JP2000225551A - ２軸倣い研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの内、外表面が正確な円筒面でない場
合において、砥石の略全域がワークと接触し、均一な研
削がなされ、効率的に研削することができる２軸倣い研
削装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 ワークＷの長手方向に移動する移動台７
に４節平行リンクを介してプレート１１を設け、砥石１
９付きのスピンドル１７を有する研削ヘッド１５を装着
した回動プレート１４をプレート１１に枢着し、回動プ
レート１４を回動前の中立位置に付勢する研削ヘッド１
５の軸心倣い機構と、研削ヘッド１５の砥石１９をワー
クの外面に接触する方向に付勢する研削ヘッド１５の位
置倣い機構を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転するワークの
内面あるいは外面を内面形状、外面形状に倣って研削す
る２軸倣い研削装置に関し、特に、ワークの内面あるい
は外面に突出しているバリ等などを除去するのに好適な
２軸倣い研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】管などの円筒物を押出成形または射出成
形すると、その成形物の内外表面に、いわゆるバリが発
生する。また、含浸処理を施したセラミックス、例えば
シリコン含浸炭化珪素の場合、チューブ形状のワークに
表面に含浸材であるシリコンの吹き出し等による突起状
のバリが発生する。製品化のためには、これらのバリを
除去しなければならず、従来、先端部に研削用砥石を取
り付けた小型のハンドグラインダを用いて、チューブ形
状のワークに表面に生じたバリを研削除去していた。

【０００３】しかし、ハンドグラインダを使用した手作
業の研削作業では、誤ってバリ以外のワークの表面を削
ってしまったり、あるいはまた、バリを完全に除去する
ことができないために、バリが残存してしまうという技
術的課題があった。また、作業の熟練度により研削作業
の仕上がりが異なるという課題、また作業時間にばらつ
きが生じるという課題、更に手作業のため作業者の疲労
度が大きく、非能率であるという課題があった。

【０００４】このような手作業による研磨作業の課題を
解消するために、本願出願人は先に特開平９−２８５９
６０号公報記載された発明を提案している。この従来の
研削装置の概略を図６に示すと共にその図に基づいて説
明する。図６に示された前記研削装置は、円柱状は円筒
状のワークＷの内面あるいは外面を仕上げる研削装置で
あり、またワークＷは図示しない軸心を水平にして回転
可能に作業台等に載置されている。また、ワークＷの軸
心と平行（上下方向）に移動する移動台Ｃに、研削ヘッ
ドＨが装着され、研削ヘッドＨのスピンドルＳの先端に
円盤形状の砥石Ｇが取付られている。このように構成さ
れた従来の研削装置において、スピンドルＳによって砥
石Ｇを回転させながら、移動台を移動させることによっ
て、ワークＷの内面あるいは外面を研削し、バリを除去
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
研削装置を用いて、例えば回転する円筒状のワークＷの
表面を研削する場合、砥石ＧがワークＷに対して垂直な
状態に置かれ、研削がなされると、砥石の略全域（図６
のβ範囲）がワークＷと接触し、均一な研削がなされ
る。しかし、ワークＷの表面に傾き、うねりがあり、砥
石ＧがワークＷに対して垂直な状態に置かれない場合に
は、砥石Ｇの一部（図中、左端部）がワークＷと接触
し、研削がなされる。即ち、図６に示すようにワークＷ
の被研削面が砥石Ｇに対して傾斜角度αを有する場合に
は、砥石の一部（γの範囲）がワークＷと接触し、研削
がなされる。

【０００６】このように、ワークＷの表面に傾き、うね
りがあると、砥石の一部がワークＷと接触し、研削がな
されるため、接触幅が小さくなって研削能率が低下する
という技術的課題があった。また砥石Ｇの端部がワーク
Ｗと当接するため、切り込み量が大きくなって過大な負
荷が砥石に加わり、砥石Ｇが破損する虞れがあった。更
には、砥石Ｇの端部がワークＷと当接するため、砥石Ｇ
の端部が極端に摩耗し、いわゆる砥石Ｇが片減りすると
いう技術的課題があった。

