特許 5865295 工作機械に使用されるワーク押圧具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5865295

(24)【登録日】2016年1月8日

(45)【発行日】2016年2月17日

(54)【発明の名称】工作機械に使用されるワーク押圧具

(51)【国際特許分類】

   B24B 41/06 20120101AFI20160204BHJP

【ＦＩ】

   B24B41/06 C

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-101121(P2013-101121)

(22)【出願日】2013年5月13日

(65)【公開番号】特開2014-221497(P2014-221497A)

(43)【公開日】2014年11月27日

【審査請求日】2015年3月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】593127027

【氏名又は名称】株式会社シギヤ精機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100091719

【弁理士】

【氏名又は名称】忰熊 嗣久

(72)【発明者】

【氏名】林 智則

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１６０４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−６６５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４６２７６０３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ４１／０６

Ｂ２３Ｑ ３／０６

Ｂ２３Ｂ ３１／２２

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

研削すべきワークを反対側中央において基準線方向に押圧するプッシャーと、
前記基準線の周りに周壁で取り囲み、前記周壁には基準線方向に開口した案内孔が複数設けられた押圧本体部と、
前記周壁で取り囲まれた空間内に、前記基準線方向に相対移動可能に配置されたトグル受体と、
前記基準線方向の複数孔に夫々が配置され、前記開口を介して前記基準線方向に突出してワークに対して進退可能な複数の押圧部材と、
一端が前記トグル受体に当接し、前記周壁に設けられた前記案内孔に貫通する孔を介して他端が前記押圧部材に当接した棒状のトグル駒とを有し、
前記トグル受体が前記押圧本体部に対して相対移動したときに、前記基準線に対して当初斜めであった複数のトグル駒の姿勢が、前記基準線に対して垂直に近づくことにより、前記トグル駒を前記押圧部材に押し付けて固定することを特徴とする工作機械に使用されるワーク押圧具。

【請求項2】

前記トグル駒のそれぞれが、中実状棒部材であって両端面を部分球面とされ、一端面の部分球面を前記トグル受体に係合され、他端面の部分球面をその対応する前記押圧部材に当接されることを特徴とする請求項１記載の工作機械に使用されるワーク押圧具。

【請求項3】

前記トグル駒のそれぞれが、筒状棒部材と、該筒状棒部材の各端面に当接された一対の球体とを具備したことを特徴とする請求項１記載の工作機械に使用されるワーク押圧具。

【請求項4】

前記トグル受体に前記プッシャーが形成され、前記プッシャーを前記基準線方向に周壁で取り囲まれた空間内から脱する方向に圧縮スプリングの弾力で付勢されることを特徴とする請求項１記載の工作機械に使用されるワーク押圧具。

【請求項5】

前記トグル駒のそれぞれについて、前記基準線に対する当初の姿勢を個別に変更調整するための調整ネジを備えていることを特徴とする請求項１記載の工作機械に使用されるワーク押圧具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械のワーク保持に使用されるワーク押圧具に関する。

