JPH0529814Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、例えばボールエンドミルによつて切
削加工された金型のキヤビテイ等を、球形の砥石
に歳差運動を与えて研削する構成の研削装置に関
するものである。

〈従来の技術〉 この種の歳差運動を利用した研削装置として
は、例えば特開昭60−191754号公報によつて詳細
な構造が開示されている。つまり、この公報に開
示されている研削装置は、所定の工作機の駆動軸
から回転力を受ける主軸と、これに対して一定の
傾斜角をもつて回転可能に支持された従動軸とを
備えている。そして、この主軸の回転により、従
動軸をその軸芯回りに自転させつつ主軸の軸芯回
りに公転させ、これによつて従動軸の先端に固定
した軸付砥石に歳差運動を与えるようになつてい
る。

また、これとは異なる構造の二軸回転式の球面
研削装置としては、例えば実開昭60−131348号公
報で開示されているように、互いの軸線が直交す
る主軸及び横軸と、この主軸の延長上において横
軸と平行な回転軸回りに回転する砥石とを備え、
主軸の回転によつてベベルギヤの噛合いを通じて
横軸を回転させ、この横軸の回転によつて砥石が
その軸線回りに回転し、同時にこの砥石は主軸の
軸線回りにも回転する構成となつている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記の二軸回転式研削装置は、砥石による研削
精度が優れているものの、その構造が複雑である
ため、一般には上記の特公昭60−191754号公報に
開示されている歳差運動式の研削装置が用いられ
る。

しかしながら、この歳差運動式の研削装置は主
軸に対して従動軸が一定の傾斜角をもつて支持さ
れているため、主軸の軸芯回りに従動軸が公転す
るとき、その重量バランスが悪く、特に高速回転
時においては振動が大きくなつて研削作業に支障
をきたす場合がある。また、研削作業時の振動に
伴い、各部に繰返し応力が発生し、装置の寿命低
下を招くといつた問題も生じる。

本考案は、このような問題点の解決をその目的
とするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 前記課題を解決するために、本考案の歳差運動
式研削装置はつぎのように構成されている。

すなわち支持体２０に対して回転可能に支持さ
れた主軸２４と、この主軸２４に固定された回転
支持部材３０に対して主軸２４と一定の傾斜角を
もつて回転可能に支持された従動軸３３とを備
え、この従動軸３３の先端に球形の砥石４１をそ
の中心が前記主軸２４の軸線延長上に位置するよ
うに結合し、かつこの従動軸３３の基端に前記の
支持体２０に固定されたリング状の主歯車２３と
常に噛合つた従動歯車３７を固定し、主軸２４の
回転によつて従動軸３３をその軸芯回りに自転さ
せつつ主軸２４の軸芯回りに公転させる構成の歳
差運動式研削装置であつて、前記の回転支持部材
３０において少なくとも前記主軸２４の軸芯を境
とする前記従動軸３３の対称位置に、この主軸２
４に対し従動軸３３と同じ傾斜角をもつて補助軸
５０が回転可能に支持され、この補助軸５０の基
端に対し前記従動軸３３の従動歯車３７と同じ歯
車比で前記主歯車２３と噛合つた従動歯車５４が
固定されている。

〈作用〉 上記の構成によれば、主軸２４の回転によつて
従動軸３３がその軸芯回りに自転しつつ主軸２４
の軸芯回りに公転するため、この従動軸３３の先
端に結合されている前記の砥石４１に歳差運動が
与えられる。このとき、上記の補助軸５０も従動
軸３３と同様にその軸芯回りに自転しつつ主軸２
４の軸芯回りに公転する。このため、研削作業時
における従動軸３３の重量バランスが良好な状態
に保たれ、上記砥石４１の高速回転時における振
動が抑制される。

〈実施例〉 次に本考案の実施例を図面によつて説明する。

第１実施例 歳差運動式の研削装置を断面で表した第１図に
おいて、この装置の主軸２４を回転可能に支持し
ている支持体２０は、可動基板１３の下面に固定
されている。この可動基板１３は、上記の主軸２
４と同軸線上においてアーバ１１を備えた固定基
板１０に対し、主軸２４の軸線に沿つた方向（第
１図の上下方向）への変位量を制御するエアシリ
ンダ４３によつて結合されている。

なお、固定基板１０の下面にはその複数箇所に
おいてスリーブ状のガイド１２が形成され、かつ
可動基板１３の上面にはこれらスリーブ状のガイ
ド１２に対してそれぞれスライド可能に挿入され
たロツド状のガイド１４が形成されている。これ
らのガイド１２，１４により、前記エアシリンダ
４３の制御による可動基板１３の上下方向の移動
が、円滑にかつ直線的な動作となるように保持さ
れる。また、上記の支持体２０には主軸２４と同
芯となるようにリング状の主歯車２３が一体に形
成されている。

