JP4647437B2 - 砥石ドレッサ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、研削盤に搭載された研削砥石の両側の形状加工を行う砥石ドレッサ装置に関する。
従来より、研削盤においては、研削砥石の側面周縁部に対してドレッシング加工が行われている。こうした中で、極薄の砥石幅であってもドレッシング加工時の回転砥石の逃げを無くして、精度の良いドレッシング加工を可能とし、また、ダイヤモンドツールの切れ味の持続性を向上し得る形態のものとして、研削砥石の側面周縁部に対して、水平方向からドレッシングを行う砥石ドレッサ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−224955号公報(図1〜図3)
しかしながら、このような砥石ドレッサ装置においては、回転砥石の幅によって研削砥石に与える負荷が決まってしまうため、粗削りと仕上げ削りとで回転砥石を交換するか、又は最初から仕上げ削り用の回転砥石で時間をかけてドレッシングするかしかなく、いずれにしてもドレッシング作業に手間を必要としたり、ドレッシング時間の短縮を妨げたりしていた。
更に、負荷の関係から仕上げ削り用の回転砥石は幅の薄い(例えば、0.2mm)ものを使用せざるを得ず、剛性が小さいため回転砥石が割れることも多く、また、ドレッシングの精度の低下を招く要因ともなっていた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ドレッシング作業に要する手間を無くし、ドレッシング時間の短縮が図られ、回転砥石の割れを無くし、ドレッシングの高精度化を実現できる砥石ドレッサ装置を提供することを目的とする。
前記目的に沿う本発明に係る砥石ドレッサ装置は、研削盤に搭載された研削砥石の少なくとも両側の形状加工を行う砥石ドレッサ装置であって、
前記研削砥石を中心にして配置され、それぞれ第1、第2の支持フレームを備えて向かい合って配置されると共に、第1、第2の回転駆動源によって回転駆動される短尺円筒状の切削部を有する第1、第2の回転砥石と、
前記第1、第2の支持フレームをそれぞれ回動して、前記研削砥石の両側に当接する前記第1、第2の回転砥石の向かい合う角度を変えて前記研削砥石へのドレッシング時の負荷をコントロールする第1、第2の砥石角変更機構と、
それぞれ前記第1、第2の砥石角変更機構が搭載され、ベース部材に第1、第2のテーブルを介して取付けられ、前記研削砥石の両側方向に移動して、前記研削砥石に対する前記第1、第2の回転砥石の間隔を変える進退機構とを有し、
しかも、前記進退機構は、前記第1、第2の回転砥石と前記研削砥石の間隔をそれぞれ独立に調整する第1、第2の補助距離調整機構と、前記第1、第2の回転砥石を同期して接近及び離反する砥石間距離調整機構とを備え、
更に、前記第1、第2の砥石角変更機構は、前記第1、第2のテーブルに搭載されたスライド部材にそれぞれ形成されている回動用孔に嵌入する回動シャフトと、前記スライド部材に形成されたねじ孔に螺合して、該各回動シャフトを前記スライド部材に固定する固定用ボルトとを備えている。
本発明に係る砥石ドレッサ装置において、前記第1の回転砥石と前記第2の回転砥石との間隔を測定するスケールを設けるのが好ましい。
請求項1、2記載の砥石ドレッサ装置は、研削砥石を中心にして配置され、それぞれ第1、第2の支持フレームを備えて向かい合って配置されると共に、第1、第2の回転駆動源によって回転駆動される第1、第2の回転砥石の向かい合う角度(以下、「向かい合わせ角」という)を、第1、第2の砥石角変更機構により、第1、第2の支持フレームをそれぞれ回動して、変えることができるので、研削砥石へのドレッシング時の負荷をコントロールすることができ、これにより、粗削り用と仕上げ削り用とで第1、第2の回転砥石を交換する必要が無く、又は最初から仕上げ削り用の第1、第2の回転砥石で時間をかけてドレッシングすることも無くなるため、ドレッシング作業に要する手間を省くことができると共に、ドレッシング時間の短縮を図ることができる。しかも、第1、第2の回転砥石の幅を厚くすることができ、この結果、第1、第2の回転砥石の割れを防止でき、また、研削砥石の成形自由度が向上すると共に、ドレッシングの高精度化を実現できる。
