JP4103568B2

JP4103568B2 - 超仕上機の砥石押し付け装置

Info

Publication number: JP4103568B2
Application number: JP2002355280A
Authority: JP
Inventors: 武志野口
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: JP2004181609A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸受の軌道面を超仕上げする超仕上機における、砥石の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
玉軸受軌道面の超仕上機は、例えば軸受の内輪外周に形成されている軌道面に対して径方向の外側から押し当てた砥石を、軌道面の曲率中心を通る揺動軸を中心として、周方向との直交平面上で揺動させるように構成されている。このような超仕上機では例えば、砥石の押し付け方向と平行にシリンダを配置し、砥石とピストンロッドとを接続部材で一体に接続して、シリンダに供給される流体圧力により砥石を軌道面に押し付けるよう構成されている（例えば特許文献１の第２図参照。）。また、揺動軸と同軸にシリンダを配置し、レバーやリンク等の接続部材を介して砥石を押し付けるように構成してもよい（例えば特許文献１の第４図参照。）。
一方、シリンダとは別の手段で砥石を押し付けることも可能であり、例えば、揺動軸と同軸に配置した軸部材に、ばねによりこれを軸方向に引く力を付与し、この軸部材上に形成されたラックにピニオンを介してピニオン軸周りのトルクを生じさせ、このトルクで砥石を軌道面に押し付けるように構成してもよい（特許文献２参照。）。この場合、砥石のホルダはピニオンを中心に回動可能であり、非加工時などには軸部材を旋回させてホルダ及び砥石を加工位置から退避させることができる構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平４−２４１８６号公報（第２頁、第２図、第４図）
【特許文献２】
特公昭５８−２０３２号公報（第１〜２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の超仕上機においては、シリンダのピストンと砥石とを接続する接続部材や、これを支持する部材等が存在し、これらを被加工物の近傍に配置しなければならない。ところが、被加工物が内輪の場合には外側から軌道面を加工するのでアクセススペースに余裕があるが、比較的小径な外輪の場合には狭い外輪内周へのアクセススペースに余裕がない。従って、外輪内周側に砥石を入れ、かつ、これを軌道面に押し付けようとすると、上記接続部材等が邪魔になる。すなわち、特許文献１に開示されているような超仕上機の構成は、外輪の加工には適用困難である。
一方、特許文献２の超仕上機においても、被加工物が小径な外輪の場合には、ホルダに支持された状態の砥石を外輪内周に入れることは困難である。
【０００５】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、外輪軌道面の加工に適した超仕上機の砥石押し付け装置を提供することを目的とする。また、これに関連して、砥石等の工具を被加工物に押し付ける構造部分のコンパクト化を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の超仕上機の砥石押し付け装置は、軸受の軌道面に砥石を押し付け、かつ、揺動させる超仕上機の砥石押し付け装置であって、別個の配管を通して内部に流体を供給する第１ポート及び第２ポートを一端側及び他端側にそれぞれ有し、他端側に開口を有するシリンダケースと、前記シリンダケース内の空間を仕切ってスライド可能であり、前記他端側の所定位置までスライドしたときに、その軸方向端面で、前記第２ポートの当該軸方向に向かう開口を閉塞し、当該第２ポートにつながる配管内の圧力を急増させる平板状のピストンヘッドと、前記開口を通して前記シリンダケース内に基部が挿入され、前記ピストンヘッドに対してピストンロッド状に配置されるとともに、軌道面に当接する端部が前記開口から前記シリンダケース外に突出する砥石と、前記砥石を前記ピストンヘッドのスライド方向に移動可能に案内保持するホルダとを備え、前記第２ポートにつながる配管に、前記砥石の交換を行うべく、当該配管内の圧力を検出する圧力スイッチが接続されたものである（請求項１）。
