(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定センタと回転可能の第１面板とを有する円筒研削盤において、
該第１面板に共軸に固定された第２面板と、
該第２面板上に設けられ、固定センタの中心軸に直角な少なくとも２方向に回転可能となっているとともに、前記固定センタの中心軸に直角な軸線の回りに回転可能に前記第２面板の前面端部の前面に設けられたスイベルプレートと、前記固定センタの中心軸と前記軸線とに直角な他の軸線の回りに回転可能に該スイベルプレートに設けられた保持爪ベースとから成る自在プレートと、
該保持爪ベース上に設けられ付勢ばねにより閉じるようになっており、ワークをチャッキング可能である一対の保持爪と、
該保持爪の各々に係脱し係合時には該保持爪を開く保持爪係脱手段とから成る、円筒研削盤用ワーク駆動装置。
【請求項２】
前記保持爪係脱手段は、
前記主軸台内を前記固定センタの中心軸方向に延び、往復動ユニットによって往復動されるドローバーと、
該ドローバーの一端部に設けられ前記第２面板の前面端部の方へ延びる複数のピンを有するプッシャと、
前記ピンに一端部が当接して該ピンにより前記第２面板の前面端部側へ移動される移動部材と、
前記第２面板の前端部と前記移動部材の他端との間に配設され、前記移動部材を前記ピンに弾性的に圧接するように付勢する移動部材用付勢手段と、
各々の一端部が前記移動部材に取りつけられ、前記第２面板及び自在プレートを通過して延び、他端部が前記一対の保持爪に係合するようになっている一対のドローロッドと
を具備して成る請求項１に記載の円筒研削盤用ワーク駆動装置。
【請求項３】
前記移動部材用付勢手段は圧縮コイルばねである請求項２に記載の円筒研削盤用ワーク駆動装置。
【請求項４】
前記往復動ユニットはエアーシリンダである請求項２または３に記載の円筒研削盤用ワーク駆動装置。
【請求項５】
前記移動部材は、スラスト軸受とこれを保持するベアリングホルダから成る請求項２乃至４の何れかの１に記載の円筒研削盤用ワーク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを回転駆動させる円筒研削盤用ワーク駆動装置に関し、特に、両センタ基準で、一端に２面幅部が形成されたワークの外周研削と回転割出しの双方を行えるようにした円筒研削盤用ワーク駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車部品のインプットシャフト（図６参照）のように一端に２面幅部をかつ外周面にスリットを有するワークについては、多くの場合、円筒研削盤を用いて、両センタ基準で外周研削とスリット部の面取り研削を行う必要がある。
【０００３】
従来、この種の加工は、両センタ基準で外周を研削する行程と、両センタ基準でワークの回転割出し回転を行い、スリット部の面取り研削を行う行程との２行程から成っている。前者は円筒研削盤で行い、後者はカム研削盤等によりＣ軸（ワーク主軸）とＸ軸（といし台移動）の補間制御によって行っていた。
【０００４】
所が、従来の円筒研削盤においては、通常、ケレを用い、このケレをワークに引っかけて回転させて、外周研削を行っている。この方式は、ワークの外周研削を真円度を高く行うのにはよいが、自動化する場合には、ワークの着脱に複雑な機構を採用せざるを得ず、不向きな場合が多い。
【０００５】
更に、エアチャックを用いることもできるが、この場合、図６に示すようなワークの場合、センタ孔４７ａに対してワークの２面幅部４７を正確に加工しなければならない。即ち、２面幅部４７の両面にワークの中心軸に対する振り分け距離に差がある場合は、エアチャックの加圧力により２面幅部の両面に異なる圧力が掛けられ、ワークと固定センタとの間にいわゆる強いコジレが生じる。