【０００７】本発明はかかる課題を解決することを目的
とし、ワークの内、外表面が正確な円筒面でない場合に
おいて、砥石の略全域がワークと接触し、均一な研削が
なされ、効率的に研削することができる２軸倣い研削装
置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明にかかる２軸倣い研削装置は、前記ワ
ークの軸心と平行に移動する移動台と、前記移動台に装
着され前記ワークの内面あるいは外面を研削する研削ヘ
ッドとを備えた研削装置において、前記移動台に固定さ
れたブラケットに２本のアームを枢着し、前記アームの
先端にプレートを枢着して４節平行リンクを構成し、前
記４節平行リンクによって、前記研削ヘッドの砥石をワ
ークの内面あるいは外面に接触する方向に付勢する研削
ヘッドの位置倣い機構と、前記プレートに、研削ヘッド
を備えた回動プレートを回動可能に枢着すると共に、前
記回動プレートを回動前の中立位置に付勢する研削ヘッ
ドの軸心倣い機構とを設けたことを特徴としている。

【０００９】この構成により、研削ヘッドはワークの内
表面、外表面に対して、４節平行リンクが作動してワー
クの内表面、外表面に倣って変位する。また、ワークの
内面、外面が傾斜面であっても、回動プレートは回動
し、その傾斜面に倣って所定角度位置に回動するため、
砥石の研削面の角度は傾斜面に一致するように修正され
る。

【００１０】このように、本発明は研削ヘッドの位置倣
い機構と軸心倣い機構とが設けられているため、ワーク
の内、外面に傾き、うねりがあり、ワークの内、外面が
正確な円筒面でない場合等においても、砥石の略全域が
ワークと接触し、均一な研削がなされ、効率的に研削す
ることができる。また砥石の全体がワークと当たるた
め、切り込み量が大きくなって過大な負荷が砥石に加わ
り、砥石が破損するという虞れもない。更には、砥石の
端部が極端に摩耗するという、いわゆる砥石の片減りも
防止される。

【００１１】ここで、前記研削ヘッドの軸心倣い機構
は、回動プレートの回動量を規制する一対のストッパを
プレートに設け、前記ストッパとプレートとの間に弾性
体を設けることが望ましい。この構成により、回動した
回動プレートを初期の状態に復帰させることができ、ワ
ークの内外面の傾斜に円滑、確実に倣うことができる。
特に、前記弾性体がバネ定数の高いゴムからなる場合に
は、突起物（バリ）のような急激な（大きな）傾きの場
合には、回動プレートが追従することはない。一方、緩
やかな（小さな）傾きの場合には回動プレートは追従
し、研削ヘッドは前記斜面を倣うようになされる。

【００１２】また、前記研削ヘッドの位置倣い機構は、
前記４節平行リンクに、前記研削ヘッド側の自重によっ
て生じる回転モーメントを打ち消す方向に作用するバラ
ンスウエイトを設け、前記バランスウエイトの回転モー
メントと前記研削ヘッド側の回転モーメントの差によ
り、前記研削ヘッドがワークの内面または外面に接触す
る方向に付勢されることが望ましい。この構成により、
研削ヘッドはワークの外面に常に一定の接触圧で接触す
ることができ、砥石は無理な荷重のかからない適正な研
削圧に保持される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施形態を図面を参
照しながら説明する。図１は本発明に係る２軸倣い研削
ヘッドの斜視図、図２は２軸倣い研削ヘッドの側面図、
図３は２軸倣い研削ヘッドの正面図、図４は２軸倣い研
削装置の斜視図、図５は研削ヘッドの軸心倣いを説明す
る正面図である。図４に示すようにワークＷは円筒状に
形成され、その外表面の複数箇所にはランダムに突出す
るバリ（図示せず）が発生している。

【００１４】このワークＷを研削する２軸倣い研削装置
は、ベッド１の一端に、ワークＷをチャッキングするチ
ャック２を回転する回転駆動部３が設けられ、ベッド１
の上面にはチャッキングされたワークＷの他端側を回転
可能に支承する回転ローラ４が設けられる。ベッド１の
一側に起立壁５が立設され、起立壁５の上端面には、チ
ャッキングされたワークＷの軸心と平行な移動ガイド６
が設けられ、移動ガイド６には移動台７が移動可能に設
けられる。

