JP5064889B2

JP5064889B2 - レシプロ研削盤

Info

Publication number: JP5064889B2
Application number: JP2007138199A
Authority: JP
Inventors: 政男山口; 武志板津
Original assignee: Nagase Integrex Co Ltd
Current assignee: Nagase Integrex Co Ltd
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-05-24
Also published as: JP2008290192A

Description

この発明は、回転砥石を定位置に配置した状態で、ワークテーブルを回転砥石に対して往復動させて、回転砥石によりワークテーブル上のワークに研削加工を施すようにしたレシプロ研削盤に関するもので、特にワークテーブルが高速で上下方向に往復動されるようにしたレシプロ研削盤に関するものである。

従来、この種のレシプロ研削盤としては、例えば、特許文献１に開示されるような構成が提案されている。この従来構成では、回転砥石が定位置において水平方向に延びる軸線の周りで回転可能に支持されている。回転砥石の下方にはテーブルが回転砥石の軸線と直交する水平方向へ往復動可能に配置されている。テーブルには、その往復動にともなう慣性負荷をキャンセルするためのキャンセル機構が連結されている。そして、回転砥石が回転されながら、テーブルが水平方向に高速度で往復動されて、そのテーブル上のワークに対して回転砥石により研削加工が施される。
特開２００２−３６１５５２号公報（特願２００１−１７１６３１号）

ところが、この従来のレシプロ研削盤では、ワークを支持するテーブルが回転砥石の下方において水平方向へ往復動可能に配置されている。このため、水平面内にテーブルのための広い移動スペースを確保する必要があって、研削盤全体が横方向へ大型になるという問題があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、水平面内にワークテーブルのための広い移動スペースを確保する必要がなくて、研削盤全体を小型に構成することができるレシプロ研削盤を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、水平面内で互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向とのうち、モータによりＸ軸方向へ移動可能に支持されてＹ軸方向で互いに並設した一対のＸ軸移動台に対しそれぞれＹ軸移動台をモータによりＹ軸方向へ移動可能に支持するとともに、その各Ｙ軸移動台上でＸ軸方向に延設されてモータにより回転する主軸をＹ軸方向で互いに離間して並設し、この一対の主軸の先端には水平面内にあって互いに同一高さで平行な回転軸心を有する回転砥石を上下方向に対して定位置に配置し、この一対の回転砥石に対するＸ軸方向の前方で上下方向へ往復動可能に支持した昇降台上にワークテーブルを設けて一対の回転砥石の回転軸心間のＹ軸方向中央に配設し、前記Ｘ軸移動台の下方でＸ軸方向へ延設されてモータにより回転する駆動軸と前記昇降台との間には、その駆動軸の回転を上下方向の往復動に変換してワークテーブルに伝達する変換機構を設け、前記昇降台に対するＸ軸方向の前方には上下方向へ移動可能に支持したバランスウェイトを設け、前記ワークテーブルが昇降台とともに上方または下方に移動されるときこのバランスウェイトが反対側の下方または上方に移動されるように昇降台とバランスウェイトとを連動させて、前記テーブルの往復動にともなう慣性負荷をキャンセルするためのキャンセル機構を設け、前記各Ｙ軸移動台上で各回転砥石の回転軸心間に対するＹ軸方向の外側には、回転砥石の回転軸心と同一高さで平行な回転軸心を有するドレッサをモータにより回転可能に設け、モータにより回転するドレッサに対し回転砥石をＹ軸方向へ移動させて接触させることにより回転砥石の研削面をドレスし、前記ワークテーブルを上下方向に往復動させて、そのワークテーブル上のワークに対して前記各回転砥石により加工を施すように構成したことを特徴としている。

従って、この発明のレシプロ研削盤においては、ワークの加工時に、ワークテーブルが水平方向に往復動されることなく、上下方向に往復動される。このため、水平面内にワークテーブルのための広い移動スペースを確保する必要がなくて、研削盤全体を小型に構成することができる。よって、狭い設置スペースであっても、レシプロ研削盤を容易に設置することができる。

また、一対の回転砥石を回転させながら、ワークテーブルを上下方向に往復動させて、ワークテーブル上のワークの両側面に同時に研削加工を同一条件下において能率よく高精度に行うことができる。また、回転砥石が同一高さで対称状に配置されているため、クーラントの供給条件を同一にすることができ、高精度加工に寄与できる。

さらに、前記変換機構として、駆動軸の回転軸心に対し偏心して駆動軸の回転軸心を中心に回転する偏心ピンが昇降台に対し移動して昇降台を上下方向に往復動させる偏心輪機構を設けるとともに、この偏心輪機構には駆動軸の回転軸心に対する偏心ピンの偏心量を調節する偏心量調節部を設けることが好ましい。このような変換機構により、駆動軸の回転にともない、偏心輪機構の偏心量に応じた所定の往復動ストロークで、ワークテーブルを上下方向へ正確に往復動させることができる。

