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JP2019520223A - ワーク加工用回転テーブル - Google Patents

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JP2019520223A JP2018559982A JP2018559982A JP2019520223A JP 2019520223 A JP2019520223 A JP 2019520223A JP 2018559982 A JP2018559982 A JP 2018559982A JP 2018559982 A JP2018559982 A JP 2018559982A JP 2019520223 A JP2019520223 A JP 2019520223A
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Abstract

【課題】ワークを支持したまま回転できるロータリテーブルの機能と一定の角度で回転を固定できるインデックステーブルの機能とが行えるワーク加工用回転テーブルを提供することである。【解決手段】 本体部と、該本体部に第1ベアリング部により回転自在に設けられる回転軸と、該回転軸に設けられてワークが設けられるテーブルと、該テーブルに設けられてテーブルと共に回転する第1部材と、前記本体部の中心に設けられた回転軸を駆動させるための駆動部と、前記第1部材の対応する本体部に設けられる第2部材と、前記第1部材及び第2部材の間に設けられる第2ベアリング部と、前記本体部に対して回転軸を保持する第1ベアリング部に予圧を印加するための予圧印加ユニットと、を備える。【選択図】図1

Description

本発明はワーク加工用回転テーブルに係り、さらに詳しくはワークを保持したまま回転できるロータリテーブルの機能と一定の角度で回転を固定できるインデックステーブルの機能とが行えるワーク加工用回転テーブルに関する。
一般に各種の切削加工法または非切削加工法金属または非金属の素材を適当な工具類を用いて形状を加工したり、あるいは半素材にさらに精密な加工を行う目的として使う機械を工作機械と呼ぶ。かかる工作機械のうち加工過程でチップが発生する工作機械を切削加工工作機械と呼び、加工過程においてチップが発生しない非切削工作機械を塑性加工機械と呼ぶ。かかる切削工作機械には旋盤、ミーリング機、マシニングセンター、ドリリングマシン、ボーリング機、研削機、キア加工機、特殊加工機などがあり、金属成形機械としては機械式プレス、油圧式プレス、切断折曲機、鍛造機、引抜機などが挙げられる。
工作機械にはワークを載置するためのテーブルが設けられるが、このテーブルは一般にラックギアとピニオンギアまたはウォームギアとウォームスクリューを用いて回転駆動が可能な設計になっている。
工作機械において、ウォームギアとウォームスクリューを用いたテーブル回転装置が一般的である。
前述したような従来の工作機械用テーブル回転装置は、ウォームギヤとウォームスクリューを駆動するためのモータの回転をテーブル回転またはインデックスのために分割間隔に区分する必要があるので、カービックカップリングのような別の分割装置を必要とするのみならず、角度測定のためのロータリエンコーダなどを必要とすることから構造が複雑になり、かつ製造コストがアップする短所がある。
以上の問題点に鑑みて、韓国特許第1604547号には工作機械用回転テーブル装置が開示されている。また、韓国特許公開第2001−0028580号には工作機械のテーブルインデクシング装置が開示されている。
前述した従来のテーブルインデクシング装置は、連続回転や分割が独立的に行われる構造であることから、回転とインデクシングのためには別のテーブルを使用すべきなので、ワークの加工のためのセットに時間がかかって作業性が劣る短所がある。
日本特開平6−71542号には分割テーブルが開示されている。
この分割テーブルはシリンダ機構により昇降し、軸線周りの回動が拘束されるピストンを有するテーブル本体と、該テーブル本体上に保持されて軸の周りに分割回動される旋回テーブルを備え、該旋回テーブルに設けられた第1カップリングギア及びテーブル本体に固定された第2カップリングギアを同じ中心線上に設け、前記ピストンの下降により第1、第2カップリングギアに上方で噛み合う第3カップリングギアをピストンに連結した構成を有する。
