(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上に水平方向移動可能に設けられたテーブルと、前記テーブル上で水平方向に微動可能にされた微動テーブルと、前記微動テーブル上に設けられ垂直軸周りに回転又は割出可能にされ、かつワークを把持可能にされた回転ワークテーブルと、を備え、前記微動テーブルの下部側に前記垂直軸に同心に設けられ第一テーパ穴又は第一テーパ外周面を有する第一クランプ軸と、前記テーブルの上部側に設けられた前記第一テーパ穴又は前記第一テーパ外周面に嵌合可能にされた第二テーパ外周面又は第二テーパ穴を有する第二クランプ軸と、前記第一クランプ軸及び第二クランプ軸を垂直方向に相対移動させ嵌合又は離隔させる垂直方向移動機構と、を有し、前記垂直方向移動機構により、前記第一クランプ軸と前記第二クランプ軸とが離隔しているときは、前記微動テーブルが水平方向に移動しても前記第一クランプ軸と前記第二クランプ軸とが干渉することがなく、前記垂直方向移動機構により、前記第一クランプ軸と前記第二クランプ軸とが嵌合しているときは、前記微動テーブルと前記テーブルとが相互に固定されていることを特徴とする工作機のワーク退避テーブル装置。
【請求項２】
前記回転ワークテーブル及び前記第一及び第二クランプ軸の垂直軸に沿って貫通穴が設けられ、前記テーブル下方には前記貫通穴が開口する排出溝が設けられていることを特徴とする請求項１記載の工作機のワーク退避テーブル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テーブル上に設けられたワークテーブルの工具からの退避（リリービング）機構を有する工作機の退避テーブル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークと工具を左右、前後あるいは上下方向に相対移動させて、加工を行う場合、非切削時のワークと工具の干渉を避けるため、非切削時に、ワーク側又は工具側を切削時よりも微少距離退避させるリリービング機構、リリーフ機構が知られている。特許文献１の割出回転及び往復運動機構を有するギヤシェーパでは、下方先端にギヤカッタが取付けられた上下軸をカムによりワークに対して前後動させて、リリービングを行っている。また、特許文献２においては、横型フライスカッタに対して、テーブル上に微少移動可能なワークテーブル（可動台）を設け、油圧シリンダにより、フライスカッタ側にワークを前進させ、フライスカッタによりワークを切削する横型フライス盤のリリーフ機能が開示されている。このものにおいては、フライスカッタ戻り時には、油圧シリンダにより、ワークを後退させ、フライスカッタとワークとの接触をなくし、カッタマーク等の発生を防いでいる。
【０００３】
一方、単機能ではなく、ギヤシェーパ等の割出回転及び往復運動機構に対して、さらに穴や筒等の加工も可能な複合機がある。例えば、特許文献３のマシニングセンタでは、ＮＣ装置を用いて、ワークを載置又は固定するテーブル、あるいは工具が取付けられる工具主軸において割出機能の他に、ワークの穴加工等の高速回転を可能としている。しかし、このものは、制御により各軸にそれぞれ設けられたモータを低速回転から高速回転、割出し、さらに、頻繁な正逆回転をさせるため、生産効率や精度の点で専用機より劣るという問題があった。
【０００４】
そこで、ＮＣ旋盤等の複合工作機械では、例えば特許文献４の自動旋盤の主軸において、精度を確保するために、割出用モータ（サーボモータ等）と高速回転用モータ（スピンドルモータ等）とを設けて、クラッチ等により主軸と各モータとを選択的に接続し、割出又は高速回転を行っているものが開示されている。また、テーブル側において、例えば特許文献５のように、バックラッシを少なくするための機構及び割出と高速回転とを切り替えることができるものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６２−８８５２６号公報
【特許文献２】実開平４−６３３４１号公報
【特許文献３】特開２０００−１９０１２７号公報
【特許文献４】特許２６３１４１６号公報
【特許文献５】特開２００１−２４６５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献４のような、複合主軸に、上下方向移動機構、さらには、特許文献１のようなリリービング機構を設けると、構造が複雑になり、図体、重量も大きく実現に問題があった。そこで、特許文献４のような複合テーブル側に、特許文献２のようなリリービング機構を設けるとよい。一方、ワークを回転ワークテーブルに固定したまま、種々の加工状況（割出加工や穴加工）を変化させて加工する場合、ワークの位置を常に正確に把握する必要がある。