JP2691216B2 - テーパ補正心押台 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、研削盤、旋盤などに
おいてワークのテーパを補正できる機能を備えたテーパ
補正心押台に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のテーパ補正心押台では、送り系の
バックラッシュ及び撓みによる影響をなくすために、研
削または切削中における計測ヘッドの指示値に従って一
方向にテーパ補正する方式が採用されている。また、精
確なテーパ補正を行うために、補正量を計測ヘッドによ
り制御する技術も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、心
押軸スプール、主軸スピンドルなどの高精度部品を加工
する場合には、円筒度が１〜２μで、寸法公差も厳し
く、面粗度も鏡面仕上が要求される。しかしながら、前
者の従来方式によると、テーパ補正に際し、心押軸を一
度余分に戻したのちに一方向に位置決めするので、はめ
合い隙間が５μ以上ある通常のすべり案内式心押台では
精確に補正できず、円筒度が数μの鏡面自動加工が困難
であった。また、後者の従来方式によると、長い加工サ
イクル中の計測ヘッド系の熱変位により補正値が影響を
受けるため、１μ単位の補正に際しては信頼性になお問
題があった。

【０００４】そこで、この発明の課題は、円筒度が１〜
２μ以下で鏡面仕上が要求されるような高精度部品を簡
単な構造により精確にテーパ補正できるテーパ補正心押
台を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明のテーパ補正心押台は、心押軸にその軸
線に対し偏心するセンタ孔を形成し、心押軸を軸線周り
で正逆回動する軸線周り駆動手段と、心押軸を軸線方向
に前後進する軸線方向駆動手段とを配設し、心押軸の前
後進ストロークよりも広い歯幅の平歯車を心押軸に設
け、軸線周り駆動手段の回転軸線上にウォームを偏心支
持し、そのウォームを心押軸の軸線と直角な基準線に対
しリード角だけ傾けて平歯車に噛合わせて構成される。

【０００６】

【作用】この発明のテーパ補正心押台においては、ウォ
ームがリード角だけ傾いた状態で平歯車に噛合し、ウォ
ームの歯すじと平歯車の歯すじとが平行となっているた
め、軸線方向駆動手段による心押軸の前後進がウォーム
によって拘束されない。また、ウォームは軸線周り駆動
手段の回転軸線上で偏心回転させ、ウォームのねじ面が
平歯車の歯車に密接し、ウォームと平歯車とのバックラ
ッシュを除去するよう組み付けられている。そして、平
歯車と一体に心押軸が正逆回動され、心押軸の軸線に対
し偏心するセンタ孔の位置がずれ、これによってワーク
のテーパが補正される。したがって、平歯車及びウォー
ムからなる至って簡単な構造により、送り系のバックラ
ッシュ及び撓みが除去され、現在位置から（＋）側また
は（−）側のいずれの方向においても１μ以下の精確な
テーパ補正が可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明を具体化した実施例を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の一実施例によるテー
パ補正心押台を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線から
みた平面図、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図４
は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【０００８】図において、１は心押台本体、２は心押
軸、３は心押センタである。心押軸２にはその軸線に対
しＸｍｍ（図３参照）偏心した位置にセンタ孔４が貫設
され、その先端部に心押センタ３が挿着されていて、心
押軸２がθ°回転すると、心押センタ３がＸｓｉｎθｍ
ｍだけずれた位置でワーク（図示略）のテーパを補正す
る。心押軸２は前後２箇所にてボールガイド５を介し心
押台本体１に支持され、ワークの着脱に際し軸線方向に
前後進され、テーパ補正に際しては軸線周りで回動され
る。ボールガイド５及び心押軸２には、支持剛性を向上
しかつ指令量分確実に補正するように、直径方向に所定
の予圧が付与されている。

