JP2011104685A - 両頭研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な調整でワークの高精度加工を行うことのできる両頭研削装置を提供する。
【解決手段】 対向して配置された一対の円盤砥石１３，２３を有し、一方の円盤砥石２３に対して他方の円盤砥石１３を傾斜させ、一対の円盤砥石１３，２３を同じ方向又は異なる方向に回転させつつ一対の円盤砥石１３，２３の間にワークＷを通過させてワークＷを所定寸法に加工する両頭研削装置において、一対の円盤砥石１３，２３のそれぞれの中央に設けられ、ワークＷの幅よりも大きい径の孔部１３ａ，２３ａと、一方の円盤砥石２３の孔部２３ａに設けられ、ワークＷの移動を案内する非回転のガイド２６と、円盤砥石１３，２３の中央を通過するようにワークＷを送るワーク送り手段とを有する構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、対向して配置された一対の円盤砥石を有し、一対の前記円盤砥石を同じ方向又は異なる方向に回転させつつ前記一対の円盤砥石の間にワークを通過させて前記ワークの加工を行う両頭研削装置に関する。

この種の両頭研削装置としては、一対の円盤砥石の中心を通過させつつワークの加工を行うものと、一対の円盤砥石の中心から偏心した位置を通過させつつワークの加工を行うものとが知られている。
円盤砥石の中心を通過させつつワークの加工を行うものは、特許文献１の「発明が解決しようとする問題点」の欄にも記載されているように、砥粒層の中央部は外周部に比して周速が遅いため研削性が低いこと、砥粒層の中央部は周速が遅いことから切粉が排出されにくく目詰りしやすいこと、中央部ではワークを回転させる力が作用するためワークにがたが生じるなどの問題がある。そのため、この種の両頭研削装置では、例えば特許文献１の第１図，特許文献２の図１、特許文献３の図７に記載されているように、円盤砥石の中心から偏心した位置を通過させつつワークの加工を行うものが主流になっている。

特許第２５３５９４９号公報（「発明が解決しようとする問題点」の欄及び図面参照） 特開２０００−２３７９４１号公報（図面参照） 特開平９−２７２０５０号公報（図面の図７参照）

ところで、両頭研削装置においてワークを精密な寸法精度で加工するには、両円盤砥石の間隔を精密に設定し、かつ、一方の円盤砥石に対する他方の円盤砥石の傾斜を精密に設定しなければならない。
しかし、円盤砥石の中心から偏心した位置でワークの加工を行う両頭研削装置においては、円盤砥石の調整が三次元的になり、精密な傾斜の設定が困難で、僅かな設定のくるいでワークの加工精度に大きな影響を与えるという問題がある。
これを、図７を使って説明すると、円盤砥石１によるワークＷの加工は、Ｘ方向の傾き，Ｙ方向の傾き及びＺ方向（紙面に直交する方向）の高さの組み合わせを適切に行わなければならず、かつ、円盤砥石１にワークＷを通過させる位置も前記組み合わせに応じた位置に設定しなければならず、これらのいずれか一つに僅かでもくるいがあると高精度な加工ができなくなる。
これに対し、円盤砥石の中心部を通過させるものは、ワークを通過させる位置が明確でその調整も必要なく、かつ、円盤砥石の傾斜及び高さの調整もＸ方向とＺ方向の二方向だけでよく、簡単にワークの高精度加工が行えるという利点がある。

そこで本発明は、円盤砥石の中央を通過させてワークの加工を行う両頭研削装置の利点を活かしつつ、この種の両頭研削装置が有する上記の欠点を解決することで、簡単な調整でワークの高精度加工を行うことのできる両頭研削装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、対向して配置された一対の円盤砥石を有し、いずれか一方の円盤砥石を他方の円盤砥石に対して傾斜させ、一対の前記円盤砥石を同じ方向又は異なる方向に回転させつつ前記一対の円盤砥石の間にワークを通過させて前記ワークを所定寸法に加工する両頭研削装置において、前記一対の円盤砥石のそれぞれの中央に設けられ、前記ワークの幅よりも大きい径の孔部と、前記一方の円盤砥石の前記孔部に設けられ、前記ワークの移動を案内する非回転のガイドと、前記円盤砥石の中央を通過するように前記ワークを送るワーク送り手段とを有する構成としてある。この場合、請求項２に記載するように、前記他方の円盤砥石の前記孔部に、前記ガイドと協働して前記ワークを案内する非回転の第二のガイドを設けてもよい。また、請求項３に記載するように、前記他方の円盤砥石の中心を挿通する固定軸に前記第二のガイドを揺動自在に設け、前記第二のガイドを前記ワークに付勢する付勢手段を設けてもよい。

