円筒研削盤
【課題】 機械を大型化することなく高剛性化が図れる円筒研削盤を提供する。
【解決手段】 円筒研削盤１０は、ワークＷを回転駆動可能に支承する左右主軸台２４，２６と、砥石車Ｇが装着される砥石軸３８を回転駆動可能に軸承する軸受部３７およびワークＷに対して相対移動可能な砥石台３０とから構成される。そして、砥石車Ｇは小径で、かつ、その両側で砥石軸３８に支持されており、サポート２２の側面が主軸台２４，２６の研削負荷を受ける。
【解決手段】 円筒研削盤１０は、ワークＷを回転駆動可能に支承する左右主軸台２４，２６と、砥石車Ｇが装着される砥石軸３８を回転駆動可能に軸承する軸受部３７およびワークＷに対して相対移動可能な砥石台３０とから構成される。そして、砥石車Ｇは小径で、かつ、その両側で砥石軸３８に支持されており、サポート２２の側面が主軸台２４，２６の研削負荷を受ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動されるワークに向かって回転駆動される砥石車を進退移動してワーク外周面を研削加工する円筒研削盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、砥石車が回転駆動可能に支承された砥石台を主軸台および心押台に向かって進退可能にベッド上にスライド機構を介して装架し、主軸台と心押台との間に回転駆動可能に支承されたワークを砥石車によって研削加工する生産型の円筒研削盤がある。このような円筒研削盤は、研削能率を上げるため高剛性化せざるを得ず、例えばワークの長さが３２０ｍｍ程度のものであると、横幅が３７５０ｍｍ、奥行が２７４０ｍｍ、高さが２０００ｍｍ程度とかなり大きくなっていた。
【０００３】
以上の従来技術は、当業者において当然として行われているものであり、出願人は、この従来技術が記載された文献を知見していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の円筒研削盤では、設置するためのフロアスペースが大きくなってしまい、さらに、作業者が機械の反対側を見通せない等の問題があった。本発明は、係る従来の不具合を解消するためになされたもので、機械を大型化することなく高剛性化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の特徴は、小径の砥石車を両側で支持し、ワーク支持駆動装置の座面が研削負荷を受けるように構成したことである。
【０００６】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記座面が砥石台の進退方向に対し垂直になっていることである。
【０００７】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２において、砥石台が略箱型形状でその内部に砥石軸駆動用モータがビルトインされ、砥石台スライド機構がリニアガイドにて案内されているものである。
【０００８】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または2において、砥石台及びワーク支持駆動装置はオーバーハングしており、砥石車が前記ワークを加工する加工エリアの真下にはクーラントシュートが形成されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、小径化した砥石車を両側で支持するので、砥石軸を大型化することなく高剛性化することができる。また、ワーク支持駆動装置の座面が研削負荷を受ける方向に形成されるので、ワーク支持駆動装置を大型化することなく高剛性化することができる。したがって、円筒研削盤全体を小型化することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、ワーク支持駆動装置の座面を砥石台の進退方向に対して垂直に形成したので、主軸台をいっそう高剛性化、すなわち小型化することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、砥石台を略箱型形状とし、その内部に砥石軸駆動用モータをビルトインさせ、リニアガイドで案内させたので、砥石台をいっそう高剛性化、すなわち小型化することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、砥石台及びワーク支持駆動装置の高剛性化によりそれぞれオーバーハングさせることが可能となり、切屑やクーラントがスライドに入り込むのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る研削盤について図面を参照して説明する。図１および図２において、１０は円筒研削盤を示し、同研削盤１０は、研削盤本体１１と付属装置５０からなる。付属装置５０は、図例では、クーラント供給装置５１、ミスト収集装置６０及びこれら装置５１、６０を研削盤本体１１と接続するダクト装置７０からなる。
【００１４】
研削盤本体１１は、ベッド１２を有し、このベッド１２は図１の左側の前部側の上面にワーク支持駆動装置２０を搭載し、図示右側の後部側の上面に砥石台３０を搭載している。研削盤１０は、ベッド１２上に配置されたワーク支持駆動装置２０および砥石台３０およびスライド機構の周囲を側方包囲カバー４５により包囲して覆われており、この側方包囲カバー４５は下端部が内側に屈曲され、ベッド１２の周縁にボルト固定されている。また、側方包囲カバー４５はワーク駆動支持装置２０および砥石台３０より高く、これらワーク駆動支持装置２０および砥石台３０の側方を包囲するよう形成されている。
