JP4772299B2 - 平面研削盤の左右テーブル送り機構 - Google Patents

Description

本発明は、研削対象物の平面研削を行うために使用する平面研削盤の左右テーブル送り機構に関する。

従来、研削対象物の平面研削は、図５に示すように、研削対象物を載置して固定し左右方向に移動可能なテーブル９０と、このテーブル９０の上方に昇降可能に配置され研削対象物の表面を研削する砥石９１とを有する平面研削盤９２を使用して行っている。
このような平面研削盤の多くは、テーブルの送りを手動及び自動で行うことが可能な機能を備え、手動運転及び自動運転のいずれの操作も可能な構成となっており、この自動運転を行なうための手段として、油圧シリンダー（方式）が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

実公平５−８０３３号公報

しかしながら、前記した油圧シリンダーを使用した平面研削盤は、油圧シリンダーを駆動させて自動運転を行った場合、作動油の温度上昇により、油圧シリンダーが取付けられ、テーブルを移動可能に載置しているサドルを変形させ、更にテーブルも変形させるため、研削対象物の寸法精度に悪影響を与えていた。なお、平面研削盤を手動操作する場合は、油圧シリンダーを駆動させず作動油を使用しないため、上記したサドル及びテーブルの変形は発生しない。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、研削対象物に対して高精度な研削を実施できると共に、研削の能率向上も図ることが可能な平面研削盤の左右テーブル送り機構を提供することを目的とする。

前記目的に沿う請求項１記載の平面研削盤の左右テーブル送り機構は、研削対象物を載置し固定するテーブルと、該テーブルを移動可能に載置する固定台と、前記テーブルの移動方向に渡って取付けられた移動補助部材と、該移動補助部材が取付けられ前記固定台に回転可能に支持されたドラムとを有し、前記ドラムを回転操作し、前記テーブルを前記移動補助部材を介して移動させる平面研削盤の左右テーブル送り機構において、
前記ドラム内には内歯車が形成されて、前記固定台に設けられ前記ドラムを手動で回転操作するハンドルを前方向に押すことによって前記内歯車に噛合し、前記ハンドルを後方向に引くことによって前記内歯車との噛合を解く手動運転用ピニオンを前記ハンドルの先端部に備えていると共に、サーボモータの回転軸に取付けられて前記内歯車に噛合する自動運転用ピニオンを備え、しかも、該自動運転用ピニオンを時計回り及び反時計回りに回転させることで、前記テーブルを左右に往復移動させる自動運転が行われ、
更に、前記固定台には、前記ハンドルを後方に引いた状態で該ハンドルの回転を停止するためのストッパー部材と、該ストッパー部材の位置を検知するセンサとが設けられ、
使用にあっては、前記ハンドルから前記ストッパー部材を外した場合、前記センサの検知によって前記サーボモータの回転軸をフリーとして前記ハンドル操作による手動運転が可能になり、前記ハンドルの回転を前記ストッパー部材で停止した場合、前記センサの検知によって前記サーボモータによる自動運転が可能になる。
請求項１記載の平面研削盤の左右テーブル送り機構において、サーボモータとしては、例えば、電気式サーボモータであるパルスモータ、交流サーボモータ、又は直流サーボモータを使用できる。
また、制御部としては、例えば、コンピュータ又は計算機を使用できる。

この平面研削盤の左右テーブル送り機構において、センサとしては、例えば、ストッパー部材の存在を非接触で検出する近接センサ、又はストッパー部材に接触してストッパー部材の位置を検出するセンサを使用できる。

請求項２記載の平面研削盤の左右テーブル送り機構は、請求項１記載の平面研削盤の左右テーブル送り機構において、前記移動補助部材はワイヤ及びベルトのいずれか一方であり、前記ドラムに巻回されている。

