JP2001138190A

JP2001138190A - 平面研削盤

Info

Publication number: JP2001138190A
Application number: JP31974099A
Authority: JP
Inventors: Keiji Nagareo; 敬二流尾
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-11-10
Filing date: 1999-11-10
Publication date: 2001-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】加工物の端面加工が可能で、しかも切削加工
も可能であり、低コストで製造できる平面研削盤を提供
する。【解決手段】ベッド１と、該ベッド１の上方に設けら
れたクロスレール３と、該クロスレール３で案内されて
前後移動するサドル４と、該サドル４で案内されて上下
移動する摺動台５と、加工物ＷＰを載せ前記ベッド１上
で左右移動するテーブル２と、前記摺動台５に取付けら
れ、垂直な駆動軸１３と駆動モータ１２を備えた工具頭
１０と、該工具頭１０の下端に取付けられた旋回割出機
構２０と、該旋回割出機構２０を介して、前記工具頭１
０に連結され、前記駆動軸１３に噛み合い、工具４５が
先端に取付けられる水平な主軸４０を備えているアング
ルヘッド３０と、前記主軸４０を軸方向に移動させる切
込み機構５０とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面研削盤に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】平面研削盤は、基本的に、前後送りする
サドル上に左右送りするテーブルが載せられており、テ
ーブル上のチャックに工作物が取付けられる。コラムに
は昇降動作する砥石ヘッドが設けられ、この砥石ヘッド
の下方への微少送りによって加工物への切込みが与えら
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き基本構造の
平面研削盤では、テーブルの長手方向送りで加工物を移
動させるので、その加工個所は加工物の上面と側面に限
定されている。つまり、加工物の長手方向両端の端面を
加工することは不可能であった。なぜなら、端面加工は
微少送りをしなければならないが、テーブルによる微少
送りは、特別な精密加工構造、例えばテーブル駆動をボ
ールネジとサーボモータによる精密駆動方式にし、テー
ブル摺動面を油静圧潤滑方式にしなけらばならず、多大
なコストがかかり、特別な用途以外には採用できないか
らである。

【０００４】本発明は上記事情に鑑み、加工物の端面加
工が可能で、しかも切削加工も可能であり、低コストで
製造できる平面研削盤を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の平面研削盤
は、ベッドと、該ベッドの上方に設けられたクロスレー
ルと、該クロスレールで案内されて前後移動するサドル
と、該サドルで案内されて上下移動する摺動台と、加工
物を載せ前記ベッド上で左右移動するテーブルと、前記
摺動台に取付けられ、垂直な駆動軸と駆動モータを備え
た工具頭と、該工具頭の下端に取付けられた旋回割出機
構と、該旋回割出機構を介して、前記工具頭に連結さ
れ、前記駆動軸に噛み合い、工具が先端に取付けられる
水平な主軸を備えているアングルヘッドと、前記主軸を
軸方向に移動させる切込み機構とからなることを特徴と
する。請求項２の平面研削盤は、請求項１記載の発明に
おいて、前記主軸に、工具を着脱自在に取付ける工具着
脱機構が内蔵されていることを特徴とする。請求項３の
平面研削盤は、請求項１記載の発明において、前記旋回
割出機構が、上カップリングと下カップリングとを備
え、任意の割出角で噛合せが可能で、クランプすると噛
合い、アンクランプすると噛合いが外れるインデックス
カップリングと、前記インデックスカップリングをクラ
ンプ・アンクランプするインデックスクランプとからな
り、前記上カップリングが、前記工具頭の下端に取付け
られ、前記下カップリングが前記アングルヘッドの上端
に取付けられており、前記インデックスクランプは、前
記アングルヘッドの外周に取付けられた係合ブロック
と、前記工具頭に取付けられ、前記係合ブロックに係合
離脱自在なピストンロッドを備えたロック用シリンダと
からなることを特徴とする。請求項４の平面研削盤は、
請求項１記載の発明において、前記切込み機構が、前記
アングルヘッドに取付けられた切込み用モータと、該モ
ータで回転されるギヤと、前記主軸と前記アングルヘッ
ドのケーシング間に軸方向移動自在に挿入され、前記主
軸を回転自在に支持するクイルと、該クイルの側部に取
付けられ、前記ギヤに噛み合わされたラックとからなる
ことを特徴とする。請求項５の平面研削盤は、請求項１
記載の発明において、前記アングルヘッドが、前記クイ
ルを前記アングルヘッドのケーシング内での軸方向移動
を拘束したり許容するクイルクランプを備えていること
を特徴とする。請求項６の平面研削盤は、請求項２記載
の発明において、前記工具着脱機構が、軸方向に貫通孔
が形成され、先端側にテーパー孔が形成された主軸と、
前記テーパー孔に嵌合されるテーパー筒部を有し、該テ
ーパー筒部に後端から内部に向けて雌ネジが形成された
工具と、前記貫通孔に挿入され、前記工具の雌ネジに螺
合する雄ネジが形成された締付ボルトとからなることを
特徴とする。

