特開 2025-144957 研削盤用ワーク支持装置及びこれを備える研削盤

(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】P2025144957

(43)【公開日】2025-10-03

(54)【発明の名称】研削盤用ワーク支持装置及びこれを備える研削盤

(51)【国際特許分類】

   B24B 41/06 20120101AFI20250926BHJP

   B24B 5/04 20060101ALI20250926BHJP

   B24B 5/08 20060101ALI20250926BHJP

【ＦＩ】

B24B41/06 J

B24B41/06 K

B24B5/04

B24B5/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024044900

(22)【出願日】2024-03-21

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(72)【発明者】

【氏名】田中 俊行

【テーマコード（参考）】

3C034

3C043

【Ｆターム（参考）】

3C034AA01

3C034AA05

3C034BB75

3C043AA01

3C043AB09

3C043CC03

3C043DD02

3C043DD04

3C043DD05

(57)【要約】

【課題】シューの交換時間を短縮できる研削盤用ワーク支持装置を提供する。
【解決手段】研削盤１において平置き又は縦置き姿勢で配置されるワークＷを支持するワーク支持装置４であり、ワークＷの外周面Ｗｂを支持するシュ―６を保持したシューホルダ７と、シューホルダ７が分離可能に取り付けられる基板８とを備える。基板８には、第１支軸Ｘ１回りに旋回することにより、基板８との間にシューホルダ７を挟持する挟持姿勢、及びシューホルダ７を挟持しない非挟持姿勢をとることができるクランパ９と、第２支軸Ｘ２回りに旋回することにより、挟持姿勢をとったクランパ９とその旋回方向で係合してクランパ９の旋回を規制する旋回規制姿勢、及びクランパ９の旋回を許容する旋回許容姿勢をとることができるロック部材１２と、が設けられる。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

断面円環状のワークの周面を研削する研削盤に平置き又は縦置き姿勢で配置される前記ワークの外周面を支持するワーク支持装置であって、
前記ワークの外周面を支持するシューが設けられたシューホルダと、このシューホルダが分離可能に取り付けられる基板とを備え、
前記基板に、第１支軸回りに旋回することにより、前記基板との間に前記シューホルダを挟持する挟持姿勢、及び前記シューホルダを挟持しない非挟持姿勢をとることができるクランパと、第２支軸回りに旋回することにより、前記挟持姿勢をとった前記クランパとその旋回方向で係合して前記クランパの旋回を規制するロック姿勢、及び前記クランパの旋回を許容するロック解除姿勢をとることができるロック部材と、を設けたことを特徴とする研削盤用ワーク支持装置。

【請求項2】

前記クランパは、これが前記挟持姿勢をとったとき、前記シューホルダとの間で弾性的に圧縮変形する弾性部を有する請求項１に記載の研削盤用ワーク支持装置。

【請求項3】

前記ロック姿勢をとった前記ロック部材は、前記クランパのうち前記第１支軸が設けられた側とは反対側の端部で前記クランパと係合する請求項１に記載の研削盤用ワーク支持装置。

【請求項4】

請求項１～３の何れか一項に記載の研削盤用ワーク支持装置を備えた研削盤。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、断面円環状のワークの周面に研削加工を施す研削盤において平置き又は縦置き姿勢で配置されるワークを支持するワーク支持装置に関する。なお、上記の「断面円環状のワークの周面」とは、全体としてリング状又は円筒状をなしたワークの内周面又は外周面、と同義であり、以下同様とする。

