JP3881260B2 - 両頭平面研削盤のワークキャリヤ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、回転駆動するキャリヤ円板に周方向に間隔をおいてワークホルダーを備え、各ワークホルダーにワークを保持し、砥石軸芯方向に対向する１対の回転砥石間を通過させることによりワークの両端面を同時に研削する両頭平面研削盤のワークキャリヤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種ワークキャリヤ装置に備えられるワークホルダーとしては、キャリヤ円板にワーク保持孔を形成して該保持孔内にワークを嵌め込む方式や、ワークの外周面をクランプ爪により掴むクランプ方式等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前者のワーク保持孔方式では、キャリヤ円板回転軸芯方向の位置を固定しない状態でワークを保持し、砥石間に挿入するので、ローディング位置から砥石間に挿入するまでの搬送行程、ならびに研削後アンローディング位置に至るまでの搬送行程において、ワークのキャリヤ円板回転軸芯方向の位置を規制し、かつ、ガイドするためのガイド板を高精度に設置しなければならない。
【０００４】
後者のワーク外周面をクランプ爪により掴むクランプ方式では、ワークの砥石軸芯方向両端の削り代を、それぞれ所望の値に振り分けて固定するのが困難である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本願請求項１記載の発明は、回転駆動するキャリヤ円板に周方向に間隔をおいてワークホルダーを備え、各ワークホルダーにワークを保持し、砥石軸芯方向に対向する１対の回転砥石間を通過させることによりワークの両端面を同時に研削する両頭平面研削盤のワークキャリヤ装置において、ワークホルダーとして、ワークの角孔に挿入されると共にキャリヤ円板回転軸芯方向に拡張してワークを孔内部から把持する内部拡張式クランプ機構を備え、前記内部拡張式クランプ機構は、ワーク角孔のキャリヤ円板回転軸芯方向の一端面に当接する固定側クランプ材と、キャリヤ円板の径方向に移動可能でワーク角孔の他端面に当接する移動側クランプ材とを備え、両クランプ材は互いに重なり合う斜面を有するくさび形に形成され、移動側クランプ材がキャリヤ円板の径方向の一方に移動することにより、くさび作用によってクランプ機構のキャリヤ円板回転軸芯方向幅が拡張するようになっている。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のワークキャリヤ装置において、移動側クランプ材をばねによりキャリヤ円板の径方向内方側に付勢することによりクランプ状態とし、キャリヤ円板と同一軸芯上に、上記移動側クランプ材に連結するカムローラが当接するアンクランプ用のカムを設け、キャリヤ円板の回転によりクランプ機構がアンローディング位置からローディング位置まで移動する間は、カムのカム山により移動側クランプ材がばねに抗して外方に移動し、アンクランプ状態を維持するようになっている。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のワークキャリヤ装置において、キャリヤ円板の少なくとも回転砥石間を通過する区間に、キャリヤ円板の径方向の外方からクランプ機構に対向するワーク抜出し防止ガイドを設けている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本願発明が適用される横型両頭平面研削盤の縦断正面図（図２のI-I断面図）であり、水平な砥石軸芯Ｏ1（図１ではキャリヤ円板回転軸芯Ｏ2と重複）の軸芯方向を左右方向と仮定して、以下説明する。研削盤本体１に設けられた砥石ガード２内には、砥石軸芯Ｏ1上に１対の回転砥石３が左右に対向配置されており、回転砥石３は図示しない動力伝達機構を介して砥石軸駆動モータに連動連結し、両回転砥石３が互いに逆回りに回転するように構成されている。
【００１０】
砥石ガード２の手前には、砥石軸芯Ｏ1と平行な回転軸芯Ｏ2回りに回転するキャリヤ円板５が配置されており、キャリヤ円板５の左右方向の位置は両砥石３間に設定されている。キャリヤ円板５は両持ち支持されており、キャリヤ円板５の左側は、継手フランジ６を介してキャリヤ駆動モータ７のモータ軸に連動連結し、キャリヤ円板５の右側は、ボス８を介して支持軸１０に回転自在に嵌合支持されている。支持軸１０は、軸支持ケース１１に回転不能でキャリヤ円板回転軸芯Ｏ2方向移動可能に嵌合すると共に、ハンドル付きの調節ねじ１２が螺合しており、該調節ねじ１２のハンドル１２ａを回転することにより、支持軸１０及びボス８を軸芯方向に移動調節できるようになっている。
