JP4191166B2 - 円筒研削盤用ワークドライブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、円筒研削盤において、円柱状ワークを両センターにより支持すると共に、これを把持し、機械の回転を該ワークに伝えるためのワークドライブ装置に関する。

両センターで保持された円柱状ワークの外周面を把持して主軸の回転を該ワークに伝達するクランプ装置に関しては種々のものがあるが、研削盤の主軸面板に付設した駆動軸がワーク把持爪板の一端に係合した構成とし、主軸の回転と共に該駆動軸が爪板に付勢を与えてワークを把持し、次いでワークを回転させ、次いで、主軸の回転が停止すると爪板への付勢が解消されてワークの把持を開放する機能の円筒研削盤用ワークドライブ装置が多く使用されている。

その一例を挙げると、ワークを支持するテーパーシャンク２の先端外周面に第１ベアリング３と第２ベアリング５を嵌合し、この第１ベアリング３の外周には外輪４を、その内輪６の外周より大径の外輪４を第２ベアリング５にそれぞれ嵌合装着されており、その外輪４の裏面に軸支した駆動腕１２の先端を内輪６から導出したガイドピン６ａに係合させ、該駆動腕１２の基端を研削盤の主軸に付設した駆動軸１３に係合させて該駆動腕１２の動きにより内輪と外輪を逆方向に回転させ、外輪に立設した駆動ピン１１に基端を係合すると共にその中間を内輪６の表面に取付けたフロート板７に軸支１０した把持爪板９を回動させてワークＷを把持する構成の円筒研削盤用ワークドライブ装置４１（図６）がある（特許文献１）。

また、他の特許文献においては、主軸の前端側に軸受を介してクランプ本体を回転自在に外嵌させると共に、該クランプ本体に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、このクランプ本体の回動に連動して該クランプ爪がワークをクランプ又はアンクランプする研削盤用ワークドライブ装置が開示されている（特許文献２）。
特開平１１−３０９６５１号公報 実公平０７−０５３８４８号公報

前記の従来タイプの円筒研削盤用ワークドライブ装置においては円柱（または円筒）状のワークをクランプするには全く問題はなかったが、図５に示すような円柱体の一端をＤカットしたワークを把持することは困難で、図７（ａ）に示したように、２個のＶブロックを対向させてその内面の４点、ａ，ｂ，ｃ，ｄでワークを保持する、いわゆる「カニ爪クランプ」と称される方法が使用される。この場合、Ｖブロックとワークとの接触点が図７（ｂ）のように３箇所（ｂ、ｃ、ｄ）になると十分な保持強度が得られない。

前記「かに爪クランプ」の方法は、ワークがＶブロックによって四点保持されるように当接の位置調製が必要であり、また、ワーク位置良好な把持精度を得ることもできないことが問題であった。

また、従来タイプのワークドライブ装置においては、外径方向に突出する回転伝達レバーが付設されており、これを円筒研削盤用の面板に突設した駆動軸に係合させることによってワークの把持爪板を回動してワークを把持し、ワークドライブ装置と共に回転させているが、この回転伝達レバーおよび駆動軸が該ドライブ装置等の重量バランスを崩すことになる。このアンバランスがワークのスムーズな回転の障害となり、高速回転の必要な小径ワークの研削において研削面にビビリが生じ、真円が得られないという欠点があった。

課題を解決するための手段として本発明請求項１に記載の発明は、円筒研削盤の主軸面板に嵌合装着されるシャンク付きセンターと、そのシャンク付きセンターの外周に第一ベアリングおよび第二ベアリングを介してそれぞれ回動自在に嵌合した外輪と内輪と、その内輪の端面に付設したフロート板に軸支され、かつ、末端を外輪表面から突出する把持爪駆動ピンの先端に係合した複数のワーク把持爪板とからなり、該内輪と外輪との相対的回動によって前記のワーク把持爪板がワークを把持しまたは開放するワークドライブ装置において、前記把持爪駆動ピンが外輪をその軸方向と平行に裏面にまで貫通してその基端を研削盤の主軸面板に形成の挿通孔に係合させることを手段とした。

請求項２記載の発明は、円筒研削盤の主軸に嵌合装着されるシャンク付きセンターと、そのシャンク付きセンターの外周にそれぞれ回動自在に嵌合した外輪と内輪と、その内輪の端面に軸支された複数のワーク把持爪板と、前記円筒研削盤の主軸の回転を伝達する駆動ピンとからなるワークのドライブ装置において、ワーク把持爪板を３個以上６個以下であるものとした。

請求項３記載の発明は、円筒研削盤の主軸に嵌合装着されるシャンク付きセンターと、そのシャンク付きセンターの外周にそれぞれ回動自在に嵌合した外輪と内輪と、その内輪の端面に軸支された複数のワーク把持爪板と、前記円筒研削盤の主軸の回転を伝達する駆動ピンとからなるワークのドライブ装置において、ワーク把持爪板を１個としたものである。

