JP4917419B2

JP4917419B2 - 主軸内定寸ストッパ装置

Info

Publication number: JP4917419B2
Application number: JP2006340847A
Authority: JP
Inventors: 友範鵜飼; 淳二小川
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2026-12-19
Also published as: JP2008149419A

Description

この発明は、例えば、旋盤の主軸にワークを把持させる際に、ワークの主軸長さ方向の位置決めをする主軸内定寸ストッパ装置に関する。

この種のストッパ装置としては、先端部にチャックを備えた中空状主軸内に定寸ストッパ軸が回転自在かつ主軸長さ方向に移動自在にはめ入れられており、主軸の基部側に雌ねじが形成されており、定寸ストッパ軸に、雌ねじにねじ入れられた雄ねじが形成されているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

上記ストッパ装置では、定寸ストッパ軸を主軸長さ方向に移動させて位置調整をする際は、作業員が主軸の基部側まで移動し、そこで、手動によって定寸ストッパ軸を回転させるようにしていた。ワークを把持させるチャックは、主軸の先端側にあるため、主軸の先端側および基部側を頻繁に行き来する必要があり、作業性が良くなかった。
特開平１０−２０２４０４号公報

この発明の目的は、ワークを位置決めするためのストッパの位置調整を簡単に行うことができ、作業性の良い主軸内定寸ストッパ装置を提供することにある。

この発明による主軸内定寸ストッパ装置は、中空状主軸内に回転自在かつ主軸長さ方向に移動自在にはめ入れられている定寸ストッパと、主軸に対する定寸ストッパの回転および主軸長さ方向の移動を拘束解除自在に拘束する第１拘束手段と、機械フレームに対する定寸ストッパの回転を拘束解除自在に拘束する第２拘束手段と、第１拘束手段による定寸ストッパの回転および主軸長さ方向の移動を拘束解除しかつ第２拘束手段による定寸ストッパの回転を拘束した状態で、主軸の回転によって定寸ストッパを主軸長さ方向に移動させる移動手段とを備えているものである。

この発明による主軸内定寸ストッパ装置では、定寸ストッパの主軸長さ方向の移動を自由または拘束し、その移動を自由にした状態で、定寸ストッパを主軸長さ方向に移動させて位置調整することができる。したがって、ワークを位置決めするためのストッパの位置調整を簡単に行うことができる。

さらに、第１拘束手段が、主軸内面に主軸と同心状に形成されているテーパ状拘束面と、定寸ストッパにはめ被せられかつ外面に拘束面と合致させられるテーパ状被拘束面が設けられている拘束ブッシュと、被拘束面の被締付力を増大させる方向に拘束ブッシュを付勢しているばねと、被拘束面の被締付力を減少させる方向に拘束ブッシュに流体圧を作用させる流体圧シリンダとを備えていると、流体圧シリンダによる操作だけで、被拘束面による定寸ストッパの主軸長さ方向の移動の自由または拘束を簡単に行うことができる。

また、第２拘束手段が、定寸ストッパの先端部に設けられている第１係合部と、刃物台に装備されかつ第１係合部と係合解除自在に係合される第２係合部を有する拘束具とを備えていると、主軸の回転および刃物台の移動だけで、定寸ストッパの主軸長さ方向の移動の自由または拘束を簡単に行うことができる。

また、移動手段が、主軸側に設けられている雌ねじと、定寸ストッパ側に設けられかつ雌ねじにねじ入れられている雄ねじとよりなると、主軸を回転させるだけの操作によって、定寸ストッパを主軸長さ方向に移動させることができる。

さらに、この発明による他の主軸内定寸ストッパ装置は、中空状主軸内に回転自在かつ主軸長さ方向に移動自在にはめ入れられている定寸ストッパと、主軸の回転によって主軸に対する定寸ストッパの主軸長さ方向の移動を拘束解除自在に拘束する拘束手段と、拘束手段による定寸ストッパの主軸長さ方向の移動を拘束解除した状態で、定寸ストッパを主軸長さ方向に移動させる移動手段とを備えているものである。

