JPH0740237A - 研削盤およびこの研削盤に用いられる砥石車の保持方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 研削盤の砥石軸に取りつけやすく、砥石車の
中心ずれにより高速回転時に発生するびびり振動を防止
する研削盤および砥石車の保持方法を提供することを目
的とする。 ［構成］ 砥石修正装置およびバランス取り装置の砥石
支持軸に設けられた取り付け部と同形状の取付部を備え
た研削盤に、砥石取付方向の指標となる取付指標を設け
た砥石車を、重力方向に対し常に一定の方向に取付指標
がくるように砥石支持軸に砥石車を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、砥石車の中心ずれよっ
て高速回転時に発生する砥石のびびり振動を防止する研
削盤およびこの研削盤に用いられる砥石車の保持方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】研削加工において、砥石車の回転軸の偏
心は高速回転時に発生するびびり振動の原因になるため
に正確な中心決めをした砥石車の保持が重要になってい
る。このため、従来の砥石車は、特公平２−３０８３０
に開示される用に、テーパ形状の砥石軸に砥石車を嵌合
して砥石車の中心決めをし、砥石軸への保持を行ってい
た。しかし、砥石車の最大砥石周速が１６０ｍ／ｓに達
するような超高速研削盤においては、砥石を固着するコ
アが高速回転時に遠心膨張することを低減するために、
コアに設けられた取付穴の径を回転する砥石車を支持で
きる範囲で最小限の径にし、また、高速回転時に遠心力
にてコアが反る（たわむ）ことを防止するために、取付
穴はテーパ形状を有しないストレートな穴を形成してい
る。これにともない、砥石車の回転軸の偏心を防止する
ために研削盤側の砥石軸と前記取付穴との嵌め合い、す
なわち砥石軸と前記取付穴のクリアランスは最小限にさ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】研削盤の稼動率を上げ
るためには、研削盤では研削加工のみを行い砥石の修正
（ツルーイング）およびバランス取り等の砥石調整は研
削盤機外で行うことが要望されるが、研削盤機外で砥石
調整を行った砥石車を研削盤の砥石軸に保持すると、上
述したように砥石軸と取付穴とのクリアランスを小さく
して砥石車の軸心を確保しても、嵌め合いのためのクリ
アランスが存在するので実際には砥石調整を行ったとき
の状態で砥石軸に砥石を保持することができず、砥石軸
の回転軸が偏心してびびり振動が発生するといった問題
があった。このため、びびり振動を防止するために砥石
車を取り付けた後に研削盤上で砥石のツルーイングおよ
びバランス取り作業を行わなければならず二重の作業を
必要とした。さらに、砥石軸と取付穴とのクリアランス
を小さくすると、砥石車の砥石軸への着脱作業が非常に
困難である問題が生じた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述した問題を解決する
研削盤は、砥石修正装置およびバランス取り装置等の砥
石調整装置砥石支持軸に設けられた砥石車を支持する取
付部と同形状の取付部を有した砥石支持軸を備え、前記
砥石車の中心に設けられ前記砥石支持軸の前記取付部の
径よりも大きな径をした取付穴と、前記取付部に前記取
付穴を嵌合した前記砥石車を前記砥石支持軸に固定する
固定部と、前記砥石支持軸に前記砥石を保持する時に、
前記砥石車を保持する方向の指標になる取付指標とを有
する前記砥石車を使用することからなる。

【０００５】また、砥石支持軸への砥石車の保持方法
は、前記砥石車設けられた取付指標の重力方向に対する
方向と、前記砥石調整装置の砥石支持軸に前記砥石車を
取り付けたときの前記取付指標の重力方向に対する方向
とを一致させて、前記砥石車の取付穴を前記研削盤の前
記砥石支持軸に設けられた前記取付部に嵌合し、前記砥
石車に設けられた固定部により前記砥石車を前記研削盤
の前記砥石支持軸に保持することからなる。

