JPH04310337A - ワーク傾動装置およびチルティングテーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マシニングセンタ等
で加工されるワークを傾動させて多面加工を実現する装
置に関するもので、例えばワーク加工用のパレットに内
蔵してワークをパレット上で傾動可能とし、ワークをパ
レットに搭載してマシニングセンタに装填して１回の段
取りでワークの多面加工を実現する場合などに利用され
る装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワークの多面加工を実現する加工台とし
てインデックステーブルが知られている。インデックス
テーブルは、ワークを固定したテーブルを垂直軸または
水平軸まわりに回転できるようにしたものであるから、
工具軸と直交する方向の軸まわりに回転するテーブルを
使用することにより、４面加工が可能になる。１回の段
取りでワークの５面加工を実現しようとすると、テーブ
ルの回転機構とともに傾動機構を設けてやらねばならず
、このような加工台は通常チルティングテーブルと呼ば
れている。

【０００３】インデックステーブルの割出角やチルティ
ングテーブルの傾動角は、カービックカップリングを用
いて固定するのが普通である。従来のチルティングテー
ブルは、傾動軸をテーブルのほぼ中心に配置し、この傾
動軸の下方に扇状のカービックカップリングを配置した
構造となっている。従ってテーブルを傾動させたときに
は、テーブルの半分が下方に回動することとなり、９０
度までの回動を可能にするには、傾動軸をテーブルの半
径以上高い位置に設けてやらねばならず、テーブルを水
平にしたときのテーブルの位置がその分高くなってしま
う。このことは工作機械の加工空間を狭めることとなり
、チルティングテーブルの使用によって加工可能なワー
クの寸法が大幅に制約されることを意味する。

【０００４】また従来のチルティングテーブルは、手動
でハンドルを回転させることによってテーブルを傾動さ
せるか、油圧シリンダや電動機を駆動源としてテーブル
を駆動する構造としており、テーブル傾動時のカービッ
クカップリングの係脱も、手動によるレバー操作か油圧
シリンダやソレノイドなどを利用して行っているのが普
通である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のチルティングテ
ーブルは、前述したように、テーブル面がテーブル据付
面より相当高い位置にあるため、チルティングテーブル
を使用することによって工作機械の最大加工可能寸法が
大幅に減少するという欠点があった。さらにカービック
カップリングの係脱やテーブルの傾動操作を手動で行う
ものは、ワークを搭載したテーブルを工作機械に自動的
に搬入搬出する装置を設けたとしても無人加工を行うこ
とは不可能であり、またカービックカップリングの係脱
やテーブルの傾動を油圧や電気駆動で行うものでは、テ
ーブルを工作機械に搬入搬出する際に油圧パイプや電気
ケーブルの着脱作業が必要になり、これらの着脱作業を
全自動で行おうとすると、非常に複雑で高価な装置が必
要となる上、接続部への切屑等の付着によって油漏れや
接続不良等のトラブルが発生する危険も大きいという問
題があった。

【０００６】また従来簡易なインデックステーブルとし
て、押動杆を工作機械の工具ヘッドで上下動させること
によってテーブルを旋回させるようにした装置が知られ
ている。このような手段を用いれば、テーブルの傾動動
作を油圧や電気を用いることなく自動化できるけれども
、従来のこの種装置は、ラチェット等を使用していたた
め、高い精度の位置決めが不可能でかつテーブルを１方
向にのみしか旋回させることができないという欠点があ
り、テーブルの傾動装置としては充分に満足すべき機能
を備えていなかった。

【０００７】この発明は、工作機械の工具ヘッドの動き
を利用して位置決め用のカービックカップリングの係脱
とテーブルの傾動操作とを同期させて行うことができる
合理的な構造を提供することにより、上記従来装置の問
題を解決することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の装置では、テ
ーブル１の傾動軸７をテーブル１の端部に配置してテー
ブル１を低い位置の傾動軸７まわりに傾動可能な構造と
し、この傾動軸の上方に扇状にカービックカップリング
１０を配置する構造としている。カービックカップリン
グ１０は、フレーム６に固定した固定歯１１と、傾動軸
７と平行な方向に進退する係脱歯１５と、固定歯１１と
同一面内で傾動軸７まわりに旋回する旋回歯１４とから
なる３ピース型のものが採用されている。