また、進退機構は第1、第2の補助距離調整機構と砥石間距離調整機構とを備えているので、研削砥石の位置を固定した状態で第1、第2の補助距離調整機構により第1、第2の回転砥石をそれぞれ独立して研削砥石に当接して、段取り作業を行った後、砥石間距離調整機構により第1、第2の回転砥石を同期して接近させて切込み作業を行うことができ、これにより、作業性が向上する。
請求項記載の砥石ドレッサ装置においては、第1の回転砥石と第2の回転砥石との間隔を測定するスケールが設けられているので、第1、第2の回転砥石をそれぞれ研削砥石に当接して研削砥石の幅を測定しながら、測定値に応じて必要なドレッシング作業を行うことができるため、作業性が向上する。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図1は本発明の一実施の形態に係る砥石ドレッサ装置の斜視図、図2は同砥石ドレッサ装置の一部省略斜視図、図3は同砥石ドレッサ装置の平面図、図4は同砥石ドレッサ装置の背面視した斜視図、図5は同砥石ドレッサ装置の第1、第2の回転砥石による研削砥石のドレッシング状態を示す説明図である。
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る砥石ドレッサ装置10は、スライドテーブル11を備えた研削盤の、例えば、コラム側に搭載された研削砥石12の少なくとも両側の形状加工を行う装置である。ここで、スライドテーブル11は前後及び左右方向に移動可能であり、研削砥石12は上下動可能に構成されている。
図1〜図5に示すように、砥石ドレッサ装置10は、研削砥石12を中心にして配置され、それぞれ第1、第2の支持フレーム13、14を備えて向かい合って配置されると共に、第1、第2の回転駆動源の一例であるDCモータ15、16によって回転駆動される第1、第2の回転砥石17、18を有している。砥石ドレッサ装置10は、更に、第1、第2の支持フレーム13、14をそれぞれ回動して、第1、第2の回転砥石17、18の向かい合わせ角αを変える第1、第2の砥石角変更機構19、20と、それぞれ第1、第2の砥石角変更機構19、20が搭載され、ベース部材25に取付けられて、研削砥石12の両側方向に移動して、研削砥石12に対する第1、第2の回転砥石17、18の間隔Kを変える進退機構21とを有して構成されている。
進退機構21は、第1、第2の回転砥石17、18と研削砥石12の間隔k1、k2を独立に調整する補助距離調整機構22、23(それぞれ第1、第2の補助距離調整機構を構成する)と、研削砥石12を中央にして、第1、第2の回転砥石17、18を同期して接近及び離反する砥石間距離調整機構24とを備えている。以下、これらについて詳しく説明する。なお、説明を簡略化するため、研削砥石12の円板(ディスク)の向きを前後方向、第1、第2の回転砥石17、18の進退方向(研削砥石12の両側方向)を左右方向と定義する。
図1〜図4に示すように、円板状の研削砥石12は、コラム側にオーバーハングして回転可能で取り外し可能に設けられている。研削砥石12の外径Dは80〜300mm(本実施の形態では150mm)、厚みXは2〜8mm(本実施の形態では3mm)である。
スライドテーブル11上には、断面コ字状のベース部材25が矩形状の底板26の下面をスライドテーブル11に当接して取り外し可能にねじ締結されている。ベース部材25の底板26の両端部にはそれぞれ、矩形状の側板27、28が対向して立設されている。
側板27、28間の底板26上には、前後に間隔をあけて対となる断面矩形状の下ガイドレール29、30が左右方向に設けられている。
