JP2018202495A - ワーク支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手作業によって支持装置の位置決め、調整作業を要しないワーク支持装置を提供すること。【解決手段】回転軸線ＯMを中心としてハウジング１２に回転自在に支持された主軸１４を有した主軸装置１０のフランジ１６に取付け、主軸が回転軸線と同軸に保持するワークＷを直径方向に両側から支持するワーク支持装置１００が、主軸装置のフランジに取付けられるベース部材１０２と、回転軸線に対して垂直な中心軸線Ｏ沿いに互いに接近、離反可能に設けられ、先端部にワークの側面と接触するＶ字形の切欠き部１０８ｂ、１１０ｂが形成された一対の挟持部材１０８、１１０と、一対の挟持部材の間を連結するリンク機構１１２とを具備し、一対の挟持部材がリンク機構によって回転軸線に関して対称に移動するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、回転自在に支持された主軸を有した主軸装置の静止部に取付け、主軸が保持するワークを側方から支持するワーク支持装置に関する。

円筒形ワーク、例えばエンドミルのような回転工具の測定や、円筒（工具）研削盤では、主軸装置に保持させたワークの先端部分をワークの側方から径方向に支持することがある。そうした場合、高精度に加工したＶ字形のブロックが多く用いられている。

このように、Ｖ字形のブロックを用いて主軸装置に保持させたワークを径方向に支持する場合、ワークの直径が変更されると、Ｖ字形のブロックの中心をワークの回転軸線に手作業で合わせる必要がある。こうした調整は、要求される精度が高くなるほどに時間、労力、技能を要する作業となる。

本発明は、このような従来技術の問題を解決することを技術課題としており、主軸装置が保持するワークの直径が変更されても、手作業によってこうした調整作業を要しないワーク支持装置を提供することを目的としている。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、ハウジングに回転自在に支持された主軸を有した主軸装置と共に用い、前記主軸により回転させられるワークを直径方向に両側から支持するワーク支持装置において、ワークの回転軸線に対して垂直な中心軸線沿いに互いに接近、離反可能に設けられ、先端部に前記ワークの側面と接触するＶ字形の切欠き部が形成された一対の挟持部材と、前記一対の挟持部材の間を連結する機構とを具備し、前記一対の挟持部材は、前記機構によって前記ワークの回転軸線に関して対称に移動するようにしたワーク支持装置が提供される。

本発明によれば、一対の挟持部材がワークの回転軸線に関して垂直な方向に対称に移動するので、ワークを回転軸線に沿って正しく位置決め、支持することが可能となる。

主軸装置と共に示す本発明の好ましい実施形態によるワーク支持装置の斜視図である。 ワークを挟持した状態（閉状態）で示すワーク支持装置の斜視図である。 図２のワーク支持装置の正面図である。 ワークを解放した状態（開状態）で示すワーク支持装置の斜視図である。 図４のワーク支持装置の正面図である。 図３の矢視線VI-VIに沿う断面図であり、ワーク支持装置の閉状態を示す図である。 図３の矢視線VII-VIIに沿う断面図である。 図３の矢視線VIII-VIIIに沿う断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１において、本実施形態によるワーク支持装置１００は、主軸装置１０のフランジ１６に取り付けるようになっている。主軸装置１０は、円筒研削盤や旋盤のような様々な機械の主軸装置とすることができる。本実施形態では、円筒研削盤の主軸装置であって、円筒研削盤のベッドのような固定部に固定されるハウジング１２と、ハウジング１２内に回転軸線Ｏ_Mを中心として回転可能に支持された主軸１４、主軸１４の後端に結合され該主軸１４を回転駆動する主軸モータ１８を具備している。フランジ１６はハウジング１２に固定され、主軸１４が回転しても回転しない主軸装置１０の静止部を形成している。また、図１において、主軸１４は中空主軸であって、その先端部分の内部にはワークＷを回転軸線Ｏ_Mと同軸に保持するチャック（図示せず）が組み込まれている。

図２を参照すると、ワーク支持装置１００は、フランジ１６に固定されるベース部材１０２、駆動側スライダ１０４、従動側スライダ１０６、駆動側スライダ１０４と従動側スライダ１０６との間に配設されたリンク機構１１２、駆動側スライダ１０４に取付けられた第１の挟持部材１０８、従動側スライダ１０６に取付けられた第２の挟持部材１１０、駆動シリンダ１２６およびロックシリンダ１３８を主要な構成要素として具備している。

