JP3771796B2 - 研削方法及び研削装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物と砥石車とを相対移動させ、被加工物の被研削部に砥石車を接触させて該被研削部を研削加工する研削方法及び研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、例えば、リング状の被加工物（以下、「ワーク」という）の内周面に、その中心軸線に沿って形成された溝であって、同じくワークに穿設された所定の基準穴を基準とした寸法精度の要求される溝を研削加工する場合、前記基準穴を基準にワークを固定することができる治具を用い、治具と砥石車とを心出しした後当該治具を固定し、このように固定された治具にワークを取り付けた後、前記溝に対し円板状の砥石車を接触させて当該溝を研削するようにしていた。
【０００３】
ところが、上記従来の研削方法では、加工対象たるワークの溝を砥石車に対し、他の部材（この場合治具）を介して間接的に位置決めしているので、溝と砥石車との位置関係を厳密な意味で高精度に位置決めすることが困難であった。
【０００４】
このため、溝を構成する２つの内壁面相互間において、その取り代が不均一となり、研削後の溝の内寸法にバラツキを生じたり、平面度を高精度に仕上げることができないという問題を生じていた。また、砥石車に対し溝が傾いた状態で位置決めされることもあり、この場合にも研削後の溝の内寸法にバラツキを生じたり、平面度を高精度に仕上げることができない。
【０００５】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、被加工物の被研削部を砥石車に対し高精度に位置決めすることができる研削方法及び研削装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記課題を解決するための本発明の請求項１に記載した発明は、被加工物と砥石車とを相対移動させ、該被加工物の被研削部に砥石車を接触させて該被研削部を研削加工する方法において、
前記砥石車を回転自在に支持するホルダに配設された位置決め部材であって、前記砥石車より前記被加工物側に配設された位置決め部材を、前記被加工物の被研削部に当接せしめて、該被研削部を前記砥石車に対し位置決めした後、前記被加工物を固定し、
しかる後、前記砥石車を前記被研削部に接触させて、該被研削部を研削加工するようにしたことを特徴とする研削方法に係る。
【０００７】
そして、この研削方法は、請求項２に記載した装置発明によってこれを好適に実施することができる。即ち、請求項２に記載した発明は、被加工物に対して相対移動されるホルダと、該ホルダに回転自在に支持され、前記被加工物の被研削部を研削加工する砥石車と、前記砥石車を回転させる回転駆動手段とを備えた研削装置において、
前記砥石車より前記被加工物側の、前記ホルダ先端部に位置決め部材を設け、前記位置決め部材を前記被研削部に当接せしめることによって、前記被研削部が前記砥石車に対して位置決めされるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
これら請求項１及び２に記載した発明によると、まず、砥石車を回転自在に支持するホルダに配設された位置決め部材であって、砥石車よりも被加工物側に配設された位置決め部材を、被加工物の被研削部に当接せしめることにより、砥石車に対し被加工物の被研削部を位置決めする。そして、このようにして被加工物の被研削部を砥石車に対して位置決めした後、同部を砥石車によって研削加工する。
【０００９】
斯くして、本発明によれば、砥石車を保持するホルダに配設された位置決め部材により被加工物の被研削部が位置決めされるので、即ち、治具などの第３部材を介することなく、被研削部が砥石車に対し直接的に位置決めされるので、被研削部を砥石車に対し正確に位置決めすることができる。これにより、被研削部の寸法精度や平面度を高精度に仕上げることができる。
【００１０】
前記被加工物が穴を有する部材からなり、前記被研削部が穴の内周面に中心軸線に沿って形成された、少なくとも一方の端面に開口する溝である場合には、請求項３に記載した発明のように、前記位置決め部材を、前記端面から前記溝内に嵌挿されるように構成し、前記位置決め部材が前記溝内に嵌挿されることによって、前記溝が前記砥石車に対し位置決めされるように構成することができる。このようにすれば、被研削部たる溝を砥石車に対して容易且つ正確に位置決めすることができる。
