JP2009136938A

JP2009136938A - 主軸台旋回装置

Info

Publication number: JP2009136938A
Application number: JP2007313247A
Authority: JP
Inventors: Hisayuki Nagaya; 久幸長屋
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2009-06-25

Abstract

【課題】テーパ角度の異なる工作物に容易に対応可能で、しかも、標準のテーブルを使用できる主軸台旋回装置を提供する。
【解決手段】テーブル１０上に主軸台１５を旋回中心軸１６の回りに旋回可能に支持し、主軸台に工作物Ｗを把持するチャック２６を設け、テーブル上にプッシャ装置１７を主軸台の旋回中心を中心とした円弧軌跡に沿って旋回可能に支持し、プッシャ装置に工作物をチャックに向けて押圧するプッシャ部材５０を進退可能に設け、主軸台とプッシャ装置を連結部材５２によって連結し、主軸台とテーブル側との間に、主軸台の旋回角度を規制する角度規制手段４０を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、テーブル上で工作物を把持した主軸台を旋回させる主軸台旋回装置に関するものである。

一般に、所定角度のテーパ部を有するミッションギヤ系の工作物として、コレットチャックやギャリソンチャックを用いて内径基準で主軸台に取付けられるものがある。この種の工作物は、テーパ部のテーパ角度が工作物の種類によってそれぞれ異なり、砥石車によって工作物のテーパ部を研削加工するために、砥石台に支持した砥石車に対して工作物を、テーパ部のテーパ角度に応じた角度だけ傾ける必要がある。

このために、従来においては、例えば、特許文献１に記載されているように、スライド可能なトラバーステーブル上に、旋回可能なスイベルテーブルを設置し、研削加工する工作物の種類に応じて、スイベルテーブルを旋回調整したり、あるいは、テーパ角度に合った複数種類のテーブルを製作し、加工する工作物の種類に応じて、テーブルを取替えるようにしている。
特公平４−７２６６６号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載されたものにおいては、旋回角度によっては、スイベルテーブルが砥石台前面部に干渉する恐れがあるとともに、研削盤として特殊仕様となるため、大幅なコストアップとなる。また、工作物の種類に応じてテーブルを製作するものにおいては、段取替え作業が煩雑になるとともに、複数種類のテーブルの製作のために、大幅なコストアップとなる等の問題があった。

本発明は、上記した従来の問題点を解消するためになされたもので、テーパ角度の異なる工作物に容易に対応可能で、しかも、標準のテーブルを使用できる主軸台旋回装置を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、テーブル上に主軸台を旋回中心軸の回りに旋回可能に支持し、該主軸台に工作物を把持するチャックを設け、前記テーブル上にプッシャ装置を前記主軸台の旋回中心を中心とした円弧軌跡に沿って旋回可能に支持し、該プッシャ装置に前記工作物を前記チャックに向けて押圧するプッシャ部材を進退可能に設け、前記主軸台と前記プッシャ装置を連結部材を介して結合し、前記主軸台と前記テーブル側との間に、前記主軸台の旋回角度を規制する角度規制手段を設けたことである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記テーブル上には、支持ベースが固定され、前記主軸台は、前記支持ベースに形成したＴ形スロットにスライド可能に係合するＴボルトによって所定の角度位置で前記支持ベースに固定され、前記プッシャ装置は、前記支持ベースに形成したＴ形スロットにスライド可能に係合するＴボルトによって前記支持ベースに固定されるようになっていることである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記角度規制手段は、前記テーブル側および前記主軸台側の何れか一方に固定された位置決めブロックと、前記テーブル側および前記主軸台側の他方に設けられ前記位置決めブロックに当接する当接部材からなり、該当接部材は、長さの異なる複数の当接部を備え、前記当接部材を前記当接部の１つを前記位置決めブロックに当接可能な位置に割出しできるようになっていることである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項３において、前記当接部材は、前記主軸台に着脱可能に取付けられるようになっていることである。