ベース部材１０２は、第１と第２の腕部１０３、１０５を有して概ねＵ字またはＶ形に形成されている。第１と第２の腕部１０３、１０５は、ベース部材１０２を主軸装置１０のフランジ１６に取付けたとき、回転軸線Ｏ_Mを挟んで両側に配置される。また、ベース部材１０２は、第１と第２の腕部１０３、１０５の間に形成されたスロット１２４を有している。スロット１２４は、回転軸線Ｏ_Mおよびワーク支持装置１００の長手の中心軸線Ｏに対して垂直な縦軸線Ｏ_Vに平行に延びる側面を有した長穴状に形成されている。

駆動側スライダ１０４は第１の腕部１０３に取付けられ、従動側スライダ１０６は第２の腕部１０５に取付けられている。駆動側スライダ１０４と従動側スライダ１０６は、ワーク支持装置１００を主軸装置１０に取付けたときに、回転軸線Ｏ_Mに対して垂直な中心軸線Ｏに沿って互いに接近、離反可能に、かつ、回転軸線Ｏ_Mに関して互いに対象位置に第１と第２の腕部１０３、１０５に夫々取付けられている。

ここで、図６、７を参照すると、駆動側スライダ１０４において第１の腕部１０３に対面する側面には、中心軸線Ｏに沿って延在する角柱状の案内部材１３６が、ボルト１３９によって取付られている。案内部材１３６の一側面には中心軸線Ｏに沿って延びる係合溝１３６ａが形成されている。

駆動シリンダ１２６は、ワーク支持装置１００の駆動手段を構成しており、ブラケット１２８を介して第１の腕部１０３において、第２の腕部１０５の反対側の側面に取付けられる。駆動シリンダ１２６は、電動アクチュエータまたは流体圧アクチュエータによって形成することができる。本実施形態では、作用棒１３１を有したピストン１３０を備えた空圧シリンダより成る。

図６を参照すると、駆動シリンダ１２６のピストン１３０の作用棒１３１は、ブラケット１２８の貫通穴１２８ａを通過して中心軸線Ｏに沿って延びている。作用棒１３１の先端には、連結ネジ１３２が螺合されており、そのヘッド部を駆動側スライダ１０４の後端に設けられたアングル状の係合部１３４に係合させることによって駆動シリンダ１２６が駆動側スライダ１０４に連結される。

ロックシリンダ１３８は、ワーク支持装置１００のロック手段を構成しており、第１の腕部１０３において、駆動側スライダ１０４が取付けられる側面（以下、第１の腕部１０３の正面と記載する）および駆動シリンダ１２６が取付けられる側面に対して垂直な側面に取付けられる。ロックシリンダ１３８は、電動アクチュエータまたは流体圧アクチュエータによって形成することができる。図７を参照すると、本実施形態では、作用棒１４３を有したピストン１４２を備えた空圧シリンダより成る。

ロックシリンダ１３８は、ベース部材１０２を主軸装置１０のフランジ１６に取付けたとき、そのピストン１４２の作用棒１４３が中心軸線Ｏおよび回転軸線Ｏ_Mに対して垂直に延びるように配向されている。作用棒１４３の先端には押棒１４４が、作用棒１４３に対して同軸となるように取り付けられている。押棒１４４は、ピストン１４２が伸長したときに、その先端が案内部材１３６の側面に当接可能な長さを有している。

駆動側スライダ１０４には、第１の挟持部材１０８がボルト１０８ａによって取付けられる。より詳細には、第１の挟持部材１０８は、その先端が駆動側スライダ１０４の端面から第２の腕部１０５側に突出するように、駆動側スライダ１０４に取付けられる。第１の挟持部材１０８は、平板状の部材より成り、先端部にＶ字形の切欠き部１０８ｂが形成されている。切欠き部１０８ｂは、Ｖ字形の頂点が中心軸線Ｏ上に配置されるように形成されている。

従動側スライダ１０６には、第２の挟持部材１１０がボルト１４６によって取付けられる。より詳細には、第２の挟持部材１１０は、その先端が従動側スライダ１０６の端面から第１の腕部１０３側に突出するように、従動側スライダ１０６に取付けられる。第２の挟持部材１１０は、平板状の部材より成り、先端部にＶ字形の切欠き部１１０ｂが形成されている。切欠き部１１０ｂは、Ｖ字形の頂点が中心軸線Ｏ上に配置されるように形成されている。