【０００６】請求項１の発明によれば、アングルヘッド
の向きを旋回割出機構で正確に変えることができ、切込
み機構で工具の微少切込みができる。このため、テーブ
ル上の加工物の側面はテーブルの左右移動と工具頭の上
下動で加工でき、その側面の加工量は工具の切込みで加
減できる。また、テーブル上の加工物の端面は、サドル
の前後移動と工具頭の上下動で加工でき、その端面の加
工量は工具の切込みで加減できる。このように、本発明
では一台の研削盤上で加工物の側面と端面の両方の加工
ができる。そして、質量の小さな主軸を切込みするの
で、切込み精度が高くなり、テーブルを切込み動作させ
る場合のような精密駆動方式を採用しなくてよいので、
低コストで製造できる。請求項２の発明によれば、工具
脱着機構で種々の工具を主軸に取付けることができるの
で、研磨、研削、切削等の種々の加工が可能であり、自
動交換機と組合わせると、工具の変更が容易に行え、作
業能率をより高めることができる。請求項３の発明によ
れば、クランプ装置でインデックスカップリングの上カ
ップリングと下カップリングをアンクランプすると自在
に割出角を変えられ、アングルヘッドの向きを変えるこ
とができ、インデックスクランプでインデックスカップ
リングをクランプすると、変更後の割出角でアングルヘ
ッドを工具頭に固定することができる。このように、ア
ングルヘッドの向きを正確かつ容易に割り出すことがで
きるので、加工物の側面加工と端面加工の切換えが迅速
に行え、作業能率が向上する。請求項４の発明によれ
ば、クイルがアングルヘッド内で軸方向移動自在に保持
され、そのクイルを、モータで回転されるギヤの回転ト
ルクをラックで受けて軸方向に移動させるので、主軸の
回転を阻害することなく、切込み動作を行い得る。ま
た、ギヤとラックの組合せは、大きな回転トルクを切込
み力に変換できるので、加工物への工具の切込みが円滑
に行え仕上げ精度が高くなり、さらに、切込み動作する
のは、クイルと主軸で足り、これらはテーブルに比べ質
量が小さいので、正確な微少送りを可能にできる。請求
項５の発明によれば、クイルクランプをアンクランプす
れば、クイルが自由に移動するので切込み動作が円滑に
行える。また、クイルクランプをクランプすれば、クイ
ルは移動しないので、加工物から、反力に影響されず工
具による加工を正確に行える。請求項６の発明によれ
ば、主軸のテーパー孔に挿入された工具のテーパー筒部
の雌ネジに、主軸の後端から挿入された締付ボルトの雄
ネジを螺合し締付けると、各種の工具を主軸に固定で
き、締付ボルトを緩めると工具を主軸から取り外すこと
ができる。このため、工具の交換が容易に行える。ま
た、テーパー孔とテーパー筒部はしっくりと嵌合するの
で、取付状態で、主軸と工具は完全に一体化し、加工中
にビビリが発生することもない。

【０００７】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を図面
に基づき説明する。図１は本実施形態の平面研削盤の概
略側面図である。図２は本実施形態の平面研削盤の概略
正面図である。図３は本実施形態の平面研削盤の平面図
である。図１〜３に示すように、本実施形態の平面研削
盤は、基本的な構成として、ベッド１、テーブル２、ク
ロスレール３、サドル４、摺動台５、工具頭１０、旋回
割出機構２０、アングルヘッド３０および切込み機構５
０を有するものである。

【０００８】符号１は、上面が案内面として平滑に形成
されたベッドである。ベッド１の上面には、テーブル２
が前後方向に移動自在に設けられている。テーブル２の
上面には、例えば、平削り盤等に用いられるベッドやテ
ーブル、サドル等の研削すべき加工物ＷＰが載せられ
る。ベッド１およびテーブル２の上方には、クロスレー
ル３が水平に設けられている。このクロスレール３は、
例えばコラムによって固定されている。クロスレール３
には、サドル４が左右に移動自在に取り付けられてい
る。サドル４には、摺動台５が上下昇降自在に取り付け
られている。

【０００９】つぎに、工具頭１０を説明する。摺動台５
の前面下部には、工具頭１０が取り付けられている。こ
のため、サドル４および摺動台５の動きを組み合わせる
ことにより、工具頭１０は、上下左右に自在に動くこと
ができる。

【００１０】工具頭１０は、固定台１１、駆動モータ１
２および駆動軸１３から構成されたものである。図４
は、本実施形態の平面研削盤の要部概略縦断面図であ
る。図５はインデックスクランプ２２の作動説明図であ
る。図１に示すように、前記摺動台５には、固定台１１
が固定されており、固定台１１の上端には、駆動モータ
１２が取り付けられている。図４に示すように、固定台
１１は、その内部が中空になっており、駆動モータ１２
の主軸が固定台１１の中空部分に垂直下向きに挿入され
ている。駆動モータ１２は、その主軸の回転角度を割り
出すオリエント機能を備えているが、その理由は後述す
る。駆動モータ１２の主軸には、駆動軸１３の上端が取
り付けられている。駆動軸１３は、固定台１１の中空部
分に垂直に挿入されており、駆動軸１３の上端は、駆動
モータ１２の下端に駆動軸１３の下端には、アングルヘ
ッド３０のドライブ軸３２の上端が着脱自在に取り付け
られている。

