JP5120619B2 - 研削盤 - Google Patents

Description

本発明は、砥石台トラバース型の研削盤に関するものである。

研削盤は、良好な加工精度を得るために、被加工物の研削点にクーラントを供給するためのクーラントノズルを備えている。このクーラントノズルは、加工精度の観点から、クーラントを被加工物の研削点に供給するために、研削点から一定距離の位置に常に位置していることが望まれる。また、安全性の観点から、研削盤は、研削点近傍の砥石車の外周面を覆う砥石前覆いを備えている。この砥石前覆いは、例えば、砥石破損時などに砥石破片の飛散などにより作業者を傷つけることを防止するために取り付けられている。そのため、この砥石前覆いも、クーラントノズルと同様に、研削点から一定距離の位置に常に位置していることが望まれる。

クーラントノズルと砥石前覆いに関して、例えば、特開２００２−１０３２２５号公報（特許文献１）の図４に記載された研削盤がある。この研削盤は、砥石車の側面を覆うように砥石車に取り付けられた砥石覆い本体を備えており、この砥石覆い本体に対してＸ軸方向に移動可能となるように砥石前覆いを砥石覆い本体に取り付け、砥石前覆いにクーラントノズルを取り付けている。つまり、砥石前覆いの砥石覆い本体に対する位置を調整することで、研削点近傍にクーラントノズルを配置し、且つ、砥石前覆いを研削点近傍の砥石車の外周面を覆うように配置することができるというものである。

また、特許文献１の図１〜図３には、被加工物の上方にローダの昇降動に連動して開閉するシャッタを備えており、このシャッタにクーラントノズルを取り付けることが記載されている。これにより、砥石覆い本体に対する位置調整を行うことなく、クーラントノズルを研削点から一定距離に位置することができるというものである。

また、特開平７−３２８９２２号公報（特許文献２）には、クーラントノズルをベッドに固定した研削盤が記載されている。これにより、砥石車との距離を一定距離とすることができると記載されている。
特開２００２−１０３２２５号公報 特開平７−３２８９２２号公報

しかし、特許文献１の図４に記載の研削盤では、作業者が、砥石車の外径に応じて、砥石覆い本体に対する砥石前覆いの位置を管理する必要がある。砥石前覆いを砥石覆い本体に対して自動で移動できるようにした場合には、高コストとなる。

また、特許文献１の図１〜図３に記載の研削盤では、シャッタにクーラントノズルが取り付けられているため、シャッタを閉めた状態においてクーラントノズルがクーラントを供給できる位置は一箇所のみである。例えば、一つの被加工物において、Ｚ軸方向に複数箇所の研削部位を有する場合、いわゆるインデックス研削の場合であって、砥石車を被加工物に対して移動させるような構成の研削盤においては、それぞれの研削部位にクーラントノズルを設ける必要がある。つまり、研削部位に数に応じた数のクーラントノズルが必要となる。

また、特許文献２に記載の研削盤では、上記の特許文献１の図１〜図３と同様に、一つの被加工物においてインデックス研削を行う場合であって、砥石車を被加工物に対して移動させるような構成の研削盤においては、それぞれの研削部位にクーラントノズルを設ける必要がある。つまり、この場合も研削部位に数に応じた数のクーラントノズルが必要となる。

なお、上記は主にクーラントノズルについて記載されたものであるが、砥石前覆いについても、クーラントノズルと同様に、研削点から一定距離の位置に常に位置していることが望まれるため、上記のクーラントノズルを砥石前覆いに適用した場合にも同様の問題を生じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、取付位置の調整を行うことなく、インデックス研削を行う場合であってもそれぞれの研削部位に備える必要のないクーラントノズルまたは砥石前覆いを備える研削盤を提供することを目的とする。

本発明の研削盤は、ベッドと、ベッドに対してＺ軸方向に相対移動可能となるようにベッドに支持されるトラバースベースと、トラバースベースに対してＺ軸方向に直交するＸ軸方向に相対移動可能となるようにトラバースベースに支持される砥石台と、砥石台に載置される砥石車と、ベッド上に配置され、砥石車により研削加工される被加工物を支持する主軸台と、トラバースベースに対して位置決めされた状態で前記トラバースベースに支持され、砥石車により研削加工される被加工物の研削点にクーラントを供給するクーラントノズルと、を備えることを特徴とする。