【００１１】
上記のように位置決め部材を溝に嵌挿することによって、当該溝を位置決めする場合、これを高精度に位置決めするためには、研削加工前の溝の内寸法を高精度に仕上げる必要があり、このために、加工コストが高くなることが予想される。これを解消するには、請求項４に記載した発明のように、前記位置決め部材に、その一側面に開口するスリットを設け、溝の内壁面に当接する位置決め部材の二つの当接面の二面幅を調整可能にすると良い。このようにすれば、研削加工前の溝の内寸法にバラツキがあっても、位置決め部材が溝に嵌挿されたとき、その前記二面幅が溝の内寸法に応じ収縮して、溝の内壁面に確実に当接するため、当該溝を砥石車に対し正確に位置決めすることができる。
【００１２】
尚、前記スリットは、被加工物に対向する面に開口させるのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本実施形態に係る研削装置を示した斜視図であり、図２は、図１における矢示Ａ−Ａ方向から見た一部断面の正面図であり、図３は、図１における矢示Ｂ−Ｂ方向から見た一部断面の側面図である。
【００１４】
図１乃至図３に示すように、本例の研削装置１は、砥石車２と、この砥石車２を支軸４によって回転自在に支持するホルダ３と、ホルダ３を支持し、矢示Ｄ方向（上下方向）及び矢示Ｅ方向（前後方向）に移動可能となった移動台１１と、前記ホルダ３の下端部に固設された位置決め部材５と、前記砥石車２を回転させる回転駆動手段１０と、ワークＷを固定する固定手段２０などを備えてなる。尚、移動台１１及び固定手段２０は図示しないベッド上に配設されている。
【００１５】
一方、本例の研削対象たるワークＷは、中心に貫通穴Ｗａを備えたリング状の部材からなり、その内周面に中心軸線に沿って形成された溝Ｗｂを備えている。ワークＷの研削部位はこの溝Ｗｂであり、同じくワークＷに穿設された基準穴Ｗｄ，Ｗｅを基準とした位置精度及び内寸法の寸法精度が要求される。尚、Ｗｃは、溝Ｗに砥石車２を挿入したときに、砥石車２が溝Ｗの内壁面全域と接触できるようにするための逃がし穴である。
【００１６】
前記回転駆動手段１０は、前記移動台１１に固着された駆動モータ１２と、この駆動モータ１２の出力軸１２ａに取り付けられたプーリ１３と、プーリ１３及び砥石車２に巻き掛けられた伝動ベルト１４などからなり、駆動モータ１２の動力をプーリ１３及び伝動ベルト１４を介して砥石車２に伝達し、これを回転させる。
【００１７】
前記固定手段２０は、門形のフレーム２２と、フレーム２２の上辺に固設された基準プレート２１と、基準プレート２１の下方位置に配設され、ブラケット２３を介してフレーム２２に固設される仮置プレート２４と、仮置プレート２４の下方に配設され、仮置プレート２４上に載置されたワークＷを上方に上昇せしめて前記基準プレート２１の下面に押し付け固定するクランプ機構２５などからなる。
【００１８】
前記基準プレート２１は、その下面が前記砥石車２に対する基準面となっており、その中心部に前記ホルダ３が通過可能な貫通穴２１ａが形成されている。また、前記砥石車２及び位置決め部材５に対応する部分には、これらが通過可能な長穴状の逃がし穴２１ｂが形成されている。また、ワークＷが前記下面に当接する際に、基準穴Ｗｄ，Ｗｅにそれぞれ緩く挿入される、即ち、遊嵌される位置決めピン２１ｃ，２１ｄが、前記下面から下方に突出するように固設されている。
【００１９】
前記クランプ機構２５は、昇降シリンダ２６と、昇降シリンダ２６のピストンロッド先端部に固設されたクランプ部材２７からなり、クランプ部材２７は昇降シリンダ２６の作動によって矢示Ｆ方向（上下方向）に昇降する。クランプ部材２７は、前記ホルダ３を挿入することができる穴２７ａを中心部に備えた円筒状の部材からなり、前記砥石車２及び位置決め部材５に対応する部分には、内周面から外周面に貫通する割溝２７ｂが形成され、この割溝２７ｂ内に前記砥石車２及び位置決め部材５を挿通させることができるようになっている。
【００２０】
前記仮置プレート２４は、その上面がワークＷの載置される載置面となっており、ワークＷが載置された際に、基準穴Ｗｄ，Ｗｅにそれぞれ嵌挿される位置決めピン２４ｂ，２４ｃが、前記上面から上方に突出するように固設されている。また、中心部には前記クランプ部材２７を挿入可能な貫通穴２４ａが形成されている。
【００２１】
