JPS5988231A - 心押し台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 例えば歯車のように回転運動可能に緊締される円筒形の
工作物のための保持装置としては加工機械もしくは測定
装置にいわゆる「心押し台１等が使用されている。それ
によって工作物は少なくとも一方の側で該工作物の回転
軸線内の先端によって締イマ１けられる。この形式の保
持装置では、種々異なった軸線長さを有している工作物
の緊締を可能にするために、後で対応先端と呼ぶ、回転
駆動装置とは反対側の装着先端が回転軸線の方向で移動
可能である。たいていこの先端は上記回転軸線の外側で
該回転軸線に対して平行に縦方向で案内されるアームに
固定されている。

心押し台の向かい合っている先端は加工しようとするか
あるいは測定しようとする工作物の回転軸線の位置を定
めるので、変位可能なアームに固定された対応先端はあ
らゆる緊締間隔のために再現可能に、前もって与えられ
た直線上に正確に位置すべきである、この場合許容され
る公差はミクロン範囲内又はサブミクロン範囲内に位置
することがある。

しかしながらたいてい特別の手段なしにこの要求をかな
えることは出来なくなっている。極めて精確に加工され
ねばならない、アームのガイドがまず誤差源を生せしめ
る。というのは案内支柱の縦軸線を中・し・とじた回転
がア−ｌ、の長さだけ拡大されて対応先端の位置に作用
するからである。次に熱的な作用に基づいてアームの長
さの変化が発生することがあり、この長さの変化によっ
て対応先端がずれろ。さらに機械への心押し台の固定部
に誤差源を見い出すことができる。

心押し台は核心押し台が取り付けられている機械の定置
の構成要素を形成している。心押し台が取りはずし可能
であるように固定されている限り、取付もしくは再取付
の後で対応先端を加工装置もしくは測定装置の回転軸線
の延長−Ｆに正確に合わせることができかつアームのガ
イドをこの回転軸線に対して平行に位置決めすることが
できる。この調整作業は比較的多くの時間を必要としし
かも当該機械の耐用寿命を短縮する。

ところで円筒形の工作物を加工するためだけに役だつわ
けではないユニ・Ｓ−サル加工兼測定機械は公知である
。その場合円筒状の工作物のためだけに必要な心押し台
は、核心押し台が不要である時には機械の作業範囲を著
しく制限する。というのは対応先端を有しているアーム
が機械の可動な往復台の走路内へ突出しているからであ
る。他方で心押し台の除去及び再取句は前述の調整作業
と結びつげられている。

本発明の課題は、工作物の交換の際に対応先端の位置′
を後調整する調整作業をできるだけ省略することができ
るように心押し台を構成することである。

この課題は以下の３つの小課題に分けることができる。

即ち、 ｌアームが機械の作業範囲から離される時でもアームの
ガイｉ゛が回転軸線に対して正確に平行に位置決めされ
ることを再現するがあるいは維持すること。

２熱的な作用によるアームの長さの変化を補正すること
。

３横力の影響を受けない、アームの高さの正確な案内を
実現すること。

これらのδつの小課題はそれぞれ、本発明の特許請求の
範囲第１項、第８項及び第１１項の特徴による心押し台
の構成によって解決されている。

本発明の特許請求の範囲第１項記載の特徴を有している
紀・押し台では、先端のアームのための案内支柱を当該
機械の作業範囲の縁にかあるいは完全に外側に配置する
ことができしかも」−記案内支柱はアームが外へ旋回し
ても空間的に定置であり、即ち案内支柱及び回転軸線の
平行性がどんな場合にも維持されたままである。−Ｆ記
案内支柱の端部範囲が旋回可能であるがあるいは回動可
能であることによって、前記のアーム自体は先端の位置
の精度に作用するようになるジヨイントを全く必要とし
ていない。従って゛アーム、案内支柱及び機械台の間の
形状接続は、アームが補助ガイドから主ガイド内へ走入
させられる時はいつでも再び正確に生ぜしめられる。

前記アームを案内するためには、本発明の特許請求の範
囲第１１項記載の特徴を有している滑り軸受が設けられ
ている。この構造によって、案内方向にｚＪシて垂直の
力で従来の滑り軸受内で以前は発生する滑り摩擦の代わ
りに角柱状の案内支柱とアームの案内される部分との間
でこの場合ころがり摩擦が発生することが得られる。

