JP2003117784A - ワーク研削装置およびワーク研削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取代の大きいワークや種々の寸法のワークを
効率よく高精度に研削できるワーク研削装置およびワー
ク研削方法を提供すること。 【解決手段】 ワーク１を保持するワーク保持ポケット
３０を複数備え、待機位置から研削位置Ｇへワーク保持
ポケット３０の一つを移動させるとともに、研削位置Ｇ
のワーク保持ポケット３０を待機位置へ移動させる。少
なくとも一方が回転駆動する一対のローラ４６ａおよび
４６ｂでワーク１を挟み付けることによって、ワーク１
の両面の研削すべきすべての部分が一対の砥石１４ａお
よび１４ｂ間を通過するようにワーク１を自転させる。
間隔をあけて配置されかつ回転する一対の砥石１４ａお
よび１４ｂを砥石切込装置２４ａおよび２４ｂによって
ワーク１に対して切り込ませてワーク１を研削する。ワ
ークはたとえばピストンリングである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワーク研削装置
およびワーク研削方法に関し、より特定的には一対の砥
石を回転させてワークの両面を研削するワーク研削装置
およびワーク研削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この発明が効果的に適用されるワークと
して、たとえばピストンリングが挙げられる。ピストン
リングは、一般的に、特殊合金鋼を曲げ加工して製造さ
れるものと鋳物から製造されるものとに大別される。こ
れらのうち鋳物から製造されるピストンリング用のワー
クは、図１０（ａ）に示すように、環状に形成される。
ワーク１は、両面粗研削、外周面研削、内周面研削、合
口切断加工、熱処理、表面処理、両面仕上研削などの工
程を経て、図１０（ｂ）に示すような製品としてのピス
トンリング２に形成される。

【０００３】ピストンリング２は、エンジンの燃焼ガス
を気密保持することを主目的とするため、極めて高精度
な加工を要求される。近年は特に環境対策や省エネの問
題で、より一層高精度な加工を要求されるようになって
いる。高精度な加工のため両面粗研削工程には、従来か
ら図１１に示すようなロータリーキャリヤ式両頭平面研
削装置３が使用されている。

【０００４】ロータリーキャリヤ式両頭平面研削装置３
は、連続回転するロータリーキャリヤプレート４と、ロ
ータリーキャリヤプレート４に設けられる複数のワーク
保持ポケット５と、間隔をあけて配置されかつ回転する
一対の砥石６とを含む。研削装置３では、連続回転する
ロータリーキャリヤプレート４内の複数のワーク保持ポ
ケット５に供給位置Ａでワーク１を順次供給し、一対の
砥石６間を通過させてワーク１の両面を研削し、排出位
置Ｂでワーク１を排出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが鋳造されたワ
ーク１は、両面粗研削工程では両面にそれぞれ２〜５ｍ
ｍ程度の取代がある。そのため一回の砥石６間の通過で
は所定の寸法まで研削することが出来ず、２〜３回の通
過が必要となっている。砥石６間を複数回通過させるに
は、それと同回数のワーク１の供給・排出作業が必要と
され、作業効率が悪い。また、研削装置３では、ワーク
１の外径が砥石６の研削面の幅Ｓより大きい場合は、ワ
ーク１が一対の砥石６間からはみ出てしまい研削できな
いため、ワーク１の外径は砥石６の研削面の幅Ｓより小
さくなければならないという制約がある。

【０００６】一般的にロータリーキャリヤ式両頭平面研
削装置３では、砥石６の研削面の幅Ｓに対して、高精度
に研削可能なワーク１の外径は、約Ｓ／２程度とされ
る。一般的に市販されている研削装置３の砥石６の研削
面の幅Ｓは、１８０〜２８０ｍｍ程度である。したがっ
て、研削装置３によって高精度に研削可能なワーク１の
外径は、最大でもＳ／２＝１４０ｍｍ程度である。

【０００７】ところがピストンリング２には、船舶用の
大型エンジンなどに使用される外径６００ｍｍ程度の大
型リングと称されるものもある。当然ロータリーキャリ
ヤ式両頭平面研削装置３では研削できないので、一般的
な片面平面研削盤を用いて片面ずつ反転させて研削して
いる。このため、作業効率が悪く加工精度にも限界があ
る。また、外径１５０〜３００ｍｍ程度のピストンリン
グ２が最も需要が多く、このようなピストンリング２用
のワーク１でも効率よく高精度に研削できるワーク研削
装置およびワーク研削方法が求められている。

【０００８】それゆえにこの発明の主たる目的は、取代
の大きいワークや種々の寸法のワークを効率よく高精度
に研削できるワーク研削装置およびワーク研削方法を提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載のワーク研削装置は、ワークを研削
するために間隔をあけて配置されかつ回転する一対の砥
石、ワークを保持する保持手段、保持手段に保持された
ワークの少なくとも一部を一対の砥石間に送り込む送り
込み手段、ワークの両面の研削すべきすべての部分が一
対の砥石間を通過するようにワークを自転させる駆動手
段、および一対の砥石間に送り込まれたワークの両面を
研削するために一対の砥石をワークに対して切り込ませ
る砥石切込手段を備える。

【００１０】請求項２に記載のワーク研削装置は、請求
項１に記載のワーク研削装置において、保持手段を複数
備え、送り込み手段は、ワークを供給および排出可能な
待機位置からワークを研削する研削位置へ保持手段の一
つを移動させるとともに、研削位置の保持手段を待機位
置へ移動させることを特徴とする。請求項３に記載のワ
ーク研削装置は、請求項１または２に記載のワーク研削
装置において、保持手段は孔を有し、ワークは孔の内側
面によって保持されることを特徴とする。

【００１１】請求項４に記載のワーク研削装置は、請求
項３に記載のワーク研削装置において、孔の内側面は断
面円形に形成されることを特徴とする。請求項５に記載
のワーク研削装置は、請求項１から４のいずれかに記載
のワーク研削装置において、保持手段のうちワークとの
接触部分は超硬合金部材からなることを特徴とする。

【００１２】請求項６に記載のワーク研削装置は、請求
項１から５のいずれかに記載のワーク研削装置におい
て、駆動手段は、ワークを両面から挟み付け可能に配置
される一対のローラを含み、一対のローラのうち少なく
とも一方が回転駆動することによってワークを自転させ
ることを特徴とする。請求項７に記載のワーク研削装置
は、請求項６に記載のワーク研削装置において、一対の
ローラの少なくともいずれか一方は、ワークに対して進
退可能であることを特徴とする。

【００１３】請求項８に記載のワーク研削装置は、請求
項６または７に記載のワーク研削装置において、一対の
ローラは、様々な寸法のワークを挟み付けることができ
るようにそれぞれ所定の幅を有することを特徴とする。
請求項９に記載のワーク研削装置は、請求項６から８の
いずれかに記載のワーク研削装置において、一対のロー
ラの表面はそれぞれ超硬合金からなることを特徴とす
る。

【００１４】請求項１０に記載のワーク研削装置は、請
求項１から９のいずれかに記載のワーク研削装置におい
て、一対の砥石はそれぞれ対向面に凹部を有し、研削中
のワークを凹部内で案内する案内手段をさらに含むこと
を特徴とする。請求項１１に記載のワーク研削装置は、
請求項１０に記載のワーク研削装置において、案内手段
は、一対の砥石の外方で両端が支持される支持バー、支
持バーの両側に取り付けられ凹部内でワークを案内する
一対の案内プレート、および案内プレートと支持バーと
の間に介挿され一対の案内プレートの間隔を調整する調
整間座を含むことを特徴とする。請求項１２に記載のワ
ーク研削装置は、請求項１１に記載のワーク研削装置に
おいて、支持バーをたるまないように引っ張る引っ張り
手段をさらに含むことを特徴とする。

