JPH05302628A - たわみ軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転方向のガタをなくして被加工部の加工精
度の向上を図るとともに、工具寿命を長くする。 【構成】 たわみ軸継手４は、駆動軸が連結される連結
部材１２と、連結部材１２の下方に離間して配置され被
動軸が連結される連結部材１３と、連結部材１２，１３
の間に配置された仕切り部材１４と、連結部材１２と仕
切り部材１４との間に回転軸線を挟んで互いに平行配置
され、両端部が連結部材１２、仕切り板１４にそれぞれ
連結された一対の弾性板２４と、仕切り部材１４と連結
部材１３との間に回転軸線を挟んで互いに平行配置さ
れ、両端部が仕切り部材１４、連結部材１３にそれぞれ
連結された一対の弾性板２５とを備えている。弾性板２
５は弾性板２４に対して直角方向を向くように配置され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たわみ軸継手に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常、工作機械等の駆動軸と被動軸と
は、軸継手を介して連結されている。連結された状態に
おいては、駆動軸と被動軸との軸線は一致するようにな
っている。被動軸には、加工工具が、その軸線を被動軸
の軸線に一致させた状態で連結されている。ところで、
加工工具によってワークに高精度の加工を施すには、加
工工具とワークとの正確な位置決めが重要となる。とこ
ろが、駆動軸は、フレーム等に固定されたモータ等の駆
動源から所定の方向に延設されているため、特に、比較
的大型の工作機械にあっては、加工工具とワークとを高
精度で所定の位置関係に位置決めすることは困難であ
る。このため、この種の工作機械においては、前記軸継
手として、一般にギアカップリングが用いられ、ワーク
に対する加工工具の位置調整ができるようにしてい
る。。

【０００３】このギアカップリングは、内歯車と外歯車
との噛み合い、すなわち内歯と外歯の接触位置が変化す
ることによって内歯と外歯の軸線が偏心あるいは斜交す
るようになっており、これにより、駆動軸に対する被動
軸の変位を可能にしてワークに対する加工工具の位置調
整を可能にしている。

【０００４】しかしながら、ギアカップリングにおいて
は、歯車同士が噛み合う構造となっているため、バック
ラッシュを完全に除去することができない。この結果、
バックラッシュによる回転方向のガタが発生してこの振
動が被動軸を経て加工工具に伝達され、ワークの被加工
部の加工精度や工具寿命に悪影響を及ぼすという問題が
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消するためになされたものであり、回転方向のガタ
をなくすことができるたわみ軸継手を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、駆動軸が連結される第１の連結部材
と、該第１の連結部材から前記駆動軸の軸線方向に離間
して配置され、被動軸が連結される第２の連結部材と、
前記第１，２の連結部材の間に配置された仕切り部材
と、前記第１の連結部材と前記仕切り部材との間に互い
に平行配置され、各一端部が前記第１の連結部材に連結
され各他端部が前記仕切り部材に連結された複数の弾性
板からなる第１の弾性部材と、前記仕切り部材と前記第
２の連結部材との間に互いに平行配置され、各一端部が
前記仕切り部材に連結され各他端部が前記第２の連結部
材に連結された複数の弾性板からなる第２の弾性部材と
を備え、前記第２の弾性部材の弾性板は、前記第１の弾
性部材の弾性板に対して直角方向を向くように配置され
ていることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明のたわみ軸継手によれば、第２の弾性部
材の弾性板が、第１の弾性部材の弾性板に対して直角方
向を向くように配置されている。

【０００８】従って、第１，２の連結部材にそれぞれ駆
動軸及び被動軸が連結された状態においては、第１，２
の弾性部材の各弾性板の弾性変形によって、たわみ軸継
手の回転軸線に直角な平面におけるＸ−Ｙ方向の変位が
可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図６を参照
して説明する。なお、本実施例では、シリンダヘッド
（ワーク）Ｗの複数のカムシャフト用軸受孔４４に中ぐ
り加工を施すための中ぐり加工装置１に、本発明にかか
るたわみ軸継手を用いた場合を例に採る。図１は中ぐり
加工装置１の一部を切り欠いた側面図であり、図２は本
発明の実施の一例であるたわみ軸継手４の一部を切り欠
いた正面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面
図であり、図４〜図６は中ぐり加工方法を説明するため
の要部断面図である。

