JP2002507939A - 研削盤スピンドル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 特に加工物を研削するための工作機械は、固定されたカップ形内側といし車（８）と軸方向に摺動可能なカップ形外側といし車（２２）とを有する単一回転可能スピンドル（２）を有する。Ｔ字形の環状ピストン（１４）が凹所においてスピンドルと係合して、油圧オイルが各々に交互に接続可能な前および後環状チャンバを形成する。ピストンは、好ましくは荒研削のために用いられる２つのといし車のうちの粗いほうであるといし車（２２）が装着される外側部分（１８）を有する。ピストン（１４）の両側の歯形位置決め装置（３２）はスピンドル上のそれぞれの装置（３４）と係合して、といし車（２２）の相対的な回転を防ぎ、それが内側といし車（８）を越えてその加工位置へと前進するときに駆動トルクを与える。

Description

【発明の詳細な説明】 研削盤スピンドル発明の分野 この発明は工作機械に関し、特に材料が回転工具との係合によって加工物から 除去される工作機械に関し、より特定的にはといし車に関する。発明の背景 多くの研削処理、たとえばカムおよびクランクシャフトの製造において、通常 、初期の主な研削作業が粗いといし車を用いる荒研削によって行われ、最終的な 研削作業が細かいといし車によって行われる。全体の研削処理が単一の研削盤上 で行われるのであれば、２つの主な選択肢が可能である。すなわち、研削盤が単 一のスピンドルを有し、継続的な研削作業のたびに粗いといし車が細かいといし 車と交換されるかその逆が行なわなければならず、構成要素を研削するのに必要 な全時間を大きく増大させるか、または、研削盤が代わりに粗いといし車と細か いといし車とをそれぞれ有する２つのスピンドルを有するように設計されなけれ ばならず、研削盤の複雑さ、したがってコストを大幅に増すかの選択肢がある。 この発明の目的は、粗い研削作業と細かい研削作業とが工作機械の単一のスピ ンドル上で行われる、改良された研削方法および研削装置を提供することである 。発明の概要 この発明に従うと、スピンドルに対して固定された位置の第１の切削工具と第 １の工具に隣接した第２の切削工具とが装着された単一の回転可能なスピンドル と、第１の工具に対して第２の工具を摺動可能に移動させて、第２の工具を後退 させるかそれを動作位置へと延ばすための摺動手段とを有する工作機械が提供さ れる。 有利なことに、第１の工具および第２の工具がスピンドルの一方端に配置され 、摺動手段がスピンドルの回転軸の軸方向に第２の工具を移動させるので、第１ の工具および第２の工具は加工物と軸方向に継続的に係合する。 この構成では、第２の工具は好ましくは第１の工具の外側に半径方向に装着さ れる。 第１の工具および第２の工具は第１および第２のといし車、特にカップ形とい し車であってもよい。第２のといし車の位置決めにはわずかな誤差が生じ得るの で、第２のといし車が好ましくは粗い研削のための荒といし車であり、第１のと いし車が仕上げといし車である。 摺動手段は、環状部材と、前方位置と後退位置との間で環状部材を移動させる ための起動手段とを含んでもよい。 環状手段は好ましくはスピンドルの第１の円筒外側面と摺動可能に係合するた めに半径方向に内部へと向けられる。 好ましくは、環状部材は環状ピストンの形で構成され、スピンドルはピストン の両側で環状チャンバを形成する。 半径方向要素が環状ピストンである場合、起動手段はピストンの一方側または 他方側に圧力をかけられた流体を供給するための手段を含んでもよい。流体は、 スピンドル内の通路から、２つの環状チャンバへとそれぞれ延びるポートへと供 給される、圧力をかけられた油圧オイルまたはより好ましくは空気であってもよ い。 環状ピストンは、スピンドルの第１の外側面と封止によって係合可能である、 たとえば弾力的に変形可能な材料の封止リングを組み込んでもよい。 環状ピストンは一般に断面がＴ字形であってもよく、外側環状リムがピストン の両側にあり、第１の工具に隣接するリムが第２の工具を有する。 リムはスピンドルのそれぞれの第２の円筒外側面と摺動可能に係合できる。 第２の外側面も同様に、ピストンのそれぞれのリムと封止によって係合するた めに、たとえば弾力的に変形可能な材料の封止リングを組み込んでもよい。 