JPH10180612A - 円筒超仕上盤用砥石ホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加工目残りのない高品質な超仕上加工が得られ
る円筒仕上げ盤用砥石ホルダを提供する。 【解決手段】ワークＷの回転軸線ａ方向に沿ってオシレ
ーションするホルダヘッド１２、ホルダ本体２０、砥石
４５を保持する砥石取付ブロック３０を有し、ホルダ本
体２０を揺動軸１６を介してワークＷの回転軸線ａと直
交する方向に揺動自在にホルダヘッド１２に支持し、か
つ砥石取付ブロック３０に回動軸３７を介して回転軸線
ａ方向に揺動自在にホルダ本体２０に支持する。ワーク
Ｗの表面形状に倣って砥石４５が揺動してワークＷの表
面に均一に圧接して加工目残りのない高品質の超仕上げ
加工が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒超仕上盤に用
いられる円筒超仕上盤用砥石ホルダに関する。

【０００２】

【従来の技術】円筒超仕上盤は、研削盤等で仕上げられ
た円筒状のワークに回転を与えると同時に、ワーク表面
に粒度が細かく、結合度の比較的小さい砥石を押し付け
ると共に、砥石にワークの回転軸線方向の急速なオシレ
ーションを与えながらワーク表面を仕上げるもので、砥
粒による筋目は正弦曲線の交差して重なり合ったものと
なり、筋目は方向性がなく極めて微細なので、平滑な仕
上面が得られる。

【０００３】図８により円筒超仕上盤を具体的に説明す
ると、ベッド１０１に往復動可能なテーブル１０２が設
けられ、テーブル１０２上に相対向して主軸台１０３及
び心押台１０４が設けられている。

【０００４】主軸台１０３には円筒状のワークＷの一端
をクランプして回転せしめるチャック１０５が配置され
る一方、心押台１０４にはワークＷの他端を回転可能に
支持するセンタ１０６が配置され、チャック１０５とセ
ンタ１０６の間にワークＷを保持すると共に、チャック
１０５によりワークＷを回転駆動すると同時にテーブル
１０２の送りによりワークＷをその回転軸線ａ方向に移
動可能に構成されている。

【０００５】チャック１０５及びセンタ１０６によって
支持されるワークＷの上方には、振動体１０７がエアベ
アリング（図示せず）を介してワークＷの回転軸線ａ方
向と平行に往復動可能に支持台１０８に支持され、振動
体１０７に偏心カム１０９を接触させると共にスプリン
グ１１０により振動体１０７を偏心カム１０９に押接す
るように構成されている。そして偏心カム１０９を電動
モータ１１１で回転させることにより振動体１０７をワ
ークＷの回転軸線ａ方向に沿って往復移動して振動する
ように構成されている。

【０００６】そして振動体１０７には砥石ホルダ１１２
に取り付けらた砥石１１３をワークＷに押接させるため
のシリンダ１１４が設けられ、電動モータ１１１の回転
により振動体１０７を介して回転駆動されるワークＷに
押接する砥石１１３にオシレーションを付与してワーク
Ｗを超仕上げ加工する。

【０００７】また、超仕上盤に関する先行技術として
は、例えば特開平３−２３９４６６号公報がある。

【０００８】この先行技術に開示される超仕上盤は、図
９に要部断面図を示すように、本体１２１に対して上下
方向に配置された回転軸１２２に互いに１８０度逆位相
の第１、第２偏心カム１２３、１２４を固定し、第１、
第２偏心カム１２３、１２４の外周にボールベアリング
１２５、１２６が嵌合されている。

【０００９】第１偏心カム１２３に嵌合されたボールベ
アリング１２５は本体１２１に対して往移動復自在に支
持された往復動軸１２８と接触し、この往復動軸１２８
には砥石加圧装置１２９が固定され、砥石加圧装置１２
９に設けられる砥石ホルダ１３０を介して砥石１３１が
装着され、往復動軸１２８はスプリング１３２により第
１偏心カム１２３に嵌合したベアリング１２５に押圧さ
れる。

