JPH0360632B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はロータリ平面研削盤に使用する砥石ヘ
ツドを構成する砥石ホルダに関するものである。 （従来の技術） ロータリ平面研削盤に使用する砥石ヘツド１は
従来第１図に説明図で示したように、環状ホルダ
２の外周面沿いに等間隔環状配置で装着する砥石
片３を、研削面３ａが長方形をなすものとし、研
削盤スピンドル（図示しない）に取付け、ほぼ毎
分1200回転程度を許容最大回転数として使用して
いた。 砥石片３の研削面３ａが前記のように長方形で
あると、第１図中に矢印ａで示す方向に砥石ヘツ
ド１を回転しつつ、矢印ｂで示すよう、砥石ヘツ
ド中心部から外方に向けて研削油を噴射した場
合、砥石片３に当たつた研削油は砥石片移動方向
後方に屈折すると同時に、砥石片３，３間を通じ
て遠心力で直接外部に放散する研削油とともに流
出するため、砥石片の研削面３ａと被研削物との
間に浸入する以前に排出する傾向があつた。 又、進行方向先端から後端に至る横幅が等しい
長方形の研削面３ａは、先端側で発生した切粉が
そのまま後端に至る間において研削面３ａと被研
削物との間に存在することになり、自体で生じた
切粉の上に乗上げる状態となつて研削能率の低下
をまねき、さらに砥石片３と被研削物との間に有
害な抵抗が生じ、高精度の研削を困難にしてい
た。 また長方形断面の砥石片３を用いるためその環
状ホルダ２への取付に際してはその安定位置決め
が困難であるという問題もあつた。 上記問題点を解決し、また業界の要求に答える
べく、本願出願人は実公昭53−10630号にて研削
進行方向前部よりも後部が狭い横幅の研削面をも
つた砥石片を着脱自在に保持する砥石ヘツドを開
示した。 （発明が解決しようとする問題点） 従来の砥石及び砥石片を用いた研削加工を分析
すると、次のような欠点があることが判つた。即
ち、実質的に研削を行う砥石片の一辺が研削液の
噴射方向と平行し、研削面にかからないので、外
方に沿つた部分への研削液の浸透が不十分になり
損耗が大きい。特に外向きの角部分の研削抵抗が
大となり、楔状の損耗が生じる。この損耗によつ
て実質的に研削作用を果す部分が研削面の内側半
分となり、研削比が落ちるとともに寸法精度にも
悪影響を及ぼしていることが判つた。また、研削
液の浸透が不十分なので研削面の内側半分が特に
目づまりを起こし易いことも判つた。 本発明は前記のような観点に基き、前記ロータ
リ平面研削盤において砥石及び砥石ヘツド側の原
因で生じていた諸問題を解消することを基本目的
とし、さらにそのための砥石片を固定する砥石ホ
ルダを提供せんとする。 （解決手段） 即ち本発明のロータリ平面研削盤用ホルダは、
砥石片を受容するための複数の凹部を外周面に備
えた環状ホルダ本体と砥石片固定金具とから成
り、該凹部は環状ホルダ本体の中心方向に向つて
相互間隔が減少する一対の斜面を有し、一対の斜
面の交角相当部分における二等分線が環状ホルダ
本体の半径線に合致又はほぼ合致し、該一対の斜
面は凹部内に嵌合される砥石片の各々両側部に当
接され、砥石片固定金具は凹部内の砥石片を径方
向に押圧することを特徴とする。特に、この凹部
の底面は、砥石片に当接しないように構成するこ
とにより、所定の位置に安定して砥石片を固定で
きる。 環状ホルダに等間隔環状配置で装着する砥石片
は、好ましくは頂角相当部分と底角相当部分をそ
れぞれ削落した二等辺三角形近似の研削部分を有
する異形柱状とし、各砥石片の向きを、それぞれ
底辺相当部分が外方に向くよう固定する。このよ
うにセツトした砥石ホルダから成る砥石ヘツドを
ロータリ平面研削盤に取付けて平面研削を行う際
二等辺のうち回転進行方向前面側の一辺部分によ
り、環状ホルダの中心部側から外方に向けて噴射
