JP2606737Y2 - 溝加工機における部品支持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、部品の回転軸外周面に
溝を加工するための溝加工機における部品支持装置関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の溝加工機における部品支持
装置としては、例えば図３，図４に示されているような
ものが知られている。図３において、溝加工機は、溝が
加工される部品Ｗを支持し、かつ回転させるための部品
支持装置５１と、加工工具、例えば回転する溝形砥石Ｔ
を部品Ｗの左側の回転軸５２ａの半径方向から接近離反
させる工具操作手段５３とを有する。

【０００３】部品支持装置５１には、図３の右方におい
て部品Ｗの回転軸５２ａと同心の右側の回転軸５２ｂを
その軸線上で左方へ押圧するとともに、心出しをして支
持するためのテールセンタ装置５４が設けられている。
このテールセンタ装置５４は、そのテールセンタ５４ａ
を油圧で軸方向に移動可能とされている。他方、図にお
ける左方にはテールセンタ装置５４の押圧力を部品Ｗの
回転軸５２ａを介して受け止め、かつ部品Ｗを回転させ
るためのストッパ５５が設けられている。

【０００４】このストッパ５５は、スピンドル５６に対
してそのテーパ面で心出しされるとともに、ボルト５７
により固定されて設けられている。また、部品Ｗにスピ
ンドル５６の回転を伝達させるために、図４にも示され
ているように、ストッパ５５の右側面にピン５８で位置
決めされ、かつボルト５９で固定されたドライブプレー
ト６０が設けられており、さらにこのドライブプレート
６０に設けられたドライブピン６１が前記回転軸５２ａ
の左側端面に設けられたピン穴６２に係合されている。
なお、ドライブプレート６０はストッパ５５の一部に切
削された凹溝６３に埋込まれている。

【０００５】さらに、スピンドル５６内には、スプリン
グセンタユニット６４が設けられている。このスプリン
グセンタユニット６４は、スピンドル５６のテーパ状内
孔に係合するテーパーシャンク状のセンタースリーブ６
５を有しており、このセンタースリーブ６５の内孔に
は、センタ６６が軸方向に摺動自在に支持されて設けら
れている。センタ６６の右端にはテーパ部６６ａが設け
られていて、回転軸５２ａ左端に設けられたテーパ穴に
係合して部品Ｗの心出しがされるようになっている。

【０００６】なお、テーパ部６６ａは前記ドライブプレ
ート６０と干渉しないように一部切り欠かれている。ま
た、センタースリーブ６５の内孔左端にはプラグ６７が
ねじ込まれていて、センタ６６左端に設けられた内孔６
６ｂとの間にスプリング６８，６９が設けられ、センタ
６６を常に右方へ付勢している。さらにセンタ６６の外
面円筒部には長溝７０が設けてあり、センタースリーブ
６５にねじ込まれたセットボルト７１の先端が係合する
ことにより、センタ６６の軸方向の移動を制限するとと
もに回り止めの役目もするようになっている。これによ
り、ストッパ５５が部品Ｗの回転軸５２ａの左端に当接
してテールセンタ装置５４の押圧力を受け止める前に、
回転軸５２ａの心出しが行なわれる。

【０００７】すなわち、上記構成においては、まず溝形
砥石Ｔがセンタ６６とテールセンタ５４ａのセンターラ
インから離反させた状態で、上記センタ６６とテールセ
ンタ５４ａ間に部品Ｗを上記センターラインに合わせる
ように搬入する。そして、テールセンタ装置５４により
テールセンタ５４ａを部品方向へ移動させる。すると、
テールセンタ５４ａは部品Ｗの回転軸５２ｂのセンタ穴
に係合して心出ししながら部品Ｗを図３における左方へ
移動させる。

【０００８】やがて、回転軸５２ａのセンタ穴もセンタ
６６に係合してスプリング６８，６９を圧縮するから、
部品Ｗは心出しされながらその回転軸５２ａの左端面が
ストッパ５５の右側面に当接され、テールセンタ装置５
４により適宜な力で押圧される。同時に、回転軸５２ａ
左端面に設けられたピン穴６２もドライブピン６１に係
合される。

