(57)【要約】      （修正有）【課題】振動を減退させる振動減退具を工作機械に装着して回転軸の回転によって発生する振動を減退させることにより、騒音の発生を軽減し、且つ、加工精度及び切削具寿命の向上を図り、さらには、加工時間の短縮並びに加工品の生産性の向上に資する振動減退具の提供を図る。【解決手段】回転軸又はカラーＣが挿入された状態で工作機械本体に取り付けられる軸受であって、回転軸又はカラーを挿入することが可能な内径の軸受部を有するとともに先端にローラーを備えたアジャスターを有しており、該アジャスターはその先端が回転軸に接触するように配された構成からなる振動減退具１である。また、回転軸に嵌着される複数のカラーからなり、一のカラーの両端には逆円錐台形状のテーパー受け凹部が設けられ、その両側に嵌着されるカラーには該テーパー受け凹部と略同一形状である円錐台形状のテーパー状凸部が設けられた構成からなる振動減退具である。【選択図】図９
2005342861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を回転させることにより加工体を切削加工する工作機械に装着され、該回転軸の回転によって発生する振動を減退させる機能を有することを特徴とする振動減退具。
【請求項２】
前記振動減退具が、回転軸が挿入された状態で工作機械本体に取り付けられる軸受であって、回転軸を挿入することが可能な内径の軸受部を有するとともに先端にローラーを備えたアジャスターを有しており、該アジャスターはその先端が回転軸に接触するように配されていることを特徴とする請求項１に記載の振動減退具。
【請求項３】
前記振動減退具の軸受部が、回転軸に嵌着されるカラーを挿入することが可能な内径を有することを特徴とする請求項２に記載の振動減退具。
【請求項４】
前記振動減退具が回転軸に嵌着される複数のカラーからなり、一のカラーの両端には逆円錐台形状のテーパー受け凹部が設けられ、その両側に嵌着されるカラーには該テーパー受け凹部と略同一形状である円錐台形状のテーパー状凸部が設けられて成ることを特徴とする請求項１に記載の振動減退具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を回転させて切削加工する工作機械に装着され、該回転軸の回転によって発生する振動を減退させる振動減退具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、工作機械において、回転軸を回転させることにより加工体を切削加工することが行われている。かかる工作機械としては、旋盤や中ぐり盤、フライス盤やボール盤、研磨盤等がある。このような工作機械による加工においては、回転軸が回転することによって振動が発生することとなる。振動の発生原因は種々考えられるが、工作機械における回転軸の付け根部分に長年の摩擦によってがたつきが生じて振動が起こったり、取り付けられる切削具の大きさや重量等による遠心力を原因として振動が発生したりする。
【０００３】
このとき、工作機械を駆動すると同時に、かかる振動によって凄まじい騒音が発生してしまうといった問題があった。また、回転軸に取り付けられた切削具にも振動が伝わって加工体への加工精度が下がってしまい、さらには、振動が加わったまま切削具を使用することによって切削具自体の寿命を短くしてしまうといった問題もあった。
【０００４】
上記諸問題点を解決すべく、これまで種々の技術が提案され、様々な試みがなされてはきているが、現在のところ、かかる問題を解決するには至っておらず、したがって上記諸問題は依然として残っている。
【特許文献１】特開２００４‐１０６０９１
【特許文献２】特開２００２‐１７２５０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、振動を減退させる振動減退具を工作機械に装着して回転軸の回転によって発生する振動を減退させることにより、騒音の発生を軽減し、且つ、加工精度及び切削具寿命の向上を図り、さらには、加工時間の短縮並びに加工品の生産性の向上に資する振動減退具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明は、回転軸を回転させることにより加工体を切削加工する工作機械に装着され、該回転軸の回転によって発生する振動を減退させる機能を有した振動減退具である。
【０００７】
また、本発明は、前記振動減退具が、回転軸が挿入された状態で工作機械本体に取り付けられる軸受であって、回転軸を挿入することが可能な内径の軸受部を有するとともに先端にローラーを備えたアジャスターを有しており、該アジャスターはその先端が回転軸に接触するように配されている構成を採ることができる。
