JP3108405U - 弾性ローラー用円筒研削盤 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの着脱時間を短縮させて加工費が減少でき、弾性ローラーＷの外周面の振れ精度を良く、ビリがなく、高品質の安定した均質な平滑表面（鏡面）を短時間で良好な生産性で製造することが可能となる弾性ローラー用円筒研削盤を提供する。
【解決手段】テーブル６の両側には、軸方向に移動するための移動装置２を設けた主軸台１が対向して配置され、更に一方の主軸台１には、軸方向と直角に移動させるための送り装置３が設けられ、各主軸台１に引き型のコレットチャック４を装着し、同期回転制御機能付きのサーボモーター５を設け、且つ歯車と歯付きベルトから成る駆動伝達部材で駆動力が伝達される構造とする。
【選択図】図１

Description

本考案は帯電ローラー，現像ローラー，トナー供給ローラー，クリーニングローラーなどを精密研削する際に用い、特には長尺な芯金（回転中心軸）の外周に弾性体層を有する弾性ローラー素材の外周面が精密研削出来る弾性ローラー用円筒研削盤に関する。

従来の円筒研削盤は、テーブルの一方に主軸台が固定配置され、他方に移動可能な芯押台が対向して配置された構造のものが殆どである。また前記主軸台には駆動モーターとチャックが装着され、前記芯押台には前後移動するスピンドルと回転センターが装着されていた。この円筒研削盤でワークを加工する場合、研削中のワークの動きに追従し、常に安定した押付け力でワークの重量を支えなければならないため、芯金把持部分が少ないワークや剛性のない芯金は、駆動による捻れ応力や圧縮力を受け、振れ、外径、面粗さ等、高品質の加工精度の安定に欠けていた。又、一般の弾性ローラーは、弾性体層から露出する芯金の一端が短く、他端が長いものが多い。この時の支持方法は芯金の短い方は、主軸台側のチャックで支持され、芯金の長い方は芯押台側の回転センターで押付けながら支持されているが、チャックの把持長さが充分でなく、弾性ローラーの芯金の支持が不安定となり易いため、弾性体層の仕上面が悪く、振れやビレ等を殆どなくすことは困難で、安定した高精度の仕上面を得ることは難しかった。特に長尺で且つ曲げと捻れに弱い細い芯金が使用された弾性ローラーの素材を加工すると、回転センターによる軸方向の押圧力と砥石による押圧力とが芯金に作用して、芯金の湾曲や捻れ更には芯金の座屈が生じ易くなる。更に主軸台側のコレットチャックで芯金が支持される際、コレットチャックで芯金を強引に掴むと、芯押台側の回転センターの中心とずれを生じ易くなり、振れ精度が悪化され、０．０１ｍｍ以内の高精度の仕上げが期待できなくなる等の問題点があった。

このため、本考案者が提案した特開２００２−３０１３０７の精密研削作業方法の中に於いて、ヘッドストックにチャックを装着し、従来のテールストックの代りに設けた従属用ヘッドストックにチャックを装着した円筒研削盤が使用されることを開示した。この時のワークを加工する場合は、弾性体層から露出する芯金の短い方の端部をヘッドストック側のチャックで支持し、芯金の反対側端部を従属用ヘッドストックのチャックで支持するようにさせ、また両側のチャックによって芯金に軽い引張力を与えた状態で研削することにより、振れ精度がより良くなり、ビリが殆どなくなって高い品質の安定した均質な平滑表面が得られ易くなると共に細い芯金が用いられた弾性ローラーを精密研削作業しても反りがなく、多種多様な弾性ローラーの弾性体層の外周面がより高い精度で仕上げることが可能となるものであった。しかしながら、この円筒研削盤を使用して長尺で曲げと捻れに弱いワークの両端部を支持して加工すると、従属用ヘッドストックのチャックが駆動用ヘッドストックのチャックよりも微妙に回転が遅れて捻れを生じ、高精度の仕上げが期待できなくなる恐れがあった。またワークを着脱する場合には、ヘッドストック側は動かず、従属用ヘッドストック側だけが移動するため、ワークの着脱する時間を短縮することは難しかった。