【００１０】この中ぐり加工装置１は、フレーム２、駆
動軸３、たわみ軸継手４、ボーリングバー５、支持治具
６及びワーク支持部材７を備えている。

【００１１】フレーム２は、略円筒状に形成されたもの
であり、図１に示すように、その軸線を上下方向に向け
た状態で基板３上に立設されている。

【００１２】駆動軸３は、図１に示すように、フレーム
２の上端部左方に、その軸線を鉛直方向に向けた状態で
配置されている。また、駆動軸３の上端部は、昇降台８
を介して回転駆動モータ９の出力軸（図示せず。）に連
結されている。なお、昇降台８の右端部は、フレーム２
の側部に配置された送りネジ棒１１に螺合されている。
従って、送りネジ棒１１の上端部に設けられたフィード
モータ１０を回転駆動させることにより、昇降台８が駆
動軸３及び回転駆動モータ９とともに上下方向に移動可
能になっている。

【００１３】たわみ軸継手４は、例えば、ブロック状の
バネ材等を用い、切削加工によって一体に形成されたも
のであり、図１及び図２に示すように、第１，２の連結
部材１２，１３、仕切り部材１４及び第１，２の弾性部
材１５，１６とを備えている。

【００１４】第１の連結部材１２は、図２に示すよう
に、短円筒状をなしており、その上端面には下端面まで
貫通する複数のねじ孔１７が周方向に所定の間隔を以て
形成されている。

【００１５】第２の連結部材１３は、大径部１８を備え
ており、この大径部１８の上端面には、下端面まで貫通
する複数のねじ孔１９が周方向に所定の間隔を以て形成
されている。大径部１８の下端面中央には、小径部２０
がその軸線を大径部１８の軸線に一致させて形成されて
いる。第２の連結部材１３の内部には、上端部から下端
部にかけて大径孔部２１と小径孔部２２とが順次形成さ
れている。このように構成された第２の連結部材１３
は、第１の連結部材１２の下方に、大径部１８の上端面
を第１の連結部材１２の下端面に対向させた状態で配置
されている。配置された状態においては、第２の連結部
材１３の軸線は第１の連結部材１２の軸線と一致するよ
うになっている。

【００１６】仕切り部材１４は、短円筒状に形成された
ものであり、その外径は第２の連結部材１３の外径とほ
ぼ同一になっている。仕切り部材１４の上端面周縁には
環状溝２３が形成されている。このように構成された仕
切り部材１４は、第１，２の連結部材１２，１３と軸線
を一致させた状態で第１，２の連結部材１２，１３の間
のほぼ中間部に配置されている。

【００１７】第１の弾性部材１５は、上下方向に長い長
方形状をなす一対の薄板２４を備えている。一対の薄板
２４は、第１の連結部材１２と仕切り部材１４との間に
回転軸線を挟んで互いに平行配置されている（図３参
照）。配置された状態においては、図２に示すように、
一対の薄板２４の各上端部は第１の連結部材１２の下端
面に連結され、各下端部は仕切り部材１４の上端面に連
結されている。

【００１８】第２の弾性部材１６は、第１の弾性部材１
５と同様に、上下方向に長い長方形状をなす一対の薄板
２５を備えている。一対の薄板２５は、仕切り部材１４
と第２の連結部材１３との間に回転軸線を挟んで互いに
平行配置されている（図３参照）。配置された状態にお
いては、一対の薄板２５の各上端部は仕切り部材１４の
下端面に連結され、各下端部は第２の連結部材１３の上
端面に連結されている。連結された状態においては、図
３に示すように、第２の弾性部材１６の薄板２５は第１
の弾性部材１５の薄板２４に対して直角方向を向くよう
に配置されている。これにより、たわみ軸継手４の回転
軸線に直角な平面におけるＸ−Ｙ方向の弾性変位を可能
になしている。

【００１９】このように構成されたたわみ軸継手４は、
図１に示すように、第１の連結部材１２が駆動軸３の下
端部にフランジ２６を介して連結されている。連結され
た状態においては、たわみ軸継手４は、駆動軸３の軸線
と一致するようになっている。

