JP4765790B2

JP4765790B2 - 砥石車の着脱構造

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Publication number: JP4765790B2
Application number: JP2006182375A
Authority: JP
Inventors: 鉄朗古畑; 和久杉山
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2026-06-30
Also published as: JP2008006570A

Description

本発明は、砥石車の着脱構造に関し、特に、自動工具交換に適した砥石車の着脱構造に関する。

研削盤等に用いられる砥石車の砥石軸への保持機構としては、テーパ孔を有する砥石ホイールが砥石車を回転駆動する砥石軸に嵌合し、締付けナットにより固定されているものがある（例えば、特許文献１）。この構成によれば、締付けナット等の簡単な構成で砥石軸にテーパ孔で密着して嵌合でき、砥石車を砥石軸により回転させた場合の砥石外周の振れを小さくすることができ、振れ修正のために高価な砥石層を無駄にツルーイングする必要がない。

また、砥石を保持した砥石スリーブに砥石軸と嵌合するテーパ穴と、このテーパ穴の中心に位置するプルスタッドとを設けてなる砥石車がある（例えば、特許文献２）。この構成によれば、砥石軸側に装着したドローバによりプルスタッドを引き込むことで、砥石スリーブと砥石軸がテーパ穴で密着嵌合し、また、ドローバにより押出し力をプルスタッドに与えることで、砥石スリーブと砥石軸との密着嵌合を解除して、砥石車の着脱が行なえる。よって、自動工具交換装置による砥石車の交換にも適用できるものである。
特開昭６１−１８２７６７号公報実開昭６１−１３７４５７号公報

しかし、特許文献１に示された砥石車によれば、砥石車の砥石軸への着脱に時間を要し、検索作業時間の短縮が図れない。また、砥石車を砥石軸にネジ等で固定するので、自動工具交換装置による砥石車の交換には適用が困難である。

また、特許文献２に示された砥石車によれば、砥石車と砥石軸との嵌合がテーパ部のみで行なわれているので、プルスタッドによる引き込み力による軸方向の変位と、砥石車の回転に伴う遠心力でテーパ部が拡大して軸方向の変位が生じ、食い付きが発生するという問題がある。特に、砥石車を高速回転により駆動して研削する場合には大きな問題となる。

従って、本発明の目的は、自動工具交換装置による砥石車の交換に適用が可能で、砥石車が軸方向に変位しにくい構成の砥石車の着脱構造を提供することにある。

［１］本発明の実施の形態によれば、外周部に砥石を保持し、第１の端面側に開口を有すると共に、第２の端面側に前記開口に通じるテーパ穴部を有した砥石ホイールと、前記第１の端面側から前記第２の端面側に対して押圧力を加えるためのセンターバーと、前記砥石ホイールの前記テーパ穴部に挿入されるテーパ部、及び前記テーパ部に対して階段状に形成されて前記砥石ホイールの前記第２の端面側に所定の外径で接触する段部を有する砥石軸と、前記センターバーに挿通されて軸方向に摺動可能に支持されたコーン、及び前記コーンの外周部に配置されたコレットチャックを有するクランプユニットとを備え、前記クランプユニットは、前記コレットチャックの複数のコレットチャックセグメントが外側に向かって開くことにより、当該複数のコレットチャックセグメントが前記砥石軸の前記テーパ部の内径部に形成された凹部に係合するクランプ状態と、前記複数のコレットチャックセグメントが前記凹部に係合しないアンクランプ状態とを、前記コーンの軸方向移動によって切り替え可能であり、前記砥石ホイールが外周部に保持する前記砥石は、前記砥石ホイールに形成されたテーパ穴部の軸線方向の幅内に位置することを特徴とする砥石車の着脱構造を提供する。

［２］前記コーンは、その外周面に軸方向に対して傾斜した傾斜部を有し、前記複数のコレットチャックセグメントは、前記コーンの第１の方向への移動によって前記傾斜部に押されて外側に開くことにより前記凹部に係合し、前記コーンの第２の方向への移動によって前記係合が解除される前記［１］に記載の砥石車の着脱構造であってもよい。

