JP2003340705A - 研削装置 - Google Patents

研削装置

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JP2003340705A
JP2003340705A JP2002144631A JP2002144631A JP2003340705A JP 2003340705 A JP2003340705 A JP 2003340705A JP 2002144631 A JP2002144631 A JP 2002144631A JP 2002144631 A JP2002144631 A JP 2002144631A JP 2003340705 A JP2003340705 A JP 2003340705A
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】幅の狭い溝であっても、これを安定して高精度
に研削加工することができる研削装置を提供する。 【解決手段】研削装置1はプーリ部14を備えた回転軸
13と、回転軸13に固設される砥石車11と、砥石車
11の一部が外部に突出した状態で回転軸13及び砥石
車11を保持し、回転軸13の両端を軸受12を介して
回転自在に保持するとともに、砥石車11の両側面と対
向する各面に形成された凹部16a,16bを備えるア
ーム10と、加圧流体を凹部16a,16bに供給する
流体供給手段17a,17b,18a,18bと、プー
リ部14に巻きかけられる伝動ベルト33と、伝動ベル
ト33が巻きかけられるプーリを備え、回転軸13に回
転動力を付与する駆動モータと、被加工物を研削位置に
保持する被加工物保持手段と、アーム10と被加工物と
を相互に接近/離反する方向に相対移動させる送り手段
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物と砥石車
とを相対移動させて、前記被加工物の被研削部に前記砥
石車を接触させることにより、該被研削部を研削加工す
る研削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図9に示すようなリング状のワー
クWの内周面に、その中心軸線に沿って形成された溝W
bを研削加工するための研削装置として、例えば、特開
平10−109260号公報に開示された研削装置が知
られている。この研削装置を図8及び図9に示す。尚、
図8は当該研削装置の概略構成を示した側面図であり、
図9は、その矢視G−G方向の断面図である。
【0003】同図8及び図9に示すように、研削装置1
00は、上下方向(矢示方向)や前後方向(紙面と直交
する方向)に移動自在に設けられた研削ヘッド本体10
1と、この研削ヘッド本体101に所定間隔を隔てて配
設された2つの軸受102と、各軸受102によって回
転自在に支持される回転軸103が一体的に形成された
砥石車104と、図示しない駆動モータと、この駆動モ
ータの出力軸に設けられたプーリ105と、前記砥石車
104の外周面及びプーリ105に巻きかけられた伝動
ベルト106などを備える。
【0004】前記研削ヘッド本体101は、第1研削ヘ
ッド101a及び第2研削ヘッド101bからなり、こ
の第1研削ヘッド101a及び第2研削ヘッド101b
には、前記砥石車104の両側面と対向する各面に静圧
ポケット107a,107bがそれぞれ形成されてい
る。尚、前記静圧ポケット107a,107bには、加
圧された流体が適宜流体供給手段(図示せず)から供給
される。
【0005】前記回転軸103は中空部103aを備
え、前記各軸受102の内輪102aと砥石車104と
の間には、それぞれカラー108が外嵌されている。そ
して、中空部103a内にはボルト109が挿通され、
その先端部に螺合されるナット110との協働作用によ
って、前記内輪102a,カラー108及び砥石車10
4部が相互に密接するように締め付けられている。
【0006】他方、前記各軸受102の外輪102b
は、前記第1研削ヘッド101a及び第2研削ヘッド1
01bにそれぞれ設けられたベアリングストッパ11
1,111及び研削ヘッドキャップ112a,112b
によって挟持され、固定される。
【0007】斯くして、前記ボルト109,ナット11
