JPS58126051A - 復合回転型の平面研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転テーブル上にチャックした被加工物の上
面を室軸回転砥石によって研削する平面研削盤に関する
ものである。

第１図は従来一般に用いられている回転テーブル式室軸
砥石型の平面研削盤の一例を原理的に示した斜視図であ
る。回転テーブル１の上に複数個（本例においては４個
）のチャック手段２．２が設けられている。説明の便宜
上、上記４個のチャック手段の位置をそれぞれＡ位置、
Ｂ位置、Ｃ位置、及びＤ位置と名付ける。

Ａ位置にあるチャック手段２の上方に室軸型の回転砥石
３が設けられている。

被加工物をチャック手段２．２の上にそれぞれチャック
して回転テーブル１を一定角度（本例においては９０°
）ずつ間欠的に回転させると、被加工物（図示せず）は
順次に砥石３の下方に当たるＡ位置に送りこまれ、支軸
型回転砥石３によって研削される。

第２図は上述の室軸型の回転砥石′ｔ−２個設けた例で
ある。このように構成すると、回転テーブル１を間欠的
に９０°ずつ左回り方向に回転させながら、例えばＤ位
置のチャック手段２に被加工物（図示せず）を取付け、
上記の被加工物がＡ位置に送られたとき回転砥石３ａで
粗研削し、次いでＢ位置に送られたとき回転砥石３ｂで
仕上研削し、仕上げ研削を終えてＣ位置に送られたとき
チャック手段２から被加工物を取外すというように用い
て、多数の被加工物を連続的に平面研削することができ
る。また、第２図に示すように回転テーブル１？矢印Ｅ
、Ｆのごとく水平方向に往復させるように構成し、チャ
ック手段２，２にチャックした被加工物（図示せず）Ｋ
対して回転砥石５ａ、５ｂが相対的に水平直線運動する
ように構成した平面研削盤も実用化されている。

上述のような従来形の平面研削盤においては、チャック
手段を介して回転テーブル１上に取付けた被加工物が砥
石５ａ、　３ｂに摺触して研削を受けている期間中、被
加工物は停止しているか又は直線運動しているだけであ
るから、その研削仕上面に第３図に示すごとくほぼ平行
な目を生じる。以上のような研削機構であるため、欠配
の理由により研削精度が損われている。

（ｉ）　　周知のでとく、研削精度をサブミクロンオー
ダーで論する場合、研削機を構成する部材の極めて僅か
な形状誤差、撓み、熱変形などによって個々の研削機特
有の精度個性が表われる。そして第３図に示したように
ｔｌぼ平行な研削の目を残して方向性を有する研削面を
作り出した場合には上述の精度個性はそのｔま研削誤差
となって研削面に表われる。

（ｉＤ　　前記の研削の目は即ち微細な凹凸であり、こ
のような凹凸が有ることは表面あらさの良くないことを
意味する。

本発明は以上の事情に鑑みて為され、被加工物に２次元
平面内における方向性の無い研削を施すことにより前記
の精度個性を相殺し、かつ、研削砥石の粒度によってお
のずから定まる表面ららさよシも格段に高品質の表面あ
らさに仕上げることのできる平面研削盤を提供しようと
するものである。

本発明の原理は、方向性の無い研削を行なうため、被加
工物から離れた位置にある垂直な軸の回りに該被加工物
を連続的に回転（以下、公転と言う）させ、同時に被加
工物の被加工面を通る垂直な軸若しくは被加工面から直
近の位置にある垂直な軸の回りに該被加工物を回転（以
下、自転と言う）させなから室軸型回転砥石の下方に摺
触しつつその下方を一定の公転周速で通過させることに
より、２次元的にあらゆる方向の研削目が網目状に平均
して交錯する形に研削し得る装置を構成して精度個性を
相殺させ、かつ、研削目の凹凸を平坦化するものである
。

第４図は本発明に係暮平面研削盤の一例を模式的に描い
た原理説明図である。

粗研削用の室軸型回転砥石３ａ及び仕上研削用の室軸型
回転砥石３ｂは第２図に示し九従来形の研削機における
と同様の構成部材である。

４は回転テーブルであって第２図に示した従来形の研削
機における回転テーブル１と類似の構成部材であり、本
発明装置においては後述の如く被加工物に公転を与える
役目を持っている。説明の都合上、以下仁れを大テーブ
ル４と言う。この大テーブル４を矢印Ｇ方向に連続的に
回転せしめる。