［３］前記砥石ホイールは、前記砥石軸に嵌合するテーパ穴部と前記砥石ホイールの第２の端面側に前記砥石軸の端面が接する接触面との２面により拘束されることを特徴とする前記［１］又は［２］に記載の砥石車の着脱構造であってもよい。

［４］前記センターバーは、前記砥石軸に備えられた第１ドローバーにより前記第１の端面側から前記第２の端面側に対して押圧力を加えるための引込み力を付与されると共に、
前記クランプユニットは、前記砥石軸に備えられた第２ドローバーによりコレットチャックをクランプ状態とし、前記砥石ホイールの前記第２の端面側と前記砥石軸と前記段部との間、及び前記テーパ穴部と前記テーパ部との間に所定の接触圧を付与する前記クランプユニットは、外部からの力により前記コレットチャックを閉じさせ、前記砥石ホイールの前記第２の端面側と前記砥石軸の前記段部との間、及び前記テーパ穴部と前記テーパ部との間の所定の接触圧を解除してアンクランプ状態にするプッシャーを備えたことを特徴とする前記［１］〜［３］の何れか１つに記載の砥石車の着脱構造であってもよい。

［５］前記クランプユニットは、外部からの力により前記コレットチャックを閉じさせ、前記砥石ホイールの前記第２の端面側と前記砥石軸の前記段部との間、及び前記テーパ穴部と前記テーパ部との間の所定の接触圧を解除してアンクランプ状態にするプッシャーを備えたことを特徴とする前記［４］に記載の砥石車の着脱構造であってもよい。

［６］前記プッシャーは、前記アンクランプ状態にするときに前記砥石ホイールを保持する工具保持装置に備えられたピストン機構により駆動されることを特徴とする前記［５］に記載の砥石車の着脱構造であってもよい。

本発明によれば、自動工具交換装置による砥石車の交換に適用が可能で、砥石車が軸方向に変位しにくい構成の砥石車の着脱構造を提供することができる。

（本発明の実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る砥石車の構造を示す断面図、（ｂ）は、左側面図、（ｃ）は、右側面図である。砥石車６００は、砥石ホイール６１０、センターバー６２０、及び、クランプユニット６３０を有して構成されている。

砥石ホイール６１０は、その円筒外周部に砥石ホイール６１０と共に回転するよう砥石６１１の層が固定して形成されている。砥石ホイール６１０には、中心軸ＣＬに垂直な第１の端面６１０ａとその反対側に第２の端面６１０ｂが形成されている。また、中心軸ＣＬと同軸状に所定のテーパ角度でテーパ穴部６１０ｃが形成されている。

センターバー６２０は、スタッド部６２０ａと砥石ホイール６１０の第１の端面６１０ａに取付けるためのフランジ部６２０ｂとを有している。スタッド部６２０ａには、後述する砥石軸側の第１ドローバー７１１の先端部に形成されたカギ状係合部７１１ａに挿入して９０度捩じることにより第１ドローバー７１１と係合するカギ状係合部６２０ｃが形成されている。また、フランジ部６２０ｂには、後述するプッシャー６４０の突出部６４２が挿通可能な穴部６２０ｄが形成されている。

クランプユニット６３０は、センターバー６２０のスタッド部ａに挿通され、軸方向に摺動可能に支持されたコーン６３１と、このコーン６３１の外周部に形成するコレットチャックとで構成されている。このコレットチャックは、複数のコレットチャックセグメント６３２が砥石ホイール６１０の溝部６１０ｄに組み込まれたもので、コーン６３１の摺動により先端部６３２ａが開閉可能とされている。

プッシャー６４０は、円盤状に形成されたプッシャーフランジ部６４１の一方の端面に、２つの突出部６４２が形成され、この突出部６４２は、センターバー６２０のフランジ部６２０ｂに形成された穴部６２０ｄを貫通して、クランプユニット６３０を構成するコーン６３１の一端と接合可能とされている。

尚、上記した構成では、砥石ホイール６１０とセンターバー６２０、また、プッシャー６４０のプッシャーフランジ部６４１と突出部６４２は、各々別部品で形成されて組み立てられていてもよく、また、各々においていずれか２つの部品またはすべての部品を一体に形成したものでもよい。

