JPH06114703A - 角状棒材の円筒研削加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 角状棒材をセンターレス円筒研削装置によっ
て精度良く研削加工し、しかも回転砥石やワークを押さ
えるブレードの摩耗を少なくする。 【構成】 ブレード４をワーク１に向かって付勢する力
として、ブレード４とその付帯部分の自重に加えて、コ
イルスプリング１２のような弾性手段の力を用いている
ので、回転砥石２と回転する調整車３との間隙の上部に
角状棒材のワーク１を載せ、それにブレード４を上方か
ら接触させて研削加工を行うと、ブレード４は自重に加
えて弾性手段の力によって弾力的にワーク１を下方に押
圧して切り込みを与える。そのため、ブレード４の「踊
り」が抑えられて、ワーク１とブレード４、或いは回転
砥石２との間に衝撃的な接触が起こらなくなり、回転砥
石２やブレード４の摩耗が減少し、ブレードの追従性が
向上するので、回転砥石２に対してワーク１が安定的に
押し付けられて精度の高い研削加工が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば内燃機関に使用
されるセラミックグロープラグ素子の丸め研削加工のよ
うに、角状棒材のワークをセンターレス円筒研削装置に
よって円筒形に加工する研削加工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来から主として円筒（円柱）
形のものを研削加工するために使用されているセンター
レス円筒研削装置の要部の構造を例示するもので、図３
はその作動状態を示すものである。なお、センターレス
円筒研削装置の全体構造はこれらの図面には示されてい
ないが、図１に示した本発明の実施例に関するセンター
レス円筒研削装置は、後述のように本発明の要部をなす
弾性手段の一例として設けられたコイルスプリングを備
えている点を除けば、多くの点で図２及び図３に示した
従来のセンターレス円筒研削装置と構造が類似している
ので、従来例の全体構造については、図２及び図３と共
に図１も併せて参照すれば、構造及びその作動の理解が
容易になる。

【０００３】従来のセンターレス円筒研削装置は、本来
は円筒（円柱）形のものを研削加工するためのものであ
るが、断面が角形である棒状の材料からなるワークを研
削加工して外形を円筒（円柱）形に仕上げることも行わ
れる。

【０００４】図２及び図３には、角形断面のうちでも特
に加工が難しい断面が長方形であるワーク１を加工する
場合を示している。この場合、角状棒材であるワーク１
の外形を、図２に示したように矢印の方向に回転する比
較的大径の円柱形の回転砥石２によって円筒形に丸める
ような研削加工をするために、回転砥石２と、それに対
して平行に支持されて図２の矢印のように回転する比較
的小径で円柱形の調整車３との間隙の上部に、角状棒材
のワーク１を載せて、砥石２と反対の方向に回転してい
る調整車３によってワーク１に回転を与えながら、ワー
ク１の上方から垂下している板状のブレード４をワーク
１に接触させ、ブレード４の自重によってワーク１を回
転砥石２に押しつけて切り込みを与えることにより、ワ
ーク１に丸め研削加工を行うようになっている。

【０００５】ブレード４自体は腕となるブレード支持部
５の先端に取り付けられており、ブレード支持部５の基
部は、図２及び図３には示されていないが例えば図１に
示されているような機枠、あるいはそれに代わる固定部
分の一部に取り付けられるピン６によって枢着されてい
るので、ブレード支持部５はピン６を中心として図３に
示すように回動することが可能であり、それによってブ
レード４はワーク１の上で上下に移動することができ、
下方へ移動するときはワーク１に切り込みを与えること
になる。

【０００６】前述のように、ブレード４は自重によって
垂下してワーク１に接触し得るが、その垂下の下限は、
ブレード支持部５の脚部７の下端に転動可能に取り付け
られたローラ８が、傾斜面を有するカムプレート９の上
面に接触する位置として定められる。カムプレート９は
送りねじ１０に対して螺合しているので、送りねじ１０
を送りモータ１１によって必要な角度だけ回転させて、
カムプレート９を図２に示した矢印のように左方へ移動
させると、ローラ８の位置の高さと共に、ブレード４の
下端の垂下可能な下限の位置も更に下方へ移動し、それ
によって切り込み速度が増加する。

