JPH079216A - 主軸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被加工物１の加工を両端方向から行なう主軸
装置12において、シリンダ52による強いクランプ力で被
加工物１を保持する。回動体22の回動機構が加工の邪魔
にならず、回動体22の軸方向寸法を小形にする。 【構成】 被加工物１のフランジ部３をクランプするク
ランプ爪42を設ける。クランプ爪42を開閉させるシリン
ダ52を有し、このシリンダ52に対して作動流体の供給状
態を保持可能とするクランプ作動手段51を設ける。クラ
ンプ作動手段51に着脱可能に接続し、クランプ作動手段
51に対して作動流体を供給および排出する作動流体供給
排出手段61を設ける。作動流体供給排出手段61をクラン
プ作動手段51から離脱させても、クランプ作動手段51は
シリンダ52の作動状態を保ち、クランプ爪42の閉状態を
保持する。回動体22の外周中央部に、駆動手段から回動
駆動力を受ける回動駆動力受部24を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被加工物の両端方向か
ら加工を行なう加工機などに用いられ、被加工物を保持
して回動させる主軸装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば実公昭５８−２８７２５号
公報に記載されているように、ベースの中央に主軸装置
を設けるとともに、ベースの両端に切削装置を設置した
加工機がある。この加工機では、主軸装置に被加工物を
保持して回転させ、両端の切削装置で被加工物の両端の
中ぐり加工などを同時に行なえるようにしている。

【０００３】従来の主軸装置の構造は、主軸台に円筒状
の回動体を回動自在に設け、この回動体に被加工物を保
持するクランプ機構を設け、回動体をモータで回動する
ようにしている。

【０００４】クランプ機構は、回動体の内側に被加工物
を挿通可能とする環状のダイヤフラムを取り付け、この
ダイヤフラムに被加工物の外面をクランプする複数のク
ランプ爪を設け、ダイヤフラムをクランプ爪の開方向に
変位させるシリンダを設けている。そして、回動体の停
止時に、エア供給手段をシリンダに接続し、シリンダに
エア圧を加えてダイヤフラムを開方向に変位させ、クラ
ンプ爪を開状態とすることにより、被加工物の着脱を行
なえるようにする。また、被加工物の装着時に、エア圧
の供給を停止すれば、ダイヤフラムの弾性によってクラ
ンプ爪が閉方向に移動し、このクランプ爪で被加工物の
外面をクランプする。

【０００５】また、回動体の駆動機構は、回動体の一端
部に円筒状の従動プーリを固着し、この従動プーリとモ
ータの駆動プーリとの間にベルトを張設し、そして、モ
ータの駆動により、従動プーリを介して回動体を回動さ
せる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の主軸装置の構造
では、ダイヤフラムの弾性によって被加工物をクランプ
する構造であるため、被加工物のクランプ力はダイヤフ
ラムの弾性力だけであり、しかも、クランプ爪には回動
時に生じる遠心力がクランプ開方向に作用することも考
慮すると、被加工物のクランプが確実でなく、被加工物
の位置ずれや振れが生じ、加工精度が低下する問題があ
る。

【０００７】また、回動体の一端に固着した従動プーリ
を介して回動体を回動させる構造であるため、回動体の
一端側には従動プーリが大きく突出し、一端側の切削装
置で被加工物の加工を行なうのに支承が生じる問題があ
るとともに、回動体の軸方向に大形となる問題がある。

【０００８】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、被加工物を確実にクランプすることができ、ま
た、回動体を回動させる機構が被加工物の加工に支承と
なることがなく、回動体の軸方向寸法を小形にできる主
軸装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
主軸台21と、この主軸台21に回動自在に設けた円筒状の
回動体22と、この回動体22を回動駆動する駆動手段28
と、前記回動体22にフランジ部３を有する被加工物１を
保持するクランプ機構31とを備え、前記回動体22の両端
方向から前記被加工物１の加工を可能とした主軸装置に
おいて、前記クランプ機構31は、前記回動体22の内側に
設けられた基部32と、この基部32に設けられ、前記被加
工物１を回動体22に対して同心円に嵌合するとともに、
被加工物１のフランジ部３を基準として軸方向位置を位
置決めする基準部材35と、この基準部材35側に設けら
れ、基準部材35に対して前記被加工物１のフランジ部３
をクランプする複数のクランプ爪42と、前記基部32に設
けられ、前記クランプ爪42を開閉作動させるシリンダ52
を有し、このシリンダ52に対する作動流体の供給状態を
保持可能とするクランプ作動手段51と、このクランプ作
動手段51に着脱可能に接続され、クランプ作動手段51の
シリンダ52に対して作動流体を供給および排出する作動
流体供給排出手段61とを備えるものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、主軸台21と、この
主軸台21に回動自在に設けた円筒状の回動体22と、この
回動体22を回動駆動する駆動手段28と、前記回動体22に
被加工物１を保持するクランプ機構31とを備え、前記回
動体22の両端方向から前記被加工物１の加工を可能とし
た主軸装置において、前記回動体22の外周中央部に、前
記駆動手段28から回動駆動力を受ける回動駆動力受部24
を設けたものである。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明では、被加工物１を主軸装
置12に装着する場合、作動流体供給排出手段61をクラン
プ作動手段51に接続し、シリンダ52を作動させてクラン
プ爪42をクランプ開状態とし、被加工物１を基準部材35
に嵌合してセットする。被加工物１のセット後、シリン
ダ52を作動させ、クランプ爪42で被加工物１のフランジ
部３を基準部材35に対してクランプさせる。クランプ完
了後、作動流体供給排出手段61をクランプ作動手段51か
ら離脱させるが、シリンダ52は作動状態を保ち、被加工
物１のクランプ状態を保持する。このクランプ状態で被
加工物１を回動させて加工を行なう。