また、定寸ストッパが、第１ストッパ部材、第２ストッパ部材および第３ストッパ部材よりなり、第１ストッパ部材が、主軸長さ方向の移動は自由とするが、回転は拘束されるように主軸内に収容されており、第１ストッパ部材に円筒状ガイド面が主軸と同心状に形成されており、ガイド面に第２ストッパ部材が、回転は自由とするが、主軸長さ方向の移動は拘束されるようににはめ入れられ、拘束手段が、第１ストッパ部材および第２ストッパ部材の相対的回転を拘束解除自在に拘束する第１拘束部材と、第１ストッパ部材単独の回転を拘束解除自在に拘束する第２拘束部材と、ガイド面と主軸長さ方向に並んで形成されているテーパ状拘束面と、第２ストッパ部材に、主軸と同軸状にかつ拘束面内に進入させられるように設けられている雄ねじ軸部と、第３ストッパ部材に設けられかつ雄ねじ軸部にねじはめられた雌ねじと、第３ストッパ部材の外面に形成されかつ拘束面と合致させられる被拘束面とよりなることが好ましい。

さらに、移動手段が、第１ストッパ部材に設けられている第１係合部と、刃物台に装備されかつ第１係合部と係合解除自在に係合される第２係合部を有する係合具とを備えていても良い。

この発明によれば、ワークを位置決めするためのストッパの位置調整を簡単に行うことができ、作業性の良い主軸内定寸ストッパ装置が提供される。

この発明の実施の形態を図面を参照しながらつぎに説明する。

＜実施の形態１＞
実施の形態１の説明において、左右とは、図１を基準として、その左右の側を左右といい、前後とは、左方から見て、その左右の側を前後（図１の上下の側）というものとする。

図１を参照すると、主軸台11および刃物台12が左右方向から向き合うように装置されている。

主軸台11には左右方向にのびた軸線をもつ中空状主軸21が図示しない軸受によって支持されている。主軸21の軸線上を中実状定寸ストッパ22がのびている。主軸21の右端部にはチャック23が装備されている。主軸21の左端面には流体圧シリンダ24が固定されている。流体圧シリンダ24の左端面には右方開放円筒状拘束チャンバ25が固定されている。

流体圧シリンダ24にはチャック開閉用大径右シリンダ室31およびストッパ拘束用小径左シリンダ室32が左右方向に並んで形成されている。右シリンダ室31には筒状右ピストン33が、左シリンダ室32には筒状左ピストン34がそれぞれ内蔵されている。右ピストン33は、右シリンダ室31の右側壁に貫通させられて右シリンダ室31から右方に突出させられかつ主軸21内に進入させられた大径スカート35を有している。左ピストン34は、左右シリンダ室31、32の隔壁に貫通させられて右シリンダ室31に進入しかつ大径スカート35内面に左右摺動自在にはめ合わされた小径右スカート36と、左シリンダ室32の左側壁に貫通させられて拘束チャンバ25内に進入させられた小径左スカート37とを有している。左右シリンダ室31、32には、流体圧シリンダ24の外面に回転摺動自在にはめ被せられたリング状コネクタ38を介して配管39が施されている。尚、右シリンダ室31の右ピストン33は、図示しない周知のドローバを介し周知の開閉機構を有するチャックに接続されている。

定寸ストッパ22の略左半分は、主軸21から左方に突出させられて、左右ピストン33、34の内側を貫通し、さらに、拘束チャンバ25内を左右に横断している。定寸ストッパ22の左端部には雄ねじ41が設けられている。雄ねじ41が拘束チャンバ25の左側壁に貫通させられている。定寸ストッパ22の右端部には、六角外面をもつ係合部42が設けられている。

