JPH0627281Y2 - ４ポジション位置選択機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、主軸台移動型自動旋盤に於ける移動側基盤
に各種の複数装備の加工作用部材を定位置固定に設定さ
れた被加工材に対しての加工位置と非加工待機位置との
４ポジションに交互に移動させることのできる位置選択
機構に関する。

「従来の技術」 棒材加工用自動旋盤の１つである主軸台移動型自動旋盤
は、棒材をチャックして回転させる主軸と、この主軸に
軸方向の直進動作を与えるためベッド上を摺動する主軸
台と、この主軸台の摺動方向と直交する方向に移動動作
を与えられる刃物台と、この刃物台に取付けられ上記棒
材を切削加工するバイト、ドリル等の各種刃物と、棒材
を加工位置の近傍を支持して切削による工作材料のたわ
み変形を防止するガイドブッシュとにより主要な構成が
なされている。

すなわち、上記主軸にチャックされ、かつ回転運動を付
与された棒材は、主軸台の摺動により軸方向に送りがな
され、上記刃物台に取付けられた所定の刃物により切削
加工される。

従って、ガイドブッシュを使用しているため、切削力に
対する剛性が高く、細長部品を精度よく加工するのに適
しており更に、横穴明やキー溝加工、背面加工等の二次
加工も各種アタッチメントを使用することにより単一の
旋盤で行なうことに特徴を有している。

その一例を第２図〜第４図にて説明する。

第２図には数値制御化した自動盤の側面図が示してあ
る。

数メートルもある長い棒状のワーク１は、主軸台２の後
方からそれを貫通させ、これを主軸のチャック３でしっ
かりとつかませるとともに、ワーク先端はベッド４の上
へ高剛度に据付けたブッシュ台フレーム５をも貫通させ
る。

そして、主軸台２を数値制御されたサーボモータ６の駆
動機構系で直線送りすると同時に、ブッシュ台フレーム
５の前面にワーク１を中心にして放射状に配置した刃物
台7A〜7Eおよびそれにアタッチした刃物8A〜8Eも数値制
御されたサーボモータ９，９の駆動機構系でシーケンス
的に送り、ワーク１を一貫して高能率に切削加工する構
成となっている。

ブッシュ台の正面をより詳しく表わすと、第３図に示す
通りである。

同図にはワーク１を中心にして放射状に、しかも左右２
組のものは相対向する配置で合計５台の刃物台7A〜7Eが
設置してあり、それを２台のサーボモータ９，９により
駆動する構成としてある。

刃物台7A〜7Eにアタッチしたツールホルダ10…を利用
し、必要な種類の刃物8A〜8Eが正確に心出しして取付て
ある。

ブッシュ台フレーム５と刃物台7A〜7Eとの関係構造は第
４図に明示され、図示の如くブッシュ台フレーム５の中
心部に、ワーク１を貫通させてこれを保持し、切削時の
ワーク１に回転ぶれを生じさせないためのガイドブッシ
ュ11が取付てある。

また、駆動機構の詳細は省略したが、サーボモータ９の
出力を送りねじ軸12へ伝達し、これとボールねじ対偶を
構成する親ナット13，軸方向へ高精度に潤滑自在なスラ
イダー14に固定し、スライダー14から突出させた大径の
ピン15または16を、相対向して対をなす配置関係にある
刃物台7A〜7Dの底面にそれぞれ固定したＬ字形のブロッ
ク18の背後から接触させ、サーボモータ９の正・逆方向
２種類の回転を利用して、２台の刃物台7A,7Dもしくは7
B,7Eを個別に送る構成としてある。

第４図中19は刃物台をバック動作させるための圧縮状態
のコイルばねである。

上記の例では複数の加工作用部材は全て加工作業線上に
常時位置し、進行すれば加工作業をなすことが出来る。

上述の如く、一般に主軸台移動型自動旋盤では、主軸で
高速回転させた棒材の切削部位の近傍をガイドブッシュ
で回転自在に支持して棒材のたわみ変形を防止して加工
するように構成されている。

上述の第２図〜第４図のものでは複数の加工作用部材
（刃物）は全て予じめ加工作業線上に位置して割り出し
不要で、進行をすれば加工作業を出来るものとなってい
るが、各個に進退機構を装備しなければならないのに対
し、加工用部材を列状配置にて装備の取付基盤自体を進
退機構で被加工材に対して接離可としておき、当該加工
用部材をその取付基盤上にて加工位置と非加工待機位置
との４ポジションに交互に変移可とするならば、加工，
非加工位置移動のための進退機構は単一で良く、大巾に
スペースの少化が図られることとなることから本出願人
は特願昭62-117700号にて新機構を提案している。

