JP2512667B2 - 研削機における砥石の取付け構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は研削機、とくに、鋼片
疵取り研削機などに代表される大型の重研削機における
砥石の取付け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の大型の重研削機では主軸に固定さ
れたフランジを介して砥石を主軸に取付けたり、主軸の
内部に装着されたプルトップクランプ機構によって砥石
を主軸に取付けていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鋼片疵取り研削機など
の大型の重研削機では砥石と主軸とを大きな伝達トルク
や苛酷な振動などの主軸が受ける苛酷な負荷条件に耐え
る結合構造によって結合する必要があるが、砥石と主軸
との結合状態を強化すると、機構が複雑化したり、砥石
の取付け作業および取外し作業が煩雑となったり、砥石
の自動交換が困難となる問題点がある。本発明は上記問
題点を解消することを課題とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の研削機における
砥石の取付け構造は、研削機本体の主軸には先方に向っ
て直径が漸減するテーパ面が外周面に形成されたスリー
ブを固定して主軸の軸端にはねじ孔とこのねじ孔の内端
に連接されたピン孔とを主軸の軸心と同心状に形成し、
前記テーパ面に密接可能なテーパ面状の周面を有する結
合孔が形成されたフランジと、このフランジに固定され
た砥石と、このフランジの中心部に軸方向への移動不能
に結合されて正逆に回転駆動される締結部材とを備え、
主軸の軸方向へ移動制御される砥石フランジユニットの
うちの前記締結部材には前記ねじ孔にねじ込まれるねじ
部と、このねじ部の外端に連接されて前記ピン孔に密嵌
状に嵌め込まれる芯出し部とを同心状に形成し、この芯
出し部を前記ピン孔に嵌め込み、前記ねじ部を前記ねじ
孔にねじ込んで前記締結部材を主軸の軸端に結合し、前
記スリーブを前記結合孔内に嵌込んで前記フランジを前
記スリーブに結合した状態で、前記砥石付きフランジユ
ニットを主軸に取外し可能に取付けた構成を有する。

【０００５】

【作用】上記した構成を有する砥石付きフランジユニッ
トを主軸に取付けるに際し、砥石付きフランジユニット
を主軸の軸方向へ移動させて締結部材を回転駆動する
と、締結部材の芯出し部が主軸のピン孔に嵌め込まれて
主軸と締結部材とが芯合わせされた状態で、締結部材の
ねじ部が主軸のねじ孔にねじ込まれて締結部材が主軸の
軸端に結合され、また、スリーブがフランジの結合孔内
に密嵌状に嵌め込まれた状態でフランジがスリーブに結
合されて砥石付きフランジユニットが主軸に固定され
る。

【０００６】

【発明の効果】本発明は前記したように構成したことに
よって、主軸と砥石付きフランジユニットとの結合強度
を強化および安定化して大きな伝達トルクを確保するこ
とができるとともに、主軸と砥石付きフランジユニット
との芯合わせを正確化して砥石付きフランジユニットの
取付け精度を良化することができる。また、砥石付きフ
ランジユニットを主軸に着脱して砥石を交換するので、
砥石の交換作業を簡易化することができるとともに、主
軸に特殊な機構を付加したり、主軸に特殊な加工を施す
必要がないので、砥石の取付け構造を簡易化することが
できる。また、締結部材を主軸の軸端に結合するに際
し、締結部材の芯出し部を主軸のピン孔に嵌め込みなが
ら締結部材のねじ部を主軸のねじ孔にねじ込むので、芯
出し部とピン孔とによって締結部材を主軸の軸方向へ案
内して締結部材と主軸とを芯合わせした状態でねじ部を
ねじ孔に無理なくねじ込むことができ、主軸への締結部
材の結合動作を円滑化して主軸への砥石付きフランジユ
ニットの取付け態様を常に適正化することができる。 従
って、締結部材の軸心と主軸の軸心とが位置ずれした状
態でねじ部がねじ孔にねじ込まれてねじ部やねじ孔が損
傷したり、砥石付きフランジユニットが主軸に不正状態
で取付けられる不具合を解消することができる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の１実施例を図面にしたがって
説明する。大型の重研削機が装設された研削加工室の床
面の上方に並行状に横架されて上面にレール２ａがそれ
ぞれ水平状に敷設された各１対の架構梁２にはレール２
ａによって案内されて研削加工位置と砥石交換位置とへ
移動制御される２台の研削機本体１がそれぞれ自走可能
に吊支されている。

