JPH068123A

JPH068123A - 研削装置

Info

Publication number: JPH068123A
Application number: JP3131819A
Authority: JP
Inventors: Jacques Leroux; レロージャックス; Patrick Vivier; ヴィヴィエールパトリック
Original assignee: Etud De Realisation & De Diffusion Ind soc; ETUD DE RIARIZESHION E DE DEIF; ETUD DE RIARIZESHION E DE DEIFUYUUJION IND SOC
Current assignee: Etud De Realisation & De Diffusion Ind soc; ETUD DE RIARIZESHION E DE DEIF; ETUD DE RIARIZESHION E DE DEIFUYUUJION IND SOC
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1991-05-07
Publication date: 1994-01-18
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JP2895983B2; AU646861B2; DK0456590T3; EP0456590B1; EP0456590A1; ES2051577T3; AU7641191A; US5199222A; CA2041977A1; DE69101663T2; DE69101663D1; ATE104195T1

Abstract

(57)【要約】【目的】研削加工あるいは機械加工中にバルブに作用
する力を可能な限りすくなくし、実質的にバルブを回転
させるときのねじり抵抗のみにすることができる研削装
置を提供する。【構成】バルブステム（１ａ）を回転自在に支持する
支持部（３）は、ステム（１ａ）の回転中心が上下方向
を向くように、かつ回転中心の位置を固定するようにス
タンド（２）に配置されている。また、バルブ（１）を
回転させる駆動機構（９）は、回転中心を上下方向に向
け、ステム（１ａ）の支持部の下側に配置される。さら
に、研削機構（１０）は可動式でかつ水平方向を向く軸
線に対して角度可変とされ、上下方向に向けて位置が固
定されたバルブ（１）に対して研削工具の回転中心（２
０）の角度が変えられるように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、バルブ、特に内燃機
関に用いられるバルブの頭部を研削加工するための装置
に関するものである。この明細書において記載されてい
る発明は、燃焼機関、特に内燃機関用バルブの研削加工
に適用されたものであるが、本発明はそのようなバルブ
の加工用に限定されるものではない。バルブ以外の部材
であっても、相手の部材と接触して流路を閉塞するよう
な用途に使用される場合には、機械加工や研削加工を必
要とする。本発明は、そのような部材一般に適用するこ
とができる。

【０００２】ここで、「研削加工」という用語は、金属
の表面の材料を除去するような加工全般を含めた意味で
用いられている。つまり、切削工具による金属表面から
チップ状の切屑を生成するような切削工具による加工
や、切粉を生成するようなミーリングバーによる加工な
ども含んでいる。そのような機械加工は、バルブの軸を
形成した直後に行う製品の仕上げ加工は勿論のこと、使
用後のバルブの修正加工にも用いられる。たとえば、新
品のあるいは再研磨されたバルブシートの形状及び寸法
に合わせ、バルブの頭部の摩滅した部分を倣い加工する
場合に使用される。また、「装置」という用語は、器具
や、手工具などの比較的軽い工具を備えた修理工場で使
用されるような装置から、内燃機関の生産ラインで使用
される工作機械のような大がかりな装置を含めた意味で
使用されている。

【０００３】

【従来の技術】一般的には、図１に示すように、バルブ
１は断面円形あるいは中空の軸部１ａと、ステム１ａか
ら徐々に広がるような形状をした頭部１ｂとを有してい
る。この頭部１ｂは、その先端部にバルブ１の中心線と
直交する平坦面１ｇを有し、後端部に軸端部１ｃを有し
ている。ここで、機械加工あるいは研削加工すべき箇所
は、頭部１ｂの裏面１ｆであり、例えば、バルブ１また
は軸部１ａの軸線と同心のテーパ面１ｉである。

【０００４】１９５０年に公開された米国特許第2,618,
105号には、水平方向に向けて配置されたバルブの頭部
を研削加工する装置が開示されている。この装置は、次
のような特徴を持ったものである。すなわち、所定の基
準線に沿った直線状の部分とこれに対して傾斜した部分
とからなる水平なプレートを具備したスタンドを備えて
いる。

【０００５】スタンドの直線状の部分には、バルブのス
テムを支持する支持手段が取り付けられている。この支
持手段は、上記基準線の方向へ互いに離間して配置され
た２つの支持部を有している。各支持部には、バルブス
テムの中間部の支持部分を回転自在に受ける受け部が取
り付けられている。受け部は上方へ向かって開くＶ字状
をなしているため、ステムと接触する部分の幅方向の広
さは、上方へ向かうに従って上記基準線と平行かまたは
基準線を含む垂直な平面（つまり、ステムの軸線を含む
平面）に関して対称に増加する。また、支持部には移動
可能な囲い部が受け部と対向するようにして配置されて
いる。囲い部には、ベアリングの側面のような太鼓状の
面が形成されており、この囲い部と上記Ｖ型の受け部と
によってステムの支持部分を回転自在に支持する回転部
が構成されている。

【０００６】また、上記プレートには基準線方向に移動
可能なストッパが配置され、ステムの尾部をその軸線方
向へ押圧するようになっている。さらに、バルブを挟ん
でストッパと反対側には、バルブを回転させる駆動機構
が配置されている。駆動機構は、バルブの頭部の先端面
と接触するラバーによりその回転運動をバルブに伝達す
るようになっている。そして、ラバーの粘弾性により、
駆動機構の回転中心とステムの軸線との偏心を修正する
ようになっている。さらに、プレートの傾斜した部分に
は、研削機構が旋回可能に取り付けられている。この研
削機構には砥石ホイールまたは切削工具が装着され、バ
ルブの頭部の裏面を加工するようになっている。上記研
削ホイールの回転軸線は水平でありステムの軸線に対し
て回転軸線が鋭角をなしている。

