(57)【要約】【課題】砥石の交換を容易にした分割式砥石軸受装置において、装置全体を小型化すると共に、両砥石軸の再結合時における同芯性を向上すること。【解決手段】砥石台３４の前部に固定される左右一対のラジアル流体軸受装置４３、４２と、これら軸受装置４３、４２が発生する圧力流体によりそれぞれが回転自在に支持される左右一対の砥石軸５２、４５と、これら砥石軸５２、４５の対向端部を選択的に結合分離するためこれら対向端部間に内蔵した軸結合機構６０と、ラジアル軸受装置の一方４５の軸方向外方端から突出する砥石軸４５のスラスト軸受端部４５ａをスラスト方向に支持するスラスト軸受装置４４を設け、砥石軸４５にはスラスト軸受装置４４とラジアル流体軸受装置４２との間でプーリ４８を固定し、スラスト軸受装置４４には、スラスト軸受端部４５ａをスラスト方向に加えてラジアル方向にも支持する転がりベアリング４７を設けた。【選択図】  図３
2004351593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一軸線上で回転される左右一対の砥石軸を対向端部で一体結合し、この結合部近辺に砥石を固定し、前記一対の砥石軸を分離することにより前記砥石軸から前記砥石を取り外し可能とした研削盤における砥石軸受装置において、砥石台の前部に固定される左右一対のラジアル流体軸受装置と、これらラジアル流体軸受装置が発生する圧力流体によりそれぞれが回転自在に支持される前記左右一対の砥石軸と、これら砥石軸の前記対向端部を選択的に結合分離するためこれら対向端部間に内蔵した軸結合機構と、前記砥石台の前部に固定され前記ラジアル軸受装置の一方の軸方向外方端から突出する砥石軸のスラスト軸受端部をスラスト方向に支持するスラスト軸受装置を設け、このスラスト軸受装置と隣接する前記一方のラジアル流体軸受装置との間に跨る前記砥石軸には前記スラスト軸受装置と前記一方のラジアル流体軸受装置との間でプーリを固定し、さらにこのプーリに作用するベルトテンションに対抗するため前記スラスト軸受装置には、前記スラスト軸受端部をスラスト方向に加えてラジアル方向にも支持する転がりベアリングを設けたことを特徴とする研削盤における砥石軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記スラスト軸受端部をラジアル軸受部よりも小径に形成し、この小径端部を前記スラスト軸受装置に設けられる前記転がりベアリングとしての一対のアンギュラコンタクトベアリングにて支持するようにしたことを特徴とする研削盤における砥石軸受装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、前記砥石軸の対向端部では一方の砥石軸の端部から突出するテーパ円筒を他方の砥石軸の端部に形成したテーパ穴に嵌合させると共に前記一方の砥石軸のテーパ円筒の基部から径方向に延びる垂直端面を前記他方の砥石軸の前記テーパ穴が開口して径方向に延びる垂直端面と面接触させ、前記両砥石軸がテーパ面嵌合と垂直端面接触の２面で結合されていることを特徴とする研削盤における砥石軸受装置。
【請求項４】
請求項１又は３に記載の装置において、前記砥石軸の一方には他方の砥石軸と結合する端部に径方向外方に延出したフランジ部が形成され、前記砥石はこのフランジ部に固定手段により固定され、前記砥石の中心内孔に前記他方の砥石軸の端部外周面が嵌合されることを特徴とする研削盤における砥石軸受装置。
【請求項５】
請求項３に記載の装置において、前記一方の砥石軸の他方の砥石軸との結合する端部には径方向外方に延出したフランジ部が形成され、前記砥石はこのフランジ部に固定手段により固定され、前記軸結合機構は前記テーパ円筒内の空間に内蔵されると共に径方向両端に操作部を有し、前記軸結合機構の前記操作部へのアクセスを可能にするために前記操作部と整列して径方向に挿通する穴が前記フランジ部及び前記テーパ円筒に形成されていることを特徴とする研削盤における砥石軸受装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の装置において、スラスト軸受されていない前記砥石軸の前記軸方向外方への移動を実質的に規制する部材を前記スラスト軸受されていない砥石軸の軸方向外方端部側に配置し、前記砥石軸の両方を軸方向には前記スラスト軸受装置と前記部材との間に設けたことを特徴とする研削盤における砥石軸受装置。
【請求項７】
