(57)【要約】【課題】  主軸台を移動する送り機構のコストを低減することができる研削盤における主軸装置を提供する。【解決手段】  ベッドの上面に設けられたワーク支持台１に対して固定ベース２１を取り付ける。この固定ベース２１の上面に対してスライドベース２３を案内機構を介してＺ軸方向の往復移動可能に支持する。このスライドベース２３をシリンダ６２によってＺ軸方向に往復動するように構成する。固定ベース２１とスライドベース２３の間にスライドベース２３を所定位置にロックするためのロックシリンダ４２及び該ロックシリンダ４２により作動されるロック部材５１を設ける。  【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ベースに対し案内機構を介してスライドベースをシリンダにより往復動可能に装着し、前記スライドベースの上面に対して主軸を備えた主軸台を設け、前記固定ベースとスライドベースの間に該スライドベースを所定の位置にロックするためのロック機構を設けたことを特徴とする研削盤における主軸装置。
【請求項２】
請求項１において、前記案内機構は固定ベースの上面に設けられた左右一対の案内面と、前記スライドベースの下面に設けられ、かつ前記案内面に転動接触する案内ローラと、前記案内ローラを前記案内面に押圧するための付勢部材とによって構成されていることを特徴とする研削盤における主軸装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ロック機構は、前記固定ベースに設けられたロックシリンダと、このロックシリンダのピストンロッドに取り付けられ、かつ前記スライドベースを固定ベースに締め付け固定するためのロック部材とにより構成されていることを特徴とする研削盤における主軸装置。
【請求項４】
請求項３において、前記ロック機構は、複数箇所に設けられ、各ロックシリンダは圧油によって作動されるようになっていることを特徴とする研削盤における主軸装置。
【請求項５】
請求項４において、前記スライドベースは固定ベースに対し静圧支持機構によって支持されていることを特徴とする研削盤における主軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばクランクシャフトやカムシャフトの研削に用いられる研削盤における主軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クランクシャフトやカムシャフトの研削盤として、従来、特許文献１に開示されたものが提案されている。この研削盤における主軸装置は、ベッドの上面に支持された左右一対の案内レールに沿って往復動可能にスライドベースが支持されている。このスライドベースの上面に主軸を備えた主軸台が装着されている。前記スライドベースは前記ベッドに装着されたサーボモータによって往復回転されるボールねじと、前記スライドベースの下面に設けられ、かつ前記ボールねじに螺合されたボールねじナットとによって構成されている。
【特許文献１】特開２００２−１７２５４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記従来の研削盤における主軸装置においては、スライドベースをサーボモータとボールねじ及びボールねじナットとによって前後方向の位置調節可能に構成されていたので、高価な部品を使用しなければならず、コストの低減を図ることが難しいという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、主軸台を移動する送り機構のコストを低減することができる研削盤における主軸装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、固定ベースに対し案内機構を介してスライドベースをシリンダにより往復動可能に装着し、前記スライドベースの上面に対して主軸を備えた主軸台を設け、前記固定ベースとスライドベースの間に該スライドベースを所定の位置にロックするためのロック機構を設けたことを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記案内機構は固定ベースの上面に設けられた左右一対の案内面と、前記スライドベースの下面に設けられ、かつ前記案内面に転動接触する案内ローラと、前記案内ローラを前記案内面に押圧するための付勢部材とによって構成されていることを要旨とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記ロック機構は、前記固定ベースに設けられたロックシリンダと、このロックシリンダのピストンロッドに取り付けられ、かつ前記スライドベースを固定ベースに締め付け固定するためのロック部材とにより構成されていることを要旨とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記ロック機構は、複数箇所に設けられ、各ロックシリンダは圧油によって作動されるようになっていることