(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に対して同心でない加工穴を有するワークを内面研削機に供給する方法において、
ワークを保持し、
加工穴と平行で、かつ加工穴に対して偏心した仮想の中心線（ｃ）の周りに前記ワークを回転させて、該加工穴に円形の軌跡を描かせながら、
搬送装置に設けられて該搬送装置と共に移動する心出しピンの先端を前記の軌跡円に押しつけて滑らせ、加工穴の中心と心出しピンの中心とが一致したとき、該心出しピンを加工穴に挿入することにより、
搬送装置の心出しピンに対してワークの加工穴を同心に合わせ、
ワークが搬送装置に対して、心出しピン周りに相対的に回動しないように保持しつつ、該搬送装置によってワークを内面研削機に搬送し、
内面研削機の主軸中心に対してワークの加工穴を同心に揃えた状態で供給することを特徴とする、内面研削機用のワーク供給方法。
【請求項２】
ワークが心出しピン周りに回動しないように保持した状態で、心出しピンと平行な軸の周りに搬送装置を一定の角φだけ回動させて、ワークを内面研削機に供給することを特徴とする、請求項１に記載した内面研削機用のワーク供給方法。
【請求項３】
予め、ワークに設けられる加工穴の位置を、次のように設定しておくことを特徴とする請求項１に記載した内面研削機用のワーク供給方法。
加工穴を内面研削機の主軸中心に合わせて供給したとき、ワークをチャックした状態の内面研削機のチャック機構全体が、主軸中心に関して動的にバランスする。
【請求項４】
外周に対して同心でない加工穴を有する平板状のワークを内面研削機に供給する装置において、
上記のワークを保持して、加工穴と平行な仮想の線ｃを中心として回転させる機構が設けられるとともに、
上記仮想の中心線ｃの周りに回転している加工穴の軌跡円に対向し、該中心線と平行に前，後進する心出しピンを備えた搬送装置が設けられていて、
上記の搬送装置は、心出しピンをワークの加工穴に嵌合させ、かつ心出しピン周りの回動を阻止した状態で該ワークを内面研削機に搬送し、内面研削機の主軸に対して加工穴を同心ならしめて供給する機能を有するものであることを特徴とする、内面研削機用のワーク供給装置。
【請求項５】
前記の搬送装置は、心出しピンを加工穴に嵌合させてワークを保持して該ワークを内面研削機の主軸に供給するまでの間に、加工穴と平行な軸の周りに該ワークを一定の角φだけ回動させる機能を有するものであることを特徴とする、請求項４に記載した内面研削機用のワーク供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術的分野】
本発明は、内面研削機の主軸に設けられているチャック手段に対してワークを供給する技術に関するものである。
特に、外周に対して同心でない加工穴を有する平板状のワークを供給するための、心合わせ機能を兼ねた供給方法、および同供給装置に関するものである。
なお、本発明において加工穴とは、研削仕上げされるべき穴の意であって、内面研削機の主軸に対し超高精度の同心性で心合わせされる構成部分である。したがって、本発明におけるワークとは、内面研削機の主軸に装着されて回転せしめられる部材である。
【０００２】
【従来の技術】
内面研削機は一般に、「回転駆動される主軸」の一端にチャック手段が設けられていて、
上記チャック手段によって、「ワークの加工穴の中心線」が「主軸の中心線」と一致するようにワークをチャックして行なわれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ワークは多くの場合、図５（Ａ）のようにワーク１の外周と加工穴２とが同心になっている。
従って、ワーク１の外周を基準としてチャックすれば、加工穴は自動的に心合わせされる。
ところが、図５（Ｂ）のように、外周面の中心点に比して加工穴２が寸法ｅだけ偏心していると、外周を基準として心出し・チャックすることが非常に困難となる。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、外周と同心でない加工穴を有する平板状のワークを、加工穴が所定の位置（内面研削機の主軸中心）となり、かつ、外周が所定の位置となるように、内面研削機に供給する技術を提供することを目的とする。
【０００４】
外周に対して同心でない加工穴という問題は、図５（Ｃ）のように外周が正多角形の場合にも生じる。また、図５（Ｄ）のように、外周の中心点を定め難い場合にも生じる。
