JP4103568B2 - 超仕上機の砥石押し付け装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸受の軌道面を超仕上げする超仕上機における、砥石の駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
玉軸受軌道面の超仕上機は、例えば軸受の内輪外周に形成されている軌道面に対して径方向の外側から押し当てた砥石を、軌道面の曲率中心を通る揺動軸を中心として、周方向との直交平面上で揺動させるように構成されている。このような超仕上機では例えば、砥石の押し付け方向と平行にシリンダを配置し、砥石とピストンロッドとを接続部材で一体に接続して、シリンダに供給される流体圧力により砥石を軌道面に押し付けるよう構成されている(例えば特許文献1の第2図参照。)。また、揺動軸と同軸にシリンダを配置し、レバーやリンク等の接続部材を介して砥石を押し付けるように構成してもよい(例えば特許文献1の第4図参照。)。
一方、シリンダとは別の手段で砥石を押し付けることも可能であり、例えば、揺動軸と同軸に配置した軸部材に、ばねによりこれを軸方向に引く力を付与し、この軸部材上に形成されたラックにピニオンを介してピニオン軸周りのトルクを生じさせ、このトルクで砥石を軌道面に押し付けるように構成してもよい(特許文献2参照。)。この場合、砥石のホルダはピニオンを中心に回動可能であり、非加工時などには軸部材を旋回させてホルダ及び砥石を加工位置から退避させることができる構成となっている。
【0003】
【特許文献1】
特公平4−24186号公報(第2頁、第2図、第4図)
【特許文献2】
特公昭58−2032号公報(第1〜2頁、第1図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1の超仕上機においては、シリンダのピストンと砥石とを接続する接続部材や、これを支持する部材等が存在し、これらを被加工物の近傍に配置しなければならない。ところが、被加工物が内輪の場合には外側から軌道面を加工するのでアクセススペースに余裕があるが、比較的小径な外輪の場合には狭い外輪内周へのアクセススペースに余裕がない。従って、外輪内周側に砥石を入れ、かつ、これを軌道面に押し付けようとすると、上記接続部材等が邪魔になる。すなわち、特許文献1に開示されているような超仕上機の構成は、外輪の加工には適用困難である。
一方、特許文献2の超仕上機においても、被加工物が小径な外輪の場合には、ホルダに支持された状態の砥石を外輪内周に入れることは困難である。
【0005】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、外輪軌道面の加工に適した超仕上機の砥石押し付け装置を提供することを目的とする。また、これに関連して、砥石等の工具を被加工物に押し付ける構造部分のコンパクト化を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の超仕上機の砥石押し付け装置は、軸受の軌道面に砥石を押し付け、かつ、揺動させる超仕上機の砥石押し付け装置であって、別個の配管を通して内部に流体を供給する第1ポート及び第2ポートを一端側及び他端側にそれぞれ有し、他端側に開口を有するシリンダケースと、前記シリンダケース内の空間を仕切ってスライド可能であり、前記他端側の所定位置までスライドしたときに、その軸方向端面で、前記第2ポートの当該軸方向に向かう開口を閉塞し、当該第2ポートにつながる配管内の圧力を急増させる平板状のピストンヘッドと、前記開口を通して前記シリンダケース内に基部が挿入され、前記ピストンヘッドに対してピストンロッド状に配置されるとともに、軌道面に当接する端部が前記開口から前記シリンダケース外に突出する砥石と、前記砥石を前記ピストンヘッドのスライド方向に移動可能に案内保持するホルダとを備え、前記第2ポートにつながる配管に、前記砥石の交換を行うべく、当該配管内の圧力を検出する圧力スイッチが接続されたものである(請求項1)。