ピストンは好ましくはスピンドル内のそれぞれの位置決め装置と係合するため に両側に位置決め装置を有し、したがって、ピストンはその摺動運動の両端にあ るスピンドルに対して回転しないようにされる。 位置決め手段は、半径方向および軸方向の両方の位置決めを与える、相互係合 する歯の形を取ってもよい。 摺動運動の間にスピンドルに対してピストンを回転させないようにするための 手段が設けられてもよい。これは、ピストンまたはスピンドルのそれぞれの対応 の孔に係合可能である、スピンドルまたはピストン上に形成されるピンの形を取 ってもよい。 この発明はまた、単一スピンドル工作機械を用いて加工物を機械加工する方法 であって、スピンドルの端部に固定するように第１の切削工具を装着するステッ プと、第１の工具に対する軸方向の摺動運動のためにスピンドル上に第２の切削 工具を装着するステップとを含み、さらに、第２の工具をその動作位置へと延ば すステップと、第２の工具で加工物を荒く機械加工するステップと、第２の工具 を後退させるステップと、第１の工具で加工物を仕上げ機械加工するステップと を含む、方法に及ぶ。 好ましい方法では、第１の工具および第２の工具はカップ形のといし車であり 、第２のといし車は荒といし車である。図面の簡単な説明 この発明の実施例を、添付の図面を参照して、例示のみによってここに説明す る。 図１は、単一スピンドル二重といし車研削装置の断面模式図である。 図２は、図１の装置が装着される正面研削盤の立面図である。詳細な説明 参照番号１によって一般的に示す研削装置は、軸４に対して回転可能なスピン ドル端部２を有する。スピンドルの前面には装着リング６が固定され、これは仕 上げ研削に適した細かいカップ形といし車８を有する。 スピンドルの後フランジ１０と装着リング６との間には、環状ピストン１４が 摺動可能である滑らかな円筒外側面１２を備えたスピンドルが形成される。 ピストンはＴ字形の断面を有し、後方外側リム１６および前方外側リム１８を それぞれ有する。 後フランジ１０は、装着リング６の対応の滑らかな外側面と同じ直径の滑らか な円筒外側面を有し、各々が弾力的に変形可能な材料の封止リング２０を有する 。封止リングはリム１６およびリム１８それぞれの内側円筒面と係合する。 リム１８の外側面は荒研削のためのカップ形といし車２２を有する。 ピストン１４がしたがって、一方側の後フランジ１０と他方側の装着リング６ とともに、２つのそれぞれの環状チャンバを形成する。 通路２４がスピンドル内に形成され、圧力をかけられた油圧オイルをピストン ン１４のそれぞれの側に供給するために後方ポート２６および前方ポート２８へ と至る。したがって、使用中に、といし車２２が図の上部に示すような後方位置 から、図の下部に示すような前方位置へと移動され得る。 ピストン下の面１２に沿って油圧オイルのもれを防ぐために、ピストンも同様 に封止リング３０を設けられる。 位置決め装置３２がピストンの両側に設けられて、後フランジ１０および装着 リング６上に装着された対応の位置決め装置３４と係合する。位置決め装置は軸 方向および半径方向の正確な位置決めだけでなく、といし車２２にトルクを伝え る信頼性のある方法をも与える。位置決め装置は相互係合する歯の形である。 ピストン１４が一方側から他方側へと移動する際に起こる回転を防ぐために、 ピンおよび対応の孔（図示せず）がピストンとそれぞれの後フランジ／装着リン グとの間に設けられる。十分な隙間がピンに対して設けられて、位置決め装置３ ２および３４がまたピストンの軸方向の位置に加えて半径方向の位置決めを与え ることを確実とする。 ある応用では、空気による作業が上述の油圧による作業のかわりに好ましいか もしれない。 図示しないが、適切なスクレイパが後フランジ１０および装着リング６の外向 きに面する側か、またはリム１６および１８上に設けられてもよい。スクレイパ は、封止リング２０を損傷し得る埃または流体（たとえば、切削流体）の進入を 防ぐ。 適切な固定手段が設けられて、といし車８および２２の交換を可能にする。 ピストンが正確に前進し、後退することを確実とするために、近接または位置 センサ（図示せず）が好ましくは研削盤のといし車ガード内に装着される。 位置決め装置３２および３４がスピンドルのハブ内に装着されるので、それら は完全に清潔に保たれ得る。 研削装置１は図２に示すような正面研削盤内に装着される。スピンドルの駆動 される端部を一般に３８と示す。 装置１の反対側では、ウエハディスクのような加工物４０がワークスピンドル ４２上に回転可能に装着される。