JPH0551540U - 研削盤用ワークドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 主軸８に軸受１３ａを介して外嵌されるクラ
ンプ本体１４と、その環状フランジ部１４ａの前面側に
偏心可能且つ一体回転可能に取り付けられる爪ホルダー
１５と、爪ホルダー１５と環状フランジ部１４ａの界面
部外周に嵌装され、爪ホルダー１５をクランプ本体１４
と同心に保持する弾性リング２９と、クランプ本体１４
のボス部１６ａに遊嵌されるクランプ円板１７と、中央
軸部４０ａがクランプ円板１７に枢支され、両端部４
２，４３が回転駆動板１２及びクランプ本体１４に係合
される回転伝達レバー４０と、爪ホルダー１５に周方向
等間隔に軸支されるクランプ爪１６と、クランプ円板１
７とクランプ爪１６の回動用レバー部１６ｃとを係合す
る係合ピン４１とからなる。 【効果】 回転駆動板１２の起動時の回転力を利用して
ワークＷを自動的にクランプでき、ワークＷのセンタ穴
４４が本来の軸心からずれていても確実にクランプでき
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、主軸のセンタと心押し台センタとで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、該主軸に外嵌する回転駆動板にてワークを回転させ、その周 面に回転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７に示すように、円形リング１の周方向３ヵ所に等配 された２本のボルト状支持ピン２，２と、枢軸１ａを中心に回動自在な押圧レバ ー３とを有し、該押圧レバー３は、ばね４により、そのカム形状の内端部３ａが リング内側への突出するよう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 凸設された回転伝達ピンである。

【０００４】 そして、該クランプ部材によりワークＷ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Ｗ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Ｗの外周を３方向から挟持す ると共に、回転伝達ピン５を回転駆動板の回転ドライブピン６に係合させればよ い。次に回転駆動板を図示の反時計方向に回転させることにより、回転ドライブ ピン６及びクランプ部材を介してワークＷを同方向に回転させることができる。

【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Ｗの取替の度に作業者が手操作でクランプ部材の装着作業と、回転駆動板へ の係合作業を行う必要があり、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 動的にワークをクランプし、続いてそのクランプしたワークを回転駆動板により 回転させることができ、しかもワークの端面に設けられるセンタ穴の位置が軸心 から多少ずれている場合でも確実にクランプすることが可能な研削盤用ワークド 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の本考案の構成を実施例に対応する図面に基づいて説 明すると、本考案は、図１及び図２に示すように、主軸８のセンタ８ａと心押し 台センタ９とでワークＷを両端のセンタ穴４４で支持し、主軸８に回転自在に外 嵌する回転駆動板１２により該ワークＷを回転させる研削盤用ワークドライブ装 置１０において、前記主軸８の前端側にクランプ本体１４を軸受１３ａを介して 回転自在に外嵌させ、該クランプ本体１４に一体形成した環状フランジ部１４ａ と前記回転駆動板１２との間において主軸８にクランプ円板１７を回転自在に外 嵌させると共に、前記環状フランジ部１４ａの前面側に環状の爪ホルダー１５を クランプ本体１４に対して偏心可能且つ一体回転可能に取付け、該爪ホルダー１ ５と前記環状フランジ部１４ａとの界面部の外周側に両者間にわたる環状溝又は 環状空間２８を構成して、その内周に圧接する弾性リング２９を嵌装する一方、 前記爪ホルダー１５に上記ワークＷをクランプするための複数のクランプ爪１６ を周方向等間隔に回転自在に軸支し、且つ各クランプ爪１６の枢軸１６ａを前記 環状フランジ部１４ａに貫通すると共に、該枢軸１６ａの後端に設けた回動用レ バー部１６ｃと前記クランプ円板１７とを係合ピン４１にて係合し、また前記ク ランプ円板１７に中央軸部４０ａが枢支された回転伝達レバー４０の両端部４２ ，４３を回転駆動板１２とクランプ本体１４とにそれぞれ係合させることにより 、回転駆動板１２の起動に伴ってクランプ本体１４が回転駆動板１２の回転方向 に対し逆方向に回転し、この逆方向回転に連動して各クランプ爪１６がクランプ 方向に回転するように構成してなるものである。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、図３に示すクランプ爪１６のクランプ解除状態において、ロ ボット等によりもたらされたワークＷをその両端面のセンタ穴４４に主軸８のセ ンタ８ａと心押し台センタ９をそれぞれ嵌合して支持した後、回転駆動板１２を 回転駆動すると、回転伝達レバー４０を介してクランプ円板１７、クランプ本体 １４及び爪ホルダー１５が回転駆動板１２と一体となって同方向に回転されるが 、その起動時に、上記回転伝達レバー４０がその中央軸部４０ａを中心にして回 転駆動板１２により揺動されるため、クランプ本体１４及び爪ホルダー１５が回 転駆動板１２の回転方向とは逆方向に回転する。一方、この時点ではクランプ円 板１７及び係合ピン４１が停止しているため、該係合ピン４１に回動用レバー部 １６ａで係合する各クランプ爪１６は爪ホルダー１５の上記逆方向回転に伴って クランプ方向Ａに回動させ、該各クランプ爪１６により上記ワークＷをクランプ することができる（図２状態）。このクランプによりクランプ本体１４及び爪ホ ルダー１５とクランプ円板１７とが回転駆動板１２に一体化されるため、クラン プされたワークＷを回転駆動板１２により回転することができる。

