JP3656735B2 - 工作物のフランジを加工するための研磨機 - Google Patents

Description

【０００１】
＜発明の属する技術分野＞
本発明は、研磨機、より詳しくは、工作物のフランジから材料を除去するための研削盤に関し、該機械は、回動可能に駆動される工具、該回動可能に駆動される工具に対して、該工作物を保持するためのチャッキング装置、および該工作物と該回動可能に駆動される工具との間の相対変位を行うための送り手段を含んでいる。
【０００２】
＜従来の技術＞
研削盤、ラップ盤、ホーニング盤、フライス盤等の研磨機は、多くの僅かに異なる設計および実施例のものが既知である。この機械は、コンパクトで、できるだけ省空間型であることが望ましい。他方、良好な機械加工結果を得るには、機械の協働部分が、高い相互剛性および低い振動傾向を有することが重要である。これら最後に述べた特性は、機械に重いベッドおよび頑丈で堅固な設計を与えることにより得られ、したがって、これら二つの条件は、コンパクトさと省空間特性に対する願望と相容れないことが多い。
【０００３】
上記の特性を少なくとも部分的に満たしている研磨機を提供することは、スウェーデン特許出願番号9702587-8および9702588-6以来、既知である。前記両出願においては、長手方向の円筒形内部空間を有する管状円筒形ハウジングを含む機械が、提供されている。円筒形内部空間は、ハウジングの長手方向の軸からずれている長手方向の軸を有している。円筒形内部空間内には、角変位を行う軸が配設されており、これは、回動可能な工作主軸台に結合されたモータを収容する凹部を有している。工作主軸台は、チャッキング装置と共に、処理すべき工作物を保持し、回転させるよう配設されている。ハウジングは、回動可能に駆動される外部ケーシングに囲まれており、該ケーシングは、その内縁部に研削砥石等の工具を形成している開口を有する蓋部材に堅く接続されている。軸が角変位すると、工作主軸台は、工作物が、工具の内側周縁部に接近し、接触することが可能となる経路で、工作物と共に変位する。
【０００４】
前記特許出願で開示された機械の構造は、工作物と工作物を支持する軸の間に、ほんの短い距離しか存在しないため、工作物と工具が、非常に安定したやり方で支持されることを意味している。さらに、蓋部材の内側縁部に沿った工具の配置も、工具が高い安定性を示すことを意味している。結果として、これら機械は、振動と熱的影響を受け易い、長い支持軸を有する従来の機械に比べて、優れた精密さを示す。
【０００５】
スウェーデン特許出願による機械は、環状工作物のそれぞれ外側および内側包絡面を研削できるよう設計されている。しかしながら、工作物のフランジから材料を除去すること、および（または）円筒工作物のマンテル面を形削りすることができる機械に対するニーズが存在している。
【０００６】
＜発明の要約＞
したがって、本発明の目的は、工作物のフランジから材料を除去することができる研磨機を提供することであり、該機械は、従来のこの種機械に比べて、優れた精密さを示し得る。
【０００７】
この目的は、請求項１による機械により、達成される。
【０００８】
本発明の好適な実施例は、従属請求項に詳述されている。
【０００９】
本発明の別の目的は、円筒工作物のマンテル面を形削りすることができる研磨機を提供することである。
【００１０】
この目的は、請求項４による機械および請求項６による機械により、達成される。
【００１１】
本発明の好適な実施形態は、各従属請求項に詳述してある。
【００１２】
【好適な実施形態の詳細な説明】
以下、本発明を、例のみにより、かつ、添付の図面に示した実施例を参照して、さらに詳しく説明する。
【００１３】
