JP2018069356A

JP2018069356A - 研削盤

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Publication number: JP2018069356A
Application number: JP2016209345A
Authority: JP
Inventors: 和則道吉; Kazunori Michiyoshi; 和哉小倉; Kazuya Ogura
Original assignee: Komatsu NTC Ltd
Current assignee: Komatsu NTC Ltd
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2018-05-10
Anticipated expiration: 2036-10-26
Also published as: WO2018079541A1; JP6827768B2

Abstract

【課題】装置の大型化を抑えつつ、ワークの加工領域をより広く確保することのできる研削盤を提供する。【解決手段】研削盤１０は、加工領域１１Ａとそれ以外の領域である非加工領域１１Ｂとを区画する区画壁と、区画壁の主軸孔を通って非加工領域１１Ｂから加工領域１１Ａに向けて延び、加工領域１１Ａ側に位置する端にワークＷを把持する把持部３３を備える。把持部３３を主軸孔を移動可能に構成された主軸３２と、把持部３３を囲う筒状を有して主軸孔を通り、区画壁の近傍にある近傍位置と区画壁から離れた位置にある離間位置との間を移動する把持部カバー３４と、主軸孔の周囲に位置し、把持部カバー３４が近傍位置に位置するとき把持部カバー３４の先端、及び、把持部３３の先端よりも加工領域１１Ａ側に配置される部分で砥石を研ぐドレッサ１５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関が備えるカム等のワークにおける外周面を研削する研削盤に関する。

この種の研削盤は、一対のワーク支持装置を備える。一対のワーク支持装置は、ベッド上においてワークの両端をクランプし、そのワークを水平軸線の周りで回転させる。ベッド上に位置するサドルは、ワークの回転軸線に沿って移動し、サドル上に位置する回転砥石及びその駆動機構を備えた砥石台は、サドルの移動方向と直交する方向へ移動する。そして、サドルの移動によってワークの所定加工部位に回転砥石が対向した状態で、回転砥石が回転されながら、砥石台が回転中のワークに向かって接近することによって、ワークの加工部位に研削加工が施される。

このような構成の研削盤においては、回転砥石によるワークの研削加工部位に常に多量のクーラント液が供給され、その研削加工屑を含んだクーラント液やクーラントミストが研削加工部位から機械の周囲に飛散するおそれがある。そこで、例えばクーラント液の飛散を防止等する研削盤の一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の研削盤は、機械全体を全体カバーにより被覆して、クーラント液等の機械外部への飛散を防止する。また、この研削盤は、全体カバー内において回転砥石を含む加工領域やワークをクランプしているワーク支持装置の先端部分以外を保護カバーで覆い、飛散したクーラント液等が保護カバーで覆われた部分に付着することを抑制している。

特許第３９２３７６９号公報

ところで、研削盤においてワークを収容する加工領域には、より広い大きさが求められている。しかしながら、単に加工領域を広くしようとすれば、全体カバー内においては保護カバーで覆われる範囲を広くすることにともなって装置の大型化を招来するなど、広い加工領域の確保は容易ではない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の大型化を抑えつつ、ワークの加工領域をより広く確保することのできる研削盤を提供することにある。

上記課題を解決する研削盤は、ワークが砥石で研削される領域である加工領域とそれ以外の領域である非加工領域とを区画する区画壁と、前記区画壁の孔を通って前記非加工領域から前記加工領域に向けて延び、前記加工領域に位置する端に前記ワークを把持する把持部を備え、前記把持部を前記区画壁の孔を移動可能に構成された主軸と、前記把持部を囲う筒状を有して前記孔を通るカバーであって、前記加工領域に位置する前記カバーの先端が、前記区画壁の近傍に位置する近傍位置と前記近傍位置よりも前記区画壁から離れた位置である離間位置との間を移動することを可能に、前記把持部と共に前記孔を移動可能に構成された前記カバーと、前記孔の周囲に位置し、前記カバーが前記近傍位置に位置するときの前記カバーの先端、及び、前記把持部の先端よりも前記区画壁から離れた位置で前記砥石を研ぐドレッサとを備えることを特徴とする。

主軸の延在方向における加工領域の大きさは、加工対象となるワークが収容される大きさに通常設定される。そこで、このような構成であれば、カバーの先端が区画壁の近傍にある近傍位置まで、コレットチャック等の把持部と共に加工領域を非加工領域の方向に退避できるため、主軸の延在方向における加工領域のほとんどの幅をワークの収容空間とすることができる。そして、砥石を研ぐときには、カバーの先端が近傍位置に位置するときのカバーの先端、及び、把持部の先端よりも区画壁から離れた位置でドレッサが砥石を研ぐため、砥石を研ぐための空間を確保するために加工領域を別途主軸の延在方向に拡張することも抑えられる。結果として、砥石を研ぐことまでも加味して、主軸の延在方向における加工領域の大きさを、ワークの大きさに相当する大きさに止めることができる。そのため、加工領域のコンパクト化を図ることが可能となる。

