JP2774762B2 - 溝付き工作物の加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作物内に挿入される
フォークをもつフォークゲージにより溝付き工作物の内
径を検出しながら、この溝付き工作物の加工を行うため
の装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、研削盤、特に内面研削盤では、工
作物内周面を内面研削砥石により加工する際、工作物内
径の変化をフォークゲージで検出し、監視することがよ
く行われる。このようなフォークゲージによる計測は、
主としてフロントフォークゲージ方式とリアフォークゲ
ージ方式とに大別される。

【０００３】フロントフォークゲージ方式の一例を図８
に示す。図において、９０は図略の電磁コイルに接続さ
れた筒状の電磁チャックであり、この電磁チャック９０
により工作物Ｗの片面が吸着、保持された状態で、工作
物Ｗが回転駆動されるようになっている。この工作物Ｗ
内には、上記電磁チャック９０と反対側から砥石軸９２
が挿入され、その先端の砥石９４が砥石軸９２とともに
回転駆動されながら工作物Ｗ内周面の溝９５に押付けら
れることにより、この溝９５の内周面が研削されるよう
になっている。

【０００４】ここで、上記溝９５の内径を検出するため
のフォーク９６は、図略の回動軸を中心に工作物径方向
に回動可能（変位可能）であってかつ径方向外側に付勢
されており、上記砥石軸９２と同じ側（右側）から工作
物Ｗ内に挿入されている。そして、このフォーク９６先
端の接触子９８が上記溝９５内周面に押付けられた状態
でフォーク９６が径方向に変位しており、このフォーク
９６の変位により上記溝９５の内径が検出されるように
なっている。

【０００５】これに対し、リアフォークゲージ方式は、
例えば実公昭６３−４６００に示されるように、上記砥
石軸９２と反対側（図８の場合は左側）からワークＷ内
にフォーク９６を挿入し、その内径を検出するものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記フロントフォーク
ゲージ方式では、砥石軸９２と同じ側からこの砥石軸９
２と干渉することなくフォーク９６を挿入しなければな
らないので、砥石軸９２を小径長尺のものとしなければ
ならず、砥石９４の高い支持剛性が得られにくい。ま
た、砥石９４とフォーク９６との干渉も避ける必要があ
るので、大径の砥石９４を使うことができず、このため
砥石９４の寿命が短く、交換頻度が高まって作業時間が
長くなる不都合が生じる。

【０００７】一方、リアフォークゲージ方式において
も、筒状の電磁チャック９０内にフォーク９６を通しな
がら、狭い空間を縫うようにしてフォーク先端の接触子
９８を溝９５の内周面にまで到達させなければならな
い。このため従来は、上記フォーク９６を強制的に回動
駆動する手段（電磁式）を備えるとともに、このフォー
ク９６の挿入の際、上記接触子９８が砥石９４との干渉
を避けながら溝９５の内周面に到達するように上記回動
駆動を制御するといった手段もとられているが、このよ
うな回動制御は複雑であり、コストの増大は免れ得な
い。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑み、溝付き
工作物を加工するに当たり、その内径測定用のフォーク
を砥石及び工作物と干渉させることなく容易に工作物内
に挿入することができる装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、内周面に周方向の溝をもつ工
作物内に挿入され、溝の内周面に圧接した状態でこの内
周面を加工する砥石と、上記工作物の径方向に回動可能
でかつ外側に付勢されたフォークを有しこのフォーク先
端の接触部が上記溝の内周面に接触した状態でこの接触
子の変位により上記溝の内径を検出するフォークゲージ
とを備えた溝付き工作物の加工装置において、上記フォ
ークを上記砥石と反対の側から上記工作物内に挿入する
フォーク移送手段を備え、上記フォークにおいて上記接
触部よりもフォーク回動中心に近い部分に被押圧部を設
ける一方、上記フォークの外側に、上記フォークの挿入
に伴い上記被押圧部と接触してこれを径方向内側に押圧
することにより上記接触部が上記砥石及び工作物を避け
ながら溝内周面と接触する位置まで移動するようにフォ
ークを径方向に回動変位させ、かつ上記接触部が上記溝
内周面と接触する位置まで到達した状態では上記被押圧
部と離間する押圧部材を設けたものである（請求項
１）。