上記のように構成された超仕上機の砥石押し付け装置では、ピストンヘッドに対してあたかもピストンロッドのごとく砥石が配置されていることにより、本来のピストンロッドが存在せず軸方向に短縮化される。従って、シリンダケースから砥石の先端までの全長が非常にコンパクトになり、これらを小径な外輪の内部に挿入して、超仕上加工をすることが可能となる。また、砥石が摩耗してピストンヘッドが下降端に達すると、第2ポートのピストンヘッドの軸方向に向かう開口を、ピストンヘッドの軸方向端面が塞ぐ。この結果、第2ポートにつながる配管内の圧力は急増し、圧力変化の検知が可能となる。
【0007】
さらに、前記第2ポートにつながる配管に、前記砥石の交換を行うべく、当該配管内の圧力を検出する圧力スイッチが接続されているので、圧力スイッチの動作信号を監視することにより、砥石の交換を適時に行うことができる。
【0008】
また、上記超仕上機の砥石押し付け装置(請求項1)において、ホルダはシリンダケースの一部を構成するものであってもよい(請求項2)。
この場合、ホルダとは別にシリンダケースの蓋を設ける必要がない。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施形態による超仕上機の砥石押し付け装置2を含む、砥石ヘッド1の正面図である。また、図2は側面図(但し、一部省略。)である。図1及び図2において、揺動軸部材3には取付座4が固定され、この取付座4にピン5を介して、砥石ヘッド1が取り付けられている。砥石ヘッド1は、揺動軸部材3がその揺動軸A周りに高速で交互に逆回動することにより、揺動する。砥石ヘッド1は図のY方向に立ち上がる基部アーム1aの上端から、概ね、Z方向、−X方向、−Y方向の順で延び、最後に−Z方向に延びる図示のような3次元アーム形状を成している。そして、アームの先端部1bに、軸受の外輪6の内周に挿入される砥石押し付け装置2が設けられている。
【0010】
また、上記砥石ヘッド1は、ピン7を介して、油圧シリンダのピストン8と接続されている。ピストン8は、揺動軸部材3の内部から左方へ突出して設けられており、図1に示す位置から左方へ一定ストローク移動することにより、砥石ヘッド1がピン7の部分で駆動され、ピン5を中心に時計回り方向へ所定角度回動する。段取り時には、このように砥石ヘッド1を回動させて、加工位置から砥石押し付け装置2の部分を退避させることができる。
【0011】
図3は、上記砥石押し付け装置2の断面図である。図において、砥石押し付け装置2は、アームの先端部1bに接続され、円筒状の内壁面21aを有するシリンダ部21と、このシリンダ部21の上部を塞ぎ、シリンダ部21と共にシリンダケース20を構成する上蓋22と、シリンダケース20内の空間を仕切ってスライド可能で、外周にシール用のOリング23が装着された円形平板状(例えば7mm程度の薄肉)でアルミニウム製のピストンヘッド24と、このピストンヘッド24にねじ25で接続された鉄製の押圧部30と、この押圧部30に基部26aを当接させつつピストンヘッド24に対してピストンロッド状に配置された円柱状の砥石26と、シリンダケース20の下部の開口20aを塞ぐ下蓋であって、砥石26を挿通させる開口27aを有するホルダ27と、この開口27aの内周側と砥石26との間に装着され、砥石26を挿通させる超硬スリーブ28とを備えている。ホルダ27は、図示しないボルトによりシリンダ部21に固定されている。なお、ピストンヘッド24と摺接するシリンダ部21の内壁面21aには、フッ素樹脂のコーティングが施されている。これにより、ピストンヘッド24の肉厚が薄くても、スライド時に軸方向(Y方向)に対して傾くことはなく、円滑なスライド動作が可能である。
【0012】
