JPH06114727A - 砥石交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 重研削用の砥石の交換作業を簡易化する。 【構成】 研削機本体１の主軸８に着脱される砥石付き
フランジユニット９には主軸８の軸端に固定されて外周
面にテーパ１６面が形成されたスリーブ１５が密嵌状に
嵌め込まれる結合孔２４を有し、砥石１０が取付けられ
たフランジ２０と、主軸８の軸端に形成されたねじ孔１
１にねじ込まれるねじ部２２ｃを有し、フランジ２０の
中心部に回転可能に結合された締結部材２２とを設け、
走行可能な走行台３０車上に主軸８の軸心と平行な軸線
の回りへの旋回制御可能で前記軸線方向への移動制御可
能に設置された１対の旋回アーム４５には締結部材２２
の頭部２２ａが嵌め込まれるソケット５２ｃを有し、前
記軸線方向への移動可能で前記軸線と平行な回転軸を中
心として正逆に回転駆動される回転部材５２と、フラン
ジ２０の一部を解放可能にクランプするクランプ機構と
をそれぞれ取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は研削機、とくに、鋼片
疵取り研削機などに代表される大型の重研削機における
砥石交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の大型の重研削機では主軸に固定さ
れたフランジを介して砥石を主軸に取付けたり、主軸の
内部に装着されたプルトップクランプ機構によって砥石
を主軸に取付けていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鋼片疵取り研削機など
の大型の重研削機では砥石と主軸とを大きな伝達トルク
や苛酷な振動などの主軸が受ける苛酷な負荷条件に耐え
る結合構造によって結合する必要があるが、砥石と主軸
との結合状態を強化すると、機構が複雑化したり、砥石
の取付け作業および取外し作業が煩雑となったり、砥石
の自動交換が困難となる問題点がある。本発明は上記問
題点を解消することを課題とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の砥石交換装置
は、研削機本体の主軸の軸端に固定されて外周面にテー
パ面が形成されたスリーブが密嵌状に嵌め込まれる結合
孔を有し、砥石が取付けられたフランジと、前記主軸の
軸端に形成されたねじ孔にねじ込まれるねじ部を有し、
前記フランジの中心部に回転可能に結合された締結部材
とを備えた砥石付きフランジユニットを前記主軸に着脱
する砥石交換装置であって、走行可能な走行台車上に前
記主軸の軸心と平行な軸線の回りへの旋回制御可能で前
記軸線方向への移動制御可能に設置された少なくとも２
つの旋回アームには前記締結部材の頭部が嵌め込まれる
ソケットを有し、前記軸線方向への移動可能で前記軸線
と平行な回転軸を中心として正逆に回転駆動される回転
部材と、前記フランジの一部を解放可能にクランプする
クランプ機構とをそれぞれ取付けた構成を有する。

【０００５】

【作用】砥石付きフランジユニットのフランジの一部を
砥石交換装置のクランプ機構によってクランプし、前記
フランジの中心部に結合された締結部材を砥石交換装置
の回転部材によって回転させて前記締結部材のねじ部を
主軸のねじ孔にねじ込み、主軸の軸端に固定されて外周
面にテーパ面が形成されたスリーブを、前記フランジに
形成した結合孔内に密嵌状態で押し込んで前記スリーブ
と前記フランジとをテーパ嵌合させ、前記フランジを前
記主軸に前記締結部材によって締結し、砥石付きフラン
ジユニットを前記主軸に取付ける。