上記の大テーブル４０円周に沿って、複数個（本例にお
いては６個）の回転小テーブル５，５・・・を設置する
。

上記の回転小テーブル５．５・・・の上面にそれぞれ被
加工物をチャックする手Ｒ（共に図示せず）を設け、か
つ、上記の回転小テーブル５，５・・・をそれぞれ矢印
Ｈ，Ｈ方向に回転せしめる。

これＫよシ、回転小テーブル５の上面の任意の各点はサ
イクロイドカーブを描いて運動する。

従って、回転小テーブル５の上面にチャックした被加工
物（図示せず）を基準にとって見ると、室軸型の回転砥
石３ｍ、３ｂの軸心Ｉ、Ｊは渦巻状に運動しつつ接近し
、通過してゆき、このとき被加工物の上面を研削する。

第５図は回転砥石の軸心が被加工物に接近する初期にお
いて被加工物表面を研削したときの研削目を模式的に示
した図で、読図を容易にするため、研削目を実際よりも
荒く表わしである。

図の点には回転砥石が接近して被加工物６に接触した最
初の点である。点りは研削を中断した時点において回転
砥石の外周が被研削面に最も入り込んでいた点である。

回転砥石の外周の最前部の点の軌跡は点Ｋから出発し、
大テーブル４の公転によって次第に被研削面の中央に接
近するが、これと同時に回転小テーブル５の自転によっ
て研削目を形成する円弧状の擦痕７の方向が変化してゆ
く。これにより、前記の最前部の点はＫからＬまで矢印
で示した渦巻状の軌跡を描く。

このようにして研削を続け、被加工物が自転及び公転し
つつ回転砥石の下方を通過し終ると、第６図に示すよう
に円弧状の個々の研削目が研削面内であらゆる方向に均
等に細かく交錯して分布している。

例えば、第３図のように回転砥石の軸心が矢印Ｍのごと
く図示の水平方向に被研削面を通過した結果円弧状の研
削目が縦方向に揃っているときに、上記の矢印Ｍの線と
対称に凹形に歪むような精度個性を持っているものと想
定した場合、第６図のように円弧状の研削目が均等に交
錯して密に分布していると精度個性が相殺されるので歪
として表われない。

また、研削目の凹凸が相互に均し合うため表面あらさが
格段に向上する。

第４図に示したように、自転と公転との複合回転を行な
わせる機械装置の具体的な実施例を第７図及び第８図に
示す。

第７図は、発明者らが完成した実用機の断面図であり、
第８図は第７図の中から複合回転の伝動部材のみを抽出
して描いた図である。

第８図において８は装置のペース、４は上記のベースに
対してベアリング９ｔ−介して回転自在に支承した大テ
ーブルである。

上記の大テーブル４にプーリ溝１０ヲ形成し、■ベルト
１１．及び減速機１２ヲ介して公転駆動モータ１６によ
って回転させる。

回転小テーブル５，５を大テーブル４に対して回転自在
に支承し、その上面にチャック手段１４゜１４ヲ設ける
。上記のチャック手段１４は電磁チャック、真空チャッ
クなど任意のものを用いることができる。

１５は自転駆動用のモータである。その回転出力は減速
機１６．■ベルト１７、同心軸１８ヲ介して自転駆動歯
車１９に伝えられ、これに噛合する自転伝動歯車２０　
、２０　’！ｌ−介して自転伝動プーリ２１　、２１　
ｔ−回転させる。上記の自転伝動ブーＩＪ２１，２１は
コグペル）２２．２２及び自転被動プーリ２５　、２５
　ｔ−介して回転小テーブル５，５を自転させる。

本実施例は、以上のようにして連続的に回転する大テー
ブルの上に、被加工物をチャックする手段を備えた複数
個の回転小テーブルを、上記の大テーブルの円周に沿っ
て配列することにより、前記の回転小テーブル上にチャ
ックされた被加工物が回転小テーブルと共に回転しなが
ら大テーブルの回転に伴って室軸回転砥石に摺触しつつ
その下方を通過するように構成しである。

第７図において、大テーブル４、回転小テーブル５、減
速機１２，１６、公転駆動モータ１６、チャック手＃１
１４、自転駆動モータ１５、同心軸１８、自転駆動歯車
１９、自転伝動歯車２０、自転伝動プーリ２１、自転伝
動コグベルト２２、及び自転被動プーリ２３は第８図に
ついて説明した構成部材である。

