JPH0642054U - ワーク搬送用キャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラスチック製のワーク搬送用キャリアのも
つメリットを生かしつつ、ワーク保持穴の内周面の損傷
を防いで寿命を長くし、効率よく高精度の研削仕上げを
行う。 【構成】 プラスチック製のワーク搬送用キャリア１の
ワーク保持穴７を、鉄製リング状のワーク保持体３を嵌
着することで形成した。これにより、ワーク保持穴７の
内周面（ワークとの接触面）６の損傷が減る。ほぼ全体
がプラスチック製のため、砥石の損傷が小さい。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、平面の研削、研磨工程などでワークを搬送するために使用され、ワ ークを保持するワーク保持穴を備えて板状に形成されてなるワーク搬送用キャリ ア（以下、単にキャリアともいう）に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、両頭研削盤等による平面研削においては、図３に示すように、ワーク（ 工作物）Ｗは、回転する上下の砥石の周縁寄りの側面Ｔ１，Ｔ２で圧接下、その 間をキャリアＣの回転によって搬送されながら研削される。このキャリアＣは、 薄板の円盤（板）状に形成され、外周寄りの所定円周（図示しない）上に、所定 の角度間隔で、ワークＷの輪郭に合わせて貫設されたワーク保持穴（「保持穴」 又は「穴」ともいう）Ｈ，Ｈを備えたものであり、ワークの搬送は、ワークＷを その穴Ｈ内に適宜の隙間で遊嵌状態で保持し、その下で、キャリアＣを所定の周 速で回転（又は揺動）させることで行われる（図４参照）。なお、図中、Ｂは、 キャリア（及びワークＷ）Ｃを載置状に支持するテーブルであって、平面視、砥 石との重なり部位が円弧状に切欠かれた一部切欠円形を呈しており、下の砥石Ｔ ２の周縁に対して、上面レベルを少し上にし、かつ僅かの隙間をもって隣接して 配置されている。

【０００３】 ところで、従来のこの種のキャリアは、単なる鉄板製か、或いは、プラスチッ ク（ＦＲＰ、ベークライト又はナイロンなど）製の、いわば単一材料より形成さ れている。一方で、キャリアＣの板厚（厚さ）は、ワークＷの仕上げ（設定）厚 さよりも必然的に薄くしなければならず、したがって、ワークＷが薄くなるにつ れて、キャリアＣも薄くなり、ワークの面積ないし直径が大きく、しかも、セラ ミックなどの硬質材のような場合には、次のような問題があった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 すなわち、ワークＷの研削は、回転する砥石Ｔ１，Ｔ２を強く押付けて行うか ら、ワークＷにはその仕上げ面に沿い、研削方向（砥石の回転方向）に大きな力 （研削負荷）を受ける。その上に、こうした負荷状態の下でキャリアＣを回転さ せるために、キャリアのワーク保持穴Ｈの内周面（ワークとの接触面）、すなわ ち板厚部位には、大きな力が変化しながら連続的、衝撃的に作用する。このため に、その穴の内周面は、研削につれて摩耗により大きくなってしまったり、変形 し、ついには適正にワークを保持し得ないなどの損傷を来してしまい、短期間で 使用できなくなってしまうといった問題があった。

【０００５】 こうした問題は、上記したように、ワークＷが薄くなるほどキャリアＣが薄っ ぺらとなり、保持穴Ｈの内周面が受ける単位面積当りの外力が大きくなり、重大 である。とくに、円板形状の薄肉物で研削面積が大きく、しかもセラミックのよ うに研削抵抗の大きいワークにあっては、ワークが切削時に保持穴内で回転し、 しかも変化する切削抵抗により激しく振動を起こすために損傷が大きく、極めて 短期間で寿命となり、これが製造コストの上昇の一因ともなっていた。