0,カラー108及び砥石車104部、並びにベアリン
グストッパ111,111及び研削ヘッドキャップ11
2a,112bによって、各軸受102,102にそれ
ぞれ予圧が付与される。
【0008】以上のように構成された研削装置100に
よれば、まず、前記ワークW及び前記研削ヘッド本体1
01を適宜位置決めした後、駆動モータ(図示せず)の
回転動力を前記プーリ105及び伝動ベルト106を介
し前記砥石車104に伝達して砥石車104を回転させ
るとともに、研削ヘッド本体101を下方向に移動させ
ることにより、ワークWに形成された溝Wb内に砥石車
104が進入して、当該溝Wbの内面が砥石車104に
よって研削加工される。
【0009】尚、このとき、前記流体供給手段(図示せ
ず)から加圧流体が前記静圧ポケット107a,107
bのそれぞれに供給され、砥石車104が、供給された
加圧流体によってその両側から均等な力で支持される。
これにより、軸線方向における砥石車104の振れが抑
制される。また、上記のように、各軸受102には予圧
が付与されており、かかる与圧によって軸受102のガ
タツキが防止され、これによっても、軸線方向における
砥石車104の振れが抑制される。
【0010】このように、従来の研削装置100では、
砥石車104の外周に伝動ベルト106を掛け回してこ
れを回転させるとともに、砥石車104の両側面に流体
圧を作用させ、且つ軸受102に与圧を作用させた状態
で、研削加工が実施される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、加工対象た
る溝Wbの幅は一様であるとは限らず、その幅が極めて
狭いものもあり、この場合には、その溝幅に合わせて砥
石車104の幅を狭くする必要がある。
【0012】ところが、上記従来の研削装置100で
は、砥石車104の外周に伝動ベルト106を巻き掛け
て当該砥石車104を回転させるように構成されている
ので、砥石車104の幅を狭くするには、これに応じて
伝動ベルト106の幅も狭くする必要があり、このため
に、伝動ベルト106の強度が低下し、その寿命も短く
なるという問題があった。
【0013】また、軸受102に与圧を作用させている
ので、軸線方向における砥石車104の位置が、前記ボ
ルト109,ナット110,カラー108及び軸受10
2、並びにベアリングストッパ111,111及び研削
ヘッドキャップ112a,112bによって固定された
状態となっている。このため、前記静圧ポケット107
a,107b部で砥石車104の両側面に作用する力の
バランスが均等でない場合には、砥石車104がその軸
線方向に移動することができず、軸線方向のどちらかに
変形した状態となり、溝Wbを高精度に加工することが
できない。また、この場合には、不均一な作用力によっ
て、余分な負荷が軸受102に作用するため、その寿命
が短くなるという問題もある。
【0014】本発明は、以上の実情に鑑みなされたもの
であって、幅の狭い溝であっても、これを安定して高精
度に研削加工することができる研削装置の提供を目的と
する。
【0015】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明の請求項1に記載した発明は、プ
ーリ部を備えた回転軸と、前記回転軸に対し該回転軸と
共に回転するように取り付けられた円盤状の砥石車と、
前記回転軸の両端を、軸受を介して回転自在に保持する
とともに、該回転軸に取り付けられた砥石車を、一部が
外部に突出した状態で、その両側面から挟むように保持
するアームであって、前記砥石車の両側面と対向する各
面にそれぞれ形成された凹部を備えるアームと、加圧さ
れた流体を前記凹部に供給する流体供給手段と、前記回
転軸のプーリ部に巻きかけられる伝動ベルトと、前記伝
動ベルトが巻きかけられるプーリを備え、前記伝動ベル
トを介して前記回転軸に回転動力を付与する駆動モータ
と、被加工物を研削位置に保持する被加工物保持手段
と、前記アームと被加工物とを相互に接近/離反する方
向に相対移動させる送り手段とを設けて構成したことを
特徴とする研削装置に係る。
【0016】この研削装置によれば、まず、駆動モータ
から伝動ベルトを介して回転軸に回転動力が伝達され、
