JPH0740209A - 心なし研削盤の円筒状ワークの研削方法及びワーク保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 両端で軸心を保持した円筒状ワークを心なし
研削盤で研削する際の真円度と同軸度を高め、高精度か
つ高能率で研削できるようにする。 【構成】 砥石車１の中心Ｐと調整車６の中心Ｑとを結
ぶ線ａより軸心を僅かに高くした位置でワークの両端を
回転自在に保持し、砥石車１の研削力が作用したときに
ワーク２８を斜め下方に逃がしながら研削する。心なし
研削盤にワーク２８の両端を支持する揺動枠２３を設
け、この揺動枠の揺動支点軸１９を、ワーク２８の下方
の砥石車１寄りに偏倚した位置とし、ワーク２８を砥石
車１に当接させたときにワーク２８の軸心と揺動支点軸
１９の軸心とを結ぶ線ｂが鉛直線に対して約３０度傾斜
するように位置設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、軸心を基準として円
筒状ワークを心なし研削盤で研削する方法及びその方法
の実施に使用するワークの保持装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のように心なし研削盤は、図７に示
すように砥石車１と調整車６とワークレスト４２の上面
とでワーク２８の外周３点を支えた状態で、砥石車１と
調整車６とを回転させて外周基準で円筒状ワーク２８の
外周研削を行う機械であって、本来はワークの軸心を保
持する装置を備えていない。

【０００３】軸心を基準としてワークを研削する際には
円筒研削盤が用いられる。たとえば図６に示した小型モ
ータの回転支軸の外周３２を研削する場合、回転支軸の
一端にはセンタ孔２９、２９を基準として刃切りしたス
プライン３３が設けられており、軸受面３４、３４やロ
ータの外周３６を研削するときには、スプライン３３と
の同軸度が問題となる。このようなワーク２８は円筒研
削盤で加工するよりも心なし研削盤で加工する方が加工
能率をはるかに高くできるのであるが、スプライン３３
を加工した後、最終工程の研削工程に至る間に熱処理そ
の他の工程で軸に曲がりが生じ、外周基準で研削する通
常のセンタレス加工では同軸度が出せない。そこでこの
ような軸心との同軸度が問題となるワーク２８は、円筒
研削盤で加工しているのが実情であるが、複数箇所の同
時研削ができないこと、ワークが両端のセンタでのみ支
持されるため、研削力でワークに歪みやびびりが生じ重
研削ができないなど、能率が悪いという問題があった。

【０００４】そこで心なし研削盤にワークの両端を保持
する装置を設けて、上述のようなワーク２８を心なし研
削盤で加工しようとする試みがなされている。その研削
方法は、円筒状ワークをその両端の軸心で自由回転可能
に支持し、その中間部を回転する砥石車と調整車との間
で挟み、研削車の回転によってワークに加えられる下向
きの力（研削力）でワークの両側に突出した小径の軸端
部分を後述する保持装置のＶ溝に押えつけながら研削す
るというものである。

【０００５】この方法の実施に使用されるワーク保持装
置は、図８に示すようにワークの軸方向に進退自在に設
けたセンタやＶ溝３７によってワーク２８の両端を軸心
で支持する構造としており、加工の進行に伴うワークの
軸心の移動を許容するため、上記センタやＶ溝３７を上
端に設けた揺動枠２３をワークの下方部分で砥石車の軸
と平行な揺動支点軸１９で支持する構造となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来のワーク
保持装置を用いると心なし研削盤の自動調心機能が失わ
れ、円筒研削盤で加工した場合に比べて真円度が低下す
るという問題があった。すなわちこのようなワーク保持
装置を用いてやれば、このようなワーク保持装置を用い
ないで心なし研削盤で加工する場合に比べて同軸度は向
上するが、円筒研削盤で加工した場合に比べれば真円度
が低下する。