【００１５】請求項１３に記載のワーク研削方法は、間
隔をあけて配置されかつ回転する一対の砥石によってワ
ークを研削するワーク研削方法であって、ワークを保持
する保持工程、ワークの少なくとも一部を一対の砥石間
に送り込む送り込み工程、ワークの両面の研削すべきす
べての部分が一対の砥石間を通過するようにワークを自
転させる自転工程、および一対の砥石間に送り込まれた
ワークに対して一対の砥石を切り込みワークの両面を研
削する砥石切込工程を備える。

【００１６】請求項１４に記載のワーク研削方法は、請
求項１３に記載のワーク研削方法において、送り込み工
程では、ワークを供給および排出可能な待機位置からワ
ークを研削する研削位置へワークの一つを移動させると
ともに、研削位置のワークを待機位置へ移動させること
を特徴とする。請求項１５に記載のワーク研削方法は、
請求項１３または１４に記載のワーク研削方法におい
て、保持工程では、ワークを囲むように保持することを
特徴とする。

【００１７】請求項１６に記載のワーク研削方法は、請
求項１３から１５のいずれかに記載のワーク研削方法に
おいて、自転工程では、少なくとも一方が回転駆動する
一対のローラでワークを両面から挟み付けることによっ
てワークを自転させることを特徴とする。請求項１７に
記載のワーク研削方法は、請求項１３から１６のいずれ
かに記載のワーク研削方法において、一対の砥石はそれ
ぞれ対向面に凹部を有し、砥石切込工程では、ワークを
凹部内で案内しながら一対の砥石によって研削すること
を特徴とする。請求項１８に記載のワーク研削方法は、
請求項１３から１７のいずれかに記載のワーク研削方法
において、ワークはピストンリングであることを特徴と
する。

【００１８】請求項１に記載のワーク研削装置では、両
面同時に研削するため効率がよいとともに、ワークを強
制的に自転させながら研削するため、ワークの研削され
る面の各部を平均的に研削することができ、極めて高精
度な厚み寸法および平行度に研削することができる。ま
た、一対の砥石間からはみ出てしまうような大きな寸法
のワークであっても、ワークの両面の研削すべきすべて
の部分が一対の砥石間を通過するようにワークを強制的
に自転させることによって、ワークの研削すべきすべて
の面を一対の砥石によって研削することができる。した
がって、ワークの寸法にかかわらず種々の寸法のワーク
を高精度に研削することができる。

【００１９】さらに、大きな径のワークであっても小さ
な径の砥石で研削可能となるため、従来よりも砥石の径
を小さくすることができる。このため、低コストで研削
することができる。また、一対の砥石をワークに対して
切り込ませてインフィード研削することによって、一回
の研削で大きな取代を研削することができる。このた
め、一回の研削で仕上げ寸法まで研削することができ、
何度もワークを供給・排出する必要がなく、作業効率が
よくなる。また、ワークの取代にばらつきがある場合で
も効率よく高精度に研削することができる。なお、請求
項１３に記載のワーク研削方法についても同様である。

【００２０】請求項２に記載のワーク研削装置では、研
削位置においてワークを研削するのと同時に、待機位置
において研削済みのワークを排出するとともに研削待ち
のワークを供給することができる。このため、次々と連
続してワークを研削することができ、効率がよい。な
お、請求項１４に記載のワーク研削方法についても同様
である。

【００２１】請求項３に記載のワーク研削装置では、保
持手段の内部でワークを保持するため、種々の形状、大
きさのワークを保持し自転させることができる。なお、
請求項１５に記載のワーク研削方法についても同様であ
る。請求項４に記載のワーク研削装置では、断面円形の
内側面でワークを保持することによって、さらに円滑に
ワークを自転させることができる。

【００２２】保持手段は、ワークの研削中には自転する
ワークを保持するため、自転するワークとの接触によっ
て磨耗しやすい。請求項５に記載のワーク研削装置で
は、保持手段のうちワークとの接触部分が超硬合金部材
からなることによって、自転するワークとの接触部分の
耐磨耗性を向上させることができ、大幅に寿命を延ばす
ことができる。

【００２３】請求項６に記載のワーク研削装置では、一
対のローラによってワークを両面から挟み付けて自転さ
せるため、ワークを確実に自転させることができる。ま
た、両方のローラを回転駆動させれば、より大きな力で
ワークを自転させることができる。なお、請求項１６に
記載のワーク研削方法についても同様である。請求項７
に記載のワーク研削装置では、少なくとも一方のローラ
がワークに対して進退可能であるため、ワークの厚みに
かかわらず一対のローラでワークを挟み付けて自転させ
ることができる。すなわち、種々の厚みのワークの研削
に対応することができる。請求項８に記載のワーク研削
装置では、ローラは所定の幅を有するため、段取り換え
することなく様々な外径寸法のワークを挟み付けて自転
させることができる。

【００２４】ローラはワークを直接挟み付けて摩擦力で
ワークに回転力を与えるため、ローラの表面は磨耗しや
すい。特にワークが鋳物の場合は表面が粗く硬いため、
ワークの表面が一通り研削されるまでは特にローラの表
面に強い力がかかる。請求項９に記載のワーク研削装置
では、ローラの表面が超硬合金からなることによって、
ローラの表面を極めて硬くかつ耐磨耗性に優れたものと
することができる。

【００２５】また、砥石の大きさに対してワークの外径
が大きく、ワークが砥石の研削面よりも内周側に張り出
して回転するような場合、ワークが不安定となって振動
するために十分な研削精度を得ることができない場合が
ある。請求項１０に記載のワーク研削装置では、一対の
砥石のそれぞれの対向面に設けられる凹部内でワークを
案内し支持するため、ワークが振動することなく、高精
度にワークを研削することができる。なお、請求項１７
に記載のワーク研削方法についても同様である。

【００２６】請求項１１に記載のワーク研削装置では、
支持バーの両端が砥石の外方で支持され、支持バーに取
り付けられる一対の案内プレートでワークを挟持するよ
うに案内するため、研削中のワークの振動を抑え、研削
精度を向上させることができる。また、調整間座によっ
て一対の案内プレートの間隔をワークの厚みに応じて調
整することができる。

【００２７】支持バーは一対の砥石間に配置されるもの
であり、支持バーの厚みはその構造上ワークの仕上がり
厚み寸法よりも薄く形成される必要があるため撓みやす
く、支持バーは案内プレートを取り付けられるとたるん
でしまう危惧がある。しかし、請求項１２に記載のワー
ク研削装置では、支持バーがたるまないように引っ張り
手段によって引っ張られるため、支持バーはたるむこと
なく常に所定位置で案内プレートを支持する。このため
案内プレートは常に所定位置でワークを案内することが
でき、ワークを高精度に研削することができる。本願発
明は請求項１８に記載のようにワークがピストンリング
である場合に特に有効となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。図１を参照して、この
発明の一実施形態のワーク研削装置１０は、立型両頭平
面研削装置であり、側面に開口部（図示せず）を有する
コラム１２を含む。コラム１２の開口部を臨む位置に
は、ワーク１を研削するための一対の砥石１４ａおよび
１４ｂが間隔をあけて同軸上に対向配置される。

【００２９】一対の砥石１４ａおよび１４ｂはそれぞれ
砥石軸１６ａおよび１６ｂによって支持される。砥石軸
１６ａおよび１６ｂはそれぞれ、砥石軸ユニット１８ａ
および１８ｂによって回転自在かつ上下移動可能に支持
されるとともに、ベルト２０ａおよび２０ｂを介して駆
動モータ２２ａおよび２２ｂに連動する。したがって、
駆動モータ２２ａおよび２２ｂの回転駆動力がベルト２
０ａおよび２０ｂを介して砥石軸１６ａおよび１６ｂに
伝達され、これによって砥石１４ａおよび１４ｂが回転
駆動する。

