JPH04217448A - 工作機械のワーク支持装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、芯なし研削盤等の工作
機械において、ワークを回転自在に支持するワーク支持
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】円筒形や円柱形のワ−クを研削加工する
研削盤として、研削加工されるワ−クが小物である場合
や、ワークの両端部に異径部分があって形状が複雑であ
る場合、またワークをチャックにより保持したときのチ
ャックによる誤差を解消したい場合などには、ワークを
チャックにより強制的に拘束しないで、自在に動き得る
ように支持する芯なし（センタレス）研削盤が使用され
ている。

【０００３】この種の芯なし研削盤について、図６およ
び図７にもとづき説明すると、図６の（ａ）図は従来の
芯なし研削盤の側面図であり、同（ｂ）図は（ａ）図の
Ｂ部を拡大した側面図である。図においてＷは研削され
る円柱形状のワーク、Ｇはワークの外面を研削する研削
砥石、１０１は駆動ローラ、１０２は押えローラ、１０
３は固定シューである。

【０００４】研削砥石Ｇは回転駆動装置、例えばモータ
Ｍに接続されており、このモータＭにより回転される。 また、駆動ローラ１０１は図示しない他の回転駆動装置
、例えばモータに接続され、このモータにより回転され
る。これら研削砥石Ｇ、駆動ローラ１０１および上記押
えローラ１０２は、それぞれ静圧軸受１０５、１０６（
研削砥石の軸受は省略する）により支持されており、こ
れら静圧軸受１０５、１０６は公知の通り、軸の回りを
作動流体で弾性的に支持する構造となっている。このた
めこれら研削砥石Ｇ、駆動ローラ１０１および押えロー
ラ１０２はそれぞれ軸中心が若干偏心できるようになっ
ており、このように偏心した時には作動流体の弾性によ
り復帰することができる。よって、これら研削砥石Ｇ、
駆動ローラ１０１および押えローラ１０２はそれぞれば
ね系で支持されているのと同様になっている。

【０００５】ワークＷはその外周面が上記駆動ローラ１
０１の外周面、押えローラ１０２の外周面および固定シ
ュー１０３の先端傾斜面１０４に押されることにより、
これら駆動ローラ１０１、押えローラ１０２および固定
シュー１０３の合計３点で挾まれて支持される。そして
、押えローラ１０２でワークＷを押しつつ駆動ローラ１
０１を回転させると、ワークＷは駆動ローラ１０１との
摩擦により回転される。この回転中に研削砥石Ｇをワー
クＷの被研削面に当ててこの面を研削加工する。

【０００６】この場合、駆動ローラ１０１と押えローラ
１０２および固定シュー１０３に加わるベクトルの関係
を図７（ｂ）図に示す。すなわち、ワークＷを支持する
ために押えローラ１０２により押圧力Ｆ１２でワークＷ
を押すと、駆動ローラ１０１に反力Ｆ１１が発生し、こ
のためワークＷにはこれらの力Ｆ１２とＦ１１の合成ベ
クトルＦ１　が加えられる。この合成力Ｆ１０はワーク
Ｗを通じて固定シュー１０３の先端傾斜面１０４に作用
する。固定シュー１０３は上記合成力Ｆ１０に対する反
力Ｆ１３でワークＷを支え、したがってワークＷはこれ
ら駆動ローラ１０１、押えローラ１０２および固定シュ
ー１０３の先端傾斜面１０４の３点で支持され、この状
態で位置決めされるものである。そして、研削砥石Ｇが
ワークＷの被研削面に当てられると、この押付け力ＦＧ
がワークＷに加えられ、この力は駆動ローラ１０１で支
えられる。通常はこれらの力Ｆ１２、Ｆ１１、Ｆ１３お
よびＦＧ　がバランスした状態でワークＷを支持し、研
削砥石ＧによりワークＷの表面の研削が行われる。

【０００７】このような構造の芯なしワーク支持装置の
場合、通常研削砥石Ｇの表面は滑らかでないので研削砥
石ＧによりワークＷを押す力ＦＧ　が常に変動し、この
変動分は駆動ローラ１０１が静圧軸受１０５により弾性
的に支持されていることによる駆動ローラ１０１の偏心
移動で吸収することができる。つまり、駆動ローラ１０
１が偏心移動するとワークＷは固定シュー１０３の先端
傾斜面１０４を図７の（ａ）図に示す矢印Ａ方向に滑り
移動し、これによりワークＷを逃がしてワークＷの真円
加工度を保つことができるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにワークＷが固定シュー１０３の傾斜面を自在に移
動できるように支持する構造では、ワークＷに作用する
力が僅かに変化してもワークＷが移動することがあり、
研削加工の精度が低下する。

