(57)【要約】【課題】ワークの両端面の面積が異なっても、その両端面を均等に研削できる両頭研削盤を提供すること。【解決手段】同一軸線上に一対の回転盤１３をそれぞれ単独で回転可能に配置する。回転盤１３の対向側面１４にはそれぞれ砥粒層１５が形成されている。両砥粒層１５間に、キャリアとしての中間歯車３４が配置される。中間歯車３４は歯車系列内に配置され、駆動モータによって回転される。中間歯車３４の中心には保持孔３５が形成されている。そして、保持孔３５内に、例えば四角錐形状のワークＷが嵌合されて保持される。そして、両回転盤１３が異なる回転速度で回転されることにより、ワークＷの両端面Ｗａ，Ｗｂの面積が異なっても、その両端面Ｗａ，Ｗｂを均等に研削できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と直交する面内に位置した研削面を有する一対の回転砥石をそれらの研削面が対向するように配置し、両研削面間にはワークを保持するためのキャリアを備えた両頭研削盤において、
前記両回転砥石の回転速度を異ならせる手段を備えた両頭研削盤。
【請求項２】
前記キャリアを自転させる自転手段を設けた請求項１に記載の両頭研削盤。
【請求項３】
前記キャリアを公転させる公転手段を設けた請求項２に記載の両頭研削盤。
【請求項４】
前記回転砥石の中心位置に設けられ、駆動モータによって回転される中心歯車と、
前記回転砥石の外周位置に設けられ、駆動モータによって回転される外側歯車と、
前記中心歯車及び外側歯車に噛合し、自由回転可能にした中間歯車とを備え、
前記中間歯車には前記ワークを保持するための保持部を設けた請求項１に記載の両頭研削盤。
【請求項５】
前記中間歯車には、前記保持部内のワークをクランプするためのクランパを設けた請求項４に記載の両頭研削盤。
【請求項６】
前記中間歯車を相対回転可能に重ねられた第１歯車及び第２歯車によって構成し、第１歯車に回転抵抗力を付与する付与手段を連結するとともに、第２歯車に駆動モータを連結し、前記第１歯車または第２歯車にクランパを設け、両歯車の相対回転に応じて前記クランパを前記保持部側に移動させるカム手段を第２歯車と第１歯車との間に設けた請求項５に記載の両頭研削盤。
【請求項７】
前記第１歯車と第２歯車とを同心位置に保持するための保持手段を設けた請求項６に記載の両頭研削盤。
【請求項８】
前記保持部を前記中間歯車の偏心位置に設けた請求項４〜７のうちのいずれか一項に記載の両頭研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一軸線上において対向する一対の回転砥石によってワークの２面を同時に研削するようにした両頭研削盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、同一軸線上において対向する一対の回転砥石を備え、両回転砥石間においてワークの両面を同時に研削するようにした両頭研削盤が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１において、両回転砥石によって研削されるワークは円筒状をなし、その両端の非研削面は同面積である。従って、両回転砥石の砥粒の密度や粒度などが同じであれば、ワークの両端面は、均等に研削される。ところが、ワークの両端面の面積が異なると、両端面間において研削状態が変化して、研削量（取り代）が異なる。
【０００５】
本発明の目的は、ワークの被研削面としての両端面の面積が異なっても、その両端面を均等に研削できる両頭研削盤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明においては、回転軸と直交する面内に位置した研削面を有する一対の回転砥石をそれらの研削面が対向するように配置し、両研削面間にはワークを保持するためのキャリアを備えた両頭研削盤において、前記両回転砥石の回転状態を異ならせる手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
以上の構成においては、ワークの研削される両端面の面積が異なる場合、その面積の差に応じて両回転砥石の回転速度などの回転状態を異ならせることにより、面積が異なっても、両端面の研削量を均等にすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ワークの被研削面としての両端面の面積が異なっても、その両端面を均等に研削できるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の両頭研削盤の断面図。
【図２】歯車系列を示す平面図。