好ましい構成として、前記カバーは円筒状である。
このような構成によれば、カバーが円筒状であるため、加工領域に占有されるカバーの体積を最小限にすることができる。

好ましい構成として、前記ドレッサが前記砥石を研ぐときに前記カバーの先端を前記近傍位置に位置させる。
ドレッサが砥石を研ぐことによってクーラント液や研ぎ屑等が飛散する。上記構成によれば、ドレッサが砥石を研ぐ位置よりも非加工領域側である近傍位置にカバーが位置するため、ドレッサが砥石を研ぐ位置よりも非加工領域側に把持部の先端も位置し、カバー及び把持部がクーラント液や研ぎ屑等の飛散によって汚染されるおそれが抑制される。

好ましい構成として、前記カバーは、その先端に前記把持部の先端を露出させる大きさの先端孔を有するとともに、前記先端孔と前記把持部の先端との間にエアシールを形成するエアが供給される配管に接続されている。

このような構成によれば、配管からカバーにエアを供給してカバーの先端孔と把持部の先端との間にエアシールを形成することで、加工領域にあるクーラント液や研ぎ屑等が先端孔からカバー内に侵入して、主軸の回転等にトラブルを生じさせるおそれが抑制される。

好ましい構成として、前記ドレッサが前記砥石を研ぐ位置は、前記主軸の延在する方向において、前記近傍位置よりも前記砥石の厚さに対応する長さ以上、前記区画壁から離れた位置である。

このような構成によれば、上述したクーラント液や研ぎ屑等の飛散による汚染の抑制を、主軸の延在方向における砥石の全幅を研ぐ際に得ることができる。
好ましい構成として、前記カバーの外周面と前記孔の内面との間を密閉し、前記カバーの外周面が摺動可能であるパッキンをさらに備える。

このような構成によれば、区画壁が有する孔とカバーとがパッキンで密閉されることで、カバーが区画壁の孔を移動しても加工領域内にあるクーラント液や研ぎ屑等が孔を通って非加工領域に侵入することが抑制される。

本発明の研削盤によれば、装置の大型化を抑えつつ、ワークの加工領域をより広く確保することができる。

研削盤を具体化した一実施形態について、その概略構造を示す概略図。同実施形態の研削盤における電気的構成を示すブロック図。同実施形態の研削盤のワーク保持部を示す図であって、（ａ）は正面の断面構造を示す断面図、（ｂ）は右側面の構造を示す側面図。同実施形態の研削盤における動作について説明する説明図。

以下、研削盤１０を具体化した一実施形態を説明する。
図１に示すように、研削盤１０は、ベッド１１を備えている。ベッド１１には、ワークＷを保持する一対の保持装置１３，１４と、保持装置１３に並んで設置されるドレッサ１５と、保持装置１３，１４に保持されたワークＷを研削する砥石装置１６とが設置されている。また、研削盤１０は、ベッド１１上に加工領域１１Ａと非加工領域１１Ｂとを区画する第１区画構造体２１と、加工領域１１Ａと非加工領域１１Ｃとを区画する第２区画構造体２２とを備えている。第１及び第２区画構造体２１，２２により、各非加工領域１１Ｂ，１１Ｃは、加工領域１１Ａにあるクーラント液や研ぎ屑等の侵入が抑制されるように区画されている。

保持装置１３は、ベッド１１上にガイドレール（図示略）を介して主軸３２の延在方向であるＺ軸方向１３Ｚへ移動可能にワークテーブル３０を支持している。ワークテーブル３０は、同ワークテーブル３０に設置されたサーボモータ等の主軸移動モータ３０Ｍによりボールネジ（図示略）を介してＺ軸方向１３Ｚに移動される。ワークテーブル３０上には、主軸台３１が固定支持されている。主軸台３１には、主軸３２がＺ軸方向１３Ｚに沿って延びる回転軸線Ｌ１の周りで回転可能に支持されている。主軸台３１は主軸回転モータ３２Ｍにより駆動されて、主軸３２を回転軸線Ｌ１の周りで回転させる。

主軸３２は、加工領域１１Ａ側の端である先端に把持部３３を備えている。把持部３３は、第１区画構造体２１を挿通しており、先端が加工領域１１Ａに配置されている一方、主軸３２側の部分は第１区画構造体２１よりも非加工領域１１Ｂに配置されている。把持部３３は、主軸３２の回転に応じて回転軸線Ｌ１の周りで回転する。また、把持部３３の外周には、円筒状のカバーである把持部カバー３４が設けられている。把持部カバー３４は、円筒の先端の一部が封鎖されており、把持部３３の周囲を覆うように配置されている。把持部カバー３４は、主軸台３１側にある基端３５が主軸台３１の先端側にある接続部３６に気密性を有して固定されている。把持部カバー３４は、第１区画構造体２１を貫通しており、先端が加工領域１１Ａに配置されている一方、主軸台３１側の部分は非加工領域１１Ｂに配置されている。

