JP5088831B2 - ばね端面研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮コイルばねの端部を平面研削するばね端面研削装置に関する。

従来、この種のばね端面研削装置として、１対の砥石の間に圧縮コイルばねを挟み、砥石を回転駆動しつつ一方の砥石を直動させて砥石同士を接近させることで、圧縮コイルばねの両端部を平面研削するものが知られている。このばね端面研削装置では、砥石を回転駆動する砥石回転モータの負荷電流値（即ち、研削抵抗）を監視し、その負荷電流値が予め設定された上限値に達したときには砥石の直動を停止する一方、負荷電流値が予め設定された下限値に到達したときに砥石を再度接近させる動作を繰り返す構成になっていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２０１７５２号公報（請求項１、第１図）

しかしながら、上記した砥石回転モータの負荷電流値（即ち、研削抵抗）は、平面研削の実行中の電気的なノイズや、砥石表面の砥粒の剥離によってばらつく。これに対し、上記した従来のばね端面研削装置では、砥石回転モータの負荷電流値に対する砥石の直動の追従性を高くすると、直動動作が不安定になって研削品質が低下し得るので、砥石の直動の追従性が抑えられていた。このため、ばね端面研削装置の研削能力が十分発揮されず、研削時間が長くなっていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より研削時間を短縮することが可能なばね端面研削装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るばね端面研削装置は、砥石の端面を圧縮コイルばねの巻回軸に直交させた状態にして備え、圧縮コイルばねを構成する線材の端面外縁部のうち圧縮コイルばねの巻回軸方向に最も突出した頂点から予め定められた基準研削位置まで、砥石を圧縮コイルばねに対して相対的に直動させて、圧縮コイルばねの端部を平面研削するばね端面研削装置において、砥石の直動位置に拘わらず圧縮コイルばねの単位時間当たりの研削量を予め定められた一定の基準単位研削量にするための砥石の目標直動速度を、砥石の直動位置に応じて演算する目標直動速度決定手段と、その目標直動速度で砥石を直動させる直動制御手段とを備えたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のばね端面研削装置において、目標直動速度決定手段は、線材の頂点から研削平面までの距離を砥石の直動位置として、砥石の直動位置に応じて研削平面の面積を演算する面積演算手段と、基準単位研削量を研削平面の面積で除して砥石の直動位置に応じた目標直動速度を演算する除算手段とを備えてなるところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載のばね端面研削装置において、圧縮コイルばねのコイル径をＤ、線材の線径をｄ、砥石の直動位置をＸ、直動位置Ｘ毎の研削平面の面積をＳ（Ｘ）とした場合、面積演算手段は、

、の式により、面積Ｓ（Ｘ）を演算するところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項２に記載のばね端面研削装置において、面積演算手段は、砥石の直動位置と研削平面の面積とを対応させて記憶した面積データテーブルを備え、砥石の直動位置に応じて面積データテーブルから研削平面の面積を求めるところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１に記載のばね端面研削装置において、目標直動速度決定手段は、線材の頂点から研削平面までの距離を砥石の直動位置とし、砥石の直動位置毎に、その直動位置で基準単位研削量分を研削することでシフトする研削平面のシフト量をもとに目標直動速度を演算するように構成されたところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項１又は５に記載のばね端面研削装置において、圧縮コイルばねのコイル径をＤ、線材の線径をｄ、基準単位研削量をＱａ、砥石の直動位置をＸ、直動位置Ｘ毎の目標直動速度をＶ（Ｘ）とした場合、目標直動速度決定手段は、

、の式により、目標直動速度Ｖ（Ｘ）を演算するところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項１に記載のばね端面研削装置において、目標直動速度決定手段は、砥石の直動位置と目標直動速度とを対応させて記憶した速度データテーブルを備え、砥石の直動位置に応じて速度データテーブルから目標直動速度を決定するところに特徴を有する。

請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載のばね端面研削装置において、直動制御手段は、砥石を圧縮コイルばねに接近させて、砥石の端面と圧縮コイルばねとが接触した位置を砥石の直動位置の原点とし、その原点からの砥石の直動距離を砥石の直動位置として、直動位置毎に対応した目標直動速度で砥石を直動させるところに特徴を有する。

請求項９の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載のばね端面研削装置において、直動制御手段は、砥石が圧縮コイルばねを押圧して所定量圧縮変形させた位置を砥石の直動位置の原点とし、その原点からの砥石の直動距離を砥石の直動位置として、直動位置毎に対応した目標直動速度で砥石を直動させるところに特徴を有する。

