JP2012125870A - 両頭平面研削方法及び両頭平面研削盤 - Google Patents

Abstract

【課題】 サイクルタイムを短縮できるようにする。
【解決手段】 キャリアのポケット４に保持されたワークＷの両端面を一対の研削砥石１によりキャリアスルー研削するに際し、キャリア３の１つのポケット４にキャリア進行方向に複数個のワークＷを投入して、キャリア３により各ワークＷを隙間なく連続状に整列させて押し込みながら研削する。研削砥石１とキャリア３は研削部２では逆方向に回転する。またポケット４に所定数のワークＷを投入し終えた後に、キャリア３によりポケット４内の先端側のワークＷを研削部２に押し込む。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャリアスルー研削方式の両頭平面研削方法及び両頭平面研削盤に関し、キャリアの１つのポケットにキャリア搬送方向に複数個のワークを投入してキャリアスルー研削を行いサイクルタイムを短縮できるようにしたものである。

両頭平面研削盤の一対の研削砥石によりワークの両端面をスルーフィード研削する際の研削方式には、一対の研削砥石間を通過するキャリアを備えたキャリアスルー研削方式がある。

このキャリアスルー研削方式には、従来、研削砥石と略平行な軸心廻りに回転するキャリア円板を備えたキャリア円板方式（特許文献１、特許文献２）と、薄鋼板等のエンドレスベルトを備えたエンドレスベルト方式（特許文献３）とがある。

特許文献１のキャリア円板方式は、キャリア円板の外周部に、ワークよりも若干大きいポケットを配置し、このポケットに投入し保持されたワークを、キャリア円板の回転により研削砥石間に通すようになっている。また特許文献２のキャリア円板方式は、外周部に凹入状のポケットが形成されたキャリア円板と、このキャリア円板の外周に配置された案内レールとを備え、ポケット内のワークをキャリア円板の回転により案内レールに沿って研削砥石間に通すようになっている。

特許文献３のエンドレスベルト方式は、研削砥石の両側の案内輪間に巻き掛けられたエンドレスベルトを備え、エンドレスベルトのポケットに保持されたワークを、エンドレスベルトの回動により研削砥石間に通すようになっている。

特開平１−３１０８５２号公報 特開平１１−２０７５７８号公報 特開平９−１９２９９３号公報

キャリアスルー方式のサイクルタイムは、キャリアのポケット数とキャリア速度とによって決定されるが、従来の方式では何れもサイクルタイムを短縮し難い欠点がある。即ち、サイクルタイムの短縮を図るためにポケット数を増やすとしても、機械サイズによってキャリアの大きさが制限されるため自ずと限界がある。

またキャリア速度を早くすれば、キャリアの駆動手段として高価なサーボモータ等を使用する必要があり、コスト面で問題がある。しかも、ポケットをワークのサイズよりもやや大きくする等してワークを投入し易くしてはいるが、キャリア速度を速くするとしても、各ポケットにワークを１個ずつ投入しているため、ワークの投入面から限界がある。従って、従来のキャリアスルー方式では、コスト面、投入面でもサイクルタイムの短縮が困難である。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、ポケットにワークを容易且つ迅速に投入できると共にワークを高能率に研削でき、サイクルタイムの短縮を図ることができる両頭平面研削方法及び両頭平面研削盤を提供することを目的とする。

本発明に係る両頭平面研削方法は、キャリアのポケットに保持されたワークの両端面を一対の研削砥石によりキャリアスルー研削するに際し、前記キャリアの１つのポケットにキャリア搬送方向に複数個のワークを投入して、前記キャリアにより各ワークを隙間なく連続状に整列させて押し込みながら研削するものである。

前記研削砥石により前記ワークを研削する研削部において前記研削砥石と前記キャリアとが逆方向に回転することが望ましい。また前記ポケットに所定数の前記ワークを投入し終えた後に、該ポケット内の先端側の前記ワークを前記研削部に押し込むことが望ましい。

