JPH1133892A - 一対のレスト装置を備えた工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工箇所またはその両端の円筒部を高い剛性
で支持できかつ汎用性の大きなフレキシビリティーに富
んだレスト装置システムを提供する。 【解決手段】 一対の工作物支持装置２０，２１を載置
するテーブル１４を長手方向に割出し可能に設け、この
支持装置２０，２１にて両端が回転支持された工作物Ｗ
上の少なくとも１つの加工部Ｃ１〜Ｃ８を選択的に工具
Ｇの正面に割出すようにした工作機械において、テーブ
ル１４上に一対のレスト装置５１，５２をテーブル１４
上にその長手方向に個々に位置決め割出し可能に設け、
各加工部の両端ジャーナル部を一対のレスト装置５１，
５２により支持できるようにした。一対のレスト装置５
１，５２を位置決め送りする送りネジ３６ａ，３６ｂを
一方の工作物支持装置２１に形成したトンネル３２を挿
通してその工作物支持装置２１の背面側に延出し、この
背面側で駆動用のサーボモータ４６ａ，４６ｂと連結し
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、長手方向の両端部
において一対の工作物支持装置により回転支持される棒
状の工作物を加工する際に、加工抵抗による工作物の曲
げを防止するレスト装置を備えた工作機械、好適には研
削盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、棒状工作物の長手方向に離間し
た複数の加工箇所を研削する場合には、レスト装置のシ
ューが砥石により研削される加工箇所に当接される。レ
スト装置は、工作物を支持するテーブルの長手方向の割
出し動作に係わらず砥石との長手方向位置が不変に維持
されるように、研削盤のベッド上に設置される。

【０００３】特開平２−７６６５５は、研削盤のベッド
上に設置される形式のレスト装置の一例を示す。このも
のにおいては、レストシューの当接位置を加工箇所に開
口する穴位置から外すために、レスト装置をテーブルの
移動を利用してテーブルの長手方向に若干移動可能にし
ている。また、実開平４−１１５５６７および実開平−
１１５５６８は、テーブル上に複数のレスト装置を設
け、カムシャフト上の加工すべき複数のカムに隣接する
全てのジャーナル部を研削加工中同時に支持するように
している。実開平４−１１５５６７に開示される装置に
おいては、テーブル上で長手方向に若干の距離移動可能
な単一のスライド上に複数のレスト装置を載置固定し、
主軸台上のチャック位置と第１ジャーナル位置とが若干
異なる類似カムシャフトに対してスライドを若干の距離
移動することにより対応可能としている。

【０００４】一方、実開平−１１５５６８に開示される
装置においては、テーブル上で長手方向に移動可能な２
つのスライドを設け、この２つのスライドの若干の移動
量に差を持たせることにより、レストシューが当接する
ジャーナルピッチの異なる類似のカムシャフトの加工に
同一の装置を使用可能としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レスト
装置をベッド上に設置する形式の装置は、レスト装置の
ベッド上への取付位置とレストシューのワーク支持位置
がテーブルを跨いで大きく離間されることから、支持剛
性の面で不利となる。また、工作物の複数の加工箇所の
各々に隣接する位置にレストシューを当接する形式の上
述装置は、類似ワークには対応できるといった限定され
たフレキシビリティを有するが、複数の加工箇所の長手
方向における配置が大幅に異なる工作物には対応できな
い。

【０００６】従って、本発明の主たる目的は、支持剛性
が大きく、種々のワークに対応できるフレキシビリティ
に富んだレスト装置を持つ工作機械を提供することにあ
る。さらに、テーブル上にスライドを介してレスト装置
を配置する上述した形式のものにおいては、スライドを
移動させる駆動源が主軸台と心押台との間の加工領域に
配置されるため、常に研削屑やクーラントにより汚染さ
れ、保守や点検整備上の作業性が悪いとの問題をも生じ
ていた。