する研削油に、内方への戻り成分を与える一方、
回転進行方向後半部が、後端に到るにつれて幅が
漸減することによる発生切粉の研削面外への迅速
排除と噴射研削油による外方排除能力の向上なら
びに、形状を角部を除いた近似二等辺三角形状と
したことによる砥石片の硬度及び耐久性向上等も
実施される。 （好適な実施の態様） つぎに、図面を参照しながら本発明の砥石ホル
ダを実施例により対応する砥石片の一例とともに
説明する。まず、砥石片は、第２図に平面図で、
第３図に第２図矢視背面図で、さらに第４図に
第３図矢視側面図に符号４で示したように頂角
相当部分と２つの底角相当部分とを削落した水平
断面形状二等辺三角形近似の異形柱状とし、材質
は、例えばビトリフアイド研削砥石中の白色溶融
アルミナ質WA461あるいは立方晶窒化硼素砥粒
などとする。勿論、砥石の材質については被研削
物が金属である場合とガラスである場合とにより
異なるし、さらに、金属の種類、研削の条件によ
つても異り、ガラスの場合も、その種類によつて
異なる材質のものを選択使用する。 一方、前記砥石片４を装着する環状ホルダは、
第５図に取付た砥石片４を一部のみ示した平面図
で示す本発明の実施例において符号５で示してあ
るように、12個の砥石片４を装着できるように外
周面部分に12の凹部６を等分割配置したものであ
り、各凹部６，６間の凸部７には砥石押え用の金
具８をそれぞれ取付けるようにしてある。前記各
凹部６の一対の斜面６ｂの交角αは砥石片４の二
等辺９ａ，９ｂ面が密着するよう砥石片４の頂角
相当角度に合致させてある。さらに各凹部６は砥
石片４を嵌合わせたとき、斜面６ｂの交角相当部
分における二等分線は環状ホルダ５の半径線に合
致するように左右対称の開度で外方に向き開いて
いる。（但し、必要に応じこの二等分線は環状ホ
ルダ５の半径線と僅かの角度を成して配してもよ
い。） 金具８は左右中央部を前記可能ホルダ５の凸部
７に臨ませ、第６図に第５図−線視断面図で
示したように、２本のボルト１０，１０でそれぞ
れ環状ホルダ５に固着し、凹部６に嵌合わせた砥
石片４をその両側で固定する。この金具８は高さ
を環状ホルダ５と等しく形成してあり、左右側に
は凹部６に嵌めた砥石片４の二等辺三角形状底辺
相当部分１１を押える切欠段部１２，１２を有す
る。 図示の砥石片４の底辺相当部分１１は環状ホル
ダ５の中心部（仮想点であり、図示しないロータ
リ平面研削盤のスピンドル軸心に合致する）を中
心とした円弧面であつて、凹部６への装着時に環
状ホルダ５の内周面及び外周面と同心の周面の一
部を形成する。（但し、砥石片の底辺相当部分は、
環状ホルダ５の外周面より小さな曲率半径として
もよく又直線状でもよい。） 本実施例では、環状ホルダ５を、内径250mm、
外径340mm、高さ80mm、凹部６の両斜面６ｂのな
す角度αを94°、半径線と直交する底面６ａの幅
20mm、内周面５ａと底面６ａの最小厚み19mmと
し、これに装着する砥石片４は高さ150mmとして
ある。（角度αは凡そ90〜120°位とでき砥石の寸
法が大きくなるに応じて大きくとることができ
る。） 本発明砥石ホルダは前記のように構成するか
ら、環状ホルダ５の各凹部６の斜面６ｂに砥石片
４の対応面９ａ，９ｂをそれぞれ嵌合わせ、砥石
片４の各下面（研削面となる面）を同一水平面上
に揃えた状態で、金具８により各砥石片４を固定
して（第５図及び第６図参照）組立てる。なお使
用する砥石片は、図示のものに必ずしも限定され
ず半径方向の厚さ、頂角角度等はある程度可変で
ある。 続いて第７図に示す説明図により本発明の砥石
ホルダの作用を説明する。 前記のようにして環状ホルダ５の全部の凹部６
に砥石片４を取付け、図示しないロータリ平面研
削盤のスピンドルに取付けると、砥石片４は緊密
に環状ホルダ５の凹部６の両斜面６ｂに位置決め
