JP2904368B2 - 割出装置の位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はマシニングセンタ等の
工作機の加工テーブル上に取付ける割出装置に関し、特
に入力軸の軸方向移動で割出テーブルを位置決めする位
置決め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】前記のような割出装置の位置決め装置
は、例えば特開昭６３−３９７５２号に開示されてい
る。これには工作機の主軸の上下動でプッシュバーを上
下させ、プッシュバー先端のピンと揺動レバーの係合溝
の係合で揺動レバーが揺動軸を中心に揺動し、揺動レバ
ーの長手方向中央に設けた位置決めピンを割出テーブル
と一体の噛合爪（位置決め係止部）と係脱させるものが
示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術では、
従動レバーの揺動によって位置決めピンを噛合爪と係脱
させているので、揺動レバーが揺動するのに比較的大き
な空間を必要とし、割出装置全体が大型化する問題があ
った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は前記問題の解
決のために入力軸の軸方向移動で割出テーブルと一体の
位置決め係止部に位置決めピンを係脱させるようにした
割出装置の位置決め装置において、先端に位置決めピン
を備えた位置決め軸を位置決め係止部へ向かう方向に往
復動可能に設け、この位置決め軸と前記入力軸とに交差
する伝達軸をその軸方向に往復動可能に設け、入力軸と
伝達軸、及び伝達軸と位置決め軸とを夫々ピンと案内溝
で連結し、各組合せの前者の軸方向移動を後者の軸方向
移動に変換するように構成したことを特徴とする。

【０００５】

【作用】入力軸の軸方向移動をピンと案内溝を介して伝
達軸の軸方向移動に変換し、伝達軸の軸方向移動をピン
と案内溝によって位置決め軸の軸方向移動に変換し、位
置決め軸先端の位置決めピンを位置決め係止部と係脱さ
せる。揺動がないので、余分な空間が小さくなる。

【０００６】

【実施例】実施例について図面を参照し説明する。図
１、図２に示すように本願発明の割出装置１はマシニン
グセンタ等の工作機の加工テーブル２上に搭載される。
割出装置１の上方には正、逆回転可能な主軸３がＸＹ方
向（水平方向）と、加工テーブル２面に対してＺ軸方向
（垂直方向）に移動可能に備えられている。主軸３の下
端には後述の正、逆回転用入力軸４，５と係脱可能なク
ラッチ１１を先端に備えた駆動アダプタ１０を着脱自在
に装着してある。この駆動アダプタ１０はマシニングセ
ンタが加工テーブル２上で加工を行っている間はツール
マガジンの所定の位置に保持されている。

【０００７】マシニングセンタはこの主軸３の制御機能
として、所謂、リジットタップ機能、つまり主軸３の回
転数（回転角度）と軸方向移動量とを同期させ通常ねじ
孔加工時に用いられ、主軸３と回転方向、軸方向に一体
のタップを１回転につき、そのタップのねじピッチだけ
軸方向に下降移動させてねじ孔を加工し、所定深さまで
加工すると停止して今度はタップを前記と逆方向へ同期
して回転させつつ上昇させてタップをねじ孔から取出す
機能を備えている。従って主軸３の回転はねじ加工する
ときと同じように右ねじ用の回転のときは右回転、停
止、左回転、左ねじ用の回転のときには左回転、停止、
右回転である。

【０００８】まず入力軸４，５と割出テーブル４７間の
入力回転伝達機構１００について説明する。図面におい
て１２は割出装置１の本体で、４は右ねじ用回転の入力
軸、５は左ねじ用回転の入力軸であって本体１２に前後
方向に垂直に並設してあり、夫々本体１２に軸方向に往
復動自在に挿通された支障部材１３，１４に内蔵された
一対の軸受１５，１５、１６，１６を介して回転自由に
支承され、上端部は本体１２より外部に突出している。
この支承部材１３，１４は支承部材１３，１４と本体１
２の穴段付部１２ａ間に亘って介在させたばね２５，２
６の圧縮力によって入力軸４，５をクラッチ方向（上
方）へ付勢している。

【０００９】前記突出部分の上端には図３に示すように
前記クラッチ１１と係脱可能な十字溝形状のクラッチ１
８，１９が形成してある。入力軸４，５の下端には一方
向クラッチ２０，２１を介して駆動歯車２２，２３が取
付けられている。これらの一方向クラッチ２０，２１は
入力軸４では左回転させられる時に入力軸４と一体に駆
動歯車２２が回転し、また入力軸５では右回転されると
きに入力軸５と一体に駆動歯車２３が回転し、夫々の入
力軸４，５において、上記と反対方向に回転する時は駆
動歯車２２，２３に対して各入力軸４，５は空回りをす
るようにしてある。

