JP4048366B2 - 旋回テーブルのロック装置 - Google Patents

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)
  • Machine Tool Positioning Apparatuses (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の旋回テーブルに係り、旋回テーブルを回転してワークのセットと製品の取り出しとを行うため、旋回テーブルを所定位置に位置決めされた位置でロックできる装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、工作機械におけるベースに回転自在に支持した旋回テーブルと同軸で一体的に設けたピニオンを、ベース側に設けたラックに噛み合わせ、該ラック・ピニオン機構により、ワークを保持した前記旋回テーブルを、予め定められた角度(0度及び180度)の位置に往復回動させる割り出し装置が知られている(特許文献1)。
【0003】
この旋回テーブルを所定角度位置で停止させるために、前記特許文献1においては、前記ベース側に、位置決め部材を前記旋回テーブルの旋回周方向に進退動可能に設ける一方、旋回テーブルの下面側には、割り出し端において前記位置決め部材の先端に当接するストッパー片を設けている。
【0004】
他方、ベースには前記ラックと一体のスライダをラックの進退方向に移動自在に設け、このスライダに対してラックの進退方向に延びる送りねじ軸を回転自在に並設し、この送りねじ軸の一端にブレーキ付き電動モータを接続する一方、送りねじ軸に螺合した送りナットと前記スライダ間には、送りナットの移動方向の両側に、それぞれ皿ばねを介在させた構成のクランプ機構を備えている。
【0005】
従って、旋回テーブルのストッパー片とベースの位置決め部材とが衝突する割り出し停止時の衝撃を少なくでき、また、ストッパー片と位置決め部材とが当接した後にも、送りナットをその進行方向の皿ばねを所定量たわめる位置まで移動させることで、ストッパーの位置決め部材に対する一定の押付け力を生じさせることができ、この押付け力の生じた時点でブレーキ付き電動モータのブレーキを作動させれば、送りねじ軸の逆回転が防止されるというものである。
【0006】
【特許文献1】
特開平3−287344号公報(第1頁、第4頁及び図1参照)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記先行技術の構成では、旋回テーブルを回動させるためのラック・ピニオン機構の周辺にスライダや送りねじ軸皿ばね等の多数の部品を並設しなければならず、狭いベースの空間にこれらの部品を配置しなければならず、組み立て作業が煩わしいし、メインテナンスや調整時には、旋回テーブルをベースから除去しなければならないから、その点でも作業が煩わしくなる。そして、前記ロックのための構成を、旋回テーブルの旋回中心に近い半径位置のピニオン近傍に位置するから、慣性力の大きい旋回テーブルを停止固定する時に前記ロック機構に作用する耐力を大きくしなければならず、このロック機構が必然的に大型化し、ベースが嵩張り、工作機械が大型化するという問題があった。
【0008】
本発明は、上記従来の技術の欠点に鑑みてなされたものであって、簡単な構造で、旋回テーブルを所定の割り出し位置で停止させて固定(ロック)できるロック装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項1に記載の発明の旋回テーブルのロック装置は、1軸線回りにベースに0度と180度との間を正逆回転するように回転可能に支持され、ワークが固定される旋回テーブルと、前記ベースに設けられた一対のストッパー片と、前記旋回テーブル側に設けられ、前記ストッパー片と当接して所定の割り出し位置に前記旋回テーブルを位置決めさせる一対の位置決め手段とを備え、前記割り出し位置にて旋回テーブルをロックするロック手段は、前記旋回テーブル側に固定された一対のクランプブロックと、ベース側に設けられ、アクチュエータにより回動するクランプアームに設けられたロック部材とにより構成され前記旋回テーブル側に、前記一対の位置決め手段と、前記一対のクランプブロックとを、前記旋回テーブル適宜中心角度を隔てて対称位置に配置し前記一方の位置決め手段が前記旋回テーブルの旋回方向の上流側から前記一方のストッパー片と当接するとき、前記ロック部材に対して前記一方のクランプブロックが旋回テーブルの旋回方向の下流側に位置してロック部材の回動に応じてロックするように構成したものである。
