JP2004106097A - 工作機械における工具台の自動後退装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スペースを取らない簡単な構成で工具台の自動後退を可能とする。
【解決手段】砥石台３をネジ送りするナット５の周囲にピストン部１５を、砥石台３の装着部１０にシリンダ室１１を夫々形成し、ポンプ２５から第１、第２油室１６，１７に供給される作動油によって、砥石台３をナット５に対して前後移動可能とする一方、シリンダ室１１への油圧供給路２１，２２に、通電状態でポンプ２５を砥石台３の前進側に切替可能な電磁弁２３を設け、電磁弁２３とポンプ２５との間に、電磁弁２３の通電状態で蓄圧されるアキュムレータ２７を配して、電磁弁２３の非通電状態では、アキュムレータ２７からの油圧を第２油室１７に供給し、砥石台３を後退させるようにした。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具台をネジ送り制御によって前後移動させるＮＣ研削盤等の工作機械において、停電等による不慮の電源ＯＦＦ時に工具台を自動的に後退させる工具台の自動後退装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＮＣ研削盤においては、工具台としての砥石台に、ボールネジ機構のナットを装着し、ナットに螺合するネジ軸をモータによって回転駆動させて、砥石台をネジ軸に沿ってネジ送り制御し、砥石台に設けた砥石の回転によってワークの研削加工を行う。
この場合、停電や異常停止等によって電源がＯＦＦすると、砥石台はその位置で停止し、砥石は惰性回転した後停止する。よって、砥石がワークに食い込み、砥石やワークを損傷させるおそれがある。
そこで、ネジ軸と直交状に噛合する軸体を設け、その軸体を動作させる油圧シリンダ等のアクチュエータを電磁弁の切替動作で制御し、停電や異常停止の際には、電磁弁の切替によって軸体をネジ軸の後退方向へ回転させて、砥石台を自動的に後退させる技術が採用されている（例えば特許文献１，２等）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２０６０６５号公報
【特許文献２】
登録実用新案第２５２１６０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、新たに軸体を設けると、その分部品点数が多くなって組付けの手間やコストが掛かる。特に、軸体はネジ軸に対して直交状に設けられているため、軸体やアクチュエータを設けるためのスペースが余分に必要となり、全体の大型化や複雑化に繋がる。
【０００５】
そこで、請求項１及び２に記載の発明は、スペースを取らない簡単な構成で、停電や異常停止による電源ＯＦＦ時の工具台の自動的な後退を可能とする工作機械における工具台の自動後退装置を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の第１発明は、ナットの周囲にピストン部を、工具台におけるナットの装着部に、ピストン部が摺動可能なシリンダ室を夫々形成し、工具台をナットに対して前後移動可能に設けて、工具台の前進及び後退を駆動源からシリンダ室に供給される作動流体によって可能とする一方、シリンダ室への作動流体の供給路に、通電状態で駆動源を工具台の前進側に、非通電状態で駆動源を工具台の後退側に夫々切替可能な電磁弁を設け、駆動源側の供給路で電磁弁と駆動源との間に、電磁弁の通電状態で蓄圧されるアキュムレータを配して、電磁弁の非通電状態では、アキュムレータからの流体圧をシリンダ室に供給し、工具台をナットに対して後退させるようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の第２発明は、ナットの周囲にピストン部を、工具台におけるナットの装着部に、ピストン部が摺動可能なシリンダ室を夫々形成し、工具台をナットに対して前後移動可能に設けて、工具台の前進を駆動源からシリンダ室に供給される作動流体によって可能とする一方、シリンダ室への作動流体の供給路に、通電状態で駆動源を工具台の前進側に接続し、非通電状態で当該接続を遮断する電磁弁を設け、工具台とナットとの間に、作動流体の流体圧よりも弱い力で工具台をナットに対して後退させる付勢手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
《形態１》
図１は、工作機械の一例であるＮＣ研削盤の全体説明図で、ＮＣ研削盤１は、図示しないベッド上に倒コ字状の支持台２を設置し、その支持台２の間に、工具台としての砥石台３が前後（図１の左右方向、左側が前）へ移動可能に載置されている。この砥石台３の下方には、ボールネジ機構４のナット５が装着され、ナット５に螺合するネジ軸６は、支持台２の後板７に連結されて、後板７に設けたモータ８によるネジ軸６の回転駆動で、ナット５が軸方向の前後へネジ送り制御されるようになっている。９は砥石台３の前端に設けられた円盤状の砥石である。
【０００９】
