JP6236346B2 - ワーク加工装置とそれに用いる把持ユニット - Google Patents

Description

本発明は、ワークの径を変化させるようにスピニング加工を行うワーク加工装置とそれに用いる把持ユニットに関する。

従来、ワークの径を変化させるようにスピニング加工を行うワーク加工装置として次のような特許文献１記載の加工装置が知られている。

この加工装置は、そのベース上に、ワークの径を変化させるようにスピニング加工を行う加工部と、ワークを把持する把持部と、該把持部を備えた台座が設けられている。

前記加工部は、主軸と、この主軸を中心として回転可能に設けた回転部材と、前記主軸に対して径方向に移動可能で、かつ、ワークの外周面をスピニング加工するローラを有している。

また、加工部を主軸の軸方向に移動させる第１移動手段がベースに備えられている。更に、台座を、加工部の移動方向と直交する方向に移動させる第２移動手段が設けられ、把持部は、台座に対して上下方向の軸を中心に回動可能に設けられている。更に、ベースに対して上下方向に移動できる第３移動手段が、ベースと第２移動手段との間に設けられている。

特開２００１−２５８２６号公報

前記従来のワーク加工装置では、第３移動手段により、台座を第２移動手段と共に上下方向に移動させる必要があるため、構造が複雑になるという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題点を解決したワーク加工装置とそれに用いる把持ユニットを提供することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、ワークの径を変化させるようにスピニング加工を行う加工部と、ワークを把持する把持部と、該把持部を備えた台座とを有し、
前記加工部と前記台座を、相対的に平面における少なくとも二方向に移動できるように設け、
前記台座には固定部を立設し、該固定部に、該固定部に沿って上下方向に移動できるとともに前記把持部を取り付けた取付部を設け、
前記取付部に備えられ、かつ、前記把持部の上方に位置する上枠に、前記把持部を開閉させる開閉手段を設け、
前記固定部には前記取付部を上下方向に移動させる移動手段を設け、
前記固定部の変形を抑制する変形抑制部を前記台座と前記固定部の上方との間に架設し、
前記把持部の倒れこみを抑制する倒れ抑制部を前記取付部に設け、
把持部のねじれを抑制するねじれ抑制部を、前記把持部と前記台座との間に設けたことを特徴とするワーク加工装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のワーク加工装置において、前記把持部を、前記台座に対して回動可能に設けたことを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、ワークの径を変化させるようにスピニング加工を行うワーク加工装置に用い、ワークを把持する把持部と、該把持部を備えた台座を有する把持ユニットであって、
前記台座には固定部を立設し、該固定部に、該固定部に沿って上下方向に移動できるとともに前記把持部を取り付けた取付部を設け、
前記取付部に備えられ、かつ、前記把持部の上方に位置する上枠に、前記把持部を開閉させる開閉手段を設け、
前記固定部には前記取付部を上下方向に移動させる移動手段を設け、
前記固定部の変形を抑制する変形抑制部を前記台座と前記固定部の上方との間に架設し、
前記把持部の倒れこみを抑制する倒れ抑制部を前記取付部に設け、
把持部のねじれを抑制するねじれ抑制部を、前記把持部と前記台座との間に設けたことを特徴とする把持ユニットである。

本発明によれば、台座に固定部を設け、この固定部に沿って把持部を上下方向に移動させるようにしたことにより、前記従来技術のワーク加工装置と比較して、上下方向に移動させる部材が少なくでき、ワーク加工装置の構造を簡略化できる。

また、スピニング加工時における加工部からワークに作用する力により、固定部の変形や、把持部の倒れこみ・ねじれを抑制する変形抑制部、倒れ抑制部、ねじれ抑制部を設けたことにより、スピニング加工の加工精度を向上させることができる。

