JP2000052245A

JP2000052245A - 砥石ホルダ

Info

Publication number: JP2000052245A
Application number: JP10220760A
Authority: JP
Inventors: Takehisa Iwata; 田武久岩
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1998-08-04
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2000-02-22

Abstract

(57)【要約】【課題】セグメント砥石の各砥石の片減りをなくし、
高精度の平面研削加工を実現できるようにした砥石ホル
ダを提供する。【解決手段】主軸１０の先端部に着脱可能に装着され
るホルダ本体部２２に、セグメント砥石の砥石数と同数
の砥石回転軸３０を円周方向に配列して設け、各砥石回
転軸３０にそれぞれ砥石２８を取り付け、各砥石２８が
公転とともに自転するようにしているので、砥石の片減
りをなくすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面研削盤に使用
される砥石ホルダに係り、特に、複数個の砥石からなる
セグメント砥石を保持し、各砥石に自転機能を持たせる
ようにした平面研削加工用の砥石ホルダに関する。

【０００２】

【従来の技術】平面研削盤で使用される砥石ホルダに
は、１つのホルダ本体にセグメント砥石といわれる複数
個の研削砥石を取り付ける形式のものがあり、従来から
平面加工用の大型砥石ホルダとして利用されている。こ
の種の砥石ホルダでは、セグメント砥石は、ホルダ本体
に一つ一つが配列して固定されている。砥石ホルダを工
作機械の主軸に装着して回転させると、セグメント砥石
は、ホルダ本体と一体的に公転しながらその砥石正面で
ワークを研削するようになっている。

【０００３】工作物の研削加工の精度を向上させるため
には、砥石全体の形状や、砥石表層の切刃の状態を維持
する必要がある。通常は、摩耗によって砥石の形状が変
わった場合は、ツルーシングを行って形状を整え、ま
た、目つぶれや目こぼれが生じた場合は、ドレッシング
を行って砥粒の状態を回復させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
セグメント砥石用の砥石ホルダのように、一つ一つの砥
石がホルダ本体に固定されている構造のものでは、一つ
のセグメントについて、部分によって摩耗の進行の程度
が異なるという問題がある。ホルダ本体の回転中心から
距離が離れるほどその位置での周速が大きくなるので、
一つの一つの砥石についてみれば、ホルダ本体の中心に
近い部分ほど摩耗は少なく、ホルダ本体の外周部に近づ
く部分ほど摩耗量が大きくなり、いわゆる片減りが生じ
る。

【０００５】このような片減りの生じた砥石で研削をす
ると、工作物の平面度が低下するので、前述したように
ツルーイングやドレッシングを行う必要があるが、とり
わけセグメント砥石の場合は、本来的に片減りが発生す
るためにツルーシングの頻度が頻繁となる。しかも、工
作物表面の平面度を高めるためには、セグメントの一つ
一つについて片減りした形状を整えなければならない上
に、セグメント砥石全体としても、均一に工作物表面に
あたるようにツルーイングしなければならず、セグメン
トの数の多いものでは、そのツルーイングの作業は非常
に難しいものになる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、各セグメントの片減りをなく
し、高精度の平面研削加工を実現できるようにした砥石
ホルダを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、複数の砥石からなるセグメント砥石が
取り付けられる平面研削用の砥石ホルダにおいて、主軸
の先端部に着脱可能に装着されるホルダ本体部に、前記
セグメント砥石の砥石数と同数の砥石回転軸を円周方向
に配列して設け、前記各砥石回転軸にそれぞれ砥石を取
り付けたことを特徴とするものである。

【０００８】この発明によれば、研削加工が進行する間
は、各砥石は、公転運動に自転運動をともなうので、研
削ポイントが常時変化し、特定部には大きな周速が偏よ
るというようにことがないので、砥石の片減りをなくす
ことができる。

【０００９】また、本発明による砥石ホルダは、主軸先
端の固定部とホルダ本体部との間に生じる速度差を砥石
自転運動の駆動力に変換して前記各砥石回転軸に伝達す
る自転駆動手段を備えることを特徴とするものである。
この自転駆動手段としては、主軸先端の固定部側に取り
付けられた摩擦リングと、前記各砥石回転軸に取付られ
た摩擦車を組み合わせた摩擦伝動機構や、主軸先端の固
定部側に取り付けられたインターナルリングギアと、前
記各砥石回転軸に取り付けられインターナルリングギア
に噛み合うピニオンギアを組み合わせた歯車伝動機構を
適用することができる。

