JP6597012B2 - 研削盤 - Google Patents

Description

本発明は、研削盤に関するものである。

軸状の工作物の外径を計測する計測器が、工作物の外周面を研削する砥石車と同一の回転中心軸回りを揺動するように構成された研削盤が知られている。特許文献１には、計測器を先端側で支持する支持ブラケットが、研削盤本体に対して砥石車と同一の回転中心軸回りを揺動可能に支持された研削盤が記載されている。

特許文献１の研削盤では、支持ブラケットの基端側に連結された円弧状の支持アームが、上下方向に間隔をおいて研削盤本体に配置された上下一対の支持ローラにより、支持アームの円弧中心を回転砥石の回転中心軸に一致させた状態で揺動可能に案内支持される。

特開２０１５−５１４７８号公報

特許文献１の研削盤において、計測装置を安定的に保持するためには、上下一対の支持ローラを少なくとも２組配置し、周方向における２箇所で支持アームを支持する必要がある。

また、支持アームを揺動させた際に支持アームと研削盤本体とが干渉することを回避するためには、支持アームの周方向長さを短くすることが望ましい。この点に関し、特許文献１の研削盤において支持アームの揺動可能範囲を維持しつつ支持アームの周方向長さを短くする場合、揺動する支持アームが常に周方向における２箇所以上で上下一対の支持ローラに支持される状態を維持するため、研削盤本体に配置する支持ローラの数量を増やして周方向において隣接する支持ローラの配置間隔を短くする必要がある。この場合、特許文献１の研削盤では、支持アームの径方向内側と径方向外側とに支持ローラを１個ずつ、即ち、支持ローラを２個ずつ追加することになり、部品コストが嵩む。

このように、特許文献１の研削盤では、計測装置を安定した状態で支持するために必要とされる支持ローラの個数が多く、部品コストが嵩む。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、部品コストを抑制しつつ計測装置を安定的に保持することができる研削盤を提供することを目的とする。

本発明の研削盤は、軸状の工作物を回転可能に支持する主軸台と、前記主軸台に対して相対移動する砥石台と、前記砥石台に第一軸回りに回転可能に支持され、前記工作物を研削する砥石車と、前記主軸台に支持された前記工作物に接触して前記工作物の外径を計測可能な計測装置と、前記計測装置を前記砥石台に対して支持する支持機構と、を備え、前記支持機構は、前記計測装置を一端側で保持するアームと、前記アームの他端側に連結される円弧状の被案内部と、前記砥石台に配置され、前記被案内部の円弧中心を前記第一軸に一致させた状態で前記第一軸を中心とする周方向へ前記被案内部を揺動可能に案内する案内部と、前記被案内部を前記砥石台に対して揺動させるための駆動力を付与する駆動装置と、を備え、前記案内部は、前記砥石台に回転自在に支持されると共に、前記被案内部の周方向において位相をずらしつつ前記被案内部の径方向内側および径方向外側に交互配置された３個以上のローラを有する。

本発明の研削盤によれば、被案内部の周方向において位相をずらしつつ被案内部の径方向内側と径方向外側とに交互配置された３個以上のローラにより、被案内部を揺動可能に支持するので、被案内部を安定した状態で支持できる。即ち、上下一対のローラで被案内部をその径方向内側および径方向外側から支持する従来技術では、被案内部を安定した状態で支持するために少なくとも４個のローラが必要となるのに対し、本発明の研削盤によれば、３個のローラがあれば被案内部を安定した状態で支持できる。

さらに、本発明の研削盤によれば、被案内部の揺動可能範囲を維持しつつ被案内部の周方向長さを短くする場合、被案内部の径方向内側または径方向外側のいずれか一方にローラを１個ずつ追加すればよい。よって、ローラを２個ずつ追加する必要がある従来技術と比べ、必要とされるローラの個数を抑えることができる。

このように、本発明の研削盤では、必要なローラの個数を抑えつつ被案内部を安定した状態で支持できるので、部品コストを抑制しつつ計測装置を安定的に保持することができる。

研削盤の平面図である。 支持機構および計測装置の平面図である。 研削盤の要部を模式的に表した模式図であり、計測装置を退避させた状態にある図を示す。 支持機構の要部を模式的に表した模式図であり、計測装置を退避させた状態にある図を示す。 研削盤の要部を模式的に表した模式図であり、最上位に位置する工作物と計測装置とが接触状態にある図を示す。 支持機構の要部を模式的に表した模式図であり、ロッドを伸長させる過程で計測装置が最上位に位置する工作物に接触したときの図を示す。 支持機構の要部を模式的に表した模式図であり、最上位に位置する工作物と計測装置との接触状態を維持しつつ、ロッドを最大限まで伸長させたときの図を示す。 研削盤の要部を模式的に表した模式図であり、最下位に位置する工作物と計測装置とが接触状態にある図を示す。 支持機構の要部を模式的に表した模式図であり、最下位に位置する工作物と計測装置とが接触状態にある図を示す。

（１．研削盤１の概略構成）
以下、クランクシャフトＷのクランクピンＷａ（以下「工作物Ｗａ」と称す）を加工対象とする砥石台トラバース型の研削盤１を例に挙げ、本発明に係る研削盤を適用した実施形態について説明する。

