JPH0636731U - 主軸高さ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｙ軸方向に寸法補正制御系を有しない工作機
械等の主軸のＹ軸方向の変位を微細に、かつ高精度に補
正し得る簡便構造の補正装置を提供する。 【構成】 主軸台を主軸のほぼ水平中心線上で上部支持
ケース１と下部支持ケース２に分割し、互いに相対向し
て形成される取付フランジ面５と取付座面７間の一方側
に基準ロッド１０を挟持し他方側にくさび機構部１５を
挟持し、該くさび機構部１５を作動して上部支持ケース
１を基準ロッド１０を中心に回動し主軸３の高さ補正を
行う。また、スプリング１４を介設する締付具１３と介
設しない締付具（図略）を用いて補正後の上部支持ケー
ス１と下部支持ケース２を固定する。また、下部支持ケ
ース２を低熱膨脹材で形成し、熱変位の低減を図る。 【効果】 高さ補正が円滑に、かつ機械的に容易に行わ
れる。また、高精度の微細調整が可能になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、Ｙ軸方向（上下方向）の寸法補正制御系を有していない工作機械等 の主軸の高さ方向（Ｙ方向）の補正装置に係り、特に、高さ方向の熱変位が少な く、かつ高精度の高さ補正が可能な主軸高さ補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、スクロール形状の部材を加工するスクロール加工機等においては、加 工物を回転すると共に、それに同期して工具をＸ方向に移動する比較的簡単な構 造のものから形成されるものがある。この場合、その制御系も回転角（θ）とＸ 方向の移動量の制御を行うものからなり、高さ方向、すなわち、Ｙ方向の制御系 を設けない場合が多い。例えば、図５に示すように、主軸台２１に主軸３が枢支 されている場合に、前記したようにＹ方向の補正手段が無い場合には主軸台２１ が熱膨脹すると、その分だけ主軸３の高さが変位する。そのため、従来技術では 、主軸台２１や主軸３の温度上昇を極力低減させる冷却手段が付設され、熱膨脹 による変位を低減するようにしていた。また、主軸台２１を低熱膨脹材から形成 し、熱変位を制限していた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図５に示すような主軸台構造の場合、主軸台２１および主軸３ に冷却手段を設けても主軸３の高さ方向の熱変位を完全に抑えることは困難であ り、高精度加工が出来ない問題点があった。また、低熱膨脹材を採用することに より前記問題点はある程度解消されるが、低熱膨脹材は高価なものであり、主軸 台２１は全体を低熱膨脹材で形成すると極めて高価なものになる問題点がある。

【０００４】 図５の主軸台構造の替りに図４に示す主軸台構造を採用すると主軸３の高さ方 向の熱膨脹変位が低減する。すなわち、主軸台を主軸３の中心線に沿って上部ケ ース２２と下部ケース２３とに分割し、上部ケース２２内で主軸を枢支する。こ の場合、上部ケース２２は主軸の水平中心線上で支持される。前記主軸台構造の 場合には下部ケース２３の熱膨脹の影響が主軸３側に伝達されないため主軸３の 高さ方向の熱変位が低減する。しかしながら、この主軸構造の場合にも主軸３は 高さ方向にある程度変位するため依然として高精度加工の出来ない問題点がある 。

【０００５】 本考案は、図４に示した主軸台構造が熱変位を低減するに効果的であることに 着目し、主軸台構造を図４に類似する構造にすると共に、前記上部ケースと下部 ケース間に簡便構造の高さ補正装置を設け、主軸の高さ方向の微細な、かつ高精 度の補正を可能にするようにした主軸高さ補正装置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】

本考案は、以上の目的を達成するために、主軸を枢支するケース本体と主軸の 水平中心線にほぼ沿って前記ケース本体の両側に張り出す取付フランジ面を有す る上部支持ケースと、前記取付フランジ面と相対向する位置に取付座面を形成す ると共に前記ケース本体の下方半円弧部が入り込む凹部を形成してなる下部支持 ケースを有する主軸台の前記主軸の中心高さの補正装置であって、前記取付フラ ンジ面と取付座面間の一方側に、主軸中心と同一高さに中心を有する基準ロッド を主軸軸線方向に沿って配置し該ロッドを前記両面で挟持すると共に、他方側に 、前記取付フランジ面と取付座面間に挟持され両面を互いに近接又は離隔する方 向に移動するくさび機構部を介設し、前記取付フランジ面と取付座面間には両面 を連結固定する締付具を架設するようにした主軸高さ補正装置を構成する。更に 、具体的に、複数本の前記締付具の内の一部のものを弾性部材を介して取り付け るようにし、かつくさび部材による高さ構造を容易に行わしめると共に、少なく とも下部支持ケースを低熱膨脹材から形成して補正装置自体の熱変位を極力低減 することを特徴としている。