請求項１０の発明は、請求項３又は請求項６に記載のばね端面研削装置において、圧縮コイルばねのコイル径、線材の線径及び基準単位研削量を記憶したメモリと、メモリの記憶内容を変更するためのデータ設定手段を備えたところに特徴を有する。

請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の何れかに記載のばね端面研削装置において、砥石は、圧縮コイルばねを軸方向で挟むように対にして設けられたところに特徴を有する。

請求項１のばね端面研削装置では、圧縮コイルばねを構成する線材の端面外縁部のうち巻回軸方向に最も突出した頂点から基準研削位置まで砥石を直動させて、圧縮コイルばねの端部を平面研削する。このとき、平面研削が進むに従って、研削平面は徐々に広くなっていく。その研削平面の理論上の面積は、線材の頂点から研削平面までの距離、即ち、砥石の直動位置から演算することができる。また、単位時間当たりの研削量と研削平面の面積とから、砥石の理論上の直動速度を演算することができる。そして、本発明では、単位時間当たりの研削量を一定の基準単位研削量に定め、研削量を一定の基準単位研削量にするための理論上の砥石の目標直動速度を演算して、その目標直動速度で砥石を直動させるので、研削抵抗がばらついても、そのばらつきに対して従来のように過剰に反応することはなくなる。これにより、ばね端面研削装置が研削能力を十分に発揮した状態を維持することができ、従来より研削時間の短縮を図ることが可能になる。

ここで、目標直動速度を決定するためには、請求項２の発明のように、線材の頂点から研削平面までの距離を砥石の直動位置として、砥石の直動位置に応じて研削平面の面積を演算してから、基準単位研削量を研削平面の面積で除して目標直動速度を演算してもよい。この場合、研削平面の面積は、請求項３の発明のように数式に砥石の直動位置を代入して演算してもよいし、請求項４の発明のように、砥石の直動位置と研削平面の面積とを対応させて記憶した面積データテーブルから求めてもよい。

また、請求項５の発明のように、線材の頂点から研削平面までの距離を砥石の直動位置とし、砥石の直動位置毎に、その直動位置で基準単位研削量分を研削することでシフトする研削平面のシフト量をもとに目標直動速度を演算してもよい。この場合、砥石の目標直動速度は、請求項６の発明のように数式に砥石の直動位置を代入して演算してもよいし、請求項７の発明のように、砥石の直動位置と研削の目標直動速度とを対応させて記憶した速度データテーブルから求めてもよい。

さらに、平面研削中の圧縮コイルばねの圧縮変形量が十分無視できる大きさの場合には、請求項８の発明のように、砥石を圧縮コイルばねに接近させて、砥石の端面と圧縮コイルばねとが接触した位置を砥石の直動位置の原点とし、その原点からの砥石の直動距離を砥石の直動位置として、直動位置毎に対応した目標直動速度で砥石を直動させればよい。
また、平面研削中の圧縮コイルばねの圧縮変形量が無視できない大きさの場合には、請求項９の発明のように、砥石が圧縮コイルばねを押圧して所定量圧縮変形させた位置を砥石の直動位置の原点とし、その原点からの砥石の直動距離を砥石の直動位置として、直動位置毎に対応した目標直動速度で砥石を直動させればよい。

また、請求項１０のばね端面研削装置のように、圧縮コイルばねのコイル径、線材の線径及び基準単位研削量をメモリに記憶しておき、その記憶内容を変更可能とすることで、諸元が異なる圧縮コイルばねに容易に対応することができる。

さらに、請求項１１のばね端面研削装置のように、圧縮コイルばねを挟むように砥石を対にして設ければ、研削時間の短縮が図られる。

［第１実施形態］
以下、本発明に係る一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。図１に示すように本実施形態のばね端面研削装置１０は、床上に設置されたフレーム１２に１対の可動ベース部１３Ａ，１３Ｂを上下に並べて備えている。上側の可動ベース部１３Ａには、鉛直下方に延びた駆動シャフト１４Ａが備えられ、その駆動シャフト１４Ａの下端部には円盤状の砥石２０が取り付けられている。そして、可動ベース部１３Ａに組み付けられた砥石回転用サーボモータ１５Ａによって砥石２０が回転駆動される。また、上側の可動ベース部１３Ａは、フレーム１２との間に直動機構１６Ｋ（例えば、ラックアンドピニオン機構又はボールねじ機構等）を備えている。そして、直動機構１６Ｋが直動用サーボモータ１６によって駆動されて、砥石２０が可動ベース部１３Ａと共に上下方向に直動する。

