JP5446314B2 - 平面研削盤の反転テーブル装置 - Google Patents

Description

本発明は、平面研削盤の反転テーブル装置に関するものである。

平面研削盤とは、研削すべきワークを搭載した反転テーブルを水平な一方向へ往復移動させるようにした反転テーブル装置を有しており、回転している砥石が下降することによって往復移動している反転テーブル上のワークを研削するようにしたものである。

従来の平面研削盤の反転テーブル装置としては、反転テーブルとカウンタテーブルをベルトにより接続することにより相互に近接・離反するよう一方向に往復移動可能に備え、前記反転テーブルを直動型の油圧シリンダの伸縮によって往復移動させるようにしたものがある（特許文献１参照）。

又、前記したような反転テーブル装置としては、モータによりベルトを介して回転されるようにした回転体に偏心ピンを設け、該偏心ピンに長孔を介して嵌合させた反転テーブルを設け、前記回転体の回転により偏心ピン及び長孔を介して反転テーブルを一方向に往復移動させるようにしたものもある。
特開２００２−３６１５５２号公報

従来から実施されている通常の平面研削盤では反転テーブルの反復数は１５〜２０ｃｐm（約０．３Ｈｚ）程度と低いものとなっており、一方、前記したように駆動機構にベルトを介在して反転テーブルを往復移動させるようにした平面研削盤においては、高速化を図ろうとしてもベルトによる動力の伝達性能に限界があるために、反転テーブルの反復数は２００ｃｐm（約４Ｈｚ）程度、移動ストローク長は５０ｍｍ程度が限度であった。

更に、前記したようにベルトを介在させた平面研削盤では、反転テーブルの往復移動を高速化した場合に前記ベルトが耐久性の面で問題を生じる虞れがあり、更に、反転テーブルの往復移動を高速化しようとした場合には反転テーブルが振動を生じる問題があり、反転テーブルが振動するとワークの加工精度に悪影響を与えたり、更には、動力を伝達するための回動部或いは摺動部等の構成部分が振動によって損耗し装置の寿命が著しく短縮するといった問題を有していた。

近年、平面研削盤によるワーク研削の生産性を高めるために、反転テーブルの往復移動速度を大幅に増大させることが望まれているが、従来、このような要望に応えられるものは存在しなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなしたものであり、その目的は、反転テーブルの往復移動速度を大幅に高められるようにした平面研削盤の反転テーブル装置を提供することにある。

本発明は、駆動モータと、該駆動モータの駆動軸に歯車伝達機構を介して接続される回転軸と、該回転軸の端部に備えた偏心ピンと、該偏心ピンに長孔を介して嵌合し前記回転軸の回転により偏心ピン及び長孔を介して一方向に往復移動する反転テーブルと、該反転テーブルの移動を案内する直動案内部とを有し、前記回転軸は偏心ピンの回転時の重量をバランスさせるためのカウンタウェイトを張り出して設けており、前記歯車伝達機構が潤滑油に浸漬されるオイルバスを有することを特徴とする平面研削盤の反転テーブル装置、に係るものである。

上記平面研削盤の反転テーブル装置において、前記歯車伝達機構が減速軸を有していることは好ましい。

又、上記平面研削盤の反転テーブル装置において、前記駆動モータの駆動軸は反転テーブルの移動方向と平行に設けられ、前記回転軸は駆動軸に対して鉛直に設けられ、前記歯車伝達機構は傘歯歯車を有していることは好ましい。

又、上記平面研削盤の反転テーブル装置において、前記反転テーブルがセラミックにより形成されていることは好ましい。

又、上記平面研削盤の反転テーブル装置において、前記直動案内部がＬＭガイド(登録商標)であることは好ましい。

又、上記平面研削盤の反転テーブル装置において、前記駆動モータがサーボモータであることは好ましい。

又、上記平面研削盤の反転テーブル装置において、前記駆動モータが油圧モータであることは好ましい。

又、上記平面研削盤の反転テーブル装置において、前記歯車伝達機構が潤滑油に浸漬されるオイルバスを有することは好ましい。

本発明の平面研削盤の反転テーブル装置によれば、駆動モータの駆動軸に歯車伝達機構を介して接続される回転軸と、該回転軸の端部に備えた偏心ピンと、該偏心ピンに長孔を介して嵌合し前記回転軸の回転により偏心ピン及び長孔を介して一方向に往復移動する反転テーブルと、該反転テーブルの移動を案内する直動案内部とを有しているので、駆動モータの動力は歯車伝達機構によって確実に回転軸に伝えられ、更に、回転軸の動力は偏心ピンと長孔によって確実に反転テーブルに伝えられるので、反転テーブルの往復移動の高速化が安定して可能になるという優れた効果を奏し得る。