【００１０】また第２偏心カム１２４に嵌合されたボー
ルベアリング１２６は、本体１２１に対して往復移動自
在に支持されたカウンタバランス側振動体１３３に接触
すると共に、スプリング１３４によりカウンタバランス
側振動体１３３は第２偏心カム１２４に嵌合するボール
ベアリング１２６に押接されている。

【００１１】そして回転軸１２２を回転すると、第１偏
心カム１２３によりボールベアリング１２５を介して往
復動軸１２８に振動が付与され、これにより砥石ホルダ
１３０に保持された砥石１３１にオシレーションが与え
られて超仕上げ加工が行われる。

【００１２】一方、第１偏心カム１２３と１８０度逆位
相に固定された第２偏心カム１２４によりボールベアリ
ング１２６を介してカウンタバランス側振動体１３３に
往復動軸１２８及び砥石加圧装置１２９とは逆位相の振
動が与えられ、これにより往復動軸１２８及び砥石加圧
装置１２９の振動をカウンタバランス側振動体１３３の
振動のより減衰させるものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記超仕上盤による
と、砥粒による筋目は方向性がなく極めて微細でしか
も、研削抵抗の方向の激しい変化によって新しい砥粒の
切刃が生じ研削能力が非常に優れ、平滑な仕上面が極め
て短時間で得られる。

【００１４】しかし、砥石は砥石ホルダに固定され、ワ
ークの回転軸線と平行なオシレーション方向及びワーク
に接離する回転軸線と直行する方向の２方向にのみ移動
が可能であることに起因して、チャック及びセンタによ
って回転駆動されるワークの回転軸線に対してワークの
中心軸線が偏倚する場合、ワークの真円度精度が充分に
確保されていない場合、或いはクラウニング形状を有す
るワークである場合等では、ワークの表面に砥石が接触
しない部分が発生し、この非接触部分に超仕上げ加工が
施されない、いわゆる加工目残りが生じて均一な超仕上
加工が得られない等の不具合がある。

【００１５】従って、本発明はかかる点に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、加工目残りのない高
品質な超仕上げ加工が得られる円筒超仕上盤用砥石ホル
ダを提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明による円筒超仕上盤用砥石ホルダは、回転する円筒状
のワークに砥石を押接すると共に、砥石にワークの回転
軸線方向に沿うオシレーションを付与してワーク表面に
超仕上げ加工を施す円筒超仕上盤の円筒超仕上盤用砥石
ホルダにおいて、ワークの回転軸線方向に沿ってオシレ
ーションするホルダヘッドと、砥石を保持する砥石取付
ブロックと、ホルダヘッドに砥石取付ブロックを揺動自
在に支持する揺動機構とを有することを特徴としてい
る。

【００１７】従って、超仕上げ加工中において、ワーク
の回転軸線に対するワークの中心軸線の偏倚、ワークの
真円度精度、ワークのクラウニング形状に起因して砥石
に不均一なワークからの反力が作用すると、その反力に
よって揺動機構により砥石取付ブロックがワーク表面形
状に倣って揺動し、常に砥石がワーク表面に均一に圧接
し、加工目残りのない高品質な超仕上げ加工が得られ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による円筒超仕上盤
用砥石ホルダの第１実施の形態を図１乃至図４によって
説明する。

【００１９】図１は円筒超仕上盤用砥石ホルダ１０が用
いられる円筒超仕上盤１００の全体斜視図であって、図
８と対応する部分に同一符号を付することで詳細な説明
は省略するが、ベッド１０１上に往復動可能にテーブル
１０２が設けられ、テーブル１０２上に相対向するチャ
ック１０５、センタ１０６を有する主軸台１０３及び心
押台１０４が設けられている。

【００２０】チャック１０５及びセンタ１０６によって
両端が支持されるワークＷの上方には振動体１０７がワ
ークＷの回転軸線ａと平行で往復動可能に支持台１０８
に支持され、スプリング１１０により振動体１０７を偏
心カム１０９に押接すると共に、偏心カム１０９を電動
モータ１１１で回転させることにより振動体１０７をワ
ークＷの回転軸線ａと平行に移動させるように構成され
る。

