JP4148057B2

JP4148057B2 - 研削盤

Info

Publication number: JP4148057B2
Application number: JP2003277527A
Authority: JP
Inventors: 賀生若園
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: US20050020197A1; DE602004012669D1; US6958006B2; DE602004012669T2; EP1500468A1; EP1500468B1; JP2005040892A

Description

本発明は、回転駆動されるワークに向かって回転駆動される砥石車を進退移動してワーク外周面を研削加工する研削盤に関するものである。

従来、砥石車が回転駆動可能に支承された砥石台を主軸台および心押台に向かって進退可能にベッド上にスライド機構を介して装架し、主軸台と心押台との間に回転駆動可能に支承されたワークを砥石車によってクーラントノズルからクーラントを掛けながら研削加工する研削盤において、クーラントや研削屑等の飛散防止および外部の埃等から保護するため、カバーで覆っている。

特許文献１には、ベッド上に配置された主軸台、心押台、砥石台および砥石台のスライド機構の全体を全体カバーで覆い、ベッドの前面中央にワークの搬出搬入時に開閉するスライド扉を設け、全体カバーの両側面に砥石台のスライド機構をはじめとする機器の保守点検を行うための観音開きの扉を設けた研削盤が記載されている。
特開２００３−１１７８２８号公報（第４頁右欄，第５頁右欄から第６頁左欄、図１、図７）

しかしながら、上述した従来の研削盤では、砥石台のスライド機構等の比較的ベッドの後方に配置された機構を保守点検する場合は、その保守点検を行う部位に応じて両側面の一方もしくは両方の扉を開放して保守点検を行わなければならなかった。また、主軸台や心押台を保守点検する場合においても、ワークを搬出搬入するスライド扉とは別に保守点検を行う扉を設け、これら扉をそれぞれ開放して保守点検を行う必要があった。比較的頻繁に行われる砥石交換作業も全体カバーの側面に設けられた扉を開けて行われていた。このため研削盤の各部位を点検するのに、複数ある扉をその都度開閉しなければならず、保守点検作業を非常に煩わしくしていた。近年、研削盤一台を設置する領域が縮小され、複数の研削盤を設置する場合に、隣接する研削盤との間の空間も狭くなり、全体カバーの側面に設けられた複数の扉を開放して砥石交換や保守点検を行うことも困難となってきている。
本発明は、係る従来の不具合を解消するためになされたもので、保守点検のために、複数の扉を開閉するといった煩わしさを解消し、保守点検を短時間にかつ容易に行えるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、ベッド上の前方に載置されワークを水平軸線の周りに回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置と、前記ベッドの後部上面に前記ワークの水平軸線と平行な方向に移動可能に案内されるスライドを有するスライド機構と、砥石車が装着される砥石軸を回転駆動可能に軸承する軸受部および前記スライドの上面に前記ワークの水平軸線と直角な方向に前記ワークに対して移動可能に装架された基部を有する砥石台と、前記砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退移動させる砥石台送り装置と、前記砥石車が前記ワークを研削加工する加工区域にクーラントを供給するクーラント供給装置とを備えた研削盤において、前記ワーク支持駆動装置、前記砥石車および前記軸受部が位置する加工エリアと前記基部および前記砥石台スライド機構が位置するスライドエリアの側方を包囲して覆い、上部に前記加工エリアと前記スライドエリアを見渡すことが可能な解放口が形成された側方包囲カバーをベッド上に取り付け、前記解放口全体を覆う大きさに板状に形成された上方開閉カバーを開閉可能に前記側方包囲カバーの上部に設け、前記上方開閉カバーが前記側方包囲カバーの前記解放口を閉鎖しているとき、該上方開閉カバーの下面と接近して前記両エリアを分離する分離カバーを設け、該分離カバーは、前記スライドの前側に固定され前記軸受部がスライドエリアから加工エリアに入るために通過する通過穴が穿設された枠体を有し、該枠体の上下外縁は前記解放口を閉鎖しているときの上方開閉カバーの下面およびベッドの上面に接近して配置されていることである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、開閉扉によって開閉される開口部を前記上方開閉カバーに前記加工エリアの上方に設けたことである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２において、上方開閉カバーを機械の後方位置または側方位置において前記側方包囲カバーの上端部に旋回機構により開閉可能に枢支し、前記上方開閉カバーを前記旋回機構により跳ね上げ式に旋回して前記加工エリアおよびスライドエリアを開放するようにしたことである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または2において、前記ベッドの後方に設けられる付属装置を前記上方カバーの高さより低くく配置し、前記上方カバーを前記加工エリアとスライドエリアの上方から前記付属装置の上方へ水平スライドさせる水平スライド機構を設けたことである。