【０００９】 ところで、ワークＷのセンタ穴４４は加工精度上、本来の軸心位置から多少ず れていることが多い。このずれは通常０．２ｍｍ以下であり、ワークＷを該セン タ穴４４を中心に回転させて切削する過程で前記ずれによる大半径側が先に削ら れるから、結果的には切削加工後の軸心がセンタ穴４４と一致することになる。 しかるに、クランプ爪１６の位置が心押し台センタ９の軸心から等距離で固定し ている場合には、前述したクランプの段階で、例えば３個のクランプ爪１６の内 で１個又は２個がワークＷの前記ずれによる大半径側の周面に先に当接し、この 時点で全部のクランプ爪１６の回動が阻止され、小半径側の周面に対応した他の クランプ爪１６が該周面に当接しないためにワークＷを確実にクランプできない ことになる。

【００１０】 これに対し、本考案構成では、爪ホルダー１５がクランプ本体１４に対して偏 心可能に取り付けられているから、ワークＷにセンタ穴４４のずれが存在する場 合、前述のクランプにおいて、１個又は２個のクランプ爪１６がワークＷの大半 径側の周面に先に当接しても、この時点では各クランプ爪１６の回動が停止せず 、その当接したクランプ爪１６の回動力により、当初は弾性リング２９による締 め付けでクランプ本体１４に対して同心（図１，図５状態）であった爪ホルダー １５が前記センタ穴４４のずれ方向に偏心移動し（図６状態）、これによって小 半径側の周面に対応した他のクランプ爪１６も該周面に当接する結果、ワークＷ は全てのクランプ爪１６にて確実にクランプされることになる。なお、研削加工 の終了後にワークＷを取り外せば、偏心していた爪ホルダー１５は弾性リング２ ９の弾圧力で元のようにクランプ本体１４と同心状態に戻る。