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記スライドベースは固定ベースに対し静圧支持機構によって支持されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スライドベースを前後方向に往復動する駆動機構がシリンダによって構成され、スライドベースがロック機構により所定位置に固定されるようにしたので、サーボモータを用いた送りねじ機構と比較して主軸台を往復動する機構のコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した研削盤における主軸装置の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は主軸装置の正面、図２は研削盤の平面を表す。図２に示すように、ワーク支持台１はベッド２の一側上面に支持されている。主軸台３はワーク支持台１の上面に配設され、カムシャフト１９の両端部を着脱可能に支持するための主軸４及びその主軸４を回転させるためのサーボモータよりなる主軸用モータ５を備えている。図１に示すようにカムシャフト１９は円柱状の複数のジャーナル部１９ａと、被研削部としての複数のカム部１９ｂと、左右両端のジャーナル部１９ｃ，１９ｄとにより構成されている。
【００１１】
心押台６はワーク支持台１の上面に配設され、この心押台６には心押し機構７がＺ軸方向の往復移動可能に支持されている。この心押し機構７は前記心押台６の後端部に装着したシリンダ８によって前記主軸４との間隔を調整自在に、かつＺ軸方向へ延びるように回転可能に支持されている。そして、前記カムシャフト１９の一方のジャーナル部１９ｃは、主軸４の先端部に装着されたクランプ機構によってクランプされ、他方のジャーナル部１９ｄは心押し機構７によって支持されるようになっている。そして、カムシャフト１９は、この支持状態で主軸用モータ５の駆動に伴い所定の方向へ回転されるようになっている。
【００１２】
図２に示すように、Ｚ軸移動サドル１２は前記ベッド２上にＺ軸方向に互いに平行に敷設された一対の案内レール９によってＺ軸方向の往復動可能に支持されている。前記ベッド２には正逆回転されるサーボモータ１０が設置され、これによって往復回転されるボールねじ１１がＺ軸移動サドル１２の下面に取り付けたボールねじナット（図示略）に螺合されている。そして、サーボモータ１０が作動されると、Ｚ軸移動サドル１２がＺ軸方向に往復動されるようになっている。前記Ｚ軸移動サドル１２の上面には一対の案内レール１３がカムシャフト１９の軸線と直交する水平方向（Ｘ軸方向）へ指向するように、かつ互いに平行に支持されている。この案内レール１３には砥石台１４がＸ軸方向の往復移動可能に支持されている。この砥石台１４の上面にはビルトインモータ１５が設置され、このビルトインモータ１５の回転軸にはカムシャフト１９と対向するように回転砥石１６が支持されている。前記Ｚ軸移動サドル１２と砥石台１４との間にはリニアモータ１７が設けられ、このリニアモータ１７により砥石台１４がカムシャフト１９と接近又は離間するＸ軸方向へ移動される。このリニアモータ１７に代えて、例えばサーボモータ、ボールねじ及びボールねじナットを用いた送り機構を使用してもよい。
【００１３】
次に、前記ワーク支持台１と主軸台３との間に設けられ、前記主軸台３をＺ軸方向に往復動するための主軸台送り機構を図３〜図８に基づいて説明する。
図３は主軸台送り機構の正面、図４はその平断面、図５は同じく横断面、図６は同じく部分縦断面を示す。図５に示すように、固定ベース２１は、ボルト２２によって前記ワーク支持台１に固定されている。前記固定ベース２１の上面にはスライドベース２３が案内機構２４によってＺ軸方向（図５の紙面直交方向）の往復動可能に支持されている。前記固定ベース２１には、左右一対のアリ部２１ａ，２１ｂが一体に形成されている。両アリ部２１ａ，２１ｂの外側面は、下端ほど固定ベース２１の中心に向かう傾斜案内面２１ｃ，２１ｄとなっている。前記傾斜案内面２１ｃ，２１ｄと対向するように、前記スライドベース２３の下面には段差状の取付凹部２３ａ，２３ｂが形成されている。
【００１４】
前記案内機構２４を構成する右側に位置する取付ブロック２５は、ボルト２６，２７によって前記スライドベース２３の取付凹部２３ｂの所定位置に締め付け固定されている。前記取付ブロック２５には固定ベース２１の傾斜案内面２１ｄと平行な斜面２５ａが形成され、この斜面２５ａには取付溝２５ｂが取付ブロック２５の長手方向に指向するように形成されている。前記斜面２５ａ及び取付溝２５ｂには、図４に示すようにローラ支持ブロック２８がボルト２９によって締め付け固定され、ローラ支持ブロック２８には前記固定ベース２１のアリ部２１ｂの傾斜案内面２１ｄに転動接触されるキャタピラ形のＬＭローラユニット３０が配設されている。前記ローラ支持ブロック２８は図７に示すように前記取付溝２５ｂに係合された長尺状の台座２８Ａと、この台座２８Ａの表面に取り付けられた複数のクランプ金具２８Ｂとにより分割可能に構成されている。前記ＬＭローラユニット３０は、図８の平面に示すように取付ブロック３０ａと、その外周面に嵌合固定された保持体３０ｂと、その保持体３０ｂの表面に収容した複数のローラ３０ｃとにより構成されている。そして、前記保持体３０ｂから両側方に突出された取付ブロック３０ａの前後両端部を前記台座２８Ａとクランプ金具２８ＢによりクランプすることによりＬＭローラユニット３０を所定位置に保持している。
