(57)【要約】【課題】確実にスピンドルを固定でき、且つ、不用意に作動しない研削工具の工具軸固定装置を提案すること。【解決手段】工具軸固定装置１２は、スピンドル３の外周面に形成された切り欠き部１１に外嵌可能な凹部１３ａを備えたスパナ１３と、スパナ１３を支持するピストンロッド１５および当該ピストンロッド１５を案内するシリンダ１６を備えたエアシリンダ機構１４を有している。エアシリンダ機構１４は、凹部１３ａ内に切り欠き部１１が嵌まっている回り止め位置Ａと、凹部１３ａ内から切り欠き部１１が外れている回り止め解除位置Ｂとの間でスパナ１３を進退動させる。エアシリンダ機構１４の制御部１８は、スピンドル３を回転させる駆動モータ５の回転を停止させるための非常停止スイッチ１９が操作されると、遅延時間Ｔ１の経過後にエアシリンダ機構１４を作動させる。【選択図】図１
2009248297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削工具のスピンドルの回転を阻止するための工具軸固定装置であって、
前記スピンドルの外周面に形成された回り止め形状部と、
当該回り止め形状部に嵌合可能な嵌合部を備えた回り止め部材と、
当該回り止め部材を、前記嵌合部に前記回り止め形状部が嵌まっている回り止め位置と前記嵌合部から前記回り止め形状部が外れている回り止め解除位置との間で進退動させる駆動機構と、を有することを特徴とする工具軸固定装置。
【請求項２】
前記駆動機構は、前記回り止め部材を支持するピストンロッドおよび当該ピストンロッドを案内するシリンダを備えたエアシリンダ機構であることを特徴とする工具軸固定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の工具軸固定装置であって、
前記回り止め形状部は、前記スピンドルの一部を当該スピンドルの中心軸線の両側から切り欠いた切り欠き部であり、
前記回り止め部材はスパナであり、
当該スパナにおける前記嵌合部は、前記切り欠き部が挟まる溝形凹部であり、
前記スパナは、前記ピストンロッドの先端からその作動方向に向かって延びており、当該延びた先端側に前記溝形凹部が開口しており、
前記エアシリンダ機構は、前記スパナおよび前記ピストンロッドを前記スピンドルの径方向に進退動させることを特徴とする工具軸固定装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の工具軸固定装置であって、
前記エアシリンダ機構を制御する制御部を有し、
当該制御部は、前記スピンドルの回転駆動源である駆動モータを停止させるための停止スイッチのオン状態を検知可能に構成されており、
前記制御部は、前記オン状態を検知したとき、または、前記オン状態を検知したときから所定時間経過後に前記エアシリンダ機構を作動させることを特徴とする工具軸固定装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかの項に記載の工具軸固定装置を備えた研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ素材などの表面を研削する研削装置、および、当該研削装置のスピンドル（工具軸）への研削皿の着脱作業を容易に行うための工具軸固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削皿をスピンドルの先端に着脱可能に取り付けて回転させることによりレンズ素材などの被加工素材を研削する研削装置としては、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１のレンズ球面研磨装置は、工具皿（研削皿）をスピンドルごと揺動体に取り付けて回転させ、さらに、被加工レンズの球面中心を揺動中心として揺動させることにより、被加工レンズの表面を球面状に研磨加工する。