【００１５】図１、図２に示すように、移動台７の上方
に装着されたブラケット８の立上り部８ａの２か所に第
１アーム９の中間部および第２アーム１０の後端部を枢
着する枢着点９ａおよび枢着点１０ａが設けられ、第１
アーム９および第２アーム１０の先端部にそれぞれプレ
ート１１に枢着される枢着点９ｂおよび１０ｂ枢着点が
設けられる。前記枢着点９ａから枢着点１０ａまでの長
さは、枢着点９ｂから枢着点１０ｂまでの長さに等し
く、枢着点９ａから枢着点９ｂまでの長さは、枢着点１
０ａから枢着点１０ｂまでの長さに等しい。

【００１６】従って、ブラケット８の立上り部８ａ、第
１アーム９、第２アーム１０およびプレート１１によっ
て４節平行リンクが形成されるので、第１アーム９と第
２アーム１０は常に平行を保持した状態で回動し、プレ
ート１１の向きは常にブラケット８の立上り部８ａと平
行に運動する。

【００１７】前記プレート１１の前面には、ほぼ中央に
支軸１２が立設され、支軸１２の両側にストッパ１３が
突設される。そして、支軸１２には、回動プレート１４
が回動可能に枢着され、回動プレート１４の前面に研削
ヘッド１５が装着される。研削ヘッド１５は、回動プレ
ート１４に装着される筒状のケース１６と、先端部に砥
石１９が着脱自在に装着されたスピンドル１７と、前記
スピンドル１７に回転駆動を与えるモータ１８とにより
構成されている。したがって、砥石１９はプレ−ト１１
に平行に装着されるため、前記砥石１９は４節平行リン
クによって、ブラケット８の立上り部８ａと平行に上下
動する。また、回動プレート１４がプレ−ト１１に対し
て回動するため、砥石１９は被研削面に倣って所定角度
位置に回動する。その結果、砥石１９の研削面の角度は
被研削面（傾斜面）に一致するように修正される。

【００１８】また、回動プレート１４の両側面から突出
する回動量規制片１４ａと両ストッパ１３との間にゴム
等よりなる弾性体２０が設けられている。従って、回動
プレート１４は支軸１２を支点として所定量だけ回動可
能であるが、回動プレート１４が回動すると弾性体２０
が弾性圧縮されるので、圧縮された弾性体２０に弾性復
帰力が働き、回動プレート１４は回動前の中立位置に復
帰しようとする（図３参照）。以上により、回動プレー
ト１４上の研削ヘッド１５の軸心を常に回動前の中立位
置に付勢する軸心倣い機構が構成される。

【００１９】特に、前記弾性体２０がバネ定数の高いゴ
ムからなる場合には、突起物（バリ）のような急激な
（大きな）傾きに弾性体２０は変形できず、回動プレー
ト１４は回動、即ちその傾きに追従することはなく、前
記突起物を研削する。一方、緩やかな（小さな）傾きの
場合は、弾性体２０は変形し、回動プレートは回動、即
ちその傾きに追従し、研削ヘッドは前記被研削面を倣う
ようになされる。

【００２０】図２に示すように、第１アーム９の後端部
は枢着点９ａより後方に延び、その後端縁にバランサ２
１を垂設する。バランサ２１は、枢着点９ａより後方の
自重を増加して、枢着点９ａより前方の自重モーメント
と、枢着点９ａより後方の自重モーメントとのバランス
を図るものであるが、枢着点９ａより前方の自重モーメ
ントの方が僅かに大きくなるように設定してある。以上
により、スピンドル１７の下端に固着された砥石１９の
下面が、ワークＷの表面に接触する方向に付勢される研
削ヘッドの位置倣い機構が構成される。

【００２１】次に、以上のように構成された２軸倣い研
削装置によるワークＷの研削方法を説明する。ここで
は、図４に示すように、外面が円筒状に形成されたワー
クＷにおいて、外表面の複数箇所にバリがランダムに突
出している場合の研削について説明する。