拘束チャンバ25内における定寸ストッパ22には拘束ブッシュ51がはめられるとともに、その左側から皿ばね52がはめられている。拘束ブッシュ51の外面には右細りテーパ状被拘束面53が設けられている。拘束ブッシュ51には図示しない割り溝が形成されている。拘束チャンバ25内面には、拘束ブッシュ51の被拘束面53に合致させられた拘束面54が形成されている。拘束チャンバ25の定寸ストッパ貫通カ所には、雄ねじ41にねじはめられた雌ねじ55が設けられている。

皿ばね52は、拘束ブッシュ51を右方向、すなわち、被拘束面53および拘束面54の径が漸次小さくなる方向であって、拘束面54の締付力が増大する方向に付勢している。

刃物台12の左側面にはタレット61が水平軸回り回転自在に支持されている。タレット61外周面には複数の工具取付面62が設けられている。１つの工具取付面62には拘束具63が固定されている。拘束具63は、同取付面62に固定されているベース71と、ベース71から左向きにのびかつ主軸21内に進入しうる大きさをもつ丸棒状係合ロッド72とよりなる。係合ロッド72の先端面には、係合部42にはめ外し自在に係合させられる六角周面をもつ係合孔73が形成されている。

図１に示す状態では、右ピストン33は右限に位置させられている。この状態で、チャック23は開いている。右ピストン33を左動させるように右シリンダ室31に流体を供給し、右ピストン33が左方に移動するのに応じて、チャック23は閉じられる。

左ピストン34は右限に位置させられている。小径左スカート37先端面および拘束ブッシュ51右側面間には間隙が生じている。このように、拘束ブッシュ51に皿ばね52以外の外力が作用しない状態では、皿ばね52の力によって、拘束ブッシュ51の被拘束面53が内向きに押圧されて、割り溝が閉じられ、拘束ブッシュ51内面が定寸ストッパ22外面を押圧するように拘束ブッシュ51の内径が小となっている。これにより、定寸ストッパ22の回転および左右動が拘束されている。

左シリンダ室32に流体を供給して、左ピストン34を左動させると、皿ばね52の力に抗して小径左スカート37が拘束ブッシュ51を左向きに押動する。そうすると、拘束ブッシュ51が被拘束面53の径の大きい方向へ移動し、拘束ブッシュ51の被拘束面53が拘束チャンバ25の拘束面54から離れる。これにより、割り溝が開いて、拘束ブッシュ51の内径が定寸ストッパ22の外径よりも大となる。定寸ストッパ22の回転および左右方向の移動は、自由となる。

定寸ストッパ22の左右方向の移動を自由にしておいて、刃物台12を左右動および／または前後動させることによって、係合部42および係合孔73を係合させる。これにより、定寸ストッパ22の回転が拘束される。そして、主軸21を正回転および逆回転させると、定寸ストッパ22が左右方向に移動させられる。この際、ストッパの係合部42と係合孔73が外れない、必要に応じて左右方向の移動に合わせ刃物台も移動させる。定寸ストッパ22を所定位置に移動させた後に、左ピストン34を右動させる。左ピストン34が右限に達すると、皿ばね52の力によって拘束ブッシュ51が右動させられて、定寸ストッパ22の回転および左右動を拘束する。刃物台12を元の位置まで戻せば、加工準備が完了する。

＜実施の形態２＞
実施の形態２の説明において、左右とは、図３を基準として、その左右の側を左右といい、前後とは、左方から見て、その左右の側を前後（図３の上下の側）というものとする。

図３を参照すると、主軸台（図示略）および刃物台112が左右方向から向き合うように装置されている。

主軸台は、左右方向にのびた軸線を有する中空軸状主軸121を有している。主軸121の右端面にはチャック（図示略）が備えられている。主軸121内には定寸ストッパ122が収容されている。主軸121の内面には左右方向にのびた第１条溝123が形成されている。

