(57)【要約】【課題】主軸のテーパ穴の再研磨を工作機械に組み付けられたままの状態で行える研磨装置を提案するものであり、これによって主軸を機械から分解及び組付けするという面倒で時間の掛かる非能率的な作業を解消し、簡単便利で能率良く主軸のテーパ穴の再研磨が行えるようにする。【解決手段】工作機械Ｓに据付自在な台枠２と、工作機械Ｓの主軸のテーパ穴を研磨自在な回転研磨具２３を有する研磨機構５と、回転研磨具２３の台枠２に対する姿勢を可変設定可能な姿勢調節機構Ｂと、姿勢調節機構Ｂによって台枠２に対する姿勢が定められた状態の回転研磨具２３をその回転軸心Ｘ方向に移動自在な移動機構９とから、持ち運び自在な主軸穴研磨装置１を構成する。【選択図】図１  
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械に据付自在な台枠と、前記工作機械の主軸のテーパ穴を研磨自在な回転研磨具を有する研磨機構と、前記回転研磨具の前記台枠に対する姿勢を可変設定可能な姿勢調節機構と、前記姿勢調節機構によって前記台枠に対する姿勢が定められた状態の前記回転研磨具をその回転軸心方向に移動自在な移動機構と、から成る主軸穴研磨装置。
【請求項２】
前記姿勢調節機構は、前記研磨機構を前記台枠に対して横軸心回りに回動移動自在に支承するとともに、前記研磨機構の前記台枠に対する回動移動を阻止する係止機構を設けて、前記回転軸心の水平面に対する角度が増減調節自在な構造に構成されている請求項１に記載の主軸穴研磨装置。
【請求項３】
前記係止機構は、前記回転研磨具が前記横軸心回りに下降揺動するのを受止めるとともに、台枠に対する高さ調節が自在な載置具を設けて構成されている請求項２に記載の主軸穴研磨装置。
【請求項４】
前記移動機構は、前記台枠に前記姿勢調節機構を介して支持される受台と、前記研磨機構を支持するとともに前記受台に対してスライド移動自在に支持される往復台と、前記往復台を前記受台に対して往復スライド移動させるネジ送り手段とから構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の主軸穴研磨装置。
【請求項５】
前記ネジ送り手段は、前記受台に回転自在、かつ、軸方向移動不能に支承された螺軸と、この螺軸に螺合する状態で前記往復台に装備されたコマ部材とから成るとともに、前記螺軸を手動回転操作するための操作ハンドルが装備されている請求項４に記載の主軸穴研磨装置。
【請求項６】
前記台枠は、工作機械に載置して据付けるための底板と、前記研磨機構を姿勢調節機構を介して支持すべく前記底板の左右端部から立ち上がる左右の側板と、これら側板の後端部どうしを連結する背板とから成る略箱状のものに構成されるとともに、前記背板には、前記操作ハンドルを外部から手動回動操作するための操作用大孔が形成されている請求項５に記載の主軸穴研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は旋盤やフライス盤等の工作機械における主軸のテーパ穴を、分解して移動することなく機械に据え付けられたままの状態で再研磨できるようにする主軸穴研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、マシニングセンタ等の工作機械における主軸のテーパ穴は長期間の使用で摩耗や疵が付くことがあり、そうなると加工制度に影響が出ることから一定期間又は一定使用時間が経過するとテーパ穴を研磨（研削）し直す再研磨処理が行われる。この再研磨処理を行うには、主軸を工作機械から分解して取外し、専用の内面研削盤にセットして研磨するものであった。
【０００３】
しかしながら、この主軸を取り外して再研磨する手段は大変面倒であるとともに、時間も多く掛かる能率の悪いものであったため、何らかの対策が望まれているものであった。尚、工作機械の主軸の着脱に関する例としては、特許文献１において開示されたものが知られている。