【０００９】カービックカップリングの係脱歯１５の係
脱操作および傾動軸７の回動操作は、フレーム６に回動
かつ軸方向移動自在に装着された操作杆３４を工作機械
の工具ヘッドに装着した操作ツール４９で操作すること
によって行われる。操作ツール４９は、フォーク５０の
中間にピン５１を装架した先端を有しており、操作杆３
４に固着されたレバー３５の先端に設けた溝３６にピン
５１を嵌合し、フォーク５０でレバー３５を挟んだ状態
でレバー３５を平面的に前後左右に動かすことにより、
操作杆３４を回動かつ軸方向移動させる。

【００１０】操作杆３４の軸方向移動は、操作杆３４と
一体に軸方向移動するラック３８とこれに噛合するピニ
オン３９を介して傾動軸７を回動させる。操作杆３４の
回動は、２組のラックピニオン４３、４２および４４、
４５を介して、あるいは傘歯車等を内在させた回転伝達
機構を介して、傾動軸７と同軸に設けた中空の係脱軸９
の回動動作に変換され、一方カービックカップリングの
係脱歯１５は、傾動軸７と平行に設けた自由回転状態の
送りネジ２０を介してフレーム６に連結され、この送り
ネジ２０を係脱軸９に回転連結して回動させることによ
り、係脱歯１５を進退させる。

【００１１】カービックカップリングの係脱歯１５の進
退は、操作杆３４の回動動作をレバー４６、４７及び２
８、２９、３０を介してカム軸３２の回動動作に変換し
、スプリングによって１方向に付勢された係脱歯１５を
カム２５によって係合あるいは解除させる構造とするこ
とも可能であり、操作杆３４の回動動作を係脱刃１５の
進退動作に変換する機構は、種々の構造を採用し得る。

【００１２】これらの構造においては、操作杆３４との
連接部に設けられたピニオン４２やレバー４６は、操作
杆３４とスプライン４１等を介して連接し、操作杆３４
の軸方向動作がピニオン４２やレバー４６に伝達されな
いようにする。

【００１３】

【作用】上記のように構成された傾動装置のテーブル１
にワークを固定した状態でワークを工作機械に据え付け
、工作機械の自動工具交換装置で工具ヘッドに操作ツー
ル４９を装着し、工具ヘッドを工作機械のＮＣ装置によ
り三次元的に移動させて操作杆３４のレバー３５の先端
に操作ツール４９の先端を嵌合させ、次いでレバー３５
を揺動させる方向に工具ヘッドを移動させてカービック
カップリング１０の嵌合を解いた後、工具ヘッドを操作
杆３４の軸方向に移動させることによってテーブル１を
所望の角度に傾動させ、その後レバー３５を正立状態に
復帰させる方向に工具ヘッドを移動させることにより、
テーブル１を所望角度に傾動させてカービックカップリ
ング１０でその傾動角を固定することができる。

【００１４】このときのテーブル１の傾動は、テーブル
１の端部に設けた傾動軸７まわりに行われるので、水平
位置からテーブル１が上方にのみ移動して垂直状態にま
で変換されることとなり、水平状態となったときのテー
ブル１の高さを低くすることが可能で、チルティングテ
ーブルの使用によってワークの加工可能寸法が小さくな
るのを防止できる。

【００１５】またカービックカップリング１０は、テー
ブル１とともに傾動する旋回歯１４をテーブル１の面直
角方向に延びるブラケット１３の先端に短い幅で設け、
固定歯１１と係脱歯１５とを頂角９０度の扇形に前記旋
回歯１４の幅を加えた寸法で設けることにより、テーブ
ル１の９０度の回動を保証しながら、テーブル１が水平
状態になったときにテーブル１の両側にカービックカッ
プリング１０が存在しない加工空間を形成することが可
能である。またこの扇形の固定歯１１および係脱歯１５
は、テーブル１を垂直状態にしたときにはテーブル１の
両側に位置することとなるが、この状態ではテーブル１
に固定されたワークの上面の加工のみが行われるので、
このときのワークの加工面がカービックカップリング１
０の外周より高くなるようにワークをテーブル１に固定
することにより、カービックカップリング１０によって
工具の動きが制限されることも防止できる。

