JP2001179580A - 円筒ワークの端部加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークと砥石との接触面積を小さくして、一
様な加工を実現するとともに、砥石の偏摩耗を防止し
て、砥石の寿命を長くすること。 【解決手段】 円筒ワーク１の回転軸１１に対してその
回転軸２１が傾斜するように円筒体の砥石２が配設さ
れ、回転している前記円筒ワーク１の周壁面１０の軸方
向の端部に前記円筒体の砥石２の外周壁２１を接触させ
た状態で回転するとともに軸方向に往復動させることに
より、前記円筒ワーク１の周壁面１０の軸方向の端部１
２１、１３１が加工される円筒ワークの端部加工装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒ワークの周壁
面の軸方向の端部に面取りその他の加工が施される円筒
ワークの端部加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の第１のワークの面取り装置（実公
平６−４５３１９、特開平９−１７４４０１）は、図５
および図６に示されるようにディスク状ワークＤＷおよ
び円筒ワークＣＷの軸方向の端部を傾斜して配設したデ
ィスク状の砥石ＤＧの軸方向端面によって加工するもの
であった。

【０００３】また従来の第２のワークの面取り装置は、
図７および図８に示されるように円筒ワークＣＷの軸方
向に平行に配設された円錐状および円錐台状の砥石ＣＧ
によって、前記円筒ワークＣＷの軸方向の端部を加工す
るものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の第１のワー
クの面取り装置は、ディスク状ワークＤＷおよび円筒ワ
ークＣＷの軸方向の端部を傾斜して配設したディスク状
の砥石ＤＧの軸方向端面によって加工するものであるの
で、前記ワークＤＷの軸方向の端部と前記ディスク状の
砥石ＤＧの軸方向端面との接触部の形状が三日月状にな
るとともに、周速差が存在するため、一様な面取り加工
を行うことが出来なかったという問題があった。

【０００５】また上記従来の第２のワークの面取り装置
は、円筒ワークＣＷの軸方向に平行に配設された円錐状
および円錐台状の砥石ＣＧによって、前記円筒ワークＣ
Ｗの軸方向の端部を加工するものであるので、前記砥石
ＣＧの円錐状の側壁面の特定の箇所によって加工を行う
ものであるので、前記砥石ＣＧの円錐状の側壁面の一部
の特定の箇所のみ偏摩耗するため、砥石の寿命が短いと
いう問題があった。

【０００６】そこで本発明者は、円筒ワークの回転軸に
対してその回転軸が傾斜するように筒状の砥石を配設し
て、回転している円筒ワークの周壁面の軸方向の端部に
前記筒状の砥石の外周壁を接触させた状態で回転すると
ともに軸方向に往復動させることにより、前記円筒ワー
クの周壁面の軸方向の端部を加工するという本発明の技
術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、前記ワ
ークと砥石との接触面積を小さくして、一様な加工を実
現するとともに、砥石の偏摩耗を防止して、砥石の寿命
を長くするという目的を達成する本発明に到達した。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の円筒ワークの端部加工装置は、円筒ワー
クの回転軸に対してその回転軸が傾斜するように筒状の
砥石が配設され、回転している円筒ワークの周壁面の軸
方向の端部に前記筒状の砥石の外周壁を接触させた状態
で回転するとともに軸方向に往復動させることにより、
前記円筒ワークの周壁面の軸方向の端部が加工されるも
のである。

【０００８】本発明（請求項２に記載の第２発明）の円
筒ワークの端部加工装置は、前記第１発明において、前
記筒状の砥石が、円筒ワークの外周壁の軸方向の端部に
接触して軸方向に往復動することにより、前記円筒ワー
クの外周壁の端部が加工されるものである。

【０００９】本発明（請求項３に記載の第３発明）の円
筒ワークの端部加工装置は、前記第１発明において、前
記筒状の砥石が、円筒ワークの内周壁の軸方向の端部に
接触して軸方向に往復動することにより、前記円筒ワー
クの内周壁の端部が加工されるものである。

【００１０】本発明（請求項４に記載の第４発明）の円
筒ワークの端部加工装置は、前記第２発明または第３発
明において、前記筒状の砥石が、軸方向の両端において
面取りが施されているものである。

【００１１】本発明（請求項５に記載の第５発明）の円
筒ワークの端部加工装置は、前記第４発明において、前
記筒状の砥石の外径が、前記円筒ワークの内径より小さ
いものである。