【００３０】砥石軸１６ａおよび１６ｂはそれぞれ、砥
石切込装置２４ａおよび２４ｂによって上下方向に移動
可能である。砥石軸１６ａおよび１６ｂが砥石切込装置
２４ａおよび２４ｂによって上下方向に移動することに
よって、一対の砥石１４ａおよび１４ｂがそれぞれ研削
位置Ｇのワーク１に対して進退する。なお、研削位置Ｇ
とは、ワーク１を研削可能な位置をいい、具体的には少
なくとも一部が一対の砥石１４ａおよび１４ｂ間に配置
されたワーク１の所定位置を意味する。また、通常の研
削時には、下側の砥石１４ｂの高さは、後述するインデ
ックスキャリヤプレート２８の下面に近接する所定高さ
に固定され、砥石１４ｂが磨耗したとき等には上下方向
に移動されて微調整される。

【００３１】コラム１２に隣接する位置にフロントコラ
ム２６が配置される。フロントコラム２６上には鉄製の
円板状のインデックスキャリヤプレート２８が配置され
る。インデックスキャリヤプレート２８には、ワーク１
を保持するための３つのワーク保持ポケット３０が設け
られる。３つのワーク保持ポケット３０は同一円上に等
間隔に配置される。ワーク保持ポケット３０の詳細につ
いては後述する。

【００３２】図２をも参照して、インデックスキャリヤ
プレート２８は、フランジ３２によってキャリヤ軸３４
の上端部に固定される。キャリヤ軸３４は、軸受けによ
って回転自在に支持される。キャリヤ軸３４にはウォー
ムホイール３６が取り付けられる。ウォームホイール３
６とキャリヤ軸３４とはキー３８によって噛み合わさ
れ、両者は滑ることなくともに回転する。ウォームホイ
ール３６には、水平方向に配置されるウォームシャフト
４０が噛み合う。ウォームシャフト４０は、図示しない
サーボモータによって間欠的に回転される。ウォームシ
ャフト４０の回転に連動してウォームホイール３６が回
転され、同時にキャリヤ軸３４も回転される。これによ
って、インデックスキャリヤプレート２８が回転され
る。すなわち、インデックスキャリヤプレート２８は、
サーボモータによって間欠的に回転駆動される。この実
施形態では、ワーク保持ポケット３０が３つ設けられる
ため、それぞれのワーク保持ポケット３０が研削位置Ｇ
で停止するように、インデックスキャリヤプレート２８
が１２０度ずつ間欠的に回転するように設定される。な
お、研削位置Ｇに停止したワーク保持ポケット３０の一
部は一対の砥石１４ａおよび１４ｂ間に配置され、ワー
ク保持ポケット３０の他の部分は一対の砥石１４ａおよ
び１４ｂ間からはみ出た状態となる。

【００３３】回転するワーク保持ポケット３０の軌跡の
うち研削位置Ｇ以外の位置は待機位置である。待機位置
のうち研削位置Ｇの上流側に、ワーク保持ポケット３０
に研削待ちのワーク１を供給するための供給位置Ｌが設
定される。待機位置のうち研削位置Ｇの下流側に、ワー
ク保持ポケット３０から研削済みのワーク１を排出する
ための排出位置Ｕが設定される。研削済みのワーク１は
排出位置Ｕのワーク保持ポケット３０から図示しないア
ンローディング装置によって排出され、それと同時に、
研削待ちのワーク１が供給位置Ｌのワーク保持ポケット
３０に図示しないローディング装置によって供給され
る。

【００３４】インデックスキャリヤプレート２８の下面
側には、ワーク保持ポケット３０内に供給されたワーク
１の下面を支持するとともにワーク１を案内するロアー
ガイドプレート４２が配置される。インデックスキャリ
ヤプレート２８の上面側には、研削位置Ｇにおいて研削
中のワーク１がワーク保持ポケット３０から飛び出さな
いように上側からワーク１を案内するアッパーガイドプ
レート４４が配置される。アッパーガイドプレート４４
は、上下方向に移動可能に構成され、研削するワーク１
の厚みに合わせて高さ調整することができる。

【００３５】図３をも参照して、一対の砥石１４ａおよ
び１４ｂの前方には、一対のローラ４６ａおよび４６ｂ
が配置される。一対のローラ４６ａおよび４６ｂは、研
削位置Ｇのワーク１を上下両面から挟み付け可能に配置
される。上側のローラ４６ａは、フレーム４８に回転自
在に支持される。ローラ４６ａの回転軸には歯車５０が
設けられる。歯車５０は、アイドル歯車５２を介して駆
動モータ５４の駆動軸に設けられる歯車５６に連動す
る。したがって、ローラ４６ａは駆動モータ５４によっ
て回転駆動される。この実施形態では駆動モータ５４に
油圧モータが用いられるが電気モータを用いてもよい。
駆動モータ５４はフレーム４８に固定される。

【００３６】フレーム４８の側面には転がり軸受け５８
が設けられる。転がり軸受け５８は、コラム１２に上下
方向に設けられるレール６０上を走行する。フレーム４
８にはシリンダ６２の一端が固定され、シリンダ６２の
他端はコラム１２に固定される。したがって、フレーム
４８は、シリンダ６２の伸縮駆動によって上下方向に移
動し、それにともなってローラ４６ａも上下方向に移動
する。これによってローラ４６ａはワーク１に圧接可能
とされる。

【００３７】下側のローラ４６ｂは、フレーム６４に回
転自在に支持される。フレーム６４の下端部には雄ネジ
部６６が形成される。コラム１２側面には固定部材６８
が設けられ、固定部材６８には雌ネジ孔が形成される。
雄ネジ部６６を所望の位置まで固定部材６８の雌ネジ孔
に嵌め合わせてナット７０で固定することによって、フ
レーム６４の高さすなわちローラ４６ｂの高さを調整す
ることができる。ローラ４６ｂは、ワーク１と接触する
ローラ４６ｂの表面と下側の砥石１４ｂの研削面とが面
一となる高さに設定される。

【００３８】研削時にはローラ４６ｂの上下動は固定さ
れ、ローラ４６ａが下降することによって、ローラ４６
ａと４６ｂとの間にワーク１を所定圧力で挟み付ける。
すると、ローラ４６ａの回転駆動力が摩擦力によってワ
ーク１に伝達されワーク１がワーク保持ポケット３０内
で自転する。

【００３９】ローラ４６ａおよび４６ｂはそれぞれ、母
材としての合金工具鋼（ＳＫＤ−１１）と、合金工具鋼
の表面に溶射法によってコーティングされる超硬合金と
を含む。このため、ローラ４６ａおよび４６ｂの表面は
極めて硬く耐磨耗性に優れている。したがって、鋳物の
ような表面が粗く非常に硬いものと接触し摩擦しても非
常に長い寿命を有することができる。

【００４０】また、ローラ４６ａおよび４６ｂは、様々
な外径寸法のワーク１を挟み付けて自転させることがで
きるようにそれぞれ所定の幅Ｗを有する。この実施形態
では、ローラ４６ａおよび４６ｂの幅Ｗは、たとえば１
００ｍｍに設定される。なお、ワーク１の中心がワーク
保持ポケット３０の中心に位置決めされた状態でワーク
１を自転させて研削する場合には、ローラ４６ａおよび
４６ｂの幅Ｗは、数１を満たす値であることが好まし
い。

