JP2000210857A - 溝部の研削方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】装置全体を簡素な構造とすることにより製造コ
ストを低減させ、しかも種々の断面形状を有するトラッ
ク溝を形成することにより、溝部の研削加工における自
由度を向上させることにある。 【解決手段】所定位置に保持されたワーク４４の開口部
の内壁面に砥石ローラ３０を接触させ、ピン部材２８を
回動軸とする前記砥石ローラ３０の回動作用下に、前記
砥石ローラ３０をワーク４４の内壁面に沿って変位させ
ることにより、複数のトラック溝を研削加工することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、等速ジョ
イントのアウタカップの内壁面に設けられたトラック溝
等を研削加工することが可能な溝部の研削方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、自動車には、エンジンの回転
駆動力を車輪に伝達するための機構として、等速ジョイ
ントが用いられている。例えば、バーフィールドタイプ
の等速ジョイントでは、内壁面に複数のトラック溝が形
成されたアウタカップと、前記アウタカップ内に収納さ
れるインナ部材とから構成される。

【０００３】前記インナ部材は、前記トラック溝に沿っ
て転動する複数のボールと、前記ボールが転動するため
の溝部が形成されたインナレースと、前記ボールを転動
自在に保持するリテーナとを含む。

【０００４】前記アウタカップのトラック溝およびイン
ナレースの溝部は、例えば、鍛造成形による塑性加工が
行われた後、研削砥石を用いて研削（研磨）加工を行う
ことにより形成される。

【０００５】ここで、ワークであるアウタカップの内壁
面を研削してトラック溝を形成するための、従来技術に
係る研削加工機を図１１に示す（例えば、特開平５−１
３１３７２号公報参照）。

【０００６】この研削加工機１は、フレーム２の上面に
敷設された一対のレール３に沿って矢印Ａ方向に摺動自
在に設けられたスライド台４を有し、前記スライド台４
には傾斜した研削ユニット５が矢印Ｂ方向に摺動可能に
設けられている。この研削ユニット５はワーク６に向か
って突出する主軸７を有し、前記主軸７の先端には研削
砥石８が固定されている。研削砥石８は、先端部が半球
形の釣り鐘状に形成され、図示しないモータの回転駆動
作用下に主軸７の軸線を回転中心として回動自在に設け
られている。

【０００７】また、ワーク６は、軸９を中心としてワー
ク支持体１０を所定角度傾動させる図示しない傾動機構
により、矢印Ｃ方向（図１２参照）に沿って往復動する
ように設けられている。

【０００８】従って、従来技術に係る研削加工機１で
は、図示しない変位手段を介してスライド台４および研
削ユニット５を変位させて図１２に示す状態とし、さら
に主軸７を回転中心として回動する研削砥石８が矢印Ｃ
方向に沿って傾動するワーク６の内壁面を研削加工する
ことによりトラック溝１１が形成される（図１３参
照）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術に係る研削加工機１では、アウタカップの内壁面に沿
ってトラック溝１１を形成するためにワーク６を所定角
度傾動させる必要があり、このため、研削加工機１の構
成が複雑化して設備投資に要する費用が増大するという
不都合がある。

【００１０】また、従来技術に係る研削加工機１では、
研削砥石８の回動作用下にトラック溝１１を研削加工し
ているため、前記トラック溝１１の断面が半径Ｒからな
る円弧状または略半円形状には研削加工することができ
るが（図１３参照）、例えば、Ｖ溝等の断面角形状を有
するトラック溝を形成することができないという不都合
がある。

【００１１】本発明は、前記の不都合を考慮してなされ
たものであり、装置全体を簡素な構造とすることにより
製造コストを低減させ、しかも種々の断面形状を有する
トラック溝を形成することにより、溝部の研削加工にお
ける自由度を向上させることが可能な溝部の研削方法お
よび装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溝部の研削
方法によれば、所定位置に保持されたワークの開口部の
内壁面に砥石ローラを接触させ、ピン部材を回動軸とす
る前記砥石ローラの回動作用下に、前記砥石ローラをワ
ークの内壁面に沿って開口部の上部側から下部側へと変
位させる。この場合、前記砥石ローラをワークの開口部
の下部側から上部側へと変位させるようにしてもよい。

【００１３】この結果、ワークの内壁面、例えば、等速
ジョイントを構成するアウタカップの内壁面に形成され
る複数のトラック溝等を含む溝部を研削加工することが
できる。

【００１４】また、本発明は、前記砥石ローラをワーク
の一端部側から他端部側へと変位させ、または前記砥石
ローラをワークの他端部側から一端部側へと変位させる
ことにより、ワークの外壁面に溝部を研削加工すること
も可能である。