【0010】
そして、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の旋回テーブルのロック装置において、前記クランプブロックにおけるロック部材との当接面を、アクチュエータによる前記ロック部材の押圧方向への回動軌跡に対して次第に接近する傾斜面に形成したものである。
【0011】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の旋回テーブルのロック装置において、前記アクチュエータはエアシリンダであることを特徴とするものである。
【0012】
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を具体化した実施形態について説明する。図1は旋回テーブル装置の平面図、図2は図1のII−II線断面図、図3は旋回テーブルの下面図、図4は旋回テーブルの位置決め調節装置の平面図、図5はロック手段の要部平面図、図6は要部斜視図、図7は図5のVII −VII 線矢視側面図、図8はロック時におけるクランプブロックとロック部材の一例としてのカムフォロアとの関係を示す説明図、図9は平面視において旋回テーブルが反時計回りに回動したときのクランプブロックに対するロック作用を示すロック手段の要部平面図である。
【0014】
本実施形態の回転割り出し式旋回テーブル装置1は、ワークを上面に保持して0度位置と180度位置とに往復旋回運動する旋回テーブル10が平面視略矩形状ベース2の上に配置されたものである。前記ベース2にはスピンドル3がベアリング4を介して回転自在に立設されている。このスピンドル3の下面側のボス部3aに被嵌する大歯車5は、ベース2の空洞部2a内に配置され、前記旋回テーブル10の上面から挿入した取付けボルト6にて前記スピンドル3と共に一体的に回転するように固着されている(図2参照)。そして、駆動手段の一例としての図1に示す正回転及び逆回転可能な駆動モータ7がベース2の外側に配置され、この駆動モータ7により回転駆動される駆動軸8がベース2を水平に貫く。空洞部2a内に位置する駆動軸8の先端部等に設けられギヤ9が前記大歯車5の下面に形成された歯部5aに噛み合う(図2参照)。
【0015】
旋回テーブル10は、図1に示すごとく、その上面の左右両側には、ワークを直接的または治具を介して間接的に取りつけ固定するための溝12、13が形成されている。また、旋回テーブル10の下面のうち前記ベース2より外側を覆うようにした下カバー体14が取付けられている。なお、前記ベース2の上面及び旋回テーブル10の下面には、前記ベアリング4を押えるための外ベアリング押え15と内ベアリング押え16とが設けられており、外ベアリング押え15の上下面には、前記旋回テーブル10の円周状下面溝及び前記ベース2の円周状上面溝との間にシール部材17、18を介挿させてある。
【0016】
次に、図1、図3、図4に基づいて、前記旋回テーブル10割り出し位置の位置決め調節装置について説明する。前記ベース2の外側面には、平面視略矩形状の第1ストッパー片21aと第2ストッパー片21bとが旋回テーブル10の回転中心を挟んで所定角度θ1(例えば、θ1=90度)隔てて、同じ半径位置にボルト等にて固定されている。他方、旋回テーブル10の下面側には、図1において、旋回テーブル10を反時計回りに回動させたときに、前記第1ストッパー片21aに当接して所定の位置に前記旋回テーブル10を位置決めさせる第1位置決め手段22aと、前記旋回テーブル10を時計回りに回動させたときに、前記第2ストッパー片21bに当接して所定の位置に前記旋回テーブル10を位置決めさせる第2位置決め手段22bとを備える。従って、本実施形態では、旋回テーブル10を右回りと左回りとで180度旋回させることにより、当該旋回テーブル10上の一方のワークを加工しながら他側部で仕上がり品を外して未加工ワークを取付け替えできることになる。
【0017】
