CN110520248B - 连结装置、珩磨装置及珩磨工具 - Google Patents

Abstract

连结装置包括：支架(31)，其为圆筒状且侧壁上设有孔(31a)，并在上端固定有扩张杆(13)；钢球(32)，其被保持于孔(31a)的内侧，通过嵌入到从支架(31)的下端插入到支架(31)的内侧的楔形杆(22)的侧面所设有的凹部(22a)，从而限制楔形杆(22)相对于扩张杆(13)移动；环(33)，其为圆筒状且内侧面设有退避槽，通过以外嵌于支架(31)的状态绕支架(31)的筒轴(J2)旋转从而能够得到第1状态和第2状态；主轴本体(12)，其通过使环(33)旋转从而使环(33)成为第1状态或第2状态；以及销(44)。

Description

连结装置、珩磨装置及珩磨工具

技术领域

本发明涉及连结装置、珩磨装置及珩磨工具。

背景技术

已提出有利用设有磨具的珩磨工具来对圆筒状的工件或俯视为圆形的孔的内表面进行磨削加工的珩磨装置(例如参照专利文献1)。在这种珩磨装置中，存在根据设于珩磨工具的磨具的磨损或磨削加工对象的变更而要求更换珩磨工具的情况。

[在先技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2010-076032号公报

发明内容

[发明要解决的课题]

此外，存在通过使珩磨工具的更换作业尽可能简化且可迅速地进行该更换作业，从而缩短珩磨装置的停止时间并使产品生产率提高的要求。

本发明鉴于以上事由而完成，其目的在于提供一种能够谋求被连结构件的更换作业的简化的连结装置、珩磨工具及珩磨装置。

[用于解决技术课题的技术方案]

为达到上述目的，本发明的连结装置包括：

支架，其为圆筒状且侧壁上设有孔，并在筒轴方向的一端固定有第1被连结构件，

移动限制构件，其被保持于上述孔的内侧，通过嵌入到从上述支架的上述筒轴方向的另一端插入到上述支架的内侧的第2被连结构件的侧面所设有的凹部，从而限制上述第2被连结构件相对于上述第1被连结构件沿上述筒轴方向移动，

环，其为圆筒状且内侧面上沿筒轴方向设有槽，通过以外嵌于上述支架的状态绕上述筒轴旋转，从而可以得到：在径向上使上述槽的位置与上述孔的位置一致而使上述移动限制构件能够从上述凹部脱离并向上述槽内退避的第1状态、和在径向上使上述槽的位置与上述孔的位置不同而使上述移动限制构件维持被嵌入于上述凹部的状态的第2状态，以及

环旋转机构，其随着上述环的沿筒轴方向的移动，使上述环绕上述筒轴旋转，从而使上述环成为上述第1状态或上述第2状态。

从另一观点观察的本发明的珩磨装置，包括：

主轴，其具有圆筒状的主轴本体和配置于上述主轴本体的内侧且与上述主轴本体联动从而能够绕上述主轴本体的筒轴旋转并能够沿上述主轴本体的筒轴方向移动的扩张杆，以及

珩磨工具，其具有通过配置于上述主轴本体的内侧的连结构件从而与上述扩张杆连结的楔形杆；

上述连结构件具有：

支架，其为圆筒状且侧壁上设有孔并在筒轴方向的一端固定有扩张杆，

移动限制构件，其被保持于上述孔的内侧，通过嵌入到从上述支架的上述筒轴方向的另一端插入到上述支架的内侧的上述楔形杆的侧面所设有的凹部，从而限制上述楔形杆相对于上述扩张杆沿上述筒轴方向移动，以及

环，其为圆筒状且内侧面上沿筒轴方向设有槽，通过以外嵌于上述支架的状态绕上述筒轴旋转，从而可以得到：在径向上使上述槽的位置与上述孔的位置一致而使上述移动限制构件能够从上述凹部脱离并向上述槽内退避的第1状态、和在径向上使上述槽的位置与上述孔的位置不同而使上述移动限制构件维持被嵌入于上述凹部的状态的第2状态；