【０００６】本発明は前記したように構成したことによ
って砥石の自動交換に際し、スリーブとフランジの結合
孔とをテーパ嵌合させた状態でフランジを締結部材によ
って主軸に締結するので、砥石付きフランジユニットを
苛酷な負荷条件に耐える強固な結合状態で主軸に的確に
結合することができるとともに、締結部材を螺退させて
スリーブとフランジの結合孔とのテーパ嵌合状態を解離
させるので、砥石付きフランジユニットを主軸から容易
に取外すことができ、砥石の交換作業を円滑化および能
率化することができる。また、砥石付きフランジユニッ
トを主軸に着脱して砥石を交換するので、砥石の交換作
業を簡易化することができるとともに、主軸に特殊な機
構を付加したり、主軸に特殊な加工を施す必要がないの
で、砥石の取付け機構を簡易化することができる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の１実施例を図面にしたがって
説明する。大型の重研削機が装設された研削加工室の床
面の上方に並行状に横架されて上面にレール２ａがそれ
ぞれ水平状に敷設された各１対の架構梁２にはレール２
ａによって案内されて研削加工位置と砥石交換位置とへ
移動制御される２台の研削機本体１がそれぞれ自走可能
に吊支されている。

【０００８】両架構梁２の下方には研削加工される角棒
状のワークＷを受承するワーク受け台３が架構梁２と並
行に設置されている。

【０００９】各研削機本体１の下端にはモータによって
回転駆動される主軸８がそれぞれ水平状で上下動可能に
設置され、この各主軸８には砥石１０を備えた砥石付き
フランジユニット９がそれぞれ共転および取外し可能に
取付けられている。

【００１０】主軸８の軸端の軸心にはねじ孔１１と、こ
のねじ孔１１の内端に連接されてねじ孔１１の孔径より
縮小された孔径を有するピン孔１２とが形成されてい
る。

【００１１】主軸８の軸端にはキー１３によって回り止
めされてナット１４によって主軸８に固定されたスリー
ブ１５が嵌着され、このスリーブ１５には主軸８の軸端
に向って直径が漸減するテーパ面１６が外周面に形成さ
れた嵌合部１５ａと、この嵌合部１５ａの内端に連接さ
れたフランジ部１５ｂとが形成されている。

【００１２】砥石付きフランジユニット９は砥石１０
と、スリーブ１５を介して主軸８に着脱されるボス付き
円盤状のフランジ２０と、このフランジ２０にねじで締
結されてフランジ２０の先端の外周縁との間で砥石１０
を挟止する円環状の押えリング２１と、フランジ２０の
中心部に軸方向への移動不能で回転可能に結合された締
結部材２２と、フランジ２０にビス止めされて締結部材
２２を抜け止めする抜け止め板２３とを備えている。

【００１３】フランジ２０の中心部にはスリーブ１５の
嵌合部１５ａが密嵌状態で嵌め込まれてスリーブ１５が
テーパ嵌合される結合孔２４が凹状に形成され、この結
合孔２４にはスリーブ１５のテーパ面１６のテーパ角度
と等しいテーパ角度を有し、テーパ面１６に密接状態で
外接するテーパ面状の周面２４ａが形成され、フランジ
２０の基端部付近には断面形状が方形状の角胴部２５が
形成されている。

【００１４】砥石付きフランジユニット９の締結部材２
２には縦断面形状が正多角形状で抜け止め部材２３の外
方へ突出れされた頭部２２ａと、フランジ２０の軸孔２
０ａおよび抜け止め板２３の孔部２３ａ内に摺転可能に
嵌挿されて軸方向へ抜け止めされた摺転部２２ｂと、主
軸８のねじ孔１１に螺嵌されるねじ部２２ｃと、主軸８
のピン孔１２内に密嵌状に嵌合されたピン状の芯出し部
２２ｄとが同心状に形成されている。

【００１５】砥石付きフランジユニット９はフランジ２
０の結合孔２４内にスリーブ１５が密嵌状に押し込まれ
てスリーブ１５のテーパ面と結合孔２４の周面２４ａと
が圧接し、締結部材２２の芯出し部２２ｄが主軸８のピ
ン孔１２内に密嵌されてねじ部２２ｃが主軸８のねじ孔
１１にねじ込まれ、フランジ２０が締結部材２２によっ
てスリーブ１５に締結された状態で主軸８に取外し可能
に取付けられている。

【００１６】砥石付きフランジユニット９が主軸８に取
付けられた状態で締結部材２２をねじ部２２ｃが螺退す
る方向へ回転させて、締結部材２２を螺退させると、フ
ランジ２０が締結部材２２とともに螺退方向へ退動して
スリーブ１５のテーパ面１６と結合孔２４の周面２４ａ
とが切り離され、砥石付きフランジユニット９を主軸８
から取外すことができる。