【０００６】

【作用】まず、重力の作用する方向に対して砥石車を取
り付ける方向を取付指標により決定する。次に、研削盤
の砥石支持軸の取付部と同形状をした第１の砥石調整装
置である砥石修正装置の砥石支持軸に設けられた取付部
に、前記取付指標の方向に従って砥石車の取付穴を嵌合
し、固定部により砥石車を前記砥石支持軸に固定する。
このとき、砥石車の取付穴は前記砥石支持軸の径よりも
大きいために、砥石車の中心は砥石支持軸の軸心に対し
て偏心して固定される。この状態で砥石修正装置を駆動
し砥石車の修正（ツルーイング）を行う。すると、前記
偏心した砥石支持軸の軸心を中心として砥石車はあらた
めて真円に修正される。次に上述した砥石修正装置への
砥石車の取り付けと同様に砥石車を第２の砥石調整装置
であるバランス取り装置の砥石支持軸に取り付ける。バ
ランス取り装置の取付部と砥石修正装置の取付部は同形
状であるために、砥石車は真円を保ったままバランス取
り装置に取り付けられる。そして、この状態でバランス
取りを行う。このようにして砥石修正およびバランス取
りが行われた砥石車を、砥石修正装置およびバランス取
り装置の取付部と同形状の研削盤の砥石支持軸に上述し
た砥石修正装置への取り付けと同様に取り付け、工作物
の加工を行う。

【０００７】

【実施例】以下図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。図１は本実施例で使用する砥石車を示した図であ
る。図１において砥石車１は円板状の砥石コア３の外周
に砥石層２を設けたものであり、この砥石層２はＣＢＮ
砥粒をビトリファインドボンドで結合したものである。
砥石コア３の中心部には取付穴４が設けられており、ま
た、取付穴４の回りには砥石コア３の中心と同心円上に
中心を持つ複数個の固定穴５が形成されている。そし
て、取付穴４は後述する研削盤の砥石軸３２に形成され
た取付部３２ａに嵌合して砥石車１の軸に対する位置決
めをするようになっている。この取付穴４は軸への取り
付け作業が困難にならないように取付部３２ａに対して
十分なクリアランス有した径になっている（図５参
照）。また、前記固定穴５は後述する砥石軸３２のボル
ト穴１２ｂの径よりも大きな径の穴であり、砥石車１を
砥石軸３２に固定する時に使用される。さらに、砥石コ
ア３の側面には、砥石１の方向性を示すための指標とな
るマーク６が形成されている。

【０００８】次に、本実施例で使用する砥石修正装置に
ついて説明する。図２は砥石修正装置の全体構成図であ
る。砥石修正装置１０のベッド１０ａ上に砥石台１１お
よびテーブル１３が配設されている。砥石台１１はベッ
ド１０ａ上に図面Ｘ軸方向に移動可能支持されており、
ベッド１０ａに設けられたサーボモータ１６により図略
のねじ機構を介して進退移動可能になっている。この砥
石台１１には、図略のモータによって回転する砥石軸１
２が砥石台１１の移動方向と垂直な方向に設けられ、こ
の砥石軸１２の先端に砥石車１が着脱可能に取り付けら
れるようになっている。この砥石軸１２先端の形状は、
図６に示すように取付部１２ａおよびボルト穴１２ｂが
形成されいる。取付部１２ａは前記砥石コア３の取付穴
４に嵌合することで砥石１を砥石軸１２に対して位置決
めし、砥石コア３の固定穴５に遊嵌された図略のボルト
がボルト穴１２ｂに螺合されることで砥石コア３（つま
り砥石車１）を砥石軸１２に固定するようになってい
る。なお、砥石軸１２の取付部１２ａの形状は後述する
研削盤３０における砥石軸３２の取付部３２ａおよびバ
ランス測定装置２０における支持軸２２の取付部２２ａ
と同形状になっている。