【０００９】次に、スピンドル５６を低速で回転させる
と、部品Ｗも低速で回転する。ここで、溝形砥石Ｔを工
具操作手段５３により高速で回転させながら回転軸５２
ａに半径方向から接近させる。すると、回転軸５２ａ外
周部は溝形砥石Ｔの外周部によって押圧されるから、回
転軸５２ａ外周部には溝形砥石Ｔの外周部に刻まれた溝
形に対応した溝Ｇが加工されることとなる。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】ところで、溝形砥石Ｔ
により部品Ｗの回転軸５２ａの外周部が研削されると
き、研削開始初期には回転軸５２ａの温度は大気温度に
近い低温度ｔ１であるが、加工が進むにつれて温度が上
昇して、溝Ｇの加工が終了する頃には温度はｔ２にまで
上昇してしまう。そのため、回転軸５２ａは膨脹するこ
とになる。この膨脹量Ｌ２は、回転軸５２ａの長さをＬ
１，部品Ｗの素材の膨脹係数をαとすると、熱膨脹の公
式から、 Ｌ２＝Ｌ１×α（ｔ２−ｔ１） が成立する。よって、例えば素材材質をＦＣ２５（α＝
１１．７×１０^-6）とし、 Ｌ１＝５８．５ｍｍとした
場合、ｔ１＝２０°Ｃ，ｔ２＝８０°Ｃであったとすれ
ば、 Ｌ２＝０．０４１ｍｍ となる。

【００１１】この膨脹量Ｌ２＝０．０４１ｍｍは、スト
ッパ位置が固定のとき、油圧で押圧するテールセンタ５
４ａの変位によって吸収される。したがって、図３にお
ける部品Ｗの回転軸５２ａに加工される溝Ｇのうち右寄
りのものは、加工の間温度が上昇するにつれて約０．０
４ｍｍまで右方へ移動しつつある部位に形成されること
になる。このためこうして加工された部品Ｗが大気温度
ｔ１＝２０°Ｃにもどると、図５に示されるように溝Ｇ
の右側面Ｇ１は右側に約０．０４ｍｍ（実測値３６〜４
０μ）倒れた状態になる。さらに左側面Ｇ２の位置は右
側面Ｇ１とともに、加工が終わった時点より左方へ同程
度の量だけ移動する。

【００１２】したがって、この部品Ｗの溝Ｇにおける溝
側面の倒れに対する要求精度が±０．０２ｍｍであると
すると、加工終了時の温度ｔ２が８０°Ｃ近くになる場
合には規格外れの不良品が続出するという問題が出てく
る。上記の問題を防止するため、従来種々な対策が行わ
れていた。すなわち、（１）加工終了時の温度ｔ２を例
えば４０°Ｃ以上に上げないようにサイクルタイムを延
ばして加工する。（２）全数精度チェックを行って不良
品は後で修正する。（３）旋削加工にて、荒溝加工を行
ない、切削負荷を軽減させて発熱を抑さえるなどであ
る。

【００１３】しかし、従来の対策はいずれの方法にして
も作業能率が低下してコストアップにつながるという問
題が出てくる。したがって、本考案は、上記従来の問題
点にかんがみ、作業能率を落とすことなく、また、溝形
工具の修正調整の要なく、規格寸法内に入る部品が加工
できる溝加工機における部品支持装置を提供することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本考案は、回転軸を有する部品を回転可能に支持
し、前記回転軸にその外周面半径方向から溝形工具を接
近離反させて溝を加工する溝加工機における部品支持装
置であって、前記部品の回転軸の一端をばね性をもって
押圧するテールセンタと、他端を受けて部品位置を規定
するストッパを有し、前記ストッパには該ストッパを前
記テールセンタ方向へ付勢する弾性体を備えてなり、加
工中における前記部品の熱膨張が前記テールセンタとス
トッパの変位に分散されて吸収されるものとした。

【００１５】

【作用】回転軸を有する部品の一端をテールセンタで押
圧し、他端をストッパに押し当て、ストッパの弾性体を
適宜に圧縮して上記部品を支持させた後、ストッパを回
転させると、回転軸を有する部品も回転する。部品を回
転させながら溝形工具を回転軸の半径方向から接近させ
る。溝形工具が回転軸の外周面に喰い込むと溝が加工さ
れる。溝加工が終了したら溝形工具を回転軸から離反さ
せて、テールセンタを弛めると、部品は部品支持装置か
ら外される。上記の溝加工中において回転軸の温度上昇
により発生する熱膨脹のため、部品が取り外されて大気
温度に戻ると加工溝側面が倒れるが、その熱膨脹はテー
ルセンタと可動ストッパの両側に分散されて吸収される
ため、上記溝側面の倒れは半減されるから、溝側面の倒
れに対する精度が向上する。

