JPS59107808A - 工作機械用ワ−クヘツド - 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】 発明の分野 本発明は、工作機械に関し、特に、磁気式１作物駆動体
を備えた工作機械用ワークヘッドに関するＯ 発明の背景 例えば１９５７年１１月５日に発行された米国特許第２
．８１２．１８５号には、研削加工中工作物を保持する
ための磁気式駆動組立体を備えた心なし研削盤が開示さ
れている。この研削盤は、減摩軸受によってハウジング
内に回転自在に装着され、ハウジングの外部に突出した
片持式の端部を有す□□す るスピンドルを備えており、その片持端に工作物に係合
する磁気式駆動組立体が取付けられている。

この駆動組立体は、該組立体内に設けられた環状磁石と
１対の磁極片によって磁束を供給される、相互に嵌合す
る面部片を有しており、該磁石および磁極片は、研削終
了後工作物を取外し易くするために工作物から磁束を除
去するように軸方向に移動させることができるようにな
されている。

近年では、回転スピンドルの片持端を囲繞して固定ハウ
ジングに取付けた環状の電磁コイルを有する電磁式駆動
体が使用されている。工作物に係合する駆動体は、スピ
ンドルの端部に付設され、それと共に回転する。米国特
許第２，８１２，１８５号の研削盤の場合と同様に、コ
イルおよび駆動体は、スピンドルの軸受の外側で、かつ
、ハダジングの外部に配置される。このように、磁石ま
たは電磁コイルがスピンドル軸受の外側で、かつ、ハウ
ジングの外部に配置されている研削盤の場合、幾つかの
欠点がある。即ち、そのような構成ではスピンドルの軸
受と工作物駆動体の間に磁石または電磁石およびそれに
関連した連結部材が介設されるので、工作物駆動体と軸
受との間の距離が長くなり、従ッテ、軸受自体の欠陥お
よびそれらの心合のずれによる工作物駆動体の望ましく
ない変位（ぶれ）が増幅される。もちろん、駆動体の変
位は、研削中玉作物の変位をもたらす。また、研削盤の
サイズおよび製造コストも、軸受と工作物駆動体との間
に磁石または電磁石を介設せる結果として増大する。

発明の概要 本発明の目的は、従来技術の上記欠点を克服する磁気式
１作物駆動体を備えた工作機械用、特に研削盤用ワーク
ヘッドを提供することである。

本発明の他の目的は、固定の機械ハウジング内でスピン
ドルを回転自在に支持する１対の減摩軸受の間に磁石手
段を配設し、該ハウジング内の磁石手段と、該ハウジン
グの外部でスピンドルの先端に設けられた工作物駆動体
との間に磁束径路を設定するだめの手段を設けた工作機
械用ワークヘッドを提供することである。

本発明の更に他の目的は、上記減摩軸受が摩耗屑を吸着
するのを防止するとともに、該軸受の構成要素を腐蝕す
るおそれがある電流が流れるのを防止するために該軸受
から磁束を隔離する非磁性遮蔽部材を設けた上記型式の
工作機械用ワークヘッドを提供することである〇 本発明の更に他の目的は、上記遮蔽部材が機械ハウジン
グの外部の工作物駆動体への磁束径路を妨害することが
ないようにした上記型式の工作機械用ワークヘッドを提
供することである。

略述すれば、本発明の工作機械用ワークヘッドは、ハウ
ジングと、スピンドルの軸線方向に間隔を置いて配置さ
れた軸受によって前記ハウジング内に回転自在に装着さ
れ、該ハウジングの外部に工作物に係合するための駆動
端を有するスピンドルと、スピンドルを回転させるため
の手段と、前記軸受の間で前記スピンドルを好ましくは
同軸的に囲繞して前記ハウジング内に配設されており、
工作物との間に該スピンドルおよびハウジングの外部に
あるスピンドルの駆動端を通して流れる磁束を創生ずる
磁石手段と、工作物を磁束力によってスピンドルの駆動
端面に保持させるために工作物から前記ハウジングを通
して磁石手段へ至る磁束ループを完成するための磁束径
路構成手段とから成る。前記軸受を通して磁束が分路す
るのを防止するとともに、該軸受が摩耗屑を吸着するｍ
％し、かつ、該軸受の玉やレースのような構成要素を腐
蝕するおそれがある電流が流れるのを防止するために該
軸受を磁気的に隔離する非磁性遮蔽部材を設けることが
好ましい。