しかし、前記分割テーブルは構造が相対的に複雑であり、特に垂直設置時には別に問題がないが、水平設置時には構成要素間に微細な遊びを有しているので回転時振動が発生する問題がある。
そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ワークの加工のためにワークが装着されたまま回転させたり、一定の角度で正確かつ相対的に強力固定できるワーク加工用回転テーブルを提供することにある。
本発明の他の目的は、テーブルの回転軸のベアリングに予圧を印加して振動及び回転を制御できるワーク加工用回転テーブルを提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、本体部と、該本体部に第1ベアリング部により回転自在に儲けられる回転軸と、該回転軸に設けられてワークが載置されるテーブルと、該テーブルに設けられてテーブルと共に回転する第1部材と、前記本体部と回転軸に設けられて回転軸を駆動させるための駆動部と、前記第1部材の対応する本体部に設けられる第2部材と、前記第1部材及び第2部材の間に設けられる第2ベアリング部と、前記本体部に対して回転軸を保持するベアリングに予圧を印加するための予圧印加ユニットを備えることを特徴とする。
本発明において、前記予圧印加ユニットは前記ベアリングの外輪の上面側または下面側と対応する軸に形成され、第1ベアリング部の外輪に予圧を印加するためのピストンが設けられるシリンダ部と、該シリンダ部に作動のための作動圧を印加してピストンが前記第1ベアリング部の外輪を加圧することで第1ベアリング部に予圧を印加する作動圧印加部とを備える。
そして、前記第1部材及び第2部材の下部側のテーブルに設けられ、前記テーブルを所定の角度で固定するためのテーブルインデクシングユニットをさらに備え、前記テーブルインデクシングユニットは前記第1部材及び第2部材の下部のテーブルと本体部との間に置かれ、テーブルに設けられてテーブルと共に回転するロッキングベース部材と、該第1ロッキングベース部材と第1部材及び第2部材との間へ移動自在にテーブルに設けられ、前記第1部材との間に第1シリンダ部を形成し、前記ロッキングベース部材の間に第2シリンダ部を形成するロッキング部材と、前記本体部に設けられて前記第1シリンダ部に空圧または油圧を供給してロッキング部材を下降させて第1部材及び第2部材と分離することによってテーブルを回転させるための第1作動圧供給部と、前記第2シリンダ部に空圧及び油圧を供給して前記ロッキング部材を上昇させて前記第1及び第2部材とロッキング部材を結合してテーブルの回転を固定するための第2作動圧印加部とを備える。
前記テーブルインデクシングユニットにおいて、前記第1部材及び第2部材とこれと結合されるロッキング部材の上面にはそれぞれ相互結合される凹凸が形成される。
以上説明したような本発明によれば、ワークの加工のためにワークが装着されたままテーブルを回転させたり一定した角度で固定できることから工作機械にワークの加工時優れた互換性を実現することができる。
また、本発明はテーブルの回転軸のベアリングに予圧を印加して振動及び回転を制御することができ、インデクシングモード時テーブルの回転固定力及び精密度を高くすることができる。
本発明の第1の実施形態にかかるワーク加工用回転テーブルを示す斜視図である。 図1に示したワーク加工用回転テーブルの駆動部を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態にかかるワーク加工用回転テーブルを示す一部切除断面図である。 図3に示した予圧印加ユニットの抜粋断面図である。 本発明の第2の実施形態にかかるワーク加工用回転テーブルを示す断面図である。 図5に示したワーク加工用回転テーブルの一部切除断面図であって、作動状態を示した図である。 図5に示したワーク加工用回転テーブルの一部切除断面図であって、作動状態を示した図である。 本発明の第3の実施形態にかかるワーク加工用回転テーブルを示す断面図である。 図8に示したワーク加工用回転テーブルの一部切除断面図であって、作動状態を示した図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明にかかるワーク加工用回転テーブルは、テーブルにワークを固定したまま回転及び回転の位置が固定できるものであって、その一の実施形態を図1ないし図7に示した。