【特許文献１】特開２００４−２９８９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような研削装置では、工具皿がスピンドルに対して着脱可能に構成されており、工具皿の研磨加工面が磨耗した場合や、研削工程や被加工素材によって異なる工具皿を使い分ける場合、あるいはメンテナンスを行う場合などに、工具皿をスピンドルから取り外したり装着し直すことができるようになっている。研削加工中に工具皿を取り外したり装着し直す場合には、スピンドルが回転しないようにスピンドルを手で押えながら作業を行うこともできるが、片手でスピンドルを押えながらもう一方の手で交換作業を行うのは容易な作業ではなかった。そこで、スピンドルの回転を一旦停止させて何らかの回り止め手段によりスピンドルを停止位置に固定して作業を行うようにすれば、交換作業を容易かつ正確に行うことができる。そのために、確実にスピンドルを固定でき、且つ、不用意に作動しないスピンドルの回り止め手段を備えた固定装置が要望されている。
【０００４】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、確実にスピンドルを固定でき、且つ、不用意に作動しない工具軸固定装置、および、当該工具軸固定装置を備えた研削装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の工具軸固定装置は、
研削工具のスピンドルの回転を阻止するための工具軸固定装置であって、
前記スピンドルの外周面に形成された回り止め形状部と、
当該回り止め形状部に嵌合可能な嵌合部を備えた回り止め部材と、
当該回り止め部材を、前記嵌合部に前記回り止め形状部が嵌まっている回り止め位置と前記嵌合部から前記回り止め形状部が外れている回り止め解除位置との間で進退動させる駆動機構と、を有することを特徴としている。
【０００６】
このように、本発明では、回り止め部材を駆動機構によって回り止め位置と回り止め解除位置との間で作動させるようにしている。これにより、研削工具における研削皿などの部品の交換中にスピンドルを手で押えることなく確実に固定できる。また、駆動機構を停止させれば不用意に回り止め部材が作動しないようにすることができるので、研削工具の部品交換作業を容易かつ正確に行うことができる。
【０００７】
本発明において、前記駆動機構は、前記回り止め部材を支持するピストンロッドおよび当該ピストンロッドを案内するシリンダを備えたエアシリンダ機構であると好適である。このようにすると、エアシリンダ機構のピストンロッドに取り付けた回り止め部材を回り止め位置あるいは回り止め解除位置に保持することができるので、スピンドルの回転中あるいは研削工具の部品交換作業中に不用意に回り止め部材が作動しないようにすることができる。よって、確実にスピンドルを固定できると共に、スピンドルの回転中に回り止め部材がスピンドルに干渉しないようにすることができる。
【０００８】
本発明において、前記回り止め形状部は、前記スピンドルの一部を当該スピンドルの中心軸線の両側から切り欠いた切り欠き部であり、前記回り止め部材はスパナであり、当該スパナにおける前記嵌合部は、前記切り欠き部が挟まる溝形凹部であり、前記スパナは、前記ピストンロッドの先端からその作動方向に向かって延びており、当該延びた先端側に前記溝形凹部が開口しており、前記エアシリンダ機構は、前記スパナおよび前記ピストンロッドを前記スピンドルの径方向に進退動させる構成にするとよい。このようにすると、スパナをスピンドルの径方向内側に向かって進めるだけで溝形凹部内に切り欠き部を挟むことができ、スピンドルを回り止め状態にすることができる。また、スパナをスピンドルの径方向外側に向かって引っ込めるだけで溝形凹部から切り欠き部を外すことができ、回り止め状態を解除することができる。つまり、ピストンロッドの進退動により、スピンドルの回り止め状態および回り止め解除状態を形成できる。
【０００９】
