JP4099382B2 - 内径研削加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内径研削加工装置に係わり、特に管体内径の内面を定圧倣い研削加工する内径研削加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内径研削加工方法には、ＮＣ装置を用いた位置決め切り込み制御による加工方法、あるいは、砥石を内径全体に押し広げて研削するホーニング加工がある。
【０００３】
しかしながら、従来のＮＣ装置による位置決め切り込み制御による加工方法では、孔径に対して２方向の自由度が必要となり、装置が大型、高価になる。さらに、ホーニングでは、砥石の形状を管体内径と同等にする必要があり、管体内径の変更に対応するには、砥石形状を都度変える必要がある。
【０００４】
また、特許文献１の図４に示されるように、砥石の管径（Ｘ軸）方向及び管中心線（Ｚ軸）方向の移動を２個の制御用モータを用いて行う内径研削装置があり、さらに、これらの欠点を解消するために、直線方向と半径方向の移動を行わせる移動軸を、従来のような直行する２つの直線軸ではなく、加工工具の軸中心とほぼ同軸に近いわずかな距離のみ偏位させた１つの直線軸のみとした内径研削装置（特許文献１）がある。
【０００５】
しかしながら、この特許文献１に記載の内径研削装置は、管体の位置決め芯出し機構を有するものでないために、特に大形の管体の内径研削に適するものではなく、さらに、２個のモータを用いるため、装置が大型になり、高価である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１５６６８２号公報（段落番号［０００９］、［００１３］、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、管体内径に応じて砥石形状を都度変える必要がなく、構造が簡単で安価で、大形管体の内径研削にも適する内径研削装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、回転する管体の内面を研削する砥石が取り付けられた砥石スピンドルと管体内径の基準位置を決める上部位置決め芯出し機構の上芯出コーンとが取り付けられた支持部材と、この支持部材を昇降させる昇降機構と、前記支持部材を水平面内で進退させる１個のシリンダを有する水平移動機構と、下芯出コーンを有する下部位置決め芯出し機構と、管体の外面をチャックし回転させるワーク回転機構とを具備し、前記昇降機構により、前記砥石スピンドルと前記上芯出コーンの昇降を同時に行い、かつ、前記水平機構により、前記砥石スピンドルと前記上芯出コーンを同時に水平面内で移動させて両者の位置を切換え、前記上芯出コーンによる管体の位置決め芯出しと前記砥石スピンドルの管体内面への押付けとを選択的に行なうことを特徴とする内径研削加工装置が提供される。これにより、管体内径に応じて砥石形状を都度変える必要がなく、構造が簡単で安価で、大形管体の内径研削にも適する内径研削装置が実現される。
【０００９】
好適な一例では、前記スピンドルが貫通するスピンドルハウジングにエアセンサを設置し、前記砥石の磨耗限界を検知して、スピンドルと管体内面の干渉を防ぐ。これにより、砥石が異常に摩耗しても、管体がスピンドルにより破損されることがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる内径研削装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明に係わる内径研削装置の側面を示す概念図、図２はその正面を示す概念図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、本発明に係わる内径研削装置１は、回転する管体Ｐ、例えばシリカガラス管の内面を研削する砥石２ａが取り付けられた砥石スピンドル２と、管体内径の基準位置を決める上部位置決め芯出し機構３の上芯出コーン３ａとが取り付けられた支持部材４と、この支持部材４を昇降させる昇降機構５と、支持部材４を水平方向に進退させる１個のシリンダ６ａを有する水平移動機構６と、下芯出コーン７ａを有する下部位置決め芯出し機構７と、管体Ｐをチャックし回転させるワーク回転機構８とを具備している。
