JP2015051478A - 計測装置及びその計測装置を備えた研削盤 - Google Patents

Abstract

【課題】計測装置を備えていない既存の研削盤に対して、計測装置を容易に後付けすることができる研削盤を提供する。
【解決手段】一軸線を中心に回転させる回転砥石２６と、クランクシャフト３２を回転砥石２６の外周の研削面２６１の位置において回転可能に支持するワーク支持装置２８Ａ，２８Ｂと、研削中のクランクシャフト３２の外径を計測する計測器３３とを備える。回転砥石２６の外周に沿って延長され、端部において計測器３３を支持する支持アーム３８を設ける。支持アーム３８を自身の延長方向に往復移動可能に支持する支持ローラ３６，３７を設ける。支持アーム３８を延長方向に移動させる駆動部材４４を設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、クランクピン等の円筒状ワークの外径を計測する計測装置及びその計測装置を備えた研削盤に関するものである。

この種の計測装置を備えた研削盤としては、例えば特許文献１に開示されるような構成が従来から提案されている。この研削盤を図１８に基づいて説明する。回転砥石９１の砥石軸９２を支持する軸支部９３の外周には、支持アーム９４が基端のリング部９４１においてベアリング９５を介して回動可能に支持されている。支持アーム９４の先端には、回転砥石９１によって研削されるクランクシャフト９６上のクランクピン９６１の外径を計測する計測装置９７が支持されている。そして、回転砥石９１が回転中心Ｃ９１を中心に回転されるとともに、クランクシャフト９６のクランクピン９６１がクランクシャフト９６の回転中心Ｃ９６を中心に公転される。このとき、クランクピン９６１の公転にともなって回転砥石９１が前後に往復動される。このため、回転砥石９１の外周の研削面９１１によりクランクピン９６１の外周面が研削される。この研削と同時に、計測装置９７によってクランクピン９６１の外径が計測される。

また、この研削時においては、クランクピン９６１の公転に同期して、前記のように回転砥石９１が図１８の前後方向に往復移動される。その結果、回転砥石９１の研削面９１１に対するクランクピン９６１の接触位置は、図１８に実線で示す位置と鎖線で示すように、回転砥石９１の外周面上を往復する。そして、この接触位置の相対変化に同期して、支持アーム９４が回転砥石９１の回転中心Ｃ９１と同一軸線上の回同中心Ｃ９４を中心に往復回動されて、計測装置９７がクランクピン９６１に対して追従動作される。

国際公開第２０１１／０１３７１０号パンフレット

前記のように、この従来の研削盤においては、計測装置９７を支持する支持アーム９４が、回転砥石９１の砥石軸９２の軸支部９３にベアリング９５を介して回動可能に支持されている。このため、研削盤に計測装置９７を組み付ける場合には、砥石軸９２から回転砥石９１やその回転砥石９１を覆うカバー等を取り外した状態で、砥石軸９２の軸支部９３にベアリング９５を介して支持アーム９４を取り付ける必要がある。よって、計測装置を備えていない既存の研削盤に対して、計測装置を後付けすることに困難をともなうばかりでなく、計測装置や研削盤の保守点検の際の分解及び再組み付けにも困難をともなうという問題があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、計測装置を備えていない既存の研削盤に対して、計測装置を容易に組み付けることができる研削盤を提供することにある。

上記の目的を達成するために、計測装置に関する発明においては、支持脚と、円弧状をなし、その円弧中心を中心として前記支持脚に回動可能に支持された支持アームと、その
支持アームに同支持アームの回動面と平行な面内おいて回動可能に支持され、ワークの外径を検出する計測子を先端に有する計測器とを備えている。

前記計測装置を備えた研削盤の発明においては、一軸線を中心に回転される回転砥石と、円筒形状のワークを回転砥石の外周研削位置において支持するワーク支持装置とを備えた研削盤において、前記計測装置の支持脚を研削盤本体に取付け、前記支持アームの円弧中心と前記回転砥石の回転中心とを一致させている。

従って、以上の構成においては、支持アームを支持する支持脚を研削盤本体に取り付ければ、計測装置を回転砥石の取付状態に関係なく、研削盤に組み付けることができる。よって、計測装置を備えていない既存の研削盤に対しても、砥石軸に対して回転砥石やカバーを脱着するという面倒な作業を行うことなく、計測装置を容易に後付けすることができる。

前記の研削盤によれば、計測装置を備えていない既存の研削盤に対して、計測装置を容易に後付けすることができるという効果を発揮する。

第１実施形態の両頭式研削盤の非研削状態を示す側面図。 両頭式研削盤の非研削状態の平面図。 図１の研削盤における計測装置の関連構成を拡大して示す側断面図。 同計測装置の関連構成の平面図。 両頭式研削盤の研削状態における計測装置の関連構成を示す側断面図。 図３の計測装置の関連構成の一部を拡大して示す断面図。 図６の要部を拡大して示す断面図。 図７の動作状態を示す断面図。 図６の９−９部分における断面図。 図９の１０−１０部分における拡大断面図。 図１０の１１−１１部分における部分断面図。 図９の計測装置の左側面図。 第２実施形態の両頭式研削盤を示す側面図。 図１３の１４−１４部分における断面図。 図１３の１５−１５部分における断面図。 図１５の１６−１６部分における断面図。 図１５の１７−１７部分における断面図。 従来の計測装置を備えた研削盤を示す側面図。