【特許文献１】特開２００３−１５９６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような実情に鑑みることにより、本発明の目的は、主軸のテーパ穴の再研磨を工作機械に組み付けられたままの状態で行える研磨装置を提案するものであり、これによって主軸を機械から分解及び組付けするという面倒で時間の掛かる非能率的な作業を解消し、簡単便利で能率良く主軸のテーパ穴の再研磨が行えるようにする点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の構成は、主軸穴研磨装置において、工作機械に据付自在な台枠２と、前記工作機械の主軸４３のテーパ穴４６を研磨自在な回転研磨具２３を有する研磨機構５と、前記回転研磨具２３の前記台枠２に対する姿勢を可変設定可能な姿勢調節機構Ｂと、前記姿勢調節機構Ｂによって前記台枠２に対する姿勢が定められた状態の前記回転研磨具２３をその回転軸心Ｘ方向に移動自在な移動機構９と、から成ることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の構成は、請求項１に記載の主軸穴研磨装置において、前記姿勢調節機構Ｂは、前記研磨機構５を前記台枠２に対して横軸心Ｐ回りに回動移動自在に支承するとともに、前記研磨機構５の前記台枠２に対する回動移動を阻止する係止機構６を設けて、前記回転軸心Ｘの水平面に対する角度θが増減調節自在な構造に構成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の構成は、請求項２に記載の主軸穴研磨装置において、前記係止機構６は、前記回転研磨具２３が前記横軸心Ｐ回りに下降揺動するのを受止めるとともに、台枠２に対する高さ調節が自在な載置具６Ｂを設けて構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の構成は、請求項１〜３の何れか一項に記載の主軸穴研磨装置において、前記移動機構９は、前記台枠２に前記姿勢調節機構Ｂを介して支持される受台３と、前記研磨機構５を支持するとともに前記受台３に対してスライド移動自在に支持される往復台４と、前記往復台４を前記受台３に対して往復スライド移動させるネジ送り手段ｎとから構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の構成は、請求項４に記載の主軸穴研磨装置において、前記ネジ送り手段ｎは、前記受台３に回転自在、かつ、軸方向移動不能に支承された螺軸１０と、この螺軸１０に螺合する状態で前記往復台４に装備されたコマ部材１４とから成るとともに、前記螺軸１０を手動回転操作するための操作ハンドル１１が装備されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の構成は、請求項５に記載の主軸穴研磨装置において、前記台枠２は、工作機械に載置して据付けるための底板２ａと、前記研磨機構５を姿勢調節機構Ｂを介して支持すべく前記底板２ａの左右端部から立ち上がる左右の側板２ｃ，２ｄと、これら側板２ｃ，２ｄの後端部どうしを連結する背板２ｂとから成る略箱状のものに構成されるとともに、前記背板２ｂには、前記操作ハンドル１１を外部から手動回動操作するための操作用大孔７が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の構成によれば、台枠に姿勢調節機構及び移動機構を介して研磨機構が装備されて主軸穴研磨装置としてあるので、この主軸穴研磨装置を持ち運びして工作機械に据付自在、即ち主軸は工作機械に組付けられたままで主軸穴研磨装置を運んできてテーパ穴の研磨を行うことができる。つまり、主軸穴研磨装置を工作機械に持って行けるので、テーパ穴を再研磨するに当たり、主軸を工作機械から分解及び組付けするという面倒で時間の掛かる非能率的な作業が不要になって解消され、簡単便利で能率良く主軸のテーパ穴の再研磨が行えるようになる。
【００１２】
請求項２の構成によれば、姿勢調節機構によって回転研磨具の水平面に対する角度が増減調節自在であるから、水平な回転軸心を有する主軸即ちテーパ穴をその最下端位置においてテーパ穴内周面に沿う状態で略主軸回転軸心方向に回転研磨具を移動させて研磨することができる。つまり、回転研磨具の回転軸心と主軸の回転軸心とが平面視において一致するように台枠を工作機械にセットすることにより、回転研磨具の姿勢調節としては水平面に対する（台枠に対する）上下角度の位置を調節設定するだけで良いものとなり、例えば、上下角度と左右の旋回角度とを調節する構造に比べて、調節要素が最も少なくて済み、構造簡単で部品数も少なく廉価に主軸穴研磨装置を提供することができる。
【００１３】
請求項３の構成によれば、回転研磨具を横軸心回りで揺動自在とする枢支構造と、その下降揺動する回転研磨具を受止める載置具とを設けるだけの簡単な構造で済み、構造簡単で廉価に姿勢調節機構を構成できる利点がある。
