(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する本体と、前記貫通孔に挿通されて摺動および回転可能に支持される芯押軸と、該芯押軸を駆動してワークに押圧させる流体圧駆動装置とを備える芯押台において、
前記貫通孔と前記芯押軸との間に設けられると共に前記芯押軸を摺動且つ回転可能に支持する一対の軸受け部材であって、それぞれがワーク側および反ワーク側から挿通可能で且つ互いに軸線方向に離間するように設けられる一対の軸受け部材と、
前記軸線方向における一対の前記軸受け部材間に設けられるクランプ装置であって、前記芯押軸を囲繞して配設される中空部材及び該中空部材の内部空間に高圧流体を供給する高圧流体供給装置を含むクランプ装置とを備え、
該クランプ装置における前記中空部材は、前記本体に固定され、半径方向内側部分が前記高圧流体の流入に伴って縮径して前記芯押軸を押圧すると共に、前記高圧流体が供給されないときは前記芯押軸を押圧しない
ことを特徴とする芯押台。
【請求項２】
前記軸受け部材は、環状の保持部材に嵌め込み保持され、該保持部材を介して前記貫通孔に挿通される
ことを特徴とする請求項１記載の芯押台。
【請求項３】
前記保持部材は、前記貫通孔よりも大径のフランジ部を有し、該フランジ部が前記本体のワーク側端面または反ワーク側端面に固定される
ことを特徴とする請求項２記載の芯押台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤の主軸やインデックステーブル等に対向して配設され、一端が旋盤やインデックステーブル等に保持されているワークの他端を押圧して支持することにより、加工力よるワークの変位を抑え、もってワークの加工精度を維持する芯押台に関する。
【背景技術】
【０００２】
芯押台は、旋盤の主軸やインデックステーブル等に対向して配設されおり、芯押軸が前進して一端が旋盤やインデックステーブル等に保持されているワークの他端を押圧する。これにより、ワークは、他端が芯押軸によって支持されて加工力よる変位が抑えられ、加工精度が維持される。
【０００３】
しかし、芯押軸は、芯押台のフレーム、即ち本体に支持されており、摺動可能、かつ回転可能に支持されるために、挿通される本体の貫通孔との間に適度な隙間を必要としている。そのため、芯押軸は、ワークを介してツールからの加工力によって変位し、微振動、所謂ビビリが生じる問題があり、ワークは、芯押軸と共に微振動し、表面粗さや加工精度が損なわれる。
【０００４】
芯押軸を摺動可能、かつ回転可能な状態で支持するのを損なうことなく、加工中の芯押軸の上述のビビリを抑えるため、特許文献１の公報では、３つの圧電素子が芯押軸を囲繞して貫通孔に等間隔に配設されており、加工時のみ圧電素子に電圧が印加される。非加工時には、圧電素子は、芯押軸との間に隙間が生じており、芯押軸は、圧電素子によって拘束されることなく、本体に対し摺動可能、かつ回転可能な状態に置かれる。加工時には、圧電素子は、電圧の印加によって膨張し、半径方向内側部分が芯押軸に向かって変位して、芯押軸との隙間が解消されると共に、更に芯押軸を押圧する。これにより、芯押軸は、圧電素子との隙間が解消されると共に、圧電素子がクランプ部材として作用して変位が規制される。従って、加工中、芯押軸はビビリが解消され、ワークの加工精度が損なわれるのを避けることができる。
【特許文献１】特公平６−８８１６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の装置においては、圧電素子は軸受け部材を兼ねており、非加工時、芯押軸が、圧電素子の半径方向内側面と接しながら、詳説すれば、円周方向に配設される３つの圧電素子のいずれかの半径方向内側面と特に強く接しながら、摺動、および回転する。従って、芯押軸が強く接する圧電素子は早急に摩耗し、許容量以上に摩耗すると、芯押軸の旋盤やインデックステーブル等との同心度が損なわれると共に、加工時、芯押軸を十分に押圧することができなくなるので、交換する必要が生ずる。
【０００６】
