JP2006123132A - センタレス研削盤 - Google Patents

Abstract

【課題】 横幅寸法が小さく、特に小さな設置スペースで使用するのに適し、各種生産ラインの簡素化・省スペース化の要請に応えることができるセンタレス研削盤を提供する。
【解決手段】 砥石車用ドレッシング装置４が、砥石車１の上方位置において斜め下向き状態で配置されており、従来のセンタレス研削盤の横幅寸法に最も影響を与えていた砥石車用ドレッシング装置４のための占領スペースを砥石車１の側方に確保する必要がない。これにより、センタレス研削盤の横幅寸法を大幅に減小させて、小さな設置スペースに設置可能で、各種生産ラインの簡素化・省スペース化の要請に応えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明はセンタレス研削盤に関し、さらに詳細には、特に小さな設置スペースにおいて使用するのに適したセンタレス研削盤に関する。

センタレス研削盤は、図３に示すように、工作物（以下、ワークと称する。）Ｗを調整車ａとブレードｂにより回転支持しながら、回転駆動する砥石車ｃによりワークＷの外周面を研削するものであり、ワークＷを挟んでその両側に、調整車ａと砥石車ｃが対向して配置される構成とされている（例えば、特許文献１参照）。

また、これら調整車ａと砥石車ｃには、その砥石面をドレッシングするドレッシング装置ｄ、ｅがそれぞれ設けられ、これら両ドレッシング装置ｄ、ｅは、図３において調整車ａと砥石車ｃの左右両側に配置されている。

ところで、このようなセンタレス研削盤の構成は、対象となるワークＷの形状寸法の大小に関わらず、またワークＷに対する研削力の大小に関わらず、すべての種類のセンタレス研削盤に採用されているところ、このような配置構造においては、センタレス研削盤の横幅寸法Ｌが大きくて、比較的大きな設置スペースを必要としていた。
特開２００４−１１４１７９号公報

しかしながら、近時、各種生産ラインの簡素化・省スペース化の要請から、生産ラインを構成する工作機械等の機械装置の小型簡素化が要望されることがあり、センタレス研削盤においても、この要請から、特に生産ラインの長さに影響を与える横幅寸法の縮小化が要請されることがあった。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、横幅寸法が小さく、特に小さな設置スペースにおいて使用するのに適し、各種生産ラインの簡素化・省スペース化の要請に応えることができる装置構造を備えたセンタレス研削盤を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のセンタレス研削盤は、ワークを調整車とブレードにより回転支持しながら、回転駆動する砥石車によりワーク外周面をセンタレス研削するものであって、少なくとも砥石車用ドレッシング装置が、上記砥石車の上方位置において斜め下向き状態で配置されていることを特徴とする。

好適な実施態様として、上記砥石車の砥石車軸が片持ち支持される構造とされて、砥石車の交換作業が装置正面から行われるように構成されている。

また、上記砥石車用ドレッシング装置の各種動作を行う駆動源としてＡＣサーボモータが好適に使用される。

さらに、上記調整車が装置支持される調整車スライドの移動機構が送りねじ装置からなり、この送りねじ装置は、送りねじの一端部が固定的に配置されるとともに、この送りねじ上を螺進退するナット体に上記調整車スライドが接続される構造が採用され、この場合、上記ナット体が回転駆動源に駆動連結される構造が望ましい。

また、望ましくは、上記砥石車と調整車の間の研削加工部から排出される研削液を回収するためのクーラント流路が装置ベッド内部に設けられ、このクーラント流路は、その一端が上記研削加工部の下側に開口されるとともに、そのまま下方へ延びて、その他端が装置ベッドの側方外部へ開口される。

本発明によれば、少なくとも砥石車用ドレッシング装置が、上記砥石車の上方位置において斜め下向き状態で配置されているから、従来のセンタレス研削盤の横幅寸法に最も影響を与えていた砥石車用ドレッシング装置のための占領スペースを砥石車の側方に確保する必要がなく、センタレス研削盤の横幅寸法を大幅に減小できる。

これにより、特に小さな設置スペースにおいて使用するのに適し、各種生産ラインの簡素化・省スペース化の要請に応えることができる装置構造を備えたセンタレス研削盤を提供することができる。

