ワークの支持装置および回転割出機
【課題】一端が回転駆動装置の回転軸に連結されたワークの加工精度を向上する。
【解決手段】一端が回転駆動装置６０の回転軸６２に連結されたワークＷの他端を支持するためのワークの支持装置７０は、ワークＷの他端を連結する連結部材３と、一端に連結部材３を設けた支持軸２と、支持軸２を軸線方向に移動可能および回転可能に支持するフレーム１と、支持軸２に軸線方向の力を加える力発生装置５と、支持軸２の周りに単一の押圧部材６ａ１が全周に亘って延在してまたは複数の押圧部材６ａ１が支持軸２の円周方向に均等に配置されるクランプ装置であって、力発生装置５の作動中に押圧部材６ａ１が支持軸２の半径方向の力を発生することによってフレーム１に対して支持軸２を軸線方向に固定する軸線方向クランプ装置６とを備える。
【解決手段】一端が回転駆動装置６０の回転軸６２に連結されたワークＷの他端を支持するためのワークの支持装置７０は、ワークＷの他端を連結する連結部材３と、一端に連結部材３を設けた支持軸２と、支持軸２を軸線方向に移動可能および回転可能に支持するフレーム１と、支持軸２に軸線方向の力を加える力発生装置５と、支持軸２の周りに単一の押圧部材６ａ１が全周に亘って延在してまたは複数の押圧部材６ａ１が支持軸２の円周方向に均等に配置されるクランプ装置であって、力発生装置５の作動中に押圧部材６ａ１が支持軸２の半径方向の力を発生することによってフレーム１に対して支持軸２を軸線方向に固定する軸線方向クランプ装置６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端が回転駆動装置の回転軸に連結されたワークの他端を支持するためのワークの支持装置に関する。また、ワークの支持装置と、該支持装置に対向して設けられる回転駆動装置としての割出装置と、制御装置とを含む回転割出機に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のワークの支持装置に対向して配置される回転駆動装置としては、工作機械に載置される割出装置や、旋盤等の工作機械の主軸ヘッドが存在する。また、ワークの支持装置に対向して設けられる割出装置としては、工作機械に載置される割出装置や、割出機能を有する複合旋盤等の工作機械の主軸ヘッドが存在する。
【０００３】
ワークの支持装置としては、ワークの一端面を保持する旋盤主軸台と対向して配置される心押台がある。特許文献１に記載される心押台では、
フレームが、軸心に心押軸が回転可能に支持されている心押スリーブを支持しており、心押スリーブを軸線方向に移動可能とするため、フレームと心押スリーブとの間には、半径方向の遊びが設けられている。心押スリーブは、油圧シリンダによって往動され、心押軸の先に同軸に設けられる心押センタが、ワークの他端面のセンタ孔に押付けられる。そして、旋盤主軸台の回転軸、心押軸および心押スリーブは、押圧しているワークを介して軸線方向の遊びが解消された状態となり、その状態で工具がもたらす負荷、即ち、工具からの加工力が加わって、ワークが加工される。
【特許文献１】特開平１０−６１０５号公報
【０００４】
このように、主軸台の回転軸、心押軸および心押スリーブは、押圧しているワークを介して軸線方向の遊びが解消されるものの、フレームと心押スリーブとの間の半径方向の遊びは解消されない。そのため、心押軸を介して心押スリーブに支持される心押センタは、フレームに対し半径方向に変位可能な状態に置かれる。また、心押センタとワークの他端とは、心押センタがセンタ孔に加える押圧力によって、相対変位が規制されており、半径方向における相対変位が十分に規制されない。従って、ワークの他端は、心押台によって半径方向の変位が十分に規制されておらず、そのため、特にワークの他端近傍の加工時には、ワークは、心押軸の軸線を含む面と交差する方向、例えば、直交する方向の工具から加わる加工力によって半径方向に変位して振動するほか、撓んだり、捩れたりする。ワークは、振動し、また変形した状態で加工されることにより、加工精度が損なわれるほか、旋削加工では、回転フレを生じて加工精度と共に表面粗さが損なわれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記実情を考慮して創作されたもので、その解決課題は、一端が回転駆動装置の回転軸に連結されたワークの加工精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、一端が回転駆動装置の回転軸に連結されたワークの他端を支持するためのワークの支持装置において、ワークの他端を連結する連結部材と、一端に連結部材を設けた支持軸と、支持軸を軸線方向に移動可能および回転可能に支持するフレームと、支持軸に軸線方向の力を加える力発生装置と、支持軸の周りに単一の押圧部材が全周に亘って延在してまたは複数の押圧部材が支持軸の円周方向に均等に配置されるクランプ装置であって、力発生装置の作動中に押圧部材が支持軸の半径方向の力を発生することによりフレームに対して支持軸を軸線方向に固定する軸線方向クランプ装置とを備えることを特徴とする。
【０００７】
支持軸はフレームに直接支持されても良いが、回転加工時において、ワークの加工精度を向上するには、請求項２の発明のようにすることが望ましい。即ち、支持装置は、支持軸の半径方向外側に支持軸と同軸に中間軸を備えて、フレームは中間軸と協働して支持軸を軸線方向に移動可能におよび回転可能に支持し、支持軸と中間軸、および中間軸とフレームとのいずれか一方は、転がり軸受を介して相対回転可能にかつ軸線方向の相対変位不能に設けられ、軸線方向クランプ装置は、他方の両部材のうち半径方向外側部材に押圧部材が支持され、半径方向の力として半径方向内側部材の外周面に押圧力を加える。
【０００８】
請求項２の発明において、支持軸は積極的に回転不能に保持されないものであっても良いが、回転駆動装置の回転を停止させた状態でのワークの加工精度を向上するには、請求項３の発明のようにすることが望ましい。即ち、支持装置は、前記一方における相対回転を規制する回転クランプ装置を備える。
【０００９】
請求項３の発明において、ワークの一端は、割出機能を有しない回転駆動装置の回転軸に連結されても良いが、割出装置の回転軸に連結されることにより、ワークの支持装置が回転割出機を形成するようにしても良い。即ち、請求項４の発明では、請求項３記載のワークの支持装置と、ワークの一端が連結される回転軸を有し支持装置に対向して設けられる回転駆動装置としての割出装置と、制御装置とを含む回転割出機が設けられ、前記制御装置は、割出装置の回転動作時には回転クランプ装置を作動解除し、割出装置の回転停止時には回転クランプ装置を作動させる。
【００１０】
また、回転駆動装置として割出装置が設けられ、支持装置は、軸線方向クランプ装置の押圧部材が、フレームに支持されて半径方向の力として支持軸の外周面に押圧力を加えることによって、フレームに対して支持軸を軸線方向に移動不能におよび回転不能に固定する場合、請求項５の発明のようにすることが望ましい。即ち、請求項１記載のワークの支持装置と、ワークの一端が連結される回転軸を有し支持装置に対向して設けられる回転駆動装置としての割出装置と、制御装置とを含む回転割出機が設けられ、前記支持装置は、軸線方向クランプ装置の前記押圧部材が、フレームに相対回転不能に支持されて半径方向の力として支持軸の外周面に押圧力を加えることによって、フレームに対して支持軸を軸線方向に移動不能におよび回転不能に固定するものであって、前記制御装置は、割出装置の回転動作時には軸線方向クランプ装置を作動解除すると共に力発生装置を作動させ、割出装置の回転停止時には力発生装置の作動中に、軸線方向クランプ装置に作動を開始させる。なお、力発生装置は、軸線方向クランプ装置の作動開始に伴って作動を解除しても良い。
【００１１】
回転割出機は、ワークに対する割出回転動作をワークの一端を支持する割出装置にのみ行わせて、支持装置の支持軸がワークを介して従動回転するだけでも良いが、ワークの割出精度を向上するため、およびワークの回転加工（旋削加工、連続回転しながらワークの位相角に対応して行う割出加工）の加工精度を向上させるには、請求項６の発明のようにすることが望ましい。即ち、回転割出機は割出装置と同一の回転動作を支持軸に行わせる駆動装置を備える。
【００１２】
駆動装置は、割出装置の駆動モータを共通の駆動源として、伝達機構を介してワークの支持装置にも同一の回転動作を支持軸に行わせるものであっても良いが、装置の簡単化には、請求項７の発明のようにすることが望ましい。即ち、前記駆動装置は割出装置の駆動モータとは別の専用駆動モータを備え、前記駆動装置の制御装置は、割出装置の駆動モータと同期して専用駆動モータを駆動する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明は、一端が回転駆動装置の回転軸に連結されたワークの他端が、連結部材を介して支持軸に連結され、力発生装置が支持軸と連結部材とを介してワークの他端を押圧、または牽引中に、軸線方向クランプ装置を作動して支持軸を軸線方向に固定するので、支持軸と前記回転軸とは、ワークを介して、即ち、ワークからの反力によって、軸線方向の遊びが解消された状態となる。また、力発生装置の作動中、軸線方向クランプ装置が作動して、半径方向の力が支持軸の周りに均等に作用するので、支持軸は、半径方向の遊びが解消され、かつ、前記回転軸との同軸が維持される。よって、回転軸と支持軸との同軸が維持されつつ、前記回転軸、ワークおよび支持軸は、互いに一体化されると共に、ワークは、軸線方向にも半径方向にも遊びが解消された回転軸と支持軸に支持される。従って、ワークは、工具から加わる軸線方向の負荷、即ち、軸線方向の加工力に対し、軸線方向に変位や振動することなく加工され、また、他端が、工具から加わる半径方向の負荷、即ち、半径方向の加工力によって、半径方向に振動したり変形することなく同軸を維持して加工される。よって、ワークは高精度に加工される。
【００１４】
請求項２の発明は、フレームと中間軸とは協働して支持軸を軸線方向に移動可能および回転可能に支持するので、支持軸は、軸線方向クランプ装置が作動して軸線方向の変位が規制されても、回転可能であり、ワークは、軸線方向変位、および他端における半径方向変位が共に抑えられた状態で回転可能となる。それ故、ワークの回転加工（旋削加工、連続回転しながらワークの位相角に対応して行う割出加工）が高精度に可能となる。
【００１５】
請求項３の発明は、軸線方向クランプ装置に加えて回転クランプ装置を作動させることにより、支持軸は軸線方向変位に加えて回転が規制され、回転駆動装置の回転を停止させた加工の際に、軸線を含む面と交差する方向、例えば直交する方向の加工力であって、軸線から偏倚した位置で前記面と交差する加工力によって、ワークの他端での回転変位、即ち、ワークの捩れが生ずるのを抑えることができ、ワークは、変形が抑えられた状態で加工されて加工精度が向上する
【００１６】
請求項４の発明は、力発生装置の作動中、軸線方向クランプ装置が作動して、支持軸と回転軸とは、軸線方向の遊びが解消された状態となり、また、支持軸は、フレームに対し、同軸を維持しながら半径方向の遊びが解消された状態で、軸線方向の変位が規制される。制御装置は、その状態で、割出装置の回転動作時には回転クランプ装置を作動解除するので、ワークの正確な回転割出および高精度の旋削加工が可能となる。また、制御装置は、上記のその状態で、割出装置の回転停止時には回転クランプ装置を作動するので、支持軸は軸線方向変位に加えて回転が規制され、ワークは、加工力による軸線方向の変位、振動に加えて、加工力による他端での回転変位、即ち、捩れが抑えられ、変形が抑えられた状態で加工されて加工精度が向上する。
【００１７】
請求項５の発明は、制御装置は、割出装置の回転動作時には軸線方向クランプ装置を作動解除すると共に、力発生装置を作動させるので、支持軸と回転軸とは、軸線方向の遊びが解消された状態を維持して回転し、ワークの正確な回転割出および高精度の旋削加工が可能となる。また、制御装置は、割出装置の回転停止時には、力発生装置の作動中に軸線方向クランプ装置に作動を開始させるので、支持軸はフレームと同軸状態で、軸線方向変位、振動および回転が規制される。よって、ワークは、割出装置の回転停止時、加工力による軸線方向の変位、振動と他端での回転変位、即ち、捩れが抑えられ、変位、振動、変形が抑えられた状態で加工されて加工精度が向上する。
【００１８】
請求項６の発明は、割出装置と同一の回転動作を支持軸に行わせる駆動装置を備えるので、ワークの両端を割出装置と支持装置の双方で回転駆動できることになり、ワークは、捩れが抑えられた状態で回転する。従って、ワークは、割出加工における加工精度、割出精度が向上するほか、回転加工における加工精度が向上する。
【００１９】
請求項７の発明は、駆動装置は割出装置の駆動モータとは別の専用駆動モータを備え、前記駆動装置の制御装置は、割出装置の駆動モータと同期して専用駆動モータを駆動し、駆動装置は、割出装置の駆動モータに連結される伝達機構を含まないので、駆動装置が簡単化されると共に、上記の伝達機構を用いた場合に生じる支持軸と回転軸との同期ズレ、即ち、歯車、タイミングプーリ、タイミングベルト、カップリング、シャフト等の伝達機構構成部材の遊び、捩れ等を原因とする支持軸と回転軸との同期ズレを生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
回転割出機５０は、図１１に示す回転駆動装置としての割出装置６０と、該割出装置６０に対向して配置され、図１、図４、図７および図８にそれぞれ示すワークの支持装置７０と、両装置６０、７０の制御装置８０とを備え、制御装置８０は、割出装置６０の動作に対応して支持装置７０を制御する。回転割出機５０は、例えば長尺のワークＷにおいて、ワークＷの一端を割出装置６０で、他端をワークの支持装置７０でそれぞれ把持する。
【００２１】
本実施形態では、割出装置６０は、工作機械、詳細には、砥石、エンドミル、ドリル、タップ等の工具の回転軸や、バイト等の工具のホルダーを有して、工具を数値制御等によって駆動する工作機械のベッドＢに載置されるものであるが、割出機能を有する複合旋盤等の主軸台など、ワーク支持部分として、工具駆動部分と共に工作機械を構成する装置であっても良い。
【００２２】
割出装置６０は、ベッドＢの上に載置して固定するボディ６１と、ボディ６１内に回転可能に支持される回転軸６２と、駆動モータ６３と、ウォーム減速装置等を有してボディ６１内に設けられ、駆動モータ６３の回転力を回転軸６２に伝達する回転伝達機構（図示省略）と、回転軸６２の一端に設けられて割り出し回転する回転テーブル６４と、回転テーブル６４のワーク載置面にボルト等を介して取り外し可能に設けられ、ワークＷの一端が固定されるワーク取付治具６５とを備える。
【００２３】
