JPH06344244A - 割出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 割出テーブルを停止中はバックラッシュなし
で精度よく位置決めし、回転中はバックラッシュを大き
くして小さな駆動力で回転する。 【構成】 本体２に入力軸６、ウォーム軸２１、割出テ
ーブル５を支持する。主軸３に駆動アダプタ４を装着
し、クラッチ８，９の結合状態で、入力軸６及びウォー
ム軸２１を一体に回転し、ウォーム７及びウォームホイ
ール１１を介し割出テーブル５を回転する。ウォーム７
を軸方向へ２分割して構成し、平行キー２３で可動ウォ
ーム素子４０を固定ウォーム素子３９に対し接近及び離
間移動する。両素子３９，４０の接近状態でウォームホ
イール１１の歯面を固定ウォーム素子３９に圧接し、両
素子３９，４０の離間状態ではウォームホイール１１の
歯面と固定ウォーム素子３９との間にバックラッシュが
発生するように構成する。

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
の工作機械で使用される割出装置、詳しくは、主軸に装
着した駆動アダプタにより割出テーブルをウォーム機構
を介して割出回転する割出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の割出装置においては、
割出テーブルを精度よく割り出すために、ウォーム機構
のバックラッシュを小さくする必要がある。この必要性
に着目した従来技術として、例えば、複リードウオーム
を採用したもの、ウォームを左右に２分割してウォーム
ホイールの歯を両側に接近させるもの、ウォームを軸線
と直交する方向からウォームホイールに押し付けるもの
（特公平４−３６８２３号公報）、直交２軸上に配置し
たウォームをウォームホイールの左右の歯面に押し付け
るもの（特開昭５８−１７１２２９号公報）などが知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術に
よると、いずれの場合も、バックラッシュが微小となる
ようにウォームがウォームホイールの歯面にほとんど密
接した状態で割出テーブルを回転するため、回転負荷が
大きくなり、駆動源側の各部品が大型化するばかりでな
く、回転時にカジリが発生しないように高精度のウォー
ム及びウォームホイールを使用する必要があった。

【０００４】そこで、この発明の課題は、割出停止中は
バックラッシュをなくして割出テーブルを精度よく位置
決めでき、割出回転中はバックラッシュを大きくして割
出テーブルを小さな駆動力で容易に回転できる割出装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、工作機械の加工テーブル上に設置さ
れる本体と、工作機械の主軸に着脱可能に装着される駆
動アダプタとを備え、本体に割出テーブル及び入力軸を
支持し、入力軸と割出テーブルとの間に回転伝達用のウ
ォーム及びウォームホイールを介装し、駆動アダプタを
入力軸に結合した状態で、主軸の回転に伴い駆動アダプ
タにより入力軸を回転してウォーム及びウォームホイー
ルを介し割出テーブルを割出回転する割出装置におい
て、前記入力軸を軸方向へ移動可能に支持するととも
に、バネ手段により駆動アダプタ側へ付勢し、前記ウォ
ームを軸方向に２分割して固定ウォーム素子と可動ウォ
ーム素子とから構成し、入力軸の移動に伴い可動ウォー
ム素子を固定ウォーム素子に対し接近及び離間移動する
連動部材を設け、両ウォーム素子の接近状態でウォーム
ホイールの歯面が固定ウォーム素子に圧接し、両ウォー
ム素子の離間状態ではウォームホイールの歯面と固定ウ
ォーム素子との間にバックラッシュが発生するように構
成される。

【０００６】

【作用】この発明の割出装置においては、割出テーブル
の停止時に、連動部材が可動ウォーム素子を固定ウォー
ム素子に接近移動し、可動ウォーム素子がウォームホイ
ールの歯面を固定ウォーム素子に圧接する。このため、
ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュが
除去され、割出テーブルが割出位置に精度よく位置決め
される。割出テーブルの回転時には、連動部材が可動ウ
ォーム素子を固定ウォーム素子から離間移動し、ウォー
ムホイールの歯面と固定ウォーム素子との間にバックラ
ッシュが発生する。従って、入力軸の回転負荷が小さく
なり、割出テーブルを比較的小さな駆動力で回転でき、
必要に応じて、割出テーブルの回転位相を容易に補正で
きるようになる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に基づいて説明する。まず、全体的な構成について概説
すると、図１に示すように、本実施例の割出装置は、マ
シニングセンタ等の工作機械における加工テーブル１上
に設置される本体２と、工作機械の主軸３に着脱可能に
装着される駆動アダプタ４とから構成されている。な
お、加工テーブル１としては、工作機械のベッド上に設
置された一体型テーブルのみならず、このベッド上に交
換可能に載置されるパレットを使用することもできる。