図１に示すように、研削盤１は、ベッド１１と、主軸台１２と、心押台１３と、トラバーステーブル１４と、砥石台１５と、砥石車１６と、支持機構２０と、計測装置３０と、制御装置４０とを備える。

ベッド１１は、床上に固定されている。そのベッド１１の上には、主軸台１２及び心押台１３がＺ軸方向において対向配置され、主軸台１２には、制御装置４０に制御される主軸回転モータ１２ａが設けられている。

クランクシャフトＷは、その両端が主軸台１２及び心押台１３に回転可能に支持されており、主軸回転モータ１２ａから回転駆動力から付与されることで、クランクシャフトＷがＺ軸と平行な中心軸Ａ０（図３Ａ参照）回りに回転する。また、クランクシャフトＷが主軸台１２及び心押台１３に支持された状態において、工作物Ｗａはその軸心が中心軸Ａ０から偏心した位置に設けられており、クランクシャフトＷを回転させたときに工作物Ｗａは中心軸Ａ０回りを公転する。

トラバーステーブル１４は、ベッド１１上において主軸台１２及び心押台１３からＸ軸方向へ離れた位置に設けられ、ベッド１１上をＺ軸方向へ移動可能である。砥石台１５は、トラバーステーブル１４上にＸ軸方向へ移動可能に設けられ、砥石台１５には、Ｚ軸方向に平行な第一軸Ａ１（図３Ａ参照）を軸心とする支持軸１５ａが設けられている。

砥石車１６は、支持軸１５ａに対し、第一軸Ａ１回りに回転自在に支持されている。砥石台１５には、制御装置４０に制御される砥石車回転モータ１６ａが設けられ，砥石車１６は、砥石車回転モータ１６ａから付与される回転駆動力により第一軸Ａ１回りに回転する。

支持機構２０は、砥石台１５に対して計測装置３０を第一軸Ａ１回りに揺動可能に支持するものであり、計測装置３０は、砥石車１６により研削された工作物Ｗａの外径を計測する装置である。制御装置４０は、研削加工を実行している間、工作物Ｗａの公転に同期させながら砥石台１５をＸ軸方向へ変位させる。これにより、工作物Ｗａの変位に砥石車１６を追従させ、砥石車１６と工作物Ｗａとが接触している状態を維持する。

（２．支持機構２０の構成）
次に、図２を参照して、支持機構２０の詳細な構成について説明する。図２に示すように、支持機構２０は、揺動支持部５０と、揺動体６０と、駆動部７０とを備える。

揺動支持部５０は、支持ブラケット５１と、案内部５２とを備える。支持ブラケット５１は、砥石台１５に固定される部位である。案内部５２は、支持ブラケット５１に回転可能に支持される４個のローラから構成され、それら４個のローラが第一軸Ａ１を中心とする円周方向に位相をずらして配置される。なお、以下において、案内部５２を構成する４個のローラのうち、主軸台１２及び心押台１３から最も離れた位置にあるローラを第一ローラ５２ａ、主軸台１２及び心押台１３に対して２番目に離れた位置にあるローラ（第一軸Ａ１を中心とする円周方向において第一ローラ５２ａに隣接するローラ）を第二ローラ５２ｂ、主軸台１２及び心押台１３に対して３番目に離れた位置にあるローラ（第一軸Ａ１を中心とする円周方向において第一ローラ５２ａの反対側で第二ローラ５２ｂに隣接するローラ）を第三ローラ５２ｃ、主軸台１２及び心押台１３から最も近い位置にあるローラ（第一軸Ａ１を中心とする円周方向において第二ローラ５２ｂの反対側で第三ローラ５２ｃに隣接するローラ）を第四ローラ５２ｄ、と称する。

図３Ａに示すように、４個のローラは、第一軸Ａ１を中心とする周方向において角度θごとに配置されている。第一ローラ５２ａの回転軸と第一軸Ａ１との距離は、第三ローラ５２ｃの回転軸と第一軸Ａ１との距離に等しく、第二ローラ５２ｂの回転軸と第一軸Ａ１との距離は、第四ローラ５２ｄの回転軸と第一軸Ａ１との距離に等しい。また、第一ローラ５２ａ及び第三ローラ５２ｃの回転軸と第一軸Ａ１との距離は、第二ローラ５２ｂ及び第四ローラ５２ｄの回転軸と第一軸Ａ１との距離よりも大きく、第一ローラ５２ａ及び第三ローラ５２ｃの回転軸から第一軸Ａ１までの距離と第二ローラ５２ｂ及び第四ローラ５２ｄの回転軸から第一軸Ａ１までの距離との差は、第一ローラ５２ａ及び第三ローラ５２ｃのうち第一軸Ａ１側を向く外周面と、第二ローラ５２ｂ及び第四ローラ５２ｄのうちそれらの回転軸を挟んだ第一軸Ａ１の反対側を向く外周面との間に、被案内部６３を挟み込むことができる寸法差に設定されている。

なお、案内部５２を構成する４個のローラや被案内部６３の外周面に、ゴムやスポンジのような弾性変形可能な弾性部材を覆設してもよい。この場合、弾性部材を変形させながら被案内部６３を案内部５２に挟み込むことで、４個のローラの配置位置や被案内部６３の外形等において生じうる寸法誤差を吸収できる。