【０００７】またさらに、上記特許公報によれば、バル
ブの頭部の加工部分の傾斜を決定するために、支持部は
水平に保持され、かつ、垂直方向を向く直線を中心とし
て回転可能に構成されている。一方、研削機構は、加工
部分のバルブ軸線に対する傾斜の度合に拘らず研削ホイ
ールの回転軸線が一定位置となるようにスタンドに固定
されている。ＵＳ特許第１，７０２，２６７号、第１，
７８６，０２２号に記載された研削装置も上記ＵＳ特許
第２，６１８，１０５号に記載されたものとほぼ同様の
構成である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な研削装置においては、研削機構とバルブの支持部とが
水平に配置されているから、バルブに作用する研削抵抗
を受け部のＶ溝のうち一方の壁面で受けることになる。
このため、研削部分がステムの軸線に対して偏心し、内
燃機関用のバルブに求められる精度を得ることができな
いという問題があった。言い替えると、従来の技術で
は、加工部分の同心性を得るために、加工中の頭部のス
テム軸線に対する位置ずれや変形を最小限にしなければ
ならず、このため、加工中のバルブの頭部やステムに作
用する力を最小に押えなければならなかった。バルブ
が外力に対してそのよう変形し易いのは、その形状のア
ンバランスに起因している。バルブでは、その重心が頭
部に位置し、ステムの長さと比べて頭部の長さは非常に
短く、そのような状態では、わずかな曲げ応力やねじり
応力でステムが曲がり、頭部の中心が偏心してしまうの
である。このように、ＵＳ特許第２，６１８，１０５号
に見られるようなバルブを水平に支持する技術では、バ
ルブの支持がアンバランスであり、特に、ステムのみを
その２箇所で支持しながらバルブを回転させて加工する
と、最も重い頭部がステムに対して変位し易い。そし
て、このような状態では、研削加工や機械加工の精度が
悪化するとともに、一定した品質の製品を得ることがで
きないのである。もちろん、このような問題は、例えば
高出力エンジンのバルブのように、サイズが大きければ
大きいほど深刻である。特に、そのようなバルブを一定
の精度で研削加工するのは、前述のＵＳ特許第２，６１
８，１０５号では不可能と思われるのである。

【０００９】

【発明の目的】この発明は、上記従来の技術の問題点を
解決するためになされたもので、研削加工あるいは機械
加工中にバルブに作用する力を可能な限りすくなくし、
実質的にバルブを回転させるときのねじり抵抗のみにす
ることができる研削装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の研削装置で
は、まず、バルブステムを回転自在に支持する支持部
は、ステムの回転中心が上下方向を向くように、かつ回
転中心の位置を固定するようにスタンドに配置される。
次に、バルブを回転させる駆動機構は、回転中心を上下
方向に向け、ステムの支持部の下側に配置される。さら
に、研削機構は可動式でかつ水平方向を向く軸線に対し
て角度可変とされ、上下方向に向けて位置が固定された
バルブに対して研削工具の回転中心の角度が変えられる
ように構成される。

【００１１】

【作用】本発明では、バルブを上下方向に向けかつ頭部
を下側に支手して研削加工や機械加工を行うので、以下
のような利点がある。まず、バルブはその頭部の自重の
影響を受けないので、バルブを支持したときにバランス
が取れて姿勢が安定する。このため、バルブの頭部に生
じる応力は、頭部の先端面から伝えられる回転駆動力の
みとなる。バルブの軸線が上下方向を向いているので、
バルブのローディングから研削までの一連の作業の自動
化を行い易い。換言すると、バルブの軸線が水平方向を
向いていると、研削工具を水平方向に移動させなければ
ならず、研削工具のバランスが悪いために無調整で加工
開始することができなくなってしまうのである。また、
バルブの頭部を下側に向けた状態で加工するので、その
自重で研削工具をバルブに押しつけることができ、電力
消費量を少なくすることができるとともに、作業者が加
工部位を目の前で見ることができる。さらに、頭部の自
重の影響を受けないので、いかなる大きさ、形状のバル
ブにも対応することができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照しな
がら説明する。本発明の研削装置は、尾部１ｃまで延在
したステム１ａを有するバルブ１の頭部１ｂを研削する
ように構成されている。頭部１ｂは、ステム１ａと同軸
な断面円形をなし、ほぼ平坦な先端面１ｇとステム１ａ
の外周面に連続する裏面１ｆを有している。裏面１ｆと
先端面１ｇとの間の側面１ｉが研削または機械加工され
るべき部分であり、この側面１ｉは、適用されるバルブ
シートに合う所定の寸法、形状に従って倣い加工され、
１つの傾斜面あるいは多段の傾斜面が形成される。側面
１ｉは、例えば、ステム１ａの軸線に対して所定角度一
定に傾斜するテーパ面とされる。一般的には、加工され
たバルブ１は、ステム１ａの軸線に対して回転対象な形
状とされる。しかしながら、実際問題として加工すべき
バルブは以下のような種々の欠陥を有している。

【００１３】すなわち、それは頭部１ｂとステム１ａと
の中心の偏心であり、ステム１ａに関する頭部１ｂの直
角度の狂いであり、さらに、先端面１ｇの平坦度の狂い
である。後述するように、本発明による研削加工では、
上記のような欠陥を有するにも拘らずバルブ１の側面１
ｉを高い精度で加工することを目的としている。図中符
号２はスタンドであり、３はステム１ａを回転自在に支
持するための支持機構である。支持機構３は、図１の紙
面と一致する基準平面（図２において符号７で示す）上
にステム１ａの回転中心１４，１４’が存在するように
バルブを支持するようになっている。そして、図２の
（ａ）及び（ｂ）に示すように、ステム１ａの直径が変
わってステム１ａの中心が寸法Ａだけずれた場合であっ
ても、バルブ１を回転自在に支持することができる。

