(57)【要約】【課題】高剛性かつ高精度にワークを支持することができて小型化可能なワーク支持駆動装置を備えた研削盤を提供する。【解決手段】ワークを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置をベッド上に装架し、砥石車を回転駆動可能に支承する砥石台をワーク支持駆動装置に対して進退可能に前記ベッド上に装架した研削盤において、ワークの両端を支持して回転駆動する左右主軸が夫々軸承された左右主軸台を左右リニアガイドを介して前記ベッド上に主軸軸線方向に移動可能に装架し、左右サーボモータによって夫々回転駆動される左右送りネジをベッドに主軸軸線方向に軸承し、左右バーガイドをベッドに主軸軸線方向に固定し、左右連結部材の各中央部を左右バーガイドに摺動可能に嵌合し、左右連結部材の各一端を左右送りネジにネジ結合し各他端を左右主軸台に連結してワーク支持駆動装置を構成する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置をベッド上に装架し、砥石車を回転駆動可能に支承する砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退可能に前記ベッド上に装架した研削盤において、
前記ワークの両端を支持して回転駆動する左右主軸が夫々軸承された左右主軸台を左右リニアガイドを介して前記ベッド上に主軸軸線方向に移動可能に装架し、左右サーボモータによって夫々回転駆動される左右送りネジを前記ベッドに前記主軸軸線方向に軸承し、
左右バーガイドを前記ベッドに前記主軸軸線方向に固定し、
左右連結部材の各中央部を前記左右バーガイドに摺動可能に嵌合し、
前記左右連結部材の各一端を前記左右送りネジにネジ結合し各他端を前記左右主軸台に連結して前記ワーク支持駆動装置を構成したことを特徴とする研削盤。
【請求項２】
請求項１において、断面Ｌ字形状の左右イケールを前記ベッド上に固定し、
前記左右リニアガイドは自己潤滑式として前記左右イケールの垂直壁の一面に主軸軸線方向に夫々固定し、
前記左右送りネジを前記左右イケールの垂直壁の他面に主軸軸線方向に夫々軸承し、
前記左右バーガイドは自己潤滑式として前記左右イケールに前記左右イケールの垂直壁に夫々穿設された貫通穴内に主軸軸線方向に固定し、
前記左右連結部材の各中央部を前記貫通穴内で前記左右バーガイドに摺動可能に嵌合したことを特徴とする研削盤。
【請求項３】
請求項２において、前記左右主軸の先端に前記ワークの両端センタ穴に嵌合する左右センタを嵌着し、該左右センタ間でワークを挟持する方向に前記左右連結部材から前記左右主軸台に力を伝達する左右作用点と前記左右センタの先端までの各距離を等しくしたことを特徴とする研削盤。
【請求項４】
請求項３において、前記左右連結部材と前記左右主軸台との間の連結の一方は、前記連結部材と前記主軸台とをフローチングジョイントを介して連結し、他方は圧縮スプリングを介して連結したことを特徴とする研削盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転駆動されるワークに向かって回転駆動される砥石車を進退移動してワーク外周面を研削加工する研削盤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワーク支持駆動装置に回転駆動可能に支承されたワークに向かって砥石車が回転駆動可能に支承された砥石台を進退して、砥石車によってワークを研削加工する研削盤において、特許文献１に記載されているように、ベッド上に載置された主軸台と、該主軸台に対向してベッド上に載置された心押台とでワーク支持駆動装置を構成し、心押台に主軸台に向かって進退可能に支承したラム先端に嵌着されたセンタと主軸台に設けられたセンタとの間でワークを挟持している。