一方、下側の可動ベース部１３Ｂには、鉛直上方に延びた駆動シャフト１４Ｂが備えられ、その駆動シャフト１４Ｂの上端部に円盤状の砥石２１が取り付けられている。そして、可動ベース部１３Ｂに組み付けられた砥石回転用サーボモータ１５Ｂにて、砥石２１が回転駆動される。なお、下側の可動ベース部１３Ｂは、フレーム１２に上下微調整可能に固定されている。

上記した１対の砥石２０，２１の回転中心（即ち、駆動シャフト１４Ａ，１４Ｂの軸心）は一致し、砥石２０，２１の互いの端面２０Ａ，２１Ａは、平坦かつ互いに平行になっている。また、これら砥石２０，２１は、同じ研削性能を有し、同じ回転速度で回転駆動される。なお、砥石２０，２１の回転方向は、それら砥石２０，２１を回転軸方向で重ねて見た場合に、例えば互いに逆向きになっている。

ばね端面研削装置１０には、ワークフィーダー３０が備えられている。ワークフィーダー３０は、フレーム１２に固定された固定テーブル３１と、固定テーブル３１の上方で回転する回転テーブル３２とを上下同軸上に並べて備えている。固定テーブル３１は、水平な円板状をなし、その上面は図２に示すように下側の砥石２１における上側の端面２１Ａと面一になっている。また、固定テーブル３１には、下側の砥石２１との干渉を避けるためにその砥石２１と同心かつ砥石２１より僅かに径が大きな円弧状の切欠部３１Ａが備えられている。

固定テーブル３１の下方には、テーブル駆動用サーボモータ３３が設けられている。そして、テーブル駆動用サーボモータ３３のロータシャフト３３Ｒに連結された中継シャフト３４が、固定テーブル３１の中心に貫通形成された貫通孔３１Ｂを通して固定テーブル３１の上方に突出し、その中継シャフト３４の上端部に回転テーブル３２が固定されている。回転テーブル３２は、固定テーブル３１と同じ外径になっていて、固定テーブル３１の切欠部３１Ａにおいて、回転テーブル３２の一部が砥石２０，２１の間の砥石間領域Ｒ１に配置されている。

図３に示すように、回転テーブル３２の外縁寄り位置には、複数のばねホルダ３５が設けられている。これらばねホルダ３５は、回転テーブル３２のうち砥石２０，２１と上下方向で重なる略紡錘形の領域内に分散配置された所定個数のばねホルダ３５毎にグループ分けされている。そして、何れかのグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３，・・の全てのばねホルダ３５群が、砥石間領域Ｒ１に配置されるように、回転テーブル３２が所定角度ずつ間欠的に回転する。

図４に示すように、ばねホルダ３５は円筒状をなし、内部に圧縮コイルばね９０を収容して、両端部から圧縮コイルばね９０の両端部が突出するようになっている。また、ばねホルダ３５は、回転テーブル３２を上下に貫通した状態に固定（例えば、溶接）され、固定テーブル３１の上面から僅かに上方に離れた位置に配置されている。そして、圧縮コイルばね９０を収容したばねホルダ３５が、砥石２０，２１の間に配置された状態で砥石２０，２１が回転駆動されると共に、上下の砥石２０，２１同士が接近して、圧縮コイルばね９０の両端部が平面研削される。

図７には、ばね端面研削装置１０にて平面研削可能な圧縮コイルばね９０の一例が示されている。この圧縮コイルばね９０は、断面円形の線材９５を図示しないばね成形機にてコイル状（螺旋状）に成形してなる。また、圧縮コイルばね９０は、両端部を除く全体において、巻回軸方向（圧縮コイルばね９０の中心軸）で隣り合った線材９５，９５同士が互いに離されている。一方、圧縮コイルばね９０の両端部においては、巻回軸方向で隣り合った線材９５，９５同士が当接している。

より具体的には、線材９５の端部には、線材９５の線材軸と直交した円形の端面９５Ａが備えられ、その端面９５Ａにおける外縁部の一部（図７における点Ｔ１）が隣の線材９５に当接している。そして、圧縮コイルばね９０の両端部において線材９５の端面９５Ａと隣の線材９５との当接部分から各端面９５Ａまでの一巻き分の線材９５が、圧縮コイルばね９０の座巻部９１を構成している。

また、図５に示すように、各座巻部９１では、線材９５の各端面９５Ａにおける外縁部の一部が、圧縮コイルばね９０の巻回軸方向で最も突出している。そして、図６に示すように、各座巻部９１において巻回軸方向に最も突出した線材９５の頂点Ｐ１から予め定められた基準研削位置Ｐ２までをばね端面研削装置１０（図１参照）が平面研削する。これにより、図８に示すように、各座巻部９１に、巻回軸と直交した平坦な研削平面９２が成形される。

