JPH079332A - 円筒研削盤およびその円筒研削盤による研削加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研削盤に装着した状態でワークのテーブルの
送り方向に対する平行からのずれ量を確認して平行に角
度調整できると共に、ワークを取り外すことなく研削加
工残量を確認できる円筒研削盤を提供すること 【構成】 ベッド１０上に、Ｘ軸方向に移動可能なガイ
ドテーブル２１上に旋回テーブル２２が鉛直軸回りに旋
回可能に支持されこの旋回テーブル２２上にワークを保
持する工作主軸台２３と芯押し台２４を備えたテーブル
２０と、Ｙ軸方向に移動可能な砥石台３０と、テーブル
に保持されたワークのＸ軸方向に対する平行度を検知可
能なＣＣＤカメラ４０及びモニタ５０とが設けられ、Ｃ
ＣＤカメラ及びモニタによる検知結果に基づいて、旋回
テーブル２２をワークがＸ軸と平行となるよう角度調整
可能となっている。そしてワークを研削盤に取り付けた
状態で上記モニタを見ながら平行になるように調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークを回転させつつ
その円弧状外面を砥石によって研削するための円筒研削
盤およびその円筒研削盤による研削加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】テープレコーダーの磁気ヘッドの円滑な
円弧状外面は、砥石による研削加工の後、ラッピング加
工によって仕上げられる。このような円弧状外面の研削
加工は、円筒研削盤によって、被加工物（ワーク）をそ
の円弧中心軸を回転軸として回転させつつ行う。

【０００３】円筒研削盤は、ベッド１０上に、ワークを
回転可能に保持するワーク保持機構を備えたテーブル
と、砥石車を回転可能に支持する砥石台とを備え、通常
はテーブルがワークの回転軸と平行に送り移動すると共
に、砥石台がテーブルの移動方向と直交する方向に移動
するように構成される。そして、砥石台の移動によって
切り込みを与え、保持機構によって保持したワークを回
転させつつテーブルを送り移動させて研削加工を行う。

【０００４】ワーク保持機構は、主軸台と芯押し台の両
センタ間にワークを挟んで回転可能に保持するように構
成されている。前述のテープレコーダーの磁気ヘッド等
の形状が特殊でこのような保持機構によって直接保持す
ることのできないワークの場合には、加工治具を介して
保持する。即ち、ワークを加工治具に固定し、この治具
を保持機構によって保持するものである。このような治
具を介する保持構造では、治具へのワークの装着精度が
加工精度に影響を与えるため、治具はワークの装着位置
を微調整可能に構成される。

【０００５】その一例としてテープレコーダーの磁気ヘ
ッドの加工治具を図８に示す。図示するように治具７０
は、親治具７１とその親治具７１に位置調整可能に装着
される子治具７２とにより構成されている。親治具７１
は、位置決め面７１ａとこの位置決め面７１ａと直角な
支持面７１ｂとを備え、長手方向両端には、端面にセン
タ穴７１ｃが形成された支持部７１ｄが突設されてい
る。一方子治具７２は、親治具７１の位置決め面７１ａ
と支持面７１ｂに夫々対応する面を有する直方体状であ
って、位置決め面７１ａと対応する面（底面７２ｃ）と
反対側の面がワークである磁気ヘッド８０を支持する支
持面７２ａとされ、この支持面７２ａと直交する一方の
側面が装着面７２ｂとなっている。そして、磁気ヘッド
８０は子治具７２の支持面７２ａにその底面８１でワッ
クスにより固定され、この磁気ヘッド８０が固定された
子治具７２は親治具７１に子治具支持面７２ｂを貫通す
る固定ねじ７３によって装着される。つまり、子治具７
２はその装着面７２ｂを親治具の支持面７１ｂに密着さ
せて固定される。

【０００６】ここで、ワークをその回転軸方向に送りつ
つ研削加工を行う円筒研削盤では、ワークの被加工面が
テーブルの送り移動方向と平行にセットされていない
と、ワークの長手方向で加工量に差異を生じてワークが
テーパー状に加工されてしまう。図示の磁気ヘッド８０
の場合では、底面８１から円弧状部の頂部までの高さが
長手方向で異なることとなる。このため、親治具７２の
長手方向両端部近傍に、位置決め面７１ａと直交する方
向に調整ねじ７４が螺合配置されており、この調整ねじ
７４の先端で小治具７２の底面７２ｃを押圧して磁気ヘ
ッド８０をその高さ方向に出入調整することができるよ
うになっている。

