JP3962717B2 - 円筒研削盤用ワークドライブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークを機械の主軸側レースセンターと芯押し台側のセンターとにより支持し、把持爪で主軸に装着した回転駆動腕の回転を該ワークに伝達する円筒研削盤用ワークドライブ装置の構造に関する。

両センターで保持された円柱状ワークの外周面を把持して主軸の回転を該ワークに伝達するクランプ部材に関しては、研削盤の主軸に付設した駆動軸が、ワーク把持用爪を回動させてワークを把持すると共にワークを回転させ、回動を停止すると同時にワークの把持を開放する構成の円筒研削盤用ワークドライブ装置が多く使用されている。

その一例を挙げると、ワークを支持するレースセンター２の外周面に第１ベアリング３を介して内輪板４を嵌合装着し、その内輪板４の外周に第２ベアリング５を介して外輪６を嵌合装着し、その外輪６の裏面に軸支した駆動腕７の先端を内輪板４に挿通したガイドピン４ａに係合させて、研削盤の主軸に付設した駆動軸２２ａに係合する駆動腕７の動きにより内輪板と外輪板を逆方向に回転させ、外輪に立設した駆動ピン１０に基端を係合し、中間を内輪表面のフロート板８に軸支した把持爪９を回動させてワークＷを把持する構成の円筒研削盤用ワークドライブ装置１ｂ（図４）がある（特許文献１）。

また、他の特許文献においては、主軸の前端側に軸受を介してクランプ本体を回転自在に外嵌させると共に、該クランプ本体にワークをクランプするための複数のクランプ爪を周方向等間隔に回転自在に軸支し、このクランプ本体の回動に連動して該クランプ爪がワークをクランプ又はアンクランプする研削盤用ワークドライブ装置が開示されている（特許文献２）。
特開平１１−３０９６５１号公報 実公平０７−０５３８４８号公報

前記、特許文献１に記載の円筒研削盤用ワークドライブ装置において、内輪板と外輪板が互いに逆方向におよそ１／１０〜１／２０回転すれば把持爪が十分にワークを保持するように設計されている。また、前記特許文献２に開示の研削盤用ワークドライブ装置においてもクランプ爪がワークをクランプするためにはそのクランプ爪を軸支した軸受部分が１／３〜１／４回転すれば十分であることは前記と同様である。したがって、研削作業中はレースセンター２の外周面に嵌合した第１ベアリング３（または主軸の前端側に外嵌する軸受）のみが回転し、内輪板４の外周に嵌合した第２ベアリング５（またはクランプ爪を軸支した軸受）は静止状態にある。

このようにワークをドライブ装置にクランプして研削液を注ぎ研削すると、研削粉が研削液中に混入する。この研削液の循環系には研削粉をろ過する工程が組み込まれているのが常であるが、ワークが超硬合金やセラミックスなどの場合、非常に細かい研削粉が発生し、これがろ過装置を潜り抜けた状態で循環し、再使用されることになる。このワークに注がれる研削液はワークドライブ装置にもその飛沫が飛来してベアリング内に浸入することになる。

前記の第１ベアリングは常に回転しているために、この冠水した研磨粉混入の研削液は回転による遠心力等で飛散する。したがって、そこに研削粉が滞留することは殆ど皆無である。一方の内輪板と外輪板の間に設けられた第２ベアリングは前記のように研削作業中は回動を停止していることから、このベアリングの中にまで浸入した研削液は滞留する。次いで、研削作業が終わりワークを開放する際にもベアリングの回動は僅かに１／１０〜１／２０回転であり、この程度の回動ではベアリング中の研削液を完全に排出すことができないのである。したがって、この残留する研削液は作業終了後に自然乾燥して研削粉が固化する。このような、研削液の滞留と乾燥の繰り返しによって形成される研削粉の堆積層はベアリングの回動を著しく阻害することになり、やがては、回動不能となってワークの把持ができなくなる。

本発明は、レースセンター２の先端部外周に並列するベアリング５およびベアリング３を介して内輪部材６と外輪部材４を嵌合させ、この内輪部材６の表面に回動自在に軸支１０した把持爪９の一端を外輪部材４に突設した駆動ピン１１に係合させ、一方、該外輪部材４の裏面に軸支１３され、その先端の軸孔１２ｃを前記内輪部材６の裏面に立設した駆動ピン１４に係合する駆動腕１２を設け、その駆動腕１２の他端を、研削盤の面板２２に突設した伝達ピン２２ａにより回動せしめることにより、前記軸支１０を支点として把持爪９を回動させ、その末端部がワークを把持し、また開放する円筒研削盤用ワークドライブ装置として、前記ベアリング３、５が研削作業中も回転を継続するものとした。

また、レースセンター２の先端部外周にベアリング３、５を介して嵌合された外輪部材４と内輪部材６にそれぞれ軸支１０および駆動ピン１１に係合９ｃされた把持爪９が、前記外輪部材４の裏面に軸支１３されてその先端１２ｃを内輪部材に立設した駆動ピン１４に係合する駆動腕１２の回動によりワークＷを把持し、また開放する円筒研削盤用ワークドライブ装置において、前記２個のベアリング３、５が、レースセンター２の先端部外周に隣接して嵌合させる構成とした。