請求項１に記載の発明によれば、保守点検時に上方開閉カバーを開けるだけで、加工エリアおよびスライドエリアの全てを見渡すことができ、研削盤の複数の構成を同時に点検することができるため、保守点検時間を短縮することができる。また、上方開閉カバーを１つ開くだけなので、従来のように点検部位に応じて別々の扉を開閉するといった煩わしさもなくなり、保守点検を容易にすることができる。さらに、上方開閉カバーの開口面積も広くなり作業性も向上し、例えば作業者は砥石台の上方から軸受けユニットに取付けられた砥石を交換できる。
また、上方開閉カバーを閉じることにより、分離カバー前方に位置する加工エリアと、分離カバー後方に位置するスライドエリアをそれぞれ分離した空間とすることができる。これによって加工エリア内からクーラントや研削屑がスライドエリアに進入することを防止でき、スライド機構のスライド面の個々に付加される防塵機構を比較的軽微にすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、上方開閉カバーの開閉により保守点検、砥石交換等を機械の上方から容易に行うことができるとともに、開閉扉を有する開口部を通してワークの搬入出を迅速に行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、上方開閉カバーを後方もしは側方に向かって旋回して開口するため、ベッドの正面から加工エリアおよびスライドエリアを見渡すことができ、作業性をさらに向上することができる。

請求項４に記載の発明によれば、ワークを自動搬出搬入するローダを研削盤の上部に設置し、上部に空間的余裕がない場合でも、また、機械の配置上、側方に空間的余裕がない場合でも上方開閉カバーを容易に開閉することができる。

（第1実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る研削盤について図面を参照して説明する。図１および図２において、１０は円筒研削盤を示し、同研削盤１０は、研削盤本体１１と付属装置５０からなる。付属装置５０は、図例では、クーラント供給装置５１、ミスト収集装置６０及びこれら装置５１、６０を研削盤本体１１と接続するダクト装置７０からなる。

研削盤本体１１は、ベッド１２を有し、このベッド１２は図１の左側の前部側の上面にワーク支持駆動装置２０を搭載し、図示右側の後部側の上面に砥石台３０を搭載している。ワーク支持駆動装置２０は、左主軸台２４と右主軸台２６とで構成され、ベッド１２上に固定のワークテーブル２１から立設されたサポート２２の側面に一対のリニアガイド２５に沿って図２における上下方向に位置調整可能にそれぞれ搭載固定されている。これら左右主軸台２４，２６のセンタ間でワークＷを水平軸線の周りに回転自在に支持し、図略の主軸モータにより回転できるように構成されている。

