JP6411136B2 - 円盤状砥石 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、クランクシャフトなどの軸物研削において用いられる円盤状砥石に関する。

従来、クランクシャフトのピン部、ジャーナル部の研削加工に用いられる円盤状砥石が知られている（例えば、特許文献１参照）。円盤状砥石は、回転させることにより外周面でクランクシャフトなどの軸物を研削する。

特開平１１−２０７５７６号公報

同一の研削加工ラインで複数機種の研削加工を行う場合、機種が変わるごとに軸物などの仕様も変化し、研削する円盤状砥石も交換が必要となる場合がある。しかしながら、円盤状砥石は比較的重く、また付帯設備等を用いた交換作業となるため、手間が掛かる。また、円盤状砥石を研削装置に取り付けた後も、円盤状砥石のバランス調整やドレス作業を実施する必要があるため、機種変更のたびに多くの時間を必要とする。

本発明は、以上の点に鑑み、交換することなく複数種に対応可能な円盤状砥石を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明は、
円盤状基材の外周面に周方向に分割された分割砥石を複数設けて構成される円盤状砥石であって、少なくとも一部の分割砥石が前記円盤状基材の軸方向に移動可能な移動砥石であり、
前記分割砥石の軸方向の角部は、曲面形状に形成され、
前記移動砥石と前記移動砥石以外の他の分割砥石とでは、軸方向の角部の曲率半径が夫々異なり、
前記他の分割砥石の軸方向の両角部の曲率半径は同一であり、
前記移動砥石は軸方向に隣接させて複数設けられており、
前記移動砥石の他の移動砥石に隣接しない軸方向角部同士の曲率半径は同一であることを特徴とする。

本発明によれば、分割砥石の一部が軸方向に移動可能な移動砥石であるため、移動砥石を軸方向に移動させることにより円盤状砥石の幅を変化させることができる。これにより、本発明の円盤状砥石によれば、交換することなく迅速に複数種に対応することができる。

［２］また、本発明においては、分割砥石のうち円盤状基材に軸方向に移動不能に固定された分割砥石を固定砥石として、移動砥石と固定砥石とで、軸方向の角部の曲率半径を夫々異ならせることが好ましい。かかる構成によれば、要求される角部の曲率半径が異なる種類の加工にも対応することができる。

［３］また、本発明においては、移動砥石を軸方向に隣接させて複数設け、移動砥石の軸方向端面を円盤状基材の軸方向に対して傾斜する傾斜面とすることができる。かかる構成によれば、移動砥石の移動によって軸方向で隣接する移動砥石の間に隙間が生じても、隙間による研削効率の低下を抑制することができる。

［４］また、本発明においては、移動砥石を周方向に複数設け、移動砥石の分割面を夫々ずらしてもよい。かかる構成によれば、移動砥石の移動によって隙間が生じても、隙間の発生個所が分散され、隙間による研削効率の低下を抑制することができる。

［５］また、本発明においては、移動砥石を、軸方向に２分割された２分割砥石と、軸方向に３分割された３分割砥石とで構成することができる。かかる構成によれば、移動砥石の移動によって隙間が生じても、隙間の発生個所が分散され、隙間による研削効率の低下を抑制することができる。

［６］また、本発明においては、移動砥石の軸方向への移動量を調整自在な調整ネジを設けることができる。

［７］また、本発明においては、固定砥石を板状とし、移動砥石を板状の固定砥石を軸方向から挟み込む一対の可動板で構成して、固定砥石と可動板との間には周方向に向かって徐々に厚さが変化するテーパ部が設けられ、固定砥石と可動板とを相対回転させることにより、テーパ部によって一対の可動板同士の間の間隔を変化させて、軸方向の幅を変更するように構成することができる。