図１の全体図、図１の左側詳細図である図２、および図１の右側詳細図である図３に示される実施形態のワークの支持装置７０は、ベッドＢに載置されて固定されるフレーム１と、フレーム１の内周面に嵌合される中間軸４と、中間軸４の内周面に嵌合され、中間軸４を介してフレーム１に対し軸線方向に移動可能におよび回転可能に支持されるる支持軸２とを含む。フレーム１、正確には中間軸４が嵌合されるフレーム１の内周面と、中間軸４と、支持軸２とは、互いに同軸に形成される。更に、ワークの支持装置７０は、ワークＷの他端を連結するために支持軸２の一端に設けられる連結部材３と、支持軸２に軸線方向の力を加える力発生装置５と、支持軸２の軸線方向の移動を規制する軸線方向クランプ装置６と、フレーム１と中間軸４との相対回転を規制することにより、支持軸２の回転を規制する回転クランプ装置７と、支持軸２を回転させる駆動装置８とを備える。
【００２４】
フレーム１は、ベッドＢに載置されるベースプレート１ａと、ベースプレート１ａにボルトを介して固定されるフレーム本体１ｂとから構成される。ベースプレート１ａが、あり溝形状等の図示しない案内溝に沿ってベッドＢ上を支持軸２の軸線方向に移動して、図示しないクランプ部材を介してベッドＢに固定されることにより、支持装置７０は、ワークＷの長さに応じて、割出装置６０との対向位置が軸線方向に調整される。
【００２５】
フレーム本体１ｂは、中空の複数のフレーム部材１ｂ１〜１ｂ５がボルトを介して互いに締結されて一体物化されており、第一のフレーム部材１ｂ１部分を除く一部円筒体であり、軸線方向をワークＷに向かって外周面が段階的に大きくなる中間軸４の収容空間として、内周面が中間軸４に対応して大きくなっている。
【００２６】
より詳しく言えば、フレーム本体１ｂは、ベースプレート１ａに固定される第一のフレーム部材１ｂ１と、第一のフレーム部材１ｂ１の反ワーク側端面に固定される円盤状の第二のフレーム部材１ｂ２と、第一のフレーム部材１ｂ１の反ワーク側内周面に嵌合され、フランジ部分がボルト、座金を介して押圧されて第一のフレーム部材１ｂ１に固定される第三のフレーム部材１ｂ３と、第三のフレーム部材１ｂ３の内周面に嵌合され、第二のフレーム部材１ｂ２を介して第一のフレーム部材１ｂ１に固定される第四のフレーム部材１ｂ４と、転がり軸受９としてのクロスローラベアリングの外輪を軸線方向に固定する部材であって、第一のフレーム部材１ｂ１のベアリング外輪嵌合面に嵌合される第五のフレーム部材１ｂ５とで構成される。
【００２７】
中間軸４は、フレーム１の半径方向内側に中空円筒状に設けられて、嵌合されるフレーム１の内周面と同軸に設けられ、支持軸２を収容する。中間軸４は、複数の中間軸部材４ａ〜４ｃ同士がボルトで固定されて一体物化されており、周面が同軸に形成される複数の中間軸部材４ａ〜４ｃ同士を互いに嵌合させることによって、全ての周面が、フレーム１、正確にはフレーム１の中間軸嵌合面と支持軸２とに同軸に形成される。
【００２８】
より詳しく言えば、中間軸４は、第一〜第三の中間軸部材４ａ〜４ｃが反ワーク側からワーク側に向かって順に配置されている。第一の中間軸部材４ａは、第四のフレーム部材１ｂ４の内周面に嵌合される。第三の中間軸部材４ｃは、後述する回転クランプ装置７の本体部材７ａの内周面に嵌合される。第二の中間軸部材４ｂは、第一の中間軸部材４ａと第三の中間軸部材４ｃとの間に配設されて第一の中間軸部材４ａ、第三の中間軸部材４ｃの各外周面に嵌合されると共に、外周面にウォームホイール８ｃと転がり軸受９の内輪とがそれぞれ嵌合される。
【００２９】
支持軸２は、外周面が反ワーク側からワーク側に向かって段階的に大きく形成されており、反ワーク側に位置する第一の支持軸部材２ａとワーク側に位置する第二の支持軸部材２ｂとを備える。両部材２ａ、２ｂは、周面同士が互いに嵌合し、ボルトを介して一体物化される。互いに嵌合する支持軸２の外周面と中間軸４の内周面との間には、隙間、所謂遊びがあり、潤滑油、グリース等の油膜が形成されることにより、支持軸２と中間軸４との円滑な摺接を可能としている。第二の支持軸部材２ｂのワーク側の端面には、ワークの他端を連結する連結部材３の取付基準孔として、軸心に中穴２ｂ１が開口している。中穴２ｂ１の中間部分には、ブロック２ｂ２がフタとして嵌合されており、支持軸部材２ａ、２ｂを締結するボルトの挿通孔を介して、切削液等の異物が内部に進入するのを防止する。
【００３０】
連結部材３は、ボルトや半径方向に進退可能な爪を介してワークＷを着脱可能に支持軸２に連結するものであり、本実施形態では、連結部材３として手動のチャッキング装置が用いられている。チャッキング装置は、ワーク側が開口する有底円筒形のベース３ａと、図示しない進退機構を介してベース３ａの円筒部３ａ１の内周面から半径方向に進出可能な複数の爪３ｂとを含む。ベース３ａの底部３ａ２のワーク側底面の軸心には、ワークＷの他端面に当接する当接面３ａ３が、底面から突出して設けられる。一方、ベース３ａの底部３ａ２の反ワーク側底面の軸心には、取付基準軸部が底面から突出しており、該軸部が中穴２ｂ１に嵌合されることにより、チャッキング装置は支持軸２に同軸に取り付けられる。複数、例えば３つの爪３ｂは、支持軸２の軸心を中心として円周を等分、例えば３等分して配置され、支持軸２の軸心から、先端が常に互いに均等に位置してた状態で放射状に延在する。ワークＷを連結および連結解除する場合は、専用のハンドルレンチを装着して、図示しない進退機構を操作し、複数の爪３ｂの先端を軸心から互いに等しい距離に位置させてワークＷを把持させることにより、ワークＷは支持軸２と同軸に連結される。
【００３１】
軸線方向クランプ装置６が、中間軸４のワーク側端部に設けられている。軸線方向クランプ装置６は、フランジ部が第三の中間軸部材４ｃのワーク側端面にボルトを介して固定される本体部材６ａと、本体部材６ａの胴部に形成される薄肉リング部６ａ１と、薄肉リング部６ａ１の外周面と第三の中間軸部材４ｃの内周面との間に形成される環状のクランプ圧力室６ｂと、第三の中間軸部材４ｃを外周面から半径方向に貫通して設けられクランプ圧力室６ｂに連通する流路６ｃと、第三の中間軸部材４ｃの外周面に嵌合され、ブラケット６ｅを介してフレーム１に固定されるジョイント部材６ｄとを含む。第三の中間軸部材４ｃの外周面とジョイント部材６ｄの内周面とを含んで、ロータリージョイントが形成される。流路６ｃは、前記ロータリージョイントと、ジョイント部材６ｄの外周面に設けられるコネクタ端子６ｆと、パイプとを介して、図示しない高圧流体源に連通される。
【００３２】
軸線方向クランプ装置６は、作動時、高圧流体源から高圧流体として高圧空気または高圧作動油が、パイプ、コネクタ端子６ｆ、ロータリージョイント、流路６ｃを経てクランプ圧力室６ｂに供給される。薄肉リング部６ａ１は中間軸４に設けられる押圧部材として作用し、クランプ圧力室６ｂの高圧流体の流体圧によって縮径して、支持軸２の外周面を押圧し、中間軸４と支持軸２との相対移動を規制することにより、中間軸４と支持軸２との軸線方向の相対移動を規制する。本実施形態の場合、単一の押圧部材、即ち、薄肉リング部６ａ１が、リング状、即ち環状に形成されて支持軸２の周りを全周に亘って延在して、支持軸２の外周面を均等に押圧することにより、中間軸４と支持軸２との軸線方向の相対移動を規制しつつ、中間軸４と支持軸２との半径方向の遊びを全周に亘って均等に解消することにより、中間軸４と支持軸２との同軸を実現している。しかし、複数の押圧部材が支持軸２の円周方向に均等に配置されても良く、同様に、中間軸４と支持軸２との半径方向の遊びを全周に亘って均等に解消され、中間軸４と支持軸２との同軸を実現することが可能である。
【００３３】
本実施形態の場合、回り止め装置１１が設けられており、該装置１１は、中間軸４と支持軸２とにおいて、相対回転を規制すると共に軸線方向の相対移動を許容する。回り止め装置１１は、支持軸２の外周面を軸線方向に延在する係止溝１１ａと、係止部材としてのピン１１ｃとを備える。ピン１１ｃは、中間軸４を外周面から半径方向に貫通して係止溝１１ａに達する貫通孔１１ｂに嵌合されて、更に、係止溝１１ａに嵌合され、係止溝１１ａとの嵌合面が、互いに平行な２つの平坦面によって形成される。係止溝１１ａは、中間軸４と支持軸２との相対移動可能長さを超えて延在する。貫通孔１１ｂにはキャップ１１ｄが螺合されており、ピン１１ｃの抜け出しと、切削液等の異物の内部侵入とを防止する。ピン１１ｃの頭部にはメネジ１１ｅが設けられており、ボルトをねじ込んで中間軸４の外周面から突出する部分を、手で引き抜くことにより、容易に貫通孔１１ｂから取り外すことを可能とし、回り止め装置１１を解除してワーク加工することを可能としている。例えば、支持装置７０の支持軸２に固定される連結部材３として、本実施形態のようなチャッキング装置を用いずに専用のワーク取付治具を用いているため、取り付け可能なワークＷと連結部材３との取付位相が決まっており、ワークＷの一端を割出装置６０に固定された状態で、ワークＷの他端と連結部材３との相対位相が、取り付け可能な取付位相でないため、ワークＷの他端を連結部材３に取り付けることができない場合に、回り止め装置１１を解除する。即ち、ピン１１ｃを取り外して回り止め装置１１を解除し、軸線方向クランプ装置６を解除した状態で連結部材３を手で回転させて、後述の駆動装置８で中間軸４を回転させることなく、連結部材３とワークＷの他端との相対位相を取付位相に調整する。
【００３４】
回転クランプ装置７がフレーム１のワーク側端部に設けられている。回転クランプ装置７は、フランジ部が第一のフレーム部材１ｂ１のワーク側端面にボルトを介して固定される本体部材７ａと、本体部材７ａの胴部に形成される薄肉リング部７ａ１と、薄肉リング部７ａ１の外周面と第一のフレーム部材１ｂ１の内周面との間に形成される環状のクランプ圧力室７ｂと、第一のフレーム部材１ｂ１を外周面から半径方向に貫通して設けられクランプ圧力室７ｂに連通する流路７ｃとを含む。流路７ｃは、第一のフレーム部材１ｂ１の外周面に設けられるコネクタ端子７ｄと、パイプとを介して、図示しない高圧流体源に連通される。
【００３５】
回転クランプ装置７は、作動時、高圧流体源から高圧流体として高圧空気または高圧作動油が、パイプ、コネクタ端子７ｄ、流路７ｃを経てクランプ圧力室７ｂに供給される。薄肉リング部７ａ１はフレーム１に設けられる押圧部材として作用し、クランプ圧力室７ｂの高圧流体の流体圧によって縮径して、中間軸４の外周面を押圧し、フレーム１と中間軸４との相対移動を規制することにより、中間軸４の回転を規制する、即ち、中間軸４の回転をクランプする。これにより、回り止め装置１１によって中間軸４との相対回転が規制されている支持軸２は、回転がクランプされる。また、ピン１１ｃが取り外されて回り止め装置１１が解除されている場合でも、軸線方向クランプ装置６の作動中は、中間軸４と支持軸２とにおいて、軸線方向の相対移動の規制に加えて、相対回転が規制されることから、回り止め装置１１が解除されている場合でも、軸線方向クランプ装置６の作動中に回転クランプ装置７を作動することにより、支持軸２の回転をクランプすることが可能である。
【００３６】
回転クランプ装置７は、作動解除時、高圧流体を解放することにより、薄肉リング部７ａ１の内周面は元の径に復帰して、支持軸２の外周面の押圧を解除し、支持軸２は回転可能となる。本実施形態の回転クランプ装置７は、軸線方向クランプ装置６と同様、単一の押圧部材、即ち薄肉リング部７ａ１が、支持軸２の周りを全周に亘って延在して支持軸２の外周面を均等に押圧する。しかし、回転クランプ装置７は、軸線方向クランプ装置６と異なり、押圧部材が不均等に支持軸２の外周面を押圧する構成、またはフレーム１と支持軸２とのうち一方に支持される押圧部材が、軸線方向に移動して他方の端面を押圧することにより支持軸２の回転をクランプする構成を採ることが可能である。
【００３７】
転がり軸受９は、外輪が第一のフレーム部材１ｂ１に嵌合され、内輪が中間軸４を構成する第二の中間軸部材４ｂに嵌合されている。外輪は、第一のフレーム部材１ｂ１の段部に形成されて軸線と直交する面、即ち、第一のフレーム部材１ｂ１の軸線直交段部面と、第五のフレーム部材１ｂ５とによって軸線方向の移動が規制されている。一方、内輪は、第二の中間軸部材４ｂの軸線直交段部面と、第三の中間軸部材４ｃの軸線直交段部面と内輪との間に介在して、第二の中間軸部材４ｂの内輪嵌合面に嵌合されるスペーサ２１とによって、軸線方向の移動が規制されている。また、ローラは、転動体として外輪、内輪の両者を相対回転可能とするほか、両者の軸線方向の相対移動を規制する。従って、支持軸２と中間軸４、および中間軸４とフレーム１とのいずれか一方として、本実施形態では、中間軸４とフレーム１とが、転がり軸受９を介して、相対回転可能にかつ軸線方向の相対変位不能に設けられている。本実施形態の転がり軸受９はクロスローラベアリングであり、１つだけ設けられて、ラジアル荷重、ワーク側からのスラスト荷重、および反ワーク側からのスラスト荷重を受け、中間軸４とフレーム１とを、軸線方向の相対変位不能な状態で、相対回転可能としている。しかし、転がり軸受９は、１つまたは軸線方向に互いに離間した複数のラジアルベアリング、ワーク側からのスラスト荷重を受けるスラストベアリング、および反ワーク側からのスラスト荷重を受けるスラストベアリングとのように、複数の転がり軸受部材によって構成されてもよい。
【００３８】
支持軸２は、駆動装置８によって、割出装置６０の回転軸６２と同期して駆動されている。駆動装置８は、割出装置６０の駆動モータ６３とは別の図示しない専用駆動モータＭと、図示しないカップリングと、フレーム１に内蔵されるウォーム減速機構８ａとを含み、中間軸４を回転駆動することにより、中間軸４と相対回転不能な支持軸２を回転駆動する。ウォーム減速機構８ａは、フレーム１に支持され前記カップリングを介して専用駆動モータＭに連結されるウォーム８ｂと、中間軸４に固定されてウォーム８ｂと噛み合うウォームホイール８ｃとを備える。
【００３９】
ワークの支持装置７０は、支持軸２に軸線方向の力を加える力発生装置５を備えており、本実施形態では、力発生装置５は支持軸２の軸線方向の移動装置を兼ねている。力発生装置５は、シリンダ部分としての中間軸４の第一の中間軸部材４ａと、ピストン部分としての支持軸２の第一の支持軸部材２ａとによって、複動タイプの流体圧シリンダ装置を備えており、反ワーク側に前進圧力室５ｂ１とワーク側に後退圧力室５ｃ１とが、ピストン壁を隔てて形成される。図示しない高圧流体源から前進圧力室５ｂ１、後退圧力室５ｃ１に高圧流体を供給するため、ロータリージョイントが、第四のフレーム部材１ｂ４の内周面と、第一の中間軸部材４ａの外周面とを含んで形成される。前進圧力室５ｂ１と後退圧力室５ｃ１は、前記ロータリージョイントと、第四のフレーム部材１ｂ４および第一の中間軸部材４ａに穿孔される前進流路５ｂ、後退流路５ｃとを介し、第四のフレーム部材１ｂ４の反ワーク側端面に設けられる各コネクタ端子５ｄ、５ｅにそれぞれ連通され、パイプ、図示しない電磁開閉弁、レギュレターを経て高圧流体源に接続される。支持軸２の前進時、および一端が割出装置６０の回転軸６２に連結されているワークＷに、連結部材３を介して所定の押圧力を加える際は、高圧流体源から所定の設定圧の高圧流体が、前進圧力室５ｂ１に供給される。また、支持軸２の後退時、および両端が割出装置６０の回転軸６２と連結部材３とにそれぞれ連結されているワークＷを、所定の牽引力で牽引する際は、高圧流体源から所定の設定圧の高圧流体が、後退圧力室５ｃ１に供給される。
