JP4367697B2 - カム式心押台 - Google Patents

Description

本発明は、心押台に関する。詳しくは、センタを装着した心押軸をカム機構を駆動して軸方向に進退させるカム式心押台に関する。

センタ支持の工作物は、その工作物の長さに応じて心間距離を調整するのにテーブル上で心押台全体をＺ軸方向に移動させて概略位置決めし固定する。
ワークのセンタ穴にセンタを挿入する場合は、センタ穴への押圧力が一定になるよう心押軸に押圧用ばねが組み込まれており所定押圧力になるように予め調整されている。
また、心押台は固定のまま心押台本体にＺ軸方向移動可能に装着されたものがある。スライド体のみの前進後退をねじ軸のモータ駆動または圧力流体の供給量制御により心間距離を調整している。制御モータを用いてセンタを位置決めする従来技術の心押台を図５，図６に示す。

図５，図６に示す心間距離調整式心押台は、心押台本体２に移動可能に支持されたスライド体３と、このスライド体にスライド体の移動方向と同一方向に摺動可能に嵌合され、先端に工作物支持用のセンタ４を有するラム５と、前記スライド体３内の前記ラム５の後方にラムを押圧するように設けたスプリング１３と、前記スライド体３に固定されてナット部２２を有する案内部材２０と、前記ナット部２２と螺合するねじ軸４０と、このねじ軸４０を正逆回転するＮＣモータ４３とを備えたことを特徴としている。〔例えば、特許文献１参照〕
実開平７−２４５０３号公報 請求項１、図１（本願添付図６と同じ），図２（本願添付図５と同じ）

長手寸法が一定のワークを連続して加工する場合に、ワークをセンタ間で所定の押付力で保持するまでの動作時間が従来の油圧位置決め方式ではシリンダスピードを増加させるとワークとセンタが衝突する時の衝撃が大きく、ワークのセンタ穴にダメージを与え、形状や加工精度不良を起こすという問題が生じていた。
また、このようなダメージを起こさせないようにするために、シリンダのストローク端でクッション機構を取り入れスピードを制御するための油圧回路を別途設ける必要がありコストアップになるという問題を有していた。
また、ＮＣモータを用いてスライド体の位置決めにより心間距離を調整する場合は制御モータ，制御回路及び送りねじ機構が必要であり全体としてコストが高くなるという問題を含んでいた。

本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ワークのセンタ穴とがセンタが接触する手前までは心押軸を速く前進させ、ワークに接触する直前で心押軸をゆっくり前進させるようにする。そのため、心押軸を進退方向と直交する溝を有するスライダを、心押軸とほぼ直交する位置から心押軸に平行になる位置までスライダを移動させる。こうすることにより移動開始時には速い移動速度を引き出し、旋回の終点ではゆっくりした移動速度を得ることができる。押圧開始までの所要時間が少なく押圧時の衝撃の少ないカム式心押台を提供する。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、心押台であって、心押軸の後方に付設されこの心押軸に内装されたばねを押圧し且つ前記心押軸を進退移動させるための係合用の溝が軸に直交して刻設された溝付軸と、一面に前記溝と係合する突出部と他面に前記溝と平行なスライド面を有するカム溝とが形成されたスライダと、前記心押台本体に固設され前記スライダを前記心押軸の軸心に平行移動するよう案内するガイドと、前記カム溝のスライド面に接して旋回させ前記スライダを介して前記心押軸を進退移動しその前進端位置を位置決めするカム部材と、該カム部材を旋回駆動する駆動部材とを含んでなることにより、センタがワークセンタ穴に嵌着する際の速度を漸減するようにしたものである。

請求項１の発明によれば、センタが装着された心押軸の進退駆動を油圧方式やＮＣモータ制御方式に替え、カム機構を駆動して行うものである。カム機構は繰り返し動作にミスがなく正確な作業量が得られる。この心押軸の前進当初は速く移動してセンタがワークに向かって接近し、センタがワークのセンタ穴に接触する直前ではゆっくり移動して接するようにしている。カムのリフトを心押軸の直線運動に変換したものであり、前進および後退速度の高速化と衝撃の緩和を図ることができる。

心押軸の延長軸線上にカム送り機構を設けることも可能であるが機械を構成する周辺装置との関係や心押軸に設けられているセンタの押圧力調整機構との関係で若干制約が生じる。このため、カム式送り機構にスライダを導入することにより適用の容易化を配ることができる。

