JP2020049607A - Line guide mechanism and swiveling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラインガイド機構及び旋回装置に関するものである。 The present invention relates to a line guide mechanism and a turning device.
例えば、特許文献１には、旋回装置（旋回主軸装置）を備える工作機械が記載されている。この旋回装置は、旋回軸を４５度に傾斜させた状態で回転可能に支持する固定本体部と、旋回軸と共に回転可能な旋回本体部と、旋回軸回りで旋回本体部に支持される主軸装置とを備える。旋回装置は、主軸装置を旋回軸回りで旋回させて垂直姿勢と水平姿勢の間で旋回割出しを行う。 For example, Patent Literature 1 describes a machine tool provided with a turning device (turning spindle device). The turning device includes a fixed main body that rotatably supports the swivel shaft at a 45-degree angle, a swivel main body that can rotate with the swivel shaft, and a spindle device that is supported by the swivel main body around the swivel axis. And The turning device turns the main spindle device around the turning axis to perform turning indexing between a vertical posture and a horizontal posture.
旋回装置を備える工作機械では、旋回装置から主軸装置に電気や油気圧等の供給が必要であるため、電気を通す電気配線路や油気圧等を通す流体配管路等のラインが設けられる。このようなラインは、旋回装置の旋回運動で所定の許容範囲を超えてねじれた場合は、破断や破損が生じるおそれがある。そこで、ラインは、所定の許容範囲を超えてねじれないように、例えば、特許文献２に記載の旋回運動に対応した巻取り型のガイドに収容されて保護される。 In a machine tool equipped with a turning device, it is necessary to supply electricity, oil pressure, and the like from the turning device to the spindle device. Therefore, a line such as an electric wiring path for passing electricity or a fluid piping path for passing oil pressure or the like is provided. If such a line is twisted beyond a predetermined allowable range by the turning motion of the turning device, there is a possibility that the line may be broken or damaged. Therefore, the line is protected by, for example, being accommodated in a winding-type guide corresponding to a turning motion described in Patent Literature 2 so as not to be twisted beyond a predetermined allowable range.
特許文献２に記載のガイドにおいて、旋回軸の旋回可能角度を大きくするためには、ガイドの直動範囲を大きくとる（収容面積を大きくする）必要があり、旋回装置が大型化する。また、ガイドの運動を安定させるためには、複雑形状なガイド板が必要となり、部品点数の増大や組付け工数の増加によりコスト高となる傾向にある。 In the guide described in Patent Literature 2, in order to increase the swivelable angle of the swivel axis, it is necessary to increase the linear motion range of the guide (enlarge the accommodation area), and the swivel device becomes large. Further, in order to stabilize the movement of the guide, a guide plate having a complicated shape is required, and the cost tends to increase due to an increase in the number of parts and an increase in the number of assembly steps.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、シンプルで小型な構成のラインガイド機構及び当該ラインガイド機構を備える旋回装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a line guide mechanism having a simple and small configuration and a turning device including the line guide mechanism.
本発明に係るラインガイド機構は、回転規制されて配置される第一案内筒と、前記第一案内筒の中心軸線と同軸で直列配置され、前記中心軸線の回りに回転可能に配置される第二案内筒と、第一円筒部材及び前記第一円筒部材に対し放射状に突設される少なくとも２つの第一突状部材を有し、前記直列配置される第一案内筒及び第二案内筒のうち、前記第一案内筒の開放端側に一体もしくは別体で設けられる第一仕切り部材と、第二円筒部材及び前記第二円筒部材に対し放射状に突設される少なくとも２つの第二突状部材を有し、前記直列配置される第一案内筒及び第二案内筒のうち、前記第二案内筒の開放端側に一体もしくは別体で設けられる第二仕切り部材と、第三円筒部材及び前記第三円筒部材に対し放射状に突設される少なくとも２つの第三突状部材を有し、前記第一仕切り部材と前記第二仕切り部材との間に配置される第三仕切り部材と、前記第一円筒部材、前記第三円筒部材及び前記第二円筒部材の中心を貫通して回転可能に配置され、前記第一仕切り部材もしくは前記第二仕切り部材に連結される支柱部材と、を備える。 The line guide mechanism according to the present invention includes a first guide cylinder, which is arranged to be restricted in rotation, and is arranged in series coaxially with a center axis of the first guide cylinder, and is arranged so as to be rotatable around the center axis. Two guide cylinders, having a first cylindrical member and at least two first projecting members radially protruding from the first cylindrical member, the first guide tube and the second guide tube arranged in series A first partition member integrally or separately provided on an open end side of the first guide cylinder, and at least two second protrusions radially protruding from the second cylindrical member and the second cylindrical member; Having a member, of the first guide tube and the second guide tube arranged in series, a second partition member provided integrally or separately on the open end side of the second guide tube, and a third cylindrical member; At least two protruding radially with respect to the third cylindrical member; A third partition member disposed between the first partition member and the second partition member, the first cylindrical member, the third cylindrical member, and the second cylinder A support member rotatably disposed through a center of the member and connected to the first partition member or the second partition member.
そして、ラインを、前記第一案内筒の内周と前記第一仕切り部材の前記第一突状部材で仕切られる区画に通し、さらに前記第一案内筒の内周もしくは前記第二案内筒の内周と前記第三仕切り部材の前記第三突状部材で仕切られる区画に通し、さらに前記第二案内筒の内周と前記第二仕切り部材の前記第二突状部材で仕切られる区画に通した状態で、前記第二案内筒の回転に応じて案内する。 Then, the line is passed through the inner periphery of the first guide cylinder and a section partitioned by the first protruding member of the first partition member, and further, the inner periphery of the first guide cylinder or the inner periphery of the second guide cylinder. Through the section of the third partition member that is partitioned by the third protruding member, and further pass through the inner circumference of the second guide cylinder and the section that is partitioned by the second protruding member of the second partition member. In this state, the guide is performed according to the rotation of the second guide cylinder.
