特開 2024-175571 センタレス研削方法及びセンタレス研削装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175571

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】センタレス研削方法及びセンタレス研削装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 5/18 20060101AFI20241211BHJP

   B24B 5/24 20060101ALI20241211BHJP

   B24B 5/30 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

B24B5/18 A

B24B5/24

B24B5/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093456

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000167222

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクトマシンシステム

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松原 航輝

(72)【発明者】

【氏名】吉山 俊次

【テーマコード（参考）】

3C043

【Ｆターム（参考）】

3C043AA08

3C043AA12

3C043AA13

3C043AA14

3C043CC03

3C043DD01

3C043DD03

3C043DD05

(57)【要約】

【課題】弾性変形を許容する棒状のワークの先端部に、振れ精度の悪化を招くことなく、連続する複数のテーパ面を可能な限り細く研削加工する。
【解決手段】センタレス研削方法は、第２テーパ面１０２よりも大径のテーパ形状に対応した径位置に砥石車２を配置する工程と、第２の調整車４によって支持された状態でワーク１００を前進させることで、第１テーパ面１０１を仕上げ加工する工程と、第２テーパ面１０２の仕上げ形状に対応した径位置に砥石車２を配置する工程と、第２の調整車４によって支持された状態でワーク１００を再び前進させることで、境界部１０３から第２テーパ面１０２にかけて仕上げ加工する工程と、を備える。第２の調整車４の外周面４１は、第２テーパ面１０２に対応するように傾斜しているとともに、少なくとも第１テーパ面１０１を仕上げ加工するときに、第２テーパ面１０２の仕上げ形状に対応した径位置に配置される。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性変形を許容する棒状のワークの先端部に、該ワークの軸方向に沿って先細りの第１テーパ面と、該第１テーパ面よりも小さなテーパ角を有するように傾斜した第２テーパ面と、を前記軸方向の先端側から基端側に向かって連続させたテーパ形状を加工するためのセンタレス研削方法であって、
前記第１及び第２テーパ面の各々に対応するように傾斜した砥面を有する砥石車を、前記軸方向に直交する径方向において、前記第１テーパ面の仕上げ形状に対応すると同時に、前記第２テーパ面よりも大径のテーパ形状に対応した第１の径位置に配置する工程と、
前記ワークを上方に変位させる摩擦力を付与するように回転する調整車によって支持された状態で、該ワークを前記軸方向に前進させることで、回転する前記砥石車によって前記第１テーパ面を仕上げ加工する工程と、
前記ワークを前記軸方向に後退させた後、前記砥石車を前記径方向に移動させることで、該径方向において、前記砥石車を、前記第２テーパ面の仕上げ形状に対応した第２の径位置に配置する工程と、
前記調整車によって支持された状態で前記ワークを前記軸方向に再び前進させることで、回転する前記砥石車により、前記第１テーパ面と前記第２テーパ面とが交差する境界部から前記第２テーパ面にかけて仕上げ加工する工程と、を備え、
前記調整車の外周面は、前記第２テーパ面に対応するように傾斜しているとともに、前記テーパ形状の加工に際し、前記砥面の反対側から前記先端部を回転支持し、
少なくとも前記第１テーパ面を仕上げ加工するときに、前記外周面を、前記砥面よりも前記径方向の内側に配置する
ことを特徴とするセンタレス研削方法。

【請求項2】

請求項１に記載されたセンタレス研削方法において、
前記境界部から前記第２テーパ面にかけて仕上げ加工する工程を、前記砥石車における前記第１テーパ面に対応した前記砥面と、仕上げ加工済みの前記第１テーパ面と、を前記軸方向に離間させた状態で行う
ことを特徴とするセンタレス研削方法。

【請求項3】

請求項１に記載されたセンタレス研削方法において、
前記ワークの基軸部を、前記軸方向に沿って延びるブレードによって下方から支持し、
前記ブレードは、前記ワークを平面視したときに、該ワークにおいて前記第１テーパ面が加工される部位とは重なり合わないように配置される
ことを特徴とするセンタレス研削方法。

【請求項4】

請求項１に記載されたセンタレス研削方法において、
前記ワークの中心軸、前記砥石車の回転軸、及び前記調整車の回転軸は、前記中心軸を横断する断面視において、同一直線上に配置される
ことを特徴とするセンタレス研削方法。

【請求項5】

請求項１に記載されたセンタレス研削方法において、
少なくとも前記第１テーパ面を仕上げ加工するときに、前記外周面を、前記径方向において、前記第２テーパ面の仕上げ形状に対応した径位置に配置する
ことを特徴とするセンタレス研削方法。

【請求項6】

弾性変形を許容する棒状のワークの先端部に、該ワークの軸方向に沿って先細りの第１テーパ面と、該第１テーパ面よりも小さなテーパ角を有するように傾斜した第２テーパ面と、を前記軸方向の先端側から基端側に向かって連続させたテーパ形状を加工するためのセンタレス研削装置であって、
前記第１及び第２テーパ面の各々に対応するように傾斜した砥面を有する砥石車と、
前記ワークを上方に変位させる摩擦力を付与するように回転する調整車と、
前記ワークを前記軸方向に沿って移動させる移動機構と、
前記砥石車、前記調整車及び前記移動機構の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記砥石車を、前記軸方向に直交する径方向において、前記第１テーパ面の仕上げ形状に対応すると同時に、前記第２テーパ面よりも大径のテーパ形状に対応した第１の径位置に配置する工程と、
前記調整車によって支持された状態で前記ワークを前記軸方向に前進させることで、回転する前記砥石車によって前記第１テーパ面を仕上げ加工する工程と、
前記ワークを前記軸方向に後退させた後、前記砥石車を前記径方向に移動させることで、該径方向において、前記砥石車を、前記第２テーパ面の仕上げ形状に対応した第２の径位置に配置する工程と、
前記調整車によって支持された状態で前記ワークを前記軸方向に再び前進させることで、回転する前記砥石車により、前記第１テーパ面と前記第２テーパ面とが交差する境界部から前記第２テーパ面にかけて仕上げ加工する工程と、を実行し、
前記調整車の外周面は、前記第２テーパ面に対応するように傾斜するとともに、前記テーパ形状の加工に際し、前記砥面の反対側から前記先端部を回転支持し、
少なくとも前記第１テーパ面を仕上げ加工するときに、前記外周面は、前記砥面よりも前記径方向の内側に配置される
ことを特徴とするセンタレス研削装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、センタレス研削方法及びセンタレス研削装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、センタレス研削方法の一例として、マイクロドリルのような棒状ワークの研削に適した、プッシュスルーフィード研削方法が開示されている。具体的に、特許文献１に開示されている方法は、ワークの基軸部を調整車に押しつけて支持することにより、そのワークを強制的に回転させながら、砥石車に向けて軸方向へ送り込む。この研削方法では、ワークの先端軸部の最終形状に対応したプロフィールを有する砥石車が用いられるようになっている。