図１０には、ばね端面研削装置１０に備えたコントローラ４０が示されている。このコントローラ４０には、上記した各サーボモータ１５Ａ，１５Ｂ，１６，３３を駆動するためのサーボアンプ４１Ａ〜４１Ｄとメイン制御回路４３とデータ入力装置５３とを備えている。

各サーボアンプ４１Ａ〜４１Ｄは、メイン制御回路４３からの指令値に応じて、前記した各サーボモータ１５Ａ，１５Ｂ，１６，３３にモータ駆動電流を出力すると共に、各サーボモータ１５Ａ，１５Ｂ，１６，３３に備えた回転位置センサ４２Ａ〜４２Ｄの検出データを取り込み、指令値通りに各サーボモータ１５Ａ，１５Ｂ，１６，３３が駆動されるように制御している。

メイン制御回路４３は、メモリ５２と図示しないＣＰＵとを有し、メモリ５２に記憶された研削処理プログラムを実行することで、メイン制御回路４３が図１０に示した回転速度指令部４４、回転位置指令部４５、直動位置・速度指令部４６、目標直動速度決定部４７、データ更新部５１として機能する。

メモリ５２は、上記した研削処理プログラム以外に、圧縮コイルばね９０のコイル径及び線径、後述する基準単位研削量、さらには、頂点Ｐ１から基準研削位置Ｐ２までの基準切り込み量を記憶している。また、メモリ５２に記憶されているコイル径等のデータは、データ入力装置５３（本発明の「データ設定手段」に相当する）の操作によって更新可能になっている。

回転速度指令部４４は、メモリ５２に記憶された一定の回転速度で砥石回転用サーボモータ１５Ａ，１５Ｂを回転させるための指令値を生成して、サーボアンプ４１Ａ，４１Ｂに付与する。これにより、砥石２０，２１が研削抵抗に拘わらず一定速度で連続回転する。

目標直動速度決定部４７は、本発明の「目標直動速度決定手段」に相当し、砥石２０の直動位置に拘わらず単位時間当たりの研削量を一定の基準単位研削量にするための砥石２０の目標直動速度を砥石２０の直動位置から演算する。具体的には、図５に示した圧縮コイルばね９０の線材９５を頂点Ｐ１から徐々に平面研削していくと、研削平面９２の面積は徐々に増加していく。その研削平面９２の理論上の面積は、線材９５の頂点Ｐ１から研削平面９２までの距離、即ち、砥石２０の直動位置から演算することができる。また、単位時間当たりの研削量と研削平面９２の面積とから、砥石２０の理論上の直動速度を演算することができる。そして、本実施形態では、単位時間当たりの研削量を一定の基準単位研削量に定め、研削量を一定の基準単位研削量にするための理論上の砥石２０の目標直動速度を目標直動速度決定部４７で演算している。そのために、目標直動速度決定部４７は、面積演算部４８と除算部４９とを備えている。

面積演算部４８は、本発明の「面積演算手段」に相当し、線材９５の頂点Ｐ１から研削平面９２までの距離を砥石２０の直動位置として、砥石２０の直動位置に応じて研削平面９２の面積を演算する。具体的には、圧縮コイルばね９０のコイル径をＤ、線材９５の線径をｄ、圧縮コイルばね９０の頂点Ｐ１から研削平面９２までの距離を砥石２０の直動位置Ｘとすると、面積演算部４８は、直動位置Ｘに対する研削平面９２の面積Ｓ（Ｘ）を、次式（１），（２）にて演算して除算部４９に付与する。ここで、圧縮コイルばね９０の頂点Ｐ１から研削平面９２までの距離は、例えば、圧縮コイルばね９０の頂点Ｐ１に固定されかつ頂点Ｐ１を原点として巻回軸方向に延びたばね固定座標軸上における距離である。

なお、図９（Ａ）に示すように、座巻部９１を構成する一巻き分の線材９５を直線状に展開すると、研削平面９２は楕円形又は楕円の一部の形状になる。上記次式（１），（２）は、図９（Ｂ）に示した頂点Ｐ１から研削平面９２までの距離である直動位置Ｘから研削平面９２の上記楕円形の面積を求める式である。

除算部４９は、本発明の「除算手段」に相当する。ここで、基準単位研削量をＱａとすると、除算部４９は、基準単位研削量Ｑａを研削平面９２の面積Ｓ（Ｘ）で除して、砥石２０の直動距離Ｘ毎、目標直動速度Ｖ（Ｘ）を演算する。そして、その目標直動速度Ｖ（Ｘ）を、直動位置・速度指令部４６に付与する。

