JP2001315044A - センターレス研磨機及び研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワーク２に径の相違する部分があっても、押
圧力を補正することができ、研磨ムラの少ないセンター
レス研磨機と、研磨方法とを提供する。 【解決手段】 円弧状の回転研磨面を有する研磨手段１
と、該研磨手段に接近・離反可能な調整車３と、該調整
車と研磨手段との中間にあってワーク２を支持する支持
台４と、上記調整車３を研磨手段１に向けて付勢する弾
性手段７と、上記調整車と研磨手段との間の距離を測定
する距離センサ８と、上記弾性手段７の付勢力より小さ
い押圧力で弾性手段が調整車を押圧する力を減ずる押圧
力減少手段１０と、を有し、上記距離センサ８が検知し
た調整車の位置に応じて上記押圧力減少手段１０を作動
させ、ワークの径が大きいところでの押圧力を減少させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、センターレス研磨
機に関し、特に、ワークの径が大きいときと小さいとき
とで研磨圧が大きく変化するのを補正する技術に関す
る。なお、本明細書における「研磨加工」には、通常、
機械加工で行われる「研削加工」及び「研摩加工」の双
方を含めるものとする。

【０００２】

【従来の技術】図３に、従来のセンターレス研磨機の要
部を示す。同図において、研磨手段１は、通常、エンド
レスの研磨ベルト或いは円板乃至は円筒状の砥石で、円
弧状又は直線状の回転する研磨面を有するものである
が、この例では、円筒形状の砥石を使用している。調整
車３も同様の円筒形状である。研磨手段１と調整車３と
の間には、ワーク２を研磨位置に保持するための支持台
４が設けられている。支持台４はベッド５上をスライド
可能で、所望の位置に固定される。

【０００３】調整車３は、ベッド５の一方側に設けられ
たコ字型のアーム６の先端近くに設けられており、アー
ム６は、その下端を軸６ａでベッド５に取り付けられ、
軸６ａを中心に回動自在である。したがって、調整車３
は、軸６ａを中心とする円弧上を移動して研磨手段１に
接近したり離反したりする。アーム６の中間部と、ベッ
ド５との間には、コイルばねからなる弾性手段７が取り
付けられ、調整車３を研磨手段１に向けて付勢してい
る。弾性手段７にはハンドル７ａがあり、これを回転す
ることで、研磨圧を自在に調整できることになる。な
お、調整車３と研磨手段１との間の間隔は、ストッパ８
のストッパハンドル８ａを回転することで調整すること
ができる。

【０００４】研磨手段１は、図示しないモータ等により
高速で矢印の方向に軸１ａを中心に回転し、調整車３
は、ゆっくりとした速度で矢印の方向に回転するが、研
磨手段１と調整車３の回転方向は同じ向きとなってい
る。ワーク２は、調整車３に押圧されているので、調整
車３の表面速度に近い速度でゆっくりと回転するが、回
転方向は研磨手段１と反対方向となる。調整車３は、弾
性手段７の押圧力でワーク２を研磨手段１に押圧し、調
整車３と研磨手段１との間の表面速度の差によりワーク
２の表面が研磨されることになる。

【０００５】図４は、図３のＡから見た図である。ワー
ク２には、角γのテーパが付いている。ワーク２は図４
の矢印に示すように、その長手方向に研磨手段１と調整
車３との間を進み、ワーク２のテーパ形状にならって研
磨される。調整車３もワーク２のテーパにならって角
γ’傾斜させるが、この角とワークのテーパ角γとは、
後述する理由から若干相違しており、γ≒γ’の関係に
ある。