超硬スリーブ28は、ホルダ27が砥石26と直接接触して摩耗することを防止するために設けられている。超硬スリーブ28と砥石26との間には若干の隙間があり、砥石26が円滑に軸方向へ移動できるようになっている。砥石26は、開口27aを通して基部26aがシリンダケース20内に挿入された状態で、外周に装着されたOリング29を介してホルダ27及び超硬スリーブ28に保持されている。なお、上記押圧部30は、アルミニウム製のピストンヘッド24が砥石26と直接接触して摩耗することを防止するために設けられている。また、砥石26の下端はホルダ27から外に突出している。被加工物である軸受の外輪6は、図示しない支持装置により支持され、かつ、図示の位置のまま、周方向に回転させられる。
【0013】
シリンダケース20のシリンダ部21の上端には、内部空間に空気圧を供給するための第1ポートP1が開口しており、ここへは、外部配管L1からシリンダ部21内の通路C1を経て、所定圧力の空気が送り込まれる。一方、ホルダ27の上部における砥石26の周りには、第2ポートP2が開口しており、ここにも同様に、外部配管L2からシリンダ部21及びホルダ27内に形成された通路C2を経て、所定圧力の空気が送り込まれる。第2ポートP2に送り込まれる空気圧は、第1ポートP1に送り込まれる空気圧と同じでもよいし、それ以下でもよい。
【0014】
第1ポートP1からピストンヘッド24上部の第1の空間S1に空気が送り込まれると、ピストンヘッド24が下方に押され、砥石26は所定の圧力で外輪内周の軌道面6aに押し付けられる。また、第2ポートP2からピストンヘッド24下部の第2の空間S2に送り込まれた空気は、超硬スリーブ28と砥石26との間の隙間から外に漏れている。外部配管L2には圧力スイッチ9が接続されており、当該配管L2内の圧力を検出している。上記隙間から空気が漏れている間は、当該配管L2内の圧力は上がらず、圧力スイッチ9は動作しない。
【0015】
加工すべき軌道面6aの曲率中心Oは揺動中心軸A(図1)の延長線上にある。図4は、砥石ヘッド1(図1)及び砥石押し付け装置2を揺動させた状態を示す図であり、実線で示す位置と、二点鎖線で示す位置との間で、高速に揺動が繰り返される。このように軌道面6aに砥石26を押し付けて高速で揺動させ、かつ、外輪6を周方向に一定速度で回転させることにより、軌道面6aは超仕上げされる。
【0016】
上記のように構成された砥石押し付け装置2は、ピストンヘッド24に対してあたかもピストンロッドのごとく直接砥石26が配置されていることにより、本来のピストンロッドが存在せず軸方向に短縮化されるので、シリンダケース20から砥石26の先端までの全長が非常にコンパクトになる。従って、これらを小径な外輪6の内部に挿入して、超仕上げ加工をすることが可能となる。すなわち、この構造は従来にない「工具シリンダ」を提供するものであり、これによって、砥石26等の工具を被加工物である軸受5の軌道面6aに押し付ける構造部分のコンパクト化を達成することができる。また、砥石26及び砥石押し付け装置2のアクセススペースが確保しにくい外輪内周の軌道面加工に適した超仕上げ機の砥石押し付け装置2を提供することができる。
なお、上記ホルダ27はシリンダ部21の下蓋に代わるものであり、言い換えれば、ホルダ27はシリンダケース20の一部でもある。これにより、ホルダ27とは別に下蓋を設ける必要がなくなるので、その分、軸方向への長さがさらにコンパクトになる。
【0017】
一定時間の使用により砥石26が摩耗すると、ピストンヘッド24が下降する。そして、図5に示すように、ピストンヘッド24がストローク端の下降端に達すると、第2ポートP2をピストンヘッド24が塞ぐ。これにより、外部配管L2内の圧力は急増し、圧力スイッチ9が動作する。従って、この圧力スイッチ9の動作信号を監視しておけば、砥石26の交換を適時に行うことができる。
なお、第2ポート24の位置は、ホルダ27上でなくてもよく、例えばシリンダ部21における内壁面21a下部に開口させ、これをピストンヘッド24の外周面で塞ぐようにしてもよい。
【0018】
