JPS59169759A - 加工物の外周円筒形表面を磁気研摩する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、加工物の外周円筒形表面を磁気研摩する装
置に関し、更に詳しくは、加工物の外周円筒形表面の対
向側面に１対の磁極を配置して前記外周円筒形表面（二
対し磁性砥粒を磁気的に保持する電磁装置を備え、前記
加工物に回転と振動とを同時に与えることにより前記磁
性砥粒が前記外周円筒形表面を研摩することのできる加
工物の外周円筒形表面を磁気研摩する装置に係るもので
ある。

この種の磁気研摩機としては、従来、英国特許明細舎弟
１，３７０，３５６号に加工物を研摩する工作機械及び
方法として開示されたものがあった。

この英国特許明細書によれば、加工物に対面する磁極の
磁極面は加工物の形状に一致するように成形し、加工物
が断面円形の場合には、電磁装置の両磁極の磁極面を加
工物と同心の弓形とすることを教示していた。しかしな
がら、この教示に従って成形した磁極の磁極面は、加工
物の外周円筒形表面を研摩加工する際、下記の如く欠陥
を呈した。

本願第２図に示すように、加工物１の外周円筒形表面に
対面する磁極２の磁極面３を加工物と同心の弓形に成形
し、両磁極間つまりＮ極、Ｓ極間に磁場を印加した場合
、両磁極間には均一に拡がった磁束ψが形成される。従
って、加工物１の外周円筒形表面と磁極２の磁極面３と
の間のすきまに挿入した磁性砥粒は、磁束ψに沼って拡
がり、加工物１の外周円筒形表面を取巻いて均一に分布
した状態となる。ところが、研摩加工のため加工物１を
高速で回転すると、磁性砥粒の流動がおこシ、ついには
本願第３図に示すように、加工物１の外周円筒形表面と
磁極面３との間には磁性砥粒の存在しない空所４ができ
てしまう。このため加工面積が減少して加工能率の低下
をもたらす。また所要の加工効果を得るだめの電力消費
量の増大をもたらすという欠点を生じた。これは、加工
物が磁性工作物又は非磁性工作物の何れであっても変わ
シはない。

また、前記の英国特許明細書に開示されたものは、同公
報第２図に示されるよう（＝、直立したヨークの一方が
他方のヨークよシも短くなってヨーク上部が傾斜してお
り、だめに加工物が外周円筒形表面の場合、かつ磁極を
傾斜したヨーク上部に沿って移動させた場合、磁極面と
加工物の外周円筒形表面とのすきまを均一に調整するこ
とが困難であった。

また、前記の英国特許明細書に開示されたものは、同公
報第４図に示されるように、加振器は、傾斜したワッシ
ャと内側リングをナツトによシ固定し、モータの回転を
傾斜したワッシャと内側リングにより軸方向の振動に変
換する機構であ、ため、長時間にわたっての作動中、と
かくナツトにゆるみが生じて振動に支障を来たすことが
あった。

従って、この発明の目的は、研摩加工のだめ加工物を回
転しても磁性砥粒が加工物の外周円筒形表面の全体（二
まきつくようにした加工物の外周円筒形表面を磁気研摩
する装置を提供することである。

この発明の他の目的は、磁束の集中により磁性砥粒を磁
極（二しっかりと保持することができ、これによシ研摩
加工のだめ加工物を回転しても磁性砥粒が加工物の外周
円筒形表面の全体にまきつくようにした加工物の外周円
筒形表面を磁気研摩する装置を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、磁極面と加工物の外周円
筒形表面との間のすきまを容易に調整することのできる
加工物の外周円筒形表面を磁気研摩する装置を提供する
ことである。

この発明のさらに他の目的は、加振器をテイルストック
に絹付け、前記加振器が円滑に作動する加工物の外周円
筒形表面を磁気研摩する装置な提供することである。

これら及び他の目的並びに利点は、この発明の実施例に
関する次の詳細な説明及び添付図面から明らかなものと
なろう。

第４図において、加工物１を非磁性工作物とし、加工物
］に対面する磁極１０の磁極面に加工物１の外周円筒形
表面に比べて曲率の大きな凹部１１を設げ、かつ凹部］
］を間にはさんで１対の凸部１２及び１２を設げだ凹凸
部を備え、一方の磁極面つまりＮ極の凸部１２と他方の
磁極面つまシＳ極の凸部１２との間に磁束ψ、を集中さ
せている。