図２に戻り、説明を続ける。揺動体６０は、アーム６１と、連結軸６２と、被案内部６３と、突出部６４とを備える。アーム６１は、その先端側に計測装置３０が連結軸６２を介して連結され、アーム６１の基端側が被案内部６３に固定される。

連結軸６２は、その軸心である第二軸Ａ２（図３Ａ参照）をＺ軸と平行に配置した状態でアーム６１の先端側に回転可能に軸支されている。連結軸６２は、その一端側（図２左側）に計測装置３０が、連結軸６２の他端側（図２右側）に連結軸回転モータ６２ａがそれぞれ連結されており、連結軸回転モータ６２ａから回転駆動力が付与されると、計測装置３０がアーム６１に対し第二軸Ａ２回りに相対回転する。

また、連結軸回転モータ６２ａは、サーボモータ等から構成されており、工作物Ｗａの加工中や外径計測時には連結軸回転モータ６２ａの制御電源をＯＦＦ等にすることで、計測装置３０はその自重等に基づき、アーム６１に対し第二軸Ａ２回りに自由に回転可能な状態となる。なお、連結軸回転モータ６２ａの代わりに、カム機構等を用いることにより計測装置３０を計測位置へ移動させることも可能である。

図３Ａに示すように、被案内部６３は、案内部５２に揺動可能に案内支持される円弧状の部位である。案内部５２は、第一ローラ５２ａ及び第三ローラ５２ｃが被案内部６３をその径方向外側から、第二ローラ５２ｂ及び第四ローラ５２ｄが被案内部６３をその径方向内側からそれぞれ支持する。

被案内部６３は、その円弧中心を第一軸Ａ１に一致させた状態で案内部５２に支持され、被案内部６３の周方向長さは、被案内部６３の周方向両端と第一軸Ａ１とを結んだ場合に形成される第一軸Ａ１回りの角度が、第一ローラ５２ａ及び第四ローラ５２ｄの回転軸と第一軸Ａ１とを結んだ場合に形成される第一軸Ａ１回りの角度と同一となるような長さ寸法に設定されている。

図３Ｂに示すように、突出部６４は、被案内部６３の支持ブラケット５１に対向する面とは反対側（図２右側、図３Ｂ奥側）の面から突出する部位であり、突出部６４の突出面（図２右側、図３Ｂ奥側の面）には規制部６４ａが取り付けられる。なお、本実施形態では、規制部６４ａが、回転軸がＺ軸に平行となるように配置されたカムフォロアから構成されている。

突出部６４には、被案内部６３の径方向内側を向く面に張出部６４ｂが一体形成されている。この張出部６４ｂは、突出部６４の突出面よりも被案内部６３の反対側（図２右側、図３Ｂ手前側）へ張り出しており、その張り出した部位がＸ軸方向において後述するバネ固定部７２ｂに対向配置される。

駆動部７０は、駆動装置７１と、移動体７２と、バネ７３とを備える。駆動装置７１は、伸縮機構を有するアクチュエータから構成され、駆動装置７１の駆動によりＸ軸方向へ伸縮するロッド７１ａの先端に移動体７２が固定されている。

移動体７２は、ロッド７１ａの伸縮に伴ってＸ軸方向へ直進する部位であり、ロッド７１ａの先端に固定されるロッド固定部７２ａと、バネ７３が固定されるバネ固定部７２ｂと、ロッド固定部７２ａの下端およびバネ固定部７２ｂの上端を階段状に連設する連設部７２ｃとを備える。移動体７２は、バネ固定部７２ｂをロッド固定部７２ａよりもロッド７１ａからＸ軸方向へ遠ざけた状態で、ロッド固定部７２ａにロッド７１ａの先端が固定されている。また、ロッド固定部７２ａは、その幅方向（図２左右方向）における中心よりも被案内部６３から離れた部位にロッド７１ａが固定され、ロッド７１ａよりも被案内部６３側（図２左側）へ張り出した部位が、Ｘ軸方向において規制部６４ａに対向配置される。

揺動体６０が揺動支持部５０に支持された状態（被案内部６３が４個のローラに挟みこまれた状態）では、バネ固定部７２ｂが張出部６４ｂに対向配置され、それらバネ固定部７２ｂと張出部６４ｂとがバネ７３を介して連結されている。

なお、移動体７２では、バネ固定部７２ｂがロッド固定部７２ａよりも突出部６４から離れた位置に、突出部６４では、張出部６４ｂが規制部６４ａよりも移動体７２から離れた位置に配置される。これにより、バネ固定部７２ｂと張出部６４ｂとの間隔を広く確保できるので、それらバネ固定部７２ｂと張出部６４ｂとを連結するバネ７３として、伸縮方向における長さ寸法が大きいものを使用できる。

（３．計測装置３０の構成）
図３Ａに示すように、計測装置３０は、砥石車１６により研削された工作物Ｗａの外径を計測する装置である。計測装置３０は、一対のガイド３１及び測定子３２を有する本体３３と、支持棒３４と、連結部材３５とを備える。

