JP2003025193A - 砥石台に平砥石ユニットとカップ砥石ユニットを搭載した円筒研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は平砥石で粗仕上げと中仕上げが行え
ると共にカップ砥石で仕上げ加工が１度のチャックで連
続して短時間で且つ安定して行え、高精度な表面粗さを
得ることが可能となり、しかも小径の砥石が使用でき、
動力が小さくなり、発熱による変形量も減少出来る円筒
研削盤を提供することを目的とする。 【解決手段】 両端側が固定支持された固定軸１の外周
には、一端にフランジ部2aを形成すると共に他端にネジ
部2bを設けたスリーブ２が回転自在に装着され、該スリ
ーブ２のフランジ2a部にはプーリー３を固着し、スリー
ブ３に平砥石５が少なくとも装着された平砥石ユニット
Ａを砥石台に搭載させると共にカップ砥石ユニットＢも
一緒に砥石台７の上に搭載した構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は両端支持ばりの固定
軸を用いた平砥石ユニットと一緒にカップ砥石ユニット
も搭載し、高精度な表面粗さが容易に得られる円筒研削
盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に円筒研削作業としては、平砥石に
よる細い砥石の条痕が同心円上に表われる加工方法とカ
ップ砥石による順次異なった方向に研磨目が表われるク
ロスハッチの形成による加工方法とがある。この研削上
のそれぞれの特徴を生かして、平砥石専用研削盤では粗
仕上げと中仕上げを行い、その後、カップ砥石専用研削
盤による仕上げ加工が行われている。この時、それぞれ
の加工は異なった別々の専用機で研削加工が行われるた
め、平砥石専用研削盤にワークをチャックして加工が終
了後、ワークを１度外し、そのワークをカップ砥石専用
研削盤にチャックし直してから加工が行われることによ
り、チャック状態が同一で無くなるので、良好な表面粗
さ精度を得る加工は困難であり、高精度な安定した機械
加工は出来ないのが現状であった。従って、特に高精度
な表面粗さを必要とするカラープリント用のゴムローラ
ーなどを仕上げる場合には、平砥石で表面粗さRzが５μ
ｍ前後まで仕上げた後、手作業でラップ仕上げを行って
Rzが１μｍになるまで表面を仕上げる方法と、手作業で
サンドペーパーが徐々に細かいものに変えて仕上げ、最
後に極細のものでRzが１μｍに表面を仕上げる方法とが
行われていた。

【０００３】尚、本発明の如き平砥石ユニットとカップ
砥石ユニットが一緒に搭載された円筒研削盤を作る場
合、従来、平砥石専用研削盤は、砥石が交換し易くする
ために片持ばりが一般的である。この時、軸径の太いも
のが使用され、且つ軸受としても大きなものが使用され
て剛性を高めているため、非常に大きなスペースが必要
であった。従って、１台の円筒研削盤に平砥石ユニット
とカップ砥石ユニットを一緒に搭載させたものが例え製
作されたとしても、非常に広い設置場所が必要となり、
且つスロトークが長い装置になるため、従来の機構のも
のをそのまま併設させても殆ど利便性が無いものとなる
のが現状であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記手作
業でラップ仕上げやサンドペーパー仕上げを行うと、ど
ちらも個人の技能が影響され、Rzを１μｍ以内に仕上げ
ることは極めて難しいものであると共に労力と時間が掛
る等の問題点があった。又、図７に示す従来の平砥石専
用研削盤は、片持ばりで且つ軸径が太く大きなころがり
軸受が使用されるため、回転精度が劣化され易くなると
共に大きな動力が必要となり、それに伴う回転接触部の
発熱が多くなる。この結果、前記発熱により熱変形が生
じるので、スピンドルヘッド全体が熱膨張して伸びると
共にスピンドル自体も伸び、その変形量が大きく、加工
精度を安定させるためにはアイドリングが必要であっ
た。更に小径の砥石ではスピンドルヘッドの大きさに制
限があるため、小径の砥石が使用できなくなるのでコン
パクト化は困難であった。また図中に示す軸の一方側が
２箇所のベアリング（４）を介して軸支されているた
め、平砥石ユニット（Ａ）の配置スペースは広いもので
あった。

