JP2010253638A - 砥石及びこれを用いた研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で外周部のダレの発生を防止することができる砥石及びこれを用いた研削装置を提供する。
【解決手段】片側に被研削物を研削する研削面２を有する円環状の砥石１であって、前記研削面２の内周部４における前記被研削物と当接する研削面積が、前記研削面２の外周部５における研削面積よりも狭い。これにより、内周部４の単位面積当たりの仕事量を増加させるので、両頭平面研削装置に適用した場合に、外周部５と内周部４の摩耗を均一にすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被研削物を両側から研削する砥石及びこれを用いた研削装置に関するものである。

円環状の砥石で被研削物（ワーク）を挟み、これを研削する両頭平面研削装置が用いられている。この研削装置は、砥石を垂直に立てて対向させ、被研削物の横方向から研削する横型と、砥石を水平方向に対向させて被研削物の上下方向から研削する縦型がある。このように両頭平面研削装置は、２枚の砥石の研削面を対向させて配設し、この間を両側面が露出するように保持された被研削物を通過させて研削するものである。しかしながら、この研削装置は、被研削物が砥石の外周部から２枚の砥石間に入り込み、内周部を通って再び外周部から外側に出るものである。さらに、外周部の周速は内周部の周速よりも速い。このため、両頭平面研削装置では、研削にかかる負荷は外周部のほうが大きい。したがって、外周部のほうが内周部に比して研削による摩耗が激しく、外周部が内周部よりも凹んだ状態、いわゆるダレ（偏摩耗）が生じてしまう。このダレが生じると、被研削物を設定どおりに研削できず、研削加工後の被研削物が予定よりも厚くなって形成されてしまう。したがって、砥石の研削面は平坦であることが好ましい。このダレをなくすため、研削面をダイヤモンド等で研削面（特に内周部を）を削るドレス作業を施している。しかし、このドレス作業は、砥石を削るため、砥石自体の寿命が短くなるという問題がある。

このようなダレを防止することを目的とした両頭平面研削方法及び装置が特許文献１に開示されている。この方法及び装置は、被研削物の被研削面が研削砥石の研削砥石面の内外周部からはみ出さない範囲で被研削物をオレシートしてインフィード研削を行い、その後に被研削面が研削砥石面の内外周部を通るように被研削物を送り出してスルー研削を行うものである。しかしながら、特許文献１の方法及び装置は、オレシートするためのキャリアの往復動作や、インフィード研削やスルー研削を使い分けて使用する必要があり、手間がかかり面倒である。

特開２００８−２２９８１７号公報

本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、簡単な構造で外周部のダレの発生を防止することができる砥石及びこれを用いた研削装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１の発明では、片側に被研削物を研削する研削面を有する円環状の砥石であって、前記研削面の内周部における前記被研削物と当接する研削面積が、前記研削面の外周部における研削面積よりも狭いことを特徴とする砥石を提供する。
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記内周部に、多数の孔が形成されていることを特徴としている。

請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、前記研削面の外周部から内周部に向けて、徐々に前記研削面積が狭くなっていることを特徴としている。
また、請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の砥石を用いた研削装置であって、２枚の前記砥石を対向させて前記研削面にて外周側の一部が挟まれるようにして配置された円環状のキャリアを備え、該キャリアは、その両面にて開口し、これらの開口の輪郭が前記被研削物を側面視したときの外縁と略同一に形成された貫通孔を有し、前記被研削物を前記貫通孔に保持した状態で、前記キャリアを回転させ、前記砥石と前記キャリアを回転させながら前記被研削物の両側面を前記砥石で研削することを特徴とする研削装置を提供する。

