特開 2024-108232 円筒研削盤のワーク保持センタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108232

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】円筒研削盤のワーク保持センタ

(51)【国際特許分類】

   B24B 41/06 20120101AFI20240805BHJP

   B23B 23/04 20060101ALI20240805BHJP

   B24B 5/04 20060101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

B24B41/06 J

B23B23/04

B24B5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023012489

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【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】岡田 修平

【テーマコード（参考）】

3C034

3C043

3C045

【Ｆターム（参考）】

3C034AA01

3C034BB74

3C034DD20

3C043AA03

3C043CC03

3C043DD01

3C043DD03

3C043DD04

3C043DD06

3C045FE07

3C045FE09

(57)【要約】      （修正有）

【課題】剛性を適切に調整することが可能なワーク保持センタを提供すること。
【解決手段】円筒研削盤の心押しセンタ１６の前方先端のカップ部１８は、縁の外周にテーパ面１８ｂが設けられている。カップ部１８の内側のコマ２０は、カップ部１８の内側で回転中心ｃの線上で進退可能である。カップ部１８の周壁には、等角度間隔にすり割りＳｔが施されている。コマ２０の位置を調整することで、心押しセンタ１６の剛性を変化させることが可能になる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒研削盤のワーク保持センタにおいて、
前記ワーク保持センタの前方先端のカップ部は、後方に向かって回転中心に対して内壁が同心状かつ平行の調整孔が穿孔され、前記カップ部の縁の外周側には、後方に行くほど外径が拡大するテーパ面が設けられており、
前記カップ部の内側に挿入されたコマは、前記カップ部の内径と一致した円柱状であって、その周壁が前記回転中心に対して平行であり、かつ前記コマは、前記調整孔を前記回転中心の線上で進退可能であり、
前記カップ部の周壁には、等角度間隔に当該カップ部の先端から後方に向かって切断するすり割りが施されており、
前記テーパ面は、ワーク側に設けられたテーパ面と当接する角度のテーパになっていることを特徴とする円筒研削盤のワーク保持センタ。

【請求項2】

円筒研削盤のワーク保持センタにおいて、
前記ワーク保持センタの前方先端のカップ部は、後方に向かって回転中心に対して内壁が同心状かつ平行の調整孔が穿孔され、前記カップ部の縁の内周側には、後方に行くほど内径が縮径するテーパ面が設けられており、
前記カップ部の外周に外嵌されているリング状のコマは、前記カップ部の外径と一致した支持面を内周に有し、前記支持面が前記回転中心に対して平行であり、かつ前記コマは、前記カップ部の外側で前記回転中心の線上で進退可能であり、
前記カップ部の周壁には、等角度間隔に当該カップ部の先端から後方に向かって切断するすり割りが施されており、
前記テーパ面は、ワーク側に設けられたテーパ面と当接する角度のテーパになっていることを特徴とする円筒研削盤のワーク保持センタ。

【請求項3】

前記コマは、ネジ送りにより前記回転中心の線上で進退可能であることを特徴とする請求項１若しくは請求項２のいずれかの円筒研削盤のワーク保持センタ。

【請求項4】

前記コマは、アクチュエータにより前記回転中心の線上で進退可能であることを特徴とする請求項１若しくは請求項２のいずれかの円筒研削盤のワーク保持センタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円筒研削盤において使用されるワーク保持センタに関する。

【背景技術】

【0002】

円筒研削盤では、ワークを研削する場合、主軸側にワークを固定して研削する。長尺のワークを研削するときには、主軸側のチャックだけでは、片持ち梁の状態になるので、ワークの両端に設けられたセンタ穴にワーク保持センタを夫々押し当て、固定することが行われる。主軸側のワーク保持センタが主軸センタであり、心押し軸側のワーク保持センタが心押しセンタである。心押しセンタとしては、ライブセンタとも呼ばれ先端の傘のようなセンタ軸がベアリングによって回転する回転センタや、回転しないデッドセンタが使用されている。特許文献１には、先端のセンタ面にすり割りが形成された心押しセンタが開示されている。このすり割りが形成された心押しセンタは、ワーク側に穿孔されたセンタ穴の真円度が低い場合の加工などに利用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】意匠登録第１４８２８６４号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の心押しセンタは、ワーク側に穿孔されたセンタ穴に押し当てられて、適度な剛性でワークを支持する。剛性が適正であれば、加工結果としての真円度幾何公差を高めることができる。

