JPH04130106U - 研削盤用ワークドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸センタと心押し台センタとで両端軸心を
支持した回転体外形のワークを自動的に芯出しクランプ
し、主軸に外嵌した回転駆動板により回転させる研削盤
用ワークドライブ装置を提供する。 【構成】 主軸１１の前端側に、周方向に等配する３本
のカム軸２６を枢支した環状のクランプ板２０と、その
後方に位置する環状の中間板１８とがそれぞれ回転自在
に嵌装され、中間板１８に中間部で回転自在に枢支され
た回転達レバー２３の外端部が回転駆動板１５に遊嵌係
合されると共に内端部がクランプ板２０に遊嵌係合さ
れ、各カム軸２６の前端側に先端３０ａがカム形状のク
ランプ爪３０を有し、カム軸３０に固着したカム動作レ
バー３１の遊端部が中間板１８に遊嵌係合され、回転駆
動板１５の起動に伴って回動するクランプ爪３０により
ワーク３５が３方向より挟持されて回転する研削盤用ワ
ークドライブ装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、主軸センタと心押し台センタとで回転体外形のワークの両端軸心を 支持し、主軸に外嵌した回転駆動板により該ワークを回転させる研削盤用ワーク ドライブ装置に関するものであり、砥石によるワーク周面の粗研削や仕上研削等 に利用される。

【０００２】

【従来の技術】

丸軸形、円筒形等の回転体外形を有するワークの周面に砥石により粗研削や仕 上研削等を施す場合、研削盤の主軸センタと心押し台センタにより該ワークを両 端軸心で周方向回転自在に支持し、主軸を非回転として、該主軸に外嵌する形で 設けられている回転駆動板にてワークを回転させ、その周面に回転する砥石を接 触させて通常は軸方向に送りながら研削する方法が採用される。このとき、ワー クを回転駆動板と一体的に回転させるため、従来ではケレと称されるリング状の クランプ部材が一般的に使用されている。

【０００３】 このクランプ部材は、図５に示すように、円形リング１の周方向３ヵ所に等配 して、内側へ突出する２本のボルト状の支持ピン２，２と、枢軸１ａに回動自在 に枢支されたカム形状の内端部３ａを有する押圧レバー３とが設けられたもので あり、該押圧レバー３がバネ４にて内端部３ａのリング内側への突出量を大きく する回動方向に常時付勢されている。なお、３ｂは押圧レバー３の前記付勢方向 の回動限界位置を定めるストッパーピン、５はリング１の外周に凸設された係止 ピンである。

【０００４】 そして、該クランプ部材によりワークを回転駆動板に一体的に保持させるには 、押圧レバー３を図示仮想線の如く回動させて内端部３ａの突出量が小さくなる 状態においてリング１にワークを挿嵌し、該レバー３を戻すことにより、その内 端部３ａと支持ピン２，２の各内端とでワークの外周を３方向から挟持すると共 に、係止ピン５を回転駆動板の回転ドライブピンに係合連結させる。しかして、 回転駆動板の回転方向は、ワークが該クランプ部材により締まり勝手となる方向 つまり図示の反時計回り方向に設定される。なお、ワークの軸心とクランプ部材 の中心を一致させるため、両支持ピン２，２はワーク外径に応じて内端の突出量 を調整可能である

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来のクランプ部材を用いるワークドライブ手段では、ワ ークの取替の度に作業者が手操作で該クランプ部材のワークへの装着と回転駆動 板への連結を行う必要があり、このために多大な労力及び時間を費やして作業能 率が悪く、研削加工効率を高める上で大きな制約があった。