【０００８】両架構梁２の下方には研削加工される角棒
状のワークＷを受承するワーク受け台３が架横台２と並
行に設置されている。

【０００９】各研削機本体１の下端にはモータによって
回転駆動される主軸８がそれぞれ水平状で上下動可能に
設置され、この各主軸８には砥石１０を備えた砥石付き
フランジユニット９がそれぞれ共転および取外し可能に
取付けられている。

【００１０】主軸８の軸端の軸心にはねじ孔１１と、こ
のねじ孔１１の内端に連接されてねじ孔１１の孔径より
縮小された孔径を有するピン孔１２とが形成されてい
る。

【００１１】主軸８の軸端にはキー１３によって回り止
めされてナット１４によって主軸８に固定されたスリー
ブ１５が嵌着され、このスリーブ１５には主軸８の軸端
に向って直径が漸減するテーパ面１６が外周面に形成さ
れた嵌合部１５ａと、この嵌合部１５ａの内端に連接さ
れたフランジ部１５ｂとが形成されている。

【００１２】砥石付きフランジユニット９は砥石１０
と、スリーブ１５を介して主軸８に着脱されるボス付き
円盤状のフランジ２０と、このフランジ２０にねじで締
結されてフランジ２０の先端の外周縁との間で砥石１０
を挟止する円環状の押えリング２１と、フランジ２０の
中心部に軸方向への移動不能で回転可能に結合された締
結部材２２と、フランジ２０にビス止めされて締結部材
２２を抜け止めする抜け止め板２３とを備えている。

【００１３】フランジ２０の中心部にはスリーブ１５の
嵌合部１５ａが密嵌状態で嵌め込まれる結合孔２４が凹
状に形成され、この結合孔２４にはスリーブ１５のテー
パ面１６のテーパ角度と等しいテーパ角度を有し、テー
パ面１６に密接状態で外接するテーパ面状の周面２４ａ
が形成され、フランジ２０の基端部付近には断面形状が
方形状の角胴部２５が形成されている。

【００１４】砥石付きフランジユニット９の締結部材２
２には、縦断面形状が正多角形状で抜け止め板２３の外
方へ突出された頭部２２ａと、フランジ２０の軸孔２０
ａおよび抜け止め板２３の孔部２３ａ内に摺転可能に嵌
挿されて軸方向へ抜け止めされた摺転部２２ｂと、主軸
８のねじ孔１１にねじ込まれるねじ部２２ｃと、このね
じ部２２ｃの外端に連接されて主軸８のピン孔１２内に
密嵌状に嵌め込まれるピン状の芯出し部２２ｄとが同心
状に形成されている。

【００１５】砥石付きフランジユニット９はフランジ２
０の結合孔２４内にスリーブ１５が密嵌状に押し込まれ
てスリーブ１５のテーパ面と結合孔２４の周面２４ａと
が圧接し、締結部材２２の芯出し部２２ｄが主軸８のピ
ン孔１２内に密嵌されてねじ部２２ｃが主軸８のねじ孔
１１にねじ込まれ、フランジ２０が締結部材２２によっ
てスリーブ１５に締結された状態で主軸８に取外し可能
に取付けられている。

【００１６】砥石付きフランジユニット９が主軸８に取
付けられた状態で締結部材２２をねじ部２２ｃが螺退す
る方向へ回転させて、締結部材２２を螺退させると、フ
ランジ２０が締結部材２２とともに螺退方向へ退動して
テーパ面１６と結合孔２４の周面２４ａとが切り離さ
れ、砥石付きフランジユニット９を主軸８から取外すこ
とができる。

