JP2593425B2 - 反転可能な２軸を有する工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は主軸を十分に冷却することができ、これに
より経時的に変化しない安定した加工部品の形状精度が
得られる内面研削盤等の反転可能な２軸を有する工作機
械に関する。

背景技術 従来より、この種の工作機械としては図３に示すよう
に２つの主軸台1,2および砥石台3,4を備えるタイプの内
面研削盤（このタイプは同時２軸内面研削盤と称されて
いる。）が知られており、各主軸台1,2はそれぞれ回転
可能な主軸100,200を有し、両主軸100,200は先端に被加
工物をセットするためのチャック101,201を備えかつ互
いに平行に配置されている。

一方の砥石台３は第１の砥石300を、また他方の砥石
台４は第２の砥石400を備えており、第１の砥石300は一
方の主軸100の先端と対向し、かつ砥石台３が内蔵する
回転軸にクイルを介して取り付けられている一方、第２
の砥石400は他方の主軸200の先端と対向し、かつ砥石台
４が内蔵する回転軸にクイルを介して取り付けられてい
る。

両主軸台1,2はインデックスユニット５に装着されて
おり、このインデックスユニット５は両主軸台1,2の主
軸100,200を互いに反転（180度）させるもので、その反
転動作により、第１の砥石300と対向していた一方の主
軸100の先端は第２の砥石400と対向させ、また第２の砥
石400と対向していた他方の主軸200の先端は第１の砥石
300と対向させる。

なお、一方の砥石台３は図中矢印で示すSZ方向に移動
可能なSZテーブル６と、SX方向に移動可能なSXテーブル
７とにより、また他方の砥石台４はBZ方向に移動可能な
BZテーブル８と、BX方向に移動可能なBXテーブル９とに
より、その方向に移動できるように構成されている。ま
た、BXテーブル９とSXテーブル７は調整によりそれぞれ
BZ,SZの移動方向に対して任意に角度を設定できる。

この内面研削盤は、第１および第２の砥石300,400に
よる同時研削が可能であるとともに、特にインデックス
ユニット５の反転動作によるだけで、一方の主軸100に
セットした被加工物を第１の砥石300で研削した後、そ
のまま第２の砥石400でも研削でき、第１および第２の
砥石300,400による２工程の研削がワンチャッキング加
工となることから、研削部位の２カ所に高精度な同芯を
要する部品、例えば、穴部とその先端に円錐部と有する
燃料噴射ノズルのような被加工物を研削するのに好適で
ある。

また、第１および第２の砥石300,400による研削中に
おいて、各主軸100,200が加熱により伸びると、研削ポ
ジション（一方の主軸100に対する第１若しくは第２の
砥石300,400の位置、または他方の主軸200に対する第１
若しくは第２の砥石300,400の位置）が変化し、研削精
度に悪影響を及ぼすことから、第１および第２の砥石30
0,400により被加工物を研削するときは、主軸100,200の
上方より、その各主軸100,200の外周フレームに対して
冷却液を掛け、両主軸100,200を冷却する。

しかしながら、上記のような従来の内面研削盤にあっ
ては、両主軸100,200の冷却手段が、その上方より各主
軸100,200の外周フレームに対して冷却液を掛けるもの
であるため、冷却液が主軸100,200に直接掛かる部分が
少なく、冷却面積が小さいうえ、外周フレーム内には主
軸100,200の軸受が、またインデックスユニット５内に
は反転動作のための軸受が熱源として存在することか
ら、主軸100,200を十分に冷却することができない。

このため、主軸100,200の温度が次第に高くなり、主
軸100,200が徐々に伸びるとともに、この伸びにより研
削ポジション（一方の主軸100に対する第１の砥石300の
位置等）の変動が生じ、加工部品の形状精度が経時的に
変化し不安定なものとなるという不具合がある。

この発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは主軸を十分に冷却することができ、
これにより経時的に安定した加工部品の形状精度が得ら
れる内面研削盤等の反転可能な２軸を有する工作機械を
提供することにある。