当該回転軸及び砥石車がその軸中心に回転せしめられる
とともに、流体供給手段から前記凹部に加圧流体が供給
されて、砥石車の両側面に流体圧が作用し、かかる流体
圧によって当該砥石車がその軸方向に支持される。
【0017】次に、送り手段によってアームと被加工物
とが相互に接近する方向に相対移動せしめられ、被加工
物が穴の内周面にその軸方向に沿った溝を備え、且つ研
削加工部位が当該溝である場合には、この溝内に砥石車
が進入して、当該溝の内面が砥石車によって研削加工さ
れる。
【0018】斯くして、上記構成の研削装置によれば、
回転軸のプーリ部に巻きかけられる伝動ベルトを介し
て、当該回転軸に回転動力が伝達されるように構成され
ているので、砥石車の幅の広狭に拘わらず、一定の強度
を備えた伝動ベルトを使用することができ、安定して前
記回転軸に回転動力を伝達させることができる。
【0019】したがって、幅の狭い溝を加工する場合
に、砥石車の外周に伝動ベルトを巻き掛けて当該砥石車
を回転させるように構成された従来の研削装置に比べ
て、安定した研削加工を行うことができる。
【0020】尚、前記回転軸は、これが、請求項2に記
載した発明のように、その軸線方向に移動可能に前記軸
受に支持されるように構成されていても良い。
【0021】砥石車の軸線方向における位置が固定され
ている場合、前記凹部で砥石車の両側面に作用する力が
均等でない場合には、砥石車がその軸線方向に移動する
ことができず、軸線方向のどちらかに変形した状態とな
り、溝を高精度に加工することができない。また、この
場合には、不均一な作用力によって、余分な負荷が軸受
に作用するため、その寿命が短くなるという問題もあ
る。
【0022】上記のように、回転軸をその軸線方向に移
動可能に構成すれば、砥石車の取り付けられた回転軸
が、砥石車に作用する作用力に応じて適宜その軸線方向
に移動し、かかる移動によって砥石車の両側面に作用す
る力が均等となるため、当該砥石車が変形するといった
事態が生じることはない。したがって、加工対象たる溝
を高精度に研削加工することができる。また、軸受に過
大な負荷が作用するのを防止することもできる。
【0023】更に、前記砥石車は、請求項3に記載した
ように、前記回転軸に対しその軸線方向に移動可能に該
回転軸に取り付けられていても良い。このようにすれ
ば、砥石車に作用する作用力に応じて、当該砥石車が適
宜その軸線方向に移動し、かかる移動によって砥石車の
両側面に作用する力が均等となるため、回転軸をその軸
線方向に移動可能に構成した上記の場合と同様に、砥石
車が変形することはなく、加工対象たる溝を高精度に研
削加工することができる。
【0024】前記流体は、請求項4に記載した発明のよ
うに、これが研削液であるのが好ましい。このようにす
れば、前記凹部に供給された研削液が同凹部から漏出
し、漏出した研削液が砥石車の両側面をつたって研削加
工部に導かれ、当該研削加工に寄与せしめられる。ま
た、凹部に供給された研削液を、他の研削液供給部から
供給された研削液とともに回収することができるので、
その取り扱いが容易となる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。図1は、本実施形
態に係る研削装置を示した斜視図であり、図2は、図1
における矢視A−A方向の部分断面図である。また、図
3は、図2における矢視B−B方向の断面図であり、図
4は、図3における矢視C−C方向の断面図である。
【0026】図1乃至図4に示すように、本例の研削装
置1は、ベッド(図示せず)と、このベッド(図示せ
ず)上に配設され、矢示D方向(上下方向)及び矢示E
方向(前後方向)に移動自在となった移動台2と、この
移動台2に固設されたアーム10と、このアーム10に
回転自在に支持され、両側面の外周縁近傍に砥粒11a
が固着された円盤状の砥石車11と、この砥石車11に
回転動力を伝達して砥石車11を回転させる回転駆動手
段30と、前記ベッド(図示せず)上に配設され、ワー
クWを研削位置に保持する保持手段40と、前記移動台
2を上記矢示D方向及びE方向に移動させる送り手段
(図示せず)などを備えて構成される。
【0027】尚、本例では、前記ワークWはリング状に
形成され、その中心部に上下に貫通した貫通穴Waと、