本発明に係る両頭平面研削盤は、キャリアのポケットに保持されたワークの両端面を一対の研削砥石によりキャリアスルー研削する両頭平面研削盤において、前記キャリアにキャリア搬送方向に複数個のワークを投入可能なポケットを備え、該ポケット内に投入された前記各ワークを前記研削砥石間に隙間なく連続状に整列させて押し込むようにしたものである。

前記キャリアは回転体を備え、該回転体に周方向に複数個のワークを投入可能な前記ポケットを周方向に複数個設けたものでもよい。前記回転体は前記ポケット分の間隔を置いて周方向に配置された複数個の爪部を有し、前記回転体に略同心状に配置され且つ前記爪部間の前記ポケット内の各ワークを周方向に案内する案内レールを備えたものでもよい。

前記回転体は外周に爪部を有するキャリア円板であり、前記案内レールを前記キャリア円板の外周に固定状に配置してもよい。横方向の軸心廻りに回転する前記研削砥石及び前記キャリアを備え、前記ポケットが下向きに回転する間に該ポケットに対して所定数のワークを投入可能な位置に投入部を配置してもよい。

本発明によれば、キャリアの１つのポケットにキャリア搬送方向に複数個のワークを投入して、キャリアにより各ワークを隙間なく連続状に整列させて押し込みながら研削するため、ポケットにワークを容易且つ迅速に投入できると共にワークを高能率に研削でき、サイクルタイムの短縮を図ることができる利点がある。

本発明の第１の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面図である。 同側面図である。 図１のＸ−Ｘ線拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面図である。 同側面図である。 本発明の第３の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面図である。 本発明の第４の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面図である。 本発明の第５の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面図である。 本発明の第６の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面図である。 同側面図である。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて詳述する。図１〜図３は本発明を採用した横型両頭平面研削盤を例示する。この横型両頭平面研削盤は、図１、図２に示すように、横方向の軸心廻りにＡ矢示方向に回転する一対の研削砥石１と、一部が一対の研削砥石１の研削部２間に配置され且つ横方向の軸心廻りにＢ矢示方向にワークＷを搬送するキャリア３とを備えている。なお、研削砥石１とキャリア３とが左右に配置されている。研削砥石１は研削部２で下向きのＡ矢示方向に、キャリア３は研削部２で上向きのＢ矢示方向にワークＷを搬送する。

キャリア３は外周部に周方向（キャリア搬送方向）に複数個のポケット４を有し、投入部５で各ポケット４内に投入された複数個のワークＷを保持して、研削砥石１間の研削部２に隙間なく連続状に整列させた状態でＢ矢示方向に各ワークＷを押し込みながら、一対の研削砥石１により各ワークＷの両端面を略平行に研削するキャリアスルー研削を行い、その研削後のワークＷを排出部６で各ポケット４から排出するようになっている。

各研削砥石１は横方向に配置された砥石軸７の対向端部に設けられ、Ａ矢示方向に回転する。なお、両研削砥石１は、研削部２の出口８側がワークＷの両端面間の仕上げ寸法に一致し、入口９側が出口８側よりも若干拡がるように若干傾斜して配置されている。

キャリア３は横方向の軸心廻りにＢ矢示方向に回転するキャリア円板１０と、このキャリア円板１０の外周に略同心状に固定側に配置された案内レール１１とを有する。キャリア円板１０には径方向の外方に突出する爪部１４が周方向に略４等配で設けられており、キャリア円板１０の周方向に隣り合う一対の爪部１４間が１つのポケット４となり、各ポケット４の後方側の爪部１４により各ワークＷを研削砥石１間の研削部２に順次押し込むようになっている。

各ポケット４は周方向に複数個のワークＷを投入可能に略同一円周上で円弧状に形成され、このポケット４内の各ワークＷを案内レール１１により案内するようになっている。なお、ポケット４の周方向の長さは、ポケット４に対するワークＷの投入を容易にするために、複数個のワークＷが周方向に隙間なく連続状に整列したときの長さよりも若干長くなっている。案内レール１１はキャリア円板１０を外周から取り囲むリング状に設けられている。

