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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-19
(45)【発行日】2024-08-27
(54)【発明の名称】研削装置
(51)【国際特許分類】
B24B 5/04 20060101AFI20240820BHJP
B24B 47/20 20060101ALI20240820BHJP
【ＦＩ】
B24B5/04
B24B47/20
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020151707
(22)【出願日】2020-09-10
(65)【公開番号】P2022045938
(43)【公開日】2022-03-23
【審査請求日】2023-08-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000001247
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 明
【審査官】マキロイ 寛済
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－１６１４４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６２－１００８５６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００２－０７９４４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２６３９９２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２４Ｂ ５／０４
Ｂ２４Ｂ ７／０２
Ｂ２４Ｂ ２９／０８
Ｂ２４Ｂ ４７／００ － ４７／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
円盤状の砥石車を備え、円筒状の工作物の回転軸線と交差する切り込み方向に前記砥石車と前記工作物とを相対移動させ、前記回転軸線に沿ったトラバース方向に前記砥石車と前記工作物とを相対移動させることによりトラバース研削を行う円筒研削装置であって、前記砥石車の外周面には、前記トラバース方向に段状に連続する環状のＭ（Ｍは２以上の整数）個の研削面であって、前記トラバース方向の後方に位置する研削面の直径が前方に位置する研削面の直径に比べて大きなＭ個の研削面が形成されており、
前記Ｍ個の研削面の幅は、いずれも前記工作物の１回転当たりの前記砥石車の前記トラバース方向への相対移動量と等しく、
前記Ｍ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも前記トラバース研削による前記工作物への前記切り込み方向の切り込み量として予め定められた設定量の１／Ｍに等しく、
前記砥石車は、前記トラバース方向の移動の往路と復路のいずれにおいても前記工作物をトラバース研削し、
前記Ｍ個の研削面は、前記往路において前記工作物を研削し、
前記外周面には、前記トラバース方向に段状に連続し、前記復路において前記工作物を研削する環状のＮ（Ｎは２以上の整数）個の研削面であって、前記復路の後方に位置する研削面の直径が前方に位置する研削面の直径に比べて大きなＮ個の研削面が形成されており、
前記Ｎ個の研削面の幅は、いずれも前記相対移動量と等しく、
前記Ｎ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも前記設定量の１／Ｎに等しい、
円筒研削装置。
【請求項2】
請求項１に記載の円筒研削装置であって、前記外周面には、前記Ｍ個の研削面のうちの前記トラバース方向の最後方に位置する第Ｍ番目の研削面に対して前記トラバース方向の後方に隣接し、前記第Ｍ番目の研削面と直径が等しく、スパークアウトを実行するスパークアウト部が、さらに形成されている、
円筒研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、研削装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、砥石車の幅よりも長い円筒状の工作物の外周面を研削するために、トラバース研削方法が用いられている（特許文献１、２参照）。トラバース研削方法では、工作物を回転させつつ、工作物の回転軸に沿って砥石車を相対移動させながら工作物の表面を研削させる。そして、工作物の端部まで達すると、砥石車を反対方向に相対移動させながら工作物の表面を研削させる、或いは、研削は行わずに反対方向への相対移動のみ行い、その後再び相対移動させながら研削させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開昭４８－７０９９１号公報
【文献】特開昭５５－５８９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のトラバース研削方法では、研削する厚さによっては砥石車を非常に多くの回数往復させる必要があり、研削加工時間が非常に長くなるという問題がある。また、砥石車の外周の研削面のうち、砥石車の相対移動方向の端部側の領域であって、工作物の１回転当たりの砥石車の回転軸方向に沿った移動量（以下、「リード」と呼ぶ）に相当する幅の領域に研削の負荷が集中するため、砥石車全体としての寿命（砥石表面の形状を維持できる期間）が短いという問題がある。このため、砥石車の寿命が短くなることを抑制しつつ研削加工時間を短縮可能な技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
［形態１］円盤状の砥石車を備え、円筒状の工作物の回転軸線と交差する切り込み方向に前記砥石車と前記工作物とを相対移動させ、前記回転軸線に沿ったトラバース方向に前記砥石車と前記工作物とを相対移動させることによりトラバース研削を行う円筒研削装置であって、前記砥石車の外周面には、前記トラバース方向に段状に連続する環状のＭ（Ｍは２以上の整数）個の研削面であって、前記トラバース方向の後方に位置する研削面の直径が前方に位置する研削面の直径に比べて大きなＭ個の研削面が形成されており、
前記Ｍ個の研削面の幅は、いずれも前記工作物の１回転当たりの前記砥石車の前記トラバース方向への相対移動量と等しく、前記Ｍ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも前記トラバース研削による前記工作物への前記切り込み方向の切り込み量として予め定められた設定量の１／Ｍに等しく、前記砥石車は、前記トラバース方向の移動の往路と復路のいずれにおいても前記工作物をトラバース研削し、前記Ｍ個の研削面は、前記往路において前記工作物を研削し、前記外周面には、前記トラバース方向に段状に連続し、前記復路において前記工作物を研削する環状のＮ（Ｎは２以上の整数）個の研削面であって、前記復路の後方に位置する研削面の直径が前方に位置する研削面の直径に比べて大きなＮ個の研削面が形成されており、前記Ｎ個の研削面の幅は、いずれも前記相対移動量と等しく、前記Ｎ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも前記設定量の１／Ｎに等しい、円筒研削装置。
［形態１］円盤状の砥石車を備え、円筒状の工作物の回転軸線と交差する切り込み方向に前記砥石車と前記工作物とを相対移動させ、前記回転軸線に沿ったトラバース方向に前記砥石車と前記工作物とを相対移動させることによりトラバース研削を行う円筒研削装置であって、前記砥石車の外周面には、前記トラバース方向に段状に連続する環状のＭ（Ｍは２以上の整数）個の研削面であって、前記トラバース方向の後方に位置する研削面の直径が前方に位置する研削面の直径に比べて大きなＭ個の研削面が形成されており、
前記Ｍ個の研削面の幅は、いずれも前記工作物の１回転当たりの前記砥石車の前記トラバース方向への相対移動量と等しく、前記Ｍ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも前記トラバース研削による前記工作物への前記切り込み方向の切り込み量として予め定められた設定量の１／Ｍに等しく、前記砥石車は、前記トラバース方向の移動の往路と復路のいずれにおいても前記工作物をトラバース研削し、前記Ｍ個の研削面は、前記往路において前記工作物を研削し、前記外周面には、前記トラバース方向に段状に連続し、前記復路において前記工作物を研削する環状のＮ（Ｎは２以上の整数）個の研削面であって、前記復路の後方に位置する研削面の直径が前方に位置する研削面の直径に比べて大きなＮ個の研削面が形成されており、前記Ｎ個の研削面の幅は、いずれも前記相対移動量と等しく、前記Ｎ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも前記設定量の１／Ｎに等しい、円筒研削装置。