【背景技術】

【0002】

下記の特許文献１には、断面円環状のワークの周面を研削（センタレス研削）する研削盤に装着されるワーク支持装置が記載されている。このワーク支持装置は、平置き又は縦置き姿勢のワークの径方向外側に周方向に間隔を空けて配置される２つのシューを備えており、これら２つのシューは、研削加工時に回転するワークの外周面を接触支持する。シューは、シューホルダ（特許文献１においては「シュー固定部材」）に保持された状態で使用され、シューホルダは、複数のボルトを用いてワーク支持装置の基板に対して固定されている。これによりシューホルダを基板に対してしっかりと固定することができるので、シューホルダの意図せぬ移動等に起因したワークの支持精度低下を防止し、ワークを精度良く研削することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－３２０３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のワーク支持装置において、シューは、支持すべきワーク（研削対象のワーク）の径方向寸法や軸方向寸法等に応じた最適なものが使用される。このため、シューを保持したシューホルダは、研削対象のワークが、径方向寸法等が異なるものに変更される都度交換される。しかしながら、特許文献１のように、シューホルダが複数のボルトを用いて基板に対して固定されていると、各ボルトの取り外し及び取り付け（再取り付け）に手間を要する分、シューホルダの交換作業に多くの時間を要し、研削盤のダウンタイムが顕著になる。

【0005】

かかる実情に鑑み、本発明は、研削対象のワークの外周面を支持するために設けられるシュー（を保持したシューホルダ）の交換時間を短縮できる研削盤用ワーク支持装置を実現し、もって研削盤の稼働率向上に寄与することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために創案された本発明は、断面円環状のワークの周面に研削加工を施す研削盤において平置き又は縦置き姿勢で配置されるワークを支持するワーク支持装置であって、ワークの外周面を支持するシューを保持したシューホルダと、このシューホルダが分離可能に取り付けられる基板とを備え、
基板に、第１支軸回りに旋回することにより、基板との間にシューホルダを挟持する挟持姿勢、及びシューホルダを挟持しない非挟持姿勢をとることができるクランパと、第２支軸回りに旋回することにより、上記挟持姿勢をとったクランパとその旋回方向で係合してクランパの旋回を規制する旋回規制姿勢、及びクランパの旋回を許容する旋回許容姿勢をとることができるロック部材と、を設けたことを特徴とする。

【0007】

上記の構成を有する研削盤用ワーク支持装置によれば、平置き姿勢（水平姿勢）又は縦置き姿勢（垂直姿勢）で配置されるワークの周面を研削する際には、基板に設けたクランパを挟持姿勢にすると共にロック部材を旋回規制姿勢にすることにより、シューホルダを基板に対して固定することができる。その一方、研削対象のワーク変更等に伴ってシューホルダを交換する必要が生じた際には、まず、旋回規制姿勢をとっているロック部材を第２支軸回りに旋回（回転）させることで旋回許容姿勢とし、その後、挟持姿勢をとっているクランパを第１支軸回りに回転させることで非挟持姿勢とすれば、シューホルダを基板に対して固定していた挟持力が解放されるので、シューホルダを基板から分離させることができる。シューホルダの交換後には、上記とは逆に、非挟持姿勢をとっているクランパを旋回させて挟持姿勢とした後、旋回許容姿勢をとっているロック部材を旋回させて旋回規制姿勢とすれば、基板に対するシューベースの固定が完了する。

【0008】

要するに、本発明に係る研削盤用ワーク支持装置においては、従来（特許文献１）の支持装置でシューベースの交換時に実施されていた複数本のボルトの脱着作業がクランパ及びロック部材をそれぞれの支軸回りに旋回させるという簡単で迅速に実施可能な作業に置換される。これにより、シューベースの交換に要する時間を大幅に短縮することができ、研削盤の稼働率向上に寄与することができる。

【0009】

上記構成において、クランパには、これが挟持姿勢をとったとき、シューホルダとの間で弾性的に圧縮変形する弾性部を設けることができる。これにより、シューホルダや基板にクランパから付与される加圧力が過大になるのを可及的に防止し、基板とクランパの間に介在するシューホルダを適正な挟持力で挟持することが可能となる。

【0010】

上記構成において、旋回規制姿勢をとったロック部材は、クランパのうち第１支軸が設けられた側とは反対側の端部でクランパと係合させるのが好ましい。これにより、クランパの全域で所定の挟持力を発生させることができる。