これにより、クーラントノズルのＸ軸方向の位置は、砥石台のＸ軸方向の位置によらず一定となる。従って、砥石車が磨耗した場合であっても、砥石台をＸ軸方向に移動させて調整すればよく、クーラントノズルの取付位置を調整する必要はない。

また、クーラントノズルは砥石車のＺ軸方向への移動に伴って同方向へ移動するため、インデックス研削などの被加工物に対する研削部位が異なるとしても、一箇所のクーラントノズルで足りる。従って、インデックス研削を行う場合であっても、研削部位毎にクーラントノズルを設ける必要はない。作業性は向上し、コスト削減も可能となる。

ここで、クーラントノズルは、トラバースベースをベッドに対してＺ軸方向に相対移動することで、被加工物が配置されるＺ軸方向の領域外へ移動可能であることが好ましい。これにより、被加工物を主軸台に対して着脱する際に、クーラントノズルをＺ軸方向に移動させ、着脱される被加工物に対して干渉しないようにすることができる。

ここで、本発明の研削盤は、トラバースベースに対して位置決めされた状態でトラバースベースに支持され、且つ、砥石車により被加工物を研削加工する際に砥石車の外周面から離隔した状態で砥石車の外周面の一部を被覆する砥石前覆いを備えることが好ましい。

これにより、砥石前覆いについても、本発明のクーラントノズルと同様の効果を奏する。つまり、砥石車が磨耗した場合であっても、砥石台をＸ軸方向に移動させて調整すればよく、砥石前覆いの位置を調整する必要はない。さらに、砥石前覆いは砥石車のＺ軸方向への移動に伴って同方向へ移動するため、インデックス研削などの被加工物に対する研削部位が異なるとしても、一箇所の砥石前覆いで足りる。従って、インデックス研削を行う場合であっても、研削部位毎に砥石前覆いを設ける必要はない。

また、砥石前覆いは、トラバースベースをベッドに対してＺ軸方向に相対移動することで、被加工物が配置されるＺ軸方向の領域外へ移動可能であることが好ましい。これにより、上記クーラントノズル同様、被加工物を主軸台に対して着脱する際に、砥石前覆いを被加工物に対して干渉しないＺ軸方向位置に移動させることができる。

ここで、本発明の研削盤は、砥石覆い本体を備えることが好ましい。砥石覆い本体は、砥石台に対して位置決めされた状態で砥石台に支持され、砥石車の表面の一部を被覆し、砥石前覆いと別体に形成されたものである。

砥石覆い本体と砥石前覆いとを別体にすることで、砥石覆い本体と砥石前覆いのそれぞれが、適切な効果を発揮できるようになる。つまり、砥石覆い本体は、砥石台が移動した場合であっても、常に砥石車に対して一定距離の位置に位置し、砥石車の表面の一部を被覆している。従って、砥石覆い本体は、常に、砥石車を保護することができる。一方、砥石前覆いは、上述したように、被加工物の研削点近傍の砥石車の外周面を常に覆うことで、砥石飛散などにより作業者を傷つけることを防止できる。

ここで、クーラントノズルは、砥石前覆いに固定されてもよい。これにより、クーラントノズルと砥石前覆いとを、実質的に一部品として取り扱うことができる。従って、クーラントノズルおよび砥石前覆いをトラバースベースに支持する際に、容易な構成を採用できる。

ところで、本発明の研削盤は、クーラントノズルではなく砥石前覆いを上記構成としたものでもよい。すなわち、本発明の研削盤は、ベッドと、ベッドに対してＺ軸方向に相対移動可能となるようにベッドに支持されるトラバースベースと、トラバースベースに対してＺ軸方向に直交するＸ軸方向に相対移動可能となるようにトラバースベースに支持される砥石台と、砥石台に載置される砥石車と、ベッドに固定され、砥石車により研削加工される被加工物を支持する主軸台と、トラバースベースに対して位置決めされた状態で前記トラバースベースに支持され、砥石車により被加工物を研削加工する際に砥石車の外周面から離隔した状態で砥石車の外周面の一部を被覆する砥石前覆いと、を備えてもよい。これにより、砥石前覆いについて、本発明の上記効果を得ることができる。

