研削盤
【課題】 機械設置のための平面視広さが比較的小さく押さえられて工場内の省スペース化を図る研削盤を提供する。
【解決手段】 ベッド１００から上方へ突出されたコラム１０１と、コラムの上側軸支持部１０１ｂとこれの直下の下側軸支持部１２との間に配置され上下一対の上下向き支軸１１、１２を介し該支軸回りの旋回可能に形成されたテーブル１０２と、該テーブル上に設けられワークを主軸２３を介し該主軸と同心の回転可能に支持するワーク保持手段１０３と、該ワーク保持手段に保持されたワークを研削するための砥石４３を回転可能に支持した砥石機構部１０４とを備える。
【解決手段】 ベッド１００から上方へ突出されたコラム１０１と、コラムの上側軸支持部１０１ｂとこれの直下の下側軸支持部１２との間に配置され上下一対の上下向き支軸１１、１２を介し該支軸回りの旋回可能に形成されたテーブル１０２と、該テーブル上に設けられワークを主軸２３を介し該主軸と同心の回転可能に支持するワーク保持手段１０３と、該ワーク保持手段に保持されたワークを研削するための砥石４３を回転可能に支持した砥石機構部１０４とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの外径研削に使用される研削盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削盤は、長さ方向を水平に配置されたワークの両端面を主軸センタと心押センタとで挟み付けて支持した状態のワークを、水平の回転軸を持つ研削砥石により研削する。このような研削盤を床面に設置する場合、加工径が１０ｍｍ以下、加工長が１００ｍｍ以下の加工能力のものであっても、床面上の広さは、現状では、間口及び奥行きの何れも１ｍ以上であることが必要とされており、工場内の省スペース化を阻むものとなっている。
【０００３】
砥石軸の軸方向や、両端面を主軸センタと心押センタ配置方向を水平面内としないで、一部に垂直軸を取り入れた従来の研削盤として、例えば特許文献１、2及び３などに開示されたようなものが存在している。
【０００４】
特許文献１及び２に開示された研削盤は、ベッドから上方へ突出されたコラムと、このコラム上に上下移動可能に設けられた砥石台と、砥石台上に上下向きの砥石軸を介して回転可能に設けられた砥石と、ベッド上で前後方向へ移動されるテーブルと、テーブル上に形成されワークを上下向きの主軸を介し回転可能に支持するワーク保持手段とを備えている。
【０００５】
また、特許文献３に開示された研削盤は、主軸センタと心押センタを上下向きに配置し、水平向きの砥石軸を砥石送りテーブルにより前後（ｘ方向）、上下（Ｙ方向）に移動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１６９５０号公報
【特許文献２】特開平５−２１２６５８号公報
【特許文献３】特開２００４−２４９４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
工場内の作業現場の可視化を促進して工程管理などの容易化を図る上での「見える化」、及び安全性などの見地から機械高さは１．５ｍ以下であることが望ましいとされている。
【０００８】
上記各特許文献の研削盤は、一部の軸に垂直の軸を取り入れてはいるが、特許文献１、2の研削盤では、コラム上に砥石台を設けるために高さが高くなる。また、特許文献３の研削盤では、砥石送りテーブルが前後（ｘ方向）が長くなり、小型化は困難である。
【０００９】
このような状況下、本発明は、機械設置のための平面視広さが比較的小さく押さえられて工場内の省スペース化が図ることができる研削盤を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る研削盤は、ベッドに形成され、上下向き支軸を支持する下側軸支持部と、前記上下向き支軸回りの旋回可能に形成されたテーブルと、前記テーブル上で前記上下向き支軸から横方へ離間した位置に設けられた立向きの主軸と、前記主軸にワークを支持するワーク保持手段と、前記ベッド上の前記支軸とは水平方向に離間した位置に配設され、立向きの砥石軸により砥石を回転可能に保持する砥石機構部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ワークが上下向きの主軸と同体状に回転されつつ研削されるようになる立型としたこと、テーブルが上下向き支軸回りへ旋回されることで砥石とワークが近接離反される構成としたことにより、機械設置のための平面視広さを従来の研削盤よりも小さく抑えることが可能となり、工場内の省スペース化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る研削盤を正面から見た説明図である。
【図２】上記研削盤を上方から見た説明図である。
【図３】上記研削盤を左方から見た説明図である。
【図４】上記研削盤を右方から見た説明図である。
【図５】図１中の主軸台周辺を拡大した説明図である。
【図６】図３中の心押台周辺を拡大した説明図である。
【図７】上記研削盤に両センタ方式でワークを保持させた状態を示す説明図である。
【図８】上記研削盤の砥石機構部などの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係る研削盤の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１〜図８は本発明に係る研削盤の実施例を示すものである。
図１及び図２において、１００はベッド、１０１はコラム、１０２はテーブル、１０３はワーク保持手段、１０４は砥石機構部、そして１０５は制御盤である。
【００１５】
以下、各部について詳述する。
ベッド１００は床面ａ１に定置されるもので全体を略方形箱体とされており、底面部１、前面部２、左側面部３、右側面部４及び後面部５を備えている。前面部２の下部の左右箇所には図３などにも示すように凹み部ｂ１、ｂ２が形成されている。各凹み部ｂ１、ｂ２の下側ベッド部位にはジャッキボルト６が螺合され、ジャッキボルト６の下端には床面ａ１に支持される座金７が係着され、ジャッキボルト６の長さ途中にロックナットが螺合されている。図３及び図４に示すように、後面板５の下部の左右箇所には付加片８が突設され、この付加片８にジャッキボルト６が螺合され、ジャッキボルト６の下端には床面ａ１に支持される座金７が係着され、ここでもジャッキボルト６の長さ途中にロックナットが螺合されている。ベッド１００の上面板９の略中央位置でテーブル１０２の直下位置となる範囲にテーブル１０２に対応する大きさの透孔ｂ３が形成されている。この透孔ｂ３の直下である底面板１部分の上面に下側軸支持部ｃ１を構成した軸受筒１０がボルトを介して垂直に固定されている。この軸受筒１０の高さ途中の左右箇所に図３に示すような突部１０ａが形成されている。
【００１６】
コラム１０１はベッド１００の上面板９の後部上面から垂直上方へ突出され全体を逆Ｌ字形とされており、垂直な柱部１０１ａと水平な張り出し部１０１ｂとを備えている。張り出し部１０１ｂの前端部は上側軸支持部ｃ２とされていて、底面板１上の下側軸支持部ｃ１の真上箇所に、図３に示すように上下向き直支軸１１を下側へ張り出した状態に固設されている。
【００１７】