保持装置１４は、ベッド１１上に芯押台４０を備える。芯押台４０は、主軸台３１に対向して位置調整可能に配置されている。芯押台４０には、ラム４２が主軸３２の回転軸線Ｌ１と平行な軸上においてＺ軸方向１３Ｚに移動可能に支持されている。ラム４２は、第２区画構造体２２を貫通しており、先端が加工領域１１Ａに配置されている一方、芯押台４０側の基端が非加工領域１１Ｃに配置されている。ラム４２は、先端にあって主軸３２の回転軸線Ｌ１と同軸上にセンタピボット４３を備えている。

一対の保持装置１３，１４は、主軸３２とラム４２とを対向させている。主軸３２及びラム４２の対向端部に設けられているコレットチャック３３２とセンタピボット４３とでワークＷの把持や開放を可能にしている。一対の保持装置１３，１４は、コレットチャック３３２とセンタピボット４３との間隔を狭くすることでワークＷを把持し、間隔を広げることでワークＷを開放する。コレットチャック３３２の中心軸と、センタピボット４３の中心軸とは回転軸線Ｌ１上に対向配置されている。本実施形態では、ワークＷは、例えば、複数のカムを並設したカムシャフトである。

つまり、主軸台３１は、主軸３２が主軸回転モータ３２Ｍにより駆動されて、主軸３２とラム４２との間に把持されるワークＷを回転軸線Ｌ１の周りで回転させる。
砥石装置１６は、ベッド１１上に配置され主軸３２の回転軸線Ｌ１に平行であるＺ軸方向１６Ｚに移動可能なＺ軸移動テーブル６０と、Ｚ軸移動テーブル６０上に配置されＸ軸方向１６Ｘに移動可能な砥石台６１とを有している。Ｚ軸移動テーブル６０及び砥石台６１は、モータにより回転されるボールねじとこれに螺合されるナット部とを有するボールねじ機構部（図示せず）の送り作用によって、Ｚ軸方向１６Ｚ及びＸ軸方向１６Ｘにそれぞれ移動させられるようになっている。具体的には、Ｚ軸移動テーブル６０は砥石Ｚ移動モータ６６（図２参照）の駆動によりＺ軸方向１６Ｚに移動させられ、砥石台６１は砥石Ｘ移動モータ６５（図２参照）の駆動によりＸ軸方向１６Ｘに移動させられる。

砥石台６１には、砥石軸６２がＺ−Ｘと平行な平面上においてワークＷの回転軸線Ｌ１に対して平行した砥石軸線Ｌ２の周りで回転可能に支持されている。砥石軸６２の先端には、砥石軸線Ｌ２を中心とした外周に研削面６３ａ，６３ｂを有する回転砥石６３が装着されている。砥石軸６２は砥石台６１に設置された砥石回転モータ６３Ｍにより駆動されて、回転砥石６３を砥石軸線Ｌ２の周りで回転させる。回転砥石６３は、研削面６３ａ，６３ｂのみ露出して回転砥石６３の後ろ部分（図１においてワークＷと反対側）を覆う砥石カバーが取り付けられていてもよい。

ドレッサ１５は、回転砥石６３の研削面６３ａ，６３ｂをドレス（ドレッシング）するドレス部材５２を備えている。ドレッサ１５は、保持装置１３の近傍であって、保持装置１３のＺ軸方向１３Ｚへの移動に干渉しない位置に設置されている。ドレッサ１５は、ドレッサモータ１５Ｍに接続されて回転軸線Ｌ１の周りに回転するスピンドル５３を備えている。ドレス部材５２は、スピンドル５３の先端に取り付けられている。ドレス部材５２は、円盤状を呈するとともに、スピンドル５３の先端において回転軸線Ｌ１と平行な回転軸線Ｌ３の周りに回転する。ドレス部材５２としては、例えばダイヤモンドの砥粒が埋め込まれたロータリドレッサが使用される。ドレッサ１５は、第１区画構造体２１を貫通しており、ドレス部材５２側が加工領域１１Ａに配置されている一方、ドレッサモータ１５Ｍ側が非加工領域１１Ｂに配置されている。

次に、図２を参照して、研削盤の電気的構成について説明する。
研削盤は、研削盤の動作を制御する制御装置８０を備える。制御装置８０は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されたマイクロコンピュータを含んで構成される。制御装置８０は、主軸回転モータ３２Ｍ、砥石回転モータ６３Ｍ、ドレッサモータ１５Ｍ、主軸移動モータ３０Ｍ、砥石Ｘ移動モータ６５、砥石Ｚ移動モータ６６を、目的の研削やドレッシング等が行えるように、同期させながら駆動する。