【0011】

第１支軸の中心線（クランパの旋回中心線）と第２支軸の中心線（ロック部材の旋回中心線）とがなす角度は、例えば９０°とすることができる。

【0012】

本発明に係る研削盤用ワーク支持装置によれば、上記のとおり、シューホルダの交換作業時間を短縮することができるので、このワーク支持装置を備えた研削盤は、設備稼働率に優れたものとなる。

【発明の効果】

【0013】

以上に示すように、本発明に係る研削盤用ワーク支持装置によれば、研削対象のワークの外周面を支持するシューを保持したシューホルダの交換作業時間を短縮することができるので、研削盤の稼働率向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】（ａ）図は、本発明の実施形態に係るワーク支持装置を装着した研削盤による内周研削の実施態様を説明するための概略平面図、（ｂ）図は、（ａ）図のＡ－Ａ線矢視断面図である。

【図2】（ａ）図は、本発明の実施形態に係るワーク支持装置を装着した研削盤による外周研削の実施態様を説明するための概略平面図、（ｂ）図は、（ａ）図のＡ－Ａ線矢視断面図である。

【図3】図１（ｂ）に示すワーク支持装置の分解図である。

【図4】本発明の実施形態に係るワーク支持装置の斜視図であって、クランパが挟持姿勢をとった状態を示す図である。

【図5】図４の透視図である。

【図6】本発明の実施形態に係るワーク支持装置の斜視図であって、クランパが非挟持姿勢をとった状態を示す図である。

【図7】図６の透視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

【0016】

本発明の実施形態に係る研削盤用ワーク支持装置（以下、単に「ワーク支持装置」と言う）は、断面円環状をなすワークの周面に研削加工を施す研削盤に装着され、研削対象のワークの外周面を支持（接触支持）する。本実施形態のワーク支持装置は、ワークの内周面を研削する内周研削を実施する際、及びワークの外周面を研削する外周研削を実施する際の何れにおいても使用可能である。断面円環状のワークとしては、例えば転がり軸受の軌道輪（となる円環状の基材）を挙げることができる。以下、研削盤による内周研削の実施態様を概念的に示す図１（ａ）（ｂ）、さらには研削盤による外周研削の実施態様を概念的に示す図２（ａ）（ｂ）に基づき、本実施形態のワーク支持装置を装着した研削盤１の概要を説明する。

【0017】

内周研削を実施するために使用される図１（ａ）（ｂ）に示す研削盤１は、回転駆動源の出力軸３に取り付けられ、ワークＷの軸方向（図１（ｂ）の紙面上下方向）及び径方向（図１（ｂ）の紙面左右方向）に移動可能な研削砥石２と、ワークＷの外周面を支持するワーク支持装置４と、ワークＷを下方側から支持しつつその中心軸回りに回転駆動させるワーク回転機構５とを備える。この研削盤１は、ワーク回転機構５によって回転駆動されているワークＷの内周面Ｗａに、ワークＷの回転方向とは反対方向に回転駆動されている研削砥石２の外周研削面２ａを押し当てることにより、ワークＷの内周面Ｗａを所定の形状・精度に研削する。

【0018】

研削盤１で実施される内周研削加工は、ワークＷに対して偏心した位置で回転する研削砥石２の外周研削面２ａをワークＷの内周面Ｗａの周方向一部領域に押し当てるようにして行われる。このため、研削加工の実行中、ワークＷには、ワークＷをその径方向に移動させるような応力が作用する。ワーク支持装置４は、研削加工中のワークＷに作用する上記応力（及び研削砥石２の回転力）によってワークＷに意図せぬ移動が生じないように、ワークＷの外周面Ｗｂを接触支持する。

【0019】

ワーク支持装置４は、ワークＷの径方向外側に配置されるシュー６を固定的に保持したシューホルダ７と、平面視略矩形状をなす板状部材からなり、シューホルダ７が分離可能に取り付けられた基板８とを備え、ワークＷの外周面Ｗｂは、シューホルダ７に保持されたシュ―６によって接触支持される。シューホルダ７は、ワークＷの周方向に間隔を空けて配置された複数（ここでは２つ）のシュー６を保持しており、２つのシュー６は、周方向の位相を９０°異ならせるように設けられている。