請求項１に係る発明によれば、テーブル上に、主軸台を旋回中心軸の回りに旋回可能に支持するとともに、プッシャ装置を主軸台の旋回中心を中心として旋回可能に支持し、主軸台とプッシャ装置を連結部材を介して結合し、主軸台とテーブル側との間に、主軸台の旋回角度を規制する角度規制手段を設けたので、テーブル上で主軸台とプッシャ装置を一体的に旋回させて、所定の角度位置に位置決めすることができ、従来のようなスイベルテーブルを不要にできるので、工作物のテーパ部を安価な旋回装置によって加工することができるとともに、旋回によって砥石台前面部と干渉する恐れもない。

請求項２に係る発明によれば、主軸台およびプッシャ装置は、テーブル上に固定した支持ベースに形成したＴ形スロットに沿ってスライド可能に係合するＴボルトによってそれぞれ所定の角度位置で固定されるようになっているので、Ｔボルトの緩めおよび締めによって、主軸台とプッシャ装置を任意の角度位置に容易に固定でき、段取替えを迅速に行うことができる。

請求項３に係る発明によれば、角度規制手段は、テーブル側および主軸台側の何れか一方に固定された位置決めブロックと、テーブル側および主軸台側の他方に設けられ位置決めブロックに当接する当接部材からなり、当接部材は、長さの異なる複数の当接部を備え、当接部材を当接部の１つを位置決めブロックに当接可能な位置に割出しできるようになっているので、工作物の異なるテーパ角度を、当接部材を割出しするだけの簡単な操作によって加工することができる。

請求項４に係る発明によれば、当接部材は、主軸台に交換可能に取付けられるようになっているので、当接部材の交換によって、複数種類のテーパ角度の加工に対応することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２において、１０は図略のベッド上に固定されたテーブルを示し、テーブル１０上には、Ｚ軸方向に所定の間隔を有して一対の支持ベース１１、１２がＺ軸方向に位置調整可能に支持され、締付冶具１３と締付ボルト１４とによって所定の位置にそれぞれ固定されている。一方の支持ベース１１上には、主軸台１５が支持ベース１１に固定された鉛直軸たる旋回中心軸１６を中心にして水平面内で旋回可能に支持され、他方の支持ベース１２上には、プッシャ装置１７の本体１７ａが、主軸台１５の旋回中心軸１６を中心とする円弧軌跡に沿って旋回可能に支持されている。

１８はベッド上にＸ軸方向に進退移動可能およびＺ軸方向にトラバース移動可能に支持された砥石台を示す。砥石台１８には、砥石軸１９が、Ｚ軸に平行な軸線の回りに回転可能に支持され、砥石軸１９の一端には、工作物Ｗのテーパ部Ｗ１を研削加工する砥石車２０が取付けられている。

一方の支持ベース１１の上面には、Ｔ形のスロット２１が旋回中心軸１６を中心にして環状に形成され、このＴ形スロット２１にスライド可能に係合する円周上複数のＴ形ボルト２２が主軸台１５のベース部２３に保持されている。Ｔ形ボルト２２は、主軸台１５のベース部２３を貫いて、ベース部２３の上方位置まで突出され、Ｔ形ボルト２２の突出部に形成されたねじ部にナット２４が螺合されている。そして、ナット２４を緩めれば、Ｔ形ボルト２２はＴ形スロット２１に沿ってスライドでき、主軸台１５は旋回中心軸１６の回りに旋回できる。また、ナット２４を締付ければ、主軸台１５を任意の角度位置で支持ベース１１上、すなわち、テーブル１０上に固定できるようになっている。

主軸台１５には、主軸２５がＺ軸と平行な軸線の回りに回転可能に軸承され、この主軸２５の一端に、工作物Ｗを把持するためのチャック２６が装着されている。チャック２６を装着した主軸２５は、図３に示すように、主軸台１５に設置した主軸駆動モータ２７によりベルト伝動装置２８を介して回転駆動されるようになっている。チャック２６は、例えば、コレットチャックあるいはギャリソンチャックからなり、工作物Ｗを内径基準で把持するようになっている。