また、偏心量調節部にて偏心輪機構の偏心量を調節することにより、ワークテーブルの上下方向への往復動ストロークを容易に設定変更することができる。

以上のように、この発明によれば、水平面内にワークテーブルのための広い移動スペースを確保する必要がなくて、研削盤全体を小型に構成することができる。

以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図３及び図４に示すように、この実施形態のレシプロ研削盤においては、フレーム１１上に一対のＸ軸移動台１２がレール１３に沿って水平面内のＸ軸方向へ移動可能に支持されている。フレーム１１には一対のＸ軸移動用モータ１４が配設され、これらのモータ１４の回転にともない、プーリ１５，１６及びベルト１７を介してボールネジ１８が回転されることにより、各Ｘ軸移動台１２がＸ軸方向に移動される。

図３及び図４に示すように、前記各Ｘ軸移動台１２上にはＹ軸移動台１９がそれぞれレール２０に沿って、水平面内でＸ軸方向と直交するＹ軸方向へ移動可能に支持されている。各Ｘ軸移動台１２には一対のＹ軸移動用モータ２１が配設され、これらのモータ２１の回転にともない、プーリ２２，２３及びベルト２４を介してボールネジ２５が回転されることにより、各Ｙ軸移動台１９がＹ軸方向に移動される。

図１〜図４に示すように、前記各Ｙ軸移動台１９には主軸筒２６がそれぞれ固定配置されている。各主軸筒２６には主軸２７が複数の軸受２８を介して、Ｘ軸方向に延びる軸線（回転軸心）の周りで回転可能に支持されている。この両主軸２７は、Ｙ軸方向で互いに離間して並設され、同一高さで、かつ平行な軸線（回転軸心）の回りに回転される。各主軸２７の先端にはツールとしての回転砥石２９が取り付けられている。各Ｙ軸移動台１９上には砥石回転用モータ３０が配設され、これらのモータ３０の回転にともない、プーリ３１，３２及びベルト３３を介して主軸２７が回転されることにより、各回転砥石２９が回転される。

図１〜図４に示すように、前記回転砥石２９の前方において、フレーム１１には昇降台３４が四角筒状のガイド枠３５を介して上下方向（Ｚ軸方向）へ往復動可能に支持されている。昇降台３４の上端にはテーブル３６が一対の回転砥石２９の回転軸心間のＹ軸方向中央に配設され、そのテーブル３６の上面には回転砥石２９にて研削加工を施すためのワークＷが着脱可能に載置される。

図３に示すように、前記昇降台３４の後方において、フレーム１１には駆動軸３７が複数の軸受３８を介して、水平方向（Ｘ軸方向）に延びる軸線（回転軸心）の周りで回転可能に支持されている。フレーム１１には駆動軸回転用モータ３９が配設され、このモータ３９の回転により、プーリ４０，４１及びベルト４２を介して駆動軸３７が回転される。駆動軸３７と昇降台３４との間には変換機構としての偏心輪機構４３が介在され、この偏心輪機構４３により、駆動軸３７の回転が上下方向の往復動に変換して昇降台３４に伝達される。このため、ワークＷを支持するテーブル３６が上下方向へ高速にて往復動される。

すなわち、図３及び図５〜図７に示すように、前記偏心輪機構４３においては、駆動軸３７の先端に回転円板４４が固定され、その回転円板４４の前面にはアリ状溝４４ａが駆動軸３７の軸線（回転軸心）と直交する方向へ延びるように形成されている。回転円板４４のアリ状溝４４ａには、調節部材４５がその後面のアリ状突部４５ａにおいて摺動可能に係合支持されている。調節部材４５の前面には偏心ピン４６が突設され、その偏心ピン４６の外周には四角状の係合コマ４７が回転自在に嵌挿支持されている。前記昇降台３４には横長四角状の係合凹部４８が形成され、この係合凹部４８内に係合コマ４７が摺動可能に係合されている。

前記回転円板４４には偏心量調節部としての調節ネジ４９が回転可能に支持され、その調節ネジ４９の先端ネジ部４９ａが調節部材４５のネジ孔４５ｂに螺合されている。そして、この調節ネジ４９を回転させることにより、調節部材４５が回転円板４４のアリ状溝４４ａに沿って駆動軸３７の軸線（回転軸心）と直交する方向に移動される。この移動により、図５に示すように、駆動軸３７の軸線（回転軸心）に対する偏心ピン４６の軸線（回転軸心）の偏心量Ｅが調節されて、テーブル３６の上下方向への往復動ストロークが変更される。

