JP5374195B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、長尺のワークの端部にねじ加工等を施す場合に採用される工作機械に関し、特にワークの進入荷重を吸収するとともに該ワークの位置決めを行うワークストッパ装置に関する。

例えば油井管のような長尺のワークの端部にねじ加工を施すことのできる工作機械として、例えばベッドの一端に第第１主軸台を配置し、これに対向するように第2主軸台を配置し、該第1，第2主軸台の間に刃物台を配置したものがある（特許文献１参照）。この従来の工作機械では、例えば前記油井管を第1主軸台を通るように挿通させて第２主軸台で位置決めし、前記刃物台でねじ加工を施すこととなる。

特開２００３−０６２３５７

前記従来の工作機械の場合、例えば油井管のサイズが大きくなると、前記第２主軸台により油井管を位置決めする際に大きな荷重が作用し、極端な場合、機械が損傷するおそれがある。

前記荷重が第２主軸台に直接作用するのを回避するために、前記荷重を吸収可能に構成されたワークストッパ装置を設けることが考えられる。ところで前記ワークのサイズによって前記荷重の大きさが異なることから、前記ワークストッパ装置では、前記荷重の吸収力を調整可能とすることか望ましい。しかし前記ワークストッパ装置の配置位置や構造の如何によっては、調整作業に手間が係るといった問題が懸念される。

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、荷重吸収機構の吸収力の調整を容易に行うことができるワークストッパ装置を備えた工作機械を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、軸方向に挿入されたワークを把持し、回転駆動する主軸と、該主軸内を通って進入したワークを停止させるワークストッパ装置と、前記ワークに機械加工を施す刃物台とを備えた工作機械であって、前記ワークストッパ装置は、前記主軸と対向する位置に配置されたベース部材と、前記主軸と同軸をなし、かつ対向するように前記ベース部材に固定支持された筒状部材と、該筒状部材内に軸方向に移動可能に配置され、前記主軸内を通って進入したワークを停止させる棒状部材と、該棒状部材に作用する前記ワークの荷重を吸収する荷重吸収機構とを備え、該荷重吸収機構は、前記棒状部材の後端部に対向するように、かつ該後端部から後方に突出するように前記ベース部材に支持されており、
前記荷重吸収機構はその周囲をカバー部材で囲まれている
ことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の工作機械において、前記ワークストッパ装置は、前記筒状部材と棒状部材との間に、かつ軸方向に移動可能に配置された駆動パイプと、該駆動パイプを軸方向に移動させるシリンダ機構と、前記棒状部材の先端部に配置され、前記駆動パイプにより径方向に進退駆動される把持爪とを含むワーク把持機構をさらに備えていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の工作機械において、前記ワークストッパ装置のベース部材は、主軸の軸線方向に移動可能に、かつ所望位置に固定可能に配置されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、荷重吸収機構を棒状部材の後端部に対向するように取り付けたので、荷重吸収機構に外部から容易にアクセスでき、吸収力の調整作業を容易に行うことができる。特に、筒状部材の内部に荷重吸収機構を設けた場合に比較して調整作業性を大幅に改善できる。

また前記筒状部材と棒状部材との間に配置した駆動パイプと、該駆動パイプを軸方向に移動させるシリンダ機構と、前記棒状部材の先端部に配置され、前記駆動パイプにより径方向に進退駆動される把持爪とを含むワーク把持機構を設けたので、ワークストッパ装置により停止させたワークをその位置にクランプでき、所定の部位にねじ切り加工等を施すことができる。

請求項３の発明では、ワークストッパ装置をＺ軸方向に移動可能に配置したので、このワークストッパ装置を、ワークの端面を押圧支持する心押台として利用することも可能である。

本発明の一実施形態に係る工作機械の正面斜視図である。 前記工作機械のワークストッパ装置の正面斜視図である。 前記ワークストッパ装置の内部構造を示す断面側面図である。 前記ワークストッパ装置の動作を示す図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１〜図３は、本発明の一実施形態に係る工作機械を説明するための図である。

図において、１はスラント型旋盤である。この旋盤１は、機械正面手前ほど下方に位置するよう傾斜したスラントタイプのベッド２を備えている。該ベッド２の、スラント面２ａの左端部には主軸台３が配設され、該主軸台３の右方にはワークストッパ装置４が配置されている。また前記ベッド２の、前記ワークストッパ装置４より上方には第１刃物台５が、下方に第２刃物台６がそれぞれ配設されている。

前記主軸台３は、装置固定部である主軸頭３ａと、該主軸頭３ａ内に回転自在に、かつ回転駆動可能に配置された主軸３ｂと、該主軸３ｂの左方突出部に装着された第１チャック３ｃ及び右方突出部に装着された第２チャック３ｄとを有する。該第１，第２チャック３ｃ，３ｄは径方向に進退自在に配置された爪部材３ｅを有する。また前記主軸３ｂ，第１，第２チャック３ｃ，３ｄの軸芯には、ワーク挿通孔３ｆが形成されている。