一方、従属側支持部も駆動するものとして特開２００１−３２２０５５がある。これは、両側に設けたモーターを駆動させて主軸及び芯押軸が駆動回転されると共に前記主軸センターと芯押軸センターも回転するものであった。しかしながら特開２００１−３２２０５５は、ワークの支持方法が主軸センターと芯押軸センターで支持されているため、特に長尺で且つ曲げと捻れに弱いワークの場合、主軸センターと芯押軸センターとで軸方向に芯金が押圧され、従来のものと同様に芯金の湾曲や捻れ更には芯金の座屈が生じ易い等の問題点があった。しかも明細書中に於いて、Ｖベルトを介して駆動力を伝達すると共にシーケンサーで左右のモーターの回転数を合せる際、多少のずれを生じても減速手段が備えられているので、各モーター同士の回転数に誤差が生じても良いことが記載されており、左右の回転同期が完全にとれるものではないため、芯金の捻れが完全に防止できるものではかった。更にワークを着脱する場合には、主軸台側は動かず、従属用の芯押台側だけが移動するため、ワークの着脱する時間を短縮することは上記のものと同様に難しかった。
特開２００２−３０１３０７号公報 特開２００１−３２２０５５号公報

本考案は、ワークの着脱時間を短縮させて加工費が減少でき、弾性ローラーの外周面の振れ精度を良く、ビリがなく、高品質の安定した均質な平滑表面（鏡面）を短時間で良好な生産性で製造することが可能となる弾性ローラー用円筒研削盤を提供することを目的とする。

本考案は上記問題点を解消するために成されたものであり、芯金把持部分が少ないワークや剛性のない芯金等であっても、駆動による捻り応力や押付けによる圧縮力を解消するために、芯金のセンター挟持は止め、芯金両端を左右同等の剛性のある各主軸台で把持させて支持し、芯金に引張り力を与え圧縮力を排し、ワークの高い支持力で保持し、且つ両主軸台を同期回転駆動制御によるスムーズな回転力を与え、駆動による捻り応力を排し、且つそれぞれ２台の主軸台を同時に左右移動させワークの着脱を行い、ワーク交換時間の短縮を行う構造のものとする。つまり、テーブルの両側に移動可能な主軸台を対向させて少なくとも配置する。

請求項１のようにテーブル（６）の両側に移動可能な主軸台（１）を対向させて少なくとも配置することにより、芯金（W1）の両端が２台の主軸台（１）側で確実に把持されるため、弾性ローラー（Ｗ）の弾性体層（W2）の外周面が高い品質の安定した均質な平滑表面（鏡面）を短時間に仕上げることが可能となる。特に芯金（W1）の把持部分が少ない弾性ローラー（Ｗ）や剛性のない芯金（W1）の弾性ローラー（Ｗ）であっても、左側に固定式主軸台を配置した従来品のような駆動による捻り応力や圧縮力を受けることがなくなり、芯金（W1）の両端を左右の主軸台（１）で把持して弾性ローラー（Ｗ）の高い支持力で保持されるものとなる。又、曲げや捻れに弱い長尺な弾性ローラー（Ｗ）であっても芯金（W1）の軸方向へ押圧力が加わることがないため、芯金（W1）の湾曲や捻れ更には芯金（W1）の座屈がなくなり、弾性ローラー（Ｗ）の仕上げ精度を０．０１ｍｍ以内に確保することも可能となる。更に左右の主軸台（１）を同時に前後移動させてワークの着脱が行え、ワークの交換時間が短縮されるため、弾性ローラー（Ｗ）の生産性が向上し、工期短縮や加工費低減の達成が可能となる。

請求項２のように各主軸台（１）には、軸方向に移動させるための移動装置（２）が設けられ、更に一方の主軸台（１）には、軸方向と直角に移動させるための送り装置（３）が設けられることにより、請求項１と同様の効果が得られる。

請求項３に示すように各主軸台（１）に引き型のコレットチャック（４）を装着させることにより、芯金（W1）が把持される際に軽い引張力を与えた状態で研削され、振れ精度がより良くなり、ビリが殆どなくなって高い品質の安定した均質な平滑表面が得られ易くなる。特に細い芯金（W1）が用いられた弾性ローラー（Ｗ）を加工すると、従来の如き反りがなくなるため、多種多様な弾性ローラー（Ｗ）の弾性体層（W2）の外周面がより高い精度で仕上げることが可能となる。

請求項４に示すように各主軸台（１）に同期回転制御機能付きのサーボモーター（５）を設けると共に歯車と歯付きベルトから成る駆動伝達部材で駆動力を伝達することにより、すべりが防止でき、且つ両側の主軸台（１）側は同期回転制御によってスムーズな回転力が与えられ、駆動による捻り応力が殆ど無視出来るものとなるため、振れ，真円度，表面粗さの大幅な向上が図られ、より高い精度で仕上げることが可能なものとなる。

