(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸にホルダを介して回転体を装着し、前記回転体の軸線回りに設けられたバランスリングに仕切り壁により列設された複数のポケットを設け、前記ポケットに液体噴射ノズルより液体を注入して回転体のアンバランスを修正する液体式オートバランス装置において、
前記バランスリング及びホルダを冷却する冷却用の流体を噴射する冷却用噴射部を備え、前記冷却用噴射部はバランスリングの穴の内周面及びホルダの前面に向かって指向するように配設された冷却流体噴射ノズルと、前記ホルダに貫通形成された冷却通路とにより構成され、前記バランスリングの穴の内周面は、ホルダ側ほど大きくなるテーパ状に形成され、前記冷却通路の入口は前記穴の内周面に近接して形成されている液体式オートバランス装置。
【請求項２】
請求項１において、前記バランスリングは冷却流体が通過する冷却通路を備えている液体式オートバランス装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記冷却通路は回転体の回転方向に関して入口が先行し、出口が後行するように螺旋状に形成されている液体式オートバランス装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、前記冷却流体噴射ノズルには、前記液体噴射ノズルへの供給管から切換弁を介して液体が供給可能に構成されている液体式オートバランス装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、前記バランスリングの前端外周縁にはポケットへの冷却水の侵入を阻止するための突条が形成されている液体式オートバランス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を用いて砥石等の回転体のアンバランスを自動修正するための液体式オートバランス装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば砥石等の回転体のアンバランスを自動修正するため、加圧ポンプにそれぞれ接続された液体噴射ノズル及びエア噴射ノズルを回転体の軸線回りに設けられたバランスリングに連接された複数のポケットに対して対向配置させた液体式オートバランス装置が提案されている。
【０００３】
この液体式オートバランス装置は、前記液体噴射ノズルから加圧エアにより噴射された液体を特定のポケットに選択的に注入して、砥石のアンバランスを自動修正するものである。そして、砥石の回転数は通常、１５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍで使用されている。
【０００４】
しかしながら、例えば砥石を１００００ｒｐｍ程度の高速で回転させると、砥石やバランスリングが空気の摩擦により発熱したり、砥石を回転させる駆動源の発熱による熱がバランスリングに伝えられる。その結果、アンバランスを修正するために特定ポケット内に注入した液体が蒸発し、砥石のバランスが崩れてしまうという問題があった。特に、砥石及びバランスリングが高速で回転するため、バランスリングと空気との摩擦による発熱の影響により、液体が蒸発する影響が大きい。
【０００５】
上記の問題を解消するため、本願出願人は特開平５−２７２５９２号公報に示すような液体式オートバランス装置を提案している。このバランス装置は、回転砥石の軸線回りに設けられたバランスリングに仕切り壁により列設された複数のポケットを設け、前記ポケットに液体噴射ノズルより液体を注入して回転砥石のアンバランスを修正するようになっている。又、前記バランスリングを冷却する冷却用の流体を噴射する冷却用噴射部を備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のバランス装置は、バランスリングのポケットに向けて冷却用の流体が噴射されるので、ポケット内に収容された液体の冷却を行い、この液体が乾燥するのを防止することができ、砥石のバランスが崩れるのを防止することができる。