研削装置
【課題】大型の玉軸受の玉の軌道及びリニアガイドのレールにおける玉転動溝等を精度良く超仕上げ加工する研削装置を提供する。
【解決手段】研削装置は、２つの横ロッド５，６、２つの縦ロッド１４ａ，１４ｂ、砥石３０保持用ホルダ１５、及び縦ロッド、ホルダを横ロッドに揺動可能に連結する揺動軸３１ａ，…による平行リンク機構７を有し、１の縦ロッドは一端が外部で揺動伝達軸３９に固定され、他の縦ロッドは一端が揺動伝達軸側で揺動可能に従動軸３８に支持され、ホルダは、揺動伝達軸の側に砥石を保持可能で、そのときの砥石の揺動中心軸とホルダを各横ロッドに連結する各揺動軸との位置関係の全てが、揺動伝達軸と１の縦ロッドを各横ロッドに連結する各揺動軸との対応する各位置関係、及び従動軸と他の縦ロッドを各横ロッドに連結する各揺動軸との対応する各位置関係のいずれにも同一となっている。
【解決手段】研削装置は、２つの横ロッド５，６、２つの縦ロッド１４ａ，１４ｂ、砥石３０保持用ホルダ１５、及び縦ロッド、ホルダを横ロッドに揺動可能に連結する揺動軸３１ａ，…による平行リンク機構７を有し、１の縦ロッドは一端が外部で揺動伝達軸３９に固定され、他の縦ロッドは一端が揺動伝達軸側で揺動可能に従動軸３８に支持され、ホルダは、揺動伝達軸の側に砥石を保持可能で、そのときの砥石の揺動中心軸とホルダを各横ロッドに連結する各揺動軸との位置関係の全てが、揺動伝達軸と１の縦ロッドを各横ロッドに連結する各揺動軸との対応する各位置関係、及び従動軸と他の縦ロッドを各横ロッドに連結する各揺動軸との対応する各位置関係のいずれにも同一となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、スラスト玉軸受等の玉軸受の玉の軌道として設けられた溝、およびリニアガイドのレールに設けられた玉転動溝等の超仕上げ加工を行う研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
玉軸受の内輪の外周面および外輪の内周面に設けられる、玉を転動させるための環状の溝（軌道）は、玉軸受の回転精度の向上、玉軸受からの騒音、振動の軽減および玉軸受の耐久性の向上等を図るために、超仕上げ加工されるのが好ましい。また、リニアガイドにおいても、同様に、玉転動溝は超仕上げ加工されるのが好ましい。
この軌道の超仕上げ加工を行う場合、外輪の内側に設けられた軌道の超仕上げは、外輪の内側から軌道に対して超仕上げ砥石を押圧し、外輪の軸心に直交する方向に揺動させて行われる。このような超仕上げ加工のために、図１２，１３に示されるような研削装置８１が使用されている（特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
研削装置８１は、超仕上げ砥石８２を保持する砥石保持アーム８３、および砥石保持アーム８３を保持する揺動伝達アーム８４を備える。超仕上げ砥石８２の先端は、外輪Ｗにおける軌道８５の内面の湾曲に対応した湾曲面となっている。
砥石保持アーム８３は、全体が略「コ」字状であって、一端８６に超仕上げ砥石８２を保持する。揺動伝達アーム８４は、略「Ｌ」字状であって、一端８８に砥石保持アーム８３の他端８７側を保持する。砥石保持アーム８３は、揺動伝達アーム８４の他端８９側の側方に位置するように配される。揺動伝達アーム８４の他端８９側は、砥石揺動用モータ９０に連結されて、砥石揺動用モータ９０の正逆回動とともに揺動する。
【０００４】
超仕上げ砥石８２、砥石保持アーム８３、揺動伝達アーム８４および砥石揺動用モータ９０は、砥石揺動用モータ９０の駆動軸の延長線ＳＡ上に超仕上げ砥石８２の先端の湾曲面の湾曲中心が位置するように組み立てられている。研削装置８１は、このように構成されることにより、砥石揺動用モータ９０の正逆回動に伴って超仕上げ砥石８２が砥石揺動用モータ９０の駆動軸の延長線ＳＡを中心として揺動する。
研削装置８１は、砥石保持アーム８３が略「コ」字状に形成され、揺動伝達アーム８４が略「Ｌ」字状に形成されていることにより、超仕上げ砥石８２を外輪Ｗの内側の軌道８５に押圧させた状態で砥石揺動用モータ９０の駆動軸の延長上に超仕上げ砥石８２の揺動中心を配することが可能となり、超仕上げ砥石８２を揺動させて超仕上げ加工を行うことができる。
【０００５】
なお、研削装置８１では、外輪Ｗは、超仕上げ加工時にワーク回転用モータ９１によってその軸心ＡＣ回りに回転される。
【特許文献１】特開平３−１２１７７１号公報
【特許文献２】特開２００５−１１８９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
研削装置８１は、砥石揺動用モータ９０の駆動軸の延長線ＳＡ上に超仕上げ砥石８２の揺動軸を配するように形成するために、砥石揺動用モータ９０と超仕上げ砥石８２とを連結する砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４を採用する。砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４は、外輪Ｗの外方で連結されて伸びる方向を変えながらクランク状に砥石揺動用モータ９０に連結される。そして、外輪Ｗの外方における砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４のいずれの部分も、揺動する時に外輪Ｗに当たることがないように、外輪Ｗから距離Ｌ１，Ｌ２を保って配される。
【０００７】
このような研削装置８１は、例えば風力発電機のプロペラに使用される大型の玉軸受における外輪Ｗの軌道を超仕上げ加工する場合には、外輪Ｗとの適度な距離Ｌ１，Ｌ２を保つために各部の長さが長い大型の砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４が必要となる。
一方、砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４の長い各部の撓みを軽減して超仕上げ砥石８２の揺動時の位置を精度良く保つためには、各部の断面二次モーメント（断面積）を増加させねばならず、そうすると砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４の慣性モーメントを増加させることになる。大きな慣性モーメントの砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４を有する研削装置８１は、大型化するという問題だけではなく、超仕上げ砥石８２の円滑な揺動（振動）を実現するのが容易ではないという問題がある。
【０００８】
また、自動化機器、電子機器および半導体機器等に頻繁に使用されるリニアガイドにおいても、走り精度の向上、騒音、振動の軽減および耐久性の向上に、スライダおよびレールにおける玉転動溝の超仕上げ加工は有効な手段である。しかし、リニアガイドのレールにおける玉転動溝は、レールの長手方向に沿って伸びている。図１４に示されるように、このようなレールＷＢの玉転動溝８５Ｂを従来の研削装置８１で超仕上げ加工する場合、超仕上げ砥石８２と揺動伝達アーム８４の他端８９との距離Ｌ１によって加工可能なレールＷＢの長さが制約されるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、大型の玉軸受の玉の軌道およびリニアガイドのレールにおける玉転動溝等を精度良く超仕上げ加工することができる研削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る研削装置は、複数の横ロッド、１つ以上の縦ロッド、超仕上げ砥石を保持するためのホルダ、ならびに前記縦ロッドおよび前記ホルダを前記横ロッドに略直交させて揺動可能に連結する複数の揺動軸により形成された平行リンク機構を有し、１つの前記縦ロッドはその一端部が前記平行リンク機構の外部で駆動装置により正逆回動される揺動伝達軸に固定されており、前記ホルダは、前記揺動伝達軸が設けられた側に研削面が存在するように前記超仕上げ砥石を保持可能であって、かつ前記超仕上げ砥石を保持したときの前記超仕上げ砥石の揺動中心軸と前記ホルダをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との位置関係のすべてが、前記揺動伝達軸と前記１つの縦ロッドをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との対応するそれぞれの位置関係と同一になるように前記横ロッドに連結されている。
【００１１】
好ましくは、前記横ロッドの長手方向の一方の端部に前記ホルダが連結されており、前記横ロッドの長手方向の他方の端部に前記揺動伝達軸に固定された前記１つの縦ロッドが連結されており、前記横ロッドの前記ホルダと前記１つの縦ロッドとの間に他の縦ロッドが連結されており、前記他の縦ロッドは、その一端部が前記揺動伝達軸が設けられた側において揺動可能に従動軸に支持され、かつ前記従動軸と前記他の縦ロッドをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との位置関係のすべてが、前記揺動伝達軸と前記１つの縦ロッドをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との対応するそれぞれの位置関係と同一である。
【００１２】
好ましくは、前記複数の横ロッドは、それぞれにおける前記ホルダ、前記１つの縦ロッドおよび前記他の縦ロッドと連結する前記揺動軸が同一の仮想平面上に存在するように構成されることにより、前記超仕上げ砥石の揺動中心軸が、前記揺動伝達軸および前記従動軸を含む仮想平面上に形成される。
前記研削装置では、先端に凸状または凹状の湾曲する研削面を備え、湾曲する前記研削面の法線が前記揺動中心軸と交わるように前記ホルダに保持された超仕上げ砥石が使用される。
【００１３】
前記ホルダは、前記超仕上げ砥石をそのロッドとするシリンダ装置としてもよい。
本発明における「横ロッド」および「縦ロッド」は、研削装置において水平に配されたロッドおよび垂直に配されたロッドに限られず、例えば、横ロッドが水平から４５度傾斜されたものまたは垂直に伸びたものであり、縦ロッドがこの横ロッドに略直交させて連結されたものである場合も含まれる。そのような縦ロッドおよび横ロッドを有する研削装置であっても、水平に配された横ロッドおよび垂直に配された縦ロッドを有する研削装置と同じ機能を有し作用効果を奏する。
【００１４】
