JP2015098081A - R−θテーブル装置及びメネジの加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軸受を備える貫通孔を設けたテーブルと、テーブルを水平に移動自在に保持するガイド部材と、軸受に傾斜して挿通される作用軸を備え、作用軸を回転、停止自在に駆動する駆動装置と、駆動装置を昇降させる昇降台と、昇降台を昇降させ、作用軸と軸受とが係合する作用点の位置を変える昇降装置と、昇降台を案内するポスト及びガイド部材を設け、昇降装置を装着するベースとを備え、昇降台を昇降して駆動装置の主軸の中心線と作用点との水平距離を変化させ、テーブルをガイド部材に沿って自転することなく任意の位置に移動させる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、このR−θテーブル装置を使用してメネジ加工用の穴を有する金属製の素材の穴にメネジを加工する装置に関する。
本発明は、クランク軸の回転によるコネクションロッドの振幅を制御された外力により0から一定の設定値まで自由に滑らかに且つ剛性高く変更することを可能とした可変クランク装置に関する。
この種のX−Yテーブルは、例えば、X軸方向にガイド溝を有し、X−YテーブルのベースとなるX軸テーブルと、X軸テーブル上に可動に設けられ、Y軸方向にガイド溝を有するY軸テーブル(即ち、移動テーブル)と、X軸テーブルに設けられ、Y軸テーブルをX軸方向に摺動変位させるX軸アクチュエータと、Y軸テーブルをY軸方向に摺動変位させるY軸アクチュエータとで構成されている。
このように構成されるX−Yテーブルでは、X軸方向の移動は、X軸アクチュエータを作動してY軸テーブル及びY軸可動機構を一体に動かし、Y軸方向の移動は、Y軸アクチュエータを作動してY軸テーブル(即ち、移動テーブル)を動かし、所望の位置に位置決めすることができる。
従来、メネジはタッビング加工によって加工されることが知られている。
しかし、比較的大径のメネジの加工は、タッピング加工では、一般的に行われていなかった。
比較的大径のメネジの加工法は、シングルポイント工具(ねじ切りバイト)による切削加工が主流(例えば、特許文献2参照)である。
なお、このメネジ切削法として、例えば、通常、チェザーと呼ばれるねじ切削用刃物を管体の被切削面に押し当て、管体を回転させつつ管軸方向に前後進させる方法が採用されている。
また、ネジ山の数に対応した工具の回転を必要とする(例えば、特許文献2参照)ため、その加工時間は自ずから限界があった。
しかも、従来のX−Yテーブルでは、Y軸テーブルをX軸方向に移動する場合、Y軸テーブル全体を目的位置に移動させるため、常にX軸アクチュエータはY軸テーブル及びY軸テーブル上に設けられたY軸アクチュエータの全体を移動しなければならず、大きな力が必要であった。
さらに、ベース(X軸テーブル)に対してY軸アクチュエータを相対移動するため、Y軸アクチュエータにつながる配線や配管などがY軸アクチュエータと共にベース(X軸テーブル)上を動き、配線や配管などが疲労により損傷することがあり、耐久性に問題があった。
また、渦巻き状であれ円運動であれ半径方向の外圧に対抗して運転する場合には、X軸、Y軸の何れかが円弧揺動運動中に外力のベクトルが逆転し、その瞬間バックラツシによる振動と異常軌跡とが発生するという問題があった。
しかし、オネジ状工具に必要なラジアル荷重は、所望するメネジの有効長さをはじめ、素材の硬さ、オネジ状工具の径など都度起因する条件により変化する。そのため、オネジ状工具に必要なラジアル荷重は、シングルポイント工具(ねじ切りバイト)による切削加工を目的とした加工と比較すると、少なくとも10倍以上は必要となる。
このように、主軸のラジアル荷重が50kNf以上となる機械は、存在しなかった。
従って、従来工法及び装置を用いて、切り屑を発生しないネジ加工法を溝なしタップの適用が一般的でない比較的大径品に適応することはできなかった。
しかるに、クランク機構の欠点は、クランク軸と平行して配置されるクランクピンとの互いになす距離によりクランク軸の回転に対するクランクピン及びそれに係合するコネクションロッドの移動振幅が決定され、その機構自体では移動振幅を変更することができないことである。例えば、クランクプレスは、負荷にかかわらず剛性高く一定のストロークを維持する代表例であり、このストロークを可変にするにはJISB0111−4037などに定義されている如く、メインのクランクの偏芯量は固定されたものでありながらクランクピンとコネクションロッドの間に調整用の第二のエキセン部品を介在させ、その活用で見掛けストロークを変化させている。
この場合、クランク軸の回転位相に対して第二のエキセン部品が回転する分ピストンのピーク、ボトムの位相は変化を免れない。そのため、調整用の第二のエキセン部品を介在させるだけでは、その用途は限定的であり、広く普及していない。