また、ラムを主軸台に対して進退移動しワークの長さに応じて心間距離の調整を行っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−９６４５９号公報（第３，４頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の研削盤では、主軸台と心押台がベッドに載置されているので、砥石車がワークを研削加工する加工区域から切粉やクーラントがベッド上に直接落下してベッドを熱変形させて加工精度を低下させることがあった。ラムの進退移動の精度を確保するためにラムの長さを長くし、ラムを支承する軸受部を油潤滑しなければならず、心押台の長さが長くなり、構造が複雑になって機械全体が大型化しコスト高になる不具合があった。さらに、ラムがオーバハングしてワークを支持するので、ワークを支持する剛性が低下する不具合があった。
【０００５】
本発明は、係る従来の不具合を解消するためになされたもので、高剛性かつ高精度にワークを支持することができて小型化可能なワーク支持駆動装置を備えた研削盤を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段と作用及び発明の効果】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、ワークを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置をベッド上に装架し、砥石車を回転駆動可能に支承する砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退可能に前記ベッド上に装架した研削盤において、前記ワークの両端を支持して回転駆動する左右主軸が夫々軸承された左右主軸台を左右リニアガイドを介して前記ベッド上に主軸軸線方向に移動可能に装架し、左右サーボモータによって夫々回転駆動される左右送りネジを前記ベッドに前記主軸軸線方向に軸承し、左右バーガイドを前記ベッドに前記主軸軸線方向に固定し、左右連結部材の各中央部を前記左右バーガイドに摺動可能に嵌合し、前記左右連結部材の各一端を前記左右送りネジにネジ結合し各他端を前記左右主軸台に連結して前記ワーク支持駆動装置を構成したことである。
【０００７】
本発明によれば、左右サーボモータにより左右送りネジが回転され、左右連結部材がバーガイドに案内されて互いに接近され、左右連結部材に当接されて左右主軸台が左右リニアガイドに案内されて接近し、左右主軸台に軸承された左右主軸がワークの両端を挟持して回転駆動する。この回転駆動されるワークに向かって砥石台が前進され砥石車がワークを研削加工する。このように、左右主軸台を接近させてワークの両端を夫々支持するので、従来のラムのようにオーバハングすることがなく、高剛性かつ高精度にワークを支持することができる。また、ワークは左右主軸によって両端から捩れることなく高精度に回転駆動される。さらに、主軸台は並設された送りネジによってリニアガイドにガイドされて移動されるので、工作物支持駆動装置の長さを短くして小型化することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、断面Ｌ字形状の左右イケールを前記ベッド上に固定し、前記左右リニアガイドは自己潤滑式として前記左右イケールの垂直壁の一面に主軸軸線方向に夫々固定し、前記左右送りネジを前記左右イケールの垂直壁の他面に主軸軸線方向に夫々軸承し、前記左右バーガイドは自己潤滑式として前記左右イケールに前記左右イケールの垂直壁に夫々穿設された貫通穴内に主軸軸線方向に固定し、前記左右連結部材の各中央部を前記貫通穴内で前記左右バーガイドに摺動可能に嵌合したことである。
【０００９】
この発明によれば、主軸台をイケールの垂直壁からオーバハングして取付けることができるので、切粉およびクーラントを下方に直接落下させることができる。
【００１０】
また、リニアガイドおよびバーガイドは自己潤滑式であるので、潤滑装置を設ける必要がなく構造が簡単になりコスト低減することができる。さらにバーガイドをイケールの垂直壁に穿設した貫通穴内に主軸軸線方向に配置したので、厚さを薄くして小型化することできる。