その結果、横力がなくなるところがり°糠擦及び滑り摩
擦の摩擦値の比だけ高い精通でアームはその解重位置へ
戻るようになっている。

この場合アームの案内される部分、即ちアームの軸受に
対して相対的にローラのほんの僅ｔＪ）な運動も発生ず
る。それ酸ローラは有利には、問題になっている僅かな
運動範囲内で撓む弾性的な接着剤でアームの案内される
部分に固定されている。ローラを固定するための別の可
能性は弾性的なローラケーノ内のローラ受容部にあるＯ 前記のアームの長さの熱による変化を補正するためには
本発明の特許請求の範囲第８項で構成しであるように、
アームと比べて異なった熱膨張係数を有している材料製
の伸縮部倒を含有しているし・Ｓ−伝動装置が役たつ。

この伸縮部材はアームに関節的に固定されている、装着
先端の保持体に支えられている。

この構成ではアーム及び伸縮部材のための材料に合わせ
て選ばれている伸縮部材の作用点と、アームにおけろ装
着先端のジヨイントと、装着先端との間の間隔の適した
選択によって、温度１変化が大きい場合でも先端がその
位置を定置に維持することを常に保証することかできろ
。

その場合有利には先端が球先端として構成され、この場
合傾倒中心が球中心点と重なることが保証されている時
には、補正運動に基づいて先端の保持体の小さい傾倒作
用が目立たないままであり得る。

確かに長さの熱的な変化を補正するための装置自体は４
知になっている。このような関係で、ドイツ連邦共和国
特許第１０１０８０２号、同国特許第２４５０３２２号
、同国特許出願公開第２５５８６２５号及び同国特許出
願公開第３１０６７０１号に記載されているように補正
振り子とボール盤の装置とを挙げることができる。

しかしながら補正するための公知の装置では種々異なっ
た膨張係数を有する材料製の棒が直列接続のよう（ｆｃ
　１７−いに固定されており、従ってたいてい基準マー
クとして役たち位置座安定した端部範囲はしばしば二重
に折りたたまれンた配置形式の比較的大きい長さのため
に横力に対して極めて不安定になっている。それに対し
て本発明のレバー伝動装置は直列接続の形式で互いに連
結されている、種々異なった熱膨張の棒もしくは条材か
も成っている、この配置形式により工作物を締付ける際
に発生ずる横力もアーム縦軸線に対する垂直方向で良く
吸収される。

心押し台のアームが装着先端へ一定の締付力を及ぼすた
めの調整可能な締付装置を有していると有利である。と
いうのは先端の保持力がアームの案内支柱へ逆作用する
ので、一定の力関係は先端の位置が再現可能であること
、即ちこの位置の位置決め精度に良好な効果を有してい
るからである。

さらに有利にはアームの案内支柱がアームの平面内で、
即ち案内支柱及び回転軸線を通る平面内で三日月形に変
形させられている。この変形の原因となる曲げ張力は、
該曲げ張力が締付装置からアームを介して案内支柱へ及
ぼされる曲げモーメントとは丁度逆向きになっているよ
うに選択可能であり、従ってその場合案内支柱は負荷さ
れた状態で、即ち工作物の締付状態で工作物軸線に対し
て常に平行て位置決めされている。それに対して、負荷
されていない状態で案内支柱が曲げられることは工作物
の正確な位置決めにとって、その正確な位置決めだけに
関してはほとんど問題にならない。

前記のアームのガイドを安定化しかつ変形の調整をする
ために有利には角柱状に構成された案内部材の内部に引
張棒が配置されている。

案内方向のアームの支承部は滑り軸受であるので、この
滑り軸受は自縛作用するように構成−可能であり、即ち
、前述の締付装置を用いて工作物へ先端の締付力を伝達
する際に力の作用点とアームの案内支柱との間の大きい
間隔によって自縛作用が生じ、従ってガイドの別個の締
付はいらなくなる。

前記アームを移動させろために操作員によって案内支柱
の近くで生ぜしめられた力は自縛作用を全く生ぜしぬな
い。案内支柱の近くでアームにグリップを配置すると、
このグリップで対ことがでλろ利点がイ）らハ、ろ。

