JPH0197565A - 研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、砥石軸が工作物に対し相対的に水平面上を移
動可能な研削盤であって、砥石軸が水平軸を中心に回転
可能な砥石を駆動し、ベースに対し相対的に垂直軸を中
心に回転可能な旋回板上に砥石軸が配設してあり、旋回
板及びベースの相対回転位置を検出する測定器が設けて
あり、測定器がベースと強固に結合した第一センサ素子
と、旋回板とともに回転可能な第二センサ素子とを有す
るものに関する。

（従来の技術） 上記形式の研削盤は周知である。

周知の研削盤は回転対称な工作物の円筒研削に使われる
。かかる工作物において、例えば第一の円筒部分が円錐
形移行部を介し直径の異なる第二の円筒部分に移行して
いる外輪郭を研削すべき場合、周知の研削盤は、固定し
直しやとぎ直しを最初に行わなくても砥石軸を旋回させ
て１行程で３つの表面領域のすべての上に案内すること
ができる。

（発明が解決しようとする課題） しかし周知の研削盤は回転機構やこれに必要な操作ユニ
ットの点で、そして旋回板及びベースの相対回転位置を
測定することのできる測定器に関し、大きな費用をかけ
て構成してある。

周知の研削盤では測定器が旋回板自体の範囲に配設して
あり、それ故アクセスが困難であり、周知の研削盤にお
いて回転装置や測定器の保守を行い又場合によっては交
換可能とするＫＦｉ複雑な構造だけでなく手間のかかる
作業も必要となる。

それ故、周知の研削盤では砥石軸回転位置の検出精度に
今日求められる要求条件をその測定器があらゆる場合に
涜足するものではないことが判明した。

そこで本発明は、測定器の構造が単純且つ頑丈となシ、
測定器が今日可能な精度の回転角センナを備えて砥石軸
の回転位置を検出できるよう、冒頭述べた形式の研削盤
を改良することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この目的は本発明によれば、センサ素子を旋回板の外に
配設し、第二センサ素子を、伝動装置を介し旋回板と結
合することによシ達成される。

（作用・効果） 本発明の根底にある目的がこうして完全に達成されるが
、それは、いまや旋回板の外に配設した測定器が２つの
センサ素子とともに殆ど任意に自由にアクセス可能とな
シ、測定器の電気配線が簡単に行えるだけでなく、時と
して必要となる保守作業や修理作業のためＫも大きな費
用を必要とすることなくアクセス可能であるからである
。旋回板と第二センサ素子との間の伝動装置は機械的に
高精度に構成することができ、第二センサ素子は角度同
期にしろ又は伝動装置を介してにぜよ旋回板の回転運動
に、さしたる測定誤差も生じることなく追従する。

その際伝動装置が旋回板と第二センサ素子とを角度同期
で回転させると格別好ましい。

この態様の利点として、非線形特性曲線の換算又は線形
化が必要ではなく、測定器の出力信号が砥石軸の角度位
置の直接的尺度となる。

本発明の更に別の好ましい１態様では伝動装置が平行四
辺形リンク機構である。

この態様の本質的利点として、専ら互いに回転する部品
を有する伝動装置が使用され、そのことから得られる利
点として今日可能なごく高精度のピボット軸受を利用す
ることができ、例えば歯等を介し回転運動を線形運動に
変換する際発生するヒステリシス差を考慮しなくてもよ
い。更に平行四辺形リンク機構の利点として平行四辺形
の角に配設したピボット軸受が平行四辺形の回転時同一
角度だけ回転し、この場合専ら回転運動を利用すること
で第二センサ素子の角度同期な回転が可能となる。

この変形例の格別好ましい１展開では、平行四辺形リン
ク機構の第一角点が垂直軸上にあり、第一角点に隣接し
た角点が第二センサ素子の位置にある。

この例の利点として、垂直軸の場所、すなわち砥石軸の
回転中心が第二センサ素子の点に「反映」し、第二セン
サ素子は垂直軸を中心とした回転運動の形で砥石軸の回
転運動に直接的に且つ角度同期で追従する。

この変形例のより具体的な実施態様は、旋回板の、垂直
軸から離間した１点に第一棒リンク用第一枢着点が設け
てあシ、第一棒リンクの遊端が関節点で旋回可能に第二
棒リンクと結合してあり、第二棒リンクの他端がやはシ
第二枢着点に第二センサ素子を有し、第一棒リンクの長
さが第二枢着点と垂直軸とを結ぶ線の長さに等しく、第
二棒リンクの長さが第−枢着点と垂直軸と結ぶ線の長さ
に等しいことを特徴としている。

