説明

研削砥粒除去装置

【課題】 研削後に整形された研削砥石においてクラックが発生した不安定な砥粒や結合剤のみを強制的に除去することによりスクラッチ傷の発生がない研削砥石を再生することができる研削砥粒除去装置を提供すること。
【解決手段】 研削砥石82により被加工物を研削した後に、研削砥石82を工具により整形する研削盤80に用いられる研削砥粒除去装置10であって、非鉄材料により成形され、工具により整形した後に研削砥石82の表面に押し付ける押し付け部材15を備えた研削砥粒除去装置10。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、研削盤において研削砥石をダイヤモンド工具等の工具で整形することによりクラックが生じた砥粒や結合剤を除去するのに用いる研削砥粒除去装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図5に示すように、例えば玉軸受の内輪溝を研削する研削盤100では、内輪溝を研削するに際し、被加工物である内輪101が、主軸102に装着されたマグネットチャック103にて軸方向に吸着され、シュー104にて内輪溝105を支持するとともに、軸心を中心に回転させる。そして、研削砥石106が回転されつつ砥石軸の直角方向に送りをかけられて、粗研削、仕上げ研削と順次、各研削工程に応じた研削条件で研削される。所定数の内輪101を研削した研削砥石106は、研削に伴って目詰まりや摩耗により切れ味の低下、形状崩れを起こす。そのため、所定数の内輪101を研削し終わったところで、ダイヤモンド工具108で整形(ドレス)し、切れ味の回復、形状崩れの修正を行う。
【0003】
しかし、研削された内輪101の溝には、スクラッチ傷が発生する場合がある。特に、整形直後ほどスクラッチ傷の発生率は高く、スクラッチ傷の大きさも大きい。スクラッチ傷の深さは研削面の粗さより深い。通常、玉軸受の内輪は溝研削の後、内径研削、溝超仕上げで仕上げられる。溝超仕上げでは研削面の粗さを取除くだけの取代が取れる条件設定をして加工されるが、スクラッチ傷があると超仕上げで取りきれずに残ってしまう。そして、スクラッチ傷が残ったままの内輪あるいは外輪を組立てて玉軸受にすると、ボールがその傷の上を転がる際に振動が発生して精度上大きな問題となる。そのため、超仕上げでスクラッチ傷が残らないように取代を多くすると、加工時間が長くなり製造コストが高くなる。一般的に、研削砥石は硬脆材料であるためダイヤモンド工具で整形した時に砥粒、結合剤がダメージを受けてクラックが入る時がある。このような状態のままで、内輪溝を研削すると、研削の負荷で研削中に砥粒が割れたり、結合剤と共に砥粒が脱落したりして、その時、内輪溝にスクラッチ傷を発生させることとなる。
【0004】
そのため、スクラッチ傷対策として、例えば、特許文献1の方法が開示されている。
特許文献1に開示された方法は、ツルーイングまたはドレッシングされた砥石の表面に対して、砥粒除去部材を含むクーラントを、不安定な砥粒を除去し得る圧力で噴射する。しかし、この方法ではクーラントの圧力を50〜120kgf/cmの高圧にするため高圧ポンプが必要であり、噴射した砥粒の回収を行わないと、一度使用した砥粒がクーラントに混入してしまうので、高精度のフィルター装置が必要になる。そのため、装置としては大掛かりで高価なものとなり、コストの上昇を来たす。
【0005】
また、他の一例として、定圧の圧縮空気を吹き付ける方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0006】
上記特許文献2に開示された方法では、砥石を回転駆動し、被削材を研削する過程において、砥石の研削点から回転移動した箇所の砥石研削面に対し、0゜〜45゜の角度方向から風圧1kg/cm2に近い値以上の圧縮空気を吹き付け、砥石研削面に残る研削液や砥粒屑、研削屑等の付着物を研削面から離脱、飛散状とした上、強制吸引、除去してしまうようにしているが、この方法では研削砥石面に残る研削液や砥粒屑、研削屑等の付着物を除去することはできるが、クラックが発生した不安定な砥粒や結合剤を除去することはできない。
【0007】
さらに他の一例として、砥石表面にブラシを圧接する方法が知られている(例えば、特許文献3参照)。
【0008】
特許文献3に開示された方法では、フレキシブルホースによって送られてきた加工液がフレキシブルホースの先端部の出口から落下し、ブラシに滴下供給され、加工液によってウェット状態となったブラシで研削工具を洗浄するようにしている。しかし、この方法においては、砥石表面の洗浄を行うものの、整形により生じたクラックの入った砥粒を除去する能力はない。
【特許文献1】特開2000−246635号公報(第3〜5頁、図1)
【特許文献2】特開2001−191251号公報(第5〜8頁、図1)