しかし、圧電素子は本体の貫通孔に形成される溝に取付られているので、圧電素子の交換作業は容易でなく、また、交換の際に、圧電素子に電圧を印加する電線を損傷しないように、十分注意する必要があり、この点からも圧電素子の交換作業は容易でない。
【０００７】
以上の従来技術の問題点を鑑み、本発明の目的は、加工時、芯押軸を確実にクランプして芯押軸のビビリを抑え、ワークの加工精度を維持すると共に、芯押軸の軸受け部材が摩耗した場合、軸受け部材の交換を容易に実行可能な芯押台を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、貫通孔を有する本体と、前記貫通孔に挿通されて摺動および回転可能に支持される芯押軸と、該芯押軸を駆動してワークに押圧させる流体圧駆動装置とを備える芯押台を前提とする。
【０００９】
そして、本発明における前記芯押台は、前記貫通孔と前記芯押軸との間に設けられると共に前記芯押軸を摺動且つ回転可能に支持する一対の軸受け部材であってそれぞれがワーク側および反ワーク側から挿通可能で且つ互いに軸線方向に離間するように設けられる一対の軸受け部材と、前記軸線方向における一対の前記軸受け部材間に設けられるクランプ装置であって前記芯押軸を囲繞して配設される中空部材及び該中空部材の内部空間に高圧流体を供給する高圧流体供給装置を含むクランプ装置とを備え、該クランプ装置における前記中空部材は、前記本体に固定され、半径方向内側部分が前記高圧流体の流入に伴って縮径して前記芯押軸を押圧すると共に、前記高圧流体が供給されないときは前記芯押軸を押圧しないことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明において、前記軸受け部材は、環状の保持部材に嵌め込み保持され、該保持部材を介して前記貫通孔に挿通されるものとしてもよい。更には、前記保持部材は、前記貫通孔よりも大径のフランジ部を有し、該フランジ部が前記本体のワーク側端面または反ワーク側端面に固定されるものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の芯押台によれば、クランプ装置における中空部材は、その内部空間への高圧流体の供給に伴って半径方向内側部分が縮径して芯押軸を押圧するので、その押圧によって芯押軸が中空部材を介して本体と一体化され、加工力による微振動、所謂ビビリが抑えられ、ワークの加工精度が維持される。また、中空部材は、高圧流体が供給されないとき、即ち非加工時には、芯押軸を押圧しないので、芯押軸の摺動や回転に伴って摩耗することがなく、摩耗に伴う交換を必要としない。更に、中空部材は、芯押軸を囲繞しているので、半径方向内側部分が高圧流体の流入に伴って芯押軸を全周に亘って押圧し、加工力よって芯押軸が半径方向に変位して微振動、所謂ビビリが生ずるのを有効に抑えることができる。
【００１２】
また、本発明の芯押台によれば、クランプ装置は一対の軸受け部材間に設けられ、一対の軸受け部材は本体の貫通孔と芯押軸との間に対しワーク側および反ワーク側からそれぞれ装着されるため、一対の軸受け部材については、摩耗に伴う交換が必要となっても、その交換作業において、摩耗品の取り外しと交換品の取付がクランプ装置によって妨げられることなく容易に実行でき、確実に所定の位置に取り付けられる。更に、一対の軸受け部材は、中空部材が両軸受け部材間に配設されるので、貫通孔の軸線方向長さを抑えたまま、即ち本体の軸線方向長さを極力抑えたまま、十分な間隔をもって芯押軸を支持することが可能であり、芯押軸の抵抗、特に摺動抵抗を軽減して摩耗が抑えられると共に、芯押軸を高精度に支持する。
【００１３】
また、軸受け部材が保持部材を介して本体の貫通孔に装着される構成とすれば、軸受け部材は、交換の際、保持部材と一体的に、即ち保持部材に組み付けたまま、貫通孔からの取り外し、および貫通孔への取付が可能となる。従って、作業性が確保され、軸受け部材の保持部材からの容易な取り外し、及び軸受け部材の損傷なくかつ容易な保持部材への嵌め込みが可能となる。
【００１４】