また、本発明の別の目的は、このR−θテーブル装置を使用してメネジ加工用の穴を有する金属製の素材の穴にメネジを加工する装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、クランク軸の回転によるコネクションロッドの振幅を制御された外力により零から一定の設計値まで自由に滑らかにかつ剛性高く変更することを可能にした可変クランク装置を提供することにある。
本発明において、軸受は、球面軸受である。
本発明において、駆動装置及び昇降装置は、サーボモータ又はステッピングモータである。
メネジとオネジ状工具との径差が少なくなれば、オネジ状工具の傾斜発生は少なくなる。しかし、メネジとオネジ状工具との係合を解くまでの公転角度は大きくなり、メネジとオネジ状工具との干渉、係合の距離が長くなる。従って、オネジ状工具公転の抵抗が増す。この抵抗にも拘わらず、スリップ−スティック現象を伴わない滑らかな公転を保障するのには、加工機の剛性を高める以外にない。
そして、傾斜する作用軸とテーブルの間にはその傾斜をキャンセルするために角度変化に追従する球面軸受を設け、テーブルを常々水平を保持するようにしてある。
本発明において、軸受は、球面軸受である。
本発明において、球面軸受は、傾斜クランクピンの挿通部が傾斜クランクピンの回転及び軸方向移動を妨げない内周を有する。
そのため、二重階層となり構成部品も多くなると共に剛性が低いという従来のX−Yテーブルの問題が解消できる。
また、本発明は、切削切り屑を発生させず、素材穴内径部に設けられた例えばキー溝のごとき障害物があってもこれを無視してメネジを加工することが可能となる。
(第一実施形態)
図1〜図7は、本発明の第一実施形態に係るR−θテーブル装置1を示す。
本実施形態に係るR−θテーブル装置1は、金属製のベース10と、ベース10にガイド部材26を介して水平に移動自在に保持される金属製のテーブル30と、テーブル30に設けた球面軸受35に傾斜して挿通される作用軸36を備え、作用軸36を回転、停止自在に駆動する駆動装置37と、駆動装置37を昇降させる金属製の昇降台46と、昇降台46を昇降させる昇降装置50とで構成されている。
天板11は、テーブル30に取り付けられる工具などを外部へ突出させると共にテーブル30の前後左右への移動時及び回転時に移動する際の工具などの軌跡よりも大きな空間を形成することができる略円形状の貫通孔17と、作用軸36が昇降時及び又は回転時に出没する際に形成される作動軸36の軌跡よりも大きな空間を形成することができる略円形状の貫通孔18と、後述するポスト25の上端部を軸支する貫通孔19とを備えている。
底板12は、駆動装置37の外径より大きく駆動装置37の昇降時に当接すること無く上下動させる空間を形成する貫通孔21と、昇降装置50の回転軸51に取り付けるボールネジ56の外径よりも大きくボールネジ56を挿通させる空間を形成する貫通孔22と、後述するポスト25の下端部を固定する貫通孔23とを備えている。
天板11の裏面11b側には、貫通孔17,18以外の領域でテーブル30を水平に移動自在に保持するトレー形状のガイド部材26が、両側部に立接する側縁部28をネジ29によって固定することによって取り付けられている。ガイド部材26の作用軸36が挿通する領域には、作用軸36の昇降時、移動時、回転時に形成される軌跡よりも大きな空間を形成する略円形状の貫通孔27を設けている。
主軸38は、上面に傾斜面45を有する連結体44に連結される。連結体44は、昇降台46上で回転できるようにベアリング装置43を介して昇降台46に装着されている。連結体44は、例えば、円柱体で構成される本体44aの上面を本体44aよりも大きな外径を有する円柱体44bとし、その円柱体44bの上面に傾斜面45を形成している。
駆動装置37及び昇降装置50は、制御装置60に連絡し、制御装置60に組み込まれたプログラムによってテーブル30に対する作用軸30の前後左右方向及び回転方向に伴う動きを制御するように構成されている。このプログラムは、本実施形態に係るR−θテーブル装置1の使用方法に応じて任意に構築することができる。
先ず、天板11を取り外したベース10を用意する。
次に、ベース10の底板12の下面側に、昇降装置50にネジ53で固定した取付フレーム52をネジ55を介して取り付ける。
この際、底板12の貫通孔22はベアリング装置54が装着され、このベアリング装置54を介して昇降装置50の回転軸51に連結されたボールネジ56が挿通される。
次に、駆動装置37を取り付けた昇降台46に貫通孔47,49を介してボールネジ56及びポスト25を挿通する。