【００１０】具体的には、上記フォークに、上記被押圧
部として被押圧突起を径方向外側に突設する一方、上記
押圧部材として、上記接触部が上記砥石及び工作物を避
けながら溝内周面と接触する位置まで移動する際に上記
被押圧突起が描く軌跡と略同等の内面形状であって上記
接触部が上記溝内周面と接触する位置に到達した状態で
は上記被押圧突起から離間する内面形状をもつ案内部材
を備えたものであってもよいし（請求項２）、上記押圧
部材として、径方向内側に突出する押圧突起を備える一
方、上記フォークに、上記被押圧部として、上記接触部
が上記砥石を避けながら溝内周面と接触する位置まで移
動する際に上記押圧突起と常時接触する外面形状でかつ
上記接触部が溝内周面と接触する位置に到達した状態で
は上記押圧突起から離間する外面形状をもつ被案内部材
を設けたものであってもよい（請求項３）。

【００１１】また、上記工作物を上記砥石の挿入側と反
対の側から保持する筒状の保持部材を備える場合、この
保持部材の内側を通じて上記工作物内に上記フォークを
挿入するようにフォーク移送手段を構成するとともに、
上記押圧部材を上記保持部材の内側面に設けることが、
より好ましい（請求項４）。

【００１２】さらに、請求項２記載の装置では、上記工
作物を上記砥石の挿入側と反対の側から保持し、この保
持状態のまま回転駆動される筒状の保持部材を備える場
合、この保持部材の内側を通じて上記工作物内に上記フ
ォークを挿入するようにフォーク移送手段を構成し、上
記案内部材を上記保持部材の内側面に設けるとともに、
この案内部材を全周にわたって上記内面形状をもつ筒状
に形成することにより、後述のようなより優れた効果が
得られる（請求項５）。

【００１３】

【作用】請求項１記載の装置によれば、砥石の挿入側と
反対の側から工作物内に向かってフォークを移送するだ
けで、このフォークの移動に伴い、このフォークに設け
られた被押圧部が押圧部材に押圧されてフォークが自動
的に所定のタイミングで径方向に回動し、これにより、
フォーク先端の接触部は上記工作物に挿入された砥石及
び工作物を避けながら溝内に侵入し、その内周面に至
る。そして、この内周面に至った状態では上記被押圧部
と押圧部材とが離間し、フォークは径方向に自由に回動
変位可能となる。従って、この状態で、フォークゲージ
は上記接触部の変位に基づき工作物内径を検出すること
ができ、この内径を監視しながら上記砥石により上記工
作物の溝の内面研削を行うことができる。

【００１４】より具体的に、請求項２記載の装置では、
フォークゲージの挿入の際、フォークに突設された被押
圧突起が案内部材に径方向内側に適宜押圧されながらこ
の案内部材の内面上を摺動することにより、上記フォー
クの接触部は自動的に上記砥石及び工作物を避けながら
溝内周面と接触する位置まで移動する。

【００１５】一方、請求項３記載の装置では、フォーク
ゲージ挿入の際、押圧突起がフォークに突設された被案
内部材を径方向内側に適宜押圧することにより、この被
案内部材の外面上を上記押圧突起が相対的に摺動するよ
うにして、上記フォーク先端の接触部が上記砥石及び工
作物を避けながら溝内周面と接触する位置まで移動す
る。

【００１６】請求項４記載の装置では、筒状の保持部材
の内側を通してフォークが工作物内に挿入され、この挿
入の際、上記保持部材の内面に設けられた押圧部材によ
って上記フォークの被押圧部が押圧される。

【００１７】さらに、請求項５記載の装置では、上記案
内部材が全周にわたって請求項２記載の内面形状をもつ
筒状であるため、この案内部材が工作物とともに回転駆
動されるものであっても、この保持部材の回転位相にか
かわらず、上記案内部材によって上記被押圧突起を案内
することができる。

【００１８】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図６に基づいて
説明する。

【００１９】図６において、べッド１０上に筒状のハウ
ジング１２が立設され、このハウジング１２内に軸受１
４を介して回転筒１６が回転可能に支持されている。こ
の回転筒１６の前面（図６では右面）には筒状の電磁チ
ャック（保持部材）１８が固定され、その裏側に電磁コ
イル１９が埋設されており、この電磁コイル１９が通電
された状態で上記電磁チャック１８が工作物Ｗを電磁的
に吸着保持できるようになっている。

【００２０】上記回転筒１６の後端部にはプーリ２０が
固定される一方、上記ハウジング１２の適所には回転駆
動モータ２２が取付けられており、その出力軸に固定さ
れたプーリ２４がベルト２３を介して上記プーリ２０に
結続されている。従って、上記電磁チャック１８で工作
物Ｗを保持した状態で上記回転駆動モータ２２が作動す
ることにより、回転筒１６共々、上記電磁チャック１８
及び工作物Ｗが回転するようになっている。