【００１１】
図２は、図１のII-II断面図であり、キャリヤ円板５は矢印Ｒ方向に回転するようになっており、キャリヤ円板５の前上部にはワーク供給装置１４が配置され、前下部には排出シュート等からなるワーク排出装置１５が配置されており、ワーク供給装置１４から矢印Ｒ方向に回転砥石３間を経てワーク排出装置１５に至るまでの区間には、キャリヤ円板５を径方向の外方から覆うワーク抜出し防止ガイド１７が設けられている。なお、文章の冗長化を防ぐため、キャリヤ円板５の径方向を単に「径方向」と称することとする。
【００１２】
キャリヤ円板５には、ワークホルダーとして、回転方向Ｒに等間隔をおいて複数（たとえば１０個）のクランプ機構２０が径方向の外方に突出するように設けられ、該クランプ機構２０は回転軸芯Ｏ2方向の幅が拡張可能な内部拡張方式となっており、径方向内方側に配置されたカムローラ２１にそれぞれ連動連結している。
【００１３】
各カムローラ２１の径方向内方側には、回転軸芯Ｏ2と同軸芯のリング状のカム２４が配置され、該カム２４の外周面に各カムローラ２１が当接している。上記カム２４の外周面には、ワーク排出装置１５の近傍のアンローディング位置Ａ2からワーク供給装置１４の近傍のローディング位置Ａ1に至る区間θ１に、アンクランプ用のカム山２４ａが形成されている。
【００１４】
カム２４は仮想線で示すように回転軸芯Ｏ2と同軸芯の孔３２を有するブラケット板３３に固定されており、該ブラケット板３３の後端部は砥石ガード２の前端面に固着されている。
【００１５】
図３はキャリヤ円板５の縦断正面拡大図であり、キャリヤ円板５の径方向の外周端部に配置されたクランプ機構（ワークホルダー）２０は、固定側クランプ材２７と移動側クランプ材２８から構成されている。固定側クランプ材２７はキャリヤ円板５に固定されており、径方向に貫通する挿通孔２９を有すると共に径方向の外方に突出する固定側くさび部３０を一体に有している。移動側クランプ材２８は上記挿通孔２９に径方向移動可能に挿入されると共に径方向の外方に突出する移動側くさび部３１を一体に有している。固定側くさび部３０は径方向の外方に行くにしたがい厚さが薄くなるように斜面が形成され、移動側くさび部３１は径方向の内方に行くにしたがい厚さが薄くなるように斜面が形成され、両くさび部３０，３１は左右から斜面同士が重なり合うように配置されている。したがって、移動側クランプ材２８を径方向の内方に引くことにより、くさび作用によって両くさび部３０，３１の左右幅（回転軸芯Ｏ2方向の幅）Ｄを拡張できるようになっている。
【００１６】
移動側クランプ材２８の径方向の内方端部は凹凸係合によりクランプ力伝達板３４に連結しており、該伝達板３４はキャリヤ円板５の溝３５内に径方向移動可能に配置されると共に径方向の内方に延びており、内方端部にはスライドブロック３７が固着されている。該スライドブロック３７には回転軸芯Ｏ2方向と平行なローラ支軸３９が固着されると共に、径方向外方からクランプ用コイルばね４０が圧接しており、該コイルばね４０の付勢力により、スライドブロック３７及びクランプ力伝達板３４を介して、移動側クランプ材２８を径方向の内方側（クランプ作用側）に付勢している。
【００１７】
ローラ軸３９にはニードル軸受４２を介して前記カムローラ２１が回転自在に支持されており、前記カム２４によって、クランプ用コイルばね４０に抗してカムローラ２１を径方向の外方に押し動かすことにより、伝達板３４を介して移動側クランプ材２８を径方向の外方に移動し、ワークＷをアンクランプするようになっている。
【００１８】
図４は図３のIV矢視図であり、固定側クランプ材２７は逆Ｔ字形に形成されており、回転方向Ｒの両端部に傾斜面が形成され、両傾斜面を押え金具４５で押え付けることにより、キャリヤ円板５に固定している。
【００１９】
該実施の形態におけるクランプ機構２０は、ワークＷとして、たとえば仮想線で示すようなエンジンのロッカーアームを把持するために製作されたものであり、ワーク（ロッカーアーム）Ｗはロッカーアーム軸に嵌合するボス部６０を有すると共にアーム途中にボス部６０の軸芯方向と直交するアーム支持台挿入用の角孔６１を有しており、該角孔６１を利用して内部拡張式のクランプ機構２０によりワークを把持するようになっている。また、上記のようなボス部６０及びアームを有するワークＷの姿勢を安定させるため、固定側クランプ材２７には、ワークＷのボス部６０を支持する上向きコの字形のボス受座４８が形成されると共に、アームを支持するアーム受座４９が形成されている。
