JP2009279709A - コイルばねの両端研削機 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率よくばねを冷却しながら両端面の研削が可能なコイルばねの両端研削機の提供。
【解決手段】 互いの端面が対向した状態で共に回転し少なくともその一方が砥石軸線方向に切込移動可能な１対の砥石車２０，２１と、外周に沿ってコイルばね保持穴６２Ａが砥石軸線方向に貫通して設けられたコイルばね案内盤６２と、コイルばね保持穴６２Ａを砥石間領域Ｒ１にかかるようにコイルばね案内盤６２を進退させるコイルばね案内盤移動機構５０と、砥石車２０，２１の研削面２０ａ，２１ａと略同一面の摺動面を有し、内部に冷却媒体を通過可能な流路７５ｐ，５５ｐが形成されて、摺動面同士を対向して設けた冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ及び５５Ａ，５５Ｂとを備え、両端が研削されたコイルばね９０が、冷却された冷却プレートの摺動面の間を押圧されて通過するようにした。
【選択図】図５

Description

本発明は、コイルばねの両端面研削に関する。詳しくは、コイルばねを冷却しながら研削するコイルばねの両端面研削に関する。

コイルばねの両端面研削において、砥石間を連続又は間欠的に長時間通過させてコイルばねの両端面を研削するときに、砥石研削面での研削による発熱によりコイルばねの端面が高温になり、硬度や機械的性質が変化したりコイル形状が変形する場合がある。特に、生産性を上げるために、研削代を大きくしたり砥石回転を高速にするとその傾向が著しくなる。

その対策として、コイルばねが端部から徐々に研削される研削範囲に冷却液を供給する手段を設け、それにより被研削ばねの熱の発生を防ぎまたは根本的に減少させて、機械を通るばねの供給速度を高くするようにした研削装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この研削装置は、図１０に示すように、冷媒ノズル４５がそれぞれの研削ユニットに取付けられ、ベルトの走行部の間に供給されてコイルばねの端部が研削される研削範囲の研磨ベルト走行部に冷媒を供給するものである。この研削装置は、研削範囲の研磨ベルト走行部に冷却液を供給するが、その冷却液の回収・処分等の後処理や研削後のばねの洗浄や乾燥等の後処理が必要になるという欠点があった。

またその他の対策として、研磨キャリアのポケットに保持されている自動車用弁ばねを、研磨キャリアの回転に伴い、一対のＣＢＮ砥石の間に連続的に複数回通過させ、その間に一方の砥石を軸方向に移動させて自動車用弁ばねの両端面を一対のＣＢＮ砥石によりダウンフィード研磨するとともに、ＣＢＮ砥石の台座部にアルミニュウム合金等の軽合金を用い、その台座部の中心部に空気供給源に連結される円孔部を形成した研磨装置が知られている（例えば特許文献２参照）。この研磨装置は、ＣＢＮ砥石の台座部の中心部の円孔部から空気供給源よりの冷却用エアーを吹出し、この冷却用エアーにより台座部および砥石部を冷却するように構成されている。
すなわち、放熱性に優れたＣＢＮ砥石を使用し、ダウンフィード研磨することにより研磨熱を抑えるとともに、ＣＢＮ砥石の台座部に放熱性に優れたアルミニュウム合金等の軽合金を用い、かつ、その台座部中心部の円孔部から冷却用エアーを吹き出し、ＣＢＮ砥石の台座部及び砥石部を冷却して、研磨による研磨熱を抑えるというものである。

しかし、この研磨装置は、砥石やその台座部の材質が特に放熱性に優れていない材質のものを使用した場合には、研磨熱を効率よく放熱することができないという欠点があった。
特開昭６１−２０３２５７号公報 特開２００２−１０３１８９号公報

本発明が解決しようとする問題点は、コイルばねの両端面研削において、冷却液の回収・処分等の後処理や研削後のばねの洗浄や乾燥等の後処理が必要なく、また、放熱性に優れた材質の砥石や台座部に限定されることなく、効率よくばねを冷却しながら両端面の研削が可能なコイルばねの両端研削機を提供することである。

上記目的を達成するためになされた本発明の請求項１に記載の発明に係るコイルばねの両端研削機は、コイルばねの両端部を加工するコイルばねの両端研削機において、互いの端面が対向した状態で共に回転し少なくともその一方が砥石軸線方向に切込移動可能な１対の砥石車と、外周に沿ってコイルばね保持穴が砥石軸線方向に貫通して設けられたコイルばね案内盤と、コイルばね保持穴が両砥石車の間の砥石間領域にかかるようにコイルばね案内盤を進退させるコイルばね案内盤移動機構と、砥石車の研削面と略同一面の摺動面を有し、内部に冷却媒体を通過可能な流路が形成されて、砥石車それぞれに並置してかつ摺動面同士を対向して設けた冷却プレートと、対向して設けた冷却プレートの流路に冷却媒体を通過させる冷却装置と、を備え、コイルばね保持穴に保持されてコイルばね案内盤の進退に伴い移動するコイルばねが、砥石車の対向する研削面の間の砥石間領域を押圧されて通過しながら両端が研削されたあとに、続いて冷却プレートの対向する摺動面の間を押圧されて通過しながら冷却されるようにしたことを最も主要な特徴とする。

更に、請求項２に記載の発明に係るコイルばねの両端研削機は、砥石軸線方向に切込移動可能な砥石車に並置の冷却プレートは、当該砥石車と一体で砥石軸線方向に切込移動可能であることを特徴とする。