【０００９】テーブル１３はベッド１０ａ上に図面Ｘ軸
と垂直なＺ軸方向に移動可能に支持されており、ベッド
１０ａに設けられたサーボモータ１７により、図略のね
じ機構を介して左右に移動可能になっている。テーブル
１３にはツルア台１４が固定されており、このツルア台
１４には、テーブル１３の移動方向と平行な回転軸を有
するツルアが１５が設けられており、ツルア台１４上に
設けられた図略のモータを駆動することによってツルア
１５を回転するようになっている。

【００１０】また、上述した砥石台１２およびテーブル
１３を駆動するサーボモータ１６，１７はＮＣ装置１８
により制御され、砥石台１１の進退移動とテーブル１４
の左右移動とによって、ツルア１５が砥石車１を真円に
修正するようになっている。次に、本実施例で使用され
るバランス測定装置について説明する。図３はバランス
測定装置の全体構成図である。

【００１１】バランス測定装置２０のベッド２０ａ上に
は支持台２１ａおよび支持台２１ｂならびにモータ２３
が配設されている。モータ２３の回転軸先端にはプーリ
２４が固定されており、モータ２３を駆動することで回
転するようになっている。支持台２１ａ，２１ｂには支
持軸２２が回転可能に支持されており、ベルト２５を介
してモータ２３の回転が伝達され回転するようになって
いる。支持軸２２の片端には前記砥石修正装置１０の取
付部１２ａおよびボルト穴１２ｂと同形状の取付部２２
ａおよびボルト穴２２ｂが形成されている。（図６参
照）また、支持台２１ａには振動計２６ａが、支持台２
１ｂには振動計２６ｂが取付けられており、砥石車１を
取り付けた時に発生する支持軸２２の振動を測定し、こ
の測定値を測定装置２８に送るようになっている。

【００１２】さらに、ベッド２０ａ上には、回転してい
る砥石１の基準位置となる基準点を検出するセンサ２７
が取り付けられており、基準点を検出すると信号を出力
し、測定装置１８に送るようになっている。この基準点
は砥石コア３もしくは砥石層２上に設けられたものであ
り、上記したマーク６と同一としても、別としてもよ
い。このような、構成によって前記振動計２６ａ，２６
ｂから出力される振動値は砥石車１のバランス不均衡に
よって砥石車１の回転とともに周期的に現れる。また、
センサ２７から出力される値も砥石車１の１回転を示す
パルス波として検出されるため、このパルス波と振動値
の位相のずれを求めることにより、砥石車１のアンバラ
ンス点を、基準点からの角度と、アンバランスの量とし
て算出できる。

【００１３】次に、本発明の実施例である研削盤の説明
をする。図４は研削盤の全体構成図である。研削盤３０
のベッド３０ａ上には、砥石台３１およびテーブル３３
が配設されている。砥石台３１はベッド３０ａに対して
図面Ｘ軸方向に移動可能に支持され、ベッド３０ａに設
けられたサーボモータ３６の駆動により図略のねじ機構
を介して砥石台３１を進退移動させるようになってい
る。この砥石台３１には砥石軸３２が砥石台３１の移動
方向と垂直な方向に回転回転可能に支持され、砥石台３
１に設けられた図略のモータにより砥石軸３２を回転す
るようになっている。この砥石軸３２の先端も前記砥石
修正装置１０および砥石バランス測定装置２０と同様に
取付部３２ａおよびボルト穴３２ｂが設けられ、これら
により砥石車１を着脱可能に支持するようになっている
（図６参照）。

【００１４】また、テーブル３３がベッド３０ａに図面
Ｘ軸方向と垂直なＺ軸方向に移動可能に支持されてお
り、ベッド３０ａに設けられたサーボモータ３７の駆動
により、図略のねじ機構を介してテーブル３３を左右方
向に移動させるようになっている。このテーブル３３上
には主軸台３５と心押台３４が対向して設置され、主軸
台３５と心押台３４によって工作物回転軸線がテーブル
３３の移動方向と平行になるように工作物Ｗが両端支持
され、前記主軸台３５によって工作物Ｗが回転駆動され
るようになっている。そして、砥石台３１およびテーブ
ル３３の駆動を行うサーボモータ３６，３７はＮＣ装置
３８によってＮＣ制御されるようになっており、工作物
Ｗの研削加工を行うようになっている。

