JP2002011644A - 内面研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】汎用性があり、しかも被加工物のあらゆる加工
面を高精度に仕上げることができる内面研削盤を提供す
る。 【解決手段】ベッド５１と、このベッド５１上に配設さ
れ、保持した主軸１１を軸中心に回転させる主軸台１０
と、主軸１１に付設され、主軸１１に対して着脱可能に
被加工物Ｗを保持するワーク保持手段１４，１５と、主
軸台１０と対向するようにベッド５１上に配設され、保
持した砥石７１を軸中心に回転させる砥石台７０とを備
えた内面研削盤１において、砥石台７０に対し割り出す
割出手段２０を設け、主軸台１０を垂直軸周りに水平回
転させる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベッドと、このベ
ッド上に配設され、保持した主軸を軸中心に回転させる
主軸台と、前記主軸に付設され、前記主軸に対して着脱
可能に被加工物を保持するワーク保持手段と、前記主軸
台と対向するように前記ベッド上に配設され、保持した
砥石を軸中心に回転させる砥石台とを備えた内面研削盤
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述した内面研削盤の一例を図６及び図
７に示す。図６及び図７は、このような内面研削盤を示
した側面図及び平面図である。これら図６及び図７に示
すように、この内面研削盤５０は、被工作物Ｗの内面を
研削する研削盤であって、ベッド５１と、このベッド５
１上に配設された主軸台６０と、主軸台６０と対向する
ようにベッド５１上に配設された砥石台７０などから構
成されている。

【０００３】前記主軸台６０は、軸中心に回転自在に保
持された主軸（図示せず）と、この主軸に付設された状
態で、主軸に対して着脱可能に被加工物Ｗを保持するチ
ャック６１と、主軸を回転させる駆動モータ６２などを
備えている。また、前記主軸台６０は、垂直軸周りに水
平回転が規制された状態で、ベッド５１上をＺ軸方向に
水平移動可能に配設されている。

【０００４】前記砥石台７０は、軸中心に回転自在に支
持され、砥石７２を着脱可能に保持する工具主軸７１な
どを備えてなり、サドル５２を介して、Ｘ軸方向及びＺ
軸方向に水平移動自在に、ベッド５１上に配設されてい
る。また、工具主軸７１はＹ軸方向に昇降自在となって
いる。

【０００５】斯くして、以上の構成を備えた内面研削盤
５０では、チャック６１により被加工物Ｗを保持し、前
記主軸（図示せず）及び工具主軸７１を回転させた後、
前記主軸台６０，砥石台７０を適宜移動させることによ
って、被加工物Ｗの研削加工が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した内
面研削盤５０にあっては、前記主軸台６０がその垂直軸
周りに回転することができないような構造となっている
ので、例えば、前記砥石台７０の移動軸であるＺ軸と交
差するような加工面を研削する場合には、砥石台７０に
保持された砥石７２を前記加工面の角度に合った形状の
ものに交換したり、或いは、前記加工面が前記Ｚ軸方向
と平行になるように、特殊な治具などを用いて前記被加
工物Ｗを保持し、これを加工する必要があった。

【０００７】このように、従来の内面研削盤５０におい
ては、前記砥石台７０の移動軸と交差するような加工面
を研削する場合には、砥石７２を交換したり、或いは、
被加工物Ｗの保持方法を変更するといった作業が必要で
あり、このような場合には必ずしも効率的な加工を行う
ことができず、その汎用性に問題があった。

【０００８】また、被加工物Ｗの一方側とその１８０°
反対側の加工部位を加工するような場合には、チャック
６１によって被加工物Ｗを把持して、まず、前記一方側
の加工部位を加工した後、次に、被加工物Ｗを反転させ
てこれを前記チャック６１により再び把持して前記反対
側の加工部位を加工するといったことを行う必要があっ
た。このため、両加工部位間の同軸度等についての加工
精度を高精度に仕上げることができないといった問題も
あった。