【００１２】本発明（請求項６に記載の第６発明）の円
筒ワークの端部加工装置は、前記第５発明において、前
記筒状の砥石を、その回転軸に平行な方向に移動させる
第１軸移動機構を備えているものである。

【００１３】本発明（請求項７に記載の第７発明）の円
筒ワークの端部加工装置は、前記第６発明において、前
記筒状の砥石を、その半径方向に移動させる第２軸移動
機構を備えているものである。

【００１４】本発明（請求項８に記載の第８発明）の円
筒ワークの端部加工装置は、前記第１発明において、前
記円筒ワークが、円筒形のセラミックスであるものであ
る。

【００１５】

【発明の作用および効果】上記構成より成る第１発明の
円筒ワークの端部加工装置は、円筒ワークの回転軸に対
してその回転軸が傾斜するように筒状の砥石が配設さ
れ、回転している円筒ワークの周壁面の軸方向の端部に
前記筒状の砥石の外周壁を接触させた状態で回転すると
ともに軸方向に往復動させることにより、前記円筒ワー
クの周壁面の軸方向の端部が加工されるので、前記ワー
クと砥石との接触面積を小さくして、一様な加工を実現
するとともに、砥石の偏摩耗を防止して、砥石の寿命を
長くするという効果を奏する。

【００１６】上記構成より成る第２発明の円筒ワークの
端部加工装置は、前記第１発明において、前記筒状の砥
石が、円筒ワークの外周壁の軸方向の端部に接触して軸
方向に往復動することにより、前記円筒ワークの外周壁
の端部が加工されるので、前記ワークの外周壁と砥石の
外周壁との接触面積を有効に小さくして、前記ワークの
外周壁の一様な加工を実現するとともに、砥石の偏摩耗
を防止して、砥石の寿命を長くするという効果を奏す
る。

【００１７】上記構成より成る第３発明の円筒ワークの
端部加工装置は、前記第１発明において、前記筒状の砥
石が、円筒ワークの内周壁の軸方向の端部に接触して軸
方向に往復動することにより、前記円筒ワークの内周壁
の端部が加工されるので、前記ワークの内周壁と砥石と
の接触面積を小さくして、前記ワークの内周壁の一様な
加工を実現するとともに、砥石の偏摩耗を防止して、砥
石の寿命を長くするという効果を奏する。

【００１８】上記構成より成る第４発明の円筒ワークの
端部加工装置は、前記第２発明または第３発明におい
て、前記筒状の砥石が、軸方向の両端において面取りが
施されているので、前記筒状の砥石の軸方向の往復動に
あたり前記筒状の砥石を半径方向に移動させることを不
要にするという効果を奏する。

【００１９】上記構成より成る第５発明の円筒ワークの
端部加工装置は、前記第４発明において、前記筒状の砥
石の外径が、前記円筒ワークの内径より小さいので、前
記円筒ワークの内周壁の軸方向における端部の加工を可
能にするとともに、前記ワークの内周壁と砥石との接触
面積を小さくするという効果を奏する。

【００２０】上記構成より成る第６発明の円筒ワークの
端部加工装置は、前記第５発明において、前記第１軸移
動機構が、前記筒状の砥石をその回転軸に平行な方向に
移動させるので、前記筒状の砥石の軸方向の往復動を実
現して、前記筒状の砥石の前記外周壁の軸方向の全体ま
たは一定範囲に亘る一様な加工を実現するという効果を
奏する。

【００２１】上記構成より成る第７発明の円筒ワークの
端部加工装置は、前記第６発明において、前記第２軸移
動機構が、前記筒状の砥石をその半径方向に移動させる
ので、前記筒状の砥石の半径方向の動きにより前記円筒
ワークとの接触状態を制御して、前記筒状の砥石による
加工状態の制御を可能にするので、一様な加工を実現す
るという効果を奏する。

【００２２】上記構成より成る第８発明の円筒ワークの
端部加工装置は、前記第１発明において、前記円筒ワー
クとしての前記円筒形のセラミックスの軸方向における
端部の加工を実現するという効果を奏する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき、
図面を用いて説明する。

【００２４】（第１実施形態）本第１実施形態の円筒ワ
ークの端部加工装置は、図１および図２に示されるよう
に円筒ワーク１の回転軸１１に対してその回転軸２１が
傾斜するように円筒体の砥石２が配設され、回転してい
る前記円筒ワーク１の周壁面１０の軸方向の端部に前記
円筒体の砥石２の外周壁２１を接触させた状態で回転す
るとともに軸方向に往復動させることにより、前記円筒
ワーク１の周壁面１０の軸方向の端部１２１、１３１が
加工されるものである。

