JPH10146760A

JPH10146760A - 砥石ツルーイング方法

Info

Publication number: JPH10146760A
Application number: JP17622397A
Authority: JP
Inventors: Masaki Shimizu; 正樹清水; Yuji Sakai; 裕司坂井; Tsutomu Sato; 勉佐藤; Satoshi Hiyama; 聡檜山
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】円柱状又は円筒状の砥石のエッジを、ツルーイ
ング砥石の先端面形状と正確に対応している面形状に成
形することができる砥石ツルーイング方法を、提供す
る。【解決手段】円柱状ＧＣ砥石８の先端は半球状となって
いる。カップ砥石Ｃの外エッジは、円柱状ＧＣ砥石８の
形状に沿ってその中心点から周縁に向けて一定速度で相
対移動される。その結果、カップ砥石Ｃの外エッジの断
面形状は、９０度の開き角の円弧状となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カップ砥石等の
円筒状砥石及び円柱状砥石の先端を所望の形状に成形す
るための砥石ツルーイング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】超硬合金やガラスレンズ等の球面あるい
は非球面や回折格子等を研削加工する場合には、カーブ
ジェネレータが用いられている。このカーブジェネレー
タの砥石スピンドルには、円筒状の先端形状を持つカッ
プ砥石（ダイヤモンド砥石等）又は円柱状砥石が取り付
けられて、ワークスピンドルに取り付けられた被加工物
（金型材料や超硬合金ブランク，ガラスブランク等）を
研削する。

【０００３】このような砥石の先端形状は、砥石の使用
目的や要求精度等に応じて、様々な形状にツルーイング
される必要がある。例えば、従来周知のカップ砥石の場
合には、先ず、先端面が中心軸に対して直交する平面と
なるようにツルーイングされ、次に、外周面が中心軸を
中心とした円柱面となるようにツルーイングされる。最
後に、作用点（被加工物に接触して研削する部分）であ
る先端外縁及び先端内縁（これら内縁及び外縁を、以
下、「エッジ」と総称する）が、研削効率及び加工精度
を向上させるために、中心軸を含む縦断面において真円
度の高い円弧形状となるようにツルーイングされる。

【０００４】以上のようなツルーイングによって形成さ
れる砥石の先端形状は、カーブジェネレータのＮＣ（nu
merical control）制御による高精度の研削を実現する
ために、ミクロンレベルで正確となっていなければなら
ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されているツルーイング方法では、設計通りの砥石形
状をミクロンレベルの精度で得る事は、殆ど不可能であ
った。

【０００６】例えば、砥石の先端面を中心軸に直交する
平面に形成する場合には、回転する研磨皿（ツルーイン
グ砥石）上に自重で砥石を当接させることによって、こ
の研磨皿の上面形状を砥石先端面に転写する様にしてい
たが、研磨皿に対する相対速度が砥石先端面の全域にわ
たって均等とならないので、研磨皿の上面形状を正確に
砥石先端面に転写することはできなかった。また、砥石
は研磨皿上面における同一半径の円周に接するのみであ
ったので、砥石と接触するこの円周部分のみ研磨皿が摩
耗してしまって、砥石先端面に転写すべき研磨皿上面の
形状が崩れてしまい、その結果、砥石先端面が正確な平
面とならない問題があった。

【０００７】また、砥石のエッジの縦断面形状を円弧状
にする場合、このようなツルーイングを高精度に行う方
法が確立されていないために、精密な形状センサを用い
て形状をモニターして砥石及びツルーイング砥石の角度
を微調整しつつ、ツルーイングを行わなければならなか
った。従って、中心軸を含む縦断面におけるエッジの円
弧形状の真円度をミクロンレベルで満足させる事は、殆
ど不可能であった。

【０００８】本発明の第１の課題は、以上の問題点に鑑
み、ツルーイング砥石の先端面の形状を崩すことなく、
砥石の先端形状を、ツルーイング砥石の先端面形状と正
確に対応している形状に成形することができる砥石ツル
ーイング方法を、提供することである。

【０００９】なお、従来、砥石のツルーイングは、カー
ブジェネレータに取り付けられる前に行われていた。従
って、仮に特殊なツルーイング機等を用いて砥石の先端
形状が高精度にツルーイング出来たとしても、その砥石
をツルーイング機から外しカーブジェネレーターに装着
する際には、不可避的に芯ブレ等が生じるので、ツルー
イング時点では依然として精度が低下してしまってい
た。

【００１０】本発明の第２の課題は、この問題に鑑み、
カーブジェネレータの砥石スピンドルに対する砥石の芯
ブレを生じさせることがない砥石ツルーイング方法を、
提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の砥石ツル
ーイング方法は、上記第１の課題を解決するため、円柱
状又は円筒状の砥石をその中心軸を中心に回転させ、前
記砥石を研磨するための回転対称形状の先端面を有する
ツルーイング用砥石をその対称軸を中心に回転させ、前
記砥石の先端面の縁が前記ツルーイング用砥石の先端面
に接触した状態で前記砥石の先端面の縁が前記ツルーイ
ング用砥石の先端面に沿って移動するように、前記砥石
の中心軸と前記ツルーイング用砥石の対称軸とを平行に
保ちつつ、前記砥石と前記ツルーイング用砥石とを相対
移動させることを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の砥石ツルーイング方法は、
請求項１のツルーイング砥石の先端面が、前記対称軸を
含む断面において円弧状部分を有する形状であること
で、特定したものである。

【００１３】請求項３記載の砥石ツルーイング方法は、
請求項１又は２の砥石の先端面の縁が、前記砥石の先端
面の外縁であることで、特定したものである。請求項４
記載の砥石ツルーイング方法は、請求項２の砥石の先端
面の縁が、前記円筒状の砥石の先端面の内縁であること
で、特定したものである。

