JPH05131349A - 両頭平面研削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 両頭平面研削機において、運転中における機
械の熱歪等による回転砥石の傾斜等を精度よく検知し、
修正できるようにすると共に、運転中においても機械を
停止することなく、砥石角度の修正を行なえるようにす
ることである。 【構成】 １対の回転主軸を回転軸心方向に間隔を置い
て対向配置すると共にそれぞれ各別に主軸支持部材に支
持し、両回転主軸の相対向する端部に、それぞれ円盤状
の回転砥石を互いに平行となるように固定している両頭
平面研削機において、各主軸支持部材には、水準器機能
を有して水平面に対する回転砥石の傾きを検知する傾斜
角度検知器をそれぞれ設け、一方の回転主軸支持部材
を、水平面に対して傾斜角度調節自在に構成している

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１対の回転主軸を回転
軸心方向に間隔を置いて対向配置すると共にそれぞれ各
別に主軸支持部材に支持し、両回転主軸の相対向する端
部に、それぞれ環状あるいは円盤状の回転砥石を互いに
平行となるように固定している両頭平面研削機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の両頭平面研削機においては、一
般的に回転主軸を支持する主軸支持部材、たとえば、本
願発明の図面を利用して説明すると、図２の回転主軸ヘ
ッド１４，１５を、ベッド１あるいはコラム２に対して
傾斜角調節可能に取り付け、ワーク仕様に応じて回転主
軸ヘッド１４，１５あるいは砥石８，９の角度調節を行
なうようになっている。

【０００３】そして、調整角度の確認は、次のような各
種測定方法で行なっている。 （１）砥石の回転を停止し、一方の砥石周縁にダイヤル
ゲージを固定し、他方の砥石の周縁に当金を固定し、ダ
イヤルゲージのプッシュロッド先端部を当金に当てて、
回転砥石を９０°ずつ回転させて、砥石間隔を略研削面
全体にわたって測定する。 （２）回転主軸先端の砥石取付けフランジの４点の位置
（たとえば高さ）をセンサーで測定して、傾きを知る。 （３）回転主軸ヘッドと、ベッドあるいはコラムとの接
合部の適切な位置で、ダイヤルゲージまたはセンサーで
角度及び位置を測定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】砥石周縁にダイヤルゲ
ージを取り付けて傾きを測定する方法あるいは砥石取付
けフランジ上の４点の位置を測定する方法では、測定毎
に機械の運転を停止して、測定具を測定位置に取り付け
なければならず、研削作業能率が低下すると共に、調整
及び測定作業がわずらわしく、段取り作業にも手間がか
かる。また、回転主軸ヘッドとベットあるいはコラムと
の接合部で測定する方法では、両部材の相対角度を測定
しているだけであるので、たとえば運転中において、ベ
ッドあるいはコラムに熱歪が生じていても、それを検知
することはできない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明は、１対の回転
主軸を回転軸心方向に間隔を置いて対向配置すると共に
それぞれ各別に主軸支持部材に支持し、両回転主軸の相
対向する端部に、それぞれ環状あるいは円盤状の回転砥
石を互いに平行となるように固定している両頭平面研削
機において、各主軸支持部材には、水準器機能を有して
水平面に対する回転砥石の傾きを検知する傾斜角度検知
器をそれぞれ設け、一方の主軸支持部材を、水平面に対
して傾斜角度調節自在に構成していることを特徴とする
両頭平面研削機である。

【０００６】

【実施例】図１〜図３は、本発明を適用した手動調節式
の両頭平面研削機であり、正面図を示す図２において、
ベッド１の上にコラム２が一体的に設けられ、該コラム
２の上には、上部主軸台３が第２支点軸Ｂを介して該支
点軸回り傾斜角度調節可能に支持されている。コラム２
の前側には下部回転主軸ヘッド１４が固定され、上部主
軸台３の前側には、第１支点軸Ａを介して該第１支点軸
回り傾斜角度調節可能に上部主軸ヘッド１５が支持され
ている。上部主軸ヘッド１５には、垂直な上部回転主軸
５が軸受クイル（図示せず）を介して回転自在に支持さ
れ、下部主軸ヘッド１４には、軸受クイル（図示せず）
を介して垂直な下部回転主軸４が支持されている。これ
ら回転主軸１４，１５は上下方向に間隔をおいて対向配
置されると共に同一軸心上に揃えられており、それぞれ
ベルト伝達機構を介して回転主軸駆動装置６，７に連動
連結されている。両回転主軸４，５の上下方向に相対向
する端部には、それぞれ環状の回転砥石８，９が互いに
平行になるように固着され、両回転砥石８，９の研削面
は水平になると共に、上下方向に研削隙間を隔てて対向
している。両回転主軸４，５の軸心部分には、図示しな
い研削液供給通路が形成されており、砥石間部分に研削
液を供給するようになっている。