【００２５】前記円筒ワーク１を回転駆動する回転駆動
装置３は、図２に示されるように主軸駆動モータ３１
と、主軸駆動モータ３１の回転を主軸３２に連絡する主
軸駆動ベルト３３と、前記主軸３２を軸支する軸受３４
と、前記主軸３２と一体的に回転し前記円筒ワーク１を
把持するチャックを備えたワーク把持機構３５とから成
る。

【００２６】前記円筒体の砥石２をその回転軸２１に平
行な方向に移動させる第１軸移動機構４は、前記円筒ワ
ーク１の前記回転軸１１に対して４５度の角度で傾斜し
て配設され、前記円筒体の砥石２をＹ軸方向に往復動さ
せるＹ軸送りテーブル４１によって構成されている。

【００２７】前記円筒体の砥石２をその半径方向に移動
させる第２軸移動機構５は、前記Ｙ軸送りテーブル４１
上において前記Ｙ軸に対して直交するＸ方向に移動自在
に配設され前記円筒体の砥石２の前記円筒ワーク１の周
壁面の軸方向の端部との接触状態を制御するＸ軸送りテ
ーブル５１によって構成されている。

【００２８】本第１実施形態においては前記円筒体の砥
石２の外周壁２２が、図１（Ａ）に示されるように前記
円筒ワーク１の外周壁１２の軸方向の端部１２１に接触
して軸方向全体に亘りまたは軸方向の所定範囲に亘り往
復動することにより、前記円筒ワーク１の外周壁１２の
端部１２１を加工するとともに、図１（Ｂ）に示される
ように前記円筒体の砥石２が、前記円筒ワーク１の内周
壁１３の軸方向の端部１３１に接触して軸方向に往復動
することにより、前記円筒ワーク１の前記内周壁１３の
前記端部１３１を加工するように、前記Ｙ軸送りテーブ
ル４１およびＸ軸送りテーブル５１はそれぞれの座標位
置への移動とともに、該２個の加工位置における加工の
ためのＹ軸およびＸ軸方向の往復動が実現されるように
構成されている。

【００２９】前記円筒体の砥石２を回転駆動する砥石ス
ピンドル６は、前記Ｘ軸送りテーブル５１上に配設さ
れ、回転シャフト６１の先端に前記円筒体の砥石２が配
設されている。

【００３０】前記円筒ワーク１は、内径１１ｍｍの両端
が開口した中空円筒体より成る円筒形のセラミックスに
よって構成されている。

【００３１】前記砥石２は、砥石径を大きくした方が砥
石寿命には有利であるが、本第１実施形態においては前
記円筒ワーク１と傾斜して配設された砥石２との接触部
の面積を小さくするとともに相互の干渉を回避する観点
より、図１に示されるように前記円筒ワーク１の内径よ
り小さい外径８ｍｍの中実円筒体によって構成する。

【００３２】上述した従来における円錐状の側壁を備え
た砥石の周速を一定にするために、Ｙ軸送りに応じて砥
石スピンドルの回転数を変化させる事も検討したが、制
御が複雑になり、また砥石の先端部の摩耗が根元に比べ
て多く、直線的な砥石形状維持は難しいため、本発明者
は筒状の砥石に着眼し、本第１実施形態においては円筒
体の砥石を一例として採用した。

【００３３】しかも前記円筒ワーク１の内径に対する砥
石の外径の比である径比率は、前記砥石２の往復動のス
トロークにより異なるが、本第１実施形態においては一
例として約０．７に設定されている。

【００３４】前記砥石２として使用される使用砥石は、
砥粒としては、ダイヤ、ＣＢＮが使用可能であり、結合
剤は、電着、レジンボンド、メタルボンドをテストし、
結果としてレジンボンドを今回結合剤の一例として採用
した。

【００３５】上記構成より成る本第１実施形態の円筒ワ
ークの端部加工装置による円筒ワークの端部加工方法に
ついて、以下に述べる。

【００３６】前記筒状の砥石２が、前記Ｙ軸送りテーブ
ル４１およびＸ軸送りテーブル５１による前記円筒ワー
ク１の前記外周壁１２の軸方向の端部１２１に接触して
前記回転軸２１の方向に前記砥石２の軸方向全体に亘り
または軸方向の所定範囲に亘り往復動することにより、
前記円筒ワーク１の外周壁１２の前記端部１２１が面取
り加工される。