【００１４】請求項５記載の砥石ツルーイング方法は、
請求項１乃至４の何れかにおけるツルーイング用砥石の
先端面が球面であることで、特定したものである。請求
項６記載の砥石ツルーイング方法は、請求項１乃至４の
何れかにおけるツルーイング用砥石の先端面が半球面で
あることで、特定したものである。

【００１５】請求項７記載の砥石ツルーイング方法は、
請求項１乃至４の何れかにおけるツルーイング用砥石の
先端面の縁が輪環面として形成されていることで、特定
したものである。

【００１６】請求項８記載の砥石ツルーイング方法は、
請求項１乃至４の何れかにおけるツルーイング用砥石の
先端面が、その縁部近傍が前記対称軸に対して垂直であ
ってその対称軸近傍部分がこの対称軸と略平行となるよ
うに尖った面であることで、特定したものである。

【００１７】請求項９記載の砥石ツルーイング方法は、
請求項１のツルーイング用砥石の先端面が前記対称軸に
直交する平面であることで、特定したものである。請求
項１０記載の砥石ツルーイング方法は、請求項１乃至９
の何れかにおける砥石の先端面の縁を、前記ツルーイン
グ用砥石の先端面の回転中心に接触する位置から前記先
端面の周縁に接触する位置まで、前記ツルーイング用砥
石の先端面に沿って移動させることで、特定したもので
ある。

【００１８】請求項１１記載の砥石ツルーイング方法
は、請求項１乃至９の何れかにおける砥石の先端面の縁
を、前記ツルーイング用砥石の先端面の周縁に接触する
位置から前記先端面の回転中心に接触する位置まで、前
記ツルーイング用砥石の先端面に沿って移動させること
で、特定したものである。

【００１９】請求項１２記載の砥石ツルーイング方法
は、請求項１乃至１１の何れかにおける砥石の先端面の
縁の前記ツルーイング用砥石の先端面に沿った移動速度
が均一速度であることで、特定したものである。

【００２０】請求項１３記載の砥石ツルーイング方法
は、請求項１乃至１２の何れかにおいて、砥石の先端面
の縁が、前記ツルーイング用砥石の先端面に接触した状
態から、更に、前記ツルーイング用砥石を前記砥石に切
り込むことで、特定したものである。

【００２１】請求項１４記載の砥石ツルーイング方法
は、上記第１の課題を解決するため、その中心軸を含む
断面が円弧状に丸められた先端縁を有する円柱状又は円
筒状の砥石を、その中心軸を中心に回転させ、その先端
面が半球面である円筒状のツルーイング用砥石を、その
対称軸を中心に回転させ、記砥石の先端面の縁が前記ツ
ルーイング用砥石の先端面に接触した状態で前記砥石の
先端面の縁が前記ツルーイング用砥石の先端面に沿って
移動するように、前記砥石の中心軸と前記ツルーイング
用砥石の対称軸とを平行に保ちつつ、前記砥石と前記ツ
ルーイング用砥石とを相対移動させることを特徴とす
る。

【００２２】請求項１５記載の砥石ツルーイング方法
は、請求項１４の砥石と前記ツルーイング用砥石とを相
対移動させる際に、前記砥石の先端縁の前記中心軸を含
む断面における前記先端縁の曲率中心と前記ツルーイン
グ用砥石の先端面をなす半球面の曲率中心との間の距離
を一定に保つことで、特定したものである。

【００２３】請求項１６記載の砥石ツルーイング方法
は、上記第１の課題及び第２の課題を解決するため、円
柱状又は円筒状の砥石を回転させる砥石スピンドルとこ
の砥石による被加工物を回転させるワークスピンドルと
を有するカーブジェネレータを用いた砥石ツルーイング
方法において、前記砥石を前記砥石スピンドルに取り付
けるとともに前記砥石スピンドルによってその中心軸を
中心に回転させ、前記砥石を研磨するための回転対称形
状の先端面を有するツルーイング用砥石を、前記ワーク
スピンドルに取り付けるとともにこのワークスピンドル
によってその対称軸を中心に回転させ、前記砥石の先端
面の縁が前記ツルーイング用砥石の先端面に接触した状
態で前記砥石の先端面の縁が前記ツルーイング用砥石の
先端面に沿って移動するように、前記砥石の中心軸と前
記ツルーイング用砥石の対称軸とを平行に保ちつつ、前
記砥石と前記ツルーイング用砥石とを相対移動させるこ
とを特徴とする。

【００２４】請求項１７記載の砥石ツルーイング方法
は、請求項１６のツルーイング砥石の先端面が、前記対
称軸を含む断面において円弧状部分を有する形状である
ことで、特定したものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。

【００２６】

【実施形態１】最初に、本発明の第１の実施形態の説明
を行う。本実施形態による砥石ツルーイング方法は、カ
ップ砥石を用いて研削加工を行うカーブジェネレータ上
において、砥石スピンドル先端に取り付けられたカップ
砥石の外エッジの縦断面形状が円弧状となる様に、カッ
プ砥石をツルーイングするものである。＜カーブジェネレータの構造＞最初に、本実施形態によ
る砥石ツルーイング方法に用いられるカーブジェネレー
タの構造を、説明する。

【００２７】図１は、このカーブジェネレータの構造を
示す平面図である。図１に示されるように、カーブジェ
ネレータは、ワーク部Ａと砥石部Ｂとから構成されてい
る。このワーク部Ａは、ワーク部Ａ及び砥石部Ｂ全体を
積載する図示せぬベッド上でＸ方向（図１の左右方向）
にスライドするＸテーブル２と、その回転軸（ワーク
軸）ｌ₁をＸ方向に向けてＸテーブル２上に固定された
ワークスピンドル１１と、ワーク軸ｌ₁を中心にして回
転する様にワークスピンドル１１の先端に取り付けられ
た被加工物ホルダ３とから、構成されている。そして、
この被加工物ホルダ３には、ツルーイング時においては
円柱状ＧＣ（グリーンカーボランダム）砥石８が、加工
時においては被加工物（図示略）が、夫々取り付けられ
る。