上記構成によれば、周速の遅い円盤砥石の中央部は非回転状態でワークをガイドするだけであり、中央部に目詰まりが生じることもない。また、ワークのがたの発生も抑制することができる。さらに、ガイドと円盤砥石との境界部分の円盤砥石の周縁でワークの加工を行うようにすることで、中央部付近でも高い研削性を得ることができ、より精度の高い加工を行うことができる。

本発明の目的は、円盤砥石の中央にワークの回収孔を形成することでも達成することができる。具体的に、請求項４に記載の発明は、対向して配置された一対の円盤砥石を有し、いずれか一方の円盤砥石を他方の円盤砥石に対して傾斜させ、一対の前記円盤砥石を同じ方向又は異なる方向に回転させつつ前記一対の円盤砥石の間にワークを通過させて前記ワークを所定寸法に加工する両頭研削装置において、前記一方の円盤砥石の中央に形成されたワーク回収孔と、前記他方の円盤砥石の中央に形成され、前記ワーク回収孔と同一又はこれよりも大きい孔部と、前記他方の円盤砥石の前記孔部に設けられた非回転のガイドと、前記円盤砥石の中央に向けて前記ワークを送り、前記ワーク回収孔に前記ワークを投入して回収させるワーク送り手段とを有する構成としてある。

本発明によれば、円盤砥石の中央を通過させつつワークの加工を行うので、極めて簡単な調整でワークの高精度加工を行うことができる。また、円盤砥石の中央を通過させてワークの加工を行う場合の欠点も生じない。

以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の両頭研削装置の一実施形態にかかり、その主要部の構成を説明する断面図、図２は、円盤砥石の中央部の拡大断面図、図３は円盤砥石の平面図である。なお、両頭研削装置の基本構成は、上記した特許文献１〜３等で公知であるため、詳細な説明については省略する。
図１に示すように、図示しない両頭研削装置のフレームの上下に取り付けられた上部支持体１１及び下部支持体２１には、それぞれ上下方向に貫通する貫通孔１１ａ，２１ａが形成されていて、この貫通孔１１ａ，２１ａに回転軸１７，２７が挿入されている。回転軸１７，２７は、貫通孔１１ａ，２１ａ内に設けられた軸受１２，２２によって、上部支持体１１及び下部支持体２１に回転自在に支持されている。上方の円盤砥石１３は上方の回転軸１７の下端にボルトで取り付けられ、また、下方の円盤砥石２３は下方の回転軸２７の上端にボルトで取り付けられる。
回転軸１７，２７及び円盤砥石１３，２３は、上部支持体１１及び下部支持体２１のそれぞれに取り付けられたモータの駆動によって回転される。円盤砥石１３，２３の回転方向は同方向であってもよいし異なる方向であってもよい。

回転軸１７，２７は中空筒状に形成されていて、上方の回転軸１７の貫通孔１７ａには軸受１５を介して固定軸１４が挿入される。下方の回転軸２７の貫通孔２７ａには、軸受２５を介してスリーブ２８が挿入され、このスリーブ２８の内部に、上下方向の高さ調整自在に固定軸２４が挿入される。
固定軸１４の上端は上部支持体１１又は両頭研削装置のフレームに取り付けて固定され、固定軸２４の下端は下部支持体２１又は両頭研削装置のフレームに取り付けて固定される。固定軸１４，２４は、前記したように軸受１５，２５により回転軸１７，２７に対して回転自在であるので、回転軸１７，２７が回転しても固定軸１４，２４は回転しない。