図１、図２は本考案の実施形態を示す図であり、これに基づき説明する。(１)はテーブル（６）の左右両側に対向させて配置した移動可能な２台の主軸台である。（２）は各主軸台（１）に設けられた移動装置であり、該移動装置（２）は主軸台（１）を軸方向（テーブル長手方向）に１５ｍｍ程度自動移動させて、ワークの着脱を両側の主軸台（１）側で同時に行えるようにするためのものである。（３）は右側の主軸台（１）に設けられた送り装置であり、該送り装置（３）は、軸方向と直角に主軸台（１）を移動させ、円筒度調整用のものである。この送り装置（３）と前記移動装置（２）は、従来から使用されている芯押台に設けたものと同様の構造のものを用いれば良い。（４）は各主軸台（１）に装着された引き型のコレットチャックであり、該コレットチャック（４）としては空圧式コレットチャックを用いるのが好ましいが、各種チャック装置を用いても良い。（５）は各主軸台（１）に装着された同期回転制御機能付きのサーボモーターであり、該サーボモーター（５）は歯車と歯付きベルトから成る図示しない駆動伝達部材が介在されて主軸台（１）側へ駆動力を伝達している。また前記サーボモーター（５）と前記送り装置（３）及び前記移動装置（２）は、シーケンサーによって制御されている。（６）は一般の円筒研削盤のテーブルであり、（７）は砥石車である。

次に本考案の作用を図３に基づいて説明する。先ず始め図示しないロボットアームなどの着脱手段によって弾性ローラー（Ｗ）の素材が（ａ）のように所定位置へ供給される。すると、左右の主軸台（１）は移動装置（２）によって同時に弾性ローラー（Ｗ）に向って移動し、（ｂ）のように引き型のコレットチャック（４）で弾性ローラー（Ｗ）の弾性体層（W2）から露出する芯金（W1）の両端部を引込みながら把持させる。従って、芯金（W1）には軽い引張り力が加わると共に芯金（W1）両端が左右同等の剛性のある主軸台（１）で支持される両端固定支持となる。この時の移動装置（２）は空圧、油圧等によって各主軸台（１）が１５mm程度自動的に移動するのである。その後、サーボモーター（５）が駆動されて、（ｃ）に示すように弾性ローラー（Ｗ）を回転させる。この時、両側のコレットチャック（４）はサーボモーター（５）の同期回転制御によってスムーズな両駆動が行われ、弾性ローラー（Ｗ）のスムーズな起動が可能となり、且つスムーズな両回転力が与えられると共に回転数のずれがなく制御出来るため、駆動による捻れ応力が発生しないものとなるのである。次に前記弾性体層（W2）の外周面を、プランジ方式，プランジオシレーション方式，プランジ加工後トラバース方式，トラバース方式等により研削加工を行えば良い。この加工時の曲げ変位は従来のコレットチャック（４）と回転センターの支持に比べ半分以下に収まり、しっかりとしたワーク保持力を維持することが出来るものとなる。

加工後、サーボモーター（５）が（ｄ）に示すように停止すると、コレットチャック（４）から弾性ローラー（Ｗ）が外されると同時に前記着脱手段によってそれが支持される。その後、移動装置（２）によって各主軸台（１）が１５ｍｍ程度自動的に移動され、（ｅ）のように元の位置に戻されるのである。そしてロボットアームなどの着脱手段で支持しながら弾性ローラー（Ｗ）を円筒研削盤から搬出すれば良い。このように本考案品はワークの着脱の際、２台の主軸台（１）が同時に左右へ移動し且つコレットチャック（４）も同時に着脱作業が行われるため、ワーク着脱の交換時間が従来の半分以下に短縮され、且つ高品質の安定した均質な平滑表面（鏡面）を効率よく製造することができるものとなる。この結果、本考案の円筒研削盤で弾性ローラー（Ｗ）を加工すると、弾性ローラー（Ｗ）の振れは０．０１ｍｍ以内であり、表面荒さは、ＪＩＳ１０点平均粗さで、３μｍＲｚ以下であった。

本考案の実施形態を示す正面図である。 本実施形態を示す平面図である。 本考案の作用を示す説明図である。

符号の説明

１ 主軸台
２ 移動装置
３ 送り装置
４ コレットチャック
５ サーボモーター
６ テーブル

Claims (4)

1. テーブル（６）の両側には、移動可能な主軸台（１）を対向させて少なくとも配置したことを特徴とする弾性ローラー用円筒研削盤。
2. 前記各主軸台（１）には、軸方向に移動させるための移動装置（２）が設けられ、更に一方の前記主軸台（１）には、軸方向と直角に移動させるための送り装置（３）が設けられた請求項１記載の弾性ローラー用円筒研削盤。
3. 前記各主軸台（１）には、引き型のコレットチャック（４）が装着された請求項１又は２記載の弾性ローラー用円筒研削盤。
4. 前記各主軸台（１）には、同期回転制御機能付きのサーボモーター（５）が設けられ、且つ歯車と歯付きベルトから成る駆動伝達部材によって駆動力が伝達される請求項１、２又は３記載の弾性ローラー用円筒研削盤。