発明の開示 上記目的を達成するために、この発明は、平行に配置
されかつ先端に被加工物がセットされる２つの主軸と、
この一方の主軸の先端と対向する第１の工具と、上記他
方の主軸と対向する第２の工具と、上記両主軸を反転さ
せるとともに、この反転により一方の主軸の先端は第２
の工具と対向させ、他方の主軸の先端は第１の工具の先
端と対向させる反転手段とを備える反転可能な２軸を有
する工作機械において、上記主軸の外周面に設けられか
つ冷却液が供給される冷却ジャケットと、上記両主軸と
一体に反転しかつその反転の中心軸線を挟んで対向する
位置に配設された一対の入出路と、この一方の入出路か
ら冷却ジャケットを中継して他方の入出路に接続された
接続パイプと、上記一方の入出路または他方の入出路に
冷却液を供給する冷却液供給手段とを設けたことを特徴
とする。

この発明によれば、冷却液供給手段から供給される冷
却液は、反転手段による反転前は一方の入出路から冷却
ジャケットを通過して他方の入出路に至るとともに、反
転後はそれとは逆に他方の入出路から冷却ジャケットを
通過して一方の入出路に至る。

また、このように流れる冷却液は、反転手段による反
転の前後を問わず、冷却ジャケットを通過する際、主軸
そのもの、および主軸の軸受等のように熱源となる部分
を冷却する。

図面の簡単な説明 図１は、この発明に係る反転可能な２軸を有する工作
機械の好適なものとしての内面研削盤の要部を示す平面
図である。

図２は、図１に示すＡ矢視図（ただし、主軸100につ
いては、軸受16部の断面を示す。）である。

図３は、従来の内面研削盤の平面図である。

発明を実施するための最良の形態 以下、この発明に係る反転可能な２軸を有する工作機
械の好適なものとして、内面研削盤の一実施例について
図１および図２を基に詳細に説明する。

なお、図１に示す内面研削盤の基本的な構成、例え
ば、２つの主軸台1,2および砥石台3,4を備えており、各
主軸台1,2は主軸100,200をそれぞれ有し、両主軸100,20
0は互いに平行に配置されていること、一方の砥石台３
は第１の砥石300を、また他方の砥石台４は第２の砥石4
00を有し、当初は第１の砥石300は一方の主軸100の先端
と対向し、第２の砥石400は他方の主軸200の先端と対向
していること、両主軸台1,2は反転手段としてインデッ
クスユニット５に装着されており、インデックスユニッ
ト５は両主軸台1,2の主軸100,200を反転させるものであ
ること等は従来例と同様であるため、それと同一部材に
は同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

同図に示す内面研削盤のＡ矢視図は図２（ただし、主
軸100については、軸受16部の断面を示す。）に示す如
く一方の主軸100とその外周フレーム102との間、並びに
他方の主軸200とその外周フレーム202との間に冷却ジャ
ケット10,11をそれぞれ有し、これらの冷却ジャケット1
0,11は主軸100,200の外周面に直接設けられ、かつ主軸1
00,200の外径に沿って環状に形成されており、また、こ
のような冷却ジャケット10,11には冷却液が供給され
る。

インデックスユニット５には一対の入出路12,13が設
けられており、この各入出路12,13はともに両主軸100,2
00と一体に反転するように設置されており、かつ主軸10
0,200の反転中心軸線O₁を挟んで上下に対向する位置に
配設されている。

つまり、一方の入出路12が主軸100,200の反転中心軸
線O₁より上方に位置するときは、他方の入出路13は反転
中心軸線O₁より下方に位置し、逆に一方の入出路12が反
転中心軸線O₁より下方に位置するときは、他方の入出路
13は反転中心軸線O₁より上方に位置するように構成され
ている。

一方の入出路12から冷却ジャケット10,11を介して他
方の入出路13に至る経路には接続パイプ14,14…が配設
されており、これらの接続パイプ14,14…は一方の入出
路12と冷却ジャケット10,11、および他方の入出路13と
冷却ジャケット10,11とを接続し、かつ一方の入出路12
から冷却ジャケット10,11を中継して他方の入出路13に
至るまでの一連の流路を形成する。