さらに、側方包囲カバー４５の内部は、ワーク支持駆動装置２０、砥石車Ｇおよび砥石台３０の軸受部３７が位置する加工エリア６１と砥石台３０の基部３４、駆動モータ４０、リニアガイド３１、３５およびスライド３３等のスライド機構が位置するスライドエリア６２とに分離カバー６６によって前後方向に分離されている。即ち、スライド３３の前側には、軸受部３７がスライドエリア６２から加工エリア６１に入るために通過する通過穴が穿設された矩形の枠体６３が支柱を介して固定されている。枠体６３の上下外縁は後述する上方開閉カバー５３の下面およびベッド１２の上面に接近して配置され、左右外縁はスライド３３のＺ軸方向移動を許容するために側方包囲カバー４５の左右内面との間にスペースを設けて配置されている。枠体６３の左右外縁の外側にできる前記スペースは、一端が枠体６３の左右外縁に固定され、他端が側方包囲カバー４５の左右内面に固定された左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂによって遮蔽され、枠体６３に穿設された軸受部３７の通過穴内周と軸受部３７の外周との間は、一端が軸受部３７の外周に固定され、他端が枠体６３の通過穴縁部に固定された通過穴蛇腹カバー６５によって遮蔽されている。左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂおよび通過穴蛇腹カバー６５によって、側方包囲カバー４５内を加工エリア６１とスライドエリア６２とに分離する分離カバー６６が構成されている。
【００１５】
側方包囲カバー４５の上部には、加工エリア６１とスライドエリア６２のほぼ全てを見渡すことが可能な解放口５２が形成されており、この解放口５２には上方開閉カバー５３が配置されている。上方開閉カバー５３は、図３に示す如く、解放口５２全体を覆う大きさに板状に形成されている。スライドエリア６２の後方に立設した側方包囲カバー４５上端にはブラケット５４がリニアガイド３１と平行に取り付けられ、このブラケット５４に取り付けられた一対の蝶番５５によって上方開閉カバー５３は機械の後方位置において側方包囲カバー４５の上端部に旋回機構により開閉可能に枢支されている。また、ブラケット５４と上方開閉カバー５３には、開閉動作を補助するための一対のガスシリンダ５９が両側に取り付けられている。このガスシリンダ５９は、シリンダの後部が上方開閉カバー５３に取り付けられ、シリンダの先端から突出したピストンロッドがブラケット５４に結合されており、上方開閉カバー５３を図１に示す開放位置Ａに開閉する動作を補助する。さらに、シリンダ内部にはガスが封入され、このガスの作用によってシリンダシャフトが伸びる方向、すなわち上方開閉カバー５３を開く方向に付勢している。また、上方開閉カバー５３の前方には側方包囲カバー４５に係止され、上方開閉カバー５３が開くことを規制するレバー機構６９が設置されている。このレバー機構６９が解除されることよって上方開閉カバー５３がシリンダの作用によって解放位置Ａまで開き、上方開閉カバー５３を閉じるときは、作業者がガスシリンダを縮める方向に上方開閉カバー５３を移動させ、レバー機構６９を作用させて上方開閉カバー５３を閉鎖位置に係止する。このとき、上方開閉カバー５３は側方包囲カバー４５の周縁と接触して機外と分離され、また、分離カバー６６に接近することにより、側方包囲カバー４５内を加工エリア６１とスライドエリア６２に分離する。従って上方開閉カバー５３が閉じた状態では加工エリア６１からクーラントが外部に飛散することがなく、加工エリアからクーラントおよび研削屑がスライドエリア６２に飛散することがない。砥石車Ｇの交換は、上方開閉カバー５３を開放した状態で、作業者が研削盤１０の正面に立ち、研削盤１０の上方から、楽な姿勢で行うことができる。
【００１６】
一方、上方開閉カバー５３が閉じたとき、上方開閉カバーのワークＷと対応する部位には、ワークＷを加工エリア６１から取り出すためのワーク取出し口５６が開口部として形成され、このワーク取出し口５６には、前後方向にスライド可能な開閉扉５７が装着されている。この開閉扉５７は強化プラスチックで形成された窓部５７ａと、この窓部が嵌合はめ込まれ、両端を上方開閉カバー５３に取り付けられたスライドレール５８で支持された窓枠５７ｂから構成されている。また、一方のスライドレール５８の横には、開閉扉５７を自動開閉するためのロッドレスシリンダ７３が取付けられ、開閉扉５７を自動開閉する。ワークＷの搬入搬出は、開閉扉５７を開放した状態で、作業者が研削盤１０の正面に立ち、研削盤１０の上方から、楽な姿勢で行うことができる。なお、開閉扉５７ワーク取出し口５６の上に備え付けられた図略のワーク搬入搬出ローダによってワークの搬出搬入が行われるのと同期して開閉扉５７を自動開閉するようにしてもよい。
【００１７】