図1ないし図3を参照すれば、本発明にかかるワーク加工用回転テーブル10は工作機械のテーブルなどに固設される本体部11と、該本体部11に第1ベアリング部20により回転自在に設けられる回転軸12と、該回転軸12に設けられてワークが置かれるテーブル13とを備える。該テーブル13の下部側に固設されテーブル13と共に回転する第1部材31と、前記本体部11と回転軸12に設けられて回転軸12を駆動させるための駆動部15とを備える。そして、前記第1部材31の対応する本体部11には第2部材32が設けられ、該第1部材31及び第2部材32の間には第2ベアリング部40が設けられる。前記本体部11には回転軸12を保持する第1ベアリング部20に予圧を印加するための予圧印加ユニット50が設けられる。
前記回転軸12に設けられるテーブル13の上面にはワークの固定のための多数のタップの形成された貫通孔13aが設けられる。そして、前記本体部11に対して回転軸12を保持する第1ベアリング部20はローラからなるローラベアリングでなされ、前記第2ベアリング部40はボールベアリング、ローラベアリング、ジャーナルベアリングの中から選ばれたいずれか一つからなりうるが、これに限られない。
前記駆動部15は回転軸12に設けられるウォームホイル15aと本体部11に回転自在に設けられ、前記ウォームホイル15aと噛み合うウォームスクリュー15bと、該ウォームスクリュー15bを回転させるためのモータ15cとからなりうる。前記モータはステッピングモータまたは油圧モータからなりうるが、これに限定されない。そして、前記ウォームホイル15aの外周面と対応する本体部11にはテーブル13のインデクシングのためにウォームホイルまたはモータ15cの駆動キアと噛み合わされ、ウォームスクリューの軸に設けられ駆動ギアと噛み合う縦動ギアの回転角度を検出するための複数の角度検出センサ16が設けられる。そして、前記本体部11には前記ウォームスクリュー15bをウォームホイル15a側に弾性バイアスさせてバックラッシュを防止できる複数の加圧部材15d、16d(図7及び図8参照)をさらに備えることもできる。
前記予圧印加ユニット50は、図3及び図4に示したように、回転する回転軸12を保持する第1ベアリング部20の外輪に外力を加えて、回転軸12の回転による一定の予圧を印加するためのものであって、前記第1ベアリング部20の外輪21の上面側または下面側と対応する軸に形成されて、第1ベアリング部20の外輪21に予圧を印加するためのピストン51が設けられるシリンダ部52を備える。ここで、前記第1ベアリング部20のローラ23を保持するためのものとして回転軸12に設けられる内輪22はピストン51が前後進する時にピストン51と接触してはいけない。
そして、前記予圧印加ユニット50は前記シリンダ部52にピストン51を外輪21に予圧を印加する方向に移動させるための作動圧印加部55を備える。前記ピストン51の上面とシリンダ部52の内面との間には、第1ベアリング20に基本的に一定の予圧を印加するための弾性バネ56が設けられうる。前記作動圧印加部55は本体部11に設けられて前記シリンダ部に空圧または油圧を供給するための空圧または油圧供給管55aを備え、示されていないが、前記空圧または油圧供給管55aは空圧または油圧を供給する動力源に連結され、前記空圧または油圧供給管55aにはバルブが設けられる。
前述したように構成された回転テーブル装置は、モータ15cによりウォームホイル15bが回転することに伴ってウォームスクリュー15bによりウォームホイル15aが回転されることによって、テーブル13が回転するようになる。この際、前記テーブル13に設けられる第1部材31と本体部11に設けられる第2部材との間には第2ベアリング部40により保持されているので、テーブル13にワークが装着されることにより働く本体部に対する保持力をアップすることができる。そして、回転する過程において前記予圧印加ユニット50により第1ベアリング部20に荷重による加工量による適正な予圧を印加することによってテーブル13の回転による振動を最小化することができ、大重量のワークがテーブルに装着される場合、テーブルの回転による回転トルクを軽減することができ、回転精度を安定的に向上させることができる。
一方、図4ないし図6及び図7に示したように、前記第1部材31及び第2部材32の下部側のテーブル13に設けられて、前記テーブルを所定角度で固定するためのテーブルインデクシングユニット70をさらに備える。
