JPH10277953A - 砥石等のホイールの調心フランジ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 砥石等のホイールの外周を回転軸の回転中心
と同心に調心できるようにする。 【解決手段】 研削盤の砥石軸２１に取付けられ砥石Ｇ
を保持するフランジ装置のフランジ本体１０の円周方向
４等角度位置の各々に調心機構３０を設ける。各調心機
構３０は、フランジ本体１０の円筒部１５の一端面から
砥石嵌合面１８ａの近辺まで軸方向に延びそこから径方
向外方に屈曲して砥石嵌合面１８ａに開口する通路３１
を含む。この通路３１にシリコンゴム３３を充填する。
通路３１の円筒部１５の前記一端面側に形成したネジ穴
部に調整ネジ３２を螺合し、この調整ネジ３２を回転す
ることによりシリコンゴム３３を砥石嵌合面１８ａに嵌
合する砥石Ｇの内孔１９ｂに押当て、砥石Ｇをフランジ
装置に対し径方向に変位できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、好適には研削加工
用砥石等のホイールを回転軸に取付けるためのフランジ
装置に関し、特に、ホイールの外周面を回転軸の回転中
心に一致させる調心機構を備えたフランジ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】今日では、ＷＡ研削砥石を用いて研削し
ていた作業にはＣＢＮホイールが使用されるようにな
り、また、ＧＣ研削砥石を用いて研削していた作業には
ダイヤモンドホイールが代替えされるようになった。こ
のようなＣＢＮホイールやダイヤモンドホイールは、金
属円盤の砥石コアの外周にＣＢＮやダイヤモンドの砥粒
層を接合して構成される。このような研削ホイールを研
削盤の砥石固定フランジに取付けた際には、ホイールの
外周面や側面に回転振れが生じるので、一般的には形直
し（ツルーイング）を行ったり、バランスを取ったりし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ダイヤモンド
やＣＢＮ等の砥粒は高価であるので、形直しによってコ
ストの浪費が起こる。また、３０μｍが理想とされる砥
粒突出し量を持ち、真円度の高い研削ホイールを形直し
をせずに使用することができれば、低コストで高い加工
精度の実現が可能となる。

【０００４】従って、本発明の目的は、砥石等のホイー
ルの外周面と研削盤の砥石軸のような回転軸の回転中心
を高精度に一致させることができる調心機構を備えたフ
ランジ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】従来の砥石等のホイール
を取付けるためのフランジ装置に係わる上述した課題お
よび本発明の目的は、下記の手段により解決され達成さ
れる。本発明のフランジ装置は、フランジ本体のフラン
ジ部と一体かつ同心に軸方向に延びる円筒部に研削砥石
等のホイールの内孔と嵌合するホイール嵌合面を形成
し、前記円筒部の少なくとも３以上の等分割角度位置の
各々において前記円筒部の前記フランジ部と反対側から
前記ホイール嵌合面の近辺まで軸方向に延びて前記ホイ
ール嵌合面に開口する通路を形成し、この通路の前記円
筒部の前記フランジ部と反対側にネジ穴部を形成すると
共にこの通路の容積変化を生じさせる調整ネジを前記ネ
ジ穴部に螺合し、前記通路の前記調整ネジと前記ホイー
ルの内孔面とで区画される空間内に高粘度流動物質を充
填したことを特徴とする。

【０００６】前記ホイールを前記フランジ部と挟持円板
との間で軽く挟持した状態で前記調整ネジの螺合位置を
調整することにより前記ホイールをフランジ本体に対し
径方向に変位させて調心できる。したがって、研削作業
に先立って、ホイール外周面をこのフランジ装置が取り
付けられる砥石台の回転軸の回転中心と同心に調心で
き、このためホイール外周面のツルーイングを不要にで
きるかまたは不要にできなくともツルーイング作業にお
ける砥粒層のツルーイング量を減少でき、ホイールの有
効利用を図ることができる。

【０００７】請求項２に記載される装置は、高粘度流動
物質を充填した通路および調整ネジからなる調心機構を
円周方向の４等角度分割位置に設け、また高粘度流動物
質としてシリコンゴムを使用することを特徴とする。調
整ネジの回転角に対する砥石嵌合面からのシリコンゴム
の膨出量、即ち砥石の調心変位量を直線比例関係とする
ことができ、作業者が調整ネジを回転させる角度と砥石
の調心変位量が期待通りとなるので、調心作業を容易か
つ迅速に行うことが可能となる。