【0006】
（１）本開示の一形態として、円盤状の砥石車を備え、円筒状の工作物の回転軸線と交差する切り込み方向に前記砥石車と前記工作物とを相対移動させ、前記回転軸線に沿ったトラバース方向に前記砥石車と前記工作物とを相対移動させることによりトラバース研削を行う円筒研削装置が提供される。この円筒研削装置において、前記砥石車の外周面には、前記トラバース方向に段状に連続する環状のＭ（Ｍは２以上の整数）個の研削面であって、前記トラバース方向の後方に位置する研削面の直径が前方に位置する研削面の直径に比べて大きなＭ個の研削面が形成されており、前記Ｍ個の研削面の幅は、いずれも前記工作物の１回転当たりの前記砥石車の前記トラバース方向への相対移動量と等しく、前記Ｍ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも前記トラバース研削による前記工作物への前記切り込み方向の切り込み量として予め定められた設定量の１／Ｍに等しい。
この形態の円筒研削装置によれば、砥石車の外周面に形成されたＭ個の研削面の幅はいずれも工作物の１回転当たりの砥石車のトラバース方向への相対移動量と等しく、また、Ｍ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれもトラバース研削による工作物への切り込み方向の切り込み量として予め定められた設定量の１／Ｍに等しいので、工作物が１回転する間に或る研削面によって予め定められた設定量の１／Ｍだけ研削された領域について、次の１回転の間に隣接する研削面によって予め定められた設定量の１／Ｍだけ研削することができる。このようにして、砥石車が工作物の端に達するまで相対移動する間に、予め設定されている切り込み量だけ工作物を研削できる。また、合計の研削面として、工作物の１回転当たりの砥石車のトラバース方向への相対移動量のＭ倍の幅を有する研削面を利用して工作物を研削することとなるので、研削面として工作物の１回転当たりの砥石車のトラバース方向への相対移動量と同じ大きさの幅を有する研削面を利用して研削する従来構成に比べて、砥石車における研削領域を分散でき、砥石車の寿命が短くなることを抑制できる。このように、この形態の円筒研削装置によれば、砥石車の寿命が短くなることを抑制しつつ研削加工時間を短縮できる。
（２）上記形態の円筒研削装置において、前記外周面には、前記Ｍ個の研削面のうちの前記トラバース方向の最後方に位置する第Ｍ番目の研削面に対して前記トラバース方向の後方に隣接し、前記第Ｍ番目の研削面と直径が等しく、スパークアウトを実行するスパークアウト部が、さらに形成されていてもよい。
この形態の円筒研削装置によれば、第Ｍ番目の研削面に対してトラバース方向の後方に隣接し、第Ｍ番目の研削面と直径が等しく、スパークアウトを実行するスパークアウト部が形成されているので、工作物の中心軸線と回転軸線とがずれていた場合であっても、Ｍ個の研削面による研削の後にスパークアウトを実行して工作物の断面形状をより真円に近い形状に形成できる。
（３）上記形態の円筒研削装置において、前記砥石車は、前記トラバース方向の移動の往路と復路のいずれにおいても前記工作物をトラバース研削し、前記Ｍ個の研削面は、前記往路において前記工作物を研削し、前記外周面には、前記トラバース方向に段状に連続し、前記復路において前記工作物を研削する環状のＮ（Ｎは２以上の整数）個の研削面であって、前記復路の後方に位置する研削面の直径が前方に位置する研削面の直径に比べて大きなＮ個の研削面が形成されており、前記Ｎ個の研削面の幅は、いずれも前記相対移動量と等しく、前記Ｎ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも前記設定量の１／Ｎに等しくてもよい。
この形態の円筒研削装置によれば、砥石車の外周面には、さらにＮ個の研削面が形成されており、トラバース方向の移動の往路と復路のいずれにおいても工作物をトラバース研削するので、研削加工時間を短縮でき、また、研削面をより広げることができる（より分散できる）ので、砥石車の寿命が短くなることをより抑制できる。
（４）本開示の他の形態として、円盤状の砥石車を備え、平板状の工作物の表面に沿った互いに直交する第１方向および第２方向に、前記砥石車と前記工作物とのうちの少なくとも一方を移動させることにより研削を行う平面研削装置が提供される。この平面研削装置において、前記第２方向は前記砥石車の回転軸線と平行であり、前記砥石車の外周面には、前記第２方向に段状に連続する環状のＰ（Ｐは２以上の整数）個の研削面であって、前記第２方向の後方に位置する研削面の直径が前方に位置する研削面の直径に比べて大きなＰ個の研削面が形成されており、前記Ｐ個の研削面の幅は互いに等しく、前記砥石車は、前記第１方向の移動の往路と復路のいずれにおいても前記工作物を平面研削し、前記往路および前記復路の端でそれぞれ前記Ｐ個の研削面の幅に相当する長さ分、前記第２方向に相対移動し、前記Ｐ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも前記平面研削による前記工作物への切り込み量として予め定められた設定量の１／Ｐに等しい。
この形態の平面研削装置によれば、砥石車の外周面に形成されたＰ個の研削面の幅はいずれも砥石車の第１方向の移動の往路と復路の端で第２方向に相対移動する際の移動量に等しく、また、Ｐ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも平面研削による工作物への切り込み量として予め定められた設定量の１／Ｐに等しいので、砥石車の往路において或る研削面によって予め定められた設定量の１／Ｐだけ研削された領域について、復路において、隣接する研削面によって予め定められた設定量の１／Ｐだけ研削することができる。このようにして、砥石車が第２方向の端に達する間に、予め設定されている切り込み量だけ工作物を研削できる。また、合計の研削面として、砥石車の第１方向の移動の往路と復路の端で第２方向に相対移動する際の移動量のＰ倍の幅を有する研削面を利用して工作物を研削することとなるので、研削面として砥石車の第１方向の移動の往路と復路の端で第２方向に相対移動する際の移動量と同じ大きさの幅を有する研削面を利用して研削する構成に比べて、砥石車における研削領域を分散でき、砥石車の寿命が短くなることを抑制できる。このように、この形態の平面研削装置によれば、砥石車の寿命が短くなることを抑制しつつ研削加工時間を短縮できる。
本開示は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、円筒研削装置または平面研削装置に用いられる砥石車、円筒研削装置または平面研削装置の制御方法、工作物の研削方法等の形態で実現することができる。
この形態の円筒研削装置によれば、砥石車の外周面に形成されたＭ個の研削面の幅はいずれも工作物の１回転当たりの砥石車のトラバース方向への相対移動量と等しく、また、Ｍ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれもトラバース研削による工作物への切り込み方向の切り込み量として予め定められた設定量の１／Ｍに等しいので、工作物が１回転する間に或る研削面によって予め定められた設定量の１／Ｍだけ研削された領域について、次の１回転の間に隣接する研削面によって予め定められた設定量の１／Ｍだけ研削することができる。このようにして、砥石車が工作物の端に達するまで相対移動する間に、予め設定されている切り込み量だけ工作物を研削できる。また、合計の研削面として、工作物の１回転当たりの砥石車のトラバース方向への相対移動量のＭ倍の幅を有する研削面を利用して工作物を研削することとなるので、研削面として工作物の１回転当たりの砥石車のトラバース方向への相対移動量と同じ大きさの幅を有する研削面を利用して研削する従来構成に比べて、砥石車における研削領域を分散でき、砥石車の寿命が短くなることを抑制できる。このように、この形態の円筒研削装置によれば、砥石車の寿命が短くなることを抑制しつつ研削加工時間を短縮できる。