环旋转机构随着上述环的沿筒轴方向的移动，使上述环绕筒轴方向旋转，从而使上述环为第1状态或为第2状态。

从另一观点观察的本发明的珩磨工具包括通过连结构件从而与扩张杆连结的楔形杆；

在上述楔形杆的侧面设有使移动限制构件嵌入的凹部，该移动限制构件限制上述连结构件所具有的上述楔形杆相对于上述扩张杆移动。

[发明效果]

根据本发明，环旋转机构根据环的沿筒轴方向的移动使环绕筒轴旋转，从而使环成为第1状态或第2状态。由此，因为仅使环沿筒轴方向移动就能够进行第2被连结构件针对第1被连结构件的装卸，故能够简化第2被连结构件的更换作业。

附图说明

图1是本发明的实施方式的珩磨装置的概略构成图。

图2是实施方式的主轴和珩磨工具的剖视图。

图3是实施方式的连结构件的剖视图。

图4A是关于实施方式的连接部件，在环处于第2状态的情况下的图3的A-A线的剖视向视图。

图4B是关于实施方式的连接部件，在环处于第1状态的情况下的图3的A-A线的剖视向视图。

图5是实施方式的连结构件的立体图。

图6A是将实施方式的连结构件的局部扩大后的侧视图。

图6B是实施方式的连结构件的图6A中的B-B线的剖视向视图。

图6C是实施方式的连结构件的图6A中的C-C线的剖视向视图。

图7是本发明的变形例的连结构件的剖视图。

图8是将变形例的连结构件的局部扩大后的侧视图。

图9是变形例的主轴和珩磨工具的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一个实施方式的珩磨装置。本实施方式的珩磨装置为对圆筒状的工件或俯视为圆形的孔的内表面进行磨削加工的装置。

如图1所示，本实施方式的珩磨装置1包括：底座2，其载置工件W；主轴10，其被配置于底座2的上方；以及珩磨工具20，其通过连结构件30而与主轴10连结。另外，珩磨装置1包括：旋转驱动装置8，其使主轴10绕其中心轴J1旋转；保持部11，其保持主轴10使其旋转自如；以及滑动台4，其固定有保持部11且沿滚珠丝杆5在上下方向上滑动。进而，珩磨装置1包括：伺服马达6，其通过使滚珠丝杆5旋转从而向上下方向驱动滑动台4；以及扩张杆驱动装置9，其将作为第1被连结构件的扩张杆13向上下方向驱动。另外，珩磨装置1包括支持部3，该支持部3被竖立设置于底座2，并支持旋转驱动装置8、伺服马达6、以及扩张杆驱动装置9。

如图2所示，珩磨工具20包括：长条的筒状的工具本体21；棒状的楔形杆22，其作为第2被连结构件；以及磨具24a、24b。楔形杆22以插入在工具本体21的内侧的状态被固定于工具本体21。磨具24a、24b在工具本体21的长度方向的下端部以从工具本体21的侧面露出的状态被固定于工具本体21。另外，如图3所示，在楔形杆22的上端部设有用于将楔形杆22固定于连结构件30的凹部22a。

回到图1，主轴10具有：主轴本体12，其为圆筒状的筒状体；以及扩张杆13，其下端部被固定于连结构件30且使连结构件30相对于主轴本体12移动。另外，主轴10具有动力传递轴19，其通过花键嵌合部17而与扩张杆13的上端部连结，用于将旋转驱动装置8的动力传递到主轴本体12。

如图2所示，主轴本体12在内部以可沿筒轴方向移动的状态配置有扩张杆13、连结构件30及楔形杆22。另外，在主轴本体12的侧壁上配设有向主轴本体12的内侧突出的销44。

回到图2，在珩磨工具20与主轴本体12之间，存在限制珩磨工具20相对于主轴本体12向上方的移动的接头16。保持部11通过轴承15保持主轴本体12。由此，主轴本体12相对于保持部11绕中心轴J1自如旋转。

如图3、图4A及图4B所示，连结构件30包括：有底圆筒状的支架31；钢球(移动限制构件)32，其被保持于支架31的侧壁上所设有的多个孔31a的内侧；以及环33，其为圆筒状且被外嵌于支架31。并且，支架31和环33被以可沿筒轴方向移动的状态配置于主轴本体12的内部。支架31在侧壁上设有孔31a并在上端固定有扩张杆13。在此，扩张杆13以支架31的螺纹孔31b中所螺合的螺栓14螺固在扩张杆13的前端部所设有的螺纹孔(未图示)中的状态被固定于支架31。楔形杆22从支架31的下端插入到支架31的内侧。

