JPH0829493B2 - 研削装置の研削量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えばベルトの製造過程において、加硫
成形した後、所定のベルト幅に切断される前の円筒状ベ
ルト材（スラブともいう）の背面を研削して、ベルト材
の厚みを規格寸法通りに仕上げるための研削装置におい
て、前記ベルト材に対する研削量（送り込み量）を制御
するための制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 研削装置によって前記ベルト材を一定の厚みに研削す
る際の研削量を制御する装置としては、従来、下記の構
成のものが一般的に用いられている。

すなわち、第７図に示すように、研磨ベルト７′を備え
た研削機３′を設置したベース12′を、ヘッド２′上に
摺動自在に配設すると共に、ヘッド２′上の一端部に駆
動モータ70を配備し、駆動モータ70の駆動軸にカップリ
ング71を介して連結したボールねじ棒又は送りねじ棒72
を、ベース12′の下面に固設した雌ねじ部材73に螺合す
る。そして、定位置に保持された主軸ロール21′とテン
ションロール26′との間に掛け渡したベルト材Ａに対
し、前記ねじ棒72を回転させることにより前記研削機
３′を接触させ、回転する研磨ベルト７′でベルト材Ａ
を研削する。こうして、ベルト材Ａに対する研磨ベルト
７′の送り込み量が、あらかじめ設定した値に達する
と、駆動モータが停止し、研削作業が終了する。

そのほか、研削機を移動させるための前記駆動モータ
やねじ棒などの代わりに油圧シリンダを用いた研削量制
御装置や、駆動モータなどの研削機の移動装置をいっさ
い用いない手動方式の研削量制御装置がある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来の研削量制御装置のうち駆動モータ70を
用いた制御装置では、制御の精度を高めようとすると、
サーボモータやパルスモータなどの高価な駆動モータ70
が必要になり、製造コストが高くなる。またベルト材Ａ
の研削作業中に、研磨ベルト７′に作用する負荷抵抗が
増大した場合に、駆動モータ70の回転を一旦停止してベ
ルト材Ａへの送り込みを中止する、いわゆる負荷制御を
行う場合に、駆動モータ70がノイズなどの外乱の影響を
受けやすいので、負荷制御が的確になされないおそれが
ある。

研削機の移動装置として油圧シリンダを用いた制御装
置では、油温が変化することによって研削量の制御の精
度も変化するので、制御が不安定になりやすい上に、油
圧シリンダによる研削量の微妙な制御は、機構的に困難
である。

手動方式による制御装置では、作業者が装置に付きっ
きりで作業を行う必要があり、作業能率が非常に悪いう
えに、作業者の負担が大きい。この発明は上述の点に鑑
みなされたもので、従来の駆動モータを用いて電気的に
制御する装置に比べて製造コストが安く、また電気的な
外乱の影響を受けず精度が高く、更に研削後における被
研削物の最終的な厚みの変更が簡単に行える、研削装置
の研削量制御装置を提供しょうとするものである。

［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にこの発明の研削量制御
装置は、ａ）砥石車又は研磨ベルトからなる研削部材を
定位置に保持し、ベッドに対し水平移動可能に配設され
たベース上に着脱自在に取り付けられる無端状の被研削
物を前記研削部材に接触させ、且つ前記研削部材と前記
被研削物の少なくとも一方を回転させて送り込むことに
より、前記被研削物を一定の厚みに研削するための、研
削装置の研削量制御装置において、ｂ）前記被研削物に
対する最大研削量に相当する、回転中心からの半径方向
の寸法差を有する板カムを、前記ベッドの後端部に回転
可能に設け、ｃ）前記ベースの下面の後部に長手方向に
配設したガイド部材に沿って、前記板カムに接触可能な
ローラベアリングを備えた支持体を摺動自在に垂設し、
ｄ）前記被研削物が前記研削部材に対し接触する方向に
前記ベースを送るとともに、前記研削部材に接触した状
態から更に送り込むためのベース送り装置と、前記ロー
ラベアリングが前記板カムに接触した時を検知して板カ
ムを回転する駆動装置とをそれぞれ配備し、ｅ）前記ベ
ース後端の下面にプレート装着部材を下向きに垂設し
て、該プレート装着部材の下端面にプレート載置板を前
記支持体に向けて延設し、該プレート載置板上に前記被
研削物の厚み設定プレートを、交換可能に且つ前記支持
体に当接可能に載置できるように構成している。