続いて、図３（ａ），（ｂ）を参照して、保持装置１３の先端部分の構造について詳しく説明する。
主軸３２の先端には同じ軸線を中心にして回転可能に把持部３３が接続されている。把持部３３は、主軸３２に接続される接続軸３３１と、ワークＷを把持するコレットチャック３３２とを備えている。コレットチャック３３２は、軸心の周囲に配置された複数の把持片３３３の中央にワーク支持孔３３４が設けられている。ワーク支持孔３３４は、複数の把持片３３３のそれぞれが中心に向けて押圧する力でワークＷを把持しつつ、回転軸線Ｌ１を回転中心として回転軸線Ｌ１の周りに回転する。Ｚ軸方向１３Ｚに対して、コレットチャック３３２の先端は、先端面３４２よりも長さＬ３４だけ加工領域１１Ａ側に突出している。長さＬ３４は、把持部カバー３４が近傍位置Ｐ１にあるとき、ドレッシング位置Ｐ３までよりもＺ軸方向１３Ｚに対して短い長さである。

主軸台３１の先端側にある把持部カバー３４は、第１区画構造体２１の区画壁２１１に貫通形成された区画壁２１１の孔としての主軸孔２１２に貫通配置されている。また、主軸台３１は、把持部カバー３４が主軸孔２１２を抜け出ない範囲でＺ軸方向１３Ｚに移動することができる。

主軸孔２１２の内周と把持部カバー３４の外周面３４１との間にはパッキン７０が設けられている。パッキン７０は無端円周状の輪であって、主軸孔２１２の内周に設けられることで、主軸孔２１２の内周と把持部カバー３４の外周面３４１との間に介在する。把持部カバー３４は、主軸台３１とともにＺ軸方向１３Ｚに移動すると、その外周面３４１がパッキン７０の内周を摺動して、主軸孔２１２を貫通している部分が移動する。つまり、把持部カバー３４は、Ｚ軸方向１３Ｚへの移動によって、加工領域１１Ａにある部分と非加工領域１１Ｂにある部分とが変化する。パッキン７０は、主軸孔２１２との間、及び把持部カバー３４との間にそれぞれ高い密閉性を確保している。つまり、把持部カバー３４は、加工領域１１Ａ側の部分と非加工領域１１Ｂ側の部分との間が高い密閉性で区画される。これによって、加工領域１１Ａ内のクーラント液や研ぎ屑等が把持部カバー３４の外周面３４１を介して非加工領域１１Ｂ側に侵入することが抑制される。

把持部カバー３４は、先端の一部を覆う先端面３４２にチャック孔３４３が設けられている。チャック孔３４３の内径Ｒ１は、コレットチャック３３２の外径Ｒ２よりも大きい。また、チャック孔３４３は、コレットチャック３３２の先端部分が挿通されている。チャック孔３４３と、コレットチャック３３２との間には、内径の大きさが外径Ｒ２、外径の大きさが内径Ｒ１である環状の隙間が形成される。よって、径方向における隙間の間隔は、チャック孔３４３の中心軸とコレットチャック３３２の中心軸とが一致していれば「（外径Ｒ２−内径Ｒ１）／２」になる。このように、把持部カバー３４のチャック孔３４３にコレットチャック３３２を挿通配置させることで、チャック孔３４３よりも小さい環状の隙間が維持される。よって、加工領域１１Ａ内の異物が環状の隙間を介して把持部カバー３４内へ侵入しづらいようになっている。

把持部カバー３４は、非加工領域１１Ｂにエア供給管７１が接続されている。エア供給管７１は、高圧のエアを把持部カバー３４内に供給する。把持部カバー３４は、基端３５が主軸台３１の接続部３６に気密性を有して固定されていることから、エア供給管７１から供給されたエアは、先端面３４２のチャック孔３４３とコレットチャック３３２との間の環状の隙間を通って加工領域１１Ａに排出される。加工領域１１Ａに排出されるエアの環状の隙間の所定の通過速度を確保することによって、環状の隙間にエアシールを形成し、加工領域１１Ａ内にあるクーラント液や研ぎ屑等の把持部カバー３４内への侵入を抑制することができる。把持部カバー３４内の基端にある主軸３２は、ベアリング等の軸受け機構にクーラント液や研ぎ屑等の異物が侵入すると回転に支障が生じるおそれがある。本実施形態によれば、小さい環状の隙間であるとともに、エアシールされていることから加工領域１１Ａ内にあるクーラント液や研ぎ屑等の把持部カバー３４内への侵入が抑制される。よって、加工領域１１Ａ内にある異物等が主軸３２の回転に支障を生じさせるおそれが抑制される。

