(57)【要約】【課題】  荒研削時に砥石軸における過度の撓み発生を防止することができ、安定した粗研削加工を行うことができる砥石車装置及びこれを備えた研削盤を提供する。【解決手段】  砥石軸３１のワーク反加工領域Ａ側への移動を規制するためのローラ４０，４１を備えたことを特徴とする。このため、ワークの粗研削加工時には砥石軸３１が研削抵抗によってワーク反加工領域Ａ側に撓むと、この撓み力を受けてその一部を矯正するような作用力をローラ４０，４１が砥石軸３１に付与し、砥石軸３１のワーク反加工領域Ａ側への移動が規制される。これにより、砥石軸３１においては許容範囲内の剛性・負荷容量を得ることができる。【選択図】        図３
2006150483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石台に対して回転可能に片持ち支持され、回転駆動装置によって回転駆動可能な砥石軸と、
前記砥石軸の自由端部に取り付けられ、ワークを研削する砥石車とを備えた砥石車装置であって、
前記砥石軸のワーク反加工領域側への移動を規制するための移動規制手段をさらに備えたことを特徴とする砥石車装置。
【請求項２】
前記移動規制手段は、前記砥石軸の外周面に接触可能な形状を有し、前記砥石台に前記砥石軸と平行な支持軸を有する回転体である請求項１に記載の砥石車装置。
【請求項３】
前記移動規制手段は、前記砥石軸の外周円上に同一面内における前記砥石車の軸心とワーク研削点とを結ぶ仮想延長線から等間隔をもって互いに並列する１対のローラからなる請求項１又は２に記載の砥石車装置。
【請求項４】
前記支持軸は、前記砥石台に軸受を介して回転可能に支承されている請求項２又は３に記載の砥石車装置。
【請求項５】
前記支持軸は、前記砥石軸と平行な仮想線に沿って進退可能に前記砥石台に対し配設されている請求項２から４のいずれか１項に記載の砥石車装置。
【請求項６】
砥石台に対して回転可能に片持ち支持され、回転駆動装置によって回転駆動可能な砥石軸と、
前記砥石軸の自由端部に取り付けられ、ワークを研削する砥石車とを有する砥石車装置を備えた研削盤であって、
前記砥石車装置は、請求項１から５のいずれか１項に記載の砥石車装置であることを特徴とする研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、円筒状のワークを研削する砥石車装置及びこれを備えた研削盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、工作機械としての研削盤は、ワークテーブル及び砥石台を搭載するベッドと、回転駆動装置によって回転駆動可能な砥石軸及びワークを研削する砥石車を有する砥石車装置とを備え、全体の駆動がコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）装置によって制御される。
【０００３】
従来、この種の研削盤においては、砥石車の取り付け・取り外し（交換）や保守・点検の作業性が容易であることから、砥石軸を砥石台に対して回転可能に片持ち支持してなるものが採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このような研削盤においては、砥石軸の剛性を高くし、安定した研削加工を実現することが要求される。
【０００５】
ところで、研削盤においては、近年における砥石車の小型化（小径化）に伴い、砥石車（砥粒層）の加工量（加工時間）を十分に確保する面から、またワークテーブル上の心押し台等との干渉を回避するために、砥石軸を支持する軸受の外径をできるだけ縮小することが行われる。
【特許文献１】特開平７−４０２３７号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に示す研削盤においては、軸径の外径を縮小すると、砥石軸の軸径が縮小され、その剛性・負荷容量が低下するため、荒研削時に砥石軸が過度に撓み、安定した粗研削加工を行うことができないという問題がある。このことは、精（仕上げ）研削時と比べ粗（荒）研削時において顕著である。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、荒研削時に砥石軸における過度の撓み発生を防止することができ、もって安定した粗研削加工を行うことができる砥石車装置及びこれを備えた研削盤を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明（第１の発明）の砥石車装置は、砥石台に対して回転可能に片持ち支持され、回転駆動装置によって回転駆動可能な砥石軸と、前記砥石軸の自由端部に取り付けられ、ワークを研削する砥石車とを備えた砥石車装置であって、前記砥石軸のワーク反加工領域側への移動を規制するための移動規制手段をさらに備えたことを特徴とする。