【００２８】一方、砥石部Ｂは、ワーク部Ａ及び砥石部
Ｂ全体を積載する図示せぬベッド上でＹ方向（図１の上
下方向）にスライドするＹテーブル５と、このＹテーブ
ル５上においてＺ方向（Ｘ方向及びＹ方向に直交する方
向）を向いたθ軸を中心に回転するθテーブル６と、そ
の回転軸（砥石軸）ｌ₂をθ軸に直交させてθテーブル
６上に固定された砥石スピンドル１２と、砥石軸ｌ₂を
中心として回転する様に砥石スピンドル１２の先端に取
り付けられたテーパ形状の砥石ホルダ７とから、構成さ
れている。そして、この砥石ホルダ７の先端には、有底
筒形状のカップ砥石Ｃが着脱自在に固定されている。こ
れら砥石ホルダ７とカップ砥石Ｃとは、砥石軸ｌ₂と同
軸となっている。このカップ砥石Ｃの先端外縁は、被加
工物上に球凹面を加工する際の作用点として機能し、そ
の先端内縁は、被加工物上に球凸面を加工する際の作用
点として機能する。以下、カップ砥石Ｃの先端外縁を
「外エッジ」と言い、先端内縁を「内エッジ」と言う。

【００２９】なお、カップ砥石Ｃの回転軸である砥石軸
ｌ₂は、θテーブル６の回転により、ワーク軸ｌ₁に対し
てあらゆる角度で交わることができる。例えば、被加工
物の加工時においては、被加工物上に形成される球面の
曲率半径に対応する角度で交わる。但し、ツルーイング
時においては、砥石軸ｌ₂はワーク軸ｌ₁と平行にされ
る。＜円柱状ＧＣ砥石の構造＞次に、カップ砥石Ｃのエッジ
をツルーイングする際のツルア（ツルーイング砥石）と
して用いられる円柱状ＧＣ砥石８の構造を、説明する。
この円柱状ＧＣ砥石８は、砥石のドレッサー（目立て
用）として一般的に使われるＧＣ砥石からなり、その先
端面を完全な半球状とした円柱形状を有している。従っ
て、その中心軸，即ち対象軸を含む縦断面において、円
柱状ＧＣ砥石８の先端面形状には、円弧状部分が含まれ
る。また、この先端面は、円柱状ＧＣ砥石８の中心軸を
対称軸とした回転対称形状となっている。

【００３０】この円柱状ＧＣ砥石８を構成する炭化ケイ
素砥粒の粒度は、ツルーイング対象であるカップ砥石Ｃ
を構成するダイヤモンド砥粒の粒度と比較して、ほぼ同
じかやや粗い。

【００３１】また、円柱状ＧＣ砥石８の直径は、ツルー
イング対象であるカップ砥石８の外径に比較して、同径
乃至１／３である。なお、以下の説明においては、円柱
状ＧＣ砥石８の先端中心を「頂点」と言い、その先端面
における球面とその周面における円柱面との境界を「周
縁」と言う。＜ツルーイング方法＞次に、本実施形態によるツルーイ
ング方法の工程を説明する。

【００３２】まず、準備段階として、ツルーイング対象
であるカップ砥石Ｃを、その中心軸が砥石軸ｌ₂と合致
するようにして、砥石ホルダ７に取り付ける。そして、
その先端面が砥石軸ｌ₂に対して垂直となるようにツル
ーイングする。具体的には、砥石スピンドル１２を高速
回転させ、砥石軸ｌ₂に対して直角をなす方向にその長
軸を向けたスティック砥石（図示略）をカップ砥石Ｃの
先端面に当てつけてるとともに、このスティック砥石を
その長軸方向に往復移動させるのである。なお、スティ
ック砥石は、回転停止状態にあるワークホルダ３に取り
付けられても良い。この場合、Ｘテーブル２及びＹテー
ブル５をＮＣ制御し、Ｘテーブル２によってスティック
砥石を切り込ませるとともに、Ｙテーブル５によってカ
ップ砥石ＣをＹ方向に往復移動させる。以上のツルーイ
ングにより、カップ砥石Ｃの外エッジは、砥石軸ｌ₂を
含む断面において、シャープな直角となる。

【００３３】次に、Ｘテーブル２及びＹテーブル５を適
宜移動させることにより、カップ砥石Ｃの外エッジγ
を、円柱状ＧＣ砥石８の頂点に接触させる（図２参
照）。そして、この状態で、砥石スピンドル１２により
カップ砥石Ｃを高速回転させるとともに、ワークスピン
ドル１１により円柱状ＧＣ砥石８を低速回転させて、Ｎ
Ｃ制御をスタートさせる。

【００３４】このＮＣ制御において、Ｘテーブル２は、
円柱状ＧＣ砥石８に対して、カップ砥石Ｃに接触してい
る状態から更に５〜３０μｍ切込みを与え続ける（図１
の矢印β参照）。同時に、Ｘテーブル２及びＹテーブル
５は、互いに同期して、カップ砥石Ｃの外エッジγが円
柱状ＧＣ砥石８の先端面形状に沿ってその頂点から周縁
に向けて一定速度で相対移動するように、カップ砥石Ｃ
及び円柱状ＧＣ砥石８を相対移動させる。この相対移動
の途中におけるカップ砥石Ｃ及び円柱状ＧＣ砥石８の相
対位置を図３及び図４に示す（但し、図４は、図３より
も後の状態を示す。）。また、この相対移動が終了して
カップ砥石Ｃの外エッジγが円柱状ＧＣ砥石８の周縁に
達した状態を図５に示す。