【0020】

次に、外周研削を実施する図２（ａ）（ｂ）に示す研削盤１は、研削加工の実施時における研削砥石２の配置位置のみが、内周研削を実施するために使用される図１（ａ）（ｂ）に示す研削盤１と異なり、構成部品・部材自体は図１（ａ）（ｂ）に示す研削盤１と同一である。すなわち、研削砥石２は、ワークＷの径方向外側に配置され、回転中の外周研削面２ａをワークＷの外周面Ｗｂの周方向一部領域に押し当てることにより、ワークＷの外周面Ｗｂを所定の形状・精度に仕上げる。

【0021】

以下、上記のワーク支持装置４で採用している特徴的構成について、図３～図７も参照しながら詳細に説明する。ワーク支持装置４は、前述したワーク回転機構５、シュー６（を保持したシューホルダ７）及び基板８に加え、シューホルダ７を基板８に対して取り付けるためのクランパ９及びロック部材１２を備える。

【0022】

図１及び図２に示すように、シューホルダ７は、平面視略Ｌ字状をなす板状部材からなる台座７ａと、それぞれがシュー６を固定的に保持した計２つのシュー保持部７ｂとを備え、シュー保持部７ｂはボルト止め等の適宜の手段で台座７ａに固定されている。図３に示すように、シューホルダ７（の台座７ａ）には複数のピン挿入孔７ｃが設けられており、各ピン挿入孔７ｃには、基板８に突設された位置決めピン８ａが挿入可能となっている。これにより、シューベース７は、基板８に対する相対的な位置合わせが行われた状態で基板８に取り付け固定される。なお、図示は省略するが、これとは逆に、位置決めピンをシューベース７に設けると共に、ピン挿入孔を基板８に設けるようにしても構わない。

【0023】

図６及び図７に示す様に、基板８には、その外周輪郭線の一辺に沿って水平姿勢で配置される支軸１０を支持するための支軸ホルダ１１が間隔を空けて２つ取り付けられている。支軸ホルダ１１に支持された支軸１０には、板状部材からなるクランパ９の一端が取り付けられている。これにより、クランパ９は、支軸１０の中心軸（第１支軸Ｘ１）回りに旋回可能である。クランパ９は、第１支軸Ｘ１回りに旋回することにより、基板８との間にシューホルダ７を挟持可能な挟持姿勢（図４及び図５参照）と、基板８との間にシューホルダ７を挟持しない非挟持姿勢（図６及び図７参照）とをとることが可能となっている。本実施形態における上記の「挟持姿勢」及び「非挟持姿勢」は、それぞれ、クランパ９が基板８と平行に配置される水平姿勢、及びクランパ９が基板８に対して角度をなした傾斜姿勢、とも言える。

【0024】

本実施形態のクランパ９は、平面視略Ｌ字状の板状部材からなり、挟持姿勢をとったときにシューホルダ７よりも基板８の外縁側に配置されるベース部９ａと、挟持姿勢をとったときに基板８との間にシューホルダ７を挟持する複数のクランプ部９ｂと、クランパ９を操作する（旋回動作させる）ときに作業者が把持可能な把手部９ｃとを備える。ここでは、複数のクランプ部９ｂを、ベース部９ａの長手方向（図４中に矢印Ｍで示す、基板８の外周輪郭線に沿う方向。以下、「長手方向」という場合も同様。）に沿って間隔を空けて配置しており、より具体的には、シューホルダ７の長手方向の一端部、他端部及び中間部の計３箇所を基板８との間で挟持するようにクランプ部９ｂを設けている。

【0025】

図６及び図７に示すように、クランプ部９ｂのうち、クランパ９が挟持姿勢をとったとき（であって、かつ後述するロック部材１２がロック姿勢をとったとき）にシューホルダ７と対向する対向面９ｄには、シューホルダ７との間で弾性的に圧縮変形する弾性部９ｄを設けている。弾性部９ｄは、コイルばねや板ばね等のばね部材、あるいはゴム製の弾性部材などで構成することができる。