【００２２】砥石１９がワークＷに当たらないように研
削ヘッド１５を退避させた状態で、ワークＷの一端をチ
ャック２でつかみ、他端側は回転ローラ４で支持し、回
転駆動部３によりチャック２を回転すると、ワークＷが
回転ローラ４上を回転する。そして、モータ１８を駆動
してスピンドル１７を回転し、移動台７を移動ガイド６
に沿って移動し、砥石１９をバリに当てると、砥石１９
はバリの高さに倣いながら所定の接触圧で研削する。バ
ランサ２１の重量を変えることにより砥石１９の接触圧
を選定することができる。

【００２３】ワークＷの全外面を研削する場合には、移
動台７を移動させながら砥石１９をワークＷの外面に当
てる。ワークＷの外面に、長手方向に僅かな傾斜角αが
ある場合には、図５に示すように、ワークＷの外面に倣
ってスピンドル１７が傾動するので、砥石１９の接触面
の幅が大きくなり、研削能率が向上する。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上述べたように研削ヘッドの
軸心倣い機構と位置倣い機構を備えているため、ワーク
の内、外面が正確な円筒内面、円筒面でない場合におい
ても、砥石の略全域がワークと接触し、均一な研削がな
され、効率的に研削することができる。また、砥石の略
全体がワークと当たるため、切り込み量が大きくなって
過大な負荷が砥石に加わり、砥石が破壊するという虞れ
もない。更には、砥石の端部が極端に摩耗し、いわゆる
砥石の片減りが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る２軸倣い研削ヘッドの斜
視図である。

【図２】図２は、本発明に係る２軸倣い研削ヘッドの側
面図である。

【図３】図３は、本発明に係る２軸倣い研削ヘッドの正
面図である。

【図４】図４は、本発明の２軸倣い研削装置の斜視図で
ある。

【図５】図５研削ヘッドの軸心倣いを説明する正面図で
ある。

【図６】図６は、従来の研削ヘッドの問題点を説明する
正面図である。

【符号の説明】

Ｗ ワーク ３ 回転駆動部 ６ 移動ガイド ７ 移動台 ８ ブラケット ８ａ 立上り部 ９ 第１アーム １０ 第２アーム １１ プレート １２ 支軸 １３ ストッパ １４ 回動プレート １５ 研削ヘッド １７ スピンドル １９ 砥石 ２０ 弾性体 ２１ バランサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C034 AA01 BB12 BB13 BB14 BB21 BB32 BB37 BB71 CB01 DD08 3C049 AA03 AA11 AA13 AB06 BA12 CA05 CB01 CB03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前記ワークの軸心と平行に移動する移動
   台と、前記移動台に装着され前記ワークの内面あるいは
   外面を研削する研削ヘッドとを備えた研削装置におい
   て、 前記移動台に固定されたブラケットに２本のアームを枢
   着し、前記アームの先端にプレートを枢着して４節平行
   リンクを構成し、前記４節平行リンクによって、前記研
   削ヘッドの砥石をワークの内面あるいは外面に接触する
   方向に付勢する研削ヘッドの位置倣い機構と、 前記プレートに、研削ヘッドを備えた回動プレートを回
   動可能に枢着すると共に、前記回動プレートを回動前の
   中立位置に付勢する研削ヘッドの軸心倣い機構とを設け
   たことを特徴とする２軸倣い研削装置。
2. 【請求項２】 前記研削ヘッドの軸心倣い機構は、回動
   プレートの回動量を規制する一対のストッパをプレート
   に設けると共に、前記ストッパとプレートとの間に弾性
   体を設けたことを特徴とする請求項１に記載された２軸
   倣い研削装置。
3. 【請求項３】 前記弾性体は、バネ定数が高いゴムから
   なることを特徴とする請求項２に記載された２軸倣い研
   削装置。
4. 【請求項４】 前記研削ヘッドの位置倣い機構は、前記
   ４節平行リンクに、前記研削ヘッド側の自重によって生
   じる回転モーメントを打ち消す方向に作用するバランス
   ウエイトを設け、前記バランスウエイトの回転モーメン
   トと前記研削ヘッド側の回転モーメントの差により、前
   記研削ヘッドがワークの内面または外面に接触する方向
   に付勢されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の
   いずれかに記載された２軸倣い研削装置。