【0005】

しかし、ワーク形状や加工条件等により、適正な剛性の条件が変わってしまうことが生じる。剛性が低い状態であると砥石の切り込みによりワークの撓みが生じ、一方、剛性が高い状態であると、ワークが変形された状態で研削され、何れの場合も予定通りの加工結果を得られないことがある。適正な剛性を見極めることは極めて難しく、よって、加工の現場では、予めすり割りの条件を変えた剛性の異なるいくつかのワーク保持センタを製作しておいて、トライアンドエラーにより最適なワーク保持センタを選出して製造ラインに投入することが行われている。
本発明は、剛性を適切に調整することが可能なワーク保持センタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、円筒研削盤のワーク保持センタにおいて、
前記ワーク保持センタの前方先端のカップ部は、後方に向かって回転中心に対して内壁が同心状かつ平行の調整孔が穿孔され、前記カップ部の縁の外周側には、後方に行くほど外径が拡大するテーパ面が設けられており、
前記カップ部の内側に挿入されたコマは、前記カップ部の内径と一致した円柱状であって、その周壁が前記回転中心に対して平行であり、かつ前記コマは、前記カップ部の内側で前記回転中心の線上で進退可能であり、
前記カップ部の周壁には、等角度間隔に当該カップ部の先端から後方に向かって切断するすり割りが施されており、
前記テーパ面は、ワーク側に設けられたテーパ面と当接する角度のテーパになっていることを特徴とする。
また、本発明は、円筒研削盤のワーク保持センタにおいて、
前記ワーク保持センタの前方先端のカップ部は、後方に向かって回転中心に対して内壁が同心状かつ平行の調整孔が穿孔され、前記カップ部の縁の内周側には、後方に行くほど内径が縮径するテーパ面が設けられており、
前記カップ部の外周に外嵌されているリング状のコマは、前記カップ部の外径と一致した支持面を内周に有し、前記支持面が前記回転中心に対して平行であり、かつ前記コマは、前記カップ部の外側で前記回転中心の線上で進退可能であり、
前記カップ部の周壁には、等角度間隔に当該カップ部の先端から後方に向かって切断するすり割りが施されており、
前記テーパ面は、ワーク側に設けられたテーパ面と当接する角度のテーパになっていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、加工の現場では、予めすり割りの条件を変えた剛性の異なるいくつかのワーク保持センタを製作する必要がなく、かつ連続的に剛性の変形量を調整できるため、効率よくワークの加工精度向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】円筒研削盤を示す図であり、図１Ａはブロック図、図１Ｂは主軸センタ、心押しセンタ及びワークの断面図である。

【図2】心押しセンタの詳細を示す図であり、図２Ａは主軸センタ、ワーク、心押しセンタを分離した状態を示す図であり、図２Ｂ、図２Ｃはセンタ軸を取り出した図であり、図２Ｄ、図２Ｅはセンタ軸の正面図、側面図である。

【図3】実施例の作用を示す図である。

【図4】他の実施例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１Ａに本実施例に係る円筒研削盤のブロック図を示す。図面において、ベッド１上の左側には主軸台２が設けられ、ベッド１上の右側には心押し台３が主軸台２に対向して設けられている。主軸台２および心押し台３は夫々スライドテーブル４上に設けられており、両者の相対距離は可変である。ベッド１上の奥側には砥石台１３が設けられ、回転砥石１０をワークＷ方向に案内する。

【0010】

主軸台２は、主軸１１、サーボモータ１２を含んでいる。主軸１１には、主軸センタ１４が付設され、サーボモータ１２により回転駆動される。主軸１１はサーボモータ１２に連絡されている。