【０００７】

【作用】 上部支持ケースと下部支持ケースを連結固定する締付具を弛めることにより、 両者は締付具に当接係合する弾性部材の弾性力に支持された状態で連結される。 くさび機構部を作動すると、上部支持ケースが基準ロッドを中心として回動する 。主軸は上部支持ケース内に枢支されるため、上部支持ケースの回動により主軸 の中心点が高さ方向に変位する。それにより、高さ補正が行われる。補正完了後 には締付具を締め込むことにより上部支持ケースと下部支持ケースが連結固定さ れ、主軸は補正位置で固持される。なお、基準ロッドの中心は主軸の水平中心線 上にあるため、基準ロッドを中心として上部支持ケースが回動すると、主軸の中 心が直接変位し、高精度で、かつ微細な高さ補正を行うことが出来る。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づき説明する。図１は本実施例の全体構造 を示す横断面図であり、図２は締付具まわりの断面を含む図１のＡ矢視の側面図 であり、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【０００９】 図１に示すように、上部支持ケース１は主軸３をメタル６を介して枢支するケ ース本体４と、主軸３の水平中心線にほぼ沿ってケース本体４の両側に張り出す 取付フランジ面５，５から形成される。すなわち、上部支持ケース１は取付フラ ンジ面５の下方側にケース本体４の一部が半円弧状に垂下した形状のものから形 成される。一方、下部支持ケース２は取付フランジ面５，５に相対向する位置に 取付座面７，７を有すると共に、ケース本体４の半円弧状の部分の入り込む凹部 ８を形成するブロック体からなる。なお、下部支持ケース２には図１に示すよう に主軸送り用のナット部９が一体的に形成される。

【００１０】 図１および図３に示すように、取付フランジ面５と取付座面７間の一方側には 基準ロッド１０が軸受ブッシュ１１，１２を介して挟持される。なお、軸受ブッ シュ１１および１２は取付フランジ面５および取付座面７に固着されると共に基 準ロッド１０を枢支するための半円弧部がそれぞれ形成される。また、基準ロッ ド１０は図１に示すようにその中心点を主軸３の中心と一致する部位に配置され 、主軸３の軸線方向に沿って配置される。また、図３に示すように、取付フラン ジ面５と取付座面７とを連結する複数本の締付具１３はボルト状部材からなり、 基準ロッド１０を貫通して配置される。また、複数本の締付具１３の内の一部（ 図示では２本）は弾性部材であるスプリング１４を介して取付フランジ面５側に 取り付けられる。

【００１１】 一方、取付フランジ面５と取付座面７の他方側にはくさび機構部１５が介設さ れる。くさび機構部１５は、取付フランジ面５および取付座面７に固着され内部 に傾斜面を形成するテーパ駒１６，１６と、テーパ駒１６の内面の傾斜面に当接 係合するテーパ面を形成するくさび駒１７と、くさび駒１７内を貫通すると共に 、その頭部１８をテーパ駒１６側に付着してなる締結ボルト１９と、締結ボルト １９に螺着するナット部材２０等からなる。なお、締結ボルト１９をナット部材 ２０で締め付けることによりくさび駒１７がその軸方向に沿って移動しテーパ駒 １６，１６を開き側又は閉じ側に押圧する。それにより、取付フランジ面５と取 付座面７とは互いに近接又は離隔する方向に移動可能になる。図２に示すように 、くさび機構部１５の配設側にも締付具１３が配置され、取付フランジ面５およ び取付座面７を連結して固定する。また、図３と同様に締付具１３の一部はスプ リング１４を介して取付フランジ面５側に連結される。

【００１２】 次に、本実施例の作用を説明する。図１に示すように、上部支持ケース１は基 準ロッド１０およびくさび機構部１５を介して下部支持ケース２上に支持される 。なお、前記したように基準ロッド１０の中心は主軸３の中心と同一高さにあり 、くさび機構部１５のくさび駒１７の軸線は主軸３の水平中心線に一致する。以 上により、主軸３はその水平中心線上で下部支持ケース２側に支持される。主軸 の高さを補正する場合には取付フランジ面５と取付座面７とを連結固定する締付 具１３の内、スプリング１４を介設しないものは締結を解除する。そのため、上 部支持ケース１は下部支持ケース２側にスプリング１４を介して弾性支持される 。締結ボルト１９に螺合するナット部材２０を押し込むと、くさび駒１７のテー パによりテーパ駒１６が押し上げられる。そのため、上部支持ケース１は基準ロ ッド１０を中心にして図１における反時計方向に回動させられる。その結果、主 軸３の中心点はほぼＹ方向に沿って上昇する。逆に、ナット部材２０を緩めてく さび駒１７を引き下り方向に移動させると、それに当接するテーパ駒１６がくさ び駒１７に伴って移動し、上部支持ケース１を基準ロッド１０を中心として時計 方向に回動させる。その結果、主軸３の中心点はほぼＹ方向に沿って下降する。 以上により、主軸３の高さ方向の補正が行われる。なお、くさび駒１７の押し込 みおよび引き下げは微細調整可能のため、主軸３の高さ補正は極めて高精度に行 われる。高さ補正が終了したらすべての締結ボルト１９を締め込み、主軸３を補 正された高さ位置に固定する。

