JP2001322064A - 研削盤及び研削砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークの外面を所定の三次曲面状に容易に研
削整形することのできる研削盤と研削砥石を提供する。 【構成】 ベース１上にコラム２と昇降台３を設け、コ
ラム２の上部には研削砥石５を取り付けるための砥石軸
６を装置する。又、昇降台３上にはテーブル４を設け、
そのテーブル４上にワーク取付台９と砥石修正台８を設
ける。尚、研削砥石５の外周面には、全周に亙って断面
半円弧状の研削用溝４５が形成される。又、砥石修正台
８は、回転アーム７３を中心にして研削用溝４５の断面
形状に沿う円弧運動をするドレッサ工具７４を備える。
そして、ワーク取付台９に固定したワークＷを昇降台３
とテーブル４の移動により、砥石軸６に直交するＺ軸方
向とＸ軸方向とに送り、これを研削用溝４５に案内して
その外面を研削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの表面を所
定形状に研削するための研削盤と研削砥石に係わり、特
にパイプベンダに使用される治具（ワイパー）の研削に
用いて好適な研削盤と研削砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、研削砥石（砥石車）を用いて工作
物（ワーク）を研削加工する研削盤として、平面研削
盤、円筒研削盤、内面研削盤、心なし研削盤などが知ら
れ、これに用いる研削砥石の形状としては平形、カップ
形、皿形をはじめとする種々のものが知られる。

【０００３】このうち、円筒研削盤は平形の研削砥石を
用い、その研削砥石と円筒状のワークとを回転させてワ
ークの表面をトラバース研削法やプランジ研削法により
研削するのが一般的である。又、平面研削盤は平形砥石
やカップ形砥石を用いてワークの平面部分を研削するも
のである。

【０００４】ここで、図１３、図１４に示すようなドロ
ーフォーミング式のパイプベンダでは、曲げ加工を施す
パイプＰの案内、特に曲げ加工時に発生する皺や瘤状の
膨らみを防止するべくワイパーと呼ばれる治具Ｊ（図１
５参照）が一般に広く用いられる。図１３、図１４にお
いて、Ｒは外周面が半円弧状に縊れた成形ロール、Ｃは
成形ロールＲと共同してパイプＰをクランプする締金で
あり、その締金ＣはパイプＰの一端をクランプしたまま
成形ロールＲに連動してその周囲を旋回する可動駒Ｃ１
と、定位置に固定される固定駒Ｃ２とに分けられる。そ
して、図１５に示される治具Ｊは、図１３のように固定
駒Ｃ２に対向して機枠の部位に固定され、その嘴状の先
端外面が成形ロールＲの外周溝部に宛てがわれる。特
に、その種の治具Ｊは、先端外面が成形ロールＲの溝部
に適合する曲面状に整えられると共に、その先端縁の厚
さが非常に薄くされることにより、成形ロールＲの外周
溝部に段差なく接線状に連なってパイプＰを良好に曲げ
ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記のよう
なベンダ用治具は、成形ロールとパイプとに挟まれて大
きな加圧力を受けつつ滑り接触することから摩耗が著し
く、その整形調整を頻繁に行わねばならない。特に、そ
の調整を怠るとパイプの曲げ部に皺が発生するなどの問
題を惹起する。そこで、その先端外面は短い周期で研削
加工により整形されるが、その研削加工面は丸軸の外周
面のような二次曲面でなく、嘴状をした三次曲面である
ことから、これに従来の研削盤によって研削加工を施す
ことは甚だ困難であった。このため、上記治具の整形は
ヤスリやサンダによる研削仕上げが多用されてきたが、
その先端外面を精度良く仕上げることは困難であり、熟
練者でも半日以上を要した。