【０００７】そして、磁気ヘッド８０の側面の長手方向
両端部近傍に底面８１と平行に設けられたマーク８２
の、親治具７２の基準面７１ｅからの距離を顕微鏡によ
って確認しつつ小治具７２と一体の磁気ヘッド８０を出
入を調整し、親治具７１に対して磁気ヘッド８０を平行
にして装着するようにしている。

【０００８】また、磁気ヘッド８０の側面に設けられた
マーク８２は研削加工途中において研削加工残量を確認
するためにも利用され、その確認は治具（親治具７１,
小治具７２及び磁気ヘッド８０）を一旦研削盤から外
し、円弧状研削面（上面８３）と側面８４とで形成され
る稜線８５と、マーク８２の間隔ｘを顕微鏡によって計
測することで行っている。その磁気ヘッド８０の研削加
工工程フローチャートを図９に示す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のご
とく、ワーク（磁気ヘッド８０）を治具（親治具７１）
に対して平行に装着した場合でも、当該治具を研削盤の
ワーク保持機構によって保持した状態では、治具自体が
有する寸法誤差や治具のワーク保持機構への取付時の平
行だしができない等に起因してワークがテーブルの送り
方向と平行にならない（平行度が狂う）ことがあり、こ
れが原因となってワークの長手方向で切込量（研削量）
が不均一となり加工精度が低下するという問題があっ
た。

【００１０】また、研削加工工程中に研削加工残量を確
認する際には、その都度治具（ワーク）をワーク保持機
構から外して顕微鏡で確認しなければならず、極めて面
倒であると共に時間を要するために頻繁に行うことはで
きなかった。さらに、治具を着脱することによってその
着脱の前と後ではワークの送り方向に対するワークの平
行度の狂いに変化を生じ、その結果加工残量確認後に加
工残量確認前と同じ加工条件で研削加工を継続すること
ができず、仕上寸法に大きなバラ付きを生ずるという問
題を有するものであった。

【００１１】本発明は上記した背景に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、治具を介して研削盤に
装着した状態で、ワークのテーブルの送り方向に対する
平行からのずれ量を確認することができると共に、その
結果に基づいてワークがテーブルの送り方向に対して平
行となるよう角度調整することができ、またワークを取
り外すことなく研削加工残量の確認も可能な円筒研削盤
並びにその円筒研削盤を用い、バラ付きの少ない精度の
高い研削加工を合理的に行うことのできる研削加工方法
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため本発明に係る円筒研削盤では、砥石を回転駆動可能
に支持する砥石支持部とワークを回転駆動可能に保持す
るワーク保持部とが離接移動可能に設けられ、前記ワー
ク保持部は前記砥石支持部との離接方向と直交する方向
に送り移動可能であり、前記ワークを回転させつつ送り
移動させることでその外面を前記砥石によって円弧状に
研削するものにおいて、前記ワーク保持部はワーク回転
軸を前記送り移動方向と平行する状態から砥石支持部と
離接する方向に角度調整可能に構成されると共に、前記
ワーク保持部に保持されたワークの被研削面の前記送り
移動方向との平行からのズレ量を検知し得る平行度検知
手段とから構した。

【００１３】また、上記円筒研削盤を用いた研削加工方
法として、上記ワーク保持部にワークを保持させた後、
上記平行度検知手段によってその被検削面の上記送り移
動方向との平行からのズレ量を検知し、この検知された
ズレ量に基づいて前記被研削面が前記送り移動方向と平
行となるよう前記ワーク回転軸を角度調整して研削加工
を行うと共に、その研削加工工程中における加工残量の
確認を前記平行度検知手段によって前記ワーク保持部に
ワークを保持したままで行うようにした。

【００１４】

【作用】平行度検知手段によってワーク保持部に保持さ
れたワークの被研削面の送り移動方向との平行からのズ
レ量を検知し、この検知したズレ量に基づいてワーク保
持部のワーク回転軸の角度をワークの被研削面が送り移
動方向と平行になるように調節する。これにより、ワー
クをその長手方向において均等に加工する。

【００１５】また、ワークを着脱することなく平行度検
知手段によって加工残量を確認しつつ研削加工を行うこ
とで、ワークの着脱に起因する平行度の狂いに変化は生
じない。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面を参
照にして詳述する。図１は、本発明に係る円筒研削盤の
一実施例の斜視図、図２はそのＡ−Ａ線断面図である。
本実施例はテープレコーダーの磁気ヘッドをワークと
し、その円弧状外面を研削する例である。