［作用］ 上記の構成を有するこの発明の研削量制御装置によ
り、例えば無端状の被研削物として筒状のベルト材を研
削する場合、ベルト材を定位置で回転させると共に、回
転又は非回転の研削部材を前記ベルト材に対しベース送
り装置により接近させる。そして前記ベルト材に対し研
削部材がベースとともに接近してベルト材に接触する
と、駆動装置が板カムの回転を開始させ、この板カムに
より研削部材の送り込みが規制されつつ、板カムの回転
中心に対する半径方向の寸法差によって最大送り込み位
置まで規制されながらベルト材に対し研削部材が徐々に
（階段的に）送り込まれ、最終的にベルト材はあらかじ
め設定された厚さに研削される。したがって、ベルト材
に対する研削部材の最大研削量の制御は、板カムのカム
形状（正確には、回転中心に対する半径方向の寸法差段
差）によって定まることになるので、仮に板カムを回転
させるために用いられる駆動モータが外乱の影響を受け
ても、ベルト材に対する研削部材の最大研削量の精度に
は全く影響せず、ベルト材を常に一定の厚みに研削でき
る。

また、ベルト材の研削後の最終的な厚みを変更する場
合、いいかえれば厚み設定プレートを交換することによ
って、研削部材にベルト材が接触するまでの送り量が設
定され、引き続いて板カムの形状により研削量が規制さ
れ、ベルト材の、最終的な仕上げ厚みを変更することが
できる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図はこの発明の実施例にかかる研削量制御装置を
備えたベルト材の研削装置を示す全体概要正面図、第５
図は同平面図である。

最初に研削装置全体の構成について説明すると、第４
図及び第５図に示すように、研削装置１のベッド２上の
一方（図の左側）に、ベルト研削機３が配備されてい
る。ベルト研削機３は公知の構造で、ベッド２の中央寄
りに配置されたコンタクトホイール４、ベッド２の一端
側に配置された駆動ホイール５、両方のホイール４及び
５のほぼ中間位置の上方に配置されたテンションホイー
ル６に一連に、研磨布紙ベルト７（サンダーペーパーと
称する）が掛け渡されている。また、前記コンタクトホ
イール４と駆動ホイール５は同じ高さに設定されてい
る。そして、両ホイール４及び５の下方には、集塵器８
が配設されており、集塵器８の一端に接続された吸引装
置（図示せず）で吸引して研削作業時に生じる研削粉を
集塵するようにしてある。前記駆動ホイール５は、ベッ
ド２内の下端部に設けた駆動モータ９と駆動ベルト10で
接続され、駆動モータ９により駆動ホイール５が回転す
る。前記テンションホイール６は、一対のブラケット6a
間に回動自在に支持されており、またそのブラケット6a
は、一端が支持部材6bに枢支され、他端がテンションシ
リンダ6cに連結され、テンションシリンダ6cの伸長動に
より、前記研磨布紙ベルト７に張力が与えられるように
なっている。更に、一方のブラケット6aの一端には、ト
ラッキングシリンダ6dが連結され、このトラッキングシ
リンダ6dの伸縮動により、テンションホイール６の一端
部側が左右に揺動して研磨布紙ベルト７を適度に蛇行さ
せるようになっている。なお、研磨布紙ベルト７を研削
作業時に蛇行させることにより、ベルト７の寿命が延び
ると共に、被研削物である後述のベルト材Ａ（第６図）
の仕上がりが向上する。

前記ベッド２上の他方（図の右側）に、ベルト材Ａの
回転支持装置11が配備されている。この回転支持装置11
は下記の構成からなる。

すなわち、ベッド２上に直線動ベアリング13を介して
ベース12が、水平移動可能に配設されている。ベース12
から下方に延設された支持片14の下端に、本実施例で
は、ベース送り装置としての油圧シリンダ15の一端が連
結されると共に、他端がベッド２に連結され、油圧シリ
ンダ15の伸縮動により、ベース12が前記ベルト研削機３
に対して接近及び離間するようになっている。

ワークロール21は、前記ベルト研削機３のコンタクト
ホイール４に対向させ、かつホイール４と軸心が同一高
さになるように、前記ベース12の一端部（ベッド２の中
央寄り）に配置されている。ワークロール21の一端部
は、ベース12上の一側に立設した支持部材22に軸受（図
示せず）を介して回動自在に支持され、またワークロー
ル21の他端が回転センタ23で回動自在に支持されてい
る。回転センタ23は、揺動可能に支持部材（図示せず）
に支持された芯押し金具24に装着されており、ベルト材
Ａをワークロール21に取り付けあるいは取り外す際に、
回転センタ23をワークロール21の一端部から取り外せる
ようになっている。