【００１０】次に、入力軸４，５の各駆動歯車２２，２
３は、本体１２内部に収納される直交歯車伝導装置３０
のウオーム軸３１下方の従動歯車２４とそれぞれ噛み合
っている。前記ウオーム軸３１は本体１２と一体のウオ
ーム軸受箱３６内に上下一対の軸受３７を介して回動自
在に支持されている。このウオーム軸３１の下端部に
は、前記、従動歯車２４がキー３５を介して軸方向に往
復動自在に嵌着され、ウオーム軸３１の下端に取着した
ストッパ３３との間に介在されたばね３４により上方へ
付勢してある。

【００１１】従動歯車２４の下端にはプレート３２が一
体取着してある。従って主軸３のＺ軸方向の往復動によ
っていずれか一方の入力軸４，５が下降されると駆動歯
車２２，２３の下端がプレート３２に係合され従動歯車
２４は、ばね３４のばね力に抗して駆動歯車２２，２３
と噛み合ったまま押下げられるようにしてある。

【００１２】ウオーム軸３１の中間に設けたウオーム４
５と噛み合うウオームホイール４６は図２に示すよう
に、本体１２内の中空なウオームホイール軸４８に一体
締着されており、このウオームホイール軸４８は本体１
２に内蔵された軸受４９と本体１２の軸受箱５０に嵌着
された軸受５１を介して回動自在に軸承してある。そし
てウオームホイール軸４８の前端には割出テーブル４７
が一体固着してあり、後端には外周に多数の噛合爪（位
置決め係止部）５２を有したクランププレート５３が一
体固着してある。ウオーム４５とウオームホイール４６
とはこの実施例ではウオーム４５の１回転でウオームホ
イール４６が５度、割出回動するギヤ比となっており、
割出テーブル４７を７２等分した位置で夫々位置決めさ
れるようにクランププレート５３に７２個の噛合爪５２
が設けられている。

【００１３】次に位置決め装置について説明する。図５
に示すように前記２本の入力軸４，５の側方で本体１２
に固着されたＬ字状のホルダ５４に位置決め軸５５が前
記噛合爪５２に向かう方向に往復摺動自在に挿通されて
おり、その先端に前記クランププレート５３の噛合爪５
２と係脱される位置決めピン５６が一体形成してある。
また位置決め軸５５の他方端の欠切部下面には摺動方向
に対して斜方向の案内溝５７が削設してある。

【００１４】ホルダ５４には更に伝達軸６０が位置決め
軸５５に直交し、かつ、入力軸４，５と交差する方向に
往復動自在に挿通してあり内蔵したばね６１によって位
置決め軸５５方向に伝達軸６０を付勢してある。その一
端にはピン５８が先端部を突出して取付けられ、ピン５
８の突出部は、前記、案内溝５７に嵌挿されている。そ
して伝達軸６０が往復動されるとピン５８と位置決め軸
５５の案内溝５７の係合により位置決め軸５５を軸方向
に移動し、位置決めピン５６とクランププレート５３の
噛合爪５２とが係脱するようにしてある。

【００１５】又、図６において伝達軸６０にはガイドピ
ン６２，６３が入力軸４，５の両軸にそれぞれ対向した
位置に取付けられ先端部が支承部材１３，１４の中間に
設けられた案内溝６４，６５に係合するようにしてあ
る。この案内溝６４，６５には伝達軸６０のガイドピン
６２，６３が伝達軸６０の往復動時に支承部材１３，１
４に当接しないように案内溝６４，６５連続した横溝６
６，６７が設けてある。この案内溝６４，６５は支承部
材１３，１４のいずれか一方が軸方向に摺動させられる
と、前記ガイドピン６２，６３を案内して伝達軸６０を
軸方向にＰだけ往復動させるようにしてある。

【００１６】次に割出装置１の補正機構について説明す
る。図４に示すようにこの往復歯車２４上端面の円周２
等分した位置にウオーム軸受箱３６側に向けて一対の突
片（移動補正部材）４０が突出され、本体１２に内蔵さ
れたウオーム軸受箱３６の下端に突片４０と対応して割
出基準位置となる切欠（固定補正部材）４１とが設けて
あり、従動歯車２４の往復動によって突片４０が切欠４
１に係脱自在にしてある。