固定され、回転時（平面研削時）に砥石片がずれ
ることがなく、高精度が実現され、また締付け位
置決めも簡単容易である。さらに三角断面砥石の
使用が可能となり、その場合次の如き効果も付加
される。第７図において矢印ａで示す方向に本発
明砥石ヘツドを回転するとともに中心部から外方
に向け矢印ｂで示すよう研削油を噴射すると、研
削油は砥石片４の二等辺９ａ，９ｂのうち回転進
行方向前面側の一辺９ａに当つた分が内方への押
圧力を受け一旦内側に押し戻されるように砥石片
４の内側を回り、さらに一部分が砥石片４の研削
面と被研削物との間に入り、再び研削面外に出た
ところで、回転方向前後の砥石片４，４間を通抜
ける研削油とともに外方に散出する。 一方、砥石片４の研削面を、二等辺三角形近似
の形状とし、二等辺９ａ，９ｂを内側に向けてセ
ツトすると、回転進行方向後半部分の幅が後端に
至るにつれて狭まるため、前半部分で発生した切
粉は速やかに研削面外に排出する。 このように切粉が研削面の後半部において被研
削物との間に残らないから、研削に有害な抵抗も
生じないし、切粉による滑り、浮き上がり等仕上
りに悪影響を及ぼす現象が生じない。さらに、研
削片４として水平断面形状近似二等辺三角形の異
形柱状とし、頂角相当部分と底角相当部分を削落
したものを用いれば、形状の面での強度が大き
く、長期使用に耐える。また、水平断面形状が最
下面である研削面と同形である粒状砥石片とした
場合、かなり短くなるまで使用できることにな
る。 （比較実験） 本発明にかかる砥石ホルダに保持した砥石の研
削性能をみるために実公昭53−10630号にかかる
砥石ホルダに保持した砥石との比較を行つた。
尚、各砥石の材質及び断面積は同一とした。加工
物に硬度HRB92のS45C調質材を用い、加工面の
寸法は300mm×300mmにし、厚みを30mmにした。 研削にあたつて、サンシン全自動ロータリー平
面研削盤SPG600型を用い、上記加工物の中心を
テーブルの中心に据え、テーブルを毎分20回転で
回転させ、テーブルの回転方向と逆方向の回転で
砥石ヘツドを毎分1091回転で回転させた。研削液
にはノリタケクールAFT100倍液を用い、毎分25
リツトルで加工面に噴射した。切込速度を毎分
0.2mmとし、最初、捨研として加工物を上記条件
で１回研削し、砥石面を安定させた後に研削試験
を行つた。総切込量を0.5mmとし、40秒間スパー
クアウトした。 測定にあたつては第８図に示す加工面上の○印
で仕上面あらさを測定し、●印で平面度を測定し
た。○印の位置Ｘは加工物の端縁より75mm奥には
いつたところであり、●印Ｙは10mm入つたところ
である。 仕上面あらさ、平面度、研削量、砥石摩耗量、
その他の測定結果を表１に示す。

【表】 (注) 研削音は研削中の平均の音を示す。
研削前の音は79dbであつた。
研削後における各砥石片の研削面を観察する
と、本発明にかかる砥石ホルダに保持した砥石片
にはほとんど研削切粉の付着がないのに対し、実
公昭53−10630号にかかる砥石ホルダに保持した
砥石片には研削面の回転中心に向いた稜線に沿つ
て研削切粉が多数付着していることが判つた。こ
の観察から、本発明の方が冷却と洗浄が十分行わ
れ、砥石面の目詰りが少ないといえる。 また、加工物の加工面を観察すると、本発明よ
り実公昭53−10630号の砥石ホルダに砥石片を保
持した加工物中心に現われた同心円模様の条痕の
大きさが大きく約1.5倍あつた。この結果からみ
ると、本発明の砥石ホルダに保持した砥石片は研
削にあたつて研削面の平面度が比較的維持される
のに対し、実公昭53−10630号の砥石ホルダに保
持した砥石片は研削面の形状で砥石ヘツドの半径
方向外側に向いた頂部が楔状に損耗し研削面を平
面に維持できないことが判つた。 さらに本発明の砥石ホルダに保持した砥石片
