(57)【要約】【課題】簡便な装置を用いて、高精度を維持しつつ平面研削、溝加工および切断加工を高精度、高効率で行うことができる平面研削装置と、この装置を用いた加工方法を提案する。【解決手段】横軸２頭式の平面研削装置の各頭に、種類の異なる研削砥石を取り付けることにより、ワークを作業テーブル上で置き換えることなく、平面研削、溝加工および切断加工を交互または連続して行うことを可能とする。なお、本発明の研削装置および加工方法は、フェライトコアの加工に用いて好適である。【選択図】    図５
2004291157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業テーブルのワーク移動方向に沿って所定の間隔をおいて複数の加工工具を具えてなる横軸２頭式の平面研削装置において、各軸頭に、種類の異なる種類の加工工具を着脱可能に取り付けてなり、ワークを作業テーブル上で置き換えることなく、異なる加工を順次にまたは交互に連続して行うようにしたことを特徴とする横軸２頭式の平面研削装置。
【請求項２】
上記加工工具として、平面研削砥石および溝加工砥石を用いたことを特徴とする請求項１に記載の平面研削装置。
【請求項３】
上記加工工具として、平面研削砥石および切断砥石を用いたことを特徴とする請求項１に記載の平面研削装置。
【請求項４】
上記ワークが、フェライトであることを特徴とする請求項１または２に記載の平面研削装置。
【請求項５】
横軸２頭式平面研削装置の各軸頭に、種類の異なる加工工具を取り付けることにより、異なる加工を、ワークを置き換えることなく連続的に行うことを特徴とする加工方法。
【請求項６】
横軸２頭式平面研削装置の一方の軸頭には広幅の平面研削砥石を、他方の軸頭には狭幅の平面研削砥石を取り付け、広幅の平面研削砥石による平面研削と狭幅の平面研削砥石による溝加工を、該ワークを置き換えることなく連続的に行うことを特徴とする加工方法。
【請求項７】
横軸２頭式平面研削装置の一方の頭には広幅の平面研削砥石を、他方の頭には切断砥石を取り付け、広幅の砥石による平面研削と切断砥石による切断加工を、該ワークを置き換えることなく連続的に行うことを特徴とする加工方法。
【請求項８】
横軸２頭式平面研削装置の一方の頭には粒度が粗い狭幅の平面研削砥石を、他方の頭には粒度が細かい広幅の平面研削砥石を取り付けて、粒度が粗い狭幅の砥石による粗平面研削を行った後、粒度が細かい広幅砥石による鏡面平面研削と、粒度が粗い狭幅砥石による溝加工を、該ワークを置き換えることなく連続的に行うことを特徴とする加工方法。
【請求項９】
上記ワークが、フェライトであることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面研削装置およびそれを用いた加工方法に関し、特に、フェライトコアの加工に用いて好適な横軸２頭式の平面研削装置ならびにそれを用いた加工方法に関する提案である。
【０００２】
【従来の技術】
電源回路や通信機器等の各種トランス、チョークコイルならびにノイズフィルタ等の磁心に用いられるフェライトコアには、Ｅ型、Ｉ型、Ｕ型、ＲＭ型、ＰＭ型およびＥＲ型等、多種多様な形状のものがあるが、中でも代表的なものとして、Ｅ型コアを挙げることができる。このＥ型コアは、図１に示すように、基部１に、突出する２本の外脚２とその中央に同方向に突出する中脚３とを有しており、その全体形状がＥ字形をなすものである。
【０００３】
このＥ型コアは、もう１つのＥ型コアあるいはＩ型コアと組み合わされて、「日」の字型の閉磁路（磁気回路）を形成して用いられるのが一般的である。このとき、Ｅ型コアの外脚端面２ａは、他のコアの端面と接して向かい合わされるが、中脚の端面３ａと他のコアの端面との間には、コアの磁気特性を調整するために、隙間すなわちギャップが形成されるのが普通である。このギャップの大きさは、その微妙な相違によってフィルタやトランスの特性に大きな影響を及ぼすため、このギャップの加工には高い寸法精度が要求される。さらに、近年におけるフェライトコアの急激な小型化に伴い、ギャップ寸法のみならず、全ての寸法に対して高い加工精度が要求されるようになってきている。
【０００４】
