JP3803511B2

JP3803511B2 - 局所カバーを備えた研削盤

Info

Publication number: JP3803511B2
Application number: JP16268899A
Authority: JP
Inventors: 康生新野; 仁也石橋; 智仙加藤
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: JP2000354964A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砥石車による工作物の研削部に供給したクーラントの飛散を防止するカバーをベッドに設けた研削盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の研削盤では、例えば実公昭６３−３４８３９号公報に示すように、クーラントの飛沫が機外に漏れないようにするために装置全体を覆う全体カバー方式を採用し、下方に流れるクーラントを受けて集める下部カバーはベッドの一部により形成している。またクーラントは、その温度変化によるベッドの熱変位を低減するために温度管理を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような全体カバー方式の研削盤では、砥石台、主軸台などを含む装置全体がクーラントが飛散する環境にさらされ、多くの部分にクーラントの侵入を防止するためのシール機構を設ける必要があるので構造が複雑になる。また、ベッド全体にクーラントが流れるので、クーラントの全量が多くなるとともにこれを収容する収容槽３５の容量も大きくなり、このクーラントはたとえ温度管理を行っていても加工熱を吸収して多少の温度変化はあり、これによりベッドの温度も変化するのでベッドに熱変位を生じて加工精度に悪影響を及ぼすおそれもある。本発明はこのような各問題を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による局所カバーを備えた研削盤は、ベッド上に設けられ主軸モータにより回転駆動される主軸の先端に工作物を取り付けるチャックを設けた主軸台と、前記ベッド上に前記工作物に向かう方向に移動可能に案内支持されて送りモータにより往復駆動されると共に同工作物に向かって突出する突出部に砥石モータにより回転駆動される砥石車を支持する砥石台を備えてなり、前記砥石車による前記工作物の研削部をクーラントにより冷却してなる研削盤において、前記工作物と砥石車とこれらの支持部分を囲んで前記クーラントの飛散を防止する局所カバーを前記ベッド上の一部に取り付け、前記主軸台は前記主軸モータを前記局所カバーの外側に位置させると共に同主軸台の同局所カバーを貫通する部分には前記クーラントのもれを防止するシール構造を設け、前記砥石台はその案内支持部と往復駆動用の送りモータを前記局所カバーの外側に位置させると共に同砥石台の突出部は前記クーラントのもれを防止する摺動シール構造を通して同局所カバー内に挿入したことを特徴とするものである。局所カバーは工作物と砥石車とこれらの支持部分を囲んでベッド上の一部に設け、主軸台は主軸モータが、また砥石台はその案内支持部と往復駆動用の送りモータが局所カバーの外側に位置しているので、飛散する範囲が局所カバー内に限られる研削部からのクーラントの飛沫が、主軸モータや砥石台の案内支持部や送りモータ付近にまで達することはない。また局所カバー内に限られるクーラントが飛散される範囲は狭いので、クーラントの全量が少なくなると共にクーラントの温度変化に伴うベッドの温度変化も少なくなる。
【０００５】
請求項１の発明は、請求項２の発明に示すように、局所カバーをベッド上に固定され使用されて下方に流れるクーラントを受けて集める下部カバーと、この下部カバーの上側を覆う上部カバーよりなるものとし、ベッドは必要最小限の位置において下部カバーを支持して同下部カバーとの接触面積を小さくするのがよい。このようにすれば、クーラントの温度がベッドに伝達されることが少なくなるので、クーラントの温度変化に伴うベッドの温度変化は一層少なくなる。
