JPS5894947A - マグネツト式工作物保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセンタ基準もしくは内径基準で工作物を加工す
るときに適用されるマグネット式の工作物保持装置に関
する。

内燃機関の燃料噴射ノズルなどの工作物のように、セン
タもしくは内径を基準としてその外周面を全長に亘りｌ
工程で研削加工する場合、当該工作物の端面に駆動穴、
切欠部などを設けておかない限り工作物を直接ドライブ
することができず、ぞαドライブ方式は極めて限定され
たものとなっている。

従来、この種の工作物のドライブに際しては、工作物の
外周にケレを取付け、これを例えば主軸と心弁台により
センタ支持するとともに、主軸に取付けた廻し金をケレ
に係合することで行うようにしている。

しかし、上記のようなケレ及び廻し金を介して工作物に
回転力を伝達するドライブ方式では、ケレ取付部分にも
被加工面が存在する場合、その部分の研削加工は他の被
加工部分を研削加工するときの保持体勢では実行できず
、したがって、ケレが存在しなげれば、ｌ工程で研削可
能な工作物であっても、これを２工程に分けて加工せざ
るを得す、このことは工作物の段取替え及び工程作業が
煩雑になるとともに、加工マシンも２台必要となり、工
作物のＤＩ］エコストにも影響する欠点がある。

また、工作物をマグネットチャックに吸着させて工作物
に回転力を伝達するマグネット吸着式のドライブ方式が
既に知られているが、これは主に軸受を構成する内輪及
び外輪の内面又は外面研削を行うセンタレス研削盤に利
用されるものであり、しかもマグネットチャックに吸着
される工作物の端面な基準に加工するようになっている
。しかし、燃料噴射ノズルのようにセンタもしくは内径
を基準に加工を行う工作物にあっては、そのマグネット
チャックへの吸着端面を基準にすると、工作物の半径方
向及び長手方向の位置、姿勢が端面によって決定され、
その端面に根れが生じていれば、端面の損れが直接工作
物の真円度などの加工精度に影響を及ぼすことになる。

したがって、燃料噴射ノズルのように軸方向に比較的長
い工作物のドライブには１通常のマグネットチャックを
利用しても高精度の加工は望めないのである。

本発明は上記のような問題を解決したもので、その目的
は、センタもしくは内径を基準に加工される工作物への
回転伝達を、工作物姿勢に影響を及ぼすことな（工作物
端面を利用して行い、これにより工作物を全長に亘りｌ
工程で加工可能にするとともに、工作物の加工精度が工
作物端面の振れに左右されないようにしたマグネット式
の工作物保持装置を提供するにある。

以下、本発明の実施例を図面について説明する。

第１図および第２図は本発明にかかるマグネット式１作
物保持装置を工作物の外面を研削する研削盤に適用した
場合の第１実施例を示すもので、ｌは主軸台、２は主軸
台ｌに軸受３を介して回転可能に枢着した主軸であり、
この主軸２の前端面には非磁性体からなる取付基体４が
ボルト５によって一体に固着され、さらに取付基体４の
前端面には工作物６を吸着保持するマグネットチャック
７がボルト８によって一体に取付けられている。

上記マグネットチャック７は、上記取付基体４の前端面
中央に主ｌ１１１２の軸線と一致して突設した非磁性の
ボス部４ａと同心の磁性体からなるケースを兼ねた鉄心
７ａと、この鉄心７ａ内に装着したコイル７ｂとから構
成され、そして上記鉄心７ａの前面部は非磁性のセパレ
ータ９により磁気的に分離され、これによりＮ、Ｓの磁
極が形成されるようになっている。

また、上記取付基体４のボス部４ａの先端部中央には工
作物６を保持するロンド状の支持部材１０がボス部４＆
の軸線（主軸２の軸線）に一致して一体に取付けられて
おり、この支持部材ｌＯは工作物６のセンタ穴（工作物
６の外周加工の基準となるもの）６ｍに嵌合して工作物
６の半径方向の位置決めを行う軸部１０＆と、この軸部
１０ｍの先端にあって工作物６のシート面６ｂに係合す
ることで工作物６の軸方向の位置決めを行う円錐部ｉｏ
ｂを備えている。