【背景技術】

【0002】

研削箇所の背面からワークを支えるワーク押圧具として、特許文献１に示されるワーク押圧具が知られている。
ワーク押圧具は、ワークの周縁部に押圧力を付与する複数の押圧部が設けられている。ワークは、背面が複雑な形状をしており、ワーク押圧具はこれに倣った位置でロックされ、ワークをバックアップする。研削中、砥石は被加工面部分を押圧し撓み変形させようとするが、押圧部がこの撓み変形を阻止する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４２０４５８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記した既存のワーク押圧具においては、押圧部の摩耗が進行するに伴って、ワーク保持装置の構成部品の相互間の隙間や遊動量が漸次に増大する。このため、ワークの保持力を低下させないための工夫が必要である。保持力が低下したままだと、研削精度に影響がでるからである。
また、特許文献１においては、ワークを支える駆動系統とは別に、押圧部を固定するために駆動系統を有しており、装置が複雑化するものとなっている。
本発明は、ワーク押圧具を構成する部品の摩耗が進行しても、押圧部の保持力が低下しない工作機械に使用されるワーク押圧具を提供することを目的とする。また、ワーク押圧具のコンパクト化を図ることも合わせて提案する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するため、本発明に係る工作機械に使用されるワーク押圧具は、研削すべきワークを反対側中央において基準線方向に押圧するプッシャーと、前記基準線の周りに周壁で取り囲み、前記周壁には基準線方向に開口した案内孔が複数設けられた押圧本体部と、前記周壁で取り囲まれた空間内に、前記基準線方向に相対移動可能に配置されたトグル受体と、前記基準線方向に相対移動可能に配置されたトグル受体と、前記基準線方向の複数孔に夫々が配置され、前記開口を介して前記基準線方向に突出してワークに対して進退可能な複数の押圧部材と、一端が前記トグル受体に当接し、前記周壁に設けられた前記案内孔に貫通する孔を介して他端が前記押圧部材に当接した棒状のトグル駒とを有し、前記トグル受体が前記押圧本体部に対して相対移動したときに、前記基準線に対して当初斜めであった複数のトグル駒の姿勢が、前記基準線に対して垂直に近づくことにより、前記トグル駒を前記押圧部材に押し付けて固定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、撓み易いワークであってもこれをバックアップし、位置保持させることができ、ワークの他方主面を高精度且つ高能率に工作することが可能となる。
また、構成部品の摩耗が進行すると、基準線に直交した平面に対するトグル駒の長手方向の傾斜角が漸次にゼロに近づくため、押圧部材の固定が緩むどころか、反対により強固になるという効果がある。
また、1つの実施態様によれば、トグル受体にプッシャーが形成され、プッシャーを前記基準線方向に周壁で取り囲まれた空間内から脱する方向に圧縮スプリングの弾力で付勢される構成が採用される。プッシャーがワークに押し付けられることにより、トグル受体が移動して押圧部材がトグル駒により固定されるのである。このように、ワークに押し付けられたプッシャーに連動してトグル受体を移動させることにより、ワークを押圧する駆動系統が押圧部材を固定するための駆動系統を兼用することができ、簡単化・コンパクト化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】ワーク押圧具を具備した研削盤を示す図である。

【図2】研削盤の吊り支持部及びワーク押圧具を示す図である。

【図3】ワーク押圧具周辺を示す拡大断面図である。

【図4】図３中のｘ１−ｘ１部を示す断面図である。

【図5】図３のワーク押圧具を下方から見た図である。

【図6】上記ワーク押圧具のプッシャーを示す斜視図である。

【図7】ワークの一例を示す斜視図である。

【図8】上記ワーク押圧具の作動を示す説明図である。

【図9】他の実施例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して、実施例について説明する。
図１において、研削盤１００は、基台１の上面に砥石装置２００及びワーク保持装置３００を装設された研削盤である。
砥石装置２００は基台１の上面に起立状に固定された第１コラム２、及び、この第１コラム２の前面に上下動可能に設けられた砥石ユニット３を備えている。砥石ユニット３は図示しないモータで回転される縦回転軸３ａを具備し、この縦回転軸３ａの下端に研削用の砥石３ｂが固定されている。この研削用砥石３ｂは上面ａ１をワークｗの研削予定箇所に当接される。

【0009】

ワーク保持装置３００は基台１の上面に第１コラム２と並んで起立状に固定された第２コラム４と、この第２コラム４に設けられた心押台５と、この心押台５に支持されたワーク押圧具４００と、ワーク押圧具４００の真下箇所である基台１の上面箇所に設けられた主軸台６からなっている。

【0010】

図２において、心押台５は、流体圧により又はネジ軸の回転により上下駆動力を発生する駆動部５ａ１の作動により上下方向へ移動する支持本体部５ａと、支持本体部５ａに組み込まれたホルダ５ｂと、ホルダ５ｂの下端部に同心状に固定されたローリングセンタ５ｃとを備えている。ローリングセンタ５ｃはホルダ５ｂに嵌合状に固定されるシャンクｂ１を具備したセンタ基部５ｃ１及び、このセンタ基部５ｃ１の中心線（基準線ｃ１）回りの回転自在に組み込まれたセンタ回転部５ｃ２を備えている。