【０００８】
さらに、本発明は、前記振動減退具の軸受部が、回転軸に嵌着されるカラーを挿入することが可能な内径を有する構成を採用することもできる。
【０００９】
またさらに、本発明は、前記振動減退具が回転軸に嵌着される複数のカラーからなり、一のカラーの両端には逆円錐台形状のテーパー受け凹部が設けられ、その両側に嵌着されるカラーには該テーパー受け凹部と略同一形状である円錐台形状のテーパー状凸部が設けられて成る構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の振動減退具によれば、工作機械における回転軸が回転することによって発生する振動を確実に減退することができ、その振動からくる凄まじい騒音の軽減が図られ非常に有益である。
【００１１】
また、実際に工作機械を使っての切削加工において、回転軸の振動が減退されることにより切削具に伝わる振動も減退されて、加工精度が飛躍的に向上するとともに、切削具寿命の飛躍的な向上も図れ、さらには、加工精度が飛躍的に向上することで加工時間が短縮されて、加工品の生産性の向上にも資するという効果が発生する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる振動減退具１の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明にかかる第一の振動減退具１における一の実施形態を示す斜視図である。該振動減退具１は、回転軸Ｓを回転させることにより加工体Ｋを切削加工する工作機械に装着され、かかる回転軸Ｓの軸受２として機能する。すなわち本発明にかかる振動減退具１は、回転軸Ｓを挿入することが可能な内径を有する軸受部３を備え、工作機械本体に装着されるとともに、回転軸Ｓが該軸受部３に挿入される構成となっている。
【００１４】
振動減退具１は、先端にローラー６を備えたアジャスター５を有しており、その先端は、軸受部３に挿入された回転軸Ｓに接触するように配される。軸受２へのアジャスター５の取付け手段及び取付け箇所については特に限定するものではないが、図１から図３においては、軸受２の側面から軸受部３へ向けて貫通孔４を設けて、該貫通孔４にアジャスター５を挿入することにより取り付ける構成を採用した場合を示している。この場合、アジャスター５は軸受部３の内側面から該アジャスター５の先端が若干はみ出す程度に挿入され、その先端は軸受部３に挿入された回転軸Ｓと接触することとなる。該アジャスター５の根本部分には調節具７が設けられており、アジャスター５の位置調節が可能となっている。すなわち、調節具７を設けることにより、軸受部３の内側面から該アジャスター５の先端をどれだけはみ出させるかの位置決め調節が可能な構成となっている。図２は、かかるアジャスター５の挿入状態を示すための、本発明の第一の振動減退具１における一の実施形態にかかる部分断面図であり、図３は、回転軸Ｓとアジャスター５の先端との接触状態を示すための、本発明の第一の振動減退具１における一の実施形態にかかる断面拡大図である。
【００１５】
前記アジャスター５の取付け手段及び取付け箇所について、軸受２の外部に装着する構成を採用することも考えられる。図４では、かかるアジャスター５を軸受２の外部に装着した場合を示している。この場合においても前記同様、アジャスター５は軸受部３の内側から該アジャスター５の先端が若干はみ出す程度に装着され、その先端は軸受部３に挿入された回転軸Ｓと接触することとなる。該アジャスター５の根本部分には調節具７が設けられており、アジャスター５の位置調節が可能となっている。すなわち、調節具７を設けることにより、軸受部３の内側から該アジャスター５の先端をどれだけはみ出させるかの位置決め調節が可能な構成となっている。
【００１６】
ここで、工作機械に振動が発生する原因について説明する。かかる原因は、工作機械における回転軸Ｓの付け根部分に長年の摩擦によってがたつきが生じて振動が起こったり、取り付けられる切削具Ｔの大きさや重量等による遠心力を原因として振動が発生したり等である。すなわち、回転軸Ｓが本来回転すべき中心線Ｌと実際に回転軸Ｓの位置する中心点とにズレが生じているため、回転軸Ｓの先端部分においては、その回転軸Ｓの中心点が中心線Ｌを中心に円運動を起こして振動が発生することとなる。したがって、回転すべき中心線Ｌと回転軸Ｓの中心点を一致させることが、かかる振動を減退させるためには必要となる。
【００１７】
また、回転すべき中心線Ｌと回転軸Ｓの中心点とを一致させることができたとしても、実際に切削加工を行う場合には、切削具Ｔと加工体Ｋとが接触する際の圧力により、回転すべき中心線Ｌと回転軸Ｓの中心点とに再びズレが生じてしまうため、かかる圧力によるズレを生じさせない必要がある。