【００３５】なお、各図における矢印ｖは、その時点に
おける円柱状ＧＣ砥石８に対するカップ砥石Ｃの相対移
動方向を示しており、その方向は、外エッジγとの接触
点ににおける円柱状ＧＣ砥石８の先端面の傾斜方向と一
致している。また、各図における矢印αは、その時点に
おいて円柱状ＧＣ砥石８が外エッジγに対して作用する
方向（摩擦が加わる方向）を示しており、円柱状ＧＣ砥
石８の先端半球形状の中心Ｏ₁と外エッジγとを結ぶ線
と一致している。従って、外エッジγに対する摩擦が加
わる方向αは、外エッジγの移動とともに、砥石軸ｌ₂
に対して０度の方向から９０度の方向へと変化する。

【００３６】図２乃至図５から理解されるように、円柱
状ＧＣ砥石８の先端形状が完全な半球状であることか
ら、その表面の傾斜方向は、頂点から周縁に向けて、ワ
ーク軸ｌ₁に垂直な方向からワーク軸ｌ₁と平行な方向へ
と徐々に変化している。従って、作用点γを頂点から周
縁へ移動させると、外エッジγに接触する円柱状ＧＣ砥
石８の表面の傾斜方向が、カップ砥石Ｃの先端面と平行
な方向から外周面と平行な方向へと徐々に変化する。外
エッジγは、これに接触している円柱状ＧＣ砥石８の表
面と同方向の面となるように研磨されるのであるから、
この外エッジγには、接触している円柱状ＧＣ砥石８の
表面の傾斜方向が変化するのに伴って、９０度の角度範
囲で変化する矢印αの方向から研削が加えられ、変化範
囲内におけるあらゆる方向への傾斜が転写されるのであ
る。

【００３７】従って、外エッジγが円柱状ＧＣ砥石８の
形状に沿ってその頂点から周縁に向けて一定速度で相対
移動すると、円柱状ＧＣ砥石８の先端の縦断面（ワーク
軸ｌ ₁を含む縦断面，以下同じ）形状，即ち、９０度の
開き角の円弧形状が、縮小されて外エッジγの縦断面
（砥石軸ｌ₂を含む縦断面，以下同じ）に転写される。
その結果、外エッジγの縦断面形状が、９０度の開き角
の正確な円弧状に加工されるのである。この一回目のツ
ルーイングが終了した時点におけるカップ砥石Ｃの断面
形状を、図６において、参照記号Ｉにて示す。なお、外
エッジγは、上述したのとは逆に、円柱状ＧＣ砥石８の
形状に沿ってその周縁から頂点に向けて一定速度で相対
移動されても良い。

【００３８】円柱状ＧＣ砥石８はカップ砥石Ｃよりも柔
らかいので、この一回目のツルーイングを終了した時点
においては、円柱状ＧＣ砥石８の全長は、ほぼ切り込ま
れた分だけ短くなる。しかし、円柱状ＧＣ砥石８の先端
面はその全面に亘って均等に摩耗するので、その先端の
形状は半球のままである。

【００３９】二回目以降のツルーイングにおいては、前
回のツルーイングの結果加工されたカップ砥石Ｃの外エ
ッジの縦断面における円弧の曲率中心Ｏ₂をワーク軸ｌ₁
の延長線上に位置させた状態で、カップ砥石Ｃの先端面
を円柱状ＧＣ砥石８の頂点に接触させる。そして、一回
目のツルーイングと同様にして、ＮＣ制御をスタートさ
せる。

【００４０】但し、二回目以降のツルーイングでのＮＣ
制御においては、Ｘテーブル２及びＹテーブル５は、円
柱状ＧＣ砥石８の先端半球形状の曲率中心Ｏ₁とカップ
砥石Ｃの外エッジの縦断面に形成された円弧形状の曲率
中心Ｏ₂との距離を一定（円柱状ＧＣ砥石８の先端半球
形状の曲率半径とカップ砥石Ｃの縦断面に形成された円
弧形状の曲率半径Ｒとを加算した距離）に保ちつつ、円
柱状ＧＣ砥石８とカップ砥石Ｃとの接触点が円柱状ＧＣ
砥石８の先端面形状に沿ってその頂点から周縁に向けて
一定速度で相対移動するように、カップ砥石Ｃ及び円柱
状ＧＣ砥石８を相対移動させる（なお、一回目のツルー
イングを開始する時点においてはカップ砥石Ｃの外エッ
ジの断面における円弧形状の曲率中心Ｏ₂と円柱状ＧＣ
砥石８とカップ砥石Ｃとの接触点とが同一位置γにて重
なっているのであると考えれば、一回目のツルーイング
における条件を、二回目以降のツルーイングにおける条
件によって一般化することができる）。

【００４１】以上説明したツルーイングを繰り返すと、
カップ砥石Ｃの外エッジの縦断面に形成された円弧形状
の曲率半径Ｒは、図６に示すように、徐々に大きくなっ
ていく（図６における参照記号Ｖは５回のツルーイング
終了時点における状態を示し、参照記号Ｘは１０回のツ
ルーイング終了時点における状態を示す。）。このよう
に曲率半径Ｒが大きくなっても、カップ砥石Ｃの外エッ
ジの縦断面形状は、円柱状ＧＣ砥石８の先端の縦断面形
状の片側（頂点〜周縁）と相似であり、その円弧形状の
開き角は９０度である。そして、カップ砥石Ｃの外エッ
ジγの縦断面に形成された円弧形状の曲率半径Ｒが目標
値に達した時点で、全ツルーイングが完了される。