更に、請求項３に記載の発明に係るコイルばねの両端研削機は、砥石軸線方向に切込移動可能な砥石車に並置の冷却プレートは、当該砥石車に対して砥石軸線方向の位置が調整可能であることを特徴とする。

更に、請求項４に記載の発明に係るコイルばねの両端研削機は、冷却媒体は、冷却装置により冷却されたあと冷却プレートの流路に供給されることを特徴とする。

更に、請求項５に記載の発明に係るコイルばねの両端研削機は、冷却媒体は、液体又は気体であることを特徴とする。

更に、請求項６に記載の発明に係るコイルばねの両端研削機は、コイルばねを研削加工完了後に自動排出する自動排出手段を備えることを特徴とする。

更に、請求項７に記載の発明に係るコイルばねの両端研削機は、コイルばね案内円盤のコイルばね保持穴に研削加工前のコイルばねを自動供給するコイルばね自動供給手段を備えることを特徴とする。

更に、請求項８に記載の発明に係るコイルばねの両端研削機は、両砥石車の間の砥石間領域にはコイルばねの両端部に向かって冷却媒体を噴射可能にノズルを設けたことを特徴とする。

請求項１の発明のコイルばねの両端研削機は、コイルばね保持穴に保持されてコイルばね案内円盤の回転に伴い移動するコイルばねが、砥石車の対向する研削面の間を押圧されて通過しながら両端が研削されたあとに、続いて対向する冷却プレートの摺動面の間を押圧されて通過しながら冷却されるので、研削によって発熱したコイルばねは、研削後直ちに、コイルばねの両端面を冷却プレートにより直接に冷却することができるので、効率よくコイルばねの温度上昇を抑えることができるという利点がある。その結果、研削代を大きくしたり砥石回転を高速にすることができ、コイルばねの両端研削の生産性が向上する。

更に、請求項２の発明は、砥石車の切り込み毎に砥石軸線方向の冷却プレートの位置調整をする必要がないという利点がある。

更に、請求項３の発明は、砥石車の研削面を再研して砥石車の研削面と冷却プレートの摺動面との相対位置が変わっても、砥石車の研削面に対する冷却プレートの摺動面位置を調整することにより元の相対位置を再現することができるという利点がある。

更に、請求項４の発明は、冷却媒体が冷却装置により冷却されたあと冷却プレートの流路に供給されるので、周囲温度より低い設定温度に冷却プレートを冷却することができるという利点がある。

更に、請求項５の発明は、周囲温度より低い設定温度に冷却された水等の液体や空気、炭酸ガス等の気体を、冷却プレートの内部に設けた流路に通すことにより、冷却プレートを効率よく冷却することができるので、対向する冷却プレートの摺動面の間を押圧されて通過するコイルばねを効率よく冷却することができるという利点がある。

更に、請求項６の発明は、コイルばねを研削加工完了後に自動排出する自動排出手段を備えたので、研削完了後のコイルばねを自動的に排出することができ、作業の効率が向上するという利点がある。

更に、請求項７の発明は、研削加工前のコイルばねをコイルばね案内円盤のコイルばね保持穴に自動供給することができ、作業の効率が向上するという利点がある。

更に、請求項８の発明は、両砥石車の間の砥石間領域にはコイルばねの両端部に向かって冷却媒体を噴射可能にノズルを設けたので、冷却媒体で直接コイルばねの両端部を冷却することができ、コイルばねを更に効率よく冷却することができるという利点がある。

本発明のコイルばねの両端研削機の一実施例について、図面１乃至６に基づき説明する。図１は、本発明のコイルばねの両端研削機の側面図である。図５は、その主要部を示す側面図である。
図１に示すようにコイルばね９０の両端研削機１０は、床上に設置されたフレーム１２に一対の可動ベース部１３Ａ，１３Ｂを備えている。フレーム１２は上側のフレーム１２Ａと下側のフレーム１２Ｂとで一体化された構成となっており、上側のフレーム１２Ａと上側の可動ベース部１３Ａとの間には、ボールねじ機構１３Ｇと上下方向に延びたリニアガイド１３Ｒ（図２参照）とが備えられている。そして、砥石上下駆動モータ１３Ｍによりボールねじ機構１３Ｇを作動して、可動ベース部１３Ａが上下の任意の位置に位置決めされる。また、下側のフレーム１２Ｂと下側の可動ベース部１３Ｂとの間にも、リニアガイド及びボールねじ機構（共に図示せず）とが備えられて、ボールねじを手動ハンドル（図示せず）により回動して、砥石車２１の研削面２１ａを再研したときの研削面位置調整のために、上下の位置調整がされる。

可動ベース部１３Ａには鉛直方向に延びて軸受け部１３ａ（図５参照）が設けられ、この軸受け部１３ａには駆動シャフト１４Ａが回転可能に軸支されている。駆動シャフト１４Ａの上端部に砥石駆動モータ１５Ａがプーリ及びベルト（共に図示せず）にて連結されている。上側の駆動シャフト１４Ａの下端部は軸受け部１３ａからわずかにはみ出しており、そのはみ出した下端部には、砥石車２０が一体回転可能に固定されている。