また、前記位置決め部材５は、Ｌ字形状をした平板状の部材からなり、その垂直辺がワークＷの溝Ｗｂに嵌挿されるようになっている。図４に示すように、垂直辺の下部側には、その下面に開口するスリット５ａが形成され、更にスリット５ａを挟む両側面には凸面５ｂ，５ｂが形成されており、下端に向かうに従い二側面の幅が狭くなるようになっている。尚、凸面５ｂ，５ｂの二面幅５ｈはワークＷの溝Ｗｂの幅（ワークＷによって幅寸法のバラツキが大きい場合には、その最大の幅）Ｗｈよりも若干量だけ広くなっている。また、この位置決め部材５は、そのスリット５ａの幅方向の中心位置が前記砥石車２の幅方向の中心位置と一致するように前記ホルダ３に固設されている。
【００２２】
以上の構成を備えた本例の研削装置１によれば、以下に説明するようにして、ワークＷの溝Ｗｂが研削加工される。尚、前記移動台１１は上限位置に在り、クランプ部材２７は下限位置に在るものとする。
【００２３】
まず、図２に示すように、ワークＷを、その基準穴Ｗｄ，Ｗｅに対して位置決めピン２４ｂ，２４ｃがそれぞれ嵌挿されるように、仮置プレート２４上に載置する。これにより、基準穴Ｗｄと前記位置決めピン２１ｃとが、また、基準穴Ｗｅと位置決めピン２１ｄとが、それぞれ上下方向に重なり合った状態となる。
【００２４】
次に、移動台１１を下方に移動させて、前記位置決め部材５の凸面５ｂを基準プレート２１の下面よりも下方に位置させる。尚、図２は、移動台１１をこのように移動させた状態を示している。
【００２５】
次に、クランプ機構２５の昇降シリンダ２６を駆動してクランプ部材２６を上方に移動させる。これにより、クランプ部材２７が仮置プレート２４の貫通穴２４ａに挿入され、その上面が仮置プレート２４上に載置されたワークＷに当接して、これを上方に押し上げる。そして、まず、前記位置決めピン２１ｃ，２１ｄが基準穴Ｗｄ，Ｗｅにそれぞれ遊嵌され、ワークＷの溝Ｗｂが砥石車２に対して緩やかに位置決めされる。この状態を図５に示している。
【００２６】
この後、ワークＷの更なる上昇移動によって、溝Ｗｂ内に位置決め部材５の垂直辺が嵌挿され、当該位置決め部材５により砥石車２に対して溝Ｗｂが正確に位置決めされ、ついで、ワークＷの上面が基準プレート２１の下面に当接し、ワークＷが基準プレート２１とクランプ部材２７との間で挟持，固定される。尚、ワークＷがこのようにして固定された状態を図６に示す。
【００２７】
ここで、溝Ｗｂが砥石車２に対して位置決めされる様子を、図７乃至図９を用いて更に詳しく説明する。尚、図７は、位置決め部材５が溝Ｗｂに嵌挿される直前の状態を示しており、図８及び図９は、図７における矢視Ｃ−Ｃ方向の断面図である。
【００２８】
上述したように、位置決めピン２１ｃ，２１ｄはそれぞれワークＷの基準穴Ｗｄ，Ｗｅに対して遊嵌されるようになっており、この状態では、溝Ｗｂは砥石車２に対し正確には位置決めされておらず、緩やかに位置決めされた状態となっている。したがって、クランプ部材２７によって固定される前のワークＷは、基準穴Ｗｄと位置決めピン２１ｃとの間のクリアランス分、及び基準穴Ｗｅと位置決めピン２１ｄとの間のクリアランス分だけ移動可能である。このようにして、ワークＷが移動した状態の一例を図８に例示する。図８では、ワークＷが位置決めピン２１ｄ及び位置決め部材５に対して矢示Ｇ方向にずれている。
【００２９】
この状態で、ワークＷはクランプ部材２７により上方に押し上げられるが、これに伴って溝Ｗｂに位置決め部材５の下端部が挿入される。この状態ではワークＷは固定されておらず、継続する上昇移動に伴って位置決め部材５の凸面５ｂが溝５ｂ内に挿入される。これにより、図９に示すように、ワークＷは、その位置が矯正され、位置決めピン２１ｃ，２１ｄ、位置決め部材５及び砥石車２に対して位置決めされる。上述したように、凸面５ｂ，５ｂの二面幅は溝Ｗｂの内寸法よりも幅広となっているが、位置決め部材５の先端部にはスリット５ａが形成されているので、凸面５ｂ，５ｂが溝Ｗｂ内に嵌挿されたとき、図９に示すように、その二面幅が収縮して各凸面５ｂ，５ｂが溝Ｗｂの内壁面に均等に当接する。
【００３０】
このようにして、ワークＷの溝Ｗｂを砥石車２に対して正確に位置決めし、ワークＷを基準プレート２１とクランプ部材２７との間で挟持，固定した後、図１０に示すように、移動台１１を矢示Ｄ方向（上下方向）に移動させて、砥石車２をワークＷの溝Ｗｂに接触させ、同部を研削加工する。そして、研削加工を終了した後、移動台１１及びクランプ部材２７を原位置に復帰させる。
【００３１】