更に、保持部材が本体の貫通孔よりも大径のフランジ部を有し、そのフランジ部が本体のワーク側端面または反ワーク側端面に固定される構成とすれば、保持部材は、テーパピン等のピン部材やネジ部材等の保持部材を着脱可能に固定する部材を介して本体のワーク側端面または反ワーク側端面に固定可能であり、保持部材を取り外しての軸受け部材の交換を、容易に実行することができる。なお、フランジ部は必ずしも円形でなくてもよく、楕円や星形等、ピン部材やネジ部材等の保持部材を着脱可能に固定する部材が係合する部分のみ、貫通孔よりも大径に形成されてフランジ部が形成されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図３に示すのは、本発明の第１の実施例の芯押台３０の断面図である。図１および図３は、それぞれ芯押軸の最後退時および前進時を示し、図２は図１における要部拡大図である。
【００１６】
本実施例の芯押台３０は、本体１、メタルホルダ２、シャフト６、センタ７、プランジャー９、プランジャーガイド１０、配管パイプ１４、１５、１６、クランプリング８、前側蓋１２および後側蓋１１を備える。
【００１７】
本体１は、貫通孔１ａおよびベース部１ｄを有し該ベース部１ｄが工作機械のスライドレール５１に固定され、図示しない工作機械の主軸またはインデックステーブルに保持されているワーク５２と対向する。
【００１８】
メタルホルダ２は、含油メタル４がメタル保持部２ａの内周面に嵌め込まれると共に、メタル保持部２ａの外周面が貫通孔１ａに嵌め込まれ、貫通孔１ａよりも大径のフランジ部２ｂが、六角穴付ボルト２１を介して着脱可能に本体１のワーク側端面１ｂに固定される。メタルホルダ３は、含油メタル５がメタル保持部３ａの内周面に嵌め込まれると共に、メタル保持部３ａの外周面が貫通孔１ａに嵌め込まれ、貫通孔１ａよりも大径のフランジ部３ｂが、六角穴付ボルト２２を介して着脱可能に本体１の反ワーク側端面１ｃに固定される。これにより、メタルホルダ２、３に嵌め込まれたこ含油メタル４、５は、互いに貫通孔１ａの軸線Ｃ方向に離間する。
【００１９】
シャフト６は、貫通孔１ａの軸線Ｃ方向に延在して含油メタル４、５に挿通され摺動および回転可能に支持される。センタ７は、前側端部、即ちワーク側端部が円錐形に形成されると共に、後側、即ち反ワーク側がテーパ形状に形成されてシャフト６のワーク側に形成されるテーパ孔に嵌合されてシャフト６と同軸に一体化され、シャフト６と共に芯押軸を形成する。
【００２０】
プランジャー９は、シャフト６の反ワーク側に形成されるシリンダ孔６ａに挿通され、ピストンリング１３が外周面に装着されるピストン部９ａを、ワーク側端部に有する。プランジャーガイド１０は、シリンダ孔６ａの反ワーク側端部に嵌合されてシャフト６と同軸に一体化されると共に、プランジャー９が挿通される貫通孔を有する。
【００２１】
配管パイプ１４、１５は、プランジャー９の反ワーク側端部に接続されており、プランジャー９に設けられている通路９ｂ、９ｃと図示しない油圧ポンプとを、それぞれ連通する。
【００２２】
クランプリング８は、含油メタル４、５間においてメタルホルダ３によってクランプ装置部３ｃが形成され、外周面が環状溝８ａを有してクランプ装置部３ｃの内周面に嵌合されてメタルホルダ３に固定されることにより、中空部材の半径方向内側部分を形成してクランプ装置部３ｃとで中空部材を形成しシャフト６を囲繞する。
【００２３】
配管パイプ１６は、本体１に接続され、本体１に設けられる通路１ｅとクランプ装置部３ｃに円周方向等間隔に設けられる２つの通路３ｄとを介して、前記中空部材の内部空間に図示しない油圧ポンプからの高圧油を供給する。
【００２４】
前側蓋１２は、六角穴付ボルト２３を介してメタルホルダ２に固定される。後側蓋１１は、プランジャー９の後端部が嵌合されると共にメタルホルダ３に嵌合されることにより、プランジャー９を本体１に固定する。
【００２５】
本実施例では、芯押軸であるシャフト６、センタ７を駆動してワーク５２に押圧させる流体圧駆動装置として、油圧駆動装置が用いられ、図示しない油圧ポンプによって駆動されると共に、高圧油の圧力が図示しないレギュレターを介し所定値に調整されることにより、芯押軸の押圧力は、ワーク５２の加工条件に適合する値に調整される。また、中空部材の内部空間に供給される高圧流体として、芯押軸の流体圧駆動装置、即ち油圧駆動装置と同様に、高圧油が用いられ、油圧ポンプから供給されると共に、レギュレターを介し所定の圧力に調整される。
