JP2016144866A

JP2016144866A - 振れ止め付きテールストックの移動機構

Info

Publication number: JP2016144866A
Application number: JP2016100816A
Authority: JP
Inventors: 浩一天谷; Koichi Amaya; 岩井　清高; Kiyotaka Iwai; 清高岩井; 崇史飯塚; Takashi Iizuka
Original assignee: Matsuura Kikai Seisakusho KK
Current assignee: Matsuura Kikai Seisakusho KK
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2016-08-12

Abstract

【課題】所定の押圧力によってワークを保持するテールストックを、ボールネジによって移動すると共に、所定の押圧力によってワークを保持するために必要な制御を実現する振れ止め付きテールストックの移動機構の構成を提供すること
【解決手段】ボールネジ２上に、上下二段の基盤を配置し、上側の基板６１に、テールストック１と振れ止め７とをボールネジ２の長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基盤６１が下側の基板６２に対しボールネジ２の長手方向と直交方向への移動と固着とを自在とした上で、テールストック１の移動段階において、ボールネジ２を駆動するモーターが発生するトルクを検出し、当該トルクが所定の基準値に至った段階にて、ボールネジ２の回動に対するブレーキの作動、駆動モーターに対する電源からの入力の切断を所定の順序にて実現することによって上記課題を達成する移動型テールストック。
【選択図】図４

Description

本発明は、ボールネジによって移動したうえで、ワークを保持する振れ止め付きテールストックの移動機構を対象としている。

従来、テールストックの移動及びワークに対する押圧は、例えば特許文献２に示すように、油圧シリンダによって実現されており（図１及び段落［００２７］における「テールストック５２６」及び「シリンダ５２７」に関する記載部分）、このため前記移動及び押圧に対する制御もまた油圧シリンダを前提としていた。

しかしながら、油圧シリンダの場合には、シリンダ機構、油圧回路等の設置のため広範なスペースを必要とする。

しかも、ワークに対する押圧力は、手動減圧弁によって調整することから、制御においても複雑かつ煩雑な作業を不可欠とする一方、油圧の変化が緩慢であるため、迅速な制御には不適切であった。

このような技術上の問題点が存在する油圧シリンダ方式に代えて、例えば特許文献１においては、テールストックをボールネジによって摺動させる構成が提唱されているが（図１及び段落［００１０］の「テールストック２１」及び「ボールねじ装置」に関する記載部分）、特許文献１においては、ボールネジによるテールストックの移動及びワークに対する押圧に関し、具体的な制御機構に関する構成を全く明らかにしていない。

特開平１０−７６４０２号公報特開２０００−１４４２５６号公報

本発明は、所定の押圧力によってワークを保持するテールストックを、ボールネジによって移動すると共に、所定の押圧力によってワークを保持するために必要な制御を実現する振れ止め付きテールストックの移動機構の構成を提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、
（１）ボールネジ上に、上下二段の基盤を配置し、上側の基板に、テールストックと振れ止めとをボールネジの長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基盤が下側の基板に対しボールネジの長手方向と直交方向への移動と固着とを自在とした上で、前記テールストックに対し下記の工程の制御を行う振れ止め付きテールストック移動機構
記
ａボールネジによるテールストックの移動及び当該ボールネジを駆動するモーターが発生するトルクの検出、
ｂ前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、ボールネジの回動に対するブレーキの作動、
ｃ前記ｂのブレーキの作動より後段階における駆動モーターに対する電源からの入力の切断
（２）ボールネジ上に、上下二段の基盤を配置し、上側の基板に、テールストックと振れ止めとをボールネジの長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基盤が下側の基板に対しボールネジの長手方向と直交方向への移動と固着とを自在とした上で、前記テールストックに対し下記の工程の制御を行う振れ止め付きテールストック移動機構
記
ａボールネジによるテールストックの移動及び当該ボールネジを駆動するモーターが発生するトルクの検出、
ｂ前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、駆動モーターに対する電源からの入力の切断、
ｃ上記ｂの切断より後段階における、ボールネジの回動に対するブレーキの作動
（３）ボールネジ上に、上下二段の基盤を配置し、上側の基板に、テールストックと振れ止めとをボールネジの長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基盤が下側の基板に対しボールネジの長手方向と直交方向への移動と固着とを自在とした上で、前記テールストックに対し下記の工程の制御を行う振れ止め付きテールストック移動機構
記
ａボールネジによるテールストックの移動及び当該ボールネジを駆動するモーターが発生するトルクの検出、
ｂ前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、ボールネジの回動に対するブレーキの作動、及び当該作動と同時期における駆動モーターに対する電源からの入力の切断
からなる。

