JP4303348B2 - 円筒研削盤の心押台 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸物ワークの一方の軸端部を支持するセンタを備えた円筒研削盤の心押台に関する。
【0002】
【従来の技術】
軸物ワークの外周面を砥石で研削する円筒研削盤は、その心押台に設けたセンタをワークの端面に形成したセンタ穴に嵌合させてクランプするようになっており、前記センタの種類には心押台に回転不能に支持された固定センタと、心押台に回転可能に支持された回転センタとがある。心押台に回転不能に支持された固定センタを使用すると、ワークの心振れが発生し難いために加工精度が向上する。しかしながら、固定センタは回転するワークとの間に相対回転が生じるので、ワークの重量が大きいために固定センタに加わる荷重が大きい場合や、ワークが高速回転する場合には、摺動部に発生する摩擦で固定センタが発熱したり摩耗したりする問題がある。一方、回転センタはワークと一体に回転するので前記発熱や摩耗が発生することは少ないが、回転センタの回転に伴ってワークに心振れが発生するので加工精度が低下する問題がある。回転センタによる心振れを減少させるために、回転センタとそれを保持する保持筒とをテーパ面を介して摺接させたものが、実開平5−37403号公報により提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、固定センタのメリットおよび回転センタのメリットを両立させるには、心押台に固定センタおよび回転センタを交換自在に取り付ければ良いが、このようにすると固定センタおよび回転センタの交換作業が面倒で作業効率が低下する問題がある。
【0004】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、固定センタの機能および回転センタの機能を簡単に切り換えることが可能な円筒研削盤の心押台を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、軸物ワークの一方の軸端部を支持するセンタをセンタ保持部材に回転自在に支持するとともに、それらセンタおよびセンタ保持部材間に、該センタの回転を規制するロック手段を設けてなる、円筒研削盤の心押台であって、前記ロック手段が、前記センタ保持部材に回転不能かつ軸方向移動可能に支持されて前記センタに同軸に対向するロックピンと、そのロックピンおよび前記センタの対向端面に形成されて相互に係合可能な係合部とを備えたことを特徴とする円筒研削盤の心押台が提案される。
【0006】
上記構成によれば、ロック手段によるロックを解除してセンタ保持部材に対してセンタが自由に回転できるようにすれば、軸物ワークからセンタに加わる荷重が大きい場合や軸物ワークが高速回転する場合にセンタの発熱や摩耗を防止することができ、またロック手段によりセンタ保持部材に対してセンタを回転不能にロックすれば、センタの心振れを最小限に抑えて加工精度を高めることができる。しかもセンタのロックおよびロック解除をロック手段で行うことにより、回転センタおよび固定センタを交換する場合に比べて時間を大幅に節約することができる。
【0007】
また特に上記ロック手段が、センタ保持部材に回転不能かつ軸方向移動可能に支持されてセンタに同軸に対向するロックピンと、ロックピンおよびセンタの対向端面に形成されて相互に係合可能な係合部とを備えるので、センタ保持部材に回転不能かつ軸方向移動可能に支持されたロックピンをセンタから離反する方向に移動させるだけで係合部の係合を解除してセンタの回転を許容することができ、またロックピンをセンタに接近する方向に移動させるだけで係合部を係合させてセンタの回転を規制することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0009】
図1〜図5は本発明の一実施例を示すもので、図1は円筒研削盤の全体正面図、図2は図1の2部拡大断面図、図3は図2の3−3線拡大断面図、図4は図2の4−4線拡大断面図、図5は作用説明図である。
【0010】
図1に示すように、円筒研削盤11はベース12と、ベース11上に移動自在に支持されたテーブル13と、テーブル13の一端側に設けられた主軸台14と、テーブル13の他端側に設けられた心押台15とを備える。本発明の軸物ワークを構成するカムシャフトWは主軸台14および心押台15間に支持され、主軸台14から伝達される駆動力で回転駆動される。そしてテーブル13上に設けた図示せぬ砥石ユニットによってカムシャフトWの外周面が研削される。
【0011】
次に、図2〜図4に基づいて心押台15の構造を説明する。
【0012】
心押台15はテーブル13の上面に固定された本体ハウジング22を備えており、本体ハウジング22の内部に、本発明のセンタ保持部材を構成する概略円筒状のラム23が軸方向移動自在に支持される。ラム23の外周面に軸方向に形成されたガイド溝231 に本体ハウジング22に固定したガイドピン24が嵌合しており、従ってラム23は本体ハウジング22に対して相対回転を規制された状態で軸方向の移動を許容される(図3参照)。ラム23の後端(図2おいて右側)にシャフト25がボルト26で固定されており、そのシャフト25の後端にピストン27が嵌合してロックナット28で固定される。