【００１１】

【実施例】

図１及び図２は研削盤の主軸８のセンタ８ａと心押し台センタ９とにより両端 軸心を支持されたワークＷを本考案の一実施例たるワークドライブ装置１０によ りクランプし、該ワークＷを回転砥石１１により研削している状態を示すもので あって、上記主軸８側にはワークＷを回転させるための回転駆動板１２が設けら れている。しかして、上記ワークドライブ装置１０は、主軸８の突出した前部側 にニードルべアリング１３ａを介して回転自在に外嵌したクランプ本体１４と、 該クランプ本体１４に一体形成した環状フランジ部１４ａの前面側に取り付けた 環状の爪ホルダー１５と、該爪ホルダー１５の前面側に取り付けられた３個のク ランプ爪１６と、クランプ本体１４のボス部１４ｂの後部側にニードルべアリン グ１３ｂを介して回転自在に外嵌したクランプ円板１７とを備えている。

【００１２】 上記回転駆動板１２は、図１に示すように、主軸８に軸受１８を介して回転自 在に外嵌され、主軸８に外嵌するドライブ軸１９により正逆転されるようになっ ており、その外周部にはドライブピン２０が突設されている。

【００１３】 前記クランプ本体１４は、図１に示すように、そのボス部１４ｂが主軸８の鍔 部８ｂと該主軸８の前端に係合するスナップリング２１との間に調整用カラー２ ２…を介在して嵌め込まれており、該調整用カラー２２…の前後配置枚数の変更 によって前後位置を調整し得るようになっている。しかして、該クランプ本体１ ４の環状フランジ部１４ａには、係合ピン２３がその両端を該環状フランジ部１ ４ａの前後両側へ突出する状態で固着されている。２４はニードルべアリング１ ３ａの両側位置で主軸８に嵌装されたオイルシールであり、クランプ本体１４の ボス部１４ｂの内周面に弾圧接触し、シール作用と共に該クランプ本体１４の回 転に対するブレーキ作用をもたらす。

【００１４】 前記爪ホルダー１５は、後部側の外周に形成した環状の係止凸条１５ａに断面 Ｌ字形の環状カバー２５の前壁部２５ａを係合して、該環状カバー２５をボルト ２６を介してクランプ本体１４の環状フランジ部１４ａの外周部に固着すること により、その平坦な後端面が環状フランジ部１４ａの同じく平坦な前面に接する 状態でクランプ本体１４に取り付けられている。しかして、環状フランジ部１４ ａの係合ピン２３の突出した前部は、爪ホルダー１５の後端面に形成された径大 の係合穴２７に嵌合し、この嵌合部に環状の間隙ｔ₁ （図５参照）が構成されて いる。

【００１５】 しかして、爪ホルダー１５とクランプ本体１４の環状フランジ部１４ａとの界 面部の外周側には、両者１５，１４ａ間にわたる環状空間２８が構成されており 、この環状空間２６に図４でも示すようにコイルスプリングからなる弾性リング ２９が拡径状態で嵌装されて内周に圧接している。また、前記環状カバー２５の 前壁部２５ａ内周と爪ホルダー１５外周との間、ならびに該爪ホルダー１５の係 止凸条１５ａ外周とこれに対向する環状フランジ部１４ａの前方へ突出した周縁 部内周との間には、それぞれ環状の間隙ｔ₂ ，ｔ₃ （図５参照）が構成されると 共に、爪ホルダー１５の外周には前者の間隙ｔ₂ を封鎖するシールリング３０が 嵌装されている。

【００１６】 各クランプ爪１６は、図２にも示すように、上記爪ホルダー１５に周方向等間 隔３ヵ所に貫設された各貫通孔１５ｂにニードルべアリング１３ｃを介して回転 自在に嵌挿された枢軸１６ａと、該枢軸１６ａの前端にボルト３１により取付け られた爪本体１６ｂとを有している。しかして、枢軸１６ａの後部側はクランプ 本体１４の環状フランジ部１４ａに周方向等間隔３ヵ所に設けた円孔３２を貫通 し、その後端部には先端にＵ字形切欠３３を有する扇形の回動用レバー部１６ｃ が爪本体１６ｂとは逆の外側へ突出する形で一体形成されている。また爪本体１ ６ｂの内向き端部のワーク当接面３４は、該クランプ爪１６がクランプ方向Ａ（ 図３参照）に回転するにしたがってワークＷに接近するカム形状としてある。な お前記円孔３２は枢軸１６ａ（ニードルべアリング１３ｃの内周）に対して環状 の間隙ｔ₄ （図１参照）を構成するように径大に設定されている。