【0003】

また、下記特許文献２には、センタレス研削方法の別例が開示されている。具体的に、特許文献２に開示されている方法は、連続する複数のテーパ面を有する工作物を研削対象としたものであって、複数のテーパ面の各々に対応したプロフィールを有する砥石車と、該砥石車の反対側から工作物を回転支持する調整車と、を用いるように構成されている。

【0004】

前記特許文献２によると、１段目研削においては、複数のテーパ面の全てを同時に研削加工するとともに、２段目研削においては、砥石車を工作物に対して軸方向に所定量だけ相対的に移動させた後、複数のテーパ面のうち１段目研削で仕上げていない第２番目以降のテーパ面を研削加工する。このような方法を用いることで、複数のテーパ面を順番に仕上げていくことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５－２１９１３５号公報

【特許文献2】特開２０１４－１３３２９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本願発明者らは、弾性変形を許容する棒状のワークの先端部に、前記特許文献２の如きセンタレス研削方法によって、複数のテーパ面を仕上げ加工することを検討した。その結果、本願発明者らは、各テーパ面を可能な限り細く加工する（小径に加工する）ためには、従来のセンタレス研削方法では不都合であることを新たに見出した。

【0007】

すなわち、センタレス研削方法の場合、研削対象となるワークは、通常であれば、ブレードによって下方から支持されることになる。しかしながら、ブレードの薄厚化には限界があるため、各テーパ面を可能な限り細く加工するためには、少なくともワークの先端部については、ブレードによって下方から支持することができない。

【0008】

また、一般的なセンタレス研削方法の場合、いわゆるセンターハイト（砥石車の中心軸と調整車の中心軸を結んだ直線に対する、鉛直方向におけるワークの中心軸の高さ）はプラスとなる。この場合、ワークの先端部は、砥石車及び調整車によって下方から支持されることになる。しかしながら、各テーパ面を細くするほど、砥石車と調整車とが接近することになる。また、センターハイトを低くするほど、砥石車と調整車とを離間させることができる。そのため、砥石車と調整車との接触をさけるためには、各テーパ面を細くするにしたがって、センターハイトをより低く設定する必要がある。したがって、各テーパ面を可能な限り細くするためには、センターハイトをゼロ付近に設定する必要がある。センターハイトをゼロ付近に設定した場合、砥石車及び調整車は、ワークを下方から支持することができないと考えられてきた。

【0009】

このように、各テーパ面を可能な限り細くしようとした場合、各テーパ面が加工されるワークの先端部は、ブレード、砥石車及び調整車による下方からの支持を失うことになる。このことは、特に弾性変形を許容するワークを研削対象としたときに、不都合を招く要因となる。

【0010】

つまり、弾性変形を許容するワークの場合、その先端部を研削加工しようとしたときに、たわみ（弾性変形）によって下方向に逃げる可能性がある。下方向への“逃げ”は、通常のセンタレス研削方法であれば、前述のようにブレード、砥石車及び調整車が下方から支持することによって防がれるところ、それらの支持を失った状態では、最早防ぐことはできないと考えられてきた。このような逃げは、研削加工に際して振れ精度の悪化を招くため不都合である。

【0011】

本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、弾性変形を許容する棒状のワークの先端部に、振れ精度の悪化を招くことなく、連続する複数のテーパ面を可能な限り細く研削加工することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本開示の第１の態様は、弾性変形を許容する棒状のワークの先端部に、該ワークの軸方向に沿って先細りの第１テーパ面と、該第１テーパ面よりも小さなテーパ角を有するように傾斜した第２テーパ面と、を前記軸方向の先端側から基端側に向かって連続させたテーパ形状を加工するためのセンタレス研削方法に係る。このセンタレス研削方法は、前記第１及び第２テーパ面の各々に対応するように傾斜した砥面を有する砥石車を、前記軸方向に直交する径方向において、前記第１テーパ面の仕上げ形状に対応すると同時に、前記第２テーパ面よりも大径のテーパ形状に対応した第１の径位置に配置する工程と、前記ワークを上方に変位させる摩擦力を付与するように回転する調整車によって支持された状態で、該ワークを前記軸方向に前進させることで、回転する前記砥石車によって前記第１テーパ面を仕上げ加工する工程と、前記ワークを前記軸方向に後退させた後、前記砥石車を前記径方向に移動させることで、該径方向において、前記砥石車を、前記第２テーパ面の仕上げ形状に対応した第２の径位置に配置する工程と、前記調整車によって支持された状態で前記ワークを前記軸方向に再び前進させることで、回転する前記砥石車により、前記第１テーパ面と前記第２テーパ面とが交差する境界部から前記第２テーパ面にかけて仕上げ加工する工程と、を備える。