また、砥石車用ドレッシング装置が、上記砥石車の上方位置において、垂直下向き状態ではなく、斜め下向き状態で配置されることにより、砥石車と調整車間の研削加工作業空間が広く確保され得るとともに、砥石車用ドレッシング装置の装置構成において、可動側部位の重量荷重が固定側部位との摺動面に適切に作用して、これら両者の摺動面が浮いて離れるのが有効に防止される。

また、上記砥石車用ドレッシング装置の各種動作を行う駆動源としてＡＣサーボモータが好適に使用されることにより、装置のコンパクト化と低振動化が図られる。

さらに、上記調整車が装置支持される調整車スライドの移動機構が送りねじ装置からなり、この送りねじ装置は、送りねじの一端部が固定的に配置されるとともに、この送りねじ上を螺進退するナット体に上記調整車スライドが接続される構造が採用されることにより、装置ベッドが研削熱によって熱膨張したとしても、上記送りねじに螺合するナット体さらにはこのナット体に接続される上記調整車スライドは、上記装置ベッドの熱膨張とは無関係に、上記送りねじとの螺合関係によって、その移動方向の位置関係が決定維持され、この結果、砥石車と調整車との位置関係が良好に維持される。この効果は、装置ベッドの小型化が図られるセンタレス研削盤においては顕著に表れる。

しかも、このような送りねじ装置の構成において、上記ナット体が駆動モータ等の回転駆動源に駆動連結される構造とすることにより、この回転駆動源を上記調整車スライド側に設けられる構造が採用でき、これにより、従来の送りねじ装置では、装置ベッドの側部外方へ張り出して配置されていた回転駆動源が調整車スライドの移動範囲内の領域に収まることとなり、この点においても、センタレス研削盤の横幅寸法の減小化に寄与する。

また、上記砥石車と調整車の間の研削加工部から排出される研削液を回収するためのクーラント流路が装置ベッド内部に設けられ、このクーラント流路は、その一端が上記研削加工部の下側に開口されるとともに、そのまま下方へ延びて、その他端が装置ベッドの側方外部へ開口されることにより、クーラント流路の水平方向への広がりを抑えて、装置ベッドの横幅寸法の増大化を有効に防止する。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

本発明に係るセンタレス研削盤が図１および図２に示されており、この研削盤は、具体的には、形状寸法の小さなワ−クＷの外周面をセンタレス研削する省スペース構造を備えてなるものである。

この研削盤の具体的構成は、砥石車１、調整車２、ブレード３およびドレッシング装置４、５を主要部として構成されるとともに、特に装置横幅寸法Ｌの低減化を図るための構造を備えてなる。

砥石車１は、その砥石面（外周面）が、ワークＷの最終形状つまり外周面の最終仕上げ形状に対応したプロフィールを有するとともに、砥石車軸１０に取外し可能に取付け固定されて、この砥石車軸１０が固定的に設けられた砥石車台１１上に回転可能に軸承されるとともに、駆動モータ等の駆動源に直接的に駆動連結されたダイレクトドライブ構造とされて、駆動機構の小型簡素化と振動低減対策が図られている。

また、上記砥石車軸１０の支持構造は、後述する砥石車用ドレッシング装置４の配置構成との関係を考慮して、片持ち支持構造とされ、砥石車１の交換作業が装置正面（図１の紙面に対して手前）から行われるように構成されている。

調整車２は、ワークＷの外周面を回転支持するもので、その回転支持面（外周面）が、ワークＷの最終形状つまり外周面の最終仕上げ形状に対応したプロフィールを有するとともに、調整車軸１２に取外し可能に取付け固定され、この調整車軸１１が調整車台１３上（図示省略）に回転可能に軸承されるとともに、動力伝導ベルトや歯車機構等の動力伝達手段を介して駆動モータ等の駆動源に駆動連結されている。図示の実施形態においては、調整車２によるワークＷの回転安定化のため、駆動源としてサーボモータが採用されている。