同軸上で回転される左右一対の砥石軸を対向端部で一体結合し、この結合部近辺に砥石を固定し、前記一対の砥石軸を分離することにより前記砥石軸から前記砥石を取り外し可能とした研削盤における砥石軸受装置において、砥石台の前部に固定される左右一対のラジアル流体軸受装置と、これらラジアル流体軸受装置の一方において圧力流体により回転自在に支持された一方の砥石軸と、この一方の砥石軸の他方のラジアル流体軸受装置と対向する端部に径方向外方に延出され前記砥石が固着されるフランジ部と、前記他方のラジアル流体軸受装置において圧力流体により回転自在に支持され前記一方の砥石軸との対向端部の外周が前記砥石の中心内孔に嵌合される他方の砥石軸と、これら一方及び他方の砥石軸の前記対向端部を選択的に結合分離するためこれら対向端部間に内蔵した軸結合機構と、前記他方の砥石軸の前記対向端部の外周と前記砥石の中心内孔との嵌合面への異物の侵入を防止するため前記他方のラジアル流体軸受装置とこれに対向する前記砥石の端面との間に配置されたテレスコピック式のカバー機構とからなることを特徴とする研削盤における砥石軸受装置。
【請求項８】
請求項７記載の装置において、前記テレスコピック式のカバー機構は、前記他方のラジアル流体軸受装置に固定されこの軸受装置近辺における前記他方の砥石軸の外周を隙間を有して包囲する固定円筒カバーと、軸方向の一旦部がこの固定円筒カバー上でスライド位置調整可能に案内され他端部が前記砥石端面に形成された環状溝と係合して迷路を形成するラビリンスシール部を形成して前記他方の砥石軸の前記砥石端面近辺の外周を包囲する可動円筒カバーと、からなることを特徴とする研削盤における砥石軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削盤、好適には円筒研削盤の砥石台前部に搭載される砥石軸受装置の構成に関するものである。
【０００１】
【従来の技術】
研削盤において砥石の支持剛性を強化するため、砥石軸を両端支持する砥石軸受装置が特開昭５９−１６１２６５号公報に記載されている。この公知の装置においては、砥石を中間に固定した砥石軸の両端を左右の流体軸受装置によりそれぞれ回転支持すると共に、一方の流体軸受装置に流体スラスト軸受機構を内蔵させている。また、他方の流体軸受装置側にプーリ用の軸受装置を別途設け、この軸受装置に回転支持されるプーリ軸をカップリングにより砥石軸に回転連結している。
【０００２】
また、砥石の支持剛性の強化と小型化を実現し、かつ砥石の交換作業を容易にするために、分割砥石軸を回転支持する砥石軸受装置が特開平６−４７６６２号公報及び特開平６−４７６６３号公報に記載されている。これら公知の分割砥石軸受装置においては、同一軸線上の左右に配置された一対の砥石軸を砥石台の前部に搭載したそれぞれのラジアル軸受装置、特に流体軸受装置により回転自在に支持し、両砥石軸を対向端部において連結する連結手段を設け、この連結手段を非連結状態に操作して一方の砥石軸に対し他方の砥石軸を離間させ、砥石を前記一方の砥石軸から取り外し可能としている。
【０００３】
これら公知の装置では、砥石軸のスラスト方向の位置は、一方の砥石軸の外端部を駆動モータの出力軸にカップリングにより結合することにより拘束している。また、両砥石軸の対向端部の結合は、一方の砥石軸の内端面に開口したテーパ内孔に他方の砥石軸の内端部から突出するテーパコーンを嵌合させ、前記一方の砥石軸の内端部外周に螺合する螺子リングによりテーパコーンをテーパ内孔に嵌合圧着する構成が採用されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５９−１６１２６５号公報  （図１、第１頁）
【特許文献２】
特開平６−４７６６２号公報  （図１、第２頁右欄〜第３頁左欄）
【特許文献３】
特開平６−４７６６３号公報  （図１、第３頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１に記載される装置においては、流体スラスト軸受機構とプーリ用の軸受装置とを独立して設け、かつプーリ軸と砥石軸とをカップリングを介して連結しているため、軸受装置全体が軸方向に大型化し、かつカップリングを構成する部材間の相対移動により振動等の加工精度上で好ましくない挙動が発生する等の不具合がある。
【０００６】
一方、特許文献２及び３に記載される装置においては、砥石軸と同軸上に駆動モータを配置しているので、モータの外径よりも小径の砥石を使用する場合モータが研削盤の構成部分と干渉する恐れがあり、砥石交換等の取り扱いが容易な小径砥石を使用することができない。また、砥石軸のスラスト方向の位置は、駆動モータの出力軸のスラスト軸受精度及びモータ出力軸を砥石軸に回転連結するカップリングのスラスト位置決め精度に影響されるため、砥石軸、つまり砥石のスラスト方向位置の位置決め精度が低く、ワークの軸線方向寸法を高精度に加工できない。さらに、一方の砥石軸と他方の砥石軸との結合は、テーパ内孔とテーパコーンの結合であり、このような結合では、両砥石軸を再結合するとき、嵌合部のテーパ面当たりの変動により両砥石軸間の同芯性を高精度に再現できないと云った不具合が生じる。
従って、本発明の課題は、砥石の交換を容易にした分割式砥石軸受装置において、装置全体を小型化すると共に、両砥石軸の再結合時における同芯性を向上することにある。