この態様の利点として、関節点３つの棒リンクを２本使
用するだけで旋回板外の１点で砥石軸の回転運動を反映
した希望する平行四辺形リンク機構が可能となる。こう
して格別緻密で頑丈な、そして工作機械の過酷・な使用
条件の下でも使用することのできる配置が得られ、測定
器は旋回板の運動領域の外に容易に接近可能な形で配設
することができる。

最後になおこの実施態様の１変形例において第−枢着点
で働くピボット軸受が軸方向で固定してあり、ヒンジ内
で働くピボット軸受が軸方向に摺動可能であることが好
ましい。

この態様の利点として垂直軸の方向で旋回板の昇降運動
が、測定器の働きを乱すことなく可能となる。旋回板の
かかる昇降運動は有利には旋回板の回転時ベースのエア
クッシ讐ン上で旋回板を持ち上げるのに利用し、こうし
て旋回板をその上に配設した集合装置とともに回転させ
る際ごく僅かなトルクが必要となるようにすることがで
きる。

その他の利点は以下の説明及び添付図面から明らかとな
る。

前記特徴及び以下なお説明する特徴はその都度記載した
組合せにおいてだけでなく、本発明の枠から離れること
なく別の組合せや単独でも使用することができる。

（実施例） 本発明の実施例を図面に示し、以下詳しく説明する。

第１．２図において１０は円筒研削盤の全体である。工
作主軸１１と心押台１２との間で固定された回転対称な
工作物１３が、通常二軸と呼ばれる第−軸１４に沿って
延びている。工作物が回転対称でない場合工作物は限定
され九角度ステップで２軸を中心に回転し、この場合こ
れがいわゆるＣ軸と呼ばれる。

この研削盤１０ｉｊ単に理解を助ける理由から円筒研削
盤として図示説明されるにすぎない。

以下の説明は内面研削盤や非回転対称な工作物用の研削
盤にも関係し得るので、本発明はこの適用事例に限定さ
れるものでは決してない。

研削盤１０のベース１９に砥石車滑シ台２０が通常Ｘ軸
と呼ばれる第二軸２１上を摺動可能に配設してある。第
二軸２１が第−軸１４に対し成す角度α、は例えば５５
°とすることができる。

砥石車滑シ台２０が砥石軸２２を担持し、これが砥石２
３を駆動し、砥石２５Ｆｉ通常第二軸２１に直角に延び
た砥石の軸線２４を中心に回転することができる。

砥石軸２２は砥石車滑り台２０とともに第三軸２５を中
心に全体として回転することができ、第三軸は第１図の
図示平面に直角に垂直軸として延びている。

垂直軸２５を中心とした砥石軸２２のこの回転は、例え
ばその外輪郭が第一の太い円筒部２６とそれに続く円錐
部２７とそれに続く第二の小径円筒部２８とを有する第
１ａ図に拡大図示した工作物の外面を丸く研削するのに
利用することができる。

かかる工作物を円筒研削するにはまず砥石２３の前部研
削面が円筒部２６の外周面と平行になる位置に砥石を旋
回させる。第一円筒部２６の仕上げ研削後、砥石軸２２
は、工作物の固定し直しや砥石２３のとぎ直しを必要と
することなく砥石２３の前部研削面が円錐部２７の円錐
形外周面と平行になるまで垂直軸２５を中心に旋回させ
る。次に砥石２３の角度位置を元に戻した後第二円筒部
２８も研削することができる。

旋回板５０上に配設した砥石車滑り台２０を砥石軸２２
とともに旋回させるのは線形駆動装［３０である。線形
駆動装置３０はそのケーシングでもってベース１９の第
一旋回軸受３１内で垂直軸２５と平行な垂直な軸を中心
に旋回可能である。旋回板５０に設けた第二旋回軸受３
２がやはシ垂直な旋回軸を有し、該旋回軸受に枢着した
操作棒３４は線形駆動装置３０のケーシング内を線形に
移動可能である。こうして砥石車溝シ台２０′ｆｒ垂直
軸２５を中心に旋回させるためのクランク駆動装置が得
られる。

線形駆動装置３０によシ回転時砥石車滑シ台２０の正確
な回転位置を検出するため３節リンク機構４０が設けで
ある。３節リンク機構４０は第一棒４１の一端が旋回板
５０の第−枢着点４２に枢着してある。３節リンク機構
４０の第二棒４３は旋回可能にベース１９の第二枢着点
４４に固着してある。棒４１．４３は関節点４５で互い
に遊端が結合してある。角点４２．４４．４５により限
定された３節リンク機構４０は線形駆動装置３０を作動
させて砥石車滑り台２０を回転させるとき旋回するう 第１図は砥石車溝シ台２０がｚ＃１４に対し角度αＩ４
５５°だけ旋回した第一回転端位置を示す。この端位置
のとき線形駆動装置３０の操作棒３４が完全に引き入れ
られ、３節リンク機構４０は第１図に見られる第一端位
置を占めている。

