JPH06238503A - 二部材の位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロケートピンに位置精度修正のための微調整
機能を持たせる。 【構成】 ハウジング８に回転可能に装着した偏心ブッ
シュ１９にロケートピン１３を挿入する。ロケートピン
１３にはすべりキー１７を一体に設け、すべりキー１７
をベースプレート２側のキー溝２４に嵌合させる。偏心
ブッシュ１９を回転操作することにより、基準ロケート
部１２を回転中心としたときのハウジング８とベースプ
レート２の回転方向での相対位置を微調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械要素等の各種の構
造物を位置決めするための二部材の位置決め装置に関
し、特にタレット型工作機械においてそのタレットヘッ
ドに対しスピンドルヘッドを位置決めするのに好適な二
部材の位置決め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７，８に示すように、タレット型工作
機械において、そのタレットヘッド５１に対して多軸ス
ピンドルヘッド５２を装着する場合、多軸スピンドルヘ
ッド５２側のハウジング５３のベース部５４に予め圧入
固定したノックピン５５をタレットヘッド５１側のピン
穴５６に嵌合させて多軸スピンドルヘッド５２を位置決
めした上で、複数のボルト５７により締付固定するよう
にしている（類似構造が特開昭５３−１２９３９２号公
報に開示されている）。なお、前記多軸スピンドルヘッ
ド５２は、先端にドリル等の工具Ｔを有する複数の加工
スピンドル５８を備えている。

【０００３】このような構造において、加工精度に影響
を及ぼすような多軸スピンドルヘッド５２の位置決め精
度不良が発生した場合には、Ｘ，Ｙ，Ｚの直交三軸方向
については機械自体がその直交三軸方向の動作自由度さ
え有していればＮＣプログラム上でのいわゆるソフト的
な処理で対応できるものの、図７，８に示すように入力
軸５９を回転中心とした回転方向（θ方向）での位置決
め精度の修正は、多軸スピンドルヘッド５２の実際の取
付位置を修正する以外に方法がない。

【０００４】なお、上記のＸ，Ｙ，Ｚ方向やθ方向での
位置決め精度誤差は、機械を構成している各要素の加工
誤差や組付誤差の総合的な積み重ねで発生する。

【０００５】そのため、従来は、タレットヘッド５１か
ら多軸スピンドルヘッド５２を一旦取り外し、ノックピ
ン５５を太いものに交換した上で多軸スピンドルヘッド
５２側のノック穴６０を大きくして新たに正しい位置に
あけ直したり、あるいは一対のノックピン５５をその小
径部６１と大径部６２とが相互に偏心したタイプのもの
に交換するなどして対処している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の構造においては、ノックピン５５の交換は
いずれも応急処置的なものにすぎないことから、多軸ス
ピンドルヘッド５２をタレットヘッド５１に装着して一
旦復元してしまえばその後の位置決め精度に関する微調
整は行うことはできない。しかも、偏心タイプのノック
ピンを使用する後者の場合には、タレットヘッド５１に
対する多軸スピンドルヘッド５２の脱着を何回か繰り返
すとその相対位置決め精度はその都度一定せず、再現性
が悪い。

【０００７】また、ノックピンの交換を伴う従来の方法
では、前述したθ方向での多軸スピンドルヘッド５２の
位置決め精度の修正を機械上で行うことが困難で、必ず
多軸スピンドルヘッド５２の脱着を伴うことから、その
多軸スピンドルヘッド５２の位置決め精度の修正に多大
な工数と時間を要することになって好ましくない。

【０００８】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、タレットヘッドと多軸スピンドルヘッドと
の関係に代表されるような二部材の回転方向での相対位
置決め精度をきわめて容易に修正もしくは調整できるよ
うにした構造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、断面円形の基
準ロケート部を基準として相互に組み付けられた二部材
を、これら二部材のうち前記基準ロケート部から離れた
位置に該基準ロケート部と平行に打ち込まれたロケート
ピンによって相互に位置決めするとともに、前記基準ロ
ケート部を回転中心とした二部材の回転方向の相対位置
を微調整可能に構成した二部材の位置決め装置であっ
て、一方の部材に中空円筒状の偏心ブッシュを回転可能
に装着するとともに、この偏心ブッシュ内にロケートピ
ンを挿入し、他方の部材には、前記基準ロケート部の軸
心とロケートピンの軸心とを結ぶ中心軸線に沿ってキー
溝を形成してなり、前記ロケートピンには、前記偏心ブ
ッシュに挿入される円筒状のロケート部と一体に前記キ
ー溝にスライド可能に嵌合するキー部材を形成したこと
を特徴としている。