【０００５】本発明は平砥石による粗仕上げと中仕上げ
が行えると共にカップ砥石による仕上げ加工が１度のチ
ャックで連続して短時間で且つ安定して行え、高精度な
表面粗さを得ることが可能となり、しかも小径の砥石が
使用でき、動力が小さくなり、発熱による変形量も減少
出来る円筒研削盤を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解消するた
めに本発明は成されたものであり、つまり、両端側が固
定支持された固定軸の外周には、一端にフランジ部を形
成すると共に他端にネジ部を設けたスリーブが回転自在
に装着され、該スリーブのフランジ部にはプーリーを固
着し、スリーブに平砥石が少なくとも装着された平砥石
ユニットを砥石台に搭載させると共にカップ砥石ユニッ
トも一緒に砥石台の上に搭載した構造とする。この時、
カップ砥石の配置角度を、ワークの加工面に対して所定
角度にさせ、且つワークの中心線よりも所定高さずらし
て配置させると良い。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１〜図３は本発明の実施形態を
示す図であり、この図面に基づいて本実施形態を説明す
る。（１）は両端側が軸受台（６）で固定支持された固
定軸である。尚、前記固定軸（１）の材質は従来と同一
のものを用いる。（２）は固定軸（１）の外周に回転自
在に装着させたスリーブであり、該スリーブ（２）の一
端にフランジ部（2a）を形成すると共に他端の外周にネ
ジ部（2b）を設けている。尚、前記スリーブ（２）の材
質は固定軸（１）と同じものを用いるのが好ましい。ま
たスリーブ（２）のネジ部（2b）側には密閉蓋が固着さ
れている。（３）はスリーブ（２）のフランジ部（2a）
へ同心状に固着するプーリーであり、該プーリー（３）
はモーター（８）によって回転される。（４）はスリー
ブ（２）の両端に内設したベアリングであり、該ベアリ
ング（４）は固定軸（１）に対して転動する。このベア
リング（４）の外側にはベアリング押えが取付けられて
いる。（５）はスリーブ（２）に装着した薄幅な平砥石
であり、該平砥石（５）はフランジ部（2a）とカラー及
びダブルナットによって固定され、その外周には砥石カ
バーが取付けられている。（６）は上下方向で２分割可
能な軸受台であり、（７）はスリーブ（２）に平砥石
（５）が少なくとも装着された平砥石ユニット（Ａ）を
搭載する砥石台で、（８）は平砥石用のモーターであ
る。尚、平砥石用のスピンドルユニットは、本発明者が
特願２００１−１８０１４９で提案した構造と同じもの
を用いると良い。

【０００８】（９）はカップ砥石であり、（10）はカッ
プ砥石用のスピンドルユニットである。（11）はカップ
砥石（９）を前後移動させるために設けた前後移動手段
であり、該前後移動手段（11）はサーボモーター（11
a）とボールネジ（11b）によって前後方向へ１５０ｍｍ
移動可能と成している。尚、前記移動距離は１５０ｍｍ
に限定されるものではない。（12）は前後移動手段（1
1）の上部に取付け且つカップ砥石（９）を上下方向に
移動させるための高さ調節部材であり、該高さ調節部材
（12）はカップ砥石（９）を支持する略Ｌ字状の支持台
（12a）に穿設した長穴の取付穴（12b）と、該取付穴
（12b）に挿入して取付けた４本の取付ネジ（12c）とか
ら成り（図４参照）、その取付ネジ（12c）を取付穴（1
2b）に沿って上下に移動させ、カップ砥石（９）の中心
が、ワーク（Ｗ）の中心線よりも所定高さ（ｈ）ずらし
て配置出来る構造を有したものであるが、この構造に限
定されるものではない。尚、所定高さ（ｈ）の目安とし
ては、図６に示すようにカップ砥石（９）の外周下方が
ワーク（Ｗ）の中心に対して３分の１前後の下方高さ位
置になるようにセットするのが好ましい。（13）はカッ
プ砥石（９）が図５に示すようにワーク（Ｗ）の加工面
（W1）に対して所定角度（α）に傾けて配置出来るよう
に回転させる角度調節部材であり、該角度調節部材（1
3）には、支持台（12a）の先端部に穿設した穴に挿入し
たピン（13a）と、支持台（12a）の側面に当接して回転
させる調節ネジ（13b）とがある（図４参照）。尚、上
記の構造に限定されるものではない。又、前記前後移動
手段（11），高さ調節部材（12），角度調節部材（13）
として、カップ砥石専用研削盤で用いられている従来構
造のものを使用しても良い。（14）はカップ砥石用砥石
台であり、これは砥石台（７）の上に設けられている。
またカップ砥石用砥石台（14）には、スピンドルユニッ
ト（10）にカップ砥石（９）が少なくとも装着されたカ
ップ砥石ユニット（Ｂ）を搭載している。（15）はカッ
プ砥石用モーターである。

