JPH09168951A - 立軸両頭平面研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 厚さが１ｍｍ以下の加工物においても高能
率、高精度に研削加工し得るとともに、１つのキャリア
駆動手段により種々な研削加工が行なう。 【解決手段】 キャリアに保持した加工物を、割出し位
置決め、砥石間に連続通過或いは砥石間に挿入して自
転、オシレート、前後トラバースするキャリア駆動手段
を備えるとともに、上記キャリア駆動手段を、上記両砥
石の外側に外周縁部を回転自在に支持するとともに、外
周側から引張り張力を付与するテンション手段を具備す
るキャリアと、上記キャリアの外周縁部を上記両砥石の
外側で回転自在に支持するとともに、ベースに移動自在
に支持された支持部材と、上記キャリアを割出し位置決
め、連続回転およびオシレートさせるキャリア回転駆動
手段と、上記支持部材を前後往復移動させて支持台移動
手段とで構成したものである。また、上記キャリア駆動
手段のキャリアが、テンション手段にて外周側から引張
り張力を付与された１枚のキャリアプレートからなるも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工物の両端面を
高能率、高精度に研削加工する立軸両頭平面研削盤に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】加工物の両端面を高い平面度、平行度に
仕上げる研削方法として両頭平面研削加工がある。この
両頭平面研削加工には、図４（Ａ）に示すように、対向
して設けられた一対の砥石間ａ，ｂに、キャリアｃに保
持した加工物Ｗをキャリアｃと共に回転させながら連続
通過、図４（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、砥石ａ，
ｂ間で加工物Ｗを自転あるいはオシレートさせて片方あ
るいは両方の砥石ａ，ｂにインフィード切込動作を与え
ることにより加工物Ｗの両端面に対して研削加工を施
す。なお、図４（Ｂ）の符号ｄは加工物Ｗを自転させる
治具を示す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記両頭平
面研削加工において最も高い精度が得られる方式が、図
４（Ｂ）に示す加工物を自転させながら研削する加工物
自転研削であり、近年多用されてきた。

【０００４】ところが、キャリアに保持された加工物を
砥石間に供給し、加工物に自転運動を付与するには、加
工物より薄いキャリアおよび加工物自転治具が不可欠で
あり、キャリアに加工物が回転可能な治具および駆動機
構を設けるには、構造上、キャリアの厚さは５ｍｍが限
界である。更に、加工物を砥石間に供給するインデック
ス駆動手段と、加工物を自転駆動する２つの手段が必要
で構造が極めて複雑であった。

【０００５】しかし、近年、電子部品等の小型化・軽量
化に伴って加工物の薄板化が進み、仕上がり厚みが１ｍ
ｍ以下で、しかも、高精度が要求されている。そのた
め、１ｍｍ以下の仕上がり厚みで、しかも、加工物の自
転研削が可能な両頭平面研削盤が必要になってきたが、
従来の加工物自転研削では、上述したようにキャリアお
よび加工物自転治具の問題でキャリアの５ｍｍ以下が限
度であるため、しかたなく薄い仕上がり厚みの研削が可
能な図４（Ａ）に示す加工物連続通過研削や図４（Ｃ）
に示す加工物オシレート研削で対応してきた。

【０００６】しかしながら、両頭平面研削加工では、ド
ーナツ形状の砥石を使用し、砥石外周の周速度が１２０
０〜２１００ｍ／ｍｉｎの高速度で研削を行なうため、
高能率で高精度な加工を実施できる反面、加工物に与え
る研削抵抗が大きく、強いては加工物を保持するキャリ
アに大きな負荷がかかる。そのため、キャリアの厚みを
１ｍｍ以下にすることは、剛性、耐久性に欠けて構造上
困難であった。