【００３７】前記筒状の砥石２が、前記Ｙ軸送りテーブ
ル４１およびＸ軸送りテーブル５１による前記円筒ワー
ク１の前記内周壁１３の軸方向の前記端部１３１に接触
して前記回転軸２１の方向に前記砥石２の軸方向全体に
亘りまたは軸方向の所定範囲に亘り往復動することによ
り、前記円筒ワーク１の前記内周壁１３の前記端部１３
１が面取り加工される。

【００３８】上記作用を奏する本第１実施形態の円筒ワ
ークの端部加工装置は、前記円筒ワーク１の前記回転軸
１１に対してその回転軸２１が傾斜するように前記円筒
体の砥石２が配設され、前記回転している円筒ワーク１
の前記周壁面１０の軸方向の端部に前記円筒体の砥石２
の前記外周壁２２を接触させた状態で回転するとともに
軸方向全体に亘りまたは軸方向の所定範囲に亘り往復動
させることにより、前記円筒ワーク１の周壁面１０の軸
方向の端部が加工されるので、前記円筒ワーク１と前記
砥石２との接触面積を小さくして、一様な加工を実現す
るという効果を奏する。

【００３９】また本第１実施形態の円筒ワークの端部加
工装置は、前記回転している円筒ワーク１の前記周壁面
１０の軸方向の端部に前記円筒体の砥石２の前記外周壁
２２を接触させた状態で回転するとともに軸方向に往復
動させることにより、前記円筒ワーク１の周壁面１０の
軸方向の端部が加工されるので、上記従来のように前記
砥石２の特定の一部のみによって加工が行われることが
無いため、前記砥石２の偏摩耗を防止して、前記砥石２
の寿命を長くするという効果を奏する。

【００４０】すなわち本第１実施形態の円筒ワークの端
部加工装置は、前記円筒体の砥石２が、前記円筒ワーク
１の前記外周壁１２の軸方向の前記端部１２１に接触し
て前記砥石２の回転軸２１の方向に往復動することによ
り、前記円筒ワーク１の前記外周壁１２の前記端部１２
１が加工されるので、前記ワーク１の前記外周壁１２と
前記砥石２の前記外周壁２２との凸部同志の接触である
ため、両者の接触面積を有効に小さくするとともに従来
のような周速差が生じないようにして、前記ワーク１の
前記外周壁１２の前記端部１２１の一様な加工を実現す
るとともに、前記砥石２の偏摩耗を防止して、前記砥石
２の寿命を長くするという効果を奏する。

【００４１】また本第１実施形態の円筒ワークの端部加
工装置は、前記円筒体の砥石２が、前記円筒ワーク１の
前記内周壁１３の軸方向の端部１３１に接触して前記砥
石２の回転軸２１の方向に往復動することにより、前記
円筒ワーク１の前記内周壁１３の前記端部１３１が加工
されるので、前記ワーク１の前記内周壁１３と前記砥石
２との接触面積を小さくして、前記ワーク１の前記内周
壁１３との干渉を回避して前記ワーク１の前記内周壁１
３の一様な加工を実現するとともに、前記砥石２の偏摩
耗を防止して、前記砥石２の寿命を長くするという効果
を奏する。

【００４２】さらに第１実施形態の円筒ワークの端部加
工装置は、前記円筒体の砥石２の外径が、前記円筒ワー
ク１の内径より小さいので、前記円筒ワーク１の前記内
周壁１３の軸方向における前記端部１３１の加工を可能
にするとともに、前記ワークの内周壁と砥石との接触面
積を小さくするという効果を奏する。

【００４３】また本第１実施形態の円筒ワークの端部加
工装置は、前記第１軸移動機構４としての前記Ｙ軸テー
ブル４１が、前記円筒体の砥石２の前記外周壁２２をそ
の回転軸２１に平行な方向に移動させるので、前記円筒
体の砥石２の軸方向の往復動を実現して、前記円筒体の
砥石２の前記外周壁２２の軸方向の全体または一定範囲
に亘る一様な加工を実現するという効果を奏する。

【００４４】さらに本第１実施形態の円筒ワークの端部
加工装置は、前記第２軸移動機構５としての前記Ｘ軸テ
ーブル５１が、前記円筒体の砥石２をその半径方向に移
動させるので、前記円筒体の砥石２の半径方向の動きに
より前記円筒ワーク１との接触状態を制御して、前記円
筒体の砥石２による加工状態の制御を可能にするので、
一様な加工を実現するという効果を奏する。