【００２０】ボーリングバー５は、図に示すように、上
下方向に長い軸部２７を備えている。軸部２７の外周面
には、複数のバイト２８が軸線に沿って等間隔で形成さ
れている。軸部２７の上端部には、被動軸２９がその軸
線を軸部２７の軸線と一致させた状態で連結されてい
る。被動軸２９は、その外径が軸部２７の外径より大径
になっており、外周面には、筒状の位置決め部材３０が
嵌め込まれている。この位置決め部材３０の内周面と被
動軸２９の外周面との間にはベアリング３１が配置され
ており、これにより、位置決め部材３０と被動軸２９が
相対回動可能になっている。

【００２１】このように構成されたボーリングバー５
は、図１に示すように、被動軸２９の上端部がたわみ軸
継手４の第２の連結部材１３にフランジ３２を介して連
結されている。連結された状態においては、ボーリング
バー５の軸線はたわみ軸継手４の軸線と一致するように
なっている。なお、ボーリングバー５の静止状態におい
ては、各バイト２８はフレーム２から離間する方向に向
くようになっている。

【００２２】支持治具６は、フレーム２の下端部左方に
配置されており、図１に示すように、本体部３３を備え
ている。本体部３３は、上下方向に長いブロック状に形
成されたものであり、その左端部上方には、軸受部３４
が左方に突出して形成されている。軸受部３４の略中央
部には、支持孔３５がその軸線を上下方向に向けて形成
されている。この支持孔３５にはブッシュ３６が嵌め込
まれており、このブッシュ３６は、ボーリングバー５の
位置決め部材３０を嵌挿可能としている。

【００２３】本体部３３の左端部下方には、軸受部３７
が左方に突出して形成されている。軸受部３７の略中央
部には、支持孔３８が支持孔３５に軸線を一致させて形
成されている。支持孔３８にはブッシュ３９が嵌め込ま
れており、このブッシュ３９はボーリングバー５の軸部
２７を嵌挿可能としている。

【００２４】本体部３３の左端部中央には、案内部４０
が左方に突出して形成されている。案内部４０の略中央
部には、ボーリングバー５を挿通可能になす鍵状の案内
孔４１が形成されている。このように構成された支持治
具６は、その右端部が保持シリンダ４２等を介してフレ
ーム２に連結されている。

【００２５】ワーク支持部材７は、支持治具６を挟んで
フレーム２と反対側の位置に配置されたものであり、図
１に示すように、平板状のパレット４３を備えている。
このパレット４３には、シリンダヘッドＷがその軸受孔
４４の軸線を上下方向に向けた状態で支持されるように
なっている。パレット４３の左方には水平駆動する押圧
シリンダ４５のロッド４６が連結されており、この押圧
シリンダ４５を駆動させることにより、シリンダヘッド
Ｗが水平方向に移動して支持治具６の各軸受部３４，３
７間に接近離間可能になっている。接近した状態におい
ては、シリンダヘッドＷは支持治具６のストッパー６ａ
に当接してフレーム２側への移動が阻止されるようにな
っている。阻止された状態においては、パレット４３と
支持治具６とは位置決めピン（図示せず。）等によって
位置決めがなされており、これにより、シリンダヘッド
Ｗの軸受孔４４の軸線が支持治具６の支持孔３４，３７
の軸線に一致するようになっている。

【００２６】上記構成の中ぐり加工装置１を用いてシリ
ンダヘッドＷの軸受孔４４に中ぐり加工を施すには、ま
ず、ワーク支持部材７の押圧シリンダ４５を水平駆動さ
せてシリンダヘッドＷを支持治具６の各軸受部３４，３
７間に配置する（図１参照）。配置された状態において
は、シリンダヘッドＷの軸受孔４４の軸心は支持孔３
５，３８の軸心よりフレーム２から離間する方向に若干
ずれている。

【００２７】次に、図４に示すように、駆動軸３ととも
にボーリングバー５を下方に降下させ、ボーリングバー
５を各支持孔３５，３８、案内孔４１及び軸受孔４４に
挿通させる。このとき、上述したように、軸受孔４４の
軸心は支持孔３５，３８の軸心よりフレーム２から離間
する方向に若干ずれている。このため、各バイト２８の
先端部が軸受孔４４の内周面に干渉することなくボーリ
ングバー５をスムーズに挿通させることができる。