【００１１】つぎに、旋回割出機構２０を説明する。図
１に示すように、工具頭１０の固定台１１の下端には、
旋回割出機構２０が取り付けられている。旋回割出機構
２０は、インデックスカップリング２１とインデックス
クランプ２２とから構成されたものである。

【００１２】図４に示すように、前者のインデックスカ
ップリング２１は、上カップリング21a と下カップリン
グ21b とから構成されたものである。上カップリング21
a と下カップリング21b とは、クランプすると噛み合
い、アンクランプすると噛み合いが外れるものである。
工具頭１０の固定台１１の下端には、上カップリング21
a の上面が取り付けられている。上カップリング21a
は、その下面の外周に沿って一定の角度毎に歯が設けら
れたものである。上カップリング21aの下面に設けられ
た歯には、下カップリング21b の上面に設けられた歯が
噛み合う。その歯は、下カップリング21b の上面の外周
に沿って、上カップリング21a と同じ角度毎に設けられ
ている。下カップリング21b の下面には、後述するアン
グルヘッド３０のケーシング３１の上端が取り付けられ
ている。

【００１３】後者のインデックスクランプ２２は、イン
デックスカップリング２１をクランプ・アンクランプす
るものである。インデックスクランプ２２は、ロック用
シリンダ２３と係合ブロック２４とから構成されてい
る。

【００１４】ロック用シリンダ２３は、シリンダボディ
２５、ピストンロッド２６およびロックロッド２７から
構成されたものである。図３に示すように、工具頭１０
の外周には、シリンダボディ２５が設けられている。図
４に示すように、シリンダボディ２５の内部には、ピス
トンロッド２６が昇降自在に設けられている。ピストン
ロッド２６は、その先端に、係合ブロック２４と係合す
る係合部26aを有している。係合部26aには、その先端か
ら軸の長手方向に沿って、スリット26ｂが形成されてい
る。しかも図５のＸ-Ｘ線矢視図に示すように、このス
リット26ｂは、底面視で十文字、すなわち等角度で４ヶ
所形成されている。シリンダボディ２５の中心部には、
ロックロッド２７が昇降自在に取り付けられている。ロ
ックロッド２７は、シリンダボディ２５、ピストンロッ
ド２６及びピストンロッド２６の先端に設けられた係合
部26aの中心を貫通している。

【００１５】前記係合ブロック２４は、後述するアング
ルヘッド３０のケーシング３１の外周に取り付けられて
いる。

【００１６】インデックスクランプ２２のクランプ・ア
ンクランプの動作を説明する。図５の(I) は、インデッ
クスクランプ２２がアンクランプした状態である。この
状態では、ロック用シリンダ２３の、シリンダボディ２
５の内壁とピストンロッド２６の下面との間に形成され
た第一油室２８には油圧がかかっており、ピストンロッ
ド２６は持ち上げられている。また、ロックロッド２７
も図示しない油圧シリンダにより、持ち上げられてい
る。

【００１７】つづいて、図５の(II)に示すように、ロッ
ク用シリンダ２３の、シリンダボディ２５の内壁とピス
トンロッド２６の上面との間に形成されていた第二油室
２９に油圧が加わることにより、ピストンロッド２６は
下降し、その係合部が係合ブロック２４の内部に侵入す
る。図５の(III) に示すように、ピストンロッド２６が
係合ブロック２４に侵入した状態で油圧シリンダにより
ロックロッド２７が押し下げられると、ピストンロッド
２６の係合部の内部に、ロックロッド２７が侵入する。
このため、ピストンロッド２６の係合部は、外径が広が
り、係合ブロック２４と係合する。さらに、第一油室２
８に油圧が加わり、ピストンロッド２６が上昇すること
により、係合ブロック２４が持ち上げられ、インデック
スクランプ２２はクランプする。このとき、図４に示す
ように、係合ブロック２４が取り付けられたアングルヘ
ッド３０のケーシング３１も、ピストンロッド２６によ
って持ち上げられることになる。

【００１８】したがって、工具頭１０の固定台１１とア
ングルヘッド３０のケーシング３１とが接近し、工具頭
１０の固定台１１の下端に取り付けられた上カップリン
グ21a とアングルヘッド３０のケーシング３１の上端に
取り付けられた下カップリング21b とがクランプするの
である。

【００１９】インデックスクランプ２２をアンクランプ
するときは、まず、ロックロッド２７を油圧シリンダに
より上昇させる。これにより、ピストンロッド２６の係
合部からロックロッド２７が抜け、ピストンロッド２６
の係合部の外径が縮まり、ピストンロッド２６は、係合
ブロック２４との係合から解放される。このとき、ピス
トンロッド２６により持ち上げられていたアングルヘッ
ド３０のケーシング３１は、自重により下降する。した
がって、工具頭１０の固定台１１に取り付けられている
ロック用シリンダ２３とアングルヘッド３０のケーシン
グ３１に取り付けられている係合ブロック２４との係合
が外れる。よって、インデックスクランプ２２はアンク
ランプし、上カップリング21a と下カップリング21b と
がアンクランプするのである。

