(57)【要約】【課題】  精度の高い研削加工を行うことができるとともに、研削能率を向上させる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】  砥石車装置３における砥石車３２及び砥石軸３１を同一の軸線上に保持するための補助軸４を備えたことを特徴とする。このため、ワークの研削時には補助軸４によって砥石車３２及び砥石軸３１が同一の軸線ａ上に保持された状態で回転駆動される。これにより、砥石軸３１の剛性・負荷容量を十分に確保することができるため、研削時において安定した砥石車３２の回転動作を得ることができる。【選択図】        図２
2006150485.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、
前記砥石車及び前記砥石軸を同一の軸線上に保持するための補助軸をさらに備えたことを特徴とする砥石車装置。
【請求項２】
前記補助軸は、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１に記載の砥石車装置。
【請求項３】
前記砥石軸の補助軸側端面と前記補助軸の砥石軸側端面との間には、テーパ状の内周面を有する凹部及びこの凹部の内周面に適合するテーパ状の外周面を有する凸部が設けられている請求項１又は２に記載の砥石車装置。
【請求項４】
前記凹部の開口縁には、前記内周面に連接する面取り部が設けられている請求項３に記載の砥石車装置。
【請求項５】
前記補助軸は、前記軸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１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、精度の高い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、軸受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、研削時の砥石車が不安定な回転動作となり、精度の高い研削加工が行われないばかりか、研削能率が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、研削時において安定した砥石車の回転動作を得ることができ、もって精度の高い研削加工を行うことができるとともに、研削能率を向上させる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、前記砥石車及び前記砥石軸を同一の軸線上に保持するための補助軸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、ワークの研削時には補助軸によって砥石車及び砥石軸が同一の軸線上に保持された状態で回転駆動される。これにより、砥石軸の剛性・負荷容量を十分に確保することができるため、研削時の砥石車が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とともに、研削能率を向上させることができる。
【０００９】
（２）上記（１）に記載の砥石車装置において、前記補助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、補助軸が砥石軸から受ける回転接触抵抗によって回転することになる。これにより、研削時に砥石車の良好な回転動作を得ることができる。
【００１０】
（３）上記（１）又は（２）に記載の砥石車装置において、前記砥石軸の補助軸側端面と前記補助軸の砥石軸側端面との間には、テーパ状の内周面を有する凹部及びこの凹部の内周面に適合するテーパ状の外周面を有する凸部が設けら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、ワークの研削時には凹部と凸部との嵌合によって砥石車及び砥石軸が同一の軸線上に確実に保持される。
【００１１】
（４）上記（３）に記載の砥石車装置において、前記凹部の開口縁には、前記内周面に連接する面取り部が設けら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、凹部の内周面が面取り部によって保護される。これにより、凹・凸部の嵌合時における凹部の内周面の損傷発生を防止することができる。
【００１２】
（５）上記（１）から（４）のいずれかに記載の砥石車装置において、前記補助軸は、前記軸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、砥石軸に対して補助軸を接近させるには、補助軸を軸線に沿って砥石軸側に進行させることになる。また、砥石軸から補助軸を離間させるには、補助軸を軸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、補助軸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補助軸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、ワークの研削時には補助軸によって砥石車及び砥石軸が同一の軸線上に保持された状態で回転駆動される。これにより、砥石軸の剛性・負荷容量を十分に確保することができるため、研削時の砥石車が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とともに、研削能率を向上させることができる研削盤が得られる。
【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、図２における砥石軸と補助軸との嵌合部を分解して示す断面図である。図４は、本発明の実施の形態に係る砥石車装置における補助軸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補助軸を示す断面図、図４（ｂ）は、研削位置における補助軸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の砥石軸３１及び砥石車３２を同一の軸線ａ（非研削前における砥石軸３１の軸線）上に保持するための補助軸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，３１Ｂ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、軸部３１Ｂ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３４Ａ，３４Ａ，…が設けられている。
【００２０】
軸部３１Ｂは、軸部３１Ａの反プーリ側端面の中央部に連設されている。軸部３１Ｂには、図３に示すように、軸部３１Ａと反対側の端面（補助軸側端面）に開口する凹部３５が設けられている。凹部３５は、その開口端面に向かって漸次広がるようなテーパ状の内周面３５Ａを有する受孔によって形成されている。凹部３５の開口縁には、内周面３５Ａに連接する面取り部３５Ｂが設けられている。これにより、凹部３５の内周面３５Ａが保護され、凹部３５と補助軸４の凸部（後述）との嵌合時における内周面３５Ａの損傷発生が防止することができる。