（第１実施形態）
以下、計測装置を備えた研削盤の第１実施形態を図１〜図１２に従って説明する。はじめに、計測装置を除いた研削盤の本体及びワークとしてのクランクシャフトの構成について説明する。

図１及び図２に示すように、研削盤本体１０の機台フレーム２１の上面には、一対の移動体２２が図示しないＺ軸駆動機構により水平面内のＺ軸方向（図２の上下方向）に沿って往復動可能に装着されている。各移動体２２の上面には、砥石台２３が図示しないＸ軸駆動機構により水平面内において前記Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向（図１及び図２の左右方向）に往復動可能に装着されている。砥石台２３の上面には、図示しないモータを有する砥石支持台２４が固定されている。砥石支持台２４のＺ軸方向に沿う砥石軸２５には、
回転砥石２６が固定されている。図２に示すように、砥石支持台２４には、回転砥石２６を覆うためのカバー２７が取り付けられている。

図１及び図２に示すように、前記機台フレーム２１の上面には、一対のワーク支持装置としての主軸装置２８Ａ，２８Ｂが取付台２９及びベース３０を介してＺ軸方向に位置調節可能に装着されている。両主軸装置２８Ａ，２８Ｂに内装された図示しないモータの回転軸には、クランプ機構３１が連結されている。両クランプ機構３１には、クランクシャフト３２がその両端のジャーナル３２１において着脱可能にクランプされる。そして、クランクシャフト３２の長さに応じて、両主軸装置２８Ａ，２８ＢがＺ軸方向に位置調節される。

前記クランクシャフト３２には、複数（例えば４つ）のクランクピン３２２が設けられている。２つのクランクピン３２２の外周が両回転砥石２６によって同時に研削される。
前記クランプ機構３１に装着されたクランクシャフト３２は、主軸装置２８Ａ，２８Ｂのモータが回転されることによって、ジャーナル３２１を中心に回転される。その結果、クランクシャフト３２のクランクピン３２２はジャーナル３２１の中心Ｃ３２を中心に公転される。そして、図５に示すように、回転している回転砥石２６の外周の研削面２６１がクランクピン３２２の外周面に接触されるとともに、回転砥石２６が砥石台２３及び砥石支持台２４と一体的に、クランクピン３２２の公転動作と同期してＸ軸方向に往復移動される。その結果、回転砥石２６の研削面２６１に対するクランクピン３２２の接触位置が、図５に鎖線で示す上下２位置間で往復移動しながら、研削面２６１によりクランクピン３２２の外周面全体が研削される。

次に、前記クランクシャフト３２のクランクピン３２２の研削作業中において、そのクランクピン３２２の外径寸法を計測するための計測器３３を有する計測装置２０について説明する。

図１に示すように、前記回転砥石２６の近傍において回転砥石２６を支持する部材としての砥石支持台２４上には、支持脚３４が複数のボルト３５により装着されている。支持脚３４の側面には、上下に対をなす複数対の支持ローラ３６，３７が回転可能に支持されている。図４に示すように、これらの支持ローラ３６，３７は外周面にＶ字溝を有する溝付きローラにより構成され、上下方向に所定の間隔をおくとともに、回転砥石２６の外周に沿って間隔をおいて配置されている。

図３及び図４に示すように、上下の支持ローラ３６，３７間には、回転砥石２６の外周に沿って円弧状に延びる支持アーム３８が自身の延長方向に移動可能に支持されている。この支持アーム３８は、自身の円弧の中心が回転砥石２６の回転中心Ｃ２６の軸線上に位置し、後述のサーボモータ４４の駆動により回転中心Ｃ２６を中心に往復回動される。

図１〜図４に示すように、前記支持アーム３８の主軸装置２８Ａ，２８Ｂ側の前端部には、ギヤボックス３９が支持ブラケット４０を介して固定されている。ギヤボックス３９には、支持軸４１が回転砥石２６の回転中心Ｃ２６の軸線と平行に延びる軸線を中心Ｃ４１にして回動可能に装着されている。この支持軸４１には前記計測器３３の基端が支持部材４１１を介して固定されている。計測器３３の先端には、ほぼ逆Ｖ字状に対向するゲージ３３１が設けられるとともに、クランクピン３２２の外周面に接触する計測子としての計測ピン３３２が設けられている。そして、支持軸４１の回動により、計測器３３が回動中心Ｃ４１を中心にして支持アーム３８の回動面と平行な面内を回動されて、計測器３３の計測位置に対する角度が変更される。

前記支持アーム３８に連結されている前記支持部材４１１上には、回転砥石２６の研削
面２６１とクランクピン３２２との間の研削位置にクーラントよりなる加工液を加工部位に向かって供給する給液ノズル４２が装着されている。