ドレッサ１５は、ドレッサモータ１５Ｍが第１区画構造体２１の区画壁２１１に貫通形成されたドレッサ孔２１３にパッキン７３を介して貫通配置されている。よって、ドレッサモータ１５Ｍは、加工領域１１Ａに配置されている部分と非加工領域１１Ｂに配置されている部分とがドレッサ孔２１３によって区画されている。ドレッサ１５は、ドレス部材５２を加工領域１１Ａに配置させている。ドレス部材５２は、ドレッシング部分５４が外周に形成されており、ドレッシング部分５４は区画壁２１１から距離Ｌ５２だけ離れた加工領域１１Ａ内におけるドレッシング位置Ｐ３に配置される。この距離Ｌ５２は、保持装置１３が非加工領域１１Ｂ側に最も後退したとき、加工領域１１Ａ内でコレットチャック３３２の先端が配置される位置である近傍位置Ｐ１と区画壁２１１との間の距離Ｌ３３Ａよりも長い距離である。つまり、非加工領域１１Ｂから見て、ドレッシング位置Ｐ３は、近傍位置Ｐ１よりも加工領域１１Ａ内に進出している。

図４を参照して、研削盤の動作について説明する。
［ワーク把持］
保持装置１３を加工領域１１ＡからＺ軸方向１３Ｚに最も後退させた近傍位置Ｐ１に移動させる。そして、把持部３３のコレットチャック３３２にワークＷを挟み込む。それから把持部３３にワークＷを把持した状態で、保持装置１３を最も加工領域１１Ａに進出した位置である離間位置Ｐ２に向けてＺ軸方向１３Ｚに進出させる。保持装置１３は、近傍位置Ｐ１から離間位置Ｐ２までの間の位置であって、ワークＷの反対側の端部が保持装置１４のセンタピボット４３に押圧される位置で停止し、ワークＷが一対の保持装置１３，１４の間に支持される。

通常、主軸３２の延在方向における加工領域の大きさでワークＷが収容される大きさが規定される。把持部カバー３４の先端が２１１区画壁の近傍にある近傍位置Ｐ１まで、コレットチャック３３２等の把持部３３と共に加工領域１１Ａを非加工領域１１Ｂの方向に退避できる構成であることから、主軸３２の延在方向における加工領域１１Ａのほとんどの幅をワークＷの収容空間とすることができる。

つまり、保持装置１３は、Ｚ軸方向１３Ｚに進退するが、第１区画構造体２１の主軸孔２１２を離間位置Ｐ２から近傍位置Ｐ１までの範囲で進退するため、加工領域１１Ａの大きさは変化しない。加工領域１１Ａとしても、そこに要求される大きさを、保持装置１３の把持部カバー３４が最も後退した近傍位置Ｐ１にあるときに確保できる大きさに抑えることができる。これにより、加工領域１１Ａの大きさをコンパクト（小型）にすることができる。また、加工領域１１Ａがコンパクトにできれば、研削盤１０としてもその大きさの維持又は縮小が図られるようになる。このとき、近傍位置Ｐ１から離間位置Ｐ２までの距離Ｌを、ワークＷの着脱に必要最小限の長さにすれば、加工領域１１Ａの一層のコンパクト化（小型化）が図れる。

また、保持装置１３は、主軸孔２１２から抜け出ない位置まで把持部カバー３４を後退させることができる。本実施形態では、把持部３３を進退させる構造としても、Ｚ軸方向１３Ｚに、その構造上必要とされるが進退距離の延長には貢献しない無駄な長さを短い長さに抑えることができる。例えば、保持装置１３の一部が非加工領域１１Ｂから加工領域１１Ａに進出するとき、加工領域１１Ａに進出する部分を異物から保護するために蛇腹を用いる構造とすると、後退時に蛇腹の折り畳まれるひだが重なる距離がＺ軸方向１３Ｚに必要であるから、その折り畳まれた距離の分だけ加工領域１１Ａの拡大が必要になる。

［ワーク研削］
一対の保持装置１３，１４は、加工領域１１Ａ内に回転軸線Ｌ１の周りで回転可能にワークＷを保持する。なお、一対の保持装置１３，１４は、ワークＷをドレッサ１５のドレッシング部分５４よりもラム４２側に保持する。加工領域１１Ａ内にワークＷが配置されると、砥石装置１６は、回転砥石６３を待機位置（例えば、図１に示す位置）から加工位置に移動させる。続いて砥石装置１６は、回転砥石６３の研削面６３ａ，６３ｂをワークＷの研削対象部分に当接させることができるようにＺ軸方向１６Ｚへの移動、及び、Ｘ軸方向１６Ｘへの移動が行われる。砥石装置１６は、Ｚ軸方向１６Ｚへの移動、及び、Ｘ軸方向１６Ｘへの移動の組み合わせによって、ワークＷにおける加工対象部分に順次移動させられるとともに、研削に適切な位置に回転砥石６３が配置される。ワークＷの研削が終了すると、砥石装置１６は、Ｚ軸方向１６Ｚへの移動、及び、Ｘ軸方向１６Ｘへの移動の組み合わせによって回転砥石６３をワークＷから離間させるとともに、待機位置まで戻す。

