JPH0798304B2 - 穴あけと面取り加工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、セラミック板やガラス板等の硬くてもろい
板の穴明けと面取り加工法に関するものである。

〔従来の技術〕

機能構造材として板ガラスが広く用いられており、乗物
用窓ガラスとしても大量に使われている。例えば乗用車
の場合、窓ガラスの固定方法としてガラスは穴加工し、
金具をボルトで固定し、２次的にボデーやドアに取付け
たり、ガラスの開閉機構を取付けたりしている。

その穴加工は、従来、研削により穴加工されているが、
その際、ストレート穴のままにしておくと、固定金具を
ボルトで締付ける時、穴部端面のエッヂ部に応力が集中
して微細な割れを生じ、その状態で使用すると、比較的
弱い衝撃でガラス全体にひびが入り使用に耐えなくなる
のみならず、危険になるという問題があった。また、ス
トレート穴加工する時、加工の完了直前に端面のエッヂ
部にひびが入るという問題もあった。そこで、板ガラス
の両面端部に面取り加工を施すという方法が用いられて
きた。

その方法を第８図で示す。この方法は、穴加工する板ガ
ラス１の上下側に、板ガラス１の送り方向に沿って面に
沿って垂直にスピンドルモータ21,22,23を設け、各々チ
ャック211,212,213を用いて砥石311,312,313を固定し、
板ガラスに対面させている。

砥石311は砥石軸301をチャック211がつかんで固定し、
スピンドルモータ21により回転可能にしている。

砥石の形状は、先端から平面または円すい状の先端部33
1,円筒部321をもっており、穴加工には円筒部321が用い
られる。

一方砥石312,313は、チャック212,213が砥石軸302,303
をつかんで固定し、スピンドルモータ22,23により回転
させられる。

先端には面トリ加工用の先端テーパ部332,333をもち、
穴加工用円筒部321より径の大きい円筒部322,323につづ
く。

この２つのスピンドル22,23では、板ガラス１の上下面
の面トリが行なわれ、先端テーパ部332,333のみ使われ
る。

加工順序は、第１のスピンドルモータ21が上下に移動し
て穴加工を行ない、板ガラスが右側に送られて加工穴が
第２のスピンドルモータ22の真下にくる。

次に第２のスピンドルモータ22が上下して第１の面トリ
加工を行ない、板ガラス１がさらに右側に送られ、同様
にして第３のスピンドルモータ23により第２の面トリ加
工が行なわれる。

このような方法により、穴部端面のひびわれが無くな
り、歩留りが向上するようになったのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の方法により歩留りがよくなったものの、板ガラス
の上側と下側にスピンドルモータを板ガラスの送り方向
に沿って配置せねばならず、スピンドルモータを搭載固
定するヘッドを設けるため空間骨率が非常に悪かった。
また、加工位置を各スピンドルの真正面に位置決めする
ことが必要であるので、位置決めのための時間が必要と
なり生産効率を引下げる欠点があった。

〔問題を解決するための手段〕

本発明にかゝる第１の方法は、上下面の面取り加工がで
きる砥石、例えば貫通穴径より小さい直径の砥石の両端
をテーパに形成した研削工具をスピンドルモータをＺ方
向に移動可能なガイドによって板ガラスの面に平行な移
動を可能とするＸ−Ｙテーブル等のスライダ機能を付加
するようにしたものである。

また第２の方法は、スピンドルモータに磁気軸受を用
い、その軸受コントローラに、２つのラジアル軸受の保
持位置指令を与える指令装置を用いるようにしたのであ
る。

こうすることにより、１つのスピンドルモータと１つの
砥石で、前記加工ができるようにしたのである。

〔作 用〕

このような方法によれば、穴加工の後、板ガラスの面に
平行な面内で砥石を円運動させられるので、上面面取り
加工と、下面面取り加工が１台のスピンドルモータで可
能になるのである。

