(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、円筒研削盤の主軸センタに挟み込むことで取り付け可能な軽量小型で且つツルーイング・ドレッシング効率の高いブレーキ制御式ツルーイング・ドレッシング装置を提供する。【解決手段】  円筒研削盤の主軸センタに挟み込んで取り付けが可能である研磨装置であって、ブレーキシューにつれ回転半径方向に移動調整可能な球状錘を取り付けることにより、小型軽量でありながら研削効率が高く、砥石に制動力が働く回転数を調整できるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられた砥石と、
前記砥石の回転を支持する主軸とを備え、
前記主軸を、工作機械の被削物を固定する主軸センタと同軸上に設置可能とした研磨装置であって、
前記砥石の回転数を制御するブレーキ制御機構とを備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記ブレーキ制御機構は、
前記砥石の回転に同期して回転すると共に、回転時の遠心力により主軸の半径方向への移動を許容するばねを備えたブレーキシューと、
前記主軸に固定され、前記ブレーキシューの外周を覆うように配置されたブレーキリングと、から構成されることを特長とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記ブレーキシューには、前記ブレーキシューと共に回転する錘が取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記錘は、前記ブレーキシューの回転軸の半径方向で移動可能であり、任意の位置で固定可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記錘は、前記ブレーキシューより比重の高い材料からなることを特徴とする請求項３若しくは請求項４に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記錘は、前記ブレーキシューに交換可能に設けられることを特徴とする請求項３から請求項５のうち何れか一項に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記錘は、前記ブレーキシューに開口する凹部に収まるように収容され、
前記凹部に配置されたばね部材によって前記ブレーキシューの回転軸の半径方向外側に付勢されると共に、
前記凹部で前記ブレーキシューの回転軸の半径方向に移動可能に配置された蓋部により位置が固定されることを特徴とする請求項３から請求項６のうち何れか一項に記載の研磨装置。
【請求項８】
前記蓋部は工具によって回転可能な無頭ねじからなり、前記凹部に掘られたねじ溝と螺合すると共に、前記ねじ溝上で回転させることにより、前記ブレーキシューの回転軸の半径方向で移動可能であることを特徴とする請求項７に記載の研磨装置。
【請求項９】
前記ブレーキリングには、作業者が前記ブレーキ制御機構にアクセスするための開口が形成されていることを特徴とする請求項３から請求項８のうち何れか一項に記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に円筒研削盤に設置して使用される超砥粒ホイールのツルーイングやドレッシングなどを行う研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超砥粒ホイールは、非常に硬度の高いダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）を砥粒とするため、超砥粒ホイールの形状を整えるツルーイングや、砥粒の突き出し作用を生み出すドレッシングを効率良く行なうためには、専用の装置を必要とする。一般にはダイヤモンドロータリードレッサー装置やブレーキ制御式のツルーイング・ドレッシング装置等が用いられている。
【０００３】
ダイヤモンドロータリードレッサー装置はダイヤモンド砥粒を外周に配置した回転体を超砥粒ホイールに回転駆動しながら接触させてツルーイングやドレッシングを行う方法である。そのため、回転駆動機構を有し相応の装置自体の大きさを有するため、研削盤に予め組み込む必要があって高価である。
【０００４】
一方、ブレーキ制御式のツルーイング・ドレッシング装置は、超砥粒ホイールの回転にてつれ回転される砥石と、砥石の回転に抵抗を加えて砥石の回転数を制御することで超砥粒ホイールと砥石との回転速度差を生じさせ効率良くツルーイング及びドレッシングを行う方法である。
【０００５】
特許文献１は、フライホイールを有する構造によって摩擦力を加えてブレーキ制御する構造が開示されている。しかしながら、このような構成の場合、フライホイールに相応の直径とそれを支持する構造を必要とし、小型化、軽量化に制約があった。また、ツルーイング・ドレッシング装置を固定可能なワークテーブルを有する平面研削盤、万能工具研削盤などに使用が限られ、ワークを主軸センタで挟み込む円筒研削盤や、ワークテーブルを備えないものには使用できなかった。