【０００７】
【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、同一軸線上で回転される左右一対の砥石軸を対向端部で一体結合し、この結合部近辺に砥石を固定し、一対の砥石軸を分離することにより砥石軸から砥石を取り外し可能とした研削盤における砥石軸受装置において、砥石台の前部に固定される左右一対のラジアル流体軸受装置と、これらラジアル流体軸受装置が発生する圧力流体によりそれぞれが回転自在に支持される左右一対の砥石軸と、これら砥石軸の対向端部を選択的に結合分離するためこれら対向端部間に内蔵した軸結合機構と、砥石台の前部に固定されラジアル軸受装置の一方の軸方向外方端から突出する砥石軸のスラスト軸受端部をスラスト方向に支持するスラスト軸受装置を設け、このスラスト軸受装置と隣接する一方のラジアル流体軸受装置との間に跨る砥石軸にはスラスト軸受装置と一方のラジアル流体軸受装置との間でプーリを固定し、さらにこのプーリに作用するベルトテンションに対抗するためスラスト軸受装置には、スラスト軸受端部をスラスト方向に加えてラジアル方向にも支持する転がりベアリングを設けたことである。
【０００８】
この構成によれば、スラスト軸受装置が転がりベアリングによりスラスト軸受端部をスラスト方向に加えてラジアル方向にも支持し、スラスト軸受装置はベルトテンションに対向するラジアル軸受装置としても機能する。これによりプーリ用のラジアル軸受機構は砥石軸のスラスト軸受用の軸受機構に集約されるので、軸受装置全体を小型化でき、従来装置のように砥石軸線上に駆動モータを配置しないので、交換作業時における取り扱いが容易な小径砥石を使用することが可能となる。また、転がりベアリングは砥石軸の端部を直接支持するので、砥石軸のスラスト方向の位置決め剛性が向上され、また従来装置のようにカップリングを介在させることに伴う振動等の悪影響がない。このため、ワークの長手方向の加工精度が向上されると共に、表面精度も向上される。
【０００９】
好ましくは、請求項２に記載されるように、スラスト軸受端部の径をラジアル軸受部よりも小径に形成し、この小径端部をスラスト軸受装置に設けられる転がりベアリングとしての一対のアンギュラコンタクトベアリングにて支持するように構成する。アンギュラコンタクトベアリングは、その軸受面がラジアル方向の支持とスラスト方向の支持を兼用し、砥石軸のスラスト方向の位置精度を確保しつつプーリに作用するラジアル方向のベルトテンションを隣接するラジアル流体軸受と分担して支持する。スラスト軸受端部をラジアル軸受部よりも小径に形成したので、小型のアンギュラコンタクトベアリングを使用でき、このベアリングの回転周速度が低下されて発熱が抑制され、これにより、砥石軸を駆動する駆動モータの消費動力が節約される省エネルギ効果も得られる。
【００１０】
請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１に記載のものにおいて、砥石軸の対向端部では一方の砥石軸の端部から突出するテーパ円筒を他方の砥石軸の端部に形成したテーパ穴に嵌合させると共に、一方の砥石軸のテーパ円筒の基部から径方向に延びる垂直端面を他方の砥石軸のテーパ穴が開口して径方向に延びる垂直端面と面接触させ、両砥石軸をテーパ面嵌合と垂直端面接触の２面で結合していることである。
この構成によれば、砥石に研削抵抗が作用するとき、連結状態にある両砥石軸は、テーパ嵌合部と垂直端面接触部とで砥石軸の折れ曲げ作用に対し強固に抵抗する。特に、垂直端面接触部は径方向の周縁部において両砥石軸を互いに支え合うので、大きな曲げモーメントに対し互いに反発して抵抗する。これにより、連結状態における両砥石軸の軸剛性が向上され、研削抵抗に対し砥石を切り込み位置に保持でき、寸法精度が向上される。
【００１１】
請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１又は３に記載のものにおいて、砥石軸の一方には他方の砥石軸と結合する端部に径方向外方に延出したフランジ部を形成し、砥石をこのフランジ部に固定手段により固定し、砥石の中心内孔に他方の砥石軸の端部外周面を嵌合させたことである。
この構成によれば、砥石は一方の砥石軸のフランジ部で支持されると共に、他方の砥石軸の端部外周面で支持される。これにより、砥石支持力が両砥石軸に分担されるので、砥石の支持強度が増強されると共に、砥石自体が両砥石軸の曲げモーメントに抵抗して矯正する矯正手段として作用する。この結果、両砥石軸の剛性が一層強化される。また、砥石軸に対する砥石の芯出しが容易となる。
【００１２】
