JPH0358865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はストレート及びスパイラルの切刃を
もつドリル，リーマー，タツプ，エンドミルなど
の工具を研磨する研磨装置に関する。

工具が切れなくなつた場合、その切刃を研磨し
て再び使用するようにしているが、工具の研磨は
非常に難しく高度な技術を必要としている。この
ため一般には、工具の研磨は専門の技術者に依頼
し研磨してもらつている。このため工具の研磨に
時間と費用がかかるため、工場でその作業者が工
具の研磨をすることができるようにと、工具の研
磨装置を考えられ開発されてはいるものの、満足
のいく研磨を行うことができず研磨装置として十
分なものとはなつていない。

この発明は上記点に鑑み、ストレート及びスパ
イラルの切刃をもつ工具研磨の自動化を図り、そ
して特に研磨技術のない作業者でも容易にしかも
短い時間で確実に研磨できるようにすることを目
的とした工具の研磨装置であつて、その要旨は、
(a)先端に工具を把持する工具把持機構と、該工具
をモーターにより回転させる工具回転駆動機構
と、該工具をモーターにより軸方向に送る工具送
り駆動機構と、該工具の送り量調節機構とを具え
た工具支持装置と、(b)前記工具支持装置を工具の
軸方向に移動調節させる第１移動調節機構と、該
軸方向に直交させる方向に強制的に移動させる移
動強制部を有し支脚により軸方向に回転自在に支
持される第２移動調節機構とを具えた移動調節装
置と、(c)前記第２移動調節機構の先端上部に当接
するテーパ面に形成された下面をもち回転して前
記移動調節装置を支脚を中心に回転させる回転板
と、(d)前記回転板を上方に位置させる軸に一端を
回転自在に軸着し回転板と回転を共にするアーム
にグラインダー支持体を摺動自在に係合し、この
グラインダー支持体にグラインダーを上下動させ
る上下動調節部を、そしてアームにはグラインダ
ー支持体を移動させてグラインダーを工具に接近
離反方向に移動させる接離移動調節部を具えたグ
ラインダー支持装置と、(e)グラインダー支持装置
を前記工具把持機構に把持された工具の先端部を
中心に90度回転させ、同時に前記回転板を回転さ
せて移動調節機構を回動させる回動駆動装置とか
らなり、(f)前記工具の回転・回転方向・回転速度
及び工具の軸方向への送り・送り速度にあつて
は、工具を回転させるモーター及び工具を軸方向
へ送るモーターを、工具の刃先及び切刃を光学セ
ンサーで感知して切刃のリード角に従い回転させ
て制御するようにした制御手段をもつところにあ
る。

以下この発明の一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。

図面において、１は先端に工具Ａを把持する工
具把持機構２と該工具Ａを回転させる工具回転駆
動機構３と工具Ａを軸方向に送る工具送り駆動機
構４と工具の送り量調節機構５とを具えた工具支
持装置である。

工具把持機構２にあつては先端に工具把持部６
を設けた回転軸７とこの回転軸７を回転自在に支
持する回転軸支持部８とからなつている。９は軸
受である。

工具回転駆動機構３にあつては、工具Ａの刃先
の位置決め用モータ１０とリード用モータ１１と
からなつており、このモータ１０，１１はいずれ
も前記回転軸支持部８に固定されており、このモ
ータ１０，１１を駆動することにより前記回転軸
７を回転させるようになつている。そしてモータ
１０，１１の駆動のタイムチヤート及び回転速度
は後述する制御手段により制御されるようになつ
ている。

工具Ａを軸方向に送る工具送り駆動機構４にあ
つては、前記回転軸支持部８を軸方向に摺動自在
に支持する中空の支持枠体１２に、回転軸支持部
８の下方に位置させ軸方向に回転自在に雄ねじ杆
１３を設け、この雄ねじ杆１３に前記回転軸支持
部８の下部に設けた雌ねじ部１４を螺合させ、モ
ータ１５により雄ねじ杆１３を正逆回転させるこ
とにより、回転軸支持部８を軸方向に送るように
なつている。モータ１５は支持枠体１２に固定さ
れており、このモータ１５の駆動のタイムチヤー
ト、回転速度即ち送り速度は後述する制御手段に
より制御されるようになつている。

