JP2020044644A - 研削盤の振止め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークを円周上の少なくとも３点で支持することでワークの撓みや芯振れを確実に防ぐと共に、ワークの取付けや取外しを容易に行える研削盤の振止め装置を提供する。【解決手段】断面円形の長尺のワークＷの中途位置を回転可能に支持し、ワークＷの外周面を砥石２６で研削加工する研削盤の振止め装置であって、砥石２６が圧接されるワークＷの研削点Ｗ４とワークＷの回転中心Ｗ０とを結ぶ水平線ＨＬ上から外れた円周上の少なくとも３点でワークＷを支持し、３点のうち、第１及び第２の支持点Ｗ１，Ｗ２が水平線ＨＬ上より下方であって、ワークＷの回転中心Ｗ０を通る鉛直線ＶＬの両側にそれぞれ位置し、第３の支持点Ｗ３が水平線ＨＬ上より上方であって、鉛直線ＶＬに対して研削点Ｗ４とは反対側に位置し、且つ第３の支持点Ｗ３でワークＷを弾性的に押圧支持する。【選択図】図３

Description

本発明は、加工動作中のワークの中途部を支持する振止め装置に関し、特にワークの外径の寸法精度を整えるためにワークの外周面を研削加工し、あるいはワークの外周面に螺旋状のねじ溝を研削加工する研削盤における振止め装置に関する。

ねじ軸研削盤などにおいて、断面円形の長尺のワークを研削する場合、両端で支持した加工中のワークのたわみや芯振れを防ぐため、ワークの中途位置を支持する振止め装置が用いられる(特許文献１)。この振止め装置１は、例えば図７に示すように、ベース部２にワーク３を上下から挟むように上部アーム４と下部アーム５が枢着され、ワーク３の正面中央部に当接する中央アーム６が出入可能にベース部２の正面に装着され、これら３つのアーム４，５，６によって研削作業の支障とならないように、ワーク３が円周方向の３点で支持される。７は上部アームクランプノブ、８は中央アームクランプノブ、９は下部アームクランプノブである。ワーク３は上部アーム４を取り外した状態で研削盤本体にセットされ、ワーク３のセット後に再度上部アーム４が取付けられる。ワーク３の芯合わせは、下部アーム５の上下方向調整ネジ１０によって下部アーム５を上下に微動回転させると共に、前後方向調整ネジ１１によって中央アーム６を前後に出入りさせて行う。芯合わせ終了後は、ベース部２上部の調整ネジ１２により上部アーム４でワーク３を軽く押え付けて各クランプノブ７，８，９で上部、中部および下部の各アーム４，６，５を固定する。

砥石１３は、振止め装置１の反対側に配置され、ワーク３の横方からワーク３を挟み込むようにしてねじ軸を研削加工する。

特許文献１に記載された振止め装置１によれば、ワーク３を上部、中部、下部の三方からしっかりと支持しながらねじ軸の研削加工を行なうことができる。しかしながら、ワーク３の取付け及び取外しの際には、その都度上部アーム４を取外し及び取付ける必要があるため、手数が掛かるといった問題があった。

特開平７−３０８８３６号公報の図６

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ワークを円周上の少なくとも３点で支持することでワークの撓みや芯振れを確実に防ぐと共に、ワークの取付けや取外しを容易に行えるようにした振止め装置を提供することを目的とする。

本発明における研削盤の振止め装置は、断面円形の長尺のワークの中途位置を回転可能に支持し、ワークの外周面を砥石で研削加工する研削盤における振止め装置であって、
砥石が圧接されるワークの研削点とワークの回転中心とを結ぶ水平線上から外れた円周上の少なくとも３点でワークを支持し、前記３点のうち、第１及び第２の支持点が前記水平線上より下方であって、ワークの回転中心を通る鉛直線の両側にそれぞれ位置し、第３の支持点が前記水平線上より上方であって、前記鉛直線に対して研削点とは反対側に位置し、且つ前記第３の支持点でワークを弾性的に押圧支持する。

