ワーク研削装置、ワーク研削方法、エンジンバルブ研削装置、及びエンジンバルブ研削方法
【課題】同一の設備で、短時間のうちに粗研削から仕上げ研削までを行って高精度な仕上げ面を得ることができるワーク研削装置、ワーク研削方法、エンジンバルブ研削装置、及びエンジンバルブ研削方法を提供する。
【解決手段】ワーク２を把持して研削砥石１９によりワーク２の被加工面４Ｃを研削するワーク研削装置３において、前記研削砥石１９が、一の砥石体の研削面２５に粗研削を行う粗研削領域２５Ｃ１と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域２５Ｃ２とを区別して備え、粗研削領域２５Ｃ１を被加工面４Ｃに当接させて、トラバース加工により被加工面４Ｃの粗研削を実施し、仕上げ研削領域２５Ｃ２を粗研削実施後の被加工面４Ｃに当接させて、プランジ加工により被加工面４Ｃの仕上げ研削を実施する構成とした。
【解決手段】ワーク２を把持して研削砥石１９によりワーク２の被加工面４Ｃを研削するワーク研削装置３において、前記研削砥石１９が、一の砥石体の研削面２５に粗研削を行う粗研削領域２５Ｃ１と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域２５Ｃ２とを区別して備え、粗研削領域２５Ｃ１を被加工面４Ｃに当接させて、トラバース加工により被加工面４Ｃの粗研削を実施し、仕上げ研削領域２５Ｃ２を粗研削実施後の被加工面４Ｃに当接させて、プランジ加工により被加工面４Ｃの仕上げ研削を実施する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一の設備で粗研削から仕上げ研削までを行う研削技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等のエンジンに用いられるエンジンバルブの製造ラインとして、複数の加工設備を工程順に並べ、エンジンバルブを工程順に流動させることにより、各種の加工を行う製造ラインが用いられている。このエンジンバルブ製造ラインにおける研削加工には、エンジンバルブの一端部に対するコッター溝の研削、他端部に対する傘部の粗研削およびフェース面の仕上げ研削が含まれており、これらの研削加工にはコレットチャックを備えた研削装置を用いるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
上記研削装置によれば、エンジンバルブの両端部を同時に加工できるので、コッター溝研削と傘部の粗研削とを一工程に集約して設備費用を低減できる。しかし、コレットチャックを備えた研削装置には芯出し精度がやや甘いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−４７１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、出願人は、芯出し精度の改善のため、いわゆる中空チャックを備えた研削装置を提案した。しかし、中空チャックを備えた研削装置では、エンジンバルブの一端部が覆われてしまうため、コッター溝の研削と傘部の粗研削とを同一工程に集約できず、コレットチャックを使用した場合と比較して、エンジンバルブ製造ラインの工程数が増加するという問題がある。
この問題点は、傘部の粗研削とフェース面の仕上げ研削とを、同一工程に集約することにより解決できる。しかし、フェース面は傘部の一部であり、同時に加工することができないので、生産効率と加工精度との両立が難しいという問題がある。
なお、このような同一設備で粗研削から仕上げ研削までを行う際の生産効率と加工精度との両立に係る問題は、エンジンバルブ研削装置だけではなく、クランクシャフトやクランクピンなどのワーク研削装置に共通するものである。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、同一の設備で、短時間のうちに粗研削から仕上げ研削までを行って高精度な仕上げ面を得ることができるワーク研削装置、ワーク研削方法、エンジンバルブ研削装置、及びエンジンバルブ研削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、ワークを把持して研削砥石によりワークの被加工面を研削するワーク研削装置において、前記研削砥石が、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備え、粗研削領域を被加工面に当接させて、トラバース加工により被加工面の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の被加工面に当接させて、プランジ加工により被加工面の仕上げ研削を実施することを特徴とする。
【０００７】
本発明では、一の砥石体の研削面に粗研削領域と仕上げ研削領域とを区別して備え、ワークの被加工面に対し粗研削を行うときには、粗研削領域を用いてトラバース加工し、粗研削実施後の被加工面に対し仕上げ研削を行うときには、粗研削領域と区別して設けられた仕上げ研削領域を使用してプランジ加工するので、粗研削時には、砥石の摩耗を抑制しながらも砥石周速度を高速化して研削能率を向上できるうえ、仕上げ研削時には、粗研削時の砥石摩耗による仕上げ面精度低下を防止できる。したがって、同一の設備で、短時間のうちに粗研削から仕上げ研削までを行って高精度な仕上げ面を得ることができる。
【０００８】
前記粗研削領域が前記ワークの被加工面より幅広に設けられていても良い。
粗研削のときにはワークの被加工面より幅広の粗研削領域の全領域を使用してトラバース加工できるので、粗研削領域の摩耗を抑えることができる。
前記研削砥石が電着砥石であっても良い。
複雑な形状のワークに対応した複雑形状の研削面を容易に形成できるうえ、研削面が摩耗したときには再び電着して再利用できるので、コストを抑制できる。
前記粗研削領域と前記仕上げ研削領域に粒径が異なる砥粒が電着されていても良い。
粗研削時の研削能率をより一層向上させるとともに、仕上げ研削時に仕上げ面精度をより一層向上できる。
【０００９】
また、本発明は、ワークの被加工面に対し研削砥石により粗研削および仕上げ研削を連続して行う被加工面連続研削過程を備えたワーク研削方法において、前記被加工面連続研削過程では、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備えた研削砥石を用いて、粗研削領域を被加工面に当接させて、トラバース加工により被加工面の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の被加工面に当接させて、プランジ加工により被加工面の仕上げ研削を実施することを特徴とする。
【００１０】
本発明では、一の砥石体の研削面に粗研削領域と仕上げ研削領域とを区別して備えた研削砥石を用いて、粗研削領域をワークの被加工面に当接させて、トラバース加工により被加工面の粗研削を実施した後、連続して、粗研削領域と区別して設けられた仕上げ研削領域を粗研削実施後の被加工面に当接させて、プランジ加工により被加工面の仕上げ研削を実施する。これにより、粗研削時には、砥石の摩耗を抑制しながらも砥石周速度を高速化して研削能率を向上できるうえ、仕上げ研削時には、粗研削時の砥石摩耗による仕上げ面精度低下を防止できる。したがって、同一の設備で、短時間のうちに同一の被加工面に対して粗研削から仕上げ研削までを連続して実施して高精度な仕上げ面を得ることができる。
【００１１】
また、本発明は、エンジンバルブのステム部を把持して研削砥石によりエンジンバルブの傘部を研削するエンジンバルブ研削装置において、前記研削砥石が、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備え、粗研削領域を傘部に当接させて、トラバース加工により傘部の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の傘部のフェース面に当接させて、プランジ加工により傘部のフェース面の仕上げ研削を実施することを特徴とする。
【００１２】
本発明では、一の砥石体の研削面に粗研削領域と仕上げ研削領域とを区別して備え、傘部に対し粗研削を行うときには、粗研削領域を用いてトラバース加工し、粗研削実施後の傘部のフェース面に対し仕上げ研削を行うときには、粗研削領域と区別して設けられた仕上げ研削領域を使用してプランジ加工するので、粗研削時には、砥石の摩耗を抑制しながらも砥石周速度を高速化して研削能率を向上できるうえ、仕上げ研削時には、粗研削時の砥石摩耗による仕上げ面精度低下を防止できる。したがって、同一の設備で、エンジンバルブの傘部に対し短時間のうちに粗研削から仕上げ研削までを行って、高精度な仕上がりのフェース面を得ることができる。