【００２０】つぎに、アングルヘッド３０を説明する。
図４に示すように、アングルヘッド３０は、旋回割出機
構２０のインデックスカップリング２１を介して工具頭
１０の固定台１１に取り付けられている。

【００２１】図６は、アングルヘッド３０上部の概略縦
断面図である。同図に示すように、前記旋回割出機構２
０の下カップリング21b の下面には、ケーシング３１の
上端が取り付けられている。ケーシング３１の上部に
は、その内部にドライブ軸３２が、垂直に配設され、回
転自在に支持されている。ドライブ軸３２の上端は、駆
動軸１３の下端に着脱自在に取り付けられている。この
ため、ドライブ軸３２には、駆動軸１３を介して、駆動
モータ１２の回転が伝達される。

【００２２】図７は、アングルヘッド３０下部の概略縦
断面図である。図６および図７に示すように、ドライブ
軸３２の下端には、ドライブ側かさ歯車33a が取り付け
られている。ドライブ側かさ歯車33a には、ドリブン側
かさ歯車33b が噛合っている。ドリブン側かさ歯車33b
は、その回転軸が水平に配設されている。したがって、
ドライブ側かさ歯車33a とドリブン側かさ歯車33b との
組み合わせにより、水平回転を、垂直回転に変換するか
さ歯車機構３３が構成されている。

【００２３】ドリブン側かさ歯車33b の中心には、アン
グルヘッド３０の主軸４０が、水平に取り付けられてい
る。ドリブン側かさ歯車33b の中心にボスを形成し、ア
ングルヘッド３０の主軸４０の後端にスプラインを形成
して、前記ボスにスプラインを進退自在に係合してい
る。このため、ドリブン側かさ歯車33b の回転に伴い、
主軸４０も回転するのである。

【００２４】アングルヘッド３０の主軸４０は、ケーシ
ング３１の内部に、水平に配設されている。主軸４０に
は、工具脱着機構４１が内蔵されており、工具４５を着
脱自在に取り付けることができる。以下に、工具脱着機
構４１を説明する。

【００２５】図８(a) は主軸４０と締付ボルト４８の概
略図であり、図８(b) は工具４５の概略図である。工具
脱着機構４１は、主軸４０、工具４５および締付ボルト
４８から構成されている。図８(a)に示すように、主軸
４０には、軸方向に貫通孔42h が設けられ、その先端に
は、テーパ孔43T が形成されている。主軸４０の貫通孔
42h には、主軸４０の後端から、締付ボルト４８が挿入
されている。締付ボルト４８は、その先端に雄ネジ49S
が形成されたものである。

【００２６】主軸４０のテーパー孔43T には、工具４５
が嵌合される。図８(b) に示すように、工具４５は、例
えば、砥石やフライスカッタ、エンドミルカッタ等であ
る。工具４５の後端には、テーパ筒部46T が形成され、
その後端面には、雌ネジ47S が形成されている。

【００２７】工具４５のテーパ筒部46T を、主軸４０の
テーパ孔43T に嵌合する。ついで、主軸４０の後端から
貫通孔42h に挿入された締付ボルト４８の雄ネジ49S を
工具４５の雌ネジ47S に螺合し、締付ボルト４８を締め
付けることにより、工具４５は主軸４０に固定される。
また、工具４５は、締付ボルト４８を緩めることで、簡
単に主軸４０から取り外すことができる。

【００２８】よって、本実施形態の平面研削盤は、工具
脱着機構４１により、例えば、砥石やフライスカッタ
ー、エンドミルカッター等の種々の工具４５を主軸４０
に取り付けることができるので、研磨、研削、切削等の
種々の加工が可能である。さらに、主軸４０のテーパ孔
43T と工具４５のテーパ筒部46T とが、しっくり嵌合す
るので、取付状態で主軸４０と工具４５とは完全に一体
化し、加工中にビビリが発生することもない。

【００２９】つぎに、切込み機構５０について説明す
る。図９は図４のVI−VI線断面矢視図である。図１０は
図４のVII−VII線断面矢視図である。図１１は図４のVI
II−VIII線断面矢視図である。図９〜１１に示すよう
に、切込み機構５０は、切込み用モータ５１、ギア５
２、クイル５３，ラック５４および原点位置検出センサ
５５から構成されたものである。

【００３０】図１０に示すように、アングルヘッド３０
のケーシング３１の側面には、切込み用モータ５１がそ
の主軸を垂直下向きに、取り付けられている。切込み用
モータ５１の主軸の下端には、ドライブギア52a が取り
付けられている。図９に示すように、ドライブギア52a
には、ドリブンギア52b が噛み合っている。