【０００６】 本考案は、上述の状況に鑑み、前記回転駆動板の起動時の回転力を利用して自 動的にワークを強固且つ精密に芯出しクランプし、このクランプ状態で該回転駆 動板と一体回転させ得る研削盤用ワークドライブ装置を提供することを目的とし ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案に係る研削盤用ワークドライブ装置は、主 軸センタと心押し台センタとで回転体外形のワークの両端軸心を支持し、主軸に 外嵌した回転駆動板により該ワークを回転させる研削盤用ワークドライブ装置に おいて、前記主軸の前端側に、周方向に等配する３本のカム軸を回転自在に保持 した環状のクランプ板と、該クランプ板と前記回転駆動板の間に位置する環状の 中間板とがそれぞれ回転自在に嵌装され、前記中間板には回転伝達レバーが中間 部で回転自在に枢支され、該回転伝達レバーの外端部が回転駆動板に遊嵌係合さ れると共に、その内端部がクランプ板に遊嵌係合される一方、前記各カム軸の前 端側に先端がカム形状のクランプ爪を有すると共に、該カム軸の後端側に固着し たカム動作レバーの遊端部が前記中間板に遊嵌係合され、回転駆動板の起動に伴 って回動するクランプ爪により前記ワークが３方向より挟持されて回転するよう に構成されたものである。

【０００８】 また本考案では、上記研削盤用ワークドライブ装置における中間板の起動時の 回転負荷がクランプ板の該回転負荷よりも大きく設定された構成を好適態様とし ている。

【０００９】

【作用】

切削加工に当たり、ワークは、３つのクランプ爪が開姿勢の状態において、主 軸センタと心押し台センタにて両端軸心で支持させる。この時、ワークの一端側 は開放したクランプ爪の間に配置するように設定される。しかして、回転駆動板 を起動すると、その回転により回転伝達レバーの外端部が引っ張られて、中間板 がまだ停止した状態下でこれに枢支された中間部を中心として回動するが、この 回動による該レバーの内端側の動きは外端側とは逆方向になるため、該内端側に 係合したクランプ板が回転駆動板とは逆方向に回転する。この時、中間板はまだ 停止状態にあるため、クランプ板の回転に伴い、これに保持された各カム軸が中 間板に係合したカム動作レバーを介して回動し、三つのクランプ爪が同時に閉方 向に回動することになる。次いで、これらクランプ爪の回動がカム形状をなす先 端のワーク周面への圧接によって停止し、これに伴ってクランプ板の逆方向回転 も不能となり、回転伝達レバーは回動限界となる。しかるに回転駆動板は回転を 続けるので、以降は回動不能となった回転伝達レバーを介して中間板とクランプ 板とが一体になって回転駆動板と共に順方向に回転し、ワークも三つのクランプ 爪にて３方向から挟持された状態で一体に回転する。

【００１０】 ところで、上記の回転駆動板の起動からクランプ爪によるワークのクランプま での過程は、回転駆動板が１回転の１／１０以下の回転を行う間に完了し、実際 上では殆ど瞬間的になされることになる。しかして、以降の回転動作中は、その 回転に対する反力が常にクランプ爪によるワークの挟持を強める方向に作用する から、強固なクランプ状態が維持され、ワーク周面に回転砥石を当接させて所要 の研削加工を安定した状態で施せる。また、加工後のワーク取外しに際しては、 回転駆動板の停止後、クランプ板のみを加工時と同じ回転方向へ廻すか、該回転 駆動板を加工時とは逆方向に一時的に僅かに回転させればよく、これによって上 記起動時とは逆の過程で三つのクランプ爪が開方向に回動してワークを開放する 。

【００１１】 なお、中間板の起動時の回転負荷がクランプ板の該回転負荷よりも大きくなる ように設定すれば、該起動時に主軸に対してクランプ板が中間板よりも回転し易 くなるから、回転伝達レバーの回動動作とこれに基づくクランプ爪の閉作動がよ り円滑且つ確実になされる。このように回転負荷に差をもたらす手段としては、 主軸に対する中間板の回転摩擦抵抗をクランプ板よりも大としたり、中間板をク ランプ板よりも大重量にする等、種々の方法を採用できる。