第１の発明の砥石車装置によれば、ワークの粗研削加工時には砥石軸が研削抵抗によってワーク反加工領域側に撓むと、この撓み力を受けてその一部を矯正するような作用力を移動規制手段が砥石軸に付与し、砥石軸のワーク反加工領域側への移動が規制される。これにより、粗研削時に砥石軸における過度の撓み発生を防止することができ、安定した粗研削加工を高能率で行うことができる。一方、精研削時には、研削抵抗が小さいため、砥石軸が移動規制手段に当接するような撓みが発生せず、砥石軸のみの安定した回転動作となり、精度の高い研削加工を行うことができる。
【０００９】
（２）上記（１）に記載の砥石車装置において、前記移動規制手段は、前記砥石軸の外周面に接触可能な形状を有し、前記砥石台に前記砥石軸と平行な支持軸を有する回転体であることが好ましい。
このように構成されているため、粗研削時に砥石軸の当接によって回転体が回転すると、砥石軸の回転駆動力を大きく増加させることなく砥石軸の受ける研削抵抗が低減できる。
【００１０】
（３）上記（１）又は（２）に記載の砥石車装置において、前記移動規制手段は、前記砥石軸の外周円上に同一面内における前記砥石車の軸心とワーク研削点とを結ぶ仮想延長線から等間隔をもって互いに並列する一対のローラからなることが好ましい。
このように構成されているため、粗研削時に砥石軸からの負荷抵抗が一対のローラに均等に分散され、バランスの良好な砥石軸の回転動作を得ることができる。
【００１１】
（４）上記（２）又は（３）に記載の砥石車装置において、前記支持軸は、前記砥石台に軸受を介して回転可能に支承されていることが好ましい。
このように構成されているため、支持軸が砥石台に軸受を介して回転することにより、砥石軸の回転駆動力を大きく増加させることなく砥石軸の受ける研削抵抗が低減できる。
【００１２】
（５）上記（２）から（４）のいずれかに記載の砥石車装置において、前記支持軸は、前記砥石軸と平行な仮想線に沿って進退可能に前記砥石台に対し配設されていることが好ましい。
このように構成されているため、砥石軸に対して移動規制手段を接近させるには、支持軸を仮想線に沿って砥石軸側に進行させることになる。一方、砥石軸側から移動規制手段を離間させるには、支持軸を仮想線に沿って砥石軸側から退避させることになる。これにより、砥石車の交換時には、移動規制手段を砥石軸から離間する方向に移動させると、砥石車を交換するための十分なスペースを移動規制手段と砥石軸との間に確保することができる。
【００１３】
（６）本発明（第２の発明）の研削盤は、砥石台に対して回転可能に片持ち支持され、回転駆動装置によって回転駆動可能な砥石軸と、前記砥石軸の自由端部に取り付けられ、ワークを研削する砥石車とを有する砥石車装置を備えた研削盤であって、前記砥石車装置は、上記（１）から（５）のいずれかに記載の砥石車装置であることを特徴とする。
第２の発明の研削盤によれば、ワークの粗研削加工時には砥石軸が研削抵抗によってワーク反加工領域側に撓むと、この撓み力を受けてその一部を矯正するような作用力をローラが砥石軸に付与し、砥石軸のワーク反加工領域側への移動が規制される。これにより、安定した粗研削加工を高能率に行うことができる研削盤が得られる。一方、精研削時には、研削抵抗が小さいため砥石軸がローラに当接するような撓みが発生せず、砥石軸のみの安定した回転動作となり、精度の高い研削加工を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る砥石車装置を備えた研削盤（円筒研削盤）を示す平面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る砥石車装置を示す断面図である。図３は、本発明の実施の形態に係る砥石車装置における移動規制部材によって砥石軸が移動規制された状態を示す断面図である。図４は、本発明の実施の形態に係る砥石車装置における移動規制手段の進退動作を説明するために示す断面図であり、図４（ａ）は、非研削位置における移動規制手段を示す断面図、図４（ｂ）は、研削位置における移動規制手段を示す断面図である。
【００１５】
（各部の構成）
図１において、円筒研削盤１は、基台部としてのベッド２と、ワークＷを研削加工するための砥石車装置３と、砥石車装置３における砥石軸３１のワーク反加工領域Ａ側への移動を規制するための移動規制部４と、ワークＷを支持して回転駆動するためのワーク支持・回転駆動装置５と、ワーク支持・回転駆動装置５及び砥石車装置３等を駆動制御するＮＣ（数値制御）装置（図示せず）とによって大略構成されている。
【００１６】
ベッド２上には、図１に示すように、第１移動装置（図示せず）によって±Ｘ軸方向に進退可能な砥石台２１及び第２移動装置（図示せず）によって±Ｚ軸方向に進退可能なワークテーブル２２が搭載されている。
【００１７】
砥石車装置３は、図１に示すように、砥石軸３１及び砥石車３２を有し、砥石台２１上に配設されている。そして、回転駆動モータ（図示せず）によって駆動されるように構成されている。
