JP2008535674A - 調整可能なレスト装置 - Google Patents

Abstract

第１の構成要素（１）は、剛性要素（２０）を並進移動する２つの制御レバー（８、９）を備え、剛性要素（２０）に第２の構成要素（２）のフレーム（５）が固着される。第２の構成要素の制御レバー（１０）は、移動要素（２９）を枢動し、移動要素（２９）に第３の構成要素（３）のフレーム（６）が固着される。前記第３の構成要素の制御レバー（１１）は、垂直軸を中心にして枢動するとともにブロック（５７）を保持する移動要素（３２、５１）を作動し、ブロック（５７）には、機械加工される極小径円筒形加工物の自由部分を正確に支持するように設計された、ワーク押さえを有しない案内用のＶ字形レスト部材（１２）が固着される。

Description

本発明は、円筒形ロッド、特に長さ対直径（length-to-diameter）の比が大きい段付き円筒形ロッドを機械加工するための機械加工ステーションを装備する研削機において用いられるレスト装置に関する。

研削機において、特に、複数の機械加工ステーションを備えるロータリワークヘッドトランスファマシンにおいて、ワークヘッドによって保持され、各ステーションを連続的に通過させる機械加工対象の被加工物の正確な位置決めおよび保持に関する問題点は、機械加工対象の被加工物が、たとえば直径の小さなドリルビットなどの直径対長さの比が大きい円筒形ロッドである場合には、特に深刻である。被加工物がワークヘッドによって回転させられ、軸方向において位置決めされる場合に、被加工物の軸に対して垂直方向の位置決めは、一般に、被加工物の本体を拘束してプレッシャフィンガーと第１のＶ字形のレスト部材にて被加工物のボディ部を保持し、被加工物の端部を支持する第２のＶ字形のレスト部材とによって実現される。第２のＶ字形が支持する被加工物の端部が第１のＶ字形に固着される端部に正確に整列されるように、第２のＶ字形を位置決めしなければならない。このためには、現在、レール、レバーおよび複雑な固定手段から一般に構成される高精度の調整装置が必要である。

現行技術に比べて、本発明は、必要とされる信頼性および精度の高さで被加工物の極小径部分を支持することができる上、調整が容易であり、信頼性の高い方法を用いて調整を行うことが可能な新規な設計のレスト装置を提案する。

この目的を達するために、本発明は、円筒形ロッド、特に長さ対直径の比が大きい段付き円筒形ロッドを機械加工するための機械加工ステーションを装備する研削機において用いられるレスト装置であって、基部と、基部に固定される第１のレスト部材と、機械加工位置において上記の円筒形ロッドの１つの端部部分を支持するように機能する第２のレスト部材と、基部と第２のレスト部材との間の調整可能な連結手段と、を備えたレスト装置において、上記のレスト装置は、上記の手段が複数の構成要素の組立品を構成し、そのそれぞれが３つの機能を有する。その３つの機能は、並進移動機能、第１の基準面における回転移動機能および第２の基準面における回転移動機能である。これらの機能によって、上記の組立品が第２のレスト部材に作用することを特徴とするレスト装置を提供する。

第１のレスト部材はワーク押さえを有したＶ字形のレスト部材を有するものであり、第２のレスト部材はワーク押さえを有しないＶ字形のレスト部材を有するものであることが好ましい。

本発明の好ましい実施形態において、上記の調整可能な手段は４つの独立した調製手段を備え、そのうち２つは、ワーク押さえを有したＶ字形レスト部材の軸に対して垂直な平面において２つの互いに垂直な方向にワーク押さえを有しないＶ字形レスト部材を並進移動させ、２つの他方の調製手段は、ワーク押さえを有しないＶ字形レスト部材の中心を軸としてそれを回転移動させ、２つの回転軸はワーク押さえを有したＶ字形レスト部材の軸に対して垂直な平面において互いに垂直である。