本発明ワークドライブ装置は、上記の構成としたことにより、装置の単純化と回転におけるバランスの安定を実現した。したがって、高速回転を必要とする小径ワークの研削においてしてもアンバランスを生じることなく、良好な研削精度が得られる。また、ワーク把持爪板を４枚以上装着することによって一端をＤカットされたワークをも偏芯することなく把持し、研削できるものとなった。

テーパーシャンク付きセンター２の先端部外周にベアリング３、５を隣接して圧入嵌合し、そのベアリング３には外輪をベアリング５には内輪を装着する。その内輪の表面には先端を把持爪、基端を駆動端とするワーク把持爪板一個または複数個を等角度に軸支し、前記外輪を貫通する複数の駆動ピンはその先端を各々のワーク把持爪板の駆動端に係合させ、その基端を円筒研削盤の主軸面板係合凹部（孔）に係合可能に構成するものである。

本発明に係る円筒研削盤用ワークドライブ装置１の実施例について図面を参照して説明する。図１に示すように本装置１は、円筒研削盤の主軸内径にテーパ嵌合するシャンク２において、その前端部に第１ベアリング３（玉軸受）を圧入嵌合し、その第１ベアリング３の外周にカップ状外輪４を嵌合装着し、さらに、前記第１ベアリング３に接してその先端側に第２ベアリング５を圧入嵌合してその外周に内輪６を装着している。この内輪６は前記外輪４のカップ状部内に収容される構成にしているがこれに限るものではない。この内輪６の表面には、リング状フロート板７がその取付け孔７ａより小径の首部になるボルト８をもってねじ取着され、該内輪６の表面との間で直径方向への揺動が可能になっている。

ワーク把持爪板９はその先端把持爪部９ａをカム状の円弧に形成し、その基端はＵ字形溝部９ｂに切り欠いた駆動端としたもので、１個ないし複数個（図２では３個）の把持爪板９を前記リング状フロート板７の表面に円周方向等分割の位置に軸１０により回動自在に軸支せられている。

前記カップ状外輪４にはその表面から裏面まで、軸方向に貫通する挿通孔４ａ，４ａが開口されており、そこに挿通された駆動ピン１１、１１はその先端１１ａを前記把持爪板９の駆動端（Ｕ字形溝部）９ｂに係合させ、その基端１１ｂは該カップ状外輪４の裏面より突出させている。

前記の円筒研削盤の主軸面板１５には係合凹部として、例えば前記の駆動ピン１１が挿通する係合凹部１５ａ、または、図示していないが主軸面板１５の中心より放射状に３〜６本の溝状段部が予め刻設され、または、刻設された面板が付着されている。

上記の実施例について、その使用方法を説明すると、先ず、前記駆動ピン１１の基端を使用する研削盤の主軸面板１５に形成した係合凹部１５ａに係合するようにしてテーパーシャンク部２を円筒研削盤の主軸孔に挿通し固く嵌合させる。

次いで、円筒研削盤の主軸面板１５を時計回り方向に若干回転すると該主軸面板１５に係合している駆動ピン１１，１１が同方向に回動し、この駆動ピン１１が挿通している外輪４およびその先端を係合しているワーク把持爪板９の駆動端９ｂを同方向に回動させることになる。これによって、内輪６とは相対的に逆回転し、したがって、ワーク把持爪板９の先端爪部９ａが軸支部を支点として回動することになり各把持爪９ａ，９ａは開放する方向に動く。

次いで、テーパーシャンク部２の先端２ｂと円筒研削盤の芯押し台側センター１６とによりワークＷの両端センター穴を支持し、該円筒研削盤の主軸を反時計回り（正回転）に駆動する。これによって外輪４とワーク把持爪板９の駆動端９ｂは前記とは逆方向の作動をして把持爪９ａ，９ａがワークＷを把持する方向に回動して把持し、その後、機械の回転をワークに伝達することになる。若し、このワークＷの両端に設けたセンター穴がその外径に対して偏心した位置にあった場合、前記のフロート板７が直径方向に摺動して把持することになり、両センター２ｂ、１６によるワーク支持に異常な偏心荷重を与えることがない。このようにワークを保持し、グラインダーＧで研削が行なわれる。

駆動ピン１１、１１により該主軸面板１５と直結された外輪４およびワーク把持爪板９の駆動端９ｂは主軸の回転が停止すると同時に回動をとめるが、内輪６は回転惰力により停止が遅れる。その遅れによりワーク把持爪９ａによる把持は自動的に開放され、作業者は芯押し台側センター２３の押圧を解除してワークを取り外すことが可能になる。次いで、新たなワークが前記の把持工程により機械に取付けられ研削が継続されることになる。