【０００９】また、研削加工の能率を上げようとして研
削砥石ＧをワークＷに押付ける力ＦＧ　を大きくした場
合、ワークＷを強固に押える必要があるので、押えロー
ラ１０２でワークＷを押す力Ｆ１２を大きくしなければ
ならないが、そうすると押圧力Ｆ１２と反力Ｆ１１の合
成ベクトルＦ１０が大きくなり、固定シュー１０３の先
端傾斜面１０４に発生する反力Ｆ１３も大きくなる。こ
の結果、ワークＷと固定シュー１０３の摩擦抵抗が増し
、固定シュー１０３の摩耗を早めるばかりでなく、ワー
クＷの円滑な回転が阻害され、いわゆるびびりが発生し
て加工精度が大幅に低下することがある。つまり、加工
の高能率化を図った場合は精度が悪くなる不具合がある
。

【００１０】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、ワ−クの移動を少なくし、びびりなどの発生
を防止して高能率で高精度な加工が可能になる工作機械
のワーク支持装置を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、ワ−クの外周における周方向の異なる２点
を支持しそれぞれ軸中心が偏心可能に弾性支持された２
個の駆動ローラと、これら駆動ローラの合成ベクトルに
対向しまたは近似する方向に対向して上記ワークの外周
の１点を押圧するとともに軸中心が偏心可能に弾性支持
された押えローラと、上記駆動ローラの合成ベクトルに
対向しまたは近似する方向で上記ワークの外周を支持す
る固定シューと、上記固定シューの押圧方向と同一また
は近似する方向から上記ワークに押付けられる加工工具
とを具備したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明によれば、ワ−クが２個の駆動ローラと
、これら駆動ローラの合成ベクトルに対向して配置され
た固定シューおよび固定シューの押圧方向と同一方向ま
たは近似する方向で上記ワークの外周を押圧する押えロ
ーラとで挾持されるから、固定シューの負担が少なくな
り、固定シューとワークとの摩擦を軽減することができ
る。また、研削砥石などのような加工工具でワークを押
しても、このワークは２個の駆動ローラの合成ベクトル
により支持されるから、ワークの移動が少なくてすみ、
高能率で高精度な加工を可能にする。

【００１３】

【実施例】

以下本発明について、図１ないし図３に示す第１の実施
例にもとづき説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施例における芯なし研
削盤のワーク支持装置の側面図であり、図２はその正面
図、図３の（ａ）図はその斜視図、同（ｂ）図はベクト
ル図である。

【００１５】図においてＷは研削される円柱形状のワー
ク、Ｇはワークの外面を研削する研削砥石である。また
、１および２はそれぞれ駆動ローラを示し、３は押えロ
ーラ、４，４は固定シューである。

【００１６】研削砥石Ｇは図６に示した例と同様に例え
ばモータＭにより回転されるようになっているとともに
、図示しない静圧軸受により弾性的に支持されている。 このため研削砥石Ｇは軸回りの作動流体の弾性により軸
中心が若干偏心できるようになっており、このように偏
心した時には作動流体の弾性により復帰することができ
る。よって、この研削砥石Ｇはばね系で支持されている
のと同様になっている。

【００１７】駆動ローラ１および２は、それぞれ回転駆
動装置、例えばモータ（図示しない）に接続されており
、これらモータにより互いに等速度で回転されるように
なっている。そして、これら駆動ローラ１および２もそ
れぞれ静圧軸受５、６により弾性的に支持されており、
軸回りの作動流体の弾性により軸中心が若干偏心できる
ようになっており、このように偏心した時には作動流体
の弾性により復帰することができる。よって、これら駆
動ローラ１および２もそれぞればね系で支持されている
のと同様になっている。これら駆動ローラ１および２は
ワークＷの外周に、周方向に沿って離間した２箇所に当
接するようになっている。

【００１８】押えローラ３は、他の静圧軸受７により回
転自在にしかも弾性的に支持されており、この押えロー
ラ３も軸回りの作動流体の弾性により軸中心が若干偏心
できるようになっている。したがって、押えローラ３も
ばね系で支持されているのと同様になっている。

【００１９】この押えローラ３は、ワークＷの外周面の
１点を押圧している。この場合、押えローラ３は、上記
駆動ローラ１および２がワークＷの外周面の２点を支持
することにより発生する合成ベクトルＦ５　（図３の（
ｂ）図）に対し、この合成ベクトルＦ５　と対向する方
向、もしくはこの対向線に近似した方向に向かってワー
クＷの外周面を押圧するようになっている。