は、実公昭53−10630号の砥石ホルダに保持した
砥石片と比べて研削比が40％優れており、また平
面度もはるかに良いことが判つた。一般に平面度
をよくするためには負荷を小さくして研削する必
要があるが、本発明では実公昭53−10630号の砥
石ホルダに保持した砥石よりも負荷が高いにもか
かわらず、平面度がよいという結果が得られた。 （発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の砥石
ホルダは従来のロータリ平面研削盤用砥石片及び
砥石ホルダにおける問題点を解消でき、砥石片を
所定位置に安定保持でき、高精度高速平面研削が
可能となる。又、従来毎分1200回転程度を限界と
していた回転を1800回転程度まで高めることがで
きたので、仕上面も良好となるなど多くの優れた
効果をもたらすものである。 また、本出願人にかかる実公昭53−10630号の
砥石片および砥石ヘツドと比べてみても、本発明
にかかる砥石片及び砥石ホルダは研削比で40％優
れ、研削切粉の付着が少なくかつクサビ状の欠損
がないので、平面度が高く仕上面あらさも比較的
小さいという効果を得た。これは本発明にかかる
砥石片および砥石ホルダの方が研削液の流れが良
好であることを示すものと思われる。本発明で最
も重要なことは高負荷で平面度を5μｍに押える
ことができたということである。 本発明は、環状ホルダ本体に形成された凹部内
に嵌合される砥石片を、その両側部にこの凹部の
ホルダ本体の中心方向に向つて相互間隔が減少す
る一対の斜面を各々当接し砥石片固定金具でホル
ダの径方向に押圧することによつて支持するの
で、砥石片をホルダに対しその回転方向、即ち砥
石片の研削方向において堅固に固定保持すること
が出来る。そしてさらに、本発明は、砥石片のホ
ルダへの支持をこのホルダの円周方向における二
点支持（典型的には二面支持）によつて行つてい
るので、このホルダに取り付けられる砥石片の形
状は、凹部の形状に厳密に一致したものである必
要は無い。例えば、砥石片の側面が平面ではなく
僅かに円弧状になつているようなものであつて
も、容易にかつ堅固に固定保持することが出来
る。また砥石片を凹部内に嵌合して支持した後こ
の砥石片を砥石片固定金具によつて締付ければ良
いので、砥石片の取り付けが容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の砥石ヘツドの一例を略示した動
作説明図、第２図は本発明に用いる砥石片の平面
図、第３図は第２図矢視背面図、第４図は第３
図矢視側面図、第５図は一部を図示省略した本
発明砥石ヘツドの実施例の平面図、第６図は第５
図の−線視断面図、第７図は本発明砥石ヘツ
ドの略示動作説明図、第８図は比較実験において
研削した加工物の平面図である。 ４……砥石片、５……環状ホルダ、６……凹部
（６ｂ……斜面）、７……凸部、８……金具、９
ａ，９ｂ……二等辺、１０……ボルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 砥石片を受容するための複数の凹部を外周面
   に備えた環状ホルダ本体と砥石片固定金具とから
   成り、該凹部は環状ホルダ本体の中心方向に向つ
   て相互間隔が減少する一対の斜面を有し、一対の
   斜面の交角相当部分における二等分線が環状ホル
   ダ本体の半径線に合致又はほぼ合致し、該一対の
   斜面は凹部内に嵌合される砥石片の各々両側部に
   当接され、砥石片固定金具は凹部内の砥石片を径
   方向に押圧することを特徴とするロータリ平面研
   削盤用砥石ホルダ。 ２ 前記凹部は、この凹部内に嵌合される砥石片
   に当接しない底面を有している特許請求の範囲第
   １項記載のロータリ平面研削盤用ホルダ。