（２）上記形態の円筒研削装置において、前記外周面には、前記Ｍ個の研削面のうちの前記トラバース方向の最後方に位置する第Ｍ番目の研削面に対して前記トラバース方向の後方に隣接し、前記第Ｍ番目の研削面と直径が等しく、スパークアウトを実行するスパークアウト部が、さらに形成されていてもよい。
この形態の円筒研削装置によれば、第Ｍ番目の研削面に対してトラバース方向の後方に隣接し、第Ｍ番目の研削面と直径が等しく、スパークアウトを実行するスパークアウト部が形成されているので、工作物の中心軸線と回転軸線とがずれていた場合であっても、Ｍ個の研削面による研削の後にスパークアウトを実行して工作物の断面形状をより真円に近い形状に形成できる。
（３）上記形態の円筒研削装置において、前記砥石車は、前記トラバース方向の移動の往路と復路のいずれにおいても前記工作物をトラバース研削し、前記Ｍ個の研削面は、前記往路において前記工作物を研削し、前記外周面には、前記トラバース方向に段状に連続し、前記復路において前記工作物を研削する環状のＮ（Ｎは２以上の整数）個の研削面であって、前記復路の後方に位置する研削面の直径が前方に位置する研削面の直径に比べて大きなＮ個の研削面が形成されており、前記Ｎ個の研削面の幅は、いずれも前記相対移動量と等しく、前記Ｎ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも前記設定量の１／Ｎに等しくてもよい。
この形態の円筒研削装置によれば、砥石車の外周面には、さらにＮ個の研削面が形成されており、トラバース方向の移動の往路と復路のいずれにおいても工作物をトラバース研削するので、研削加工時間を短縮でき、また、研削面をより広げることができる（より分散できる）ので、砥石車の寿命が短くなることをより抑制できる。
（４）本開示の他の形態として、円盤状の砥石車を備え、平板状の工作物の表面に沿った互いに直交する第１方向および第２方向に、前記砥石車と前記工作物とのうちの少なくとも一方を移動させることにより研削を行う平面研削装置が提供される。この平面研削装置において、前記第２方向は前記砥石車の回転軸線と平行であり、前記砥石車の外周面には、前記第２方向に段状に連続する環状のＰ（Ｐは２以上の整数）個の研削面であって、前記第２方向の後方に位置する研削面の直径が前方に位置する研削面の直径に比べて大きなＰ個の研削面が形成されており、前記Ｐ個の研削面の幅は互いに等しく、前記砥石車は、前記第１方向の移動の往路と復路のいずれにおいても前記工作物を平面研削し、前記往路および前記復路の端でそれぞれ前記Ｐ個の研削面の幅に相当する長さ分、前記第２方向に相対移動し、前記Ｐ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも前記平面研削による前記工作物への切り込み量として予め定められた設定量の１／Ｐに等しい。
この形態の平面研削装置によれば、砥石車の外周面に形成されたＰ個の研削面の幅はいずれも砥石車の第１方向の移動の往路と復路の端で第２方向に相対移動する際の移動量に等しく、また、Ｐ個の研削面において互いに隣接する研削面の間の径方向の段差の大きさは、いずれも平面研削による工作物への切り込み量として予め定められた設定量の１／Ｐに等しいので、砥石車の往路において或る研削面によって予め定められた設定量の１／Ｐだけ研削された領域について、復路において、隣接する研削面によって予め定められた設定量の１／Ｐだけ研削することができる。このようにして、砥石車が第２方向の端に達する間に、予め設定されている切り込み量だけ工作物を研削できる。また、合計の研削面として、砥石車の第１方向の移動の往路と復路の端で第２方向に相対移動する際の移動量のＰ倍の幅を有する研削面を利用して工作物を研削することとなるので、研削面として砥石車の第１方向の移動の往路と復路の端で第２方向に相対移動する際の移動量と同じ大きさの幅を有する研削面を利用して研削する構成に比べて、砥石車における研削領域を分散でき、砥石車の寿命が短くなることを抑制できる。このように、この形態の平面研削装置によれば、砥石車の寿命が短くなることを抑制しつつ研削加工時間を短縮できる。
本開示は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、円筒研削装置または平面研削装置に用いられる砥石車、円筒研削装置または平面研削装置の制御方法、工作物の研削方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本開示の一実施形態としての研削装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】研削装置による切削加工の対象となる工作物の外観形状を模式的に示す平面図である。
【図3】砥石車の径方向の端部の詳細構成を示す部分断面図である。
【図4】研削実行時の砥石車の相対移動の様子を模式的に示す平面図である。
【図5】往路時における砥石車による研削動作の詳細を模式的に示す説明図である。
【図6】第２実施形態の研削装置における砥石車の詳細構成を模式的に示す部分断面図である。
【図7】第２実施形態における研削実行時の砥石車の相対移動の様子を模式的に示す平面図である。
【図8】第３実施形態の研削装置の概略構成の一部を示すブロック図である。
【図9】第３実施形態の研削装置における砥石車の詳細構成を模式的に示す部分外観図である。
【図10】第４実施形態における砥石車および工作物を模式的に示す斜視図である。
【図11】第４実施形態における研削実行時の砥石車の相対移動の様子を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．研削装置の全体構成：
図１は、本開示の一実施形態としての研削装置１００の概略構成を示すブロック図である。図１では、互いに直交するＸ１軸、Ｙ１軸およびＺ１軸が表されている。Ｘ１－Ｙ１平面は、水平面に相当する。Ｚ１軸は、鉛直方向と平行である。本実施形態では、図１における下方、具体的には、Ｙ１軸に沿って後述の砥石台４８から後述のテーブル４０に向かう方向を「手前側」と呼び、Ｙ１軸に沿ってテーブル４０から砥石台４８に向かう方向を「奥側」と呼ぶ。また、図１における右側、具体的には、Ｘ１軸に沿って後述の主軸台３０から後述の心押台４２に向かう方向を「右側」と呼び、心押台４２から主軸台３０に向かう方向を「左側」と呼ぶ。
Ａ１．研削装置の全体構成：
図１は、本開示の一実施形態としての研削装置１００の概略構成を示すブロック図である。図１では、互いに直交するＸ１軸、Ｙ１軸およびＺ１軸が表されている。Ｘ１－Ｙ１平面は、水平面に相当する。Ｚ１軸は、鉛直方向と平行である。本実施形態では、図１における下方、具体的には、Ｙ１軸に沿って後述の砥石台４８から後述のテーブル４０に向かう方向を「手前側」と呼び、Ｙ１軸に沿ってテーブル４０から砥石台４８に向かう方向を「奥側」と呼ぶ。また、図１における右側、具体的には、Ｘ１軸に沿って後述の主軸台３０から後述の心押台４２に向かう方向を「右側」と呼び、心押台４２から主軸台３０に向かう方向を「左側」と呼ぶ。
【0009】
研削装置１００は、工作物Ｗ１の外周面を研削する。このとき、研削装置１００は、工作物Ｗ１の回転軸線（後述の回転軸線ＣＸ）と交差する切り込み方向に砥石車（後述の砥石車４６）と工作物Ｗ１とを相対移動させ、回転軸線ＣＸに沿ったトラバース方向に砥石車４６と工作物Ｗ１とを相対移動させることによりトラバース研削を行う。本実施形態において、上述の回転軸線はＸ１軸と平行であり、切り込み方向は回転軸線と直交し、Ｙ１軸と平行である。研削装置１００は、「円筒研削装置」とも呼ばれる。また、後述のように、工作物Ｗ１の回転軸（後述の回転軸線ＣＸ）と直交する方向に砥石台（後述の砥石台４８）が進退するため、「ラジアル研削盤」とも呼ばれる。研削装置１００は、ベッド３６と、テーブル４０と、砥石台４８と、主軸台３０と、心押台４２と、定寸装置７０とを備える。
【0010】
ベッド３６の上面（Ｚ１軸方向の上方端面）には、テーブル４０と砥石台４８と定寸装置７０とが取り付けられている。その他、ベッド３６には、モータ２４、５４が取り付けられている。モータ２４は、テーブル４０をＸ１軸方向に沿って移動させるために用いられる。モータ２４の回転量は、エンコーダ２２により検出される。モータ２４およびエンコーダ２２は、テーブル移動モータ駆動回路１９に電気的に接続されている。テーブル移動モータ駆動回路１９は、エンコーダ２２により検出される回転量を取得し、かかる回転量を利用してモータ２４の回転を制御する。モータ５４は、砥石台４８をＹ１軸に沿って移動させるために用いられる。モータ５４の回転量は、エンコーダ５２により検出される。モータ５４およびエンコーダ５２は、砥石台移動モータ駆動回路１８に電気的に接続されている。砥石台移動モータ駆動回路１８は、エンコーダ５２により検出される回転数を取得し、かかる回転量を利用してモータ５４の回転を制御する。なお、ベッド３６の上面には、テーブル４０がＸ１軸に沿って移動するための摺動面が形成されている。同様に、ベッド３６の上面には、砥石台４８がＹ１軸に沿って移動するための摺動面が形成されている。