【００２６】
プランジャー９のピストン部９ａは、シャフト６のシリンダ孔６ａと相対的に摺動可能であり、プランジャー９が後側蓋１１、メタルホルダ３を介して本体１に固定されているので、シリンダ孔６ａ、即ちシャフト６が摺動する。
【００２７】
油圧ポンプからの作動油が、配管パイプ１４、通路９ｃを経て、ピストン部９ａの後端とプランジャーガイド１０との間のシリンダ孔６ａに流入すると、図１に示すように、プランジャーガイド１０は後退し、プランジャーガイド１０が嵌合されてプランジャーガイド１０と一体化しているシャフト６は、ピストン部９ａに当接して規制されるまで後退する。また、作動油が、配管パイプ１５、通路９ｂを経て、ピストン部９ａの前端からシリンダ孔６ａに流入すると、図２に示すように、シャフト６は、センタ７がワーク５２に当接して規制されるまで、即ちワーク５２を押圧するまで前進する。なお、ワーク５２が取り付けられていない等、ワーク５２によって規制されない場合、シャフト６は、プランジャーガイド１０がピストン部９ａに当接して規制されるまで前進する。
【００２８】
前述のように、図１に示す芯押軸であるシャフト６、センタ７の最後退の状態から、作動油が、配管パイプ１５、通路９ｂを経て、ピストン部９ａの前端から前記シリンダ内に流入すると、図２に示すように、シャフト６、センタ７が前進して、旋盤の主軸やインデックステーブル等に保持されているワーク５２を押圧し、ワーク５２はセンタ７によって支持される。
【００２９】
ワーク５２の加工中、油圧ポンプから高圧油が供給され、高圧油は、配管パイプ１６、通路１ｅ、３ｄを経て、クランプ装置部３ｃとクランプリング８とによって形成される中空部材の内部空間に流入する。クランプリング８の外周面に設けられる環状溝８ａによって、内部空間が形成され中空部材が形成されると共に、クランプリング８は、環状溝８ａ部分の肉厚が薄くなっており、該部分が中空部材の半径方向内側部分となって、高圧油によって容易に変形してシャフト６に当接する、即ち縮径してシャフト６を押圧する。クランプリング８は、メタルホルダ３に嵌め込まれてメタルホルダ３と一体化されているので、メタルホルダ３を固定する六角穴付ボルト２２を介して本体１と一体化されている。よってシャフト６は、クランプ状態におかれ、回転および摺動が規制されると共に、クランプリング８によって全周が支持されて半径方向の変位、詳細には、ワーク５２を介して加わる加工力による半径方向の変位が抑えられる。これにより、シャフト６は加工中の微振動、所謂ビビリが抑えられ、ワーク５２は加工精度が維持される。
【００３０】
一対の軸受け部材である含油メタル４、５は、貫通孔１ｃの軸線Ｃ方向において互いに離間すると共に、本体１の両端に配設されているので、シャフト６を精度良く支持すると共に、シャフト６の抵抗、特に摺動抵抗を軽減することができ、含油メタル４、５の摩耗が抑えられる。
【００３１】
含油メタル４、５は、許容以上に摩耗すると、次のように交換される。前側蓋１２と後側蓋１１を取り外し、一体物であるシャフト６、センタ７およびプランジャーガイド１０を、プランジャー９を組み付けたまま、取り外す。六角穴付ボルト２１、２２を取り外して、含油メタル４、５を嵌め込んだままメタルホルダ２、３を本体１から取り外す。万力やプレス装置等を用いて、メタルホルダ２、３の内周面に挿通可能な円筒状の治具で、含油メタル４、５の端面を押圧することにより、含油メタル４、５をメタルホルダ２、３から取り外す。
【００３２】
次に、フランジ付の含油メタル４、５の内周面に挿通可能な円筒形状の治具を用い、万力やプレス装置等を利用して、治具のフランジが含油メタル４、５の端面を押圧することにより、含油メタル４、５をメタルホルダ２、３に圧入する。メタルホルダ２、３を、本体１の貫通孔１ａに嵌合させ、六角穴付ボルト２１、２２で本体１に固定する。プランジャー９が組み付けられたまま、シャフト６、センタ７およびプランジャーガイド１０を、含油メタル４、５に挿通させた後、前側蓋１２と後側蓋１１を取り付けることにより、含油メタル４、５の交換作業が完了する。上述のように、含油メタル４、５の交換を、本体１から取り外した状態で行うことができるので、作業性が確保され、損傷することなくかつ容易に含油メタル４、５を交換できる。