定寸ストッパ122は、第１ストッパ部材131、第２ストッパ部材132および第３ストッパ部材133よりなる。

第１ストッパ部材131は、主軸121内面に回転および左右摺動自在にはめ合わされた水平円筒状のものである。第１ストッパ部材131の外面左端近くには、第１条溝123にはめ入れられた第１回止ピン141が打ち込まれている。第１ストッパ部材131の内面には、右から左にかけて順次連なる小径円筒状ガイド面142、大径円筒状アイドル面143および左細りテーパ状拘束面144が形成されている。ガイド面142の左端近くには位置決めピン145が打ち込まれている。ガイド面142の位置決めピン145とは反対側に回止孔146が形成されている。拘束面144の左右方向中間部には一対の第２回止ピン147が打ち込まれている。

第２ストッパ部材132は、ガイド面142に回転摺動自在にはめ合わされた円板状のものである。第２ストッパ部材132の外面左端近くには、位置決めピン145をはめ入れた環状環状ガイド溝148が形成されている。

図５は、定寸ストッパ122の分解斜視図である。図５では、その上下の方向が前後方向として示されている。以下、主として、図５を参照する。

第２ストッパ部材132の右側面には係合孔151が形成されている。係合孔151は、ガイド面142の中心を通って前後方向にのびた細長い方形状のものである。係合孔151の底面は、第２ストッパ部材132の左右方向の略半分のところまで達している。係合孔151のガイド面142の中心にあたる位置には対向円弧状拡幅部152が形成されている。拡幅部152の円弧の中心は、ガイド面142の中心と合致させられている。拡幅部152の深さ方向略半分のところから延長部153が前向きに拡がっている。第２ストッパ部材132外面の、係合孔151を臨む位置には有底ばね孔154があけられている。ばね孔154の底には、係合孔151に連通させられたロッド孔155があけられている。ばね孔154およびロッド孔155には進退ロッド156が挿通されている。進退ロッド156の一端近くにはフランジ157が設けられるとともに、その他端近くに環状係合溝158が形成されている。ばね孔154の底およびフランジ157間には、進退ロッド156にはめられた圧縮コイルばね159が介在させられている。進退ロッド156のフランジ157より外側の部分が回止孔146にはめ入れられている。進退ロッド156の係合溝158を含む一部は、係合孔151内に進入させられている。

第２ストッパ部材132の左側面中心から中心軸161が左向きにのびている。中心軸161外面には雄ねじ162が形成されている。

第３ストッパ部材133は、切頭円錐体状のものである。第３ストッパ部材133の外面には、第１ストッパ部材131の拘束面144に合致させられたテーパ状被拘束面171が設けられている。被拘束面171には、両第２回止ピン147をそれぞれはめ入れた一対の第２条溝172が互いに反対方向を向いて形成されている。第３ストッパ部材133の軸中心には、雄ねじ162をねじ入れた雌ねじ173が形成されている。

刃物台112の外周には拘束具181が固定されている。拘束具181は、ベース191と、ベース191から左向きにのびかつ係合孔151内に進入しうる大きさをもつ水平方形平板状係合板192とよりなる。係合板192の厚みは、係合孔151の拡幅部152の無い細い部分の幅よりも僅かだけ狭く形成されている。係合板192の幅は、係合孔151の長さよりも短く形成されている。係合板192の先端面の中央前寄りには円板状係合突起193が設けられている。係合板192の先端面の後端近くには係合突条194が設けられている。係合突条194は、進退ロッド156の係合溝158に出没しうる大きさである。

図３は、第１ストッパ部材131の拘束面144と、第３ストッパ部材133の被拘束面171とが互いに押圧し合い、第１ストッパ部材131の外径が拡げられていて、主軸121の内面に第１ストッパ部材131の外面が押圧されることによって、第１ストッパ部材131の左右動が拘束されている状態を示している。また、進退ロッド156の先端は、回止孔146に挿入されていて、第１ストッパ部材131および第２ストッパ部材132の相対回転が拘束されている。

この状態から刃物台112を前後および／または左右方向に移動させて、図４(a)に示すように、係合孔151および係合板192の位置および姿勢を一致させて係合孔151に係合板192の先端部を挿入する。このときに、係合孔151の拡幅部152を係合突起193が通過する。係合孔151の底面に係合板192の先端面が当接させられると、進退ロッド156の係合溝158に係合突条194が入り込むことになる。この状態で、図４(b)に示すように、刃物台112を前進させると、係合孔151の延長部153に係合突起193が進入させられるとともに、係合突条194によって進退ロッド156が引っ張られて、回止孔146から進退ロッド156の先端が引き出される。そうすると、第１ストッパ部材131および第２ストッパ部材132の相対回転が自由となる。