請求項５に記載の発明の構成上の特徴は、請求項３に記載のものにおいて、一方の砥石軸の他方の砥石軸に結合する端部には径方向外方に延出したフランジ部を形成し、砥石をこのフランジ部に固定手段により固定し、軸結合機構はテーパ円筒内の空間に内蔵すると共に径方向両端に操作部を備え、軸結合機構の操作部へのアクセスを可能にするために操作部と整列してフランジ部及びテーパ円筒に径方向に挿通する穴を形成したことである。
この構成によれば、フランジ部及びテーパ円筒に形成した径方向の挿通穴を通して例えば６角レンチのような適宜操作手段が挿入されて軸結合機構の操作部に係合され、この操作部を操作して軸結合機構が操作される。これにより、両砥石軸を互いに連結したり分離したりすることができる。砥石を固定するフランジ部に例えば６角レンチのような適宜操作手段の挿入用の挿通穴を形成したので、一方の砥石軸のラジアル軸受装置からのオーバハング量を少なくでき、この一方の砥石軸の支持剛性を向上できる。
【００１３】
請求項６に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１〜５のいずれかに記載のものにおいて、スラスト軸受されていない砥石軸の軸方向外方への移動を実質的に規制する規制部材をスラスト軸受されていない砥石軸の軸方向外方端部側に配置し、砥石軸の両方を軸方向にはスラスト軸受装置と規制部材との間に設けたことである。
この構成によれば、万一、回転動作中に他方の主軸が一方の主軸から離間する方向に軸動するような事態が生じる場合でも、規制部材が他方の主軸のこのような離間方向の軸動を阻止する。このため、規制部材は、軸結合機構の結合操作忘れ、不完全な結合操作、或いは万一の故障が生じる事態に対する保安手段として働く。
【００１４】
請求項７に記載の発明の構成上の特徴は、同軸上で回転される左右一対の砥石軸を対向端部で一体結合し、この結合部近辺に砥石を固定し、一対の砥石軸を分離することにより砥石軸から砥石を取り外し可能とした研削盤における砥石軸受装置において、砥石台の前部に固定される左右一対のラジアル流体軸受装置と、これらラジアル流体軸受装置の一方において圧力流体により回転自在に支持された一方の砥石軸と、この一方の砥石軸の他方のラジアル流体軸受装置と対向する端部に径方向外方に延出され砥石が固着されるフランジ部と、他方のラジアル流体軸受装置において圧力流体により回転自在に支持され一方の砥石軸との対向端部の外周が砥石の中心内孔に嵌合される他方の砥石軸と、これら一方及び他方の砥石軸の対向端部を選択的に結合分離するためこれら対向端部間に内蔵した軸結合機構と、他方の砥石軸の対向端部の外周と砥石の中心内孔との嵌合面への異物の侵入を防止するため他方のラジアル流体軸受装置とこれに対向する砥石の端面との間に配置されたテレスコピック式のカバー機構とにより構成したことである。
【００１５】
この構成によれば、砥石は他方の砥石軸をその内孔に嵌合した状態で一方の砥石軸のフランジ部に固定され、両砥石軸により分担支持される。このため、請求項４の発明が奏する効果と同一の効果が奏せられる。加えて、テレスコピック式のカバー機構が、他方のラジアル流体軸受装置とこれに対向する砥石の端面との間の他方の砥石軸の外周を包囲し、この他方の砥石軸が砥石の内孔に嵌合する嵌合面への砥粒、研削屑、研削液等の異物が侵入することを防止する。これにより、この嵌合面の損傷が防止されるので、他方の砥石軸を砥石に嵌合させる際に両者の同芯性が容易に再現されるようになる。
【００１６】
請求項８に記載の発明の構成上の特徴は、請求項７記載のものにおいて、テレスコピック式のカバー機構は、他方のラジアル流体軸受装置に固定されこの軸受装置近辺における他方の砥石軸の外周を隙間を有して包囲する固定円筒カバーと、軸方向の一端部がこの固定円筒カバー上でスライド位置調整可能に案内され他端部が砥石端面に形成された環状溝と非接触係合して迷路を形成するラビリンスシール部を形成して他方の砥石軸の砥石端面近辺の外周を包囲する可動円筒カバーと、により構成したことである。
この構成によれば、可動円筒カバーは、他方の砥石軸の砥石端面近辺の外周を包囲し、また、砥石交換の際には、固定円筒カバー上でスライドして砥石に対し後退動作し、砥石の着脱作業を容易にする。また、可動円筒カバーの他端部はラビリンスシール部が形成され、このシール部にて砥石端面に形成された環状溝と非接触係合して迷路を形成し、異物が他方の砥石軸と砥石の中心内孔との嵌合面に侵入することを確実に防止する。
【００１７】
【実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態に係る砥石軸受装置を備えた研削盤について図面を参照して説明する。図１において、１１は円筒研削盤を示し、円筒研削盤１１は、ベッド１２を有する。ベッド１２は、図示左側の前部側の上面にワーク支持駆動装置２０を搭載し、図示右側の後部側の上面に砥石台装置３０を搭載している。ワーク支持駆動装置２０は、ベッド１２上に固定のワークテーブル２１から立設されたサポート２２の側面に一対のリニアガイド２３に沿って紙面と垂直方向に位置調整可能に搭載固定されている。ワーク支持駆動装置２０は、主軸台２４と図略の心押台とで構成され、ワークＷを水平軸線の周りに回転自在に支持し、主軸モータ２５により回転できるように構成されている。