前記ワークロール21より外径がかなり小さい複数本の
アイドラ軸26が、所定間隔を設けて支持部材（図示せ
ず）を介しそれぞれ回動自在にベース12上に配設されて
いる。図示は省略するが、アイドラ軸26の一端側の支持
部材は、ベルト材Ａを取り付けあるいは取り外す際に、
アイドラ軸26から取り外せるようになっている。

第６図に示すように、加硫成形後の円筒状ベルト材Ａ
が、ワークロール21とアイドラ軸26との間に掛け渡され
ている。本実施例では、ベルト材Ａとして小型歯付ベル
ト用の最小径（現状ではφ29mm）のベルト材を研削する
場合を示している。このため、ワークロール21の周面に
は、小型歯付ベルト材Ａの歯型に対応した歯溝21aが形
成されている。ワークロール21上の小型歯付ベルト材Ａ
に添うように円弧状とした、摺接部材としての倣い板27
を先端部に架設した枠状レバー28が、上下方向に回動自
在に枢支軸28aで枢支され、付勢手段としてのエアシリ
ンダ29（第４図）により上方へ付勢されて、倣い板27が
ワークロール21の下位部（研磨布紙ベルト７との接触部
位に対し反回転方向側）の小型歯付ベルト材Ａに圧接さ
れている。また、前記枠状レバー28の上方には、回動自
在な絞りロール30を先端部に架設した枠状レバー31（第
４図及び第５図）が、上下方向に回動自在に枢支軸31a
で枢支され、付勢手段としてのエアシリンダ32（第４
図）により下方へ付勢されて、絞りロール30がワークロ
ール21の上位部（研磨布紙ベルト７との接触部位に対し
回転方向側）の小型歯付ベルト材Ａに圧接されている。
ワークロール21は、第５図のように駆動ベルト33を介し
て駆動モータ34により回転される。ワークロール21の回
転方向は時計方向で、前記ベルト研削機３の研磨布紙ベ
ルト７と前記ベルト材Ａとの接触部における回転方向が
逆向きになるようにしている。第６図のように、ワーク
ロール21の回転に伴って小型歯付ベルト材Ａが時計方向
へ回転するが、この時、ワークロール21の下位部でベル
ト材Ａに前記倣い板27が圧接され、ベルト材Ａの回転が
抑えられる。また同時に、ワークロール21の上位部でベ
ルト材Ａに前記絞りロール30が圧接されるので、ベルト
材Ａが、ワークロール21の添接周面に沿って絞り込まれ
る。したがって、ワークロール21との添接部位Ｃ以外で
は、ベルト材Ａは図のようにやや弛みが生じており、ベ
ルト（最終製品）の使用状態に近くなっている。

第４図において、油圧シリンダ15が収縮してベース12
がベルト研削機３の方向へ接近し、ベルト材Ａは上記し
た第６図の状態の下に、前記コンタクトホイール４上研
磨布紙ベルト７に接触して、その背面の研削作業が開始
されるが、小型歯付ベルトの場合、ベルト材Ａの背面の
研削量は1mm程度と非常に小さい。そこで、本発明の研
削量制御装置によって、ベルト材Ａの研削量の調整を行
なうようにしている。

以下、本発明の実施例にかかる研削量制御装置40につ
いて詳しく説明する。

すなわち、第１図及び第２図に示すように、ベッド２
の後端面に、一定の間隔をあけて一対の軸受部材42をそ
れぞれ後方に向けて突設し、各軸受部材42の間に略円形
の板カム41を回転軸43により一体回転可能に軸支し、ベ
ッド２の後端面に固設した低速駆動モータ44の駆動軸
に、回転軸43の一端（基端）をカップリング46により一
体回転可能に連結する。前記板カム41は、ベルト材Ａに
対する最大研削量（最大送り込み量）、いいかえれば最
大段差（板カム41の最小径と最大径との差）を本実施例
では1mmになるように設定した突出部41aが設けられてい
る。また前記低速駆動モータ44には、前記ベルト研削機
３の駆動モータ９の電流値が設定電流を越えると回転が
停止し、設定電流以下になると回転が開始する、いわゆ
る負荷制御しながら駆動される制御回路が組み込まれて
いる。