一方の入出路12または他方の入出路13の延長線上には
冷却液供給手段として冷却液供給パイプ15が配設されて
おり、この冷却液供給パイプ15の供給口15aは、当初は
一方の入出路12の開口端12aと対向しているが、インデ
ックスユニット５の反転動作により主軸100,200と一体
に入出路12,13が反転したときには、他方の入出路13の
開口端13aと対向するように設けられている。

次に、上記の如く構成された内面研削盤の動作につい
て図１および図２を基に説明する。

この内面研削盤によれば、一方の主軸100にセットし
た被加工物を第１の砥石300により、また他方の主軸200
にセットした被加工物を第２の砥石400により研削する
ときは、冷却液供給パイプ15から一方の入出路12に冷却
液を供給する。

上記の如く一方の入出路12に供給された冷却液は、接
続パイプ14,14を経て冷却ジャケット10,11に流入し、こ
の時点で、主軸100,200そのものを直接冷却し、かつ、
主軸100,200の軸受16等のように熱源となる部分の近傍
を冷却し、その後、冷却ジャケット10,11から接続パイ
プ14,14を経て他方の入出路13に到達し、この入出路13
から排出される。

また、第１および第２の砥石300,400による研削が終
了し、インデックスユニット５が作動すると、両主軸台
1,2の主軸100,200が互いに反転するとともに、この反転
と一体に両入出路12,13も反転し、両入出路12,13の位置
が逆転する。なお反転に要する時間は約0.5秒程度であ
る。

これにより、一方の主軸100にセットした被加工物は
第２の砥石400により、また、他方の主軸200にセットし
た被加工物は第１の砥石300により研削することが可能
となるとともに、冷却液供給パイプ15の供給口15aと他
方の入出路13の開口端13aとが対向し、冷却液供給パイ
プ15から他方の入出路13に冷却液を供給することが可能
となる。

その後、一方の主軸100にセットした被加工物を第２
の砥石400により、また他方の主軸200にセットした被加
工物を第１の砥石300により研削するときは、冷却液供
給パイプ15の供給口15aから他方の入出路13に冷却液を
供給する。

上記の如く他方の入出路13に供給された冷却液は、接
続パイプ14,14を経て冷却ジャケット10,11に流入し、上
記と同様に主軸100,200そのものを直接冷却し、かつ主
軸100,200の軸受等のように熱源となる部分の近傍を冷
却し、その後、冷却ジャケット10,11から接続パイプ14,
14を経て一方の入出路12に到達し、この入出路12から排
出される。

つまり、主軸100,200および主軸100,200の軸受等のよ
うに熱源となる部分は、反転の前後を問わず、いつでも
冷却ジャケット10,11を通過する冷却液により冷却され
る。

また、上記のように反転前の状態において冷却液の入
口であった一方の入出路12は反転後に冷却液の出口とな
り、また反転前の状態において冷却液の出口であった他
方の入出路13は反転後に冷却液の入口となることから、
一対の入出路12,13は冷却液の入口と出口を兼用するも
のであることが分かる。

したがって、上記実施例の内面研削盤によれば、冷却
ジャケットに供給される冷却液が、主軸そのもの、およ
び主軸の軸受等のように熱源となる部分の近傍を冷却す
るので、冷却面積が大きく、主軸を十分に冷却すること
ができる。

このため、主軸の温度上昇による伸びがなくなり、こ
れにより研削ポジション（一方の主軸に対する第１の砥
石の位置等）を常時一定に保つことができることから、
加工部品の形状精度が経時的に変化せず安定する。

また、この実施例の内面研削盤によると、冷却液供給
パイプから供給される冷却液は、インデックスユニット
による両主軸の反転前は一方の入出路から冷却ジャケッ
トを通過して他方の入出路に至るとともに、反転後はそ
れとは逆に他方の入出路から冷却ジャケットを通過して
一方の入出路に至るので、反転の前後を問わず、上記の
如く主軸を十分に冷却することができ、使い勝手が良
い。