本発明の第１実施形態の円盤状砥石が用いられた研削装置を示す斜視図。 第１実施形態の円盤状砥石を示す説明図。 図３Ａは第１実施形態の円盤状砥石の幅が狭い状態を示す断面図。図３Ｂは移動砥石が移動して円盤状砥石の幅が広がった状態を示す断面図。 図４Ａは本発明の第２実施形態の円盤状砥石の幅が狭い状態を示す断面図。図４Ｂは、第２実施形態の円盤状砥石の幅が広い状態を示す断面図。 図５Ａは本発明の第３実施形態の円盤状砥石の一部を径方向から模式的に示す説明図。図５Ｂは図５Ａを周方向から模式的に示す断面図。図５Ｃは、第３実施形態の円盤状砥石の幅が広い状態を模式的に示す説明図。図５Ｄは図５Ｃを周方向から模式的に示す断面図。 図６Ａは本発明の第４実施形態の円盤状砥石の一部を径方向から模式的に示す説明図。図６Ｂは第４実施形態の円盤状砥石の幅が広い状態を示す説明図。 図７Ａは本発明の第５実施形態の円盤状砥石の一部を径方向から模式的に示す説明図。図７Ｂは第５実施形態の円盤状砥石の幅が広い状態を示す説明図。 図８Ａは本発明の第６実施形態の円盤状砥石の一部を径方向から模式的に示す説明図。図８Ｂは第６実施形態の円盤状砥石の幅が広い状態を示す説明図。 本発明の第７実施形態の円盤状砥石を示す説明図。 図１０Ａは第７実施形態の円盤状砥石の幅が狭い状態を示す説明図。図１０Ｂは第７実施形態の円盤状砥石の幅が広い状態を示す説明図。 第７実施形態の移動砥石の作動を示す説明図。 第８実施形態の円盤状砥石を示す説明図。

［第１実施形態］
図１に本発明の第１実施形態の円盤状砥石１を用いた研削装置２を示す。この研削装置２は、軸物としてのクランクシャフトＳのピン部を研削するものである。

図２に第１実施形態の円盤状砥石１を示す。第１実施形態の円盤状砥石１は、円盤状基材３と、円盤状基材３の外周面に複数設けられた分割砥石４とで構成される。分割砥石４は、円盤状基材３に対して移動不能に固定された固定砥石５と、円盤状基材３に対して軸方向に移動可能な移動砥石６とで構成される。固定砥石５と、移動砥石６とは、円盤状基材３の周方向に交互に配置される。

図３に示すように、移動砥石６は、円盤状基材３の軸方向に並べて配置された一対の移動基材７と、各移動基材７の外面に夫々接着された砥石本体８とで構成される。移動基材７には、円盤状基材３側に向かって延びる突片９が設けられている。円盤状基材３の外周面には、突片９を受け入れる受入穴１０が設けられている。

円盤状基材３には、受入穴１０を横切るように軸方向に貫通する貫通孔１１が穿設されている。突片９には、貫通孔１１に対応させて軸方向に貫通する貫通孔９ａが設けられている。突片９の貫通孔９ａは、円盤状基材３の貫通孔１１よりも若干径が大きくなるように形成されている。円盤状基材３の貫通孔１１には、突片９の貫通孔９ａを通ってガイドピン１２が圧入されている。

移動砥石６はガイドピン１２に沿って円盤状基材３の軸方向に移動自在となる。なお、ガイドピン１２は、１つの移動砥石６に対して円盤状基材３の周方向に間隔を存して２つ設けられている。

移動基材７の突片９には、２つのガイドピン１２が夫々挿通される２つの貫通孔９ａの間に位置させてネジ孔９ｂが設けられている。ネジ孔９ｂには、頭部に六角穴１３ａを有する調整ネジ１３が螺着されている。

円盤状基材３には、調整ネジ１３を受け入れる受入部１４が設けられている。受入部１４の開口端部には、雌ネジ１４ａが形成されている。受入部１４の雌ネジ１４ａには、調整ネジ１３の軸方向への移動を阻止するためのドーナツ状の雄ネジ蓋１５が螺着されている。

ドーナツ状の雄ネジ蓋１５の中央の孔１５ａを介して図示省略した六角レンチを六角穴１３ａに係合させて、調整ネジ１３を回転させると、移動砥石６はガイドピン１２に沿って円盤状基材３の軸方向に移動する。図３Ａは軸方向に隣接する移動砥石６が互いに接触していて円盤状砥石１の幅が最も狭い状態を示している。図３Ｂは、軸方向に隣接する移動砥石６が互いに最も離れていて、円盤状砥石１の幅が最も広い状態を示している。

第１実施形態の円盤状砥石１によれば、分割砥石４の一部が軸方向に移動可能な移動砥石６であるため、移動砥石６を軸方向に移動させることにより円盤状砥石１の幅を変化させることができる。これにより、第１実施形態の円盤状砥石１によれば、交換することなく迅速に複数種のクランクシャフトＳ（研削対象物）に対応することができる。