【０００６】本発明は以上のような事情に鑑みて成され
たものであり、その主たる目的は上記のようなパイプベ
ンダ用治具の部位を成形ロールの外周面に適合する三次
曲面状に容易に整形できるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願の請求項１に係る発明は、円形外周面に沿って
断面半円弧状の研削用溝を一連に形成した研削砥石を回
転させてワークを研削加工する研削盤であって、前記ワ
ークを固定するワーク取付台と、前記研削砥石をドレッ
シングする砥石修正台とを有し、前記研削砥石とワーク
取付台及び砥石修正台とがそれぞれ砥石軸方向と直交す
る二方向に相対的に移動可能とされ、前記砥石修正台は
先端が研削砥石の研削用溝に接触させられるドレッサ工
具と該ドレッサ工具を取り付ける回転アームとを有し、
前記ドレッサ工具は回転アームを中心に揺動してその先
端が研削用溝の断面形状に沿う円弧運動をするよう設定
されることを特徴とする研削盤を提供する。

【０００８】又、請求項２に係る発明では、外周が円形
の研削砥石であって、その外周面に全周に亙って断面半
円弧状の研削用溝が形成されて成ることを特徴とする研
削砥石を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の適用例を図面に基
づいて詳細に説明する。先ず、図１は本発明に係る研削
盤の好適な一例を示した正面概略図であり、図２には同
研削盤の側面を示す。これらの図において、１はベー
ス、２はベース上に垂直に固定したコラム、３はコラム
に沿って上下方向（Ｚ軸方向）に移動する昇降台（ニ
ー）、４は昇降台により左右方向（Ｘ軸方向）に水平移
動可能にして支持されるテーブルであり、このうちコラ
ム２の上部は、研削砥石５が取り付けられる水平な砥石
軸６を備えた砥石ヘッド７とされ、テーブル４上には研
削砥石５をドレッシング又はツルーイングするための砥
石修正台８と、研削砥石５により研削加工を施すための
ワークＷを固定するワーク取付台９とが設けられる。
尚、砥石軸６はテーブル４と平行状態に装置され、その
軸方向がテーブル４の移動方向（Ｘ軸方向）と直交する
方向（Ｙ軸方向）に設定される。又、砥石修正台８とワ
ーク取付台９とはテーブル４の長手方向両側に相対して
設けられる。

【００１０】ここで、ベース１の内部には研削用液を蓄
えるタンク１０が形成される。１１はその研削用液を砥
石ヘッド７に向けて供給するポンプであり、このポンプ
１１の吸込口は配管１２を介してタンク１０に接続され
ると共に、その吐出口には砥石ヘッド７に向けて延びる
配管１３が接続され、その配管１３の先端には研削砥石
５に向けて研削用液を噴射するためのノズル１４がフレ
キシブル管１５を介して接続される。一方、砥石ヘッド
７の下方に位置するテーブル４には、研削用液を回収す
るための側溝１６が形成され、その側溝１６の一端とタ
ンク１０がホース１７を介して接続される。これによ
り、ポンプ１１により揚送された研削用液がノズル１４
を通じて研削砥石５に噴射され、これがテーブル４の側
溝１６に集められた後、ホース１７を通じてタンク１０
に戻されて循環されるようにしてある。

【００１１】又、ベース１には昇降台３を昇降可能にし
て支持する支柱１８が設けられる。支柱１８は、ネジ穴
を形成する外筒１９と、この外筒にねじ込めれるネジ軸
２０とで成り、そのネジ軸２０の上端には図示せぬウォ
ームホイールを内蔵したギヤボックス２１が設けられ
る。２２はそのウォームホイールに螺合するウォームで
あり、このウォーム２２は一端が操作用のハンドル２３
を介して昇降台３に回転自在に装置される。尚、昇降台
３はネジ軸２０の上端にギヤボックス２１を介して搭載
され、その昇降台３の後部にはコラム２の前方案内面に
取り付けたレール２４に係合するスライダ２５が固定さ
れる。これにより、ハンドル２３の操作をもってウォー
ム２２を正逆に回転させたとき、これに噛み合うウォー
ムホイールを介してネジ軸２０が回転されつつその軸方
向に移動し、これによって昇降台３がレール２４に沿っ
て昇降するようになっている。