直動位置・速度指令部４６は、本発明の「直動制御手段」に相当し、目標直動速度決定部４７（詳細には、目標直動速度決定部４７の除算部４９）から取得した目標直動速度Ｖ（Ｘ）に基づいて砥石２０の直動速度を制御する。具体的には、直動位置・速度指令部４６は、フレーム１２（図１参照）に固定されかつ砥石２０の直動方向に延びたフレーム固定座標上で砥石２０の位置を制御している。そして、直動位置・速度指令部４６は、砥石間領域Ｒ１に配置された圧縮コイルばね９０群の平面研削が開始される前は、砥石２０を圧縮コイルばね９０から上方に離間させた位置に待避させる。また、直動位置・速度指令部４６は、フレーム固定座標上の砥石直動原点位置をデータとして有している。そして、圧縮コイルばね９０群の平面研削を開始するときに、砥石２０を砥石直動原点位置まで急降下させる。すると、両砥石２０，２１の間隔が、未研削の圧縮コイルばね９０の自然長より基準圧縮量δだけ小さくなって砥石２０が砥石直動原点位置に配置される。この基準圧縮量δは、砥石２０，２１が「目つぶれ」を発生させず、基準単位研削量Ｑａで圧縮コイルばね９０を研削し続けるための弾発力を圧縮コイルばね９０が発生させる大きさに設定されている。そして、この基準圧縮量δは前もって試験することにより求めることができる。

そして、直動位置・速度指令部４６は、砥石２０が砥石直動原点位置に移動したときに線材９５の頂点Ｐ１が砥石直動原点位置に配置されたとして、それ以降、前述した頂点Ｐ１に固定されかつ巻回軸方向に延びるばね固定座標軸とフレーム固定座標軸との間で、砥石２０の直動位置Ｘ、目標直動速度Ｖ（Ｘ）の変換及び逆変換を行う。具体的には、本実施形態のばね端面研削装置１０は、上記したように、砥石２０をフレーム固定座標軸の原点である砥石直動原点位置まで砥石２０を急降下させてから実質的な平面研削が開始されるので、平面研削開始時には、ばね固定座標軸とフレーム固定座標軸の原点同士が一致している。また、圧縮コイルばね９０は、両端部が同時に平面研削されるので、フレーム固定座標軸上の砥石２０の直動位置、直動速度は、ばね固定座標軸上における砥石２０の直動位置及び直動速度の２倍になっている。この関係に基づいて、直動位置・速度指令部４６は、ばね固定座標軸とフレーム固定座標軸との間で砥石２０の直動位置、直動速度を変換する。

そして、フレーム固定座標軸における砥石２０の現在の直動位置Ｙを、直動用サーボモータ１６に備えた回転位置センサ４２Ｃの検出結果に基づいて算出し、これをばね固定座標軸上の砥石２０の直動位置Ｘに変換して目標直動速度決定部４７に付与する。これに対し、目標直動速度決定部４７が、砥石２０の直動位置Ｘに対する目標直動速度Ｖ（Ｘ）を演算して直動位置・速度指令部４６に付与する。すると、直動位置・速度指令部４６が、その目標直動速度Ｖ（Ｘ）を、フレーム固定座標軸における砥石２０の目標直動速度Ｖ（Ｙ）に変換する。そして、フレーム固定座標軸における砥石２０の目標直動速度Ｖ（Ｙ）で砥石２０が直動するように直動用サーボモータ１６を制御する。

なお、直動位置・速度指令部４６は、砥石２０を目標直動速度で直動させるために、例えば、砥石２０が現在位置Ｙから目標直動速度Ｖ（Ｙ）で直動したとすると、単位時間後に到達している位置を移動目標位置として演算する。そして、単位時間後に移動目標位置に砥石２０が移動するように位置決め制御する。これにより、結果的に、砥石２０が目標直動速度で直動する。

直動位置・速度指令部４６は、メモリ５２に記憶された基準切り込み量に相当する直動距離を砥石２０が直動したら、砥石２０を上昇させると共に研削完了信号を回転位置指令部４５に付与する。

これに対し、回転位置指令部４５は、直動位置・速度指令部４６から研削完了信号を受け取ると、回転テーブル３２を回転駆動して次のグループの圧縮コイルばね９０群を砥石間領域Ｒ１内に配置し、準備完了信号を直動位置・速度指令部４６に付与する。すると、直動位置・速度指令部４６は、上記したように砥石２０を降下させて圧縮コイルばね９０の平面研削を開始する。