【００１３】
また、本発明は、エンジンバルブの傘部に対し研削砥石により粗研削および仕上げ研削を連続して行う傘部連続研削過程を備えたエンジンバルブ研削方法において、前記傘部連続研削過程では、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備えた研削砥石を用いて、粗研削領域を傘部に当接させて、トラバース加工により傘部の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の傘部のフェース面に当接させて、プランジ加工により傘部のフェース面の仕上げ研削を実施することを特徴とする。
【００１４】
本発明では、傘部の粗研削およびフェース面の仕上げ研削を同一の設備で短時間のうちに行うことができるので、傘部の粗研削およびフェース面の仕上げ研削を一つの工程に集約することができる。これにより、コッター溝の研削、傘部の粗研削、フェース面の仕上げ研削の３種類の加工を、中空チャックを使用して芯出し精度を高めたコッター溝研削工程と、中空チャックを使用しつつ傘部の粗研削とフェース面の仕上げ研削とを集約した傘部研削工程との２工程で行うことができる。
したがって、コッター溝研削、傘部の粗研削、フェース面の仕上げ研削の３種類の加工を、コレットチャックを使用してコッター溝の研削と傘部の粗研削とを同時に行う複合工程と、コレットチャックを使用したフェース面の仕上げ研削工程との２工程で行うエンジンバルブ製造ラインと比較して、工程増加を防止しながら、加工精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一の砥石体の研削面に粗研削領域と仕上げ研削領域とを区別して備え、ワークの被加工面に対し粗研削を行うときには、粗研削領域を用いてトラバース加工し、粗研削実施後の被加工面に対し仕上げ研削を行うときには、粗研削領域と区別して設けられた仕上げ研削領域を使用してプランジ加工するので、粗研削時には、砥石の摩耗を抑制しながらも砥石周速度を高速化して研削能率を向上できるうえ、仕上げ研削時には、粗研削時の砥石摩耗による仕上げ面精度低下を防止できる。したがって、同一の設備で、短時間のうちに粗研削から仕上げ研削までを行って高精度な仕上げ面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るエンジンバルブ研削装置の外観構成を示す図である。
【図２】エンジンバルブ研削装置の要部拡大図である。
【図３】（Ａ）はエンジンバルブの傘部の拡大図、（Ｂ）は傘部の要部拡大図である。
【図４】研削砥石の要部拡大図である。
【図５】エンジンバルブ研削装置の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、本発明に係るワーク研削装置の一態様として、自動車用エンジンのエンジンバルブの製造ラインに適用されるエンジンバルブ研削装置、とくにエンジンバルブの傘部を研削する研削装置を説明する。
【００１８】
例えば、自動車用エンジンのエンジンバルブの製造ラインでは、複数の加工設備を工程順に並べ、コッター溝を研削するコッター溝研削工程や、傘部を研削する傘部研削工程などを含んで、ワークを工程順に流動させることにより、ステム部及びエンジンバルブの傘部などに対する研削加工や熱処理などの各種の加工が行われている。
【００１９】
以下、図１、図２を参照し、傘部研削工程に設けられたエンジンバルブ研削装置３について説明する。エンジンバルブ研削装置３は、エンジンバルブ２（図２参照）を研削加工する加工ユニット５と、エンジンバルブ２を搬送する搬送ユニット（不図示）と、エンジンバルブ研削装置３全体を制御する制御ユニット７とを備えている。
加工ユニット５は、基台９と、砥石部１１と、ワーク位置調整部１３と、ワーク把持／回転部１５と、を備えている。
基台９は、砥石部１１、ワーク位置調整部１３、およびワーク把持／回転部１５を支持するものであり、傘部研削工程の床面に固定されている。
【００２０】
砥石部１１は、砥石スピンドル１７と、研削砥石１９と、を備えている。
砥石スピンドル１７は、基台９上に固定されたケース体２１と、このケース体２１に回転自在に軸支され図１中でＺ方向に延びる主軸（不図示）を備えている。この主軸（不図示）は、砥石駆動源（不図示）の駆動により回転軸線２３周りに回転する。
研削砥石１９は、側面１９Ａに研削面２５を備えた略円盤状に形成され、主軸（不図示）に同軸に固定されている。すなわち、研削砥石１９は、砥石駆動源（不図示）の駆動により回転軸線２３周りに回転する。なお、本実施形態では、研削砥石１９として、エンジンバルブ２の傘部４に対応した複雑形状の研削面２５を容易に形成でき、研削面２５が摩耗しても再利用できるように、電着砥石が用いられている。
【００２１】
ワーク位置調整部１３は、クロススライド２７と、Ｘ方向アクチュエータ２９と、Ｚ方向アクチュエータ３１とを備え、ワーク把持／回転部１５を移動させてエンジンバルブ２の位置を調整するものである。クロススライド２７は、基台９上に設けられ、図１中、Ｘ方向すなわちＸ１方向またはＸ２方向、および、Ｚ方向すなわちＺ１方向またはＺ２方向に移動可能に構成されている。Ｘ方向アクチュエータ２９はクロススライド２７をＸ方向に移動させるものであり、Ｚ方向アクチュエータ３１はクロススライド２７をＺ方向に移動させるものである。
【００２２】
ワーク把持／回転部１５は、チャックスピンドル３３と、チャック３５とを備え、エンジンバルブ２のステム部６を把持して回転させるものである。チャックスピンドル３３は、クロススライド２７上に固定されたケース体３７と、このケース体３７に回転自在に軸支され図１中でＺ方向に延びる主軸３９を備えている。この主軸３９は、チャック駆動源（不図示）の駆動により回転軸線４１周りに回転する。チャック３５は、主軸３９に同軸に固定され、チャック駆動源（不図示）の駆動により主軸３９と一体に回転軸線４１周りに回転する。チャック３５は図２に示すような中空チャックであり、芯出し精度が高められている。
【００２３】
なお、本実施形態では、コッター溝研削工程に設けられたエンジンバルブ研削装置（不図示）は、チャック３５と同様のチャック（不図示）を備えている。チャック（不図示）は中空チャックであり、エンジンバルブ２の一端を覆ってエンジンバルブ２を把持する。中空チャックを用いた場合、エンジンバルブ２の両端部の同時加工、例えばコッター溝の研削と傘部４の粗研削とを同時に行うことができなくなる一方で、コレットチャックを用いた場合と比較して芯出し精度を高めることができる。
【００２４】
エンジンバルブ研削装置３は、研削砥石１９を回転軸線２３周りに回転させるとともに、エンジンバルブ２のステム部６をチャック３５で把持して回転軸線４１周りに回転させ、ワーク位置調整部１３を動作させてエンジンバルブ２の位置を調整し、エンジンバルブ２の傘部４を、研削砥石１９の側面１９Ａに設けられた研削面２５に当接させることでエンジンバルブ２の傘部４を研削する。
【００２５】
ところで、エンジンバルブ２の傘部４は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、Ｒ部４Ａ、外周部４Ｂ、およびフェース面４Ｃを有しており、エンジンバルブ２を製造する際には、Ｒ部４Ａ、外周部４Ｂ、およびフェース面４Ｃの粗研削と、フェース面４Ｃの仕上げ研削とが行われる。
ここで、本実施形態では、エンジンバルブ研削装置３は、上述したエンジンバルブ２の傘部４に対する研削加工、すなわちＲ部４Ａ、外周部４Ｂ、およびフェース面４Ｃの粗研削と、フェース面４Ｃの仕上げ研削とを一つの研削砥石１９で行うことができるようになっている。
【００２６】
より詳細には、研削砥石１９の側面１９Ａには、図２に示すように、断面凹形状に形成された研削面２５が設けられている。この研削面２５は、一側面であるＲ部研削面２５Ａと、底面である外周部研削面２５Ｂと、他側面であるフェース面研削面２５Ｃとから構成される。Ｒ部研削面２５Ａは、Ｒ部４Ａの設計形状に沿うように形成され、Ｒ部４Ａの研削に用いられる。外周部研削面２５Ｂは、外周部４Ｂの設計形状に沿うように形成され、外周部研削に用いられる。フェース面研削面２５Ｃは、フェース面４Ｃの設計形状に沿うように形成され、フェース面４Ｃの研削に用いられる。