このラインガイド機構においては、第二案内筒の回転角度を大きくしても円筒状の第一案内筒内及び第二案内筒内においてラインを案内できる。すなわち、ラインガイド機構においては、第二案内筒が回転軸線回りに回転すると、第二案内筒の第二突状部材がラインを押し、さらに当該ラインが第三仕切り部材の第三突状部材を押して回転軸線回りに螺旋状に旋回してラインを案内する。このように、シンプルで小型なラインガイド機構に構成できる。 In this line guide mechanism, even if the rotation angle of the second guide cylinder is increased, the line can be guided in the first and second cylindrical guide cylinders. That is, in the line guide mechanism, when the second guide cylinder rotates around the rotation axis, the second protruding member of the second guide cylinder pushes the line, and the line further moves the third protruding member of the third partition member. Push to spiral around the axis of rotation and guide the line. In this way, a simple and small line guide mechanism can be configured.
本発明に係る旋回装置は、工作物の加工用の回転工具を有する主軸装置を備える旋回本体部と、前記旋回本体部を旋回軸線回りで回転可能に支持する固定本体部と、前記旋回本体部の旋回軸線上に配置される上記ラインガイド機構と、を備える旋回装置であって、前記第一案内筒は、前記固定本体部に連結され、前記第二案内筒は、前記旋回本体部に連結される。 A turning device according to the present invention includes a turning main unit including a spindle device having a rotating tool for processing a workpiece, a fixed main unit that supports the turning main unit so as to be rotatable around a turning axis, and the turning main unit. Wherein the first guide cylinder is connected to the fixed main body, and the second guide cylinder is connected to the pivot main body. Is done.
これによれば、上述の理由によりシンプルで小型なラインガイド機構に構成できるので、旋回本体部の回転角度を大きくしても、旋回装置の大型化を抑制できる。 According to this, a simple and small line guide mechanism can be configured for the above-described reason, so that even if the rotation angle of the turning main body is increased, it is possible to suppress an increase in the size of the turning device.
（１．旋回装置を備える工作機械の構成）
本実施形態の旋回装置として旋回主軸装置を備える工作機械を例に挙げて説明する。図１に示すように、工作機械１は、５軸マシニングセンタであり、ベッド１１、コラム１２、サドル１３、旋回装置２０、スライドテーブル１４及びターンテーブル１５を備える。ベッド１１は、ほぼ矩形状からなり、床上に配置される。ベッド１１上には、コラム１２が起立して設けられる。
(1. Configuration of machine tool equipped with swivel device)
A machine tool including a turning spindle device will be described as an example of the turning device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the machine tool 1 is a five-axis machining center, and includes a
コラム１２の側面には、サドル１３がＸ軸線方向に移動可能に設けられる。サドル１３の側面には、主軸装置３０が取り付けられる旋回装置２０がＹ軸線方向に移動可能に設けられる。また、ベッド１１上には、スライドテーブル１４がＺ軸線方向に移動可能に設けられる。スライドテーブル１４上には、ターンテーブル１５がＹ軸線回り（Ｂ軸）に回転可能に設けられる。ターンテーブル１５には、図略の工作物が治具を介して固定される。
A
図２Ａ及び図３に示すように、旋回装置２０は、旋回軸２１、旋回本体部２２及び固定本体部２３を備える。本例の旋回装置２０は、固定本体部２３に対して旋回軸２１を旋回本体部２２と共に回転させる。そして、図２Ｂに示すように、主軸装置３０の姿勢（回転軸線Ｒの向き）を水平方向（旋回本体部２２の旋回軸線Ｄの回転角度θが０度）から垂直方向（旋回本体部２２の旋回軸線Ｄの回転角度θが１８０度）までの間で変化させて主軸装置３０の旋回割出しを行う装置である。
As shown in FIGS. 2A and 3, the turning
図３に示すように、旋回軸２１は、略中空円筒状の旋回軸本体２１Ａ、中空円筒状の回転スリーブ２４及び中空円筒状の固定スリーブ２５を有し、旋回軸線ＤがＺ軸線に対し４５度傾斜するように固定本体部２３内に配置される。旋回軸本体２１Ａは、固定本体部２３内で図略のモータ及び減速機構により回転駆動可能に支持される。回転スリーブ２４は、旋回軸本体２１Ａの内周に同軸（旋回軸線Ｄ）で挿入され、旋回軸本体２１Ａと共に回転可能に設けられる。固定スリーブ２５は、回転スリーブ２４の内周に同軸（旋回軸線Ｄ）で嵌入され、固定本体部２３に固定され回転規制される。