【００４０】
支持軸２の軸線方向位置検出装置１３が、支持装置７０の反ワーク側に設けられ、力発生装置５によって進退する支持軸２の許容限界を超えた前進、および後退限を検出する。軸線方向位置検出装置１３は、一対の検出子１３ａと、リング状の被検出子１３ｂとで構成される。一対の検出子１３ａは、フレーム１に固定されるセンサホルダ１３ｃの軸線方向長孔に固定されており、軸線方向位置を調整可能に設けられる。被検出子１３ｂは、止めネジによって支持軸２に固定される。ワーク側の検出子１３ａは、ワークＷの連結異常、支持装置７０の設置位置異常等の異常検出に用いられ、支持軸２が所定長さ以上に前進した場合、例えばワークＷの一端と割出装置６０の回転軸６２とが、正規の状態に連結されておらず、そのため、連結部材３の当接面３ａ３が所定長さ以上に前進した場合、また、支持装置７０が割出装置６０から所定距離以上に離間して設置され、同様に当接面３ａ３が所定長さ以上に前進した場合等に、被検出子１３ｂを検知し、異常検出信号を、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に出力し、工作機械の制御装置は、異常検出信号に基づき、運転禁止信号を出力する。反ワーク側の検出子１３ａは、支持軸２の後退限を検出し、被検出子１３ｂを検知すると、後退完了信号を、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に出力し、工作機械の制御装置は、後退完了信号に基づき、高圧流体源からの高圧流体の供給を停止させる。なお、図は説明用のため、一対の検出子１３ａは、正確な軸線方向位置に描かれていない。また、支持軸２と中間軸４との間には、２つの環状空間が、外周面と内周面、および互いに対向する２つの軸線直交段部面とによって、軸線方向に互いに離間して形成される。２つの環状空間は、共に、支持軸２に穿孔されて支持軸２の反ワーク側端面に開口する空気抜き孔２ｂ３を介して、外気と連通されており、支持軸２の進退に伴う容積変化に対応している。
【００４１】
本実施形態の軸線方向クランプ装置６は、作動確認装置１２を備え、軸線方向クランプ装置６の不作動状態でワークＷが加工されることを避けている。作動確認装置１２は、第四のフレーム部材１ｂ４の反ワーク側端面に開口し、第四のフレーム部材１ｂ４と中間軸４とに穿孔されてクランプ圧力室６ａ１に連通される流路６ｇと、第四のフレーム部材１ｂ４の内周面と中間軸４の外周面を含んで形成され、第四のフレーム部材１ｂ４の流路６ｇと中間軸４の流路６ｇとを連通するロータリージョイントと、復帰バネ１２ａ付きの単動シリンダと、単動シリンダ装置のラム１２ｂに固定される被検出子１２ｇおよび一対の検出子１２ｆとを備える。作動確認装置１２は、軸線方向クランプ装置６の作動時、高圧流体のクランプ圧力室６ｂに実際に加わった流体圧を利用して、復帰バネ１２ａの付勢力に逆らってラム１２ｂを移動させる装置であり、ラム１２ｂの位置に基づき、軸線方向クランプ装置６の実際の作動、不作動状態が把握される。
【００４２】
より詳しく言えば、単動シリンダは、第四のフレーム部材１ｂ４の流路６ｇに接続される流通孔１２ｈをワーク側端面に有するシリンダ胴１２ｅと、シリンダ胴１２ｅの反ワーク側端に設けられるスリーブ１２ｄと、スリーブ１２ｄの内周面に嵌合されるラム１２ｂと、ラム１２ｂの外周面を囲む復帰バネ１２ａと、ラム１２ｂのワーク側端面に固定されるワッシャ１２ｉとを含む。ラム１２ｂの反ワーク側には被検出子１２ｇがねじ込まれて軸線方向位置を調整され、被検出子１２ｇは止めネジによって固定されている。スリーブ１２ｄの反ワーク側端面にセンサホルダ１２ｃが固定されて、一対の検出子１２ｆがラム１２ｂの軸線方向に離間して設けられる。
【００４３】
図はラム１２ｂがワーク側の限界位置に在る時の状態を表しており、被検出子１２ｇがワーク側の検出子１２ｆと対向して、該検出子１２ｆから不作動確認信号が制御装置８０に出力され、クランプ圧力室６ｂに流体圧が加わってないことが把握される。また、ラム１２ｂが復帰バネ１２ａの付勢力に抗して反ワーク側に移動し、被検出子１２ｇが反ワーク側の検出子１２ｆと対向すると、反ワーク側の検出子１２ｆから作動確認信号が出力され、制御装置８０は、クランプ圧力室６ｂに所定の設定圧が加わった状態で、軸線方向クランプ装置６が作動していることを把握する。制御装置８０は、軸線方向クランプ装置６の作動指令信号を出力したのに、反ワーク側の検出子１２ｆから作動確認信号が入力されない場合、油圧モータやエアコンプレッサ等の高圧流体源、レギュレター、電磁開閉弁等の故障等が考えられ、工作機械の制御装置に運転禁止信号を出力し、ワークＷの加工を禁止する。
【００４４】
本実施形態では回転クランプ装置７は、作動確認装置を有しないが、軸線方向クランプ装置６と同様に設けてもよい。その場合、制御装置８０は、回転クランプ装置７の作動指令の出力時に、作動確認装置のセンサーから作動確認信号が入力されない場合、および回転クランプ装置７の作動停止指令の出力時に、作動確認装置のセンサーから不作動確認信号が入力されない場合、運転禁止指令を出力する。
【００４５】
回転割出機５０を用いてワークＷを加工する加工手順を、以下に説明する。工作機械のベッドＢ上に、割出装置６０と支持装置７０とは互いに対向して配置されると共に、支持装置７０は、ベッドＢ上を移動して、ワークＷの長さに対応して割出装置６０から所定の距離に固定されると共に、支持装置７０は、支持軸２と割出装置６０の回転軸６２とが同軸上に位置するように、固定される。
【００４６】
作業者は、ワークＷの一端を、割出装置６０の回転軸６２のワーク取付治具６５に、固定して連結した後、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置からの力発生装置５の作動信号に基づき、前進用電磁開閉弁において供給弁を開くと共に排出弁を閉じ、後退用電磁開閉弁において供給弁を閉じると共に排出弁を開く。これにより、高圧流体が、前進圧力室５ｂ１に高圧流体源から所定の設定圧力で供給されると共に、後退圧力室５ｃ１から排出される。支持軸２が前進し、チャッキング装置の当接面３ａ３が、ワークＷの他端の端面に当接して該端面を、高圧流体の設定圧力に応じた力で押圧する。これにより、割出装置６０の回転軸６２と支持装置７０の支持軸２とは、ワークＷを介して、正確にはワークＷからの反力によって、軸線方向の遊びが解消される。作業者はチャッキング装置にハンドルレンチを装着して図示しない進退機構を操作し、複数の爪３ｂを半径方向に移動させて、ワークＷの外周面を把持させる。これにより、ワークＷの他端は、チャッキング装置を介して支持軸２に固定されて連結される。
【００４７】
作業者は、工作機械の操作パネル上の加工開始スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置を介して入力された加工開始信号に基づき、軸線方向クランプ装置６の作動を開始する。軸線方向クランプ装置６の電磁開閉弁の供給弁を開いて、高圧流体源からクランプ圧力室６ｂに高圧流体を供給する。これにより、本体部材６ａの薄肉リング部６ａ１は縮径して、支持軸２の外周面を均等に押圧することにより、中間軸４と支持軸２との半径方向の遊びが全周に亘って均等に解消され、中間軸４と支持軸２とは、同軸状態で一体化される。これにより、支持軸２は、軸線方向クランプ装置６の作動後も、フレーム１、正確には中間軸４が嵌合されるフレーム１の内周面との同軸が、中間軸４を介して維持される。
【００４８】
次に、工作機械の制御装置は、所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき駆動モータ６３と専用駆動モータＭとを互いに同期回転させながら、所定の回転割出角で停止させる。これにより、回転軸６２と、中間軸４と相対回転不能の支持軸２とは、互いに同期回転する。そのため、回転軸６２と支持軸２とに一端と他端がそれぞれ支持されるワークＷは、例えば、重量物で回転抵抗が大きくても、また、加工前から、または加工中に削られ、捩れ剛性が低くても、更に、重心が軸線から偏倚しており、重力による回転トルクが、回転角によって大きく変化しても、割出回転中、捩れて変形するのが抑えられ、両端共、所定のワーク割出角で停止し、捩れて変形することなく回転割出機５０に保持される。
【００４９】
制御装置８０は、モータ６３、Ｍの停止後、割出装置６０の図示しないクランプ装置を作動させ回転軸６２をクランプすると共に、回転クランプ装置７の電磁開閉弁の供給弁を開くと共に排出弁を閉じ、高圧流体源からクランプ圧力室７ｂに高圧流体を供給して、回転クランプ装置７を作動させ、フレーム１と中間軸４との相対回転を規制する。これにより、支持軸２は、中間軸４を介し、同軸状態でフレーム１と相対変位不能、即ち、相対回転不能、軸線方向の相対変位不能となり、他端がチャッキング装置を介して支持軸２に保持されているワークＷは、フレーム１と一体状態となってフレーム１に固定される、即ち、支持装置７０に相対変位不能に支持される。
【００５０】
ワークＷは、一端と他端が割出装置６０と支持装置７０とにそれぞれ相対変位不能に支持された状態で、工作機械の工具によって加工される。ワークＷには、軸線方向と直交する方向等の軸線方向と交差する方向の加工力、正確には軸線を含む面と直交する方向等の軸線を含む面と交差する方向の加工力が、軸線に向かって、および軸線から偏倚した位置で前記面と交差して加わるほか、軸線方向の加工力が加わる。ワークＷには、上記の軸線から偏倚した位置で前記面と交差する加工力によって、捩り応力が作用するが、一端と他端が割出装置６０と支持装置７０とにそれぞれ相対変位不能に支持されて回転不能に支持されているため、ワークＷは捩れて変形することなく加工可能となる。また、上記の軸線方向の加工力は、ワークＷの軸線方向変位として作用するが、一端と他端が割出装置６０と支持装置７０とにそれぞれ相対変位不能に支持されて軸線方向に変位不能に支持されているため、ワークＷは軸線方向に変位や振動することなく加工される。従って、ワークＷは、捩れて変形することなく、また軸線方向に変位や振動することなく加工され、高精度に加工される。
【００５１】
工作機械の制御装置は、ワークＷの所定のワーク割出角での加工が終了すると、次の所定のワーク割出角での加工のために、次の所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき、回転クランプ装置７の電磁開閉弁において、供給弁を閉じてクランプ圧力室７ｂへの高圧流体の供給を停止すると共に、排出弁を開いてクランプ圧力室７ｂの高圧流体の圧力を低下させ、割出装置６０のクランプ装置と共に、回転クランプ装置７を作動解除する。次に、制御装置８０は、駆動モータ６３と専用駆動モータＭとを互いに同期回転させながら、次の所定の割出角で停止させる。制御装置８０は、モータ６３、Ｍの停止後、割出装置６０のクランプ装置と回転クランプ装置７とを作動させ、前回の所定のワーク割出角の時と同様な状態で、ワークＷは加工される。
【００５２】
全ての所定のワーク割出角での加工が終了すると、制御装置８０は、工作機械の制御装置からの加工終了信号に基づき、割出装置６０のクランプ装置と回転クランプ装置７とを作動解除すると共に、軸線方向クランプ装置６の電磁開閉弁において、供給弁を閉じてクランプ圧力室６ｂへの高圧流体の供給を停止すると共に、排出弁を開いてクランプ圧力室６ｂの高圧流体の圧力を低下させ、軸線方向クランプ装置６を作動解除する。クランプ圧力室６ｂの圧力低下に伴って、被検出子１２ｇが軸線方向をワーク側に移動して、ワーク側の検出子１２ｆと対向して、該検出子１２ｆから軸線方向クランプ装置６の不作動確認信号が、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に入力される。工作機械の制御装置は、不作動確認信号に基づき、図示しない加工終了灯を点滅させる。
【００５３】
作業者は、加工終了灯の点滅から加工終了を確認し、ワークＷの取り外し作業を行う。作業者は、チャッキング装置にハンドルレンチを装着して進退機構を操作し、爪３ｂを後退させてワークＷの把持を解除する。次に、作業者は、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動解除スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置からの不作動信号に基づき、力発生装置５の前進用電磁開閉弁において供給弁を閉じると共に排出弁を開き、後退用電磁開閉弁において供給弁を開くと共に排出弁を閉じる。これにより、高圧流体が、後退圧力室５ｃ１に高圧流体源から供給されると共に、前進圧力室５ｂ１から排出されて、支持軸２が後退する。支持軸２の後退に伴って、チャッキング装置当接面３ａ３がワークＷの他端の端面から離間し、ワークＷは他端が取り外し可能となる。反ワーク側の検出子１３ａは、支持軸２の後退に伴って被検出子１３ｂを検知すると、後退完了信号を、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に出力し、高圧流体源からの高圧流体の供給が停止される。作業者は、割出装置６０のワーク取付治具６５からワークＷを取り外す。これにより、加工終了ワークＷが回転割出機５０から取り外される。
【００５４】
回転割出機５０は、このように軸線方向クランプ装置６が支持軸２をクランプした状態で、制御装置８０が、割出装置６０の駆動モータ６３と、支持装置７０の専用駆動モータＭとを互いに同期回転させるので、正確なワーク割出角を得ることができるほか、割出回転中においても、また、所定のワーク割出角での加工中においても、ワークＷは、捩れて変形するのが抑えられ、高精度に加工される。更に、本実施形態の場合、力発生装置５が作動して、ワークＷを介して支持軸２および割出装置６０の回転軸６２の軸線方向の遊びが解消されているので、ワークＷは、工具からの加工力による軸線方向変位、振動が抑えられ、より高精度に加工される。
【００５５】
本実施形態では、作業者が、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動スイッチを操作してから作動解除スイッチを操作するまで、力発生装置５は作動しており、ワークＷの加工中も作動が維持されている。しかし、力発生装置５は、軸線方向クランプ装置６の作動開始後に、自動で、または作業者が作動解除スイッチを操作することにより手動で、加工中、不作動状態としてもよい。但し、ワークＷに衝撃的な加工力が軸線方向に加わり、そのため、軸線方向クランプ装置６によってクランプ状態の支持軸２が後退する恐れがある場合、本実施形態のように、力発生装置５はワークＷの工具による加工中も作動が維持されるのが好ましい。即ち、軸線方向クランプ装置６のクランプ力に加えて力発生装置５の押圧力が、衝撃的な軸線方向の加工力に対抗するので、支持軸２の後退を避けることができ、加工精度が維持される。
【００５６】
