JPH1034466A - 工作物支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作物の寸法の違いに対応するジグの寸法調
整を従来よりも簡易に、しかも自動で行うことができる
ようにして、機械加工における作業効率を向上させる。 【解決手段】 工作物支持装置３０は、工作機械１のテ
ーブル２に固定された工作物１０を支持するためもので
あって、テーパブロック３１と、バックアップブロック
３２とを備えている。テーパブロック３１は、テーパ面
３１ａを有しており、テーブル２にスライド自在に装着
されている。バックアップブロック３２は、当接部３２
ａと、工作物１０を支持する支持部３２ｂとを有してお
り、支持部３２ｂにより支持される工作物１０の被支持
部に対して接近及び離反が可能である。当接部３２ａは
テーパブロック３１のテーパ面３１ａに当接している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作物支持装置、
特に、工作機械の工作物載置部に固定された工作物を支
持するための工作物支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、素材や半加工品（以下、工作物
と称する）を所望の形状や寸法に加工するときには、工
作機械を使用して機械加工を行っている。工作物は工作
機械のテーブルに取り付けられ、テーブルを回転させる
ことにより工作物自体が回転させられたり、又は切削バ
イトが回転することにより工作物の切削が行われる。

【０００３】工作物が板金製品や薄肉の鋳物製品である
ときには、例えばその一端をクランプにより工作機械の
テーブルに固定しても、加工部である他端が切削加工時
（回転時）に自由端となっている。そしてさらに、工作
物の板厚が薄いため、加工部が切削抵抗によりたわみ変
形やびびり振動を受ける。このような変形や振動は、平
面度や寸法などの加工部の製品精度に悪影響を与える。

【０００４】この変形や振動に対する対策として、一般
に、テーブルにジグを固定し、このジグにより工作物の
自由端となっている加工部の近傍を支持している。ここ
では、工作物の寸法の違いにより高さ、すなわち工作物
の被支持部からテーブルまでの距離が工作物ごとに違う
ため、ジグには寸法の調節機能を持たせている。例え
ば、ねじによってジグの寸法を調節している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のジグには寸法の
調節機能が備えられており、工作物の寸法のばらつきに
対応している。しかし、工作物が変わるごとにジグの寸
法を調節しており、このジグの寸法調節の工程が作業効
率を低下させる原因となっている。したがって、この調
節作業を自動化することが求められている。

【０００６】本発明の課題は、工作物の寸法の違いに対
応するジグの寸法調整を従来よりも簡易に、しかも自動
で行うことができるようにして、機械加工における作業
効率を向上させることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の工作物
支持装置は、工作機械の工作物載置部に固定された工作
物を支持するための工作物支持装置であって、テーパブ
ロックと、バックアップブロックとを備えている。テー
パブロックは、テーパ面を有しており、工作物載置部に
スライド自在に装着されている。バックアップブロック
は、当接部と、工作物を支持する支持部とを有してお
り、支持部により支持される工作物の被支持部に対して
接近及び離反が可能である。当接部はテーパブロックの
テーパ面に当接している。

【０００８】この工作物支持装置の工作物を支持する方
向の寸法（以下、工作物支持寸法と称する）は、テーパ
ブロックとバックアップブロックの寸法の和となってい
る。この工作物支持寸法を調整するときは、テーパブロ
ックを工作物載置部に対しスライドさせる。ここでスラ
イド力は、テーパブロックを持ち上げる程度の軽微なも
ので、支持部から工作物にかかる力による工作物の変形
はほとんどないように設定される。テーパブロックがス
ライドすると、バックアップブロックの当接部がテーパ
ブロックのテーパ面に対して相対的に移動する。そし
て、このスライド量にテーパのこう配を乗じた量だけバ
ックアップブロックが工作物載置部に固定された工作物
の被支持部に対して接近又は離反し、工作物支持寸法が
増減する。

【０００９】このようにして、工作物支持寸法を調節し
工作物載置部と工作物の被支持部との距離に一致させた
状態で、工作物に機械加工を行う。なお、テーパ面の傾
斜は、加工時に工作物の加工面から切削抵抗などがかか
ってもテーパブロックと工作物載置部との摩擦抵抗によ
って、テーパブロックがスライドして工作物支持寸法が
変化しない程度に小さく設定される。