図３及び図４に示すように、前記昇降台３４の前方において、フレーム１１上にはキャンセル機構５０が配設され、このキャンセル機構５０により、前記テーブル３６の往復動にともなう慣性負荷がキャンセルされる。すなわち、フレーム１１上のガイド枠３５の前面には、四角柱状のガイドロッド５１が上下一対の支持板５２を介して上下方向に延長配置されている。ガイドロッド５１には、四角筒状のバランスウェイト５３が上下方向へ移動可能に嵌挿支持されている。

前記ガイド枠３５の両側面には、上下各一対のプーリ５４，５５が回転自在に支持されている。上下各一対のプーリ５４，５５間には無端状のベルト５６が掛装され、それらのベルト５６の両側走行部には連結板５７，５８を介して、前記昇降台３４及びバランスウェイト５３が連結されている。そして、テーブル３６が昇降台３４とともに上方または下方に移動されるとき、ベルト５６を介してバランスウェイト５３が反対側の下方または上方に移動される。この移動により、テーブル３６の上下方向への往復動にともなう慣性負荷がキャンセルされる。

図４に示すように、前記Ｙ軸移動台１９上には、一対のノズル５９が各回転砥石２９の上部外周面と対応するように配置されている。そして、各回転砥石２９が上下方向に対して定位置に配置された状態で回転されるとともに、テーブル３６が上下方向に往復動されて、テーブル３６上のワークＷの両側面に対して回転砥石２９により研削加工が施される際に、これらのノズル５９から各回転砥石２９に向かってクーラントが供給される。

図２及び図４に示すように、各回転砥石２９の回転軸心間に対するＹ軸方向の外側において、各Ｙ軸移動台１９上にはドレッサ６０が支持台６１を介してＸ軸方向に延びる軸線（回転軸心）の周りで回転可能に支持されている。このドレッサ６０は、その回転軸線（回転軸心）が前記主軸２７の軸線（回転軸心）と同一高さに位置するとともに、その主軸２７の軸線（回転軸心）に対して平行で、かつ互いに平行な軸線（回転軸心）の周りにおいて回転される。各支持台６１上にはドレッサ回転用モータ６２が配設され、これらのモータ６２の回転により、プーリ６３，６４及びベルト６５を介して各ドレッサ６０が回転される。そして、各回転砥石２９がドレッサ６０と接触するドレス位置に移動された状態で、ドレッサ６０が回転されることにより、回転砥石２９の研削面がドレスされる。

図１及び図２に示すように、前記フレーム１１の後部上面には、回転砥石２９及びその関連機構を覆うためのケース６６が取り付けられている。フレーム１１の前部にはテーブル３６及びその関連機構を覆うための開閉可能なカバー６７が取り付けられている。そして、テーブル３６上にワークＷを着脱する場合には、図１に示すように、このカバー６７を開放させて、ワークＷの着脱作業を行うようになっている。

次に、前記のように構成されたレシプロ研削盤の動作を説明する。
さて、このレシプロ研削盤において、テーブル３６上に載置されたワークＷを研削加工する場合には、各Ｘ軸移動用モータ１４により各Ｘ軸移動台１２が水平面内のＸ軸方向に移動されるとともに、各Ｙ軸移動用モータ２１により各Ｙ軸移動台１９が水平面内のＹ軸方向に移動される。この移動により、各回転砥石２９が上下方向に対して一定位置に位置決めされた状態で、水平面内におけるＸ軸及びＹ軸方向の所定位置に移動されて、図８に示すように、テーブル３６上のワークＷの両側面に対向配置される。

この状態で、各砥石回転用モータ３０による主軸２７の回転にともなって、各回転砥石２９が回転される。それとともに、駆動軸回転用モータ３９による駆動軸３７の回転にともない、偏心輪機構４３を介して昇降台３４上のテーブル３６が上下方向へ高速にて往復動される。この往復動により、テーブル３６上のワークＷの両側面が両回転砥石２９にて同時に研削加工される。この場合、各ノズル５９から各回転砥石２９に向かってクーラントが供給されて、ワークＷの研削加工部が冷却される。

従って、この実施形態のレシプロ研削盤は以下の作用及び効果を有する。
（１）この実施形態のレシプロ研削盤においては、回転砥石２９によるワークＷの研削加工時に、テーブル３６が水平方向に往復動されることなく、上下方向に往復動される。このため、水平面内にテーブル３６のための広い移動スペースを確保する必要がなくて、研削盤全体を小型に構成することができる。よって、狭い設置スペースであっても、レシプロ研削盤を容易に設置することができる。