なお、「加工穴２を内面研削機の主軸中心線に合わせさえすれば、外周面の位置はどうでも良いではないか」と考える方も有ろうかと推察する。
低精度ないし通常精度の場合は、そうした考え方も成り立つが、超高精度を追及する場合、「ワークをチャックした状態の内面研削機のチャック機構全体」としての動バランスを取らなければならない。
能率向上のため内面研削機の主軸の回転速度を上げると、動バランスを取ることが一層むずかしくなる。
従って、加工穴２を心合わせするだけでなく、外周面の位置も規制して供給することが必要である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために創作した本発明の基本的原理を、その実施形態に対応する図１を参照して略述すると次のとおりである。
すなわち、（Ｂ１）、（Ｂ２）のように、外周面に対して同心でない加工穴２を有するワーク１について、該加工穴２の心出しと、ワーク１の外周の位置決めとを一挙に行なうため、
（Ａ）のようにワーク１を「加工穴と平行で、かつ寸法ｅだけ偏心している中心線ｃ」の周りに回転させながら、搬送装置５に設けた心出しピン５ｃを、ワーク１に押しあてて滑らせると、心出しピン５ｃの中心線ａ−ｂが加工穴２の中心線と一致したとき、該心出しピン５ｃが加工穴２の中に挿入される。これと同時に、角位置保持ピン５ｄが角位置保持穴６に嵌まり合って「ワーク１の、心出しピン５ｃ周りの相対的な回動」が止められ、ワーク１の外周が位置決めされる。
【０００６】
上述の原理に基づいて請求項１の発明方法は、
外周に対して同心でない加工穴を有するワークを内面研削機に供給する方法において、
ワークを保持し、
加工穴と平行で、かつ加工穴に対して偏心した仮想の中心線（ｃ）の周りに前記ワークを回転させ、該加工穴に円形の軌跡を描かせながら、
搬送装置に設けられて該搬送装置と共に移動する心出しピンの先端を前記の軌跡円に押しつけて滑らせ、加工穴の中心と心出しピンの中心とが一致したとき、該心出しピンを加工穴に挿入することにより、
搬送装置の心出しピンに対してワークの加工穴を同心に合わせ、
ワークが搬送装置に対して、心出しピン周りに相対的に回動しないように保持しつつ、該搬送装置によってワークを内面研削機に搬送し、
内面研削機の主軸中心に対してワークの加工穴を同心に揃えた状態で供給することを特徴とする。
【０００７】
以上に説明した請求項１の発明方法によると、
イ．内面研削機の主軸に対して、ワークの加工穴を同心ならしめて供給すると同時に、
ロ．ワーク外周の、加工穴周りの角位置を規制することができる。
ワークの加工穴の心出し操作と、ワーク外周形状の位置決め操作とを一挙に行ない得ることが本発明の特徴的な効果である。
【０００８】
請求項２に係る発明方法の構成は、前記請求項１の発明方法の構成要件に加えて、
ワークが心出しピン周りに回動しないように保持した状態で、心出しピンと平行な軸の周りに搬送装置を一定の角φだけ回動させて、ワークを内面研削機に供給することを特徴とする。
【０００９】
以上に説明した請求項２の発明方法によると、
内面研削機の主軸が、「ワークの加工穴に心出しピンを挿入されて心合わせされた状態」で供給を受けるとともに、
ワークの外周が、「該ワークの加工穴に心出しピンを挿入された時に比して、角φだけ回動した状態」に位置決めされて供給される。
搬送装置に角φの回動を与えることは、例えば公知のアーム式の駆動機構を用いることによって行ない得る。
【００１０】
請求項３に係る発明方法の構成は、前記請求項１の発明の構成要件に加えて、
予め、ワークに設けられる加工穴の位置を、次のように設定しておくことを特徴とする。
加工穴を内面研削機の主軸中心に合わせて供給したとき、ワークをチャックした状態の内面研削機のチャック機構全体が、主軸中心に関して動的にバランスする。
【００１１】
以上に説明した請求項３の発明方法によると、
供給されたワークをチャックした内面研削機の主軸を高速で回転させても、動バランスが取れているので、安定した回転が得られる。
【００１２】
請求項４に係る発明装置の構成は、
外周に対して同心でない加工穴を有する平板状のワークを内面研削機に供給する装置において、
上記のワークの外周を保持して、加工穴と平行な仮想の線ｃを中心として回転させる機構が設けられるとともに、