本発明のカム式心押台は、上述の手段により課題を解決するようにした結果次に記載する効果を有する。
請求項１の発明は、心押軸の前進後退動作を得るのにカム方式を採用した結果、ワーク支持動作に係る時間の短縮ができるという効果を有する。また、前進時ワーク自身への衝撃軽減が行えるので小物ワークや軟質材等のセンタ穴へのダメージが少なくなり加工精度への影響を除去できるという効果を有する。

また、心押台の構成にスライダを要素として加えた結果、カム式送り機構を心押軸の後方に設ける場合に取付位置の制約が少なくなり適用が容易になるという効果を有する。

以下に本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。

図１はカム式心押台の心押軸断面図、図２はカム式心押台のスライダ部断面図、図３は図２の左側面図である。
図１において、心押軸１は心押台本体２に固設されたハウジング３の穴に進退摺動可能に設けられている。心押軸１の前進端にはセンタ４を装着可能に軸心にテーパ穴が削孔されている。このテーパ穴の後方小径穴３ｂにセンタがワークのセンタ穴に当接しワークに押付力を付与するばね５が収納されている。

ばね５の前後の端面はそれぞればね受６，７で案内され、ばね受７の後方からねじ軸８で押付力調整可能に設けられている。心押軸１の後方大径穴３ｃに軸方向に摺動可能にリング状の溝付軸９が嵌装されている。中心部の雌ねじはねじ軸８と螺合し、ばね５の反力を支えている。

ばね５の反力を受ける溝付軸９は、その外径段付部が蓋１０の端面の内径側の角で接し心押軸１に固設されている。
溝付軸９の溝９ａの両壁面を形成する鍔の外周部分に軸に平行に切欠溝９ｂが加工されている。この切欠溝に嵌装され、軸方向移動を案内可能で回り止めとなるピン１１が心押台本体２に固設されている。

図２，図３において、一対の平行なガイドバー１５Ａ，１５Ｂが心押軸１の近傍にこれと平行に心押台２に固設されている。一対のガイドバー１５Ａ，１５Ｂでこのガイドバーの方向に且つ両カイドバーの軸心を含む平面上で移動可能に案内されるスライダ１６が設けられている。

スライダ１６はカム部材と駆動部材で駆動されている。カム部材例えば円筒カムまたはカムフオロア１７が回転中心から偏心して取着されたフランジ１８が駆動部材の出力軸に取着されている。駆動部材は油圧モータ１９や制御モータを回転角制限付にして使用される。カムフオロア１７が挿入されるスライダ１６の溝１６ａは一対のガイドバー１５Ａ，１５Ｂに直交して設けられている。カムフオロア１７はフランジ１８に偏心して取着されている。

カムフオロア１７が回転することにより、スライダ１６は心押軸１をワークのセンタ穴方向に前進させる。油圧モータ１９とカムフオロア１７の軸心が同一平面上に、直交する位置関係に、あるいはその中間にある状態からフランジ１８が旋回して両軸が同一平面上に達するとき心押軸１は最も前進した位置になる。

ここで溝付軸９とスライダ１６とは継手２０で係合されている。スライダ１６に固設されリング状の溝側に溝底を抱くように突出部が形成され溝付軸９と進退連動する。ここで、継手２０をスライダ１６と一体にすることも可能である。心押軸１は旋回しないよう蓋１０に形成した切欠部１０ａと係合するようにスライダ１６に溝１６ｂが形成されている。

次に本発明のカム式心押台の作用について説明する。
図４はカム式心押台の動作説明図である。（ａ）は構成主要部材の配置図、（ｂ）はカムフオロアとスライダの動作図、（ｃ）は心押軸中心線とカムフオロアの出発点の関係図である。ワークの一端をチャック爪で把持し他端をワークのセンタ穴をセンタで支持して加工する場合やワークの両端をセンタで支持して加工する場合に、センタをワークに向かいゆっくり前進させ衝撃を与えず当接させてワークの変形による加工完了後のワークの精度品質低下を回避するためにワークの材質や形状に応じワーク取付時に注意が払われている。