（２）また、このレシプロ研削盤においては、一対の回転砥石２９が装備されて、この回転砥石２９により、テーブル３６上のワークＷの両側面に同時に研削加工が施されるように構成されている。このため、ワークＷの両側面に対する研削加工を、同一条件下において能率よく高精度に行うことができる。

（３）この場合、回転砥石２９が同一高さで対称状に配置されているため、クーラントの供給条件を同一にすることができ、高精度加工に寄与できる。
（４）さらに、このレシプロ研削盤においては、偏心輪機構４３に調節ネジ４９が設けられて、この調節ネジ４９の回転操作により、偏心輪機構４３の偏心量Ｅが調節されるように構成されている。よって、偏心輪機構４３の偏心量Ｅを調節することにより、テーブル３６の上下方向への往復動ストロークを容易に設定変更することができる。

（５）回転砥石２９の位置を適宜に設定することにより、回転砥石２９の前面を研削面に用いて加工することができる。
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

・前記実施形態において、ツールとしての回転砥石２９及びその関連機構を、１組のみ装備すること。

・前記実施形態において、駆動軸３７の回転を上下方向の往復動に変換してテーブル３６に伝達するための変換機構として、偏心輪機構４３とは異なった機構，例えばクランク機構を採用すること。

一実施形態のレシプロ研削盤を示す斜視図。図１のレシプロ研削盤のケースを断面にして示す平面図。同レシプロ研削盤の要部側断面図。同レシプロ研削盤の要部正断面図。図３の一部を拡大して示す部分断面図。図５の６−６線における部分断面図。図５の７−７線における部分断面図。ワークの加工状態を示す部分正面図。

符号の説明

１１…フレーム、１２…Ｘ軸移動台、１４…Ｘ軸移動用モータ、１９…Ｙ軸移動台、２１…Ｙ軸移動用モータ、２６…主軸筒、２７…主軸、２９…ツールとしての回転砥石、３０…砥石回転用モータ、３４…昇降台、３６…テーブル、３７…駆動軸、３９…駆動軸回転用モータ、４３…変換機構としての偏心輪機構、４４…回転円板、４５…調節部材、４６…偏心ピン、４７…係合コマ、４８…係合凹部、４９…偏心量調節部としての調節ネジ、５０…キャンセル機構、５３…バランスウェイト、５４，５５…プーリ、５６…ベルト、６０…ドレッサ、Ｗ…ワーク、Ｅ…偏心量。

Claims

水平面内で互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向とのうち、モータによりＸ軸方向へ移動可能に支持されてＹ軸方向で互いに並設した一対のＸ軸移動台に対しそれぞれＹ軸移動台をモータによりＹ軸方向へ移動可能に支持するとともに、その各Ｙ軸移動台上でＸ軸方向に延設されてモータにより回転する主軸をＹ軸方向で互いに離間して並設し、この一対の主軸の先端には互いに水平面内にあって同一高さで平行な回転軸心を有する回転砥石を上下方向に対して定位置に配置し、
この一対の回転砥石に対するＸ軸方向の前方で上下方向へ往復動可能に支持した昇降台上にワークテーブルを設けて一対の回転砥石の回転軸心間のＹ軸方向中央に配設し、
前記Ｘ軸移動台の下方でＸ軸方向へ延設されてモータにより回転する駆動軸と前記昇降台との間には、その駆動軸の回転を上下方向の往復動に変換してワークテーブルに伝達する変換機構を設け、
前記昇降台に対するＸ軸方向の前方には上下方向へ移動可能に支持したバランスウェイトを設け、前記ワークテーブルが昇降台とともに上方または下方に移動されるときこのバランスウェイトが反対側の下方または上方に移動されるように昇降台とバランスウェイトとを連動させて、前記ワークテーブルの往復動にともなう慣性負荷をキャンセルするためのキャンセル機構を設け、
前記各Ｙ軸移動台上で各回転砥石の回転軸心間に対するＹ軸方向の外側には、回転砥石の回転軸心と同一高さで平行な回転軸心を有するドレッサをモータにより回転可能に設け、モータにより回転するドレッサに対し回転砥石をＹ軸方向へ移動させて接触させることにより回転砥石の研削面をドレスし、
前記ワークテーブルを上下方向に往復動させて、そのワークテーブル上のワークに対して前記各回転砥石により加工を施すように構成したレシプロ研削盤。
前記変換機構として、駆動軸の回転軸心に対し偏心して駆動軸の回転軸心を中心に回転する偏心ピンが昇降台に対し移動して昇降台を上下方向に往復動させる偏心輪機構を設けるとともに、この偏心輪機構には駆動軸の回転軸心に対する偏心ピンの偏心量を調節する偏心量調節部を設けた請求項１に記載のレシプロ研削盤。