【０００９】本発明は、以上の実情に鑑みなされたもの
であって、汎用性があり、しかも被加工物のあらゆる加
工面を高精度に仕上げることができる内面研削盤の提供
を、その目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段及びその効果】上記問題を
解決するための本発明の請求項１に係る発明は、ベッド
と、該ベッド上に配設され、保持した主軸を軸中心に回
転させる主軸台と、前記主軸に付設され、前記主軸に対
して着脱可能に被加工物を保持するワーク保持手段と、
前記主軸台と対向するように前記ベッド上に配設され、
保持した砥石を軸中心に回転させる砥石台とを備えた内
面研削盤において、前記主軸台を垂直軸周りに水平回転
させて前記砥石台に対し割り出す割出手段を設けたこと
を特徴とする。

【００１１】この発明に係る内面研削盤によれば、割出
手段によって主軸台を垂直軸周りに水平回転させること
により、これが砥石台に対し適宜な角度位置となるよう
に当該主軸台を割り出すことができる。したがって、被
加工物が砥石台の移動軸と平行でない加工面を有する場
合であっても、前記主軸台を砥石台に対して適宜な角度
位置に割り出すことにより、前記加工面を砥石台の移動
軸と平行にすることができ、このようにすることで前記
加工面の研削加工が可能となる。

【００１２】このように、本発明によれば、被加工物の
加工面が砥石台の移動軸と平行でないものであっても、
上述した従来例におけるような、砥石を交換したり、或
いは、被加工物の保持方法を変更するといった作業が不
要であり、多様な加工面を有する被加工物を効率良く加
工することができる。

【００１３】また、本発明の請求項２に係る発明は、上
記請求項１に記載した発明において、前記主軸が前記主
軸台を貫通した状態で保持されるとともに、前記ワーク
保持手段が前記主軸の両端にそれぞれ被加工物を保持す
るように構成されてなる。

【００１４】この発明によれば、前記主軸が前記主軸台
を貫通した状態で保持され、前記ワーク保持手段が前記
主軸の両端にそれぞれ被加工物を保持するように構成さ
れているので、前記一方側の主軸に保持された被加工物
を研削加工しているときに、反対側の主軸に被加工物を
保持させることができ、前記一方側の被加工物を加工
後、主軸台を水平回転させることによって、直ちに反対
側の被加工物を加工することが可能となる。このよう
に、この発明によれば、連続的に被加工物を加工するこ
とが可能であり、加工効率を飛躍的に向上させることが
できる。

【００１５】また、本発明の請求項３に係る発明は、上
記請求項１に記載した発明において、前記主軸が前記主
軸台を貫通した状態で保持され、且つ中心部に軸方向に
沿った貫通孔を備えるとともに、前記ワーク保持手段が
前記主軸の貫通孔に挿入された前記被加工物を保持する
ように構成されてなる。

【００１６】この発明によれば、被加工物が主軸の貫通
孔に挿入された状態でワーク保持手段によって保持され
ているので、例えば、被加工物の軸方向両側の加工部位
を研削しなければならない場合に、主軸台を反転させる
ことで前記被加工物の両加工部位を加工することができ
る。したがって、主軸から被加工物を取り外すことな
く、その軸方向両側の加工部位を迅速に加工することが
できるといった効果が得られる。

【００１７】また、上述した被加工物の軸方向両側の加
工部位を研削する場合に、主軸台を反転させるだけで、
前記両加工部位を加工することができるので、上述した
従来例におけるような、被加工物を反転して把持し直す
といった作業が不要であり、これにより、両加工部位間
の同軸度等についての加工精度を高精度に仕上げること
ができるといった効果が得られる。

【００１８】また、上記請求項１乃至３に記載のいずれ
かの内面研削盤において、本発明の請求項４に係る発明
のように、前記主軸台を支持するとともに、前記ベッド
上に垂直軸周りに水平旋回可能に配設された基台と、該
基台を前記垂直軸周りに水平旋回させる旋回駆動手段と
を設けた構成にすると、旋回駆動手段によって基台を旋
回移動させることで、主軸台の軸線と砥石台の軸線とを
所定の角度で交差させることができる。したがって、前
記旋回駆動手段によって駆動される前記基台の旋回動作
を高精度に制御することで、主軸台の軸線と砥石台の軸
線との交差角を高精度に調整することができ、このよう
に、高精度に調整することで、被加工物の中心軸と一定
の角度をもって設定された加工面の角度精度などを高精
度に仕上げることが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。図１及び図２は、
本実施形態に係る内面研削盤を示した正面図及び平面図
であり、図３は、主軸台及び割出手段を拡大して示した
断面図である。これら図１乃至図３に示すように、本例
の内面研削盤１は、上記従来の内面研削盤５０を改良し
たものであり、その主軸台１０の構成が従来の内面研削
盤５０における主軸台６０のそれと異なるとともに、割
出手段２０，基台５３及び旋回駆動手段４０を備えた点
において従来の内面研削盤５０とその構成が異なる。し
たがって、従来の内面研削盤５０における構成と同じ構
成部分については同一の符号を付して、その詳しい説明
を省略する。