次に操作棒３４が進出して線形駆動装置３０が他方の端
位置に移動すると砥石車滑り台２０ＦｉＸ軸２１が２軸
１４に対し角度α２　＋　１００°を成した第２図に見
られる第二端位置に旋回する。

第１図と第２図とを比較して確認できるようにこの旋回
運動中、点２５．４２．４４．４５が平行四辺形の角点
にあるので、第二枢着点４４は第二棒４３の旋回により
、垂直軸２５を中心に砥石車溝シ台２０が旋回する角度
に正確に一致した特定角度だけ旋回している。それゆえ
第二枢着点４４の場所に邸転角度センサが取り付けてあ
シ、これが第二棒４３によりベース１９に対し相対的に
操作され、角度周期で砥石軸２２の回転位置を再現する
。

第３図には第２図に示す回転位置の個々の位置が省略符
を付けて再現してあり、伝動装置は第１．２図の両旋回
位置において再度示してある。

砥石軸２２が旋回板５０とともに両旋回位置間で角度α
だけ移動し、Ｘ軸が２１から２１’に移動しているのが
認められる。

第三の垂直軸２５と第−枢着点４２とを結ぶ線を６０、
そして前者と第二枢着点４４とを結ぶ線ｔｌ−６１とす
ると、第一棒４１の長さが結線６１の長さに等しく、第
二棒４３の長さが結線６０の長さに等しい平行四辺形リ
ンク機構が成立しているのが第３図からはつきりする。

次に線形駆動装置３０を作動させて旋回板５０を旋回さ
せると第−枢着点４２は矢印６２の方向を位置４２′に
、そして関節点４５は矢印６３の方向を位置４５′に移
動する。第三垂直軸２５及び第二枢着点４４上の点は空
間的に固定されているので変化がない。

平行四辺形リンク機構のこの旋回運動に基づき第二棒４
３は想定結線６０が６０′になるのと同一角度αだけ旋
回し、この旋回角度αは２１から２１′へのＸ軸の旋回
角度αに正確に一致する。

これは第三垂直軸２５にある１点の回転運動が第二枢着
点４４の回転運動に反映したことを意味するが、それは
第二枢着点が回転運動の点で第三垂直軸２５を中心とし
た回転に角度同期で追従するからである。

それ故砥石軸２２０回転運動を検出する測定器Ｆｉ第二
枢着点４４に配設することができ、測定器の一方のセン
サ素子はベース１９と強固忙結合される一方、第二セン
サ素子は第二棒４３により砥石軸２２と角度同期で回転
する。

３節リンク機構４０の実際的実施態様を第４図に示す。

第−枢着点４２においてピン７０が螺着７１により相対
回転しないよう旋回板５ｏに固着してある。ピン７０は
スリーブ７３に対し軸方向で固定されたピボット軸受７
２内に通してある。

それ故スリーブ７３に強固に固着された棒４１はピボッ
ト軸受７２内で軸７４を中心に回転することができるが
、但しこの軸に沿って軸方向に移動することはできない
。

第一棒４１が枢着点４５内でスリーブ８ｏと強固に結合
してあり、該スリーブは軸方向で固定されていないピボ
ット軸受８１を介しピン８２に対し軸８４を中心に旋回
可能且つこの軸８４に沿って摺動可能でもある。ピン８
２は第二棒４３と強固に結合された別のスリーブ８３内
に相対回転しないよう嵌着してある。

以上説明した配置によシ、旋回板５ｏは第二棒４３が高
さ調整不能であるにも拘らず矢印８５の方向で昇降運動
を行うことが可能となる。

この場合旋回板５０は全枢着点４２及び第一棒４１とと
も罠、軸方向で固定されていないピボット軸受８１を介
しピン８２上に軸方向で延びたスＩＪ−７’８０も含め
移動する。従ってこの配置Ｆｉ２つの角度α間で旋回板
５０を旋回させるのに必要な旋回板５０の昇降運動を補
償する可能性を表す。