【００１２】一方、被加工物１を主軸装置12から取り出
す場合、作動流体供給排出手段61をクランプ作動手段51
に接続し、シリンダ52を作動させてクランプ爪42をクラ
ンプ開状態とし、被加工物１を取り出す。

【００１３】請求項２記載の発明では、回動体22の外周
中央部の回動駆動力受部24で駆動手段28からの回動駆動
力を受け、回動体22は主軸台21に対して回動する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の主軸装置を加工機に適用した
一実施例を図面を参照して説明する。

【００１５】まず、図において、被加工物１について説
明すると、例えばデファレンシャルギヤの円筒状のハウ
ジングであり、両端に円筒部２が同軸上に形成され、周
囲には、一端側にフランジ部３が形成され、このフラン
ジ部３の近傍に突部４が形成され、複数箇所に窓孔５が
形成されている。

【００１６】図３は加工機の正面図を示し、11はベース
で、このベース11の中央部に主軸装置12およびクランプ
作動装置13が配設され、ベース11の両端に切削装置14が
それぞれ配設されている。

【００１７】主軸装置12は、ベース11に立設された主軸
台21を備え、この主軸台21の中央部に回動体22が配設さ
れている。この回動体22は、図１および図２に示すよう
に、両端に開口する円筒状に形成され、両端外周部がベ
アリング23によって主軸台21に対して回動自在に支持さ
れている。回動体22の外周中央部には回動駆動力受部と
してのギヤ部24が形成され、内周中央部には取付部25が
形成され、この取付部25には等角度毎に３つの切欠部26
が形成されている。

【００１８】主軸台21の内部上側には回動体22のギヤ部
24と噛合するギヤ27が軸支され、図３に示すように、主
軸台21の上部に駆動手段としてのモータ28が取り付けら
れ、ギヤ27とモータ28の駆動軸とがベルト伝達機構29や
図示しない減速機構を介して接続されている。

【００１９】図１および図２に示すように、回動体22の
内側には被加工物１を保持するクランプ機構31が設けら
れている。このクランプ機構31は基部32を備え、この基
部32は、断面略Ｌ字状で環状に形成され、回動体22の取
付部25の一端側および内周面に接合し、取付部25の他端
側から取付部25を挿通して基部32に螺着される取付ねじ
33によって固着されている。基部32には、切欠部26の位
置に対応して外径部側に切欠部34が形成されている。

【００２０】基部32の他端側には基準部材35が取り付け
られている。この基準部材35は、内周部にテーパ状の導
入部36および被加工物１の突部４が嵌合して被加工物１
を回動体22に対して同心円に位置決めする位置決め部37
が形成され、端面に被加工物１のフランジ部３が接合し
て被加工物１のフランジ部３を基準として軸方向位置を
位置決めする位置決め部38が形成されている。この基準
部材35は取付部材39に取り付けられており、この取付部
材39が基部32の他端部に嵌合して取付ねじ40で着脱可能
に取り付けられている。

【００２１】基準部材35の外周部には各切欠部26の位置
に対応してその切欠部26内に嵌合する一対の支持部41が
突出形成され、この各一対の支持部41間にそれぞれクラ
ンプ爪42が支軸43によって回動自在に軸支されている。
クランプ爪42は、一端にレバー部44が突出形成されてい
るとともに、他端部に基準部材35との間に被加工物１の
フランジ部３をクランプする爪部45が形成されており、
図示しないばねによってクランプ開方向に付勢されてい
る。