上記の構成になる本発明の円筒研削盤用ワークドライブ装置においては、ベアリング部分が研削作業中、常に回転しているので研削粉の混入した研削液が滞留することがなく、したがって、研削液の乾燥による研削粉の堆積が皆無になる。

円筒研削盤用ワークドライブ装置において、ベアリング（玉軸受け）の転がり部に研削粉が堆積するとスムーズな回転が得られないことは勿論、この堆積物を取り出す方法もないのが実状であったが、そのようなトラブルはなくなる。

ワークドライブ装置の従来例においては、レースセンター２の先端部外周にベアリングを介して内輪部材を嵌合し、その内輪部材の外径にさらにベアリングを介して外輪部材が嵌合する構成であったが、本発明ワークドライブ装置はレースセンター２の先端部外周にベアリング３、５を介した外輪部材と内輪部材を隣接して装着したことにより、ワークドライブ装置の外径を小径とすることが可能になって作業性を向上させ、且つ、該装置の面ブレが減少する。

レースセンター２の先端部外周に２個のベアリング３、５を隣接させて嵌合し外輪部材と内輪部材を装着することによって、該ベアリング部に研削粉の堆積が生じないものとした。

本発明に係る円筒研削盤用ワークドライブ装置の実施の１例について図面を参照して説明する。図１に示すように本装置１は、研削盤（図示していない）の主軸内径にテーパ嵌合するシャンク２の前端部に第１ベアリング３（玉軸受）を介してカップ状外輪部材４を嵌合装着し、さらに、その第１ベアリング３より先端側に隣接して第２ベアリング５を介して前記外輪部材４のカップ状部内に回動自在に収容される内輪部材６を装着している。この内輪部材６の表面には、リング状フロート板７がその取付け孔７ａより小径の首部になるボルト８によりねじ取着され、該表面との間で平行方向への揺動が可能になっている。さらに、その表面円周方向３等分の位置に、先端をカム状９ａに形成した３個の把持爪９が、その支点孔９ｂ部で回動自在に軸支１０せられ、該把持爪９の基端側に設けたＵ字形部９ｃが前記カップ状外輪部材４の前側面円周方向等間隔に立設した３本の駆動ピン１１と係合している。なお、フロート板７と把持爪９とのあいだに適宜の間隔を設けるための座金１０ａが軸１０に嵌合した状態で装着されている。

前記カップ状外輪部材４の裏面側には基端にＵ字溝状係合部１２ａを有する駆動腕１２が中間部１２ｂで回動自在に軸支１３されており、その駆動腕１２の先端には軸孔１２ｃが設けられている。この軸孔１２ｃに対応して、カップ状外輪部材４の底壁面に長孔４ｃが開設され、その長孔４ｃを貫通しさらに前記軸孔１２ｃに係合する駆動ピン１４が前記内輪部材６の裏面に立設されている。

以上の実施例に係る円筒研削盤用ワークドライブ装置の使用方法を説明する。本ドライブ装置のテーパーシャンク部２ａを円筒研削盤２０等の主軸孔２１に挿通して固く嵌合させる。そして、該研削盤の主軸の回転を伝達するため、研削盤の面板２２に突設した伝達ピン２２ａを前記駆動腕１２のＵ字状部１２ａに挿通させる。

先ず、前記の駆動腕１２を時計回り方向に駆動させることによって把持爪９は開放方向に回転する。次いで、レースセンター２の先鋭端２ｂにワークＷの一方側センター穴を当接させ、他方側のセンター穴には芯押し台側センター２３を押し当てていわゆる両センター支持をする。そして、研削盤の主軸を反時計回り（正）回転をさせる。これにより、駆動腕１２の基端はその軸支１３部を支点として反時計回り（以下、図２の矢印参照）に進み、該支点より先端側に係合する駆動軸１４を逆方向に回動させられる。したがって、この駆動軸１４が嵌合固定された内輪部材６およびその内輪部材６表面に取り付けたフロート板７も時計回りに回動する。さらにフロート板７に軸支１０されてその基端をカップ状外輪部材４の駆動ピンに係合した把持爪９は図２においてそれぞれ反時計回りに回動する。この動きによって三個の把持爪９の先端カム状部９ａが該装置１の中心側に移動してワークＷを把持することになり、同時に、主軸の回転は外輪部材４にも伝えられ該装置１を回転させることになる。この場合、外輪部材４および内輪部材６とレースセンター２と介するベアリング３，５は研削作業中回転が継続されることになり、これらのベアリング３，５に注ぎ込まれた研削液は回転の遠心力によって飛散させられ、その後、乾燥してもベアリング３，５に研削粉の堆積固化がない。

上記により把持されるワークＷにおいて、両端のセンター穴の位置がワーク端面の中心位置になくて、いわゆる芯ブレ状態を生じることがある。この場合、前記のフロート板７は３個の把持爪９，９，９が該ワークを均等圧力で保持できるように芯ぶれ方向に移動することになる。

