JP2845756B2 - 旋回治具の軸受クランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば加工用ワークを
位置決め保持する旋回治具を所定の角度まで回転させた
後、固定する軸受クランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、治具台ユニットでクランプした被
加工物を、加工ユニットのスピンドル工具で加工する装
置が知られており、このような治具台ユニットとして、
例えば本出願出願人の出願に係る特願平５−２２８６３
５号に開示される治具台ユニットが知られている。

【０００３】この治具台ユニットは、門型の支持フレー
ムの中央に垂直軸まわりに回転自在な旋回治具を備えて
おり、この旋回治具のクランプ面側を加工ユニットの反
対側に向けてワークをクランプすると、旋回治具を垂直
軸まわりに１８０度回転させて加工ユニット側に対面さ
せ、加工ユニットのスピンドル工具によって加工するよ
うにしている。

【０００４】このため、旋回治具の上下端部の軸を支持
フレームの軸受ベアリングで軸受けし、支持フレームの
上部には旋回治具を回転させる旋回モータを取り付ける
とともに、支持フレームの下方には旋回治具の外周部を
押圧して所定の位置でクランプするクランプ機構を設け
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばテー
パローラベアリングのような軸受機構の芯出し精度を高
めようとする場合は、該ベアリングを一定圧で予圧して
軸とベアリング間に隙間をなくすのが一般的である。し
かし、上記装置のように上下間隔の大きい軸受ベアリン
グで軸受けする場合、上下のベアリングが芯ずれの状態
で組み付けられてベアリングに所定の予圧がかけられる
と、回転トルクを異常に高くしなければ円滑に回転せ
ず、高い負荷がかかるばかりでなく、ベアリングにも無
理がきて損耗を早めるという不具合がある。

【０００６】一方、組み付け精度を高めて芯ずれをなく
そうとしても、他の芯ずれ要因、例えば熱歪、加工誤差
等によって、最終的に完全に芯ずれをなくすことは出来
なかった。また、前記装置の場合はクランプ機構が治具
コラムの下方外部に張出していることから、スペース的
に占有面積が大きくなるという問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は旋回治具の両端部の軸を回転自在に軸受け
し、所定の回転位置で旋回治具をクランプするようにし
た旋回治具の軸受クランプ装置において、旋回治具の両
端部の軸のうち少なくとも一方側をテーパローラベアリ
ングで軸受けし、このテーパローラベアリングの内輪端
部に隣接して予圧調整ピストンを配設し、この予圧調整
ピストンによって内輪を軸方向に沿って円錐コロの小径
側に押圧し得るようにした。

【０００８】また、旋回治具の他方側端部の軸を中空軸
とし、この中空軸内周に沿ってディスク部材を固定する
とともに、このディスク部材のディスク両面とリング内
端面をスラスト兼ラジアル受けベアリングで軸受けする
ようにした。

【０００９】更に、前記中空軸外周にスリーブを嵌装
し、このスリーブのうちディスク部材の外側に対応する
部分を、押圧手段によって膨張するようにし、この膨張
作用によって中空軸の外周部を締付けるようにした。

【００１０】

【作用】予圧調整ピストンによって、テーパローラベア
リングの内輪を円錐コロの小径側に押圧する（予圧をか
ける）ことで、内輪は円錐コロのクサビ作用によって旋
回治具の軸を芯出し位置に固定する。また、予圧調整ピ
ストンを円錐コロの大径側に移動（予圧を抜く）させれ
ば、内輪による軸の締付けは自動的に弛む。

【００１１】すまわち、ベアリングに対する予圧付加、
予圧解除が自在に行えるため、例えば旋回治具を回転さ
せる時は、予圧を解除しておけば円滑に回転し、予圧を
かければどの位置でも任意に固定できる。

【００１２】また、他端側は中空軸内周に沿って固定し
たディスク部材を介して、スラスト方向とラジアル方向
をベアリング支持する。また、この他端側の中空軸の外
周をスリーブで締め付けてクランプすれば、旋回治具全
体をしっかり固定できる。この際、クランプ部をディス
ク部材の外側に対応する箇所にすることで回転阻止力が
有効に作用する。また、旋回治具の両端部の軸のクラン
プ機構がいずれも外部に張出さず、スペース的に有利に
なる。