【００２０】図３に示すように、前記主軸台１０は、ハ
ウジング１２と、このハウジング１２を貫通した状態で
保持される主軸１１と、ハウジング１２内で主軸１１を
回転自在に支持する軸受１３ａ，１３ｂと、主軸１１を
回転させる駆動モータ６２などから構成されている。
尚、軸受１３ａ，１３ｂは、内輪，外輪及び転動体によ
って構成されている。

【００２１】同図に示すように、前記軸受１３ａ，１３
ｂは、その間に外輪間座１６ａ及び内輪間座１６ｂ、図
示左方側に外輪間座１７ａ，内輪間座１７ｂ及び環状部
材１８、図示右方側に環状部材１９が配設され、その位
置が規制されている。

【００２２】前記主軸１１は、その中心部に軸方向に沿
った貫通孔１１ａを備えており、主軸１１の軸方向両側
には、貫通孔１１ａに挿入された被加工物Ｗを主軸１１
に対して着脱可能に保持するコレットチャック１４及び
スクロールチャック１５がそれぞれ付設されている。

【００２３】図３に示すように、前記スクロールチャッ
ク１５は、主軸１１に固定され、中心部に貫通孔１５ｃ
が設けられたチャック本体１５ａと、このチャック本体
１５ａの端面に放射状に突出して設けられた複数の把持
爪１５ｂとを備えており、チャック本体１５ａ及び主軸
１１を貫通し、一方端部がコレットチャック１４に嵌挿
され、当該コレットチャック１４によって把持された状
態の被加工物Ｗの他方端部を前記把持爪１５ｂによって
把持するようになっている。

【００２４】また、主軸１１の後端部（図示左方側）及
び駆動モータ６２の駆動軸６２ａには、それぞれに固設
されたプーリ３０，３１と、このプーリ３０，３１に巻
き掛けられた無端・環状のベルト３２とが設けられてお
り、ベルト３２を介して駆動モータ６２により主軸１１
が駆動され、当該主軸１１が軸中心に回転するようにな
っている。尚、３３は、割出手段２０及びハウジング１
２に固設され、駆動モータ６２を保持する保持部材であ
り、３４，３５は、カバー部材である。

【００２５】同図３に示すように、前記割出手段２０
は、上面に主軸台１０が載置，固定された支持台２１
と、ベッド５１上に設けられた基台５３を介して、図示
左右方向に水平移動自在に配設された移動台２２と、支
持台２１と移動台２２との間に配設され、相互に噛合す
る環状のカービックカップリング２３，２３と、移動台
２２の略中央に配設され、下端部から下方に延設された
回転軸２４ａを備えたシリンダ２４と、このシリンダ２
４内に嵌挿され、その上端部が支持台２１に固設された
ピストン２５と、前記回転軸２４ａに固設されたピニオ
ンギヤ２６と、このピニオンギヤに噛合するラック２７
と、ラック２７を紙面に対して直行する方向に駆動する
油圧シリンダ（図示せず）などから構成されている。

【００２６】前記シリンダ２４は、その下方から内輪，
外輪及び転動体からなる軸受２８に支持されることによ
って、移動台２２に対して回転可能となっており、軸受
２８は、その上方から外輪間座２８ａ、その下方側から
シリンダ２４に固設される内輪間座２８ｂ及び移動台２
２によってその位置が規制されている。また、ピストン
２５の上下方向両側には、適宜圧油が供給される第一圧
油室２５ａ及び第二圧油室２５ｂが形成されている。
尚、２９ａ，２９ｂは、シール部材を示している。