【００１４】次に、支持機構３の上端部には、ステム１
ａの尾部１ｃを回転自在に押圧するストッパ８が取り付
けられている。一方、支持機構３の下端部位置には、バ
ルブ１に回転運動を与える駆動機構９が配置され、さら
に、研削機構１０が配置されている。研削機構１０は、
スタンド２に対する相対角度が変更可能とされている。
例えば、支持機構３に対してさらに鋭角に位置するよう
に上下方向に旋回可能になされている。

【００１５】ここで、支持機構３の構成について詳細に
説明する。すなわち、スタンド２には、垂直方向を向く
ブラケット２２が図１に示す基準線６上に位置するよう
にして取り付けられている。なお、ブラケット２２は、
ガイドレールのようなものでもよい。ブラケット２２に
は、２つの支持具４，４９が基準線５６の方向（実施例
では上下方向）に互いに離間して取り付けられている。
これら支持具４、４９は、ネジ５０，５１によってブラ
ケット２２に固定されており、ネジ５０、５１を緩める
ことにより上下方向位置を任意に変更することができ
る。また、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、支持
具４，４９には、それぞれ受け部５が配置され、この受
け部５は基準面７に関して対称位置に配置された２つの
ローラー５２、５３を含んでいる。また、支持具４，４
９には、ローラー５２，５３に対して接近離間可能な囲
い部１５，１６（図２には１５のみ示す）が配置され、
囲い部１５，１６の先端部にはローラー５４が取り付け
られている。そして、ローラー５２〜５４によってステ
ム１ａを回転自在に支持するようになっている。

【００１６】受け部５は、ステム１ａの支持部分１ｄま
たは１ｅを回転自在に支持し、また、後に詳述するが、
図２（ａ），（ｂ）から判るように、受け部５の広さ
は、水平方向外方へ向かうに従って、基準線６と平行あ
るいは基準線６上にある基準面７と対称に漸次増加す
る。また、囲い部１５，１６は、基準面７上で基準線６
と直交する方向に移動可能とされ、受け部５と共働して
ステム１ａの両端部に近い支持部分１ｄ，１ｅを回転自
在に支持する回転部１７を構成している。そして、囲い
部１５，１６が移動可能であるため、回転部１７が構成
する有効径はステム１ａの実際の直径に合わせて任意に
調整することができる（図２参照）。また、ストッパ８
の上下位置は、ネジ５５を緩めることにより支持具４，
４９と同様に調整ができるようになっている。

【００１７】次に、駆動機構１０について説明する。図
中符号１８は駆動部材である。駆動部材１８は板状をな
しており、第１モータ５６の回転中心２０回りに回転さ
せられるようになっている。この駆動部材１８は、その
回転運動をバルブ１の頭部１ｂの先端面１ｇに伝えるた
めに、先端面１ｇに直接にあるいは中間部材を介して接
続される。たとえば、この実施例では、先端面１ｇと駆
動部材１８との間に中間部剤１９が介装されている。こ
の中間部材１９は、基準面７内において、回転中心２０
と回転部１７の囲い部１５の位置によって決定されるス
テム１ａの軸線１４とのずれを吸収する機能を持ってい
る。中間部材１９は、生ゴムのような粘弾性物質で構成
されたパッド２１により構成され、駆動部材１８の上面
に取り付けられた直径方向に延在する凸部１８ａを、パ
ッド２１の下面に形成された凹部２１ａに嵌合させるこ
とにより両者は回転方向において係合している。

【００１８】このような中間部材１９による効果は以下
の通りである。１）まず、駆動部材１８とバルブ１の頭部１ｂの先端面
１ｇとが中間部材１９の摩擦力により回転方向において
接続される。この摩擦力は、ストッパ８によりステム１
ａの尾部１ｃに加える押圧力を変化させることにより調
整することができる。この押圧力の変化により、パッド
２１の基準線６方向の圧縮量が変わり、頭部１ｂに加え
る回転力を調整することができる。２）駆動部材１８及び回転中心２０の位置は一定である
ため、パッド２１は、駆動部材１８と頭部１ｂの先端面
１ｇとの間に回転力を伝えるリンク結合を構成する。つ
まり、回転中心２０とステム１ａの軸線１４との間でパ
ッド２１が弾性変形するため、回転中心２０の位置ずれ
が補正され、駆動部材１８の回転力が頭部１ｂの先端面
１ｇに伝達される。３）パッド２１はせん断応力により弾性変形し、駆動部
材１８と頭部１ｂの先端面１ｇとの間において傾斜した
配向組織３８が生じる。したがって、頭部１ｂの先端面
１ｇと軸線１４との直角度に狂いが生じていてもパッド
２１と先端面１ｇとを密着させることができる。４）また、先端面１ｇの平坦度が低くてもパッド２１の
表面の弾性変形によりパッド２１を先端面１ｇに密着さ
せることができおる。次に、研削機構１０は、スタンド２に立設されたアング
ル２３に取り付けられている。この研削機構１０は、例
えば円板状砥石のような工具１１を具備しており、バル
ブ１の裏面１ｆを研削できるようになっている。工具１
１は、第２モータ１２により軸線１３回りに回転させら
れる。そして、第２モータ１２及び工具１１は、アング
ル２３上で水平面に対して旋回可能になされ、ステム１
ａまたは基準線６に対する軸線１３の傾斜角を変えなが
ら研削加工を行うようになっている。

【００１９】次に、図３は駆動部材１８回りの構成の変
更例を示すものである。この図において駆動部材１８は
円板状をなし、回転運動をバルブ１に伝達するためによ
り適した構成とされている。すなわち、回転中心２０を
ステム１ａの軸線１４に一致させることを目的としてい
る。このため、駆動部材１８は、上端部に円板状の部分
が形成された駆動軸２９に蛇腹帯３１を介して接続され
ている。蛇腹帯３１は、弾性材料で構成され、駆動部材
１８と駆動軸２９の円板状部分の外周を取り囲むように
両者に取り付けられている。蛇腹帯３１は断面Ｕ字状を
なし、その上下２つの縁部３１ａ，３１ｂが駆動部材１
８と駆動軸２９の外周に固定されている。そして、この
ように構成された結合部３０により、駆動軸２９とバル
ブ１の軸線１４との位置ずれや傾斜等のあらゆるずれを
修正することができる。