【０００６】 具体的には、プラスチック製キャリアで、セラミック（板）製ワークの上下面 を研削した場合には、次のようである。 プラスチック製キャリアは、材質が相対的に軟らかいから、砥石との干渉（接 触）があっても、その形状の損傷は殆どなく、またＦＲＰ製のものにあっては弾 性が高く、復元性に優れるので研削時における振動（ガタツキ）にも強いといっ たメリットがある。 その反面、ワークとの接触部、つまり保持穴の内周面の硬度が低く、耐摩耗性 が小さいことから摩耗が激しく、したがって、短期間でその穴径（ワークとの隙 間）が大きくなり、研削工程中のワークの振動が大きくなってしまうため、ワー クの保持、搬送を適正に行うことができず、仕上げ面精度の低下を招いていると いった問題があった。このように、プラスチック製のキャリアは、保持穴の内周 面の摩耗、損傷が生じ易く、この面で寿命が短いといった問題があった。

【０００７】 一方、鉄板（ＳＳ４１など）製に代表される金属製のキャリアの場合には、プ ラスチック製のものと比較すると、耐摩耗性には優れるものの、復元性が小さい 。したがって薄い板厚（とくに２ｍｍ以下）となると、研削時に発生する振動や 疲労などに起因し、保持穴の内周面にかかる偏荷重により、その内周の広い範囲 にわたり曲りなどの変形（永久歪）を起こし易い。したがって、ワークの保持、 搬送を支障なく行うことができず、研削精度の低下を招きやすいといった問題が あった。さらに、キャリアが砥石と接触すると、プラスチック製のものに比べて 砥石の形状のくずれが大きく、砥石の寿命を低下させ、これがワークの寸法精度 の低下の要因ともなっていた。

【０００８】 本考案は、上記した従来のワーク搬送用キャリアのもつ問題点に鑑み、従来の その構成素材の持つ特長を生かしつつ、長寿命で、効率よく高精度の研削仕上げ のできるキャリアを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本考案は、平面研削工程などでワークを搬送する ために使用され、ワークを保持するワーク保持穴を備えてほぼ全体がプラスチッ ク製で板状に形成されてなるワーク搬送用キャリアであって、前記ワーク保持穴 を、ワークとの接触面が金属、セラミック、超硬合金又はサーメットからなるワ ーク保持体を設けることで形成してなるものである。

【００１０】

【作用】

上記の構成により、本考案に係るキャリアは、全体的にはプラスチック製のも のとほぼ同様であるから、ワークの研削、搬送工程において、接触による砥石へ の損傷が小さいなど、プラスチック製キャリアのもつメリットがある。 その上に、ワーク保持穴を、金属、セラミック、超硬合金又はサーメット製の ワーク保持体を設けることで形成したので、研削、搬送工程において、保持穴の 内周面が、摩耗などで損傷することが有効に防止され、キャリアの寿命が延びる 。したがって、ワーク保持穴のワーク保持、搬送性能が安定するから、その分、 効率よく高精度の研削仕上げができ、研削コストの低減も期待される。とりわけ 、薄物で研削面積の大きいワークには好適といえる。

【００１１】

【実施例】

本考案のキャリアを具体化した一実施例について、図１及び図２を参照して詳 細に説明する。 図中１は、本例のワーク搬送用キャリアであって、キャリア本体１ａは、ＦＲ Ｐ（ガラス繊維強化プラスチック）製で、薄い円板状に形成されており、中央に は、図示しない研削機の搬送用回転（又は揺動）駆動軸への取付け穴２が貫設さ れている。因みに、本例キャリアは、外径が８００ｍｍで、厚さが１．５ｍｍで ある。そして、キャリア本体１ａには、所定の仮想円周上を中心として、適数の 次記するワーク保持体３配設用の円穴４が、レーザー加工などの加工手段により 、平面に対して高精度の直角をもって貫設されている。ただし、本例では、１２ ０度の角度間隔の仮想半径線を挟んで、所定のピッチで２箇所、合計６か所設け られている。