【００１３】

【実施例】本発明の旋回治具の軸受クランプ装置の実施
例について添付した図面に基づき説明する。ここで、図
１は加工装置全体の配置図、図２は本発明の軸受クラン
プ装置を適用した治具台ユニットの側面図、図３は同正
面図、図４は同一部を断面にした部分図である。

【００１４】まず、図１に基づき加工装置全体の概要に
ついて説明すると、加工装置は、ワークＷをクランプす
る治具台ユニット１と、このワークＷを加工する加工ユ
ニット２からなり、加工ユニット２は、レール３に沿っ
て図の紙面垂直方向に移動自在な移動架台４と、この移
動架台４上に沿って図の左右方向に移動自在な移動コラ
ム５と、この移動コラム５に沿って図の上下方向に独立
して移動自在な複数のスピンドル６、６を備え、このス
ピンドル６、６の先端には工具７、７が取着自在にされ
ている。

【００１５】一方、治具台ユニット１は、基台８上に立
設された門型の支持フレーム１０と、この支持フレーム
１０の門型内に垂直軸廻りに回転自在に設けられた旋回
治具１１（図３）と、この旋回治具１１を回転駆動する
旋回モータ１２を備え、この旋回モータ１２は支持フレ
ーム１０の上部に固定するとともに、実施例の場合、こ
の旋回治具１１と旋回モータ１２は、図３に示すよう
に、並列に２組設けられている。

【００１６】そして旋回治具１１は、図２、図３に示す
ように、基台８と一体の固定テーブル９上に設けられ、
この旋回治具１１のワーククランプ面側には進退動自在
なクランプアーム１３、１３が上下に設けられている。

【００１７】ところで、図４に示すように、旋回治具１
１の上部中央にはモータ軸に連結する上部旋回軸１４が
設けられ、下部中央には中空軸として形成された下部旋
回軸１５が設けられている。

【００１８】そして、上部旋回軸１４は、支持フレーム
１０に固定されたモータハウジング１６のベアリング挿
入孔１６ａに装着したテーパローラベアリング１７によ
って回転自在に軸受けされ、下部旋回軸１５は、固定テ
ーブル９の内側円柱突起部９ａの周縁部に設けたスラス
ト兼ラジアル受けベアリング１８で回転自在に軸受けさ
れている。

【００１９】次に、上部旋回軸１４の軸受構造の細部に
ついて、図５に基づき説明すると、前記モータハウジン
グ１６のベアリング挿入孔１６ａには、中間のカラー部
材２０を挟んで上下一対のテーパローラベアリング１
７、１７が配設されている。

【００２０】そして、これらテーパローラベアリング１
７は周知形態のものであり、内輪１７ａと外輪１７ｃの
間に円周方向に沿って複数の円錐コロ１７ｂ、…が配設
され、前記カラー部材２０は上下の外輪１７ｃ、１７ｃ
の間に僅かな隙間を持って介装されている。

【００２１】また、上下のテーパローラベアリング１
７、１７の方向は、お互いの円錐コロ１７ｂ、１７ｂの
小径側が向い合う側になるようにされており、スラスト
方向の両方からの荷重を受けることができるようにされ
るとともに、上下の内輪１７ａ、１７ａ間には、リター
ンスプリング２１が配設されている。

【００２２】このリターンスプリング２１は、後述する
ように上方のテーパローラベアリング１７に対する予圧
が解除された時に、上方のテーパローラベアリング１７
を確実に上方に押し戻すためのものである。ただし、こ
のスプリング１７は必須のものではなく、スプリング１
７がなくても上方のテーパローラベアリング１７に対す
る予圧を抜けば自然と弛む方向（上方）に移動する。

【００２３】上方のテーパローラベアリング１７の上部
には、内輪１７ａの上端面に当接して予圧調整ピストン
２２が設けられている。そして、この予圧調整ピストン
２２は上部旋回軸１４に沿って上下に摺動自在となり、
また、その外側には予圧調整ピストン２２を摺動自在に
保持するシリンダ２３が設けられている。

