JP2000301405A - バランス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械やテーブル装置等の水平軸に作用す
る捩れをキャンセルする。 【解決手段】 水平軸２１には加工テーブル２２が取り
付けられているので、加工テーブル２２の重さが水平軸
２１に捩りモーメントとなって作用する。そこで、シリ
ンダユニット２５を駆動し、この駆動力をクランク３
１、軸３０、ギヤ３２、タイミングベルト３４及びギヤ
３３を介して当該捩り力と反対方向の力を水平軸２１に
付与する。これにより水平軸２１に加工テーブル２２を
偏心して支持したことによって発生する捩れがキャンセ
ルされ、バランスが維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は工作機械やテーブル
装置等の水平軸に作用する捩れ力をキャンセルするバラ
ンス装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に水平軸を備えた工作機械の一例を
示す。この工作機械はベース１００に水平軸１０１を回
転自在に支持し、この水平軸１０１の一端をモータ１０
２に連結し、水平軸１０１の中央部に水平軸１０１と直
交する軸受け１０３を取り付け、この軸受け１０３内に
軸１０４を挿通し、軸１０４の一端にワーク、パレット
或いは加工工具等の重量物１０５を取り付け、軸１０４
の他端にナット部材１０６を設け、このナット部材１０
６にロッドスクリュー１０７を螺合し、モータ１０８を
駆動することで、重量物１０５を取り付けた軸１０４が
水平軸１０１と直交する方向に進退動するようにしてい
る。

【０００３】ところで、軸１０４の突出量が大きくなる
と、重量物１０５の水平軸１０１からの偏心量も大きく
なるので、水平軸１０１に作用する捩れモーメントも大
きくなる。そして、捩れがおおきくなると、重量物１０
５が所定位置より下方に下がってしまい、正確な数値制
御ができなくなる。そこで、図示するように、水平軸１
０１のモータ１０２とは反対側の端部にクランク（レバ
ー）１０９の基端部を固着し、このクランク１０９の先
端にシリンダユニット１１０のロッドを連結し、このシ
リンダユニット１１０にて水平軸１０１に対し、捩れ方
向とは逆方向の力を加えることでバランスをとるように
している。

【０００４】水平軸を備えた工作機械或いは加工テーブ
ル装置としては、図７に示す構造に限らず、種々の構造
があるが、いずれも水平軸に直接クランクを取り付け捩
れを矯正するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】工作機械や加工テーブ
ル装置等にあっては、水平軸の一端にモータ等の駆動源
に連結し、他端にジョイント等の他の部材を取付けたも
のがある。このような構造の水平軸には水平軸の捩れを
戻すためのクランクを取付ける箇所がない。また、水平
軸の他端にクランクを取付けることが出来たとしても、
水平軸の近傍にシリンダユニットを配設するスペースが
ない場合がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係るバランス装置は、重量物が偏心して取り付け
られた水平軸とは離れた箇所に中間軸を配置し、この中
間軸と水平軸との間で力の伝達を可能とし、また中間軸
にはクランクを固着し、このクランクに水平軸に対して
捩れ方向と逆方向の力を付与するシリンダユニットの一
端を連結したことを特徴とする。

【０００７】ここでいう水平軸とは重量物を偏心して取
り付けた場合に、捩れ力が作用するものを指し、多少傾
斜している軸も含まれる。上記した構成により、水平軸
の端部にクランク（レバー）を取付けることができない
場合、スペース的にシリンダユニットの配置、方向に制
限が課せられる場合であっても水平軸に作用する捩れを
キャンセルすることができる。尚、前記中間軸と水平軸
との間の力の伝達する手段としては、中間軸及び水平軸
のそれぞれに固着したギヤ間をタイミングベルト、チェ
ーン若しくは中間ギヤにて連結することが考えられる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るバランス
装置を適用した加工テーブル装置を組み込んだ加工ステ
ーションの概略斜視図、図２は同加工ステーションの平
面図、図３は加工テーブル装置のバランス機構を設けた
側を示す側面図、図４は図３のＡ方向から見た部分を一
部切欠した拡大図である。加工ステーションにはベース
１が設けられ、このベース１の上に工作機械２及び加工
テーブル装置３が載置され、ベース１の外側に工作機械
２を囲むようにパレットストッカー４が配置され、ま
た、工作機械２の上方にオートツールチェンジャー（Ａ
ＴＣ）５が配置されている。工作機械２はベース１に対
しターンブロック６が垂直軸を中心として水平面内で旋
回可能とされ、また前記パレットストッカー４は複数の
パレット受け枠７からなり、これらパレット受け枠７及
び前記加工テーブル装置３は前記工作機械２の旋回中心
を中心として略放射状に配置され、同じく工作機械２の
旋回範囲内にワークＷの搬入と搬出を兼ねる搬送ライン
の先端が臨み、この先端をワーク供給位置８としてい
る。