【０００７】それ故、本発明の他の目的は、レスト装置
を長手方向に位置決めする駆動源を加工領域外に設けて
誤動作を減少させると共に、保守や点検整備を行い易く
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した従来装置に係わ
る課題および本発明の目的は、下記の手段により解決さ
れ達成される。本発明においては、請求項１に記載され
るように、工作物を回転自在に支持する一対の工作物支
持装置を載置するテーブルを長手方向に移動位置決めし
て工具の正面に前記工作物上の少なくとも１つの加工箇
所を割出すと共に、前記長手方向を横切る方向に前記工
具を進退送りして前記加工箇所を加工するようにした工
作機械において、前記長手方向に延びるガイドウエイが
形成されたガイド部材を前記テーブル上に設け、一対の
レスト装置を前記ガイドウエイに沿って前記長手方向に
位置調整可能に案内し、さらに、この一対のレスト装置
を前記長手方向に独立して個々に位置決めする位置決め
駆動装置を設ける。

【０００９】この構成により、少なくとも１つの加工箇
所の両側近辺を一対のレスト装置により強固に支持で
き、加工精度を向上できる。また、前記テーブル上にお
いて一対のレスト装置を個別に位置決めできるので、加
工箇所の長手方向位置が異なる工作物、加工箇所の長手
方向の幅が異なる工作物、さらには複数の加工箇所が長
手方向に配列された工作物に対してもフレキシブルに対
応可能となる。

【００１０】請求項２に記載の発明においては、前記長
手方向を横切る方向に離間して前記ガイド部材に形成し
た一対のガイドウエイ間に一対の送りネジを設け、これ
ら送りネジを前記１対のレスト装置の各ナットに螺合す
ると共にそれらの一端側を一方の工作物支持装置に形成
したトンネルを挿通してこの一方の工作物支持装置の背
面側に延出し、これら送りネジを個々に回転駆動する駆
動モータを前記一対の工作物支持装置間の加工領域の外
部に配置する。これにより、駆動モータは加工屑やクー
ラントからの汚染から開放され、駆動モータの故障が減
少し、保守や点検整備が容易となる。

【００１１】請求項３に記載の発明においては、前記ガ
イド部材の一部を前記トンネル内に挿通すると共に、前
記一方の工作物支持装置とこの支持装置側のレスト装置
との間にある前記ガイドウエイを１枚のカバーで覆うよ
うに構成する。これにより、従来この種のカバーとして
用いられるジャバラ式カバーやテレスコピック式カバー
に付随するコスト面および機能面の欠点を除去できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明による工作機械の
一例としてのカム研削盤の要部平面図を示す。図におい
て、研削盤のベース１０は、後側上面において一対の案
内面１１ａ，１１ｂに沿って砥石台１２を進退可能に案
内し、前側上面において一対の案内面１３ａ，１３ｂに
沿ってテーブル１４をその長手方向、つまり砥石台１２
の進退方向と直交する方向に左右動可能に案内してい
る。

【００１３】テーブル１４は、図２に示されるように、
その下面に固着されたナット１５が送りネジ１６と螺合
されている。ベース１０の図１における左端に固着され
たサーボモータ１７は、送りネジ１６を回転し、テーブ
ル１４をその長手方向において移動し、砥石台１２に回
転支持された砥石車Ｇに対して位置決めできる。テーブ
ル１４上に長手方向に離間して載置固定された主軸台２
０および心押台２１は、後述する棒状工作物Ｗ（図２参
照）の両端を支持する一対の工作物支持装置を構成す
る。主軸台２０は、心押台２１との間に定義される加工
領域に面する側において前記テーブル１４の移動方向と
平行な軸線の周りにチャック２２を回転自在に支持して
いる。図略の駆動モータがチャック２２を回転駆動する
ために設けられている。チャック２２は、工作物Ｗの一
端をセンター２３で支持すると共に、クランプでき、工
作物Ｗを回転駆動する。

【００１４】心押台２１は、心押ラム２５をテーブル１
４の移動方向にのみ進退可能に支持している。この心押
ラム２５の先端にはセンタホルダ２６が固着され、この
ホルダ２６は主軸台２０のセンタ２３と同心上にセンタ
ー２７を固定支持している。テーブル１４上には、その
長手方向と直交する方向の略中央部において、テーブル
１４の長手方向に延びるガイド部材３０が固設されてい
る。ガイド部材３０は、図１における左端が主軸台２０
の下面に形成されたトンネル３１内に延出しており、右
端が心押台２１の下面に形成されたトンネル３２内に延
出している。