前記両位置決め手段22a,22bは平面視で対象形状に形成され、且つ配置されており、作用・効果は同じであるので、ここでは、第1位置決め手段22aについて説明し、他方のものは説明を省略する。
【0018】
第1位置決め手段22aは、前記旋回テーブル10の下面に固定した下向きの支持軸23回りに回動可能に支持され、且つ前記第1ストッパー片21aの側面に当接する凸湾曲状の当接面24aを備えた当接部材24と、前記支持軸23に対して偏心する位置で当接部材24を前記第1ストッパー片21aの方向に押圧するネジ手段25とから構成されている。
【0019】
また、前記当接部材24には、前記支持軸23から距離R1だけ隔てた位置にガイド軸27が装着されており、このガイド軸27の一端が旋回テーブル10の下面に形成された円弧状の案内溝26に嵌まり、当接部材24が前記支持軸23を中心にして回動するとき、ガイド軸27が案内溝26に沿って移動できるように構成されている。前記ネジ手段25における調節ネジ25aは旋回テーブル10の側面に螺合され、且つ調節ネジ25aの軸線が平面視で、前記支持軸23の軸心から距離h1だけ偏心するように配置されている。
【0020】
また、前記当接部材24における当接面24aが、前記ネジ手段25の前進につれて前記第1ストッパー片21aに次第に接近するような凸湾曲面に形成されている。この凸湾曲面をさらに詳述すると、前記ネジ手段25にて当接部材24を第1ストッパー片21aの方向(図4において矢印A方向)に進めるとき、前記支持軸23の軸線からの距離が次第に増大するように設定されている。実施形態では、第1ストッパー片21aに対する前記当接面24aが当接する接触点31と前記支持軸23の軸線とを結ぶ線の延長線上またはその近傍で距離Yだけ偏倚した点30を中心にした半径R2の円弧とするが、必ずしも円弧である必要はなく、インボリュート曲線、渦巻き曲線等であっても良い。
【0021】
なお、前記第1ストッパー片21aとの当接による面圧力にて前記当接面24aの凸湾曲面が塑性変形しないように、材料力学におけるヘルツの公式 (円柱と平面との接触部)に従って適切な凸湾曲面の曲率を設定するか、第1ストッパー片21a及び当接部材24の材質を決定する必要がある。
【0022】
さらに、付勢手段の1例としての引っ張りばね32により前記当接部材24を常時前記ネジ手段25の調節ネジ25aの先端方向に付勢させる。付勢手段は捩じりバネ等の他の形式のばねでも良い。
【0023】
次に、図1、図3、図5〜図8を参照しながら、前記旋回テーブル10を前記所定の割り出し位置で固定(ロック)するためのロック手段19について説明する。ロック手段19は、旋回テーブル10の下面にてスピンドル3の前記旋回中心を挟んで直径方向に略対向した位置に固定された第1クランプブロック33a、第2クランプブロック33bと、ベース2の外側面に配置されているロック部材の一例としての単一のカムフォロア34と、該カムフォロア34を水平回動させるための単一のアクチュエータとしてのエアシリンダ35とからなる。前記ベース2の側面の支持ブロック36に設けた支持軸37に回転自在に支持された板状のクランプアーム38の先端に、前記カムフォロア34が軸39にて水平回転可能に装着されている。そして、前記ベース2の外側面に突出するブラケット40に、前記エアシリンダ35の基端がピン41を介して水平回動可能に装着されており、該エアシリンダ35の進退動するピストンロッド35aの先端と前記クランプアーム38の適宜個所とをピン42を介して回動可能に連結する(図5参照)。
【0024】
また、0度及び180度の間で旋回テーブル10を往復旋回させる場合、旋回テーブル10側に、一対の位置決め手段22a,22bと、一対のクランプブロック33a,33bとを適宜中心角度を隔てて配置し、前記一方の位置決め手段22a(22b)が旋回テーブル10の旋回方向の上流側から前記一方のストッパー片21a(21b)と当接するとき、前記カムフォロア34に対して前記一方のクランプブロック33a(33b)が旋回テーブル10の旋回方向の下流側に位置してカムフォロア34の回動に応じてロックするように構成したものである。即ち、予め、エアシリンダ35のピストンロッド35aを後退させてクランプアーム38を図5の矢印D方向に後退させておき、図5において二点鎖線で示す位置にカムフォロア34をベース2の側面に接近させた状態にしておく。