【００２０】
図５は図３のV矢視拡大図であり、ワークＷの角孔６１は長方形に形成されており、該角孔６１に挿入される固定側くさび部３０は角孔６１の左壁面に当接し、移動側くさび部３１は角孔６１の右壁面に当接する。
【００２１】
図６は図３のVI-VI断面拡大図であり、クランプ力伝達板３４は前述のようにキャリヤ円板５の溝３５内に配置されると共に溝付きカバー５ａにより保持されている。溝付カバー５ａはキャリヤ円板５に形成された凹部５１内に嵌め込まれると共にボルト５２により固定されている。
【００２２】
【作用】
まず、研削作業におけるワークＷの流れを説明する。図２において、矢印Ｒ方向に回転するキャリヤ円板５の各クランプ機構２０に対し、ワーク供給装置１４により順次ワークＷを供給し、クランプ位置Ａ１においてワークＷをクランプし、クランプ状態で回転砥石３間を通過させることによりワークＷの左右両端面を同時に平面研削し、アンクランプ位置Ａ２においてワークＷをアンクランプし、続いて排出装置１５に排出する。
【００２３】
クランプ機構２０の作動を具体的に説明する。
［ワーク供給位置］
図２において、クランプ機構２０がワーク供給装置１４に来た時点では、カムローラ２１がカム山２４ａに乗り上げていることによりアンクランプ状態となっており、該アンクランプ状態のクランプ機構２０に図４のように未加工ワークＷの角孔６１を嵌め込む。
【００２４】
［クランプ位置Ａ１］
図２のクランプ位置Ａ１では、カム山２４ａが終了することにより、図３のように移動側クランプ材２８はコイルばね４０の弾性力により径方向の内方に移動し、くさび作用によって両くさび部３０，３１の左右幅Ｄを拡張する。これにより、ワークＷの角孔６１の左右内面を内部からクランプする。この時、固定側くさび部３０の左端面を基準として、ワークの左右張出量が決定されるため、ワークＷの左右の削り代を所望の値に精度良く振り分けることができる。また、移動側クランプ材２８を径方向の内方に引っ張ることによりクランプするため、クランプ動作と同時にワークＷを径方向の内方に引き、図４のワークＷのボス部６０及びアームを各受座４８，４９に確実に押し当てることができ、ワークＷを所定の姿勢に正確に固定することができる。
【００２５】
［研削行程］
図２において、両回転砥石３間を通過している間は、クランプ状態が保たれており、ワーク両面が同時に平面研削される。
【００２６】
［アンクランプ位置Ａ２及び排出位置］
図２のアンクランプ位置Ａ2では、カムローラ２１がカム山２４ａに乗り上げることにより、図３のカムローラ２１はばね４０に抗して径方向の外方に移動し、これにより移動側クランプ材２８が径方向の外方に移動し、アンクランプ状態となり、続いて、図２の排出装置１５に自動的に放出される。
【００２７】
該実施の形態では、図３のようにコイルばね４０の弾性力を利用してワークＷを把持しているので、たとえばコイルばね４０の破損時、疲労限界時または極端に削り代の多いワークが挿入された時等、コイルばね４０によるクランプ力では耐えきれない状態となった時に、ワークＷが径方向の外方に抜け出す可能性があるが、図２のように抜出し防止ガイド１７をワーク供給装置１４からワーク排出装置１５まで配置しているので、抜出しを防止することができる。
【００２８】
【その他の発明の実施の形態】
（１）図１及び図２の実施の形態は横型のワークキャリヤ装置に本願発明を適用した例を示しているが、垂直な軸回りにキャリヤ円板が回転する立型のワークキャリヤ装置に適用することも可能である。
【００２９】
（２）移動側クランプ材を径方向の外方に押し出すことにより、両くさび部の左右幅を拡張し、ワークの角孔をクランプする構造とすることも可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本願発明によると、
（１）キャリヤ円板に設けられるワークホルダーとして、ワークＷの角孔６１に挿入されると共に回転軸芯Ｏ2方向に拡張してワークＷを把持する内部拡張式クランプ機構２０を備えているので、ワークＷを、外形基準ではなく、角孔基準で研削加工することができ、これによりワークＷの回転軸芯方向両側部の各削り代を個々に設定し、ワークの中心から回転軸芯方向両側部の振分け精度を容易に出すことができる。
【００３１】