本発明に係る研削盤の振止め装置によれば、ワークを円周上の少なくとも３点で支持することでワークの撓みや芯振れを確実に防ぐと共に、振止め装置へのワークの取付けや取外しを容易に行うことができる。

本発明の振止め装置を備えた研削盤の正面図である。 本発明の第１実施形態に係る振止め装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る振止め装置の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る振止め装置の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る振止め装置の正面側の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る振止め装置の側面側の断面図である。 従来における振止め装置の一例を示す断面図である。

以下、発明の振止め装置について、図面を参照しながら実施形態に基づいて説明する。なお、図面は、振止め装置、振止め装置の構成部材、および振止め装置の周辺部材を模式的に表したものであり、これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、重複説明は適宜省略する。

図１には本発明の振止め装置を備えたねじ溝研削盤２０の一例が示されている。このねじ溝研削盤２０は、ベッド２１上に載置されたテーブル２２と、テーブル２２の一端側に設置された主軸台２３と、テーブル２２の他端側に設置された心押台２４とを備える。前記主軸台２３には先端部に主軸センタ２３ａを固着した主軸２３ｂが軸承され、前記心押台２４には液圧シリンダによって進退可能な心押台センタ２４ａが設けられている。

断面形状がほぼ円形の細長いワークＷは、テーブル２２上に設置された主軸台２３の主軸センタ２３ａと、心押台２４の心押台センタ２４ａとによって両端が支承され、中間部が一又は二以上の振止め装置２５によって回転可能に支持されている。なお、ワークＷの外周面にねじ溝を研削加工する砥石２６はテーブル２２のほぼ中央部に配置され、テーブル２２に対して直交する方向に移動可能であり、ワークＷの外周面をほぼ真横から圧接して研削を行なう。

図２及び図３には本発明の第１実施形態に係る振止め装置２５が示されている。この振止め装置２５は、ベース部材２７の上面に固定される下部支持部材２８と、下部支持部材２８の上方に配置され、下部支持部材２８に弾性的に取付けられる上部支持部材２９とを備え、下部支持部材２８の先端側に有する第１支持面２８ａ及び第２支持面２８ｂと、上部支持部材２９の先端側に有する第３支持面２９ｄとで、ワークＷの円周上の３点を支持するものである。

下部支持部材２８は、先端側に前記第１支持面２８ａと第２支持面２８ｂがＶ字状に形成されたＶブロックからなる。第１支持面２８ａと第２支持面２８ｂは、ほぼ直方体形状からなるＶブロックの上面２８ｃの一部をＶ字状に凹設することにより形成され、砥石２６が圧接するワークＷの研削点Ｗ４とワークＷの回転中心Ｗ０とを結ぶ水平線ＨＬより下方に位置している。したがって、第１支持面２８ａと接触するワークＷの第１の支持点Ｗ１及び第２支持面２８ｂと接触するワークＷの第２の支持点Ｗ２は、共に前記水平線ＨＬより下方に位置することになる。また、第１支持面２８ａと第２支持面２８ｂは、ワークＷの回転中心Ｗ０を通る鉛直線ＶＬの左右にそれぞれ位置し、第１支持面２８ａと第２支持面２８ｂの斜面の角度は左右同じである。

一方、上部支持部材２９は、下部支持部材２８の上方に配置され、下部支持部材２８の上面２８ｃと平行な下面２９ｂを有する。上部支持部材２９は、下部支持部材２８の上面２８ｃとの間に一定幅の空間部３０を有して配置され、互いに平行な一対のピン３１と、弾性圧調整機構３２とによって下部支持部材２８に弾性的に取付けられている。一対のピン３１は、ピンの上部と下部が上部支持部材２９の下面２９ｂと下部支持部材２８の上面２８ｃとに設けられた孔部にそれぞれ嵌り込むことで、上部支持部材２９と下部支持部材２８とを連結している。一対のピン３１によって、下部支持部材２８に対する上部支持部材２９の位置ずれが防止される。また、上部支持部材２９の上下動をスムーズにするため、上部支持部材２９の孔部には無給油ブッシュ３３が装着されている。