投入部５はキャリア円板１０に対して研削砥石１と反対側の最上位ａから最下位ｂへとポケット４が下向きに回転する下向き回転域に配置され、キャリア円板１０の回転によりポケット４の先端側が最下位ｂまで回転する間に、投入部５の投入手段１２により所定の複数個のワークＷをポケット４内に投入し、その投入された各ワークＷが回転方向の前側（下手側）の爪部１４上に順次重なるようになっている。投入部５は案内レール１１の一部を切り欠く等して径方向の外方の投入手段１２によりワークＷを投入し、ポケット４内で各ワークＷがその自重により整列するようになっている。

この実施形態ではキャリア円板１０の爪部１４が４等配であるため、投入部５は最下位ｂからキャリア円板１０の回転方向の後方側（上手側）に１つのポケット４の円弧方向の長さ分以上離れた位置に配置されている。なお、投入部５はポケット４の下向き回転域で、最下位ｂから少なくとも１つのポケット４の長さ分だけ上手側に離れた位置に配置しておけば、ワークＷをその自重を利用してポケット４に迅速に投入できる。

排出部６は研削砥石１の研削部２の出口８よりも上側に配置され、ポケット４内のワークＷを排出手段１３により１個ずつ排出するようになっている。投入部５と研削部２の入口９との間、研削部２の出口８と排出部６との間には、図２、図３に示すように、キャリア円板１０と案内レール１１との間のポケット４の両側に案内部材１５，１６が設けられ、その案内部材１５，１６によりポケット４内のワークＷの脱落等を防止するようになっている。

キャリア円板１０のポケット４の外周面１０ａと案内レール１１の内周面１１ａは略同心円状であり、その両者の径方向の寸法はワークＷの外径よりも僅かに大きい程度か、又は投入部５でポケット４に対してある程度の余裕を持ってワークＷを投入できる程度の間隔になっている。案内レール１１は少なくとも投入部５から研削部２を経て排出部６に至る範囲にあればよく、全周に設ける必要はない。

この横型平面研削盤では、ワークＷの両端面を研削するに際しては、キャリアスルー方式のキャリア３の各ポケット４に周方向に複数個のワークＷを投入して、キャリア円板１０の回転により各ワークＷを周方向に隙間なく連続状に押し込みながらスルーフィード研削を行う。

投入部５からワークＷを投入すると、そのワークＷはキャリア円板１０の外周のポケット４内に入り、そのＢ矢示方向への回転に伴ってポケット４内にワークＷを順次投入することができる。また１つのポケット４に複数個のワークＷを連続状に投入するので、キャリア円板１０の回転速度に応じた投入速度で多数のワークＷを容易且つ迅速にポケット４に投入することができる。また１つのポケット４に複数個のワークＷを連続状に投入することにより、各ポケット４にワークＷを１個ずつ投入する場合のようにキャリア３の搬送速度を上げる必要がなく、キャリア駆動用に高価なサーボモータ等が不要であるため、コスト的にも安価に実施できる。

ポケット４内の回転方向の先端側のワークＷが最下位ｂに達するまでに、そのポケット４に対する所定数のワークＷの投入が終了する。ポケット４の先端のワークＷが最下位ｂを通過して研削砥石１間の研削部２の入口９側に接触した後は、キャリア円板１０の回転により、ポケット４内のワークＷは研削砥石１の回転力に抗しながら後方側の爪部１４によって押し込まれて行く。

従って、ポケット４内の各ワークＷは隙間なく連続状に整列した状態で研削部２を通過し、そのワークＷの両端面が各研削砥石１により略平行に研削される。このため１つのポケット４に複数個のワークＷを投入して研削することにより、実質的にポケット数が増えた場合と同様の効果を奏し、高能率にワークＷを研削できるので、サイクルタイムを短縮することができる。