本発明において、前記エアシリンダ機構を制御する制御部を有し、当該制御部は、前記スピンドルの回転駆動源である駆動モータを停止させるための停止スイッチのオン状態を検知可能に構成されており、前記制御部は、前記オン状態を検知したタイミング、または、前記オン状態を検知したタイミングから所定時間経過後に前記エアシリンダ機構を作動させるとよい。このようにすると、スピンドルの回転が非所停止スイッチにより停止されていることがスパナを作動させるための必要条件となるので、スピンドル回転中に不用意にスパナが作動してスピンドルをロックさせてしまうことがない。特に、停止スイッチがオン状態になってから所定時間経過してからスパナが作動するようにすれば、スピンドルの慣性による回転が止まってからスパナをスピンドルに係合させることができるので、回転中のスピンドルにスパナが干渉することを防止できる。また、交換作業中に不用意にスパナが作動して回り止めが外れてしまうことがない。
【００１０】
また、本発明は、上記各構成の工具軸固定装置を備えた研削装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の工具軸固定装置によれは、回り止め部材を駆動機構によって回り止め位置と回り止め解除位置との間で作動させるようにしているので、研削工具における研削皿などの部品の交換中にスピンドルを手で押えることなく確実に固定できる。また、駆動機構を停止させれば不用意に回り止め部材が作動しないようにすることができるので、研削工具の部品交換作業を容易かつ正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した工具軸固定装置および研削装置の実施の形態を説明する。
【００１３】
（研削工具および工具軸固定装置の構成）
まず、図１、図２を参照して、本実施形態における研削工具および工具軸固定装置の構成について説明する。図１は研削装置における研削工具およびその回り止めのために設けられた工具軸固定装置の主要構成を示す説明図、図２（ａ）は研削工具および工具軸固定装置の要部拡大図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【００１４】
研削工具１は、先端面に研削面が設けられた研削皿２と、研削皿２の背面中心に取り付けられたスピンドル３と、スピンドル３にスピンドルプーリ４Ａおよびモータプーリ４Ｂなどを介して連結された駆動モータ５を備えている。スピンドルプーリ４Ａはスピンドル３の下端に取り付けられており、モータプーリ４Ｂは駆動モータ５の出力軸に取り付けられている。研削工具１は、研削皿２の中心及びスピンドル３の中心軸線Ｌが、研削皿２の上方に配置されている図示しないワークホルダの作動軸線と一致するように構成されている。
【００１５】
スピンドル３は、ベアリング６Ａ、６Ｂを介して円筒状のホルダ７内に回転自在に支持されている。スピンドル３の上端側には径方向に突出するフランジ部８が形成されており、このフランジ部８がホルダ７の上端に載ってスピンドル３が下方に抜け落ちないように保持されている。また、スピンドル３におけるフランジ部８よりも上の先端部分は、外周面にネジ溝が形成された雄ネジ部９となっている。この雄ネジ部９は、研削皿２の背面側部分の下端面に開口している雌ネジ部１０にねじ込み固定されている。つまり、研削皿２をスピンドル３に対してねじ込み時とは逆方向に回転させれば、研削皿２をスピンドル３から取り外すことができ、別の研削皿などに交換できる構造になっている。
【００１６】
スピンドル３におけるホルダ７の下端から延びている部分のうち、スピンドルプーリ４Ａとスピンドル３との連結部よりも上側の部分には、スピンドル３の外周面における中心軸線Ｌに対して対称な２箇所の部分を、それぞれ同一形状に両側から切り欠いた形状の切り欠き部１１（回り止め形状部）が形成されている。スピンドル３における切り欠き部１１の部分の断面形状は、中心軸線Ｌを挟んで点対称な位置にある一対の平行な平坦面１１ａ、１１ｂと、この平坦面１１ａ、１１ｂの両端を接続する円弧面１１ｃ、１１ｄにより囲まれた形状である。
【００１７】
工具軸固定装置１２はスパナ１３およびエアシリンダ機構１４（駆動機構）を備えており、エアシリンダ機構１４のピストンロッド１５の先端からピストンロッド１５の作動方向に向かって延びるようにスパナ１３を取り付けてある。スパナ１３およびピストンロッド１５は、スピンドル３における切り欠き部１１と同一の水平高さ位置で作動するように配置されており、その作動方向はスピンドル３の径方向と一致している。スパナ１３の先端部分にはＵ字型の凹部（嵌合部／溝形凹部）１３ａが形成されており、この凹部１３ａは、スパナ１３およびピストンロッド１５の作動方向側、すなわち、スピンドル３の中心軸線Ｌの方向を向いて開口している。