しかし、特許文献２のものは、ワークテーブル位置は可変ストッパにより調整可能となっているが、ワークテーブル位置情報を正確に把握するためには、都度測定又は設定し直さなければならないという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、前述した問題点に鑑みて、リリービング機能を備えた割出及び回転可能な複合回転テーブルにおいて、回転ワークテーブルの正確な位置決めを行える工作機のワーク退避テーブル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては、基台上に水平方向移動可能に設けられたテーブルと、前記テーブル上で水平方向に微動可能にされた微動テーブルと、前記微動テーブル上に設けられ垂直軸周りに回転又は割出可能にされ、かつワークを把持可能にされた回転ワークテーブルと、を備え、前記微動テーブルの下部側に前記垂直軸に同心に設けられ第一テーパ穴又は第一テーパ外周面を有する第一クランプ軸と、前記テーブルの上部側に設けられた前記第一テーパ穴又は前記第一テーパ外周面に嵌合可能にされた第二テーパ外周面又は第二テーパ穴を有する第二クランプ軸と、前記第一クランプ軸及び第二クランプ軸を垂直方向に相対移動させ嵌合又は離隔させる垂直方向移動機構と、を有し、前記垂直方向移動機構により、前記第一クランプ軸と前記第二クランプ軸とが離隔しているときは、前記微動テーブルが水平方向に移動しても前記第一クランプ軸と前記第二クランプ軸とが干渉することがなく、前記垂直方向移動機構により、前記第一クランプ軸と前記第二クランプ軸とが嵌合しているときは、前記微動テーブルと前記テーブルとが相互に固定されている工作機のワーク退避テーブル装置を提供することにより前述した課題を解決した。
【０００９】
即ち、回転ワークテーブルを備えた微動テーブルの下部側に第一クランプ軸を設ける。一方、テーブルの上部側に第一クランプ軸とテーパ嵌合可能な第二クランプ軸を設ける。この第一クランプ軸と第二クランプ軸とをテーパ嵌合又は離隔可能にしたので、正確な位置決めができる。また、第一クランプ軸と第二クランプ軸とが離隔しているときは、微動テーブルが水平方向に移動可能にし、第一クランプ軸と第二クランプ軸とが嵌合しているときは、微動テーブルとテーブルとを相互に固定できるようにしたので、回転ワークテーブルの微動作動、即ちリリービング（退避動作）と固定作業の切換が容易である。なお、前記垂直方向移動機構は油圧又は空気圧垂直方向移動機構とするのが好ましい。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明においては、前記回転ワークテーブル及び前記第一及び第二クランプ軸の垂直軸に沿って貫通穴が設けられ、前記テーブル下方には前記貫通穴が開口する排出溝が設けられた工作機のワーク退避テーブル装置とした。これにより、回転ワークテーブルに例えば内歯車等の内面加工ワークを取り付けて加工した場合、切削駅や切削屑等が回転ワークテーブル、第一、第二クランプ軸の貫通穴を通って、排出溝に容易に自然落下する。なお、微動テーブルはカム機構等により微動可能にするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、回転ワークテーブルを備えた微動テーブルの下部側の第一クランプ軸と、テーブルの上部側の第二クランプ軸とをテーパ嵌合又は離隔可能にし、正確な位置決めを可能とした。また、第一、第二クランプ軸が離隔しているときは、微動テーブルを水平方向に移動可能にし、第一、第二クランプ軸が嵌合しているときは、微動テーブルとテーブルを相互に固定した。これにより、回転ワークテーブルの微動作動と固定作業の切換が容易であるので、リリービング機能を備えた割出及び回転可能な複合回転ワークテーブルにおいて、正確な位置決めを行える工作機のワーク退避テーブル装置を提供するものとなった。さらに、ギヤシェーパ等も可能な種々の複合工作機械に適用できるものとなった。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明においては、回転ワークテーブル、第一第二クランプ軸の貫通穴の下部開口に排出溝を設け、切削液や切削屑等を各貫通穴を通して、排出溝に容易に自然落下するようにしたので、旋削液、切削屑等の処理が容易になり、また、テーブルも小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態を示すテーブルの側面図であり、左側は図４のＡ−Ａ線、右側は図４のＢ−Ｂ線部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すテーブルの図１のＡ矢視から見た正面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す第一、第二クランプ軸の部分拡大断面図である。