１１は上記支持部材１０のボス部４Ｓへの取付は基部側
にこれと非接触状態で同心に配置したポールピースで、
該ポールピース１１は上記支持部材１０にセットされた
工作物６の端面６Ｃを吸着保持するためのものであり、
その外周面は球面に加工され、この球面部１１ｍは上記
鉄心７ａの一方の磁極（例えばＮ極）に一体に固着した
鉄心７ａとポールピース１１間の磁路な形成するための
磁性体からなるリング部材１２の内周面に内接し、これ
によりポールピース１１をフローチング可能に保持する
とともに、該ポールピース１１はマグネットチャック７
の前面にねじ止めしたステンレス鋼等の非磁性体からな
るカバ一部材１３により脱落しないよう保持され、さら
にカバ一部材１３とポールピース１１間には圧縮スプリ
ング１４が介在され、これによりポールピース１１を第
１図の矢印Ｘ方向に常時付勢して、ポールピース１１に
吸着されたときの工作物６の７一ト面６ｂを支持部材１
００円錐部１０ｂに押付けるようになっている。また、
上記取付基体４の゛ボス部の先端面には駆動ビン１５が
突設されており、この駆動ビン１５を上記ポールピース
１１に設けた凹部１６に係合することでポールピース１
１を主軸２と一体に回転するようになっている。

１７は上記支持部材１０にセットされた工作物６の外周
面及び外周シート面６ｄを一体的に研削する砥石車であ
り、この砥石車１７は因示しない砥石台に装着されてい
る。

上記構成の工作物保持装置において、内燃機関の燃料噴
射ノズルの如き工作物６が、第１図、第２図に示すよう
に支持部材１０の軸部分１０ｍにセットされた状態で、
コイル？ｂｌＣｌ流電流を供給すれば、該コイル７ｂは
励磁され、これ罠よって生じる磁束は、第１図の２点−
線に示す如く鉄心７ａ−リング部材１２−ポールピース
１１−工作物６−鉄心７ａの閉磁路内を通過する。この
ため、工作物６の端面６ｃがボールビ〜ス１１に吸着さ
れ、両者は一体に結合されると同時に、ポールピース１
１に作用しているスプリング１４の撥力により工作物６
全体を第１図の矢印Ｘ方向に移動させ、そのシー、ト面
６ｂを円錐部１０ｂＫ押付けることで工作物６の軸方向
の位置決めを行う。

このとき工作物６の半径方向の位置決めは、そのセンタ
穴６ｍが支持部材１０の軸部１０ａに嵌合することでな
される。

このように工作物６が主軸２に位置決め保持された状態
で主軸２を回転すれば、工作物６は駆動ビン１５、ポー
ルピース１１を介して結合された取付基体４と一体に回
転されることＫなり、かつ工作物６に研削抵抗が作用し
ても工作物６とポールピース１１とが分離されることが
ない。また、回転する工作物６に対し第１図に示す形状
の砥石車１７を第１図の矢印Ａ方向に切込み送りをかけ
れば、工作物６の外周面及び外周シート面６ｄが内径を
基準にして同時に研削加工されることになる。

このような実施例の工作物保持装置にあっては、支持部
材１０によって内径基準の研削加工が可能になるよう支
持され、かつフローチング可能なポールピースにより工
作物６のドライブを行うようにしているため、支持部材
１０にセットされた工作物６の姿勢を崩すことな（工作
物の端面をマグネットチャックに吸着保持させて駆動さ
せることができ、したがって、工作物を全長に亘りｌ工
程で加工できる。また、ポールピース１１に吸着される
工作物６の端面６Ｃに振れ、即ち端面６Ｃが工作物のセ
ンタ穴の軸線に対し斜めになっていても、その傾斜に做
ってポールピース１１がフローチングするため、ポール
ピース１１と工作管端面６Ｃ間に隙間が生じて吸着力が
弱まったり、あるいは工作物６の支持姿勢を崩したりし
て工作物６の加工精度に影響を及ぼすことも皆無となる
。