図面において、参照番号１０は、一般に、本発明による研磨機を表す。機械１０は、フレーム１１を組み込んでおり、該フレームは、図示の実施形態においては、片持梁ハウジングを支持するための部分１２を有する機械ベッドとして設計されている。該片持梁ハウジングは、外部的には円筒形で、実質的に管状で細長の、長手方向の軸を中心として伸長するハウジング１３として設計されている。ハウジング１３には、ハウジングの第１の端面から伸長する長手方向の円筒形内部空間１４が設けられている。円筒形内部空間１４は、円筒形ハウジング１３の長手方向の軸からずれた長手方向の軸を有している。円筒形ハウジング１３は、（必ずしも必要ではないが）望ましくは、フレーム１１に回動不能に接続されている。
【００１４】
円筒形ハウジング１３の外側包絡面に回動可能に支持されているのは、回動可能な外部ケーシング１５（砥石往復台）であり、これは、ハウジング１３により保持されたモータ１６、望ましくは電動機により駆動される。ハウジングの偏心内部空間１４内には、回転または割出しおよび軸方向変位が可能な軸１７が設けられている。図示の実施例においては、軸１７は、ハウジングの内部空間１４から、フレーム１１の支持部１２に向かう方向に突出している直径が低減された部分１８を有している。ハウジングからこのように突出している軸の部分１８は、フレーム１１の部分１２に設けられた空間１９内に受け入れられており、該空間内には、軸１７を回転するための手段、望ましくはトルクモータ２０、および軸１７の軸方向変位のための手段、望ましくはリニヤモータ２１が設けられている。軸の回転および軸方向変位は、それぞれ１個またはそれ以上のセンサ２２および２３により、制御され、該センサも、望ましくは、フレームの部分１２の空間１９内に収容されている。軸を回転および軸方向に変位させる手段は、図面に示したやり方で配列する必要はなく、例えば、軸それ自体の凹んだ部分に収容してもよいのは明白である。
【００１５】
軸１７には、直径が低減された部分１８の反対側の端部において、凹部２４が設けられている。該凹部は、軸１７の中へと、実質的に軸方向に伸長し、かつ、モータ２５、例えば、電動機を受け入れるよう設計されている。モータ２５には、凹部２４から突出している主軸２６が設けられている。該モータは、該凹部内に配設されており、したがって、主軸２６は、軸１７の長手方向の軸と同心でない軸に沿って伸長している。チャッキング装置（一般に参照番号２７で表される）は、主軸２６と協働し、それにより、工作物２８を保持し、かつ、回転させる。工作物２８は、例えば、内側軸受軌道輪でよいが、処理されるべき平面を有するいかなる工作物でも、原理的には、機械加工できることを理解すべきである。チャッキング装置２７の実際の形態は、特に重要ではなく、中心チャッキング、マイクロ中心チャッキング、あるいは磁気チャッキング等、問題の工作物を締め付けるのに適したいかなる従来のチャック装置でも使用可能である。
【００１６】
図２〜４から明らかなように、回動可能な外部ケーシング１５もしくは砥石往復台は、ハウジング１３の第１の端面を越えて伸長し、周囲フランジ２９で終端している。蓋部材３０は、周囲フランジ２９を通して、外部ケーシング１５に堅く接続されており、したがって、蓋部材は、外部ケーシングと共に回動する。蓋部材３０の接続は、永久的（例えば、溶接継手）でも取外し可能でもよい。蓋部材３０は、管状円筒形ハウジング１３の第１の端面を越えて半径方向に伸長しており、周囲面３２を有する中心貫通開口３１が設けられている。周囲面３２は、蓋部材３０の内面３３、すなわち、管状円筒形ハウジング１３の第１の端面に対向する面から、外面３４まで亘っている。
【００１７】
蓋部材３０と関連して、回動可能に駆動される工具３５が設けられている。図１および２に示した実施形態では、回動可能に駆動される工具３５は、中心貫通開口３１の周囲面32を少なくとも部分的にカバーする研磨材の環状領域を含んでいる。図１および２の実施形態の工具３５が、工作物２８のフランジを加工できるようにするため、研磨材の環状領域は、貫通開口３１の直ぐ近傍において、蓋部材の内面および外面３３、３４のうちの少なくとも一方（望ましくは両方）を越えて、軸方向に伸長している。さらに、軸１７は、軸が、内部空間内で角変位を行った場合、チャッキング装置２７によって保持されている工作物２８が、研磨材の環状領域３５に接近し接触するように、内部空間１４に配設されている。