As shown in FIG. 3, the turning
図２Ａに示すように、旋回本体部２２は、旋回軸線Ｄ方向に見たときに旋回本体部２２よりも径方向に大きいフランジ部２２Ａを備える。すなわち、フランジ部２２Ａは、旋回本体部２２の旋回軸２１側の開口周縁部から径方向外側に張り出すように一体的に設けられる。図３に示すように、旋回本体部２２は、フランジ部２２Ａと略同径の円盤部材４０を介して旋回軸２１の下端に旋回軸線Ｄ回りに回転可能に設けられる。
As shown in FIG. 2A, the turning
さらに、図２Ａに示すように、旋回本体部２２には、主軸装置３０が主軸３１の回転軸線Ｒを旋回軸２１の旋回軸線Ｄに対し４５度傾斜させた状態で旋回軸線Ｄ回りに旋回可能に支持される。主軸３１の先端側には、回転工具３２が着脱可能に取り付けられ、主軸３１の後端側には、主軸３１の図略の回転用モータのモータ軸が連結される。
Further, as shown in FIG. 2A, the turning
図１に示すように、固定本体部２３は、サドル１３の側面にＹ軸線方向に直動可能に設けられる。図３に示すように、固定本体部２３の内部には、ラインとして主軸装置３０への電気を通す電気配線路２６が設けられる。すなわち、電気配線路２６は、固定本体部２３の内部から固定スリーブ２５の中心孔２５ｅに挿入されるラインガイド機構５０を通って旋回本体部２２の内部へ至るように設けられる。
As shown in FIG. 1, the fixed
そして、旋回本体部２２の内部には、電気配線路２６と接続する配線路接続部２７が設けられる。この配線路接続部２７は、図略の電気配線により主軸装置３０等と接続される。電気配線路２６としては、主軸３１の回転用モータの駆動用の動力線や旋回本体部２２の回転位相角度を検出する図略のロータリーエンコーダの信号線、もしくはレーザ光を通す光ファイバ等がある。
Further, a wiring
さらに、固定本体部２３の内部には、ラインとして油気圧を通す流体配管路２８が設けられる。すなわち、流体配管路２８は、固定本体部２３の内部から固定スリーブ２５の中心孔２５ｅに挿入されるラインガイド機構５０を通って旋回本体部２２の内部へ至るように設けられる。
Further, inside the fixed
そして、旋回本体部２２の内部には、流体配管路２８と接続する配管路接続部２９が設けられる。この配管路接続部２９は、図略の流体配管路により主軸装置３０等と接続される。なお、クーラントは、旋回装置２０の外部に設けられる図略のノズル等を用いて回転工具３２等に供給される。
In addition, a
（２．ラインガイド機構の構造）
次に、ラインガイド機構５０の構造について説明する。図３に示すように、ラインガイド機構５０は、中心軸線が旋回軸線Ｄと一致するように旋回本体部２２及び固定本体部２３の内部に配置される。そして、ラインガイド機構５０は、貫通させた電気配線路２６及び流体配管路２８を、旋回本体部２２の回転に応じて案内する。
(2. Structure of line guide mechanism)
Next, the structure of the
ラインガイド機構５０は、第一案内筒５１と、第二案内筒５２と、第一仕切り部材５３１と、第二仕切り部材５３２と、第一支柱部材５４１と、第二支柱部材５４２と、第三支柱部材５４３と、第一羽部材５５１（第三仕切り部材）と、第二羽部材５５２（第三仕切り部材）とを備える。
The
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第一案内筒５１は、ＭＣナイロン等の樹脂で成り、一端側にフランジ部５１ａが形成された中空円筒状に形成される。図３に示すように、第一案内筒５１は、固定スリーブ２５の中心孔２５ｅに上方から挿入され、中心軸線Ｃ１が旋回軸線Ｄと一致するように配置される。そして、第一案内筒５１のフランジ部５１ａが、固定スリーブ２５と連結される案内筒用部材５１ｂに案内筒用ボルト５１ｃで締結される。すなわち、第一案内筒５１は、回転規制されて配置される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第二案内筒５２は、第一案内筒５１と同一素材、同一形状（第二案内筒５２の径及び中心軸線Ｃ１方向の長さと第一案内筒５１の径及び中心軸線Ｃ１方向の長さが同一）となるように形成される。図３に示すように、第二案内筒５２は、固定スリーブ２５の中心孔２５ｅに下方から挿入され、中心軸線Ｃ１が旋回軸線Ｄと一致するように配置される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
そして、第二案内筒５２のフランジ部５２ａが、回転スリーブ２４と連結される円盤部材４０及び案内筒用部材５２ｂに案内筒用ボルト５２ｃで締結される。すなわち、第二案内筒５２は、第一案内筒５１の中心軸線Ｃ１と同軸で直列配置され、旋回軸線Ｄ回りに回転可能に配置される。
Then, the
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、同一形状の第一仕切り部材５３１及び第二仕切り部材５３２は、樹脂又は金属等でそれぞれ成る。樹脂の場合、低摩擦係数の例えばポリアセタール、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン等が用いられる。また、金属の場合、表面は摩擦係数を下げる処理、例えばＷＰＣ処理、ショットブラスト処理、ＤＬＣ処理が施される。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
そして、第一仕切り部材５３１は、円筒状の第一円筒部材５３１ａ及び第一円筒部材５３１ａの外周に等角度間隔（１２０度）で放射状に突設される３つの矩形板状の第一突状部材５３１ｂを備える。第二仕切り部材５３２は、円筒状の第二円筒部材５３２ａ及び第二円筒部材５３２ａの外周に等角度間隔（１２０度）で放射状に突設される３つの矩形板状の第二突状部材５３２ｂを備える。第一突状部材５３１ｂ及び第二突状部材５３２ｂの各自由端部には、中心軸線Ｃ２方向にボルト穴５３ｃがそれぞれ穿孔される。