図３及び図４に示すように、前記支持アーム３８には、内周縁に歯を有する円弧状のラック４３が固定されている。支持脚３４には、駆動部材としてのサーボモータ４４が装着されている。サーボモータ４４の回転軸４４１には、ラック４３に噛合するピニオン４５が固定されている。そして、回転砥石２６の外周の研削面２６１によるクランクピン３２２の研削時に、クランクピン３２２の回転動作と同期して、サーボモータ４４によりピニオン４５及びラック４３を介して支持アーム３８が延長方向に往復移動される。これにより、計測器３３が回転砥石２６の回転中心Ｃ２６を中心に往復回動されて、クランクピン３２２の公転に対して追従動作される。

図１及び図３に示すように、研削盤には、クリーン室４６が隔壁４７によってクランクシャフト３２を配置した加工室４８から区画されている。クリーン室４６の内部には各種の電気機器が設けられている。前記隔壁４７の側部には、支持アーム３８を移動可能に挿通させるための挿通孔４７１が形成されている。挿通孔４７１の内側には、加工室４８から挿通孔４７１を介してクリーン室４６内に研削屑やクーラントが侵入することを防止するためのパージ室４９が区画板４９１によって形成されている。区画板４９１には挿通孔４９２が形成されている。支持アーム３８は両挿通孔４７１，４９２を通って加工室４８内に突出し、その前端に前記計測器３３が位置している。

図３及び図６に示すように、前記計測器３３を支持する支持軸４１には、計測器３３の支持角度を変更するための変更装置５０が連結されている。以下、この変更装置５０について説明する。前記ギヤボックス３９には、支持軸４１の軸線方向と交差する方向に延びる回転軸５１が一対のベアリング５２を介して回転可能に支持されている。回転軸５１に対応して前記クリーン室４６の隔壁４７には、軸支部材５３が貫通状態で固定されている。軸支部材５３内には、駆動軸５４が一対のベアリング５５を介して回転可能に支持されている。クリーン室４６内において軸支部材５３の端部には、駆動軸５４を回転させるためのサーボモータ５６が装着されている。

図６〜図８に示すように、前記回転軸５１と駆動軸５４との対向端部間には、クラッチ５７が設けられている。このクラッチ５７は、駆動軸５４側に設けられたクラッチ片５７１と、そのクラッチ片５７１に係合離脱可能に対応するように、回転軸５１側に設けられたクラッチ片５７２とより構成されている。そして、図１及び図６に示すように、前記支持アーム３８が時計方向に回動されて、その移動端に達し、計測器３３がクランクシャフト３２から上方に離間した上方位置に配置されたときには、クラッチ５７のクラッチ片５７２がクラッチ片５７１に係合される。従って、この状態では、回転軸５１が駆動軸５４に対して接続される。この状態で、サーボモータ５６により駆動軸５４が回転されることによって、クラッチ５７を介して回転軸５１が回動され、後述する伝達機構を介して支持軸４１が回動されて、計測器３３の角度が変更される。

これに対して、図５に示すように、支持アーム３８が反時計方向に回動されて、計測器３３がクランクシャフト３２と対応する下方位置に配置されたときには、図５及び図８に示すように、クラッチ５７のクラッチ片５７２がクラッチ片５７１から離脱される。従って、この状態では、回転軸５１が駆動軸５４に対する接続状態から解放される。

図６〜図８に示すように、前記回転軸５１の端部外周には、筒状の固定部材５８が回り止め５９により回り止めされた状態で軸線方向に移動可能に支持されている。固定部材５８の基端外周には、基端側に向かった大径状となる傾斜面５８１が形成されている。固定部材５８の外周に位置するようにギヤボックス３９内には、スリーブ６０が固定されてい
る。スリーブ６０の内周には、固定部材５８の傾斜面５８１に係合可能な傾斜面６０１が形成されている。回転軸５１上に配置されたバネ受け６１と固定部材５８との間には、固定部材５８を回転軸５１の外端側に向かって付勢するバネ６２が介装されている。前記駆動軸５４の端部外周縁には、固定部材５８の受け部５８２をバネ６２の付勢力に抗して押圧して固定部材５８を移動させるための押圧部６３が設けられている。この受け部５８２及び押圧部６３は相互に噛み合う凹凸形状をなし、それらはクラッチ５７の一部を構成する。

そして、図６及び図７に示すように、前記クラッチ５７を介して回転軸５１が駆動軸５４に接続されたときには、駆動軸５４の押圧部６３が固定部材５８を押圧して、固定部材５８がバネ６２の付勢力に抗して内側に移動される。これにより、固定部材５８の傾斜面５８１がスリーブ６０の傾斜面６０１に対する圧接状態から解放されて、前記サーボモータ５６による回転軸５１の回転が許容され、つまり計測器３３の角度の変更が許容される。これに対して、図８に示すように、回転軸５１が駆動軸５４に対するクラッチ５７の接続状態から解放されたときには、駆動軸５４の押圧部６３が固定部材５８から離間される。その結果、固定部材５８がバネ６２の付勢力により回転軸５１の外端側に移動されて、固定部材５８の傾斜面５８１がスリーブ６０の傾斜面６０１に圧接される。この圧接による摩擦結合によって、回転軸５１の回転が阻止されてロック状態になり、計測器３３の支持角度が変更状態に保持される。従って、固定部材５８，スリーブ６０及びバネ６２によりロック機構が構成されている。