前記歯車伝達機構に減速軸を備えることにより反転テーブルを所定の速度で安定して往復移動させられる効果がある。

又、駆動モータの駆動軸が反転テーブルの移動方向と平行になるようにして駆動モータを横置きとすることにより、反転テーブルの高さ寸法を低減できる効果がある。

又、前記回転軸が偏心ピンの回転時の重量をバランスさせるためのカウンタウェイトを有しているので、偏心ピンの回転による振動を防止でき、又、前記反転テーブルをセラミックで形成して軽量化し、往復移動の反転時におけるイナーシャを低減できるので、反転テーブルの往復移動を高速化しても反転テーブルが振動する問題を低減できる効果がある。

又、前記直動案内部をＬＭガイドとしているので、反転テーブルの往復移動を安定させられる効果がある。

又、前記駆動モータをサーボモータとすることにより、研削作業条件に応じて反転テーブルの往復移動速度を任意に調節できる効果がある。

又、前記駆動モータを油圧モータとすることにより、モータの発熱を抑制して周辺温度を低く抑えられる効果がある。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図６は本発明を実施する平面研削盤の反転テーブル装置の形態を示すもので、図１は反転テーブル装置の切断正面図、図２は図１をＩＩ−ＩＩ方向から見た側面図、図３は図１をＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た平面図、図４は反転テーブル装置の斜視図、図５は図１をＶ−Ｖ方向から見た直動案内部の平面図、図６は図３のカバーを取り外した状態の反転テーブルの平面図である。

図１に示すように、反転テーブル装置を構成する固定架台１の内底部には、駆動軸２が水平になるように横置きにしたサーボモータ３ａ或いは油圧モータ３ｂ等からなる駆動モータ３が設置されている。この駆動モータ３の駆動軸２には、該駆動軸２に対して鉛直な回転軸５が歯車伝達機構４を介して接続されており、該回転軸５の上端には偏心した偏心ピン６が一体に備えられており、該偏心ピン６にはカムフォロア６ａが回転自在に取り付けられている。図中、６ｂはカムフォロア６ａを支持する蓋部材である。前記回転軸５は、上下部に設けた軸受７，８により固定架台１に対して回転可能に支持されている。この時、例えば軸受７は円錐コロ、テーパローラ等によってスラスト荷重、およびラジアル荷重を受けるようになっており、又、軸受８はコロ軸受、ローラベアリング等によってラジアル荷重を受けるようになっている。

更に、図４に示す前記歯車伝達機構４では鉛直な減速軸９を設けて減速を行うようにしている。減速軸９は上下部に設けた軸受１０，１１により固定架台１に対して回転可能に支持されている。この時、例えば軸受１０は玉軸受等によってラジアル荷重を受けるようになっており、又、軸受１１は円錐コロ、テーパローラ等によってスラスト荷重、およびラジアル荷重を受けるようになっている。

上記減速軸９を備えた歯車伝達機構４を具体的に説明すると、前記駆動軸２はダブルアンギュラ等からなる軸受２ａによって固定架台１に回転可能に支持されており、前記駆動軸２には傘歯歯車１２が取り付けられており、前記減速軸９には前記傘歯歯車１２より大きい径を有して噛合する傘歯歯車１３が取り付けられて動力が９０゜向きを変えて伝達されるようになっており、更に、減速軸９に備えた小径の平歯車１４に前記回転軸５に設けた大径の平歯車１５が噛合して減速機構を構成している。

前記固定架台１の外周には、上端が前記偏心ピン６の上端近傍まで延びたシールプレート１６が設けてあり、該シールプレート１６の内側における前記固定架台１上には、図５に示すように固定架台１の長手方向（左右方向）に長い一組の直動案内部１７が平行に設けられている。図５の直動案内部１７はＬＭガイド１８(登録商標)によって構成した場合を示しており、ＬＭガイド１８は固定架台１に固定したＬＭレール１９と該ＬＭレール１９上に沿って左右に移動可能なＬＭブロック２０とにより構成されている。