一般にセンタがワークのセンタ穴に臨み押圧する時の押付力自体はばねの反力で付与されている。押付力はワークの形状や重量に応じばねが設計されている。ばねは所定の初期撓みが付与されて心押軸に内装されている。従ってセンタがセンタ穴に当接した時点で所定レベルの押付力がセンタ穴に付加されることになる。従って所定レベルの押付力が一挙に付加されるのではなく徐々に押付力が増加するのが望ましい。
センタワークを繰り返し行う際に心押軸の前方送りを繰り返し精度良く位置決めする最も迅速な方法はカムを使用することである。更にカムを使用することにより心押軸の移動速度の選定も容易となる。

図４（ａ）は心押軸中心線とロータ中心を同一平面に配置した場合で、心押軸１、スライダ１６、カム部材のカムフオロア１７とフランジ１８および駆動部材のロータ１９を図示している。（ｂ）はガイドバー１５で案内されるスライダ１６がカムフオロア１７の作用を受けて移動し、ワークを押圧する段階ではカムフオロア中心が心押軸の軸線上に到達することを示している。（ｃ）はカムフオロア１７の待機位置若しくは出発位置が心押軸の軸線上にある場合（イ）、数十度旋回した位置（ロ）、心押軸とほぼ直交する位置（ハ）のいずれかに選定できることを示している。

本発明では心押軸の後方軸線上または軸線を含む平面上に旋回する中心を有するカムを配置し、カムを１８０°の範囲内で旋回させる。旋回を前記後方軸線上または軸線を含む平面上で終わらせることにより、旋回の終段階即ち心押軸の前進端での軸方向移動量を極めて小さな量にすることを可能にしたものである。

図１乃至図４において、心押軸１はハウジング３に軸方向進退移動可能に嵌装され、回転はスライダ１６で規制されている。心押軸１はスライダ１６に連動し進退移動可能である。スライダ１６のカム溝１６ａにはカムフオロア１７が嵌装されている。油圧モータ１９の出力軸に取着されたフランジ１８に偏心してカムフオロア１７が取着されているので、油圧モータ１９の回転によりカムフオロア１７はカム溝１６ａを押圧し進退移動させる。その結果、心押軸１はスライダ１６を介し進退移動し位置決めされる。
なお、カムフオロア１７とフランジ１８からなるカム部材をスライダ１６を介し位置決めしている。スライダ１６の配設位置は適宜決定することができるので本発明の適用がより容易である。

本発明の作用の特徴は次のとおりである。
スライダ１６の進退移動の出発点と到達点を共に同一軸線上に設定すると心押軸１の待機位置と押付位置での衝撃が少なくすることが可能である。また、出発点を軸線から数十度旋回させた位置とし到達点を軸線上に設定する場合には当初の移動速度が大きいので押付位置に到達するに要する時間が少なく且つ押付位置での衝撃が少なくできるという利益がある。

本発明のカム式心押台の心押軸断面図である。〔実施例１〕 カム式心押台のスライダ部断面を含む上面図である。 図２の左側面図である。 カム式心押台の動作説明図である。（ａ）は構成主要部材の配置図、（ｂ）はカムフオロアとスライダの動作図、（ｃ）は心押軸中心とカムフオロアの出発点の関係図である。 センタの位置決めをＮＣ制御で行う従来の心押台の断面図である。 図５のねじ駆動部の断面図である。

符号の説明

１ 心押軸 ２ 心押台本体
３ ハウジング ４ センタ
５ ばね ６，７ ばね受
８ ねじ軸 ９ 溝付軸
１０ 蓋 １１ ピン
１５Ａ，１５Ｂ ガイドバー
１６ スライダ １７ カムフオロア
１８ フランジ １９ 油圧モータ
２０ 継手

Claims (1)

1. 心押台であって、心押軸の後方に付設されこの心押軸に内装されたばねを押圧し且つ前記心押軸を進退移動させるための係合用の溝が軸に直交して刻設された溝付軸と、一面に前記溝と係合する突出部と他面に前記溝と平行なスライド面を有するカム溝とが形成されたスライダと、前記心押台本体に固設され前記スライダを前記心押軸の軸心に平行移動するよう案内するガイドと、前記カム溝のスライド面に接して旋回させ前記スライダを介して前記心押軸を進退移動しその前進端位置を位置決めするカム部材と、該カム部材を旋回駆動する駆動部材とを含んでなることにより、センタがワークセンタ穴に嵌着する際の速度を漸減するようにしたことを特徴とするカム式心押台。