【００１５】次に本実施例の作用を説明する。まず、砥
石修正装置１０に砥石車１を取り付け、砥石車１の修正
（ツルーイング）を行う。砥石コア３の側面に形成した
マーク６が取付軸１２の軸心に鉛直上向きになるように
して、砥石車１の取付穴４を取付軸１２の取付部１２ａ
に嵌合する（図５参照）。すると、取付穴４のクリアラ
ンスと砥石１の重量によって、図５に示すように、砥石
車１の軸心Ｏ’が取付軸１２の軸心Ｏに対して下方にｅ
偏心した位置に位置決めされる。この状態でボルトによ
って砥石車１を砥石軸１２ａに固定する。上述したよう
に固定穴５の径は砥石軸１２のボルト穴１２ｂの径より
も大きいために、砥石車１は砥石軸１２に対して砥石車
の軸心Ｏ’が鉛直下向きにｅ偏心した状態（図５の状
態）のままで固定される。そして、砥石修正装置１０を
駆動し、砥石車１のツルーイングを行う。すると、図５
に示すように斜線部分が削られ、砥石車１はマーク６方
向にｅ偏心した点Ｏを中心に砥石車１が真円に修正され
る。ツルーイングが完了したら、砥石車１を取付軸１２
ａより取り外し、この修正（ツルーイング）の完了した
砥石車１のバランス取りを行う。

【００１６】まず、バランス測定装置によるアンバラン
ス点の測定を行う。この場合も上述した砥石修正装置の
砥石１の取り付けと同様に、マーク６を取付軸１２垂直
上向きにして、砥石車１の取付穴４を支持軸２２の取付
部２２ａに位置決めし、ボルトによって砥石車１を支持
軸２２に固定する。すると、前記砥石修正装置１０の砥
石軸１２に固定したときと同じ状態で、砥石車１を支持
軸２２に取り付けることができ、砥石車１はバランス測
定装置２０の取付軸１２に真円の状態で取り付けること
ができる。そして、バランス測定装置を起動して、砥石
車１のアンバランス点が求まったら、ハンドドリルや、
やすり等を使用して砥石コア３の修正部３ａを削りバラ
ンスをとる。

【００１７】以上の手段により砥石車１を修正およびバ
ランス取りを完了した砥石車１は、砥石軸１２および支
持軸２２と同形状をした研削盤３０の砥石軸３２に、上
述したように砥石車１のマーク６を鉛直上向きにして取
り付けることにより、真円度およびバランスの取れた状
態で砥石車１を研削盤３０に取り付けることができ、砥
石車１の高速回転時に発生する振動を防止できる。

【００１８】なお、砥石コア４のマーク６は、適当な工
具による打刻マーク、ペンキ、テープ等を目印とした
り、あるいは特定の部材を目印としてもよい。また、本
実施例においてはマーク６を軸心に対して垂直上向きに
砥石を取付けているが、軸に対して、常に一定の方向性
を保って取付けることができれば、その方向やマークの
有無は特に関係がない。

【００１９】次に本発明の変形例を説明する。図７は変
形例に使用する砥石である。なお、砥石の修正に使用す
る修正装置およびバランス測定装置の構成は上述した実
施例のものと等しく、砥石を取付ける各取付部１２ａ，
２２ａ，２３ａのみが図８に示すように面取りした平面
が形成されている。図７の砥石１０１は円板状の砥石コ
ア１０３の外周に砥石層１０２を設けたものであり、こ
の砥石層１０２はＣＢＮ砥粒をビトリファインドボンド
で結合したものである。砥石コア３の中心部には取付穴
１０４が設けられており、また、取付穴１０４の周りに
は砥石コア１０３の中心と同心円上に中心を持つ複数個
の固定穴１０５が形成されている。この取付穴１０４は
円周上に隣接する平面１０４ａ，１０４ｂが形成されて
いる。そして、取付穴１０４は図８に示す各軸の取付部
６０ａに嵌合して砥石の軸に対する位置決めをするよう
になっている。この取付穴４は取り付け作業が困難にな
らないようにの十分なクリアランスが設けられている
（図９参照）。