【００１５】この結果、ワークの外壁面、例えば、等速
ジョイントのアウタカップ内に収納されるインナレース
の外壁面に形成される複数のボール転動溝等を含む溝部
を研削加工することができる。

【００１６】さらに、本発明に係る溝部の研削装置によ
れば、ロボット等のＮＣマシニングと一体的に連結さ
れ、ＸＹＺの三軸方向に沿って変位自在に設けられた本
体部と、前記本体部に連結される回転駆動源と、前記本
体部に設けられ、ピン部材を介して回動自在に軸支され
る砥石ローラと、前記回転駆動源の回転駆動力を前記砥
石ローラに伝達する駆動力伝達手段と、を備えることを
特徴とする。

【００１７】この場合、前記砥石ローラは、円盤状から
なる外周面に研削部が形成され、前記研削部は、該砥石
ローラを回転軸に対して略直交する方向からみて、中心
Ｏから略水平方向に所定距離だけオフセットした円弧状
に形成されるとよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る溝部の研削方法につ
いて、これを実施する研削装置との関連において好適な
実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細
に説明する。

【００１９】図１において、参照数字２０は、本発明の
実施の形態に係る研削装置を示す。

【００２０】この研削装置２０は、ＮＣマシニング、例
えば、図示しないロボット等のアームに対して一体的に
連結される本体部２２と、前記本体部２２の軸線と略直
交して連結され、例えば、ＡＣスピンドルモータからな
る回転駆動源２４と、前記本体部２２の下端部に設けら
れた二股部２６にピン部材２８を回動中心として回動自
在に軸支された砥石ローラ３０とを有する。前記砥石ロ
ーラ３０は、例えば、ＣＢＮ等の材料によって形成され
る。

【００２１】前記回転駆動源２４の駆動軸には、カップ
リング部材３２を介して駆動プーリ３４が同軸に連結さ
れ、前記駆動プーリ３４には砥石ローラ３０に回転力を
伝達するタイミングベルト３６が懸架されている。

【００２２】図２に示されるように、前記二股部２６に
はナット３８を介してピン部材２８が軸支され、前記ピ
ン部材２８は砥石ローラ３０の貫通孔に嵌合するように
設けられている。従って、砥石ローラ３０はピン部材２
８を介して着脱自在に設けられ、ナット３８を緩めてピ
ン部材２８を取り外すことにより図示しない他の砥石ロ
ーラと簡便に交換することができる。

【００２３】前記ピン部材２８の両端部には、一組のベ
アリング部材４０ａ、４０ｂを介して従動プーリ４２が
外嵌され、さらに前記従動プーリ４２の一端側にはタイ
ミングベルト３６が懸架されている。タイミングベルト
３６を従動プーリ４２の一端側（片側）にのみ懸架する
ことにより小型化することができ、ワーク４４であるア
ウタカップのカップ部に対して砥石ローラ３０以外の部
分を接触させることがなく研削加工を行うことができ
る。

【００２４】前記従動プーリ４２には、円筒部材４６を
介して該従動プーリ４２と一体的に回動する砥石ローラ
３０が嵌合され、前記従動プーリ４２には、回り止めと
しての機能を営むピン４８が砥石ローラ３０を貫通保持
するように設けられている。

【００２５】従って、回転駆動源２４の回転駆動力は、
図３に示されるように、タイミングベルト３６を介して
駆動プーリ３４から従動プーリ４２に伝達され、さらに
従動プーリ４２と一体的に回動する砥石ローラ３０に伝
達される。

【００２６】なお、本体部２２の側面には、ボルト５０
およびナット５２から構成され、タイミングベルト３６
の張力を調整する張力調整手段５４が設けられる。

【００２７】本体部２２の下方側には、ワーク４４であ
るアウタカップを固定するための治具５６と前記治具５
６を支持する基台部５８とが設けられ、前記治具５６に
は図示しない回動手段が設けられ、前記回動手段の付勢
作用下にワーク４４が矢印Ｄ方向に回動自在に設けられ
ている。なお、参照数字６０は、ワーク４４を治具５６
に固定するための固定部材を示す。

【００２８】砥石ローラ３０は、図４および図５に示さ
れるように、円盤状からなる外周面に研削部６２が形成
され、砥石ローラ３０を回転軸に対し略直交する方向
（例えば、図４の矢印Ｅ方向）からみた場合、前記研削
部６２は、前記中心Ｏから略水平方向に微小距離ΔＸだ
けオフセットした点Ｐ₁ および点Ｐ₂ を中心とする一組
の円弧状面６４ａ、６４ｂによって形成される（図６参
照）。

