JP2009000794A - 両頭平面研削盤 - Google Patents

Abstract

【課題】両頭平面研削盤において、簡単な構造で、研削精度を構造させ、砥石車の偏摩耗を防ぐ。
【解決手段】同一の砥石回転軸芯Ｏ１上に対向配置された一対の砥石車２と、前記砥石回転軸芯Ｏ１と平行な回転軸芯Ｏ２を有するキャリヤ円板回転軸１２に固定されると共にワークＷを保持するワーク保持孔１８を有するキャリヤ円板１１と、を備えており、ワーク保持孔１８の搬送軌道上の所定のローディング位置Ａ１で前記ワーク保持孔１８にワークＷを供給し、前記両砥石車２間にワークＷを挿入してワークＷの両面を研削した後、前記ワーク保持孔１８のワークＷを排出する両頭平面研削盤である。前記キャリヤ円板回転軸１２は、キャリヤ円板回転軸芯Ｏ２と平行な揺動軸芯Ｏ３回り揺動可能な揺動アーム３０に支持され、揺動駆動機構３１により、キャリヤ円板１１と共に前記揺動軸芯Ｏ３回りに揺動される。
【選択図】図２

Description

本発明は、一対の砥石車によりワークの両端面を同時に平面研削する両頭平面研削盤に関し、特に、キャリヤ円板回転軸に固定されると共にワークを保持するワーク保持孔を有するキャリヤ円板を備えた両頭平面研削盤に関する。

この種両頭平面研削盤は、ワーク保持孔の搬送軌道上の所定のローディング位置で前記ワーク保持孔にワークが供給され、キャリヤ円板の回転により前記両砥石車間にワークを挿入してワークの両面を研削した後、前記ワーク保持孔のワークを排出するようになっており、ローディング位置においてワーク保持孔に順次ワークを供給することにより、多数のワークを連続的に研削するようになっている（特許文献１参照）。

上記両頭平面研削盤によると、ワーク保持孔に保持されたワークは、両砥石車間において、常に同一の円弧状の搬送軌道を通過することになるが、多数のワークを連続して研削する場合には、短い時間で砥石車に偏摩耗が生じ、平面研削精度が低下する。このため、ドレス装置により頻繁に砥石車のドレッシングを行わなければならず、研削作業能率が低下する。

これに対し、自転すると共に公転するキャリヤ円板を備え、該キャリヤ円板に形成された複数のワーク保持孔にワークをそれぞれ保持し、キャリヤ円板の自転運動と公転運動とを組合せることにより複雑なワークの搬送軌道を構成し、これにより、砥石車の偏摩耗を少なくし、研削精度を向上させる両頭平面研削盤がある（特許文献２）。
特開平１１−１３８４３０号公報。 実願昭６２−４９７５４号（実開昭６３−１５８７５４号）のマイクロフイルム。

上記特許文献２のように、キャリヤ円板の自転と公転を利用する構造では、キャリヤ円板の駆動機構が複雑化し、製造コストが高くなり、また、ワーク搬送軌道の変更調節が困難であり、各種寸法のワークに対応させることも困難になる。さらに、ワークのローディング位置が変化することにより、ローディング装置の構造も複雑化する。

（発明の目的）
本発明は、簡単な構造により、ワークを保持したワーク保持孔の搬送軌道を複雑化することにより、砥石車に偏摩耗が生じ難くし、長時間、平面研削精度を保つことができる両頭平面研削盤を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、同一の砥石回転軸芯上に対向配置された一対の砥石車と、前記砥石回転軸芯と平行な回転軸芯を有するキャリヤ円板回転軸に固定されると共にワークを保持するワーク保持孔を有するキャリヤ円板と、を備え、前記ワーク保持孔の搬送軌道上の所定のローディング位置で前記ワーク保持孔にワークを供給し、キャリヤ円板の回転により前記両砥石車間にワークを挿入してワークの両面を研削した後、前記ワーク保持孔のワークを排出する両頭平面研削盤において、前記キャリヤ円板回転軸は、キャリヤ円板回転軸芯と平行な揺動軸芯回り揺動可能な揺動部材に支持され、揺動駆動機構による揺動アームの揺動により、キャリヤ円板と共に前記揺動軸芯回りに揺動されるようになっている。

上記構成によると、キャリヤ円板に保持されて両砥石車間に挿入されるワークは、揺動しつつ両砥石車間を通過するので、単に円弧形の搬送軌道を通過する従来例と比べ、砥石車の偏摩耗の発生を少なくできると共に、長時間に亘って高い研削精度を維持することができる。