【図３】回転盤の砥粒層を示す平面図。
【図４】歯車系列の一部を示す側面図。
【図５】ワークの研削状態を示す断面図。
【図６】ワークの斜視図。
【図７】両頭研削盤の電気的構成を示すブロック図。
【図８】第２実施形態の両頭研削盤の断面図。
【図９】中間歯車及びその周辺機構を示す断面図。
【図１０】中間歯車の拡大断面図。
【図１１】図９の１１‐１１位置における断面図。
【図１２】第３実施形態を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、両頭研削盤の機体（図１においては図示しない）には、それぞれ正逆回転可能にした駆動モータ１１によって回転される一対の回転軸１２が支持されている。これらの回転軸１２の軸線は、同一軸線上に位置する。両回転軸１２の対向端部には、それぞれ回転盤１３が固定され、それらの対向側面１４間には、間隔αが形成されている。これらの対向側面１４には、砥粒層１５が設けられている。
【００１１】
図３に示すように、この砥粒層１５には、砥粒の分布密度が高い高密度部１６と、分布密度が低い低密度部１７とが設けられ、それらは、放射状に延びるとともに、交互に配列されている。そして、前記駆動モータ１１の回転により、砥粒層１５を有する対向側面１４が前記間隔αを隔てた平行な面内において回転される。
【００１２】
また、図示しない手段によって少なくとも一方の回転軸１２及び回転盤１３が軸線方向に移動されて、前記間隔αの幅（広さ）を調節可能である。
図１及び図２に示すように、前記両回転軸１２及び両回転盤１３の軸線位置には、つまり、同軸上には、それらの両回転軸１２及び両回転盤１３とは無関係に単独で回転可能な１本の中心軸２１が支持され、この中心軸２１は正逆回転可能にした駆動モータ２２により回転される。前記両回転盤１３間において、中心軸２１には中心歯車２３が固定されている。
【００１３】
図２に示すように、前記間隔αと対応する位置には環状の外側歯車３１が配置され、その内周側及び外周側には、それぞれ内周歯３２及び外周歯３３が形成されている。外側歯車３１と前記中心歯車２３との間にはキャリアとしての中間歯車３４が配置され、この中間歯車３４は前記中心歯車２３及び外側歯車３１の内周歯３２と噛合している。
【００１４】
図５に示すように、中間歯車３４の中心位置には、ワークＷを保持するための保持部としての保持孔３５が透設されている。この保持孔３５は、研削されるワークＷの外周形状（実施形態においては四角形）をなしている。そして、この保持孔３５に対して図６に示すワークＷが嵌め込まれて保持される。この状態で、ワークＷの両端面がそれぞれ前記両回転盤１３の砥粒層１５に当接される。なお、ワークＷは四角錐状をなしているため、このワークＷを中間歯車３４の保持孔３５に図６に示す姿勢で保持した状態で、上下の砥粒層１５に当接させれば、中間歯車３４が浮いた状態になって、中心歯車２３及び外側歯車３１に安定状態で噛合される。
【００１５】
図２及び図４に示すように、前記外側歯車３１の外周の３箇所には、前記機体に支持された支持歯車４３が軸４２を介して配置されている。これらの支持歯車４３は前記外側歯車３１の外周歯３３に噛合している。そして、１箇所の支持歯車４３が正逆回転可能にした駆動モータ４４によって回転される。各支持歯車４３の下部には受け板４５が設けられ、この受け板４５によって外側歯車３１が支持歯車４３及び中間歯車３４と噛合する位置において受けられている。
【００１６】
前記中心歯車２３，中間歯車３４及び外側歯車３１は中間歯車３４を自転させる自転手段及び公転させる公転手段を構成している。
図７に示すように、駆動モータ１１，１１，２２，４４は制御装置５１に接続されている。制御装置５１は、各前記駆動モータ１１，１１，２２，４４の回転の有無，回転方向，回転速度及び回転時間を個々に制御するための手段を構成する。
【００１７】
次に、以上のように構成された両頭研削盤の作用を説明する。
ワークＷのためのキャリアを構成する中間歯車３４として、ワークＷの外周形状に適合する保持孔３５を有するものを選択する。そして、図５に示すように、その中間歯車３４の保持孔３５にワークＷを嵌合し、中間歯車３４を中心歯車２３及び外側歯車３１に噛合させるとともに、両回転盤１３間の間隔αの幅をワークＷの高さに合わせる。そして、この状態で両回転盤１３を回転させるとともに、少なくとも一方の回転盤１３を送り移動させれば、ワークＷの両端面を同時に研削できる。研削終了後に、両回転盤１３間を大きく開放させて、中間歯車３４を噛合状態から外せば、その中間歯車３４から研削後のワークＷを取り出すことができる。
【００１８】