【００２１】電磁チャック１８の前方には図略のホイー
ルヘッドが設置され、これに砥石軸２６が装着されてお
り、この砥石軸２６先端の小径部２８に内面研削用の砥
石３０が固定されている。一方、図１〜４に示すよう
に、上記工作物Ｗの内周面には左右一対の突条３１が設
けられ、その間に断面略円弧状の溝２９が形成されてお
り、この溝２９を研削加工するように上記砥石３０の外
面形状が設定されている。

【００２２】上記回転筒１６内には、フォークゲージ本
体３２が挿入されている。このフォークゲージ本体３２
の前端には図５にも示す上下一対のフォーク３４が設け
られ、後端は支持部材３６（図６）に支持されており、
この支持部材３６はべッド１０上で前後に延びるレール
３８に沿ってスライド可能に構成されている。この支持
部材３６には伸縮シリンダ４０が設けられ、伸縮シリン
ダ４０のロッド４２の伸縮により、上記フォークゲージ
本体３２が一体に進退するように構成されている。

【００２３】図１〜４に示すように、上記フォーク３４
の根元には取付レバー４４が固定されており、この取付
レバー４４の基端（図１では左端）が水平方向のピン
（回動軸）４６を中心として回動可能にフォークゲージ
本体３２に連結されている。また、フォークゲージ本体
３２にはばね等からなる図略の付勢手段が設けられ、こ
の付勢手段により上記取付レバー４４を含むフォーク３
４が径方向外側（例えば図１に示すフォーク３４は上
方）に常時付勢されている。また、フォーク３４の先端
には、径方向外側に接触子（接触部）４８が突設されて
おり、この接触子４８が上記工作物Ｗの内面に接触した
状態で、この接触子４８及びフォーク３４の回動変位が
上記フォークゲージ本体３２内蔵の図略の作動トランス
等で検出され、これにより工作物Ｗの加工内径が測定さ
れるようになっている。

【００２４】さらに、この装置の特徴として、フォーク
３４の略中間部位に径方向外側に被押圧突起５０が突設
される一方、電磁チャック１８の内周面に筒状の案内部
材５２が固定されている。この案内部材５２の内周面に
は、その後端から前方に向かうに従って縮径する方向の
テーパー部５４と、このテーパー部５４の前端と連続す
るフラット部５５と、このフラット部５５の前端から断
面略Ｖ字状に径方向外側に切り込まれた切り込み部５６
とが全周にわたり形成されている。ここで、テーパー部
５４及びフラット部５５の断面形状は、図１〜図３に示
すように、フォーク先端の接触子４８が工作物Ｗの後側
突条３１を乗り越えかつ砥石３０との干渉を避けながら
溝２９の内周面に到達するまでに上記被押圧突起５０の
先端が描く軌跡と略等しい形状に設定されており、切り
込み部５６は、図４に示すように、上記接触子４８が上
記溝２９の内周面に完全に到達した状態で上記被押圧突
起５０から離間する形状に形成されている。

【００２５】次に、この装置の作用を説明する。

【００２６】まず、電磁コイル１９が通電された状態で
工作物Ｗが電磁チャック１８により保持される。次に、
磁石３０及び工作物Ｗを回転させ、この工作物Ｗ内に、
砥石軸２６の小径部２８と一体に砥石３０が挿入され、
位置決めされる。

【００２７】次に、伸縮シリンダ４０が収縮状態から伸
長することにより、支持部材３６及びフォークゲージ本
体３２が前進し、フォーク３４は電磁チャック１８の内
側を通じて図１に示す後退位置から次第に工作物Ｗ内に
挿入される。

【００２８】具体的に、両フォーク３４は径方向外側に
付勢されているため、図２に示すように、まず被押圧突
起５０が案内部材５２のテーパー部５４と接触し、摺動
することにより、この被押圧突起５０及びフォーク３４
が径方向内側に押圧される。これにより、フォーク３４
先端の接触子４８は後側突条３１を乗り越えるべく径方
向内側に自動的に変位する。

【００２９】次いで、上記被押圧突起５０がフラット部
５５上を摺動することにより、上記接触子４８はその径
方向位置を一定に保ったまま工作物Ｗ内に挿入され、図
３に示すように上記被押圧突起５０がフラット部５５を
過ぎた時点からフォーク３４が径方向外側に逃げ、接触
子４８は溝２９の内周面にほぼ沿うようにして、すなわ
ち砥石３０を避けるようにして、前進する。