上記ＬＭブロック２０の上部には、図６に示す反転テーブル２１が固定されており、反転テーブル２１はＬＭブロック２０と一体に左右に往復移動するようになっている。この反転テーブル２１は、例えばセラミックのような軽量で高い強度を有する材料によって形成されている。反転テーブル２１の中央部には、矩形形状を有して上方に突出したワーク設置部２３が形成してあり、このワーク設置部２３には図１のワークＷを固定具を介して固定するための固定具取付孔２２が規則的に複数個形成されている。

前記反転テーブル２１の底面には、前記偏心ピン６のカムフォロア６ａに嵌合しＬＭガイド１８の長手方向と直交する方向に延びた長孔２４が形成されており、従って、前記回転軸５の回転によって偏心ピン６のカムフォロア６ａが長孔２４に沿って移動することにより、反転テーブル２１は偏心ピン６の偏心長さＰの２倍のストロークでＬＭガイド１８に沿って往復移動するようになっている。この時、前記ＬＭガイド１８は反転テーブル２１の移動ストロークをカバーできる長さを有している。更に、前記長孔２４におけるカムフォロア６ａが転動する部分には、図１に示すように耐摩耗性を有する案内部材２５が交換可能に取り付けられている。

前記反転テーブル２１は、偏心ピン６が図６の状態からＡ方向に回転すると、偏心ピン６のカムフォロア６ａは長孔２４に沿って下方に移動しながら反転テーブル２１を左側に引っ張って移動させるように作用し、偏心ピンが９０゜回転した状態では偏心長さＰと同じ距離だけ反転テーブル２１を移動させる。更に、偏心ピンがＡ方向に９０゜回転すると、反転テーブル２１は更に偏心長さＰと同じ距離だけ移動され、図６の状態から偏心ピン６の偏心長さの２倍（Ｐ＋Ｐ）のストロークだけ反転テーブル２１は移動される。

前記反転テーブル２１には、図１〜図４に示すように、前記ワーク設置部２３を除く反転テーブル２１の上面を覆うようにしたカバー２６が気密に一体に固定されており、カバー２６は反転テーブル２１と一緒に移動するようになっている。反転テーブル２１の上部には、図１に示すように回転しながら上下に移動してワークＷの研削を行う砥石Ｔが設けられており、該砥石Ｔには切削性を高めるための切削剤が吹き掛けられているため、この切削剤が反転テーブル装置内に侵入するのを防止するために前記カバー２６は設置される。従って、前記カバー２６は、反転テーブル２１と共に往復移動しても、前記固定架台１に備えられた前記シールプレート１６の上端部外周を常に包囲する大きさを有しており、更にカバー２６の外周部には下方に折り曲げた折曲部２７を形成して、切削材が反転テーブル装置内へ侵入するのを防止している。

図１に示すように、前記回転軸５の中心部には前記偏心ピン６の中心部を通って蓋部材６ｂの上面に開口２８'を備えた給油孔２８が形成してあり、更に、前記固定架台１の外部に備えられた給油管（図示せず）により供給される潤滑油を、下部の導孔２８ａ及びオイルシール２８ｂを介して給油管２９の下端に供給するようにした潤滑装置３０を構成している。ここで、前記偏心ピン６の上端に対向する蓋部材６ｂの下面には径方向に延びる油溝６ｃが形成してあり、前記給油孔２８からの潤滑油は、前記油溝６ｃを介してカムフォロア６ａ内部に供給されると共に、開口２８'から吹き出した潤滑油は蓋部材６ｂの上面と反転テーブル２１のワーク設置部２３との間の隙間６ｄを通ってカムフォロア６ａと長孔２４との間に供給されて潤滑するようになっている。

一方、図１に示す回転軸５に代えて、図７に示す回転軸５では、偏心ピン６の回転時の重量をバランスさせるためのカウンタウェイト６ｅを偏心ピン６と対称の位置に張出して設けるようにしている。

又、前記直動案内部１７であるＬＭガイド１８には、図２、図４に示す給油管３１を介して潤滑油を供給するようにした潤滑装置３２が設けられている。前記給油管３１から供給された潤滑油は、図５のＬＭガイド１８を構成するＬＭレール１９に設けた吹出口３３から吹き出されてＬＭガイド１８を潤滑するようになっている。この吹出口３３は、反転テーブル２１と一緒に移動するＬＭブロック２０が移動する移動範囲内の位置に設けられている。