ここでは、砥石台３におけるナット５の装着部１０に、自動後退装置が設けられる。まず、装着部１０の後方は、ナット５の外径よりも大径のシリンダ室１１に形成されており、そのシリンダ室１１の開口側は、ナット５に貫通されるスリーブ１２によって閉塞されている。このスリーブ１２は、前端に周設したフランジ１３が、装着部１０の後面に複数のボルト１４で固着されるものである。また、スリーブ１２の前方でナット５の周囲には、スリーブ１２と同径のピストン部１５が形成されて、シリンダ室１１内を、前側の第１油室１６と後側の第２油室１７とに区画している。
【００１０】
また、ナット５の周囲でピストン部１５の前後には、ピストン部１５より小径で、ナット５より大径のリング状のストッパ１８，１９が夫々形成されて、スリーブ１２の前面に後側のストッパ１９が当接する状態で、前側のストッパ１８とシリンダ室１１の前面との間に隙間Ａが生じるようになっている。すなわち、ナット５に対して砥石台３が隙間Ａ分だけ前後方向へ移動可能としたものである。２０，２０・・は夫々シール部材である。
【００１１】
一方、第１油室１６と第２油室１７とには、一対の油圧供給路２１，２２が夫々接続されている。これらの油圧供給路２１，２２は、夫々砥石台３の外部でシングルソレノイドタイプの電磁弁２３を介してタンク２４に導かれている。すなわち、ＮＣ研削盤１の電源ＯＮ状態では、電磁弁２３も通電して図１の位置にあり、駆動源となるポンプ２５を油圧供給路２１及び第１油室１６側に切り替え、ＮＣ研削盤１の電源ＯＦＦ状態では、電磁弁２３はバネ２６によって、油圧供給路２１を直接タンク２４に導く位置となり、ポンプ２５を油圧供給路２２及び第２油室１７側に切り替えるものである。そして、電磁弁２３とポンプ２５との間には、アキュムレータ２７が設けられている。
【００１２】
以上の如く構成されたＮＣ研削盤１においては、通常の研削加工時には、電磁弁２３の通電による図１の切替位置により、タンク２４の作動油はポンプ２５から油圧供給路２１を介して第１油室１６に供給される。よって、砥石台３側では、ピストン部１５の前面とシリンダ室１１の前面とが受圧面となり、ストッパ１９がスリーブ１２に当接する位置まで前進、すなわちナット５に対して砥石台３が隙間Ａ分前進した状態で固定される。このときアキュムレータ２７に蓄圧がなされる。
よって、この状態のままモータ８が駆動してネジ軸６が回転すると、ナット５と共に砥石台３も一体にネジ送り制御され、砥石９の前後位置が制御されることになる。
【００１３】
そして、停電や異常停止が発生した場合、ＮＣ研削盤１の電源がＯＦＦしてポンプ２５が停止状態となり、電磁弁２３への通電も停止する。すると、バネ２６の付勢によって電磁弁２３は逆方向へ切り替えられる。よって、今度はアキュムレータ２７からの油圧で、作動油が油圧供給路２２を介して第２油室１７へ供給されると共に、第１油室１６内の作動油は、油圧供給路２１からタンク２４内へ戻される。このため、砥石台３側では、ピストン部１５の後面とスリーブ１２の前面とが受圧面となり、ストッパ１８がシリンダ室１１の前面に当接する位置まで後退、すなわちナット５に対して砥石台３が隙間Ａ分後退して停止する。従って、砥石９も隙間Ａに対応する距離Ｂだけ後退し、ワークＷから離反するため、砥石９が惰性回転しても、砥石９やワークＷが不良になるおそれは生じない。
【００１４】
このように上記形態１のＮＣ研削盤１によれば、ナット５の装着部１０に自動後退装置を略内設しているから、スペースを取らない簡単な構成で停電や異常停止時の自動後退が可能となる。よって、自動後退に係るコストは少なくて済み、装置が大型化することもない。
なお、ピストン部やシリンダ室の形状は、上記形態１の形状に限らず、装着部１０の前側や中央でシリンダ室を形成したり、ナット側へ一体的に設けた別体のシリンダ部を工具台に連結したり等、第１発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。
【００１５】
《形態２》
次に、第２発明に対応する実施の形態を説明する。なお、形態１と同じ構成部は同じ符号を付して重複する説明を省略する。
図２はＮＣ研削盤１ａの全体説明図で、砥石台３の装着部１０において、形態１の第２油室に相当する箇所は、同じ形状であるが、油圧供給路が接続されず、シールもされない空間３０となって、油圧供給路２１のみが電磁弁２３に接続されている。よって、ＮＣ研削盤１ａの電源ＯＮ状態での電磁弁２３の図２の切替位置では、ポンプ２５が油圧供給路２１及び第１油室１６側に接続され、ＮＣ研削盤１ａの電源ＯＦＦ状態での電磁弁２３の切替位置では、ポンプ２５側への接続を遮断して油圧供給路２１を直接タンク２４へ導くようになっている。
【００１６】
一方、砥石台３の装着部１０の前方では、ナット５に付勢手段としての皿バネ３１，３１が外装されると共に、装着部１０の前面に皿バネ３１の受部３２が凹設され、ナット５の前方には、ネジ部３３が形成されて、そのネジ部３３に螺合される小ナット３４が、皿バネ３１の前端に当接して、皿バネ３１，３１の付勢力を小ナット３４を介してナット５に伝達可能としている。よって、砥石台３には、ナット５に対して後方への付勢力が働くことになるが、この付勢力は、ネジ部３３に対する小ナット３４のねじ込み位置によって、ポンプ２５から第１油室１６に供給される油圧よりも弱い力となるように調整されている。