【００１７】 更に爪本体１６ｂは、前面に長手方向に沿う長溝３５が形成されると共に、そ の溝底に同方向の長孔３６が貫設され、上記ボルト３１に外嵌するナット３７を 上記長孔３６に嵌挿し、該ナット３７の角形頭部３７ａを上記長溝３５に嵌合さ せることにより、ワークＷの径に合わせて該爪本体１６ｂを枢軸１６ａに対して スライドさせて位置調整できるようにしている。なお爪本体１３ｂの前面には位 置調整用の目盛り３８が形成され、また枢軸１６ａの前端面と爪本体１３ｂの後 面には滑り止め用のセレーション３９が設けてある。

【００１８】 前記クランプ円板１７は、外周寄り位置の一か所に回転伝達レバー４０を保持 すると共に、外周部の周方向等間隔３ヵ所に前方突出する係合ピン４１を備え、 各係合ピン４１がクランプ爪１６の回動用レバー部１６ｃのＵ字形切欠３３に係 合するようになされている。しかして、回転伝達レバー４０は、クランプ円板１ ７にニードルべアリング１３ｄを介して回転自在に枢支された中央軸部４０ａと 、その前後両端に設けられて互いに反対方向に伸びるレバー部４０ｂ，４０ｃと からなり、両レバー部４０ｂ，４０ｃの先端に設けたＵ字状切欠部４２，４３を 前記クランプ本体１４の係合ピン２３と前記回転駆動板１２のドライブピン２０ とにそれぞれ係合している。

【００１９】 従って、該回転伝達レバー４０を介してクランプ本体１４及び爪ホルダー１５ とクランプ円板１７とが回転駆動板１２に連結されており、図３に示す状態から 回転駆動板１２を同図の矢印Ｂの如く反時計方向に回転させると、その起動時に は回転伝達レバー３９が中央軸部４０ａを中心にして反時計方向に回転されるた め、クランプ本体１４及び爪ホルダー１５が回転駆動板１２の回転方向とは逆方 向、即ち図３の矢印Ｃの如く時計方向に所定角度回転し、続いて図２の如くクラ ンプ本体１４及び爪ホルダー１５とクランプ円板１７とが回転駆動板１２に一体 化されて反時計方向に回転する。

【００２０】 また上記クランプ円板１７の３本の係合ピン４１が各クランプ爪１６の本体１ ６ｂに対し反対方向に伸びる回動用レバー部１６ｃのＵ字形切欠３３に係合して いるため、図３に示す状態から回転駆動板１２の起動時に、クランプ本体１４及 び爪ホルダー１５が前述のように回転駆動板１２の回転方向とは逆方向、即ち時 計方向（図３の矢印Ｃ）に回転すると、この時点では上記クランプ円板１７及び 各係合ピン４１が停止しているため、該係合ピン４１によりクランプ爪１６が枢 軸１３ａを中心にしてクランプ方向Ａ（図２参照）に回動する。

【００２１】 一方、爪ホルダー１５は、弾性リング２９の締め付けによって常態では図１及 び図５の如くクランプ本体１４と同心に保持されているが、両者間の各相互係合 部分に前記間隙ｔ₁ 〜ｔ₄ が構成されているため、前記弾性リング２９の締め付 け力より大きい外力が加わった際に、図６に示すようにクランプ本体１４に対し て前記間隙のｔ₁ 〜ｔ₄ 範囲で偏心し得る。