【００４５】また本第１実施形態の円筒ワークの端部加
工装置は、前記円筒ワーク１としての前記中空円筒体の
セラミックスの内外周壁１２、１３の軸方向における前
記端部１２１、１３１の加工を実現するという効果を奏
する。

【００４６】（第２実施形態）本第２実施形態の円筒ワ
ークの端部加工装置は、図３に示されるように円筒体の
砥石２が、軸方向の両端において面取り２３が施されて
いる点が、前記第１実施形態との相違点であり、以下相
違点を中心に説明する。

【００４７】上述した第１実施形態においては、軸方向
全体に亘り同一の外径の円筒体の砥石２を一例として採
用したので、砥石２を全面使用するには砥石２の往復時
に砥石２の外周面２２を、前記円筒ワーク１の加工面か
ら抜ききる事が必要となるため、本第２実施形態におい
ては、切込時の往復運動を容易にするとともに方向切換
に要する時間を短縮するために、軸方向の両端において
面取りを施し実施したものである。

【００４８】仮に前記砥石２を前記円筒ワーク１の加工
面から抜ききらないとすると、図４に示されるように前
記砥石２の中央部分のみ摩耗し、軸方向の両端に傾斜エ
ッジ２４が発生し、前記円筒ワーク１の側面である軸端
面に加工が入ってしまうとともに、これを回避するとす
ると前記砥石２の往復動のストロークが徐々に短くなっ
てしまうからである。

【００４９】上記構成より成る本第２実施形態の円筒ワ
ークの端部加工装置は、前記円筒体の砥石２が、軸方向
の両端において面取りが施されているので、前記筒状の
砥石の軸方向の往復動にあたり前記筒状の砥石を半径方
向に移動させることおよび前記円筒ワーク１の加工面か
ら抜ききる事を必要にして、方向切換に要する時間を短
縮するという効果を奏する。

【００５０】上述の実施形態は、説明のために例示した
もので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の円筒ワークの端部加工
装置における円筒ワークの外周壁および内周壁の端面の
加工を説明するための説明図である。

【図２】本第１実施形態の円筒ワークの端部加工装置の
全体を示す平面図である。

【図３】本発明の第２実施形態の円筒ワークの端部加工
装置における砥石を示す平面図である。

【図４】本第２実施形態における砥石の比較対象を説明
するための説明図である。

【図５】従来の第１のワークの面取り装置の一例を示す
概観図である。

【図６】従来の第１のワークの面取り装置のその他の例
を示す概観図である。

【図７】従来の第２のワークの面取り装置の一例を示す
要部拡大図である。

【図８】従来の第２のワークの面取り装置のその他の例
を示す要部拡大図である。

【符号の説明】

１ 円筒ワーク１ ２ 砥石 １０ ワークの周壁面 １１、２１ 回転軸 ２１ 砥石の外周壁

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒ワークの回転軸に対してその回転軸
   が傾斜するように筒状の砥石が配設され、回転している
   円筒ワークの周壁面の軸方向の端部に前記筒状の砥石の
   外周壁を接触させた状態で回転するとともに軸方向に往
   復動させることにより、前記円筒ワークの周壁面の軸方
   向の端部が加工されることを特徴とする円筒ワークの端
   部加工装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記筒状の砥石が、円筒ワークの外周壁の軸方向の端部
   に接触して軸方向に往復動することにより、前記円筒ワ
   ークの外周壁の端部が加工されることを特徴とする円筒
   ワークの端部加工装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記筒状の砥石が、円筒ワークの内周壁の軸方向の端部
   に接触して軸方向に往復動することにより、前記円筒ワ
   ークの内周壁の端部が加工されることを特徴とする円筒
   ワークの端部加工装置。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３において、 前記筒状の砥石が、軸方向の両端において面取りが施さ
   れていることを特徴とする円筒ワークの端部加工装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記筒状の砥石の外径が、前記円筒ワークの内径より小
   さいことを特徴とする円筒ワークの端部加工装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記筒状の砥石を、その回転軸に平行な方向に移動させ
   る第１軸移動機構を備えていることを特徴とする円筒ワ
   ークの端部加工装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、 前記筒状の砥石を、その半径方向に移動させる第２軸移
   動機構を備えていることを特徴とする円筒ワークの端部
   加工装置。
8. 【請求項８】 請求項１において、 前記円筒ワークが、円筒形のセラミックスであることを
   特徴とする円筒ワークの端部加工装置。