【００１０】このような自転駆動手段を設けることによ
って、主軸電動機の駆動力を自転回転力として取り出し
て、積極的に自転させることができるので、はるかに自
転速度を大きくできるようになり、砥石の片減りをなく
すことができるのみらなず、研削加工の高能率化を達成
できる。

【００１１】さらに、本発明による砥石ホルダは、各砥
石を強制的に自転させる回転駆動力をホルダ本体の回転
とは独立に発生する自転駆動源と、前記自転駆動源の回
転駆動力を前記各砥石回転軸に伝達する伝動機構を設け
るようにしてもよい。これによれば、主軸の回転速度に
従属しない自転速度を各砥石に与えることができるの
で、研削加工の場合場合で最適な自転速度を設定するこ
とが可能となり、砥石の片減りをなくした上で、さらに
より高精度の研削加工を行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による砥石ホルダの
一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明す
る。

【００１３】第１実施形態図１は、本発明の第１実施形態による砥石ホルダを示
す。１０は、平面研削盤の主軸である。この主軸１０
は、ハウジング１１内に回転自在に設けられている。ハ
ウジング１１の端面から先の部分には主軸ノーズ部１２
が設けられている。

【００１４】２０は、砥石ホルダの全体を示す。この砥
石ホルダ２０は、主軸１０の先端部に着脱可能に取り付
けられるものである。主軸１０の先端からは、テーパ軸
１３が延びており、このテーパ軸１３からはさらに、く
びれ部１４を介して砥石軸１５が一体で連続している。

【００１５】テーパ軸１３には、工具取付具１６が嵌合
するようになっており、砥石ホルダ２０は、この工具取
付具１６を介して主軸１０に装着される。砥石ホルダ２
０のホルダ本体部２２は、第１の円板部２３と軸部２４
と第２の円板部２５との一体構造からなり、これらを貫
通する孔部２６には、主軸１０から延びる砥石軸１５が
挿入される。そして、ホルダ本体部２２の第１円板部２
３と工具取付部１６の間には、くびれ部１４に嵌合する
保持リング２７が介装されており、この保持リング２７
によって、ホルダ本体部２２が工具取付具１６に固定さ
れるようになっている。

【００１６】この実施形態では、砥石ホルダ２０には、
４個のカップ砥石２８を一組としてセグメント砥石を構
成するようになっている。これらの４個のカップ砥石２
８は、砥石軸１５の軸芯に関して対称な位置に第２円板
部１６の円周方向に４つ配列して設けた各砥石回転軸３
０の先端部に取り付けられている。

【００１７】これらの砥石回転軸３０は、それぞれ軸受
ホルダ３２を用いて第２円板部１６に取り付けられてい
る。この場合、軸受ホルダ３２では、外側スリーブ３３
の内側に内側スリーブ３４が設けられ、砥石回転軸３０
は、内側スリーブ３４の内周部に取り付けられたベアリ
ング３５を介して回転自在に支承されている。外側スリ
ーブ３３の上端部には、ばね受３６が取り付けられ、こ
のばね受け３６と内側スリーブ３４との間にはコイルば
ね３７が介装されている。

【００１８】図２に示されるように、ホルダ本体部２２
の第２円板部２５には、軸受ホルダ３２を取り付けるた
めに、半径方向に延びる４つの長孔３８が９０度づつ対
称に形成されている。軸受ホルダ３２は、これらの長孔
３８に遊嵌するとともに、軸受ホルダ３２の外側スリー
ブ３３に形成されている肩部３３ａを介して長孔３８の
長さ方向の開口縁部に沿って摺動できるようになってい
る。したがって、長孔３８に沿って軸受ホルダ３２の位
置を変えることにより、研削加工を行おうとする工作物
に合わせて、砥石回転軸３０の位置、すなわち、カップ
砥石２８の主軸回転中心からの距離を調整することがで
きる。なお、軸受ホルダ３２は、図示しないボルトなど
の締結部材を用いて所定の位置で第２円板部２５に固定
される。