【0013】

そして、前記第１の態様によれば、前記調整車の外周面は、前記第２テーパ面に対応するように傾斜しているとともに、前記テーパ形状の加工に際し、前記砥面の反対側から前記先端部を回転支持し、前記センタレス研削方法は、少なくとも前記第１テーパ面を仕上げ加工するときに、前記外周面を、前記砥面よりも前記径方向の内側に配置する。

【0014】

前記第１の態様によると、第１テーパ面は、第２テーパ面よりも先端側に位置する。そのため、第１テーパ面は、第２テーパ面よりもたわみ変形が懸念される。したがって、第１テーパ面を可能な限り細くしようとしたときに、前述のような“逃げ”の発生が、より一層懸念されることになる。そこで、第１テーパ面の仕上げ加工に際し、砥石車については、第１テーパ面の仕上げ加工に適した第１の径位置（第２テーパ面よりも大径のテーパ径状に対応した径位置）に配置する一方、調整車については、砥石車よりも径方向の内側に配置する。

【0015】

このように配置することと、前記第１の態様のように設定された調整車の回転方向とを考慮すると、ワークには、調整車に乗り上げさせるような摩擦力が付与されることになる。

【0016】

そうした摩擦力が付与されることで、ワークの先端部は、センターハイトをゼロ又はゼロ付近に設定したとしても、調整車によって下方から持ち上げるように支持することができ、センターハイトをプラスに設定したものとみなすことができる。その結果、下方向への“逃げ”の発生を抑制することができるため、振れ精度の悪化を招くことなく、連続する複数のテーパ面を可能な限り細く研削加工することが可能になる。

【0017】

さらに、前記第１の態様によると、下方向への“逃げ”の発生が抑制されることで、ワークの送り速度を相対的に早く設定することができるようになる。そのため、前記第１の態様は、サイクルタイムの短縮にも資する。

【0018】

また、本開示の第２の態様によれば、前記センタレス研削方法は、前記境界部から前記第２テーパ面にかけて仕上げ加工する工程を、前記砥石車における前記第１テーパ面に対応した前記砥面と、仕上げ加工済みの前記第１テーパ面と、を前記軸方向に離間させた状態で行う、としてもよい。

【0019】

前記第２の態様によると、境界部から第２テーパ面にかけて仕上げ加工する際に、第１テーパ面を仕上げ加工された状態に保持することができる。このことは、研削精度の向上に資する。

【0020】

また、本開示の第３の態様によれば、前記センタレス研削方法は、前記ワークの基軸部を、前記軸方向に沿って延びるブレードによって下方から支持し、前記ブレードは、前記ワークを平面視したときに、該ワークにおいて前記第１テーパ面が加工される部位とは重なり合わないように配置される、としてもよい。

【0021】

前記第３の態様によると、前記第１テーパ面が加工される部位の下方には、ブレードが配置されない。言い換えると、当該部位の真下に、ブレードが配置されないようになっている。ブレードを配置しない分だけ、第１テーパ面を可能な限り細くすることが可能になる。

【0022】

また、本開示の第４の態様によれば、前記ワークの中心軸、前記砥石車の回転軸、及び前記調整車の回転軸は、前記中心軸を横断する断面視において、同一直線上に配置される、としてもよい。

【0023】

前記第４の態様によると、センターハイトは、ゼロ又は実質的にゼロに設定される。センターハイトをゼロ付近に設定したことで、砥石車と調整車を径方向に接近させることができ、第１テーパ面を可能な限り細くすることが可能になる。

【0024】

また、本開示の第５の態様によれば、前記センタレス研削方法は、少なくとも前記第１テーパ面を仕上げ加工するときに、前記外周面を、前記径方向において、前記第２テーパ面の仕上げ形状に対応した径位置に配置する、としてもよい。

【0025】

前記第５の態様によると、第１テーパ面の仕上げ加工に際し、外周面は、砥石車よりも径方向の内側に位置することになる。これにより、ワークの先端部を、調整車によって下方から持ち上げるように支持することができる。

【0026】

また、本開示の第６の態様によれば、弾性変形を許容する棒状のワークの先端部に、該ワークの軸方向に沿って先細りの第１テーパ面と、該第１テーパ面よりも小さなテーパ角を有するように傾斜した第２テーパ面と、を前記軸方向の先端側から基端側に向かって連続させたテーパ形状を加工するためのセンタレス研削装置に係る。このセンタレス研削装置は、前記第１及び第２テーパ面の各々に対応するように傾斜した砥面を有する砥石車と、前記ワークを上方に変位させる摩擦力を付与するように回転する調整車と、前記ワークを前記軸方向に沿って移動させる移動機構と、前記砥石車、前記調整車及び前記移動機構の動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記砥石車を、前記軸方向に直交する径方向において、前記第１テーパ面の仕上げ形状に対応すると同時に、前記第２テーパ面よりも大径のテーパ形状に対応した第１の径位置に配置する工程と、前記調整車によって支持された状態で前記ワークを前記軸方向に前進させることで、回転する前記砥石車によって前記第１テーパ面を仕上げ加工する工程と、前記ワークを前記軸方向に後退させた後、前記砥石車を前記径方向に移動させることで、該径方向において、前記砥石車を、前記第２テーパ面の仕上げ形状に対応した第２の径位置に配置する工程と、前記調整車によって支持された状態で前記ワークを前記軸方向に再び前進させることで、回転する前記砥石車により、前記第１テーパ面と前記第２テーパ面とが交差する境界部から前記第２テーパ面にかけて仕上げ加工する工程と、を実行する。

【0027】

そして、前記第６の態様によれば、前記調整車の外周面は、前記第２テーパ面に対応するように傾斜するとともに、前記テーパ形状の加工に際し、前記砥面の反対側から前記先端部を回転支持し、少なくとも前記第１テーパ面を仕上げ加工するときに、前記外周面は、前記砥面よりも前記径方向の内側に配置される。