【０００７】側面図を示す図３において、回転砥石８，
９の左右方向の一方には水平なキャリヤ円板１０が配置
され、該キャリヤ円板１０は回転軸１１に固着され、適
宜の円板駆動装置により回転して、砥石間を回転しなが
ら通過するようになっている。キャリヤ円板１０は、図
示しないが円周方向に等間隔を隔てて複数のワーク保持
用ポケット部を有し、該保持用ポケット部にワークを保
持して砥石間にワークを供給するようになっている。両
回転主軸４，５はそれぞれ垂直方向に移動可能な構造と
なっており、手動ハンドル１２，１３、あるいは図示し
ない駆動装置により駆動され、任意に研削間隔を設定で
きるようになっている。上部主軸ヘッド１５は、前述の
ように上部主軸台３に対して、図１の前後方向（Ｚ軸方
向）に延びる水平な第１支軸Ａを中心として傾動調節可
能に取り付けられ、上部主軸台３は、コラム２に対し
て、第１支軸Ａと直角方向（Ｘ軸方向）に延びる水平な
第２支軸Ｂを中心として傾動調節可能に取り付けられて
いる。

【０００８】次に、図４〜図７に基づいて、上部主軸台
３並びに上部主軸ヘッド１５の傾動調節可能な取付け構
造を詳しく説明する。図２のIV-IV 断面拡大図を示す図
４において、第２支軸Ｂは、コラム２の上面に固定され
たブラケット２０に両端突出状に固定され、第２支軸Ｂ
の両側部に上部主軸台３のボス部３ａが回動可能に嵌合
している。各ボス部３ａの側面にはそれぞれロック用ブ
ロック２１が固定され、該ロック用ブロック２１は第２
支軸Ｂの端部外周面に回動可能に嵌合し、ロックレバー
２３により第２支軸Ｂに締付け固定自在となっている。

【０００９】ロック用ブロック２１の構造を図６により
説明すると、ロック用ブロック２１は、軸嵌合孔２５を
有すると共に、該孔２５の一箇所に切開部２５ａが形成
され、該切開部２５ａの一方側の部分にめねじ孔２８が
形成され、他方側の部分にボルト挿通孔２９が形成さ
れ、そして、ロック用ボルト３０が挿通孔２９に挿通さ
れて、めねじ孔２８に螺挿されている。ロック用ボルト
３０の先端部には、前記ロックレバー２３が係合してい
る。すなわち、ロック用ボルト３０を締め付けることに
より、上記孔２５を縮径し、第２支軸Ｂを締め付け、そ
れにより、第２支軸Ｂにロック用ブロック２１を介して
上部主軸台３を所定の傾斜角度で固定するようになって
いる。

【００１０】図５は上部主軸台３の後端部を示してお
り、上部主軸台３の後端部下面には、球面座金３５を介
してアジャスタ３６の上端球面が当接すると共に、ガイ
ドボルト３１が螺着されており、ガイドボルト３１は球
面座金３５及びアジャスタ３６を貫通して下方へと延び
ている。一方、コラム２の上端部にはボス３９が固着さ
れており、該ボス３９の内周めねじ部３９ａに上記アジ
ャスタ３６の外周ねじ部３６ａが螺合している。ボス３
９の下端面にはアジャストリング４０が配置され、該ア
ジャストリング４０は、ボス３９の下面円形凹部にこれ
と同軸心で回転可能に嵌合すると共に、ボルト３１に対
して隙間を隔てて回転可能に嵌合している。アジャスト
リング４０は、球面座金４１、複数の皿ばね４２及びワ
ッシャ４３を介して下端ナット４４に支持され、上記皿
ばね４２の弾性力によりボス３９の下端面に押し付けら
れている。アジャストリング４０の上面はオルダム継手
機構４７を介してアジャスタ３６に係合しており、これ
により、アジャスタ３６はアジャストリング４０と一体
的に回転するが、アジャストリング４０に対して上下方
向には移動可能となっている。また、アジャストリング
４０には、アジャストレバー４５を係合するために係合
孔４８が形成されている。

【００１１】上部主軸台３の後端部の左右両端部には、
下方に突出するガイドロッド５０（左側のみ図示）が固
着されており、該ガイドロッド５０は、コラム上端の後
部ロック用ブロック５２の凹部内に挿入されている。該
凹部内には押圧部材５３が配置され、該押圧部材５３
を、ロック用ブロック５２に螺挿されたロック用ボルト
５４で押すことにより、ガイドロッド５０を凹部側面に
押し付け、ガイドロッド５０を固定するようになってい
る。ロック用ねじ５４の先端部には図７に示すようにＬ
字形のロックレバー５９が固着されている。