本発明の実施例１に用いるワーク加工装置における把持ユニット部分の立面図。 図１の左側面図。 図２の上面図。 図２のＡ−Ａ線部分断面図。 図２のＢ−Ｂ線部分断面図。 図２のＣ−Ｃ線断面図。 図５においてワークを把持させた状態の部分断面図。 本発明の実施例２に用いる把持ユニット部分の一例の上面図。 本発明の実施例２に用いる把持ユニット部分の他例の上面図。 本発明の実施例３に用いるワーク加工装置における把持ユニット部分の立面図。 図１０のＤ−Ｄ線断面図。 本発明の実施例４に用いるワーク加工装置における把持ユニット部分の立面図。 図１２の左側面図。 図１２のＥ−Ｅ線断面図。 図１３のＦ−Ｆ線部分断面図。 本発明の実施例５に用いるワーク加工装置における把持ユニット部分の立面図。 図１６の図２におけるＡ−Ａ線に相当する部分断面図。 図１６のＧ−Ｇ線断面図。 本発明の実施例６に用いるワーク加工装置における把持ユニット部分の一例の立面図。 図１９の図２におけるＡ−Ａ線に相当する部分断面図。 図１９のＨ−Ｈ線部分断面図。 本発明の実施例７に用いるワーク加工装置における把持ユニット部分の立面図。 図２２の左側面図。 図２３の上面図。

本発明を実施するための形態を図に示す実施例に基づいて説明する。
［実施例１］
図１乃至図７は実施例１を示す。

本実施例１のワーク加工装置１は、図示しないベースを有し、該ベース上に、ワーク２の径を変化させるようにスピニング加工を行う加工部３と、ワーク２を保持する把持部４を備えた台座５が設けられている。

加工部３と台座５は、相対的に平面における少なくとも二方向に移動可能に設けられている。本実施例では、ベースに対して加工部３を、加工部３の軸Ｘ−Ｘ方向Ｙ１（図２の左右方向）に、図示しない第１移動手段によりベースに対して移動可能に設け、ベースに対して台座５を加工部３の軸Ｘ−Ｘと直交する方向Ｙ２（図１の左右方向）に図示しない第２移動手段により移動可能に設けた。すなわち、加工部３と台座５は、水平面における、加工部の軸方向とそれに直交する方向の二方向に相対的に移動することができるようになっている。

加工部３は、図示しない主軸と、この主軸の軸Ｘ−Ｘを中心として回転可能に設けた回転部材７と、軸Ｘ−Ｘに対して径方向に移動可能で、かつ、ワーク２の外周面をスピニング加工する複数のローラ８を有する。

台座５の上面形状は、図３，５〜７に示すように方形状に形成されている。台座５には、その上部に、上下方向の軸を中心として、水平面において加工部３の軸Ｘ−Ｘに対して所定角度回動する回動部１０が設けられている。図７は、図５の状態から、回動部１０を、水平面において加工部３の軸Ｘ−Ｘに対して４５°回動した状態を示したものである。回動部１０は、図５〜７に示すように、上面が円形の平板状に形成されている。

回動部１０の上面には、図１に示すように、その中心から偏芯した位置に上面から上方に向かって立設する柱状の固定部１２が設けられている。固定部１２の横断面形状は、任意に設定するが、本実施例では、図５〜７に示すように、方形状に形成した。固定部１２の上部には、回動部１０の中心方向に突出する腕部材１３が固設されている。

固定部１２には、取付部１４が、固定部１２の軸方向に沿ってその上下方向に移動可能に設けられている。取付部１４は、上下方向に貫通する断面方形状の嵌合孔１５ａが形成された嵌合部１５と、嵌合部１５の下端部に設けられ、かつ、回動部１０の中心方向に突出する下枠１６と、嵌合部１５の上端部に設けられ、かつ、回動部１０の中心方向に突出する上枠１７で、側面形状がＣ状に形成されている。嵌合部１５の嵌合孔１５ａ内に固定部１２が嵌合し、取付部１４が固定部１２に沿って、上下方向に移動できるようになっている。

把持部４は、上側クランプ４ａと下側クランプ４ｂで開閉可能に構成され、上側クランプ４ａと下側クランプ４ｂの夫々の内周面は、ワーク２における把持される外周面形状に対応した形状に形成されている。下側クランプ４ｂは、下枠１６と嵌合部１５に対して固設され、上側クランプ４ａは、上枠１７に固設された開閉手段２０により、上下方向に移動できるようになっている。これにより、把持部４は、ワーク２を取外し可能に把持できるようになっている。

なお、開閉手段２０としては、上側クランプ４ａと下側クランプ４ｂを相対的に開閉することが出来れば任意の開閉手段を用いることが出来、本実施例では油圧シリンダを用いた。