【００１３】 次に、本実施例において下部支持ケース２を低熱膨脹材で形成した場合の作用 を説明する。下部支持ケース２が普通の熱膨脹材から形成されると、下部支持ケ ース２は大きく熱変化する。その変化は基準ロッド１０およびくさび機構部１５ を上下方向に沿って移動させる。そのため、上部支持ケース１内に枢支されてい る主軸３の高さが変化する。この変化は前記した補正装置により補正可能である 。しかしながら、下部支持ケース２等の熱変位を極力低減させて主軸高の補正精 度を向上させることが必要になる。そのため、本実施例では下部支持ケース２を 低熱膨脹材から形成する。それにより、下部支持ケース２の熱変位量を低減する ことが可能になる。

【００１４】 本考案は、主軸を水平中心線上で支持すると共に、基準ロッドを中心にして上 部支持ケースを回動すべくくさび機構部を設けた点に特徴を有するものであり、 上部および下部支持ケース１，２の形状や基準ロッド１０およびくさび機構部１ ５の詳細構造については図示のものに限定しない。

【００１５】

【考案の効果】

本考案によれば、次のような顕著な効果を奏する。 （１）主軸台を主軸の水平中心線上で２分割し、上部支持ケースを基準ロッドお よびくさび機構部を介して下部支持ケース側で支持する構造にすることにより、 熱変位の影響を大巾に低減することが出来る。 （２）上部支持ケースを基準ロッドを中心にしくさび機構部の作動により回動す ることにより、主軸の高さ補正が容易に、かつ高精度に出来る。 （３）くさび機構部の出入により高さ補正を行うため、微細調整が可能になる。 （４）支持構造が基準ロッドとくさび機構部から構成されるため、構造が簡単で 容易に実施することが出来る。 （５）締付具を弾性支持することにより、高さ補正が円滑に行われ、高精度補正 が出来る。また、弾性部材を介設しない締付具を採用することにより高さ補正後 の上部および下部支持ケースの連結固定が確実に行われる。 （６）少なくとも下部支持ケースを低熱膨脹材で形成することにより、主軸の熱 変位を大巾に低減することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の全体構造を示す横断面図で
ある。

【図２】締付具の断面を含む図１のＡ矢視の側面図であ
る。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】分割型の主軸構造の概要を示す横断面図であ
る。

【図５】従来の主軸台構造を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ 上部支持ケース ２ 下部支持ケース ３ 主軸 ４ ケース本体 ５ 取付フランジ面 ６ メタル ７ 取付座面 ８ 凹部 ９ ナット部 １０ 基準ロッド １１ 軸受ブッシュ １２ 軸受ブッシュ １３ 締付具 １４ スプリング １５ くさび機構部 １６ テーパ駒 １７ くさび駒 １８ 頭部 １９ 締結ボルト ２０ ナット部材

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸を枢支するケース本体と主軸の水平
   中心線にほぼ沿って前記ケース本体の両側に張り出す取
   付フランジ面を有する上部支持ケースと、前記取付フラ
   ンジ面と相対向する位置に取付座面を形成すると共に前
   記ケース本体の下方半円弧部が入り込む凹部を形成して
   なる下部支持ケースを有する主軸台の前記主軸の中心高
   さの補正装置であって、前記取付フランジ面と取付座面
   間の一方側に、主軸中心と同一高さに中心を有する基準
   ロッドを主軸軸線方向に沿って配置し該ロッドを前記両
   面で挟持すると共に、他方側に、前記取付フランジ面と
   取付座面間に挟持され両面を互いに近接又は離隔する方
   向に移動するくさび機構部を介設し、前記取付フランジ
   面と取付座面間には両面を連結固定する締付具を架設す
   ることを特徴とする主軸高さ補正装置。
2. 【請求項２】 前記複数本の締付具の内の一部が弾性部
   材を介して前記取付フランジ面および取付座面に締結さ
   れるものである請求項１に記載の主軸高さ補正装置。
3. 【請求項３】 上部支持ケースと下部支持ケースの内、
   少なくとも下部支持ケースが低熱膨脹材から形成されて
   なる請求項１に記載の主軸高さ補正装置。