【００１６】

【実施例】図１および図２は、本考案の実施例を示す断
面説明図である。溝加工機には、溝が加工される部品Ｗ
を支持するとともに回転させるための部品支持装置１
と、溝形工具としての溝形砥石Ｔを部品Ｗの半径方向か
ら接近離反させる工具操作手段３が設けられている。部
品支持装置１には、図１における右方に部品Ｗの右側の
回転軸２ｂを左方へ押圧するとともに、心出しをして支
持するためのテールセンタ装置４が設けられている。こ
のテールセンタ装置４は、油圧シリンダ５によりテール
センタ６を左右に移動させることができる。

【００１７】部品支持装置１の図１中の左側には、上記
テールセンタ装置４の押圧力を部品Ｗの回転軸２ａを介
して受け止めるための可動ストッパ７が設けられてい
る。この可動ストッパ７は、セットリング８とストッパ
ベース９に挟まれて微少量、例えば０．０６ｍｍ以上、
軸方向に移動可能となっている。また、可動ストッパ７
の背面（図１における左側面）と上記ストッパベース９
との間には、皿ばね１０と調整スペーサ１１が挟持され
ていて、常に可動ストッパ７を前記テールセンタ装置４
の方向へ付勢している。

【００１８】上記ストッパベース９は、スピンドル１２
に対してそのテーパ面で心出しされるとともに、ボルト
１３により固定されて設けられている。また、部品Ｗに
スピンドル１２の回転を伝達させるために、セットリン
グ８がストッパベース９に軸心を案内されてボルト１４
で固定されているとともに、セットリング８の図１にお
ける右面には、図２にも示されているように、ピン１５
で位置決めされ、かつボルト１６で固定されたドライブ
プレート１７が設けられている。さらに、このドライブ
プレート１７に設けられたドライブピン１８が、回転軸
２ａの左側端面に設けられたピン穴１９に係合されるよ
うになっている。

【００１９】なお、ドライブプレート１７は、セットリ
ング８の一部に形成された凹溝８ａに埋め込まれてい
る。そしてまた、ドライブプレート１７が可動ストッパ
７の動きを妨げないように、可動ストッパ７の図１にお
ける右側には切り欠き７ａが設けられている。さらに、
スピンドル１２内には、回転軸２ａの心出しをするため
にスプリングセンタユニット２０が設けられている。

【００２０】このスプリングセンタユニット２０は、ス
ピンドル１２のテーパ状内孔１２ａに係合するテーパー
シャンク状のセンタースリーブ２１を有しており、この
センタースリーブ２１の内孔２１ａには、センタ２２が
軸方向に摺動自在に支持されて設けられている。このセ
ンタ２２の右端にはテーパ部２２ａが設けられていて、
回転軸２ａ左端に設けられたテーパ状のセンタ穴に係合
して、部品Ｗの心出しがなされるようになっている。ま
た、センタースリーブ２１の内孔２１ａの左端には、プ
ラグ２３がねじ込まれており、このプラグ２３の中心に
はガイドピン２４が右方へ突出して設けられている。

【００２１】プラグ２３の右面とセンタ２２の左端面と
の間には、多数の皿ばねからなる皿ばねユニット２５が
上記ガイドピン２４に案内されて設けられているので、
センタ２２は常に右方へ付勢されている。さらに、セン
タ２２の外周円筒部には長溝２２ｂが設けてあり、セン
タースリーブ２１にねじ込まれたセットボルト２６の先
端が係合されていることにより、センタ２２の軸方向の
移動を制限するとともに、回り止めの役目もするように
なっている。

【００２２】このスプリングセンタユニット２０は、可
動ストッパ７が部品Ｗの回転軸２ａの左端に当接する
際、テールセンタ装置４の押圧力を受け止める前に、回
転軸２ａの心出しを行なう。なお、可動ストッパ７に
は、加工能率を上げるための冷却液や切削液およびダス
トがスピンドル１２やスプリングセンタユニット２０内
に侵入することを防止するために、ダストシール付オイ
ルシール２７および０リング２８が設けられている。