なお、ワークＷがキャリア円板１０の外周面１０ａと案内レール１１の内周面１１ａとに微少間隙で近接する場合には、ポケット４内のワークＷは略同一円周上で一列状に整列するが、キャリア円板１０の外周面１０ａと案内レール１１の内周面１１ａとの間の寸法がワークＷの外径よりも十分に大きい場合には、キャリア円板１０の外周面１０ａに接触するワークＷと、案内レール１１の内周面１１ａに接触するワークＷとが周方向に交互に並ぶ等、寸法差に応じて二列に整列することになるが、別段問題はない。

また爪部１４間のポケット４に所定の複数個のワークＷを全て投入し終えた後に、そのポケット４内の先端側のワークＷが一対の研削砥石１間に進入するので、ポケット４の先端のワークＷが研削砥石１の研削部２に進入し始めた時点から、ポケット４内の複数個のワークＷを後続の爪部１４により研削砥石１間に押し込むことができる。このため研削部２でのワークＷの研削中は、ポケット４内の各ワークＷを隙間なく連続状に整列させることができ、各ワークＷの研削条件を略同一にできる。

研削部２での研削砥石１の回転方向とキャリア３の搬送方向とを同じにした場合には、ポケット４内のワークＷが研削砥石１の回転力の影響を受けて、研削砥石１の回転方向に連れ廻りしようとしてポケット４内でのワークＷの姿勢が乱れることになり、ワークＷの通過速度が不規則になって寸法及び平行度にバラツキが生じる。しかし、研削部２での研削砥石１の回転方向とキャリア３の搬送方向とが逆方向になっているので、このような問題は生じない。

研削砥石１の研削部２間を通過したワークＷは排出部６でポケット４から排出するが、上部の投入部５でポケット４にワークＷを投入し、下部の排出部６でポケット４のワークＷを排出するキャリアスルー方式を採用することにより、ワークＷの投入、搬送、排出装置を簡略化できる。このため設置スペースが小さくなり機械全体の小型化を図ることができる。

また複数個のワークＷが隙間なく連続的に研削砥石１の研削部２を通過するため、研削砥石１にＣＢＮ砥石等の超砥粒砥石を用いた場合には、その研削砥石１の材質と相俟ってドレスインターバルを伸ばすことができるので、更に機械全体の小型化を図ることができる。

図４、図５は本発明の第２の実施形態を例示する。この実施形態のキャリア３は、内周に爪部１４を有するリング状のキャリア円板１０と、このキャリア円板１０の内周に略同心状に配置され固定された案内レール１１とを備えている。投入部５でのワークＷの投入、排出部６でのワークＷの排出は、キャリア円板１０の側面から行うようになっている。案内レール１１は円板状でもよいし、リング状でもよい。案内レール１１がリング状の場合には、図４に二点鎖線で示すように、投入部５では案内レール１１の内周側からワークＷを投入し、排出部６では案内レール１１の内周側にワークＷを排出するようにしてもよい。他の構成は第１の実施形態と同様である。

このようにキャリア円板１０の内周側に爪部１４、ポケット４を設け、このポケット４内の各ワークＷを案内レール１１により内周側から案内するように構成してもよい。従って、キャリア円板１０と案内レール１１は内外の何れに配置してもよい。

図６は本発明の第３の実施形態を例示する。この実施形態では、キャリア３は内周側のキャリア円板１０と、このキャリア円板１０の外周に配置された案内レール１１とを備え、そのキャリア円板１０には周方向に２等配に爪部１４が設けられている。

投入部５はポケット４の下向き回転域において、最下位ｂから投入部５側のワークＷの数Ｎ１が、最下位ｂから研削部２側のワークＷの数Ｎ２よりも大であり、しかもポケット４の先端側のワークＷが研削部２に達するまでにワークＷを投入し終える位置に配置されている。他の構成は第１の実施形態と同様である。