また、第１実施形態の円盤状砥石１では、分割砥石４を円盤状基材３の周方向に分割している。そして、固定砥石５と移動砥石６とを周方向に交互に配置している。これによって、軸方向に並ぶ一対の移動砥石６を軸方向に離隔するように移動させたとき、移動砥石６同士の中央に隙間が発生するが、周方向に隣接する固定砥石５により、中央部の研削も適切に行うことができる。これにより、移動砥石６を移動させて円盤状砥石１の幅を変更しても、分割砥石４の間で重なり合う部分を設けることができ、適切に研削することができる。

なお、第１実施形態の円盤状砥石１では、円盤状基材３の外周に固定砥石５と移動砥石６とを交互に配置したものを説明した。しかしながら、円盤状基材３の外周の全てを移動砥石で覆ってもよい。この場合、移動砥石を周方向に向かって交互に軸方向に移動させて円盤状砥石１の幅を調整することもできる。

また、第１実施形態においては、移動砥石６ごとに移動基材７も分割されているものを説明した。しかしながら、本発明の移動砥石６はこれに限らない。例えば、全ての移動基材７を径方向内方で連結する環状連結部を設け、この環状連結部に調整ネジを螺合させて周方向に配置された複数の移動砥石６を１度の調整ネジの操作だけで移動できるように構成してもよい。

また、第１実施形態においては、軸方向一方側に位置する調整ネジ１３は一方側から調整し、軸方向他方側に位置する調整ネジ１３は他方側から調整するものを説明した。しかしながら、本発明の調整ネジはこれに限らず、軸方向における同一方向から軸方向に隣接する移動砥石６同士の移動量を調節するように構成してもよい。この場合、例えば、一方側と他方側とで調整ネジを配置する位置を周方向にずらし、奥側の調整ネジを調整できるように手前側の突片９に窓孔を設ければよい。

［第２実施形態］
図４を参照して、第２実施形態の円盤状砥石１を説明する。第２実施形態の円盤状砥石１は、第１実施形態の円盤状砥石１と比較して、調整ネジ１３に代えて外周面にカム溝１６ａを有するカムネジ１６が設けられ、移動基材７の突片９には、ネジ孔９ｂに代えて、カムネジ１６のカム溝１６ａに係合する係合突部９ｃが設けられている点で構成が異なるが、他の構成はすべて同一である。

第２実施形態のカムネジ１６の外周面には、軸方向に間隔を存して２つのカム溝１６ａが軸方向に対称に設けられている。この２つのカム溝１６ａには、軸方向に隣接する２つの移動砥石６の突片９に夫々設けられた係合突部９ｃが夫々係合する。カムネジ１６の一方端面には、図示省略した六角レンチが係合可能な六角穴１６ｂが設けられている。

第２実施形態の円盤状砥石１によれば、１つのカムネジ１６を六角レンチを六角穴１６ｂに係合させて回転させるだけで軸方向に隣接する移動砥石６を同一の移動量で同時に移動させることができ、軸方向に隣接する移動砥石６を調整ネジ１３で夫々個別に移動させる第１実施形態の円盤状砥石１と比較して、円盤状砥石１の幅の調整作業が容易となる。

［第３実施形態］
図５を参照して、第３実施形態の円盤状砥石１を説明する。第３実施形態の円盤状砥石１は、固定砥石５の角部５ａの曲率半径が移動砥石６の角部６ａの曲率半径よりも小さく設定されている点を除き、第１実施形態のものと同一に構成されている。

第３実施形態の円盤状砥石１によれば、移動砥石６を軸方向に移動させておらず、軸方向に隣接する移動砥石６同士を接触させている場合には、曲率半径の小さい角部５ａが最も軸方向の外側に位置している。逆に、移動砥石６を軸方向に移動させて円盤状砥石１の幅を広げたときには、曲率半径の大きい角部６ａが最も軸方向外側に位置する。このため、円盤状砥石１の幅を広げたときに適切な曲率半径の角部６ａでクランクシャフトのピン部を研削することができる。

［第４実施形態］
図６を参照して、第４実施形態の円盤状砥石１を説明する。第４実施形態の円盤状砥石１は、軸方向に隣接する移動砥石６の軸方向端面６ｂが、円盤状基材３の軸方向に対して傾斜する傾斜面である点を除き、第３実施形態の円盤状砥石１と同一に構成される。第４実施形態の円盤状砥石１によれば、移動砥石６同士が軸方向に離れても、隣接する軸方向端面６ｂ同士が斜めに傾斜しているため、円盤状砥石１とクランクシャフトＳ（研削対象物）との接触位置において隙間が存在する位置が、円盤状砥石１の回転とともに軸方向にずれることとなる。従って、第１実施形態のように、発生した隙間が軸方向における同一部分に位置し続ける場合と比較して、隙間による研削効率の低下を抑制することができる。