【0028】

前記第６の態様によると、弾性変形を許容する棒状のワークの先端部に、振れ精度の悪化を招くことなく、連続する複数のテーパ面を可能な限り細く研削加工することができる。

【発明の効果】

【0029】

以上説明したように、本開示によれば、弾性変形を許容する棒状のワークの先端部に、振れ精度の悪化を招くことなく、連続する複数のテーパ面を可能な限り細く研削加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】テーパ形状の加工前後のワークを例示する図である。

【図2】センタレス研削装置を例示する平面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図4】図２のＢ－Ｂ断面図である。

【図5】センタレス研削方法を例示するフローチャートである。

【図6A】第１配置工程を説明するための平面図である。

【図6B】第１研削工程を説明するための平面図である。

【図6C】後退工程を説明するための平面図である。

【図6D】第２配置工程を説明するための平面図である。

【図6E】第２研削工程を説明するための平面図である。

【図7】各工程におけるワークの先端形状を説明するための平面図である。

【図8】センタレス研削装置の構成を例示するブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。

【0032】

図１は、テーパ形状の加工前後のワーク１００を例示する図である。また、図２はセンタレス研削装置１を例示する平面図であり、図３は図２のＡ－Ａ断面図であり、図４は図２のＢ－Ｂ断面図である。そして、図８は、センタレス研削装置１の構成を例示するブロック図である。

【0033】

図１に示すように、本実施形態では、棒状のワーク１００が研削対象とされる。このワーク１００は、弾性変形を許容する。例えば、ワーク１００は、弾性を有する金属製の棒状部材としてもよい。

【0034】

以下、ワーク１００の中心軸Ｏｗに沿った方向（例えば、図１及び図２の紙面上下方向）を「ワーク１００の軸方向」又は単に「軸方向」とし、その軸方向の一端側（例えば、図１及び図２の紙面上側）を「軸方向の先端側」又は単に「先端側」とし、その軸方向の他端側（例えば、図１及び図２の紙面下側）を「軸方向の基端側」又は単に「基端側」とする。なお、図２に示すように、図３のＡ－Ａ断面、及び図４のＢ－Ｂ断面は、いずれもワーク１００を基端側から先端側に向かって見た断面に相当する。

【0035】

同様に、ワーク１００の中心軸Ｏｗ及び前記軸方向に直交する方向（例えば、図１及び図２の紙面左右方向）を「ワーク１００の径方向」又は単に「径方向」とし、その径方向に沿って中心軸Ｏｗに向かう一側を「径方向の内側」又は単に「内側」とし、その径方向に沿って中心軸Ｏｗから離れる他側を「径方向の外側」又は単に「外側」とする。

【0036】

その他、以下の記載における「上」及び「下」とは、それぞれ、鉛直方向に沿った「上」及び「下」をいう。

【0037】

ここで図１に戻ると、同図に示すように、棒状のワーク１００の先端部１００ａに、連続した複数のテーパ面１０１，１０２を含んだテーパ形状が研削加工されるようになっている。このテーパ形状は、図１の囲み部に示すように、第１テーパ面１０１と、第２テーパ面１０２と、を前記軸方向の先端側から基端側に向かって連続させたものである。

【0038】

ここで、第１テーパ面１０１は、軸方向に沿って先細りのテーパ面である。第１テーパ面１０１は、先端側に頂点が配置された円錐形状を有している。第２テーパ面１０２は、軸方向に沿って先細りのテーパ面である。第２テーパ面１０２は、先端側に頂面が配置された円錐台形状を有している。第２テーパ面１０２の先端部と、第１テーパ面１０１の基端部とが連続している。

【0039】

また、第２テーパ面１０２は、第１テーパ面１０１よりも小さなテーパ角を有するように傾斜している。つまり、第１テーパ面１０１のテーパ角をθ１とし、第２テーパ面１０２のテーパ角をθ２とすると、θ１＞θ２の関係が成立する。

【0040】

また、θ１＞θ２の関係が成立することから、第１テーパ面１０１と第２テーパ面１０２とが交差する境界部１０３は、所望の寸法通りに仕上げ加工された状態では、いわゆるエッジが立つように、径方向の外側に向かって突出することになる。

【0041】

また、ワークＷの全長Ｌｗに対する、その先端部１００ａの長さＬｔの比（＝Ｌｔ／Ｌｗ）は、例えば１／２以下、詳しくは１／３以上かつ１／２以下に設定されるようになっている。全長Ｌｗは、例えば１０ｍｍ以上かつ８０ｍｍ以下としてもよい。

【0042】

また、ワークＷの直径φＡに対する、テーパ形状の仕上がり径（特に、境界部１０３における直径）φＢの比（＝φＢ／φＡ）は、例えば１／４以下、詳しくは１０／１００以上かつ１５／１００以下に設定されるようになっている。直径φＡは、例えば０．５ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下としてもよい。

【0043】

センタレス研削装置１は、棒状のワーク１００の先端部１００ａに、前述した第１及び第２テーパ面１０１，１０２を含んだテーパ形状を加工するための装置である。このセンタレス研削装置１は、いわゆるセンタレス研削加工による研削加工を行うことができる。

【0044】

センタレス研削加工を実現すべく、本実施形態に係るセンタレス研削装置１は、砥石車２と、第１の調整車３と、第２の調整車（調整車）４と、ブレード５と、押さえローラ６と、送り装置（移動機構）７と、ガイド８と、砥石移動装置９と、制御装置１０と、を備えている。

【0045】

砥石車２は、先端側に向かって緩やかに拡径させた略円柱形状を有しており、制御装置１０からの制御信号に基づいて回転駆動される。回転する砥石車２によって、ワーク１００の先端部１００ａを研削することができる。その際、砥石車２は、ワーク１００に対し、該ワーク１００を下方に変位させる摩擦力を付与するように回転する（図３～図４の矢印Ｒ１を参照）。