【００１２】一方、テーブル４は昇降台３の上部案内面
にリニアガイド２６を介して水平状に装置される。リニ
アガイド２６は、テーブル４の長手方向に沿って延びる
ガイドレール２７と、このガイドレールに係合する支持
具２８とで成り、その支持具２８は昇降台３の上面に固
定され、ガイドレール２７は二本並列にしてテーブル４
の下面に固定される。これにより、テーブル４は昇降台
３上にあってリニアガイド２６によりその長手方向に移
動可能にして支持されるが、その移動方向は上記のよう
に砥石軸６に直交する方向（Ｘ軸方向）とされる。特
に、テーブル４には、これを長手方向に移動させるため
の送りネジ２９と、その送り操作をするためのハンドル
３０が設けられる。

【００１３】図１に示すように、送りネジ２９はテーブ
ル４に沿って設けられ、その一端側が軸受３１によりテ
ーブル４の一端側で回転自在に支持されると共に、その
軸端には従動ギヤ３２が固定される。又、昇降台３の上
面の部位には図２に示されるように送りネジ２９と螺合
するナット３３が固定される。尚、図３で明らかにする
ように、テーブル４の一端には従動ギヤ３２に噛み合う
原動ギヤ３４を取り付けた回転軸３５が装置され、その
回転軸３５の一端にハンドル３０が固定されている。こ
れにより、ハンドル３０を操作して送りネジ２９を正逆
に回転させ、その回転運動をテーブル４の往復運動に変
換させることができる。つまり、ハンドル３０を操作す
ることにより、テーブル４を昇降台３上にて水平状態に
保ったまま砥石軸６と直交する方向に平行移動させ得る
ようになっている。

【００１４】斯くて、テーブル４上に設けられるワーク
取付台９と砥石修正台８とは、昇降台３の昇降動作と、
この昇降台３上に装置されるテーブル４の往復運動とに
より、それぞれ砥石軸６と直交する二方向へ移動され、
これにより砥石軸６に取り付けた研削砥石５によるワー
クＷの研削や、砥石修正台８による研削砥石５のドレッ
シング、ツルーイングが可能とされる。

【００１５】図２で明らかなように、砥石軸６はテーブ
ル４の上方に水平状に装置され、その一端は駆動源３６
に接続して砥石ヘッド７を構成する。ここで、研削砥石
５を取り付けるための砥石軸６は、その一端がコラム２
の上部より張り出すブラケット３７により支持されると
共に、この砥石軸６の他の一端側はコラム２の部位に軸
受３８を介して回転自在に支持される。一方、駆動源３
６は例えば電動モータから成り、その駆動軸に取り付け
たプーリ３９と砥石軸６に取り付けたプーリ４０とがタ
イミングベルト４１を介して連係される。

【００１６】図４に示すように、駆動源３６はコラムの
壁面２Ａに穿った長孔４２に沿って上下に移動可能にし
て装置され、その位置がコラムの壁面２Ａに設けた調整
ネジ４３の操作により調整可能とされている。そして、
その位置調整によりタイミングベルト４１の弛みを調整
して駆動源３６の動力が砥石軸６に円滑に伝達されるよ
うにしてある。

【００１７】ここで、研削砥石５は公知のように砥粒を
結合剤により結合したものであり、その外周は図５に示
すように円形であり、その中心には砥石軸６を通す取付
用孔４４が形成される。特に、図６で明らかなように研
削砥石５はその円形外周面が縊れた鼓形とされ、その縊
れた部分がワークＷを研削するための研削用溝４５とさ
れる。つまり、研削砥石５の外周面にはその全周に亙っ
て断面半円弧状の研削用溝４５が一連に形成され、その
研削用溝４５によりワークＷの部位をこれと同形に研削
できるようになっている。尚、研削砥石５はワークＷの
種類に対応してその外径や研削用溝４５の曲率半径が異
なる多種類のものを取り揃えることが望ましい。