一方、ベッド１２の後部上面には、ワークＷの水平軸線と平行なＺ軸方向に延びる一対のリニアガイド３１が固定されている。このリニアガイド３１はスライド３３を案内し、スライド３３はＸ軸リニアモータ３２により移動される。スライド３３の上面には、Ｚ軸と直交するＸ軸方向に延びる一対のリニアガイド３５が固定され、このリニアガイド３５に砥石台３０の基部３４がＺ軸リニアモータ２７によりワークＷに対して進退するよう案内支持されている。これらリニアガイド３１，３５、スライド３３およびリニアモータ２７，３２によって砥石台３０のスライド機構および砥石台送り装置を構成している。砥石台３０の前部には砥石軸受部３７が搭載され、砥石Ｇを固着した砥石軸３８が回転自在に支持されている。砥石軸３８に固着されたプーリ３９は、砥石台３０の後部に搭載された駆動モータ４０の出力軸に固着したプーリ４１とベルト４２を介して回転連結され、駆動モータ４０の回転動力を砥石軸３８及び砥石Ｇに伝達できるようにしている。クーラント供給ノズル４７は、軸受部３７上に設置され、砥石台３０に取り付けた給送管路４７ａから給送されるクーラントをワークＷと砥石Ｇとの接触点である研削点近辺に向けて吐出する。
図中４５は、ベッド１２上に配置されたワーク支持駆動装置２０および砥石台３０およびスライド機構の周囲を包囲して覆う側方包囲カバーであり、この側方包囲カバー４５は下端部が内側に屈曲され、ベッド１２の周縁にボルト固定されている。また、側方包囲カバー４５はワーク駆動支持装置２０および砥石台３０より高く、これらワーク駆動支持装置２０および砥石台３０の側方を包囲するよう形成されている。
さらに、側方包囲カバー４５の内部は、ワーク支持駆動装置２０、砥石車Ｇおよび砥石台３０の軸受部３７が位置する加工エリア６１と砥石台３０の基部３４、駆動モータ４０、リニアガイド３１、３５およびスライド３３等のスライド機構が位置するスライドエリア６２とに分離カバー６６によって前後方向に分離されている。即ち、スライド３３の前側には、軸受部３７がスライドエリア６２から加工エリア６１に入るために通過する通過穴が穿設された矩形の枠体６３が支柱を介して固定されている。枠体６３の上下外縁は後述する上方開閉カバー５３の下面およびベッド１２の上面に接近して配置され、左右外縁はスライド３３のＺ軸方向移動を許容するために側方包囲カバー４５の左右内面との間にスペースを設けて配置されている。枠体６３の左右外縁の外側にできる前記スペースは、一端が枠体６３の左右外縁に固定され、他端が側方包囲カバー４５の左右内面に固定された左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂによって遮蔽され、枠体６３に穿設された軸受部３７の通過穴内周と軸受部３７の外周との間は、一端が軸受部３７の外周に固定され、他端が枠体６３の通過穴縁部に固定された通過穴蛇腹カバー６５によって遮蔽されている。左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂおよび通過穴蛇腹カバー６５によって、側方包囲カバー４５内を加工エリア６１とスライドエリア６２とに分離する分離カバー６６が構成されている。

側方包囲カバー４５の上部には、加工エリア６１とスライドエリア６２のほぼ全てを見渡すことが可能な解放口５２が形成されており、この解放口５２には上方開閉カバー５３が配置されている。上方開閉カバー５３は、図３に示す如く、解放口５２全体を覆う大きさに板状に形成されている。スライドエリア６２の後方に立設した側方包囲カバー４５上端にはブラケット５４がリニアガイド３１と平行に取り付けられ、このブラケット５４に取り付けられた一対の蝶番５５によって上方開閉カバー５３は機械の後方位置において側方包囲カバー４５の上端部に旋回機構により開閉可能に枢支されている。また、ブラケット５４と上方開閉カバー５３には、開閉動作を補助するための一対のガスシリンダ５９が両側に取り付けられている。このガスシリンダ５９は、シリンダの後部が上方開閉カバー５３に取り付けられ、シリンダの先端から突出したピストンロッドがブラケット５４に結合されており、上方開閉カバー５３を図１に示す開放位置Ａに開閉する動作を補助する。さらに、シリンダ内部にはガスが封入され、このガスの作用によってシリンダシャフトが伸びる方向、すなわち上方開閉カバー５３を開く方向に付勢している。また、上方開閉カバー５３の前方には側方包囲カバー４５に係止され、上方開閉カバー５３が開くことを規制するレバー機構６９が設置されている。このレバー機構６９が解除されることよって上方開閉カバー５３がシリンダの作用によって解放位置Ａまで開き、上方開閉カバー５３を閉じるときは、作業者がガスシリンダを縮める方向に上方開閉カバー５３を移動させ、レバー機構６９を作用させて上方開閉カバー５３を閉鎖位置に係止する。このとき、上方開閉カバー５３は側方包囲カバー４５の周縁と接触して機外と分離され、また、分離カバー６６に接近することにより、側方包囲カバー４５内を加工エリア６１とスライドエリア６２に分離する。従って上方開閉カバー５３が閉じた状態では加工エリア６１からクーラントが外部に飛散することがなく、加工エリアからクーラントおよび研削屑がスライドエリア６２に飛散することがない。