また、ここでいう「対応するそれぞれの位置関係」が同一とは、例えば平行リンク機構が４節の平行リンク機構である場合、縦ロッドおよび第１の横ロッドを連結する第１の揺動軸、縦ロッドおよび第２の横ロッドを連結する第２の揺動軸、ならびに揺動伝達軸の位置関係が、ホルダおよび第１の横ロッドを連結する第３の揺動軸、ホルダおよび第２の横ロッドを連結する第４の揺動軸、ならびに超仕上げ砥石の揺動中心軸の位置関係と同一であること、つまり、第１の揺動軸と第２の揺動軸との距離、第１の揺動軸と揺動伝達軸との距離、ならびに第２の揺動軸と揺動伝達軸との距離が、第３の揺動軸と第４の揺動軸との距離、第３の揺動軸と超仕上げ砥石の揺動中心軸との距離、ならびに第４の揺動軸と超仕上げ砥石の揺動中心軸との距離にそれぞれ等しいことをいう。この位置関係の基準はそれぞれの軸心である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、例えば大型の玉軸受の玉の軌道およびリニアガイドのレールにおける玉転動溝等を精度良く超仕上げ加工することができる研削装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は研削装置１の正面図、図２は研削装置１の平面図、図３は研削装置１におけるシリンダ装置１５の側面断面図、図４は制御装置４の概略図である。
図１および図２において、研削装置１は、本体装置２、駆動装置３および制御装置４等からなる。
本体装置２は、４つの横ロッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、２つの第１連結部材１２ａ，１２ｂ、２つの第２連結部材１３ａ，１３ｂ、２つの縦ロッド１４ａ，１４ｂ、シリンダ装置１５およびベース（台）１６等で構成される。
【００１７】
４つの横ロッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、いずれも同一の細長い矩形状の金属の板材である。横ロッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、長手方向の両端近傍および中央に、それぞれ厚さ方向に貫通する貫通孔１７ａ，１８ａ，１９ａ，１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ，１７ｃ，１８ｃ，１９ｃ，１７ｄを備えている。横ロッドロッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのそれぞれに設けられた３つの貫通孔（例えば貫通孔１７ａ，１８ａ，１９ａ）の軸心は同一の仮想平面上に存在する。
横ロッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、２つがそれぞれの表面を対向させて平行に並べられ、その間に第１連結部材１２ａ，１２ｂおよび第２連結部材１３ａ，１３ｂを介在させて一体化されている。
【００１８】
第１連結部材１２ａ，１２ｂは、上下左右の三方向のうち一方向から見た形状が「Ｈ」字状であり、他の一方向から見た形状が矩形であって、各部分が一体として厚板で形成されたものである。第１連結部材１２ａは、横ロッド１１ａ，１１ｂのそれぞれの長手方向の一方の端近傍における貫通孔１７ａ，１７ｂと中央における貫通孔１８ａ，１８ｂとの間で、「Ｈ」字状の面がそれぞれ横ロッド１１ａ，１１ｂの対向する面に当接されて、複数のボルトによって横ロッド１１ａ，１１ｂと一体化されている。他の第１連結部材１２ｂも、同様にして２つの横ロッド１１ｃ，１１ｄと一体化されている。
【００１９】
第２連結部材１３ａ，１３ｂは、矩形の厚板で形成されている。第２連結部材１３ａは、横ロッド１１ａ，１１ｂのそれぞれの長手方向の中央における貫通孔１８ａ，１８ｂと他方の端近傍における貫通孔１９ａ，１９ｂとの間で、矩形の長辺両側面がそれぞれ横ロッド１１ａ，１１ｂの表面に当接され、複数のボルトによって横ロッド１１ａ，１１ｂと一体化されている。他の第２連結部材１３ｂも、同様にして他の２つの横ロッド１１ｃ，１１ｄと一体化されている。
２つの横ロッド１１ａ，１１ｂおよび２つの横ロッド１１ｃ，１１ｄの間にそれぞれ介在する第１連結部材１２ａ，１２ｂおよび第２連結部材１３ａ，１３ｂは、いずれの幅も等しく、横ロッド１１ａ，１１ｂ，ロッド１１ｃ，１１ｄのそれぞれの全体形状は同一である。また、横ロッド１１ａ，１１ｂと第１連結部材１２ａ、第２連結部材１３ａとの一体化物（以下「第１ロッド部５」という）、および横ロッド１１ｃ，１１ｄと第１連結部材１２ｂ、第２連結部材１３ｂとの一体化物（以下「第２ロッド部６」という）において、長手方向の両端近傍および第１連結部材１２ａ，１２ｂと第２連結部材１３ａ，１３ｂとの間（長手方向中央部分）には十分な隙間が確保されている。
【００２０】
本発明における横ロッドは、第１ロッド部５および第２ロッド部６を指すものである。
縦ロッド１４ａ，１４ｂは、底面が矩形である程度の長さを有する略四角柱の外観であり、両底面の長辺部分が面取りされている。縦ロッド１４ａ，１４ｂは、高さ方向（長手方向）の一方の端近傍および中央近傍にそれぞれ底面の長辺方向に貫通する揺動軸孔２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂを備え、他方の端近傍に、揺動軸孔２０ａ，２０ｂ等と同方向に貫通する固定軸孔２２ａ，２２ｂを備えている。
シリンダ装置１５は、略四角柱の外観を有するシリンダ２３を備えたエアシリンダーである。シリンダ２３の互いに逆方向を向く２つの外周面には、いずれにも２つの深溝玉軸受２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄがシリンダ２３の軸方向に並べて埋め込まれ、それぞれの外輪がシリンダ２３に固定されている。４つの深溝玉軸受２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、シリンダカバー２５側の２つの深溝玉軸受２４ａ，２４ｂの軸心が同一線上にあり、ロッドカバー２６側の２つの深溝玉軸受２４ｃ，２４ｄの軸心も同一線上となるように配されている。
【００２１】
各深溝玉軸受２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの内輪には、保持部材２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの径小部２８が嵌め込まれて固定されている。なお、保持部材２７ａ〜２７ｄは、円柱状の径小部２８、および径小部２８の一方の底面に連続し径小部２８よりも径が大きく径小部２８の軸心の延長上に軸心を有する円柱状の径大部２９からなる。
シリンダ装置１５のロッドは超仕上げ砥石３０で形成されている。超仕上げ砥石３０の先端面は、研削対象である例えば深溝玉軸受の外輪の（凹状の）軌道における表面の湾曲に略等しい湾曲する凸状の湾曲面４６（図１参照）となっている。
【００２２】
本発明におけるホルダはシリンダ装置１５をいい、本発明におけるホルダを横ロッドに連結する各揺動軸は、保持部材２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄをいうものである。また、本発明における研削面は、超仕上げ砥石３０の先端の湾曲面４６である。
以上説明した第１ロッド部５、第２ロッド部６、２つの縦ロッド１４ａ，１４ｂおよびシリンダ装置１５により、研削装置１の平行リンク機構７が形成される。
ここで、本体装置２における平行リンク機構７の構成について説明する。
第１ロッド部５と第２ロッド部６とは、一方の横ロッド１１ａ，１１ｂと他方の横ロッド１１ｃ，１１ｄとをそれぞれ対向させて、かつそれぞれの間に距離が設けられて平行に配されている。
【００２３】
一方の縦ロッド１４ａは、揺動軸孔２０ａ側が、第１ロッド部５の第１連結部１２ａと第２連結部１３ａとの間、および第２ロッド部６の第１連結部１２ｂと第２連結部１３ｂとの間に、差し入れられている。縦ロッド１４ａは、揺動軸孔２０ａの軸心を横ロッド１１ａ，１１ｂの貫通孔１８ａ，１８ｂの軸心に一致させ、揺動軸孔２１ａの軸心を横ロッド１１ｃ，１１ｄのそれぞれにおける中央の貫通孔１８ｃの軸心に一致させて、第１ロッド部５および第２ロッド部６を揺動可能に支持する。
他方の縦ロッド１４ｂは、揺動軸孔２０ｂ側が、第１ロッド部５の第２連結部１３ａ側の端部の２つの横ロッド１１ａ，１１ｂの間、および第２ロッド部６の第２連結部１３ｂ側の端部の２つの横ロッド１１ｃ，１１ｄの間に、差し入れられている。縦ロッド１４ｂは、揺動軸孔２０ｂの軸心を横ロッド１１ａ，１１ｂのそれぞれの貫通孔１９ａ，１９ｂの軸心に一致させ、揺動軸孔２１ｂの軸心を横ロッド１１ｃ，１１ｄのそれぞれの第２連結部１３ｂ側の端部近傍の貫通孔１９ｃの軸心に一致させて、第１ロッド部５および第２ロッド部６のそれぞれの端部を揺動可能に支持する。
【００２４】
縦ロッド１４ａ，１４ｂによる第１ロッド部５および第２ロッド部６の揺動可能な直接の支持は、軸心を一致させたそれぞれの貫通孔１７ａ〜１９ａ，１７ｂ〜１９ｂ，１７ｃ〜１９ｃ，１７ｄおよび揺動軸孔２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂを貫通し両端が抜け止め処理された軸部材３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂによりなされている。軸部材３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂは、本体装置２が揺動動作するときの揺動軸となる。
また、軸部材３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂは、本発明における揺動軸に相当する。
シリンダ装置１５は、シリンダカバー２５側に配された各保持部材２７ａ，２７ｂのそれぞれの径大部２９，２９が、第１ロッド部５における第１連結部材１２ａ側の端部の貫通孔１７ａ，１７ｂに嵌め込まれている。また、ロッドカバー２６側に配された各保持部材２７ｃ，２７ｄのそれぞれの径大部２９，２９は、第２ロッド部６の横ロッド１１ｃ，１１ｄにおける第１連結部材１２ｂ側に設けられた貫通孔１７ｃ，１７ｄに嵌め込まれている。シリンダ装置１５は、このようにして第１ロッド部５および第２ロッド部６に保持されることにより、第１ロッド部５および第２ロッド部６のいずれに対しても揺動可能となっている。
【００２５】
シリンダ装置１５のシリンダ室４７は、作動流体である空気の圧力を制御する圧力制御装置に連通されている。
組み合わされた第１ロッド部５、第２ロッド部６、２つの縦ロッド１４ａ，１４ｂおよびシリンダ装置１５は、連結された相手に対して正逆回動可能な間接を６つ有する６節の平行リンク機構７を形成する。
平行リンク機構７においては、常に、第１ロッド部５と第２ロッド部６とは平行であり、２つの縦ロッド１４ａ，１４ｂの軸心およびシリンダ装置１５の軸心の方向が一致している。また、２つの縦ロッド１４ａ，１４ｂの固定軸孔２２ａ，２２ｂは、これらの軸心が含まれる仮想平面が、常に第１ロッド部５に取り付けられた２つの軸部材３１ａ，３１ｂの軸心およびシリンダ装置１５のシリンダカバー２５側の保持部材２７，２７の軸心が含まれる仮想平面と平行である。
【００２６】
横ロッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、第１連結部材１２ａ，１２ｂ、第２連結部材１３ａ，１３ｂ、縦ロッド１４ａ，１４ｂ、およびシリンダ装置１５は、いずれも慣性重量を減少させるためにアルミニウムで製作されている。また、第１連結部材１２ａ，１２ｂおよび第２連結部材１３ａ，１３ｂは、軽量化を図るために円形の肉抜き処理がなされている。