下側の可動ベース部１３Ｂには同様に鉛直方向に延びて軸受け部１３ｂが設けられ、この軸受け部１３ｂには、上側の駆動シャフト１４Ａと同軸上に駆動シャフト１４Ｂが回転可能に軸支されている。その駆動シャフト１４Ｂの下端部に砥石駆動モータ１５Ｂがプーリ及びベルト（共に図示せず）にて連結されている。下側の駆動シャフト１４Ｂの上端部は軸受け部１３ｂからわずかにはみ出しており、そのはみ出した上端部には、砥石車２１が一体回転可能に固定されている。

これら砥石車２０，２１は、共に円板状をなし、外径が同じになっている。また、これら砥石車２０，２１のうち互いに対向した研削面２０ａ，２１ａは、共に砥石車２０，２１の回転軸（以下砥石軸ともいう）２０Ｊ，２１Ｊと直交した平坦面をなしている。

上側の可動ベース部１３Ａには、図１右側の機械前面側寄りにナット７０Ａが取り付けられ、このナット７０Ａに螺合してボールねじ７０Ｂが鉛直方向に懸架している。図３に示すように、ボールねじ７０Ｂは、上から順に、ねじ部７０ａ、ねじ部より外径が大きな軸部７０ｂ、軸部より外径が小さい軸受け部７０ｃ、及び軸受け部より更に外径が小さい歯車取付部７０ｄで構成されている。軸受け部７０ｃにはその段付き面にスラストを受けて軸受け７０ｅが取り付けられ、この軸受け７０ｅを嵌合して回転自在にかつ軸方向に移動不可に、ギアボックス７２が取り付けられている。ギアボックス７２の上面にはカラー７２ａが固定され、このカラー７２ａには、ボールねじ７０Ｂの軸部７０ｂと軸受けを介して回転自在に円筒部材７２ｂが取り付けられている。円筒部材７２ｂの上部にはカラー７２ｃが固定されている。このカラー７２ｃとギアボックス７２の前面側には、両端研削機前面上部を覆うように前面プレート７３がボルトにより取り付けられ、前面プレート７３とボールねじ７０Ｂが一体で上下移動可能となっている。また、前面プレート７３の下端には、左右中程に距離を置いて、前方へ水平に飛び出したブロック部７３ａ，７３ａが設けられており、このブロック部７３ａ，７３ａ下面には、上側の砥石車２０の研削面２０ａに下面を揃えて、左右に距離を置いて上側冷却プレート７５Ａ，７５Ｂが水平に取り付けられている。上側冷却プレート７５Ａ，７５Ｂは、砥石上下駆動モータ１３Ｍによりボールねじ機構１３Ｇを作動して、可動ベース部１３Ａが上下するとき、同時に上下することができる。

前面プレート７３の両側には、鉛直方向の貫通穴７４ａが設けられたブロック７４が取り付けられている。また、フレーム１２Ａの前面側両側面には、鉛直方向に伸びたガイドバー１２Ｃが、フレーム１２Ａの側面とは距離をおいてそれぞれ設けられており、このガイドバー１２Ｃにブロック７４の貫通穴７４ａが勘合し摺動可能になっている。

また、ボールねじ７０Ｂの歯車取付部７０ｄにはウォームホイール７１Ｂが取り付けられていて、このウォームホイール７１Ｂに噛み合うように、ウォームねじを先端に設けたウォーム軸７１Ａ（図２参照）が、ギアボックス７２の前面斜め方向から回転自在に取り付けられている。ウォーム軸７１Ａのウォームとは反対側にはハンドル７８が取り付けられている。

ハンドル７８を手回しすると、ウォーム軸７１Ａが回転しウォームねじと噛み合うウォームホイール７１Ｂが回転する。ウォームホイール７１Ｂが回転するとボールねじ７０Ｂが回転し、ナット７０Ａに対して、ボールねじ７０Ｂが上又は下へ移動する。それと同時に、ボールねじ７０Ｂと一体でギアボックス７２が上又は下へ移動し、ギアボックス７２に固定されている前面プレート７３が、フレーム１２Ａの両側面に取り付けられたガイドバー１２Ｃ，１２Ｃに案内されながら上又は下へ移動する。ハンドル７８の手回しの回転方向によりこの上下方向が決定される。

そして、前面プレート７３の下端に取付の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの下面位置（以下摺動面位置ともいう）は、このハンドル７８を手回しすることにより、上側の砥石車２０の研削面２０ａに対する位置を調整することができる。そのため、砥石車２０の研削面２０ａを再研して砥石車２０の研削面２０ａと冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの摺動面との相対位置が変わっても、砥石車２０の研削面２０ａに対する冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの摺動面位置を調整することにより元の相対位置を再現することができる。通常、冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの下面位置は、上側の砥石車２０の研削面２０ａと略同一にしておく。

上側冷却プレート７５Ａ，７５Ｂへのコイルばね９０の進入位置には緩やかなテーパ７５ａ、７５ｂが設けられており、コイルばね９０の移動がスムーズになるようになっている。

この冷却プレート７５Ａ，７５Ｂそれぞれには、図４に示すように、開口部を持った流路７５ｐが縦方向および横方向へ複数個穿孔されている。そして、流路の途中を埋め栓７５ｕ，７５ｕ，７５ｕ，７５ｕで遮断したり、一部の開口部を埋め栓７５ｖ，７５ｖで閉じたり、また残りの開口部の内両端を除く隣接する開口部同士をそれぞれパイプ７６ｐで連結したりして、各流路７５ｐがジグザグしながら一筋の流路になるように形成されている。また、開口部の内両端の開口部は図示しない冷却装置と、それぞれパイプ７６ａ及びパイプ７６ｂとで連結されている。

