JP7206727B2 - 動力伝達ベルトの張力調整装置及び張力調整装置を備える研削盤 - Google Patents
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Description
本発明の一態様は、
動力伝達ベルトの張力調整装置において、
固定部材と、
前記動力伝達ベルトを付勢して前記動力伝達ベルトの張力を変更する付勢用プーリと、
前記付勢用プーリを回転可能に支持し、且つ、前記固定部材が備えるガイド部材に係合され、前記付勢用プーリによる前記動力伝達ベルトへの付勢方向へ前記固定部材に対して往復動可能にガイドされるスライド部材と、
前記固定部材と前記スライド部材との間に配置され、前記付勢用プーリが前記動力伝達ベルトを付勢する方向に前記スライド部材を付勢する弾性部材と、
を備え、
前記スライド部材は、第一部材および第二部材を備え、
前記第一部材には、前記ガイド部材が挿通されるガイド軸用貫通孔が上下方向に延在するように形成され、
前記付勢用プーリは、前記第一部材の下部前方に回転可能に支持され、
前記第二部材は、前記第一部材の上部前方であって前記第一部材において前記付勢用プーリが支持される位置とは異なる位置に一体的に配置され、
前記弾性部材は、前記第二部材と前記固定部材との間に配置され、
前記付勢用プーリの回転軸線方向において、前記付勢用プーリが前記動力伝達ベルトから受ける付勢反力の中心位置を第一中心位置と定義し、前記弾性部材が前記スライド部材を付勢する付勢力の中心位置を第二中心位置と定義し、前記固定部材の前記ガイド部材が前記スライド部材をガイドする位置をガイド位置と定義し、
前記第一中心位置と前記第二中心位置との間の第一距離が、前記第一中心位置と前記ガイド位置との間の第二距離よりも短く、
前記スライド部材において、前記付勢用プーリが前記動力伝達ベルトから受ける付勢反力によって生じる前記ガイド部材を支点とするモーメントの少なくとも一部を、前記弾性部材によって前記第二部材に作用する付勢力によって生じる前記ガイド部材を支点とするモーメントによって相殺するように構成されている、動力伝達ベルトの張力調整装置にある。
また、本発明の他の態様は、砥石車と、
前記砥石車と連結され前記砥石車を軸線周りに回転可能に支持する軸部材と、
出力軸を備えるモータと、
前記軸部材と前記モータの前記出力軸に掛け渡され、前記モータの回転力を、前記軸部材を介して前記砥石車に伝達する前記動力伝達ベルトと、
前記動力伝達ベルトの張力を所定の張力に調整する上記に記載の張力調整装置と、を備える研削盤にある。
このように、工作物を研削する際には、常時、砥石車の振動によって動力伝達ベルトの張力が変動する研削盤に適用することで、高い耐久性を有する研削盤が得られる。また、研削盤の低コスト化にも寄与する。
(1-1.概要)
以下に、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図1には、本発明に係る動力伝達ベルト42の張力調整装置50(図2参照)を適用した研削盤1の実施形態を示す。研削盤1は、一例として砥石台トラバース型研削盤を示す。図1は、研削盤1の平面図の例を示し、図2は、図1におけるK視図を示す。また、X軸,Y軸,Z軸が記載されている全ての図面において、X軸とY軸とZ軸とは互いに直交している。Y軸は鉛直上向きを示しており、Z軸とX軸は水平方向を示している。Z軸はワーク回転軸方向を示しており、X軸方向は砥石車15が、ワークWに切り込む方向を示している。
図1に示すように、研削盤1は、床上に固定されたベッド11と、ベッド11に固定されたワークWを回転可能に両端支持する主軸台12と、心押装置13と、ベッド11上をZ軸方向及びX軸方向に移動可能な砥石台14と、制御装置18と、を備える。
図2に示すように、駆動力伝達装置40は、駆動プーリ41,動力伝達ベルト42,従動プーリ43を備える。円筒状の駆動プーリ41は、砥石駆動モータ28が備える回転軸28a(出力軸に相当)の先端に回転軸28aと一体回転可能に固定される。回転軸28aの軸線方向における駆動プーリ41の外周面両端には、鍔部(図略)が突設されている。また、本実施形態において、円筒状の従動プーリ43は、駆動プーリ41よりも円筒の直径が小さく、砥石車15を軸線周りに回転可能に支持する回転軸15a(軸部材に相当)の先端に回転軸15aと一体回転可能に固定される。回転軸15aの軸線方向における従動プーリ43の外周面両端には、鍔部(図略)が突設されている。