図３などにも示すように、テーブル１０２は、下側軸支持部ｃ２と上側軸支持部ｃ１との間に配置されており、上側水平部１０２ａと下側水平部１０２ｂとこれら水平部１０２ａ、１０２ｂを結合した連結部１０２ｃとを備えている。下側水平部１０２ｂの下面で前後長さ途中箇所には上下向き支軸１２が旋回軸として下方へ張り出した状態に固設されている。また上側水平部１０２ａの前端寄り箇所には上下向きの軸挿入孔ｄ１が形成されており、この軸挿入孔ｄ１内に上側の上下向き支軸１１が上方から挿入されている。そして上下向き支軸１１と軸挿入孔ｄ１との間に上下向き支軸１１に作用するラジアル力を支持する転がり軸受１３が装設されている。一方、下側の旋回軸１２と軸受筒１０との間の上部には上下向きのスラスト力を支持する転がり軸受１４が装設され、下部には旋回軸１２に作用するラジアル力を支持する転がり軸受１５が設けられている。これら転がり軸受１３、１４、１５はテーブル１０２が旋回軸１２及び上下向き支軸１１回りの方向Ｘへ旋回するのを円滑化させる上で寄与するものである。また、上下向き支軸１１を上下に離間した一対の上下側軸支持部ｃ１、ｃ２に両支持しているので、テーブル１０２を支える構造的な剛性が高められており研削精度を向上させている。
【００１８】
テーブル１０２の下側水平部１０２ｂと旋回軸１２との間にはテーブル１０２をＸ方向へ旋回させるためのテーブル駆動部１６が形成されている（尚、ここでＸ方向とは、砥石とワークとの間の距離を遠近させる方向である。）。テーブル駆動部１６はサーボモータ１７とウオーム歯車１８を備えている。サーボモータ１７は軸受筒１０と同体状に固定された箱状ケース１９に固定され出力軸を左右向きとされている。ウオーム歯車１８はウオーム１８ａとこれに噛み合わされた円環状のウオームホイール１８ｂとからなっている。ウオーム１８ａはサーボモータ１７の出力軸と結合され箱状ケース１９に回転自在に支持された回転軸２０の長さ途中にこの回転軸２０と同体に形成されている。テーブル１０２の下側水平部１０２ｂの下面と旋回軸１２の上端部の鍔部との間には環状支持部材２１が配置されている。この環状支持部材２１は旋回軸１２にボルトで固定されており、この環状支持部材２１の下面にウオームホイール１８ｂがボルトで固定されている。
【００１９】
上記ワーク保持手段１０３は、テーブル１０２の下側水平部１０２ｂの前部からなる主軸台２２を基礎としており、これの上部に主軸２３、主軸センタ２４、主軸駆動部２５、心押台２６及び心押センタ２７を備えている。図５に示すように、主軸台２２の上面には主軸２３を回転可能に配置するために上面の開放された凹み部ｅ１が形成されており、この凹み部ｅ１の左側には主軸回転駆動部２５を配置するための切欠部ｅ２が形成されている。そして主軸台２２の右側面にはドレッサ２２ａが右方への突出状に設けられており、その先端が研削要部である。
【００２０】
主軸２３は環状体であって、上面の半径途中位置に上方へ張り出した状態のピン部材２３ａが半径方向の位置調整可能且つ脱着可能に固設されている。この主軸２３は主軸台２２の凹み部ｅ１内に固定状に嵌着された軸受筒２８の内周面の上下に配設された転がり軸受２９ａ、２９ｂを介して一定高さ位置での回転自在に装設された回転支持軸２３ｂに支持され、転がり軸受２９ｃを介して、この回転支持軸２３ｂと同心状且つ回転自在に装着されている。一方、主軸回転駆動部２５は上下向きとされたサーボモータ３０を切欠部ｅ２に固定し、このサーボモータ３０の出力軸に固定された原動プーリ３１と、主軸２３の下部に固定された従動プーリ３２との間に無端状の伝動ベルト３３を掛け回した構成とされている。３０ａはサーボモータ３０の保護カバーである。
【００２１】
回転支持軸２３ｂの中心には主軸２３と同心の透孔が形成されており、この透孔の上部は上拡がりの雌テーパ状となっている。この透孔の上部に主軸センタ２４の雄テーパ状のシャンク部が密接状に嵌着され且つ円錐状先部を上側とされて抜き外し可能な固定状態となっている。この固定状態では主軸センタ２４は主軸２３と同心配置となっている。主軸２３の上端面上にはワークを主軸２３と同体状に固定させるための種々のワーク固定具３４が主軸センタ２４を取り囲むように装着される。
【００２２】
心押台２６は図６にも示すように、テーブル１０２の上側水平部１０２ａの前端面に上下位置調整機構３５を介して一定範囲内の上下位置変更調整可能に装設されている。心押台２６上には油圧シリンダなどのセンタ移動手段３６を介して上下移動される出力軸３７が設けられ、該出力軸３７に心押センタ２７が同心状に装着されている。心押台２６の上部にはセンタ移動手段３６を作動させるための操作ハンドル３８が設けられている。心押センタ２７は、操作ハンドル３８を横向き軸回りへ旋回させることにより出力軸３７と共に上下方向へ移動されるものとなっている。なお、３９は心押センタ２７を包囲するために出力軸３７の先部と心押台２６の固定部前面との間に装着された伸縮変形可能な筒状のゴムカバーである。
【００２３】
砥石機構部１０４はベッド１００上の右側に形成されており、図４にも示すようにガイド手段４０、砥石台４１、砥石軸４２、砥石４３、砥石回転駆動手段４４及び砥石上下駆動手段４５を備えている。ガイド手段４０は、ベッド１００から上方へ平行に突出された２本の円柱状体４６ａ、４６ｂを具備したものとなっており、２本の円柱状体４６ａ、４６ｂは剛性を増大させるため上端間を連結部材４７で結合されている。砥石台４１は円柱状体４６ａ、４６ｂのそれぞれに摺動可能且つ密接状に外嵌された上下向きの２つの円筒孔ｆ１、ｆ２を具備しており、砥石軸４２は砥石台４１の左寄り箇所に形成された上下向きの軸孔ｆ３内に挿通され、軸孔ｆ３内の上下箇所に設けられた転がり軸受４８ａ、４８ｂを介して砥石台４１の一定高さ位置で回転可能に支持されており、上端には砥石４３を固定する機構が形成される。砥石４３はプレーン形式或いはアンギュラ形式など適宜なものが使用される。そして砥石台４１の上部には砥石４３の左端側を除く外周囲を包囲した砥石カバー４９が固定されている。
【００２４】
砥石回転駆動手段４４は砥石台４１の後面に電動モータ５０がこれの出力軸５０ａが上下向きとなるように固定され、この出力軸５０ａの下端に固定された原動プーリ５１と砥石軸４２の下端に固定された従動プーリ５２との間に無端状の伝動ベルト５３を掛け回した構成とされている。なお、５４はベルトカバーである。
【００２５】
そして、砥石上下駆動手段４５は砥石４３を上下方向Ｚへ駆動するためのものであって、砥石台４１の２つの円筒孔ｆ１、ｆ２の間に形成された上下向きの透孔ｆ４の下部にナット体５５を固定し、一方ではベッド１００の右側面部４の外面に形成された凹み部ｂ４内にサーボモータ５６を固設してあり、またベッド１００の上面部９上でサーボモータ５６の真上となる箇所には軸受５７が固定され、この軸受５７に転がり軸受５８を介してネジ軸５９が回転可能に支持されている。そしてネジ軸５９はナット体５５内のボールネジに螺合されており、ネジ軸５９の下端とサーボモータ５６の出力軸とがカップリング６０により結合されている。
【００２６】
制御盤１０５はコラム１０１の背面に固設される共に内方にコンピュータを設けられ各部を数値制御により制御する。
【００２７】
上記のほか、ワーク保持手段１０３で保持されたワークと砥石４３との接触領域に研削液としての水を注ぐための研削液供給ノズル６１が位置調整可能に設けられる。
【００２８】
ベッド１００上にはコラム１０１、テーブル１０２、ワーク保持手段１０３、及び砥石機構部１０４などを包囲し内方が液密空間とされる箱状のケーシング６２が形成される。このケーシング６２の前面には、研削のためのケーシング６２内作業をベッド１００の前側の床面ａ１上に起立した操作者が行うための開閉カバー６２ａが設けられている。そして開閉カバー６２ａの右上部には、操作盤６３が設けられている。操作盤６３には、テーブル１０２の移動、ワーク保持手段１０３によるワークの保持や、砥石機構部１０４の制御をする操作スイッチや、研削を自動的に開始させるスイッチが設けられている。
【００２９】
この実施例の研削盤は、加工径が１０ｍｍ以下で、加工長が１００ｍｍ以下の加工能力を備えており、操作盤６３を除いた本体部の大きさは左右幅Ｌａが８００ｍｍで、前後長さＬｂが１０００ｍｍで、高さＬｈが１５００ｍｍである。