外形が略直方体状で下ガイドレール29、30の上側に嵌入する溝部が下側に形成されたスライドブロック31、32が下ガイドレール29、30に沿って左右方向にスライド可能に配置されている。下ガイドレール29、30の一方側にそれぞれ配置されたスライドブロック31の上面には、平面視して矩形の第1のテーブル33が上面を水平にして取付けられており、下ガイドレール29、30の他方側にそれぞれ配置されたスライドブロック32の上面には、平面視して矩形の第2のテーブル34が上面を水平にして取付けられている。第1のテーブル33及び第2のテーブル34は、最小隙間G(例えば、20〜50mmで、本実施の形態では30mm)で配置されている。
ベース部材25の側板27を貫通して左右方向に延出し、図示しないベアリングを介して回転支持された送りねじシャフト35が水平に配置されており、送りねじシャフト35の中間部は、底板26上に設けられた直方体状の軸受ブロック36に図示しないベアリングを介して回転支持されている。送りねじシャフト35の基端部には送りハンドル37が設けられている。軸受ブロック36を挟んで送りねじシャフト35の両側の所定の範囲には、それぞれ右雄ねじ、左雄ねじが形成されている。
第1、第2のテーブル33、34の下面には、送りねじシャフト35の前記右雄ねじ、左雄ねじにそれぞれ螺合する右雌ねじ、左雌ねじが形成されたブロック状のナット部材(図示せず)が取付けられている。ここで、砥石間距離調整機構24は、下ガイドレール29、30と、スライドブロック31、32と、前記ナット部材と、送りねじシャフト35と、送りハンドル37と、第1、第2のテーブル33、34とを備えている。かかる構成によって、砥石間距離調整機構24の送りハンドル37を正、逆回転することにより、第1のテーブル33と第2のテーブル34とを同期させて接近及び離反することができる。
送りハンドル37には第1、第2の回転砥石17、18の切込み量を設定可能な目盛りが設けられている。また、第1、第2のテーブル33、34にはそれぞれ、下ガイドレール29、30、スライドブロック31、32、送りねじシャフト35、軸受ブロック36、前記ナット部材及び底板26を覆うと共に、第1、第2の回転砥石17、18が接近した際、内側部同士がオーバーラップする図示しない防塵兼安全カバーが取り外し可能に設けられている。
第1、第2のテーブル33、34上にはそれぞれ、下ガイドレール29、30と同じ方向に、断面が逆台形状の上ガイドレール38、39が設けられている。上ガイドレール38、39の上側に嵌入するあり溝式の凹部が下側に形成され、第1、第2の砥石角変更機構19、20が設けられた外形が直方体状のスライド部材40、41がそれぞれ、上ガイドレール38、39に沿って左右方向にスライド可能に配置されている。
上ガイドレール38、39の外側端にはそれぞれ、雌ねじが形成された矩形板状のスライド押し用ブラケット42、43が固定されており、スライド押し用ブラケット42、43の雌ねじに螺合する雄ねじが形成されたボルト44、45の尾端がスライド部材40、41の外側側面46、47に当接するようになっている。更に、スライド位置が調整されたスライド部材40、41を上ガイドレール38、39に固定することができるように、スライド部材40、41にスライド方向に形成された長孔(図示せず)及びこの長孔をスライド可能でしかも、上ガイドレール38、39と固定及び固定解除が可能なロック用ボルト(図示せず)が設けられている。
ここで、補助距離調整機構22は、上ガイドレール38、スライド部材40、スライド押し用ブラケット42、ボルト44及び前記ロック用ボルトを備えており、一方、補助距離調整機構23は、上ガイドレール39、スライド部材41、スライド押し用ブラケット43、ボルト45及び前記ロック用ボルトを備えている。
かかる構成によって、補助距離調整機構22、23はそれぞれ、ボルト44、45の回転により、スライド部材40、41を単独に研削砥石12に向けて移動させ、第1、第2の回転砥石17、18と研削砥石12の間隔k1、k2を調整することができる。