【００１０】

【作用】この構造によると、偏心ブッシュとこれの内周
に挿入されているロケートピンのロケート部とが偏心し
ているので、偏心ブッシュが設けられた一方の部材を可
動側、他方の部材を固定側とした時、偏心ブッシュを回
転操作すればそれに応じて一方の部材が基準ロケート部
を回転中心として回転変位しようとするものの、一方の
部材と他方の部材とはキー溝とキー部材とを介して結合
されているので、ロケートピンのキー溝方向での変位を
伴わなければ一方の部材は基準ロケート部を回転中心と
しては回転変位し得ない。

【００１１】したがって、上記の偏心ブッシュの回転操
作に応じて、キー部材と一体のロケートピンがキー溝に
沿って滑ることで一方の部材の回転変位が許容されて、
結果的に二部材の回転方向の相対位置が調整される。

【００１２】また、偏心ブッシュを回転操作しないかぎ
り二部材は相対回転し得ないので、位置調整時以外のロ
ケートピンによる位置決め機能も保証される。

【００１３】

【実施例】図１〜図６は本発明の一実施例を示す図で、
３軸タイプの多軸スピンドルヘッド（以下、単にスピン
ドルヘッドという）をタレットヘッドに位置決め固定す
る場合の例を示している。

【００１４】図１〜図３に示すように、タレットヘッド
１には固定部材となるベースプレート２が複数のノック
ピン３により位置決めされた上で複数のボルト４より組
付固定されており、このベースプレート２に対して複数
の加工スピンドル５を有する可動部材としてのスピンド
ルヘッド６が複数のボルト７により固定される。

【００１５】前記スピンドルヘッド６のハウジング８の
中央部には、タレットヘッド１側からの動力伝達を受け
るスピンドル（入力軸）９を支持するためのボス部１０
が予め一体に固定されており、このボス部１０の外周に
は、ベースプレート２側のロケート穴１１とのはめ合い
によってベースプレート２とスピンドルヘッド６との位
置精度出し（芯出し）を行う基準ロケート部１２が形成
されている。

【００１６】また、前記ベースプレート２とスピンドル
ヘッド６には互いに共有するロケートピン１３が打ち込
まれている。したがって、前記ベースプレート２とスピ
ンドルヘッド６は、ロケート穴１１と基準ロケート部１
２とのはめ合いに加えてロケートピン１３によって最終
的に位置決めされた上で複数のボルト７により締付固定
される。

【００１７】なお、前記スピンドル９の一端にはタレッ
トヘッド１側のドライブギヤ１５に噛み合うドリブンギ
ヤ１４が固定されているとともに、各加工スピンドル５
の先端にはドリル等の工具Ｔが装着されている。そし
て、前述したギヤ１４，１５同士の噛み合いによってス
ピンドル９が回転駆動され、同時にそのスピンドル９の
回動動力が図示外の歯車列を介して各加工スピンドル５
に伝達される。

【００１８】前記ロケートピン１３は、図１のほか図
４，５に示すように、円筒状のロケート部１６の一端に
これと一体に二面幅形状のすべりキー（平行キー）１７
を形成したもので、前記ロケート部１６の他端にはめね
じ部１８が形成されている。このめねじ部１８は、図示
外のピン抜き工具を用いてロケートピン１３を引き抜く
際に使用される。

【００１９】一方、前記スピンドルヘッド６のハウジン
グ８のうちロケートピン１３が装着される部分には、そ
の内外周面の軸心が所定量ａだけ偏心した中空円筒状の
偏心ブッシュ１９が回転可能に装着されており、この偏
心ブッシュ１９の内周に前記ロケートピン１３のロケー
ト部１６が圧入されている。