【０００６】図５は、図４のＢから見た図で、ワーク２
を図４の矢印方向に送ったり戻したりする方法を説明す
る図である。模式的な図で簡明を期すため、ワーク２を
その中心線２ａでのみ示している。ワーク２の中心線２
ａと調整車３の回転軸３ａとは平行にはなっていない。
中心線２ａを基準として左回りをプラスの角度としたと
き、（ａ）のようにα＞０となる場合と、（ｂ）のよう
にβ＜０となる場合とで、ワーク２の進行方向は反対に
なる。たとえば、（ａ）が送り方向であれば（ｂ）は戻
り方向ということになる。このとき、αやβの絶対値を
増減することによって、ワーク２の送り速度や戻り速度
を早くしたり、遅くしたりすることができる。また、調
整車は３、上述したように、角α、βの存在する図５の
面と直交する図４の面内でγ’傾斜している。そして、
調整車３をαやβ方向に傾けたとき、ワーク２との接触
を保つために、図４における調整車の傾斜角度γ’を若
干の範囲で増減する必要がある。そのため、ワーク２の
テーパ角γと調整車３の角γ’とは一致せずにγ≒γ’
となるのである。なお、調整車３は、アーム６に取り付
けられているが、上記α、β、γといった角度調整が可
能な構造となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のセンターレス研
磨機においては、研磨圧は、ワーク２の径により変化す
る。すなわち、ワーク２の径が大きいと、調整車３は研
磨手段１から大きく離れるので、弾性手段７を大きく変
位させ、大きな押圧力によって研磨が行われる。一方、
ワーク２の径が小さいと、調整車３は研磨手段１から殆
ど離れないので、弾性手段の変位は小さく、小さな押圧
力で研磨が行われることになる。

【０００８】そのため、たとえば、テーパシャフトのよ
うに、ワーク２に径の相違する部分があると、径の大き
い部分では強い押圧力で研磨が行われ、小径部に比べて
大径部の研磨代が大きくなって、研磨ムラができ易く、
研磨加工の精度を低くしていた。

【０００９】本発明は、このような事実から考えられた
もので、ワークに径の相違する部分があっても、押圧力
を補正することができ、研磨ムラを少なくし、研磨加工
の精度を向上することができるセンターレス研磨機と、
研磨方法とを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のセンターレス研磨機は、回転研磨面を有す
る研磨手段と、該研磨手段に接近・離反可能な調整車
と、該調整車と研磨手段との中間にあってワークを支持
する支持台と、上記調整車を研磨手段に向けて付勢する
弾性手段と、上記調整車と研磨手段との間の距離を測定
する距離センサと、上記弾性手段の付勢力より小さい押
圧力で弾性手段が調整車を押圧する力を減ずる押圧力減
少手段と、を有し、上記距離センサが検知した調整車の
位置に応じて上記押圧力減少手段を作動させることを特
徴としている。

【００１１】上記押圧力減少手段がエアーシリンダ又は
液圧シリンダである構成としたり、上記押圧力減少手段
が、作動流体の圧力の調圧手段を有し、上記距離センサ
が検知した調整車の位置に応じた作動流体の圧力を算出
して上記エアーシリンダ又は液圧シリンダを作動させる
制御手段を設けた構成とすることができる。

【００１２】本発明のセンターレス研磨機による研磨方
法は、回転研磨面に、弾性手段により付勢された調整車
でワークを押しつけてワークを研磨するセンターレス研
磨機による研磨方法において、上記調整車の位置に応じ
て調整車の押圧力を、押圧力減少手段により減少するこ
とを特徴とする。

【００１３】上記調整車の位置を複数箇所で検知し、そ
れぞれの位置に応じて調整車の押圧力を段階的に変化さ
せたり、上記押圧力減少手段としてエアーシリンダ又は
液圧シリンダを用い、調整車の位置に応じて作動流体の
圧力を調整し、調整車がワークを研磨面に押しつける力
をほぼ一定にすることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
って説明する。図１は、本発明のセンターレス研磨装置
の要部構成を示す図である。従来例と共通する部分につ
いては、同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明
する。

【００１５】本発明では、アーム６の先端に、押圧力減
少手段１０を設け、さらに、アーム６の弾性手段７の下
部に研磨手段１と調整車３との間の距離を測定する位置
センサ１１を設けたことに特徴がある。押圧力減少手段
１０としては、エアーシリンダ又は、油圧等の液圧を用
いたシリンダを用いている。

