JPS6347064A - 研削盤の切込み制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は研削盤の砥石車の切込み制御装置の改良に関す
る。

［従来の技術］ 研削盤において、その主軸台に装着したワークピースに
対する砥石車の切込み制御は、切込み方向に前後移動す
るテーブルに設けられた送り操作用のねじ軸、いわゆる
親ねじの正逆回転を繰返して行っている。この場合の砥
石車の切込み終点は、あらかじめ設定した位置に正確に
位置決め調整して固定したストッパに、移動側部材の一
部を当接させて制御していた。すなわち、極めて直接的
な操作でもって、必要な加工精度の確保に注意しながら
同一の親ねじ操作を繰返して行っていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、親ねじの正逆回転の繰返し操作を手動で行う場
合は、単純な繰返し動作となるために、飽きやすい作業
になっていた。また、この繰返し運動が、ワークピース
の加工個数に応じて親ねじのある範囲に集中してしまう
。この集中度が、極端な場合は親ねじの特定範囲だけが
ある程度摩耗して、以後の加工精喰を悪化させることに
もなっていた。

また、あらかじめ設定した位置に固定されたストッパに
、移動側部材の一部を当接させて砥石車切込み終点を決
める操作も、親ねじの回転を駆動力としているため、前
記当接時の圧力負荷も親ねじに直接加わる。その結果、
前記親ねじの特定個所の摩耗を促進する一因となる傾向
があった。

更に、上記親ねじ駆動による移動側部材のストッパへの
当接による直接的な制御では、当接時の親ねじトルクの
値に応じて砥石車の切込み終点に厳密には差異を生じる
恐れがあり、加工精度を低下させる危険を持っている。

本発明は上記のごとき従来の問題点にかんがみて創案し
たもので、砥石台の切込み送りの際の親ねじの正逆回の
転繰り返し操作を不要とし、親ねじの負担を軽減した研
削盤の切込み制御装置の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明は、砥石車を回転自
在に支承した砥石台をワークピースに対して接近離反す
る方向へ往復動するためのねじ軸を設けると共に、砥石
車がワークピースに切込む方向へ前記ねじ軸の付勢と移
動とを行う付勢移動機構を設け、前記ねじ軸の先端部付
近と当接して砥石車の切込み位置を調節する調節部材を
、前記ねじ軸の軸方向に移動調節自在に設【プてなるも
のである。

［作用］ 上記構成により、砥石台往復用のねじ軸は、ねじ軸先端
付近に当接して切込み量を調節する調節部材と共にワー
クピースの加工寸法を決める調節機構を構成する。この
調節機構を繰返して作動させる付勢移動機構を別に設け
ていて、これら両機構の作動によって砥石台の繰返し切
込み動作を行う。その結果、ねじ軸は対象とするワーク
ピースの加工寸法設定時にいったん調整回動を行い、以
後は前記両機構の作動でもって設定した加工寸法にまで
砥石車が切込みを繰返す。

以上のように作動するため、ねじ軸は従来のように正逆
回転を繰返す必要がない。

［実施例］ 以下、本発明に係る研削盤の切込み制御機構の一実施例
を図面によって説明する。第１図は本発明の機構を採り
入れた円筒研削盤の外形正面図、第２図は第１図の要部
、つまり第１図右側付近にある砥石台を正面方向から見
た拡大縦断面図、第３図は同砥石台を側面方向から見た
拡大縦断面図、第４図は上記砥石台の一部に付属する部
分、つまり砥石車切込調節用送り駆動部の縦断面図、第
５図は第４図の送り駆動部を含む送り調整装置の動作説
明用構成図、第６図は第５図の動作条件を変更させた場
合の動作説明構成図、第７図は第５図に示す送り駆動部
の動作条件を変更させる別の機構を示す一部断面を含む
側面図である。

円筒研削盤１は、機台３のテーブル５上に主軸台７を備
え、その側方（第１図右側）に砥石台９が配設されてい
る。砥石台９の内部には砥石車１１をワークピース１３
に対して切込むため、前記砥石車１１を先端部に着脱自
在に装着した砥石軸１５が回転自在に支承配設されてい
る。砥石台９の下部に、砥石車１１をワークピース１３
（第２図参照）に接近離反する方向に砥石台９上部が往
復動可能なように分割部１７が設けられている。