前記テーブルインデクシングユニット70は前記第1部材31及び第2部材32の下部のテーブル13と本体部11との間に位置され、テーブル13に設けられてテーブル13と共に回転するロッキングベース部材71を備える。そして、前記テーブルインデクシングユニット70はロッキングベース部材71と第1部材31及び第2部材32との間に昇降自在にテーブル13にロッキング部材72が設けられる。しかし、前述した実施形態に限定されず、ロッキングベース部材71は、図8及び図9に示したように、本体部11に固定される固定部91と、リング状のロッキング部材72の昇降時これをガイドする昇降ガイド部92とを備える。前記昇降ガイド部92の内側はテーブ13と近接したり摺動する。そして、昇降ガイド部92に沿って昇降するロッキング部材72には、これを下方、すなわちロッキングベース部材71側に移動させるための弾性部材95が設けられる。前述したようにロッキングベース部材71が設けられる場合、前記ロッキング部材72の上昇時ロッキングベース部材が下部に垂れ下がるか変形することを防止するために、前記テーブル13または回転軸にはロッキングベース部材71を保持する保持部材96が設けられる場合もある。前述したようなロッキングベース部材71の設置は、後述する第2シリンダ部の設置時気密のためのシールの設置が容易である。
そして、前記第1部材31とロッキング部材72との間には前記ロッキング部材72の下降のための第1シリンダ部74が設けられ、ロッキング部材72とロッキングベース部材71または90との間には前記ロッキング部材72を上昇させるための第2シリンダ部73が設けられる。
前記テーブルインデクシングユニット70は、前記本体部11に設けられて、前記第1シリンダ部74に空圧または油圧を供給してロッキング部材72を下降させて第1部材31及び第2部材32と分離することによってテーブル13を回転させるための第1作動圧印加部76と、前記第2シリンダ部74に空圧または油圧を供給して前記ロッキング部材72を上昇させて前記第1部材31及び第2部材32とロッキング部材72を結合してテーブル13の回転を固定するための第2作動圧印加部77とを備える。前記第1作動圧印加部76及び第2作動圧印加部77は前記作動圧印加部の実施形態と実質的に同じ構造を有する。すなわち、前記第1シリンダ部と第2シリンダ部に空圧または油圧を供給及び排出するための油圧供給管が備えられる。
一方、前記第1部材31及び第2部材32の下面とこれと結合されるロッキング部材72の上面には相互結合されてテーブル13の回転を固定するための歯31a、32a、72aがそれぞれ形成される。前記歯31a、32a、72aは第1部材及び第2部材の中心とロッキング部材72の中心に対して半径方向に形成され、円周方向に配列される。前記歯31a、32a、72aの個数はインデクシング条件に鑑みて調整可能である。
前述したように構成された本発明にかかる回転テーブル10は、テーブル13にワークを固定したままロータリテーブルとして用いるためには、まず前記第1作動圧印加部76に所定の空圧または油圧を供給してロッキング部材72を下降させて前記第1部材31及び第2部材32とロッキング部材72とを分離することによって対応する間に設けられた歯31a、32a、72aが相互分離されるようにする。
この状態で、前記モータ15cを駆動させると、ウォーム15bとウォームホイル15aが回転されることによってテーブル13が回転するようになる。この際、前記テーブル13に設けられる第1部材31と本体部11に設けられる第2部材32の間には第2ベアリング部40により保持されているので、テーブル13にワークが装着されることによって本体部11に働く保持力を向上させることができる。
そして、回転する過程において、前記予圧印加ユニット50により第1ベアリング部20に予圧を印加することによってテーブル13の回転による振動を最小化することができ、大重量のワークがテーブルに装着される場合、テーブルの回転に伴う回転トルクを軽減することができる。