【００２２】 ワークＷの研削の要領を説明すると、図３に示すクランプ解除状態において、 ロボット等によりもたらされたワークＷをその両端のセンタ穴４４において主軸 ８のセンタ８ａと心押し台センタ９とで支持した後、回転駆動板１２を反時計方 向に回転させるだけでよい。これにより、まず起動時に、ドライブピン２０によ って回転伝達レバー４０が中央軸部４０ａを中心にして反時計方向に回転され、 係合ピン２３を介してクランプ本体１４及び爪ホルダー１５が回転駆動板１２の 回転方向とは逆方向、即ち時計方向に回転される。一方、クランプ円板１７はこ の時点では停止しており、係合ピン４１も当然停止しているため、各クランプ爪 １６は枢軸１６ａを中心にクランプ方向Ａに回動することになり、該各クランプ 爪１６のワーク当接面３４がワークＷの周面に圧接し、図２に示すように、該ワ ークＷがクランプされる。なおクランプ力は、図３に示すように、ドライブピン ２０から回転伝達レバー４０の中央軸部４０ａまでの距離Ｄ₁ と、該中央軸部４ ０ａから係合ピン２３までの距離Ｄ₂ との比率を変更するだけで、容易に調整す ることができる。

【００２３】 ここで、ワークＷのセンタ穴４４が本来の軸心位置から多少ずれている（通常 ０．２ｍｍ以下）場合、前述した起動時のクランプにおいて、同期して回動する ３個のクランプ爪１６の該ワークＷのセンタ穴４４を中心とする大半径側に対応 したものが小半径側に対応した他のクランプ爪１６よりも先にワーク周面に当接 するが、この時点では各クランプ爪１６の回動が停止せず、その当接したクラン プ爪１６の回動に伴う押圧力により、当初は弾性リング２９による締め付けでク ランプ本体１４に対して同心であった爪ホルダー１５が前記センタ穴４４のずれ 方向に偏心移動し、これによって小半径側の周面に対応した他のクランプ爪１６ も該周面に当接し、もってワークＷは３個のクランプ爪１６にて三方向から確実 にクランプされる。

【００２４】 上記のようにワークＷのクランプが完了すると同時にクランプ本体１４及びク ランプ円板１７が回転伝達レバー４０を介して回転駆動板１２に一体的に連結さ れた状態となり、クランプされたワークＷが回転駆動板１２により回転されるか ら、そのワークＷに回転砥石１１を当接させて所要の研削加工を直ちに施すこと ができる。なお、各クランプ爪１６の回動用レバー部１６ｃは扇形として爪本体 １６ｂよりも重くしてあり、これによってワークＷの回転駆動中に各回動用レバ ー部１６ｃに遠心力が強くかかるため、該各クランプ爪１６が不測にクランプ解 除状態になることがない。

【００２５】 研削加工終了後、一旦停止させた回転駆動板１２を図２において時計方向に若 干回転させるだけで、前述の場合とは逆に、回転伝達レバー４０が中央軸部４０ ａを中心にして時計方向に回転して、クランプ本体１４及び爪ホルダー１５が反 時計方向に回転され、図３に示すように、各クランプ爪１６がワークＷから離間 し、該ワークＷのクランプ状態を解除することができる。また、これとは別に、 回転駆動板１２を停止した状態で、クランプ本体１４及び爪ホルダー１５だけを 反時計方向に回転させても、クランプを解除することができる。

【００２６】 なお、前記のようにセンタ穴４４が本来の軸心位置からずれたワークＷでは、 そのセンタ穴４４を中心に回転させて切削する過程で前記ずれによる大半径側が 先に削られるから、加工部分は該センタ穴４４を中心とする完全な真円状となり 、切削加工後の軸心がセンタ穴４４と一致することになる。また研削加工の終了 後にワークＷを取り外せば、偏心していた爪ホルダー１５は弾性リング２９の弾 圧力により元のようにクランプ本体１４と同心状態に復帰する。