ワークＷが回転砥石６３によって研削されるとき、加工領域１１Ａにはクーラント液が飛散するとともに、ワークＷの削り屑等が飛散する。こうした加工領域１１Ａ内の異物が保持装置１３，１４の機構に悪影響を与えないようにするため、保持装置１３は、第１区画構造体２１で区画された非加工領域１１Ｂに配置されており、保持装置１４は、第２区画構造体２２で区画された非加工領域１１Ｃに配置されている。保持装置１３は、把持部カバー３４やコレットチャック３３２の一部が加工領域１１Ａに配置され、保持装置１４は、ラム４２の一部が加工領域１１Ａに配置されているが、加工領域１１Ａと各非加工領域１１Ｂ，１１Ｃとの間に高い気密性が確保されることで加工領域１１Ａ内の異物の各非加工領域１１Ｂ，１１Ｃへの侵入が抑制される。よって、各保持装置１３，１４において異物の侵入による不具合の発生が抑制される。

また、研削盤１０は、ワークＷの研削時に必要な領域が加工領域１１Ａとして確保されることからワークＷの研削が可能であるとともに、一対の保持装置１３，１４にワークＷを着脱するためのスペースが加工領域１１Ａの拡大を伴わない保持装置１３の後退で済む。このため、加工領域１１Ａを研削に必要な必要最小限の大きさにすることが可能になる。

また、コレットチャック３３２は複雑な形状であるため、ここに気密性を確保することは容易ではないが、周囲に設けた把持部カバー３４と区画壁２１１との間に気密性を確保することで、非加工領域１１Ｂを加工領域１１Ａから隔離することができる。また、把持部カバー３４のチャック孔３４３とコレットチャック３３２との間に環状の隙間を確保するとともに、把持部カバー３４内に高圧のエアを供給することで、環状の隙間にエアシールドを形成して把持部カバー３４内に加工領域１１Ａの異物が侵入することを抑制することができる。つまり、把持部カバー３４内を加工領域１１Ａから隔離することができる。よって、主軸３２の回転に異物による不具合の生じるおそれが抑制される。

［ドレッシング］
保持装置１３を加工領域１１ＡからＺ軸方向１３Ｚに最も後退させた近傍位置Ｐ１に移動させる。近傍位置Ｐ１は、加工領域１１Ａ内においてドレッシング位置Ｐ３よりも区画壁２１１に近い位置である。そして、ドレッサ１５のドレッサモータ１５Ｍを駆動してドレス部材５２を回転させ、ドレス部材５２がドレッシング部分５４で回転砥石６３の研削面６３ａ，６３ｂのドレッシングの準備をする。

ドレッシング位置Ｐ３の区画壁２１１からの距離Ｌ５２は、研削面６３ａ，６３ｂの軸方向の厚みＤ６３よりも長い。これにより、回転砥石６３は、区画壁２１１に接触することなく、研削面６３ａ，６３ｂの厚みＤ６３の全幅をドレッサ１５でドレッシングすることができるようになっている。

砥石装置１６は、回転砥石６３を待機位置（例えば、図１に示す位置）から加工位置に移動させる。続いて砥石装置１６は、回転砥石６３の研削面６３ａ，６３ｂをドレッシング部分５４に当接させることができるようにＺ軸方向１６Ｚへの移動、及び、Ｘ軸方向１６Ｘへの移動が行われる。砥石装置１６は、Ｚ軸方向１６Ｚへの移動、及び、Ｘ軸方向１６Ｘへの移動の組み合わせによって、ドレッシング部分５４に対して研削面６３ａ，６３ｂを順次移動させるとともに、ドレッシングすることに適切な位置に研削面６３ａ，６３ｂを配置させる。研削面６３ａ，６３ｂのドレッシングが終了すると、砥石装置１６は、Ｚ軸方向１６Ｚへの移動、及び、Ｘ軸方向１６Ｘへの移動の組み合わせによって回転砥石６３をドレッシング位置Ｐ３から離間させるとともに、待機位置まで戻す。

ドレッサ１５が回転砥石６３をドレッシングすると、クーラント液やドレス部材５２や回転砥石６３の研ぎ屑等の異物が周囲に飛散する。特に、ドレス部材５２や回転砥石６３の回転面の延長される方向には、より多くの異物が飛散するため、その方向にある機器等は異物によって最も汚染されるようになる。その点、本実施形態では、把持部カバー３４の近傍位置Ｐ１がドレッシング位置Ｐ３よりも区画壁２１１側に後退していて、ドレス部材５２や回転砥石６３の回転面の延長される方向には、存在しない。これにより、クーラント液や研ぎ屑による把持部カバー３４の外周面３４１や把持部３３のコレットチャック３３２等の汚染も抑えられる。