The
図３に示すように、第一仕切り部材５３１は、ボルト穴５３ｃに案内筒用ボルト５１ｃが通されて第一案内筒５１のフランジ部５１ａの端面に締結される。すなわち、第一仕切り部材５３１は、回転規制されて配置される。第二仕切り部材５３２は、ボルト穴５３ｃに案内筒用ボルト５２ｃが通されて第二案内筒５２のフランジ部５２ａの端面に締結される。すなわち、第二仕切り部材５３２は、第二案内筒５２とともに旋回軸線Ｄ回りに回転可能に配置される。
As shown in FIG. 3, the
第一支柱部材５４１、第二支柱部材５４２及び第三支柱部材５４３は、基本的には同一形状で金属又は樹脂等で成る。図６Ａ，Ｂ及び図７Ａ，Ｂは、第二支柱部材５４２及び第三支柱部材５４３をそれぞれ示す。第一支柱部材５４１は、後述する角度制限機構５６の２本の第一、第二固定ピン５６ｂ，５６ｃを備えていない点のみが第二支柱部材５４２及び第三支柱部材５４３と異なる。そこで、図６Ａ，Ｂを参照して第二支柱部材５４２について説明する。
The
第二支柱部材５４２は、中心軸線Ｃ３方向に小径部５４ａと大径部５４ｂが形成される。小径部５４ａは、先端側が括れており、括れの外周には、中心軸線Ｃ３と直角な方向に貫通するボルト穴５４ｃが穿孔される。大径部５４ｂの端面には、小径部５４ａの括れ部分より若干大径で中心軸線Ｃ３方向に延びる有底穴５４ｄが穿孔される。そして、大径部５４ｂにおける有底穴５４ｄの形成部分の外周には、中心軸線Ｃ３と直角な方向に貫通するボルト穴５４ｅが穿孔される。
The
このボルト穴５４ｅの一方側には、支柱部材用ボルト５４ｆ（図３参照）を螺合可能なめねじが切られている。そして、例えば第一支柱部材５４１の小径部５４ａの括れ部分が第二支柱部材５４２の有底穴５４ｄに挿入され、支柱部材用ボルト５４ｆが第二支柱部材５４２のボルト穴５４ｅ及び第一支柱部材５４１のボルト穴５４ｃに通されて締結される。これにより、第一支柱部材５４１及び第二支柱部材５４２の連結が可能となる。及び第二支柱部材５４２及び第三支柱部材５４３の連結も同様である。
On one side of the
図３に示すように、連結された第一、第二、第三支柱部材５４１，５４２，５４３のうち第一支柱部材５４１は、大径部５４ｂ側が第一仕切り部材５３１の第一円筒部材５３１ａに対して止め部材５４ｇで連結される。この止め部材５４ｇは、第一支柱部材５４１の小径部５４ａと同形状に形成され、止め部材５４ｇの一端側にはボルト穴５４ｃと同形状の穴が形成され、止め部材５４ｇの他端側にはダブルナット５４ｈが螺合可能なめねじが形成される。
As shown in FIG. 3, among the first, second, and
止め部材５４ｇは、一端側が第一仕切り部材５３１の第一円筒部材５３１ａの中心穴から第一支柱部材５４１の大径部５４ｂの有底穴５４ｄに挿入されて支柱部材用ボルト５４ｆで締結される。そして、他端側はダブルナット５４ｈが螺合されて締結される。すなわち、連結された第一、第二、第三支柱部材５４１，５４２，５４３は、回転規制されて配置される。
One end of the
また、連結された第一、第二、第三支柱部材５４１，５４２，５４３のうち第三支柱部材５４３の小径部５４ａは、第二仕切り部材５３２の第二円筒部材５３２ａの中心穴に挿入される。そして、小径部５４ａのボルト穴５４ｃに支柱部材用ボルト５４ｆが挿入されて締結される。すなわち、第二仕切り部材５３２は、連結された第一、第二、第三支柱部材５４１，５４２，５４３に対し旋回軸線Ｄ回りに回転可能となる。なお、第三支柱部材５４３の小径部５４ａは、保護のためキャップ５４ａａで覆われる。
The small-
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、同一形状の第一羽部材５５１（第三仕切り部材）及び第二羽部材５５２（第三仕切り部材）は、樹脂又は金属等でそれぞれ成り、円筒状の第三円筒部材５５ａの外周に等角度間隔（１２０度）で放射状に配置される３つの矩形板状の第三突状部材５５ｂをそれぞれ備える。樹脂の場合、低摩擦係数の例えばポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン等が用いられる。また、金属の場合、表面は摩擦係数を下げる処理、例えばショットピーニング処理、ショットブラスト処理、ＤＬＣ処理が施される。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the first wing member 551 (third partition member) and the second wing member 552 (third partition member) having the same shape are each made of resin or metal, and have a cylindrical shape. Three rectangular plate-shaped third projecting
図３に示すように、第一羽部材５５１及び第二羽部材５５２は、連結された第一、第二、第三支柱部材５４１，５４２，５４３のうち第一支柱部材５４１及び第二支柱部材５４２における小径部５４ａに対し、旋回軸線Ｄ回りに回転可能にそれぞれ配置される。そして、第一羽部材５５１及び第二羽部材５５２の各第三円筒部材５５ａの内周には、第一支柱部材５４１及び第二支柱部材５４２における各小径部５４ａに対してスムーズな回転が可能なように、図９Ａ及び図９Ｂに示す軸受５５ｃが挿入される。
As shown in FIG. 3, the
軸受５５ｃは、低摩擦係数の樹脂、例えばポリアセタール、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン等で形成される。なお、第二仕切り部材５３２の第二円筒部材５３２ａの内周にも、第三支柱部材５４３の小径部５４ａに対してスムーズな回転が可能なように、軸受５５ｃが挿入される。ただし、第一、第二羽部材５５１，５５２の各第三円筒部材５５ａと第一、第二支柱部材５４１，５４２との摺動性、第二仕切り部材５３２の第二円筒部材５３２ａと第三支柱部材５４３との摺動性が担保されていれば、軸受５５ｃは不要である。
The