【００１８】次に、図７において、ワーク取付台の構造
を詳細に説明すれば、このワーク取付台９は、概してテ
ーブル４上に設置される基台５０と、この基台５０の上
部に設置される台座５１とで構成される。基台５０はテ
ーブル４の上面に形成したガイド溝４Ａに係合するスラ
イド駒５２を固定した下部台５０Ａと、台座５１を載せ
るための上部台５０Ｂとで構成され、このうち上部台５
０Ｂはその一端に図１に示されるようなハンドル５３を
有し、そのハンドル５３の操作により下部台５０Ａをテ
ーブル４に対してロックしたり、そのロックを解除した
りできるようになっている。つまり、下部台５０Ａはガ
イド溝４Ａに沿ってテーブル４と同方向に水平移動可能
とされるが、これをハンドル５３の操作によりテーブル
４に固定できるようになっている。

【００１９】又、下部台５０Ａには上部台５０Ｂを砥石
軸６方向（図７におけるＹ軸方向）に移動させるための
調整ハンドル５４が設けられる。その調整ハンドル５４
には雄ネジ５５が接続され、その雄ネジ５５は上部台５
０Ｂに固定したナット５６に螺合されている。一方、台
座５１は上部台５０Ｂの上に固定され、その台座５１上
にはワークＷとして例えば図１５に示したようなパイプ
ベンダ用の治具を載せるための取付具５７が設けられ
る。その取付具５７は半割円筒形の軸であり、その半円
弧状の外周にワークＷの内面が密着するようになってい
る。ここで、上部台５０Ｂの周囲には台座５１を挟んで
４つのネジ軸５８が直立状に設けられ、取付具５７に載
せたワークＷ上にはネジ軸５８を通して締金５９が配置
される。そして、ネジ軸５８の先端に螺合されるナット
Ｎの締め付けによりワークＷを固定できるようにしてあ
る。

【００２０】次に、図８、図９により砥石修正台の構造
を説明する。ここで、砥石修正台８はテーブル４上にあ
ってワーク取付台９に対向して設けられる。この砥石修
正台８もワーク取付台９と同様な基台６０を有し、その
基台６０上にはギヤボックス６１が設けられる。基台６
０はテーブル４の上面に形成したガイド溝４Ａに係合す
るスライド駒６２を固定した下部台６０Ａと、この下部
台６０Ａ上に設置される上部台６０Ｂとで構成される。
このうち上部台６０Ｂは図８に示されるようなハンドル
６３を有し、そのハンドル６３の操作により下部台６０
Ａをテーブル４に対してロックしたり、そのロックを解
除したりできるようになっている。つまり、下部台６０
Ａはガイド溝４Ａに沿ってテーブル４と同方向に水平移
動可能とされるが、これをハンドル６３の操作によりテ
ーブル４に固定できるようになっている。

【００２１】尚、ハンドル６３は上部台６０Ｂと下部台
６０Ａとの間に挿入されるスペーサＳを作動させのであ
り、そのスペーサＳの傾斜面により下部台６０Ａが迫り
上げられたとき、スライド駒６２がテーブル４のガイド
溝４Ａに圧着してテーブル４に対する下部台６０Ａの固
定が成されるのであるが、その構成は上述のワーク取付
台９も同様である。

【００２２】又、砥石修正台８の下部台６０Ａも上部台
６０Ｂを砥石軸６方向（図９におけるＹ軸方向）に移動
させるための調整ハンドル６４を備える。その調整ハン
ドル６４には雄ネジ６５が接続され、その雄ネジ６５は
上部台６０Ｂに固定したナット６６に螺合されている。
一方、ギヤボックス６１にはウォーム６７を固定した入
力軸６８と、そのウォーム６７に噛み合うウォームホイ
ール６９を固定した出力軸７０とが直交状態で内蔵され
ている。入力軸６８の一端には操作用のハンドル７１が
取り付けられ、出力軸７０にはフランジ形の軸継ぎ手７
２を介して着脱可能な回転アーム７３が直列状に連結さ
れる。特に、回転アーム７３はテーブル４の移動方向
（Ｘ軸方向）に向けて延び、その先端には図８に示すよ
うドレッサ工具７４を取り付けるためのネジ穴７３Ａが
形成される。