このために、正確な回転割出しはおろか真円度の高い外周研削すらできなくなるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、従来技術に伴う上記の問題点を解決し、真円度の高い外周研削とスリットの精度の高い面取り研削を１台の円筒研削盤で行うことができるように、ワークを両センタ基準で支持しながらこのワークをフレキシブルにチャッキングできるようにした円筒研削盤用ワーク駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく円筒研削盤用ワーク駆動装置は、固定センタと回転可能の第１面板とを有する円筒研削盤において、該第１面板に共軸に固定された第２面板と、該第２面板上に設けられ、固定センタの中心軸に直角な少なくとも２方向に回転可能となっているとともに、前記固定センタの中心軸に直角な軸線の回りに回転可能に前記第２面板の前面端部の前面に設けられたスイベルプレートと、前記固定センタの中心軸と前記軸線とに直角な他の軸線の回りに回転可能に該スイベルプレートに設けられた保持爪ベースとから成る自在プレートと、該保持爪ベース上に設けられ付勢ばねにより閉じるようになっており、ワークをチャッキング可能である一対の保持爪と、該保持爪の各々に係脱し係合時には該保持爪を開く保持爪係脱手段とで構成されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に基づく円筒研削盤用ワーク駆動装置（以下、単に「ワーク駆動装置」という）の好適な１実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、ワーク駆動装置を装着した円筒研削盤の主軸台部の縦断面図を示し、この図において、円筒研削盤の主軸台１内に、水平方向に延びる大略円筒形の固定主軸２が固定されている。この主軸台１内に、駆動歯車３がラジアル軸受４を介して固定主軸２の回りに回転可能に架設されている。そして、この駆動歯車３は、歯車列（図１に、駆動歯車３に噛み合っている歯車５のみが示されている）を介して、例えば、ＮＣ装置のような制御装置（図示せず）で駆動されるサーボモータのような回転装置（図示せず）によって、後述するように、ワークの外周研削のために回転され、かつ、ワークの外周面に形成されたスリット部の面取りのために正確な所定角度で回転割出しを行うようになっている。このように、制御装置と回転装置とを用いて駆動歯車を回転・回動させることは通常のことであるので、このような機構についてはこれ以上は言及しない。
【００１０】
主軸台１の一端部である図１の右端部６内に、ラジアル軸受４用の大略リング状のベアリングホルダ７が設けられ、ボルト８によって駆動歯車３に固定されている。また、ベアリングホルダ７には、ボルト１１により第１面板１０が駆動歯車３と共に回転するように取り付けられており、さらに、この第１面板１０に第２面板１２がボルト１３により固定されている。
【００１１】
固定主軸２の右端にはセンタ受け１５がそのフランジ部１５ａを介してボルト１６により取り付けられ、第２面板１２内に配設されている。このセンタ受け１５内に固定センタ１７が挿入固定され、ワーク４６がそのセンタ孔４７ａ（図６）を介してここに支持されるようになっている。
【００１２】
主軸台１の他端（左端）に往復動駆動ユニットを構成するエアシリンダ１８が固定され、これに一端（左端）を固定したドローバー１９が、このエアシリンダ１８によって軸方向に往復動するように、固定主軸２内に挿入されている。ドローバー１９の他端（右端）に、プッシャ２１の円筒胴部２１ａがボルト２２によってドローバー１９に共軸に固定されている。このプッシャ２１は、図３に最も良く示すように、円筒胴部２１ａの前端部の外周から円周方向に等間隔に離間して例えば３本の板状腕部２１ｂを半径方向外側に延出させている。これら腕部２１ｂ各々の外側端部から軸方向と平行に外側へプッシャ・ピン２３が延びている。
【００１３】
２４は、センタ受け１５の外周に設けられたスラスト軸受で、第２面板１２内でこれに固定される大略円筒形のベアリングホルダ２５により保持されている。なお、このスラスト軸受２４とベアリングホルダ２５とは後に述べる保持爪係脱用のドローロッドを移動させる作用をする移動部材２０を構成する。
【００１４】
第２面板１２の前端面部２６から移動部材２０の方に向けて、第２面板１２の円周方向に等間隔に、複数個のアンクランプばね（圧縮コイルばね）２８が設けられ、これらばね２８の対応端が第２面板１２の前端面部２６の裏面と移動部材２０の前端面に当接している。従って、これらアンクランプばね２８の付勢力により移動部材２０が後方へ押圧され、スラスト軸受２４が常時プッシャ・ピン２３の前端に押圧されるようになっている。ここで、アンクランプばね２８は移動部材付勢手段を構成する。