弾性圧調整機構３２は、ばね圧調整板３４と、ばね圧調整板３４と上部支持部材２９との間に配置される一対の第１圧縮コイルばね３５と、上部支持部材２９と下部支持部材２８との間に配置される一対の第２圧縮コイルばね３６と、第１圧縮コイルばね３５及び第２圧縮コイルばね３６のばね圧を調整するばね圧調整部５４と、を備える。前記第１圧縮コイルばね３５は、ばね圧調整板３４の下面及び上部支持部材２９の上面２９ａに設けられた凹部３８ａ，３８ｂに、ばねの上部及び下部がそれぞれ嵌まり込んでいる。また、第２圧縮コイルばね３６は、上部支持部材２９の下面２９ｂ及び下部支持部材２８の上面２８ｃに設けられた凹部３８ｃ，３８ｄに、ばねの上部及び下部がそれぞれ嵌り込んでいる。一方、ばね圧調整部５４は、上下の圧縮コイルばね３５，３６及び上部支持部材２９を貫通する一対のねじ軸３７と、ねじ軸３７の上部にねじ止めされるナット４１と、を備えている。ねじ軸３７は、第１圧縮コイルばね３５及び第２圧縮コイルばね３６を介してばね圧調整板３４及び上部支持部材２９を貫通している。ねじ軸３７の上部と下部には雄ネジ部４０ａ，４０ｂが設けられており、下部の雄ネジ部４０ｂが下部支持部材２８の上面２８ｃの孔部３８ｄに設けられた雌ネジ部３９に螺合している。これによって、ねじ軸３７は下部支持部材２８に固定される。第１圧縮コイルばね３５及び第２圧縮コイルばね３６のバネ圧の調整は、ばね圧調整板３４から突出するねじ軸３７の上部の雄ネジ部４０ａにナット４１を締めることによって行われる。

上部支持部材２９の先端側にはワークＷ側に張り出した張出部２９ｃが設けられている。そして、この張出部２９ｃの下面にはワークＷの外周面に当接してワークＷを弾性的に押圧する前記第３支持面２９ｄが形成されている。この第３支持面２９ｄは、上部支持部材２９の下面２９ｂとの間に形成される段差２９ｅの上端から延びる上向き傾斜面である。第３支持面２９ｄの傾斜角度は特に限定されないが、この実施形態では第３支持面２９ｄがワークＷに接触する第３の支持点Ｗ３が、第１の支持点Ｗ１とワークＷの回転中心Ｗ０とを結ぶ直線Ｌ１を延ばした延長線Ｌ２上より僅かに鉛直線ＶＬ側に位置するように設定されている。すなわち、第３支持面２９ｄをそのまま上方に延ばした直線Ｌ３は、第１支持面２８ａをそのまま上方に延ばした直線Ｌ４と平行な直線Ｌ５に対して、内方に傾斜している。

そのため、振止め装置２５にワークＷを取付ける際には、下部支持部材２８の第１支持面２８ａと上部支持部材２９の第３支持面２９ｄとの間にワークＷを押し込むようにしてセットする。その際、前記弾性圧調整機構３２の作用によって上部支持部材２９が弾性的に上方にスライドすることでワークＷを所定位置で支持することが可能となる。また、ねじ溝加工が終了したワークＷを振止め装置２５から取り外す際には、ワークＷを引き出すことで、上部支持部材２９が弾性的に上方にスライドして第１支持面２８ａと第３支持面２９ｄとの間が広がり、容易に取り外すことが可能となる。

上記構成からなる振止め装置２５にあっては、下部支持部材２８と上部支持部材２９との間に押し込まれたワークＷを下部支持部材２８の第１支持面２８ａと第２支持面２８ｂとでワークＷの下側２点を支持する。第１支持面２８ａにおける第１の支持点Ｗ１と第２支持面２８ｂにおける第２の支持点Ｗ２は、ワークＷの回転中心Ｗ０を通る鉛直線ＶＬを挟んで左右対称位置にあり、且つ鉛直線ＶＬとのなす角度α１は約３０°である。