角度制限機構５６は、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第一羽部材５５１及び第二羽部材５５２にそれぞれ設けられる当接ピン５６ａと、図６Ａ，６Ｂ及び図７Ａ，７Ｂに示すように、第一支柱部材５４１及び第二支柱部材５４２にそれぞれ設けられる２つの第一、第二固定ピン５６ｂ，５６ｃを備える。角度制限機構５６は、連結された第一支柱部材５４１に対する第一羽部材５５１の回転可能角度、及び連結された第二支柱部材５４２に対する第二羽部材５５２の回転可能角度をそれぞれ制限する。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the angle limiting mechanism 56 includes
具体的には、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、当接ピン５６ａは、第一羽部材５５１及び第二羽部材５５２の第三円筒部材５５ａの端面における一の第三突状部材５５ｂの根本の位置において、中心軸線Ｃ４方向に突出するようにそれぞれ設けられる。また、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、第一支柱部材５４１の第一固定ピン５６ｂは、小径部５４ａにおける第一羽部材５５１と大径部５４ｂとの間の外周において、第一羽部材５５１の当接ピン５６ａと当接可能なように径方向に突出して設けられる。
Specifically, as shown in FIG. 8A and FIG. 8B, the
そして、第一支柱部材５４１の第二固定ピン５６ｃは、第一固定ピン５６ｂから反時計回りに６０度の位置において、第一羽部材５５１の当接ピン５６ａと当接可能なように径方向に突出して設けられる。つまり、第一羽部材５５１は、第一支柱部材５４１に対して第一固定ピン５６ｂと第二固定ピン５６ｃの間の６０度で回転角度が制限される。
The
また、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第二支柱部材５４２の第一固定ピン５６ｂは、小径部５４ａにおける第二羽部材５５２と大径部５４ｂとの間の外周において、第二羽部材５５２の当接ピン５６ａと当接可能なように径方向に突出して設けられる。そして、第二支柱部材５４２の第二固定ピン５６ｃは、第一固定ピン５６ｂから反時計回りに１２０度の位置において、第二羽部材５５２の当接ピン５６ａと当接可能なように径方向に突出して設けられる。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
つまり、第二羽部材５５２は、第二支柱部材５４２に対して第一固定ピン５６ｂと第二固定ピン５６ｃの間の１２０度で回転角度が制限される。なお、第二仕切り部材５３２の回転角度は制限する必要がないため、第三支柱部材５４３には２つの第一、第二固定ピン５６ｂ，５６ｃを設けていない。
That is, the rotation angle of the
角度制限機構５６の第一、第二固定ピン５６ｂ，５６ｃの配置角度は、旋回本体部２２の回転角度を回転部材の個数、すなわち第一羽部材５５１、第二羽部材５５２及び第二仕切り部材５３２の個数で割った角度に設定される。これにより、ラインガイド機構５０は、旋回本体部２２の回転に追従して回転することになる。
The arrangement angle of the first and second fixing pins 56b and 56c of the angle limiting mechanism 56 is determined by changing the rotation angle of the turning
本例では、旋回本体部２２の回転角度が１８０度であり、回転部材の個数は３個であるので、第一支柱部材５４１の第一、第二固定ピン５６ｂ，５６ｃの配置角度は６０度、第二支柱部材５４２の第一、第二固定ピン５６ｂ，５６ｃの配置角度は１２０度となる。
In this example, since the rotation angle of the turning
図１０に示すように、第一仕切り部材５３１は、第一突状部材５３１ｂで第一案内筒５１の内周を周方向に３つの領域Ａ１−Ａ３に区画し、第二仕切り部材５３２は、第二突状部材５３２ｂで第二案内筒５２の内周を周方向に３つの領域Ａ１−Ａ３に区画する。また、図１１に示すように、第一羽部材５５１は、第三突状部材５５ｂで第一案内筒５１の内周を周方向に３つの領域Ｂ１−Ｂ３に区画し、第二羽部材５５２は、第三突状部材５５ｂで第二案内筒５２の内周を周方向に３つの領域Ｂ１−Ｂ３に区画する。
As shown in FIG. 10, the
そして、図３、図１０及び図１１に示すように、ラインガイド機構５０においては、第一仕切り部材５３１の領域Ａ１−Ａ３から、第一羽部材５５１の領域Ｂ１−Ｂ３及び第二羽部材５５２の領域Ｂ１−Ｂ３を通って第二仕切り部材５３２の領域Ａ１−Ａ３にわたって、電気配線路２６及び流体配管路２８が種類別等で分配して挿通される。
Then, as shown in FIGS. 3, 10 and 11, in the
例えば、電気配線路２６のうち動力線２６ｂは、領域Ａ１，Ｂ１，Ｂ１，Ａ１に挿入し、油圧や空圧を通す流体配管路２８は、領域Ａ２，Ｂ２，Ｂ２，Ａ２に挿入し、電気配線路２６のうち信号線２６ｃは、領域Ａ３，Ｂ３，Ｂ３，Ａ３に挿入する。このように、電気配線路２６は、流体配管路２８と離間して配置されるので、流体供給のオンオフによる流体配管路２８の振れの影響を受けることはない。
For example, the
また、信号線２６ｃは、動力線２６ｂと離間して配置されるので、ノイズの影響を抑制できる。なお、後述するように電気配線路２６及び流体配管路２８が緩やかな螺旋を描くように旋回するため、ラインガイド機構５０の各領域Ａ１−Ａ３，Ｂ１−Ｂ３に対する電気配線路２６又は流体配管路２８の占有率は、４０％程度がよい。
Further, since the
そして、図３に示すように、第一仕切り部材５３１から上方に出ている電気配線路２６及び流体配管路２８の上端部分は、旋回本体部２２に固定されているクランプ部材２６ａ，２８ａにゆとりを持たせずに接続される。これにより、旋回本体部２２が回転して電気配線路２６及び流体配管路２８が旋回したとき、当該旋回力が電気配線路２６及び流体配管路２８の上端部分に伝わり難くなる。
Then, as shown in FIG. 3, the upper end portions of the
