JPH06297324A - 砥石等の回転移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置全体を小型化して省スペース化が図れ、
砥石などの被回転体の振動を抑えて回転精度が向上さ
れ、重心位置が低くて安定した、回転移動装置を提供す
る。 【構成】 ベース２２の下方に駆動モータ２６を設置
し、駆動モータ２６と砥石２０とを、長さ方向に余裕を
もたせた無端ベルト２７によって接続し、無端ベルト２
７に対し、これと直交する方向に押圧するテンションプ
ーリー２８により所定の張力を付与している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被回転体を回転させる
同時に、被回転体を前進させたり後退させたりすること
が可能な回転移動装置に関するもので、例えばベルト研
削装置において、ベルト研削用の砥石を回転させると同
時に前進・後退させるために使用する回転移動装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、幅方向にＶ字の山を複数条そな
えたＶリブドベルトにおける凹凸（谷と山）は、砥石や
刃物を用いて形成されるのが一般である。すなわち、凹
凸のない平らなベルトをまず成形し、凹部（谷）になる
部分をのちに削り取る（切り取る）ことにより形成され
ている。

【０００３】また、ゴム層のうちに綿やナイロンの繊維
を含むベルトについては、ダイヤモンド砥石による研削
が好適であるが、ケブラーやコーネックスなどといった
特殊なアラミド等の繊維を含有するゴムベルトに関して
は、繊維が高強度・高弾性であるため、ダイヤモンド砥
石で研削すると、短時間のうちに砥石が目詰まりを起こ
し、それにともなって研削の速度や精度も低下するとい
う不都合がある。しかも、ダイヤモンド砥石は表面にの
み特別な砥粒を付着させた構造であるので、目詰まりを
修復することが困難なことから、ダイヤモンド砥石の寿
命は、ナイロン繊維入りのゴムベルトの研削に使用した
場合の百分の一程度になる。

【０００４】そこで、本出願人は、アラミド繊維などの
入ったゴムベルトの研削加工に使用しても上記のような
トラブルがなく、加工能率・精度およびコストの点で有
利なベルト研削装置を開発し、特許出願（特願平４−３
５８４８７）している。この装置は、ベルトの巻き掛け
用ロールを含む二軸式または多軸式のベルト駆動機構
と、回転駆動手段を含む研削用の砥石と、砥石の表面を
再加工するドレッサーとを配備し、上記のロール（二つ
以上あるうちとくに研削部のロール）・砥石間および砥
石・ドレッサー間をそれぞれ周面同士で接触させるべ
く、ベルト駆動機構と砥石との間および砥石とドレッサ
ーとの間に相対送りをもたらし得る往復移動手段を設け
ている。

【０００５】そうした装置において、例えば砥石を回転
させると同時に、前進あるいは後退させる場合、従来
は、図３に示すような装置が使用されている。すなわ
ち、ベース５１のガイド５２に沿って移動自在に配備さ
れた移動部材５３上に、砥石５０と、砥石５０を回動自
在に軸支したホルダー５４と、砥石５０を回転させるた
めの駆動モータ５５とを搭載し、サーボモータ５６でボ
ールねじ５７を回転させることにより移動部材５３を前
進あるいは後退させる構造である。なお、図中の符号５
８は、研削すべきベルトｐを巻掛ける一方のロールを示
す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た構造の回転移動装置では、次のような不都合がある。 搭載スペースの大きな移動部材５３を使用する必要
があり、この移動部材５３はベース５１上を往復移動す
るため、ベース５１上のスペースを大きくしなければな
らず、装置が大型になる。

【０００７】 駆動モータ５５の振動が移動部材５３
を介し砥石５０に直接伝わるため、研削の精度に悪影響
を及ぼす。

【０００８】 駆動モータ５５や砥石５０などの重量
物がベース５１の上方に配置されるため、移動部材５３
を往復移動させる手段の駆動力を大きくする必要があ
り、また装置の重心が高くなるので、装置を設置するう
えでの安定性が欠ける。

