JPH11262859A - 細長砥石軸の支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 細長砥石軸の高速回転を可能とし、加工能率
を向上し、高精度加工を行えるようにする。 【解決手段】 先端に砥石８を有する細長い砥石軸７を
支持する装置において、砥石軸７の先端部分を支持する
支持手段１２と、砥石軸７の回転数が当該砥石軸７の支
持解除状態における１次固有振動数を通過した後、支持
手段１２を砥石軸７の基端側に後退させることによっ
て、支持手段１２による砥石軸７の先端部分の支持を解
除する支持解除手段１４とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は細長砥石軸の支持装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、研削加工に使用される砥石軸
は、その回転数が固有振動数に一致すると、砥石が外れ
て飛散したり、軸が破損する危険性があるため、固有振
動数より低い回転数で運転される。燃料噴射ノズルの内
側のシート面等の研削加工には、先端に砥石を備えた細
長い砥石軸が使用される。このような細長い砥石軸は、
固有振動数が低いので、回転数を下げて運転する必要が
あり、加工能率が低下し、高精度加工も困難であるとい
う問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題点
に鑑みてなされたもので、高速回転が可能で加工能率が
高く、高精度加工を行うことができる細長砥石軸の支持
装置を提供することを課題とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明にかかる装置は、先端に砥石を有する細長い
砥石軸を支持する装置において、前記砥石軸の先端部分
を支持する支持手段と、前記砥石軸の回転数が当該砥石
軸の前記支持手段による支持解除状態における１次固有
振動数を通過した後、前記支持手段による砥石軸の先端
部分の支持を解除する支持解除手段とを備えたものであ
る。

【０００５】前記本発明の装置により、砥石軸の先端部
分を支持した状態で砥石軸の支持解除状態における１次
固有振動数を通過させることができるので、該１次固有
振動数よりも高い回転数で運転することが可能となる。

【０００６】前記支持解除手段は、前記支持手段を砥石
軸の基端側に移動させるものとすることができる。これ
により、支持手段による先端部分の支持の解除が簡単に
なるうえ、直ちに砥石による加工を行うことができる。

【０００７】この場合、前記支持解除手段による前記支
持手段の移動は急速に行うようにすることが好ましい。
これにより、支持手段の基端側への移動により変化する
砥石軸の１次固有振動数が回転中の砥石軸の回転数と一
致することがあっても、それは瞬時のこととなるので、
共振が回避され、安全である。

【０００８】前記支持手段は、砥石軸の先端部分の支持
部に流体を供給する流体供給手段を備え、該流体供給手
段により供給される流体の層を介して前記砥石軸を支持
するようにすることが好ましい。これにより、流体によ
る流体軸受けが形成され、砥石軸を円滑に支持すること
ができるので、速やかに１次固有振動数を通過させるこ
とができる。

【０００９】前記支持解除手段が砥石軸の先端部分の支
持を解除する際に、前記流体供給手段は流体の供給を停
止するようにすることが好ましい。これにより、流体に
よる流体軸受け状態が消失し、砥石軸の支持が簡単に解
除される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。

【００１１】図１は、本発明にかかる細長砥石軸の支持
装置を備えた研削装置を示す。主軸１には、燃料噴射ノ
ズル等のワーク２が支持されている。このワーク２は、
先端のノズル孔３と、該ノズル孔３から後端に向かって
延びる大径孔４とを有するとともに、ノズル孔３と大径
孔４の遷移部分に円錐状のシート面５を有している。

【００１２】砥石ヘッド６は、回転駆動される細長い砥
石軸７を有している。この砥石軸７は、先端に前記ワー
ク２のシート面５を研削する円錐型の砥石８が取り付け
られている。砥石ヘッド６には、砥石軸７の先端部分を
支持する支持装置９が設けられている。この支持装置９
は、スライドテーブル１０と、支持フレーム１１と、支
持アーム１２とからなっている。