【0046】

ここで、砥石車２の回転軸（以下、これを「第１回転軸」という）Ｏ１は、軸方向に沿って延びている。この第１回転軸Ｏ１は、ワーク１００の中心軸Ｏｗと平行である。

【0047】

また、砥石車２は、第１及び第２テーパ面１０１，１０２の各々に対応するように傾斜した砥面２１を有している。この砥面２１は、砥石車２の外周面によって構成されており、ワーク１００の先端部１００ａに対して側方（図２～図４の紙面左方）から接触し、これを研削する。

【0048】

詳しくは、砥面２１は、少なくとも、第１砥面２１ａと、第２砥面２１ｂと、を有している。第１砥面２１ａは、第１テーパ面１０１、特に第１テーパ面１０１の仕上げ形状に対応したプロフィールを有している。第２砥面２１ｂは、第２テーパ面１０２、特に第２テーパ面１０２の仕上げ形状に対応したプロフィールを有している。

【0049】

また、砥石車２の外周面のうち、砥面２１よりも先端側に位置する外周面には、逃がし形状２２が構成されている。この逃がし形状２２は、ワーク１００及び第２の調整車４の双方に対して離間するように配置される。

【0050】

第１の調整車３は、略円柱形状を有しており、制御装置１０からの制御信号に基づいて回転駆動される。回転する第１の調整車３の外周面３１によって、ワーク１００の基軸部（ワーク１００において、先端部１００ａよりも基端側に位置する部分であって、いわゆるシャンク部）１００ｂを、回転させながら支持することができる。

【0051】

具体的に、第１の調整車３は、摩擦係数の高いラバー製とすることができる。例えば、第１の調整車３は、砥粒をラバーで結合したラバー砥石としてもよい。

【0052】

ここで、第１の調整車３の回転軸は、軸方向に沿って延びている。この回転軸は、ワーク１００の中心軸Ｏｗ及び第１回転軸Ｏ１に対し、平面視で平行に延びている。また、第１の調整車３の回転軸は、後述の第２回転軸Ｏ２と同様に、基端側（図２の紙面下側）が若干低くなるように、水平面（図２の紙面に平行な平面）に対して若干傾斜している。これにより、以下の如き推力が発揮される。

【0053】

詳しくは、第１の調整車３を回転させつつ、その外周面３１を基軸部１００ｂに接触させると、水平面に対する回転軸の傾斜角に応じて、基軸部１００ｂに推力が付与される。この推力は、軸方向において、送り装置７の送り方向（図２の紙面上方）に対して逆方向（図２の紙面下方）となるように設定されている。

【0054】

第２の調整車４は、その軸方向中央部を拡径させた略円柱形状を有しており、制御装置１０からの制御信号に基づいて回転駆動される。回転する第２の調整車４の外周面４１によって、ワーク１００の先端部１００ａを、回転させながら支持することができる。第２の調整車４を設けることで、砥石車２が及ぼす研削負荷（法線力）によるワーク１００の逃げを抑制することができる。また、第２の調整車４は、ワーク１００に対し、これを上方に変位させる摩擦力を付与するように回転する（図３～図４の矢印Ｒ２を参照）。

【0055】

具体的に、第２の調整車４は、ラバー製とすることができる。第２の調整車４は、第１の調整車３よりも砥粒の粒径が小さくなるようにすればよい。一般に、砥粒の粒径が小さくなるほど、ワーク１００への砥粒の食い込みが小さくなる。この場合、ワーク１００への食い込みが小さくなる分、スリップ（滑り）が生じ易くなると考えられる。ワーク１００の先端部１００ａを受ける第２の調整車４を滑り易くすることで、ワーク１００のねじれを抑制することができる。

【0056】

ここで、第２の調整車４の回転軸（以下、これを「第２回転軸」という）Ｏ２は、軸方向に沿って延びている。この第２回転軸Ｏ２は、前記中心軸Ｏｗ、第１回転軸Ｏ１、及び第１の調整車３の回転軸に対し、平面視で平行に延びている。また、第２回転軸Ｏ２は、基端側（図２の紙面下側）が若干低くなるように、水平面（図２の紙面に平行な平面）に対して若干傾斜している。

【0057】

また、図２～図３に示すように、ワーク１００の中心軸Ｏｗ、第１回転軸Ｏ１、及び第２回転軸Ｏ２は、中心軸Ｏｗを横断する断面視において、同一直線上に配置されている。さらに、中心軸Ｏｗ、第１回転軸Ｏ１、及び第２回転軸Ｏ２は、前記断面視において、上下方向において同じ高さ位置に配置されている。ここで、第１回転軸Ｏ１と第２回転軸Ｏ２を結んだ直線Ｌ１は、水平面に沿って延びている。すなわち、いわゆるセンターハイト（直線Ｌ１に対する、上下方向におけるワーク１００の中心軸Ｏｗの高さ）は、本実施形態ではゼロ又は実質的にゼロに設定されている。

【0058】

また、第２の調整車４の回転方向は、図３及び図４に示す横断面上では、砥石車２及び第１の調整車３の回転方向と同じである。具体的に、ワーク１００の中心軸Ｏｗに直交し、かつ、該ワーク１００を基端側から先端側に向かって見た断面（図３のＡ－Ａ断面、及び図４のＢ－Ｂ断面）を見たときに、第２の調整車４の回転方向（図３～図４の矢印Ｒ２）は、砥石車２の回転方向（図３～図４の矢印Ｒ１）と同様に、本実施形態では時計回り方向となっている。さらに、この断面視において、ワーク１００の回転方向（図３～図４の矢印Ｒｗ）は、本実施系では反時計回り方向となっている。

【0059】

また、第２の調整車４の外周面４１は、第２テーパ面１０２に対応するように傾斜している。この外周面４１は、前記テーパ形状の加工に際し、砥石車２の砥面２１の反対側からワーク１００の先端部１００ａを回転支持（回転させながら支持）するようになっている。より詳細には、外周面４１は、ワーク１００の先端部１００ａに対し、側方かつ砥面２１の反対側（図２～図４の紙面右方）から接触し、これを回転させながら支持する。