請求項１の発明によれば、研削面の内周部における被研削物と当接する研削面積が、外周部の研削面積よりも狭いため、内周部の単位面積当たりの仕事量を増加させるので、両頭平面研削装置に適用した場合に、外周部と内周部の摩耗を均一にすることができる。
請求項２の発明によれば、砥石の内周部に多数の孔が形成されているため、被研削物との接触面積を外周部に比して狭くすることができる。したがって、内周部の単位面積当たりの仕事量を増加させるので、両頭平面研削装置に適用した場合に、外周部と内周部の摩耗を均一にすることができる。このとき、孔の内周上端のエッジが被研削物に食いつくため、摩耗量を増加させている。

請求項３の発明によれば、研削面の外周部から内周部に向けて、徐々に研削面積が狭くなっているため、研削負荷の大きい外周部からその負荷に応じて研削面積が内周部に向けて減少することになり、砥石の研磨面における内周部及び外周部の摩耗量を均一にすることができる。
また、請求項４の発明によれば、いわゆる両頭平面研削装置において、砥石の研削面における外周部のダレを防止し、内周部と外周部の摩耗量を均一にすることができる。

本発明に係る砥石の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明に係る砥石の裏面図である。 本発明に係る砥石を用いた研削装置の概略側面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 図４のＣ−Ｃ断面図である。 図４のＤ−Ｄ断面図である。

図１は本発明に係る砥石の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は本発明に係る砥石の裏面図である。
図１に示すように、本発明に係る砥石１は、中心に回転軸（不図示）を挿通するための軸穴３が形成されて円環状（ドーナツ状）に形成されている。砥石１は図２に示すように板状であり、片方の面（図２の上側の面）が研削面２として形成されている。研削面２の内周側の面である内周部４には、多数の孔６が形成されている。この孔６は、研削面２の外周側の面である外周部５には形成されていない。内周部４は、例えば砥石１の径がφ７６０ｍｍである場合、φ５２０ｍｍまでの範囲である。この場合、孔６はφ１０ｍｍであって２５ｍｍ間隔で形成され、軸穴３はφ３２０ｍｍ、厚さは８０ｍｍである。図３に示す７は、砥石１を研削装置のフランジディスクに取り付けるための埋込ナットである。

孔６は、砥石を構成する多孔質材料の孔よりも大きく形成される。このように意図的に孔６を形成することにより、後述するような内周部４と外周部５の摩耗の均一化を図ることができる。なお、孔６の深さは、砥石１を貫通してもよいし、砥石１の途中で突き当たるように形成してもよい。
図４は本発明に係る砥石を用いた研削装置の概略側面図であり、図５は図４のＢ−Ｂ断面図、図６は図４のＣ−Ｃ断面図、図７は図４のＤ−Ｄ断面図である。

図示したように、２枚の砥石１が対向して配設され、その間にキャリア８が配設されている。キャリア８は、砥石１と同様に、軸穴９を有する円環状である。キャリア８には、被研削物１０を側面視したときの外縁と略同一形状の貫通孔１１が複数個（図では８個）形成されている。この貫通孔１１に、被研削物１０が保持されている。キャリア８は、被研削物１０を貫通孔１１に保持したまま、矢印Ｌ方向に回転する。同時に、２枚の砥石１は、矢印Ｒ方向に回転する。このキャリア８の回転方向と２枚の砥石１の回転方向は同方向である。これにより、被研削物１０はキャリア８に保持されたまま、砥石１の間に入り込み、キャリア８と砥石１が重なった領域で、その両側面を切削される。このとき、被研削物１０は砥石１の外周側のエッジにて研削され、そのまま砥石１の研磨面２（図１参照）に当接しながら砥石１の外周部５、内周部４、そして再び外周部５にて研削されるような軌跡を描きながら通過し、所定寸法まで研削される。被研削物１０の厚みを最終的なネライ目寸法に仕上げるため、両砥石１は、被研削物１０の排出方向に向けてその間隔が狭くなるように角度をつけて配設されている。なお、図４では手前側の砥石１の記載を省略し、内周部４と外周部５を便宜的に破線にて区切って記載している。