【図４】図１のＸ−Ｘ線断面を示すテーブルの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明の工作機のワーク退避テーブル装置１は、図１、２に示すように、基台２上にボールねじ機構３により図１で見て左右方向、図２で見て紙面前後方向に水平方向移動可能にテーブル４が設けられている。テーブル４の上面にスライドガイドメタル５が設けられ、スライドガイドメタル上を微動テーブル６が水平方向に微動可能にされている。微動テーブル６上に回転ワークテーブル７が設けられている。回転ワークテーブル７は駆動機構８により、垂直軸ｃ周りに回転又は揺動又は割出可能にされ、かつ図示しないワークをチャック爪９によりワークの外側、外径又は内側、内径を把持可能にされている。回転ワークテーブル７の中央に図示しない回転ワークテーブル貫通穴１０が開けられている。チャック爪９のチャック方法、開閉方法、回転ワークテーブル貫通穴等は一般的なものであり、また、回転ワークテーブル７の構造及び駆動機構等の詳細については、本発明とは直接関係ないので説明を省略する。
【００１５】
回転ワークテーブル７の垂直軸ｃと同軸に微動テーブル６に第一クランプ軸１１が固定されている。図３に示すように、第一クランプ軸１１は微動テーブル６より下方に張り出し、先端部１２はテーブル４の下部４ａに達している。第一クランプ軸１１には、貫通穴１３が設けられ、微動テーブルの下面部６ａから下方に向かって、第一テーパ外周面１４が設けられており、第一テーパ外周面に続いて縮径部１５、先端部１２が順次設けられている。第一クランプ軸１１、第一テーパ外周面１４、縮径部１５、先端部１２、貫通穴１３、回転ワークテーブル貫通穴１０は垂直軸ｃと同心である。また、貫通穴１３、回転ワークテーブル貫通穴１０は連通し、図２の下方に示す排出溝１６に開口している。
【００１６】
テーブル４には、シリンダ穴１７、小径部１８が下方に向かって順次形成され、シリンダ穴と小径部間に段部１９が設けられている。さらに、テーブル４の下面４ａには、位置決め溝２０が設けられている。シリンダ穴１７、小径部１８、段部１９、位置決め溝２０は垂直軸ｃと同心である。位置決め溝２０に同心に嵌合する折り返し鍔部２１を有する蓋２２がテーブル４に図示しないボルトにより固定されている。蓋２２には第一クランプ軸１１の貫通穴１３より大径の蓋貫通穴２３が開けられている。
【００１７】
第一クランプ軸１１の第一テーパ外周面１４と縮径部１５、先端部１２と、シリンダ穴１７との間には、第一テーパ外周面１４に嵌合可能にされた第二テーパ穴２４を上側（微動テーブル側）先端内側に有する第二クランプ軸２５がシリンダ穴１７内を軸方向移動に設けられている。第二クランプ軸２５は第二テーパ穴２４の外側にシリンダ穴１７内を摺接する外径部２６と、外径部より径の小さいロッド部２７が設けられている。第二テーパ穴２４に続いて第二貫通穴２８が開けられている。
【００１８】
さらにシリンダ穴１７内には、シリンダ穴に嵌合し、かつ、第二クランプ軸２５のロッド部２７と摺接可能に嵌合するヘッドリング３０が設けられている。シリンダ穴１７と第二クランプ軸２５の外径部２６、シリンダ穴とヘッドリング外周３１、第二クランプ軸ロッド部２７とヘッドリング内周３２をそれぞれシールするシール部材（Ｏリング等）３３が設けられている。これにより、シリンダ穴１７、第二クランプ軸１１の外径部とロッド部間段部３４、ロッド部２７、ヘッドリング上端面３５とでシリンダ室３６を形成する。このシリンダ室３６へ油圧又は空気圧を供給することにより、第二クランプ軸２５を微動テーブル６側に押し出す。
【００１９】
ヘッドリング３０の下側にはスプリング穴３７、上端側にガイドバー穴３８が開けられている。ガイドバー穴に対応して第二クランプ軸２５下端にはガイドバー用雌ねじ３９が設けられている。スプリング４０をスプリング穴３７に挿入し、さらにガイドバー４１でスプリングを圧縮するようにして、ガイドバー穴３８よりガイドバー用雌ねじ３９に螺着固定する。これにより、第二クランプ軸２５はスプリング４０により常に下側に引っ張られることになる。
【００２０】
このシリンダ室３６とスプリング４０により、シリンダ室に流体圧力を供給することにより第二クランプ軸２５を上方へ移動させる。又、圧力を排出（開放）することによりスプリング力により第二クランプ軸を下方に移動できる。即ち、シリンダ室３６とスプリング４０により、第一クランプ軸１１及び第二クランプ軸２５を垂直方向に相対移動させ嵌合又は離隔させる垂直方向移動機構４２を形成する。
【００２１】
かかる垂直方向移動機構４２により、シリンダ圧力を抜いてスプリング力により第一クランプ軸１１と第二クランプ軸２５とを離隔させる。また、第一クランプ軸のテーパ外周面１４と第二クランプ軸のテーパ穴２４とは、隙間が設けられ、第一クランプ軸の縮径部１５と第二クランプ軸２５のロッド部内径（第二貫通穴）２８及びヘッドリング内径２９とは、隙間４３が設けられている。この各隙間はテーブル４に対し微動テーブル６が水平方向に移動しても第一クランプ軸１１と第二クランプ軸２５とが干渉しない値とされている。これにより、微動テーブル６をテーブル４に対し相対移動させることができる。一方、垂直方向移動機構４２により、第一クランプ軸１１と第二クランプ軸２５とが嵌合しているときは、微動テーブル６とテーブルと４が相互に固定され、一体とされる。