【0060】

また、第２の調整車４の外周面４１よりも先端側に位置する外周面には、逃がし形状４２が構成されている。この逃がし形状４２は、ワーク１００及び砥石車２の双方に対して離間するように配置される。

【0061】

ブレード５は、図２～図４に示すように、第１の調整車３とともに、ワーク１００の基軸部１００ｂを支持する。特に、本実施形態に係るブレード５は、軸方向に沿って延びており、基軸部１００ｂを下方から支持するように構成されている。すなわち、第２の調整車４がワーク１００に付与する摩擦力は、ワーク１００及びブレード５を、上下方向において互いに離間させる方向に作用することになる。

【0062】

また、図２と、図４の２点鎖線とから見て取れるように、このブレード５は、ワーク１００を平面視したときに、該ワーク１００において第１テーパ面１０１が加工される部位（言い換えると、第１砥面２１ａに向かい合う部位）とは重なり合わないように配置されている。つまり、ワーク１００の先端部１００ａのうち、少なくとも第１テーパ面１０１が加工される部位の真下には、ブレード５が配置されないようになっている。また、先端部１００ａと基軸部１００ｂとの境界部（第２テーパ面１０２が加工される部位の基端部）の真下には、ブレード５の先端部が位置するようになっている。なお、ワークの先端部１００ａにおいて、第１テーパ面１０１が加工される部位と、第２テーパ面１０２が加工される部位は、双方とも、ブレード５によって下方から支持されないようになっている。

【0063】

押さえローラ６は、側方からワーク１００を押さえ込むことで、該ワーク１００を第１の調整車３に押しつけて支持する。具体的に、本実施形態に係る押さえローラ６は、ワーク１００の側面に、第１の調整車３の反対側（図２の紙面左側）から押し付けられるように構成されている。

【0064】

送り装置７は、ワーク１００を軸方向に沿って移動させる移動機構であって、軸方向の基端側からワーク１００を押し出すことで、該ワーク１００を軸方向の先端側に送り込む。具体的に、本実施形態に係る送り装置７は、第１の調整車３がワーク１００に及ぼす推力の反対方向（基端側から先端側へ向かう方向）へと、ワーク１００を押し出すように構成されている。

【0065】

ガイド８は、軸方向に沿って延びており、軸方向に沿ったワーク１００の移動を案内する。図２に示す例では、ワーク１００を挟持するような２本１組の部材によってガイド８が構成されている。

【0066】

砥石移動装置９は、図２の両矢印Ｃに示すように、砥石車２を径方向に沿って移動させる。具体的に、本実施形態に係る砥石移動装置９は、例えば図３～図４に示すように、砥石車２を下方から支持する砥石台によって構成されている。なお、砥石台によって砥石移動装置９を構成することは、必須ではない。

【0067】

制御装置１０は、ＣＰＵ、メモリ及び入出力バスを有しており、例えばＣＮＣ装置によって構成されている。この制御装置１０は、図８に示すように、砥石車２、第１の調整車３、第２の調整車４、押さえローラ６、送り装置７、及び砥石移動装置９と電気的に接続されている。制御装置１０は、揮発性及び／又は不揮発性の記憶装置１１に予め設定された数値制御データ、及び／又は、操作盤１２を介して入力された数値制御データに基づいて、砥石車２、第１の調整車３、第２の調整車４、押さえローラ６、送り装置７、及び砥石移動装置９の動作を制御する。

【0068】

ところで、後述の図６Ａ～図６Ｅに拡大して示すように、第１砥面２１ａと第２砥面２１ｂとのつなぎ目２１ｃには、摩耗によるアールだれが生じ得る。そのため、砥面２１のプロフィールをワーク１００に転写するだけでは、そのアールだれも転写されてしまう可能性がある。このような可能性は、図１に示す境界部１０３のエッジを立たせるには不都合である。

【0069】

さらに、従来知られたセンタレス研削方法では、弾性変形を許容する棒状のワーク１００の先端部１００ａに、図１に示したような連続する複数のテーパ面を可能な限り細く研削加工しようとしたときに、当該先端部１００ａの逃げに起因した振れ精度の悪化が懸念される。

【0070】

本願発明者らは、センタレス研削方法の構成等に工夫を凝らすことで、前述の如き課題を克服するに至った。以下、本実施形態に係る工夫点について、詳細に説明する。

【0071】

図５は、センタレス研削方法を例示するフローチャートである。また、図６Ａ～図６Ｅは、それぞれ、本実施形態に係るセンタレス研削方法を説明するための平面図である。具体的に、図６Ａは第１配置工程を説明するための平面図であり、図６Ｂは第１研削工程を説明するための平面図であり、図６Ｃは後退工程を説明するための平面図であり、図６Ｄは第２配置工程を説明するための平面図であり、図６Ｅは第２研削工程を説明するための平面図である。そして、図７は、各工程におけるワーク１００の先端形状を説明するための平面図である。図６Ａ～図６Ｅに示す各工程は、制御装置１０が実行する。

【0072】

まず、制御装置１０は、図５のステップＳ１及び図６Ａに示す第１配置工程を実行する。この第１配置工程は、前述のように定義された径方向において、砥石車２を第１の径位置Ｐ１に配置する工程である。ここで、第１の径位置Ｐ１とは、第１テーパ面１０１の仕上げ形状（特に、最終的な仕上げ形状）に対応すると同時に、第２テーパ面１０２、特に第２テーパ面１０２の仕上げ形状よりも大径のテーパ形状に対応するように設定された径位置をいう。