【特許文献3】特開2002−321134号公報(第3〜5頁、図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、研削後に整形された研削砥石においてクラックが発生した不安定な砥粒や結合剤のみを強制的に除去することによりスクラッチ傷の発生がない研削砥石を再生することができる研削砥粒除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
1)本発明に係る研削砥粒除去装置は、研削砥石により被加工物を研削した後に、該研削砥石を工具により整形する研削盤に用いられる研削砥粒除去装置であって、非鉄材料により成形され、前記工具により整形した後に前記研削砥石の表面に押し付ける押し付け部材を備えたことを特徴としている。
【0011】
上記1)に記載の研削砥粒除去装置によれば、工具で整形した研削砥石の表面に非鉄材料製の押し付け部材を押し当てることにより、クラックが発生した不安定な砥粒や結合剤のみを強制的に除去することができる。従って、スクラッチ傷の発生が防止されて、表面の形状が所定の形状に復元され、切れ味が良好になった研削砥石を再生することができる。このとき、押し付け部材が竹串であると、竹串が、長さ方向に複数の繊維を有し、それら繊維が長さ方向に直交する方向に比較的大きな弾性反発力を持つものであるために、研削砥石に対し好ましい圧力で押し付けられる。その結果、不安定な砥粒や結合剤をより一層効率よく除去することができる。
【0012】
2)本発明に係る研削砥粒除去装置は、上記1)に記載した研削砥粒除去装置において、前記押し付け部材がホルダに保持され、該ホルダが、前記研削砥石に対する前記押し付け部材の押し付け角度を変更可能に配置されていることを特徴としている。
【0013】
上記2)に記載の研削砥粒除去装置によれば、研削砥石の表面に押し付け部材を押し付ける際に、ホルダを介して押し付け角度が変更されることにより、不安定な砥粒や結合剤を効率よく除去するための角度調整を行うことができる。
【0014】
3)本発明に係る研削砥粒除去装置は、上記2)に記載した研削砥粒除去装置において、前記ホルダが、前記押し付け部材を前記研削砥石に対して進退自在に保持していることを特徴としている。
【0015】
上記3)に記載の研削砥粒除去装置によれば、押し付け部材が摩耗してきた際に、ホルダによって押し付け部材を進行させることにより、押し付け部材を効率的に使用することができる。
【0016】
4)本発明に係る研削砥粒除去装置は、上記1)〜2)のいずれか一項に記載した研削砥粒除去装置において、前記押し付け部材を前記研削砥石に押し付ける圧力を設定する押圧力発生手段を備えていることを特徴としている。
【0017】
上記4)に記載の研削砥粒除去装置によれば、押圧力発生手段が、押し付け部材を研削砥石に押し付ける際の、圧力、時間を自由に設定できるため、不安定な砥粒や結合剤の除去を効率良く行い、それによって、研削盤における作業効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明の研削砥粒除去装置によれば、クラックが発生した不安定な砥粒や結合剤のみを強制的に除去することによりスクラッチ傷の発生がない研削砥石を再生することができ、その結果、高品質で低コストの軸受を加工できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明に係る好適な実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る研削砥粒除去装置の一実施形態が用いられる研削盤の断面図、図2(a)は図1に示す研削砥粒除去装置の側面図、図2(b)は図2(a)の正面図、図3はスクラッチ傷の拡大図、図4は図3の断面模式図である。
【0020】
図1に示すように、本発明の一実施形態である研削砥粒除去装置が用いられる研削盤80は、ハウジング81内に、研削砥石82と、ローディングアーム83と、が収容されており、ハウジング81に、インシュート84と、アウトシュート85と、が固定されている。そして、ハウジング81の天板86に研削砥粒除去装置10が組み付けられている。
【0021】
研削盤80は、インシュート84から内輪(不図示)が搬入され、ローディングアーム83がその内輪を把持して研削砥石82側へほぼ90度回動することによってフィードし、シュー(不図示)によって内輪溝(不図示)を支持するとともに、軸心を中心に回転される。そして、研削砥石82が回転され、砥石軸の直角方向に送りをかけられて、粗研削と、仕上げ研削と、の各研削工程に応じた研削条件で順次研削を行う。所定数の内輪を研削し終わった研削砥石82は、研削に伴って目詰まりや摩耗により切れ味の低下、形状崩れを起こすので、ダイヤモンド工具(不図示)で整形し、切れ味の回復、形状崩れの修正を行う。
【0022】
図2(a)に示すように、研削砥石除去装置10は、蓋部材11と、支持部材12と、ホルダ13と、押圧力発生手段14と、押し付け部材である竹串15と、から構成されている。