又、図１に点を付して示すように、前記固定架台１内には、前記歯車伝達機構４が潤滑油に浸漬されるように潤滑油が充填されたオイルバス部３４と、前記カムフォロア６ａやＬＭガイド１８を潤滑した潤滑油が流入する上部オイルバス部３５とを形成している。前記オイルバス部３４には、固定架台１の外部に備えた給油管３７（図２及び図４参照）から潤滑油を供給し、該オイルバス部３４内の潤滑油、並びに前記上部オイルバス部３５内の潤滑油はそれぞれ、前記固定架台１の外部に備えられたドレン配管（図示せず）により回収されるようにしてある。

尚、前記固定架台１は、該固定架台１を前記反転テーブル２１の移動方向と直交する水平方向に位置を調整可能に支持するようにした図示しない固定台上に設けられている。

次に、上記図示例の作動を説明する。

図１の駆動モータ３により駆動軸２を回転すると、傘歯歯車１２，１３を介して減速軸９が回転し、減速軸９の回転に伴って小径の平歯車１４と大径の平歯車１５を介して回転軸５は減速回転される。

回転軸５が回転すると、回転軸５の上端に備えた偏心ピン６に長孔２４が嵌合している反転テーブル２１はＬＭガイド１８からなる直動案内部１７に沿って偏心ピン６の偏心長さＰの２倍のストロークで往復移動する。

従って、反転テーブル２１の固定具取付孔２２に固定した固定具により中央のワーク設置部２３に固定されたワークＷは、図１に示すように回転しながら下降し研削液が掛けられた砥石Ｔによって高速で往復移動しながら切削される。

上記ワークＷの切削時に砥石Ｔに掛けられる切削液は、反転テーブル２１に固定されたカバー２６によって前記固定架台１の内部に侵入することが防止され、カバー２６の上面及び折曲部２７に沿って下部に流下するようになる。

上記構成において、前記駆動モータ３をサーボモータ３ａとすると、研削作業条件に応じて反転テーブル２１の往復移動速度を任意に調節することができる。又、前記駆動モータ３を油圧モータ３ｂとすると、モータの発熱を抑制して周辺温度を低く抑えられるようになる。

又、駆動モータ３は駆動軸２が反転テーブルの移動方向と平行になるように横置きとしているので、反転テーブル装置の高さ寸法を小さく抑えることができる。

前記固定架台１の外部の給油管（図示せず）から下部の給油ブロック３６に穿設した導孔２８ａに供給される潤滑油が、回転軸５の中心部を通る給油孔２８により蓋部材６ｂ下面の油溝６ｃに供給され、更に、蓋部材６ｂ上面の開口２８´から吹き出されるようにした潤滑装置３０を設けているので、カムフォロア６ａ内部、及び、カムフォロア６ａと長孔２４との間は効果的に潤滑されるようになる。前記カムフォロア６ａ内部等を潤滑した潤滑油は上部オイルバス部３５に流入し、外部に設けられたドレン配管（図示せず）により回収される。

一方、図２、図４に示すように給油管３１から供給される潤滑油を、図５に示すように直動案内部１７であるＬＭガイド１８のＬＭレール１９に設けた吹出口３３から吹き出すようにした潤滑装置３２を設けているので、前記吹出口３３から吹き出される潤滑油によってＬＭガイド１８の摺動部は効果的に潤滑されるようになる。前記ＬＭガイド１８の摺動部を潤滑した潤滑油は上部オイルバス部３５に流入され、ドレン配管（図示せず）により回収される。

更に、図１に点を付して示すように、オイルバス部３４には、固定架台１の外部の給油管３７（図２及び図４参照）から潤滑油が供給されているため、この固定架台１内に形成したオイルバス部３４の潤滑油によって、前記歯車伝達機構４は効果的に潤滑されるようになる。尚、前記歯車伝達機構４を潤滑油したオイルバス部３４内の潤滑油は、図示していないドレン配管により外部に回収される。

上記したように、回転軸５の給油孔２８を通して偏心ピン６とカムフォロア６ａとの間、及び、カムフォロア６ａと長孔２４との間に潤滑油を供給する潤滑装置３０と、吹出口３３により直動案内部１７の摺動面に潤滑油を供給する潤滑装置３２と、歯車伝達機構４を潤滑油に浸漬するようにしたオイルバス３４とを備えているので、潤滑された動力伝達部によって駆動モータ３の動力は回転軸５及び反転テーブル２１に安定して確実に伝達されるようになり、更にこれらの動力伝達部の寿命を大幅に延長させることができる。