また、キャリヤ円板回転軸と共にキャリヤ円板を揺動させるので、従来の自転と公転を利用した装置と比べ、構造が簡単で、コストが安くなる。

本発明は、好ましくは、前記揺動軸芯が、前記ローディング位置のワーク保持孔の中心に位置するように、前記揺動軸を配置する。

上記構成によると、揺動部材によりキャリヤ円板が揺動しても、ワークのローディング位置は変化せず、常に一定位置に維持されるので、ローディング装置の構造が複雑化しない。

図１乃至図５は本発明による竪型両頭平面研削盤の一実施の形態であり、これらの図面に基づいて本発明を説明する。図１は竪型両頭平面研削盤全体の側面略図であり、説明の都合上、作業者が位置する正面側を、矢印で示すように縦型両頭平面研削盤の「前方」として、以下説明する。研削盤本体１内には、垂直な砥石軸芯Ｏ１上に上下一対の砥石車２が対向配置され、各砥石車２は砥石軸芯Ｏ１上に配置された上下の砥石回転軸３にそれぞれ固着されている。上下の砥石回転軸３は、それぞれ動力伝達機構を介して駆動モータ５に連動連結されると共に、上下方向移動可能に構成されている。

研削盤本体１の前側にはキャリヤ装置支持台７が設けられ、該キャリヤ装置支持台７上にワークキャリヤ装置１０が配置されている。ワークキャリヤ装置１０の上端には薄板状のキャリヤ円板１１が水平に配置され、該キャリヤ円板１１は、ワークキャリヤ装置１０内に配置された垂直なキャリヤ円板回転軸１２の上端部に固着されると共に、後端部分が両砥石車２間に挿入されている。キャリヤ円板１１上には、所定のローディング位置Ａ１１にローディング装置１３が配置されている。また、ワークキャリヤ装置１０には、アンローディングされた加工済みのワークを受け取り、保持するワーク受け装置１４が接続されている。

（ワークキャリヤ装置１０の全体構成）
図２は、図１のワークキャリヤ装置１０の平面拡大図、図３及び図４はそれぞれ図２のIII-III、IV-IV断面図、図５は図４のV-V断面図である。図２において、キャリヤ円板回転軸１２及びキャリヤ円板１１は、キャリヤ円板回転軸芯Ｏ２回りに矢印Ｒ方向に回転するように構成されており、キャリヤ円板１１には、キャリヤ円板回転軸芯Ｏ２を対称軸心とした対称位置に、それぞれ一対のワーク保持孔１８が形成されている。キャリヤ円板１１の厚みは、未加工のワークの厚みより薄く、かつ、ワーク保持孔１８にワークＷを保持した時に、ワークＷの上下端面の突出量が、それぞれ研削代よりも大きくなるような厚みとなっている。すなわち、ワークＷをワーク保持孔１８に保持した状態で両砥石車２間に挿入した時に、キャリヤ円板１１に砥石車２が接触することなく、ワークＷの両端面を所定量だけ研削できる厚みとなっている。

砥石車２のワーク入口側（回転方向Ｒ側と反対側）には、ワーク保持孔１８の搬送軌道に沿った円弧形の入口側下ガイド台２１が砥石車２に隣接配置されると共に、該入口側下ガイド台２１に対して所定の隙間を置いて上方から対向する入口側上ガイド板２２が配置されており、該入口側上ガイド板２２は入口側下ガイド台２１よりもキャリヤ円板１１の周方向に短く形成されている。砥石車２のワーク出口側（回転方向Ｒ側）には、ワーク保持孔１８の搬送軌道に沿った円弧形の出口側下ガイド台２３が砥石車２に隣接配置されると共に、出口側下ガイド台２３に対して所定の隙間を置いて上方から対向する出口側上ガイド板２４が配置されており、該出口側上ガイド板２４は入口側下ガイド台２３よりもキャリヤ円板１１の周方向に短く形成されている。

入口側下ガイド台２１と入口側上ガイド板２２との上下方向の隙間は、少なくともワーク保持孔１８に保持された未加工のワークＷがそれぞれ滑らかに通過しうるように、未加工のワークＷの厚みより若干大きく形成されている。一方、出口側下ガイド台２３と入出口側上ガイド板２４との上下方向の隙間は、少なくともワーク保持孔１８に保持された加工済みのワークＷがそれぞれ滑らかに通過しうるように、加工済みのワークＷの厚みより大きく形成されている。

ワークＷのローディング位置Ａ１は、入口側下ガイド台２１上の回転方向Ｒ側と反対側の部分、すなわち、入口側上ガイド板２２と重ならない部分に設定されており、ローディング位置Ａ１の回転方向Ｒ側に、ローディング装置１３として、ローディング位置Ａ１に向いて「へ」の字状に開くワーク係止壁１３ａが配置されている。