駆動軸43の他端（先端）に、前記板カム41が最大送り
込み位置まで回転した時に板カム41の回転を停止させ、
続いて板カム41を回転開始位置（原点）に復帰させるた
めのスイッチ操作用（補助）板カム47が取着され、この
操作用板カム47に接触するリミットスイッチ45が、ベッ
ド２の後端面に固設されている。

一方、ベース12の下面の後部には、その長手方向にガ
イド部材52aが突設され、このガイド部材52aに沿って一
対の支持体52が摺動自在に垂設されている。各支持体52
の間には、前記板カム41の従動接触子であるローラベア
リング51が回動自在に設けられている。またベース12の
下面の後端には、プレート装着部材53が下方へ配設され
ている。このプレート装着部材53の下端面には、前方
（ベッド２）へ向けてプレート載置板53aが延設され、
ベルト材Ａの厚み設定手段としての厚み設定プレート55
を前記載置板53a上に載置できるようになっている。こ
の厚み設定プレート55は、研削作業が終了した後のベル
ト材Ａの最終的な厚みを決めるためのプレートである。
なお第１図中の符号56及び57は、ベッド２上におけるベ
ース12の最前端位置を規制するためのストッパー部材で
ある。

次に、上記した実施例のベルト材の研削装置につい
て、その使用状態及び動作を説明する。

第１図、第２図又は第４図において、ワークロール
21とアイドラ軸26との間に、被研削用ベルト材Ａを掛け
渡す。ベルト厚み設定プレート55を、前記プレート装
着部材53の載置板53a上にセットする。ベルト研削機
３の研磨布紙ベルト７を、駆動モータ９により時計方向
に回転させる。集塵器８の吸引装置を駆動させて、切
削粉を集塵できるようにする。駆動モータ34によりワ
ークロール21を回転させ、ベルト材Ａを時計方向に回転
させる。エアシリンダ32を伸長して絞りロール30を、
ワークロール21上のベルト材Ａに圧接した後、エアシリ
ンダ29を収縮して倣い板27をベルト材Ａに圧接する。
回転支持装置11を、油圧シリンダ15を収縮してベルト研
削機３に徐々に接近させる。油圧シリンダ15の収縮に
伴ってベッド２上をベース12が前方へ摺動し、プレート
装着部材53及び厚み設定プレート55を介して支持体52が
前方へ押され、前記板カム41の突出部41aにローラベア
リング51が接触すると同時に、板カム41も低速駆動モー
タ44により時計方向に回転を始める。この状態で、コン
タクトホイール４上の研磨布紙ベルト７に、ワークロー
ル21上のベルト材Ａの背面が接触して研削作業が開始さ
れる。つまり、厚み設定プレート55は、研磨布紙ベルト
７にベルト材Ａが接触するまでの送り量を設定するもの
で、厚みの異なるベルト材を研削する場合にはその厚み
に応じて厚み設定プレート55を交換することになる。

この後、板カム41により、ベルト材Ａ（ワークロール
21上）に対する研磨布ベルト７（コンタクトホイール４
上）の研削量が規制されながら、板カム41の回転に伴っ
てベルト材Ａに対し研磨布ベルト７が徐々に切り込まれ
て研削作業が進行していく。そして上記したように、研
磨布ベルト７に作用する負荷抵抗が増大してベルト研削
機３の駆動モータ９の電流値が設定値より大きくなると
板カム41の回転が停止し、逆に負荷抵抗が減少して電流
値が設定以下に戻ると板カム41が回転し、自動制御され
る。板カム41がほぼ１回転し、ローラベアリング21に
対して板カム41の最小径位置がくると、ベアリング材Ａ
に対する研磨布ベルト７の送り込み量が最大となり、ベ
ルト材Ａが予め設定した厚みまで研削される。また同時
に、補助板カム47によってリミットスイッチ45が操作さ
れ、駆動モータ44が停止し板カム41の回転が停止する。
前記の状態から更に数秒間、ベルト材Ａの研削作業
が継続された後、油圧シリンダ15を急速に伸長して回転
支持装置11を、ベルト研削機３から元の位置へ戻す。
絞りロール30及び倣い板27を、エアシリンダ32を収縮す
ると共にエアシリンダ29を伸長してワークロール21上の
ベルト材Ａからそれぞれ離間した後、ベルト材Ａの回転
を停止する。同時に、ベルト研削機３の研磨布紙ベルト
７の回転も停止する。また、集塵器８の吸引装置の駆動
も停止する。更に、前記板カム41も回転して、回転開始
基準点である原点位置に戻る。なお、板カム41の原点位
置は、前記補助板カム47とこれに接触するリミットスイ
ッチ45とによって検知される。最後に、ワークロール
21とアイドラ軸26から、研削済みのベルト材Ａを取り外
せば、研削作業が終了する。