請求項１、２記載の平面研削盤の左右テーブル送り機構は、テーブルの自動運転をサーボモータで行い、従来のように、油圧シリンダーを使わないため、自動運転時の作動油の温度上昇による研削対象物の寸法精度への悪影響がなく、研削対象物を高精度で研削でき、しかもその研削面もきれいにできる。
また、平面研削盤は、手動運転での操作性及び寸法精度を損なうことなく、自動運転も可能となるので、従来使用されている手動運転用の平面研削盤よりも、研削の能率向上が図れ作業性が良好になる。

そして、ストッパー部材及びセンサにより、自動運転と手動運転の切替え操作を行うので、簡単な構成で安全機能が備えられ、しかも自動運転と手動運転の切替え操作も容易な平面研削盤を提供できる。

請求項２記載の平面研削盤の左右テーブル送り機構は、移動補助部材として、ワイヤ及びベルトのいずれか一方を使用するので、装置構成を簡単にでき、メンテナンスも容易になる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る平面研削盤の左右テーブル送り機構の説明図、図２、図３は同平面研削盤の左右テーブル送り機構を使用した平面研削盤の部分平断面図、図４は同平面研削盤の部分正断面図である。

図１〜図４に示すように、本発明の一実施の形態に係る平面研削盤の左右テーブル送り機構１０は、研削対象物（図示しない）を載置し固定するテーブル（左右テーブルともいう）１１と、テーブル１１を移動可能に載置するサドル（固定台の一例）１２と、テーブル１１の左右への移動方向に渡って取付けられたワイヤ（移動補助部材の一例）１３と、ワイヤ１３が巻回されサドル１２に回転可能に支持されたドラム１４と、ドラム１４を手動で回転操作するハンドル１５と、ドラム１４を自動で回転操作する自動駆動手段１６を有している。以下、詳しく説明する。

図２〜図４に示すように、テーブル１１を載置するサドル１２の上部には、断面Ｖ字状の溝１７、１８が形成された２本のＶ形スライドウェイ１９、２０が、テーブル１１の前後方向両側部に、テーブル１１の移動方向に渡って実質的に平行に設けられている。この各溝１７、１８内には、ボールリテーナー２０ａ内に組み込まれた複数の鋼製のボール（以下、鋼球ともいう）２１が回転し、テーブル１１が左右に移動できるようにガイドされている。

図１に示すように、サドル１２に載置されるテーブル１１の下部には、サドル１２の各Ｖ形スライドウェイ１９、２０にそれぞれ対応する位置に、断面逆Ｖ字状の溝２２が形成された１本のＶ形スライドウェイ２３と、溝が形成されていない１本の平形スライドウェイ２４とが、テーブル１１の移動方向に渡って実質的に平行に設けられている。
これにより、Ｖ形スライドウェイ１９とＶ形スライドウェイ２３、及びＶ形スライドウェイ２０と平形スライドウェイ２４の間で、複数のボール２１を組み込んだボールリテーナー２０ａを滑らせて、サドル１２に対しテーブル１１をスムーズに移動させることができる。

このテーブル１１上には、研削対象物を、例えば磁力で固定可能なチャック２５が設けられ、テーブル１１の移動方向の両側面２６、２７に、例えば、鋼線を複数本よって製造されたワイヤ１３の両端部がそれぞれ取付け可能な固定部２８、２９が設けられている。なお、ワイヤ１３の配置位置は、テーブル１１の下部に設けられたＶ形スライドウェイ２３と平形スライドウェイ２４との間（テーブル１１の前後方向中央部）であり、Ｖ形スライドウェイ２３及び平形スライドウェイ２４と実質的に平行に設けられている。

図１〜図４に示すように、このワイヤ１３は、テーブル１１に取付けられた一方側（本実施の形態では左側）の固定部２８から他方側（本実施の形態では右側）の固定部２９に取付けられる途中で、前後方向に軸心を向けてサドル１２にベアリング３０によって回転可能に支持されたドラム１４に複数回、巻回されている。
ドラム１４の前側には、その内周壁に複数の歯が形成された内歯車（インターナルギアともいう）３１が設けられている。この内歯車３１内には、内歯車３１と係合可能な手動運転用ピニオン３２と自動運転用ピニオン３３が回転可能に配置されている。