【0011】
テーブル４０には、工作物Ｗ１を支持し且つ回転および移動させるための構成要素が取り付けられている。具体的には、テーブル４０には、主軸台３０と、心押台４２とが取り付けられている。
【0012】
砥石台４８は、砥石車４６の移動および回転を実行する。砥石台４８には、砥石車４６と、砥石車４６が取り付けられた取付軸４４と、モータ５０と、無端ベルト５１と、回転軸５３とを備える。砥石車４６は、円盤状の外観形状を有し、取付軸４４の外周面の全周に亘って設けられている。砥石車４６の詳細構成については後述する。なお、図１では、理解を助けるため、後述する砥石車４６の外周面における特徴的な形状を拡大して表している。無端ベルト５１は、モータ５０の出力軸と、回転軸５３とに亘って架け渡されている。回転軸５３は、砥石車４６に対して中心軸線が一致した状態で接続されている。このため、モータ５０が回転することにより、無端ベルト５１および回転軸５３を介して砥石車４６が回転することとなる。モータ５０は、図示しない駆動回路によってその回転が制御される。
【0013】
主軸台３０は、主軸３１と、チャック３２と、ツルーイング装置３３と、モータ２８と、エンコーダ２６とを備える。主軸３１は、工作物Ｗ１を回転させるときの軸として機能する。したがって、主軸３１の中心軸線Ａ０は、工作物Ｗ１の回転軸線（後述の回転軸線ＣＸ）に一致する。チャック３２は、工作物Ｗ１の一方の端部を回転可能に把持する。チャックの一端は、工作物Ｗ１の端部を把持し、他端は、主軸３１に接続されている。ツルーイング装置３３は、主軸台３０の外周面のうち砥石台４８に近い側に配置されている。ツルーイング装置３３は、砥石車４６における表面形状（後述の研削面ＢＳ１～ＢＳ３の形状）を所定の形状に成形する。モータ２８は、主軸３１を回転させる。モータ２８の回転量はエンコーダ２６により検出される。モータ２８およびエンコーダ２６は、主軸モータ駆動回路２０に電気的に接続されている。
【0014】
心押台４２は、Ｘ１軸方向において主軸台３０と対向し、工作物Ｗ１においてチャック３２により把持されている端部とは反対側の端部を、回転可能に支持する。心押台４２は、Ｘ１軸に沿って左側に突出したセンタ３８を備える。センタ３８は、工作物Ｗ１の右側の端面に当接して工作物Ｗ１を支持し、工作物Ｗ１の回転に併せて回転可能に構成されている。
【0015】
定寸装置７０は、砥石車４６の外周面に対向して配置されている。定寸装置７０は、Ｙ１軸方向に移動可能に構成されており、工作物Ｗ１の円筒部分の外径等の測定に用いられる。
【0016】
研削装置１００の動作は、数値制御装置１０により制御される。数値制御装置１０は、メモリ１と、ＣＰＵ２と、第１インターフェイス部３と、第２インターフェイス部４とを備える。メモリ１には予め制御プログラムが記憶されており、ＣＰＵ２は、かかる制御プログラムを実行することにより、研削装置１００を制御するための機能部として各種処理を実行する。第１インターフェイス部３は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）１４、アンプ１６、砥石台移動モータ駆動回路１８、テーブル移動モータ駆動回路１９、および主軸モータ駆動回路２０と、ＣＰＵ２とのデータの送受信を仲介する。第２インターフェイス部４は、キーボードやディスプレイ等からなる入出力装置１２とＣＰＵ２とのデータの送受信を仲介する。プログラマブルロジックコントローラ１４は、定寸装置７０の制御を行う。アンプ１６は、定寸装置７０の出力を増幅し、また、アナログ／ディジタル変換（Ａ／Ｄ変換）する。
【0017】
砥石台移動モータ駆動回路１８は、ＣＰＵ２から受信する制御指示に応じて、駆動制御信号を増幅してモータ５４に出力し、また、エンコーダ５２の検出結果を利用してモータ５４をサーボ制御する。同様に、テーブル移動モータ駆動回路１９は、駆動制御信号をモータ２４に出力し、また、エンコーダ２２の検出結果を利用してモータ２４をサーボ制御する。同様に、主軸モータ駆動回路２０は、駆動制御信号をモータ２８に出力し、また、エンコーダ２６の検出結果を利用してモータ２８をサーボ制御する。
【0018】
研削装置１００では、モータ２４が回転してテーブル４０がＸ１軸方向に移動することにより、砥石車４６を工作物Ｗ１に対してＸ１軸方向に相対移動させることができる。
【0019】
Ａ２．加工物の構成：
図２は、研削装置１００による切削加工の対象となる工作物Ｗ１の外観形状を模式的に示す平面図である。工作物Ｗ１は、段付きの円筒状（円柱状）の外観形状を有する。工作物Ｗ１は、第１円柱部Ｒ１と、第１円柱部Ｒ１を挟んで配置される２つの第２円柱部Ｒ２と、各第２円柱部Ｒ２において、第１円柱部Ｒ１と接する側とは反対側の面に接する２つの第３円柱部Ｒ３とを備えている。各円柱部Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の中心軸線は、互いに一致しており、また、工作物Ｗ１全体としての中心軸線Ａ１に一致している。
図２は、研削装置１００による切削加工の対象となる工作物Ｗ１の外観形状を模式的に示す平面図である。工作物Ｗ１は、段付きの円筒状（円柱状）の外観形状を有する。工作物Ｗ１は、第１円柱部Ｒ１と、第１円柱部Ｒ１を挟んで配置される２つの第２円柱部Ｒ２と、各第２円柱部Ｒ２において、第１円柱部Ｒ１と接する側とは反対側の面に接する２つの第３円柱部Ｒ３とを備えている。各円柱部Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の中心軸線は、互いに一致しており、また、工作物Ｗ１全体としての中心軸線Ａ１に一致している。
【0020】
第１円柱部Ｒ１の直径が最も大きく、第２円柱部Ｒ２の直径が２番目に大きく、第３円柱部Ｒ３の直径が最も小さい。このため、第１円柱部Ｒ１と第２円柱部Ｒ２との間には、径方向の段差ＳＴが形成されている。同様に、第２円柱部Ｒ２と第３円柱部Ｒ３との間にも、径方向の段差が形成されている。
【0021】
上記構成を有する工作物Ｗ１は、例えば、研削装置１００による切削加工等の各種処理の後、新聞等の大判印刷物の輪転機に用いられるローラーの心材として用いられる。このようにローラーの心材として用いられる場合、例えば、金属製の円筒部材の中央の軸孔部分を充填するための円柱部材として用いられる。
【0022】
上記のようなローラーでは、高速回転の要請から工作物Ｗ１の軽量が求められる。このため、工作物Ｗ１は、例えば、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）の押出成形および焼成により形成される。このような材料および形成過程を経て得られる工作物Ｗ１では、形成精度が低いため、金属製の円筒部材の内径に合わせて表面を研削する際の研削量（切り込み量）は、非常に大きくなる。しかし、本実施形態の研削装置１００では、後述する砥石車４６を用いることにより、工作物Ｗ１の外周面の研削に要する時間を短縮できる。また、砥石車４６の寿命が短くなることを抑制できる。なお、工作物Ｗ１は、ＣＦＲＰに限らず、ＳＵＳ（ステンレス鋼）やチタニウム（Ｔｉ）といった金属など、任意の材料により形成されてもよい。また、工作物Ｗ１は、輪転機に用いられるローラーの心材に限らず、任意の用途で用いられる円筒部材であってもよい。
【0023】
Ａ３．砥石車４６の詳細構成：
図３は、砥石車４６の径方向の端部の詳細構成を示す部分断面図である。砥石車４６の外周面には、Ｘ１軸方向に段状に連続する複数の環状の研削面が形成されている。なお、Ｘ１軸はトラバース方向と平行であるので、砥石車４６の外周面には、トラバース方向に段状に連続する複数の研削面が形成されているともいえる。複数の環状の研削面は、具体的には、第１研削面ＢＳ１と、第２研削面ＢＳ２と、第３研削面ＢＳ３とが該当する。これら３つの研削面ＢＳ１～ＢＳ３は、工作物Ｗ１と接して、工作物Ｗ１の外周面を研削する。
図３は、砥石車４６の径方向の端部の詳細構成を示す部分断面図である。砥石車４６の外周面には、Ｘ１軸方向に段状に連続する複数の環状の研削面が形成されている。なお、Ｘ１軸はトラバース方向と平行であるので、砥石車４６の外周面には、トラバース方向に段状に連続する複数の研削面が形成されているともいえる。複数の環状の研削面は、具体的には、第１研削面ＢＳ１と、第２研削面ＢＳ２と、第３研削面ＢＳ３とが該当する。これら３つの研削面ＢＳ１～ＢＳ３は、工作物Ｗ１と接して、工作物Ｗ１の外周面を研削する。