【００１０】ここでは、テーパブロックをスライドさせ
るだけで工作物支持寸法を調節することができ、従来の
ねじによる調節機構を有するジグなどに比べ、工作物支
持寸法の調節が簡易となる。請求項２に記載の工作物支
持装置は、請求項１に記載の工作物支持装置において、
工作物載置部は回転するものであり、テーパブロックの
テーパ面は工作物載置部の回転中心部から外方に向かっ
て径方向に傾斜している。

【００１１】ここでは、テーパブロックのスライドはテ
ーパ面の傾斜の方向である工作物載置部の回転中心部か
ら外方に向かって行われる。さらに、工作物載置部は回
転するものであるため、この回転力を利用してテーパブ
ロックを自動的にスライドさせ、工作物支持寸法を自動
的に調整することが可能となる。すなわち、工作物載置
部が回転すると、この工作物載置部に装着されたテーパ
ブロックには遠心力が作用し、テーパブロックは回転中
心から外方に向かってスライドする。ここで、テーパブ
ロックが回転中心から外方にスライドすると工作物支持
寸法が増大するような向きにテーパ面のこう配を設定し
ておくと、テーパブロックがスライドすることによりバ
ックアップブロックの当接部がテーパブロックのテーパ
面に対して相対的に移動し、これによりバックアップブ
ロックの支持部が工作物に接近する。そして、バックア
ップブロックの支持部が工作物の被支持部に当接した時
点でバックアップブロックの移動及びテーパブロックの
スライドが停止する。

【００１２】ここでは、テーパブロックをスライドさせ
る手段として遠心力を利用しており、テーパブロックを
スライドさせ工作物支持寸法を調節する工程を自動化す
ることが可能となる。請求項３に記載の工作物支持装置
は、請求項１又は２に記載の工作物支持装置において、
工作機械は工作物を固定し回転するテーブルを有する旋
盤であり、テーパブロックをテーブルの回転中心部に付
勢する内方付勢手段をさらに備えている。

【００１３】ここでは、テーパブロックをスライドさせ
て工作物支持寸法を調節し機械加工を行った後に、工作
物支持装置の工作物支持寸法を内方付勢手段の作用によ
り元の寸法に戻すことができる。特に、回転前の工作物
支持寸法を、工作物載置部であるテーブルと工作物の被
支持部との間の距離よりも小さく設定しておき、テーパ
ブロックが回転中心から外方にスライドすると工作物支
持寸法が増大するような向きにテーパ面のこう配を設定
している場合、回転がかかると遠心力によって自動的に
テーパブロックが外方にスライドする。このスライドし
たテーパブロックは、工作物の機械加工が完了し回転が
止まった後には、元の位置に戻す必要がある。

【００１４】このとき、テーパブロックをテーブルの回
転中心部に付勢する内方付勢手段が設けられているた
め、回転が停止して遠心力が消滅するとテーパブロック
は元の位置に戻り、工作物支持寸法も自動的に元の寸法
に戻る。このため、作業者の作業が簡単になる。請求項
４に記載の工作物支持装置は、請求項３に記載の工作物
支持装置において、テーパブロックを前記テーブルの回
転中心部から外方に付勢するエアーシリンダ又は油圧シ
リンダをさらに備えている。

【００１５】ここでは、エアーシリンダ又は油圧シリン
ダによってテーパブロックをスライドさせる。テーパブ
ロックがスライドさせられた後の作用は前記作用と同様
である。請求項５に記載の工作物支持装置は、請求項１
に記載の工作物支持装置において、テーパブロックのテ
ーパ面はテーパブロックがスライドする方向に傾斜して
おり、エアーシリンダ又は油圧シリンダと、付勢手段と
をさらに備えている。エアーシリンダ又は油圧シリンダ
はテーパブロックをテーパブロックがスライドする方向
に付勢している。付勢手段はテーパブロックをエアーシ
リンダ又は油圧シリンダが付勢する方向と逆方向に付勢
している。