一方、上部支持部材２９は、第３支持面２９ｄにおける第３の支持点Ｗ３でワークＷの上側１点を弾性的に支持する。前記第３の支持点Ｗ３は、第１の支持点Ｗ１とワークＷの回転中心Ｗ０とを結ぶ直線Ｌ１の延長線Ｌ２上より鉛直線ＶＬ側に位置し、鉛直線ＶＬとのなす角度α２は約２０°である。

このように、振止め装置２５でワークＷの３点をしっかりと支持しながらねじ軸の研削加工を行なう。なお、第３支持面２９ｄによる押圧力は、弾性圧調整機構３２によって調整することができる。

図４には本発明に係る振止め装置の第２実施形態が示されている。この振止め装置２５’は、前記第１実施形態のものとは上部支持部材２９の第の３支持点Ｗ３’の位置が異なっている他はほぼ同様の構成からなるので、第１実施形態と同様の構成部材には同一の符号を用いることで、詳細な説明を省略する。

この実施形態では、上部支持部材２９に形成される第３支持面２９ｄの傾斜角度が前記第１実施形態のものより大きくなっている。すなわち、上部支持部材２９の下面２９ｂと第３支持面２９ｄとの間の段差２９ｅ’の高さが前記実施形態のものより小さい。そのため、この実施形態では、第３支持面２９ｄがワークＷに接触する第３の支持点Ｗ３’が、第１の支持点Ｗ１とワークＷの回転中心Ｗ０とを結ぶ直線Ｌ１の延長線Ｌ２上に位置するように設定されている。すなわち、第３支持面２９ｄをそのまま上方に延ばした第３支持面の延長線Ｌ３は、第１支持面２８ａをそのまま上方に延ばした第１支持面の延長線Ｌ４とほぼ平行になる。

そのため、この実施形態では、下部支持部材２８の第１支持面２８ａと上部支持部材２９の第３支持面２９ｄとが互いに平行な面となるので、振止め装置２５’にワークＷを取付ける際の作業及び振止め装置２５’からワークＷの取り外す際の作業がさらに容易となる。

なお、この実施形態ではワークＷの支持を確実にするために、下部支持部材２８がマグネットＶブロックによって構成されていることが望ましい。ねじ溝加工時にマグネットＶブロックを磁性化することで第１支持面２８ａ及び第２支持面２８ｂによるワークＷの支持を確実なものにすると共に、第３支持面２９ｄによる弾性的な押圧支持によって、ワークＷの外周面を３点でしっかり支持することができる。ねじ溝加工が終わったらマグネットＶブロックの磁性を切ることでワークＷの取り出しが容易となる。

図５及び図６には本発明に係る振止め装置の第３実施形態が示されている。この振止め装置２５”は、第１実施形態のものとは下部支持部材２８と上部支持部材２９との連結構造及び弾性調整機構が異なっている他はほぼ同様の構成からなる。したがって、第１実施形態と同様の構成部材には同一の符号を用いることで、詳細な説明を省略する。

この振止め装置２５”は、第１実施形態と同様、下部支持部材２８及び上部支持部材２９の一端側である先端側にワークＷを挟持するための第１支持面２８ａ、第２支持面２８ｂ及び第３支持面２９ｄを有する一方、下部支持部材２８及び上部支持部材２９の他端側である後端側が、一対の連結板５０と回転軸５１とによって連結された構造となっている。

前記一対の連結板５０は、下部支持部材２８及び上部支持部材２９の左右両側に配置される矩形状の平板からなり、下部支持部材２８の側面に穴付きボルト５２によって固定されている。前記回転軸５１は、上部支持部材２８を水平方向に貫通し、両端部が前記連結板５０に設けられた軸受け５３に回転可能に支持されている。したがって、上部支持部材２９は、下部支持部材２８に対して上記回転軸５１を支点として回動する。なお、軸受け５３としては、例えばラジアルベアリングなどが利用される。