【０００８】本体２には、ワーク（図示略）を加工位置
に割り出す割出テーブル５と、主軸３により駆動アダプ
タ４を介して駆動される入力軸６とがそれぞれ回転可能
に支持されている。入力軸６と割出テーブル５との間に
は回転伝達用のウォーム７及びウォームホイール１１が
介装されている。そして、駆動アダプタ４には駆動クラ
ッチ８が、入力軸６には入力クラッチ９がそれぞれ設け
られ、両クラッチ８，９の結合状態で、主軸３の回転に
伴い駆動アダプタ４により入力軸６を回転してウォーム
７及びウォームホイール１１を介し割出テーブル５を割
出回転するようになっている。また、本体２と入力軸６
との間には、割出テーブル５の回転位相を補正するため
の補正機構１０が設けられている。

【０００９】次に、各部の構成について詳説すると、駆
動アダプタ４は周知の自動工具交換装置によって主軸３
に着脱されるボディ１２を備え、その下部には支持筒１
３が螺着されている。支持筒１３の内側には軸受１４を
介して前記駆動クラッチ８が支持され、駆動クラッチ８
と支持筒１３との間には、主軸３によるボディ１２の回
転を駆動クラッチ８に対して一方向のみ伝達する一方向
クラッチ１５が介装されている。駆動クラッチ８の下端
面には山部と谷部とを環状に列設してなる噛合部１６が
設けられている。

【００１０】なお、主軸３のリジットタップ機能（主軸
の軸方向移動量と回転角度とを同期させる機能であっ
て、通常、ねじ加工に用いられる）を利用して割出テー
ブル５を割り出す場合には、駆動アダプタ４は、主軸３
の右回転及び左回転に対応できるように、一方向クラッ
チ１５の噛み合い方向を逆にした２種類のものが使用さ
れる。上記駆動アダプタ４は、主軸３の回転角度制御機
能（主軸を軸方向定位置で正転又は逆回転する機能）を
用いる場合にも使用できる。なお、回転角度制御機能を
利用する場合は、図５に示すような駆動アダプタ１７を
使用しても良い。この駆動アダプタ１７は、前記駆動ア
ダプタ４とは異なり、一方向クラッチを備えておらず、
ボディ１８の下端面に駆動クラッチ１９が固定的に設け
られている。そして、これらの駆動アダプタ４，１７は
工作機械の加工中にツールマガジン（図示略）の所定位
置に格納され、割出指令に応答して自動工具交換装置に
より主軸３に選択的に装着される。

【００１１】図１及び図３に示すように、前記入力軸６
はウォーム軸２１の内側に軸方向へ摺動自在に挿入さ
れ、双方間に介装したバネ手段としてのスプリング２２
により上方へ付勢されるとともに、平行キー２３により
ウォーム軸２１に一体回転可能に結合されている。ウォ
ーム軸２１は軸受ホルダ２４、スラスト軸受２５、上部
ラジアル軸受２６、及び下部ラジアル軸受２７によって
本体２に対し軸方向移動不能かつ垂直軸線の周りで回転
可能に支持されている。入力軸６の上端面には前記入力
クラッチ９が駆動クラッチ８の噛合部１６と相似する形
状で形成されるとともに、中間部には平行キー２３が挿
通されるスリット２８が軸方向に長く形成されている。
ウォーム軸２１には平行キー２３が遊嵌する程度の大き
さのキー孔２９が形成されている。軸受ホルダ２４に重
合固定されたカバー３０にはウォーム軸２１をシールす
るオイルシール３１が装着されている。

【００１２】図２に示すように、前記割出テーブル５は
回転体３３の前面にボルト３４で取り付けられ、前記ウ
ォームホイール１１は回転体３３の外周に一体形成され
ている。回転体３３は本体２に固定した前後一対の軸受
ホルダ３５に軸受３６を介して水平軸線の周りで回転可
能に支持され、各軸受ホルダ３５に装着したオイルシー
ル３７によってシールされている。