［第５実施形態］
図７を参照して、第５実施形態の円盤状砥石１を説明する。第５実施形態の円盤状砥石１は、軸方向に隣接する移動砥石６が３つ設けられている点を除き第３実施形態の円盤状砥石１と同一に構成される。第５実施形態の円盤状砥石１では、軸方向外側に位置する移動砥石６を第１実施形態の移動砥石６と同様に軸方向外側へ移動させることにより、円盤状砥石１の幅を広くすることができる。なお、中央の移動砥石６は、実際には軸方向に移動しないため、固定砥石５と定義することもできる。

第５実施形態の円盤状砥石１によれば、軸方向に隣接する移動砥石６が３つであるため、円盤状砥石１の幅を広げる場合、移動砥石６の間で隙間が生じる部分が第１実施形態のものと比較して２か所に分割される。従って、１か所ずつの移動砥石６の間の間隔を小さくすることができ、研削効率の低下を抑制することができる。

なお、第５実施形態においては、固定砥石５に代えて、第３実施形態の２分割の移動砥石６を設けてもよい。かかる構成によれば、周方向に２分割の移動砥石６と３分割の移動砥石６とが交互に配置されることとなり、研削中に中央の隙間と２分割された隙間とが交互にくるため、更なる研削効率の低下抑制を図ることができる。

［第６実施形態］
図８を参照して、第６実施形態の円盤状砥石１を説明する。第６実施形態の円盤状砥石１は、移動砥石６が軸方向に分割されていない点を除き、第１実施形態のものと同一に構成される。第６実施形態の円盤状砥石１では、移動砥石６の移動方向を交互に異ならせることにより、幅を変化させている。これによっても、円盤状砥石１を交換することなく迅速に複数種のクランクシャフトＳ（研削対象物）に対応することができる。また、移動砥石６の移動方向が交互に異なっているため、部分的に研削されない個所も交互にずれることにより、研削効率の低下も抑制することができる。

［第７実施形態］
図９を参照して、第７実施形態の円盤状砥石１を説明する。なお、第７実施形態の円盤状砥石１において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその構成の説明を省略する。第７実施形態の円盤状砥石１は、第１実施形態の変形例としても説明したように、移動基材７は、その径方向内方側で環状連結部１７を介して一体に接続されている。

図１０に示すように、固定砥石５の周方向一方側は、隣接する移動砥石６に接近するほど幅が狭くなるように傾斜する固定側傾斜面１８が設けられている。また、移動砥石６の周方向他方側は、固定砥石５の固定側傾斜面１８に対応させて傾斜する移動側傾斜面１９が設けられている。第７実施形態においては、この固定側傾斜面１８と移動側傾斜面１９とで本発明のテーパ部が構成されている。

図９に示すように、第７実施形態の円盤状砥石１では、調整ネジに代えてカムピン２０を回転させることにより移動砥石６の軸方向への移動量を調整する。図１１に示すように、カムピン２０は、回転軸２０ａの中央に位置させて円盤状のカム本体２０ｂが回転軸２０ａに対して偏心した状態で設けられている。固定砥石５が固定された円盤状基材３には、カム本体２０ｂに対応させてカム孔２１が穿設されている。回転軸２０ａの端面には図示省略した六角レンチが係合可能な六角穴２０ｃが設けられている。

図１０Ａは、円盤状砥石１の幅が最も狭い状態を示している。図１０Ｂは、図１０Ａの状態からカムピン２０を回転させて、固定側傾斜面１８と移動側傾斜面１９とによって、軸方向に隣接する移動砥石６の間に固定砥石５が入り込むようにして円盤状砥石１の幅が広げられる。

また、図９に示すように、円盤状基材３には目盛り２２が振ってあり、環状連結部１７には、目盛り２２に対応させて矢印２３が設けられている。これにより、円盤状砥石１の実際の幅を測定することなく、現在の円盤状砥石１の幅を読み取ることができる。また、第７実施形態の円盤状砥石１には、円盤状基材３と移動基材７とを貫通するように挿通された固定ボルト２４が設けられている。この固定ボルト２４に図示省略したナットを螺合させることで、円盤状基材３と移動基材７とが幅の変更が必要ないときには相対回転できないように締め付けて固定している。