【００１７】研削機本体１の主軸８に取付けられた砥石
付きフランジユニット９の砥石１０が損耗したときに使
用済みの砥石付きフランジユニット９を主軸８から取外
して未使用の砥石付きフランジユニット９を主軸８に取
付け、新旧の砥石１０を自動交換するために装設された
砥石交換装置Ａが通行する砥石交換用通路７０は各２台
の研削機本体１が走行する複数例の研削機本体用通路７
１の各端部付近とそれぞれ交差部７２で直交状に交差す
るように形成されている。

【００１８】砥石交換通路７０の床面上には各架構梁２
と直交する方向に沿って延長された横長状のベースフレ
ーム３１が設置され、このベースフレーム３１の左右の
枠杆３１ａの上面には１対のガイドレール３２が長手方
向に沿って平行状に敷設され、ベースフレーム３１の一
方の枠杆３１ａの内側面にはラックギヤ３３がガイドレ
ール３２と並行状に取付けられている。

【００１９】ベースフレーム３１上には両ガイドレール
３２によって案内されて砥石交換通路７０を走行する走
行台車３０が乗置され、走行台車３０のコーナ部にはガ
イドレール３２の両側面に摺接して転動する２対の横ガ
イドローラ３４と、ガイドレール３２の上面に摺接して
転動する１対の縦ガイドローラ３５とがそれぞれ回転可
能に軸支されている。

【００２０】走行台車３０の上面には正逆に回転制御さ
れる走行用モータ３６と、この走行用モータ３６の出力
軸に連結された減速機３７とが取付けられ、この減速機
３７の出力軸には前記ラックギヤ３３に噛合されたピニ
オン３８が嵌着されている。

【００２１】走行台車３０上には１対の支持フレーム３
９が並行状に立設され、片側の支持フレーム３９には減
速機４１が上端に結合された旋回用モータ４０が減速機
４１を介して取付けられ、減速機４１の出力軸にはウォ
ームギヤが嵌着されている。

【００２２】両支持フレーム３９の上端にはこの両支持
フレーム３９に取付けられた１対の軸受けによって両端
支持された旋回軸４２が主軸９と並行な状態で回転可能
に横架され、この旋回軸４２の一端には前記ウォームギ
ヤに噛合されたウォームホイールが嵌着され、旋回軸４
２は旋回用モータ４０によって９０°乃至１８０°の割
出し角度で回転駆動される。

【００２３】旋回軸４２にはこの旋回軸４２にボールス
プラインによって結合されたスライダ４３が共転可能で
軸方向へのスライド可能に嵌装されるとともに、旋回軸
４２には軸方向へのスライダ４３の移動によって相対的
に伸縮する１対のじゃばら４４が外嵌されている。

【００２４】スライダ４３には旋回軸４２の軸心を中心
とする円の半径方向へ延出されて１８０°の回転対称位
置に配設された１対の旋回アーム４５の基端部が固定さ
れ、この両旋回アーム４５は砥石交換時には旋回軸４２
の上下方で直立して静止し、砥石搬送時には旋回軸２８
の両側方で横倒して静止するように旋回用モータ４０に
よって回動制御される。

【００２５】スライダ４３にはエア圧で作動してスライ
ダ４３および両旋回アーム４５を軸方向へ押動する押動
シリンダ４６が共動可能に取付けられている。

【００２６】押動シリンダ４６はスライダ４３に旋回軸
４２と並行に固定されたシリンダ本体４６ａと、このシ
リンダ本体４６ａを貫通して両支持フレーム３９間に軸
方向への移動不能で旋回軸４２の回りへの回動可能に横
架されたピストンロッド４６ｂとを備えている。