上枠１７と下枠１６の夫々の先端部間には、把持部４の倒れこみを抑制する倒れ抑制部２１が架設されている。倒れ抑制部２１は、図１，３に示すように、円柱状に形成されている。倒れ抑制部２１は、図４に示すように、その上端部を上枠１７の取付孔１７ａに、下端部を下枠１６の取付孔１６ａに、夫々貫通挿通され、その上下端部に刻設された雄ネジ２１ａ，２１ａに、ナット２１ｂ，２１ｂが螺合されて、倒れ抑制部２１は、上枠１７と下枠１６間に固設されている。

倒れ抑制部２１により、上枠１７と下枠１６間の距離を一定に保つことで、開閉手段２０により上側クランプ４ａを下側方向へ押圧してワーク２を把持した際に、この押圧力により下枠１６の先端が下がる等の取付部１４の変形を抑制して、把持部４の倒れこみを抑制し、スピニング加工時に、把持部４が所定の位置から移動することを抑制することができる。

下枠１６の下側クランプ４ｂより先部は、図５，７に示すように、その両側面を、先端ほど縮径するテーパ状に形成して、その上面形状が三角形状に形成されている。これにより、スピニング加工時において、把持部４が回動した際に、下枠１６と加工部３が相互に干渉しないようになっている。この三角形状の部分には、図５，７に示すように、倒れ抑制部２１の下端部が固設されている。

下枠１６の下面には、下方に突出する横断面が方形状の係合凸部２２が固設され、回動部１０には、係合凸部２２の横断面形状と略同一形状に形成されるとともに上方が開口する係合凹部２３が設けられている。係合凸部２２は、係合凹部２３内に嵌合し、係合凸部２２は係合凹部２３内を上下方向に所定量移動できるとともに、周方向には回動できないようになっている。この係合凸部２２と係合凹部２３は、把持部４における回動部１０の回動方向への捩れを抑制するねじれ抑制部２５を構成している。また、このねじれ抑制部２５により、下枠１６が下方へ傾くことも抑制している。

腕部材１３には油圧シリンダ３１が設けられ、油圧シリンダ３１の伸縮ロッド３１ａは、腕部材１３に形成した上下に貫通する貫通穴１３ａに挿通されている。伸縮ロッド３１ａは上枠１７に連結され、油圧シリンダ３１により、取付部１４を上下方向に移動できるようになっている。油圧シリンダ３１は、取付部１４を上下方向に移動させる移動手段３５を構成している。なお、移動手段３５は、取付部１４を上下方向に移動することが出来れば油圧シリンダ３１以外にも任意の移動手段を用いることができる。

台座５の４隅には、夫々支柱３７が上方に立設されている。加工部３の軸Ｘ−Ｘと並行する方向の支柱３７，３７間には、上棧３８,３８が２本夫々架設されている。両上棧３８,３８間には棧３９が２本、回動部１０の回動軸を中心として対象の位置に架設されている。回動部１０の中心部における棧３８と棧３８との間には取付板４０が架設されている。取付板４０には、取付具４１が、回動部１０の回動軸を中心として回動可能に取付板４０に設けられている。取付具４１の下端部には、固定部１０の腕部材１３が固設されている。支柱３７、上棧３８、棧３９、取付板４０、取付具４１により、固定部１０の上下方向の軸等の変形や歪みを抑制する変形抑制部４２を構成している。

台座５と、この台座５に設けられた回動部１０、把持部４、固定部１２、取付部１４、開閉手段２０、移動手段３５、倒れ抑制部２１、ねじれ抑制部２５、変形抑制部４２等の部材が、１つの把持ユニット５１として構成されている。

上記の構造により、把持部４は、加工部３に対して、Ｙ１、Ｙ２の２方向に加えて上下方向に移動できると共に、回動部１０の中心を軸として回動することが出来るため、本実施例１のワーク加工装置１により、ワーク２の非加工状態から、その径を変化させると共に、非加工状態の軸に対して、少なくとも偏芯、傾斜、捻れの何れかの一つの関係にある中心軸を有する状態に加工することが出来る。

台座５に固定部１２を設け、この固定部１２に沿って、把持部４を上下方向に移動可能に設けたことにより、前記従来技術と比較して、上下方向に移動する部材を少なくすることが出来、構造を簡略化でき、製造コストを削減することが出来る。