【００２１】
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３１Ｂ）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。
【００２２】
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３４Ａ，３４Ａ，…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。
【００２３】
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。
【００２４】
補助軸４は、図２に示すように、砥石台２１に流体軸受等の軸受４１を介して回転可能に支承されている。このため、補助軸４が砥石軸３１から受ける回転接触抵抗によって回転することになる。これにより、研削時に砥石車３２の良好な回転動作を得ることができる。
【００２５】
また、補助軸４は、軸受４１と共に軸線ａに沿って進退するように構成されている。このため、図４（ａ）に示す状態において砥石軸３１に対して補助軸４を接近させるには、砥石軸３１（軸部３１Ｂ）に砥石車３２を取り付けた後に、補助軸４を軸線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。一方、図４（ｂ）に示す状態において砥石軸３１から補助軸４を離間させるには、砥石軸３１から砥石車３２を取り外した後に、補助軸４を軸線ａ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、補助軸４を砥石軸３１から離間する方向に移動させると、砥石車３２を交換するためのスペースＳを補助軸４と砥石軸３１との間に確保することができる。
【００２６】
補助軸４の砥石軸側端面の中央部には、図３に示すように、凹部３５に対応する凸部４２が設けられている。凸部４２は、凹部４２の内周面３５Ａに適合する外周面４２Ａを有する截頭円錐形状の突出部によって形成されている。これにより、ワークＷの研削時には凹部４２と凸部３５との嵌合によって砥石車３２及び砥石軸３１が同一の軸線上に確実に保持される。
【００２７】
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。
【００２８】
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、心押し台５Ｂと共にワークＷを支持して回転駆動するように構成されている。
【００２９】
心押し台５Ｂは、主軸側に突出するセンタ５２を有し、主軸台５Ａと反対側からワークＷを回転可能に支持するように構成されている。
【００３０】
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。
【００３１】
（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、補助軸４を軸線ａに沿って図４（ｂ）に示す進行位置に軸受４１と共に移動させ、補助軸４の凸部４２を砥石軸３１（軸部３１Ｂ）の凹部３５に嵌合してから行う。この場合、凹部３５と凸部４２とは、テーパ状の内周面３５Ａと同じくテーパ状の外周面４２Ａとを互いに密接させた状態で嵌合されているため、ワークの研削時には砥石車３２及び砥石軸３１が同一の軸線ａ上に確実に保持された状態で回転駆動される。
【００３２】
（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３２の剛性・負荷容量を十分に確保することができるので、砥石車３２が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とともに、研削能率を向上させることができる。
【００３３】
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、補助軸４を軸線ａに沿って図４（ａ）に示す退避位置に軸受４１と共に移動させ、補助軸４の凸部４２と砥石軸３１（軸部３１Ｂ）の凹部３５との嵌合状態を解除してから行う。この場合、凹部３５と凸部４２との嵌合状態が互いに解除される（補助軸４が退避位置に移動する）と、砥石車３２を交換するための十分なスペースＳを補助軸４と砥石軸３１との間に確保することができる。
【００３４】
なお、本発明の円筒研削盤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。
【００３５】
（１）上記実施の形態の砥石車装置３は、テーパ状の内周面３５Ａを有する凹部３５を砥石軸３１（軸部３１Ｂ）の補助軸側端面部に、また同じくテーパ状の外周面４２Ａを有する凸部４２を補助軸４の砥石軸側端面部にそれぞれ設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、テーパ状の外周面を有する凸部を砥石軸３１の補助軸端面部に、また同じくテーパ状の内周面を有する凹部を補助軸４の砥石軸側端面部にそれぞれ設けてもよい。すなわち、テーパ状の内周面を有する凹部、及びこの凹部の内周面に適合するテーパ状の外周面を有する凸部が砥石軸３１の補助軸側端面と補助軸４の砥石軸側端面との間に設けられていればよい。
【００３６】
（２）上記実施の形態の砥石車装置３は、砥石台２１に補助軸４を回転可能に支承する軸受４１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、研削時に補助軸４によって砥石軸３１の回転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】
【００３７】
【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】図２における砥石軸と補助軸との嵌合部を分解して示す断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る砥石車装置における補助軸の進退動作を説明するために示す断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１…円筒研削盤、２…ベッド、３…砥石車装置、４…補助軸、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…軸部、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、３４Ａ…ボルト取付孔、３５…凹部、３５Ａ…内周面、３５Ｂ…面取り部、４１…軸受、４２…凸部、４２Ａ…外周面、５１…主軸、５２…センタ、５０６…プーリ、５０７…伝達ベルト、ａ…軸線、Ｓ…スペース、Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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