【００２４】このシリンダ２３は、上部旋回軸１４の小
径部１４ａを回転自在に挿通せしめるとともに、上端が
旋回モータ１２下面にボルト２４で止め付けられてお
り、また、このシリンダ２３には、予圧調整ピストン２
２を油圧駆動するための圧油供給路２３ａを設けてい
る。尚、上方のテーパローラベアリング１７の外輪１７
ｃの上端面には、抜け止め用の係止部材２５を係合させ
ている。

【００２５】このような上部旋回軸１４まわりの構造に
あって、旋回治具１１を固定する時は圧油供給路２３ａ
に油圧の供給して予圧調整ピストン２２を強い力で下方
に押圧する。つまり予圧状態にする。すると、上方のテ
ーパローラベアリング１７の内輪１７ａは下方に下が
り、円錐コロ１７ｂから受けるクサビ作用によって上部
旋回軸１４を締付固定する。

【００２６】次に、旋回治具１１を回転させる時は、圧
油供給路２３ａに対する油圧の供給を停止する。する
と、上方のテーパローラベアリング１７の内輪１７ａは
リターンスプリング２１によって上方に押し戻され、上
部旋回軸１４に対する締付力が弱まってガタが生じた状
態になる。尚、下方のテーパローラベアリング１７は組
み付け状態のままで予圧をかけないため、通常、常にあ
る程度のガタをもった状態にある。因みに、前述のよう
にリターンスプリング２１がない時でも、予圧を中止す
れば内輪１７ａによる締付力は自然に弱まる。従って、
この状態で回転させれば軽い力で楽に回転させることが
できる。

【００２７】次に、下部旋回軸１５の軸受構造の細部に
ついて、図６に基づき説明すると、前記のように下部旋
回軸１５は中空軸として形成しているが、これを軸受け
する固定テーブル９には、内側円柱突起部９ａと外側筒
状突起部９ｂを形成している。

【００２８】そして、下部旋回軸１５は、内側円柱突起
部９ａと外側筒状突起部９ｂの間の凹部に嵌め込まれる
ような状態で軸受けされている。すなわち、下部旋回軸
１５の中空内部には円周方向に沿ってディスク部材２６
が固着される一方、固定テーブル９の内側円柱突起部９
ａの周縁部には、円周方向に沿って断面形状略コの字状
のスラスト兼ラジアル受けベアリング１８が取り付けら
れ、このスラスト兼ラジアル受けベアリング１８のコの
字内には、ディスク部材２６の上下面を受ける一対のロ
ーラ２７、２７と、ディスク部材２６のリング内端面を
受けるローラ２８が設けられている。

【００２９】従って、このスラスト兼ラジアル受けベア
リング１８によって、スラスト方向とラジアル方向の両
方の荷重を受けることができる。また、下部旋回軸１５
の外周と外側筒状突起部９ｂの内周との間にはスリーブ
３０が介装されており、このスリーブ３０の上端はネジ
３１によって外側筒状突起部９ｂの上面に固定されてい
る。

【００３０】そして、このスリーブ３０の中間部であっ
て、前記ディスク部材２６の外側に対応する部分は半径
方向に撓みやすい薄肉部３０ａとされ、この薄肉部３０
ａと外側筒状突起部９ｂの内周面との間に圧力室３２が
形成されるようにしている。

【００３１】そして、この圧力室３２には、外側筒状突
起部９ａに形成した圧油供給路３３を連通させている。
従って、この圧油供給路３３を介して圧力室に圧油を供
給すると、スリーブ３０の薄肉部３０ａは内側に膨張
し、下部旋回軸１５の外周部を締め付ける。

【００３２】この際、薄肉部３０ａはディスク部材２６
の外側、つまり軸受部の外側であるため、回転阻止力が
有効に作用する。

【００３３】以上のような構成による軸受クランプ装置
の作動の概要を説明する。先ず図１に示すような加工装
置において、ワークＷを加工する時は、まず治具台ユニ
ット１の旋回治具１１のワーククランプ面を加工ユニッ
ト２の反対側に向かせてワークＷをクランプする。