図３において、前記ワーク係止壁１３はキャリヤ円板１１の上側に配置されると共に、適宜の支持ブラケットによりワークキャリヤ装置１０の適当な部材に支持されており、ワーク係止壁１３の下端縁は、入口側下ガイド台２１の上端面に対して未加工のワークＷの厚みより若干大きい距離を隔てるように配置されている。これにより、ワーク係止壁１３の下端縁と入口側ガイド台２１の上端面との間を、キャリヤ円板１１のワーク保持孔１８に保持された１個のワークＷのみが通過しうるようになっている。すなわち、図２において、ローディング位置Ａ１に積載された未加工のワークＷは、前記ワーク係止壁１３によって係止されており、キャリヤ円板１１の回転によりローディング位置Ａ１にワーク保持孔１８が位置すると、最下位のワークＷが重力によりワーク保持孔１８に落下供給され、回転方向Ｒに搬送される。

一方、ワークＷのアンローディング位置Ａ２は、出口側下ガイド台２３の回転Ｒ側の端縁に隣接する位置となっており、このアンローディング位置Ａ２の下方には、前記ワーク受け装置１４の棒状部材１４ａの先端部が位置している。すなわち、ピストンリング等のように環状のワークＷを研削する場合に、出口側下ガイド台２３の端縁から排出されるワークＷを、棒状部材１４ａの先端によりアンローディング位置Ａで受け止め、棒状部材１４ａの前下がりの傾斜により自動的に前方に滑動させ、保持するようになっている。

入口側下ガイド台２１の下方には、ローディング位置Ａ１の中心Ｏ３を揺動軸芯とする揺動アーム３０の基端部３０ａが配置されており、該揺動アーム３０は、基端部３０ａからキャリヤ円板１１の回転軸芯Ｏ２と通り、先端部３０ｂにおいて前記キャリヤ円板回転軸１２を回転可能に支持している。

揺動アーム３０の先端部３０ｂの前方には、揺動アーム３０を揺動するためのクランク式揺動駆動機構３１が配置されており、該クランク式揺動駆動機構３１の出力用連結ロッド３２が、揺動アーム３０の先端部３０ｂの前端面に連結ピン３４を介して回動自在に連結されている。

（ワークキャリヤ装置１０のキャリヤ円板回転構造及び揺動構造）
図３において、揺動アーム３０の基端部３０ａは、キャリヤ装置支持台７上に垂直に固定された揺動支軸３６に、上下一対の軸受３７を介して揺動軸芯Ｏ３回り揺動自在に支持されている。

揺動アーム３０の先端部３０ｂには上方に突出する筒形部分が形成され、該筒形部分の内周面に上下の軸受４１を介してキャリヤ円板回転軸１２が回転可能に支持されている。キャリヤ円板回転軸１２の下端部は、揺動アーム３０の下端部に取り付けられたキャリヤ円板回転用の駆動モータ４４の出力軸４４ａに連結されている。キャリヤ円板回転軸１２の上端には、円板状のキャリヤ円板取付ブラケット４７が固着され、該取付ブラケット４７上に載置されたキャリヤ円板１１は、締め付け円板４８により、上方から締め付け固定されている。

揺動アーム３０の最先端部の下面には支持ローラ５０が転動自在に備えられており、該支持ローラ５０は、キャリヤ装置支持台７上に設けられたレール５１上に載置され、揺動アーム３０の揺動に従ってレール５１上を転動するようになっている。

図４はクランク式揺動駆動機構３１の詳細を示しており、クランク式揺動駆動機構３１は、キャリヤ装置支持台７に設けられた取付台６０に取り付けられたギヤドモータ６１と、該ギヤドモータ６１の出力軸６１ａの上端部に固着されたクランクアーム６３と、該クランクアーム６３の先端部にピン６２を介して回動自在に連結された前記連結ロッド３２とから構成されており、ギヤドモータ６１の出力軸６１ａを回転することにより、クランクアーム６３を介して連結ロッド３２のピン６２を出力軸芯Ｏ４回りに周回させ、連結ロッド３２を介して揺動アーム３０を揺動させるようになっている。連結ロッド３２は、途中にボルト継手部分３２ａを備えており、これにより、ターンバックル式に長さ調節可能となっている。すなわち、連結ロッド３２の長さを調節することにより、揺動アーム３０の揺動開始位置及び終端位置を変更できるようになっている。また、クランクアーム６３の長さを調節し、または、連結ロッド３２の前端部のピン６２の位置を、長孔又は複数のピン孔を利用して調節することにより、ピン６２のギヤドモータ出力軸６１ａからの偏芯量を調節し、これより、揺動アーム３０の揺動量（振幅）を調節することができる。