【０００８】請求項３に記載される装置は、高粘度流動
物質を調整ネジ側へ戻す機構を備えたことを特徴とし、
高粘度流動物質を詰め換えする際に、フランジ装置から
古い高粘度流動物質を容易に取り出すことを可能にして
いる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明によるフランジ装
置の縦断面図を示し、この装置はフランジ本体１０、挟
持円板１１、固定ナット１２およびフランジ本体１０に
設けられた調心機構３０とで構成される。

【００１０】フランジ本体１０は、円筒部１５とこの一
端（図示の右側）に一体形成されたフランジ部１６を有
する。フランジ本体１０の中心には、前記一端側から、
有底の大径円筒穴１７ａ、他端側（図示の左側）に向か
って縮径するテーパ穴１７ｂ、加工逃げ穴１７ｃ、ネジ
挿通穴１７ｄおよびナット受入穴１７ｅが同心に形成さ
れている。

【００１１】研削盤の砥石台２０に回転自在に軸受され
た砥石軸２１にフランジ本体１０または研削砥石（ホイ
ール）Ｇを固定したフランジ装置を取付けする際、砥石
軸２１のテーパ部２１ａにフランジ本体１０のテーパ穴
１７ｂを密嵌合し、前記テーパ部２１ａの先端にあるネ
ジ部２１ｂを加工逃げ穴１７ｃとネジ挿通穴１７ｄに挿
通してナット受入れ穴１７ｅに臨ませ、砥石軸２１のネ
ジ部２１ｂにナット２２を例えば図略の二股レンチを使
用してねじ込む。

【００１２】この場合、ナット２２をねじ込むことによ
り、加工逃げ穴１７ｃとナット受入れ穴１７ｅとの間で
径方向内方に張出した厚肉鍔部１７ｆが押圧され、フラ
ンジ本体１０のテーパ穴１７ｂが砥石軸２１のテーパ部
２１ａに喰いつき、フランジ本体１０が砥石軸２１に強
固に固定される。この固定状態において、砥石軸２１を
軸受する軸受金の固定フランジ部２３が大径円筒穴１７
ａ内に入り込む。

【００１３】円筒部１５の外周には、フランジ部１６側
から砥石（ホイール）嵌合面１８ａと外周ネジ部１８ｂ
が順次形成され、外周ネジ部１８ｂは円筒部１５の他端
（図示の左側）に至っている。砥石嵌合面１８ａおよび
外周ネジ部１８ｂは、砥石軸２１への取付基準面となる
テーパ穴１７ｂと同心に加工される。円筒部１５の左端
面には、円周方向の４分割位置にピン穴１８ｃが開口さ
れ、図略の二股レンチのピンを径方向に対向する対のピ
ン穴１８ｃに挿入可能としている。

【００１４】挟持円板１１は、その内孔にて砥石嵌合面
１８ａに嵌合され、外周ネジ部１８ｂに螺合する固定ナ
ット１２のねじ込み回転により、図示の右方へ移動し、
砥石Ｇをフランジ部１６と協動してそれら間に挟持固定
する。固定ナット１２の締め込みおよび緩め動作は、周
知のように、固定ナット１２の端面に開口する複数のピ
ン穴１２ａに係合できる図略の二股レンチと、円筒部１
５の他端面のピン穴１８ｃに係合できる図略の別の二股
レンチを使用して行われる。砥石Ｇは、その内孔１９ｂ
と同心に加工されたスチールまたはアルミ製の砥石コア
１９ａの外周面１９ｃにＣＢＮまたはダイヤモンド等の
砥粒層１９ｄを接合したもので、その内孔１９ｂにおい
て砥石嵌合面１８ａに嵌合されている。砥石コア１９ａ
の他端面には、後述する砥石Ｇの振れ取り作業におい
て、マイクロメータ４０のプローブが当接される環状部
１９ｅが内孔１９ｂと同心に形成されている。砥石コア
１９ａの外周面１９ｃに前記プローブを当接できるよう
に砥粒層１９ｄの幅を砥石コア１９ａのそれよりも狭く
設計して、環状部１９ｅを不要とすることもできる。

【００１５】通常、砥石Ｇの内孔１９ｂの直径は、砥石
嵌合面１８ａの直径に対し、フランジ本体１６上への砥
石Ｇの取付を容易にする程度に大きく加工されなければ
ならないし、内孔１９ｂと外周面１９ｃとの同心性を厳
密に一致させることも事実困難である。加えて、砥石コ
ア１９ａの外周面１９ｃに接着される砥粒層１９ｄは、
一般的に複数の円弧状のチップで構成され、これらチッ
プの径方向の厚みを均一に揃えることにも限界がある。
このため、フランジ本体１０，砥石Ｇ，挟持円板１１お
よび固定ナット１２からなるフランジ装置を砥石軸２１
に取付けて回転させる場合、砥石コア１９ａの外周面あ
るいは砥粒層１９ｄの外周面に振れが生じる。