【００１８】
一方、砥石台装置３０は、ベッド１２の後部上面で紙面と垂直方向に延びて固定された一対のリニアガイド３１に沿ってリニアモータ３２より左右方向に移動されるスライド３３を備える。砥石台３４は、スライド３３上で図示左右方向に伸びる一対のリニアガイド３５（１つのみ図示）に沿って図略のリニアモータにより進退できるように搭載されている。砥石台３４の前部には砥石軸受ユニット４０が搭載され、砥石Ｇを固着した後述する砥石軸が回転自在に支持されている。この砥石軸は、砥石台３４の後部に搭載された駆動モータ３６の出力軸に固着したプーリ３６ａとベルト３７を介して回転連結され、駆動モータ３６の回転動力を砥石Ｇに伝達できるようにしている。なお、符号３８はベルトテンション調整機構、３９は研削液供給ノズル、３９ａは同ノズル３９へ研削液を給送する給送管路をそれぞれ示す。
【００１９】
さて、砥石軸受ユニット４０の正面図及び拡大水平断面図をそれぞれ示す図２及び図３において、砥石軸受ユニット４０は、ユニットベース４１、正面から観て右側及び左側に配置され各々四角でボルト締めされたラジアル軸受装置４２、４３、及び右端のスラスト軸受装置４４を主要構成要素としている。ユニットベース４１は、前面中央部に砥石周縁部を受け入れる弧状空間４１ａが形成され、この弧状空間４１ａの右側の前面に右ラジアル軸受装置４２が固着されている。
【００２０】
この軸受装置４２は、ワークＷの水平回転軸線と平行な軸線上で、主砥石軸４５を軸受金４６の内周面に発生される圧油のような圧力流体の静圧力により回転自在に支持する静圧流体軸受の構成となっている。この主砥石軸４５は、右端にスラスト軸受端部としての小径部４５ａが形成され、この小径部４５ａにおいてユニットベース４１に固着されたスラスト軸受装置４４の一対のアンギュラコンタクトベアリング４７により回転支持されている。転がり軸受としてのこの一対のアンギュラコンタクトベアリング４７は、小径部４５ａをラジアル方向に回転自在に支持すると共に、スラスト方向にも回転支持し、主砥石軸４５を軸方向移動不能に支持している。
【００２１】
これにより、スラスト軸受装置４４と隣接するラジアル軸受装置４２との間に跨って延びる主砥石軸４５には、スラスト軸受装置４４とラジアル軸受装置４２との間でプーリ４８がキー止めされ、このプーリ４８に作用するベルトテンションをラジアル軸受装置４２の静圧力とスラスト軸受装置４４のアンギュラコンタクトベアリング４７により分担して両持支持し、ベルトテンションに対する大きな抵抗力を発揮できるようにしている。また、小径部４４ａをスラスト軸受するようにしたので、アンギュラコンタクトベアリング４７の外形を小さくでき、これらベアリング４７の回転周速度を下げて発熱を抑制し、駆動モータ３６の回転動力の消費を低減させる省エネルギ効果が得られる。
【００２２】
一方、主砥石軸４４の左端部には径方向外方に拡大されたフランジ部４５ｂが形成されると共に、軸連結機構６０が組み込まれている。フランジ４４ｂの側面には、砥石Ｇが複数本の取り付けボルト４９により着脱可能に固着されている。砥石Ｇは、例えば、金属製の砥石基板５０ａの外周に超砥粒として例えばＣＢＮ砥粒層５０ｂを固着して構成されている。軸連結機構６０は、副砥石軸５２を主砥石軸４５に一体的に連結し、これにより、砥石Ｇをこの砥石Ｇの右側及び左側に配置した主・副のラジアル軸受装置４２、４３により両側から支持するようにしている。
【００２３】
すなわち、弧状空間４１ａを挟んだユニットベース４１の左側前面には、副ラジアル軸受装置４３が固着され、この軸受装置４３は、前記主砥石軸４５の回転軸線上でこれと同芯に副砥石軸５２を軸受金５３の内周面に発生される圧力流体の静圧力により回転自在に支持する静圧流体軸受の構成となっている。副砥石軸５２は左端側から円筒形の内部空間が形成され、この空間内に自動バランス取り装置５４が組み込まれている。このバランス取り装置５４は公知のもので、前記軸連結機構６０により一体結合される主及び副砥石軸４５、５２及びこれに取り付けられた砥石Ｇを含む回転系のバランスを自動修正する。簡単に説明すれば、バランス取り装置５４は、２個の錘体を内蔵しそれぞれ独立した電動機により円周方向に割り出し、上記回転系のアンバランス量が最大となる角度位相位置と反対の角度位相にアンバランス量と等量の補正バランス量を形成するように動作する。副砥石軸５２の左端の開口部には、回転送受信装置５５ａが固着されている。回転送受信装置５５ａは、バランス取り装置５４に内蔵される前記電動機を駆動制御する駆動制御回路を内蔵している。また、回転送受信装置５５ａは、バランス取り装置５４に取り付けられたＡＥサンサの信号を出力し、砥石ＧとワークＷの接触検知を行えるように構成されている。