【００１５】ガイド部材３０は、その長手方向と直交す
る方向に離間した一対のガイドウエイ３０ａ，３０ｂを
その全長に亘って立設し、またガイドウエイ３０ａ，３
０ｂ間に収容スペースとしてのチャンネル３０ｃ（図２
参照）を形成している。一対のスライド３３，３４は、
前記ガイドウエイ３０ａ，３０ｂに沿って長手方向に摺
動可能に案内されている。チャンネル３０ｃ内には、一
対の送りネジ３６ａ，３６ｂが平行に収容され、これら
送りネジ３６ａ，３６ｂはガイド部材３０の両端に固着
した軸受部材３７，３８に回転自在に支持されている。

【００１６】送りネジ３６ａは、主軸台２０側にあるス
ライド３３の下面に固着されたナット３９ａと螺合し、
これに対し、送りネジ３６ｂは心押台２１側にあるスラ
イド３４の下面に固着されたナット３９ｂと螺合してい
る。送りネジ３６ａ，３６ｂの右端は、軸受部材３８を
貫通して心押台２１の前記加工領域側と反対の背面側に
延出し、テーブル１４の右端側上面に固着されたギヤー
ボックス４５内に進出している。ギヤーボックス４５
は、一対のサーボモータ４６ａ，４６ｂをその右端面に
固設しており、これらサーボモータ４６ａ，４６ｂの出
力軸をその内部で送りネジ３６ａ，３６ｂとそれぞれギ
ヤー連結している。

【００１７】スライド３３，３４は、その上面において
それぞれレスト装置５１，５２を載置固定している。こ
れらレスト装置５１，５２は同一に構成され、各々が前
面側に３つのレスト腕５３ａ，５３ｂ，５３ｃ（図２参
照）を後面に固定されたサーボモータ５４により駆動す
る形式の公知のものである。より具体的には、図２に示
すように、水平腕５３ａは研削抵抗により工作物Ｗが砥
石Ｇから離間する方向の曲げ応力に対抗し、上下腕５３
ｂ，５３ｃは研削抵抗により工作物Ｗに作用する上下方
向の曲げ応力に対抗する。これら３つの腕５３ａ〜５３
ｂの先端は前記一対のセンタ２３，２７を結ぶ理想回転
中心線に対し互いに他のものと同一距離を維持するよう
に前記サーボモータ５４により駆動される。これによ
り、研削動作の間中は、工作物Ｗは前記理想回転中心線
上で回転するように保持される。

【００１８】また、スライド３３，３４の各々は、アク
チエータ５６ａにより駆動されて対応するスライドを砥
石Ｇから遠ざかる方向に引き寄せる公知のガタ抜き機構
（図示省略）を内蔵すると共に、アクチエータ５６ｂに
より駆動されて対応するスライドをガイド部材３０上に
押しつける公知のクランプ機構（図示省略）を内蔵して
いる。これらガタ抜き機構およびクランプ機構は、対応
するスライドが目標位置に位置決めされた直後に順次作
動され、このスライド上のレスト装置をガイド部材３０
上に強固に固定することができる。なお、アクチエータ
５６ａ，５６ｂは、例えば油圧シリンダにより構成され
る。

【００１９】さらに、スライド３３，３４は、図２に示
されるように、それらの隣接部においてそれぞれテレス
コピックに重合するカバー５９，６０を相手側のスライ
ドに向かって張り出しており、レスト装置５０、５１間
の所定量の相対距離変化に対応するようになっている。
スライド３３は主軸台２０側でのガイド部材３０の露出
を防止する単板カバー６２を固着しており、この単板カ
バー６２の左側部は、主軸台２０のトンネル３１内を貫
通している。一方、スライド３４は心押台２１側でのガ
イド部材３０の露出を防止する単板カバー６３を固着
し、このカバー６３の右端部は心押台２１のトンネル３
２内を貫通できるようになっている。