張力調整装置50は、駆動力伝達装置40が備えるベルト42の張力Tを、予め設定された所定の張力T1に調整する装置である。図2に示すように、張力調整装置50は、ユニット化され、砥石台14が有するスライドテーブル26に固定される。図2-図4に示すように、張力調整装置50は、固定部材51と、付勢用プーリ55と、スライド部材56と、二本の圧縮コイルばね57,57(弾性部材に相当する)と、を備える。
固定部材51は、固定部材本体52と、二本のガイド軸53,53(ガイド部材に相当する)と、二本の支持軸54,54と、を備える。固定部材本体52は、例えば、SPCC等の鉄系の板部材により形成される。図2-図4に示すように、固定部材本体52は、長方形状の板部材の長手方向両端部がそれぞれ直角に屈曲されて形成される第一支持部52a,及び第二支持部52bと、第一支持部52aと第二支持部52bとを連結する接続部52cと、を備える。これにより、第一支持部52aと第二支持部52bとは内側の面52a1,52b1同士が対向して配置される。
次に、張力調整装置50を駆動力伝達装置40に組付けた組付け状態(図2参照)における作用について説明する。なお、研削盤1の作動については、公知であるため、詳細な説明は省略する。例えば、図2は、初期状態において、張力調整装置50を駆動力伝達装置40に組付けた際、二本の圧縮コイルばね57,57が、スライド部材56を付勢する付勢力Pと、付勢用プーリ55がベルト42から受ける付勢反力(-P)と、が釣り合った状態を示す。そして、このときのベルト42の張力が、幅(範囲)を有した所定の張力T1であるものとする。
上記第一実施形態に係る動力伝達ベルト42の張力調整装置50によれば、固定部材51と、付勢用プーリ55と、スライド部材56と、圧縮コイルばね57,57(弾性部材)とによって構成される。そして、付勢用プーリ55の回転軸線方向において、付勢用プーリ55が動力伝達ベルト42から受ける付勢反力(-P)の中心位置を第一中心位置D1と定義し、圧縮コイルばね57,57(弾性部材)がスライド部材56を付勢する付勢力Pの中心位置を第二中心位置D2と定義し、固定部材51のガイド軸53,53(ガイド部材)がスライド部材56をガイドする位置をガイド位置Gと定義する。そして、第一中心位置D1と第二中心位置D2との間の第一距離L1が、第一中心位置D1とガイド位置Gとの間の第二距離L2よりも短い。
(1-7-1.変形例1)
上記第一実施形態においては、支持軸54,54及び圧縮コイルばね57,57(弾性部材)を二本ずつ設けた。しかしこの態様には限らない。第一実施形態の変形例1として、支持軸54及び圧縮コイルばね57(弾性部材)は、それぞれ一本ずつでもよい。この場合、支持軸54及び圧縮コイルばね57は、図7に示すように、張力調整装置50をR方向から視た場合、各軸線は、付勢用プーリ55の回転軸線と交差するよう配置されることが好ましい。これにより、第一実施形態と同様の効果が期待できる。なお、変形例1の態様に限らず、支持軸54及び圧縮コイルばね57の各軸線は、付勢用プーリ55の回転軸線と交差しないよう配置されてもよい。これによっても相応の効果は期待できる。
また、上記第一実施形態では、付勢用プーリ55の回転軸線方向において、ベルト42が付勢用プーリ55を付勢する付勢反力(-P)の中心位置である第一中心位置D1と、圧縮コイルばね57,57がスライド部材56を付勢する付勢力Pの中心位置である第二中心位置D2とが一致する態様について説明した。
また、上記第一実施形態においては、動力伝達ベルト42は、ゴム製の平ベルトであるとして説明した。しかし、この態様には限らない。第一実施形態の変形例3(図略)として、動力伝達ベルト42は、駆動力伝達装置40の作動中に伸び、張力Tが低下する可能性のある材質で形成されればどのような材質で形成されてもよい。一例として、樹脂や、金属等で形成されてもよい。これによっても、相応の効果が期待できる。
上記第一実施形態においては、回転支持軸59は、スライド部材56に相対回転不能に固定された。しかし、この態様には限らず、回転支持軸59は、付勢用プーリ55が配置される側の端部と反対側の端部が、スライド部材56に、例えばボールベアリング等を介して相対回転可能に支持されてもよい。この場合、付勢用プーリ55は、回転支持軸59のもう一方の端部に固定される。これによっても、第一実施形態と同様の効果が期待できる。
Claims (9)
- 動力伝達ベルトの張力調整装置において、
固定部材と、
前記動力伝達ベルトを付勢して前記動力伝達ベルトの張力を変更する付勢用プーリと、