【００２７】
しかし、一つの研削砥石１９の同一のフェース面研削面２５Ｃで粗研削と仕上げ研削との両方を行うようにすると、粗研削によるフェース面研削面２５Ｃの摩耗により、仕上げ研削時の仕上げ面精度が悪化しやすいという問題がある。
そこで、本実施形態では、仕上げ面精度確保のため、粗研削と仕上げ研削との両方に使用されるフェース面研削面２５Ｃに、粗研削に使用する領域と仕上げ研削に用いる領域とが区別して設けられている。
【００２８】
具体的には、図４に示すように、研削砥石１９のフェース面研削面２５Ｃは、粗研削だけに使用される粗研削領域２５Ｃ１と、仕上げ研削だけに使用される仕上げ研削領域２５Ｃ２とを備えている。
また、粗研削領域２５Ｃ１と、仕上げ研削領域２５Ｃ２とには、それぞれ粒径の異なる砥粒が電着されている。本実施形態では、粗研削領域２５Ｃ１に粒径の大きなＣＢＮ砥粒を電着することで粗研削時の研削能率向上を図り、仕上げ研削領域２５Ｃ２に粒径の小さなＣＢＮ砥粒を電着し、更に砥粒先端高さを揃える処理をすることで仕上げ面精度の向上を図っている。
【００２９】
また、本実施形態では、砥石周速度を高速化して研削能率を向上できるように、Ｒ部４Ａ、外周部４Ｂ、およびフェース面４Ｃに対してトラバース加工可能になっている。また、仕上げ面精度を向上できるように、フェース面４Ｃに対してプランジ加工可能になっている。
本明細書では、トラバース加工とは、ワークおよび砥石をともに回転させた状態で、ワークの被加工面を砥石の研削面と当接させ、ワークの被加工面と砥石の研削面との接線方向にワークをスライド移動させてワーク送りを行いながら、当該接線と交差しワークの被加工面と垂直な方向にワークを移動させて切り込みを行う研削加工であると定義する。
【００３０】
例えば、図４に鎖線示するように、フェース面４Ｃの粗加工においては、エンジンバルブ２および研削砥石１９をともに回転させた状態で、フェース面４Ｃを研削砥石１９のフェース面研削面２５Ｃと当接させ、ワーク位置調整部１３のＸ２方向およびＺ１方向への複合動作によりエンジンバルブ２を移動させる。
これにより、フェース面４Ｃとフェース面研削面２５Ｃとの接線４５の方向（図４中矢印４７で示す方向）にエンジンバルブ２をスライド移動させてワーク送りを行いながら、当該接線４５と交差しフェース面４Ｃと垂直な方向（図４中矢印４９で示す方向）にエンジンバルブ２を移動させて切り込みを行うトラバース加工が可能となっている。
【００３１】
一方、本明細書では、プランジ加工とは、ワークおよび砥石をともに回転させた状態で、ワークの被加工面を砥石の研削面と当接させ、ワークの被加工面と砥石の研削面との接線方向にはワークをほとんど移動させることなく、当該接線と交差しワークの被加工面と垂直な方向にワークを移動させて切り込みを行う研削加工であると定義する。
例えば、図４に示すように、フェース面４Ｃの仕上げ加工においては、エンジンバルブ２および研削砥石１９をともに回転させた状態で、フェース面４Ｃを研削砥石１９の研削面２５と当接させ、ワーク位置調整部１３のＺ１方向への動作によりエンジンバルブ２を移動させる。
これにより、フェース面４Ｃと研削面２５との接線４５の方向（図４中矢印４７で示す方向）にはエンジンバルブ２をほとんどスライド移動させることなく、当該接線４５と交差しフェース面４Ｃと垂直な方向（図４中矢印４９で示す方向）に切り込みを行うプランジ加工が可能となっている。
【００３２】
また、本実施形態では、粗研削による粗研削領域２５Ｃ１の摩耗を抑制するように、粗研削領域２５Ｃ１の幅Ｌ１は、フェース面４Ｃの最大幅よりも幅広に、例えば８ｍｍ幅に設定され、粗研削のときには、この幅広の粗研削領域２５Ｃ１全域を使用してトラバース加工可能になっている。
本明細書では、フェース面４Ｃの最大幅とは、エンジンバルブ製造ラインで製造する複数種類のエンジンバルブ２のフェース面４Ｃの幅のうち、最大の幅と定義する。
一方、仕上げ研削領域２５Ｃ２の幅Ｌ２は、フェース面４Ｃの最大幅と同等に、例えば４ｍｍ幅に設定されている。これにより、エンジンバルブ製造ラインで製造する複数種類のエンジンバルブ２のフェース面４Ｃを、仕上げ研削領域２５Ｃ２だけを使用してプランジ加工可能になっている。
【００３３】
以上の構成の下、傘部研削工程に設けられたエンジンバルブ研削装置３は、エンジンバルブの傘部４のＲ部４Ａ、外周部４Ｂ、およびフェース面４Ｃに対する粗研削と、傘部４のフェース面４Ｃの仕上げ研削とを連続して行う。
【００３４】
以下に、エンジンバルブ研削装置３の動作を説明する。
まず、エンジンバルブ製造ラインの上流側から、エンジンバルブ２が流動してきたとき、搬送ユニット（不図示）により、エンジンバルブ２をチャック３５まで搬送し、チャック３５でエンジンバルブ２のステム部６を把持する。このとき、図５Ａで鎖線示するように、エンジンバルブ２の傘部４は研削砥石１９から離間している。
次に、砥石駆動源（不図示）で研削砥石１９を高速回転させ、チャック駆動源（不図示）を駆動してエンジンバルブ２を回転させる。
【００３５】
次に、ワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２をＸ１方向に移動させ、図５Ａで破線示するように、エンジンバルブ２のＲ部４Ａを研削砥石１９のＲ部研削面２５Ａに当接させる。このとき、Ｒ部４ＡとＲ部研削面２５Ａとは、接線５１上で当接する。
ついで、ワーク位置調整部１３によりエンジンバルブ２をＸ１方向およびＺ１方向の複合方向に移動させてＲ部４Ａの粗研削を行う。具体的には、エンジンバルブ２を、接線５１と交差しＲ部４Ａと垂直な方向（図５Ａ中矢印５５で示す方向）に移動させて切り込みを行いながら、接線５１の方向（図５Ａ中矢印５７で示す方向）に移動させてワーク送りを行い、図５Ａで実線示する位置まで到達させ、Ｒ部４Ａを所定の取り代だけ研削する。
【００３６】
続いて、ワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２を図５Ｂで破線示する位置に移動させ、エンジンバルブ２の外周部４Ｂを研削砥石１９の外周部研削面２５Ｂに当接させる。このとき、外周部４Ｂと外周部研削面２５Ｂとは、接線５２上で当接する。
ついで、ワーク位置調整部１３によりエンジンバルブ２をＸ１方向およびＺ１方向の複合方向に移動させて外周部４Ｂの粗研削を行う。すなわち、エンジンバルブ２を、接線５２と交差し外周部４Ｂと垂直な方向（図５Ｂ中矢印５９で示す方向）に移動させて切り込みを行いながら、接線方向（図５Ｂ中矢印６１で示す方向）に移動させてワーク送りを行い、図５Ｂで実線示する位置まで到達させ、外周部４Ｂを所定の取り代だけ研削する。この加工も、上述したトラバース加工であり、切り込み量が大きく研削砥石１９の周速度が高速の場合にも外周部研削面２５Ｂの摩耗が抑制される。
【００３７】
続いて、ワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２を図５Ｃで破線示する位置に移動させ、エンジンバルブ２のフェース面４Ｃを研削砥石１９のフェース面研削面２５Ｃの粗研削領域２５Ｃ１に当接させる。このとき、フェース面４Ｃと粗研削領域２５Ｃ１とは、接線５３上で当接する。
ついでワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２をＸ２方向およびＺ１方向の複合方向に移動させてフェース面４Ｃの粗研削を行う。すなわち、エンジンバルブ２を、接線５３と交差しフェース面４Ｃと垂直な方向（図５Ｃ中矢印６３で示す方向）に移動させて切り込みを行いながら、接線方向（図５Ｃ中矢印６５で示す方向）に移動させてワーク送りを行い、図５Ｃで実線示する位置まで到達させ、フェース面４Ｃを所定の取り代だけ研削する。この加工も、上述したトラバース加工であり、切り込み量が大きく研削砥石１９の周速度が高速の場合にも粗研削領域２５Ｃ１の摩耗が抑制される。
【００３８】
次に、エンジンバルブ２の回転数を低下させた後、ワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２を図５Ｄで実線示する位置に移動させ、粗研削実施後のフェース面４Ｃをフェース面研削面２５Ｃの仕上げ研削領域２５Ｃ２に当接させる。このとき、フェース面４Ｃと仕上げ研削領域２５Ｃ２とは、接線５３上で当接する。
ついでワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２をＺ１方向に移動させてフェース面４Ｃの仕上げ研削を行う。すなわち、エンジンバルブ２を、Ｚ１方向に移動させることにより、図５Ｄ中矢印６３で示す接線方向にはほとんどスライド移動させることなく、接線５３と交差しフェース面４Ｃと垂直な方向（図５Ｄ中矢印６５で示す方向）に移動させて切り込みを行い、フェース面４Ｃを所定の取り代だけ研削する。
この加工は、上述したプランジ加工であり、エンジンバルブ２の周速度を低速とし且つ切り込み量を少なくすることで仕上げ面精度が向上する。
【００３９】
次に、ワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２を研削砥石１９から離間させ、図５Ｄで鎖線示する位置に移動させる。次いで、チャック駆動源（不図示）の駆動を停止してエンジンバルブ２の回転を停止する。そして、ワーク搬送装置（不図示）でエンジンバルブ２を把持するとともにチャック３５による把持を解除し、チャック３５からエンジンバルブ２を取り外してエンジンバルブ製造ラインの下流側への払い出しを行う。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態では、エンジンバルブ研削装置３の一つの研削砥石１９が、研削面２５に、粗研削を行う粗研削領域２５Ｃ１と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域２５Ｃ２とを区別して備えている。そして、フェース面４Ｃを粗研削領域２５Ｃ１に当接させて、エンジンバルブ２をＸ，Ｚ方向に複合送りしながらトラバース加工によりフェース面４Ｃの粗研削を実施し、仕上げ研削領域２５Ｃ２を粗研削実施後のフェース面４Ｃに当接させて、Ｚ方向送りしながらプランジ加工によりフェース面４Ｃの仕上げ研削を実施する。これにより、フェース面４Ｃの粗研削を行うときには、研削砥石１９の摩耗を抑制しながらも研削砥石１９の周速度を高速化して研削能率を向上できるうえ、仕上げ研削を行うときは粗研削によるダメージを受けない仕上げ研削領域２５Ｃ２を使用して精度良く加工することができる。したがって、一つの研削砥石１９を備えたエンジンバルブ研削装置３で、短時間で粗研削から仕上げ研削までを行って高精度な仕上げ面を得ることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、粗研削領域２５Ｃ１がエンジンバルブ２のフェース面４Ｃより幅広に設けられており、粗研削のときは幅広の粗研削領域２５Ｃ１の全域を使用してトラバース加工により粗研削を行うので、粗研削領域２５Ｃ１の摩耗を抑えることができる。
また、本実施形態では、研削砥石１９が電着砥石であるため、エンジンバルブ２の傘部４に対応した複雑形状の研削面２５を容易に形成できるうえ、研削面２５が摩耗したときには再び電着して再利用できるので、コストを抑制できる。
また、本実施形態では、粗研削領域２５Ｃ１に粒径の大きな砥粒が電着され、仕上げ研削領域２５Ｃ２に粒径が小さな砥粒が電着されているので、粗研削時の研削能率をより向上させるとともに、仕上げ研削時に仕上げ面精度をより一層向上できる。
【００４２】
また、本実施形態では、傘部４の粗研削およびフェース面４Ｃの仕上げ研削を同一のエンジンバルブ研削装置３で短時間のうちに行うことができるので、傘部４の粗研削およびフェース面４Ｃの仕上げ研削を一つの傘部研削工程に集約することができる。これにより、コッター溝の研削、傘部４の粗研削、フェース面４Ｃの仕上げ研削の３種類の加工を、中空チャックを使用して芯出し精度を高めたコッター溝研削工程と、中空チャックであるチャック３５を使用しつつ傘部４の粗研削とフェース面４Ｃの仕上げ研削とを集約した傘部研削工程との２工程で行うことができる。
したがって、コッター溝研削、傘部４の粗研削、フェース面４Ｃの仕上げ研削の３種類の加工を、コレットチャックを使用してコッター溝の研削と傘部４の粗研削とを同時に行う複合工程と、コレットチャックを使用したフェース面４Ｃの仕上げ研削工程との２工程で行うエンジンバルブ製造ラインと比較して、工程増加を防止して設備投資を削減しながら、加工精度を向上することができる。
【００４３】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形が可能である。例えば、上述した実施の形態では、研削砥石１９として電着砥石を用いたが、研削砥石１９の種類はこれに限定されない。また、上述した実施の形態では、粗研削領域２５Ｃ１に粒径の大きな砥粒が電着され、仕上げ研削領域２５Ｃ２に粒径が小さな砥粒が電着された構成を例示したが、粗研削領域２５Ｃ１に粒径の小さな砥粒が電着され、仕上げ研削領域２５Ｃ２に粒径の大きな砥粒を電着しても良いし、粗研削領域２５Ｃ１および仕上げ研削領域２５Ｃ２に同じ粒径の砥粒を電着しても良い。
【００４４】
また、上述した実施形態では、粗研削領域２５Ｃ１および仕上げ研削領域２５Ｃ２に同じ材質の砥粒すなわちＣＢＮ砥粒を電着した構成を例示したが、砥粒の材質はこれに限定されず、例えばアルミナ系砥粒や炭化ケイ素系砥粒やダイヤモンド砥粒などを用いても良いし、粗研削領域２５Ｃ１および仕上げ研削領域２５Ｃ２に材質の異なる砥粒を電着しても良い。この構成によれば、エンジンバルブ２の材質が異なる場合であっても、粗研削時には研削能率よく研削し、仕上げ研削時には精度よく研削することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ エンジンバルブ製造ライン
２ エンジンバルブ（ワーク）
３ エンジンバルブ研削装置（ワーク研削装置）
４ 傘部（被加工面）
４Ｃ フェース面
６ ステム部
Ｌ１ 幅
Ｌ２ 幅
１９ 研削砥石
２５ 研削面
２５Ｃ フェース面研削面
２５Ｃ１ 粗研削領域
２５Ｃ２ 仕上げ研削領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一の設備で粗研削から仕上げ研削までを行う研削技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等のエンジンに用いられるエンジンバルブの製造ラインとして、複数の加工設備を工程順に並べ、エンジンバルブを工程順に流動させることにより、各種の加工を行う製造ラインが用いられている。このエンジンバルブ製造ラインにおける研削加工には、エンジンバルブの一端部に対するコッター溝の研削、他端部に対する傘部の粗研削およびフェース面の仕上げ研削が含まれており、これらの研削加工にはコレットチャックを備えた研削装置を用いるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
上記研削装置によれば、エンジンバルブの両端部を同時に加工できるので、コッター溝研削と傘部の粗研削とを一工程に集約して設備費用を低減できる。しかし、コレットチャックを備えた研削装置には芯出し精度がやや甘いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−４７１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、出願人は、芯出し精度の改善のため、いわゆる中空チャックを備えた研削装置を提案した。しかし、中空チャックを備えた研削装置では、エンジンバルブの一端部が覆われてしまうため、コッター溝の研削と傘部の粗研削とを同一工程に集約できず、コレットチャックを使用した場合と比較して、エンジンバルブ製造ラインの工程数が増加するという問題がある。
この問題点は、傘部の粗研削とフェース面の仕上げ研削とを、同一工程に集約することにより解決できる。しかし、フェース面は傘部の一部であり、同時に加工することができないので、生産効率と加工精度との両立が難しいという問題がある。
なお、このような同一設備で粗研削から仕上げ研削までを行う際の生産効率と加工精度との両立に係る問題は、エンジンバルブ研削装置だけではなく、クランクシャフトやクランクピンなどのワーク研削装置に共通するものである。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、同一の設備で、短時間のうちに粗研削から仕上げ研削までを行って高精度な仕上げ面を得ることができるワーク研削装置、ワーク研削方法、エンジンバルブ研削装置、及びエンジンバルブ研削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、ワークを把持して研削砥石によりワークの被加工面を研削するワーク研削装置において、前記研削砥石が、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備え、粗研削領域を被加工面に当接させて、トラバース加工により被加工面の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の被加工面に当接させて、プランジ加工により被加工面の仕上げ研削を実施することを特徴とする。