【００１７】研削機本体１の主軸８に取付けられた砥石
付きフランジユニット９の砥石１０が損耗したときに使
用済みの砥石付きフランジユニット９を主軸８から取外
して未使用の砥石付きフランジユニット９を主軸８に取
付け、新旧の砥石１０を自動交換するために装設された
砥石交換装置Ａが通行する砥石交換用通路７０は各２台
の研削機本体１が走行する複数列の研削機本体用通路７
１の各端部付近とそれぞれ交差部７２で直交状に交差す
るように形成されている。

【００１８】砥石交換通路７０の床面上には各架構梁２
と直交する方向に沿って延長された横長状のベースフレ
ーム３１が設置され、このベースフレーム３１の左右の
枠杆３１ａの上面には１対のガイドレール３２が長手方
向に沿って平行状に敷設され、ベースフレーム３１の一
方の枠杆３１ａの内側面にはラックギヤ３３がガイドレ
ール３２と並行状に取付けられている。

【００１９】ベースフレーム３１上には両ガイドレール
３２によって案内されて砥石交換通路７０を走行する走
行台車３０が乗置され、走行台車３０のコーナ部にはガ
イドレール３２の両側面に摺接して転動する２対の横ガ
イドローラ３４と、ガイドレール３２の上面に摺接して
転動する１対の縦ガイドローラ３５とがそれぞれ回転可
能に軸支されている。

【００２０】走行台車３０の上面には正逆に回転制御さ
れる走行用モータ３６と、この走行用モータ３６の出力
軸に連結された減速機３７とが取付けられ、この減速機
３７の出力軸には前記ラックギヤ３３に噛合されたピニ
オン３８が嵌着されている。

【００２１】走行台車３０上には１対の支持フレーム３
９が並行状に立設され、片側の支持フレーム３９には減
速機４１が上端に結合された旋回用モータ４０が減速機
４１を介して取付けられ、減速機４１の出力軸にはウォ
ームギヤが嵌着されている。

【００２２】両支持フレーム３９の上端にはこの両支持
フレーム３９に取付けられた１対の軸受けによって両端
支持された旋回軸４２が主軸９と並行な状態で回転可能
に横架され、この旋回軸４２の一端には前記ウォームギ
ヤに噛合されたウォームホイールが嵌着され、旋回軸４
２は旋回用モータ４０によって９０°乃至１８０°の割
出し角度で回転駆動される。

【００２３】旋回軸４２にはこの旋回軸４２にボールス
プラインによって結合されたスライダ４３が共転可能で
軸方向へのスライド可能に嵌装されるとともに、旋回軸
４２には軸方向へのスライダ４３の移動によって相対的
に伸縮する１対のじゃばら４４が外嵌されている。

【００２４】スライダ４３には旋回軸４２の軸心を中心
とする円の半径方向へ延出されて１８０°の回転対称位
置に配設された１対の旋回アーム４５の基端部が固定さ
れ、この両旋回アーム４５は砥石交換時には旋回軸４２
の上下方で直立して静止し、砥石搬送時には旋回軸２８
の両側方で横倒して静止するように旋回用モータ４０に
よって回動制御される。

【００２５】スライダ４３にはエア圧で作動してスライ
ダ４３および両旋回アーム４５を軸方向へ押動する押動
シリンダ４６が共動可能に取付けられている。

【００２６】押動シリンダ４６はスライダ４３に旋回軸
４２と並行に固定されたシリンダ本体４６ａと、このシ
リンダ本体４６ａを貫通して両支持フレーム３９間に軸
方向への移動不能で旋回軸４２の回りへの回動可能に横
架されたピストンロッド４６ｂとを備えている。

【００２７】押動シリンダ４６のシリンダ本体４６ａ内
の左右のエア室のうちの一方へエアを供給すると、シリ
ンダ本体４６ａがスライダ４３および両旋回アーム４５
とともに旋回用モータ４０に接近する方向若しくは旋回
用モータ４０から離れる方向へ水平移動する。

【００２８】両旋回アーム４２には正逆方向へ回転制御
されるねじ回しモータ５０と、このねじ回しモータ５０
に結合されて円筒状の出力軸５１ａを有する減速機５１
とがそれぞれ取付けられ、減速機５１には出力軸５１ａ
に一定限度以上の回転トルクが加えられたときに検出信
号を発信してねじ回しモータ５０の回転を停止させるト
ルクリミタが結合されている。