このように、加工物は荒といし車２２によって 、 次に、仕上げ研削のためにといし車８によって継続的に係合され得る。 説明した単一スピンドル研削盤が加工物に十分に強い力を与えることができ、 高トルク伝達および正確な位置決めをもたらすことが明らかであろう。単一のス ピンドルしかないので、研削盤は小型設計であり、ツインスピンドル研削盤より もコストがかからない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年９月２０日（１９９９．９．２０） 【補正内容】 請求の範囲 １．スピンドルに対して固定した位置の第１の切削工具と第１の工具に隣接した 第２の切削工具とが装着される単一回転可能スピンドルと、第１の工具に対して 第２の工具を摺動可能に移動させて、第２の工具を後退させるかそれを動作位置 へと延ばすための摺動手段とを有し、前記摺動手段が、環状部材と、前方位置と 後退位置との間で環状部材を移動させるための起動手段とを含む工作機械であっ て、環状部材が環状ピストンの形であり、スピンドルの第１の円筒外側面と摺動 可能に係合するために半径方向に内向きに向けられ、スピンドルがピストンの両 側で環状チャンバを形成する、工作機械。 ２．第１の工具および第２の工具はスピンドルの一方端に配置され、摺動手段は スピンドルの回転軸の軸方向に第２の工具を移動させ、したがって、第１及び第 ２の工具は加工物と軸方向に継続的に係合する、請求項１に記載の工作機械。 ３．第２の工具は第１の工具の外側に半径方向に装着される、請求項２に記載の 工作機械。 ４．第１の工具および第２の工具は第１および第２のといし車、とくにカップ形 といし車である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の工作機械。 ５．第２のといし車は荒研削のための粗いといし車であり、第１のといし車は仕 上げといし車である、請求項４に記載の工作機械。 ６．起動手段は、圧力をかけられた流体を環状ピストンの一方側または他方側に 供給するための手段を含む、請求項１から請求項５のいずれかに記載の工作機械 。 ７．流体は、スピンドル内の通路から２つの環状チャンバへとそれぞれ延びるポ ートへと供給される、圧力をかけられた油圧オイルまたは空気である、請求項６ に記載の工作機械。 ８．環状ピストンは、スピンドルの第１の外側面と封止によって係合可能である 、弾力的に変形可能な材料の封止リングを組み込む、請求項１から請求項７のい ずれかに記載の工作機械。 ９．環状ピストンは一般に断面がＴ字形であり、外側環状リムがピストンの両側 にあり、第１の工具に隣接するリムが第２の工具を有する、請求項１から請求項 ８のいずれかに記載の工作機械。 １０．リムはスピンドルのそれぞれの第２の円筒外側面と摺動可能に係合する、 請求項９に記載の工作機械。 １１．第２の外側面も同様に、ピストンのそれぞれのリムと封止によって係合す るために、弾力的に変形可能な材料の封止リングを組み込む、請求項１０に記載 の工作機械。 １２．ピストンはスピンドル内のそれぞれの位置決め装置と係合するために両側 に位置決め装置を有し、したがって、ピストンはその摺動運動の両端におけるス ピンドルに対して回転しないようにされる、請求項１から請求項１１のいずれか に記載の工作機械。 １３．位置決め手段は、半径方向および軸方向の両方の位置決めを与える相互係 合する歯の形をとる、請求項１２に記載の工作機械。 １４．摺動運動の間にスピンドルに対するピストンの回転を防ぐためのガイド手 段をさらに含む、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の工作機械。 １５．ガイド手段は、ピストンまたはスピンドルそれぞれの対応の孔と係合可能 である、スピンドルまたはピストン上に形成されるピンを含む、請求項１４に記 載の工作機械。 １６．単一スピンドル工作機械を用いて加工物を機械加工する方法であって、ス ピンドルの端部に固定するように第１の切削工具を装着するステップと、第１の 工具に対する軸方向の摺動運動のためにスピンドル上に第２の切削工具を装着す るステップとを含み、さらに、第２の工具をその動作位置へと延ばすステップと 、第２の工具で加工物を荒く機械加工するステップと、第２の工具を後退させる ステップと、第１の工具で加工物を仕上げ機械加工するステップとを含む、方法 。 １７．第１の工具および第２の工具はカップ形といし車であり、第２のといし車 は荒といし車である、請求項１６に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．スピンドルに対して固定した位置の第１の切削工具と第１の工具に隣接した 第２の切削工具とが装着される単一回転可能スピンドルと、第１の工具に対して 第２の工具を摺動可能に移動させて、第２の工具を後退させるかそれを動作位置 へと延ばすための摺動手段とを有する、工作機械。 ２．第１の工具および第２の工具はスピンドルの一方端に配置され、摺動手段は スピンドルの回転軸の軸方向に第２の工具を移動させ、したがって、第１及び第 ２の工具は加工物と軸方向に継続的に係合する、請求項１に記載の工作機械。 ３．第２の工具は第１の工具の外側に半径方向に装着される、請求項２に記載の 工作機械。 ４．第１の工具および第２の工具は第１および第２のといし車、とくにカップ形 といし車である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の工作機械。 ５．第２のといし車は荒研削のための粗いといし車であり、第１のといし車は仕 上げといし車である、請求項４に記載の工作機械。 ６．摺動手段は、環状部材と、前方位置と後退位置との間で環状部材を移動させ るための起動手段とを含む、請求項１から請求項５のいずれかに記載の工作機械 。 ７．環状部材は、スピンドルの第１の円筒外側面と摺動可能に係合するために半 径方向に内向きに向けられる、請求項６に記載の工作機械。 ８．環状部材は環状ピストンの形で構成され、スピンドルはピストンの両側で環 状チャンバを形成する、請求項７に記載の工作機械。 ９．起動手段は、圧力をかけられた流体を環状ピストンの一方側または他方側に 供給するための手段を含む、請求項８に記載の工作機械。 １０．流体は、スピンドル内の通路から２つの環状チャンバへとそれぞれ延びる ポートへと供給される、圧力をかけられた油圧オイルまたは空気である、請求項 ９に記載の工作機械。 １１．環状ピストンは、スピンドルの第１の外側面と封止によって係合可能であ る、弾力的に変形可能な材料の封止リングを組み込む、請求項８から請求項１０ のいずれかに記載の工作機械。 １２．環状ピストンは一般に断面がＴ字形であり、外側環状リムがピストンの両 側にあり、第１の工具に隣接するリムが第２の工具を有する、請求項８から請求 項１１のいずれかに記載の工作機械。 １３．リムはスピンドルのそれぞれの第２の円筒外側面と摺動可能に係合する、 請求項１２に記載の工作機械。 １４．第２の外側面も同様に、ピストンのそれぞれのリムと封止によって係合す るために、弾力的に変形可能な材料の封止リングを組み込む、請求項１３に記載 の工作機械。 １５．ピストンはスピンドル内のそれぞれの位置決め装置と係合するために両側 に位置決め装置を有し、したがって、ピストンはその摺動運動の両端におけるス ピンドルに対して回転しないようにされる、請求項８から請求項１４のいずれか に記載の工作機械。 １６．位置決め手段は、半径方向および軸方向の両方の位置決めを与える相互係 合する歯の形をとる、請求項１５に記載の工作機械。 １７．摺動運動の間にスピンドルに対するピストンの回転を防ぐためのガイド手 段をさらに含む、請求項８から請求項１６のいずれかに記載の工作機械。 １８．ガイド手段は、ピストンまたはスピンドルそれぞれの対応の孔と係合可能 である、スピンドルまたはピストン上に形成されるピンを含む、請求項１７に記 載の工作機械。 １９．単一スピンドル工作機械を用いて加工物を機械加工する方法であって、ス ピンドルの端部に固定するように第１の切削工具を装着するステップと、第１の 工具に対する軸方向の摺動運動のためにスピンドル上に第２の切削工具を装着す るステップとを含み、さらに、第２の工具をその動作位置へと延ばすステップと 、第２の工具で加工物を荒く機械加工するステップと、第２の工具を後退させる ステップと、第１の工具で加工物を仕上げ機械加工するステップとを含む、方法 。 ２０．第１の工具および第２の工具はカップ形といし車であり、第２のといし車 は荒といし車である、請求項１９に記載の方法。 ２１．実質的に、添付の図面を参照して明細書中に説明し、添付の図面に示した 工作機械。 ２２．実質的に、添付の図面を参照して明細書中に説明し、添付の図面に示した 加工物を機械加工する方法。