【０００７】
本発明では、一の砥石体の研削面に粗研削領域と仕上げ研削領域とを区別して備え、ワークの被加工面に対し粗研削を行うときには、粗研削領域を用いてトラバース加工し、粗研削実施後の被加工面に対し仕上げ研削を行うときには、粗研削領域と区別して設けられた仕上げ研削領域を使用してプランジ加工するので、粗研削時には、砥石の摩耗を抑制しながらも砥石周速度を高速化して研削能率を向上できるうえ、仕上げ研削時には、粗研削時の砥石摩耗による仕上げ面精度低下を防止できる。したがって、同一の設備で、短時間のうちに粗研削から仕上げ研削までを行って高精度な仕上げ面を得ることができる。
【０００８】
前記粗研削領域が前記ワークの被加工面より幅広に設けられていても良い。
粗研削のときにはワークの被加工面より幅広の粗研削領域の全領域を使用してトラバース加工できるので、粗研削領域の摩耗を抑えることができる。
前記研削砥石が電着砥石であっても良い。
複雑な形状のワークに対応した複雑形状の研削面を容易に形成できるうえ、研削面が摩耗したときには再び電着して再利用できるので、コストを抑制できる。
前記粗研削領域と前記仕上げ研削領域に粒径が異なる砥粒が電着されていても良い。
粗研削時の研削能率をより一層向上させるとともに、仕上げ研削時に仕上げ面精度をより一層向上できる。
【０００９】
また、本発明は、ワークの被加工面に対し研削砥石により粗研削および仕上げ研削を連続して行う被加工面連続研削過程を備えたワーク研削方法において、前記被加工面連続研削過程では、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備えた研削砥石を用いて、粗研削領域を被加工面に当接させて、トラバース加工により被加工面の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の被加工面に当接させて、プランジ加工により被加工面の仕上げ研削を実施することを特徴とする。
【００１０】
本発明では、一の砥石体の研削面に粗研削領域と仕上げ研削領域とを区別して備えた研削砥石を用いて、粗研削領域をワークの被加工面に当接させて、トラバース加工により被加工面の粗研削を実施した後、連続して、粗研削領域と区別して設けられた仕上げ研削領域を粗研削実施後の被加工面に当接させて、プランジ加工により被加工面の仕上げ研削を実施する。これにより、粗研削時には、砥石の摩耗を抑制しながらも砥石周速度を高速化して研削能率を向上できるうえ、仕上げ研削時には、粗研削時の砥石摩耗による仕上げ面精度低下を防止できる。したがって、同一の設備で、短時間のうちに同一の被加工面に対して粗研削から仕上げ研削までを連続して実施して高精度な仕上げ面を得ることができる。
【００１１】
また、本発明は、エンジンバルブのステム部を把持して研削砥石によりエンジンバルブの傘部を研削するエンジンバルブ研削装置において、前記研削砥石が、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備え、粗研削領域を傘部に当接させて、トラバース加工により傘部の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の傘部のフェース面に当接させて、プランジ加工により傘部のフェース面の仕上げ研削を実施することを特徴とする。
【００１２】
本発明では、一の砥石体の研削面に粗研削領域と仕上げ研削領域とを区別して備え、傘部に対し粗研削を行うときには、粗研削領域を用いてトラバース加工し、粗研削実施後の傘部のフェース面に対し仕上げ研削を行うときには、粗研削領域と区別して設けられた仕上げ研削領域を使用してプランジ加工するので、粗研削時には、砥石の摩耗を抑制しながらも砥石周速度を高速化して研削能率を向上できるうえ、仕上げ研削時には、粗研削時の砥石摩耗による仕上げ面精度低下を防止できる。したがって、同一の設備で、エンジンバルブの傘部に対し短時間のうちに粗研削から仕上げ研削までを行って、高精度な仕上がりのフェース面を得ることができる。
【００１３】
また、本発明は、エンジンバルブの傘部に対し研削砥石により粗研削および仕上げ研削を連続して行う傘部連続研削過程を備えたエンジンバルブ研削方法において、前記傘部連続研削過程では、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備えた研削砥石を用いて、粗研削領域を傘部に当接させて、トラバース加工により傘部の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の傘部のフェース面に当接させて、プランジ加工により傘部のフェース面の仕上げ研削を実施することを特徴とする。
【００１４】
本発明では、傘部の粗研削およびフェース面の仕上げ研削を同一の設備で短時間のうちに行うことができるので、傘部の粗研削およびフェース面の仕上げ研削を一つの工程に集約することができる。これにより、コッター溝の研削、傘部の粗研削、フェース面の仕上げ研削の３種類の加工を、中空チャックを使用して芯出し精度を高めたコッター溝研削工程と、中空チャックを使用しつつ傘部の粗研削とフェース面の仕上げ研削とを集約した傘部研削工程との２工程で行うことができる。
したがって、コッター溝研削、傘部の粗研削、フェース面の仕上げ研削の３種類の加工を、コレットチャックを使用してコッター溝の研削と傘部の粗研削とを同時に行う複合工程と、コレットチャックを使用したフェース面の仕上げ研削工程との２工程で行うエンジンバルブ製造ラインと比較して、工程増加を防止しながら、加工精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一の砥石体の研削面に粗研削領域と仕上げ研削領域とを区別して備え、ワークの被加工面に対し粗研削を行うときには、粗研削領域を用いてトラバース加工し、粗研削実施後の被加工面に対し仕上げ研削を行うときには、粗研削領域と区別して設けられた仕上げ研削領域を使用してプランジ加工するので、粗研削時には、砥石の摩耗を抑制しながらも砥石周速度を高速化して研削能率を向上できるうえ、仕上げ研削時には、粗研削時の砥石摩耗による仕上げ面精度低下を防止できる。したがって、同一の設備で、短時間のうちに粗研削から仕上げ研削までを行って高精度な仕上げ面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るエンジンバルブ研削装置の外観構成を示す図である。
【図２】エンジンバルブ研削装置の要部拡大図である。
【図３】（Ａ）はエンジンバルブの傘部の拡大図、（Ｂ）は傘部の要部拡大図である。
【図４】研削砥石の要部拡大図である。
【図５】エンジンバルブ研削装置の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、本発明に係るワーク研削装置の一態様として、自動車用エンジンのエンジンバルブの製造ラインに適用されるエンジンバルブ研削装置、とくにエンジンバルブの傘部を研削する研削装置を説明する。
【００１８】
例えば、自動車用エンジンのエンジンバルブの製造ラインでは、複数の加工設備を工程順に並べ、コッター溝を研削するコッター溝研削工程や、傘部を研削する傘部研削工程などを含んで、ワークを工程順に流動させることにより、ステム部及びエンジンバルブの傘部などに対する研削加工や熱処理などの各種の加工が行われている。
【００１９】
以下、図１、図２を参照し、傘部研削工程に設けられたエンジンバルブ研削装置３について説明する。エンジンバルブ研削装置３は、エンジンバルブ２（図２参照）を研削加工する加工ユニット５と、エンジンバルブ２を搬送する搬送ユニット（不図示）と、エンジンバルブ研削装置３全体を制御する制御ユニット７とを備えている。
加工ユニット５は、基台９と、砥石部１１と、ワーク位置調整部１３と、ワーク把持／回転部１５と、を備えている。
