JPH11138402A - 立軸型平面研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い面積の被研削面を、実質的にプラネタ方
式と同様に平面研削することができ、かつ、軸受ハウジ
ングの剛性を高く維持して、高精度の平面度を保てるよ
うにすることである。 【解決手段】 砥石車１０は定位置の砥石軸芯Ｏ1回り
に自転させ、一方、円テーブル１８は、砥石軸芯Ｏ1と
平行な中心線Ｏ2を回転中心とすると共に該回転中心線
Ｏ2は砥石車１０の外周径と内周径の幅内を通過するよ
うに位置させ、かつ、円テーブル１８を環状軌道装置１
５により下からしっかりと支えて、回転中心線Ｏ2回り
にワークＷを自転させるようにする。円テーブル１８と
砥石車１０をそれぞれ自転させることにより、実質的に
プラネタ方式と同様の研削作業が行える。これにより、
十分な剛性が得られ、大きなインフィード量でも高精度
の平面度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワークの片面を
平面研削するための立軸型平面研削盤に関し、特に広い
被研削面を有する大形ワークの平面研削に適した立軸型
平面研削盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダブロック等の大形ワークを平面
研削加工する場合において、従来は図４に示すようにワ
ークＷを固定テーブル１０１上に固定し、ワークＷを動
かさずに、環状の砥石車１０２を自転させると同時に公
転軌道Ｓ1上を公転させることにより、ワークＷの上端
面を平面研削している。すなわち、プラネタ方式で広い
面を研削しており、Ｂ1はその最大研削範囲を示してい
る。

【０００３】かかるプラネタ方式を採用する平面研削盤
では、図６に示すように研削盤の本体コラムに昇降自在
に支持された軸受ハウジング１０５内に、大径の軸受１
０４を介して公転ドラム１０６を回転自在に支持し、該
公転ドラム１０６内の公転軸芯Ｏ5から変位した位置に
軸受１０８を介して砥石軸１０７を保持している。砥石
軸１０７は、公転軸芯Ｏ5と同芯に配置された自転用駆
動軸１１０にギヤ１１１，１１２を介して連動連結して
いる。

【０００４】公転ドラム１０６は、図５に示すようにプ
ーリ１１３に巻き掛けられたベルト１１４を介して公転
用駆動モータの駆動プーリ１１５に連動連結しており、
一方、図６の自転用駆動軸１１０は軸受ハウジング１０
５上に搭載された図示しない自転用駆動モータに連動連
結している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６に示すように砥石
車１０２が公転と自転との両回転を行うプラネタ方式で
は、公転軸芯Ｏ5と砥石軸芯（自転軸芯）Ｏ6との平行度
を高精度に保たなければ、ワーク被研削面の平面度を十
分に確保することができない。ちなみにシリンダブロッ
ク等を研削する場合に要求される平面度は、現在では１
／１００mm程度の高精度となっている。

【０００６】ところが公転ドラム１０６は大きな軸受ハ
ウジング１０５内に大径の軸受１０４によって保持され
ているため、研削作業中における公転軸芯Ｏ5と砥石軸
芯０6との平行は得られにくい。言い換えればワーク被
研削面に対する直角度が得られにくい。

【０００７】具体的に説明すると、砥石車１０２はワー
ク上端面に押し付けられるが、公転ドラム１０６は大径
の軸受１０４で支えられているため、インフィード量を
大きく取って押付力を大きくすると、軸受１０４あるい
は軸受ハウジング１０５にたわみが生じ、砥石車１０２
の砥面が傾き、高精度の平面度が得られなくなるのであ
る。これに対処するために現在では、インフィード量を
できるだけ小さくすることにより砥石車１０２の押付圧
を弱くしている。しかし、インフィード量を小さくする
と、作業時間が長くなり、能率の低下を来している。