【００２３】ここで、ドレッサ工具７４は、図１０に示
すように研削砥石の外周研削用溝に接触させられるビッ
ト７５と、これを保持するピン状の支持体７６とで構成
され、これは回転アーム７３に対して直角に取り付けら
れる。尚、支持体７６は回転アーム７３のネジ穴７３Ａ
に螺合する雄ネジ部７６Ａをもち、その先端にダイヤモ
ンドや超硬合金など研削砥石よりも硬質な超硬材から成
るビット７５が取り付けられる。そして、このドレッサ
工具７４は、図１１、図１２に示すように回転アーム７
３を中心に揺動してその先端に設けられるビット７５が
研削用溝４５に接触しながらその断面形状に沿う円弧運
動をするよう設定される。尚、ドレッサ工具７４と回転
アーム７３との少なくとも一方は、研削砥石５の大きさ
（特に研削用溝４５の断面の曲率）に応じて所定の長さ
を有するものと交換され、これによりドレッサ工具７４
の先端の揺動半径を研削用溝４５の曲率に対応させるよ
うにしている。

【００２４】ここで、以上のように構成される研削盤に
よれば、ワークＷとして例えば図１５に示すようなパイ
プベンダ用治具Ｊの部位を所定形状に容易に研削するこ
とができる。尚、その種のワークＷを研削するには、そ
の研削加工面に対応する研削用溝４５をもつ研削砥石５
を砥石軸６に取り付け、これを駆動源３６の起動により
所定方向に回転させる。一方、ワークＷはその内面形状
に対応する取付具５７を用い、これをテーブル４の移動
方向（Ｘ軸方向）に向けた状態で図７に示すようワーク
取付台９に固定する。そして、ポンプ１１の作動により
研削用液をノズル１４に送り、その研削用液を研削砥石
５に浴びせながら、ワーク取付台９に固定したワークＷ
を昇降台３とテーブル４の移動により研削用溝４５に案
内するのである。特に、本例では先ず昇降台３の移動に
よりワークＷを所定の高さまで送り、次いでテーブル４
の送り操作によりワーク取付台９に固定したワークＷを
砥石軸６の直交方向に向けて所定位置まで徐々に送り、
而してその外面を研削砥石５の研削用溝４５に接触させ
つつ研削するのである。尚、その研削加工前には研削砥
石５に対するワークＷの中心位置を確認し、これが狂っ
ていた場合には図７に示される調整ハンドル５４の操作
によりワークＷを砥石軸６方向（Ｙ軸方向）に移動させ
て心出しを行う。

【００２５】一方、研削加工の前後には、砥石修正台８
により研削砥石５のドレッシング、ツルーイングを行
う。つまり、目詰まり、目潰れを起こした研削砥石５の
研削用溝４５の表層をドレッサ工具７４で除去して砥粒
の新しい切れ刃を表出させ、或いは摩耗した研削砥石５
の仕上げ削りをしてその心出しを行うのである。これに
は研削用溝４５の大きさ、特にその曲率半径に適合する
ドレッサ工具７４と回転アーム７３を用い、ドレッサ工
具７４の先端が回転アーム７３を中心として研削用溝４
５の断面形状に沿う円弧運動をするよう設定する。而し
て、図９などに示される調整ハンドル６４の操作により
ドレッサ工具７４の心出しを行った後、その先端のビッ
ト７５が研削砥石５の直下で研削用溝４５に接触するよ
う昇降台３とテーブル４とを移動させ、その状態で研削
砥石５を回転させつつドレッサ工具７４をハンドル７１
の操作で回転アーム７３を中心に揺動させる。これによ
り、研削用溝４５の表層がこれに接触しながら揺動する
ビット７５により削られ、新しい切れ刃が表出されるこ
とになる。