【００４２】このようにして全ツルーイングが完了され
ると、引き続き、被加工物の加工が行われる。この時、
円柱状ＧＣ砥石８のみが被加工物に置き換えられ、ツル
ーイングのなされたカップ砥石Ｃは、砥石ホルダ７から
取り外されることなく、そのまま使用される。従って、
専用のツルーイング機は用いられず、カップ砥石Ｃの着
脱に伴う芯ブレが生じることはない。

【００４３】

【実施例】ダイヤモンド粒度８００番のカップ砥石Ｃを
本実施形態による砥石ツルーイング方法に従ってツルー
イングし、その外エッジγの縦断面における円弧形状の
曲率半径Ｒを測定した。測定に際しては、カップ砥石Ｃ
をθテーブル６により４５度傾け、その外エッジγの形
状をカーボン、デルリン（ポリアセタール）等の材料に
転写させた後に、形状測定した。

【００４４】測定された曲率半径Ｒは、０．８２５ｍｍ
であり、その真円度は、粗さを含めてＰＶ２μｍであっ
た。従って、粗さ成分を除けば、真円度は約０．５μｍ
のレベルに達していると思われる。本実施形態によるツ
ルーイング方法によれば、この程度の真円度は、容易に
再現可能である。

【００４５】上記説明は、カップ砥石Ｃの外エッジγを
ツルーイングする場合における説明であったが、円柱状
ＧＣ砥石８の外径がカップ砥石Ｃの内径よりも小さけれ
ば、本実施形態によってカップ砥石Ｃの内エッジをツル
ーイングすることも可能である。

【００４６】

【実施形態２】図７は、本発明の第２の実施形態による
ツルーイング方法において用いられる円柱状ＧＣ砥石１
８を示す。この円柱状ＧＣ砥石１８の先端面の外縁は、
その縦断面形状が９０度の開き角の円弧形状である輪環
面の一部をなすように形成されている。また、その先端
面の中心近傍は、ワーク軸ｌ₁と垂直な平面として形成
されている。

【００４７】本実施形態におけるツルーイング方法の工
程は第１実施形態と全く同じであるので、その説明を省
略する。本実施形態においても、カップ砥石Ｃの外エッ
ジγが円柱状ＧＣ砥石１８の形状に沿ってその中心点か
ら周縁に向けて一定速度で相対移動されれば、カップ砥
石Ｃの外エッジγの断面形状が９０度の開き角の円弧形
状となる。

【００４８】

【実施形態３】図８は、本発明の第３の実施形態による
ツルーイング方法において用いられる円柱状ＧＣ砥石２
８を示す。この円柱状ＧＣ砥石２８の先端面は、その中
心近傍部分がワーク軸ｌ₁と略平行となるように尖って
いるとともに、その周縁においてワーク軸ｌ₁と垂直な
平面となるように拡がっている。そして、その中心と周
縁との間の縦断面形状は、内側に凹んだ円弧状となって
いる。

【００４９】本実施形態におけるツルーイング方法の工
程は第１実施形態と全く同じであるので、その説明を省
略する。本実施形態においても、カップ砥石Ｃの外エッ
ジγが円柱状ＧＣ砥石２８の形状に沿ってその中心点か
ら周縁に向けて一定速度で相対移動されれば、カップ砥
石Ｃの外エッジγの断面形状が９０度の開き角の円弧状
となる。

【００５０】

【実施形態４】図９は、本発明の第４の実施形態による
ツルーイング方法において用いられる円柱状ＧＣ砥石３
８を示す。この円柱状ＧＣ砥石３８の先端面は円形の平
面として加工されており、この先端面と外周面との境界
（周縁）が輪環面の内面をなす形状に加工されている。
そして、この輪環面内面と先端面とが直角のエッジをな
すとともに、この輪環面内面と外周面とが直角のエッジ
をなしている。

【００５１】本実施形態におけるツルーイング方法の工
程は第１実施形態と全く同じであるので、その説明を省
略する。本実施形態においても、カップ砥石Ｃの外エッ
ジγが円柱状ＧＣ砥石３８の周縁に形成された輪環面内
面の形状に沿って、先端面とのエッジから周面とのエッ
ジに向けて一定速度で相対移動されれば、カップ砥石Ｃ
の外エッジγの断面形状が９０度の開き角の円弧状とな
る。

【００５２】

【実施形態５】次に、本発明の第５の実施形態の説明を
行う。本実施形態による砥石ツルーイング方法は、円柱
型砥石を用いて研削加工を行うカーブジェネレータ上に
おいて、砥石スピンドル先端に取り付けられた円柱型砥
石の先端面をこの円柱型砥石の中心軸に直交する平面と
してツルーイングするとともに、この円柱側砥石の外周
面をこの円柱型砥石の中心軸と同軸の円柱面としてツル
ーイングするものである。＜カーブジェネレータの構造＞最初に、本実施形態によ
る砥石ツルーイング方法に用いられるカーブジェネレー
タの構造を、説明する。

【００５３】図１０は、このカーブジェネレータの側面
図である。図１０に示されるように、本実施形態におけ
るカーブジェネレータは、第１実施形態のものと比較し
て、ワークスピンドル４６を搭載するＸテーブル４２の
移動方向（Ｘ方向，即ち、図１０の左右方向）とワーク
スピンドル４６の回転軸（ワーク軸ｌ₁）の方向（Ｙ方
向，即ち、図１０の上下方向）とが互いに直交している
ことを、特徴としている。以下、その詳細な構成を説明
する。

【００５４】カーブジェネレータ全体のベースとなる固
定テーブル４０の上面には、Ｘ方向を向いた２本のレー
ル（図１０では手前のもののみ図示）４１，４１が、紙
面に直交する方向に並べられて固定されている。これら
両レール４１，４１の間には、両レール４１，４１に沿
ってＸ方向にのみスライド可能なＸテーブル４２が、２
本のレール４１，４１から脱落不能な状態で係合してい
る。なお、このＸテーブル４２の内部には、Ｘ方向に貫
通する雌ねじ孔が形成されている。

