(57)【要約】【課題】一対の砥石軸を分離することにより砥石軸から前記砥石を取り外し可能とした分割式砥石軸受装置において、砥石の交換作業を容易にする。【解決手段】一対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６０と、両砥石軸の対向端部では副砥石軸５２の端部にストレート円筒部５９を介してテーパ円筒部６１を突出させ、主砥石軸４５の端部にテーパ内孔６５を形成し、砥石をストレート円筒部５９に嵌合し、前記副砥石軸５２のストレート円筒部５９の基部から径方向に延びる垂直端面５２ｔと主砥石軸４５の前記テーパ内孔の開口から径方向に延びる垂直端面４５ｔとをそれぞれ砥石のフランジＦの両側面Ｆａ，Ｆｂに面接触させ、前記両砥石軸を軸結合機構６０により引き寄せることによりテーパ円筒部６１とテーパ内孔６５とを密着嵌合させるとともに、砥石ＧのフランジＦを前記両垂直端面４５ｔ、５２ｔの間に挟着するようにした。【選択図】  図４
2005028473.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、前記ラジアル流体軸受装置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、前記左右一対の砥石軸のいずれか片方をスラスト方向に支持するスラスト軸受機構と、前記一対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、前記砥石軸の対向端部では一方の砥石軸の端部にストレート円筒部を介してテーパ円筒部を突出させ、他方の砥石軸の端部にテーパ内孔を形成し、前記砥石に形成された装着穴を前記ストレート円筒部に嵌合し、前記一方の砥石軸のストレート円筒部の基部から径方向に延びる垂直端面と前記他方の砥石軸の前記テーパ内孔の開口から径方向に延びる垂直端面とを前記砥石の両側面に面接触させ、前記両砥石軸を前記軸結合機構により引き寄せることにより前記テーパ円筒部とテーパ内孔とを密着嵌合させるとともに、前記砥石を前記両垂直端面間に挟着す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２】
請求項１に記載の装置において、前記砥石は、前記ストレート円筒部の外周に嵌合する装着穴及び前記一対の砥石軸の各垂直端面と面接触する両側端面が形成されたフランジと、このフランジの側面に固定手段により固定される砥石本体とから構成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３】
請求項１または２に記載の装置において、前記ストレート円筒部が前記装着穴に嵌合して面前記砥石を支持した状態で、前記テーパ円筒部は他方の対向端面に形成された前記テーパ内孔に嵌合され、前記軸結合機構は前記他方の砥石軸に固定して内蔵され前記テーパ円筒部の外周面を外方に膨張して前記テーパ内孔面に密着させながら前記他方の砥石軸を一方の砥石軸に引き寄せて前記他方の砥石軸の前記垂直端面及び前記一方の砥石軸の垂直端面の間に前記砥石を挟着させた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許文献１及び特許文献２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、前記砥石を一方の砥石軸の外周に螺刻されたねじ部に螺合する固定ナットによって固定している。
【０００２】
これら公知の装置では、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。
【特許文献１】
特開平６−４７６６２号公報  （第２頁右欄〜第４頁左欄、図１、図４）
【特許文献２】
特開平６−４７６６３号公報  （第３頁、第４頁右欄、図１、図４、）
【０００３】
【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及び２に記載された装置においては、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ず、両砥石軸の結合強度を高めることが困難である。
【０００４】
さらに、砥石交換時においては、砥石軸に螺刻されたねじ部から固定ナットを取り外して砥石を砥石軸より抜き取った後、新たな砥石を砥石軸に嵌合し固定ナットを締め込んで固定する必要があり、砥石の着脱に手間がかかる。特に一対の砥石軸に挟まれた空間において、これら一連の作業を行うのは容易なことでなく、砥石交換作業を一層困難にしていた。
従って、本発明の課題は、両砥石軸の再結合時における同芯性を向上し、両砥石軸の結合強度を高め、かつ砥石交換の容易な分割式砥石軸受装置を得ることにある。
【０００５】
【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、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、前記ラジアル流体軸受装置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、前記左右一対の砥石軸のいずれか片方をスラスト方向に支持するスラスト軸受機構と、前記一対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、前記砥石軸の対向端部では一方の砥石軸の端部にストレート円筒部を介してテーパ円筒部を突出させ、他方の砥石軸の端部にテーパ内孔を形成し、前記砥石に形成された装着穴を前記ストレート円筒部に嵌合し、前記一方の砥石軸のストレート円筒部の基部から径方向に延びる垂直端面と前記他方の砥石軸の前記テーパ内孔の開口から径方向に延びる垂直端面とを前記砥石の両側面に面接触させ、前記両砥石軸を前記軸結合機構により引き寄せることにより前記テーパ円筒部とテーパ内孔とを密着嵌合させるとともに、前記砥石を前記両垂直端面間に挟着することである。