【数１】

【００４１】この場合には、ワーク研削装置１０で研削
するすべてのワーク１を、ローラ４６ａおよび４６ｂを
取り替える等の段取り換えをすることなく自転させるこ
とができる。なお、この場合、ワーク１の中心がワーク
保持ポケット３０の中心に位置決めされた状態でワーク
１を自転させるために、たとえば図示しない超硬合金製
の内側面を有し、かつワーク１を保持可能なドーナツ形
のアダプタを用いるとよい。

【００４２】また、より好ましいローラ４６ａおよび４
６ｂの幅Ｗは、数２を満たす値である。

【数２】 この場合には、上述のようなアダプタを用いることな
く、ワーク研削装置１０で研削するすべてのワーク１
を、段取り換えすることなく自転させることができる。

【００４３】なお、この実施形態では上側のローラ４６
ａのみが駆動モータ５４によって回転駆動する構成とし
たが、下側のローラ４６ｂにも駆動モータを設けるか若
しくは駆動モータ５４によってローラ４６ｂをも回転駆
動させる構成とすることもできる。これによれば、ロー
ラ４６ａおよび４６ｂとワーク１とのスリップをさらに
防止でき、ワーク１を効率よく自転させることができ
る。

【００４４】ワーク１が自転すると、ワーク１を保持す
るワーク保持ポケット３０が磨耗しやすいため、ワーク
保持ポケット３０は耐磨耗性を有するように形成され
る。具体的には、図４を参照して、ワーク保持ポケット
３０は、インデックスキャリヤプレート２８を貫通する
真円形の孔によって形成される断面真円形の内側面７２
と、内側面７２に沿って配置される断面真円形の内側面
７４ａを有する超硬合金リング７４とを含む。ワーク１
は、超硬合金リング７４の内側の孔７５の内側面すなわ
ち超硬合金リング７４の内側面７４ａで囲まれるように
保持される。超硬合金リング７４は、円弧状の４つの弧
状部材７６から構成される。ワーク保持ポケット３０
は、超硬合金リング７４の内側面７４ａによってワーク
１を囲むように保持するため、ワーク保持ポケット３０
のワーク１との接触部は極めて硬く耐磨耗性に優れてい
る。

【００４５】図５および図６を参照して、砥石１４ａお
よび１４ｂはそれぞれ、対向面に凹部７８ａおよび７８
ｂを有しカップ形に形成される基板８０ａおよび８０ｂ
と、基板８０ａおよび８０ｂの縁部に設けられる砥粒８
２ａおよび８２ｂとを含む。コラム１２の内側面のうち
砥石１４ａおよび１４ｂを挟んで対向する位置に、それ
ぞれベース８４および８６が設けられる。ベース８６に
はレバー８８の一端が支点ピン９０によってスイング可
能に取り付けられる。レバー８８の他端は、バネ９２に
よってベース８４から遠ざかる方向に引っ張られる。一
対の砥石１４ａおよび１４ｂ間には支持バー９４が配置
され、支持バー９４の一端はベース８４にボルト９６に
よって固定され、支持バー９４の他端はレバー８８に取
り付けられる。したがって、支持バー９４は常にバネ９
２によって張力が加えられ、たるむことなく張ってい
る。

【００４６】支持バー９４の厚み寸法は、研削するワー
ク１の仕上がり厚み寸法よりも小さく設定される。支持
バー９４の上下にはそれぞれ、調整間座９８ａおよび９
８ｂを介して一対の案内プレート１００ａおよび１００
ｂが対向配置される。一対の案内プレート１００ａおよ
び１００ｂはそれぞれ、砥石１４ａおよび１４ｂの凹部
７８ａおよび７８ｂの内側面に沿った半円形に形成さ
れ、調整間座９８ａおよび９８ｂを介してボルト１０２
によって支持バー９４に取り付けられる。案内プレート
１００ａと１００ｂとの間隔は、調整間座９８ａおよび
９８ｂの厚み寸法をワーク１の厚み寸法に応じて変える
ことによって調整される。

【００４７】砥石１４ａおよび１４ｂの研削面よりも内
周側に張り出して回転するインデックスキャリヤプレー
ト２８およびワーク１は、一対の案内プレート１００ａ
および１００ｂで挟持されるように、凹部７８ａおよび
７８ｂ内で案内される。なお、上述のように、支持バー
９４はたるむことなく常に所定位置で案内プレート１０
０ａおよび１００ｂを支持するため、案内プレート１０
０ａおよび１００ｂは常に所定位置でインデックスキャ
リヤプレート２８およびワーク１を案内し支持すること
ができる。これによって、インデックスキャリヤプレー
ト２８およびワーク１の振動が抑制され、ワーク１を高
精度に研削することができる。

【００４８】図１０を参照して、ワーク１は１２〜１３
％の楕円形の環状をし、合口切断加工等がされ製品とし
てのピストンリング２となった際に合口を閉じると真円
となるように形成される。ワーク研削装置１０は、主と
してワーク１からピストンリング２を作製するための粗
研削工程において用いられる。

【００４９】図７を参照して、ワーク研削装置１０の主
要動作について説明する。まず、図示しないローディン
グ装置によって供給位置Ｌのワーク保持ポケット３０に
研削待ちのワーク１が供給される（ステップＳ１）。イ
ンデックスキャリヤプレート２８が１２０度回転し、研
削待ちのワーク１が研削位置Ｇへ移動される（ステップ
Ｓ３）。

【００５０】研削位置Ｇでは、上側のローラ４６ａが回
転駆動しながら下降し、下側のローラ４６ｂとの間でワ
ーク１を挟み、さらに所定圧力で加圧される（ステップ
Ｓ５）。すると、ローラ４６ａの回転駆動力が摩擦力に
よってワーク１に伝達されワーク１がワーク保持ポケッ
ト３０内で自転する（ステップＳ７）。ワーク１が自転
し始めると、上側の砥石１４ａがワーク１に対して急速
アプローチ下降し（ステップＳ９）、予め設定される所
定位置すなわち砥石１４ａがワーク１に当たる寸前の位
置まで下降すると、上側の砥石１４ａが所定速度に切り
替わり粗研インフィードして（ステップＳ１１）上下一
対の砥石１４ａおよび１４ｂによって粗研削を開始す
る。このとき、一対の砥石１４ａおよび１４ｂで一時に
挟み付けられるのはワーク１の一部のみであるが、ワー
ク１が強制的に自転されることによってワーク１の研削
されるべきすべての面が一対の砥石１４ａおよび１４ｂ
間を通過し研削される。

【００５１】予め設定される所定の切込量までの粗研削
が終了すると、上側の砥石１４ａがさらに所定速度に切
り替わり精研インフィードして（ステップ１３）、上下
一対の砥石１４ａおよび１４ｂによってワーク１の所定
の狙い寸法まで切り込んで停止し、スパークアウトに入
る（ステップＳ１５）。所定のスパークアウト時間が経
過すると、上側の砥石１４ａが急速で元の位置まで上昇
し（ステップＳ１７）、つぎのワークの研削まで待機す
る。上側の砥石１４ａが元の位置まで上昇すると、上側
のローラ４６ａが元の位置まで上昇し、回転が停止する
（ステップＳ１９）。

【００５２】研削位置Ｇにおいて上述のようにワーク１
が研削されるのと同時に、排出位置Ｕでは、アンローデ
ィング装置によってワーク保持ポケット３０から研削済
みのワーク１が排出される（ステップＳ２１）。また、
供給位置Ｌでは、ローディング装置によってワーク保持
ポケット３０に研削待ちのワーク１が供給される（ステ
ップＳ２３）。