【００１４】
請求項４の構成によれば、台枠側の受台と研磨機構側の往復台とを用いて精度良くスライド移動自在に支持できるとともに、ネジ送り手段によって往復台、即ち研磨機構をガタつきの少ない精度の良い状態で、かつ、無理なく少しずつスライド移動させることができる。つまり、回転研磨具を触れなく一定の送り速度で精度良く送り出し移動)できるので、主軸テーパ穴の再研磨処理を仕上げ精度に優れる状態で行える主軸穴研磨装置を提供することができる。
【００１５】
請求項５の構成によれば、操作ハンドルを手指操作によって回動あっせることで螺軸を回動させ、螺軸に螺合しているコマ部材即ち往復台をスライド移動させることができる。つまり、移動機構は、電動モータ等の駆動減を持たない手動操作式に構成されており、回転研磨具を移動させるという必要な機能を得ながら、構造簡単で廉価なものとすることができる。
【００１６】
請求項６の構成によれば、研磨機構を支持する台枠を、底板と左右の側板と背板との４面から成る略箱状のものに構成したので、研磨機構を下方、左右側亜方、及び後方からガードしながら強度や剛性に富むものとすることができるとともに、操作ハンドルを手動で回動操作するための操作用大孔を背板に形成してあるから、背板は研磨機構に近づけて、即ち、主軸穴研磨装置をコンパクトに構成しながらも回転研磨具のスライド移動が支障なく行える合理的なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明による主軸穴研磨装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は主軸穴研磨装置の全体側面図、図２は図１の主軸穴研磨装置の矢視Ａ図、図３は駆動研磨機構の構造を示す側面図、図４はギヤ増速機構の一部を示す側面図、図５は主軸テーパ穴の研磨状況を示す作用図、図６は種類の異なる研磨工具が装着された研磨機構の要部を示す側面図、図７は旋盤による通常の作業状態を示す全体図、図８は主軸穴研磨装置を旋盤に装備させた状態を示す概略の全体図である。
【実施例１】
【００１８】
主軸穴研磨装置１は、図１、図２に示すように、工作機械（図示省略）に据付け自在なイケール構造の台枠２と、この台枠２に左右向きの第１支点Ｐで傾倒可能に支持される受台３と、受台３に前後スライド自在に支持される往復台４と、往復台４の上面に取付固定される駆動研磨機構５とから構成されている。
【００１９】
台枠２は、棒状載置具（係止機構の一例）６を有する底板２ａと、操作用大孔７が形成される背板２ｂと、これら底板２ａ及び背板２ｂを左右から挟込んでボルト止め一体化する略三角形の左右側板２ｃ，２ｄとから構成されている。左右の側板２ｃ，２ｄには、受台３の脚部３Ａの左右に形成された突出軸部３ａを回動自在に内嵌する軸受孔８が形成されている。棒状載置具６は、底板２ａに起立固定された棒状本体６Ａと、ナット６ｎの操作によって昇降移動可能に棒状本体６Ａの頂面に螺設されたピン部材（載置具の一例）６Ｂとから構成されている。尚、左右の側板２ｃ，２ｄの外側には、紐掛け用のフック２９（図２参照）が固定されている。
【００２０】
受台３は、往復台４を前後スライド自在に嵌合支持するベース３Ｂと、このベース３Ｂの下面側に位置する脚部３Ａと、この脚部３Ａの左右の突出軸部３ａと、手動移動機構９とから構成されている。ベース３Ｂは、第１支点Ｐによる左右側板２ｃ，２ｄに枢支されるとともに、前端部が棒状載置具６で受止め支持される略三点支持構造によって台枠２支持にされている。故に、ピン部材６Ｂの高さ位置を調節することにより、受台３の先端上がり傾斜角を増減調節設定することができる。
【００２１】
手動移動機構（移動機構の一例）９は、ベース３Ｂの背面に取付けられる軸受部材１２を用いてベース３Ｂの後部に回転自在で、かつ、前後移動不能に嵌装される螺軸１０と、その螺軸１０の後方突出軸部１０ｂに取付けられる操作ハンドル１１と、ベース３Ｂの螺軸１０の上側部分に形成された前後に長い長孔１３を通して螺軸１０に螺合されるコマ部材１４とから構成されている。
【００２２】
コマ部材１４は、駆動研磨機構５を支持する往復台４の後部に上下貫通状態で埋設内嵌されており、その下部には螺軸１０のネジ部１０ａに周方向の所定長さでもって螺合（噛合う）する噛合部１４ｂを有している。コマ部材１４は、蓋１５とボルト１６とによって往復台４に装備されている。つまり、操作用大孔７から手指操作でハンドル１１を回して螺軸１０を回動すれば、これに螺合されているコマ部材１４が軸方向、即ち前後方向に動くから、コマ部材１４を有する往復台４を螺軸１０の軸方向である矢印イ方向（略前後方向）に正逆にスライド移動させることができる。