钢球32通过嵌入到楔形杆22的侧面所设有的凹部22a，从而限制楔形杆22相对于扩张杆13沿支架31的筒轴J2方向移动。

环33为用于解除珩磨工具20被固定于支架31的状态的部件。如图4A及图4B所示，在环33的内侧面上设有用于形成钢球32的退避空间的退避槽339。该退避槽339从支架31的筒轴J2方向的一端缘沿筒轴J2方向延长至另一端缘。环33通过以外嵌于支架31的状态绕支架31的筒轴J2旋转，从而可以得到如图4B所示的在径向上使退避槽339的位置与孔31a的位置一致的第1状态、和如图4A所示的在径向上使退避槽339的位置与孔31a的位置不同的第2状态。在环33处于第1状态的情况下，钢球32能够从楔形杆22的凹部22a脱离并向退避槽339内退避。另一方面，在环33处于第2状态的情况下，钢球32被维持为嵌入于楔形杆22的凹部22a的状态。

另外，环33在外侧面上设有凸轮槽330，该凸轮槽330包含在与支架31的筒轴J2方向交叉的方向上延伸的部分。如图5所示，该凸轮槽330由第1凸轮槽331、第2凸轮槽332、第3凸轮槽333、第4凸轮槽334、以及第5凸轮槽335构成。第1凸轮槽331从环33的下端缘沿环33的筒轴方向向环33的另一端缘延伸。第2凸轮槽332与第1凸轮槽331的上端部连通并沿支架31的筒轴J2方向延伸至环33的上端缘。第3凸轮槽333沿支架31的筒轴J2方向设于与第2凸轮槽332在环33的周向上分离的位置。第4凸轮槽334在一端部与第1凸轮槽331连通并在另一端部与第3凸轮槽333的下端部连通，其一端部比另一端部位于靠下方的位置。第5凸轮槽335在一端部与第3凸轮槽333的上端部连通并在另一端部与第2凸轮槽332连通，其一端部比另一端部位于靠下方的位置。第1凸轮槽331、第2凸轮槽332、第3凸轮槽333、第4凸轮槽334及第5凸轮槽335的宽度均被设定为保持部11所设有的销44的前端部能够嵌入的大小。并且，在销44嵌入于第1凸轮槽331的状态下，若将扩张杆13相对于主轴本体12向下方推出，则销44在第1凸轮槽331内向第1凸轮槽331的上方移动。

如图6A及图6B所示，在第2凸轮槽332中形成有以越向下方第2凸轮槽332的深度越浅的方式倾斜的倾斜面336。并且，在第1凸轮槽331与第2凸轮槽332的边界部分，以第1凸轮槽331的深度比第2凸轮槽332的深度更深的形状形成有台阶部(第1台阶部)336a。该台阶部336a相当于第1侵入限制部，该第1侵入限制部限制被嵌入于第1凸轮槽331的状态下的销44的前端部随着支架31的移动而侵入第2凸轮槽332。在此，进一步，若将扩张杆13相对于主轴本体12向下方推出，则销44在被引导向第4凸轮槽334内之后侵入第3凸轮槽333内。

另外，如图6A及图6C所示，在第5凸轮槽335中形成有以越接近第2凸轮槽332则第5凸轮槽335的深度越浅的方式倾斜的倾斜面337。并且，在第2凸轮槽332与第5凸轮槽335的边界部分，以第2凸轮槽332的深度比第5凸轮槽335的深度更深的形状形成有台阶部(第2台阶部)337a。该台阶部337a相当于第2侵入限制部，该第2侵入限制部限制被嵌入于第2凸轮槽332的状态下的销44的前端部随着支架31的移动而侵入第5凸轮槽335。由此，若在销44嵌入于第3凸轮槽333内的状态下将扩张杆13相对于主轴本体12向下方推出，则销44在被引导向第5凸轮槽335之后越过第5凸轮槽335的倾斜面337而侵入第2凸轮槽332。其后，若在销44嵌入于第2凸轮槽332的上端部的状态下将扩张杆13相对于主轴本体12向上方提起，则销44在第2凸轮槽332内向下方移动。这时，由于形成有台阶部337a，从而限制销44向第5凸轮槽335侵入。然后，销44越过第2凸轮槽332的倾斜面336而再次成为嵌入于第1凸轮槽331的状态。