【００２７】押動シリンダ４６のシリンダ本体４６ａ内
の左右のエア室のうちの一方へエアを供給すると、シリ
ンダ本体４６ａがスライダ４３および両旋回アーム４５
とともに旋回用モータ４０に接近する方向若しくは旋回
用モータ４０から離れる方向へ水平移動し、旋回アーム
４５は主軸８の軸心と平行な軸線の回りに旋回制御さ
れ、この軸線方向へ移動制御される。

【００２８】両旋回アーム４５には正逆方向へ回転制御
されるねじ回しモータ５０と、このねじ回しモータ５０
に結合されて円筒状の出力軸５１ａを有する減速機５１
とがそれぞれ取付けられ、減速機５１には出力軸５１ａ
に一定限度以上の回転トルクが加えられたときに検出信
号を発信してねじ回しモータ５０の回転を停止させるト
ルクリミタが結合されている。

【００２９】減速機５１の出力軸５１ａにはこの出力軸
５１ａに貫挿された軸部５２ａと、この軸部５２ａの先
端に連接されて砥石付きフランジユニット９の締結部材
２２の頭部２２ａが共転可能に嵌め込まれるソケット５
２ｂと、軸部５２ａの基端に連接されたフランジ部５２
ｃとを有し、両旋回アーム４５の先端に水平状に設置さ
れた回転部材５２が軸方向へのスライド可能で共転可能
に結合され、軸部５２ａの先端付近には減速機５１とソ
ケット５２ｂとの間に介装されたスプリング５３が嵌装
されている。

【００３０】回転部材５２はねじ回しモータ５０によっ
て主軸８の軸心と平行な回転軸を中心として正逆に回転
駆動され、砥石交換時に旋回アーム４５が旋回軸４２の
上方で直立して静止した状態では主軸８の先方に主軸８
と同心状態で対置される。

【００３１】減速機５１の後端面に回転部材５２のフラ
ンジ部５２ｃを包囲して取付けられたブラケット５４に
はフランジ部５２ｃの位置を検出する近接スイッチ５５
が取付けられている。

【００３２】両旋回アーム４５の先端の前側面にはエア
圧で作動するクランプシリンダ５６と、前後１対のガイ
ド片５７ａを有し、クランプシリンダ５６の上方に設置
されたクランプガイド５７とが取付けられている。

【００３３】クランプガイド５７の前後ガイド片５７ａ
間にはクランプガイド５７を貫通する１対の支持ピン５
９が下端部にそれぞれ貫挿された左右１対のクランプ部
材５８が回転部材５２の軸心と平行な軸線を搖動支点と
する搖動動作可能で相対向状に設置され、この両クラン
プ部材５８の先端部には砥石付きフランジユニット９の
フランジ２０の角胴部２５を両側から回転不能にクラン
プし、若しくは解放する掴み部５８ａがそれぞれ形成さ
れている。

【００３４】両クランプ部材５８の下部には下端部がそ
れぞれクランプシリンダ５６のピストンロッド５６ａの
上端に連結された１対のリンク６０の上端部がそれぞれ
連結され、クランプシリンダ５６のピストンロッド５６
ａが反フランジ１０側へ退動したときには両クランプ部
材５８がそれぞれ接近方向へ搖動してフランジ２０の角
胴部２５が両クランプ部材５８の掴み部５８ａによって
回転不能に把持されて砥石付きフランジユニット９が旋
回アーム４５に結合される。

【００３５】クランプシリンダ５６のピストンロッド５
６ａがフランジ２０側へ進動したときには両クランプ部
材５８がそれぞれ離隔方向へ搖動してフランジ２０の角
胴部２５が解放され、砥石付きフランジユニット９が旋
回アーム４５から切り離される。

【００３６】砥石交換装置Ａが通行する砥石交換用通路
７０の一端部の近傍に設置されたストック台６５の上端
には研削機本体１の主軸８の軸端と等しい形状の軸端に
スリーブ１５と等しい形状のスリーブを取付けた構造を
有し、走行台車３０の走行方向に沿って横一列に配列さ
れた複数個のダミー軸６６が取付けられている。

