JP4788329B2 - 研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物の研削装置に関するもので、特に被加工物を保持し搬送すると共に加工時に案内、保持する被加工物の案内部分の長さが短い被加工物を研削加工するのに適した研削装置に関する。

従来の研削装置における被加工物の支持機構として、特許文献１によるものが知られている。この支持機構は、被加工物を３つの支持ローラを使用して３点支持するものである。

実願昭５７−４９６３１号（実開昭５８−１５４０２８号）のマイクロフィルム

図６は、このような３点支持による従来の被加工物の研削装置を示している。即ち、研削装置１０は、被加工物１１を３点で保持しながらこれを回転駆動する３つの駆動ローラ１２よりなる保持部と、加工工具である砥石１３を回転保持する主軸部（図示せず）と、保持部及び主軸部とを支持する装置本体（図示せず）とから構成されている。この研削装置１０では、３つの駆動ローラ１２よりなる保持部で被加工物１１の案内部分１１ａをガイド支持しながら、主軸部に保持され回転する砥石１３の外周で砥石１３を切り込み位置まで切り込んで研削加工している。

しかしながら、上記従来の研削装置では、被加工物１１の案内部分１１ａの長さＬが充分である場合は、被加工物１１の保持が安定し高精度な研削加工が可能であるが、被加工物１１の案内部分１１ａの長さＬが短くなると、被加工物１１の保持が充分できず、高精度な研削加工ができなくなるという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被加工物の案内部分の長さが短い場合でも、被加工物をしっかりと保持することができ、高精度な研削加工が可能な研削装置を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の研削装置を提供する。
請求項１に記載の研削装置は、被加工物８を位置決め保持する固定案内部４が、被加工物の案内部分８ａの外径に等しい直径の孔４２ａが穿設された平板部材４２と、この平板部材上に設けられた複数の扇形部材４１からなる被加工物案内部４１とよりなり、かつ被加工物を保持し搬送する搬送部３の被加工物保持部３２には、中心部に被加工物の案内部分８ａを挿通可能な貫通穴３２と、この貫通穴の周囲に周方向に交互に固定案内部の扇形部材４１を収容できる花弁状の貫通穴３２ａと複数の扇形の突出部３２ｂとが形成されていて、この固定案内部の被加工物案内部４１と搬送部の被加工物保持部の突出部３２ｂとが互いに入れ込むことで、被加工物保持部の突出部３２ｂと固定案内部の被加工物案内部４１とで被加工物を保持し、この状態で、固定案内部の平板部材４２と押圧部６とで被加工物案内部４１と被加工物保持部とを挾み込んで固定して加工部５にて被加工物を加工するようにしたものであり、これにより、被加工物８の案内部分８ａの長さＬが短くても、被加工物８の案内部分を保持した状態で、加工時に固定案内部４の被加工物案内部４１に挿入できるようになり、高精度な研削加工が可能になる。

請求項２の研削装置は、固定案内部４の被加工物案内部４１と搬送部３の被加工物保持部３２の突出部３２ｂとで、被加工物８をＮ箇所（Ｎ≧３）で案内または保持するようにしたものであり、これにより、搬送時の被加工物保持と加工時の被加工物案内の中心軸を共通で高精度に案内保持できるようになる。
請求項３の研削装置は、固定案内部４の被加工物８を案内する被加工物案内部４１の３つの内平面部が、その仮想延長上で３つの面で交わることによって三角形の内形を形成するように配置されているものであり、これにより、加工時の被加工物８の案内が被加工物案内部４１の中心部で案内されるようになり、加工時に被加工物８に傷が付くことを防止できる。

請求項４の研削装置は、固定案内部４の被加工物８を案内する被加工物案内部４１の３つの内側円弧面部が、被加工物８の案内部分８ａと同じ曲率を有しているものであり、これにより、加工時に被加工物８の案内部分８ａが３箇所の円弧面で案内されることになり、被加工物案内を多くとることができてしっかりと案内及び保持することができ、加工精度を向上させることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の研削装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態の研削装置の全体構成を示す概略図であり、図２は、研削加工時における搬送部の被加工物保持部と固定案内部の被加工物案内部とが入れ込んだ状態を示す図である。本発明の研削装置１は、ベースとなる装置本体部２と、被加工物８を保持し搬送する搬送部３と、被加工物８を位置決め保持する固定案内部４と、被加工物８を研削加工する加工部５及び被加工物８を加工部５の工具５ａに押圧する押圧部６等より構成されている。

搬送部３は、前工程で加工された被加工物８を受け取り、これを固定案内部４へ搬送するためのものであり、装置本体部２上に立設された第１支柱２１に回転自在に設けられた回転体３１とこの回転体３１上に設けられる被加工物保持部３２とより構成されている。回転体３ｂは、例えば円板状をしていて、図示されない駆動機構によって水平に回転することができる。回転体３１上には、例えば２つの被加工物保持部３２が対向するような形で設けられる。この被加工物保持部３２は、図示されない昇降機構によって上下動することができる。この場合においては、回転体３１が回転動作し、被加工物保持部３２が上下動動作をしているが、回転体３１上に被加工物保持部３２を固定し、回転体３１を回転及び上下動の複動動作ができるようにしてもよい。また、被加工物保持部３２は、１つであってもよいし、又は２つ以上設けてもよい。