次いで、図1(平面図)において、旋回テーブル10を時計方向(図1及び図5において矢印A方向)に旋回させて、前記第1位置決め手段22aの当接部材24が第1ストッパー片21aに対して旋回上流側から当接する。このとき、前記第1クランプブロック33aが、カムフォロア34の側面のうちベース2の側面から遠い側(離れた側)を前記旋回上流側から下流方向(矢印A方向)に向かって移動し、カムフォロア34の側面のうち旋回下流側の側面に接近した位置で停止する。この状態で、ピストンロッド35aを前進させると、クランプアーム38は図5及び図8において反時計回り(矢印C方向)に回動して、第1クランプブロック33aの楔作用を有する当接面43を押圧する。
【0025】
逆に、旋回テーブル10を反時計方向(図1において矢印B方向)に旋回させたとき、前記第2位置決め手段22bの当接部材24が第2ストッパー片21bに対して旋回上流側から当接する。このとき、エアシリンダ35のピストンロッド35aを後退させて、クランプアーム38を図9の矢印D方向に後退させておき、図9において二点鎖線で示す位置にカムフォロア34をベース2の側面に接近させた状態にしておく。前記第2クランプブロック33bが、カムフォロア34の側面のうちベース2の側面から遠い側(離れた側)を前記旋回上流側から下流方向(矢印B方向)に向かって移動し、カムフォロア34の側面のうち旋回下流側の側面に接近した位置で停止する。この状態で、ピストンロッド35aを前進させると、クランプアーム38は図9において反時計回り(矢印C方向)に回動して、第2クランプブロック33bの楔作用を有する当接面43を押圧するものである。
【0026】
これらのためには、前記第1クランプブロック33a及び第2クランプブロック33bにおけるカムフォロア34と当接する当接カム面43は、エアシリンダ35の進出動に従ってカムフォロア34とクランプブロック33a(33b)との押圧力が増大するように楔状(図8の傾斜面43参照)に形成されている(図5、図8及び図9参照)。円筒状のカムフォロア34に代えて、非回転のロック部材をクランプアーム38に固定しても良い。
【0027】
以上の構成により、駆動モータ7を所定方向に回転駆動させることにより、例えば、図1において、平面視で旋回テーブル10が時計回り(矢印A方向)に旋回して、ベース2の右側の第1ストッパー片21aの一側面(旋回上流側の側面)に対して第1位置決め手段22aの当接部材24が当接する。この状態で、旋回テーブル10下面の第1クランプブロック33aの側面が前記ロック手段19におけるカムフォロア34の側面の近傍に位置していることになる。
【0028】
そこで、エアシリンダ35を作動させてピストンロッド35aを突出動させると、図5に示すように、前記第1クランプブロック33aの楔作用を有する当接面43(旋回上流側の側面)に前記カムフォロア34の側面(旋回下流側の側面)が当接する。エアシリンダ35が作動状態であるので、前記傾斜面状の当接面43に対してカムフォロア34が押圧力が増大するように食い込み、旋回テーブル10が時計方向に回動しようとするが、その第1位置決め手段22aの当接部材24が第1ストッパー片21aに当接しているので、その当接力も大きくなり、この両者の作用により、旋回テーブル10は所定の割り出し位置で強固に固定されるのである。
【0029】
同様にして、旋回テーブル10を図1において、反時計方向(矢印B方向)に旋回させると、第2ストッパー片21bに対して第2位置決め手段22bの当接部材24が当接する一方、図9の二点鎖線状態のカムフォロア34の外側面(ベース2の側面から離れた側)を前記矢印B方向に第2クランプブロック33bが通過すると、エアシリンダ35のピストンロッド35aの進出及びクランプアーム38の矢印C方向への回動にて、図9の実線状態のように、第2クランプブロック33bの楔作用を有する当接面43(旋回上流側の側面)に前記カムフォロア34の側面(旋回下流側の側面)が当接する。そして、エアシリンダ35が作動状態であるので、前記傾斜面状の当接面43に対してカムフォロア34が押圧力が増大するように食い込み、カムフォロア34が第2クランプブロック33bに当接する押圧力を増大せしめてロックでき、位置決めされた旋回テーブル10が所定の割り出し位置で強固に固定されるのである。
【0030】