工具Ａの送り量調節機構５にあつては、前記支
持枠体１２内に雄ねじ杆１３に沿つて２個のマイ
クロスイツチ１６，１７を設け、このマイクロス
イツチ１６，１７に雄ねじ杆１３の回転により送
られてくる雌ねじ部１４が当接したとき、前記モ
ータ１５が逆回転或は停止するようになつてい
る。このマイクロスイツチ１６，１７の間隔は支
持枠体１２外部から調節できるようになつてお
り、このマイクロスイツチ１６，１７の間隔を調
節することにより雌ねじ部１４即ち工具Ａの送り
量が調節されるようになつている。

１８は前記工具支持装置１を前記軸方向即ち工
具Ａの軸方向及びこの軸方向に直交する方向に移
動調節する移動調節装置である。この移動調節装
置１８は工具支持装置１を軸方向に移動させる第
１移動調節機構１９と軸方向と直交する方向に移
動させる第２移動調節機構２０とからなつてい
る。第１移動調節機構１９は上面に前記支持枠体
１２を軸方向に摺動自在に支持する支持部２１に
ピニオン２２を設け、前記支持枠体１２の下面に
ピニオン２２に噛合するラツク２３を軸方向に設
けてあり、ハンドル２４を操作してピニオン２２
を回転させることにより支持枠体１２の軸方向へ
の移動を機械的に調節できるようになつている。
前記支持部２１は第２移動調節機構２０上に立設
した支脚２５に軸方向に回動自在に軸着されてお
り、その先端部は後述する回転板の下面に係合し
ている。２６は回転子である。第２移動調節機構
２０は上面に支脚２５を介して支持部２１を支持
する支持台２７を基台２８上に前記軸方向に直交
する方向に摺動自在に設けて構成されており、こ
の支持台２７の下面に前記軸方向に直交する方向
に雄ねじ杆２９を摺動自在に嵌合する鍔部３０が
設けてあり、一方基台２８には雄ねじ杆２９に螺
合する雌ねじ部３１が設けてあり、そして雄ねじ
杆２９に固定した鍔部３２と前記鍔部３０との間
にばね３３が介装してある。鍔部３２の外側面に
は中程を支持台２７に回動自在に軸着したＬ字状
の作動杆３４の一端部が当接している。そしてハ
ンドル３５を操作することにより鍔部３２がばね
３３を介して鍔部３０を押し、そしてまた作動杆
３４の一端を押すことにより支持台２７の移動を
機械的に調節できるようになつている。更に第２
移動調節機構２０には同方向（軸方向と直交する
方向）へ支持台２７を強制的に移動させる移動強
制部３６を具えている。この移動強制部３６は支
持台２７に設けたソレノイド３７と前記作動杆３
４の他端とを連結しておき、ソレノイド３７に励
磁させ作動杆３４を引き上げることにより作動杆
３４の一端部で雄ねじ杆２９に設けた鍔部３２を
押圧することにより支持台２７を強制的に移動さ
せるようになつている。

３８は光学センサーで、前記工具把持機構２に
把持されている工具Ａの刃先を感知するものであ
る。この光学センサー３８により工具Ａの刃先を
感知することにより前記モーター１０，モータ１
１，モータ１５を制御するようになつている。