【００２０】このような押えローラ３の軸方向両側に位
置して一対の固定シュー４，４が配置されている。これ
ら固定シュー４，４はワークＷの軸方向端部を、上記合
成ベクトルＦ５　に対向する方向、またはこの対向線に
近似した方向に押圧するようになっている。

【００２１】そしてまた、前記研削砥石Ｇは、上記合成
ベクトルＦ５　に対向する方向、またはこの対向線に近
似した方向で、ワ−クＷの被切削面に当接されるように
なっている。この場合、研削砥石Ｇはワ−クＷに対し、
正常な切削加工が可能な押圧力ＦＧ　でワークＷに当接
する。

【００２２】このような構成の場合、図３の（ｂ）図に
示すように、駆動ローラ１および２がワークＷを押す力
をＦ１　、Ｆ２　とし、これらの合成ベクトルをＦ５　
とし、また押えローラ３がワークＷを押す力をＦ３　、
一対の固定シュー４，４がワークＷを押す力をＦ４　、
研削砥石Ｇがワ−クＷを押す力をＦＧ　とすると、Ｆ５
　＞Ｆ３　＋Ｆ４　＋ＦＧ　の関係を保つように設定さ
れている。このような構成による実施例のワーク支持装
置について作用を説明する。

【００２３】一対の駆動ローラ１および２間にワークＷ
をあてがい、一対の固定シュー４，４でワークＷを押す
と、ワ−クＷはこれら駆動ローラ１および２および固定
シュー４，４により周方向の３点を押されて支持される
。そしてさらに、押えローラ３でワークＷの中央部を押
す。この状態で駆動ローラ１および２を回転させ、例え
ば図２に示すように時計回り方向に回転させると、ワ−
クＷは反時計方向に回転される。この状態で研削砥石Ｇ
をワ−クＷの被切削面に当接し、この面を切削加工する
。この場合、押えローラ３の押圧力Ｆ３　を調節して、
Ｆ５　＞Ｆ３　＋Ｆ４　＋ＦＧ　の関係を保つ。

【００２４】このような構成によればワークＷは、駆動
ローラ１および２、押えローラ３、一対の固定シュー４
，４により支持されているので、研削砥石Ｇでワ−クＷ
を押してもワ−クＷが大幅に変動することはない。した
がって、ワークＷの求心性が得られ、位置決めがなされ
る。

【００２５】そして、研削砥石Ｇがワ−クＷを押す力Ｆ
Ｇ　が極端に変化してＦ５　＜Ｆ３　＋Ｆ４　＋ＦＧ　
となった場合は、駆動ローラ１および２が静圧軸受５，
６により弾性的に支持されているから、これら駆動ロー
ラ１および２が偏心移動し、つまり逃げるため研削砥石
Ｇやワ−クＷに過度な応力が発生せず、傷や破損の発生
を防止することができる。

【００２６】また、加工能率を向上させるため、研削砥
石Ｇでワ−クＷを押す力ＦＧ　を大きくする場合、Ｆ５
　＞Ｆ３　＋Ｆ４　＋ＦＧ　の範囲であれば、つまりＦ
Ｇ　≦Ｆ５　−Ｆ３＋Ｆ４　であればワ−クＷは変動し
ないから、この範囲で押圧力ＦＧ　を増加することがで
き、作業能率の向上が可能となり、ワ−クＷが変動しな
いことから高精度な加工が可能になる。

【００２７】しかも、このようなワークＷの支持構造は
、固定シュー４，４に大きな摩擦力を発生させなくなり
、摩耗を防止することができる。つまり、ワ−クＷを支
持するために駆動ローラ１および２に押付ける力は、固
定シュー４，４の押圧力Ｆ４に加えて押えローラ３から
の押圧力Ｆ３　によるもので、固定シュー４，４で押す
力を押えローラ３が負担することができる。固定シュー
４，４はワークＷに対して摺動するが、押えローラ３は
ワークＷに対して転接し、したがってワークＷに対する
摩擦抵抗は固定シュー４，４よりも押えローラ３の方が
小さい。

【００２８】このため、ワ−クＷを駆動ローラ１および
２に押付ける力をできるだけ押えローラ３に荷担させれ
ば、固定シュー４，４に加わる摩擦抵抗を低減すること
ができる。

【００２９】例えば、ワ−クＷを移動することなく支持
するために駆動ローラ１および２で受ける合成ベクトル
Ｆ５　の限度が１０Ｋｇであるとする。固定シュー４，
４で負担する押圧力Ｆ４　を１Ｋｇ、押えローラ３で押
す力Ｆ３　を８Ｋｇに設定すれば、研削砥石Ｇはワ−ク
ＷをＦＧ　＜１Ｋｇの押圧力で押付けることができる。