【００１５】
移動部材２０の、固定センタ１７の中心軸Ａに関して対称な２位置から第２面板１２の前端面部２６を通してこれから外側へかつこの中心軸Ａに平行に、１対のドローロッド２９が延びている。各ドローロッド２９の突出端に増径された頭部２９ａが形成され、その首部は円錐台形の保持爪用係合部２９ｂになっている（図１、図３）。
【００１６】
第２面板１２上には、固定センタ１７の中心軸に対して直角な少なくとも２方向に回転する自在プレートと一対の保持爪が取り付けられている。以下、図１乃至図５（特に、図５）を参照して、自在プレート５０と保持爪３３について説明する。
【００１７】
自在プレート５０は、スイベルプレート３１と保持爪ベース３２とから成る。そして、スイベルプレート３１は、長方形の枠構造を有し、相対する１対の辺の外側面中央部に第１支点ピン３４が設けられ、これら第１支点ピン３４が第２面板１２上の一対のブロック３６の中心部の孔３７に回転可能にはめ込まれており（図１、図２）、軸線Ｂ（図４参照）の回りに回動可能になっている。
【００１８】
保持爪ベース３２は、横断面コの字形でかつ大略長方形をなし、中央に固定センタ１７が貫通する中央孔３８を有しており、スイベルプレート３１の第１支点ピン３４と直角な方向に一対の第２支点ピン３９を設けている。これら一対の第２支点ピン３９は、図５から分かるように、スイベルプレート３１の中心孔４０に回転可能にはめ込まれており、軸線Ｃ（図４参照）の回りに回動可能になっている。
【００１９】
一対の保持爪３３の各々は、ヘの字形に曲げられた部材で、その屈折部の両側から第３支点ピン４１を突出させている。これら第３支点ピン４１が、軸線Ｃに対して対称且つ平行に、保持爪ベース３２の孔４２内に回転可能にはめ込まれて、一対の保持爪３３が軸線Ｄ（図４参照）の回りに回動可能に配設されている。但し、図５には、上方の保持爪３３のみが示され、下方の保持爪３３は省略されているが、下方のものは上方のものに面対称になっている。
【００２０】
各保持爪３３の一端部（前端部）３３ａの固定センタ１７側の面に、その保持爪３３の横方向に延び横断面が円弧状の爪部４３が形成されている。両方の保持爪３３の前記端部３３ａの両側面にばね係止ピン４４が設けられており、両保持爪３３の対応の係止ピン４４に保持爪付勢手段を構成する１対の保持爪付勢用引張りコイルばね４５が懸架されている。このように構成することにより、一対の保持爪３３がワークをチャッキングした場合に、前述のモータ回転が両面板１０，１２、及び、自在プレート５０を介してワークに伝わるようになっている。所で、往復動駆動ユニットと、ドローバーと、プッシャと、移動部材と、移動部材付勢手段と、ドローロッドとで保持爪係脱手段を構成する。
【００２１】
各保持爪３３の他端部（後側部）３３ｂにＵ字形溝３３ｃが形成され、これにドローロッド２９の先端部が挿通されている。エアシリンダ１８によってドローバー１９が前進位置（図１において右側）に動かされた場合、後述のようにドローロッド２９が前進して、その頭部２９ａの保持爪用係合部２９ｂが各保持爪  ３３の他端部３３ｂの前面３３ｄから外れ、双方の保持爪３３は、保持爪付勢用引張りコイルばね４５によって、第３支点ピン４１を支点にして爪部４３が互いに接近するように回転される。すなわち、保持爪３３が閉じる。他方、エアシリンダ１８によってドローバー１９が後退位置（図１で左側）に動かされた場合、後述のようにドローロッド２９が後退して、その頭部２９ａの保持爪用係合部２９ｂが各保持爪３３の他端部３３ｂの前面３３ｄに係合し、双方の保持爪３３は、保持爪付勢用引張りコイルばね４５に抗して、爪部４３が互いに離間する方向へ回転される。すなわち、保持爪３３が開く。
【００２２】
以下、本発明の円筒研削盤用ワーク駆動装置の実施例の作用について述べる。
【００２３】
