(57)【要約】【課題】溝加工時にツルーイング処理を行うことができると共に、加工速度の速い溝加工処理に対応可能な溝加工装置を提供する。【解決手段】切刃となる山形研削部３１ａが断面山形に形成され、加工対象ローラＲに溝加工を行う円盤状の研削砥石３１と、研削砥石３１を回転させる研削砥石回転機構３２と、加工対象ローラＲを保持し、溝加工に際し加工対象ローラＲを研削砥石３１と異なる周速で回転させる対象物回転機構８と、溝加工時の研削砥石３１に回転接触すると同時に山形研削部３１ａの各傾斜周面にスライド接触して、研削砥石３１に対しツルーイング動作する一対の修正砥石３６,３７から成るツルーイング砥石４１と、ツルーイング砥石４１を保持し、ツルーイング砥石４１にツルーイング動作させるツルーイング動作機構４２と、を備えた。【選択図】図１
2008272914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のワークの外周面に対し、周方向に溝加工を行う溝加工装置であって、
切刃となる研削部が断面山形に形成され、前記ワークに溝加工を行う円盤状の研削砥石と、
前記研削砥石を回転させる研削砥石回転機構と、
前記ワークを保持し、前記溝加工に際し前記ワークを前記研削砥石と異なる周速で回転させるワーク回転機構と、
前記溝加工時の前記研削砥石に回転接触すると同時に前記研削部の各傾斜周面にスライド接触して、前記研削砥石に対しツルーイング動作する一対の片面修正砥石から成るツルーイング砥石と、
前記ツルーイング砥石を保持し、前記ツルーイング砥石に前記ツルーイング動作させるツルーイング動作機構と、を備えたことを特徴とする溝加工装置。
【請求項２】
前記一対の片面修正砥石は、前記研削砥石の周方向において位置ずれして配設されていることを特徴とする請求項１に記載の溝加工装置。
【請求項３】
前記ワークに対する前記研削砥石の切込み深さを調整する切込み調整機構と、
前記研削砥石の磨耗度合いを表した制御テーブルに基づいて、前記切込み調整機構を制御する制御手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の溝加工装置。
【請求項４】
前記研削砥石回転機構および前記ツルーイング動作機構は、前記切込み調整機構に搭載されていることを特徴とする請求項３に記載の溝加工装置。
【請求項５】
前記ワーク回転機構は、前記切込み調整機構に搭載されていることを特徴とする請求項３に記載の溝加工装置。
【請求項６】
回転する円筒状のワークの外周面に対し、切刃となる研削部が断面山形に形成された円盤状の研削砥石をワークと異なる周速で回転接触させて、周方向に溝加工を行う溝加工方法において、
前記溝加工に並行し、前記研削砥石に回転接触すると同時に前記研削部の各傾斜周面にスライド接触して、前記研削砥石に対しツルーイング動作する一対の片面修正砥石から成るツルーイング砥石により、前記研削砥石にツルーイングを行うことを特徴とする溝加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤーソーを巻き掛けるセラミックローラ等の円筒状のワークの外周面に対し、周方向に溝加工を行う溝加工装置および溝加工方法に関するである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の溝加工装置として、ワークに溝加工を行う円盤状の研削砥石と、研削砥石を回転させる研削砥石回転機構と、溝加工時に研削砥石をツルーイング処理するツルーイング機構と、を備えたものが知られている（特許文献１参照）。この溝加工装置は、ツルーイング機構として、研削砥石を放電加工する放電加工装置を使用することにより、溝加工をしながらにしてツルーイング処理を行うものである。
【特許文献１】特開平１０−７６４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、速い加工速度で溝加工処理を行う場合には、その分、研削砥石の磨耗量が多くなり、ツルーイング除去量の多いツルーイング機構を用いる必要がある。しかしながら、上記のような溝加工装置では、放電加工を用いてツルーイング処理を行っているため、ツルーイング除去量が少なく、溝加工を適切に行うためには、加工速度を遅くせざるを得ないという問題があった。
【０００４】