前記第１刃物台５は、前記ベッド２の上部２ｂに、前記主軸３ｂの軸（Ｚ軸）方向に移動可能に搭載された、Ｚ軸方向視で三角形状をなすコラム５ａと、該コラム５ａの、前記スラント面２ａと平行に形成されたスライド面５ｂ上に、前記スラント面２ａと平行なＸ軸方向に移動可能に搭載されたスライダ５ｃと、該スライダ５ｃに回転駆動自在に支持されたタレット５ｄとを有する。このタレット５ｄに複数の工具Ｔが配設されている。

前記第２刃物台６は、前記スラント面２ａ上に、前記Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動自在に配置されたスライダ６ａと、該スライダ６ａに回転駆動自在に支持されたタレット６ｂとを有し、該タレット６ｂに複数の工具Ｔが配設されている。

前記ワークストッパ装置４は、前記スラント面２ａ上に配置されたベース部材１０を備えている。このベース部材１０の上部には、支持孔１０ａが前記主軸３ｂと同軸をなすように形成され、該支持孔１０ａ内には筒状部材７が前記主軸３ｂと同軸をなすように挿入配置され、ボルト１０ｂにより締め付け固定されている。

また前記筒状部材７に形成されたガイド孔７ａ内に、駆動パイプ８が前記主軸３ｂと同軸をなしかつ軸方向に移動可能に挿入配置されている。さらにまた前記駆動パイプ８のスライド孔８ｃ内には棒状部材９が主軸３ｂと同軸をなすようにかつ軸方向に移動可能に挿入配置されている。

前記筒状部材７の先端部には、チャック１１が配設されている。このチャック１１は、前記筒状部材７に固定されたチャックボディ１１ａと、該チャックボディ１１ａに径方向に移動可能に支持された把持爪１１ｂと、該把持爪１１ｂを径方向に移動させるカム１１ｃとを有する。

また前記駆動パイプ８の後端部８ｂにはシリンダ機構１６が接続されている。このシリンダ機構１６は、前記ベース部材１０に固定されたシリンダ１６ａと、該シリンダ１６ａ内に軸方向に移動自在に挿入配置されたピストン１６ｂとを備えている。前記シリンダ１６ａとピストン１６ｂで囲まれた油圧室ａ，ｂには油圧供給管１６ｃ，１６ｄが接続されている。

前記駆動パイプ８は、その先端部８ａを前記カム１１ｃ内に進退させることにより前記カム１１ｃひいては把持爪１１ｂを径方向に移動させるようになっている。このようにして、前記チャック１１，駆動パイプ８及びシリンダ機構１６により、前記把持爪１１ｂによりワークＷをクランプ，アンクランプするワーク把持機構１７が構成されている。

また前記棒状部材９の前端９ａにはＹ字形状のストッパ９ｂが固定されており、該Ｙ字の各辺で挟まれた部分に前記３つの把持爪１１ｂが配置されている。

また前記棒状部材９の後端９ｃには円板状の支持プレート９ｄがボルト締め固定されており、該支持プレート９ｄには９０度間隔毎に４本のロッド９ｅがＺ軸方向後方に向けて配置固定されている。

前記各ロッド９ｅには荷重吸収機構を構成する４本のダンパ１２のそれぞれのピストンロッド１２ｂが対向している。該各ダンパ１２は、シリンダ１２ａ内に減衰機構を有し、該減衰機構のピストンロッド１２ｂをシリンダ外方に突出させた構造のものである。前記ダンパ１２は、支持ブラケット１３に固定されており、該支持ブラケット１３は中間ブラケット１４及び前記シリンダ１０ｃを介して前記ベース部材１０に固定されている。前記中間ブラケット１４には、前記駆動パイプ８がクランプ位置又はアンクランプ位置の何れにあるかを検出するスイッチ１７ａ，１７ｂが配設されている。なお、前記４本のダンパ１２は、その周囲がカバー１５で囲まれている。

本実施形態に係る旋盤１では、ワークＷの衝撃吸収位置決め，及び機械加工は以下のように行われる。

まず、ワークストッバ装置４が待機位置からワーク停止位置まで移動する（図４（ａ）参照）。続いて長尺のワークＷが前記主軸台３の前記ワーク挿通孔３ｆを通ってワークストッパ装置４側に進入し、該ワークＷの先端部がストッパ９ｂに衝突する（図４（ｂ）参照）。なお、このとき、図３の中心線ａより上側に図示しているように、シリンダ機構１６の油圧室ｃに油圧が供給され、駆動パイプ８は前進端に位置しており、そのため把持爪１１ｂはアンクランプ位置（径方向外方端）に位置している。