【０００７】そこでこの発明は、ワークの両端の軸心を
保持して心なし研削盤を用いて円筒状ワークを研削する
際の真円度をさらに向上させる技術手段を得ることを課
題としており、これにより小型モータの回転支軸などの
ワークを同軸度を出しながら高精度かつ高能率で行うこ
とができるようにすることを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る心なし研削
盤における円筒状ワークの研削方法は、円筒状ワーク２
８をその両端の軸心で自由回転可能に支持し、その中間
部を回転する砥石車１と調整車６との間で挟んだ状態で
研削する心なし研削盤における円筒状ワークの研削方法
において、砥石車１の中心Ｐと調整車６の中心Ｑとを結
ぶ線ａよりワーク２８の軸心がわずかに高くなった位置
でワーク２８を砥石車１に当接させ、砥石車１の研削力
が作用したときにワーク２８を斜め下方に逃がしながら
研削することを特徴とするものである。

【０００９】本発明に係る心なし研削盤のワーク保持装
置は、円筒状ワーク２８をその両端の軸心で自由回転可
能に支持して、その中間部を回転する砥石車１と調整車
６との間で挟んだ状態で研削する心なし研削盤のワーク
保持装置において、ワーク２８の両端を支持する揺動枠
２３の揺動支点軸１９が、ワーク２８の下方の砥石車１
寄りに偏倚した位置であって、ワーク２８を砥石車１に
当接させたときにワーク２８の軸心と揺動支点軸１９の
軸心とを結ぶ線ｂが鉛直線に対して約３０度傾斜するよ
うに位置設定されており、かつワーク２８は砥石車１の
中心Ｐと調整車６の中心Ｑとを結ぶ線ａより軸心がわず
かに高くなった位置で砥石車１に当接することを特徴と
するものである。

【００１０】

【作用】上記構成のワーク保持装置でワークの両端で軸
心を保持して心なし研削盤で研削を行った場合、ワーク
の心高さが砥石車１と調整車６との中心（Ｐ、Ｑ）より
わずかに高くなっているので、砥石車１からワーク２８
にかかる斜め下向きの研削力によりワークが斜め下方に
逃げて調整車６に押しつけられることにより、研削の進
行につれてワークの同軸度が改善される。外周３点支持
による通常の心なし研削の場合、図７に示すようにワー
クレストのワーク受け面を約３０度調整車６側に傾斜さ
せて、砥石車１の研削力によってワーク２８が調整車６
側に押しつけられるようにしており、本発明のワーク保
持装置によれば外周基準のセンタレス加工と同様なワー
ク案内作用（自動調心作用）が起こり、加工精度が向上
するのである。

【００１１】

【実施例】次に図１及び図２に示す第１実施例について
説明する。砥石車１は、基台２に固定された砥石車台３
に軸支されて定位置で回転する。基台２の上面には砥石
車１に向けて移動自在な調整車台４が設けられており、
この調整車台４に回転中心軸の角度を若干調整可能にし
た調整車枠５を介して調整車６が軸支されている。砥石
車１および調整車６の回転駆動機構およびこれらのドレ
ッシング装置は、図では省略してある。

【００１２】調整車台４のベース８の先端（砥石車側端
部）には、第１アームホルダ９が水平方向に若干位置調
整可能に装着されており、この第１アームホルダ９に上
下方向に若干位置調整可能に第２アームホルダ１０が装
着されている。第１アームホルダ９および第２アームホ
ルダ１０は、それぞれ図示していないガイドレールによ
って水平方向と垂直方向とに摺動自在にガイドされてお
り、ベース８に固着した第１ブラケット１１に螺合する
第１アジャストネジ１２および第１アームホルダ９に固
着した第２ブラケット１３に螺合する第２アジャストネ
ジ１４により、それぞれの位置を調整して固定ネジ１
５、１６で締結することにより、第２アームホルダ１０
が所望の水平および垂直方向の位置で固定される。

【００１３】第２アームホルダ１０には砥石車１を挟む
両側の位置に支持ブラケット１８が砥石車１側に延びる
形で固着されており、この支持ブラケット１８にはそれ
ぞれの外側（図の紙面の手前側と奥側）に延びる揺動支
点軸１９が植立されている。揺動支点軸１９には斜め上
方に延びるアーム２０が軸支され、砥石車１を挟んで図
の手前側と奥側に位置する２本のアーム２０が繋ぎ部材
２１で固着一体化されている。繋ぎ部材２１の下方には
ロッドを上方に向けたストッパシリンダ２２が第１アー
ムホルダ９の上面に固定して装着されている。２本のア
ーム２０は繋ぎ部材２１で連結一体化されて、揺動支点
軸１９まわりに揺動する揺動枠２３が形成される。