【0026】

基板３に設けられたロック部材１２は、特に図５及び図７に示すように、ボルト部１２ａと、ボルト部１２ａの頭部とは反対側の端部に取り付けられ、水平姿勢で配置された軸状又は筒状の支持部１２ｂとからなり、第２支軸Ｘ２としての支持部１２ｂの中心軸回りに旋回（回転）可能となっている。ロック部材１２の旋回量（旋回範囲）は、ボルト部１２ａの軸部が基板８に設けた長孔８ｂに挿入され、ボルト部１２ａの頭部が基板８の表面側に配置されると共に、支持部１２ｂが基板８の裏面側に配置されることによって制限されている。図示例では、ボルト部１２ａの中心軸が鉛直方向に沿った鉛直姿勢及び鉛直方向に対して所定角度（例えば４５°程度）傾斜した傾斜姿勢をとることができる範囲でロック部材１２が第２支軸Ｘ２回りに旋回可能となっている。ロック部材１２の旋回中心となる第２支軸Ｘ２は、クランパ９の旋回中心となる第１支軸Ｘ１に対して直交する水平方向に延びている。従って、ロック部材１２は、第１支軸Ｘ１と平行な鉛直面内でボルト部１２ａの姿勢を変化させるように旋回する。

【0027】

クランパ９のベース部９ａのうち、クランパ９の旋回中心となる第１支軸Ｘ１から最も離れた側の端部には、クランパ９が挟持姿勢をとったときに、基板８に設けた長孔８ｂと上下で重なるように切欠き９ｆが設けられており、切欠き９ｆと長孔８ｂとが上下に重ねて配置された状態でロック部材１２を構成するボルト部１２ａが鉛直姿勢をとると、ボルト部１２ａの軸部が切欠き９ｆに嵌合される。このように、ボルト部１２ａの軸部が切欠き９ｆに嵌合されると、ボルト部１２ａの頭部がクランパ９の旋回方向でクランパ９（のベース部９ａ）と係合するので、クランパ９の第１支軸Ｘ１回りの旋回動作が規制される。従って、ロック部材１２のボルト部１２ａが鉛直姿勢をとることは、「ロック部材がロック姿勢をとる」ことに相当する。

【0028】

一方、図６及び図７に示すように、ロック部材１２が第２支軸Ｘ２回りに旋回することによってボルト部１２ａがクランパ９の切欠き９ｆから離脱した傾斜姿勢になると、ロック部材１２（を構成するボルト部１２ａの頭部）とクランパ９のクランパ旋回方向における係合状態が解消されるので、クランパ９の第１支軸Ｘ１回りの旋回動作が許容される。従って、ロック部材１２のボルト部１２ａが傾斜姿勢をとることは、「ロック部材がロック解除姿勢をとる」ことに相当する。

【0029】

以上の構成を有する本実施形態のワーク支持装置４によれば、平置き姿勢（水平姿勢）で配置されるワークＷの内周面Ｗａを研削する際（図１参照）、あるいはワークＷの外周面Ｗｂを研削する際（図２参照）には、基板８に設けたクランパ９を挟持姿勢（水平姿勢）にすると共にロック部材１２を旋回規制姿勢（鉛直姿勢）にすることにより、シューホルダ７を基板８に対して固定することができる（図４及び図５参照）。その一方、研削対象のワークＷ変更等に伴ってシューホルダ７（に保持されたシュー６）を交換する必要が生じた際には、まず、旋回規制姿勢をとっているロック部材１２を第２支軸Ｘ２回りに旋回させることで旋回許容姿勢（傾斜姿勢）とし、その後、挟持姿勢をとっているクランパ９を第１支軸Ｘ１回りに回転させることで非挟持姿勢とすれば、シューホルダ７を基板８に対して固定していた挟持力が解放されるので、シューホルダ７を基板８から分離させることができる。シューホルダ７の交換後には、上記とは逆に、非挟持姿勢をとっているクランパ９を第１支軸Ｘ１回りに旋回させて挟持姿勢とした後、旋回許容姿勢をとっているロック部材１２を第２支軸Ｘ２回りに旋回させて旋回規制姿勢とすれば、基板８に対するシューベース７の固定が完了する。