スライド部材40、41にはそれぞれ、スライド方向に直交する方向に断面円形の回動用孔48、49が水平に形成されており、回動用孔48、49内にはそれぞれ、対向して配置された断面がL字状の第1、第2の支持フレーム13、14の矩形状の底板50、51の底面52、53に直交して設けられた回動シャフト54、55が配置されている。スライド部材40、41の上側にはそれぞれ、回動用孔48、49に垂直方向で直交して、回動シャフト54、55をそれぞれ固定する固定用ボルト56、57の雄ねじが螺合する雌ねじが形成されたねじ孔58、59が設けられている。
なお、回動シャフト54、55及び固定用ボルト56、57の先端部は、ボルト外径より小さい外形を備えた断面が正六角形に形成されている。また、スライド部材40、41内の回動シャフト54、55が第1、第2の支持フレーム13、14側の軸方向に移動しないように、回動シャフト54、55の先端側には段付部が形成されており、この段付部が回動用孔48、49に形成された段差部に当接するようになっている。
第1、第2の砥石角変更機構19、20は、回動シャフト54、55と、スライド部材40、41と、固定用ボルト56、57とを備えている。
かかる構成によって、固定用ボルト56(57も同じ)を六角レンチにより回転させて回動シャフト54(55も同じ)を緩めて、六角レンチにより回動シャフト54を所定の角度に回動した後、六角レンチにより回動シャフト54を固定することができる。また、図5に示すように、スライド部材40、41にそれぞれ固定された第1、第2の回転砥石17、18を、砥石間距離調整機構24により第1、第2のテーブル33、34を介して、同期して接近(切込み)及び離反することができる。
底板50、51の一側端に直交して設けられた、第1、第2の支持フレーム13、14の矩形状の取付板62、63の表面62a、63aには、フランジ取付け型のDCモータ15、16が取付けられている。DCモータ15、16の出力軸には、図示しないカップリング及びカップリングに設けられたフランジ型の砥石取付け部材を介して、カップ型の第1、第2の回転砥石17、18がねじ締結により着脱可能に取付けられている。第1、第2の回転砥石17、18はそれぞれ、回転している研削砥石12と同じ方向に、しかも、研削砥石12の回転速度(周速)より速く回転されて、研削砥石12をドレッシングするようになっている。
DCモータ15、16の正逆回転を切換えて第1、第2の回転砥石17、18の回転方向を切換えることができ、DCモータ15、16の最大回転数は3000rpmとしている。
図5に示すように、向かい合わせ角αで対向して配置された第1、第2の回転砥石17、18はそれぞれ、リング板状の取付部64、65と、取付部64、65の外側の円周部に設けられた短尺円筒状の切削部66、67とを有しており、取付部64、65には、第1、第2の回転砥石17、18を前記砥石取付け部材に取付けるための複数のボルト孔68が形成されている。
第1、第2の回転砥石17、18の外径dは50〜120mm(本実施の形態では、65mm)、内径nは25〜40mm(本実施の形態では、32mm)、取付部64、65の厚さTは3〜8mm(本実施の形態では、5mm)、切削部66、67の肉厚Wは1〜3mm(本実施の形態では、2mm)、切削部66、67の長さLは5〜10mm(本実施の形態では、8mm)である。なお、第1、第2の回転砥石17、18の外周部の周囲には、第1、第2の回転砥石17、18の研削砥石12と当接する部分を避けて、断面が凹状の安全カバーが設けられている。
図5に示すように、第1、第2の回転砥石17、18を向かい合わせ角αで対向して配置して切削部66、67の先端外周角部69、70を、研削砥石12の周縁部の両側面71、72に接触することができる。このように、向かい合わせ角αを変えることによって、研削砥石12へのドレッシング時の負荷をコントロールすることができる。また、切削部66、67の先端外周角部69、70が、研削砥石12の周縁部の両側面71、72に接触するので、接触抵抗を小さくでき、また、研削砥石12の成形の自由度が向上する。