【００２８】また、ボーリングバー５を下降させるに際
し、支持孔３５，３８の軸線が完全に鉛直方向を向いて
いない場合や支持孔３５，３８の軸線がボーリングバー
５の軸線に対して平行にずれている場合がある。この場
合は、たわみ軸継手４の第１，２の弾性部材１５，１６
の弾性変位によって上記ずれが吸収され、これにより、
ボーリングバー５の軸線が支持孔３５，３８の軸線に一
致するようになっている。なお、降下させた状態におい
ては、ボーリングバー５の位置決め部材３０及び軸部２
７の先端部は、支持治具６の各支持孔３５，３８にそれ
ぞれ回動可能、かつ上下方向に移動可能に支持されてい
る。

【００２９】次に、図５に示すように、押圧シリンダ４
５のロッド４６を右方へ水平駆動させてシリンダヘッド
Ｗの軸受孔４４の軸線と支持孔３５，３８の軸線とを一
致させる。このとき、上述したように、ボーリングバー
５の軸線と支持孔３５，３８の軸線とは一致しているた
め、結果としてボーリングバー５の軸線と軸受孔４４の
軸線とが一致する。一致した状態においては、ボーリン
グバー５の各バイト２８は軸受孔４４より上方に配置さ
れている（図５参照）。従って、この状態でボーリング
バー５を駆動軸３とともに回転させながら下降させるこ
とにより、各バイト２８による軸受孔４４の中ぐり加工
が行われる（図６参照）。

【００３０】上記構成のたわみ軸継手４においては、第
１，２の弾性部材１５，１６の各薄板２４，２５の弾性
変形によって、回転軸線に直角な平面におけるたわみ軸
継手４のＸ−Ｙ方向の変位を可能にしている。このた
め、駆動軸３と被動軸２９は一体に回動し、従来のギア
カップリングを用いた場合のように、バックラッシュに
よる回転方向のガタが発生することはない。この結果、
軸受孔４４の加工精度の向上を図ることができるととも
に、各バイト２８の工具寿命を長くすることができる。

【００３１】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
のたわみ軸継手によれば、第１，２の弾性部材の各弾性
板の弾性変形によって、回転軸線に直角な平面における
Ｘ−Ｙ方向の変位を可能にしている。このため、駆動軸
と被動軸とは一体に回動し、従来のギアカップリングを
用いた場合のように、バックラッシュによる回転方向の
ガタが発生することはない。この結果、被加工部の加工
精度の向上を図ることができるとともに、工具寿命を長
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】中ぐり加工装置の一部を切り欠いた側面図であ
る。

【図２】本発明の実施の一例であるたわみ軸継手の一部
を切り欠いた正面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】ボーリングバーを軸受部の支持孔及びワークの
軸受孔に挿通させた状態を示す要部断面図である。

【図５】支持孔の軸線と軸受孔の軸線を一致させた状態
を示す要部断面図である。

【図６】軸受孔に中ぐり加工を施した状態を示す要部断
面図である。

【符号の説明】

３…駆動軸、４…たわみ軸継手、１２…第１の連結部
材、１３…第２の連結部材、１４…仕切り部材、１５…
第１の弾性部材、１６…第２の弾性部材、２４，２５…
薄板（弾性板）、２９…被動軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸が連結される第１の連結部材と、 該第１の連結部材から前記駆動軸の軸線方向に離間して
   配置され、被動軸が連結される第２の連結部材と、 前記第１，２の連結部材の間に配置された仕切り部材
   と、 前記第１の連結部材と前記仕切り部材との間に互いに平
   行配置され、各一端部が前記第１の連結部材に連結され
   各他端部が前記仕切り部材に連結された複数の弾性板か
   らなる第１の弾性部材と、 前記仕切り部材と前記第２の連結部材との間に互いに平
   行配置され、各一端部が前記仕切り部材に連結され各他
   端部が前記第２の連結部材に連結された複数の弾性板か
   らなる第２の弾性部材とを備え、 前記第２の弾性部材の弾性板は、前記第１の弾性部材の
   弾性板に対して直角方向を向くように配置されているこ
   とを特徴とするたわみ軸継手。