WO2023002717A1 - バレルカム装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a barrel cam device.
- An indexing device using a cam mechanism is known as a work indexing device for machining with a machine tool (see, for example, Patent Document 1).
- the present invention has been made in view of such problems, and its object is to realize an indexing device equipped with a compact and inexpensive clamping device.
- the main invention for achieving the above object comprises a barrel cam and a plurality of cam followers that engage with the barrel cam, an output table that rotates when the barrel cam rotates, and the output table that rotates when the output table stops. and a clamping device for clamping.
- FIG. 1 is a schematic plan view and a schematic side view of the indexing device 1.
- FIG. It is an explanatory view for explaining a clamp device.
- 3 is a schematic plan view of a pressing member 32; FIG.
- the apparatus is characterized by comprising a barrel cam, a plurality of cam followers engaged with the barrel cam, an output table that rotates when the barrel cam rotates, and a clamping device that clamps the output table when the output table stops. and barrel cam device.
- This barrel cam device includes a support portion that rotatably supports the output table, and the clamp device includes a fixed portion fixed to the output table and a non-contact with the support portion when the output table rotates. and a pressing member that presses the plate-like member against the support portion when the output table is stopped.
- this barrel cam device includes a housing for accommodating the output table, and that the plate member and the pressing member are provided in the housing.
- the fixed portion is fixed to the lower surface of the output table, and the facing portion faces the lower surface of the support portion of the support portion in a non-contact state when the output table rotates.
- the pressing member presses the facing portion against the lower surface of the support portion when the output table is stopped.
- the fixed portion has a through hole, and the fixed portion and the cam follower are fixed to the lower surface of the table by a common bolt in a state in which the cam follower passes through the through hole. is desirable.
- the pressing member is a piston member that moves when the output table is stopped, contacts the opposing portion, deforms the opposing portion, and presses the pressing member against the supporting portion.
- the frictional force generated between the plate-like member and the piston member is also used for output. Since the table is clamped, the clamping force becomes strong.
- This barrel cam device has a rotating shaft attached to the center of the output table and rotating integrally with the output table, and the piston member has the barrel cam positioned when viewed from the rotating shaft. It is desirable that it is provided over both the side and the side where the barrel cam is not located.
- the area of the piston member can be increased, and compressed gas and the like can be discharged. Since the pressure becomes a larger force and presses the plate member, the output table can be clamped with a large force.
- the piston member is formed with a groove for housing the cam follower in a non-contact state.
- This barrel cam device includes a housing for accommodating the output table, a part of the housing being a cylinder member for accommodating the piston member, and the housing having a cylinder member inside the cylinder member. is provided with a pressure air introduction hole for introducing pressure air, and the area of the pressed surface of the piston member pressed by the pressure air is at least half the area of the table surface of the output table is desirable.
- the indexing device 1 can be used for, for example, an NC table for machine tools, a positioner for robots, a turning axis of robots, and the like.
- FIG. 1 is a schematic plan view and a schematic side view of the indexing device 1, with the top view being the schematic plan view and the bottom view being the schematic side view.
- members may be omitted as appropriate in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner.
- the indexing device 1 has X, Y and Z directions.
- the horizontal direction of the paper surface is the X direction
- the left side (right side) of the paper surface is called the left (right side)
- the vertical direction of the paper surface is the Y direction
- the upper side (lower side) of the paper surface is the back (front side). call.
- the vertical direction of the paper surface in the lower drawing of FIG. 1 is the Z direction (vertical direction)
- the upper side (lower side) of the paper surface is called the upper side (lower side).
- the indexing device 1 has a housing 3 in which an input shaft 12, a barrel cam 14, an output table 20, a rotary shaft 22, a plate member 30, and a pressing member 32 are provided. Contained.
- a motor 10 is attached to the housing 3 as a drive unit.
- the motor 10 is provided with its rotating shaft along the Y direction, and is connected to the input shaft 12 by a coupling 16 .
- the input shaft 12 is provided along the Y direction and rotatably supported by an input bearing 18 .
- the front side of the input shaft 12 extends further forward than the input bearing 18 , and the extended portion is connected to the rotating shaft of the motor 10 by a coupling 16 .
- the input shaft 12 is provided at both ends of the barrel cam 14 in the Y direction, and the barrel cam 14 and the input shaft 12 rotate integrally.
- the barrel cam 14 has a barrel cam groove 14a, and the spiral barrel cam groove 14a is provided along the input shaft 12 direction. Rotation of the barrel cam 14 is transmitted to the output table 20 by engaging a cam follower 20a of the output table 20, which will be described later, with the barrel cam groove 14a.
- the input shaft 12 and the barrel cam 14 may be manufactured separately by joining them together, or may be manufactured by processing cam grooves in a shaft-shaped integrally manufactured shaft. .
- the output table 20 has a circular shape and is rotatably supported by a support portion 24 .
- the support part 24 in this embodiment is a large-diameter four-point support ball bearing. It has a plurality of cam followers 20a that engage with the barrel cam 14 (barrel cam groove 14a), and rotates around the rotation axis along the Z direction as the barrel cam 14 rotates around the input shaft 12 along the Y direction.
- the cam follower 20a is a portion that engages with the barrel cam groove 14a, is a cylindrical rotatable rotating body, and is provided so that the rotation axis direction is along the Z direction. A plurality of them are provided at regular intervals along a circle around the center of rotation of the output table 20 . In this embodiment, 16 cam followers 20a are provided at regular intervals (every 22.5 degrees).