【０００６】
また、特許文献２には、円筒研削盤上で使用可能なドレッシング装置が開示されている。主軸センタで挟み込み可能な軸と砥石が一体となった構造を有し、砥石を固定して回転させずに使用、あるいは、円筒研削盤の主軸回転を利用して超砥粒ホイールの回転方向に対して対抗方向に砥石を回転させて使用する。
【０００７】
しかしながら、砥石を固定、または超砥粒ホイールの回転方向に対して対抗方向に砥石を回転してツルーイング若しくはドレッシングを行うことは、砥石の磨耗を早め、砥石のつれ回転を利用するブレーキ制御式の研磨装置と比較して効率が劣っていた。
【０００８】
【特許文献１】実願昭６１−１１０４１９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６７８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、超砥粒ホイールに用いられる研磨装置は、軽量・小型化に制約があり、円筒研削盤に使用可能にするため軽量小型化を優先すると、砥石を固定又は砥石を超砥粒ホイールの回転に対して対抗方向に回転して使用する構成となり、ツルーイング若しくはドレッシングを行う際に効率が悪いという欠点があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記従来の欠点を解消し、円筒研削盤の主軸センタに挟み込むことで取り付け可能な軽量小型で且つ研削効率の高い研磨装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。
【００１２】
本発明の一つの特徴によれば、回転可能に設けられた砥石と、前記砥石の回転を支持する主軸とを備え、前記主軸を、工作機械の被削物を固定する主軸センタと同軸上に設置可能としたドレッシング装置であって、前記砥石の回転数を制御するブレーキ制御機構とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記ブレーキ制御機構は、前記砥石の回転に同期して回転すると共に、回転時の遠心力により主軸の半径方向への移動を許容するばねを備えたブレーキシューと、前記主軸に固定され、前記ブレーキシューの外周を覆うように配置されたブレーキリングと、から構成されることが望ましい。
【００１４】
前記ブレーキシューには、前記ブレーキシューと共に回転する錘が取り付けられていることが望ましい。
【００１５】
前記錘は、前記ブレーキシューの回転軸の半径方向で移動可能であり、任意の位置で固定可能に構成されていることが望ましい。
【００１６】
前記錘は、前記ブレーキシューより比重の高い材料からなることが望ましい。
【００１７】
前記錘は、前記ブレーキシューに交換可能に設けられることが望ましい。
【００１８】
前記錘は、前記ブレーキシューに開口する凹部に収まるように収容され、前記凹部に配置されたばね部材によって前記ブレーキシューの回転軸の半径方向外側に付勢されると共に、前記凹部で前記ブレーキシューの回転軸の半径方向に移動可能に配置された蓋部により位置が固定されることが望ましい。
【００１９】
前記蓋部は工具によって回転可能な無頭ねじからなり、前記凹部に掘られたねじ溝と螺合すると共に、前記ねじ溝上で回転させることにより、前記ブレーキシューの回転軸の半径方向で移動可能であるよう構成することが望ましい。
【００２０】
前記ブレーキリングには、作業者が前記ブレーキ制御機構にアクセスするための開口が形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、回転可能に設けられた砥石と、前記砥石の回転を支持する主軸とを備え、前記主軸を、工作機械の被削物を固定する主軸センタと同軸上に設置可能とした研磨装置であって、前記砥石の回転数を制御するブレーキ制御機構とを備えたことにより、円筒研削盤に取り付けることが可能な、ツルーイング若しくはドレッシング時に効率の良い研磨装置を提供することができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、前記ブレーキ制御機構は、前記砥石の回転に同期して回転すると共に、回転時の遠心力により主軸の半径方向への移動を許容するばねを備えたブレーキシューと、前記主軸に固定され、前記ブレーキシューの外周を覆うように配置されたブレーキリングと、から構成されることにより、小型・軽量な研磨装置を提供することができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、前記ブレーキシューには、前記ブレーキシューと共に回転する錘が取り付けられていることにより、小型・軽量な研磨装置を提供することができる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、前記錘は、前記ブレーキシューの回転軸の半径方向で移動可能であり、任意の位置で固定可能に構成されているため、ブレーキシューが突き出すつれ回転数を多岐にわたる超砥粒ホイールの直径や研削盤の超砥粒ホイールの回転数に対応して調整することが可能となる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、前記錘は、前記ブレーキシューより比重の高い材料からなり、ブレーキシューに働く遠心力を強めるので、ブレーキシューが回転して遠心力を得るに必要な回転半径を小さくでき、小型・軽量な研磨装置を提供することができる。