【０００７】そこで、仕上がり厚さが１ｍｍ以下の加工
物の両端面加工には、ラッピングやポリシングを採用し
ているが、このラッピングやポリシングは定圧切込方式
であるため、加工速度が遅くて低能率であり、両頭平面
研削加工に比較して研削能率が劣る。更に、ラッピング
やポリシングでも、加工物を保持するキャリアの厚みが
０．２〜０．３ｍｍでは、キャリアの外周に形成された
キャリア回転用の歯車が直ぐに摩耗してしまうため、加
工物を回転することは構造上困難であり、両頭平面研削
加工に比較して極端に生産効率が劣る。

【０００８】本発明は、従来の上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、仕上がり厚さが１ｍｍ以下の加工物におい
ても加工物自転研削を複雑な自転治具や自転駆動手段を
一切必要とせず、１枚のキャリアプレートで可能とし、
更に、１つのキャリア駆動手段で加工物連続通過研削、
加工物自転研削、加工物オシレート研削、加工物前後ト
ラバース研削およびキャリアプレートの割り出し位置決
めを可能とし、しかも、これらを１台の機械で行なえる
画期的な立軸両頭平面研削盤を提供することを目的とす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、キャリアに保持した加工物を、割出
し位置決め、砥石間に連続通過あるいは挿入して連続通
過研削、自転研削、オシレート研削、前後トラバース研
削を可能とするキャリア駆動手段を備えたものである。

【００１０】また、上記キャリア駆動手段を、上記両砥
石の外側に外周縁部を回転自在に支持するキャリアと、
上記キャリアの外周縁部を上記両砥石の外側で回転自在
に支持するとともに、ベースに移動自在に支持された支
持部材と、上記キャリアを割出し位置決め、連続回転お
よびオシレートさせるキャリア回転駆動手段と、上記支
持部材を前後往復移動させて支持台移動手段とで構成し
たものである。

【００１１】更に、上記キャリア駆動手段のキャリア
が、テンション手段にて外周側から引張り張力を付与さ
れた１枚のキャリアプレートからなるものである。

【００１２】本発明によれば、１つのキャリア駆動手段
により加工物連続通過研削、加工物自転研削、加工物オ
シレート研削、加工物前後トラバース研削および加工物
割出し位置決めを行なうことができるとともに、キャリ
アに外周側からの引張り張力を付与して剛性を向上して
いるから、キャリアの厚みを１ｍｍ以下にしても、研削
加工中の加工物の研削抵抗に耐えて振動や変形を防止で
き、仕上がり厚さが１ｍｍ以下（例えば０．１ｍｍ）の
加工物においても十分に安定した研削加工が可能であ
る。また、この中の加工物自転研削においては、複雑な
自転治具を使用せずに１枚のキャリアプレートだけで自
転させること可能とした大きな利点を有する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１乃至図３に基づいて説明する。

【００１４】図１および図２は本発明の立軸両頭平面研
削盤の要部を示す概略縦断面図およびその平面図、図３
は本発明の立軸両頭平面研削盤における研削加工方式の
説明図である。

【００１５】図１および図２において、１，２は立軸両
頭平面研削盤の上下に対向して設けられた一対のドーナ
ツ形状をなす砥石で、図示していない回転駆動源である
主軸モータにより夫々独立して回転駆動されるととも
に、片方或いは両方が砥石切込サーボモータ等の切込装
置により加工物Ｗに対してインフィード切込動作され
る。

【００１６】３は砥石１，２間に設けられた円形薄板か
らなるキャリアプレートで、中央部付近に加工物Ｗを保
持する複数の内側保持孔４を円周等配置に設けていると
ともに、この内側保持孔４の外周に加工物Ｗを保持する
複数の外側保持孔５を一部が砥石１，２間に位置するよ
うに円周等配置に設けている。このキャリアプレート３
は、外周縁部がテンションボディ６にクランプリング７
を介して円周方向に等配置されている複数個のクランプ
ボルト８により締付固定され、このテンションボディ６
を介して軸受９により支持台１０に回転自在に支持され
ている。支持台１０はベース１１上に設けられたレール
１２にスライダ１３を介して載置され、スライダ１３に
よりレール１２に沿って移動される。