図１〜図３に示すように、この手動運転用ピニオン３２は、把持部３４と手動運転用回転軸３５とで構成されるハンドル１５の先端部、即ち手動運転用回転軸３５の先端部に取付けられている。これにより、作業者（図示しない）が把持部３４を握ってハンドル１５を回転操作することで手動運転用ピニオン３２を回転させ、この手動運転用ピニオン３２に係合する内歯車３１を動かしてドラム１４を手動で回転操作できる。
このハンドル１５の手動運転用回転軸３５は、ベアリング３６によりサドル１２に対して回転可能に設けられ、その基側がサドル１２の外部に突出した状態で設けられ、サドル１２に対して前後方向に押し引き可能となっている。これにより、作業者が把持部３４を握って、ハンドル１５をサドル１２に対して前後方向に押し引きすることで、内歯車３１に対する手動運転用ピニオン３２の係合及び取外しを行うことが可能になっている。

また、図２〜図４に示すように、サドル１２の前側面３７であって、ハンドル１５の把持部３４とサドル１２との間には、ハンドル１５の回転を停止するためのストッパー部材３８が設けられている。このストッパー部材３８は、実質的にＬ字状となっており、サドル１２に対して、例えば０度以上１８０度以下の範囲で回動可能に取付けられ、ハンドル１５の使用停止時には逆Ｌ字状（図４の実線）に、使用時にはＬ字状（図４の二点鎖線）に配置される。

ここで、ストッパー部材３８を使用してハンドル１５の使用を停止する場合、ハンドル１５を引いた後に、操作部３９によってストッパー部材３８を時計回りに回動させ、図３に示すサドル１２とハンドル１５の把持部３４との間に形成される隙間４０に、ストッパー部材３８を配置する。このとき、ストッパー部材３８が手動運転用回転軸３５に形成された凹部（図示しない）に嵌め込まれ、ハンドル１５の回転が停止される。一方、ハンドル１５の使用時は、図２に示すように、操作部３９によってストッパー部材３８を反時計回りに回動させ、隙間４０からストッパー部材３８を外してハンドル１５を押し込む。

図４に示すように、サドル１２の前側面３７であって、ストッパー部材３８がハンドル１５の回転を停止する状態、即ち逆Ｌ字状となったときに、ストッパー部材３８の下端面４１と僅少の隙間が形成される位置には、近接センサ（センサの一例）４２が取付けられている。
これにより、図３、図４に示すように、ハンドル１５の把持部３４とサドル１２との間に形成される隙間４０にストッパー部材３８を配置した場合、ストッパー部材３８の下端面４１を近接センサ４２が検知し、ハンドル１５の回転がストッパー部材３８によって停止されていることが分かる。一方、図２、図４に示すように、隙間４０からストッパー部材３８を取外した場合、ストッパー部材３８の下端面４１の不存在を近接センサ４２が検知し、ハンドル１５を回転可能なことが分かる。
なお、近接センサ４２の検知した情報は、図示しないコンピュータ（制御部の一例）へ送信される。

図１〜図４に示すように、内歯車３１内に配置された自動運転用ピニオン３３は、サーボモータ４３の回転軸４４の先部に取付けられている。このサーボモータ４３の回転軸４４の例えば、回転方向又は回転スピードの制御は、サーボモータ４３から出力された回転角度の情報が入力される前記したコンピュータによって行われる。これにより、自動運転用ピニオン３３を回転させて、この自動運転用ピニオン３３に係合する内歯車３１を動かしドラム１４を自動で回転操作できる。

なお、サーボモータ４３は、近接センサ４２の検知した情報を入力したコンピュータにより、その駆動が制御されており、ハンドル１５からストッパー部材３８を外した場合は自動運転が停止されて手動運転が可能になり、またハンドル１５の回転をストッパー部材３８で停止した場合は自動運転が可能になる。この手動運転時においては、サーボモータ４３の回転軸４４がフリー状態になるため、内歯車３１内に配置された自動運転用ピニオン３３を外すことなく、ハンドル１５によりドラム１４を回転できる。
前記した自動運転用ピニオン３３、サーボモータ４３、及び回転軸４４が、自動駆動手段１６を構成している。