【００１１】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記左右主軸の先端に前記ワークの両端センタ穴に嵌合する左右センタを嵌着し、該左右センタ間でワークを挟持する方向に前記左右連結部材から前記左右主軸台に力を伝達する左右作用点と前記左右センタの先端までの各距離を等しくしたことである。
【００１２】
この発明によれば、左右連結部材から左右主軸台に力を伝達する左右作用点と左右センタの先端までの各距離が等しいので、左右センタ間で工作物を挟持したときに、工作物からセンタ先端に作用する力と連結部材から作用点に作用する力によって左右主軸台が微小量旋回しても、左右センタの変位量が等しくなり支持されたワークの軸線が主軸軸線と平行なＺ軸方向に対して傾斜することが防止でき、研削加工されたワークの円筒度を向上することができる。
【００１３】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項３において、前記左右連結部材と前記左右主軸台との間の連結の一方は、前記連結部材と前記主軸台とをフローチングジョイントを介して連結し、他方は圧縮スプリングを介して連結したことである。
【００１４】
本発明によれば、左右連結部材と左右主軸台との各間をフローチングジョイントおよび圧縮スプリングを介して夫々連結するので、各間の連結条件が近くなり、左右主軸台の変位が同様となってワークの支持精度が向上する。
【００１５】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る研削盤について図面を参照して説明する。  図１，２に示すように、研削盤１０は、ワークＷを水平な主軸軸線回りに回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置１１がベッド１２上に載置され、砥石車Ｇを主軸軸線と平行な軸線回りに回転駆動可能に支承する砥石台１３が主軸軸線と平行なＺ軸方向およびＺ軸と直角で水平なＸ軸方向にワークＷに対して相対移動可能にベッド１２上に装架されている。即ち、ベッド１２上には一対の円筒ローラリニアガイド１４のレール１５がＺ軸方向に延在して固定され、各レール１５に円筒ローラを介して滑動可能に支承された複数の滑動体１６にトラバースベース１７が固定されている。ベッド１２上にはレール１５間にＺ軸リニアモータマグネット１８が固定され、トラバースベース１７の下面にはＺ軸リニアモータコイル１９がリニアモータマグネット１８に対向して固定され、ベース送り装置であるＺ軸リニアモータ２０が構成されている。トラバースベース１７上には一対の円筒ローラリニアガイド２１のレール２２がＸ軸方向に延在して固定され、各レール２２に円筒ローラを介して滑動可能に支承された複数の滑動体２３に砥石台１３の基部２４が固定されている。レール２２間にＸ軸リニアモータマグネット２５が固定され、基部２４の下面にはＸ軸リニアモータコイル２６がリニアモータマグネット２５に対向して固定され、Ｘ軸リニアモータ２７が構成されている。砥石台１３の前部には軸受部２８が設けられ、軸受部２８には砥石車Ｇを一端に装着された砥石軸２９が回転可能に軸承されている。砥石軸２９は他端にプーリ３０が固着され、基部２４に搭載された駆動モータ３１の出力軸に固着されたプーリ３２との間にベルト３３が掛渡されて回転駆動される。ベルト３３にはベルトテンション付与機構３４によって適宜テンションが付与される。
【００１６】
クーラント供給装置３５は、図略のタンク内に貯溜されたクーラントをモータにより駆動されるポンプによって汲み上げ、フレキシブルホースおよび砥石台１３の基部２４に取付けたクーラント供給管３７を経由して軸受部２８上に取付けられたクーラントノズル３６から砥石車ＧがワークＷを研削加工する研削点近辺の加工区域に向けて供給する。
【００１７】