【０００９】 上記した先の特許出願にかかる研削装
置に使用する場合、砥石をベルト駆動機構とドレッサー
の間で移動させる際に駆動モータが邪魔になるととも
に、砥石を水で冷却・洗浄するときに駆動モータに水が
かかる。

【００１０】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、装置全体を小型化できて省スペース化が図れ、また
砥石などの被回転体の振動を抑えられて回転精度が向上
でき、さらに重心位置が低くて安定した、回転移動装置
を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、砥石等の被回転体を回転させると同時に前進ある
いは後退させる本発明の回転移動装置は、a)ベース上に
一直線状に移動自在に配設された移動部材に、前記被回
転体を回動可能に配備するとともに、該移動部材に往復
移動手段を連結し、b)前記ベースの下方に駆動モータを
設置し、c)該駆動モータと前記被回転体とを、長さ方向
に余裕をもたせた無端伝動体によって接続し、d)該無端
伝動体に対し、これと直交する方向に張力付与手段によ
り所定の張力を付与させるようにしている。

【００１２】請求項２に記載のように、d-1)前記往復移
動手段の作動時には、前記無端伝動体に対する前記張力
付与手段による張力付与を解除させるようにすることが
好ましい。

【００１３】請求項３に記載のように、c-1)前記無端伝
動体を無端ベルトにし、d-2)前記張力付与手段を、該ベ
ルトに当接可能なプーリーを先端に備え、揺動自在に軸
支されたアームと、該アームを前記プーリーが前記ベル
トを押圧方向又は引張方向に付勢させるエアシリンダ
と、前記ベルトに対する付勢力が一定になるように前記
エアシリンダへ加圧エアを供給する手段とから構成する
とよい。

【００１４】

【作用】上記した構成を備えた本発明の回転移動装置で
は、砥石等の被回転体を回転させながら、移動部材とと
もにベース上を前進あるいは後退させる。このとき、被
回転体は、無端伝動体にて接続された下方の駆動モータ
を中心にベース上を移動し、被回転体と駆動モータとの
間の軸間距離が変化するが、無端伝動体の長さに余裕が
あるので、駆動モータから被回転体が離れても無端伝動
体が延びたり切れたりすることはない。一方、無端伝動
体の長さに余裕をもたせているが、無端伝動体にはこれ
と直交する方向に張力付与手段による所定の付勢力が作
用し、所定の張力が付与されるから、無端伝動体が緩ん
だりすることなく、駆動モータの回転力が無端伝動体を
介して被回転体に確実に且つ安定して伝達されるととも
に、被回転体が移動したときにも無端伝動体の張力は常
に一定に保持される。

【００１５】駆動モータは、移動部材上にないので、移
動部材上には被回転体を回動自在に支持するものを搭載
可能なスペースがあれば十分であり、したがって移動部
材を往復移動させるベース上のスペースも小さくでき、
また被回転体を含む移動部材の重量も軽減されるので、
往復移動手段に駆動容量の小さいものを使用できる。さ
らに、重量の大きい駆動モータがベースの下方に配備さ
れることで、装置の重心位置が下がり、安定する。

【００１６】請求項２記載の回転移動装置では、被回転
体（および移動部材）が移動する時には、無体伝動体に
は張力が付与されていないので、往復移動手段による被
回転体の移動が小さな力でしかも円滑に行われる。

【００１７】請求項３記載の回転移動装置では、無端ベ
ルトに対しエアシリンダによる付勢力がプーリーを介し
て作用し、ベルトに張力が付与される。そして、被回転
体の移動に伴ってベルトの位置が移動したときには、そ
の変位（移動量）に応じてアームが揺動しプーリーが追
随することにより、ベルトに対し常に一定の付勢力が付
与される。また伝動体としてベルトを使用したことと、
張力付与手段にエアシリンダを使用したことによって、
被回転体の移動に伴なうベルトの変位が弾力的に受け止
められ、被回転体の急な移動に対してもプーリーが円滑
に追随するとともに、ベルトに対するプーリーの接触や
離間などの各動作時、とくにその動作開始時において衝
撃が生じにくい。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の回転移動装置の一実施例を図
面に基づいて説明する。図１は本例にかかる砥石の回転
移動装置を備えたベルト研削装置を概略的に示す正面
図、図２は図１の研削装置の平面図である。ここでは、
連続する複数条のＶ形の山を有するコーネックス繊維含
有ゴム製のＶリブドベルト（輪切りする前の広幅のスラ
ブ）を研削加工するための研削装置に適用した場合を例
にとって紹介する。