又、駆動モータ３の動力は歯車伝達機構４によって確実に回転軸５に伝達されるようになり、更に、回転軸５の動力は偏心ピン６と長孔２４によって確実に反転テーブル２１伝達されるようになるので、従来のベルトを介して動力を伝達する方式に比して、反転テーブル２１の往復移動の高速化に対して安定して対応できるようになる。

更に、前記形態において、反転テーブル２１をセラミックにより形成して軽量化しているので、往復移動の反転時におけるイナーシャを低減することができ、更に、図７に示すように、前記回転軸５が偏心ピン６の回転時の重量をバランスさせるためのカウンタウェイト６ａを有して振動を抑制するようにしているので、前記反転テーブル２１の往復移動を高速化しても反転テーブル２１が振動する問題を防止することができ、よって反転テーブル２１の往復移動の高速化が安定して達成できるようになる。更に、前記したように反転テーブル２１をセラミックで形成して軽量化することにより低トルクの駆動モータ３によっても駆動できるようになる。

本発明による反転テーブル装置においては、反転テーブル２１の反復数は５００ｃｐｍ（約８Ｈｚ）程度、移動ストローク長は１００ｍｍ程度まで高めることが可能になった。即ち、従来に比して約２倍の高速で反転テーブル２１を往復移動させることができるようになった。また、前記移動ストローク長を１００ｍｍより短くした場合には、前記反転テーブル２１の反復数は更に増加させることができる。

このように、反転テーブル２１の往復移動を飛躍的に高速化することが可能になり、よって、平面研削盤によってワークを研削する際の生産性を従来に比して飛躍的に向上させることができる。

なお、上記形態では直動案内部にＬＭガイドを用いた場合について例示したが、ＬＭガイド以外の直動案内部を用いるようにしてもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する平面研削盤の反転テーブル装置の切断正面図である。 図１をＩＩ−ＩＩ方向から見た側面図である。 図１をＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た平面図である。 反転テーブル装置の斜視図である。 図１をＶ−Ｖ方向から見た直動案内部の平面図である。 図３のカバーを取り外した状態の反転テーブルを示す平面図である。 偏心ピンの回転時の重量をバランスさせるためのカウンタウェイトを備えた回転軸の正面図である。

２ 駆動軸
３ａ サーボモータ
３ｂ 油圧モータ
３ 駆動モータ
４ 歯車伝達機構
５ 回転軸
６ 偏心ピン
６ｅ カウンタウェイト
９ 減速軸
１２，１３ 傘歯歯車
１７ 直動案内部
１８ ＬＭガイド
２１ 反転テーブル
２４ 長孔
３４ オイルバス

Claims (7)

1. 駆動モータと、該駆動モータの駆動軸に歯車伝達機構を介して接続される回転軸と、該回転軸の端部に備えた偏心ピンと、該偏心ピンに長孔を介して嵌合し前記回転軸の回転により偏心ピン及び長孔を介して一方向に往復移動する反転テーブルと、該反転テーブルの移動を案内する直動案内部とを有し、前記回転軸は偏心ピンの回転時の重量をバランスさせるためのカウンタウェイトを張り出して設けており、前記歯車伝達機構が潤滑油に浸漬されるオイルバスを有することを特徴とする平面研削盤の反転テーブル装置。
2. 前記歯車伝達機構が減速軸を有している請求項１に記載の平面研削盤の反転テーブル装置。
3. 前記駆動モータの駆動軸は反転テーブルの移動方向と平行に設けられ、前記回転軸は駆動軸に対して鉛直に設けられ、前記歯車伝達機構は傘歯歯車を有している請求項１又は２に記載の平面研削盤の反転テーブル装置。
4. 前記反転テーブルはセラミックにより形成されている請求項１に記載の平面研削盤の反転テーブル装置。
5. 前記直動案内部はＬＭガイド(登録商標)である請求項１に記載の平面研削盤の反転テーブル装置。
6. 前記駆動モータはサーボモータである請求項１に記載の平面研削盤の反転テーブル装置。
7. 前記駆動モータは油圧モータである請求項１に記載の平面研削盤の反転テーブル装置。

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