このような構成で、冷却装置から設定温度に下げられてパイプ７６ａを通って送られてくる冷却媒体は、冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの一筋の流路を通過したあと、パイプ７６ｂを通って冷却装置へ戻される。この冷却媒体が冷却プレート７５Ａ，７５Ｂを通過する間に冷却プレート７５Ａ，７５Ｂは冷却される。

コイルばね端部加工機１０には、砥石車２０，２１の間の砥石間領域Ｒ１にコイルばね９０を通過させるためのコイルばね案内盤移動機構５０が設けられている。コイルばね案内盤移動機構５０は、フレーム１２Ｂから側方に張り出した支持台５１に取り付けられている。図１及び図６に示すように、支持台５１の上面には、冷却プレート５５Ａ，５５Ｂが取り付けられている。冷却プレート５５Ａは、図６に示すように砥石車２１と、研削後のコイルばね９０を排出するための排出シュート可動板５５Ｓとで挟まれており、冷却プレート５５Ｂは排出シュート可動板５５Ｓに接して並んでＬ字状の形状をなしている。これら冷却プレート５５Ａ，５５Ｂと排出シュート可動板５５Ｓの上面は同一面になるよう調整されており、これらで形成される平面形状はコの字状の摺動面をなしている。また、これら冷却プレート５５Ａ，５５Ｂ及び排出シュート可動板５５Ｓの上面と、下側の砥石車２１の端面２１Ａとは同一面になるよう手動ハンドルを回動して調整されている。また、冷却プレート５５Ａ，５５Ｂそれぞれには、下側の砥石車２１との干渉を避けるためにその砥石車２１と同心かつ砥石車２１より僅かに径が大きな円弧状の切欠部５５ｒが備えられている。そして、下側の冷却プレート５５Ａ，５５Ｂのコイルばね９０が進入する側には緩やかなテーパ５５ａ、５５ｂが設けられており、コイルばね９０の移動がスムーズになるようになっている。

この冷却プレート５５Ａ，５５Ｂそれぞれには、図６に示すように、開口部を持った流路５５ｐが縦方向および横方向へ複数個穿孔されている。そして、流路の途中を埋め栓５５ｕ，５５ｕで遮断したり、一部の開口部を埋め栓５５ｖ，５５ｖで閉じたり、また残りの開口部の内両端を除く隣接する開口部同士をパイプ５６ｐ，５６ｐ，５６ｐ，５６ｐで連結したりして、各流路５５ｐがジグザグしながら一筋の流路になるように形成されている。そして、開口部の内両端の残された開口部、すなわち、冷却プレート５５Ａの一番端の開口部及び冷却プレート５５Ｂの一番端の開口部には、それぞれ図示しない冷却装置とパイプ５６ａ，５６ｂで連結されている。冷却装置から設定温度に下げられてパイプ５６ａを通って送られてくる冷却媒体は、冷却プレート５５Ａ，５５Ｂの一筋の流路を通過したあと、パイプ５６ｂを通って冷却装置へ戻される。この冷却媒体が冷却プレート５５Ａ，５５Ｂを通過する間に冷却プレート５５Ａ，５５Ｂは冷却される。

支持台５１の下面には、テーブル回転駆動モータ５７が固定されている。そのテーブル回転駆動モータ５７の出力軸にキー結合されて連結された回転シャフト６１は、支持台５１に備えた貫通孔を通して上方に突出している。支持台５１の上部には、支持スリーブが固定され、その内部には回転シャフト６１がベアリングにて軸支されている。回転シャフト６１の上端部は、支持台５１の上面に取り付けられた冷却プレート５５Ａ，５５Ｂの上面より上面を高くして鍔部６１Ｂが露出して形成されている。この鍔部６１Ｂの上方には、鍔部６１Ｂより外径の小さい円柱部６１Ｃが突出している。そして、この円柱部６１Ｃに挿入されて鍔部６１Ｂの上面に回転テーブル６２（本発明のコイルばね案内盤）が固定されている。

回転テーブル６２は円板となっていて、一部が砥石車２０，２１の間の砥石間領域Ｒ１にかかるように、他は冷却プレート５５Ａ，５５Ｂ及び排出シュート可動板５５Ｓでなすコの字状の摺動面上に収まように配置されている。また、回転テーブル６２には、外周に沿ってコイルばね保持穴６２Ａが等間隔に砥石軸線方向に貫通して設けられている。このような構成で、回転テーブル６２は、テーブル回転駆動モータ５７の駆動により、間欠の回転や連続の回転が可能となっている。

コイルばね案内盤移動機構５０に対して砥石車２０，２１と反対側には、図示しないばね送給装置が設けられている。ばね送給装置から取り出し位置４２に位置決めされたコイルばね９０を順次各コイルばね保持穴６２Ａに移動するために、ばねフィーダ４６（本発明のコイルばね自動供給手段）が設けられている(図１参照)。ばねフィーダ４６は、取り出し位置４２の上方に配置された架台４６Ａの側面部にスライダ４５を備えている。そして、スライダ４５は、回転テーブル６２及び取り出し位置４２の上方に位置した間で、水平方向に直動して回転テーブル６２と取り出し位置４２との間を往復する。このスライダ４５には、エアーシリンダ４３Ａが取り付けられ、エアーシリンダ４３Ａ内には、直動ロッド４３Ｂが直動可能に挿入されている。また、直動ロッド４３Ｂはエアーシリンダ４３Ａの下端部から下方に突出しており、その直動ロッド４３Ｂの下端部には可動ハンド４４が取り付けられている。可動ハンド４４は、１対の対向爪を備え、それら対向爪によりコイルばね９０を保持することができる。