また、特開２００１−２５８２６号公報（特許文献１）の図２示すワーク加工装置を、その把持部を上下方向に移動できる特許文献１の図２３に示すワーク加工装置に改造するためには、台座を第２移動手段と共に上下方向に移動させる第３移動手段を取付けるために、台座の下部のベースを改造する必要があり、ベースの改造を行うのに時間がかかってしまう。一方、本発明の把持ユニット５１を用いれば、公報の図２示すワーク加工装置の把持ユニットを、本発明の把持ユニット５１に交換するだけで、公報の図２に示すワーク加工装置を、その把持部を上下方向に移動できるように改造することができるため、短期間でその改造を行うことができる。

また、倒れ抑制部２１、ねじれ抑制部２５、変形抑制部４２により、スピニング加工時において、把持部４を所定の位置に保持することが出来るため、ワーク２の加工精度を向上させることが出来る。

［実施例２］
上記実施例１では、台座５の４隅に支柱３７を４本立設し、支柱３７，３７間に２本の上棧３８,３８を架設し、上棧３８,３８間に２本の棧３９，３９を架設し、棧３８と棧３８間には取付板４０を設けたが、スピニング加工の際に加わる把持部４への力や、ワーク２の加工精度に応じて、加工部３と把持部４に干渉することなく、固定部１０の上下方向の軸等の変形や歪みを抑制することができれば、支柱３７、上棧３８、棧３９の本数や位置は、上記構造に限定されることなく任意に設定することが出来、この支柱３７、上棧３８、棧３９、取付板４０、取付具４１により、前記実施例１と同様に、変形抑制部４２を構成する。

例えば、図８に示すように、加工部３の対向する台座５の端面の両隅の２箇所に夫々支柱３７,３７を２本設け、この支柱３７間に上棧３８ａを架設する。前記実施例１と同様の位置に２本の棧３９，３９と取付板４０を設け、夫々の棧３９と支柱３７間に架設する上棧３８ｂを２本設ける。

また、図９に示すように、回動部１０の中心として、固定部１２に対向する台座５の端面の両隅に、２本の支柱３７，３７を設け、この支柱３７間に上棧３８ａを架設する。各支柱３７，３７の上端には上棧３８ａに直交する上棧３８ｂ，３８ｂを設け、上棧３８ｂ，３８ｂ間に２本の棧３９，３９を設け、回動部１０の中心部における棧３９，３９間には取付板４０を架設する。

その他の構造は、上記実施例１と同様であるので、同一部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例２においても上記実施例１と同様の作用、効果を奏する。
［実施例３］
上記実施例１，２では、係合凸部２２と係合凹部２３の横断面形状を、方形状に形成したが、加工部３と干渉しない形状であれば、三角形や六角形等の多角形や、図１０，１１に示すような円形、楕円状など任意の形状に形成しても良い。

係合凸部２２と係合凹部２３の横断面形状を、図１０，１１に示すような円形に形成した場合においても、固定部１２が台座５に固設されているため、係合凸部２２と係合凹部２３の周方向への相対的な回動は阻止される。

その他の構造は、上記実施例１，２と同様であるので、同一部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例３においても上記実施例１，２と同様の作用、効果を奏する。
［実施例４］
図１２乃至図１５は実施例４を示す。

上記実施例１〜３では、下枠１６の下面に係合凸部２２を、回動部１０に係合凹部２３を設けたが、図１２〜１５に示すように、下枠１６の下面に係合凹部５３を、回動部１０に係合凸部５２を設け、係合凸部５２と係合凹部５３が嵌合すると共に、係合凸部５２が、係合凹部５３に対して上下方向に移動できるようにしてもよい。

係合凸部５２の横断面形状を、図１４に示す方形状以外にも、加工部３と干渉しない形状であれば、三角形や六角形等の多角形や、円形、楕円状など任意の形状に形成することができる。また、係合凸部５２と係合凹部５３によりねじれ抑制部５５を構成する。

その他の構造は、上記実施例１〜３と同様であるので、同一部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例４においても上記実施例１〜３と同様の作用、効果を奏する。
［実施例５］
図１６乃至図１８は実施例５を示す。

上記実施例４では、固定部１２と係合凸部２２を別部材として構成したが、図１６〜１８に示すように、固定部６１と係合凸部６２とが、一体となるように形成しても良い。

取付部６３の嵌合部６４と係合凹部６５は一体に形成され、嵌合部６４の嵌合孔６４ａと係合凹部６５内は連通している。また、嵌合孔６４ａと係合凹部６４内に、固定部６１と係合凸部６２が嵌合し、取付部６３が固定部６１に沿って上下方向に移動できるようになっている。