ところで、Ｅ型のフェライトコアを製造するには、その粉末成形工程において予め目的寸法より大き目のブロックを成形し、該ブロックを焼成した後に研削加工を施し、さらに該ブロックを裁断することによって目的寸法形状とするのが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。また、上記加工工程における平面研削は、横軸１頭式（横軸１軸）または縦軸１頭式（縦軸１軸）の平面研削装置を使用して研削することが一般的である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５９７４０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
縦軸１頭式の平面研削装置による加工では、回転または縦横に移動可能なテーブル５上に被加工物であるワーク６（例えば、フェライトコア）を固定し、垂直の回転軸７に取り付けられた加工工具である研削砥石８により研削が行われる（図２参照）。そのため、ワークの平面研削には適しているが、溝を研削する溝加工や、切断加工を行うには不可能である。一方、横軸１頭式の平面研削装置による加工では、横軸（水平）の回転軸９の周りを回転する研削砥石１０用いるため、溝加工あるいは切断加工は可能である。しかし、用いられる研削砥石の幅には制限があり、一般的には２０ｍｍ程度が最大幅である。そのため、平面研削を行う場合には、溝加工用の狭幅の研削砥石を使用して少しずつ移動して研削するいわゆるトラバース研削を行う必要があり、研削効率が大幅に低下するという問題がある（図３参照）。また、ベルト搬送により、縦軸−横軸、横軸−縦軸等のスルーフィード式研削装置を用いて平面研削後、溝加工を行う方法があるが、ワークの固定部にベルトが介在すること、砥石軸の向きが異なることから、砥石軸の熱膨張、収縮が異なる方向となること等の理由から、高精度な研削には不向きである。
【０００７】
そこで、上記問題を解決するためには、平面研削と、溝加工あるいは切断加工とを、別々の研削装置を用いて行うか、あるいは、１台の研削装置で、研削砥石を取り換えて行う必要があった。例えば、平面研削後に切断加工を行う場合には、横軸１頭式の平面研削装置または縦軸１頭式の平面研削装置で予め平面研削を行った後、切断砥石１１を取り付けた横軸１頭式の研削装置にワークを移動し、切断加工を行うことが必要となる（図４参照）。
【０００８】
しかし、上記方法では、ワークを別の装置に移し変える作業や、砥石交換作業が発生するため、作業効率が大幅に低下する。また、加工に用いる装置自体の精度の違いや、ワークの着脱に伴う基準面の変化により、寸法精度の大幅な低下を免れないという問題点がある。このような問題点を解決する方法として、上記特許文献１の技術では、専用のフェライトコアの固定治具を用いる方法を提案している。しかし、この方法は、小型のコアを対象とするものであること、上記固定治具の上に被加工物を載置するために、フェライトコアと治具を固定する際の接着作業、取り外す際の剥離作業が必要となり作業能率が低下すること、固定治具の寸法精度が悪いと製品寸法にもその影響を与えること等の問題がある。また、この方法は、ワークに応じた固定治具の他、溝研削に特殊な４連マルチ砥石を必要とするため、汎用性に欠ける。
【０００９】
本発明の目的は、簡便な装置を用いて、高精度を維持しつつ平面研削、溝加工および切断加工を高精度、高効率で行うことができる平面研削装置と、この装置を用いた加工方法を提案することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、従来技術が抱える上述した問題点を解決するために、鋭意検討を行った。その結果、横軸２頭式の平面研削装置の各頭に、加工目的に応じて異なる砥石を用いることにより、平面研削と溝加工、平面研削と切断加工、ならびに、鏡面平面研削と溝加工等の異なる２種の加工を、高い寸法精度を維持したままで、効率よく行うことができることを見出した。
【００１１】
上記知見に基づき開発された本発明は、作業テーブルのワーク移動方向に沿って所定の間隔をおいて複数の加工工具を具えてなる横軸２頭式の平面研削装置において、各軸頭に、種類の異なる種類の加工工具を着脱可能に取り付けてなり、ワークを作業テーブル上で置き換えることなく、異なる加工を順次にまたは交互に連続して行うようにしたことを特徴とする横軸２頭式の平面研削装置である。
【００１２】