ワーク支持駆動装置２０は、長さ３２０ｍｍ程度の円筒状ワークＷを支持する左主軸台２４と右主軸台２６とで構成され、ベッド１２上に固定のワークテーブル２１から立設されたサポート２２の側面に一対のリニアガイド２５に沿って図２における上下方向に位置調整可能にそれぞれ搭載固定されている。サポート２２の側面が左右主軸台２４，２６の座面を構成し、この座面から主軸台２４，２６がオーバーハングした状態で砥石台３０の切込みによる研削負荷を垂直に受けるようになっている。なお、左右主軸台２４，２６は、それぞれに設けられたセンタ間でワークＷを水平軸線の周りに回転自在に支持し、図略の主軸モータにより回転できるように構成されている。したがって、本実施形態によれば、ワークＷを支持する左右主軸台２４，２６は、砥石台３０の切込みによる研削負荷を垂直な座面で受けるとともに、一対のリニアガイド２５により上下方向に対しても拘束されている構成のため、より剛性を高めることができ、小型化することができる。なお、座面は砥石台３０の進退方向に垂直に設けるのが理想的ではあるが、水平面以外の傾斜面であれば研削負荷を受けることができるのは言うまでもない。また、左主軸台２４のセンタには砥石車Ｇを修正する円盤状のツルアが回転可能に取り付けられていて、従来の主軸台ハウジングにツルアが載置されているものに比べて、主軸台及びツルアのアセンブリがよりいっそう小型化されている。さらに、研削盤１０は後述するようにＺ軸方向へ砥石台３０が移動する構成となっており、左右主軸台２４，２６はワークＷを支持する際にある程度移動するだけであるから、研削盤１０の横幅を小さくすることができる。
【００１８】
一方、ベッド１２の後部上面には、ワークＷの水平軸線と平行なＺ軸方向に延びる一対のリニアガイド３１が固定されている。このリニアガイド３１はスライド３３を案内し、スライド３３はＺ軸リニアモータ３２により移動される。スライド３３の上面には、Ｚ軸と直交するＸ軸方向に延びる一対のリニアガイド３５が固定され、このリニアガイド３５に砥石台３０の基部３４がＸ軸リニアモータ２７によりワークＷに対して進退するよう案内支持されている。これらリニアガイド３１，３５、スライド３３およびリニアモータ２７，３２によって砥石台３０のスライド機構および砥石台送り装置を構成している。砥石台３０の前部には左右一対の砥石軸受部３７が搭載され、砥石車Ｇを左右一対の砥石軸３８で回転自在に支持している。砥石軸３８に固着されたプーリ３９は、砥石台３０の後部に搭載された砥石軸駆動モータ４０の出力軸に固着したプーリ４１とベルト４２を介して回転連結され、駆動モータ４０の回転動力を砥石軸３８及び砥石車Ｇに伝達できるようにしている。砥石軸受部３７及び砥石軸３８を左右一対とし砥石車Ｇを両側で支持したことにより、砥石軸受部３７は高剛性化され、その分小型化することができる。そして、砥石軸受部３７が小型化された分、砥石車Ｇを小径化することができる。本実施形態の砥石車Ｇは、通常の直径３５０ｍｍ程度のものより小径の直径１００〜２００ｍｍの砥石車で構成することが可能となる。
【００１９】
砥石台３０は略箱型形状をなしており、その内部に砥石軸駆動モータ４０がビルトインされている。砥石軸駆動モータ４０は、小径の砥石車Ｇ及び小型化された砥石軸３８を駆動するに十分な小型のものを採用することができる。略箱型の砥石台３０は、モータ４０が備えられている部位の、砥石台３０の断面形状を大きくすることができ、砥石台３０を小型でかつ高い剛性を持った形状とすることができる。さらに、砥石台３０の支持部とモータ４０とを近接して配置できる構成のため、砥石台３０の動剛性を向上させることができる。そして、砥石軸受部３７、砥石軸３８、砥石車Ｇ及びモータ４０を小型化することとあいまって、砥石台３０の高さも抑制することができる。さらに、砥石台３０がＸ軸及びＺ軸方向に移動可能な構成とすることにより、ワークＷを移動させる必要がなくなり、研削盤１０の幅方向（Ｚ軸方向）の寸法を小さくすることができる。
【００２０】
ところで、砥石台３０を、研削点に向けてＸ軸方向に摺動させた場合、砥石台３０の重心は、砥石台３０の支持部の範囲にあることが、砥石台３０の安定性確保の観点からいって好ましい。しかし、本実施形態によれば、重量物である砥石車Ｇは、基台の端部とワークＷとの間に迫出したオーバーハング状態にあり、ガイドレールと研削加工領域との分離を確実にするためにオーバーハング量を増大させた場合においては、砥石台の重心が支持部の範囲より外れる可能性もある。一方、砥石台を載置する従来の移動体は、ガイドレールによってＸ軸方向に摺動され、すなわちＸ軸の左右方向に対しては拘束されているものの、基部３４（及びＸ軸）に対して上下方向には拘束されていない。従って、砥石台の重心が支持部の範囲より外れた場合は、基部３４より転覆する可能性があり、オーバーハング量を増やすことができなかった。また、オーバーハング量を増大させると、砥石台の動剛性が低下し、研削加工の反力によって砥石台に生じる上下方向の振動が大きくなる恐れがある。しかし、従来の移動体は、上下方向には拘束されていないため、係る上下方向の振動を抑制することは困難であり、加工精度を悪化させる恐れがあった。
【００２１】
この問題に鑑み、本実施形態は、上下方向の移動が拘束されている案内機構、すなわちリニアガイド３５を採用している。従って、リニアガイド３５による上下方向の拘束と砥石軸受部３７及び砥石車Ｇの小型化とがあいまって、砥石台３０のオーバーハング量を増大させることができ、重心が砥石台３０の支持部の範囲より外れた場合においても、砥石台３０を転覆させること無く案内することができる。また、砥石台３０の安定性を確保した上でオーバーハング量を増大させることができるため、より確実に案内機構と研削加工領域とを離間させることが可能となる。これにより、研削液による案内機構の劣化を低減することができる。また、砥石台３０を載置する移動体は、拘束面が増やされ、上下方向に対しても拘束されている構成のため、砥石台３０をより強固に支持した状態で、案内することが可能となる。従って、精度の高い案内が可能となり、加工精度が向上する。さらに、リニアガイド３５で上下方向に拘束されていることにより、研削加工の反力によって砥石台３０に生じる上下方向の振動も低減され、いっそう精度の高い研削加工が実現できる。