この際、駆動装置37にネジ40を介して取付フレーム39を取り付け、取付フレーム39をネジ41を介して昇降台46の下面側に固定することによって駆動装置37が昇降台46に取り付けられている。昇降台46の貫通孔48には2組のベアリング装置42,43が装着されている。駆動装置37の主軸38がベアリング装置42を介して挿通され、主軸38に連結する連結体44が本体44aをベアリング装置42,43に軸支し、傾斜面45を有する円柱体44bが昇降台46の上面側に装着されている。傾斜面45には作用軸36が傾斜角αで傾斜して取り付けられている。
この際、作用軸36は球面軸受35の貫通孔35aに挿通され、2本のポスト25は貫通孔19にそれぞれ挿入される。その後、天板11はネジ20を介してベース10の側板13,14,15,16上に固定される。
以上によって、本実施形態に係るR−θテーブル装置1の組立が完了する。
この際、制御装置60は、駆動装置37に対してはテーブル30の静止状態を保つように主軸38の回転停止を保持する制御信号を出力する。
以上によって、本実施形態に係るR−θテーブル装置1は、テーブル30を操作可能な初期状態に保持する。
制御装置60は、テーブル30の用途目的に応じて駆動装置37及び昇降装置50に制御信号を出力し、昇降台46を昇降させることによって、テーブル30をガイド部材26上を水平に前後左右方向又は回転方向に自転することなく移動させることができる。
例えば、テーブル30を図3において一点鎖線で示す静止状態から図3において実線で示す位置に移動させる場合には、制御装置60は、駆動装置37に対してテーブル30の静止状態を保つように主軸38の回転停止を保持する制御信号を出力し、昇降装置50に対してボールネジ56を回転して昇降台46を上降させ、図2に示す位置にテーブル30をガイド部材26上を水平に移動させる制御信号を出力する。
従って、主軸38の中心線38aと作用点58との水平距離は、図6に示す位置から図7に示す位置に拡大し、図3に示すように、作用軸36が一点鎖線で示す原位置から実線で示す位置に移動することとなる。勿論、これに伴った、テーブル30の中心点Oも一点鎖線で示す原位置から実線で示す位置に移動することとなる。
なお、図3、図5では、紙面の左半分に示されるテーブル30及び作用軸36を原位置に停止した状態として示し、紙面の右半分に示されるテーブル30及び作用軸36を移動する状態として示している。
従って、作用軸36の固定位置によっては、制御装置60が、例えば、駆動装置37を作動させて主軸38を回転して作用軸36を図1に示す固定位置から180°回転させた後、同様に駆動装置50を駆動して昇降台46を上昇させると、図5に示すように、作用軸36は一点鎖線で示す原位置から実線で示すようにX軸方向(紙面の下方側)に移動することができる。
また、本実施形態に係るR−θテーブル装置1では、昇降台46を図1に示す初期状態から図2に示す位置まで昇降する過程で、制御装置60が、駆動装置37に対し主軸38を所定角度回動させる制御信号を出力すると、作用軸36は図1に示す原位置を中心点として所定角度回動することになる。勿論、これに伴って、テーブル30はガイド部材26上を水平に移動し、テーブル30の中心点Oも一点鎖線で示す原位置を中心点として自転することなく円周方向に移動することになる。
また、本実施形態に係るR−θテーブル装置1では、制御装置60が、駆動装置37に対し作用軸36の中心線36aをX軸と平行となるように主軸38を回動させる信号を出力し、作用軸36の中心線36aをX軸と平行となるように回転させた後、昇降装置50に対し昇降台46を、例えば、図1の位置から図2の位置に移動させると、テーブル30はガイド部材26上を水平に移動し、X軸と平行して中心点Oから遠ざかるように紙面の右方向に移動することができる。
また、本実施形態に係るR−θテーブル装置1では、常々前後左右方向及び回転方向が変わることなく昇降する走行装置37を搭載する昇降台46と、ベース10の底板12に固定される昇降装置50との間を必要な太さのポスト25を複数使用するリニアーガイドとしたので、高剛性である。
筒状の突部59の内面は、作用軸36の先端部に設けたクランク軸61が摺動できる軸受として機能する。クランク軸61は、連結体44と同形状を為し、作用軸36との接合面62が傾斜面45と同一の角度で傾斜する傾斜面となっている。即ち、接合面62と傾斜面45とは平行している。
また、上記各実施形態に係るR−θテーブル装置1では、図14に示す、本発明に係る可変クランク装置90が適用されている。
また、調整装置(駆動装置37、昇降装置50)92は、上記実施形態と同様に、例えば、図1、図2、図4に示す制御装置60に連絡し、制御装置60に組み込まれたプログラムによってテーブル(被移動体)30に対する傾斜クランクピン(作用軸)36の前後左右方向及び回転方向に伴う動きを制御するように構成されている。このプログラムは、本実施形態に係るR−θテーブル装置1の使用方法に応じて任意に構築することができる。