一方、上方開閉カバー５３が閉じたとき、上方開閉カバーのワークＷと対応する部位には、ワークＷを加工エリア６１から取り出すためのワーク取出し口５６が開口部として形成され、このワーク取出し口５６には、前後方向にスライド可能な開閉扉５７が装着されている。この開閉扉５７は強化プラスチックで形成された窓部５７ａと、この窓部がはめ込まれ、両端を上方開閉カバー５３に取り付けられたスライドレール５８で支持された窓枠５７ｂから構成されている。また、一方のスライドレール５８の横には、開閉扉５７を自動開閉するためのロッドレスシリンダ７３が取付けられ、ワーク取出し口５６の上に備え付けられた図略のワーク搬入搬出ローダによってワークの搬出搬入が行われるのと同期して開閉扉５７を自動開閉する。

再び図１を参照すれば、加工エリア６１の下部を形成するベッド１２の部分には、クーラントシュート１３が設けられ、研削点に向けてクーラント供給ノズル４７から吐出されたクーラントを受け入れるように形成されている。ベッド１２内には、後面開口部からダクト装置７０の排出導管７１が挿入されている。排出導管７１は、全長に亘ってその外面が閉鎖されて実質的に気密を維持できる矩形断面の流体通路を形成するように構成され、この矩形断面の下層部でクーラントを流動させつつ同時に上層部に所定量のミストを通過させ得る大きさの断面積を有している。排出導管７１は、加工エリア６１の直下まで延在して先端部の上面が開口され、前記クーラントシュート１３の下端部外周を気密的に包囲し、クーラントシュートの下端開口から流体を受け入れるように構成されている。

排出導管７１の後端部直前の上面開口からはミスト回収導管７２が分岐して上方に伸び、設置台７４上に搭載されたミスト収集装置６０の吸入口６0aに連結されている。ミスト収集装置６０は、公知のもので、バキューム作用により吸入口６０ａからミストを吸入し、ミストから空気成分と液体成分を例えば遠心分離し、空気成分は大気に放出し、液体成分はクーラント供給装置５１のクーラント貯蔵タンク５２へ還流する。

クーラント供給装置５１は、タンク５２内にクーラントを貯蔵し、モータ５３により駆動される図略のポンプユニットによりタンク５２内のクーラントを汲み上げ、吐出管６７からフレキシブルホース６８を経由してクーラントを給送管路４７ａへ送出し、軸受部３７上に取付けられたクーラント供給ノズル４７から砥石車ＧがワークＷを研削加工する研削点近辺に向けてクーラントを供給する。