【００２２】
再び図１を参照すれば、クーラント供給ノズル４７は、軸受部３７上に設置され、砥石台３０に取り付けた給送管路４７ａから給送されるクーラントをワークＷと砥石Ｇとの接触点である研削点近辺に向けて吐出する。加工エリア６１の下部を形成するベッド１２の部分には、クーラントシュート１３が設けられ、切屑や研削点に向けてクーラント供給ノズル４７から吐出されたクーラントを受け入れるように形成されている。ベッド１２内には、後面開口部からダクト装置７０の排出導管７１が挿入されている。排出導管７１は、全長に亘ってその外面が閉鎖されて実質的に気密を維持できる矩形断面の流体通路を形成するように構成され、この矩形断面の下層部でクーラントを流動させつつ同時に上層部に所定量のミストを通過させ得る大きさの断面積を有している。排出導管７１は、加工エリア６１の直下まで延在して先端部の上面が開口され、前記クーラントシュート１３の下端部外周を気密的に包囲し、クーラントシュートの下端開口から流体を受け入れるように構成されている。
【００２３】
排出導管７１の後端部直前の上面開口からはミスト回収導管７２が分岐して上方に伸び、設置台７４上に搭載されたミスト収集装置６０の吸入口６０ａに連結されている。ミスト収集装置６０は、公知のもので、バキューム作用により吸入口６０ａからミストを吸入し、ミストから空気成分と液体成分を例えば遠心分離し、空気成分は大気に放出し、液体成分はクーラント供給装置５１のクーラント貯蔵タンク５２へ還流する。
【００２４】
クーラント供給装置５１は、タンク５２内にクーラントを貯蔵し、モータ５３により駆動される図略のポンプユニットによりタンク５２内のクーラントを汲み上げ、吐出管６７からフレキシブルホース６８を経由してクーラントを給送管路４７ａへ送出し、軸受部３７上に取付けられたクーラント供給ノズル４７から砥石車ＧがワークＷを研削加工する研削点近辺に向けてクーラントを供給する。
【００２５】
このように、切屑やクーラントは、砥石台３０及び主軸台２４，２６のオーバーハングによりクーラントシュート１３に受け入れられやすいようになっている。そして、排出導管７１をベッド１２の内部に設けたことにより、研削盤１０のフロアスペースを小さくすることができる。
【００２６】
以上のような円筒研削盤１０では、図４に示すように、横幅が１１５０ｍｍ、奥行が２５００ｍｍに小型化され、また高さも１０００ｍｍ程度に小型化されるので、従来のフロアスペースの半分以下、高さも半分程度とすることができる。したがって、本実施形態の研削盤１０では、工場レイアウトの自由度が高くなるとともに、作業者が機械の反対側を見通すことができる。また、小径すなわち軽量の砥石車Ｇを採用したことや、機械の高さが１０００ｍｍ程度となったことや、上方開閉カバー５３により作業者が機械の正面に立ち機械の上方から砥石車ＧやワークＷの交換をすることができるようになったことにより、これら交換作業における作業者の負担を減らすことができる。なお、図４において、研削盤１０の後方に位置する付属装置５０はカバーで覆われているとともに、研削盤１０の右手前側にはコントローラが設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る研削盤の側面図。
【図２】図１に示す研削盤の上方開閉カバーを外して上方から見た平面図。
【図３】図１に示す研削盤の上方から見た平面図。
【図４】実施形態に係る研削盤と従来の研削盤のフロアスペースを比較した平面図。
【符号の説明】
【００２８】
１０・・・円筒研削盤、１１・・・研削盤本体、１２・・・ベッド、１３・・・クーラントシュート、２４，２６・・・左右主軸台、２７，３２・・・リニアモータ、３０・・・砥石台、３１，３５・・・リニアガイド、３７・・・軸受部、Ｇ・・・砥石車、Ｗ・・・ワーク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動されるワークに向かって回転駆動される砥石車を進退移動してワーク外周面を研削加工する円筒研削盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、砥石車が回転駆動可能に支承された砥石台を主軸台および心押台に向かって進退可能にベッド上にスライド機構を介して装架し、主軸台と心押台との間に回転駆動可能に支承されたワークを砥石車によって研削加工する生産型の円筒研削盤がある。このような円筒研削盤は、研削能率を上げるため高剛性化せざるを得ず、例えばワークの長さが３２０ｍｍ程度のものであると、横幅が３７５０ｍｍ、奥行が２７４０ｍｍ、高さが２０００ｍｍ程度とかなり大きくなっていた。
【０００３】
以上の従来技術は、当業者において当然として行われているものであり、出願人は、この従来技術が記載された文献を知見していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の円筒研削盤では、設置するためのフロアスペースが大きくなってしまい、さらに、作業者が機械の反対側を見通せない等の問題があった。本発明は、係る従来の不具合を解消するためになされたもので、機械を大型化することなく高剛性化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の特徴は、小径の砥石車を両側で支持し、ワーク支持駆動装置の座面が研削負荷を受けるように構成したことである。