【００１３】ウォームホイール１１に噛み合う前記ウォ
ーム７は、図１、図３、及び図６に示すように、軸方向
に２分割されて固定ウォーム素子３９と可動ウォーム素
子４０とから構成されている。固定ウォーム素子３９は
ウォーム軸２１の外周に一体的に形成され、可動ウォー
ム素子４０は固定ウォーム素子３９の下側においてウォ
ーム軸２１の小径部４１に軸方向へ摺動可能に挿入され
ている。可動ウォーム素子４０の下部周壁には相対向す
る一対の孔４２が透設され、各孔４２には平行キー２３
の両端が挿入されてリング４３によって抜け止めされて
いる。そして、可動ウォーム素子４０は平行キー２３に
より、その平行キー２３とウォーム軸２１のキー孔２９
との嵌合しろに相当するストロークで、ウォーム軸２１
に対し微動自在に結合されている。

【００１４】平行キー２３は入力軸６の移動に伴い可動
ウォーム素子４０を固定ウォーム素子３９に対し接近及
び離間移動する連動部材を構成している。そして、入力
軸６が上昇端位置（図１の実線位置）に配置されたとき
には、入力軸６のスリット２８の下端が平行キー２３に
係合し、平行キー２３がスプリング２２の付勢力で持ち
上げられ、図６に実線で示すように、可動ウォーム素子
４０が固定ウォーム素子３９側へ接近し、可動ウォーム
素子４０によりウォームホイール１１が回転付勢され
て、ウォームホイール１１の数枚歯の歯面が位置決め基
準となる固定ウォーム素子３９に圧接される。この圧接
状態で入力軸６の上昇移動が平行キー２３によって停止
される。また、入力軸６が駆動アダプタ４により押し下
げられたときには、図６に鎖線で示すように、可動ウォ
ーム素子４０が自重等で固定ウォーム素子３９から下方
へ離間し、ウォームホイール１１の歯面と固定ウォーム
素子３９との間にバックラッシュが発生するようになっ
ている。

【００１５】図１及び図４に示すように、前記補正機構
１０は上部補正プレート４５と下部補正プレート４６と
から構成されている。上部補正プレート４５は本体２の
内部にボルト４７により固定され、その下面には面取加
工された山部４８ａと谷部４８ｂとを交互に列設してな
る補正部４８が環状に形成されている。下部補正プレー
ト４６は入力軸６の下端に支持体４９を介してボルト５
０により取り付けられ、その上面には山部５１ａ及び谷
部５１ｂを備えた補正部５１が上部補正プレート４５の
補正部４８と相補する形状で形成されている。補正部４
８，５１の数は、噛み合を１つずらすのに必要な回動量
（図面では７２度）によって割出テーブル５を少なくと
も最少割出量（例えば１度）回転させるように設定して
ある。

【００１６】そして、入力軸６の下降時には下部補正プ
レート４６が上部補正プレート４５から離間し、入力軸
６の上昇時には下部補正プレート４６の補正部５１が上
部補正プレート４５の補正部４８に噛み合い、このと
き、山部５１ａ，４８ａの面取作用によって入力軸６及
びウォーム軸２１が補正回転され、固定ウォーム素子３
９及びウォームホイール１１を介して割出テーブル５の
回転位相が補正されるようになっている。なお、割出テ
ーブル５と入力軸６との回転位相を調整できるように、
下部補正プレート４６は長孔５２を備え、ボルト５０に
より支持体４９に対し周方向へ位置調整可能に組み付け
られている。

【００１７】次に、上記のように構成された本実施例の
割出装置の作用について説明する。加工中にワークを割
り出す必要が生じると、まず、自動工具交換装置により
駆動アダプタ４が主軸３に装着される。次いで、主軸３
が入力軸６の真上位置までＸ，Ｙ軸方向へ移動された後
に、非回転の状態でＺ軸方向へ下降され、下降途中で駆
動クラッチ８が入力クラッチ９に噛合され、その状態
で、入力軸６が駆動アダプタ４によりスプリング２２の
付勢力に抗して押し下げられる。