しかし、砥石は主軸の先端部に対しホルダを介して装着されているので、高速回転される主軸の熱がホルダに伝達されて、該ホルダが加熱されることによって熱変形し、砥石の加工精度に影響を及ぼすという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、ホルダの加熱を抑制してその熱変形を防止し、加工精度を向上することができる液体式オートバランス装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、主軸にホルダを介して回転体を装着し、前記回転体の軸線回りに設けられたバランスリングに仕切り壁により列設された複数のポケットを設け、前記ポケットに液体噴射ノズルより液体を注入して回転体のアンバランスを修正する液体式オートバランス装置において、前記バランスリング及びホルダを冷却する冷却用の流体を噴射する冷却用噴射部を備え、前記冷却用噴射部はバランスリングの穴の内周面及びホルダの前面に向かって指向するように配設された冷却流体噴射ノズルと、前記ホルダに貫通形成された冷却通路とにより構成され、前記バランスリングの穴の内周面は、ホルダ側ほど大きくなるテーパ状に形成され、前記冷却通路の入口は前記穴の内周面に近接して形成されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記バランスリングは冷却流体が通過する冷却通路を備えていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記冷却通路は回転体の回転方向に関して入口が先行し、出口が後行するように螺旋状に形成されていることを要旨とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記冷却流体噴射ノズルには、前記液体噴射ノズルへの供給管から切換弁を介して液体が供給可能に構成され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１〜４のいずれか一項において、前記バランスリングの前端外周縁にはポケットへの冷却水の侵入を阻止するための突条が形成されていることを要旨とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した液体式オートバランス装置の一実施形態を図１〜図２に従って説明する。
【００１４】
図示しない研削盤におけるコラムヘッドＨの主軸１にはホルダ２がナット３にて固着されている。このホルダ２には複数のネジ４によってバランスリング５が取付固定されている。このバランスリング５とホルダ２との間には回転体としての砥石Ｇが挟着固定されている。
【００１５】
前記バランスリング５の前面には仕切り壁６ａを介して等間隔毎に複数（図２の例では２４個）のポケット６が環状に列設されている。このポケット６は正面ほぼ四角形状に形成され、この全ポケット６を覆う蓋リング７が仕切り壁６ａ上に螺入するネジ８により取着されている。そして、蓋リング７により覆われない各ポケット６の内側開放部は注入口９となっている。又、注入口９の内側位置において環状に列設された複数のネジ孔１０には手動バランシングを予備的に行うための複数個のバランスピース１１を選択的に螺着できるようになっている。
【００１６】
本実施形態の噴射ノズル１２には液体噴射ノズルとエア噴射ノズルとを共通にして構成したものであり、ポケット６の注入口９に対向するように、図示しない砥石カバー等の適宜の支持部材を介してバランスリング５の前面に近接配置されている。
【００１７】
前記噴射ノズル１２には供給管１３が連結され、同供給管１３は電磁切換弁１４を介して気液供給タンク１５から延びる液体管１６とエア管１７とに接続されている。この気液供給タンク１５は密閉構造をなし、その内部には清浄な水又は研削液等の液体Ｌが貯留されていて、この液体Ｌは図示しないエア源からの加圧エアＡにより所定の圧力で加圧されている。
【００１８】
前記切換弁１４の液体管が開放されたときには気液供給タンク１５内の液体Ｌが液体管１６及び供給管１３を介して噴射ノズル１２に供給される。又、切換弁１４のエア通路が開放されたときには、気液供給タンク１５内の加圧エアがエア管１７及び供給管１３を介して噴射ノズル１２に供給される。
【００１９】