図５は揺動駆動機構３１の平面構造を詳細に示しており、前記支持ローラ５０は揺動方向Ｂ１、Ｂ２に間隔をおいて一対設けられており、支持ローラ５０間の揺動アーム３０の最先端部には揺動位置検出用の突起７０が設けられている。一方、揺動アーム３０の最先端面に対向するように、揺動方向Ｂ１、Ｂ２に間隔を置いて一対の揺動位置検出用の近接スイッチ７２が配置されており、前記突起７０が各近接スイッチ７２に接近することにより、揺動アーム３０の揺動開始位置及び揺動終端位置をそれぞれ検出するようになっている。

（作用）
（１）図２において、ロ−ディング位置Ａ１には多数の薄物ワ−ク（例えば０．５mm〜１．０mm厚さのピストンリング等）Ｗが積載され、ワーク係止壁１３によって係止さており、この状態で、キャリヤ円板１１をキャリヤ円板回転軸芯Ｏ２回りに矢印Ｒ方向に回転すると共に、クランク式揺動駆動機構３１により、揺動アーム３０を揺動軸芯Ｏ３回りに矢印Ｂ１，Ｂ２方向に揺動させる。

（２）キャリヤ円板１１の回転によりワーク保持孔１８がローディング位置Ａ１にくると、最下位のワ−クＷがワーク保持孔１８に供給される。ワーク保持孔１８に保持されたワークＷは、入口側下ガイド台２１と入口側上ガイ板２２との隙間を通過することにより、上下方向の位置が両砥石車２の隙間に合致するようにガイドされ、両砥石車２間に挿入され、上下の両砥石車２によりワークＷの上下両端面が平面研削される。この研削工程において、キャリヤ円板１１は、前述のようにキャリヤ円板回転軸芯Ｏ２回りに回転すると共に、揺動軸芯Ｏ３回りに揺動しているので、ワーク保持孔１８内のワークＷの搬送軌道は、単なる円弧状ではなく、水平方向に波を打つような搬送軌道となり、両砥石車２間を通過する。したがって、長時間使用しても偏摩耗の発生は少なく、高い平面研削精度を保つことができる。

（３）研削後、ワーク出口側に排出されるワークＷは、まず、出口側下ガイド台２３と出口側上ガイド板２４との間を通過し、出口側下ガイド台２３の回転方向Ｒ側の端縁からアンローディング位置Ａ２に落下放出され、ワーク受け装置１４の棒状部材１４ａによって受け止められ、前方に滑動して、保持される。

（４）加工済みワークＷが排出されたワーク保持孔１８は、再びローディング位置Ａ１まで移動し、未加工のワークＷが供給される。

本実施の形態においては、揺動アーム３０の揺動軸芯Ｏ３を、ローディング位置Ａ１の中心と一致させているので、揺動アーム３０が揺動しても、ローディング位置が変化することはなく、ワーク保持孔１８は必ず一定のローディング位置Ａ１を通過する。したがって、ローディング装置１３として、単なるワーク係止壁１３を一つの位置に固定するだけでよく、簡単な構成とすることができる。

［その他の実施の形態］
（１）前記実施の形態は、砥石回転軸芯を垂直に配設した竪型両頭平面研削盤に適用したが、砥石回転軸芯を水平に配設した横型の両頭平面研削盤に適用することも可能である。

本発明による竪型両頭平面研削盤全体の側面略図である。 図１の竪型両頭平面研削盤のワークキャリヤ装置の平面拡大図である。 図２のIII-III断面図である。 図２のIV-IV断面図である。 図４のV-V断面図である。

符号の説明

２ 砥石車
３ 砥石車回転軸
１１ キャリヤ円板
１２ キャリヤ円板回転軸
１３ ローディング装置
１４ アンローディング装置
３０ 揺動アーム
３１ クランク式揺動駆動機構
Ｗ ワーク
Ｏ１ 砥石車回転軸芯
Ｏ２ キャリヤ円板回転軸芯
Ｏ３ 揺動軸芯

Claims (2)

1. 同一の砥石回転軸芯上に対向配置された一対の砥石車と、前記砥石回転軸芯と平行な回転軸芯を有するキャリヤ円板回転軸に固定されると共にワークを保持するワーク保持孔を有するキャリヤ円板と、を備え、前記ワーク保持孔の搬送軌道上の所定のローディング位置で前記ワーク保持孔にワークを供給し、キャリヤ円板の回転により前記両砥石車間にワークを挿入してワークの両面を研削した後、前記ワーク保持孔のワークを排出する両頭平面研削盤において、
   前記キャリヤ円板回転軸は、キャリヤ円板回転軸芯と平行な揺動軸芯回り揺動可能な揺動部材に支持され、揺動駆動機構による揺動アームの揺動により、キャリヤ円板と共に前記揺動軸芯回りに揺動されるようになっていることを特徴する両頭平面研削盤。
2. 請求項１記載の両頭平面研削盤において、
   前記揺動軸芯が、前記ローディング位置のワーク保持孔の中心に位置するように、前記揺動アームを配置していることを特徴とする両頭平面研削盤。

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