また、装置は３つの主要構成要素から構成されることが好ましく、そのそれぞれは薄くて弾性変形可能な部分を介して相互連結される複数の剛性部分を備える一体構造部を備え、上記の剛性部分の１つはフレームとして作用し、各一体構造部は放電加工によって均質材料でできた一体構造に機械加工されて成る。

上記の一体構造部のそれぞれは、そのフレームに加えて、制御部材として作用する少なくとも１つの剛性要素と、一体構造部における上記の一つ又は複数の調製部材の動きに応じて可動するように取り付けられた別の剛性要素と、をさらに備え、上記の一体構造部に関してカスケードに関連付けられることが可能であり、一体構造部におけるそれぞれの可動剛性要素は次の一体構造部のフレームまたは最後の一体構造部の場合には装置のワーク押さえを有しないＶ字形を保持し、第１の一体構造部のフレームは装置の基部を形成する。

第１の一体構造部のフレームは、フレームに強固に固着される、ワーク押さえを有したＶ字形レストを保持することができ、支持されるロッドの軸の位置および方向は上記のＶ字形によって決定される。

本発明の実施形態および変形は、一例として、添付図面を参照して以下に記載される。

一例として以下に記載される装置は、図１に組み立てた状態で示されている。図１は、３つの調整構成要素、すなわち並進構成要素１、垂直平面における回転のための回転構成要素２および水平面における回転のための回転構成要素３を示している。以下で説明するように、各構成要素は、主要要素として、剛性フレームを備えた一体構造部を備える。剛性フレームは、構成要素１の場合には４で表され、構成要素２の場合には５で表され、構成要素３の場合には６で表される。並進構成要素１のフレーム４はＶ字形の部材であるレスト部材７を保持し、Ｖ字形の部材７は断面において矩形である溝６３に強固に固着され、図１ではフレームの右上隅に設けられる。部材７は、駆動するワークヘッドに最も近い位置で、機械加工対象の円筒形ロッドのそれぞれの該当部分を支持するように設計される。動作中、Ｖ字形はワーク押さえ即ちプレート（図示せず）で閉じられるため、被加工物の本体が捕捉され、如何なるガタツキもない状態に維持される。

図１はまた、４つの調整部材８、９、１０、１１（その構造および機能については以下に記載される）およびワーク押さえを有しないＶ字形の部材１２を示している。ワーク押さえを有しないＶ字形の部材１２は、そのワーク押さえを有しないＶ字形がＶ字形７の切欠きの軸と一致する軸を有し、記載された装置によって高精度で位置決めされる。

一定の組立品の特徴を詳細に記載するために図１に戻る前に、構成要素１、２および３の動作の幾何的な構造およびそれらの主要部分を形成する一体構造部がどのようにして構成されるかに関する詳細について以下で説明する。

図２、図３および図４は、動作線図である。これらの図に示される固定部は、図１のフレーム４、５および６を表す。構成要素１（図２）の場合には、２つの連結部１３、１４がフレーム４を剛性の中間要素１５に連結し、レバーが蝶番連結部１６を介して剛性の中間要素１５に作用する。レバーは、フレーム４の固定部に枢動するように取り付けられる。レバーは、参照符号８によって表され、図１に関して上述した制御部材のうち第１の部材を表す。レバーは、そのジブ(jib)に作用することによって制御され、垂直平面において連結部１３および１４によって案内されて上方向または下方向に並進移動することによって、適切な分周で要素１５に作用する。要素１５は、連結部１８および１９を介して、構成要素１の一部である剛性の移動要素２０までその移動を伝達する。これとは対称に、剛性の中間要素２１は、連結部１３および１４に対称である２つの連結部２２および２３を介してフレーム４の２つの固定部に連結され、上記の中間要素はまた、２つの連結部２４、２５を介して要素２０に連結され、１つの連結部２６を介して、図１において参照符号９を付け、要素２０を水平並進移動する制御部材を構成するレバーに連結される。したがって、垂直移動は要素１５および連結部１８、１９を介して要素２０に伝達され、水平移動は中間要素２１および連結部２４および２５を介して上記の要素２０に伝達される。図１において７で表される静止している、ワーク押さえを有したＶ字形は、図２における固定部４の１つに固定されていることが示されていることに留意すべきである。

