JPS61146441A - 工作機械の主軸ヘツドバランス装置 - Google Patents
工作機械の主軸ヘツドバランス装置Info
- Publication number
- JPS61146441A JPS61146441A JP26682584A JP26682584A JPS61146441A JP S61146441 A JPS61146441 A JP S61146441A JP 26682584 A JP26682584 A JP 26682584A JP 26682584 A JP26682584 A JP 26682584A JP S61146441 A JPS61146441 A JP S61146441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lever
- spindle head
- load sharing
- tension spring
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/001—Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine
- B23Q11/0017—Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine compensating the weight of vertically moving elements, e.g. by balancing liftable machine parts
- B23Q11/0025—Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine compensating the weight of vertically moving elements, e.g. by balancing liftable machine parts using resilient means, e.g. springs, hydraulic dampers
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「技術分野」
本発明は、上下動する主軸ヘッドを有する工作機械のバ
ランス装置に関し、特にばねを用いた主軸ヘッドバラン
ス装置に関する。
ランス装置に関し、特にばねを用いた主軸ヘッドバラン
ス装置に関する。
「従来技術およびその問題点」
この種のバランス装置としては従来、重錘、空気圧、油
圧、ばね等が用いられている。これらのバランス手段は
、その工作機械の種類、主軸ヘッドの重量、設置場所、
スペース、コスト等を勘案して選択使用されている。こ
のうちばねを用いたものは、取付スペースが少なくて済
み、また特別な付属装置を必要としないという利点があ
る。しかし、従来のばね利用のバランス装置は、主軸ヘ
ッドとばねとを直結する構造であるため、上昇端と下降
端とで、主軸ヘッドに加わるばね荷重が大きく変化して
しまう、このためヘッドの駆動機構の荷重負担が大きく
なり、主軸ヘッドの移動にスムースさを欠き、ひいては
機械寿命を縮めるという問題があった。
圧、ばね等が用いられている。これらのバランス手段は
、その工作機械の種類、主軸ヘッドの重量、設置場所、
スペース、コスト等を勘案して選択使用されている。こ
のうちばねを用いたものは、取付スペースが少なくて済
み、また特別な付属装置を必要としないという利点があ
る。しかし、従来のばね利用のバランス装置は、主軸ヘ
ッドとばねとを直結する構造であるため、上昇端と下降
端とで、主軸ヘッドに加わるばね荷重が大きく変化して
しまう、このためヘッドの駆動機構の荷重負担が大きく
なり、主軸ヘッドの移動にスムースさを欠き、ひいては
機械寿命を縮めるという問題があった。
「発明の目的」
本発明は、ばねを利用した簡単な構造のバランス装置で
ありながら、上昇端と下降端において主軸ヘッドに加わ
るばね荷重の変化が小さく、したがって主軸ヘッドの駆
動機構の荷重負担を小さくすることができる、作動特性
および機械寿命に擾れた主軸ヘッドバランス装置を得る
ことを目的とする。
ありながら、上昇端と下降端において主軸ヘッドに加わ
るばね荷重の変化が小さく、したがって主軸ヘッドの駆
動機構の荷重負担を小さくすることができる、作動特性
および機械寿命に擾れた主軸ヘッドバランス装置を得る
ことを目的とする。
「発明の概要」
本発明は、主軸ヘッドとばねとを直結するのではなく、
主軸ヘッドを支持する本体に枢着した荷重分担レバーと
、主軸ヘッドとをワイヤ等の可撓連結体を介して連結し