【００２６】
請求項６の発明によれば、前記錘は、前記ブレーキシューに交換可能に設けられるため、異なる材質の錘に変えることにより、ブレーキシューが突き出すつれ回転数を超砥粒ホイールの直径や研削盤の超砥粒ホイール回転数に応じて、良好に調整することができる。
【００２７】
請求項７の発明によれば、前記錘は、前記ブレーキシューに開口する凹部に収まるように収容され、前記凹部に配置されたばね部材によって前記ブレーキシューの回転軸の半径方向外側に付勢されると共に、前記凹部で前記ブレーキシューの回転軸の半径方向に移動可能に配置された蓋部により位置が固定されるため、簡単な構成で錘の位置を固定できると共に、脱落を防止した収容を可能とする。
【００２８】
請求項８の発明によれば、前記蓋部は工具によって回転可能な無頭ねじからなり、前記凹部に掘られたねじ溝と螺合すると共に、前記ねじ溝上で回転させることにより、前記ブレーキシューの回転軸の半径方向で移動可能になるよう構成したことで、作業者が六角レンチやドライバー等の工具で簡単に砥石のつれ回転数を調整することができる。
【００２９】
請求項９の発明によれば、前記ブレーキリングには、作業者が前記ブレーキ制御機構にアクセスするための開口が形成されていることで、作業者が装置を分解することなしに制動力が発生する回転数領域を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の研磨装置を示す横断面図である。
【００３１】
図１を用いて本発明の研磨装置の実施形態の構成について説明する。ツルーイング・ドレッシング装置３０は、中心を貫く主軸３と、主軸３に転がり軸受１２を介して取り付く回転シリンダ４と、回転シリンダ４に固定される砥石２と、同じく回転シリンダ４に固定されるフライホイール１７と、フライホイール１７にばね７を介して回転半径方向に移動可能に収容されるブレーキシュー５、そして主軸３に固定されるブレーキリング１０とを備えている。これらは、フリー側と固定側とに分けることができ、主軸３及びブレーキリング１０が固定され、その他が転がり軸受１２を介して後述する超砥粒ホイール１の回転によってつれ回転可能なフリー側となっている。
【００３２】
主軸３は、一般に使用される円筒研削盤において、被作材が取り付けられる主軸センタ１１間に着脱可能に取り付けられるよう構成されており、両端に形成されたセンタ穴３ｂに主軸センタ１１を合わせて挟み込むことにより位置決め固定が行うことができる。尚、ケレ１５を用いて主軸３を押さえつけることで、主軸３の回転をより確実に防止することもできる。
【００３３】
ブレーキリング１０は、後述するブレーキシュー５の外周側を覆う円筒状で、一端側の径が窄まっており、径が窄まった側の内周に形成されたスプライン１０ａと、主軸３の端部外周面に形成されたスプライン３ａとの噛合により、主軸３に固定されるようになっている。また、ブレーキリング１０にはブレーキシュー５と軸方向位置で重なる箇所に開口１０ｂが形成され、ねじ１４によって蓋がされている。さらに、スプライン３ａ、１０ａは、ブレーキリング１０の円筒部内周面がブレーキシュー５と接触し、摩擦によって砥石２の回転数を制御する役割を担うことから、ブレーキシュー５による回転力を強く受けた際に回転して主軸３との噛合が外れてしまわないよう、砥石２の使用回転方向とは逆方向で噛合が外れるように形成されている。
【００３４】
回転リング４は、主軸３に嵌め込まれた転がり軸受１２を介して、主軸３に回転可能に取り付けられると共に、２つの転がり軸受１２の間に挟み込まれる形で軸方向に位置決め配置されている。また、回転リング４の外周部には両端にスプライン４ａが形成され、軸方向内側にはフランジが形成されている。尚、回転リング４以下それに連結される各種部品は、主軸３（主軸センタ１１）の軸心である回転軸２０を中心に回転する。（本明細書において、半径方向や円周方向等の記述はこの回転軸２０を基準とするものである。）
砥石２は、回転リング４の外径に形成されたフランジにより位置決めされ、リングによって紙面左側から固定される。砥石２は、一般にツルーイングの際に使用されるＧＣ砥石、ドレッシング砥石に代わり、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒をメタルボンドで固定した超砥粒ホイールなどを用いることができる。