【００１６】本発明が特徴とする調心機構３０は、この
振れが最小となるように砥石Ｇつまり砥石コア１９ａを
フランジ本体１０に対し径方向に位置調整可能とし、研
削加工の実施に先立って砥粒層１９ｄの外周振れ除去す
るために通常行われる砥粒層１９ｄのツルーイング量を
減少するために設けられる。具体的には、調心機構３０
は、前述した４つのピン穴１８ｃと４５度の角度位相差
を持って円周方向に等角度分割で４つ配列され、円筒部
１５の左端面側から砥石嵌合面１８ａの直下まで軸方向
に延びると共にこの位置から径方向に屈曲して砥石嵌合
面１８ａに開口する４つの通路３１（図１では１つのみ
示している）を含んでいる。各通路３１の円筒部１５の
左端側の開口部には、ネジ穴部が形成され、このネジ穴
部に六角穴付き調整ネジ３２が螺合している。各通路３
１の砥石嵌合面１８ａでの開口部は円周方向に広がる弧
状窓の形状を呈している。

【００１７】各通路３１には、高粘度流動物質、好適に
はシリコンゴム３３を気泡ができないように注入し、調
整ネジ３２を締めて密封して、砥石嵌合面１８ａの弧状
窓でシリコンゴム３３の膨張部分３３ａを構成するよう
にしている。各通路３１の調節ネジ３２を図略の六角レ
ンチを用いて締め込むと、シリコンゴム３３の膨張部分
３３ａが徐々に膨らむ構造になっている。なお、研削盤
の砥石台２０側に前記各通路３１と同軸上に設けたネジ
穴に螺合する六角穴付き戻しネジ３５は、ゴム３３を詰
め直す際にゴム３３を押して取出すために設けられてい
る。シリコンゴム３３の材質は、（株）セメダイン製の
商品名「シリコンシーラント ８０６０」で、耐熱温度
が高い。

【００１８】次ぎに、上記のように構成されたフランジ
装置における外周振取り作業について説明する。フラン
ジ本体１０を上述した手順で砥石台２０の砥石軸２１に
取付け、一度フランジ押さえナット２２でフランジ本体
１０を砥石軸２１にしっかりと固定した後、押さえナッ
ト２２をはずす。この場合、押さえナット２２をはずさ
ずに砥石軸２１のネジ部２１ｂに付けた状態でもよい。

【００１９】砥石Ｇ、挟持円板１１、固定ナット１２の
順番でフランジ本体１０に取付け、砥石Ｇが径方向に移
動可能な程度に固定ナット１２を軽く締めた状態にす
る。この場合、砥石Ｇの両側に図略の紙を挟んでもよ
い。この時、各通路３１のシリコンゴム３３の膨張部分
３３ａが砥石コア１９ａの内孔面１９ｂに当たっている
状態になっているので、それぞれ４箇所の調整ネジ３２
を締め込むと前記膨張部分３３ａが膨らみ、これに当接
する砥石Ｇが前記膨張部分３３ａの膨張方向と一致する
径方向外方に移動する。

【００２０】砥石Ｇの半径方向の振れをマイクロメータ
４０を用いて測定しながら、調整ネジ３２によって砥石
Ｇの中心を砥石軸２１の回転中心に合わせていく。この
調整を行う時は、砥石Ｇがフランジ装置に対し径方向に
ずれないように出来るだけ砥石Ｇに触れないように注意
する。調整が終わったら、上述したように、図略の二股
レンチを用いて、固定ナット１２を慎重に締め込む。

【００２１】これで静的な振れはある程度の精度で取り
除くことができたので、次ぎに振れ取り後のフランジ装
置を砥石軸２１から取り外し、このフランジ装置を図略
のオートバランサーに取付けて回転時の動的振れが取り
除かれる。この動的な振れは、周知のように例えば挟持
円板１１の端面にドリル加工を施すことにより行われ
る。 以上の手順により砥石Ｇの中心と砥石軸２１の回
転中心を一致させることができる。

【００２２】本願発明者等は、下記実験１〜３を行っ
た。 実験１：最初に基礎的な実験として、砥石を取付けない
状態で、各シリコンゴム３３の膨張部分３３ａの膨らみ
特性を調べた。膨張部分３３ａに図１に示すマイクロメ
ータ４０のプローブを当て、調整ネジ３２をπ／２づつ
締め込んでいき、変位量を調べた。測定は、各膨張部分
３３ａに付き、５回づつ行った。