本実施形態では、力発生装置５は流体圧シリンダ装置を用いて構成されている。しかし、例えば、相対回転可能、かつ、軸線方向に相対変位不能に支持軸２と連結される中間部材を設け、トルクモータでボールねじ装置等の運動変換装置を介して中間部材を軸線方向に移動させることにより、支持軸２を軸線方向に移動させると共に、一端が割出装置６０に保持されるワークＷを介して、支持軸２をトルクモータの設定回転トルクに応じた力で押圧、または牽引する等、流体圧シリンダ装置以外の装置を用いて構成してもよい。
【００５７】
本実施形態では、力発生装置５はチャッキング装置当接面３ａ３がワークＷの他端の端面を押圧しており、回転割出機５０は、ワークＷを軸線方向に圧縮状態で支持することにより、ワークＷを介して軸線方向の遊びを解消している。しかし、回転割出機５０は、ワークＷを軸線方向に牽引して伸長状態で支持することにより、ワークＷを介して、正確にはワークＷからの反力によって、軸線方向の遊びを解消してもよく、ワークＷは、軸線方向の圧縮によって真直度が損なわれるのを避けることができる。
【００５８】
その場合、チャッキング装置によるワークＷの他端の支持軸２への固定連結作業後、作業者が工作機械の操作パネル上の加工開始スイッチを操作することにより、工作機械の制御装置から制御装置８０に力発生装置５の牽引信号が出力される。制御装置８０は、牽引信号に基づき、前進用電磁開閉弁において供給弁を閉じると共に排出弁を開き、後退用電磁開閉弁において供給弁を開くと共に排出弁を閉じる。これにより、高圧流体が、後退圧力室５ｃ１に高圧流体源から所定の設定圧力で供給されると共に、前進圧力室５ｂ１から排出される。ワークＷは、力発生装置５によって高圧流体の所定の設定圧力に応じた所定の力で牽引され、回転割出機５０は、ワークＷを軸線方向に所定の力で牽引して伸長状態で支持する。その後、工作機械の制御装置は、制御装置８０に軸線方向クランプ装置６の作動開始信号を出力し、制御装置８０は、軸線方向クランプ装置６の作動を開始する。これにより、軸線方向に圧縮状態で支持された場合と同様、力発生装置５の作動中に軸線方向クランプ装置６が作動して、支持軸２が同軸状態で軸線方向に固定される。
【００５９】
回転割出機５０は、ワークＷを軸線方向に所定の牽引力で牽引して伸長状態で支持することにより、軸線方向に圧縮状態で支持された場合と同様、軸線方向の遊びを解消した状態で、ワークＷを加工する。この場合も同様に、軸線方向クランプ装置６の作動開始後は、力発生装置５を不作動としてもよいが、ワークＷに衝撃的な加工力が軸線方向に加わり、そのため、軸線方向クランプ装置６によってクランプ状態の支持軸２が前進する恐れがある場合、力発生装置５はワークＷの工具による加工中も作動が維持されるのが好ましい。
【００６０】
本実施形態では、ワークＷは、他端がチャッキング装置の当接面３ａ３に当接して加工される。しかし、ワークＷは、他端の端面が当接面３ａ３から離間した状態で把持されて、力発生装置５による軸線方向の力が加わった状態で加工されてもよい。但し、ワークＷに衝撃的な加工力が軸線方向に加わり、そのため、ワークＷがチャッキング装置と相対変位する恐れがある場合、本実施形態と同様、ワークＷは、他端が当接面３ａ３に当接して加工されるのが好ましい。
【００６１】
本実施形態では、連結部材３であるチャッキング装置は、爪３ｂがワークＷの外周面を把持する。しかし、パイプ等、内周面を有するワークＷの場合、連結部材として、爪３ｂが半径方向外側に向かって進出してワークＷの内周面を把持するチャッキング装置を用いてもよく、ワークＷの外周面に把持基準面がない場合や、外周面にチャッキング跡が生じるのを避けたい場合等に適用される。また、本実施形態では、連結部材としてチャッキング装置を用い爪３ｂを介してワークＷの周面を把持している。しかし、連結部材として、割出装置６０の回転軸６２に固定されるワーク取付治具６５のように、支持軸２にボルト等を介して着脱可能に固定されるワーク取付治具であってもよく、ワークＷの他端は、取付基準となる周面または端面が、ボルト、当て金等を介してワーク取付治具に固定されて連結される。
【００６２】
回転割出機５０は、ワークＷを回転停止させて所定のワーク割出角に維持したこのような割出加工のほか、ワークＷを旋回加工させながらの割出加工やワークＷの旋削加工を、このような割出加工中に、またはこのような割出加工なしに単独で行うことができる。
【００６３】
ワークＷを旋回加工させながらの割出加工の場合、工作機械の制御装置は、力発生装置５の作動開始後の軸線方向クランプ装置６の作動後に、工具の運動に応じて、制御装置８０を介して駆動モータ６３と専用駆動モータＭとを、互いに同期回転させながら、一方向または正逆２方向に、一定回転速度または遅速回転速度で回転させると共に、回転クランプ装置７および割出装置６０のクランプ装置を共に作動しない。これにより、回転軸６２と支持軸２とは、互いに同期回転し、回転軸６２と支持軸２とに一端と他端がそれぞれ支持されるワークＷは、捩れて変形することなく加工される。
【００６４】
また、ワークＷの旋削加工の場合、工作機械の制御装置は、力発生装置５の作動開始後の軸線方向クランプ装置６の作動後に、制御装置８０を介して駆動モータ６３と専用駆動モータＭとを互いに同期回転させと共に、回転クランプ装置７および割出装置６０のクランプ装置を共に作動しない。これにより、回転軸６２と支持軸２とは、互いに同期回転し、回転軸６２と支持軸２とに一端と他端がそれぞれ支持されるワークＷは、捩れて変形することなく旋削加工される。
【００６５】
本実施形態では、制御装置８０は、回転割出機５０の制御装置８０として設けられており、回転割出機５０を構成する割出装置６０と支持装置７０とを、互いに連動して制御する。詳細には、制御装置８０は、力発生装置５、軸線方向クランプ装置６、回転クランプ装置７を制御するほか、割出装置６０の駆動装置の制御装置として駆動モータ６３、および支持装置７０の駆動装置８の制御装置として専用駆動モータＭを制御する。また、制御装置８０は工作機械の制御装置に接続されており、工作機械の制御装置からの指令信号に基づき、工作機械と連動して回転割出機５０を制御すると共に、センサーからの検出信号に基づき、運転禁止信号等を工作機械の制御装置に出力する。しかし、回転割出機５０は、割出装置６０の制御装置と、支持装置７０の制御装置８０とが別々に設けられてもよい。その場合、支持装置７０の制御装置８０は、割出装置６０の制御装置からの直接の制御信号、および割出装置６０の制御装置を経て入力される工作機械の制御装置からの制御信号に基づき、支持装置７０の各装置を制御する。また、回転割出機５０の制御装置８０は、工作機械の制御装置に組み込まれてもよく、制御装置全体を省スペース化できる。また、制御装置８０は、専用駆動モータＭを回転制御しながら、支持装置７０の駆動装置８を制御するが、制御装置８０とは別に駆動装置８の専用制御装置を設けてもよく、その場合、専用制御装置は、制御装置８０からの制御信号に基づき専用駆動モータＭを回転制御する。
【００６６】
本実施形態では、回転割出機５０は工作機械のベッドＢ上に設置される。しかし、回転割出機５０は、工作機械のベッドＢ以外の例えば、パレット上に、１つまたは複数設置されてもよい。その場合、パレット待機位置が、１つまたは複数、例えば工作機械を挟んで複数設けられ、ワークＷは、前記待機位置で回転割出機５０に取り付けられる。１つまたは複数の回転割出機５０は、パレット搬送装置によって、工作機械の１つまたは複数の所定のワーク加工位置に搬送され、単独加工または同時加工される。加工終了後、パレット搬送装置によって、元の待機位置、または別の待機位置に回転割出機５０は搬送され、ワークＷの取り外しおよび取り付けが行われる。パレットは１つでもよいが、複数を用いることにより、工作機械は、パレット搬送のための待ち時間が加わるものの、ワーク着脱のための待ち時間が短縮またはなくなり、待ち時間を短縮することができ、加工効率が向上する。
【００６７】
次に、本実施形態の変形例のワークの支持装置７０Ａを、図４の全体図、図４の左側詳細図である図５、および図４の右側詳細図ある図６に示す。本変形例のワークの支持装置７０Ａは、支持装置７０と同様に、割出装置６０に対向して配置されて、割出装置６０と共に回転割出機５０を構成する。本変形例の支持装置７０Ａは、支持軸２が、割出装置６０の駆動モータ６３によって、ワークＷを介して従動回転する点、連結部材３としてのチャッキング装置が、所謂パワーチャックであり、爪３ｂが流体圧によって半径方向に進退する点、送り装置３０によって割出装置６０との対向位置が調整される点で、支持装置７０と相違する。本変形例の支持装置７０Ａは、支持装置７０の各部材と同等の機能の部材については、同じ符号が用いられる。
【００６８】
フレーム１は、工作機械のベッドＢに載置される第一のフレーム部材１０１と、該フレーム部材１０１の内周面に嵌合されて反ワーク側端面にボルトを介して固定される第二のフレーム部材１０２と、該フレーム部材１０２の内周面に嵌合されて反ワーク側端面にボルトを介して固定される第三のフレーム部材１０３と、該フレーム部材１０３の外周面に嵌合されて反ワーク側端面にボルトを介して固定される第四のフレーム部材１０４と、第一のフレーム部材１０１の内周面に嵌合されてワーク側端面にボルトを介して固定される第五のフレーム部材１０５とを備える。
【００６９】
中間軸４がフレーム１の内周面に嵌合されて設けられている。中間軸４は、フレーム部材１０３、１０５にそれぞれ嵌合される第一の中間軸部材１４１と、該中間軸部材１４１の内周面に嵌合されて反ワーク側端面にボルトを介して固定され第四のフレーム部材１０４に嵌合される第二の中間軸部材１４２とを備える。
【００７０】
支持軸２が中間軸４の内周面に嵌合されて設けられている。支持軸２は、反ワーク側に設けられる第一の支持軸部材１２１と、該持軸部材１２１の外周面に嵌合されてワーク側端面にボルトを介して固定される第二の支持軸部材１２２とを備え、軸心にパワーチャック装置のための貫通孔が設けられている。
【００７１】
転がり軸受９が、フレーム１と中間軸４との間に設けられている。転がり軸受９は、２つのテーパローラベアリングによって構成され、両ベアリングは、第一のフレーム部材１０１の内周面に設けられる位置決め段部によって軸線方向に互いに離間する。反ワーク側のテーパローラベアリングの外輪、およびワーク側のテーパローラベアリングの外輪は、前記位置決め段部によって、ワーク側または反ワーク側への軸線方向移動がそれぞれ規制されている。一方、ワーク側のテーパローラベアリングの内輪は、第一の中間軸部材１４１の軸線直交段部面によって、ワーク側への軸線方向移動が規制されている。また、反ワーク側のテーパローラベアリングの内輪は、第一の中間軸部材１４１に設けられている雄ネジに螺合される予圧ナットによって、反ワーク側への軸線方向移動が規制されている。更に、反ワーク側のテーパローラベアリングのローラは、外輪を介して内輪のワーク側への軸線方向移動を規制し、ワーク側のテーパローラベアリングのローラは、外輪を介して内輪の反ワーク側への軸線方向移動を規制する。従って、本変形例では、支持装置７０と同様、中間軸４とフレーム１とが、転がり軸受９を介して、相対回転可能に、かつ、軸線方向に相対変位不能に設けられている。２つのテーパローラベアリングは、前記予圧ナットによって適切な予圧が付与されており、中間軸４とフレーム１とにおいて、円滑な相対回転を実現しつつ、軸線方向の遊びを解消している。なお、前記予圧ナットは、離間して螺合される弛み止めナットが皿ビスを介して軸線方向に牽引しており、螺合ネジ面同士に生ずる摩擦力によって、予圧ナットが回って緩むのを防止している。
【００７２】
第一のフレーム部材１０１の基部には、送り装置３０の構成部材として、図示しないボールネジナットが取り付けられており、ボールネジナットのネジ溝に沿ってボールが埋め込まれている。また、送り装置３０の構成部材として、ボールネジ軸３１が、支持装置７０Ａの軸線方向、正確にはフレーム１の内周面の軸線方向と平行に延在し、工作機械のベッドＢに立設される図示しないサポータによって回転可能、かつ、軸線方向に変位不能に支持されている。フレーム１は、モータでまたは作業者がハンドルでボールネジ軸３１を回転させることにより、ベッドＢに設けられている図示しないあり溝形状の案内溝に沿ってベッドＢ上を軸線方向に移動し、支持装置７０Ａは、割出装置６０との対向位置が調整される。
【００７３】
軸線方向クランプ装置６は、フランジ部が第一の中間軸部材１４１のワーク側端面にボルトを介して固定される本体部材６ａと、本体部材６ａの胴部に形成される薄肉リング部６ａ１と、薄肉リング部６ａ１の外周面と第一の中間軸部材１４１の内周面との間に形成される環状のクランプ圧力室６ｂと、第一の中間軸部材１４１と第二の中間軸部材１４２とに設けられ、クランプ圧力室６ｂと第二の中間軸部材１４２の外周面とに両端がそれぞれ開口する流路６ｃとを含む。第二の中間軸部材１４２の外周面と第四のフレーム部材１０４とを含んで、ロータリージョイントが形成される。流路６ｃは、前記ロータリージョイントと、第二のフレーム部材１０２の外周面に設けられるコネクタ端子６ｆと、パイプとを介して、図示しない高圧流体源に連通される。
【００７４】
軸線方向クランプ装置６は、作動時、高圧流体源から高圧流体として高圧空気または高圧作動油が、パイプ、コネクタ端子６ｆ、ロータリージョイント、流路６ｃを経てクランプ圧力室６ｂに供給される。薄肉リング部６ａ１は中間軸４に設けられる押圧部材として作用し、クランプ圧力室６ｂの高圧流体の流体圧によって縮径して、支持軸２の外周面を押圧し、中間軸４と支持軸２との相対移動を規制することにより、中間軸４と支持軸２との軸線方向の相対移動を規制する。
【００７５】
本変形例の場合も、回り止め装置１１が設けられており、該装置１１は、中間軸４と支持軸２とにおいて、相対回転を規制すると共に軸線方向の相対移動を許容する。回り止め装置１１は、支持軸２の外周面を軸線方向に延在する係止溝１１ａと、係止部材としてのピン１１ｃとを備える。ピン１１ｃは、中間軸４を外周面から半径方向に貫通して係止溝１１ａに達する貫通孔１１ｂに嵌合されて、更に、係止溝１１ａに嵌合され、係止溝１１ａとの嵌合面が、互いに平行な２つの平坦面によって形成される。係止溝１１ａは、中間軸４と支持軸２との相対移動可能長さを超えて延在する。
【００７６】
回転クランプ装置７は、第三のフレーム部材１０３に形成される薄肉リング部７ａ１と、薄肉リング部７ａ１の外周面と第二のフレーム部材１０２の内周面との間に形成される環状のクランプ圧力室７ｂと、第二のフレーム部材１０２を外周面から半径方向に貫通して設けられクランプ圧力室７ｂに連通する流路７ｃとを含む。流路７ｃは、第二のフレーム部材１０２の外周面に設けられるコネクタ端子７ｄと、パイプとを介して、図示しない高圧流体源に連通される。
【００７７】
回転クランプ装置７は、作動時、高圧流体源から高圧流体として高圧空気または高圧作動油が、パイプ、コネクタ端子７ｄ、流路７ｃを経てクランプ圧力室７ｂに供給される。薄肉リング部７ａ１はフレーム１に設けられる押圧部材として作用し、クランプ圧力室７ｂの高圧流体の流体圧によって縮径して、中間軸４の外周面を押圧し、フレーム１と中間軸４との相対変位を規制することにより、中間軸４の回転を規制する、即ち、中間軸４の回転をクランプする。これにより、回り止め装置１１によって中間軸４との相対回転が規制されている支持軸２は、回転がクランプされる。