【００３０】そして、図４に示すように接触子４８が溝
２９の略中央部に完全に到達した状態では、被押圧突起
５０と切り込み部５６との間に十分な隙間が確保されて
おり、接触子４８はフォーク３４の回動に伴って自由に
径方向に変位可能となる。従って、この状態で回転中の
工作物Ｗの溝２９を加工することにより、この加工に伴
う溝内径の拡大に追従して上記接触子４８が径方向外側
に変位し、これによって加工中に溝内径が正確に測定さ
れる。

【００３１】以上のように、この装置によれば、電磁チ
ャック１８の内面に案内部材５２を設け、この案内部材
５２の内周面上でフォーク３４側の被押圧突起５０を摺
動させるだけの簡単な構成で、複雑な制御を行うことな
く、接触子４８をこの接触子４８と砥石３０との干渉を
避けながら確実に溝２９内面の所定位置まで挿入するこ
とができる。

【００３２】さらに、この実施例では、上記案内部材５
２における案内面であるテーパー部５４、フラット部５
５、及び切り込み部５６を全周にわたって設けているの
で、電磁チャック１８の回転位相にかかわらずフォーク
３４の案内を行うことができる利点がある。

【００３３】次に、第２実施例を図７に示す。ここで
は、電磁チャック１８に代わるべッド１０上に固定され
た保持部材１８ａの内面側に、前記実施例における被案
内突起５０と同様の案内突起５０′が径方向内側に突設
される一方、フォーク３４側に被案内部材５２′を径方
向外側に突設されている。ここで、被案内部材５２′の
外面には、上記案内部材５２とは逆に、前端側から順に
テーパー部５４′、フラット部５５′、及び切り込み部
５６′が形成されており、この外面形状は、前記図１〜
図３に示したように接触子４８が挙動する際には上記テ
ーパー部５４′及びフラット部５５′が上記押圧突起５
０′と常時接触し、前記図７に示すように接触子４８が
溝２９の内周面略中央位置に到達した状態では上記切り
込み部５６′と押圧突起５０′との間に十分な隙間が確
保されるように設定されている。

【００３４】また、周知のように、工作物Ｗの回転は二
点鎖線で示す２個一対の駆動ローラ５７の挾持によって
行われ、保持部材１８ａに対する工作物Ｗの軸方向の位
置決めは、磁石３０の軸線に対してわずかに傾斜させた
上記駆動ローラ５７の推力によって行われる。また、工
作物Ｗの回転位置は図略の支持シューによって決められ
る。

【００３５】このような構造においても、フォーク３４
を後方位置から工作物Ｗ内へ単に前進させるだけの作業
で、上記押圧突起５０′に対して被案内部材５２′の外
面が押圧突起５０′と摺動して径方向内側に適宜押圧さ
れることにより、接触子４８は自動的に溝２９の所定位
置に到達することができる。

【００３６】なお、上記第１実施例では、工作物Ｗを保
持する保持部材として電磁チャック１８を設けたものを
示したが、その他、油圧式のチャック等、従来から知ら
れている種々のチャック等を保持部材として適用するこ
とが可能である。また、チャックを用いない芯なし研削
装置等においても、第２実施例のように上記砥石と反対
の側に専用の支持部材等を用いて押圧部材を設けること
により、上記と同様の効果を得ることが可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明は、フォークに設け
た被押圧部と、筒状の保持部材の内面に設けた押圧部材
との接触によりフォークを径方向に回動変位させるよう
にしたものであるので、複雑な制御を実行することな
く、簡単な構造で、フォーク先端の接触部を不都合なく
工作物溝の所定位置まで到達させることができる。しか
も、上記接触部が上記溝内周面と接触する位置まで到達
した状態では、上記被押圧部と押圧部材とが離間するた
め、この状態で上記接触部により工作物の内径を良好に
検出することができる効果がある。

【００３８】ここで、請求項４記載の装置では、上記工
作物を保持するための筒状の保持部材を備え、この保持
部材の内側を通じてフォークを挿入するとともに、上記
保持部材の内面に上記押圧部材を設けているので、特別
な部材を設けることなく、上記保持部材を用いて上記押
圧部材の取付を行うことができる効果がある。

【００３９】さらに、請求項５記載の装置では、上記案
内部材を全周にわたって上記内面形状をもつ筒状に形成
しているので、この案内部材が設けられている保持部材
が工作物とともに回転駆動されるものであっても、この
保持部材の回転位相にかかわらずフォークの回動変位を
不都合なく行わせることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例においてフォークが後退位
置にある状態を示す断面側面図である。