固定軸２４の上端には、円盤状のガイド２６がボルト等で取り付けられている。ガイド２６は、下方の円盤砥石２３の中央に形成された孔部２３ａ内に収容される。
スリーブ２８の下端には、図１に示すように支持部３０が取り付けられ、その中央に形成されたねじ孔３０ａに調節ねじ３１が螺入されている。調節ねじ３１の先端はスリーブ２８の下端から突出する固定軸２４の下端に当接し、調節ねじ３１を回転させることでよってスリーブ２８に対する固定軸２４の高さ位置を調整することができる。固定軸２４は、スリーブ２８の周壁に螺入した固定ねじ３２によって、スリーブ２８に固定される。
支持部３０と調節ねじ３１と固定ねじ３２とで固定軸２４の高さ調整機構が構成され、この高さ調整機構によって、円盤砥石２３の砥面とガイド２６の表面との位置関係を設定することができる。例えば、ガイド２６の表面の高さを円盤砥石２３の砥面に対して僅かに低くしてもよいし、面一の高さにしてもよい。

上方の固定軸１４は中空状に形成されていて、その貫通孔１４ａはクーラントの供給孔として形成されている。この貫通孔１４ａから供給されたクーラントは、円盤砥石１３，２３の回転によって、その中央から周縁に向かって流れ、円盤砥石１３，２３の外側で回収される。
上方の円盤砥石１３の中央には、下方の円盤砥石２３の中央に形成された孔部２３ａと同一径の孔部１３ａが形成されている。そして、この孔部１３ａの内部に、下方のガイド２６と対向して第二のガイドであるガイド１６が設けられている。円盤砥石１３，２３の中央においてワークＷは、ガイド１６，２６によって上下方向をガイドされながら、円盤砥石１３，２３の中央を通過する。
図４に、上下のガイド１６，２６の構成を斜視図で示す。下方のガイド２６の表面に、左右一対の取付部材２６ａ，２６ａが立設されている。この取付部材２６ａ，２６ａの間隔はワークＷの幅に一致していて、取付部材２６ａ，２６ａは、円盤砥石１３，２３の中央を通過するワークＷの左右をガイドする後述のガイドバー１０の一部を構成する。また、取付部材２６ａ，２６ａの高さは、円盤砥石１３，２３の中央に達したときのワークＷの厚さ（高さ）に一致していて、この上端にボルトでガイド１６を取り付けることで、ワークＷの上下がガイド１６，２６で案内される。

第二のガイドの構成は上記には限られない。図５に第二のガイドの他の実施形態を示す。
この実施形態では、ガイド１６′は、上方の固定軸１４の下端に、ばね１６ａ′によって吊り下げられている。ばね１６ａ′は、ガイド１６′の表面が円盤砥石１３の砥面から若干突出するような初期長さのものを選択する。
この実施形態では、ワークＷはばね１６ａ′の付勢力に抗してガイド１６′を押し上げながら、円盤砥石１３，２３の中央を通過する。

図３に示すように、ワークＷは、円盤砥石１３，２３の中心を通ってＸ軸方向に送られながら加工が行われる。ワークＷの移動経路の両側には、ワークＷを左右両側から案内するガイドバー１０が円盤砥石１３，２３の間を挿通して設けられている。ワークＷを送る送り手段は、例えば、円盤砥石１３，２３の外側に設けたコンベアで連続的にワークＷを押しながら送るものでもよいし、移動する帯状のキャリアのワーク収容部にワークを収容し、キャリアとともにワークを送るものでもよい。

上部支持体１１は、公知の傾斜角調整機構により、両頭研削装置のフレームに対して傾斜角調整自在に取り付けられている。そして、前記傾斜角調整機構を操作することで、上方の円盤砥石１３及びガイド１６を下方の円盤砥石２３及びガイド２６に対してＺ軸に対して所定角度（図１の角度α）傾斜させることが可能である。
また、上部支持体１１及び下部支持体２１には、上下方向（Ｚ方向）の高さ位置を調整する高さ調整機構が設けられていて、円盤砥石１３，２３の上下方向の間隔を自在に調整できるようになっている。

円盤砥石１３，２３によるワークＷの切削量は、前記傾斜角調整機構による円盤砥石１３の傾斜角の調整と前記高さ調整機構による円盤砥石１３，２３の上下方向の間隔の調整との組み合わせによって決定されるが、傾斜角の調整はＸ方向のみでよく、かつ、ワークＷの移動経路も円盤砥石１３，２３の中心を通過するように設定されるので、本発明の両頭研削装置はワークＷの切削量を簡単かつ精密に決定できるという利点がある。