【００２２】基部32にはクランプ作動手段51が取り付け
られている。このクランプ作動手段51は、基部32の一端
の各切欠部34の位置に取り付けられたシリンダ52を備
え、このシリンダ52内のピストン53に連結されたロッド
54の先端が切欠部34に突出され、ロッド54の先端にクラ
ンプ爪42のレバー部44と当接するカム部材55が連結され
ている。また、基部32の一端面の３箇所には台座部56が
取り付けられ、各台座部56には、クランプ用の接続プラ
グ57、クランプ解除用の接続プラグ58、着座確認用の接
続プラグ59がそれぞれ取り付けられている。各接続プラ
グ57〜59とも図示しないエア流通孔を有し、クランプ用
の接続プラグ57は台座部56のエア通路60を通じて各シリ
ンダ52内の一端すなわちロッド突出側とは反対側に連通
され、同様にクランプ解除用の接続プラグ58は各シリン
ダ52内の他端すなわちロット突出側に連通されている。
各接続プラグ57，58は、弁機構を内蔵してエア流通孔を
閉止できる構造になっており、後述するエア供給ユニッ
ト61の接続時に弁機構が動作されてエア流通孔が開放さ
れるようになっている。

【００２３】前記クランプ作動装置13は、図１および図
３に示すように、作動流体供給排出手段としてのエア供
給ユニット61を備えている。このエア供給ユニット61
は、支持板62に、クランプ用の接続プラグ57に接続され
る接続カップ63、クランプ解除用の接続プラグ58に接続
される接続カップ64、着座確認用の接続プラグ59に接続
される接続カップ65がそれぞれ取り付けられている。接
続カップ63，64は接続プラグ57，58に接続されるとエア
流通路が連通される。そして、接続カップ63，64は図示
しないエア制御回路に接続されており、このエア制御回
路により接続プラグ57，58を通じて各シリンダ52にエア
圧が供給および排出される。

【００２４】エア供給ユニット61を支持する支持機構66
を備えており、この支持機構66は、ベース11に立設され
た支持枠67の上端に回動体22の軸方向と平行に支軸68が
架設され、この支軸68に揺動体69が取り付けられてい
る。この揺動体69は、支軸68に回動自在および軸方向摺
動自在に嵌合する軸受部70からレバー部71が突設され、
このレバー部71の先端側部にエア供給ユニット61が取り
付けられている。また、揺動体69には揺動用のエアシリ
ンダ72が連結され、このエアシリンダ72の作動によっ
て、図１に示すようにエア供給ユニット61がクランプ作
動手段51に対向する下方の位置と、図３に示すようにエ
ア供給ユニット61が上方に退避した退避位置とに移動さ
れる。さらに、図示しないが、揺動体69には水平移動用
駆動手段が連結され支軸68に沿って移動される。

【００２５】前記切削装置14は、ベース11の上部にモー
タ81の駆動によりベース11に沿って移動する縦移動ユニ
ット82が取り付けられ、この縦移動ユニット82の上部に
モータ83の駆動により横移動ユニット84が取り付けら
れ、この横移動ユニット84の上部に刃物台85が水平方向
に回動可能に取り付けられている。刃物台85には複数の
刃物取付部86が取り付けられ、各刃物取付部86にはバイ
ト87が取り付けられている。なお、刃物台85は、図示し
ないモータによって回動駆動され、いずれかの刃物取付
部86を選択的に主軸装置12に対向させるようになってい
る。

【００２６】次に、本実施例の作用を説明する。

【００２７】まず、被加工物１を主軸装置12に装着する
には、エア供給ユニット61をクランプ作動手段51の側部
に下降させるとともにクランプ作動手段51に向けて接近
移動させ、各接続カップ63〜65を各接続プラグ57〜59に
接続させる。

【００２８】エア制御回路によりクランプ解除用の接続
カップ63および接続プラグ57を通じて各シリンダ52にエ
ア圧を供給し、カム部材55を後退させ、各クランプ爪42
をクランプ開状態とする。

【００２９】被加工物１を回動体22の他端側から基準部
材35の内側に挿入し、被加工物１の外周面の突部４を基
準部材35の導入部36を通じて位置決め部37に嵌合させる
とともに、被加工物１のフランジ部３を基準部材35の位
置決め部38に当接させる。

【００３０】エア制御回路によりクランプ用の接続カッ
プ64および接続プラグ58を通じて各シリンダ52にエア圧
を供給し、カム部材55を進出させ、各クランプ爪42をク
ランプ閉方向に揺動させ、各クランプ爪42の爪部45で被
加工物１のフランジ部３を基準部材35に押圧してクラン
プする。

【００３１】このクランプ状態では、被加工物１を回動
体22に対して同心円に位置決めするとともに、被加工物
１のフランジ部３を基準として軸方向位置を位置決めす
る。