次に図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図で図示されている心押し台３はそのベ
ースプレー）１２で作業台ｌの平たい作業面」−に据付
けられており、この作業台ｌは多座標式測定機械の走行
可能な門形部材２を支持している。符号１３によって第
２図に・・ノチングで図示されている、測定機械の使用
可能な測定範囲が図示されている・ 前記心押し台３は案内支柱９から成っており、アーム生
がローラ１４と方形の案内支柱９内で可動な釣合錘１５
を用いて軽く動き高さ調整可能であるように−１−起案
内支柱９に案内されている。アーム牛は当該機械の作業
・台１の回転テーブル７上に固定されている先端６に対
する対応先端５を保持している。先端５と６との間には
工作物８が締込まれている。

前記案内支柱９の端部範囲１０は案内支柱９の縦軸線を
中心として回転可能であるように支承されている。第１
図及び第２図に一点釦線で記入されている、アーム牛の
位置によって図示されているように−アーム４は案内支
柱９の補助ガイドとして構成されている端部範囲ｌＯ上
にかぶせ嵌められた後で案内支柱９のこの端部範囲１０
といっしょに旋回させられひいては測定機械２０作業範
囲１３から離され得るようになっている。作業位置へそ
れぞれ戻り旋回させられて案内支柱９上に再びかぶせ嵌
められた後で先端５は再び工作物８の回転軸線−Ｆに正
確に位置する。というのは案内支柱９の位置が旋回過程
の際に変化させられずしかも案内支柱９と工作物８の軸
線との間の平行性がむしろ維持されるからである。

前記工作物８を締付ける際にはカＦＫが先端５に作用し
、この力は第３図に誇張されて図示されているようにア
ーム生を介して案内支柱９をゆがめる。案内支柱９に及
ぼされる曲げモーメントＭＫは、案内支柱９に対する先
端５０間隔をａＫとすると、 ＭＫ””　ａＫ　’　ＦＫ の式によって計算される。この曲げモーメントＭ１＜は
アーム４−の位置とは無関係である。

そのような一定の曲げモーメントＭは、案内支柱９の蓋
と底との間で案内支柱９の中心に対する間隔ａＺをおい
て締付げられた引張棒２３の張力Ｆ　によっても生ぜし
められる（第Φ図参照）。積Ｆ　Ｋ−ａ　Ｋ及びＦｚ・
ａ２が同じ値を有しているのではあるが反対の十−符号
を有しているように配慮すると、締付力ＦＫに基づいた
案内支柱９の変形をベースプレー１・１２とアーム牛と
の間の範囲内で極めて良く補正することができる（第５
図参照）。

それ数案内支柱９はその内部で、第６図及び第７図に図
示した配置形式で牛っの引張棒２３ａ〜ｄを有している
。引張棒２３はベースプレー）１２内にねじ込まれてお
り、しかもナツト２４ａ〜ｄを用いて該引張棒の長さを
短縮することができる。

これらの引張棒を用いて案内支柱９は２つの空間方向で
、工作物軸線に対する前述の変形に対してだけではなく
、引張棒２３ｂと２３ｄとの接続線の方向で案内支柱９
の案内路の残留誤差を補正するためにも正確に位置決め
される。

第８図では、先端５と６との間で一定の締付力ＦＫを工
作物８に及ぼす装置が図示されている。この装置はアー
ム生のケーシング部分２゜で支えられているばね１９か
ら成っており、このばね１９のばね力ＦＫは案内支柱９
０近くに配置されている操作レバー１６により解放可能
である。軸２１を中心として旋回可能に支承されている
操作レバー１６の運動はロッド１７によりＰ７！　１８
に伝達され、該喫１８に先端５の後方部分が当接してい
る・ アーム４の案内は滑り軸受を介して行なわれ、この滑り
軸受は支承部材として４組２５〜２８のそれぞれ３つの
ローラを有している（第９図及び第１ｏ図）。これらの
ローラはそれらの縦軸線で案内方向に対して平行に配置
されていてかつプレロードをかけられて案内支柱９と該
案内支柱９０回りに配置された、アーム牛の支承部との
間のすき開山に配置されている。

前記ローラ２５ａ〜２８ｃはそれぞれ弾性的な接着剤３
３でアーム牛に固定されていてひ（・ては例えばアーム
生に作用する横力に基づいて支承部が回動させられた後
でアーム牛がその静止位置へほぼ摩擦なしに、即ち極め
て正確に戻されることを可能にする。

それぞれ３つのローラが並列に配置されていることか選
択されている。というのは１つだけのローラに対して拡
大された、滑り部材の支承面がミクロ単位の精度の案内
を改善するからである。