本発明の研削盤によれば、クーラントノズルまたは砥石前覆いについて、取付位置の調整を行うことなく、インデックス研削を行う場合であってもそれぞれの研削部位に備える必要がない。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

本実施形態の研削盤１について図１〜図３を参照して説明する。図１は、研削盤１を示す図である。図２は、図１を左方から見たトラバースベース２０上の模式図である。図３は、図１を前方から見たトラバースベース２０上の模式図である。以下の説明において、研削盤１に対して作業者が位置する側を前方とし、作業者から遠い側を後方とし、作業者の右方を右方とし、作業者の左方を左方と称する。つまり、前後方向がＸ軸方向に一致し、左右方向がＺ軸方向に一致する。

研削盤１は、ベッド１０と、トラバースベース２０と、砥石台３０と、主軸台４０と、砥石前覆い５０と、クーラントノズル６０とを備えている。ベッド１０は、サーボモータ１１と、Ｚ軸方向（図１の左右方向）に延伸した溝部１３に配置されたボールねじ機構１２と、溝部１３の両サイドでＺ軸方向に延伸したＺ軸ガイド１４、１４とを備えている。

トラバースベース２０は、Ｚ軸ガイド１４、１４上に設置され、ボールねじ機構１２と連結している。つまり、トラバースベース２０は、サーボモータ１１により駆動するボールねじ機構１２によって、ベッド１０に対してＺ軸方向にスライドする。

トラバースベース２０は、後方に配置されるサーボモータ２１と、上面側に設けられＸ軸方向（図１の前後方向）に延伸した溝部２２と、溝部２２に配置されたボールねじ機構２３と、上面に配置され、溝部２４の両サイドにＸ軸方向に延伸したＸ軸ガイド２４、２４と、門型の門柱部２５とを有している。Ｘ軸方向は、上面において、Ｚ軸方向に直交する方向である。

門柱部２５は、第一柱部材２５ａと、第二柱部材２５ｂと、第三柱部材２５ｃと、第一梁部材２５ｄと、第二梁部材２５ｅとからなり、トラバースベース２０に設置されている。第一柱部材２５ａは、トラバースベース２０上の左方後端部分から上方に延伸している。第二柱部材２５ｂは、トラバースベース２０上の左方前端部分から上方に延伸している。第三柱部材２５ｃは、トラバースベース２０上の右方前端部分から上方に延伸している。柱部材２５ａ〜２５ｃは、砥石台３０よりも高く、ほぼ同じ高さとなっている。また、第二柱部材２５ｂと第三柱部材２５ｃの離間距離は、砥石台３０の左右幅よりも大きくなっている。

第一梁部材２５ｄは、第一柱部材２５ａの上端部から第二柱部材２５ｂの上端部まで、Ｘ軸方向に延伸している。第二梁部材２５ｅは、第一柱部材２５ａの上端部から第二柱部材２５ｂの上端部まで、Ｚ軸方向に延伸している。このようにして、門柱部２５は、トラバースベース２０上に固定されている。

砥石台３０は、トラバースベース２０のＸ軸ガイド２４、２４上に設置され、ボールねじ機構２３と連結している。つまり、砥石台３０は、サーボモータ２１により駆動するボールねじ機構２３によって、トラバースベース２０上をＸ軸方向にスライドする。

砥石台３０は、砥石車３１と、砥石覆い本体３２とを有している。砥石車３１は、円盤状であり、砥石台３０に支持されている。砥石車３１は、砥石台３０により軸心（Ｚ軸方向）回り回転する。