【0011】

ワーク押圧具４００は、押圧本体部７と、押圧本体部７内を案内され上下へ移動可能なトグル受体８とを備えている。押圧本体部７は図３に示すように下部に円形突部９ａを有する円板体からなるローリングセンタ受け９と、内孔の上端縁を円形突部９ａに外嵌され内孔の下端縁に小径内周面部１０ａを形成され、基準線ｃ１の周りを取り囲んだ周壁の肉厚箇所に複数（図示例では６つ）の基準線ｃ１向きの案内孔１０ｂを基準線ｃ１回りの等角配置に形成された筒状体１０とを備え、これらローリングセンタ受け９及び筒状体１０とを図示しない複数の縦向きボルトで一体状に結合した構成とされている。筒状体１０は内部の中空で、トグル受体８の上下移動を案内する。

【0012】

ローリングセンタ受け９は中央に縦向きの中心孔９ｂを形成され、この中心孔９ｂにローリングセンタ５ｃのセンタ回転部５ｃ２の下部を嵌挿され、横向きネジ部材１１を介しセンタ回転部５ｃ２に同心状且つ一体状に結合されている。

【0013】

図６はトグル受体８を示す斜視図である。トグル受体８は筒状体１０の内孔に案内され上下方向へ変位される第１外周面部８ａ、筒状体１０の小径内周面部１０ａに案内される第２外周面部８ｂ、上面の中心部に形成された円形凹み８ｃ、及び、下面の中心部に形成された円形凸部のプッシャー８ｄを具備している。プッシャー８ｄの下面は、ワーク押圧具４００が降下したとき、図３中の基準位置ｃ２に位置されたワークｗの上面をなす一方主面ｗ１の中央部に当接する。

【0014】

トグル受体８の上部で基準線ｃ１回りの周方向上には複数（図示例では６つ）のガイド溝ｄ１が筒状体１０の基準線ｃ１向きの案内孔１０ｂに正対するように基準線ｃ１回りの等角配置に形成されている。各ガイド溝ｄ１は底面イ、周方向で対向した一対の第１縦壁面ロ及びハ、この一対の縦壁面ロ及びハの基準線ｃ１側を結合した図４中に示す上方視円弧状の第２縦壁面ニとで囲まれ、上面側や、上部の半径方向外側は開放されている。

【0015】

図３〜図５において、トグル受体８とローリングセンタ受け９との間には複数（図示例では３つ）の縦向き案内ピン１２が基準線ｃ１回りの等角配置に位置され、一方の端部をトグル受体８の孔８ｅに摺動可能に挿入され、他方の端部をローリングセンタ受け９の孔９ｃに摺動自在に挿入されている。これら案内ピン１２は、トグル受体８とローリングセンタ受け９の上下方向の相対変位は許容するが基準線ｃ１回りの相対回転は規制するように作用する。
筒状体１０の案内孔１０ｂにはピン状の押圧部材１３が摺動自在に挿設され、筒状体１０の壁面に螺着されたボルト１４と、押圧部材１３に形成された溝１３ａとの係合により下方への抜け出しを規制されている。

【0016】

そして、案内孔１０ｂ内の押圧部材１３の上側領域には押圧部材１３を下方へ付勢するための圧縮スプリング１５が挿設されている。各押圧部材１３の下面はワーク押圧具４００が基準位置ｃ２のワークｗに向かって移動する過程で、ワークｗの周縁部の高さに応じて圧接される。
筒状体１０の高さ中央寄り箇所であって各案内孔１０ｂのガイド溝ｄ１側の周壁部にはその対応するガイド溝ｄ１に正対する円形状の孔ｅ１が形成されている。この孔ｅ１は案内孔１０ｂに貫通しており、その大きさは孔ｅ１に一端部を配置されるトグル駒１６の大きさに対応して決定される。図示例では筒状体１０の各案内孔１０ｂの外側となる周壁部で孔ｅ１と正対する箇所にも雌ネジ付の円形孔ｅ２が形成されている。この円形孔ｅ２は先の孔ｅ１の加工を容易化させると共にトグル駒１６を筒状体１０及びトグル受体８の内方に組み付ける処理を容易化させる上で寄与する。