【００７８】
力発生装置５は、シリンダ部分としての中間軸４の第二の中間軸部材１４２と、ピストン部分としての支持軸２の第一の支持軸部材１２１とによって、複動タイプの流体圧シリンダ装置を備えており、反ワーク側に前進圧力室５ｂ１とワーク側に後退圧力室５ｃ１とが、ピストン壁を隔て形成される。図示しない高圧流体源から前進圧力室５ｂ１、後退圧力室５ｃ１に高圧流体を供給するため、ロータリージョイントが、第四のフレーム部材１０４の内周面と、第二の中間軸部材１４２の外周面とを含んで形成される。前進圧力室５ｂ１と後退圧力室５ｃ１は、前記ロータリージョイントと、第四のフレーム部材１０４および中間軸部材１４２に穿孔される前進流路５ｂ、後退流路５ｃとを介し、第四のフレーム部材１０４の外周面に設けられる各コネクタ端子５ｄ、５ｅにそれぞれ連通され、パイプ、図示しない電磁開閉弁、レギュレターを経て高圧流体源に接続される。
【００７９】
連結部材３としてのチャッキング装置は、第二の支持軸部材１２２の外周面に嵌合されてワーク側端面にボルトを介して固定されるベース３ｃと、ベース３ｃのワーク側端面にボルトを介して固定され軸心に向かう複数の放射状案内溝を有する爪案内部材３ｄ、前記放射状案内溝に嵌合される突起部を有する複数の爪保持部材３ｆと、各爪保持部材３ｆの半径方向内側にそれぞれ固定される複数の爪３ｂと、爪案内部材３ｄのワーク側端面に固定されワーク側端面に当接面３ａ３が形成される当接面部材３ｅと、爪保持部材３ｆを介して複数の爪３ｂを半径方向に移動させる爪進退装置１４と、ワークＷの当接面３ａ３の当接を確認する着座確認装置１５とを含む。
【００８０】
爪進退装置１４は、支持軸２の軸心の貫通孔に嵌合されるドローバー１４ａと、ドローバー１４ａのワーク側端部の外周面に設けられる雄ネジに螺合すると共に、ベース３ｃの内周面に嵌合されるピースホルダ１４ｂと、ピースホルダ１４ｂに固定される複数の傾斜片１４ｃと、ベース３ｃに円周を等分して形成されて軸線方向に延在する複数の放射状溝にそれぞれ収容され、ベース３ｃに設けられるピン１４ｆによって軸支される複数の係合片１４ｇと、ケーシング１４ｄ１が第一の支持軸部材１２１の反ワーク側端部にシリンダホルダ１４ｅを介してボルトで固定され、ピストンロッド１４ｄ２がドローバー１４ａの反ワーク側端部の外周面に設けられる雄ネジに螺合する回転流体圧シリンダ装置１４ｄと、ピストンロッド１４ｄ２の反ワーク側端部の外周面に嵌合され、図示しない回転規制部材を介してフレーム１と相対回転不能、軸線方向に相対移動可能に設けられているロータリージョイント装置１４ｈとを含む。ロータリージョイント装置１４ｈのケーシング１４ｈ１には、各パイプ、各電磁開閉弁、レギュレターを経て、エア供給源１５ｇにそれぞれ接続される把持作動コネクタ端子１４ｉと、把持解除コネクタ端子１４ｊとが、設けられている。
【００８１】
また、着座確認装置１５は、ベース３ｃのワーク側端面にボルトを介して固定されるピースホルダ１５ｂと、ピースホルダ１５ｂの挿通孔に嵌合されるスライドピース１５ａと、スライドピース１５ａを付勢して当接面部材３ｅの当接面３ａ３から突出させるバネ１５ｃと、前記ロータリージョイント装置１４ｈとを含む。高圧空気の流路１５ｄが、ピストンロッド１４ｄ２、支持軸２、ピースホルダ１５ｂ、スライドピース１５ａに形成されており、ピストンロッド１４ｄ２のロータリージョイント装置１４ｈとの嵌合面と、スライドピース１５ａのワーク側端面とにそれぞれ開口することにより、エア噴出口が、スライドピース１５ａのワーク側端面に形成される。エア供給源１５ｇからの高圧空気が、レギュレターと、電磁開閉弁と、および圧力センサ１５ｅが分岐接続されるパイプとを経て、ロータリージョイント装置１４ｈのケーシング１４ｈ１に設けられているコネクタ端子１５ｆに供給され、ロータリージョイント装置１４ｈ、流路１５ｄを経て、スライドピース１５ａのエア噴出口から噴出する。
【００８２】
本変形例の支持装置７０Ａでも、支持装置７０と同様、支持軸２の軸線方向位置検出装置１３が、支持装置７０Ａの反ワーク側に設けられ、力発生装置５によって進退する支持軸２の限界を超える前進、後退限を検出する。本変形例の軸線方向位置検出装置１３は、一対の検出子１３ａと、リング状の被検出子１３ｂとを含む。一対の検出子１３ａは、フレーム１に固定されるセンサホルダ１３ｃの軸線方向長孔に固定されており、軸線方向位置を調整可能に設けられる。被検出子１３ｂは、シリンダホルダ１４ｅの外周面に固定されおり、シリンダホルダ１４ｅを介して支持軸２に固定される。ワーク側の検出子１３ａは、ワークＷの連結異常、支持装置７０Ａの設置異常等の検出に用いられ、支持軸２が所定長さ以上に前進した場合に、被検出子１３ｂを検知し、異常検出信号を、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に出力する。工作機械の制御装置は、異常検出信号に基づき、運転禁止信号を出力する。反ワーク側の検出子１３ａは、支持軸２の後退限を検出し、被検出子１３ｂを検知すると、後退完了信号を、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に出力し、工作機械の制御装置は、後退完了信号に基づき、高圧流体源からの高圧流体の供給を停止させる。なお、図は説明用のため、一対の検出子１３ａは、軸線方向位置が正確に記載されていない。
【００８３】
回転割出機５０を用いてワークＷを加工する加工手順を、以下に説明する。作業者は、ハンドルでボールネジ軸３１を回転させ、支持装置７０ＡをベッドＢの案内溝に沿って移動させ、割出装置６０との対向位置を、ワークＷの長さに応じて調整する。
【００８４】
作業者は、ワークＷの一端を、割出装置６０の回転軸６２のワーク取付治具６５に、固定して連結した後、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置からの力発生装置５の作動信号に基づき、前進用電磁開閉弁において供給弁を開くと共に排出弁を閉じ、後退用電磁開閉弁において供給弁を閉じると共に排出弁を開く。これにより、高圧流体が、前進圧力室５ｂ１に高圧流体源から所定の設定圧力で供給されると共に、後退圧力室５ｃ１から排出される。制御装置８０は、同時に、着座確認装置１５の電磁開閉弁を開き、スライドピース１５ａのエア噴出口からエアを噴出させる。支持軸２が前進し、チャッキング装置の当接面３ａ３が、ワークＷの他端の端面に当接して該端面を、高圧流体の設定圧力に応じた力で押圧する。これにより、エア噴出口からのエア噴出が妨げられ、パイプ内のエア圧が上昇する。エア圧は圧力センサ１５ｅによって計測される。制御装置８０は、入力された圧力センサ１５ｅの計測値が、閾値を超えると、工作機械の図示しない着座完了灯を点滅させる。割出装置６０の回転軸６２と支持装置７０Ａの支持軸２とは、ワークＷを介して、正確にはワークＷからの反力によって、軸線方向の遊びが解消される。また、フレーム１に設けられているボールネジナットとボールネジ軸３１との軸線方向の遊びも、フレーム１を介して加わるワークＷからの反力によって解消される。
【００８５】
作業者は、工作機械の操作パネル上の爪進退装置１４の作動スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置からの爪進退装置１４の作動信号に基づき、把持作動用の電磁開閉弁を開くと共に、把持解除用の電磁開閉弁を閉じる。エア供給源１５ｇからレギュレター、電磁開閉弁、パイプ、把持作動コネクタ端子１４ｉを経て、高圧空気がロータリージョイント装置１４ｈに供給される。高圧空気は、ロータリージョイント装置１４ｈを介してピストンロッド１４ｄ２に穿孔される図示しない流路に入り、回転流体圧シリンダ装置１４ｄの図示しないドローバー後退用圧力室に供給される。ピストンロッド１４ｄ２に連結されているドローバー１４ａは、支持軸２の貫通孔を反ワーク方向に移動し、ピースホルダ１４ｂに固定されている複数の傾斜片１４ｃは、反ワーク方向に移動する。係合片１４ｇは傾斜片１４ｃの反ワーク方向移動に伴って回動し、係合凹部を有する爪保持部材３ｆを半径方向内側に移動させる。複数の爪保持部材３ｆは、爪案内部材３ｄの複数の放射状案内溝にそれぞれ案内されており、複数の爪３ｂは、ワークＷの外周面をエア設定圧に応じた押圧力で把持する。これにより、ワークＷの他端は支持軸２に固定されて連結される。
【００８６】
なお、爪進退装置１４には、ドローバー移動量検出装置１４ｋが設けられており、ドローバー１４ａの後退限界を超える後退、および前進完了を検出する。ドローバー移動量検出装置１４ｋは、ロータリージョイント装置１４ｈのケーシング１４ｈ１に、センサホルダ１４ｋ１を介して軸線方向位置を調整可能に取り付けられる一対の近接センサ１４ｋ２、１４ｋ３と、ロータリージョイント装置１４ｈのケーシング１４ｈ１に固定される中空円筒１４ｋ４とを備える。中空円筒１４ｋ４は、ピストンロッド１４ｄ２と同軸に固定され、反ワーク側端部の外周面に、半径方向外側に突出する環状の被検出子が形成される。ワーク側の近接センサ１４ｋ２は、ドローバー１４ａの後退限界を超える後退を検出すると、制御装置８０に把持不良信号を出力する。即ち、複数の爪３ｂが、半径方向内側の移動限界位置に在ること、そのため、ワークＷが所定の押圧力で把持されていない恐れがあり、爪３ｂ等の調整または交換が必要なことが検出され、制御装置８０は工作機械の制御装置に運転禁止信号を出力する。反ワーク側の近接センサ１４ｋ３は、後述の加工終了後のワークＷの把持解除時、ドローバー１４ａの前進完了を検出し、制御装置８０に爪後退完了信号を出力し、制御装置８０は、回転流体圧シリンダ装置１４ｄの図示しないドローバー前進用圧力室への高圧空気の供給を停止する。
【００８７】
作業者は、工作機械の操作パネル上の加工開始スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置を介して入力された加工開始信号に基づき、軸線方向クランプ装置６の作動を開始する。軸線方向クランプ装置６の電磁開閉弁の供給弁を開いて、高圧流体源からクランプ圧力室６ｂに高圧流体を供給する。
【００８８】
次に、工作機械の制御装置は、所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき駆動モータ６３を所定の回転割出角で停止させる。
【００８９】
制御装置８０は、駆動モータ６３の停止後、割出装置６０の図示しないクランプ装置を作動させ回転軸６２をクランプすると共に、回転クランプ装置７の電磁開閉弁の供給弁を開くと共に排出弁を閉じ、高圧流体源からクランプ圧力室７ｂに高圧流体を供給して、回転クランプ装置７を作動させ、フレーム１と中間軸４との相対回転を規制する。これにより、ワークＷは、フレーム１と一体状態となってフレーム１に固定される、即ち、支持装置７０Ａに相対変位不能に支持される。
【００９０】
ワークＷは、一端と他端が割出装置６０と支持装置７０Ａとにそれぞれ相対変位不能に支持された状態で、工作機械の工具によって加工される。
【００９１】
工作機械の制御装置は、ワークＷの所定のワーク割出角での加工が終了すると、次の所定のワーク割出角での加工のために、次の所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき、割出装置６０のクランプ装置と回転クランプ装置７とを作動解除する。次に、制御装置８０は、駆動モータ６３を回転させ次の所定の割出角で停止させる。制御装置８０は、駆動モータ６３の停止後、割出装置６０のクランプ装置と回転クランプ装置７とを作動させ、前回の所定のワーク割出角の時と同様な状態で、ワークＷは加工される。
【００９２】
全ての所定のワーク割出角での加工が終了すると、制御装置８０は、工作機械の制御装置からの加工終了信号に基づき、割出装置６０のクランプ装置と回転クランプ装置７とを作動解除すると共に、軸線方向クランプ装置６を作動解除する。
【００９３】
作業者は、工作機械の操作パネル上の爪進退装置１４の作動解除スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置からの爪進退装置１４の作動解除信号に基づき、把持作動用の電磁開閉弁を閉じると共に、把持解除用の電磁開閉弁を開く。把持解除コネクタ端子１４ｊから、高圧空気がロータリージョイント装置１４ｈに供給される。高圧空気は、ロータリージョイント装置１４ｈを介してピストンロッド１４ｄ２に穿孔される図示しない流路に入り、回転流体圧シリンダ装置１４ｄの図示しないドローバー前進用圧力室に供給される。ピストンロッド１４ｄ２に連結されているドローバー１４ａは、ワーク方向に移動し、ピースホルダ１４ｂに固定されている複数の傾斜片１４ｃは、ワーク方向に移動する。係合片１４ｇは傾斜片１４ｃのワーク方向移動に伴って回動し、爪保持部材３ｆを半径方向外側に移動させ、複数の爪３ｂは、ワークＷの外周面から半径方向外側に後退して、ワークＷの把持が解除される。
【００９４】
作業者は、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動解除スイッチを操作する。高圧流体が、後退圧力室５ｃ１に高圧流体源から供給されると共に、前進圧力室５ｂ１から排出されて、支持軸２が後退する。支持軸２の後退に伴って、当接面部材３ｅの当接面３ａ３がワークＷの他端の端面から離間し、ワークＷは他端が取り外し可能となる。反ワーク側の検出子１３ａは、支持軸２の後退に伴って被検出子１３ｂを検知すると、後退完了信号を、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に出力し、高圧流体源からの高圧流体の供給が停止される。作業者は、割出装置６０のワーク取付治具６５からワークＷを取り外し、加工終了のワークＷが回転割出機５０から取り外される。
【００９５】
次に、別の変形例のワークの支持装置７０Ｂを、図７に模式的に示す。本変形例のワークの支持装置７０Ｂは、支持装置７０、７０Ａと同様、割出装置６０に対向して配置されて、割出装置６０と共に回転割出機５０を構成する。支持装置７０、７０Ａと比較し、支持装置７０、７０Ａでは、転がり軸受９を介して、中間軸４とフレーム１とが、相対回転可能にかつ軸線方向の相対変位不能に設けられているのに対し、本変形例は転がり軸受９を介して、支持軸２と中間軸４とが、相対回転可能にかつ軸線方向の相対変位不能に設けられている点で、支持装置７０、７０Ａと異なる。
【００９６】
支持装置７０Ｂは、支持装置７０Ａと同様な送り装置３０によって、ワークＷの長さに応じて割出装置６０との対向位置が調整される。
【００９７】
力発生装置５として、フレーム１をシリンダ、中間軸４をピストンとする流体圧シリンダ装置が形成されており、反ワーク側に位置する前進圧力室５ｂ１、ワーク側に位置する後退圧力室５ｃ１に、図示しない高圧流体源からの高圧流体が、フレーム１に形成される前進流路５ｂ、後退流路５ｃを介して、それぞれ供給可能に設けられる。このように、本変形例では、力発生装置５は流体圧シリンダ装置を用いて構成されている。しかし、トルクモータでボールねじ装置等の運動変換装置を用いて中間軸４を軸線方向に移動させ、支持軸２をトルクモータの設定回転トルクに応じた力で押圧、または牽引する等、流体圧シリンダ装置以外の装置を用いて構成してもよい。