【００５３】上側のローラ４６ａが上昇すると、インデ
ックスキャリヤプレート２８が１２０度回転し（ステッ
プＳ３）、研削済みのワーク１を研削位置Ｇから排出位
置Ｕへ移動させるとともに、供給位置Ｌの研削待ちのワ
ーク１を研削位置Ｇへ移動させる。以下、ステップＳ３
からステップＳ２３までの動作が繰り返されて、ワーク
１が順次研削される。

【００５４】ワーク研削装置１０によれば、ワーク１の
両面を同時に研削するため効率がよいとともに、ワーク
１を強制的に自転させながら研削するため、ワーク１の
研削される面の各部を平均的に研削することができ、極
めて高精度な厚み寸法および平行度に研削することがで
きる。また、一対の砥石１４ａおよび１４ｂ間からはみ
出てしまうような大きなワーク１であっても、ワーク１
の両面の研削すべきすべての部分が一対の砥石１４ａお
よび１４ｂ間を通過するようにワーク１を強制的に自転
させることによって、ワーク１の研削すべきすべての面
を一対の砥石１４ａおよび１４ｂによって研削すること
ができる。したがって、ワーク１の寸法にかかわらず種
々の寸法のワーク１を高精度に研削することができる。
また、これによって、一対の砥石間からはみ出てしまう
ような大きな寸法のワーク１であってもインフィード研
削が可能となる。

【００５５】さらに、大きな径のワーク１であっても小
さな径の砥石１４ａおよび１４ｂで研削可能となるた
め、従来よりも砥石１４ａおよび１４ｂの径を小さくす
ることができる。このため、コストを低下させることが
できる。また、ワーク保持ポケット３０は孔７５の内側
面７４ａによってワーク１を囲むように保持し自転させ
るため、ワーク保持ポケット３０と同じ形状、大きさで
ない種々の形状、大きさのワーク１でも保持し自転させ
ることができる。したがって、たとえばワーク１が真円
形でなくたとえば楕円形であっても円滑に自転させるこ
とができる。

【００５６】また、インフィード研削することによっ
て、一対の砥石１４ａおよび１４ｂ間を一回通過させて
研削するだけで大きな取代を研削することができる。こ
のため、一回の研削で仕上げ寸法まで研削することがで
き、何度もワーク１を供給・排出する必要がなく、作業
効率がよくなる。また、ワーク１の取代にばらつきがあ
る場合でも効率よく高精度に研削することができる。さ
らに、研削位置Ｇにおいてワーク１を研削するのと同時
に、排出位置Ｕにおいて研削済みのワーク１を排出する
とともに供給位置Ｌにおいて研削待ちのワーク１を供給
することができる。このため、次々と連続してワーク１
を研削することができ、効率がよい。

【００５７】また、ローラ４６ａがワーク１に対して進
退可能であるため、ワーク１の厚みにかかわらず一対の
ローラ４６ａおよび４６ｂでワーク１を挟み付けて自転
させることができる。すなわち、種々の厚みのワーク１
の研削に対応することができる。なお、ローラ４６ｂも
ローラ４６ａと同様にワーク１に対して進退可能に形成
してもよい。さらに、ローラ４６ａおよび４６ｂは所定
の幅Ｗを有するため、段取り換えすることなく様々な外
径寸法のワーク１を挟み付けて自転させることができ
る。また、ワーク１の外径寸法が既設のワーク保持ポケ
ット３０では対応できない寸法である場合は、インデッ
クスキャリヤプレート２８を、対応する寸法のワーク保
持ポケットを備えたインデックスキャリヤプレートに交
換するのみで対応することができ、作業効率がよいとと
もにコストを低下させることができる。

【００５８】つぎに、ワーク研削装置１０の研削精度と
従来の研削装置３（図１１参照）の研削精度とを、平行
度を比較することによって検証した実験例の結果を図８
に示す。この実験例では、直径１５０ｍｍ、厚み６ｍｍ
で、両面にそれぞれ２ｍｍの取代を有するワーク１を研
削した。なお、ワーク研削装置１０では上述のように一
対の砥石１４ａおよび１４ｂ間を１回通過させるだけで
研削できたのに対し、従来の研削装置３では３回の通過
を要した。このようにして研削した２００本のワーク１
のうち無作為に２０本を抜き取って、それぞれの平行度
を測定した。なお、この実験例では、ワーク１の厚み寸
法を所定の複数点で測定し、その最大値から最小値を減
じたものを平行度としている。したがって、平行度の値
が小さいほど平行度の精度が高いことを意味している。

【００５９】図８を見て分かるように、従来の研削装置
３によって研削した場合には、１２〜２７μｍの平行度
を有するのに対して、ワーク研削装置１０によって研削
した場合には、１〜７ｍｍの平行度を得ることができ
た。この結果から分かるように、ワーク研削装置１０に
よれば、非常に高精度な平行度が得られる。

【００６０】つぎに、上述の実施形態ではワーク保持ポ
ケット３０の耐磨耗性を向上させるために超硬合金リン
グ７４を用いたが、超硬合金が適していることを裏付け
る実験例の結果を図９に示す。なお、ワーク保持ポケッ
ト３０は１ｍｍ程度までは磨耗しても機能上問題なく使
用可能である。従って１ｍｍ磨耗するまでの寿命期間で
比較した。寿命期間は１日につき１０時間ずつ使用した
ものとして月数であらわす。

【００６１】また、この実験例では、機械的強度や耐磨
耗性の優秀さおよびインデックスキャリヤプレート２８
への固定性等の観点から選択した以下に示す３種類の素
材を用いて比較した。１つは、ＪＩＳ規格のＳＫ，ＳＫ
Ｓ，ＳＫＤ，ＳＫＴ，ＳＫＨ等の合金工具鋼の中からＳ
ＫＤの焼入材を用いた。他の１つは、ＳＫＤ材に窒化処
理をして表面硬度を上げたものを用いた。残りの１つ
は、超硬合金を用いた。超硬合金はヤング率４４．１〜
６８．６ＭＰａの範囲のＷＣ−Ｔｉ系のものを使用し
た。

【００６２】図９を見て分かるように、ＳＫＤの焼入材
では約半月、ＳＫＤ材に窒化処理したものでは約１ヶ月
しか寿命を有しなかったのに対して、超硬合金では他の
２つと比較して飛躍的に長い約６ヶ月もの寿命を有し
た。このことから、超硬合金が大幅に優れていることが
わかる。

【００６３】つぎに、ローラ４６ａおよび４６ｂの母材
としての合金工具鋼（ＳＫＤ−１１）のそれぞれの表面
を３種類の方法で加工して、それぞれの寿命および機械
的性質（硬度）を比較した実験例の結果を表１に示す。

【００６４】

【表１】

【００６５】なお、金属の表面の硬化処理方法には種々
の方法があるが、この実験例ではその中でも耐磨耗性を
重視した代表的な３つの方法、すなわち、ＰＶＤ法、イ
オン窒化法および溶射法で表面処理をして比較した。Ｐ
ＶＤ法は、５００℃以下の温度で強固な膜を形成させる
処理方法である。物理的な方法でコーティング材料（Ｔ
ｉＮ，ＴｉＣＮ等）を蒸発させ、窒化ガス等と反応させ
て成膜する。硬度は超硬合金にも勝るが膜厚が薄い。こ
こでは、コーティング材料としてＴｉＮを用いた。