【０００６】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記座面が砥石台の進退方向に対し垂直になっていることである。
【０００７】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２において、砥石台が略箱型形状でその内部に砥石軸駆動用モータがビルトインされ、砥石台スライド機構がリニアガイドにて案内されているものである。
【０００８】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または2において、砥石台及びワーク支持駆動装置はオーバーハングしており、砥石車が前記ワークを加工する加工エリアの真下にはクーラントシュートが形成されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、小径化した砥石車を両側で支持するので、砥石軸を大型化することなく高剛性化することができる。また、ワーク支持駆動装置の座面が研削負荷を受ける方向に形成されるので、ワーク支持駆動装置を大型化することなく高剛性化することができる。したがって、円筒研削盤全体を小型化することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、ワーク支持駆動装置の座面を砥石台の進退方向に対して垂直に形成したので、主軸台をいっそう高剛性化、すなわち小型化することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、砥石台を略箱型形状とし、その内部に砥石軸駆動用モータをビルトインさせ、リニアガイドで案内させたので、砥石台をいっそう高剛性化、すなわち小型化することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、砥石台及びワーク支持駆動装置の高剛性化によりそれぞれオーバーハングさせることが可能となり、切屑やクーラントがスライドに入り込むのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る研削盤について図面を参照して説明する。図１および図２において、１０は円筒研削盤を示し、同研削盤１０は、研削盤本体１１と付属装置５０からなる。付属装置５０は、図例では、クーラント供給装置５１、ミスト収集装置６０及びこれら装置５１、６０を研削盤本体１１と接続するダクト装置７０からなる。
【００１４】
研削盤本体１１は、ベッド１２を有し、このベッド１２は図１の左側の前部側の上面にワーク支持駆動装置２０を搭載し、図示右側の後部側の上面に砥石台３０を搭載している。研削盤１０は、ベッド１２上に配置されたワーク支持駆動装置２０および砥石台３０およびスライド機構の周囲を側方包囲カバー４５により包囲して覆われており、この側方包囲カバー４５は下端部が内側に屈曲され、ベッド１２の周縁にボルト固定されている。また、側方包囲カバー４５はワーク駆動支持装置２０および砥石台３０より高く、これらワーク駆動支持装置２０および砥石台３０の側方を包囲するよう形成されている。
さらに、側方包囲カバー４５の内部は、ワーク支持駆動装置２０、砥石車Ｇおよび砥石台３０の軸受部３７が位置する加工エリア６１と砥石台３０の基部３４、駆動モータ４０、リニアガイド３１、３５およびスライド３３等のスライド機構が位置するスライドエリア６２とに分離カバー６６によって前後方向に分離されている。即ち、スライド３３の前側には、軸受部３７がスライドエリア６２から加工エリア６１に入るために通過する通過穴が穿設された矩形の枠体６３が支柱を介して固定されている。枠体６３の上下外縁は後述する上方開閉カバー５３の下面およびベッド１２の上面に接近して配置され、左右外縁はスライド３３のＺ軸方向移動を許容するために側方包囲カバー４５の左右内面との間にスペースを設けて配置されている。枠体６３の左右外縁の外側にできる前記スペースは、一端が枠体６３の左右外縁に固定され、他端が側方包囲カバー４５の左右内面に固定された左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂによって遮蔽され、枠体６３に穿設された軸受部３７の通過穴内周と軸受部３７の外周との間は、一端が軸受部３７の外周に固定され、他端が枠体６３の通過穴縁部に固定された通過穴蛇腹カバー６５によって遮蔽されている。左右蛇腹カバー６４ａ，６４ｂおよび通過穴蛇腹カバー６５によって、側方包囲カバー４５内を加工エリア６１とスライドエリア６２とに分離する分離カバー６６が構成されている。
【００１５】