【００２１】振動体１０７には砥石ホルダ１０に取付け
られた砥石４５をワークＷに押接させるためのシリンダ
１１４が設けられている。

【００２２】次に図２乃至図５によって砥石ホルダ１０
を説明する。図２は図１における矢視Ａ方向からの一部
破断正面図であり、図３は図２の矢視Ｂ方向からの側面
図、図４は図２のＣ−Ｃ線断面図、図５は図２のＤ−Ｄ
線断面図である。

【００２３】図中符号１１はシリンダ１１４によってワ
ークＷの回転軸線ａに直交する方向に出没するプランジ
ャ１１４ａの先端に設けられるホルダ取付部であって、
ホルダ取付部１１にホルダヘッド１２、揺動機構を構成
するホルダ本体２０、砥石取付ブロック３０等を介して
砥石４５が取付支持されている。

【００２４】ホルダヘッド１２は、その上面がホルダ取
付部１１の下面にボルト結合されると共に、下方に砥石
取付ブロック３０をワークＷの回転軸線ａと直交する方
向の揺動を許容する第１揺動機構が設けられ、第１揺動
機構は、ワークＷの回転軸線ａと直交する軸線Ｙ方向に
沿って形成される嵌合溝１３を有し、嵌合溝１３を介し
て互いに対向する一対の本体取付部１４が突設されてい
る。各本体取付部１４にはワークＷの回転軸線ａと平行
な軸線Ｘ方向に沿って同軸線上に貫通孔１５が穿設され
ている。

【００２５】一方、ホルダ本体２０の上部は上記嵌合溝
１３にその底部１３ａとの間に隙間を保持して嵌合する
嵌合部２１及び相対向する本体取付部１４間に嵌入する
本体支持部２２を有し、本体支持部２２には上記貫通孔
１５と同軸上に挿通孔２３が穿設されている。

【００２６】そして、図４に示すように貫通孔１５及び
挿通孔２３に嵌挿されて互いに先端が係合する一対のフ
ランジ付スリーブ１７、１８及びこれらフランジ付スリ
ーブ１７と１８とを一体に結合するボルト１９からなる
揺動軸１６によりホルダヘッド１２の下方にホルダ本体
２０が揺動可能に連結されている。

【００２７】ホルダ本体２０の両側には第２揺動機構が
設けられている。第２揺動機構はワークＷの回転軸線ａ
と平行な軸線Ｘ方向に沿って形成され、かつ回転軸線ａ
に向かって開口する嵌入溝２４及びこの底部２４ａから
上方に貫通する挿入孔２５を有している。更に回転軸線
ａと直交する面内に中心軸線を有する嵌挿孔２７が開口
し、側壁２６と対向する嵌入溝２４の側面に嵌挿孔２７
と対向して同軸線上に円形の凹部２８が形成されてい
る。

【００２８】一方砥石取付ブロック３０の上部には上記
嵌入溝２４に底部２４ａとの間に隙間を有して嵌合する
嵌入部３１及び嵌入部３１に突設されて挿入孔２５に隙
間を有して挿入される挿入部３２が形成され、嵌入部３
１に嵌挿孔２７と同軸上の取付孔３３が穿設されてい
る。

【００２９】砥石取付ブロック３０の下部には砥石係合
部３４が切欠き形成され、砥石係合部３４に砥石４５の
上部を嵌合して位置決めすると共にボルト３５により締
め付けられる締付レバ３６と砥石係合部３４とにより砥
石４５を挟持保持するように構成される。

【００３０】そしてホルダ本体２０に形成される凹部２
８に嵌合するスペーサ３８、スペーサ３８に先端が係合
して上記嵌挿孔２７及び取付孔３３に嵌合する段付スリ
ーブ３９、座金４２及びこれらを一体結合してホルダ本
体２０に螺合する取付ボルト４１からなる回動軸３７に
よりホルダ本体２０に砥石取付ブロック３０が揺動自在
に軸支される。

【００３１】更にホルダ本体２０の嵌合部２１に穿設さ
れたボルト挿通孔２９に隙間を有して貫通し、ホルダヘ
ッド１２の嵌合溝１３の底部１３a に先端が螺合するボ
ルト３８ａ及びナット３８ｂによって形成される振幅調
整ボルト３８によってホルダヘッド１２とホルダ本体２
０との相対的な揺動範囲が規制される。