次に、上記実施の形態の作動について説明する。図略の搬出搬入ローダによってワークＷが開閉扉５７の上に搬送されると、開閉扉５７がロッドレスシリンダ７３により開口される。ワークＷが左右主軸台２４，２６間に搬入されると、図略の左右サーボモータが駆動されて左右主軸台２４，２６が左右主軸台移動装置によって互いに接近され、ワークＷが左右センタ２４ａ，２６ａ間に挟持され、開閉扉５７が閉じられて研削加工が開始される。左右主軸サーボモータが同期回転されて左右主軸が同期回転されワークＷが両端から回転駆動される。Ｚ軸リニアモータ３２によってスライド３３がＺ軸方向に移動されて砥石車GがワークＷの加工箇所とＺ軸方向で整列される。Ｘ軸リニアモータ２７が駆動されて砥石台３０が、早送り速度、粗研削送り速度、精研削送り速度で前進され、クーラント供給装置５１によってクーラント供給ノズル４７から加工区域にクーラントが供給され、駆動モータ４０によりベルト４２を介して回転駆動される砥石車ＧによってワークＷの加工箇所が研削加工される。
加工区域に供給されたクーラントは砥石車ＧがワークＷを研削加工する研削点を潤滑かつ冷却し研削屑とともに加工区域直下に開口するクーラントシュート１３内に落下し、同時に発生したミストとともに排出導管７１を経由してクーラント貯蔵タンク５１ａまたはミスト回収装置６０に回収される。

スライド３３のＺ軸方向移動につれて分離カバー６６の枠体６３がＺ軸方向に移動され、枠体６３の左右外縁に一端が固定された左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂが伸縮し、枠体６３の左右外縁の外側と側方包囲カバー４５の左右内面との間にできるスペースを遮蔽する。砥石台３０の軸受部３７がＸ軸方向に進退すると、一端が軸受部３７の外周に固定された通過穴蛇腹カバー６５が伸縮して軸受部３７と通過穴との間を遮蔽する。また、上方では上方開閉カバー５３が側方包囲カバー４５とともに研削盤本体１１を密閉する。従って、左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂおよび通過穴蛇腹カバー６５からなる分離カバー６６と上方開閉カバー３７および側方包囲カバー４５によって、側方包囲カバー４５内を砥石車ＧがワークＷを研削加工する加工エリア６１と、砥石台３０がリニアガイド３１，３５によってＺ軸およびＸ軸方向にガイドされるスライドエリア６２とに分離し、切粉およびクーラントがリニアガイド３１，３５、リニアモータ２７，３２に浸入して案内精度、送り精度を低下させることがない。ワークＷの研削加工が完了すると、砥石台３０がＸ軸リニアモータ２７によって戻り速度で後退され、砥石台３０の後退完了後に開閉扉５７が開かれ、ワークＷを図略の搬出搬入ローダが機外へ取り出し、一研削サイクルが終了する。

そして、砥石交換の時期となると、上方開閉カバー５３が開かれる。作業者のレバー機構６９の操作により上方開閉カバー５３と側方包囲カバー４５の係止状態が解除されると、上方開閉カバー５３はガスシリンダ５９の作用により解放位置Ａまで旋回する。上方開閉カバー５３が開かれると、分離カバー６６で分離された加工エリア６１とスライドエリア６２の上方が開放される。これによって作業者は砥石台３０の上方から軸受けユニット３７に取付けられた砥石Ｇを交換できる。また、この砥石交換の際に側方包囲カバー内の全ての機器が見えることから、例えばベルト４２の状態やリニアガイド３１，３５の状態等も確認できる。

上記実施形態では、上方開閉カバー５３を前方から後方に向かって開閉させるために蝶番５５を側方包囲カバー４５の後方位置に取付けた形態を示したがこれに限らず、研削盤本体１１の側方に上方開閉カバー５３を開閉させるべく、側方包囲カバー４５の横側上部に蝶番５５を取付けるようにしてもよい。また取付け方法も蝶番５５に限らず上方開閉カバー５３を旋回させる機構であればよい。

なお、上記実施形態において研削盤本体１１の上方開閉カバー５３を閉じた機械上面までの高さは、１０００ｍｍ（＝１ｍ）程度であり、作業者の腰ぐらい高さが実用作業上好ましい。