磁束ψ、の集中個所以外にも磁束かで傘でいるが、それ
は磁束ψ、の約１割程度である。従って、第５図に示す
ように、研摩加工のだめ加工物１を高速回転した際、磁
束ψ１の集中により磁性砥粒が磁極にしっかりと保時さ
れ、磁性砥粒は加工物１の外周円筒形表面にすっかりま
きつき、研摩が均一に行われる。

第６ないし８図は非磁性工作物からなる加工物１に対し
第４図に示す磁極１ｏと第２図に示づ磁極２とを使用し
た場合の優劣を示すものである。

第６図において、（Ａ）は、５ＵＳ３ｏ４（ステンレス
鋼）の如き非磁性工作物がらな為直径１０？Ｉｌ＋Ｉ＋
、長さ１０　Ｑｆｆｌ＋ａの加工物１に対し、第４図に
示す磁極面を有する５Ｓ４１（軟鋼）製の磁極１ｏを使
用し、（Ｂ）は、同じ加工物１に対し第２図に示す磁極
面を有するｓ　ｓ　４．１製の磁極２を使用した場合を
示し、同図において、Ｔ−３５１ＨＩ角、Ｅ　＝　１．
５　ｔｕｒｎ、　　δ＝Ｑ、５ｒｎｍ、　　Ｒ，＝２Ｍ
Ｉｎ、　　δ’＝　２１Ａｍ、　Ｒ２＝　７２７１１１
１である。

第７図は、送り速度は５００　？Ｉ＋＋＋ｌ　／ｍｉｎ
、回転速度は４．０００　ｒｐ、ｍ、電流は５Ａ（磁束
密度は０．８テスラ）とした場合の加工量と加工時間の
関係を示しており、同図から第６図（Ａ）タイプの磁極
］０を使用した方がはるかに加工量が増大している。第
８図（Ｄ）はこの場合の前加工面を示し、同（１１）は
第６図（Ａ＋タイプの磁極を使用した場合の仕上面を示
し、同（Ｆ）は第６図（Ｂ）タイプの磁極を使用した場
合の仕上面を示している。

加工物１が磁性工作物からなる場合には、第４図に示す
磁極１０を使用しても、加工物１を回転すると第３図に
示すと同様に空所ができる。第２図に示す磁極２を使用
しても同様である。そこで、第９図に示すように、加工
物１の外周円筒形表面と同心の弓形２１に多数の凹凸部
２２を設け、一方のＮ極の凸部２３と他方のＳ極の凸部
２３との間に磁束ψ２を集中した磁極２０を使用する。

この場合は、第１０図に示すように、研摩加工のため加
工物１を回転した場合でも、磁性砥粒が加工物１の外周
円筒形表面にまといつき、研摩が均一に行われる。

第１１ないし１２図は、磁性工作物からなる加工物１に
対し、第２図、第４図及び第９図に示す磁極を使用した
場合の優劣を示すものである。第１１図において、（Ａ
）は、５Ｋ４（焼入鋼）の如き（磁性工作物からなる直
径９．６斗へ長さ］００ｆｆｉ＋ａの　・加工物１に対
し、第４図に示す磁極面を有するＥｔ　Ｓ　４　］、　
（軟鋼）製の磁極１０を使用し、（Ｂ）は、同じ加工物
１に対し第２図に示す磁極面を有する５ｓ４１製の磁極
２を使用し、（Ｃ）は同じ加工物１に対し第９図に示す
磁極面を有する５Ｓ４１の磁極２０を使用した場合を示
し、同図においてＴ４−２．２１１１Ｎ、　Ｒ２−７ｆ
ｆｌ＋Ｉ＋である。第１２図は送り速度は５００　ｒｎ
ｎ１７ｍｉｎ、回転速度はＩ　２４　Ｏｒ、１：１．ｎ
ｌ、電流は２Ａ（磁束密度は約１．０テスラ）とした場
合の加工量と加工時間の関係を示しており、同図から第
１１図（Ｃ）タイプの磁極２ｏを使用した方が加工量が
増大している。この方式によれば、加工範囲が広くなり
、荒仕上からツヤ出し仕上までができる。