なお、上記の「工具シリンダ」は、砥石に限らず各種工具を押し付ける動作を必要とする工作機械に適用が可能であり、その基本的な構成は図6に示すように、内部に流体を供給する第1ポートP1及び第2ポートP2を一端側及び他端側にそれぞれ有し、他端側に開口20aを有するシリンダケース20と、その内部の空間を仕切ってスライド可能であり、他端側の所定位置までスライドしたとき第2ポートP2を閉塞する平板状のピストンヘッド24と、このピストンヘッド24に対してピストンロッド状に配置され、端部が開口20aからシリンダケース20外に突出する工具26とを備えたものである。このような工具シリンダは、空間的に余裕のない狭い場所にでも取付が可能である。
【0019】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項1の超仕上機の砥石押し付け装置によれば、ピストンヘッドに対してあたかもピストンロッドのごとく砥石が配置されていることにより、本来のピストンロッドが存在せず軸方向に短縮化されるので、シリンダケースから砥石の先端までの全長が非常にコンパクトになり、これらを小径な外輪の内部に挿入して、超仕上げ加工をすることが可能となる。すなわち、砥石及び砥石押し付け装置のアクセススペースが確保しにくい外輪内周の軌道面加工に適した超仕上げ機の砥石押し付け装置を提供することができる。また、砥石が摩耗してピストンヘッドが下降端に達すると、第2ポートのピストンヘッドの軸方向に向かう開口を、ピストンヘッドの軸方向端面が塞ぎ、第2ポートにつながる配管内の圧力が急増するので、圧力変化の検知により、砥石の交換を適時に行うことができる。
【0020】
請求項1の超仕上機の砥石押し付け装置には、前記第2ポートにつながる配管に、前記砥石の交換を行うべく、当該配管内の圧力を検出する圧力スイッチが接続されているので、圧力スイッチの動作信号を監視することにより、砥石の交換を適時に行うことができる。
【0021】
請求項3の超仕上機の砥石押し付け装置によれば、ホルダとは別にシリンダケースの蓋を設ける必要がないので、その分、軸方向への長さがさらにコンパクトになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による超仕上機の砥石押し付け装置を含む、砥石ヘッドの正面図である。
【図2】上記砥石押し付け装置の側面図である。
【図3】上記砥石押し付け装置の断面図である。
【図4】図3の状態から砥石押し付け装置を揺動させた状態を示す断面図である。
【図5】図3の状態から砥石が摩耗した状態を示す断面図である。
【図6】工具シリンダの基本構成を示す断面図である。
【符号の説明】
2 砥石押し付け装置
6 外輪
6a 軌道面
20 シリンダケース
20a 開口
24 ピストンヘッド
26 砥石
26a 基部
27 ホルダ
P1 第1ポート
P2 第2ポート
S1 第1の空間
S2 第2の空間
Claims (2)
- 軸受の軌道面に砥石を押し付け、かつ、揺動させる超仕上機の砥石押し付け装置であって、
別個の配管を通して内部に流体を供給する第1ポート及び第2ポートを一端側及び他端側にそれぞれ有し、他端側に開口を有するシリンダケースと、
前記シリンダケース内の空間を仕切ってスライド可能であり、前記他端側の所定位置までスライドしたときに、その軸方向端面で、前記第2ポートの当該軸方向に向かう開口を閉塞し、当該第2ポートにつながる配管内の圧力を急増させる平板状のピストンヘッドと、
前記開口を通して前記シリンダケース内に基部が挿入され、前記ピストンヘッドに対してピストンロッド状に配置されるとともに、軌道面に当接する端部が前記開口から前記シリンダケース外に突出する砥石と、
前記砥石を前記ピストンヘッドのスライド方向に移動可能に案内保持するホルダと
を備え、前記第2ポートにつながる配管に、前記砥石の交換を行うべく、当該配管内の圧力を検出する圧力スイッチが接続されていることを特徴とする超仕上機の砥石押し付け装置。 - 前記ホルダは前記シリンダケースの一部を構成する請求項1記載の超仕上機の砥石押し付け装置。
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