JPH0122084B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、研削装置における円柱状あるいは円
筒状の被研削体保持装置の改良に関する。

〔技術の背景〕

円筒状（本願には円柱状物も含む）の被研削体
である被加工物の外周面を研削（研磨を含む）す
るには、同筒研削装置を使用し、該被加工物の両
端面を同一の軸心上に対向配置された主軸側セン
タと心押台側センタとで支持するとともに、該被
加工物の主軸側端部外周を保持し主軸と一体的に
回転することにより支持された軸心を中心に外周
が偏心のないよう精密研削される。しかして近年
自動制御化された搬送装置（ロボツト装置）によ
り被加工物を研削装置に装着、取外すことによつ
て一連の研削工程が自動化されるようになつた。

〔従来技術と問題点〕

第１図は、本特許出願にかかわる発明者等が先
に提案した被加工物を自動的に保持する保持装置
の断面である。同図において、中空円板状の面板
２は主軸１の主軸受け１ａ側の軸端部に螺入装着
される。この面板２には心押台側端面に主軸１の
軸心に直交して互いに異なる半径方向直線上に摺
動保持子であるクランプ５，６が第２図に示した
面板２のガイド溝１１，１２に摺動自在に嵌合挿
入されている。

正面視長方形のクランプ５，６は第２図に示し
たように、何れも面板２の中心部に位置する先端
部５Ａ，６Ａに幅が被加工物１０の外形よりも大
きく先端が中心に対して対称な谷形に形成された
半径方向に長い長孔５Ｂ，６Ｂが設けられ、かつ
第１図に示したように先端部５Ａの面板２の端面
に並行するスリツトに他の先端部６Ａが嵌合して
いる。

また、クランプ５，６は面板２の外周面に取着
されたばね押え７との間に介装された圧縮コイル
ばね８，８によつて軸心側に押圧され被加工物１
０が挿入可能なように長孔５Ｂ，６Ｂが軸心にお
いて重なり合い開口している。

上記保持装置９の状態は主軸が回転停止してい
る時であり、被加工物１０をロボツト装置（図示
なし）によつて搬送し水平に長孔５Ｂ，６Ｂの開
口を通し端部のセンサ穴あるいは軸心孔を主軸１
のセンタ３に一致させ、心押台を前進させて他の
端部のセンタ穴あるいは軸心孔をセンタ４と一致
させ回転軸心上センタ３，４に支持させてロボツ
ト装置を退避させる。

次いで、主軸１を回転駆動すると、クランプ
５，６にはそれぞれ圧縮コイルばね８の圧縮力以
上の強い遠心力が発生する。クランプ５，６は互
いに離反する方向にガイド溝１１，１２に沿つて
移動するが、それによつて長孔５Ｂ，６Ｂ開口の
相互の谷辺で被加工物１０を挟持する。この挟持
力は回転中被加工物１０表面の研削力に十分耐え
る大きさを維持し被加工物１０を主軸１と同一回
転に保持する。

研削の終了に伴ない回転を停止させると遠心力
は次第に減少し停止とともに圧縮コイルばね８，
８の復元力によつてクランプ５，６は互いに近寄
り長孔５Ｂ，６Ｂが開口して保持が解除される。
再びロボツト装置を移動させ、これに被加工物１
０を保持させて心押台を後退させ取出す。以上一
連の作業はすべて自動的に制御され、何ら人手を
要せず逐次行われる。

上記従来の自動化された保持装置９は、他の同
種の公知な保持装置に比して構造が簡単であり、
しかも低コストである。とくに例えば光フアイバ
コネクタ用のフエルールのように、外径が小さく
かつ内径と外径の同心であることに高精度を要求
されるような加工物の外周研削に適用して効果が
大きい。しかしながら被加工物１０のセンタ穴と
該被加工物の外径に対する中心とが偏心している
場合には問題がある。

第２図イは上記センタ穴と中心の両者が一致し
ており、挟持状態でクランプ５，６の長孔５Ｂ，
６Ｂの谷形辺の四辺に被加工物１０の外周が当接
している。対向する２辺の挟持力は均等に作用す
るから研削は正確に行われ、精度も良い。