図２（ａ）は、砥石駆動主軸７００を示す断面図、（ｂ）は、その左側面図である。

砥石駆動主軸７００は、砥石軸７１０、第１ドローバー７１１、第２ドローバー７１２、圧力壁７１３、ピストン部７１４から構成されている。砥石駆動主軸７００は、図示しないモータ、エアスピンドル等の回転駆動装置により回転駆動される。

砥石軸７１０は、先端外周部に砥石ホイール６１０のテーパ穴部６１０ｃに嵌合するテーパ部７１０ａが形成され、砥石軸７１０の中心軸ＣＬに垂直で砥石ホイール６１０の第２の端面６１０ｂに当接する砥石軸端面７１０ｂが段部７１０ｃに形成されている。

テーパ部７１０ａは、内径部が中空に形成され、コレットチャックセグメント６３２の先端部６３２ａが係合するための凹部７１０ｄが形成されている。

また、砥石軸７１０の内部には、第２ドローバー７１２が移動可能に嵌合するための砥石軸ガイド穴７１０ｅ及び７１０ｆが形成されている。

この砥石軸ガイド穴７１０ｅ及び７１０ｆに、第２ドローバー７１２が移動可能に嵌合すると共に、第２ドローバー７１２の内径部７１２ａには、第１ドローバー７１１がスライド可能な状態で嵌合されている。また、ピストン部７１４、第２ドローバー７１２の内径部７１２ｂ、及び圧力壁７１３とにより、第１ドローバー７１１及び第２ドローバー７１２を軸方向に駆動可能なドローバ駆動機構が構成されている。尚、ピストン部７１４により仕切られた第２ドローバー７１２の内径部７１２ｂの圧力室Ａ７５０及び圧力室Ｂ７５１は、エアーあるいは油圧によりピストン部７１４に圧力を作用させる構成とされ、この圧力を制御することにより、第１ドローバー７１１及び第２ドローバー７１２を軸方向に所定の駆動動作が行なえるようになっている。

第１ドローバー７１１の先端部には、センターバー６２０のセンターバー６２０に挿入して９０度捩じることにより係合する、カギ状係合部７１１ａが形成されている。

図３は、工具保持装置８００を示す断面図である。工具保持装置８００は、結合部８１０、ピストン機構８２０から構成されている。

結合部８１０は、砥石ホイール６１０を他の工具に交換するときに、砥石ホイール６１０を保持し、クランプユニット６３０によるクランプあるいはアンクランプ動作を協働して行なうためのものである。結合部８１０の内径部８１０ａは、砥石ホイール６１０の円筒部外径６１０ｅが所定の間隙を有して嵌合する大きさであり、結合部８１０の周囲には、クリック部８１１が設けられている。クリック部８１１は、砥石ホイール６１０の円筒部外径６１０ｅに形成されたＶ溝部６１０ｆに、所定のクリック力で嵌合し、砥石ホイール６１０を保持する。

結合部８１０の内径部には、ピストン筐体８２１が装着され、ピストン筐体８２１の中心にプッシャー６４０に押圧力を付与するためのピストン部８２２がスライド可能に貫挿され、圧力壁８２３とを有してピストン機構８２０が構成されている。ピストン部８２２により仕切られた圧力室Ｃ８５０及び圧力室Ｄ８５１は、エアーあるいは油圧によりピストン部８２２に圧力を作用させる構成とされ、この圧力を制御することにより、プッシャー６４０に押圧力を付与するようになっている。

（本発明の実施の形態に係る着脱構造を有する砥石車の着脱作用）
図４は、砥石ホイール６１０が工具保持装置８００に保持され、砥石軸７１０のテーパ部７１０ａが砥石ホイール６１０のテーパ穴部６１０ｃに嵌合せず離脱している状態、すなわち、アンクランプ状態を示す断面図である。

図５は、砥石ホイール６１０が工具保持装置８００に保持され、砥石軸７１０のテーパ部７１０ａは砥石ホイール６１０のテーパ穴部６１０ｃに嵌合しているが、コレットチャックセグメント６３２の先端部６３２ａが砥石軸７１０の凹部７１０ｄに係合していない状態、すなわち、アンクランプ状態を示す断面図である。