【００２０】また、図３の例では、駆動部材１８と駆動
軸２９との間に自在結合部材３８が介装されている。自
在結合部材３８は、頭部１ｂの先端面１ｇとステム１ａ
との直角度の狂いを補正するためのものである。詳細に
は、駆動部材１８の裏面には、ボール受け５８が取り付
けられ、ボール受け５８にはボール５７が回転自在に取
り付けられている。これによって、ボール５７は、駆動
軸２９の上端面においてあらゆる方向に転動できるよう
になっている。そして、駆動部材１８と駆動軸２９とが
互いに傾いていても一方の回転運動が他方に伝達され、
いわゆるユニバーサルジョイントのような構造となって
いる。なお、使用しないとき、つまりバルブ１を取り付
けないとは、蛇腹帯３１の復元力により駆動部材１８と
駆動軸２９とは同軸上に位置している。

【００２１】また、図４ないし図７は上記構成のさらに
他の変更例を示すものであり、駆動部材１８と駆動軸２
９との間に水平方向の位置ずれや傾斜が存在する場合
に、有効に回転運動を伝達し得る例を示している。この
例によれば、研削加工を行っている間にステム１ａに不
要な応力をほとんど生じさせない点で上記実施例に比し
て優れている。

【００２２】図４ないし図７において、駆動部材１８は
第１のハブ面１８ａを構成するように有底円筒状をなし
ている。一方、駆動軸２９は、第２のハブ面２９ａを構
成するように駆動部材１８の内部に挿入されている。す
なわち、前記図３の例のように、駆動部材１８と駆動軸
２９の円形のハブ面１８ａ，２９ａどうしが互いに対向
し、それらは後述する結合部３０と自在結合部材３８と
によって互いに連結されている。すなわち、図７に示す
ように、ワッシャー５９，６０が４本のスペーサー９９
によって互いに連結され、各スペーサー９９は軸線１４
に関して９０゜の角度で配置されている。

【００２３】また、図４及び図５に示すように、結合部
３０の上端部には、２つの案内通路３２が配置されてい
る。また、図４及び図６に示すように、結合部３０の下
端部には２つの案内通路３３が配置されている。図６及
び図７の対比から判るように、案内通路３２の配列は、
案内通路３３の配列と直交している。ワッシャー５９，
６０どうしを離間させているピン３４の突出した端部
は、ラジアル軸受６１内に挿入されている。また、案内
通路３２，３３を構成する凹部３５は、駆動部材１８と
駆動軸２９との互いに向かい合う方向に開口している。

【００２４】このような構成では、２つのピン３４は、
軸線方向への移動で嵌合する雄の部分の機能を有し、駆
動部材１８または駆動軸２９の軸線１４または回転中心
２０に関して１８０゜の位置に存在している。また、凹
部３５は、ピン３４が嵌まる雌の部分の機能を有し、駆
動部材１８または駆動軸２９の軸線１４または回転中心
２０に関して１８０゜の位置に存在している。さらに、
図３の構成のようなユビバーサルジョイント機構（５
７，５８）が駆動部材１８の下面に配置され、駆動軸２
９の上面に取り付けたストッパ６２に当接させられてい
る。

【００２５】上記実施例においては、駆動部材１８は、
回転軸２０と固定されたステム軸線１４との芯ずれを調
整して回転運動を伝達し得る他の適当な手段に置き換え
ることができる。そのような手段は、駆動部材１８の中
心を前述した基準面７内の軸線１４に位置させるもので
ある。また、軸線１４の位置を測定する手段と、その測
定結果によって駆動部材１８の位置を修正する手段を取
り付けることが可能である。

【００２６】次に、図８ないし図１０は研削装置の他の
実施例を示すものである。なお、この実施例において前
記実施例と同様の構成要素には同符号を付してある。こ
の実施例では、研削機構１０を前述した基準線６、つま
りバルブ１の軸線に対する角度と距離について位置決め
固定するために、以下のような構成を有している。すな
わち、図８において符号１０８は装置の裏面側に位置す
るパネルである。パネル１０４は、スタンド２の縁部を
基準線６の方向である上方に延長させてなるもので、水
平面に対して直交している。また、スタンド２には、パ
ネル１０４と平行な角度位置決め部材１０５が軸１０６
によって回転自在に取り付けられている。角度位置決め
部材１０５は、略台形状をなし、搖動する側の縁部が円
形に形成されている。軸１０６は、前述した基準線６に
対して直交している。

【００２７】角度位置決め部材１０５にはキャリア１０
７が取り付けられている。キャリア１０７は、図１０に
おいて矢印１０８で示す方向に移動可能とされ、その移
動方向は上記軸１０６と直交している。キャリア１０７
には、その移動方向１０８と直交する方向に移動可能な
プレート１２２が取り付けられている。そして、プレー
ト１２２には、軸線１３回りに回転させられる円板状の
研削砥石を有する研削機構１０が取り付けられている。
つまり、角度位置決め部材１０５、キャリア１０７及び
研削機構１０を含む軸１０６回りの上記したような種々
の部材は、一つのユニットを構成しており、研削機構１
０は以下に説明するような３軸制御によりいか移動させ
られる。

【００２８】第１の軸は、角度位置決め部材１０５によ
る軸１０６回りの移動であり、第２の軸は、軸１０６と
直交する図１０中矢印１０８方向の移動であり、最後に
第３の軸は、矢印１０８方向と直交する方向例えば上下
方向の移動である。そして、研削機構１０の上記３つの
移動方向における制御を行うために、ハンドルやノブを
使用した種々の制御機構がスタンド２に組み込まれてい
る。まず、ノブ１７５（図８）によってストッパ部材１
１５（図１１）の２種類の位置が選択され、いずれかの
位置にすることによって、角度位置決め部材１０５が軸
１０６回りに回転できる一方キャリア１０７が移動しな
い状態とするか、逆に、キャリア１０７が移動できる一
方角度位置決め部材１０５が移動できない状態とするか
のいずれかを選択することができる。図１１に示すよう
に、このような機能は以下に述べる構成により行われ
る。