【００３１】前記アングルヘッド３０のケーシング３１
と前記主軸４０との間には、クイル５３が、軸方向に進
退自在に挿入されている。クイル５３は、主軸４０を回
転自在に支持するものである。クイル５３は、主軸４０
の回転の影響を受けて回転しないように、ケーシング３
１の下部に取り付けられたキーにより、回転が防止され
ている。

【００３２】図９および図１１に示すように、クイル５
３の側面には、ラック５４が取り付けられている。この
ラック５４は、前記ドリブンギア52b と噛み合ってい
る。クイル５３の後方において、アングルヘッド３０の
ケーシング３１の側方には、原点位置検出センサ５５が
取り付けられている。

【００３３】したがって、切込み用モータ５１が回転す
ると、ドライブギア52a を介して、ドリブンギア52b が
回転される。さらに、ドリブンギア52b の回転トルクを
ラック５４で受けるので、クイル５３が前進・後退す
る。よって、クイル５３と一緒に、主軸４０も、前進・
後退し、主軸４０の先端に取り付けられた工具４５は、
加工物ＷＰへの切込みを行うことができる。また、クイ
ル５３が後退する際には、クイル５３の後端が原点位置
検出センサ５５により検出されるので、クイル５３は、
常に一定の位置で停止する。

【００３４】よって、切込み機構５０は、テーブル２よ
り質量の小さい主軸４０およびクイル５３を前進・後退
させることにより、加工物ＷＰへの切込みを行うので、
正確な微小送りができる。したがって、加工物ＷＰへの
工具４５の切込みが円滑に行えるので、仕上げ精度が高
くなる。なお、切込み機構５０は、ラック・ピニオン機
構でなくてもよく、ネジ機構やウォーム歯車機構等を採
択しうる。

【００３５】つぎに、クイルクランプ６０を説明する。
図７に示すように、アングルヘッド３０のケーシング３
１の先端上部には、クイルクランプ６０が設けられてい
る。クイルクランプ６０の押圧ユニット６１は、皿バネ
と図示しない空気室６３とを備えた伸縮自在の構造をし
ている。

【００３６】押圧ユニット６１の下端には、当金６２が
取り付けられている。当金６２は、クイル５３より軟か
い黄銅板である。当金６２は、クイル５３の上部に形成
された溝に侵入し、クイル５３と接触する。当金６２を
用いることにより、クイル５３との接触面を大きくして
いる。なお、当金６２は、クイル５３を傷付けないもの
であればよく、銅板やアルミ板等を採択しうる。

【００３７】切込みを行うときには、図示しない空気室
６３に高圧空気が導入されることにより、押圧ユニット
６１の皿バネが縮み、当金６２がクイル５３から離れ
る。したがって、クイル５３はアンクランプされ、進退
が許容されるので、切込み機構５０により、主軸４０が
前進・後退する。よって、主軸４０の先端に取り付けら
れた工具４５は、切込みを行うことができる。切削時に
は、空気室６３から高圧空気が抜かれることにより、押
圧ユニット６１の皿バネが伸び、クイル５３に当金６２
が押し付けられる。このため、クイル５３はクランプさ
れ、進退が拘束されるので、切削時の加工物ＷＰからの
反力を受けても、クイル５３は移動しない。

【００３８】よって、クイルクランプ６０をアンクラン
プすれば、クイル５３が軸方向に自由に移動できるので
切込動作が円滑に行える。また、クイル５３をクランプ
すれば、クイル５３は移動しないので、加工物ＷＰから
の反力に影響されず、工具４５による加工を正確に行え
る。なお、クイルクランプ６０は、クイル５３を拘束と
許容ができるものであればよく、油圧クランプやネジク
ランプ等を採択しうる。

【００３９】本実施形態の平面研削盤における作用と効
果を図面に基づき説明する。図１２は加工物ＷＰの一例
を示した図である。図１３は加工時のアングルヘッド３
０の動きを示した概略平面図である。本実施形態の平面
研削盤の周囲に、加工物WPA ，加工物WPB ，加工物WPC
，加工物WPD が、ベッド１上のテーブル２に置かれ
る。したがって、本実施形態の平面研削盤は、アングル
ヘッド３０が回転することにより、その周囲に配設され
た加工物ＷＰの側面ＳＦまたは端面ＥＦを順次加工する
ことができる。よって、各加工物ＷＰを一回配設するだ
けで、４工程分の作業を行うことができる。以下に、そ
の加工作業を説明する。

【００４０】図１３の(I) の位置でアングルヘッド３０
が停止している。まず、工具頭１０の駆動モータ１２の
回転が停止した状態で、工具４５をアングルヘッド３０
の主軸４０に取り付ける。このとき、公知の工具自動交
換機（特許NO.1974330）を用いることにより、工具４５
の取付けや変更が容易に行え作業能率を高めることがで
きる。

【００４１】つぎに、加工物WPA の側面ＳＦの加工工程
を説明する。まず、摺動台５に取り付けられた工具頭１
０を、サドル４に沿って所望の量だけ上昇させ、停止さ
せる。つぎに、テーブル２を移動し、加工物WPA を図１
３の下方に、所望の量だけ移動する。