また、調整車軸１１の支持構造は、調整車２側の高剛性化対策の要請から、上記砥石車軸１２と異なり、高剛性両持ち支持構造が採用されている。ただし、調整車２は砥石車１に比較して小型軽量であることから、その交換作業は、砥石車１と同様、装置正面（図１の紙面に対して手前）から行うことができる。よって、後述する調整車用ドレッシング装置５の配置構成も砥石車用ドレッシング装置４と同様な上方配置構成とされている。

また、上記調整車台１３は、調整車スライド１４上に調整車２の切込み送り方向Ｘ（図１および図２おいて左右水平方向）へ移動可能に設けられ、この調整車スライド１４が、装置ベッド６上に上記切込み送り方向Ｘへ移動可能に設けられている。

調整車スライド１４は、具体的には図示しないが、装置ベッド６上面に切込み送り方向Ｘへ直線状に延びる案内面上を移動可能とされるとともに、送りねじ装置１５に駆動連結されている。

この送りねじ装置１５は、図２に示すように、送りねじ１６の一端部１６ａが固定的に配置されるとともに、この送りねじ１６上を螺進退するナット体１７に上記調整車スライド１４が接続されている。

具体的には、上記送りねじ１６の支持構造は、スイベルベース３２が、支持ボルト３３により装置ベッド６に水平方向へ回転可能に取り付けられるとともに、このスイベルベース３２に、送りねじ１６の先端部１６ａが取付け支持ボルト１８によって支持固定されてなる。これにより、送りねじ１６は、装置ベッド６の上面６ａに平行して、切込み方向Ｘへ延びて設けられるとともに、上記砥石車軸１０と調整車軸１１の平行を調整する機能を備えている。

また、この送りねじ１６上に螺進退可能に螺合された上記ナット体１７は、軸受１９，１９を介して、上記調整車スライド１４の底部に回転可能にかつ軸方向へ一体的に接続支持されるとともに、カップリング２０を介して、回転駆動源である駆動モータ２１の駆動軸２１ａに同軸状に駆動連結されている。この駆動モータ２１は具体的にはサーボモータからなるとともに、図外の取付けブラケット等により、上記調整車スライド１４の底部に固設されている。

そして、この駆動モータ２１の回転駆動により上記ナット体１７が回転されると、このナット体１７が送りねじ１６上を螺進退する結果、調整車スライド１４が装置ベッド６上を切込み送り方向Ｘへ移動する。

このような送りねじ装置構造、つまり送りねじ１６の一端のみが装置ベッド６に固定されるとともに、他端が自由端とされた装置構造の採用により、研削工程の進行による研削熱により装置ベッド６が経時的に熱膨張しても、上記送りねじ１６に螺合するナット体１７さらには調整車スライド１４は、装置ベッド６の熱膨張とは無関係に、つまり装置ベッド６の熱膨張の影響を受けることなく、上記送りねじ１６との螺合関係によって、その移動方向つまり切込み送り方向Ｘの位置関係が決定維持される。

また、上記ナット体１７は、図２に示すように、送りねじ１６の長さ寸法に対応した長さ寸法を有し、先端が開放端とされた中空棒状体の形態とされ、その後端の閉塞端がカップリング２０を介して上記駆動モータ２１に駆動連結されるとともに、その内径面に上記送りねじ１６と螺合する雌ねじ部が形成されている。

そして、調整車スライド１４は、送りねじ１６に対してナット体１７が最も後退した位置（図２に実線で示す位置）と、ナット体１７が最も前進した位置（図２において送りねじ１６の後端１６ｂがナット体１７の最奥端１７ａに到達した位置）との間で移動するように設定されるとともに（移動ストロークＳ）、その後退端位置において、装置ベッド６の右側端から外部へ突出しないように構成されている。これに関連して、駆動モータ２１が調整車スライド１４の底部において、その右側端から外部へ突出しないように設けられている結果、装置ベッド６の横幅寸法Ｌを可及的に小さく設定することが可能となる。

調整車スライド１４上の設けられた上記調整車台１３は、具体的には図示しないが、調整車スライド１４上面に切込み送り方向Ｘへ直線状に延びる案内面上を移動可能とされるとともに、送りねじ装置２２に駆動連結されている。この送りねじ装置２２の具体的構造は、上述した送りねじ装置１５の具体的構造と基本的に同様であることから、その説明を省略するが、この送りねじ装置２２の駆動源は、手動の回転ハンドルであっても、駆動モータであってもよく、図示の実施形態においては手動の回転ハンドルが採用されている。