以上によるワークＷが把持されて研削作業が行わる。そして作業が終了すると研削盤の主軸の回転が停止せられる。この研削盤の回転停止によって伝達ピン２２ａの駆動が停止し、同時に伝達ピン２２ａに係合する駆動腕１２も停止する。しかし、ワークＷを保持したワークドライブ装置は回転の惰力により若干停止時期が遅れる。したがって、停止した駆動腕１２は外輪部材４回転に対し手逆方向に回動し、内輪部材６およびフロート板７を外輪部材４にたいして逆方向に回動させることになる。これによって把持爪９はワークＷの把持を開放し、やがてワークドライブ装置自体も停止する。その後、ワークが取り出されることになる。

図３には実施例２に係るワークドライブ装置１ａを示した。この実施例２においては、外輪部材４の形状を平板状に形成して前記実施例１と同様に第１ベアリング３を介してレースセンター２に嵌合し、内輪部材６を前記外輪部材４の前面側に隣接して第２ベアリング５を介して嵌合したものである。その他、フロート板７、把持爪９、把持爪用駆動ピン１１、駆動腕１２、フロート板用駆動ピン１４等の構成は前記の実施例１と全く同様であり説明を省略する。

この、実施例２のワークドライブ装置１ａは、把持すべきワークの直径が大きい場合にも対応できる（図３参照）ことに特徴を有するものであるが、単純な構成で、安価に製造できること、さらに、ベアリング３，５の内部にまで浸入した研削液が遠心力により外輪部材４と内輪部材６の側面間を外周方向直線状に飛散することが可能となり、したがって、ベアリン３，５の摺動面に研削粉の堆積が殆どなくなる点が最大のメリットである。

円筒研削盤、旋盤などの工作機械、或いはシャフト類の芯振れ計測装置において、ワークを両センターにより支持することがしばしば行われているところである。この両センター作業にはケレと称される回転駆動装置が必要であり、本発明に係るワークドライブ装置はこのような作業のドライブ装置として重宝に利用されることになる。

本発明に係る円筒研削盤用ワークドライブ装置の第１の実施例を示した中央断面図である。 図１の正面図である。 本発明に係る円筒研削盤用ワークドライブ装置の第２の実施例を示した中央断面図である。 従来例の一つとして示した円筒研削盤用ワークドライブ装置である。

符号の説明

１ 円筒研削盤用ワークドライブ装置
２ シャンク
３ 第１ベアリング
４ カップ状外輪部材
５ 第２ベアリング
６ 内輪部材
７ フロート板
８ ボルト
９ 把持爪
１０ 軸支
１１ 駆動ピン
１２ 駆動腕
１３ 軸支
１４ 駆動ピン

Claims (2)

1. その先鋭部をワーク両端に設けられたセンター穴の一方に挿入してワークを支持するレースセンター（２）と、そのレースセンター（２）の前端部外周面に第１ベアリング（３）を介して嵌合装着したカップ状外輪部材（４）と、前記の第１ベアリング（３）より先端側外周面に第２ベアリング（５）を介して前記カップ状部内に収容される内輪部材（６）と、該内輪部材（６）の表面に揺動自在に取り付けたリング状フロート板（７）と、前記カップ状外輪部材（４）の前側面に円周方向等間隔に立設した３本の駆動ピン（１１）と、基端を前記駆動ピン（１１）に係合すると共に中間近傍を軸（１０）により回動自在にフロート板（７）の表面に取り付け、その先端側をカム状（９ａ）に形成した把持爪（９）と、基端にＵ字溝状係合部（１２ａ）を形成し先端側に軸孔（１２ｃ）を開設した駆動腕（１２）を前記カップ状外輪部材（４）の裏面に回動自在に軸支（１３）し、その軸穴（１２ｃ）を内輪部材（６）から裏面方向に突設させた駆動ピン（１４）に係合した構造になることを特徴とする円筒研削盤用ワークドライブ装置。
2. レースセンター（２）の先端部に平板状の外輪部材（４）と、表面にフロート板（７）がその取付孔（７ａ）より小径の首部になるボルトによりねじ取着された外輪部材より小径の内輪部材（６）とが順次並列にそれぞれベアリング（３）、（５）を介して回動自在に装着され、その外輪部材の裏面側に駆動腕（１２）がその中間部を該外輪部材に回動自在に軸支（１３）されると共に該駆動腕の先端が外輪部材を貫通して内輪部材に挿通嵌合させた駆動ピン（１４）に係合し、前記フロート板（７）の表面には円周方向３等分の位置にワーク把持爪（９，９，９）を回動自在に軸支（１０，１０，１０）し、前記外輪部材（４）表面には前記内輪部材（６）の外周より外側で円周方向３等分の位置に駆動ピン（１１、１１，１１）を突設して、該ピンに前記ワーク把持爪（９，９，９）の基端側（９ｃ、９ｃ、９ｃ）を係合させたことを特徴とする円筒研削盤用ワークドライブ装置。

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