〔実施例〕

以下図に基づき本発明による方法を説明する。

第１図，第２図が本発明の第１の実施例である。図中、
前記と同一符号は同一内容を示す。

砥石３は、先端テーパ部332と円筒部321と第２のテーパ
部34をもち、砥石軸301を介し、チャック211は固定され
ている。

砥石３の大きさは、穴加工の径と円筒部321の径が対応
している。

スピンドルモータ21は板ガラス１の上側で、砥石３を下
にして板ガラスの面に垂直に設置されている。これを上
からみたのが第２図であり、モータ21は支持台８で固定
され、第２のスライダ７と第１のスライダ６により、板
ガラス１の面に平行な面内の移動が可能となるよう支持
されている。また、砥石３を板ガラスに近づけたり、遠
ざけたりするため回転軸方向の移動を可能とするＺ方向
スライダも備えているが、省略している。

第２のスライダ７は、ベース71に固定されたモータ76と
ベース側軸受72とにより回転可能にスクリューネジ73を
支持している。支持台８にはスライダ側軸受75とスクリ
ューナット74が固定され、前者はスクリューネジ73と回
転及び軸方向移動可能に連結され、後者はスクリューネ
ージ73とネジを構成している。

従ってモータ76の動きによって第２図の紙面上で、スピ
ンドルモータ２の上下に移動させることができる。第１
のスライダ６は、ベース61に固定されたモータ66とベー
ス側軸受62とにより回転可能にスクリューネジ63を支持
している。

第２のスライダ７のベース71にはスライダ側軸受65とス
クリューナット64が固定され、前者はスクリューネジ63
と回転及び軸方向移動可能に連結され、後者はスクリュ
ーネジ63とネジを構成している。

従ってモータ66の働きによって第２図の紙面上でスピン
ドルモータを左右に移動させることができる。

このようにして、支持台８はＸ−Ｙ平面内で微動可能と
なっている。

以上構成のほかに、３つのスライダを動作させる図示し
ないNC装置があり、その働きによって、スピンドルモー
タ２の砥石３を３次元的に移動させることができる。

次に動作説明を行なう。

まず、第１図のように板ガラス１の穴加工位置のすぐ上
までスピンドルモータ21と砥石３をもってきた後、スピ
ンドルモータ21により砥石３を回転させる。（第１ステ
ップ） 次に、第３のスライダを働かせ、スピンドルモータ２を
下方に移動させ穴加工をする。（第２ステップ） 次に穴５のセンターと砥石３の回転センターを偏心さ
せ、板ガラス１の下面ｂの面取りを行う（第３ステッ
プ）…第３図参照 次に穴５のセンターと砥石３のセンターを同一にし、穴
５内を通って砥石３を引き上げる。（第４ステップ） 次いで、穴５のセンターと砥石３のセンターを偏心さ
せ、板ガラス１の上面のａ部の面取りを行う（第５ステ
ップ）…第４図参照 次に第２の実施例について説明する。

第５図は磁気軸受を用いたスピンドルモータ２であり、
シャフト11の先端部には、チャック211が固定されてお
り、これで砥石軸301をつかで砥石３を保持している。

シャフト11は、第１の磁気軸受91と第２の磁気軸受92と
ラジアル方向が非接触支持され、その中間のモータ部10
で回転トルクが付与される。

第２の磁気軸受92の上側にはスラスト軸受があり、スラ
スト方向が非接触支持されるが図示していない。

第１の磁気軸受91、モータ部10、第２の磁気軸受92は、
それぞれフレーム12側にステータ912,102,922を固定さ
れ、シャフト11側にロータ911,101,921を固定されてい
る。そして回転可能となっている。

これらの磁気軸受は、磁気軸受コントローラ13により制
御され、与えられた浮上位置に保持される。その浮上位
置は指令装置14によって与えられる。

ここで砥石３に円運動をさせる点以外は第１の実施例と
同じ動作をするので省略し、砥石３に円運動をさせる点
のみ動作説明する。

第５図の回転部分のみとり出し、磁気軸受の制御軸を図
示したのが第６図であり、下向きがｚ軸、右向きがｘ
軸、紙面に垂直な方向がｙ軸である。

軸受部のシャフトの位置は、指令装置14によって磁気軸
受コントローラ13に指令が与えられると、定常的に追従
する。そこで第１の軸受91のｘ方向、ｙ方向、第２の軸
受92のｘ方向、ｙ方向の変位指令をそれぞれcos（ω
ｔ）,sin（ωｔ）,cos（ωｔ＋π）,sin（ωｔ＋π）で
与える。