前記基本構成（１）、（２）、（３）による本発明においては、油圧シリンダよりも少ないスペースにて作動し得るボールネジを採用し、かつワークを保持するために必要な押圧力を駆動モーターが発生するトルクを適宜選択した上で、ボールネジにおけるブレーキの作動によって前記トルクに基づいて適切な押圧力を確保し、しかも油圧シリンダの場合に比し、極めてスピーディーな制御を可能とすることができる。
しかも、共通したボールネジによって、テールストックによるワークに対する押圧だけでなく、ワークに対する工作段階に突入した後においても、振れ止めを嵌合させたうえでワークの振動を防止することが可能となる。

基本構成（１）の制御状況を示しており、（ａ）は、制御に対応するプログラムであり、（ｂ）は上記プログラムによる制御に対応するトルクの変化状態を示すグラフである。基本構成（２）の制御状況を示しており、（ａ）は、制御に対応するプログラムであり、（ｂ）は上記プログラムによる制御に対応するトルクの変化状態を示すグラフである。基本構成（３）の制御状況を示しており、（ａ）は、制御に対応するプログラムであり、（ｂ）は上記プログラムによる制御に対応するトルクの変化状態を示すグラフである。本発明の基本構成に基づく振れ止め付きテールストックの配置状態を示す見取図である。実施例のテールストックの状態を示しており、（ａ）は、ボールネジの長手方向に沿った側面図であり、（ｂ）は、当該長手方向に直交する方向の側断面図である。

図４に示すように、ボールネジ２上に、上下二段の基盤を配置し、上側の基板６１に、テールストック１と振れ止め７とをボールネジ２の長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基盤６１が下側の基板６２に対しボールネジ２の長手方向と直交方向への移動と固着とを自在とする基本構成（１）、（２）、（３）においては、ワーク５を押圧するテールストック１、テールストック１を回動によって移動しかつ上記押圧状態を確保するためのブレーキ（図示せず）を備えているボールネジ２、及び当該ボールネジ２に対する駆動モーター（図示せず）を構成要素としており、駆動モーターはテールストック１及びボールネジ２を介してワーク５と反対側に配置されている。

図４に示す配置状態に基づき、基本構成（１）においては、図１（ａ）のようなプログラムによる制御が行われている。

具体的には、
ａ．ボールネジ２によるテールストック１の移動及び当該ボールネジ２を駆動するモーターが発生するトルクの検出（Ｓ_１）
ｂ．前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、ボールネジ２の回動に対するブレーキの作動（Ｓ_２、Ｓ_３）
ｃ．前記ｂのブレーキの作動より後段階における駆動モーターに対する電源からの入力の切断（Ｓ_４）
という工程によって、駆動モーター及びボールネジ２のブレーキに対する制御が行われており、前記制御に基づく駆動モーターのトルクの変化状態は、図１（ｂ）に示すとおりである。

同様に、基本構成（２）においては、図２（ａ）のようなプログラムの制御が行われている。

具体的には、
ａ．ボールネジ２によるテールストック１の移動及び当該ボールネジ２を駆動するモーターが発生するトルクの検出（Ｓ_１）、
ｂ．前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、駆動モーターに対する電源からの入力の切断（Ｓ_２、Ｓ_３）、
ｃ．上記ｂの切断より後段階における、ボールネジ２の回動に対するブレーキの作動（Ｓ_４）
という工程によって、駆動モーター及びボールネジ２のブレーキに対する制御が行われており、前記制御に基づく駆動モーターのトルクの変化の状態は、図２（ｂ）に示す通りである。