砥石覆い本体３２は、左側方部材３２ａと、上方部材３２ｂと、下方部材３２ｃと、後方部材３２ｄとからなっている。砥石覆い本体３２は、各部材３２ａ〜３２ｄが砥石車３１の各表面を覆うように、形成されている。砥石車３１の右側表面は、砥石台３０によりほぼ覆われている。すなわち、砥石覆い本体３２は、図２に示すように、砥石車３１の前方を除く周囲を覆っている。なお、左側方部材３２ａは、第二柱部材２５ｂよりも右方に位置し、上方部材３２ｂは、第二梁部材２５ｅよりも下方に位置している。

主軸台４０は、サーボモータ４２と、主軸４３とを有している。サーボモータ４２は、主軸４３を軸回りに回転させる。主軸４３は、主軸台４０に軸支され、心押し台４１とともに被加工物を支持する。主軸４３が回転することで被加工物も回転する。主軸４３は、後述する砥石前覆い５０およびクーラントノズル６０よりも下方に位置している。

砥石前覆い５０は、取付部５１と、カバー部５２とからなっている。砥石前覆い５０は、門柱部２５の第二梁部材２５ｅの前面に、取付部５１により取り付けられている。カバー部５２は、取付部５１と一体であり、上面部材５２ａ、前面部材５２ｂ、左側面部材５２ｃ、および、右側面部材５２ｄからなっている。カバー部５２は、後方の面と下方の面を除いた略直方体の箱型ともいえる。ただし、本実施形態において、上面部材５２ａは、前方に向かうほど下方となるように傾斜している。

カバー部５２は、砥石台３０が第二柱部材２５ｂより前方に前進した際、砥石覆い本体３２の前方上部を収容する。つまり、カバー部５２は、砥石覆い本体３２よりも大きくなっている。また、砥石台３０の前方部分は、図３に示すように、砥石前覆い５０の下端の高さよりも低くなっている。すなわち、砥石台３０は、砥石前覆い５０に干渉されることなく、前進・後退することができる。砥石台３０が研削点まで前進した際、砥石車と砥石前覆い５０とは所定距離だけ離れ、切粉等の前方への飛散は防止される。

クーラントノズル６０は、砥石前覆い５０の上面部材５２ａ上に固定されている。クーラントノズル６０の先端は、砥石車３１が被加工物Ｗの被研削部Ｗ１を研削する研削点に向けられており、研削点から所定距離だけ離れている。クーラントノズル６０は、研削点にクーラントを供給する。なお、本実施形態において、クーラントノズル６０は、三つ又となっている。

ここで、研削盤１の作用効果について説明する。砥石台３０は、被研削部Ｗ１に向かって前進し、砥石車３１が研削点に達する。このとき、砥石車３１の前方は砥石前覆い５０で覆われ、作業者は適切に保護される。さらに研削加工の際、砥石前覆い５０上のクーラントノズル６０から研削点にクーラントが供給される。

ここで、砥石車３１の径が磨耗により小さくなった場合であっても、研削点とクーラントノズル６０との離間距離、および、研削点と砥石前覆い５０との離間距離は、一定である。従って、このような場合でも、砥石台３１を前進させ、砥石車３１を研削点にもっていくだけで、適切な離間距離を維持した加工が可能となる。つまり、砥石前覆い５０やクーラントノズル６０の位置を調整する必要はない。なお、被研削物Ｗの被研削部Ｗ１を研削加工することによる研削点の変位はほんの僅か（数μｍ）であるため、上記離間距離に影響を及ぼさない。

また、被研削物Ｗに被研削部が複数（Ｗ１、Ｗ２、・・・）ある場合、いわゆるインデックス研削をする場合、トラバースベース２０を適宜Ｚ軸方向に移動させればよい。本実施形態の砥石前覆い５０は、トラバースベース２０に固定された門柱部２５に取り付けられている。そして、クーラントノズル６０は、砥石前覆い５０上に固定されている。すなわち、砥石前覆い５０およびクーラントノズル６０は、トラバースベース２０に対して位置決めされた状態でトラバースベース２０に支持されている。従って、トラバースベース２０の移動に伴って砥石前覆い５０およびクーラントノズル６０も同方向に移動する。これにより、インデックス研削であっても、一箇所の配置で足り、移動した後も研削点との離間距離は一定に保たれる。