上記のように構成された超仕上機の砥石押し付け装置では、ピストンヘッドに対してあたかもピストンロッドのごとく砥石が配置されていることにより、本来のピストンロッドが存在せず軸方向に短縮化される。従って、シリンダケースから砥石の先端までの全長が非常にコンパクトになり、これらを小径な外輪の内部に挿入して、超仕上加工をすることが可能となる。また、砥石が摩耗してピストンヘッドが下降端に達すると、第２ポートのピストンヘッドの軸方向に向かう開口を、ピストンヘッドの軸方向端面が塞ぐ。この結果、第２ポートにつながる配管内の圧力は急増し、圧力変化の検知が可能となる。
【０００７】
さらに、前記第２ポートにつながる配管に、前記砥石の交換を行うべく、当該配管内の圧力を検出する圧力スイッチが接続されているので、圧力スイッチの動作信号を監視することにより、砥石の交換を適時に行うことができる。
【０００８】
また、上記超仕上機の砥石押し付け装置（請求項１）において、ホルダはシリンダケースの一部を構成するものであってもよい（請求項２）。
この場合、ホルダとは別にシリンダケースの蓋を設ける必要がない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態による超仕上機の砥石押し付け装置２を含む、砥石ヘッド１の正面図である。また、図２は側面図（但し、一部省略。）である。図１及び図２において、揺動軸部材３には取付座４が固定され、この取付座４にピン５を介して、砥石ヘッド１が取り付けられている。砥石ヘッド１は、揺動軸部材３がその揺動軸Ａ周りに高速で交互に逆回動することにより、揺動する。砥石ヘッド１は図のＹ方向に立ち上がる基部アーム１ａの上端から、概ね、Ｚ方向、−Ｘ方向、−Ｙ方向の順で延び、最後に−Ｚ方向に延びる図示のような３次元アーム形状を成している。そして、アームの先端部１ｂに、軸受の外輪６の内周に挿入される砥石押し付け装置２が設けられている。
【００１０】
また、上記砥石ヘッド１は、ピン７を介して、油圧シリンダのピストン８と接続されている。ピストン８は、揺動軸部材３の内部から左方へ突出して設けられており、図１に示す位置から左方へ一定ストローク移動することにより、砥石ヘッド１がピン７の部分で駆動され、ピン５を中心に時計回り方向へ所定角度回動する。段取り時には、このように砥石ヘッド１を回動させて、加工位置から砥石押し付け装置２の部分を退避させることができる。
【００１１】
図３は、上記砥石押し付け装置２の断面図である。図において、砥石押し付け装置２は、アームの先端部１ｂに接続され、円筒状の内壁面２１ａを有するシリンダ部２１と、このシリンダ部２１の上部を塞ぎ、シリンダ部２１と共にシリンダケース２０を構成する上蓋２２と、シリンダケース２０内の空間を仕切ってスライド可能で、外周にシール用のＯリング２３が装着された円形平板状（例えば７ｍｍ程度の薄肉）でアルミニウム製のピストンヘッド２４と、このピストンヘッド２４にねじ２５で接続された鉄製の押圧部３０と、この押圧部３０に基部２６ａを当接させつつピストンヘッド２４に対してピストンロッド状に配置された円柱状の砥石２６と、シリンダケース２０の下部の開口２０ａを塞ぐ下蓋であって、砥石２６を挿通させる開口２７ａを有するホルダ２７と、この開口２７ａの内周側と砥石２６との間に装着され、砥石２６を挿通させる超硬スリーブ２８とを備えている。ホルダ２７は、図示しないボルトによりシリンダ部２１に固定されている。なお、ピストンヘッド２４と摺接するシリンダ部２１の内壁面２１ａには、フッ素樹脂のコーティングが施されている。これにより、ピストンヘッド２４の肉厚が薄くても、スライド時に軸方向（Ｙ方向）に対して傾くことはなく、円滑なスライド動作が可能である。
