JP6150235B1

JP6150235B1 - 回転保持装置

Info

Publication number: JP6150235B1
Application number: JP2016233691A
Authority: JP
Inventors: 慎弥小林
Original assignee: Taiyo Parts Co Ltd
Current assignee: Taiyo Parts Co Ltd
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2036-11-30
Also published as: JP2018089722A

Abstract

【課題】回転テーブルに対して容易に保持ユニットを取り付けることができる回転保持装置を提供する。【解決手段】挿入部１６が回転軸３１の一端３１ａ側から貫通孔３２に挿入されるとともに、取付ユニット５０が回転軸３１の他端３１ｂ側から貫通孔３２に挿入された上で、螺子穴の雌ねじ１７ａおよび端部５１の雄ねじ５１ａにより螺子穴および端部５１がねじ締結される。これにより、挿入部１６の外周面が適合部３３の内周面３３ａに強く押し付けられた状態で、挿入部１６が回転軸３１に固定される。【選択図】図４

Description

本発明は、回転保持装置に関する。

従来、両持ち型ワーク割出台が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００９−１１９５６８号公報

ここで、特許文献１の両持ち型ワーク割出台において、パレット（保持ユニット）は、２つの割出テーブルの間に挟み込まれことによって支持されている。すなわち、特許文献１の両持ち型ワーク割出台では２つの割出テーブルが必要となり、その結果、装置全体の価格が１台の割出テーブルを有する場合と比較して増大するという問題だけでなく、装置全体のフットプリント（設置面積）が増大するという問題も生ずる。

そこで、本発明では、回転テーブルに対して容易に保持ユニットを取り付けることができる回転保持装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、回転保持装置であって、対象物を保持可能とされた保持ユニットと、水平方向に延伸する軸心を中心に、前記保持ユニットを回転させる回転テーブルと、前記回転テーブルに対して前記保持ユニットを取り付ける取付ユニットとを備え、前記回転テーブルは、前記軸心を第１中心軸とする貫通孔が形成された回転軸、を有し、前記保持ユニットは、板状の基台と、前記基台の主面上に設けられており、前記対象物を固定する固定部と、先端の外形が円錐台状とされた挿入部を含むととともに、前記基台の第１側面側に設けられており、前記挿入部が前記回転軸の一端側から前記貫通孔に挿入されることによって、前記軸心に対する前記基台の位置を調整する調整部とを有し、前記貫通孔に前記挿入部が挿入される方向を挿入方向とする場合、前記挿入方向と垂直な方向における前記挿入部の外周長さは、前記先端側から前記基台側に進むに従って増大し、前記回転軸の内周面のうち、前記一端側の第１内周面は、前記外周面に沿った形状とされており、前記保持ユニットの前記挿入部が前記一端側から前記貫通孔に挿入されるとともに、前記取付ユニットが他端側から前記貫通孔に挿入された上で、前記挿入部が前記取付ユニットにより前記一端側から前記他端側に引っ張られることによって、前記挿入部が前記回転軸に固定されることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の回転保持装置において、前記挿入部が前記貫通孔に挿入されるときに前記回転軸が前記挿入部の前記外周面と接触する領域を接触領域とする場合、前記接触領域の内周長さは、前記一端側から前記他端側に進むに従って減少することを特徴とする。