【００２９】減速機５１の出力軸５１ａにはこの出力軸
５１ａに貫挿された軸部５２ａと、この軸部５２ａの先
端に連接されて砥石付きフランジユニット９の締結部材
２２の頭部２２ａが共転可能に嵌め込まれるソケット５
２ｂと、軸部５２ａの基端に連接されたフランジ部５２
ｃとを有し、両旋回アーム４５の先端に水平状に設置さ
れた回転部材５２が軸方向へのスライド可能で共転可能
に結合され、軸部５２ａの先端付近には減速機５１とソ
ケット５２ｂとの間に介装されたスプリング５３が嵌装
されている。

【００３０】回転部材５２は砥石交換時に旋回アーム４
５が旋回軸４２の上方で直立して静止した状態では主軸
８の先方に主軸８と同心状態で対置される。

【００３１】減速機５１の後端面に回転部材５２のフラ
ンジ部５２ｃを包囲して取付けられたブラケット５４に
はフランジ部５２ｃの位置を検出する近接スイッチ５５
が取付けられている。

【００３２】両旋回アーム４５の先端の前側面にはエア
圧で作動するクランプシリンダ５６と、前後１対のガイ
ド片５７ａを有し、クランプシリンダ５６の上方に設置
されたクランプガイド５７とが取付けられている。

【００３３】クランプガイド５７の前後ガイド片５７ａ
間にはクランプガイド５７を貫通する１対の支持ピン５
９が下端部にそれぞれ貫挿された左右１対のクランプ部
材５８が回転部材５２の軸心と平行な軸線を搖動支点と
する搖動動作可能で相対向状に設置され、この両クラン
プ部材５８の先端部には砥石付きフランジユニット９の
フランジ２０の角胴部２５を両側から回転不能にクラン
プし、若しくは解放する掴み部５８ａがそれぞれ形成さ
れている。

【００３４】両クランプ部材５８の下部には下端部がそ
れぞれクランプシリンダ５６のピストンロッド５６ａの
上端に連結された１対のリンク６０の上端部がそれぞれ
連結され、クランプシリンダ５６のピストンロッド５６
ａが反フランジ１０側へ退動したときには両クランプ部
材５８がそれぞれ接近方向へ搖動してフランジ２０の角
胴部２５が両クランプ部材５８の掴み部５８ａによって
回転不能に把持されて砥石付きフランジユニット９が旋
回アーム４５に結合される。

【００３５】クランプシリンダ５６のピストンロッド５
６ａがフランジ２０側へ進動したときには両クランプ部
材５８がそれぞれ離隔方向へ搖動してフランジ２０の角
胴部２５が解放され、砥石付きフランジユニット９が旋
回アーム４５から切り離される。

【００３６】砥石交換装置Ａが通行する砥石交換用通路
７０の一端部の近傍に設置されたストック台６５の上端
には研削機本体１の主軸８の軸端と等しい形状の軸端に
スリーブ１５と等しい形状のスリーブを取付けた構造を
有し、走行台車３０の走行方向に沿って横一列に配列さ
れた複数個のダミー軸６６が取付けられている。

【００３７】各ダミー軸６６の軸心の高さは旋回アーム
４５が旋回軸４２の上方で直立した砥石交換時の回転部
材５２およびフランジ１０の軸心の高さと等しい高さに
設定され、各ダミー軸６６には使用済み若しくは未使用
の砥石付きフランジユニット９が取外し可能に取付けら
れる。

【００３８】砥石交換装置Ａは両旋回アーム４５がそれ
ぞれ水平姿勢で保持され、両旋回アム４５のうちの一方
の旋回アーム４５にはストック台６５のダミー軸から受
取った未使用の砥石付きフランジユニット９が結合され
て他方の旋回アーム４５には砥石付きフランジユニット
９が結合されていない状態で砥石交換用通路７０を走行
し、砥石交換用通路７０と研削機本体用通路７１との交
差部７２付近へ移動した研削機本体１の正面で停止す
る。