【００４２】クイルクランプ６０をアンクランプし、切
込み機構５０のクイル５３を進退自由にする。この状態
で、切込み用モータ５１を作動させ、クイル５３を前進
させる。それにより、主軸４０も前進するので、主軸４
０の先端に取り付けられた工具４５を所望の切込み量だ
け前進させることができる。その後、クイルクランプ６
０で、クイル５３をクランプし、クイル５３を拘束す
る。なお、工具頭１０は、サドル４を介してクロスレー
ル３に左右方向へ移動自在に取り付けられているので、
工具頭１０をクロスレール３に沿って左右方向に移動さ
せることによっても、工具４５の切り込みを行うことが
できる。

【００４３】工具頭１０の駆動モータ１２を回転させる
と、その回転が、駆動軸１３、アングルヘッド３０のド
ライブ軸３２、かさ歯車機構３３、主軸４０の順で伝達
し、工具４５が回転する。そこで、テーブル２を図１３
の下から上へ移動させることにより、加工物WPA が工具
４５に接触し、加工物WPA の側面ＳＦが研削され始め
る。

【００４４】加工物WPA が、工具４５により、図１３の
上端から下端まで研削されると、工具頭１０をサドル４
に沿って所望の量だけ下降させる。その後、図１３の上
から下へテーブル２を移動することにより、加工物WPA
の側面ＳＦのまだ加工していない部分が、工具４５によ
り、図１３の下端から上端まで加工される。上記工程を
繰り返すことで、加工物WPA の側面ＳＦの全面が研削さ
れる。

【００４５】さらに深い切込みを行う場合には、クイル
クランプ６０をアンクランプし、切込み機構５０によ
り、所望の切込み量だけ、工具４５を前進させる。この
とき、工具４５が取り付けられた主軸４０は、クイル５
３に回転自在に支持されている。このため、クイル５３
の移動は主軸４０の回転を阻害しないので、工具頭１０
の駆動モータ１２を停止することなく、切込みが行え
る。そして、クイルクランプ６０でクイル５３をクラン
プし、上記の加工手順を繰り返すことにより、加工物WP
A の側面ＳＦを深く切込み、研削をすることができる。

【００４６】加工物WPA の側面ＳＦの研削が終了した
ら、クイルクランプ６０でクイル５３をアンクランプ
し、切込み機構５０により、クイル５３を後退させる。
このとき、原点位置検出センサ５５により、クイル５３
の後端の位置が検出されているので、常に一定の位置
で、クイル５３が停止する。

【００４７】つぎに、加工物WPB の端面ＥＦの加工を行
うために、アングルヘッド３０を回転し、工具４５と加
工物WPB の端面ＥＦとを正対させる。以下に、アングル
ヘッド３０を回転し、工具４５と加工物WPB の端面ＥＦ
とを正対させる手順を説明する。

【００４８】まず、工具頭１０の駆動モータ１２の回転
を停止する。旋回割出機構２０のインデックスクランプ
２２をアンクランプすることにより、インデックスカッ
プリング２１の上カップリング21a と下カップリング21
b との噛合いが外れる。これによって、アングルヘッド
３０と工具頭１０とは、工具頭１０の駆動軸１３とドラ
イブ軸３２だけで接続していることになるので、アング
ルヘッド３０は、工具頭１０の固定台１１に対して回転
自在となる。

【００４９】つぎに、位置決めピンをドライブ軸３２に
係合することにより、ドライブ軸３２をケーシング３１
に固定する。その状態で、工具頭１０の駆動モータ１２
の主軸を左に９０°回転させる。工具頭１０の駆動モー
タ１２は、その主軸の回転角度を割り出すことができる
オリエント機能を備えている。したがって、ドライブ軸
３２に固定されたケーシング３１も左へ回転し、アング
ルヘッド３０の主軸４０の先端に取り付けられた工具４
５は、被加工物WPBの端面EFと正対する。

【００５０】その後、位置決めピンとドライブ軸３２と
の係合を解放し、ドライブ軸３２をケーシング３１に対
して、回転自在にする。そして、インデックスクランプ
２２をクランプすることにより、インデックスカップリ
ング２１の上カップリング21a と下カップリング21b と
を噛み合わせる。上カップリング21a には、一定の角度
ごとに歯が切られている。下カップリング21b にも、上
カップリング21a と同じ角度ごとに歯が切られている。
このため、上カップリング21a と下カップリング21b と
が噛み合うことにより、アングルヘッド３０は、(I) の
状態から正確に左へ９０°回転した(II)の状態で、加工
物WPB の端面ＥＦと正対し、工具頭１０に固定される。

【００５１】よって、本実施形態の平面研削盤は、アン
グルヘッドの向きを正確かつ容易に割出すことができる
ので、加工物ＷＰの側面加工と端面加工の切換えが迅速
に行え、作業能率が向上する。

【００５２】つぎに、加工物WPB の端面ＥＦの加工工程
を説明する。工具頭１０を、サドル４に沿って所望の量
だけ上昇させ、停止させる。つぎに、サドル４をクロス
レール３に沿って移動させることにより、工具頭１０を
図１３の左から右へ所望の量だけ移動させ、停止させ
る。