【００２０】つぎに、軸６０に砥石車１０１を取り付け
る方法を説明する。まず、軸６０の取付部６１に形成さ
れた面取部６１ａ，６１ｂの頂点部６２をベッドに対し
て鉛直上方に位置するように回転する。続いて砥石の取
付穴１０４を形状に合わせて嵌合する。すると取付穴１
０４のクリアランスと砥石の自重によって図９に示すよ
うに砥石の中心が軸の中心よりｆ偏心して位置決めされ
る。この状態で砥石を軸に固定して、ツルーイング、バ
ランス取りを行う。すると、実施例同様に高速回転にお
ける振動を防止する砥石の修正が行える。また、本変形
例では細い取付部６０ａに対しても加工しやすく、実施
例よりも正確にかつ一定に軸に取付けることができると
いった利点を持つ。

【００２１】なお、本実施例において、砥石調整装置は
砥石修正装置１０およびバランス取装置（バランス測定
装置２０）であり、ぞれぞれが独立した装置であるが、
砥石修正装置１０およびバランス取り装置２０が一体化
した装置でもかまわない。また、砥石修正装置１０およ
びバランス取り装置（バランス測定装置２０）の一方が
研削盤３０に一体化していてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の研削盤
は、砥石修正装置およびバランス取り装置等の砥石調整
装置の砥石支持軸の取付部と同形状の取付部を砥石支持
軸に設け、砥石車の方向性を示す取付指標が設けられた
砥石車を使用するようにしたものである。このため、取
付指標に従って砥石調整装置に取り付け、砥石修正（ツ
ルーイング）およびバランス取り等の砥石調整を施した
砥石車を、同様に取付指標に従って研削盤の砥石支持軸
に取り付けることで、砥石修正およびバランス取り等の
砥石調整の行われた状態で砥石車を研削盤に取り付るこ
とができる。これにより、砥石車の真円度およびバラン
スが保たれた状態で研削加工ができるために、砥石車の
高速回転時に発生するびびり振動を防止できる。このこ
とは、研削盤機外での砥石のツルーイングおよびバラン
ス取り作業を可能にしたことを意味し、研削盤機上での
ツルーイングおよびバランス取り作業を不必要にできる
といった効果がある。

【００２３】また、本発明の研削盤は砥石車の取付穴の
径が砥石支持軸の取付部の径より大きい砥石車を使用す
るために、砥石支持軸への着脱作業が容易に行えるとい
った効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にて使用する砥石車を示した図
である。