第２図ロは上記の両者が不一致の状態を示す。
すなわち、被加工物１０Ａは前工程の機械加工に
よるセンタ穴加工位置と外径に対する中心位置と
が偏心したため、両センタ３，４に支持した後ク
ランプ５，６で挟持させると、長孔５Ｂ，６Ｂの
谷辺が外周に均等に当接せずそれぞれのクランプ
５，６の谷辺の何れかの一辺で当接し他の辺が当
接しないか弱い接触力でしか挟持しないことにな
る。

以上のことは被加工物１０Ａをセンタに対して
偏位させる力が大きく作用し、研削が正確に行え
ず、ときによつては谷辺と被加工物との間に回転
辷りを生じ上記のことと重なつて一層真円の仕上
り精度が悪くなる恐れがある。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは、上記従来の問題
点に鑑み、偏心した被研削体をも均等かつ確実に
保持し得る保持装置の提供にある。

〔発明の構成〕

上記目的を達する本発明の構成要旨は、 同一の軸心上に対向配置されたセンタ間に円筒
上の被研削体を支持せしめるとともに上記軸心の
直交方向の回転遠心力によつて半径方向の案内部
に沿つて互いに離反する一対の錘体にそれぞれ説
けられた被研削体保持子の孔に上記被研削体を挿
入し該孔位置の偏位に伴い孔の端面にて被研削体
の一端部を回転保持する研削装置において、上記
一対の被研削体保持子の一方は上記軸心と直交す
る面上に孔側を傾動自在として端部を枢支しかつ
孔の被研削体保持側の形状を谷形として該谷形の
傾斜２辺で当接せしめ、他方の被研削体保持子の
孔を遠心移動方向と直交方向の一辺として該一辺
で当接せしめるようにしてなり、上記被研削体を
上記一方の傾斜２辺と他方の一辺との３辺で被研
削体の外周の中心位置に対応して外周を回転保持
するようにしたことにある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の被研削体保持装置の実施例につ
いて、図面を参照して具体的に説明する。なお全
図を通じて同一符号は同一対象部を示す。

第３図は、本発明の被研削体保持装置の一実施
例の要部正面で、第４図イは側断面、第４図ロは
イ図のＭ−Ｍ断面である。第３図において、２３
は面板２に対して凹溝内半径方向摺動可能に装着
された一方の摺動子（スライダ）２１の前面に装
着された長方形板でなる保持子（クランプ板）で
あつて、主軸センタ３側に幅が被研削体３０の外
径よりも十分に大きい幅の角孔の先端側が挟角を
有する谷形の２辺に形成された５角形の長孔２３
Ａが、反対側にはピン２５がその頚部を挿通孔２
３Ｂと遊嵌して面板２の表面と並行方向傾動自在
に取着されている。

２４は面板２に対して凹溝内半径方向摺動可能
に、摺動子（スライダ）２１と対応して直線上に
装着された他方の摺動子（スライダ）２２の前面
に装着された長方形板でなる保持子（クランプ
板）であつて、主軸センタ３側に幅が被研削体３
０の外径よりも十分に大きい幅の４角形の長孔２
４Ａが、反対側はねじ２６によつて取着されてい
る。

これら保持子２３，２４はセンタ３部分で長孔
２３Ａ，２４Ａが十分に重なり合つて開口し、被
研削体３０を挿通可能としている。

以上の構成について、概略作用を説明する。両
センタ３，４間に被研削体３０が支持されるが、
この被研削体３０の外周の中心が支持軸心と偏心
しているとする。主軸の回転により、後述するよ
うに摺動子２１，２２は互いに離反する方向へ遠
心力によつて斥く。これによつてピン２５と挿通
孔２３Ｂが接して（実際には図のような隙間はな
く嵌合している）保持子２３も同様となるが、長
孔２３Ａの谷形の２辺は何れか１辺が被研削体３
０の外周に接する。さらに遠心力方向への移動は
被研削体３０の偏心外周に応じて他辺を当接する
方向へピン２５を中心として傾動し２辺で均等に
遠心力が作用するよう外周の中心に自動調心す
る。

一方、他方の摺動子２２も同様に移動しねじ２
６によつて一体の保持子２４も同様で、長孔２４
Ａの一辺は被研削体３０とは一点（１個所）のみ
で当接する。この長孔２４Ａの当接辺は移動方向
と直交しているから被研削体３０の偏心外周の状
態に左右されることのないことは容易に理解され
ようことから説明を省略する。