なお、本実施形態の可動ハンド４４は、１対の対向爪を閉じてコイルばね９０の内側に挿入し、それら対向爪を開いてコイルばね９０の内面に押し付けることでコイルばね９０を保持する構成になっている。

ばねフィーダ４６は、回転テーブル６２に同期して以下のように動作する。即ち、直動ロッド４３Ｂは上方に位置した状態でスライダ４５と共に水平移動し、取り出し位置４２上の上方に位置すると下方に移動して、取り出し位置４２に位置決めされたコイルばね９０を対向爪で保持する。この状態で直動ロッド４３Ｂが上方に移動して取り出し位置４２からコイルばね９０を取り出す。次いで、スライダ４５がコイルばね案内盤移動機構５０側に移動する。そして、直動ロッド４３Ｂが下方に移動してコイルばね保持穴６２Ａ内にコイルばね９０を挿入し、可動ハンド４４がコイルばね９０の保持を解除する。以下、この動作を繰り返してコイルばね案内盤移動機構５０の複数のコイルばね保持穴６２Ａに順次コイルばね９０が収容される。

図６に示すように、冷却プレート５５Ａと冷却プレート５５Ｂとで両側を挟まれて排出シュート可動板５５Ｓが設けられている。排出シュート可動板５５Ｓは開閉可能になっている。排出シュート可動板５５Ｓの上面は、冷却プレート５５Ａ，５５Ｂの上面と同一面になるよう調整されており、排出シュート可動板５５Ｓが閉じた状態では、その排出シュート可動板５５Ｓの上面をコイルばね９０が摺接して通過し、排出シュート可動板５５Ｓが開くとコイルばね保持穴６２Ａから図示しない排出口内に排出される。

本実施形態のコイルばねの両端研削機１０の構成は以上である。
次に、このコイルばねの両端研削機１０作用について説明する。
両端研削機１０を起動する前に、図示しない冷却装置で前もって冷却媒体としての水が、設定温度になるまで冷却されて、上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ及び下側の冷却プレート５５Ａ，５５Ｂに循環し、上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ及び下側の冷却プレート５５Ａ，５５Ｂは周囲温度より低い設定温度に冷却されている。コイルばねの両端研削機１０を起動すると、上側の砥石車２０が上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂとともに、下側の砥石車２１と回転テーブル６２の間隔より大きく離れた位置に移動する。次いで、回転テーブル６２が一方向に間欠的に回転し、ばねフィーダ４６が各コイルばね保持穴６２Ａにコイルばね９０を挿入していく。そして、回転テーブル６２に穿孔された全てのコイルばね保持穴６２Ａにコイルばね９０が収容されたら、上側の砥石車２０が上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂとともに設定位置まで降下し、上下の砥石車２０，２１の中間に回転テーブル６２が配置された状態になる。このときコイルばね９０は、回転テーブル６２のコイルばね保持穴６２Ａに外周が緩やかに規制されて位置決めされていて、上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの降下に伴い、おおよそ研削代の分わずかに撓んだ状態にある。

次いで、テーブル回転駆動モータ５７が回転テーブル６２を図６における反時計回りの方向に回転させると共に、砥石駆動モータ１５Ａ，１５Ｂが両砥石車２０，２１を共に図６における反時計回りの方向に回転する。すると、コイルばね保持穴６２Ａに収容されたコイルばね９０の両端部が砥石車２０，２１の研削面２０ａ，２１ａに当接して平面研削される。そして、コイルばね９０が両砥石車２０，２１の間の砥石間領域Ｒ１から出ると、上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂと下側の冷却プレート５５Ａ，５５Ｂとの対向するそれぞれの摺動面は、両砥石車２０，２１のそれぞれの研削面２０ａ，２１ａと同一面になるよう調整されているので、コイルばね９０は、上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂと下側の冷却プレート５５Ａ，５５Ｂとの間を、残りの研削代分撓んだ状態で、そのたわみ量のばね力による反力を受けながら通過する。このとき、上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂと下側の冷却プレート５５Ａ，５５Ｂは冷却された状態にあるので、研削によって発熱したコイルばね９０の両端面はこれらに接圧し冷却されながら通過する。この状態で設定の回数だけコイルばね９０の両端面の研削と冷却とが繰り返されると、再度、上側の砥石車２０が上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂとともに設定量降下する。すると、再びコイルばね９０は研削代の分わずかに撓んだ状態になり、両砥石車２０，２１で研削されるともに、上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂと下側の冷却プレート５５Ａ，５５Ｂとの摺動面に接圧することにより、発熱した両研削面が冷却されながら、コイルばね９０は回転テーブル６２の回転に伴い移動する。このとき、上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂは砥石車２０と一体で下降するので、砥石車２０の切り込み毎に砥石軸線方向の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの位置調整をする必要がない。