図３には実施例２に係るワークドライブ装置２１を示した。これは５個のワーク把持爪板９を前記フロート板７に軸支したことを特徴とするもので、該把持爪板９の基端であるそれぞれのＵ字形溝部９ｂ、９ｂには駆動ピン１１，１１の先端が係合し、駆動ピン１１の基端は研削盤の主軸面板１５に係合していること、その他の機構、符号は前記と同様であり説明を省略する。このワークドライブ装置２１においては、図５に示すような一端に直径の１/４程度の深さにDカットされたワークに対して把持爪９ａが４点で接触保持することが可能になる。なお、このワーク把持爪板９は６個程度まで装着することができる。このワーク把持爪板９の数の増加とともに把持爪９ａ先端を細く形成することが必要になるが、ワークの把持圧力はその把持爪９ａのそれぞれに分散されるので強度的には問題がない。

図４には実施例３に係るワークドライブ装置３１を示す。この実施例は、前記フロート板７にワーク把持爪板９を１個のみ軸支したことを特徴とするもので、該把持爪板９のＵ字形溝部９ｂには駆動ピン１１の先端１１ａが係合し、その駆動ピン１１の基端１１ｂは研削盤の主軸面板の係合凹部１５ａに係合していることは前記と同様である。その他の機構および符号は前記と同様であり説明を省略する。このワークドライブ装置３１が適用されるのは図５に示すように一端をＤカットしたワークであって、研削盤の回転と共に把持爪板９の先端把持爪９ａが該Ｄカット部に当接し、ワークを中心方向に押圧して回転を伝達するものである。

ワークドライブ装置は主として円筒研削盤に使用されるが、シャフト類のワークを両センターにより支持しその芯振れを計測する場合にも使用される。特に、回転におけるバランスに配慮した本発明ワークドライブ装置は高速回転が望まれる小径ワークの円筒研削に有効に使用される。また、一端にＤカットがなされたワークを把持することも可能で機械加工業において重宝されるものである。

本発明に係る円筒研削盤用ワークドライブ装置の実施例を示した横断面図である。 図１の正面図である。 本発明に係る円筒研削盤用ワークドライブ装置の第２の実施例を示した正面図である。 本発明に係る円筒研削盤用ワークドライブ装置の第３の実施例を示した正面図である。 一端をＤカットした円柱形ワークを示した斜視図である。 従来例の一つとして示した円筒研削盤用ワークドライブ装置である。 従来例に係るかに爪クランプの一例を示した正面図である。

符号の説明

１ 円筒研削盤用ワークドライブ装置
２ シャンク付きセンター
３ 第１ベアリング
４ カップ状外輪
５ 第２ベアリング
６ 内輪
７ フロート板
８ ボルト
９ 把持爪板
１０ 軸
１１ 駆動ピン
１２ 駆動腕
１３ 駆動軸
１５ 円筒研削盤の主軸面板
１５ａ 係合凹部

Claims (3)

1. 円筒研削盤の主軸面板（１５）に嵌合装着されるシャンク付きセンター（２）と、そのシャンク付きセンターの外周に第一ベアリング（３）および第二ベアリング（５）を介してそれぞれ回動自在に嵌合した外輪（４）と内輪（６）と、その内輪の端面に付設したフロート板（７）に軸支され、かつ、末端を外輪表面から突出する把持爪板駆動ピン（１１）の先端（１１ａ）に係合した複数のワーク把持爪板（９）とからなり、該内輪と外輪の差動によって前記のワーク把持爪板がワークを把持しまたは開放するワークドライブ装置において、前記把持爪板駆動ピン（１１）が外輪の裏面を貫通してその基端（１１ｂ）を研削盤の主軸面板に形成した係合凹部（１５ａ）に係合させたことを特徴とする円筒研削盤用ワークドライブ装置。
2. 円筒研削盤の主軸面板（１５）に嵌合装着されるシャンク付きセンター（２）と、そのシャンク付きセンターの外周に第一ベアリング（３）および第二ベアリング（５）を介してそれぞれ回動自在に嵌合した外輪（４）と内輪（６）と、その内輪の端面に付設したフロート板（７）に軸支され、かつ、末端を外輪の表面に突出する把持爪板駆動ピン（１１）の先端（１１ａ）に係合した複数のワーク把持爪板（９）とからなる円筒研削盤用ワークドライブ装置において、ワーク把持爪板が３個以上６個以下であることを特徴とする請求項１記載の円筒研削盤用ワークドライブ装置。
3. 円筒研削盤の主軸に嵌合装着されるシャンク付きセンター（２）と、そのセンターの外周にそれぞれ回動自在に嵌合された外輪（４）と内輪（６）と、その内輪の端面に付設したフロート板（７）に軸支された複数のワーク把持爪板（９）と、外輪またはワーク把持爪板に係合して研削盤の回転を伝達する駆動ピンとからなるワークのドライブ装置において、ワーク把持爪板が１個であることを特徴とする端部Ｄカットのワークを対象とする円筒研削盤用ワークドライブ装置。
   

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