以上のようにして、被研削体３０の外周は保持
子２３の長孔２３Ａの谷形の２辺（２個所）と、
保持子２４の長孔２４Ａの一辺（１個所）と当接
し、３辺（３個所）によつて無理なく確実に挟持
される。挟持後は相互に回転辷りを生じることは
ない。本装置によつて被研削体３０の研削精度を
センタ孔を基準として要求される望ましい真円
度、例えば外径2.5mmに対する真円度を0.5μｍと
することが確実に実現し得た。

第４図は全体の詳細な構成で、これによつて説
明すると、面板２には心押台側の端面に浅い円形
箱形の枠部材２８が開口面を心押台側として取着
されている。この枠部材２８の底板部分には主軸
１の軸心に直交し主軸側センタ３に対称に一対の
ガイド部材（キー）１５，１６が突出して一直線
上に設けられている。

そうして、ガイド部材１５，１６にはほぼ半円
板形の錘体１３，１４のガイド溝（キー溝）が嵌
挿され、それぞれ錘体１３，１４を半径方向に摺
動可能としている。錘体１３，１４にはセンタ３
側を盲の段付穴が半径方向に形成されており、小
径の盲穴部分には補助圧縮コイルばね１９，２０
が挿入されている。

錘体１３，１４の前面には摺動子２１，２２が
軸心と直交する方向に形成された凹溝内に嵌合さ
れて半径方向へ移動可能に設けられ、この摺動子
２１，２２からの突片２１Ａ，２２Ａが盲穴内に
突出し補助圧縮コイルばね１９，２０の外側端と
それぞれに接触して半径方向外側に向け押圧賦勢
されている。錘体１３，１４は突片２１Ａ，２２
Ａの嵌入する部分が切り欠かれており、この切り
欠きに沿つて摺動子２１，２２は相互い半径方向
へ移動可能である。

段付穴の段部には座金３１，３２が嵌められ、
この座金３１，３２の外面と枠部材２８の内側面
間に主圧縮コイルばね１７，１８がそれぞれ挿入
装着されており、主圧縮コイルばね１７，１８そ
れぞれの押圧力は、補助圧縮コイルばね１９，２
０、錘体１３，１４等の重量のそれぞれの和より
も大きく、錘体１３，１４をセンタ３の軸心方向
に押圧しガイド部材１５，１６の外端面１５Ａ，
１６Ａに当接停止させている。

錘体１３，１４の前面に形成された凹溝両側の
凸条の両側面及び前面の両端部が枠部材２８の開
口面に取着されたカバー２７によつて半径方向に
ガイドされる。従つてカバー２７は錘１３，１４
と摺動子２１，２２の押え、案内機能を兼ね備え
る。保持子２１，２２の前面には第３図に示した
摺動子２３，２４が装着されている。

保持子２４と同形の保持子２９は間隔板を介し
て摺動子２２にねじ２６で取着されており、これ
によつて他方の保持子２３が摺動および傾動し得
るように規制し、かつ保持子２３のセンタ軸方向
へのたわみを押えている。

以上の構成で主軸１が回転せずに停止している
時は主圧縮コイルばねの弾力によつて錘体１３，
１４がセンタ側に近寄り、保持子２３，２４の長
孔２３Ａ，２４Ａが大きく重なり合つて開口し、
被研削体３０の挿入を容易とし、センタ３，４間
に支持させることができる。

次いで、主軸１を回転駆動すると錘体１３，１
４に大きな遠心力が生じ、主圧縮コイルばねを圧
縮して互いに遠ざかる。摺動子２１，２２には補
助圧縮コイルばね２０，２１を介して突片２１
Ａ，２２Ａに上記錘１３，１４の遠心力が作用
し、ピン２５、ねじ２６によつて保持子２３，２
４を遠心方向に移動させる。結果長孔２３Ａ，２
４Ａの２辺と１辺により前述の如くに被研削体３
０の外周に合わせて自動調心し挟持する。錘体１
３，１４の遠心力の作用は補助圧縮コイルばね２
０，２１を介して行われるので緩衝され被研削体
３０を衝撃的に挟持することが防止される。