【００２３】また、工具操作手段３は、溝形砥石（溝形
工具）Ｔを回転自在に支持して、図示されない駆動モー
タにより回転させるようになっているとともに、図示さ
れない油圧シリンダにより、溝形砥石Ｔを部品Ｗの回転
軸２ａに半径方向から接近離反させるようになってい
る。

【００２４】本実施例は以上のように構成され、まず溝
形砥石Ｔがセンタ２２とテールセンタ６のセンターライ
ンから離反させた状態で、上記センタ２２とテールセン
タ６間に部品Ｗを上記センターラインに合わせるように
搬入する。そして、テールセンタ装置４を操作してテー
ルセンタ６を部品Ｗ方向へ移動させる。テールセンタ６
は部品Ｗの回転軸２ｂのセンタ穴に係合して、心出しし
ながら部品Ｗを図１における左方へ移動させる。やが
て、回転軸２ａのセンタ穴もセンタ２２に係合して皿ば
ねユニット２５を圧縮するから、部品Ｗは心出しされな
がらその回転軸２ａの左端面が可動ストッパー７の右側
面に当接される。そして、テールセンタ装置４により所
定の押圧力、例えば可動ストッパー７の移動量が０．０
１ｍｍのとき押圧シリンダ５の圧力が６Ｋｇ／ｃｍ² で
押圧されるようにする。このとき、回転軸２ａ左端面に
設けられたピン穴１９もドライブピン１８に係合され
る。

【００２５】次に、スピンドル１２を低速で回転させる
と、部品Ｗも低速で回転する。同時に、工具操作手段３
を操作して、溝形砥石Ｔを高速で回転させながら回転軸
２ａに半径方向から接近させる。すると、回転軸２ａの
外周部は溝形砥石Ｔの外周部によって押圧され研削され
るから、回転軸２ａの外周部には溝形砥石Ｔの外周部に
刻まれた溝形に対応した溝Ｇが加工される。

【００２６】ここで、前述のように、高速回転をしてい
る溝形砥石Ｔが部品Ｗの回転軸２ａに接触して外周部が
研削されていく過程において、回転軸２ａの温度が研削
初期の気温程度から加工終了時には８０°Ｃ程度の高温
になった場合を考えると、この温度上昇により、前述の
とおり回転軸２ａは徐々に膨脹して最終的には例えば
０．０４ｍｍの膨脹量となる。この膨脹量は左右に押し
拡げられて吸収される。

【００２７】すなわち、左方へは皿ばね１０の付勢力に
抗して可動ストッパー７が左方に、例えば、０．０２ｍ
ｍ動かされる。また、右方へは油圧シリンダ５内とこれ
に連がる密閉された作動油の圧縮力に抗してテールセン
タ６が右方に、例えば０．０２ｍｍ動かされる。したが
って、加工中に大気温の例えば２０°Ｃから８０°Ｃに
温度変化した回転軸２ｃに形成された溝Ｇは、部品支持
装置１から取り外されて気温に戻ったとき、回転軸２ｃ
の右寄りの溝Ｇの右側面の倒れは約０．０２ｍｍに抑さ
えられる。また左寄りの溝Ｇの左側面の倒れも同様に約
０．０２ｍｍに抑さえられる。そして上記両溝の間に位
置した溝は中央部に近づく程溝側面の倒れはさらに小さ
いものとなる。これにより、どの溝も倒れ量の規格±
０．０２ｍｍ以内に入ることになる。

【００２８】以上のように本実施例によれば、加工中に
発生する部品Ｗの熱膨脹は、可動ストッパー７とテール
センタ６の変位で左右に吸収されるので、熱膨脹に起因
する加工溝Ｇ側面の倒れも従来の技術によるものに比べ
て半減させることができる。したがって、加工のサイク
ルタイムを短縮できる上に、全数精度チェックを行って
後工程で不良品を修正する必要もないので、作業能率を
向上させることができる。また、熱発生を抑さえるため
の荒加工の必要もなく、荒溝加工工具の削減等経済的効
果が得られる。