一対のガイド３１は、本体３３の一面側（図３Ａ下面側）から突出する部位であり、間隔を空けて対向配置される。測定子３２は、本体３３の一面側において一対のガイド３１の間から突出する部位である。工作物Ｗａの外径を測定する際、制御装置４０（図１参照）による制御に基づき、一対のガイド３１により工作物Ｗａの外周面を支持した状態で測定子３２を工作物Ｗａに接触させ、測定子３２により工作物Ｗａの外径を計測する。測定子３２による計測結果は制御装置４０に送られ、制御装置４０は工作物Ｗａの外径が所望の寸法に到達したか否かを判断する。その結果、工作物Ｗａの外径が所望の寸法に到達したと判断した場合に、工作物Ｗａの研削加工を終了する。

支持棒３４は、本体３３の他面側（図３Ａ上面側）に固定された棒状の部位である。連結部材３５は、支持棒３４を連結軸６２に連結させるための部位であり、連結軸回転モータ６２ａから連結軸６２に回転駆動力が付与されると、連結部材３５は第二軸Ａ２周りに回転する。

（４．支持機構２０の動作態様）
次に、計測装置３０を変位させる際の支持機構２０の動作態様に説明する。まず、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、計測装置３０を上方へ退避させた状態（以下「退避状態」と称す）について説明する。なお、図３Ａ及び図３Ｂには、揺動体６０を一方向（図３Ａ時計回り方向）へ最大限揺動させた状態が図示されている。

図３Ａに示すように、退避状態では、一対のガイド３１及び測定子３２が工作物Ｗａから離される。揺動体６０は、被案内部６３が第一ローラ５２ａ、第二ローラ５２ｂ及び第三ローラ５２ｃの３つのローラに支持され、被案内部６３の一端側（図３Ａ右側）が第一ローラ５２ａから一方向（図３Ａ時計回り方向）へ張り出し、被案内部６３の他端（図３Ａ左側端部）が第三ローラ５２ｃに支持されている。

図３Ｂに示すように、退避状態では、駆動装置７１のロッド７１ａが最小限に短縮されており、移動体７２のロッド固定部７２ａが突出部６４の規制部６４ａに係止されている。

ここで、揺動体６０は、被案内部６３の他端側（図３Ａ左側）にアーム６１が連結され、そのアーム６１に計測装置３０が連結されているため、揺動体６０や計測装置３０の自重により揺動体６０を他方向（図３Ａ反時計回り方向）へ揺動させようとする力が作用する。これに対し、規制部６４ａがロッド固定部７２ａに係止され、移動体７２がロッド７１ａにより移動不能に保持されるので、揺動体６０は、その揺動が規制され、退避状態が維持される。

なお、連結軸回転モータ６２ａ（図２参照）を回転駆動して計測装置３０を一方向（図３Ａ時計回り方向）へ回転させることにより、計測装置３０を更に上方へ退避させることができる。これにより、砥石車１６のドレッシング作業やクランクシャフトＷの搬入出作業を効率よく行うことができる。

次に、図４Ａ〜図４Ｃを参照して、工作物Ｗａの外径を計測可能な計測位置まで計測装置３０を変位させる際の支持機構２０の動作態様について説明する。なお、図４Ａには、最上位に位置する工作物Ｗａを実線で、最前位（図４Ａ左側）、最下位および最後位（図４Ａ右側）に位置する工作物Ｗａを２点鎖線で図示する。研削盤１は、砥石車１６と接触しながら公転する工作物Ｗａが最上位に配置されたとき、工作物Ｗａが、第一軸Ａ１回りを変位する一対のガイド３１の先端面が変位する軌跡上に配置されるように構成される。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、計測装置３０を工作物Ｗａに近づける際、駆動装置７１を駆動させてロッド７１ａを伸長させ、移動体７２を図４Ｂに示す左側へ直進させる。このとき、突出部６４は、ロッド固定部７２ａに規制部６４ａが係止された状態を維持しつつ、移動体７２の移動に追従する。その結果、被案内部６３は、案内部５２に案内支持されつつ他方向（図４Ｂ反時計回り方向）へ揺動する。これにより、揺動体６０が第一軸Ａ１回りに揺動し、計測装置３０を工作物Ｗａに近づけることができる。

被案内部６３が他方向へ揺動し、被案内部６３の一端（図４Ａ右側端部）が第一ローラ５２ａに、被案内部６３の他端（図４Ａ左側端部）が第四ローラ５２ｄにそれぞれ接するところまで到達すると、計測装置３０の一対のガイド３１が工作物Ｗａの外周面に接触し、測定子３２（図３Ａ参照）による工作物Ｗａの外径の測定が可能な状態となる。またこのとき、一対のガイド３１が工作物Ｗａに係止されることで、計測装置３０及び揺動体６０の他方向（図４Ａ反時計回り方向）への揺動が規制される。

なお、アーム６１は、先端側に近い部位が湾曲形成されており、アーム６１の先端側が基端側よりも他方向側へ向けられている。これにより、計測装置３０による工作物Ｗａの外径の計測時において、揺動するアーム６１とクランクピンＷａ（図３Ａ参照）との干渉を回避しつつ、砥石車１６による工作物Ｗａの研削部位よりも計測装置３０が被案内部６３から離れた位置に配置することができる。

また、計測装置３０は、一対のガイド３１及び測定子３２の先端が砥石車１６側へ向けられた状態で連結軸６２に保持されている。よって、工作物Ｗａに対し一対のガイド３１を砥石車１６の反対側（図４Ａ左側）から接触させることができる。これにより、計測装置３０と砥石車１６との干渉を防止できる。