- cam follower 20a engages with the barrel cam groove 14a of the barrel cam 14 on the lower side of the output table 20, and the engaged cam follower 20a moves while being guided by the barrel cam groove 14a.
- the engaged cam follower 20a is guided by the helical barrel cam groove 14a to move toward the front side along the circumferential direction of the output table 20. to the back side. That is, the output table 20 rotates clockwise when viewed from above.
- the rotary shaft 22 is mounted along the Z direction and in the central portion (hollow portion) of the output table 20 to rotate integrally with the output table 20 .
- the rotary shaft 22 may have no hollow portion in its center (solid shaft), but the rotary shaft 22 according to the present embodiment is a so-called hollow shaft having a hollow portion.
- a circular space is provided at the center of the rotating shaft 22 so as to penetrate the rotating shaft 22 in the vertical direction.
- the indexing device 1 has a clamping device that clamps the output table 20 when the output table 20 is stopped.
- a clamping device is a device for fixing an NC table (output table 20) for a machine tool so that it does not move during machining after indexing, for example, and is provided for the purpose of improving machining accuracy.
- the indexing device 1 includes a barrel cam 14 and a plurality of cam followers 20a that engage with the barrel cam 14, an output table 20 that rotates when the barrel cam 14 rotates, and an output table 20 that rotates when the output table 20 stops. and a clamping device for clamping the
- FIG. 2A is a diagram showing the output table 20 not being clamped when the output table 20 is rotating, and FIG. 20 is clamped;
- FIG. 2B is explanatory diagrams for explaining the clamping device
- the clamping device as shown in FIGS. is provided in Then, as shown in FIG. 2B, when the output table 20 is stopped, the pressing member 32 presses the plate member 30 against the support portion 24, thereby clamping the output table 20. As shown in FIG. 2B, when the output table 20 is stopped, the pressing member 32 presses the plate member 30 against the support portion 24, thereby clamping the output table 20. As shown in FIG. 2B, when the output table 20 is stopped, the pressing member 32 presses the plate member 30 against the support portion 24, thereby clamping the output table 20. As shown in FIG.
- the plate member 30 is a disk-shaped metal plate such as stainless steel or phosphor bronze, and has high rigidity in the circumferential direction, but low rigidity in the thickness direction. In other words, it is difficult to deform even when force is applied in the circumferential direction, but it is easily deformed when force is applied in the thickness direction (force to deform in the thickness direction). Further, since the plate member 30 is fixed to the output table 20, it rotates as the output table 20 rotates.
- the plate member 30 has a fixed portion 30b fixed to the output table 20 and a facing portion 30c that faces the support portion 24 in a non-contact state when the output table 20 rotates. As shown in FIG. 2a, the facing portion 30c is held so as not to come into contact with any of the pressing member 32, the housing 3, and the support portion 24 when the output table 20 rotates (that is, when the output table 20 rotates). (not a hindrance to
- the fixed portion 30b is fixed to the table bottom surface 20d of the output table 20, and the opposing portion 30c faces the support portion bottom surface 24a of the support portion 24 in a non-contact state when the output table 20 rotates. 32 presses the opposing portion 30c against the lower surface 24a of the support portion when the output table 20 is stopped.
- the fixed portion 30b of the plate-like member 30 has a through-hole 30a through which the cam follower 20a passes. is fixed to the table lower surface 20d. That is, the fixed portion 30b has a through hole 30a, and the fixed portion 30b and the cam follower 20a are fixed to the table lower surface 20d by a common bolt 20b with the cam follower 20a passing through the through hole 30a.
- FIG. 3 is a schematic plan view of the pressing member 32.
- the pressing member 32 has a substantially D shape in plan view (when viewed from the upper side in the Z direction), and has a projection 32a (slanted line rising to the right in FIG. 3) and a groove 32b (shaded line falling to the right in FIG. 3). ).
- the projecting portion 32a is provided outside the outer peripheral edge of the output table 20 when installed, and along the outer periphery of the pressing member 32 as shown in FIG. , is provided so as to reduce the contact area as much as possible in order to increase the contact surface pressure with the plate-like member 30 . 1 and 3, the groove portion 32b is provided along the arrangement of the cam followers 20a.
- the pressing member 32 is moved upward (toward the plate member 30) by compressed air introduced from a pressure air introduction hole 36 (see FIG. 1) provided in the housing 3 below the pressing member 32.
- the projecting portion 32a is brought into contact with the plate-like member 30 and pressed. 2b, the projecting portion 32a of the pressing member 32 deforms the plate-like member 30 so that the plate-like member 30 on the side opposite to the side with which the projecting portion 32a abuts is moved to the supporting portion 24 as shown in FIG. 2b. to clamp the output table 20.
- the pressing member 32 is moved downward by the piston back member 34, and as shown in FIG. . That is, the pressing member 32 performs vertical piston motion within the housing 3 .
- the pressing member 32 protruding portion 32a
- the pressing member 32 is a piston member that moves when the output table 20 is stopped and contacts the opposing portion 30c to deform the opposing portion 30c and press it against the support portion 24.
- the piston member (pressing member 32) is provided over the left and right sides of the rotary shaft 22 in the X direction.
- the piston member (pressing member 32) is provided over both the side where the barrel cam 14 is located and the side where the barrel cam 14 is not located when viewed from the rotating shaft body 22.