【００１９】ベルト研削装置は、図１および図２に示す
ように、ベルト駆動機構１０と砥石２０・ロータリドレ
ッサー３０を主体に構成されたものである。加工しよう
とするベルトｐ（未研削の段階では平形のもの）を駆動
機構１０において回転させる一方、その表面に、砥石２
０を回転駆動させながら押し付けて研削加工が行われ
る。そして、この砥石２０を定期的にドレッサー３０に
かけてドレッシング（再加工）することにより、目詰ま
りや摩耗の発生を避けて砥石２０による研削性能が維持
されるのである。

【００２０】駆動機構１０では、ベルトｐを巻き掛ける
二軸のロールとして、回転フリーな従動ロールである主
ロール１１と、駆動ロールを兼ねたテンションロール１
４とが配置され、両者の間にガイドロール１２および冷
却用ロール１３が設けられている。主ロール１１は、高
精度な機械加工が容易なうえ変形しにくいことを考慮し
て金属（炭素鋼）製のものが使用されるが、駆動・テン
ションロール１４は、ベルトｐに十分な駆動力を伝達で
きるよう、ベルトｐとの間の摩擦係数が高いウレタンに
て形成されている。

【００２１】駆動・テンションロール１４は移動ブロッ
ク１４ａに取り付けられており、移動ブロック１４ａは
ベース１４ｂ上の一対のガイドレール１４ｃ・１４ｃに
沿って移動自在に配設され、エアシリンダ１５で押し引
きされるようになっている。ベルトｐを緩めたり取り付
け・取り外しをしたりする場合にはこのシリンダ１５を
伸ばし、ベルトｐに張力（テンション）を与える場合に
は逆にこれを縮める。冷却用ロール１３は、内部に冷却
水を通して研削加工中のベルトｐを冷却するように構成
されたものである。ベルトｐは、内側の面に前記の凹凸
を有すべきなので、駆動機構１０には裏返しの状態で取
り付けられる。図中の符号１４ｄは駆動モータ、１４ｅ
は無端ベルトである。

【００２２】研削中にベルトｐの蛇行、すなわち幅方向
位置のずれることを防止するため、主ロール１１の近く
には、主ロール１１および他のロール１３・１４とも平
行にガイドロール１２が配置されている。ガイドロール
１２は、両側（ベルトｐの両側に相当する二箇所）にツ
バ１２ａを形成した一種のテンションロールで、ツバ１
２ａの間にベルトｐを通せば、そのベルトｐは幅方向に
ずれることがない。このロール１２も回転自在な従動ロ
ールであるが、エアシリンダ１２ｄのピストンロッド１
２ｂの先に設けられ、そのピストンロッド１２ｂの上下
動によってその位置が上下に切り換えられる。図のよう
にガイドロール１２がベルトｐに当てられる際は、ツバ
１２ａの作用でベルトｐの蛇行が適切に防止されるが、
エアシリンダ１２ｄを起動してガイドロール１２を上昇
させれば、主ロール１１と駆動・テンションロール１４
との間にベルトｐを掛ける作業が容易になる。