ブレード３は、調整車２と共にワークＷを支持するもので、上記調整車２と同様に上記調整車スライド１４上に設置されて、上記砥石車１と調整車２の間に直線状に延びるとともに（図１の紙面に対して垂直方向）、その上端面が調整車側下方へ傾斜した支持面とされている。

砥石車用ドレッシング装置４は、砥石車１の外周砥石面１ａの形状を修正（ドレッシング）するもので、上記砥石車１の上方位置に設けられるとともに、図１に示すように、斜め下向き状態で配置されている。これに関連して、前述したように、上記砥石車軸１０の支持構造は片持ち支持構造とされて、砥石車１の交換作業が装置正面（図１の紙面に対して手前）から行われるように構成されている。

砥石車用ドレッシング装置４の具体的構造は、装置基台２５が図示のごとく砥石車１の上方位置において傾斜状態で設けられ、この装置基台２５上に、ロータリドレッサ２６が砥石車１の軸線方向（図１の紙面に対して垂直方向）へトラバース動作可能に、かつ砥石車１の軸心つまり砥石車軸１０の軸心方向Ｙへ切込み送り可能に設けられてなる。

すなわち、ロータリドレッサ２６は、ドレッサ台２７上に送りねじ装置２８により切込み送り方向Ｙへ移動可能に設けられるとともに、上記ドレッサ台２７が上記装置基台２５上に送りねじ装置２９により砥石車１の軸線方向へ移動可能に設けられている。

このように、砥石車用ドレッシング装置４が、砥石車１の真上から僅かに側方へずれた位置に設けられて、斜め下向き状態で配置されているのは、次の理由による。

（１）装置基台２５とドレッサ台２７との摺動面構造３０が、図示のごとく断面鳩尾形状の蟻溝構造とされているところ、砥石車用ドレッシング装置４が、砥石車１の真上に垂直下向き状態で配置されていると、ロータリドレッサ２６およびドレッサ台２７の重量荷重は、上記摺動面構造３０の下側部３０ａに集中的にかかる結果、構成部品の加工誤差や装置据付時の誤差等により、摺動面構造３０における摺動面の一部が浮いて離隔してしまい、精度の高いロータリドレッサ２６のトラバース動作制御ができない。

（２）砥石車用ドレッシング装置４が、砥石車１の真上に配置されていると、砥石車１と調整車２との間における研削加工作業空間Ａを広く確保することができず、ワークＷの研削加工部へのローディング・アンローディング動作が困難になったり、研削液供給装置３１の設置空間を確保できない。

これに対して、砥石車用ドレッシング装置４が、本実施形態のように、砥石車１の真上から僅かに側方へずれた位置に設けられて、斜め下向き状態で配置されていると、ロータリドレッサ２６およびドレッサ台２７の重量荷重が上記摺動面構造３０の底面部３０ｂにもかかる結果、摺動面構造３０における摺動面全体の密接状態が安定して確保され、精度の高いロータリドレッサ２６のトラバース動作制御ができるとともに、研削加工作業空間Ａを広く確保できる。

また、砥石車用ドレッシング装置４が、砥石車１の上方という比較的高い不安定な位置にあることを考慮して、装置駆動時の振動が抑えられる振動低減対策が図られている。

具体的には、砥石車用ドレッシング装置４におけるロータリドレッサ２６の回転駆動、切込み送り駆動、およびトラバース駆動のための駆動源として、ＡＣサーボモータ（図示省略）が採用されて、装置構造の小型軽量化および低振動化が図られている。特に、切込み送り動作およびトラバース動作を司る部位（摺動面構造３０等）はいずれも摺動によるすべり案内であることから、ＡＣサーボモータ採用による低振動対策効果は大きい。

なお、図示の実施形態においては、ドレッシング装置４のドレッサとして、円筒外周面のドレッシング面が例えばダイヤモンド砥粒を結合材料により結合してなる、ロータリ・ダイヤモンド・ドレッサの形態とされているが、先端チップがダイヤモンドからなるダイヤモンド・ドレッサの形態とされてもよい。