先端５から見て前方と後方の支承部材の三速ローラ２５
．２７と２６．２８とが第９図の図面でずらされて配置
されていることに基ついて、先端５に向けられた力が発
生し、しかも力の作用点が第８図に示した案内支柱９の
中心点からの間隔ａ　の外側に位置する場合にもょうど
この支承部の自縛作用が生しる７、この条件は線側過程
の際に満たされているのではあるが、レバー１６に作用
する操作員によってアーム牛が移動させられる際には満
たされていなし・。従って操作員はこの位置だけでレバ
ー１６を介してアーム牛の高さを自由に調整することか
で゛きかつし・！！−１６を旋回させることによって締
付力を解放することができ、それによってアーム牛のガ
イドが自動的に締付けられる。

ｍｌ１図及び第１２図ではアーム牛の長さを熱的に安定
化するための装置が図示されており、この装置は第８図
では図面を簡素化するために、第８図で示した締付装置
が第１１図及び第１２図でなくなっているのと同様に省
略された。もちろんアーム生に両方の装置を同時に備え
つけることが容易に可能である。

殊に第１図で図示した機械の作業台ｌがアームと比べて
異なった熱膨張係数を有している材料から成っているが
、あるいは温度変化が事実上アーム牛の長さだけに作用
するほど作業台ｌの熱容量がアーム牛の熱容量よりも大
きくなっている場合には、アーム牛の長さの安定化が重
要になり得る。

先端５の位置を空間的に不動に保持するために、即ち、
案内支柱９の中心からの先端５の間隔ａＫを一定に保持
するためには、先端５の保持体３２が軸３１を介して関
節的にアーム牛のフォーク形の切り欠き内に固定されて
いる。このアーム生は鋼から成っている。先端５とは反
対側の、保持体３２の端部には主としてアーム牛に対し
て平行に配置されたアルミニウム製の条材２９が支えら
れており、該条材２９の他方の端部は点３３ａ及び３３
ｂでアーム４上に螺着されている。

溝３０によって条材２９のこの個所で横断面が著しく狭
（されている。また溝３０は条材２９に旋回中心点を設
けるためにも役だっ。

ところでアーム４がその長さを値へ１１　だけ熱膨張に
よって変化させるとすれば、鋼の膨張係数、ｆｌに比し
て太きい、アルミニウムの膨張係数１２によって条材２
９が長さ△１２だけ膨張させられる。先端５の球の中心
点と軸３１との間の間隔Ｌ１及び条材２９の作用点と上
記球中心点との間の間隔Ｌ２が次の条件、即ち り１．：ｔｌ Ｌ２−′２ を満た・すように配慮されている場合には、球先端５の
位置は温度に対して不変であり、即ち、先端とガイ１゛
との間の間隔ａＫが一定であり続ける、この場合条材２
９がアーム牛と同じ長さを有していてかつ両方の部材が
それぞれ同じ温度を有するようになることが前提とされ
ている・もちろん条拐２９の長さとアーム４の長さとが
異なっている場合にも前述の長さを安定化する装置が働
くのではあるが、回転中心点の間隔と膨張係数との間の
前述の簡単な関係式はもはや通用しない。