本発明は、溝加工時にツルーイング処理を行うことができると共に、加工速度の速い溝加工処理に対応可能な溝加工装置および溝加工方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の溝加工装置は、円筒状のワークの外周面に対し、周方向に溝加工を行う溝加工装置であって、切刃となる研削部が断面山形に形成され、ワークに溝加工を行う円盤状の研削砥石と、研削砥石を回転させる研削砥石回転機構と、ワークを保持し、溝加工に際しワークを研削砥石と異なる周速で回転させるワーク回転機構と、溝加工時の研削砥石に回転接触すると同時に研削部の各傾斜周面にスライド接触して、研削砥石に対しツルーイング動作する一対の片面修正砥石から成るツルーイング砥石と、ツルーイング砥石を保持し、ツルーイング砥石に前記ツルーイング動作させるツルーイング動作機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の溝加工方法は、回転する円筒状のワークの外周面に対し、切刃となる研削部が断面山形に形成された円盤状の研削砥石をワークと異なる周速で回転接触させて、周方向に溝加工を行う溝加工方法において、溝加工に並行し、研削砥石に回転接触すると同時に研削部の各傾斜周面にスライド接触して、研削砥石に対しツルーイング動作する一対の片面修正砥石から成るツルーイング砥石により、研削砥石にツルーイングを行うことを特徴とする。
【０００７】
これらの構成によれば、溝加工時に並行してツルーイング処理を行うことができ、ツルーイング処理のためにワークの溝加工を休止する必要がない。また、ツルーイング処理を、ツルーイング砥石にて行うため、ツルーイング除去量が多く、加工速度の速い溝加工処理に対応させることができる。なお、ツルーイング砥石と研削砥石にスライド接触させることで、ドレッシングも同時に行うことができる。
【０００８】
上記の溝加工装置において、一対の片面修正砥石は、研削砥石の周方向において位置ずれして配設されていることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、一対の片面修正砥石同士が干渉することがなく、断面山形の研削部を精度の良くツルーイング処理することができる。また、ツルーイング動作機構を含め一対の片面修正砥石に対し自由度の高い設置を行うことができる。
【００１０】
この場合、ワークに対する研削砥石の切込み深さを調整する切込み調整機構と、研削砥石の磨耗度合いを表した制御テーブルに基づいて、切込み調整機構を制御する制御手段と、を更に備えることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、ワークに対する研削砥石の切込み深さをワークの溝加工時において精度良くかつ簡単に調整することができる。したがって、切込み深さの調整のために溝加工を休止する必要がない。なお、切込み調整機構としては、固定されたワークに対し研削砥石を移動して切込み深さを調整するもの、固定された研削砥石に対しワークを移動して切込み深さを調整するもの、および両方を移動させて切込み深さを調整するものが考えられる。また、この制御は、ＮＣ制御として装置の制御系に組み込むことが好ましい。
【００１２】
上記の溝加工装置において、研削砥石回転機構およびツルーイング動作機構は、切込み調整機構に搭載されていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、研削砥石回転機構およびツルーイング動作機構が切込み調整機構に搭載されていることにより、切込み調整機構が、研削砥石を移動して切込み深さを調整するものである場合に、研削砥石回転機構およびツルーイング動作機構が研削砥石と同様に移動する。そのため、切込み深さを調整した際にも、各処理を弊害なく行うことができる。
【００１４】
上記の溝加工装置において、ワーク回転機構は、切込み調整機構に搭載されていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、ワーク回転機構が切込み調整機構に搭載されていることにより、切込み調整機構が、ワークを移動して切込み深さを調整するものである場合に、ワーク回転機構がワークと同様に移動する。そのため、切込み深さを調整した際にも、各処理を弊害なく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る溝加工装置について説明する。溝加工装置は、ワイヤーソーを巻き掛けるセラミックローラ等の円筒状の加工対象ローラＲ（ワーク）の外周面に対し、断面Ｖ字状の溝を周設するものである。