【００２９】なお、この考案は、上述の実施例に限定さ
れるものでなく、適宜な変更を行うことにより、他の態
様でも実施することができる。例えば、熱膨脹を吸収さ
せるためのテールセンタ６は、実施例では油圧シリンダ
５とそれにつながる配管中の密閉作動油の圧縮性による
ばね性により変位移動するものとしたが、これに代え油
圧シリンダ５とテールセンタ６との間に、可動ストッパ
７を付勢する皿ばね１０と同様の皿ばねを配設すること
により変位移動するものとしてもよい。ただし、この場
合は、油圧シリンダ５はテールセンタ６を大きく移動さ
せるのに使用し、密閉作動油に剛性を持たせるためその
体積をできるだけ小さくする方がよい。

【００３０】

【考案の効果】以上のとおり、本考案によれば、部品の
回転軸をテールセンタとストッパで支持する溝加工機に
おける部品支持装置において、テールセンタが部品の回
転軸の一端をばね性をもって押圧するとともに、他端を
受けて部品位置を規定するストッパには該ストッパをテ
ールセンタ方向へ付勢する弾性体を備えるものとして、
加工中に発生する部品の熱膨脹は、上記可動のストッパ
とテールセンタの変位移動で両側に分散吸収されるよう
にしたから、熱膨脹に起因する加工溝側面の倒れが半減
されて、加工精度が向上するという効果がある。これに
より、ある程度の熱膨脹が許容されるのでサイクルタイ
ムを短縮できる上に、全数精度チェックと不良品の修正
加工の必要がなくなり作業能率を向上させるという効果
がある。また、熱膨張に起因する加工溝側面の倒れを防
止するための、荒溝加工の必要もなくなるので、工程削
減、工具費削減という効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す軸方向断面図である。

【図２】図１における可動ストッパ周りの右側面図であ
る。

【図３】従来例の軸方向断面図である。

【図４】図３におけるストッパ周りの右側面図である。

【図５】従来例において、溝加工後に気温温度に戻った
部品の溝の形状を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 部品支持装置 ２ａ、２ｂ 回転軸 ３ 工具操作手段 ４ テールセンタ装置 ５ 油圧シリンダ ６ テールセンタ ７ 可動ストッパ ７ａ 切り欠き ８ セットリング ８ａ 凹溝 ９ ストッパーベース １０ 皿ばね（弾性体） １１ 調整スペーサ １２ スピンドル １５ ピン １７ ドライブプレート １８ ドライブピン ２０ スプリングセンタユニット ２１ センタースリーブ ２２ センタ ２３ プラグ ２４ ガイドピン ２５ 皿ばねユニット ５１ 部品支持装置 ５２ａ、５２ｂ 回転軸 ５３ 工具操作手段 ５４ テールセンタ装置 ５４ａ テールセンタ ５５ ストッパ ５６ スピンドル ６０ ドライブプレート ６１ ドライブピン ６３ 凹溝 ６５ センタースリーブ ６６ センタ ６７ プラグ ６８、６９ スプリング ７０ 長溝 Ｇ 溝 Ｔ 溝形砥石（溝形工具） Ｗ 部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−69672（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−40009（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−34947（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−1519（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭51−14186（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭49−8520（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 19/02 B24B 41/06 B23B 23/00

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を有する部品を回転可能に支持
   し、前記回転軸にその外周面半径方向から溝形工具を接
   近離反させて溝を加工する溝加工機における部品支持装
   置であって、 前記部品の回転軸の一端をばね性をもって押圧するテー
   ルセンタと、他端を受けて部品位置を規定するストッパ
   を有し、 前記ストッパには該ストッパを前記テールセンタ方向へ
   付勢する弾性体を備えてなり、 加工中における前記部品の熱膨張が前記テールセンタと
   ストッパの変位に分散されて吸収されることを特徴とす
   る溝加工機における部品支持装置。
2. 【請求項２】 前記テールセンタは油圧シリンダに連結
   されて前記ばね性を備え、 前記ストッパは、前記部品に係合して心出しを行うセン
   タ上に配置され、 前記弾性体は、前記センタを支持するスピンドルに固定
   されたストッパベースと前記ストッパとの間に設けられ
   た皿ばねであることを特徴とする請求項１記載の溝加工
   機における部品支持装置。