次に、本実施形態に係るR−θテーブル装置1をメネジ79を加工するメネジ加工装置70に適用した第二実施形態を図8、図9に基づいて説明する。
本実施形態に係るメネジ加工装置70は、第一実施形態に係るR−θテーブル装置1と、このR−θテーブル装置1のテーブル30の中心点O上に締結ボルト74を介して固着されて搭載されるオネジ状工具71と、R−θテーブル装置1のベース10の天板11の上面11aに金属製の素材75を固定する支持部材としての締結ボルト78とで構成されている。
金属製の素材75は、天板11の貫通孔17に嵌入する環状部77を有し、この環状部77を貫通孔17に嵌入後に、締結ボルト78によって天板11の上面11aに固定される。
オネジ状工具71は、加工しようとするメネジ79とピッチが同一で、径が小さいネジ形状を為す加工部72を備えている。オネジ状工具71は、裾部73が複数の締結ボルト74によってテーブル30の中心点O上に固定される。
制御装置60は、作用軸36をX軸方向、Y軸方向及び回転方向に移動させ、テーブル30が式(X2+Y2=R2)により画かれる軌跡を踏襲するように駆動装置37及び昇降装置50の駆動を制御する。即ち、制御装置60は、テーブル30を、メネジ加工装置70に対し、必要な押圧力を発揮して円弧揺動させるように制御する。
先ず、図8、図9に示すように、オネジ状工具71は、加工しようとするメネジ79とピッチが同一で、径が加工しようとするメネジ79より小さいネジ形状を為す加工部72を備えている。オネジ状工具71は、テーブル30上に締結ボルト74によって固定される。
次に、金属製の素材75が、オネジ状工具71の上方から穴76を挿通するように、天板11の貫通孔17に嵌入された後、金属製の素材75が締結ボルト78によって天板11の上面11a上に固定される。
次に、制御装置60は、テーブル30が式(X2+Y2=R2)により画かれる軌跡を踏襲するように駆動装置37及び昇降装置50の動きを制御する。
次に、制御装置60は、図8に示すように、テーブル30に固定されたオネジ状工具71を、天板11上に固定された金属製の素材75の有する穴76の内周に矢印Aで示す移動軌跡に沿って移動させる。そして、制御装置60は、メネジ成形前の金属製の素材75の穴76をメネジ79に変形させながら成形するように、駆動装置37及び昇降装置50の動きを制御する。
この間、金属製の素材75とオネジ状工具71はZ軸方向には相対移動しないし、またZ軸方向(図9の紙面の上下方向)には相対移動する必要もない。
なお、メネジ加工装置70は、例えば、メネジ79の穴径Rは幾分小さめのRから出発し、幾周かの中に完成ネジ山に到達すべく逐次成形するように、成形工程をプログラムすることも可能である。
また、本実施形態では、オネジ状工具71が金属製の素材75の穴76を一回転することによってメネジ79を成形する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、制御装置60は、オネジ状工具71が金属製の素材75の穴76を複数公転するように制御することも可能である。
さらにまた、ボールネジ用の1条毎にクローズとなるループ溝においてはボール循環用バイパスなど一部の溝深さが他の部分より深い溝も工具次第で成形可能である。勿論、そのクロースドループ溝が複数条存在する内径面も同時に成形可能である。
その一例を、図10〜図13を用いて、1ピッチ前にボールを戻すために形成されるS字形バイパス82を備えた雌循環路81を加工したボールネジ用のナット部材80について説明する。
オネジ状工具85は、例えば、図8、図9において、テーブル30の中心点O上に固定されたオネジ状工具71と取り替えて使用される。
また、ナット部材80を加工する前の金属製の素材には、第二実施形態における穴76を有する金属製の素材75と同様に、ナット部材80の穴に見合った穴を有する金属製の素材を用意し、天板11に固定される。
本実施形態においても、加工法は第二実施形態と同じである。
図15乃至図18は、本発明の第三実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100を示す。
本実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100は、本発明に係る可変クランク装置101と、シリンダブロック120とで構成されている。
可変クランク装置101は、連結体103に連結される主軸102を有する。主軸102は、モータ又はフライホイールなどの駆動力で回転される。主軸102は、クランク軸台112の貫通孔113に挿入されベアリング装置114に回転自在に保持されている。ベアリング装置114の外周は、取付フレーム115を介してクランク軸台112にネジ116を介して固定されている。