上記仮想の中心線ｃの周りに回転している加工穴の軌跡円に対向し、該中心線と平行に前，後進する心出しピンを備えた搬送装置が設けられていて、
上記の搬送装置は、心出しピンをワークの加工穴に嵌合させ、かつ心出しピン周りの回動を阻止した状態で該ワークを内面研削機に搬送し、内面研削機の主軸に対して加工穴を同心ならしめて供給する機能を有するものであることを特徴とする。
【００１３】
以上に説明した請求項４の発明装置によると、
内面研削機の主軸中心に対し、ワークの加工穴を同心ならしめて供給することができ、
かつ、これと同時に、ワーク外周の角位置を規制することができる。
ワークの加工穴の心出し操作と、ワーク外周形状の位置決め操作とを一挙に行ない得ることが本発明の特徴的な効果である。
【００１４】
請求項５に係る発明装置の構成は、前記請求項４の発明の構成要件に加えて、
前記の搬送装置は、心出しピンを加工穴に嵌合させてワークを保持して該ワークを内面研削機の主軸に供給するまでの間に、加工穴と平行な軸の周りに該ワークを一定の角φだけ回動させる機能を有するものであることを特徴とする。
【００１５】
以上に説明した請求項５の発明装置によると、
内面研削機の主軸が、ワークの加工穴を心合わせされた状態で供給を受ける際、
ワークの外周が「該ワークの加工穴に心出しピンを挿入された時に比して、角φだけ回動した状態」に位置決めされる。
搬送装置に角φの回動を与えることは、例えば公知のアーム式の駆動機構を用いることによって行ない得る。
【００２９】
図１（Ａ）は本発明装置の要部を示す模式図であって、符号５を付して示した機器は搬送装置であり、後に説明するように内面研削機の主軸に対してワークの加工穴２を心出しする機能と、ワークの外周を位置決めする機能とを兼ね備えている。
上記の搬送装置５は、スライド軸受５ｂによって軸心ａ−ｂ方向のスライド自在に支持されたスライド軸５ａの一端にシリンダ５ｅが設けられていて、がいスライド軸５ａの軸心ａ−ｂ方向に前，後進駆動されるようになっている。
一方、図１（Ａ）に描かれているワーク１は、前記図１（Ｂ２）と同様の部材であって、後に図２を参照して説明する「ワーク支持，回転機構」（図１において図示省略）によって支持され、中心線ｃの周りに矢印θのように回転している。これにより、加工穴２は円弧状の軌跡を描いて中心線ｃの周りに回転する。
【００３０】
搬送装置５の心出しピン５ｃを、回転している加工穴２の軌跡円ｓ（図１（Ｂ１）参照）上の任意の点に対向させ、シリンダ５ｅを伸長させて軽く押し当てる。該心出しピン５ｃの先端は、ワーク１の面に接触し、相対的に軌跡円ｓに沿って滑ってゆく。
すると、１周するまでの間の何処かで心出しピンの中心と加工穴２の中心とが一致し、心出しピン５ｃは加工穴２の中に挿し込まれる。
前記搬送装置５には、前記心出しピン５ｃと平行な角位置保持ピン５ｄが植設されていて、心出しピン５ｃが加工穴２に挿入されると同時に、角位置保持ピン５ｄは角位置保持穴６に進入する。これにより、ワーク１は心出しピン５ｃを中心として搬送装置５に対して（相対的に）回動できなくなる。
【００３１】
このようにして心出しピン５ｃが加工穴２に、角位置保持ピン５ｄが角位置保持穴６に、それぞれ嵌合した状態でワーク１は、
その加工穴２を搬送装置５の心出しピン５ｃに対して心合わせされ、
かつ、該ワーク１の外周が搬送装置５に対して位置ぎめされる。
上記の位置ぎめは、心出しピン５ｃを中心とする回動角位置を一定に保持されることと同意である。
このようにして、搬送装置５に対してワーク１の加工穴２を同心に合わせ、かつ、該ワーク１の外周を位置決めされると、該搬送装置５を内面研削機に移動させることにより、ワーク２を内面研削機（図外）に対して適正に供給することができる。
【００３２】
図１（Ａ）について以上に述べたように、ワーク１は加工穴２と平行な仮想の中心線ｃ（軸や孔などの実体を伴わない、思考の中で描かれた中心線ｃ）の周りに回転（矢印θ）せしめられる。
図２は、ワーク１を把持して中心線ｃ周りに回転させる機構の２面図である。
ケース７に対して回転体８が回転自在に支持され、プーリ８ａを介して回転駆動される。該回転体８の中にはシリンダ８ｂと空室８ｃとが形成されている。
上記シリンダ８ｂ内にピストン９が嵌合され、空室８ｃにチャックレバー１１が軸支されている。上記チャックレバー１１の片方の端にはチャック爪１１ａが形成され、他方の端には二又１１ｂが形成されてピストンロッド１０の先端部に連結されている。図示を省略するが、上記の二又は長孔であっても良い。