前記ワークＷがストッパ９ｂに衝突すると、該ストッパ９ｂが図３に二点鎖線で示す位置に後退するとともに、衝突荷重が前記ダンパ１２の減衰作用によって吸収され、棒状部材９は所定位置に停止する。

続いて、前記シリンダ機構１６の油圧室ｂに油圧が供給され、図３の中心線ａより下側に図示しているように、駆動パイプ８は後退端に移動し、これに伴って把持爪１１ｂはクランプ位置（径方向内方端）に移動し、前記ワークＷをクランプする（図４（ｃ）参照）。この状態で第１，第２チャック３ｃ，３ｄがワークＷをさらにクランプする（図４（ｄ）参照）。

そして、シリンダ機構１６の油圧室ｃに油圧が供給され、図３の中心線ａより上側に図示しているように、駆動パイプ８は前進端に移動し、これに伴って把持爪１１ｂはアンクランプ位置（径方向外方端）に移動し、前記ワークＷをアンクランプし（図４（ｅ）参照）、ストッパ装置４が元の加工に干渉しない位置に移動する（図４（ｆ）参照）。

続いて、前記主軸３ｂがワークＷを回転させ、第１又は第２刃物台５，６の工具Ｔによりねじ切り等の加工が施される（図４（ｇ）参照）。

また異なる径のワークＷを加工する場合等に、ダンパ１２の衝撃吸収力、つまり減衰力を調整する場合には、前記カバー１５を取り外して該ダンパ１２を露出させることにより行う。

このように本実施形態では、ダンパ１２を棒状部材９の後端部に対向するように取り付けたので、ダンパ１２の衝撃吸収力を調整する場合は、カバー１５を外すだけでダンパ１２を外方に露出させることができ、ダンパを筒状部材の内部に配設した場合に比較して調整作業性を大幅に向上できる。

また前記筒状部材７と棒状部材９との間に軸方向移動可能に配置された駆動パイプ８と、該駆動パイプ８を軸方向に移動させるシリンダ機構１６と、前記棒状部材９の先端部に配置され、前記駆動パイプ８により径方向に進退駆動される把持爪１１ｂとを含むワーク把持機構１７を設けたので、ワークストッパ装置４により停止させたワークＷをその位置にクランプでき、所定の部位にねじ切り加工等を施すことができる。

なお、前記実施形態では、ワークストッパ装置４がＺ軸方向に移動しないように固定されている場合を説明したが、このワークストッパ装置４をＺ軸方向に移動可能に配置しても良い。さらにこのワークストッパ装置を、ワークの端面を押圧支持する心押台として利用することも可能である。

また前記実施形態では、ダンパを複数本備えた場合を説明したが、ダンパは勿論単数本だけ備えていても構わない。

１ 工作機械
３ 主軸
４ ワークストッパ装置
５，６ 刃物台
７ 筒状部材
８ 駆動パイプ
９ 棒状部材
９ｃ 棒状部材の後端部
１０ ベース部材
１１ｂ 爪部材
１２ ダンパ（荷重吸収機構）
１６ シリンダ機構
１７ ワーク把持機構
Ｗ ワーク

Claims (3)

1. 軸方向に挿入されたワークを把持し、回転駆動する主軸と、
   該主軸内を通って進入したワークを停止させるワークストッパ装置と、
   前記ワークに機械加工を施す刃物台とを備えた工作機械において、
   前記ワークストッパ装置は、前記主軸と対向する位置に配置されたベース部材と、
   前記主軸と同軸をなし、かつ対向するように前記ベース部材に固定支持された筒状部材と、
   該筒状部材内に軸方向に移動可能に配置され、前記主軸内を通って進入したワークを停止させる棒状部材と、
   該棒状部材に作用する前記ワークの荷重を吸収する荷重吸収機構とを備え、
   該荷重吸収機構は、前記棒状部材の後端部に対向するように、かつ該後端部から後方に突出するように前記ベース部材に支持されており、
   前記荷重吸収機構はその周囲をカバー部材で囲まれている
   ことを特徴とする工作機械。
2. 請求項１に記載の工作機械において、
   前記ワークストッパ装置は、前記筒状部材と棒状部材との間に、かつ軸方向に移動可能に配置された駆動パイプと、該駆動パイプを軸方向に移動させるシリンダ機構と、前記棒状部材の先端部に配置され、前記駆動パイプにより径方向に進退駆動される把持爪とを含むワーク把持機構をさらに備えている
   ことを特徴とする工作機械。
3. 請求項１又は２に記載の工作機械において、
   前記ワークストッパ装置のベース部材は、主軸の軸線方向に移動可能に、かつ所望位置に固定可能に配置されている
   ことを特徴とする工作機械。

Images