【００１５】
前記スライドベース２３の左側の取付凹部２３ａにも、前記案内機構２４を構成する取付ブロック３１がボルト３２によって支持されている。前記取付ブロック３１には固定ベース２１の傾斜案内面２１ｃと平行な斜面３１ａが形成され、この斜面３１ａには取付溝３１ｂが取付ブロック３１の長手方向に指向するように形成されている。前記斜面３１ａ及び取付溝３１ｂには、ローラ支持ブロック３３がボルト３４によって締め付け固定され、ローラ支持ブロック３３には前記アリ部２１ａの傾斜案内面２１ｃに転動接触されるキャタピラ形のＬＭローラユニット３５が装着に支持されている。前記ローラ支持ブロック３３も図７に示すように取付溝３１ｂに係合された長尺状の台座３３Ａと、この台座３３Ａの表面に取り付けられた複数のクランプ金具３３Ｂとにより構成されている。前記ＬＭローラユニット３５は、図８の平面に示すように取付ブロック３５ａと、その外周面に嵌合固定された保持体３５ｂと、その保持体３５ｂの表面に収容した複数のローラ３５ｃとにより構成されている。そして、前記保持体３５ｂから両側方に突出された取付ブロック３５ａの前後両端部を前記台座３３Ａとクランプ金具３３ＢによりクランプすることによりＬＭローラユニット３５を所定位置に保持している。
【００１６】
前記スライドベース２３の左端部には、図５に示すように前記取付ブロック３１と対応して貫通穴２３ｅが形成されている。該貫通穴２３ｅには前記取付ブロック３１、ローラ支持ブロック３３及びローラユニット３５を前記固定ベース２１のアリ部２１ａの傾斜案内面２１ｃに押圧するためのコイル状をなす付勢部材としてのバネ３６が収容されている。該バネ３６は前記貫通穴２３ｅの外端部に形成された雌ねじ部に螺合したセットボルト３７によって圧縮され蓄勢されている。
【００１７】
図５に示すように前記スライドベース２３の左右両側の下面は、前記固定ベース２１の左右両側の上面に対して静圧支持機構によって支持されている。スライドベース２３の下面には油を収容するためのポット２３ｈが形成され、このポット２３ｈに対して固定ベース２１に形成された圧油供給通路２１ｈを通して前記ポット２３ｈに圧油が供給され、固定ベース２１の上面にスライドベース２３が静圧によって支持されるようになっている。
【００１８】
次に、前記スライドベース２３を所定位置にロックするためのロック機構４１について説明する。
前記固定ベース２１の中央部にはロックシリンダ４２が上向きに装着されている。このロックシリンダ４２は前記固定ベース２１の中央部に形成された有底円筒状をなす収容凹部２１ｅ内に上下方向の往復動可能に収容されたピストン４３と、このピストン４３の上面に一体形成されたピストンロッド４４と、前記固定ベース２１の上面に前記収容凹部２１ｅの上端開口部を閉鎖するようにボルト４６によって締め付け固定された蓋体４５とによって構成されている。前記ピストン４３の下側には大気圧室４７が形成され、固定ベース２１に設けた排気通路２１ｆによって外部と連通されている。前記ピストン４３と蓋体４５との間には加圧室４８が形成され、この加圧室４８には図示しない圧油供給源から前記固定ベース２１に設けた圧油供給通路２１ｇを通して圧油が供給されるようになっている。
【００１９】
前記スライドベース２３には前記ピストンロッド４４の上端部を緩く進入させる貫通穴２３ｆが形成され、この貫通穴２３ｆは図６に示すようにスライドベース２３のＺ軸方向への往復動を許容するように水平方向に長く形成されている。この貫通穴２３ｆの上方には段差凹部２３ｇが形成され、この段差凹部２３ｇの内部にはロック部材５１が支持され、前記ピストンロッド４４とロック部材５１はボルト５２によって締め付け固定されている。前記スライドベース２３の上面には前記段差凹部２３ｇを覆うためのカバー５３がビス５４によって取り付けられている。
【００２０】
図３に示すように、前記固定ベース２１の一端部には、ブラケット６１がボルトによって取りつけられ、このブラケット６１の上部にはシリンダ６２が水平に片持ち支持されている。このシリンダ６２のピストンロッド６３は前記スライドベース２３の左端部に連結されている。このシリンダ６２によって前記スライドベース２３がＺ軸方向に往復動される。
【００２１】
図２に示すように、前記ワーク支持台１の上面には主軸４と心押し機構７の先端部との間に支持されたカムシャフト１９のジャーナル部１９ａを回転砥石１６と反対側において支持するための一対のワークレスト６５，６６がＺ軸方向の移動不能に、かつＸ軸方向に進退可能に支持されている。
【００２２】