また、請求項３の発明は、回転保持装置であって、対象物を保持可能とされた保持ユニットと、水平方向に延伸する軸心を中心に、前記保持ユニットを回転させる回転テーブルと、前記回転テーブルに対して前記保持ユニットを取り付ける取付ユニットとを備え、前記回転テーブルは、前記軸心を第１中心軸とする貫通孔が形成された回転軸、を有し、前記保持ユニットは、板状の基台と、前記基台の主面上に設けられており、前記対象物を固定する固定部と、先端の外形が円錐台状とされた挿入部を含むととともに、前記基台の第１側面側に設けられており、前記挿入部が前記回転軸の一端側から前記貫通孔に挿入されることによって、前記軸心に対する前記基台の位置を調整する調整部とを有し、前記貫通孔に前記挿入部が挿入される方向を挿入方向とする場合、前記挿入方向と垂直な方向における前記挿入部の外周長さは、前記先端側から前記基台側に進むに従って増大し、前記挿入部が前記貫通孔に挿入されるときに前記回転軸が前記挿入部の前記外周面と接触する領域を接触領域とする場合、前記接触領域の内周長さは、前記一端側から前記他端側に進むに従って減少し、前記保持ユニットの前記挿入部が前記一端側から前記貫通孔に挿入されるとともに、前記取付ユニットが他端側から前記貫通孔に挿入された上で、前記挿入部が前記取付ユニットにより前記一端側から前記他端側に引っ張られることによって、前記挿入部が前記回転軸に固定されることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の回転保持装置において、前記挿入部は、雌ねじが形成された螺子穴を有するとともに、前記取付ユニットは、雄ねじが形成された端部を有しており、前記螺子穴および前記端部がねじ締結されることによって、前記挿入部が前記回転軸に固定されることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転保持装置において、前記調整部は、前記主面に沿って延びる前記基台の第２中心軸が前記軸心上に位置するように、前記基台の位置を調整することを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項５に記載の回転保持装置において、前記保持ユニットを挟んで前記回転テーブルと逆側に配置された心押台、をさらに備え、前記第２中心軸と交差する前記基台の側面のうち、前記調整部と近接して配置された前記第１側面と反対側に、第２側面が形成され、前記第２側面上に前記第２中心軸と交わるように凹地が形成されるとともに、前記心押台の心押軸で前記凹地が押圧されることによって、前記回転テーブルに取り付けられた前記保持ユニットが支持されることを特徴とする。

請求項１から請求項６に記載の発明によれば、貫通孔に挿入された保持ユニットの挿入部が、取付ユニットによって回転軸に固定されるだけで、回転テーブルの軸心に対して保持ユニットの基台の位置が調整される。

すなわち、煩雑な調整作業をすることなく、回転テーブルに対して保持ユニットを取り付けることができる。そのため、保持ユニットの取付作業に要する工数を低減させることができる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、ねじ締結によって保持ユニットの挿入部が回転テーブルの回転軸に固定される。そのため、保持ユニットの取付作業に要する工数だけでなく、回転テーブルから保持ユニットを取り外す作業に要する工数をも低減させることができる。

本発明の実施の形態における回転保持装置の構成の一例を示す正面斜視図である。本発明の実施の形態における回転保持装置の構成の一例を示す背面斜視図である。回転テーブル付近の構成の一例を示す側面図である。回転テーブル付近の構成の一例を示す断面図である。回転テーブルによる保持ユニットの回転動作を説明するための正面斜視図である。回転テーブルによる保持ユニットの回転動作を説明するための正面斜視図である。回転テーブルによる保持ユニットの回転動作を説明するための正面斜視図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜１．回転保持装置の構成＞
図１および図２は、それぞれ本発明の実施の形態における回転保持装置１００の構成の一例を示す正面斜視図および背面斜視図である。ここで、回転保持装置１００は、装着された加工対象物を保持しつつ回転させる装置であり、マシニングセンタ（Machining center）などの工作機械の動作と連動させられる。図１および図２に示すように、回転保持装置１００は、主として、保持ユニット１０と、回転テーブル３０と、心押台４０と、取付ユニット５０と、を有している。

なお、図１および以降の各図には、図面に記載された各構成要素の理解を助けるため、必要に応じて適宜、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系が、付されている。

保持ユニット１０は、回転テーブル３０により形成される円柱座標系（より具体的には、回転テーブル３０の軸心３０ａを中心軸（垂直軸）とする円柱座標系）に対して対象物（例えば、加工対象物）を保持可能とされた治具である。なお、保持ユニット１０の詳細な構成については、後述する。

