JPH11170176A - 複合研削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２種類の研削作業を工具交換を行うことなく
実施することができる複合研削工具を提供する。 【解決手段】 複合研削工具１は、回転軸２上に、第１
の研削工具としてディスク砥石１０と、第２の研削工具
としてホイル砥石２０とを設けて構成される。これら２
つの研削工具の使用面１１、２１は互いに異なる方向を
向いており、ディスク砥石１０の使用面は軸線方向、ホ
イル砥石２０の使用面は半径方向を向いている。ワーク
Ｗに対する回転軸２の向きを変更することにより、ディ
スク砥石１０とホイル砥石２０との使い分けができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の研削工具を
一の回転軸上に設けた複合研削工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶接により複数の構成部材を接合して製
造される製品において、例えば外観上の理由等により溶
接ビードおよび溶接ビード周辺の溶接焼けの除去作業を
行う場合がある。このような除去作業は、まず、比較的
目の粗いディスク砥石により溶接ビードを除去し、しか
る後、仕上げ用のホイル砥石を用いてディスク砥石研削
により発生した二次バリや溶接ビード周辺の溶接焼けを
除去するという２工程により行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記作業を人手により
行う場合には、上述した２種類の砥石を用いて行う作業
に応じてその都度交換したり、若しくは２種類の研削工
具を予め取り付けた２つの駆動装置を準備してこれらを
持ち替えて作業を行っており、非常に手間がかかってい
る。

【０００４】また、上述した除去作業を産業用ロボット
により自動的に行わせる場合には、上記２種類の工具を
所定の工具収納位置に収納し、ロボットに行わせる作業
の切換えを行うたびにロボットアームを前記工具収納位
置に移動させて工具の交換を行っている。

【０００５】しかし、このような工具交換作業を行うた
めには専用の工具交換装置を設ける必要があり、システ
ム全体が複雑化するという問題がある。また、工具交換
作業にかかる時間により１サイクルの工程時間が長くな
るという問題が発生する。特に、短い溶接ビードの除去
作業においては、工具の持ち替え作業に必要とされる工
程時間が全工程時間に占める割合が大きいため、この問
題はより顕在化してくる。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、少なくとも２種類の研削作業を工具
交換を行うことなく連続的に実施することができる複合
研削工具を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、回転軸と、前記回転軸の先端側に取り付
けられた第１の研削工具と、前記回転軸の根元側に取り
付けられた第２の研削工具とを備え、前記第１の研削工
具と前記第２の研削工具は、互いに異なる方向を向いた
使用面を有している複合研削工具を提供する。

【０００８】本発明によれば、ひとつの複合研削工具に
より少なくとも２種類の研削作業を工具交換を行うこと
なく連続的に実施することができる

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 ［第１の実施形態］まず、第１の実施形態について説明
する。図１乃至図４は、本発明の第１の実施の形態につ
いて説明する図である。

【００１０】図１に示すように、複合研削工具１は、駆
動装置に取り付けられ駆動装置により回転駆動される回
転軸２と、この回転軸２に取り付けられたディスク砥石
（第１の研削工具）１０およびホイル砥石２０（第２の
研削工具）とを備えている。なお、本明細書において
は、「研削工具」なる用語は、研削作業を行う工具のみ
ならず研磨作業を行う工具をも含む用語として用いられ
る。

【００１１】回転軸２は、その先端側に回転軸２と一体
的に形成されたフランジ３を有しており、このフランジ
３の軸先端側の面（エンドフェイス）４には、ディスク
砥石１０が着脱不能に取り付けられている（固着されて
いる）。フランジ３はディスク砥石１０の裏金の役割を
果たすことになる。