【００１６】ここでは、テーパブロックをエアーシリン
ダ又は油圧シリンダによりスライドさせる。その後の作
用は前記と同様である。ここでは、スライドを行う手段
としてエアーシリンダ又は油圧シリンダを利用してお
り、エアー圧又は油圧をコントロールするだけで複数の
工作物支持装置の工作物支持寸法を調節することができ
る。

【００１７】また、付勢手段がテーパブロックをエアー
シリンダ又は油圧シリンダが付勢している方向と逆方向
に付勢しているため、テーパブロックをスライドさせて
工作物支持寸法を調節し機械加工を行った後にエアーシ
リンダ又は油圧シリンダの圧力を下げると、テーパブロ
ックが元の位置に戻る。これにより、工作物支持装置の
工作物支持寸法を元の寸法に戻すことができる請求項６
に記載の工作物支持装置は、請求項１から５に記載の工
作物支持装置において、ガイドと、位置決め部材とをさ
らに備えている。ガイドはテーパブロックがスライドす
る方向と直交する方向へのテーパブロックの移動を規制
している。位置決め部材はバックアップブロックの工作
物に対する位置決めを行う。

【００１８】ここでは、ガイドによりテーパブロックは
スライド方向にのみ移動可能となる。また、位置決め部
材により工作物の機械加工時に工作部を支持するバック
アップブロックの支持部の位置がずれないため、機械加
工時の工作物の状態が安定する。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１及び２は、本発明の一実施形
態としての工作物支持装置３０を取り付ける工作機械の
一例である立型旋盤１を示している。この立型旋盤１
は、主に、テーブル２と、一対のコラム３と、横桁４
と、サドル５とから構成される。テーブル２には後述す
るように工作物１０（図３参照）が取り付けられ、テー
ブル２は水平面内で回転軸Ｏ−Ｏを中心に回転する。一
対のコラム３は、テーブル２の上面に直角に設けられて
いる。横桁４はコラム３に沿ってを上下に摺動する。ま
た、サドル５は横桁４上でテーブル２の上面と平行に摺
動する。このサドル５には上下に移動可能な正面刃物棒
６が取り付けられており、さらに正面刃物棒６の下端に
切削バイト８を取り付ける刃物台７が設けられている。

【００２０】このような立型旋盤１に工作物１０を固定
した状態を、図３に示す。工作物１０は内周部に孔を有
する皿状の薄肉の鋳物（又は板金製品）であり、外周部
にフランジ部１０ａを有している。この工作物１０の内
周部はクランプ機構２０に固定され、フランジ部１０ａ
は工作物支持装置３０に支持されている。ここでは、こ
のフランジ部１０ａの図３における上面に切削加工を行
う。

【００２１】クランプ機構２０は、テーブル２に固定さ
れており、工作物１０の内周部を挟持してテーブル２に
固定している。工作物支持装置３０は、切削抵抗による
たわみ変形やびびり振動を低減するために加工部分の近
傍を支持する装置であって、テーパブロック３１と、バ
ックアップブロック３２と、リターンスプリング３３
と、規制部材３４とを有している。テーパブロック３１
はテーブル２上にスライド自在に装着されている。テー
パブロック３１の上面は、テーブル２の回転中心Ｏ−Ｏ
から外側に向かって下向きに傾斜しているテーパ面３１
ａとなっている。バックアップブロック３２は、テーパ
ブロック３１上に配置され、当接部３２ａと、支持部３
２ｂと、円柱部３２ｃとを有している。当接部３２ａ
は、下面がテーパ面３１ａと同じ傾斜を有しており、テ
ーパ面３１ａと当接し、テーパ面３１ａに対してスライ
ド可能である。支持部３２ｂは工作物１０のフランジ部
１０ａの切削加工が行われる面の背面と当接して支持す
る。円柱部３２ｃは当接部３２ａと支持部３２ｂとを連
結している。リターンスプリング３３は、一端がテーブ
ル２に固定され、他端がテーパブロック３１に連結さ
れ、回転中心Ｏ−Ｏから外側に向かって伸長が可能であ
る。規制部材３４は、図４に示すように、ガイド部３４
ａと、位置決め部３４ｂとを有している。ガイド部３４
ａは、テーパブロック３１の両側面に配置されテーブル
２に固定され、テーパブロック３１のスライドする方向
と直交する方向への移動を規制している。位置決め部３
４ｂには孔３４ｃが設けられており、孔３４ｃの内周面
がバックアップブロック３２の円柱部３２ｃを取り囲み
バックアップブロック３２のテーブル２に対する水平方
向の移動を規制している。