【0023】
蓋部材11は、研削盤80の天板86に着脱自在にねじ止めされている。
【0024】
支持部材12は、固定ボルト16によって蓋部材11に固定された固定側の第1プレート17と、第1プレート17の立ち上がり部分に支持ボルト18によって固定された可動側の第2プレート19と、第2プレート19に固定部材20を介して組み付けられた第3プレート21と、を備えている。
【0025】
第2,第3プレート19,21は、支持ボルト18を緩めることにより、第1プレート17に対する角度を、例えば、0〜15度の範囲(図2(b)に示す)Aで任意に変更することができる。第3プレート21は、上端部が固定部材20によって支持され、下端部に竹串15を進退自在に挿通する筒形状のガイド部材22が固定されている。ガイド部材22は、支持用ねじ23,23で第3プレート21に固定されるとともに、第2プレート19の下端部に板部材24を介して支持されている。第2プレート19,ガイド部材22は蓋部材11に貫通して配置されている。
【0026】
図2(b)に示すように、第2プレート19には、図2(b)中の左方側にホルダ13が配置され、右方側に押圧力発生手段14が組み付けられている。ホルダ13は、貫通孔25を有し、この貫通孔25内に進退移動することにより竹串15の位置を調整するための位置決めねじ26を有する。
【0027】
押圧力発生手段14は、竹串15の軸方向に直列に連結されたエアシリンダであって、ポンプ(不図示)から送給された空気の圧力によりプッシュロッド28がホルダ13を押し下げる。押圧力発生手段14は、押し付け圧力、押し付け時間が、制御回路(不図示)内のタイマによって設定されており、設定した押し付け時間が終了したところでエア減圧弁が開成されるようになっている。押圧力発生手段14は、エアシリンダに限らず、油圧シリンダであっても、或いは、モータ送りねじを組み合わせたり、リニアモータにより押し付け量を制御するようにしたりしても良い。
【0028】
竹串15は、非鉄材料であるとともに自然植物からなる棒状部材である。この竹串15は、長さ方向に複数の繊維を有し、それら繊維が長さ方向に直交する方向に比較的大きな弾性反発力を持つ。竹串15は、ホルダ13の上方側からホルダ13の貫通孔25内に挿通され、ガイド部材22内を挿通されてガイド部材22の下端部から所定量突出したところでホルダ13の位置決めねじ26がねじ込まれて位置決めされる。竹串15は、研削砥石82の先端幅および軸受幅よりも若干狭く、軸受溝よりも大きい外形が良い。竹串15は、自然植物であるために、廃棄した場合に、地球環境を害する虞が少ないので、化学薬品等を用いて生産されたものと比べて優位である。ホルダ13に支持されている竹串15は、摩耗してきた際に、ホルダ13の位置決めねじ26を緩めて竹串15を進行させることにより効率的に使用することができる。
【0029】
このような研削砥粒除去装置10は、蓋部材11が、研削盤80の天板86に固定されることにより、第2プレート19の下端部と、ガイド部材22と、が研削盤80内に配置される(図1参照)。そして、竹串15が、ホルダ13の貫通孔25内に挿通され、ガイド部材22内を挿通されてガイド部材22の下端部から突出され、研削砥石82に当接する位置でホルダ13の位置決めねじ26がねじ込まれて位置決めされる。
【0030】
そして、ダイヤモンド工具によって整形された研削砥石82の表面に、押圧力発生手段14により設定された押し付け圧力で竹串15が押し当てられる。このとき、支持ボルト18を緩めることにより、竹串15の研削砥石82に対する押し付け角度が最適の角度に変更される。竹串15による研削砥石82に対する押し付けは、押圧力発生手段14により設定された圧力及び時間で行われ、設定時間が終了したところで押圧力発生手段14の押し付けが停止される。竹串15による研削砥石82の再生が行われた後に、研削砥石82によって内輪溝の研削が再開される。
【0031】
上述した研削砥粒除去装置10によれば、工具で整形した研削砥石82の表面に竹串15を押し当てることにより、クラックが発生した不安定な砥粒や結合剤のみを強制的に除去することができる。これにより、スクラッチ傷の発生が防止されて、表面の形状が所定の形状に復元され、切れ味が良好になった研削砥石82を再生することができる。このとき、竹串15が、長さ方向に複数の繊維を有し、それら繊維が長さ方向に直交する方向に比較的大きな弾性反発力を持つものであるために、研削砥石82に対し好ましい圧力で押し付けられるので、不安定な砥粒や結合剤を効率よく除去することができる。そして、スクラッチ傷がなくなるために、玉軸受の精度、品質を向上させることができるとともに、超仕上げの加工時間を短縮し、製造コストを削減することができる。
【0032】
また、研削砥粒除去装置10によれば、研削砥石82の表面に竹串15を押し付ける際に、ホルダ13を介して押し付け角度が変更されることにより、不安定な砥粒や結合剤を効率よく除去するための角度調整を行うことができる。