【００９８】
軸線方向クランプ装置６が、フレーム１に設けられて模式的に描かれている。軸線方向クランプ装置６は、フレーム１に形成される環状のクランプ圧力室６ｂに、図示しない高圧流体源からの高圧流体が、フレーム１に形成される流路６ｃを介して供給されることにより、薄肉リング部６ａ１が縮径して中間軸４の外周面を把持し、フレーム１と中間軸４との相対移動を規制することにより、軸線方向クランプ装置６は、フレーム１と中間軸４との軸線方向の相対移動を規制する。
【００９９】
フレーム１と中間軸４との回り止め装置１１が、設けられており、係止部材１１ｃとしてツバ付ピンが、フレーム１に設けられる貫通孔１１ｂに挿通されて、中間軸４の外周面に設けられてフレーム１と中間軸４との相対移動限界以上に軸線方向に延在する係止溝１１ａに、先端が嵌合する。本変形例の回り止め装置１１は、支持装置７０と同様、係止部材１１ｃを取り外すことが可能であり、場合によっては、作動を解除することができる。
【０１００】
中間軸４の内周面と支持軸２の外周面との間には、転がり軸受９として、２つのベアリングが軸線方向に離間して配設されている。反ワーク側のベアリングの外輪は、中間軸４の軸線直交段部面によって反ワーク側への移動方向変位が規制され、ワーク側のベアリングの外輪は、中間軸４の内周面に固定されるストップリング１ｇによって、ワーク側への軸線方向変位が規制されている。また、２つのベアリングの内輪は、支持軸２の軸線直交段部面と、支持軸２の外周面に固定されるストップリング１ｇと、ディスタンスカラー１ｆとによって、ワーク側、反ワーク側共、移動方向変位が規制されている。ベアリングの外輪と内輪は、転動体を介して、軸線方向変位が規制されている。従って、支持軸２と中間軸４とは、転がり軸受９を介して、相対回転可能にかつ軸線方向の相対変位不能に設けられている。なお、本変形例は、模式的に記載されているため、転がり軸受９としてラジアルベアリングを用いているが、実際の装置では、クロスローラベアリング、テーパローラベアリング等、ラジアル荷重のほか、スラスト荷重を受ける転がり軸受９が用いられる。また、転がり軸受９の外輪、内輪の軸線方向の変位を規制するのに、ストップリング１ｇを用いているが、スラスト荷重を受けることができないため、実際の装置では、支持装置７０、７０Ａのように、軸線直交段部面、予圧ナット等が用いられる。
【０１０１】
回転クランプ装置７が、中間軸４に設けられて模式的に描かれている。回転クランプ装置７は、中間軸４に形成される環状のクランプ圧力室７ｂに、図示しない高圧流体源からの高圧流体が、中間軸４に形成される流路７ｃを介して供給されることにより、薄肉リング部７ａ１が縮径して支持軸２の外周面を把持し、中間軸４と支持軸２との相対移動を規制することにより、中間軸４と支持軸２との相対回転を規制する。従って、係止部材１１ｃが取り外されて回り止め装置１１が不作動状態であっても、軸線方向クランプ装置６の作動によって、フレーム１と軸線方向の相対移動のほか、相対回転が規制されている中間軸４を介して、支持軸２は、フレーム１と相対回転不能、即ち回転不能にクランプされる。
【０１０２】
支持軸２のワーク側端部には、連結部材３としてチャッキング装置が固定されており、連結部材３は、ベース３ａ、複数の爪３ｂ、当接面３ａ３を含む。
【０１０３】
支持軸２の駆動装置８が設けられて模式的に描かれている。駆動装置８は、ブラケット８ｄを介して中間軸４に取り付けられる専用駆動モータＭ、歯車機構８ｆを含み、歯車機構８ｆは、支持軸２に固定される歯車８ｆ１と、専用駆動モータＭの回転軸に固定される歯車８ｆ２とを含む。
【０１０４】
回転割出機５０を用いてワークＷを加工する加工手順を、以下に説明する。作業者は、ハンドルでボールネジ軸３１を回転させ、支持装置７０ＢをベッドＢの案内溝に沿って移動させ、割出装置６０との対向位置を、ワークＷの長さに応じて調整する。作業者は、ワークＷの一端を、割出装置６０の回転軸６２のワーク取付治具６５に、固定して連結した後、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置からの力発生装置５の作動信号に基づき、高圧流体を前進圧力室５ｂ１に供給する。中間軸４と共に支持軸２が前進し、当接面３ａ３が、ワークＷの他端の端面を高圧流体の設定圧に応じた力で押圧する。これにより、割出装置６０の回転軸６２と支持装置７０Ｂの支持軸２とは、ワークＷを介して、軸線方向の遊びが解消される。また、フレーム１に設けられているボールネジナットとボールネジ軸３１との軸線方向の遊びも、フレーム１を介して加わるワークＷからの反力によって解消される。作業者は、連結部材３の爪進退機構を操作して、複数の爪３ｂでワークＷの外周面を把持する。次に、作業者は、工作機械の操作パネル上の加工開始スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置を介して入力された加工開始信号に基づき、軸線方向クランプ装置６の作動を開始する。次に、工作機械の制御装置は、所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき駆動モータ６３と専用駆動モータＭとを互いに同期回転させながら、所定の回転割出角で停止させる。制御装置８０は、モータ６３、Ｍの停止後、割出装置６０のクランプ装置と回転クランプ装置７とを作動させる。ワークＷは、割出装置６０と支持装置７０とにそれぞれ相対変位不能に支持された状態で、工作機械の工具によって加工される。全ての所定のワーク割出角での加工が終了すると、制御装置８０は、工作機械の制御装置からの加工終了信号に基づき、割出装置６０のクランプ装置、回転クランプ装置７および軸線方向クランプ装置６を解除する。作業者は、連結部材３の爪進退機構を操作して、複数の爪３ｂを後退させ、ワークＷのチャッキングを解除する。工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動解除スイッチを操作し、高圧流体が、後退圧力室５ｃ１に供給され、中間軸４と共に支持軸２が後退し、当接面３ａ３がワークＷの他端の端面から離間する。作業者は、割出装置６０のワーク取付治具６５からワークＷを取り外す。
【０１０５】
回転割出機５０は、このように軸線方向クランプ装置６が中間軸４をクランプした状態で、制御装置８０が、割出装置６０の駆動モータ６３と、支持装置７０の専用駆動モータＭとを互いに同期回転させるので、正確なワーク割出角を得ることができるほか、割出回転中においても、また、所定のワーク割出角での加工中においても、ワークＷは、捩れて変形するのが抑えられ、高精度に加工される。更に、本変形例の場合、力発生装置５が作動して、ワークＷを介して支持軸２および割出装置６０の回転軸６２の軸線方向の遊びが解消されているので、ワークＷは、工具からの加工力による軸線方向変位、振動が抑えられ、より高精度に加工される。
【０１０６】
次に、実施形態の更なる別の変形例のワークの支持装置７０Ｃを、図８の全体図、図８の左側詳細図である図９、および図８の右側詳細図である図１０に示す。更なる変形例の支持装置７０Ｃは、支持装置７０、７０Ａ、７０Ｂと同様、割出装置６０に対向して配置されて、割出装置６０と共に回転割出機５０を構成する。支持装置７０Ａと同様、連結部材３としてのチャッキング装置は、所謂パワーチャッキング装置として爪進退装置１４を備えるほか、同様に、ワークＷの当接面３ａ３の当接を確認する着座確認装置１５を備える。しかし、本変形例の支持装置７０Ｃは、中間軸４を備えておらず、支持軸２が、フレーム１の内周面を直接、または焼結含有メタル等の滑り軸受２２を介して、摺接する点で、支持装置７０Ａと異なる。本変形例では、後述のように、フレーム１の内周面に滑り軸受２２として焼結含有メタルが圧入されており、支持軸２は、滑り軸受２２を介してフレーム１の内周面を摺接する。
【０１０７】
フレーム１は、工作機械のベッドＢに載置される第一のフレーム部材２０１と、該フレーム部材２０１の内周面に嵌合されて反ワーク側端面にボルトを介して固定される第二のフレーム部材２０２と、第一のフレーム部材２０１の内周面に嵌合されてワーク側端面にボルトを介して固定される第三のフレーム部材２０３と、第二のフレーム部材２０２の内周面に圧入される第四のフレーム部材２０４と、第二のフレーム部材２０２の反ワーク側端面にボルトを介して固定され、第二のフレーム部材２０２と第四のフレーム部材２０４との軸線方向の相対位置決め部材として設けられる第五のフレーム部材２０５とを備える。第四のフレーム部材２０４は、第二のフレーム部材２０２との嵌合面から第三のフレーム部材２０３のワーク側端まで軸線方向に延在しており、フレーム１は、第四のフレーム部材２０４の半径方向外側を軸線方向に延在してワーク側が開口する支持軸２の収容空間２０６が、環状に形成される。第一のフレーム部材２０１および第三のフレーム部材２０３の内周面には、焼結含有メタルが滑り軸受２２としてそれぞれに圧入されている。
【０１０８】
支持軸２は、滑り軸受け２２の内周面に嵌合されて前記収容空間２０６に挿通される第一の支持軸部材２２１と、第四のフレーム部材２０４の軸線貫通孔に挿通され、ワーク側端外周面が第一のフレーム部材２０１に嵌合されると共に、ワーク側端に形成される軸線直交段部面がボルトを介して第一のフレーム部材２０１に固定される第二の支持軸部材２２２と、互いに接して第一のフレーム部材２０１の内周面にそれぞれ嵌合され、反ワーク側に配設される第３の支持軸部材２２３と、ワーク側に配設される第４の支持軸部材２２４と、胴部が第３の支持軸部材２２３の内周面に嵌合され、フランジ部が第一の支持軸部材２２１の反ワーク側端面にボルトを介して固定されることにより、第一の支持軸部材２２１とで第３の支持軸部材２２３、第４の支持軸部材２２４を狭持する第五の支持軸部材２２５とを備える。
【０１０９】
本変形例の軸線方向クランプ装置６は、フランジ部が第一のフレーム部材２０１の軸線直交段部面にボルトを介して固定される本体部材６ａと、本体部材６ａの胴部に形成される薄肉リング部６ａ１と、薄肉リング部６ａ１の外周面と第一のフレーム部材２０１の内周面との間に形成される環状のクランプ圧力室６ｂと、第一のフレーム部材２０１に設けられて第一のフレーム部材２０１の反ワーク側端面とクランプ圧力室６ｂとにそれぞれ開口する流路６ｃとを含む。流路６ｃは、第一のフレーム部材２０１の反ワーク側端面に設けられるコネクタ端子６ｆと、パイプとを介して、図示しない高圧流体源に連通される。
【０１１０】
軸線方向クランプ装置６は、作動時、高圧流体源から高圧流体が、パイプ、コネクタ端子６ｆ、流路６ｃを経てクランプ圧力室６ｂに供給される。薄肉リング部６ａ１はフレーム１に設けられる押圧部材として作用し、クランプ圧力室６ｂの高圧流体の流体圧によって縮径して、支持軸２の外周面を押圧し、フレーム１と支持軸２との軸線方向の相対移動を規制するほか、フレーム１と支持軸２との相対回転を規制する。
【０１１１】
本変形例の力発生装置５は、シリンダ部分としての第３の支持軸部材２２３と、ピストン部分としての第四のフレーム部材２０４とを含む複動タイプの流体圧シリンダ装置を備え、該流体圧シリンダ装置は、ピストン部分がフレーム１で固定部材であるため、固定ピストン部分に対しシリンダ部分が摺動するタイプに構成される。第３の支持軸部材２２３の反ワーク側に固定される第五の支持軸部材２２５と、第３の支持軸部材２２３の反ワーク側に固定される第四の支持軸部材２２４とが、第四のフレーム部材２０４の外周面に摺接可能に嵌合されており、第四のフレーム部材２０４と第五の支持軸部材２２５とを、互いに対向するシリンダヘッドとして、ワーク側に前進圧力室５ｂ１、反ワーク側に後退圧力室５ｃ１が、第四のフレーム部材２０４に形成されるピストン壁を隔てて、それぞれ設けられる。前進圧力室５ｂ１と後退圧力室５ｃ１とは、第四のフレーム部材２０４と第二のフレーム部材２０２とに穿孔される前進流路５ｂ、後退流路５ｃとを介し、第二のフレーム部材２０２外周面に設けられる各コネクタ端子５ｄ、５ｅにそれぞれ連通され、パイプ、図示しない電磁開閉弁、レギュレターを経て高圧流体源に接続される。なお、第二のフレーム部材２０２、第四のフレーム部材２０４の互いの嵌合面には、前進流路５ｂおよび後退流路５ｃに対応してそれぞれ２つの円周溝が形成されており、圧入位相に関係なく、前進流路５ｂおよび後退流路５ｃは、第二のフレーム部材２０２側と第四のフレーム部材２０４側とが接続される。
【０１１２】
本変形例の連結部材３としてのチャッキング装置は、支持軸２のワーク側端部に、支持装置７０Ａと同様な構成で設けられており、爪進退装置１４、着座確認装置１５を支持装置７０Ａと同様に備える。本変形例の爪進退装置１４は、支持装置７０Ａと同様、ドローバー移動量検出装置１４ｋを有する。また、本変形例でも、支持装置７０、７０Ａと同様、支持軸２の軸線方向位置検出装置１３が、支持装置７０Ｃの反ワーク側に設けられている。
【０１１３】
回転割出機５０を用いてワークＷを加工する加工手順を、以下に説明する。作業者は、ワークＷの一端を、割出装置６０の回転軸６２のワーク取付治具６５に、固定して連結した後、工作機械の操作パネル上の作動スイッチを操作し、力発生装置５を作動させる。割出装置６０の回転軸６２と支持装置７０の支持軸２とは、ワークＷを介して、軸線方向の遊びが解消される。また、フレーム１に設けられているボールネジナットとボールネジ軸３１との軸線方向の遊びも、フレーム１を介して加わるワークＷからの反力によって解消される。
【０１１４】
作業者は、工作機械の操作パネル上の爪進退装置１４の作動スイッチを操作する。ワークＷの他端はチャッキング装置で把持されて支持軸２に連結される。
【０１１５】
作業者は、工作機械の操作パネル上の加工開始スイッチを操作する。工作機械の制御装置は、加工開始スイッチからの加工開始信号に基づき、所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき駆動モータ６３を所定の回転割出角で停止させる。
【０１１６】
制御装置８０は、駆動モータ６３の停止後、割出装置６０の図示しないクランプ装置を作動させ回転軸６２をクランプすると共に、軸線方向クランプ装置６を作動させる。ワークＷは、連結部材３、支持軸２を介してフレーム１と一体状態となってフレーム１に固定される。
【０１１７】
ワークＷは、一端と他端が割出装置６０と支持装置７０とにそれぞれ相対変位不能に支持された状態で、工作機械の工具によって加工される。工作機械の制御装置は、ワークＷの所定のワーク割出角での加工が終了すると、次の所定のワーク割出角での加工のために、次の所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき、割出装置６０のクランプ装置と軸線方向クランプ装置６とを作動解除する。次に、制御装置８０は、駆動モータ６３を回転させ、次の所定の割出角で停止させる。制御装置８０は、駆動モータ６３の停止後、割出装置６０のクランプ装置と軸線方向クランプ装置６とを作動させ、前回の所定のワーク割出角の時と同様な状態で、ワークＷは加工される。