【００１７】
図１に示すように、溝加工装置１は、機台となるベッド部２と、ベッド部２の上面前方において左右に延在する加工テーブル３と、加工テーブル３とベッド部２の間に介設され、加工テーブル３をＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル４と、加工テーブル３に搭載されると共に加工対象ローラＲを装着した対象物回転機構（ワーク回転機構）８と、ベッド部２の上面後方に立設したコラム５と、を備えている。また、コラム５には、コラム５から前方に突出するように設けられ、加工対象ローラＲに溝加工を行う研削ユニット６と、コラム５から前方に突出するよう且つ研削ユニット６の上方に設けられたツルーイングユニット１０と、コラム５の前面に設けられ、研削ユニット６およびツルーイングユニット１０を搭載してＺ軸方向に移動するＺ軸テーブル（切込み調整機構）７と、が配設されている。研削ユニット６に設けられた研削砥石３１により加工対象ローラＲを溝加工しつつ、ツルーイングユニット１０に設けられた一対の修正砥石３６,３７により研削砥石３１をツルーイングすることで溝加工処理を行う。なお、これら構成装置は、制御装置（制御手段）１２によりＮＣ制御される。
【００１８】
Ｚ軸テーブル７は、コラム５の前面に突設され、互いに平行な一対のＺ軸ガイドレール２１,２１と、研削ユニット６およびツルーイングユニット１０を支持すると共に、Ｚ軸ガイドレール２１,２１に案内されてＺ軸方向に移動自在に構成されたモータ駆動のＺ軸スライダ２２と、を備えている。Ｚ軸テーブル７は、制御装置１２の制御に基づいて、研削ユニット６を加工対象ローラＲの近傍まで高速で昇降させ、加工対象ローラＲの近傍からは低速で下降させて、切込み深さを微調整できる構成となっている。なお、この切込み深さの調整は、予め研削砥石３１の磨耗度合いを記憶した制御テーブルに基づいて、制御装置１２によりＺ軸テーブル７を制御して行われる。このような構成によれば、加工対象ローラＲに対する研削砥石３１の切込み深さを加工対象ローラＲの溝加工時において精度良くかつ簡単に調整することができる。したがって、切込み深さの調整のために溝加工を休止する必要がない。
【００１９】
また、Ｚ軸テーブル７に後述する研削砥石回転機構３２およびツルーイング動作機構４２を搭載することにより、研削砥石回転機構３２およびツルーイング動作機構４２が研削砥石３１と同様に移動するため、Ｚ軸テーブル７による切込み深さの調整を弊害なく行うことができる。
【００２０】
研削ユニット６は、Ｚ軸テーブル７に支持された研削砥石回転機構３２と、研削砥石回転機構３２の先端部に装着した研削砥石３１と、から構成されている。研削砥石回転機構３２は、ケーシング３３の内部に砥石モータおよび減速機を組み込んで構成され（いずれも図示省略）、減速機から延びる砥石回転軸３４の先端部に研削砥石３１が着脱自在に取り付けられている。
【００２１】
研削砥石３１は、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成されており、円盤状に成形されている。研削砥石３１の外周縁に位置には、断面山形の山形研削部（研削部）３１ａが形成されており（図３参照）、加工対象ローラＲの表面にＶ型溝を形成することが可能である。
【００２２】
Ｘ軸テーブル４は、ベッド部２に設けられた一対のＸ軸ガイドレールと、一対のＸ軸ガイドレール上をＸ軸方向に移動するモータ駆動のＸ軸スライダ４５と、から構成されている。Ｘ軸テーブル４は、主として、加工対象ローラＲに形成される複数のＶ型溝が等ピッチで形成されるよう、加工テーブル３を介して加工対象ローラＲをＸ軸方向に移動させるものである。すなわち、加工対象ローラＲへの溝加工は、上記のＺ軸テーブル７による研削砥石３１の昇降と、Ｘ軸テーブル４２による加工対象ローラＲの溝ピッチ分の後退と、を繰り返すことにより行われる。
【００２３】
対象物回転機構８は、加工テーブル３上の中央に搭載され、ギアードモータ８１と、ギアードモータ８１から延出し、加工対象ローラＲを片持ちまたは両持ちで回転支持する装着軸（図示省略）とから構成されている。装着軸には、例えば、エアーチャックが設けられており、円筒状の加工対象ローラＲを内側から強固にチャッキングできるようになっている。また、対象物回転機構８は、制御装置１２によりＮＣ制御されており、加工対象ローラＲをその材質を考慮し、研削砥石３１と異なる周速（研削砥石３１より遅い）で回転させる。なお、対象物回転機構８は、ギアードモータ８１以外でも加工対象ローラＲを回転しながら研削砥石３１に臨ませる構成であればよい。