基本構成（３）においては、図３（ａ）のようなプログラムによる制御が行われている。

具体的には、
ａ．ボールネジ２によるテールストック１の移動及び当該ボールネジ２を駆動するモーターが発生するトルクの検出（Ｓ_１）、
ｂ．前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、ボールネジ２の回動に対するブレーキの作動、及び当該作動と同時期における駆動モーターに対する電源からの入力の切断（Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４）
という工程によって、駆動モーター及びボールネジ２のブレーキに対する制御が行われており、前記制御に基づく駆動モーターのトルクの変化の状態は、図３（ｂ）に示す通りである。

尚、基本構成（１）、（２）、（３）におけるａのステップ（Ｓ_１）は共通しているが、当該ステップにおいては、ボールネジ２がワーク５の探索位置にあるか否かの検索を行った上で、接近位置に至った後において、駆動モーターが発生するトルクの検出を行うことによる実施形態も可能である。

更には、基本構成（１）、（２）、（３）の前記ｂにおいて共通するステップ（Ｓ_２）において、駆動モーターが発生するトルクが所定の基準に至るか否かの判断に後続して、テールストック１が移動限界まで到来しているか否かの判断をも重畳した上で、移動限界に到来した場合には、たとえトルクが前記基準に至っていない場合であっても、次のブレーキに対する作動及び駆動モーターに対する電源からの入力の切断の作動に突入する実施形態も採用することができる。

ボールネジ２の回動に基づく移動によって、テールストック１がワーク５に接触した段階では、テールストック１によるワーク５に対する押圧及び当該押圧に対するワーク５の反作用が発生し、駆動モーターにおいては、上記反作用と均衡するようなトルクの発生を必要不可欠とする。

その結果、当該トルクは、図１（ｂ）、図２（ｂ）、図３（ｂ）の時刻Ｃの位置に示すように、急激に上昇しかつ駆動モーターに対する入力電流及び駆動モーターにおける消費電力もまた急激に上昇する（尚、Ｃは“Ｃｏｎｔａｃｔ”の趣旨である。）。

基本構成（１）においては、駆動モーターが発生するトルクが所定の基準値に至った段階にて、ボールネジ２に対するブレーキが作動し、かつ当該作動以後に、駆動モーターに対する電源からの入力を切断していることから、トルクが急上昇し、入力電流及び消費電力が過大化することを防止するために、前記切断の段階にて上記過大化が生じないように、前記基準値を設定すると良い。

基本構成（２）においては、駆動モーターが発生するトルクが所定の基準値に至った段階にて、駆動モーターに対する電源からの入力を切断し、その後、ボールネジ２に対するブレーキが作動していることから、ブレーキ作動以前に前記トルクが消失し、ワーク５の反作用によって、テールストック１が逆戻りする危険がない訳ではない。

しかしながら、このような危険については、ボールネジ２のネジの傾斜角度を小さくすることによって、ボールネジ２の逆回動が生じないような設計を採用すると良い。

基本構成（３）においては、駆動モーターが発生するトルクが所定の基準に至った段階において、ボールネジ２に対するブレーキの作動と駆動モーターに対する電源からの入力の切断が同時に行われていることから、基本構成（１）及び（２）のような技術上の問題点は発生しない。

基本構成（１）、（２）及び（３）の何れにおいても、駆動モーターが発生するトルクが所定の基準に至った段階にてブレーキが作動していることから、ボールネジ２に支えられたテールストック１は当該トルクに対応する押圧力を以って、ワーク５を保持することができる。

駆動モーターが発生するトルクについては、ボールネジ２の移動に伴う押圧力と対応関係にあることから、ワーク５の後端の位置に歪み計を配設し、当該歪みの程度によって前記トルクを測定するというメカニカルな測定方法も不可能ではない。