なお、前記位置決め調節装置における第1ストッパー片21a及び第2ストッパー片21bに対する第1位置決め手段22a及び第2位置決め手段22bの当接部材24をその支持軸の回動中心から適宜偏心した位置でネジ手段25により押圧して、当該当接部材24を回動させるから、ネジ手段25の単位進み量に比べて少ない増大変位量にて当接部材24が変位するから、ストッパー片21a(21b)に対する当接部材24の当接位置の微調節が可能になるという効果を奏する。
【0031】
そして、当接部材24の当接面24aの凸湾曲面が、前記ネジ手段25にて当接部材24を第1ストッパー片21aの方向(図4において矢印A方向)に進めるとき、前記支持軸23の軸線からの距離が次第に増大するように設定されており、調節ねじ25aの1回転によるリード量に比べて前記当接面24aの凸湾曲面の前記支持軸23の軸線からの距離の増大量をはるかに小さくするように設定できるから、旋回テーブル10の回動固定位置の微調節操作を確実にできるという効果を奏する。
【0032】
ロック手段19及び位置決め装置(第1及び第2ストッパー片21a,21bと第1及び第2位置決め手段22a,22b)をベース2より外側に配置することにより、旋回テーブルを取外すことなく、メインテナンス及び調節作業を実行できるから作業が至極容易になるという効果を奏する。また、ロック手段19や前記位置決め装置をベース2の外側で旋回テーブルの旋回半径の大きい個所に設けたことにより、カムフォロア34と第1及び第2クランプブロック33a,33bとの押圧力や第1及び第2ストッパー片21a,21bと第1及び第2位置決め手段22a,22bとの押圧力を小さくしても耐力(強度)をさほど大きくする必要がないから、これらの部品を小型化でき、ひいては工作機械をコンパクトにできるという効果も奏する。
【0033】
なお、アクチュエータとしてエアシリンダ35を使用することにより、油圧シリンダのような油漏れの心配がなく、火災安全上の不安もない。また、油圧シリンダの構成より簡単であるため廉価となる。
【0034】
本発明においては、旋回テーブル10を旋回駆動する手段は駆動モータ以外のものであっても良く、また、前後移動するラックとピニオンにより旋回ケースの大歯車を回転させるものであってよい。
【0035】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項1に記載の発明の旋回テーブルのロック装置は、1軸線回りにベースに0度と180度との間を正逆回転するように回転可能に支持され、ワークが固定される旋回テーブルと、前記ベースに設けられた一対のストッパー片と、前記旋回テーブル側に設けられ、前記ストッパー片と当接して所定の割り出し位置に前記旋回テーブルを位置決めさせる一対の位置決め手段とを備える一方、前記割り出し位置にて旋回テーブルをロックするロック手段は、前記旋回テーブル側に固定されたクランプブロックと、ベース側に設けられ、アクチュエータにより回動するクランプアームに設けられたロック部材とにより構成され、前記アクチュエータの作動によりロック部材をクランプブロックに旋回テーブルの旋回方向から押圧してロックするように構成したものである。従って、ロック部材がクランプブロックを押圧すると、前記位置決め手段によるストッパー片への押圧も増大し、確実に旋回テーブルを固定(ロック)できるものであり、ロック手段の構成がアクチュエータにより回動するクランプアームに設けられたロック部材と、旋回テーブル側に設けられたクランプブロックだけ少ない要素であるから、構造も至極簡単で廉価になる。また、前記アクチュエータと、クランプアームとロック部材と、旋回テーブル側に設けられたクランプブロックとを旋回テーブルの旋回半径の大きい個所、例えば、ベース外側に配置することができるから、ロック手段の強度(耐力)をさほど大きくする必要がなく、ロック手段を小型化できるという効果も奏する。
そして、請求項1に記載の発明では、前記旋回テーブルは0度と180度との間を正逆回転するもので、旋回テーブル側に、前記一対の位置決め手段と、前記一対のクランプブロックとを適宜中心角度を隔てて配置し、前記一方の位置決め手段が旋回テーブルの旋回方向の上流側から前記一方のストッパー片と当接するとき、前記ロック部材に対して前記一方のクランプブロックが旋回テーブルの旋回方向の下流側に位置してロック部材の回動に応じてロックするように構成したものであり、旋回テーブルを往復回動して0度と180度の位置でロックするのに、ロック部材及びその作動用のアクチュエータが単位であって、クランプブロックのみ一対準備すれば良く、構造が至極が簡単になるという効果を奏する。