回転テーブル６２が設定回数回転すると、上側の砥石車２０が設定量降下し、更に回転テーブル６２が設定回数回転し、コイルばね９０の両端面が研削される。最終的にコイルばね９０の全長が設定値になるまでこの動作が繰り返される。これにより、回転テーブル６２のコイルばね保持穴６２Ａに保持され回転するコイルばね９０は、両砥石車２０，２１のそれぞれの研削面の間を通過して研削されるとともに、冷却された上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂと下側の冷却プレート５５Ａ，５５Ｂとの対向するそれぞれの摺動面の間を押圧されて通過し、研削による発熱を冷却されながら研削が行われる。そして、全てのコイルばね９０の両端部に平坦面が形成され全長が設定長さになる。

回転テーブル６２のコイルばね保持穴６２Ａに収まっている全てのコイルばね９０の両端部が研削されると、自動的に排出シュート可動板５５Ｓが回動し排出口が開き、設定長さに研削されたコイルばね９０は、排出口から次々に落下し排出される。このときシリンダ等で駆動される押圧直動部材を備えて、強制的にコイルばね９０を押し出して排出するようにしてもよい。全てのコイルばね９０が回転テーブル６２のコイルばね保持穴６２Ａから排出されると、排出シュート可動板５５Ｓが回動し排出口が閉じられ、自動的に、ばねフィーダ４６が各コイルばね保持穴６２Ａに研削前のコイルばね９０を順次挿入していく。以下上記と同様にコイルばね９０の両端面が、冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ及び５５Ａ，５５Ｂにより冷却されながら研削されていく動作が繰り返される。

このように、研削によって発熱したコイルばね９０は、研削後直ちに、コイルばね９０の両端面を、冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ及び５５Ａ，５５Ｂにより直接に冷却されながら連続して両端面の研削が行われるので、効率よくコイルばね９０の温度上昇を抑えて研削することができ、硬度や機械的性質が変化したりコイル形状が変形することなく、精度の良いコイルばね９０を生産することができる。
また、砥石やその台座部の材質が特に放熱性に優れていない材質のものを使用しても、コイルばね９０を冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ及び５５Ａ，５５Ｂにより直接冷却できるので、研削によるコイルばね９０の発熱を効率よく冷却することができる。

更に、上側冷却プレート７５Ａ，７５Ｂは、砥石上下駆動モータ１３Ｍによりボールねじ機構１３Ｇを作動して、可動ベース部１３Ａが上下するとき、同時に上下するので、上側の砥石車２０の切り込み毎に砥石軸線方向の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの位置調整をする必要がない。
更に、前面プレート７３の下端に取付の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの下面位置は、ハンドル７８を手回しすることにより、上側の砥石車２０の研削面２０ａに対する位置を調整することができるので、砥石車２０の研削面２０ａを再研して砥石車２０の研削面２０ａと冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの摺動面との相対位置が変わっても、ハンドル７８を手回しし、砥石車２０の研削面に対する冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの摺動面位置を調整することにより元の相対位置を再現することができる。
更に、冷却装置から設定温度に下げられてパイプ７６ａを通って送られてくる冷却媒体は、冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ、及び５５Ａ，５５Ｂを通過する間に冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ、及び５５Ａ，５５Ｂを冷却するので、冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ、及び５５Ａ，５５Ｂは、周囲温度より低い設定温度に冷却されることができる。
更に、冷却媒体に水や液化ガス等を使用することで、冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ、及び５５Ａ，５５Ｂを効率よく冷却することができるので、対向する冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ、及び５５Ａ，５５Ｂの摺動面の間を押圧されて通過するコイルばね９０を効率よく冷却することができる。
更に、研削完了後のコイルばね９０を自動的に排出することができるとともに、研削加工前のコイルばね９０を回転テーブル６２のコイルばね保持穴に自動供給することができるので、作業の効率を向上させることができる。
更に、両砥石車の間の砥石間領域にはコイルばねの両端部に向かって冷却媒体を噴射可能にノズルを設けたので、冷却媒体で直接コイルばねの両端部を冷却することができ、コイルばねを更に効率よく冷却することができる。

＜他の実施例＞
実施例２として、上記実施例１における下側の冷却プレート５５Ａ，５５Ｂ及び上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂに加え、図７、８に示すように、砥石間領域Ｒ１の後半側の位置において、ノズル８０，８１を設け、回転テーブル６２のコイルばね保持穴６２Ａに収まって回転移送されたコイルばね９０の両端部が両砥石車２０，２１の研削面２０ａ，２１ａで研削されるときに、ノズル８０，８１から冷却媒体を噴射するようにしてもよい。冷却媒体は、ノズル８０については、冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの流路を通ったあとに、ノズル８１については、冷却プレート５５Ａ，５５Ｂの流路を通ったあとに供給されるようになっている。ノズル８０，８１には、コイルばね９０の両端部及び砥石研削面２０ａ，２１ａに向かって、ノズル穴８０ａ，８１ａが複数設けられており、図示しない冷却装置によって設定温度に冷却された冷却媒体が、コイルばね９０の両端部及び砥石研削面２０ａ，２１ａに噴射される。冷却媒体は空気であってもよく、また窒素ガス等の液化ガスであってもよい。液化ガスの場合冷却効果も高く、効率よくコイルばね９０を冷却することができる。

このように、両砥石車２０，２１の間の砥石間領域Ｒ１にはコイルばね９０の両端部に向かって冷却媒体を噴射可能にノズル８０，８１を設けたので、冷却媒体で直接コイルばね９０の両端部及び砥石車２０，２１を冷却することができ、コイルばね９０を更に効率よく冷却することができる。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