その要旨とするところは、切削刃の如き加工作用部材の
取付基盤としてのスライダー並びに当該スライダーのス
ライドガイド基盤としてのスライド台双方に対し分離構
成の双胴シリンダーブロックに装備の２つのピストンロ
ッドの一方を該スライド台側に固定させて該シリンダー
ブロックをスライド台に対して当該ピストンロッドのス
トローク分の２極限位置に移動可とすると共に他方のピ
ストンロッドを該スライダー側に固定させてスライダー
をシリンダーブロックに対して当該ピストンロッドのス
トローク分の極限位置に移動可として、結局スライダー
をスライド台に対して４つの異なる位置に移動可とした
点にある。

以下、これを第５図〜第９図に基づいて詳細に説明す
る。

第５図ａ〜ｄは蓋する態様に取付くスライダーを取り除
いて視た当該機構の半断正面図，左側面図，右側面図，
ａ図中ｄ〜ｄ矢視図，第６図ａ〜ｄは叙上機構の４ポジ
ション位置時の態様図、第７図は加工用部材を装備のス
ライダー取付き態様図、第８図ａ〜ｃは４ポジションの
位置関係説明図、第９図ａ，ｂは４ポジション位置選択
機構を装着した主軸台移動型自動旋盤のガイドブッシュ
フレームの表，裏面図である。

図中21はシリンダー21aと21bとを有する双胴のシリンダ
ーブロックで、このものはスライド台22に刻設の収容凹
溝22a内に該スライド台22並びに当該凹溝22aに蓋する態
様に組付くスライダー23の双方に対して非接触の分離し
た状態に下記の如く配設される。

シリンダー21a,21bは夫々ピストン24,25並びにシリンダ
ー蓋26,26′，27,27′を有し、相互のストロークは異な
ることはあっても各個同期作動にするためシリンダー容
積は同一に設計されねばならない。

ピストン24を保持するシリンダー蓋26はスライド台22に
固定された給油スリーブ28により保持され、又反対側の
シリンダー蓋26′はスライド台22に固定された給油スリ
ーブ29に保持されている。

ピストン24の一方の先端には位置調整ネジ30が付形さ
れ、これはスライダー23に固定されたブラケット31に止
められる。

しかして、ピストン24とスライダー23とは一体関係とな
る。

一方ピストン24の他方端はシリンダー蓋26′の先端に設
けた位置調整ネジ32に突き当たる。

ピストン25の一方端はシリンダー位置決めカラー33及び
シリンダー固定ナット34によりスライド台22に固定され
る。

しかして、ピストン25とスライド台22とは一体関係とな
る。

一方ピストン25の他方端はスライド台22に螺着の中空位
置調整ネジ35に保持されている。

しかして、スライド台22，スライダー23のいずれとも分
離関係にあって凹溝22a内に浮遊状態にあるシリンダー
ブロック21はピストン25の作動によって、そのストロー
ク分往復移動される。

そして、これに伴いシリンダー蓋26は給油スリーブ28内
を又、シリンダー蓋26′は給油スリーブ29内を同ストロ
ーク分シリンダーブロック21と共にスライドする。

叙上構成によりピストン24,25の両極限位置姿勢の組合
わせにより、第６図ａ〜ｄに示される如くスライダー23
は４ポジション位置に置かれることとなる。

尚、叙上図に於いては、シリンダー21a,21bの両端に連
絡される油路Ａ〜Ｄ（塗りつぶして表示）はシリンダー
ブロック21の両端にフレキシブルホースを接続する通常
の手段を採ることなく給油スリーブ，シリンダー蓋，ピ
ストンロッド等の本機構を構成する対偶部材内に相対的
変位に対応し得る設計にて刻設してなるとしているが、
これによって各対偶部材は同温度下に設定されることと
なり、膨脹差による作動精度の低下が解消される。又、
最大の発熱体となるシリンダーブロック21は上述の如く
凹溝22a内にスライド台22並びにスライダー23と分離し
た態様で浮遊状態にあるので、断熱空間が介在し、伝熱
することがなく、伝熱膨脹による不都合が回避され好適
である。