第３図は本発明にかかる工作物保持装置の第２の実施例
を示し、第１図と主に異なる点はマグネットチャックを
固定側、すなわち主軸台側に固定したところにある。

即ち、鉄心７ａ、コイル７ｂからなるマグネットチャッ
ク７は、主軸台ｌの前端面に取付けたスペーサー１８（
両者を磁気的に分離する非磁性材料より構成してもよい
）の咄端面にボルト８によって一体に固着され、その鉄
心７１の前端面には、鉄心７ａの一方の磁極（例えばＮ
極）と磁気的に結合されるリング部材１２及び非磁性の
カバ一部材１３がそれぞれ一体に取付けられている。ま
た、主軸２の前端面には、上記マグネットチャック７の
鉄心７ａの中心穴７ｃをリング部材１２側に延長された
円柱状の非磁性材からなる取付基体１９がポル）２０ｉ
Ｃより一体に固着され、この取付基体１９の先端中央に
は主軸２の軸線と一致する工作物支持部材１０が一体に
取付けられているとともに、この支持部材１０と上記リ
ング部材１２の内周間に位置する空間内にはポールピー
ス１１が支持部材１０と同心に配置され、このポールピ
ース１１は支持部材１０に取付けた球面受部材２１によ
って７０−チング可能に支持されており、さらにポール
ピース１１の弧状外周面とリング部材１２の内周面間に
はポールピース１１がフローチング及び回転されても金
属接触しない程度の隙間ａが形成されている。また、上
記ポールピース１１の内側には筒状の回転伝達部材２２
が一体に固着され、この回転伝達部材２２は駆動ピン１
５を介して取付基体１９に連結されており、さらに回転
伝達部材２２の鍔部２２ａと、取付基体１９の光漏に螺
着したカバー２３の鍔部２３ａ間には圧縮スプリング２
４が介在され、これにより第ｔｉの場合と同様にポール
ピース１１を第３図の矢印Ｘ方向に常時付勢して、ポー
ルピース１１に吸着されたときの工作物６のシート面を
支持部材ｌＯの円錐部１０ｂに押付けるようになってい
る。

上記構成の工作物保持装置において、コイル７ｂに直流
電流を供給してコイル７ｂを励磁すれば、その磁束は第
３図の２点鎖線に示す経路で通過し、その時の磁力で工
作物６の端面なポールピース１１に吸着させる。これと
同時にスプリング２４０倣力により工作＠６のシート面
６ｂを支持部材ｌＯの円錐部１０ｂに押付けて工作物６
の軸方向の位置決めを行う。これは第１図の場合と同時
に工作物６の外周シート面６Ｃの寸法精度を向上させる
ためである。また、主軸２を回転すれば、取付基体１９
、支持部材１０及びポールピース１１を含めた部分が工
作物６と一体に回転され、工作物６の外周面及び外周７
一ト面６Ｃが砥石車１７によりｌ工程で研削加工される
ことになる。なお、マグネットチャック７０部分は回転
されない。この実施例においても上記第１図の実施例と
同様な効果が得られる。

第４図は第３図の実施例におけるスプリング２４の代り
に磁力による吸引力を利用して工作物６に軸方向の位置
決め機能を発揮させ得るようにした本発明の第３の実施
例を示すもので、第３図と同一符号で示される部分は同
様の構成になっており、異なる部分を重点に説明する。

即ち、第４図からも明らかなように支持部材１０に球面
受部材２１を介して同心Ｋかつフローチング可能に支持
されたポールピース１１と取付基体１９の前端面間には
圧縮スプリング２５が介在され、このスプリング２５の
撥力によりポールピース１１を支持部材１０にセットさ
れた工作物６の方向に付勢するようになっており、そし
℃取付基体１９の前端面に突設した駆動ビン１５は直接
ポールピース１１に係合されているとともに、ポールピ
ース１１と鉄心７ａの一方の磁極（Ｎ極）間の磁気通路
を形成するリング部材１２に、鉄心７ａの中心穴７Ｃに
嵌合する筒部１２ｍを一体に設け、この筒部１２ａ内に
は軸方向において前記ポールピース１１の端面と対向す
る一対のナツト２６ａ、２６ｂ（ナツト２６ｂは固定用
）を螺合し、ナラ）２６ｍ。