上記チャックレバー１１をピストン９で傾動させると、チャック爪１１ａがワーク１をチャックピンに対して挟みつけたり解放したりすることができる。
【００３３】
図２に示した構成によって、ワーク１を把持して中心線ｃの周りに回転させると、加工穴２は中心線ｃの周りに円軌道を描いて回転する。
上記中心線ｃについて詳しく考察すると、これは回転体８の中心線である。
従って、回転体８に支持されたワーク１は、上記の中心線ｃ周りに回転する。
ただし、上記中心線ｃは必ずしも厳密にワーク１の中心線に一致するとは限らない。また、厳密に一致しなくても本発明の目的を達成することは可能である。
ここに、角位置保持穴６によって「ワーク１の、加工穴２周りの角位置」を規制することの意義が有る。
本例においては角位置保持ピン５ｄ（図１）によって「ワーク１の、加工穴２周りの角位置」を規制したが、後に図４を参照して具体的に説明するように、必ずしもピン嵌合に限定されず、「ワーク１の、加工穴２周りの相対的な回動を阻止する手段」を設けることによって同様の作用，効果を期待し得る。
【００３４】
（図１，図２を併せて参照）前述のようにしてワーク１の「加工穴２の心出し、および外周の位置ぎめ」を行なう際、「中心線ｃ周りに回転している穴」に対して、「中心線ｃ周りの回転をしていないピン」を嵌め合わせるのであるから、ピンと穴とが嵌め合わされた瞬間に、ワーク１の回転を停止させなければならない。
本例においては、図示しないセンサを設けておいて、ピン・穴の嵌合を検知したとき、回転体８を停止させる。
上記のように回転体８の回転を停止させる構成に代えて、ワーク１の把持を解除して、該ワーク１と回転体８との結合を切りはなしても良く。
また、回転体８に対するワーク１の取付けを、容易に滑り得る穏やかなものにしておくことも考えられる。
【００３５】
図３は、心出し，位置ぎめされたワーク１を内面研削機に供給する経路を描いた模式図である。
本図３（Ａ）に示した搬送装置５は、前掲の図１に示した搬送装置５を中心線方向に見たところを描いてあり、心出しピン５ｃと角位置保持ピン５ｄとが現れている。
本図３（Ｂ）の上半部に描かれている機器は、前掲の図２の右半分に示した機器と同様である。ただし、図２に比して回転体８が半回転し、チャックレバー１１が傾動してワーク１のチャックを解除している。
【００３６】
本図３（Ａ）に示されているように、傾動アーム１５は根本部を傾動アーム軸１６に固着されるとともに、先端部に搬送装置５を取り付けられている。
実線で示した搬送装置５は、（Ｂ）図に描かれているワーク１に対応している。この状態から傾動アーム１５が図において右回り（時計方向）に傾動すると、実線で描かれた搬送装置５は円弧矢印ｆのように移動して、鎖線で描かれた位置ｇとなる。
（Ｂ）図の下半に描かれている符合１３の部材は、内面研削機の主軸である。
搬送装置５の心出しピン５ｃがワーク１の加工穴２に挿入され、かつ角位置保持ピン５ｃが角位置保持穴６に挿入された状態で、搬送装置５が矢印ｆのように回動すると、ワーク１は矢印ｄのようにガイド面１６に沿って搬送され、内面研削機の主軸１３に供給される。
鎖線で示した１は、内面研削機に供給されたワークを示し、ワーク押え１４によって主軸の端面に押し付けて挟持される。
【００３７】
本図３（Ｂ）に表されているように、実線で描かれた心出し位置のワーク１と内面研削機に供給されたワーク１′（鎖線）とはほぼ同一平面上に位置している。そして、搬送装置５によってガイド面１６に軽く押しつけて滑らせながら搬送される。ただし、上述の作用から容易に理解されるように「軽く押しつけて」は、必ずしも押圧力を与えなくても良く、ワークとガイド面１６との間に大きい隙間を生じさせないように保持していれば足りる。
図３（Ａ）に表されているように、傾動アーム１５が角φだけ傾動するに伴って、これに支持されている搬送装置５も角φだけ回動する。
従って、（Ｂ）図に実線で描かれているワーク１に比して、鎖線で描かれたワーク１´は角φだけ回っている。ここでは、この角φが一定値であることに意義が有る。すなわち、主軸１は「加工穴２を同心に合わせ、かつ、ワーク１の外周を位置ぎめされ」て供給される。これにより、超高精度の内面研削を高能率で行なうことができる。