第１図は、上記観点から、この発明の実施例として構成
された電磁装置３０を示している。磁極３】は、第１３
ないし１５図に示すように、その磁極面に凹凸部３２を
有し、Ｕ形状の水平配置のヨーク３３の端面に設けたジ
ブ３３ａを介して加工物へ向は摺動可能に取付けたヨー
ク端部３３ｂにボルト３４により固定されている。１対
の磁極３１及び３１は、左ねじ３５及び右ねじ３６を有
するハンドル３７の回動にょシ、これらねじに係合しか
つヨーク端部３３１）に固定したナツト３８を介して相
互に近づいたシ又は遠去ったシして、ぎ 加工物の外周円筒形表面とのすきまを調整できるように
調整可能となっている。３９はヨーク端部３３１）を貫
通してヨーク３３に設ゆたねじ孔４０に螺着したクラン
プ、４１はコイル、４２はカバー絶縁材、４３は非磁性
材製ベース、４４はベースである。ベース４４はピン４
５により横送り台４６に接続し、横送シ台４６は横送り
・・ンドル４７により加工物の軸方向に対し直角方向に
送られる。

また電磁装置３０全体が縦送り・・ンドル４８により手
動で又は縦送りギヤ４９によシ自動で、レール５０に沿
って加工物の長手方向に送られる。磁極３１を交換する
場合は、ボルト３４金ゆるめ、新規な磁極３１を再びボ
ルト３４によシ固定すればよい。

第１６図は、電磁装置３０を取付けた当該磁気研摩装置
の正面図を示し、６０は加工物に対しその軸線を中心と
する回転を与えるための回転主軸部、７０は加工物に対
しその軸方向の振動を与えるための加振部付きテイルス
トックである。

第１７図は回転主軸部６０の詳細を示し、モータ６１（
第１６図）からベルト６２を通じ内蔵された変速機構（
図示なし）を径て主軸６３を回転させられる。主軸６３
に回転ベース６４が固定され、回転ベース６４内にボー
ルスライド軸受６５が取付けられている。該ボールスラ
イド軸受６５内にボールスライドを介して回転可能に直
径部６６が取付けられ、この直径部６６は端板６７によ
り抜き出されることはない。また直径部６６の端部６６
ａは回転ベース６４に支承され、かつ加振部付きテイル
ストック７０からの振動を受止めるためのばね６８が設
けられている。そして直径部６６にはスクロールチャッ
ク６９が取付けられている。

第１８図は電磁装置３０の側面を示し、底部に設けたタ
ンク５１からパイプ５２を通じて冷却水を両磁極３１間
に放出し、消費した冷却水は適宜、タンクにもどる。

第１９ないし２１図は加振部付きテイルストック７０の
詳細を示している。第２１図に示すように、減速機伺き
可変速のモータ７１の回転軸に回転円板７２を取付け、
回転円板７２はすベシ子７３を介してクランク７４の一
端に連絡している。クランク７４は、第２０図に示すよ
うに、すベシ子７３の摺動するみぞ７４ａを有すると共
に、他端がテイルストック側へ伸長してボールねじ７５
のナツト部７６に固定されている。第１９図に示すよう
に、ボールねじ７５のねじ部７７は、後端で軸方向可動
にボールスプライン７８により軸止され、先端にはカッ
プ部材７９をねじ止めしである。

カップ部材７９に対しスラストベアリング８０を介して
心押し軸８１のねじ部がナラ止め８２され、心押し軸８
１はストロークボールベアリング８３を介してハウジン
グ８４内を可動に取付けられている。ボールねじ７５の
ナツト部７６は、端板８５によシ押えられると共に、ア
ンギュラコンタクトベアリング８６を介してハウジング
８４に対し回転可能に支承されている。８７はテーパ面
をもって心押し軸８１に挿入された回転センタ、８８は
保油フェルト輪、８９はハウジング８４を軸方向に動か
す調整・・ンドル、９０はベース取付・・ンドル、９１
はベース取付ハンドル９０を上下させて・・ンドル９０
をベースに締結又は解除するレバー、９２は安全カバー
である。

第２０図において、９３は回転円板７２に設けた振幅変
化用ねじ穴であって、すべり子７３番現在の取付個所か
ら外してねじ穴９３にねじ込むことによシ、クランク７
４の振幅が変化し、これによシポールねじ７５のねじ部
７７の直線往復運動の振幅つまり軸方向の振動の振幅が
変化する。