回転テーブル３０は、いわゆる割出（インデックス）テーブルであり、高精度に回転角を設定する（割り出す）ために用いられる。図１および図２に示すように、回転テーブル３０は、水平方向ＤＲ１（Ｘ軸と平行な方向）に延伸する軸心３０ａを中心に、保持ユニット１０を回転させる。なお、回転テーブル３０の詳細な構成については、後述する。

心押台４０は、図１および図２に示すように、保持ユニット１０を挟んで回転テーブル３０と逆側に配置されている。心押台４０は、主として、心押軸４１と、取付台４２と、を有している。

心押軸４１は、取付台４２に対して、軸心３０ａに沿った水平方向ＤＲ１に進退可能とされている。そして、心押軸４１が保持ユニット１０の側面１１ｂに形成された凹地１１ｄを押圧することによって、心押台４０は、回転テーブル３０に取り付けられた保持ユニット１０を支持することができる。

取付ユニット５０は、回転テーブル３０に対して保持ユニット１０を取り付ける要素である。図２に示すように、本実施の形態では、取付ユニット５０として、いわゆるボルトが採用されている。なお、取付ユニット５０の構成要素のうち、保持ユニット１０の取付時において回転テーブル３０内に隠れる要素については、後述する。

＜２．保持ユニット、回転テーブル、および取付ユニットの構成＞
図３および図４は、それぞれ回転テーブル３０付近の構成の一例を示す側面図および断面図である。ここでは、図１から図４を参照しつつ、保持ユニット１０、回転テーブル３０、および取付ユニット５０の構成を説明する。

回転テーブル３０は、図１に示すように、主として、回転軸３１と、モータ格納部３５と、を有している。モータ格納部３５には、回転軸３１と連動連結されたモータ（図示省略）が格納されており、このモータは回転軸３１に回転力を付与する。これにより、回転軸３１は、この回転力の伝達により軸心３０ａを中心として回転させられる。

回転軸３１は、図１および図２に示すように、モータ格納部３５と並べて配置された回転体であり、適合部３３を有している。また、回転軸３１には、軸心３０ａを中心軸３２ａ（第１中心軸）とする貫通孔３２が形成されている。

適合部３３は、いわゆるアダプターであり、回転軸３１の貫通孔３２の内周面３２ｂ形状を保持ユニット１０に適合させるために用いられる。すなわち、本実施の形態において、貫通孔３２に装着された適合部３３の内側空間は、貫通孔３２の一部を構成する。図３および図４に示すように、適合部３３の内周面３３ａのうち、回転軸３１の一端３１ａ側のもの（第１内周面）は、挿入部１６の外周面１６ｂに沿った形状とされている。

より具体的には、挿入部１６が回転軸３１に挿入されるときに適合部３３の内周面３３ａが挿入部１６の外周面１６ｂと接触する領域を接触領域と定義する場合、この接触領域の内周ＮＲ１（図３参照）の長さは、回転軸３１の一端３１ａ側から他端３１ｂ側に進むに従って徐々に減少するように設定されている。

保持ユニット１０は、軸心３０ａを中心に回転可能な固定治具である。図１から図４に示すように、保持ユニット１０は、主として、板状の基台１１と、複数の固定部１３と、調整部１５と、を有している。

複数（本実施の形態では、４つ）の固定部１３は、図１および図２に示すように、基台１１の主面１１ｅ上に設けられている。ここで、本実施に形態において「主面」とは、板状体の外面を形成する複数の平面のうち、他と比較して面積の広い面を言う。例えば、図１および図２において「主面」には、ＸＹ平面と平行な面（上面および下面）が該当する。

複数の固定部１３のそれぞれは、固定爪１４を有している。各固定爪１４は、主面１１ｅに対して垂直な方向に昇降可能とされている。そして、各固定爪１４が、対象物側に下降しつつ、対象物を押圧する。これにより、対象物は、基台１１に対して固定される。