【００３７】各ダミー軸６６の軸心の高さは旋回アーム
４５が旋回軸４２の上方で直立した砥石交換時の回転部
材５２およびフランジ１０の軸心の高さと等しい高さに
設定され、各ダミー軸には使用済み若しくは未使用の砥
石付きフランジユニット９が取外し可能に取付けられ
る。

【００３８】砥石交換装置Ａは両旋回アーム４５がそれ
ぞれ水平姿勢で保持され、両旋回アム４５のうちの一方
の旋回アーム４５にはストック台６５のダミー軸から受
取った未使用の砥石付きフランジユニット９が結合され
て他方の旋回アーム４５には砥石付きフランジユニット
９が結合されていない状態で砥石交換用通路７０を走行
し、砥石交換用通路７０と研削機本体用通路７１との交
差部７２付近へ移動した研削機本体１の正面で停止す
る。

【００３９】研削機本体１の主軸８に取付けられた砥石
付きフランジユニット９を交換するに際し、砥石付きフ
ランジユニット９が結合されていない旋回アーム４５が
交換位置へ回動して静止した状態で、押動シリンダ４６
が作動して旋回アーム４５が主軸８側へ進動し、また、
ねじ回しモータ５０が起動されて回転部材５２が締結部
材２２を螺退させる方向へ回転する。

【００４０】旋回アーム４５が進動端へ進動すると、ク
ランプシリンダ５６が作動してフランジ２０が両クラン
プ部材５８によってクランプされるとともに、回転部材
５２が回転しながら進動して締結部材２２の頭部２２ａ
がソケット５２ｂ内に嵌め込まれ、押動シリンダ４６が
作動を停止する。この状態で、締結部材２２が螺退方向
へ回転してフランジ２０とともに退動し、締結部材２２
のねじ部２２ｃが螺退してねじ孔１１内から脱出し、ス
リーブ１５と結合孔２４とのテーパ嵌合状態が徐々に解
離されてフランジ２０がスリーブ１５から徐々に切り離
される。

【００４１】締結部材２２のねじ部２２ｃがねじ孔１１
内から脱出すると、近接スイッチ５５の検出信号によっ
てねじ回しモータ５０が回転を停止し、押動シリンダ４
６が作動して旋回アーム４５が主軸８から離れる方向へ
砥石付きフランジユニット９が結合された状態で退動
し、砥石付きフランジユニット９が主軸８から取外され
て旋回アーム４５に結合される。

【００４２】砥石付きフランジユニット９はフランジ２
０の角胴部２５が両クランプ部材５８によって掴持さ
れ、締結部材２２の頭部２２ａが回転部材５２のソケッ
ト５２ｂ内に嵌め込まれた状態で旋回アーム４５に結合
される。

【００４３】主軸８に取付けられた使用済みの砥石付き
フランジユニット９が一方の旋回アーム４５に結合され
ると、旋回用モータ４０が起動されて未使用の砥石付き
フランジユニット９が結合された他方の旋回アーム４５
が交換位置へ回動し、未使用の砥石付きフランジユニッ
ト９が主軸９の正面へ旋回する。

【００４４】この状態で、押動シリンダ４６が作動して
旋回アーム４５が砥石付きフランジユニット９とともに
主軸８側へ進動し、ねじ回しモータ５０が起動されて回
転部材５２が締結部材の螺進方向へ回転する。

【００４５】回転部材５２が回転した状態で旋回アーム
４５が進動すると、フランジ２０の結合孔２４内にスリ
ーブ１５が嵌め込まれて締結部材２２のねじ部２２ｃが
ねじ孔１１にねじ込まれ、芯出しピン２２ｄがピン孔１
２内に嵌め込まれる。

【００４６】締結部材２２のねじ部２２ｃが螺進端へね
じ込まれると、ねじ回しモータ５０がトルクリミタの検
出信号によって回転を停止し、結合孔２４内にスリーブ
１５が密嵌状に押し込まれてフランジ２０の結合孔２４
の周面２４ａがスリーブ１５のテーパ面１６に圧接し、
フランジ２０が締結部材２２によって主軸８に締結さ
れ、砥石付きフランジユニット９が主軸８に結合され
る。