基台９は、砥石部１１、ワーク位置調整部１３、およびワーク把持／回転部１５を支持するものであり、傘部研削工程の床面に固定されている。
【００２０】
砥石部１１は、砥石スピンドル１７と、研削砥石１９と、を備えている。
砥石スピンドル１７は、基台９上に固定されたケース体２１と、このケース体２１に回転自在に軸支され図１中でＺ方向に延びる主軸（不図示）を備えている。この主軸（不図示）は、砥石駆動源（不図示）の駆動により回転軸線２３周りに回転する。
研削砥石１９は、側面１９Ａに研削面２５を備えた略円盤状に形成され、主軸（不図示）に同軸に固定されている。すなわち、研削砥石１９は、砥石駆動源（不図示）の駆動により回転軸線２３周りに回転する。なお、本実施形態では、研削砥石１９として、エンジンバルブ２の傘部４に対応した複雑形状の研削面２５を容易に形成でき、研削面２５が摩耗しても再利用できるように、電着砥石が用いられている。
【００２１】
ワーク位置調整部１３は、クロススライド２７と、Ｘ方向アクチュエータ２９と、Ｚ方向アクチュエータ３１とを備え、ワーク把持／回転部１５を移動させてエンジンバルブ２の位置を調整するものである。クロススライド２７は、基台９上に設けられ、図１中、Ｘ方向すなわちＸ１方向またはＸ２方向、および、Ｚ方向すなわちＺ１方向またはＺ２方向に移動可能に構成されている。Ｘ方向アクチュエータ２９はクロススライド２７をＸ方向に移動させるものであり、Ｚ方向アクチュエータ３１はクロススライド２７をＺ方向に移動させるものである。
【００２２】
ワーク把持／回転部１５は、チャックスピンドル３３と、チャック３５とを備え、エンジンバルブ２のステム部６を把持して回転させるものである。チャックスピンドル３３は、クロススライド２７上に固定されたケース体３７と、このケース体３７に回転自在に軸支され図１中でＺ方向に延びる主軸３９を備えている。この主軸３９は、チャック駆動源（不図示）の駆動により回転軸線４１周りに回転する。チャック３５は、主軸３９に同軸に固定され、チャック駆動源（不図示）の駆動により主軸３９と一体に回転軸線４１周りに回転する。チャック３５は図２に示すような中空チャックであり、芯出し精度が高められている。
【００２３】
なお、本実施形態では、コッター溝研削工程に設けられたエンジンバルブ研削装置（不図示）は、チャック３５と同様のチャック（不図示）を備えている。チャック（不図示）は中空チャックであり、エンジンバルブ２の一端を覆ってエンジンバルブ２を把持する。中空チャックを用いた場合、エンジンバルブ２の両端部の同時加工、例えばコッター溝の研削と傘部４の粗研削とを同時に行うことができなくなる一方で、コレットチャックを用いた場合と比較して芯出し精度を高めることができる。
【００２４】
エンジンバルブ研削装置３は、研削砥石１９を回転軸線２３周りに回転させるとともに、エンジンバルブ２のステム部６をチャック３５で把持して回転軸線４１周りに回転させ、ワーク位置調整部１３を動作させてエンジンバルブ２の位置を調整し、エンジンバルブ２の傘部４を、研削砥石１９の側面１９Ａに設けられた研削面２５に当接させることでエンジンバルブ２の傘部４を研削する。
【００２５】
ところで、エンジンバルブ２の傘部４は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、Ｒ部４Ａ、外周部４Ｂ、およびフェース面４Ｃを有しており、エンジンバルブ２を製造する際には、Ｒ部４Ａ、外周部４Ｂ、およびフェース面４Ｃの粗研削と、フェース面４Ｃの仕上げ研削とが行われる。
ここで、本実施形態では、エンジンバルブ研削装置３は、上述したエンジンバルブ２の傘部４に対する研削加工、すなわちＲ部４Ａ、外周部４Ｂ、およびフェース面４Ｃの粗研削と、フェース面４Ｃの仕上げ研削とを一つの研削砥石１９で行うことができるようになっている。
【００２６】
より詳細には、研削砥石１９の側面１９Ａには、図２に示すように、断面凹形状に形成された研削面２５が設けられている。この研削面２５は、一側面であるＲ部研削面２５Ａと、底面である外周部研削面２５Ｂと、他側面であるフェース面研削面２５Ｃとから構成される。Ｒ部研削面２５Ａは、Ｒ部４Ａの設計形状に沿うように形成され、Ｒ部４Ａの研削に用いられる。外周部研削面２５Ｂは、外周部４Ｂの設計形状に沿うように形成され、外周部研削に用いられる。フェース面研削面２５Ｃは、フェース面４Ｃの設計形状に沿うように形成され、フェース面４Ｃの研削に用いられる。
【００２７】
しかし、一つの研削砥石１９の同一のフェース面研削面２５Ｃで粗研削と仕上げ研削との両方を行うようにすると、粗研削によるフェース面研削面２５Ｃの摩耗により、仕上げ研削時の仕上げ面精度が悪化しやすいという問題がある。
そこで、本実施形態では、仕上げ面精度確保のため、粗研削と仕上げ研削との両方に使用されるフェース面研削面２５Ｃに、粗研削に使用する領域と仕上げ研削に用いる領域とが区別して設けられている。
【００２８】
具体的には、図４に示すように、研削砥石１９のフェース面研削面２５Ｃは、粗研削だけに使用される粗研削領域２５Ｃ１と、仕上げ研削だけに使用される仕上げ研削領域２５Ｃ２とを備えている。
また、粗研削領域２５Ｃ１と、仕上げ研削領域２５Ｃ２とには、それぞれ粒径の異なる砥粒が電着されている。本実施形態では、粗研削領域２５Ｃ１に粒径の大きなＣＢＮ砥粒を電着することで粗研削時の研削能率向上を図り、仕上げ研削領域２５Ｃ２に粒径の小さなＣＢＮ砥粒を電着し、更に砥粒先端高さを揃える処理をすることで仕上げ面精度の向上を図っている。
【００２９】
また、本実施形態では、砥石周速度を高速化して研削能率を向上できるように、Ｒ部４Ａ、外周部４Ｂ、およびフェース面４Ｃに対してトラバース加工可能になっている。また、仕上げ面精度を向上できるように、フェース面４Ｃに対してプランジ加工可能になっている。
本明細書では、トラバース加工とは、ワークおよび砥石をともに回転させた状態で、ワークの被加工面を砥石の研削面と当接させ、ワークの被加工面と砥石の研削面との接線方向にワークをスライド移動させてワーク送りを行いながら、当該接線と交差しワークの被加工面と垂直な方向にワークを移動させて切り込みを行う研削加工であると定義する。
【００３０】
例えば、図４に鎖線示するように、フェース面４Ｃの粗加工においては、エンジンバルブ２および研削砥石１９をともに回転させた状態で、フェース面４Ｃを研削砥石１９のフェース面研削面２５Ｃと当接させ、ワーク位置調整部１３のＸ２方向およびＺ１方向への複合動作によりエンジンバルブ２を移動させる。
これにより、フェース面４Ｃとフェース面研削面２５Ｃとの接線４５の方向（図４中矢印４７で示す方向）にエンジンバルブ２をスライド移動させてワーク送りを行いながら、当該接線４５と交差しフェース面４Ｃと垂直な方向（図４中矢印４９で示す方向）にエンジンバルブ２を移動させて切り込みを行うトラバース加工が可能となっている。
【００３１】
一方、本明細書では、プランジ加工とは、ワークおよび砥石をともに回転させた状態で、ワークの被加工面を砥石の研削面と当接させ、ワークの被加工面と砥石の研削面との接線方向にはワークをほとんど移動させることなく、当該接線と交差しワークの被加工面と垂直な方向にワークを移動させて切り込みを行う研削加工であると定義する。
例えば、図４に示すように、フェース面４Ｃの仕上げ加工においては、エンジンバルブ２および研削砥石１９をともに回転させた状態で、フェース面４Ｃを研削砥石１９の研削面２５と当接させ、ワーク位置調整部１３のＺ１方向への動作によりエンジンバルブ２を移動させる。
これにより、フェース面４Ｃと研削面２５との接線４５の方向（図４中矢印４７で示す方向）にはエンジンバルブ２をほとんどスライド移動させることなく、当該接線４５と交差しフェース面４Ｃと垂直な方向（図４中矢印４９で示す方向）に切り込みを行うプランジ加工が可能となっている。
【００３２】
また、本実施形態では、粗研削による粗研削領域２５Ｃ１の摩耗を抑制するように、粗研削領域２５Ｃ１の幅Ｌ１は、フェース面４Ｃの最大幅よりも幅広に、例えば８ｍｍ幅に設定され、粗研削のときには、この幅広の粗研削領域２５Ｃ１全域を使用してトラバース加工可能になっている。
本明細書では、フェース面４Ｃの最大幅とは、エンジンバルブ製造ラインで製造する複数種類のエンジンバルブ２のフェース面４Ｃの幅のうち、最大の幅と定義する。
一方、仕上げ研削領域２５Ｃ２の幅Ｌ２は、フェース面４Ｃの最大幅と同等に、例えば４ｍｍ幅に設定されている。これにより、エンジンバルブ製造ラインで製造する複数種類のエンジンバルブ２のフェース面４Ｃを、仕上げ研削領域２５Ｃ２だけを使用してプランジ加工可能になっている。