【0011】

心押し台３は、心押し軸１５を含んでいる。心押し軸１５には、心押しセンタ１６が付設されている。心押しセンタ１６は、回転センタである。以下の説明においては、心押しセンタ１６に対して本実施例を適用して説明するが、主軸センタ１４に適用しても良いことは言うまでも無い。主軸センタ１４、心押しセンタ１６及びワークＷの断面を図１Ｂに示す。主軸センタ１４、心押しセンタ１６の回転中心ｃは、一致している。心押しセンタ１６はライブセンタであり、主軸センタ１４との間でワークを挟む。図には、ワークＷを回転させるケレＫを一点鎖線で示している。必要に応じてケレＫが取り付けられる。以下、回転中心ｃの左方向を前方、右方向を後方と呼ぶことにする。

【0012】

図２Ａに、主軸センタ１４、ワークＷ、心押しセンタ１６を分離した状態を示す。
ワークＷは、ケレＫにより回転する。ワークＷは、円柱状であり、一端（図面右側）には、同心円状のセンタ穴Ｗｈが開口しており、センタ穴Ｗｈの入口（内周側）の縁には、外側に向かって内径が広がるテーパ面Ｗｔが設けられている。心押しセンタ１６は、センタ軸１７を筒状部２２内に同心状に配置し、回転中心ｃの周りに回転する。センタ軸１７の右側の基体部１９は心押し軸１５に装着される。

【0013】

図２Ｂ、Ｃはセンタ軸１７を取り出した図であり、図２Ｄ、Ｅはセンタ軸１７の正面図、側面図である。センタ軸１７の前方先端は、後方に向かって回転中心ｃとして内壁が同心状かつ平行で深さＬ１の調整孔１８ａが穿孔されたカップ部１８になっている。カップ部１８の外周壁も、回転中心ｃと同心状かつ同一径である。カップ部１８の縁の外周側には、後方（基体部側の方向）に行くほど外径が拡大するテーパ面１８ｂが設けられている。テーパ面１８ｂは、ワークのテーパ面Ｗｔと当接する角度のテーパになっている。そして、カップ部１８の内側には、カップ部１８の内径と一致した円柱状のコマ２０が挿入されている。コマ２０の周壁は、回転中心ｃに対して平行である。コマ２０は、カップ部１８の調整孔１８ａを回転中心ｃの線上で進退可能である（図２Ｂ、Ｃ）。具体的には、カップ部１８の底面１８ｃからセンタ軸１７の肉部に設けられた雌螺子孔１７ａに、コマ２０から続く螺子軸２０ａが螺合している。コマ２０の頭頂面には、操作孔（六角孔）２０ｂが設けられている。操作孔２０ｂに、六角レンチを挿入してネジ送りする事によりコマ２０の進退が操作されるようになっている。

【0014】

カップ部１８の周壁には、等角度間隔にカップ部１８の先端からカップ部１８の底面１８ｃに向かって切断する「すり割り（スリット）」Ｓｔが長さＬ２の範囲にだけ施されている。ここで、本実施例において深さＬ１は、長さＬ２以上である。カップ部１８の周壁は、すり割りＳｔにより、２０度間隔で１８個の梁部１８ｄに分割されている。コマ２０の周壁は、すり割りＳｔが設けられた範囲を回転中心ｃの線上で進退して、梁部１８ｄを内側からバックアップする。尚、図２Ｂ、Ｃに示す状態の相違点は、カップ部１８とコマ２０との相対位置が違うことである。

【0015】

コマ２０とカップ部１８の内周面との間（すり割りＳｔの開始位置から底面１８ｃまでの間）には、コマ２０が不用意に回らないように、回り止め（具体的には、Ｏリング）２１が装着されている。

【0016】

図２Ａに戻り、センタ軸１７は、カップ部１８を筒状部２２の前方（図面左側）に突出している。カップ部１８とセンタ軸１７との間には、軸受２３、２４がスペーサ２５を挟んで嵌め込まれ、ロックナット２６をセンタ軸１７の後方（図面右側）の雄螺子１７ｂに螺合することにより、軸受２３、２４を固定している。筒状部２２の後方（図面右側）には、蓋部２７が固定されており、筒状部２２の後方の空間を閉鎖している。蓋部２７は基体部１９に取り付けられている。筒状部２２とセンタ軸１７との間に、シール２８が取り付けられている。