【００２３】実験１の結果を図２に示す。図２のよう
に、調整ネジ３２の締め込み角と膨張部分３３ａの変位
は、ほぼ比例した。経験的には、この程度の比例関係で
あれば、調整の操作性は十分である。１１０〜１３０μ
ｍぐらいまでの変位を測定したが、これは実用的に調整
が十分できる範囲までを測定しているのであって、実際
は、最大２００μｍぐらいまで変位させることが可能で
ある。

【００２４】また、調整ネジ３２を回してからシリコン
ゴム３３が膨らむまで、ほんの少しの時間遅れがあるこ
とが分かった。ネジ３２を締め込んでいくほど、この遅
れは大きくなった。そして、調整ネジ３２を戻してもゴ
ム３３が元に戻らない現象が起き、ネジ３２を締め込ん
でいくほど、より元には戻りにくくなった。これは、ゴ
ム３３が詰まっている通路３１において、剪断によって
ゴム３３が切れて移動し、この切れた部分が元に戻って
ないためではないかと考えられる。しかし、砥石Ｇを取
付けて調整するときには、対称にある調整ネジ３２を締
めて向かい側のゴム３３を膨張させると、それに押され
て膨らんだままの膨張部分３３ａが戻されるので、特に
大きな支障なく調心できる。 実験２：外径２１０ｍｍのアルミ製の円板を用いて実際
に調心を試行した。固定ナット１２を軽く締めた状態
で、円板の下部にマイクロメータ４０を当て、４ケ所の
調整ネジ３２によって円板の半径方向の変位を調節し、
円板の中心を砥石軸２１の回転中心に合わせていく。振
れが１μｍ程度を目標とした。調整後の振れを４５°ご
とに測定した。アルミ製の円板はダイヤモンドバイトを
用いて鏡面切削したもので、接触型真円度測定器で測定
した結果、０．５μｍ以内の真円度のものを使用した。
この実験で実際に調心作業を試みた結果、μｍオーダー
の精度で調心することができた。 実験３：振れがある程度取れたら、固定ナット１２を慎
重に締め込む。次ぎに、前記円板を取付けたフランジ装
置を図略のオートバランサに取付け、このオートバラン
サを使用して動的な振れを取り除いた。その後、数十分
間回転させたが、回転振れは少なく、十分な調心能力が
あることが分かった。

【００２５】上記した実施の形態においては、シリコン
ゴム３３を押込む機構を円周方向に等分割した４位置と
しているが、この機構を円周方向等角度の少なくとも３
位置に設ければ、本発明の目的は達成できる。また、上
記した実施の形態においては、砥石軸２１の一端の取付
基準面をテーパ部２１ａとし、このテーパ部２１ａにフ
ランジ本体１０の中心部に形成したテーパ内孔１７ｂを
嵌合させるようにしているが、砥石軸２１の取付基準面
を円筒部としこれに嵌合するフランジ本体１０の内孔を
円筒穴にしてもよい。さらに別の変形例としては、砥石
軸２１の一端の取付基準面をフランジ状とし、このフラ
ンジ状の取付基準面にフランジ本体１０のフランジ部１
６を取付けるようにしてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
フランジ本体の円筒部にはその円周方向の少なくとも３
以上の等分割角度位置の各々において前記円筒部の他端
側から砥石等のホイール嵌合面の近辺まで軸方向に延び
て前記ホイール嵌合面に開口する通路を形成し、この通
路の前記円筒部の他端側にネジ穴部を形成すると共にこ
の通路の容積変化を生じさせる調整ネジを前記ネジ穴部
に螺合し、前記通路の前記調整ネジと前記ホイールの内
孔面とで区画される空間内に高粘度流動物質を充填し、
前記ホイールを前記フランジ部と挟持円板との間で軽く
挟持した状態で前記調整ネジの螺合位置を調整すること
により前記ホイール嵌合面から高粘度流動物質を膨出さ
せて前記ホイールの内孔面に押し当て、前記ホイールを
フランジ本体に対し径方向に変位して調心可能としたの
で、研削加工に先立って通常行われる砥石外周面の回転
振れを除去するツルーイング作業を殆ど省略できるかま
たは省略できないにしてもこのツルーイング作業におけ
るツルーイング量を減少でき、これにより砥石外周面の
砥粒層の無駄な消耗を極力少なくできるので、研削加工
におけるツールコストの削減が可能となる。