【００５５】両レール４１，４１の一方端（図１０の左
側端）同士の間には、長手方向を図１０の紙面に直交す
る方向に向けた板状のステー４３が掛け渡されている。
このステー４３には、Ｘテーブル４２の雌ねじ孔に螺合
しているスクリューシャフト４４が、回転自在に貫通し
ている。このスクリューシャフト４４は、ステー４３の
外面に支持されたモータ４５によって、回転駆動され
る。従って、モータ４５によってスクリューシャフト４
４を適宜回転駆動すれば、Ｘテーブル４２を、両レール
４１，４１に沿ってＸ方向へ適宜スライド移動させるこ
とができるのである。

【００５６】Ｘテーブル４２の上面には、その回転軸
（ワーク軸）ｌ₁をＹ方向に向けた状態で、ワークスピ
ンドル４６が固定されている。このワークスピンドル４
６は、その先端に取り付けられた被加工物ホルダ４７
を、ワーク軸ｌ₁を中心として回転させる様に、構成さ
れている。この被加工物ホルダ４７には、ツルーイング
時においては研磨皿４８が、加工時においては被加工物
（図示略）が、着脱自在に固定される。

【００５７】一方、図１０における奥側のレール４１
（図示せず）の更に奥側において、固定テーブル４０の
上面には、Ｙ方向を向いた平行な２本のレール５５，５
５がＸ方向に並べられて固定されている。これら両レー
ル５５，５５の間には、両レール５５，５５に沿ってＹ
方向にのみスライド可能なＹテーブル４９が、２本のレ
ール４８，４８から脱落不能な状態で係合している。な
お、このＹテーブル４９の内部には、Ｙ方向に貫通する
雌ねじ孔が形成されている。

【００５８】両レール５５，５５の先端（図１０の上側
端）同士の間には、板状のステー５０が掛け渡されてい
る。このステー５０には、Ｙテーブル４９の雌ねじ孔に
螺合しているスクリューシャフト５１が、回転自在に貫
通している。このスクリューシャフト５１は、ステー５
０の上面に取り付けられたハンドル５２に直結されてい
る。従って、ハンドル５２によってスクリューシャフト
５１を適宜回転させれば、Ｙテーブル４９を、両レール
５５，５５に沿ってＹ方向へ適宜スライド移動させるこ
とができるのである。

【００５９】Ｙテーブル４９の表面（図１０の手前側を
向いた面）には、Ｚ方向（Ｘ方向及びＹ方向に直交する
方向）を向いたθ軸を中心として回転自在に、砥石スピ
ンドル５３が取り付けられている。この砥石スピンドル
５３は、その先端に取り付けられた砥石ホルダ５４を、
θ軸に直交する回転軸（砥石軸）ｌ₂を中心に回転させ
る。この砥石ホルダ５４の先端には、円柱型砥石Ｇが、
砥石軸ｌ₂と同軸に固定される。

【００６０】なお、円柱型砥石Ｇの回転軸である砥石軸
ｌ₂は、砥石スピンドル５３自体のＹテーブル４９に対
する回転により、ワーク軸ｌ₁に対してあらゆる角度で
交わることができる。＜研磨皿の構造＞次に、円柱型砥石Ｇの先端面及び外周
面をツルーイングする際のツルア（ツルーイング砥石）
として用いられる研磨皿４８の構造を、説明する。この
研磨皿４８は、鋳鉄，ステンレス，銅合金からなり、図
１２に示すように、円盤形状を有している。従って、円
柱型砥石Ｇを研磨する上面（先端面）は、研磨皿４８自
体の中心軸を対象軸とした回転対称形状（即ち、円形の
平面）となっている。＜ツルーイング方法＞次に、本実施形態によるツルーイ
ング方法の工程を説明する。

【００６１】まず、準備段階として、ツルーイング対象
である円柱型砥石Ｇを、その中心軸を砥石軸ｌ₂に合致
させた状態で、砥石ホルダ５４に固定する。同様に、研
磨皿４８を、その中心軸（対象軸）をワーク軸ｌ₁に合
致させた状態で、ワークスピンドル４６の被加工物ホル
ダ４７に固定する。この時、研磨皿４８の上面４８ａに
研磨剤を塗布しておく。

【００６２】そして、砥石スピンドル５３自体をＹテー
ブル４９に対して回転させ、砥石軸ｌ₂を正確にＹ方向
に向ける。次に、モータ４５を回転させてＸテーブル４
２を移動させ、研磨皿４８の外周近傍を砥石軸ｌ₂と交
わらせる。次に、ハンドル５２を回転させてＹテーブル
４９を固定テーブル４０の方へ移動させて、円柱型砥石
Ｇの先端面を、研磨皿４８の上面４８ａに押し付ける
（図１０参照）。

【００６３】以上の準備完了後、砥石スピンドル５３に
より円柱型砥石Ｇを低速回転させるとともに、ワークス
ピンドル４６により研磨皿４８を高速回転させる。ま
た、モータ４５をＮＣ制御してＸテーブル４２を往復移
動させることにより、円柱型砥石Ｇを、相対的に、研磨
皿４８の上面４８ａの中心と周縁との間で繰り返し往復
させる。このようにして行われる円柱型砥石Ｇの先端面
のツルーイング作業は、研磨皿４８の上面４８ａの形状
（即ち、砥石軸ｌ₁に直交する平面形状）が、円柱型砥
石Ｇの先端面に完全に転写されるまで、続けられる。

【００６４】なお、このツルーイング作業中において
は、研磨皿４８に対する円柱型砥石Ｇの切込み量が所定
量となるように、ハンドル５２を適宜調整しなければな
らない。具体的には、ツルーイング作業が進んで、円筒
型砥石Ｇの先端面及び研磨皿４８の上面４８ａが削られ
た時には、削られた分だけＹテーブル４９を固定テーブ
ル４０の方へ移動させることにより、切り込み量が一定
となるように調整するのである。