図４Ｃに示すように、揺動体６０は、他方向への揺動が工作物Ｗａに規制されているので、図４Ｂに示す状態から更に駆動装置７１を駆動させてロッド７１ａを伸長させると、移動体７２が突出部６４から離れ、ロッド７１ａを伸長させるほど移動体７２と突出部６４との間隔が大きくなり、バネ７３が伸長する。駆動装置７１は、ロッド７１ａを最大限伸長させたところで、移動体７２を移動不能に保持する。

次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、工作物Ｗａを公転させた際の支持機構２０の動作態様について説明する。なお、図５Ａには、最下位に位置する工作物Ｗａを実線で、最前位（図５Ａ左側）、最上位および最後位（図５Ａ右側）に位置する工作物Ｗａを２点鎖線で図示する。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、工作物Ｗａの外径を計測する際、工作物Ｗａの公転および砥石車１６による工作物Ｗａの研削加工は継続される。砥石車１６は、工作物Ｗａの公転に応じてＸ軸方向へ往復移動するため、砥石車１６の回転中心である第一軸Ａ１と工作物Ｗａとの距離がある程度維持される。

上記したように、図４Ａに示す状態において、揺動体６０は、計測装置３０が工作物Ｗａに係止され、計測装置３０や揺動体６０の自重による他方向（図５Ａ反時計回り方向）への揺動が規制されるのに対し、移動体７２は、突出部６４から離れた位置でロッド７１ａに移動不能に保持され、移動体７２による突出部６４の他方向への揺動規制が解除されている。よって、この状態から工作物Ｗａを回転軸Ａ０回りに公転させると、それに追従するように計測装置３０及び揺動体６０がそれらの自重により他方向へ揺動し、被案内部６３が案内部５２に案内支持されながら他方向へ揺動する。

なお、揺動体６０は、砥石台１５に設けられた揺動支持部５０に支持されるので、工作物Ｗａが公転している間、その工作物Ｗａの公転に応じてＸ軸方向へ往復移動しながら第一軸Ａ１回りを揺動する。これに伴い、揺動体６０に支持される計測装置３０も、工作物Ｗａの公転に応じてＸ軸方向へ往復移動しながら第一軸Ａ１回りを揺動する。よって、工作物Ｗａが公転している間、一対のガイド３１と工作物Ｗａとの距離がある程度維持され、一対のガイド３１及び測定子３２（図３Ａ参照）を工作物Ｗａに接触させた状態が維持される。

図５Ａに示す最下位まで工作物Ｗａが変位したとき、揺動体６０が他方向へ最大限揺動した状態となる。このとき、揺動体６０は、被案内部６３が第二ローラ５２ｂ、第三ローラ５２ｃ及び第四ローラ５２ｄの３つのローラに支持され、被案内部６３の他端（図５Ａ左側端部）が第四ローラ５２ｄから他方向へ突出し、被案内部６３の一端（図５Ａ右側端部）が第二ローラ５２ｂに支持される。

ここで、揺動体６０が他方向へ最大限揺動したときに被案内部６３と砥石台１５とが干渉することを回避するため、揺動体６０は、被案内部６３の周方向長さを短くすることが望ましい。この場合、揺動体６０の揺動可能範囲を維持しつつ揺動体６０を安定した状態で支持するためには、被案内部６３を支持するローラを増やし、ローラの周方向における配置間隔を短くする必要がある。この点に関し、研削盤１では、被案内部６３が４個ローラのうち３個のローラに支持された状態を維持できていれば、被案内部６３を安定した状態で保持することができる。また、被案内部６３の周方向長さを短くすることにより、揺動体６０が一方向へ最大限揺動したとき、即ち、揺動体６０が退避状態にあるときに、被案内部６３と砥石台１５とが干渉することを回避できる。

このように、研削盤１では、ローラの個数を少なくしつつ、被案内部６３をその径方向内側および径方向外側から支持し、揺動体６０を安定した状態で揺動可能に案内支持することができる。よって、部品コストを抑制しつつ計測装置３０を安定的に保持できる。

図５Ｂに示す状態から工作物Ｗａを公転させると、工作物Ｗａにより計測装置３０が持ち上げられ、計測装置３０及び揺動体６０が第一軸Ａ１回りを一方向（図５Ａ時計回り方向）へ揺動する。これに伴い、被案内部６３は、案内部５２に案内支持されながら一方向（図５Ｂ時計回り方向）へ揺動し、工作物Ｗａが最上位まで到達したときには図４Ｃに示す状態に戻る。

また、揺動体６０が最も他方向へ揺動したときであっても、ロッド固定部７２ａが規制部６４ａから離れた位置にある。よって、計測装置３０により工作物Ｗａの外径を計測している間、移動体７２による突出部６４の揺動規制は解除されるので、揺動体６０は、計測装置３０および揺動体６０に自重により自由に揺動することができ、計測装置３０を工作物Ｗａの公転に追従させながら第一軸Ａ１回りに変位させることができる。

このように、計測装置３０により工作物Ｗａの外径を計測している間、駆動部７０ではロッド７１ａを最大限まで伸長させたところで駆動装置７１による駆動を停止し、移動体７２を移動不能に保持する。一方、揺動体６０は、一対のガイド３１が工作物Ｗａに係止されることで計測装置３０や揺動体６０の自重による揺動が工作物Ｗａに規制された状態となり、公転する工作物Ｗａに追従して計測装置３０及び揺動体６０が第一軸Ａ１回りを揺動するので、工作物Ｗａと計測装置３０との接触状態を維持できる。