このような作用，効果を得るためには、心出しされたワークが搬送される間に、心出しピン周りに回動しないこと、つまり、搬送装置５に対して相対的に回らないことが必要である。本例（図１〜図３）においては角位置保持ピン５ｄが角位置保持穴６に嵌合して上記の役目（心出しピン５ｃ周りの相対的回動阻止）を果たしていた。
【００３８】
図４は、心出しピン周りの回動を阻止するための構成を３例示した模式図である。（Ａ）は前掲の図１〜図３に示したピン・穴嵌合方式を比較のために描いたものである。符号および名称については既に述べたので説明を省略する。
図４（Ｂ）は、搬送装置５′の心出しピン５ｃ付近に電磁石５ｆ、および、その給電手段と制御系統とを描いてある。このように構成すると、ワークに角位置保持穴６を穿たなくても良い。従って、ワークに角位置保持穴を穿ち得ない場合に推奨される。その代り、ワークの材質が強磁性体を用いている場合に限って適用することができる。
図４（Ｃ）は、搬送装置５″の心出しピン５ｃの付近に真空吸着用の吸着孔５ｇおよび、真空系配管を描いてある。このように構成すると、ワークに角位置保持穴６を穿たなくても良い。その代り、ワーク１の加工穴２の付近に、吸着に適した平滑な面が有る場合に限って適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上に本発明の実施形態を挙げてその構成・作用を明らかならしめたように請求項１の発明方法によると、内面研削機の主軸に対して、ワークの加工穴を同心ならしめて供給すると同時に、ワーク外周の、加工穴周りの角位置を規制することができる。
ワークの加工穴の心出し操作と、ワーク外周形状の位置決め操作とを一挙に行ない得ることが本発明方法の特徴的な効果である。
請求項２の発明方法によると、内面研削機の主軸が、「ワークの加工穴に心出しピンを挿入されて心合わせされた状態」で供給を受けるとともに、ワークの外周が、「該ワークの加工穴に心出しピンを挿入された時に比して、角φだけ回動した状態」に位置決めされて供給される。
請求項３の発明方法によると、供給されたワークをチャックした内面研削機の主軸を高速で回転させても、動バランスが取れているので、安定した回転が得られる。
【００４０】
請求項４の発明装置によると、内面研削機の主軸中心に対し、ワークの加工穴を同心ならしめて供給することができ、かつ、これと同時に、ワーク外周の角位置を規制することができる。
ワークの加工穴の心出し操作と、ワーク外周形状の位置決め操作とを一挙に行ない得ることが本発明装置の特徴的な効果である。
請求項５の発明装置によると、内面研削機の主軸が、ワークの加工穴を心合わせされた状態で供給を受ける際、ワークの外周が「該ワークの加工穴に心出しピンを挿入された時に比して、角φだけ回動した状態」に位置決めされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワーク供給装置の１実施形態における要部を示し、（Ａ）は搬送装置の側面図にワークを対比した模式図、（Ｂ１）はワークの正面図、（Ｂ２）はワークの断面側面図である。
【図２】本発明装置の１実施形態における、ワークを把持して回転させる機構の２面図である。
【図３】本発明装置の作動を説明するために示した模式図である。
【図４】本発明装置における「心出しピン周りの回動を阻止する機構」の３例を示した模式図である。
【図５】同心の加工穴を有するワークと、同心でない加工穴を有するワークとを対比して示した正面図である。
【符号の説明】
１，１′・・・ワーク、２・・・加工穴、５・・・搬送装置、５ｃ・・・心出しピン、５ｄ・・・角位置保持ピン、８・・・回転体、８ａ・・・プーリ、８ｂ・・・シリンダ、９・・・ピストン、１０・・・ピストンロッド、１０・・・チャックレバー、１０ａ・・・チャック爪、１１ｂ・・・二又、１２・・・チャックピン、１３・・・内面研削機の主軸、１４・・・ワーク押え、１５・・・傾動アーム、１６・・・ガイド面。
【図２】
0003986936.tif 000002
【図３】
0003986936.tif 000003
【図４】
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【図５】
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【図１】
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