一方、第二仕切り部材５３２から下方に出ている電気配線路２６及び流体配管路２８の下端部分は、弛んだ円弧形状となる長さで配線路接続部２７及び配管路接続部２９と接続される。電気配線路２６及び流体配管路２８の下端部分を弛んだ円弧形状とする理由は、当該下端部分は重力により垂れ下がる傾向にあるため、当該下端部分の弛んだ円弧形状を維持できるからである。
On the other hand, the lower end portions of the
この円弧形状の半径は、電気配線路２６及び流体配管路２８の最小曲げ半径の２倍程度の大きさとする。これにより、旋回本体部２２が回転したとき、ラインガイド機構５０からの電気配線路２６及び流体配管路２８の出入り分が吸収されるため、電気配線路２６及び流体配管路２８が引っ張られることはない。
The radius of this arc shape is about twice the minimum bending radius of the
（３．ラインガイド機構の動作）
次に、ラインガイド機構５０の動作について図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ−図１３Ｄ及び図１４Ａ−図１４Ｄを参照して説明する。なお、各図においては、便宜上、１本の動力線２６ｂ及び１本の流体配管路２８のみを示す。図１２Ａ及び図１３Ａ−図１３Ｄに示すように、旋回本体部２２が回転角度０度に位置するとき、動力線２６ｂ及び流体配管路２８は、直線状の状態になっているとする。
(3. Operation of line guide mechanism)
Next, the operation of the
旋回本体部２２が回転角度０度から回転角度１８０度に向かって回転を開始すると、ラインガイド機構５０において、流体配管路２８は、第二仕切り部材５３２の第二突状部材５３２ｂに押圧されて、直線状の状態から緩やかな螺旋を描くように旋回する。そして、動力線２６ｂは、第一羽部材５５１の第三突状部材５５ｂ及び第二羽部材５５２の第三突状部材５５ｂを旋回本体部２２の回転方向に押圧する。
When the rotation
このとき第一、第二羽部材５５１，５５２及び第二仕切り部材５３２は、上記押圧力が掛かることになるが、第一、第二、第三支柱部材５４１，５４２，５４３が設けられているため、上記押圧力に対する耐久性は担保される。なお、第一案内筒５１の内周と第一羽部材５５１の自由端とのギャップ、第二案内筒５２の内周と第二羽部材５５２の自由端とのギャップ、及び第二案内筒５２の内周と第二仕切り部材５３２の自由端とのギャップは、動力線２６ｂ及び流体配管路２８が旋回中に当該ギャップを通り抜けないように、動力線２６ｂ及び流体配管路２８の外径よりも小さくする。信号線２６ｃも同様である。
At this time, the first and
そして、第一羽部材５５１の第三突状部材５５ｂ、第二羽部材５５２の第三突状部材５５ｂ及び第二仕切り部材５３２の第二突状部材５３２ｂが６０度回転すると、第一羽部材５５１の第三突状部材５５ｂは角度制限機構５６により回転停止する。次に、第二羽部材５５２の第三突状部材５５ｂ及び第二仕切り部材５３２の第二突状部材５３２ｂが１２０度回転すると、第二羽部材５５２の第三突状部材５５ｂは角度制限機構５６により回転停止する。最後に、図１４Ａ−図１４Ｄに示すように、第二仕切り部材５３２の第二突状部材５３２ｂが１８０度回転し、旋回本体部２２の回転が停止する。
When the third protruding
これにより、第一仕切り部材５３１の領域Ａ１−Ａ３は、固定状態にあるが、第一羽部材５５１の領域Ｂ１−Ｂ３、第二羽部材５５２の領域Ｂ１−Ｂ３及び第二仕切り部材５３２の領域Ａ１−Ａ３は、徐々にずれて螺旋状になる。そして、図１２Ｂに示すように、動力線２６ｂ及び流体配管路２８は、局所的に急激なねじれを生じることはなく、緩やかな螺旋を描くので、破断や破損の発生を低減できる。なお、信号線２６ｃも同様である。
Thus, the areas A1-A3 of the
その後、旋回本体部２２は、回転角度１８０度から回転角度０度に向かって先ほどとは逆の回転を開始する。ここで、図１６Ａに示すように、従来のガイドＧでは、旋回軸の旋回角度が例えば０度のときにガイドＧの内周を直線状に通るラインＬは、図１６Ｂに示すように、旋回軸が０度から１８０度に旋回したときにガイドＧの内周に引き込まれる。そして、旋回軸が１８０度から０度に旋回すれば、ガイドＧの内周に引き込まれたラインＬは図１６Ａに示す元の状態に戻るのである。
Thereafter, the turning
ところが、図１６Ｃに示すように、ラインＬとガイドＧの内周との擦れによる摩擦抵抗等によりガイドＧの内周に引き込まれたままで屈曲する場合がある。このラインＬの屈曲（図の一点鎖線で囲まれた部分）は、曲率をコントロールすることが難しいため、繰り返し大きな屈曲が発生した場合はラインＬの破断に繋がるおそれがある。また、摩擦によりラインＬの外皮が摩耗するおそれがある。なお、図１６Ａ−図１６Ｃでは、便宜上、ラインは１本のみ示す。 However, as shown in FIG. 16C, there is a case where the wire L is bent while being drawn into the inner circumference of the guide G due to frictional resistance caused by friction between the line L and the inner circumference of the guide G. Since it is difficult to control the curvature of the bending of the line L (the portion surrounded by the dashed line in the drawing), if the bending is repeatedly large, the line L may be broken. Further, the outer skin of the line L may be worn due to friction. 16A to 16C, only one line is shown for convenience.