ここで、両砥粒層１５とワークＷの両端面Ｗａ，Ｗｂとのそれぞれの相対速度を等しくすれば、例えば、両回転盤１３を同方向あるいは逆方向に同速度で回転させれば、図６の場合とは異なり、両端面Ｗａ，Ｗｂの面積が等しい場合、その両端面Ｗａ，Ｗｂの研削量，すなわち取り代を等しくできる。
【００１９】
これに対し、図６に示すように、ワークＷの両端面Ｗａ，Ｗｂの面積が異なる場合、両端面Ｗａ，Ｗｂの取り代を等しくするためには、両端面Ｗａ，Ｗｂに対する研削条件を相違させる必要がある。
【００２０】
すなわち、図６に示すワークＷは、四角錐台の形状をなしており、このワークＷの面積の異なる両端面Ｗａ，Ｗｂが同時に研削される。ワークＷは、中間歯車３４の保持孔３５内に嵌合される。
【００２１】
この状態において、両回転盤１３の回転速度を異ならせ、面積が狭い端面Ｗａ側の回転盤１３の回転速度を低くすれば、両端面Ｗａ，Ｗｂを均等に研削できて、取り代を等しくできる。つまり、ワークＷの端面Ｗａ，Ｗｂの面積に対応して両回転盤１３の回転速度に差を持たせればよい。
【００２２】
また、他の方法として、面積が狭い方の端面Ｗａ側の回転盤１３の回転時間を他の端面Ｗｂ側の回転盤１３の回転時間より短くすることにより、両端面Ｗａ，Ｗｂの取り代を等しくすることもできる。つまり、両端面Ｗａ，Ｗｂに対する研削時間に長短の差をつけることによって、両端面Ｗａ，Ｗｂにおいて等しい取り代を確保できる。
【００２３】
前記の研削の場合、中心歯車２３及び外側歯車３１を回転させたり、中心歯車２３の回転停止状態で外側歯車３１を回転させたり、外側歯車３１の回転停止状態で中心歯車２３を回転させたり、あるいは、中心歯車２３及び外側歯車３１の回転状態において、それらの回転方向を逆にしたりできる。さらには、中心歯車２３及び外側歯車３１の回転速度を適宜に異ならせたりすることができる。
【００２４】
以上のように、中心歯車２３及び外側歯車３１の回転速度及び回転方向を適宜に制御することにより、中間歯車３４を定位置において任意の速度で自転させることができるとともに、公転させながら自転させることができる。また、中間歯車３４を自転させることなく公転させることができる。
【００２５】
なお、ワークＷの一方の端面Ｗａ，Ｗｂのみを研削する場合は、一方の回転盤１３のみが回転される。
前記実施形態においては、以下の効果がある。
【００２６】
（１）ワークＷの両端面Ｗａ，Ｗｂの面積が相違しても、両回転盤１３の回転速度や回転時間などを制御することにより、その両端面Ｗａ，Ｗｂを均等な取り代で研削できる。
（２）回転盤１３の砥粒層１５には、砥粒の高密度部１６及び低密度部１７を設けたことにより、ワークＷに対する研削を円滑に行うことができる。すなわち、回転盤１３の側面に溝を設けて、その溝に砥石を嵌合して砥粒層を形成した場合には、砥石の縁部において回転盤の側面との間に段差が形成されるため、ワークＷが砥石の縁部に衝突したりするおそれがある。
【００２７】
（３）中間歯車３４が自転された場合には、研削を効率よく行うことができる。
（４）中間歯車３４が公転された場合には、研削を効率よく行うことができる。
（５）中間歯車３４が公転されるとともに、自転された場合には、研削をさらに効率よく行うことができる。
【００２８】
（６）ワークＷの形状や材質などに応じて、中心歯車２３及び外側歯車３１の回転の有無、回転方向、回転速度を適宜に選択することにより、ワークＷに対して好適な研削を行うことができる。
【００２９】
（７）中心歯車２３，外側歯車３１及び中間歯車３４よりなる歯車系列によって中間歯車３４が回転されるため、その中間歯車３４を正確な回転数で回転させることができて、高精度な研削を実行できる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を説明する。この第２実施形態以降の実施形態及び変更例においては、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３１】
図８及び図９に示すように、中心軸２１は、図８の上下の第１中心軸２１１と第２中心軸２１２とに分割されて、それらは別体である。第１中心軸２１１及び第２中心軸２１２の対向端部には、中心歯車２３を構成する第１中心歯車２３１及び第２中心歯車２３２が固定され、それらは離間されている。第１中心軸２１１には抵抗付与手段としてのパウダブレーキなどのブレーキ６１が連結されている。このブレーキ６１は、両頭研削盤の機体６２に支持され、第１中心軸２１１に対してその回転に対する抵抗力を常時付与するようになっている。第２中心軸２１２には、前記駆動モータ２２が連結されている。
【００３２】