このような被研削物１０を研削するための横型両頭平面研削装置において、上述した砥石１を用いることにより、孔６が形成されているので、研削面２の内周部４における被研削物１０と当接する研削面積が、外周部５の研削面積よりも狭くなる。したがって、内周部４の単位面積当たりの仕事量を増加させることができるので、外周部と内周部の摩耗を均一にすることができる。このように孔６を設けるのみの簡単な構造で、外周部５に発生するダレを防止することができ、ドレス作業で内周部４を不必要に削ることも防止でき、結果として砥石１の寿命も延ばすことができる。

また、内周部４の接触面積の減少は、内周部４に多数の孔６を設けることで実現しているので、孔６の内周上端のエッジが被研削物１０に食いつくことになり、その摩耗量が増加し、内周部４と外周部５の摩耗の均一化に寄与している。この孔６を研削面２に対し、外周側から内周側に向けて徐々にその径を大きくすれば、内周部４においても単位面積当たりの研削仕事量の調整をすることができ、さらに正確で緻密に研削面２の平坦化を図ることができる。このような構成にすれば、孔６を外周部から設けてもよい。すなわち、外周部５の外周側に径の小さな孔を形成し、内周部４の内周側に向かって徐々に孔の径を大きくすれば、研削負荷の大きい外周部５からその負荷に応じて研削面積が内周部４に向けて減少することになり、砥石１の研磨面における内周部４及び外周部５の摩耗量をさらに正確に均一にすることができる。

被研削物１０を貫通孔１１に保持させる工程を説明する。図６に示すように、被研削物１０は、前工程で処理されたのち、コンベヤ１２で搬送される。被研削物１０は、コンベヤ１２の端部まで搬送されると、その下側に配設された容器１３に落下する（矢印Ｆ）。キャリア８が回転し、貫通孔１１が所定位置までくると、シリンダ１４が容器１３を押し出し、容器１３が矢印Ｇ方向に回転して被研削物１０を貫通孔１１内に押し込む。このとき、貫通孔１１の反対側には、被研削物１０が貫通孔１１を通過しないようにするための落下防止ガイド１５が配設されている。これにより、被研削物１０は貫通孔１１内に収まり、両側面を露出したままキャリア８の回転とともに砥石１間に入っていく。

被研削物１０がキャリア８から排出される工程を説明する。図７に示すように、被研削物１０が研削され、キャリア８が回転して所定位置まで来ると、貫通孔１１の側方に位置する押し出しプッシャー１６が被研削物を横方向に押し出す。押し出された被研削物１０は、キャリア８に対して押し出しプッシャー１６と反対側に位置する排出シュート１７に落下する（矢印Ｈ）。そして、被研削物１０は次なる工程に搬送される。

１ 砥石
２ 研削面
３ 軸穴
４ 内周部
５ 外周部
６ 孔
７ 埋込ナット
８ キャリア
９ 軸穴
１０ 被研削物
１１ 貫通孔
１２ コンベヤ
１３ 容器
１４ シリンダ
１５ 落下防止ガイド
１６ 押し出しプッシャー
１７ 排出シュート

Claims (4)

1. 片側に被研削物を研削する研削面を有する円環状の砥石であって、
   前記研削面の内周部における前記被研削物と当接する研削面積が、前記研削面の外周部における研削面積よりも狭いことを特徴とする砥石。
2. 前記内周部に、多数の孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の砥石。
3. 前記研削面の外周部から内周部に向けて、徐々に前記研削面積が狭くなっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の砥石。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の砥石を用いた研削装置であって、
   ２枚の前記砥石を対向させて前記研削面にて外周側の一部が挟まれるようにして配置された円環状のキャリアを備え、
   該キャリアは、その両面にて開口し、これらの開口の輪郭が前記被研削物を側面視したときの外縁と略同一に形成された貫通孔を有し、
   前記被研削物を前記貫通孔に保持した状態で、前記キャリアを回転させ、前記砥石と前記キャリアを回転させながら前記被研削物の両側面を前記砥石で研削することを特徴とする研削装置。

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