【0013】
本体ハウジング22の後部にはシリンダボディ29がボルト30で固定されており、ピストン27はシリンダボディ29の後端に形成したシリンダ291 に摺動自在に嵌合する。ピストン27の前面にはシリンダボディ29との間に縮設したスプリング31が当接しており、従ってピストン27はスプリング31の弾発力で後方に付勢される。シリンダボディ29の後面にボルト32で固定されたキャップ33とピストン27との間に、油圧源34にバルブ35を介して接続された油室36が形成される。従って、油室36に油圧を供給することにより、ピストン27をスプリング31の弾発力に抗しながら押圧してラム23を主軸台14に向けて前方に移動させ、後述するセンタ41でカムシャフトWの軸端部を支持することができる。
【0014】
センタ41は、円錐台形状に形成されてカムシャフトWの後端に形成したセンタ穴W1 に嵌合可能なセンタ頭部42と、センタ頭部42の後部に一体に連結されて4個のボールベアリング43〜46でラム2の内部に回転自在に支持されたセンタ軸部47とから構成される。最前端のボールベアリング43はラム23の前端にボルト48で固定されたキャップ49に当接して位置決めされるとともに、最後端のボールベアリング46はラム23の内周に形成した段部232 にスペーサ50を介して当接して位置決めされ、中央の2個のボールベアリング44,45は、それらの間に配置したカラー51に当接して位置決めされる。そしてセンタ軸部47の前部に形成したフランジ471 が最前端のボールベアリング43に当接し、センタ軸部47の後部に螺着したロックナット52が最後端のボールベアリング46に当接することにより、センタ41が前後方向のスラスト荷重に抗するように位置決めされる。
【0015】
ラム23の前部とキャップ49とにエアパージ路53が形成されており、このエアパージ路を介して供給されるエアでセンタ41の軸受部への異物の侵入が防止される。
【0016】
次に、センタ41を回転可能な状態から回転不能な状態に切り換えることが可能なロック手段Lの構造を説明する。
【0017】
センタ41およびシャフト25間に同軸上に配置されたロックピン61が、ラム23の後部に摺動自在に支持される。ロックピン61の後端に一体に形成されたピストン62は、その外周面がラム23に形成したシリンダ233 に摺接し、かつ内周面がシャフト25から前方に延びるガイドロッド251 に摺接する。ピストン62の前面および後面にはそれぞれ油室63,64が形成されており、前側の油室63はシャフト25に形成した油路65とバルブ66とを介して油圧源34に連通する。また後側の油室64はシャフト25に形成した油路67と前記バルブ66とを介して油圧源34に連通する。従って、前側の油室63に油圧を供給するとロックピン61はセンタ41から離反するように後方に移動し、後側の油室64に油圧を供給するとロックピン61はセンタ41に接近するように前方に移動する。このとき、ラム23に螺入したガイドピン68を、ロックピン61に軸方向に形成したガイド溝611 に係合させることにより、ロックピン61の回転を規制しながら軸方向の移動を許容することができる(図3参照)。
【0018】
図4を併せて参照すると明らかなように、相対向するセンタ軸部47の後端とロックピン61の前端とに、本発明の係合部を構成する凸部472 および凹部612 がそれぞれ形成される。凸部472 および凹部612 は、何れも断面台形に形成されてセンタ軸部47およびロックピン61の直径方向に延びており、相互に隙間なく係合することができる。
【0019】
而して、前側の油室63に油圧を供給するとロックピン61はセンタ41から離反するように後方に移動し、図5に示すようにロック手段Lのロックが解除されてセンタ41は自由に回転できるようになる。従って、ワークからセンタ41に大きな荷重が加わる場合やワークの回転速度が大きい場合に、センタ41の回転を許容してセンタ頭部42およびワークの接触部の発熱や摩耗を防止することができる。一方、後側の油室64に油圧を供給するとロックピン61はセンタ41に接近するように前方に移動し、図2に示すようにロック手段Lがロック状態になってセンタ41が回転不能に固定される。これにより、高精度の加工が要求される場合に、センタ41を固定して心振れによる加工精度の低下を防止することができる。
【0020】
このように、ロックピン61を油圧で前進・後退させるだけで、センタ41が回転可能な状態と回転不能な状態とを簡単に切り換えることができるので、回転センタおよび固定センタを交換する従来のものに比べて、作業時間を大幅に節約することができる。またロック手段Lは、センタ軸部47に設けた凸部472 とロックピン61に設けた凹部612 とを相互に係合させてセンタ41をロックするので、極めて簡単な構造で確実な作動を保証することができる。