基台１１は、対象物を保持する板状体である。図１および図２に示すように、保持ユニット１０が回転テーブル３０に装着される場合、基台１１の主面１１ｅに沿って延びる中心軸１１ｃ（第２中心軸：図４参照）は、回転テーブル３０の軸心３０ａと一致する。また、図３に示すように、基台１１の側面１１ａ（第１側面）側には、調整部１５が設けられている。すなわち、調整部１５は、側面１１ａと近接して配置されている。

さらに、図１に示すように、軸心３０ａ（すなわち、中心軸１１ｃ）と交差する側面のうち、側面１１ａと反対側には、側面１１ｂが形成されている。また、側面１１ｂ上には、軸心３０ａと交わるように凹地１１ｄが形成されている。そして、心押台４０の心押軸４１で凹地１１ｄが押圧されることによって、心押台４０は、回転テーブル３０に（より具体的には、回転テーブル３０に対して片持ち梁状に）取り付けられた保持ユニット１０を支持する。

調整部１５は、保持ユニット１０が回転テーブル３０に取り付けられる場合において、軸心３０ａに対する基台１１の位置を調整する。図３および図４に示すように、調整部１５は、挿入部１６を有している。

挿入部１６は、取付ブロック１２を挟んで基台１１の逆側に設けられている。図３および図４に示すように、挿入部１６の先端１６ａの外形は、円錐台状とされている。また、貫通孔３２に挿入部１６が挿入される方向を挿入方向ＤＲ２とする場合、この挿入方向ＤＲ２と垂直な方向における挿入部１６の外周ＴＲ１（図３参照）の長さは、挿入部１６の先端１６ａ側から基台１１側に進むに従って徐々に増大するように設定されている。さらに、図３に示すように、挿入部１６は、雌ねじ１７ａが形成された螺子穴１７を有している。

ここで、保持ユニット１０が回転テーブル３０に装着される場合、図４に示すように、挿入部１６は、回転軸３１の一端３１ａ側から適合部３３の内側空間（実質的に貫通孔３２）に挿入される。これにより、主面１１ｅに沿って延びる基台１１の中心軸１１ｃが軸心３０ａ上に位置するように、基台１１の位置（さらに具体的には、位置および姿勢）が調整される。

取付ユニット５０は、回転テーブル３０に対して保持ユニット１０をねじ締結するための結合要素である。図４に示すように、取付ユニット５０は、雄ねじ５１ａが形成された端部５１を有している。

そして、挿入部１６が回転軸３１の一端３１ａ側から貫通孔３２に挿入されるとともに、取付ユニット５０が回転軸３１の他端３１ｂ側から貫通孔３２に挿入された上で、螺子穴１７の雌ねじ１７ａおよび端部５１の雄ねじ５１ａにより螺子穴１７および端部５１がねじ締結される。すなわち、ねじ締結時において、挿入部１６が取付ユニット５０により一端３１ａ側から他端３１ｂ側に引っ張られる。これにより、挿入部１６の外周面１６ｂが適合部３３の内周面３３ａに強く押し付けられた状態で、挿入部１６が回転軸３１に固定される。

図５から図７のそれぞれは、回転テーブル３０による保持ユニット１０の回転動作を説明するための正面斜視図である。なお、図５から図７においては、図示の都合上、保持ユニット１０の固定部１３、回転テーブル３０のモータ格納部３５、および心押台４０の取付台４２が省略されている。

上述のように、回転軸３１の適合部３３の内周面３３ａおよび挿入部１６の外周面１６ｂの形状により、回転軸３１の軸心３０ａに対する基台１１の位置が精度良く調整される。そのため、図５から図７に示すように、回転保持装置１００は、軸心３０ａを中心として基台１１を良好に回転させることができる。

＜３．本実施の形態における回転保持装置の利点＞
以上のように、本実施の形態の回転保持装置１００では、貫通孔３２に挿入された保持ユニット１０の挿入部１６が、取付ユニット５０によって回転軸３１に固定されるだけで、回転テーブル３０の軸心３０ａに対して保持ユニット１０の基台１１の位置が調整される。