【００１２】
超硬スリーブ２８は、ホルダ２７が砥石２６と直接接触して摩耗することを防止するために設けられている。超硬スリーブ２８と砥石２６との間には若干の隙間があり、砥石２６が円滑に軸方向へ移動できるようになっている。砥石２６は、開口２７ａを通して基部２６ａがシリンダケース２０内に挿入された状態で、外周に装着されたＯリング２９を介してホルダ２７及び超硬スリーブ２８に保持されている。なお、上記押圧部３０は、アルミニウム製のピストンヘッド２４が砥石２６と直接接触して摩耗することを防止するために設けられている。また、砥石２６の下端はホルダ２７から外に突出している。被加工物である軸受の外輪６は、図示しない支持装置により支持され、かつ、図示の位置のまま、周方向に回転させられる。
【００１３】
シリンダケース２０のシリンダ部２１の上端には、内部空間に空気圧を供給するための第１ポートＰ１が開口しており、ここへは、外部配管Ｌ１からシリンダ部２１内の通路Ｃ１を経て、所定圧力の空気が送り込まれる。一方、ホルダ２７の上部における砥石２６の周りには、第２ポートＰ２が開口しており、ここにも同様に、外部配管Ｌ２からシリンダ部２１及びホルダ２７内に形成された通路Ｃ２を経て、所定圧力の空気が送り込まれる。第２ポートＰ２に送り込まれる空気圧は、第１ポートＰ１に送り込まれる空気圧と同じでもよいし、それ以下でもよい。
【００１４】
第１ポートＰ１からピストンヘッド２４上部の第１の空間Ｓ１に空気が送り込まれると、ピストンヘッド２４が下方に押され、砥石２６は所定の圧力で外輪内周の軌道面６ａに押し付けられる。また、第２ポートＰ２からピストンヘッド２４下部の第２の空間Ｓ２に送り込まれた空気は、超硬スリーブ２８と砥石２６との間の隙間から外に漏れている。外部配管Ｌ２には圧力スイッチ９が接続されており、当該配管Ｌ２内の圧力を検出している。上記隙間から空気が漏れている間は、当該配管Ｌ２内の圧力は上がらず、圧力スイッチ９は動作しない。
【００１５】
加工すべき軌道面６ａの曲率中心Ｏは揺動中心軸Ａ（図１）の延長線上にある。図４は、砥石ヘッド１（図１）及び砥石押し付け装置２を揺動させた状態を示す図であり、実線で示す位置と、二点鎖線で示す位置との間で、高速に揺動が繰り返される。このように軌道面６ａに砥石２６を押し付けて高速で揺動させ、かつ、外輪６を周方向に一定速度で回転させることにより、軌道面６ａは超仕上げされる。
【００１６】
上記のように構成された砥石押し付け装置２は、ピストンヘッド２４に対してあたかもピストンロッドのごとく直接砥石２６が配置されていることにより、本来のピストンロッドが存在せず軸方向に短縮化されるので、シリンダケース２０から砥石２６の先端までの全長が非常にコンパクトになる。従って、これらを小径な外輪６の内部に挿入して、超仕上げ加工をすることが可能となる。すなわち、この構造は従来にない「工具シリンダ」を提供するものであり、これによって、砥石２６等の工具を被加工物である軸受５の軌道面６ａに押し付ける構造部分のコンパクト化を達成することができる。また、砥石２６及び砥石押し付け装置２のアクセススペースが確保しにくい外輪内周の軌道面加工に適した超仕上げ機の砥石押し付け装置２を提供することができる。
なお、上記ホルダ２７はシリンダ部２１の下蓋に代わるものであり、言い換えれば、ホルダ２７はシリンダケース２０の一部でもある。これにより、ホルダ２７とは別に下蓋を設ける必要がなくなるので、その分、軸方向への長さがさらにコンパクトになる。
【００１７】
一定時間の使用により砥石２６が摩耗すると、ピストンヘッド２４が下降する。そして、図５に示すように、ピストンヘッド２４がストローク端の下降端に達すると、第２ポートＰ２をピストンヘッド２４が塞ぐ。これにより、外部配管Ｌ２内の圧力は急増し、圧力スイッチ９が動作する。従って、この圧力スイッチ９の動作信号を監視しておけば、砥石２６の交換を適時に行うことができる。
なお、第２ポート２４の位置は、ホルダ２７上でなくてもよく、例えばシリンダ部２１における内壁面２１ａ下部に開口させ、これをピストンヘッド２４の外周面で塞ぐようにしてもよい。