なお、未研削の圧縮コイルばね９０のばねホルダ３５への収容と研削済みの圧縮コイルばね９０のばねホルダ３５からの取り出しは、図示しないロボット等によって行われるようになっている。

本実施形態のばね端面研削装置１０の構成に関する説明は以上である。次に、本実施形態のばね端面研削装置１０の作用効果について説明する。ばね端面研削装置１０のコントローラ４０に備えた図示しない起動ボタンをオン操作すると、砥石２０，２１が回転駆動されると共に、図示しないロボットが、ワークフィーダー３０における回転テーブル３２のうちの砥石２０，２１から離れた位置のばねホルダ３５に圧縮コイルばね９０を挿入する。

回転テーブル３２のうち１つのグループのばねホルダ３５群に圧縮コイルばね９０が収容されたら、回転テーブル３２が所定角度回転する。そして、次のグループのばねホルダ３５群に圧縮コイルばね９０を収容する。このような圧縮コイルばね９０の収容動作が所定回数繰り返されると、最初に圧縮コイルばね９０が収容されたグループのばねホルダ３５が砥石２０，２１の間に配置される。すると、砥石２０が圧縮コイルばね９０の上側の離間した位置から砥石直動原点位置に急降下する。これにより、圧縮コイルばね９０が砥石２０，２１に挟まれて圧縮変形し、その弾発力によって圧縮コイルばね９０の両端部が、回転している砥石２０，２１の端面２０Ａ，２１Ａに押し付けられる。これにより、圧縮コイルばね９０の平面研削が開始される。

この平面研削の開始時には、図５に示すように、圧縮コイルばね９０を構成する線材９５の端面９５Ａにおける外縁部のうち圧縮コイルばね９０の頂点Ｐ１，Ｐ１が砥石２０，２１の端面２０Ａ，２１Ａに押し付けられ、その頂点Ｐ１から徐々に線材９５の一部が切除されて研削平面９２が頂点Ｐ１から離れていく。そして、頂点Ｐ１から研削平面９２の距離Ｘが大きくなるに従って、即ち、砥石２０の直動位置Ｘが砥石直動原点位置から離れるに従って研削平面９２の面積Ｓ（Ｘ）は徐々に大きくなっていく。

これに対し、本実施形態のばね端面研削装置１０では、単位時間当たりの研削量が、予め定められた一定の基準単位研削量Ｑａになるように目標直動速度Ｖ（Ｘ）が演算され、その目標直動速度Ｖ（Ｘ）で砥石２０が直動するように制御される。即ち、圧縮コイルばね９０の頂点Ｐ１，Ｐ１に砥石２０，２１の端面２０Ａ，２１Ａが当接して平面研削が開始された直後は、砥石２０の直動速度Ｖ（Ｘ）は大きく、砥石２０の直動位置Ｘが砥石直動原点位置から離れるに従って、砥石２０の直動速度Ｖ（Ｘ）は小さくなっていく。

このようにして、本実施形態のばね端面研削装置１０では、単位時間当たりの研削量を一定の基準単位研削量Ｑａにするための理論上の砥石２０の目標直動速度Ｖ（Ｘ）を演算し、その目標直動速度Ｖ（Ｘ）で砥石を直動させるので、研削抵抗がばらついても、そのばらつきに対して従来のように過剰に反応することはなくなる。これにより、ばね端面研削装置１０が研削能力を十分に発揮した状態を維持することができ、従来より研削時間の短縮を図ることが可能になる。また、ばね端面研削装置１０に好適な負荷が付与された状態が継続するので、砥石２０，２１の「目つぶれ」も生じ難くなる。

［第２実施形態］
前記第１実施形態のコントローラ４０では、研削平面９２の面積Ｓ（Ｘ）を求め、その面積Ｓ（Ｘ）から目標直動速度Ｖ（Ｘ）を演算していたが、本実施形態のコントローラ（図示せず）は、下記式（３），（４）を用いて砥石２０の直動位置Ｘから目標直動速度Ｖ（Ｘ）を演算する速度演算部（本発明の「速度演算手段」に相当する。図示せず）を備えている。この構成によっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