図６は本発明の他の実施形態にかかり、円盤砥石１３，２３の中心部分を拡大した断面図である。
この実施形態では、先の実施形態のガイド２６及び固定軸２４の代わりに、下方の円盤砥石２３の中央に、ワークＷを投入して回収するワーク回収孔２８が形成されている。このワーク回収孔２８は、回転軸２７（図１参照）に形成された貫通孔２７ａに連通していて、円盤砥石２３の周縁から中央に向かう間に加工されたワークＷが、ワーク回収孔２８から回転軸２７の貫通孔２７ａを通って回収されるようになっている。
なお、この実施形態では、上方のガイド１６″と円盤砥石１３の砥面とが面一になるようにしてもよいし、ガイド２６と平行になるようにしてもよい。また、特に図示はしないが、ガイド１６″の表面に隆起を形成する等して、ワークＷを確実にワーク回収孔２８に差し向けることができる形状としてもよい。

本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、上記の説明では第二のガイドとして上方のガイド１６を設けているが、円盤砥石１３，２３の中央でワークＷを浮き上がらせるような力が作用しないような場合には、非回転部としての孔部１３ａだけを形成し、ガイド１６は特に設けなくてもよい。

本発明は、対向する二つの円盤砥石を有し、これら二つの円盤砥石を回転させつつワークを円盤砥石の間に通過させることで加工を行う両頭研削装置であれば、上記で説明したような立形の両頭研削装置に限らず横形の両頭研削装置にも広範に適用が可能である。また、一対の円盤砥石１３，２３のうち上方の円盤砥石１３に傾斜角調整機構を設けて傾斜させる両頭研削装置に限らず、下方の円盤砥石２３を傾斜させる両頭研削装置又は上下の円盤砥石１３，２３の両方を傾斜させる両頭研削装置にも適用が可能である。

本発明の両頭研削装置の一実施形態にかかり、その主要部の構成を説明する断面図である。 図１の円盤砥石１３，２３の中心部分を拡大した断面図である。 円盤砥石の平面図である。 上下のガイドの構成を説明する斜視図である。 上下のガイドの他の実施形態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態にかかり、円盤砥石の中心部分を拡大した断面図である。 円盤砥石の中心から偏心した位置でワークの加工を行う両頭研削装置における円盤砥石とワークとの関係を示す平面図である。

１１ 上部支持体
１２ 軸受
１３ 円盤砥石
１４ 固定軸
１５ 軸受
１６，１６′，１６″ ガイド（第二のガイド）
１７ 回転軸
２１ 上部支持体
２２ 軸受
２３ 円盤砥石
２４ 固定軸
２５ 軸受
２６ ガイド
２７ 回転軸
２８ ワーク回収孔

Claims (4)

1. 対向して配置された一対の円盤砥石を有し、いずれか一方の円盤砥石を他方の円盤砥石に対して傾斜させ、一対の前記円盤砥石を同じ方向又は異なる方向に回転させつつ前記一対の円盤砥石の間にワークを通過させて前記ワークを所定寸法に加工する両頭研削装置において、
   前記一対の円盤砥石のそれぞれの中央に設けられ、前記ワークの幅よりも大きい径の孔部と、
   前記一方の円盤砥石の前記孔部に設けられ、前記ワークの移動を案内する非回転のガイドと、
   前記円盤砥石の中央を通過するように前記ワークを送るワーク送り手段と、
   を有することを特徴とする両頭研削装置。
2. 前記他方の円盤砥石の前記孔部に、前記ガイドと協働して前記ワークを案内する非回転の第二のガイドを設けたことを特徴とする請求項１に記載の両頭研削装置。
3. 前記他方の円盤砥石の中心を挿通する固定軸に前記第二のガイドを揺動自在に設け、前記第二のガイドを前記ワークに付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の両頭研削装置。
4. 対向して配置された一対の円盤砥石を有し、いずれか一方の円盤砥石を他方の円盤砥石に対して傾斜させ、一対の前記円盤砥石を同じ方向又は異なる方向に回転させつつ前記一対の円盤砥石の間にワークを通過させて前記ワークを所定寸法に加工する両頭研削装置において、
   前記一方の円盤砥石の中央に形成されたワーク回収孔と、
   前記他方の円盤砥石の中央に形成され、前記ワーク回収孔と同一又はこれよりも大きい孔部と、
   前記他方の円盤砥石の前記孔部に設けられた非回転のガイドと、
   前記円盤砥石の中央に向けて前記ワークを送り、前記ワーク回収孔に前記ワークを投入して回収させるワーク送り手段と、
   を有することを特徴とする両頭研削装置。

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