次に、回転軸５１と計測器３３との間の前記伝達機構について説明する。
図６及び図９に示すように、前記ギヤボックス３９内における支持軸４１の外周位置には、中空軸６４が一対のベアリング６５を介して回転可能に支持されている。そして、この中空軸６４内に、支持軸４１が一対のベアリング６６を介して相対回転可能に支持されている。前記回転軸５１には、ウォーム６７が固定されている。中空軸６４には、ウォーム６７に噛合するウォームホイール６８が固定されている。そして、サーボモータ５６により回転軸５１が回転されるとき、その回転がウォーム６７及びウォームホイール６８を介して中空軸６４に伝達される。

図９及び図１０に示すように、前記中空軸６４の端部には、膨径部６４１が形成されている。膨径部６４１内に対向して配置されるように、支持軸４１の端部外周にはスリーブ６９が固定されている。中空軸６４の膨径部６４１の内周面には、収容凹部７０が形成されている。スリーブ６９の外周面には、収容凹部７０内に隙間を形成して収容される作動凸部７１が突設されている。中空軸６４の膨径部６４１における収容凹部７０の両側位置には、一対のネジ孔７２が形成されている。両ネジ孔７２には、プランジャ７３がそれぞれ螺合されている。両プランジャ７３の内端部には、前記作動凸部７１を挟持するためのボール７３１がバネ７３２によって保持されている。図１１に示すように、両プランジャ７３は、止めネジ７４によって所要の進退位置にロックされる。

そして、中空軸６４の回転がプランジャ７３，作動凸部７１を介してスリーブ６９に伝達され、そのスリーブ６９から支持軸４１に伝達される。また、前記計測器３３にその回転方向への外力が作用していない状態あるいは外力が小さい状態にあって、計測器３３を支持する支持軸４１に所定以上の回転力が作用しない場合には、前記スリーブ６９上の作動凸部７１が収容凹部７０内の中央位置に保持されている。これに対して、計測器３３にバネ７３２のバネ力を越える大きな外力が作用して、支持軸４１が図１０の時計方向または反時計方向に回転された場合には、作動凸部７１により一方のプランジャ７３のボール７３１がバネ７３２の付勢力に抗して移動される。これにより、計測器３３及び支持軸４１の時計方向または反時計方向への単独回動が許容される。従って、プランジャ７３やバネ７３２により、計測器３３を中立位置に弾性的に保持するための保持機構が構成されて
いる。

図９及び図１２に示すように、前記支持軸４１と計測器３３との間には、シフト機構７５が介装されている。このシフト機構７５内には、複数のエアシリンダ（図示しない）が設けられている。そして、粗研削時には、シフト機構７５は、前記計測器３３を上側の退避位置にオフセットさせ、その状態で計測器３３の落下を防止する。通常研削（いわゆる中研削）時及び仕上げ研削時には、シフト機構７５は、計測器３３をクランクピン３２２に係合させるように下方へ移動させる。この計測器３３がクランクピン３２２に係合した状態にある場合でも、シフト機構７５のエアシリンダのストロークは前進端に達することなく５ｍｍ程度の余裕を持たせられる。このため、サーボモータ４４による計測器３３の往復動作と、クランクピン３２２の公転動作との間の同期誤差がこの余裕の範囲内で吸収される。

図２に示すように、前記主軸装置２８Ａの近傍には、回転砥石２６の外周の研削面２６１をドレッシングするための円盤状のドレッサ７８を備えたドレッシング機構７７が装着されている。そして、このドレッシング機構７７により回転砥石２６の研削面２６１をドレッシングする際には、前記計測器３３が、図１及び図３に実線で示すように後退位置に移動された状態で、変更装置５０のサーボモータ５６の駆動により、同図に２点鎖線で示すようにドレッシング機構７７と干渉しない退避位置へ回動される。

次に、本実施形態の作用を説明する。
はじめに、計測器３３を研削盤に組み込むためには、支持脚３４上に支持アーム３８や計測器３３等が組まれた計測装置２０のユニットを支持脚３４において砥石支持台２４上に固定する。このようにすれば、支持アーム３８が回転砥石２６の外周面と対応する位置に配置されて、支持アーム３８の円弧中心を回転砥石２６の回転中心Ｃ２６とを同一軸線上で一致させることができるとともに、計測器３３が加工室４８内に配置される。

この状態で、クランクシャフト３２のクランクピン３２２を粗研削及び仕上げ研削する場合の動作を説明する。ここで、計測器３３によるクランクピン３２２の外径計測は、粗研削時には行なわれず、仕上げ研削時のみに行われるものとするが、粗研削時にも外径計測を行なってもよい。