【００３３】
以上の構成の下、傘部研削工程に設けられたエンジンバルブ研削装置３は、エンジンバルブの傘部４のＲ部４Ａ、外周部４Ｂ、およびフェース面４Ｃに対する粗研削と、傘部４のフェース面４Ｃの仕上げ研削とを連続して行う。
【００３４】
以下に、エンジンバルブ研削装置３の動作を説明する。
まず、エンジンバルブ製造ラインの上流側から、エンジンバルブ２が流動してきたとき、搬送ユニット（不図示）により、エンジンバルブ２をチャック３５まで搬送し、チャック３５でエンジンバルブ２のステム部６を把持する。このとき、図５Ａで鎖線示するように、エンジンバルブ２の傘部４は研削砥石１９から離間している。
次に、砥石駆動源（不図示）で研削砥石１９を高速回転させ、チャック駆動源（不図示）を駆動してエンジンバルブ２を回転させる。
【００３５】
次に、ワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２をＸ１方向に移動させ、図５Ａで破線示するように、エンジンバルブ２のＲ部４Ａを研削砥石１９のＲ部研削面２５Ａに当接させる。このとき、Ｒ部４ＡとＲ部研削面２５Ａとは、接線５１上で当接する。
ついで、ワーク位置調整部１３によりエンジンバルブ２をＸ１方向およびＺ１方向の複合方向に移動させてＲ部４Ａの粗研削を行う。具体的には、エンジンバルブ２を、接線５１と交差しＲ部４Ａと垂直な方向（図５Ａ中矢印５５で示す方向）に移動させて切り込みを行いながら、接線５１の方向（図５Ａ中矢印５７で示す方向）に移動させてワーク送りを行い、図５Ａで実線示する位置まで到達させ、Ｒ部４Ａを所定の取り代だけ研削する。
【００３６】
続いて、ワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２を図５Ｂで破線示する位置に移動させ、エンジンバルブ２の外周部４Ｂを研削砥石１９の外周部研削面２５Ｂに当接させる。このとき、外周部４Ｂと外周部研削面２５Ｂとは、接線５２上で当接する。
ついで、ワーク位置調整部１３によりエンジンバルブ２をＸ１方向およびＺ１方向の複合方向に移動させて外周部４Ｂの粗研削を行う。すなわち、エンジンバルブ２を、接線５２と交差し外周部４Ｂと垂直な方向（図５Ｂ中矢印５９で示す方向）に移動させて切り込みを行いながら、接線方向（図５Ｂ中矢印６１で示す方向）に移動させてワーク送りを行い、図５Ｂで実線示する位置まで到達させ、外周部４Ｂを所定の取り代だけ研削する。この加工も、上述したトラバース加工であり、切り込み量が大きく研削砥石１９の周速度が高速の場合にも外周部研削面２５Ｂの摩耗が抑制される。
【００３７】
続いて、ワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２を図５Ｃで破線示する位置に移動させ、エンジンバルブ２のフェース面４Ｃを研削砥石１９のフェース面研削面２５Ｃの粗研削領域２５Ｃ１に当接させる。このとき、フェース面４Ｃと粗研削領域２５Ｃ１とは、接線５３上で当接する。
ついでワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２をＸ２方向およびＺ１方向の複合方向に移動させてフェース面４Ｃの粗研削を行う。すなわち、エンジンバルブ２を、接線５３と交差しフェース面４Ｃと垂直な方向（図５Ｃ中矢印６３で示す方向）に移動させて切り込みを行いながら、接線方向（図５Ｃ中矢印６５で示す方向）に移動させてワーク送りを行い、図５Ｃで実線示する位置まで到達させ、フェース面４Ｃを所定の取り代だけ研削する。この加工も、上述したトラバース加工であり、切り込み量が大きく研削砥石１９の周速度が高速の場合にも粗研削領域２５Ｃ１の摩耗が抑制される。
【００３８】
次に、エンジンバルブ２の回転数を低下させた後、ワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２を図５Ｄで実線示する位置に移動させ、粗研削実施後のフェース面４Ｃをフェース面研削面２５Ｃの仕上げ研削領域２５Ｃ２に当接させる。このとき、フェース面４Ｃと仕上げ研削領域２５Ｃ２とは、接線５３上で当接する。
ついでワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２をＺ１方向に移動させてフェース面４Ｃの仕上げ研削を行う。すなわち、エンジンバルブ２を、Ｚ１方向に移動させることにより、図５Ｄ中矢印６３で示す接線方向にはほとんどスライド移動させることなく、接線５３と交差しフェース面４Ｃと垂直な方向（図５Ｄ中矢印６５で示す方向）に移動させて切り込みを行い、フェース面４Ｃを所定の取り代だけ研削する。
この加工は、上述したプランジ加工であり、エンジンバルブ２の周速度を低速とし且つ切り込み量を少なくすることで仕上げ面精度が向上する。
【００３９】
次に、ワーク位置調整部１３により、エンジンバルブ２を研削砥石１９から離間させ、図５Ｄで鎖線示する位置に移動させる。次いで、チャック駆動源（不図示）の駆動を停止してエンジンバルブ２の回転を停止する。そして、ワーク搬送装置（不図示）でエンジンバルブ２を把持するとともにチャック３５による把持を解除し、チャック３５からエンジンバルブ２を取り外してエンジンバルブ製造ラインの下流側への払い出しを行う。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態では、エンジンバルブ研削装置３の一つの研削砥石１９が、研削面２５に、粗研削を行う粗研削領域２５Ｃ１と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域２５Ｃ２とを区別して備えている。そして、フェース面４Ｃを粗研削領域２５Ｃ１に当接させて、エンジンバルブ２をＸ，Ｚ方向に複合送りしながらトラバース加工によりフェース面４Ｃの粗研削を実施し、仕上げ研削領域２５Ｃ２を粗研削実施後のフェース面４Ｃに当接させて、Ｚ方向送りしながらプランジ加工によりフェース面４Ｃの仕上げ研削を実施する。これにより、フェース面４Ｃの粗研削を行うときには、研削砥石１９の摩耗を抑制しながらも研削砥石１９の周速度を高速化して研削能率を向上できるうえ、仕上げ研削を行うときは粗研削によるダメージを受けない仕上げ研削領域２５Ｃ２を使用して精度良く加工することができる。したがって、一つの研削砥石１９を備えたエンジンバルブ研削装置３で、短時間で粗研削から仕上げ研削までを行って高精度な仕上げ面を得ることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、粗研削領域２５Ｃ１がエンジンバルブ２のフェース面４Ｃより幅広に設けられており、粗研削のときは幅広の粗研削領域２５Ｃ１の全域を使用してトラバース加工により粗研削を行うので、粗研削領域２５Ｃ１の摩耗を抑えることができる。
また、本実施形態では、研削砥石１９が電着砥石であるため、エンジンバルブ２の傘部４に対応した複雑形状の研削面２５を容易に形成できるうえ、研削面２５が摩耗したときには再び電着して再利用できるので、コストを抑制できる。
また、本実施形態では、粗研削領域２５Ｃ１に粒径の大きな砥粒が電着され、仕上げ研削領域２５Ｃ２に粒径が小さな砥粒が電着されているので、粗研削時の研削能率をより向上させるとともに、仕上げ研削時に仕上げ面精度をより一層向上できる。
【００４２】
また、本実施形態では、傘部４の粗研削およびフェース面４Ｃの仕上げ研削を同一のエンジンバルブ研削装置３で短時間のうちに行うことができるので、傘部４の粗研削およびフェース面４Ｃの仕上げ研削を一つの傘部研削工程に集約することができる。これにより、コッター溝の研削、傘部４の粗研削、フェース面４Ｃの仕上げ研削の３種類の加工を、中空チャックを使用して芯出し精度を高めたコッター溝研削工程と、中空チャックであるチャック３５を使用しつつ傘部４の粗研削とフェース面４Ｃの仕上げ研削とを集約した傘部研削工程との２工程で行うことができる。
したがって、コッター溝研削、傘部４の粗研削、フェース面４Ｃの仕上げ研削の３種類の加工を、コレットチャックを使用してコッター溝の研削と傘部４の粗研削とを同時に行う複合工程と、コレットチャックを使用したフェース面４Ｃの仕上げ研削工程との２工程で行うエンジンバルブ製造ラインと比較して、工程増加を防止して設備投資を削減しながら、加工精度を向上することができる。