在此，主轴本体12与销44构成了环旋转机构，该环旋转机构通过根据支架31的沿筒轴J2方向的移动，使环33绕支架31的筒轴J2旋转，从而使环33成为第1状态或第2状态。另外，由连结构件30、主轴本体12、以及销44构成了将扩张杆13与楔形杆22连结的连结装置。

下面，对本实施方式的珩磨装置1中更换珩磨工具20时的动作进行说明。在珩磨装置1的通常使用时，如图3所示，销44成为嵌入于环33的第1凸轮槽331的状态。这时，如图4A所示，在支架31的孔31a中所嵌入的钢球32嵌入于楔形杆22的凹部22a的状态下，使珩磨工具20固定于支架31。在此，为了更换珩磨工具20而将扩张杆13相对于主轴本体12向下方推出时，如上所述，销44的前端部从第1凸轮槽331内被引导到第4凸轮槽334，该第4凸轮槽334在与支架31的筒轴J2方向交叉的方向上延伸。然后，在销44的前端部嵌入于第4凸轮槽334的状态下，若支架31相对于主轴本体12沿主轴本体12的筒轴方向移动，则环33旋转(参照图4A的箭头)。然后，若销44侵入第3凸轮槽333内，则如图4B所示，环33的退避槽339被配置到与孔31a中所嵌入的钢球32相对的位置。这样，钢球32成为能够从楔形杆22的凹部22a脱离并向退避槽339的内侧退避的状态。在该状态下，能够将珩磨工具20从主轴10向下方抽出。

下面，在销44嵌入于环33的第3凸轮槽333的状态下，将新的珩磨工具20插入到连结构件30。接下来，若将扩张杆13相对于主轴本体12进一步向下方推出，则如上所述销44从第3凸轮槽333通过第5凸轮槽335并被引导向第2凸轮槽332。这时，再次如图4A所示，孔31a中所嵌入的钢球32成为嵌入于楔形杆22的凹部22a的状态，珩磨工具20被固定于支架31。其后，若将扩张杆13相对于主轴本体12向上方提起，则如上所述，销44再次成为嵌入于第1凸轮槽331的状态。

如以上说明的那样，根据本实施方式的珩磨装置1，设于主轴本体12上的销44根据支架31的沿筒轴J2方向的移动而在凸轮槽330内移动，并绕支架31的筒轴J2旋转。由此，使环33成为第1状态或第2状态。因此，仅使支架31沿筒轴J2方向移动就能够进行楔形杆22的针对扩张杆13的装卸，故能够简化楔形杆22的更换作业。

另外，本实施方式的珩磨装置1中包括：连结构件30，其为圆筒状且在内部具有扩张杆13、支架31及环33；主轴本体12，其以可沿筒轴方向移动的状态配置有楔形杆22；以及销44，其向主轴本体12的内侧突出。另外，环33在外侧面上设有包含在与筒轴J2方向交叉的方向上延伸的部分的凸轮槽330。并且，若在销44的前端部嵌入于凸轮槽330的在与筒轴J2方向交叉的方向上延伸的部分，即，第4凸轮槽334或第5凸轮槽335的状态下，支架31相对于主轴本体12沿筒轴J2方向移动，则环33旋转。由此，能够通过扩张杆13的上下移动而使环33旋转，故利用上下地驱动扩张杆13的扩张杆驱动装置9，能够谋求楔形杆22的更换作业的自动化。

进而，本实施方式的环33具有台阶部336a，该台阶部限制被嵌入于第1凸轮槽331的状态下的销44的前端部随着支架31的移动而侵入第2凸轮槽332。另外，环33具有台阶部337a，该台阶部337a限制被嵌入于第2凸轮槽332的状态下的销44的前端部随着支架31的移动而侵入第5凸轮槽335。由此，能够抑制使支架31上下移动时环33不旋转的不良情况的发生。

(变形例)