【００３０】
上記のように形成された研削盤は、例えば内燃機関の燃料噴射ノズルの外径研削などに使用されるのであり、以下その使用例及び作用などについて説明する。
【００３１】
図３中に示すように操作者ｍはベッド１００の前側の床面ａ１上に起立する。そして開閉カバー６２ａを開閉し、ワーク保持手段１０３の主軸２３に図５中に示すようにワーク固定具３４を介してワークを固定させる。
【００３２】
このようなワークの固定にはワークチャック方式と両センタ方式とがある。
ワークチャック方式には、心押センタ２７を使用する場合と、それを使用しない場合とがある。
【００３３】
ワークチャック方式には、心押センタ２７を使用する場合と、それを使用しない場合とがある。ワークチャック方式は、等角度間隔に円周状に配置された３つ以上の爪部ｇ１（図５）を有するチャックをワーク固定具３４として主軸２３の上端に固定しておく。心押センタ２７を使用する場合、操作者はワークＷｋの一端を爪部ｇ１で囲まれた中心に挿入し、ワークＷｋに形成されているセンタ穴ｈ１を主軸センタ２４の先端に嵌合させ、心押台２６（図６）上の操作レバー３８を旋回操作して心押センタ２７を下方移動する。その後、チャックの爪部ｇ１相互の間隔を狭めてワークＷｋの下部外周を強く把持する。
【００３４】
一方、心押センタ２７を使用しない場合は、爪部ｇ１で囲まれた中心にワークＷｋの一端を挿入し、この一端に形成されているセンタ穴ｈ１を主軸センタ２４の先端に嵌合させた後、爪部ｇ１相互の間隔を狭めてワークＷｋの下部外周を強く把持する。
【００３５】
他方、両センタ方式は、次のように行われる。
即ち、ワーク固定具３４を設けない状態の下で、操作者はワークＷｋの一端に形成されているセンタ穴ｈ１を主軸センタ２４の先端に嵌合させ、心押台２６上の操作レバー３８を旋回操作することにより、心押センタ２７の下端をワークＷｋの他端に形成されたセンタ穴ｈ１に嵌合させ、ワークＷｋが主軸センタ２４と心押センタ２７で挟まれ一定高さに位置決めされた状態とする。このように位置決めされたワークＷｋと主軸２３との間に、ワークＷｋの振れ回りを許容する状態で主軸２３の回転をワークＷｋに伝達する図７に示すような回転伝達具３４ｂを設ける。回転伝達具３４ｂとしては、ケレドライブ方式などがある。このケレドライブ方式は、ワークＷｋの下端部外周面に半径方向へ延びるケレｊ１をネジによる抱持力で固定し、一方では主軸２３上端面の偏心位置にケレｊ１と当接される真っ直ぐな付加部材ｊ２を設ける。そして、付加部材ｊ２が主軸２３の回転により主軸２３の中心線回りへ周回変位されるとき、付加部材ｊ２がケレｊ１に圧接してこのケレｊ１を押し移動させるものとする。この押し移動中、ワークＷｋはケレｊ１の振れ回りを許容された状態で主軸２３の回転を伝達される。
【００３６】
上記のようにワーク保持手段１０３にワークＷｋを保持させた後、操作者は、操作盤６３上のスイッチ操作により砥石４３の上下方向の位置（高さ）の基準点とワークＷｋの長手方向の位置（高さ）の基準点を整合させる座標合わせを行う。ワークＷｋの加工長さ範囲が砥石４３の上下方向幅以上であるときは、砥石４３を上下へ往復移動させるトラバース加工を行う必要があり、この場合、砥石台４１を上下移動させるため、その上下移動の範囲を座標値で設定する。
【００３７】
次に操作者ｍは操作盤６３上のスイッチ操作により、制御盤１０５に研削開始指令を入力する。この入力により、制御盤１０５から信号が発出され、この信号に基づいて、サーボモータ１７が回転作動し、この回転がウオーム１８ａ及びウオームホイール１８ｂを介してテーブル１０２に伝達される。これにより、テーブル１０２は旋回軸１２回りへ旋回され、ワークＷｋは初期位置から砥石４３へ向けて移動される。
【００３８】
一方では、先の研削開始指令に基づいて、発出される信号に基づいて、サーボモータ３０が回転作動し、この回転が主軸２３に伝達されてワークＷｋが主軸２３と共に回転され、また図示しない送液手段に信号が付与されて、研削液供給ノズル６１から研削液である水が砥石４３上のワーク研削領域に向け注がれる。
【００３９】
砥石４３がワークＷｋ近傍にアプローチした後は、制御盤１０５による自動的な制御により、サーボモータ１７が比較的低速で回転作動し、ワークＷｋはテーブル１０２と共に旋回し砥石４３中心へ向け予め定められた速度で移動する。この移動により、砥石４３はワークＷｋの外周面に接触し、ワークＷｋの切込が開始され、研削加工が実施される。加工中には、制御盤１０５が予め入力された情報に基づいてサーボモータ１７、３０、５６を制御する。したがって砥石４３は必要に応じて主軸２３の回転と関連しつつ砥石台４１と共に上下移動され、ワークＷｋは必要な加工を実施される。
【００４０】
ワークＷｋの研削が進行し、ワークＷｋの径が予定値に到達し研削が完了したとき、制御盤１０５はその完了時点を検出して、テーブル１０２を初期位置に戻して停止させ、主軸２３の回転や、研削液供給ノズル６１からの水供給を停止させ、砥石台４１を初期高さ位置へ移動させるように制御し、各部を次のワークＷｋの研削に備えた待機状態とする。
【００４１】
加工中において研削の完了時点を検出するには例えば次の２つの方法があり、１つは、研削中のワークＷｋの仕上がり径を定寸装置で直接に測定し、その測定結果値が研削完了の予定径に到達したときに定寸装置から発出される信号（定寸信号）に基づいて行う方法であり、他の１つは、テーブル１０２の旋回角度を表す座標上でワークＷｋ研削完了の予定径に対応する座標値（テーブル１０２の旋回角度値）を演算装置の演算処理で予測し、研削中のテーブル１０２の旋回角度値がこの予測した座標値に到達したときに演算装置から発出される信号（間接定寸信号）に基づいて行う方法である。
【００４２】
加工中のワークの加工が終了した後、操作者はベッド１００の前側の床面ａ１に立って開閉カバー６２ａを開閉操作することにより、主軸２３にワークＷｋを固定させたときの逆順で主軸２３からワークＷｋを分離させケーシング６２の外方へ取り出した後、次に研削すべきワークＷｋを既述したと同様に主軸２３に固定させる。以後、先の研削済みのワークＷｋの場合と同様に、操作者ｍや制御盤１０５の制御による研削処理が実行されるのであり、全てのワークＷｋの研削が終了したとき、操作盤６３のスイッチ操作により各部が初期位置に戻され各部の作動が停止される。
【００４３】
砥石の回転方向は、操作盤６３に対して前側から奥側へ移動する過程でワークを研削することから、砥石４３に注がれる研削液が砥石の回転による遠心力でベッド１００の前側の作業者へ飛散されるような現象は生じない。操作者はベッド１００の前側に位置した状態の下で研削中の加工状況の目視や必要な処置を研削液の飛散を受けることなく行え、研削作業を円滑且つ的確に遂行することができる。
【００４４】
上記研削処理において、砥石４３の使用時間が一定時間以上になると、砥石４３は偏摩耗により形状が不斉一になったり径が減少して、精度のよい加工が行われなくなる。これを防止するため、研削精度が低下しないうちに、制御盤１０５は自動制御によりドレッサ２２ａで砥石４３を研削し成形し、このときのテーブル１０２の旋回角度で砥石４３径を正確に認識し、この砥石４３径情報をその後の制御に反映させ、研削中の加工精度を維持する。
【００４５】
ドレス処理において、制御盤１０５はテーブル１０２を旋回させ砥石台４１を上下移動させて砥石４３の周面をドレッサ２２ａに当接させ、予定した切込量となるまで適当速度でドレッサ２２ａによる切込を行わせる。
【００４６】