この分割部１７の側縁部にはワークピース１３の軸心に
直角方向に向けて配設された、下向きの溝形断面の凹凸
部嵌合式のガイド１９があり、これで砥石台９上部が前
記方向に正確に往復動をする。

前記ガイド１９に平行して、ガイド１９の側方にねじ軸
２１が配設されている。ねじ軸２１は砥石台９をワーク
ピース１３に対して接近離反する方向へ往復駆動させる
ためのものである。このため、ねじ軸２１にめねじ部材
２３がねじ込まれる。

めねじ軸２３は砥石台９に回転のみ可能に装着されてい
る。

めねじ部材２３は、その外周にウオームギヤ２５が装着
されていて、これに噛み合うウオーム２７を装着した垂
直軸２９が隣接して配設されている。垂直軸２９の上端
はスパイラルギヤ３１（第３図参照）を介して砥石台９
の上面に斜めに突設されている操作ハンドル３３に連結
されている。

上記構成により操作ハンドル３３の回動でスパイラルギ
ヤ３１．垂直軸２９．ウオーム２７．ウオームギヤ２５
等を介してめねじ部材２３が回転する。しかし後述する
ように、ねじ軸２１は機台３にキー止めされていて回転
できないことから、めねじ部材２３側が軸方向に移動す
る。づまり砥石台９がワークピース１３に対して接近ま
たは離反する。

なお、めねじ部材２３の一側端には、めねじ部材２３と
ねじ軸２１の間のバックラッシュを抑止するため、コイ
ルスプリング３５がめねじ付きスリーブ３７．スラスト
ベアリング３９．４１を介して圧縮状態に介装されてい
る。この場合、ねじ軸２１を第３図で左側に常時押圧し
てめねじ部材２３に接触させている。

ねじ軸２１の後端４３（第３図左側）の軸心延長線上に
は、ねじ軸２１を介して砥石車１１をワークピース１３
に対し切込むべく、ねじ軸２１を同方向に付勢し、移動
とを行う付勢移動機構４５が配設されている。付勢移動
機構４５には、ねじ軸２１の後端４３に連結され、ボー
ルジヨイントの球体４７を包囲した部材を含む段突き断
面のスライドスリーブ４９が設けてあり、前記ボールジ
ヨイントの球体４７の中心のまわりを揺動自在なコネク
ティングロッド５１が後部（第３図の左方）に向って設
けである。

該コネクチングロッド５１の後部の円筒部には、スピン
ドル５５が中心に固着してあり、該スピンドル５５とコ
ネクティングロッドの間を摺動移動自在な小スリーブ５
３が設けである。更に、小スリーブ５３とコネクティン
グロッド５１の円筒部の底との間に、コイルスプリング
５７が圧縮して嵌装されている。

また前記小スリーブ５３には、コネクティングロッド５
１の後端下部に設けた長孔５つを貫通したクランクビン
６１が連結されており、クランクビン６１の作動によっ
て軸方向に摺動移動自在である。上記クランクビン６１
は、クランクアーム６３に連結してあり、クランクアー
ム６３を回転駆動するクランク軸６５がギヤートモ−タ
ロ７によって回転駆動されるようになっている。

前記したねじ軸２１のめねじ部材２３と対応するおねじ
部６９の前端（第３図の右端）には、円柱状のストッパ
７１が設けられている。このストツバ７１は、回り止め
キー７３を備えた受部材７５にまで延びて支承されてお
り、該受部材７５は、機台３の一部に固定ねじ７７によ
って固着されている。

上記のように構成されているので、ギヤートモ−タロ７
を設定角度だけ、例えば砥石台９前進側に半回転させる
と、クランク軸６５、クランクアーム６３、クランクビ
ン６１を介して小スリーブ５３がクランクビン６１の回
動軌跡に従って揺動しながら左右動する。これでコネク
ティングロッド５１は球体４７を中心とした揺動運動、
つまりコネクティングロッド的な動きをして回転運動が
直線運動に変換される。