【００１３】スライドテーブル１０は、砥石ヘッド６の
上面に設けられたガイドレール１３上を油圧又は空気圧
シリンダからなる駆動装置１４によって砥石軸７に平行
に往復移動可能になっている。支持フレーム１１は、ス
ライドテーブル１０に固定され、砥石軸７と平行に延び
ている。支持アーム１２は支持フレーム１１の先端より
砥石軸７に直角方向に延び、その先端部分に砥石軸７が
挿通する円形の支持孔１５が形成されている。支持孔１
５の内面には周方向に溝１６が形成され、該溝１６に１
又は複数のクーラント供給孔１７が形成されている。こ
のクーラント供給孔１７より、クーラント供給装置１８
からのクーラントが砥石軸７の周囲に供給されるように
なっている。なお、前記駆動装置１４は、支持アーム１
２を後退させることによって当該支持アーム１２による
砥石軸７の支持を解除する支持解除手段でもある。

【００１４】前記砥石ヘッド６には、さらに、砥石軸７
の回転数を検出するセンサ１９が設けられ、該センサ１
９による回転数の検出値は制御装置２０に入力されるよ
うになっている。制御装置２０は、前記駆動装置１４及
びクーラント供給装置１８を制御するものである。

【００１５】次に、前記構成からなる研削装置の動作に
ついて説明する。

【００１６】まず、主軸１にワーク２を保持し、砥石ヘ
ッド６を前進させて砥石軸７の先端の砥石８をワーク２
の大径孔４の直前に位置させる。この状態で、支持装置
９のスライドテーブル１０を駆動装置１４により前進さ
せて、図１に実線で示すように、支持アーム１２を砥石
軸７の砥石８近傍の先端部分に位置させる。続いて、砥
石軸７の回転を開始するとともに、クーラント供給装置
１８によってクーラントをクーラント供給孔１７より噴
出させる。これにより、砥石軸７と支持孔１５の溝１６
との間の空間にクーラントが充満し、砥石軸７の流体軸
受けが形成される。

【００１７】センサ１９によって検出される砥石軸７の
回転数が当該砥石軸７の支持解除状態における１次固有
振動数（例えば、本実施形態では７７，０００回転／
分）を通過すると、支持装置９のスライドテーブル１０
を駆動装置１４によって後退させて、図１に２点鎖線で
示すように、支持アーム１２を砥石軸７の基端部分に移
動させる。これにより、砥石軸７の先端部分の支持が解
除されたことになる。前記支持アーム１２の移動は急速
に行う。これは、支持アーム１２の移動により変化する
砥石軸７の１次固有振動数が回転中の砥石軸７の回転数
と一致する領域を急速に通過させて、共振を防止するた
めである。支持アーム１２が砥石軸７の基端部に位置す
ると、クーラントの供給を停止する。これにより、流体
軸受けが消失し、砥石軸７は自由回転状態となる。

【００１８】砥石軸７の回転数が所定の回転数（例え
ば、本実施形態では１５０，０００回転／分）に達する
と、砥石ヘッド６を前進させて砥石軸７の先端の砥石８
をワーク２の大径孔４に挿入し、ワーク２のシート面５
の加工を開始することができる。このときの砥石軸７
は、該砥石軸７の支持解除状態における１次固有振動数
を超えた回転数で高速回転しているので、高精度の加工
が可能となるとともに、加工能率が向上する。

【００１９】ワーク２の加工が終了すると、砥石軸７の
回転数を高速に維持したまま、砥石ヘッド６を後退させ
て砥石軸７の先端の砥石８をワーク２の大径孔４から引
き出した後、支持装置９のスライドテーブル１０を駆動
装置１４により前進させて、図１に実線で示すように、
支持アーム１２を砥石軸７の砥石８近傍の先端部分に位
置させる。続いて、砥石軸７の回転の減速を開始すると
ともに、クーラント供給装置１８によってクーラントを
砥石軸７に供給し、砥石軸７を流体軸受けによって支持
する。