側方包囲カバー４５の上部には、加工エリア６１とスライドエリア６２のほぼ全てを見渡すことが可能な解放口５２が形成されており、この解放口５２には上方開閉カバー５３が配置されている。上方開閉カバー５３は、図３に示す如く、解放口５２全体を覆う大きさに板状に形成されている。スライドエリア６２の後方に立設した側方包囲カバー４５上端にはブラケット５４がリニアガイド３１と平行に取り付けられ、このブラケット５４に取り付けられた一対の蝶番５５によって上方開閉カバー５３は機械の後方位置において側方包囲カバー４５の上端部に旋回機構により開閉可能に枢支されている。また、ブラケット５４と上方開閉カバー５３には、開閉動作を補助するための一対のガスシリンダ５９が両側に取り付けられている。このガスシリンダ５９は、シリンダの後部が上方開閉カバー５３に取り付けられ、シリンダの先端から突出したピストンロッドがブラケット５４に結合されており、上方開閉カバー５３を図１に示す開放位置Ａに開閉する動作を補助する。さらに、シリンダ内部にはガスが封入され、このガスの作用によってシリンダシャフトが伸びる方向、すなわち上方開閉カバー５３を開く方向に付勢している。また、上方開閉カバー５３の前方には側方包囲カバー４５に係止され、上方開閉カバー５３が開くことを規制するレバー機構６９が設置されている。このレバー機構６９が解除されることよって上方開閉カバー５３がシリンダの作用によって解放位置Ａまで開き、上方開閉カバー５３を閉じるときは、作業者がガスシリンダを縮める方向に上方開閉カバー５３を移動させ、レバー機構６９を作用させて上方開閉カバー５３を閉鎖位置に係止する。このとき、上方開閉カバー５３は側方包囲カバー４５の周縁と接触して機外と分離され、また、分離カバー６６に接近することにより、側方包囲カバー４５内を加工エリア６１とスライドエリア６２に分離する。従って上方開閉カバー５３が閉じた状態では加工エリア６１からクーラントが外部に飛散することがなく、加工エリアからクーラントおよび研削屑がスライドエリア６２に飛散することがない。砥石車Ｇの交換は、上方開閉カバー５３を開放した状態で、作業者が研削盤１０の正面に立ち、研削盤１０の上方から、楽な姿勢で行うことができる。
【００１６】
一方、上方開閉カバー５３が閉じたとき、上方開閉カバーのワークＷと対応する部位には、ワークＷを加工エリア６１から取り出すためのワーク取出し口５６が開口部として形成され、このワーク取出し口５６には、前後方向にスライド可能な開閉扉５７が装着されている。この開閉扉５７は強化プラスチックで形成された窓部５７ａと、この窓部が嵌合はめ込まれ、両端を上方開閉カバー５３に取り付けられたスライドレール５８で支持された窓枠５７ｂから構成されている。また、一方のスライドレール５８の横には、開閉扉５７を自動開閉するためのロッドレスシリンダ７３が取付けられ、開閉扉５７を自動開閉する。ワークＷの搬入搬出は、開閉扉５７を開放した状態で、作業者が研削盤１０の正面に立ち、研削盤１０の上方から、楽な姿勢で行うことができる。なお、開閉扉５７ワーク取出し口５６の上に備え付けられた図略のワーク搬入搬出ローダによってワークの搬出搬入が行われるのと同期して開閉扉５７を自動開閉するようにしてもよい。
【００１７】
ワーク支持駆動装置２０は、長さ３２０ｍｍ程度の円筒状ワークＷを支持する左主軸台２４と右主軸台２６とで構成され、ベッド１２上に固定のワークテーブル２１から立設されたサポート２２の側面に一対のリニアガイド２５に沿って図２における上下方向に位置調整可能にそれぞれ搭載固定されている。サポート２２の側面が左右主軸台２４，２６の座面を構成し、この座面から主軸台２４，２６がオーバーハングした状態で砥石台３０の切込みによる研削負荷を垂直に受けるようになっている。なお、左右主軸台２４，２６は、それぞれに設けられたセンタ間でワークＷを水平軸線の周りに回転自在に支持し、図略の主軸モータにより回転できるように構成されている。したがって、本実施形態によれば、ワークＷを支持する左右主軸台２４，２６は、砥石台３０の切込みによる研削負荷を垂直な座面で受けるとともに、一対のリニアガイド２５により上下方向に対しても拘束されている構成のため、より剛性を高めることができ、小型化することができる。なお、座面は砥石台３０の進退方向に垂直に設けるのが理想的ではあるが、水平面以外の傾斜面であれば研削負荷を受けることができるのは言うまでもない。また、左主軸台２４のセンタには砥石車Ｇを修正する円盤状のツルアが回転可能に取り付けられていて、従来の主軸台ハウジングにツルアが載置されているものに比べて、主軸台及びツルアのアセンブリがよりいっそう小型化されている。さらに、研削盤１０は後述するようにＺ軸方向へ砥石台３０が移動する構成となっており、左右主軸台２４，２６はワークＷを支持する際にある程度移動するだけであるから、研削盤１０の横幅を小さくすることができる。
【００１８】
一方、ベッド１２の後部上面には、ワークＷの水平軸線と平行なＺ軸方向に延びる一対のリニアガイド３１が固定されている。このリニアガイド３１はスライド３３を案内し、スライド３３はＺ軸リニアモータ３２により移動される。スライド３３の上面には、Ｚ軸と直交するＸ軸方向に延びる一対のリニアガイド３５が固定され、このリニアガイド３５に砥石台３０の基部３４がＸ軸リニアモータ２７によりワークＷに対して進退するよう案内支持されている。これらリニアガイド３１，３５、スライド３３およびリニアモータ２７，３２によって砥石台３０のスライド機構および砥石台送り装置を構成している。砥石台３０の前部には左右一対の砥石軸受部３７が搭載され、砥石車Ｇを左右一対の砥石軸３８で回転自在に支持している。砥石軸３８に固着されたプーリ３９は、砥石台３０の後部に搭載された砥石軸駆動モータ４０の出力軸に固着したプーリ４１とベルト４２を介して回転連結され、駆動モータ４０の回転動力を砥石軸３８及び砥石車Ｇに伝達できるようにしている。砥石軸受部３７及び砥石軸３８を左右一対とし砥石車Ｇを両側で支持したことにより、砥石軸受部３７は高剛性化され、その分小型化することができる。そして、砥石軸受部３７が小型化された分、砥石車Ｇを小径化することができる。本実施形態の砥石車Ｇは、通常の直径３５０ｍｍ程度のものより小径の直径１００〜２００ｍｍの砥石車で構成することが可能となる。