【００６５】ツルーイング作業を継続した結果、研磨皿
４８の上面４８ａの形状（即ち、ワーク軸ｌ₁に直交す
る平面形状）が円柱型砥石Ｇの先端面に完全に転写され
て、円柱型砥石Ｇの先端面が砥石軸ｌ₂に直交した平面
になると、Ｙテーブル４９をステー５０の方へ移動させ
て円柱型砥石Ｇを研磨皿４８から引き離すとともに、モ
ータ４５及び各スピンドル４６，５３を停止させる。次
に、砥石スピンドル５３自体を、Ｙテーブル４９に対し
て、図１０の時計方向へ９０度回転させる。次に、モー
タ４５を回転させてＸテーブル４２を移動させ、研磨皿
４８の周縁近傍が円柱型砥石Ｇの先端の真下に来るよう
にする。次に、ハンドル５２を回転させてＹテーブル４
９を固定テーブル４０の方へ移動させ、円柱型砥石Ｇの
先端近傍の外周面を、研磨皿４８の上面４８ａに押し付
ける（図１１参照）。

【００６６】以上の準備完了後、砥石スピンドル５３に
より円柱型砥石Ｇを低速回転させるとともに、ワークス
ピンドル４６により研磨皿４８を高速回転させる。ま
た、モータ４５をＮＣ制御してＸテーブル４２を往復移
動させることにより、研磨皿４８の上面４８ａの周縁
を、円柱型砥石Ｇ先端と基端との間で繰り返し往復させ
る（図１２参照）。このようにして行われる円柱型砥石
Ｇの外周面のツルーイング作業は、円柱型砥石Ｇの外周
面が砥石軸ｌ₂と同軸の円柱面になるまで、続けられ
る。なお、このツルーイング作業中にも、また、研磨皿
４８に対する円柱型砥石Ｇの切込み量が所定量となるよ
うに、ハンドル５２を適宜調整しなければならない。

【００６７】ツルーイング作業を継続した結果、円柱型
砥石Ｇの外周面が砥石軸ｌ₂と同軸の円柱面になると、
Ｙテーブル４９をステー５０の方へ移動させて円柱型砥
石Ｇを研磨皿４８から引き離すとともに、モータ４５及
び各スピンドル４６，５３を停止させる。これにより、
全てのツルーイング作業が完了するので、研磨皿４８を
被加工物に交換し、引き続き、被加工物に対する研削を
行う。この時、ツルーイングのなされた円柱型砥石Ｇ
は、砥石ホルダ５４から取り外されることなく、そのま
ま使用される。従って、専用のツルーイング機は用いら
れず、円柱型砥石Ｇの着脱に伴う芯ブレが生じることは
ない。以上説明したように、本実施形態による砥石ツル
ーイング方法によると、円柱型砥石Ｇの先端面をツルー
イングする場合には、研磨皿４８のみならず円柱型砥石
Ｇ自身も回転するので、被加工物に対する研削作業状況
と近い状態で円柱型砥石Ｇの先端面がツルーイングされ
ることになる。その結果、円柱型砥石Ｇの先端面が、そ
の全域にわたって均等に研磨される。また、ツルーイン
グ中においては、相対的に円柱型砥石Ｇが研磨皿４８の
上面４８ａの中心と周縁との間で往復するように、研磨
皿４８がＸ方向に往復移動される。従って、研磨皿４８
の上面４８ａが、その全域にわたって均等に研磨される
ので、その形状が崩れることはない。一方、円柱型砥石
Ｇの外周面をツルーイングする場合には、円柱型砥石Ｇ
が砥石軸ｌ₂を中心に回転している状態で研磨されるの
で、その外周面の円筒精度が良くなる。以上の結果、理
想的な工具形状が得られるのである。なお、本実施形態
によれば、ハンドル５２を適宜回転させることにより円
柱型砥石Ｇの研磨皿４８に対する切り込み量を任意に調
整できるので、ツルーイング量を正確に決めることがで
きる。その結果、例えば、一旦使用した円柱型砥石Ｇを
再度ツルーイングする場合でも、必要以上に円柱型砥石
Ｇを摩耗させることがない。

【００６８】

【発明の効果】本発明の砥石ツルーイング方法によれ
ば、ツルーイング砥石の先端面の形状を崩すことなく、
砥石の先端形状を、ツルーイング砥石の先端面形状と正
確に対応している形状に成形することができる。

【００６９】また、請求項１６記載の構成によれば、砥
石の脱着に起因する精度低下も起こらないので、この砥
石が装着されたカーブジェネレータを用いて、高精度な
加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるツルーイング
方式に用いられるカーブジェネレータの平面図