以上の結果、小スリーブ５３が第３図右側に移動すると
、コイルスプリング５７を介してコネクティングロッド
５１を同方向に移動させる。次いで、球体４７、スライ
ドスリーブ４９を介してねじ軸２１を同方向に移動させ
る。このとき、スライドスリーブ４９がねじ軸２１の後
端４３を軸心に正しく保持する機能を持つため球体４７
に斜め８一 方向の力が作用しても、ねじ軸２１の後＠４３が軸心か
らずれることはない。そして砥石台９が、砥石車１１の
ワークピース１３への切込み方向に所定量の前進をする
。

ギヤートモ−タロ７を前記とは逆方向に例えば半回転回
動させると、クランクアーム６３はクランクビン６１を
介して小スリーブ５３を逆方向に移動させる。続いてコ
ネクティングロッド５１からねじ軸２１間の前記各部材
が逆方向に移動してねじ軸２１を後退側（第３図左側）
に引き戻す。

これに伴って砥石台９がワークピースから離反して後退
する。

前記しためねじ部材２３と螺合するねじ軸２１の前方（
第３図の右方）のおねじ部６９の先端は円柱状の前記ス
トッパ７１になっていて、このストッパ７１は機台３の
一部に固定ねじ７７で固定された受部材７５の中心孔を
貫いて左右に移動位置決め自在に支承されている。

また受部材７５に設けたキー溝に摺動自在に係合するキ
ー７３が設けてあって、ストッパ７１は回転を阻止され
左右にだけ捕動移動自在となっている・　　　　　　　
　　　） ねじ軸２１の先端（第３図右側の端部）には、軸心延長
線上に、この先端部付近と当接（本実施例ではストッパ
７１が当接）して、砥石車１１の切込み位置を調節する
調節部材７９が設（プられている。調節部材７９は、第
４図〜第７図にもとづいて後述する送り調整装置の送り
動作に伴ってねじ軸２１の軸方向の移動調節を行うよう
に配設されている。

調節部材７９は、砥石台９の分割部１７に対向して設け
られた固定側部材の取付孔８１に装着されている。そし
て第３図に示すように、外周側から中心に向って同心円
的に重なっている装着用ブラケット８３、フィードスリ
ーブ８５、センサーガイド８７、位置検出センサー８９
等で構成されている。位置検出センサー８９は、ここで
は静電容量式非接触検出形のものを用いた。

フィードスリーブ８５はねじ軸２１に遠い端部付近にお
ねじ部９１を持ち、この部分にめねじ付きボスを持つサ
イクリックハンドル９３がねじ込まれる。サイクリック
ハンドル９３のボス外周にもおねじ部９５が備えられ、
装着用ブラケット８３の外側端内周付近のめねじ部にね
じ込み装着されている。サイクリックハンドル９３の外
周側面付近にビン９７がハンドル軸心に平行した方向に
突設されている。このビン９７にコネクティングロッド
９９の一端が連結され、コネクティングロッド９９の細
端は第４図に示す送り調整装置１０１の片側の後記する
駆動回転部材に連結されている。

従って、サイクリックハンドル９３が送り調整装置１０
１の駆動回転部材側の調整に伴って設定された回動運動
に従って回動り゛ると、サイクリックハンドル９３のボ
ス外周のおねじ部９５により軸方向に移動する。例えば
サイクリックハンドル９３に、ワークピース１３の研削
条件等に応じて設定した角速度と角度の回動操作を行う
。この回動角速度と回動角度は最適研削条件の砥石車１
１の切込み速度、切込み缶、及びサイクリックハンドル
９３のおねじ９５のピッチを考慮して決めるものである
。

前記操作の前にあらかじめフィードスリーブ８５とセン
サーガイド８７を次のように調整しておく。すなわち、
サイクリックハンドル９３の回動開始点を決め、その点
を保持した状態で装着用ブラケット８３からフィードス
リーブ８５を予定切込み量以上若干余分に突出させる。