【０００９】心押軸２を前後進するための軸線方向駆動
手段は、油圧シリンダ７、ピストン８、油圧回路９など
から構成されている。油圧回路９には逆止弁１０及び切
換弁１１が配設され、切換弁１１のソレノイド１２の励
磁によりピストン８及び心押軸２が所定のストロークＬ
（図１参照）で前進され、ソレノイド１３の励磁により
それらが後退される。ピストン８と心押軸２との間には
圧縮ばね１４が介装され、心押軸２の前進によりワーク
が両センタ支持されたときには、ピストン８により圧縮
ばね１４を介してワークに推力が作用する。この推力は
ピストン８に螺着したばね圧調整部材１５によって調整
される。

【００１０】テーパ補正に際して心押軸２を回動するた
めの軸線周り駆動手段は、図３に示すように、ステップ
モータ１７、作動軸１８、自動手動切換クラッチ１９な
どから構成されている。ステップモータ１７は計測ヘッ
ド（図示略）からの指令信号に基づいてインクリメンタ
ルにステップを補正し、指令信号の停止時には保持トル
クによりロックされている。ステップモータ１７の出力
軸には駆動歯車２０が、作動軸１８には従動歯車２１が
相対向して装着されている。自動手動切換クラッチ１９
は前記駆動歯車２０及び従動歯車２１に跨がって噛合可
能な切換歯車２２を備え、この切換歯車２２はスライド
軸２３を介して手動つまみ２４に結合されている。電源
投入状態でテーパ補正量を手動で調整する際には、手動
つまみ２４を押込んで切換歯車２２を従動歯車２１に噛
合し、手動つまみ２４を回して作動軸１８を回動する。
自動調整に際しては、手動つまみ２４を引出して切換歯
車２２を駆動歯車２０及び従動歯車２１に噛合し、ステ
ップモータ１７の回転を作動軸１８に伝える。

【００１１】前記心押軸２の中央部には、心押軸２の前
後進ストロークＬより広い歯幅の平歯車２６が取付けら
れている。これに対し、前記作動軸１８の先端には平歯
車２６と噛合するウォーム２７が作動軸１８の回転軸線
に対しＹｍｍ（図３参照）偏心した位置で支持されてい
る。平歯車２６及びウォーム２７の歯面は歯形精度を向
上するために歯研加工されている。そして、図２に示す
ように、ウォーム２７は心押軸２の軸線と直角な基準線
（同図のＢ−Ｂ線）に対しリード角γ°分だけ傾斜して
平歯車２６に噛合し、これにより、ステップモータ１７
の正逆回転を心押軸２に伝えてテーパ補正を可能にする
一方、ウォーム２７の歯すじを平歯車２６の歯すじと平
行にして、ピストン８による心押軸２の前後進は拘束し
ないようになっている。なお、ステップモータ１７もウ
ォーム２７のリード角γ°分だけ傾斜した状態で心押台
本体１に設置されている。

【００１２】図２及び図４において、２９はテーパ補正
量の（＋）側極限を検出するリミットスイッチ、３０は
テーパ補正量の（−）側極限を検出するリミットスイッ
チ、３１は心押軸２の後進端を検出するリミットスイッ
チ、３２は心押軸２の正規支持位置を検出するリミット
スイッチ、３３は心押軸２の過前進位置を検出するリミ
ットスイッチであり、各リミットスイッチは、心押軸２
の前後進及び回動に伴いその基端面に取付けたドッグ３
４によりＯＮされる。図３において、３５はテーパ補正
の原点位置を示し、（＋）側及び（−）側のリミットス
イッチ２９，３０の中央に設定されている。そして、復
帰用押釦（図示略）が操作されると、心押軸２はテーパ
補正位置からいったん（−）側のリミットスイッチ３０
がＯＮする位置まで回動し、そこを起点に予め設定され
たステップ数だけ逆回動して原点位置３５に復帰するよ
うになっている。