本実施形態のラインガイド機構５０では、第一案内筒５１、第二案内筒５２、第一羽部材５５１及び第二羽部材５５２は摩擦係数の低い樹脂で形成され、又は金属で形成され且つ摩擦係数を下げる処理が施されている。これにより、ラインガイド機構５０において、動力線２６ｂ及び流体配管路２８は、上述とは逆動作、すなわち螺旋を解く方向に旋回して直線状の状態に戻る。よって、動力線２６ｂ及び流体配管路２８は、第一羽部材５５１、第二羽部材５５２及び第二仕切り部材５３２の内周との擦れによる摩擦抵抗等により、第一羽部材５５１、第二羽部材５５２及び第二仕切り部材５３２の内周に引き込まれたままで屈曲する事態を抑制でき、想定外の破断を防止できる。信号線２６ｃも同様である。
In the
なお、仮に、案内筒を第一案内筒５１及び第二案内筒５２の２つに分けずに１つにした場合、１つの案内筒において下方における電気配線路２６及び流体配管路２８の相対回転量は、上方の当該相対回転量よりも大きくなる。よって、電気配線路２６及び流体配管路２８の擦れによるダメージが大きくなる。そこで、案内筒を第一案内筒５１及び第二案内筒５２の２つに分けることで、上記相対回転量を小さくして電気配線路２６及び流体配管路２８の擦れを平均化して、擦れによるダメージを小さくしている。
In addition, if the guide tube is made into one without dividing into the
（４．旋回装置を備える工作機械の動作）
次に、旋回装置２０を備える工作機械１の工作物に対する加工動作について図を参照して説明する。なお、本例では、主軸装置３０の姿勢（回転軸線Ｒの向き）が水平方向（０度）にあるときに工作物の一側面に孔を穿設し、主軸装置３０の姿勢（回転軸線Ｒの向き）が垂直方向（１８０度）にあるときに工作物の上面に孔を穿設する加工動作について説明する。
(4. Operation of machine tool equipped with turning device)
Next, a machining operation on a workpiece of the machine tool 1 including the
工作機械１の制御装置は、ターンテーブル１５を回転させて工作物の加工側面を回転工具３２側に位置決めし、主軸３１の回転用モータを駆動して回転工具３２を回転開始する（図１５のステップＳ１）。そして、旋回軸本体２１Ａのモータを駆動して旋回本体部２２を回転し、主軸装置３０を旋回させて回転工具３２の回転位相を０度に割出し（図１５のステップＳ２）、サドル１３、旋回装置２０及びスライドテーブル１４をＸ，Ｙ，Ｚ軸線方向にそれぞれ直動させて工作物の一側面に孔を穿設する加工を開始する（図１５のステップＳ３，Ｓ４）。
The control device of the machine tool 1 rotates the
このとき、主軸装置３０の姿勢（回転軸線Ｒの向き）は、水平方向（０度）を向いているので、ラインガイド機構５０の第一仕切り部材５３１の第一突状部材５３１ｂ、第一羽部材５５１の第三突状部材５５ｂ、第二羽部材５５２の第三突状部材５５ｂ及び第二仕切り部材５３２の第二突状部材５３２ｂは、同一の回転角度に位置している。
At this time, since the attitude (the direction of the rotation axis R) of the
よって、各領域Ａ１−Ａ３，Ｂ１−Ｂ３，Ｂ１−Ｂ３，Ａ１−Ａ３は、直線状に連通した形状、すなわち円筒形状を軸線方向に３分割した形状となっているので、各領域Ａ１−Ａ３，Ｂ１−Ｂ３，Ｂ１−Ｂ３，Ａ１−Ａ３を通る電気配線路２６及び流体配管路２８は、略直線状態となっている。
Therefore, each of the regions A1-A3, B1-B3, B1-B3, and A1-A3 has a shape communicating linearly, that is, a shape obtained by dividing a cylindrical shape into three in the axial direction. , B1-B3, B1-B3, and A1-A3, the
制御装置は、加工が終了したか否かを判断し（図１５のステップＳ５）、本例では加工がまだ終了していないので、ステップＳ２に戻って旋回軸本体２１Ａのモータを駆動して旋回本体部２２を回転し、主軸装置３０を旋回させて回転工具３２の回転位相を１８０度に割出す（図１５のステップＳ２）。そして、サドル１３、旋回装置２０及びスライドテーブル１４をＸ，Ｙ，Ｚ軸線方向にそれぞれ直動させて工作物の上面に孔を穿設する加工を開始する（図１５のステップＳ３，Ｓ４）。
The control device determines whether or not the machining has been completed (step S5 in FIG. 15). In this example, since the machining has not been completed, the process returns to step S2 to drive the motor of the swing shaft
この回転位相割出中は、第二仕切り部材５３２の第二突状部材５３２ｂは、電気配線路２６及び流体配管路２８を回転方向に押圧し、電気配線路２６及び流体配管路２８は、第一羽部材５５１の第三突状部材５５ｂ及び第二羽部材５５２の第三突状部材５５ｂを回転方向に押圧する。
During this rotation phase indexing, the second protruding
これにより、第一羽部材５５１の領域Ｂ１−Ｂ３、第二羽部材５５２の領域Ｂ１−Ｂ３及び第二仕切り部材５３２の領域Ａ１−Ａ３は、徐々にずれて螺旋状になる。よって、電気配線路２６及び流体配管路２８は、局所的に急激なねじれを生じることはなく、破断や破損の発生を低減できる。
As a result, the region B1-B3 of the
一方、ステップＳ５において、加工が終了した場合は、制御装置は、サドル１３、旋回装置２０及びスライドテーブル１４をＸ，Ｙ，Ｚ軸線方向にそれぞれ直動させて回転工具３２を退避位置に直動させるとともに、旋回本体部２２を回転して主軸装置３０を旋回させて回転工具３２の回転位相を０度に割出す（図１５のステップＳ６）。この回転位相割出中は、電気配線路２６及び流体配管路２８は、上述とは逆動作、すなわち螺旋を解く方向に旋回して直線状の状態に戻る。
On the other hand, when the machining is completed in step S5, the control device linearly moves the
よって、電気配線路２６及び流体配管路２８は、第一羽部材５５１、第二羽部材５５２及び第二仕切り部材５３２の内周との擦れによる摩擦抵抗等により、第一羽部材５５１、第二羽部材５５２及び第二仕切り部材５３２の内周に引き込まれたままで屈曲する事態を抑制でき、想定外の破断を防止できる。そして、主軸３１の回転用モータを駆動停止して回転工具３２を回転停止し（図１５のステップＳ７）、全ての処理を終了する。
Therefore, the
（５．その他）
上述した実施形態では、ラインガイド機構５０の第一仕切り部材５３１、第一羽部材５５１、第二羽部材５５２及び第二仕切り部材５３２は、３つの領域を設ける構成としたが、２つもしくは４つ以上の領域を設ける構成としてもよい。また、２つの羽部材（第一羽部材５５１及び第二羽部材５５２）を設ける構成としたが、１つ又は３つ以上の羽部材を設ける構成としてもよい。また、第一突状部材５３１ｂ、第二突状部材５３２ｂ及び第三突状部材５５ｂは、板状に形成したが、突出可能であれば棒状等であってもよい。
(5. Others)
In the embodiment described above, the
また、上述した実施形態では、第一案内筒５１及び第一仕切り部材５３１を別部材で構成し、第二案内筒５２及び第二仕切り部材５３２を別部材で構成したが、第一案内筒５１及び第一仕切り部材５３１を一体で構成し、第二案内筒５２及び第二仕切り部材５３２を一体で構成してもよい。
また、上述した実施形態では、傾斜した旋回軸２１を有する旋回装置２０にラインガイド機構５０を適用する場合を説明したが、水平な旋回軸を有する旋回装置や垂直な旋回軸を有する旋回装置にも同様に適用可能である。また、旋回軸を有するテーブル（トラニオン、チルト）や主軸チルトにも同様に適用可能である。
また、上述した実施形態では、旋回軸２１の旋回軸線ＤがＺ軸線に対し４５度傾斜する旋回装置２０について説明したが、旋回軸の旋回軸線ＤがＺ軸線に対し任意の角度傾斜する旋回装置についても同様に適用可能である。
In the above-described embodiment, the
In the above-described embodiment, the case where the