【０００８】

【発明の目的】本願発明の目的は、ワークの広い平面
を、短時間で、かつ、精度良く平面研削することを目的
としている。

【０００９】

【目的を達成するための手段】前記目的を達成するた
め、本願請求項１記載の立軸型平面研削盤は、本体コラ
ムに昇降可能に軸受ハウジングを支持し、該軸受ハウジ
ングには、下端部に環状砥石車を備えた砥石軸を回転可
能に保持し、砥石車下方には、砥石軸芯と平行な中心線
を中心とする環状軌道装置を設け、該環状軌道装置上に
円テーブルの外周端部を載置して上記中心線回り回転可
能に支持し、円テーブルの回転中心線と砥石軸芯とは一
定の水平距離を隔てて位置し、かつ、円テーブルの回転
中心線は砥石車の外周径と内周径の幅内を通過するよう
に位置していることを特徴としている。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の立
軸型平面研削盤において、環状軌道装置として上開きの
Ｖ型溝を有する環状レールを敷設し、円テーブルの外周
端部の下面には、上記Ｖ型溝に対応するＶ形断面を有す
る環状突起を形成し、該環状突起を上記Ｖ型溝内にスラ
イド自在に載置していることを特徴としている。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の立
軸型平面研削盤において、環状軌道装置としてクロスロ
ーラ軸受を設け、該クロスローラ軸受を介して円テーブ
ルの外周端部を支持していることを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本願請求項１及び２記載の
発明を適用した立軸型平面研削盤の縦断正面図であり、
床面に水平調節自在に設置されたベッド１と、該ベッド
１の左右両側から上方へと突出する門形コラム２と、ベ
ッド１の一側に上方突出状に設置された本体コラム３等
を備えている。

【００１３】本体コラム３の側面には垂直なハウジング
支持用ガイドレール５が設けられ、該ガイドレール５に
は軸受ハウジング６のスライド部６ａが昇降可能に支持
され、適宜の昇降駆動機構により昇降駆動されるように
なっている。軸受ハウジング６には垂直な砥石軸８が軸
受を介して回転自在に保持されており、砥石軸８の上端
部は適宜の減速機構を介して電動モータ９に連動連結
し、砥石軸８の下端部には環状の砥石車１０が取り替え
自在に固定されている。

【００１４】ベッド１の上面には環状の架台１２が設け
られ、該架台１２上には断面がＶ型の溝１４を有する環
状レール１５が、砥石軸芯Ｏ1と平行な中心線Ｏ2を中心
とする円周上に敷設され、該環状レール１５上に円テー
ブル１８が中心線Ｏ2回りに回転可能に載置されてい
る。具体的には、円テーブル１８の外周端部の下面に、
Ｖ型溝１４に対応するＶ型断面を有する環状突起１９が
形成されている。

【００１５】円テーブル１８の回転中心線Ｏ2は当然砥
石軸芯Ｏ1と平行であって、一定の水平距離Ｄ1だけ離れ
ており、しかも、砥石車１０の外周径と内周径の幅内、
すなわち砥石車１０の肉厚Ｔ内を通過するように位置し
ている。また、円テーブル１８の中心線Ｏ2と砥石軸芯
Ｏ1が平行であることにより、円テーブル１８の上面と
砥石軸芯Ｏ1とは直角の位置関係に保たれている。

【００１６】テーブル１８の下面中央部には、従動ギヤ
２０と油圧ジョイント軸２１がテーブル回転中心線Ｏ2
と同芯に設けられており、油圧ジョイント軸２１には筒
形の油圧供給用ロータリージョイント２３が嵌合して、
外部の油圧供給制御装置（図示せず）に接続しており、
上記ロータリージョイント２３、ジョイント軸２１内の
油路及び円テーブル１８内の油路を介して前記環状レー
ル１５に潤滑作動油を供給するようになっている。油圧
ジョイント軸２１の側方の架台１２部分には、軸受ケー
ス２５が固定されており、該軸受ケース２５には駆動軸
２６が回転可能に支持されている。駆動軸２６の上端部
には駆動ギヤ２７が固着されて前記従動ギヤ２０に噛み
合っており、駆動軸２６の下端部はカップリング２８を
介してオイルモータ２９に連結している。。

【００１７】円テーブル１８の上面には、ワーク取付台
３０が適宜のクランプ機構により固定されており、該ワ
ーク取付台３０の上面には、ワークＷを直接支持するた
めに１対のリニアレール３１が敷設されると共に、ワー
クＷを固定するためにクランプ機構３３が設けられてい
る。