【００１８】
なお、上記の「工具シリンダ」は、砥石に限らず各種工具を押し付ける動作を必要とする工作機械に適用が可能であり、その基本的な構成は図６に示すように、内部に流体を供給する第１ポートＰ１及び第２ポートＰ２を一端側及び他端側にそれぞれ有し、他端側に開口２０ａを有するシリンダケース２０と、その内部の空間を仕切ってスライド可能であり、他端側の所定位置までスライドしたとき第２ポートＰ２を閉塞する平板状のピストンヘッド２４と、このピストンヘッド２４に対してピストンロッド状に配置され、端部が開口２０ａからシリンダケース２０外に突出する工具２６とを備えたものである。このような工具シリンダは、空間的に余裕のない狭い場所にでも取付が可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１の超仕上機の砥石押し付け装置によれば、ピストンヘッドに対してあたかもピストンロッドのごとく砥石が配置されていることにより、本来のピストンロッドが存在せず軸方向に短縮化されるので、シリンダケースから砥石の先端までの全長が非常にコンパクトになり、これらを小径な外輪の内部に挿入して、超仕上げ加工をすることが可能となる。すなわち、砥石及び砥石押し付け装置のアクセススペースが確保しにくい外輪内周の軌道面加工に適した超仕上げ機の砥石押し付け装置を提供することができる。また、砥石が摩耗してピストンヘッドが下降端に達すると、第２ポートのピストンヘッドの軸方向に向かう開口を、ピストンヘッドの軸方向端面が塞ぎ、第２ポートにつながる配管内の圧力が急増するので、圧力変化の検知により、砥石の交換を適時に行うことができる。
【００２０】
請求項１の超仕上機の砥石押し付け装置には、前記第２ポートにつながる配管に、前記砥石の交換を行うべく、当該配管内の圧力を検出する圧力スイッチが接続されているので、圧力スイッチの動作信号を監視することにより、砥石の交換を適時に行うことができる。
【００２１】
請求項３の超仕上機の砥石押し付け装置によれば、ホルダとは別にシリンダケースの蓋を設ける必要がないので、その分、軸方向への長さがさらにコンパクトになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による超仕上機の砥石押し付け装置を含む、砥石ヘッドの正面図である。
【図２】上記砥石押し付け装置の側面図である。
【図３】上記砥石押し付け装置の断面図である。
【図４】図３の状態から砥石押し付け装置を揺動させた状態を示す断面図である。
【図５】図３の状態から砥石が摩耗した状態を示す断面図である。
【図６】工具シリンダの基本構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２砥石押し付け装置
６外輪
６ａ軌道面
２０シリンダケース
２０ａ開口
２４ピストンヘッド
２６砥石
２６ａ基部
２７ホルダ
Ｐ１第１ポート
Ｐ２第２ポート
Ｓ１第１の空間
Ｓ２第２の空間

Claims

軸受の軌道面に砥石を押し付け、かつ、揺動させる超仕上機の砥石押し付け装置であって、
別個の配管を通して内部に流体を供給する第１ポート及び第２ポートを一端側及び他端側にそれぞれ有し、他端側に開口を有するシリンダケースと、
前記シリンダケース内の空間を仕切ってスライド可能であり、前記他端側の所定位置までスライドしたときに、その軸方向端面で、前記第２ポートの当該軸方向に向かう開口を閉塞し、当該第２ポートにつながる配管内の圧力を急増させる平板状のピストンヘッドと、
前記開口を通して前記シリンダケース内に基部が挿入され、前記ピストンヘッドに対してピストンロッド状に配置されるとともに、軌道面に当接する端部が前記開口から前記シリンダケース外に突出する砥石と、
前記砥石を前記ピストンヘッドのスライド方向に移動可能に案内保持するホルダと
を備え、前記第２ポートにつながる配管に、前記砥石の交換を行うべく、当該配管内の圧力を検出する圧力スイッチが接続されていることを特徴とする超仕上機の砥石押し付け装置。
前記ホルダは前記シリンダケースの一部を構成する請求項１記載の超仕上機の砥石押し付け装置。