【００２０】そして、前記偏心ブッシュ１９は、その一
端に形成したフランジ部２０がベースプレート２とハウ
ジング８との間に挾まれることで軸心方向の移動が阻止
されている一方、止めねじ２１により回り止めが施され
ているとともに、フランジ部２０と反対側の端部にはそ
の円周上の四筒所に切欠溝２２が形成されている。この
切欠溝２２は、後述するように偏心ブッシュ１９を回転
操作するにあたって所定の十文字状の治具を係合させる
ために設けられている。また、前記偏心ブッシュ１９に
ロケートピン１３が挿入された後は、偏心ブッシュ１９
の内周にスナップリング２３を装着することによって前
記ロケートピン１３の抜け止めが施される。

【００２１】一方、前記ベースプレート２のうちロケー
トピン１３と対応する位置には図１，４，５に示すよう
にキー溝２４が形成されており、このキー溝２４は基準
ロケート部１２の軸心Ｐ₁とロケートピン１３の軸心Ｐ₂
とを結ぶ線Ｌ上に位置している。そして、前記キー溝２
４に対してロケートピン１３のすべりキー１７がキー結
合されている。

【００２２】なお、図４に示すように、前記スピンドル
ヘッド６のハウジング８、ロケートピン１３および偏心
ブッシュ１９には、ロケートピン１３の打ち込み時にす
べりキー１７の方向とキー溝２４の方向とを一致させる
ための合マーク２５ａ，２５ｂ，２５ｃを刻設してある
とともに、前記ハウジング８と偏心ブッシュ１９には該
偏心ブッシュ１９の回転時の回転量の目安となる目盛２
６を刻設してある。

【００２３】したがって、以上の実施例構造によれば、
図１の基準ロケート部１２を回転中心としてスピンドル
ヘッド６のθ方向の位置を微調整するにあたっては、止
めねじ２１を緩めた上で偏心ブッシュ１９を回転操作す
ることにより行う。そして、前記スピンドルヘッド６を
図４のθ₁方向に動かすには偏心ブッシュ１９を矢印Ｄ₁
方向に回転操作し、また前記スピンドルヘッド６をθ₂
方向に動かすには偏心ブッシュ１９を矢印Ｄ₂方向に回
転操作する。

【００２４】例えば、図１，４の状態において、前記偏
心ブッシュ１９の一端の切欠溝２２に図示外の十文字状
の工具（治具）を嵌合させた上で偏心ブッシュ１９を矢
印Ｄ₁方向に回転操作すると、それまで図４の線Ｌ上位
置していた偏心ブッシュ１９の最大偏心位置すなわちロ
ケートピン１３の軸心Ｐ₂が徐々に線Ｌよりも斜め下方
に移動し、それに併せてロケートピン１３がそのすべり
キー１７とキー溝２４との嵌合のためにキー溝２４に沿
って矢印Ｓ₁方向に移動する。

【００２５】その結果、タレットヘッド１に対して、前
記偏心ブッシュ１９を有するスピンドルヘッド６自体が
基準ロケート部１２を回転中心として矢印θ₁方向に所
定量（ロケートピン１３の軸心Ｐ₂の移動量）だけ回転
移動して、スピンドルヘッド６のθ方向での回転方向位
置が微調整される。そして、前記偏心ブッシュ１９を逆
に矢印Ｄ₂方向に回転操作すればスピンドルヘッド６は
矢印θ₂方向に回転移動する。

【００２６】より詳しくは、前記偏心ブッシュ１９を矢
印Ｄ₁方向もしくはＤ₂方向に回転操作した時には、タレ
ットヘッド１とスピンドルヘッド６は、偏心ブッシュ１
９とロケートピン１３との偏心量のために矢印Ｓ₁，Ｓ₂
方向とそれに直交する方向の二方向に位相ずれを発生さ
せようとする。これに対して、前記タレットヘッド１と
スピンドルヘッド６は基準ロケート部１２で拘束されて
いるために、矢印Ｓ₁，Ｓ₂方向の位相ずれはロケートピ
ン１３のすべりキー１７がキー溝２４に沿ってスライド
することで吸収されるのに対して、矢印Ｓ₁，Ｓ₂方向と
直交方向の位相ずれは基準ロケート部１２と偏心ブッシ
ュ１３との間の軸心間距離を半径とする円周方向の揺動
変位として表われ、この揺動変位量がスピンドルヘッド
６の回転方向（θ方向）での微調整代となる。