これにより、制御装置４０による駆動装置７１の高度な制御を行うことなく、計測装置３０（一対のガイド３１及び測定子３２（図３Ａ参照））を工作物Ｗａに接触させることができると共に、計測装置３０と工作物Ｗａとの接触状態を維持できる。従って、工作物Ｗａの外径測定時における制御装置４０の負荷を軽減できる。

また、計測装置３０により工作物Ｗａの外径を計測している間、被案内部６３の径方向内側に配置された第二ローラ５２ｂ及び第四ローラ５２ｄが被案内部６３をその下方から支持する。よって、揺動体６０や計測装置３０の自重による揺動体６０の自由な揺動を許容しつつ、揺動体６０のぐらつきを抑えて計測装置３０を安定的に保持できる。

なお、砥石車１６による工作物Ｗａの研削加工が進むにつれ、工作物Ｗａ及び砥石車１６の外径が小さくなる。それに伴い、制御装置４０は第一軸Ａ１と工作物Ｗａとの距離を調整し、砥石車１６と工作物Ｗａとの接触状態を維持する。

これに伴い、制御装置４０は、駆動装置７１及び連結軸回転モータ６２ａ（図２参照）を制御し、揺動体６０を第一軸Ａ１回りに、計測装置３０を第二軸Ａ２周りに回転させることで、第一軸Ａ１と計測装置３０（一対のガイド３１及び測定子３２）との距離を微調整する。よって、第一軸Ａ１と工作物Ｗａとの距離が変更された後も、計測装置３０との接触状態を維持できる。

制御装置４０は、計測装置３０による測定結果に基づき、工作物Ｗａの外径が所望の寸法に到達したと判断した場合に、砥石車１６を工作物Ｗａから離すと共に、揺動体６０を揺動させて退避状態へ戻す。

揺動体６０を退避状態へ戻すとき、制御装置４０は、主軸回転モータ１２ａ（図１参照）を制御して工作物Ｗａが最上位に到達する位置までクランクシャフトＷ（図１参照）を回転させた後、駆動装置７１を駆動してロッド７１ａを最小限まで短縮させる。

ロッド７１ａが短縮されるにつれて移動体７２が図５Ｂに示す右方向へ直進して突出部６４に近づき、図４Ｂに示す状態までロッド７１ａが短縮されたところでロッド固定部７２ａが規制部６４ａに係止される。そこから引き続きロッド７１ａが短縮されると、規制部６４ａがロッド固定部７２ａに押圧され、移動体７２の移動に伴って突出部６４が一方向（図４Ｂ時計回り方向）へ揺動する。その結果、揺動体６０及び計測装置３０が一方向へ揺動し、退避状態へ戻る。

なお、本実施形態では、規制部６４ａがカムフォロアから構成されているので、ロッド固定部７２ａに規制部６４ａが押圧されているときに生ずるロッド固定部７２ａと規制部６４ａとの摩擦を軽減できる。

以上説明したように、研削盤１では、円弧状に形成された被案内部６３が、周方向において位相をずらしつつ被案内部６３の径方向内側および径方向外側に交互配置された４個のローラにより揺動可能に案内支持されている。

被案内部６３は、その周方向長さが、被案内部６３の一端が第一ローラ５２ａに接したときに被案内部６３の周方向他端が第四ローラ５２ｄに接するような長さ寸法に設定されている（図４Ａ参照）。また、被案内部６３は、その周方向他端が第三ローラ５２ｃに接する位置（図３Ａに示す状態）から、被案内部６３の一端が第二ローラ５２ｂに接する位置（図５Ａに示す状態）までを揺動可能範囲とし、被案内部６３が常に３個または４個のローラにより支持される。

さらに、被案内部６３を支持する３個または４個のローラのうち、少なくとも１個のローラが被案内部６３をその径方向内側から支持し、少なくとも１個が被案内部６３をその径方向外側から支持する。これに加え、被案内部６３が自由に揺動可能な状態（移動体７２による突出部６４の揺動規制が解除された状態）にあるときには、第二ローラ５２ｂ及び第四ローラ５２ｄの２つのローラにより被案内部６３を下方から支持しつつ、第三ローラ５２ｃにより被案内部６３をその上方から支持することで、被案内部６３のぐらつきが抑制される。これにより、ローラの数を少なくしつつ被案内部を安定した状態で支持できるので、部品コストを抑制しつつ計測装置３０を安定的に保持できる。また、被案内部６３の揺動可能な範囲に対し、被案内部６３の周方向長さを短くすることができるので、揺動体６０の揺動可能範囲を大きく確保しつつ、被案内部６３と砥石台１５との干渉を防止できる。

案内部５２は、４個のローラが被案内部６３の周方向において等角度に配置されているので、被案内部６３のぐらつきが抑制され、揺動体６０及び計測装置３０を安定した状態で保持できる。また、案内部５２は、４個のローラが砥石車１６の外周面よりも砥石車１６の径方向内側に配置されているので、支持機構２０全体の小型化を図ることができる。