図３は、構成要素２がどのように動作するかを示す図である。固定部５はこの構成要素２のフレームを表し、図１に示される同一の参照符号の制御レバーの典型であるレバー１０と同様に、このフレームに２つの連結部２７、２８が蝶着され、フレームを剛性の移動要素２９に連結する。連結部３０は、適切な分周によって、部材２９へ制御レバー１０の移動を伝達する。図２において分かるように、また、図６に関する以下の説明からも明らかであるように、要素２９および連結部が蝶着される蝶番点は、動いているレバー１０が要素２９を中心Ｃ１の周囲で回転移動させるように確立される。中心Ｃ１の正確な位置決めについては以下で明らかになる。

最後に、第３の図（図４）は、構成要素３がどのように動作するかについて示している。フレーム６の固定部に蝶着される制御レバー１１は、回転移動をこれも十分に検討された分周によって、連結部３１を介して剛性の移動要素３２に伝達する。要素３２もまたフレーム６で枢動するように取り付けられる。図１における装置の調整可能なワーク押さえを有しないＶ字形を表す参照符号１２はまた、図４にも示されることに留意すべきである。上記のＶ字形の軸を表す線は、要素３２がフレーム６に蝶着される軸と垂直に交差する。調整可能なＶ字形は、制御部材１１が点Ｃ２を中心にして枢動させるように要素３２に固定される。実際には、２つの点Ｃ１およびＣ２は、以下で説明するように組み立てた装置では一致する。

構成要素３のフレーム６が構成要素２の剛性の要素２９に固定される場合および上記の構成要素２のフレーム５が剛性の移動要素２０にそれ自体を固定される場合には、制御部材８、９、１０および１１は、要素１２を、垂直方向および水平方向の並進移動と、要素３２がフレーム６に蝶着される蝶番の静止点Ｃ２を中心とした２つの垂直軸における回転移動とに、独立におよび必要であれば順番に制限することが可能であることを理解されよう。

構成要素１の一体構造部が、図５に示されている。この一体構造部は（一体構造部２および３と同様に）、正確に均質である鋼の固体部品から形成される。部品は、四角形の平面板の形であり、フレーム４の輪郭を決定するためにフライス削りなどの従来の手段によってその周囲を最初に機械加工し、その後で穴があけられ、穴に通されるワイヤによって能動要素を微細な機械加工で可能にし、一体構造部の種々の要素間の制限を放電加工によって機械加工することが可能であるようにする。これらの作業により、スワンネック形状または成形断面ストリップの形の細い領域を画定する。この細い領域は、図２に関して記載した機能を実現するのに適した種々の領域に一体構造部を分割する固体の剛性領域に連続的に連結される。したがって、図５は、スワンネック形状ストリップ１８および１９を介して中間要素１５に連結され、スワンネック形状２４および２５を介して中間要素２１に連結される剛性の移動要素２０を示している。スワンネック形状のストリップ１３と１４および２２と２３は、中間要素１５および２１のそれぞれ１つをフレーム４に連結する。フレーム４の内部で部分的に切り離される制御レバー８および９は、細い領域１６および２６を介して中間要素１５および２１に連結される。これらの細い領域は、図２の連結部１６および２６と同様の機能を実現するための成形断面を有する。さらに短い長さの細い領域の２つのペア、それぞれ３３と３４および３５と３６は、レバー８および９をフレーム４に連結する。これらは、フレームにレバーを蝶着するための蝶番として作用する。フレーム４の内部を画定する移動要素の輪郭は、材料の弾性変形力の関数として決定される。

細長い開口部３７またはねじ穴３８などの機械加工の種々の別の部品は、本願明細書に関与しない機能を有する。しかし、要素２０における細長い開口部３９により、図６に示される一体構造部２のフレーム５に上記の要素を固着することが可能である。