前記バランスリング５の前方には冷却用ノズル１８が配置されている。この冷却用ノズル１８には供給管１９が接続され、その供給管１９は電磁弁２０を介して冷却用タンク２１に連結されている。この冷却用タンク２１は、前記気液供給タンク１５と同様に密閉構造をなしている。そして、清浄な水又は研削液等の冷却流体としての冷却液Ｃが貯留されている。この冷却液Ｃは図示しないエア源からの加圧エアＡにより所定の圧力で加圧されている。従って、電磁弁２０を開放すると、加圧された冷却液Ｃが供給管１９及び冷却用ノズル１８を介して、ホルダ２の前面に噴射されるようになっている。これによって、冷却液Ｃによりホルダ２が冷却されるようになっている。前記ホルダ２には３箇所に冷却通路２ａが形成されている。冷却通路２ａは、図２に示すように砥石Ｇの回転軸線方向から見て円弧状に形成され、砥石Ｇの回転方向（矢印）に関して内側の入口２ｂが先行し、外側の出口２ｃが後行するようになっている。
【００２０】
前記冷却用ノズル１８は三股状に形成され、それらの先端は冷却通路２ａの入口２ｂに指向されている。前記バランスリング５の中央部に形成された穴５ａの内周面は冷却用ノズル１８側ほど小径となるテーパ状に形成され、前記ホルダ２に形成した冷却通路２ａに対し冷却液Ｃを導き易いようになっている。前記冷却用ノズル１８の分岐数は、前記冷却通路２ａの本数と同じに設定されている。
【００２１】
前記バランスリング５の外周縁には前記注入口９を主軸１の前方から見て遮蔽するように突条５ｂが形成されている。そして、冷却用ノズル１８から噴射された冷却水が誤ってポケット６内に進入しないようになっている。
【００２２】
なお、２２はコラムヘッドＨに設けられ、砥石Ｇのアンバランスを検出する検出装置である。
次に、前記のように構成された液体式オートバランス装置の作用及び効果について説明する。
【００２３】
まず、砥石Ｇの回転状態において、図示しない制御装置からの指令により切換弁１４のエア管１７が開放されると、気液供給タンク１５内の加圧エアＡがエア管１７及び供給管１３を介して噴射ノズル１２に供給される。そのため、噴射ノズル１２から噴射された加圧エアが注入口９を介して全ポケット６内に注入され、その圧力によりポケット６内に残留している液体Ｌや切屑等が外部に排出される。このため、ポケット６内に残留物がない状態でバランシング作業を正確に行うことができる。
【００２４】
この状態からバランシング作業を行う場合、検出装置２２の検出信号により図示しない制御装置は砥石Ｇのアンバランスを検出し、このアンバランスを修正するためのポケット６を決定する。そして、この特定のポケット６内に液体Ｌを注入すべく、制御装置の指令により、切換弁１４の液体管１６を開放する。すると、液体管１６及び供給管１３を介して噴射ノズル１２に液体Ｌが供給される。そのため、噴射ノズル１２から噴射された液体Ｌはバランスリング５の注入口９を介して特定のポケット６内に注入され、かつ、砥石Ｇの回転に伴う遠心力によりそのポケット６内に保持される。
【００２５】
さらに、制御装置は前記噴射ノズル１２から液体Ｌを噴射させると同時に電磁弁２０を開放して、供給管１９を介して冷却用ノズル１８から冷却液Ｃを噴射する。そして、噴射された冷却液Ｃは、冷却用ノズル１８からホルダ２の冷却通路２ａに供給され、ホルダ２が冷却される。
【００２６】
研削盤はホルダ２の冷却を継続した状態で研削を開始し、ワークの研削作業を行う。
上記実施形態の液体式オートバランス装置によれば、以下のような特徴を得ることができる。
【００２７】
（１）上記実施形態では、ホルダ２に冷却通路２ａを形成し、冷却用ノズル１８からの冷却液Ｃを冷却通路２ａに供給してホルダ２を冷却するようにした。このため、主軸１からホルダ２に伝達される熱によるホルダ２の温度上昇を抑制して、その熱変形を防止し、ワークの加工精度を向上することができる。又、バランスリング５の穴５ａに供給される冷却液Ｃによりバランスリング５が冷却されるので、ポケット６内に収容された液体Ｌの加熱による蒸発を防止でき、砥石Ｇのバランスを長時間安定した状態に保持することができる。さらに、砥石Ｇのバランスを長時間保持することができることから、バランス調整を行う時間の間隔を長くすることもできる。
【００２８】
（２）上記実施形態では、ホルダ２に対し冷却通路２ａを軸線方向から見て、ホルダ２の回転方向に関して入口２ｂが先行し、出口２ｃが後行する円弧状に形成した。このため、冷却通路２ａ内に進入した冷却液Ｃが高速で通過し、冷却効率を向上することができる。
【００２９】
（３）上記実施形態では、バランスリング５の穴５ａの内周面を冷却通路２ａ側ほど大径となるテーパ状に形成した。このため、穴５ａの内周面に供給された冷却液Ｃが冷却通路２ａに円滑に導かれ、冷却液Ｃの流れを円滑に行うことができる。
【００３０】