なお、第７実施形態においては、テーパ部として固定側傾斜面１８と移動側傾斜面１９とを設けた円盤状砥石１について説明した。しかしながら、本発明のテーパ部はこれに限らず、例えばテーパ部を、固定側傾斜面１８と移動側傾斜面１９との何れか一方の傾斜面だけ設けて他方は一方の傾斜面に当接する当接部を設けて構成してもよい。

［第８実施形態］
図１２に示すように、第８実施形態の円盤状砥石１は、第７実施形態のカムピン２０とカム孔２１に代えてギヤ２５とギヤ２５に噛合するラック２６を設けた点を除き、第７実施形態のものと同一に構成される。ギヤ２５とラック２６とによっても、環状連結部１７と円盤状基材３とを相対回転させることができ、第７実施形態のものと同様に円盤状砥石１の幅を調整することができる。

１ 円盤状砥石
２ 研削装置
３ 円盤状基材
４ 分割砥石
５ 固定砥石
５ａ 角部
６ 移動砥石
６ａ 角部
６ｂ 軸方向端面
７ 移動基材
８ 砥石本体
９ 突片
９ａ 貫通孔
９ｂ ネジ孔
９ｃ 係合突部
１０ 受入穴
１１ 貫通孔
１２ ガイドピン
１３ 調整ネジ
１３ａ 六角穴
１４ 受入部
１４ａ 雌ネジ
１５ 雄ネジ蓋
１５ａ 孔
１６ カムネジ
１６ａ カム溝
１６ｂ 六角穴
１７ 環状連結部
１８ 固定側傾斜面（テーパ部）
１９ 移動側傾斜面（テーパ部）
２０ カムピン
２０ａ 回転軸
２０ｂ カム本体
２０ｃ 六角穴
２１ カム孔
２２ 目盛り
２３ 矢印
２４ 固定ボルト
２５ ギヤ
２６ ラック
Ｓ クランクシャフト（軸物、研削対象物）

Claims (7)

1. 円盤状基材の外周面に周方向に分割された分割砥石を複数設けて構成される円盤状砥石であって、少なくとも一部の分割砥石が前記円盤状基材の軸方向に移動可能な移動砥石であり、
   前記分割砥石の軸方向の角部は、曲面形状に形成され、
   前記移動砥石と前記移動砥石以外の他の分割砥石とでは、軸方向の角部の曲率半径が夫々異なり、
   前記他の分割砥石の軸方向の両角部の曲率半径は同一であり、
   前記移動砥石は軸方向に隣接させて複数設けられており、
   前記移動砥石の他の移動砥石に隣接しない軸方向角部同士の曲率半径は同一であることを特徴とする円盤状砥石。
2. 請求項１に記載の円盤状砥石であって、
   前記分割砥石のうち前記円盤状基材に軸方向に移動不能に固定された分割砥石を固定砥石として、
   前記移動砥石と前記固定砥石とでは、軸方向の角部の曲率半径が夫々異なることを特徴とする円盤状砥石。
3. 請求項１又は請求項２に記載の円盤状砥石であって、
   前記移動砥石の他の移動砥石に隣接する軸方向端面は、前記円盤状基材の軸方向に対して傾斜する傾斜面であることを特徴とする円盤状砥石。
4. 請求項１又は請求項２に記載の円盤状砥石であって、
   前記移動砥石の他の移動砥石に隣接する軸方向端面の位置が周方向に位置する他の移動砥石の軸方向端面の位置に対してずれていることを特徴とする円盤状砥石。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項に記載の円盤状砥石であって、
   前記移動砥石は、軸方向に２分割された２分割砥石と、軸方向に３分割された３分割砥石とからなることを特徴とする円盤状砥石。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の円盤状砥石であって、
   前記移動砥石の軸方向への移動量を調整自在な調整ネジが設けられることを特徴とする円盤状砥石。
7. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の円盤状砥石であって、
   前記分割砥石のうち前記円盤状基材に軸方向に移動不能に固定された分割砥石を固定砥石として、
   前記固定砥石は板状であり、
   前記移動砥石は、板状の前記固定砥石を軸方向から挟み込む一対の可動板で構成され、
   前記固定砥石と前記可動板との間には、周方向に向かって徐々に厚さが変化するテーパ部が設けられ、
   前記固定砥石と前記可動板とを相対回転させることにより、前記テーパ部によって、一対の前記可動板同士の間の間隔を変化させて、軸方向の幅を変更することを特徴とする円盤状砥石。

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