連結体103の傾斜面104には、主軸102の中心線102aに対して傾斜して傾斜クランクピン(作用軸)105が組み付けられている。傾斜クランクピン(作用軸)105は、貫通孔111に組み付けられた球面軸受108の貫通孔109を挿通してコネクションロッド110に組み付けられている。傾斜クランクピン(作用軸)105の先端部は、傾斜面107を介してクランク軸106に連結されている。クランク軸106の傾斜面107は、連結体103の傾斜面104と同じ角度に傾斜している。
シリンダブロック120は、可変クランク装置101の連結体103を回転自在に出没させる貫通孔121と、可変クランク装置101のクランク軸106を回転、摺動自在に配置する貫通孔122とを同軸上に備えている。
一方、空間123の上方には、可変クランク装置101のコネクションロッド110の上端部110bにピストンピン125を介して組み付けられたピストン126を配置している。このピストン126の上部には、ピストン126を摺動自在に案内する圧油室127が形成されている。この圧油室127には、外部からオイルを吸入する導入管128と、外部へオイルを吐出する導出管129とが連通している。導入管128,129には、それぞれを逆止弁130,131が設けられている。
また、調整装置は、主軸102を回転させるエンジン、モータ又はフライホイールなどの駆動力源と、クランク軸台112を移動させる位置調節部と、制御装置(例えば、図1、図2、図4に示す実施形態における制御装置60が該当する)とで構成されている。クランク軸台112を移動させる位置調節部は、例えば、油圧ポンプ、アクチュエータなどのように、クランク軸台112をシリンダブロック120に対して近接離間させる機構、構造を備えるものであれば特に限定するものではない。
本実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100は、クランク軸台112を主軸102が回転していない状態で、例えば、図15の状態から図16の状態にクランク軸台112を図中左右方向に移動させると、傾斜クランクピン105の中心線105aとコネクションロッド110の中心線110cとが係合する作用点119の位置が変化する。これにより、主軸102が回転していない状態においても、クランク軸台112を図中左右方向に移動させると、傾斜クランクピン105の傾斜に沿って作用点119の位置が図中上下方向に移動する。このとき、例えば、図16に示すように、コネクションロッド110に組み付けられたピストン126も作用点119の移動分だけ上下方向に移動する。図16では、この移動分を振幅(片側)として示している。
本実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100によれば、例えば、図15に示す状態から図16に示す状態に、主軸102を矢印で示す回転方向に回転させながら、図示しない外力による制御装置によってクランク軸台112が移動すると、コネクションロッド110がピストンピン125を介してピストン126を圧油室127の方向へ移動させ、ピストン126が圧油室127内のオイルを圧縮する。そして、圧油室127内の圧力が所定値に達した時点で、オイルは導出管129を介して外部へ吐出される。
本実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100は、例えば、図15の状態から主軸102を矢印で示す回転方向に回転させながら、図18に示すように、ピストン126をボトム位置に移動させることができる。
以上のように、本実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100によれば、本発明に係る可変クランク装置101を操作することによって、シリンダブロック130内のコネクションロッド110を、球面軸受108を挿通する傾斜クランクピン(作用軸)105のストロークをリニアーに変化させられながら球面軸受108と係合する作用点119の位置を変えることによって主軸102の中心線102aと作用点119との距離(図16では振幅(片側)として示している)を変化させ、ピストン126で圧油室127内の圧力を調整して吸入側のオイルを確実に吐出側へ供給するポンプを構築することができる。
コネクションロッド110に連接されるピストン126は、ピーク、ボトムの位相を堅持したまま往復する。クランク軸106の中心軸(主軸102の中心軸102a)と傾斜クランクピン105の中心軸105aとが交差しているポイントがコネクションロッド110の存在する断面位置に来た場合は、ピストン126の往復運動は停止し、ポンプの吐出量は0となる。使用目的との整合はともかく、行き過ぎればピーク、ボトムの逆転も可能ではある。