【００１２】

【実施例】

図１及び図２において、１１はスピンドル１２に連結固定されたモールステー パ主軸であり、その前端に開口する同心状のテーパ孔１１ａに主軸センタ１３が テーパシャンク部１３ａを挿嵌して固定的に保持される。また、スピンドル１２ の外側には筒状のドライブ軸１４が同心状に配置しており、その前端に固着され た円環状の回転駆動板１５がスピンドル１２の外周にベアリング１６ａを介して 回転自在に嵌装され、図示しない主軸側の駆動機構によりドライブ筒１４と一体 に回転駆動するようになされている。しかして、回転駆動板１５の外周寄り位置 には回転ドライブピン１５ａが前方突出状に螺着されている。１７はドライブ軸 １４の外側を覆う筒状カバーであり、その内周縁とドライブ軸１４及び回転駆動 板１５との間にベアリング１６ｂが介装されている。１３ｂは主軸センタ１３の 外周に螺着した抜出用ナットであり、その捻回操作によって該センタ１３が主軸 １１のテーパ孔１１ａより容易に抜き出される。

【００１３】 スピンドル１２の前端より突出した主軸１１の外周には、円環状の中間板１８ が該主軸１１の後部に形成されたフランジ部１１ｂに接して同心状に回転自在に 嵌装されると共に、該中間板１８との間にリング状スペーサ１９を挟む前部側に 円環状のクランプ板２０がブシュ２１を介して同心状に回転自在に嵌装されてい る。なお、クランプ板２０は、該ブシュ２１により、主軸１１に対する回転摩擦 抵抗が中間板１８よりも小さくなるように設定されている。２２ａは主軸１１の 前端部外周に係着されたスナップリングであり、押さえリング２２ｂを介して中 間板１８及びスペーサ１９とクランプ板２０の抜け止めを果たしている。２０ａ はクランプ板２０の外周に固着されて中間板１８の外周を覆うように後方へ延出 したカバーである。

【００１４】 中間板１８の外周寄り位置には、回転伝達レバー２３のレバー軸２３ａが前後 両面側に突出する貫通状態で周方向回転自在に枢支されると共に、３本の係止ピ ン２４が該中間板１８の軸心を中心とする同一円周上において相互に１２０°の 位相差を持つ配置で前方突出状に固着されている。またクランプ板２０には、前 記レバー軸２３ａよりも主軸中心に近い位置に係止ピン２５が後方突出状に螺着 固定されると共に、３本のカム軸２６が該クランプ板２０の軸心を中心として且 つ中間板１８の係止ピン２４・・の配置円周よりも小半径の円周上において相互 に１２０°の位相差を持つ配置で、それぞれブシュ２７を介して周方向回転自在 に前方突出状に枢着されている。しかして、回転伝達レバー２３は、レバー軸２ ３ａの前後端部に前部レバー片２８と後部レバー片２９とを互いに逆方向に延出 するようにそれぞれ基端側で固着したものであり、前部レバー片２８の遊端側に 設けた該レバー片長手方向の長孔２８ａを介してクランプ板２０の係止ピン２７ に遊嵌係合され、且つ後部レバー片２９の遊端に開くＵ字形切欠部２９ａを介し て回転駆動板１５の回転ドライブピン１５ａに遊嵌係合されている。

【００１５】 一方、各カム軸２６の前端にはクランプ爪３０が固着されると共に、後端にカ ム動作レバー３１がクランプ板２０の後面側に位置して固着されており、該レバ ー３１の遊端に開放したＵ字形切欠部３１ａが中間板１８の係止ピン２４に遊嵌 係合されている。しかして、クランプ爪３０は、平板状であって先端３０ａがカ ム形状をなし、前面に長手方向に沿う浅いガイド溝３０ｂを有すると共に、その 溝底に同方向の長孔３０ｃが開設されており、該ガイド溝３０ｂ及び長孔３０ｃ に摺動自在に嵌合するスライドナット３２ａを通したボルト３２ｂにより、カム 軸２６に対して該長孔３０ｃの範囲で位置調整可能に螺着固定される。このカム 軸２６とクランプ爪３０との接面には、両者の固定状態での位置ずれを防止する ためにセレーション３３が設けてある。なお、３４はバランスウエイトであり、 中間板１８の３本の係止ピン２４のうち、レバー軸２３に対して径方向反対側に 位置する該ピン２４の後端に固着されている。