【０００７】このように、従来のセンターレス円筒研削
装置ではブレード４が前述のようにピン６を中心として
回動可能に取り付けられているのと、それを下方へ付勢
する力がブレード４とその支持、案内部分であるブレー
ド支持部５や脚部７等の自重のみによって発生するよう
に構成されているため、ブレード４は機枠によって支持
されないフローティング状態にあると言うことができ
る。

【０００８】従って、このようなセンターレス円筒研削
装置によって、長方形のような、凡そ円形には程遠い断
面形を有する角状棒材をワーク１として研削加工する場
合には、ワーク１が突出した大きな４つの稜線を有する
ため、ワーク１が回転することによりブレード４の下端
はワーク１の稜線によって激しく叩かれると共に、上方
へ突き上げられるために、ブレード４はピン６を中心に
して上下に大きく振動することになる。

【０００９】図３において、ａはブレード４の下端がワ
ーク１の短径部分に接触している状態（実線）を示すと
共に、ｂは長径部分に接触している状態（破線）を示し
ており、このような状態だけであれば問題はないが、従
来技術では、図３中にｃとして示すように、ブレード４
が躍り上がってワーク１から離れている状態（鎖線）が
生じる。ブレード４のこのような運動は俗に「踊り」と
呼ばれている。

【００１０】ブレード４がワーク１に接触したり離れた
りしながら上下に大きく踊ることによって、ブレード４
はワーク１の動きに追従することができなくなり、ある
瞬間にはワーク１に接触してそれを押さえているが、次
の瞬間にはワーク１から離れてワーク１の自由な運動を
許しているようになる。そして、ブレード４がワーク１
に接触する瞬間にはワーク１が強く回転砥石２に押しつ
けられるので、回転砥石２には衝撃的な力が作用して砥
石２の摩耗が激しくなるという問題を生じると共に、離
れているときは回転砥石２に対するワーク１の押しつけ
力が消滅して研削が行われないため、加工されるワーク
１の外径が大きく変動して、一定の加工精度を維持する
ことが難しくなる。

【００１１】また、砥石２の摩耗が激しくなる問題と共
に、ブレード４の下端の摩耗も激しくなるため、ワーク
１の仕上がり外径を一定の許容誤差の範囲内におさめる
ためには、ブレード４の高さを変化させて行う調整を３
０サイクル毎に行わなければならないというように、外
径調整のインターバルが非常に短くなる。

【００１２】なお、特開昭６２−１６２４５４号公報に
記載されているように、内燃機関のシリンダスリーブ
（シリンダライナ）のような、薄肉で円筒形状のワーク
の外周面をセンターレス研削加工装置によって研削する
場合に、回転砥石と調整車との間隙に挟まれて回転する
薄肉円筒状のワークを、下方から受け台によって支持す
ると共に、流体圧シリンダによって付勢されるローラに
よって、ワークを上方から押し下げて受け台に押し付け
ることにより、ワークの浮き上がりを防止するセンター
レス研削加工方法が提案されている。