- the piston member (pressing member 32) accommodates the cam follower 20a fixed to the output table 20 in a non-contact state so as not to hinder the rotation of the output table 20.
- a groove portion 32b of is formed.
- the piston member is moved upward by the compressed air introduced from the pressure air introduction hole 36.
- This is realized by forming part of the housing 3 as a cylinder member for the movement of the piston member. are doing. Since the introduced pressure air is received by the entire surface of the piston member (the substantially D-shaped entire surface shown in FIG. 3), this area is half the area 20c of the table surface of the output table 20 (hatched area in FIG. 1). That's it.
- part of the housing 3 is a cylinder member for accommodating the piston member (pressing member 32), and the housing 3 has a pressure air introduction hole 36 for introducing pressure air into the cylinder member.
- the area of the pressed surface of the piston member (pressing member 32 ) provided and pressed by the pressure air is more than half the area 20 c of the table surface of the output table 20 .
- the piston back member 34 is a member that moves the piston member (pressing member 32) downward to release the abutment (generate a gap) between the facing portion 30c, the support portion 24, and the protruding portion 32a. It is fixed to a piston member (pressing member 32) inside the housing 3, and the lower end receives a force from the upper side to the lower side by a spring 34a outside the housing 3. As shown in FIG.
- the indexing device 1 includes the barrel cam 14 and a plurality of cam followers 20a that engage with the barrel cam 14, the output table 20 that rotates when the barrel cam 14 rotates, and the output table 20 that stops. and a clamping device for clamping the output table 20 . Therefore, it is possible to realize the indexing device 1 having a compact and inexpensive clamping device.
- the indexing device 1 is a barrel cam device
- the number of places where the clamping device can be provided increases compared to the case of using a roller gear cam, for example. That is, by using the barrel cam device as the indexing device 1, the number of places where the clamping device can be provided increases, and it becomes possible to realize the indexing device 1 equipped with a compact and inexpensive clamping device.
- the indexing device 1 By providing the indexing device 1 with the clamping device, for example, the rigidity in the rotation direction of the output table 20 is increased, so that the machining accuracy of the workpiece can be improved. Also, for example, when an overload acts on the output table 20, safety can be ensured by the clamping device. Further, for example, if a clamping device is provided, workers can work with peace of mind.
- the support portion 24 that rotatably supports the output table 20 is provided. and a pressing member 32 that presses the plate-like member 30 against the support portion 24 when the output table 20 is stopped.
- the clamping device has a simple configuration of the plate-like member 30 and the pressing member 32, so that the clamping device can be inexpensive.
- the housing 3 for accommodating the output table 20 is provided, and the plate member 30 and the pressing member 32 are provided inside the housing 3 .
- the relatively wide space inside the housing 3 of the indexing device 1 (barrel cam device) can be effectively utilized.
- the fixed portion 30b is fixed to the table bottom surface 20d of the output table 20, and the opposing portion 30c is in a non-contact state with the support portion bottom surface 24a of the support portion 24 when the output table 20 rotates.
- the pressing member 32 presses the facing portion 30c against the lower surface 24a of the support portion when the output table 20 is stopped.
- the support portion lower surface 24a and the table lower surface 20d are arranged substantially on the same plane. Therefore, if both are designed to have a slight difference instead of making them completely on the same plane, the difference can be utilized to allow the fixed portion 30b of the plate-like member 30 to move toward the table lower surface 20d when not clamped. It is possible to easily create a state in which the opposing portion 30c of the plate-like member 30 faces the lower surface 24a of the supporting portion with a slight gap therebetween. That is, by using the support lower surface 24a and the table lower surface 20d, the output table 20 can be easily clamped.
- the fixed portion 30b has the through hole 30a, and the fixed portion 30b and the cam follower 20a are fixed to the table lower surface 20d by the common bolt 20b in a state in which the cam follower 20a passes through the through hole 30a. It was assumed that
- the pressing member 32 is a piston member that moves when the output table 20 is stopped and contacts the opposing portion 30c to deform the opposing portion 30c and press it against the support portion 24. .
- the rotary shaft 22 is attached to the center of the output table 20 and rotates integrally with the output table 20, and the piston member (pressing member 32) is It is provided over both the side where the barrel cam 14 is located and the side where the barrel cam 14 is not located.
- the piston member (pressing member 32) is formed with the groove portion 32b for accommodating the cam follower 20a in a non-contact state. Accordingly, it is possible to prevent the piston member (pressing member 32 ) from hindering the rotation of the output table 20 .
- the housing 3 for accommodating the output table 20 is provided, and a part of the housing 3 is a cylinder member for accommodating the piston member (pressing member 32). is provided with a pressure air introduction hole 36 for introducing pressure air into the cylinder member. It should be more than half of the surface area.
- the pressure of the compressed air becomes greater than when the area is less than half, thereby pressing the plate member. , the output table can be clamped with great force.
- the four-point support ball bearing is used for the support portion 24, but it is not limited to this, and for example, a cross roller bearing may be used.
- the pressing member 32 is moved upward by pressure air, but the present invention is not limited to this, and the pressing member 32 may be moved upward by hydraulic pressure, for example.