【００４３】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形が可能である。例えば、上述した実施の形態では、研削砥石１９として電着砥石を用いたが、研削砥石１９の種類はこれに限定されない。また、上述した実施の形態では、粗研削領域２５Ｃ１に粒径の大きな砥粒が電着され、仕上げ研削領域２５Ｃ２に粒径が小さな砥粒が電着された構成を例示したが、粗研削領域２５Ｃ１に粒径の小さな砥粒が電着され、仕上げ研削領域２５Ｃ２に粒径の大きな砥粒を電着しても良いし、粗研削領域２５Ｃ１および仕上げ研削領域２５Ｃ２に同じ粒径の砥粒を電着しても良い。
【００４４】
また、上述した実施形態では、粗研削領域２５Ｃ１および仕上げ研削領域２５Ｃ２に同じ材質の砥粒すなわちＣＢＮ砥粒を電着した構成を例示したが、砥粒の材質はこれに限定されず、例えばアルミナ系砥粒や炭化ケイ素系砥粒やダイヤモンド砥粒などを用いても良いし、粗研削領域２５Ｃ１および仕上げ研削領域２５Ｃ２に材質の異なる砥粒を電着しても良い。この構成によれば、エンジンバルブ２の材質が異なる場合であっても、粗研削時には研削能率よく研削し、仕上げ研削時には精度よく研削することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ エンジンバルブ製造ライン
２ エンジンバルブ（ワーク）
３ エンジンバルブ研削装置（ワーク研削装置）
４ 傘部（被加工面）
４Ｃ フェース面
６ ステム部
Ｌ１ 幅
Ｌ２ 幅
１９ 研削砥石
２５ 研削面
２５Ｃ フェース面研削面
２５Ｃ１ 粗研削領域
２５Ｃ２ 仕上げ研削領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを把持して研削砥石によりワークの被加工面を研削するワーク研削装置において、
前記研削砥石が、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備え、
粗研削領域を被加工面に当接させて、トラバース加工により被加工面の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の被加工面に当接させて、プランジ加工により被加工面の仕上げ研削を実施することを特徴とするワーク研削装置。
【請求項２】
前記粗研削領域が前記ワークの被加工面より幅広に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワーク研削装置。
【請求項３】
前記研削砥石が電着砥石であることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク研削装置。
【請求項４】
前記粗研削領域と前記仕上げ研削領域に粒径が異なる砥粒が電着されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のワーク研削装置。
【請求項５】
ワークの被加工面に対し研削砥石により粗研削および仕上げ研削を連続して行う被加工面連続研削過程を備えたワーク研削方法において、
前記被加工面連続研削過程では、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備えた研削砥石を用いて、粗研削領域を被加工面に当接させて、トラバース加工により被加工面の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の被加工面に当接させて、プランジ加工により被加工面の仕上げ研削を実施することを特徴とするワーク研削方法。
【請求項６】
エンジンバルブのステム部を把持して研削砥石によりエンジンバルブの傘部を研削するエンジンバルブ研削装置において、
前記研削砥石が、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備え、
粗研削領域を傘部に当接させて、トラバース加工により傘部の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の傘部のフェース面に当接させて、プランジ加工により傘部のフェース面の仕上げ研削を実施することを特徴とするエンジンバルブ研削装置。
【請求項７】
エンジンバルブの傘部に対し研削砥石により粗研削および仕上げ研削を連続して行う傘部連続研削過程を備えたエンジンバルブ研削方法において、
前記傘部連続研削過程では、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備えた研削砥石を用いて、粗研削領域を傘部に当接させて、トラバース加工により傘部の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の傘部のフェース面に当接させて、プランジ加工により傘部のフェース面の仕上げ研削を実施することを特徴とするエンジンバルブ研削方法。
【請求項１】
ワークを把持して研削砥石によりワークの被加工面を研削するワーク研削装置において、
前記研削砥石が、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備え、
粗研削領域を被加工面に当接させて、トラバース加工により被加工面の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の被加工面に当接させて、プランジ加工により被加工面の仕上げ研削を実施することを特徴とするワーク研削装置。
【請求項２】
前記粗研削領域が前記ワークの被加工面より幅広に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワーク研削装置。
【請求項３】
前記研削砥石が電着砥石であることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク研削装置。
【請求項４】
前記粗研削領域と前記仕上げ研削領域に粒径が異なる砥粒が電着されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のワーク研削装置。
【請求項５】
ワークの被加工面に対し研削砥石により粗研削および仕上げ研削を連続して行う被加工面連続研削過程を備えたワーク研削方法において、
前記被加工面連続研削過程では、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備えた研削砥石を用いて、粗研削領域を被加工面に当接させて、トラバース加工により被加工面の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の被加工面に当接させて、プランジ加工により被加工面の仕上げ研削を実施することを特徴とするワーク研削方法。
【請求項６】
エンジンバルブのステム部を把持して研削砥石によりエンジンバルブの傘部を研削するエンジンバルブ研削装置において、
前記研削砥石が、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備え、
粗研削領域を傘部に当接させて、トラバース加工により傘部の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の傘部のフェース面に当接させて、プランジ加工により傘部のフェース面の仕上げ研削を実施することを特徴とするエンジンバルブ研削装置。
【請求項７】
エンジンバルブの傘部に対し研削砥石により粗研削および仕上げ研削を連続して行う傘部連続研削過程を備えたエンジンバルブ研削方法において、
前記傘部連続研削過程では、一の砥石体の研削面に粗研削を行う粗研削領域と仕上げ研削を行う仕上げ研削領域とを区別して備えた研削砥石を用いて、粗研削領域を傘部に当接させて、トラバース加工により傘部の粗研削を実施し、仕上げ研削領域を粗研削実施後の傘部のフェース面に当接させて、プランジ加工により傘部のフェース面の仕上げ研削を実施することを特徴とするエンジンバルブ研削方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１０１３２９（Ｐ２０１２−１０１３２９Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５２９６３（Ｐ２０１０−２５２９６３）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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