【００１７】図示するように、円筒研削盤１はベッド１
０上にワークを回転可能に保持する機構を備えたワーク
保持部としてのテーブル２０と、砥石車を回転駆動可能
に支持する砥石台３０とを備えて構成されている。

【００１８】ベッド１０の上面には、図１における手前
側にその長手方向に沿ってテーブル２０のすべり面１０
ａが形成面されると共に、背面側にそれと直交する方向
に砥石台３０のすべり面（図示せず）が形成されてお
り、テーブル２０及び砥石台３０はそれぞれのすべり面
に摺動移動可能に装着されている。つまり、テーブル２
０はベッド１０の長手方向（これをＸ軸方向とする）に
移動可能であり、砥石台３０はこれと直交する方向（Ｙ
軸方向）に移動可能となっているものである。テーブル
２０及び砥石台３０は油圧によって移動駆動されるが、
ベッド１０の正面に配置された手動ハンドル１１，１２
を手動操作することによっても移動駆動可能となってい
る。

【００１９】砥石台３０は、モーター３１によって回転
駆動されるＸ軸と平行に配置された回転軸３２を備え、
この回転軸３２の一端に砥石車３３を片持ち状態で着脱
可能に支持して構成されている。回転軸３２は、砥石台
３０の移動に伴って常にＸ軸と平行な状態でＹ軸方向に
移動する。

【００２０】砥石車３３は、所定厚さの円盤状であり、
砥石台３０の移動によって切り込みを与えられてその外
周面でワークの被加工面を研削する。この砥石車３３の
周囲は、テーブル２０と対向する側を除いてカバー３４
によって覆われている。

【００２１】テーブル２０は、ベッド１０のすべり面１
０ａとの摺動面を有するガイドテーブル２１の上に、旋
回テーブル２２を鉛直な回転軸２３を中心として所定の
角度範囲で旋回可能に支持して構成されている。旋回テ
ーブル２２の上面には、アリ２２ａがその長手方向に沿
って形成されており、このアリ２２ａにそれぞれセンタ
２３ｃ，２４ｃを備えた工作主軸台２３と芯押し台２４
が、センタ２３ｃ，２４ｃを同一線（ワーク回転軸）上
で対向させて設けられている。工作主軸台２３及び芯押
し台２４は、アリ２２ａにガイドされてワーク回転軸と
平行な方向に移動可能であると共に、任意の位置に固定
できるようになっている。これにより、工作主軸台２３
と芯押し台２４のセンタ２３ｃ，２４ｃでワークを挟み
込んで回転可能に保持することができるようになってい
る。

【００２２】工作主軸台２３は、センタ２３ｃと同軸に
回転可能として設けられた面板がモーター２３ｍによっ
て回転駆動され、この面板を介してワークに回転を伝え
るようになっている。

【００２３】上記構成の円筒研削盤１では、ワークの側
端面に被研削加工面の円弧中心軸と対応するセンタ穴を
形成し、このセンタ穴に工作主軸台２３と芯押し台２４
のセンタ２３ｃ，２４ｃを嵌合させて回転駆動可能にワ
ークを保持する。そして、ワークの被研削加工面がＸ軸
と平行となるように旋回テーブル２２をガイドテーブル
２１に対して旋回させて角度調整し、ワークを回転駆動
しつつテーブル２０をＸ軸方向に往復送り移動させると
共に、砥石車３３を回転駆動した砥石台３０をＹ軸方向
に移動させて切り込みを与え、砥石車３３の外周面でワ
ークの被研削加工面の研削加工を行う。

【００２４】ここで、円筒研削盤１には平行度検知手段
としてテーブル２０の上方にＣＣＤカメラ４０が配置さ
れると共に、右後方のベッド１０上にＣＣＤカメラ４０
による撮像を表示するモニタ５０が設けられている。

【００２５】ＣＣＤカメラ４０は、ベッド１０のテーブ
ル２０配置位置より手前側の上面に固定された鉛直な支
持軸４１によって水平に支持されたアーム４２の先端
に、その撮影方向を鉛直下向きとして設けられている。
アーム４２は支持軸４１に対してその位置を上下に調整
可能となっており、またその長さは、支持するＣＣＤカ
メラ４０がテーブル２０に保持された後述する本実施例
におけるワークである磁気ヘッド６０の被研削加工部位
を撮像し得るように設定されている。