【０００６】
この構成によれば、軸結合機構により両砥石軸が結合されるとき、一方の砥石軸の端部から突出するテーパ円筒部と他方の砥石軸の端部のテーパ内孔とが同芯性を保って引き寄せられて密着嵌合し、同時に一方の砥石軸の垂直端面と他方の砥石軸の垂直端面とがそれぞれ砥石側面に面接触し、両垂直端面が砥石側面を挟着するとともに、両砥石軸がテーパ面嵌合と垂直端面接触と面当たりして一体結合される。結合状態にある両砥石軸は、砥石に研削抵抗が作用するとき、テーパ嵌合部と垂直端面の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、両垂直端面の接触部は砥石の両側面を挟みこんで、砥石を両側から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、砥石の支持強度が増強されると共に、結合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精密に保持でき、寸法精度が向上される。
【０００７】
さらに、砥石交換では、軸結合機構による両砥石軸の結合が解除されるとき、テーパ円筒とテーパ内孔との密着嵌合が緩められ、同時に砥石両側面が両垂直端面から分離される。これにより砥石はストレート円筒部上でスライド可能な状態となり、その後、使用後の砥石がストレート円筒部から抜き取られ、新たな砥石がストレート円筒部に嵌め込まれ、軸結合機構による両砥石軸の結合動作と砥石の砥石軸への固定動作が同時に行われる。
【０００８】
従って、機上の両砥石軸の間では、砥石をストレート円筒部に嵌合し、軸結合機構により両砥石軸を結合するだけの簡単な動作で、砥石交換を素早くかつ容易に行うことができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の装置において、砥石が、ストレート円筒部の外周に嵌合する装着穴及び前記一対の砥石軸とが面接触する両側面が形成されたフランジと、このフランジの側面に固定手段により固定される砥石本体とから構成されることである。
【００１０】
この構成によれば、研削に関与する砥石本体の形状に係りなく、所定形状に形成されたフランジを介して砥石を砥石軸に取り付けることができるので、機外において所望の研削を行うための砥石本体を固定手段によってフランジに固定することにより、両砥石軸間に種々の砥石を簡単に取り付けることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載の装置において、前記ストレート円筒部が前記装着穴に嵌合して前記砥石を支持した状態で、前記テーパ円筒部は他方の対向端面に形成された前記テーパ内孔に嵌合され、前記軸結合機構は前記他方の砥石軸に固定して内蔵され前記テーパ円筒部の外周面を外方に膨張して前記テーパ内孔面に密着させながら前記他方の砥石軸を一方の砥石軸に引き寄せて前記他方の砥石軸の前記垂直端面及び前記一方の砥石軸の垂直端面の間に前記砥石を挟着させたことである。
【００１２】
【実施の形態】
以下、本発明の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。
【００１３】
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、後述する砥石軸が回転自在に支持されている。この砥石軸には、砥石本体Ｇａが後述するフランジＦを介して取り付けられ、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の回転動力を砥石本体Ｇａ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。
【００１４】
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。
【００１５】
この右ラジアル軸受装置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。
【００１６】
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４５ａ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。
【００１７】
一方、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、  この右ラジアル軸受装置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。
【００１８】
主砥石軸４５の左端部にはフランジＦの側面に当接する垂直端面４５ｔが形成され、軸連結機構６０が組み込まれている。フランジＦは、中心に装着穴Ｆｈが形成され、径方向に拡大する金属製の円盤であり、その副砥石軸５２側の側面Ｆｔには、砥石本体Ｇａ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。砥石本体Ｇａ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たりしている。なお、本実施例では、これら砥石基板５０ａと砥粒層５０ｂの構成を砥石本体Ｇａと称し、さらに、この砥石本体ＧａとフランジＦからなる構成体を砥石Ｇと称す。
【００１９】
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、砥石本体Ｇａ及びフランジＦを、これら砥石本体Ｇａ及びフランジＦ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。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。