また、主軸台１５には、Ｘ軸と平行な方向に沿って所定幅の係合溝３０が形成され、この係合溝３０に係合する２面幅部３１を有する支持ブラケット３３が主軸台１５に固定されている。支持ブラケット３３の先端部３３ａは、テーブル１０の作業者側の一端まで延在され、その先端部３３ａに上下方向に貫通した空洞３４が形成されている。空洞３４内には、一方の支持ベース１１に固定された位置決めブロック３５のストッパ部３５ａ（図４参照）が突入されている。

支持ブラケット３３には、図３および図４に詳細に図示するように、位置決めブロック３５のストッパ部３５ａの一端３５ａ１に当接可能な基準角度位置規制用の当接ボルト３６が位置調整可能に螺着されている。かかる当接ボルト３６を位置決めブロック３５のストッパ部３５ａの一端３５ａ１に当接させることにより、主軸台１５を主軸２５の回転軸線がＺ軸と平行となる角度位置（原位置）に位置決めできるようになっている。

一方、支持ブラケット３３には、位置決めブロック３５のストッパ部３５ａを挟んで当接ボルト３６と対向する位置に、長さの異なる２つのテーパ角度位置規制用の当接ボルト３７ａ、３７ｂが配設されている。２つの当接ボルト３７ａ、３７ｂは、保持体３９に位置調整可能に螺着されている。保持体３９は、２つの当接ボルト３７ａ、３７ｂを螺着した中間位置に軸部３９ａを備え、この軸部３９ａは、支持ブラケット３３に主軸２５の回転軸線と平行な方向に形成した保持穴３３ｂに着脱可能に、かつ主軸２５の回転軸線と平行な軸線の回りに回転可能に保持されるようになっている。

保持体３９は、２つの当接ボルト３７ａ、３７ｂの何れか一方が、主軸台１５の旋回によって、位置決めブロック３５のストッパ部３５ａの他端３５ａ２に当接する角度位置に割出され、その角度位置で支持ブラケット３３に螺着された止めねじ３３ｃによって固定されるようになっている。かかる２つの当接ボルト３７ａ、３７ｂを位置決めブロック３５のストッパ部３５ａの他端３５ａ２に各別に当接させることにより、主軸台１５を予め定められた２種類のテーパ角度位置に位置決めできるようになり、これによって、テーパ角度の異なる２種類の工作物Ｗのテーパ部Ｗ１の研削加工が可能となる。

上記した主軸台１５側に固定された当接部材としての当接ボルト３６、３７ａ、３７ｂと、テーブル１０側に設けられたストッパ部３５ａとによって、主軸台１５の旋回角度を規制する角度規制手段４０を構成している。

なお、主軸台１５を３種類以上のテーパ角度位置に位置決めする必要がある場合には、予め所定のテーパ角度に適合する所定長さの２つずつの当接ボルト３７ａ，３７ｂを有する２種類以上の保持体３９を用意しておき、保持体３９を交換することによって、テーパ角度の異なる４種類あるいは６種類の工作物Ｗのテーパ部Ｗ１の研削加工が可能となる。

プッシャ装置本体１７ａを設置した他方の支持ベース１２の上面には、図１に示すように、２列のＴ形スロット４１が旋回中心軸１６を中心に円弧状に形成され、これらＴ形スロット４１にスライド可能に係合するそれぞれ複数のＴ形ボルト４２がプッシャ装置本体１７ａに保持されている。Ｔ形ボルト４２は、プッシャ装置本体１７ａ上方位置に突出され、Ｔ形ボルト４２の突出部に形成されたねじ部にナット４４が螺合されている。