【００２２】次に、切削加工の動作について説明する。
なお、立型旋盤１の基本的な動作については説明を省略
するが、本実施形態では通常の旋盤の動作と変わるとこ
ろは特にない。工作物１０を切削加工するときには、ま
ず工作物１０をクランプ機構２０によりテーブル２に固
定する。そして、テーブル２をモーターにより歯車列な
どを介して回転させる。このようにして回転させられて
いる工作物１０に切削バイト８を当てて切削が行われ
る。ここで、工作物１０の内周部はクランプ機構２０に
よりテーブル２に固定されているが、工作物１０は薄肉
であり剛性が低く、加工が施されるフランジ部１０ａは
たわみやすい。そこで、このままでは切削抵抗によりフ
ランジ部１０ａにたわみ変形やびびり振動が発生し加工
精度が低下してしまうため、加工部分の近傍を支持して
やる必要がある。このフランジ部１０ａの加工部分の近
傍の支持は、工作物支持装置３０により行われる。この
工作物支持装置３０は、円周方向に複数設置されてい
る。

【００２３】次に、工作物支持装置３０の機能について
説明する。工作部支持装置３０の高さ寸法は、テーパブ
ロック３１の下面からバックアップブロック３２の当接
部３２ｂの上面までの距離である。この高さ寸法は、図
５に示すように、リターンスプリング３３が伸長してい
ない状態の時に、フランジ部１０ａの当接部３２ｂが支
持する被支持部からテーブル２の上面までの距離よりも
小さく設定しておく。

【００２４】テーブル２が回転を始めると、テーブル２
上のものに遠心力がそれぞれ働く。ここで、工作物１０
はクランプ機構２０によりテーブル２に固定されてお
り、バックアップブロック３２は規制部材３４によりテ
ーブル２に対して水平方向の移動が規制されているが、
テーパブロック３２はテーブル２に対して回転中心Ｏ−
Ｏから外側方向へのスライドが可能である。テーパブロ
ック３２は、遠心力によって回転中心Ｏ−Ｏから外方に
移動する。なお、このときリターンスプリング３３がテ
ーパブロック３１を回転中心Ｏ−Ｏへと付勢するが、こ
の付勢力が遠心力よりも小さくなるようにリターンスプ
リング３３の剛性が設定されているため、テーパブロッ
ク３１は外方に移動してゆく。この移動に伴い、バック
アップブロック３２の当接部３２ａは、テーパ面３１ａ
とスライドしてテーパ面３１ａによって上方に押し上げ
られる。このようにバックアップブロック３２が上方に
移動していくと、図６に示すように、バックアップブロ
ック３２の支持部３２ｂが工作物１０と当接する。この
状態で、工作物支持装置３０が工作物１０を支持した状
態となる。

【００２５】切削バイト８を工作物１０のフランジ部１
０ａの上面から当てると、切削加工が始まる。ここで
は、切削抵抗が発生し、この抵抗力がフランジ部１０ａ
を下方に押し下げようとする。この力は工作物支持装置
３０に伝わり、バックアップブロック３２の当接部３２
ａとテーパブロック３１のテーパ面３１ａとの間で、バ
ックアップブロック３２を外方に押し出そうとする力
と、テーパブロック３１をテーブル２に押し付ける力
と、テーパブロック３１を回転中心Ｏ−Ｏへと移動させ
ようとする力とに分かれる。しかし、これらの力は、テ
ーブル２に固定される規制部材３４からの反力、テーブ
ル２からの反力、テーブル２の上面とテーパブロック３
１の下面との間の摩擦力によってそれぞれ均衡し、テー
パブロック３１とバックアップブロック３２とは相対移
動しない。すなわち、切削抵抗が作用しても、図６に示
す工作物１０を支持した状態の工作物支持装置３０の高
さ寸法は変化しない。