装置本体２における第１ロッド部５と第２ロッド部６とは同一形状であり、縦ロッド１４ａと縦ロッド１４ｂとも同一形状であるが、これらの一方またはいずれも別形状としてもよい。
【００２７】
ベース１６は、平行リンク機構７を支持する支持部３３および駆動モータ３４を固定する基部３５を有する。
支持部３３は、互いに平行に隔てられていずれも基部３５から垂直に立ち上がる２つの肉厚の矩形板状部分３６ａ，３６ｂで形成される。
基部３５は、平面視で長方形の形状を有し、長手方向の一方の側略半分で支持部３３と連続し、他方の側に駆動モータ３４が固定されている。
なお、基部３５から立ち上がるそれぞれの矩形板状部分３６ａ，３６ｂは、基部３５の長手方向に伸びている。
【００２８】
ベース１６（支持部３３）による平行リンク機構７の支持は、次のようにして行われている。
矩形板状部分３６ａ，３６ｂは、それぞれが長手方向の両端部に貫通する孔３７ａ，３７ｂを有する。矩形板状部分３６ａ，３６ｂのそれぞれの長手方向一方の孔３７ａ，３７ａにおけるそれぞれの軸心は同一線上にあり、他方の孔３７ｂ，３７ｂのそれぞれの軸心も同一線上にある。長手方向一方側の孔３７ａの軸心と他方側の孔３７ｂの軸心との距離は、平行リンク機構７における縦ロッド１４ａ，１４ｂの固定軸孔２２ａ，２２ｂの軸心の距離に等しい。
【００２９】
２つの矩形板状部分３６ａ，３６ｂの間に平行リンク機構７における縦ロッド１４ａ，１４ｂの固定軸孔２２ａ，２２ｂが設けられた側が差し入れられている。
矩形板状部分３６ａの一方の孔３７ａ、縦ロッド１４ａの固定軸孔２２ａ、および矩形板状部分３６ｂの一方の孔を従動軸３８が貫通している。従動軸３８は、矩形板状部分３６ａ，３６ｂ（ベース１６）に対して縦ロッド１４ａを揺動可能に支持する部材である。従動軸３８は、固定軸孔２２ａに固定され、矩形板状部分３６ａ，３６ｂのそれぞれの孔３７ａ，３７ａに玉軸受により回動可能に支持されている。従動軸３８は、固定軸孔２２ａに回動可能に保持されたものとしてもよい。
【００３０】
また、矩形板状部分３６ａの他方の孔３７ｂ、縦ロッド１４ｂの固定軸孔２２ｂ、および矩形板状部分３６ｂの他方の孔３７ｂを揺動伝達軸３９が貫通している。揺動伝達軸３９は、固定軸孔２２ｂに固定され、それぞれの孔３７ｂ，３７ｂに玉軸受により回動可能に支持されている。揺動伝達軸３９は、矩形板状部分３６ａの孔３７ｂからさらに外方に伸び、伸びた部分には従動プーリ４０が固定されている。
駆動装置３は、駆動モータ３４、駆動プーリ４１、タイミングベルト４２および従動プーリ４０からなる。
【００３１】
駆動モータ３４は、ＡＣサーボモータである。駆動モータ３４は、駆動軸４３を揺動伝達軸３９と平行にしてベース１６の基部３５に固定されている。駆動軸４３には駆動プーリ４１が取り付けられている。駆動プーリ４１は、タイミングベルト４２により従動プーリ４０と連結されている。駆動プーリ４１の径は従動プーリ４０の径と同一であり、例えば、駆動プーリ４１は、１回転することにより従動プーリ４０を１回転させる。
本発明における駆動装置は、駆動モータ３４に相当する。
制御装置４は、コントローラ４４およびサーボアンプ４５等からなる。
【００３２】
コントローラ４４は、種々の演算処理を行うＣＰＵ、超仕上げ加工条件の記憶およびサーボアンプ４５を制御するためのプログラム等を記憶するＲＡＭ、大容量磁気ディスク等の記憶装置、超仕上げ加工条件等を入力しかつ超仕上げ加工の状況を表示させる入出力装置（タッチパネル）および異常を知らせる警報装置等からなる。
コントローラ４４は、予め入力された超仕上げ砥石３０の揺動運動の基準傾斜角度（揺動幅の中央の角度）α、揺動角度β、揺動数および加工時間等に従って、サーボアンプ４５に対し駆動モータ３４の制御を指示する。また、コントローラ４４は、駆動モータ３４だけではなく、圧力制御装置に対して超仕上げ砥石３０がワークの被研削面を押圧する圧力を指示する。
【００３３】
次に超仕上げ加工時の研削装置１の動作を説明する。
図５は研削装置１による深溝玉軸受の外輪Ｗの軌道８５を超仕上げ加工する様子を示す図である。
研削装置１は、設定された基準傾斜角度αに応じてコントローラ４４が駆動モータ３４を回動させ、超仕上げ砥石３０が初期（基準傾斜角度α）位置に配置される。このとき、サーボアンプ４５はコントローラ４４から基準傾斜角度αまでの回動指令を受け、駆動モータ３４からのエンコーダ出力を受けて駆動モータ３４の回動を制御する。
【００３４】
続いて、コントローラ４４の指示によって、外輪Ｗは設定された回転速度でその中心軸廻りに回転され、駆動モータ３４は、設定された揺動角度±βおよび揺動数で正逆回動の繰り返しを開始する。タイミングベルト４２によって駆動プーリ４１に連結された従動プーリ４０は、正逆回動動作することにより、揺動伝達軸３９に固定された縦ロッド１４ｂを揺動伝達軸３９廻りに揺動させる。駆動プーリ４１および従動プーリ４０の径は同一であるので、従動プーリ４０も駆動プーリ４１と同じ揺動角度βの２倍（±β）の範囲で正逆回動し、縦ロッド１４ｂは±βの角度範囲で揺動する。
【００３５】
縦ロッド１４ｂが揺動すると、第１ロッド部５および第２ロッド部６は、揺動伝達軸３９からのそれぞれの距離に応じて縦ロッド１４ｂの揺動平面内における縦ロッド１４ｂ（の長手方向）に略直交する方向に往復移動する。
保持部材２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄによって平行リンク機構７に組み込まれたシリンダ装置１５は、第１ロッド部５および第２ロッド部６の往復運動により、揺動する。シリンダ装置１５の揺動は、揺動伝達軸３９の軸心および従動軸３８の軸心を含む仮想平面と、保持部材２７ａ，２７ｂの軸心および保持部材２７ｃ，２７ｄの軸心を含む仮想平面との交線廻りに行われる。そして、シリンダ装置１５は、超仕上げ砥石３０の先端の湾曲面４６における各部の法線の交点がこの交線、つまりシリンダ装置１５の揺動中心軸ＳＡとなるように平行リンク機構７に組み込まれている。また、超仕上げ加工における超仕上げ砥石３０の揺動数は、例えば５００往復／分が選択される。そのため、超仕上げ砥石３０は、駆動モータ３４の正逆回動の繰り返しにより、この揺動中心軸ＳＡ廻りに例えば５００往復／分の高速揺動を行う。
【００３６】
さて、超仕上げ砥石３０は、その先端の湾曲面４６が、深溝玉軸受の外輪Ｗの軌道８５における周面の湾曲の程度と略同じものが使用される。また、超仕上げ砥石３０は、湾曲面４６の法線が揺動中心軸ＳＡと交わるようにシリンダ装置１５に一体化されている。超仕上げ加工を行う対象が、例えばリニアガイドのレールのような直線となった部分の表面の場合にも、同様である。
なお、超仕上げ砥石３０は、必ずしも湾曲面４６の全ての部分における法線が揺動中心軸ＳＡと交わるものでなくとも、研削装置１に使用して超仕上げ加工を行うことができる。
【００３７】
研削装置１は、このような超仕上げ砥石３０を、シリンダ装置１５により、回転する外輪Ｗの軌道８５に予め設定された強度で押圧させる。研削装置１は、同時に超仕上げ砥石３０を、回転する外輪Ｗの回転軸方向に高速で揺動させて、外輪の軌道８５の超仕上げ加工を行う。
図５に示されるように、研削装置１は、玉軸受の外輪Ｗの軸方向に伸びた平行リンク機構７によって超仕上げ砥石３０の揺動を実現する。そのため、研削装置１は、外輪Ｗの径の大小を問わず適用することができ、例えば風力発電のプロペラに用いられるような大径の玉軸受の外輪Ｗを超仕上げ加工する場合でも、大型化することなく小型の装置で対応することができる。
【００３８】
また、研削装置１は、リニアガイドのレールにおける玉転動溝を超仕上げ加工する場合にも、平行リンク機構７が、玉転動溝の伸びる方向ではなくこれと直交する方向に伸びているので、玉転動溝の長さに拘わらず小型化することができる。
図５には、研削装置１により、シリンダ装置１５（超仕上げ砥石３０）の軸心が外輪Ｗの径方向となる位置、つまり基準傾斜角度αを０（零）とし、この基準傾斜角度αに対して±βの揺動角度で超仕上げ加工する場合が示されている。研削装置１では、０以外の基準傾斜角度αで超仕上げ加工を行うことができる。研削装置１により、アンギュラ玉軸受の外輪ＷＡにおける軌道８５Ａを超仕上げ加工する場合には、例えば図６に示されるように、軌道８５Ａの断面形状に対応させて予めコントローラ４４に入力された垂直から傾斜する基準傾斜角度α（＝αａ）に対して、±βの揺動角度で超仕上げ砥石３０を揺動させる。
【００３９】
研削装置１では、駆動モータ３４にＡＣサーボモータが採用されていることにより、基準傾斜角度αおよび揺動角度βの変更を、入出力装置（タッチパネル）から簡単に行うことができる。
コントローラ４４には、入力された任意の基準傾斜角度α、揺動角度β、超仕上げ砥石３０が被研削面を押圧する圧力、および加工時間等の加工条件の組み合わせをファイルとして記憶し、研削対象に応じて複数の研削条件の中から適する１つの組み合わせを呼び出すことができる。
【００４０】
また、ＡＣサーボモータを備える研削装置１は、例えば基準傾斜角度αおよび揺動角度βの組み合わせが＋３０±１５度および−３０度±１５度の２つの軌道を有する複列アンギュラ玉軸受を、アンギュラ玉軸受と同様に精度よく超仕上げ加工することができる。
図７は他の研削装置１Ｂの正面図である。
研削装置１Ｂは、平行リンク機構７におけるロッド１４ａの固定軸孔２２ａが揺動伝達軸３９Ｂに固定され、第２縦ロッド１４ｂの固定軸孔２２ｂが従動軸３８Ｂに固定されている。
【００４１】
揺動伝達軸３９Ｂは、従動プーリ４０に固定されて従動プーリ４０の正逆回動に伴って縦ロッド１４ａを揺動させる。従動軸３８Ｂは、縦ロッド１４ｂを矩形板状部分３６ａ，３６ｂに対して揺動可能に支持している。
研削装置１Ｂにおいて、研削装置１におけるものと同一の構成を有する部分については、図７において研削装置１におけるものと同一の符合を付し、その説明を省略する。超仕上げ加工における研削装置１Ｂの動作は、駆動モータ３４の正逆回動動作が縦ロッド１ａに伝達される点を除き研削装置１における動作と同一である。
【００４２】
図８は他の研削装置１Ｃの正面図である。
研削装置１，１Ｂが６節の平行リンク機構７を有するのに対して、研削装置１Ｃは、４節の平行リンク機構７Ｃを有する。研削装置１Ｃは、研削装置１Ｂについて、縦ロッド１４ｂならびに第１ロッド部５および第２ロッド部６における縦ロッド１４ａの縦ロッド１４ｂ側半分を取り除いたものである。
図８に示される研削装置１Ｃおいて、図７における符合と同一の符合を付した部分については、研削装置１Ｂにおけるものと同一の構成を有する。研削装置１Ｃは、駆動モータ３４の正逆回動動作により、第１ロッド部５Ｃ、第２ロッド部６Ｃ、シリンダ装置１５および縦ロッド１４ａからなる平行リンク機構７Ｃが作動し、超仕上げ砥石３０を揺動中心軸ＳＡ廻りに回動させる。
【００４３】