研削作業中には、上記したようにテーブル１０２が上下向き支軸１１及び旋回軸１２の回りへ旋回されて砥石４３によるワークＷｋの切込やドレッサ２２ａによる砥石４３の切込が行われるようになるが、このさい上側の上下向き支軸１１と旋回軸１２が比較的大きく離反して位置された状態でテーブル１０２を支持するため、テーブル１０２の旋回中における上下向き支軸１１及び旋回軸１２の回りのラジアル方向の隙間に起因した、テーブル１０２の遊動は比較的小さく押さえられる。またテーブル駆動部１６がベッド１００内に形成されているため機械のコンパクト化が図られると共に重心が低位化されて機械の起立安定性が増すほかテーブル駆動部１６に他物が衝突する事態が防止されると共に機械の作動音の静粛化が図られる。
【００４７】
また砥石機構部１０４が、ベッド１００から上方へ平行に突出された２本の円柱状体４６ａ、４６ｂを具備したガイド手段４０と、円柱状体４６ａ、４６ｂのそれぞれに各別に摺動可能に外嵌された複数の円筒孔ｆ１、ｆ２を具備すると共に砥石４３を上下向きの砥石軸４２を介し回転可能に支持した構成の砥石台４１と、該砥石台４１上に設けられ砥石４３を砥石軸４２回りへ回転作動させる砥石回転駆動手段４４と、砥石台４１とベッド１００との間に形成され砥石台４１を上下方向Ｚへ移動させる砥石上下駆動手段４５とを備えた構成であることから、砥石機構部１０４をコラム１０１上に形成する場合に較べて、コラム１０１の小形軽量化が図られると共にガイド手段４０や砥石台４１をベッド１００上の比較的低い位置に位置させることができて機械の起立安定性が増すと共に砥石機構部１０４の剛性を大きくし易いのであり、また２本の円柱状体４６ａ、４６ｂが円筒孔ｆ１、ｆ２を介して砥石台４１を水平方向の外力に対して遊動の少ない状態に案内するものとなり、また砥石４３の横周囲や真上に他の部品などが存在しない構造となってワークＷｋの研削状況を目視し易くなるほか、砥石上下駆動手段４５のサーボモータ５６をベッド１００の平面視大きさ及び高さの範囲内に位置させることができて機械のコンバクト化や起立安定性の増大が図られるのである。
【００４８】
また砥石４３の外周囲のうち前側から後側へ移動する範囲を除いた箇所を包囲してなる砥石カバー４９を備え、この砥石カバー４９は砥石軸４２を回転可能に支持する非回転部材である砥石台４１と同体状に設けられ且つ、砥石４３が図２中の矢印方向ｋ１へ回転駆動され且つ、砥石４３の外面に供給された研削液が砥石４３の回転による遠心力でベッド１００上の前側へ飛散するのを遮断する構成とされていることから、ワークＷｋの研削中に、操作者ｍがベッド１００の前側の床面ａ１上に起立して開閉カバー６２ａを開放しても研削液が開放箇所から外方へ飛散することが防止され、研削のための作業が行い易くなる。
【００４９】
砥石加工及び砥石ドレス加工を実施する場合、操作盤６３でのデータ入力作業については、操作者は従来の円筒研削盤のように砥石送り（ワークの加工径設定）などの座標入力を直交座標系で行う。入力された座標値は、制御盤１０５内で極座標に変換されてテーブルの送り制御として用いられる。
【実施例２】
【００５０】
次に上記実施例の変形例について説明する。
図８に示すように変形することができる。即ち、上記実施例における砥石台４１が、砥石４３側の近傍部４１Ａとガイド手段４０側の近傍部４１Ｂとに二分され、かつこれら近傍部４１Ａと近傍部４１Ｂとが手動或いは動力駆動部４１ｃによる左右向き軸４１ｄ回りの位置調整可能に結合されることにより、砥石軸４２をその向きを変更調整可能としている、砥石４３はプレーン形式或いはアンギュラ形式の何れが装着される構成であってもよい。このようにすれば、研削加工形態の範囲が増大される。
【００５１】
そして、砥石４３はプレーン形式或いはアンギュラ形式の何れであっても、制御盤１０５による自動制御により、ドレッサ２２ａに当接されてドレスされる構成とする。これにより、一層便利に使用されるものとなる。
【００５２】
また上記実施例ではワーク保持手段１０３の心押センタ２７は動力で積極的に回転されるものではないが、主軸２３を回転させるサーボモータ３０と同期して回転する別のサーボモータを心押台２６上に設け、このサーボモータで心押センタ２７を回転駆動させるようにすることもできる。この場合、ワークＷｋは一端のセンタ穴ｈ１に主軸センタ２４の先部を嵌合させ、他端のセンタ穴ｈ１に心押センタ２７の先部を嵌合させ、これらセンタで挟み付け支持させ、各センタ２４、２７の回転をワークＷｋに伝達させるようにする。
【００５３】
上記実施例においては、上下向き支軸１１を上下に離間した一対の上下側軸支持部ｃ１、ｃ２に両支持したが、下側軸支持部ｃ１のみ上下向き支軸１１を支持させても良い。この場合、下側軸支持部ｃ１の構造的な剛性を高める必要があるが、上側軸支持部ｃ２（或いは、これが設けられるコラム１０１）が無くなるので装置の高さをより小型化できる。
【符号の説明】
【００５４】
１００ ベッド
１０１ コラム
１０２ テーブル
１０３ ワーク保持手段
１０４ 砥石機構部
１１ 上側の上下向き支軸
１２ 下側の上下向き支軸（旋回軸）
１７ サーボモータ
１８ａ ウオーム
１８ｂ ウオームホイール
２２ 主軸台
２２ａ ドレッサ
２３ 主軸
２４ 主軸センタ
２６ 心押台
３０ サーボモータ
３４ ワーク固定具（チャック）
３６ センタ移動手段
４１ 砥石台（非回転部材）
４２ 砥石軸
４３ 砥石
４４ 砥石回転駆動手段
４５ 砥石上下駆動手段
４６ ガイド手段
４６ａ 円柱状体
４６ｂ 円柱状体
４９ 砥石カバー
ｃ１ 上側軸支持部
ｃ２ 下側軸支持部
ｆ１ 円筒孔
ｆ２ 円筒孔
ｇ１ 爪部
ｇ１ 爪部
ｈ１ センタ穴
ｗｋ ワーク
Ｚ 上下方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの外径研削に使用される研削盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削盤は、長さ方向を水平に配置されたワークの両端面を主軸センタと心押センタとで挟み付けて支持した状態のワークを、水平の回転軸を持つ研削砥石により研削する。このような研削盤を床面に設置する場合、加工径が１０ｍｍ以下、加工長が１００ｍｍ以下の加工能力のものであっても、床面上の広さは、現状では、間口及び奥行きの何れも１ｍ以上であることが必要とされており、工場内の省スペース化を阻むものとなっている。
【０００３】
砥石軸の軸方向や、両端面を主軸センタと心押センタ配置方向を水平面内としないで、一部に垂直軸を取り入れた従来の研削盤として、例えば特許文献１、2及び３などに開示されたようなものが存在している。
【０００４】
特許文献１及び２に開示された研削盤は、ベッドから上方へ突出されたコラムと、このコラム上に上下移動可能に設けられた砥石台と、砥石台上に上下向きの砥石軸を介して回転可能に設けられた砥石と、ベッド上で前後方向へ移動されるテーブルと、テーブル上に形成されワークを上下向きの主軸を介し回転可能に支持するワーク保持手段とを備えている。
【０００５】
また、特許文献３に開示された研削盤は、主軸センタと心押センタを上下向きに配置し、水平向きの砥石軸を砥石送りテーブルにより前後（ｘ方向）、上下（Ｙ方向）に移動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１６９５０号公報
【特許文献２】特開平５−２１２６５８号公報
【特許文献３】特開２００４−２４９４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
工場内の作業現場の可視化を促進して工程管理などの容易化を図る上での「見える化」、及び安全性などの見地から機械高さは１．５ｍ以下であることが望ましいとされている。
【０００８】
上記各特許文献の研削盤は、一部の軸に垂直の軸を取り入れてはいるが、特許文献１、2の研削盤では、コラム上に砥石台を設けるために高さが高くなる。また、特許文献３の研削盤では、砥石送りテーブルが前後（ｘ方向）が長くなり、小型化は困難である。