【００１２】次に、図８により、上部主軸台３に対し
て、第１支軸Ａを支点とした上部主軸ヘッド１５の傾動
調節機構について説明する。上部主軸ヘッド１５の後端
部には左右１対のフランジ１５ａが形成されており、各
フランジ１５ａの下端には、左右方向（Ｘ軸方向）に貫
通するねじ孔６０が形成され、該ねじ孔６０にアジャス
トボルト６１が螺挿されている。アジャストボルト６１
のヘッド外の端部にはアジャストレバー６３が固定さ
れ、アジャストボルト６１のヘッド内端側の端部は、ロ
ッド６４を介してストッパー６５に当接自在となってい
る。ストッパー６５は上部主軸台３の前面に固定されて
いる。なお、上記ロッド６４は、めねじ孔６０に連続す
るガイド孔６０ａ部分に軸方向移動可能に嵌合し、アジ
ャストボルト６１の先端部に当接している。

【００１３】また各フランジ１５ａには、たとえば上下
方向に間隔を置いて３個ずつのボルト孔６７が形成さ
れ、該ボルト孔６７にはロック用ボルト６６が挿通さ
れ、該ロック用ボルト６６は、上部主軸台３の前面のめ
ねじ孔に螺着されている。フランジ１５ａのボルト孔６
７はロック用ボルト６６に対して一定の隙間を有して嵌
合しており、したがって、ボルト６６を緩めることによ
り、上部主軸ヘッド１５を支軸Ａを支点として一定量回
動調節できるようになっている。

【００１４】水平面に対する各砥石の傾斜角を間接的に
検知するために、図２において、上部主軸ヘッド１５に
は、左右方向（Ｘ軸方向）用のデジタル表示式水準器機
能付傾斜角度検知器１６と、前後方向（Ｚ軸方向）用の
デジタル表示式水準器機能付傾斜角度検知器１７とが固
着され、下部主軸ヘッド１４にも、左右方向（Ｘ軸方
向）用のデジタル表示式水準器機能付傾斜角度検知器１
８と、前後方向（Ｚ軸方向）用のデジタル表示式水準器
機能付傾斜角度検知器１９とが固着されている。各傾斜
角度検知器１６，１７，１８，１９は、それぞれデジタ
ル表示部１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａに接続されて
おり、水平面に対する絶対傾斜角度を検知して、それら
の検知角度を各デジタル表示部１６ａ，１７ａ，１８
ａ，１９ａに逐次表示するようになっている。

【００１５】

【作用】機械運転中、図２の各傾斜角度検知器１６，１
７，１８，１９により、常時水平面に対する各主軸ヘッ
ド１５，１４の傾き、すなわち、回転砥石の傾きを検知
しており、各デジタル表示部１６ａ，１７ａ，１８ａ，
１９ａには、たとえば、水平面に対する初期の設定時の
角度を基準角度０として表示されている。運転中におけ
る軸受発生熱、研削発生熱、駆動源発生熱あるいはその
他外的熱の影響により、機械本体に熱歪あるいは熱変位
が生じた場合には、傾斜角度検知器１６，１７，１８，
１９のうち、その歪方向に応じたものが作動し、その傾
きが表示される。

【００１６】上部主軸ヘッド１５が傾いた場合、図１の
Ｘ軸方向の傾きであれば、まず、図８の上部主軸ヘッド
１５のボルト６６を緩めて上部主軸ヘッド１５を回動可
能な状態とし、たとえば、Ｒ1 方向に回動させたい場合
には、Ｒ2 側のアジャストボルト６１を緩め、Ｒ1 側の
アジャストボルト６１をねじ込むことにより、Ｒ1 側の
ロッド６４を介してＲ1 側のストッパー６５を押す。調
節後は、再びロック用ボルト６６を締める。

【００１７】上部主軸ヘッド１５の傾きが図１のＺ軸方
向の傾きであれば、まず、前後のロックレバー２３，５
９により前後のロック用ブロック２１，２１，５２，５
２を緩めて、上部主軸台３を回動可能な状態とし、次
に、図５のアジャストリング４０にロックバー４５を係
合して、アジャストリング４０を回転することにより、
アジャスタ３６と共に主軸台３の後部を上下方向に移動
する。これにより上部主軸台３と共に上部主軸ヘッド１
５を、第２支軸Ｂ回りに傾動調節する。