【0073】

なお、ここでいう「径位置」とは、径方向における、中心軸Ｏｗに対する第１回転軸Ｏ１の相対位置をいうが、そうした定義には限定されない。例えば、径方向における、第２回転軸Ｏ２に対する第１回転軸Ｏ１の相対位置を「径位置」とみなしてもよい。このことは、後述の第２の径位置Ｐ２についても同様である。

【0074】

続いて、制御装置１０は、第１配置工程が完了した後に、図５のステップＳ２及び図６Ｂに示す第１研削工程を実行する。この第１研削工程は、図６Ｂの矢印Ｄ１に示すように、ワーク１００を軸方向に前進（先端側への移動）させることで、回転する砥石車２によって第１テーパ面１０１を仕上げ加工する工程である。ここで、ワーク１００の前進は、第１及び第２の調整車３，４によって支持された状態で行われるようになっている。この前進は、送り装置７の動作を制御することで行うことができる。また、本実施形態に係る第１研削工程は、回転する砥石車２によって、第１テーパ面１０１を仕上げ加工すると同時に、第２テーパ面１０２を粗加工する。後者の粗加工は、第２テーパ面１０２を、その仕上げ径よりも大径に加工するものである。

【0075】

第１研削工程を実行することで、図７（ａ）の斜線に示した領域Ｗａが、ワーク１００の先端部１００ａから削り取られる。しかしながら、この第１研削工程は、砥石車２を第１の径位置Ｐ１に配置した状態で行わるようになっている。そのため、図７（ｂ）に示すように、ワークの１００の先端部１００ａには、第１テーパ面１０１こそ最終形状に加工されるものの、境界部１０３及び第２テーパ面１０２に対応する部位については、それぞれ、仮の形状１０３’，１０２’が転写されることになる。

【0076】

ここで、仮の境界部１０３’は、図６Ａ等に示したつなぎ目２１ｃが転写されたものであり、アールだれが生じた形状となる。仮の第２テーパ面１０２’は、第２テーパ面１０２と同角度で傾斜した母線を有するものの、第２テーパ面１０２よりも大径（第２テーパ面１０２よりも太い）テーパ形状である。

【0077】

すなわち、仮の仕上がり径（特に、仮の境界部１０３’における直径）φＣは、前述した所望の仕上がり径φＢよりも大きい。所望の仕上がり径φＢに対する仮の仕上がり径φＣの比（＝φＢ／φＣ）は、例えば８０／１００以下、詳しくは６０／１００以上かつ８０／１００以下に設定されるようになっている。

【0078】

続いて、制御装置１０は、第１研削工程が完了した後に、図５のステップＳ３及び図６Ｃに示す後退工程を実行する。この後退工程は、図６Ｃの矢印Ｄ２に示すように、ワーク１００を軸方向に後退（基端側への移動）させることで、回転する砥石車２から、ワーク１００を離間させる工程である。ここで、ワーク１００の後退は、送り装置７を基端側へ移動させるとともに、第１の調整車３からワーク１００へと前記推力を付与することで行うことができる。

【0079】

続いて、制御装置１０は、後退工程が完了した後に、図５のステップＳ４及び図６Ｄに示す第２配置工程を実行する。この第２配置工程は、図６Ｄの矢印Ｄ３に示すように、砥石車２を径方向（特に、径方向の外側から内側）に移動させることで、該径方向において、砥石車２を第２の径位置Ｐ２に配置する工程である。ここで、第２の径位置Ｐ２とは、第１テーパ面１０１よりも小径のテーパ形状に対応すると同時に、第２テーパ面１０２の仕上げ形状（特に、最終的な仕上げ形状）に対応するように設定された径位置をいう。また、この第２配置工程における砥石車２の移動量は、仮の仕上がり径φＣから所望の仕上がり径φＢを減算した値（＝φＣ－φＢ）となるように設定されている。このように移動量を設定することで、後述の第２研削工程に際し、所望の仕上がり径φＢを実現することができる。

【0080】

続いて、制御装置１０は、第２配置工程が完了した後に、図５のステップＳ５及び図６Ｅに示す第２研削工程を実行する。この第２研削工程は、図６Ｅの矢印Ｄ４に示すように、ワーク１００を軸方向に再び前進させることで、回転する砥石車２により、境界部１０３から第２テーパ面１０２にかけて仕上げ加工する工程である。制御装置１０は、この第２研削工程を、第１砥面２１ａと、仕上げ加工済みの第１テーパ面１０１と、を離間させた状態で行う。ここで、ワーク１００の前進は、第１及び第２の調整車３，４によって支持された状態で行われるようになっている。この前進は、送り装置７の動作を制御することで行うことができる。

【0081】

第２研削工程を実行することで、図７（ｂ）の斜線に示した領域Ｗｂが、仮の境界部１０３’、及び仮の第２テーパ面１０２’から削り取られる。この第２研削工程は、砥石車２を、第２の径位置Ｐ２に配置した状態で行われるようになっている。

【0082】

また、図６Ｅに示すように、第２の径位置Ｐ２において、第１テーパ面１０１と第１砥面２１ａとの間には、軸方向に隙間Ｅ１が存している。そのため、図７（ｃ）に示すように、第１テーパ面１０１については、第１砥面２１ａによって削り取られずに保持される一方、仮の第２テーパ面１０２’については、第２砥面２１ｂによって削り取られた結果、最終的な仕上げ形状に対応した第２テーパ面１０２に加工されることになる。

【0083】

また、仮の境界部１０３’についても、つなぎ目２１ｃではなく、第２砥面２１ｂによって削り取られることになる。その結果、図７（ｃ）に示すように、仮の境界部１０３’は、そのエッジを立たせた所望の境界部１０３に加工されることになる。

【0084】

そして、本実施形態に係るセンタレス研削方法及びセンタレス研削装置１は、少なくとも第１テーパ面１０１を仕上げ加工するとき（つまり、少なくとも第１研削工程を行うとき）に、第２の調整車４の外周面４１を、砥石車２の砥面２１よりも径方向の内側に配置する。