この自動駆動手段１６は、予め製造され手動運転のみを行うことが可能な平面研削盤に設けること、又は新たに製造する平面研削盤に設けることが可能である。
ここで、予め製造され手動運転のみを行うことが可能な平面研削盤に自動駆動手段を設けるとは、例えば、従来使用している手動運転用の平面研削盤を改造して、手動運転及び自動運転を可能にすることを意味する。これにより、新たに平面研削盤を購入する必要がなく経済的である。
また、新たに製造する平面研削盤に自動駆動手段を設けるとは、例えば、従来の手動運転用の平面研削盤の製造過程において、自動駆動手段の取付け工程を設け、手動運転及び自動運転が可能な平面研削盤を製造することを意味する。これにより、全てを新しい製造ラインにすることなく平面研削盤を製造でき、設備コストの低減を図ることができる。
なお、テーブル１１の上下方向の送り及び前後方向の送りも、サーボモータを使用して、コンピュータを介して一括で制御することが好ましい。

続いて、本発明の一実施の形態に係る平面研削盤の左右テーブル機構１０を使用した平面研削盤の使用方法について、図１〜図４を参照しながら説明する。
まず、研削対象物をテーブル１１上に載置されたチャック２５上に設置し固定する。
次に、例えば、研削対象物の研削面側全体の凹凸がなくなるまで、即ち略平面状態になるまで、自動運転により研削対象物の平面研削を行う。以下、平面研削盤の自動運転について説明する。

図３に示すように、作業者が把持部３４を握ってハンドル１５をテーブル１１の前側に引っ張り、内歯車３１から手動運転用ピニオン３２を引き抜く。そして、図４に示すように、操作部３９によってストッパー部材３８を時計回りに回動させ、ハンドル１５の把持部３４とサドル１２との間に形成される隙間４０にストッパー部材３８を移動させ、このストッパー部材３８を手動運転用回転軸３５の凹部に嵌め込み、ハンドル１５の回転を防止する。このとき、近接センサ４２の検知領域内にストッパー部材３８が侵入し、ストッパー部材３８の存在が検知され、この情報がコンピュータに送信されて、自動運転が可能な状態になる。

コンピュータによってサーボモータ４３を駆動し、その回転軸４４の回転方向及び回転速度を制御する。この制御は、コンピュータの制御に基づく設定値である回転軸４４の回転角度と、実際値である回転軸４４の回転角度とのずれを検知しながら、コンピュータによって行われる。
なお、研削対象物の研削は、自動運転用ピニオン３３を時計回り及び反時計回りにそれぞれ所定回数回転させることで行われる。

ここで、自動運転用ピニオン３３を時計回りに回転させた場合、ドラム１４も時計回りに回転し、一方側（左側）のワイヤ１３がドラム１４に巻き取られると共に、ドラム１４に巻き取られていたワイヤ１３が他方側（右側）に巻き戻され、テーブル１１を他方側（右側）へ移動させることができる。一方、自動運転用ピニオン３３を反時計回りに回転させた場合、ドラム１４も反時計回りに回転し、他方側（右側）のワイヤ１３がドラム１４に巻き取られると共に、ドラム１４に巻き取られていたワイヤ１３が一方側（左側）に巻き戻され、テーブル１１を一方側（左側）へ移動させることができる。
上記した操作を繰り返し行うことで、テーブル１１を左右方向へ往復移動させ、研削対象物の平面研削を目的の状態まで行う。

自動運転による研削が終了した後、自動運転で行った研削面に対して、引き続き手動運転により研削を施す。以下、平面研削盤の手動運転について説明する。
作業者が、操作部３９によってストッパー部材３８を反時計回りに回動させ、ハンドル１５の回転を防止していたストッパー部材３８を、手動運転用回転軸３５の凹部から取外し、ハンドル１５を回転可能な状態にする。このとき、近接センサ４２の検知領域から、ストッパー部材３８の存在が検知できなくなるため、この情報がコンピュータに送信されて、自動運転が停止状態になる。