【００１９】
砥石台３０は略箱型形状をなしており、その内部に砥石軸駆動モータ４０がビルトインされている。砥石軸駆動モータ４０は、小径の砥石車Ｇ及び小型化された砥石軸３８を駆動するに十分な小型のものを採用することができる。略箱型の砥石台３０は、モータ４０が備えられている部位の、砥石台３０の断面形状を大きくすることができ、砥石台３０を小型でかつ高い剛性を持った形状とすることができる。さらに、砥石台３０の支持部とモータ４０とを近接して配置できる構成のため、砥石台３０の動剛性を向上させることができる。そして、砥石軸受部３７、砥石軸３８、砥石車Ｇ及びモータ４０を小型化することとあいまって、砥石台３０の高さも抑制することができる。さらに、砥石台３０がＸ軸及びＺ軸方向に移動可能な構成とすることにより、ワークＷを移動させる必要がなくなり、研削盤１０の幅方向（Ｚ軸方向）の寸法を小さくすることができる。
【００２０】
ところで、砥石台３０を、研削点に向けてＸ軸方向に摺動させた場合、砥石台３０の重心は、砥石台３０の支持部の範囲にあることが、砥石台３０の安定性確保の観点からいって好ましい。しかし、本実施形態によれば、重量物である砥石車Ｇは、基台の端部とワークＷとの間に迫出したオーバーハング状態にあり、ガイドレールと研削加工領域との分離を確実にするためにオーバーハング量を増大させた場合においては、砥石台の重心が支持部の範囲より外れる可能性もある。一方、砥石台を載置する従来の移動体は、ガイドレールによってＸ軸方向に摺動され、すなわちＸ軸の左右方向に対しては拘束されているものの、基部３４（及びＸ軸）に対して上下方向には拘束されていない。従って、砥石台の重心が支持部の範囲より外れた場合は、基部３４より転覆する可能性があり、オーバーハング量を増やすことができなかった。また、オーバーハング量を増大させると、砥石台の動剛性が低下し、研削加工の反力によって砥石台に生じる上下方向の振動が大きくなる恐れがある。しかし、従来の移動体は、上下方向には拘束されていないため、係る上下方向の振動を抑制することは困難であり、加工精度を悪化させる恐れがあった。
【００２１】
この問題に鑑み、本実施形態は、上下方向の移動が拘束されている案内機構、すなわちリニアガイド３５を採用している。従って、リニアガイド３５による上下方向の拘束と砥石軸受部３７及び砥石車Ｇの小型化とがあいまって、砥石台３０のオーバーハング量を増大させることができ、重心が砥石台３０の支持部の範囲より外れた場合においても、砥石台３０を転覆させること無く案内することができる。また、砥石台３０の安定性を確保した上でオーバーハング量を増大させることができるため、より確実に案内機構と研削加工領域とを離間させることが可能となる。これにより、研削液による案内機構の劣化を低減することができる。また、砥石台３０を載置する移動体は、拘束面が増やされ、上下方向に対しても拘束されている構成のため、砥石台３０をより強固に支持した状態で、案内することが可能となる。従って、精度の高い案内が可能となり、加工精度が向上する。さらに、リニアガイド３５で上下方向に拘束されていることにより、研削加工の反力によって砥石台３０に生じる上下方向の振動も低減され、いっそう精度の高い研削加工が実現できる。
【００２２】
再び図１を参照すれば、クーラント供給ノズル４７は、軸受部３７上に設置され、砥石台３０に取り付けた給送管路４７ａから給送されるクーラントをワークＷと砥石Ｇとの接触点である研削点近辺に向けて吐出する。加工エリア６１の下部を形成するベッド１２の部分には、クーラントシュート１３が設けられ、切屑や研削点に向けてクーラント供給ノズル４７から吐出されたクーラントを受け入れるように形成されている。ベッド１２内には、後面開口部からダクト装置７０の排出導管７１が挿入されている。排出導管７１は、全長に亘ってその外面が閉鎖されて実質的に気密を維持できる矩形断面の流体通路を形成するように構成され、この矩形断面の下層部でクーラントを流動させつつ同時に上層部に所定量のミストを通過させ得る大きさの断面積を有している。排出導管７１は、加工エリア６１の直下まで延在して先端部の上面が開口され、前記クーラントシュート１３の下端部外周を気密的に包囲し、クーラントシュートの下端開口から流体を受け入れるように構成されている。
【００２３】
排出導管７１の後端部直前の上面開口からはミスト回収導管７２が分岐して上方に伸び、設置台７４上に搭載されたミスト収集装置６０の吸入口６０ａに連結されている。ミスト収集装置６０は、公知のもので、バキューム作用により吸入口６０ａからミストを吸入し、ミストから空気成分と液体成分を例えば遠心分離し、空気成分は大気に放出し、液体成分はクーラント供給装置５１のクーラント貯蔵タンク５２へ還流する。
【００２４】
クーラント供給装置５１は、タンク５２内にクーラントを貯蔵し、モータ５３により駆動される図略のポンプユニットによりタンク５２内のクーラントを汲み上げ、吐出管６７からフレキシブルホース６８を経由してクーラントを給送管路４７ａへ送出し、軸受部３７上に取付けられたクーラント供給ノズル４７から砥石車ＧがワークＷを研削加工する研削点近辺に向けてクーラントを供給する。
【００２５】