唯一付加的に必須部品となるのが、傾斜クランクピン105とコネクションロッド110との間に発生する転動ギャップを補完する球面軸受108である。この球面軸受108は、一般的に市販されているもので特段の問題はない。また、コネクションロッド110には、負荷トルクに応じたスラスト応力が発生するが、シリンダブロック120との間で処遇することになる。
図19乃至図22は、本発明の第四実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100Aを示す。
本実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100Aは、クランク軸台112がシリンダブロック120の貫通孔121内に回転、摺動自在に配置され、外力による位置調節部(図示せず)によってクランク軸台112が移動される点で、本発明の第三実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100とは相違する。
従って、本実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100Aでは、クランク軸台112を保持し、案内する複数のガイドポストも不要である。
本実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100Aは、本発明の第三実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100と殆ど同一の構成であるから、その作用は、本発明の第三実施形態に係る可変吐出量ポンプ装置100と殆ど同一である。
図23及び図24は、本発明の第五実施形態に係る可変ストロークプレス装置140を示す。
本実施形態に係る可変ストロークプレス装置140は、本発明に係る可変クランク装置101と、プレス本体150とで構成されている。本発明に係る可変クランク装置101は、図15乃至図18に示す第三実施形態可変吐出量ポンプ装置100及び図19乃至図22に示す第四実施形態可変吐出量ポンプ装置100Aに用いた可変クランク装置101と基本構成は殆ど同じであるため、同一構成には同一の符号を付して説明する。
連結体103は、例えば、円柱体で構成される本体103aの上面を本体103aよりも大きな外径を有する円柱体103bとし、その円柱体103bの先端面に傾斜面104を形成している。連結体103は、本体103aと円柱体103bとの境を為す段差部にベアリング装置117を介装してクランク軸台112上に回転自在に装着されている。
クランク軸台112は、複数のガイドポスト118を介して支持されている。複数のガイドポスト118は、プレス本体150に組み付けられている。クランク軸台112は、移動装置132によって移動される。移動装置132は、クランク軸台112とプレス本体150との間に配置されている。
また、プレス本体150は、コネクションロッド110が上下動する空間156と、連結体103を摺動自在及び回転自在に挿通する貫通孔157と、クランク軸106を摺動自在及び回転自在に挿通する貫通孔158とを備えている。
本実施形態に係る可変ストロークプレス装置140は、クランク軸台112を主軸102が回転していない状態で、例えば、図23の状態において図中左右方向に移動させると、傾斜クランクピン105の中心線105aとコネクションロッド110の中心線110cとが係合する作用点119の位置が変化する。これにより、主軸102が回転していない状態においても、クランク軸台112を図中左右方向に移動させると、傾斜クランクピン105の傾斜に沿って作用点119の位置が図中上下方向に移動する。このとき、例えば、図23に示すように、コネクションロッド110に組み付けられたスライド154も作用点119の移動分だけ上下方向に移動する。図23では、この移動分を振幅(片側)として示している。
本実施形態に係る可変ストロークプレス装置140によれば、図23に示す状態から図24に示す状態に、主軸102を矢印で示す回転方向に回転させると、コネクションロッド110がボルスタ(ベッド)151方向に降下しながら金型エリア152内に配置された被加工物(図示せず)をスライド154で圧縮するように作用する。
この操作を繰り返すことによって、金型エリア152内に配置された被加工物(図示せず)に所定の加工を施すことが可能となる。
また、主軸102を矢印で示す回転方向に回転させると共に、移動装置132によって主軸102をプレス本体150から離間するように操作すると、上述とは異なる状態で、金型エリア152内に配置された被加工物(図示せず)に所定の加工を施すことが可能となる。
これらの操作は、金型エリア152内に配置された被加工物(図示せず)に施す加工目的に応じて任意に選択することとなる。