研削装置１Ｃにおける超仕上げ砥石３０の揺動中心軸ＳＡは、シリンダ装置１５のシリンダカバー側における保持部材２７ａの軸心および保持部材２７ｃの軸心を含む仮想平面と、揺動伝達軸３９Ｂの軸心を含みかつ保持部材２７ａの軸心および軸部材３２ａの軸心を含む仮想平面に平行な仮想平面との交線である。
研削装置１，１Ｂ，１Ｃは、平行リンク機構７，７Ｃを採用し、超仕上げ砥石３０の揺動中心軸ＳＡを駆動モータ３４の回動軸心の延長上に配さないことで、従来の研削装置では装置を大型化させなければ超仕上げ加工ができなかった種々の大型の玉軸受の玉の軌道およびリニアガイドの長尺レールにおける玉転動溝を、大型化させることなく超仕上げ加工することができる。
【００４４】
また、研削装置１，１Ｂ，１Ｃは、玉軸受の外輪Ｗの軌道８５のような内周面に設けられた断面が凹状に湾曲する溝およびリニアガイドの長尺レールにおける玉転動溝の表面だけではなく、短円管等の内周面において断面が湾曲して内方に突出する環状帯または長い棒に長手方向に伸びる湾曲表面を有して突出するレールの表面の超仕上げ加工に用いることができる。
図９は研削装置１が角棒ＷＤの表面に突出するレール４８の表面を超仕上げ加工する様子を示す図である。超仕上げ砥石３０Ｄの先端面は、レール４８の湾曲する表面の曲率に略等しい曲率の凹状の湾曲面４６Ｄとなっている。超仕上げ砥石３０Ｄは、湾曲面４６Ｄの母線が揺動中心軸ＳＡと平行になるようにしてシリンダ装置１５に一体化されている。なお、このとき、湾曲面４６Ｄは、その法線が揺動中心軸ＳＡと交わる。
【００４５】
超仕上げ砥石３０Ｄがシリンダ装置１５のロッドカバー２６から突出する長さは、凸状の湾曲面４６を有する超仕上げ砥石３０よりも短い。
研削装置１は、超仕上げ砥石３０Ｄの揺動中心軸ＳＡ、つまり揺動伝達軸３９の軸心および従動軸３８の軸心を含む仮想平面と、保持部材２７ａ，２７ｂの軸心および保持部材２７ｃ，２７ｄの軸心を含む仮想平面との交線が、超仕上げ砥石３０Ｄの湾曲面４６Ｄよりも外方となるように、角棒ＷＤのレール４８位置と関連づけて配される。
研削装置１がレール４８の表面を超仕上げ加工するときの動作は、図５に示される軸玉受の外輪Ｗの軌道８５を超仕上げ加工する場合と同じである。
【００４６】
上述の実施形態において、第１ロッド部５，５Ｃおよび第２ロッド部６，６Ｃをそれぞれ単一の肉厚板材で形成してもよい。第１ロッド部５，５Ｃ、第２ロッド部６，６Ｃ、縦ロッド１４ａ，１４ｂおよびシリンダ装置１５は、６節の平行リンク機構７または４節のリンク機構７Ｃを構成するものであれば、上述した形態に限られない。
平行リンク機構として、第１ロッド部５，５Ｃおよび第２ロッド部６，６Ｃに加えてさらに１つまたは複数の横に伸びたロッドを設けてもよく、縦ロッド１４ａ，１４ｂに加えてさらに１つまたは複数の縦ロッドを設けてもよい。縦ロッド１４ａ，１４ｂに加えて設けられる縦ロッドは、第１ロッド部５，５Ｃおよび第２ロッド部６，６Ｃ等の横方向に伸びたロッドのみを揺動可能に接続するものでも、さらにベース１６の支持部３３に揺動可能に支持されるものでもよい。
【００４７】
平行リンク機構は、次の要件を満たせば研削装置に採用することができる。
例えば、研削装置１における６節の平行リンク機構７では、縦ロッド１４ａを貫通する軸部材３１ａ，３２ａおよび従動軸３８の位置関係と、縦ロッド１４ｂを貫通する軸部材３１ｂ，３２ｂおよび駆動伝達軸３９の位置関係とが同一であることを要する。ここで、「位置関係が同一」とは、軸部材３１ａおよび軸部材３２ａ間の距離と軸部材３１ｂおよび軸部材３２ｂ間の距離とが等しく、軸部材３１ａおよび従動軸３８間の距離と軸部材３１ｂおよび駆動伝達軸３９間の距離とが等しく、かつ軸部材３２ａおよび従動軸３８間の距離と軸部材３２ｂおよび駆動伝達軸３９間の距離とが等しいことをいう。また、シリンダ装置１５は、保持部材２７ａ，２７ｂの軸心、保持部材２７ｃ，２７ｄの軸心および超仕上げ砥石３０の設定揺動中心軸ＳＡの位置関係が、軸部材３１ｂ，３２ｂおよび駆動伝達軸３９の位置関係と同じになるように平行リンク機構７に組み込まれることを要する。
【００４８】
この要件を満たす平行リンク機構７は、当然に、縦ロッド１４ａを揺動可能に支持する軸部材３１ａと縦ロッド１４ｂを揺動可能に支持する軸部材３１ｂとの距離、縦ロッド１４ａを揺動可能に支持する軸部材３２ａと縦ロッド１４ｂを揺動可能に支持する軸部材３２ｂとの距離、および従動軸３８と駆動伝達軸３９との距離のいずれも等しく（Ｄ１）、軸部材３１ａと保持部材２７ａ，２７ｂの軸心との距離および駆動伝達軸３９と設定揺動中心軸ＳＡとの距離が等しい（Ｄ１＋Ｄ２、図１０（ａ）参照）。
６節の平行リンク機構は、上記要件を満たせば、軸部材３１ａと軸部材３２ａとの距離が軸部材３２ａと従動軸３８との距離に等しいか否かに拘わらず、研削装置１に採用することができる。
【００４９】
研削装置１Ｃにおける４節の平行リンク機構７Ｃについても、上記した６節の平行リンク機構７と同様に、シリンダ装置１５は、保持部材２７ａ，２７ｂの軸心、保持部材２７ｃ，２７ｄの軸心および超仕上げ砥石３０の設定揺動中心軸ＳＡの位置関係が、縦ロッド１４ａを揺動可能に支持する軸部材３１ａ，３２ａおよび駆動伝達軸３９Ｂの位置関係と同じになるように平行リンク機構７Ｃに組み込まれている。
平行リンク機構７，７Ｃは、上記要件を満たせば、例えば、図１１（ａ），（ｂ）に示されるような、第１ロッド部５Ｄを揺動可能に支持する軸部材３１Ｄａ，３１Ｄｂおよび第１ロッド部５Ｄに揺動可能に支持される支持部材２７Ｄａ，２７Ｄｂのそれぞれの軸心が同一の仮想平面に存在しない場合、縦ロッド１４Ｄａおける軸部材３１Ｄａ，３２Ｄａ、従動軸３８Ｄのそれぞれの軸心が同一の仮想平面に存在せず、および（／または）縦ロッド１４Ｄｂおける軸部材３１Ｄｂ，３２Ｄｂ、従動軸３９Ｄのそれぞれの軸心が同一の仮想平面に存在しない場合、縦ロッド１４Ｄａの形状と縦ロッド１４Ｄｂの形状とが異なる場合、ならびに第１ロッド部５Ｅの形状と第２ロッド部６Ｅの形状とが異なる場合であっても、超仕上げ砥石を設定揺動中心軸ＳＡ廻りに揺動させることができる。
【００５０】
上記要件は、平行リンク機構として６節の平行リンク機構７以外のもの、例えば８節の平行リンク機構または９節のリンク機構等を採用する場合にも当てはまる。
また、超仕上げ砥石３０，３０Ｄをシリンダ装置１５のロッドとして構成せず、第１ロッド部５，５Ｃおよび第２ロッド部６，６Ｃに揺動可能に支持されるホルダに保持させてもよい。その場合、超仕上げ砥石３０，３０Ｄを被研削面に押圧させるために、例えば平行リンク機構７，７Ｃおよびこれを支持する支持部３０が押圧用のシリンダ装置に連結される。
【００５１】
第１ロッド部および第２ロッド部を、例えば肉抜きされた１枚の厚板で形成してもよい。
その他、研削装置１，１Ｂ，１Ｃ、および研削装置１，１Ｂ，１Ｃの各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、スラスト玉軸受等の玉軸受の玉の軌道、およびリニアガイドのレールにおける玉転動溝等の超仕上げ加工に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は研削装置の正面図である。
【図２】図２は研削装置の平面図である。
【図３】図３は研削装置におけるシリンダ装置の側面断面図である。
【図４】図４は制御装置の概略図である。
【図５】図５は玉軸受の外輪の軌道を超仕上げ加工する様子を示す図である。
【図６】図６は玉軸受の外輪の軌道を超仕上げ加工する様子を示す図である。
【図７】図７は他の研削装置の正面図である。
【図８】図８は他の研削装置の正面図である。
【図９】図９は角棒の突出するレール表面を超仕上げ加工する様子を示す図である。
【図１０】図１０は他の研削装置の超仕上げ加工する様子を示すである。
【図１１】図１１は他の研削装置の超仕上げ加工する様子を示すである。
【図１２】図１２は従来の研削装置の正面図である。
【図１３】図１３は従来の研削装置が玉軸受の外輪の軌道を超仕上げ加工する様子を示す図である。
【図１４】図１４は従来の研削装置がリニアガイドのレールにおける玉転動溝を超仕上げ加工する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１，１Ｂ，１Ｃ 研削装置
７，７Ｃ 平行リンク機構
１４ａ，１４ｂ，１４Ｄａ，１４Ｄｂ 縦ロッド
１５ ホルダ（シリンダ装置）
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７Ｄａ，２７Ｄｂ 揺動軸（保持部材）
３０，３０Ｄ 超仕上げ砥石
３１ａ，３１ｂ，３１Ｄａ，３１Ｄｂ 揺動軸（軸部材）
３２ａ，３２ｂ，３２Ｄａ，３２Ｄｂ 揺動軸（軸部材）
３４ 駆動装置（駆動モータ）
３８，３８Ｂ，３８Ｄ 従動軸
３９，３９Ｂ，３９Ｄ 揺動伝達軸
４６，４６Ｄ 研削面（超仕上げ砥石の先端の湾曲面）
ＳＡ 揺動中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、スラスト玉軸受等の玉軸受の玉の軌道として設けられた溝、およびリニアガイドのレールに設けられた玉転動溝等の超仕上げ加工を行う研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
玉軸受の内輪の外周面および外輪の内周面に設けられる、玉を転動させるための環状の溝（軌道）は、玉軸受の回転精度の向上、玉軸受からの騒音、振動の軽減および玉軸受の耐久性の向上等を図るために、超仕上げ加工されるのが好ましい。また、リニアガイドにおいても、同様に、玉転動溝は超仕上げ加工されるのが好ましい。
この軌道の超仕上げ加工を行う場合、外輪の内側に設けられた軌道の超仕上げは、外輪の内側から軌道に対して超仕上げ砥石を押圧し、外輪の軸心に直交する方向に揺動させて行われる。このような超仕上げ加工のために、図１２，１３に示されるような研削装置８１が使用されている（特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
研削装置８１は、超仕上げ砥石８２を保持する砥石保持アーム８３、および砥石保持アーム８３を保持する揺動伝達アーム８４を備える。超仕上げ砥石８２の先端は、外輪Ｗにおける軌道８５の内面の湾曲に対応した湾曲面となっている。
砥石保持アーム８３は、全体が略「コ」字状であって、一端８６に超仕上げ砥石８２を保持する。揺動伝達アーム８４は、略「Ｌ」字状であって、一端８８に砥石保持アーム８３の他端８７側を保持する。砥石保持アーム８３は、揺動伝達アーム８４の他端８９側の側方に位置するように配される。揺動伝達アーム８４の他端８９側は、砥石揺動用モータ９０に連結されて、砥石揺動用モータ９０の正逆回動とともに揺動する。
【０００４】
超仕上げ砥石８２、砥石保持アーム８３、揺動伝達アーム８４および砥石揺動用モータ９０は、砥石揺動用モータ９０の駆動軸の延長線ＳＡ上に超仕上げ砥石８２の先端の湾曲面の湾曲中心が位置するように組み立てられている。研削装置８１は、このように構成されることにより、砥石揺動用モータ９０の正逆回動に伴って超仕上げ砥石８２が砥石揺動用モータ９０の駆動軸の延長線ＳＡを中心として揺動する。