【００２０】図３は上記した実施形態の研削盤が前記棒
状工作物Ｗの代表例として４気頭１６バルブエンジン用
のカムシャフトを研削する場合の説明図で、図４はこの
カムシャフトを研削するための図略のＣＮＣ装置が実行
する制御プログラムを示すフローチャートである。この
制御プログラムの実行により、ＣＮＣ装置はサーボモー
タ１７，４６ａ，４６ｂ，５４および図略の砥石台送り
用サーボモータを制御すると共にアクチエータ５６ａ，
５６ｂ用の図略の切替バルブを制御する。以下、図３お
よび図４を参照して実施形態の動作を説明する。

【００２１】センター２３，２７へのカムシャフトＷの
支持が完了すると、ＣＮＣ装置が図４の制御プログラム
を実行する。先ず、ステップＳ１において、カム指定カ
ンウタＮが初期値”１”にセットされ、ステップＳ２に
おいてチャック２２がカムシャフトＷの左端をクランプ
する。ステップ３において、カム指定カウンタＮが全て
のカムＣ１〜Ｃ８の加工を完了したか否か判定される。
この場合、ステップＳ４が実行されてサーボモータ１７
が駆動され、テーブル１４が図略の原位置から移動して
第１カムＣ１を砥石Ｇの前面に割り出す。

【００２２】次のステップＳ５において、サーボモータ
４６ａ，４６ｂが駆動され、レスト装置５１，５２が第
１および第２ジャーナルＪ１，Ｊ２の正面でかつ第１カ
ムＣ１の近傍に割出される。 この割出し完了におい
て、ステップＳ６が実行され、アクチエータ５６ａ，５
６ｂにより図略のガタ抜き機構およびクランプ機構が順
次作動され、これによりレスト装置５１，５２を一体的
に載置するスライド３３，３４がガイド部材３０上に強
固に固定される。

【００２３】ステップＳ７において、各レスト装置５
１，５２はサーボモータ５４の動作により３つのレスト
腕５３ａ〜５３ｃを釈放位置から図２に示す拘束位置へ
前進し、これら腕により対応するジャーナルＪ１，Ｊ２
を３点支持する。これらジャーナル上の支持位置は、加
工すべきカムＣ１，Ｃ２に近接した両側となるようにＮ
Ｃプログラム上で指定される。なお、各ジャーナルＪ１
〜Ｊ５は、予め加工されてレスト腕５３ａ〜５３ｃの当
接による支持のために準備されている。

【００２４】この後、ステップＳ８において、チャック
２２と共にカムシャフトＷが回転駆動され、同時に砥石
台１２が図略のサーボモータの動作により前進されて砥
石Ｇを第１カムＣ１に係合し、このカムを研削する。こ
のカムの研削中においては、周知のように、チャック２
２の回転位置に応じて砥石台１２のカム創成のための進
退運動がカムに対する砥石台１２の切り込み前進運動に
重合される。この場合、第１カムＣ１はその両側のジャ
ーナルＪ１，Ｊ２が第１カムＣ１に近接した位置でレス
ト腕５３ａ〜５３ｃにより強固に３点支持された状態で
研削されるので、カムシャフトＷが全体として剛性が低
いものであるにも係わらず、高精度なカム研削が実現さ
れる。

【００２５】第１カムＣ１の加工完了により、ステップ
Ｓ９において、チャック２２およびカムシャフトＷは、
次に加工する第２カムＣ２のベース円部を砥石Ｇに向け
た角度位置で停止され、同時に砥石台１２が後退され
る。次のステップＳ１０では、前記カム指定カウンタＮ
に”１”が加算され、次に加工するカムが第２カムＣ２
として指定される。ステップＳ１１は、カム指定カウン
タＮの内容が偶数であるか否か判定され、この判定の結
果としてステップＳ１２が実行される。これにより、テ
ーブル１４が第２カムＣ２を砥石Ｇの正面に位置決めす
るように図３において左方にシフトされる。