（４）上記実施形態では、冷却通路２ａが砥石Ｇの背面側に指向するようにした。このため、砥石Ｇの背面側を冷却液Ｃにより冷却することができ、研削時の砥石Ｇの冷却作業を行うことができる。
【００３１】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図３に示すように、前記ホルダ２の冷却通路２ａを放射状に形成してもよい。この別例では冷却通路２ａが８箇所に等間隔に形成されているので、これに対応して冷却用ノズル１８の分岐本数を８本とする。
【００３２】
○  図４に示すように、前記バランスリング５の穴５ａの内周面に対し冷却通路５ｃを形成し、ポケット６の背面側を冷却するようにしてもよい。この別例ではポケット６内の液体Ｌを効果的に冷却することができる。
【００３３】
○  図５に示すように、供給管１３に対し切換弁２３を介して供給管１９を接続し、液体Ｌを冷却液Ｃとして利用してもよい。この場合には電磁弁２０、冷却用タンク２１等を省略することができる。
【００３４】
○  前記実施形態では、制御装置の指令により液体Ｌが噴射ノズル１２から噴射されると同時に、冷却液Ｃを冷却用ノズル１８から噴射を開始したが、砥石時の回転と同時に又はバランシング作業終了後に噴射を開始してもよい。
【００３５】
○  前記実施形態では、空転時及び研削時に、ホルダ２を冷却していたが、砥石Ｇが研削液等で冷却されながら研削される場合においては、その研削液により砥石Ｇ及びホルダ２等が冷却され、ポケット６内の液体Ｌの蒸発が防止されるので、空転時のみ冷却液Ｃによりホルダ２を冷却してもよい。又、空転時、切削時を問わず、間欠的にホルダ２の冷却を行うようにしてもよい。
【００３６】
○  前記実施形態では、新たに冷却用タンク２１を設け、その冷却用タンク２１に貯蔵された冷却液Ｃでホルダ２を冷却したが、従来の研削盤に標準装備されている研削液貯蔵用のタンクと研削液を使用してホルダ２を冷却してもよい。
【００３７】
○  前記実施形態では、冷却液Ｃ等の液体を用いてホルダ２の冷却を行うようにしたが、液体窒素等で冷却されたエア等の気体を用いて冷却を行ってもよい。
○  前記バランスリング５の突条５ｂをバランスリング５の前端外周縁に前方に向けて形成してもよい。この場合には、噴射ノズル１２を傾斜しなくてもよい。
【００３８】
前記バランスリング５のポケット６及び噴射ノズル１２を省略した研削盤等の加工装置にあっては、ホルダ２及びバランスリング５が冷却されて熱歪が防止され、ワークの加工精度を向上することができる。
【００３９】
前記実施形態から把握される請求項以外の技術思想について以下に説明する。
【００４０】
（技術思想１）  主軸にホルダを介して回転体を装着した加工装置において、前記ホルダを冷却する冷却用の流体を噴射する冷却用噴射部を備えている加工装置。
【００４１】
（技術思想２）  技術思想１において、前記冷却用噴射部はホルダの前面に向かって指向するように配設された冷却流体噴射ノズルと、ホルダに貫通形成された冷却通路とにより構成されている加工装置。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明はホルダ及びバランスリングの加熱を抑えることにより、ホルダ及びバランスリングの熱歪を抑制して、加工精度を向上することができる。又、バランスリングのポケット内の液体の蒸発を防止し、回転体のバランスを安定させる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明を研削盤の砥石の液体式オートバランス装置として具体化した一実施形態を示す断面図。
【図２】  回転砥石をその軸線方向から見た一部省略正面図。
【図３】  この発明の別例を示すホルダの正面図。
【図４】  この発明の別例を示す部分断面図。
【図５】  この発明の別例を示す部分断面図。
【符号の説明】
Ｌ…液体、Ｃ…冷却流体としての冷却液、１…主軸、２…ホルダ、２ａ，５ｃ…冷却通路、２ｂ…入口、２ｃ…出口、５…バランスリング、５ａ…穴、６…ポケット、６ａ…仕切り壁、１３，１９…供給管、１４，２３…切換弁。
【図１】
0004076784.tif 000002
【図２】
0004076784.tif 000003
【図３】
0004076784.tif 000004
【図４】
0004076784.tif 000005
【図５】
0004076784.tif 000006