【００３２】また、図２及び図５に示すように、ホルダ
本体２０に開口する挿入孔２５に同軸上でワークＷの回
転軸線ａと平行に開口するボルト孔に螺合して先端が挿
入孔２５内に突出して挿入部３２に当接することによっ
てホルダ本体２０と砥石取付ブロック３０との相対的を
揺動範囲を規制する振幅調整ボルト４０が設けられてい
る。

【００３３】次にこのように構成されれる円筒超仕上盤
用砥石ホルダ１０の作用について説明する。

【００３４】先ず、図１に示すように予め研削盤等で仕
上げ加工された円筒状のワークＷの一端をチャック１０
５にクランプすると共に他端をセンタ１０６に回転可能
に支持せしめてワークＷを円筒超仕上盤１００に装着
し、チャック１０５を回転駆動してワークＷを回転す
る。

【００３５】そして電動モータ１１１により振動体１０
７に押接する偏心カム１０９を回転させ、スプリング１
１０により押接付勢される振動体１０７をワークＷの回
転軸線ａと平行に往復動させて振動を付与する。これに
より振動体１０７にシリンダ１１４及び砥石ホルダ１０
を介して支持される砥石４５にワークＷの回転軸線ａと
平行に往復動するオシレーションを付与すると共に、シ
リンダ１１４を伸長させてオシレーションする砥石４５
を回転するワークＷの表面に圧接しつつ、テーブル１０
２を送ることによりワークＷの全長に亘って超仕上加工
を施す。

【００３６】超仕上げ加工中において、ワークＷの回転
軸線ａに対するワークＷの中心軸線の偏倚、ワークＷの
真円度精度、ワークＷのクラウニング形状等に起因して
砥石４５に不均一なワークＷからの反力が作用すると、
その反力によりワークＷの表面形状に追従してホルダ本
体２０が第１揺動機構の揺動軸１６を中心に図２に砥石
４５を二点鎖線４５ａで示すようにワークＷの回転軸線
ａと直交する軸線Ｙ方向に揺動し、かつ砥石取付ブロッ
ク３０が第２揺動機構の回動軸３７を中心に図３に砥石
４５を二点鎖線４５ｂで示すようにワークＷの回転軸線
ａと平行な軸線Ｘ方向に揺動することのより常に砥石４
５がワークＷの表面形状に倣って揺動して、砥石４５が
ワークＷの表面に均一に圧接し、安定した高品質の超仕
上げ加工がワークＷに施される。

【００３７】また、揺動軸１６を中心として揺動するホ
ルダ本体２０の揺動範囲が振幅調整ボルト３８によって
規制される一方、砥石取付ブロック３０の回動軸３７を
中心とする揺動範囲が振幅調整ボルト４０によって規制
されることから砥石４５に過度の不均一なワークＷから
の反力が作用した場合でもホルダ本体２０及び砥石取付
ブロック３０が過度に揺動して砥石４５の隅部等でワー
クＷに損傷を与える等の不具合は未然に回避される。

【００３８】次に円筒超仕上盤用砥石ホルダの第２実施
の形態を図６及び図７によって説明する。

【００３９】図６は円筒超仕上盤用砥石ホルダ５０の一
部破断正面図、図７は図６の矢視Ｅ方向からの側面図で
ある。

【００４０】ホルダヘッド５１は、上端がホルダ取付部
を介してシリンダのプランジャの先端に取付けられ、揺
動機構を介して砥石取付ブロック６０が設けられてい
る。

【００４１】揺動機構は、ホルダヘッド５１の下端面５
２と砥石取付ブロック６０の上端面６１との間に介装さ
れる弾性材シート、例えばゴムシート５６及びボール７
０を有している。

【００４２】ホルダヘッド５１にはワークＷの回転軸線
ａと平行に貫通する略矩形の開口部５３が形成され、開
口部５３の底部５３ａと下端面５２の間はピン挿通孔５
４が貫通し、下端面５２の中央部にはボール７０を嵌装
する略半球形状のボール嵌入凹部５５が形成されてい
る。