【００１６】 上記構成において、回転駆動板１５の回転方向が図２における反時計回り方向 である場合、その起動前には、図３に示すように、回転伝達レバー２３は主軸１ １の軸心を中心としてレバー軸２３ａを通る半径線Ｌに対して外端側つまり後部 レバー片２９が上記回転方向後方に傾く配置姿勢をとり、且つ各クランプ爪３０ は先端３０ａを同回転方向前方に向ける開姿勢をとるように設定される。なお、 各クランプ爪３０の先端３０ａのカム形状は、該開姿勢においてカム軸２６を中 心とする半径が内側から外側へ連続的に拡大する形状に設定されている。しかし て、研削加工すべき回転体形状（ここでは丸軸形）のワーク３５は、自動操作又 は手動操作により、その両端軸心のセンタ孔３５ａ，３５ａに主軸センタ１３と これに対抗配置した心押し台センタ３６の各尖端を嵌合させることにより、両セ ンタ１３，３６間に同心状に保持されるが、その前端側は開姿勢にある３つのク ランプ爪３０の三角配置の中央に離間して配置することになる。

【００１７】 かくして両センタ１３，３６間に保持したワーク３５を所要の研削加工を施す ために回転させるには、主軸１１を非回転として、回転駆動板１５を回転駆動さ せるだけでよい。すなわち、該回転駆動板１５を起動した際、その回転により回 転ドライブピン１５ａに係合した回転伝達レバー２３が引っ張られて、中間板１ ８の停止状態下でレバー軸２３ａを中心として回動し、この回動に伴って該レバ ー２３の内端側に係合しているクランプ板２０が回転駆動板１５とは逆方向に回 転する。この時、まだ停止状態にある中間板１８にカム動作レバー３１が係合し ているため、クランプ板２０の回転に伴い、これに保持された各カム軸２６は中 心Ｐ₁ が円周線Ｃに沿って移動すると共に回動し、これと一体に三つのクランプ 爪３０・・が同時に閉方向に回動する。

【００１８】 そして、図４で示すように、これらクランプ爪３０・・はカム軸２６の中心が Ｐ₂ まで移動した時点でカム形状の先端３０ａがワーク３５の周面へ圧接して回 動停止し、ワーク３５が３方向からクランプされると同時にクランプ板２０の逆 方向回転も停止し、回転伝達レバー２３が回動限界となる。しかるに回転駆動板 １５は回転を続けるので、以降は図４の如く最初とは逆の傾き状態になった回転 伝達レバー２３を介して中間板１８とクランプ板２０とが一体になって回転駆動 板１５と共に順方向に回転し、ワーク３５も三つのクランプ爪３０・・にて強固 にクランプされた状態で一体に回転する。ここで、三つのクランプ爪３０・・に よるワーク３５のクランプ力は、図４で示す回転伝達レバー２３のレバー軸２３ ａ中心から回転ドライブピン１５ａ中心までの距離ｄ₁ と、同じく係止ピン２５ 中心までの距離ｄ₂ との比率、つまりｄ₁ ／ｄ₂ が大きいほど強くなる。

【００１９】 かくして、クランプされて回転するワーク３５の周面に回転砥石３７（図１参 照）を当接させて所要の研削加工を施すことになる。そして、加工後のワーク３ ５の取外しに際しては、回転駆動板１５の停止後、クランプ板２０のみを加工時 と同じ回転方向へ廻すか、該回転駆動板１５を加工時とは逆方向に一時的に僅か に回転させればよく、これによって上記起動時とは逆の過程で三つのクランプ爪 ３０・・が開方向に回動してワーク３５を開放するから、心押し台センタ３６を 後退させて該ワーク３５を取り外せばよい。なお、この実施例構成では、カム軸 ２６に対するクランプ爪３０の取付位置を調整可能であるから、ワーク３５のク ランプ部分の径変化に対応でき、それだけ加工対象とするワーク種の範囲が拡大 する。