【００１３】
図３及び図４に示すように、上記砥石スピンドル２は、砥石２ａと、この砥石２ａがコレットチャック２ｂを介して取り付けられたスピンドル２ｃとからなり、このスピンドル２ｃは細長中空形状のハウジング２ｄで覆われており、このハウジング２ｄには、エアセンサ２ｅが設けられている。また、砥石スピンドル２は、支持部材４に取り付けられており、さらに、支持部材４に載置されたスピンドル駆動モータ２ｆによってベルト２ｇを介して回転されるようになっている。
【００１４】
また、支持部材４には、上部位置決め芯出し機構３が取り付けられており、上芯出コーン３ａが、砥石スピンドル２と平行になるように配置されている。
【００１５】
上部位置決め芯出し機構３は、上芯出コーン３ａと、この上芯出コーン３ａがベアリング（図示せず）を介して回転可能に取り付けられ、スプリング（図示せず）によって常時下方に押圧された取り付け部材３ｂと、この取り付け部材３ｂを支持する支持リング部材３ｃからなっている。
【００１６】
図５に示すように、支持部材４は、昇降機構５の昇降部材５ａに軸支されており、図６及び図７に示すように、昇降部材５ａに取り付けられた水平移動機構６の１個のシリンダ６ａにより、押引されて、回動し、砥石スピンドル２及び上芯出コーン３ａを同時に水平面内で移動可能になっている。
【００１７】
図１及び図５に示すように、昇降機構５は、昇降部材５ａに軸支された支持部材４を昇降させて、砥石スピンドル２及び上芯出コーン３ａを同時に昇降させるものであり、昇降部材５ａが昇降自在に支持される支柱５ｂと、昇降部材５ａに螺合して昇降させるボールネジ５ｃと、このボールネジ５ｃを回転させる昇降用モータ５ｄからなっている。
【００１８】
図８に示すように、下部位置決め芯出し機構７は、下芯出コーン７ａと、この下芯出コーン７ａがベアリング７ｂを介して回転可能に取り付けられ、エアシリンダ７ｃによって、昇降可能になっている。
【００１９】
さらに、図８に示すように、下芯出コーン７ａの真上には、上記ワーク回転機構８が設けられており、このワーク回転機構８は管体Ｐの外面をチャックし、下芯出コーン７ａが貫通する貫通孔８ｂが設けられたチャック８ａを有し、チャックされた管体Ｐを回転させるようになっている。
【００２０】
なお、符号９は、装置制御部である。
【００２１】
次に本発明に係わる内径研削装置を用いた管体の内径研削方法について、図９に示す加工動作フロー図に従って説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、昇降機構５により昇降部材５ａを介して支持部材４を昇降させて、砥石スピンドル２及び上芯出コーン３ａが同時に上方、かつ、上芯出コーン３ａがワーク回転機構８及び下芯出コーン７ａに対向した待機状態で、管体Ｐをワーク回転機構８に載置する（図９（ａ））。
【００２３】
次に昇降機構５により支持部材４を降下させて、上芯出コーン３ａを管体Ｐの中空部に挿入させ、これと同時に、エアシリンダ７ｃによって、下芯出コーン７ａを上昇させて、ワーク回転機構８を貫通させ、下芯出コーン７ａを管体Ｐの中空部に挿入させ、ワーク回転機構８上で管体Ｐを微動させて、位置決め芯出しを行なわせ、芯出し後、チャック８ａを作動させることにより、管体Ｐはその外面でワーク回転機構８にチャックされる。（図９（ｂ））。
【００２４】
再び、昇降機構５により支持部材４を昇降させて、砥石スピンドル２及び上芯出コーン３ａを、同時に上方の待機位置に復帰させ、さらに、下芯出コーン７ａを待機位置に降下させる（図９（ｃ））。
【００２５】
しかる後、水平移動機構６のシリンダ６ａを作動させて、支持部材４を回動させ、砥石スピンドル２及び上芯出コーン３ａを同時に水平面内で移動させて、砥石スピンドル２を管体Ｐの中空部に対向させる（図９（ｄ））。
【００２６】
さらに、昇降機構５により支持部材４を降下させて、砥石スピンドル２の砥石２ａを研削すべき管体Ｐの内面（中空部）上端に位置させる（図９（ｅ））。
【００２７】
水平移動機構６のシリンダ６ａを作動させて、支持部材４を回動させ、砥石スピンドル２及び上芯出コーン３ａを同時に水平面内で移動させて、砥石２ａは研削されるべき管体Ｐの中空部上端に、定圧で押し付けられる（図９（ｆ））。
【００２８】