【００２９】本発明の実施の形態に係る研削装置２０は
基本的には以上のように構成されるものであり、次にそ
の動作並びに作用効果について説明する。

【００３０】なお、ワーク４４としては、例えば、冷間
鍛造成形等によって形成された成形品であるバーフィー
ルドタイプのアウタカップを用い、前記アウタカップ
は、開口部を有するカップ部６６と軸部６８とが一体的
に構成されている（図７参照）。前記カップ部６６の内
壁面にはボール転動溝として機能するトラック溝７０が
軸線と略平行に６本形成され、前記トラック溝７０に対
して研削（研磨）加工を行う。

【００３１】先ず、前記ワーク４４を治具５６に装填し
て固定し、図示しない電源に接続された回転駆動源２４
を付勢することにより、回転駆動力は、駆動プーリ３４
からタイミングベルト３６を介して従動プーリ４２に伝
達され、さらに従動プーリ４２に連結された砥石ローラ
３０に伝達される。この結果、砥石ローラ３０は、ピン
部材２８を回動中心として所定方向に回動する。

【００３２】続いて、砥石ローラ３０の回動作用下に、
図示しないロボットを制御して、アウタカップのカップ
部６６の内壁面に当接するように砥石ローラ３０をＸＹ
Ｚの三軸方向に沿って変位させる。さらに、図示しない
ロボットを制御して、ピン部材２８を回動中心とし所定
の回転速度で回動した状態を保持しながら、砥石ローラ
３０をアウタカップの内壁面に沿って上部と下部との間
を往復動させることにより、砥石ローラ３０によってト
ラック溝７０に対する研削加工が行われる（図７参
照）。この場合、砥石ローラ３０をカップ部６６の内壁
面の上部側から下部側に向かって往復動作させ、あるい
は下部側から上部側に向かって往復動作させてもよい。

【００３３】次に、図示しない回動手段を介してワーク
４４を矢印Ｄ方向に所定角度ずつ回動させる。以下、同
様にして残りのトラック溝７０に対して研削加工を行う
ことができる。

【００３４】本実施の形態では、装置全体を簡素な構造
とすることにより製造コストを低減させることができ
る。また、ＮＣマシニング、例えば、図示しないロボッ
トのアーム等に一体的に連結することにより、ＸＹＺの
三軸方向に沿って砥石ローラ３０を自在に変位させるこ
とができる。

【００３５】さらに、本実施の形態では、例えば、断面
角形状の砥石ローラ（図示せず）を用いることにより、
例えば、Ｖ溝等の断面角形状を有するトラック溝、ある
いは、図８に示されるように中心Ｏから略水平方向に微
小距離ΔＸだけオフセットした円弧状に形成されたトラ
ック溝７０等、種々の断面形状を有するトラック溝を形
成することができ、溝部の研削加工における自由度を向
上させることができる。

【００３６】さらに、本実施の形態では、ピン部材２８
を取り外すことにより砥石ローラ３０を簡便に交換する
ことができることから、生産ライン中における砥石ロー
ラ３０の交換等に要する作業時間を短縮し、生産効率を
向上させることができる。

【００３７】次に、バーフィールドタイプの等速ジョイ
ントを構成するインナレースのボール転動溝を研削（研
磨）加工する場合に用いられる、他の実施の形態に係る
研削装置８０を図９に示す。なお、前記した実施の形態
に係る研削装置２０と同一の構成要素には同一の参照符
号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００３８】バーフィールドタイプの等速ジョイント８
２は、図１０に示されるように、カップ部８４と軸部８
６とが一体的に形成されたアウタカップ８８と、前記カ
ップ部８４の開口部内に収納されるインナレース９０、
リテーナ９２および６個のボール９３ａ〜９３ｆとを含
む。前記インナレース９０の外周面には、トラック溝９
４ａ〜９４ｆに対向するボール転動溝９６ａ〜９６ｆが
所定角度離間して複数形成されている。

【００３９】この研削装置２０は、ワークである前記イ
ンナレース９０の貫通孔９８に嵌挿されて該ワークの内
面を保持するチャック部材１００と、図示しないアクチ
ュエータの駆動作用下に前記チャック部材１００に対し
て進退自在に設けられ、該チャック部材１００の一端部
にテーパ部が当接して芯出しするセンタリング部材１０
２とを有する。前記チャック部材１００は、ベッド上に
固設された回動機構１０４を介して回動自在に保持さ
れ、インナレース９０は前記チャック部材１００と一体
的に回動するように設けられている。

【００４０】使用に際しては、鍛造成形等によって形成
されたインナレース９０の鍛造品をチャック部材１００
に嵌挿してその内面を保持するとともに、前記チャック
部材１００の一端部にセンタリング部材１０２のテーパ
部を当接させてセットする。