図１及び図３に２点鎖線で示すように、クランクピン３２２の粗研削の開始に際しては、サーボモータ４４の駆動により支持アーム３８が後退されて、計測器３３がクランクシャフト３２から離間する後退位置に配置された状態にある。この状態においては、変更装置５０のクラッチ５７が接続された状態にあり、この状態でサーボモータ５６の駆動により、計測器３３は上方の退避位置に回動される。

この状態で、図示しない制御装置からの制御信号に基づいて、その後、サーボモータ４４の駆動により、支持アーム３８が図１及び図３に示す状態から反時計方向に回動され、給液ノズル４２が研削加工位置の上方に臨む位置に配置される。この状態においては、前記クラッチ５７が解放され、バネ６２の付勢力によって固定部材５８の傾斜面５８１がスリーブ６０の傾斜面６０１に圧接して、摩擦係合により回転軸５１がロックされる。このため、計測器３３は、図１０に示すバネ７３２のバネ力によって保持された状態で退避位置に保持される。この状態では、計測器３３はクランクシャフト３２と干渉しない状態に配置される。

そして、主軸装置２８Ａ，２８Ｂ間に把持されたクランクシャフト３２が回転中心Ｃ３２を中心として回転される。それと同時に、回転砥石２６が回転されるとともに、クランクピン３２２の公転に伴って回転砥石２６が砥石台２３及び砥石支持台２４と一体的にＸ
軸方向に往復動される。このようにして、回転砥石２６の研削面２６１により、クランクシャフト３２のクランクピン３２２が粗研削される。このクランクピン３２２の粗研削中においては、クランクピン３２２の回転動作と同期して、サーボモータ４４の駆動により支持アーム３８が回転砥石２６の回転中心Ｃ２６を中心に往復回動される。従って、給液ノズル４２は、回転砥石２６とクランクピン３２２とによる研削位置に対して同一距離を維持する。そして、給液ノズル４２から、研削面２６１によるクランクピン３２２の研削位置に向けてクーラントが供給される。

その後、粗研削動作が終了すると、引き続き仕上げ研削が開始される。この仕上げ研削は、クランクシャフト３２の加工送り量のみを少なくして、時間当たりの研削量を少なくすることによって実行される。

この仕上げ研削の開始時には、サーボモータ４４の駆動により、支持アーム３８が図５に示す状態から時計方向に回動され、図１及び図３に示すように、計測器３３が後退位置に配置される。このため、変更装置５０のクラッチ５７が接続されて、その変更装置５０のサーボモータ５６の駆動により、計測器３３が２点鎖線で示す退避位置から実線で示す計測位置に回動される。この場合、回転砥石２６の外径，クランクピン３２２の公転半径及び外径にあわせて、サーボモータ５６の駆動による計測器３３の角度設定が実行される。そして、この状態で、サーボモータ４４の駆動により、支持アーム３８が反時計方向に回動され、クラッチ５７の解放による固定部材５８とスリーブ６０との圧接により回転軸５１がロックされた状態で、図１及び図３に示すように、計測器３３が下方位置に配置される。これにより、計測器３３のゲージ３３１及び計測ピン３３２がクランクピン３２２の外周面に接触される。このとき、前記シフト機構７５により、計測器３３がクランクピン３２２に接触した場合の衝撃が緩和される。そして、この状態において回転砥石２６の研削面２６１により、クランクピン３２２に対する仕上げ研削が実行される。

このクランクピン３２２の仕上げ研削中においては、クランクピン３２２の回転動作と同期して、サーボモータ４４の駆動により支持アーム３８が回転砥石２６の回転中心Ｃ２６を中心に往復回動される。従って、前記支持アーム３８の往復回動に伴って、計測器３３が回転砥石２６の回転中心Ｃ２６と同一軸線上を中心に傾動されて、クランクピン３２２に対して追従動作される。そして、この状態で計測器３３の計測ピン３３２によってクランクピン３２２の外径寸法が不断に計測される。また、前記粗研削中と同様に、支持アーム３８上の給液ノズル４２から、研削面２６１によるクランクピン３２２の研削位置に向けてクーラントが供給される。

このように、計測器３３によって計測されたクランクピン３２２の外径寸法の計測データは、図示しない制御装置に送信される。この制御装置においては、クランクピン３２２の外径寸法が目標値の外径寸法に達したか否かが判断される。そして、計測値が目標値になったと判断されると、制御装置からクランクピン３２２の研削作業の停止信号が出力され、前記サーボモータ４４の駆動により支持アーム３８が図５の状態から時計方向に回動されて、図１及び図３に示すように計測器３３が上方の後退位置に移動される。その後、図３に示すように、砥石台２３が後退されるとともに、クランクシャフト３２の回転が停止される。

続いて、前記回転砥石２６が移動体２２及び砥石支持台２４とともにＺ軸方向に移動されて、未研削のクランクピン３２２と対応配置され、前述した動作と同様な動作が繰り返されて、そのクランクピン３２２の粗研削及び仕上げ研削作業が行われる。その後に、一本のクランクシャフト３２における複数のクランクピン３２２の研削が全て終了すると、次のクランクシャフト３２のクランクピン３２２に対する研削が引き続き行われる。