【００２９】第１のストッパ部材は以下の構成を有して
いる。すなわち、パネル１０４には凹部１０４ｂが形成
されている（図８）。この凹部１０４ｂは、軸１０６を
中心とした扇状をなしており、角度位置決め部材１０５
が旋回運動できるようにこれを収容している。また、凹
部１０４ｂには、軸１０６と同心円の円弧状をなす溝１
０４ａが形成されている。また、角度位置決め部材１０
５には、溝を１０４ａを通る２本のスタッド１２０が角
度位置決め部材１０５の左端部上下位置に適当な手段に
よって取り付けられている。スタッド１２０の端部には
大径の頭部１２１がパネル１０４の裏面側へ突出するよ
うに取り付けられている。この頭部１２１は、その軸線
方向に移動可能とされ、パネル１０４の裏面を締め付け
ることにより角度位置決め部材１０５をパネル１０４に
固定するようになっている。

【００３０】このような構成のもとに、角度位置決め部
材１０５は、予め設定された角度旋回可能であり、その
移動端で頭部角度位置決め部材１０５に対して相対移動
可能なキャリア１０７の固定または解放を行うように構
成されており、その詳細は図１１に示されている。角度
位置決め部材１０５には、矢印１０８方向と平行な直線
状の溝１０５ａが形成され、さらに、スタッド１２６が
溝１０５ａを貫通させて取り付けられている。スタッド
１２６には、角度位置決め部材１０４の裏面側に突出す
る頭部１２７が着脱自在に取り付けられている。そし
て、頭部１２７の端面で角度位置決め部材１０５の裏面
を締め付けることにより、キャリア１０７が角度位置決
め部材１０５に固定され、頭部１２７を緩めることによ
り解放されるようになっている。

【００３１】さらに、上記ユニットには、前述したスイ
ッチ１７５の切替により、キャリア１０７の動きを単独
で制御するとともに、軸１０６回りの角度位置決め部材
１０５の動きも制御する制御機構１０９が設けられてい
る。すなわち、軸１０６には、軸１０６と直交するアー
ム１１２が相対回転自在に取り付けられている。また、
キャリア１０７には、その直線運動をアーム１１２に伝
達し、逆に、アーム１１２の回転運動をキャリア１０７
に伝達するための運動伝達機構１１３が取り付けられて
いる。図１０に示されているように、キャリア１０７と
アーム１１２との間に介在させられた運動伝達機構１１
３は、アーム１１２の先端部に取り付けられたクランク
１１７と、キャリア１０７に固定され軸１０６と平行な
コネクティングロッド１１８とからなっている。また、
コネクティングロッド１１８の自由端には、溝を有する
リンク１１９が取り付けら、リンク１１９にはクランク
１１７が係合しており、それらは共にキャリア１０７の
移動方向に対して直交している。

【００３２】図１３中符号１１６は、アーム１１２の駆
動機構であり、スタンド２に回転自在に支持されたシャ
フト１３７を具備している。シャフト１３７は、その一
端部がハンドル１７３にキー固定され、角度位置決め部
材１０５を挟んで反対側にはプーリ１３８が固定されて
いる。このプーリ１３８と、軸１０６に回転自在に取り
付けられたプーリ１４０にはベルト１３９が巻回され、
さらに、プーリ１４０には上記アーム１１２が固定され
ている。図９に詳細に記載されているように、キャリア
１０７には、角度位置決め部材１０５に取り付けたガイ
ドレール１５０上で矢印１０８方向に移動自在なステー
ジ１２８が取り付けられている。前述のプレート１２２
の研削機構１０を支持している支持具１２９には、ガイ
ドレールを持った２つの互いに平行な凸部を有し、キャ
リア本体１３０の他端部は、パネル１０４等を貫通して
支持具１２９と反対側へ突出している。この突出部分に
は、工具１１を回転させる駆動機構１３１が配置されて
いる。工具１１は、プーリ１５３に取り付けられてお
り、駆動機構１３１のモータ１５１及びベルト１５２に
よって回転運動が伝達される。

【００３３】次に、上記ユニットの軸１０６に関する重
量のバランスは次のような構成により調整されている。
すなわち、軸１０６には、図９及び図１０に示す２つの
復帰手段が取り付けられている。第１の復帰手段１１０
は、スタンド２と角度位置決め部材１０５との間に配置
されたねじりバネなどの回転方向復帰部材を有してい
る。図９に示すように、スプリング（復帰手段）１１０
には、角度位置決め部材１０５に対して相対回転しない
ようにキー止めされた可動スタンド１１０ａと、動かな
いようにプラグ１６０に取り付けられたストランド１１
０ｂに接続されている。ここで、プラグ１６０は、パネ
ル１０４の裏面側に配置されたスリーブ１０４ｃに回転
方向への移動のみを阻止された状態で取り付けられてい
る。以上の構成において、外力によりススプリング１１
０が引っ張られ、あるいは押圧されると、つまり、図８
または図１０に示すような状態（以下、休止状態とい
う）となると、第１の復帰トルクが作用して、少なくと
もユニットの重量とスプリング１１０による力がバラン
スするまでユニットを移動させる。

【００３４】次に、第２の復帰手段１１１は、上記アー
ム１１２及び運動伝達機構１１３と共働するように構成
されており、第２のコイルスプリング１１４を有してい
る。第２のコイルスプリング１１４は、スタンド２とア
ーム１１２との間の軸１０６に取り付けられている。図
９に示すように、コイルスプリング１１４は、スタンド
２に回転不能にキー固定されたストランド１１４ａと、
アーム１１２にキー固定されたストランド１１４ｂに取
り付けられている。そして、図１０に示すような休止状
態においては、コイルスプリング１１４は無負荷の状態
となっており、キャリア１０７の移動により運動伝達機
構１１３が駆動されて外力が負荷されるようになってい
る。