【０１１８】
全ての所定のワーク割出角での加工が終了すると、制御装置８０は、工作機械の制御装置からの加工終了信号に基づき、割出装置６０のクランプ装置と軸線方向クランプ装置６とを作動解除する。作業者は、工作機械の操作パネル上の爪進退装置１４の作動解除スイッチを操作して、ワークＷの把持を解除する。次に、作業者は、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動解除スイッチを操作して、支持軸２を後退させる。後退完了後、高圧流体源からの高圧流体の供給が停止される。作業者は、割出装置６０のワーク取付治具６５からワークＷを取り外し、加工終了のワークＷが回転割出機５０から取り外される。
【０１１９】
本変形例では、作業者が、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動スイッチを操作してから作動解除スイッチを操作するまで、力発生装置５は作動しており、ワークＷの加工中も作動が維持されている。しかし、力発生装置５は、軸線方向クランプ装置６の作動開始後に、自動で、または作業者が作動解除スイッチを操作することにより手動で、所定のワーク割出角で停止加工中は、不作動状態としてもよい。但し、ワークＷに衝撃的な加工力が軸線方向に加わり、そのため、軸線方向クランプ装置６によってクランプ状態の支持軸２が後退する恐れがある場合、本変形例のように、力発生装置５はワークＷの加工中も作動が維持されるのが好ましい。
【０１２０】
回転割出機５０は、ワークＷを回転停止させて所定のワーク割出角に維持したこのような割出加工のほか、ワークＷを旋回加工させながらの割出加工やワークＷの旋削加工を、このような割出加工中に、またはこのような割出加工なしに単独で行うことができる。ワークＷを旋回加工させながらの割出加工やワークＷの旋削加工の場合、力発生装置５を作動させると共に、軸線方向クランプ装置６を作動させず、不作動状態とする。また、支持装置７０、７０Ａ、７０Ｂを用いた回転割出機５０と同様、力発生装置５でワークＷを押圧しながら加工するほか、力発生装置５でワークＷを牽引しながら加工してもよい。
【０１２１】
本発明は上記の実施形態および変形例のいずれにも限定されるものでなく、本発明の請求範囲を逸脱しない限りにおいて種々に変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】ワークの支持装置の実施形態の全体を示す。
【図２】図１のワークの支持装置の左半分を示す。
【図３】図１のワークの支持装置の右半分を示す。
【図４】ワークの支持装置の実施形態の変形例の全体を示す。
【図５】図４のワークの支持装置の左半分を示す。
【図６】図４のワークの支持装置の右半分を示す。
【図７】ワークの支持装置の実施形態の別の変形例を模式的に示す。
【図８】ワークの支持装置の実施形態の更なる別の変形例の全体を示す。
【図９】図８のワークの支持装置の左半分を示す。
【図１０】図９のワークの支持装置の右半分を示す。
【図１１】回転割出機の割出装置を示す。
【符号の説明】
【０１２３】
５０回転割出機、Ｂベッド、６０割出装置（回転駆動装置）、６１ボディ、６２回転軸、
６３駆動モータ、６４回転テーブル、６５ワーク取付治具、Ｗワーク、
７０支持装置、７０Ａ支持装置、７０Ｂ支持装置、７０Ｃ支持装置、８０制御装置、
１フレーム、１ａベースプレート、１ｂフレーム本体、１ｂ１第一のフレーム部材、
１ｂ２第二のフレーム部材、１ｂ３第三のフレーム部材、１ｂ４第四のフレーム部材、
１ｂ５第五のフレーム部材、１ｆディスタンスカラー、１ｇストップリング、
２支持軸、２ａ第一の支持軸部材、２ｂ第二の支持軸部材、２ｂ１中穴、
２ｂ２ブロック、２ｂ３空気抜き孔、
３連結部材、３ａベース、３ｂ爪、３ａ１円筒部、３ａ２底部、３ａ３当接面、
３ｃベース、３ｄ爪案内部材、３ｅ当接面部材、３ｆ爪保持部材、
４中間軸、４ａ第一の中間軸部材、４ｂ第二の中間軸部材、４ｃ第三の中間軸部材、
５力発生装置、５ｂ前進流路、５ｃ後退流路、５ｂ１前進圧力室、５ｃ１後退圧力室、
５ｄコネクタ端子、５ｅコネクタ端子、
６軸線方向クランプ装置、６ａ本体部材、６ａ１薄肉リング部、６ｂクランプ圧力室、
６ｃ流路、６ｄジョイント部材、６ｅブラケット、６ｆコネクタ端子、６ｇ流路、
７回転クランプ装置、７ａ本体部材、７ａ１薄肉リング部、７ｂクランプ圧力室、
７ｃ流路、７ｄコネクタ端子、
８駆動装置、８ａウォーム減速機構、８ｂウォーム、８ｃウォームホイール、
８ｄブラケット、
８ｆ歯車機構、８ｆ１歯車、８ｆ２歯車、Ｍ専用駆動モータ、
９転がり軸受、
１１回り止め装置、１１ａ係止溝、１１ｂ貫通孔、１１ｃピン、１１ｄキャップ、
１１ｅメネジ、
１２作動確認装置、１２ａ復帰バネ、１２ｂラム、１２ｃセンサホルダ、
１２ｄスリーブ、１２ｅシリンダ胴、１２ｆ検出子、１２ｇ被検出子、１２ｈ流通孔、
１２ｉワッシャ、
１３軸線方向位置検出装置、１３ａ検出子、１３ｂ被検出子、１３ｃセンサホルダ、
１４爪進退装置、１４ａドローバー、１４ｂピースホルダ、１４ｃ傾斜片、
１４ｄ回転流体圧シリンダ装置、１４ｄ１ケーシング、１４ｄ２ピストンロッド、
１４ｅシリンダホルダ、１４ｆピン、１４ｇ係合片、１４ｈロータリージョイント装置、１４ｈ１ケーシング、１４ｉ把持作動コネクタ端子、１４ｊ把持解除コネクタ端子、
１４ｋドローバー移動量検出装置、１４ｋ１センサホルダ、１４ｋ２近接センサ、
１４ｋ３近接センサ、１４ｋ４中空円筒、
１５着座確認装置、１５ａスライドピース、１５ｂピースホルダ、１５ｃバネ、
１５ｄ流路、１５ｅ圧力センサ、１５ｆコネクタ端子、１５ｇエア供給源、
２１スペーサ、２２滑り軸受、３１ボールネジ軸、３０送り装置、
１０１第一のフレーム部材、１０２第二のフレーム部材、１０３第三のフレーム部材、
１０３、１０４第四のフレーム部材、１０５第五のフレーム部材、
１２１第一の支持軸部材、１２２第二の支持軸部材、
１４１第一の中間軸部材、１４２第二の中間軸部材、
２０１第一のフレーム部材、２０２第二のフレーム部材、２０３第三のフレーム部材、
２０４第四のフレーム部材、２０５第五のフレーム部材、２０６収容空間、
２２１第一の支持軸部材、２２２第二の支持軸部材、２２３第３の支持軸部材、
２２４第４の支持軸部材、２２５第五の支持軸部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端が回転駆動装置の回転軸に連結されたワークの他端を支持するためのワークの支持装置に関する。また、ワークの支持装置と、該支持装置に対向して設けられる回転駆動装置としての割出装置と、制御装置とを含む回転割出機に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のワークの支持装置に対向して配置される回転駆動装置としては、工作機械に載置される割出装置や、旋盤等の工作機械の主軸ヘッドが存在する。また、ワークの支持装置に対向して設けられる割出装置としては、工作機械に載置される割出装置や、割出機能を有する複合旋盤等の工作機械の主軸ヘッドが存在する。
【０００３】
ワークの支持装置としては、ワークの一端面を保持する旋盤主軸台と対向して配置される心押台がある。特許文献１に記載される心押台では、
フレームが、軸心に心押軸が回転可能に支持されている心押スリーブを支持しており、心押スリーブを軸線方向に移動可能とするため、フレームと心押スリーブとの間には、半径方向の遊びが設けられている。心押スリーブは、油圧シリンダによって往動され、心押軸の先に同軸に設けられる心押センタが、ワークの他端面のセンタ孔に押付けられる。そして、旋盤主軸台の回転軸、心押軸および心押スリーブは、押圧しているワークを介して軸線方向の遊びが解消された状態となり、その状態で工具がもたらす負荷、即ち、工具からの加工力が加わって、ワークが加工される。
【特許文献１】特開平１０−６１０５号公報
【０００４】
このように、主軸台の回転軸、心押軸および心押スリーブは、押圧しているワークを介して軸線方向の遊びが解消されるものの、フレームと心押スリーブとの間の半径方向の遊びは解消されない。そのため、心押軸を介して心押スリーブに支持される心押センタは、フレームに対し半径方向に変位可能な状態に置かれる。また、心押センタとワークの他端とは、心押センタがセンタ孔に加える押圧力によって、相対変位が規制されており、半径方向における相対変位が十分に規制されない。従って、ワークの他端は、心押台によって半径方向の変位が十分に規制されておらず、そのため、特にワークの他端近傍の加工時には、ワークは、心押軸の軸線を含む面と交差する方向、例えば、直交する方向の工具から加わる加工力によって半径方向に変位して振動するほか、撓んだり、捩れたりする。ワークは、振動し、また変形した状態で加工されることにより、加工精度が損なわれるほか、旋削加工では、回転フレを生じて加工精度と共に表面粗さが損なわれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記実情を考慮して創作されたもので、その解決課題は、一端が回転駆動装置の回転軸に連結されたワークの加工精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、一端が回転駆動装置の回転軸に連結されたワークの他端を支持するためのワークの支持装置において、ワークの他端を連結する連結部材と、一端に連結部材を設けた支持軸と、支持軸を軸線方向に移動可能および回転可能に支持するフレームと、支持軸に軸線方向の力を加える力発生装置と、支持軸の周りに単一の押圧部材が全周に亘って延在してまたは複数の押圧部材が支持軸の円周方向に均等に配置されるクランプ装置であって、力発生装置の作動中に押圧部材が支持軸の半径方向の力を発生することによりフレームに対して支持軸を軸線方向に固定する軸線方向クランプ装置とを備えることを特徴とする。
【０００７】
支持軸はフレームに直接支持されても良いが、回転加工時において、ワークの加工精度を向上するには、請求項２の発明のようにすることが望ましい。即ち、支持装置は、支持軸の半径方向外側に支持軸と同軸に中間軸を備えて、フレームは中間軸と協働して支持軸を軸線方向に移動可能におよび回転可能に支持し、支持軸と中間軸、および中間軸とフレームとのいずれか一方は、転がり軸受を介して相対回転可能にかつ軸線方向の相対変位不能に設けられ、軸線方向クランプ装置は、他方の両部材のうち半径方向外側部材に押圧部材が支持され、半径方向の力として半径方向内側部材の外周面に押圧力を加える。
【０００８】
請求項２の発明において、支持軸は積極的に回転不能に保持されないものであっても良いが、回転駆動装置の回転を停止させた状態でのワークの加工精度を向上するには、請求項３の発明のようにすることが望ましい。即ち、支持装置は、前記一方における相対回転を規制する回転クランプ装置を備える。
【０００９】
請求項３の発明において、ワークの一端は、割出機能を有しない回転駆動装置の回転軸に連結されても良いが、割出装置の回転軸に連結されることにより、ワークの支持装置が回転割出機を形成するようにしても良い。即ち、請求項４の発明では、請求項３記載のワークの支持装置と、ワークの一端が連結される回転軸を有し支持装置に対向して設けられる回転駆動装置としての割出装置と、制御装置とを含む回転割出機が設けられ、前記制御装置は、割出装置の回転動作時には回転クランプ装置を作動解除し、割出装置の回転停止時には回転クランプ装置を作動させる。
【００１０】
また、回転駆動装置として割出装置が設けられ、支持装置は、軸線方向クランプ装置の押圧部材が、フレームに支持されて半径方向の力として支持軸の外周面に押圧力を加えることによって、フレームに対して支持軸を軸線方向に移動不能におよび回転不能に固定する場合、請求項５の発明のようにすることが望ましい。即ち、請求項１記載のワークの支持装置と、ワークの一端が連結される回転軸を有し支持装置に対向して設けられる回転駆動装置としての割出装置と、制御装置とを含む回転割出機が設けられ、前記支持装置は、軸線方向クランプ装置の前記押圧部材が、フレームに相対回転不能に支持されて半径方向の力として支持軸の外周面に押圧力を加えることによって、フレームに対して支持軸を軸線方向に移動不能におよび回転不能に固定するものであって、前記制御装置は、割出装置の回転動作時には軸線方向クランプ装置を作動解除すると共に力発生装置を作動させ、割出装置の回転停止時には力発生装置の作動中に、軸線方向クランプ装置に作動を開始させる。なお、力発生装置は、軸線方向クランプ装置の作動開始に伴って作動を解除しても良い。
【００１１】
回転割出機は、ワークに対する割出回転動作をワークの一端を支持する割出装置にのみ行わせて、支持装置の支持軸がワークを介して従動回転するだけでも良いが、ワークの割出精度を向上するため、およびワークの回転加工（旋削加工、連続回転しながらワークの位相角に対応して行う割出加工）の加工精度を向上させるには、請求項６の発明のようにすることが望ましい。即ち、回転割出機は割出装置と同一の回転動作を支持軸に行わせる駆動装置を備える。
【００１２】
駆動装置は、割出装置の駆動モータを共通の駆動源として、伝達機構を介してワークの支持装置にも同一の回転動作を支持軸に行わせるものであっても良いが、装置の簡単化には、請求項７の発明のようにすることが望ましい。即ち、前記駆動装置は割出装置の駆動モータとは別の専用駆動モータを備え、前記駆動装置の制御装置は、割出装置の駆動モータと同期して専用駆動モータを駆動する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明は、一端が回転駆動装置の回転軸に連結されたワークの他端が、連結部材を介して支持軸に連結され、力発生装置が支持軸と連結部材とを介してワークの他端を押圧、または牽引中に、軸線方向クランプ装置を作動して支持軸を軸線方向に固定するので、支持軸と前記回転軸とは、ワークを介して、即ち、ワークからの反力によって、軸線方向の遊びが解消された状態となる。また、力発生装置の作動中、軸線方向クランプ装置が作動して、半径方向の力が支持軸の周りに均等に作用するので、支持軸は、半径方向の遊びが解消され、かつ、前記回転軸との同軸が維持される。よって、回転軸と支持軸との同軸が維持されつつ、前記回転軸、ワークおよび支持軸は、互いに一体化されると共に、ワークは、軸線方向にも半径方向にも遊びが解消された回転軸と支持軸に支持される。従って、ワークは、工具から加わる軸線方向の負荷、即ち、軸線方向の加工力に対し、軸線方向に変位や振動することなく加工され、また、他端が、工具から加わる半径方向の負荷、即ち、半径方向の加工力によって、半径方向に振動したり変形することなく同軸を維持して加工される。よって、ワークは高精度に加工される。
【００１４】
請求項２の発明は、フレームと中間軸とは協働して支持軸を軸線方向に移動可能および回転可能に支持するので、支持軸は、軸線方向クランプ装置が作動して軸線方向の変位が規制されても、回転可能であり、ワークは、軸線方向変位、および他端における半径方向変位が共に抑えられた状態で回転可能となる。それ故、ワークの回転加工（旋削加工、連続回転しながらワークの位相角に対応して行う割出加工）が高精度に可能となる。