ここでωは、軸受部のシャフトの位置を１回転させる角
度である。

この時、砥石３と第１の軸受91、第１の軸受91と第２の
軸受92との距離をl₁,l₂とすれば、砥石のx,y方向の変位
は となり、円運動を描く（第７図）。

変位量を小さくできるときは、第１の軸受91、第２の軸
受92いずれもx,y方向変位指令をcos（ωｔ）,sin（ω
ｔ）で与えれば、砥石の変位は同様にcos（ωｔ）,sin
（ωｔ）となる。

このように第２の実施例では、指令装置により磁気軸受
コントローラに浮上位置指令を与え、それが円を描くよ
うにすれば、砥石３も円を描くのでスピンドルモータ全
体を、板ガラスの面に平行な面内で移動させることが不
用である。

第３の実施例として、スピンドルモータをロボットに保
持させて加工する例を示す。

ロボットの種類は前記２つの実施例と同等の動きをする
ものであれば種類を問わない。ロボット本体と、そのコ
ントローラ、ロボットハンドのエンドフェクト、それに
保持されるスピンドルにより構成される。

加工の手順は第１および第２の実施例と同じであるが、
円運動ないし円すい運動はロボットハンドの動きによっ
てなされる。スピンドルモータが磁気軸受を用いている
場合、加工位置までの移動をロボットハンドが行ない、
面とり加工は第２の実施例と同様の方法で行なう。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によると、穴加工後の面取り加工を
行なうのにスピンドルモータ１台と、１本の砥石ですむ
ので加工ラインの空間効率がよくなるという効果を有す
る。第２の実施例の場合、ｘ方向,y方向のスライダが不
用であるので空間効率はさらによく、砥石に微細な移動
を与えることができる、高速回転が可能となるので生産
効率が上るなどの長所を合わせもっている。

なお、２つの実施例では板ガラスの上側にスピンドルモ
ータを配置したが、下側でよいことは言うまでもなく、
板ガラスの方向も任意である。

また、加工内容も皿穴加工に止どまらず、素材をガラス
に限らないということも言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の側面図、第２図はその平
面図、第３図及び第４図は動作説明図、第５図は第２実
施例において使用した磁気軸受を用いたスピンドルモー
タの断面図、第６図は前記スピンドルモータの回転部分
のみの側面図が、第７図は第２実施例におけるスピンド
ルモータの動作説明図、第８図は従来の穴あけ方法の説
明図である。 １……板ガラス 2,21,22,23……スピンドルモータ 211,212,213……チャック 301,302,303……砥石軸 3,311,312,313……砥石 321,322,323……円筒部 331……先端部 332,333……先端テーパ部 ５……穴 ６……第１のスライダ ７……第２のスライダ 61,71……ベース 62,72……ベース側軸受 63,73……スクリューネジ 64,74……スクリューナット 65,75……スライダ側軸受 66,76……モータ ８……支持台 91……第１の磁気軸受 911,101,921……ロータ 912,102,922……ステータ 92……第２の磁気軸受 10……モータ部 11……シャフト 12……フレーム 13……磁気軸受コントローラ 14……指令装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤木 信一 東京都千代田区大手町１丁目６番１号 株 式会社安川電機製作所東京支社内 (56)参考文献 実開 昭48−14687（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スピンドルモータの軸端に研削砥石を固定
   して加工する穴あけと面取り加工法において、 研削砥石の先端側の面と、外周面と、軸方向後側の面を
   用いて加工することを特徴とする穴あけと面取り加工
   法。
2. 【請求項２】直径を貫通穴径より小さくし、両端をテー
   パに形成した研削砥石により加工する請求項１記載の穴
   あけと面取り加工法。
3. 【請求項３】外周面で穴加工を、先端側の面と軸方向後
   側の面で面取り加工をする請求項１または２記載の穴あ
   けと面取り加工法。
4. 【請求項４】面取り加工をする際、スピンドルモータを
   回転軸に垂直な平面内に移動させて加工する請求項１な
   いし３いずれか１項に記載の穴あけと面取り加工法。
5. 【請求項５】前記面取り加工をする際、スピンドルモー
   タの回転軸に傾きを与え円すい運動させて加工する請求
   項１ないし３いずれか１項に記載の穴あけと面取り加工
   法。