また、把持部カバー３４が区画壁２１１を進退する構造にあっても、汚染が抑えられれば、把持部カバー３４の外周面３４１を介してドレッシングの際に生じた異物が非加工領域１１Ｂに侵入するおそれが少ない。さらに、把持部カバー３４が非加工領域１１Ｂに最大限引き込まれた近傍位置Ｐ１まで後退していれば、ドレッシングによって汚染された把持部カバー３４の外周面３４１がパッキン７０を介して非加工領域１１Ｂにさらに引き込まれることもない。これによっても、ドレッシングで発生した異物が非加工領域１１Ｂに侵入するおそれが少ない。

また、ドレッシングのとき、把持部カバー３４内に高圧のエアを供給することで、把持部カバー３４先端の環状の隙間にエアシールを形成してもよい。環状の隙間にエアシールが形成されれば、ドレッシングで発生した異物が把持部カバー３４内に侵入するとともに、この侵入した異物が主軸３２の軸受け３６ａ等に挟み込まれ、主軸３２の回転に悪影響を及ぼすことが防止される。

本実施形態の研削盤１０は、回転砥石６３を研ぐことまでも加味して、主軸３２の延在方向における加工領域１１Ａの大きさを、ワークＷの大きさに相当する大きさに止めることができる。そのため、加工領域１１Ａのコンパクト化を図ることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態の研削盤によれば、以下に記載するような効果が得られるようになる。
（１）主軸３２の延在方向における加工領域１１Ａの大きさは、加工対象となるワークＷが収容される大きさに通常設定される。把持部カバー３４の先端が区画壁２１１の近傍にある近傍位置Ｐ１まで、コレットチャック３３２等の把持部３３と共に加工領域１１Ａを非加工領域１１Ｂの方向に退避できる構成であれば、主軸３２の延在方向における加工領域１１Ａの幅をワークＷの収容空間とすることができる。そして、回転砥石６３を研ぐときには、把持部カバー３４の先端が近傍位置Ｐ１に位置するときの把持部カバー３４の先端、及び、把持部３３の先端よりも区画壁２１１から離れた位置でドレッサ１５が回転砥石６３を研ぐため、回転砥石６３を研ぐための空間を確保するために加工領域１１Ａを主軸３２の延在方向に拡張することも抑えられる。結果として、回転砥石６３を研ぐことまでも加味して、主軸３２の延在方向における加工領域１１Ａの大きさを、ワークＷの大きさに相当する大きさに止めることができる。そのため、加工領域１１Ａのコンパクト化を図ることが可能となる。

（２）把持部カバー３４が円筒状であれば、加工領域１１Ａに占有される把持部カバー３４の体積を最小限にすることができる。
（３）ドレッサ１５が回転砥石６３を研ぐことによってクーラント液や研ぎ屑等が飛散することに対し、把持部カバー３４が加工領域１１Ａ内でドレッサ１５が回転砥石６３を研ぐ位置よりも非加工領域１１Ｂ側である近傍位置Ｐ１にあるとともに、把持部３３の先端もドレッサ１５が回転砥石６３を研ぐ位置よりも非加工領域１１Ｂ側にある。このため、把持部カバー３４及び把持部３３がクーラント液や研ぎ屑等の飛散によって汚染されるおそれが抑制される。

（４）エア供給管７１から把持部カバー３４にエアを供給して把持部カバー３４のチャック孔３４３と把持部３３の先端との間にエアシールを形成することで、加工領域１１Ａにあるクーラント液や研ぎ屑等がチャック孔３４３から把持部カバー３４内に侵入して、主軸３２の回転等にトラブルを生じさせるおそれが抑制される。

（５）主軸３２の延在方向に対する回転砥石６３の全幅をドレッサ１５で研ぐことができる。
（６）区画壁２１１の主軸孔２１２と把持部カバー３４とがパッキン７０で密閉されることで、把持部カバー３４が区画壁２１１の主軸孔２１２を移動しても加工領域１１Ａ内にあるクーラント液や研ぎ屑等が区画壁２１１の主軸孔２１２を通って非加工領域１１Ｂに侵入することが防止される。

（その他の実施形態）
なお上記実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
［ワーク］
・上記実施形態では、ワークＷがカムを並設したカムシャフトである場合について例示したが、これに限らず、ワークは外周面を研削する必要のあるものであればよい。

［パッキン］
・上記実施形態では、加工領域１１Ａと非加工領域１１Ｂとの間をパッキン７０で摺動可能に密閉する場合について例示したが、チャック孔と把持部カバーの外周面との間の密閉性が確保されるのであればパッキン以外のシール部材で密閉されてもよい。

［ドレッシング位置］
・上記実施形態では、ドレッシング位置Ｐ３の区画壁２１１からの距離Ｌ５２が回転砥石６３の厚みＤ６３よりも厚い場合について例示した。しかしこれに限らず、区画壁がドレッシング位置で後退しているなどして、ドレッシング位置に砥石を研ぐことができる距離であれば、ドレッシング位置以外の部分において区画壁からの距離が砥石の厚みよりも短くてもよい。