【００１６】さらにこの発明の装置では、自動工具交換
装置によって工具軸に装着される操作ツール４９によっ
てテーブル１の傾動角を固定するカービックカップリン
グの係脱とテーブル１の傾動操作とを１本の操作杆３４
を介して行っているため、カップリング１０の離脱、テ
ーブル１の傾動およびカップリング１０の嵌合による位
置決めを一連の操作として行うことができ、工作機械の
工具ヘッドをＮＣ制御することによってこれらの操作が
全て可能となるので、油圧パイプや電気ケーブルの接続
を伴うことなく、テーブル１の傾動動作を無人で行うこ
とが可能で、しかもテーブル１の両回動方向への傾動動
作が可能であるとともに、カービックカップリングを用
いた正確な位置決めも可能になるという特長がある。

【００１７】

【実施例】次に図面に示す実施例について説明する。図
には、テーブル１の傾動操作とテーブル１の旋回操作と
を工作機械の工具ヘッドの操作によって共に行うことが
できるようにした装置が示されており、かつ操作力の伝
達機構として各種のものが採用可能であることを示すた
めに、傾斜角固定用の左右のカップリング１０への操作
力の伝達を異なる機構によって行っている例を示してあ
る。

【００１８】ワークを固定するテーブル１は、テーブル
ケース２に旋回軸３まわりに回転自在に装着されている
。テーブルケース２は、テーブル１の一方の端に偏倚さ
せた位置で両側に突出する中空の支持軸４を有しており
、この支持軸が支持軸受５によりフレーム６に回動自在
に軸支されている。支持軸４の中空孔には、後述する割
出し杆５５が貫通しており、かつ支持軸４の一方に傾動
軸７がフランジ８により固定されている。

【００１９】傾動軸７は、支持軸４と同様に中空であり
、その中空孔内に割出し杆５５が貫通している。さらに
この傾動軸７は、中空の係脱軸９の中空孔内を貫通して
いる。すなわち最外側の係脱軸９の中空孔に傾動軸７が
貫通し、傾動軸７の中空孔内に割出し杆５５が貫通して
いる。

【００２０】１０はテーブルケース２の傾斜角固定用の
カービックカップリングである。フレーム６には支持軸
受５を中心とする扇状の固定歯１１がテーブル１の両側
に歯面を外向きにして固定されている。一方テーブルケ
ース２にはその支持軸４の装着位置にテーブル面と直交
する方向のブラケット１３が固定され、このブラケット
の先端に固定歯１１の内側に沿って回動する幅狭い旋回
歯１４が装着されており、この旋回歯１４と固定歯１１
とが同一平面となるように位置決めされている。

【００２１】一方この固定歯１１および旋回歯１４と対
向して、扇状の係脱歯１５が傾動軸７と平行な方向のス
ライド軸受１６によりフレーム６に進退自在に装着され
ている。係脱歯１５が前進して固定歯１１および旋回歯
１４と嵌合したときには、旋回歯１４は係脱歯１５を介
して固定歯１１と嵌合し、これによって旋回歯１４の位
置が固定歯１１によって正確に規定される。一方係脱歯
１５が後退したときには、旋回歯１４の係合が外れ、テ
ーブルケース２は支持軸４回りに傾動可能な状態となる
。