【0085】

具体的に、本実施形態に係るセンタレス研削方法及びセンタレス研削装置１は、前記外周面４１を、径方向において、第２テーパ面１０２の仕上げ形状に対応した第３の径位置（径位置）Ｐ３に配置する。なお、外周面４１を第３の径位置Ｐ３に配置することは、必須ではない。例えば、第１の調整車３と第２の調整車４を別々のスピンドルにするとともに、両調整車３，４のうち第２の調整車４のみを径方向に移動させることで、外周面４１を第３の径位置Ｐ３に配置させずとも、該外周面４１を砥面２１よりも径方向の内側に配置することが可能になる。

【0086】

特に、図６Ａ～図６Ｅの各図に示す例では、第２の調整車４は、第１配置工程、第１研削工程、後退工程、第２配置工程及び第２研削工程の各々に際し、第３の径位置Ｐ３に保持されるように構成されている。

【0087】

ところで、弾性変形を許容するワーク１００の場合、その先端部１００ａを研削加工しようとしたときに、たわみ（弾性変形）によって下方向に逃げる可能性がある。下方向への“逃げ”は、通常のセンタレス研削方法であれば、ブレード５、砥石車２及び第２の調整車４が、ワーク１００を下方から支持することによって防がれる。しかしながら、図２～図４に示したように、砥石車２及び第２の調整車４がワーク１００の側方に配置されておりかつブレード５による下方からの支持を失った状態では、そうした“逃げ”は、最早防ぐことはできないと考えられてきた。この“逃げ”は、研削加工に際して振れ精度の悪化を招くため不都合である。

【0088】

これに対し、前記実施形態によると、第１研削工程によって仕上げ加工される第１テーパ面１０１は、第２テーパ面１０２よりも先端側に位置する。そのため、第１テーパ面１０１は、第２テーパ面１０２よりもたわみ変形が懸念される。したがって、第１テーパ面１０１を可能な限り細くしようとしたときに、前述のような“逃げ”の発生が、より一層懸念されることになる。そこで、図６Ａ～図６Ｃに例示したように、第１テーパ面１０１の仕上げ加工に際し、砥石車２については、第１テーパ面１０１の仕上げ加工に適した第１の径位置（第２テーパ面１０２よりも大径のテーパ径状に対応した径位置）Ｐ１に配置する一方、第２の調整車４については、第２テーパ面１０２の仕上げ形状に対応した第３の径位置Ｐ３に配置する。

【0089】

このように配置することで、第１テーパ面１０１の仕上げ加工に際し、第２の調整車４は、砥石車２よりも径方向の内側に位置することになる。そのことに加えて、図４の矢印Ｒ２に示した第２の調整車４の回転方向とを考慮すると、ワーク１００には、第２の調整車４に乗り上げさせるような摩擦力が付与されることになる。

【0090】

そうした摩擦力が付与されることで、ワーク１００の先端部１００ａは、センターハイトをゼロ又はゼロ付近に設定したとしても、第２の調整車４によって下方から持ち上げるように支持することができ、センターハイトをプラスに設定したものとみなすことができる。その結果、下方向への“逃げ”の発生を抑制することができるため、振れ精度の悪化を招くことなく、連続する複数のテーパ面を可能な限り細く研削加工することが可能になる。

【0091】

さらに、前記実施形態によると、下方向への“逃げ”の発生が抑制されることで、ワーク１００の送り速度を相対的に早く設定することができるようになる。このことは、サイクルタイムの短縮にも資する。

【0092】

さらに、前記実施形態によると、図６Ｂに示すように、第１テーパ面１０１の略全域が、第１砥面２１ａによって一度に研削される一方、図６Ｅに示すように、第２テーパ面１０２の略全域が、第２砥面２１ｂによって一度に研削されるようになっている。このように構成することで、砥石幅（特に、軸方向の砥石幅）が狭い砥石を用いた従来のプッシュスルーフィード研削（マイクロドリル式の研削）に比べ、面粗度を低くすることができる。

【0093】

また、図６Ｅに例示したように、第２研削工程の実行に際し、第１砥面２１ａと、仕上げ加工済みの前記第１テーパ面１０１と、を軸方向に離間させることで、第２研削工程を行ったときに、第１テーパ面１０１を仕上げ加工された状態に保持することができる。このことは、研削精度の向上に資する。

【0094】

また、図４等に例示したように、ワーク１００における第１テーパ面１０１が加工される部位の下方（真下）には、ブレード５が配置されない。ブレード５を配置しない分だけ、第１テーパ面１０１を可能な限り細くすることが可能になる。

【0095】

また、図４等の直線Ｌ１に例示したように、ワーク１００の中心軸Ｏｗ、第１回転軸Ｏ１、及び第２回転軸Ｏ２は、中心軸Ｏｗを横断する断面視において、同一直線上に配置される。これにより、センターハイトは、ゼロ又は実質的にゼロに設定される。センターハイトをゼロ付近に設定したことで、砥石車２と第２の調整車４を径方向に接近させることができ、第１テーパ面１０１を可能な限り細くすることが可能になる。

【符号の説明】

【0096】

１ センタレス研削装置
２ 砥石車
２１ 砥面
２１ａ 第１砥面
２１ｂ 第２砥面
３ 第１の調整車
４ 第２の調整車（調整車）
４１ 外周面
５ ブレード
７ 送り装置（移動機構）
１０ 制御装置
１００ ワーク
１００ａ ワークの先端部
１００ｂ ワークの基軸部
１０１ 第１テーパ面
１０２ 第２テーパ面
１０３ 境界部
Ｌ１ 直線
Ｐ１ 第１の径位置
Ｐ２ 第２の径位置
Ｐ３ 第３の径位置（径位置）
Ｏｗ ワークの中心軸
Ｏ１ 第１回転軸（砥石の回転軸）
Ｏ２ 第２回転軸（調整車の回転軸）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図7】

【図8】