【００２６】ＣＣＤカメラ４０のレンズは、被写体（ワ
ーク）の像を拡大してモニタ５０に表示するように設定
され、またその結像面に図３に示すスケールが被写体の
寸法を測定可能に配置されて被写体像と重なってモニタ
５０に表示されるようになっている。

【００２７】スケールは水平方向の基準線とこの基準線
とその中央で直交する方向に刻まれた測定目盛りを備
え、モニタの画面上で基準線はＸ軸方向と一致し、測定
目盛り方向はＹ軸方向と一致するようになっている。

【００２８】ワークであるテープレコーダーの磁気ヘッ
ド６０は、図４に示すごとく直方体の上面がその長手方
向と平行な軸を中心とする所定半径の円弧状のヘッド面
６１として形成され、所謂かまぼこ形を呈している。そ
の側面の長手方向両端部近傍には、底面６２と平行な基
準マーク６３が設けられている。この磁気ヘッド６０
は、ワックスによって図５にその斜視図を示すように治
具９０に接着固定され、この治具９０を介して円筒研削
盤１のテーブル２０に保持される。

【００２９】治具９０は、磁気ヘッド６０の底面６２と
一方の側面が当接し直交する二面の位置決め面９１を備
え、長手方向両端には端面にセンタ穴９３が形成された
支持部９２が突設されている。位置決め面９１に磁気ヘ
ッド６０の底面６２と側面を同時に当接させた状態で、
両端支持部９２のセンタ穴９３を結ぶ線が磁気ヘッド６
０のヘッド面６１の円弧中心軸と一致するように形成さ
れている。

【００３０】次に、上記のような構成の円筒研削盤１に
よる磁気ヘッド６０の研削加工工程を、図６の研削加工
工程フローチャートに基づいて説明する。まず、治具９
０の位置決め面９１に磁気ヘッド６０の底面６２と側面
を同時に当接させて位置決めした状態で、治具９０に磁
気ヘッド６０をワックスによって固定する（Ｓ１）。

【００３１】そしてこの磁気ヘッド６０が固定された治
具９０を、そのセンタ穴９３に工作主軸台２３及び芯押
し台２４のセンタ２３ｃ，２４ｃを嵌合させてテーブル
２０に装着する（Ｓ２）。

【００３２】次に、治具９０の位置決め面９１によって
支持されていない側の磁気ヘッド６０の側面が水平とな
るように治具９０の回転位置を調整し、ＣＣＤカメラ４
０による磁気ヘッド６０の撮像をモニタ５０に表示さ
せ、テーブル２０をＸ軸方向に移動させつつ、磁気ヘッ
ド６０の基準マーク６３を確認する（Ｓ３）。即ち、図
７に示すように一方端の基準マーク６３の、例えば下縁
を画面上のスケールの基準線に一致させた後、テーブル
２０をＸ軸方向に移動させて他端側のマーク６３を視野
にいれて基準線に対してズレがあるかどうかを見る。こ
こでズレが確認された場合（Ｓ４，ＮＯ）には、テーブ
ル２０をＸ軸方向に移動させても磁気ヘッド６０の基準
マーク６３がモニタ５０の画面上の基準線からズレなく
なるように旋回テーブル２２の旋回角度を調整する（Ｓ
５）。これにより、磁気ヘッド６０がテーブル２０の送
り方向であるＸ軸と平行となる。つまり、ズレがある場
合には磁気ヘッド６０がテーブル２０の送り方向である
Ｘ軸と平行に保持されていないことを示しているため、
これを是正するように旋回テーブル２２をガイドテーブ
ル２１に対して旋回させるものである。

【００３３】このようにして磁気ヘッド６０がテーブル
２０の送り方向であるＸ軸と平行となった状態で、治具
９０（磁気ヘッド６０）を回転させつつテーブル２０を
Ｘ軸方向に往復送り移動させると共に、砥石台３０をＹ
軸方向テーブル２０側に徐々に移動させて切込を与え、
磁気ヘッド６０の円弧状ヘッド面６１の荒研削加工を行
う（Ｓ６）。

【００３４】予め定められた所定量の荒加工が終了する
と、一旦装置を停止させて磁気ヘッド６０の側面の基準
マーク６３部分をＣＣＤカメラ４０で撮像してモニタ５
０に表示させ、当該基準マーク６３と、研削面（円弧状
ヘッド面６１）と側面との間に形成される稜線６４との
間隔ｘをスケールを利用して測定し、研削加工残量を確
認する（Ｓ７）。