【００３９】研削機本体１の主軸８に取付けられた砥石
付きフランジユニット９を交換するに際し、砥石付きフ
ランジユニット９が結合されていない旋回アーム４５が
交換位置へ回動して静止した状態で、押動シリンダ４６
が作動して旋回アーム４５が主軸８側へ進動し、また、
ねじ回しモータ５０が起動されて回転部材５２が締結部
材２２を螺退させる方向へ回転する。

【００４０】旋回アーム４５が進動端へ進動すると、ク
ランプシリンダ５６が作動してフランジ２０が両クラン
プ部材５８によってクランプされるとともに、回転部材
５２が回転しながら進動して締結部材２２の頭部２２ａ
がソケット５２ｂ内に嵌め込まれ、押動シリンダ４６が
作動を停止する。この状態で、締結部材２２が螺退方向
へ回転してフランジ２０とともに退動し、締結部材２２
のねじ部２２ｃが螺退してねじ孔１１内から脱出し、フ
ランジ２０がスリーブ１５から徐々に切り離される。

【００４１】締結部材２２のねじ部２２ｃがねじ孔１１
内から脱出すると、近接スイッチ５５の検出信号によっ
てねじ回しモータ５０が回転を停止し、押動シリンダ４
６が作動して旋回アーム４５が主軸８から離れる方向へ
砥石付きフランジユニット９が結合された状態で退動
し、砥石付きフランジユニット９が主軸８から取外され
て旋回アーム４５に結合される。

【００４２】砥石付きフランジユニット９はフランジ２
０の角胴部２５が両クランプ部材５８によって掴持さ
れ、締結部材２２の頭部２２ａが回転部材５２のソケッ
ト５２ｂ内に嵌め込まれた状態で旋回アーム４５に結合
される。

【００４３】主軸８に取付けられた使用済みの砥石付き
フランジユニット９が一方の旋回アーム４５に結合され
ると、旋回用モータ４０が起動されて未使用の砥石付き
フランジユニット９が結合された他方の旋回アーム４５
が交換位置へ回動し、未使用の砥石付きフランジユニッ
ト９が主軸９の正面へ旋回する。

【００４４】この状態で、押動シリンダ４６が作動して
旋回アーム４５が砥石付キフランジユニット９とともに
主軸８側へ進動し、ねじ回しモータ５０が起動されて回
転部材５２が締結部材の螺進方向へ回転する。

【００４５】回転部材５２が回転した状態で旋回アーム
４５が進動すると、フランジ２０の結合孔２４内にスリ
ーブ１５が嵌め込まれて締結部材２２のねじ部２２ｃが
ねじ孔１１にねじ込まれ、芯出しピン２２ｄがピン孔１
２内に嵌め込まれる。

【００４６】締結部材２２のねじ部２２ｃが螺進端へね
じ込まれると、ねじ回しモータ５０がトルクリミタの検
出信号によって回転を停止し、結合孔２４内にスリーブ
１５が喰い込み状に押し込まれてフランジ２０の結合孔
２４の周面２４ａがスリーブ１５のテーパ面１６に圧接
し、フランジ２０が締結部材２２によって主軸８に締結
され、砥石付きフランジユニット９が主軸８に結合され
る。

【００４７】この状態で、クランプシリンダ５６が作動
してフランジ２０が両クランプ部材５８から解放される
とともに、押動シリンダ４６が作動して旋回アーム４５
が砥石付きフランジユニット９を残して退動端へ退動
し、砥石交換動作が完了する。

【００４８】続いて、上記した構成をもつ実施例の作用
と効果を説明する。本例では研削機本体１の主軸８には
先方に向って直径が漸減するテーパ面１６が外周面に形
成されたスリーブ１５を固定して主軸８の軸端にはねじ
孔１１とこのねじ孔１１の内端に連接されたピン孔１２
とを主軸８の軸心と同心状に形成し、前記テーパ面１６
に密接可能なテーパ面状の周面２４ａを有する結合孔２
４が形成されたフランジ２０と、このフランジ２０に固
定された砥石１０と、このフランジ２０の中心部に軸方
向への移動不能に結合されて正逆に回転駆動される締結
部材２２とを備え、主軸８の軸方向へ移動制御される砥
石フランジユニット９のうちの締結部材２２には前記ね
じ孔１１にねじ込まれるねじ部２２ｃと、このねじ部２
２ｃの外端に連接されて前記ピン孔１２に密嵌状に嵌め
込まれる芯出し部２２ｄとを同心状に形成し、この芯出
し部２２ｄを前記ピン孔１２に嵌め込み、前記ねじ部２
２ｃを前記ねじ孔１１にねじ込んで締結部材２２を主軸
８の軸端に結合し、スリーブ１５を結合孔２４内に嵌め
込んでフランジ２０をスリーブ１５に結合した状態で、
砥石付きフランジユニット９を主軸８に取外し可能に取
付けてある。