【０００９】
このような状況下、本発明は、機械設置のための平面視広さが比較的小さく押さえられて工場内の省スペース化が図ることができる研削盤を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る研削盤は、ベッドに形成され、上下向き支軸を支持する下側軸支持部と、前記上下向き支軸回りの旋回可能に形成されたテーブルと、前記テーブル上で前記上下向き支軸から横方へ離間した位置に設けられた立向きの主軸と、前記主軸にワークを支持するワーク保持手段と、前記ベッド上の前記支軸とは水平方向に離間した位置に配設され、立向きの砥石軸により砥石を回転可能に保持する砥石機構部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ワークが上下向きの主軸と同体状に回転されつつ研削されるようになる立型としたこと、テーブルが上下向き支軸回りへ旋回されることで砥石とワークが近接離反される構成としたことにより、機械設置のための平面視広さを従来の研削盤よりも小さく抑えることが可能となり、工場内の省スペース化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る研削盤を正面から見た説明図である。
【図２】上記研削盤を上方から見た説明図である。
【図３】上記研削盤を左方から見た説明図である。
【図４】上記研削盤を右方から見た説明図である。
【図５】図１中の主軸台周辺を拡大した説明図である。
【図６】図３中の心押台周辺を拡大した説明図である。
【図７】上記研削盤に両センタ方式でワークを保持させた状態を示す説明図である。
【図８】上記研削盤の砥石機構部などの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係る研削盤の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１〜図８は本発明に係る研削盤の実施例を示すものである。
図１及び図２において、１００はベッド、１０１はコラム、１０２はテーブル、１０３はワーク保持手段、１０４は砥石機構部、そして１０５は制御盤である。
【００１５】
以下、各部について詳述する。
ベッド１００は床面ａ１に定置されるもので全体を略方形箱体とされており、底面部１、前面部２、左側面部３、右側面部４及び後面部５を備えている。前面部２の下部の左右箇所には図３などにも示すように凹み部ｂ１、ｂ２が形成されている。各凹み部ｂ１、ｂ２の下側ベッド部位にはジャッキボルト６が螺合され、ジャッキボルト６の下端には床面ａ１に支持される座金７が係着され、ジャッキボルト６の長さ途中にロックナットが螺合されている。図３及び図４に示すように、後面板５の下部の左右箇所には付加片８が突設され、この付加片８にジャッキボルト６が螺合され、ジャッキボルト６の下端には床面ａ１に支持される座金７が係着され、ここでもジャッキボルト６の長さ途中にロックナットが螺合されている。ベッド１００の上面板９の略中央位置でテーブル１０２の直下位置となる範囲にテーブル１０２に対応する大きさの透孔ｂ３が形成されている。この透孔ｂ３の直下である底面板１部分の上面に下側軸支持部ｃ１を構成した軸受筒１０がボルトを介して垂直に固定されている。この軸受筒１０の高さ途中の左右箇所に図３に示すような突部１０ａが形成されている。
【００１６】
コラム１０１はベッド１００の上面板９の後部上面から垂直上方へ突出され全体を逆Ｌ字形とされており、垂直な柱部１０１ａと水平な張り出し部１０１ｂとを備えている。張り出し部１０１ｂの前端部は上側軸支持部ｃ２とされていて、底面板１上の下側軸支持部ｃ１の真上箇所に、図３に示すように上下向き直支軸１１を下側へ張り出した状態に固設されている。
【００１７】
図３などにも示すように、テーブル１０２は、下側軸支持部ｃ２と上側軸支持部ｃ１との間に配置されており、上側水平部１０２ａと下側水平部１０２ｂとこれら水平部１０２ａ、１０２ｂを結合した連結部１０２ｃとを備えている。下側水平部１０２ｂの下面で前後長さ途中箇所には上下向き支軸１２が旋回軸として下方へ張り出した状態に固設されている。また上側水平部１０２ａの前端寄り箇所には上下向きの軸挿入孔ｄ１が形成されており、この軸挿入孔ｄ１内に上側の上下向き支軸１１が上方から挿入されている。そして上下向き支軸１１と軸挿入孔ｄ１との間に上下向き支軸１１に作用するラジアル力を支持する転がり軸受１３が装設されている。一方、下側の旋回軸１２と軸受筒１０との間の上部には上下向きのスラスト力を支持する転がり軸受１４が装設され、下部には旋回軸１２に作用するラジアル力を支持する転がり軸受１５が設けられている。これら転がり軸受１３、１４、１５はテーブル１０２が旋回軸１２及び上下向き支軸１１回りの方向Ｘへ旋回するのを円滑化させる上で寄与するものである。また、上下向き支軸１１を上下に離間した一対の上下側軸支持部ｃ１、ｃ２に両支持しているので、テーブル１０２を支える構造的な剛性が高められており研削精度を向上させている。
【００１８】
テーブル１０２の下側水平部１０２ｂと旋回軸１２との間にはテーブル１０２をＸ方向へ旋回させるためのテーブル駆動部１６が形成されている（尚、ここでＸ方向とは、砥石とワークとの間の距離を遠近させる方向である。）。テーブル駆動部１６はサーボモータ１７とウオーム歯車１８を備えている。サーボモータ１７は軸受筒１０と同体状に固定された箱状ケース１９に固定され出力軸を左右向きとされている。ウオーム歯車１８はウオーム１８ａとこれに噛み合わされた円環状のウオームホイール１８ｂとからなっている。ウオーム１８ａはサーボモータ１７の出力軸と結合され箱状ケース１９に回転自在に支持された回転軸２０の長さ途中にこの回転軸２０と同体に形成されている。テーブル１０２の下側水平部１０２ｂの下面と旋回軸１２の上端部の鍔部との間には環状支持部材２１が配置されている。この環状支持部材２１は旋回軸１２にボルトで固定されており、この環状支持部材２１の下面にウオームホイール１８ｂがボルトで固定されている。
【００１９】
上記ワーク保持手段１０３は、テーブル１０２の下側水平部１０２ｂの前部からなる主軸台２２を基礎としており、これの上部に主軸２３、主軸センタ２４、主軸駆動部２５、心押台２６及び心押センタ２７を備えている。図５に示すように、主軸台２２の上面には主軸２３を回転可能に配置するために上面の開放された凹み部ｅ１が形成されており、この凹み部ｅ１の左側には主軸回転駆動部２５を配置するための切欠部ｅ２が形成されている。そして主軸台２２の右側面にはドレッサ２２ａが右方への突出状に設けられており、その先端が研削要部である。
【００２０】
主軸２３は環状体であって、上面の半径途中位置に上方へ張り出した状態のピン部材２３ａが半径方向の位置調整可能且つ脱着可能に固設されている。この主軸２３は主軸台２２の凹み部ｅ１内に固定状に嵌着された軸受筒２８の内周面の上下に配設された転がり軸受２９ａ、２９ｂを介して一定高さ位置での回転自在に装設された回転支持軸２３ｂに支持され、転がり軸受２９ｃを介して、この回転支持軸２３ｂと同心状且つ回転自在に装着されている。一方、主軸回転駆動部２５は上下向きとされたサーボモータ３０を切欠部ｅ２に固定し、このサーボモータ３０の出力軸に固定された原動プーリ３１と、主軸２３の下部に固定された従動プーリ３２との間に無端状の伝動ベルト３３を掛け回した構成とされている。３０ａはサーボモータ３０の保護カバーである。
【００２１】