【００４３】ホルダヘッド５１の下端面５２に張設され
るゴムシート５６の中央にボール収容孔５７が開口する
と共に、ホルダヘッド５１に開口するピン挿通孔５４に
対応してピン挿入孔５８が開口している。

【００４４】一方砥石取付ブロック６０の上端面６１の
中央にはホルダヘッド５１のボール嵌入凹部５５に対向
してテーパ穴６２が形成され、砥石取付ブロック６０の
下部には砥石係合部６３が切り欠き形成されていて砥石
７５の上部を嵌合して位置決めすると共に、ボルト６５
により締め付けられる締付レバ６６と砥石係合部６３と
により砥石７５を挟持保持するように構成される。

【００４５】そして砥石取付ブロック６０の上端面６１
には上記ホルダヘッド５１に開口するピン挿通孔５４に
隙間を持って嵌入可能なピン６７が固設され、ホルダヘ
ッド５１の下端面５２と砥石取付ブロック６０の上端面
６１との間にゴムシート５６を介在させると共に、ボー
ル嵌入凹部５５とテーパ穴６２との間にボール７０を嵌
装した状態でピン６７をピン挿入孔５８に挿入し、ピン
挿通孔５４から開口部５３内に突出するピン６７の先端
に形成される切欠溝６７ａにクリップ７２を係合してピ
ン６７を介してゴムシート５６に圧縮力を付与すると共
に砥石取付ブロック６０を開口部５３の底面５３ａに当
接するクリップ７２により砥石取付ブロック６０を係止
する。

【００４６】次にこのように構成される円筒超仕上用砥
石ホルダ５０の作用について説明する。

【００４７】砥石ホルダ５０を介して砥石７５にワーク
Ｗの回転軸線ａと平行に往復動するオシレーションを与
えると共に回転するワークＷに砥石７５を圧接しつつワ
ークＷに超仕上げ加工を施す。

【００４８】超仕上げ加工中においてワークＷの回転軸
線ａに対するワークＷの中心軸線の偏倚、ワークＷの真
円度精度等に起因して砥石７５に不均一なワークＷから
の反力が作用すると、その反力によりワークＷの表面形
状に倣ってホルダヘッド５１に形成したボール嵌入凹部
５５及び砥石取付ブロック６０に形成したテーパ穴６２
に嵌合するボール７０をを揺動中心としてゴムシート５
６を圧縮しつつ図６に砥石７５を二点鎖線７５ｃで示す
ように回転軸線ａと直交する軸線Ｙ方向及び、図７に砥
石７５を二点鎖線７５ｄで示すように軸線Ｘ方向にワー
クＷの表面形状に追従して揺動し、常に砥石７５がワー
クＷの表面形状に倣って砥石７５が均一に圧接し、加工
目残りのない安定した超仕上げ加工がワークＷに施され
る。

【００４９】また異なる弾性力のゴムシート５６と変更
することにより砥石の揺動範囲を任意に設定変更するこ
とが可能であり、更にボール７０を嵌入するボール嵌入
凹部５５を砥石取付ブロック６０の上端面に形成し、ホ
ルダヘッド５１の下端面５２にテーパ穴６２を形成する
ことも可能である。。

【００５０】又上記各実施の形態に限定されることな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明した本発明の円筒超仕上盤用砥
石ホルダによると、回転する円筒状のワークに砥石を押
接すると共に、砥石にワークの回転軸線方向に沿うオシ
レーションを付与してワーク表面に超仕上げ加工を施す
円筒超仕上盤用砥石ホルダが、ワークの回転軸線方向に
沿ってオシレションするホルダヘッドと、砥石を保持す
る砥石取付ブロックと、ホルダヘッドに砥石取付ブロッ
クを揺動自在に支持する揺動機構とを具備することか
ら、砥石取付ブロックに支持された砥石がワーク表面形
状に倣って揺動して常にワーク表面に均一に圧接し、加
工目残りのない高品質の超仕上げ加工が安定して得ら
れ、超仕上げ加工に貢献するところ大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による円筒超仕上盤用砥石ホルダの第１
実施の形態を説明する円筒超仕上盤の全体斜視図であ
る。