【００４９】このため、主軸８と砥石付きフランジユニ
ット９との結合強度を強化および安定化して、大きな伝
達トルクを確保することができるとともに、主軸８と砥
石付きフランジユニット９との芯合わせを正確化して砥
石付きフランジユニット９の取付け精度を良化すること
ができる。

【００５０】また、砥石付きフランジユニット９を主軸
８に着脱して砥石１０を交換するので、砥石１０の交換
作業を簡易化することができるとともに、主軸に特殊な
機構を付加したり、主軸８に特殊な加工を施す必要がな
いので、砥石１０の取付け構造を簡略化することができ
る。また、締結部材２２を主軸８の軸端に結合するに際
し、締結部材２２の芯出し部２２ｄを主軸８のピン孔１
２に嵌め込みながら締結部材２２のねじ部２２ｃを主軸
８のねじ孔１１にねじ込むので、芯出し部２２ｄとピン
孔１２とによって締結部材２２を主軸８の軸方向へ案内
して締結部材２２と主軸８とを芯合わせした状態でねじ
部１１をねじ孔２２ｃに無理なくねじ込むことができ、
主軸８への締結部材２２の結合動作を円滑化して主軸８
への砥石付きフランジユニット９の取付け態様を常に適
正化することができる。 従って、締結部材２２の軸心と
主軸８の軸心とが位置ずれした状態でねじ部２２ｃがね
じ孔１１にねじ込まれてねじ部２２ｃやねじ孔１１が損
傷したり、砥石付きフランジユニット９が主軸８に不正
状態で取付けられる不具合を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示すもので、要部の側断面
図である。

【図２】研削機の側面図である。

【図３】研削機の正面図である。

【図４】砥石交換装置の側面図である。

【図５】砥石交換装置の正面図である。

【図６】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図７】砥石付きフランジユニットの側断面図である。

【図８】研削機本体および砥石交換装置の通路を示す平
面図である。

【符号の説明】

１ 研削機本体 ８ 主軸 ９ 砥石付きフランジユニット １０ 砥石 １１ ねじ孔 １５ スリーブ １６ テーパ面 ２０ フランジ ２２ 締結部材 ２４ 結合孔 ２４ａ 周面 Ａ 砥石交換装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研削機本体の主軸には先方に向って直径
   が漸減するテーパ面が外周面に形成されたスリーブを固
   定して主軸の軸端にはねじ孔とこのねじ孔の内端に連接
   されたピン孔とを主軸の軸心と同心状に形成し、前記テ
   ーパ面に密接可能なテーパ面状の周面を有する結合孔が
   形成されたフランジと、このフランジに固定された砥石
   と、このフランジの中心部に軸方向への移動不能に結合
   されて正逆に回転駆動される締結部材とを備え、主軸の
   軸方向へ移動制御される砥石付きフランジユニットのう
   ちの前記締結部材には前記ねじ孔にねじ込まれるねじ部
   と、このねじ部の外端に連接されて前記ピン孔に密嵌状
   に嵌め込まれる芯出し部とを同心状に形成し、この芯出
   し部を前記ピン孔に嵌め込み、前記ねじ部を前記ねじ孔
   にねじ込んで前記締結部材を主軸の軸端に結合し、前記
   スリーブを前記結合孔内に嵌め込んで前記フランジを前
   記スリーブに結合した状態で、前記砥石付きフランジユ
   ニットを主軸に取外し可能に取付けたことを特徴とする
   研削機における砥石の取付け構造。