図６は、砥石ホイール６１０が工具保持装置８００に保持され、砥石軸７１０のテーパ部７１０ａは砥石ホイール６１０のテーパ穴部６１０ｃに嵌合し、コレットチャックセグメント６３２の先端部６３２ａが砥石軸７１０の凹部７１０ｄに係合している状態、すなわち、クランプ状態を示す断面図である。

図７は、砥石軸７１０のテーパ部７１０ａが砥石ホイール６１０のテーパ穴部６１０ｃに嵌合し、コレットチャックセグメント６３２の先端部６３２ａが砥石軸７１０の凹部７１０ｄに係合している状態、すなわち、クランプ状態であって、工具保持装置８００が砥石ホイール６１０から離脱して、砥石ホイール６１０が砥石軸７１０により回転駆動されてワークの加工が可能となっている状態を示す断面図である。

以下、図４から図７に至るまでの、本発明の実施の形態に係る着脱構造を有する砥石車の着脱作用を説明する。

［アンクランプ状態］図４で示すアンクランプ状態において、工具保持装置８００の圧力室Ｃ８５０に圧力を作用させて、ピストン部８２２により砥石ホイール６１０側のプッシャー６４０に押圧力を付与することにより、コーン６３１を押してコーン６３１の凹部６３１ａにコレットチャックセグメント６３２が嵌まり込み、コレットチャックセグメント６３２の先端部６３２ａが閉じた状態としておく。

一方、砥石駆動主軸７００側では、砥石軸７１０の圧力室Ａ７５０に一度圧力を作用させ、第１ドローバー７１１を砥石ホイール６１０側へ移動させた後、圧力の作用を停止する。以上により、工具保持装置８００に保持された砥石ホイール６１０を砥石軸７１０が移動して取りに行くための、アンクランプ初期状態にセットされる。

［テーパ部７１０ａとテーパ穴部６１０ｃとの嵌合］上記のアンクランプ初期状態から、砥石軸７１０を砥石ホイール６１０側へ移動させ、砥石ホイール６１０のテーパ穴部６１０ｃへ砥石軸７１０のテーパ部７１０ａを挿入して嵌合させる。センターバー６２０のスタッド部６２０ａに形成されたカギ状係合部６２０ｃと第１ドローバー７１１の先端部に形成されたカギ状係合部７１１ａを挿入した後に砥石軸７１０を９０度回転させ、センターバー６２０と第１ドローバー７１１をロックする。上記の操作により、図５に示すように、アンクランプ状態からクランプ状態へ移行する準備が整う。

［クランプ動作］上記の状態において、図６に示すように、圧力室Ｄ８５１に圧力を作用させ、プッシャー６４０を押しているピストン部８２２を砥石軸７１０側と反対方向へ移動させる。これにより、次の動作であるコーン６３１の移動が可能となる。次に、圧力室Ｂ７５１に圧力を作用させることにより、第１ドローバー７１１でセンターバー６２０を引張り、砥石軸７１０のテーパ部７１０ａと砥石ホイール６１０のテーパ穴部６１０ｃとが密着すると共に、砥石ホイール６１０の第２の端面６１０ｂと砥石軸７１０の段部７１０ｃに形成された砥石軸端面７１０ｂとが密着し、いわゆる２面拘束される。

また、第２ドローバー７１２がコーン６３１を押すことで、コレットチャックセグメント６３２がコーン６３１の傾斜部６３１ｂに押されて外側に向って開き、コレットチャックセグメント６３２の先端部６３２ａがテーパ部７１０ａの内径部に形成された凹部７１０ｄに結合されて、砥石ホイール６１０と砥石軸７１０がクランプ状態となる。

［加工動作］図６の状態から、クリック部８１１とＶ溝部６１０ｆの係合を解除して、工具保持装置８００を砥石ホイール６１０から離脱させて、図７の状態にする。すなわち、砥石ホイール６１０は、砥石軸７１０と２面拘束されてクランプされた状態で、砥石軸７１０により回転駆動され得る状態となっている。砥石軸７１０は、図示しないモータ、エアスピンドル等の回転駆動装置により回転駆動され、砥石ホイール６１０を所定の位置に移動させることにより研削加工が可能な状態となる。