３９はグライダーで、このグライダー３９は砥
石４０を回転させるモータ４１を具えており、こ
のグラインダー３９は砥石４０を前記工具把持機
構２に把持されている工具Ａの刃先に接近して位
置させた状態でグラインダー支持装置４２に支持
されている。更にグラインダー支持装置４２はグ
ラインダー３９を上下動させる上下動調節部４３
とグラインダー３９を前記工具Ａに接近離反方向
に移動させる接離移動調節部４４とからなるグラ
インダー移動調節機構４５を具えている。グライ
ンダー支持装置４２は、一端を基台２８に立設し
た軸４６に回動自在に軸着したアーム４７とアー
ム４７の長手方向に摺動自在に係合したグライン
ダー支持体４８とからなり、このグラインダー支
持体４８にグラインダー３９が上下動調節部４３
により上下動調節自在に支持されている。４９は
上下動調節部４３のハンドルであり、上下動はハ
ンドル４９を操作してねじ（図示せず）を回転さ
せることにより行つている。前記軸４６の軸心は
工具Ａの先端中心と一致する位置に立設してあ
る。接離移動調節部４４は、アーム４７の他端に
中空体５０を設け、この中空体５０に雄ねじ杆５
１をアーム４７の長手方向に貫通して設けてあ
り、この雄ねじ杆５１をアーム４７に摺動自在に
係合したグラインダー支持体４８に螺合し、雄ね
じ杆５１を回転することによりグラインダー支持
体４８を摺動させるようにした構成からなつてい
る。５２は雄ねじ杆５１に設けた鍔部で、中空体
５０の内側に位置して一方の壁体５３に当接して
いる。５４は中空体５０内で他方の壁体５５と前
記鍔部５２との間に介装したばね、５６は雄ねじ
杆５１を回転させるハンドルである。そしてまた
前記グラインダー支持体４８は接離移動調節部４
４とは別に後述する接離移動強制部により強制的
に接離移動させられるようになつている。

５７はグラインダー支持装置４２を前記工具Ａ
の先端を中心に90度回転させる回動駆動装置であ
る。この回動駆動装置５７は、前記軸４６に同心
上にウオーム５８を設け、軸４６に軸着したアー
ム４７のウオーム５８と近接位置に形成した２個
の対向するブラケツト５９，６０に回転軸６１を
回転自在に貫通して設け、この回転軸６１上前記
ブラケツト５９，６０間にウオーム５８に噛合す
るギヤ６２を設け、この回転軸６１を歯車６３，
６４を介してグラインダー支持装置４２に設けた
モータ６５により回転するように構成してある。
前記回転軸６１に設けたギヤ６２は両端部がブラ
ケツト５９，６０にそれぞれ当接するようになつ
ており、そして長さにあつてはブラケツト５９，
６０間の距離より若干短くなつている。そしてモ
ータ６５により回転軸６１を回転させると、ギヤ
６２はウオーム５８により先ず回転軸６１の軸方
向に進み、ギヤ６２の端部６６がブラケツト６０
に当接すると、回転軸６１の直進が阻止され、そ
の結果グラインダー支持装置４２が軸４６を中心
に回動し、グラインダー支持装置４２が90度回転
するとアーム４７がマイクロスイツチ（図示せ
ず）に接触し、このマイクロスイツチによりモー
タ６５が逆回転するようになつており、このモー
タ６５の逆回転によりギヤ６２が先ず前記と反対
方向に直進し、その端部６７がブラケツト５９に
当接すると、回転軸６１の直進が阻止され、その
結果グラインダー支持装置４２は90度反転するよ
うになつている。

６８は前述したグラインダー支持体４８を強制
的に接離移動させる接離移動強制部である。この
接離移動強制部６８は、レバー６９の一端を前記
中空体５０に回動自在に軸着し、その途中を前記
雄ねじ杆５１に回転自在に嵌合し、この嵌合部７
０を雄ねじ杆５１に設けた鍔部７１に係合してあ
り、そして先端を前記回転軸６１の端部に係合し
てある。そして、グラインダー支持装置４２が反
転するに先立ち回転軸６１が直進したとき、この
直進を受け、レバー６９が回動して雄ねじ杆５１
をばね５４の弾発に抗して離反方向へ引張し、グ
ラインダー支持体４８を離反方向へ強制的に移動
させるようになつている。

