(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の主軸内におけるワークの長手位置決め装置であって、主軸台に固設され先端に主軸と同心なめねじ部を有するガイドスリーブと、該ガイドスリーブに挿入され回転のみ可能に支承された軸部につづいてワーク長手方向の調整量で決定される長さの小径軸部が形成されその外周軸方向に案内溝が刻設された調整軸と、前記小径軸部に嵌装され前記案内溝に摺動可能に係合するキー部材を固着するとともに前記ガイドスリーブのめねじと螺合して前記案内溝の長手寸法範囲をキー部材が移動可能におねじが刻設されて前記調整軸の回転に同期して進退してワークの長手方向を位置決めするストッパ軸と、前記調整軸を駆動するモータとを含んで構成されたワークの長手位置決め量調整部材がワークの加工中に回転しないことを特徴とするワークの長手位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸物ワークを工作機械の主軸穴にチャック側より挿入して被加工部をチャックから突出させた状態でチャックにて把持した際に、軸物ワークの長手方向の位置決めを行う長手位置決め装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に旋盤に用いられる従来のワークの長手位置決め装置を示す。図３において、従来のワーク長手位置決め装置は、主軸台１０１に設けられた図示しない複数個の軸受により軸承された主軸１０２の後端に、油圧チャック１０３の爪開閉用の回転シリンダ１０４を介して調整ナット１０９を同心に取着し、調整ナット１０９とを螺合するストッパ軸１０６を有し、調整ナット１０９とストッパ軸１０６の相対移動を規制するロックナット１０５をストッパ軸１０６の調整ナット１０５後方に有し、主軸１０２の中心穴にドローパイプ１０７を介して軸方向位置調整可能に設けられている。ストッパ軸１０６先端には当て金１０８が設けられワーク当接面１０８ａによりワークの位置決めを行う。エアまたはクーラントをストッパ軸１０６の中心穴を介して切削部へ供給するための回転継手１１０がストッパ軸１０６の後端に連結されている。
ワークのロットが変わる度に当て金の位置を調整ナット１０９とストッパ軸の軸方向の位置を変えることにより、調整範囲をＬ１００として長さの異なる複数種の軸物ワークＷの軸方向位置決めに対応可能とされており、油圧チャック１０３でワークＷを把持してチャックより突出する部分の切削加工を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べたように、これまで採用されている長手位置決め装置によるとワークの加工中にシリンダ後部から突出した部分（図３において突出し量Ｌ２００）でロックナット１０５から後方に延び回転継手１１０に連結されるストッパ軸は突出して回転している。しかし危険回転速度に基づく制限から突出し量Ｌ２００が多くとれないことからワーク長手位置の調整範囲Ｌ１００の幅が狭いという問題があった。
また、調整範囲Ｌ１００を多くするためには、ストッパ軸またはストッパ先端部を当て金をその都度交換する必要があり、更に手動でストッパ位置調整を行うため、調整時には油圧チャックにマスタを取着したり、ゲージ等を用いて長手位置（定寸位置）を決めねばならず、段取り替えに時間を要するという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的するところは、ワークの加工中はワーク長手位置決め調整部材を回転しないようにするために、回転シリンダ後部からのストッパ軸の突出をなくして回転速度による制限を受けないようにするとともに、長手方向の調整範囲を拡大し且つワークの長手位置決めを自動的に行うことが可能なワーク長手位置決め装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、工作機械の主軸内におけるワークの長手位置決め装置であって、主軸台に固設され先端に主軸と同心なめねじ部を有するガイドスリーブと、該ガイドスリーブに挿入され回転のみ可能に支承された軸部につづいてワーク長手方向の調整量で決定される長さの小径軸部が形成されその外周軸方向に案内溝が刻設された調整軸と、前記小径軸部に嵌装され前記案内溝に摺動可能に係合するキー部材を固着するとともに前記ガイドスリーブのめねじと螺合して前記案内溝の長手寸法範囲をキー部材が移動可能におねじが刻設されて前記調整軸の回転に同期して進退してワークの長手方向を位置決めするストッパ軸と、前記調整軸を駆動するモータとを含んで構成されたワークの長手位置決め量調整部材がワークの加工中に回転しないものである。
【０００６】