（第2実施形態）
本発明の第2実施形態としては、図４に示す如く、公知の水平スライド機構を設け、上方開閉カバー５３が旋回するのではなく前方から後方にスライドするようにしてもよい。この上方開閉カバー５３を前方から後方にスライドさせるためには、研削盤本体１１の後方に設置された付属装置５０が干渉しないように、付属装置５０の高さを上方開閉カバー５３のスライドする高さより低く設置することが必要となる。

本発明の実施形態に係る研削盤の側面図。図１に示す研削盤の上方開閉カバーを外して上方から見た平面図。図１に示す研削盤の上方から見た平面図。他の実施形態を示す研削盤の側面図。

符号の説明

１０・・・円筒研削盤、１１・・・研削盤本体、１２・・・ベッド、１３・・・クーラントシュート、２４，２６・・・左右主軸台、２７，３２・・・リニアモータ、３０・・・砥石台、３３・・・スライド、３１，３５・・・リニアガイド、３７・・・軸受部、４５・・・側方包囲カバー、４７・・・クーラント供給ノズル、５０・・・付属装置、５１・・・クーラント供給装置、５２・・・開放口、５３・・・上方開閉カバー、５４・・・ブラケット、５５・・・蝶番、５７・・・開閉扉、５８・・・スライドレール、５９・・・ガスシリンダ、６１・・・加工エリア、６２・・・スライドエリア、６３・・・枠体、６４ａ，６４ｂ・・・左右蛇腹カバー、６５・・・通過穴蛇腹カバー、６６・・・分離カバー、６９・・・レバー機構、７３…ロッドレスシリンダ、Ｇ・・・砥石車、Ｗ・・・ワーク。

Claims

ベッド上の前方に載置されワークを水平軸線の周りに回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置と、前記ベッドの後部上面に前記ワークの水平軸線と平行な方向に移動可能に案内されるスライドを有するスライド機構と、砥石車が装着される砥石軸を回転駆動可能に軸承する軸受部および前記スライドの上面に前記ワークの水平軸線と直角な方向に前記ワークに対して移動可能に装架された基部を有する砥石台と、前記砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退移動させる砥石台送り装置と、前記砥石車が前記ワークを研削加工する加工区域にクーラントを供給するクーラント供給装置とを備えた研削盤において、
前記ワーク支持駆動装置、前記砥石車および前記軸受部が位置する加工エリアと前記基部および前記砥石台スライド機構が位置するスライドエリアの側方を包囲して覆い、上部に前記加工エリアと前記スライドエリアを見渡すことが可能な解放口が形成された側方包囲カバーをベッド上に取り付け、
前記解放口全体を覆う大きさに板状に形成された上方開閉カバーを開閉可能に前記側方包囲カバーの上部に設け、
前記上方開閉カバーが前記側方包囲カバーの前記解放口を閉鎖しているとき、該上方開閉カバーの下面と接近して前記両エリアを分離する分離カバーを設け、
該分離カバーは、前記スライドの前側に固定され前記軸受部がスライドエリアから加工エリアに入るために通過する通過穴が穿設された枠体を有し、該枠体の上下外縁は前記解放口を閉鎖しているときの上方開閉カバーの下面およびベッドの上面に接近して配置されていることを特徴とする研削盤。
請求項１に記載の研削盤において、開閉扉によって開閉される開口部を前記上方開閉カバーに前記加工エリアの上方に設けたことを特徴とする研削盤。
請求項１または2に記載の研削盤において、前記上方開閉カバーを機械の後方位置または側方位置において前記側方包囲カバーの上端部に旋回機構により開閉可能に枢支し、前記上方開閉カバーを前記旋回機構により跳ね上げ式に旋回して前記加工エリアおよびスライドエリアを開放するようにしたことを特徴とする研削盤。
請求項１または2に記載の研削盤において、前記ベッドの後方に設けられる付属装置を前記上方カバーの高さより低く配置し、前記上方カバーを前記加工エリアとスライドエリアの上方から前記付属装置の上方へ水平スライドさせる水平スライド機構を設けたことを特徴とする研削盤。