この実施形態に係る弾性調整機構３２’は、ばね圧調整板３４と上部支持部材２９との間に配置される一対の第１圧縮コイルばね３５と、上部支持部材２９と下部支持部材２８との間に配置される一対の第２圧縮コイルばね３６とを備える。第１圧縮コイルばね３５及び第２圧縮コイルばね３６は、前記第１実施形態と同様のものであっても良い。第１圧縮コイルばね３５及び第２圧縮コイルばね３６は、同一の垂直線上に配置される。また、第１圧縮コイルばね３５及び第２圧縮コイルばね３６は、振止め装置２５”の前後方向の軸と平行に１個ずつが配置される。なお、一対の第１圧縮コイルばね３５及び一対の第２圧縮コイルばね３６は、互いに同一のばね圧を備えている。

第1実施形態と同様、前記第１圧縮コイル３５は、ばね圧調整板３４の下面及び上部支持部材２９の上面に設けられた凹部３８ａ，３８ｂに、ばねの上部及び下部がそれぞれ嵌まり込んでいる。また、第２圧縮コイルばね３６は、上部支持部材２９の下面及び下部支持部材２８の上面に設けられた凹部３８ｃ，３８ｄに、ばねの上部及び下部がそれぞれ嵌り込んでいる。

また、この実施形態に係る弾性調整機構３２’は、ばね圧調整部５４を備えている。このばね圧調整部５４は、前後に配置される一対の第１の圧縮コイルばね３５の中間位置及び前後に配置される一対の第２の圧縮コイルばね３６の中間位置に設けられる。このばね圧調整部５４は、上部支持部材２９を貫通してばね圧調整板３４と下部支持部材２８との間に掛け渡されるねじ軸３７と、ねじ軸３７の上部にねじ止めされるナット４１と、備えている。ねじ軸３７の上部と下部には雄ネジ部４０ａ，４０ｂが設けられており、下部の雄ネジ部４０ｂが下部支持部材２８の上面に設けられた雌ネジ部３９に螺合している。これによって、ねじ軸３７は下部支持部材２８に固定される。第１圧縮コイルばね３５及び第２圧縮コイルばね３６のバネ圧の調整は、ばね圧調整板３４の上方に突出するねじ軸３７の上部の雄ネジ部４０ａにナット４１を締めることによって行われる。上部支持部材２９には、ねじ軸３７が貫通する貫通孔５５が設けられる。この貫通孔５５の口径は、ねじ軸３７の直径より大きく、ねじ軸３７が遊びを持った状態で貫通している。なお、ばね圧調整板３４には、ねじ軸３７が貫通する貫通孔５６が設けられる。この貫通孔５６の口径は、前記上部支持部材２９に設けられた貫通孔５５と同様、ねじ軸３７の直径より大きく形成されていてもよい。

上記構成からなる振止め装置２５”にあっては、図５に示されるように、下部支持部材２８の第１支持面２８ａと上部支持部材２９の第３支持面２９ｄとの間にワークＷ’を矢印方向に押し込んでセットする際に、ワークＷ’の押込み力によって前記弾性圧調整機構３２’が作用し、第１圧縮コイルばね３５及び第２圧縮コイルばね３６のバネ圧に抗して上部支持部材２９が回転軸５１を支点として回動する。そして、二点鎖線で示したように、上部支持部材２９の先端側がワークＷ’により押し上げられることでワークＷ’がスムーズに所定位置にセットされる。弾性圧調整機構３２’のねじ軸３７は、上部支持部材２９の貫通孔５５を遊びが有る状態で貫通しているので、上部支持部材２９の回動がねじ軸３７によって制限を受けることがない。一方、ねじ溝加工が終了したワークＷを振止め装置２５”から取り外す際にも、ワークＷを引き出す際に、前記と同様、上部支持部材２９が回転軸５１を支点として回動することで、第１支持面２８ａと第３支持面２９ｄとの間が広がり、ワークＷを容易に取り外すことが可能となる。

上記の実施形態は、いずれもワークＷの外周面にねじ溝を研削する場合について説明したが、本発明の振止め装置はワークＷの円筒の寸法精度を整えるための円筒研削にも適用されるものである。