プッシャ装置本体１７ａには、摺動部材４５がガイドバー４６によって主軸２５の軸線と平行な方向に摺動可能に支持され、摺動部材４５はプッシャ装置本体１７ａに設置した進退用シリンダ４８によって、主軸軸線方向に進退される。また、プッシャ装置本体１７ａには、主軸２５の回転軸線と同軸上にプッシャ部材５０が、保持ブラケット４９およびガイドバー５１を介して摺動可能に支持されており、プッシャ部材５０の先端部に、工作物Ｗの端面Ｗ２を押圧するフォーク状の押圧片５０ａが設けられている。プッシャ部材５０と摺動部材４５との間には図略のスプリングが介挿され、このスプリングの付勢力によってプッシャ部材５０の押圧片５０ａは主軸２５に向けて押圧されている。

プッシャ部材５０は、チャック２６への工作物Ｗの取付け時に、進退用シリンダ４８によって前進され、押圧片５０ａによって工作物Ｗの端面Ｗ２をチャック２６の基準面に向けてスプリングの付勢力で押圧するようになっている。なお、工作物Ｗがチャック２６に把持された後、プッシャ部材５０は原位置まで後退され、研削加工時には工作物Ｗはチャック２６のみによって主軸２５に一体的に固定される。

プッシャ装置本体１７ａは、テーブル１０の長手方向に延びる連結部材としての連結バー５２によって、主軸台１５に一体的に連結されている。すなわち、主軸台１５に固定された支持ブラケット３３に連結バー５２の一端５２ａがボルト等によって結合され、連結バー５２の他端５２ｂはプッシャ装置本体１７ａにボルト等によって固定されている。連結バー５２は、主軸台１５の旋回時に、テーブル１０上に設置される図略の設置物に干渉しないよう、図２に示すように門形形状に形成されている。

これにより、プッシャ装置本体１７ａは、ナット４４を緩めた状態で、主軸台１５を旋回させることにより、連結バー５２を介して主軸台１５と一体的に旋回され、Ｔ形ボルト４２が円弧状のＴ形スロット４１に沿ってスライドされる。なお、ナット４４の締付けにより、プッシャ装置本体１７は任意の位置で支持ベース１２上、すなわち、テーブル１０上に固定される。

次に、上記した実施の形態における動作について説明する。通常、主軸台１５は、図１および図４に示すように、基準角度位置規制用の当接ボルト３６が、位置決めブロック３５のストッパ部３５ａの一端３５ａ１に当接する角度位置（原位置）でテーブル１０上に固定されている。

工作物Ｗのテーパ部Ｗ１をテーパ研削する場合には、そのテーパ部Ｗ１のテーパ角度に合った所定の当接ボルト（３７ａあるいは３７ｂ）を有する保持体３９が、支持ブラケット３３の保持穴３３ｂに保持される。そして、所定の当接ボルト３７ａ（３７ｂ）が位置決めブロック３５のストッパ部３５ａの他端３５ａ２に当接する角度位置に、保持体３９は止めねじ３３ｃによって支持ブラケット３３に固定される。

この状態で、主軸台１５およびプッシャ装置本体１７ａをテーブル１０（支持ベース１１、１２）上に固定しているＴ形ボルト２２，４２のナット２４、４４が緩められ、主軸台１５およびプッシャ装置１６を旋回できるようにする。しかる後、主軸台１５を旋回中心軸１６を中心にして旋回させると、Ｔ形ボルト２２が環状のＴ形スロット２１に沿ってスライドされる。また、主軸台１５の旋回により、プッシャ装置１７が連結バー５２を介して主軸台１５と一体的に旋回される。すなわち、プッシャ装置本体１７ａに保持されたＴ形ボルト４２が円弧状のＴ形スロット４１に沿ってスライドされる。