請求項１の発明は、主軸内におけるワークの長手方向の位置決めに関連する調整部材をワークの加工中は回転しないようにしたものである。長手方向の位置決めに関連する部材は、ワークと当接して回転するストッパの後端部で軸承されて主軸穴に大部分が嵌挿されたストッパ軸、ストッパ軸と同期回転する調整軸、調整軸を支承すると共に軸方向の進退移動をねじで送りガイドスリーブ、調整軸を回転駆動するモータ等の駆動部材であり、これらはいずれも主軸台に固装されている。
従って、主軸軸線上に設けられチャックの開閉駆動用の回転シリンダより後方に突出する回転部材がなく、回転するのはワークと主軸内で当接するストッパのみとなり、主軸の後方端の突出部が高速回転することによる危険速度の制限を回避することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明のワーク長手位置決め装置の断面説明図、図２は図１の主要部の拡大説明図である。
図１において、旋盤の主軸台１に主軸２が図示しない複数個の軸受により軸承され、主軸２の先端に油圧チャック３が同心に固着されている。主軸２の後端にはフランジ４を介して油圧チャック３の爪開閉用の回転シリンダ５が取着されている。回転シリンダ５のピストン６とチャック３を連接するドローパイプ７は、主軸２の中心穴２ａ内に軸方向移動可能に嵌挿されている。
【０００８】
本発明のワークＷの長手方向位置決め装置の主要部は、一部がドローパイプ７の管内に挿入されてワークＷと当接するストッパ１４で先端が軸承されてこれと一体に進退移動するストッパ軸１３と、主軸台１に固設したガイドスリーブ１２に回転可能に支承される調整軸１５と、駆動手段のモータ１１とで構成されている。
【０００９】
図２において、主軸の後方軸線上に主軸台１に取着して支持フレーム１０にガイドスリーブ１２，調整軸１５，ストッパ軸１３が設けられ、これらはいずれもワーク加工中は回転は行わない。
調整軸１５の一端は、主軸台１に固着されたガイドスリーブ１２に挿入され回転可能に支承されている。即ち、ガイドスリーブ１２の後端部に形成された孔１２ｂで軸が支承され、一方のフランジ面１５ａが孔の端面１２ａに当接し、更にガイドスリーブ１２の後端穴に形成されためねじ１２ｃと螺合する外径におねじが形成されたロック用小ねじ付の丸ナット８の端面が他方のフランジ端面１５ｆと当接し隙間が調整され回転可能に設けられている。
また、調整軸１５は支持フレーム１０に取着されたモータ１１の出力軸から伝導部材例えばタイミングプーリ１６，タイミングベルト１７を介し調整軸１５の軸端に取着されたダイミングプーリ１８に回転が伝えられ正逆駆動される。
【００１０】
調整軸１５のフランジ面１５ａに続く他端側（主軸２のチャック３側）は、所定幅だけラジアル方向が支承された軸部に続いて段付小径軸部１５ｅが形成されている。この小径軸部１５ｅの長さはワーク長手方向の調整量Ｌにより決定され、その外周には軸方向に１以上の案内溝１５ｃがほぼ全長に刻設されている。ガイドスリーブ１２の前端面１２ｅは調整軸１５の小径軸部の前端面１５ｄより若干延長した位置にある。前記小径軸部１５ｅの外径に軸方向摺動可能な隙間が付与されて筒状のストッパ軸１３が嵌装され、この円筒部外径にワークの長手位置の調整と関連しておねじ１３ａが該設されている。
【００１１】
ガイドスリーブ１２の前方端に所定長さに渉り螺刻されためねじ１２ｄにストッパ軸１３のおねじ１３ａが螺合されている。調整軸１５とストッパ軸１３は同期回転するように、小径軸部１５ｅの案内溝１５ｃに溝長手方向に摺動可能でストッパ軸１３の後端に固着されるキー部材１９が係合している。キー部材１９は調整軸１５の回転と同期してストッパ軸１３を回転させるとともにストッパ軸１３が進退移動し、ストッパ軸１３の長手方向の位置決めが可能となる。キー部材１９は案内溝１５ｃの長手寸法範囲の全域で移動可能であるようにおねじ１３ａの範囲は設計されている。
【００１２】
図１において、ドローパイプ７のほぼ中ほどまでの長さを有する円筒状のストッパ軸１３は主軸穴内に前端部分が挿入され、後端側が調整軸１５の小径軸部に嵌装されている。このためストッパ軸１３の前端部分が片持ちとなるので主軸２と一体に回転するドローパイプ７の内径部分で支承する必要がある。ドローパイプ７の内径で軸心方向に摺動可能な程度の隙間が付与されて挿入されたストッパ１４は、前方端面をワークＷを当接可能な材質の当て金２０で構成され、円筒状のストッパ軸１３の前方端に小径軸２１を有しワークに当接して回転するストッパ１４の中心部で軸受２２，２３を介し軸承されている。ストッパ１４はドローパイプ７と一体に回転するので、ストッパ１４の外周に溝１４ａを刻設してＯリング２４を嵌装し、摩擦抵抗を与えて追従回転するよう構成されている。なおＯリング２４はクーラントの漏洩防止の役目を兼ねて設けられている。