【0021】
次に、本実施例の円筒研削盤11でカムシャフトWを研削する場合の作用を説明する。
【0022】
先ず、図5に示すように、心押台15のセンタ41をロック解除した状態でカムシャフトWの後端を支持し、このカムシャフトWの前端近傍(主軸台14側の端部近傍)をフェースドライバ等で回転駆動しながら、砥石GでカムシャフトWの前端近傍の外周面を研削する(図1参照)。このように主軸台14に設けたコレットチャック16を使用せずにフェースドライバ等でカムシャフトWを回転駆動することにより、砥石Gはコレットチャック16と干渉することなくカムシャフトWの前端近傍を研削することができる。このとき、カムシャフトWの後端を支持する心押台15のセンタ41はロック解除されて自由に回転できる状態にあるため、コレットチャック16を用いなくてもカムシャフトWを回転駆動することができる。尚、ロック解除されたセンタ41は若干の心振れが発生するが、この状態で研削するのはカムシャフトWの極一部である前端近傍だけであり、しかもセンタ41はカムシャフトWの前端から遠く離れた後端であるため、センタ41の心振れが加工精度に及ぼす影響は無視できる程度に小さなものとなる。
【0023】
続いて、図2に示すように、心押台15のセンタ41を回転不能にロックした状態で、既に加工を終えたカムシャフトWの前端近傍を主軸台14のコレットチャック16にチャックして回転駆動しながら、砥石GでカムシャフトWの残りの部分の外周面を全て研削する。このとき心押台15のセンタ41は回転不能にロックされていて心振れが発生しないため、高精度でカムシャフトWの研削を行うことができる。
【0024】
以上のように、カムシャフトWの後端を支持する心押台15のセンタ41をロック状態およびアンロック状態に切り換えながら研削を行うことにより、カムシャフトWの姿勢を前後逆に再クランプして2回に別けて研削を行うことなく、カムシャフトWの全長を高精度に研削することが可能となる。
【0025】
それに対して心押台が回転不能な固定センタを備えた従来の研削盤では、先ずカムシャフトの前端をコレットチャックにチャックして他端側の半部を研削した後に、カムシャフトを前後逆に再クランプして残りの半部を研削する必要があり、その分だけ工数が増加して加工時間が長くなってしまう問題がある。
【0026】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0027】
例えば、実施例では軸物ワークとしてカムシャフトWを例示したが、本発明はカムシャフトW以外の軸物ワークに対しても適用することができる。またロックピン61およびセンタ41の対向端面の係合部の形状も実施例に限定されるものではない。
【0028】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ロック手段によるロックを解除してセンタ保持部材に対してセンタが自由に回転できるようにすれば、ワークからセンタに加わる荷重が大きい場合やワークが高速回転する場合にセンタの発熱や摩耗を防止することができ、またロック手段によりセンタ保持部材に対してセンタを回転不能にロックすれば、センタの心振れを最小限に抑えて加工精度を高めることができる。しかもセンタのロックおよびロック解除をロック手段で行うことにより、回転センタおよび固定センタを交換する場合に比べて時間を大幅に節約することができる。
【0029】
その上、センタ保持部材に回転不能かつ軸方向移動可能に支持されたロックピンをセンタから離反する方向に移動させるだけで係合部の係合を解除してセンタの回転を許容することができ、またロックピンをセンタに接近する方向に移動させるだけで係合部を係合させてセンタの回転を規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 円筒研削盤の全体正面図
【図2】 図1の2部拡大断面図
【図3】 図2の3−3線拡大断面図
【図4】 図2の4−4線拡大断面図
【図5】 作用説明図
【符号の説明】
23 ラム(センタ保持部材)
41 センタ
472 凸部(係合部)
61 ロックピン
612 凹部(係合部)
L ロック手段
W カムシャフト(軸物ワーク)
Claims (1)
- 軸物ワーク(W)の一方の軸端部を支持するセンタ(41)をセンタ保持部材(23)に回転自在に支持するとともに、それらセンタ(41)およびセンタ保持部材(23)間に、該センタ(41)の回転を規制するロック手段(L)を設けてなる、円筒研削盤の心押台であって、
前記ロック手段(L)が、前記センタ保持部材(23)に回転不能かつ軸方向移動可能に支持されて前記センタ(41)に同軸に対向するロックピン(61)と、そのロックピン(61)および前記センタ(41)の対向端面に形成されて相互に係合可能な係合部(47 2 ,61 2 )とを備えたことを特徴とする、円筒研削盤の心押台。
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