エアシリンダ１８によってドローバー１９が後退位置へ移動されると、プッシャ２１が後退する。これによりプッシャ・ピン２３がスラスト軸受２４から離れようとするが、アンクランプばね２８によって移動部材２０がプッシャ・ピン２３に追従しながら後退する。この結果、ドローロッド２９も後退位置へ動かされ、これらドローロッド２９の頭部２９ａの保持爪用係合部２９ｂが保持爪３３の他端部３３ｂの端面３３ｄに当たり、保持爪付勢用引張りコイルばね４５の付勢力に抗して、保持爪３３を、それらの爪部４３間の間隔が固定センタ１７に保持されるワーク４６の、固定センタ１７側の２面幅部４７の両面間の間隔よりも大きく開く。従って、ワーク４６の固定センター１７への保持も、ワーク４６を固定センター１７から外すことも、保持爪３３に邪魔されることなく行うことができる。
【００２４】
他方、ワーク４６を固定センタ１７に保持した後、エアシリンダ１８によってドローバー１９を前進位置へ移動すると、プッシャ２１が前進し、それらのプッシャ・ピン２３によって、移動部材２０も前進される。このため、ドローロッド２９も前進して、それらの頭部２９ａの保持爪用係合部２９ｂが保持爪３３の他端部３３ｂの端面３３ｄから離脱し、保持爪３３は、保持爪付勢用引張りコイルばね４５の付勢力によって爪部４３が接近するように回転される。
【００２５】
この結果、両爪部４３の爪部４７によってワーク４６の２面幅部４７が、円周方向の遊び（いわゆる、ガタ）を生じることなくしっかりと保持される。従って、図示しない回転手段及び制御手段によって歯車５を含む歯車列、これに噛み合う駆動歯車３、これによって回転される両面板１０，１２及び保持爪構造３０によって、ツーリングを変えることもなく、図６に例示した、スリット４８が形成されたワーク４６を１台の円筒研削盤で真円度の高い外周研削し、かつ、スリット４８の面取り研削などのために高精度に割り出すことができる。
【００２６】
次に、図８以下を参照して、ワーク４６の前加工がよくない場合でも、自在プレート５０が直交する２方向に回転することによって、この前加工の悪さ、及び、センタと第２面板の回転中心との偏心誤差が十分に吸収されることを説明する。
【００２７】
まず、ワーク４６の２面幅部４７の両面が互いに実質的に平行であるがワーク４６の中心軸０からの振り分け距離が図７に示すように一方の面（例えば、図に示すように下方の面）が他方の面よりもδ（但し、この大きさは、非常に誇張して示されている）だけ多い場合について述べる。
【００２８】
この場合は、あたかも両保持爪３３の爪部４３の、ワーク４６の２面幅部４７の対応面に圧接している部分間の中心がワーク４６の中心軸Ｏより振り分け距離が大きい側の面部側へδ／２だけ同中心軸ＯからずれたＴ点に位置するように、爪ベース３２が、軸線Ｃを中心として第２面板１２の前面３５に平行な垂直面Ｍに対して図８のごとく傾斜角度θ１（非常に誇張して示されている）だけ回転して傾斜する。この傾斜の結果、ワーク４６は、固定センタ１７に横方向の曲げ力（すなわち、いわゆるコジレ）が生じることがなく、両センタ基準を維持しながら、しかも、保持爪３３に対して円周方向に遊びを生じることなく保持される。
【００２９】
また、図９に、ワーク４６の２面幅部４７の中心軸Ｏが固定センタ１７の中心軸Ｎに対してθ２（非常に誇張して示されている）だけ曲がっている場合について述べる。この状態で、保持爪３３でワーク４６を保持しようとすると、スイベルプレート３１が、保持爪３３と共に第２面板１２の前面３５に平行な垂直面Ｍに対して軸線Ｂを中心とし図のごとくθ２だけ回動した状態で、円周方向に遊びがなく、ワーク４６の両面部４７を保持する。この場合、図８の場合と同様に、ワーク４６と固定センタ１７との間にいわゆるコジレが生じることがない。
【００３０】
次に、図１０に示すように、固定センタ１７の中心Ｏに対して第２面板１２の回転中心Ｐがｄ（図中では非常に誇張して示されている）だけずれている場合について述べる。この場合、第２面板１２に自在プレート５０を介して取りつけられる保持爪３３の回転中心もｄだけずれることになる。そして、ワーク４６の２面幅部４７を保持爪３３でチャッキングし、図の実線の状態から２点鎖線で示す状態までθ３だけ回転したとする。
【００３１】