モータ７１が回動すると、すベシ子７３がみぞ７４ａに
沿って回転す・るのに伴い、クランク７４がボールねじ
７５の中心Ｏを中心に揺動回転を行い、この揺動回転が
ボールねじ７５のナツト部７６に伝達され、ボールねじ
特有の働きによりボールねじ７５のねじ部７７の直線往
復運動つまシ軸方向の振動となる。ボールねじ７５のね
じ部７７の直線往復運動はカップ部材７９を経て心押し
軸８１に伝達され、回転センタ８７が軸方向に振動する
。

第２２図は当該磁気研摩装置の動作を示すもので、加工
物１は電磁装置３０の両磁極３１の同勿通ってチャック
６９と回転センタ８７の間に支承される。加工物１の外
周円筒形表面と各磁極３］の磁極面との間のすきまに磁
性砥粒を挿入し、磁性砥粒が加工物の外周円筒形表面に
対し磁気的に保持される。モータ６１からベルト６２を
介し主軸６３を回転し、この回転はチャック６９に伝達
される。同時に、モータ７１から回転円板７２及びすベ
シ子７３を介しクランク７４を揺動回転し、との揺動回
転をボールねじ７５により軸方向の振動に変換し、回転
センタ８７が軸方向に振動する。

チャック６９と回転センタ８７に支承された加工物１は
その軸線を中心に回転すると共にばね６８の動きの下に
その軸方向に振動する。従って、磁性砥粒は非平行の交
差線に治って加工物の外周円筒形表面を研摩する。この
とき、両磁極３１の両磁極面間の磁束集中により形成し
た磁気研摩ブラシによｐ、磁性砥粒は加工物の外周円筒
形表面にすきまなくまきつき、研摩が均一に行われる。

縦送りギヤ４９に接続したギヤ５３が回転主軸部６゜の
ギヤ６３１１と係合して、電磁装置３０が加］ニーの長
手方向に沿って送られ、加工物の長手方向にわたり研摩
が行われる。また冷却水が磁極３１間に供給される。

加工物は、外周が円形であれば、中空であってゾ もよく、まだ学リッドであってもよい。磁極面の凹凸部
は、その凹部を円形、角形、三角形その他任意の形状で
よく、まだ凸部は加工物の外周円筒形表面と同心の弓形
であってもよく或はそうでなくともよい。磁性砥粒は可
能性のあるものであれば何れでもよい。

以上説明したよう（−２この発明は、電磁装置の各磁極
が凹凸部を設けた磁極面を有し、一方の磁極面の凸部と
他方の磁極面の凸部との間に磁束を集中するので、磁性
砥粒を磁極にしっかりと保持することができ、これによ
り研摩加工のため加工物を回転しても磁性砥粒が加工物
の外周円筒形表面の全体にまきつくことができ、従って
、加工能率の向上を図ることができる。また、所要の加
工効果を得るだめの電力消費量が低減するという効果も
ある。