【００１７】これらの突片４０と切欠４１は、前述のよ
うにウオーム軸３１が正確に一回転（又はその整数倍回
転）した時、上記突片４０と切欠４１は上下に正確に対
向するが、前記一方向クラッチ２０，２１の内部構造に
よる噛合、遅れによってウオーム軸３１に僅かに回転遅
れを生じたときには、上下に正確に対向しない。このと
きには、上記突片４０が軸方向に移動されて割出基準と
なる切欠４０の斜面４２との係合で突片４０の軸方向移
動を円周方向移動に変換しウオーム軸３１の回転遅れを
補正して正確な割出位置にウオーム軸３１を位置させる
ようになっている。

【００１８】次に上記実施例の作用を説明図に基づいて
説明する。上記構成では割出テーブル４７の割出角度θ
は入力軸４，５の回転角度に比例する。そしてマシニン
グセンタのリジットタップ機能では主軸３の回転角度と
その軸方向移動量が同期されるため、結局、入力軸４，
５を回す主軸３の軸方向移動量Ｚによって入力軸４，５
の回転角度が決定され、割出テーブル４７の割出角度θ
が決まる。即ち、割出装置１の入力軸４，５から割出テ
ーブル４７までの総減速比が１／ｒ、タップピッチＰ、
割出テーブルの割出角度θとしたとき、Ｚ＝Ｐ×θ×ｒ
／３６０となる。

【００１９】この実施例では、θ＝５度（最小割出角
度）として算出したＺが割出のための最小の軸方向移動
量であり、この移動量の整数倍の値を割出角度に対応し
た移動量Ｚｎとして、予めマシニングセンタの制御装置
内に記憶させておく。またクランププレート５３と位置
決めピン５６を外しその後突片４０と切欠４１を外すの
に要する入力軸４，５のストロークＬ１も制御装置内に
記憶させておく。従って割出角度θを変更する時には前
記した値Ｚｎを変更するだけの手間でよく設定が容易と
なる。又リジットタップ機能で主軸３の回転角度が極め
て正確に制御されるので割出装置本体側で割出回転を検
出してその信号を工作機側へ送り制御するための配線等
の必要がない。

【００２０】このような状態で割出しを行う場合、主軸
３は制御装置に入力されたプログラムに従って入力軸
４，５の決められた一方、例えば入力軸４の鉛直上方に
位置され、次いで回転を伴わずに下降し主軸３のクラッ
チ１１と入力軸４のクラッチ１８とが嵌入される。両方
のクラッチ１１，１８が互いに噛合って主軸３が下降し
て図７に示す回転開始位置Ｒ１に至るまでに入力軸４と
共に支承部材１３が下降し、支承部材１３外周の案内溝
６４によって伝達軸６０のピン６２が案内されて、伝達
軸６０を軸方向にＰだけ後退させる。この時ピン６３は
他の入力軸５の支承部材１４外周の横溝６７に沿って移
動する。

【００２１】そして伝達軸６０先端のピン５８が案内溝
５７を案内して位置決め軸５５を左方向に移動しこれに
より位置決めピン５６とクランププレート５３の係止が
解除される。また入力軸４の下降に伴い下端の駆動歯車
２２がプレート３２に当接して従動歯車２４を押下げ、
前記クランププレート５３とピン５６の解除後に突片４
０と切欠４１の係合も外れ従動歯車２４は回転自在とな
る。回転開始位置Ｒ１に至ると主軸３がリジットタップ
機能によって回転角度と移動量が同期して右回転され
る。この回転により入力軸４も右回転されるが一方向ク
ラッチ２０の作用で駆動歯車２２は回転せず割出テーブ
ル４７は割出回転されない。

【００２２】尚クラッチ１１が噛み合わない場合には、
クラッチ１１の歯の高さ分だけ入力軸４が余分に押込ま
れるが、主軸３が右回転されるとこの回転によって直ち
に両方のクラッチ１１，１８は対向する位置で嵌入され
る。入力軸４がＬ１＋Ｚｎだけ下降しＲ２に至るとリジ
ットタップ機能によって主軸３が停止し、前記、同様回
転角度と移動量が同期して左方向に回転されつつ上昇す
る。回転開始位置Ｒ１へ戻るまでの軸方向移動量Ｚｎの
間に割出角度θに対応するだけ入力軸４が左回転され、
この回転は一方向クラッチ２０を介して駆動歯車２２に
伝えられ、更に駆動歯車２２の回転は従動歯車２４を介
して直交伝導装置３０のウオームホイール４６に伝達さ
れ、割出テーブル４７を割出回転させる。この時、他の
入力軸５は、その駆動歯車２３が従動歯車２４により回
転されて同時に回転されるが割出には何ら支承はない。