研削装置８１は、砥石保持アーム８３が略「コ」字状に形成され、揺動伝達アーム８４が略「Ｌ」字状に形成されていることにより、超仕上げ砥石８２を外輪Ｗの内側の軌道８５に押圧させた状態で砥石揺動用モータ９０の駆動軸の延長上に超仕上げ砥石８２の揺動中心を配することが可能となり、超仕上げ砥石８２を揺動させて超仕上げ加工を行うことができる。
【０００５】
なお、研削装置８１では、外輪Ｗは、超仕上げ加工時にワーク回転用モータ９１によってその軸心ＡＣ回りに回転される。
【特許文献１】特開平３−１２１７７１号公報
【特許文献２】特開２００５−１１８９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
研削装置８１は、砥石揺動用モータ９０の駆動軸の延長線ＳＡ上に超仕上げ砥石８２の揺動軸を配するように形成するために、砥石揺動用モータ９０と超仕上げ砥石８２とを連結する砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４を採用する。砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４は、外輪Ｗの外方で連結されて伸びる方向を変えながらクランク状に砥石揺動用モータ９０に連結される。そして、外輪Ｗの外方における砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４のいずれの部分も、揺動する時に外輪Ｗに当たることがないように、外輪Ｗから距離Ｌ１，Ｌ２を保って配される。
【０００７】
このような研削装置８１は、例えば風力発電機のプロペラに使用される大型の玉軸受における外輪Ｗの軌道を超仕上げ加工する場合には、外輪Ｗとの適度な距離Ｌ１，Ｌ２を保つために各部の長さが長い大型の砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４が必要となる。
一方、砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４の長い各部の撓みを軽減して超仕上げ砥石８２の揺動時の位置を精度良く保つためには、各部の断面二次モーメント（断面積）を増加させねばならず、そうすると砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４の慣性モーメントを増加させることになる。大きな慣性モーメントの砥石保持アーム８３および揺動伝達アーム８４を有する研削装置８１は、大型化するという問題だけではなく、超仕上げ砥石８２の円滑な揺動（振動）を実現するのが容易ではないという問題がある。
【０００８】
また、自動化機器、電子機器および半導体機器等に頻繁に使用されるリニアガイドにおいても、走り精度の向上、騒音、振動の軽減および耐久性の向上に、スライダおよびレールにおける玉転動溝の超仕上げ加工は有効な手段である。しかし、リニアガイドのレールにおける玉転動溝は、レールの長手方向に沿って伸びている。図１４に示されるように、このようなレールＷＢの玉転動溝８５Ｂを従来の研削装置８１で超仕上げ加工する場合、超仕上げ砥石８２と揺動伝達アーム８４の他端８９との距離Ｌ１によって加工可能なレールＷＢの長さが制約されるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、大型の玉軸受の玉の軌道およびリニアガイドのレールにおける玉転動溝等を精度良く超仕上げ加工することができる研削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る研削装置は、複数の横ロッド、１つ以上の縦ロッド、超仕上げ砥石を保持するためのホルダ、ならびに前記縦ロッドおよび前記ホルダを前記横ロッドに略直交させて揺動可能に連結する複数の揺動軸により形成された平行リンク機構を有し、１つの前記縦ロッドはその一端部が前記平行リンク機構の外部で駆動装置により正逆回動される揺動伝達軸に固定されており、前記ホルダは、前記揺動伝達軸が設けられた側に研削面が存在するように前記超仕上げ砥石を保持可能であって、かつ前記超仕上げ砥石を保持したときの前記超仕上げ砥石の揺動中心軸と前記ホルダをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との位置関係のすべてが、前記揺動伝達軸と前記１つの縦ロッドをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との対応するそれぞれの位置関係と同一になるように前記横ロッドに連結されている。
【００１１】
好ましくは、前記横ロッドの長手方向の一方の端部に前記ホルダが連結されており、前記横ロッドの長手方向の他方の端部に前記揺動伝達軸に固定された前記１つの縦ロッドが連結されており、前記横ロッドの前記ホルダと前記１つの縦ロッドとの間に他の縦ロッドが連結されており、前記他の縦ロッドは、その一端部が前記揺動伝達軸が設けられた側において揺動可能に従動軸に支持され、かつ前記従動軸と前記他の縦ロッドをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との位置関係のすべてが、前記揺動伝達軸と前記１つの縦ロッドをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との対応するそれぞれの位置関係と同一である。
【００１２】
好ましくは、前記複数の横ロッドは、それぞれにおける前記ホルダ、前記１つの縦ロッドおよび前記他の縦ロッドと連結する前記揺動軸が同一の仮想平面上に存在するように構成されることにより、前記超仕上げ砥石の揺動中心軸が、前記揺動伝達軸および前記従動軸を含む仮想平面上に形成される。
前記研削装置では、先端に凸状または凹状の湾曲する研削面を備え、湾曲する前記研削面の法線が前記揺動中心軸と交わるように前記ホルダに保持された超仕上げ砥石が使用される。
【００１３】
前記ホルダは、前記超仕上げ砥石をそのロッドとするシリンダ装置としてもよい。
本発明における「横ロッド」および「縦ロッド」は、研削装置において水平に配されたロッドおよび垂直に配されたロッドに限られず、例えば、横ロッドが水平から４５度傾斜されたものまたは垂直に伸びたものであり、縦ロッドがこの横ロッドに略直交させて連結されたものである場合も含まれる。そのような縦ロッドおよび横ロッドを有する研削装置であっても、水平に配された横ロッドおよび垂直に配された縦ロッドを有する研削装置と同じ機能を有し作用効果を奏する。
【００１４】
また、ここでいう「対応するそれぞれの位置関係」が同一とは、例えば平行リンク機構が４節の平行リンク機構である場合、縦ロッドおよび第１の横ロッドを連結する第１の揺動軸、縦ロッドおよび第２の横ロッドを連結する第２の揺動軸、ならびに揺動伝達軸の位置関係が、ホルダおよび第１の横ロッドを連結する第３の揺動軸、ホルダおよび第２の横ロッドを連結する第４の揺動軸、ならびに超仕上げ砥石の揺動中心軸の位置関係と同一であること、つまり、第１の揺動軸と第２の揺動軸との距離、第１の揺動軸と揺動伝達軸との距離、ならびに第２の揺動軸と揺動伝達軸との距離が、第３の揺動軸と第４の揺動軸との距離、第３の揺動軸と超仕上げ砥石の揺動中心軸との距離、ならびに第４の揺動軸と超仕上げ砥石の揺動中心軸との距離にそれぞれ等しいことをいう。この位置関係の基準はそれぞれの軸心である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、例えば大型の玉軸受の玉の軌道およびリニアガイドのレールにおける玉転動溝等を精度良く超仕上げ加工することができる研削装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は研削装置１の正面図、図２は研削装置１の平面図、図３は研削装置１におけるシリンダ装置１５の側面断面図、図４は制御装置４の概略図である。
図１および図２において、研削装置１は、本体装置２、駆動装置３および制御装置４等からなる。
本体装置２は、４つの横ロッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、２つの第１連結部材１２ａ，１２ｂ、２つの第２連結部材１３ａ，１３ｂ、２つの縦ロッド１４ａ，１４ｂ、シリンダ装置１５およびベース（台）１６等で構成される。
【００１７】
４つの横ロッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、いずれも同一の細長い矩形状の金属の板材である。横ロッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、長手方向の両端近傍および中央に、それぞれ厚さ方向に貫通する貫通孔１７ａ，１８ａ，１９ａ，１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ，１７ｃ，１８ｃ，１９ｃ，１７ｄを備えている。横ロッドロッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのそれぞれに設けられた３つの貫通孔（例えば貫通孔１７ａ，１８ａ，１９ａ）の軸心は同一の仮想平面上に存在する。
横ロッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、２つがそれぞれの表面を対向させて平行に並べられ、その間に第１連結部材１２ａ，１２ｂおよび第２連結部材１３ａ，１３ｂを介在させて一体化されている。
【００１８】
第１連結部材１２ａ，１２ｂは、上下左右の三方向のうち一方向から見た形状が「Ｈ」字状であり、他の一方向から見た形状が矩形であって、各部分が一体として厚板で形成されたものである。第１連結部材１２ａは、横ロッド１１ａ，１１ｂのそれぞれの長手方向の一方の端近傍における貫通孔１７ａ，１７ｂと中央における貫通孔１８ａ，１８ｂとの間で、「Ｈ」字状の面がそれぞれ横ロッド１１ａ，１１ｂの対向する面に当接されて、複数のボルトによって横ロッド１１ａ，１１ｂと一体化されている。他の第１連結部材１２ｂも、同様にして２つの横ロッド１１ｃ，１１ｄと一体化されている。
【００１９】
第２連結部材１３ａ，１３ｂは、矩形の厚板で形成されている。第２連結部材１３ａは、横ロッド１１ａ，１１ｂのそれぞれの長手方向の中央における貫通孔１８ａ，１８ｂと他方の端近傍における貫通孔１９ａ，１９ｂとの間で、矩形の長辺両側面がそれぞれ横ロッド１１ａ，１１ｂの表面に当接され、複数のボルトによって横ロッド１１ａ，１１ｂと一体化されている。他の第２連結部材１３ｂも、同様にして他の２つの横ロッド１１ｃ，１１ｄと一体化されている。
２つの横ロッド１１ａ，１１ｂおよび２つの横ロッド１１ｃ，１１ｄの間にそれぞれ介在する第１連結部材１２ａ，１２ｂおよび第２連結部材１３ａ，１３ｂは、いずれの幅も等しく、横ロッド１１ａ，１１ｂ，ロッド１１ｃ，１１ｄのそれぞれの全体形状は同一である。また、横ロッド１１ａ，１１ｂと第１連結部材１２ａ、第２連結部材１３ａとの一体化物（以下「第１ロッド部５」という）、および横ロッド１１ｃ，１１ｄと第１連結部材１２ｂ、第２連結部材１３ｂとの一体化物（以下「第２ロッド部６」という）において、長手方向の両端近傍および第１連結部材１２ａ，１２ｂと第２連結部材１３ａ，１３ｂとの間（長手方向中央部分）には十分な隙間が確保されている。