【００３３】
図４は、本発明の第２の実施例の芯押台４０を示す断面図であり、芯押軸の最後退時を示す。本体１の貫通孔１ａは、段付となって中央部１ａａが小径に形成され、貫通孔１ａの中央部１ａａに、環状溝８ａを外周面に有するクランプリング８が、嵌合されて本体１に固定される。これにより、本体１とクランプリング８とによって、シャフト６のクランプ装置の中空部材が形成される。第１の実施例の芯押台３０と同様、加工中、配管パイプ１６、通路１ｅを経て図示しない油圧ポンプから高圧油が中空部材の内部空間に流入され、中空部材の半径方向内側部分であるクランプリング８が、縮径してシャフト６を押圧する。これにより、シャフト６は、本体１と一体化されると共に、全周が押圧されて半径方向の変位が規制され、加工中の微振動、所謂ビビリが抑えられる。
【００３４】
本発明の第１および第２の実施例共、芯押軸を駆動してワーク５２に押圧させる流体圧駆動装置として油圧駆動装置が用いられているが、流体圧駆動装置として空気圧駆動装置を用いてもよい。また、第１および第２の実施例共、芯押軸を囲繞する中空部材の内部空間に供給される高圧流体は、高圧油であるが、高圧空気であってもよい。いずれも第１および第２の実施例と同様の作用効果を得る。
【００３５】
本発明の第１および第２の実施例共、センタ７は、シャフト６に嵌合され、シャフト６と相対移動不能に一体化されているが、ベアリングを介してシャフト６と相対回転可能に設けられてもよい。加工中、シャフト６はクランプされるが、センタ７はワーク５２と一体的に回転可能となる。
【００３６】
ワーク５２の一端がインデックステーブルによって保持されている場合、シャフト６の前端部に、センタ７を設けずに、チャッキング装置を設けて該装置によってワーク５２の他端を保持してもよい。シャフト６は、割出後の加工時にクランプされ、加工力による所謂ビビリが抑えられ、ワーク５２の加工精度が維持される。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は上記のいずれの実施例にも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々に変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施例の芯押台３０を示す断面図であり、芯押軸の最後退時            を示す。
【図２】図１における要部拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施例の芯押台３０において、芯押軸の前進時を示す。
【図４】本発明の第２の実施例の芯押台４０を示す断面図であり、芯押軸の最後退時を示す。
【符号の説明】
【００３９】
１      本体
１ａ    貫通孔
１ａａ  貫通孔の中央部
１ｂ    ワーク側端面
１ｃ    反ワーク側端面
１ｄ    ベース部
２      メタルホルダ
２ａ    メタル保持部
２ｂ    フランジ部
３      メタルホルダ
３ａ    メタル保持部
３ｂ    フランジ部
３ｃ    クランプ装置部
３ｄ    通路
４      含油メタル
５      含油メタル
６      シャフト
６ａ    シリンダ孔
７      センタ
８      クランプリング
８ａ    環状溝
９      プランジャー
９ａ    ピストン部
９ｂ    通路
９ｃ    通路
１０    プランジャーガイド
１１    後側蓋
１２    前側蓋
１３    ピストンリング
１４    配管パイプ
１５    配管パイプ
１６    配管パイプ
２１    六角穴付ボルト
２２    六角穴付ボルト
２３    六角穴付ボルト
３０    芯押台
４０    芯押台
５１    スライドレール
５２    ワーク
Ｃ      貫通孔の軸線
【図１】
0004768382.tif 000002
【図２】
0004768382.tif 000003
【図３】
0004768382.tif 000004
【図４】
0004768382.tif 000005