このように研削部２は反対側の投入部５からワークＷを投入する場合には、Ｎ１＞Ｎ２の関係を満たす位置に投入部５を設けることにより、自重を利用しながらポケット４に対してワークＷを投入することができ、両者の差が大きいほど投入終了まで能率的に供給できる。

従って、１つのポケット４内のワークＷの数が比較的少ない場合には、第１、第２の実施形態のように投入部５を配置すれば能率的なワークＷの投入が可能であるが、ポケット４内のワークＷの数が多くなれば、この実施形態のような位置に投入部５を配置することも可能である。

図７は本発明の第４の実施形態を例示する。この実施形態では、キャリア３は内周側のキャリア円板１０と、このキャリア円板１０の外周に配置された案内レール１１とを備えている。研削砥石１は研削部２側でＡ矢示方向の上向きに、キャリア円板１０は研削部２側でＢ矢示方向の下向きに夫々回転する。

投入部５はキャリア円板１０の最上位ａと研削部２との間の下向き回転域に設けられ、また排出部６はキャリア円板１０の最下位ｂと研削部２との間の下向き回転域に設けられている。なお、投入部５は研削部２の入口９から最上位ａ（上手）側へと１つのポケット４の周方向の長さ分以上の間隔を置いて配置され、ポケット４の先端のワークＷが研削部２と接触する前に所定数のワークＷを投入し終えるようになっている。他の構成は第１の実施形態と同様である。

この実施形態のように研削部２側で研削砥石１が上向きに、ポケット４が下向きに夫々回転するように構成して、その研削部２に対して上側に投入部５を、下側に排出部６を夫々配置した場合にも、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。特にこの場合には、ワークＷの自重を利用して投入部５でワークＷを投入し、排出部６でワークＷを排出できる利点がある。

なお、この場合にも第２の実施形態と同様にキャリア円板１０を外周に配置し、案内レール１１を内周に配置してもよい。

図８は本発明の第５の実施形態を例示する。この実施形態のキャリア３はキャリア円板１０を備え、このキャリア円板１０にはその外周部の略同一円周上に周方向に長い長孔状のポケット４が複数個設けられている。各ポケット４は周方向に複数個のワークＷを投入可能であり、投入部５でポケット４にワークＷを投入し、排出部６でポケット４のワークＷを排出するようになっている。他の構成は第１の実施形態と同様である。

この実施形態のようにキャリア円板１０に円弧状の長孔によりポケット４を形成した場合にも、ポケット４内に周方向に複数個のワークＷを投入して、周方向に隙間なく連続状に整列させた状態で研削砥石１間にワークＷを押し込むことができる。なお、研削砥石１、キャリア３の回転方向、投入部５、排出部６の位置は第４の実施形態のようにしてもよい。

図９、図１０は本発明の第６の実施形態を例示する。この実施形態は、エンドレスベルト方式を採用した横型両頭平面研削盤を例示する。キャリア３は研削砥石１の上下両側の案内輪１７に巻き掛けられ且つ研削砥石１間の研削部２を通過するエンドレスベルト１８により構成されている。このエンドレスベルト１８にはベルト長手方向に複数個のワークＷを投入可能な長孔状のポケット４がベルト長手方向に等間隔を置いて設けられており、研削部２側ではＡ矢示方向に回転する研削砥石１とは反対に下向きのＢ矢示方向に回動する。

投入部５は下向き回転域に研削部２から少なくとも１つのポケット４の長さ以上離れた位置に配置されており、ポケット４に所定数のワークＷを投入し終えた後に、エンドレスベルト１８の回転によりワークＷを研削部２に押し込むようになっている。排出部６は研削部２の下手側に配置されている。またエンドレスベルト１８の両側には必要に応じてワークＷの脱落を阻止する案内部材１５，１６が設けられている。

この場合にもエンドレスベルト１８の各ポケット４に複数個のワークＷを投入すると、そのポケット４内の各ワークＷはエンドレスベルト１８の進行方向に隙間なく連続状に整列して研削部２を通過する。従って、エンドレスベルト方式のキャリア３を採用した場合にも、そのポケット４を長孔状にする等によって容易に実施することができる。