７２は軸４６の軸心上に位置し、そして前記ア
ーム４７上に設けられアーム４７の回動により回
転する回転板である。この回転板７２の下面７３
に前記支持部２１の先端部に設けた回転子２６が
係合している。回転板７２の下面はテーパー面に
形成され、前記アーム４７の回転に伴う回転板７
２の回転により支持部２１は上下方向に回動す
る。即ち工具Ａが上下動するようになつている。
この工具Ａの上下動は工具Ａの切刃のリードに応
じて行なうように回転板７２の下面７３にテーパ
ー面を形成してある。７４は回転板７２の上面に
この回転板７２の中心即ち軸４６の軸心上に立て
た芯出し部であり、この芯出し部７４に工具把持
機構２に把持された工具Ａの先端を合わせるよう
にしてある。芯出し部７４は途中で折曲可能とな
つている。

７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０，
８１はプーリー、８２，８３，８４，８５はベル
トである。

次に各駆動部の動作の制御について説明する。
工具回転駆動機構３を駆動するモータ１０，１
１、工具送り駆動機構４を駆動するモータ１５、
グラインダー３９を駆動するモータ４１、回転駆
動装置５７を駆動するモータ６５の各タイムチヤ
ート、回転方向，回転速度や工具支持装置１を軸
方向に直交する方向へ強制的に移動させる移動強
制部３６の動作は、光学センサー３４、マイクロ
スイツチやICとリレーとの組合せによる制御手
段により自動的に制御されるようになつている。
これらの具体的な制御動作はこの発明の作用の説
明に併せて説明する。

次にこの発明の作用を研磨する工具の種類毎に
説明する。

先ず、スパイラルの切刃をもつ工具研磨の場合
を説明する。

先ず工具Ａを工具把持機構２の工具把持部６に
固定し、第１移動調節機構１９のハンドル２４を
操作して工具支持装置１を軸方向へ移動させ、工
具Ａの先端を回転板７２上に立設した芯出し部７
４に当接させる。工具Ａをその先端が芯出し部７
４に当接する位置に位置させたら、芯出し部７４
を倒し、次にグラインダー支持装置４２の上下動
調節部４３のハンドル４９を操作してグラインダ
ー３９の砥石４０を工具Ａの高さに位置させた
後、第２移動調節機構２０のハンドル３５を操作
して工具Ａを砥石４０に当接させる。次に工具Ａ
の切刃の長さを計り、工具送り量調節機構５のマ
イクロスイツチ１６，１７間を調節する。次に電
源スイツチ（図示せず）を入れてからスタートボ
タン（図示せず）を押すと、工具回転駆動機構３
のモータ１０が回転し、工具Ａの切刃が研磨する
位置まで回転したことを光学センサー３８により
感知すると、この感知信号を受け、モータ１０の
回転が停止し、こんどは工具回転駆動機構３のモ
ータ１１、工具送り駆動機構４のモータ１５、グ
ラインダ３９のモータ４１が回転する。前記モー
タ１１は工具Ａを回転させるリード用のモータで
あり、モータ１５の駆動により工具Ａが前進する
と同時に光学センサー３８が工具Ａの切刃を感知
してモータ１１を工具Ａのリードに従い回転させ
るようになつている。ここにおいて工具Ａはグラ
インダー３９の砥石４０により確実に研磨され
る。

工具Ａの刃長の研磨が終つた時点で、工具送り
量調節機構５のマイクロスイツチ１６に回転軸支
持部８に設けた雌ねじ部１４が接触し、この接触
信号を受けて、前記モータ１１，１５，４１が停
止し、同時に第２移動調節機構２０に具えた移動
強制部３６のソレノイド３７が励磁され、工具支
持装置１を軸方向に直交しグラインダー３９の砥
石４０から離反する方向に移動させ、そしてこの
状態でモータ１５が逆転して回転軸支持部８即ち
工具Ａが後退し、回転軸支持部８に設けた雌ねじ
部１４がマイクロスイツチ１７に接触するとモー
タ１５が停止し、同時にソレノイド３７の励磁も
切れるようになつている。このようにしてスパイ
ラルの切刃をもつ工具研磨の一工程が終了する。

次にストレートの切刃をもつ工具研磨の場合も
前記スパイラルの切刃をもつ工具研磨の場合と同
様であり、ただこの場合切刃がストレートである
ので最初の刃の位置決めのときのみ工具をモータ
１０により回転させるだけで、この後は回転させ
る必要なくモータ１１は駆動しない。