回転支持軸２３ｂの中心には主軸２３と同心の透孔が形成されており、この透孔の上部は上拡がりの雌テーパ状となっている。この透孔の上部に主軸センタ２４の雄テーパ状のシャンク部が密接状に嵌着され且つ円錐状先部を上側とされて抜き外し可能な固定状態となっている。この固定状態では主軸センタ２４は主軸２３と同心配置となっている。主軸２３の上端面上にはワークを主軸２３と同体状に固定させるための種々のワーク固定具３４が主軸センタ２４を取り囲むように装着される。
【００２２】
心押台２６は図６にも示すように、テーブル１０２の上側水平部１０２ａの前端面に上下位置調整機構３５を介して一定範囲内の上下位置変更調整可能に装設されている。心押台２６上には油圧シリンダなどのセンタ移動手段３６を介して上下移動される出力軸３７が設けられ、該出力軸３７に心押センタ２７が同心状に装着されている。心押台２６の上部にはセンタ移動手段３６を作動させるための操作ハンドル３８が設けられている。心押センタ２７は、操作ハンドル３８を横向き軸回りへ旋回させることにより出力軸３７と共に上下方向へ移動されるものとなっている。なお、３９は心押センタ２７を包囲するために出力軸３７の先部と心押台２６の固定部前面との間に装着された伸縮変形可能な筒状のゴムカバーである。
【００２３】
砥石機構部１０４はベッド１００上の右側に形成されており、図４にも示すようにガイド手段４０、砥石台４１、砥石軸４２、砥石４３、砥石回転駆動手段４４及び砥石上下駆動手段４５を備えている。ガイド手段４０は、ベッド１００から上方へ平行に突出された２本の円柱状体４６ａ、４６ｂを具備したものとなっており、２本の円柱状体４６ａ、４６ｂは剛性を増大させるため上端間を連結部材４７で結合されている。砥石台４１は円柱状体４６ａ、４６ｂのそれぞれに摺動可能且つ密接状に外嵌された上下向きの２つの円筒孔ｆ１、ｆ２を具備しており、砥石軸４２は砥石台４１の左寄り箇所に形成された上下向きの軸孔ｆ３内に挿通され、軸孔ｆ３内の上下箇所に設けられた転がり軸受４８ａ、４８ｂを介して砥石台４１の一定高さ位置で回転可能に支持されており、上端には砥石４３を固定する機構が形成される。砥石４３はプレーン形式或いはアンギュラ形式など適宜なものが使用される。そして砥石台４１の上部には砥石４３の左端側を除く外周囲を包囲した砥石カバー４９が固定されている。
【００２４】
砥石回転駆動手段４４は砥石台４１の後面に電動モータ５０がこれの出力軸５０ａが上下向きとなるように固定され、この出力軸５０ａの下端に固定された原動プーリ５１と砥石軸４２の下端に固定された従動プーリ５２との間に無端状の伝動ベルト５３を掛け回した構成とされている。なお、５４はベルトカバーである。
【００２５】
そして、砥石上下駆動手段４５は砥石４３を上下方向Ｚへ駆動するためのものであって、砥石台４１の２つの円筒孔ｆ１、ｆ２の間に形成された上下向きの透孔ｆ４の下部にナット体５５を固定し、一方ではベッド１００の右側面部４の外面に形成された凹み部ｂ４内にサーボモータ５６を固設してあり、またベッド１００の上面部９上でサーボモータ５６の真上となる箇所には軸受５７が固定され、この軸受５７に転がり軸受５８を介してネジ軸５９が回転可能に支持されている。そしてネジ軸５９はナット体５５内のボールネジに螺合されており、ネジ軸５９の下端とサーボモータ５６の出力軸とがカップリング６０により結合されている。
【００２６】
制御盤１０５はコラム１０１の背面に固設される共に内方にコンピュータを設けられ各部を数値制御により制御する。
【００２７】
上記のほか、ワーク保持手段１０３で保持されたワークと砥石４３との接触領域に研削液としての水を注ぐための研削液供給ノズル６１が位置調整可能に設けられる。
【００２８】
ベッド１００上にはコラム１０１、テーブル１０２、ワーク保持手段１０３、及び砥石機構部１０４などを包囲し内方が液密空間とされる箱状のケーシング６２が形成される。このケーシング６２の前面には、研削のためのケーシング６２内作業をベッド１００の前側の床面ａ１上に起立した操作者が行うための開閉カバー６２ａが設けられている。そして開閉カバー６２ａの右上部には、操作盤６３が設けられている。操作盤６３には、テーブル１０２の移動、ワーク保持手段１０３によるワークの保持や、砥石機構部１０４の制御をする操作スイッチや、研削を自動的に開始させるスイッチが設けられている。
【００２９】
この実施例の研削盤は、加工径が１０ｍｍ以下で、加工長が１００ｍｍ以下の加工能力を備えており、操作盤６３を除いた本体部の大きさは左右幅Ｌａが８００ｍｍで、前後長さＬｂが１０００ｍｍで、高さＬｈが１５００ｍｍである。
【００３０】
上記のように形成された研削盤は、例えば内燃機関の燃料噴射ノズルの外径研削などに使用されるのであり、以下その使用例及び作用などについて説明する。
【００３１】
図３中に示すように操作者ｍはベッド１００の前側の床面ａ１上に起立する。そして開閉カバー６２ａを開閉し、ワーク保持手段１０３の主軸２３に図５中に示すようにワーク固定具３４を介してワークを固定させる。
【００３２】
このようなワークの固定にはワークチャック方式と両センタ方式とがある。
ワークチャック方式には、心押センタ２７を使用する場合と、それを使用しない場合とがある。
【００３３】
ワークチャック方式には、心押センタ２７を使用する場合と、それを使用しない場合とがある。ワークチャック方式は、等角度間隔に円周状に配置された３つ以上の爪部ｇ１（図５）を有するチャックをワーク固定具３４として主軸２３の上端に固定しておく。心押センタ２７を使用する場合、操作者はワークＷｋの一端を爪部ｇ１で囲まれた中心に挿入し、ワークＷｋに形成されているセンタ穴ｈ１を主軸センタ２４の先端に嵌合させ、心押台２６（図６）上の操作レバー３８を旋回操作して心押センタ２７を下方移動する。その後、チャックの爪部ｇ１相互の間隔を狭めてワークＷｋの下部外周を強く把持する。
【００３４】
一方、心押センタ２７を使用しない場合は、爪部ｇ１で囲まれた中心にワークＷｋの一端を挿入し、この一端に形成されているセンタ穴ｈ１を主軸センタ２４の先端に嵌合させた後、爪部ｇ１相互の間隔を狭めてワークＷｋの下部外周を強く把持する。
【００３５】
他方、両センタ方式は、次のように行われる。
即ち、ワーク固定具３４を設けない状態の下で、操作者はワークＷｋの一端に形成されているセンタ穴ｈ１を主軸センタ２４の先端に嵌合させ、心押台２６上の操作レバー３８を旋回操作することにより、心押センタ２７の下端をワークＷｋの他端に形成されたセンタ穴ｈ１に嵌合させ、ワークＷｋが主軸センタ２４と心押センタ２７で挟まれ一定高さに位置決めされた状態とする。このように位置決めされたワークＷｋと主軸２３との間に、ワークＷｋの振れ回りを許容する状態で主軸２３の回転をワークＷｋに伝達する図７に示すような回転伝達具３４ｂを設ける。回転伝達具３４ｂとしては、ケレドライブ方式などがある。このケレドライブ方式は、ワークＷｋの下端部外周面に半径方向へ延びるケレｊ１をネジによる抱持力で固定し、一方では主軸２３上端面の偏心位置にケレｊ１と当接される真っ直ぐな付加部材ｊ２を設ける。そして、付加部材ｊ２が主軸２３の回転により主軸２３の中心線回りへ周回変位されるとき、付加部材ｊ２がケレｊ１に圧接してこのケレｊ１を押し移動させるものとする。この押し移動中、ワークＷｋはケレｊ１の振れ回りを許容された状態で主軸２３の回転を伝達される。
【００３６】
上記のようにワーク保持手段１０３にワークＷｋを保持させた後、操作者は、操作盤６３上のスイッチ操作により砥石４３の上下方向の位置（高さ）の基準点とワークＷｋの長手方向の位置（高さ）の基準点を整合させる座標合わせを行う。ワークＷｋの加工長さ範囲が砥石４３の上下方向幅以上であるときは、砥石４３を上下へ往復移動させるトラバース加工を行う必要があり、この場合、砥石台４１を上下移動させるため、その上下移動の範囲を座標値で設定する。
【００３７】