【００２０】 ところで、上記実施例では回転伝達レバー２３として２本のレバー片２８，２ ９より構成されるものを示したが、該レバー２３を一本の杆体にて構成してもよ く、また該レバー２３を中間板１８に固着した軸に回転自在に枢着した構造も採 用できる。一方、カム動作レバー３１の遊端部は中間板１８に対してカム軸２６ よりも主軸中心に近い位置で係合していてもよく、この場合にはクランプ爪３０ の回動方向が上記実施例とは逆になるが、それに応じて該クランプ爪３０の先端 ３０ａにおけるカム形状の半径増大方向を該実施例と逆に設定すればよい。また 、回転伝達レバー２３の内外端部と回転駆動板１５及び中間板１８との遊嵌係合 部、並びにカム動作レバー３１の遊端部と中間板１８との遊嵌係合部は、ピンと 長孔又はＵ字形切欠部との係合に限らず、ピンとばか孔との係合等の他の種々の 遊嵌係合構造も採用可能であり、更に実施例とは逆にピンを回転伝達レバー２３ 又はカム動作レバー３１側に設けてもよい。その他、本考案のワークドライブ装 置の細部構成については、例示以外に種々設計変更可能である。

【００２１】

【考案の効果】

本考案によれば、主軸センタと心押し台センタとで回転体外形のワークの両端 軸心を支持し、主軸に外嵌した回転駆動板により該ワークを回転させる研削盤用 ワークドライブ装置として、前記回転駆動板の起動時の回転力を利用して自動的 にワークを強固且つ精密に芯出しクランプし、このクランプ状態で該回転駆動板 と一体回転させることができ、もって従来のようなワークの取替の度に作業者が 手操作でリング状のクランプ部材をワークへ装着して回転駆動板に連結するとい う煩わしい作業は不要となり、従来に比較して作業能率を飛躍的に高めることが でき、ひいては研削加工効率を大きく向上し得るものを提供できる。

【００２２】 なお、上記研削盤用ワークドライブ装置における中間板の起動時の回転負荷を クランプ板の該回転負荷よりも大きく設定する請求項２の構成によれば、回転伝 達レバーの回動動作とこれに基づくクランプ爪の閉作動がより円滑且つ確実にな されるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例に係る研削盤用ワークドラ
イブ装置の縦断側面図。

【図２】 図１のＡ−Ａ線の断面矢視図。

【図３】 同ワークドライブ装置のワーククランプ前の
状態を概略的に示す要部正面図。

【図４】 同ワークドライブ装置のワーククランプ後の
状態を概略的に示す要部正面図。

【図５】 従来の研削盤に用いられていたクランプ部材
の正面図。

【符号の説明】

１１ 主軸 １３ 主軸センタ １５ 回転駆動板 １５ａ 回転ドライブピン（遊嵌係合部） １８ 中間板 ２０ クランプ板 ２３ 回転伝達レバー ２３ａ レバー軸（枢支部） ２４ 係止ピン（遊嵌係合部） ２５ 係止ピン（遊嵌係合部） ２６ カム軸 ２８ａ 長孔（回転伝達レバーの内端部） ２９ａ Ｕ字形切欠部（回転伝達レバーの外端部） ３０ クランプ爪 ３０ａ カム形状の先端部 ３１ カム動作レバー ３１ａ Ｕ字形切欠部（カム動作レバーの遊端部） ３５ ワーク ３６ 心押し台センタ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸センタと心押し台センタとで回転体
   外形のワークの両端軸心を支持し、主軸に外嵌した回転
   駆動板により該ワークを回転させる研削盤用ワークドラ
   イブ装置において、前記主軸の前端側に、周方向に等配
   する３本のカム軸を回転自在に保持した環状のクランプ
   板と、該クランプ板と前記回転駆動板の間に位置する環
   状の中間板とがそれぞれ回転自在に嵌装され、前記中間
   板には回転伝達レバーが中間部で回転自在に枢支され、
   該回転伝達レバーの外端部が回転駆動板に遊嵌係合され
   ると共に、その内端部がクランプ板に遊嵌係合される一
   方、前記各カム軸の前端側に先端がカム形状のクランプ
   爪を有すると共に、該カム軸の後端側に固着したカム動
   作レバーの遊端部が前記中間板に遊嵌係合され、回転駆
   動板の起動に伴って回動するクランプ爪により前記ワー
   クが３方向より挟持されて回転するように構成されてな
   る研削盤用ワークドライブ装置。
2. 【請求項２】 中間板の起動時の回転負荷がクランプ板
   の該回転負荷よりも大きく設定されてなる請求項１記載
   の研削盤用ワークドライブ装置。