この状態になるようにフィードスリーブ８５のおねじ部
９１をねじ軸２１側に近寄る方向にサイクリックハンド
ル９３のめねじにねじ込む。

次にねじ軸２１の先端のストッパ７１がフィードスリー
ブ８５に当接してから、切込み深さ相当量だけフィード
スリーブ８５を押圧し外側方向（第３図右側方向）に軸
方向移動させたとき、位置検出センサー８つが作動する
ように調整する。

つまり、研削終了点を検出するように図外のセンサーガ
イド位置調整ねじてセンサーガイド８７を介して位置検
出センサー８９の位置調整を正確に行う。つづいて、こ
の条件のねじ軸２１の位置のままで、前記イ」勢移動機
構４５のクランクビン６１を最もねじ軸２１側に移動さ
せた状態（第３図に示された状Ｍ）で砥石台９の位置決
めを行う。

上記砥石台９の位置決めは、ねじ軸２１にねじ込まれて
いるめねじ部材２３を操作ハンドル３３で回動操作して
相対移動させて行う。そしてこの位置はワークピース１
３の研削予定点の仕上寸法の直径に正確に一致する砥石
車１１の停止点に相当する。

以上のように調整することで砥石車１１は次のように動
作する。すなわち、研削前は付勢移動機構４５のクラン
ク軸６５をあらかじめ第３図左側に半回転させて、前記
のようにねじ軸２１をめねじ部材２３、砥石台９と共に
第３図左側に寄せ、いわゆる早戻し動作をさせてお（。

この状態でワークピース１３を装着又は交換し、研削準
備に入る。クランク軸６５を半回転させると、第３図の
状態、つまりねじ軸２１がめねじ部材２３、砥石台９と
共に図面右側方向に移動する。いわゆる早送り動作を行
い、砥石車１１がワークピース１３に接触する寸前、す
なわち研削開始直前の状態となる。

この状態でねじ軸２１の先端のストッパ７１はフィード
スリーブ８５に当接する。このときからサイクリックハ
ンドル９３の前記設定された角速度、角度の回動運動が
始まる。それに対応してフィードスリーブ８５が第３図
右側に移動し、フィードスリーブ８５の前記装着用ブラ
ケット８３からねじ軸２１側に突出した部分が後退する
。これに応じて付勢移動機構４５のコイルスプリング５
７で押圧されたねじ軸２１が第３図右側に移動し、これ
と共にめねじ部材２３、すなわち砥石台９が移動して、
前記設定された切込み速度と切込み深さの研削を砥石車
１１が行う。そして位置検出センサー８９とストッパ７
１の端面の距離が設定値になると位置検出センサー８９
が作動して研削終了信号を出し、図外の制御回路を介し
てギヤートモ−タロ７を回動さぜ、前記早戻し動作を行
う。

なお、第３図においては砥石台９の右側方に示した心押
台１０３にはドレッシング装置（図示省略）が装着可能
である。

次に第４図〜第７図にもとづいて、前記したねじ軸２１
の先端のストッパ７１がフィードスリーブ８５に向って
突き当ってからの切込み動作を設定するための送り調整
装置１０１について述べる。

送り調整装置１０１は送り動作用ねじ部材と、この送り
動作のための駆動回転部材と、これら両者間を連結する
リンク機構等からなっており、かつ後者の回転量に対応
する前者の送り動作運動量を変更自在に構成している。

本実施例の場合、前記ねじ軸２１の軸方向移動による砥
石車１１の切込み動作を、ねじ軸先端のストッパ７１を
介して間接的に行う前記調節部材７９の中のサイクリッ
クハンドル９３が上記送り動作用ねじ部材に相当する。

そして、他方の送り動作のための駆動回転部材は第４図
に示す回動アーム１０５がこれに相当する。回動アーム
１０５は、揺動アーム１０６の先端部側にベアリング１
０７．１０９を介して水平軸１１１で回動自在に支承さ
れ、第４図で下端側にセクターギヤ１１３を、上端付近
側方にビン１１５を備えている。上記揺動アーム１０６
の基部側は、第４図に示されるように、固定部材側に固
定された中空支持軸１０８に回動可能に嵌合支持されて
いる。