叙上機構に切削刃36a〜ｅを装備のスライダー23を覆着
した態様を第７図に示す。

図中矢印37はスライド台22の進退方向，矢印38はスライ
ダー23の移動方向を示す。

尚，第７図中39,39′は上記スライド台22の進退ガイド
ライナーである。

次に、第６図ａ〜ｄの各ポジションを詳述する。すなわ
ち、 ｉ）ポジション〔１〕に於いては、油路Ａ，Ｄに注油
し、ブラケット31に給油スリーブ28に突き当たる姿勢に
取り付けた位置調整ネジ40によって位置調整を行う。

ii）ポジション〔２〕に於いては、油路Ａ，Ｃに注油
し、位置調整ネジ32によって位置調整を行う。

iii）ポジション〔３〕に於いては、油路Ｂ，Ｄに注油
し、位置調整ネジ35によって位置調整を行う。

iv）ポジション〔４〕に於いては、油路Ｂ，Ｃに注油
し、位置調整ネジ30によって位置調整を行う。

しかして、各ポジションの位置調整が行えると共に、ポ
ジション選択が油路の切換により、どのポジションから
も容易にかつ安定した位置選択を同じスピードで極限位
置に向けてのため迅速にポジション選択ができる。

さらに、極限付近では油の逃路が隘路となって抵抗が高
まり、自動ブレーキの作用をして衝撃を生じさせない利
点がある。

第６図を簡略化して示すと第８図ａの如くなる。尚、同
図では、ピストン24のストロークをピストン25のストロ
ークβの２倍に設定し、ｂ図に示す等ピッチの４ポジシ
ョンとした場合を示す。

ピストン24のストロークを例えばα（≠２β，＞β）に
設定するとＣ図の如くポジション〔２〕と〔３〕との間
を拡げたりすることが自在である。

前記の進退ガイドライナー39,39′をブッシュ台フレー
ムに傾斜させて構成した態様が第９図a,bに示される。

これによるとスライド台22は常時自重滑降付勢力が付与
されるので、同方向へのスライド台22の移動はなめらか
であると共に小駆動力で済むこととなるうえ、切削時の
反力を自重で吸収し得る合理性がある。

図中43はスライド台22進退駆動用のサーボモータ，44は
当該サーボモータ43に装備のボールネジ及びナットによ
るリードスクリュー・ナット機構，45は当該リードスク
リュー・ナット機構44に付加するを良しとするロード装
置を示す。

尚、叙上構成により切削刃36a〜ｅは４ポジションに位
置決めされてスライド台22の移動により加工材料に対し
変径切削加工を施こす。

又、該36aに対向して反対側に位置された36eは36aの位
置決めのもとで加工に入る。

つまり、計５本の切削刃を作動させ得る。

図中41はガイドブッシュフレーム，42はガイドブッシュ
を夫々示す。

尚、叙上の４ポジション位置選択機構にあっては、特願
昭62-265847号に提案する如く、所定のシリンダー介在
により、ポジションの増加は容易である。

叙上４ポジション位置選択機構にあっては、既述の如
く、スライド台22に対するスライダー23の組付きは、ア
リ溝係合46を介してなされ、また、ガイドブッシュフレ
ーム41に対するスライド台22の組付きは、ガイドライナ
ー39,39′を介してなされ、夫々、スライダー23の矢印3
8で示される移動とスライド台22の矢印37で示される移
動を確保している（第５図ｂ〜ｄ）。

「考案が解決しようとする課題」 上記アリ溝係合46に直交して切削時に於ける主軸１の半
径方向についての振動が加わり、又、ガイドライナー3
9,39′に直交して切削時に於ける主軸１の法線方向につ
いての振動が加わるが、いずれの反力受け部も面接触摺
動の構成であり、当該面接触部は、滑らかな摺動を期す
るべく接触面間に対しては潤滑油の供給がなされるが、
当該潤滑油の供給は、通常間欠的（常時供給は、ドレー
ン配備が伴ない装置が煩雑となる。）であり、供給時に
生じる油膜厚変動は切削刃の主軸１の半径方向について
の変位、偏芯変位をもたらし、精度上の限界をもたらし
ている。

尚、接触面間の遊びを少なくすると、接触面間に吸着現
象が発生し、摺動が困難になるため、採択不可である。

本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、叙上
の面接触摺動部をほとんど遊び間隙が存在しないが吸着
現象を生じない、給油の必要のないところのＶ溝係合で
構成して、高精度化、給油装置不要で簡素化された４ポ
ジション位置選択機構を提供しようとするものである。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本考案における４ポジショ
ン位置選択機構は、切削刃の取付基盤としてのスライダ
ー並びに当該スライダーのスライドガイド基盤としての
スライド台双方に対し分離構成の双胴シリンダーブロッ
クに装備の２つのピストンロッドの一方を該スライド台
側に固定させて該シリンダーブロックをスライド台に対
して当該ピストンロッドのストローク分の２極限位置に
移動可とすると共に他方のピストンロッドを該スライダ
ー側に固定させてスライダーをシリンダーブロックに対
して当該ピストンロッドのストローク分の極限位置に移
動可として、結局スライダーをスライド台に対して４つ
の異なる位置に移動可としてなる４ポジション位置選択
機構に於いて、スライド台に対するスライダーの組付き
並びにガイドブッシュフレーム４に対するスライド台の
組付きを、接触面表面にグレイアルミナＡ等のセラミッ
クを溶射し、二硫化モリブデン等の潤滑油を塗布してな
るＶ溝係合よりなるとしたものである。