【００５３】クイルクランプ６０をアンクランプし、ク
イル５３の移動を自由にする。この状態で、切込み用モ
ータ５１を作動させ、ドライブギア52a 、ドリブンギア
52b、ラック５４を介して、クイル５３を前進させる。
それにより、主軸４０も前進するので、主軸４０の先端
に取り付けられた工具４５を所望の切込み量だけ前進さ
せる。その後、クイルクランプ６０をクランプすること
により、クイル５３を拘束する。

【００５４】したがって、本発明の平面研削盤では、加
工物ＷＰの端面加工においても、主軸４０の前進により
切込みができる。したがって、テーブル２に、精密駆動
方式等を採用しなくてよいので、低コストで製造でき
る。さらに、質量の小さな主軸４０を移動させて切込み
をするので、切込み精度が高くなる。

【００５５】工具頭１０の駆動モータ１２を回転させる
と、駆動軸１３、ドライブ軸３２、かさ歯車３３、主軸
４０の順で伝達し、工具４５が回転する。そこで、工具
頭１０を、クロスレール３に沿って図１３の右から左へ
移動させることにより工具４５が、加工物WPB に接触
し、加工物WPB の端面EFの研削が始まる。

【００５６】加工物WPB の端面ＥＦが、図１３の右端か
ら左端まで研削されると、工具頭１０がサドル４に案内
されて、所定の位置まで下降する。その後、工具頭１０
がクロスレール３に案内されて図１３の左から右へ移動
するので、まだ研削されていない加工物WPB の端面ＥＦ
が左から右へ研削される。

【００５７】上記加工を繰り返すことで、加工物WPB の
端面ＥＦの全面が研削される。加工物WPB の端面ＥＦの
研削が終了したら、クイルクランプ６０をアンクランプ
し、切込み機構５０により、工具４５を後退させる。こ
のとき、原点位置検出センサ５５により、クイル５３の
後端の位置が検出されているので、常に一定の位置で、
クイル５３が停止する。

【００５８】加工物WPC の側面ＳＦは、アングルヘッド
３０を図１３の(II)の状態から図１３の(III) の位置ま
で回転させ、加工物WPC の側面ＳＦと正対させた後、加
工物WPA の側面ＳＦと同様の手順で加工される。また、
加工物WPD の端面ＥＦは、アングルヘッド３０を図１３
の(III) の状態から図１３の(IV)の位置まで回転させ、
加工物WPD の端面ＥＦと正対させた後、加工物WPB の端
面ＥＦと同様の手順で加工される。

【００５９】よって、本実施形態の平面研削盤は、本発
明では一台の研削盤上で加工物ＷＰの側面ＳＦと加工物
ＷＰの端面ＥＦの両方の加工ができる。そして、側面加
工の切込みおよび端面加工の切込みを、どちらも質量の
小さな主軸４０を移動させて切込みするので、切込み精
度が高くなる。また、テーブル２を切込み動作させる場
合のような精密駆動方式を採用しなくてよいので、低コ
ストで製造できる。さらに、旋回割出し機構２０により
アングルヘッド３０の向きを正確かつ容易に割出すこと
ができるので、加工物ＷＰの側面加工と端面加工の切換
えが迅速に行え、作業能率が向上する。

【００６０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、アングルヘッ
ドの向きを旋回割出機構で正確に変えることができ切込
み機構で工具の微少切込みができる。このため、テーブ
ル上の加工物の側面はテーブルの左右移動と工具頭の上
下動で加工でき、その側面の加工量は工具の切込みで加
減できる。また、テーブル上の加工物の端面は、サドル
の前後移動と工具頭の上下動で加工でき、その端面の加
工量は工具の切込みで加減できる。このように、本発明
では一台の研削盤上で加工物の側面と端面の両方の加工
ができる。そして、質量の小さな主軸を切込みするの
で、切込み精度が高くなり、テーブルを切込み動作させ
る場合のような精密駆動方式を採用しなくてよいので、
低コストで製造できる。請求項２の発明によれば、工具
脱着機構で種々の工具を主軸に取付けることができるの
で、研磨、研削、切削等の種々の加工が可能であり、自
動交換機と組合わせると、工具の変更が容易に行え、作
業能率をより高めることができる。請求項３の発明によ
れば、クランプ装置でインデックスカップリングの上カ
ップリングと下カップリングをアンクランプすると自在
に割出角を変えられ、アングルヘッドの向きを変えるこ
とができ、クランプ装置でインデックスカップリングを
クランプすると、変更後の割出角でアングルヘッドを工
具頭に固定することができる。このように、アングルヘ
ッドの向きを正確かつ容易に割出すことができるので、
加工物の側面加工と端面加工の切換えが迅速に行え、作
業能率が向上する。請求項４の発明によれば、クイルが
アングルヘッド内で軸方向移動自在に保持され、そのク
イルを、モータで回転されるギヤの回転トルクをラック
で受けて軸方向に移動させるので、主軸の回転を阻害す
ることなく、切込み動作を行い得る。また、ギヤとラッ
クの組合せは、大きな回転トルクを切込み力に変換でき
るので、加工物への工具の切込みが円滑に行え仕上げ精
度が高くなり、さらに、切込み動作するのは、クイルと
主軸で足り、これらはテーブルに比べ質量が小さいの
で、正確な微少送りを可能にできる。請求項５の発明に
よれば、クイルクランプをアンクランプすれば、クイル
が自由に移動するので切込み動作が円滑に行える。ま
た、クイルクランプをクランプすれば、クイルは移動し
ないので、加工物から、反力に影響されず工具による加
工を正確に行える。請求項６の発明によれば、主軸のテ
ーパー孔に挿入された工具のテーパー筒部の雌ネジに、
主軸の後端から挿入された締付ボルトの雄ネジを螺合し
締付けると、各種の工具を主軸に固定でき、締付ボルト
を緩めると工具を主軸から取り外すことができる。この
ため、工具の交換が容易に行える。また、テーパー孔と
テーパー筒部はしっくりと嵌合するので、取付状態で、
主軸と工具は完全に一体化し、加工中にビビリが発生す
ることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の平面研削盤の概略側面図である。