また、前記回転テーブル装置10をインデクシングテーブルとして使用したい場合、前記ウォームホイル15aに働く回転角度検出センサ16により設定された回転角度が検出された状態で、テーブルインデクシングユニット70の第2作動圧印加部77に相対的に高い空圧または油圧を供給してロッキング部材72を上昇させる。こうすれば、前記第1部材31及び第2部材32とロッキング部材72とが相互密着することにより、これらの対応する側に形成された歯31a、32a、72aが相互結合される。この際、前記第1部材31及び第2部材32の下面とロッキング部材72の上面に形成されて相互結合された歯31a、32a、72aはこれらの結合力を高めて回転テーブルの位置、すなわちインデクシング位置を正確に制御することができる。この過程において、駆動部は作動しなくなることは当然である。前記テーブル13の回転に伴って第2部材32に本体部11が固定され、この固定力がロッキング部材72により回転が固定される。この過程において、前記予圧印加ユニット50により第1ベアリング部20に相対的に高い予圧を印加することによって、回転軸の回転を固定することができる。
一方、前記テーブル13の下部と本体部11との間には強力な予圧が加わった時本体部11の変形を防止して精度を維持するためのスラストベアリング80が設けられる。
以上説明した通り、本発明にかかるワーク加工用回転テーブルはワークを固定するテーブルを回転させると共に一定の角度で固定することができる。従って、従来の回転テーブルとインデックステーブルの機能を同時に満たすことができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、これについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

Claims (6)

  1. 本体部と、該本体部に第1ベアリング部により回転自在に儲けられる回転軸と、該回転軸に設けられてワークが設けられるテーブルと、該テーブルに設けられてテーブルと共に回転する第1部材と、
    前記本体部と回転軸に設けられて回転軸を駆動させるための駆動部と、
    前記第1部材の対応する本体部に設けられる第2部材と、
    前記第1部材及び第2部材の間に設けられる第2ベアリング部と、
    前記本体部に対して回転軸を保持する第1ベアリングに予圧を印加するための予圧印加ユニットと、を備えることを特徴とするワーク加工用回転テーブル。
  2. 前記予圧印加ユニットは、前記ベアリングの外輪の上面側または下面側と対応する軸に形成され、ベアリングの外輪に予圧を印加するためのピストンが設けられるシリンダ部と、
    前記シリンダ部に空圧または油圧を印加してピストンが前記第1ベアリング部の外輪を加圧することでベアリングに予圧を印加する作動圧印加部とを備えることを特徴とする請求項1に記載のワーク加工用回転テーブル。
  3. 前記第1部材及び第2部材の下部側のテーブルに設けられ、前記テーブルを所定の角度で固定するためのテーブルインデクシングユニットをさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のワーク加工用回転テーブル。
  4. 前記テーブルインデクシングユニットは前記第1部材及び第2部材の下部のテーブルと本体部との間に置かれ、テーブルまたは本体部に設けられてテーブルと共に回転するロッキングベース部材と、前記第1ロッキングベース部材と第1部材及び第2部材との間に移動自在にテーブルに設けられ、前記第1部材の間に第1シリンダ部を形成し、前記ロッキングベース部材の間に第2シリンダ部を形成するロッキング部材と、
    前記本体部に設けられて前記第1シリンダ部に空圧または油圧を供給してロッキング部材を下降させて第1部材及び第2部材を分離することによってテーブルを回転させるための第1作動圧供給部と、前記第2シリンダ部に空圧及び油圧を供給して前記ロッキング部材を上昇させて前記第1及び第2部材とロッキング部材を結合してテーブルの回転を固定するための第2作動圧印加部とを備えることを特徴とする請求項3に記載のワーク加工用回転テーブル。
  5. 前記第1部材及び第2部材と、これと結合されるロッキング部材の上面には、それぞれ相互結合される凹凸が形成されることを特徴とする請求項4に記載のワーク加工用回転テーブル。
  6. 前記ロッキングベース部材は本体部に固定される固定部と、リング状のロッキング部材の昇降時これをガイドする昇降ガイド部とを備えることを特徴とする請求項3に記載のワーク加工用回転テーブル。
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