ベッド１２上には砥石台１３と対向する前方位置に旋回テーブル４０が旋回位置調整可能に固定され、旋回テーブル４０上に断面Ｌ字状の左右イケール４１ａ，４１ｂが固定されている。図３，４に示すように、左右イケール４１ａ，４１ｂの垂直壁４２ａ，４２ｂの砥石台１３と対向する一方面には、自己潤滑式の一対の円筒ローラリニアガイド４３のレール４４がＺ軸方向に延在して夫々固定され、各レール４４に円筒ローラを介して滑動可能に支承された複数の滑動体４５に左右主軸台４６ａ，４６ｂが夫々固定されている。主軸台４６ａ，４６ｂにはワークＷの両端を支持する左右主軸４７ａ，４７ｂがＺ軸と平行な主軸軸線回りに回転可能に夫々軸承されている。左右主軸４７ａ，４７ｂの先端にはワークＷの両端面に穿設されたセンタ穴に嵌合してワークＷをセンタ支持する左右センタ４９ａ，４９ｂが夫々嵌着されている。左右主軸４７ａ，４７ｂはワークＷを両端から同期して回転駆動するために左右主軸サーボモータ４８ａ，４８ｂによって回転駆動される。
【００１８】
左右イケール４１ａ，４１ｂの垂直壁４２ａ，４２ｂの他方面には、左右サーボモータ５０ａ，５０ｂによって夫々回転駆動される左右送りネジ５１ａ，５１ｂが主軸軸線方向に軸承されている。左右イケール４１ａ，４１ｂの垂直壁４２ａ，４２ｂにはＺ軸方向に長い貫通穴５２ａ，５２ｂが夫々穿設され、貫通穴５２ａ，５２ｂ内に自己潤滑式の左右バーガイド５３ａ，５３ｂが左右円筒ローラリニアガイド４３のレール４４の各間にＺ軸方向に配置され両端を貫通穴５２ａ，５２ｂの両端部で左右イケール４１ａ，４１ｂに固定されている。左右連結部材５４ａ，５４ｂの各中央部は貫通穴５２ａ，５２ｂ内で左右バーガイド５３ａ，５３ｂに摺動可能に嵌合され、左右連結部材５４ａ，５４ｂの各一端は左右送りネジ５１ａ，５１ｂに送りナット５５ａ，５５ｂを介してネジ結合され、各他端は左右主軸台４６ａ，４６ｂに連結されている。
【００１９】
左主軸台４６ａと左連結部材５４ａの他端との連結は、左連結部材５４ａが左送りネジ５１ａの正転によって右進され、左連結部材５４ａの他端にフローチングジョイント５６を介して連結された当接部材５７が、左主軸台４６ａの前壁５８ａの裏面に当接し押圧することによって行われる。なお、左連結部材５４ａが左送りネジ５１ａの逆転によって左進されると、当接部材５７に設けた係止部が前壁５８ａに係合して左主軸台４６ａを後退させる。右主軸台４６ｂと右連結部材５４ｂの他端との連結は、右主軸台４６ｂの前壁５８ｂの裏面と右連結部材５４ｂの他端との間に挿入された圧縮スプリング５９を介して行われる。前壁５８ｂと右連結部材５４ｂの他端との所定距離以上の開離は規制されているので、右連結部材５４ｂが右送りネジ５１ｂの逆転によって右進されると右主軸台４６ａが後退される。このように、左右連結部材５４ａ，５４ｂと左右主軸台４６ａ，４６ｂとの各間は、フローチングジョイント５６および圧縮スプリング５９を介して夫々連結されているので、各間の連結条件が近くなり、左右主軸台４６ａ，４６ｂの変位が同様となり、ワークＷの支持精度が向上する。
【００２０】
左右センタ４９ａ，４９ｂ間でワークＷを挟持する方向に左右連結部材５４ａ，５４ｂを互いに前進したとき、左右連結部材５４ａ，５４ｂから左右主軸台４６ａ，４６ｂに力が伝達される左右作用点である当接部材５７が当接する前壁５８ａの当接面および圧縮スプリング５９が当接する前壁５８ｂの当接面と左右センタ４９ａ，４９ｂの先端までの各距離Ｈａ，Ｈｂが等距離となるように構成されている。これにより、左右センタ４９ａ，４９ｂ間で工作物を挟持したとき、工作物Ｗから左右センタ４９ａ，４９ｂ先端に作用する力と左右連結部材５４ａ，５４ｂから作用点に作用する力によって左右主軸台４６ａ，４６ｂが微小量旋回しても、左右センタ４９ａ，４９ｂ先端の変位量が等しくなり支持されたワークＷの軸線がＺ軸方向に対して傾斜することが防止できる。
【００２１】