また、図１に示すように、トラバースベース２０を左方に移動させることにより、砥石前覆い５０およびクーラントノズル６０の位置を、被加工物Ｗが配置されたＺ軸方向の領域（被加工物Ｗが左右に占める領域）の外まで移動させることができる。つまり、砥石前覆い５０およびクーラントノズル６０を、被加工物Ｗの左端よりも左方に位置させることができる（図１の点線参照）。

これにより、被加工物Ｗを主軸台４０に対して着脱する際に、砥石前覆い５０およびクーラントノズル６０が被加工物に対して干渉しないようにすることができ、作業性が向上する。例えば、研削盤１の上方から、ローダ（図示せず）により被加工物Ｗを着脱する際に邪魔されることなくスムーズに着脱可能となる。

なお、本実施形態において、クーラントノズル６０を門柱部２５に取り付けてもよい。また、門柱部２５に対して、砥石前覆い５０およびクーラントノズル６０のどちらか一方を取り付けるようにしてもよい。

研削盤１を示す図である。 図１を左方から見たトラバースベース２０上の模式図である。 図１を前方から見たトラバースベース２０上の模式図である。

符号の説明

１：研削盤、１０：ベッド、
２０：トラバースベース、２５：門柱部、
３０：砥石台、３１：砥石車、３２：砥石覆い本体、
４０：主軸台、４３：主軸、
５０：砥石前覆い、５１：取付部、５２：カバー部、
６０：クーラントノズル、Ｗ：被加工物

Claims (7)

1. ベッドと、
   前記ベッドに対してＺ軸方向に相対移動可能となるように前記ベッドに支持されるトラバースベースと、
   前記トラバースベースに対して前記Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向に相対移動可能となるように前記トラバースベースに支持される砥石台と、
   前記砥石台に載置される砥石車と、
   前記ベッド上に配置され、前記砥石車により研削加工される被加工物を支持する主軸台と、
   前記トラバースベースに対して位置決めされた状態で前記トラバースベースに支持され、前記砥石車により研削加工される前記被加工物の研削点にクーラントを供給するクーラントノズルと、
   を備えることを特徴とする研削盤。
2. 前記クーラントノズルは、前記トラバースベースを前記ベッドに対して前記Ｚ軸方向に相対移動することで、前記被加工物が配置される前記Ｚ軸方向の領域外へ移動可能である請求項１に記載の研削盤。
3. 前記トラバースベースに対して位置決めされた状態で前記トラバースベースに支持され、前記砥石車により前記被加工物を研削加工する際に前記砥石車の外周面から離隔した状態で前記砥石車の外周面の一部を被覆する砥石前覆いを備える請求項１または２に記載の研削盤。
4. 前記砥石前覆いは、前記トラバースベースを前記ベッドに対して前記Ｚ軸方向に相対移動することで、前記被加工物が配置される前記Ｚ軸方向の領域外へ移動可能である請求項３に記載の研削盤。
5. 前記砥石台に対して位置決めされた状態で前記砥石台に支持され、前記砥石車の表面の一部を被覆し、前記砥石前覆いと別体に形成された砥石覆い本体を備える請求項３または４に記載の研削盤。
6. 前記クーラントノズルは、前記砥石前覆いに固定される請求項３〜５の何れか一項に記載の研削盤。
7. ベッドと、
   前記ベッドに対してＺ軸方向に相対移動可能となるように前記ベッドに支持されるトラバースベースと、
   前記トラバースベースに対して前記Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向に相対移動可能となるように前記トラバースベースに支持される砥石台と、
   前記砥石台に載置される砥石車と、
   前記ベッドに固定され、前記砥石車により研削加工される被加工物を支持する主軸台と、
   前記トラバースベースに対して位置決めされた状態で前記トラバースベースに支持され、前記砥石車により前記被加工物を研削加工する際に前記砥石車の外周面から離隔した状態で前記砥石車の外周面の一部を被覆する砥石前覆いと、
   を備えることを特徴とする研削盤。