調整車用ドレッシング装置５は、調整車２の外周砥石面２ａの形状を修正（ドレッシング）するもので、上述した砥石車用ドレッシング装置４と同様、上記調整車２の上方位置に設けられるとともに、図１に示すように、斜め下向き状態で配置されている。

調整車用ドレッシング装置５の具体的構造は、上述した砥石車用ドレッシング装置４と基本的に異なるところはないので、その説明は省略する。

また、装置ベッド６の内部構造も、装置横幅寸法Ｌの低減化を図るための工夫がなされている。

すなわち、装置ベッド６に一体的に設けられる研削液回収用のクーラント流路３５は、砥石車１と調整車２の間の研削加工部から排出される研削液を回収するためのもので、その一端３５ａが上記研削加工部の下側に開口されるとともに、そのまま下方へ延びて、その他端３５ｂが装置ベッド６の側方外部へ開口されている。これにより、クーラント流路３５の水平方向への広がりを抑えて、装置ベッド６の横幅寸法つまり装置横幅寸法Ｌの短縮化が図られている。

しかも、研削加工の際に、上記研削液供給装置３１から研削加工部に供給される研削液は、この研削加工部において研削加工によって生じる研削熱を吸収し、装置ベッド６上に流下して、クーラント流路３５を介して装置外部へ排出されて、図外の研削液貯留タンクに回収されるところ、研削熱を吸収して高温となった研削液は、上記クーラント流路３５の配管構造によって、装置ベッド６内に留まることなく迅速に装置ベッド６外部へ排出されるから、装置ベッド６への熱伝導が極力抑えられる結果、装置ベッド６の小型化による急激な温度上昇も有効に抑えることができる。

しかして、以上のように構成されたセンタレス研削盤においては、砥石車用ドレッシング装置４が、砥石車１の上方位置において斜め下向き状態で配置されていることにより、従来のセンタレス研削盤の横幅寸法Ｌ（図３参照）に最も影響を与えていた砥石車用ドレッシング装置４のための占領スペースを砥石車１の側方に確保する必要がなくなる。

これにより、センタレス研削盤の横幅寸法Ｌ（図１参照）は、図３に示すような従来のセンタレス研削盤のそれに比較して大幅に減小できる。一例として、本出願人の製造する従来の同等の砥石径のセンタレス研削盤の横幅寸法と比較した場合、本実施形態の構成を有するセンタレス研削盤ではほぼ半分の横幅寸法Ｌとすることが可能である。

また、砥石車用ドレッシング装置４が砥石車１の上方位置において斜め下向き状態で配置されることにより、砥石車用ドレッシング装置４が砥石車１の上方にあるにも関わらず、砥石車１と調整車２間の研削加工作業空間Ａの広さは、従来のセンタレス研削盤と同等レベルに広く確保され得る。

しかも、砥石車用ドレッシング装置４の装置構成において、可動側部位の重量荷重が固定側部位との摺動面構造３０に適切に作用して、これら両者の摺動面が浮いて離れるのが有効に防止され、精度の高いロータリドレッサ２６のトラバース動作制御が可能である。

さらに、調整車２が装置支持される調整車スライド１４の移動機構が送りねじ装置１５からなり、この送りねじ装置１５において、送りねじ１６の一端部１６ａが装置ベッド６に固定的に配置されるとともに、この送りねじ１６上を螺進退するナット体１７に調整車スライド１４が接続される構造を採用することにより、装置ベッド６が研削熱によって熱膨張したとしても、上記送りねじ１６に螺合するナット体１７さらにはこのナット体１７に接続される調整車スライド１４は、上記装置ベッド６の熱膨張とは無関係に、上記送りねじ１６との螺合関係によって、その移動方向の位置関係が決定維持される。

この結果、砥石車１と調整車２との位置関係が良好に維持され、この効果は、装置ベッド６の小型化が図られる本実施形態のセンタレス研削盤においては顕著に表れ得る。

しかも、このような送りねじ装置１５の構成において、上記ナット体１７が駆動モータ２１に駆動連結される構造とすることにより、この駆動モータ２１を上記調整車スライド１４側に設けられる構造が採用できる。これにより、従来の送りねじ装置では、装置ベッド６の側部外方へ張り出して配置されていた駆動モータが調整車スライド１４の移動範囲内の領域に収まることとなり、この点においても、本実施形態のセンタレス研削盤の横幅寸法Ｌの減小化に寄与する。