２６ｂを操作してナツト２６ａとポールピース１１間の
間隔を調節することによりポールピース１１に対する吸
引力の強さを調整できるようになっている。

この実施例においては、工作物６の保持に際し、コイル
７＆を励磁すれば、第４図の２点頌線罠示す経路で通過
する磁束により工作物６をポールピース１１に吸着する
と同時に、磁束の一部は第４図の破線に示すように鉄心
７ａ−筒部１２ｍ−ナツト２６ａ−空１１７ａ−ポール
ピース１１の磁路で通過し、このときの磁力による吸引
力でポールピース１１をスプリング２５に抗して矢印Ｘ
方向に移動させ、工作物６のシート面６ｂを支持部材１
００円錐部１０ｂに押付けて工作ｖｌＪ６の軸方向の位
置決めを行うことになる。

このように工作物６に対する軸方向の位置決め手段が異
なるものの、その主たる作用効果は上記第１図の場合と
同様である。

以上要するに本発明によれば、主軸の前端軸線上に非磁
性部材を介して取付けた工作物位置決め支持部材に工作
物をセットし、この工作物の端面をマグネットチャック
と別体で、かつ磁気的に結合されたフローチング可能な
ポールピースに吸着させるようにしたので、工作物の端
面吸着による工作物のドライブが可能となり、したがっ
て工作物を全長に亘りｌ工程で加工することができる。

また、工作物の端面に振れがあっても、これが工作物の
姿勢を崩したりすることがなく、したがって工作物のカ
ロエ精度が工作物端面の振れに左右されることがない。

さらにまた、支持部材にセットされた工作物は、ポール
ピースに作用するスプリングあるいは磁力により工作物
シート面等を支持部材の先端基準面（円錐部１０ｂ）に
押圧するようにしたので、工作物を軸方向に位置決めし
てその外周シート面などを高精度に加工できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧かかるマグネット式１作物保持装置の
第１実施例を示す断面図、第２図は第１図における工作
物とその支持部材との関係を示す拡大断面図、第３図は
本発明における工作物保持装置の第２の実施例を示す断
面図、第４図は本発明における工作物保持装置の第３の
実施例を示す断面図である。 １・・・主軸台、２・・・主軸、４，１９・・・取付基
体、６・・・工作物、７・・・マグネットチャック、７
「・ご鉄心、７ｂ・・・コイル、１０・・・工作物支持
部材、１１・・・ポールピース、１２・・・リング部材
、１３・・・カバ一部材、１４．２４・・・スプリング
、１５・・・駆動ビン、１７・・・砥石車、２１・・・
球面受部材、２６ａ。 ２６ｂ・・・ナツト。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）主軸の前端に非磁性体を介して主軸と同軸に固着
   され工作物を位置決め支持すや支持部材と。 上記主軸及び固定側のいずれか一方に取付けられたマグ
   ネットチャックと、上記支持部材と同心的に配置され、
   かつ上記支持部材もしくは上記マグネットチャックにフ
   ローチング可能に支持されているとともに上記マグネッ
   トチャックとその磁路を形成するよう磁気的に結合され
   上記支持部材にセットされる工作物端面を吸着するポー
   ルピースと、このポールピースを回転駆動する駆動連結
   手段とを備えてなるマグネット式１作物保持装置。
2. （２）上記ポールピースは上記支持部材の軸線に沿って
   一方向に付勢する手段を有する特許請求の範囲第１項記
   載のマグネット式１作物保持装置。
3. （３）上記支持部材が工作物を半径方向及び軸方向に位
   置決めできる構造になっていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載のマグネット式１作物保
   持装置。
4. （４）上記ポールピースを一方向に付勢する手段がスプ
   リングであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載のマグネット式１作物保持装置。
5. （５）上記ポールピースを一方向に付勢する手段がマグ
   ネットチャックの磁束の一部であることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載のマグネット式１作物保持装置
   。