その他の構造は、上記実施例４と同様であるので、同一部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例５においても上記実施例４と同様の作用、効果を奏する。
［実施例６］
前記実施例１〜５では、上枠１７と下枠１６の先端部間に円柱状の倒れ抑制部２１を架設したが、把持部４の倒れこみを抑制することができれば、その横断面形状は任意に設定することが出来る。

例えば、倒れ抑制部６６の本体部６６ａにおける横断面形状を、図１９〜２１に示すように、上枠１７と下枠１６の先端部の形状と、同一の略三角形状に形成しても良い。

倒れ抑制部６６は、図２０に示すように、その上端部を上枠１７の取付孔１７ａに、下端部を下枠１６の取付孔１６ａに、夫々貫通挿通され、その上下端部に刻設された雄ネジ６６ｂ，６６ｂに、ナット２１ｂ，２１ｂが螺合されて、倒れ抑制部６６は、上枠１７と下枠１６の先端部間に固設されている。

その他の構造は、上記実施例１〜５と同様であるので、同一部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例６においても上記実施例１〜５と同様の作用、効果を奏する。
［実施例７］
前記実施例１〜６において、図２２〜２４に示すように、その支柱３７と上棧３８の継手部の角や、上棧３８と棧３９の継手部の角に三角形状の補強材６８固設し、支柱３７と台座５の継手部分に三角形状の補強材６９を設けることで、変形抑制部４２の剛性を高めるようにしてもよい。なお、補強材６９の形状は、変形抑制部４２の剛性を高めるとともに、第１移動手段、第２移動手段、移動手段３５、回動部１０の動作に干渉しなければ、上記の三角形状に限定せれず、任意の形状とすることができる。。

その他の構造は、上記実施例１〜６と同様であるので、同一部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例７においても上記実施例１〜６と同様の作用、効果を奏する。

１ワーク加工装置
２ ワーク
３ 加工部
４ 把持部
５ 台座
１２ 固定部
１４ 取付部
２０ 開閉手段
２１，６６ 倒れ抑制部
２５，５５ ねじれ抑制部
３５ 移動手段
４２ 変形抑制部
５１ 把持ユニット

Claims (3)

1. ワークの径を変化させるようにスピニング加工を行う加工部と、ワークを把持する把持部と、該把持部を備えた台座とを有し、
   前記加工部と前記台座を、相対的に平面における少なくとも二方向に移動できるように設け、
   前記台座には固定部を立設し、該固定部に、該固定部に沿って上下方向に移動できるとともに前記把持部を取り付けた取付部を設け、
   前記取付部に備えられ、かつ、前記把持部の上方に位置する上枠に、前記把持部を開閉させる開閉手段を設け、
   前記固定部には前記取付部を上下方向に移動させる移動手段を設け、
   前記固定部の変形を抑制する変形抑制部を前記台座と前記固定部の上方との間に架設し、
   前記把持部の倒れこみを抑制する倒れ抑制部を前記取付部に設け、
   把持部のねじれを抑制するねじれ抑制部を、前記把持部と前記台座との間に設けたことを特徴とするワーク加工装置。
2. 前記把持部を、前記台座に対して回動可能に設けたことを特徴とする請求項１記載のワーク加工装置。
3. ワークの径を変化させるようにスピニング加工を行うワーク加工装置に用い、ワークを把持する把持部と、該把持部を備えた台座を有する把持ユニットであって、
   前記台座には固定部を立設し、該固定部に、該固定部に沿って上下方向に移動できるとともに前記把持部を取り付けた取付部を設け、
   前記取付部に備えられ、かつ、前記把持部の上方に位置する上枠に、前記把持部を開閉させる開閉手段を設け、
   前記固定部には前記取付部を上下方向に移動させる移動手段を設け、
   前記固定部の変形を抑制する変形抑制部を前記台座と前記固定部の上方との間に架設し、
   前記把持部の倒れこみを抑制する倒れ抑制部を前記取付部に設け、
   把持部のねじれを抑制するねじれ抑制部を、前記把持部と前記台座との間に設けたことを特徴とする把持ユニット。

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