【００２２】図１の手前側のカップリングの係脱機構と
しては、ネジ機構が用いられている。スライド軸受１６
で支持された係脱歯１５と一体の支持ピン１８の内側に
は雌ネジ１９が設けられており、フレーム６に回転自在
かつ軸方向移動不能に軸支された送りネジ２０がこの雌
ネジ１９に螺合している。送りネジ２０の端部には、歯
付プーリ２２が固定されており、この歯付プーリ２２が
前記係脱軸９に固定した歯付プーリ２３によって、歯付
ベルト２４を介して回転駆動される。すなわち係脱軸９
が回動すると、その回動は送りネジ２０を回動させ、こ
れに螺合した支持ピン１８を軸方向に移動させて係脱歯
１５を進退させる。

【００２３】一方、図１の奥側のカップリングの係脱歯
１５は、図示しないバネによって離脱方向に付勢されて
おり、カム２５によってカムシャフト２６を押動するこ
とによって前進させ、固定歯１１および旋回歯１４と嵌
合させる構造となっている。連結ロッド２７の軸方向移
動によりレバー２８を揺動させて下側カム２５ａを回動
させ、また下側カム２５ａから延びるレバー２９と上側
カム２５ｂから延びるレバー３０とをピン３１で揺動連
結することにより上側カム２５ｂを同期回動させる。こ
れらのカムのカム軸３２はフレーム６に軸支されている
ことは勿論である。

【００２４】これらのカップリングの係脱およびテーブ
ルケース２の傾動を行わせる操作杆３４は、傾動軸７と
直交する方向でフレーム６に軸方向移動かつ回動自在に
支持されている。この操作杆３４には操作レバー３５が
固着されており、操作レバー３５の先端に溝３６が設け
られている。操作レバー３５の軸方向移動は、操作杆３
４に回動可能かつ軸方向移動不能に設けたブラケット３
７に固定されたラック３８を介して傾動軸７に固着した
ピニオン３９に伝達され、ピニオン３９を回動させる。

【００２５】一方操作杆３４の一端にはスプライン４１
が設けられ、このスプラインにピニオン４２が相対回動
不能かつ軸方向移動自在に装着されており、操作杆３４
が軸方向に移動しても、ピニオン４２は移動せず、かつ
操作杆３４の回動動作がピニオン４２に伝達されるよう
になっている。このピニオン４２の回動は、上下方向の
ラック４３に伝達され、このラックと一体の第２ラック
４４を上下動させ、この第２ラック４４が係脱軸９に固
定したピニオン４５を回動させる。すなわち、操作杆３
４の回動動作がピニオン４５すなわち係脱軸９の回動動
作に変換され、カップリング係脱用の送りネジ２０を回
動させるようになっている。

【００２６】また操作杆３４の前記スプライン４１には
、レバー４６が軸方向摺動自在かつ相対回動不能に装着
されており、このレバー４６にシーソーレバー４７を介
して連結ロッド２７が連結されている。すなわち操作杆
３４の回動は、このレバー４６およびシーソーレバー４
７を介して連結ロッド２７の進退動作に変換され、前記
機構によりカム２５ａ、２５ｂを回動させている。

【００２７】工作機械の工具に代えて工具ヘッドに装着
される操作ツール４９には、フォーク５０が形成され、
そのフォークの間にピン５１が装架されている。このピ
ン５１は、操作レバー３５の先端の溝３６に嵌合する形
状とされ、かつフォーク５０の幅は操作レバー３５の厚
さより遊隙分だけ広くなっている。従ってこの操作ツー
ル４９を操作レバー３５の溝３６に嵌合させると、操作
ツール４９と操作レバー３５とは操作ツールの前後左右
の動きが操作レバー３５の先端に伝達されるように嵌合
されることとなる。

【００２８】図４ないし図７は、テーブル１の割出し機
構及び割出し位置固定用のカップリングの係脱機構を示
したものである。５５はテーブルケース２に軸方向移動
自在かつ回転自在に装着された割出し杆で、テーブルケ
ース２の傾動軸７と同軸に設けられ、傾動軸７を貫通し
ている。この割出し杆５５には、スプライン５６を介し
てウオーム５７が装着されており、このウオーム５７の
軸方向位置は図示しないスラストベアリングによって規
制され、割出し杆５５の軸方向移動に係わらず、ウオー
ム５７が定位置で回転するようになっている。このウオ
ーム５７にはテーブル１に相対回動不能かつ軸方向移動
可能に連接されたウオームホイール５８が噛合しており
、割出し杆５５の回転は、このウオーム５７およびウオ
ームホイール５８を介してテーブル１に伝達される。 ウオームホイール５８の軸方向位置は図示しないスラス
トベアリングによって規制され、後述するカップリング
係脱時のテーブル１の軸方向移動に係わらず、ウオーム
ホイール５８が定位置で回転するようになっている。