【００３４】そして、ワークＷのクランプが完了する
と、上部旋回軸１４と下部旋回軸１５をフリーの状態に
する。つまり、上部旋回軸１４については、シリンダ２
３の圧油供給路２３ａに対する圧油の供給を中止し、ま
た、下部旋回軸１５については、圧力室３２に対する圧
油の供給を中止する。

【００３５】すると、上部旋回軸１４については上方の
テーパローラベアリング１７の締付力が弱まって、軸受
部にガタが生じた状態になり、下部旋回軸１５について
もスリーブ３０の締付力が弱まってガタが生じる。

【００３６】こうして回転に対する抵抗力を少なくし、
旋回モータ１２を作動させて旋回治具１１を１８０度回
転させる。そして、１８０度回転させた後、上方の圧油
供給路２３ａと下方の圧油供給路３３に圧油を供給すれ
ば、上部旋回軸１４については予圧調整ピストン２２の
押圧による内輪１７ａのクサビ作用により、下部旋回軸
１５についてはスリーブ３０の内側への膨張作用によっ
て夫々強く締め付けられ、しっかりと固定される。

【００３７】このため、かかる状態で加工ユニット２の
工具７で加工すれば、加工誤差が少なくなる。しかもこ
れら上下の旋回軸１４、１５のクランプ機構が装置の外
側に張出すことがなく、スペース的に有利となる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明の軸受クランプ装
置は、両端軸部を軸受けする構造にあって、少なくとも
一方側をテーパローラベアリングで軸受けし、このテー
パローラベアリングに隣接して設けた圧調整ピストンに
よって、テーパローラベアリングに対する予圧力を調整
自在にしたため、旋回治具を回転させる時は予圧力を弛
めて抵抗を少なくし、所定位置に固定する時は予圧力を
高めて締め付ければ、しっかり固定することができる。
また、これと同時に他端側の軸の外周をスリーブで締め
付けることで、一層確固とした状態で固定することがで
きる。また、クランプ機構を内蔵した状態で構成できる
ため、装置のコンパクト化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】加工装置全体の配置図

【図２】本発明の軸受クランプ装置を適用した治具台ユ
ニットの側面図

【図３】同正面図

【図４】同一部を断面にした部分図

【図５】上部旋回軸の軸受構造周辺の部分断面図

【図６】下部旋回軸の軸受構造周辺の部分断面図

【符号の説明】

１１…旋回治具、１４…上部旋回軸、１５…下部旋回
軸、１７…テーパローラベアリング、１７ａ…内輪、１
７ｂ…円錐コロ、１８…スラスト兼ラジアル受けベアリ
ング、２２…予圧調整ピストン、２６…ディスク部材、
２７、２８…ローラ、３０…スリーブ、３０ａ…薄肉
部、３３…圧油供給路。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回治具の両端部の軸を回転自在に軸受
   けし、所定の回転位置で旋回治具をクランプするように
   した旋回治具の軸受クランプ装置において、前記旋回治
   具の両端部の軸のうち少なくとも一方側をテーパローラ
   ベアリングで軸受けし、このテーパローラベアリングの
   内輪端部に隣接して予圧調整ピストンを配設し、この予
   圧調整ピストンによって前記内輪を軸方向に沿って円錐
   コロの小径側に押圧自在にしたことを特徴とする旋回治
   具の軸受クランプ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の旋回治具の軸受クラン
   プ装置において、前記旋回治具の他方側端部の軸を中空
   軸とし、この中空軸内周に沿ってディスク部材を固定す
   るとともに、このディスク部材のディスク両面とリング
   内端面をスラスト兼ラジアル受けベアリングで軸受けす
   ることを特徴とする旋回治具の軸受クランプ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の旋回治具の軸受クラン
   プ装置において、前記旋回治具の他方側端部の中空軸外
   周にはスリーブが嵌装され、このスリーブのうち前記デ
   ィスク部材の外側に対応する部分は、押圧手段による膨
   張作用によって中空軸の外周を締付可能にされることを
   特徴とする旋回治具の軸受クランプ装置。