【００２４】
図２に示すように、ツルーイングユニット１０は、研削砥石３１の左上に配設された表面修正砥石３６（片面修正砥石）および研削砥石３１の右上に配設された裏面修正砥石３７（片面修正砥石）からなるツルーイング砥石４１と、一対の修正砥石３６,３７をそれぞれ支持すると共に、ツルーイング動作をさせる一対のツルーイング動作機構４２,４２と、一対のツルーイング動作機構４２,４２を支持すると共に、ツルーイング動作機構４２,４２を介して、各修正砥石３６,３７を研削砥石３１にそれぞれ離接させる修正砥石離接機構４３と、を備えている。すなわち、ツルーイングユニット１０は、研削砥石３１の山形研削部３１ａに対し、表面修正砥石３６および裏面修正砥石３７をツルーイング動作させ、山形研削部３１ａの両面をツルーイングして形状修正するものである。
【００２５】
図３に示すように、表面修正砥石３６および裏面修正砥石３７は、円盤状に形成されており、その周縁部には、研削砥石３１における山形研削部３１ａの傾斜周面に倣って形成された修正研削部５１が周設されている。表面修正砥石３６は、研削砥石３１の左上で山形研削部３１ａの表面（図１中手前側）に臨むように配設されると共に、修正研削部５１が山形研削部３１ａ側を向くように配設されている。また、裏面修正砥石３７は、研削砥石３１の右上で山形研削部３１ａの裏面（図１中奥側）に臨むように配設されていると共に、修正研削部５１が山形研削部３１ａ側を向くよう（裏面に臨んでいるため表面修正砥石３６とは逆側になる）に配設されている。すなわち、側方から見ると、表面修正砥石３６および裏面修正砥石３７が、研削砥石３１の山形研削部３１ａを挟み込むように配設されている（図３（ａ）参照）。
【００２６】
このように、一対の修正砥石３６,３７を  研削砥石３１の周方向において位置ずれして配設することにより、一対の修正砥石３６,３７同士でぶつかり合うことがなく、山形研削部３１ａを精度良くツルーイング処理することができる。また、一対のツルーイング動作機構４２,４２を含む一対の修正砥石３６,３７に対し自由度の高い設置を行うことができる。
【００２７】
一対のツルーイング動作機構４２,４２は、先端部に、各修正砥石３６,３７が軸着された修正砥石回転軸６１と、修正砥石回転軸６１の基端部が取り付けられると共に、修正砥石回転軸６１を介して各修正砥石３６,３７を回転させる修正砥石回転機構６２と、修正砥石回転機構６２を支持すると共に、各修正砥石３６,３７を山形研削部３１ａの対応面（表面および裏面）上でスライド接触させる修正砥石摺接機構６３と、修正砥石回転機構６２および修正砥石摺接機構６３の駆動源となる駆動モータ６４と、を備えている。
【００２８】
修正砥石回転機構６２は、各修正砥石３６,３７を回転させるものであり、各修正砥石３６,３７の回転速度は、研削砥石３１の回転速度より遅く、また、加工対象ローラＲの回転速度より速くなるように設定されている。修正砥石摺接機構６３は、各修正砥石３６,３７を山形研削部３１ａの対応面（表面および裏面）に沿って斜めに往復動させて、各修正砥石３６,３７の修正研削部５１をスライド接触させるものである。表面修正砥石３６および裏面修正砥石３７を、修正砥石回転機構６２により回転させると共に、修正砥石摺接機構６３により研削砥石３１にスライド接触させて山形研削部３１ａの両面をツルーイングする。
【００２９】
修正砥石離接機構４３は、各修正砥石３６,３７を研削砥石３１に離接すると共に、研削砥石３１に対する切込み深さを調整するものである。すなわち、各修正砥石３６,３７を、研削砥石３１の径方向で移動自在に構成している。表面修正砥石３６は、右上から左下にかけて、裏面修正砥石３７は、左上から右下にかけて移動することになる。これらの移動は、単一のモータにより同期して行われる。
【００３０】
なお、ツルーイングユニット１０のほかにドレッシングユニットを設けてもよい。これにより溝加工処理の精度を向上させることができる。
【００３１】