好ましい実施例では、前記磁石手段は、１対の減摩軸受
の間にそれらの同軸的に配置され、スピンドルを囲繞す
る電磁コイルで構成する。前記磁束径路構成手段は、心
なし研削中玉作物に接触しその外径を適正に位置づけす
る１個または複数個の支承シューと、該支承シューを支
持し、前記ハウジングに接触する１個または複数個の支
持部材を含む構成とすることが好ましい。前記遮蔽部材
は、対応する減摩軸受を機械ハウジングから隔離する軸
方向のスリーブ部分と、該軸受を前記コイルから隔離す
る半径方向の７ランジを有する非磁性の遮蔽部材である
ことが好ましい。

実施例の説明 添付図は、米国プライアント・グラインダ・コーポレー
ション社製のセンタライン（登録ｉ［ｉ名）Ｂ型内面研
削盤のような心なし研削盤に使用するだめのものとして
本発明に従ってｍ＠ｔ、たワーク等の他の構成要素と共
に使用される。もちろん、本発明は、この特定種類の研
削盤に限定されるものではなく、機械加工中工作物を回
転させるようにした任意の工作機械に適用することがで
きる０ワークヘツド１０は、ボルト１４（１つだけが図
示されている）によって結合された第１ハウジング部分
１２ａと第２ハウジング部分１２ｂとから成るハウジン
グ１２を有する。ハウジング１２は、機台（図示せず）
上に取付けられたベースプレート１６上に支持する。ハ
ウジング１２内には第１および第２減摩（こう）軸受２
０．２２によって中空スピンドル１８を回転自在に支持
する。

通常、工作物の内径を監視するために中空スピンドル１
８内にゲージヘッドまたはトランスジューサ（図示せず
）を摺動自在に装着する。以下に詳述するように、減摩
軸受２０．２２は、それぞれ非−年性の遮蔽部材３０．
３２によってハウジング１２内に支持する。軸受２０の
外レース２０ａおよび内レース２０ｂは、それぞれねじ
付錠止カラー３４．３６によって保持する。同様にして
、軸受２２の外レース２２ｍおよび内レース２２ｂは、
それぞれカラー３８およびスピンドルの半径方向７ラン
ジ１８ｍによって保持する。内レース２０ｍと２２ｍと
の間に低炭素鋼のような透磁性材料でできた筒状スペー
サ部材４０を介設し、スピンドル１８の外周に嵌着させ
る。

図から分るように、ハウジング部分１２ａと１２ｂは、
軸受２０と２２の間に環状室４２を画定する。この環状
室４２内に絶縁層５４によって互いに分離させたコイル
５０と断面Ｕ字形の中空鉄部材またはその他の透磁性環
状部材５２を配設する。コイル５０は、周知の態様で適
当なりＣ電源（図示せず）に接続する。

スピンドル１８には、ボルト６０（ｉつだけが図示され
ている）などにより駆動端１８ｂを取付ける。駆動端１
８ｂは、環状の端面を有する円筒形部分ｊ８ｄと、それ
に連接する切頭円錐形部分１８ｃとを有している。研削
工程中玉作物Ｗは、後述するように磁束力によって円筒
形部分１８ｄの端面に吸着され回転駆動される。切頭円
錐形部４）１８ｃけ、工作物をｇψ着駆動するための磁
束を隼中化させるために円筒部分１８ｄの方に向って漸
次肉厚が薄くなるように構成されている。