【００３５】そして、確認した研削加工残量に基づいて
仕上げ研削加工を行い（Ｓ８）、その後前述の研削加工
残量の確認と同様にして所期の研削加工が完了したこと
を確認し（Ｓ９）、修正加工が必要な場合（Ｓ１０，Ｙ
ＥＳ）にはこれを行い円筒研削装置１から治具９０を取
り外し（Ｓ１１）、さらに治具９０から磁気ヘッド６０
を取り外し（Ｓ１２）、これによって研削加工工程が終
了する。

【００３６】上記円筒研削盤１及びその加工方法によれ
ば、磁気ヘッド６０を円筒研削盤１に治具９０を介して
装着した状態でその送り方向（Ｘ軸方向）に対する平行
度を確認することができると共に、平行でない場合には
旋回テーブル２１をスライドテーブル２１に対して角度
調節することで平行に是正して加工することができ、こ
れによって精度の高い加工を行うことができる。また、
加工工程中における寸法確認を治具９０（磁気ヘッド６
０）を取り外すことなく行うことができ、合理的な加工
ができると共に、治具の着脱によってその保持状態が変
化することに起因する仕上寸法のバラ付きがなくなるも
のである。さらに、治具にワークの位置調整する機構を
備える必要がなく治具の構成を簡素化できる。

【００３７】尚、上記実施例では平行度検知手段として
ＣＣＤカメラ４０及びモニタ５０を用いたがこれに限る
ものではなく、例えば顕微鏡を装着する等適宜変更可能
なものである。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明に係る円筒研削盤に
よれば、平行度検知手段によって治具を介して研削盤に
装着した状態でワークのテーブルの送り方向に対する平
行からのずれ量を確認することができると共に、その結
果に基づいてワークがテーブルの送り方向に対して平行
となるよう角度調整することができ、またワークを取り
外すことなく研削加工残量の確認も可能となる。

【００３９】また、本発明に係る研削加工方法によれ
ば、治具を介してワークを円筒研削盤に保持した状態で
送り方向に対する平行度を確認し、平行でない場合には
平行に調節して加工することで精度の高い加工ができ
る。さらに、加工工程中における寸法確認を治具を取り
外すことなく行うことで、研削加工を合理的にできると
共に、治具の着脱によってその保持状態が変化すること
に起因する加工寸法のバラつきを解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る円筒研削盤の一実施例である円筒
研削盤の斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】スケールを示す図である。

【図４】磁気ヘッドの斜視図である。

【図５】治具及び当該治具への磁気ヘッドの固定構造を
示す分解斜視図である。

【図６】本発明に係る円筒研削盤による加工方法の一実
施例である研削加工工程を示すフローチャートである。

【図７】平行出しの要領を説明する図である。

【図８】従来例である治具及び当該治具へのワーク固定
構造を示す分解斜視図である。

【図９】従来例である研削加工工程を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ 円筒研削盤 ２０ テーブル（ワーク保持部） ３０ 砥石台（砥石保持部） ３３ 砥石（砥石車） ４０ ＣＣＤカメラ（平行度検知手段） ５０ モニタ（平行度検知手段） ６０ 磁気ヘッド（ワーク） ６１ 円弧状ヘッド面（被研削面）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石を回転駆動可能に支持する砥石支持
   部と、ワークを回転駆動可能に保持するワーク保持部と
   が、離接移動可能に設けられ、前記ワーク保持部は、前
   記砥石支持部との離接方向と直交する方向に送り移動可
   能であり、前記ワークを回転させつつ送り移動させるこ
   とでその外面を前記砥石によって円弧状に研削するもの
   において、 前記ワーク保持部は、ワーク回転軸を、前記送り移動方
   向と平行な状態から、砥石支持部と離接する方向に角度
   調整可能に構成されると共に、 前記ワーク保持部に保持されたワークの被研削面の、前
   記送り移動方向との平行からのズレ量を検知し得る平行
   度検知手段を備えて構成されていること、を特徴とする
   円筒研削盤。
2. 【請求項２】上記ワーク保持部にワークを保持させた
   後、上記平行度検知手段によってその被検削面の上記送
   り移動方向との平行からのズレ量を検知し、この検知さ
   れたズレ量に基づいて前記被研削面が前記送り移動方向
   と平行となるよう前記ワーク回転軸を角度調整して研削
   加工を行うと共に、その研削加工工程中における加工残
   量の確認を前記平行度検知手段によって前記ワーク保持
   部にワークを保持したままで行うことを特徴とする請求
   項１に記載の円筒研削盤による研削加工方法。