［第３実施形態］
本実施形態のばね端面研削装置１０Ｖは、図１１及び図１２に示されている。図１１に示すように、このばね端面研削装置１０Ｖの回転テーブル３２Ｖの外縁寄り位置には、同一円上に複数のばねホルダ３５Ｖが等間隔に並べて設けられている。また、回転テーブル３２Ｖは、前記第１実施形態の回転テーブル３２より厚くなっており、図１２に示すように、ばねホルダ３５Ｖは、回転テーブル３２に貫通形成された孔構造になっている。さらに、ばね端面研削装置１０Ｖには、上側の砥石２０と共に上下に直動するガイド５６が備えられている。このガイド５６の下面には、砥石２０の端面２０Ａと面一の水平面５６Ａが備えられると共に、その水平面５６Ａに連続しかつ砥石２０から離れるに従って上方に向かった傾斜面５６Ｂとが備えられている。そして、ばねホルダ３５Ｖが傾斜面５６Ｂから水平面５６Ａ、そして砥石２０，２１の間へと移動するように回転テーブル３２Ｖが回転する。

本実施形態のばね端面研削装置１０Ｖで平面研削を行う場合には、各ばねホルダ３５Ｖに圧縮コイルばね９０を収容し、回転テーブル３２Ｖを一定回転速度で連続回転させた状態を維持し、砥石２０を降下させていく。このとき、砥石２０，２１の間から外れて自然長に戻った圧縮コイルばね９０は、ガイド５６の傾斜面５６Ｂと固定テーブル３１との間を移動する間に押し縮められる。また、ガイド５６の水平面５６Ａと固定テーブル３１との間を移動する際に、砥石２０，２１同士の間隔と同じ全長になり、それら砥石２０，２１の間に進入する。そして、砥石２０，２１の間を通過する間に圧縮コイルばね９０の両端部が平面研削される。具体的には、回転テーブル３２Ｖは３０［ｒｐｍ］で回転し、各圧縮コイルばね９０を砥石２０，２１の間に１５０回通過させて平面研削を行う。そして、予め定められた基準切り込み量に相当する距離を砥石２０が直動する間における目標直動速度を第１実施形態と同様にして演算して、砥石２０の直動を制御する。この構成によっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記第１実施形態の直動位置・速度指令部４６は、両砥石２０，２１の間隔が未研削の圧縮コイルばね９０の自然長より基準圧縮量δだけ小さくなったときの砥石２０の位置を砥石直動原点位置としたが、基準圧縮量δが十分無視できる大きさの場合には、砥石２０の端面２０Ａと圧縮コイルばね９０とが接触した位置を砥石直動原点位置としてもよい。

（２）前記第１実施形態の目標直動速度決定部４７は、上記式（１）（２）を用いて研削平面９２の面積Ｓ（Ｘ）を演算していたが、例えば、砥石２０が採りうる複数の直動位置Ｘに対し、予め目標直動速度決定部４７が研削平面９２の面積Ｓ（Ｘ）を演算しておき、複数の直動位置Ｘと複数の面積Ｓ（Ｘ）とを対応させた面積データテーブルをメモリ５２に記憶しておいてもよい。そして、直動位置Ｘに基づいて面積データテーブルから研削平面９２の面積Ｓ（Ｘ）を求めてもよい。

（３）また、上記した面積データテーブルは、コントローラ４０以外の他の装置（例えば、ＣＡＤ、パソコン）で砥石２０の直動位置Ｘに対する研削平面９２の面積Ｓ（Ｘ）を演算して作成してもよい。

（４）第１実施形態の目標直動速度決定部４７において、その目標直動速度決定部４７が取得し得る砥石２０の複数の直動位置Ｘに対し、予め目標直動速度決定部４７が目標直動速度Ｖ（Ｘ）を演算しておき、複数の直動位置Ｘと複数の目標直動速度Ｖ（Ｘ）とを対応させた速度データテーブルをメモリ５２に記憶しておいてもよい。

（５）この速度データテーブルも、上記面積データテーブルと同様に、コントローラ４０以外の他の装置で砥石２０の直動位置Ｘに対する目標直動速度Ｖ（Ｘ）を演算して作成してもよい。

（６）前記実施形態の圧縮コイルばね９０における線材９５の断面形状は円形であったが、楕円形又は四角形であってもよい。

本発明の第１実施形態に係るばね端面研削装置の側面図 ワークフィーダーの側断面図 ワークフィーダーの平面図 ワークフィーダーの一部を拡大した側断面図 平面研削の開始時の圧縮コイルばね及びばねホルダの側断面図 平面研削の完了時の圧縮コイルばね及びばねホルダの側断面図 平面研削前の圧縮コイルばねの斜視図 平面研削完了後の圧縮コイルばねの斜視図 （Ａ）座巻部を展開した状態の平面図、（Ｂ）その側面図 コントローラの概念図 第３実施形態のばね端面研削装置の平面図 そのばね端面研削装置の側断面図