- 1 indexing device (barrel cam device), 3 housing, 10 motor, 12 input shaft, 14 barrel cam, 14a barrel cam groove, 16 coupling, 18 input bearing, 20 output table, 20a cam follower, 20b bolt, 22 rotating shaft, 24 support portion 30 plate member 30a through hole 30b fixed portion 30c facing portion 32 pressing member (piston member) 32a protrusion 32b groove portion 34 piston back member, 34a spring, 36 pressure air introduction hole
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Abstract
バレルカム14と、バレルカムと係合する複数のカムフォロア20aを備え、バレルカムが回転することにより回転する出力テーブル20と、出力テーブルの停止時に、出力テーブルをクランプするクランプ装置と、を有することを特徴とする。
Description
本発明は、バレルカム装置に関する。
工作機械等での加工におけるワークの割り出し装置として、カム機構を用いた割り出し装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
割り出し装置に出力テーブルをクランプするクランプ装置を低コストで設けようとする場合に、クランプ装置が収まりきらずに割り出し装置が大きくなってしまう問題があった。また、クランプ装置が収まるようにクランプ装置を小型の部品で構成しようとすると、高コストとなってしまう問題があった。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コンパクトかつ安価なクランプ装置を備えた割り出し装置を実現することである。
上記目的を達成するための主たる発明は、バレルカムと、前記バレルカムと係合する複数のカムフォロアを備え、前記バレルカムが回転することにより回転する出力テーブルと、前記出力テーブルの停止時に、前記出力テーブルをクランプするクランプ装置と、を有することを特徴とするバレルカム装置である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
本発明によれば、コンパクトかつ安価なクランプ装置を備えた割り出し装置を実現することが可能となる。
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
バレルカムと、前記バレルカムと係合する複数のカムフォロアを備え、前記バレルカムが回転することにより回転する出力テーブルと、前記出力テーブルの停止時に、前記出力テーブルをクランプするクランプ装置と、を有することを特徴とするバレルカム装置。
このようなバレルカム装置によれば、コンパクトかつ安価なクランプ装置を備えた割り出し装置を実現することが可能となる。
かかるバレルカム装置であって、前記出力テーブルを回転可能に支持する支持部を備え、前記クランプ装置は、前記出力テーブルに固定された被固定部と、前記出力テーブルの回転時に前記支持部と非接触状態で対向する対向部と、を備えた板状部材と、前記出力テーブルの停止時に前記板状部材を前記支持部に押し付ける押し付け部材と、を有することが望ましい。
このようなバレルカム装置によれば、板状部材と押し付け部材の簡易な構成のクランプ装置なので、安価なクランプ装置とすることができる。
かかるバレルカム装置であって、前記出力テーブルを収容するためのハウジングを備え、前記板状部材及び前記押し付け部材は、前記ハウジング内に設けられていることが望ましい。
このようなバレルカム装置によれば、比較的広いバレルカム装置のハウジング内スペースを有効利用することができる。
かかるバレルカム装置であって、前記被固定部は、前記出力テーブルのテーブル下面に固定されており、前記対向部は、前記出力テーブルの回転時に前記支持部の支持部下面と非接触状態で対向し、前記押し付け部材は、前記出力テーブルの停止時に前記対向部を前記支持部下面に押し付けることが望ましい。
このようなバレルカム装置によれば、出力テーブルのクランプを簡易に実現することが可能となる。
かかるバレルカム装置であって、前記被固定部は、貫通孔を有し、前記貫通孔を前記カムフォロアが貫通した状態で前記被固定部と前記カムフォロアが共通のボルトにより前記テーブル下面に固定されていることが望ましい。
このようなバレルカム装置によれば、板状部材とカムフォロアを共通のボルトで固定することにより、板状部材を固定するためのボルトが必要ないので、部品数を少なくしてコストを削減することができる。
かかるバレルカム装置であって、前記押し付け部材は、前記出力テーブルの停止時に移動して前記対向部に接触することにより前記対向部を変形させて、前記支持部に押し付けるピストン部材であることが望ましい。
このようなバレルカム装置によれば、板状部材が支持部との間に発生する摩擦力で出力テーブルをクランプするのに加えて、板状部材とピストン部材との間に発生する摩擦力でも出力テーブルをクランプするので、クランプする力が強固になる。
かかるバレルカム装置であって、前記出力テーブルの中央部に取り付けられ、前記出力テーブルと一体的に回転する回転軸体を有し、前記ピストン部材は、前記回転軸体から見て前記バレルカムが位置する側と前記バレルカムが位置しない側の双方に亘って設けられていることが望ましい。
このようなバレルカム装置によれば、ピストン部材がバレルカムの位置する側とバレルカムの位置しない側に亘って設けられていない場合に比べて、ピストン部材の面積を大きくすることができ、圧縮ガス等の圧力がより大きな力となり板状部材を押圧するので、出力テーブルを大きな力でクランプすることができる。