前記の回転小テーブル５に固着した小テーブル軸５ａと
自転被動プーリ２３との間に電磁クラッチ２４を介装接
続して回転小テーブル５の自転伝動を接の断操作自在な
らしめる。電磁クラッチ用の電線２５はスリップリング
２６ヲ介して引き出し、同心軸１８に形成した中空部１
８ａ　ｔ−通して操作盤（図示せず）に接続する。

本実施例においてはチャック手段１４として電磁チャッ
クを用い、励磁用の電流はスリップリング２７、および
同２８ｔ−介して供給する。

本実施例において、大テーブル４０回転速度は０．２〜
２ｒ、ｐ、ｍ、の範囲内で調整可能であり、回転小テー
ブル５の回転速度は３０〜１５０　ｒ、ｐ、ｚの範囲内
で調整可能である。本発明を実地に適用する場合、本実
施例のごとく自転速度を公転速度よりも大きく（１０倍
以上）することが望ましい。これによシ、ｗ、６図につ
いて説明したように研削の目に関して完全な等方性が得
られる。

（第４図参照）本実施例における室軸回転砥石３ａ　、
　５ｂの径は２０５１１１．回転速度は１９００　ｒ、
　ｐ、ｍ、と３８０Ｏｒ、ｐ、ｍ、　　との２段切換で
ある。また、上下方向の送りはステップモータ（図示せ
ず）で行ない、１ステツプの送り量は０．２５μｍであ
る。

本実施例の平面研削盤？用いる場合、欠配のととく１パ
ス研削若しくは多バス研削のいずれか任意の操作方法が
可能である。

１パス研削を行う際は回転小テーブル５の上面にチャッ
クした被加工物を前述のようにして矢印Ｈ方向に自転さ
せながら矢印Ｇ方向に公転させ、公転によって粗研削用
砥石３ａの下を通過させ、次いでそのまま仕上研削用砥
石３ｂの下を通過させる。

このような操作方法によれば多数の被加工物を順次に流
れ作業で粗研削・仕上研削できるので高能率が得られ、
かつ粗研削終了から仕上研削開始までの間にチャックを
解かないので誤差流入のチャンスが減るという長所もあ
る。ただし、サブミクロンオーダーの精度で研削を行な
うためには２個の立型回転砥石５＊　、　３ｂの送り方
向（上下方向）の位置を超高精度で整合しなければなら
ないという技術的困難がある。この問題の解消について
は後述する。

多パス研削を行なう場合は、最初は仕上研削用の回転砥
石６ｂの送りを後退（上昇）させておき、被加工物をチ
ャックした回転小テーブル５．５ｔ−自転させながら公
転させ、公転によシ粗研削用の回転砥石６ａの下を複数
回繰返して通過させて粗研削する。次に粗研削用の回転
砥石５ａ　’に送り方向に後退（上昇）させ、仕上研削
用の回転砥石５ｂｋ送り方向に前進（下降）させ、被加
工物を自転させながら仕上研削用回転砥石３ｂの下面に
摺触しながら複数回繰返し通過させて仕上研削する。上
述の多パス研削全行なう場合も、当初退避させておいた
仕上研削用の回転砥石３ｂを正しい研削位置まで送り出
さねばならないので、粗、仕上両砥石５ａ、３ｂの送り
方向（上下）の位置交替を超高精度で整合して連動させ
ねばならないという技術的−難がある。

本実施例においては上記の両砥石５ａ　、　Ｓｂの整合
を超高精度で行なうため、両砥石３ａ　、　！ｉｂの送
シ手段（図示せず）を同一ベース（図示せず）に一体的
に固定することによシ両砥石３ａ　、　３ｂ　ｔ−厳密
に一体的に上下方向の送り作動を可能ならしめ、更に個
々の砥石５ａ　、　５ｂ　ｆ上記のベースに対して送り
方向に前後進せしめ得るように構成する。

これにより、両砥石は前記のベース（図示せず）を介し
て一体的に結合され、該ベースを送り方向に前後進せし
めると整合を保ったｔま一体的に前後進する。従って個
々の砥石５ｈ　、　３ｂ　ｆベースに対して微小量だけ
前後進せしめ上記のベースを基準として両砥石の交替使
用を超高精度で行なうことができる。