［エア供給管］
・上記実施形態では、エア供給管７１から把持部カバー３４にエアを供給してエアシールを形成する場合について例示したが、これに限らず、把持部カバー内にエアが供給できるのであれば、エア供給管は把持部カバーのどこに接続されていてもよい。例えば、主軸台側からエア供給管が接続されてもよい。

［ドレッシングのカバー位置］
・上記実施形態では、ドレッシングの際、把持部カバー３４が近傍位置Ｐ１に配置される場合について例示したが、これに限らず、把持部カバーは、区画壁に近ければよい。

［把持部カバー］
・上記実施形態では、把持部カバー３４が円筒状である場合について例示したが、これに限らず、把持部カバーは、断面矩形状など断面多角形状の筒状であってもよい。

［近傍位置］
・上記実施形態では、近傍位置Ｐ１は把持部カバー３４の先端面３４２が区画壁２１１の近傍である位置の場合について例示した。しかしこれに限らず、Ｚ軸方向に対して、コレットチャックの先端がドレッシング位置に到達しなければ、近傍位置は、把持部カバーの先端面と区画壁とが重なる位置が含まれてもよい。また、近傍位置は、ドレッシング位置よりも区画壁に近い位置であってもよい。近傍位置がドレッシング位置よりも区画壁に近い位置にあれば汚染が軽減されるようになる。

１０…研削盤、１１…ベッド、１１Ａ…加工領域、１１Ｂ，１１Ｃ…非加工領域、１３…保持装置、１３Ｚ…Ｚ軸方向、１４…保持装置、１５…ドレッサ、１５Ｍ…ドレッサモータ、１６…砥石装置、１６Ｘ…Ｘ軸方向、１６Ｚ…Ｚ軸方向、２１…第１区画構造体、２２…第２区画構造体、３０…ワークテーブル、３０Ｍ…主軸移動モータ、３１…主軸台、３２…主軸、３２Ｍ…主軸回転モータ、３３…把持部、３４…把持部カバー、３５…基端、３６…接続部、３６ａ…軸受け、４０…芯押台、４２…ラム、４３…センタピボット、５２…ドレス部材、５３…スピンドル、５４…ドレッシング部分、６０…Ｚ軸移動テーブル、６１…砥石台、６２…砥石軸、６３…回転砥石、６３ａ，６３ｂ…研削面、６３Ｍ…砥石回転モータ、６５…砥石Ｘ移動モータ、６６…砥石Ｚ移動モータ、７０…パッキン、７１…エア供給管、７３…パッキン、８０…制御装置、２１１…区画壁、２１２…主軸孔、２１３…ドレッサ孔、３３１…接続軸、３３２…コレットチャック、３３３…把持片、３３４…ワーク支持孔、３４１…外周面、３４２…先端面、３４３…チャック孔、Ｗ…ワーク。

Claims

ワークが砥石で研削される領域である加工領域とそれ以外の領域である非加工領域とを区画する区画壁と、
前記区画壁の孔を通って前記非加工領域から前記加工領域に向けて延び、前記加工領域に位置する端に前記ワークを把持する把持部を備え、前記把持部を前記区画壁の孔を移動可能に構成された主軸と、
前記把持部を囲う筒状を有して前記孔を通るカバーであって、前記加工領域に位置する前記カバーの先端が、前記区画壁の近傍に位置する近傍位置と前記近傍位置よりも前記区画壁から離れた位置である離間位置との間を移動することを可能に、前記把持部と共に前記孔を移動可能に構成された前記カバーと、
前記孔の周囲に位置し、前記カバーが前記近傍位置に位置するときの前記カバーの先端、及び、前記把持部の先端よりも前記区画壁から離れた位置で前記砥石を研ぐドレッサとを備える
ことを特徴とする研削盤。
前記カバーは円筒状である
請求項１に記載の研削盤。
前記ドレッサが前記砥石を研ぐときに前記カバーの先端を前記近傍位置に位置させる
請求項１又は２に記載の研削盤。
前記カバーは、その先端に前記把持部の先端を露出させる大きさの先端孔を有するとともに、前記先端孔と前記把持部の先端との間にエアシールを形成するエアが供給される配管に接続されている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の研削盤。
前記ドレッサが前記砥石を研ぐ位置は、前記主軸の延在する方向において、前記近傍位置よりも前記砥石の厚さに対応する長さ以上、前記区画壁から離れた位置である
請求項１〜４のいずれか一項に記載の研削盤。
前記カバーの外周面と前記孔の内面との間を密閉し、前記カバーの外周面が摺動可能であるパッキンをさらに備える
請求項１〜５のいずれか一項に記載の研削盤。