【００１４】２本のアーム２０の一方にはその先端に内
側を向いたセンタ２５が固着され、他方には同様のセン
タ２６が軸方向に進退自在に装着されるとともに、これ
を進退させるセンタエスケープシリンダ２７が装着され
ている。センタ２５および２６は頂角６０度の円錐でワ
ーク２８の両端の軸心に穿孔したセンタ孔２９、２９に
嵌合して、ワーク２８の軸心を保持する。なおこの実施
例ではセンタ２５、２６によってワークの軸心を自由回
転可能に支持する構造のものを例示したが、アーム２０
の先端の軸受部によりワーク２８の両側に突出した小径
の軸端部分を保持する構造とすることもできる。もちろ
ん軸端の外周部分の研削も行う場合には、この実施例の
ようにセンタ２５、２６でワークを保持する構造とする
必要がある。なお、砥石の形状を選択することにより図
６に示すワーク２８の軸受面３４、３４を同時に研削す
ることができる。

【００１５】次に上記実施例装置における研削動作につ
いて説明する。まず研削しようとするワークの寸法に合
わせて、ベース８上での第１アームホルダ９および第２
アームホルダ１０の位置を設定して、調整車６でワーク
２８を砥石車１に押しつけたとき、すなわち調整車台４
のベース８を砥石車１側に進出させたときに、ワーク２
８の軸心（センタ２５、２６の軸心）が砥石車１の中心
Ｐと調整車６の中心Ｑとを結ぶ線ａよりわずかに上方の
位置となるとともに、アーム２０のセンタ２５、２６の
軸心と揺動支点軸１９の軸心とを結ぶ線ｂが上記中心
Ｐ、Ｑを結ぶ線に対して約６０度となるように揺動支点
軸１９の位置を設定する。そしてこのときストッパシリ
ンダ２２のロッド先端と繋ぎ部材２１の底面との間に若
干間隙が形成されるように、ストッパシリンダ２２の高
さを調整する。

【００１６】この状態でセンタエスケープシリンダ２７
によりセンタ２６を縮退させてワーク２８を上方から砥
石車１と調整車６との間に挿入し、センタエスケープシ
リンダ２７でセンタ２６を進出させて、挿入されたワー
ク２８の両端のセンタ孔２９、２９を互いに対向する二
つのセンタ２５、２６で支持する。そして調整車６を砥
石車１側に進出させて、ワーク２８の外周を砥石車１に
押しつけ、調整車６の回転によってワーク２８に回転を
与えながら、砥石車１でワーク２８の周面を研削する。
このとき前記作用の項で説明したように、ワーク２８の
軸心が砥石車１および調整車６の中心Ｐ、Ｑよりわずか
に上にあることおよび砥石車１の切削力によりワーク２
８が斜め下方に逃げるようにして調整車６に押しつけら
れることの相乗作用により自動調心作用が発揮され、ワ
ーク２８の外周がその軸心と同軸になるように研削され
る。

【００１７】研削が終了したら調整車６を若干退避させ
てワーク２８を砥石車１から離し、さらに揺動しつつ下
降する揺動枠の繋ぎ部材２１をストッパシリンダ２２の
ロッド先端に当接させて、揺動枠２３の揺動を停止させ
ることにより、ワーク２８を調整車６から離し、上方か
らロボットハンドを挿入してワーク２８を把持した後、
センタエスケープシリンダ２７でセンタ２６を縮退させ
てワークを解放し、ワーク２８を上方に取り出す。