なお、本発明は、上記加工工具として、平面研削砥石および溝加工砥石を用いるか、あるいは、平面研削砥石および切断砥石を用いたものであることが好ましい。また、本発明の研削装置は、フェライトをワークとしたものであることが好ましい。
【００１３】
また本発明は、横軸２頭式平面研削装置の各軸頭に、種類の異なる加工工具を取り付けることにより、異なる加工を、ワークを置き換えることなく連続的に行うことを特徴とする加工方法を提案する。
【００１４】
上記本発明は、上記加工工具として広幅の平面研削砥石と狭幅の平面研削砥石とを用い、平面研削と溝加工を連続的に行う加工方法、上記加工工具として広幅の平面研削砥石と切断砥石とを用い、平面研削と切断加工を連続的に行う加工方法、あるいは上記加工工具として粒度が粗い狭幅の平面研削砥石と粒度が細かい広幅の平面研削砥石とを用い、粗平面研削を行った後、鏡面平面研削と溝加工を連続的に行う加工方法のいずれかであることが好ましい。
【００１５】
なお、本発明の加工方法におけるワークは、フェライトであることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、図５に示したように、横軸２頭式平面研削装置のそれぞれの頭（ヘッド）に、異なる種類の研削砥石を取り付け、それらを順次にまたは交互に用いて加工を行うことにより、異なる加工を１つの研削装置で、加工精度や作業効率を低下させることなく可能としたところにその特徴がある。
【００１７】
まず、本発明においては、ワークは、いったん作業テーブルに固定されたならば、その後に行われる平面研削、溝加工、切断加工等の加工が連続して行われても、取り外されることなく、そのままの状態で行われる。そのため、着脱による寸法精度の低下を引き起こすことなく、高い寸法精度を維持しつつ加工を行うことができる。そのためには、ワークを作業テーブルに取り付けるに当たっては、予め基準面を加工しておき、その基準面を背面として作業テーブルに取り付けることが好ましい。作業テーブルへの固定方法としては、例えば、マグネットを用いる方法、汎用性のある治具を用いてワックス等により接着する方法、あるいは、冷凍チャックを用いる方法などを用いることができ、特に制限はない。ただし、切断が行われる加工の場合には、汎用性のある治具を用いて、その治具とワークを両面テープで固定する方法が好適である（図６参照）。
【００１８】
また、本発明に係る研削装置は、研削砥石の回転軸が横軸であることから、砥石の外周面を用いて加工が行われることになる。従って、平面研削には広幅の研削砥石を、溝加工や切断加工には狭幅の研削砥石を用いることが好ましい。例えば、フェライトコアのような小さな製品の加工に用いる研削砥石は、平面研削用には、幅２０ｍｍ超え、好ましくは５０ｍｍ程度の広幅の研削砥石を、溝加工用には、幅２０ｍｍ以下の狭幅の研削砥石を、また、切断加工用には、幅２ｍｍ以下の切断砥石を用いるのが望ましい。また、砥石の粒度は、その加工目的に合わせて適宜決定すればよく、例えば、フェライトコアの粗研削用には、＃１７０程度の研削砥石を、鏡面研削用には＃８００以上の砥石を用いることが好ましい。
【００１９】
本発明では、上記した研削砥石を加工用途に応じて適宜選択し、２頭式装置の各頭に取り付けることにより、作業テーブル上に固定されたワークを、着脱を行うことなく、連続して加工できるので、高い寸法精度でかつ高い生産効率で研削することが可能となる。
【００２０】
なお、上述した本発明の説明は、フェライトコアの加工を中心にして行ってきたが、本発明は、フェライトコアのみならず、鉄、アルミ、銅等の金属の他、シリコンやセラミック等の加工にも適用でき、特に被加工材を限定する必要はない。また、上記研削砥石の材質は、ダイヤモンドホイール、ＣＢＮホイールや一般砥石等を用いることができ、特に限定される必要はない。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明の実施例について添付図面を参照して説明する。
（実施例１）  横軸２頭式の研削装置に、平面研削砥石として、外径２００ｍｍ、幅５０ｍｍ、粒度＃１７０の砥石を、溝研削砥石として、外径２００ｍｍ、幅５ｍｍ、粒度♯１７０の砥石を取り付け、厚さ１０ｍｍ、幅４０ｍｍ、全長５００ｍｍのフェライトコアに対して、研削代を１ｍｍとする平面研削加工に続いて、幅５ｍｍ、深さ１ｍｍの溝を、幅方向中央、長さ方向に形成する溝加工を連続して行った（図７参照）。なお、上記研削は、いずれも、１．０ｍ／ｍｉｎの低速で、１パスで研削するクリープ研削で行った。なお、この加工中には、ワークであるフェライトコアの着脱は行わなかった。