以上詳述したように、本例の研削装置１によれば、砥石車２を保持するホルダ３の下端部に配設した位置決め部材５によってワークＷの溝Ｗｂを位置決めするようにしているので、即ち、治具などの第３部材を介することなく、溝Ｗｂを砥石車２に対し直接的に位置決めするようにしているので、研削対象たる溝Ｗｂを砥石車２に対して正確に位置決めすることができる。これにより、溝Ｗｂの寸法精度や平面度を高精度に仕上げることが可能となる。
【００３２】
また、本例では、位置決め部材５にスリット５ａを形成し、これを溝Ｗｂに嵌挿した際に、その内壁面に当接する凸面５ｂ，５ｂの二面幅を収縮できるように構成したので、研削加工前の溝Ｗｂの内寸法にバラツキがあっても、前記二面幅が溝Ｗｂの内寸法に応じ収縮して、溝Ｗｂの内壁面に確実に当接するため、当該溝Ｗｂを砥石車２に対し正確に位置決めすることができる。したがって、研削加工前の溝Ｗｂの内寸法を高精度に仕上げる必要が無く、加工コストの低減化を図ることができる。
【００３３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は何らこれに限定されるものでない。例えば、研削対象たるワークＷの形状や、研削加工部位の形状は何ら上記の例に限定されない。また、位置決め部材は、図１１に例示するように、スリット５ａを縦方向に形成したものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る研削装置を示した斜視図である。
【図２】図1における矢示Ａ−Ａ方向から見た一部断面の正面図である。
【図３】図1における矢示Ｂ−Ｂ方向から見た一部断面の側面図である。
【図４】本実施形態に係る位置決め部材を拡大して示した斜視図である。
【図５】本実施形態に係る研削装置の動作を説明するための一部を断面で示した正面図である。
【図６】本実施形態に係る研削装置の動作を説明するための一部を断面で示した正面図である。
【図７】本実施形態に係る研削装置の動作を説明するために位置決め部材を拡大して示した斜視図である。
【図８】図７における矢示Ｃ−Ｃ方向から見た断面図であり、研削動作を説明するための断面図である。
【図９】図７における矢示Ｃ−Ｃ方向から見た断面図であり、研削動作を説明するための断面図である。
【図１０】本実施形態に係る研削装置の動作を説明するための一部を断面で示した正面図である。
【図１１】本発明の他の形態に係る位置決め部材を拡大して示した斜視図である。
【符号の説明】
１ 研削装置
２ 砥石車
３ ホルダ
５ 位置決め部材
１０ 回転駆動手段
１１ 移動台
１２ 駆動モータ
２０ 固定手段
２１ 基準プレート
２１ｃ 位置決めピン
２１ｄ 位置決めピン
２４ 仮置プレート
２６ 昇降シリンダ
２７ クランプ部材
Ｗ ワーク
Ｗｂ 溝
Ｗｄ 基準穴
Ｗｅ 基準穴

Claims (4)

1. 被加工物と砥石車とを相対移動させ、該被加工物の被研削部に砥石車を接触させて該被研削部を研削加工する方法において、
   前記砥石車を回転自在に支持するホルダに配設された位置決め部材であって、前記砥石車より前記被加工物側に配設された位置決め部材を、前記被加工物の被研削部に当接せしめて、該被研削部を前記砥石車に対し位置決めした後、前記被加工物を固定し、
   しかる後、前記砥石車を前記被研削部に接触させて、該被研削部を研削加工するようにしたことを特徴とする研削方法。
2. 被加工物に対して相対移動されるホルダと、該ホルダに回転自在に支持され、前記被加工物の被研削部を研削加工する砥石車と、前記砥石車を回転させる回転駆動手段とを備えた研削装置において、
   前記砥石車より前記被加工物側の、前記ホルダ先端部に位置決め部材を設け、前記位置決め部材を前記被研削部に当接せしめることによって、前記被研削部が前記砥石車に対して位置決めされるように構成したことを特徴とする研削装置。
3. 穴を有する部材からなり、その内周面に中心軸線に沿って形成された、少なくとも一方の端面に開口する溝を有する被加工物の、該溝を研削する研削装置であって、
   前記位置決め部材が前記端面から前記溝内に嵌挿されるように構成され、
   前記位置決め部材が前記溝内に嵌挿されることによって、前記溝が前記砥石車に対し位置決めされるように構成したことを特徴とする請求項２記載の研削装置。
4. 前記位置決め部材が、その一側面に開口するスリットを備えてなり、前記溝の内壁面に当接する二つの当接面の二面幅が調整可能に構成されてなる請求項３記載の研削装置。

Images