【００２３】
往復台４は、ベース３Ｂにスライド移動自在に嵌合支持される下部台部分４Ａと、これの上側に位置する上部支持部分４Ｂとから成り、コマ部材１４はこれら移動台部４Ａ及び支持台部４Ｂとの双方を上下に貫通する状態で装備されている。往復台４は、図１に示される状態が受台３に対して最も後退した位置であり、操作ハンドル１１の層により、仮想線せ示す突出位置までスライド移動させることができる。
【００２４】
駆動研磨機構５は、モータ部１７と、支持枠部１８と、変速部１９と、研磨工具２１を支持する軸受部２０とから構成されている。支持枠部１８は、上部支持部分４Ｂにボルト止め載置されるとともに、変速部の一部を兼ねる側面視で逆Ｌ字状の部材であり、駆動研磨機構５を往復台４に固定支持させている。研磨工具２１は、軸受部２０に着脱自在に挿入支持される支承筒２２と、この支承筒２２に回転自在に支持される砥石（回転研磨具の一例）２３とから成っている。つまり、モータ部１７に導通して駆動回転すれば、その回転数を変速部１９で増速して砥石２３を高速で回転駆動することができる。
【００２５】
駆動研磨機構５について詳しく説明する。図３、図４に示すように、変速部１９及び支持枠部１８は、モータ部１７のモータ軸１７ａの回転数を増速して軸受部２０の出力軸２０Ａに伝達するギヤ増速機構２４を内蔵している。即ち、モータ軸１７ａに嵌装されたピニオン大ギヤ２５と中間軸２６の小ギヤ２６ａとが咬合し、かつ、中間軸２６の大ギヤ２６ｂと出力軸２０Ａの小ギヤ２０ａとが咬合する２段増速構造に構成されている。尚、中間軸２６は、支持枠部１８と変速部１９とに跨って回転自在に支承されている。
【００２６】
研磨工具２１の支承筒２２は、砥石２３の軸部２３ａを一体回転状態に内嵌する回転軸２７を内装しており、その回転軸２７の基端部と軸受部２０の出力軸２０Ａの先端部とが凹凸係合による継手部２８により、一体回転状態に伝道連結されている。また、支承筒２２の基端部が軸受部２０の先端部に内嵌自在に形成されており、この支承筒２２の軸受部２０への挿入に伴って出力軸２０Ａと回転軸２７とが連動連結される。
【００２７】
次に、主軸孔研磨装置１の旋盤への装着並びに研磨について説明する。先に、図７に一般的な旋盤について簡単に説明する。旋盤Ｓは、旋盤本体を構成するベッド４１と、これの一方の端部に設けられた駆動部４２と、駆動部４２に軸受５０を介して支承された主軸４３と、ベッド４１の他方の端部に主軸４３の軸方向に移動可能に設けられた心押台４４と、心押台４４に保持される心押センター４５等から構成されている。主軸４３には、その端部に形成されたテーパ穴４６（後述）を利用してチャック４７が取付けられており、このチャック４７の爪４８に一方の軸端ｇ１が把持固定され、かつ、心押センター４５に支持される他方の軸端ｇ２を有するワーク（被加工対象物）Ｇが装備されている。この駆動回転されるワークＧは、例えば、仮想線で示す切削工具（バイト）４９によって端面研削される。
【００２８】
旋盤Ｓに主軸孔研磨装置１を装着するには、次のように行う。即ち、図８に示すように、チャック４７を主軸４３から取り去り、主軸４３の端部並びにテーパ穴４６が露出された状態としてから、主軸孔研磨装置１をベッド４１における主軸４３近くの箇所に載置する。それから、軸受部２０の、即ち研磨工具２１（砥石２３）の回転軸心Ｘと主軸４３の軸心Ｚとが平面視において一致するように、かつ、所定の高さ位置となるように台枠２を位置調節した後、台枠２をベッド４１上にボルトなどを用いて固定する。次に、棒状載置具６の高さを調節し、回転軸心Ｘの水平線Ｈとなす傾斜角θ（図１参照）が主軸４３のテーパ穴４６の傾斜角度に合致するよう微調整する。
【００２９】
主軸穴研磨装置１のセット操作が終わると、旋盤Ｓを起動させて主軸４３を所定の回転数で回転させ、それからハンドル１１を人為操作で回し、図５に示すように、受台３を、即ち研磨機構５を突出方向にスライド移動させ、テーパ穴４６の内周面を、開口部側から内奥側に架けて４研磨する再研削処理を行う。尚、便宜上、図５においては、主軸４３の軸心Ｚと平行となる水平線Ｈが傾斜し、本来傾斜している軸受部２０の回転軸心Ｘが水平となる状態で描いてある。再研削処理が終了すると、旋盤Ｓを停止させ、主軸孔研磨装置１をベッド４１から外して移動し、取り外されていたチャック４７を主軸４３に組付けるのである。