また、この発明は、水平配置のヨークの端面に加工物へ
向は摺動可能に取付けたヨーク端部に磁極が数個げられ
るので、磁極面と加工物の外周円筒形表面との間のすき
まを均一に調整することが容易にできる。°まだ、この
発明は、加振器が、モータから回転円板及びすべり子を
介してクランクを揺動回転し、この揺動回転をボールね
じにより軸方向の振動に変換するので、長時間にわたる
作動中も加振器が円滑に作動することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明による電磁装置を示す斜視図、第２図
は従来技術の磁極を示す部分断面図、第３図は第２図に
示す従来技術の欠陥を示す部分断面図、第４図はこの発
明による磁極を示しかつ磁束集中を示している部分断面
図、第５図は第４図に示す磁極の優位を示す部分断面図
、第６図は非磁性工作物である加工物に対しくＡ）は第
４図に示す磁極を使用した場合を示し、（Ｂ）は第２図
に示す磁極を使用した場合を示している部分断面図、第
７図は第６図に示した（Ａ）及び（Ｂｌタイプのそれぞ
れのカ１１工量と加工時間の関係を示すグラフ図、第８
図（Ｉ））は前加工面を示し、同（Ｅ）は第６図（Ａｊ
タイプの仕上面を示し、同ＣＦ）は第６図（Ｂｌタイプ
の仕上面を示している線図、第９図は加工物が磁性工作
物の場合に良好な結果をもたらすこの発明による磁極を
示しかつ磁束集中を示している部分断面図、第１０図は
第９図（二示す磁極の優位を示す部分断面図、第１１図
は磁性工作物である加工物に対しくＡ）は第４図に示す
磁極を使用した場合を示し、（Ｂ）は第２図に示す磁極
を使用した場合を示し、（Ｃ）は第９図に示す磁極を使
用した場合を示している部分断面図、第１２図は第】］
図に示した（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）タイプのそれぞれ
の加工量と加工時間の関係を示すグラフ図、第１３図は
第１図のＡ、Ａ線に沿って取られ一部断面にして示す部
分側面図、第１４図は第１３図のＢ、Ｂ線に沿って取ら
れた断面図、第１５図は第１３図のｃ−ａｍに沿って取
られた図、第１８図は第１６図のＤ−Ｄ線に沿って示こ
れ電磁装置に対する冷却水放出を示す側面図、第１９図
は加振部付きテイルストックを示す断面図、第２０図は
第１９図のＥ〜Ｅ線に沿ってとられた側面図、第２１図
は第１９図のＦ−Ｆ線に沿ってとられた平面図、第２２
図は当該磁気研摩装置の動作を示す概要図である。 ］・・・加工物、　　　　　１０．２０．３１・・・磁
極、１１・・・凹部、　　　　　　１２・・・凸部、２
２．３２・・・凹凸部、　２３・・・凸部、３０・・・
電磁装置、　　　　６０・・・回転主軸部、７０・・・
加振部付きテイルストック。 代理人　　弁理士　　渡　辺　昭　二 ノＷ　　　凰丁口Ｖ −３３３− ＼　　　　　　　　暢

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加工物の外周円筒形表面の対向側面に１対の磁極を
   配置して前記外周円筒形表面に対し磁性砥粒を磁気的に
   保持する電磁装置を備え、前記加工物に回転と振動とを
   同時に与えることによシ前記磁性砥粒が前記外周円筒形
   表面を研摩することのできる加工物の外周円筒形表面を
   磁気研摩する装置において、前記電磁装置の各磁極が凹
   凸部を設けた磁極面を有し、一方の磁極面の凸部と他方
   の磁極面の凸部との間に磁束を集中することを特徴とす
   る加工物の外周円筒形表面を磁気研摩する装置。 ２、前記磁極が、加工物の外周円筒形表面と同心の弓形
   に多数の凹凸部を設けた磁極面を有している特許請求の
   範囲第１項に記載の加工物の外周円筒形表面を磁気研摩
   する装置。 ３　前記磁極が、加工物の外周円筒形表面に比べて曲率
   の大きな凹部を設けかつ該凹部をはさんで２個の凸部を
   設けた磁極面を有している特許請求の範囲第１項に記載
   の加工物の外周円筒形表面を磁気研摩する装置。 ４、前記磁極が水平配置のヨークの端面に加工物へ向は
   摺動可能に取付けだヨーク端部に数句けられ、一対の磁
   極は、・・ンドルの回動により相互に近づいたり又は遠
   去ったりして、その磁極面と加工物の外周円筒形表面と
   の間のすきまを調整できるように調整用能とした特許請
   求の範囲第１項に記載の加工物の外周円筒形表面を磁気
   研摩する装置。 ５、前記電磁装置か、加工物の長手方向に治って移動可
   能とした特許請求の範囲第１項に記載の加工物の外周円
   筒形表面を磁気研摩する装置。 ６８　　前記電磁装置か、加工物の軸方向に対し直角方
   向に移動可能とした特許請求の範囲第１頂に記載の加工
   物の外周円筒形表面を磁気研摩する装置。 ７　前記加工物に振動を加える加振器がテイルストック
   に組込まれ、前記加振器は、モータカ・らＵ 剌転円板及びすべり子を介してクランクを揺動回転し、
   との揺動回転をボールねじによシ軸方向の振動に変換す
   る特許請求の範囲第１項に記載の加工物の外周円筒形表
   面を磁気研摩する装置。 ８、前記回転円板に振幅変化用ねじ穴を設け、該ねじ穴
   に前記すべり子をねじ込むことにより、軸方向の振動の
   振幅が変化する特許請求の範囲第７項に記載の加工物の
   外周円筒形表面を磁気研摩する装置。