構成要素２の一体構造部が、図６に示されている。一体構造部の種々の構成要素部分が放電加工によってどのように形成されるかについては上記で説明した。したがって、これに関しては再び記載する必要はない。図６に関して、一体構造部は、Ｕ字形のフレーム５を含む。図３の要素２９と同一の機能を実行する移動剛性要素が、２つの成形断面の細い領域２７および２８を介してフレーム５に連結される。この細い領域は、図３の同一の参照符号を有する連結部と同一の機能を実行する。これらの領域のスワンネック形状は、フレーム５に対する要素２９の任意の移動が実際に一体構造部の平面に対して垂直であり、点Ｃ１（図３および図６）を通過する軸を中心とした回転移動であるように画定される。フレーム５における２つの他のカットアウトは、レバー形状の要素１０を画定し、スワンネック形状である２つの可撓性ストリップ４１および４２が、小さな移動に関して、ストリップ４１および４２の交差点に位置する点を中心にしてレバー１０が枢動する回転軸を決定し、細長い領域３０が、レバー１０を移動要素２９に連結して、図３の同一の参照符号を有する連結部と同一の機能を実行する。レバー１０の全長と、連結部３０の連結部とレバー１０の枢動点との間の距離との比が、要素２９およびレバー１０に与えられる移動（この例では回転移動）間の分周比を規定する。その外部輪郭では、要素２９は、２つの互いに垂直な座面４３および４４を有し、これらの面の間には上記の要素２９は矩形の断面の溝４５（その機能は以下で明らかになる）を有することも留意すべきである。

図７は、逆Ｇ形を有するフレーム６、制御レバー１１および剛性の移動要素３２を有する構成要素３の一体構造要素を示している。レバーを枢動するための枢動系１１は、レバー１０の場合の枢動手段と同様に、断面においてスワンネック形状を有する２つの短くて互いに垂直なストリップ４６および４７を備え、剛性の要素３２がスワンネック形状のストリップ４８および４９によって単に枢動移動することが制限される。この移動は、レバー１から、３１によって表され、図４の同一の参照符号を有する連結部と同一の機能を実行するスワンネック形状の断面を有するストリップを介して要素３２に伝達される。要素３２は、斜面によって図の平面に連結され、突出部分５１によってその下端部に対して制限される平面の横外面５０を有する。

ここで装置の３つの構成要素１、２、３に戻ると、図８の分解立体図において明らかであるように、フレーム５の後部垂直側板は、フレーム５の側板のねじ穴（図示せず）の中に貫通させることによって、楕円形の開口部３９を通って座金５３を介在して嵌合したねじ５２によって固着される。同時に、同一の楕円形の開口部３９およびフレーム５の較正された開口部５５においてねじ５２の上下で嵌合される２つのピン５４は、構成要素２の一体構造部が剛性の移動要素２０に対して正確に垂直に位置決めされることを保証する。

構成要素２の一体構造部の剛性の移動要素２９の上記の説明において、上記の要素は、垂直面４３および４４および溝４５を備えていることが示されている。フレーム６の後部側板は、面４４の上および溝４５の中に嵌合され、ねじ５６によって固着される。ねじ５６の頭部は、フレーム５の後部側板では十分な直径の開口部の中に埋没している。上記のねじのシャンクは、溝４５と嵌合し、フレーム６の止まり穴の中に貫通している。溝４５および平面４４は、要素２９の上にフレーム６を案内して位置決めする。剛性の移動要素３２が、どのように構成要素３の一体構造部に一体化されるかもまた、示されている。穴５９を備えた側面壁５８を有する中間ブロック５７が、上記の要素３２に取り付けられている。このブロックは移動要素３２の上面に配置され、側面壁５８の後面が要素３２の面５０（図８）と当たっている。穴５９を貫通し、要素３２の穴６１と嵌合するねじ６０のねじ切りシャンクは、ブロック５７を上記の要素３２に固着する。したがって、ブロック５７に設けられた溝６２は、フレーム４の溝６３と位置が略合うように配置される結果となる。