【００２０】
本発明における横ロッドは、第１ロッド部５および第２ロッド部６を指すものである。
縦ロッド１４ａ，１４ｂは、底面が矩形である程度の長さを有する略四角柱の外観であり、両底面の長辺部分が面取りされている。縦ロッド１４ａ，１４ｂは、高さ方向（長手方向）の一方の端近傍および中央近傍にそれぞれ底面の長辺方向に貫通する揺動軸孔２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂを備え、他方の端近傍に、揺動軸孔２０ａ，２０ｂ等と同方向に貫通する固定軸孔２２ａ，２２ｂを備えている。
シリンダ装置１５は、略四角柱の外観を有するシリンダ２３を備えたエアシリンダーである。シリンダ２３の互いに逆方向を向く２つの外周面には、いずれにも２つの深溝玉軸受２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄがシリンダ２３の軸方向に並べて埋め込まれ、それぞれの外輪がシリンダ２３に固定されている。４つの深溝玉軸受２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、シリンダカバー２５側の２つの深溝玉軸受２４ａ，２４ｂの軸心が同一線上にあり、ロッドカバー２６側の２つの深溝玉軸受２４ｃ，２４ｄの軸心も同一線上となるように配されている。
【００２１】
各深溝玉軸受２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの内輪には、保持部材２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの径小部２８が嵌め込まれて固定されている。なお、保持部材２７ａ〜２７ｄは、円柱状の径小部２８、および径小部２８の一方の底面に連続し径小部２８よりも径が大きく径小部２８の軸心の延長上に軸心を有する円柱状の径大部２９からなる。
シリンダ装置１５のロッドは超仕上げ砥石３０で形成されている。超仕上げ砥石３０の先端面は、研削対象である例えば深溝玉軸受の外輪の（凹状の）軌道における表面の湾曲に略等しい湾曲する凸状の湾曲面４６（図１参照）となっている。
【００２２】
本発明におけるホルダはシリンダ装置１５をいい、本発明におけるホルダを横ロッドに連結する各揺動軸は、保持部材２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄをいうものである。また、本発明における研削面は、超仕上げ砥石３０の先端の湾曲面４６である。
以上説明した第１ロッド部５、第２ロッド部６、２つの縦ロッド１４ａ，１４ｂおよびシリンダ装置１５により、研削装置１の平行リンク機構７が形成される。
ここで、本体装置２における平行リンク機構７の構成について説明する。
第１ロッド部５と第２ロッド部６とは、一方の横ロッド１１ａ，１１ｂと他方の横ロッド１１ｃ，１１ｄとをそれぞれ対向させて、かつそれぞれの間に距離が設けられて平行に配されている。
【００２３】
一方の縦ロッド１４ａは、揺動軸孔２０ａ側が、第１ロッド部５の第１連結部１２ａと第２連結部１３ａとの間、および第２ロッド部６の第１連結部１２ｂと第２連結部１３ｂとの間に、差し入れられている。縦ロッド１４ａは、揺動軸孔２０ａの軸心を横ロッド１１ａ，１１ｂの貫通孔１８ａ，１８ｂの軸心に一致させ、揺動軸孔２１ａの軸心を横ロッド１１ｃ，１１ｄのそれぞれにおける中央の貫通孔１８ｃの軸心に一致させて、第１ロッド部５および第２ロッド部６を揺動可能に支持する。
他方の縦ロッド１４ｂは、揺動軸孔２０ｂ側が、第１ロッド部５の第２連結部１３ａ側の端部の２つの横ロッド１１ａ，１１ｂの間、および第２ロッド部６の第２連結部１３ｂ側の端部の２つの横ロッド１１ｃ，１１ｄの間に、差し入れられている。縦ロッド１４ｂは、揺動軸孔２０ｂの軸心を横ロッド１１ａ，１１ｂのそれぞれの貫通孔１９ａ，１９ｂの軸心に一致させ、揺動軸孔２１ｂの軸心を横ロッド１１ｃ，１１ｄのそれぞれの第２連結部１３ｂ側の端部近傍の貫通孔１９ｃの軸心に一致させて、第１ロッド部５および第２ロッド部６のそれぞれの端部を揺動可能に支持する。
【００２４】
縦ロッド１４ａ，１４ｂによる第１ロッド部５および第２ロッド部６の揺動可能な直接の支持は、軸心を一致させたそれぞれの貫通孔１７ａ〜１９ａ，１７ｂ〜１９ｂ，１７ｃ〜１９ｃ，１７ｄおよび揺動軸孔２０ａ，２１ａ，２０ｂ，２１ｂを貫通し両端が抜け止め処理された軸部材３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂによりなされている。軸部材３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂは、本体装置２が揺動動作するときの揺動軸となる。
また、軸部材３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂは、本発明における揺動軸に相当する。
シリンダ装置１５は、シリンダカバー２５側に配された各保持部材２７ａ，２７ｂのそれぞれの径大部２９，２９が、第１ロッド部５における第１連結部材１２ａ側の端部の貫通孔１７ａ，１７ｂに嵌め込まれている。また、ロッドカバー２６側に配された各保持部材２７ｃ，２７ｄのそれぞれの径大部２９，２９は、第２ロッド部６の横ロッド１１ｃ，１１ｄにおける第１連結部材１２ｂ側に設けられた貫通孔１７ｃ，１７ｄに嵌め込まれている。シリンダ装置１５は、このようにして第１ロッド部５および第２ロッド部６に保持されることにより、第１ロッド部５および第２ロッド部６のいずれに対しても揺動可能となっている。
【００２５】
シリンダ装置１５のシリンダ室４７は、作動流体である空気の圧力を制御する圧力制御装置に連通されている。
組み合わされた第１ロッド部５、第２ロッド部６、２つの縦ロッド１４ａ，１４ｂおよびシリンダ装置１５は、連結された相手に対して正逆回動可能な間接を６つ有する６節の平行リンク機構７を形成する。
平行リンク機構７においては、常に、第１ロッド部５と第２ロッド部６とは平行であり、２つの縦ロッド１４ａ，１４ｂの軸心およびシリンダ装置１５の軸心の方向が一致している。また、２つの縦ロッド１４ａ，１４ｂの固定軸孔２２ａ，２２ｂは、これらの軸心が含まれる仮想平面が、常に第１ロッド部５に取り付けられた２つの軸部材３１ａ，３１ｂの軸心およびシリンダ装置１５のシリンダカバー２５側の保持部材２７，２７の軸心が含まれる仮想平面と平行である。
【００２６】
横ロッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、第１連結部材１２ａ，１２ｂ、第２連結部材１３ａ，１３ｂ、縦ロッド１４ａ，１４ｂ、およびシリンダ装置１５は、いずれも慣性重量を減少させるためにアルミニウムで製作されている。また、第１連結部材１２ａ，１２ｂおよび第２連結部材１３ａ，１３ｂは、軽量化を図るために円形の肉抜き処理がなされている。
装置本体２における第１ロッド部５と第２ロッド部６とは同一形状であり、縦ロッド１４ａと縦ロッド１４ｂとも同一形状であるが、これらの一方またはいずれも別形状としてもよい。
【００２７】
ベース１６は、平行リンク機構７を支持する支持部３３および駆動モータ３４を固定する基部３５を有する。
支持部３３は、互いに平行に隔てられていずれも基部３５から垂直に立ち上がる２つの肉厚の矩形板状部分３６ａ，３６ｂで形成される。
基部３５は、平面視で長方形の形状を有し、長手方向の一方の側略半分で支持部３３と連続し、他方の側に駆動モータ３４が固定されている。
なお、基部３５から立ち上がるそれぞれの矩形板状部分３６ａ，３６ｂは、基部３５の長手方向に伸びている。
【００２８】
ベース１６（支持部３３）による平行リンク機構７の支持は、次のようにして行われている。
矩形板状部分３６ａ，３６ｂは、それぞれが長手方向の両端部に貫通する孔３７ａ，３７ｂを有する。矩形板状部分３６ａ，３６ｂのそれぞれの長手方向一方の孔３７ａ，３７ａにおけるそれぞれの軸心は同一線上にあり、他方の孔３７ｂ，３７ｂのそれぞれの軸心も同一線上にある。長手方向一方側の孔３７ａの軸心と他方側の孔３７ｂの軸心との距離は、平行リンク機構７における縦ロッド１４ａ，１４ｂの固定軸孔２２ａ，２２ｂの軸心の距離に等しい。
【００２９】
２つの矩形板状部分３６ａ，３６ｂの間に平行リンク機構７における縦ロッド１４ａ，１４ｂの固定軸孔２２ａ，２２ｂが設けられた側が差し入れられている。
矩形板状部分３６ａの一方の孔３７ａ、縦ロッド１４ａの固定軸孔２２ａ、および矩形板状部分３６ｂの一方の孔を従動軸３８が貫通している。従動軸３８は、矩形板状部分３６ａ，３６ｂ（ベース１６）に対して縦ロッド１４ａを揺動可能に支持する部材である。従動軸３８は、固定軸孔２２ａに固定され、矩形板状部分３６ａ，３６ｂのそれぞれの孔３７ａ，３７ａに玉軸受により回動可能に支持されている。従動軸３８は、固定軸孔２２ａに回動可能に保持されたものとしてもよい。
【００３０】
また、矩形板状部分３６ａの他方の孔３７ｂ、縦ロッド１４ｂの固定軸孔２２ｂ、および矩形板状部分３６ｂの他方の孔３７ｂを揺動伝達軸３９が貫通している。揺動伝達軸３９は、固定軸孔２２ｂに固定され、それぞれの孔３７ｂ，３７ｂに玉軸受により回動可能に支持されている。揺動伝達軸３９は、矩形板状部分３６ａの孔３７ｂからさらに外方に伸び、伸びた部分には従動プーリ４０が固定されている。
駆動装置３は、駆動モータ３４、駆動プーリ４１、タイミングベルト４２および従動プーリ４０からなる。
【００３１】
駆動モータ３４は、ＡＣサーボモータである。駆動モータ３４は、駆動軸４３を揺動伝達軸３９と平行にしてベース１６の基部３５に固定されている。駆動軸４３には駆動プーリ４１が取り付けられている。駆動プーリ４１は、タイミングベルト４２により従動プーリ４０と連結されている。駆動プーリ４１の径は従動プーリ４０の径と同一であり、例えば、駆動プーリ４１は、１回転することにより従動プーリ４０を１回転させる。
本発明における駆動装置は、駆動モータ３４に相当する。
制御装置４は、コントローラ４４およびサーボアンプ４５等からなる。
【００３２】
コントローラ４４は、種々の演算処理を行うＣＰＵ、超仕上げ加工条件の記憶およびサーボアンプ４５を制御するためのプログラム等を記憶するＲＡＭ、大容量磁気ディスク等の記憶装置、超仕上げ加工条件等を入力しかつ超仕上げ加工の状況を表示させる入出力装置（タッチパネル）および異常を知らせる警報装置等からなる。
コントローラ４４は、予め入力された超仕上げ砥石３０の揺動運動の基準傾斜角度（揺動幅の中央の角度）α、揺動角度β、揺動数および加工時間等に従って、サーボアンプ４５に対し駆動モータ３４の制御を指示する。また、コントローラ４４は、駆動モータ３４だけではなく、圧力制御装置に対して超仕上げ砥石３０がワークの被研削面を押圧する圧力を指示する。
【００３３】
次に超仕上げ加工時の研削装置１の動作を説明する。