クランプ状態からアンクランプ状態にする動作は、上記示した動作と逆の動作をすることにより可能である。尚、クランプ状態からアンクランプ状態にする動作では、工具保持装置８００と砥石ホイール６１０との位相決めを行って主軸の位置決め運転をするため、オリエント停止した状態で、アンクランプ動作を行なう。

（本発明の実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、次のような効果を有する。
（１）砥石ホイール６１０のテーパ穴部６１０ｃと砥石軸７１０のテーパ部７１０ａ、及び、砥石ホイール６１０の第２の端面６１０ｂと砥石軸７１０の砥石軸端面７１０ｂが共に圧接され、いわゆる２面拘束により砥石車６００が保持されているので、振れが小さく、かつ、軸方向の変位が小さい砥石車の着脱構造が可能となる。
（２）センターバー６２０を有する砥石ホイール６１０を、砥石駆動主軸７００側の第１ドローバー７１１で引込んでクランプするので、砥石車の着脱において自動交換が可能となり、自動工具交換ツールにより工具を交換して加工を行なう複合加工機に適用が可能となる。
（３）砥石ホイールと砥石軸との結合が砥石ホイールの内径部分に形成されたテーパ穴部で行なわれているので、研削加工点がテーパ形状の範囲内に位置することになり、研削負荷に対する研削加工点の変位を小さくでき、砥石車６００のラジアル方向の剛性を向上させることが可能となる。
（４）砥石駆動主軸７００の砥石軸ガイド穴７１０ｅ及び７１０ｆに対応可能な規格化されたクランプユニットを使用することで、研削負荷に応じた砥石ホイールのクランプ力の変更対応が比較的容易にできる。クランプ部に規格化されたユニットとして、例えば、ＨＳＫクランピングユニット等を適用できる。

（本発明の実施の形態の複合加工機への適用例）
以下に、本発明の実施の形態に係る砥石車の着脱構造を複合加工機に適用した場合について説明する。

図８は、本発明の実施の形態に係る砥石車の着脱構造を適用した複合加工機の平面図である。尚、図８において、上下にＸ方向及び左右にＺ方向を規定する。

この複合加工機１は、図示しないコンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ）により全体の駆動が制御されるものであり、複合加工機本体と図示しない付属装置からなる。主な付属装置は、オイル供給装置、冷却装置、エア供給機器、クーラント供給装置、切屑収集装置及びこれらの装置を複合加工機本体と接続するダクト装置等からなっている。

複合加工機１は、ベッド１０上に載置され、軸物あるいは長尺状のワークＷを回転駆動可能に支持するワーク支持駆動ユニット１００と、ベッド１０上に装架されてＸ及びＺ方向の移動及び位置決めを行なうＸステージ３０１及びＺステージ３０２と、Ｚステージ３０２上に載置され各種の加工ツールを着脱可能に搭載するワーク加工ユニット２００と、加工ツールをワーク加工ユニット２００の所定位置に着脱するツール装着ユニット４００とを有する。尚、ワーク加工ユニット２００は、Ｘステージ３０１及びＺステージ３０２によりＸ及びＺ方向の移動を行うだけでなく、例えば、閉リンク機構を並列に配置した所謂パラレル機構等によりＸＺ平面内で移動するものであってもよい。

ワーク支持駆動ユニット１００は、ベッド１０上に載置された主軸台ベース１０１に、左右の主軸台スライドガイド１０２を介してスライド可能に移動可能な左右の主軸台１０３を有し、主軸台１０３には、主軸１０５を所定の回転数で回転駆動する主軸駆動モータ１０４が搭載されている。各々左右の主軸台１０３は、左右独立にＺ方向にスライドして、ワークＷを所定の心間で挟持して、その位置を固定できる構成となっている。ワークＷは、主軸１０５の回転を図示しない回し金を介して回転駆動される。

ワーク加工ユニット２００は、ユニットハウジング２０１により回転可能に支持されたツール回転主軸２０２と、このツール回転主軸２０２を所定の回転速度で回転駆動するためのツール駆動モータ２０３を有して構成されている。ここで、ツール回転主軸２０２は、上記説明した本発明の実施の形態に係る砥石車の着脱構造を有する砥石駆動主軸７００が適用可能である。図８には、加工ツールとして、本発明の実施の形態に係る砥石車６００をツール回転主軸２０２に装着した図が示されている。