【００１３】シリンダライナのように、ワークが始めか
ら円筒形のものであれば、このような方法によっても問
題は生じないであろうが、本発明の加工対象とするワー
ク１は角状棒材であるから、このような断面角形のワー
ク１を従来技術のセンターレス研削加工方法によって加
工しようとしても、ワーク１が受け台とローラの間に流
体圧によって挟まれた場合には、ワーク１が回転するこ
とすら困難になると考えられるし、流体圧を非常に弱く
設定するとしても、流体圧による加圧手段は弾力性に乏
しい上に、一般に動きが鈍くて応答性が低いので、角状
棒材のワーク１が回転するとき、その表面に対してロー
ラの追従が遅れる結果、ローラがワーク１に接触してい
る時間がきわめて短くなり、その分だけ離れている時間
が長くなる。時間的に短い接触は衝撃的な接触となりが
ちであり、ワーク１とローラの接触の衝撃が、ワーク１
と回転砥石２との接触状態をも衝撃的にするので、回転
砥石２の摩耗が非常に激しくなるばかりか、円滑な研削
が行われないために加工精度の維持が一層難しくなるも
のと考えられる。従って、前記公報記載の方法を角状棒
材の研削に利用することは到底不可能である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術が
有するこのような問題を解決して、センターレス円筒研
削装置によって長方形断面のような角状棒材からなるワ
ークの円筒研削加工を行う場合に、回転砥石やブレード
の摩耗を大幅に低減し、製品の外径精度を高めると共
に、外径調整のインターバルを長くして加工を容易にす
ることができるような、改良されたセンターレス円筒研
削加工法を提供することを、発明が解決しようとする課
題とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、図２及び図３
に示した従来技術において前述のような問題点を生じる
のは、センターレス円筒研削装置によって角状棒材のワ
ーク１を研削加工する場合にはブレード４の踊りが過度
に大きくなることが原因になっているという認識に基づ
き、前記の課題を解決するための手段として、断面が角
形である角状棒材のワークを、センターレス円筒研削装
置における回転砥石と、それに対して平行に支持されて
回転する調整車との間隙の上部に載せ、前記ワークをブ
レードにより上方から下方に向かって押圧して切り込み
を与えながら、前記ワークの外形が円筒形となるように
研削加工を行う際に、前記ブレード及びその付帯部分の
自重に加えて、弾性手段により前記ブレードを前記ワー
クに向かって弾力的に付勢することにより、前記ブレー
ドの踊りを抑制することを特徴とする角状棒材の円筒研
削加工法を提供する。

【００１６】

【作用】本発明においては、ブレードをワークに向かっ
て付勢する力として、ブレードとその付帯部分の自重に
加えて、ばねのような弾性手段の力を用いているので、
回転砥石と回転する調整車との間隙の上部に角状棒材の
ワークを載せ、それにブレードを上方から接触させて研
削加工を行うと、ブレードは自重に加えて弾性手段の力
によって弾力的にワークを下方に押圧して切り込みを与
える。そのため、ブレードの踊りが抑えられて、ワーク
とブレード、或いは回転砥石との間に衝撃的な接触が起
こらなくなり、回転砥石やブレードの摩耗が減少し、ブ
レードの下端がワークから離れている時間が短くなっ
て、ワークに対するブレードの追従性が向上するので、
回転砥石に対してワークが安定的に押し付けられ、精度
の高い研削加工が行われる。

【００１７】

【実施例】本発明の実施例によるセンターレス円筒研削
装置を図１に示す。細部の構造は図２及び図３に示した
ものと略同じであって、１はワーク、２は回転砥石、３
は調整車、４はブレードを示す。図１においては図示を
省略しているが、図２及び図３に示されたものと同様な
ブレード支持部５、ピン６、脚部７、ローラ８、カムプ
レート９、送りねじ１０、モータ１１等も設けられる。

【００１８】本発明の円筒研削加工法における最大の特
徴は、回転砥石と調整車の間隙の上部においてワークを
押圧して切り込みを与えるブレードが、自重だけではな
く弾性手段によっても弾力的にワークに向かって付勢さ
れる点にあるが、図１に示した実施例の円筒研削装置に
おいては、弾性手段の１つの例として、引っ張りばねで
あるコイルスプリング１２を用いている。図１の場合、
ただ１本のコイルスプリング１２がブレード４の一点
と、円筒研削装置の機枠１３の一部であるベース１４上
の１点との間に掛け渡されており、コイルスプリング１
２の張力によってブレード４を図示しないピン６の回り
に回転力を及ぼし、ブレード４の下端をワーク１の表面
に軽く押し付けている。