この貫通穴Waの内周面にその中心軸線に沿って形成さ
れた溝Wbとを備えており、当該溝Wbが研削加工対象
となっている。また、貫通穴Waの回りには、同じく上
下に貫通した貫通穴Wd,Weが穿孔され、更に、溝W
b部には逃がし穴Wcが穿孔されている。
【0028】前記アーム10は、前記砥石車11をその
両側面から挟むように保持する第1アーム10a及び第
2アーム10bからなり、当該砥石車11を保持するた
めの適宜保持空間10cを備えている。砥石車11は、
プーリ部14を備えた回転軸13の、当該プーリ部14
の端面にボルト19によって固着されており、回転軸1
3は、その両端部が、第1アーム10a及び第2アーム
10bに所定間隔を隔てて配設された軸受12,12に
よって回転自在に支持されている。斯くして、砥石車1
1はその一部が外部に突出した状態で前記第1アーム1
0a及び第2アーム10bに保持される。また、前記軸
受12はカバー15a,15bによって覆われている。
【0029】尚、前記軸受12と回転軸13の各端面と
の間、軸受12とカバー15a,15bとの間、及び前
記回転軸13の両端部とカバー15a,15bとの間に
は、それぞれ適宜隙間S1,S2,S3,S4,S5,
S6が形成されており、かかる隙間S1,S2,S3,
S4,S5,S6及び軸受12に許容されたクリアラン
スによって回転軸13がその軸線方向に移動可能となっ
ている。
【0030】また、前記第1アーム10a及び第2アー
ム10bは、その前記保持空間10cを形成する内面で
あって、前記砥石車11の両側面と対向する各面に、適
宜深さの静圧ポケット16a,16bが複数個形成さ
れ、また、この静圧ポケット16a,16bに連通する
供給孔18a,18b、及びこの供給孔18a,18b
に連通する供給孔17a,17bがそれぞれ穿孔されて
いる。そして、適宜流体供給手段(図示せず)から加圧
された研削液が前記供給孔17a,17bに供給され、
供給された研削液が前記供給孔18a,18bを介して
それぞれ前記静圧ポケット16a,16bに供給される
ようになっている。
【0031】前記回転駆動手段30は、前記移動台2に
固設された駆動モータ31と、この駆動モータ31の出
力軸31aに設けられたプーリ32と、このプーリ32
及び前記プーリ部14に巻きかけられた伝動ベルト33
などから構成される。斯して、前記駆動モータ31の回
転動力が、前記出力軸31a,プーリ32,伝動ベルト
33及びプーリ部14を介して前記回転軸13に伝達さ
れ、これにより、前記砥石車11が回転せしめられる。
【0032】前記保持手段40は、門形のフレーム41
と、このフレーム41の上辺に固設された基準プレート
42と、この基準プレート42の下方位置に配設され、
ブラケット43を介して前記フレーム41に固設された
仮置プレート44と、この仮置プレート44の下方に配
設され、前記仮置プレート44上に載置されたワークW
を上方に移動させて前記基準プレート42の下面に押し
付け固定するクランプ機構45などから構成される。
【0033】前記基準プレート42は、その下面が前記
砥石車11に対する基準面となっており、その中心部に
前記アーム10が通過可能な貫通穴42aが形成されて
いる。また、前記砥石車11に対応する部分には、これ
が通過可能な長穴状の逃がし穴42bが形成されてい
る。また、ワークWが前記下面に当接する際に、貫通穴
Wd,Weにそれぞれ嵌挿される位置決めピン42c,
42dが、前記下面から下方に突出するように固設され
ている。
【0034】前記クランプ機構45は、昇降シリンダ4
6と、この昇降シリンダ46のピストンロッド先端部に
固設されたクランプ部材47からなり、このクランプ部
材47は前記昇降シリンダ46の作動によって矢示F方
向(上下方向)に昇降する。前記クランプ部材47は、
前記アーム10を挿入可能な穴47aを中心部に備えた
円筒状の部材からなり、前記砥石車11に対応する部分
には、内周面から外周面に貫通する割溝47bが形成さ
れ、この割溝47b内に前記砥石車11を挿通させるこ
とができるようになっている。
【0035】前記仮置プレート44は、その上面がワー
クWの載置される載置面となっており、ワークWが載置
された際に、貫通穴Wd,Weにそれぞれ嵌挿される位
置決めピン44b,44cが、前記上面から上方に突出