【００２６】以上、本発明の適用例を説明したが、本発
明に係る研削盤は以上のような構成に限定されるもので
なく、例えばワーク取付台９や砥石修正台８をベッド上
などに固定する一方、そのベッド上などに砥石台や砥石
ヘッドを装置し、研削砥石５を砥石軸と直交する二方向
へ移動させるようにしてもよい。又、本発明に係る研削
砥石５を回転軸（砥石軸）に取り付けて回転させ、その
研削用溝４５にワークを作業者が保持したまま案内する
ようにしてもよい。

【００２７】更に、本願に係る研削盤はＮＣ（数値制
御）研削盤として構成することもできる。例えば、手動
操作用のハンドル２３，３０に代えて図示せぬサーボモ
ータを取り付け、そのサーボモータを数値制御用の制御
盤と接続し、昇降台３とテーブル４とを制御盤のプログ
ラムに従って移動させることができる。つまり、昇降台
３とテーブル４との移動（Ｘ軸、Ｚ軸方向）を数値制御
することにより、研削砥石５に対するワーク取付台９と
砥石修正台８との移動を手動によらず自動化することが
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
によれば研削砥石の円形外周面に沿って断面半円弧状の
研削用溝を一連に形成したことから、ワークの外面を研
削用溝に適合する形状に適正かつ容易に研削することが
できる。特に、ワークとしてパイプベンダ用治具（ワイ
パー）の先端外面を研削用溝により三次曲面状に研削し
て、その研削加工面をパイプベンダの成形ロールの外周
溝部に合う形状に容易に整形することができる。

【００２９】又、本発明に係る研削盤は、研削砥石の研
削用溝をドレッシングする砥石修正台を備えていること
から、研削用溝の目詰まりや摩耗を修復して高い加工精
度を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研削盤の好適な一例を示した正面
概略図

【図２】同研削盤の側面概略図

【図３】テーブルの操作部を示した部分断面図

【図４】砥石軸への動力伝達系統を示した部分断面図

【図５】研削砥石を示した斜視図

【図６】同研削砥石の軸線断面図

【図７】ワーク取付台を示した断面図

【図８】砥石修正台を部分的に破断して示した側面図

【図９】同砥石修正台を示した縦断面図

【図１０】ドレッサ工具を示す側面図

【図１１】ドレッサ工具により研削砥石をドレッシング
する状態を示した概略図

【図１２】図１１の一部を拡大して示した正面概略図

【図１３】パイプベンダを示す平面概略図

【図１４】パイプベンダを示す正面概略図

【図１５】パイプベンダに用いられる治具（ワイパー）
を示す斜視図

【符号の説明】

１ ベース ２ コラム ３ 昇降台 ４ テーブル ５ 研削砥石 ６ 砥石軸 ８ 砥石修正台 ９ ワーク取付台 ４５ 研削用溝 ７３ 回転アーム ７４ ドレッサ工具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円形外周面に沿って断面半円弧状の研削
   用溝を一連に形成した研削砥石を回転させてワークを研
   削加工する研削盤であって、前記ワークを固定するワー
   ク取付台と、前記研削砥石をドレッシングする砥石修正
   台とを有し、前記研削砥石とワーク取付台及び砥石修正
   台とがそれぞれ砥石軸方向と直交する二方向に相対的に
   移動可能とされ、前記砥石修正台は先端が研削砥石の研
   削用溝に接触させられるドレッサ工具と該ドレッサ工具
   を取り付ける回転アームとを有し、前記ドレッサ工具は
   回転アームを中心に揺動してその先端が研削用溝の断面
   形状に沿う円弧運動をするよう設定されることを特徴と
   する研削盤。
2. 【請求項２】 外周が円形の研削砥石であって、その外
   周面に全周に亙って断面半円弧状の研削用溝が形成され
   て成ることを特徴とする研削砥石。