固定案内部４は、搬送部３によって搬送された被加工物８を被加工物保持部３２に保持された状態のままで受け取り、これを案内保持するためのものであり、装置本体部２上に立設されている第２支柱２２に固定して設けられている。
なお、被加工物保持部３２と固定案内部４との入れ込み構造は、本発明の特徴とするものであり、後に詳述する。

加工部５は、固定案内部４に案内保持された被加工物８を研削加工する部分であり、工具５１としての砥石とこの砥石を回転作動させる回転駆動部５２とよりなる。
押圧部６は、加工時において固定案内部４に案内保持されている被加工物８を工具５１に押し付け、押圧するものであり、図示されない直線往復動機構により上下動する。
被加工物８は、これを案内保持するための案内部分８ａと案内部分８ａよりも径方向に突出するフランジ部分８ｂとを有しており、本発明の研削装置１は、案内部分８ａの長さＬが短い被加工物８の研削加工に好適なものである。

次に、被加工物保持部３２と固定案内部４との入れ込み構造について、図２，３を用いて説明する。図３は、入れ込み構造の１実施例を示す図であり、（ａ）は固定案内部４の平面図及び断面図を、（ｂ）は被加工物保持部３２の平面図を示している。固定案内部４は、被加工物８の案内部分８ａの外径に等しい直径の孔４２ａが穿設された平板部材４２と、この平板部材４２上に設けられた３つの扇形部材４１からなる被加工物案内部４１とよりなる。扇形部材４１は、内平面部４１ａ、２つの側面部４１ｂ及び外側円弧面部４１ｃとよりなる扇形状をしていて、平板部材４２の孔４２ａのまわりを円周方向に等分に配置されている。この場合、各扇形部材４１の直線状の内平面部４１ａは、孔４２ａの円に接するように配置されている。したがって、被加工物８の案内部分８ａは、被加工物案内部である３つの扇形部材４１によって３点支持（各点では軸方向に線接触である）されている。

一方、被加工物保持部３２には、中心部に被加工物８の案内部分８ａを貫通させることができる貫通穴３２ｃが形成されていると共に、その貫通穴３２ｃ周囲に固定案内部４の３つの扇形部材４１を収容できる３つの扇形をした花弁状の貫通穴３２ａと３つの扇形をした突出部３２ｂとが形成されている。貫通穴３２ａと３２ｃは基本的にはつながっていて、貫通穴３２ａと突出部３２ｂとは周方向に交互に配置されている。扇形をした突出部３２ｂの先端の内側の面３２ｄは、平面状にされていて、被加工物８の案内部分８ａに接するようになっている。このようにして、被加工物８の案内部分８ａは、被加工物保持部３２の３つの突出部３２ｂによって３点支持（各点では軸方向に線接触している）によって保持される。

図２は、固定案内部４の被加工物案内部（３つの扇形部材）４１が、被加工物保持部３２内に入れ込んだ状態が示されている。即ち、被加工物保持部３２の３つの扇形突出部３２ｂで被加工物８を３点で保持した状態で、被加工物保持部３２を降下させ、固定案内部４の３つの扇形部材４１を被加工物保持部３２の３つの扇形をした花弁状貫通穴３２ａ内に入れ込むことで、３つの扇形部材４１もまた被加工物８を３点で案内保持する。このようにして、被加工物８の案内部分８ａは、３つの扇形突出部３２ｂと３つの扇形部材４１とで６点で案内保持されることになる。この場合、少なくとも固定案内部４の３つの扇形部材４１で３点保持されればよく、扇形突出部３２ｂが保持に関与しなくてもよい。

図４は、被加工物保持部３２と固定案内部４との入れ込み構造の別の実施例を示しており、（ａ）は固定案内部４の平面図及び断面図を、（ｂ）は被加工物保持部３２の平面図を示している。図３に示す先の実施例では、固定案内部４の扇形部材４１及び被加工物保持部３２の扇形突出部３２ｂのそれぞれの先端である内側の面が平面状に形成されていて、被加工物８の案内部分８ａにそれぞれ３点で線接触で保持するように、扇形部材４１及び扇形突出部３２ｂが形成されているが、本実施例では、扇形部材４１及び扇形突出部３２ｂのそれぞれの先端である内側の面４１ａ，３２ｄが円弧状をしている。この円弧は、被加工物８の案内部分８ａの円形外面と同じ曲率で形成されている。したがって、扇形部材４１及び扇形突出部３２ｂは、それぞれ被加工物８の案内部分８ａを３箇所の面接触により保持するようになる。その他の構造は、先の実施例と同様であるので説明を省略する。

図５は、被加工物８の１例であるワークの詳細図である。拡大図で示すワーク８の先端部分に研削加工を行っている。ワーク８は、案内保持される案内部分８ａとこの案内部分８ａより径方向に突出するフランジ部分８ｂとを有している。ワーク８は全体として長さが１４mm程であり、案内部分８ａの長さＬも１０mm程である。このように、本発明の研削装置１は、案内部分８ａの長さＬが短い被加工物８の研削加工に好適なものである。