また、上記構成の他に各修正砥石３６,３７の周縁部から加工液が染み出すような構成を加えても良い。例えば、各修正砥石３６,３７の内部に加工液の貯留空間を形成すると共に、修正砥石回転軸６１の軸心に貯留空間に連なる内部流路を形成し、修正砥石回転軸６１に巻回したスリップリングから加工液を供給するようにする。このようにすれば、修正砥石３６,３７が回転することで、遠心力により修正砥石３６,３７内の加工液が修正砥石３６,３７の周縁部から染み出し、遊離砥粉が接触部に滞留しやすくなる。
【００３２】
ここで、本装置による溝加工動作について説明する。なお、この動作は、制御装置１２により、各動力系を駆動制御して行われる。まず、研削砥石３１が加工対象ローラＲから、各修正砥石３６,３７が研削砥石３１から離間している状態で、各回転機構８,３２,６１により、加工対象ローラＲ、研削砥石３１および各修正砥石３６,３７を回転させる。その回転速度は、遅いほうから加工対象ローラＲ、各修正砥石３６,３７、研削砥石３１となるように設定されている。
【００３３】
次に、Ｚ軸テーブル７により、研削砥石３１をＺ方向に移動し、加工対象ローラＲに接触させる。これにより、加工対象ローラＲに研削砥石３１の山形研削部３１ａが接触する。研削砥石３１の砥粉が、加工対象ローラＲの周面を摺接しながら削り取ることで所望の形状のＶ字溝が形成される。
【００３４】
この際、同時に修正砥石離接機構４３により、各修正砥石３６,３７を研削砥石３１の径方向に研削砥石３１側に移動し、その山形研削部３１ａの両面に接触させて、山形研削部３１ａ両面のツルーイングを行う。すなわち、研削砥石３１の山形研削部３１ａは、下方の加工対象ローラＲとの接触部で溝加工を行うと共に、上方（右上方および左上方）の各修正砥石３６,３７との接触部にてツルーイングが行われている。
【００３５】
ツルーイング処理は、回転状態の各修正砥石３６,３７を山形研削部３１ａの対応する面（表面および裏面）にスライド接触させて行われる。このスライド接触は、修正砥石摺接機構６３により、各修正砥石３６,３７を対応面に沿って往復運動させることにより行われる。
【００３６】
このような構成により、溝加工時に並行してツルーイング処理を行うことができ、ツルーイング処理のために加工対象ローラＲの溝加工を休止する必要がない。また、ツルーイング処理を、ツルーイング砥石４１にて行うため、ツルーイング除去量が多く、加工速度の速い溝加工処理に対応させることができる。
【００３７】
次に、所望の形状のＶ字溝が形成されたら、研削ユニット６を上昇させて（この場合には、加工対象ローラＲの周面から研削砥石３１が僅かに離れる程度）研削砥石３１を加工対象ローラＲから離間させると共に、加工テーブル３を溝ピッチ分、Ｘ軸方向に移動させる。その後、再び研削ユニット６を加工対象ローラＲに臨ませて同様の動作を行う。このように溝加工を繰り返し行うことで加工対象ローラＲの表面に複数のＶ型溝が相互に等しい間隙を有して平行に加工される。
【００３８】
以上のような構成によれば、溝加工時に並行してツルーイング処理を行うことができ、ツルーイング処理のために加工対象ローラＲの溝加工を休止する必要がない。また、ツルーイング処理を、ツルーイング砥石４１にて行うため、ツルーイング除去量が多く、加工速度の速い溝加工処理に対応させることができる。
【００３９】
なお、本実施形態においては、請求項にいう切込み調整機構として、Ｚ軸テーブル７を用い、加工対象ローラＲを固定とし、研削砥石３１側を移動して切込み深さを調整しているが、研削砥石３１を固定とし、加工対象ローラＲ側を移動するものでもよい。かかる場合、切込み深さの調整を弊害無く行うため、対象物回転機構８を切込み調整機構に搭載する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態に係る溝加工装置を示した斜視図である
【図２】ツルーイングユニットを示した説明図である。
【図３】ツルーイング砥石および研削砥石周りを示した説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：溝加工装置、  ７：Ｚ軸テーブル、  ８：対象物回転機構、  １２：制御装置、  ３１：研削砥石、  ３１ａ：山形研削部、  ３２：研削砥石回転機構、  ３６：表面修正砥石、  ３７：裏面修正砥石、  ４１：ツルーイング砥石、  ４２：ツルーイング動作機構、  Ｒ：加工対象ローラ
【図１】
2008272914.tif 000003
【図２】
2008272914.tif 000004
【図３】
2008272914.tif 000005