図25は、本発明の第六実施形態に係る可変ストロークエンジン160を示す。
本実施形態に係る可変ストロークエンジン160は、本発明に係る可変クランク装置101と、エンジン本体161と、出力軸173とで構成されている。本発明に係る可変クランク装置101は、図15乃至図18に示す第三実施形態の可変吐出量ポンプ装置100、図19乃至図22に示す第四実施形態の可変吐出量ポンプ装置100A及び図23及び図24に示す第五実施形態の可変ストロークプレス装置140に用いた可変クランク装置101と基本構成は殆ど同じであるため、同一構成には同一の符号を付して説明する。
連結体103は、例えば、円柱体で構成される本体103aの上面を本体103aよりも大きな外径を有する円柱体103bとし、その円柱体103bの先端面に傾斜面104を形成している。連結体103は、本体103aと円柱体103bとの境を為す段差部にベアリング装置117を介装してクランク軸台112上に回転自在に装着されている。
クランク軸台112は、複数のガイドポスト118を介して支持されている。複数のガイドポスト118は、エンジン本体161に組み付けられている。クランク軸台112は、移動装置132によって移動される。移動装置132は、クランク軸台112とエンジン本体161との間に配置されている。
また、シリンダブロック162は、可変クランク装置101のコネクションロッド110を上下動させる空間165を内部に備えている。この空間165の下方には、可変クランク装置101のコネクションロッド110の下端部110aを摺動自在に案内する凹部166を設けている。
エンジン本体161には、可変クランク装置101のクラン軸106に連結する出力軸173が連結されている。出力軸173には、図示しないミッションがスプライン結合されている。
本実施形態に係る可変ストロークエンジン160は、クランク軸台112を主軸102が回転していない状態で、例えば、図25の状態において図中左右方向に移動させると、傾斜クランクピン105の中心線105aとコネクションロッド110の中心線110cとが係合する作用点119の位置が変化する。これにより、主軸102が回転していない状態においても、クランク軸台112を図中左右方向に移動させると、傾斜クランクピン105の傾斜に沿って作用点119の位置が図中上下方向に移動する。このとき、例えば、図25に示すように、コネクションロッド110に組み付けられたピストン168も作用点119の移動分だけ上下方向に移動する。図25では、この移動分を振幅(片側)として示している。
本実施形態に係る可変ストロークエンジン160によれば、例えば、図25に示す状態で、主軸102を矢印で示す回転方向に回転させると、コネクションロッド110がピストンピン167を介してピストン168を圧縮室169方向へ移動し、圧縮室169内の混合ガスを圧縮する。そして、圧縮室169内の圧力が所定値に達した時点で、点火プラグ172が点火し、燃焼圧力によってピストン168が押し下げられる。この力を利用して、出力軸173を回転させることが可能となる。
この操作を繰り返すことによって、本実施形態に係る可変ストロークエンジン160は、出力軸173へ所定の回転力を供給することができる。
10 ベース
11 天板
12 底板
13,14,15,16 側板
17,18,19,21,22,27,23,31,47,48 貫通孔
25 ポスト
26 ガイド部材
30 テーブル
35 球面軸受
36 作用軸
36a 作用軸36の中心線
37 駆動装置
38 主軸
38a 主軸38の中心線
44 連結体
45 傾斜面
46 昇降台
50 昇降装置
51 回転軸
56 ボールネジ
60 制御装置
70 メネジ加工装置
71 オネジ状工具
72 加工部
73 裾部
74,78 締結ボルト
75 金属製の素材
76 穴
77 環状部
79 メネジ
本発明は、このR−θテーブル装置を使用してメネジ加工用の穴を有する金属製の素材の穴にメネジを加工する装置に関する。
また、本発明の別の目的は、このR−θテーブル装置を使用してメネジ加工用の穴を有する金属製の素材の穴にメネジを加工する装置を提供することにある。
駆動装置37及び昇降装置50は、制御装置60に連絡し、制御装置60に組み込まれたプログラムによってテーブル30に対する作用軸36の前後左右方向及び回転方向に伴う動きを制御するように構成されている。このプログラムは、本実施形態に係るR−θテーブル装置1の使用方法に応じて任意に構築することができる。
Claims (12)
- 軸受を備える貫通孔を設けたテーブルと、
前記テーブルを水平に移動自在に保持するガイド部材と、
前記軸受に傾斜して挿通される作用軸を備え、前記作用軸を回転、停止自在に駆動する駆動装置と、
前記駆動装置を昇降させる昇降台と、
前記昇降台を昇降させ、前記作用軸と前記軸受とが係合する作用点の位置を変える昇降装置と、