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式的构成。例如如图7所示，连结构件30的支架31也可以为被固定于楔形杆2022的构成。在此，支架31被以其底部为下侧的姿势配置。并且，支架31以使螺纹孔31b中所螺合的螺栓2023螺固于楔形杆2022的上端部所设有的螺纹孔(未图示)的状态被固定于楔形杆2022。钢球32嵌入于扩张杆2013的下端部所设有的凹部2013a。

在实施方式中，对在第2凸轮槽332中形成有倾斜面336，在第5凸轮槽335中形成有倾斜面337，在第1凸轮槽331与第2凸轮槽332的边界部分形成有台阶部336a，在第2凸轮槽332与第5凸轮槽335的边界部分形成有台阶部337a的示例进行了说明。但，环33的构成并不限定于此。例如，如图8所示，环3033也可以包括：设于第1凸轮槽331与第2凸轮槽332的边界部分的第1板簧3043；以及设于第2凸轮槽332与第5凸轮槽335的边界部分的第2板簧3044。

在实施方式中，对连结构件30被配置于比接头16靠上方处的示例进行了说明，但连结构件30与接头16的位置关系并不限定于此。例如如图9所示，也可以是连结构件30被配置于接头16的下方处的构成。此外，在图9中对于与实施方式同样的构成标注与图2相同的附图标记。在这种情况下，销4044为设于珩磨工具4020的工具本体4021上的构成即可。

在实施方式中，对连结构件30包括多个钢球32的构成进行了说明，但并不限于此，例如也可以使用如圆柱状的滚子这样的其他形状的滚动体来代替多个钢球32。

以上，对本发明的实施方式及变形例(包含附文中所记载的内容。以下相同。)进行了说明，但本发明并不限定于此。本发明还包含对实施方式及变形例进行适当组合的、及对其进行适当变更的方式。

本申请基于2017年4月18日申请的日本专利申请特愿2017-082068号。本说明书将日本专利申请特愿2017-082068号的说明书、权利要求及附图的全体作为参照援引于此。

[工业可利用性]

本发明可广泛利用于珩磨装置。

[附图标记说明]

1：珩磨装置，2：底座，3：支持部，4：滑动台，5：滚珠丝杆，6：伺服马达，8：旋转驱动装置，9：扩张杆驱动装置，10：主轴，11：保持部，12：主轴本体，13、2013：扩张杆，14、2023：螺栓，15：轴承，16：接头，17：花键嵌合部，19：动力传递轴，20、4020：珩磨工具，21、4021：工具本体，22、2022：楔形杆，22a、2013a：凹部，24a、24b：磨具，30：连结构件，31：支架，31a：孔，31b：螺纹孔，32：钢球，33、3033：环，44、4044：销，330：凸轮槽，331：第1凸轮槽，332：第2凸轮槽，333：第3凸轮槽，334：第4凸轮槽，335：第5凸轮槽，336、337：倾斜面，336a、337a：台阶部，339：退避槽，3043、3044：板簧，J1：中心轴，J2：筒轴，W：工件。

Claims (5)

1.一种连结装置，包括：

支架，其为圆筒状且侧壁上设有孔，并在筒轴方向的一端固定有第1被连结构件，

移动限制构件，其被保持于上述孔的内侧，通过嵌入到从上述支架的上述筒轴方向的另一端插入到上述支架的内侧的第2被连结构件的侧面所设有的凹部，从而限制上述第2被连结构件相对于上述第1被连结构件沿上述筒轴方向移动，

环，其为圆筒状且内侧面上沿筒轴方向设有槽，通过以外嵌于上述支架的状态绕上述筒轴旋转，从而可以得到：在径向上使上述槽的位置与上述孔的位置一致而使上述移动限制构件能够从上述凹部脱离并向上述槽内退避的第1状态、和在径向上使上述槽的位置与上述孔的位置不同而使上述移动限制构件维持被嵌入于上述凹部的状态的第2状态，以及

环旋转机构，其随着上述支架的沿上述筒轴方向的移动，使上述环从上述第1状态和第2状态中的一个状态绕上述筒轴旋转，从而使上述环成为上述第1状态和上述第2状态中的另一个状态，