【図２】上記フォークが前進する過程を示す断面側面図
である。

【図３】上記フォークが前進する過程を示す断面側面図
である。

【図４】上記フォーク先端の接触子が溝内周面と接触す
る位置に到達した状態を示す断面側面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】上記フォークを備えた加工装置の全体断面側面
図である。

【図７】本発明の第２実施例においてフォーク先端の接
触子が溝内周面と接触する位置に到達した状態を示す断
面側面図である。

【図８】従来のフロントフォークゲージ方式の加工装置
の一例を示す断面側面図である。

【符号の説明】

１８ 電磁チャック（保持部材） ２９ 溝 ３０ 砥石 ３２ フォークゲージ本体 ３４ フォーク ４０ 伸縮シリンダ（フォーク移送手段） ４４ ピン（回動軸） ４８ 接触子（接触部） ５０ 被押圧突起 ５０′押圧突起 ５２ 案内部材 ５２′ 被案内部材 Ｗ 工作物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−121892（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−260764（ＪＰ，Ａ) 実公 昭63−4600（ＪＰ，Ｙ２) 特公 昭56−4376（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭56−51065（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭53−34037（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24B 49/04 B24B 49/02 B23Q 17/20 B24B 5/06 B24B 19/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に周方向の溝をもつ工作物内に挿
   入され、溝の内周面に圧接した状態でこの内周面を加工
   する砥石と、上記工作物の径方向に回動可能でかつ外側
   に付勢されたフォークを有しこのフォーク先端の接触部
   が上記溝の内周面に接触した状態でこの接触子の変位に
   より上記溝の内径を検出するフォークゲージとを備えた
   溝付き工作物の加工装置において、上記フォークを上記
   砥石と反対の側から上記工作物内に挿入するフォーク移
   送手段を備え、上記フォークにおいて上記接触部よりも
   フォーク回動中心に近い部分に被押圧部を設ける一方、
   上記フォークの外側に、上記フォークの挿入に伴い上記
   被押圧部と接触してこれを径方向内側に押圧することに
   より上記接触部が上記砥石及び工作物を避けながら溝内
   周面と接触する位置まで移動するようにフォークを径方
   向に回動変位させ、かつ上記接触部が上記溝内周面と接
   触する位置まで到達した状態では上記被押圧部と離間す
   る押圧部材を設けたことを特徴とする溝付き工作物の加
   工装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の溝付き工作物の加工装置
   において、上記フォークに、上記被押圧部として被押圧
   突起を径方向外側に突設する一方、上記押圧部材とし
   て、上記接触部が上記砥石及び工作物を避けながら溝内
   周面と接触する位置まで移動する際に上記被押圧突起が
   描く軌跡と略同等の内面形状であって上記接触部が上記
   溝内周面と接触する位置に到達した状態では上記被押圧
   突起から離間する内面形状をもつ案内部材を備えたこと
   を特徴とする溝付き工作物の加工装置。
3. 【請求項３】 上記押圧部材として、径方向内側に突出
   する押圧突起を備える一方、上記フォークに、上記被押
   圧部として、上記接触部が上記砥石を避けながら溝内周
   面と接触する位置まで移動する際に上記押圧突起と常時
   接触する外面形状でかつ上記接触部が溝内周面と接触す
   る位置に到達した状態では上記押圧突起から離間する外
   面形状をもつ被案内部材を設けたことを特徴とする溝付
   き工作物の加工装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３記載の溝付き工作物の加工
   装置において、上記工作物を上記砥石の挿入側と反対の
   側から保持する筒状の保持部材を備え、この保持部材の
   内側を通じて上記工作物内に上記フォークを挿入するよ
   うにフォーク移送手段を構成するとともに、上記押圧部
   材を上記保持部材の内側面に設けたことを特徴とする溝
   付き工作物の加工装置。
5. 【請求項５】 請求項２記載の溝付き工作物の加工装置
   において、上記工作物を上記砥石の挿入側と反対の側か
   ら保持し、この保持状態のまま回転駆動される筒状の保
   持部材を備え、この保持部材の内側を通じて上記工作物
   内に上記フォークを挿入するようにフォーク移送手段を
   構成し、上記案内部材を上記保持部材の内側面に設ける
   とともに、この案内部材を全周にわたって上記内面形状
   をもつ筒状に形成したことを特徴とする溝付き工作物の
   加工装置。