ところで、上記実施例では、プレート装着部材53のプ
レート載置板53a上に厚み設定プレート55を載置するよ
うにしたが、第３図に示すように、厚み設定プレート55
を支持体52側に着脱自在に装着すると共に、プレート装
着部材53に補正用のプレート54を装着するようにしても
よい。また上記実施例では、油圧シリンダ15の収縮時に
ベース12が前進するようにしたが、逆に油圧シリンダ15
の伸長時にベース12が前進するようにしてもよい。更に
ベルト研削機３に代えて砥石車式の研削機を用いてもよ
く、また上記実施例とは逆に、ベルト材Ａなどの被研削
物を定位置に保持し、その被研削物に対して研削機を接
近・離間させるようにしてもよい。更にまた、被研削物
は無端状の物であれば、ベルト材Ａに限るものではな
い。なお、金型や歯車の研削にも利用できる。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなように、この発明の研
削装置の研削量制御装置は、下記の効果を奏する。

すなわち、従来の駆動モータを用いて電気的に制御す
る装置に比べて、構造が簡単で、しかも比較的安価な構
成部材からなるので、製造コストが安い。また、研削量
（送り込み量）の制御を板カムの形状で行うので、電気
的な外乱の影響を受けにくく、高精度の制御が安定して
なされ、被研削物をあらかじめ設定した厚みまで研削で
きる。更に、厚み設定プレートによって被研削物の厚み
に応じたベースの送り量を設定できるので、被研削物の
仕上げ（最終的な）厚みの変更などが簡単に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の研削量制御装置の実施例を示す正面
図、第２図は第１図の平面図、第３図はこの発明の他の
実施例にかかる研削量制御装置を示す正面図である。第
４図はこの発明の実施例にかかる研削量制御装置を備え
たベルト材の研削装置を示す全体概要正面図、第５図は
同平面図、第６図は第４図のワークロール付近の拡大正
面図である。第７図は従来の研削装置の研削量制御装置
を示す概要正面図である。 １……研削装置、２……ベッド、３……研削機、７……
研磨布ベルト（研削部材）、40……研削量制御装置、41
……板カム、44……駆動モータ、45……リミットスイッ
チ、47……スイッチ操作用板カム、51……ローラベアリ
ング、53……プレート装着部材、53a……固定板、54、5
5……プレート、Ａ……ベルト材（被研削物）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】砥石車又は研磨ベルトからなる研削部材を
   定位置に保持し、ベッドに対し水平移動可能に配設され
   たベース上に着脱自在に取り付けられる無端状の被研削
   物を前記研削部材に接触させ、且つ前記研削部材と前記
   被研削物の少なくとも一方を回転させて送り込むことに
   より、前記被研削物を一定の厚みに研削するための、研
   削装置の研削量制御装置において、 前記被研削物に対する最大研削量に相当する、回転中心
   からの半径方向の寸法差を有する板カムを、前記ベッド
   の後端部に回転可能に設け、 前記ベースの下面の後部に長手方向に配設したガイド部
   材に沿って、前記板カムに接触可能なローラベアリング
   を備えた支持体を摺動自在に垂設し、 前記被研削物が前記研削部材に対し接触する方向に前記
   ベースを送るとともに、前記研削部材に接触した状態か
   ら更に送り込むためのベース送り装置と、前記ローラベ
   アリングが前記板カムに接触した時を検知して板カムを
   回転する駆動装置とをそれぞれ配備し、 前記ベースの後端の下面にプレート装着部材を下向きに
   垂設して、該プレート装着部材の下端面にプレート載置
   板を前記支持体に向けて延設し、該プレート載置板上に
   前記被研削物の厚み設定プレートを、交換可能に且つ前
   記支持体に当接可能に載置できるように構成したことを
   特徴とする研削装置の研削量制御装置。