【００２６】このテーブルシフトが完了すると、ステッ
プＳ８〜Ｓ１１が順次実行され、この結果、第２カムＣ
２が第１カムＣ１と同様に研削される。ステップ１１で
は、この場合、カム指定カンウタＮが奇数番目のカムを
指定していると判定されるので、ステップＳ１３におい
てレスト腕５３ａ〜５３ｃが釈放位置に後退され、また
スライド３３，３４のガタ抜き機構およびクランプ機構
が共にアンクランプ動作されて、レスト装置５１，５２
の割出し動作に準備する。

【００２７】続いて、ステップＳ３〜Ｓ１２が順次実行
され、砥石Ｇの正面に第３カムＣ３を位置決めするテー
ブル１４の割出し動作、第２，第３ジャーナルＪ２，Ｊ
３正面へのレスト装置５１，５２の割出し動作、ガイド
部材３０に対するスライド３３，３４のクランプ動作、
拘束位置へのレスト腕５３ａ〜５３ｃの前進動作、第３
カムＣ３の研削動作が順次実行される。

【００２８】このようにして第１カムＣ１〜第８カムＣ
８の各々が両側のジャーナルをレスト腕５３ａ〜５３ｃ
により支持された状態で順次加工され、第８カムＣ８の
加工完了においては、ステップＳ３の判定がＹｅｓとな
り、ステップＳ１５においてテーブル１４およびレスト
装置５１，５２がテーブル１４の長手方向の原位置に復
帰され、カムシャフトＷの加工が終了する。

【００２９】上記した実施の態様においては、複数の加
工すべきカムＣ１〜Ｃ８を長手方向に有するカムシャフ
トＷを加工する例について説明したが、本発明による工
作機械は各々が単一の加工部（例えば、Ｃ１）を同一ま
たは異なる長手方向位置に有する複数の工作物を順次搬
入・搬出して加工する場合にも使用できる。この場合、
各工作物上の単一の加工部は、その両側にある加工済の
軸部が一対のレスト装置５１，５２により支持された状
態で加工される。

【００３０】また、上記した実施の態様としては、研削
盤が例示されたが、円板状工具の円周に複数の刃具を設
けたミーリングカッタにより断面が真円または非真円の
加工部を切削加工する工作機械にも本発明は適用でき
る。さらに、本発明は、長手方向が比較的長い円筒状の
加工部を、その円筒部上の両端部を一対のレスト装置５
１，５２により支持して研削または切削加工する場合に
も適用してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、棒状工作物の加工箇所を工具の正面に割
出し可能なテーブル上に一対のレスト装置を前記工作物
の長手方向に独立して個々に位置調整可能に設けたの
で、一対のレスト装置により一つまたはそれ以上の加工
箇所を有する種々の棒状工作物に対応できるなどのレス
ト装置の汎用性が高められることは勿論のこと、棒状工
作物の前記加工箇所またはこの加工箇所近傍の両側の円
筒部を前記一対のレスト装置により強固に支持すること
ができ、これにより前記棒状工作物の剛性が小さい場合
でも、この工作物の加工箇所を高精度に加工できる。特
に、加工箇所として複数のカムが形成されたカムシャフ
トを加工する場合では、各カムの両側に位置するジャー
ナル部であってそのカムの近傍の部分を一対のレスト装
置により強固に支持して加工することができるので、加
工抵抗の変動が大きなカム加工における加工精度を大幅
に向上できると共に、長手方向の全長，カム位置および
カム間ピッチ等が異なる各種の仕様のカムシャフトに対
応でき、各カムシャフトの仕様に合わせて専用のレスト
装置システムを製作する場合に比べて、製造上のコスト
ダウンを図ることができる。

【００３２】請求項２に記載の発明によれば、一対のレ
スト装置のための位置決め駆動装置を構成する一対の送
りネジを、工作物の両端を支持する一対の工作物支持装
置の少なくとも一方に形成したトンネルを挿通してその
一方の工作物支持装置の背面側まで延出させ、これによ
り加工領域に対しその一方の工作物支持装置により隔絶
された前記背面側に前記送りネジを個々に駆動するモー
タを配置するようにしたので、これらモータが加工領域
内に発生する加工屑やクーラントにより汚染されること
が回避され、この結果レスト装置システムの動作上の信
頼性を向上できるのみならず、同システムの保守や点検
作業が容易となる。