このようにしておいて、主軸121を正回転させると、第２ストッパ部材132は回転しないが、第１ストッパ部材131および第３ストッパ部材133がともに回転して、雄ねじ162および雌ねじ173によって、第３ストッパ部材133は右動させられる。拘束面144および被拘束面171との間には隙間が生じ、第１ストッパ部材131の外径が小さくなって、主軸121の内面に対する第１ストッパ部材131の外面の押圧力が無くなって、第１ストッパ部材131の左右動が自由となる。

刃物台112を左方向に移動させると、係合孔151の底面を係合板192の先端面が押動して定寸ストッパ122全体が左動する。刃物台112を右方向に移動させると、係合孔151の延長部153の右側の部分に係合突起193が係合した状態で、係合板192が定寸ストッパ122全体を右向きに引っ張る。

定寸ストッパ122を所定の位置に位置決めすると、今度は、主軸121を逆回転させる。そうすると、第３ストッパ部材133が左動し、両拘束面144、171同士が押圧し合って、第１ストッパ部材131の外径が拡げられ、再び、第１ストッパ部材131の左右動は拘束される。

刃物台112を後退させると、拡幅部152のところまで係合突起193が戻され、進退ロッド156も後退してその先端は回止孔146に進入させられる。刃物台112を右動させて係合孔151から係合板192の先端部を抜き去り、刃物台112を元の位置に戻せば、加工準備が完了する。

この発明の実施の形態１によるストッパ装置の水平縦断面図である。図１の一部拡大断面図である。この発明の実施の形態２によるストッパ装置の水平縦断面図である。同ストッパ装置の動作説明図である。同ストッパ装置のストッパの分解斜視図である。

符号の説明

21 主軸
22 定寸ストッパ
51 拘束ブッシュ
53 被拘束面

Claims

中空状主軸(21)内に回転自在かつ主軸長さ方向に移動自在にはめ入れられている定寸ストッパ(22)と、主軸(21)に対する定寸ストッパ(22)の回転および主軸長さ方向の移動を拘束解除自在に拘束する第１拘束手段と、機械フレームに対する定寸ストッパの回転を拘束解除自在に拘束する第２拘束手段と、第１拘束手段による定寸ストッパ(22)の回転および主軸長さ方向の移動を拘束解除しかつ第２拘束手段による定寸ストッパ(22)の回転を拘束した状態で、主軸(21)の回転によって定寸ストッパ(22)を主軸長さ方向に移動させる移動手段とを備えており、
第１拘束手段が、主軸(21)内面に主軸(21)と同心状に形成されているテーパ状拘束面(54)と、定寸ストッパ(22)にはめ被せられかつ外面に拘束面(54)と合致させられるテーパ状被拘束面(53)が設けられている拘束ブッシュ(51)と、被拘束面(53)の被締付力を増大させる方向に拘束ブッシュ(51)を付勢しているばね(52)と、被拘束面(53)の被締付力を減少させる方向に拘束ブッシュ(51)に流体圧を作用させる流体圧シリンダ(24)とを備えている、
主軸内定寸ストッパ装置。
第２拘束手段が、定寸ストッパ(22)の先端部に設けられている第１係合部(42)と、刃物台(12)に装備されかつ第１係合部(42)と係合解除自在に係合される第２係合部(73)を有する拘束具(63)とを備えている請求項１に記載の主軸内定寸ストッパ装置。
移動手段が、主軸(21)側に設けられている雌ねじ(55)と、定寸ストッパ(22)側に設けられかつ雌ねじ(55)にねじ入れられている雄ねじ（41）とよりなる請求項１または２に記載の主軸内定寸ストッパ装置。