かかるバレルカム装置であって、前記ピストン部材には、前記カムフォロアを非接触状態で収容させるための溝部が形成されていることが望ましい。
このようなバレルカム装置によれば、ピストン部材の剛性を高めつつ、ピストン部材が出力テーブルの回転の妨げにならないようにすることができる。
かかるバレルカム装置であって、前記出力テーブルを収容するためのハウジングを備え、前記ハウジングの一部が、前記ピストン部材を収容するためのシリンダー部材となっており、前記ハウジングには、前記シリンダー部材内に圧力エアを導入するための圧力エア導入孔が設けられており、前記圧力エアにより押圧される前記ピストン部材の被押圧面の面積は、前記出力テーブルのテーブル面の面積の半分以上であることが望ましい。
このようなバレルカム装置によれば、ピストン部材の面積を出力テーブルの面積の半分以上と大きくすることにより、半分以下の場合に比べて、圧縮ガス等の圧力がより大きな力となり板状部材を押圧するので、出力テーブルを大きな力でクランプすることができる。
===割り出し装置1について===
本実施形態に係る割り出し装置1(バレルカム装置に相当)について、図を参照しながら説明する。なお、割り出し装置1は、例えば、工作機械用NCテーブル、ロボット用ポジショナー、ロボットの旋回軸等に用いることができる。
本実施形態に係る割り出し装置1(バレルカム装置に相当)について、図を参照しながら説明する。なお、割り出し装置1は、例えば、工作機械用NCテーブル、ロボット用ポジショナー、ロボットの旋回軸等に用いることができる。
図1は、割り出し装置1の平面概略図と側面概略図であり、上図が平面概略図、下図が側面概略図である。なお、本実施の形態に係る図面においては、本発明を解りやすく説明するため適宜部材を省略している場合がある。
また、本実施形態に係る割り出し装置1は、X方向、Y方向、Z方向を有しており、X方向とY方向は互いに交差し、X方向とY方向の双方とZ方向は交差している。そして、図1の上図における紙面の横方向をX方向として紙面の左側(右側)を左(右)と呼び、紙面の縦方向をY方向として紙面の上側(下側)を奥(手前)と呼ぶ。また、図1の下図における紙面の縦方向をZ方向(鉛直方向)として紙面の上側(下側)を上(下)と呼ぶ。
割り出し装置1は、ハウジング3を有し、ハウジング3の内部には、入力軸12と、バレルカム14と、出力テーブル20と、回転軸体22と、板状部材30と、押し付け部材32と、が収容されている。また、ハウジング3には、駆動部としてモータ10が取り付けられている。
モータ10は、回転軸がY方向に沿うようにして設けられており、カップリング16によって入力軸12と連結されている。
入力軸12は、Y方向に沿って設けられており、入力軸受け18によって回転可能に支持されている。そして、入力軸12の手前側は、入力軸受け18よりもさらに手前に延出しており、かかる延出部分がカップリング16によってモータ10の回転軸と連結されている。
また、入力軸12は、バレルカム14のY方向における両端に設けられており、バレルカム14と入力軸12は一体的に回転する。
また、バレルカム14は、バレルカム溝14aを有しており、螺旋状のバレルカム溝14aは入力軸12の方向に沿って設けられている。そして、バレルカム溝14aに後述する出力テーブル20のカムフォロア20aを係合させることにより、バレルカム14の回転が出力テーブル20に伝達される。なお、入力軸12とバレルカム14は、別体に加工されたものを接合して一体化しても良いし、一体的に製造された軸状のものにカム溝を加工して製造してもよい。
出力テーブル20は、円形状をしており、支持部24によって回転可能に支持されている。なお、本実施形態における支持部24は、大口径4点支持玉軸受である。そして、バレルカム14(バレルカム溝14a)と係合する複数のカムフォロア20aを備え、Y方向に沿った入力軸12周りをバレルカム14が回転することにより、Z方向に沿った回転軸周りに回転する。
カムフォロア20aは、バレルカム溝14aと係合する部位であり、円筒状の自転可能な回転体であって、自転軸方向がZ方向に沿うように設けられている。そして、出力テーブル20の回転中心を中心とした円に沿うように等間隔に複数備えられている。本実施の形態においては、カムフォロア20aが等間隔に16個(22.5度毎)備えられている。
また、カムフォロア20aは、出力テーブル20の下側においてバレルカム14のバレルカム溝14aと係合しており、この係合しているカムフォロア20aがバレルカム溝14aに案内されて移動する。
具体的には、バレルカム14が手前側から見て反時計回りに回転すると、係合しているカムフォロア20aは、螺旋状のバレルカム溝14aに案内されて出力テーブル20の周方向に沿って手前側から奥側へ移動する。すなわち、出力テーブル20が上側から見て時計回りに回転する。
そして、出力テーブル20の回転を高精度とするため、すなわち、高精度な出力を実現するため、カムフォロア20aとバレルカム溝14aは、バックラッシ、ずれ、ガタツキ等が発生しないように、高い精度にて係合されている(カム機構の高精度な出力を実現するための係合方法等については、公知技術であるため、ここでは説明を省略する)。
回転軸体22は、Z方向に沿い、かつ、出力テーブル20の中央部(中空部分)に取り付けられ、出力テーブル20と一体的に回転する。
また、回転軸体22は、その中央に中空部分が無いもの(中実軸)でも良いが、本実施形態に係る回転軸体22は、中空部分を有する所謂中空軸である。つまり、回転軸体22の中心には、回転軸体22を上下方向に貫通した円形状の空間が設けられている。
<<<クランプ装置について>>>