上記の主軸２４は支持体２０の軸支部２１に対
し、上下のラジアル軸受２５及びフラスト軸受２
６によつて回転可能に支持されている。そして、
主軸２４には各スラスト軸受２６の外側において
止め輪２７がそれぞれ固定されていて、支持体２
０の軸支部２１に対する主軸２４の軸方向の位置
決めがなされている。

上記の支持体２０において、主軸２４と同芯状
に構成されたステー部２２の内部には、主軸２４
に回転を与える動力源としての高周波モータ４０
が組込まれている。つまり、主軸２４は研削装置
が取付けられる所定の工作機（図示しない）の回
転駆動軸とは関係なく、この装置の高周波モータ
４０によつて回転駆動されるのである。

上記主軸２４の下端には、継手２８によつて回
転支持部材３０が結合されている。この回転支持
部材３０には、前記主軸２４の軸芯を境とした対
称位置において筒形状の軸支部３１，３２がそれ
ぞれ形成されている。そして、一方の軸支部３１
には従動軸３３が前記の主軸２４に対して一定の
傾斜角をもつて回転可能に支持されている。つま
り、この従動軸３３は軸支部３１に対し、上下の
ラジアル軸受３４及びスラスト軸受３５によつて
支持されている。なお、この従動軸３３について
も各スラスト軸受３５の外側において止め輪３６
が固定され、これによつて従動軸３３の軸方向の
位置決めをなしている。

上記従動軸３３の上端（基端）には従動歯車３
７が固定され、この従動歯車３７は前記支持体２
０の主歯車２３に対し、その内周側から常に噛合
つている。また、従動軸３３の下端（先端）には
スリーブ状の結合保持部３８が一体に形成されて
いて、ここには球形状をした軸付砥石４１の軸４
２がボルト３９によつて連結されている。なお、
この軸付砥石４１の中心点は前記主軸２４の軸線
延長上に位置している。

上記回転支持部材３０の他方の軸支部３２に
は、前記の従動軸３３と同様の支持構造により、
補助軸５０が主軸２４に対して従動軸３３と同じ
傾斜角をもつて回転可能に支持されている。そし
て、この補助軸５０も軸支部３２に対し、上下の
ラジアル軸受５１及びスラスト軸受５２によつて
回転可能に支持され、かつ止め輪５３によつて軸
方向の位置決めがなされている。

上記補助軸５０の上端（基端）には、支持体２
０の主歯車２３に対し、前記従動軸３３の従動歯
車３７と同じ歯車比で噛合つた従動歯車５４が固
定されている。また、補助軸５０の下端（先端）
は前記軸付砥石４１の中心に向けて延長している
ものの、その先端は軸付砥石４１の外周面に干渉
しない程度の隙間をもたせた位置で止めている。
このように補助軸５０は従動軸３３と類似する構
造であり、この補助軸５０をその素材の選定など
により、従動軸３３の重量とバランスする質量に
設定している。

なお、上記支持体２０の下部は前記の回転支持
部材３０及びこれに対して回転可能に支持されて
いる従動軸３３、補助軸５０ならびにこれらの関
連部材を覆うように安全カバー２９が設けられて
いる。

上記のように構成した研削装置において、支持
体２０に組付けられている高周波モータ４０を駆
動させることにより、前記の主軸２４が回転支持
部材３０と共に回転する。これにより、回転支持
部材３０の一方の軸支部３１に回転可能に支持さ
れている前記の従動軸３３は、その従動歯車３７
が支持体１０の主歯車２３に噛合つた状態で主軸
２４の軸芯回りに回転する。つまり、従動軸３３
はその軸芯回りに自転しつつ、主軸２４の軸芯回
りに公転することとなる。なお、このときの主軸
２４の回転数（つまり従動軸３３の公転数）n1
と、従動軸３３の自転回転数n2との関係は n2＝n1（１−R1／R2） で表すことができる。ここで、R1は主歯車２３
のピツチ円半径であり、R2は従動歯車３７のピ
ツチ円半径である。

上記のように従動軸３３が自転しつつ公転する
ことにより、その先端に結合されている軸付砥石
４１は、主軸２４及び従動軸３３のそれぞれの軸
芯を回転中心とする運動、つまり歳差運動を行な
い、これによつて軸付砥石４１は所定のワークを
研削することとなる。そして、この歳差運動によ
つて研削をなす軸付砥石４１は、上記主軸２４の
軸線延長線においても一定の周速が得られ、その
部分での研削も可能である。