【００１８】図２の下部主軸ヘッド１４に傾きが生じた
場合、Ｘ軸方向であれば、上部主軸ヘッド１５を第１支
軸Ａを支点とし回動調節することにより、熱変形する前
の下部主軸ヘッド１４との相互角度関係に戻す。

【００１９】下部主軸ヘッド１４に傾きがＺ軸方向であ
れば、上部主軸台３を第２支軸Ｂを支点とし回動調節す
ることにより、熱変形する前の下部主軸ヘッド１４との
相互角度関係に戻す。

【００２０】

【実施例２】図９に示す実施例は、傾動調節動作を自動
化した例である。基本的な構造は前記手動式と略同様で
あるが、上部主軸ヘッド１５の第１支軸Ａ回りの駆動、
上部主軸台３の第２支軸Ｂ回りの駆動並びにロック動作
等が自動化されている。前述の実施例１に対応する部品
には、同じ符合を付している。

【００２１】第１支軸Ａ回りの駆動機構として、上部主
軸台３の一方の側面の前端部にブラケット７１を介して
第１駆動ユニット７２が設けられ、該駆動ユニット７２
はＡＣサーボモータ７３、ロータリエンコーダ７４、ウ
オームギヤケース７５及びアジャストボルト７６等を備
え、アジャストボルト７６を突出させて、上部主軸台３
の前面に設けられたリターン用プッシュロッド７７に抗
して、上部主軸ヘッド１５を所定量矢印Ｒ2 方向に押し
動かすようになっている。また、アジャストボルト７６
を引っ込めることにより、プッシュロッド７７のリター
ン動作により矢印Ｒ1 方向に押し戻される。フランジ１
５ａには、油圧ロック装置７８を備え、上部主軸ヘッド
１５を上部主軸台３に自動的に押し付けてロックし、あ
るいはそのロックを解除できるように構成されている。

【００２２】第２支軸Ｂ回りの駆動機構として、コラム
２の後部上端部に第２駆動ユニット８２が設けられ、該
第２駆動ユニット８２は、ＡＣサーボモータ８３、ロー
タリエンコーダ８４、ウオームギヤケース８５及びアジ
ャストボルト８６等を備え、上部主軸台３の重量に抗し
て、上部主軸台３の後部を上方に押し動かすようになっ
ている。また、第２支軸Ｂのロック用ブロック８８とし
ては、拡開自在なクランプスリーブ方式の油圧ロック装
置が備えられている。

【００２３】図１０は第１駆動ユニット７２の縦断面拡
大図を示しており、ギヤケース７５内には水平なウオー
ムホイール軸１０１が軸方向移動不能、かつ、回転自在
に支持され、該ウオームホイール軸１０１にはウオーム
ホイール１０２が固着されると共に、前記ロータリエン
コーダ７４が連動連結され、ウオームホイール１０２に
は、ＡＣサーボモータ７３の回転軸に固着されたウオー
ム１０３が噛み合っている。ギヤケース７５のフランジ
１５ａ側の一端部にはボス１０５が固着され、該ボス１
０５の内周めねじ孔１０５ａに、アジャストボルト７６
が螺合している。アジャストボルト７６の先端部は、上
部主軸ヘッド１５のフランジ１５ａに設けられた球面座
金１０６に当接し、他端部は、いわゆるオルダム継手機
構を介して、ウオームホイール軸１０１に対して、一体
回転可能で、軸方向移動可能に連結している。ロータリ
エンコーダ７４は、ウオームホイール軸１０１の回動量
を電気信号に変換して制御装置１３０（図９）に入力す
る。ウオームホイール１０２と、ギヤケース端面の間に
は、皿ばね１０９が縮設されている。

【００２４】リターン用プッシュロッド７７は、プッシ
ュロッドケース１１０内に縮設されたばねにより、Ｒ1
方向に付勢され、上部主軸ヘッド１５のフランジ１５ａ
の内面に当接し、常に上部主軸ヘッド１５をＲ1 方向に
押している。

【００２５】図１１は第２駆動ユニット８２の縦断面拡
大図を示しており、ギヤケース８５内には垂直なウオー
ムホイール軸１１１が軸方向移動不能、かつ、回転自在
に支持され、該ウオームホイール軸１１１にはウオーム
ホイール１１２が固着されると共に、ロータリエンコー
ダ８４が連動連結され、ウオームホイール１１２には、
ＡＣサーボモータ８３の回転軸に固着されたウオーム１
１３が噛み合っている。ギヤケース８５の上端部にはボ
ス１１５が固着され、該ボス１１５の内周めねじ孔１１
５ａに、アジャストボルト８６が螺合している。アジャ
ストボルト８６の上端部は、上部主軸台３の下面に設け
られた球面座金１１６に当接し、下端部は、いわゆるオ
ルダム継手機構を介して、ウオームホイール軸１１１に
対して、一体回転可能で、軸方向移動可能に連結してい
る。ロータリエンコーダ８４は、ウオームホイール軸１
１１の回動量を電気信号に変換して制御装置１３０に入
力する。ウオームホイール１１２と、ギヤケース端面の
間には、皿ばね１１９が縮設されている。