【００２０】センサ１９によって検出される砥石軸７の
回転数が該砥石軸７の支持解除状態における１次固有振
動数を通過して低下すると、クーラントの供給を停止す
るとともに、支持アーム１２を図１に２点鎖線で示す当
初位置に復帰させる。このようにすることで、砥石軸７
の減速中に該砥石軸７の支持解除状態における１次固有
振動数を通過することがあっても、砥石軸７は支持アー
ム１２の流体軸受けによって支持されているので、共振
領域を回避することができる。

【００２１】なお、前記実施形態では、砥石軸７の回転
数が１次固有振動数を通過すると、クーラントによる流
体軸受け状態を維持したまま支持アーム１２を急速に後
退させている。しかし、砥石軸７の回転数が支持解除状
態における１次固有振動数を通過した後、クーラントを
停止して流体軸受けによる支持状態を解除してから支持
アーム１２を移動させてもよい。この場合には、支持ア
ーム１２が移動しても砥石軸７の１次固有振動数は変化
しないので、支持アーム１２は急速に移動させる必要は
ない。

【００２２】また、前記実施形態では、砥石軸７の回転
数が１次固有振動数を通過したことをセンサ１９によっ
て検出するようにしたが、センサ１９を使用せずに、砥
石軸７の回転開始後又は減速開始後の時間で判断するこ
とも可能である。

【００２３】さらに、前記実施形態では、砥石軸７の流
体軸受けとしてクーラントを使用したが、このクーラン
トの代わりにエアを使用してもよい。支持手段として
は、流体軸受けに限らず、図に示すように支持孔１５の
内周面の溝２１に設けた少なくとも３個のボール２２で
支持してもよい。なお、支持孔１５の内周面で直接支持
することも可能であるが、この場合、砥石軸７との接触
面を少なくして摩擦を小さくすることが好ましい。

【００２４】前記支持装置９の駆動装置１４としては、
油圧又は空気圧シリンダに限らず、モータとボールねじ
機構、ラックとピニオン機構を使用することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、砥石軸の先端部分を支持した状態で砥石軸の
支持解除状態における１次固有振動数を通過させること
ができるので、該１次固有振動数よりも高い回転数で運
転することが可能となり、加工能率が高く、高精度の加
工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる砥石軸の支持装置を備えた研
削装置の概略正面図。

【図２】 支持手段の他の実施形態を示す一部破断正面
図。

【符号の説明】

１ 主軸 ２ ワーク ６ 砥石ヘッド ７ 砥石軸 ８ 砥石 ９ 支持装置 １０ スライドテーブル １１ 支持フレーム １２ 支持アーム（支持手段） １３ ガイドレール １４ 駆動装置（支持解除手段） １５ 支持孔 １６ 溝 １７ クーラント供給孔 １８ クーラント供給装置 １９ センサ ２０ 制御装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に砥石を有する細長い砥石軸を支持
   する装置において、 前記砥石軸の先端部分を支持する支持手段と、 前記砥石軸の回転数が当該砥石軸の前記支持手段による
   支持解除状態における１次固有振動数を通過した後、前
   記支持手段による砥石軸の先端部分の支持を解除する支
   持解除手段とを備えたことを特徴とする細長砥石軸の支
   持装置。
2. 【請求項２】 前記支持解除手段は、前記支持手段を砥
   石軸の基端側に移動させるものであることを特徴とする
   請求項１に記載の細長砥石軸の支持装置。
3. 【請求項３】 前記支持解除手段による前記支持手段の
   移動は急速に行うようにしたことを特徴とする請求項２
   に記載の細長砥石の支持方法。
4. 【請求項４】 前記支持手段は、砥石軸の先端部分の支
   持部に流体を供給する流体供給手段を備え、該流体供給
   手段により供給される流体の層を介して前記砥石軸を支
   持するようにしたことを特徴とする請求項１から３のい
   ずれかに記載の細長砥石軸の支持装置。
5. 【請求項５】 前記支持解除手段が砥石軸の先端部分の
   支持を解除する際に、前記流体供給手段は流体の供給を
   停止するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の
   細長砥石軸の支持装置。