このように、クランクシャフト３２の研削作業が行われて、回転砥石２６の研削面２６１の研削機能が低下した場合には、ドレッシング機構７７を用いて研削面２６１のドレッシングが行われる。この場合には、図１及び図３に鎖線で示すように、計測器３３が後退位置に移動された状態において、変更装置５０のサーボモータ５６の駆動により、ドレッシング機構７７と干渉しない退避位置に回動される。この状態で、移動体２２及び砥石台２３がＺ軸及びＸ軸方向に移動され、回転砥石２６の研削面２６１がドレッシング機構７７のドレッサ７８に接触されて、研削面２６１のドレッシング作業が行われる。

このように、回転砥石２６の研削面２６１のドレッシングが行われて、研削面２６１の外径寸法が変化した場合、あるいは研削対象であるクランクシャフト３２のクランクピン３２２の外径寸法が変更された場合には、計測器３３の角度を調節する必要がある。この場合には、図１及び図３に示すように、サーボモータ４４による支持アーム３８の時計方向への回動によって、計測器３３が後退位置に配置されて、変更装置５０のクラッチ５７が接続される。この状態で、変更装置５０のサーボモータ５６の駆動により、計測器３３が回動中心Ｃ４１を中心に回動されて、計測器３３の角度が調節される。

従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） この実施形態においては、支持脚３４を砥石支持台２４に取り付けることにより、前記計測器３３を支持する支持アーム３８が回転砥石２６の外周と対応する位置に配置され、計測器３３を計測位置に配置することができる。そして、支持アーム３８の往復回動によって、計測器３３をクランクピン３２２の公転に追従させて、研削中においてクランクピン３２２の外径を計測できる。従って、計測器３３を備えていない既存の研削盤に対しても、砥石軸２５に対して回転砥石２６やカバー２７を脱着するという面倒な作業を行うことなく、計測器３３を容易に後付けすることができる。また、保守点検における計測装置２０の分解や再組み付けも容易になる。

（２） クランクピン３２２の外径の計測に際しては、支持アーム３８がモータ４４によって往復回動されることにより、計測器３３がクランクピン３２２の公転に追従される。従って、計測器がクランクピンの上に載ってバネの力によってクランクピンの公転に追従される場合とは異なり、クランクピン３２２に上方からの外部負荷が作用しにくく、高精度加工が可能になる。しかも、クランクピン３２２が高速で公転しても、サーボモータ４４の回転数を上げることにより、その高速公転に対応できるため、研削盤の高速運転が可能になり、加工効率を向上できる。

（３） 実施形態においては、前記支持アーム３８に対する計測器３３の角度を変更する変更装置５０が設けられている。このため、研削するクランクシャフト３２の外径寸法が変更された場合や、回転砥石２６の外径が研削やドレッシングにともなって変化した場合等において、支持アーム３８に対する計測器３３の角度を変更することにより、計測器３３をクランクシャフト３２に対して適正な計測姿勢に調整することができる。

（４） しかも、計測器３３の角度調節の駆動のためのサーボモータ５６を研削盤本体１０側に設けたため、サーボモータ５６は研削盤本体１０側に搭載される。このため、計測装置２０が軽量になり、計測装置２０全体を回動させるためのサーボモータ４４として低出力で消費電力の少ない小形のものを使用できる。

（５） サーボモータ４４を隔壁４７内のクリーン室４６側に設けたため、サーボモータ５６にクーラントがかかることはほとんどなく、サーボモータ５６の動作不良が生じにくく、信頼性を維持できる。

（６） 変更装置５０の回転軸５１がサーボモータ５６から離れて、クラッチ５７が遮
断されたときには、回転軸５１はロックされる。このため、計測器３３はプランジャ７３のバネ７３２によって保持された状態で定位置を保持できて、妄動を防止できる。従って、計測器３３をクランクピン３２２上にセットするときに、外れたりすることなく、適切にセットできる。

（７） 計測器３３に対して無理な力が作用した場合は、プランジャ７３のバネ７３２が変形することにより、計測器３３の動きが許容される。このため、計測器３３に無理な力が加わることを防止できて、正確で安定した計測状態を得ることができる。

（８） 前記回転砥石２６の研削面２６１に冷却液を供給する給液ノズル４２が、前記支持アーム３８に連結されている。このため、給液ノズル４２をクランクピン３２２の公転に追従させることができる。従って、回転砥石２６の研削面２６１に対するクランクシャフト３２の接触位置が変化しても、その接触位置の変化に同期して支持アーム３８が往復移動されて、同距離が維持されるため、その支持アーム３８に連結された給液ノズル４２から研削面２６１に対するクランクシャフト３２の接触位置に対して、クーラントが好適に供給される。よって、固定位置に配置された給液ノズルからクーラントが供給されるように構成された場合とは異なり、冷却液の供給条件が変化することを防止できる。よって、加工精度の低下や研削焼け等の不具合が生じるおそれを抑制することができる。