【００３５】図１０に概略的に示す上記構成のバランス
システムの動作についてさらに詳細に説明すると以下の
通りである。図１０は休止状態を示している。この状態
では、角度位置決め部材１０５が水平状態であり、キャ
リア１０７が先方の移動端、つまり、軸１０６に最も近
付いた状態となっている。この休止状態において、角度
位置決め部材１０５、プレート１２２、工具１１及びそ
の他の付属部分を含むユニットの重心は、軸１０６の近
傍に存在する。この状態では、前述したように第１のコ
イルスプリング１１０には引っ張りまたは圧縮力が作用
しており、もし、工具１１を下降させるようなトルクが
残っていて完全にバランスが取れていない場合には、第
１の復帰トルクが作用する。また、前述したように、こ
の休止状態では、第２のコイルスプリング１１４には引
っ張り力も圧縮力も作用していない。

【００３６】ここで、ストッパ部材１１５が駆動され、
頭部１２７（図１１）が角度位置決め部材１０５を締め
付けてキャリア１０７が移動しない状態となる。この状
態では、２つの頭部１２１がパネル１０４と離間して角
度位置決め部材１０５が軸１０６回りに回転可能であ
る。次に、ハンドル１７３を回してアーム１１２を回転
させると、アーム１１２の回転運動は運動伝達機構１１
３に伝達され、角度位置決め部材１０５をそのキャリア
１０７とともに回転させようとする。そして、前述した
ユニットは下方へ向けて少し回転する。同時に、スプリ
ング１１０の応力はユニットが上方へ向かって回転する
とともに徐々に解除される。

【００３７】次に、ストッパ部材１１５を動かして角度
位置決め部材１０５を回転しないように固定するととも
に、頭部１２７を角度位置決め部材１０５から離間させ
てキャリア１０７が移動できる状態とする。次に、上記
と同様にしてアーム１１２を回転させ、運動伝達機構１
３を駆動しキャリア１０７を角度位置決め部材１０５の
外側へと移動させる。こうして、プレート１２２と工具
１１は軸１０６から離間する方向へ移動する。これと相
関して、ユニットの重心も同方向へ移動する。この重心
の移動は、工具１１が下方へ向かうようなトルクを増加
させる。キャリア１０７の移動により、コイルスプリン
グ１１４に引っ張り力または圧縮力が作用し、第２の復
帰トルクを生じる。この第２の復帰トルクは、スプリン
グ１１０による第１の復帰トルクを補うものである。ス
プリング１１４の第２の復帰トルクは、キャリア１０７
を角度位置決め部材１０５の外側へ向かわせるような力
として作用する。この第２の復帰トルクは、運動伝達機
構１１３によって生じる。このように、第２の復帰トル
クは、ユニットの重心の移動の下ユニットの重量によっ
て生じるトルクを増加させる機能を有している。

【００３８】キャリア１０７と角度位置決め部材１０５
の２つの機構は、それぞれが余分なトルクを減少させな
がら工具１１を下方へ向かわせるトルク（以下、ドライ
ブトルクという）を生じさせる。このように、ドライブ
トルクは、スプリング１１０の第１の復帰トルクでユニ
ットの回転のために使用されるトルクを減少させること
により補正される。また、余分なトルクは、スプリング
１１４による第２の復帰トルクでキャリア１０７を移動
させる力へのトルクの配分を増加させることにより減少
させられる。もちろん、スプリング１１０，１１４の強
さは、ユニットの重量によるドライブトルクを補正する
ことができ、余剰のトルクを減少させることができるよ
うに選定されなければならない。

【００３９】次に、図１２は、回転部１７の他の例を示
す図であって、前述の２つのローラーを使用しない例で
ある。ここで、受け部５には、カーバイドで構成され平
面視Ｖ字状をなすパッド２５，２６が取り付けられてい
る。一方、囲い部１５は、ステム１ａに対して接近離間
可能でかつスプリング４０によってステム１ａ側に押圧
された押圧ローラ５４を有している。なお、押圧ローラ
５４の中心の移動軌跡は前述した基準面７上に存在し、
かつ、その移動方向はステム１ａの軸線１４と直交して
いる。また、ブラケット２２はアリ溝のような形状をし
ており、支持具４が上下方向にスライドできるようにな
っている。また、支持具４の固定はボルト２４を締め付
けることによって行われる。

【００４０】さらに、図１３では、第１のスプリング１
１０は省略されている。また、ユニットのの重量による
下方へ向かうドライブトルクを補正するとともに、キャ
リア１０７の移動によって生じる下方へ向かう余剰のド
ライブトルクを減少させる第２の復帰手段１１１を有し
ている。この第２の復帰手段は以下のように構成されて
いる。アーム１１２にはフィンガー２００が取り付けら
れている。このフィンガー２００は、軸１０６と平行な
方向に伸びている。一方、スタンド２には、これと平行
なプレート状の連結具２０２が、軸１０６と平行な軸２
０３によって回転自在に取り付けられている。この連結
具２０２には直角に屈曲した部分を有し、その部分に
は、スタンド２との相対位置を調整するためのネジ２０
４が取り付けられている。連結具２０２の軸２０３と離
間した位置には、ジャッキ２０１のロッド２０６の下端
部が回転自在に連結されている。また、ジャッキ２０４
の上端部は、フィンガー２００に取り付けた軸２０５に
回転自在に連結されている。そして、ジャッキ２０１が
受ける加重は、ネジ２０４を回して連結具２０２を回転
させることにより調節することができる。