【００１８】入力軸６の下降初期には、平行キー２３が
スリット２８から離れて可動ウォーム素子４０の押し付
けを解除するため、可動ウォーム素子４０が固定ウーム
素子３９から下方へ僅かに離間し、ウォームホイール１
１の歯面と固定ウォーム素子３９との間にバックラッシ
ュが発生する。そして、入力軸６が図１の鎖線位置Ｐ１
まで下降すると、補正機構１０において下部補正プレー
ト４６が上部補正プレート４５から離間し、入力軸６及
びウォーム軸２１の回転が許容される。入力軸６が鎖線
位置Ｐ１に至った後、主軸３が右ねじ用リジットタップ
機能により下降量と回転角度とを同期させた状態で右回
転しながら下降し、その結果駆動アダプタ４のボディ１
２が回転するが、一方向クラッチ１５が空転するため、
駆動クラッチ８は回転せず、入力軸６は回転することな
くＰ２へ下降され、ウォーム軸２１、及び割出テーブル
５は停止保持される。

【００１９】鎖線位置Ｐ２において、平行キー２３がス
リット２８の上端近傍に達すると、主軸３がリジットタ
ップ機能により停止された後に上昇されながら、その上
昇量と同期した回転角度で左回転される。このときは、
一方向クラッチ１５が噛み合って主軸３の回転を駆動ク
ラッチ８に伝達するため、入力軸６及びウォーム軸２１
が回転され、ウォーム７及びウォームホイール１１を介
して割出テーブル５が所定角度正転して割り出される。
そして、主軸３のリジットタップ機能によって入力軸６
が元の鎖線位置Ｐ１まで上昇した後、主軸３の軸方向移
動により入力軸６が更に上昇すると、各補正プレート４
５，４６の補正部４８，５１が噛み合い、入力軸６、ウ
ォーム軸２１、及び割出テーブル５が補正回転され、そ
の回転位置にロックされる。

【００２０】入力軸６がＰ１より上方へ上昇された後
は、主軸３が非回転の状態でＺ軸方向へ上昇され、その
結果、割出テーブル５の停止状態で、入力軸６がさらに
上昇して平行キー２３がスリット２８の下端に係合し、
スプリング２２の付勢力で可動ウォーム素子４０を固定
ウォーム素子３９側へ移動し、可動ウォーム素子４０に
よってウォームホイール１１の歯面が固定ウォーム素子
３９に圧接される。これにより、ウォーム７とウォーム
ホイール１１との間のバックラッシュが解消され、割出
テーブル５が位置補正後の固定ウォーム素子３９の回転
位相を基準にして精度よく位置決めされ、これをもって
割出テーブル５の正転によるワークの一割出動作が完了
する。

【００２１】割出テーブル５を逆転する場合には、一方
向クラッチ１５の噛み合い方向を逆にした別の駆動アダ
プタ４が自動工具交換装置によって主軸３に装着され
る。この場合は、主軸３が左ねじ用のリジットタップ機
能により下降しながら左回転すると、一方向クラッチ１
５が空転するため、入力軸６、ウォーム軸２１、及び割
出テーブル５はそれぞれ回転しない。また、主軸３が停
止後に上昇しながら右回転したときには、一方向クラッ
チ１５が噛み合って主軸３の回転を駆動クラッチ８に伝
達するため、入力軸６及びウォーム軸２１等を介して割
出テーブル５が逆転される。

【００２２】このように、本実施例の割出装置によれ
ば、割出テーブル５の停止時に、平行キー２３が可動ウ
ォーム素子４０を固定ウォーム素子３９に接近移動し、
ウォームホイール１１の歯面を固定ウォーム素子３９に
圧接するため、ウォーム７とウォームホイール１１との
間のバックラッシュを除去して、割出テーブル５を割出
位置に精度よく位置決めすることができる。また、割出
テーブル５の回転時には、平行キー２３が可動ウォーム
素子４０を固定ウォーム素子３９から離間移動し、ウォ
ームホイール１１の歯面と固定ウォーム素子３９との間
にバックラッシュが発生するので、入力軸６の回転負荷
を小さくでき、割出テーブル５を比較的小さな駆動力で
回転できて、駆動系の各部品を小形化できるとともに、
補正機構１０により入力軸６、ウォーム軸２１、及び割
出テーブル５を容易に補正回転することができる。