【００１２】また、ホイル砥石２０は、回転軸２の根元
側（駆動装置Ｄに取り付けられる側、図１右側）の外周
面２ｃに着脱不能に取り付けられている。

【００１３】それぞれが行う作業に対応して、ディスク
砥石１０に含まれる研磨材の粒度は、ホイル砥石２０に
含まれる研磨材の粒度（粒度番号）より粗くなってい
る。

【００１４】また、ディスク砥石１０およびホイル砥石
２０は、一方を使用する際に他方が邪魔にならないよう
に、回転軸２の軸線２ａ方向に関して互いに間隔ｄをお
いて配置されている。更に、ホイル砥石２０の外径（最
大径を意味する）ｒ２は、ディスク砥石１０の外径（最
大径を意味する）ｒ１より大きくなっている。

【００１５】なお、回転軸２は中空構造となっており、
回転軸２の根元側の孔２ｂは、駆動装置にこの複合研削
工具１をボルト結合するためのボルト孔である。

【００１６】ディスク砥石１０の使用面１１とホイル砥
石２０の使用面２１とは互いに異なる方向を向いてい
る。本例においては、ディスク砥石１０の使用面１１
は、回転軸２の軸線２ａ方向を向いている。また、ホイ
ル砥石２０の使用面２１は軸線２ａに直交する方向すな
わち半径方向を向いている。使用面１１および２１の方
向は、図１において、矢印１２および２２で示す。

【００１７】なお、図２（ａ）に示すように、ディスク
砥石１０はフランジ３のエンドフェイス４上に円周方向
に沿って配設された変形可能な複数の研磨紙片１３から
構成されている。また、図２（ｂ）に示すように、ホイ
ル砥石２０は、回転軸２の外周面２ｃ上に円周方向に沿
って配設された変形可能な複数の研磨紙片２３から構成
されている。

【００１８】このため、この複合研削工具１が停止して
いる場合（回転していない場合）、には、実際に研削
（研磨）作業に寄与する面は、図２（ａ）（ｂ）におけ
る矢印１３ａ，２３ａの方向を向いており、前述した矢
印１２および２２で示した方向とは異なる方向を向いて
いることになる。しかしながら、本明細書においては、
砥石が複数の部材（小片）の集合体である場合には、使
用面の方向はマクロ的に定義するものとする。すなわ
ち、図２（ａ）に示すようにマクロ的に見てリング状の
砥石とみなすことができ、かつこのリングのエンドフェ
イスを実質的に使用面とみなすことができるディスク砥
石１０においては、このリングのエンドフェイスの法線
方向を使用面の方向１２と定義する。また、図２（ｂ）
に示すようにマクロ的に見て円筒状の砥石とみなすこと
ができ、かつこの円筒の外周面を実質的に使用面とみな
すことができるホイル砥石２０においては、この円筒の
外周面の法線方向を使用面の方向２２と定義する。

【００１９】なお、図３（ａ）（ｂ）に示すように、複
合研削工具を構成するディスク砥石１０およびホイル砥
石２０を、研磨紙小片の集合体から構成することに代え
て一体的に形成してもよく、この場合には使用面の方向
は言うまでもなく各使用面の法線方向を意味する。

【００２０】また、図３（ａ）に示すように、複合研削
工具を構成する研削工具それぞれを単体として見た場
合、第１の研削工具１０Ａの面ａおよび面ｂを共に使用
面とみなすことができ、かつ第２の研削工具２０Ａの面
ｃおよび面ｄを共に使用面とみなすことができるが、本
明細書においては、このような場合も「第１の研削工具
と第２の研削工具が互いに異なる方向を向いた使用面を
有する」場合に当然に含む。すなわち、本明細書におい
て、「第１の研削工具と第２の研削工具が互いに異なる
方向を向いた使用面を有する」というのは、仮に第１の
研削工具および第２の研削工具が、互いに同方向を向い
た使用可能な面を有していても（この場合面ａおよび面
ｃと、面ｂおよび面ｄが互いに同方向を向いている）、
複合研削工具全体として見た場合に実質的に使用に供さ
れる互いに異なる方向を向いた使用面（この場合面ａお
よび面ｄ）を有していれば足りる。