【０００６】
請求項１及び請求項２の発明は、請求項３に示すように、砥石台及びそれより突出する突出部内に、砥石車の支持部及び砥石モータに必要な作動流体及び配線を通す孔を形成することが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、本発明による局所カバーを備えた研削盤の１つの実施の形態を示す。この実施の形態のベッド１０上には、工作物Ｗを取り付けるチャック２１を先端に有する主軸台２０と、工作物Ｗを研削加工する砥石車Ｇを先端に設けた砥石台１５と、砥石車Ｇを整形するツルーイング装置２５と、工作物Ｗを計測する定寸装置２６が設けられ、また工作物Ｗを含む主軸台２０の先端部と砥石車Ｇを含む砥石台１５の先端部とツルーイング装置２５と定寸装置２６を囲む局所カバー３０がベッド１０上の一部に設けられている。
【０００９】
図１に示すように、ベッド１０上に設置された主軸台２０は主軸モータにより回転駆動される水平な主軸（何れも図示省略）を有し、主軸の先端には軸承部２０ａより突出するチャック２１が設けられている。この実施の形態の工作物Ｗは、軸部Ｗａと２つのクランクピン部Ｗｂよりなるロータリコンプレッサのクランクシャフトであり、その軸部Ｗａはチャック２１により主軸と同軸的に把持されている。
【００１０】
砥石台１５は、図１〜図３に示すように、固定ベース１１及び中間ベース１２を介して、主軸台２０の主軸と直交する水平なＸ方向と主軸と平行なＺ方向に往復動可能にベッド１０上に支持されている。ベッド１０上に固定された固定ベース１１にＺ方向往復動可能に案内支持された中間ベース１２は、固定ベース１１に回転のみ可能に支持されてサーボモータ１４により回転駆動されるボールねじ１３と、中間ベース１２の下面に固定されてボールねじ１３と螺合するボールナット１３ａにより往復動される。中間ベース１２は、図３に示すようにＸ方向に延びる略Ｕ字断面形状で、その上側はモータ取り付けベース１２ａにより連結されている。中間ベース１２の内面両側に形成された１対の案内溝１２ｂには、砥石台１５の両側から一体的に突出する１対のレール１５ａが摺動可能に係合され、これにより砥石台１５はＸ方向に往復動可能に中間ベース１２に案内支持される。案内溝１２ｂとレール１５ａの間の上下及び両側の摺動面は、加圧された潤滑油が供給される静圧案内面である。
【００１１】
主として図１及び図２に示すように、砥石台１５には、主軸台２０のチャック２１に支持される工作物Ｗに向かって突出する突出部１５ｂが一体的に形成され、この突出部１５ｂの先端にはＺ方向と平行な砥石軸（図示省略）を回転自在に支持する軸受部１５ｃが固定されている。この砥石軸の一端に取り付けられた砥石車Ｇは工作物Ｗと対向する側を除きカバー２２により覆われ、軸受部１５ｃの反対側に取り付けられた砥石モータ１９により回転駆動される。
【００１２】
主として図２及び図３に示すように、砥石台１５は、その上面に固定した２次モータ要素１６ｂとモータ取り付けベース１２ａの下面に固定した１次モータ要素１６ａよりなるリニアモータ（送りモータ）１６により、砥石車Ｇが工作物Ｗに当接してこれを研削加工する前進位置（実線参照）と砥石車Ｇが工作物Ｗから離隔する後退位置（二点鎖線Ｇａ参照）の間で、中間ベース１２に対しＸ方向に往復動される。１次モータ要素１６ａは電磁コイルであり、２次モータ要素１６ｂは磁石板であり、Ｘ方向の長さは１次モータ要素１６ａの方が２次モータ要素１６ｂよりも短い。この実施の形態では、砥石台１５が最前進位置（図２の実線参照）にある状態では１次モータ要素１６ａはＸ方向の全長において２次モータ要素１６ｂと対向しているが、砥石台１５が最後退位置（図２の二点鎖線１５ｄ参照）にある状態では１次モータ要素１６ａの前部の一部が２次モータ要素１６ｂから外れるようになっている。
【００１３】