（９） 支持アーム３８が挿通される挿通孔４７１に対応して隔壁４７の内側にパージ室４９を設けたため、クリーン室４６側へのクーラント等の侵入を適切に防止できる。
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を第１実施形態と異なる部分を中心に図１３〜図１７に基づいて説明する。

この実施形態においては、支持アーム３８に関連する構成が前記第１実施形態と大きく相違している。
すなわち、図１３及び図１４に示すように、機台フレーム２１には支持アーム３８と同曲率で、支持アーム３８及び回転砥石２６と同心をなす円弧状のガイドレール１０２が固定されている。支持アーム３８には一対のガイド１０１が取付けられており、このガイド１０１が前記ガイドレール１０２にスライド可能に支持されている。従って、支持アーム３８は、ガイド１０１を介してガイドレール１０２に支持されており、支持アーム３８はガイドレール１０２の円弧に沿って，つまり自身の円弧に沿って往復移動可能である。

前記機台フレーム２１には、ガイドロッド１０３がその一端のカラー１０４においてが軸１０５により回動可能に支持されている。ガイドロッド１０３にはスライダ１０６がロッドの軸方向にスライド可能に取り付けられ、そのスライダ１０６と前記カラー１０４との間には付勢部材としての圧縮状態のスプリング１０７が介在されている。前記スライダ１０６には連結板１０８が固定され、この連結板１０８の先端が支持アーム３８の基端に固定されている。このため、前記スプリング１０７のバネ力がスライダ１０６及び連結板１０８を介して前記支持アーム３８に対して図１３の反時計方向への回動力として伝達される。

前記機台フレーム２１にはモータ１１１が固定され、その出力軸には駆動レバー１１２が固定されている。支持アーム３８の側面には前記駆動レバー１１２と係合するローラ１１３が支持されている。そして、モータ１１１の駆動によって駆動レバー１１２が図１３の実線に示す位置と２点鎖線に示す位置との間の範囲を往復回動される。このため、駆動レバー１１２の往復回動にともない、支持アーム３８がスプリング１０７の付勢力によって一方向に回動されるとともに、駆動レバー１１２の回動によって他方向に回動される。そして、駆動レバー１１２の往復動ストロークの変更によって支持アーム３８の回動範囲
が変更される。

図１３及び図１５に示すように、支持アーム３８の先端の支持ブラケット４０には前記第１実施形態と類似の計測装置２０のギヤボックス３９が支持されている。ギヤボックス３９にはベアリング６５を介して中空軸６４が回転可能に支持され、その中空軸６４内にはベアリング６６を介して支持軸４１が回転可能に支持されている。この支持軸４１の先端に計測器３３が支持されている。従って、図１３に示すように、支持軸４１の回転により、計測器３３の角度が、前記第１実施形態と同様に、回転砥石２６等の径に応じて微少に、あるいはドレッシングに際して退避するように大きく調節される。ただし、この実施形態においては、図１４に示すように、支持軸４１の先端に固定した支持部材４１１にボール４１２を介して計測器３３の上端のブラケット３３３が複数の図示しないネジによって固定されている。また、ブラケット３３３と支持部材４１１との間にはクリアランス１３３が形成されている。従って、前記ネジの締め加減を調節すれば、計測器３３の角度をクリアランス１３３の広さの範囲内においてボール４１２を中心にして調節することができる。

図１５及び図１６に示すように、前記中空軸６４の基端の膨径部６４１内において支持軸４１にはスリーブ６９が固定されている。そして、そのスリーブ６９の作動凸部７１の両側にプランジャ７３のボール７３１がバネ７３２の付勢力によって係合する構成は、プランジャ７３や止めネジ７４の形状や配置位置等が異なるものの、前記第１実施形態とほぼ同様である。従って、この実施形態においても、中空軸６４の回転がスリーブ６９，プランジャ７３，作動凸部７１を介して支持軸４１に伝達されるとともに、計測器３３の支持軸４１の軸線を中心とした単独回動を許容できる。ただし、この実施形態においては、計測器３３の回動角度を調節するとともに、ドレッシング時等において退避させるための駆動機構の構成が第１実施形態と異なっている。

すなわち、図１３，図１５及び図１７に示すように、前記ギヤボックス３９上にモータ１２１がカバー１２２で密閉された状態で搭載され、その出力軸に回転軸５１が連結されている。この回転軸５１上のウォーム６７が前記中空軸６４上のウォームホイール６８に噛合している。従って、このモータ１２１の回転により、回転軸５１，ウォーム６７，ウォームホイール６８、中空軸６４、スリーブ６９（図１６参照）及び支持軸４１を介して計測器３３の角度が調節される。

なお、この実施形態において、給液ノズルは、図示しないが、機台フレーム２１に支持されて、加工位置にクーラントを供給するようになっている。
この実施形態においては、以上のように構成されているため、クランクピン３２２の研削加工時には、モータ１１１の駆動により、駆動レバー１１２が往復動される。このため、この駆動レバー１１２及びガイドロッド１０３上のスプリング１０７の作用により、支持アーム３８がクランクピン３２２の公転サイクルと同サイクルで往復動され、研削加工中のクランクピン３２２の外径を計測できる。

