JP7195352B2 - タレット用カムフォロア構造 - Google Patents

Description

本発明は、円テーブル装置を動作させるカム機構に関する。

タレットの外周部に立設される複数のカムフォロアと、カムフォロアに噛み合うカム溝を備えるローラギアカムとして従来、例えば特開２００９－１９７８９７号公報（特許文献１）に記載の技術が知られている。カムフォロアは円筒状のローラと、ローラを回転自在に支持するローラ軸を有する。ローラはローラギアカムに接触し、カム溝に沿って回動する。ローラを伴うローラ軸は、特開２０１８－１５１０１１号公報（特許文献２）に記載されるように、取付ボルトでタレットに固定される。

特開２００９－１９７８９７号公報 特開２０１８－１５１０１１号公報

しかし、上記従来のようなタレットのカムフォロアにあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり単に取付ボルトでタレットに固定する場合、ローラ軸の剛性が不足する虞がある。そうするとタレットの割り出し精度が低下する。

本発明は、上述の実情に鑑み、割り出し精度を向上させたタレット用カムフォロア構造を提供することを目的とする。

この目的のため本発明によるタレット用カムフォロア構造は、回転自在に支持されるタレットと、タレットに周方向等間隔に立設される複数のカムフォロアと、カムフォロアに順次噛み合うカム溝を有するカムとを具備し、カムフォロアは先端から根元に向かって延びる中心孔を有し根元がタレットに形成される根元孔に差し込まれて当該タレットに結合するローラ軸と、ローラ軸の先端部外周に同軸に設けられてカム溝に沿って回転するローラと、ローラ軸およびローラの環状隙間に配置される複数の転動体と、ローラ軸よりも固い材料からなり根元孔の中に達するまでローラ軸の中心孔に圧入される芯部材とを備える。

かかる本発明によれば、芯部材がローラ軸の中心孔に圧入され、根元孔の中に達する。これによりカムフォロアの剛性が従来よりも大きくされる。本実施形態によれば、カムフォロアとカムの噛み合いの精密性が向上する。なお、ローラ軸の根元とタレットの連結構造は特に限定されない。例えばローラ軸の根元は、タレットにねじ止めされる。

芯部材はカムフォロアの軸線に沿って延び、その軸線方向長さは限定されない。本発明の一局面として、芯部材の一端が根元孔の内部に配置され、芯部材の他端がローラの内部に配置される。かかる局面によれば、カムフォロアの根元部から先端部まで剛性が大きくされる。他の局面として、芯部材の一端および他端が根元孔の内部に配置される。あるいは他の局面として、芯部材の一端が根元孔の内部に配置され、芯部材の中央領域がローラの内部に通され、芯部材の他端がローラの内部から突出する。

本発明の好ましい局面として根元孔はタレットを貫通し、ローラ軸はローラ軸の根元部の外周に形成される雄ねじと、雄ねじよりも先端側に形成されてローラ軸の根元部よりも大径の大径部とを有し、カムフォロアは根元孔から突出するローラ軸根元部の雄ねじと締結するナットをさらに備える。かかる局面によれば、カムフォロアがタレットに確りと取付固定される。他の局面として、雄ねじおよびナットによる締結に代えて、雌ねじおよびボルトによる締結や、あるいは他のねじ止め構造であってもよい。

カムフォロアの配列は特に限定されないが、本発明のさらに好ましい局面として、カムフォロアはタレットの回転軸線と平行な姿勢で立設される。かかる局面によれば、本発明がバレルカム機構に適合する。他の局面として、タレットを中心にして複数のカムフォロアが放射状に配置される。

このように本発明によれば、カム機構のカムフォロアの剛性が大きくなり、タレットの割り出し精度が向上する。

本発明のカムフォロア構造を具備する割り出し円テーブルを示す全体図である。 図１の割り出し円テーブルを示す縦断面図である。 本発明の一実施形態になるカムフォロア構造を示す縦断面図である。 図３から芯部材を取り出して示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態になるタレット用カムフォロア構造を具備する割り出し円テーブル装置を示す全体図であって、円テーブルの回転軸線方向に見た状態を、装置内部とともに表す。図２は、同実施形態の割り出し円テーブル装置を示す縦断面図であって、円テーブルの回転軸線を含む平面で装置を切断した断面を表す。図１および図２において、本発明と無関係な部分は簡略表示される。

円テーブル装置１０は、円テーブル１１と、円テーブル１１を回転自在に支持する筐体２１と、円テーブル１１を回転駆動するモータ部３１を具備する。図２に示すように円テーブル１１は、表面１１ｂを筐体２１の外側に向け、裏面１１ｃを筐体２１の中に収容する。かかる裏面１１ｃにはタレット１２がボルトで取付固定される。