【００１８】
砥石軸３１は、図２に示すように、砥石台２１上に軸受３３を介して回転可能に片持ち支持され、各外径が互いに異なる複数の軸部３１Ａ〜３１Ｃ等を有する段付きシャフトによって形成されている。そして、回転駆動装置（砥石車装置３の回転駆動モータ）によって回転駆動されるように構成されている。
【００１９】
軸部３１Ａは、他の軸部３１Ｂ，３１Ｃの外径より大きい外径をもち、流体軸受等の軸受３３に回転可能に支承されている。軸部３１Ａの反砥石車側端部にはプーリ５０６が固着されている。これにより、回転駆動装置（砥石車装置３の回転駆動モータ）からの回転駆動力が伝達ベルト５０７を介してプーリ５０６に伝達され、このプーリ５０６の回転によって砥石軸３１が回転駆動される。軸部３１Ａの反プーリ側端面の周縁部には、砥石車３２のプーリ側への移動を規制するホイールストッパ３４が設けられている。また、軸部３１Ａの反プーリ側端面部（ホイールストッパ側端面部）には、円周方向に等間隔をもって並列する複数（図２では２個）のボルト取付孔３５，３５，…が設けられている。
【００２０】
軸部３１Ｂは、軸部３１Ａの外径と軸部３１Ｃの外径の中間寸法の外径をもち、軸部３１Ａの反プーリ側端面の中央部に連設されている。
【００２１】
軸部３１Ｃは、他の軸部３１Ａ，３１Ｂの各外径より小さい外径をもち、軸部３１Ｂの反プーリ側端面の中央部に連設されている。
【００２２】
砥石車３２は、図２に示すように、ホイール３２Ａ及び砥粒層３２Ｂを有し、砥石軸３１の自由端部（軸部３１Ａ）にボルト３６によって取り付けられている。そして、砥石軸３１と共に回転駆動されるように構成されている。
【００２３】
ホイール３２Ａは、全体が環状板からなり、そのホイール片側端面をホイールストッパ３４に圧接して砥石軸３１の軸部３１Ｂに保持されている。ホイール３２Ａには、複数のボルト取付孔３５，３５，…にそれぞれ対応する複数のボルト挿通孔３２ａ，３２ａ，…が設けられている。
【００２４】
砥粒層３２Ｂは、ホイール３２Ａの外周面に配設され、砥石車３２（砥石軸３１）の回転によってワークＷを研削するように構成されている。
【００２５】
移動規制部４は、図３に示すように移動規制部材としての１対のローラ４０，４１を有する回転手段からなり、砥石台２１に流体軸受等の軸受４２（図２に示す）を介して回転可能に支承されている。このため、粗研削時に矢印Ｍ方向に回転する砥石軸３１（軸部３１Ｃ）が研削抵抗によって図３に２点鎖線で示す位置から図３に実線で示す位置に移動すると、砥石軸３１から受ける回転接触抵抗によってローラ４０，４１が矢印ｍ，ｎ方向にそれぞれ回転することになる。これにより、砥石軸３１の当接によってローラ４０，４１が回転すると、砥石軸３１の受けるローラ４０，４１からの研削抵抗を低減できる。
【００２６】
ローラ４０，４１は、図３に示すように、砥石軸３１（軸部３１Ｃ）の外周面３１ｃに接触可能な外周面４０ａ，４１ａを有し、支持軸４３Ａ，４３Ｂに軸支されており、砥石軸３１の外周円上に同一面（仮想面）内における砥石車３２の軸心Ｏとワーク研削点Ｐとを結ぶ仮想延長線ａから等間隔をもって互いに並列する位置に配設されている。これにより、粗研削時に仮想延長線ａ上を移動する砥石軸３１がその負荷抵抗をローラ４０，４１に均等に分散して当接するため、バランスの良好な砥石軸３１の回転動作を得ることができる。
【００２７】
支持軸４３Ａ，４３Ｂは、砥石軸３１と平行な仮想線ｂに沿って軸受４２と共に進退可能に砥石台２１に対し配設されている。このため、図４（ａ）に示す退避位置にあるローラ４０，４１（ローラ４１のみ図示）を砥石軸３１に対して接近させるには、砥石軸３１に砥石車３２を取り付けた後に、ローラ４０，４１を軸受４２と共に仮想線ａに沿って図４（ｂ）に示す進行位置に移動させることになる。
【００２８】
一方、図４（ｂ）に示す進行位置にあるローラ４０，４１を砥石軸３１から離間させるには、ローラ４０，４１を軸受４２共に仮想線ｂに沿って図４（ａ）に示す退避位置に移動させることになる。これにより、砥石車３２の交換時には、ローラ４０，４１を砥石軸３１から離間する方向に軸受４２と共に移動させると、図４（ａ）に示すように砥石車３２を交換するための十分なスペースＳをローラ４０，４１と砥石軸３１との間に確保することができる。
【００２９】
ワーク支持・回転駆動装置５は、図１に示すように、主軸台５Ａ及び心押し台５Ｂを有し、ワークテーブル２２上に搭載されている。そして、ワークＷを支持して回転駆動するように構成されている。
【００３０】
主軸台５Ａは、心押し台側に突出する主軸５１及び主軸５１を回転駆動する回転モータ（図示せず）を有し、ワークＷを心押し台５Ｂと共に支持して回転駆動するように構成されている。
【００３１】
心押し台５Ｂは、主軸側に突出するセンタ５２を有し、ワークＷを主軸台５Ａと反対側から回転可能に支持するように構成されている。
【００３２】