【００２０】
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（フランジＦ及び砥石本体Ｇａ）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、砥石本体ＧａとワークＷの接触検知を行えるように構成されている。
【００２１】
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、好ましくは砥石本体Ｇａ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。
【００２２】
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、砥石軸軸線と平行に伸びてフランジＦの装着穴Ｆｈが嵌合されるストレート円筒部５９を介してテーパ円筒部６１が突出され、このテーパ円筒部６１には、ストレート円筒部５９の内周まで続く円筒穴６２と、拡大穴６３が形成されている。副砥石軸５２の右端部には、更にストレート円筒部５９の基部から径方向外方に延び、フランジＦの側面Ｆａに当接する垂直端面５２ｔが形成されている。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が開口する端面は、フランジＦの側面Ｆｂと密着結合される垂直端面４５ｔを形成している。テーパ円筒部６１がテーパ内孔６５に嵌合されると、基部が主砥石軸４５に一体固着されてテーパ内孔６５に内蔵された概略円筒状の結合ヘッド６６の連結部が円筒穴６２に挿入される。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主砥石軸４５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。
【００２３】
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に形成された収納溝に係合して連結位置と、前記連結部の収容溝から離脱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を収容溝内から離脱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。
【００２４】
さらに、フランジＦとラジアル軸受装置４６との間には、カバー機構６４が装着されている。このカバー機構６４においては、先端部をフランジＦの側面Ｆｂに開口された内周面環状溝Ｆｃ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６４ａとして構成している。これにより、フランジＦの内周面と主砥石軸４５の垂直端面４５ｔ及び副砥石軸５２のストレート円筒部５９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。なお、このカバー機構６４の一部には、挿通孔４５ｈと連通する切り欠き部が形成されている。また、砥石本体Ｇａ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本体Ｇａ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本体Ｇａ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、砥石本体Ｇａ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。可動円筒カバー７２は、通常は螺子７３により固定されている。
【００２５】
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、回転中の砥石本体ＧａのＣＢＮ砥粒層５０ｂ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と砥石本体Ｇａとの接触点である研削点近辺に向けて吐出される。
【００２６】
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。砥石本体Ｇａは、主砥石軸４５及び副砥石軸５２の両垂直端面４５ｔ、５２ｔに挟着されたフランジＦが主砥石軸４５の回転力を受けてこれと共に一体回転する。この場合、フランジＦの装着穴Ｆｈがストレート円筒部５９に嵌合され、両側面Ｆａ，Ｆｂが両垂直端面４５ｔ、５２ｔに挟着されると共に、両砥石軸４５、５２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。
【００２７】
また、砥石本体ＧａはフランジＦが主砥石軸４５の垂直端面４５ｔに密接して支持されると共に、副砥石軸５２の垂直端面５２ｔに密接して支持される。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Ｇ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４５ａ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。
【００２８】
両砥石軸４５、５２が一体回転している間、砥石本体Ｇａ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の内孔５０ｈとの嵌合部並びにフランジＦの側面と垂直端面５２ｔとの密着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の嵌合面並びに、フランジＦの側面と垂直端面５２ｔとの密着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。