サイクリックハンドル９３の外周付近のビン９７と回動
アーム１０５のビン１１５とはコネクティングロッド９
９で連結されている。これでサイクリックハンドル９３
の回動中心、ビン９７、コネクティングロッド９９、ビ
ン１１５、回動アーム１０５の水平軸１１１とがリンク
機構を構成している。

そしてサイクリックハンドル９３の回動中心とビン９７
を結ぶ符号Ａの線分の長さを回動アーム１０５の水平軸
１１１中心とビン１１５を結ぶ符号Ｂの線分の長さより
もやや長くしている。

サイクリックハンドル９３の回動中心と回動アーム水平
軸１１１中心とを結ぶ符号Ｃの直線に対して前記線分Ａ
１線分Ｂが共に直角となるようにコネクティングロッド
９９の長さを決めてその状態に保持した構成を第５図に
示す。そして第５図の状態から回動アーム１０５を反時
計回り方向に回動させて線分Ｂがコネクティングロッド
とほぼ一直線になった状態を第６図に示している。

第５図の状態では回動アーム１０５のこの姿勢の付近の
小角度範囲の回動は前記線分Ａ１線分Ｂの長さ比に比例
した角度範囲の最大量、最大角速度の回動としてサイク
リックハンドル９３に伝達される。次に第６図の状態で
は回動アーム１０５の前記と同一の小角度範囲の回動は
非常に減衰されてサイクリックハンドル９３にほぼ最小
量、最低角速庇の回動として伝達されることになる。こ
れは回動アーム１０５側のビン１１５の位置が中心から
見て直線Ｃに対し第５図では約９０度、第６図では約１
０度であり、ビン１１５の同一角度の回動に伴う直線Ｃ
に平行した移動距離が前者で最大、後者ではほぼ最小と
なるからである。

前記第５図と第６図の各条件間の移動距離の減衰率はサ
インカーブに沿ったものであり、両者の中間位置ではそ
れぞれに応じた中間の減衰率となる。このように回動ア
ーム１０５側のビン１１５の配置角度を調整することで
、回動アーム１０５側の回転量に対応覆るサイクリック
ハンドル９３側の送り動作運動量を変更自在に調整でき
る。

上記回動アーム１０５のビン１１５の配置角度の調整と
、回動アームの送り動作のための駆動回転とはいずれも
セクターギヤ１１３を駆動して行う。このためセクター
ギヤ１１３に噛み合うピニオンギヤ１１７付き駆動軸１
１９が、第４図に示されるように、前記中空支持軸１０
８内に水平に回転自在に配設されている。駆動軸１１９
の他端（１４図左側）には手動操作ハンドル１２１．７
）’ｉ′装着されており、その内側寄りに動力駆動用の
Ｖシーブ１２３が設けられている。駆動軸１１９の下方
に小径Ｖシーブ１２５を装着したモータ１２７が配設さ
れていて、図外のＶベルトがＶシーブ１２３．１２５間
に張設される。これらの手動操作ハンドル１２１か、モ
ータ１２７のいずれを用いてもセクターギヤ１１３を駆
動できる。しかし通常は前者でビン１１５の配置角度の
調整をし、この配置角度位置付近において送り動作用駆
動回動を行う。

以上により送り調整装置１０１は砥石車１１の切込み速
度と切込み深さの両者を広範囲に自在に調整できる。す
なわち、回動アーム１０５のビン１１５の配置角度を第
５図で水平線に対し９０度から１０度付近の間のある角
度にセットすると、砥石車１１の切込み速度が最大から
最小までの任意の値に設定できる。そしてビン１１５の
配置角度をセットした付近で所定の角度範囲の回動を行
うと、これにもとづいた切込み深さだけ砥石車１１が切
込みを行う。