図３に示すように、砥石台１５には長手方向（Ｘ方向）に貫通する複数の孔１７ａ，１７ｂが形成されている。大きい方の孔１７ａは砥石モータ１９に給電するための配線を通すものであり、小さい方の複数の孔１７ｂは砥石車Ｇを設けた砥石軸の軸受面及び中間ベース１２と砥石台１５の間の静圧案内面に潤滑油を供給する管路である。砥石台１５の後端部は孔１７ｂに潤滑油を供給するジョイント１７ｃが設けられている。
【００１４】
ベッド１０上に設置したツルーイング装置２５は、砥石台１５をＸ方向及びＺ方向に移動させて砥石車Ｇを二点鎖線Ｇｂに示す位置とした状態で、回転駆動されるツルア２５ａにより砥石車Ｇの研削面を整形するものである。また定寸装置２６は、ベッド１０上に設置した支持台２６ａとこれにより進退可能に支持された検出ヘッド２６ｂよりなり、砥石車Ｇにより研削加工された工作物Ｗのピン部Ｗｂの外周面を間接定寸またはポストプロセスで計測するものである。
【００１５】
局所カバー３０は、図１及び図２に示すように、ベッド１０上の一部に固定される下部カバー３１とその上側を覆う上部カバー３２よりなるもので、主軸台２０は軸承部２０ａより先の部分だけが、また砥石台１５は突出部１５ｂの途中より先の部分だけが局所カバー３０の内部に位置している。下部カバー３１には、四周に上向きフランジ部３１ａが、また底面に排出筒部３１ｂ及び開口３１ｃが形成されている。ベッド１０は下部カバー３１を支持する部分及び開口３１ｃの周辺部を除き下部カバー３１との間に隙間を設けて、下部カバー３１との間の熱伝達を極力少なくしている。開口３１ｃはツルーイング装置２５及び定寸装置２６をベッド１０上に直接取り付けるためのものである。下部カバー３１は研削部を冷却して下方に流れ落ちるクーラントを受けて集めるもので、その下側には排出筒部３１ｂから排出されるクーラントを収容槽３５に導く案内樋３４が取り付けられている。
【００１６】
上部カバー３２は研削部に供給されたクーラントの飛沫が外部に飛散するのを防止するためのもので、その下縁は下部カバー３１四周部のフランジ部３１ａの内側にはめ込まれている。主軸台２０は、主軸を回転駆動する主軸モータ部分を局所カバー３０の外側とし、軸承部２０ａより先の部分を上部カバー３２に設けた開口より局所カバー３０内に挿入して、上部カバー３２を貫通する部分にはシール構造２０ｂを設けてクーラントのもれを防止している。
【００１７】
図１及び図２示すように、Ｘ方向に往復動する砥石台１５の突出部１５ｂは、中間ベース１２の局所カバー３０側に板部材１８ａを介して固定されたフランジ部材１８ｂを液密かつ摺動自在に貫通しており、フランジ部材１８ｂにはその軸線と直交する横長長方形の板状のスライドカバー３３が固定されている。また、中間ベース１２側となる局所カバー３０の後面には、スライドカバー３３よりは小さいが中間ベース１２のＺ方向往復動に伴うフランジ部材１８ｂの往復動を許容する長さの長方形の開口３０ａが形成されている。開口３０ａの下縁は下部カバー３１のフランジ部３１ａの上縁により形成され、また開口３０ａの上縁及び両側縁が形成される上部カバー３２の後面は、フランジ部３１ａの内面との間にスライドカバー３３の板厚分だけ隙間を設けてある。スライドカバー３３は、下縁部がフランジ部３１ａの内面に、また上縁部及び両側縁部が上部カバー３２の後面に、それぞれ摺動可能に当接され、中間ベース１２及び砥石台１５と共にＺ方向に往復動した場合、そのストロークの全範囲において常に開口３０ａを閉じているような長さとなっている。これら板部材１８ａ、フランジ部材１８ｂ、開口３０ａ及びスライドカバー３３は、砥石台１５の突出部１５ｂが局所カバー３０内に挿入される挿通部からのクーラントのもれを防止する摺動シール構造Ａを構成している。
【００１８】
局所カバー３０内には、ツルーイング装置２５及び定寸装置２６に対する配線並びに研削部に調温されたクーラントを供給する配管のために、下部カバー３１から立ち上がる中空柱３６が設けられている。
【００１９】