【００１７】１４はキャリアプレート３の外側に設けら
れたキャリア回動サーボモータで、その出力軸１５に一
体に設けられた駆動歯車１６をテンションボディ６の外
周面に一体に設けられた従動歯車１７に噛合させてい
る。従って、キャリア回動サーボモータ１４を駆動して
出力軸１５を回転すると、駆動歯車１６、従動歯車１７
およびテンションボディ６を介してキャリアプレート３
が回転駆動される。

【００１８】１８はクランプリング７の円周等配位置に
螺挿された複数個のテンションボルトで、その先端とキ
ャリアプレート３との間に押込片１９を設けている。こ
のテンションボルト１８と対応してテンションボディ６
に凹部２０が設けられてあり、テンションボルト１８を
締付けて押込片１９でキャリアプレート３の外周縁部を
テンションボディ６の凹部２０内に押し込むことによ
り、キャリアプレート３に外周側から引張り張力を付与
される。

【００１９】２１は支持台１０の外側に設けられた支持
台移動サーボモータで、その出力軸２２に一体に設けら
れた送りねじ２３を支持台１０に一体に設けられた送り
ナット２４に螺挿させている。従って、支持台移動モー
タサーボ２１を駆動して出力軸２２を回転すると、送り
ねじ２３および送りナット２４を介して支持台１０がレ
ール１２に沿って移動される。

【００２０】２５はキャリアプレート３の砥石１，２間
の外側に位置する内側保持孔４および外側保持孔５の下
側で、かつ、下側砥石２の砥石面と面一に設けられた案
内板で、図示していないロボット等の加工物供給手段に
より所定の位置でキャリアプレート３の内側保持孔４お
よび外側保持孔５に供給された加工物Ｗを砥石１，２間
に案内させる。案内板２５の一部には切欠き２５ａが設
けられており、この切欠２５ａにより砥石１，２間から
送り出されてくるキャリアプレート３の外側保持孔５に
保持される研削済みの加工物Ｗを自重落下させて排出さ
せる。なお、キャリアプレート３の内側保持孔４に保持
される研削済みの加工物Ｗは、図示していないロボット
等の加工物排出手段により排出させる。

【００２１】以上のように構成された本発明の立軸両頭
平面研削盤においては、キャリアプレート３の外周部分
をテンションボディ６に固定するとともに、クランプリ
ング７の円周等配位置に螺挿された複数のテンションボ
ルト１８を締付けてキャリアプレート３に外周側から引
張り張力を付与させているから、キャリアプレート３の
剛性を外周側からの引張り張力により向上することがで
きる。これによりキャリアプレート３の厚みを１ｍｍ以
下にしても、研削加工中の加工物Ｗの研削抵抗に耐えて
振動や変形を防止できる。そのため、仕上がり厚さが１
ｍｍ以下（例えば０．１ｍｍ）の加工物Ｗにおいても十
分に安定した研削加工が可能である。

【００２２】次に、本発明の立軸両頭平面研削盤におけ
る加工物Ｗの研削加工について説明する。

【００２３】まず、加工物Ｗを連続通過して研削加工す
る場合は、砥石１，２を主軸モータにより回転駆動する
とともに、キャリアプレート３をキャリア回動サーボモ
ータ１４により例えば毎分約１回転で回転駆動する。こ
の状態で、加工物供給手段により所定の位置でキャリア
プレート３の外側保持孔５に加工物Ｗを順次供給して保
持させると、加工物Ｗはキャリアプレート３と共に回転
しながら砥石１，２間に供給され、ここで砥石１，２に
より両端面を両頭平面研削させた後、砥石１，２間から
送り出されて案内板２５の切欠２５ａから自重落下して
排出される。