【００１８】
本発明にかかる第一の振動減退具１は、上記構成を採用することにより、回転すべき中心線Ｌと回転軸Ｓの中心点とを可能な限り一致させることができる。すなわち、調節具７によりアジャスター５の位置調節が可能であるため、該アジャスター５の位置を調節しつつ、回転軸Ｓの中心点のズレを正して回転すべき中心線Ｌと一致させることが可能となる。回転すべき中心線Ｌと回転軸Ｓの中心点とが完全に一致すれば、工作機械の振動はほとんど発生しなくなり、また、回転すべき中心線Ｌと回転軸Ｓの中心点とを完全に一致させることができなくとも、アジャスター５で回転軸Ｓを押さえ込む作用により、工作機械の振動は極限まで減退する効果を奏する。
【００１９】
そしてまた、回転軸Ｓは、アジャスター５により完全に位置決めがなされれば外部から圧力が加えられてもその位置からズレることがなく、したがって実際の切削加工において、切削具Ｔと加工体Ｋとが接触する際の圧力によって既に位置決めされた回転軸Ｓの中心点にズレが生ずることはなく、振動の減退に大変な効果を発揮する。
【００２０】
また、アジャスター５の先端にはローラー６が備えられているため、回転軸Ｓの回転により起こる軸受部３の内側面と回転軸Ｓの外周面との摩擦も軽減される。すなわち、軸受部３の内側面並びに回転軸Ｓの外周面の磨耗が減少し、本来の軸受２としての機能を充分に発揮して、回転軸Ｓのズレ防止に有益に働く。さらには、該ローラー６の作用により、回転軸Ｓの回転運動がスムーズに行われることとなって、さらなる振動の軽減に資する効果を発揮する。
【００２１】
尚、アジャスター５の配置数については特に限定するものではないが、回転軸Ｓの中心点の位置調節並びに軸受部３の内側面と回転軸Ｓの外周面との摩擦軽減という機能上、少なくとも二箇所以上配することが望ましく、好ましくは四箇所以上配することが望ましい。
【００２２】
また、本発明にかかる第一の振動減退具１の工作機械への取付け手段についても特に限定するものではなく、既存の工作機械に取付け可能な構造を設けたり、新たに工作機械を製作する段階で該振動減退具１を組み込んだ機械を構築することも考えられる。
【００２３】
図５及び図６は、本発明にかかる第一の振動減退具１を実際に工作機械に装着した状態の実施例を示す説明図であり、図４はボール盤Ｂに装着した場合を、図５は横フライス盤Ｆに装着した場合を示している。振動減退具１を工作機械に装着した状態で、調節具７により本来回転すべき中心線Ｌと回転軸Ｓの中心点とを一致させるように調節をして、切削加工が行われる。尚、図面では工作機械としてボール盤Ｂ並びに横フライス盤Ｆを例示しているが、その他の工作機械、例えば、旋盤や立フライス盤、研磨盤や中ぐり盤等、回転軸Ｓを回転させることにより加工体を切削加工する工作機械であれば、使用することが可能である。
【００２４】
また、図６に示すように、横フライス盤等の回転軸ＳにカラーＣを嵌着する工作機械は、回転軸Ｓとともに該カラーＣも回転するため、そのような工作機械に対して本発明にかかる振動減退具１を装着する場合には、振動減退具１の軸受部３は、該カラーＣを挿入することが可能な内径を有するように構成される。その他の構成は、軸受部３に回転軸Ｓが挿入される上記構成と同様である。
【００２５】
図７は本発明にかかる第二の振動減退具１を示す斜視図であり、図８は本発明にかかる第二の振動減退具１を示す部分断面図である。該振動減退具１は、横フライス盤等の回転軸Ｓに嵌着されるカラーＣの機能を有した複数のカラーＣから構成されている。一のカラーＣの両端には、逆円錐台形状のテーパー受け凹部８が設けられ、テーパー受けＣ１として機能する。そして、そのテーパー受けＣ１の両側に嵌着されるカラーＣには、該テーパー受け凹部８と略同一形状である円錐台形状のテーパー状凸部９が設けられ、テーパーＣ２として機能する。回転軸Ｓに嵌着されるその他のカラーＣ及び切削具Ｔについては、通常のものが使用される。
【００２６】
各カラーＣ及び切削具Ｔは、中央に回転軸挿入孔１０を有しており、該回転軸挿入孔１０を介して各カラーＣ及び切削具Ｔは回転軸Ｓに嵌着され、回転軸Ｓの回転とともに各カラーＣ及び切削具Ｔも回転して切削加工が行われる。従来のカラーＣは単純に円筒形状であって、一のカラーＣと他のカラーＣとの間に切削具Ｔを挟み込んで、切削加工を行ってきた。かかる加工では、切削具Ｔのブレを防止すべく、嵌着したカラーＣを回転軸Ｓの端部できつく締付ける必要があった。しかしながら、完全に締付けることは不可能で微妙な隙間が生じてしまうのが実情であり、そこへ回転軸Ｓの回転が加わるとその隙間が顕著となってしまう。また、締付けの段階で隙間なく完全に締付けることができたとしても、そこへ回転軸Ｓの回転が加わると、回転による応力で隙間が生じたり、回転軸Ｓの端部の締付け手段が緩んできてしまって隙間が生じたりしてしまう。それが原因で切削具Ｔのブレが発生し、加工精度が低くなって、工作機械の振動の原因にもなっていた。