【００１９】次に、以上のように構成される第１実施形
態の作用について説明する。図１において、Ｗが研削加
工対象のワークである。このワークＷの被研削面に対し
て各カップ砥石２８の正面が接触するように主軸１０を
位置決める。このとき、各カップ砥石２８の主軸回転中
心からの距離は、同じになるように調整されている。そ
して、主軸１０を回転させると、各カップ砥石２８は、
主軸１０を中心に公転し、研削加工がはじまる。

【００２０】図３は、各カップ砥石２８が公転している
間に、ワークＷから各カップ砥石２８に作用する自転回
転トルクの働きを模式的に示す図である。一つのカップ
砥石２８についてみると、その部分によって主軸回転中
心からの距離が異なる。例えば、カップ砥石２８の一番
内側の部分（主軸回転中心Ｏからの距離Ｒ1）と一番外
側の部分（主軸回転中心Ｏからの距離Ｒ2）とでは、外
側部分の周速Ｖ2の方が内側部分の周速Ｖ1よりも大き
く、傾向としては外側になるほど周速は大きくなる。各
部分の周速の大きさは、その部分に作用する研削抵抗の
大きさに対応し、研削抵抗は、主軸回転中心Ｏから離れ
るほど大きくなる。このため、カップ砥石２８全体とし
ての研削抵抗は、砥石自転回転中心Ｏ1に関して非対称
の分布となり、研削抵抗のベクトル和は、砥石自転回転
中心Ｏ1を中心に矢印方向に各カップ砥石２８を自転運
動させる自転回転トルクとして働く。

【００２１】各カップ砥石２８は、砥石回転軸３０に取
り付けられているために、主軸回転中心Ｏの回りを公転
しながら自転運動をする。研削加工が進行する間は、カ
ップ砥石２８は、公転運動に自転運動をともなうので、
研削ポイントが常時変化し、特定部には大きな周速が偏
よるというようにことがないので、砥石の片減りをなく
すことができる。

【００２２】第２実施形態次に、第２の実施形態について、図４および図５を参照
しながら説明する。上述した第１実施形態では、自転運
動の回転駆動力をカップ砥石２８に積極的に与える手段
を設けずに、公転運動に伴う研削抵抗の非対称の分布か
ら生じる自転回転トルクによりカップ砥石２８を自転さ
せている。これに対して、この第２実施形態は、主軸１
０とともに回転するホルダ本体２２と、回転しない固定
部である主軸ノーズ部１２との間の速度差をカップ砥石
２８の自転運動の回転駆動力に転換して利用する自転駆
動手段を積極的に設けるようにした実施形態である。

【００２３】図４は、自転駆動手段として、摩擦伝動機
構を適用した実施形態である。回転しない固定部である
主軸ノーズ部１２から垂設されるブラケット４０の先端
部には、摩擦リング４２が固定されている。そして、砥
石回転軸３０には、前記摩擦リング４２に内接する摩擦
車４４を取り付けている。主軸１０とともにホルダ本体
２２が回転すると、固定されている摩擦リング４２に内
接する摩擦車４４の間の速度差は、摩擦車４４を回転さ
せる力に転換される。すなわち、摩擦車４４は、公転し
ながら摩擦リング４２の内周面を転動することで、速度
差を回転トルクに転換して砥石回転軸３０に伝達する。
これにより、主軸電動機の駆動力をカップ砥石２８の自
転回転力として取り出して、積極的に自転させることが
できるので、第１実施形態と比較して、はるかに自転速
度を大きくできるようになるので、砥石の片減りをなく
すことができるのみらなず、研削加工の高能率化を達成
できる。

【００２４】図５は、自転駆動手段として、歯車伝動機
構を適用した実施形態である。摩擦伝動機構と同じよう
にして、固定部である主軸ノーズ部１２から垂設したブ
ラケット４０によってインターナルリングギア４６が固
定されている。そして、砥石回転軸３０には、インター
ナルリングギア４６に内接するビニオンギア４８が取り
付けられている。速度差を砥石自転の駆動力と転換する
作用は、図４の摩擦伝動機構と同様であるが、摩擦伝動
機構では、摩擦車４４の摩擦部分での滑りを防止するた
め摩擦リング４２に押し付ける大きな力が必要であるの
に対して、図５の歯車伝動機構を利用すると滑りがな
く、確実に速度差を自転駆動力で転換して伝達すること
ができる。