ペースプレート１６上に、ハウジング部分１２ｂの環状
７ランジ１２ｃと嵌合しそれを被って摺動するＪ：うに
なされた軸方向の環状７ランジ７０ａと、スピンドル１
８の駆動端１８ｂをハウジング１２ｂの外部・＼突出さ
せる中央間ロア０ｂを有する工具支持プレート７０を支
持する。支持プレート７０には、ボルトまたはねじなど
の適当な手段によって結合した第１アダプタプレート８
０および第２アダプタプレート即ち工作物装填プレート
９０を担持させる。プレート８０および９０は、いずれ
も、スピンドル１８の駆動端１８ｄを挿通する中央開口
８０ａ、９０ａを有している。装填プレート９０には、
円筒形部分１８ｄをそれと密嵌合するようにして貫通さ
せる中央開口を有する非磁性の遮蔽部材９２と１周知の
ように研削工程中玉作物Ｗを適正に位置づけするために
工作物の外周に係合する支承シュー９４を担持させる。

支持フレート７０およびアダプタプレート８０゜９０お
よびシュー９４は、スピンドルの駆動端１８ｂに近接し
てワークヘッドに付設する工作物装填／取出し機構の一
部とすることもできる。従って、ここでいう「ワークヘ
ッド」とは、ワークヘッド本体だけを意味する場合もあ
り、工作物装填／取外し機構およびその他の付属機器を
含めたワークヘッドを意味する。

研削工程中駆動ベルト９６に連結した電気モータなど（
図示せず）の適当な手段によってスピンドル１８の端部
１８ｓを回転させる。

作動において、コイル５０を付勢すると、環状鉄部材５
２は、図示のようにＮ極性とＳ極性を有する磁石となる
。即ち１図に符号Ｎ％Ｓで示されるように、環状鉄部材
５２の内側スリーブ５２ｍは、Ｎ極性を帯び、同様にス
ペーサ４ｏ５スピンドル１８および駆動端１８ｂもＮ極
性を帯びる。

鉄部材５２の外側スリーブ５２ｂは、Ｓ極性を帯び、同
様にハウジング部分１２ｂ、支持プレート７０、アダプ
タプレート８０．装填プレート９０および支承シュー９
４もＳ極性をとる。その結果として、矢印で示されるよ
うにワークヘッドを通して流れる磁束が創生され、スピ
ンドルの回転中工作物Ｗをスピンドルの駆動端１８ｂの
端面に吸着して保持する。詳述すれば、スピンドル１日
およびその駆動端１８ｂは、電磁手段５０．５２と工作
物Ｗとの間の磁束案内路の一部を構成する。

そして、磁束案内路の残りの部分は、電磁手段５０．５
２と工作物の閥のシュー９４、プレート７０．８０．９
０によって構成される。

磁束は、環状鉄部材５２の内側スリーブ５２ａとスペー
サ４０との間の僅かな間隙９８を渡らなりればならない
が、この間隙は、磁束がその間隙通過によってほとんど
減衰されることがないように十分に小さくしである。同
様に、磁束は、ハウジング部分１２ｂの７ランジ１２ｅ
と支持プレート７０の７ランジ７０ａとの間の僅かな間
隙を渡るが、別法として、磁束が支持プレー）７０から
ベースプレート１６を通ってハウジング部分１２ｂへ流
れるように構成してもよい〇 減摩軸受２０．２２が摩耗屑を吸着するのを防止し、磁
束の作用により電流が生じるのを防止するために、軸受
２ｏ、２２に隣接してそれぞれ非磁性の遮蔽部材３ｏ、
３２を設ける。これらの遮蔽部材は、磁束が軸受２０，
２２を通って分路するのを防止する役割をも果す。各遮
蔽部材３Ｏ。

３２は、軸受２０．２２とそれぞれ対応するハウジング
部分１２ｍ、１２ｂとの間に位置する軸方向＋７）Ｘリ
ープ部分３０ｍ、３２ｍと、軸受２０゜２２と電磁手段
５ｏ、５２との間に位置する半径方向の７ランジ３０ｂ
、３２ｂを有する。遮蔽部材３０は、カラー３４によっ
て保持し、遮蔽部材５２は、その半径方向の７ランジ３
２ｃをボルトｔｏｏ（ｔつだけが示されている）によっ
てハウジング部分１２ｂにボルト止めすることにより保
持する。軸受２２の外レース２２ｂは、カラー３８によ
って遮蔽部材３２内に保持させる。通常遮蔽部材３０．
３２は、非磁性のステンレス鋼で形成する０遮蔽作用を
更に高めるために断面Ｕ字形の環状鉄部材５２の軸受２
２に隣接した開口部を非磁性遮蔽部材１０２によって遮
蔽する。