次に操作者ｍは操作盤６３上のスイッチ操作により、制御盤１０５に研削開始指令を入力する。この入力により、制御盤１０５から信号が発出され、この信号に基づいて、サーボモータ１７が回転作動し、この回転がウオーム１８ａ及びウオームホイール１８ｂを介してテーブル１０２に伝達される。これにより、テーブル１０２は旋回軸１２回りへ旋回され、ワークＷｋは初期位置から砥石４３へ向けて移動される。
【００３８】
一方では、先の研削開始指令に基づいて、発出される信号に基づいて、サーボモータ３０が回転作動し、この回転が主軸２３に伝達されてワークＷｋが主軸２３と共に回転され、また図示しない送液手段に信号が付与されて、研削液供給ノズル６１から研削液である水が砥石４３上のワーク研削領域に向け注がれる。
【００３９】
砥石４３がワークＷｋ近傍にアプローチした後は、制御盤１０５による自動的な制御により、サーボモータ１７が比較的低速で回転作動し、ワークＷｋはテーブル１０２と共に旋回し砥石４３中心へ向け予め定められた速度で移動する。この移動により、砥石４３はワークＷｋの外周面に接触し、ワークＷｋの切込が開始され、研削加工が実施される。加工中には、制御盤１０５が予め入力された情報に基づいてサーボモータ１７、３０、５６を制御する。したがって砥石４３は必要に応じて主軸２３の回転と関連しつつ砥石台４１と共に上下移動され、ワークＷｋは必要な加工を実施される。
【００４０】
ワークＷｋの研削が進行し、ワークＷｋの径が予定値に到達し研削が完了したとき、制御盤１０５はその完了時点を検出して、テーブル１０２を初期位置に戻して停止させ、主軸２３の回転や、研削液供給ノズル６１からの水供給を停止させ、砥石台４１を初期高さ位置へ移動させるように制御し、各部を次のワークＷｋの研削に備えた待機状態とする。
【００４１】
加工中において研削の完了時点を検出するには例えば次の２つの方法があり、１つは、研削中のワークＷｋの仕上がり径を定寸装置で直接に測定し、その測定結果値が研削完了の予定径に到達したときに定寸装置から発出される信号（定寸信号）に基づいて行う方法であり、他の１つは、テーブル１０２の旋回角度を表す座標上でワークＷｋ研削完了の予定径に対応する座標値（テーブル１０２の旋回角度値）を演算装置の演算処理で予測し、研削中のテーブル１０２の旋回角度値がこの予測した座標値に到達したときに演算装置から発出される信号（間接定寸信号）に基づいて行う方法である。
【００４２】
加工中のワークの加工が終了した後、操作者はベッド１００の前側の床面ａ１に立って開閉カバー６２ａを開閉操作することにより、主軸２３にワークＷｋを固定させたときの逆順で主軸２３からワークＷｋを分離させケーシング６２の外方へ取り出した後、次に研削すべきワークＷｋを既述したと同様に主軸２３に固定させる。以後、先の研削済みのワークＷｋの場合と同様に、操作者ｍや制御盤１０５の制御による研削処理が実行されるのであり、全てのワークＷｋの研削が終了したとき、操作盤６３のスイッチ操作により各部が初期位置に戻され各部の作動が停止される。
【００４３】
砥石の回転方向は、操作盤６３に対して前側から奥側へ移動する過程でワークを研削することから、砥石４３に注がれる研削液が砥石の回転による遠心力でベッド１００の前側の作業者へ飛散されるような現象は生じない。操作者はベッド１００の前側に位置した状態の下で研削中の加工状況の目視や必要な処置を研削液の飛散を受けることなく行え、研削作業を円滑且つ的確に遂行することができる。
【００４４】
上記研削処理において、砥石４３の使用時間が一定時間以上になると、砥石４３は偏摩耗により形状が不斉一になったり径が減少して、精度のよい加工が行われなくなる。これを防止するため、研削精度が低下しないうちに、制御盤１０５は自動制御によりドレッサ２２ａで砥石４３を研削し成形し、このときのテーブル１０２の旋回角度で砥石４３径を正確に認識し、この砥石４３径情報をその後の制御に反映させ、研削中の加工精度を維持する。
【００４５】
ドレス処理において、制御盤１０５はテーブル１０２を旋回させ砥石台４１を上下移動させて砥石４３の周面をドレッサ２２ａに当接させ、予定した切込量となるまで適当速度でドレッサ２２ａによる切込を行わせる。
【００４６】
研削作業中には、上記したようにテーブル１０２が上下向き支軸１１及び旋回軸１２の回りへ旋回されて砥石４３によるワークＷｋの切込やドレッサ２２ａによる砥石４３の切込が行われるようになるが、このさい上側の上下向き支軸１１と旋回軸１２が比較的大きく離反して位置された状態でテーブル１０２を支持するため、テーブル１０２の旋回中における上下向き支軸１１及び旋回軸１２の回りのラジアル方向の隙間に起因した、テーブル１０２の遊動は比較的小さく押さえられる。またテーブル駆動部１６がベッド１００内に形成されているため機械のコンパクト化が図られると共に重心が低位化されて機械の起立安定性が増すほかテーブル駆動部１６に他物が衝突する事態が防止されると共に機械の作動音の静粛化が図られる。
【００４７】
また砥石機構部１０４が、ベッド１００から上方へ平行に突出された２本の円柱状体４６ａ、４６ｂを具備したガイド手段４０と、円柱状体４６ａ、４６ｂのそれぞれに各別に摺動可能に外嵌された複数の円筒孔ｆ１、ｆ２を具備すると共に砥石４３を上下向きの砥石軸４２を介し回転可能に支持した構成の砥石台４１と、該砥石台４１上に設けられ砥石４３を砥石軸４２回りへ回転作動させる砥石回転駆動手段４４と、砥石台４１とベッド１００との間に形成され砥石台４１を上下方向Ｚへ移動させる砥石上下駆動手段４５とを備えた構成であることから、砥石機構部１０４をコラム１０１上に形成する場合に較べて、コラム１０１の小形軽量化が図られると共にガイド手段４０や砥石台４１をベッド１００上の比較的低い位置に位置させることができて機械の起立安定性が増すと共に砥石機構部１０４の剛性を大きくし易いのであり、また２本の円柱状体４６ａ、４６ｂが円筒孔ｆ１、ｆ２を介して砥石台４１を水平方向の外力に対して遊動の少ない状態に案内するものとなり、また砥石４３の横周囲や真上に他の部品などが存在しない構造となってワークＷｋの研削状況を目視し易くなるほか、砥石上下駆動手段４５のサーボモータ５６をベッド１００の平面視大きさ及び高さの範囲内に位置させることができて機械のコンバクト化や起立安定性の増大が図られるのである。
【００４８】
また砥石４３の外周囲のうち前側から後側へ移動する範囲を除いた箇所を包囲してなる砥石カバー４９を備え、この砥石カバー４９は砥石軸４２を回転可能に支持する非回転部材である砥石台４１と同体状に設けられ且つ、砥石４３が図２中の矢印方向ｋ１へ回転駆動され且つ、砥石４３の外面に供給された研削液が砥石４３の回転による遠心力でベッド１００上の前側へ飛散するのを遮断する構成とされていることから、ワークＷｋの研削中に、操作者ｍがベッド１００の前側の床面ａ１上に起立して開閉カバー６２ａを開放しても研削液が開放箇所から外方へ飛散することが防止され、研削のための作業が行い易くなる。
【００４９】
砥石加工及び砥石ドレス加工を実施する場合、操作盤６３でのデータ入力作業については、操作者は従来の円筒研削盤のように砥石送り（ワークの加工径設定）などの座標入力を直交座標系で行う。入力された座標値は、制御盤１０５内で極座標に変換されてテーブルの送り制御として用いられる。
【実施例２】
【００５０】
次に上記実施例の変形例について説明する。
図８に示すように変形することができる。即ち、上記実施例における砥石台４１が、砥石４３側の近傍部４１Ａとガイド手段４０側の近傍部４１Ｂとに二分され、かつこれら近傍部４１Ａと近傍部４１Ｂとが手動或いは動力駆動部４１ｃによる左右向き軸４１ｄ回りの位置調整可能に結合されることにより、砥石軸４２をその向きを変更調整可能としている、砥石４３はプレーン形式或いはアンギュラ形式の何れが装着される構成であってもよい。このようにすれば、研削加工形態の範囲が増大される。