【００２５】第３実施形態次に、図６を参照しながら、第３の実施形態について説
明する。この第３の実施形態は、カップ砥石２８を強制
的に自転運動させる回転駆動力をホルダ本体２２の回転
とは独立に発生する駆動源を設けた実施形態である。こ
の駆動源であるモータ５０は、主軸ノーズ部１２に固定
したブラケット４０に取り付けてある。

【００２６】このモータ５０の出力する回転駆動力を各
砥石回転軸３０に伝達する伝動機構としては、歯車伝動
機構が設けられている。すなわち、モータ５０の駆動軸
には歯車５２が取り付けられている。この歯車５２に外
接して噛み合うリングギア５４には、一体的かつ同軸に
インターナルリングギア５６が連結されており、このイ
ンターナルリングギア５６に内接するピニオンギア５８
が各砥石回転軸３０に取り付けられている。

【００２７】この第３実施形態によれば、独立の自転駆
動源を設けることによって、主軸の回転速度に従属しな
い自転速度を各カップ砥石２８に与えることができるの
で、研削加工の場合場合で最適な自転速度を設定するこ
とが可能となり、砥石の片減りをなくした上で、さらに
より高精度の研削加工を行うことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、セグメント砥石を構成する各砥石が公転とと
もに自転するようにしているので、砥石の片減りをなく
し、高精度の平面研削加工を実現できる。また、砥石自
転運動の駆動手段や、主軸の回転速度に従属せずに独立
して砥石自転駆動力を発生する駆動源を設けることによ
り、高精度を確保しつつ効率の高い研削加工を実現する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による砥石ホルダの第１実施形態を示す
断面図。

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ矢視断面図。

【図３】研削加工中に各砥石に働く自転回転力の作用を
説明する図。

【図４】本発明による砥石ホルダにおいて自転駆動手段
として摩擦伝動機構を備えた第２実施形態を示す断面
図。

【図５】本発明による砥石ホルダにおいて自転駆動手段
として歯車伝動機構を備えた第２実施形態を示す断面
図。

【図６】本発明による本発明による砥石ホルダの第３実
施形態を示す断面図。

【符号の説明】

１０主軸１２主軸ノーズ部１３テーパ軸１５砥石軸２０砥石ホルダ２２ホルダ本体部２８カップ砥石３０砥石回転軸３２軸受ホルダ３５ベアリング３８長孔４２摩擦リング４４摩擦車４６インターナルリングギア４８ビニオンギア５０モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の砥石からなるセグメント砥石が取り
付けられる平面研削用の砥石ホルダにおいて、主軸の先端部に着脱可能に装着されるホルダ本体部に、
前記セグメント砥石の砥石数と同数の砥石回転軸を円周
方向に配列して設け、前記各砥石回転軸にそれぞれ砥石
を取り付けたことを特徴とする砥石ホルダ。
【請求項２】前記主軸先端の固定部とホルダ本体部との
間に生じる速度差を砥石自転運動の駆動力に変換して前
記各砥石回転軸に伝達する自転駆動手段を備えることを
特徴とする請求項１に記載の砥石ホルダ。
【請求項３】前記自転駆動手段は、前記主軸先端の固定
部側に取り付けられた摩擦リングと、前記各砥石回転軸
に取付られた摩擦車を組み合わせた摩擦伝動機構からな
ることを特徴とする請求項２に記載の砥石ホルダ。
【請求項４】前記自転駆動手段は、前記主軸先端の固定
部側に取り付けられたインターナルリングギアと、前記
各砥石回転軸に取り付けられインターナルリングギアに
噛み合うピニオンギアを組み合わせた歯車伝動機構から
なることを特徴とする請求項２に記載の砥石ホルダ。
【請求項５】各砥石を強制的に自転させる回転駆動力を
ホルダ本体の回転とは独立に発生する自転駆動源と、前
記自転駆動源の回転駆動力を前記各砥石回転軸に伝達す
る伝動機構を有することを特徴とする請求項１に記載の
砥石ホルダ。
【請求項６】前記各砥石回転軸についてホルダ本体部半
径方向の位置を調整する位置調整手段を備えることを特
徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の砥石ホ
ルダ。