【００２７】例えば、図６は図４の状態を模式的に書き
表したもので、ここでは前記偏心ブッシュ１９が装着さ
れるスピンドル６を固定側とし、ロケートピン１３がす
べりキー１７にてキー結合されるベースプレート２を可
動側と仮定する。そして、図６の状態から、前記偏心ブ
ッシュ１９上に説明のために便宜上設けたマークＭがＭ
₁位置に位置するまで矢印Ｄ₁方向に偏心ブッシュ１９を
約９０度回転させると、ロケートピン１３はキー溝２４
に沿って偏心量ａだけ矢印Ｓ₁方向にスライドしながら
基準ロケート部１２を回転中心として矢印θ₁方向にα
だけ回転変位し、結果的にはこの回転変位αがスピンド
ルヘッド６側を固定側としたときのベースプレート２側
の微調整代となる。

【００２８】実際には、上記の実施例ではベースプレー
ト２が固定側でスピンドルヘッド６が可動側であること
から、図６に示した回転変位αがベースプレート２に対
するスピンドルヘッド６の微調整代となる。

【００２９】なお、図１〜図５に示した構造において、
前記スピンドルヘッド６の分解，再組立の必要が生じた
場合には、分解時には偏心ブッシュ１９から最初にロケ
ートピン１３を引き抜く一方、再組立時には最後にロケ
ートピン１３を挿入する。この時、前記偏心ブッシュ１
９を止めねじ２１によりハウジング８に固定しておけば
従前の調整位置は容易に再現できる。

【００３０】また、前記偏心ブッシュ１９を回転操作し
ないかぎりベースプレート２とスピンドルヘッド６は相
対回転しないので、回転方向（θ方向）の位置調整時以
外でのロケートピン１３自体の本来の位置決め機能も十
二分に保証される。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、断面円形
の基準ロケート部を基準として相互に組み付けられた二
部材の回転方向位置を微調整するための機構として、一
方の部材に中空円筒状の偏心ブッシュを回転可能に装着
するとともに、この偏心ブッシュ内にロケートピンを挿
入し、このロケートピンに一体に形成されたキー部材を
他方の部材のキー溝に嵌合させた構成としたため、従来
のように二部材を一旦分解することなく、しかもノック
ピンを打ち直したり交換することなしに二部材の回転方
向の相対位置を微調整することができるようになり、二
部材の位置決め精度の修正に要する工数と時間を大幅に
短縮できる。

【００３２】また、二部材を一旦分解したような場合で
も従前の位置決め調整位置をきわめて容易に再現するこ
とができ、二部材の位置決め精度修正のための操作性，
作業性が大幅に向上し、特にタレット型工作機械のタレ
ットヘッドとスピンドルヘッドとの位置決めに適用した
場合にその効果が著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図で図２の要部拡大断
面図。

【図２】本発明の一実施例を示す図でタレット型工作機
械の要部の構成説明図。

【図３】図２の左側面説明図。

【図４】図１のＱ方向矢視図。

【図５】図４のｂ−ｂ線に沿う断面説明図。

【図６】図４を模式化した作動説明図。

【図７】従来の多軸スピンドルヘッドの位置決め構造を
示す説明図。

【図８】図７の左側面説明図。

【符号の説明】

１…タレットヘッド ２…ベースプレート ６…多軸スピンドルヘッド ８…ハウジング １２…基準ロケート部 １３…ロケートピン １７…すべりキー １９…偏心ブッシュ ２４…キー溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面円形の基準ロケート部を基準として
   相互に組み付けられた二部材を、これら二部材のうち前
   記基準ロケート部から離れた位置に該基準ロケート部と
   平行に打ち込まれたロケートピンによって相互に位置決
   めするとともに、前記基準ロケート部を回転中心とした
   二部材の回転方向の相対位置を微調整可能に構成した二
   部材の位置決め装置であって、 一方の部材に中空円筒状の偏心ブッシュを回転可能に装
   着するとともに、この偏心ブッシュ内にロケートピンを
   挿入し、 他方の部材には、前記基準ロケート部の軸心とロケート
   ピンの軸心とを結ぶ中心軸線に沿ってキー溝を形成して
   なり、 前記ロケートピンには、前記偏心ブッシュに挿入される
   円筒状のロケート部と一体に前記キー溝にスライド可能
   に嵌合するキー部材を形成したことを特徴とする二部材
   の位置決め装置。