【図２】本発明の実施例にて使用する砥石修正装置の全
体構成図である。

【図３】本発明の実施例にて使用するバランス測定装置
の全体構成図である。

【図４】本発明の実施例を示す研削盤の全体構成図であ
る。

【図５】本発明の実施例を示す砥石車の取り付けを示し
た図である。

【図６】本発明の実施例における取付軸の取付部を示し
た図である。

【図７】本発明の変形例にて使用する砥石車を示した図
である。

【図８】本発明の変形例における取付軸の取付部を示し
た図である。

【図９】本発明の変形例を示す砥石車の取り付けを示し
た図である。

【符号の説明】

１ 砥石車 ３ 砥石コア ４ 取付穴 ５ 固定穴 ６ マーク １０ 砥石修正装置 １２ 砥石軸 ２０ バランス測定装置 ２２ 支持軸 ３０ 研削盤 ３０ａ ベッド ３１ 砥石台 ３２ 砥石軸 ３３ テーブル １２ａ，２２ａ，３２ａ 取付部 １２ｂ，２２ｂ，３２ｂ ボルト穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石修正装置およびバランス取り装置等
   の砥石調整装置より砥石修正およびバランス取り等の砥
   石調整を施した砥石車をベッド上に設けられた砥石台の
   砥石支持軸に保持し、前記砥石車を工作物に対して相対
   的に移動させて加工を行う研削盤において、前記砥石支
   持軸は前記調整装置の砥石支持軸に設けられた前記砥石
   車を支持する取付部と同形状の取付部を有し、前記砥石
   車の中心に設けられ前記砥石支持軸の前記取付部の径よ
   りも大きな径をした取付穴と、前記取付部に前記取付穴
   を嵌合した前記砥石車を前記砥石支持軸に固定する固定
   部と、前記砥石支持軸に前記砥石を保持する時に、前記
   砥石車を保持する方向の指標になる取付指標とを有する
   前記砥石車を使用することを特徴とした研削盤。
2. 【請求項２】 砥石車の研削盤への保持方法であって、
   砥石車を研削盤の砥石支持軸に取り付けるときに、前記
   砥石車に設けられ、前記砥石車の取付方向の指標となる
   取付指標の重力方向に対する方向と、前記砥石車の修正
   を行う砥石修正装置および前記砥石車のバランス取りを
   行うバランス取り装置等の砥石調整装置の砥石支持軸に
   前記砥石車を取り付けたときの前記取付指標の重力方向
   に対する方向とを一致させて、前記砥石車の中心に設け
   られた取付穴を前記研削盤の前記砥石支持軸に設けられ
   た前記取付部に嵌合し、前記砥石車に設けられた固定部
   により前記砥石車を前記研削盤の前記砥石支持軸に保持
   することを特徴とする砥石車の保持方法。
3. 【請求項３】 砥石車の研削盤への保持方法であって、
   前記砥石車のバランス取りを行うバランス取り装置の砥
   石支持軸に設けられた取付部に、前記砥石車の中心に設
   けられた取付穴を嵌合し、前記砥石車に設けられた固定
   部により前記砥石車を前記砥石支持軸に保持してバラン
   ス取りを行い、この後に、前記砥石車に設けられ、前記
   砥石車を取付る方向の指標となる取付指標の重力方向に
   対する方向が、前記バランス取り装置の前記砥石支持軸
   に前記砥石車を保持したときの方向と同一になるよう
   に、前記バランス取り装置の前記砥石支持軸と同形状を
   した前記研削盤の砥石支持軸に前記砥石車を前記バラン
   ス取り装置の前記砥石支持軸に保持した方法と同様の方
   法で保持することを特徴とする砥石車の保持方法。
4. 【請求項４】 砥石車の研削盤への保持方法であって、
   前記砥石車の砥石修正を行う砥石修正装置の砥石支持軸
   に設けられた取付部に、前記砥石車の中心に設けられた
   取付穴を嵌合し、前記砥石車に設けられた固定部により
   前記砥石車を前記砥石支持軸に保持して砥石修正を行
   い、この後に、前記砥石車に設けられ前記砥石車を取付
   る方向の指標となる取付指標の重力に対する方向が、前
   記砥石修正装置の前記砥石支持軸に前記砥石車を保持し
   たときの方向と同一になるように、前記砥石修正装置の
   前記砥石支持軸と同形状をした前記砥石車のバランス取
   りを行うバランス取り装置の砥石支持軸に前記砥石車を
   前記砥石修正装置の前記砥石支持軸に保持した方法と同
   様の方法で保持してバランス取りし、さらにこの後、前
   記取付指標の重力方向に対する方向が、前記砥石修正装
   置およびバランス取り装置の前記砥石支持軸に前記砥石
   車を保持したときの方向と同一になるように、前記砥石
   修正装置およびバランス取り装置の前記砥石支持軸と同
   形状をした前記研削盤の砥石支持軸に、前記砥石修正装
   置および前記バランス取り装置の前記砥石支持軸に前記
   砥石車を保持した方法と同様の方法で保持することを特
   徴とする砥石車の保持方法。