以上、本発明の各実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、各実施形態では、研削部２側で研削砥石１とポケット４とが逆方向に回転する場合を例示しているが、研削砥石１の回転力によるポケット４内のワークＷの連れ廻りを防止できるような形状、構造のワークＷを研削する場合には、研削部２側で研削砥石１とキャリア円板１０とが共に下向き又は上向きに回転する等、両者が同一方向に回転するようにしてもよい。

回転式のキャリア３の場合には最も一般的にキャリア円板１０が利用されているが、板材を使用した円板形状のキャリア円板１０である必要はなく、一対の研削砥石１間の間隔よりも薄い回転体であれば十分である。

ポケット４は研削部２を通過する際に複数個のワークＷが進行方向（搬送方向）に隙間なく連続状に整列できるものであれば十分であり、その形状等は対象とするワークＷの形状、構造に応じて適宜変更可能である。例えば回転式のキャリア３の場合には、キャリア円板１０の略同一円周上で複数個のワークＷが周方向に整列するように、ワークＷが円柱状等の場合には、各ポケット４は略同一円周上に配置することが望ましいが、ポケット４が全体として略同一円周上に位置する構造であれば、ワークＷの形状、構造等の関係からポケット４の一部が蛇行するように形成したものでもよい。

また各実施形態は横型両頭平面研削盤について例示しているが、キャリア３のポケット４にキャリア搬送方向に複数個のワークＷを投入できるようにすれば、縦型両頭平面研削盤においても同様に実施可能である。

１ 研削砥石
２ 研削部
３ キャリア
４ ポケット
５ 投入部
６ 排出部
１０ キャリア円板
１１ 案内レール
１４ 爪部
Ｗ ワーク

Claims (8)

1. キャリアのポケットに保持されたワークの両端面を一対の研削砥石によりキャリアスルー研削するに際し、前記キャリアの１つのポケットにキャリア搬送方向に複数個のワークを投入して、前記キャリアにより各ワークを隙間なく連続状に整列させて押し込みながら研削することを特徴とする両頭平面研削方法。
2. 前記研削砥石により前記ワークを研削する研削部において前記研削砥石と前記キャリアとが逆方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の両頭平面研削方法。
3. 前記ポケットに所定数の前記ワークを投入し終えた後に、該ポケット内の先端側の前記ワークを前記研削部に押し込むことを特徴とする請求項１又は２に記載の両頭平面研削方法。
4. キャリアのポケットに保持されたワークの両端面を一対の研削砥石によりキャリアスルー研削する両頭平面研削盤において、前記キャリアにキャリア搬送方向に複数個のワークを投入可能なポケットを備え、該ポケット内に投入された前記各ワークを前記研削砥石間に隙間なく連続状に整列させて押し込むようにしたことを特徴とする両頭平面研削盤。
5. 前記キャリアは回転体を備え、該回転体に周方向に複数個のワークを投入可能な前記ポケットを周方向に複数個設けたことを特徴とする請求項４に記載の両頭平面研削盤。
6. 前記回転体は前記ポケット分の間隔を置いて周方向に配置された複数個の爪部を有し、前記回転体に略同心状に配置され且つ前記爪部間の前記ポケット内の各ワークを周方向に案内する案内レールを備えたことを特徴とする請求項５に記載の両頭平面研削盤。
7. 前記回転体は外周に爪部を有するキャリア円板であり、前記案内レールを前記キャリア円板の外周に固定状に配置したことを特徴とする請求項６に記載の両頭平面研削盤。
8. 横方向の軸心廻りに回転する前記研削砥石及び前記キャリアを備え、前記ポケットが下向きに回転する間に該ポケットに対して所定数のワークを投入可能な位置に投入部を配置したことを特徴とする請求項４〜７に記載の両頭平面研削盤。

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