【００３２】エア供給ユニット61をクランプ作動手段51
から離脱移動させるとともに、上方の退避位置に移動さ
せる。なお、エア供給ユニット61がクランプ作動手段51
から離脱しても、接続プラグ57，58の弁機構によりシリ
ンダ52に対してクランプ用のエア圧を供給した状態を保
ち、クランプ爪42による被加工物１のクランプ状態を保
持している。

【００３３】次に、両端の切削装置14により被加工物１
の加工を同時に行なう。この加工は、図４に示すように
内径加工用の各バイト87により被加工物１の各円筒部２
の内径仕上加工、図５に示すように外径加工用の各バイ
ト87により被加工物１の各円筒部２の外径仕上加工、図
６に示すように裏座加工用の各バイト87により被加工物
１の裏座仕上加工がある。

【００３４】このように被加工物１に対して両切削装置
14によって同時に加工を行なうことにより、作業効率が
良く、被加工物１の両端の同心度を良くすることができ
る。しかも、被加工物１はクランプ機構31によって確実
に保持されているため、高い加工精度を得ることができ
る。

【００３５】また、加工後の被加工物１を主軸装置12か
ら取り出すには、上述のようにエア供給ユニット61の各
接続カップ63〜65をクランプ作動手段51の各接続プラグ
57〜59に接続させ、エア制御回路によりクランプ解除用
の接続カップ63および接続プラグ57を通じて各シリンダ
52にエア圧を供給し、カム部材55を後退させ、各クラン
プ爪42をクランプ開方向に揺動させ、被加工物１のクラ
ンプを解除する。そして、被加工物１を回動体22の内側
から取り出す。

【００３６】なお、異なる寸法や形状の被加工物１の加
工を行なう場合には、取付ねじ40によって基準部材35お
よびクランプ爪42を付け替えることによって簡単に対応
することができる。

【００３７】また、回動体22の外周中央部に設ける回動
駆動力受部としては、ギヤ部24に限られず、ベルト伝達
用のプーリでもよい。

【００３８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、被加工物の加
工を両端方向から行なえる主軸装置において、加工中も
クランプ作動手段のシリンダの作動状態を保つことによ
り、シリンダの作動に伴う強いクランプ力で被加工物を
確実に保持でき、加工精度の向上に寄与できる。

【００３９】請求項２の発明によれば、被加工物の加工
を両端方向から行なえる主軸装置において、回動体の外
周中央部に駆動手段から回動駆動力を受ける回動駆動力
受部を設けたので、回動体の回動駆動力受部が被加工物
の加工に支承となることがなく、回動体の軸方向寸法を
小形にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の主軸装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】同上実施例の主軸装置の一部の側面図である。

【図３】同上実施例の主軸装置を用いた加工装置の正面
図ある。

【図４】同上実施例の内径仕上加工を説明する説明図で
ある。

【図５】同上実施例の外径仕上加工を説明する説明図で
ある。

【図６】同上実施例の裏座仕上加工を説明する説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 被加工物 ３ フランジ部 21 主軸台 22 回動体 24 回動駆動力受部としてのギヤ部 28 駆動手段としてのモータ 31 クランプ機構 32 基部 35 基準部材 42 クランプ爪 51 クランプ作動手段 52 シリンダ 61 作動流体供給排出手段としてのエア供給ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸台と、この主軸台に回動自在に設け
   た円筒状の回動体と、この回動体を回動駆動する駆動手
   段と、前記回動体にフランジ部を有する被加工物を保持
   するクランプ機構とを備え、前記回動体の両端方向から
   前記被加工物の加工を可能とした主軸装置において、 前記クランプ機構は、 前記回動体の内側に設けられた基部と、 この基部に設けられ、前記被加工物を前記回動体に対し
   て同心円に嵌合するとともに、被加工物のフランジ部を
   基準として軸方向位置を位置決めする基準部材と、 この基準部材側に設けられ、基準部材に対して前記被加
   工物のフランジ部をクランプする複数のクランプ爪と、 前記基部に設けられ、前記クランプ爪を開閉させるシリ
   ンダを有し、このシリンダに対する作動流体の供給状態
   を保持可能とするクランプ作動手段と、 このクランプ作動手段に着脱可能に接続され、クランプ
   作動手段のシリンダに対して作動流体を供給および排出
   する作動流体供給排出手段とを備えることを特徴とする
   主軸装置。
2. 【請求項２】 主軸台と、この主軸台に回動自在に設け
   た円筒状の回動体と、この回動体を回動駆動する駆動手
   段と、前記回動体に被加工物を保持するクランプ機構と
   を備え、前記回動体の両端方向から前記被加工物の加工
   を可能とした主軸装置において、 前記回動体の外周中央部に、前記駆動手段から回動駆動
   力を受ける回動駆動力受部を設けたことを特徴とする主
   軸装置。