（５．効果）
研削盤１は、軸状の工作物Ｗａを回転可能に支持する主軸台１２と、主軸台１２に対して相対移動する砥石台１５と、砥石台１５に第一軸Ａ１回りに回転可能に支持され、工作物Ｗａを研削する砥石車１６と、主軸台１２に支持された工作物Ｗａに接触して工作物Ｗａの外径を計測可能な計測装置３０と、計測装置３０を砥石台１５に対して支持する支持機構２０と、を備え、支持機構２０は、計測装置３０を一端側で保持するアーム６１と、アーム６１の他端側に連結される円弧状の被案内部６３と、砥石台１５に配置され、被案内部６３の円弧中心を第一軸Ａ１に一致させた状態で第一軸Ａ１を中心とする周方向へ被案内部６３を揺動可能に案内する案内部５２と、被案内部６３を砥石台１５に対して揺動させるための駆動力を付与する駆動装置７１と、を備え、案内部５２は、砥石台１５に回転自在に支持されると共に、被案内部６３の周方向において位相をずらしつつ被案内部６３の径方向内側および径方向外側に交互配置された３個以上のローラを有する。

研削盤１によれば、被案内部６３の周方向において位相をずらしつつ被案内部６３の径方向内側と径方向外側とに交互配置された３個以上のローラにより、被案内部６３が揺動可能に支持されるので、被案内部６３を安定した状態で支持できる。

また、上下一対のローラで被案内部６３を径方向内側および径方向外側から支持する従来技術では、被案内部６３を安定した状態で支持するためには少なくとも４個のローラが必要となるのに対し、研削盤１によれば、３個のローラがあれば被案内部６３を安定した状態で支持できる。

さらに、研削盤１によれば、被案内部６３の揺動可能範囲を維持しつつ被案内部６３の周方向長さを短くする場合、ローラを径方向内側または径方向外側のいずれか一方に１個追加すればよい。よって、周方向において被案内部６３を支持する箇所を増やす場合にローラを２個ずつ追加する必要がある従来技術と比べ、必要となるローラの数量を抑えることができる。

このように、研削盤１によれば、必要なローラの数量を抑えつつ被案内部６３を安定した状態で支持できるので、部品コストを抑制しつつ計測装置３０を安定的に保持することができる。

さらに、案内部５２は、周方向において等角度に配置される４個以上のローラを有する。ローラが周方向に等角度に配置されることで、被案内部６３のぐらつきを抑えてを計測装置３０を安定した状態で保持できる。また、案内部５２が４個以上のローラを有することで、被案内部６３の周方向長さの短縮や被案内部６３の揺動可能範囲の拡張を図ることができる。この場合、上下一対のローラで被案内部６３を径方向内側および径方向外側から支持する従来技術と比べ、必要とされるローラの追加数量を少なくすることができるので、部品コストを抑制できる。

さらに、被案内部６３は、その周方向長さが、隣接する４個のローラのうち両端に位置する２個のローラの角度、即ち、第一ローラ５２ａ及び第四ローラ５２ｄの回転軸と第一軸Ａ１とを結んだ場合に形成される第一軸Ａ１回りの角度に対応する長さである。これにより、被案内部６３の揺動可能範囲を確保しつつ、被案内部６３の周方向長さを短くして被案内部６３と砥石台１５との干渉を回避することができる。

さらに、被案内部６３は、計測装置３０により工作物Ｗａの外径を計測する際、駆動装置７１による駆動力の付与が停止され、アーム６１や計測装置３０の自重により第一軸Ａ１を中心とする周方向へ揺動可能な状態で案内部５２に支持され、案内部５２は、計測装置３０により工作物Ｗａの外径を計測する際に、径方向内側で被案内部６３を案内支持するローラが、径方向外側で被案内部６３を案内支持するローラの同数以上である。

この場合、計測装置３０により工作物Ｗａの外径を計測する際において駆動装置７１を駆動させることなく被案内部６３を揺動させることができるので、駆動装置７１の高度な制御を不要とすることができる。また、径方向内側に配置される複数のローラは、アーム６１や計測装置３０の自重により揺動する被案内部６３をその下方から支持するものである。よって、径方向内側で被案内部６３を案内支持するローラを、径方向外側で被案内部６３を案内支持するローラの同数以上とすることで、被案内部６３のぐらつきを抑えることができ、その結果、計測装置３０を安定的に保持できる。

さらに、案内部５２は、径方向外側で被案内部６３を案内支持するローラが、砥石車１６の外周面よりも径方向内側に配置される。よって、支持機構２０全体の小型化を図ることができる。

さらに、駆動装置７１は、第一軸Ａ１に直交する一方向へ直動する移動体７２を備えた直動機構であり、被案内部６３は、移動体７２に対し所定の範囲での相対変位を許容しつつ、所定の範囲を超えて相対変位することを規制する規制部と、を備える。この場合、移動体７２により被案内部６３の揺動を許容または規制することができる。また、そうした被案内部６３の揺動の許容または規制を直動する移動体７２により行うことができるので、支持機構２０の構成を簡素化できる。

（６．変形例）
上記実施形態では、規制部がカムフォロアから構成されていたが、カムフォロアの代わりに、突出部６４に回転可能に支持されるローラや、ロッド固定部７２ａとの摩擦を低減できる素材で覆われた部材を用いてもよい。