【００２６】図９において、各傾斜角度検知器１６，１
７，１８，１９、各エンコーダ７４、８４は、制御装置
１３０の入力側に接続され、各ＡＣサーボモータ７３，
８３は制御装置１３０の出力側に接続されている。

【００２７】制御装置１３０には、たとえば、ＲＡＭや
ＲＯＭ等のメモリ及びＣＰＵ等を有するプロセッサが内
蔵されており、初期に設定された角砥石の基準角度に対
して、いずれかの傾斜角度検知器１６，１７，１８，１
９が基準角度からの変位を検知し、制御装置１３０に入
力されると、演算回路１３１により、上記変位量の修正
に要するモータ回転量を演算し、上記変位方向に対応す
る方向に作動するＡＣサーボモータ７３又は８３に指令
信号を出すと共に、油圧ロック装置７８又は８８を解除
する信号を出す。それによりロック解除すると共に、Ａ
Ｃサーボモータ７３又は８３を所定量回転させ、砥石の
傾斜を基準角度に修正する。所定量のモータ回転量をロ
ータリエンコーダ７４又は８４により検知することによ
り、サーボモータ７３又は８３の回転を停止する。

【００２８】

【その他の実施例】自動式の第１駆動ユニットとして、
図１０では一方向の移動はアジャストボルトの送り作用
を利用し、他方向の移動はプッシュロッドの押圧力を利
用しているが、両方向の移動を、共にねじ送り方式で移
動する構造でもよい。

【００２９】図示の実施例では、回転主軸がいずれも垂
直方向に延びる縦軸形の両頭平面研削機に適用している
が、回転主軸がいずれも水平方向に延びる横軸形の両頭
平面研削機にも適用できる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、両頭平面
研削機において、水準器機能を有して水平面に対する回
転砥石の傾きを検知する傾斜角度検知器を、回転主軸の
支持部材に備え、水平面に対する回転砥石の角度を直接
あるいは間接的に検知するようにしているので、従来の
ような主軸ヘッドとコラムの間の接続部分において、相
対的な角度を検知する場合に比べ、運転中における機械
の熱歪等による砥石の角度の変化も正確に検知し、修正
することができ、機械の研削精度、たとえば研削面の水
平度、垂直度あるいは平行度の仕上げ精度が向上する。

【００３１】また、水準器機機能付き傾斜角度検知器を
備えて、水平面に対する砥石の傾斜角等を測定し、修正
するようにしているので、傾斜調整毎に運転を機械の運
転を停止する必要はなく、作業能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願発明を適用した手動調整式の両頭平面研
削機の平面図である。

【図２】 図１の正面図（II矢視図）である。

【図３】 図１の側面図（III 矢視図）である。

【図４】 図２のＩＶ−ＩＶ断面拡大図である。

【図５】 図２のＶ−Ｖ断面拡大図である。

【図６】 図４のＶI 矢視図である。

【図７】 図５のＶII矢視図である。

【図８】 図１の上部主軸ヘッドのＶIII 矢視図であ
る。

【図９】 本願発明を適用した自動調整式の両頭平面
研削機の分解斜視図である。

【図１０】 図９のＸ−Ｘ断面拡大部分図である。

【図１１】 図９のＸI −ＸI 断面拡大部分図である。

【符号の説明】

４，５ 回転主軸 ８，９ 回転砥石 １４，１５ 回転主軸ヘッド（回転主軸支持部材） １６，１７，１８，１９ 水準器機能を有する傾斜角検
知器 Ａ 第１支軸 Ｂ 第２支軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １対の回転主軸を回転軸心方向に間隔を
   置いて対向配置すると共にそれぞれ各別に主軸支持部材
   に支持し、両回転主軸の相対向する端部に、それぞれ環
   状あるいは円盤状の回転砥石を互いに平行となるように
   固定している両頭平面研削機において、各主軸支持部材
   には、水準器機能を有して水平面に対する回転砥石の傾
   きを検出する傾斜角度検知器をそれぞれ設け、一方の主
   軸支持部材を、水平面に対して傾斜角度調節自在に構成
   していることを特徴とする両頭平面研削機。