被研削体３０の研削仕上げが終了し主軸１の回
転が停止されると、主圧縮コイルばね１７，１８
の復元力によつて錘体１３，１４は軸心方向に押
しやられ、これに伴なつて補助圧縮コイルばね２
０，２１も復元して突片２１Ａ，２２Ａを押圧し
摺動子２１，２２、保持子２３，２４を停止位置
状態とする。長孔２３Ａ，２４Ａが大きく重なり
合つて開口し、被研削体３０の挟持を解除するか
ら心押台センタ４を後退させて被研削体３０を取
出す。

本発明の保持子の長孔の形状は、上記実施例に
限らず、第５図に示したように保持子３４，３５
の長孔３４Ａ，３５Ａのように挟角をなす２辺
と、挟角に交わる１辺とからなり、反対側が円形
でなるものであつてもよく、第６図のように楕円
孔３６Ａの挟円部と２個所と円孔３７Ａの一辺を
直線とした保持子３６，３７であつてもよい。何
れにしても２個所で接触する長孔の接触角は鋭角
である程挟持力が大きいことはいうまでもない
が、自動離脱のためには摩擦角以上であることが
好ましい。

また、錘体の重量バランスはさほど気にするこ
となく、通常の加工公差、例えば±0.01mmでよ
い。

そのほか、実施例は主軸側センタが回転形であ
るが、主軸側センタの停止形（デツドセンタ）で
も当然実施可能なことはいうまでもない。上記実
施例は錘体１３，１４と保持子２３，２４との間
に摺動子２１，２２と補助圧縮コイルばね１９，
２０を介在させて間接的に動作させる構成とした
が、保持子２３，２４を錘体１３，１４に直接取
付ける構成とすることも本発明は可能であり、こ
のようにするとばね圧に依存しないことからより
強固な挟持状態が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明のように本発明の研削装置の被研削体
保持装置によれば、構成が簡単であつて低コスト
であり、被研削体に損傷を与えることなく、被研
削体の外周状態に応じて無理なく追従して確実に
挟持し、回転中のバランス性にも勝れ、高精度な
研削仕上げが得られる実用上著るしい効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本特許出願にかかわる発明者等が先に
提案した保持装置の側断面、第２図イ，ロはそれ
ぞれ第１図による保持状態の被研削体の正常状態
と偏心状態の要部正面図、第３図は本発明保持装
置の一実施例要部正面視、第４図イは全体の側断
面、第４図ロはイ図のＭ−Ｍ断面、第５図、第６
図は異る実施例を示す。 図中、１は主軸、２は面板、３は主軸側セン
タ、４は心押台側センタ、９は保持装置、１０，
１０Ａ，３０は被研削体（被加工物）、５，６，
２３，２４，３４，３５，３６，３７は保持子、
５Ｂ，６Ｂ，２３Ａ，２４Ａ，３４Ａ，３５Ａ，
３６Ａ，３７Ａは長孔、１３，１４は錘体、１
７，１８は主圧縮コイルばね、１９，２０は補助
圧縮コイルばね、２１，２２は摺動子、２５はピ
ン、２６は止めねじ、２７はカバー、２８は枠部
材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 同一の軸心上に対向配置されたセンタ間に円
   筒状の被研削体を支持せしめるとともに上記軸心
   の直交方向の回転遠心力によつて半径方向の案内
   部に沿つて互いに離反する一対の錘体にそれぞれ
   設けられた被研削体保持子の孔に上記被研削体を
   挿入し該孔位置の偏位に伴い孔の端面にて被研削
   体の一端部を回転保持する研削装置において、上
   記一対の被研削体保持子の一方は上記軸心と直交
   する面上に孔側を傾動自在として端部を枢支しか
   つ孔の被研削体保持側の形状を谷形として該谷形
   の傾斜２辺で当接せしめ、他方の被研削体保持子
   の孔を遠心移動方向と直交方向の一辺として該一
   辺で当接せしめるようにしてなり、上記被研削体
   を上記一方の傾斜２辺と他方の一辺との３辺で被
   研削体の外周の中心位置に対応して外周を回転保
   持することを特徴とする被研削体保持装置。