「作用」 Ｖ溝係合の面接摺動面は、グレイアルミナＡ等のセラミ
ックによる高耐摩耗性でもって、又、二硫化モリブデン
等の潤滑油の高耐久油膜によって、給油の必要の無い、
摺動面が提供される。

さらに、叙上セラミック層に連続気泡が形成されてある
ことにより、間隙を少なくして面精度を高めても、吸着
現象は発生せず、よって、自動旋盤の精度を高めること
が出来る。

「実施例」 実施例について図面を参照して説明する。

第１図ａ〜ｄは既述の第５図ａ〜ｄに相当する本案構成
を表わした図で、図中47，…は、該アリ溝係合46並びに
ガイドライナー39,39′に代えて摺動面に配設されたＶ
溝係合である。

当該Ｖ溝係合47は、楔状の凸側部材47aは摺動面に対す
る直角方向からなされるセラミック溶射48が全面につい
て可能のため単一構成で良いが、溝体の凹側部材47b
は、摺動面に対する直角方向からなされるセラミック溶
射48が溝底部にて不可能であるので、溝底にて二分割し
て溶射48が可能な形態にして、後で組合わせるものとな
っている。

採用されるセラミックとしては、単に耐摩耗性のみから
選択するものではなく、間隙を少なくして面精度を高め
た際に、吸着現象を生じることのない、表層に通気路を
形成する連続気泡を有するものが選ばれる。例えば、グ
レイアルミナＡである。

当該セラミック層表面には、油塗布にて、油膜を形成さ
せるが、耐久油膜を提供する二硫化モリブデン等が好適
である。

図示例では、叙上セラミック溶射48は、摺動両面に施こ
されてあるが、片面のみであっても差し支えは無い。

尚、前記の連続気泡部は、前記の油の保持部ともなる。

しかして、ここに、間隙を少なく面精度を高めても不都
合な吸着現象を呈することのない、高耐摩耗性の摺動部
が提供される結果、４ポジション位置選択機構にあっ
て、大巾な精度アップが可能となる。

「考案の効果」 ４ポジション位置選択機構の精度が一段と向上すると共
に給油装置が不要撤去されるので簡素化される。さら
に、摺動部にセラミック層が介在することによって熱伝
導が遮断されるため、採用鋼材を熱伝導性が良くても加
工性に優れるＮｉ含有のものにし得る利点が生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄは、本案施行部を示す要部図、第２図〜第
４図は主軸台摺動型自動旋盤の一例の説明図、第５図〜
第８図は本出願人が先行出願にて提案の４ポジション位
置選択機構の説明図、第９図ａ，ｂは前記４ポジション
位置選択機構を装着した主軸台移動型自動旋盤のガイド
ブッシュフレームの表，裏面図である。 46…アリ溝係合、47…Ｖ溝係合、47a…凸側部材、47b…
凹側部材、48…セラミック溶射。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】切削刃の取付基盤としてのスライダー並び
   に当該スライダーのスライドガイド基盤としてのスライ
   ド台双方に対し分離構成の双胴シリンダーブロックに装
   備の２つのピストンロッドの一方を該スライド台側に固
   定させて該シリンダーブロックをスライド台に対して当
   該ピストンロッドのストローク分の２極限位置に移動可
   とすると共に他方のピストンロッドを該スライダー側に
   固定させてスライダーをシリンダーブロックに対して当
   該ピストンロッドのストローク分の極限位置に移動可と
   して、結局スライダーをスライド台に対して４つの異な
   る位置に移動可としてなる４ポジション位置選択機構に
   於いて、スライド台に対するスライダーの組付き並びに
   ガイドブッシュフレームに対するスライド台の組付き
   を、接触面表面にグレイアルミナＡ等のセラミックを溶
   射し、二硫化モリブデン等の潤滑油を塗布してなるＶ溝
   係合よりなるとしたことを特徴とする４ポジション位置
   選択機構。