【００２３】砥石２０には、炭化ケイ素を砥粒の主成分
とする高硬度のものが使用されており、この砥石２０を
砥石ホルダー２１の回転軸２１ａに取り付け、軸受２１
ｂを介して回動自在に支持している。砥石ホルダー２１
は移動ブロック２２ａ上に固定し、移動ブロック２２ａ
をベース２２上の一対のガイドレール２２ｂ・２２ｂに
沿って移動自在に配備している。そして、定位置（駆動
機構１０上）で回転するベルトｐに対し砥石２０を押し
付けたりするための往復移動手段として、移動ブロック
２２ａから下向きに延設した支持片２３ａにボールナッ
ト２３を装着したうえ、ベース２２の下面側に固設した
サーボモータ２５に連結したボールねじ２４を、ボール
ナット２３に通して螺合させるとともに、ボールねじ２
４の先端を軸受２４ａで回動自在に支持している。

【００２４】砥石２０の回転駆動手段として、インバー
タユニット（図示せず）を備えた駆動モータ２６をベー
ス２２の下方に設置している。この駆動モータ２６の駆
動プーリー２６ａを、前記回転軸２１ａの一端に取着し
た従動プーリー２１ｃと、無端伝動体としての無端ベル
ト２７で接続している。そして、その無端ベルト２７に
対し、張力付与手段の一部を構成するテンションプーリ
ー２８にて所定の張力を付与させている。すなわち、テ
ンションプーリー２８は、両側（ベルト２７の両側に相
当する二箇所）にツバ２８ａを形成したもので、「く」
の字状の揺動アーム２８ｂの先端に、「コ」の字状の枠
体２８ｃを介して回動自在に取り付け、揺動アーム２８
ｂの屈曲部を揺動自在に軸支している。揺動アーム２８
ｂの基端には、ベース２２の下方に下向けに配設したエ
アシリンダ２９のピストンロッド２９ａの先端を枢支連
結し、揺動アーム２８ｂの基端を引き上げることで、テ
ンションプーリー２８がベルト２７を押圧するようにし
ている。

【００２５】またエアシリンダ２９には減圧弁２９ｂを
介してエア源Ｐを接続し、常に所定圧力の加圧エアを供
給することにより、揺動アーム２８ｂを介してテンショ
ンプーリー２８をベルト２７に対し直交する方向に押圧
させている。このため、砥石２０がベース２２上をガイ
ドレール２２ｂに沿って水平に移動し、砥石２０が図１
の例えば左側へ移動すると、ベルト２７がテンションプ
ーリー２８の付勢力に抗して左側へ移動する。この時、
揺動アーム２８ｂが反時計方向に回転するが、エアシリ
ンダ２９への加圧エアの供給圧を一定にしているので、
ベルト２７に作用するテンションプーリー２８の押圧力
が一定に保たれる。なお、砥石２０が右側へ移動する場
合には、揺動アーム２８ｂが時計方向に回転してテンシ
ョンプーリー２８がベルト２７の移動に追随するので、
ベルト２７に作用する押圧力は変わらない。

【００２６】本実施例では、砥石２０の回転駆動手段と
しての駆動モータ２６が駆動されるときに、張力付与手
段の主要部を構成するエアシリンダ２９に加圧エアが供
給され、テンションプーリー２８をベルト２７側へ付勢
するが、それ以外のとき、例えば前記往復移動手段のサ
ーボモータ２５が回転して砥石２０が移動するときに
は、エアシリンダ２９への加圧エアの供給を中止させる
ようにしている。したがって砥石２０はサーボモータ２
５の回転によって、ロール１１上のベルトｐとロータリ
ドレッサー３０との間でスムーズに往復移動することが
できるとともに、サーボモータ２５の駆動容量を小さく
できる。一方、駆動モータ２６の回転時には、エアシリ
ンダ２９に加圧エアが供給され、無端ベルト２７に張力
が付与されているので、上記の駆動モータ２６の回転力
が無端ベルト２７によって駆動プーリー２６ａから従動
プーリー２１ｃへ伝達され、砥石２０が回転する。な
お、エアシリンダ２９への加圧エアの供給と中止は、例
えば、サーボモータ２５の作動・停止に連動して開閉制
御される電磁開閉弁（図示せず）などを加圧エアの供給
ラインに介設して行うとができる。