【００４１】図１３に示す状態において、ユニットの休
止状態は前述した場合と異なり、以下のような状態であ
る。すなわち、前述したと同様に角度位置決め部材１０
５は水平に位置しているが、キャリア１０７は軸１０６
から最も離間した位置、つまり、矢印１０８の最も右側
の位置にある。このような休止状態から、キャリア１０
７が軸１０６方向へ移動すると、フィンガー２００が左
側へ移動し、ジャッキ２０１が連結具を引っ張ってこれ
を軸２０３回りに上方へと回転させる。また、上記休止
状態において、キャリア１０７が静止した状態とする
と、角度位置決め部材１０５が下方に回転しても連結具
２０２の位置は変化しない。一方、逆の場合にはジャッ
キ２０１の復帰力が運動伝達手段１１３に作用する。こ
のように、キャリア１０７及び角度位置決め部材１０５
がいかなる位置にあっても、ジャッキ２０１による復帰
力はドライブトルクと余剰トルクに影響を与える。

【００４２】次に、図１４はバルブ１の駆動機構９の位
置調整機構を示す図である。この図において、駆動機構
９は、基準面７内で水平方向及び上下方向に移動可能と
され、駆動機構９の回転中心をバルブ１の軸線に合わせ
ることができるようになっている。この駆動機構９は、
軸線補正手段１９と自在結合部３８を有している。な
お、以下の説明において前述のものと同様の構成要素に
は同符号を付してある。まず、バルブ１は前述のものと
比較して細く短いステムを有しており、位置調整機構に
よって駆動機構９の位置が調節される。この位置調整機
構は以下の構成を有している。

【００４３】すなわち、スタンド２にはステム１ａと直
交する方向に延在するスライド部３０１が前記基準面７
に沿って固定されている。スライド部３０１には、プレ
ート３０２が摺動自在に支持されている。また、プレー
ト３０２の下側には、円筒状のスリーブ３０３がプレー
ト３０２と直交するように取り付けられている。スリー
ブ３０３には、ベアリング（図示せず）によって軸線３
０８回りに回転自在な制御シャフト３０４の先端部が取
り付けられている。制御シャフト３０４の外周には螺旋
状をなす溝３０５が形成され、この溝３０５には、スタ
ンド２に固定されたスタッド３１０の端部が挿入されて
いる。

【００４４】また、スリーブ３０３の内部には、ブッシ
ュ３０６が挿入されている。ブッシュ３０６はコイルバ
ネ３１１により上方に向かって付勢されるとともに、ス
リーブ３０３に対して上下方向へ移動可能になされてい
る。ブッシュ３０６は、ベアリング３１３，３１４によ
って内部に回転自在に挿入した駆動軸３１２によって前
記回転部を支持している。駆動軸３１２の下端部はスリ
ーブ３０３から突出し、その部分にはプーリ３１５がキ
ー固定されている。また、制御シャフト３０４の回転運
動をブッシュ３０６のガイド３０３に対する水平運動に
変換する変換手段３０７が設けられている。この変換手
段３０７は、制御シャフト３０４の端部に固定されたピ
ニオン３１６と、ベアリング３１８によって回転自在に
支持されたピニオン３１７と、ピニオン３１７にと接続
された接続部材３１９とを有している。接続部材３１９
は、スプリング３１１の一方の固定端位置を調整するた
めのものである。

【００４５】さらに、バルブ１の先端面１ｇと、回転調
整機構１９のディスク１８ａとの間にはウエッジ３２０
が介装されている。回転駆動をバルブ１に伝達する駆動
部材１８に関していえば、３つの係合爪を円周方向に等
間隔で配置して、バルブ１の頭部１ｂを係脱自在に把持
するようにしてもよい。また、前述と同様に、研削加工
は頭部１ｂの裏面に対して行われる。上記研削装置で
は、研削部とステムの芯ずれを２／１００ｍｍ以下とす
ることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の研削装置
においては、研削加工あるいは機械加工中にバルブに作
用する力を可能な限りすくなくし、実質的にバルブを回
転させるときのねじり抵抗のみにすることができ、研削
精度を工場させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の研削装置の概略を示す正面図
である。