【0033】
また、研削砥粒除去装置10によれば、竹串15が摩耗してきた際に、ホルダ13によって竹串15を進行させることにより、竹串15を効率的に使用することができる。
【0034】
また、研削砥粒除去装置10によれば、押圧力発生手段14が、竹串15を研削砥石82に押し付ける際の、圧力、時間を自由に設定できるため、不安定な砥粒や結合剤の除去を効率良く行い、それによって、研削盤80における作業効率を向上させることができる。
【0035】
(実施例)
次に、本発明に係る研削砥粒除去装置10の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。図3,図4はスクラッチ傷の拡大図と断面模式図である。
【0036】
実施例には、ビトリファイドボンドのA240、外径405mm、先端厚さ5mmの研削砥石を周速2700m/minで回転させ、油性クーラントを使用した。また、竹串はφ5mm、エアシリンダはφ6mm、エア圧は0.3MPaに設定し、ダイヤモンド工具で整形後の4秒間、竹串を研削砥石に押し当てることにより行い、整形後の50個の内輪溝を顕微鏡で観察することにより行った。
【0037】
図3に示すように、研削砥粒除去装置10を用いない場合、整形後の50個の内輪溝を顕微鏡で観察した結果、4〜6μmの大きさのスクラッチ傷Sが内輪溝の30%にわたって発生していた。
【0038】
図4に示すように、スクラッチ傷Sの深さは研削面の粗さより深い。
【0039】
研削砥粒除去装置10を用いた本発明の場合、整形後の50個の内輪溝を顕微鏡で観察した結果、顕著なスクラッチ傷は発見されず、その後の超仕上げも加工時間を短縮することが出来た。
【0040】
このように、工具で整形した研削砥石の表面に竹串を押し当てることにより、整形された研削砥石の表面の形状を崩したり、切れ味を悪くしたりすることなく、クラックが発生した不安定な砥粒や結合剤のみを強制的に除去することで、スクラッチ傷の発生が防止されて、表面の形状が所定の形状に復元され、切れ味が良好になった研削砥石を再生できることがわかる。
【0041】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、研削砥粒除去装置を用いる研削盤は、玉軸受の内輪溝研削に限定されず、外輪溝にも有効であり、また、円すいころ軸受、円筒ころ軸受でも使用でき、外面研削、内面研削、平面研削等いかなる研削にも適応できる。
【0042】
また、押し付け部材は、竹串以外に木や樹脂も採用できるが、スクラッチ傷への効果と環境保全の観点から鑑みて竹串が最良である。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明に係る研削砥粒除去装置の一実施形態が用いられる研削盤の断面図である。
【図2】(a)は図1に示した研削砥粒除去装置の側面図、(b)は(a)の正面図である。
【図3】スクラッチ傷の拡大図である。
【図4】図3の断面模式図である。
【図5】従来の研削盤の平面図である。
【符号の説明】
【0044】
10 研削砥粒除去装置
13 ホルダ
14 押圧力発生手段
15 竹串(押し付け部材)
80 研削盤
82 研削砥石

【特許請求の範囲】
【請求項1】
研削砥石により被加工物を研削した後に、該研削砥石を工具により整形する研削盤に用いられる研削砥粒除去装置であって、
非鉄材料により成形され、前記工具により整形した後に前記研削砥石の表面に押し付ける押し付け部材を備えたことを特徴とする研削砥粒除去装置。
【請求項2】
前記押し付け部材がホルダに保持され、該ホルダが、前記研削砥石に対する前記押し付け部材の押し付け角度を変更可能に配置されていることを特徴とする請求項1に記載した研削砥粒除去装置。
【請求項3】
前記ホルダが、前記押し付け部材を前記研削砥石に対して進退自在に保持していることを特徴とする請求項2に記載した研削砥粒除去装置。
【請求項4】
前記押し付け部材を前記研削砥石に押し付ける圧力を設定する押圧力発生手段を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の研削砥粒除去装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2006−110672(P2006−110672A)
【公開日】平成18年4月27日(2006.4.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−300563(P2004−300563)
【出願日】平成16年10月14日(2004.10.14)
【出願人】(000004204)日本精工株式会社 (8,378)
【出願人】(593177055)NSKマイクロプレシジョン株式会社 (3)
【Fターム(参考)】