【００２９】
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、砥石本体Ｇａ、フランジＦ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に正確に反応し、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。
【００３０】
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本体Ｇａの砥粒層５０ｂ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。
【００３１】
さて、砥石本体Ｇａ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本体Ｇａの交換が必要となる。この場合、カバー機構の切欠き、主砥石軸４５、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の収容溝に密着係合する連結位置から前記連結部の収容溝内から離脱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。これにより、フランジＦの両側面Ｆａ，Ｆｂと両垂直端面４５ｔ，５２ｔとの挟着状態が弛緩される。
【００３２】
さらに、図５（Ａ）に示すように、可動円筒カバー７２はその螺子７３（図４）が緩められて図示左方の交換位置へ戻され、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、砥石本体Ｇａ及びフランジＦ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する。フランジＦをストレート円筒部５９及びテーパ円筒部６１から引き抜いて、砥石Ｇを副砥石軸５２から取り外す。
【００３３】
そして、砥石本体Ｇａ及びフランジＦからなる砥石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Ｇ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、予め、適宜仮受け手段で新たな砥石Ｇを主副砥石軸４５，５２の間に置に移した状態で、副砥石軸５２を少し主砥石側にシフトさせるか、あるいは、新たな砥石Ｇを移動させ、副砥石軸５２のストレート円筒部５９をフランジＦの装着穴Ｆｈに嵌合させる。次に、副砥石軸５２を主砥石軸４５側にシフトさせ、テーパ円筒部６１をテーパ内孔６５に挿入してフランジＦの側面Ｆｂが垂直端面４５ｔと当接するようにする。この状態で、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に形成された収容溝内に押圧密着される。これにより、テーパ円筒部６１が僅かに膨張されてテーパ内孔６５と密着嵌合がなされ、かつ連結駒６７，６８と収容溝によるテーパ作用により主副砥石軸４５、５２が引き寄せられて両垂直端面４５ｔ、５２ｔがフランジＦの両側面Ｆａ，Ｆｂを挟着しする。これらテーパと端面による２面拘束により副砥石軸５２が主砥石軸４５に一体結合されとともにフランジＦが副砥石軸５２と主砥石軸４５に結合される。そして、密着結合される垂直端面４５ｔ、５２ｔとフランジ側面Ｆａ，Ｆｂ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。
【００３４】
上記した実施形態においては砥石ＧをフランジＦと砥石本体Ｇａ（砥石基板５０ａと砥粒層５０ｂ）から構成し、フランジＦの両側面Ｆａ，Ｆｂを挟着するようにしたが、砥石本体Ｇａの砥石基板５０ａの側面を直接垂直端面５２ｔ、４５ｔに挟着させるようにしてもよい。さらに、砥石本体Ｇａが砥石基板５０ａと砥粒層５０ｂから構成される砥石でなく、砥石全体が砥粒で構成される一般的な砥石を用いることもできる。
【００３５】
また、主砥石軸４５側をスラスト方向に支持したが、副砥石軸５２をスラスト軸受機構によりスラスト方向に支持し、主砥石軸４５を軸線分に移動可能としてもよい。
【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の詳細を説明するための拡大縦断面図。
【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、４０・・・砥石軸受ユニット、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、４５ｔ、５２ｔ・・・垂直端面、４７・・・アンギュラコンタクトベアリング、４８・・・プーリ、４９・・・ボルト、５０ａ・・・砥石基板、５０ｂ・・・ＣＢＮ砥粒層、５０ｈ・・・砥石中心内孔、５２・・・副砥石軸、５４・・・自動バランス取り装置、５５ａ・・・回転送受信装置、５５ｂ・・・非回転送受信装置、５７・・・支持板、５９・・・ストレート円筒部、６０・・・軸連結機構、６１・・・テーパ円筒部、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、Ｆ・・・フランジ、Ｇａ・・・砥石本体、ＶＳ・・・振動センサ、Ｇ・・・砥石、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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【図５】
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