ＮＣ装置（図示せず）は、ワークＷの研削加工に際して実行される加工プログラムを格納するハードディスクを内蔵するコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）装置からなり、砥石台２１の第１移動装置及びワークテーブル２２の第２移動装置（共に図示せず）や、砥石車装置３及びワーク支持・回転駆動装置５等を駆動制御するように構成されている。
【００３３】
（本実施の形態におけるワークＷの研削）
以上の構成により、本実施の形態の研削盤１において、図４（ａ）に示す状態の砥石車装置３によってワークＷを研削するには、ローラ４０，４１（ローラ４１のみ図示）を図４（ｂ）に示す進行位置に軸受４２と共に仮想線ａに沿って移動させ、ローラ４０，４１を砥石軸３１の周囲に配置してから行う。この場合、ワークの粗研削加工時には砥石軸３１が研削抵抗によってワーク反加工領域Ａ側に撓むと、この撓み力を受けてその一部を矯正するような作用力をローラ４０，４１が砥石軸３１（軸部３１Ｃ）に付与し、砥石軸３１のワーク反加工領域Ａ側への移動が規制される。
【００３４】
（本実施の形態の効果）
上記した本実施の形態によると、砥石軸３１においては常に許容範囲内の剛性・負荷容量となるので、粗研削時に砥石軸３１における過度の撓み発生を防止することができ、安定した高能率の粗研削加工を行うことができる。
【００３５】
また、精研削時には、砥石軸３１がローラ４０，４１に当接するような撓みが発生せず、砥石軸３１のみの安定した回転動作となり、精度の高い研削加工を行うことができる。
【００３６】
また、本実施の形態の研削盤１において、図４（ｂ）に示す状態の砥石車装置３の砥石車３２を交換するには、ローラ４０，４１を図４（ａ）に示す退避位置に軸受４２と共に仮想線ｂに沿って移動させてから行う。この場合、ローラ４０，４１が軸受４２と共に退避位置に配置されると、砥石車３２を交換するための十分なスペースＳをローラ４０，４１と砥石軸３１との間に確保することができる。
【００３７】
なお、本発明の研削盤１（砥石車装置３）を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次に示すような変形も可能である。
【００３８】
（１）上記実施の形態の砥石車装置３は、移動規制部４がローラ４０，４１のからなる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、球体や、砥石軸３１の曲率と略同一の曲率をもつ軸受面を有するオイルレスメタル等の軸受からなるものでもよい。
【００３９】
（２）上記実施の形態の砥石車装置３は、砥石台２１に支持軸４３Ａ，４３Ｂを回転可能に支承する軸受４２として流体軸受（すべり軸受）である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、転がり軸受（ラジアル軸受）であってもよく、粗研削時にローラ４０，４１の接触によって砥石車３２による研削動作を妨げるものでないなら、他の軸受であっても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る砥石車装置を備えた研削盤を示す平面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る砥石車装置を示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る砥石車装置における移動規制手段によって砥石軸が移動規制された状態を示す断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る砥石車装置における移動規制手段の進退動作を説明するために示す断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１…円筒研削盤、２…ベッド、３…砥石車装置、４…移動規制部、５…ワーク支持・回転駆動装置、５Ａ…主軸台、５Ｂ…心押し台、２１…砥石台、２２…ワークテーブル、３１…砥石軸、３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ…軸部、３１ｃ…外周面、３２…砥石車、３２Ａ…ホイール、３２Ｂ…砥粒層、３２ａ…ボルト挿通孔、３３軸受、３４…ホイールストッパ、３５…ボルト取付孔、４０，４１…ローラ、４０ａ，４１ａ…外周面、４２…軸受、４３Ａ，４３Ｂ…支持軸、５１…主軸、５２…センタ、５０６…プーリ、５０７…伝達ベルト、Ａ…ワーク反加工領域、ａ…仮想延長線、ｂ…仮想線、Ｍ…砥石軸の回転方向、ｍ…ローラ４０の回転方向、ｎ…ローラ４１の回転方向、Ｐ…ワーク研削点、Ｏ…軸心、Ｓ…スペース、Ｗ…ワーク
【図１】
2006150483.tif 000003
【図２】
2006150483.tif 000004
【図３】
2006150483.tif 000005
【図４】
2006150483.tif 000006