次に、前記のように構成された研削盤の主軸装置について、その動作を説明する。
図１に示すように主軸装置にカムシャフト１９を装着する場合には、図５及び図６に示すロック機構の加圧室４８への圧油の供給を停止してロック部材５１を非ロック状態に切り換え保持する。この状態において、図１及び図４に示すシリンダ６２のピストンロッド６３をＺ軸方向に往復移動してスライドベース２３を同方向に移動し、所望する位置にスライドベース２３を停止する。この状態で、図示しない圧油供給源から圧油を圧油供給通路２１ｇを通して図５に示すロック機構の加圧室４８の内部に供給する。これによってピストン４３が下方に移動され、ピストンロッド４４を介してロック部材５１がスライドベース２３の段差凹部２３ｇの底部に押圧され、スライドベース２３が固定ベース２１上の所定位置にロックされる。
【００２３】
次に、図２に示すように前記主軸台３に支持された主軸４の先端部に装着されたクランプ機構によってカムシャフト１９の一方のジャーナル部１９ｃを把持するとともに、心押台６の心押し機構７によってカムシャフト１９の他方のジャーナル部１９ｄを把持する。以上の動作によって、主軸装置にカムシャフト１９が装着される。    
【００２４】
次に、ビルトインモータ１５によって回転砥石１６を回転するとともにサーボモータ１０によってビルトインモータ１５及び回転砥石１６をＺ軸方向に移動してカムシャフト１９の所定のカム部１９ｂと回転砥石１６を対応させる。この状態で、リニアモータ１７が作動されて、砥石台１４がＸ軸方向前方に移動され、回転砥石１６によってカム部１９ｂの外周面が研削される。
【００２５】
上記実施形態の研削盤における主軸装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、固定ベース２１の上面に支持されたスライドベース２３をシリンダ６２によってＺ軸方向の移動可能に支持し、ロック機構によってスライドベース２３を固定ベース２１の所定位置にロックするようにした。このため、サーボモータ及びボールねじ、ナット等による主軸台の送り機構と比較してコストを低減することができる。
【００２６】
（２）上記実施形態では、主軸台３に対して主軸４がＺ軸方向に移動しないので、主軸４によるカムシャフト１９の支持剛性が高くなり、カムシャフト１９の偏芯をなくしてカム部１９ｂの研削精度を向上することができる。
【００２７】
（３）上記実施形態では、スライドベース２３のロック機構を、安価なロックシリンダ４２と、このピストンロッド４４によって下方に移動されるロック部材５１とによって構成した。このため、ロック機構の部品点数を低減しコストを低減することができる。
【００２８】
（４）上記実施形態では、固定ベース２１に対するスライドベース２３のＺ軸方向への案内機構２４をローラ支持機構によって構成した。このため、スライドベース２３のＺ軸方向への移動を円滑に行うことができるともに、ローラユニット３０のみを交換することによって案内機構の長寿命化を図ることができる。
【００２９】
（５）上記実施形態では、取付ブロック３１、ローラ支持ブロック３３及びローラユニット３５をアリ部２１ａの傾斜案内面２１ｃに押圧するようにした。このため、図５において右側のローラ支持ブロック２８に支持されたローラユニット３０をアリ部２１ｂの傾斜案内面２１ｄに押圧接触することができ、固定ベース２１に対するスライドベース２３の組付状態を適正に保持することができる。この結果、主軸台３及び主軸４の芯出し精度を向上し、カムシャフト１９の研削精度を向上することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図示しないが、固定ベース２１に対するスライドベース２３の案内機構を、固定ベース２１の上面に設けられた左右一対の案内レールと、前記スライドベース２３の下面に取り付けられ、かつ案内レールに摺動可能に支持されたスライダーとにより構成してもよい。
【００３１】
○  カムシャフト１９やクランクシャフト２０以外に、非真円の円筒形状ワークの研削盤として具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】研削盤の主軸装置を示す正面図。
【図２】研削盤全体を示す平面図。
【図３】主軸台の送り機構を示す正面図。
【図４】主軸台の送り機構を示す平断面図。
【図５】主軸台の送り機構を示す横断面図。
【図６】スライドベースのロック機構を示す拡大断面図。
【図７】案内機構の部分拡大断面図。
【図８】ＬＭローラユニットの取付け状態を示す平面図。
【符号の説明】
【００３３】
３…主軸台、４…主軸、６２…シリンダ、２１…固定ベース、２３…スライドベース、２４…案内機構、４１…ロック機構、４２…ロックシリンダ、４４，６３…ピストンロッド、５１…ロック部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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