【００２７】 上記実施例では環状カバー２５をその前壁部２５ａにおいてクランプ本体１４ の環状フランジ部１４ａにボルト止めする構成上、弾性リング２９の嵌装部分を 環状空間２８としているが、この嵌装部分を環状溝としてもよい。また弾性リン グ２９としては、実施例の如きコイルスプリングからなるリングの他、軟質ない し半硬質の合成ゴムや合成樹脂のリング等、種々の弾性材料からなるリングを使 用できる。

【００２８】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、回転駆動板の起動時の回転力を利用して ワークを自動的にクランプすることができ、従来のように手作業でクランプ操作 を行う必要がなくなり、作業能率を飛躍的に高めることができる。また特に、ク ランプ爪を保持した爪ホルダーがクランプ本体に対して偏心可能であるため、ワ ークのセンタ穴が本来の軸心から多少ずれている場合でも、該ワークを支障なく 確実に強固にクランプでき、精密な真円状の切削加工を施せる。

【図面の簡単な説明】

【図１】研削盤に装着した本考案の一実施例たるワーク
ドライブ装置によりワークをクランプして研削している
状態を示す縦断面図である。

【図２】同クランプ状態の一部切欠き正面図である。

【図３】同クランプ解除状態の正面図である。

【図４】図１のIV−IV線の断面図である。

【図５】同ワークドライブ装置の要部の拡大縦断面図で
ある。

【図６】同ワークドライブ装置における爪ホルダーの偏
心状態を示すの要部の拡大縦断面図である。

【図７】従来例を示す正面図である。

【符号の説明】

８ 主軸 ８ａ 主軸のセンタ ９ 心押し台センタ １０ ワークドライブ装置 １２ 回転駆動板 １４ クランプ本体 １４ａ 環状フランジ部 １５ 爪ホルダー １６ クランプ爪 １６ａ クランプ爪の枢軸 １６ｂ 爪本体 １６ｃ 回動用レバー部 １７ クランプ円板 １３ａ ニードルべアリング（軸受） ２８ 環状空間 ２９ 弾性リング ４０ 回転伝達レバー ４０ａ 回転伝達レバーの中央軸部 ４０ｂ 回転伝達レバーのレバー部 ４０ｃ 回転伝達レバーのレバー部 ４１ 係合ピン ４２ Ｕ字形切欠（回転伝達レバーの端部） ４３ Ｕ字形切欠（回転伝達レバーの端部） ４４ センタ穴 Ａ クランプ方向 Ｗ ワーク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸のセンタと心押し台センタとでワーク
   を両端のセンタ穴で支持し、主軸に回転自在に外嵌する
   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クランプ本
   体を軸受を介して回転自在に外嵌させ、該クランプ本体
   に一体形成した環状フランジ部と前記回転駆動板との間
   において主軸にクランプ円板を回転自在に外嵌させると
   共に、前記環状フランジ部の前面側に環状の爪ホルダー
   をクランプ本体に対して偏心可能且つ一体回転可能に取
   付け、該爪ホルダーと前記環状フランジ部との界面部の
   外周側に両者間にわたる環状溝又は環状空間を構成し
   て、その内周に圧接する弾性リングを嵌装する一方、前
   記爪ホルダーに上記ワークをクランプするための複数の
   クランプ爪を周方向等間隔に回転自在に軸支し、且つ各
   クランプ爪の枢軸を前記環状フランジ部に貫通すると共
   に、該枢軸の後端に設けた回動用レバー部と前記クラン
   プ円板とを係合ピンにて係合し、また前記クランプ円板
   に中央軸部が枢支された回転伝達レバーの両端部を回転
   駆動板とクランプ本体とにそれぞれ係合させることによ
   り、回転駆動板の起動に伴ってクランプ本体が回転駆動
   板の回転方向に対し逆方向に回転し、この逆方向回転に
   連動して各クランプ爪がクランプ方向に回転するように
   構成してなる研削盤用ワークドライブ装置。