前記付勢用プーリを回転可能に支持し、且つ、前記固定部材が備えるガイド部材に係合され、前記付勢用プーリによる前記動力伝達ベルトへの付勢方向へ前記固定部材に対して往復動可能にガイドされるスライド部材と、
前記固定部材と前記スライド部材との間に配置され、前記付勢用プーリが前記動力伝達ベルトを付勢する方向に前記スライド部材を付勢する弾性部材と、
を備え、
前記スライド部材は、第一部材および第二部材を備え、
前記第一部材には、前記ガイド部材が挿通されるガイド軸用貫通孔が上下方向に延在するように形成され、
前記付勢用プーリは、前記第一部材の下部前方に回転可能に支持され、
前記第二部材は、前記第一部材の上部前方であって前記第一部材において前記付勢用プーリが支持される位置とは異なる位置に一体的に配置され、
前記弾性部材は、前記第二部材と前記固定部材との間に配置され、
前記付勢用プーリの回転軸線方向において、前記付勢用プーリが前記動力伝達ベルトから受ける付勢反力の中心位置を第一中心位置と定義し、前記弾性部材が前記スライド部材を付勢する付勢力の中心位置を第二中心位置と定義し、前記固定部材の前記ガイド部材が前記スライド部材をガイドする位置をガイド位置と定義し、
前記第一中心位置と前記第二中心位置との間の第一距離が、前記第一中心位置と前記ガイド位置との間の第二距離よりも短く、
前記スライド部材において、前記付勢用プーリが前記動力伝達ベルトから受ける付勢反力によって生じる前記ガイド部材を支点とするモーメントの少なくとも一部を、前記弾性部材によって前記第二部材に作用する付勢力によって生じる前記ガイド部材を支点とするモーメントによって相殺するように構成されている、動力伝達ベルトの張力調整装置。 - 前記張力調整装置を、前記付勢用プーリの前記回転軸線方向から視た場合、前記第二中心位置における前記弾性部材が前記スライド部材を付勢する前記付勢力の前記中心位置の延長線は、前記付勢用プーリの前記回転軸線と交差する、請求項1に記載の動力伝達ベルトの張力調整装置。
- 前記弾性部材は、圧縮コイルばねであり、
前記固定部材は、
固定部材本体と、
第一、第二端部が前記固定部材本体に固定され、軸線の位置が前記ガイド位置となる前記ガイド部材としてのガイド軸と、
第一端部が前記固定部材本体に固定されるとともに前記圧縮コイルばねの内径側に挿通され、軸線の位置が前記第二中心位置と一致する支持軸と、を備え、
前記スライド部材の前記第一部材は、
前記ガイド軸が、前記スライド部材の前記第一部材に対して軸線方向に相対移動可能となるよう貫挿される前記ガイド軸用貫通孔を備え、
前記スライド部材の前記第二部材は、
前記支持軸が、前記スライド部材の前記第二部材に対して軸線方向に相対移動可能となるように挿通される支持軸用孔を備える、請求項1又は2に記載の動力伝達ベルトの張力調整装置。 - 前記固定部材は、
前記ガイド軸の前記軸線、及び前記支持軸の前記軸線の延長線が、それぞれ前記付勢用プーリの前記回転軸線を跨いで前記回転軸線の両側に均等に配置されるよう前記ガイド軸及び前記支持軸を二本ずつ備え、
前記圧縮コイルばねは、
軸線が、各前記二本の支持軸の前記軸線とそれぞれ一致するよう前記固定部材と前記スライド部材との間に二本配置される、請求項3に記載の動力伝達ベルトの張力調整装置。 - 前記第二中心位置は、前記付勢用プーリの前記回転軸線方向における前記動力伝達ベルトの幅の範囲内に位置する、請求項1-4の何れか1項に記載の動力伝達ベルトの張力調整装置。
- 前記第二中心位置は、前記第一中心位置と一致する、請求項1-4の何れか1項に記載の動力伝達ベルトの張力調整装置。
- 前記動力伝達ベルトは、ゴム製の平ベルトである、請求項1-6の何れか1項に記載の動力伝達ベルトの張力調整装置。
- 前記第一部材と前記付勢用プーリの間には、前記第一部材の前記下部前方からさらに前方に突出して設けられ、前記第二部材とは離れて設けられ、前記付勢用プーリを回転可能に支持する回転支持軸を備える、請求項1-7の何れか一項に記載の張力調整装置。
- 砥石車と、
前記砥石車と連結され前記砥石車を軸線周りに回転可能に支持する軸部材と、
出力軸を備えるモータと、
前記軸部材と前記モータの前記出力軸に掛け渡され、前記モータの回転力を、前記軸部材を介して前記砥石車に伝達する前記動力伝達ベルトと、
前記動力伝達ベルトの張力を所定の張力に調整する請求項1-8の何れか一項に記載の張力調整装置と、を備える研削盤。
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