スピンドルの駆動端１８ｂ（特に円筒形部分１８ｄ）と
支承シュー９４との間での磁束の分路を防止するために
、それらの間に周知の態様で環状の遮蔽部材９２を介設
する。

当業者には明らかなように、工作物ＷからコイＡ１５０
への戻り磁束径路は、装填／取外し機構の支持プレート
７０、第１および第２アダプタプレート８０．９０およ
びシュー９４の代りに別途の案内部材（図示せず）を用
いることによりハウジング部分１２ｂを経由して設定す
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

添付図は、本発明のワークヘッドの縦断面図である。 １０；ワークヘッド １２：ハウジング １８ニスピンドル １８ｂ＝駆動端 ２０％２２；軸受 ３０．３２：遮蔽部拐 ５０！ＩＬＩＬ磁コイ〜 ５２：透磁性環状部材 ９４Ｘ支承シュー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）工作物を回転させるための工作機械用ワークヘッド
   において、 ハウジングと、スピンドルの軸線方向に間隔を置いて配
   置された軸受によって前記ハウジング内に回転自在に装
   着され、該ハウジングの外部に工作物に係合するための
   駆動端を有するスピンドルと、前記軸受の閾で前記スピ
   ンドルを囲繞して前記ハウジング内に配設されており、
   工作物との間に該スピンドルおよびその駆動端を通して
   流れる磁束を創生ずる磁石手段と、前記工作物から前記
   ハウジングを通して前記磁石手段へ至る磁束径路を完成
   するための磁束径路構成手段と、工作物を磁束力によっ
   て前記駆動端に保持させた状態で前記スピンドルを回転
   させるための手段とから成るワークヘッド。 ２）前記軸受を磁気的に隔離するために該軸受と前記磁
   石手段の間に非磁性の遮蔽部材が介設されている特許請
   求の範囲第１項記載のワークヘッド。 ３ン　前記磁束径路構成手段は、前記駆動端に保持され
   る工作物に係合するための保合手段を含み、該係合手段
   は、該保合手段と前記ハウジングとの間に磁束を流すこ
   とができるように該ハウジングに接続されている特許請
   求の範囲第１項記載のワークヘッド。 ４）工作物を回転させるための研削盤用ワークヘッドに
   おいて、 ハウジングと、スピンドルの軸線方向に間隔を置いて配
   置された１対の軸受によって前記ハウジング内に回転自
   在に装着され、該ハウジングの外部に工作物に係合する
   ための駆動端を有するスピンドルと、前記１対の軸受の
   間で前記スピンドルを同軸的に囲繞して前記ハウジング
   内に配設されており、工作物との間に該スピンドルおよ
   びその駆動端を通して流れる磁束を創生ずる電磁石手段
   と、前記工作物から前記ハウジングを通して前記電磁石
   手段へ至る磁束径路を完成するように該ハウジングに接
   続されており、研削加工中工作物に係合するシューと、
   工作物を磁束力によって前記駆動端に保持させた状態で
   前記スピンドルを回転させるための手段とから成るワー
   クヘッド。 ５）各々、対応する前記軸受と前記ハウジングの間に位
   置する軸方向のスリーブ部分と、該軸受と前記電磁手段
   との間に位置する牛後方向の７ランジとを有する１対の
   非磁性の遮蔽部材が設けられている特許請求の範囲第４
   項記載のワークヘッド。 ６ノ　前記電磁手段は、前記スピンドルを囲繞する透磁
   性の中空環状部材と、該環状部材内に配設され、電源に
   接続されたコイルとから成る特許請求の範囲第４項記載
   のワークヘッド。 ７）前記スピンドルの前記駆動端は、切頭円錐形部分と
   、工作物に係合するための環状の端面を有する円筒形部
   分とを備えており、該切頭円錐形部分は、該円筒形部分
   および端面に磁束を集中させるように円筒形部分の方に
   向って漸次肉厚を薄くされている特許請求の範囲第４項
   記載のワークへ