【0036】
そして、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の旋回テーブルのロック装置において、前記クランプブロックにおけるロック部材との当接面を、アクチュエータによる前記ロック部材の押圧方向への回動軌跡に対して次第に接近する傾斜面に形成したものであるから、請求項1に記載の発明による効果に加えて、ロック作動時におけるアクチュエータの作動によるロック部材のクランプブロックへの押圧力が減少することがなく、ロック作用を確実に実行できるという効果を奏する。
【0037】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の旋回テーブルのロック装置において、前記アクチュエータはエアシリンダであることを特徴とするものであるから、油圧シリンダのような油漏れの心配がなく、火災安全上の不安もない。また、油圧シリンダの構成より簡単であるため廉価となるという効果を奏する。
【0038】
【図面の簡単な説明】
【図1】 旋回テーブル装置の平面図である。
【図2】 図1のII−II線矢視断面図である。
【図3】 旋回テーブルの下面図である。
【図4】 旋回テーブルの位置決め調節装置の平面図である。
【図5】 平面視において旋回テーブルが時計回りに回動したときのクランプブロックに対するロック作用を示すロック手段の要部平面図である。
【図6】 要部斜視図である。
【図7】 図5のVII −VII 線矢視側面図である。
【図8】 ロック時におけるクランプブロックとカムフォロアとの関係を示す説明図である。
【図9】 平面視において旋回テーブルが反時計回りに回動したときのクランプブロックに対するロック作用を示すロック手段の要部平面図である。
【符号の説明】
1 割り出し式旋回テーブル装置
2 ベース
3 スピンドル
7 駆動モータ
10 旋回テーブル
19 ロック手段
20 位置決め調節装置
21a 第1ストッパー片
21b 第2ストッパー片
22a 第1位置決め手段
22b 第2位置絹手段
23 支持軸
24 当接部材
24a 当接面
25 ネジ手段
25a 調節ネジ
27 ガイド軸
31 接触点
32 引っ張りバネ
33a 第1クランプブロック
33b 第2クランプブロック
34 カムフォロア
35 エアシリンダ
37 支持軸
38 クランプアーム
43 当接カム面

Claims (3)

  1. 1軸線回りにベースに0度と180度との間を正逆回転するように回転可能に支持され、ワークが固定される旋回テーブルと、
    前記ベースに設けられた一対のストッパー片と、
    前記旋回テーブル側に設けられ、前記ストッパー片と当接して所定の割り出し位置に前記旋回テーブルを位置決めさせる一対の位置決め手段とを備え、
    前記割り出し位置にて旋回テーブルをロックするロック手段は、前記旋回テーブル側に固定された一対のクランプブロックと、ベース側に設けられ、アクチュエータにより回動するクランプアームに設けられたロック部材とにより構成され
    前記旋回テーブル側に、前記一対の位置決め手段と、前記一対のクランプブロックとを前記旋回テーブル適宜中心角度を隔てて対称位置に配置し
    前記一方の位置決め手段が前記旋回テーブルの旋回方向の上流側から前記一方のストッパー片と当接するとき、前記ロック部材に対して前記一方のクランプブロックが旋回テーブルの旋回方向の下流側に位置してロック部材の回動に応じてロックするように構成したことを特徴とする旋回テーブルのロック装置。
  2. 前記クランプブロックにおけるロック部材との当接面を、アクチュエータによる前記ロック部材の押圧方向への回動軌跡に対して次第に接近する傾斜面に形成したことを特徴とする請求項1に記載の旋回テーブルのロック装置。
  3. 前記アクチュエータはエアシリンダであることを特徴とする請求項1または2に記載の旋回テーブルのロック装置。
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