加工待機状態では、砥石台１５は図２の二点鎖線１５ｄに示す最後退位置にある。研削盤の作動を制御する制御装置は、この状態からリニアモータ１６により砥石台１５をＸ方向に前進させ、主軸の先端に把持されて回転している工作物Ｗの一方のピン部Ｗｂの外周面に回転している砥石車Ｇを当接し、主軸の回転と連動して砥石台１５を往復動させて研削加工する。一方のピン部Ｗｂを所定量研削加工した後、制御装置は砥石台１５を一旦後退させ、主軸を所定の角度位置で停止させ、定寸装置２６の検出ヘッド２６ｂを前進させ、先端部のフィーラを研削されたピン部Ｗｂの外周面に当接して寸法を計測する。そして、残りの研削残量を演算して再度研削加工を行い、クランクピン部を所定の精度に研削する。なお、この際の砥石台前進位置を記憶しておく。次に砥石台１５を中間ベース１２と共にＺ方向に移動して砥石車Ｇが他方のピン部Ｗｂと対向する位置とし、上記と同様に砥石台１５をＸ方向に前進させて他方のピン部Ｗｂの外周面を研削する。この際、一方のクランクピン部の研削完了時の砥石台位置にくるまで研削加工を行うことで、所定の精度に他方のクランクピン部を研削加工する。加工完了後、チャック２１からその工作物Ｗを取り外して未加工の工作物Ｗを把持し、前述と同様にして研削加工を行う。なお、更に高精度な加工を実現するため、各ピンに対向した位置に定寸装置を設けてもよい。あるいは、加工箇所に応じて定寸装置をＺ軸方向に移動するようにしてもよい。
【００２０】
各ピン部Ｗｂと砥石車Ｇの間の各研削部には、中空柱３６から局所カバー３０内に導入された２本の配管を介して調温されたクーラントを供給して、加工に伴う発熱による工作物Ｗ及び砥石車Ｇの温度上昇を防いでいる。このクーラントは、一部は砥石車Ｇにより局所カバー３０内に飛散され、残りは下部カバー３１上に流れ落ちる。飛散された飛沫は、比較的大粒のものは局所カバー３０の上部カバー３２により遮られ、その内面に沿って下部カバー３１上に流れ落ち、主軸台２０の軸承部２０ａ及び砥石台１５の突出部１５ｂの局所カバー３０内への挿入部はシール構造２０ｂ及び摺動シール構造Ａによりシールされているので、局所カバー３０の外部に漏れることはない。下部カバー３１上に流れ落ちたクーラントは排出筒部３１ｂから排出され、案内樋３４を通って収容槽３５内に戻されて収容され、クーラにより所定温度に冷却されて再び研削部に供給される。局所カバー３０内に浮遊する微細な飛沫は、ダクトによりミストコレクタ（何れも図示省略）に吸入されて回収される。
【００２１】
所定数の工作物Ｗの加工が終了する度に、砥石台１５をＸ方向及びＺ方向に移動させて砥石車Ｇを二点鎖線Ｇｂ（図１参照）の位置とし、ツルーイング装置２５を作動させてツルア２５ａにより砥石車Ｇの研削面を整形する。
【００２２】
上述した実施の形態によれば、主軸台２０の主軸モータや砥石台１５の案内支持部及び送りモータ１６は局所カバー３０の外側であり、クーラントの飛沫が達することはないので、特別なシール構造を設けなくてもこれらの部分にクーラントが侵入して悪影響を及ぼすおそれはなく、従ってこれらの部分の構造を簡略化することができる。また局所カバー３０はベッド１０の上の一部分に設けられるので、従来の全体カバーのものに比してクーラントの全量が少なくなり、それを収容する収容槽の容量も小さくなるので研削盤全体をコンパクトにすることができる。
【００２３】
研削部に供給されるクーラントは調温されているとはいえ、下部カバー３１内に集められるクーラントの温度は作動状態により変化する。しかし、局所カバー３０が設けられるのはベッド１０上の一部であり、しかも前述のようにベッド１０は下部カバー３１を支持する部分及び開口３１ｃの周辺部を除き下部カバー３１との間に隙間を設けて下部カバー３１との間の熱伝達を極力少なくしているので、クーラントの温度変化に伴うベッド１０の温度変化は少なく、従って熱変形による加工精度への悪影響は殆どない。
【００２４】
またこの実施の形態では、突出部１５ｂを含む砥石台１５内に、砥石モータ１９への給電用配線を通す孔１７ａと砥石軸の軸受面及び砥石台１５の静圧案内面に潤滑油を供給する孔１７ｂを形成したので、これらの配線及び配管はコンパクトにまとめられ、それらが局所カバーを通る部分に特別なシール構造が不要となる。