図９〜図１１に示すように、保持孔３５を有する中間歯車３４は、第１歯車としての第１中間歯車３４１と第２歯車としての第２中間歯車３４２とに上下に分割されて、重ねられている。
【００３３】
図１０及び図１１に示すように、第１中間歯車３４１には放射方向に延びる複数のガイド溝６３が形成され、このガイド溝６３には同溝６３の延長方向に沿って移動可能にしたクランパ６４が収容されている。第２中間歯車３４２にはカム手段としてのカム溝６５が形成され、このカム溝６５は保持孔３５に近接する位置と保持孔３５から離れる位置との間を曲線状に延びている。クランパ６４にはカム手段としてのフォロワピン６６が突設され、このフォロワピン６６は、カム溝６５に係合している。なお、本実施形態において、保持孔３５は円形である。
【００３４】
図１０及び図１１に示すように、第１中間歯車３４１の外周部には保持手段としての規制溝６７が形成され、この規制溝６７は第１中間歯車３４１の中心を中心とした円弧状に延びている。第２中間歯車３４２には前記規制溝６７に係合する保持手段としての規制突起６８が突設されている。従って、規制溝６７と規制突起６８との係合により、第１，第２中間歯車３４１，３４２が同心位置を保持しながら相対回転可能である。
【００３５】
なお、前記規制突起６８の先端にはフランジ６９が形成され、このフランジ６９が規制溝６７の深さ方向の端部の幅広部に係合して、第１，第２中間歯車３４１，３４２の離間が阻止されている。
【００３６】
そして、第１中間歯車３４１が第１中心歯車２３１に噛合するとともに、第２中間歯車３４２が第２中心歯車２３２及び外側歯車３１の内周歯３２に噛合している。外側歯車３１の外周歯３３には、前記第１実施形態と同様に、支持歯車４３が噛合されている。
【００３７】
第２実施形態は、以下のように作用する。
まず、前記第１実施形態と同様に保持孔３５にワークＷが挿入される。
この状態で、駆動モータ４４の駆動力が支持歯車４３及び外側歯車３１を介して第２中間歯車３４２に対して回転駆動力として伝達されるとともに、クランパ６４を介して第１中間歯車３４１に対して駆動力が作用する。このとき、第１中間歯車３４１には、その回転に対して、第１中心歯車２３１及び第１中心軸２１１を介して、ブレーキ６１により常時ブレーキ力が作用している。従って、第１中間歯車３４１と第２中間歯車３４２との間には、常時相対回転力が作用する。この相対回転力に基づいて、第１中間歯車３４１と第２中間歯車３４２との間に相対回転が生じ、カム溝６５のカム作用により、クランパ６４が保持孔３５側に移動される。このため、クランパ６４により、保持孔３５内のワークＷがクランプされる。言い換えれば、クランパ６４は、ワークＷに当たることによって内方移動を停止する。その結果、ワークＷは保持孔３５内において保持されるとともに、第１中間歯車３４１と第２中間歯車３４２との間の相対回転が停止される。従って、ワークＷの大きさや形状に左右されることなく、ワークＷを保持孔３５内に保持して、ワークＷを適切にクランプできる。
【００３８】
従って、本実施形態においては、前記第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（８）ワークＷが保持孔３５内に収まる大きさであれば、ワークＷの大きさや形状に関わりなくワークＷをクランパ６４によって適切にクランプして中間歯車３４に対して保持できる。このため、保持孔３５の形状や大きさの異なる中間歯車３４を複数種類用意する必要がなく、中間歯車３４の取扱いが容易になる。
【００３９】
（９）クランパ６４は、カム溝６５の作用によって把持動作するため、簡単な構成で適切に動作されて、ワークＷを把持することができる。
（１０）第１中間歯車３４１と第２中間歯車３４２との間の相対回転によって複数のクランパ６４がワークＷをクランプするため、ワークＷの形状に左右されることなく、ワークＷを適切にクランプできる。
【００４０】
（１１）規制溝６７と規制突起６８とによって第１中間歯車３４１と第２中間歯車３４２とが同心位置に保持されるため、クランパ６４の適切な動作を得ることができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
【００４１】
図１２に示すように、中間歯車３４の保持孔３５が中間歯車３４の中心から偏心した位置に設けられている。
従って、中間歯車３４の自転にともない、保持孔３５内のワークＷは公転状態で回転される。このため、ワークＷの端面Ｗａ，Ｗｂは、その中心位置が高くなることなく、平坦に研削される。すなわち、ワークＷが一点を中心に回転（自転）される場合には、その一点に近づくにつれてワークＷの周速が遅くなるため、研削が行われ難い。従って、ワークＷの被研削面がその一点を頂点とした山形になるおそれがある。本実施形態においては、そのようなおそれは生じない。