【０００９】次に本発明の使用方法について説明する。
先ず始めにワーク（Ｗ）を平砥石ユニット（Ａ）側にチ
ャックしてセットする。この時、カップ砥石ユニット
（Ｂ）は後退させておく。また平砥石（５）としては、
１つのもので粒度が２種類異なる二層砥石を装着させて
おく。更にカップ砥石（９）は粒度が♯６００より細か
な粒度の砥石を用い、且つカップ砥石（９）の配置位置
としては、ワーク（Ｗ）の加工面（W1）に対して図５に
示す所定角度（α）に傾けると共にその中心がワーク
（Ｗ）の中心線よりも図６に示す所定高さ（ｈ）ずらし
ておく。次に平砥石（５）で粗仕上げと中仕上げを行
う。その後、平砥石（５）を後退させる。そしてカップ
砥石（９）を前進させ、クロスハッチを形成させること
で仕上げ加工が完了する。このように本発明品は平砥石
（５）とカップ砥石（９）で研削加工して仕上げるま
で、ワーク（Ｗ）を外すことなく連続して行えるため、
加工精度が向上すると共に加工能率も向上するものとな
った。尚、この時、平砥石（５）とカップ砥石（９）は
図示しないインバーター制御により最適砥石周速に設定
されており、それぞれの移動は独立して動き、その移動
指令は図示しないＣＮＣのプログラムにて自由にコント
ロールすることが出来るため、カップ砥石（９）で加工
すると、常に接触線が移り変わりつつ研削するので、カ
ップ砥石（９）の目詰りや焼けが生じにくいものとな
る。

【００１０】前記カップ砥石（９）の配置位置の調節方
法について説明する。先ず始めにカップ砥石（９）の配
置角度調節について説明する。先ずワーク（Ｗ）の加工
面（W1）にカップ砥石（９）を近付ける。そして調節ネ
ジ（13b）を回転してその先端を支持台（12a）の側面に
当接させる。調節ネジ（13b）の先端によって支持台（1
2a）の側面が押されると、カップ砥石（９）を支持する
支持台（12a）はピン（13a）を中心として回転し、その
角度が所定角度（α）になるまで回転すれば良い。この
時の所定角度（α）としては１度前後が良いが、ワーク
（Ｗ）の種類や仕上げ精度或いはカップ砥石（９）の粒
度などによって決定される。次にカップ砥石（９）の高
さ調節について説明する。先ずワーク（Ｗ）の加工面
（W1）にカップ砥石（９）を近付ける。そして支持台
（12a）に取付けた４本の取付ネジ（12c）を弛めなが
ら、カップ砥石（９）付近を手で持上げると共に４本の
取付ネジ（12c）は取付穴（12b）に沿って上方に移動す
る。所定量移動させて４本の取付ネジ（12c）を仮固定
する。その後、ワーク（Ｗ）の中心線からのずれが所定
高さ（ｈ）になっていることを確認しながら４本の取付
ネジ（12c）を本締めして固定することにより、カップ
砥石（９）の高さ調節が完了するのである。この時の所
定高さ（ｈ）としては、カップ砥石（９）の外周下方が
ワーク（Ｗ）の中心に対して３分の１前後の下方高さ位
置になるようにセットするのが好ましいが、実際にクロ
スハッチが形成されるか、研磨目を確認して、クロスハ
ッチが形成されるまで高さと角度の微調節が行われる。

【００１１】本発明品を用いてカラープリント用のゴム
ローラーを仕上げた結果、表面粗さRzが１μｍ前後で且
つ均一な表面粗さに仕上げることが確認出来た。また加
工時間は、従来の方法と比べると、約３分の１で仕上が
り、しかも機械で順次仕上げることが出来るため、個人
差がなくなり、容易に均一で良好な仕上面を得ることが
可能となった。又、本発明の平砥石ユニット（Ａ）は従
来の片持ばりに対して、両持ばりの構造に成すことによ
り、スピンドルユニットの外径が細くても高剛性が容易
に得られて回転精度を良好にでき、しかも平砥石（５）
とワーク（Ｗ）が接近し、強力研削が行え、研削面のビ
ビリはなくなり、精密研削が可能となる。この結果、小
径の砥石が使用でき、動力が小さくなるため、発熱によ
る変形量が減少し、平砥石ユニット（Ａ）がコンパクト
になり、カップ砥石ユニット（Ｂ）が砥石台（７）の上
に一緒に搭載できるスペースが確保するに至った。