【００２１】また、図３（ｂ）に示すように、第１の研
削工具１０Ｂが、第２の研削工具２０Ｂの使用面ｄと異
なる方向を向いた２つの使用面ａ，ｂを有していてもよ
い。

【００２２】次に、上記構成を有する研削工具を用いて
溶接の後処理を行う方法について図４（ａ）（ｂ）によ
り説明する。

【００２３】まず、複合研削工具１を、駆動装置Ｄに取
り付ける。そして、まず図４（ａ）に示すように、回転
軸２の軸線２ａがワークＷの被加工面に対して垂直な状
態からやや傾斜した状態となるように駆動装置Ｄを傾
け、目の粗いディスク砥石１０により溶接ビードの除去
を行う。

【００２４】溶接ビードの除去作業が終了したら、駆動
装置Ｄを傾け、図４（ｂ）に示すように回転軸２の軸線
２ａをワークＷの被加工面に対してほぼ平行とし、目の
細かいホイル砥石２０により、ディスク砥石１０による
研削により発生した二次バリや溶接ビード周辺の溶接焼
けを除去する。

【００２５】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、使用面１１、２１が互いに異なる方向を向いた２つ
の研削工具１０、２０を１軸上に設けて複合研削砥石を
構成しているため、互いに異なる種類の研削作業を、駆
動装置の交換や工具の交換作業を行うことなく、連続的
に円滑かつ迅速に行うことができる。

【００２６】また、本実施形態においては、ディスク砥
石１０およびホイル砥石２０が、回転軸２の軸線２ａ方
向に関して互いに間隔ｄをおいて配置されているため、
図４（ａ）に示すようにディスク砥石１０を使用する際
にホイル砥石２０がワークＷに触れたり、また図４
（ｂ）に示すようにホイル砥石２０を使用する際にディ
スク砥石１０がワークＷに触れたりする危険性を低減す
ることができる。このため、作業者は研削作業を更に容
易に行うことができる。

【００２７】更に、本実施形態においては、回転軸２の
根元側に取り付けられ半径方向を向いた使用面を有する
ホイル砥石２０の外径ｒ２が、回転軸２の先端側に取り
付けられ軸方向を向いた使用面を有するディスク砥石１
０の外径ｒ１より大きくなっているため、ホイル砥石２
０を使用する際に、ディスク砥石１０がワークＷに触れ
る危険性を更に低減することができる。

【００２８】なお、上記実施形態の説明においては、複
合研削工具１を携帯型の駆動装置Ｄに装着して作業者が
手作業を行う場合について説明したが、これに限定され
るものではない。すなわち、本実施形態に係る複合研削
工具１は、産業用ロボットのロボットアームに取り付け
られるエンドエフェクタとして使用することも可能であ
り、この場合においても１サイクル当たりの工程時間の
短縮を達成することが可能である。

【００２９】また、上記実施形態においては、第１の研
削工具および第２の研削工具は、形状寸法および研磨材
の粒度がともに互いに異なるものであったが、これに限
定されるものではなく、第１の研削工具および第２の研
削工具は、研磨材の粒度が互いに同一で形状寸法のみ互
いに異なるものであってもよい。

【００３０】［第２の実施形態］次に、図５および図６
により第２の実施形態について説明する。第２の実施の
形態は、複合研削工具を構成する研削工具の少なくとも
一方を回転軸２に対して着脱自在としたものである。

【００３１】図５に示すように、回転軸２の先端側には
第１の実施の形態と同様にフランジ３が設けられ、フラ
ンジ３にはディスク砥石１０が固着されている。回転軸
２の根元側の外周には、スプライン５が形成されてい
る。

【００３２】本実施形態においては、ホイル砥石２０
は、円筒形状を有する心材２５を有している。心材２５
の内周面には、回転軸２に形成されたスプライン５と嵌
合可能なスプライン２６が形成されている。