、この荷重分担レバーをばね手段により主軸ヘッドが上
昇する方向に回動付勢したことを特徴としている。荷重
分担レバーは、主軸ヘッドの重量の一部がその軸方向に
加わる方向に向けられており、したがって、バネ手段と
主軸ヘッドとを直結する場合に比し、上昇端と下降端に
おいて主軸ヘッドに加わるばね荷重の変化を小さくする
ことができる。
主軸ヘッドを支持する本体に枢着した荷重分担レバーと
、主軸ヘッドとをワイヤ等の可撓連結体を介して連結し
、この荷重分担レバーをばね手段により主軸ヘッドが上
昇する方向に回動付勢したことを特徴としている。荷重
分担レバーは、主軸ヘッドの重量の一部がその軸方向に
加わる方向に向けられており、したがって、バネ手段と
主軸ヘッドとを直結する場合に比し、上昇端と下降端に
おいて主軸ヘッドに加わるばね荷重の変化を小さくする
ことができる。
「発明の実施例」
以下図示実施例について本発明を説明する。第１図にお
いて、１１は工作機械の本体、１２は本体１１の案内面
１３に上下動可能に支持した主軸ヘッドである。主軸ヘ
ッド１２には工具が取り付けられ、図示しない駆動機構
による上昇工程または下降工程において、ワークに加工
がなされる。
いて、１１は工作機械の本体、１２は本体１１の案内面
１３に上下動可能に支持した主軸ヘッドである。主軸ヘ
ッド１２には工具が取り付けられ、図示しない駆動機構
による上昇工程または下降工程において、ワークに加工
がなされる。
本体１１には、案内面１３の直上位置にブー９１４が回
転自在に支持されており、また軸１５によって荷重分担
レバー１６が枢着されている。そしてこの荷重分担レバ
ー１６の先端部と、主軸へラド１２とは、プーリ１４に
中間部分が掛けられた。巨視的には伸びないワイヤ１７
によって接続されている。
転自在に支持されており、また軸１５によって荷重分担
レバー１６が枢着されている。そしてこの荷重分担レバ
ー１６の先端部と、主軸へラド１２とは、プーリ１４に
中間部分が掛けられた。巨視的には伸びないワイヤ１７
によって接続されている。
本体１１の下部ばね掛け１９と、荷重分担し／＜−１６
との間には、引張ばね１８が張設されており、荷重分担
レバー１６を主軸ヘッド１２が上昇する方向に回動付勢
している。−なおワイヤ１７および引張ばね１８は、と
もに荷重分担レバー１６先端の軸２１に固定したもので
ある。
との間には、引張ばね１８が張設されており、荷重分担
レバー１６を主軸ヘッド１２が上昇する方向に回動付勢
している。−なおワイヤ１７および引張ばね１８は、と
もに荷重分担レバー１６先端の軸２１に固定したもので
ある。
上記構成の本装置は、主軸へラド１２が上下動すると、
それに伴ない荷重分担ンバー１６が軸１５を中心に回動
し、引張ばね１８が伸縮する。
それに伴ない荷重分担ンバー１６が軸１５を中心に回動
し、引張ばね１８が伸縮する。
荷重分担レバー１６にはこの際、主軸ヘー、ド１２の重
量Ｗの一部が圧縮力として作用する。
量Ｗの一部が圧縮力として作用する。
いま第２図に示すように、荷重分担レバー１６が主軸ヘ
ッド１２の反対側上方に水平方向とθの角度をなす状態
で突出し、この状態でバランスしているとする。そして
ワイヤ１７が水平に、引張ばね１８が垂直に、それぞれ
荷重分担レバー１６の先端に接続されている最も簡単な
状態を考える。このとき、荷重分担レバー１６を回動さ
せる力をＴ、主軸ヘッド１２の重量をＷ、荷重分担レバ
ー１６に作用する圧縮力をＰ、引張ばね１８による引張
力をＱとし、さらに荷重分担レバー１６の法線とワイヤ
１７および引張ばね１８のなす角度をそれぞれα、βと
する。すると荷重分担レバー１６回りの力のバランスか
ら、 ”ｒ ＝ ＷＣＯ３α＝ Ｑ ｃａｓβＷは一定である
から、 Ｑ＝（ｃｏｓα／ｃｏｓβ）Ｗ よって、α＝β、図においてはθが４５°のとき、Ｑと
Ｗが等しくなる。いまＱとＷが等しいとし、主軸ヘッド
１２が距離Ｘだけ下降したとすると、このとき、引張ば
ね１８の伸びＸ゛は、図から明らかなように、上記Ｘよ
り小さくなる。さらに、主軸へラド１２には、この伸び
Ｘ゛に対応する引張ばね１８の力が直接層わるのではな
いから、引張ばね１８の伸び量が小さいことと合わせ、
上昇端と下降端において主軸ヘッド１２に加わる引張ば
ね１８の力の差を小さくすることができる。
ッド１２の反対側上方に水平方向とθの角度をなす状態
で突出し、この状態でバランスしているとする。そして
ワイヤ１７が水平に、引張ばね１８が垂直に、それぞれ
荷重分担レバー１６の先端に接続されている最も簡単な
状態を考える。このとき、荷重分担レバー１６を回動さ