【0017】

１つのガイド溝ｄ１及びその対応する孔ｅ１の存在した箇所からなるガイド溝ｄ１のそれぞれには１つのトグル駒１６がトグル受体８の周方向の遊動を制限された状態でトグル受体８の半径面に沿った姿勢変更可能に配置されている。このトグル駒１６は２つの球体１６ａ、１６ｂとこれら球体１６ａ、１６ｂの間に配置される筒状棒部材１６ｃとからなった棒状の部材である。これら球体１６ａ、１６ｂ、筒状棒部材１６ｃは一体状に固着させてもよいし、それぞれを単独体として相互の摺接変位を許容する連接状態としてもよい。トグル駒１６は、加工の容易性から３つの部材１６ａ、１６ｂ、１６ｃから形成されている。このトグル駒１６を筒状体１０及びトグル受体８の内方に位置させるには、押圧部材１３を筒状体に組み付ける前に孔ｅ１及び円形孔ｅ２を通じて、トグル駒１６をその対応するガイド溝ｄ１内に挿入する。円形孔ｅ２には最終的にプラグ１７が螺着される。押圧部材１３は外周面の一部を切除されて平面箇所を形成されており、トグル駒１６の球体１６ａはこの平面箇所に当接される。なおトグル駒１６は上記したものに代えて、図９に示すように、単一の中実状棒部材の両端を部分球面に形成したとしても差し支えない。

【0018】

トグル受体８の各ガイド溝ｄ１の下側の肉部には位置調整ネジ１８が螺着されている。各位置調整ネジ１８は上端でガイド溝ｄ１内のトグル駒１６の球体１６ｂを支持することができ、下端にロックナットが螺着されてその弛緩を阻止し得るようになっている。この位置調整ネジ１８の回し操作による上下位置変更により、トグル受体８の押圧本体部７に対する上下方向位置とトグル駒１６の水平面に対する傾斜角θ１との関係を変化させることができる。このように装着された位置調整ネジ１８は研削盤１００によるワークｗの加工過程での調整操作を可能とする。

【0019】

トグル受体８の凹み孔８ｃ（図６）の底面上には円環状のバネ受け１９を挿入する。このバネ受け１９は外周縁が各空所ｄ０の第２縦面壁ニよりもトグル受体８半径方向外側に張り出した状態とされる。これによりトグル駒１６の基準線ｃ１側の球体１６ｂの許容範囲を超える上方変位が規制される。そして、凹み孔８ｃ内のバネ受け１９とローリングセンタ受け９の中心孔９ｂ内のバネ座箇所との間に圧縮スプリング２０を挿設し、トグル受体８が弾力で常に筒状体１０は内部の中空から脱する方向へ付勢された状態とする。

【0020】

図１において、主軸台６は、基台１の上面に固定された箱形支持フレーム６ａ及び、これの内方に設けられたモータ２１を備えている。このモータ２１で駆動される縦向きのワーク支持軸２２が箱形支持フレーム６ａに図示しない軸受を介して回転自在に支持され上端部を上面中央部から上方へ突出されている。ワーク支持軸２２は回転中心を、トグル受体８の中心線と合致した基準線ｃ１に合致され上端部に環状水平面からなるワーク支持用の基準座ｆ１を形成され、この基準座ｆ１よりも上側に基準線ｃ１を中心とした細径部２２ａを形成されている。この細径部２２ａにはワークｗの雌スプライン部ｇ１に嵌合される雄スプライン部ｇ２が形成される。

【0021】

次に上記した研削盤１００の使用例及び作用について説明する。
図７はワークｗを示す図である。ワークｗは円盤体であって上側の表面（一方主面）ｗ１の外周縁に周方向へ高さが変化する環状突起ｈ１を有し、かつ下側の表面（他方主面）ｗ２の中央部に下方へ張り出した突出部ｈ２を有している。そして、ワークｗの中心位置には縦向きの透孔ｈ３が形成され、該透孔ｈ３の内周面に雌スプライン部ｇ１が形成されている。

【0022】

このような形態のワークｗは突出部ｈ２と環状突起ｈ１との間である領域が肉薄となっているため、中心線ｊ１方向の外力に対する該領域の剛性が他部分に較べ小さい。ワークｗの他方主面ｗ２のうち突出部ｈ２より外方となる領域が研削盤により研削される研削予定箇所ｍ１である。

【0023】

ワークｗの加工に際して、先ず、ワークｗを一点鎖線ｎ１のように移動させてワーク支持軸２２の細径部２２ａの雄スプライン部ｇ２にワークｗの雌スプライン部ｇ１を外嵌させ突出部ｈ２の下端面を基準座ｆ１に当接させた状態とする。