なお、インデックスユニット５の作動中は、冷却水供
給口15aと入出路12は対向位置になく、冷却水が入出路1
2外へ流出するので、この間は冷却水供給パイプ15から
の冷却水を停止させた方がより好ましい。このような冷
却水の流出を防止するにはインデックス動作とタイミン
グを合わせて冷却水を停止させる弁を冷却水供給パイプ
15に設ければよい。

また、冷却液については冷却を兼ねた研削液や水は勿
論のこと、その他、冷却液として好ましい液体を適宜選
択して用いることができる。

この発明については、反転可能な２軸を有する工作機
械の好適なものとして、内面研削盤の一実施例につい
て、使用工具を砥石として説明したが、内面研削盤にこ
だわる必要はなく、外面や端面等の研削ができる研削盤
でも良い。さらに、使用工具をバイトやドリルに切り換
えることにより、旋盤等の切削機械にも応用できるもの
である。

産業上の利用可能性 この発明に係る内面研削盤等の反転可能な２軸を有す
る工作機械にあっては、上記の如く主軸の外周面に設け
られかつ冷却液が供給される冷却ジャケットを具備する
ため、冷却ジャケットに供給される冷却液が、主軸その
もの、および主軸の軸受等のように熱源となる部分の近
傍を冷却するので、冷却面積が大きく、主軸を十分に冷
却することができ、これにより、主軸の温度上昇による
伸び、およびその伸びによる研削ポジション（一方の主
軸に対する第１の砥石の位置等）の変動が防止され、加
工部品の形状精度が経時的に変化せず安定する。

また、この発明によれば、冷却液供給手段から供給さ
れる冷却液は、反転手段による反転前は一方の入出路か
ら冷却ジャケットを通過して他方の入出路に至るととも
に、反転後はそれとは逆に他方の入出路から冷却ジャケ
ットを通過して一方の入出路に至るので、反転の前後を
問わず、上記の如く主軸を十分に冷却することができ、
使い勝手が良いという利点もある。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平行に配置されかつ先端に被加工物がセッ
   トされる２つの主軸と、この一方の主軸の先端と対向す
   る第１の工具と、上記他方の主軸と対向する第２の工具
   と、上記両主軸を反転させるとともに、この反転により
   一方の主軸の先端は第２の工具と対向させ、他方の主軸
   の先端は第１の工具の先端と対向させる反転手段とを備
   える反転可能な２軸を有する工作機械において、 上記主軸の外周面に設けられかつ冷却液が供給される冷
   却ジャケットと、上記両主軸と一体に反転しかつその反
   転の中心軸線を挟んで対向する位置に配設された一対の
   入出路と、この一方の入出路から冷却ジャケットを中継
   して他方の入出路に接続された接続パイプと、上記一方
   の入出路または他方の入出路に冷却液を供給する冷却液
   供給手段とを設けたことを特徴とする反転可能な２軸を
   有する工作機械。
2. 【請求項２】冷却ジャケットは、主軸の外周面に沿っ
   て、直接に、環状に形成したことを特徴とする請求の範
   囲第１項記載の反転可能な２軸を有する工作機械。
3. 【請求項３】冷却液供給手段から供給される冷却液は、
   上方の入出路から上方の接続パイプを経て、冷却ジャケ
   ットに流入し、さらに、その冷却ジャケットから下方の
   接続パイプを経て、下方の入出路に排出する流路を形成
   することを特徴とする請求の範囲第１項記載の反転可能
   な２軸を有する工作機械。
4. 【請求項４】冷却ジャケットは、主軸の軸受部の外周に
   設けたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の反転可
   能な２軸を有する工作機械。
5. 【請求項５】工具は、砥石等の研削具であり、又は、バ
   イト等の切削具であることを特徴とする請求の範囲第１
   項記載の反転可能な２軸を有する工作機械。