【００１８】リニアレール３１は、レール間の幅の中心
線がテーブル回転中心線Ｏ2を通るように配置されてい
る。クランプ機構３３はリニアレール３１の両側に配置
されており、フック形のクランプレバー３５をピン３６
を介して取付台３０に回動自在に支持すると共に、油圧
シリンダ３７のロッドを上記クランプレバー３５に枢着
連結している。すなわち、油圧シリンダ３７を収縮する
ことにより、ワークＷの側面の凹部（たとえば吸，排気
孔）にクランプレバー３５の先端部を係合して、下方へ
と押さえ付け、一方、油圧シリンダ３７を伸長すること
により、クランプレバー３５を上記凹部から外すように
なっている。この油圧シリンダ用の作動油圧は、前記ジ
ョイント軸２１内及び円形テーブル１８内の油路から適
宜の油圧ホースを介して油圧シリンダ３７に供給される
ようになっている。

【００１９】図２は平面図を示しており、円テーブル１
８がワーク交換作業位置で停止している状態を示してい
る。該状態は、円テーブル１８の回転中心線Ｏ2と砥石
軸芯Ｏ1を結ぶ線Ｏ1Ｏ2と直角方向にリニアレール３１
が向いた状態であり、リニアレール３１の長さ方向の両
側（前後側）に、仮想線で示すようにローディング装置
４０とアンローディング装置４１がそれぞれ配置されて
いる。

【００２０】取付台３０には、昇降操作可能なストッパ
ー４３がアンローディング側に配置され、ワークＷのリ
ニアレール幅方向の位置を規制する位置決めガイド４４
が、リニアレール３１の幅方向の両側に適当数配置され
ている。

【００２１】

【作用】図２において、シリンダブロック等の大型ワー
クＷは、ローディング装置４０のコンベア上からプッシ
ャにより矢印Ｆ1方向に押されてリニアレール３１上に
移載され、左右の位置決めガイド４４により左右の位置
決めがなされると共に上方突出状態のストッパー４３に
係止されて前後方向の位置決めがなされる。

【００２２】次に油圧シリンダ３７が収縮することによ
り、クランプレバー３５がワークの適宜凹部に係合する
と共に下方へと押え付け、ワークＷを取付台３０上の所
定の位置に固定する。この固定位置は、円テーブル１８
の回転中心線Ｏ2にワークＷの平面の中心が略一致し、
また、円テーブル１８の回転中心線Ｏ2から最も遠いワ
ーク端縁Ｑまでの距離Ｒ１が、円テーブル１８の回転中
心線Ｏ2から砥石車１０の最も遠い点Ｐ1までの距離Ｒ2
よりも小さくなるように設定されている。

【００２３】クランプ機構３３によりワークＷが固定さ
れると、砥石車１０が回転すると共に下降し、同時に円
テーブル１８は回転中心線Ｏ2回りに回転し、所定のイ
ンフィード量で平面研削する。砥石車１０の回転速度は
たとえば１５００〜２０００rpmであり、一方、円テー
ブル１８の回転速度は６０rpm程度である。

【００２４】研削作業中、前述のようにワークＷの最遠
端縁Ｑが砥石車１０の最遠点Ｐ1より小さく、また、円
テーブル回転中心線Ｏ2が砥石車１０の肉厚Ｔ内に位置
していることにより、円テーブル１８が１回転する間に
は必ずワークの被研削面全体が砥石車１０により研削さ
れることになり、削り残しは発生しない。

【００２５】研削が終了すると、円テーブル１８は図２
の交換位置で停止し、砥石車１０は上昇すると共に、ス
トッパー４３は下降し、プッシャによりリニアレール３
１上からアンローディング装置４１上に加工済みワーク
Ｗを押し出し、続いてストッパー４３を上昇させる共に
ローディング装置４０から次の未加工ワークをリニアレ
ール３１上に供給し、所定の位置にクランプ機構３３で
固定する。