【００３５】
フライホイール１７は、回転リング４のスプライン４aと噛合固定するためのスプライン７aが一端側の内周に形成されている。尚、先述のスプライン３a、１０aの関係と同様、スプライン４a、７aの関係についても、ブレーキリング１０とブレーキシュー５との接触による制動時に噛合が外れないようになっている。また、フライホイール１７の外周側には、ブレーキシュー５を収容するための収容部が形成されている。
【００３６】
ブレーキシュー５は、フライホイール１７の外周側に形成された収容部に複数個収容配置されている。ブレーキシュー５の外周側形状は、軸方向からみて扇形状の外周弧となっており、円筒状のブレーキリング１０の内周に沿って回転方向で均等に接触するよう、形成されている。また、スプリング取付ねじによって取り付けられるスプリング７により、ブレーキシュー５とフライホイール１７が連結されており、半径方向内側に付勢力が与えられている。また、ブレーキシュー５は自重による遠心力によってスプリング７により与えられる付勢力に抗して半径方向外側に移動可能となっており、ブレーキリング１０と接触して制動力が働くようになっている。また、ブレーキシュー５はブレーキリング１０との接触時に十分な制動力が得られる材質で成型する必要があり、例えば青銅等を用いることができる。また、ブレーキシュー５は回転時に釣り合いが取れるような配置となっていることが望ましく、本実施形態では、円周方向に１２０度間隔で３つ配置しており、図１に示す図面では隣り合う二つのブレーキシュー５の断面が見えるような断面図としている。
【００３７】
さらに、ブレーキシュー５の中央部には円孔状の凹部が形成されており、内部に、固定用スプリング８、錘６、固定用無頭ねじ９を収容している。凹部は内周面にスプラインが形成されている。錘６は固定用スプリング８によって半径方向外側に押し出すような付勢力を与えられ、さらに凹部にねじ込まれた固定用無頭ねじ９が外周側からの蓋部となることで、挟み込まれることによって半径方向位置が固定されている。よって、固定用無頭ねじ９をねじ込む量に応じて錘６の半径方向位置が変化するため、ブレーキシュー５が受ける遠心力を可変とすることができ、即ち、ブレーキシュー５がスプリング７の付勢力に抗してブレーキリング１０に突き出す接触回転数を調整することができる。尚、本発明におけるブレーキ制御機構とは、上記したブレーキシュー５、錘６、更にブレーキリング１０等、砥石２の回転にブレーキを加えるための機構全体を指すものである。
【００３８】
尚、本願の実施形態ように遠心力によりスプリング７に抗して移動可能としたブレーキシュー５においては、スプリングの種類や締め付け力を変化させることでもブレーキシュー５の突き出し回転数を調整可能であるが、ブレーキシュー５の材質に、ブレーキリング１０との接触時に制動力が十分に働くものを選定する必要があるため、質量を優先することができず、小型・軽量な装置においてはブレーキシュー５自体の重さが軽くなり、上記のようにブレーキシュー５のみで調整を行うことの効果は小さくなってしまう。また、スプリングの種類を交換して調整することは、段階的な調整となってしまい、微調整を行うことが困難である。
【００３９】
次に、本発明の実施形態の動作について説明する。
【００４０】
円筒研削盤は、図示しない駆動源を有する砥石台に支持される回転可能な工作用の超砥粒ホイール１を備え、砥石２は、超砥粒ホイール１との接触によりつれ回転することによって、回転数を上昇させる。砥石２のつれ回転が一定回転数以上になると、ブレーキシュー５に働く遠心力がスプリング７の弾発に抗してブレーキシュー５を半径方向外側に突き出させ、ブレーキシュー５の外周面とブレーキリング１０の内周面とが接触することで、ブレーキシュー５（砥石２）には摩擦による制動力が生じる。このブレーキによって砥石２の回転数が超砥粒ホイール１と所定の回転数差を保ったまま接触を続けることで、砥粒層１aのツルーイングやドレッシングを行うことができる。
【００４１】
また、作業者が、砥石２に制動力が生じる回転数を、超砥粒ホイール１の直径や研削盤の超砥粒ホイール１の回転数に対応したツルーイング及びドレッシングに最適な回転数に調整する場合には、ブレーキリング１０の外周に設けられたねじ１４を取り外し、開口１０ｂから六角レンチを差し込み、固定用無頭ねじ９を回転させてブレーキシュー５の凹部内で半径方向に移動させることにより、錘位置を同様に半径方向に移動させる。例えば、より高い回転数で制動力が生じるようにしたい場合、工具によって固定用無頭ねじ９を締め付けることで、固定用無頭ねじ９は凹部内に押し込まれ、これに押されて錘６は回転軸の内径側に移動する。従って、ブレーキシュー５に加わる遠心力が低下し、より高い回転数になるまでスプリング７の付勢力に打ち勝つことができなくなり、即ち、制動力が働く回転数がより高い回転数となる。制動力が働く回転数を下げたいときも同様である。上記したブレーキ制御機構の調整を各ブレーキシュー５で行うことにより、作業者の任意の回転数で砥石２に制動力を加えることが可能となる。