【００１８】
スパナ１３における凹部１３ａの内法幅は切り欠き部１１の平坦面１１ａ、１１ｂの間隔よりもわずかに広いので、凹部１３ａ内に円弧面１１ｃまたは１１ｄ側から切り欠き部１１を挿入すれば、凹部１３ａ内に切り欠き部１１を挟み込んでスピンドル３の回転を阻止することが可能である。
【００１９】
エアシリンダ機構１４のシリンダ１６には、ピストンロッド１５をシリンダ１６内で前進または後退させるための圧力調整部１７が接続されている。圧力調整部１７は、制御部１８からの制御信号に従ってシリンダ１６内の各部へのエア供給あるいは吸引を行うための電磁弁を作動させ、シリンダ１６内のピストンロッド１５によって区画された各部を減圧あるいは加圧してピストンロッド１５をスピンドル３側へ前進あるいは後退させる。
【００２０】
制御部１８には、スピンドル３を停止させるための非常停止スイッチ１９（停止スイッチ）が接続されており、制御部１８は、この非常停止スイッチ１９が操作されてオン状態になったときあるいはオフ状態になったときには、そのことを検知することができる。制御部１８はスピンドル３の回転駆動源である駆動モータ５に接続されており、駆動モータ５に駆動信号あるいは駆動停止信号を出力することができる。
【００２１】
（研削工具および工具軸固定装置の動作）
次に、図３、図４を参照しながら、本実施形態の工具軸固定装置の動作について説明する。図３（ａ）（ｂ）は工具軸固定装置の動作説明図、図４は非常停止スイッチの操作タイミングと研削工具および工具軸固定装置の作動タイミングを示すタイムチャートである。
【００２２】
本実施形態では、スピンドル３に平坦面１１ａ、１１ｂを備えた切り欠き部１１が形成されており、この切り欠き部１１をスパナ１３の凹部１３ａ内に挟み込んで嵌合させ、スピンドル３の回転を阻止する。そのため、スパナ１３の停止位置を、スパナ１３の先端の凹部１３ａが切り欠き部１１を挟み込んでいる回り止め位置Ａ（図３（ａ）の位置）と、凹部１３ａ内から切り欠き部１１が外れる回り止め解除位置Ｂ（図３（ｂ）の位置）の２位置に設定している。制御部１８は、スパナ１３をこの２位置の間で進退動させるための制御信号を圧力調整部１７に出力し、エアシリンダ機構１４を作動させる。
【００２３】
工具軸固定装置１２は、研削工具１による研削動作が行われているときにはスピンドル３が回転しているので、スパナ１３を後退させて回り止め解除位置Ｂで保持している。研削動作中にスピンドル３の回転を停止させて研削皿２の交換等を行う場合には、非常停止スイッチ１９を操作してオン状態にすることにより、スピンドル３の回転を停止させる。そして、エアシリンダ機構１４を作動させてスパナ１３をスピンドル３側に前進させ、切り欠き部１１を凹部１３ａ内に挟み込んでスパナ１３とスピンドル３を係合させることにより、停止したスピンドル３の回転がスパナ１３によって阻止された状態にする。
【００２４】
ここで、非常停止スイッチ１９の操作タイミングと、スピンドル３の停止タイミング、および、工具軸固定装置１２の作動タイミングとの関係について説明する。制御部１８は、スピンドル３の回転中に非常停止スイッチ１９が操作されると、非常停止スイッチ１９がオン状態になったことを検出し、当該検出タイミングから所定長さ（例えば、数秒）の遅延時間Ｔ１が経過した後にエアシリンダ機構１４の作動を開始させる。
【００２５】
すなわち、制御部１８は、非常停止スイッチ１９がオン状態になったことを検出したタイミングで駆動モータ５に駆動停止信号を出力するが、駆動モータ５が駆動停止信号を受信しても慣性により駆動モータの出力軸およびスピンドル３の回転はすぐに停止せず、非常停止スイッチ１９の操作タイミングとスピンドル３が完全に停止するタイミングとの間には所定の長さのタイムラグＴ２が存在する。そこで、制御部１８は、遅延時間Ｔ１をタイムラグＴ２と同一またはそれ以上の長さに設定して、スピンドル３が完全に停止した後にエアシリンダ機構１４を作動開始させている。