上記実施形態では、案内部５２が４個のローラから構成される場合について説明したが、ローラの個数を３個または５個以上にしてもよい。ローラを３個にした場合には、ローラの個数を少なくできる分、部品コストを抑制できる。また、ローラの個数を５個以上とした場合には、被案内部６３の周方向長さの短縮や被案内部６３の揺動可能範囲の拡張を図ることができる。

上記実施形態では、被案内部６３の周方向長さが、被案内部６３の周方向両端と第一軸Ａ１とを結んだ場合に形成される第一軸Ａ１回りの角度が、第一ローラ５２ａ及び第四ローラ５２ｄの回転軸と第一軸Ａ１とを結んだ場合に形成される第一軸Ａ１回りの角度と同一となるような長さ寸法に設定されているが、被案内部６３の揺動に伴う砥石台１５と被案内部６３との干渉を回避できる範囲内において、被案内部６３の周方向長さをより長くしてもよい。これにより、揺動体６０の揺動可能範囲を拡張することができる。

１：研削盤、 １２：主軸台、 １５：砥石台、 １６：砥石車、 ２０：支持機構、 ３０：計測装置、 ５２：案内部、 ５２ａ：第一ローラ（ローラ）、 ５２ｂ：第二ローラ（ローラ）、 ５２ｃ：第三ローラ（ローラ）、 ５２ｄ：第四ローラ５２ｄ（ローラ）、 ６１：アーム、 ６３：被案内部、 ６４ａ：規制部、 ７１：駆動装置、 ７２：移動体、 Ａ１：第一軸、 Ｗａ：工作物

Claims (6)

1. 軸状の工作物を回転可能に支持する主軸台と、
   前記主軸台に対して相対移動する砥石台と、
   前記砥石台に第一軸回りに回転可能に支持され、前記工作物を研削する砥石車と、
   前記主軸台に支持された前記工作物に接触して前記工作物の外径を計測可能な計測装置と、
   前記計測装置を前記砥石台に対して支持する支持機構と、を備え、
   前記支持機構は、
   前記計測装置を一端側で保持するアームと、
   前記アームの他端側に連結される円弧状の被案内部と、
   前記砥石台に配置され、前記被案内部の円弧中心を前記第一軸に一致させた状態で前記第一軸を中心とする周方向へ前記被案内部を揺動可能に案内する案内部と、
   前記被案内部を前記砥石台に対して揺動させるための駆動力を付与する駆動装置と、を備え、
   前記案内部は、
   前記砥石台に回転自在に支持されると共に、前記被案内部の周方向において位相をずらしつつ前記被案内部の径方向内側および径方向外側に交互配置された３個以上のローラを有し、
   径方向外側で前記被案内部を案内支持する前記ローラは、前記砥石車の外周面よりも径方向内側に配置される研削盤。
2. 軸状の工作物を回転可能に支持する主軸台と、
   前記主軸台に対して相対移動する砥石台と、
   前記砥石台に第一軸回りに回転可能に支持され、前記工作物を研削する砥石車と、
   前記主軸台に支持された前記工作物に接触して前記工作物の外径を計測可能な計測装置と、
   前記計測装置を前記砥石台に対して支持する支持機構と、を備え、
   前記支持機構は、
   前記計測装置を一端側で保持するアームと、
   前記アームの他端側に連結される円弧状の被案内部と、
   前記砥石台に配置され、前記被案内部の円弧中心を前記第一軸に一致させた状態で前記第一軸を中心とする周方向へ前記被案内部を揺動可能に案内する案内部と、
   前記被案内部を前記砥石台に対して揺動させるための駆動力を付与する駆動装置と、を備え、
   前記案内部は、
   前記砥石台に回転自在に支持されると共に、前記被案内部の周方向において位相をずらしつつ前記被案内部の径方向内側および径方向外側に交互配置された３個以上のローラを有し、
   前記駆動装置は、前記第一軸に直交する一方向へ直動する移動体を備えた直動機構であり、
   前記被案内部は、前記移動体に対し所定の範囲での相対変位を許容しつつ、前記所定の範囲を超えて相対変位することを規制する規制部を備える研削盤。
3. 前記案内部は、径方向外側で前記被案内部を案内支持する前記ローラが、前記砥石車の外周面よりも径方向内側に配置される、請求項２に記載の研削盤。
4. 前記案内部は、周方向において等角度に配置される４個以上の前記ローラを有する、請求項１−３の何れか一項に記載の研削盤。
5. 前記被案内部は、その周方向長さが、隣接する４個の前記ローラのうち両端に位置する２個の前記ローラの角度に対応する長さである、請求項１−４の何れか一項に記載の研削盤。
6. 前記被案内部は、前記計測装置により前記工作物の外径を計測する際、前記駆動装置による駆動力の付与が停止され、前記アームや前記計測装置の自重により前記第一軸を中心とする周方向へ揺動可能な状態で前記案内部に支持され、
   前記案内部は、前記被案内部の周方向において位相をずらしつつ前記被案内部の径方向内側および径方向外側に交互配置された４個以上のローラを有し、前記計測装置により前記工作物の外径を計測する際に、径方向内側で前記被案内部を案内支持するローラが、径方向外側で前記被案内部を案内支持するローラの同数以上である、請求項１−５の何れか一項に記載の研削盤。

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