さて、上記主軸２４の回転時にあつては、従動
軸３３と類似する構造をもつ前記の補助軸５０
も、その従動歯車５４が支持体２０の主歯車２３
に噛合つた状態で主軸２４の軸芯回りに回転す
る。したがつて、研削作業中においては補助軸５
０もその軸芯回りに自転しつつ主軸２４の軸芯回
りに公転する。そして、この補助軸５０は常に従
動軸３３の重量とバランスするように機能してい
るため、従動軸３３の自転及び公転が円滑な状態
に保たれ、その高速回転時における振動が制御さ
れる。これにより、砥石４１による高速回転研削
が可能になるとともに、振動に基づく繰返し応力
を避けることができ、各部の疲労強度の向上が図
れる。また、砥石４１がワークに接触したまま振
動するといつたことが防止されるため、このよう
な振動に伴う研削不良が防止され、これによつて
も良好な研削が行なえる。

なお、上記の補助軸５０は従動軸３３の重量と
バランスする範囲において複数個設けることも可
能である。

上記の軸付砥石４１による研削作業中におい
て、固定基板１０と可動基板１３とを結合してい
る前記のエアシリンダ４０に供給される圧縮エア
を制御することにより、固定基板１０に対する可
動基板１３の上下方向の位置が調整される。これ
によつて研削作業中のワークに対する前記軸付砥
石４１の押付力がコントロールされる。そして、
この軸付砥石４１の押付力をコントロールするこ
とで、ワークの研削量がコントロールされ、例え
ば軸付砥石４１の摩耗やその半径の寸法誤差を吸
収することができる。

また、本実施例では研削装置の支持体１０に組
付けた高周波モータ４０によつて軸付砥石４１に
歳差運動を与える構造であるから、高周波モータ
４０の周波数を変えることによつて任意の回転数
を得ることができ、効率の良い研削が可能とな
る。つまり、軸付砥石４１の回転数を、一般の工
作機における回転駆動軸の回転数に依存している
場合、軸付砥石４１の回転数は工作機の回転駆動
軸の回転数以上に設定することは不可能である
が、本実施例においてはこれを自由に選定するこ
とができる。

第２実施例 第２図で示す実施例は、支持体２０に形成され
ている主歯車２３のピツチ円半径を第１図の場合
と比較して小さく設定し、その外周側から前記従
動軸３３の従動歯車３７及び補助軸５０の従動歯
車５４を噛合わせたものである。これにより、主
軸２４の回転数（つまり従動軸３３の公転数）と
従動軸３３の自転回転数との回転比を変えること
ができるとともに、これらn1とn2との関係は n2＝n1（１＋R1／R2） で表すことができ、ここでR1は主歯車２３のピ
ツチ円半径であり、R2は従動歯車３７のピツチ
円半径である。

なお、この第２図で示す実施例において第１図
で示す第１実施例と同一もしくは均等構成と考え
られる部分には図面に同一符号を記入して重複す
る説明は省略する。

〈考案の効果〉 このように本考案は、主軸の回転駆動により自
転及び公転しながら研削作業を行う従動軸の重量
に対してバランスさせ、かつこの従動軸と同期し
て自転及び公転する補助軸を設けたことにより、
研削作業時の主軸の回転速度に関係なく前記従動
軸の重量バランスが良くなり、特に高速回転時に
おける振動が効果的に抑制される。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は歳差運
動式の研削装置を表した断面図、第２図は異なる
実施例の歳差運動式研削装置を表した断面図であ
る。 ２０……支持体、２３……主歯車、２４……主
軸、３０……回転支持部材、３３……従動軸、３
７……従動歯車、４１……砥石、５０……補助
軸、５４……従動歯車。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 支持体に対して回転可能に支持された主軸と、
   この主軸に固定された回転支持部材に対して主軸
   と一定の傾斜角をもつて回転可能に支持された従
   動軸とを備え、この従動軸の先端に球形の砥石を
   その中心が前記主軸の軸線延長上に位置するよう
   に結合し、かつこの従動軸の基端に前記の支持体
   に固定されたリング状の主歯車と常に噛合つた従
   動歯車を固定し、主軸の回転によつて従動軸をそ
   の軸芯回りに自転させつつ主軸の軸芯回りに公転
   させる構成の歳差運動式研削装置であつて、 前記の回転支持部材において少なくとも前記主
   軸の軸芯を境とする前記従動軸の対称位置に、こ
   の主軸に対し従動軸と同じ傾斜角をもつて補助軸
   が回転可能に支持され、この補助軸の基端に対し
   前記従動軸の従動歯車と同じ歯車比で前記主歯車
   と噛合つた従動歯車が固定されていることを特徴
   とする歳差運動式研削装置。