するように固設されている。また、中心部には前記クラ
ンプ部材47を挿入可能な貫通穴44aが形成されてい
る。
【0036】以上のように構成された本例の研削装置1
によれば、以下に説明するようにして、ワークWの溝W
bが研削加工される。尚、移動台2は上限位置にあり、
クランプ部材47は下限位置にあるものとする。
【0037】まず、図2に示すように、ワークWを、そ
の貫通穴Wd,Weに対して位置決めピン44b,44
cがそれぞれ嵌挿されるように、仮置プレート44上に
載置する。これにより、貫通穴Wdと位置決めピン42
cとが、また、貫通穴Weと位置決めピン42dとが、
それぞれ上下方向に重なり合った状態となる。
【0038】次に、クランプ機構45の昇降シリンダ4
6を駆動してクランプ部材47を上方に移動させる。こ
れにより、クランプ部材47が仮置プレート44の貫通
穴44aに挿入され、その上面が仮置プレート44上に
載置されたワークWに当接して、これを上方に押し上げ
る。そして、まず、前記位置決めピン42c,42dが
貫通穴Wd,Weにそれぞれ嵌挿され、ワークWの溝W
bが砥石車11に対して位置決めされる。この状態を図
5に示している。
【0039】この後、ワークWの更なる上昇移動によっ
て、ワークWの上面が基準プレート42の下面に当接
し、ワークWが基準プレート42とクランプ部材47と
の間で挟持,固定される。尚、ワークWがこのようにし
て固定された状態を図6に示す。
【0040】そして、駆動モータ31を駆動すると、そ
の回転動力が出力軸31a,プーリ32,伝動ベルト3
3及びプーリ部14を介して回転軸13に伝達され、こ
れにより、砥石車11が回転せしめられる。また、この
とき、加圧された研削液が、前記流体供給手段(図示せ
ず)から供給孔17a,17b及び供給孔18a,18
bを介して各静圧ポケット16a,16bに供給され、
供給された研削液の作用力によって、砥石車11がその
両側から支持される。これにより、砥石車11がその軸
線方向に振れるのが防止される。
【0041】ところで、各静圧ポケット16a,16b
に供給される加圧研削液により砥石車11の両側面に作
用する作用力は、当該両側面でこれを均一なものとする
のはなかなか困難であり、通常不均一になものとなって
いる。
【0042】本例では、上記のように、回転軸13がそ
の軸線方向に移動可能に構成されているので、砥石車1
1の両側面に作用する力が不均一であっても、当該作用
力が均一となるように、回転軸13及び砥石車11が前
記軸線方向に移動する。即ち、砥石車11が静圧ポケッ
ト16a,16bに近づくほど、当該静圧ポケット16
a,16b内の研削液圧が高くなる一方、静圧ポケット
16a,16bから離れるほど、当該静圧ポケット16
a,16b内の研削液圧が低くなるので、砥石車11が
前記軸線方向に移動することで、その両側面に作用する
力が均一なものとなるのである。
【0043】次いで、図7に示すように、適宜送り手段
(図示せず)によって移動台2を矢示D方向(上下方
向)に移動させて、砥石車11をワークWの溝Wbに接
触させることにより、同部が研削加工される。そして、
研削加工が終了すると、移動台2及びクランプ部材47
を原位置に復帰させる。
【0044】斯して、この研削装置1によれば、回転軸
13のプーリ部14に巻きかけられた伝動ベルト33を
介して、当該回転軸13に回転動力が伝達されるように
構成されているので、砥石車11の幅の広狭に拘わら
ず、一定の強度を備えた伝動ベルト33を使用すること
ができ、安定して前記回転軸13に回転動力を伝達させ
ることができる。したがって、幅の狭い溝Wbを加工す
る場合でも、従来の研削装置に比べて、安定した研削加
工を行うことができる。
【0045】また、上記のように、研削液によって砥石
車11の両側面に作用する力が不均一になっている場合
に、砥石車11の軸線方向における位置が固定されてい
ると、砥石車11が軸線方向に移動することができず、
その軸線方向のどちらかに変形した状態となり、前記溝
Wbを高精度に加工することができないが、本例では、
回転軸13及び砥石車11がその軸線方向に移動可能に
構成されているので、上記のような変形を生じることが
なく、加工対象たる溝Wbを高精度に研削加工すること