【００１２】

【発明の効果】本発明はこのように構成させたことによ
り、下記に記載する効果を有する。

【００１３】請求項１のように両端側が固定支持された
固定軸（１）の外周には、一端にフランジ部（2a）を形
成すると共に他端にネジ部（2b）を設けたスリーブ
（２）が回転自在に装着され、スリーブ（２）のフラン
ジ部（2a）にプーリー（３）を固着し、スリーブ（２）
に平砥石（５）を少なくとも装着した平砥石ユニット
（Ａ）が砥石台（７）に搭載されることにより、動力が
小さくて済み、回転精度を良好に安定維持でき、回転接
触部の発熱が小さくなるため、発熱により変形量が減少
し、従来の如き加工精度を安定させるためのアイドリン
グが不要となり、且つコンパクト化することが可能とな
る。又、平砥石ユニット（Ａ）と一緒にカップ砥石ユニ
ット（Ｂ）が砥石台（７）の上に搭載されることによ
り、１度のチャックで済むため、取外し作業が省略で
き、且つ砥石台（７）で粗仕上げと中仕上げが終了した
後、平砥石ユニット（Ａ）を後退させてカップ砥石ユニ
ット（Ｂ）を前進するだけで続行して仕上げ加工が行え
るものとなる。従って、従来不可能であったカラープリ
ント用のゴムローラーなどの仕上げ加工が、本発明品を
用いることによって可能となるため、従来の如き熟練技
能がなくても、誰にでも簡単に且つ容易に高精度な表面
粗さを能率良く加工することが出来る。

【００１４】請求項２のようにカップ砥石ユニット
（Ｂ）を、カップ砥石（９）と、それが回転支持される
スピンドルユニット（10）と、カップ砥石（９）が前後
移動する前後移動手段（11）と、前後移動手段（11）に
取付け且つカップ砥石（９）が上下移動する高さ調節部
材（12）と、カップ砥石（９）が適宜角度に回転する角
度調節部材（13）とから成すことにより、クロスハッチ
の形成される研磨目が得られ易くなるため、安定し且つ
良好な表面粗さが得られると共に砥石の目詰りや焼けが
生じにくく、砥石寿命が長くなり、高能率な仕上げ加工
が可能となる。

【００１５】請求項３に示すようにカップ砥石（９）が
ワーク（Ｗ）の加工面（W1）に対して所定角度（α）に
傾けられ、且つその中心がワーク（Ｗ）の中心線よりも
所定高さ（ｈ）ずらして配置されることにより、クロス
ハッチが安定して形成され且つ良好な表面粗さが得られ
るため、請求項２以上にカップ砥石（９）の目詰りや焼
けが生じにくくなり、砥石寿命がより長くなって、高能
率な仕上げ加工が出来るものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の要部正面を示す説明図であ
る。

【図２】本実施形態の平砥石ユニットの要部を示す説明
図である。

【図３】本実施形態のカップ砥石ユニットの要部を示す
説明図である。

【図４】本実施形態の平砥石ユニットとカップ砥石ユニ
ットの配置関係を示す説明図である。

【図５】本実施形態のカップ砥石の配置角度を示す説明
図である。

【図６】本実施形態のカップ砥石の配置中心を示す説明
図である。

【図７】従来の平砥石専用研削盤の要部を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 固定軸 ２ スリーブ 2a フランジ部 2b ネジ部 ３ プーリー ５ 平砥石 ７ 砥石台 ９ カップ砥石 10 スピンドルユニット 11 前後移動手段 12 高さ調節部材 13 角度調節部材 Ａ 平砥石ユニット Ｂ カップ砥石ユニット Ｗ ワーク W1 加工面 α 所定角度 ｈ 所定高さ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端側が固定支持された固定軸（１）の
   外周には、一端にフランジ部（2a）を形成すると共に他
   端にネジ部（2b）を設けたスリーブ（２）が回転自在に
   装着され、該スリーブ（２）のフランジ部（2a）にはプ
   ーリー（３）を固着し、前記スリーブ（２）に平砥石
   （５）が少なくとも装着された平砥石ユニット（Ａ）を
   砥石台（７）に搭載させると共にカップ砥石ユニット
   （Ｂ）も一緒に前記砥石台（７）の上に搭載させたこと
   を特徴とする砥石台に平砥石ユニットとカップ砥石ユニ
   ットを搭載した円筒研削盤。
2. 【請求項２】 前記カップ砥石ユニット（Ｂ）が、カッ
   プ砥石（９）と、該カップ砥石（９）を回転支持するス
   ピンドルユニット（10）と、前記カップ砥石（９）を前
   後移動させるために前記砥石台（７）の上に設けた前後
   移動手段（11）と、該前後移動手段（11）に取付け且つ
   前記カップ砥石（９）を上下方向に移動させるための高
   さ調節部材（12）と、前記カップ砥石（９）を適宜角度
   に回転する角度調節部材（13）とから成す請求項１記載
   の砥石台に平砥石ユニットとカップ砥石ユニットを搭載
   した円筒研削盤。
3. 【請求項３】 前記カップ砥石（９）の配置角度が、ワ
   ーク（Ｗ）の加工面（W1）に対して所定角度（α）であ
   り、且つ前記カップ砥石（９）の配置中心が、ワーク
   （Ｗ）の中心線よりも所定高さ（ｈ）ずらして配置され
   た請求項２記載の砥石台に平砥石ユニットとカップ砥石
   ユニットを搭載した円筒研削盤。