【図２】図１に示す装置の支持部材の平面図であり、異
なる直径のステムを有するバルブを装着した状態を説明
するための図である。

【図３】バルブの回転駆動機構の他の例を示す側断面図
である。

【図４】バルブの回転駆動機構のさらに他の例を示す図
７のＩＶーＩＶ線断面図である。

【図５】図４のＶーＶ線断面図である。

【図６】図４のＶＩーＶＩ線断面図である。

【図７】図４のＶＩＩーＶＩＩ線断面図である。

【図８】図１及び図２に示す研削装置の他の例を示す正
面図である。

【図９】図８に示す研削装置の一部破砕側断面図であ
る。

【図１０】図８及び図９に示す装置の調整及び制御機構
を説明するための斜視図である。

【図１１】図１０に示す研削装置の側断面図であって、
研削機構の角度位置決め部材を示す図である。

【図１２】図１及び図２に示す装置の支持具の変更例を
示す平断面図である。

【図１３】図８及び図９に示す装置の重量バランス機構
を示す斜視図である。

【図１４】バルブの回転駆動機構の上下及び水平位置調
整機構の例を示す側断面図である。

【符号の説明】

１バルブ１ａステム１ｂ頭部２スタンド３支持部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端部に頭部、ステム及び尾部とからな
るバルブの頭部を研削する研削装置であって、スタンドと、このスタンドに設けられ、上記ステムを所
定の基準線方向に向けて回転自在に支持する支持具を有
する支持部と、上記ステムの尾部を上記基準線方向に押
圧するストッパ機構と、上記頭部側に配置され、上記頭
部をステムの軸線回りに回転させる駆動機構と、上記ス
タンドに配置され、頭部の裏面を加工する工具を有する
加工機構を具備した研削装置において、前記基準線を上
下方向に向け、さらに、上記加工機構を、その工具の回
転軸が水平面と直交する基準面内で旋回可能となるよう
に設けたことを特徴とする研削装置。
【請求項２】前記駆動機構は、前記スタンドに移動可
能に設けられるとともに、前記ステムの回転中心位置を
検出する測定機構を具備し、この測定結果に基づいて上
記駆動機構の回転中心位置を修正する修正機構を具備し
たことを特徴とする請求項１記載の研削装置。
【請求項３】前記駆動機構は、水平方向に移動可能と
されるとともに研削加工中にその回転中心を前記ステム
の回転中心に合わせる修正機構を具備し、さらに、駆動
軸の回転を伝える連結部分は、互いに対向するとともに
水平方向に相対移動可能な一対のプレートを具備して構
成され、これらプレートは、互いに直交する２対のガイ
ド溝により水平移動が案内されることを特徴とする請求
項１記載の研削装置。
【請求項４】前記駆動機構は、有底円筒状でかつプレ
ート状の部分を具備した駆動軸を具備し、前記連結部分
は互いに連結された少なくとも２つのワッシャを具備し
ていることを特徴とする請求項４記載の研削装置。
【請求項５】前記ガイド溝には連結具に取り付けられ
たピンが駆動軸の回転中心回りに１８０゜間隔で挿入さ
れ、さらに上記ピンと対向して設けられた円形のプレー
トの２つの凹部によってガイド溝が構成されていること
を特徴とする請求項４に記載の研削装置。
【請求項６】前記駆動機構にはバルブのステムの軸線
と駆動軸の回転中心とを連結する自在連結部が設けられ
ることにより、バルブの頭部とステムとの偏心を修正す
るように構成され、上記自在連結部は回転プレートの下
面と駆動軸の上面とに介在させたボールにより構成され
ていることを特徴とする請求項３記載の研削装置。
【請求項７】前記研削機構の前記バルブのステムに対
する角度と位置とを変更するために、前記スタンドは垂
直なパネルと、このパネルに水平方向の軸線回りに旋回
自在に取り付けられた角度位置決め部材と、この角度位
置決め部材に水平方向に移動可能に設けられたキャリア
とを具備し、このキャリアに、前記研削機構を設けたこ
とを特徴とする請求項１記載の研削装置。
【請求項８】前記角度位置決め部材の方向と前記キャ
リアの位置を制御する制御機構を具備し、この制御機構
は、ストッパ部材を具備し、このストッパ部材は、角度
位置決め部材が停止状態とされたときにキャリアを角度
位置決め部材に対して移動自在とする機能と、キャリア
が移動自在とされたときに角度位置決め部材を停止状態
とする機能とを具備していることを特徴とする請求項８
記載の研削装置委。
【請求項９】前記パネルは、円弧状をなすガイド溝を
有し、前記角度位置決め部材には上記ガイド溝を貫通す
る２本のスタッドが取り付けられていることを特徴とす
る請求項８記載の研削装置。
【請求項１０】前記２つのスタッドは、パネルの裏面
側に突出する頭部を有し、スタッドを締め付けることに
より前記角度位置決め部材をパネルに固定するようにし
たことを特徴とする請求項９記載の研削装置。
【請求項１１】前記キャリアには、このキャリアの移
動方向と直交する方向に移動可能なプレートが設けら
れ、このプレートに前記研削機構が設けられていること
を特徴とする請求項７記載の研削装置。
【請求項１２】角度位置決め部材は、前記キャリアの
移動方向と平行な直線状に延在し、キャリアをガイドす
るガイド溝を具備し、このガイド溝を貫通するスタッド
が上記キャリアに取り付けられ、上記スタッドには、キ
ャリアの裏面側に突出する頭部が設けられ、この頭部を
上記パネルに押圧することによりキャリアを角度位置決
め部材に固定するように構成したことえを特徴とする請
求項７記載の研削装置。
【請求項１３】前記キャリアはキャリアの移動方向に
移動自在なステージを具備し、このステージに前記研削
機構が設けられるとともに、キャリア本体は、角度位置
決め部材を貫通して研削機構の反対側に突出しているこ
とを特徴とする請求項７記載の研削装置。
【請求項１４】研削工具は前記キャリア本体に設けら
れていることを特徴とする請求項１３記載の研削装置。
【請求項１５】前記角度位置決め部材と、キャリアと
研削機構の重量バランスを調整するバランス機構を具備
し、このバランス機構は、前記スタンドをアームとの間
で水平な軸線回りのトルクを生じる機構を具備し、この
アームには制御部材が設けられ、バランス機構は、上記
ユニットの重量によるトルクを軽減するとともに下方へ
向かう余剰のドライブトルクを軽減することを特徴とす
る請求項１３記載の研削装置。
【請求項１６】前記バランス機構は、前記スタンドと
前記角度位置決め部材に関し水平方向の軸線回りに復帰
トルクを発生する第１の復帰手段を具備し、この第１の
復帰手段は、研削機構が休止状態のときに前記ユニット
による下方に向かうトルクを軽減させるトルクを発生す
ることを特徴とする請求項１５記載の研削装置。
【請求項１７】前記バランス機構は、単一の復帰手段
を有し、この復帰手段は前記ユニットの重量による下方
へ向かうトルクと、前記キャリアの移動により発生する
余剰トルクを軽減することを特徴とする請求項１５記載
の研削装置。
【請求項１８】前記駆動機構は、その回転軸の水平及
び上下位置を修正する修正機構を具備し、この修正機構
は、スタンドに取り付けられバルブの軸線と直交する水
平方向に延在するガイド部と、このガイド部で摺動自在
にしじされたプレートと、このプレートの下側に設けら
れた上下方向に延在するガイドと、水平なスリーブに回
転自在に支持された制御シャフトと、この制御シャフト
の回転運動を上記プレートの巣へい運動に変換する変換
手段と、上記ガイドに摺動自在に取り付けたブッシュと
を具備したことを特徴とする請求項１記載の研削装置。