【図２】本実施の形態による円筒超仕上盤用砥石ホルダ
を説明する図１における矢視Ａ方向からの一部破断正面
図である。

【図３】図２における矢視Ｂ方向からの側面図である。

【図４】図２におけるＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】図２におけるＤ−Ｄ線断面図である。

【図６】本発明における円筒超仕上盤用砥石ホルダの第
２実施の形態を説明する一部破断正面図である。

【図７】図６における矢視Ｅ方向からの要部側面図であ
る。

【図８】従来の円筒超仕上盤用砥石ホルダの概要を説明
する円筒超仕上盤の全体斜視図である。

【図９】同じく、従来の砥石ホルダを説明する超仕上盤
の要部断面図である。

【符号の説明】

１０ 円筒超仕上盤用砥石ホルダ １２ ホルダヘッド １６ 揺動軸 ２０ ホルダ本体 ３０ 砥石取付ブロック ３７ 回動軸 ３８ 振幅調整ボルト ４０ 振幅調整ボルト ４５ 砥石 ５０ 円筒超仕上盤用砥石ホルダ ５１ ホルダヘッド ５２ 下端面 ５５ ボール嵌入凹部 ５６ ゴムシート ６０ 砥石取付ブロック ６１ 上端面 ６２ テーパ穴 ７０ ボール ７５ 砥石 １００ 円筒超仕上盤

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転する円筒状のワークに砥石を押接する
   と共に砥石にワークの回転軸線方向に沿うオシレーショ
   ンを付与してワーク表面に超仕上げ加工を施す円筒超仕
   上盤の円筒超仕上盤用砥石ホルダにおいて、 ワークの回転軸線方向に沿ってオシレーションするホル
   ダヘッドと、 砥石を保持する砥石取付ブロックと、 ホルダヘッドに砥石取付ブロックを揺動自在に支持する
   揺動機構と、 を有することを特徴とする円筒超仕上盤用砥石ホルダ。
2. 【請求項２】揺動機構が、 砥石取付ブロックをワークの回転軸線と直行する方向に
   揺動自在にホルダヘッドに支持する第１揺動機構と、 砥石取付ブロックをワークの回転軸線方向に揺動自在に
   ホルダヘッドに支持する第２揺動機構と、 を有することを特徴とする請求項１に記載の円筒超仕上
   盤用砥石ホルダ。
3. 【請求項３】第１揺動機構が、 ホルダヘッドにホルダ本体をワークの回転軸線と直交す
   る方向に揺動自在に支持するワークの回転軸線方向に沿
   って配置される揺動軸を有し、 第２揺動軸が、 ホルダ本体に砥石取付ブロックをワークの回転軸線方向
   に揺動自在に支持するワークの回転軸線と直交する方向
   に沿って配置される回動軸を有する、 ことを特徴とする請求項２に記載の円筒超仕上盤用砥石
   ホルダ。
4. 【請求項４】第１揺動機構が、 ホルダヘッドとホルダ本体との間の相対揺動範囲を規制
   する振幅調整ボルトを有し、 第２揺動機構が、 ホルダ本体と砥石取付ブロックとの間の相対揺動範囲を
   規制する振幅調整ボルトを有する、 ことを特徴とする請求項３に記載に円筒超仕上盤用砥石
   ホルダ。
5. 【請求項５】揺動機構が、 ホルダヘッドと砥石取付ブロックとの間に介装される弾
   性材シートと、 ホルダヘッド及び砥石取付ブロックの一方に形成される
   ボール嵌入凹部及び他方にこのボール嵌入凹部と対向し
   て形成されるテーパ穴と、 相対向するボール嵌入凹部及びテーパ穴に嵌合するボー
   ルと、 を有することを特徴とする請求項１に記載の円筒超仕上
   盤用砥石ホルダ。
6. 【請求項６】弾性材シートの弾性力によりホルダヘッド
   と砥石取付ブロックとの間の相対揺動範囲を規制する、 ことを特徴とする請求項５に記載の円筒超仕上盤用砥石
   ホルダ。