次にボールエンドミルを研磨する場合は説明す
る。

先ずボールエンドミル（以下単に工具Ａとい
う）を工具把持機構２の工具把持部６に固定し、
第１移動調節機構１９のハンドル２４を操作して
工具支持装置１を軸方向へ移動させ、工具Ａの先
端を回転板７２上に立設した芯出し部７４に当接
させた後、芯出し部７４を倒す。次にグラインダ
ー支持装置４２の上下動調節部４３のハンドル４
９を操作してグラインダー３９の砥石４０を工具
Ａの高さに位置させ、そして接離移動調節部４４
のハンドル５６を操作してグラインダー３９の砥
石４０を工具Ａの先端外周に工具Ａの軸に直交す
る方向から当接させる。次に当該工具Ａ（ボーエ
ンドミル）の研磨用に構成した回路の電源スイツ
チ（図示せず）を入れてからスタートボタン（図
示せず）を押すと、グラインダー３９のモータ４
１が回転し工具Ａの研磨を始め、同時に回転駆動
装置５７のモータ６５が回転して回転軸６１を歯
車６３，６４を介して回転させる。この回転軸６
１の回転によりウオーム５８に噛合するギヤ６２
が回転し、ギヤ６２の端部６６が、ブラケツト６
０に当接しているためギヤ６２の回転はグライン
ダー支持体４８に係合するアーム４７を、軸４６
を中心に回転させ、90度回転した位置でマイクロ
スイツチに接触し、このマイクロスイツチにより
モータ４１が停止し、モータ６５は逆回転するよ
うになつている。このアーム４７の回転即ちグラ
インダー支持装置４２の回転により工具Ａの先端
は研磨されるものであり、そしてアーム４７の回
転とともに回転する回転板７２の下面に形成され
たテーパ面により工具Ａが軸方向上下に傾斜し、
上記グラインダー３９による研磨は工具の先端の
切刃のリードに応じて行なうようになつている。
そして前記モータ６５が逆回転すると、ギヤ６２
の逆回転により先ず回転軸６１が、ギヤ６２の端
部６７がブラケツト５９に当接するまで軸方向へ
直進する。この回転軸６１の直進動により接離移
動強御部６８のレバー６９が回動され雄ねじ杆５
１をばね５４の弾発に抗して離反方向へ引張し、
この結果グラインダー支持体４８は離反方向へ強
制的に離反させられ、グラインダー３９の砥石４
０は工具Ａの先端から離反する。モータ６５の回
転によりギヤ６２の端部６７がブラケツト５９に
当接するとそれ以上の直進が阻止され、アーム４
７即ちグラインダー支持装置４２は逆回転し元の
位置即ち90度逆回転した地点でマイクロスイツチ
（図示せず）に当接し、これによりモータ６５が
再び正回転しギヤ６２の端部６６が直進してブラ
ケツト６０に当接するまで回転した後停止するよ
うになつている。このようにして工具Ａ即ちボー
ルエンドミル研磨の一工程が終了する。

以上、この発明の実施例及び作用を説明した
が、この発明は、(a)先端に工具を把持する工具把
持機構と、該工具をモーターにより回転させる工
具回転駆動機構と、該工具をモーターにより軸方
向に送る工具送り機構と、該工具送り量調節機構
とを具えた工具支持装置と、(b)前記工具支持装置
を工具の軸方向に移動調節させる第１移動調節機
構と、該軸方向に直交させる方向に強制的に移動
させる移動強制部を有し支脚により軸方向に回転
自在に支持される第２移動調節機構とを具えた移
動調節装置と、(c)前記第２移動調節機構の先端上
部に当接するテーパ面に形成された下面をもち回
転して前記移動調節装置を支脚を中心に回転させ
る回転板と、(d)前記回転板を上方に位置させる軸
に一端を回転自在に軸着し回転板と回転を共にす
るアームにグラインダー支持体を摺動自在に係合
し、このグラインダー支持体にグラインダーを上
下動させる上下動調節部を、そしてアームにはグ
ラインダー支持体を移動させてグラインダーを工
具に接近離反方向に移動させる接離移動調節部を
具えたグラインダー支持装置と、(e)グラインダー
支持装置を前記工具把持機構に把持された工具の
先端部を中心に90度回転させ、同時に前記回転板
を回転させて移動調節機構を回動させる回動駆動
装置とからなり、(f)前記工具の回転・回転方向・
回転速度及び工具の軸方向への送り・送り速度に
あつては、工具を回転させるモーター及び工具を
軸方向へ送るモーターを、工具の刃先及び切刃を
光学センサーで感知して切刃のリード角に従い回
転させて制御するようにした制御手段をもつもの
であるから、工具の研磨を機械的に行うことがで
き、従つてその研磨は専門の技術者よりもはるか
に勝るものであつて、しかも作業時間の短縮が図
れ、更には各動作を自動的に行なわせることがで
きるので研磨作業の能率の向上が図れるといつた
効果がある。