【００１３】
ストッパ軸１３の中心穴を介して主軸台１の後方からワークＷに供給されるエアまたはクーラントは、固定の小径軸２１から回転する定寸ストッパ１４の中心穴を通過する。エアまたはクーラントが軸受２２，２３に逆流しないよう逆止弁２５をばね２６で加圧して小径軸２１の端面に当接させている。
【００１４】
次に本発明の長手位置決め装置の作用について説明する。
図１，図２において、モータ１１を回転させることにより、プーリ１６，ベルト１７，プーリ１８を介して、調整軸１５とこれにキー部材１９で係合するストッパ軸１３が同期回転される。ストッパ軸１３の外周のおねじ１３ａは、主軸台１の後方に構設された支持フレーム１０に固設されたガイドスリーブ１２のめねじ１２ｄと螺合している。ストッパ軸１３は回転し且つチャック３の方向に調整軸１５の外周長手方向に刻設された溝１５ｃ内に沿ってキー部材１９とともに進退移動が可能となる。
【００１５】
ストッパ軸１３は、モータ１１の回転数値制御により主軸２と一体に回転するドローパイプ７内で、モータ１１のブレーキ機能により長手方向が固定され位置決めされる。ストッパ軸１３の前端に固設される小径軸２１は、軸受２２・２３を介し主軸と一体回転するストッパ１４を支承する。従ってストッパ軸１３が静止していてもドローパイプ７の内径と接触することはない。ストッパ１４は移動可能な程度の隙間でストッパ１４の外形に設けた溝に取り付けられたＯリング２２でドローパイプ７に嵌装されているので振動を発生することはない。また、Ｏリング２２が外周との間で生ずる摩擦抵抗でドローパイプ７と一体回転する。ストッパ１４とワークＷとの間には耐摩耗性のある当て金２０が固着されているが、所定の使用回転数ごとに交換可能である。
【００１６】
本発明の長手位置決め装置は上述のように作用することから機能上次に記載する三つの特徴を備えている。
第１に、ワーク長手位置調整にあたり、ストッパ軸１３の位置をモータ１１の回転検出器の出力に基づいて正確に検出できるとともに、調整軸範囲内で任意の位置を容易に設定できる。
第２に、予めワークＷの長手位置を登録しておき、ワークを把握した状態に長手位置の確認を行うことにより、ワークを判別でき、自動的に加工プログラムを選択することができる。位置決めの途中で何らかの原因でモータ１１がオーバトルクになった場合には、モータ１１のトルク管理機能であるトルクスキップ機能を利用して回避することが可能である。
第３に、回転シリンダ５より後部への長手位置決め装置に係る部材の突き出し量は、ストッパ支持軸の長手位置に関係なく一定のため回転速度による制限が抑えられワーク長手位置の調整範囲が多く取れる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のワークの長手位置決め装置は上述のように構成されているので次に記載する効果を有する。
本発明の特記すべき効果は、ワーク加工中はワークに当接するストッパを除きワークの長手位置決めに関連するストッパ軸を含む部材が回転しないことである。これにともない次の効果を得ることができる。
【００１８】
ワークを主軸穴内で位置決めするストッパ軸を調整軸を介し制御モータで駆動するためワーク長手位置決めが正確である。また、位置決めデータを予め入力しておくことが可能であり、長さの異なるワークの自動設定も容易である。
また、チャックを駆動する回転シリンダ後部への突き出し量が一定で且つワーク加工中は回転しないので、主軸の回転速度に制限を加える必要はない。
また、ストッパ軸を手動で前後動させて調整する必要がないので、ワークの長手寸法変更時の段取り替え時間を要せず作業効率が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワーク長手位置決め装置の説明図である。
【図２】図１の主要部の拡大図である。
【図３】従来のワーク長手位置決め装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 主軸台 ２ 主軸
３ 油圧チャック ４ フランジ
５ 回転シリンダ ６ ピストン
７ ドローパイプ ８ 割ナット
１０ 支持フレーム １１ モータ
１２ ガイドスリーブ １３ ストッパ軸
１４ ストッパ １５ 調整軸
１６ タイミングプーリ
１７ タイミングベルト
１８ タイミングプーリ
１９ キー部材 ２０ 当て金
２１ 小径軸 ２２，２３ 軸受
２４ Ｏリング ２５ 弁
２６ ばね Ｗ ワーク
【図１】
0003916927.tif 000002
【図２】
0003916927.tif 000003
【図３】
0003916927.tif 000004