【００１２】 一方、各円穴４に対しては、円環状に形成された鉄製のリング（内径３１ｍｍ ，外径４１ｍｍ，厚さ１．５ｍｍ）からなるワーク保持体３，３が嵌着され、本 例では、エポキシ樹脂接着剤を介して接着され、キャリア本体１ａに一体化され ている。なお、本例では、各ワーク保持体３，３の外周に適宜の円弧状凹部５， ５が形成されて回り止めとされ、嵌着強度の向上が図られている。こうして、鉄 製でリング状のワーク保持体３，３の内周面（ワークとの接触面）６，６をもっ て、ワーク保持穴７，７が形成されているために、全体としてはプラスチック製 のもののメリットがそのまま生かされつつ、ワーク保持穴の内周面６，６の損傷 を小さく押さえることができる。

【００１３】 さて、上記実施例について、次のようにしてその具体的効果を確認してみた。 すなわち、直径３０ｍｍで、厚さ２ｍｍのセラミック（Ｓｉ3 Ｎ4 ）製の薄円板 ワークＷを、両頭研削盤により、１．７ｍｍの厚さまで両面同時研削により仕上 げた場合のキャリアの寿命について、キャリア全体が本例キャリア本体と同ＦＲ Ｐからなる従来の全ＦＲＰ製キャリア（ワーク保持穴の内径及び厚さは同じ）を 使用した場合、及び全鉄板（ＳＳ４１）製キャリアを使用した場合とで、加工（ 研削）個数と、ワーク保持穴の径の変化の大きさの違いなどについて調べた。た だし、両頭研削盤の砥石径は５００ｍｍ，砥石はレジボンドのダイヤモンド砥石 （＃２００）で、回転数は１０００ｒｐｍとした。また、キャリアは、６０ｒｐ ｍで、一定の角度範囲で数回揺動させて研削した後、１２０度回転して送り、以 後同様に、２個づつワークを研削した。結果は、表１のようである。

【００１４】

【表１】 この表より明らかなように、本例のキャリア１（表１中の例１）においては、 １００００個のワークを仕上げた後も、ワーク保持穴７の内径の変化は約１ｍｍ で止まり、しかも、その内周縁の変形も生じることがなかった。 これに対して、従来の全ＦＲＰ製キャリアは、５００個で、ワーク保持穴が長 径で１５ｍｍ拡径してしまい（原寸法の約１．５倍の約４５ｍｍ）、以後は、保 持穴内におけるワークの振動が大きくなりすぎて保持、搬送がうまくいかず、そ の結果、研削精度が維持できなくなり研削不可能となってしまった。

【００１５】 また、全鉄板キャリアにおいては、穴径の拡径は小さいものの、わずか３００ 個を超えたところで、大きな振動が出始め、その後約３５０個のところでチェッ クしたところ、穴内周縁とその周辺部にめくれ状の変形（曲り）が発生しており 、ワークを適正に保持できなくなって、使用不能（寿命）の状態にあることが確 認された。

【００１６】 なお、キャリア本体１ａは前例と同じもので、ワーク保持体のみを、前例（例 １）の鉄製のものに代え、例２：セラミック（ＺｒＯ2 ）製、例３：超硬合金製 （ＪＩＳＫ１０）、及び、例４：窒化チタン系サーメット製（ＴｉＮ９０重量％ で、残部がＮｉとＭｏからなるＴｉＮ系サーメット）として、前同様にエポキシ 樹脂で接着したものについても同様の試験をしたところ、結果は同表中に、それ ぞれ（例２、例３、例４）として示した通りである。すなわち、例２、例３、例 ４のいずれの場合においても、試料１００００個を仕上げた後も、ワーク保持穴 の径の変化は殆どなく、その穴内周縁の変形も生じることがなかった。しかも、 これらのものにおいては、穴径の変化もワーク保持体が鉄製の例１のものよりも 一層小さく押さえることができた。 こうした試験からも実証される通り、本考案のキャリアは、従来の全ＦＲＰ製 や全鉄板製のものと比較すると、格段と寿命が延びていることがわかる。