【００２４】次に、加工物Ｗを自転して研削加工する場
合は、加工物供給手段によりキャリアプレート３の内側
保持孔４に加工物Ｗを供給して保持させた後、キャリア
プレート３をキャリア回動サーボモータ１４により例え
ば毎分約１回転で回転駆動する。続いて、砥石１，２を
主軸モータにより回転駆動するとともに、支持台移動サ
ーボモータ２１により支持台１０を前方（図面右側）に
前進させてキャリアプレート３の内側保持孔４に保持さ
れる加工物Ｗをキャリアプレート３と共に砥石１，２間
に供給する。すると、加工物Ｗは砥石１，２間でキャリ
アプレート３の回転に伴って自転し、この状態で、砥石
１，２の片方或いは両方にインフィード切込動作を付与
することにより、加工物Ｗは自転しながら両端面を両頭
平面研削される。これにより、加工物Ｗは両端面を平面
度、平行度において高精度に研削される。このようにし
て加工物Ｗの両端面の研削が終了すると、支持台移動サ
ーボモータ２１により支持台１０を後方（図面左側）に
後退させてキャリアプレート３の内側保持孔４に保持さ
れる研削済みの加工物Ｗをキャリアプレート３と共に元
の位置に戻した後、キャリアプレート３の内側保持孔４
に保持される研削済みの加工物Ｗを加工物排出手段によ
り排出させる。

【００２５】次に、加工物Ｗをオシレートして研削加工
する場合は、予めキャリアプレート３を保持孔２６を有
するオシレート研削用に交換させた後、このキャリアプ
レート３の保持孔２６に加工物供給手段により加工物Ｗ
を供給して保持させる。続いて、砥石１，２を主軸モー
タにより回転駆動するとともに、キャリアプレート３を
キャリア回動サーボモータ１４により割出し位置決め回
動させてキャリアプレート３の保持孔２６に保持される
加工物Ｗを砥石１，２間に供給する。この状態で、キャ
リア回動サーボモータ１４を正逆回転してキャリプレー
ト３を所定の回転角度で往復回動させるとともに、砥石
１，２の片方或いは両方にインフィード切込動作を付与
すると、加工物Ｗはオシレートしながら両端面を両頭平
面研削される。これにより、加工物Ｗは両端面を平面
度、平行度において高精度に研削される。このようにし
て加工物Ｗの両端面の研削が終了すると、キャリアプレ
ート３をキャリア回動サーボモータ１４により割出し位
置決め回動させてキャリアプレート３の保持孔２６に保
持される研削済みの加工物Ｗをキャリアプレート３と共
に加工物排出位置に移送させた後、キャリアプレート３
の保持孔２６に保持される研削済みの加工物Ｗを加工物
排出手段により排出させる。

【００２６】次に、加工物Ｗを前後にトラバースして研
削加工する場合は、予めキャリアプレート３を保持孔２
７を有する前後トラバース研削用に交換し、このキャリ
アプレート３の保持孔２７に加工物供給手段により加工
物Ｗを供給して保持させる。続いて、砥石１，２を主軸
モータにより回転駆動するとともに、支持台移動サーボ
モータ２１により支持台１０を前方（図面右側）に前進
させてキャリアプレート３の保持孔２７に保持される加
工物Ｗをキャリアプレート３と共に砥石１，２間に供給
する。この状態で支持台移動サーボモータ２１を正逆回
転させて支持台１０を介してキャリアプレート３を所定
の距離範囲で前後方向（図面左右方向）に往復移動させ
るとともに、砥石１，２の片方或いは両方にインフィー
ド切込動作を付与すると、加工物Ｗは前後にトラバース
しながら両端面を両頭平面研削される。これにより、加
工物Ｗは両端面を平面度、平行度において高精度に研削
される。このようにして加工物Ｗの両端面の研削が終了
すると、支持台移動サーボモータ２１により支持台１０
を後方（図面左側）に後退させてキャリアプレート３の
保持孔２７に保持される研削済みの加工物Ｗをキャリア
プレート３と共に元の位置に戻した後、キャリアプレー
ト３の保持２７に保持される研削済みの加工物Ｗを加工
物排出手段により排出させる。