【００４２】
上述した構成によれば、円筒研削盤に取り付けることを可能としながら、砥石の回転数を制御するブレーキ制御機構とを備えたことにより、効率の良い研磨装置を提供することができるようになる。
【００４３】
また、ブレーキ制御機構は、砥石２の回転に同期して回転すると共に、回転時の遠心力により主軸の半径方向への移動を許容するばね７を備えたブレーキシュー５と、主軸に固定され、ブレーキシュー５の外周を覆うように配置されたブレーキリング１０とから構成されることにより、小型・軽量な研磨装置を提供することができる。
【００４４】
また、ブレーキシュー５には、ブレーキシュー５と共に回転する錘６が取り付けられていることにより、ブレーキシュー５に加わる遠心力を増加させることができ、小型・軽量な研磨装置を提供することができる。
【００４５】
また、錘６は、ブレーキシュー５の回転軸の半径方向で移動可能であり、任意の位置で固定可能に構成されているため、ブレーキシュー５が突き出すつれ回転数を多岐にわたる超砥粒ホイール１の直径や研削盤の超砥粒ホイール１の回転数に対応した調整が可能となる。
【００４６】
また、錘６は、ブレーキシュー５より比重の高い材料からなり、ブレーキシュー５に働く遠心力を強めるので、ブレーキシュー５が回転して遠心力を得るに必要な回転半径を小さくでき、小型・軽量な研磨装置を提供することができる。
【００４７】
また、錘６は、ブレーキシュー５に交換可能に設けられるため、異なる材質の錘に変えることにより、ブレーキシュー５が突き出すつれ回転数を超砥粒ホイール１の直径、研削盤の超砥粒ホイール回転数に対応して更に良好に調整することができる。
【００４８】
また、錘６は、ブレーキシュー５に開口する凹部に収まるように収容され、凹部に配置されたばね部材８によってブレーキシュー５の回転軸の半径方向外側に付勢されると共に、凹部でブレーキシュー５の回転軸の半径方向に移動可能に配置された蓋部９により位置が固定されるため、簡単な構成で錘６の位置を固定できると共に、脱落を防止した収容を可能とする。
【００４９】
また、蓋部６は工具によって回転可能な無頭ねじからなり、凹部に掘られたねじ溝と螺合すると共に、ねじ溝上で回転させることにより、ブレーキシュー５の回転軸の半径方向で移動可能に構成したことで、作業者が六角レンチやドライバー等の工具で簡単に砥石のつれ回転数を調整することができる。特に、無頭ねじ６の締め付け・緩めによって無段階での微調整が行えるため、超砥粒ホイール１側の条件に沿って調整することが容易である。
【００５０】
また、ブレーキリング１０にはブレーキシュー５と軸方向位置で重なる箇所に開口１０ｂが形成されていることにより、作業者が円筒研削盤から主軸３を外し、主軸３からブレーキリング１０を取り外すといった作業を必要とせずに、ねじ１４を取り外して開口１０ｂから六角レンチ等の工具を差し込むだけでブレーキシュー５の調整が行えるようになっている。開口１０ｂは一つでも良いが、本発明の実施形態のようにブレーキシュー５と同一の角度間隔で同一数あることにより、一つの開口１０ｂとブレーキシュー５との位置関係を合わせるだけで、その他の開口１０ｂとブレーキシュー５との位置関係が同時に揃い、良好な調整作業を行うことができる。更に、開口１０ｂはねじ１４によって取り外し可能に蓋がされているため、ツルーイング若しくはドレッシング作業時の研削液や粉塵がブレーキ制御機構に侵入するのを防ぐことができる。
【００５１】
以上、本発明を示す実施形態に基づき説明したが、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本願では錘６の形状を球状としたが、この形状に限定されるものではなく、例えば円筒形等でも構わない。また、錘６の材質に関しても限定されるものではなく、鋼材、超硬、セラミックス、樹脂などが利用できる。
【００５２】
また、本発明の実施形態ではブレーキシュー５と錘６によるブレーキ制御機構を、円筒研削盤に挟み込んで使用するタイプの研磨装置に適用したが、本発明はこれに限らず、固定台を介してマグネット等によって研削盤のワークテーブル上に固定するタイプの研磨装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る研磨装置を示す横断面図。
【符号の説明】
【００５４】
１      超砥粒ホイール
１ａ    砥粒層
２      砥石
３      固定軸
４      回転シリンダ
５      ブレーキシュー
６      球状錘
７      スプリング
８      固定用スプリング
９      固定用無頭ねじ
１０    ブレーキリング
１１    主軸センタ
１２    転がり軸受け
１３    固定台
１４    ねじ
１５    ケレ
１６    固定用ねじ
【図１】
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