【００２５】
なおこの実施の形態では、研削部である工作物Ｗの２つのクランクピン部Ｗｂに対するクーラントの供給は、中空柱３６を通る２本の配管の各先端に設けた吐出ノズルによりなされている。しかしながらこのクーラントの供給は、砥石台１５に設けた孔１７ｂの１つを通して行うようにしてもよく、その場合はクーラントの吐出ノズルは軸受部１５ｃと共に移動するので、２つのクランクピン部Ｗｂに対し１本で足りる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、主軸モータや砥石台の案内支持部及び送りモータ付近にまでクーラントの飛沫が達することはないので、特別なシール構造を設けなくてもこれらの部分にクーラントが侵入して悪影響を及ぼすことはなく、従って構造を簡略化することができる。またクーラントの全量が少なくなり、それを収容する収容槽の容量も小さくなるので研削盤全体をコンパクトにすることができ、更にベッドの温度変化も少なくなることにより熱変位も少なくなって加工精度も向上する。
【００２７】
請求項２の発明によれば、クーラントの温度変化に伴うベッドの温度変化は一層少なくなるので、ベッドの熱変位が一層少なくなって加工精度も一層向上する。
【００２８】
請求項３の発明によれば、砥石車の支持部に対する作動流体の供給及び砥石モータに対する電力の供給を砥石台の突出部内に形成した孔を通して行うことができるので、そのための配管及び配線をコンパクトにまとめられると共にそれらが局所カバーを通る部分に特別なシール構造が不要となるので構造も簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による局所カバーを備えた研削盤の一実施形態の全体平面図である。
【図２】図１に示す実施形態のＸ方向に沿った断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った拡大断面図である。
【符号の説明】
１０…ベッド、１５…砥石台、１５ｂ…突出部、１６…送りモータ、１７ａ，１７ｂ…孔、１９…砥石モータ、２０…主軸台、２０ｂ…シール構造、２１…チャック、３０…局所カバー、３１…下部カバー、３２…上部カバー、Ａ…摺動シール構造、Ｇ…砥石車、Ｗ…工作物。

Claims

ベッド上に設けられ主軸モータにより回転駆動される主軸の先端に工作物を取り付けるチャックを設けた主軸台と、前記ベッド上に前記工作物に向かう方向に移動可能に案内支持されて送りモータにより往復駆動されると共に同工作物に向かって突出する突出部に砥石モータにより回転駆動される砥石車を支持する砥石台を備えてなり、前記砥石車による前記工作物の研削部をクーラントにより冷却してなる研削盤において、前記工作物と砥石車とこれらの支持部分を囲んで前記クーラントの飛散を防止する局所カバーを前記ベッド上の一部に取り付け、前記主軸台は前記主軸モータを前記局所カバーの外側に位置させると共に同主軸台の同局所カバーを貫通する部分には前記クーラントのもれを防止するシール構造を設け、前記砥石台はその案内支持部と往復駆動用の送りモータを前記局所カバーの外側に位置させると共に同砥石台の突出部は前記クーラントのもれを防止する摺動シール構造を通して同局所カバー内に挿入したことを特徴とする局所カバーを備えた研削盤。
前記局所カバーは前記ベッド上に固定され使用されて下方に流れるクーラントを受けて集める下部カバーと、この下部カバーの上側を覆う上部カバーよりなり、前記ベッドは必要最小限の位置において前記下部カバーを支持して同下部カバーとの接触面積を小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の局所カバーを備えた研削盤。
前記砥石台及びそれより突出する突出部内には、前記砥石車の支持部及び前記砥石モータに必要な作動流体及び配線を通す孔を形成してなる請求項１または請求項２に記載の局所カバーを備えた研削盤。