【００１８】
図３に示した実施形態では、回動可能に駆動される工具３５は、蓋部材３０の内面３３上の研磨材の環状領域を含んでいるが、図４に示した実施形態では、回動可能に駆動される工具３５は、蓋部材３０の外面３４上の研磨材の環状領域を含んでいる。図３に示した工作物２８のフランジの加工を容易にするため、蓋部材の中心貫通開口３１の周囲面３２は、管状円筒形ハウジング１３の長手方向軸に対して、ある角度をなしており、該角度は、主軸２６がなす角度より大きい。
【００１９】
加工はまた、研磨剤の環状領域３５に向かう軸方向の、モータ２１を用いる、軸１７の変位によっても成し遂げることができる。
【００２０】
該研磨材は、一般に研削目的に使用されるいかなる材料でもよい。このような材料の一例を挙げれば、立方窒化硼素が有る。該研磨材は、例えば、接着手段あるいは焼結により、蓋部材３０に貼付け可能である。
【００２１】
上記三つの実施形態に共通しているのは、チャッキング装置は、モータ２５の主軸２６に平行と伸長している支持腕３６を便利に含み、支持腕は、蓋部材の中心貫通開口３１を通って伸長していることである。この方式では、工作物２８は、両軸端で支持可能である。
【００２２】
本発明の各種の実施形態では、回動可能に駆動される工具３５の正確な形状を保証するための目直し工具３７を設けてもよい。図１および２の実施形態では、目直し工具３７は、モータ２５の主軸２６により支持されるディスクの形態を取っている。図３および４の実施形態では、目直し工具３７は、軸１７により支持されている。当然ながら、図４の回動可能に駆動される工具３５は、蓋部材の外面３４上に在る以上、この実施形態の目直し工具は、蓋部材３０の中心貫通開口を通って伸長している。
【００２３】
図２〜４をさらに参照して説明すれば、機械１０は、次のように動作する。
【００２４】
軸１７は、円筒内部空間１４内に、回動および軸方向移動するよう、取り付けられ、かつ、内部空間は、ハウジング１３の長手方向軸からずれている長手方向軸を有している以上、軸１７が回動すると、主軸２６の軸が、軸１７の回動方向によって、回動可能に駆動される工具３５に接近あるいはそれから離間することになる。したがって、工作物２８を挿入するためには、管状円筒形ハウジング１３内の軸１７を第一の方向に回動させ、それにより、主軸２６と回動可能に駆動される工具３５の間の距離を増大させて、工作物をチャッキング装置３７内に挿入するのに十分な間隙を創り出す。次いで、回動可能な外側ケーシング１５とモータ２５の回転が開始され、軸１７は、第二の方向に回動し、かつ、軸方向に変位して、工作物が、所望の初期位置で、回動可能に駆動される工具３５に接触する。工具に対する工作物の位置は、軸１７の回動方向および軸方向変位により調整される。
【００２５】
加工が完了すると、モータ２５は、回転を止め、軸１７は、第一の方向に変位し、工作物が、取り外される。
【００２６】
図１および２の実施形態で、回動可能に駆動される工具３５を目直しするためには、モータ２５および外部ケーシング１５を回転させる。軸１７を、図２の左に、軸方向変位させて、主軸２６の目直し工具３７を、回動可能に駆動される工具に接近させる。軸１７の回動を行うことによって、回動可能に駆動される工具３５に対する目直し工具３７の半径方向位置が調整できる。
【００２７】
図３および４に示した実施形態における回動可能に駆動される工具３５の目直しは、軸１７を軸方向に変位させて、軸１７によって支持されている目直し工具３５を、回動可能に駆動される工具３５に接近させ、一方、外側ケーシング１５を回動させる。軸１７の回動を行うことによって、回動可能に駆動される工具３５に対する目直し工具３７の半径方向位置が調整できる。