尚、ツール回転主軸２０２は、ツール駆動モータ２０１に直結して回転させる以外に、ギアやベルトによる回転駆動方式等であってもよい。

ツール装着ユニット４００は、ベッド１０上の所定の位置に載置され、種々の加工ツール５０１を保持可能な複数のツールポッド４０２を有したツールタレット４０３と、Ｘ軸回りに割出し制御をするサーボモータ４０４により構成されている。ツールポッド４０２には、加工ツール５０１の結合部に形成されたＶ溝部を保持するためのクリック部が形成され、また、加工ツール５０１とツール回転主軸２０２とのクランプ及びアンクランプ動作の一部を行なう機構が組み込まれている。ここで、ツールポッド４０２には本発明の実施の形態に係る工具保持装置８００が適用できる。

また、ここで、加工ツール５０１のテーパ穴部５１０には本発明の実施の形態に係る砥石車６００のテーパ穴部６１０ｃが適用できる。

加工ツール５０１は、本発明の実施の形態に係る砥石車６００以外に、旋削加工に使用される旋削用電着ホイール等の旋削工具、穴あけ、溝加工等に使用されるドリル、エンドミル等の切削工具、レーザ焼入れヘッド等の熱処理加工ツールとしての熱処理工具、超仕上げ、ＥＬＩＤ研削等に使用される表面仕上げ工具がある。尚、熱処理加工ツール等の回転駆動せずにワークＷを加工する場合は、ツール駆動モータ２０１を停止させて加工を行なう。

図８において、ツール回転主軸２０２に装着された砥石車６００を、他の加工ツール５０１に交換する場合について説明する。Ｘステージ３０１及びＺステージ３０２により、加工ツールが交換可能な所定の位置まで移動させ、図８に図示された加工ツール５０１が装着されていないツールポッド４０２に砥石車６００を把持させる。この後、ツール回転主軸２０２と加工ツール５０１とのクランプ状態を解除してアンクランプ状態にして、砥石車６００をツール装着ユニット４００側へ回収する。

サーボモータ４０４により割出し制御をして、加工ツール５０１をツール回転主軸２０２に装着可能な位置にセットする。Ｚステージ３０２によりツール回転主軸２０２を移動させて、加工ツール５０１のテーパ穴部にツール回転主軸２０２を装着し、クランプ状態にすることで加工ツール５０１をツール回転主軸２０２に装着する。

上記の一連の操作により、所望の加工ツール５０１をツール回転主軸２０２に容易に着脱可能となる。この加工ツールの交換は、コンピュータ数値制御装置によりプログラムされて行なうことができるので、ワークＷに種々の加工を施す間に自動工具交換を行うことが可能となる。従って、本発明の実施の形態に係る砥石車の着脱構造を適用することにより、自動工具交換装置を備えた複合加工機が容易に可能となる。

（ａ）は、本発明の実施の形態に係る砥石車の構造を示す断面図、（ｂ）は、左側面図、（ｃ）は、右側面図である。（ａ）は、砥石駆動主軸７００を示す断面図、（ｂ）は、その左側面図である。工具保持装置８００を示す断面図である。砥石ホイール６１０が工具保持装置８００に保持され、砥石軸７１０のテーパ部７１０ａが砥石ホイール６１０のテーパ穴部６１０ｃに嵌合せず離脱している状態、すなわち、アンクランプ状態を示す断面図である。砥石ホイール６１０が工具保持装置８００に保持され、砥石軸７１０のテーパ部７１０ａは砥石ホイール６１０のテーパ穴部６１０ｃに嵌合しているが、コレットチャックセグメント６３２の先端部６３２ａが砥石軸７１０の凹部７１０ｄに係合していない状態、すなわち、アンクランプ状態を示す断面図である。砥石ホイール６１０が工具保持装置８００に保持され、砥石軸７１０のテーパ部７１０ａは砥石ホイール６１０のテーパ穴部６１０ｃに嵌合し、コレットチャックセグメント６３２の先端部６３２ａが砥石軸７１０の凹部７１０ｄに係合している状態、すなわち、クランプ状態を示す断面図である。砥石軸７１０のテーパ部７１０ａが砥石ホイール６１０のテーパ穴部６１０ｃに嵌合し、コレットチャックセグメント６３２の先端部６３２ａが砥石軸７１０の凹部７１０ｄに係合している状態、すなわち、クランプ状態であって、工具保持装置８００が砥石ホイール６１０から離脱して、砥石ホイール６１０が砥石軸７１０により回転駆動されてワークの加工が可能となっている状態を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る砥石車の着脱構造を適用した複合加工機の平面図である。