【００２６】

【第２の実施の形態】図３は請求項３記載の発明に適用
される軌道装置の拡大図を示しており、クロスローラ軸
受５１を設けた例である。すなわち、架台１２の上端部
に円筒状の軸受ケース５２を形成して、該軸受ケース５
２の環状段部にクロスローラ軸受５１の内輪を嵌着し、
円テーブル１８の外周端部には下向きのボス部５４を一
体に形成し、該ボス部５４の内周面に外輪を嵌着してい
る。クロスローラ軸受５１は周知の構造であって、内外
輪間に転動自在に配置される転動輪５６が、交互に傾斜
する姿勢で配置されている。すなわち、テーブル回転中
心線Ｏ2に対して上開状に傾斜した回心軸芯Ｃ1を有する
転動輪５６と下開状に傾斜した回転軸芯Ｃ2を有する転
動輪５６とが交互に配置されており、これにより回転中
心の精度が出せると共に、上方からの大きなスラスト荷
重も支えることができるようになっている。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本願発明によると、 （１）砥石車１０は定位置の砥石軸芯Ｏ1回りに自転さ
せ、一方、円テーブル１８は、砥石軸芯Ｏ1と平行な中
心線Ｏ2を回転中心とすると共に該回転中心線Ｏ2を砥石
車１０の外周径と内周径の幅内を通過するように位置さ
せ、かつ、円テーブル１８を環状軌道装置１５により下
からしっかりと支えて、回転中心線Ｏ2回りにワークＷ
を自転させるようにしているので、図６のような大径の
軸受で支持した公転ドラム内に砥石軸を回転自在に支持
する構造に比べて、十分な剛性が得られ、大きなインフ
ィード量でも高精度の平面度が得られる。すなわち、高
精度を維持しながらも作業時間を短縮でき、生産能率が
向上する。

【００２８】（２）請求項２記載の発明のように、環状
軌道装置として、上開きのＶ型溝１４を有する環状レー
ル１５と、Ｖ型溝１４に対応するＶ形断面を有する環状
突起１９を備え、該環状突起１９を上記Ｖ型溝１４内に
スライド自在に載置していると、ワークＷを下から支え
る支持剛性がより確実に高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願請求項１及び２記載の発明を適用した立
軸型平面研削盤の縦断正面図である。

【図２】 図１の立軸型平面研削盤の円テーブルの平面
図である。

【図３】 本願請求項３記載の発明を適用した立軸型平
面研削盤の軌道装置の縦断面図である。

【図４】 従来例による研削方法を示す平面図である。

【図５】 従来例の動力伝達系を示す砥石車の底面図で
ある。

【図６】 従来例の砥石車支持構造を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

８ 砥石軸 １０ 砥石車 １４ Ｖ型溝 １５ 環状レール １８ 円テーブル １９ 環状突起

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体コラムに昇降可能に軸受ハウジング
   を支持し、該軸受ハウジングには、下端部に環状砥石車
   を備えた砥石軸を回転可能に保持し、砥石車下方には、
   砥石軸芯と平行な中心線を中心とする環状軌道装置を設
   け、該環状軌道装置上に円テーブルの外周端部を載置し
   て上記中心線回り回転可能に支持し、円テーブルの回転
   中心線と砥石軸芯とは一定の水平距離を隔てて位置し、
   かつ、円テーブルの回転中心線は砥石車の外周径と内周
   径の幅内を通過するように位置していることを特徴とす
   る立軸型平面研削盤。
2. 【請求項２】 請求項１記載の立軸型平面研削盤におい
   て、環状軌道装置として上開きのＶ型溝を有する環状レ
   ールを敷設し、円テーブルの外周端部の下面には、上記
   Ｖ型溝に対応するＶ形断面を有する環状突起を形成し、
   該環状突起を上記Ｖ型溝内にスライド自在に載置してい
   ることを特徴とする立軸型平面研削盤。
3. 【請求項３】 請求項１記載の立軸型平面研削盤におい
   て、環状軌道装置としてクロスローラ軸受を設け、該ク
   ロスローラ軸受を介して円テーブルの外周端部を支持し
   ていることを特徴とする立軸型平面研削盤。