【００４１】そして、回転駆動源２４の駆動作用下にピ
ン部材２８を回動中心として砥石ローラ３０を回動させ
た状態において、ＮＣプログラムによって制御される図
示しないロボットを介して、前記インナレース９０のボ
ール転動溝９６ａ〜９６ｆに沿って砥石ローラ３０を変
位させることにより、インナレース９０の外周面に形成
されたボール転動溝９６ａ〜９６ｆを研削（研磨）加工
することができる。

【００４２】なお、その他の作用効果は、前記した実施
の形態と同一であるため、その詳細な説明を省略する。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００４４】すなわち、装置全体を簡素な構造とするこ
とにより製造コストを低減させることができる。

【００４５】また、種々の断面形状を有するトラック溝
等を形成することができ、溝部の研削加工における自由
度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る研削装置の縦断面構
成図である。

【図２】前記研削装置を構成する砥石ローラの略水平方
向に沿った横断面図である。

【図３】砥石ローラを含む本体部の斜視図である。

【図４】砥石ローラの正面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。

【図６】図４の矢印Ｅ方向からみた部分拡大図である。

【図７】カップ部の内壁面のトラック溝を研削している
状態を示す動作説明図である。

【図８】トラック溝の形状を示す説明図である。

【図９】本発明の他の実施の形態に係る研削装置の概略
構成図である。

【図１０】等速ジョイントを構成するインナレースを示
すための説明図である。

【図１１】従来技術に係る研削加工機の概略構成図であ
る。

【図１２】図１１に示す研削加工機の動作説明図であ
る。

【図１３】図１１に示す研削加工機によって研削加工さ
れたトラック溝の形状の説明図である。

【符号の説明】

２０、８０…研削装置 ２２…本体部 ２４…回転駆動源 ２６…二股部 ２８…ピン部材 ３０…砥石ローラ ３４、４２…プーリ ３６…タイミング
ベルト ４０ａ、４０ｂ…ベアリング部材 ４４…ワーク ５６…治具 ６４ａ、６４ｂ…
円弧状面 ７０、９４ａ〜９４ｆ…トラック溝 ９０…インナレー
ス ９６ａ〜９６ｆ…ボール転動溝 １００…チャック
部材 １０２…センタリング部材 １０４…回動機構

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開口部を有するワークの内壁面に形成され
   る溝部の研削方法であって、 所定位置に保持されたワークの開口部の内壁面に砥石ロ
   ーラを接触させ、ピン部材を回動軸とする前記砥石ロー
   ラの回動作用下に、前記砥石ローラをワークの内壁面に
   沿って開口部の上部側から下部側へと変位させ、または
   前記砥石ローラをワークの開口部の下部側から上部側へ
   と変位させることにより、ワークの内壁面に溝部を研削
   加工することを特徴とする溝部の研削方法。
2. 【請求項２】ワークの外壁面に形成される溝部の研削方
   法であって、 所定位置に保持されたワークの外壁面に砥石ローラを接
   触させ、ピン部材を回動軸とする前記砥石ローラの回動
   作用下に、前記砥石ローラをワークの一端部側から他端
   部側へと変位させ、または前記砥石ローラをワークの他
   端部側から一端部側へと変位させることにより、ワーク
   の外壁面に溝部を研削加工することを特徴とする溝部の
   研削方法。
3. 【請求項３】請求項１記載の方法において、 ワークは、等速ジョイントを構成するアウタカップから
   なり、溝部は、前記アウタカップの内壁面に形成される
   複数のトラック溝からなることを特徴とする溝部の研削
   方法。
4. 【請求項４】請求項２記載の方法において、 ワークは、等速ジョイントのアウタカップ内に収納され
   るインナレースからなり、溝部は、前記インナレースの
   外周面に形成されるボール転動溝からなることを特徴と
   する溝部の研削方法。
5. 【請求項５】ロボット等のＮＣマシニングと一体的に連
   結され、ＸＹＺの三軸方向に沿って変位自在に設けられ
   た本体部と、 前記本体部に連結される回転駆動源と、 前記本体部に設けられ、ピン部材を介して回動自在に軸
   支される砥石ローラと、 前記回転駆動源の回転駆動力を前記砥石ローラに伝達す
   る駆動力伝達手段と、を備えることを特徴とする溝部の
   研削装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の装置において、 前記砥石ローラは、円盤状からなる外周面に研削部が形
   成され、前記研削部は、該砥石ローラを回転軸に対して
   略直交する方向からみて、中心Ｏから略水平方向に所定
   距離だけオフセットした円弧状に形成されることを特徴
   とする溝部の研削装置。