【００２３】一方向クラッチ２０には一般的に構造的に
遊びがあるので入力軸４の回転に対して駆動歯車２２が
僅かに回転遅れを生じ、当然ウオーム軸３１にも回転遅
れが生じており、その結果、回転開始位置Ｒ１へ戻った
ときには突片４０と切欠４１は上下に正しく対向せず僅
かに円周方向にずれている。回転開始位置Ｒ１で回転停
止した主軸３が更に上昇されると従動歯車２４は軸方向
の圧縮力で付勢するばね３４で押し上げられて突片４０
はウオーム軸受箱３６の切欠４１斜面によって円周方向
に回動され割出基準位置となる切欠４１に嵌入されてウ
オーム軸３１の回転遅れを補正する。

【００２４】この補正によって割出テーブル４７が目的
の割出位置で正確に位置された後、主軸３が更に上昇し
て押し下げられていた支承部材１３は、ばね２５の圧縮
力により上方に押し戻され伝達軸６０を介して位置決め
軸５５の位置決めピン５６を右方向に移動させ、クラン
ププレート５３の噛合爪５２と位置決めピン５６とを噛
み合わせ、割出位置でクランププレート５３をクランプ
する。こうして割出装置１の位置決めを入力軸４、伝達
軸６０、位置決め軸５５の軸方向移動によって行うので
コンパクトな構成になり余分な空間が少なくなる。そし
て更に主軸３が上昇して両方のクラッチ１１及び１８の
係合が外された後、主軸３の駆動アダプタ１０が所定の
工具交換位置で次の加工に使用するツールと交換され
る。

【００２５】尚、入力軸５により割出回転を行う時に
は、左回転、停止、右回転と主軸回転を制御することで
割出テーブル４７を入力軸４による回転方向と逆方向に
割出回転することになる。このように逆回転する２本の
入力軸４，５を備えたことで割出テーブル４７の割出回
転角度を夫々の入力軸４，５につき１８０度以下にでき
近回り割出しができる利点があるがこの入力軸４，５は
１本でも差し支えはない。

【００２６】

【発明の効果】以上のようにこの発明の装置によれば、
入力軸の軸方向移動をピンと案内溝を介して伝達軸の軸
方向移動に変換し、伝達軸の軸方向移動をピンと案内溝
によって位置決め軸の軸方向移動に変換し、位置決めピ
ンを位置決め係止部と係脱するようにしたので、揺動レ
バーを用いる場合に比較し、余分な空間を少なくでき
て、割出装置全体の小型化に寄与するところ大である。
しかも伝達軸を介して入力軸の移動を位置決め軸へ伝え
る構成としたので、伝達軸の長さを適宜設定すること
で、位置決め軸から離れた位置にも入力軸を配置するこ
とができ、入力軸を位置決め軸の位置にとらわれないで
設けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本装置の駆動経路に従って断面した詳細図であ
る。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】クラッチの平面図である。

【図４】補正機構の詳細図である。

【図５】位置決め軸部の詳細断面図である。

【図６】本装置の前面の一部とカバーを切欠いた正面図
である。

【図７】主軸の動作説明図である。

【符号の説明】

１ 割出装置、 ３ 主軸、 ４，５ 入力軸、 １０
駆動アダプタ、１１ クラッチ、 １２ 本体、 １
３，１４ 支承部材、１８，１９ クラッチ、 ２０，
２１ 一方向クラッチ、２２，２３ 駆動歯車、 ２４
従動歯車、 ２５，２６ ばね、３１ ウオーム軸、
３４ ばね、 ４０ 突片（移動補正部材）、４１
切欠（固定補正部材）、 ４５ ウオーム、４６ ウオ
ームホイール、 ４７ 割出テーブル、５３ クランク
プレート、 ５５ 位置決め軸、 ５７ 案内溝、５８
ピン、 ６０ 伝達軸、 ６２，６３ ガイドピン、
６４，６５ 案内溝、 １００ 入力回転伝達機構、
Ｌ１ ストローク、Ｚｎ 主軸の軸方向移動量

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸の軸方向移動で割出テーブルと一
   体の位置決め係止部に位置決めピンを係脱させるように
   した割出装置の位置決め装置において、先端に位置決め
   ピンを備えた位置決め軸を位置決め係止部へ向かう方向
   に往復動可能に設け、この位置決め軸と前記入力軸とに
   交差する伝達軸をその軸方向に往復動可能に設け、入力
   軸と伝達軸、及び伝達軸と位置決め軸とを夫々ピンと案
   内溝で連結し、各組合せの前者の軸方向移動を後者の軸
   方向移動に変換するように構成したことを特徴とする割
   出装置の位置決め装置。