【００２２】
（実施例２）  横軸２頭式の研削装置に、平面研削砥石として、外径２００ｍｍ、幅５０ｍｍ、粒度＃１７０の砥石を、切断砥石として、外径２００ｍｍ、幅１ｍｍ、粒度♯１７０の砥石を取り付け、厚さ５ｍｍ、幅４０ｍｍ、長さ５００ｍｍのセラミック板に対して、研削代を１ｍｍとする平面研削加工に続いて、幅１ｍｍ、切り込み深さ５ｍｍで、幅方向中央を長さ方向に切断する加工を連続して行った（図８参照）。なお、上記研削は、いずれも、０．２ｍ／ｍｉｎの低速で、１パスで研削するクリープ研削で行った。また、ワークであるセラミック板の固定は、汎用治具に、両面テープを用いてワークを固定し、加工中には、セラミック板の着脱は行わなかった。
【００２３】
（実施例３）  横軸２頭式の研削装置に、平面の鏡面研削砥石として、外径２００ｍｍ、幅５０ｍｍ、粒度＃８００の砥石と、粗研削用砥石として、外径２００ｍｍ、幅１０ｍｍ、粒度♯１７０の砥石を取り付け、厚さ１０ｍｍ、幅４５ｍｍ、長さ１００ｍｍのフェライト板に対して、まず、予め、粗研削用砥石で平面粗研削を行った後、鏡面研削用砥石を用いた総研削代を１０μｍとする鏡面研削加工を行い、引き続き、先に用いた粗研削砥石を用いて、幅１０ｍｍ、深さ１ｍｍの溝を幅方向中央、長さ方向に形成する溝加工を連続して行った（図９参照）。なお、上記粗研削は送り速度２ｍ／ｍｉｎのクリープ研削、鏡面研削は送り速度２０ｍ／ｍｉｎのプランジ研削で行い、溝加工は、１．０ｍ／ｍｉｎ、１パスで研削するクリープ研削で行った。また、この加工中には、ワークであるフェライト板の着脱は行わなかった。
【００２４】
上記実施例１〜３の研削に要した時間を、従来技術と比較して表１に示した。この表から明らかなように、本発明の研削装置および加工方法を用いることにより、従来技術の方法と比較して、１／３〜１／１０という少ない作業時間で、しかも高い加工精度で加工を行うことができる。
【００２５】
【表１】
2004291157.tif 000003
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、横軸２頭式の研削装置の各頭に、異なる種類の研削砥石を取り付けることにより、平面研削と溝加工、平面研削と切断加工および鏡面研削と溝加工等の異なる２種の研削加工を１台の研削装置で連続して、かつ高精度、高効率で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｅ型フェライトコアを模式的に示す図である。
【図２】従来の縦軸１頭式研削装置による平面研削方法を示す図である。
【図３】従来の横軸１頭式研削装置による平面研削方法を示す図である。
【図４】従来の平面研削−切断の加工方法を示す図である。
【図５】本発明の横軸２頭式研削装置を模式的に示す図である。
【図６】汎用治具を用いたワークの固定方法の例を示す図である。
【図７】本発明の平面研削−溝加工の方法を模式的に示す図である。
【図８】本発明の平面研削−切断加工の方法を模式的に示す図である。
【図９】本発明の平面粗研削−鏡面研削−溝研削の方法を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１．Ｅ型フェライトコア
２．基部
３．外脚
３ａ．外脚端面
４．中脚
４ａ．中脚端面
５．作業テーブル
６．ワーク
７．縦回転軸
８．縦軸用研削砥石
９．横回転軸
１０．横軸用研削砥石
１１．平面研削用砥石
１１ａ．鏡面研削用砥石
１２．切断用研削砥石
１３．溝加工用研削砥石
１４．溝
１５．汎用治具
１６．両面テープ
１７．切断ライン
【図１】
2004291157.tif 000004
【図２】
2004291157.tif 000005
【図３】
2004291157.tif 000006
【図４】
2004291157.tif 000007
【図５】
2004291157.tif 000008
【図６】
2004291157.tif 000009
【図７】
2004291157.tif 000010
【図８】
2004291157.tif 000011
【図９】
2004291157.tif 000012