このように、切屑やクーラントは、砥石台３０及び主軸台２４，２６のオーバーハングによりクーラントシュート１３に受け入れられやすいようになっている。そして、排出導管７１をベッド１２の内部に設けたことにより、研削盤１０のフロアスペースを小さくすることができる。
【００２６】
以上のような円筒研削盤１０では、図４に示すように、横幅が１１５０ｍｍ、奥行が２５００ｍｍに小型化され、また高さも１０００ｍｍ程度に小型化されるので、従来のフロアスペースの半分以下、高さも半分程度とすることができる。したがって、本実施形態の研削盤１０では、工場レイアウトの自由度が高くなるとともに、作業者が機械の反対側を見通すことができる。また、小径すなわち軽量の砥石車Ｇを採用したことや、機械の高さが１０００ｍｍ程度となったことや、上方開閉カバー５３により作業者が機械の正面に立ち機械の上方から砥石車ＧやワークＷの交換をすることができるようになったことにより、これら交換作業における作業者の負担を減らすことができる。なお、図４において、研削盤１０の後方に位置する付属装置５０はカバーで覆われているとともに、研削盤１０の右手前側にはコントローラが設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る研削盤の側面図。
【図２】図１に示す研削盤の上方開閉カバーを外して上方から見た平面図。
【図３】図１に示す研削盤の上方から見た平面図。
【図４】実施形態に係る研削盤と従来の研削盤のフロアスペースを比較した平面図。
【符号の説明】
【００２８】
１０・・・円筒研削盤、１１・・・研削盤本体、１２・・・ベッド、１３・・・クーラントシュート、２４，２６・・・左右主軸台、２７，３２・・・リニアモータ、３０・・・砥石台、３１，３５・・・リニアガイド、３７・・・軸受部、Ｇ・・・砥石車、Ｗ・・・ワーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッド上の前方に載置されワークを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置と、砥石車が装着される砥石軸を回転駆動可能に軸承する軸受部および前記ワークに対して相対移動可能に砥石台スライド機構を介して前記ベッド上に装架された基部を有する砥石台と、前記砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退移動させる砥石台送り装置とを備えた研削盤において、
前記砥石車は小径で、かつ、その両側で前記砥石軸に支持されており、
前記ワーク支持駆動装置の座面は研削負荷を受けるように構成されていることを特徴とする円筒研削盤。
【請求項２】
請求項1に記載の研削盤において、前記座面は前記砥石台の進退方向に対して垂直に形成されていることを特徴とする円筒研削盤。
【請求項３】
請求項１または2に記載の研削盤において、前記砥石台は略箱型でその内部に砥石軸駆動モータがビルトインされ、前記スライド機構はリニアガイドにて案内されていることを特徴とする円筒研削盤。
【請求項４】
請求項１または2に記載の研削盤において、前記砥石台及び前記ワーク支持駆動装置はオーバーハングしており、前記砥石車が前記ワークを加工する加工エリアの真下にはクーラントシュートが形成されていることを特徴とする円筒研削盤。
【請求項１】
ベッド上の前方に載置されワークを回転駆動可能に支承するワーク支持駆動装置と、砥石車が装着される砥石軸を回転駆動可能に軸承する軸受部および前記ワークに対して相対移動可能に砥石台スライド機構を介して前記ベッド上に装架された基部を有する砥石台と、前記砥石台を前記ワーク支持駆動装置に対して進退移動させる砥石台送り装置とを備えた研削盤において、
前記砥石車は小径で、かつ、その両側で前記砥石軸に支持されており、
前記ワーク支持駆動装置の座面は研削負荷を受けるように構成されていることを特徴とする円筒研削盤。
【請求項２】
請求項1に記載の研削盤において、前記座面は前記砥石台の進退方向に対して垂直に形成されていることを特徴とする円筒研削盤。
【請求項３】
請求項１または2に記載の研削盤において、前記砥石台は略箱型でその内部に砥石軸駆動モータがビルトインされ、前記スライド機構はリニアガイドにて案内されていることを特徴とする円筒研削盤。
【請求項４】
請求項１または2に記載の研削盤において、前記砥石台及び前記ワーク支持駆動装置はオーバーハングしており、前記砥石車が前記ワークを加工する加工エリアの真下にはクーラントシュートが形成されていることを特徴とする円筒研削盤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１２３１００（Ｐ２００６−１２３１００Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１５８２３（Ｐ２００４−３１５８２３）
【出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（０００００３４７０）豊田工機株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（０００００３４７０）豊田工機株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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