タレット１２は、円テーブル１１の外径よりも小さな外径であって、筐体２１に内蔵される。タレット１２は、裏面１１ｃに結合される円盤部１２ｂと、円盤部１２ｂの中心に配置されて円盤部１２ｂから軸線方向内側へ突出する内筒部１２ｃと、円盤部１２ｂの外縁に配置されて円盤部１２ｂから軸線方向内側へ突出する外筒部１２ｄと、外筒部１２ｄの突出端に形成されるフランジ部１２ｆとを有する。これら円盤部１２ｂ、内筒部１２ｃ、外筒部１２ｄ、およびフランジ部１２ｆはすべて同軸配置される。なお、ここでいう軸線方向内側とは、円テーブル１１の軸線Ｏに沿って、筐体２１の内方へ指向する側をいう。これに対し軸線方向外側とは、円テーブル１１の軸線Ｏに沿って、筐体２１の外方へ指向する側をいう。

内筒部１２ｃおよび外筒部１２ｄに区画される環状空間には、軸受１３と、筐体２１に一体形成された略円筒形状のタレット支持部２２が、軸線Ｏと同軸に配置される。軸受１３は、内径側にインナーレース１３ｂ、外径側にアウタレース１３ｃ、およびこれらレース間に複数の転動体１３ｄを有し、軸線Ｏ方向のアキシャル荷重および径方向のラジアル荷重の双方を負担することができる。インナーレース１３ｂは、ボルト２３でタレット支持部２２にねじ止めされる。アウタレース１３ｃは、円盤部１２ｂを貫通するボルト１４でタレット１２にねじ止めされる。

タレット支持部２２は、軸線Ｏに沿って延びている静止部材であり、軸受１３を介してタレット１２および円テーブル１１を回転自在に支持する。

図１に示すようにタレット１２の外周縁には、周方向等間隔に、複数のカムフォロア４１が立設される。図３は１本のカムフォロア４１を取り出して示す縦断面図である。各カムフォロア４１は、ローラ軸４２と、ローラ４３と、複数の転動体４４と、芯部材４５とを備える。

ローラ軸４２の根元は、タレット１２に形成される根元孔１２ｈに差し込み固定される。根元孔１２ｈは、フランジ部１２ｆを貫通して軸線Ｏと平行に延びる貫通孔である。
ローラ軸４２は、フランジ部１２ｆを根元とし、円テーブル１１から遠い側を先端として、円テーブル１１から離れる方向へ突出する。

ローラ軸４２の先端には先端フランジ部４２ｂが形成される。ローラ軸４２の中央部外周にはフランジ部４２ｃが形成される。フランジ部４２ｃは、先端フランジ部４２ｂよりも小径である。ローラ軸４２の先端領域の外周には、円筒形状のローラ４３が被される。ローラ４３はフランジ部４２を収容する。転動体４４は例えば針状ころであり、ローラ軸４２およびローラ４３の環状隙間に配置される。これによりローラ４３は回転自在に支持される。また転動体４４は、先端フランジ部４２ｂと、フランジ部４２ｃの間に配置され、これらフランジ間に位置を規制される。またローラ４３は、先端フランジ部４２ｂによって抜け止めされる。

ローラ軸４２の中心には、先端から根元に向かって延びる一連の中心孔（４２ｅ，４２ｆ，４２ｇ）が形成される。かかる中心孔は、ローラ軸４２を軸線方向に貫通し、先端部分４２ｅを多角形断面とされ、根元部分４２ｇを小径孔とされ、残りの中央領域４２ｆを一定内径の丸孔とされる。これらの断面積は、根元部分４２ｇ、中央領域４２ｆ、先端部分４２ｅの順で大きくなる。

先端部分４２ｅの穴奥には、ローラ軸４２の外周面と接続する連絡孔４２ｈが形成される。連絡孔４２ｈは、先端フランジ部４２ｂとフランジ部４２ｃの間の空間と、中心孔の先端部分４２ｅを連絡する。

ローラ軸４２の根元部外周には雄ねじ４２ｄが形成される。雄ねじ４２ｄはタレット１２の根元孔１２ｈから円テーブル１１側（図２）へ突出し、ナット４６と螺合する。ナット４６を締結することにより、タレット１２のフランジ部１２ｆはナット４６およびフランジ部４２ｃに挟圧され、ローラ軸４２がタレット１２に取付固定される。中心孔の中央領域４２ｆは、根元側で根元孔１２ｈの中に位置し、先端側で根元孔１２ｈから突出し、ローラ４３の中に位置する。