しかしながら、そのようなメカニカルな測定方法は必ずしも正確ではなく、しかも余分な設備を必要とする。

このような状況に鑑み、駆動モーターにおけるトルクは、当該トルクと対応関係にある駆動モーターに対する入力電流又は駆動モーターにおける消費電力によって、測定する場合が多い。

尚、本来ならば、駆動モーターにおける逆起電力に基づく電流又は逆起電力に基づく消費電力の方が前記トルクを直接反映しているが、これらの発生電流又は電力よりも、前記入力電流又は消費電力の方が測定が容易である。

以下、実施例について説明する。

実施例は、図５に示すように、ワーク５の後端面を押圧する突出部の周囲から、ワーク５の後端及びその近傍の外周面に対し密着した状態にて嵌合する円筒１２を突出させ、かつ当該円筒１２が前記突出部の周囲に密着した状態にて嵌合していることを特徴としている。

実施例においては、ワーク５に対し密着した状態にて嵌合する円筒１２の把持によって、テールストック１は、振れ止め７の作用を兼用することができる。

本発明は、殆ど全てのワークに対し必要な押圧力を以って保持することが可能であって、その利用価値は絶大である。

１テールストック
１１テールストックの突起部
１２円筒
２ボールネジ
５ワーク
６１上側の基板
６２下側の基板
７振れ止め

Claims

ボールネジ上に、上下二段の基盤を配置し、上側の基板に、テールストックと振れ止めとをボールネジの長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基盤が下側の基板に対しボールネジの長手方向と直交方向への移動と固着とを自在とした上で、前記テールストックに対し下記の工程の制御を行う振れ止め付きテールストック移動機構
記
ａボールネジによるテールストックの移動及び当該ボールネジを駆動するモーターが発生するトルクの検出、
ｂ前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、ボールネジの回動に対するブレーキの作動、
ｃ前記ｂのブレーキの作動より後段階における駆動モーターに対する電源からの入力の切断
ボールネジ上に、上下二段の基盤を配置し、上側の基板に、テールストックと振れ止めとをボールネジの長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基盤が下側の基板に対しボールネジの長手方向と直交方向への移動と固着とを自在とした上で、前記テールストックに対し下記の工程の制御を行う振れ止め付きテールストック移動機構
記
ａボールネジによるテールストックの移動及び当該ボールネジを駆動するモーターが発生するトルクの検出、
ｂ前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、駆動モーターに対する電源からの入力の切断、
ｃ上記ｂの切断より後段階における、ボールネジの回動に対するブレーキの作動
ボールネジ上に、上下二段の基盤を配置し、上側の基板に、テールストックと振れ止めとをボールネジの長手方向と直交する方向に並べて配置すると共に、上側の基盤が下側の基板に対しボールネジの長手方向と直交方向への移動と固着とを自在とした上で、前記テールストックに対し下記の工程の制御を行う振れ止め付きテールストック移動機構
記
ａボールネジによるテールストックの移動及び当該ボールネジを駆動するモーターが発生するトルクの検出、
ｂ前記ａのトルクが所定の基準値に至った段階にて、ボールネジの回動に対するブレーキの作動、及び当該作動と同時期における駆動モーターに対する電源からの入力の切断
駆動モーターが発生するトルクを、駆動モーターに対する入力電流によって検出することを特徴とする請求項１、２、３の何れか１項に記載の振れ止め付きテールストックの移動機構。
駆動モーターが発生するトルクを、駆動モーターにおける消費電力によって検出することを特徴とする請求項１、２、３の何れか１項に記載の振れ止め付きテールストックの移動機構。
ワークの後端面を押圧する突出部の周囲から、ワークの後端及びその近傍の外周面に対し密着した状態にて嵌合する円筒を突出させ、かつ当該円筒が前記突出部の周囲に密着した状態にて嵌合していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５の何れか１項に記載の振れ止め付きテールストックの移動機構。