本実施形態に係る割り出し装置1は、出力テーブル20の停止時に出力テーブル20をクランプするクランプ装置を有している。クランプ装置とは、例えば、工作機械用NCテーブルにおいて、割り出し後の加工においてNCテーブル(出力テーブル20)が動かないように固定する装置であって、加工精度を向上させる等の目的で設けられる。
本実施形態に係る割り出し装置1は、出力テーブル20の停止時に出力テーブル20をクランプするクランプ装置を有している。クランプ装置とは、例えば、工作機械用NCテーブルにおいて、割り出し後の加工においてNCテーブル(出力テーブル20)が動かないように固定する装置であって、加工精度を向上させる等の目的で設けられる。
換言すれば、割り出し装置1は、バレルカム14と、バレルカム14と係合する複数のカムフォロア20aを備え、バレルカム14が回転することにより回転する出力テーブル20と、出力テーブル20の停止時に、出力テーブル20をクランプするクランプ装置と、を有する。
以下、クランプ装置について図を用いて詳しく説明する。図2は、クランプ装置を説明するための説明図であり、図2aが出力テーブル20の回転時で出力テーブル20がクランプされていない図であり、図2bが出力テーブル20の停止時で出力テーブル20がクランプされている図である。
クランプ装置は、図1、図2に示すように、板状部材30と、押し付け部材32と、ピストンバック部材34と、を有しており、板状部材30及び押し付け部材32は、ハウジング3内に設けられている。そして、図2bに示すように、出力テーブル20の停止時に押し付け部材32が板状部材30を支持部24に押し付けることにより出力テーブル20をクランプする。
板状部材30は、円板状のステンレスやリン青銅等の金属板であって、円周方向における剛性は高いが、厚み方向における剛性は低い。つまり、円周方向に力を加えても変形しにくいが、厚み方向に力(厚み方向に変形する力)を加えると容易に変形する。また、板状部材30は、出力テーブル20に固定されているので、出力テーブル20の回転に伴い回転する。
そして、板状部材30は、出力テーブル20に固定された被固定部30bと、出力テーブル20の回転時に支持部24と非接触状態で対向する対向部30cとを有している。この対向部30cは、図2aに示すように、出力テーブル20の回転時には、押し付け部材32、ハウジング3、支持部24のいずれにも接触しないように保持されている(つまり、出力テーブル20の回転の妨げとはならない)。
また、被固定部30bは、出力テーブル20のテーブル下面20dに固定されており、対向部30cは、出力テーブル20の回転時に支持部24の支持部下面24aと非接触状態で対向し、押し付け部材32は、出力テーブル20の停止時に対向部30cを支持部下面24aに押し付ける。
また、板状部材30の被固定部30bは、貫通孔30aを有しており、貫通孔30aにはカムフォロア20aが貫通され、板状部材30とカムフォロア20aは1本のボルト20bにより出力テーブル20のテーブル下面20dに固定されている。つまり、被固定部30bは、貫通孔30aを有し、貫通孔30aをカムフォロア20aが貫通した状態で被固定部30bとカムフォロア20aが共通のボルト20bによりテーブル下面20dに固定されている。
図3は、押し付け部材32の平面概略図である。押し付け部材32は、平面視で(Z方向における上側から見た場合)略D型形状としており、表面に突出部32a(図3の右上がり斜線部)と溝部32b(図3の右下がり斜線部)を備えている。
突出部32aは、図2に示すように、設置した際に出力テーブル20の外周端よりも外側となる部分、かつ、図3に示すように、押し付け部材32の外周に沿って設けられており、板状部材30との接触面圧を高めるために接触面積が出来るだけ小さくなるように設けられている。また、溝部32bは、図1、図3に示すように、カムフォロア20aの配置に沿って設けられている。
また、押し付け部材32は、押し付け部材32よりも下側のハウジング3に設けられた圧力エア導入孔36(図1参照)より導入される圧縮エアにより上側(板状部材30側)に移動して突出部32aを板状部材30に当接させて押し付ける。そして、これにより、図2bに示すように、押し付け部材32の突出部32aは、板状部材30を変形させ、突出部32aが当接している側の反対側の板状部材30を支持部24に押し付けて、出力テーブル20をクランプする。また、詳しくは後述するが、導入された圧力エアが排除されると、ピストンバック部材34によって押し付け部材32が下側に移動して、図2aに示すように、クランプ状態から非クランプ状態となる。つまり、押し付け部材32は、ハウジング3内において上下にピストン運動をする。
換言すると、押し付け部材32(突出部32a)は、出力テーブル20の停止時に移動して対向部30cに接触することにより対向部30cを変形させて、支持部24に押し付けるピストン部材である。
また、図1に示すように、ピストン部材(押し付け部材32)は回転軸体22のX方向における左側と右側に亘って設けられている。換言すると、ピストン部材(押し付け部材32)は、回転軸体22から見てバレルカム14が位置する側とバレルカム14が位置しない側の双方に亘って設けられている。
また、図1~図3に示すように、ピストン部材(押し付け部材32)には、出力テーブル20の回転を妨げないように、出力テーブル20に固定されたカムフォロア20aを非接触状態で収容させるための溝部32bが形成されている。
また、上述したようにピストン部材は圧力エア導入孔36より導入される圧縮エアにより上側に移動するが、これは、ハウジング3の一部をピストン部材が移動するためのシリンダー部材とすることにより実現している。そして、導入された圧力エアは、ピストン部材の全面(図3に示す略D形状の全面)で受けるので、かかる面積は、出力テーブル20のテーブル面の面積20c(図1の斜線部)の半分以上となる。