また、砥石車１と調整車２の間の研削加工部から排出される研削液を回収するためのクーラント流路３５が装置ベッド６内部に設けられ、このクーラント流路３５の一端３５ａが上記研削加工部の下側に開口されるとともに、そのまま下方へ延びて、その他端３５ｂが装置ベッド６の側方外部へ開口されることにより、クーラント流路３５の水平方向への広がりを抑えて、装置ベッド６の横幅寸法つまり装置横幅寸法Ｌの増大化を有効に防止することができる。

なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲において種々の設計変更が可能である。

例えば、図示の実施形態のセンタレス研削盤は、対象となるワークＷが比較的小さい形状寸法を有するもので、その装置構造自体も省スペースなものであり、本発明は、特にこのような省スペース構造のセンタレス研削盤に最適な構成ではあるが、もちろん、本発明を、形状寸法の大きなワークＷを研削対象とする大型のセンタレス研削盤にも適用することで、その省スペース化を実現することができる。

また、図示の実施形態においては、砥石車１が切込み送り方向Ｘへ固定的に設けられて、調整車２が切込み送り方向Ｘへ移動可能な構成とされているが、これと逆の構成のセンタレス研削盤にも本発明は適用可能であり、この場合は、調整車用ドレッシング装置５を図示の実施形態における砥石車用ドレッシング装置４の構成とすることで同様な効果が得られる。

さらに、本発明は、スルーフィード研削方式であるかインフィード研削方式であるかなど、その研削方式を問わず、あらゆるタイプのセンタレス研削盤に適用することができる。

本発明の一実施形態であるセンタレス研削盤の全体構成を示す正面図である。 図２は同センタレス研削盤における調整車周辺部の構造を一部切開して示す正面図である。 従来のセンタレス研削盤の全体構成を示す正面図である。

符号の説明

Ｗ ワーク
Ｌ 装置横幅寸法
１ 砥石車
２ 調整車
３ ブレード
４ 砥石車用ドレッシング装置
５ 調整車用ドレッシング装置
６ 装置ベッド
１０ 砥石車軸
１１ 砥石車台
１２ 調整車軸
１３ 調整車台
１４ 調整車スライド
１５ 送りねじ装置
１６ 送りねじ
１６ａ 送りねじの先端部（一端部）
１７ ナット体
２１ サーボモータ（回転駆動源）
２６ ロータリドレッサ
３５ クーラント流路

Claims (6)

1. 工作物を調整車とブレードにより回転支持しながら、回転駆動する砥石車により工作物外周面をセンタレス研削するセンタレス研削盤であって、
   少なくとも砥石車用ドレッシング装置が、前記砥石車の上方位置において斜め下向き状態で配置されている
   ことを特徴とするセンタレス研削盤。
2. 前記砥石車の砥石車軸が片持ち支持される構造とされて、砥石車の交換作業が装置正面から行われるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンタレス研削盤。
3. 前記砥石車用ドレッシング装置の各種動作を行う駆動源としてＡＣサーボモータが使用されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のセンタレス研削盤。
4. 前記調整車が装置支持される調整車スライドの移動機構が送りねじ装置からなり、
   この送りねじ装置は、送りねじの一端部が固定的に配置されるとともに、この送りねじ上を螺進退するナット体に前記調整車スライドが接続されている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のセンタレス研削盤。
5. 前記送りねじ装置において、前記ナット体が回転駆動源に駆動連結されている
   ことを特徴とする請求項４に記載のセンタレス研削盤。
6. 前記砥石車と調整車の間の研削加工部から排出される研削液を回収するためのクーラント流路が装置ベッド内部に設けられ、
   このクーラント流路は、その一端が前記研削加工部の下側に開口されるとともに、そのまま下方へ延びて、その他端が装置ベッドの側方外部へ開口されている
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のセンタレス研削盤。

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