芯部材４５は、端部が球面状に丸められたピンであり、ローラ軸４２よりも硬い材料からなる。ローラ軸４２よりも硬い材料として、例えば超硬合金がある。これに対し、ローラ軸４２等、芯部材４５以外のカムフォロワ４１の部品は、例えば鋼製である。芯部材４５は中心孔の先端部分４２ｅから中央領域４２ｆに圧入され、中心孔の中央領域４２ｆと根元部分４２ｇが接続する段差４２ｉに当接する。芯部材４５の一端は、根元孔１２ｈの中に位置する。芯部材４５の他端は、ローラ４３の中に位置する。芯部材４５によりローラ軸４２の中央領域は中実にされる。そしてカムフォロア４１の剛性が大きくされる。

、図１に示すように、カム溝５２は、カム５１の外周に形成され、螺旋状に延びる。カムフォロア４１のローラ４３はカム５１のカム溝５２に入り込み、カムフォロア４１はカム５１と噛合する。カム５１は、カム軸５３の中央領域に同軸に設けられ、カム５１およびカム軸５３は一体回転する。

カム軸５３は、両端部で軸受５４，５５に回転自在に支持される。またカム軸５３の端部にはギヤ５６が同軸に結合する。ギヤ５６は、モータ部３１のモータ回転軸３２と同軸に結合するギヤ３３と噛合する。モータ部３１は、カム５１を駆動すると、複数のカムフォロア４１が順次、カム溝５２に噛合し、各ローラ４３がカム５１に接触しながら回転する。これによりタレット１２は所定角度だけ回転し、円テーブル１１が割り出しされる。

本実施形態によれば、芯部材４５がローラ軸４２の中心孔に圧入され、根元孔１２ｈの中に達する。これによりカムフォロア４１の剛性が従来よりも大きくされる。本実施形態によれば、タレット１２および円テーブル１１の割り出し精度が従来のカム機構よりも向上する。

また本実施形態によれば、芯部材４５の一端が根元孔１２ｈの内部に配置され、芯部材４５の他端が、ローラ４３の内部に配置されることから、カムフォロア４１の剛性が、根元部から先端部まで大きくされる。

また本実施形態によれば、根元孔１２ｈはタレット１２のフランジ部１２ｆを貫通し、ローラ軸４２はローラ軸４２の根元部の外周に形成される雄ねじ４２ｄと、雄ねじ４２ｄよりも先端側に形成されてローラ軸４２の根元部よりも大径のフランジ部４２ｃとを有し、根元孔１２ｈを貫通して突出するローラ軸４２の雄ねじ４２ｄにナット４６が螺合することから、カムフォロア４１がタレット１２に強固に締結される。

また本実施形態のカムフォロアは、タレット１２の回転軸線Ｏと平行な姿勢で立設されることから、バレルカム機構に適合する。

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

本発明は、工作機械において有利に利用される。

１０ 円テーブル装置、 １１ 円テーブル、 １２ タレット、
１２ｈ 根元孔、 １３ 軸受、 ２１ 筐体、
２２ タレット支持部、 ３１ モータ部、 ４１ カムフォロア、
４２ ローラ軸、 ４２ｂ 先端フランジ部、 ４２ｄ 雄ねじ、
４２ｅ 中心孔の先端部分、 ４２ｆ 中心孔の中央領域、
４２ｇ 中心孔の根元部分、 ４２ｈ 連絡孔、 ４２ｉ 段差、
４３ ローラ、 ４４ 転動体、 ４５ 芯部材、 ４６ ナット、
５１ カム、 ５２ カム溝、 ５３ カム軸、 Ｏ 軸線。

Claims (4)

1. 回転自在に支持されるタレットと、
   前記タレットに周方向等間隔に立設される複数のカムフォロアと、
   前記カムフォロアに順次噛み合うカム溝を有するカムとを具備し、
   前記カムフォロアは、先端から根元に向かって延びる中心孔を有し前記根元が前記タレットに形成される根元孔に差し込まれて当該タレットに結合するローラ軸と、前記ローラ軸の先端部外周に同軸に設けられて前記カム溝に沿って回転するローラと、前記ローラ軸および前記ローラの環状隙間に配置される複数の転動体と、前記ローラ軸よりも固い材料からなり前記根元孔の中に達するまで前記中心孔に圧入される芯部材とを備える、タレット用カムフォロア構造。
2. 前記芯部材の一端が前記根元孔の内部に配置され、前記芯部材の他端が、前記ローラの内部に配置される、請求項１に記載のタレット用カムフォロア構造。
3. 前記根元孔は、前記タレットを貫通し、
   前記ローラ軸は、前記根元の外周に形成される雄ねじと、前記雄ねじよりも先端側に形成されて前記根元よりも大径の大径部とを有し、
   前記カムフォロアは、前記根元孔から突出する前記根元の前記雄ねじと締結するナットをさらに備える、請求項１または２に記載のタレット用カムフォロア構造。
4. 前記カムフォロアは、前記タレットの回転軸線と平行な姿勢で立設される、請求項１～３のいずれかに記載のタレット用カムフォロア構造。

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