In the above-described embodiment, the turning
１：工作機械、 ２０：旋回装置、 ２１：旋回軸、 ２２：旋回本体部、 ２３：固定本体部、 ２６：電気配線路、 ２８：流体配管路、 ３０：主軸装置、 ５０：ラインガイド機構、 ５１：第一案内筒、 ５２：第二案内筒、 ５３１：第一仕切り部材、 ５３２：第二仕切り部材 ５３１ａ：第一円筒部材、 ５３２ａ：第二円筒部材、 ５３１ｂ：第一突状部材、 ５３２ｂ：第二突状部材、 ５４１：第一支柱部材、 ５４２：第二支柱部材、 ５４３：第三支柱部材、 ５５１：第一羽部材、 ５５２：第二羽部材、 ５５ａ：第三円筒部材、 ５５ｂ：第三突状部材、 ５５ｃ：軸受、 ５６：角度制限機構、 ５６ａ：当接ピン、 ５６ｂ：第一固定ピン、 ５６ｃ：第二固定ピン、 Ｄ：旋回軸線
1: machine tool, 20: turning device, 21: turning shaft, 22: turning main body, 23: fixed main body, 26: electric wiring path, 28: fluid piping path, 30: main spindle device, 50: line guide mechanism, 51: 1st guide cylinder, 52: 2nd guide cylinder, 531: 1st partition member, 532:
Claims (10)
前記第一案内筒の中心軸線と同軸で直列配置され、前記中心軸線の回りに回転可能に配置される第二案内筒と、
第一円筒部材及び前記第一円筒部材に対し放射状に突設される少なくとも２つの第一突状部材を有し、前記直列配置される第一案内筒及び第二案内筒のうち、前記第一案内筒の開放端側に一体もしくは別体で設けられる第一仕切り部材と、
第二円筒部材及び前記第二円筒部材に対し放射状に突設される少なくとも２つの第二突状部材を有し、前記直列配置される第一案内筒及び第二案内筒のうち、前記第二案内筒の開放端側に一体もしくは別体で設けられる第二仕切り部材と、
第三円筒部材及び前記第三円筒部材に対し放射状に突設される少なくとも２つの第三突状部材を有し、前記第一仕切り部材と前記第二仕切り部材との間に配置される第三仕切り部材と、
前記第一円筒部材、前記第三円筒部材及び前記第二円筒部材の中心を貫通して回転可能に配置され、前記第一仕切り部材もしくは前記第二仕切り部材に連結される支柱部材と、
を備え、
ラインを、前記第一案内筒の内周と前記第一仕切り部材の前記第一突状部材で仕切られる区画に通し、さらに前記第一案内筒の内周もしくは前記第二案内筒の内周と前記第三仕切り部材の前記第三突状部材で仕切られる区画に通し、さらに前記第二案内筒の内周と前記第二仕切り部材の前記第二突状部材で仕切られる区画に通した状態で、前記第二案内筒の回転に応じて案内する、ラインガイド機構。 A first guide cylinder arranged to be restricted in rotation,
A second guide cylinder arranged in series coaxially with the center axis of the first guide cylinder, and rotatably arranged around the center axis,
A first cylindrical member and at least two first projecting members radially protruding from the first cylindrical member, wherein the first guide tube and the second guide tube are arranged in series, and A first partition member provided integrally or separately on the open end side of the guide cylinder,
A second cylindrical member and at least two second projecting members radially protruding from the second cylindrical member, wherein the first guide tube and the second guide tube arranged in series are the second guide members. A second partition member provided integrally or separately on the open end side of the guide cylinder,
A third cylindrical member and at least two third protruding members radially protruding from the third cylindrical member, and a third member disposed between the first partition member and the second partition member. A partition member;
A post member that is rotatably disposed through the center of the first cylindrical member, the third cylindrical member, and the second cylindrical member, and is connected to the first partition member or the second partition member,
With
The line is passed through the inner periphery of the first guide cylinder and a section partitioned by the first protruding member of the first partition member, and further the inner periphery of the first guide cylinder or the inner periphery of the second guide cylinder. In a state of passing through the section of the third partition member partitioned by the third protruding member, and further passing through the inner periphery of the second guide cylinder and the section of the second partition member partitioned by the second protruding member. A line guide mechanism for guiding according to the rotation of the second guide cylinder.
前記旋回本体部を旋回軸線回りで回転可能に支持する固定本体部と、
前記旋回本体部の旋回軸線上に配置される請求項１−８の何れか一項に記載のラインガイド機構と、
を備える旋回装置であって、
前記第一案内筒は、前記固定本体部に連結され、
前記第二案内筒は、前記旋回本体部に連結される、旋回装置。 A swiveling main body including a spindle device having a rotary tool for machining a workpiece,
A fixed main body that rotatably supports the turning main body around a turning axis,
The line guide mechanism according to claim 1, wherein the line guide mechanism is disposed on a turning axis of the turning main body.
A swivel device comprising:
The first guide cylinder is connected to the fixed main body,
The turning device, wherein the second guide tube is connected to the turning main body.
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