【００２７】
本発明にかかる第二の振動減退具１によれば、一のカラーＣについてその両端に逆円錐台形状のテーパー受け凹部８を設けてテーパー受けＣ１として機能させ、また、そのテーパー受けＣ１の両側に嵌着されるカラーＣについて該テーパー受け凹部８と略同一形状である円錐台形状のテーパー状凸部９を設けてテーパーＣ２として機能させることで、上記問題点を解決している。すなわち、回転軸ＳにカラーＣ及び切削具Ｔを嵌着して回転軸Ｓの端部を締付ける場合において、テーパー受け凹部８とテーパー状凸部９とが嵌合し、締付けるごとにテーパー状凸部９はテーパー受け凹部８内に食い込む格好となる。締付けを止めると、テーパー受け凹部８内に食い込んだテーパー状凸部９は、該テーパー受け凹部８内から今度は抜け出そうとする。図９にも示すように、その働きはいわばカラーＣが軸方向へ膨張しようとする力に働き、各カラーＣや切削具Ｔの間の隙間を密着させる働きとなる。したがって、切削具ＴはカラーＣ間に隙間なく挟まれることとなって、回転軸Ｓの回転によってもブレを生じなくなる。
【００２８】
尚、テーパーＣ２には、一以上の溝９ａを形成することが望ましい。溝９ａを形成することでテーパーＣ２の膨縮性が向上し、締付けの際にテーパー状凸部９がテーパー受け凹部８内に食い込み易くなり、また、締付け後にテーパー状凸部９がテーパー受け凹部８内から抜け出そうとする働きをさらに機能させることが可能となる
【００２９】
図９は、本発明にかかる第一の振動減退具１及び第二の振動減退具１を横フライス盤Ｆに装着した状態の実施例を示す斜視図である。第一の振動減退具１及び第二の振動減退具１をともに装着することにより、それらの作用の相乗効果によって、振動の減退や騒音の軽減、加工精度の向上、切削具Ｔの寿命の向上、加工時間の短縮、生産性の向上といった効果を飛躍的に奏することとなる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明にかかる第一の振動減退具１は、回転する回転軸Ｓの振動を減退させるという性質上、上記のような回転軸Ｓを回転させることにより切削加工を行う工作機械に限らず、回転軸Ｓの回転により起こる振動を減退すべき精密性が要求される機械の分野、特にベアリングが必要とされる機械等に応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明にかかる第一の振動減退具における一の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一の振動減退具における一の実施形態にかかる部分断面図である。
【図３】本発明の第一の振動減退具における一の実施形態にかかる断面拡大図である。
【図４】本発明にかかる第一の振動減退具における他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明にかかる第一の振動減退具をボール盤に装着した状態の実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明にかかる第一の振動減退具を横フライス盤に装着した状態の実施例を示す斜視図である。
【図７】本発明にかかる第二の振動減退具を示す斜視図である。
【図８】本発明にかかる第二の振動減退具を示す部分断面図である。
【図９】本発明にかかる第一の振動減退具及び第二の振動減退具を横フライス盤に装着した状態の実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    振動減退具
２    軸受
３    軸受部
４    貫通孔
５    アジャスター
６    ローラー
７    調節具
８    テーパー受け凹部
９    テーパー状凸部
１０    回転軸挿入孔
Ｂ    ボール盤
Ｃ    カラー
Ｃ１  テーパー受け
Ｃ２  テーパー
Ｆ    横フライス盤
Ｋ    加工体
Ｌ    中心線
Ｓ    回転軸
Ｔ    切削具
【図１】
2005342861.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005342861.tif 000008
【図７】
2005342861.tif 000009
【図８】
2005342861.tif 000010
【図９】
2005342861.tif 000011