【００５１】
そして、砥石４３はプレーン形式或いはアンギュラ形式の何れであっても、制御盤１０５による自動制御により、ドレッサ２２ａに当接されてドレスされる構成とする。これにより、一層便利に使用されるものとなる。
【００５２】
また上記実施例ではワーク保持手段１０３の心押センタ２７は動力で積極的に回転されるものではないが、主軸２３を回転させるサーボモータ３０と同期して回転する別のサーボモータを心押台２６上に設け、このサーボモータで心押センタ２７を回転駆動させるようにすることもできる。この場合、ワークＷｋは一端のセンタ穴ｈ１に主軸センタ２４の先部を嵌合させ、他端のセンタ穴ｈ１に心押センタ２７の先部を嵌合させ、これらセンタで挟み付け支持させ、各センタ２４、２７の回転をワークＷｋに伝達させるようにする。
【００５３】
上記実施例においては、上下向き支軸１１を上下に離間した一対の上下側軸支持部ｃ１、ｃ２に両支持したが、下側軸支持部ｃ１のみ上下向き支軸１１を支持させても良い。この場合、下側軸支持部ｃ１の構造的な剛性を高める必要があるが、上側軸支持部ｃ２（或いは、これが設けられるコラム１０１）が無くなるので装置の高さをより小型化できる。
【符号の説明】
【００５４】
１００ ベッド
１０１ コラム
１０２ テーブル
１０３ ワーク保持手段
１０４ 砥石機構部
１１ 上側の上下向き支軸
１２ 下側の上下向き支軸（旋回軸）
１７ サーボモータ
１８ａ ウオーム
１８ｂ ウオームホイール
２２ 主軸台
２２ａ ドレッサ
２３ 主軸
２４ 主軸センタ
２６ 心押台
３０ サーボモータ
３４ ワーク固定具（チャック）
３６ センタ移動手段
４１ 砥石台（非回転部材）
４２ 砥石軸
４３ 砥石
４４ 砥石回転駆動手段
４５ 砥石上下駆動手段
４６ ガイド手段
４６ａ 円柱状体
４６ｂ 円柱状体
４９ 砥石カバー
ｃ１ 上側軸支持部
ｃ２ 下側軸支持部
ｆ１ 円筒孔
ｆ２ 円筒孔
ｇ１ 爪部
ｇ１ 爪部
ｈ１ センタ穴
ｗｋ ワーク
Ｚ 上下方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッドに形成され、上下向き支軸を支持する下側軸支持部と、前記上下向き支軸回りの旋回可能に形成されたテーブルと、前記テーブル上で前記上下向き支軸から横方へ離間した位置に設けられた立向きの主軸と、前記主軸にワークを支持するワーク保持手段と、前記ベッド上の前記支軸とは水平方向に離間した位置に配設され、立向きの砥石軸により砥石を回転可能に保持する砥石機構部とを備えることを特徴とする研削盤。
【請求項２】
前記砥石機構部が、前記ベッドから上方へ突出されたガイド手段と、前記ガイド手段に摺動可能に外嵌された砥石台と、該砥石台上に設けられ前記砥石を前記砥石軸回りへ回転作動させる砥石回転駆動手段と、該砥石台と前記ベッドとの間に形成され該砥石台を上下方向へ移動させる砥石上下駆動手段とを備えてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の研削盤。
【請求項３】
前記ベッドから上方へ突出されたコラムと、該コラムの上部であって前記下側軸支持部の直上に形成された上側軸支持部とを有し、前記上下向き支軸は前記上側軸支持部と前記下側軸支持部により支持され、かつ前記テーブルは記上側軸支持部と前記下側軸支持部との間に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の研削盤。
【請求項４】
前記砥石軸はその向きを固定又は変更調整可能であり、且つ、プレーン形式或いはアンギュラ形式の前記砥石を装着されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の研削盤。
【請求項５】
前記ワーク保持手段は、前記主軸を回転させる主軸台と、該主軸台に対し上下方向上で離間され正対し、前記主軸と同心状に装着された心押センタを有する心押台とを備えてなり、前記主軸のみでワークを支持するか、或いは前記主軸と前記心押センタとの間にワークを挟んで支持するかの選択ができることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の研削盤。
【請求項６】
前記テーブルと同体状箇所にドレッサが設けられており、前記砥石が前記テーブルの旋回変位により前記ドレッサに当接され修正されることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の研削盤。
【請求項１】
ベッドに形成され、上下向き支軸を支持する下側軸支持部と、前記上下向き支軸回りの旋回可能に形成されたテーブルと、前記テーブル上で前記上下向き支軸から横方へ離間した位置に設けられた立向きの主軸と、前記主軸にワークを支持するワーク保持手段と、前記ベッド上の前記支軸とは水平方向に離間した位置に配設され、立向きの砥石軸により砥石を回転可能に保持する砥石機構部とを備えることを特徴とする研削盤。
【請求項２】
前記砥石機構部が、前記ベッドから上方へ突出されたガイド手段と、前記ガイド手段に摺動可能に外嵌された砥石台と、該砥石台上に設けられ前記砥石を前記砥石軸回りへ回転作動させる砥石回転駆動手段と、該砥石台と前記ベッドとの間に形成され該砥石台を上下方向へ移動させる砥石上下駆動手段とを備えてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の研削盤。
【請求項３】
前記ベッドから上方へ突出されたコラムと、該コラムの上部であって前記下側軸支持部の直上に形成された上側軸支持部とを有し、前記上下向き支軸は前記上側軸支持部と前記下側軸支持部により支持され、かつ前記テーブルは記上側軸支持部と前記下側軸支持部との間に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の研削盤。
【請求項４】
前記砥石軸はその向きを固定又は変更調整可能であり、且つ、プレーン形式或いはアンギュラ形式の前記砥石を装着されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の研削盤。
【請求項５】
前記ワーク保持手段は、前記主軸を回転させる主軸台と、該主軸台に対し上下方向上で離間され正対し、前記主軸と同心状に装着された心押センタを有する心押台とを備えてなり、前記主軸のみでワークを支持するか、或いは前記主軸と前記心押センタとの間にワークを挟んで支持するかの選択ができることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の研削盤。
【請求項６】
前記テーブルと同体状箇所にドレッサが設けられており、前記砥石が前記テーブルの旋回変位により前記ドレッサに当接され修正されることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の研削盤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−９８４２８（Ｐ２０１１−９８４２８Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５６２８６（Ｐ２００９−２５６２８６）
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（５９３１２７０２７）株式会社シギヤ精機製作所 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（５９３１２７０２７）株式会社シギヤ精機製作所 (19)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]