その結果、ねじ６４によって溝６３にＶ字形のレスト部材７を固着し、溝６２に調整可能なＶ字形１２を固着し、ワーク押さえを有しないＶ字形１２を正確に調整するだけで済む。

この動作を説明するために、以下では図１を参照されたい。レバー８、９、１０および１１のそれぞれは、構成要素２および３に関して示したねじ６５および６６などの２つのねじによって制御される。制御レバーのそれぞれの水平面の縁において、フレーム４、５および６のそれぞれは、２つの開口部６７、６８を有する。一方の開口部は楕円形であり、他方の開口部はタップによって形成される。いずれの場合にも、開口部は、レバー８、９、１０または１１の自由端の付近で制御されることになっている。各開口部６７との位置合わせにおいて、制御レバーは、ねじのそれぞれをレバーのジブに固定することができ、その頭部が開口部６７の縁に着座するようにねじ６６を嵌め込むねじ穴を提供する。開口部６８に螺入されるねじ６５は、レバーの側面に対して押し付けるように作用して、所望の位置に正確に係止するようになっている。したがって、それぞれのレバー８、９、１０または１１を制御する２つのねじ６５および６６を推進することによって、Ｖ字形の部材１２が２方向の並進移動および２方向の回転移動することを可能にし、その軸が静止しているＶ字形７の軸と正確に位置合わせされるようになっている。この動作はまた、任意の他の適切な態様、たとえば、円錐または偏心を用いることによって実行されることもできる。最大精度を実現するために、拡大光学装置の下で、機械から装置を外して調整することができる。

レバー８、９、１０および１１を調整するための手段を形成する別の方法が、以下に記載される。図９は、図５の一体構造部の断面図であり、この図では、２つのレバー８および９が異なる形状であり、他の手段によって制御されている。図９において、上述の要素と同一の要素は、類似の参照符号によって表される。図９はまた、特にフレーム４に対応するフレーム６９において、剛性の要素２０および中間要素１５および２１を示している。制御部材８および９の代わりに、この例では、フレーム６９は、要素７０および７１を備えるように機械加工される。要素７０および７１は、レバーでもあり、スワンネック形状のストリップによってフレーム６９に蝶着され、連結部として作用する他のストリップを介して要素１５および２１に作用する。

レバー７０および７１を作動するために、フレーム６９は、２つの凹部７２、７３を有するように機械加工される。２つの凹部７２、７３は、フレーム６９の平面に対して垂直なゼネレータラインによって画定され、それぞれが第一に対応するレバー７０、７１の一端を押すそれぞれのばね７４、７５の両方を収容するように配置され、第二に穴をあけられたナット７５、７６を収容するねじ穴を通って、ねじの切られたシャンク７７、７８が上記の穴をあけられたナットによって保持され、そのそれぞれを、それぞれの凹部７２、７３の一方の側面によって案内されるとともに傾斜路８１、８２を有する制御スライド７９、８０が摺動する。図９の図面において分かるように、傾斜路８１、８２のそれぞれは、対応するレバー７０、７１の側面に設けられたそれぞれの突出部８３、８４と協働する。

この構造は、上記の必要条件を満たす。当然のことながら、レスト装置の一体構造部５および６のレバー１０および１１を調整するための手段もまた、同様に設計することができる。

上述したように、相当の分周を有する変形可能な構成要素を用いて実現される本発明のレスト装置は、きわめて高精度かつきわめて高解像度で４つの独立の調整を行うことが可能である。

組み立てた状態の全体的な装置の斜視図である。 装置の構成要素のそれぞれがどのように動作するかを示す図である。 装置の構成要素のそれぞれがどのように動作するかを示す図である。 装置の構成要素のそれぞれがどのように動作するかを示す図である。 装置の構成要素を構成する一体構造部のそれぞれの概略平面図である。 装置の構成要素を構成する一体構造部のそれぞれの概略平面図である。 装置の構成要素を構成する一体構造部のそれぞれの概略平面図である。 装置の組立品を示す分解斜視図である。 断面において、装置の変形実施形態における第１の一体構造部を示す図５の図と類似の図である。