【００６６】イオン窒化法は、窒素、水素の希薄混合ガ
ス雰囲気中で、グロー放電を発生させ、その際のイオン
衝撃により被処理物を加熱すると同時に窒化を進行させ
る表面硬化法である。窒化後は焼入れの必要がなくその
ままで硬化する。硬度は高いが硬化層は浅い。溶射法
は、超硬合金やセラミックス等のコーティング材料をプ
ラズマ、アーク等の熱源により溶融させ、微粒子状にし
て加速し被覆対象物に衝突させて硬い皮膜を成形する表
面硬化法である。皮膜は衝突の圧縮応力で形成されるの
で厚みのある硬化皮膜を形成できる。ここではコーティ
ング材料として超硬合金を用いた。

【００６７】これら３つの方法で表面処理をして寿命を
比較した結果、表１に示すように、溶射法によって超硬
合金の皮膜を形成した場合は約１０ヶ月の寿命を有し、
他の２つの１ヶ月に比較して飛躍的に寿命を長くするこ
とができることがわかった。

【００６８】この発明は、上述のような構成に限定され
るものではなく、以下のような構成であってもよい。上
述の実施形態では、通常の研削時には下側の砥石１４ｂ
は所定高さに固定されているが、上下一対の砥石１４ａ
および１４ｂをともにワーク１に対して進退させること
によって研削してもよく、さらに、一対の砥石１４ａお
よび１４ｂをワーク１に対して対称的に切り込ませて研
削してもよい。

【００６９】また、上述の実施形態では、研削済みのワ
ーク１をアンローディング装置によって排出する構成と
したが、これに限定されるものではない。たとえば、排
出位置Ｕにはロアーガイドプレート４２を設けず、イン
デックスキャリヤプレート２８の回転によってワーク保
持ポケット３０が排出位置Ｕにくると研削済みのワーク
１がワーク保持ポケット３０から抜け落ちて排出される
構成とすることもできる。これによれば、インデックス
キャリヤプレート２８が回転する際に研削済みのワーク
１が排出され、排出のために別途時間を必要とせずに作
業を進められるため効率がよい。

【００７０】さらに、研削する様々な外径寸法のワーク
１を、その外径寸法に応じて複数の区分に分類し、それ
ぞれの区分に応じたワーク研削装置を作製してもよい。
ワーク研削装置１０は、ピストンリング２を作製するた
めに用いられるだけではなく、たとえばブレーキディス
ク等その他の環状または円板状のワークの研削に用いら
れても有効な効果を奏するものである。

【００７１】

【発明の効果】この発明によれば、ワークを極めて高精
度な厚み寸法および平行度に研削することができる。ま
た、種々の寸法のワークを高精度に研削することができ
る。さらに、大きな径のワークであっても小さな径の砥
石で研削可能となるため、従来よりも砥石の径を小さく
することができる。このため、低コストで研削すること
ができる。また、一回の研削で仕上げ寸法まで研削する
ことができ、作業効率がよくなる。さらに、ワークの取
代にばらつきがある場合でも効率よく高精度に研削する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す図解図であり、
（ａ）はＣ−Ｃ線断面図を示し、（ｂ）は正面図を示
す。

【図２】図１の実施形態の要部を示す拡大断面図であ
る。

【図３】図１の実施形態の要部を示す斜視図である。

【図４】保持部材を示す平面図である。

【図５】案内部材およびその周辺を示す断面図である。

【図６】案内部材およびその周辺を示す図解図であり、
（ａ）は図５のＤ−Ｄ線断面図であり、（ｂ）は（ａ）
の右側面方向から見た断面図である。

【図７】主要動作を示すフローチャートである。

【図８】研削精度を比較する実験例の結果を示すグラフ
である。

【図９】材質の違いによるワーク保持ポケットの寿命の
違いを比較する実験例の結果を示すグラフである。

【図１０】（ａ）はピストンリング用に鋳造されたワー
クを示す斜視図であり、（ｂ）は加工されて製品化され
たピストンリングを示す斜視図である。

【図１１】従来の研削装置の要部を示す図解図であり、
（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。

【符号の説明】

１０ ワーク研削装置 １４ 砥石 ２４ 砥石切込装置 ２８ インデックスキャリヤプレート ３０ ワーク保持ポケット ４６ａ，４６ｂ ローラ ７２ 内側面 ７４ 超硬合金リング ７４ａ 内側面 ７８ａ，７８ｂ 凹部 ８８ レバー ９０ 支点ピン ９２ バネ ９４ 支持バー ９８ａ，９８ｂ 調整間座 １００ａ，１００ｂ 案内プレート