【００４７】この状態で、クランプシリンダ５６が作動
してフランジ２０が両クランプ部材５８から解放される
とともに、押動シリンダ４６が作動して旋回アーム４５
が砥石付きフランジユニット９を残して退動端へ退動
し、砥石交換動作が完了する。

【００４８】続いて、上記した構成をもつ実施例の作用
と効果を説明する。本例では研削機本体１の主軸８の軸
端に固定されて外周面にテーパ面１６が形成されたスリ
ーブ１５が密嵌状に嵌め込まれる結合孔２４を有し、砥
石１０が取付けられたフランジ２０と、主軸８の軸端に
形成されたねじ孔１１にねじ込まれるねじ部２２ｃを有
し、フランジ２０の中心部に回転可能に結合された締結
部材２２とを備えた砥石付きフランジユニット９を主軸
８に着脱する砥石交換装置であって、走行可能な走行台
車上に主軸８の軸心と平行な軸線の回りへの旋回制御可
能で軸線方向への移動制御可能に設置された１対の旋回
アーム４５には締結部材２２の頭部２２ａが嵌め込まれ
るソケット５２ｂを有し、前記軸線方向への移動可能で
前記軸線と平行な回転軸を中心として正逆に回転駆動さ
れる回転部材５２と、前記フランジの一部を解放可能に
クランプする１対のクランプ部材５８を備えたクランプ
機構とをそれぞれ取付けてある。

【００４９】このため、スリーブ１５とフランジ２０の
結合孔２４とをテーパ嵌合させた状態でフランジ２０を
締結部材２２によって主軸８に締結するので、砥石付き
フランジユニット９を苛酷な負荷条件に耐える強固な結
合状態で主軸８に的確に結合することができるととも
に、締結部材２２を螺退させてスリーブ１５とフランジ
２０の結合孔２９とのテーパ嵌合状態を解離させるの
で、砥石付きフランジユニット９を主軸から容易に取外
すことができ砥石の交換作業を円滑化および能率化する
ことができる。

【００５０】また、砥石付きフランジユニット９を主軸
８に着脱して砥石１０を交換するので、砥石１０の交換
作業を簡易化することができるとともに、主軸に特殊な
機構を付加したり、主軸に特殊な加工を施す必要がない
ので、砥石１０の取付け機構を簡略化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示すもので、砥石交換装置
の側面図である。

【図２】研削機の側面図である。

【図３】研削機の正面図である。

【図４】要部の側断面図である。

【図５】砥石交換装置の正面図である。

【図６】図４のＸ−Ｘ線断面図である。

【図７】研削機本体および砥石交換装置の通路を示す平
面図である。

【符号の説明】

１ 研削機本体 ８ 主軸 ９ 砥石付きフランジユニット １０ 砥石 １１ ねじ孔 １５ スリーブ １６ テーパ面 ２０ フランジ ２２ 締結部材 ２４ 結合孔 ２４ａ 周面 ４２ 旋回軸 ４５ 旋回アーム ５２ 回転部材 ５８ クランプ部材 Ａ 砥石交換装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研削機本体の主軸の軸端に固定されて外
   周面にテーパ面が形成されたスリーブが密嵌状に嵌め込
   まれる結合孔を有し、砥石が取付けられたフランジと、
   前記主軸の軸端に形成されたねじ孔にねじ込まれるねじ
   部を有し、前記フランジの中心部に回転可能に結合され
   た締結部材とを備えた砥石付きフランジユニットを前記
   主軸に着脱する砥石交換装置であって、走行可能な走行
   台車上に前記主軸の軸心と平行な軸線の回りへの旋回制
   御可能で前記軸線方向への移動制御可能に設置された少
   なくとも２つの旋回アームには前記締結部材の頭部が嵌
   め込まれるソケットを有し、前記軸線方向への移動可能
   で前記軸線と平行な回転軸を中心として正逆に回転駆動
   される回転部材と、前記フランジの一部を解放可能にク
   ランプするクランプ機構とをそれぞれ取付けたことを特
   徴とする砥石交換装置。