【００３０】そして、この場合、押えローラ３で押す力
Ｆ３　を６Ｋｇに調整すれば、研削砥石Ｇがワ−クＷを
押す力ＦＧ　を、ＦＧ＜３Ｋｇの範囲まで増すことがで
きる。つまり、固定シュー４，４の摩擦を増大させるこ
となく研削砥石Ｇをワ−クＷに押す力ＦＧ　を大きくし
て研削能力を高めることができ、この場合ワークＷが変
動することがない。

【００３１】したがって、ワ−クＷを押す力を押えロー
ラ３に荷担させることにより、固定シュー４、４の摩擦
抵抗を小さくすることができ、固定シュー４、４の摩耗
を少なくすることができ、寿命を長くすることができる
とともに、使用材料も耐摩耗性にこだわらなくてすむ。 また、ワ−クＷの回転抵抗が少なくなるので、びびりの
発生を防止することができる。そして、押えローラ３の
押圧力を制御することにより、研削砥石Ｇがワ−クＷに
押す力ＦＧ　を変えることができ、研削能率を向上させ
ることができる。なお、固定シュー４，４が存在しない
場合はワ−クＷが常に変位するから好ましくない。なお
、本発明は上記実施例に制約されるものではない。

【００３２】すなわち、図４には本発明の第２の実施例
を示し、ワ−クＷ２が端部の径を大きくした異径形状の
場合を示す。このようなワークＷ２の場合、端部の大径
部を固定シュー４，４で押圧し、中間部の小径部を押え
ローラ３で押すようにしてあり、中間部の小径部の真円
度が高精度でなくて振れを生じるようなことがあっても
、押えローラ３が静圧軸受７により弾性的に支持されて
いるからこの押えローラ３が偏心して小径部の振れを吸
収することができる。

【００３３】また、図５は本発明の第３の実施例を示し
、押えローラ３を固定シュー４，４に軸支して、これら
を一体的な構造にしたものである。この場合、押えロー
ラ３の両端軸部３１、３１はそれぞれ軸受３２、３２に
より固定シュー４，４に回転自在に支持されているが、
軸受３２、３２はゴムなどの弾性部材３３、３３を介し
て偏心可能に取付けてある。このようにしても、押えロ
ーラ３が偏心するので、固定シュー４，４の押圧力の一
部を負担することができる。さらに、本発明は芯なし研
削盤のワーク支持装置に制約されるものではなく、その
他の工作機械においてセンタレスタイプワーク支持装置
に適用可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ワ
−クが２個の駆動ローラと、これら駆動ローラの合成ベ
クトルに対向して配置された固定シューおよび固定シュ
ーの押圧方向と同一方向または近似する方向で上記ワー
クの外周を押圧する押えローラとで挾持されるから、固
定シューの押圧力を押えローラが負担するようになり、
固定シューの押圧力を小さくすることができるので固定
シューとワークとの摩擦を軽減することができる。また
、研削砥石などのような加工工具でワークを押しても、
このワークは２個の駆動ローラの合成ベクトルによって
支持されるから、ワークの移動は少なくてすみ、びびり
などの発生が防止されるとともに、高能率で高精度な加
工が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すワーク支持装置の
断面図。

【図２】同実施例の側面図。

【図３】（ａ）図は同実施例の斜視図、（ｂ）図はその
ベクトル図。

【図４】本発明の第２の実施例を示すワーク支持装置の
断面図。

【図５】本発明の第３の実施例を示すワーク支持装置の
断面図、

【図６】（ａ）図は従来の研削盤の側面図、（ｂ）図は
（ａ）図中のＢ部を示すワーク支持装置の断面図。

【図７】（ａ）図は同例の側面図、（ｂ）図はそのベク
トル図。

【符号の説明】

１，２…駆動ローラ、３…押えローラ、４…固定シュー
、５，６，７…静圧軸受、Ｇ…研削砥石、Ｗ…ワーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ワ−クの外周における周方向の異なる
   ２点を支持しそれぞれ軸中心が偏心可能に弾性支持され
   た２個の駆動ローラと、これら駆動ローラの合成ベクト
   ルに対向しまたは近似する方向に対向して上記ワークの
   外周の１点を押圧するとともに軸中心が偏心可能に弾性
   支持された押えローラと、上記駆動ローラの合成ベクト
   ルに対向しまたは近似する方向で上記ワークの外周を支
   持する固定シューと、上記固定シューの押圧方向と同一
   または近似する方向から上記ワークに押付けられる加工
   工具とを具備したことを特徴とする工作機械のワーク支
   持装置。