すなわち、煩雑な調整作業（例えば、基台１１の中心軸１１ｃと、回転軸３１の軸心３０ａとを一致させる作業等）をすることなく、回転テーブル３０に対して保持ユニット１０を取り付けることができる。そのため、保持ユニット１０の取付作業に要する工数を低減させることができる。

また、本実施の形態の回転保持装置１００では、ねじ締結によって保持ユニット１０の挿入部１６が回転テーブル３０の回転軸３１に固定される。そのため、保持ユニット１０の取付作業だけでなく、回転テーブル３０から保持ユニット１０を取り外す作業に要する工数をも低減させることができる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。

（１）本実施の形態において、保持ユニット１０の挿入部１６の螺子穴１７および取付ユニット５０の端部５１がねじ締結されることにより、保持ユニット１０が回転テーブル３０に取り付けられるものとして説明したが、これに限定されるものでない。

すなわち、取付ユニット５０としては、回転軸３１の一端３１ａ側から他端３１ｂ側に向かって挿入部１６を引っ張ることができるものであれば良く、本実施の形態のもの（例えば、ボルト）に限定されるものでない。

（２）また、本実施の形態において、適合部３３の内周面３３ａは、保持ユニット１０における挿入部１６の外周面１６ｂに沿った形状とされているものとして説明したが、これに限定されるものでない。適合部３３が回転軸３１に一体的に構成されるとともに、貫通孔３２の内周面３２ｂのうち、回転軸３１の一端３１ａ側の内周面（第１内周面）が、挿入部１６の外周面１６ｂに沿った形状とされても良い。この場合、挿入部１６は、回転軸３１の一端３１ａ側から貫通孔３２に挿入される。

すなわち、回転軸３１の内周面のうちの一端３１ａ側のものが、挿入部１６の外周面１６ｂに沿った形状とされていれば、十分である。より具体的には、挿入部１６が回転軸３１に挿入されるときに回転軸３１が挿入部１６の外周面１６ｂと接触する領域を接触領域とする場合、この接触領域の内周長さは、回転軸３１の一端３１ａ側から他端３１ｂ側に進むに従って減少するように設定されても良い。

（３）さらに、本実施の形態において、保持ユニット１０の基台１１は、心押台４０により支持されるのとして説明したが、これに限定されるものでない。例えば、基台１１の軸心３０ａ方向のサイズが小さく、この軸心３０ａ方向におけるたわみの影響が小さい場合には、回転保持装置１００の構成として心押台４０が用いられなくても良い。

１０保持ユニット
１１基台
１１ａ側面（第１側面）
１１ｂ側面（第２側面）
１１ｃ中心軸（第２中心軸）
１１ｄ凹地
１１ｅ主面
１３固定部
１５調整部
１６挿入部
１６ａ先端
１６ｂ外周面
１７螺子穴
１７ａ雌ねじ
３０回転テーブル
３０ａ軸心
３１回転軸
３１ａ一端
３１ｂ他端
３２貫通孔
３２ａ中心軸（第１中心軸）
３２ｂ、３３ａ内周面
３３ａ内周面
４０心押台
４１心押軸
５０取付ユニット
５１端部
５１ａ雄ねじ
１００回転保持装置
ＤＲ１水平方向
ＤＲ２挿入方向
ＮＲ１内周
ＴＲ１外周