（２）ワークＷの角孔６１内にクランプ機構２０を挿入し、内部拡張方式でワークＷを固定するので、ワークＷの外周面をクランプするクランプ機構に比べ、キャリヤ円板５に配置するクランプ機構用部材をコンパクトに配置することができ、これにより、１つのキャリヤ円板に取り付けるワークホルダー（クランプ機構）の数を増やすこともできる。
【００３２】
（３）内部拡張式クランプ機構２０を、ワークＷの角孔６１の回転軸芯Ｏ2方向の一端面に当接する固定側クランプ材２７のくさび部３０と、回転軸芯Ｏ2方向の他端面に当接する移動側クランプ材２８のくさび部３１により構成し、両クランプ材２７，２８の斜面同士を重ね合わせるようにしていると、くさび部３０，３１は、全体として断面長方形を保ちながら回転軸芯Ｏ2方向に拡張することになり、ワークＷの角孔６１にくさび部３０，３１の斜面が当接することはなく、ワークを確実にクランプすることができる。
【００３３】
（４）移動側クランプ材２８をばね４０により径方向内方側に付勢することによりクランプ状態とし、キャリヤ円板５と同一軸芯上に、移動側クランプ材２８に連結するカムローラ２１が当接するアンクランプ用のカム２４を設け、キャリヤ円板５の回転によりクランプ機構２０がアンローディング位置からローディング位置まで移動する間は、カム２４のカム山２４ａにより移動側クランプ材２８がばね４０に抗して外方に移動し、クランプを解除するようになっていると、カムローラ２１及びカム２４を設けるだけで、自動的にクランプ及びアンクランプ作用を行なうことができる。
【００３４】
（５）キャリヤ円板５の少なくとも回転砥石３間を通過する区間に、径方向の外方からクランプ機構２０に対向するワーク抜出し防止ガイド１７を設けていると、ばね４０の疲労あるいは削り代が大きいことにより、ばねの弾性力ではクランプ状態が維持できなくなった時でも、クランプ機構２０からの抜け出すのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明を適用した横型両頭平面研削盤の縦断正面図である。
【図２】 図１のII-II断面図である。
【図３】 キャリヤ円板の縦断正面拡大図である。
【図４】 図３のIV矢視図である。
【図５】 図３のV矢視拡大図である。
【図６】 図３のVI-VI断面図である。
【符号の説明】
１ 研削盤本体
２ 砥石ガード
３ 回転砥石
５ キャリヤ円板
７ 駆動モータ
１４ ワーク供給装置
１５ ワーク排出装置
１７ ワーク抜出し防止ガイド
２０ クランプ機構（ワークホルダー）
２１ カムローラ
２４ リング状カム
２７ 固定側クランプ材
２８ 移動側クランプ材
３０ 固定側くさび部
３１ 移動側くさび部
３４ クランプ力伝達板
４０ ばね

Claims (3)

1. 回転駆動するキャリヤ円板に周方向に間隔をおいてワークホルダーを備え、各ワークホルダーにワークを保持し、砥石軸芯方向に対向する１対の回転砥石間を通過させることによりワークの両端面を同時に研削する両頭平面研削盤のワークキャリヤ装置において、
   ワークホルダーとして、ワークの角孔に挿入されると共にキャリヤ円板回転軸芯方向に拡張してワークを孔内部から把持する内部拡張式クランプ機構を備え、
   前記内部拡張式クランプ機構は、ワーク角孔のキャリヤ円板回転軸芯方向の一端面に当接する固定側クランプ材と、キャリヤ円板の径方向に移動可能でワーク角孔の他端面に当接する移動側クランプ材とを備え、両クランプ材は互いに重なり合う斜面を有するくさび形に形成され、移動側クランプ材がキャリヤ円板の径方向の一方に移動することにより、くさび作用によってクランプ機構のキャリヤ円板回転軸芯方向幅が拡張するようになっていることを特徴とする両頭平面研削盤のワークキャリヤ装置。
2. 移動側クランプ材をばねによりキャリヤ円板の径方向内方側に付勢することによりクランプ状態とし、キャリヤ円板と同一軸芯上に、上記移動側クランプ材に連結するカムローラが当接するアンクランプ用のカムを設け、キャリヤ円板の回転によりクランプ機構がアンローディング位置からローディング位置まで移動する間は、カムのカム山により移動側クランプ材がばねに抗して外方に移動し、アンクランプ状態を維持するようになっていることを特徴とする請求項１記載の両頭平面研削盤のワークキャリヤ装置。
3. キャリヤ円板の少なくとも回転砥石間を通過する区間に、キャリヤ円板の径方向の外方からクランプ機構に対向するワーク抜出し防止ガイドを設けていることを特徴とする請求項２記載の両頭平面研削盤のワークキャリヤ装置。

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