図５は研削装置１による深溝玉軸受の外輪Ｗの軌道８５を超仕上げ加工する様子を示す図である。
研削装置１は、設定された基準傾斜角度αに応じてコントローラ４４が駆動モータ３４を回動させ、超仕上げ砥石３０が初期（基準傾斜角度α）位置に配置される。このとき、サーボアンプ４５はコントローラ４４から基準傾斜角度αまでの回動指令を受け、駆動モータ３４からのエンコーダ出力を受けて駆動モータ３４の回動を制御する。
【００３４】
続いて、コントローラ４４の指示によって、外輪Ｗは設定された回転速度でその中心軸廻りに回転され、駆動モータ３４は、設定された揺動角度±βおよび揺動数で正逆回動の繰り返しを開始する。タイミングベルト４２によって駆動プーリ４１に連結された従動プーリ４０は、正逆回動動作することにより、揺動伝達軸３９に固定された縦ロッド１４ｂを揺動伝達軸３９廻りに揺動させる。駆動プーリ４１および従動プーリ４０の径は同一であるので、従動プーリ４０も駆動プーリ４１と同じ揺動角度βの２倍（±β）の範囲で正逆回動し、縦ロッド１４ｂは±βの角度範囲で揺動する。
【００３５】
縦ロッド１４ｂが揺動すると、第１ロッド部５および第２ロッド部６は、揺動伝達軸３９からのそれぞれの距離に応じて縦ロッド１４ｂの揺動平面内における縦ロッド１４ｂ（の長手方向）に略直交する方向に往復移動する。
保持部材２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄによって平行リンク機構７に組み込まれたシリンダ装置１５は、第１ロッド部５および第２ロッド部６の往復運動により、揺動する。シリンダ装置１５の揺動は、揺動伝達軸３９の軸心および従動軸３８の軸心を含む仮想平面と、保持部材２７ａ，２７ｂの軸心および保持部材２７ｃ，２７ｄの軸心を含む仮想平面との交線廻りに行われる。そして、シリンダ装置１５は、超仕上げ砥石３０の先端の湾曲面４６における各部の法線の交点がこの交線、つまりシリンダ装置１５の揺動中心軸ＳＡとなるように平行リンク機構７に組み込まれている。また、超仕上げ加工における超仕上げ砥石３０の揺動数は、例えば５００往復／分が選択される。そのため、超仕上げ砥石３０は、駆動モータ３４の正逆回動の繰り返しにより、この揺動中心軸ＳＡ廻りに例えば５００往復／分の高速揺動を行う。
【００３６】
さて、超仕上げ砥石３０は、その先端の湾曲面４６が、深溝玉軸受の外輪Ｗの軌道８５における周面の湾曲の程度と略同じものが使用される。また、超仕上げ砥石３０は、湾曲面４６の法線が揺動中心軸ＳＡと交わるようにシリンダ装置１５に一体化されている。超仕上げ加工を行う対象が、例えばリニアガイドのレールのような直線となった部分の表面の場合にも、同様である。
なお、超仕上げ砥石３０は、必ずしも湾曲面４６の全ての部分における法線が揺動中心軸ＳＡと交わるものでなくとも、研削装置１に使用して超仕上げ加工を行うことができる。
【００３７】
研削装置１は、このような超仕上げ砥石３０を、シリンダ装置１５により、回転する外輪Ｗの軌道８５に予め設定された強度で押圧させる。研削装置１は、同時に超仕上げ砥石３０を、回転する外輪Ｗの回転軸方向に高速で揺動させて、外輪の軌道８５の超仕上げ加工を行う。
図５に示されるように、研削装置１は、玉軸受の外輪Ｗの軸方向に伸びた平行リンク機構７によって超仕上げ砥石３０の揺動を実現する。そのため、研削装置１は、外輪Ｗの径の大小を問わず適用することができ、例えば風力発電のプロペラに用いられるような大径の玉軸受の外輪Ｗを超仕上げ加工する場合でも、大型化することなく小型の装置で対応することができる。
【００３８】
また、研削装置１は、リニアガイドのレールにおける玉転動溝を超仕上げ加工する場合にも、平行リンク機構７が、玉転動溝の伸びる方向ではなくこれと直交する方向に伸びているので、玉転動溝の長さに拘わらず小型化することができる。
図５には、研削装置１により、シリンダ装置１５（超仕上げ砥石３０）の軸心が外輪Ｗの径方向となる位置、つまり基準傾斜角度αを０（零）とし、この基準傾斜角度αに対して±βの揺動角度で超仕上げ加工する場合が示されている。研削装置１では、０以外の基準傾斜角度αで超仕上げ加工を行うことができる。研削装置１により、アンギュラ玉軸受の外輪ＷＡにおける軌道８５Ａを超仕上げ加工する場合には、例えば図６に示されるように、軌道８５Ａの断面形状に対応させて予めコントローラ４４に入力された垂直から傾斜する基準傾斜角度α（＝αａ）に対して、±βの揺動角度で超仕上げ砥石３０を揺動させる。
【００３９】
研削装置１では、駆動モータ３４にＡＣサーボモータが採用されていることにより、基準傾斜角度αおよび揺動角度βの変更を、入出力装置（タッチパネル）から簡単に行うことができる。
コントローラ４４には、入力された任意の基準傾斜角度α、揺動角度β、超仕上げ砥石３０が被研削面を押圧する圧力、および加工時間等の加工条件の組み合わせをファイルとして記憶し、研削対象に応じて複数の研削条件の中から適する１つの組み合わせを呼び出すことができる。
【００４０】
また、ＡＣサーボモータを備える研削装置１は、例えば基準傾斜角度αおよび揺動角度βの組み合わせが＋３０±１５度および−３０度±１５度の２つの軌道を有する複列アンギュラ玉軸受を、アンギュラ玉軸受と同様に精度よく超仕上げ加工することができる。
図７は他の研削装置１Ｂの正面図である。
研削装置１Ｂは、平行リンク機構７におけるロッド１４ａの固定軸孔２２ａが揺動伝達軸３９Ｂに固定され、第２縦ロッド１４ｂの固定軸孔２２ｂが従動軸３８Ｂに固定されている。
【００４１】
揺動伝達軸３９Ｂは、従動プーリ４０に固定されて従動プーリ４０の正逆回動に伴って縦ロッド１４ａを揺動させる。従動軸３８Ｂは、縦ロッド１４ｂを矩形板状部分３６ａ，３６ｂに対して揺動可能に支持している。
研削装置１Ｂにおいて、研削装置１におけるものと同一の構成を有する部分については、図７において研削装置１におけるものと同一の符合を付し、その説明を省略する。超仕上げ加工における研削装置１Ｂの動作は、駆動モータ３４の正逆回動動作が縦ロッド１ａに伝達される点を除き研削装置１における動作と同一である。
【００４２】
図８は他の研削装置１Ｃの正面図である。
研削装置１，１Ｂが６節の平行リンク機構７を有するのに対して、研削装置１Ｃは、４節の平行リンク機構７Ｃを有する。研削装置１Ｃは、研削装置１Ｂについて、縦ロッド１４ｂならびに第１ロッド部５および第２ロッド部６における縦ロッド１４ａの縦ロッド１４ｂ側半分を取り除いたものである。
図８に示される研削装置１Ｃおいて、図７における符合と同一の符合を付した部分については、研削装置１Ｂにおけるものと同一の構成を有する。研削装置１Ｃは、駆動モータ３４の正逆回動動作により、第１ロッド部５Ｃ、第２ロッド部６Ｃ、シリンダ装置１５および縦ロッド１４ａからなる平行リンク機構７Ｃが作動し、超仕上げ砥石３０を揺動中心軸ＳＡ廻りに回動させる。
【００４３】
研削装置１Ｃにおける超仕上げ砥石３０の揺動中心軸ＳＡは、シリンダ装置１５のシリンダカバー側における保持部材２７ａの軸心および保持部材２７ｃの軸心を含む仮想平面と、揺動伝達軸３９Ｂの軸心を含みかつ保持部材２７ａの軸心および軸部材３２ａの軸心を含む仮想平面に平行な仮想平面との交線である。
研削装置１，１Ｂ，１Ｃは、平行リンク機構７，７Ｃを採用し、超仕上げ砥石３０の揺動中心軸ＳＡを駆動モータ３４の回動軸心の延長上に配さないことで、従来の研削装置では装置を大型化させなければ超仕上げ加工ができなかった種々の大型の玉軸受の玉の軌道およびリニアガイドの長尺レールにおける玉転動溝を、大型化させることなく超仕上げ加工することができる。
【００４４】
また、研削装置１，１Ｂ，１Ｃは、玉軸受の外輪Ｗの軌道８５のような内周面に設けられた断面が凹状に湾曲する溝およびリニアガイドの長尺レールにおける玉転動溝の表面だけではなく、短円管等の内周面において断面が湾曲して内方に突出する環状帯または長い棒に長手方向に伸びる湾曲表面を有して突出するレールの表面の超仕上げ加工に用いることができる。
図９は研削装置１が角棒ＷＤの表面に突出するレール４８の表面を超仕上げ加工する様子を示す図である。超仕上げ砥石３０Ｄの先端面は、レール４８の湾曲する表面の曲率に略等しい曲率の凹状の湾曲面４６Ｄとなっている。超仕上げ砥石３０Ｄは、湾曲面４６Ｄの母線が揺動中心軸ＳＡと平行になるようにしてシリンダ装置１５に一体化されている。なお、このとき、湾曲面４６Ｄは、その法線が揺動中心軸ＳＡと交わる。
【００４５】
超仕上げ砥石３０Ｄがシリンダ装置１５のロッドカバー２６から突出する長さは、凸状の湾曲面４６を有する超仕上げ砥石３０よりも短い。
研削装置１は、超仕上げ砥石３０Ｄの揺動中心軸ＳＡ、つまり揺動伝達軸３９の軸心および従動軸３８の軸心を含む仮想平面と、保持部材２７ａ，２７ｂの軸心および保持部材２７ｃ，２７ｄの軸心を含む仮想平面との交線が、超仕上げ砥石３０Ｄの湾曲面４６Ｄよりも外方となるように、角棒ＷＤのレール４８位置と関連づけて配される。
研削装置１がレール４８の表面を超仕上げ加工するときの動作は、図５に示される軸玉受の外輪Ｗの軌道８５を超仕上げ加工する場合と同じである。
【００４６】
上述の実施形態において、第１ロッド部５，５Ｃおよび第２ロッド部６，６Ｃをそれぞれ単一の肉厚板材で形成してもよい。第１ロッド部５，５Ｃ、第２ロッド部６，６Ｃ、縦ロッド１４ａ，１４ｂおよびシリンダ装置１５は、６節の平行リンク機構７または４節のリンク機構７Ｃを構成するものであれば、上述した形態に限られない。
平行リンク機構として、第１ロッド部５，５Ｃおよび第２ロッド部６，６Ｃに加えてさらに１つまたは複数の横に伸びたロッドを設けてもよく、縦ロッド１４ａ，１４ｂに加えてさらに１つまたは複数の縦ロッドを設けてもよい。縦ロッド１４ａ，１４ｂに加えて設けられる縦ロッドは、第１ロッド部５，５Ｃおよび第２ロッド部６，６Ｃ等の横方向に伸びたロッドのみを揺動可能に接続するものでも、さらにベース１６の支持部３３に揺動可能に支持されるものでもよい。
【００４７】
平行リンク機構は、次の要件を満たせば研削装置に採用することができる。
例えば、研削装置１における６節の平行リンク機構７では、縦ロッド１４ａを貫通する軸部材３１ａ，３２ａおよび従動軸３８の位置関係と、縦ロッド１４ｂを貫通する軸部材３１ｂ，３２ｂおよび駆動伝達軸３９の位置関係とが同一であることを要する。ここで、「位置関係が同一」とは、軸部材３１ａおよび軸部材３２ａ間の距離と軸部材３１ｂおよび軸部材３２ｂ間の距離とが等しく、軸部材３１ａおよび従動軸３８間の距離と軸部材３１ｂおよび駆動伝達軸３９間の距離とが等しく、かつ軸部材３２ａおよび従動軸３８間の距離と軸部材３２ｂおよび駆動伝達軸３９間の距離とが等しいことをいう。また、シリンダ装置１５は、保持部材２７ａ，２７ｂの軸心、保持部材２７ｃ，２７ｄの軸心および超仕上げ砥石３０の設定揺動中心軸ＳＡの位置関係が、軸部材３１ｂ，３２ｂおよび駆動伝達軸３９の位置関係と同じになるように平行リンク機構７に組み込まれることを要する。
【００４８】