Claims

回転保持装置であって、
(a) 対象物を保持可能とされた保持ユニットと、
(b) 水平方向に延伸する軸心を中心に、前記保持ユニットを回転させる回転テーブルと、
(c) 前記回転テーブルに対して前記保持ユニットを取り付ける取付ユニットと、
を備え、
前記回転テーブルは、
(b-1) 前記軸心を第１中心軸とする貫通孔が形成された回転軸、
を有し、
前記保持ユニットは、
(a-1) 板状の基台と、
(a-2) 前記基台の主面上に設けられており、前記対象物を固定する固定部と、
(a-3) 先端の外形が円錐台状とされた挿入部を含むととともに、前記基台の第１側面側に設けられており、前記挿入部が前記回転軸の一端側から前記貫通孔に挿入されることによって、前記軸心に対する前記基台の位置を調整する調整部と、
を有し、
前記貫通孔に前記挿入部が挿入される方向を挿入方向とする場合、前記挿入方向と垂直な方向における前記挿入部の外周長さは、前記先端側から前記基台側に進むに従って増大し、
前記回転軸の内周面のうち、前記一端側の第１内周面は、前記外周面に沿った形状とされており、
前記保持ユニットの前記挿入部が前記一端側から前記貫通孔に挿入されるとともに、前記取付ユニットが他端側から前記貫通孔に挿入された上で、前記挿入部が前記取付ユニットにより前記一端側から前記他端側に引っ張られることによって、前記挿入部が前記回転軸に固定されることを特徴とする回転保持装置。
請求項１に記載の回転保持装置において、
前記挿入部が前記貫通孔に挿入されるときに前記回転軸が前記挿入部の前記外周面と接触する領域を接触領域とする場合、前記接触領域の内周長さは、前記一端側から前記他端側に進むに従って減少することを特徴とする回転保持装置。
回転保持装置であって、
(a) 対象物を保持可能とされた保持ユニットと、
(b) 水平方向に延伸する軸心を中心に、前記保持ユニットを回転させる回転テーブルと、
(c) 前記回転テーブルに対して前記保持ユニットを取り付ける取付ユニットと、
を備え、
前記回転テーブルは、
(b-1) 前記軸心を第１中心軸とする貫通孔が形成された回転軸、
を有し、
前記保持ユニットは、
(a-1) 板状の基台と、
(a-2) 前記基台の主面上に設けられており、前記対象物を固定する固定部と、
(a-3) 先端の外形が円錐台状とされた挿入部を含むととともに、前記基台の第１側面側に設けられており、前記挿入部が前記回転軸の一端側から前記貫通孔に挿入されることによって、前記軸心に対する前記基台の位置を調整する調整部と、
を有し、
前記貫通孔に前記挿入部が挿入される方向を挿入方向とする場合、前記挿入方向と垂直な方向における前記挿入部の外周長さは、前記先端側から前記基台側に進むに従って増大し、
前記挿入部が前記貫通孔に挿入されるときに前記回転軸が前記挿入部の前記外周面と接触する領域を接触領域とする場合、前記接触領域の内周長さは、前記一端側から前記他端側に進むに従って減少し、
前記保持ユニットの前記挿入部が前記一端側から前記貫通孔に挿入されるとともに、前記取付ユニットが他端側から前記貫通孔に挿入された上で、前記挿入部が前記取付ユニットにより前記一端側から前記他端側に引っ張られることによって、前記挿入部が前記回転軸に固定されることを特徴とする回転保持装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の回転保持装置において、
前記挿入部は、雌ねじが形成された螺子穴を有するとともに、
前記取付ユニットは、雄ねじが形成された端部を有しており、
前記螺子穴および前記端部がねじ締結されることによって、前記挿入部が前記回転軸に固定されることを特徴とする回転保持装置。
請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転保持装置において、
前記調整部は、前記主面に沿って延びる前記基台の第２中心軸が前記軸心上に位置するように、前記基台の位置を調整することを特徴とする回転保持装置。
請求項５に記載の回転保持装置において、
(d) 前記保持ユニットを挟んで前記回転テーブルと逆側に配置された心押台、
をさらに備え、
前記第２中心軸と交差する前記基台の側面のうち、前記調整部と近接して配置された前記第１側面と反対側に、第２側面が形成され、
前記第２側面上に前記第２中心軸と交わるように凹地が形成されるとともに、
前記心押台の心押軸で前記凹地が押圧されることによって、前記回転テーブルに取り付けられた前記保持ユニットが支持されることを特徴とする回転保持装置。