【図２】本実施形態の平面研削盤の概略正面図である。

【図３】本実施形態の平面研削盤の平面図である。

【図４】本実施形態の平面研削盤の要部概略縦断面図で
ある。

【図５】インデックスクランプの作動説明図である。

【図６】アングルヘッド上部の概略断面図である。

【図７】アングルヘッド下部の概略断面図である。

【図８】(a)は主軸と締付ボルトの概略図および(b)は工
具の概略図である。

【図９】図４のVI−VI線断面矢視図である。

【図１０】図４のVII−VII線断面矢視図である。

【図１１】図４のVIII−VIII線断面矢視図である。

【図１２】加工物の一例を示した図である。

【図１３】加工時のアングルヘッドの動きを示した概略
平面図である。

【符号の説明】

１ベッド２テーブル３クロスレール４サドル５摺動台１０工具頭１２駆動モータ１３駆動軸２０旋回割出機構２１インデックスカップリング２２インデックスクランプ２３ロック用シリンダ２４係合ブロック２６ピストンロッド３０アングルヘッド３１ケーシング４０主軸４１工具着脱機構５０切込み機構５１切込み用モータ５２ギア５３クイル５４ラック６０クイルランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベッドと、該ベッドの上方に設けられたク
ロスレールと、該クロスレールで案内されて前後移動す
るサドルと、該サドルで案内されて上下移動する摺動台
と、加工物を載せ前記ベッド上で左右移動するテーブル
と、前記摺動台に取付けられ、垂直な駆動軸と駆動モー
タを備えた工具頭と、該工具頭の下端に取付けられた旋
回割出機構と、該旋回割出機構を介して、前記工具頭に
連結され、前記駆動軸に噛み合い、工具が先端に取付け
られる水平な主軸を備えているアングルヘッドと、前記
主軸を軸方向に移動させる切込み機構とからなることを
特徴とする平面研削盤。
【請求項２】前記主軸に、工具を着脱自在に取付ける工
具着脱機構が内蔵されていることを特徴とする請求項１
記載の平面研削盤。
【請求項３】前記旋回割出機構が、上カップリングと下
カップリングとを備え、任意の割出角で噛合せが可能
で、クランプすると噛合い、アンクランプすると噛合い
が外れるインデックスカップリングと、前記インデック
スカップリングをクランプ・アンクランプするインデッ
クスクランプとからなり、前記上カップリングが、前記
工具頭の下端に取付けられ、前記下カップリングが前記
アングルヘッドの上端に取付けられており、前記インデ
ックスクランプは、前記アングルヘッドの外周に取付け
られた係合ブロックと、前記工具頭に取付けられ、前記
係合ブロックに係合離脱自在なピストンロッドを備えた
ロック用シリンダとからなることを特徴とする請求項１
記載の平面研削盤。
【請求項４】前記切込み機構が、前記アングルヘッドに
取付けられた切込み用モータと、該モータで回転される
ギヤと、前記主軸と前記アングルヘッドのケーシング間
に軸方向移動自在に挿入され、前記主軸を回転自在に支
持するクイルと、該クイルの側部に取付けられ、前記ギ
ヤに噛み合わされたラックとからなることを特徴とする
請求項１記載の平面研削盤。
【請求項５】前記アングルヘッドが、前記クイルを前記
アングルヘッドのケーシング内での軸方向移動を拘束し
たり許容したりするクイルクランプを備えていることを
特徴とする請求項１記載の平面研削盤。
【請求項６】前記工具着脱機構が、軸方向に貫通孔が形
成され、先端側にテーパー孔が形成された主軸と、前記
テーパー孔に嵌合されるテーパー筒部を有し、該テーパ
ー筒部に後端から内部に向けて雌ネジが形成された工具
と、前記貫通孔に挿入され、前記工具の雌ネジに螺合す
る雄ネジが形成された締付ボルトとからなることを特徴
とする請求項２記載の平面研削盤。