つまり、ハウジング3の一部が、ピストン部材(押し付け部材32)を収容するためのシリンダー部材となっており、ハウジング3には、シリンダー部材内に圧力エアを導入するための圧力エア導入孔36が設けられており、圧力エアにより押圧されるピストン部材(押し付け部材32)の被押圧面の面積は、出力テーブル20のテーブル面の面積20cの半分以上である。
ピストンバック部材34は、ピストン部材(押し付け部材32)を下側に移動させて対向部30cと支持部24及び突出部32aの当接を解除する(隙間を生じさせる)部材であり、上端部はハウジング3内でピストン部材(押し付け部材32)に固定され、下端部はハウジング3の外部においてばね34aによる上側から下側への力を受けている。
つまり、クランプ時において導入された圧力エアの圧力が下がる(圧力エアがシリンダー部材内から排除される)と、圧力エアによるピストン部材(押し付け部材32)を上側へ押し付ける力が低下するので、ばね34aによるばね力によってピストン部材(押し付け部材32)が下側に移動し、出力テーブル20は、クランプ状態から非クランプ状態となる。
<<<割り出し装置1の有効性について>>>
上述したとおり、本実施形態に係る割り出し装置1は、バレルカム14と、バレルカム14と係合する複数のカムフォロア20aを備え、バレルカム14が回転することにより回転する出力テーブル20と、出力テーブル20の停止時に、出力テーブル20をクランプするクランプ装置と、を有することとした。そのため、コンパクトかつ安価なクランプ装置を備えた割り出し装置1を実現することが可能となる。
上述したとおり、本実施形態に係る割り出し装置1は、バレルカム14と、バレルカム14と係合する複数のカムフォロア20aを備え、バレルカム14が回転することにより回転する出力テーブル20と、出力テーブル20の停止時に、出力テーブル20をクランプするクランプ装置と、を有することとした。そのため、コンパクトかつ安価なクランプ装置を備えた割り出し装置1を実現することが可能となる。
割り出し装置に出力テーブルをクランプするクランプ装置を低コストで設けようとする場合に、クランプ装置が収まりきらずに割り出し装置が大きくなってしまう問題があった。また、クランプ装置が収まるようにクランプ装置を小型の部品で構成しようとすると、高コストとなってしまう問題があった。
これに対し、割り出し装置1をバレルカム装置とすると、例えばローラギヤカムを用いた場合に比べて、クランプ装置を設けることができる場所が多くなる。」」すなわち、割り出し装置1をバレルカム装置とすることにより、クランプ装置を設けることができる場所が多くなり、コンパクトかつ安価なクランプ装置を備えた割り出し装置1を実現することが可能となる。
そして、クランプ装置を割り出し装置1が備えることにより、例えば、出力テーブル20の回転方向の剛性が高まるので、加工物の加工精度を向上させることができる。また、例えば、出力テーブル20に過負荷が作用した場合に、クランプ装置によって安全性を確保できる。また、例えば、クランプ装置が備えてあれば作業者等が安心して作業することができる。
また、上記実施形態においては、出力テーブル20を回転可能に支持する支持部24を備え、クランプ装置は、出力テーブル20に固定された被固定部30bと、出力テーブル20の回転時に支持部24と非接触状態で対向する対向部30cと、を備えた板状部材30と、出力テーブル20の停止時に板状部材30を支持部24に押し付ける押し付け部材32と、を有することとした。そして、これにより、板状部材30と押し付け部材32の簡易な構成のクランプ装置となるので、安価なクランプ装置とすることができる。
また、上記実施形態においては、出力テーブル20を収容するためのハウジング3を備え、板状部材30及び押し付け部材32は、ハウジング3内に設けられていることとした。そして、これにより、比較的広い割り出し装置1(バレルカム装置)のハウジング3内スペースを有効利用することができる。
また、上記実施形態においては、被固定部30bは、出力テーブル20のテーブル下面20dに固定されており、対向部30cは、出力テーブル20の回転時に支持部24の支持部下面24aと非接触状態で対向し、押し付け部材32は、出力テーブル20の停止時に対向部30cを支持部下面24aに押し付けることとした。
支持部下面24aとテーブル下面20dについては、構造上、双方が略同一平面上に配置されている。そのため、双方を完全に同一平面とするのではなく、双方に若干の差分を持たせる設計とすれば、その差分を利用して、非クランプ時に板状部材30の被固定部30bがテーブル下面20dに固定され板状部材30の対向部30cが支持部下面24aと若干の隙間を持って対向する状態を簡単に作り出すことができる。つまり、支持部下面24aとテーブル下面20dを利用すれば、出力テーブル20のクランプを簡易に実現することが可能となる。
また、上記実施形態においては、被固定部30bは、貫通孔30aを有し、貫通孔30aをカムフォロア20aが貫通した状態で被固定部30bとカムフォロア20aが共通のボルト20bによりテーブル下面20dに固定されていることとした。
板状部材30とカムフォロア20aを共通のボルト20bで固定することにより、板状部材30を固定するためのボルトが必要ないので、部品数を少なくしてコストを削減することができる。
また、上記実施形態においては、押し付け部材32は、出力テーブル20の停止時に移動して対向部30cに接触することにより対向部30cを変形させて、支持部24に押し付けるピストン部材であることとした。
これにより、板状部材30が支持部24との間に発生する摩擦力で出力テーブル20をクランプするのに加えて、板状部材30とピストン部材(押し付け部材32)との間に発生する摩擦力でも出力テーブル20をクランプするので、クランプする力が強固になる。
また、上記実施形態においては、出力テーブル20の中央部に取り付けられ、出力テーブル20と一体的に回転する回転軸体22を有し、ピストン部材(押し付け部材32)は、回転軸体22から見てバレルカム14が位置する側とバレルカム14が位置しない側の双方に亘って設けられていることとした。