せる力をＴ、主軸ヘッド１２の重量をＷ、荷重分担レバ
ー１６に作用する圧縮力をＰ、引張ばね１８による引張
力をＱとし、さらに荷重分担レバー１６の法線とワイヤ
１７および引張ばね１８のなす角度をそれぞれα、βと
する。すると荷重分担レバー１６回りの力のバランスか
ら、 ”ｒ ＝ ＷＣＯ３α＝ Ｑ ｃａｓβＷは一定である
から、 Ｑ＝（ｃｏｓα／ｃｏｓβ）Ｗ よって、α＝β、図においてはθが４５°のとき、Ｑと
Ｗが等しくなる。いまＱとＷが等しいとし、主軸ヘッド
１２が距離Ｘだけ下降したとすると、このとき、引張ば
ね１８の伸びＸ゛は、図から明らかなように、上記Ｘよ
り小さくなる。さらに、主軸へラド１２には、この伸び
Ｘ゛に対応する引張ばね１８の力が直接層わるのではな
いから、引張ばね１８の伸び量が小さいことと合わせ、
上昇端と下降端において主軸ヘッド１２に加わる引張ば
ね１８の力の差を小さくすることができる。
主軸ヘッド１２と引張ばねｌＢを直結する場合と、本発
明による場合との差は、荷重分担レバー１６の角度θ、
引張ばね１８の初張力、方向および長さ、主軸ヘッド１
２の重量Ｗ、ストロークＸ等に具体的数値をあてはめる
ことで、求めることができる。要は、これらの要素を、
主軸ヘッド１２の荷重Ｗの一部が荷重分担レバー１６の
軸１５方向に加わり、その結果上昇端と下降端において
引張ばね１８により主軸へラド１２に加わる力の差が、
主軸ヘッド１２と引張ばね１８を直結する場合に比し、
小さくなるように配置すればよい、工作機械の装置構成
上のスペースの問題等を総合的に勘案すると、荷重分担
レバー１６が、主軸へラド１２の全ストローク中におい
て、θが４５°の点を通過すること、および引張ばね１
８を下方からこの荷重分担レバー１６に作用させること
が望ましい。
明による場合との差は、荷重分担レバー１６の角度θ、
引張ばね１８の初張力、方向および長さ、主軸ヘッド１
２の重量Ｗ、ストロークＸ等に具体的数値をあてはめる
ことで、求めることができる。要は、これらの要素を、
主軸ヘッド１２の荷重Ｗの一部が荷重分担レバー１６の
軸１５方向に加わり、その結果上昇端と下降端において
引張ばね１８により主軸へラド１２に加わる力の差が、
主軸ヘッド１２と引張ばね１８を直結する場合に比し、
小さくなるように配置すればよい、工作機械の装置構成
上のスペースの問題等を総合的に勘案すると、荷重分担
レバー１６が、主軸へラド１２の全ストローク中におい
て、θが４５°の点を通過すること、および引張ばね１
８を下方からこの荷重分担レバー１６に作用させること
が望ましい。
なお上の例で、引張ばね１８に加わる力Ｑは、Ｑ＝ ｋ
ｘ ’ ＋Ｑ’ ■（ｋ：ばね定
数、Ｑ”：初張力）である、よって、この■式のＱと、
上記０式のＱとがほぼ等しくなるように、引張ばね１８
のばね定数ｋを決定すればよい。このばね定数には、主
軸ヘッド１２と引張ばね１８を直結する場合のそれに比
し、明らかに小さくできる。
ｘ ’ ＋Ｑ’ ■（ｋ：ばね定
数、Ｑ”：初張力）である、よって、この■式のＱと、
上記０式のＱとがほぼ等しくなるように、引張ばね１８
のばね定数ｋを決定すればよい。このばね定数には、主
軸ヘッド１２と引張ばね１８を直結する場合のそれに比
し、明らかに小さくできる。
第３図のように、荷重分担レバー１６に対するワイヤ１
７の接続位置より、引張ばね１８の接続位置の方を上に
すれば２荷重分担レバー１６に作用するモーメントの釣
合、および引張ばね１８の長さを長くできることから、
引張ばね１８のばね定数をさらに小さくすることができ
る。
７の接続位置より、引張ばね１８の接続位置の方を上に
すれば２荷重分担レバー１６に作用するモーメントの釣
合、および引張ばね１８の長さを長くできることから、
引張ばね１８のばね定数をさらに小さくすることができ
る。
なお引張ばね１８は、荷重分担レバー１６に２回動付勢
力を与えるトーションばねに置き変えることができる。
力を与えるトーションばねに置き変えることができる。
「発明の効果」
以上のように本発明によれば、主軸ヘッドの荷重の一部
が荷重分担レバーの軸方向に加わるため、この荷重分担
レバーを介して主軸ヘッドに作用するばね力の上昇端と
下降端における力の差を小さくすることができる。この
ため作動がスムースで、主軸ヘッド駆動ｖＩ装置の負担
が小さい、寿命の長い工作機械が得られる。
が荷重分担レバーの軸方向に加わるため、この荷重分担
レバーを介して主軸ヘッドに作用するばね力の上昇端と
下降端における力の差を小さくすることができる。この
ため作動がスムースで、主軸ヘッド駆動ｖＩ装置の負担
が小さい、寿命の長い工作機械が得られる。