【００３３】このような構成を有する第２実施形態の複
合研削砥石は以下のようにして使用される。

【００３４】まず、図５に示すように、ホイル砥石２０
の心材２５の内周面にディスク砥石１０が取り付けられ
た回転軸２が差し込まれる。図５に示すように、回転軸
２とホイル砥石２０はスプライン結合により互いに係合
するため、回転駆動力を回転軸２からホイル砥石２０に
適正に伝達することができ、かつ回転軸２へのホイル砥
石２０の着脱作業を容易に行うことができる。このよう
に、回転軸２とホイル砥石２０との係合は、軸線方向に
延びる相補的な凹凸により実現することが好ましい。

【００３５】図６は、回転軸２をホイル砥石２０に係合
させ、駆動装置Ｄに取り付けた状態を示している。図６
に示すように、ホイル砥石２０の心材２５の一側（軸先
端側）の側面２７は、フランジ３の側面６に当接してい
る。一方、心材２５の他側（軸根元側の側面２８と回転
軸２の根元側側面７とはほぼ同一平面上に位置し、これ
ら側面２８、７は、ワッシャ９を介してボルト２９によ
り駆動装置Ｄの軸３０に結合されている。

【００３６】このようにして駆動装置Ｄに結合された複
合研削工具１は、第１の実施形態と同様にして研削作業
に用いられる（図４参照）。

【００３７】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、第１の実施形態の作用効果に加えて以下のような作
用効果を奏する。すなわち、本実施形態によれば、第２
の研削工具（ホイル砥石２０）を、第１の研削工具（デ
ィスク砥石１０）が固着された回転軸２に対して着脱自
在となっているため、作業者は、ワークに適した研削工
具を組み合わせて複合研削工具を構成することができ
る。

【００３８】また、第１の研削工具と第２の研削工具と
の寿命が異り、一方の研削工具が先に寿命を迎えた場合
でも、複合研削工具全体を廃棄する必要はないため、費
用の点でも有利である。

【００３９】なお、上記実施形態においては、第２の研
削工具２０を回転軸２に対して着脱自在としたが、これ
に限定されるものではない。すなわち第２の研削工具２
０を回転軸２に固着して第１の研削工具１０を回転軸２
に対して着脱自在としてもよく、また、第１および第２
の研削工具１０、２０の双方を回転軸２に対して着脱自
在としてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２種類の研削作業を工具交換を行うことなく連続的に実
施することができる複合研削工具を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による複合研削工具の第１の実施形態を
示す断面図。

【図２】図２（ａ）は、第１の実施形態に用いられるデ
ィスク砥石の構造詳細を示す図であり図１におけるIIＡ
方向からの斜視図、図２（ｂ）は、第１の実施形態に用
いられるホイル砥石の構造詳細を示す図であり図１にお
けるIIＢ−IIＢ断面を示す断面図。

【図３】複合研削工具を構成する研削工具の他の形態を
示す図であり、かつ使用面の定義について説明する概略
図。

【図４】複合研削工具の使用方法を示す図。

【図５】本発明による複合研削工具の第２の実施形態を
示す分解斜視図。

【図６】第２の実施形態において、第１の研削工具と第
２の研削工具を係合させて駆動装置に取り付けた状態を
示す断面図。

【符号の説明】

１ 複合研削工具 ２ 回転軸 １０ ディスク砥石（第１の研削工具） １１ （ディスク砥石の）使用面 ２０ ホイル砥石（第２の研削工具） ２１ （ホイル砥石の）使用面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸と、 前記回転軸の先端側に取り付けられた第１の研削工具
   と、 前記回転軸の根元側に取り付けられた第２の研削工具
   と、を備え、 前記第１の研削工具と前記第２の研削工具は、互いに異
   なる方向を向いた使用面を有していることを特徴とする
   複合研削工具。
2. 【請求項２】前記第１の研削工具および前記第２の研削
   工具のうち少なくとも一方が、前記回転軸に着脱自在に
   取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載
   の複合研削工具。
3. 【請求項３】前記第１の研削工具は使用面が前記回転軸
   の軸線方向を向いたディスク砥石であり、前記第２の研
   削工具は使用面が前記回転軸の軸線と直交する方向を向
   いたホイル砥石であることを特徴とする、請求項１また
   は２に記載の複合研削工具。