【００２６】
また、制御部１８は、非常停止スイッチ１９のオフ操作を検出するとスピンドル３の回転を再開する。このときは、オフ操作を検出したタイミングでエアシリンダ機構１４の作動を開始させると共に、オフ操作の検出タイミングよりも所定の遅延時間Ｔ３だけ遅れたタイミングで駆動モータ５に駆動信号を出力する。この遅延時間Ｔ３は、スパナ１３が回り止め位置Ａから回り止め解除位置Ｂに退避するのに要する時間Ｔ４以上に設定されている。
【００２７】
（本実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態の工具軸固定装置１２によれば、エアシリンダ機構１４によって、スパナ１３をスピンドル３の回転を阻止する回り止め位置Ａとスピンドル３の回転を阻止しない回り止め解除位置Ｂとの間で作動させることができるので、研削工具１における研削皿２などの部品交換中にスピンドル３を手で押えることなく固定でき、研削工具１における部品交換作業を容易かつ正確に行うことができる。また、エアシリンダ機構１４によってスパナ１３を回り止め位置Ａあるいは回り止め解除位置Ｂに保持できるので、スピンドル３の回転中あるいは研削皿２の交換作業中に不用意にスパナ１３が作動することがない。よって、確実にスピンドル３を固定でき、スピンドル３の回転中にスパナ１３がスピンドル３に干渉することもない。
【００２８】
また、本実施形態では、非常停止スイッチ１９の操作タイミングとエアシリンダ機構１４の作動タイミングとの間に所定のタイムラグを設けているので、スピンドル３の回転が完全に停止した後にスパナ１３の作動が開始することになる。よって、回転中のスピンドル３にスパナ１３が干渉してしまうことがない。また、スパナ１３がスピンドル３に係合している状態でスピンドル３の回転が始まってしまうことがない。
【００２９】
（改変例）
上記実施形態では、スピンドル３における回り止め用の形状を、スピンドル３を両側から切り欠いて平行な平坦面１１ａ、１１ｂを形成した切り欠き部１１の形状にしていたが、回り止め用の形状はこのような形状に限定されない。例えば、平坦面１１ａ、１１ｂは平行面でなくてもよいし、曲面や段差面であってもよい。要は、スパナ１３の先端に係合する形状であればよい。また、例えば、スピンドル３の表面に凸部を形成し、この凸部が嵌まる形状の凹部をスパナ１３の先端に形成してもよい。また、スピンドル３の外周面に凹部を設けて、その凹部内にスパナ１３の先端を挿入して係合させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を適用した工具軸固定装置および研削工具の主要構成を示す説明図である。
【図２】研削工具および工具軸固定装置の要部拡大図およびその断面図である。
【図３】工具軸固定装置の動作説明図である。
【図４】非常停止スイッチの操作タイミングと研削工具および工具軸固定装置の作動タイミングを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１    研削工具
２    研削皿
３    スピンドル
４Ａ  スピンドルプーリ
４Ｂ  モータプーリ
５    駆動モータ
６Ａ、６Ｂ  ベアリング
７    ホルダ
８    フランジ部
９    雄ネジ部
１０  雌ネジ部
１１  切り欠き部（回り止め形状部）
１１ａ、１１ｂ  平坦面
１１ｃ、１１ｄ  円弧面
１２  工具軸固定装置
１３  スパナ
１３ａ  凹部（嵌合部／溝形凹部）
１４  エアシリンダ機構（駆動機構）
１５  ピストンロッド
１６  シリンダ
１７  圧力調整部
１８  制御部
１９  非常停止スイッチ（停止スイッチ）
Ａ    回り止め位置
Ｂ    回り止め解除位置
Ｌ    中心軸線
【図１】
2009248297.tif 000003
【図２】
2009248297.tif 000004
【図３】
2009248297.tif 000005
【図４】
2009248297.tif 000006