【0030】

要するに、本実施形態のワーク支持装置４においては、従来（特許文献１）の支持装置でシューベースの交換時に実施されていた複数本のボルトの脱着作業が、クランパ９及びロック部材１２をそれぞれの支軸回りに旋回させるという簡単で迅速に実施可能な作業に置換される。これにより、シューベース７（シュー６）の交換に要する時間を大幅に短縮することができ、研削盤１の稼働率向上に寄与することができる。

【0031】

また、本実施形態のワーク支持装置４において、クランパ９には、これが挟持姿勢をとったとき（であって、かつロック部材１２がロック姿勢をとったとき）に、シューホルダ７との間で弾性的に圧縮変形する弾性部９ｅを設けている。このようにすれば、シューホルダ７を基板８とクランパ９とで挟持するのに伴ってシューホルダ７や基板８にクランパ９から付与される加圧力が過大になるのを可及的に防止し、シューホルダ７を適正な挟持力で挟持することができる。

【0032】

以上、本発明の一実施形態に係る研削盤用ワーク支持装置４について説明したが、本発明の実施の形態はこれに限定されない。

【0033】

例えば、以上で説明したワーク支持装置４では、クランパ９の旋回動作を規制するためのロック部材１２を１つだけ設けているが、研削盤１（に設けられるシューホルダ７）のサイズが大きくなる場合、ロック部材１２は複数設けても構わない。ロック部材１２を複数設けた場合でも、個々のロック部材１２の操作はボルトの締結作業よりも遥かに簡便に行い得るので、シューホルダ７（に保持されたシュー６）の交換作業を迅速に行うことができる。但し、ロック部材１２を複数設ける場合でも、１つのロック部材１２は、上述した実施形態と同様に、クランパ９のうち第１支軸Ｘ１が設けられた側とは反対側の端部でクランパ９と係合させるのが好ましい。これにより、クランパ９の全域で所定の挟持力を発生させることができるので、研削加工中にシューホルダ７が位置ズレ等するのを防止する上で有利となる。

【0034】

また、以上で説明したワーク支持装置４では、ロック部材１２の旋回中心となる第２支軸Ｘ２を、クランパ９の旋回中心となる第１支軸Ｘ１に対して直交する水平方向に沿って配置したが、クランパ９の旋回動作の規制／許容の切り替えを容易にかつ適正に行い得る限りにおいて第２支軸Ｘ２の配置態様は任意に選択することができる。例えば、図示は省略するが、第２支軸Ｘ２は、第１支軸Ｘ１と平行に配置しても良い。この場合、ロック部材１２は、第１支軸Ｘ１に対して直交する鉛直面内でボルト部１２ａの姿勢を変化させるように旋回する。

【0035】

また、以上で説明したワーク支持装置４は、ワークＷを平置き姿勢（水平姿勢）で支持するものとしたが、本発明に係るワーク支持装置４は、ワークＷを縦置き姿勢（垂直姿勢）で支持する際に使用することもできる。この場合、ワーク回転機構５の回転軸は水平姿勢となり、基板８及び基板８に付随する部材（シューベース７等）は平置き姿勢から縦置き姿勢となる。またこのとき、基板８及び基板８に付随する部材は、クランパ９のベース部７ａの長手方向が下側となるように配置する。

【符号の説明】

【0036】

１ 研削盤
２ 研削砥石
２ａ 外周研削面
４ ワーク支持装置
６ シュー
７ シューホルダ
８ 基板
９ クランパ
９ｅ 弾性部
１０ 支軸（第１支軸）
１２ ロック部材
Ｘ１ 第１支軸
Ｘ２ 第２支軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】