【００２７】本発明の立軸両頭平面研削盤においては、
上述したように１つのキャリア駆動手段により加工物連
続通過研削、加工物自転研削、加工物オシレート研削、
加工物前後トラバース研削および加工物割出し位置決め
を行なうことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１つのキャリア駆動手段により加工物連続通過研削、加
工物自転研削、加工物オシレート研削、加工物前後トラ
バース研削および加工物割出し位置決めを行なうことが
できるから、従来は複数種類の両頭平面研削盤を要して
いた種々の両頭平面研削加工を１台で行なうことができ
るとともに、１枚のキャリアプレートにより加工物の自
転を可能として従来のように加工物自転治具を使用しな
いから、装置の小型化を図ることができる。

【００２９】また、キャリアプレートに外周側からの引
張り張力を付与して剛性を向上しているから、キャリア
プレートの厚みを１ｍｍ以下にしても、研削加工中の加
工物の研削抵抗に耐えて振動や変形を防止できる。これ
により、従来は加工物連続通過研削や加工物オシレート
研削でも困難であった仕上がり厚さが１ｍｍ以下（例え
ば０．１ｍｍ）の加工物においても十分に安定した研削
加工が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の立軸両頭平面研削盤の要部を示す一部
分を拡大した概略縦断面図である。

【図２】本発明の立軸両頭平面研削盤の要部を示す平面
図である。

【図３】本発明の立軸両頭平面研削盤における研削加工
方式の説明図で、（Ａ）は加工物連続通過研削方式、
（Ｂ）は加工物自転研削方式、（Ｃ）は加工物オシレー
ト研削方式、（Ｄ）は加工物前後トラバース研削方式を
夫々示している。

【図４】従来の両頭平面研削盤における研削加工方式の
説明図で、（Ａ）は加工物連続通過研削方式、（Ｂ）は
加工物自転研削方式、（Ｃ）は加工物オシレート研削方
式を夫々示している。

【符号の説明】

１ 砥石（上側） ２ 砥石（下側） ３ キャリアプレート ４ 内側保持孔 ５ 外側保持孔 ６ テンションボディ ７ クランプリング ９ 軸受 １０ 支持台 １１ ベース １２ レール １３ スライダ １４ キャリア回動サーボモータ １６ 駆動歯車 １７ 従動歯車 １８ テンションボルト ２１ 支持台移動サーボモータ ２３ 送りねじ ２４ 送りナット ２５ 案内板 Ｗ 加工物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向して設けられた上下一対の砥石間
   に、キャリアに保持した加工物を通過または挿入して加
   工物の両端面を研削する立軸両頭平面研削盤において、 キャリアに保持した加工物を、割出し位置決め、砥石間
   に連続通過あるいは挿入して連続通過研削、自転研削、
   オシレート研削、前後トラバース研削を可能とするキャ
   リア駆動手段を備えたことを特徴とする立軸両頭平面研
   削盤。
2. 【請求項２】 上記キャリア駆動手段は、上記両砥石の
   外側に外周縁部を回転自在に支持するキャリアと、上記
   キャリアの外周縁部を上記両砥石の外側で回転自在に支
   持するとともに、ベースに移動自在に支持された支持部
   材と、上記キャリアを割出し位置決め、連続回転および
   オシレートさせるキャリア回転駆動手段と、上記支持部
   材を前後往復移動させて支持台移動手段とを備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の立軸両頭平面研削盤。
3. 【請求項３】 上記キャリア駆動手段のキャリアが、テ
   ンション手段にて外周側から引張り張力を付与された１
   枚のキャリアプレートからなることを特徴とする請求項
   １または２記載の立軸両頭平面研削盤。