【００１７】 上記実施例では、ワーク保持体を円環状のものとして、ワーク保持穴における 内周面（ワークとの接触面）の全面を素材表面としたが、金属母材上に炭化物、 窒化物、硼化物、酸化物等の硬質物質をコーティングした保持体も使用できる。 またＦｅ系材料を使用する場合には、硬度の高いもの程好ましい。またワーク保 持体を無端のリング状のもので形成したが、例えば、Ｃ字形の様に有端のリング 状のものとすることも可能である。さらに、ワーク保持体の内周面を平面視した 形状はワークの輪郭などに応じて適宜の形状にすればよいし、外側（ワーク保持 体の外側輪郭形状）についても同様である。例えば、ワークが円板形のとき、内 側を円形とする一方、外側形状を四角とすることも可能である。 また、キャリアのほぼ全体を構成するプラスチックの材質は、ＦＲＰに限定さ れるものではない。 さらに、ワーク保持体を構成する金属やセラミックなどの材質については、ワ ークの材質や大きさ或いは形状との関係、さらには耐摩耗性や強度などにより、 適宜のものにすればよいが、好ましくは次ぎのようである。すなわち、金属の場 合には、Ｆｅ系材料であり、セラミックの場合には、酸化ジルコニウム、酸化ア ルミニウム、炭化珪素又は窒化けい素を主体とする材料が好ましい。そしてサー メットの場合には、窒化チタン又は炭化チタンを主体とする材料が好ましい。

【００１８】 なお、キャリアの平面形状は通常は円形であるが、当然のことながらこれのみ に限定されるものではないし、設けられるワーク保持体の配置についても、適宜 に設定すればよい。また、上記の実施例では、上下両面研削する場合で説明した が、本考案に係るキャリアは、片面のみ研削する場合にも適用でき、同様の効果 を得ることができる。さらに、本考案のキャリアの適用範囲は、研削のみに限定 されるものではなく、研磨などの類似の加工にも適用できるし、種々の研削機械 やワークに使用し得る。

【００１９】

【効果】

以上の説明から明らかなように、本考案のワーク搬送用キャリアにおいては、 次のような効果がある。すなわち、本考案に係るキャリアは、全体的にはプラス チック製のものとほぼ同様であるから、ワークの研削、搬送工程において、接触 による砥石への損傷を小さくするなど、プラスチック製キャリアのもつメリット が生かされている上、ワーク保持穴を金属、セラミック、超硬合金又はサーメッ トからなるワーク保持体を設けることで形成したものであるから、ワーク保持穴 の内周面が損傷し難くなり、キャリアとしての寿命の延長に有効である。つまり 、ワーク保持穴のワーク保持、搬送性能が長期に亘って安定するから、その分、 効率よく高精度の研削仕上げができ、研削コストの低減も期待される。とりわけ 、研削面積が大きく研削抵抗の大きいワークであって、薄いものほどその効果は 著しく、いわゆる薄物の研削や研磨に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のワーク搬送用キャリアを具体化した一
実施例の平面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線矢視、部分拡大断面図で
ある。

【図３】従来の両頭研削盤による平面研削工程におい
て、ワーク搬送用キャリアでワークを搬送している状態
を説明する部分縦断正面図である。

【図４】従来の両頭研削盤による平面研削工程におい
て、ワーク搬送用キャリアでワークを搬送している状態
を説明する平面概念図である。

【符号の説明】

１ ワーク搬送用キャリア本体 １ａ キャリア本体 ３ ワーク保持体 ６ ワークとの接触面 ７ ワーク保持穴 Ｗ ワーク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面研削工程などでワークを搬送するた
   めに使用され、ワークを保持するワーク保持穴を備えて
   ほぼ全体がプラスチック製で板状に形成されてなるワー
   ク搬送用キャリアであって、前記ワーク保持穴を、ワー
   クとの接触面が金属、セラミック、超硬合金又はサーメ
   ットからなるワーク保持体を設けることで形成してなる
   ことを特徴とするワーク搬送用キャリア。