Claims (9)

1. 円筒形ロッド、特に長さ対直径の比が大きい段付き円筒形ロッドを機械加工するために機械加工ステーションに装備される研削機に使用されるレスト装置であって、
   基部と、前記基部に固定される第１のレスト部材（７）と、機械加工位置において前記円筒形ロッドの前記端部部分を支持するように機能する第２のレスト部材（１２）と、前記基部と前記第２のレスト部材との間の調整可能な連結手段と、を備えたレスト装置において、
   前記レスト装置は、前記連結手段が複数の構成要素の組立品から成り、そのそれぞれが次の３機能のうちの一つ、すなわち並進移動機能、第１の基準面における回転移動機能および第２の基準面における回転移動機能のいずれか一つを行い、前記組立品が前記第２のレスト部材に作用することを特徴とするレスト装置。
2. 前記第１のレスト部材がワーク押さえを有するＶ字形のレスト部材であり、前記第２のレスト部材がワーク押さえを有しないＶ字形レスト部材であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記調整可能な手段（１、２、３）は、４つの独立した調製手段（control means）（８、９、１０、１１）を備え、そのうち２つは、前記ワーク押さえを有するＶ字形レスト部材の軸に対して垂直な平面において２つの互いに垂直な方向に前記ワーク押さえを有しないＶ字形レスト部材（１２）を並進移動させ、２つの他方の調製手段（control means）は、前記ワーク押さえを有しないＶ字形レスト部材の中心を軸としてそれを回転移動させ、前記２つの回転軸は前記ワーク押さえを有するＶ字形レスト部材（７）の軸に対して垂直な平面において互いに垂直であることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. ３つの主要構成要素（１、２、３）から成り、そのそれぞれは薄くて弾性変形可能な部分を介して相互連結される複数の剛性部分を備える一体構造部を備え、前記剛性部分の１つはフレーム（４、５、６）として作用し、各一体構造部は放電加工によって均質材料でできた一体構造に機械加工されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記一体構造部のそれぞれは、そのフレームに加えて、調整部材（control menber）として作用する少なくとも１つの剛性要素（８、９、１０、１１）と、前記一体構造部の前記調整部材の動きに呼応して可動するように取り付けられた別の剛性要素（２０、２９、３２）と、をさらに備えることを特徴とする請求項３または４に記載の装置。
6. 前記一体構造部は、カスケードに関連付けられ、前記一体構造部のそれぞれの前記剛性の移動要素は次の一体構造部のフレームまたは最後の一体構造部の場合には前記装置の前記ワーク押さえを有しないＶ字形レスト部材（１２）を保持し、第１の一体構造部の前記フレーム（４）は前記装置の前記基部を形成することを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記第１の一体構造部の前記フレーム（４）は、前記フレーム（４）に強固に固着される前記ワーク押さえを有するＶ字形レスト部材（７）を保持し、支持される前記ロッドの軸の位置および方向は前記Ｖ字形レスト部材によって画定されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 調整部材（８、９、１０、１１）として作用する前記剛性要素のそれぞれは、前記フレームの１つの枝部を通過する１対のねじ（６５、６６）によってそのフレーム（４、５、６）において調整可能であり、一方のねじ（６５）はねじ穴（６８）を通り、他方のねじ（６６）は長穴（６７）を通り、前記他方のねじは前記調整部材に螺着されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
9. 制御部材（７０、７１）として作用する前記剛性要素のそれぞれは、そのフレーム（６９）内において、前記フレーム（６９）の凹部（７２、７３）にある穴のあけられたナット（７５、７６）を通って取り付けられるねじ切りロッド（７７、７８）で摺動するように取り付けられる制御スライド（７９、８０）によって、調整可能であり、前記スライドは前記凹部（７２、７３）の一方の側面によって案内され、傾斜路（８１、８２）によって拮抗性ばね（７４、７５）からの作用に対して前記制御部材（７０、７１）の突出部（８３、８４）と協働することを特徴とする請求項５に記載の装置。

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