【００２４】
非回転送受信装置５５ｂは、回転送受信装置５５ａの左端面と微小隙間Ｔｍを有して対向する右端面を有し、両端面間で信号及びモータ駆動電力の授受を無線で非接触により可能にしている。すなわち、非回転送受信装置５５ｂは、回転送受信装置５５ａに対し、前記電動機に対する駆動電力を供給すると共に、ユニットベース４１上の適宜箇所、好ましくは砥石Ｇに接近した背部に固定配置した振動センサＶＳからの検出信号を伝達するようにしている。また、非回転送受信装置５５ｂは回転送受信装置５５ａから前記ＡＥセンサの出力を受け取り、研削盤を制御する図略のＣＮＣ装置へ入力する。非回転送受信装置５５ｂは、支持板５７に固定されている。支持板５７は、長穴５７ａを挿通するボルト５８により、ユニットベース４１に固定されている。これにより、ボルト５８を緩めることにより、非回転送受信装置５５ｂを取り付けた支持板５７を左右方向にスライド可能としている。
【００２５】
図４は、軸連結機構６０を内蔵する主副砥石軸４５、５２の連結部近辺の拡大断面図を示す。副砥石軸５２の右端部には、テーパ円筒部６１が突出され、このテーパ円筒部６１には、円筒穴６２と拡大穴６３が形成され、テーパ円筒部６１の基部から径方向外方に延びる垂直端面５２ｔが形成されている。一方、主砥石軸４５の左端部には、テーパ円筒部６１の外周面と密着嵌合するテーパ内孔６５が形成され、このテーパ内孔６５を開口する端面は、前記垂直端面５２ｔと密着結合される垂直端面４５ｔが形成されている。テーパ内孔６５には、基部が主砥石軸４５に一体固着された概略円筒状の結合ヘッド６６の連結部が臨んでいる。連結部は、直径方向の両端部に収容溝が形成され、これら収容溝にそれぞれ連結駒６７、６７を径方向に出没可能に収容している。連結駒６７、６７は、連結部に直径方向に挿通された螺子ピン６８の両端部に形成された一対の螺子部に螺子係合している。これら一対の螺子部は互いに逆方向のリードとして形成されている。螺子ピン６８の両端面には、操作部が形成され、この操作部として例えば６角のレンチ穴が穿孔されている。また、このレンチ穴と同心にフランジ部４５ｂ及びテーパ円筒部６１には直径方向に横断するレンチ挿入用の挿通穴４５ｈ及び６１ｈがそれぞれ開口されている。
【００２６】
従って、これら挿通穴４５ｈ及び６１ｈを通して図略のレンチの先端を螺子ピン６８のレンチ穴に挿入して螺子ピン６８を回転することにより、連結駒６７、６７を径方向外方にせり出して前記テーパ円筒部６１の拡大穴６３に係合する連結位置と、前記連結部の収容溝内に完全に埋没する連結解除位置とに選択的に割り出し可能としている。また、連結駒６７、６７の一方の内方部の側面には斜面が形成され、これに喰い付き解除ピン６９が係合している。従って、連結駒６７、６７を収容溝内に完全に埋没させて連結を解除するとき、喰い付き解除ピン６９が軸動されて副砥石軸５２の円筒穴６２の奥底端面を押圧し、テーパ円筒部６１の外周面とテーパ内孔６５との喰い付き状態を解除するようにしている。
【００２７】
さらに、砥石Ｇと副ラジアル軸受装置４３との間には、テレスコピック式のカバー機構７０が装着されている。このカバー機構７０においては、固定円筒カバー７１がそのフランジ部を副ラジアル軸受装置４３に固定した状態で副砥石軸５２の外周を包囲する円筒部を砥石Ｇ側に張り出している。また、可動円筒カバー７２は、固定円筒カバー７１の円筒部の外周にスライド位置調整可能に嵌合される共に、外周環状溝が形成された先端部を砥石Ｇの砥石基板５０ａの側面に開口された内周面環状溝５０ｃと非接触で係合して迷路を形成するラビリンスシール部７２ａとして構成している。これにより、砥石基板５０ａの内周面と副砥石軸５２との嵌合面に研削屑、砥粒及び研削液等の異物が侵入しないようにしている。可動スリーブ７２は通常は子螺子７３により固定されている。なお、図４中、符号７５はシールリングを示す。
【００２８】
次に、上記のように構成された実施形態の動作を説明する。
研削作業が指令されると、主軸台２４に支持されたワークＷが回転され、スライド３３の左右位置決め送り及び砥石台３３の前進送りが行われて、回転中の砥石ＧがワークＷに係合し、ワークＷの円筒面が研削される。砥石台３３が前進送りを開始すると同時に、研削液が図略の研削液供給装置から給送管路３９ａへ送出され、研削液供給ノズル３９からワークＷと砥石Ｇとの接触点である研削点近辺に向けて吐出される。
【００２９】