前記実施形態では、上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂは、左右に距離を置いて分離して水平に取り付けられているが、中央部の分離した部分に、スライド式や揺動式の可動冷却プレートを設け、コイルばね保持穴６２Ａにコイルばね９０を収容するときは、コイルばね保持穴６２Ａがオープンになるよう可動プレートを開き、コイルばね９０を研削時には可動プレートを閉じるようにしてもよい。この可動冷却プレートには、冷却プレート７５Ａ，７５Ｂと同じように一筋の流路を形成し、冷却装置から設定温度に下げられて送られてくる冷却媒体を、この一筋の流路に通し冷却するようにしてもよい。そうすることによって、更にコイルばね９０を冷却することができるようになる。

また、前記実施形態では、冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ及び５５Ａ，５５Ｂは、ともに一筋の流路を形成するようにしたが、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、前記実施形態と同様の開口部を持った縦方向および横方向へ穿孔されている複数個流路７５ｐ又は５５ｐにおいて、流路の途中を埋め栓７５ｕ又は５５ｕで遮断したり、一部の開口部を埋め栓７５ｖ又は５５ｖで閉じたりして、開口部ａ，ｂを隣接して持ったＵ字状の流路を複数形成し、これらＵ字状の流路の開口部ａ同士及び開口部ｂ同士をパイプで連結するとともに、開口部ａ同士は冷却装置からの供給パイプＡに連結し、開口部ｂ同士は冷却装置からの供給パイプＢに連結するようにしてもよい。ここで、図９（ａ）は上側の冷却プレート１７５Ａ，１７５Ｂを示し、図９（ｂ）は下側の冷却プレート１５５Ａ，１５５Ｂを示す。このようにすることによって、冷却プレート１７５Ａ，１７５Ｂ及び１５５Ａ，１５５Ｂを、冷却むらを少なくして冷却することができ、冷却効果を上げることができる。

また、排出シュート可動板５５Ｓにも開口部ａ，ｂを隣接して持つＵ字状の流路を形成し、開口部ａは冷却装置からの供給パイプＡに連結し、開口部ｂは冷却装置からの供給パイプＢに連結するようにしてもよい。このようにすることによって、冷却効果を更に上げることができる。

前記実施形態では、上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂと下側の冷却プレート５５Ａ，５５Ｂとの対向するそれぞれの摺動面は、両砥石車２０，２１のそれぞれの研削面と同一面となるよう調整されているが、コイルばね９０が砥石車２０，２１の間の砥石間領域Ｒ１に入る側の冷却プレート７５Ａと５５Ｂの摺動面間の寸法を、両砥石車２０，２１のそれぞれの研削面２０ａ，２１ａ間の寸法よりも略小さくするようにしてもよい。そうすることにより、回転テーブル６２によって移動され砥石間領域Ｒ１に入る間際のコイルばね９０の長さが、砥石車２０，２１の研削面２０ａ，２１ａ間の寸法より小さくなり、砥石間領域Ｒ１にスムーズに移動できるようになる。

また、前記実施形態では、上側冷却プレート７５Ｂへのコイルばね９０の進入位置には緩やかなテーパ７５ｂが設けられ、下側の冷却プレート５５Ａのコイルばね９０が進入する側には緩やかなテーパ５５ａが設けられて、コイルばね９０の移動がスムーズになるようになっているが、この冷却プレート７５Ｂ及び５５Ａにおけるコイルばね９０の進入位置を除き、上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの下面位置を上側の砥石車２０の研削面２０ａよりわずかに下にしてもよく、また、下側の冷却プレート５５Ａ，５５Ｂ上面を下側の砥石車２０の研削面２１ａよりわずかに上にしてもよい。そうすることにより冷却プレート７５Ａと冷却プレート５５Ｂの摺動面間の寸法が、両砥石車２０，２１のそれぞれの研削面２０ａ，２１ａ間の寸法よりも略小さくなり、スパークアウトされて、コイルばね９０の長さが両砥石車２０，２１のそれぞれの研削面２０ａ，２１ａの間隙巾と同じになっても、冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ及び５５Ａ，５５Ｂによりコイルばね９０の両端が押圧されるので、より確実に冷却プレート７５Ａ，７５Ｂ及び５５Ａ，５５Ｂによりコイルばね９０を冷却することができるようになる。

前記実施形態では、被加工物はコイルばねであったが、本発明はコイルばねに限定されるものではなく、例えば軸やピンであってもよい。この場合、軸やピンの両端面が砥石車により研削されたあと、冷却プレートの間を通過するとき、少なくとも一方の冷却プレートは、付勢体等により砥石軸方向へ撓むことができるようにするとよい。

また、前記実施形態では、コイルばね案内盤は回転テーブルであったが、回転テーブルに限定するものではなく、例えば、コイルばね保持穴が矩形上に移動するようにしたコイルばね案内盤であってもよい。また、コイルばね保持穴が楕円状に移動するようにしたコイルばね案内盤であってもよい。また、コイルばね保持穴が直線上に移動するようにしたコイルばね案内盤であってもよい。