【００２８】
本発明は、上記の、かつ、図面で示した実施例に限定されない。それどころか、添付のクレームの範囲内でのあらゆる修正および変形がカバーされる、と考えるべきである。例えば、円筒形ハウジング１３は、円筒形の内部空間を有するものとして示したが、この空間は、円筒形以外の他の形状を有していてもよく、また、軸１７は、ハウジングの内部空間内での回転または割出しを可能にするいかなる適当な横断面形状を有しいてもよい。空間１９に収容されている軸１７の部分１８は、低減された直径を有する必要はない。さらに、軸は、主軸を適当なやり方で回転または割出し可能にする関節で接合されたリンク等のシステムで代用することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による研磨機の第一の実施形態の概略長手方向断面図を示す。
【図２】 図１の研磨機の一部の、より大きな尺度による概略長手方向断面図である。
【図３】 図２に対応する図であるが、本発明による研磨機の第二の実施形態のものである。
【図４】 図２に対応する図であるが、本発明による研磨機の第三の実施形態のものである。

Claims (9)

1. 研磨機（１０）、より詳しくは、実質的に円筒形の工作物（２８）のマンテル面を形削りするための研削盤であって、前記機械は、回動可能に駆動される工具（３５）、前記回動可能に駆動される工具に対して、前記工作物を保持するためのチャッキング装置（２７）および前記工作物（２８）と前記回動可能に駆動される工具（３５）との間の相対変位を行うための送り手段（２０，２１）を含む機械において、
   前記機械（１０）は、さらに、
   長手方向の軸を中心として伸長している管状円筒形ハウジング（１３）であって、前記ハウジングが、前記ハウジングの第一の端面から伸長している長手方向の円筒形内部空間（１４）を有し、前記円筒形内部空間が、前記ハウジング（１３）の長手方向の軸からずれた長手方向の軸を有している円筒形ハウジングと、
   前記内部空間（１４）にて、その中で角変位するよう配設された軸（１７）であって、前記軸には、凹部が設けられている軸と、
   前記凹部内に配設されているモータ（２５）と、
   前記モータ（２５）に結合されている主軸（２６）であって、前記主軸が、前記管状円筒形ハウジング（１３）の前記長手方向軸に対してある角度に伸長し、かつ、前記チャッキング装置（２７）と協働して、前記工作物（２８）を保持し、かつ、回転させる主軸と、
   前記管状円筒形ハウジング（１３）の周囲を閉じている回動可能な外部ケーシング（１５）と、
   前記外部ケーシング（１５）に、それと共回動するよう堅く接続された蓋部材（３０）であって、前記蓋部材が、前記管状円筒形ハウジング（１３）の前記第一の端面を越えて半径方向に伸長しており、かつ、前記蓋部材には、周囲面（３２）を有する中心貫通開口（３１）が設けられており、前記周囲面（３２）が、前記管状円筒形ハウジング（１３）の前記第一の端面に対向する前記蓋部材の内面（３３）から外面（３４）まで伸長している蓋部材と、
   を含み、
   前記回動可能に駆動される工具（３５）は、前記蓋部材の前記内面上の研磨材の環状領域を含み、前記研磨材の環状領域は、前記蓋部材（３０）の前記中心貫通開口（３１）と同心であり、
   かつ、前記軸（１７）は、前記内部空間（１４）内に配設されており、したがって、前記軸が前記内部空間内で角変位を行うと、前記チャッキング装置（２７）により保持されている前記工作物（２８）は、前記研磨材の環状領域（３５）に接近し、接触するようになることを特徴とする機械。
2. 前記蓋部材の前記中心貫通開口（３１）の前記周囲面（３２）は、前記管状円筒形ハウジング（１３）の前記長手方向軸に対してある角度をなしており、該角度は、主軸（２６）がなす前記角度より大きいこととする請求項１に記載の機械。