【0024】
第１研削面ＢＳ１は、トラバース方向において最も前方に位置し、直径が最も小さい。第２研削面ＢＳ２は、第１研削面ＢＳ１に対してトラバース方向において後方に隣接し、直径が２番目に小さい。第３研削面ＢＳ３は、第２研削面ＢＳ２に対してトラバース方向において後方に隣接し、直径が最も大きい。
【0025】
３つの研削面ＢＳ１～ＢＳ３において、Ｘ１軸方向の幅（換言すると、トラバース方向の幅）は互いに等しく、工作物Ｗ１の１回転当たりの砥石車４６のトラバース方向への相対移動量１Ｌ（以下、「リード１Ｌ」とも呼ぶ）に等しい。リード１Ｌは、例えば、１０～２０ｍｍ（ミリメートル）の範囲の任意の値としてもよい。なお、リード１Ｌは、かかる範囲の値に限らず任意の値としてもよい。
【0026】
砥石車４６の外周面には、上述の３つの研削面ＢＳ１～ＢＳ３に加えて、第１スパークアウト部ＳＰ１が形成されている。第１スパークアウト部ＳＰ１は、第３研削面ＢＳ３に対してトラバース方向の後方に位置する。第１スパークアウト部ＳＰ１の直径は第３研削面ＢＳ３の直径と等しい。第１スパークアウト部ＳＰ１のトラバース方向の幅は、リード１Ｌの２倍（２Ｌ）である。第１スパークアウト部ＳＰ１は、自身が回転することによりいわゆる「スパークアウト」を実行する。「スパークアウト」とは、ゼロカットとも呼ばれる。なお、第３研削面ＢＳ３と、第１スパークアウト部ＳＰ１とで構成の相違は無い。第３研削面ＢＳ３によって所定の切り込み量の研削（切り込み）が行われ、トラバース方向においてより後方に位置する２つのリード１Ｌ分に相当する第１スパークアウト部ＳＰ１により２リード（２Ｌ）分のスパークアウトが行われることとなる。
【0027】
第１研削面ＢＳ１と第２研削面ＢＳ２との間の径方向の段差の大きさと、第２研削面ＢＳ２と第３研削面ＢＳ３との間の径方向の段差の大きさとは、互いに等しい。本実施形態では、かかる段差の大きさは、トラバース研削による工作物Ｗ１への切り込み方向の切り込み量として予め設定された設定量の１／３に等しい。本実施形態では、上述の「予め設定された設定量」は、「３Δ」である。したがって、段差の大きさは、３Δの１／３の「１Δ」となる。この１Δは、３つの研削面ＢＳ１～ＢＳ３がそれぞれ切り込み方向に切り込む際の切り込み量に相当する。なお、図３では、各研削面ＢＳ１～ＢＳ３の切り込み量１Δを、砥石車４６の右側に示している。切り込み量１Δとしては、例えば、１０～２０μｍ（マイクロメートル）の範囲の任意の値としてもよい。なお、切り込み量１Δは、かかる範囲の値に限らず任意の値としてもよい。
【0028】
上述した砥石車４６の外周面の各研削面ＢＳ１～ＢＳ３は、ツルーイング装置３３によって、トラバース研削が完了する度に、上述した形状となるように成形される。
【0029】
Ａ４．研削動作：
図４は、研削実行時の砥石車４６の相対移動の様子を模式的に示す平面図である。テーブル４０がＸ１軸に沿って右から左へ所定の速度で移動することにより、砥石車４６は、工作物Ｗ１に対してＸ１軸に沿って左から右へ所定の速度で相対移動する。また、その逆に、テーブル４０がＸ１軸に沿って左から右へ所定の速度で移動することにより、砥石車４６は、工作物Ｗ１に対してＸ１軸に沿って右から左へ所定の速度で相対移動する。
図４は、研削実行時の砥石車４６の相対移動の様子を模式的に示す平面図である。テーブル４０がＸ１軸に沿って右から左へ所定の速度で移動することにより、砥石車４６は、工作物Ｗ１に対してＸ１軸に沿って左から右へ所定の速度で相対移動する。また、その逆に、テーブル４０がＸ１軸に沿って左から右へ所定の速度で移動することにより、砥石車４６は、工作物Ｗ１に対してＸ１軸に沿って右から左へ所定の速度で相対移動する。
【0030】
図４において太い実線で示す砥石車４６は、工作物Ｗ１の左側の端部において、段差ＳＴに各研削面ＢＳ１～ＢＳ３が位置するようにＹ１軸方向の位置決めが行われる。その後、砥石車４６は、一点鎖線の矢印で示す往路ｍ１１のように、工作物Ｗ１に対してＸ１軸に沿って左から右へ相対移動しながら工作物Ｗ１の外周面を研削する。工作物Ｗ１の右側の端部まで研削が完了すると、砥石車４６は、一点鎖線の矢印で示す復路ｍ１２のように、工作物Ｗ１に対してＸ１軸に沿って右から左へ相対移動して工作物Ｗ１の左側の端部に至る。本実施形態では、この復路ｍ１２においては、工作物Ｗ１を研削しない。その後、砥石台４８がＹ１軸に沿って手前側に移動することにより、細い鎖線の矢印で示すように、砥石車４６は手前側に移動する。その後、先ほどと同様にして、砥石車４６は、細い破線で示す往路ｍ２１のように工作物Ｗ１に対してＸ１軸に沿って左から右へ相対移動しながら工作物Ｗ１の外周面を研削し、細い破線の矢印で示す復路ｍ２２のように工作物Ｗ１に対してＸ１軸に沿って右から左へ移動する。このような往路における研削と、復路により元の位置に戻ってさらに手前側に移動することとを繰り返し行うことにより、工作物Ｗ１の外周面を所望の厚さだけ研削することができる。
【0031】
図５は、往路時における砥石車４６による研削動作の詳細を模式的に示す説明図である。上述のように、工作物Ｗ１が回転軸線ＣＸを中心として回転している状態において、砥石車４６がＸ１軸方向に相対移動することにより、工作物Ｗ１の外周面が研削される。研削が開始されると、まず、右側の端部に位置する第１研削面ＢＳ１により、工作物Ｗ１の第１表層部ＷＬ１が研削される。第１表層部ＷＬ１の厚さ（Ｙ１軸方向の長さ）は、切り込み量１Δに等しい。砥石車４６がリード１Ｌ分研削して右側へ相対移動すると、今度は、第２研削面ＢＳ２が工作物Ｗ１の表面、すなわち第１表層部ＷＬ１が研削されたことにより現れた第２表層部ＷＬ２に当接し、かかる第２表層部ＷＬ２を研削する。このとき、第１研削面ＢＳ１も、リード１Ｌ分だけ第１表層部ＷＬ１を研削する。なお、第２表層部ＷＬ２の厚さ（Ｙ１軸方向の長さ）は、切り込み量１Δに等しい。第１研削面ＢＳ１および第２研削面ＢＳ２によりそれぞれリード１Ｌ分だけ研削されると、今度は、第３研削面ＢＳ３が工作物Ｗ１の表面、すなわち、第２表層部ＷＬ２が研削されたことにより現れた第３表層部ＷＬ３に当接し、かかる第３表層部ＷＬ３を研削する。このとき、第１研削面ＢＳ１および第２研削面ＢＳ２は、それぞれが接する表層部（第１表層部ＷＬ１および第２表層部ＷＬ２）をリード１Ｌ分だけ研削する。なお、第３表層部ＷＬ３の厚さ（Ｙ１軸方向の長さ）は、切り込み量１Δに等しい。その後、第１研削面ＢＳ１による第１表層部ＷＬ１の研削と、第２研削面ＢＳ２による第２表層部ＷＬ２の研削と、第３研削面ＢＳ３による第３表層部ＷＬ３の研削とが、同時に行われる。なお、第３研削面ＢＳ３により研削された第３表層部ＷＬ３は、次の２つのリード１Ｌ分（２Ｌ）の相対移動の間に、第１スパークアウト部ＳＰ１によりスパークアウトが施される。
【0032】
上述のようにして一往路分の研削が完了すると、３つの研削面ＢＳ１～ＢＳ３によって切り込み方向の切り込み量として予め定められた設定量（３Δ）だけ、工作物Ｗ１の外周面が研削されることとなる。加えて、１往路分の研削が完了すると、第１スパークアウト部ＳＰ１により、各領域に対して２回転分のスパークアウトが施されることとなる。例えば、砥石車の外周面のうちの右端部のリード１Ｌ分のみで研削を行う比較例の構成では、一往路分研削が完了した時点において、切り込み量１Δだけ工作物Ｗ１が研削されるに過ぎない。また、かかる比較例の構成では、砥石車の外周面のうちの右端部のリード１Ｌ分のみで研削を行うため、かかる部分に研削の負荷が掛かってしまう。これに対して、第１実施形態の研削装置１００では、一往路分の研削によって比較例に比べて３倍の切り込み量だけ研削でき、また、比較例に比べてＸ１軸方向に３倍の長さの部分を研削面として用いるので、より広い部分に研削の負荷が掛かるようにできる。このため、砥石車４６全体としての寿命（砥石表面の形状を維持できる期間）が短くなることをより抑制できる。
【0033】