ワークＷを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置１１は、左右イケール４１ａ，４１ｂ、左右主軸台４６ａ，４６ｂ、左右センタ４９ａ，４９ｂが嵌着された左右主軸４７ａ，４７ｂ、左右円筒ローラリニアガイド４３、左右サーボモータ５０ａ，５０ｂ、左右送りネジ５１ａ，５１ｂおよび左右バーガイド５３ａ，５３ｂ等によって構成されている。研削盤１０の位置関係は、ワーク支持駆動装置１１が位置する方を前側とし、ワーク支持駆動装置１１側から砥石台１３を見て左側、右側としている。
【００２２】
図１，２において、砥石車ＧがワークＷを研削加工する研削点近辺の加工区域の下方には、クーラント回収穴６７がベッド１２上面に凹設され、加工区域に向かって上方に開口するクーラントシュート６８がクーラント回収穴６７内に収納されている。クーラントシュート６８の下端開口は、ベッド１２内を挿通して配置されたクーラントトイ６９に連通され、落下回収されたクーラントはクーラントトイ６９を流れて機外後方に排出される。
【００２３】
６０はワーク支持駆動装置１１、砥石台１３およびトラバースベース１７等を覆う全体カバー６０で、ベッド１２上に取付けられている。全体カバー６０内はワーク支持駆動装置１１、砥石車Ｇおよび砥石台１３の軸受部２８が位置する加工エリア６１と砥石台１３の基部２４、トラバースベース１７および円筒ローラリニアガイド１４、２１等が位置するスライドエリア６２とに分離カバー６６によって前後方向に分離されている。即ち、トラバースベース１７の前側には、軸受部２８がスライドエリア６２から加工エリア６１に入るために通過する通過穴が穿設された矩形の枠体６３が支柱を介して固定されている。枠体６３の上下外縁は全体カバー６０の下面およびベッド１２の上面に接近して配置され、左右外縁はトラバースベース１７のＺ軸方向移動を許容するために全体カバー６０の左右内面との間にスペースを設けて配置されている。枠体６３の左右外縁の外側にできる前記スペースは、一端が枠体６３の左右外縁に固定され、他端が全体カバー６０の左右内面に固定された左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂによって遮蔽され、枠体６３に穿設された軸受部２８の通過穴内周と軸受部２８の外周との間は、一端が軸受部２８の外周に固定され、他端が枠体６３の通過穴縁部に固定された通過穴蛇腹カバー６５によって遮蔽されている。左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂおよび通過穴蛇腹カバー６５によって、全体カバー６０内を加工エリア６１とスライドエリア６２とに分離する分離カバー６３が構成されている。
【００２４】
次に、上記実施の形態の作動について説明する。ワークＷが左右主軸台４６ａ，４６ｂ間に搬入されると、左右サーボモータ５０ａ，５０ｂが回転駆動され、左右連結部材５４ａ，５４ｂが左右送りネジ５１ａ，５１ｂと送りナット５５ａ，５５ｂとの螺合によって互いに接近され、左右主軸台４６ａ，４６ｂがフローチングジョイント５６および圧縮スプリング５９を介して左右連結部材５４ａ，５４ｂによって押動され、左右主軸４７ａ，４７ｂの先端に嵌着された左右センタ４９ａ，４９ｂ間にワークＷが挟持されて図略のクランプ装置によりクランプされる。このとき、左右連結部材５４ａ，５４ｂはフローチングジョイント５６および圧縮スプリング５９を介して略同様の条件で左右主軸台４６ａ，４６ｂを押動するので、左右主軸台４６ａ，４６ｂの変位が略等しくなり、ワークＷを高精度に支持できる。また、左右センタ４９ａ，４９ｂ間でワークＷを挟持したとき、左右連結部材５４ａ，５４ｂから左右主軸台４６ａ，４６ｂに力が伝達される左右作用点と左右センタ４９ａ，４９ｂの先端までの各距離Ｈａ，Ｈｂが等しいので、工作物Ｗから左右センタ４９ａ，４９ｂ先端に作用する力と左右連結部材５４ａ，５４ｂから作用点に作用する力により左右主軸台４６ａ，４６ｂが微小量旋回しても、左右センタ４９ａ，４９ｂ先端の変位量が等しくなり支持されたワークＷの軸線がＺ軸方向に対して傾斜することが防止でき、研削加工されたワークＷの円筒度が高くなる。