【００１６】図２は、本発明のセンターレス研磨機の全
体構成を示すブロック図である。押圧力減少手段１０
は、調圧手段１２を有し、所望の圧力の流体（エアー又
は液体）をシリンダ内に供給できるものである。また、
この調圧は、電気的に行われるもので、制御手段１３に
よる指示に応じて流体の圧力を調整できるようになって
いる。

【００１７】位置センサ１１は、研磨手段１と調整車３
との距離を測定し、その結果を電気信号として制御手段
１３に伝達できるものである。研磨手段１はベッド５に
直接的又は間接的に固定されているので、実施例では、
ベッド５とアーム６との距離を測定して、研磨手段１と
調整車３との距離を求めている。勿論、研磨手段１と調
整車３との間の距離を直接測定してもよい。

【００１８】制御手段１３は、パーソナルコンピュータ
等を用いたもので、インストールされたプログラムによ
り作動するものである。制御手段１３では、位置センサ
１１からの調整車３の位置（距離）情報を受け取り、あ
らかじめ入力されている弾性手段７の特性（ばね定数、
初期位置での付勢力等）と、設定すべき研磨圧や、シリ
ンダ径等とから、押圧力減少手段１０に印加する流体の
圧力を算出する。あるいは、調整車３の位置があらかじ
め決められた位置を通過したら、あらかじめ決められた
圧力の流体を押圧力減少手段１０に供給するようにして
もよい。ただし、いずれの場合も、押圧力減少手段１０
が発生する力は、弾性手段７の押圧力より小さい。

【００１９】次に、本発明の実施例の作用を説明する。
図１において、テーパ形状のワーク２を加工する場合、
ワーク２の一番先端部が細く、基端側が最も太くなる。
先端近傍の細い部分を研磨するには、調整車３には何ら
調整を加えることなく、弾性手段７による押圧力を加え
て研磨する。ワーク２をその中心線２ａ方向に送り込む
と、ワーク２の径が大きくなるので調整車３はだんだん
と研磨手段１から離れる。そして、ある程度離れると、
弾性手段７からの押圧力が大きくなり、ワーク２は研磨
手段１に強く押しつけられて研磨ムラが生じるようにな
る。

【００２０】そこで、第１の実施例では、研磨ムラが生
じない範囲内であらかじめ決められた位置に調整車３が
達したら、位置センサ１１が検知して制御手段１３に伝
達する。制御手段１３は押圧力減少手段１０に指示を出
し、シリンダに流体を印加して弾性手段７による押圧力
を低減させる。これによって、ワークの径が大きくなっ
ても、研磨圧をほぼ一定に保つことができ、研磨ムラが
発生しないように研磨加工を行うことができるようにな
る。このときの位置センサ１１としては、調整車３が所
定の位置に達したのを検知するだけなので、リミットス
イッチでよい。

【００２１】第２の実施例としては、位置センサ１１を
調整車３の位置を複数箇所で検知し、第１ポイントに達
したときは、調圧手段１２ではＰ１の圧力の流体を押圧
力減少手段１０に供給し、調整車３が第２ポイントに達
したらＰ１より大きいＰ２の圧力の流体を供給する、以
降、第ｎポイントでは、Ｐｎの圧力というようにして押
圧力減少手段１０が減ずる押圧力を段階的に増加させ、
弾性手段７による押圧力の増加を段階的に減少させる。
これは、制御手段１３を構成するコンピュータにインス
トールされたプログラムに加工条件に伴う具体的な数値
を予め入力しておくことにより行うことができる。