【００１８】図３ないし図５は本発明の第２実施例を示
したものである。本実施例では、アーム２０に固定され
た揺動支持軸１９が支持ブラケツト１８を回転可能に貫
通して砥石車側に延設され、その延設部相互がＵ字形の
繋ぎ部材２１で連結一体化されて揺動枠２３が形成され
ている。一方の揺動支持軸１９は反砥石車側にも延設さ
れ、その先端にレバー３０が固着されている。レバー３
０の先端下方には第１アームホルダ９に固着されたスト
ッパシリンダ２２が設けられている。砥石車１と調整車
６との間には取付ブラケット４１を介してワークレスト
４２が第１アームホルダ９の上面に固定して設けられて
いる。このワークレスト４２の上面は、従来の心なし研
削盤のワークレストの上面と同様に、約３０度の角度で
調整車６側が低くなる方向に傾斜している。

【００１９】図５に基づき本実施例の研削動作を説明す
る。前述の実施例と同様にして揺動支点軸１９の位置を
設定する。このときストッパシリンダ２２のロッド先端
とレバー３０の底面との間及びワーク２８とワークレス
ト４２の上面との間に若干の間隙が形成されるようにす
る。この状態でワークを挿入してセンタ２５、２６でワ
ークの両端を支持し、第１実施例と同様に軸心基準で外
周研削を行う（図５（ａ））。軸心基準の研削が終了し
たら、ベース８を後退させてセンタ２５、２６を開放し
てワークレスト４２上にワーク２８を載せ（図５
（ｂ））、ベース８を再び送り込んで通常のセンタレス
加工を行う（図５（ｃ））。このようにすれば、ワーク
の支持剛性が高くなって重研削が可能となり、第１実施
例のものより高い真円度の加工が可能になる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したこの発明方法によれば、円
筒状ワークをその両端の軸心を保持して心なし研削盤で
外周研削を行う際における研削面とワークの軸心との同
軸度を従来の心なし研削盤における同様の加工に比較し
て大幅に向上させることができ、円筒状ワークの軸心基
準の外周研削加工を高精度かつ高能率で行うことができ
るようになるという効果がある。また、この発明に係る
ワーク保持装置は、上記方法を効率良く実施することが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す側面図

【図２】ワークの保持状態を示す要部の平面図

【図３】この発明の第２実施例を示す側面図

【図４】調整車を取り除いて示す正面図

【図５】研削加工の動作を示す要部側面図

【図６】円筒状ワークの一例を示す正面図

【図７】心なし研削における外周基準のワーク保持の模
式的な側面図

【図８】従来の軸心基準のワーク保持装置の模式的な側
面図

【符号の説明】

１ 砥石車 ６ 調整車 19 揺動支点軸 23 揺動枠 28 ワーク ａ ＰとＱの結ぶ線 ｂ センタ25と揺動支点軸19を結ぶ線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状ワーク(28)をその両端の軸心で自
   由回転可能に支持し、その中間部を回転する砥石車(1)
   と調整車(6) との間で挟んだ状態で研削する心なし研削
   盤における円筒状ワークの研削方法において、砥石車
   (1) の中心(P)と調整車(6) の中心(Q) とを結ぶ線(a)
   よりワーク(28)の軸心がわずかに高くなった位置でワー
   ク(28)を砥石車(1) に当接させ、砥石車(1) の研削力が
   作用したときにワーク(28)を斜め下方に逃がしながら研
   削することを特徴とする、心なし研削盤における円筒状
   ワークの研削方法。
2. 【請求項２】 円筒状ワーク(28)をその両端の軸心で自
   由回転可能に支持して、その中間部を回転する砥石車
   (1) と調整車(6) との間で挟んだ状態で研削する心なし
   研削盤のワーク保持装置において、ワーク(28)の両端を
   支持する揺動枠(23)の揺動支点軸(19)が、ワーク(28)の
   下方の砥石車(1) 寄りに偏倚した位置であって、ワーク
   (28)を砥石車(1) に当接させたときにワーク(28)の軸心
   と揺動支点軸(19)の軸心とを結ぶ線(b) が鉛直線に対し
   て約３０度傾斜するように位置設定されており、かつワ
   ーク(28)は砥石車(1) の中心(P) と調整車(6) の中心
   (Q)とを結ぶ線(a) より軸心がわずかに高くなった位置
   で砥石車(1) に当接することを特徴とする、心なし研削
   盤のワーク保持装置。