以上説明した第１実施形態の研削装置１００によれば、砥石車４６の外周面には、回転軸線ＣＸ方向に段状に連続する第１研削面ＢＳ１、第２研削面ＢＳ２および第３研削面ＢＳ３が形成されており、３つの研削面ＢＳ１～ＢＳ３の回転軸線ＣＸ方向の幅は、いずれも工作物Ｗ１の１回転当たりの砥石車４６のトラバース方向への相対移動量（リード１Ｌ）に等しく、また、第１研削面ＢＳ１と第２研削面ＢＳ２との間の径方向の段差の大きさ、および第２研削面ＢＳ２と第３研削面ＢＳ３との間の径方向の段差の大きさは、いずれもトラバース研削による工作物Ｗ１への切り込み方向への切り込み量として予め設定されている設定量（３Δ）の１／３と等しいので、工作物Ｗ１が１回転する間に第１研削面ＢＳ１によって切り込み量１Δだけ研削し、同じ領域について、次の１回転の間に第２研削面ＢＳ２によって切り込み量１Δだけ研削し、さらに、同じ領域について、次の１回転の間に第３研削面ＢＳ３によって切り込み量１Δだけ研削することができる。このため、砥石車４６が工作物Ｗ１の端に達するまで相対移動する間に、予め定められている設定量（３Δ）だけ工作物Ｗ１を研削できる。また、外周面において右端部の第１研削面ＢＳ１の回転軸方向の幅の３倍の幅の研削面を利用して工作物Ｗ１を研削できるので、砥石車４６において研削領域を分散でき、砥石車４６の寿命が短くなることを抑制できる。このように、第１実施形態の研削装置１００によれば、砥石車４６の寿命が短くなることを抑制しつつ研削加工時間を短縮できる。
【0034】
また、トラバース方向の最後方の研削面である第３研削面ＢＳ３に対してトラバース方向の後方に隣接し、第３研削面ＢＳ３と直径が等しく、スパークアウトを実行する第１スパークアウト部ＳＰ１が形成されているので、工作物Ｗ１の中心軸線Ａ１と回転軸線ＣＸとがずれていた場合であっても、３つの研削面ＢＳ１～ＢＳ３による研削の後にスパークアウトを実行して工作物Ｗ１の断面形状をより真円に近い形状に形成できる。
【0035】
Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態の研削装置１００における砥石車１４６の詳細構成を模式的に示す部分断面図である。第２実施形態の研削装置１００は、砥石車４６に代えて図６に示す砥石車１４６を備える点と、トラバース方向の移動の往路に加えて復路においても工作物Ｗ１の外周面を研削する点とにおいて、第１実施形態の研削装置１００と異なる。第２実施形態の研削装置１００における他の構成は、第１実施形態の研削装置１００と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図６は、第２実施形態の研削装置１００における砥石車１４６の詳細構成を模式的に示す部分断面図である。第２実施形態の研削装置１００は、砥石車４６に代えて図６に示す砥石車１４６を備える点と、トラバース方向の移動の往路に加えて復路においても工作物Ｗ１の外周面を研削する点とにおいて、第１実施形態の研削装置１００と異なる。第２実施形態の研削装置１００における他の構成は、第１実施形態の研削装置１００と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0036】
第２実施形態の砥石車１４６は、第１スパークアウト部ＳＰ１に代えて、第２スパークアウト部ＳＰ２を備える点と、第４研削面ＢＳ４、第５研削面ＢＳ５および第６研削面ＢＳ６を追加して備える点とにおいて、第１実施形態の砥石車４６と異なる。砥石車１４６におけるその他の構成は、第１実施形態の砥石車４６と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0037】
第２スパークアウト部ＳＰ２は、第１実施形態の第１スパークアウト部ＳＰ１と同様にスパークアウトを実行する。第２スパークアウト部ＳＰ２は、Ｘ１軸に沿って第３研削面ＢＳ３を挟んで第２研削面ＢＳ２とは反対側に位置し、第３研削面ＢＳ３に隣接する。第２スパークアウト部ＳＰ２の直径は第３研削面ＢＳ３の直径と等しい。第２スパークアウト部ＳＰ２のトラバース方向の幅は、リード１Ｌに一致する。第２スパークアウト部ＳＰ２の直径は、第３研削面ＢＳ３の直径と等しい。
【0038】
３つの研削面ＢＳ４～ＢＳ６は、第２スパークアウト部ＳＰ２を挟んで３つの研削面ＢＳ１～ＢＳ３と対称な形状を有する。このため、３つの研削面ＢＳ４～ＢＳ６は、３つの研削面ＢＳ１～ＢＳ３と同様に、Ｘ１軸方向に段状に連続する。具体的には、第４研削面ＢＳ４は、第２スパークアウト部ＳＰ２を挟んで第３研削面ＢＳ３とは反対側に位置し、第２スパークアウト部ＳＰ２に隣接する。第５研削面ＢＳ５は、第４研削面ＢＳ４を挟んで第２スパークアウト部ＳＰ２とは反対側に位置し、第４研削面ＢＳ４に隣接する。第６研削面ＢＳ６は、第５研削面ＢＳ５を挟んで第４研削面ＢＳ４とは反対側に位置し、第５研削面ＢＳ５に隣接する。第４研削面ＢＳ４の直径は、第３研削面ＢＳ３の直径と等しい。同様に、第５研削面ＢＳ５の直径は第２研削面ＢＳ２の直径と、第６研削面ＢＳ６の直径は第１研削面ＢＳ１の直径と、それぞれ等しい。このため、第４研削面ＢＳ４と第５研削面ＢＳ５との間の径方向の段差の大きさと、第５研削面ＢＳ５と第６研削面ＢＳ６との間の径方向の段差の大きさとは、いずれも上述の設定量（３Δ）の１／３（１Δ）で共通している。また、３つの研削面ＢＳ４～ＢＳ６の回転軸線ＣＸ方向の幅（Ｘ１軸方向の幅）は、リード１Ｌである点において共通する。３つの研削面ＢＳ４～ＢＳ６は、砥石車４６のトラバース方向の移動の復路において、工作物Ｗ１を研削する。なお、３つの研削面ＢＳ１～ＢＳ３は、砥石車４６のトラバース方向の移動の往路において、工作物Ｗ１を研削する。
【0039】
図７は、第２実施形態における研削実行時の砥石車１４６の相対移動の様子を模式的に示す平面図である。上述のように、第２実施形態の研削装置１００では、研削動作時に復路においても工作物Ｗ１の外周面を研削する。したがって、第２実施形態では、Ｘ１軸に沿って左から右の方向と、左から右の方向とのいずれの方向も「トラバース方向」に相当する。
【0040】
図７において太い実線で示す砥石車１４６は、一点鎖線の矢印で示す往路ｍ３１のように、工作物Ｗ１に対してＸ１軸に沿って左から右へ相対移動しながら工作物Ｗ１の外周面を研削する。このとき、第１研削面ＢＳ１、第２研削面ＢＳ２および第３研削面ＢＳ３により工作物Ｗ１が研削されるので、その研削量（切り込み量）は、上述の設定量（３Δ）となる。また、第２実施形態では、第３研削面ＢＳ３でリード１Ｌ分だけ研削された次の１回転において、第２スパークアウト部ＳＰ２によってスパークアウトが施され、さらに、第４研削面ＢＳ４がスパークアウトとしてもう１リード１Ｌ分作用する。
【0041】
砥石車１４６が工作物Ｗ１の右側の端部に至ると、第１実施形態とは異なり、砥石車１４６は、Ｘ１軸の位置はそのままに、Ｙ１軸に沿って手前側に切り込み量３Δ分だけ移動する。その後、テーブル４０が左から右へ移動することにより、砥石車１４６は、工作物Ｗ１に対して右から左へ相対移動して復路での研削が実行される。
【0042】
復路での研削では、まず、砥石車１４６において最も左側に位置する第６研削面ＢＳ６によって工作物Ｗ１の外周面、すなわち第３研削面ＢＳ３により研削されて第２スパークアウト部ＳＰ２によりスパークアウトが施された面の研削が行われる。その後、砥石車１４６がリード１Ｌ分研削して左側に相対移動すると、今度は、第５研削面ＢＳ５が工作物Ｗ１の表面、すなわち第６研削面ＢＳ６による研削によって現れた表面を研削する。さらに、砥石車１４６がリード１Ｌ分研削して左側に相対移動すると、今度は、第４研削面ＢＳ４が工作物Ｗ１の表面、すなわち第５研削面ＢＳ５による研削によって現れた表面を研削する。その後、第２スパークアウト部ＳＰ２によってリード１Ｌだけ（１回転分）スパークアウトが実行され、さらに、第３研削面ＢＳ３がスパークアウトとしてもう１リード１Ｌ分作用する。この復路における第６研削面ＢＳ６、第５研削面ＢＳ５および第４研削面ＢＳ４による研削動作と、第２スパークアウト部ＳＰ２によるスパークアウト動作は、往路における第１研削面ＢＳ１、第２研削面ＢＳ２および第３研削面ＢＳ３による研削動作と、第２スパークアウト部ＳＰ２によるスパークアウト動作と同様である。このようにして砥石車１４６が工作物Ｗ１の左側の端部に至ると、往路での研削動作が完了する。この往路での研削動作により、工作物Ｗ１の表面は上述の設定量（３Δ）だけ研削されることとなる。したがって、第２実施形態の研削装置１００によれば、砥石車１４６の１回の往復により上述の設定量の２倍（６Δ）の研削（切り込み）が実行される。
【0043】
以上説明した第２実施形態の研削装置１００は、第１実施形態の研削装置１００と同様な効果を有する。加えて、砥石車１４６の外周面には、第４研削面ＢＳ４、第５研削面ＢＳ５および第６研削面ＢＳ６が形成されているので、砥石車１４６が右から左へ相対移動する際には第１研削面ＢＳ１、第２研削面ＢＳ２および第３研削面ＢＳ３によって工作物Ｗ１を研削でき、砥石車が右から左へ相対移動する際には第４研削面ＢＳ４、第５研削面ＢＳ５および第６研削面ＢＳ６によって工作物Ｗ１を研削できる。このため、トラバース方向の往路と復路のいずれにおいても工作物Ｗ１をトラバース研削するので、研削加工時間をより短縮できる。また、研削面をより広げることができる（より分散できる）ので、砥石車１４６の寿命が短くなることをより抑制できる。