ができる。また、軸受12に過大な負荷が作用するのを
防止することもできる。
【0046】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限
定されるものではない。例えば、被加工物であるワーク
Wの形状、及び被研削部である溝Wbの形状は、何ら上
述した例に限定されるものではない。
【0047】また、上述の例では、駆動モータ31の回
転動力を、プーリ部14,32及び伝動ベルト33を介
して回転軸13に伝達するように構成したが、これに限
られるものではなく、駆動モータ31の回転動力を、適
宜設けられた歯車や摩擦車などによって、回転軸13に
伝達するように構成することもできる。
【0048】また、砥石車11をボルト19によって回
転軸13に固着したが、このように固着せず、砥石車1
1を回転軸13に対しキーやピンによって係合せしめ、
回転方向には砥石車11と回転軸13とを連結する一
方、軸方向には砥石車11が回転軸13に対して移動可
能となるように構成しても良い。
【0049】このようにすれば、砥石車11の両側面に
作用する作用力が不均一である場合に、その作用力に応
じて、当該砥石車11が適宜その軸線方向に移動し、か
かる移動によって砥石車11の両側面に作用する力が均
等となるため、上例と同様に、砥石車11が変形するこ
とはなく、加工対象たる溝Wbを高精度に研削加工する
ことができる。
【0050】また、軸受12は、上例の転がり軸受に限
られるものではなく、これがすべり軸受であっても良
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る研削装置を示した斜
視図である。
【図2】図1における矢視A−A方向の部分断面図であ
る。
【図3】図2における矢視B−B方向の断面図である。
【図4】図3における矢視C−C方向の断面図である。
【図5】本実施形態に係る研削装置の動作を説明するた
めの説明図である。
【図6】本実施形態に係る研削装置の動作を説明するた
めの説明図である。
【図7】本実施形態に係る研削装置の動作を説明するた
めの説明図である。
【図8】従来例に係る研削装置の一部を示した正面図で
ある。
【図9】図8における矢示G−G方向の断面図である。
【符号の説明】
1 研削装置 2 移動台 10 アーム 11 砥石車 12 軸受 13 回転軸 14 プーリ部 16a,16b 静圧ポケット 17a,17b 供給孔 18a,18b 供給孔 30 回転駆動手段 31 駆動モータ 32 プーリ 33 伝動ベルト 40 保持手段 41 フレーム 42 基準プレート 44 仮置プレート 45 クランプ機構

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プーリ部を備えた回転軸と、 前記回転軸に対し該回転軸と共に回転するように取り付
    けられた円盤状の砥石車と、 前記回転軸の両端を、軸受を介して回転自在に保持する
    とともに、該回転軸に取り付けられた砥石車を、一部が
    外部に突出した状態で、その両側面から挟むように保持
    するアームであって、前記砥石車の両側面と対向する各
    面にそれぞれ形成された凹部を備えるアームと、 加圧された流体を前記凹部に供給する流体供給手段と、 前記回転軸のプーリ部に巻きかけられる伝動ベルトと、 前記伝動ベルトが巻きかけられるプーリを備え、前記伝
    動ベルトを介して前記回転軸に回転動力を付与する駆動
    モータと、 被加工物を研削位置に保持する被加工物保持手段と、 前記アームと被加工物とを相互に接近/離反する方向に
    相対移動させる送り手段とを設けて構成したことを特徴
    とする研削装置。
  2. 【請求項2】 前記回転軸が、その軸線方向に移動可能
    に前記軸受に支持されてなる請求項1記載の研削装置。
  3. 【請求項3】 前記砥石車が、前記回転軸に対しその軸
    線方向に移動可能に該回転軸に取り付けられてなる請求
    項1又は2記載の研削装置。
  4. 【請求項4】 前記流体が研削液である請求項1乃至3
    記載のいずれかの研削装置。
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