【００２７】ロータリドレッサー３０は、ベース２２上
の、砥石２０がベルト駆動機構１０の側とは反対の向き
にサーボモータ２５で移動したとき接触し得る位置に、
配置している。このドレッサー３０は、ドレッサーホル
ダー３１の支軸３１ａに取り付け、軸受３１ｂを介して
回動自在に支持している。このドレッサー３０の回転駆
動用のモータ３２をベース２２上に設置し、無端ベルト
３３で接続したものである。

【００２８】以上のほか本装置には、水やエアの供給
と、発生する粉塵の処理とに関して下記の構成部分を設
けている。まず、研削加工後に砥石２０を冷却し、ある
いはドレッシングの際に冷却や砥石・砥粒の破砕屑を押
し流す目的で砥石２０に高圧水を噴射するが、そのため
の手段として、図１のようにタンク４１やポンプ４２・
給水管４３を設置する。タンク４１は、フィルター４１
ａとともにベース２２の下方に置き、供給した水を回収
・循環するものとした。また、その後に圧縮エアによっ
て水切りをするため、エアノズル４５を、やはり砥石２
０へ向けて配置している。駆動機構１０上のベルトｐや
駆動モータ３２に水がかかるのを防止するため、砥石２
０とロータリードレッサー３０を覆う箱状のカバー体４
９がベース２２上に被せられ、砥石２０とロール１１と
の間に設けた開口（図示せず）に遮蔽板（図示せず）が
出入りするようになっている。

【００２９】そのほか、ベルトｐの研削中の発熱を防止
し、砥石２０の目詰まりやベルトｐの焼き付きによる加
工精度または生産性の低下を防止する目的で、研削中に
ベルトｐと砥石２０とに圧縮エアを吹き付けるものと
し、その手段としてエアノズル４６・４７が設けられて
いる。エアノズル４６は、研削位置における砥石２０の
周面に向けて配置され、エアノズル４７は、研削点すな
わちベルトｐと砥石２０との接触部下方に向けて配置さ
れている。前者は主に砥石２０の温度を下げるもの、後
者は砥石２０およびベルトｐの冷却と目詰まり防止とを
主たる目的としている。研削中に砥石２０等に水（冷却
水）を掛けないのは、それによって回転動力（研削動
力）についての無駄を生じないようにしたものであり、
またベルトｐの冷却のため、前述のとおり、内部水冷式
の冷却用ロール１３をベルトｐに接触させてある。

【００３０】以上のように構成された研削装置では、中
間製品である平形のベルトｐをベルト駆動機構１０に巻
き掛けたうえ、表面に凹凸を形成してＶリブドベルトに
することができる。なお、上記ベルト研削装置では、コ
ーネックス等の特殊な繊維を含むベルトｐのみには限ら
ず、綿やレーヨン・ナイロン・ポリエステル・アクリル
ニトリル系・ビニロン・芳香族ナイロン（アラミド）な
どの各種繊維を含有する一般的なゴムベルトに対しての
使用も可能である。また、砥石として、炭化ケイ素質以
外のもの（ただし均質なもの）を使用することもでき
る。

【００３１】ところで、上記実施例では、砥石２０を回
転させると同時に往復移動させる場合を示したが、例え
ば、上記研削装置において駆動・テンションロール１４
の回転と移動にも本発明の回転移動装置を使用すること
ができる。また、砥石２０等を往復移動させる手段に
は、サーボモータ２５で回転させるボールねじ２４の代
わりに、油圧シリンダなどを用いることができる。さら
に、砥石２０等へ回転力を伝達する無端伝動体には、Ｖ
ベルトやタイミングベルトなどのベルト２７の代わり
に、例えばチェーンを用いることができる。また、ベル
ト２７やチェーンなどに対しては、テンションプーリー
２８やテンションッスプロケットなどで押圧力を作用さ
せる代わりに、引張力を作用させて張力を付与すること
もできる。