【0044】
Ｃ．第３実施形態：
図８は、第３実施形態の研削装置２００の概略構成の一部を示すブロック図である。第３実施形態の研削装置２００は、工作物Ｗ１の回転軸線Ａ２と鋭角度である角度θで交差する方向に砥石台（後述の砥石台２４８）が進退する。研削装置２００は、いわゆる「アンギュラ研削盤」とも呼ばれる。第３実施形態の研削装置２００は、第１実施形態の研削装置１００と同様に、それぞれベッド２３６と、テーブル２４０と、砥石台２４８と、主軸台２３０と、心押台２４２と、ツルーイング装置２４３とを備える。なお、その他に、第３実施形態の研削装置２００は、第１実施形態の研削装置１００と同様に、定寸装置７０、モータ２４、５４、エンコーダ２２、５２等を備えている。また、各モータ２４、５４は、第１実施形態と同様に、図示しない各駆動回路１８、１９、２０を介して数値制御装置１０により制御される。
図８は、第３実施形態の研削装置２００の概略構成の一部を示すブロック図である。第３実施形態の研削装置２００は、工作物Ｗ１の回転軸線Ａ２と鋭角度である角度θで交差する方向に砥石台（後述の砥石台２４８）が進退する。研削装置２００は、いわゆる「アンギュラ研削盤」とも呼ばれる。第３実施形態の研削装置２００は、第１実施形態の研削装置１００と同様に、それぞれベッド２３６と、テーブル２４０と、砥石台２４８と、主軸台２３０と、心押台２４２と、ツルーイング装置２４３とを備える。なお、その他に、第３実施形態の研削装置２００は、第１実施形態の研削装置１００と同様に、定寸装置７０、モータ２４、５４、エンコーダ２２、５２等を備えている。また、各モータ２４、５４は、第１実施形態と同様に、図示しない各駆動回路１８、１９、２０を介して数値制御装置１０により制御される。
【0045】
ベッド２３６は、第１実施形態のベッド３６と同様な機能を有する。同様に、テーブル２４０は第１実施形態のテーブル４０と、砥石台２４８は第１実施形態の砥石台４８と、主軸台２３０は第１実施形態の主軸台３０と、心押台２４２は第１実施形態の心押台４２と、ツルーイング装置２４３は第１実施形態のツルーイング装置３３と、それぞれ同様な機能を有する。なお、本実施形態では、ツルーイング装置２４３は、主軸台２３０ではなく心押台２４２に設けられている。
【0046】
砥石台２４８は、図示しないモータにより移動軸線Ａ３に沿って進退可能に構成されている。砥石台２４８は、モータ２５０を有する。モータ２５０は、第１実施形態のモータ５０と同様な機能を有する。すなわち、砥石車２４６を回転駆動させる。砥石車２４６の回転軸線Ａ４は、砥石台２４８の移動軸線Ａ３と直交している。
【0047】
テーブル２４０は、第１実施形態のテーブル４０と同様に、Ｘ１軸方向に移動可能に構成されている。工作物Ｗ１の回転軸線Ａ２は、工作物Ｗ１の図示しない中心軸線と一致している。砥石台２４８の移動軸線Ａ３と回転軸線Ａ２との成す角度θは、上述のように鋭角度である。
【0048】
図９は、第３実施形態の研削装置２００における砥石車２４６の詳細構成を模式的に示す部分外観図である。砥石車２４６は、外周面に、第７研削面ＢＳ７と、第８研削面ＢＳ８と、第９研削面ＢＳ９と、第３スパークアウト部ＳＰ３とを備える。３つの研削面ＢＳ７～ＢＳ９は、いずれも環状の外観形状を有する。第７研削面ＢＳ７、第８研削面ＢＳ８および第９研削面ＢＳ９のＸ１軸方向（回転軸線ＣＸ方向）の幅は、いずれもリード１Ｌに一致する。３つの研削面ＢＳ７～ＢＳ９は、工作物Ｗ１の外周面を研削する。第７研削面ＢＳ７は、砥石車２４６の外周面において最もＸ１軸に沿って左側に位置する。第８研削面ＢＳ８は、第７研削面ＢＳ７に対してＸ１軸に沿って右側に隣接する。第９研削面ＢＳ９は、第８研削面ＢＳ８に対してＸ１軸に沿って右側に隣接する。第８研削面ＢＳ８の直径（移動軸線Ａ３に沿った直径の平均値）は、第７研削面ＢＳ７の直径（移動軸線Ａ３に沿った直径の平均値）に比べて大きい。第９研削面ＢＳ９の直径（移動軸線Ａ３に沿った直径の平均値）は、第８研削面ＢＳ８の直径（移動軸線Ａ３に沿った直径の平均値）に比べて大きい。
【0049】
第３スパークアウト部ＳＰ３は、第１実施形態の第１スパークアウト部ＳＰ１および第２実施形態の第２スパークアウト部ＳＰ２と同様に、スパークアウトを実行する。第３スパークアウト部ＳＰ３は、環状の外観形状を有し、第９研削面ＢＳ９を挟んで第８研削面ＢＳ８とは反対側に位置し、第９研削面ＢＳ９に隣接する。第３スパークアウト部ＳＰ３の直径は、第９研削面ＢＳ９の直径と等しい。第３スパークアウト部ＳＰ３のＸ１軸方向の幅は、リード１Ｌの２倍（２Ｌ）に一致する。
【0050】
上記構成を有する砥石車２４６は、第１実施形態の研削装置１００とは異なり、工作物Ｗ１に対してＸ１軸に沿って右から左へ相対移動しながら工作物Ｗ１の外周面を研削する。
【0051】
以上説明した第３実施形態の研削装置２００は、第１実施形態の研削装置１００と同様な効果を有する。
【0052】
Ｄ．第４実施形態：
図１０は、第４実施形態における砥石車４６および工作物Ｗ２を模式的に示す斜視図である。図１０では、互いに直交するＸ２軸、Ｙ２軸およびＺ２軸が表されている。Ｘ２－Ｙ２平面は、水平面に相当する。Ｚ２軸は、鉛直方向と平行である。図１１は、第４実施形態における研削実行時の砥石車４６の相対移動の様子を模式的に示す斜視図である。図１１では、図示の便宜上、砥石車４６を省略している。
図１０は、第４実施形態における砥石車４６および工作物Ｗ２を模式的に示す斜視図である。図１０では、互いに直交するＸ２軸、Ｙ２軸およびＺ２軸が表されている。Ｘ２－Ｙ２平面は、水平面に相当する。Ｚ２軸は、鉛直方向と平行である。図１１は、第４実施形態における研削実行時の砥石車４６の相対移動の様子を模式的に示す斜視図である。図１１では、図示の便宜上、砥石車４６を省略している。
【0053】
第４実施形態における図示しない研削装置は、いわゆる平面研削装置と呼ばれ、工作物Ｗ２の上部表面Ｓ１の平面研削を実行する。本実施形態の工作物Ｗ２は、平板状の形状を有し、その厚さ方向がＺ２軸方向と平行となるように、また、上部表面Ｓ１がＸ２－Ｙ２平面と平行になるように図示しないテーブルに固定される。図示しないテーブルは、第１実施形態のテーブル４０と同様に移動可能に構成されている。具体的には、Ｘ２軸方向およびＹ２軸方向にそれぞれ移動可能に構成されている。第４実施形態において、Ｘ２軸に沿って図１１に示す端面Ｓ２から端面Ｓ３に向かう方向を「Ｘ２軸に沿って奥側」と呼び、Ｘ２軸に沿って端面Ｓ４から端面Ｓ５に向かう方向を「Ｙ２軸に沿って奥側」と呼ぶ。また、第４実施形態において、Ｘ２軸に沿って端面Ｓ３から端面Ｓ２に向かう方向を「Ｘ２軸に沿って手前側」と呼び、Ｙ２軸に沿って端面Ｓ５から端面Ｓ４に向かう方向を「Ｙ２軸に沿って手前側」と呼ぶ。
【0054】
第４実施形態におけるＸ２軸に沿った方向は、本開示における「第１方向」に相当し、Ｙ２軸に沿った方向は、本開示における「第２方向」に相当する。
【0055】
第４実施形態の砥石車４６は、第１実施形態の砥石車４６と同様な構成を有する。このため、第４実施形態の砥石車４６において第１実施形態の砥石車４６と同じ構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第４実施形態の砥石車４６は、図１０に示す中心軸線Ａ５がＹ２軸方向と平行となるように配置されている。工作物Ｗ２がＸ２軸方向およびＹ２軸方向に移動することにより、砥石車４６は、工作物Ｗ２に対してＸ２軸方向およびＹ２軸方向に相対移動することとなる。
【0056】