【００２２】第３の実施例としては、調整車３の位置を
逐次読みとり、制御手段１３で調整車３の位置に応じて
必要な圧力を算出し、算出した圧力の流体を調圧手段１
２で出力させて押圧力減少手段１０に供給する、このよ
うにすると、ワーク２に、常に一定の押圧力を印加する
ことが可能となり、ワーク径の変動がテーパ状に変化す
る場合でも、研磨ムラを無くすことができ、研磨加工の
精度を向上させることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のセンタ
ーレス研磨機は、回転研磨面を有する研磨手段と、該研
磨手段に接近・離反可能な調整車と、該調整車と研磨手
段との中間にあってワークを支持する支持台と、上記調
整車を研磨手段に向けて付勢する弾性手段と、上記調整
車と研磨手段との間の距離を測定する距離センサと、上
記弾性手段の付勢力より小さい押圧力で弾性手段が調整
車を押圧する力を減ずる押圧力減少手段と、を有し、上
記距離センサが検知した調整車の位置に応じて上記押圧
力減少手段を作動させるので、ワークの径が大きくなっ
て大きな押圧力が働く場合に、押圧力を減少させること
ができ、研磨ムラの発生を防止して研磨加工の精度を向
上することができる。

【００２４】上記押圧力減少手段が、作動流体の圧力の
調圧手段を有し、上記距離センサが検知した調整車の位
置に応じた作動流体の圧力を算出して上記エアーシリン
ダ又は液圧シリンダを作動させる制御手段を設けた構成
とすれば、ワークの径の大小に拘わらず、つねに一定に
近い押圧力で研磨することができ、精度のよい研磨加工
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセンターレス研磨機の要部構成を示す
図である。

【図２】本発明のセンターレス研磨機の全体構成を示す
ブロック図である。

【図３】従来のセンターレス研磨機の要部構成を示す斜
視図である。

【図４】ワークにテーパ加工をする状態を示す図で、図
３のＡから視た図である。

【図５】ワークを進退させる方法を説明する図で、図４
のＢから視た図である。

【符号の説明】

１ 研磨手段 ２ ワーク ３ 調整車 ４ ワーク支持台 ７ 弾性手段 １０ 押圧力減少手段 １１ 距離センサ １２ 調圧手段 １３ 制御手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転研磨面を有する研磨手段と、該研磨
   手段に接近・離反可能な調整車と、該調整車と研磨手段
   との中間にあってワークを支持する支持台と、上記調整
   車を研磨手段に向けて付勢する弾性手段と、上記調整車
   と研磨手段との間の距離を測定する距離センサと、上記
   弾性手段の付勢力より小さい押圧力で弾性手段が調整車
   を押圧する力を減ずる押圧力減少手段と、を有し、上記
   距離センサが検知した調整車の位置に応じて上記押圧力
   減少手段を作動させることを特徴とするセンターレス研
   磨機。
2. 【請求項２】 上記押圧力減少手段がエアーシリンダ又
   は液圧シリンダであることを特徴とする請求項１記載の
   センターレス研磨機。
3. 【請求項３】 上記押圧力減少手段が、作動流体の圧力
   の調圧手段を有し、上記距離センサが検知した調整車の
   位置に応じた作動流体の圧力を算出して上記エアーシリ
   ンダ又は液圧シリンダを作動させる制御手段を設けたこ
   とを特徴とする請求項２記載のセンターレス研磨機。
4. 【請求項４】 回転研磨面に、弾性手段により付勢され
   た調整車でワークを押しつけてワークを研磨するセンタ
   ーレス研磨機による研磨方法において、上記調整車の位
   置に応じて調整車の押圧力を、押圧力減少手段により減
   少することを特徴とするセンターレス研磨機による研磨
   方法。
5. 【請求項５】 上記調整車の位置を複数箇所で検知し、
   それぞれの位置に応じて調整車の押圧力を段階的に変化
   させることを特徴とする請求項４記載のセンターレス研
   磨機による研磨方法。
6. 【請求項６】 上記押圧力減少手段としてエアーシリン
   ダ又は液圧シリンダを用い、調整車の位置に応じて作動
   流体の圧力を調整し、調整車がワークを研磨面に押しつ
   ける力をほぼ一定にすることを特徴とする請求項４記載
   のセンターレス研磨機による研磨方法。