【０００９】これにより工作機械２が加工テーブル装置
３、パレットストッカー４及びワーク供給位置８に対し
対向する。また工作機械２は、前記ターンブロック６に
対し水平軸９を中心として支持部１０がモータ１１の駆
動により垂直面内でチルト動作可能に取り付けられ、こ
の支持部１０には主軸受け１２が摺動自在に支持され、
モータ１３にて回転せしめられるロッドスクリュー１４
に主軸受け１２に設けたナット部材１５を螺合すること
で主軸受け１２が進退動する。また、主軸受け１２内に
は図示しないモータにて高速回転せしめられる主軸（ス
ピンドル軸）１６が支持されている。

【００１０】この主軸１６にはワークを取り付けるパレ
ットＰとワークに対して切削、穴開け等の加工を施す加
工工具Ｔが選択的に保持し得る構造になっている。そし
て、支持部１０が垂直面内でチルト動を行うことで、主
軸１６が加工テーブル装置３、パレットストッカー４或
いはオートツールチェンジャー５の高さに適合する方向
を向く。一方、モータ１１と反対側の水平軸９の端部に
は、クランク１７の基端部を取り付け、このクランク１
７の先端部にバランスシリンダ１８のロッドを取り付
け、主軸１６の先端に保持されたパレットＰ等の重量物
によって水平軸９にもたらされる捩れと反対方向の力
を、前記バランスシリンダ１８から水平軸９に与えるよ
うにしている。

【００１１】上記の工作機械２に適用されたバランス機
構は従来と同じである。次に前記加工テーブル装置３の
構造を説明する。加工テーブル装置３はベース１に対し
支持ブロック２０が垂直軸を中心として水平面内で旋回
可能とされ、この支持ブロック２０に対し水平軸２１が
取り付けられている。水平軸２１の一端には水平軸２１
を回動させるためのモータ１９（図２参照）が設けられ
ている。水平軸２１には加工テーブル２２が水平軸２１
の軸芯から偏心した状態で取付けられ、この加工テーブ
ル２２にワークＷを取り付けたパレットＰを着脱自在と
している。ここで、水平軸２１は重量物である加工テー
ブル２２、更にはワークＷを取り付けたパレットＰとと
もに回動し、例えば、加工テーブル２２が水平軸２１に
対し側方位置となった状態で停止し、その姿勢を加工中
維持する必要があるので、水平軸２１に作用する捩れを
キャンセルするバランス機構をモータ２２と反対側に設
けている。このバランス機構は図３及び図４に示すよう
に、支持ブロック２０にブラケット２３、２４を設け、
ブラケット２３にはシリンダユニット２５の基部を取り
付け、ブラケット２４にはロッド２６の一端を取り付け
ている。

【００１２】また、前記ブラケット２３にはプレート２
７の下端を溶接等にて固着し、このプレート２７の先端
に前記ロッド２６の先端をナット２８を介して位置調整
可能に取り付けている。前記プレート２７には軸受け２
９を介して水平軸３０を回転自在に支持し、この水平軸
３０の一端にはクランク３１を取り付け、他端にはギヤ
３２を取り付け、また、クランク３１には前記シリンダ
ユニット２５のロッド２５ａを連結している。一方、前
記水平軸２１の他端側にはギヤ３３を固着し、これらギ
ヤ３２，３３間にタイミングベルト３４を張設し、ギヤ
３２に作用する力が直接水平軸２１に伝達するようにし
ている。