２０ ねじ溝研削盤
２１ ベッド
２２ テーブル
２３ 主軸台
２３ａ 主軸センタ
２３ｂ 主軸
２４ 心押台
２４ａ 心押台センタ
２５，２５’，２５” 振止め装置
２６ 砥石
２７ ベース部材
２８ 下部支持部材
２８ａ 第１支持面
２８ｂ 第２支持面
２８ｃ 上面
２９ 上部支持部材
２９ａ 上面
２９ｂ 下面
２９ｃ 張出部
２９ｄ 第３支持面
２９ｅ，２９ｅ’ 段差
３０ 空間部
３１ 平行ピン
３２,３２’ 弾性圧調整機構
３３ 無給油ブッシュ
３４ ばね圧調整板
３５ 第１圧縮コイルばね
３６ 第２圧縮コイルばね
３７ ねじ軸
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ 凹部
３９ 雌ネジ部
４０ａ，４０ｂ 雄ネジ部
４１ ナット
５０ 連結板
５１ 回転軸
５２ 穴付きボルト
５３ 軸受け
５４ ばね圧調整部
５５ 上部支持部材の貫通孔
５６ ばね圧調整板の貫通孔
Ｗ ワーク
Ｗ１ 第１の支持点
Ｗ２ 第２の支持点
Ｗ３，Ｗ３’ 第３の支持点
Ｗ４ 研削点
Ｗ０ 回転中心
ＨＬ 水平線
ＶＬ 鉛直線
Ｌ１，Ｌ５ 直線
Ｌ２ 延長線
Ｌ３ 第３支持面の延長線
Ｌ４ 第１支持面の延長線

Claims (10)

1. 断面円形の長尺のワークの中途位置を回転可能に支持し、ワークの外周面を砥石で研削加工する研削盤の振止め装置であって、
   砥石が圧接されるワークの研削点とワークの回転中心とを結ぶ水平線上から外れた円周上の少なくとも３点でワークを支持し、
   前記３点のうち、第１及び第２の支持点が前記水平線上より下方であって、ワークの回転中心を通る鉛直線の両側にそれぞれ位置し、
   第３の支持点が前記水平線上より上方であって、前記鉛直線に対して研削点とは反対側に位置し、且つ前記第３の支持点でワークを弾性的に押圧支持する研削盤の振止め装置。
2. 前記第１の支持点が含まれる第１支持面と前記第２の支持点が含まれる第２支持面とを有する下部支持部材と、前記第３の支持点が含まれる第３支持面を有する上部支持部材と、前記下部支持部材と上部支持部材との間に設けられる弾性部材と、を備え、
   前記下部支持部材に前記上部支持部材が弾性的に取付けられる請求項１に記載の研削盤の振止め装置。
3. 前記下部支持部材は、前記第１支持面と第２支持面とでＶ字形状をなすＶブロックからなる請求項２に記載の研削盤の振止め装置。
4. 前記第３の支持点は、前記第１の支持点とワークの回転中心とを結ぶ直線上より鉛直線側に位置する請求項１に記載の研削盤の振止め装置。
5. 前記第３の支持点は、前記第１の支持点とワークの回転中心とを結ぶ直線上に位置する請求項１に記載の研削盤の振止め装置。
6. 前記下部支持部材と上部支持部材は、前記弾性部材を挟んで両支持部材の一端側に前記第１支持面〜第３支持面を有し、両部材の他端側に両者を連結する回転軸を有する請求項２に記載の研削盤の振止め装置。
7. 前記上部支持部材は、下部支持部材に対して回転軸を支点に回動する請求項６に記載の研削盤の振止め装置。
8. 前記下部支持部材と前記上部支持部材とは前記弾性部材を介して対向して配置され、両部材間にはばね圧調整部が設けられている請求項２又は６に記載の研削盤の振止め装置。
9. 前記ばね圧調整部は、前記上部支持部材を貫通して下部支持部材に固定されるねじ軸と、前記上部支持部材の上方でねじ軸にねじ止めされるナットと、を備える請求項８に記載の研削盤の振止め装置。
10. 前記上部支持部材には、ねじ軸が遊びを持った状態で貫通する貫通孔が設けられる請求項９に記載の研削盤の振止め装置。
    

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