【００３０】
例えば、支持枠部１８を往復台４に対して上下方向に位置調節自在に支持させることにより、駆動研磨機構５を旋盤Ｓに対して高さ位置の調節が可能となる高さ調節機構を設け、主軸４３に対する高さ位置の微調整や研磨代（研磨量）の調節が簡単で便利に行えるようにしても良い。また、支持枠部１８を往復台４に対して旋回移動可能に支持する旋回調節機構を設けて、テーパ穴４６に対する砥石２３の位置調節操作の簡単化や正確さ向上等が可能となるように構成しても良い。さらに、螺軸１０を電動モータ等を用いても往復台４の往復移動を駆動スライドさせる機構を追加しても良い。
【００３１】
参考として図６に研磨工具２１を別のものに交換した場合を示す。この研磨工具２１’は、砥石２３’の径や幅が図３等に示す砥石２３と異なるとともに、支承筒２２’の径や形状も図３に示す支承筒２２と異なっているが、軸受部２０への挿入構造、及び継手部２８の構造は同じである。
【００３２】
本実施例においては、螺軸１０とコマ部材１４とでネジ送り手段ｎが構成され、突出軸部３ａと軸受孔８とが横軸心Ｐで相対回動自在に嵌合する構造と棒状載置具６とで姿勢調節機構Ｂが構成されているものである。尚、移動機構９を、電動モータ等の駆動源を有した駆動型に構成しても良く、また、姿勢調節機構も駆動型に構成することも可能である。
【００３３】
以上説明したように、本発明による主軸穴研磨装置１は、工作機械Ｓに据付自在な台枠２と、工作機械Ｓの主軸４３のテーパ穴４６を研磨自在な回転研磨具２３を有する研磨機構５と、回転研磨具２３の台枠２に対する姿勢を可変設定可能な姿勢調節機構Ｂと、姿勢調節機構Ｂによって台枠２に対する姿勢が定められた状態の回転研磨具２３をその回転軸心Ｘ方向に移動自在な移動機構９と、から成ることを特徴とする。これにより、台枠２に姿勢調節機構Ｂ及び移動機構９を介して研磨機構５が装備されて主軸穴研磨装置１としてあるので、この主軸穴研磨装置１を持ち運びして工作機械Ｓに据付自在、即ち主軸４３は工作機械Ｓに組付けられたままで主軸穴研磨装置１を運んできてテーパ穴４６の研磨を行うことができる。つまり、主軸穴研磨装置１を工作機械Ｓに持って行けるので、テーパ穴４６を再研磨するに当たり、主軸４３を工作機械Ｓから分解及び組付けするという面倒で時間の掛かる非能率的な作業が不要になって解消され、簡単便利で能率良く主軸のテーパ穴の再研磨が行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】主軸穴研磨装置の全体側面図
【図２】図１の主軸穴研磨装置を矢視Ａ方向から見た図
【図３】研磨機構の構造を示す一部切欠き視の側面図
【図４】ギヤ増速機構の構造を示す要部の側面図
【図５】主軸テーパ穴の研磨状況を示す作用図
【図６】種類の異なる研磨工具が装着された研磨機構の要部を示す側面図
【図７】旋盤による通常の作業状態を示す全体図
【図８】主軸穴研磨装置を旋盤に装備させた状態を示す概略の全体図
【符号の説明】
【００３５】
１          主軸穴研磨装置
２          台枠
２ａ        底板
２ｂ        背板
２ｃ，２ｄ  側板
３          受台
４          往復台
５          研磨機構
６          係止機構
６Ｂ        載置具
７          操作用大孔
９          移動機構
１０        螺軸
１１        操作ハンドル
２３        回転研磨具
４３        主軸
４６        テーパ穴
ｎ          ネジ送り手段
Ｂ          姿勢調節機構
Ｐ          横軸心
Ｘ          回転研磨具の回転軸心
θ          回転研磨具回転軸心の水平面に対する角度
【図１】
2006035371.tif 000003
【図２】
2006035371.tif 000004
【図３】
2006035371.tif 000005
【図４】
2006035371.tif 000006
【図５】
2006035371.tif 000007
【図６】
2006035371.tif 000008
【図７】
2006035371.tif 000009
【図８】
2006035371.tif 000010