さらに、砥石２ａを管体Ｐの中空部に定圧で押し付けた状態で、昇降機構５により昇降部材５ａを介して支持部材４を降下させながら、スピンドル駆動モータ２ｆにより、ベルト２ｇ、スピンドル２ｃを介して回転される砥石２ａにより、ワーク回転機構８によって回転される管体Pの内面が研削される（図９（ｇ））。
【００２９】
研削量は、シリンダ６ａの吸引量によって正確に制御されるが、万一砥石２ａが異常に摩耗しても、砥石スピンドル２のハウジング２ｄにはエアセンサ２ｅが取り付けられ、スピンドル２ｂと管体Ｐの距離は検知されるので、スピンドル２ｂと管体Ｐが干渉して、管体Ｐが破損されることがない。
【００３０】
上記のような研削工程を経て、管体Ｐの内径研削が行われるが、砥石２ａを１個のシリンダ７ｃによって、定圧で管体中空部に押圧して倣い研削するので、ＮＣ装置による切り込み制御を使用せず、装置が簡単で安価になり、また、ホーニングとは異なり、砥石の形状を管体内径と同等にする必要がなく、管体内径の変更に対応して砥石形状を都度変える必要がない。さらに、位置決め芯出し機構３、７を有し、大形管体の内径研削にも適する装置であっても、砥石スピンドル２及び上芯出コーン３ａを１個のエアシリンダ７ｃによって、平面内を移動させるので、構造が簡単になり、装置が安価になる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係わる内径研削装置によれば、管体内径に応じて砥石形状を都度変える必要がなく、構造が簡単で安価で、大形管体の内径研削にも適する内径研削装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる内径研削装置の内径研削装置の側面を示す概念図。
【図２】本発明に係わる内径研削装置の正面を示す概念図。
【図３】本発明に係わる内径研削装置に用いられる砥石スピンドル及び上部位置決め芯出し機構の側面を示す概念図。
【図４】本発明に係わる内径研削装置に用いられる砥石スピンドル及び上部位置決め芯出し機構の正面を示す概念図。
【図５】本発明に係わる内径研削装置に用いられる砥石スピンドル及び上部位置決め芯出し機構の平面を示す概念図。
【図６】本発明に係わる内径研削装置に用いられるエアシリンダの作動状態を示す概念図。
【図７】本発明に係わる内径研削装置に用いられるエアシリンダの作動状態を示す概念図。
【図８】本発明に係わる内径研削装置に用いられるワーク回転部及び下部位置決め芯出し機構の正面を示す概念図。
【図９】本発明に係わる内径研削装置の加工動作フロー図。
【符号の説明】
１ 内径研削装置
２ 砥石スピンドル
２ａ 砥石
２ｂ コレットチャック
２ｃ スピンドル
２ｄ ハウジング
２ｅ エアセンサ
２ｆ スピンドル駆動モータ
２ｇ ベルト
３ 上部位置決め芯出し機構
３ａ 上芯出コーン
３ｂ 取り付け部材
３ｃ 支持リング部材
４ 支持部材
５ 昇降機構
５ａ 昇降部材
５ｂ 支柱
５ｃ ボールネジ
５ｄ 昇降用モータ
６ 水平移動機構
６ａ シリンダ
７ 下部位置決め芯出し機構
７ａ 下芯出コーン
７ｂ ベアリング
７ｃ エアシリンダ
８ ワーク回転機構
８ａ チャック
８ｂ 貫通孔
９ 装置制御部
Ｐ 管体

Claims (2)

1. 回転する管体の内面を研削する砥石が取り付けられた砥石スピンドルと管体内径の基準位置を決める上部位置決め芯出し機構の上芯出コーンとが取り付けられた支持部材と、この支持部材を昇降させる昇降機構と、前記支持部材を水平面内で進退させる１個のシリンダを有する水平移動機構と、下芯出コーンを有する下部位置決め芯出し機構と、管体の外面をチャックし回転させるワーク回転機構とを具備し、前記昇降機構により、前記砥石スピンドルと前記上芯出コーンの昇降を同時に行い、かつ、前記水平機構により、前記砥石スピンドルと前記上芯出コーンを同時に水平面内で移動させて両者の位置を切換え、前記上芯出コーンによる管体の位置決め芯出しと前記砥石スピンドルの管体内面への押付けとを選択的に行なうことを特徴とする内径研削加工装置。
2. 請求項１に記載の研削加工装置において、前記スピンドルが貫通するスピンドルハウジングにエアセンサを設置し、前記砥石の磨耗限界を検知して、スピンドルと管体内面の干渉を防ぐことを特徴とする内径研削加工装置。

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