好ましくは、第２の挟持部材１１０の先端部分１１０ｃを薄く形成して、該先端部分１１０ｃに切欠き部１１０ｂを形成し、第１の挟持部材１０８の切欠き部１０８ｂを形成した先端部分に、第２の挟持部材１１０の先端部分１１０ｃを受容するスロット１０８ｃを形成する。これによって、一層小径のワークＷを挟持することが可能となる。

ボルト１４６は、ヘッド部１４６ａと、ねじ山の形成されていないシャンク部１４６ｂと、従動側スライダ１０６に形成された対応の雌ネジに係合するネジ山が形成されたネジ部１４６ｃとを有している。第２の挟持部材１１０において、切欠き部１１０ｂとは反対側の端部分には、ボルト１４６を受容する貫通穴１１０ａが形成されている。貫通穴１１０ａは、少なくとも中心軸線Ｏ方向に、ボルト１４６のシャンク部１４６ｂの直径よりも大きな寸法を有しており、第２の挟持部材１１０が従動側スライダ１０６に対して中心軸線Ｏに沿って相対的に移動できるようになっている。

また、第２の挟持部材１１０の後端には付勢要素１４８が設けられている。付勢要素１４８は、ボルト１４８ｂによって、第２の挟持部材１１０の後側において従動側スライダ１０６に固定される中空状のハウジング１４８ａと、ハウジング１４８ａの中空部内に配設されるコイルばね１４８ｃと、ハウジング１４８ａの後端に螺合される調節ネジ１４８ｄとを有している。コイルばね１４８ｃは、ハウジング１４８ａの中空部内から中心軸線Ｏに沿って突出して第２の挟持部材１１０の後端面に当接し、第２の挟持部材１１０を第１の挟持部材１０８へ向けて中心軸線Ｏ沿いに付勢する。コイルばね１４８ｃの付勢力は、調節ネジ１４８ｄによって調節可能となっている。

ベース部材１０２の第１の腕部１０３の正面には、駆動側スライダ１０４が当接する支承面１０３ｆを有したボス部１０３ｅが形成されている。第１の腕部１０３の正面には、また、中心軸線Ｏに沿って延びる案内溝１０３ａと、中心軸線Ｏに垂直に延びる横断溝１０３ｂとが正面に開口するように形成されている。横断溝１０３ｂ内には、ロックシリンダ１３８を第１の腕部１０３に取付けたとき、該ロックシリンダ１３８の押棒１４４が収容される。なお、好ましくは、ベース部材１０２においてフランジ１６に対面する側面に、ベース部材１０２をフランジ１６に対して正しく位置決めするための突起や凹みを形成し、対応する凹みや突起をフランジ１６に形成するようにできる。

駆動側スライダ１０４は、案内部材１３６を案内溝１０３ａ内に配置して、第１の腕部１０３の正面に取付けられる。ワーク支持装置１００を図１に示すように、主軸装置１０のフランジ１６に取付けたとき、案内部材１３６は、案内溝１０３ａにおいて下側となる側面１０３ｇによって支承される。

また、第１の腕部１０３の正面に対して垂直な側面には、横断溝１０３ｂに対抗するように、ネジ部１０３ｄを有したネジ穴１０３ｃが形成されており、該ネジ穴１０３ｃにボルト１５０が螺合される。より好ましくは、ネジ穴１０３ｃは、ワーク支持装置１００を図１に示すように、主軸装置１０のフランジ１６に取付けたとき、案内溝１０３ａにおいて下側となる側面１０３ｇに開口するように形成される。駆動側スライダ１０４を第１の腕部１０３の正面に取付けたとき、ボルト１５０をネジ穴１０３ｃ内に捻じ込むことによって、ボルト１５０の先端が案内部材１３６の係合溝１３６ａ内に進入し、これによって、駆動側スライダ１０４が第１の腕部１０３の正面から脱離することが防止される。

ベース部材１０２の第２の腕部１０５の正面には、ボス部１０５ａが形成されている。ボス部１０５ａには、従動側スライダ１０６を中心軸線Ｏに沿って移動可能に支持、案内するリニアベアリング１５２が設けられている。