【００２９】全体として示す５９はテーブル１の割出し
位置を位置決めするカービックカップリングで、６０は
テーブルケース２に固定した固定歯、６１はテーブル１
に固定した旋回歯である。一方テーブルケース２には、
旋回軸３と同軸に送りネジ６３が軸方向移動不能かつ回
転自在に装着されており、この送りネジに歯付プーリ６
４が固定されている。そしてこの送りネジ６３には、テ
ーブルケース２に回動不能かつ軸方向移動自在に設けた
ナット部材６５が螺合しており、このナット部材にテー
ブル１が相対回動可能かつ軸方向相対移動不能に連結さ
れている。

【００３０】また割出し杆５５には円ラック６７が固定
されており、この円ラックにテーブルケース２に軸着し
たピニオン６８が噛合している。このピニオン６８には
歯付プーリ６９が一体となって回転するように固定され
、プーリ６９の回転が歯付ベルト７０、互いに一体にな
って回転する歯付プーリ７１、７２および歯付ベルト７
３を介して送りネジ側の歯付プーリ６４に伝達されてい
る。

【００３１】傾動軸７を貫通した割出し杆５５の先端に
は、周面に係合溝７５を設けた操作円盤７６が相対回動
可能かつ一定のストロークだけ軸方向移動自在に装着さ
れており、割出し杆５５の端面とこれに対向する操作円
盤７６の内側面には、噛み合い歯９１、９２が設けられ
、両者９１、９２を離隔方向に付勢するバネ９３が設け
られている。すなわち操作円盤７６がバネ９３に抗して
押し込まれて噛み合い歯９１、９２相互が噛合したとき
のみその回転が割出し杆５５に伝達され、傾動杆７の回
動によってその中を貫通している割出し杆５５が回動し
たときには、その回動が操作円盤７６に伝達されないよ
うになっている。一方、操作円盤７６には１箇所に凹所
７７が設けられ、フレーム６にはバネ７８でこの凹所７
７に向けて付勢されたボール７９が設けられている。 この凹所７７とボール７９とは、その嵌合によって後述
する操作ツール８１が操作円盤７６から離脱していると
きは、例えテーブル１が傾動しても、操作円盤７６の係
合溝７５が一定の方向を維持するように保持している。

【００３２】操作円盤７６を操作するための操作ツール
８１は、操作円盤の係合溝７５に嵌まり込むシャフト８
２と、操作円盤の両側に位置する鍔８３、８４とを備え
、シャフト８２を係合溝７５に嵌合したときに、鍔８３
、８４によって操作ツール８１の軸方向移動が操作円盤
７６に伝達されるようになっている。

【００３３】テーブル１を割り出すときは、操作ツール
８１を工作機械の工具ヘッドに装着し、そのシャフト８
２を操作円盤の係合溝７５に嵌合して操作円盤７６を軸
方向に押し動かして噛み合い歯９１と９２とを嵌合させ
、更に割出し杆５５を押し込んでその軸方向移動により
カップリング５９を離脱させ、その状態で操作円盤７６
を割出し軸５５回りに回転させることによってウオーム
５７を回転させてテーブル１を旋回させる。そして所望
の角度旋回したら、操作ツール８１を軸方向に後退させ
、噛み合い歯９１、９２の噛合が外れた後更に割出し杆
５５を引き出してその軸方向移動によりカップリング５
９を嵌合させて割出し角を固定する。このとき、テーブ
ル１の最小割出し角度を操作円盤７６の１回転に対応さ
せ、かつ噛み合い歯９１、９２のピッチをテーブル１の
最小傾動角に一致させておくことにより、テーブル１の
割出し角および傾動角に関わりなく、操作円盤７６の係
合溝７５の位置を一定の位置にすることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したこの発明の装置によれば、
テーブルの傾動を工作機械の工具軸の運動によって自動
的に行うことができるようにしたインデックステーブル
が得られ、テーブルの正逆両方向の傾動が可能で、傾動
角を高い精度で位置決めすることができ、かつテーブル
の位置決めのためのカップリングの係脱とテーブルの傾
動操作とを一連の動作で連続的に行うことができるイン
デックステーブルを得ることができる。更に実施例に示
すように、この発明により、テーブルの割出しと傾動と
を工作機械の工具ヘッドの運動によって高い精度で位置
決めできる加工台を得ることも可能になるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】チルティングテーブルの一実施例を示す斜視図