【００２３】本実施例の割出装置において、主軸３の回
転角度制御機能を用いる場合には、駆動アダプタ１７に
より入力軸６が鎖線位置Ｐ２まで下降され、その位置で
主軸３により一方向クラッチ１５が噛み合う方向へ右回
転又は左回転され、ウォーム７及びウォームホイール１
１を介して割出テーブル５が正転又は逆転して割り出さ
れる。従って、主軸３の両制御機能を加工条件に応じて
任意に選択することができて、割出装置の汎用性が向上
する。

【００２４】なお、上記実施例では、入力軸６とウォー
ム軸２１とが同軸上に設けられているが、両軸を特開平
４ー３４８８４６号公報に示すように本体に並設し、双
方間に入力軸の軸方向移動を許容し得るギヤ等の回転伝
達機構を設け、かつ入力軸の軸方向移動に伴ない、可動
ウォーム素子を固定ウォーム素子に対して接近及び離間
移動させるリンク機構等の連動部材を設けて実施するこ
ともできる。また、上記実施例では、一方向クラッチ１
５が駆動アダプタ４に設けられているが、これを本体側
に設けてリジットタップ機能を利用できるように構成し
てもよい。さらに、入力軸を、主軸の回転によらず、特
公平１ー２００３０号公報に示されるように、主軸の円
弧補完移動によって回転することも可能である。その
他、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成
を適宜に変更して具体化することも可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上に詳述したように、この発明によれ
ば、ウォームを固定ウォーム素子と可動ウォーム素子と
に軸方向へ２分割し、入力軸の移動に伴い可動ウォーム
素子を固定ウォーム素子に対し接近及び離間移動する連
動部材を設け、両ウォーム素子の接近状態でウォームホ
イールの歯面が固定ウォーム素子に圧接し、両ウォーム
素子の離間状態ではウォームホイールの歯面と固定ウォ
ーム素子との間にバックラッシュが発生するように構成
したので、割出停止中はバックラッシュをなくして割出
テーブルを精度よく位置決めでき、割出回転中はバック
ラッシュを大きくして割出テーブルを小さな駆動力で回
転できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す割出装置の縦断面図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図１の割出装置の補正機構を示す説明図であ
る。

【図５】図１の割出装置で使用される駆動アダプタの別
例を示す正面図である。

【図６】図１の割出装置のウォーム機構を拡大して示す
断面図。

【符号の説明】

１・・加工テーブル、２・・本体、３・・主軸、４，１
７・・駆動アダプタ、５・・割出テーブル、６・・入力
軸、７・・ウォーム、８，１９・・駆動クラッチ、９・
・入力クラッチ、１０・・補正機構、１１・・ウォーム
ホイール、２１・・ウォーム軸、２２・・スプリング、
２３・・平行キー、３９・・固定ウォーム素子、４０・
・可動ウォーム素子、４５・・上部補正プレート、４６
・・下部補正プレート、４８，５１・・補正部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械の加工テーブル上に設置される
   本体と、工作機械の主軸に着脱可能に装着される駆動ア
   ダプタとを備え、本体に割出テーブル及び入力軸を支持
   し、入力軸と割出テーブルとの間に回転伝達用のウォー
   ム及びウォームホイールを介装し、駆動アダプタを入力
   軸に結合した状態で、主軸の回転に伴い駆動アダプタに
   より入力軸を回転してウォーム及びウォームホイールを
   介し割出テーブルを割出回転する割出装置において、前
   記入力軸を軸方向へ移動可能に支持するとともに、バネ
   手段により駆動アダプタ側へ付勢し、前記ウォームを軸
   方向に２分割して固定ウォーム素子と可動ウォーム素子
   とから構成し、入力軸の移動に伴い可動ウォーム素子を
   固定ウォーム素子に対し接近及び離間移動する連動部材
   を設け、両ウォーム素子の接近状態でウォームホイール
   の歯面が固定ウォーム素子に圧接し、両ウォーム素子の
   離間状態ではウォームホイールの歯面と固定ウォーム素
   子との間にバックラッシュが発生するように構成したこ
   とを特徴とする割出装置。