第二棒４３がスリーブ９０と強固に結合してあり、該ス
リーブ内にピン９１が相対回転しないよう嵌着してある
。ピン９１は下部ピボット軸受９２内で軸方向で固定し
て保持してあるが、但し軸１００を中心に回転すること
ができる。ベース１９と強固に結合された保持部９３が
下部ピボット軸受９２と上部ピボット軸受９４とを受容
し、上部ピボット軸受内にピン９１の上端が嵌着してあ
る。ピン９１は上部ピボット軸受９４から張り出した末
端９５にマーク９６を備えている。末端９５の近くＫあ
るセンサ素子９７がマーク９６と交互作用する。端子９
８を介しセンサ素子９７から測定信号を取シ出すことが
でき、センサ素子９７とマーク９６を有する末端９５と
の配置はケーシング９９で密封してある。

センサ素子９７及びマーク９６は勿論、回転角度の検出
に使用される数多くのセンサ技術を代表するものにすぎ
ない。単に例として挙げるなら光字技術、礁気技術又は
抵抗技術があるが、これらは回転角度センサ技術におい
て知られており、ここで再度説明する必要はない。

第４図から全体としてはつきシするように旋　４口板５
０上での第−枢着点４２の旋回は第二枢着点４４でピン
９１の旋回を直接惹き起こし、従りてセンサ素子９７の
近くをマーク９６を通過させる。先に第３図について説
明した理由からピン９１が砥石軸２２と角度同期で平行
軸１００又は２５を中心に回転するので、センサ素子９
７の出力信号は砥石軸２２の回転運動を直接表す尺度で
ある。

以上説明し九実施例は勿論、本発明の枠を離れることな
く数多くの変形が可能である。

例えば、砥石軸の回転運動をセンサの回転運動に変換す
るため、平行四辺形リンク機構に代え別の４節リンク機
構、クランク機構等を使用することもできる。ピボット
軸受の構成や動作様式に関しても、既に示唆したように
特定センナ形式の使用にもあてはまる数多くの変糧が可
能である。最後に本発明はあらゆる種類の研削盤に使用
することができ、旋回可能な主軸を有する別の工作機械
でも使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による研削盤の１実施例を第１図相当図
。 第３図は第１．２図の研削盤において砥石軸の回転位置
を検出するのく使用される平行四辺形リンク機構の拡大
図。 第４図は実際的実施態様において第３図に示す平行四辺
形リンク機構の一部となる３節リンク機構の一部断面で
示す側面図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）砥石軸（２２）が工作物（１３）に対し相対的に水
   平面（ｘ、ｚ）上を移動可能な研削盤であって、砥石軸
   （２２）が水平軸（２４）を中心に回転可能な砥石（２
   ３）を駆動し、ベース（１９）に対し相対的に垂直軸（
   ２５）を中心に回転可能な旋回板（５０）上に砥石軸が
   配設してあり、旋回板（５０）及びベース（１９）の相
   対回転位置を検出する測定器が設けてあり、測定器がベ
   ース（１９）と強固に結合した第一センサ素子（９７）
   と、旋回板（５０）とともに回転可能な第二センサ素子
   （９６）とを有するものにおいて、センサ素子（９６、
   ９７）が旋回板（５０）の外に配設してあり、第二セン
   サ素子（９６）が伝動装置（４０〜４５）を介し旋回板
   （５０）と結合してあることを特徴とする研削盤。 ２）伝動装置（４０〜４５）が旋回板（５０）と第二セ
   ンサ素子（９６）とを角度同期で回転させることを特徴
   とする請求項１記載の研削盤。 ３）伝動装置（４０〜４５）が平行四辺形リンク機構で
   あることを特徴とする請求項１又は２記載の研削盤。 ４）平行四辺形リンク機構の第一角点が垂直軸（２５）
   上にあり、第一角点に隣接した角点が第二センサ素子（
   ９６）の位置にあることを特徴とする請求項３記載の研
   削盤。 ５）旋回板（５０）の、垂直軸（２５）から離間した１
   点に第一棒リンク（４１）用第一枢着点（４２）が設け
   てあり、第一棒リンクの遊端が関節点（４５）で旋回可
   能に第二棒リンク（４３）と結合してあり、第二棒リン
   クの他端がやはり第二枢着点（４４）に第二センサ素子
   （９６）を有し、第一棒リンク（４１）の長さが第二枢
   着点（４４）と垂直軸（２５）とを結ぶ線（６１）の長
   さに等しく、第二棒リンク（４３）の長さが第一枢着点
   （４２）と垂直軸（２５）とを結ぶ線（６０）の長さに
   等しいことを特徴とする請求項４記載の研削盤。 ６）第一枢着点（４２）で働くピボット軸受（７２）が
   軸方向で固定してある一方、ヒンジ（４５）内で働くピ
   ボット軸受（８１）が軸方向に摺動可能であることを特
   徴とする請求項５記載の研削盤。