【００３３】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
前記少なくとも一方の工作物支持装置寄りに位置する一
方のレスト装置に固定したスライド部材の保護用カバー
が前記トンネル内に進出可能として同カバーを一枚カバ
ーとすることができ、この結果、通常用いられるジャバ
ラ式カバーやテレスコピック式カバー等に比べて、低コ
ストで確実なカバーリングを達成できる実用上の効果も
奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一対のレスト装置を備えた工作機
械の実施の態様であるカムシャフト研削盤の要部平面
図。

【図２】図１においてＩＩ−ＩＩ断面に沿って破断した
断面図。

【図３】図１のカムシャフト研削盤において研削すべき
カムシャフトの支持系を示す説明図。

【図４】図３に例示するカムシャフトを加工するために
図略のＣＮＣ装置が実行する制御プログラムのフローチ
ャート。

【符号の説明】

１０・・・ベース １２・・・砥石台 Ｇ ・・・砥石 Ｗ ・・・カムシャフト １４・・・テーブル １６・・・テーブル送りネジ １７・・・サーボモータ ２０・・・主軸台 ２１・・・心押台 ５１，５２・・・レスト装置 ３０・・・ガイド部材 ３９ａ，３９ｂ・・・ナット ３１，３２・・・トンネル ３３，３４・・・スライド ３６ａ，３６ｂ・・・スライド送りネジ ４６ａ，４６ｂ・・・サーボモータ ６２，６３・・・カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 久修 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースと、このベース上で長手方向に移
   動可能なテーブルと、このテーブル上に前記長手方向に
   離間して固定され棒状の工作物を回転自在に支持する一
   対の工作物支持装置と、工具を支持し前記長手方向を横
   切る方向に進退送りされる工具台と、前記工作物上の少
   なくとも一つの加工箇所を選択的に前記工具の正面に割
   出すため前記テーブルを前記長手方向に位置決めするテ
   ーブル送り装置と、前記少なくとも一つの加工箇所が前
   記工具により加工される間前記工作物を加工抵抗に抗し
   て支持するレスト装置とからなる工作機械において、前
   記長手方向に延びるガイドウエイが形成されたガイド部
   材を前記テーブル上に設け、前記レスト装置は前記工作
   物の各加工箇所の前記長手方向の両端近辺で同時に前記
   工作物を支持できるようにするために前記ガイドウエイ
   に沿って前記長手方向に個々に位置調整可能な一対のレ
   スト装置により構成し、さらに、この一対のレスト装置
   を前記各加工箇所の前記長手方向の位置および幅に応じ
   て前記長手方向に独立して位置決めする位置決め駆動装
   置を設けたことを特徴とする一対のレスト装置を備えた
   工作機械。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の工作機械において、前
   記一対の工作物支持装置の少なくとも一方には工作物支
   持側からその反対の背面側へ前記長手方向に貫通するト
   ンネルを形成し、また前記位置決め駆動装置を、前記ガ
   イド部材に回転自在に支持され前記ガイド部材の前記長
   手方向を横切る方向に離間した一対のガイドウエイ間で
   前記長手方向に延びると共に一端側が前記一方の工作物
   支持装置の前記トンネルを挿通する一対の送りネジと、
   前記一対のレスト装置の各々に固着され前記一対の送り
   ネジにそれぞれ螺合されたナットと、さらに前記送りネ
   ジを独立して回転するため前記テーブル上の前記一方の
   工作物支持装置の前記背面側で前記送りネジの前記一端
   側とそれぞれ結合された個別に制御可能な駆動モータと
   で構成したことを特徴とする一対のレスト装置を備えた
   工作機械。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の工作機械において、前
   記ガイド部材の一部を前記トンネル内に挿通し、また前
   記一方の工作物支持装置寄りに位置する一方のレスト装
   置に固定され前記ガイド部材を覆うカバーが前記トンネ
   ル内に進出可能としたことを特徴とする一対のレスト装
   置を備えた工作機械。