上記回動アーム１０５のビン１１５の配置角度の調整と
駆動回動とを、第７図に示すごとき機構で行うことがよ
り望ましい。ずなわち揺動アーム１０６の下側に下部ア
ーム１２９を延設し、固定部材側に回動自在にめねじ付
きガイド１３１を設ける。めねじ付きガイド１３１内に
ねじ軸１３３をねじ込み嵌装し、ねじ軸１３３の先端と
前記下部アーム１２９とをコネクティングロッド１３５
で連結する。そしてめねじ付きガイド１３１を先　１９
一 端に装着したノブ１３７で回動調整してビン１１５の配
置角度の調整を行う。このような調整においては、前記
サイクリックハンドル９３の軸心と水平軸１１１の軸心
との軸間距離が変化する。したがって、例えば第５図に
示すごとき状態において、水平軸１１１がサイクリック
ハンドル９３から離反する態様となり、回動アーム１０
５は次第に反時計回り方向に傾斜される態様となる。よ
って前述と同様の効果を奏し得るものである。

以上に述べたように本実施例の研削盤は、砥石台９の移
動用ねじ軸２１と共に前記構成のねじ軸用付勢移動機構
４５および砥石車１１切込み位置調節部材７９を備えて
いることで、ねじ軸２１か、めねじ部材２３の繰返し回
動操作が不要となる。

すなわち、調節部材７９と本実施例の場合これに連結し
た前記送り調整装置１０１、めねじ部材２３、付勢移動
機構４５の各部を前述のようにいったん正確に設定、調
整すればよい。これら各部の設定、調整で付勢移動機構
４５が砥石台９の早送り早戻し動作を行い、調節部材７
９と連動した送り調整装置１０１の作用で砥石車１１の
所望の切込み速度での所定の切込深さの研削が正確に繰
返して行われる。

上記のように作動するため、本実施例の装置は同一のワ
ークピースの加工の繰返しに対して、従来のように砥石
台９の前進後退をねじ軸の正逆回転で行う必要がない。

従ってねじ軸の特定範囲への負担がなく、ねじ軸精度を
長期間高精度に維持できる。しかも研削終了段階でもコ
イルスプリングによるねじ軸の抑圧移動と停止が行われ
るため、停止位置精度がよい。すなわち極めて均一な研
削加工が継続できる。

本実施例の研削盤の切込み制御機構は上記一実施例に限
定されず、種々の変形と応用が可能である。例えばねじ
軸の付勢と移動を行う付勢移動機構のギャードモータを
トルクアクチュエータに変更、あるいは前段のクランク
機構も含めての部分を油圧シリンダ等の流体圧駆動ｍ構
にすることも容易にできる。また、切込み位置調節用の
調節部材も前記以外の種々の機構とすることができる。

更に前記外径研削を主とした円筒研削盤以外に内面研削
盤にも容易に適用できる。

［効果］ 以上の説明で明らかなように本発明による研削盤の切込
み制御１１機構によれば、従来の装置で問題となってい
た親ねじ軸の繰返し正逆回転が不要となり、このねじ軸
の局部的な負担を軽減し、親ねじの局部的摩耗等を防止
して、研削盤の加工精度を長期間高度に維持できる。更
にこの親ねじの繰返し正逆回転を必要としないため、研
削盤の加工操作自体非常に合理化され、短縮された加工
時間で高精度加工が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機構を適用した円筒研削盤の外形正面
図、第２図はその要部の正面の縦断面図、第３図は第２
図の側面の縦断面図、第４図は第２図の別の部分の縦断
面図、第５図、第６図は本発明の研削盤の実施例に付属
させた装置の動作説明構成図、第７図は前記付属装置の
別の実施例の縦断面図である。 主要な図面符号の説明 ９・・・砥石台　　　　　１１・・・砥石車１３・・・
ワークピース　２１・・・ねじ軸４５・・・付勢移動機
構　７５・・・受部材７９・・・調節部材 代理人　弁理士　三　好　保　男 馳

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 砥石車を回転自在に支承した砥石台をワークピースに対
   して接近離反する方向へ往復動するためのねじ軸を設け
   ると共に、砥石車がワークピースに切込む方向へ前記ね
   じ軸の付勢と移動とを行う付勢移動機構を設け、前記ね
   じ軸の先端部付近と当接して砥石車の切込み位置を調節
   する調節部材を、前記ねじ軸の軸方向に移動調節自在に
   設けてなることを特徴とする研削盤の切込み制御装置。