【００２７】斯くして、割出手段２０の第二圧油室２５
ｂに圧油が供給され、ピストン２５の上昇とともに、砥
石台１０などが上昇し、カービックカップリング２３，
２３の噛合が解除される。次に、前記油圧シリンダ（図
示せず）によりラック２７が駆動され、これと噛合する
ピニオンギア２６を介してシリンダ２４などとともに主
軸台１０が水平回転せしめられる。そして、主軸台１０
が適宜角度位置に回転（この例では１８０度反転）した
とき、前記油圧シリンダ（図示せず）の駆動が停止され
て主軸台１０の回転が停止せしめられ、ついで、第二圧
油室２５ｂへの圧油の供給が止められる一方、第一圧油
室２５ａに圧油が供給されて主軸台１０が下降し、カー
ビックカップリング２３，２３が再噛合して主軸台１０
が固定される。以上の作動によって主軸台１０が反転さ
れる。

【００２８】図１及び図２に示すように、前記基台５３
は、前記主軸台１０をＺ軸方向に移動可能に支持すると
ともに、ベッド５１に植設された軸５４を中心として、
水平旋回可能に設けられている。尚、基台５３は、例え
ば，主軸台１０の軸線が、図示する状態から時計周りに
略３０°以内の任意角度で旋回移動可能となっており、
旋回移動の際には扇形状に形成された案内面５１ａ，５
１ｂによって支持されるようになっている。

【００２９】図１乃至図５に示すように、前記旋回駆動
手段４０は、基台５３の後端部（Ｚ軸マイナス方向端
部）に、Ｘ軸方向に沿って配設されたボールねじ４１
と、ベッド５１に固設され、ボールねじ４１の両端部を
それぞれ回転自在に支持するベアリング４２，４２と、
ボールねじ４１に螺合するナット４５と、ナット４５上
に一定間隔を隔てて固設された一対のガイド部材４６，
４６と、上端部が基台５３に固設され、下端部が前記ガ
イド部材４６，４６間に嵌挿されたカムフォロア４７
と、カップリング４４を介して前記ボールねじ４１を回
転駆動するサーボモータ４３などからなる。尚、図４
は、図２における矢視Ａ−Ａ方向の側面図であり、図５
は、図４における矢視Ｂ−Ｂ方向の平面図である。

【００３０】サーボモータ４３を駆動し、ボールねじ４
１を回転させると、ナット４５及びこれに固設されたガ
イド部材４６，４６がボールねじ４１の軸方向に沿って
移動し、これらが、例えば、Ｘ軸プラス側に移動する
と、図５に示すように、同方向にカムフォロア４７が付
勢され、これによって基台５３及び主軸台１０が旋回移
動し、主軸台１０の軸線１０ａが砥石台７０の軸線７０
ａに対して角度（旋回角）θで交差する。尚、サーボモ
ータ４３にはエンコーダが付設され、サーボモータ４３
はこのエンコーダの検出値を基にフィードバック制御さ
れるようになっており、前記旋回角θを０．０００１度
の単位で制御することができるようになっている。

【００３１】以上の構成を備えた本例の内面研削盤１に
よると、コレットチャック１４及びスクロールチャック
１５により主軸１１に被加工物Ｗを保持し、主軸台１０
及び砥石台７０を適宜位置に移動させた後、主軸台１０
の主軸１１と、砥石台７０の砥石７２を回転させ、つい
で、砥石台７０をその軸方向に移動させることで、被加
工物Ｗの一方側が研削加工される。そして、被加工物Ｗ
の一方側の研削加工を完了すると、次に、割出手段２０
を駆動して主軸台１０を反転させた後、同様に砥石台７
０をその軸方向に移動させることで、被加工物Ｗの他方
側が研削加工される。

【００３２】このように、本例の内面研削盤１では、被
加工物Ｗを主軸１１の貫通孔１１ａに挿入して保持し、
割出手段２０により主軸台１０を垂直軸周りに水平回転
させて割り出す構成としているので、被加工物Ｗの軸方
向両側を研削する場合でも、被加工物Ｗを反転して把持
し直すといった作業が不要であり、これにより、両加工
部位間の同軸度等についての加工精度を高精度に仕上げ
ることが可能となる。