従って、この実施形態においては、前記第１実施形態において、変更装置５０のサーボモータ５６の伝達系を分離した構成、給液ノズル４２を計測装置２０に搭載した構成に関する作用効果を除いて、第１実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

（変更例）
なお、前記第１，第２実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 第１実施形態において支持ローラ３６，３７よる支持アーム３８の支持構成に代えて、第２実施形態のようなガイドレール１０２とガイド１０１との支持構成に変更すること。

・ 第２実施形態において、スプリング１０７とモータ１１１及び駆動レバー１１２とによる支持アーム３８の駆動構成に代えて、第１実施形態のようなラック４３とモータ４４及びピニオン４５による駆動構成に変更すること。

・ 前記クランクシャフト３２とは異なった形状のもの、つまり、単純なシャフト状のものをワークとすること。
・ 前記第１実施形態では、計測器３３の角度を調節するためのサーボモータ５６を研削盤本体１０に設けたが、このサーボモータ５６を計測装置２０に搭載すること。

・ 前記第１実施形態において、隔壁４７に設けられるパージ室４９を加工室４８側に配置すること。
・ 前記第２実施形態において、給液ノズルを計測装置２０，すなわち支持アーム３８に搭載すること。

・ 前記第２実施形態において、駆動レバー１１２の先端部及び支持アーム３８のうちの一方に長孔を、他方にその長孔内に嵌合するピンまたはローラを設けること。このように構成すれば、支持アーム３８を付勢するスプリング１０７が存在しなくても、駆動レバー１１２の往復回動に従って支持アーム３８が往復回動される。従って、構成が簡単になる。

・ 前記第２実施形態において、ガイドレール１０２を支持アーム３８側に、ガイド１０１を機台フレーム２１側に設けること。

Ｃ２６，Ｃ３２…回転中心、１０…研削盤本体、２０…計測装置、２６…回転砥石、３３…計測器、３４…支持脚、３８…支持アーム、４４，１１１，１２１…モータ、４８…加工室、４９…パージ室、５０…変更装置、１０１…ガイド、１０２…ガイドレール、１１３…ローラ、５７１，５７２…クラッチ片。

Claims (13)

1. 支持脚と、
   円弧状をなし、その円弧中心を中心として前記支持脚に往復回動可能に支持された支持アームと、
   その支持アームに同支持アームの回動面と平行な面内おいて回動可能に支持され、ワークの外径を検出する計測子を先端に有する計測器と
   を備えた計測装置。
2. 前記支持アームの往復回動をローラによって案内する請求項１に記載の計測装置。
3. 前記支持アームの往復回動を、ガイドレールと、そのガイドレールにスライド可能に係合するガイドとによって案内する請求項１に記載の計測装置。
4. 前記支持脚にモータを設けるとともに、そのモータ軸には駆動ギヤを固定し、前記支持アームには前記駆動ギヤが噛合される被動ギヤを設け、前記モータの回転によって支持アームが自身の円弧中心を中心に回動される請求項１に記載の計測装置。
5. モータによって往復回動されるレバーを支持アームに係合させ、レバーの往復回動によって支持アームが往復回動される請求項１に記載の計測装置。
6. 支持アームに一方の回動方向への付勢を付与するための付勢部材を設け、前記モータはレバーに対してその付勢力に抗する方向への力を付与する請求項５に記載の計測装置。
7. 前記計測器と支持アームとの間には計測器を回動範囲の中立位置に弾性的に保持する保持機構を備えた請求項１に記載の計測装置。
8. 前記支持アームには、加工部位に向かって加工液を供給するためのノズルが連結された請求項１に記載の計測装置。
9. 一軸線を中心に回転される回転砥石と、円筒形状のワークを回転砥石の外周研削位置において支持するワーク支持装置とを備えた研削盤において、
   請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の計測装置の支持脚をフレームに取付け、前記支持アームの円弧中心と前記回転砥石の回転中心とを一致させた研削盤。
10. 前記支持アームに対する計測装置の支持角度を変更する変更装置を設けた請求項９に記載の研削盤。
11. 前記変更装置は、前記支持アームに連結され、先端にクラッチ片を有する回動軸と、研削盤本体に固定され、出力軸にクラッチ片を有するモータとを備え、支持アームがワークから離れる側の端部に位置したときに、前記両クラッチ片が接続されてモータの回転により前記回動軸を介して計測器の角度が調節される請求項１０に記載の研削盤。
12. 前記変更装置は、前記クラッチ片間の接続が開放されたときに、前記回動軸をロックするロック機構を備えた請求項１１に記載の研削盤。
13. 研削加工が行なわれる加工室を区画する壁を設けるとともに、その壁にはパージ室を並設し、前記支持アームが壁及びパージ室の開口を通って加工室側に突出するように設置した請求項９に記載の研削盤。