次に、上記構成よりなる本発明の研削装置の作動を説明する。
まず、前工程から搬送された被加工物８を被加工物保持部３２の扇形突出部３２ｂで保持し、固定案内部４と押圧部６の間に搬送する。次に、被加工物保持部３２を降下させ、被加工物保持部３２は被加工物８を保持した状態のまま固定案内部４に被加工物８を挿入する。こうして、基本的に被加工物８は、被加工物保持部３２の３つの扇形突出部３２ｂ及び固定案内部４の３つの扇形部材４１とで案内保持されることになる。

次に、押圧部６を降下させて、押圧部６で被加工物８を加工部５の砥石５１に押圧すると共に、回転駆動部５２を駆動して砥石５１を回転して、被加工物８を研削加工する。

このようにして、本発明の研削装置では、搬送部３の被加工物保持部３２で被加工物８を保持する装置と、研削加工時の固定案内部４で被加工物８を案内する位置とが共通化できることにより、高精度な固定案内部４に挿入可能になり、高精度な微小加工が可能となる。
また、固定案内部４の被加工物案内部（扇形部材）４１と搬送部３の被加工物保持部３２の扇形突出部３２ｂとが、３箇所の案内、もしくは三角形状の案内の場合は、互いに入れ込むことができるように被加工物８の案内部分８ａ外周上で異なる位置を案内、保持している。
従って、本発明では、被加工物の案内部分の長さが短い場合でも被加工物をしっかりと案内、保持することができ、高精度な研削加工が可能である。

本発明の実施の形態の研削装置の概略の全体構成図である。 加工時における固定案内部と被加工物保持部の入れ込み状態を説明する図である。 固定案内部と被加工物保持部の入れ込み構造の１つの実施例を示しており、（ａ）は固定案内部の平面図と断面図を、（ｂ）を被加工物保持部の平面図を示している。 固定案内部と被加工物保持部の入れ込み構造の別の実施例を示しており、（ａ）は固定案内部の平面図と断面図を、（ｂ）は被加工物保持部の平面図を示している。 被加工物の１例を示す図である。 従来の研削装置の概念図である。

符号の説明

１，１０ 研削装置
３ 搬送部
３１ 回転部材
３２ 被加工物保持部
３２ａ，３２ｃ 貫通穴
３２ｂ 突出部
４ 固定案内部
４１ 扇形部材
５ 加工部
５１，１３ 工具（砥石）
６ 押圧部
８，１１ 被加工物
８ａ，１１ａ 案内部分

Claims (4)

1. 少なくとも、ベースとなる装置本体部（２）と、
   被加工物（８）の案内部分（８ａ）を被加工物保持部（３２）で保持し搬送する搬送部（３）と、
   前記装置本体（２）に固定され、被加工物（８）を位置決め保持する固定案内部（４）と、
   被加工物（８）を加工する工具（５１）を有する加工部（５）と、
   被加工物（８）を前記加工部（５）の工具（５１）に押圧する押圧部（６）と、
   から構成される研削装置（１）において、
   前記固定案内部（４）が、被加工物の案内部分（８ａ）の外径に等しい直径の孔（４２ａ）が穿設された平板部材（４２）と、前記平板部材上に設けられた複数の扇形部材（４１）からなる被加工物案内部（４１）とよりなり、かつ
   前記被加工物保持部（３２）には、中心部に被加工物の前記案内部分（８ａ）を挿通可能な貫通穴（３２ｃ）が形成されていると共に、前記貫通穴（３２ｃ）の周囲に前記固定案内部の扇形部材（４１）を収容できる複数の花弁状の貫通穴（３２ａ）と複数の扇形の突出部（３２ｂ）とが周方向に交互に形成されており、
   前記固定案内部（４）の被加工物案内部（４１）と、前記搬送部（３）の被加工物保持部（３２）の突出部（３２ｂ）とが互いに入れ込むことで、前記被加工物保持部の前記突出部（３２ｂ）と前記固定案内部の前記被加工物案内部（４１）とで被加工物を保持し、この状態で、前記固定案内部の前記平板部材（４２）と前記押圧部（６）とで前記被加工物案内部（４１）と前記被加工物保持部（３２）とを挾み込んで固定して、前記加工部（５）にて被加工物を加工することを特徴とする研削装置。
2. 前記固定案内部（４）の被加工物案内部（４１）と前記被加工物保持部（３２）の突出部（３２ｂ）とで、被加工物（８）をＮ箇所（Ｎ≧３）で案内または保持していることを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
3. 前記固定案内部（４）の被加工物（８）を案内する前記被加工物案内部（４１）の３つの内平面部が、その仮想延長上で３つの面で交わることによって三角形の内形を形成するように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の研削装置。
4. 前記固定案内部（４）の被加工物（８）を案内する前記被加工物案内部（４１）の３つの内側円弧面部が、被加工物（８）の案内部分（８ａ）と同じ曲率を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の研削装置。

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