図3に示すように、スライド部材40の一側面には、取付ブラケット73が設けられており、取付ブラケット73にスケールの一例であるスピンドル式のダイヤルゲージ74がステム75を介して取付けられている。一方、スライド部材41の一側面には、取付ブラケット73に対向して取付ブラケット76が設けられており、取付ブラケット76には、スピンドル77の先端に設けられた測定子78が当接するゲージヘッド79が水平に設けられている。
かかる構成によって、スライド部材40、41にそれぞれ回動自在に設けられた第1の回転砥石17と第2の回転砥石18との間隔K及び研削砥石12の成形厚みtを測定することができる。ベース部材25の側板27、28の外側の側面にはそれぞれ、人手で把持するための把手(図示せず)が設けられている。
次いで、本発明の一実施の形態に係る砥石ドレッサ装置10の使用方法及び作用(又は動作)について、図を参照しながら説明する。なお、研削砥石12の外径Dは150mm、厚みXは3mm、ドレッシング後の厚みtは0.5mmとする。
前後方向のいずれか一端側にスライドテーブル11をスライドして移動し、コラム側の所定の取付位置に未研削の研削砥石12をセットする。
研削砥石12の取付位置に応じて、砥石ドレッサ装置10をスライドテーブル11に取付け、しかも、図4に示すように、第1、第2の砥石角変更機構19、20により、第1、第2の回転砥石17、18を向かい合わせ角α(30°)で対向して配置し、また、図3に示すように、補助距離調整機構22、23により、第1、第2の回転砥石17、18と研削砥石12との間隔k1、k2が形成されるように設定する。
砥石ドレッサ装置10の第1、第2の回転砥石17、18間に研削砥石12が挟まれるように、スライドテーブル11を研削砥石12の取付け位置までスライドする。
補助距離調整機構23により、コラム側の第2の回転砥石18を研削砥石12の下部の一側面に当接させ、次いで、補助距離調整機構22により、作業者側の第1の回転砥石17を研削砥石12の下部の他側面に当接させる。
ダイヤルゲージ74により研削砥石12の厚みXを確認し、ダイヤルゲージ74をゼロセットする。
研削砥石12及び第1、第2の回転砥石17、18を所定の回転方向及び所定の回転速度で回転させながら、砥石間距離調整機構24により切込みをかけ、第1、第2の回転砥石17、18間の間隔Kを少しずつ縮じめて、研削砥石12の厚みtを1mm程度まで粗削りする。
ダイヤルゲージ74により研削砥石12の厚みtを確認し、ダイヤルゲージ74をゼロセットする。
砥石間距離調整機構24により、更に切込みをかけて第1、第2の回転砥石17、18間の間隔Kを少しずつ縮じめて、研削砥石12の厚みtを0.5mmまで仕上げ削りする。ダイヤルゲージ74により研削砥石12の厚みtを測定する。
研削砥石12の厚みtを確認するため、砥石間距離調整機構24により、第1、第2の回転砥石17、18を研削砥石12から離反させた後、スライドテーブル11を前後いずれかの方向に移動させて、スライドテーブル11上に固定された取付治具に設けられたカーボン材を研削砥石12により加工して、研削されたカーボン材の溝幅を測定することにより実際の研削砥石12の厚みtを算定する。
更に、研削砥石12の厚みtを薄くしたい場合には、ダイヤルゲージ74をゼロセットして、上述と同様に行う。
なお、研削砥石12の厚みtが薄くなると、研削盤の上下用ハンドルを回して研削砥石12の高さ位置を少し上に上げて、研削(ドレッシング)時の抵抗を小さくすることができる。
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の砥石ドレッサ装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる
第1の回転砥石17と第2の回転砥石18との間隔を測定するダイヤルゲージ74を設けたが、これに限定されず、必要に応じて、ダイヤルゲージを設けないで、別の方法で第1の回転砥石と第2の回転砥石との間隔(研削砥石の幅)を測定することもできる。
送りねじシャフト35を直接、送りハンドル37で回転するように構成したが、これに限定されず、必要に応じて、送りねじシャフトと送りハンドルとの間に減速機構を設けることもできる。