前記昇降台を案内するポスト及び前記ガイド部材を設け、前記昇降装置を装着するベースと
を備え、
前記昇降台を昇降して前記駆動装置の主軸の中心線と前記作用点との水平距離を変化させ、前記テーブルを前記ガイド部材に沿って自転することなく任意の位置に移動させる
ことを特徴とするR−θテーブル装置。 - 請求項1記載のR−θテーブル装置において、
前記テーブルは、前記軸受を備える貫通孔を複数設け、
各前記貫通孔には前記作用軸がそれぞれ挿通され、
各前記作用軸は、同期運転される
ことを特徴とするR−θテーブル装置。 - 請求項1又は請求項2記載のR−θテーブル装置において、
前記軸受は、球面軸受である
ことを特徴とするR−θテーブル装置。 - 請求項1乃至請求項3の何れか記載のR−θテーブル装置において、
前記駆動装置及び前記昇降装置は、サーボモータ又はステッピングモータである
ことを特徴とするR−θテーブル装置。 - 請求項1乃至請求項4の何れか記載のR−θテーブル装置と、
前記テーブル上に固着されて搭載されるオネジ状工具と、
前記ベース上に固定され、メネジ加工用の穴を有する金属製の素材を把持又は固定する支持部材と
を有し、
前記テーブル上に固定された前記オネジ状工具が自転はせず一定水平面上の公転のみの運動をもって前記穴の内周に前記オネジ状工具の加工部を逐次押圧しながら前記加工部の形状を転写してネジ溝を成形する
ことを特徴とするメネジの加工装置。 - 主軸の中心線に対して傾斜して前記主軸に連接する傾斜クランクピンと、
前記傾斜クランクピンを挿通させる軸受を貫通孔内に備える被移動体と、
前記被移動体を移動自在に保持するガイド装置と、
前記傾斜クランクピンと前記軸受とが係合する作用点の位置を変えるように、前記傾斜クランクピンを回転、移動、回転停止又は移動停止させる調整装置と
を備え、
前記調整装置によって前記主軸の中心線と前記作用点との距離を変化させ、前記被移動体を前記ガイド装置に沿って移動させる
ことを特徴とする可変クランク装置。 - 請求項6記載の可変クランク装置において、
前記被移動体は、前記軸受を備える貫通孔を複数設け、
各前記貫通孔には、前記傾斜クランクピンがそれぞれ挿通され、
各前記作用軸は、同期運転される
ことを特徴とする可変クランク装置。 - 請求項6又は請求項7記載の可変クランク装置において、
前記軸受は、球面軸受である
ことを特徴とする可変クランク装置。 - 請求項8記載の可変クランク装置において、
前記球面軸受は、前記傾斜クランクピンの挿通部が前記傾斜クランクピンの回転及び軸方向移動を妨げない内周を有する
ことを特徴とする可変クランク装置。 - 主軸の中心線に対して傾斜して前記主軸に連接する傾斜クランクピンと、
前記傾斜クランクピンを挿通させる軸受を貫通孔内に備えるコネクションロッドと、
前記コネクションロッドに組み付けられるピストンをシリンダブロック内に移動自在に保持するポンプ本体と、
前記傾斜クランクピンと前記軸受とが係合する作用点の位置を変えるように、前記傾斜クランクピンを回転、移動、回転停止又は移動停止させる調整装置と
を備え、
前記調整装置によって前記主軸の中心線と前記作用点との距離を変化させ、前記コネクションロッドに組み付けられる前記ピストンを前記シリンダブロック内を移動させる
ことを特徴とする可変吐出量ポンプ装置。 - 主軸の中心線に対して傾斜して前記主軸に連接する傾斜クランクピンと、
前記傾斜クランクピンを挿通させる軸受を貫通孔内に備えるコネクションロッドと、
前記コネクションロッドに組み付けられるスライドを金型エリア内に移動自在に保持するプレス本体と、
前記傾斜クランクピンと前記軸受とが係合する作用点の位置を変えるように、前記傾斜クランクピンを回転、移動、回転停止又は移動停止させる調整装置と
を備え、
前記調整装置によって前記主軸の中心線と前記作用点との距離を変化させ、前記コネクションロッドに組み付けられる前記スライドを前記金型エリア内を移動させる
ことを特徴とする可変ストロークプレス装置。 - 主軸の中心線に対して傾斜して前記主軸に連接する傾斜クランクピンと、
前記傾斜クランクピンを挿通させる軸受を貫通孔内に備えるコネクションロッドと、
前記コネクションロッドに組み付けられるピストンをシリンダブロック内に移動自在に保持するエンジン本体と、
前記傾斜クランクピンと前記軸受とが係合する作用点の位置を変えるように、前記傾斜クランクピンを回転、移動、回転停止又は移動停止させる調整装置と
を備え、
前記調整装置によって前記主軸の中心線と前記作用点との距離を変化させ、前記コネクションロッドに組み付けられる前記ピストンを前記シリンダブロック内を移動させる
ことを特徴とする可変ストロークエンジン。
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