【００２２】
図１、４に示すように、微動テーブル６は、カム機構５１によりテーブル４に対してスライドガイドメタル５上を水平方向に微動可能にされている。また、図４に示すように、微動テーブル６は、長辺５０，５０の両側面をテーブル４に設けられた側面軸受５２，５２で両側から挟み、図４でみて、左右方向へ移動可能にされている。
【００２３】
図１、４に示すように、てこ棒用スプリング５７、一方をテーブル４に固定された支点ピン５８、一方を微動テーブル６に固定された作用ピン５４、力点ピン５９を備えたてこ棒(アーム)６０により、作用ピン５４が移動される。てこ棒は、てこ棒用スプリング５７により支点ピン５８を中心にして時計回り方向に付勢される。さらに、てこ棒６０の先端６０ａの力点ピン５９の回転ローラ６２が偏心カムローラ６４に押しつけられる。偏心カムローラは図示しないＡＣサーボモータにより回転制御される。偏心ローラの回転に従い、てこ棒の先端は揺動運動する。作用ピン５４は支点ピン５８と力点ピン５９との間にあるので、力点ピン５９によるてこ棒６０の揺動運動に従い作用ピン５４も揺動する。作用ピン５４は微動テーブル６の図４でみて上下方向に長い長穴５３に回転自在に嵌合し、微動テーブル６をテーブル４の長手方向に移動させる。これにより、微動テーブル６、即ち回転ワークテーブル７をリリービングさせる。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態について、その動作について説明する。まず、通常の加工においては、ドリル等の工具が取付けられた主軸（図示せず）に対して、図１に示すように、テーブル４をボールねじ３等により水平方向に移動させ、位置決めを行う。さらに、主軸を上下、回転動等させて回転ワークテーブル７に取付けられたワークの穴開け、ねじ加工等を行う。回転ワークテーブル７は微動テーブル６に固定され、さらに、第一、第二クランプ軸１１、２５によりテーブル４とテーパ嵌合されているので、回転ワークテーブル７、微動テーブル６、テーブル４が高精度に一体固定される、これにより、高精度の位置決め加工が行える。
【００２５】
また、主軸先端の工具を歯切や溝加工用のピニオンカッタ、バイト等の工具とし、主軸を上下動さらには回転・割出駆動等させる（図示せず）。一方、第一、第二クランプ軸１１，２５の嵌合を解き、微動テーブル６及び回転ワークテーブル７をカム機構５１により微動させ、ワーク退避（リリービング）動作させる。これにより、歯車加工や溝加工を可能にする。加工屑は回転ワークテーブル７の外側からテーブル４外へ落下して回収される。又、ワーク回転軸の内側に開けられた貫通穴１０に落下した加工屑は、第一クランプ軸の貫通穴１３を通って排出溝１６へ落下し、回収される。
【００２６】
このように、本発明の実施の形態においては、テーブル４、回転ワークテーブル７、微動テーブル６、第一、第二クランプ軸１１，２５のテーパ嵌合により、リリービング動作を備えた回転ワークテーブルの精度の高い位置決めができる工作機の退避テーブル装置１を提供するものとなった。
【００２７】
なお、回転又は揺動又は割出可能な回転ワークテーブル７及び駆動機構８は、特許文献５のような回転ワークテーブルでもよく、その他の構造でもよいことはいうまでもない。また、リリービング機構については、カム機構を例示したが、引用文献のようなシリンダ機構、ボールねじ、リニアモータ、さらには、サーボシリンダ、サーボモータ等の種々の微動機構が適用できる。さらに、主軸については、詳細な説明はしていないが、主軸側にリリービング機能を設けなくても、本発明においてはワーク側でリリービングするので、特許文献４のような、割出、高速回転選択可能なものや、さらに、上下動機能を付加したもの、あるいは特許文献３のようなマシニングセンタの主軸等を適用してもよい。また、ギヤシェーパに限らず種々の複合工作機に適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００２８】
１    工作機のワーク退避テーブル装置
４    テーブル
６    微動テーブル
７    回転ワークテーブル
１１  第一クランプ軸
１３  貫通穴
１４  第一テーパ外周面（第一テーパ穴）
１６  排出溝
２４  第二テーパ穴（第二テーパ外周面）
２５  第二クランプ軸
４２  垂直方向移動機構
ｃ    垂直軸
【図１】
0005850230.tif 000002
【図２】
0005850230.tif 000003
【図３】
0005850230.tif 000004
【図４】
0005850230.tif 000005