【００３３】また、旋回駆動手段４０の作動により、軸
５４を中心として主軸台１０を旋回移動させ、主軸台１
０の軸線１０ａと砥石台７０の軸線７０ａとを所定の旋
回角θで交差させることができるようになっているの
で、旋回駆動手段４０の作動を高精度に制御すること
で、前記旋回角θを高精度に調整することができ、被加
工物Ｗの中心軸と一定の角度をもって設定された加工面
の角度精度などを高精度に仕上げることが可能となる。

【００３４】以上、本発明の一実施形態について詳述し
たが、本発明の具体的な態様がこれに限られるものでは
ないことは言うまでもない。例えば、上記実施形態にお
いては、主軸１１が中心部に軸方向に沿った貫通孔１１
ａを備えているが、このような貫通孔１１ａを備えてい
ないものであっても良い。

【００３５】また、前記割出手段２０は、主軸台１０を
反転させるように構成されているが、これが、任意の角
度で主軸台１０を割り出すように構成されたものであっ
ても良い。このようにすれば、前記旋回駆動手段４０を
特に設けなくても、主軸台１０を任意角度で割出すこと
ができ、被加工物Ｗが砥石台７０の軸線７０ａと平行で
ない加工面を有する場合であっても、かかる加工面を高
精度に加工することが可能となる。

【００３６】また、上述した実施形態では、主軸１１に
１つの被加工物Ｗを保持するようにしているが、主軸１
１の両端部にそれぞれ被加工物Ｗを保持する構成として
も良い。このようにすれば、主軸１１の一方側に保持さ
れた被加工物Ｗを研削加工しているときに、反対側の主
軸１１に被加工物Ｗを保持させることができ、一方側の
被加工物Ｗを加工後、主軸台１０を水平回転させること
によって、直ちに反対側の被加工物Ｗを加工することが
可能となり、加工効率を飛躍的に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る内面研削盤を示した
正面図である。

【図２】本実施形態に係る内面研削盤を示した平面図で
ある。

【図３】本実施形態に係る内面研削盤の主軸台及び割出
手段を示した断面図である。

【図４】図２における矢視Ａ−Ａ方向の側面図である。

【図５】図４における矢視Ｂ−Ｂ方向の平面図である。

【図６】従来の内面研削盤を示した正面図である。

【図７】従来の内面研削盤を示した平面図である。

【符号の説明】

１ 内面研削盤 １０ 主軸台 １１ 主軸 １１ａ 貫通孔 １４ コレットチャック １５ スクロールチャック ２０ 割出手段 ４０ 旋回駆動手段 ５１ ベッド ５３ 基台 ７０ 砥石台 ７１ 工具主軸 ７２ 砥石 Ｗ 被加工物

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベッドと、該ベッド上に配設され、保持
   した主軸を軸中心に回転させる主軸台と、前記主軸に付
   設され、前記主軸に対して着脱可能に被加工物を保持す
   るワーク保持手段と、前記主軸台と対向するように前記
   ベッド上に配設され、保持した砥石を軸中心に回転させ
   る砥石台とを備えた内面研削盤において、 前記主軸台を垂直軸周りに水平回転させて前記砥石台に
   対し割り出す割出手段を設けたことを特徴とする内面研
   削盤。
2. 【請求項２】 前記主軸が前記主軸台を貫通した状態で
   保持されるとともに、前記ワーク保持手段が前記主軸の
   両端にそれぞれ被加工物を保持するようになっており、
   前記主軸台が、前記砥石台に対して少なくとも反転可能
   に構成されたことを特徴とする請求項１記載の内面研削
   盤。
3. 【請求項３】 前記主軸が前記主軸台を貫通した状態で
   保持され、且つ中心部に軸方向に沿った貫通孔を備える
   とともに、 前記ワーク保持手段が前記主軸の貫通孔に挿入された前
   記被加工物を保持するようになっており、前記主軸台
   が、前記砥石台に対して少なくとも反転可能に構成され
   たことを特徴とする請求項１記載の内面研削盤。
4. 【請求項４】 前記主軸台を支持するとともに、前記ベ
   ッド上に垂直軸周りに水平旋回可能に配設された基台
   と、該基台を前記垂直軸周りに水平旋回させる旋回駆動
   手段とを設けて構成したことを特徴とする請求項１乃至
   ３記載のいずれかの内面研削盤。