この要件を満たす平行リンク機構７は、当然に、縦ロッド１４ａを揺動可能に支持する軸部材３１ａと縦ロッド１４ｂを揺動可能に支持する軸部材３１ｂとの距離、縦ロッド１４ａを揺動可能に支持する軸部材３２ａと縦ロッド１４ｂを揺動可能に支持する軸部材３２ｂとの距離、および従動軸３８と駆動伝達軸３９との距離のいずれも等しく（Ｄ１）、軸部材３１ａと保持部材２７ａ，２７ｂの軸心との距離および駆動伝達軸３９と設定揺動中心軸ＳＡとの距離が等しい（Ｄ１＋Ｄ２、図１０（ａ）参照）。
６節の平行リンク機構は、上記要件を満たせば、軸部材３１ａと軸部材３２ａとの距離が軸部材３２ａと従動軸３８との距離に等しいか否かに拘わらず、研削装置１に採用することができる。
【００４９】
研削装置１Ｃにおける４節の平行リンク機構７Ｃについても、上記した６節の平行リンク機構７と同様に、シリンダ装置１５は、保持部材２７ａ，２７ｂの軸心、保持部材２７ｃ，２７ｄの軸心および超仕上げ砥石３０の設定揺動中心軸ＳＡの位置関係が、縦ロッド１４ａを揺動可能に支持する軸部材３１ａ，３２ａおよび駆動伝達軸３９Ｂの位置関係と同じになるように平行リンク機構７Ｃに組み込まれている。
平行リンク機構７，７Ｃは、上記要件を満たせば、例えば、図１１（ａ），（ｂ）に示されるような、第１ロッド部５Ｄを揺動可能に支持する軸部材３１Ｄａ，３１Ｄｂおよび第１ロッド部５Ｄに揺動可能に支持される支持部材２７Ｄａ，２７Ｄｂのそれぞれの軸心が同一の仮想平面に存在しない場合、縦ロッド１４Ｄａおける軸部材３１Ｄａ，３２Ｄａ、従動軸３８Ｄのそれぞれの軸心が同一の仮想平面に存在せず、および（／または）縦ロッド１４Ｄｂおける軸部材３１Ｄｂ，３２Ｄｂ、従動軸３９Ｄのそれぞれの軸心が同一の仮想平面に存在しない場合、縦ロッド１４Ｄａの形状と縦ロッド１４Ｄｂの形状とが異なる場合、ならびに第１ロッド部５Ｅの形状と第２ロッド部６Ｅの形状とが異なる場合であっても、超仕上げ砥石を設定揺動中心軸ＳＡ廻りに揺動させることができる。
【００５０】
上記要件は、平行リンク機構として６節の平行リンク機構７以外のもの、例えば８節の平行リンク機構または９節のリンク機構等を採用する場合にも当てはまる。
また、超仕上げ砥石３０，３０Ｄをシリンダ装置１５のロッドとして構成せず、第１ロッド部５，５Ｃおよび第２ロッド部６，６Ｃに揺動可能に支持されるホルダに保持させてもよい。その場合、超仕上げ砥石３０，３０Ｄを被研削面に押圧させるために、例えば平行リンク機構７，７Ｃおよびこれを支持する支持部３０が押圧用のシリンダ装置に連結される。
【００５１】
第１ロッド部および第２ロッド部を、例えば肉抜きされた１枚の厚板で形成してもよい。
その他、研削装置１，１Ｂ，１Ｃ、および研削装置１，１Ｂ，１Ｃの各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、スラスト玉軸受等の玉軸受の玉の軌道、およびリニアガイドのレールにおける玉転動溝等の超仕上げ加工に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は研削装置の正面図である。
【図２】図２は研削装置の平面図である。
【図３】図３は研削装置におけるシリンダ装置の側面断面図である。
【図４】図４は制御装置の概略図である。
【図５】図５は玉軸受の外輪の軌道を超仕上げ加工する様子を示す図である。
【図６】図６は玉軸受の外輪の軌道を超仕上げ加工する様子を示す図である。
【図７】図７は他の研削装置の正面図である。
【図８】図８は他の研削装置の正面図である。
【図９】図９は角棒の突出するレール表面を超仕上げ加工する様子を示す図である。
【図１０】図１０は他の研削装置の超仕上げ加工する様子を示すである。
【図１１】図１１は他の研削装置の超仕上げ加工する様子を示すである。
【図１２】図１２は従来の研削装置の正面図である。
【図１３】図１３は従来の研削装置が玉軸受の外輪の軌道を超仕上げ加工する様子を示す図である。
【図１４】図１４は従来の研削装置がリニアガイドのレールにおける玉転動溝を超仕上げ加工する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１，１Ｂ，１Ｃ 研削装置
７，７Ｃ 平行リンク機構
１４ａ，１４ｂ，１４Ｄａ，１４Ｄｂ 縦ロッド
１５ ホルダ（シリンダ装置）
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７Ｄａ，２７Ｄｂ 揺動軸（保持部材）
３０，３０Ｄ 超仕上げ砥石
３１ａ，３１ｂ，３１Ｄａ，３１Ｄｂ 揺動軸（軸部材）
３２ａ，３２ｂ，３２Ｄａ，３２Ｄｂ 揺動軸（軸部材）
３４ 駆動装置（駆動モータ）
３８，３８Ｂ，３８Ｄ 従動軸
３９，３９Ｂ，３９Ｄ 揺動伝達軸
４６，４６Ｄ 研削面（超仕上げ砥石の先端の湾曲面）
ＳＡ 揺動中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の横ロッド、１つ以上の縦ロッド、超仕上げ砥石を保持するためのホルダ、ならびに前記縦ロッドおよび前記ホルダを前記横ロッドに略直交させて揺動可能に連結する複数の揺動軸により形成された平行リンク機構を有し、
１つの前記縦ロッドはその一端部が前記平行リンク機構の外部で駆動装置により正逆回動される揺動伝達軸に固定されており、
前記ホルダは、前記揺動伝達軸が設けられた側に研削面が存在するように前記超仕上げ砥石を保持可能であって、かつ前記超仕上げ砥石を保持したときの前記超仕上げ砥石の揺動中心軸と前記ホルダをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との位置関係のすべてが、前記揺動伝達軸と前記１つの縦ロッドをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との対応するそれぞれの位置関係と同一になるように前記横ロッドに連結されている
ことを特徴とする研削装置。
【請求項２】
前記横ロッドの長手方向の一方の端部に前記ホルダが連結されており、
前記横ロッドの長手方向の他方の端部に前記揺動伝達軸に固定された前記１つの縦ロッドが連結されており、
前記横ロッドの前記ホルダと前記１つの縦ロッドとの間に他の縦ロッドが連結されており、
前記他の縦ロッドは、その一端部が前記揺動伝達軸が設けられた側において揺動可能に従動軸に支持され、かつ前記従動軸と前記他の縦ロッドをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との位置関係のすべてが、前記揺動伝達軸と前記１つの縦ロッドをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との対応するそれぞれの位置関係と同一である
請求項１に記載の研削装置。
【請求項３】
前記複数の横ロッドは、それぞれにおける前記ホルダ、前記１つの縦ロッドおよび前記他の縦ロッドと連結する前記揺動軸が同一の仮想平面上に存在するように構成されることにより、前記超仕上げ砥石の揺動中心軸が、前記揺動伝達軸および前記従動軸を含む仮想平面上に形成された
請求項２に記載の研削装置。
【請求項４】
先端に凸状または凹状の湾曲する研削面を備え、湾曲する前記研削面の法線が前記揺動中心軸と交わるように前記ホルダに保持された超仕上げ砥石を有する
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の研削装置
【請求項５】
前記ホルダは、
前記超仕上げ砥石をそのロッドとするシリンダ装置である
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の研削装置
【請求項１】
複数の横ロッド、１つ以上の縦ロッド、超仕上げ砥石を保持するためのホルダ、ならびに前記縦ロッドおよび前記ホルダを前記横ロッドに略直交させて揺動可能に連結する複数の揺動軸により形成された平行リンク機構を有し、
１つの前記縦ロッドはその一端部が前記平行リンク機構の外部で駆動装置により正逆回動される揺動伝達軸に固定されており、
前記ホルダは、前記揺動伝達軸が設けられた側に研削面が存在するように前記超仕上げ砥石を保持可能であって、かつ前記超仕上げ砥石を保持したときの前記超仕上げ砥石の揺動中心軸と前記ホルダをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との位置関係のすべてが、前記揺動伝達軸と前記１つの縦ロッドをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との対応するそれぞれの位置関係と同一になるように前記横ロッドに連結されている
ことを特徴とする研削装置。
【請求項２】
前記横ロッドの長手方向の一方の端部に前記ホルダが連結されており、
前記横ロッドの長手方向の他方の端部に前記揺動伝達軸に固定された前記１つの縦ロッドが連結されており、
前記横ロッドの前記ホルダと前記１つの縦ロッドとの間に他の縦ロッドが連結されており、
前記他の縦ロッドは、その一端部が前記揺動伝達軸が設けられた側において揺動可能に従動軸に支持され、かつ前記従動軸と前記他の縦ロッドをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との位置関係のすべてが、前記揺動伝達軸と前記１つの縦ロッドをそれぞれの前記横ロッドに連結する各前記揺動軸との対応するそれぞれの位置関係と同一である
請求項１に記載の研削装置。
【請求項３】
前記複数の横ロッドは、それぞれにおける前記ホルダ、前記１つの縦ロッドおよび前記他の縦ロッドと連結する前記揺動軸が同一の仮想平面上に存在するように構成されることにより、前記超仕上げ砥石の揺動中心軸が、前記揺動伝達軸および前記従動軸を含む仮想平面上に形成された
請求項２に記載の研削装置。
【請求項４】
先端に凸状または凹状の湾曲する研削面を備え、湾曲する前記研削面の法線が前記揺動中心軸と交わるように前記ホルダに保持された超仕上げ砥石を有する
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の研削装置
【請求項５】
前記ホルダは、
前記超仕上げ砥石をそのロッドとするシリンダ装置である
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の研削装置
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−２６９１１１（Ｐ２００９−２６９１１１Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２０４６８（Ｐ２００８−１２０４６８）
【出願日】平成２０年５月２日（２００８．５．２）
【出願人】（５９６０６６０２４）西部自動機器株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２日（２００８．５．２）
【出願人】（５９６０６６０２４）西部自動機器株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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