前記実施例２では、両砥石車２０，２１の間の砥石間領域Ｒ１に、コイルばね９０の両端部に向かって冷却媒体を噴射可能にノズル８０，８１を設け、その冷却媒体は、ノズル８０については、冷却プレート７５Ａ，７５Ｂの流路を通ったあとに、ノズル８１については、冷却プレート５５Ａ，５５Ｂの流路を通ったあとに供給されるようになっているが、冷却プレートの流路を通さずに、それぞれ別個に設けた冷却装置から供給するようにしてもよい。そして、ノズル８０，８１へ供給される冷却媒体は、冷却プレートへ供給される冷却媒体とは異なるようにしてもよい。

本発明は、両端の研削に関するものであるが、被研削物においては、両端ではなく一方の面のみを研削する必要がある場合もある。そのような場合は、本機において一方の砥石車を摺動面を有する固定のプレートに置き換えてもよい。また、他の方法として、回転テーブルに設けたコイルばね保持穴６２Ａを上側に開放した有底の穴にし、この回転テーブルの回転にともない、上側の砥石車２０で一方の端面を研削したあと、続いて上側の冷却プレート７５Ａ，７５Ｂでコイルばねを冷却するようにしてもよい。この場合、下側の砥石車２１や下側の冷却プレート５５Ａ，５５Ｂは不必要となり、また排出は、コイルばね自動供給手段に取り出し手段を付加するようにすればよい。

本発明の一例を表すコイルばねの両端研削機の側面図 図1のＡ−Ａ矢視断面図 図1のＤ部詳細図 実施例１における図1のＢ−Ｂ矢視断面図 主要部を示す側面図 実施例１における図1のＣ−Ｃ矢視断面図 実施例２における図1のＢ−Ｂ矢視断面図 実施例２における図1のＣ−Ｃ矢視断面図 （ａ）その他の実施例を示す図1のＢ−Ｂ矢視断面図 （ｂ）その他の実施例を示す図1のＣ−Ｃ矢視断面図 従来技術の研削装置の主要部

符号の説明

１０ コイルばねの両端研削機
１２Ａ，１２Ｂ フレーム
１３Ａ，１３Ｂ 可動ベース部
１３Ｒ リニアガイド
１３Ｇ ボールねじ機構
１３Ｍ 砥石上下駆動モータ
１４Ａ 上側の駆動シャフト
１４Ｂ 下側の駆動シャフト
２０，２１ 砥石車
２０ａ，２１ａ 研削面
２０Ｊ，２１Ｊ 回転軸（砥石軸）
Ｒ１ 砥石間領域
４６ ばねフィーダ
５０ コイルばね案内盤移動機構
５１ 支持台
５５Ａ，５５Ｂ 冷却プレート
７５Ａ，７５Ｂ 冷却プレート
５７ テーブル回転駆動モータ
６１ 回転シャフト
６２ 回転テーブル（コイルばね案内盤）
６２Ａ コイルばね保持穴
７０Ａ ナット
７０Ｂ ボールねじ
７１Ａ ウォーム軸
７１Ｂ ウォームホイール
７２ ギアボックス
７３ 前面プレート
７８ ハンドル
９０ コイルばね

Claims (8)

1. コイルばねの両端部を加工するコイルばねの両端研削機において、
   互いの端面が対向した状態で共に回転し少なくともその一方が砥石軸線方向に切込移動可能な１対の砥石車と、
   外周に沿ってコイルばね保持穴が前記砥石軸線方向に貫通して設けられたコイルばね案内盤と、
   前記コイルばね保持穴が前記両砥石車の間の砥石間領域にかかるように前記コイルばね案内盤を進退させるコイルばね案内盤移動機構と、
   前記砥石車の研削面と略同一面の摺動面を有し、内部に冷却媒体を通過可能な流路が形成されて、前記砥石車それぞれに並置してかつ前記摺動面同士を対向して設けた冷却プレートと、
   前記対向して設けた冷却プレートの前記流路に前記冷却媒体を通過させる冷却装置と、を備え、
   前記コイルばね保持穴に保持されて前記コイルばね案内盤の進退に伴い移動する前記コイルばねが、前記砥石車の対向する研削面の間の砥石間領域を押圧されて通過しながら両端が研削されたあとに、続いて前記冷却プレートの対向する摺動面の間を押圧されて通過しながら冷却されるようにしたことを特徴とするコイルばねの両端研削機。
2. 前記砥石軸線方向に切込移動可能な砥石車に並置の前記冷却プレートは、当該砥石車と一体で前記砥石軸線方向に切込移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のコイルばねの両端研削機。
3. 前記砥石軸線方向に切込移動可能な砥石車に並置の前記冷却プレートは、当該砥石車に対して前記砥石軸線方向の位置が調整可能であることを特徴とする請求項１乃至２に記載のコイルばねの両端研削機。
4. 前記冷却媒体は、冷却装置により設定温度に冷却されたあと前記冷却プレートの流路に供給されることを特徴とする請求項１乃至３に記載のコイルばねの両端研削機。
5. 前記冷却媒体は、液体又は気体であることを特徴とする請求項１乃至４に記載のコイルばねの両端研削機。
6. 前記コイルばねを研削加工完了後に自動排出する自動排出手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５に記載のコイルばねの両端研削機。
7. 前記コイルばね案内円盤のコイルばね保持穴に研削加工前のコイルばねを自動供給するコイルばね自動供給手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６に記載のコイルばねの両端研削機。
8. 前記両砥石車の間の砥石間領域には前記コイルばねの両端部に向かって前記冷却媒体を噴射可能にノズルを設けたことを特徴とする請求項１乃至７に記載のコイルばねの両端研削機。

Images