一方、駆動モータ３６は、この研削盤への電源投与と同時に回転駆動され、以降常時回転が維持される。主砥石軸４５は、駆動モータ３６により駆動されるベルト３７の回転動力をプーリ４８により受け、回転駆動される。この場合、プーリ４８に作用するベルトの張力は、その左側の大形のラジアル軸受４２及び右側のアンギュラコンタクトベアリング４７により、分担して支持され、これにより、主砥石軸４５の傾きが防止され、加工精度への悪影響を排除している。軸連結機構６０が副砥石軸５２を主砥石軸４４に対し一体結合しているため、主砥石軸４５の回転が副砥石軸５２へ伝達され、両者は一体回転される。砥石Ｇは、主砥石軸４５の回転力を受けてこれと共に一体回転する。この場合、砥石Ｇは、砥石基板５０ａの内孔が副砥石軸５２に嵌合されると共に、両砥石軸４５、５４が一体結合されているので、左右のラジアル軸受装置４３、４２によりラジアル方向に両側支持され、ワークＷが砥石Ｇに及ぼす研削抵抗に対し強固かつ大きな剛性で砥石Ｇを左右のラジアル軸受装置４３、４２の回転中心に保持する。
【００３０】
また、砥石Ｇは主砥石軸４５のフランジ部４５ｂに固着されて支持されると共に、副砥石軸５２の端部外周面に嵌合されて支持される。これにより、砥石支持力が両砥石軸４５、５２に分担されるので、砥石Ｇの支持強度が増強されると共に、砥石自体が両砥石軸４５、５２に作用する曲げモーメントに抵抗して矯正する矯正手段として作用する。この結果、砥石軸に対する砥石の芯出しが容易となることに加えて、両砥石軸の剛性が一層強化される。このため、ワークに対する切り込み速度を増加した重研削或いは高能率研削を実現できると共に、研削抵抗に屈して砥石Ｇが逃げないので、高い寸法精度の研削を遂行できる。また、一体結合状態における主及び副砥石軸４５及び５２のスラスト荷重は、アンギュラコンタクトベアリング４７により支持される。このアンギュラコンタクトベアリング４７は、静圧スラスト軸受のように静圧流体膜を介在させずに小径部４５ａを直接支持するので、スラスト剛性を強固にでき、また小径部４５に対応して小径のベアリングを使用できるので、発熱が小さく、駆動モータ３６の消費動力を節約できる省エネルギ効果を奏する。
【００３１】
両砥石軸４５、５２が一体回転している間、砥石Ｇと左ラジアル軸受装置４３との間に配置したカバー機構７０は、可動円筒カバー７２をシールリング７５を介して固定円筒カバー７１外周に液密嵌合させると共に、その先端部のラビリンスシール部７２ａを砥石基板５０ａの内周面環状溝５０ｃに非接触で係合してラビリンスシールを構成する。このため、砥石Ｇ及び砥石軸４５、５２周囲に飛散しこれらと共に周回する砥粒、研削屑及び研削液等の異物が副砥石軸５２と砥石基板５０ａ内孔５０ｈとの嵌合部に侵入することが防止される。これにより、副砥石軸５２と砥石基板５０ａの内孔５０ｈの嵌合面が損傷されることが防止され、両者の嵌合を永続的に高精度に維持できる。
【００３２】
両砥石軸４５、５２が一体回転する間、副砥石軸５２に内蔵した自動バランス取り装置５４が動作し、砥石Ｇ及び両砥石軸４５、５２を含む回転系のアンバランスを自動修正する。すなわち、ユニットベース４１上に固着した振動センサＶＳの出力が非回転送受信装置５５ｂから無接触で回転送受信装置５５ａに伝達され、これにより回転送受信装置５５ａは自動バランス取り装置５４に内蔵の２つの電動機の駆動を制御し、２つの錘体の位相を調整して前記回転系のアンバランスを除去する。この電動機による錘体の位相調整動作は、振動センサＶＳの出力信号が所定の閾値以下にするように自動制御される。本実施の形態においては、自動バランス取り装置５４が従動側の副砥石軸５４に内蔵されているので、回転系全体のアンバランスを正確に反応し、特に軸連結部の緩みが原因するアンバランス振動を正確に補正できる効果が奏せられる。
【００３３】
また、副砥石軸５２に内蔵の図略のＡＥセンサの出力信号は、回転送受信装置５５ａから無接触で非回転送受信装置５５ｂに伝達される。この信号が適宜処理されることにより、砥石台３４の切り込み送り動作において砥石ＧがワークＷに対し接触される瞬間が検出され、この検出動作信号に基づいて、例えば砥石台３４の切り込み送り速度を変更する等の制御が行われる。
【００３４】
さて、砥石Ｇの砥粒層５０ｂの消耗または、加工すべきワークＷの種類変更に伴って砥石Ｇの交換が必要となる。この場合、図５（Ａ）に示すように、可動スリーブ７２はその子螺子７３（図４）が緩められて図示左方の交換位置へ戻され、砥石Ｇはボルトが取り外されて主砥石軸４５のフランジ部４５ｂとの結合から解除され、図示左方へシフトされる。この状態において、フランジ部４５ｂ、テーパ円筒部６１の挿通穴４５ｈ及び６１ｈを通して図５（Ａ）に示すレンチＷＲの先端を螺子ピン６８のレンチ穴に挿入し、螺子ピン６８を回転する。これにより、連結駒６７、６７が拡大穴６３に密着係合する連結位置から前記連結部の収容溝内に完全に埋没する連結解除位置へ移動され、これと共に喰い付き解除ピン６９が軸動されて副砥石軸５２の円筒穴６２の奥底端面を押圧して、テーパ円筒部６１の外周面とテーパ内孔６５との喰い付き状態が解除される。
【００３５】