このような主軸台１５の旋回操作によって、図５に示すように、保持体３９に保持されたテーパ角度位置規制用の当接ボルト３７ａ（３７ｂ）が、位置決めブロック３５のストッパ部３５ａの他端３５ａ２に当接するまで主軸台１５が旋回される。そして、当接ボルト３７ａが位置決めブロック３５のストッパ部３５ａの他端３５ａ２に当接した状態で、ナット２４、４４を締付け、Ｔ形ボルト２２、４２によって、主軸台１５およびプッシャ装置本体１７をテーブル１０（支持ベース１１、１２）上に固定する。

続いて、主軸台１５のチャック２６に工作物Ｗを仮装着した状態で、プッシャ装置１７の進退用シリンダ４８が作動され、摺動部材４５を介してプッシャ部材５０がチャック２６に仮装着された工作物Ｗに向かって前進され、プッシャ部材５０の押圧片５０ａによって工作物Ｗの端面Ｗ２が図略のスプリングの付勢力によって押圧される。これによって、工作物Ｗの基準面がチャック２６の基準面に当接される。その状態で、チャック２６がクランプ動作され、工作物Ｗを内径基準で把持する。その後、プッシャ部材５０は進退用シリンダ４８によって後退される。

続いて、主軸駆動モータ２７によって主軸２５が回転駆動され、チャック２６に把持された工作物Ｗが主軸軸線を中心にして回転される。同時に、砥石台１８がＸ軸方向に前進され、砥石車２０によって工作物Ｗのテーパ部Ｗ１を定められたテーパ角度にテーパ研削する。テーパ部Ｗ１のテーパ研削が完了すると、砥石台１８が後退されるとともに、チャック２６より工作物Ｗが取外され、以下、上記したと同様にして、次に加工すべき工作物Ｗをチャック２６に装着し、工作物Ｗのテーパ部Ｗ１のテーパ研削を繰り返す。

異なるテーパ角度のテーパ部Ｗ１を有する工作物Ｗを研削加工する場合には、主軸台１５を原位置に旋回復帰させた状態で、止めねじ３３ｃを緩めて保持体３９を軸部３９ａを中心にして１８０°回転させ、他方の当接ボルト３７ｂ（３７ａ）を位置決めブロック３５のストッパ部３５ａに当接する位置に割り出す。その状態で、止めねじ３３ｃによって保持体３９を固定する。そして、上記したように、主軸台１５を、ストッパボルト３７ｂが位置決めブロック３５のストッパ部３５ａに当接するまで旋回させ、主軸台１５およびプッシャ装置１７を所定の角度位置に位置決め固定する。これによって、工作物Ｗのテーパ部Ｗ１を異なるテーパ角度に研削加工できるようになる。

なお、さらに異なるテーパ角度のテーパ部Ｗ１を有する工作物Ｗを研削する場合には、支持ブラケット３３より保持体３９を取外し、所望のテーパ角度に対応した別の当接ボルト３７ａ、３７ｂを有する保持体３９に交換することにより、対応できる。

上記した実施の形態においては、主軸台１５側に設けた支持ブラケット３３に、当接ボルト（当接部材）３７ａ、３７ｂを取付けた保持体３９を１８０°回転割出しできるように保持したが、当接ボルト３７ａ、３７ｂを取付けた保持体３９をテーブル１０側に設け、ストッパ部３５ａを主軸台１５側に設けることもできる。また、保持体３９に、例えば、円周上等角度間隔に３つの当接ボルトを取付け、保持体３９を１２０°ずつ回転割出しできるようにすれば、１つの保持体３９で３種類の異なるテーパ角度に対応することも可能となる。

また、上記した実施の形態においては、主軸台１５を旋回中心軸１６の回りに旋回させるための環状のＴ形スロット２１を形成したが、主軸台１５の旋回角度をそれほど大きくする必要がないので、Ｔ形スロット２１は環状でなくても旋回中心軸１６を中心とした円弧状スロットであってもよい。また、主軸台１５およびプッシャ装置本体１７ａのテーブル１０上への固定を、Ｔ形スロット２１、４１とＴ形ボルト２２、４２によって行うことにより、工作物Ｗの変更時の段取替えを容易に行えるようになるが、本発明にとって、Ｔ形スロット２１、４１とＴ形ボルト２２、４２は必ずしも必要な要件ではなく、主軸台１５およびプッシャ装置本体１７ａを任意の角度位置で固定できる別の固定手段によって固定してもよい。