前記先端５は球先端として構成されている。

それによって、補正運動に基づく、先端５の小さい傾倒
が大きい定心孔を有している工作物の場合でも工作物の
位置へ著しく作用しないままであることが得られる。と
いうのは工作物と球表面との間の接点が温度に対して不
変の球中心点とほぼ同じ高さに位置しているからである
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による心押し台の複数の実施例を示したも
のであって、第１図は測定機械に固定された心押し台の
側面図、第２図は第１図の平面図、第３図、第４図及び
第５図は第１図の心押し台の案内支柱の変形が誇張され
た原理図、第６図は第４図の案内支柱の詳細な断面図、
第７図は第６図の案内支柱のカバープレート２２の平面
図、第８図は締伺装置を有する心押し台の詳細な側面図
、第９図は第１図もしくは第８図の心押し台のアームガ
イドの詳細な部分図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ線に沿
った断面図、第１１図は熱による線膨張を補正するため
の装置を有する心押し台アームの変化実施例の部分的側
面図、第１２図は第１１図のアームの平面図である。 １・・・作業台、２・・・門形部材、３・心押し台、４
・・アーム、５．６・・・先端、７・・回転テーブル、
８・工作物、９・・案内支柱、１０−　＃Ａ部範囲、１
２・・ベースプレート、■３・測定範囲、１４・ローラ
、１５　・釣合錘、１６・操作し・ぐ−、１７　ロッド
、１８・佼、１９・ばね、２０・・ケーシング部分、２
１−軸、２２・力・々−プレート、２３ａ、２３ｂ、２
３ｃ、２３ｄ・引張棒、２ｊａ　、　２４　ｂ　、　２
４　ｃ、、　２４　ｄ−ナツト、２５，２６，２７．２
８・滑り軸受、２５ａ〜２８　イｏ　−ラ、２９・［−
材、３ｏ　溝、３１・・軸、３２・保持体、３３・・接
着剤、３３ａ。 ３３ｈ・・点 Ｆｉｇ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転運動用能に緊締された工作物（８）を保持する
   ための心押し台であって、縦方向で案内されるアーム（
   ４）を有しており、該アーム（４）が装着先端（５）を
   保持している形式のものにおいて、案内支柱（９）の端
   部が少な（とも上記アームの案内される部分により受容
   され文いる範囲（１０）内で、上記案内支柱（９）の残
   りの部分に対して回転可能であるかあるいは旋回可能で
   あるように支承されている補助ガイドとして構成されて
   いることを特徴とする心押し台。 ２、前記装着先端（５）へ一定の圧着力（ＦＫ）を及ぼ
   すための解放可能な締付装置（１９゜２０）を前記アー
   ム（４）が有している特許請求の範囲第１項記載の心押
   し台。 ３、前記ア１−ムの案内支柱（９）が該アーム（４）の
   平面内で調節可能な機械的曲げモーメン）（Ｍ）によっ
   て三日月形に変形させられている特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の心押し台。 牛、前記の案内支柱（９）の前もつで調節された曲げモ
   ーメント（Ｍ）が、工作物（８）を締付けた後で締付装
   置（１９，２０）からアーム（４）を介して案内支柱（
   ９）に及ぼされる曲げモーメント（ＭＫ）とは反対方向
   に向けられている特許請求の範囲第２項又は第３項記載
   の心押し台。 ５、角柱状に構成されている案内支柱（９）の内部に案
   内路を位置決めするかあるいは変形させるための引張棒
   （２３）が配置されている特許請求の範囲第３項又は第
   ４項記載の心押し台。 ６　前記締付装置（１９，２０）が案内支柱（９）の近
   くに配置された解放レバー（１６）と機様式に連結され
   ていてかつアーム（４）が滑り軸受（２５〜２８）によ
   って案内されている特許請求の範囲第２〜５項のいずれ
   か１つの項に記載の心押し台。 ７　前記のアーム（４）の重量が該アームの案内支社（
   ９）の内部に配置されている釣合錘（１５）によって補
   償されている特許請求の範囲第１〜６項のいずれが１つ
   の項に記載の心押し台。 ８、　し・Ｓ−伝動装置（２９〜３１）の形状でアーム
   （４）の熱的な線膨張を補償するための装置が設けられ
   ており、上記レバー伝動装置（２９〜３１）がアーム（
   ４）と比べて異なっている熱的な線膨張係数を有してい
   る材料製の伸縮部材（２９）を有しており、しかもアー
   ム（牛）に関節的に固定されている、装着先端（５）の
   保持体（３２）に上記伸縮部材（２９）が支えられてい
   る特許請求の範囲第１項記載の心押し台。 ９　前記伸縮部材（２９）が一方の端部でアーム（４）
   に固定されていてかつ他方の端部で先端（５）の保持体
   （３２）と関節的に連結されている特許請求の範囲第８
   項記載の心押し台。 １０、前記先端（５）が球先端として構成されている特
   許請求の範囲第８項又は第９項記載の心押し台。 １１　　前記アームを案内するために滑り軸受（２５〜
   ２８）が使用されており、該滑り軸受（２５〜２８）が
   滑り部材としてローラ（２５ａ　＋　ｂ　、＋　ｃ　）
   を有しており、該ローラの縦軸線が案内方向に対して平
   行に延びていてかつ該ローラが案内方向に対して垂直に
   弾性的にアーム（４）の案内される部分に固定されてい
   る特許請求の範囲第１項記載の心押し台。 １２、　　前記ローラ（２５ａ　、ｂ　、ｃ〜２８ａ　
   、ｂ、ｃ）が弾性的な接着剤（３３）でアーム（４）の
   案内されろ部分に固定されている特許請求の範囲第１１
   項記載の心押し台。