リンク機構１１２は、ピン１１６により駆動側スライダ１０４に回動可能に取着された駆動側リンク１１４と、ピン１２０によって従動側スライダ１０６に回動可能に取着された従動側リンク１１８と、駆動側リンク１１４と従動側リンク１１８とを回動可能に連結するカムピン１２２とを具備している。カムピン１２２は、駆動側リンク１１４および従動側リンク１１８を貫通して、その先端部分がスロット１２４内に摺動可能に収容されている。リンク機構１１２は、駆動側スライダ１０４および第１の挟持部材１０８と、従動側スライダ１０６および第２の挟持部材１１０が、回転軸線Ｏ_Mおよび縦軸線Ｏ_Vに関して対称に動作するように構成されている。

以下、本実施形態の作用を説明する。
図１に示すように、ワーク支持装置１００は、ボルト１６０によって主軸装置１０の静止部としてのフランジ１６に取付けられる。棒状のワークＷ、例えばエンドミルのような回転工具が、チャックによって回転軸線Ｏ_Mと同軸に主軸１４に保持される。これによって、駆動側スライダ１０４と従動側スライダ１０６は、中心軸線Ｏに沿って回転軸線Ｏ_Mおよび縦軸線Ｏ_Vに関して対称位置に配置される。

次いで、駆動シリンダ１２６によって、駆動側スライダ１０４をワークＷへ向けて接近方向に前進させると、リンク機構１１２によって従動側スライダ１０６もまたワークＷへ向けて接近する。こうして、第１と第２の挟持部材１０８、１１０は、各々のＶ字形の切欠き部１０８ｂ、１１０ｂが、ワークＷの側面、好ましくはワークＷの先端部分の側面に当接するまで、中心軸線Ｏに沿って互いに接近動作する。

第２の挟持部材の切欠き部１１０ｂがワークＷの側面に当接したとき、第２の挟持部材１１０が中心軸線Ｏに沿って移動可能に従動側スライダ１０６に取付けられ、かつ、付勢要素１４８によって中心軸線Ｏの方向に付勢されているので、ワーク支持装置１００の寸法誤差、組立誤差や、フランジ１６へのワーク支持装置１００の組付け誤差を吸収して、ワークＷを主軸装置１０の回転軸線Ｏ_Mに沿って正しく位置決め、支持することが可能となる。

１０ 主軸装置
１２ ハウジング
１４ 主軸
１６ フランジ
１８ 主軸モータ
１００ ワーク支持装置
１０２ ベース部材
１０３ 第１の腕部
１０４ 駆動側スライダ
１０５ 第２の腕部
１０５ａ ボス部
１０６ 従動側スライダ
１０８ 第１の挟持部材
１０８ａ ボルト
１０８ｂ 切欠き部
１１０ 第２の挟持部材
１１０ａ 貫通穴
１１０ｂ 切欠き部
１１２ リンク機構
１１４ 駆動側リンク
１１６ ピン
１１８ 従動側リンク
１２０ ピン
１２２ カムピン
１２４ スロット
１２６ 駆動シリンダ
１２８ ブラケット
１２８ａ 貫通穴
１３０ ピストン
１３１ 作用棒
１３２ 連結ネジ
１３４ 係合部
１３６ 案内部材
１３６ａ 係合溝
１３８ ロックシリンダ
１３９ ボルト
１４２ ピストン
１４３ 作用棒
１４４ 押棒
１４６ ボルト
１４６ａ ヘッド部
１４６ｂ シャンク部
１４６ｃ ネジ部
１４８ 付勢要素
１４８ａ ハウジング
１４８ｂ ボルト
１４８ｃ コイルばね
１４８ｄ 調節ネジ
１５０ ボルト
１５２ リニアベアリング
１６０ ボルト

Claims (3)

1. ハウジングに回転自在に支持された主軸を有した主軸装置と共に用い、前記主軸により回転させられるワークを直径方向に両側から支持するワーク支持装置において、
   前記ワークの回転軸線に対して垂直方向に互いに接近、離反可能に設けられた一対の挟持部材を具備し、前記一対の挟持部材は、前記ワークの回転軸線に関して対称に移動することを特徴としたワーク支持装置。
2. 前記挟持部材を所定位置に固定するロック手段を更に具備する請求項１に記載のワーク支持装置。
3. 前記主軸装置は、研削盤または測定装置である請求項１または２に記載のワーク支持装置。

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