図中、２面幅部４７が実線の位置にある時の、それの上面と爪部４３との接触面同士の１点Ｌを代表点とし、これから、第２面板１２及びワーク４６が図中反時計方向に回転して、２面幅部４７が図に２点鎖線で示したごとくθ３傾斜した位置に来た場合を考える。そうすると、爪部４３の、２面幅部との接触点Ｌは、第２面板１２の回転中心Ｐを中心とする半径ＰＬの円弧ｂ上を移動し、点Ｌ”に来る。しかしながら、ワーク４６は、両センタ基準で支持されているため、Ｏを中心として回転する。もし、第２面板１２の回転中心Ｐがセンタ１７の中心Ｏからずれていないとすれば、上記点ＬはＯを中心として円弧ａ上を移動し、点Ｌ’に来ることになるが、ｄだけずれているため、前記のごとく円弧ｂ上の点Ｌ”に来る。
【００３２】
所が、本実施例では、第２面板１２及びワーク４６が回転するにつれて、スイベルプレート３１が、爪部４３の接点Ｌ”が２面幅部４７の対応面の接点Ｌ’の方へこの対応面に沿って移動するように、第２面板１２に対して第１支点ピン３４の周りに回転する。このため、Ｌ”がＬ’に実質的に重なり、ワーク４６に対する横方向のコジレがなくなり、正確な研削作業が行われる。
【００３３】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の円筒研削盤用ワーク駆動装置においては、保持爪でワークを円周方向に遊びがなくしっかりと保持でき、ツーリングを全く変えることなく、ワークの外周研削と回転割出しとを継続して精密に行うことができるという効果がある。また、ワークの両面部のワークの中心軸からの振り分け距離に差がある場合やワークの２面幅部の中心線がセンタの中心線からずれているなどのようにワークの前加工が悪い場合も、それぞれ、スイベルプレート及び保持爪ベースの回動並びに保持爪付勢用引張りコイルばねの付勢力によって、ワークによる固定センタに対していわゆるコジレがなくかつ確実に両センタ基準でワークを保持爪で保持でき、精度の高い外周研削および回転割出しを行うことができるという効果がある。さらに、固定センタの中心軸に対し、面板の回転中心が偏心している場合でも、自在プレートの回転によりこれを吸収してワークに無理な力を加えることなくチャッキングできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく円筒研削盤の１実施例の主要部の縦断面図
【図２】図１の主要部を拡大した縦断面図
【図３】図１に示されたプッシャの斜視図
【図４】図１の保持爪構造を示す概略図
【図５】図４の保持爪構造の分解斜視図で、（ａ）はスイベルプレートの斜視図、（ｂ）は保持爪ベースの斜視図、（ｃ）は保持爪の一方の斜視図
【図６】ワークの１実施例の斜視図
【図７】図６のワークを矢印Ｅ方向から見た図
【図８】図７のワークを保持している保持爪構造の状態を示す縦断面図
【図９】曲がったワークを保持している保持爪構造の状態を示す概略図
【図１０】第２面板の回転軸がセンタの中心軸から偏心している場合の自在プレートの作用を示す説明図
【符号の説明】
１０          第１面板
１２          第２面板
１７          固定センタ
１８          エアシリンダ
１９          ドローバー
２０          移動部材
２１          プッシャ
２３          プッシャ・ピン
２６          前端面部
２８          アンクランプばね
２９          ドローロッド
２９ａ        頭部
２９ｂ        保持爪用係合部
３０          保持爪構造
３１          スイベルプレート
３２          保持爪ベース
３３          保持爪
４３          爪部
４５          保持爪付勢用引張りコイルばね
４６          ワーク
４７          ２面幅部
４８          スリット
５０          自在プレート
【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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【図９】
0003825071.tif 000010
【図１０】
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