【図２】ツルーイング中における円柱状ＧＣ砥石とカ
ップ砥石との位置関係を示す図

【図３】ツルーイング中における円柱状ＧＣ砥石とカ
ップ砥石との位置関係を示す図

【図４】ツルーイング中における円柱状ＧＣ砥石とカ
ップ砥石との位置関係を示す図

【図５】ツルーイング中における円柱状ＧＣ砥石とカ
ップ砥石との位置関係を示す図

【図６】ツルーイング後におけるカップ砥石の形状の
説明図

【図７】本発明の第２の実施形態において使用される
円柱状ＧＣ砥石の側視図

【図８】本発明の第３の実施形態において使用される
円柱状ＧＣ砥石の側視図

【図９】本発明の第４の実施形態において使用される
円柱状ＧＣ砥石の側視図

【図１０】本発明の第５の実施形態によるツルーイン
グ方式に用いられるカーブジェネレータの側面図

【図１１】円筒型砥石の外周面をツルーイングする際
における図１０のカーブジェネレータの側面図

【図１２】図１１の状態における研磨皿及び砥石スピ
ンドルの斜視図

【符号の説明】

８，１８，２８，３８円柱状ＧＣ砥石１１，４６ワークスピンドル１２，５３砥石スピンドル４８研磨皿Ｃカップ砥石Ｇ円柱型砥石ｌ₁ ワーク軸ｌ₂ 砥石軸

フロントページの続き (72)発明者檜山聡東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円柱状又は円筒状の砥石をその中心軸を中
心に回転させ、前記砥石を研磨するための回転対称形状の先端面を有す
るツルーイング用砥石を、その対称軸を中心に回転さ
せ、前記砥石の先端面の縁が前記ツルーイング用砥石の先端
面に接触した状態で前記砥石の先端面の縁が前記ツルー
イング用砥石の先端面に沿って移動するように、前記砥
石の中心軸と前記ツルーイング用砥石の対称軸とを平行
に保ちつつ、前記砥石と前記ツルーイング用砥石とを相
対移動させることを特徴とする砥石ツルーイング方法。
【請求項２】前記ツルーイング砥石の先端面は、前記対
称軸を含む断面において円弧状部分を有する形状である
ことを特徴とする請求項１記載の砥石ツルイーング方
法。
【請求項３】前記砥石の先端面の縁は、前記砥石の先端
面の外縁であることを特徴とする請求項１又は２記載の
砥石ツルーイング方法。
【請求項４】前記砥石の先端面の縁は、前記円筒状の砥
石の先端面の内縁であることを特徴とする請求項２記載
の砥石ツルーイング方法。
【請求項５】前記ツルーイング用砥石の先端面は球面で
あることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の
砥石ツルーイング方法。
【請求項６】前記ツルーイング用砥石の先端面は半球面
であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載
の砥石ツルーイング方法。
【請求項７】前記ツルーイング用砥石の先端面の縁が輪
環面として形成されていることを特徴とする請求項１乃
至４の何れかに記載の砥石ツルーイング方法。
【請求項８】前記ツルーイング用砥石の先端面は、その
縁部近傍が前記対称軸に対して垂直であって、その対称
軸近傍部分がこの対称軸と略平行となるように尖った面
であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載
の砥石ツルーイング方法。
【請求項９】前記ツルーイング用砥石の先端面は、前記
対称軸に直交する平面であることを特徴とする請求項１
記載の砥石ツルーイング方法。
【請求項１０】前記砥石の先端面の縁を、前記ツルーイ
ング用砥石の先端面の回転中心に接触する位置から前記
先端面の周縁に接触する位置まで、前記ツルーイング用
砥石の先端面に沿って移動させることを特徴とする請求
項１乃至９の何れかに記載の砥石ツルーイング方法。
【請求項１１】前記砥石の先端面の縁を、前記ツルーイ
ング用砥石の先端面の周縁に接触する位置から前記先端
面の回転中心に接触する位置まで、前記ツルーイング用
砥石の先端面に沿って移動させることを特徴とする請求
項１乃至９の何れかに記載の砥石ツルーイング方法。
【請求項１２】前記砥石の先端面の縁の前記ツルーイン
グ用砥石の先端面に沿った移動速度は、均一速度である
ことを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の砥
石ツルーイング方法。
【請求項１３】前記砥石の先端面の縁が前記ツルーイン
グ用砥石の先端面に接触した状態から、更に、前記ツル
ーイング用砥石を前記砥石に切り込むことを特徴とする
請求項１乃至１２の何れかに記載の砥石ツルーイング方
法。
【請求項１４】その中心軸を含む断面が円弧状に丸めら
れた先端縁を有する円柱状又は円筒状の砥石を、その中
心軸を中心に回転させ、その先端面が半球面である円柱状のツルーイング用砥石
を、その対称軸を中心に回転させ、前記砥石の先端面の縁が前記ツルーイング用砥石の先端
面に接触した状態で前記砥石の先端面の縁が前記ツルー
イング用砥石の先端面に沿って移動するように、前記砥
石の中心軸と前記ツルーイング用砥石の対称軸とを平行
に保ちつつ、前記砥石と前記ツルーイング用砥石とを相
対移動させることを特徴とする砥石ツルーイング方法。
【請求項１５】前記砥石と前記ツルーイング用砥石とを
相対移動させる際には、前記砥石の前記中心軸を含む断
面における前記先端縁の曲率中心と前記ツルーイング用
砥石の先端面をなす半球面の曲率中心との距離を一定に
保つことを特徴とする請求項１４記載の砥石ツルーイン
グ方法。
【請求項１６】円柱状又は円筒状の砥石を回転させる砥
石スピンドルとこの砥石によって加工される被加工物を
回転させるワークスピンドルとを有するカーブジェネレ
ータを用いた砥石ツルーイング方法において、前記砥石を前記砥石スピンドルに取り付けるとともに前
記砥石スピンドルによってその中心軸を中心に回転さ
せ、前記砥石を研磨するための回転対称形状の先端面を有す
るツルーイング用砥石を、前記ワークスピンドルに取り
付けるとともにこのワークスピンドルによってその対称
軸を中心に回転させ、前記砥石の先端面の縁が前記ツルーイング用砥石の先端
面に接触した状態で前記砥石の先端面の縁が前記ツルー
イング用砥石の先端面に沿って移動するように、前記砥
石の中心軸と前記ツルーイング用砥石の対称軸とを平行
に保ちつつ、前記砥石と前記ツルーイング用砥石とを相
対移動させることを特徴とする砥石ツルーイング方法。
【請求項１７】前記ツルーイング砥石の先端面は、前記
対称軸を含む断面において円弧状部分を有する形状であ
ることを特徴とする請求項１６記載の砥石ツルイーング
方法。