【００３２】さらに上記実施例では、駆動モータ２６の
駆動時以外はエアシリンダ２９への加圧エアの供給を中
止させるようにしたが、砥石２０の往復移動手段として
のサーボモータ２５の回転時にだけ、エアシリンダ２９
への加圧エアの供給を解除させるようにしてもよい。ま
た、サーボモータ２５の駆動容量を大きくする必要があ
るが、エアシリンダ２９へは常に加圧エアを供給してお
き、無端ベルト２７に張力が付与された状態のまま、砥
石２０を往復移動させるようにすることも可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の回転移動装置には、次のような優れた効果があ
る。

【００３４】(1) 被回転体の移動にかかわらず、駆動モ
ータの回転力が無端伝動体を介し被回転体に確実に且つ
安定して伝達される。また、移動部材上には被回転体を
回動自在に支持するものを搭載可能なスペースがあれば
十分であり、移動部材を往復移動させるベース上のスペ
ースも小さくでき、またその往復移動手段に小駆動容量
のものを使用できるため、装置の小型軽量化が図られ
る。さらに、重量の大きい駆動モータが低位置にあり、
重心が低いので、設置状態が安定している。

【００３５】(2) 被回転体に駆動モータの振動が伝わら
ず、しかも駆動モータの回転力が確実に被回転体に伝達
されるので、上記実施例のようにベルト研削装置の砥石
の回転と移動に用いた場合には、ベルトを精度よく研削
加工できる。

【００３６】(3) 請求項２記載の回転移動装置では、被
回転体（および移動部材）の移動時に、無体伝動体には
張力が付与されていないので、往復移動手段による被回
転体の移動が小さな力でしかも円滑に行われる。

【００３７】(4) 請求項３記載の装置では、被回転体の
移動に伴なうベルトの移動が弾力的に受け止められるの
で、被回転体の移動に対しテンションプーリーが円滑に
追随し、無端ベルトに常に所定の張力が付与されるとと
もに、ベルトに対するプーリーの接触や離間などの各動
作時、とくにその動作開始時にも衝撃が生じにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例にかかる砥石の回転移動
装置を備えたベルト研削装置の全体を概略的に示す正面
図である。

【図２】図１のベルト研削装置の平面図である。

【図３】ベルト研削装置における砥石の回転移動装置
の、従来の一般的な構造を示す正面図である。

【符号の説明】

１０ ベルト駆動機構 ２０ 砥石（被回転体） ２２ ベース ２２ａ 移動ブロック（移動部材） ２４ ボールねじ ２５ サーボモータ ２６ 駆動モータ ２７ 無端ベルト（無端伝動体） ２８ テンションプーリー ２８ａ ツバ ２８ｂ 揺動アーム ２９ エアシリンダ ３０ ロータリドレッサー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石等の被回転体を回転させると同時
   に、前進あるいは後退させるための回転移動装置におい
   て、 ベース上に一直線状に移動自在に配設された移動部材
   に、前記被回転体を回動可能に配備するとともに、該移
   動部材に往復移動手段を連結し、 前記ベースの下方に駆動モータを設置し、 該駆動モータと前記被回転体とを、長さ方向に余裕をも
   たせた無端伝動体によって接続し、 該無端伝動体に対し、これと直交する方向に張力付与手
   段によって所定の張力を付与させるようにしたことを特
   徴とする砥石等の回転移動装置。
2. 【請求項２】 前記往復移動手段の作動時には、前記無
   端伝動体に対する前記張力付与手段による張力付与を解
   除させるようにした請求項１記載の砥石等の回転移動装
   置。
3. 【請求項３】 前記無端伝動体が無端ベルトで、 前記張力付与手段が、該ベルトに当接可能なプーリーを
   先端に備え、揺動自在に軸支されたアームと、該アーム
   を前記プーリーが前記ベルトを押圧方向又は引張方向に
   付勢させるエアシリンダと、前記ベルトに対する付勢力
   が一定になるように前記エアシリンダへ加圧エアを供給
   する手段とからなる請求項１又は２記載の砥石等の回転
   移動装置。