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１２月２７日（２００２．１２．
２７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載のワーク研削装置は、ピストンリン
グを研削するために間隔をあけて配置されかつ回転する
一対の砥石、ピストンリングを保持する保持手段、保持
手段に保持されたピストンリングの少なくとも一部を一
対の砥石間に送り込む送り込み手段、ピストンリングの
両面の研削すべきすべての部分が一対の砥石間を通過す
るようにピストンリングを自転させる駆動手段、および
一対の砥石間に送り込まれたピストンリングの両面を研
削するために一対の砥石を前記ピストンリングに対して
切り込ませる砥石切込手段を備え、駆動手段は、ピスト
ンリングを両面から挟み付け可能に配置される一対のロ
ーラを含み、一対のローラは、それぞれ円筒形状をしか
つ様々な寸法のピストンリングを挟み付けることができ
るようにそれぞれ所定の幅を有し、一対のローラのうち
少なくとも一方が回転駆動することによってピストンリ
ングを自転させることを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】請求項２に記載のワーク研削装置は、ピス
トンリングを研削するために間隔をあけて配置されかつ
回転する一対の砥石、ピストンリングを保持する保持手
段、保持手段に保持されたピストンリングの少なくとも
一部を一対の砥石間に送り込む送り込み手段、ピストン
リングの両面の研削すべきすべての部分が一対の砥石間
を通過するようにピストンリングを自転させる駆動手
段、および一対の砥石間に送り込まれたピストンリング
の両面を研削するために一対の砥石をピストンリングに
対して切り込ませる砥石切込手段を備え、駆動手段は、
ピストンリングを両面から挟み付け可能に配置される一
対のローラを含み、一対のローラの表面はそれぞれ超硬
合金からなり、一対のローラのうち少なくとも一方が回
転駆動することによってピストンリングを自転させるこ
とを特徴とする。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】請求項３に記載のワーク研削装置は、楕円
形の環状をしたピストンリングを研削するために間隔を
あけて配置されかつ回転する一対の砥石、ピストンリン
グを保持する保持手段、保持手段に保持されたピストン
リングの少なくとも一部を一対の砥石間に送り込む送り
込み手段、ピストンリングの両面の研削すべきすべての
部分が一対の砥石間を通過するようにピストンリングを
自転させる駆動手段、および一対の砥石間に送り込まれ
たピストンリングの両面を研削するために一対の砥石を
ピストンリングに対して切り込ませる砥石切込手段を備
える。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】請求項４に記載のワーク研削装置は、請求
項１から３のいずれかに記載のワーク研削装置におい
て、保持手段を複数備え、送り込み手段は、ピストンリ
ングを供給および排出可能な待機位置から前記ピストン
リングを研削する研削位置へ保持手段の一つを移動させ
るとともに、研削位置の保持手段を待機位置へ移動させ
ることを特徴とする。請求項５に記載のワーク研削装置
は、請求項１から４のいずれかに記載のワーク研削装置
において、保持手段は孔を有し、ピストンリングは孔の
内側面によって保持されることを特徴とする。請求項６
に記載のワーク研削装置は、請求項５に記載のワーク研
削装置において、孔の内側面は断面円形に形成されるこ
とを特徴とする。請求項７に記載のワーク研削装置は、
請求項１から６のいずれかに記載のワーク研削装置にお
いて、保持手段のうちピストンリングとの接触部分は超
硬合金部材からなることを特徴とする。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】請求項８に記載のワーク研削装置は、請求
項１または２に記載のワーク研削装置において、一対の
ローラの少なくともいずれか一方は、ピストンリングに
対して進退可能であることを特徴とする。請求項９に記
載のワーク研削装置は、ワークを研削するために間隔を
あけて配置されかつ回転する一対の砥石、ワークを保持
する保持手段、保持手段に保持されたワークの少なくと
も一部を一対の砥石間に送り込む送り込み手段、ワーク
の両面の研削すべきすべての部分が一対の砥石間を通過
するようにワークを自転させる駆動手段、および一対の
砥石間に送り込まれたワークの両面を研削するために一
対の砥石をワークに対して切り込ませる砥石切込手段を
備え、一対の砥石はそれぞれ対向面に凹部を有し、研削
中のワークを凹部内で案内する案内手段をさらに含み、
案内手段は、一対の砥石間に配置される支持バー、支持
バーの両側に取り付けられ凹部内でワークを案内する一
対の案内プレート、および案内プレートと支持バーとの
間に介挿され一対の案内プレートの間隔を調整する調整
間座を含むことを特徴とする。請求項１０に記載のワー
ク研削装置は、請求項９に記載のワーク研削装置におい
て、支持バーをたるまないように引っ張る引っ張り手段
をさらに含むことを特徴とする。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】請求項１１に記載のワーク研削方法は、間
隔をあけて配置されかつ回転する一対の砥石によってピ
ストンリングを研削するワーク研削方法であって、ピス
トンリングを保持する保持工程、ピストンリングの少な
くとも一部を一対の砥石間に送り込む送り込み工程、ピ
ストンリングの両面の研削すべきすべての部分が一対の
砥石間を通過するようにピストンリングを自転させる自
転工程、および一対の砥石間に送り込まれたピストンリ
ングに対して一対の砥石を切り込みピストンリングの両
面を研削する砥石切込工程を備え、自転工程では、少な
くとも一方が回転駆動する一対のローラでピストンリン
グを両面から挟み付けることによってピストンリングを
自転させ、一対のローラは、それぞれ円筒形状をしかつ
様々な寸法のピストンリングを挟み付けることができる
ようにそれぞれ所定の幅を有することを特徴とする。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】請求項１２に記載のワーク研削方法は、間
隔をあけて配置されかつ回転する一対の砥石によってピ
ストンリングを研削するワーク研削方法であって、ピス
トンリングを保持する保持工程、ピストンリングの少な
くとも一部を一対の砥石間に送り込む送り込み工程、ピ
ストンリングの両面の研削すべきすべての部分が一対の
砥石間を通過するようにピストンリングを自転させる自
転工程、および一対の砥石間に送り込まれたピストンリ
ングに対して一対の砥石を切り込みピストンリングの両
面を研削する砥石切込工程を備え、自転工程では、少な
くとも一方が回転駆動する一対のローラでピストンリン
グを両面から挟み付けることによってピストンリングを
自転させ、一対のローラの表面はそれぞれ超硬合金から
なることを特徴とする。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】請求項１３に記載のワーク研削方法は、間
隔をあけて配置されかつ回転する一対の砥石によって楕
円形の環状をしたピストンリングを研削するワーク研削
方法であって、ピストンリングを保持する保持工程、ピ
ストンリングの少なくとも一部を一対の砥石間に送り込
む送り込み工程、ピストンリングの両面の研削すべきす
べての部分が一対の砥石間を通過するようにピストンリ
ングを自転させる自転工程、および一対の砥石間に送り
込まれたピストンリングに対して一対の砥石を切り込み
ピストンリングの両面を研削する砥石切込工程を備え
る。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】請求項１４に記載のワーク研削方法は、請
求項１１から１３のいずれかに記載のワーク研削方法に
おいて、送り込み工程では、ピストンリングを供給およ
び排出可能な待機位置からピストンリングを研削する研
削位置へピストンリングの一つを移動させるとともに、
研削位置のピストンリングを待機位置へ移動させること
を特徴とする。請求項１５に記載のワーク研削方法は、
請求項１１から１４のいずれかに記載のワーク研削方法
において、保持工程では、ピストンリングを囲むように
保持することを特徴とする。請求項１６に記載のワーク
研削方法は、請求項１１から１５のいずれかに記載のワ
ーク研削方法において、一対の砥石はそれぞれ対向面に
凹部を有し、砥石切込工程では、ピストンリングを凹部
内で案内しながら一対の砥石によって研削することを特
徴とする。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】請求項１〜３，９に記載のワーク研削装置
では、両面同時に研削するため効率がよいとともに、ワ
ークを強制的に自転させながら研削するため、ワークの
研削される面の各部を平均的に研削することができ、極
めて高精度な厚み寸法および平行度に研削することがで
きる。また、一対の砥石間からはみ出てしまうような大
きな寸法のワークであっても、ワークの両面の研削すべ
きすべての部分が一対の砥石間を通過するようにワーク
を強制的に自転させることによって、ワークの研削すべ
きすべての面を一対の砥石によって研削することができ
る。したがって、ワークの寸法にかかわらず種々の寸法
のワークを高精度に研削することができる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】さらに、大きな径のワークであっても小さ
な径の砥石で研削可能となるため、従来よりも砥石の径
を小さくすることができる。このため、低コストで研削
することができる。また、一対の砥石をワークに対して
切り込ませてインフィード研削することによって、一回
の研削で大きな取代を研削することができる。このた
め、一回の研削で仕上げ寸法まで研削することができ、
何度もワークを供給・排出する必要がなく、作業効率が
よくなる。また、ワークの取代にばらつきがある場合で
も効率よく高精度に研削することができる。なお、請求
項１１〜１３に記載のワーク研削方法についても同様で
ある。また、請求項１，２に記載のワーク研削装置で
は、一対のローラによってワークを両面から挟み付けて
自転させるため、ワークを確実に自転させることができ
る。また、両方のローラを回転駆動させれば、より大き
な力でワークを自転させることができる。なお、請求項
１１，１２に記載のワーク研削方法についても同様であ
る。さらに、請求項１に記載のワーク研削装置では、ロ
ーラは所定の幅を有するため、段取り換えすることなく
様々な外径寸法のワークを挟み付けて自転させることが
できる。ローラはワークを直接挟み付けて摩擦力でワー
クに回転力を与えるため、ローラの表面は磨耗しやす
い。特にワークが鋳物の場合は表面が粗く硬いため、ワ
ークの表面が一通り研削されるまでは特にローラの表面
に強い力がかかる。請求項２に記載のワーク研削装置で
は、ローラの表面が超硬合金からなることによって、ロ
ーラの表面を極めて硬くかつ耐磨耗性に優れたものとす
ることができる。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】請求項４に記載のワーク研削装置では、研
削位置においてワークを研削するのと同時に、待機位置
において研削済みのワークを排出するとともに研削待ち
のワークを供給することができる。このため、次々と連
続してワークを研削することができ、効率がよい。な
お、請求項１４に記載のワーク研削方法についても同様
である。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】請求項５に記載のワーク研削装置では、保
持手段の内部でワークを保持するため、種々の形状、大
きさのワークを保持し自転させることができる。なお、
請求項１５に記載のワーク研削方法についても同様であ
る。請求項６に記載のワーク研削装置では、断面円形の
内側面でワークを保持することによって、さらに円滑に
ワークを自転させることができる。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】保持手段は、ワークの研削中には自転する
ワークを保持するため、自転するワークとの接触によっ
て磨耗しやすい。請求項７に記載のワーク研削装置で
は、保持手段のうちワークとの接触部分が超硬合金部材
からなることによって、自転するワークとの接触部分の
耐磨耗性を向上させることができ、大幅に寿命を延ばす
ことができる。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】請求項８に記載のワーク研削装置では、少
なくとも一方のローラがワークに対して進退可能である
ため、ワークの厚みにかかわらず一対のローラでワーク
を挟み付けて自転させることができる。すなわち、種々
の厚みのワークの研削に対応することができる。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】削除