【００４２】
従って、第３実施形態においては、以下の効果がある。
（１２）ワークＷが公転状に回転されるため、ワークＷの端面Ｗａ，Ｗｂが平坦に研削されて、研削面の平面度を向上させることができる。
【００４３】
（変更例）
本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することも可能である。
【００４４】
・第１実施形態において、中間歯車３４の保持孔３５の形状を円形、三角形、五角形、八角形、星形などの四角形以外の形状にすること。
・第２実施形態において、クランパ６４の数を、１，２，３または５以上のいずれかにすること。
【００４５】
・中心歯車２３，外側歯車３１及び中間歯車３４などの歯車系列を省略し、ワークＷを保持するキャリアを両砥粒層１５間において直線的に移動するものとすること。
・中間歯車３４などのキャリアに複数のワークＷを保持するように構成すること。
【００４６】
・第２実施形態において、クランパ６４がワークＷをクランプする方向に向かって同クランパ６４を付勢するためのスプリングを設けること。この場合、スプリングの付勢力は弱いものでよい。このようにすれば、保持孔３５内におけるワークＷの位置決めや仮保持が容易になる。
【００４７】
・第２実施形態において、カム溝６５のカム作用がスプリングなどの弾性部材を介してクランパ６４に作用されるように構成すること。このように構成すれば、クランパ６４がワークＷの形状に対して柔軟に対応できる。
【００４８】
・カム溝６５によるカム作用に代えて、クランパ６４はバネの力によってワークＷを把持する構成とすること。
・第２実施形態の構成とは逆に、第２中間歯車３４２にクランパ６４を、第１中間歯車３４１にカム溝６５を設けること。
【００４９】
（他の技術的思想）
前記実施形態から把握される技術的思想は以下の通りである。
（Ａ）同軸線上において対向状態で配置された回転砥石と、
前記軸線上において前記回転砥石間に設けられ、駆動モータによって回転される中心歯車と、
前記軸線上において回転砥石の外周位置に設けられ、駆動モータによって回転される外側歯車と、
前記中心歯車及び前記外側歯車に噛合し、自由回転可能にした中間歯車とを備え、
前記中間歯車には前記ワークを保持するための保持部を設けた両頭研削盤。
【００５０】
このように構成した両頭研削盤においては、中間歯車の自転や公転によってワークを適切に研削できる。
（Ｂ）前記中間歯車には、前記保持部内のワークをクランプするためのクランパを設けた前記技術的思想（Ａ）項に記載の両頭研削盤。
【００５１】
以上の構成においては、クランパによってワークをクランプしてそのワークを適切に研削できる。
（Ｃ）前記中間歯車を相対回転可能に重ねられた第１歯車及び第２歯車によって構成し、第１歯車に回転抵抗力を付与する付与手段を連結するとともに、第２歯車に駆動モータを連結し、前記第１歯車または第２歯車にクランパを設け、前記第１，第２歯車の相対回転に応じて前記クランパを前記保持部側に移動させるカム手段を第２歯車または第１歯車に設けた前記技術的思想（Ｂ）項に記載の両頭研削盤。
【００５２】
以上の構成においては、ワークの形状や大きさに関わらず、ワークを適切にクランプできる。
（Ｄ）前記第１歯車と第２歯車とを同心位置に保持するための保持手段を設けた前記技術的思想（Ｃ）項に記載の両頭研削盤。
【００５３】
以上の構成においては、第１歯車と第２歯車とを同心位置に保持できて、ワークの適切な研削に利することができる。
（Ｅ）前記保持部を前記中間歯車の偏心位置に設けた前記技術的思想（Ａ）項〜（Ｅ）項のうちのいずれか一項に記載の両頭研削盤。
【００５４】
以上の構成においては、ワークの端面を平坦に研削できる。
【符号の説明】
【００５５】
１１…駆動モータ、１３…回転盤、１５…砥粒層、１６…高密度部、１７…低密度部、２２…駆動モータ、２３…中心歯車、３１…外側歯車、３２…内周歯、３３…外周歯、３４…中間歯車、３５…保持孔、４１…駆動モータ、４３…支持歯車、６１…ブレーキ、６４…クランパ、６５…カム溝、６６…フォロワピン、６７…規制溝、６８…規制突起、２１１…第１中心歯車、２１２…第２中心歯車、３４１…第１中間歯車、３４２…第２中間歯車。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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