【0024】

次に、心押台５を降下させ、押圧部材１３の前端面がワークｗの周縁部の環状突起ｈ１の上面に当接して案内孔１０ｂに押し込まれて行く。そして、トグル受体８のプッシャー８ｄがワークｗの一方主面ｗ１の中央部に当接する。図８Ａはこの時点の状態を示している。この時点ではトグル受体８は押圧本体部７に対し上方向へ変位可能であり、また各押圧部材１３は環状突起ｈ１の上面に倣った位置状態となっている。そしてトグル駒１６の水平面（基準線ｃ１に対して垂直な面）に対する傾斜角度θ１は心押台５がワーク供給時の位置にあるときのそれに合致している。

【0025】

さらに、心押台５を降下させると、圧縮スプリング２０の下向きの弾力に抗しつつトグル受体８が、押圧本体部７に対して相対的に上昇する。この結果、６つのトグル駒１６は連動し、各トグル駒１６を外側の球体１６ａ及び内側の球体１６ｂのそれぞれを回動中心として縦面に沿うように漸次に傾斜変位させる。これにより水平面に対するその傾斜角θ１が漸減に基準線ｃ１に対して垂直に近くなる。トグル受体８の押圧本体部７に対する変位が増大する過程で、各トグル駒１６はその対応する押圧部材１３をトグル受体８の半径方向外側へ漸次増大する力で押圧するようになり、やがて、全ての押圧部材１３はロックされた状態となる。図８Ｂはこの時点の状態を示している。この時点ではトグル受体８は全ての押圧部材１３及び押圧本体部７に一体状に締結されており、トグル駒１６の水平面に対する傾斜角度θ２は傾斜角度θ１より小さくなっている。

【0026】

次にワークｗの下方へ離間した待機位置に位置されていた砥石３ｂを砥石ユニット３の上方変位によりワークｗに近接させ、砥石３ｂを砥石軸３ａ回りへ図示しないモータにより回転させて研削を行う。
研削の過程で砥石３ｂがワークｗを押圧するが、押圧部材１３で受け止められる。

【0027】

ワークｗの研削が終了した後は、心押台５を上昇変位させる。これにより、トグル受体８は圧縮スプリング２０の弾力により押圧本体部７に対し下方へ移動し、トグル駒１６の傾斜角θ２が元の大きさθ1になり、全ての押圧部材１３のロック状態が解放され、押圧部材１３のそれぞれは圧縮スプリング１５の弾力で押圧本体部７に対し下方へ変位され図３に示す状態に復帰される。

【0028】

上記のような研削盤１００によるワークｗの研削を長期に亘り実施すると、トグル受体８、押圧部材１３、トグル駒１６及び調整ネジ１８などの摺接箇所の摩耗が進行する。この摩耗の進行は、押圧部材１３が押圧本体部７に押圧され固定された状態になる時点のトグル受体８の位置が押圧本体部７に対し上方へずれる現象を生じさせる。そして、この現象が水平面に対するトグル駒１６の傾斜角度θ１を漸減させるようになる。その結果、トグル受体８からトグル駒１６に付与される上向き力に基づき押圧部材１３を押圧するように作用する水平力が増大される傾向となる。即ち、トグル受体８、押圧部材１３及びトグル駒１６などの摩耗の進行に伴って水平力が漸次に増大され、ワーク保持装置３００によるワークｗの位置保持能力が漸次に強化されるのである。

【0029】

上記実施例では、基準線ｃ１を縦向きとしてワーク押圧具４００の押圧方向やワーク支持軸２２の支持方向を縦向きとしたが、これに限定するものではなく例えば横向きとしても差し支えない。

【0030】

さらにワーク押圧具４００は、工作機械に限らず他の一般機械器具全般において既述したところに準じた作用効果の得られるよう使用することも可能であり、このような使用も本発明の実施の範囲内である。

【符号の説明】

【0031】

４００ ワーク押圧具
７ 押圧本体部
８ トグル受体
８ｄ プッシャー
１３ 押圧部材
１５ 圧縮スプリング
１６ トグル駒
１８ 調整ネジ
２０ 圧縮スプリング
ｃ１ 基準線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】