次に、図２に示すように、ハンドル１５をサドル１２内に押し込み、内歯車３１に手動運転用ピニオン３２が係合するように嵌め込む。そして、ハンドル１５を必要に応じて、回転又は所定角度だけ回動させることで、手動運転用ピニオン３２を介してドラム１４を回転させ、ワイヤ１３を介してテーブル１１を左右方向に移動させ、研削対象物の仕上げ加工を行う。
このように、平面研削盤は、手動運転と自動運転の切替え操作を可能にしている。

以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の平面研削盤の左右テーブル送り機構を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、平面研削盤の左右テーブル送り機構を、テーブルの移動が、ワイヤからなる移動補助部材を介して行われるワイヤ駆動方式の平面研削盤に適用した場合について説明したが、ベルトからなる移動補助部材を介して行われるベルト駆動方式の平面研削盤に適用してもよい。

本発明の一実施の形態に係る平面研削盤の左右テーブル送り機構の説明図である。 同平面研削盤の左右テーブル送り機構を使用した平面研削盤の部分平断面図である。 同平面研削盤の左右テーブル送り機構を使用した平面研削盤の部分平断面図である。 同平面研削盤の部分正断面図である。 従来例に係る平面研削盤の正面図である。

１０：平面研削盤の左右テーブル送り機構、１１：テーブル、１２：サドル（固定台)、１３：ワイヤ（移動補助部材)、１４：ドラム、１５：ハンドル、１６：自動駆動手段、１７、１８：溝、１９、２０：Ｖ形スライドウェイ、２０ａ：ボールリテーナー、２１：ボール、２２：溝、２３：Ｖ形スライドウェイ、２４：平形スライドウェイ、２５：チャック、２６、２７：側面、２８、２９：固定部、３０：ベアリング、３１：内歯車、３２：手動運転用ピニオン、３３：自動運転用ピニオン、３４：把持部、３５：手動運転用回転軸、３６：ベアリング、３７：前側面、３８：ストッパー部材、３９：操作部、４０：隙間、４１：下端面、４２：近接センサ（センサ)、４３：サーボモータ、４４：回転軸

Claims (2)

1. 研削対象物を載置し固定するテーブルと、該テーブルを移動可能に載置する固定台と、前記テーブルの移動方向に渡って取付けられた移動補助部材と、該移動補助部材が取付けられ前記固定台に回転可能に支持されたドラムとを有し、前記ドラムを回転操作し、前記テーブルを前記移動補助部材を介して移動させる平面研削盤の左右テーブル送り機構において、
   前記ドラム内には内歯車が形成されて、前記固定台に設けられ前記ドラムを手動で回転操作するハンドルを前方向に押すことによって前記内歯車に噛合し、前記ハンドルを後方向に引くことによって前記内歯車との噛合を解く手動運転用ピニオンを前記ハンドルの先端部に備えていると共に、サーボモータの回転軸に取付けられて前記内歯車に噛合する自動運転用ピニオンを備え、しかも、該自動運転用ピニオンを時計回り及び反時計回りに回転させることで、前記テーブルを左右に往復移動させる自動運転が行われ、
   更に、前記固定台には、前記ハンドルを後方に引いた状態で該ハンドルの回転を停止するためのストッパー部材と、該ストッパー部材の位置を検知するセンサとが設けられ、
   使用にあっては、前記ハンドルから前記ストッパー部材を外した場合、前記センサの検知によって前記サーボモータの回転軸をフリーとして前記ハンドル操作による手動運転が可能になり、前記ハンドルの回転を前記ストッパー部材で停止した場合、前記センサの検知によって前記サーボモータによる自動運転が可能になることを特徴とする平面研削盤の左右テーブル送り機構。
2. 請求項１記載の平面研削盤の左右テーブル送り機構において、前記移動補助部材はワイヤ及びベルトのいずれか一方であり、前記ドラムに巻回されていることを特徴とする平面研削盤の左右テーブル送り機構。

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