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】また、砥石の大きさに対してワークの外径
が大きく、ワークが砥石の研削面よりも内周側に張り出
して回転するような場合、ワークが不安定となって振動
するために十分な研削精度を得ることができない場合が
ある。請求項９に記載のワーク研削装置では、一対の砥
石のそれぞれの対向面に設けられる凹部内でワークを案
内し支持するため、ワークが振動することなく、高精度
にワークを研削することができる。なお、請求項１６に
記載のワーク研削方法についても同様である。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】また、請求項９に記載のワーク研削装置で
は、一対の砥石間に支持バーが配置され、支持バーに取
り付けられる一対の案内プレートでワークを挟持するよ
うに案内するため、研削中のワークの振動を抑え、研削
精度を向上させることができる。また、調整間座によっ
て一対の案内プレートの間隔をワークの厚みに応じて調
整することができる。

【手続補正２０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】支持バーは一対の砥石間に配置されるもの
であり、支持バーの厚みはその構造上ワークの仕上がり
厚み寸法よりも薄く形成される必要があるため撓みやす
く、支持バーは案内プレートを取り付けられるとたるん
でしまう危惧がある。しかし、請求項１０に記載のワー
ク研削装置では、支持バーがたるまないように引っ張り
手段によって引っ張られるため、支持バーはたるむこと
なく常に所定位置で案内プレートを支持する。このため
案内プレートは常に所定位置でワークを案内することが
でき、ワークを高精度に研削することができる。本願発
明はワークがピストンリングである場合に特に有効とな
る。

【手続補正２１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】図３をも参照して、一対の砥石１４ａおよ
び１４ｂの前方には、一対のローラ４６ａおよび４６ｂ
が配置される。一対のローラ４６ａおよび４６ｂは、そ
れぞれ円筒形状をし、研削位置Ｇのワーク１を上下両面
から挟み付け可能に配置される。上側のローラ４６ａ
は、フレーム４８に回転自在に支持される。ローラ４６
ａの回転軸には歯車５０が設けられる。歯車５０は、ア
イドル歯車５２を介して駆動モータ５４の駆動軸に設け
られる歯車５６に連動する。したがって、ローラ４６ａ
は駆動モータ５４によって回転駆動される。この実施形
態では駆動モータ５４に油圧モータが用いられるが電気
モータを用いてもよい。駆動モータ５４はフレーム４８
に固定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三原 康則 富山県婦負郡八尾町保内２−３−４ 日清 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3C034 AA08 AA13 BB82 BB85 3C043 BC08 CC04 CC11 DD14

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを研削するために間隔をあけて配
   置されかつ回転する一対の砥石、 前記ワークを保持する保持手段、 前記保持手段に保持された前記ワークの少なくとも一部
   を前記一対の砥石間に送り込む送り込み手段、 前記ワークの両面の研削すべきすべての部分が前記一対
   の砥石間を通過するように前記ワークを自転させる駆動
   手段、および前記一対の砥石間に送り込まれた前記ワー
   クの両面を研削するために前記一対の砥石を前記ワーク
   に対して切り込ませる砥石切込手段を備える、ワーク研
   削装置。
2. 【請求項２】 前記保持手段を複数備え、 前記送り込み手段は、前記ワークを供給および排出可能
   な待機位置から前記ワークを研削する研削位置へ前記保
   持手段の一つを移動させるとともに、前記研削位置の前
   記保持手段を前記待機位置へ移動させる、請求項１に記
   載のワーク研削装置。
3. 【請求項３】 前記保持手段は孔を有し、前記ワークは
   前記孔の内側面によって保持される、請求項１または２
   に記載のワーク研削装置。
4. 【請求項４】 前記孔の内側面は断面円形に形成され
   る、請求項３に記載のワーク研削装置。
5. 【請求項５】 前記保持手段のうち前記ワークとの接触
   部分は超硬合金部材からなる、請求項１から４のいずれ
   かに記載のワーク研削装置。
6. 【請求項６】 前記駆動手段は、前記ワークを両面から
   挟み付け可能に配置される一対のローラを含み、前記一
   対のローラのうち少なくとも一方が回転駆動することに
   よって前記ワークを自転させる、請求項１から５のいず
   れかに記載のワーク研削装置。
7. 【請求項７】 前記一対のローラの少なくともいずれか
   一方は、前記ワークに対して進退可能である、請求項６
   に記載のワーク研削装置。
8. 【請求項８】 前記一対のローラは、様々な寸法の前記
   ワークを挟み付けることができるようにそれぞれ所定の
   幅を有する、請求項６または７に記載のワーク研削装
   置。
9. 【請求項９】 前記一対のローラの表面はそれぞれ超硬
   合金からなる、請求項６から８のいずれかに記載のワー
   ク研削装置。
10. 【請求項１０】 前記一対の砥石はそれぞれ対向面に凹
    部を有し、 研削中の前記ワークを前記凹部内で案内する案内手段を
    さらに含む、請求項１から９のいずれかに記載のワーク
    研削装置。
11. 【請求項１１】 前記案内手段は、前記一対の砥石の外
    方で両端が支持される支持バー、 前記支持バーの両側に取り付けられ前記凹部内で前記ワ
    ークを案内する一対の案内プレート、および前記案内プ
    レートと前記支持バーとの間に介挿され前記一対の案内
    プレートの間隔を調整する調整間座を含む、請求項１０
    に記載のワーク研削装置。
12. 【請求項１２】 前記支持バーをたるまないように引っ
    張る引っ張り手段をさらに含む、請求項１１に記載のワ
    ーク研削装置。
13. 【請求項１３】 間隔をあけて配置されかつ回転する一
    対の砥石によってワークを研削するワーク研削方法であ
    って、 前記ワークを保持する保持工程、 前記ワークの少なくとも一部を前記一対の砥石間に送り
    込む送り込み工程、 前記ワークの両面の研削すべきすべての部分が前記一対
    の砥石間を通過するように前記ワークを自転させる自転
    工程、および前記一対の砥石間に送り込まれた前記ワー
    クに対して前記一対の砥石を切り込み前記ワークの両面
    を研削する砥石切込工程を備える、ワーク研削方法。
14. 【請求項１４】 前記送り込み工程では、前記ワークを
    供給および排出可能な待機位置から前記ワークを研削す
    る研削位置へ前記ワークの一つを移動させるとともに、
    前記研削位置の前記ワークを前記待機位置へ移動させ
    る、請求項１３に記載のワーク研削方法。
15. 【請求項１５】 前記保持工程では、前記ワークを囲む
    ように保持する、請求項１３または１４に記載のワーク
    研削方法。
16. 【請求項１６】 前記自転工程では、少なくとも一方が
    回転駆動する一対のローラで前記ワークを両面から挟み
    付けることによって前記ワークを自転させる、請求項１
    ３から１５のいずれかに記載のワーク研削方法。
17. 【請求項１７】 前記一対の砥石はそれぞれ対向面に凹
    部を有し、 前記砥石切込工程では、前記ワークを前記凹部内で案内
    しながら前記一対の砥石によって研削する、請求項１３
    から１６のいずれかに記載のワーク研削方法。
18. 【請求項１８】 前記ワークはピストンリングである、
    請求項１３から１７のいずれかに記載のワーク研削方
    法。