【００２５】
ワークＷが左右センタ４９ａ，４９ｂ間に挟持されると、左右主軸サーボモータ４８ａ，４８ｂが同期回転されて左右主軸４７ａ，４７ｂが同期回転されワークＷが両端から回転駆動される。Ｚ軸リニアモータ２０によってトラバースベース１７がＺ軸方向に移動されて砥石車ＧがワークＷの加工箇所とＺ軸方向で整列される。Ｘ軸リニアモータ２７が駆動されて砥石台１３が、早送り速度、粗研削送り速度、精研削送り速度で前進され、クーラント供給装置３５によってクーラントノズル３６から加工区域にクーラントが供給され、駆動モータ３１によりベルト３３を介して回転駆動される砥石車ＧによってワークＷの加工箇所が研削加工される。
【００２６】
加工区域に供給されたクーラントは砥石車ＧがワークＷを研削加工する研削点を潤滑かつ冷却し切粉とともに加工区域直下に開口するクーラントシュート６８内に落下し、クーラントトイ６９を流れて機外に迅速に排出される。切粉およびクーラントはクーラントシュート６８に直接落下回収され機外に迅速に排出されるので、ベッド１２上を流れて熱変形させ加工精度を低下させることがない。
【００２７】
このとき、全体カバー６０内は、左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂおよび通過穴蛇腹カバー６５からなる分離カバー６６によってワー砥石車ＧがワークＷを研削加工する加工エリア６１と、砥石台１３が円筒ローラリニアガイド１４，２１によってＺ軸およびＸ軸方向にスライドされるスライドエリア６２とに分離され、切粉およびクーラントが円筒ローラリニアガイド１４，２１、リニアモータ２０，２７に浸入して案内精度、送り精度を低下させることがない。ワークＷの研削加工が完了すると、砥石台１３がＸ軸リニアモータ２７によって戻り速度で後退され一研削サイクルが終了する。
【００２８】
上記実施形態では、砥石台１３をトラバースベース１７によってＺ軸方向にワーク支持駆動装置１１に対し相対移動するようにしているが、ワーク支持駆動装置１１をＺ軸方向に移動するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る研削盤の側面図。
【図２】図１に示す研削盤の全体カバーを外して上方から見た平面図。
【図３】ワーク支持駆動装置の断面平面図。
【図４】ワーク支持駆動装置の側面図。
【符号の説明】
１０・・・研削盤、１１・・・ワーク支持駆動装置、１２・・・ベッド、１３・・・砥石台、１４，２１・・・円筒ローラリニアガイド、２０，２７・・・リニアモータ、２４・・・基部、２８・・・軸受部、３５・・・クーラント供給装置、３６・・・クーラントノズル、４１ａ，４１ｂ・・・左右イケール、４２ａ，４２ｂ・・・垂直壁、４３・・・左右円筒ローラリニアガイド、４６ａ，４６ｂ・・・左右主軸台、４７ａ，４７ｂ・・・左右主軸、４８ａ，４８ｂ・・・左右主軸サーボモータ、４９ａ，４９ｂ・・・左右センタ、５０ａ，５０ｂ・・・左右サーボモータ、５１ａ，５１ｂ・・・左右送りネジ、５２ａ，５２ｂ・・・貫通穴、５３ａ，５３ｂ・・・左右バーガイド、５４ａ，５４ｂ・・・左右連結部材、５５ａ，５５ｂ・・・送りナット、５６・・・フローチングジョイント、５７・・・当接部材、５８ａ，５８ｂ・・・左右前壁、５９・・・圧縮スプリング、６０・・・全体カバー、６１・・・加工エリア、６２・・・スライドエリア、６３・・・枠体、６４ａ，６４ｂ・・・左右蛇腹カバー、６５・・・通過穴蛇腹カバー、６６・・・分離カバー、６８・・・クーラントシュート、６９・・・クーラントトイ、Ｇ・・・砥石車、Ｗ・・・ワーク。
【図１】
2004358589.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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