符号の説明

１０，１０Ｖ ばね端面研削装置
２０，２１ 砥石
２０Ａ，２１Ａ 端面
４６ 直動位置・速度指令部（直動制御手段）
４７ 目標直動速度決定部（目標直動速度決定手段）
４８ 面積演算部（面積演算手段）
４９ 除算部（除算手段）
５２ メモリ
９０ 圧縮コイルばね
９１ 座巻部
９２ 研削平面
９５ 線材
９５Ａ 端面
Ｐ１ 頂点

Claims (11)

1. 砥石の端面を圧縮コイルばねの巻回軸に直交させた状態にして備え、前記圧縮コイルばねを構成する線材の端面外縁部のうち前記圧縮コイルばねの巻回軸方向に最も突出した頂点から予め定められた基準研削位置まで、前記砥石を前記圧縮コイルばねに対して相対的に直動させて、前記圧縮コイルばねの端部を平面研削するばね端面研削装置において、
   前記砥石の直動位置に拘わらず前記圧縮コイルばねの単位時間当たりの研削量を予め定められた一定の基準単位研削量にするための前記砥石の目標直動速度を、前記砥石の直動位置に応じて演算する目標直動速度決定手段と、その目標直動速度で前記砥石を直動させる直動制御手段とを備えたことを特徴とするばね端面研削装置。
2. 前記目標直動速度決定手段は、
   前記線材の前記頂点から研削平面までの距離を前記砥石の直動位置として、前記砥石の直動位置に応じて前記研削平面の面積を演算する面積演算手段と、
   前記基準単位研削量を前記研削平面の面積で除して前記砥石の直動位置に応じた前記目標直動速度を演算する除算手段とを備えてなることを特徴とする請求項１に記載のばね端面研削装置。
3. 前記圧縮コイルばねのコイル径をＤ、前記線材の線径をｄ、前記砥石の直動位置をＸ、前記直動位置Ｘ毎の前記研削平面の面積をＳ（Ｘ）とした場合、前記面積演算手段は、
   

   

   、の式により、前記面積Ｓ（Ｘ）を演算することを特徴とする請求項２に記載のばね端面研削装置。
4. 前記面積演算手段は、前記砥石の直動位置と前記研削平面の面積とを対応させて記憶した前記面積データテーブルを備え、前記砥石の直動位置に応じて前記面積データテーブルから前記研削平面の面積を求めることを特徴とする請求項２に記載のばね端面研削装置。
5. 前記目標直動速度決定手段は、前記線材の前記頂点から研削平面までの距離を前記砥石の直動位置とし、前記砥石の直動位置毎に、その直動位置で前記基準単位研削量分を研削することでシフトする前記研削平面のシフト量をもとに前記目標直動速度を演算するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のばね端面研削装置。
6. 前記圧縮コイルばねのコイル径をＤ、前記線材の線径をｄ、前記基準単位研削量をＱａ、前記砥石の直動位置をＸ、前記直動位置Ｘ毎の前記目標直動速度をＶ（Ｘ）とした場合、前記目標直動速度決定手段は、
   

   

   、の式により、前記目標直動速度Ｖ（Ｘ）を演算することを特徴とする請求項１又は５に記載のばね端面研削装置。
7. 前記目標直動速度決定手段は、前記砥石の直動位置と前記目標直動速度とを対応させて記憶した前記速度データテーブルを備え、前記砥石の直動位置に応じて前記速度データテーブルから前記目標直動速度を決定することを特徴とする請求項１に記載のばね端面研削装置。
8. 前記直動制御手段は、前記砥石を前記圧縮コイルばねに接近させて、前記砥石の端面と前記圧縮コイルばねとが接触した位置を前記砥石の直動位置の原点とし、その原点からの前記砥石の直動距離を前記砥石の直動位置として、前記直動位置毎に対応した前記目標直動速度で前記砥石を直動させることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のばね端面研削装置。
9. 前記直動制御手段は、前記砥石が前記圧縮コイルばねを押圧して所定量圧縮変形させた位置を前記砥石の直動位置の原点とし、その原点からの前記砥石の直動距離を前記砥石の直動位置として、前記直動位置毎に対応した前記目標直動速度で前記砥石を直動させることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のばね端面研削装置。
10. 前記圧縮コイルばねのコイル径、前記線材の線径及び前記基準単位研削量を記憶したメモリと、
    前記メモリの記憶内容を変更するためのデータ設定手段を備えたことを特徴とする請求項３又は請求項６に記載のばね端面研削装置。
11. 前記砥石は、前記圧縮コイルばねを軸方向で挟むように対にして設けられたことを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のばね端面研削装置。

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