【００１７】
よって、このように構成されたＮＣ研削盤１ａにおいては、通常の研削加工時には、電磁弁２３の通電による図２の切替位置により、タンク２４の作動油はポンプ２５から油圧供給路２１を介して第１油室１６に供給される。よって、砥石台３側では、ピストン部１５の前面とシリンダ室１１の前面とが受圧面となり、皿バネ３１，３１の付勢に抗して、ストッパ１９がスリーブ１２に当接する位置まで前進、すなわちナット５に対して砥石台３が隙間Ａ分前進した状態で固定される。
よって、この状態のままモータ８が駆動してネジ軸６が回転すると、ナット５と共に砥石台３も一体にネジ送り制御されて、砥石９の前後位置が制御されることになる。
【００１８】
そして、停電や異常停止が発生した場合、ＮＣ研削盤１ａの電源がＯＦＦしてポンプ２５が停止状態となり、電磁弁２３への通電も停止する。すると、バネ２６の付勢によって電磁弁２３は逆方向へ切り替えられる。よって、今度は皿バネ３１，３１の付勢力で砥石台３は、ストッパ１８がシリンダ室１１の前面に当接する位置まで後退、すなわちナット５に対して砥石台３が隙間Ａ分後退して停止すると共に、第１油室１６内の作動油は、油圧供給路２１からタンク２４内へ戻される。従って、砥石９も隙間Ａに対応する距離Ｂだけ後退し、ワークＷから離反するため、砥石９が惰性回転しても砥石９やワークＷが不良になるおそれは生じない。
【００１９】
このように上記形態２のＮＣ研削盤１ａにおいても、ナット５の装着部１０に自動後退装置を略内設しているから、スペースを取らない簡単な構成で停電や異常停止時の自動後退が可能となる。よって、自動後退に係るコストは少なくて済み、装置が大型化することもない。特に、形態１のＮＣ研削盤に比べて、油圧供給路が省略でき、シール部材も少なくなるので、構造がより簡略化されるという利点がある。
なお、形態２においても、形態１と同様にピストン部やシリンダ室の形状変更は可能であるし、付勢手段も、皿バネに変えてコイルバネや板バネ等を用いたりしても差し支えない。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１及び２に記載の発明によれば、スペースを取らない簡単な構成で停電や異常停止時の自動後退が可能となる。よって、自動後退に係るコストは少なくて済み、装置が大型化するようなこともない。特に、請求項２の第２発明においては、流体の供給路が省略でき、シール部材も少なくなるので、第１発明に比べて構造がより簡略化されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】形態１のＮＣ研削盤の全体説明図である。
【図２】形態２のＮＣ研削盤の全体説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ・・ＮＣ研削盤、２・・支持台、３・・砥石台、４・・ボールネジ機構、５・・ナット、６・・ネジ軸、８・・モータ、１０・・装着部、１１・・シリンダ室、１５・・ピストン部、１６・・第１油室、１７・・第２油室、１８，１９・・ストッパ、２１，２２・・油圧供給路、２３・・電磁弁、２４・・タンク、３１・・皿バネ。

Claims (2)

1. 工具台にボールネジ機構のナットを装着し、前記ナットに螺合するネジ軸を回転駆動させて前記工具台を前記ネジ軸に沿ってネジ送り制御する工作機械において、
   前記ナットの周囲にピストン部を、前記工具台における前記ナットの装着部に、前記ピストン部が摺動可能なシリンダ室を夫々形成し、前記工具台を前記ナットに対して前後移動可能に設けて、前記工具台の前進及び後退を駆動源から前記シリンダ室に供給される作動流体によって可能とする一方、前記シリンダ室への作動流体の供給路に、通電状態で前記駆動源を前記工具台の前進側に、非通電状態で前記駆動源を前記工具台の後退側に夫々切替可能な電磁弁を設け、前記駆動源側の供給路で前記電磁弁と駆動源との間に、前記電磁弁の通電状態で蓄圧されるアキュムレータを配して、前記電磁弁の非通電状態では、前記アキュムレータからの流体圧を前記シリンダ室に供給し、前記工具台を前記ナットに対して後退させるようにしたことを特徴とする工作機械における工具台の自動後退装置。
2. 工具台にボールネジ機構のナットを装着し、前記ナットに螺合するネジ軸を回転駆動させて前記工具台を前記ネジ軸に沿ってネジ送り制御する工作機械において、
   前記ナットの周囲にピストン部を、前記工具台における前記ナットの装着部に、前記ピストン部が摺動可能なシリンダ室を夫々形成し、前記工具台を前記ナットに対して前後移動可能に設けて、前記工具台の前進を駆動源から前記シリンダ室に供給される作動流体によって可能とする一方、前記シリンダ室への作動流体の供給路に、通電状態で駆動源を前記工具台の前進側に接続し、非通電状態で当該接続を遮断する電磁弁を設け、前記工具台とナットとの間に、前記作動流体の流体圧よりも弱い力で前記工具台を前記ナットに対して後退させる付勢手段を設けたことを特徴とする工作機械における工具台の自動後退装置。

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