【００１３】このように、本実施例のテーパ補正心押台
においては、心押軸２がステップモータ１７により作動
軸１８、ウォーム２７及び平歯車２６を介して正逆回動
される。心押軸２にはセンタ孔４が偏心して形成されて
いるので、心押軸２の回動に伴いセンタ孔４の位置がず
れ、これによってテーパ補正が行われる。また、ウォー
ム２７は作動軸１８上で偏心回転させ、ウォーム２７の
ねじ面が平歯車２６の歯面に密接し、ウォーム２７と平
歯車２６との間のバックラッシュを除去ずるよう組み付
けられている。また、ウォーム２７はリード角γ°だけ
傾いた状態で平歯車２６に噛合するから、ステップモー
タ１７の正逆回転を心押軸２に伝えてテーパ補正を可能
にするとともに、ピストン８による心押軸２の前後進は
拘束しない。したがって、平歯車２６及びウォーム２７
からなる至って簡単な構造によりバックラッシュ及び撓
みが除去され、現在位置から（＋）側及び（−）側のい
ずれの方向においても１μ以下のテーパ補正が可能とな
る。それ故、心押軸スプール、主軸スピンドルなどの高
精度部品を円筒度１〜２μ以下で鏡面仕上げすることが
できる。

【００１４】なお、この発明は上記実施例の構成に限定
されるものではなく、例えば前記実施例では、ステッピ
ングモータによるインクリメンタル制御を前提とした構
成となっているが、この場合、図５に示す如く心押台の
センタ穴が基準位置ａ（θ＝０）に対してθ傾いた位置
ｂでは、テーパ補正量は１／ｃｏｓθだけ誤差を生ずる
ことになる。この点については、切換歯車２２、スライ
ド軸２３、手動つまみ２４を廃し、ステッピングモータ
に代えて絶対位置検出器をもつモータを採用し、このモ
ータと作動軸１８を直結し、絶対位置制御してテーパ補
正量をＸΔθ／ｃｏｓθ送ることにより解決するといっ
たように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状
並びに構成を適宜に変更して具体化することも可能であ
る。

【００１５】

【発明の効果】以上に詳述したように、この発明によれ
ば、平歯車及びウォームからなる至って簡単な構造によ
りバックラッシュ及び撓みが除去されるので、正逆いず
れの方向においても１μ以下のテーパ補正が可能とな
り、もって、高精度部品をμ単位で精確に加工できると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるテーパ補正心押台を示
す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線からみた平面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図４】図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図５】変更例の説明図である。

【符号の説明】

１・・心押台本体、２・・心押軸、３・・心押センタ、
４・・センタ孔、５・・ボールガイド、７・・油圧シリ
ンダ、８・・ピストン、９・・油圧回路、１０・・逆止
弁、１１・・切換弁、１２，１３・・ソレノイド、１４
・・圧縮ばね、１５・・ばね圧調整部材、１７・・ステ
ップモータ、１８・・作動軸、１９・・自動手動切換ク
ラッチ、２０・・駆動歯車、２１・・従動歯車、２２・
・切換歯車、２３・・スライド軸、２４・・手動つま
み、２６・・平歯車、２７・・ウォーム、２９〜３３・
・リミットスイッチ、３４・・ドッグ、３５・・原点位
置、Ｘ・・センタ孔の偏心寸法、Ｙ・・ウォームの偏心
寸法、Ｌ・・心押軸ストローク、γ・・ウォームのリー
ド角、ａ・・基準位置、ｂ・・基準位置に対してθ傾い
た位置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 心押軸にその軸線に対し偏心するセンタ
   孔を形成し、心押軸を軸線周りで正逆回動する軸線周り
   駆動手段と、心押軸を軸線方向に前後進する軸線方向駆
   動手段とを配設し、心押軸の前後進ストロークよりも広
   い歯幅の平歯車を心押軸に設け、前記軸線周り駆動手段
   の回転軸線上にウォームを偏心支持し、そのウォームを
   心押軸の軸線と直角な基準線に対しリード角だけ傾けて
   前記平歯車に噛合わせたことを特徴とするテーパ補正心
   押台。