図１１に示すように、研削開始前に、砥石車４６は、工作物Ｗ２のＸ軸に沿って手前側の端面Ｓ２よりも手前側の位置において、リード１Ｌ分だけＺ２軸方向に工作物Ｗ２と重なるように配置される。この状態から、砥石車４６は、一点鎖線の矢印で示す往路ｍ５１のように、Ｘ２軸に沿って手前側から奥側へ相対移動する。このとき、砥石車４６の第１研削面ＢＳ１は、切り込み量１Δの切り込みを実行する。砥石車４６が工作物Ｗ２のＸ２軸に沿った奥側の端に至ると、砥石車４６は、Ｙ２軸に沿って奥側から手前側へ相対移動ｍ６１を実行する。この相対移動ｍ６１の長さは、リード１Ｌと同じ長さである。その後、砥石車４６は、一点鎖線の矢印で示す復路ｍ５２のように、Ｘ２軸に沿って奥側から手前側へ相対移動する。このとき、往路ｍ５１で研削された部分は、今度は、第２研削面ＢＳ２により切り込み量１Δ分だけ研削される。また、第１研削面ＢＳ１により新たな部分が切り込み量１Δだけ研削される。砥石車４６が工作物Ｗ２の手前側の端に至ると、砥石車４６は、Ｙ２軸に沿って奥側から手前側へ相対移動ｍ６２を実行する。この相対移動ｍ６２の長さは、リード１Ｌと同じ長さである。この状態から、砥石車４６は、一点鎖線の矢印で示す往路ｍ５３のように、再びＸ２軸に沿って手前側から奥側へ移動する。このとき、復路ｍ５２において第２研削面ＢＳ２によって研削された部分は、今度は、第３研削面ＢＳ３によって切り込み量１Δだけ研削される。したがって、往路ｍ５１で第１研削面ＢＳ１によって研削された部分、すなわち、Ｙ２軸方向の長さがリード１Ｌ分の領域は、切り込み量として予め定められた設定量（３Δ）だけ研削される（切り込まれる）。また、復路ｍ５２において第１研削面ＢＳ１によって研削された部分は、今度は第２研削面ＢＳ２によって切り込み量（１Δ）だけ研削される。このようにして、Ｘ２軸方向の往復動をしながら、往路および復路の端でそれぞれＹ軸に沿って奥側から手前側へリード１Ｌ分の相対移動を行うことが繰り返し実行されるにより、上部表面Ｓ１のすべての領域は、Ｚ２軸方向に設定量（３Δ）だけ研削されることとなる。
【0057】
以上説明した第４実施形態の研削装置によれば、砥石車４６の外周面には、Ｙ２軸方向に段状に連続する３つの研削面ＢＳ１～ＢＳ３が形成されており、第１研削面ＢＳ１、第２研削面ＢＳ２、および第３研削面ＢＳ３の中心軸線Ａ５方向の幅は、いずれも砥石車４６のＹ２軸方向への相対移動量（リード１Ｌ）と等しく、また、第１研削面ＢＳ１と第２研削面ＢＳ２との間の径方向の段差の大きさ、および第２研削面ＢＳ２と第３研削面ＢＳ３との径方向の段差の大きさは、いずれも平面研削による工作物Ｗ２への切り込み量として予め定められた設定量（３Δ）の１／３に等しいので、砥石車がＸ２軸に沿って手前から奥側へ相対移動する間に第１研削面ＢＳ１によって切り込み量１Δだけ研削し、同じ領域について、砥石車４６がＸ２軸に沿って奥側から手前側へ相対移動する間に第２研削面ＢＳ２によって切り込み量１Δだけ研削することができる。同様に、砥石車がＸ２軸に沿って手前側から奥側へ相対移動する間に第２研削面ＢＳ２によって切り込み量１Δだけ研削し、同じ領域について、砥石車４６がＸ２軸に沿って奥側から手前側へ相対移動する間に第３研削面ＢＳ３によって切り込み量１Δだけ研削することができる。このため、砥石車４６が工作物Ｗ２のＹ２軸方向の手前側の端に達する間に、工作物Ｗ２の上部表面Ｓ１を、予め設定されている設定量（３Δ）だけ研削できるので、研削加工時間を短縮できる。また、第１研削面Ｂ１のＹ２軸方向の幅の３倍の幅の研削面を利用して工作物Ｗ２を研削できるので、砥石車４６において研削領域を分散でき、砥石車４６の寿命が短くなることを抑制できる。このように、第４実施形態の研削装置によれば、第１実施形態の研削装置１００と同様に、砥石車４６の寿命が短くなることを抑制しつつ研削加工時間を短縮できる。
【0058】
Ｅ．他の実施形態：
（Ｅ１）各実施形態では、砥石車４６、１４６、２４６の相対移動は、テーブル４０、２４０が移動することにより実現されていたが、本開示はこれに限定されない。テーブル４０、２４０に代えて、または、テーブル４０、２４０に加えて、砥石台４８、２４８が移動することにより、実現されてもよい。かかる構成においては、第１～第４実施形態の砥石台４８、２４８は、工作物Ｗ１の回転軸と平行な方向に移動可能に構成される。また、第５実施形態の砥石台は、Ｘ２軸方向およびＹ２軸方向に移動可能に構成される。
（Ｅ１）各実施形態では、砥石車４６、１４６、２４６の相対移動は、テーブル４０、２４０が移動することにより実現されていたが、本開示はこれに限定されない。テーブル４０、２４０に代えて、または、テーブル４０、２４０に加えて、砥石台４８、２４８が移動することにより、実現されてもよい。かかる構成においては、第１～第４実施形態の砥石台４８、２４８は、工作物Ｗ１の回転軸と平行な方向に移動可能に構成される。また、第５実施形態の砥石台は、Ｘ２軸方向およびＹ２軸方向に移動可能に構成される。
【0059】
（Ｅ２）各実施形態において、砥石車４６の相対移動と相対移動との間において、ドレッシング（目立て）を行ってもよい。例えば、各実施形態において、往路と復路との間においてドレッシングを行ってもよい。
【0060】
（Ｅ３）各実施形態において、砥石車４６、１４６が有する研削面の数は、いずれも３つ以上であったが、本開示はこれに限定されない。２以上の任意の整数であってもよい。例えば、研削面の数が４つである構成においては、隣接する研削面同士の径方向の段差の大きさを、切り込み方向の切り込み量として予め定められた設定量の１／４にすることにより、各実施形態と同様な効果を有する。すなわち、一般には、第１ないし第３実施形態においては、砥石車４６、１４６、２４６の外周面にトラバース方向に段状に連続する環状のＭ個（Ｍは２以上の整数）個の研削面が形成された構成を採用してもよい。なお、第２実施形態においては、往路において工作物Ｗ１を研削する研削面をＭ個（Ｍは２以上の整数）設けると共に、復路において工作物Ｗ１を研削する研削面をＮ個（Ｍは２以上の整数）設けてもよい。また、第４実施形態においては、砥石車４６の外周面に第２方向（Ｙ２軸方向）に段状に連続する環状のＰ個（Ｐは２以上の整数）個の研削面が形成された構成を採用してもよい。これらの構成においても、各実施形態と同様な効果を有する。
【0061】
（Ｅ４）各実施形態において、研削装置１００、２００は、３つの駆動回路１８～２０と、プログラマブルロジックコントローラ１４と、アンプ１６と、数値制御装置１０と、入出力装置１２とのうちの少なくとも１つを備えていてもよい。
【0062】
（Ｅ５）各実施形態におけるスパークアウト部の幅は、あくまでも例示であり、各実施形態で示した大きさに限定されない。例えば、第１、４実施形態において第１スパークアウト部ＳＰ１の幅は、２リード（２Ｌ）分の大きさであったが、１リード（１Ｌ）分や３リード（３Ｌ）分などの任意のリード分の大きさであってもよく、或いは、第１スパークアウト部ＳＰ１の幅を０（ゼロ）とする、すなわち第１スパークアウト部ＳＰ１を省略してもよい。同様に、第２実施形態において第２スパークアウト部ＳＰ２の幅は、任意のリード分の大きさであってもよく、或いは、第２スパークアウト部ＳＰ２を省略してもよい。また、第３実施形態において第３スパークアウト部ＳＰ３の幅は、任意のリード分の大きさであってもよく、或いは、第３スパークアウト部ＳＰ３を省略してもよい。
【0063】
本開示は、上記各実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【0064】
１…メモリ、１Ｌ…リード（相対移動量）、２…ＣＰＵ、３…第１インターフェイス部、４…第２インターフェイス部、１０…数値制御装置、１２…入出力装置、１４…プログラマブルロジックコントローラ、１６…アンプ、１８…砥石台移動モータ駆動回路、１９…テーブル移動モータ駆動回路、２０…主軸モータ駆動回路、２２…エンコーダ、２４…モータ、２６…エンコーダ、２８…モータ、３０…主軸台、２３０…主軸台、３１…主軸、３２…チャック、３３…ツルーイング装置、２４３…ツルーイング装置、３６…ベッド、２３６…ベッド、３８…センタ、４０…テーブル、２４０…テーブル、４２…心押台、２４２…心押台、４４…取付軸、４６…砥石車、１４６…砥石車、２４６…砥石車、４８…砥石台、２４８…砥石台、５０…モータ、２５０…モータ、５１…無端ベルト、５２…エンコーダ、５３…回転軸、５４…モータ、７０…定寸装置、１００…研削装置、２００…研削装置、Ａ０…中心軸線、Ａ１…中心軸線、Ａ２…回転軸線、Ａ３…移動軸線、Ａ４…回転軸線、Ａ５…中心軸線、ＢＰ１…研削部、ＢＰ２…研削部、ＢＰ３…研削部、ＢＰ４…研削部、ＢＳ１…第１研削面、ＢＳ２…第２研削面、ＢＳ３…第３研削面、ＢＳ４…第４研削面、ＢＳ５…第５研削面、ＢＳ６…第６研削面、ＢＳ７…第７研削面、ＢＳ８…第８研削面、ＢＳ９…第９研削面、ＣＸ…回転軸線、Ｒ１…第１円柱部、Ｒ２…第２円柱部、Ｒ３…第３円柱部、Ｓ１…上部表面、Ｓ２…端面、Ｓ３…端面、Ｓ４…端面、Ｓ５…端面、ＳＰ１…第１スパークアウト部、ＳＰ２…第２スパークアウト部、ＳＰ３…第３スパークアウト部、ＳＴ…段差、Ｗ１…工作物、Ｗ２…工作物、ＷＬ１…第１表層部、ＷＬ２…第２表層部、ＷＬ３…第３表層部、ｍ１１…往路、ｍ１２…復路、ｍ２１…往路、ｍ２２…復路、ｍ３１…往路、ｍ５１…往路、ｍ５２…復路、ｍ５３…往路、ｍ６１…相対移動、ｍ６２…相対移動
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】