第１図は本発明の主軸ヘッドバランス装置の実施例を示
す斜視図、第２図は荷重負担レバー周辺の力のバランス
を考えるため、可動部材をスケルトンで描いた正面図、
第３図は本発明の他の実施例を示す、第２図と同様の正
面図である。 １１・・・本体、１２・・・主軸ヘッド、１３・・・案
内面、１４・・・プーリ、１５・・・軸、１６・・・荷
重分担レバー、１７・・・ワイヤ（可撓連結体）、１８
・・・引張ばね。
す斜視図、第２図は荷重負担レバー周辺の力のバランス
を考えるため、可動部材をスケルトンで描いた正面図、
第３図は本発明の他の実施例を示す、第２図と同様の正
面図である。 １１・・・本体、１２・・・主軸ヘッド、１３・・・案
内面、１４・・・プーリ、１５・・・軸、１６・・・荷
重分担レバー、１７・・・ワイヤ（可撓連結体）、１８
・・・引張ばね。
Claims (1)
- （１）本体に上下動可能に主軸ヘッドを支持した工作機
械において、上記本体に枢着された荷重分担レバーと、
この荷重分担レバーと上記主軸とを接続するワイヤ等の
可撓連結体と、上記荷重分担レバーを主軸ヘッドが上昇
する方向に回動付勢するばね手段とを備え、上記荷重分
担レバーは、この荷重分担レバーの軸方向に、主軸ヘッ
ドの重量の一部が加わる方向に向いていることを特徴と
する工作機械の主軸ヘッドバランス装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26682584A JPS61146441A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 工作機械の主軸ヘツドバランス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26682584A JPS61146441A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 工作機械の主軸ヘツドバランス装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61146441A true JPS61146441A (ja) | 1986-07-04 |
Family
ID=17436177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26682584A Pending JPS61146441A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 工作機械の主軸ヘツドバランス装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61146441A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10025355A1 (de) * | 2000-05-23 | 2001-12-06 | Deckel Maho Geretsried Gmbh | Vorrichtung zum Gewichtsausgleich |
| KR100549664B1 (ko) * | 1998-08-22 | 2006-04-14 | 엘지전자 주식회사 | 초점거리및디센터조절장치 |
-
1984
- 1984-12-18 JP JP26682584A patent/JPS61146441A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100549664B1 (ko) * | 1998-08-22 | 2006-04-14 | 엘지전자 주식회사 | 초점거리및디센터조절장치 |
| DE10025355A1 (de) * | 2000-05-23 | 2001-12-06 | Deckel Maho Geretsried Gmbh | Vorrichtung zum Gewichtsausgleich |
| DE10025355C2 (de) * | 2000-05-23 | 2002-12-12 | Deckel Maho Geretsried Gmbh | Vorrichtung zum Gewichtsausgleich |
| US6540459B2 (en) | 2000-05-23 | 2003-04-01 | Deckel Maho Geretsried Gmbh | Apparatus for counterbalancing weight |
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