第1、第2の回転砥石17、18としてカップ型の砥石を使用したが、これに限定されず、必要に応じて、他の構造の砥石を使用することもできる。
砥石間距離調整機構24として、送りねじシャフト35等を用いたが、これに限定されず、必要に応じて、別の砥石間距離調整機構を用いることもできる。
補助距離調整機構22、23として、ボルト44、45等を用いたが、これに限定されず、必要に応じて、別の補助距離調整機構を用いることもできる。
研削砥石12は上下動可能に設けたが、必要に応じて、更に、首振り可能に設けることもできる。
本発明の一実施の形態に係る砥石ドレッサ装置の斜視図である。 同砥石ドレッサ装置の一部省略斜視図である。 同砥石ドレッサ装置の平面図である。 同砥石ドレッサ装置の背面視した斜視図である。 同砥石ドレッサ装置の第1、第2の回転砥石による研削砥石のドレッシング状態を示す説明図である。
10:砥石ドレッサ装置、11:スライドテーブル、12:研削砥石、13:第1の支持フレーム、14:第2の支持フレーム、15:DCモータ(第1の回転駆動源)、16:DCモータ(第2の回転駆動源)、17:第1の回転砥石、18:第2の回転砥石、19:第1の砥石角変更機構、20:第2の砥石角変更機構、21:進退機構、22、23:補助距離調整機構、24:砥石間距離調整機構、25:ベース部材、26:底板、27、28:側板、29、30:下ガイドレール、31、32:スライドブロック、33:第1のテーブル、34:第2のテーブル、35:送りねじシャフト、36:軸受ブロック、37:送りハンドル、38、39:上ガイドレール、40、41:スライド部材、42、43:スライド押し用ブラケット、44、45:ボルト、46、47:外側側面、48、49:回動用孔、50、51:底板、52、53:底面、54、55:回動シャフト、56、57:固定用ボルト、58、59:ねじ孔、62:取付板、62a:表面、63:取付板、63a:表面、64、65:取付部、66、67:切削部、68:ボルト孔、69、70:先端外周角部、71、72:側面、73:取付ブラケット、74:ダイヤルゲージ(スケール)、75:ステム、76:取付ブラケット、77:スピンドル、78:測定子、79:ゲージヘッド

Claims (2)

  1. 研削盤に搭載された研削砥石の少なくとも両側の形状加工を行う砥石ドレッサ装置であって、
    前記研削砥石を中心にして配置され、それぞれ第1、第2の支持フレームを備えて向かい合って配置されると共に、第1、第2の回転駆動源によって回転駆動される短尺円筒状の切削部を有する第1、第2の回転砥石と、
    前記第1、第2の支持フレームをそれぞれ回動して、前記研削砥石の両側に当接する前記第1、第2の回転砥石の向かい合う角度を変えて前記研削砥石へのドレッシング時の負荷をコントロールする第1、第2の砥石角変更機構と、
    それぞれ前記第1、第2の砥石角変更機構が搭載され、ベース部材に第1、第2のテーブルを介して取付けられ、前記研削砥石の両側方向に移動して、前記研削砥石に対する前記第1、第2の回転砥石の間隔を変える進退機構とを有し、
    しかも、前記進退機構は、前記第1、第2の回転砥石と前記研削砥石の間隔をそれぞれ独立に調整する第1、第2の補助距離調整機構と、前記第1、第2の回転砥石を同期して接近及び離反する砥石間距離調整機構とを備え、
    更に、前記第1、第2の砥石角変更機構は、前記第1、第2のテーブルに搭載されたスライド部材にそれぞれ形成されている回動用孔に嵌入する回動シャフトと、前記スライド部材に形成されたねじ孔に螺合して、該各回動シャフトを前記スライド部材に固定する固定用ボルトとを備えていることを特徴とする砥石ドレッサ装置。
  2. 請求項記載の砥石ドレッサ装置において、前記第1の回転砥石と前記第2の回転砥石との間隔を測定するスケールが設けられていることを特徴とする砥石ドレッサ装置。
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