また、支持板５７を固定しているボルト５８を緩めて、長穴５７ａの範囲内でユニットベース４１に対し支持板５７を図５（Ｂ）に示すように左方の後退位置へ非回転送受信装置５５ｂと共に後退させる。この状態においては、副砥石軸５２は左ラジアル軸受装置４３の軸受金５３の内周面に発生されている圧力流体の静圧力により回転支持された状態で軸方向移動が可能である。従って、砥石Ｇを適宜仮受け手段で保持した状態で、副砥石軸５２を後部から引っ張ることにより、副砥石軸５２を図５（Ｂ）に示すように左方へ移動でき、砥石Ｇから副砥石軸５２の先端部を抜いて、砥石Ｇが取り外される。
【００３６】
そして、砥石Ｇを新たなものと交換し、上記とは逆の手順により、新たな砥石が図３に示すように再び両砥石軸４５、５２に取り付けされる。この場合、副砥石軸５２の内方端外周が砥石Ｇの中心内孔５０ｈに嵌合された状態で、砥石Ｇが主砥石軸４５のフランジ部４５ｂにボルト４９により固着される。砥石Ｇの固着が完了した状態で、軸連結機構６０がレンチＷＲを用いて操作され、連結駒６７、６７が外方に張り出されてテーパ円筒部６１の拡大穴６３内に押圧密着される。これにより、テーパ円筒部６１とテーパ内孔６５との密着嵌合がなされ、かつ垂直端面４５ｔ、５２ｔ同士の密着結合がなされ、これら２面結合により副砥石軸５２が主砥石軸４５に一体結合される。そして、密着結合される垂直端面４５ｔ、５２ｔの周縁部同士は互いに反発して砥石軸に作用する曲げモーメントに強力に抵抗する。
【００３７】
スラスト軸受装置４４は、プーリ４８を走行するベルトの上下部分間に延びる略水平の脚部によりユニットベース４１に固着されているので、ベルト３７の交換に際しては、ベルト３７のループ内にスラスト軸受装置４４を入れた状態で、ベルトの掛け外しができる。
【００３８】
なお、上記の動作説明では、主砥石軸４５のフランジ部４５ｂから砥石Ｇを取り外した後、副砥石軸５２を左方へシフトして砥石Ｇを副砥石軸５２から外すようにしているが、砥石Ｇを主砥石軸４５のフランジ部４５ｂにボルト４９結合した状態で副砥石軸５２を砥石Ｇから外し、その後ボルト４９を外して砥石Ｇをフランジ部４５ｂとの結合から解除するようにしてもよい。
上記した実施形態においては砥石軸４５のスラストを一対のアンギュラコンタクトベアリング４７で支持するようにしているが、これらに代えて、ラジアルベアリングとスラストベアリングを組み合わせて構成してもよい。
【００３９】
上記した実施形態においてはユニットベース４１に各軸受装置４２、４３、４４を固着し、このユニットベース４１を砥石台３４の前部に搭載しているが、ユニットベース４１を除去して、砥石台３４の前部に各軸受装置４２、４３、４４を直接固着するようにしてもよい。
また、砥石Ｇ、軸連結機構６０の各々は、上記実施形態では主砥石軸４５側に固定或いは設置するようにしたが、副砥石軸５２側に固定或いは設置するようにしてもよい。
また、振動センサＶＳを左ラジアル軸受装置４３に設置する場合では、自動バランス取り装置５４を副砥石軸５２内に内蔵する技術的効果が一層有効に発揮される。
【００４０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係わる砥石軸受装置を備えた円筒研削盤の側面図。
【図２】実施形態に係わる砥石軸受装置の正面図。
【図３】実施形態に係わる砥石軸受装置の水平断面図。
【図４】砥石軸受装置に内蔵される軸連結機構及び連結部保護のためのテレスコピック式カバー機構の縦断面図。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は砥石交換動作を説明するための説明図。
【符号の説明】
１１・・・円筒研削盤、３４・・・砥石台、Ｇ・・・研削砥石、Ｗ・・・ワーク、４０・・・砥石軸受装置、４１・・・ユニットベース、４２・・・右ラジアル軸受装置、４３・・・左ラジアル軸受装置、４４・・・スラスト軸受装置、４５・・・主砥石軸、４５ｂ・・・フランジ部、４５ｔ、５２ｔ・・・垂直端面、４７・・・アンギュラコンタクトベアリング（転がりベアリング）、４８・・・プーリ、４９・・・ボルト（固定手段）、５０ｈ・・・砥石中心内孔、５２・・・副砥石軸、５４・・・自動バランス取り装置、ＶＳ・・・振動センサ、５５ａ・・・回転送受信装置、５５ｂ・・・非回転送受信装置（規制部材）、５７・・・支持板、６０・・・軸連結機構、、６１・・・テーパ円筒、６５・・・テーパ穴、６７、６７・・・連結駒、６８・・・操作ピン、４５ｈ、６１ｈ・・・挿通穴、７０・・・テレスコピック式カバー機構、７１・・・固定円筒カバー、７２・・・可動円筒カバー。７２ａ・・・ラビリンスシール部。
【図１】
2004351593.tif 000003
【図２】
2004351593.tif 000004
【図３】
2004351593.tif 000005
【図４】
2004351593.tif 000006
【図５】
2004351593.tif 000007