上述环旋转机构包括：

主轴本体，其为圆筒状且在内部以能够沿筒轴方向移动的状态配置有上述第1被连结构件、上述第2被连结构件、上述支架及上述环，以及

销，其向上述主轴本体的内侧突出；

上述环在外侧面上设有包含在与上述筒轴方向交叉的方向上延伸的部分的凸轮槽；

若在上述销的前端部嵌入于上述凸轮槽中的在与上述筒轴方向交叉的方向上延伸的部分的状态下，上述支架相对于上述主轴本体沿上述主轴本体的筒轴方向移动，则上述环旋转。

2.如权利要求1所述的连结装置，

上述环在外侧面上设有：

第1凸轮槽，其从上述环的筒轴方向的一端向另一端沿上述筒轴方向延伸，

第2凸轮槽，其与上述第1凸轮槽连通并沿上述环的筒轴方向延伸至上述环的筒轴方向的另一端，

第3凸轮槽，其在上述环的周向上与上述第2凸轮槽分离的位置沿上述环的筒轴方向延伸，

第4凸轮槽，其在一端部与上述第1凸轮槽连通且在另一端部与上述第3凸轮槽连通，一端部位于比另一端部更靠近上述环的筒轴方向的一端侧的位置，

第5凸轮槽，其在一端部与上述第3凸轮槽连通且在另一端部与上述第2凸轮槽连通，一端部位于比另一端部更靠近上述环的筒轴方向的一端侧的位置，

第1侵入限制部，其限制被嵌入于上述第1凸轮槽的状态下的上述销的前端部随着上述支架的移动而侵入上述第2凸轮槽，以及

第2侵入限制部，其限制被嵌入于上述第2凸轮槽的状态下的上述销的前端部随着上述支架的移动而侵入上述第5凸轮槽。

3.如权利要求2所述的连结装置，

上述第1侵入限制部在上述第1凸轮槽与上述第2凸轮槽的边界部分，由形成为上述第1凸轮槽的深度比上述第2凸轮槽的深度深的形状的第1台阶部所构成，

上述第2侵入限制部在上述第2凸轮槽与上述第5凸轮槽的边界部分，由形成为上述第2凸轮槽的深度比上述第5凸轮槽的深度深的形状的第2台阶部所构成。

4.一种珩磨装置，包括：

主轴，其具有圆筒状的主轴本体、和配置于上述主轴本体的内侧且与上述主轴本体联动从而能够绕上述主轴本体的筒轴旋转并能够沿上述主轴本体的筒轴方向移动的扩张杆，以及

珩磨工具，其具有通过配置于上述主轴本体的内侧的连结构件从而与上述扩张杆连结的楔形杆；

上述连结构件具有：

支架，其为圆筒状且侧壁上设有孔并在筒轴方向的一端固定有扩张杆，

移动限制构件，其被保持于上述孔的内侧，通过嵌入到从上述支架的上述筒轴方向的另一端插入到上述支架的内侧的上述楔形杆的侧面所设有的凹部，从而限制上述楔形杆相对于上述扩张杆沿上述筒轴方向移动，以及

环，其为圆筒状且内侧面上沿筒轴方向设有槽，通过以外嵌于上述支架的状态绕上述筒轴旋转，从而能够得到：在径向上使上述槽的位置与上述孔的位置一致而使上述移动限制构件能够从上述凹部脱离并向上述槽内退避的第1状态、和在径向上使上述槽的位置与上述孔的位置不同而使上述移动限制构件维持被嵌入于上述凹部的状态的第2状态；

上述主轴本体与向上述主轴本体的内侧突出的销构成环旋转机构，该环旋转机构随着上述支架的沿上述筒轴方向的移动，使上述环绕上述筒轴方向旋转，从而使上述环成为第1状态或第2状态，

上述环在外侧面上设有包含在与上述筒轴方向交叉的方向上延伸的部分的凸轮槽；

若在上述销的前端部嵌入于上述凸轮槽中的在与上述筒轴方向交叉的方向上延伸的部分的状态下，上述支架相对于上述主轴本体沿上述主轴本体的筒轴方向移动，则上述环旋转。

5.一种珩磨工具，包括通过权利要求4所述的连结构件从而与扩张杆连结的楔形杆；

在上述楔形杆的侧面上设有使上述移动限制构件嵌入的凹部，该移动限制构件限制上述楔形杆相对于上述扩张杆移动。

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