【００１９】図１に示した本発明の実施例による円筒研
削装置においては、弾性手段としてコイルスプリング１
２を設けたので、回転砥石２と回転する調整車３との間
隙の上部に角状棒材のワーク１を載せた上に、ブレード
４を上方から接触させて研削加工を行うと、ブレード４
はその自重に加えてコイルスプリング１２の力によって
ワーク１を下方に押圧して切り込みを与える。ワーク１
は回転砥石２と調整車３によって回転を与えられるの
で、角形の断面において突出している稜線部分が均等に
研削されて、断面形が次第に円形に近づくが、従来技術
のようにブレード４をその自重のみによってワーク１に
押し付けていた場合と異なり、コイルスプリング１２に
よって弾力的にブレード４をワーク１の方へ付勢してい
るので、ブレード４の踊りが抑えられて、ワーク１とブ
レード４、或いは回転砥石２との間に衝撃的な接触が起
こらなくなり、ブレード４の下端がワーク１から離れて
いる時間が短くなって、ブレード４のワーク１に対する
追従性が著しく向上した。

【００２０】断面の長径と短径の差が０．４ｍｍである
ワーク１の研削加工を行った場合の踊り量（振幅）は、
従来技術の場合は１ｍｍ前後であったが、本発明による
図示実施例の場合は０．３〜０．４ｍｍ程度まで減少し
た。その結果、従来技術においてはワーク１と回転砥石
２、或いはブレード４との衝撃的接触によって増大した
回転砥石２やブレード４の下端の摩耗が著しく減少し、
外径調整インターバルは、従来技術の場合ば３０サイク
ル程度であったが、図示実施例の方法によれば１５０サ
イクル程度というように著しく長くなり、無調整でも長
時間にわたり精度の高い研削加工を実行することが可能
になった。

【００２１】この場合、コイルスプリング１２が発生す
る張力が過度に大きいと、ワーク１が過度に強く回転砥
石２に押し付けられるために、回転砥石２に大きな負荷
がかって砥石２の摩耗が増大するし、その反面、コイル
スプリング１２の張力が小さ過ぎると所期の効果をあげ
ることができなくなり、従来技術に近い結果を招くこと
になるので、コイルスプリング１２の付勢力の大きさは
重要なファクターであるが、実施例の場合は、１．８ｋ
ｇに設定することにより好結果を得た。

【００２２】なお、図示実施例では弾性手段として引っ
張りばねの一種であるコイルスプリング１２を使用した
が、本発明における「弾性手段」はコイルスプリングに
限らず、例えば、帯状のゴムをコイルスプリング１２の
代わりに張設するとか、更に他の例としては、ブレード
４又はそれと一体の部分の周辺に、機枠１３に固定され
た図示しない支持部を設け、支持部とブレード４又はそ
れと一体の部分との間に、ゴムのような圧縮ばねを挟み
込むとかの方法をとることもできる。

【００２３】

【発明の効果】本発明を実施することにより、回転砥石
やブレードの摩耗を大幅に低減しながらも、製品の外径
精度を高めることが可能になり、併せて外径調整のイン
ターバルを長くして加工を容易なものとし、加工コスト
を低減することができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるセンターレス円筒研削装
置の斜視図である。

【図２】従来技術によるセンターレス円筒研削装置の要
部構造を示す概念図である。

【図３】図２の研削装置の運転状態を示す概念図であ
る。

【符号の説明】

１…角状棒材のワーク ２…回転砥石 ３…調整車 ４…ブレード ８…ローラ ９…カムプレート １０…送りねじ １２…コイルスプリング（弾性手段） １３…機枠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面が角形である角状棒材のワークを、
   センターレス円筒研削装置における回転砥石と、それに
   対して平行に支持されて回転する調整車との間隙の上部
   に載せ、前記ワークをブレードにより上方から下方に向
   かって押圧して切り込みを与えながら、前記ワークの外
   形が円筒形となるように研削加工を行う際に、前記ブレ
   ード及びその付帯部分の自重に加えて、弾性手段により
   前記ブレードを前記ワークに向かって弾力的に付勢する
   ことにより、前記ブレードの踊りを抑制することを特徴
   とする角状棒材の円筒研削加工法。