なお、この発明に係る工具研磨装置を用いて素
材（丸棒）を研削して工具を製造することも可能
である。特にスパイラル工具を製造する場合に
は、工具回転駆動機構の回転の制御を求める切刃
のリードに応じてあらかじめ設定しておくように
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す全体斜視
図、第２図は概略平面図、第３図はこの発明の機
構の一部である工具支持装置を示す概略正面図、
第４図は第３図の一部省略右側面図、第５図は工
具支持装置と移動調節装置を示す一部切欠概略正
面図、第６図は移動調節装置の上下方向への回動
を示す説明図、第７図は移動調節装置の一部を示
す断面図、第８図は第７図の動作を示す説明図、
第９図はグラインダー支持装置と回動駆動装置を
示す一部省略斜視図、第１０図は第９図の−
線断面図、第１１図は第９図に示す回動駆動装置
の断面図、第１２図は第９図の正面図、第１３図
は第９図の一部省略拡大平面図、第１４図イ，
ロ，ハは回動駆動装置の構成の一部であるギヤの
動きを示す説明図である。 １…工具支持装置、２…工具把持機構、３…工
具回転駆動機構、４…工具送り機構、５…工具送
り量調節機構、１８…移動調節装置、３９…グラ
インダー、４２…グラインダー支持装置、４５…
グラインダー移動調節機構、５７…回動駆動装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １(a) 先端に工具を把持する工具把持機構と、該
   工具をモーターにより回転させる工具回転駆動
   機構と、該工具をモーターにより軸方向に送る
   工具送り駆動機構と、該工具の送り量調節機構
   とを具えた工具支持装置と、 (b) 前記工具支持装置を工具の軸方向に移動調節
   させる第１移動調節機構と、該軸方向に直交さ
   せる方向に強制的に移動させる移動強制部を有
   し支脚により軸方向に回転自在に支持される第
   ２移動調節機構とを具えた移動調節装置と、 (c) 前記第２移動調節機構の先端上部に当接する
   テーパ面に形成された下面をもち回転して前記
   移動調節装置を支脚を中心に回転させる回転板
   と、 (d) 前記回転板を上方に位置させる軸に一端を回
   転自在に軸着し回転板と回転を共にするアーム
   にグラインダー支持体を摺動自在に係合し、こ
   のグラインダー支持体にグラインダーを上下動
   させる上下動調節部を、そしてアームにはグラ
   インダー支持体を移動させてグラインダーを工
   具に接近離反方向に移動させる接離移動調節部
   を具えたグラインダー支持装置と、 (e) グラインダー支持装置を前記工具把持機構に
   把持された工具の先端部を中心に90度回転さ
   せ、同時に前記回転板を回転させて移動調節機
   構を回動させる回動駆動装置とからなり、 (f) 前記工具の回転・回転方向・回転速度及び工
   具の軸方向への送り・送り速度にあつては、工
   具を回転させるモーター及び工具を軸方向へ送
   るモーターを、工具の刃先及び切刃を光学セン
   サーで感知して切刃のリード角に従い回転させ
   て制御するようにした制御手段をもつ (g) ストレート及びスパイラル工具の研磨装置。