また、上記した実施の形態においては、旋回中心軸１６を水平面に垂直な鉛直軸として記載したが、旋回中心軸１６は、砥石台１８の切り込み方向と工作物Ｗの回転軸線とで形成される面に垂直であればよい。

さらに、上記した実施の形態においては、砥石台１８側をＺ軸方向にトラバースさせる例について述べたが、テーブル１０側をＺ軸方向にトラバースさせることもできる。

なお、上記した実施の形態においては、説明を省略したが、テーブル１０上には、工作物Ｗの加工径を測定する定寸装置、工作物Ｗの軸方向の位置を測定する端面位置測定装置、工作物Ｗをチャック２６から取外すシフト装置等が、必要に応じて設置される。これら定寸装置、端面位置測定装置およびシフト装置等を、主軸台１５に連結させ、主軸台１５と一体的に旋回させるようにしてもよい。

斯様に、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得ることは勿論である。

本発明の実施の形態を示す主軸台旋回装置の全体平面図である。主軸台旋回装置の全体正面図である。図２の３方向から見た図である。図３の４−４線に沿って切断した断面図である。図４の作動状態を示す図である。

符号の説明

１０…テーブル、１１、１２…支持ベース、１５…主軸台、１６…旋回中心軸、１７…プッシャ装置、１７ａ…プッシャ装置本体、１８…砥石台、２０…砥石車、２１…Ｔ形スロット、２２…Ｔ形ボルト、２５…主軸、２６…チャック、３３…支持ブラケット、３５…位置決めブロック、３５ａ…ストッパ部、３６、３７ａ、３７ｂ…当接部材（当接ボルト）、３９…保持体、４０…角度規制手段、４１…Ｔ形スロット、４２…Ｔ形ボルト、４５…摺動部材、４８…進退用シリンダ、５０…プッシャ部材、Ｗ…工作物、Ｗ１…テーパ部。

Claims

テーブル上に主軸台を旋回中心軸の回りに旋回可能に支持し、該主軸台に工作物を把持するチャックを設け、前記テーブル上にプッシャ装置を前記主軸台の旋回中心を中心とした円弧軌跡に沿って旋回可能に支持し、該プッシャ装置に前記工作物を前記チャックに向けて押圧するプッシャ部材を進退可能に設け、前記主軸台と前記プッシャ装置を連結部材によって連結し、前記主軸台と前記テーブル側との間に、前記主軸台の旋回角度を規制する角度規制手段を設けたことを特徴とする主軸台旋回装置。
請求項１において、前記テーブル上には、支持ベースが固定され、前記主軸台は、前記支持ベースに形成したＴ形スロットにスライド可能に係合するＴボルトによって所定の角度位置で前記支持ベースに固定され、前記プッシャ装置は、前記支持ベースに形成したＴ形スロットにスライド可能に係合するＴボルトによって前記支持ベースに固定されるようになっていることを特徴とする主軸台旋回装置。
請求項１または請求項２において、前記角度規制手段は、前記テーブル側および前記主軸台側の何れか一方に固定された位置決めブロックと、前記テーブル側および前記主軸台側の他方に設けられ前記位置決めブロックに当接する当接部材からなり、該当接部材は、長さの異なる複数の当接部を備え、前記当接部材を前記当接部の１つを前記位置決めブロックに当接可能な位置に割出しできるようになっていることを特徴とする主軸台旋回装置。
請求項３において、前記当接部材は、前記主軸台に着脱可能に取付けられるようになっていることを特徴とする主軸台旋回装置。