符号の説明

１複合加工機１０ベッド
１００ワーク支持駆動ユニット１０１主軸台ベース
１０２主軸台スライドガイド１０３主軸台
１０４主軸駆動モータ１０５主軸
２００ワーク加工ユニット２０１ユニットハウジング
２０２ツール回転主軸２０３ツール駆動モータ
３０１Ｘステージ３０２Ｚステージ
４００ツール装着ユニット４０２ツールポッド
４０３ツールタレット４０４サーボモータ
５０１加工ツール
６００砥石車６１０砥石ホイール
６１１砥石６２０センターバー
６３０クランプユニット
６３１コーン
６３２コレットチャックセグメント６４０プッシャー
７００砥石駆動主軸７１０砥石軸
７１１第１ドローバー７１２第２ドローバー
７１３圧力壁７１４ピストン部
８００工具保持装置
８１０結合部８２０ピストン部

Claims

外周部に砥石を保持し、第１の端面側に開口を有すると共に、第２の端面側に前記開口に通じるテーパ穴部を有した砥石ホイールと、
前記第１の端面側から前記第２の端面側に対して押圧力を加えるためのセンターバーと、
前記砥石ホイールの前記テーパ穴部に挿入されるテーパ部、及び前記テーパ部に対して階段状に形成されて前記砥石ホイールの前記第２の端面側に所定の外径で接触する段部を有する砥石軸と、
前記センターバーに挿通されて軸方向に摺動可能に支持されたコーン、及び前記コーンの外周部に配置されたコレットチャックを有するクランプユニットとを備え、
前記クランプユニットは、前記コレットチャックの複数のコレットチャックセグメントが外側に向かって開くことにより、当該複数のコレットチャックセグメントが前記砥石軸の前記テーパ部の内径部に形成された凹部に係合するクランプ状態と、前記複数のコレットチャックセグメントが前記凹部に係合しないアンクランプ状態とを、前記コーンの軸方向移動によって切り替え可能であり、
前記砥石ホイールが外周部に保持する前記砥石は、前記砥石ホイールに形成されたテーパ穴部の軸線方向の幅内に位置する
ことを特徴とする砥石車の着脱構造。
前記コーンは、その外周面に軸方向に対して傾斜した傾斜部を有し、
前記複数のコレットチャックセグメントは、前記コーンの第１の方向への移動によって前記傾斜部に押されて外側に開くことにより前記凹部に係合し、前記コーンの第２の方向への移動によって前記係合が解除される請求項１に記載の砥石車の着脱構造。
前記砥石ホイールは、前記砥石軸に嵌合するテーパ穴部と前記砥石ホイールの第２の端面側に前記砥石軸の端面が接する接触面との２面により拘束されることを特徴とする請求項１又は２に記載の砥石車の着脱構造。
前記センターバーは、前記砥石軸に備えられた第１ドローバーにより前記第１の端面側から前記第２の端面側に対して押圧力を加えるための引込み力を付与されると共に、
前記クランプユニットは、前記砥石軸に備えられた第２ドローバーによりコレットチャックをクランプ状態とし、前記砥石ホイールの前記第２の端面側と前記砥石軸の前記段部との間、及び前記テーパ穴部と前記テーパ部との間に所定の接触圧を付与することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の砥石車の着脱構造。
前記クランプユニットは、外部からの力により前記コレットチャックを閉じさせ、前記砥石ホイールの前記第２の端面側と前記砥石軸の前記段部との間、及び前記テーパ穴部と前記テーパ部との間の所定の接触圧を解除してアンクランプ状態にするプッシャーを備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の砥石車の着脱構造。
前記プッシャーは、前記アンクランプ状態にするときに前記砥石ホイールを保持する工具保持装置に備えられたピストン機構により駆動されることを特徴とする請求項５に記載の砥石車の着脱構造。