前記のベースは剛性の大きいスライドベースであっても
良く、若しくは両砥石３ａ、３ｂの電磁駆動送り装置を
電気的に連動せしめて同様の機能を果たせることもでき
る。

本実施例のごとく複数個の研削用回転砥石を設けると前
述の１パス研削若しくは多パス研削のいずれか任意の研
削操作を行って高能率で平面研削をすることができる。

また、本実施例のごとく、前記複数個の研削用回転砥石
を機械的に若しくは電磁操作的に連結して一体的に上下
方向の送シ作動をすること、並びに個別的に上下方向の
送シ作動をすることができるように構成すると、前記複
数個の研削用回転砥石の送り作動を相互に超高精度で整
合せしめ、多数個の被加工物を連続的な流れ作業で平面
研削することができる。

上述のように複数個の回転砥石を連結して一体的に送り
作動せしめる場合、個々の砥石が不均一に減耗すると整
合が狂うので、減耗率の極微小な回転砥石（例えばダイ
ヤモンドグラインダ）を使用することが望ましい。

以上説明したように、本発明は、回転テーブルの上面に
チャックした被加工物の上面を支軸型の回転砥石によっ
て研削する平面研削盤において、連続的に回転する大テ
ーブルの上に、被加工物をチャックする手段を備えた複
数個の回転小テーブルを、前記の大テーブルの円周に沿
って配列し、前記の回転小テーブル上にチャックされた
被加工物が回転小テーブルと共に自転しながら大テーブ
ルの公転に伴って室軸回転砥石に摺触しつつその下方を
連続的に通過するように構成することにより、被加工物
の研削面に２次元的に等方の研削を施して研削ｆ＃度個
性を相殺せしめることができ、かつ、研削砥石の粒度に
よっておのずから定まる表面あらさよりも格段に高品質
の表面めらさに仕上げることができるという優れた実用
的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ従来形の平面研削盤の各−
例の原理を模式的に表わした斜視図、第６図は従来形の
平面研削盤による研削面の模式図、第４図は本発明に係
る複合回転型平面研削盤の一実施例の原理を模式的に表
わした斜視図、第５図及び第６図は上記の実施例による
研削面を示し、第５図は研削初期における研削の目の分
布状態の模式図、第６図は研削終了時における研削の目
の分布状態の模式図である。第７図は本発明に係る複合
回転型の平面研削盤の一実施例の断面図である。第８図
は第７図の内、複合回転の伝動部材を抽出して描いた説
明図である。 ３ａ・・・粗研削用の室軸回転砥石、３ｂ・・・仕上研
削用の室軸回転砥石、４・・・大テーブル、５・・・回
転小テーブル、６・・・被加工物、７・・・円弧状の停
機、８・・・ベース、９・・・プーリ溝、１１，１７・
・・Ｖベルト、１２．１６・・・減速機、１３・・・公
転駆動モータ、１４・・・チャック手段、１５・・・自
転駆動モータ、１８・・・同心軸、１９・・・自転駆動
歯車、２０・・・自転伝動歯車、２１・・・自転伝動プ
ーリ、２２・・・コグベルト、２３・・・自転被動プー
リ、２４・・・電磁クラッチ、２５・・・電磁クラッチ
用の電線、２６，２７゜２８・・・スリップリング。 特許出願人　株式会社東京精機工作所 代理人　弁理士　　秋　　本　　　正　　実第１図 第２図 第３図 ３３ 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　回転テーブルの上面にチャックした被加工物の上
   面全室軸回転砥石によって研削する平面研削盤において
   、連続的に回転する大テーブルの上に、被加工物をチャ
   ックする手段を備えた複数個の回転小テーブルを設置し
   て、前記の回転小テーブル上にチャックされた被加工物
   が回転小テーブルと共に回転しながら大テーブルの回転
   に伴って室軸回転砥石に摺触しつつその下方を通過する
   ように構成したことを特徴とする複合回転型の平面研削
   盤。 ２、前記の回転砥石は、これを複数個設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の複合回転型の平面
   研削盤。 五　前記の複数個の回転砥石は、相互に連結して一体的
   に上下方向の送り作動をさせることができ、かつ、個別
   に上下方向の送り作動をさせることもできる構造である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の複合回
   転型の平面研削盤。