【００２６】切削加工が完了し、テーブル２の回転が止
まると、テーパブロック３１に作用していた遠心力が消
滅し、リターンスプリング３３の作用によりテーパブロ
ック３１は図５に示す元の位置に戻り、工作物支持装置
３０の高さ寸法も元に戻る。ここで、規制部材３４のガ
イド部３４ａがテーパブロック３１のスライドする方向
と直交する方向への移動を規制しており、位置決め部３
４ｂがバックアップブロック３２の水平方向の移動を規
制しているため、工作物支持装置３０の回転方向の位置
ズレが防止され、工作物１０への支持点のズレを防止で
きる。このように、支持点が一定しており安定した切削
加工を行うことができ、製品精度が向上する。

【００２７】［他の実施形態］図７に示すように、リタ
ーンスプリング３３に代えてスプリング内蔵型エアーシ
リンダ３５を採用することもできる。ここでは、遠心力
が発生しない場合でもエアー圧力を調節することでテー
パブロック３１をスライドさせることができるため、テ
ーブル２が回転するような旋盤などによる加工に限定さ
れず、テーブル２が回転しないフライス盤での加工にお
いても使用することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の工作物支持装置は工作物の寸法
の違いに対応する寸法調整を従来のジグよりも簡易に行
うことができ、また、遠心力やシリンダの圧力調整によ
り工作物支持装置の寸法調整を自動で行うことが可能と
なり、機械加工における作業効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての工作物支持装置が
装着される立型旋盤の正面図。

【図２】立型旋盤の側面図。

【図３】工作物支持装置の断面図。

【図４】工作物支持装置の正面図。

【図５】工作物支持装置の運動機構図。

【図６】工作物支持装置の運動機構図。

【図７】他の実施形態の工作物支持装置の断面図。

【符号の説明】

３０ 工作物支持装置 ３１ テーパブロック ３１ａ テーパ面 ３２ バックアップブロック ３２ａ 当接部 ３２ｂ 支持部 ３３ リターンスプリング ３４ 規制部材 ３４ａ ガイド部 ３４ｂ 位置決め部 ３５ スプリング内蔵型エアーシリンダ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械の工作物載置部に固定された工作
   物を支持するための工作物支持装置であって、 テーパ面を有し、前記工作物載置部にスライド自在に装
   着されたテーパブロックと、 前記テーパブロックのテーパ面に当接する当接部と、前
   記工作物を支持する支持部とを有し、前記支持部により
   支持される前記工作物の被支持部に対して接近、離反可
   能なバックアップブロックと、を備えた工作物支持装
   置。
2. 【請求項２】前記工作物載置部は回転するものであり、 前記テーパブロックのテーパ面は前記工作物載置部の回
   転中心部から外方に向かって径方向に傾斜している、請
   求項１に記載の工作物支持装置。
3. 【請求項３】前記工作機械は前記工作物を固定し回転す
   るテーブルを有する旋盤であり、 前記テーパブロックを前記テーブルの回転中心部に付勢
   する内方付勢手段をさらに備えている、請求項１又は２
   に記載の工作物支持装置。
4. 【請求項４】前記テーパブロックを前記テーブルの回転
   中心部から外方に付勢するエアーシリンダ又は油圧シリ
   ンダをさらに備えている、請求項３に記載の工作物支持
   装置。
5. 【請求項５】前記テーパブロックのテーパ面は前記テー
   パブロックがスライドする方向に傾斜しており、 前記テーパブロックを前記テーパブロックがスライドす
   る方向に付勢するエアーシリンダ又は油圧シリンダと、 前記テーパブロックを前記エアーシリンダ又は油圧シリ
   ンダが付勢する方向と逆方向に付勢する付勢手段とをさ
   らに備えている、請求項１に記載の工作物支持装置。
6. 【請求項６】前記テーパブロックがスライドする方向と
   直交する方向への前記テーパブロックの移動を規制する
   ガイドと、 前記バックアップブロックの工作物に対する位置決めを
   行うための位置決め部材とをさらに備えている、請求項
   １から５に記載の工作物支持装置。