【0017】

図３は、本実施例の作用を示す図である。１８本の梁部１８ｄの中から１つだけ取り出して示してある。各梁部１８ｄで見ると、ワークＷの保持については片持ち構造になっている。すなわち、コマ２０でバックアップされている位置を片持ち構造の固定位置とし、カップ部１８のテーパ面１８ｂがワークＷのテーパ面Ｗｔ（図２Ａ）に当接している負荷位置までの距離Ｌｈとすると、コマ２０を回転させることにより、距離Ｌｈを調整することができる。この結果、梁部１８ｄの剛性が変化することになり、結果として心押しセンタ１６自体の剛性を調整することが可能になる。

【0018】

本実施例によれば、加工の現場では、予めすり割りの条件を変えた剛性の異なるいくつかの心押しセンタを製作する必要がなく、かつ連続的に剛性の変形量を調整できるため、効率よくワークＷの加工精度向上を図ることができる。また、従来の心押しセンタの製作にかかる材料低減、加工コスト低減、時間短縮を図ることができるという効果がある。

【0019】

図４は、他の実施例を示す図である。本実施例は、ワークＷの外周側を支持する心押しセンタに本発明を適用した実施例である。他の構成は先の実施例と同じであるので、センタ軸３７の一部のみを示している。ワークＷは、円柱状であり、一端の外周側の縁には、ワークＷの端に行くほど回転中心ｃ側に向かって縮径するテーパ面Ｗｔが設けられている。

【0020】

センタ軸３７のカップ部３８の外周壁は、回転中心ｃと同心状かつ同一径である。また、向かって回転中心ｃと同心状かつ同一径の箇所が深さＬａの調整孔が穿孔されている。カップ部の縁の内周側には、後方（基体部側の方向）に行くほど外径が縮小するテーパ面が設けられている。ワークのテーパ面と当接する角度のテーパになっている。

【0021】

そして、カップ部３８の外周には、カップ部３８の外径と一致した支持面３０ａを内周に有するリング状のコマ３０が外嵌されている。支持面３０ａは、回転中心ｃに対して平行である。コマ３０は、カップ部３８を外嵌して回転中心ｃの線上で進退可能である。具体的には、センタ軸３７の外周に設けられた雄螺子３７ａに、コマ３０の内周に設けられた雌螺子３０ｂが螺合するようになっている。コマ３０の外周を適当な治具により回転させることで、ネジ送りされてコマ３０は回転中心ｃ方向にカップ部３８の外側を進退する。

【0022】

カップ部３８の周壁には、等角度間隔にセンタ軸３７の先端からカップ部３８の底面３８ｃに向かって切断する「すり割り（スリット）」が長さＬｂだけ施されている。ここで、本実施例において（Ｌａ＞Ｌｂ）である、カップ部３８の周壁は、すり割りＳｔにより、２０度間隔で１８個の梁部３８ｄに分割されている。コマ３０は、すり割りＳｔが設けられた範囲を回転中心ｃの線上で進退して、コマ３０の内周壁が梁部３８ｄに当接して外側からバックアップする。

【0023】

上記した各実施例においては、カップ部１８、３８の周壁は、すり割りＳｔにより、２０度間隔で１８個の梁部１８ｄ、３８ｄに分割したが、他の等角度により分割してもよい。また、コマ２０、３０の進退も、雌螺子孔と螺子軸の螺合によるものではなく、例えば油圧、電力等の動力により直進移動するアクチュエータを用いてコマ２０、３０を移動させても良い。

【符号の説明】

【0024】

１ ベッド
２ 主軸台
３ 心押し台
４ スライドテーブル
１０ 回転砥石
１１ 主軸
１２ サーボモータ
１３ 砥石台
１４ 主軸センタ
１５ 心押し軸
１６ 心押しセンタ
１７ センタ軸
１７ａ 雌螺子孔
１７ｂ 雄螺子
１８、３８ カップ部
１８ａ 調整孔
１８ｂ、３８ａ テーパ面
１８ｃ 底面
１８ｄ、３８ｄ 梁部
１９ 基体部
２０、３０ コマ
２０ａ 螺子軸
２０ｂ 操作孔
２１ 回り止め
２２ 筒状部
２３、２４ 軸受
２５ スペーサ
２６ ロックナット
２７ 蓋部
２８ シール
３０ａ 支持面
３０ｂ 雌螺子
３７ センタ軸
３７ａ 雄螺子
３８ｃ 底面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】