これにより、ピストン部材(押し付け部材32)がバレルカム14の位置する側とバレルカム14の位置しない側に亘って設けられていない場合に比べて、ピストン部材(押し付け部材32)の面積を大きくすることができ、圧縮ガス等の圧力がより大きな力となり板状部材30を押圧するので、出力テーブル20を大きな力でクランプすることができる。
また、上記実施形態においては、ピストン部材(押し付け部材32)には、カムフォロア20aを非接触状態で収容させるための溝部32bが形成されていることとした。そして、これにより、ピストン部材(押し付け部材32)が出力テーブル20の回転の妨げにならないようにすることができる。
また、上記実施形態においては、出力テーブル20を収容するためのハウジング3を備え、ハウジング3の一部が、ピストン部材(押し付け部材32)を収容するためのシリンダー部材となっており、ハウジング3には、シリンダー部材内に圧力エアを導入するための圧力エア導入孔36が設けられており、圧力エアにより押圧されるピストン部材(押し付け部材32)の被押圧面の面積は、出力テーブル20のテーブル面の面積の半分以上であることとした。
そして、ピストン部材(押し付け部材32)の面積を出力テーブル20の面積の半分以上と大きくすることにより、半分以下の場合に比べて、圧縮エアの圧力がより大きな力となり板状部材を押圧するので、出力テーブルを大きな力でクランプすることができる。
===その他の実施の形態===
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることはもちろんである。
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることはもちろんである。
また、上記実施形態においては、支持部24に4点支持玉軸受を用いていたが、これに限るものではなく、例えば、クロスローラ軸受けを用いてもよい。
また、上記実施形態においては、圧力エアにより押し付け部材32を上側に移動させていたが、これに限るものではなく、例えば、油圧により押し付け部材32を上側に移動させてもよい。
1 割り出し装置(バレルカム装置)、3 ハウジング、10 モータ、12 入力軸、14 バレルカム、14a バレルカム溝、16 カップリング、18 入力軸受け、20 出力テーブル、20a カムフォロア、20b ボルト、22 回転軸体、
24 支持部、30 板状部材、30a 貫通孔、30b 被固定部、30c 対向部、32 押し付け部材(ピストン部材)、32a 突出部、32b 溝部、
34 ピストンバック部材、34a ばね、36 圧力エア導入孔
24 支持部、30 板状部材、30a 貫通孔、30b 被固定部、30c 対向部、32 押し付け部材(ピストン部材)、32a 突出部、32b 溝部、
34 ピストンバック部材、34a ばね、36 圧力エア導入孔
Claims (9)
- バレルカムと、
前記バレルカムと係合する複数のカムフォロアを備え、前記バレルカムが回転することにより回転する出力テーブルと、
前記出力テーブルの停止時に、前記出力テーブルをクランプするクランプ装置と、
を有することを特徴とするバレルカム装置。 - 請求項1に記載のバレルカム装置であって、
前記出力テーブルを回転可能に支持する支持部を備え、
前記クランプ装置は、
前記出力テーブルに固定された被固定部と、前記出力テーブルの回転時に前記支持部と非接触状態で対向する対向部と、を備えた板状部材と、
前記出力テーブルの停止時に前記板状部材を前記支持部に押し付ける押し付け部材と、を有することを特徴とするバレルカム装置。 - 請求項2に記載のバレルカム装置であって、
前記出力テーブルを収容するためのハウジングを備え、
前記板状部材及び前記押し付け部材は、前記ハウジング内に設けられていることを特徴とするバレルカム装置。 - 請求項2又は請求項3に記載のバレルカム装置であって、
前記被固定部は、前記出力テーブルのテーブル下面に固定されており、
前記対向部は、前記出力テーブルの回転時に前記支持部の支持部下面と非接触状態で対向し、
前記押し付け部材は、前記出力テーブルの停止時に前記対向部を前記支持部下面に押し付けることを特徴とするバレルカム装置。 - 請求項4に記載のバレルカム装置であって、
前記被固定部は、貫通孔を有し、
前記貫通孔を前記カムフォロアが貫通した状態で前記被固定部と前記カムフォロアが共通のボルトにより前記テーブル下面に固定されていることを特徴とするバレルカム装置。 - 請求項2乃至請求項5のいずれかに記載のバレルカム装置であって、
前記押し付け部材は、
前記出力テーブルの停止時に移動して前記対向部に接触することにより前記対向部を変形させて、前記支持部に押し付けるピストン部材であることを特徴とするバレルカム装置。 - 請求項6に記載のバレルカム装置であって、
前記出力テーブルの中央部に取り付けられ、前記出力テーブルと一体的に回転する回転軸体を有し、
前記ピストン部材は、前記回転軸体から見て前記バレルカムが位置する側と前記バレルカムが位置しない側の双方に亘って設けられていることを特徴とするバレルカム装置。 - 請求項6又は請求項7に記載のバレルカム装置であって、
前記ピストン部材には、前記カムフォロアを非接触状態で収容させるための溝部が形成されていることを特徴とするバレルカム装置。 - 請求項6乃至請求項8のいずれかに記載のバレルカム装置であって、
前記出力テーブルを収容するためのハウジングを備え、
前記ハウジングの一部が、前記ピストン部材を収容するためのシリンダー部材となっており、
前記ハウジングには、前記シリンダー部材内に圧力エアを導入するための圧力エア導入孔が設けられており、
前記圧力エアにより押圧される前記ピストン部材の被押圧面の面積は、前記出力テーブルのテーブル面の面積の半分以上であることを特徴とするバレルカム装置。
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