【００１３】ここで、加工テーブル２２が水平軸２１に
対し側方位置となった状態で停止し、水平軸２１に対し
ねじり力を与える位置にあるとき、タイミングベルト３
４の上側または下側（ギヤ３２，３３に対して）が引張
状態となり、プレート２７に倒れ方向の力（図３におい
て右方向の力）が作用する。そして、このままでは、プ
レート２７の下端取付部に過大な力が作用することにな
るので、前記ロッド２６で突っ張りプレート２７の倒れ
を防止している。尚、水平軸２１のギヤ３３よりも外側
にはロータリジョイント３５を設けている。このロータ
リジョイント３５が水平軸２１端に取付けられているの
で、工作機械２に適用したような一般的なバランス機構
を採用することができず上記のような構造を採用してい
る。而して、水平軸２１には加工テーブル２２が取り付
けられているので、加工テーブル２２の重さが水平軸２
１に捩りモーメントとなって作用する。そこで、シリン
ダユニット２５を駆動し、この駆動力をクランク３１、
軸３０、ギヤ３２、タイミングベルト３４及びギヤ３３
を介して当該捩り力と反対方向の力を水平軸２１に付与
する。これにより水平軸２１に加工テーブル２２を偏心
して支持したことによって発生する捩れがキャンセルさ
れ、バランスが維持される。

【００１４】このバランスの維持は、水平軸２１廻り３
６０°の何れの箇所に加工テーブル２２が位置した場合
でも発揮することができる。図５及び図６バランス機構
の別実施例を示す図３及び図４と同様の図であり、この
実施例にあっては、タイミングベルト３４の代りにギヤ
３６を用いている。他の部材については前記実施例と同
一のため、同一の番号を付して細かな説明は省略する。
尚、シリンダユニット２５の駆動力を水平軸２１に伝達
する手段としては、タイミングベルト、ギヤの他にチェ
ーンによって力を伝達するようにしてもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
スペース上の理由、他部材との関係等の種々の理由によ
って、工作機械やテーブル装置等の水平軸の端部にバラ
ンスシリンダに連結するクランクを取付けられない場
合、或いはシリンダユニット自体を水平軸から離さなけ
ればならない場合等であっても水平軸に作用する捩れを
キャンセルすることができる。

【００１６】したがって、工作機械等の水平軸に偏心し
て取付けられたテーブル、ワーク、パレット、工作治具
等の重量物が所定位置よりも下がってしまう不利もな
く。正確な数値制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバランス装置を適用した加工テー
ブル装置を組み込んだ加工ステーションの概略斜視図

【図２】同加工ステーションの平面図

【図３】加工テーブル装置のバランス機構を設けた側を
示す側面図

【図４】図３のＡ方向から見た部分を一部切欠した拡大
図

【図５】別実施例を示す図３と同様の図

【図６】図３のＢ−Ｂ方向断面図

【図７】従来のバランス装置の一例を示す図

【符号の説明】

１…ベース、２…工作機械、３…加工テーブル装置、４
…パレットストッカー、５…オートツールチェンジャー
（ＡＴＣ）、６…ターンブロック、７…パレット受け
枠、８…ワーク供給位置、９…水平軸、１０…支持部、
１１…モータ、１２…主軸受け、１３…モータ、１４…
ロッドスクリュー、１５…ナット部材、１６…主軸（ス
ピンドル軸）、１７…クランク、１８…バランスシリン
ダ、２０…支持ブロック、２１…水平軸、２２…モー
タ、２３，２４…ブラケット、２５…シリンダユニッ
ト、２６…ロッド、２７…プレート、２８…ナット、２
９…軸受け、３０…水平軸、３１…クランク、３２，３
３，３６…ギヤ、３４…タイミングベルト、３５…ロー
タリジョイント、Ｐ…パレット、Ｔ…加工工具、Ｗ…ワ
ーク。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量物が偏心して取り付けられた水平軸
   に、前記重量物による捩れ方向と逆方向の力を付与する
   バランス装置において、このバランス装置は、前記水平
   軸とは離れた箇所に中間軸を配置し、この中間軸と水平
   軸との間で力の伝達を可能とし、また中間軸にはクラン
   クを固着し、このクランクに水平軸に対して捩れ方向と
   逆方向の力を付与するシリンダユニットの一端を連結し
   たことを特徴とするバランス装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のバランス装置におい
   て、前記中間軸と水平軸との間の力の伝達は、中間軸及
   び水平軸のそれぞれに固着したギヤ間をタイミングベル
   ト、チェーン若しくは中間ギヤにて連結することで行う
   ことを特徴とするバランス装置。