3. 研磨機（１０）、より詳しくは、実質的に円筒形の工作物（２８）のマンテル面を形削りするための研削盤であって、前記機械は、回動可能に駆動される工具（３５）、前記回動可能に駆動される工具に対して、前記工作物を保持するためのチャッキング装置（２７）および前記工作物（２８）と前記回動可能に駆動される工具（３５）との間の相対変位を行うための送り手段（２０，２１）を含む機械において、
   前記機械（１０）は、さらに、
   長手方向の軸を中心として伸長している管状円筒形ハウジング（１３）であって、前記ハウジングが、前記ハウジングの第一の端面から伸長している長手方向の円筒形内部空間（１４）を有し、前記円筒形内部空間が、前記ハウジング（１３）の長手方向の軸からずれた長手方向の軸を有している円筒形ハウジングと、
   前記内部空間（１４）にて、その中で角変位するよう配設された軸（１７）であって、前記軸には、凹部が設けられている軸と、
   前記凹部内に配設されているモータ（２５）と、
   前記モータ（２５）に結合されている主軸（２６）であって、前記主軸が、前記管状円筒形ハウジング（１３）の前記長手方向軸に対してある角度に伸長し、かつ、前記チャッキング装置（２７）と協働して、前記工作物（２８）を保持し、かつ、回転させる主軸と、
   前記管状円筒形ハウジング（１３）の周囲を閉じている回動可能な外部ケーシング（１５）と、
   前記外部ケーシング（１５）に、それと共回動するよう堅く接続された蓋部材（３０）であって、前記蓋部材が、前記管状円筒形ハウジング（１３）の前記第一の端面を越えて半径方向に伸長しており、かつ、前記蓋部材には、周囲面（３２）を有する中心貫通開口（３１）が設けられており、前記周囲面（３２）が、前記管状円筒形ハウジング（１３）の前記第一の端面に対向する前記蓋部材の内面（３３）から外面（３４）まで伸長している蓋部材と、
   を含み、
   前記回動可能に駆動される工具（３５）は、前記蓋部材の前記外面上の研磨材の環状領域を含み、前記研磨材の環状領域は、前記蓋部材（３０）の前記中心貫通開口（３１）と同心であり、
   かつ、前記軸（１７）は、前記内部空間（１４）内に配設されており、したがって、前記軸が前記内部空間内で角変位を行うと、前記チャッキング装置（２７）により保持されている前記工作物（２８）は、前記研磨材の環状領域（３５）に接近し、接触するようになることを特徴とする機械。
4. 前記軸（１７）により、目直し工具（３７）が支持されていることとする請求項１ないし請求項３に記載の機械。
5. 前記軸（１７）は、前記軸（１７）の軸方向変位を行うための手段（２１）によって作用されることとする上記請求項のうちのいずれか一つに記載の機械。
6. 前記チャッキング装置（２７）は、前記モータの前記主軸（２６）と実質的に平行に伸長している支持腕（３６）を含み、前記支持腕は、前記蓋部材（３０）の前記中心貫通開口（３１）を通して伸長していることとする上記請求項のうちのいずれか一つに記載の機械。
7. 前記蓋部材（３０）は、前記外側ケーシング（１５）に取外し可能に接続されていることとする上記請求項のうちのいずれか一つに記載の機械。
8. 前記軸（１７）には、前記軸（１７）の回転方向および軸方向変位を制御するためのセンサー（２２，２３）が設けられていることとする請求項５ないし請求項７に記載の機械。
9. 前記機械は、さらに、前記管状円筒形ハウジング（１３）が固定的に取り付けられて支持フレーム（１１）を含み、かつ、前記外側ケーシング（１５）は、ハウジングにより支持されているモータ（１６）により、駆動されることとする上記請求項のうちのいずれか一つに記載の機械。

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