【００２７】また、請求項２に定義されるように高粘度
流動物質としてシリコンゴムを用いる場合、調整ネジの
回転角度に対する砥石嵌合面からの膨出量が略直線比例
の関係となるので、フランジ本体に対する砥石の同心性
を容易かつ迅速に得ることができる。さらに、請求項３
に定義されるように、フランジ本体の通路に充填した高
粘度流動物質を押戻す戻しネジからなる機構を設けたの
で、高粘度流動物質の詰め換えに際し、前記通路からの
高粘度流動物質の取り出しが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフランジ装置の実施の一態様を示
す縦断面図。

【図２】図１の実施の態様の調心作業における調整ネジ
の回転角とフランジ装置の砥石嵌合面からシリコンゴム
が膨出する変位量との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１０・・・フランジ本体 １１・・・・挟持円板 １２・・・固定ナット １５・・・円筒部 １６・・・フランジ部 １７ｂ・・・テーパ穴（取付基準面） １８ａ・・・砥石（ホイール）嵌合面 Ｇ・・・砥石 １９ａ・・・砥石コア １９ｄ・・・砥粒層 ２０・・・砥石台 ２１・・・砥石軸 ３０・・・調心機構 ３１・・・通路 ３２・・・調整ネジ ３３・・・シリコンゴム（高粘度流動物質） ３３ａ・・・膨張部分 ３５・・・戻しネジ ４０・・・マイクロメータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀内 宰 愛知県豊橋市野依台１丁目11番地８ (72)発明者 大井 司郎 三重県鈴鹿市稲生こがね園８番16号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒部とこの円筒部の一端で径方向外方
   に延出したフランジ部を有するフランジ本体と、前記円
   筒部に嵌合され前記フランジ部と協動して砥石等のホイ
   ールのの両端面を挟持する挟持円板と、前記フランジ部
   に対し前記挟持円板を軸方向に移動し固定する手段とで
   構成され、前記フランジ本体には回転軸に装着可能な取
   付基準面を形成すると共に、前記円筒部には前記ホイー
   ルの内孔と嵌合する断面円形のホイール嵌合面を前記取
   付基準面と同心に形成してなるフランジ装置において、
   前記円筒部には少なくとも３以上の略等分割角度位置の
   各々において前記円筒部の他端側から前記ホイール嵌合
   面の近辺まで軸方向に延びて前記ホイール嵌合面に開口
   する通路を形成し、この通路の前記円筒部の他端側にネ
   ジ穴部を形成すると共にこの通路の容積変化を生じさせ
   る調整ネジを前記ネジ穴部に螺合し、前記通路の前記調
   整ネジと前記ホイールの内孔面とで区画される空間内に
   高粘度流動物質を充填し、前記ホイールを前記フランジ
   部と挟持円板との間で軽く挟持した状態で前記調整ネジ
   の螺合位置を調整することにより前記ホイールをフラン
   ジ本体に対し径方向に変位可能とした調心フランジ装
   置。
2. 【請求項２】 円筒部とこの円筒部の一端で径方向外方
   に延出したフランジ部を有するフランジ本体と、前記円
   筒部に嵌合され前記フランジ部と協動して砥石の両端面
   を挟持する挟持円板と、前記円筒部の他端外周に形成さ
   れた外周ネジ部に螺合し前記フランジ部に対し挟持円板
   を軸方向に移動し固定する固定ナットとで構成され、前
   記フランジ本体には回転軸のテーパ部に密嵌合するテー
   パ内孔を形成すると共に、前記砥石の内孔と嵌合する断
   面円形の砥石嵌合面を前記テーパ内孔と同心に形成して
   なる砥石用のフランジ装置において、前記円筒部には４
   つの略等分割角度位置の各々において前記円筒部の他端
   側から前記砥石嵌合面の近辺まで軸方向に延びて前記砥
   石嵌合面に開口する通路を形成し、この通路の前記円筒
   部の他端側にネジ穴部を形成すると共にこの通路の容積
   変化を生じさせる調整ネジを前記ネジ穴部に螺合し、前
   記通路の前記調整ネジと前記砥石の内孔面とで区画され
   る空間内に高粘度流動物質としてのシリコンゴムを充填
   し、前記砥石を前記フランジ部と挟持円板との間で軽く
   挟持した状態で前記調整ネジの螺合位置を調整すること
   により前記砥石嵌合面から前記シリコンゴムを膨出させ
   て前記砥石の内孔面に押し当て、前記砥石をフランジ本
   体に対し径方向に変位可能とした調心フランジ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の調心フランジ
   装置において、前記各通路と同軸上でこの各通路と連通
   し前記フランジ本体の一端に開口するネジ穴を形成する
   と共にこのネジ穴に戻しネジを螺合し、この戻しネジを
   ねじ込むことにより前記高粘度流動物質を前記調整ネジ
   側に押戻すことができるようにした調心フランジ装置。