【図２】テーブル傾動装置のカップリング部分の拡大断
面図

【図３】テーブルケースへの傾動軸の装着部分の拡大断
面図

【図４】テーブルケースの正面図

【図５】テーブル割出し機構を示す断面図

【図６】テー
ブル割出し機構を示す斜視図

【図７】テーブル割出し機
構の操作部を示す拡大断面図

【符号の説明】

１　　テーブル ６　　フレーム ７　　傾動軸 ９　　係脱軸 １０　　カップリング １１　　固定歯 １４　　旋回歯 １５　　係脱歯 ２０　　送りネジ ２５　　カム ２８　　レバー ２９　　レバー（下側カム） ３０　　レバー（上側カム） ３２　　カム軸 ３４　　操作杆 ３５　　操作レバー ３６　　溝 ３８　　ラック ３９　　ピニオン ４９　　操作ツール ５０　　フォーク ５１　　ピン ５８　　ウオームホイール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　テーブル（１）　の傾動軸（７）　が
   テーブルケース（２）　の端部に配置されてテーブル（
   １）　が低い位置の傾動軸（７）　まわりに傾動可能で
   あり、この傾動軸（７）　の上方に扇状に傾動角固定用
   のカップリング（１０）が配置されており、フレーム（
   ６）　に回動かつ軸方向移動自在に操作杆（３４）が装
   着されており、この操作杆（３４）を工作機械の工具ヘ
   ッドに装着した操作ツール（４９）で回動方向及び軸方
   向に操作可能とする操作部（３５）が設けられており、
   操作杆（３４）の軸方向移動を直線回転伝達機構（３８
   ，３９）　を含む運動伝達機構を介して傾動軸（７）　
   に伝達して傾動軸（７）　を回動駆動すると共に、操作
   杆（３４）の回動をスプライン（４１）と回転直線運動
   機構（２０，２５）　を含む運動伝達機構を介して上記
   カップリング（１０）の係脱歯（１５）に伝達して係脱
   歯（１５）を進退駆動することを特徴とする、ワーク傾
   動装置。
2. 【請求項２】　　請求項１記載のワーク傾動装置を備え
   、テーブルケース（２）にテーブル（１）　が割出し自
   在に装着されると共にその割出し角を固定する第２のカ
   ップリング（５９）が設けられており、テーブルケース
   （２）　に軸方向移動自在かつ回転自在に装着された割
   出し軸（５５）が傾動軸（７）　を貫通してその先端に
   この割出し杆（５５）を工作機械の工具ヘッドに装着し
   た操作ツール（８１）で回動方向及び軸方向に操作可能
   とする操作部（７６）が設けられており、割出し杆（５
   ５）の回転がスプライン（５６）と回転伝達機構（５７
   ，５８）　を含む運動伝達機構によりテーブル（１）　
   に伝達されてテーブル（１）　を回転させ、割出し杆（
   ５５）の軸方向移動が直線回転機構（６７，６８）　及
   び回転直線機構（６３）を含む運動伝達機構を介して上
   記第２のカップリング（５９）に伝達されてこのカップ
   リング（５９）の係脱が行われることを特徴とする、チ
   ルティングテーブル。