【００１５】
請求項３の発明は、軸線方向クランプ装置に加えて回転クランプ装置を作動させることにより、支持軸は軸線方向変位に加えて回転が規制され、回転駆動装置の回転を停止させた加工の際に、軸線を含む面と交差する方向、例えば直交する方向の加工力であって、軸線から偏倚した位置で前記面と交差する加工力によって、ワークの他端での回転変位、即ち、ワークの捩れが生ずるのを抑えることができ、ワークは、変形が抑えられた状態で加工されて加工精度が向上する
【００１６】
請求項４の発明は、力発生装置の作動中、軸線方向クランプ装置が作動して、支持軸と回転軸とは、軸線方向の遊びが解消された状態となり、また、支持軸は、フレームに対し、同軸を維持しながら半径方向の遊びが解消された状態で、軸線方向の変位が規制される。制御装置は、その状態で、割出装置の回転動作時には回転クランプ装置を作動解除するので、ワークの正確な回転割出および高精度の旋削加工が可能となる。また、制御装置は、上記のその状態で、割出装置の回転停止時には回転クランプ装置を作動するので、支持軸は軸線方向変位に加えて回転が規制され、ワークは、加工力による軸線方向の変位、振動に加えて、加工力による他端での回転変位、即ち、捩れが抑えられ、変形が抑えられた状態で加工されて加工精度が向上する。
【００１７】
請求項５の発明は、制御装置は、割出装置の回転動作時には軸線方向クランプ装置を作動解除すると共に、力発生装置を作動させるので、支持軸と回転軸とは、軸線方向の遊びが解消された状態を維持して回転し、ワークの正確な回転割出および高精度の旋削加工が可能となる。また、制御装置は、割出装置の回転停止時には、力発生装置の作動中に軸線方向クランプ装置に作動を開始させるので、支持軸はフレームと同軸状態で、軸線方向変位、振動および回転が規制される。よって、ワークは、割出装置の回転停止時、加工力による軸線方向の変位、振動と他端での回転変位、即ち、捩れが抑えられ、変位、振動、変形が抑えられた状態で加工されて加工精度が向上する。
【００１８】
請求項６の発明は、割出装置と同一の回転動作を支持軸に行わせる駆動装置を備えるので、ワークの両端を割出装置と支持装置の双方で回転駆動できることになり、ワークは、捩れが抑えられた状態で回転する。従って、ワークは、割出加工における加工精度、割出精度が向上するほか、回転加工における加工精度が向上する。
【００１９】
請求項７の発明は、駆動装置は割出装置の駆動モータとは別の専用駆動モータを備え、前記駆動装置の制御装置は、割出装置の駆動モータと同期して専用駆動モータを駆動し、駆動装置は、割出装置の駆動モータに連結される伝達機構を含まないので、駆動装置が簡単化されると共に、上記の伝達機構を用いた場合に生じる支持軸と回転軸との同期ズレ、即ち、歯車、タイミングプーリ、タイミングベルト、カップリング、シャフト等の伝達機構構成部材の遊び、捩れ等を原因とする支持軸と回転軸との同期ズレを生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
回転割出機５０は、図１１に示す回転駆動装置としての割出装置６０と、該割出装置６０に対向して配置され、図１、図４、図７および図８にそれぞれ示すワークの支持装置７０と、両装置６０、７０の制御装置８０とを備え、制御装置８０は、割出装置６０の動作に対応して支持装置７０を制御する。回転割出機５０は、例えば長尺のワークＷにおいて、ワークＷの一端を割出装置６０で、他端をワークの支持装置７０でそれぞれ把持する。
【００２１】
本実施形態では、割出装置６０は、工作機械、詳細には、砥石、エンドミル、ドリル、タップ等の工具の回転軸や、バイト等の工具のホルダーを有して、工具を数値制御等によって駆動する工作機械のベッドＢに載置されるものであるが、割出機能を有する複合旋盤等の主軸台など、ワーク支持部分として、工具駆動部分と共に工作機械を構成する装置であっても良い。
【００２２】
割出装置６０は、ベッドＢの上に載置して固定するボディ６１と、ボディ６１内に回転可能に支持される回転軸６２と、駆動モータ６３と、ウォーム減速装置等を有してボディ６１内に設けられ、駆動モータ６３の回転力を回転軸６２に伝達する回転伝達機構（図示省略）と、回転軸６２の一端に設けられて割り出し回転する回転テーブル６４と、回転テーブル６４のワーク載置面にボルト等を介して取り外し可能に設けられ、ワークＷの一端が固定されるワーク取付治具６５とを備える。
【００２３】
図１の全体図、図１の左側詳細図である図２、および図１の右側詳細図である図３に示される実施形態のワークの支持装置７０は、ベッドＢに載置されて固定されるフレーム１と、フレーム１の内周面に嵌合される中間軸４と、中間軸４の内周面に嵌合され、中間軸４を介してフレーム１に対し軸線方向に移動可能におよび回転可能に支持されるる支持軸２とを含む。フレーム１、正確には中間軸４が嵌合されるフレーム１の内周面と、中間軸４と、支持軸２とは、互いに同軸に形成される。更に、ワークの支持装置７０は、ワークＷの他端を連結するために支持軸２の一端に設けられる連結部材３と、支持軸２に軸線方向の力を加える力発生装置５と、支持軸２の軸線方向の移動を規制する軸線方向クランプ装置６と、フレーム１と中間軸４との相対回転を規制することにより、支持軸２の回転を規制する回転クランプ装置７と、支持軸２を回転させる駆動装置８とを備える。
【００２４】
フレーム１は、ベッドＢに載置されるベースプレート１ａと、ベースプレート１ａにボルトを介して固定されるフレーム本体１ｂとから構成される。ベースプレート１ａが、あり溝形状等の図示しない案内溝に沿ってベッドＢ上を支持軸２の軸線方向に移動して、図示しないクランプ部材を介してベッドＢに固定されることにより、支持装置７０は、ワークＷの長さに応じて、割出装置６０との対向位置が軸線方向に調整される。
【００２５】
フレーム本体１ｂは、中空の複数のフレーム部材１ｂ１〜１ｂ５がボルトを介して互いに締結されて一体物化されており、第一のフレーム部材１ｂ１部分を除く一部円筒体であり、軸線方向をワークＷに向かって外周面が段階的に大きくなる中間軸４の収容空間として、内周面が中間軸４に対応して大きくなっている。
【００２６】
より詳しく言えば、フレーム本体１ｂは、ベースプレート１ａに固定される第一のフレーム部材１ｂ１と、第一のフレーム部材１ｂ１の反ワーク側端面に固定される円盤状の第二のフレーム部材１ｂ２と、第一のフレーム部材１ｂ１の反ワーク側内周面に嵌合され、フランジ部分がボルト、座金を介して押圧されて第一のフレーム部材１ｂ１に固定される第三のフレーム部材１ｂ３と、第三のフレーム部材１ｂ３の内周面に嵌合され、第二のフレーム部材１ｂ２を介して第一のフレーム部材１ｂ１に固定される第四のフレーム部材１ｂ４と、転がり軸受９としてのクロスローラベアリングの外輪を軸線方向に固定する部材であって、第一のフレーム部材１ｂ１のベアリング外輪嵌合面に嵌合される第五のフレーム部材１ｂ５とで構成される。
【００２７】
中間軸４は、フレーム１の半径方向内側に中空円筒状に設けられて、嵌合されるフレーム１の内周面と同軸に設けられ、支持軸２を収容する。中間軸４は、複数の中間軸部材４ａ〜４ｃ同士がボルトで固定されて一体物化されており、周面が同軸に形成される複数の中間軸部材４ａ〜４ｃ同士を互いに嵌合させることによって、全ての周面が、フレーム１、正確にはフレーム１の中間軸嵌合面と支持軸２とに同軸に形成される。
【００２８】
より詳しく言えば、中間軸４は、第一〜第三の中間軸部材４ａ〜４ｃが反ワーク側からワーク側に向かって順に配置されている。第一の中間軸部材４ａは、第四のフレーム部材１ｂ４の内周面に嵌合される。第三の中間軸部材４ｃは、後述する回転クランプ装置７の本体部材７ａの内周面に嵌合される。第二の中間軸部材４ｂは、第一の中間軸部材４ａと第三の中間軸部材４ｃとの間に配設されて第一の中間軸部材４ａ、第三の中間軸部材４ｃの各外周面に嵌合されると共に、外周面にウォームホイール８ｃと転がり軸受９の内輪とがそれぞれ嵌合される。
【００２９】
支持軸２は、外周面が反ワーク側からワーク側に向かって段階的に大きく形成されており、反ワーク側に位置する第一の支持軸部材２ａとワーク側に位置する第二の支持軸部材２ｂとを備える。両部材２ａ、２ｂは、周面同士が互いに嵌合し、ボルトを介して一体物化される。互いに嵌合する支持軸２の外周面と中間軸４の内周面との間には、隙間、所謂遊びがあり、潤滑油、グリース等の油膜が形成されることにより、支持軸２と中間軸４との円滑な摺接を可能としている。第二の支持軸部材２ｂのワーク側の端面には、ワークの他端を連結する連結部材３の取付基準孔として、軸心に中穴２ｂ１が開口している。中穴２ｂ１の中間部分には、ブロック２ｂ２がフタとして嵌合されており、支持軸部材２ａ、２ｂを締結するボルトの挿通孔を介して、切削液等の異物が内部に進入するのを防止する。
【００３０】
連結部材３は、ボルトや半径方向に進退可能な爪を介してワークＷを着脱可能に支持軸２に連結するものであり、本実施形態では、連結部材３として手動のチャッキング装置が用いられている。チャッキング装置は、ワーク側が開口する有底円筒形のベース３ａと、図示しない進退機構を介してベース３ａの円筒部３ａ１の内周面から半径方向に進出可能な複数の爪３ｂとを含む。ベース３ａの底部３ａ２のワーク側底面の軸心には、ワークＷの他端面に当接する当接面３ａ３が、底面から突出して設けられる。一方、ベース３ａの底部３ａ２の反ワーク側底面の軸心には、取付基準軸部が底面から突出しており、該軸部が中穴２ｂ１に嵌合されることにより、チャッキング装置は支持軸２に同軸に取り付けられる。複数、例えば３つの爪３ｂは、支持軸２の軸心を中心として円周を等分、例えば３等分して配置され、支持軸２の軸心から、先端が常に互いに均等に位置してた状態で放射状に延在する。ワークＷを連結および連結解除する場合は、専用のハンドルレンチを装着して、図示しない進退機構を操作し、複数の爪３ｂの先端を軸心から互いに等しい距離に位置させてワークＷを把持させることにより、ワークＷは支持軸２と同軸に連結される。
【００３１】
軸線方向クランプ装置６が、中間軸４のワーク側端部に設けられている。軸線方向クランプ装置６は、フランジ部が第三の中間軸部材４ｃのワーク側端面にボルトを介して固定される本体部材６ａと、本体部材６ａの胴部に形成される薄肉リング部６ａ１と、薄肉リング部６ａ１の外周面と第三の中間軸部材４ｃの内周面との間に形成される環状のクランプ圧力室６ｂと、第三の中間軸部材４ｃを外周面から半径方向に貫通して設けられクランプ圧力室６ｂに連通する流路６ｃと、第三の中間軸部材４ｃの外周面に嵌合され、ブラケット６ｅを介してフレーム１に固定されるジョイント部材６ｄとを含む。第三の中間軸部材４ｃの外周面とジョイント部材６ｄの内周面とを含んで、ロータリージョイントが形成される。流路６ｃは、前記ロータリージョイントと、ジョイント部材６ｄの外周面に設けられるコネクタ端子６ｆと、パイプとを介して、図示しない高圧流体源に連通される。
【００３２】
軸線方向クランプ装置６は、作動時、高圧流体源から高圧流体として高圧空気または高圧作動油が、パイプ、コネクタ端子６ｆ、ロータリージョイント、流路６ｃを経てクランプ圧力室６ｂに供給される。薄肉リング部６ａ１は中間軸４に設けられる押圧部材として作用し、クランプ圧力室６ｂの高圧流体の流体圧によって縮径して、支持軸２の外周面を押圧し、中間軸４と支持軸２との相対移動を規制することにより、中間軸４と支持軸２との軸線方向の相対移動を規制する。本実施形態の場合、単一の押圧部材、即ち、薄肉リング部６ａ１が、リング状、即ち環状に形成されて支持軸２の周りを全周に亘って延在して、支持軸２の外周面を均等に押圧することにより、中間軸４と支持軸２との軸線方向の相対移動を規制しつつ、中間軸４と支持軸２との半径方向の遊びを全周に亘って均等に解消することにより、中間軸４と支持軸２との同軸を実現している。しかし、複数の押圧部材が支持軸２の円周方向に均等に配置されても良く、同様に、中間軸４と支持軸２との半径方向の遊びを全周に亘って均等に解消され、中間軸４と支持軸２との同軸を実現することが可能である。
【００３３】
本実施形態の場合、回り止め装置１１が設けられており、該装置１１は、中間軸４と支持軸２とにおいて、相対回転を規制すると共に軸線方向の相対移動を許容する。回り止め装置１１は、支持軸２の外周面を軸線方向に延在する係止溝１１ａと、係止部材としてのピン１１ｃとを備える。ピン１１ｃは、中間軸４を外周面から半径方向に貫通して係止溝１１ａに達する貫通孔１１ｂに嵌合されて、更に、係止溝１１ａに嵌合され、係止溝１１ａとの嵌合面が、互いに平行な２つの平坦面によって形成される。係止溝１１ａは、中間軸４と支持軸２との相対移動可能長さを超えて延在する。貫通孔１１ｂにはキャップ１１ｄが螺合されており、ピン１１ｃの抜け出しと、切削液等の異物の内部侵入とを防止する。ピン１１ｃの頭部にはメネジ１１ｅが設けられており、ボルトをねじ込んで中間軸４の外周面から突出する部分を、手で引き抜くことにより、容易に貫通孔１１ｂから取り外すことを可能とし、回り止め装置１１を解除してワーク加工することを可能としている。例えば、支持装置７０の支持軸２に固定される連結部材３として、本実施形態のようなチャッキング装置を用いずに専用のワーク取付治具を用いているため、取り付け可能なワークＷと連結部材３との取付位相が決まっており、ワークＷの一端を割出装置６０に固定された状態で、ワークＷの他端と連結部材３との相対位相が、取り付け可能な取付位相でないため、ワークＷの他端を連結部材３に取り付けることができない場合に、回り止め装置１１を解除する。即ち、ピン１１ｃを取り外して回り止め装置１１を解除し、軸線方向クランプ装置６を解除した状態で連結部材３を手で回転させて、後述の駆動装置８で中間軸４を回転させることなく、連結部材３とワークＷの他端との相対位相を取付位相に調整する。
【００３４】
回転クランプ装置７がフレーム１のワーク側端部に設けられている。回転クランプ装置７は、フランジ部が第一のフレーム部材１ｂ１のワーク側端面にボルトを介して固定される本体部材７ａと、本体部材７ａの胴部に形成される薄肉リング部７ａ１と、薄肉リング部７ａ１の外周面と第一のフレーム部材１ｂ１の内周面との間に形成される環状のクランプ圧力室７ｂと、第一のフレーム部材１ｂ１を外周面から半径方向に貫通して設けられクランプ圧力室７ｂに連通する流路７ｃとを含む。流路７ｃは、第一のフレーム部材１ｂ１の外周面に設けられるコネクタ端子７ｄと、パイプとを介して、図示しない高圧流体源に連通される。
【００３５】
回転クランプ装置７は、作動時、高圧流体源から高圧流体として高圧空気または高圧作動油が、パイプ、コネクタ端子７ｄ、流路７ｃを経てクランプ圧力室７ｂに供給される。薄肉リング部７ａ１はフレーム１に設けられる押圧部材として作用し、クランプ圧力室７ｂの高圧流体の流体圧によって縮径して、中間軸４の外周面を押圧し、フレーム１と中間軸４との相対移動を規制することにより、中間軸４の回転を規制する、即ち、中間軸４の回転をクランプする。これにより、回り止め装置１１によって中間軸４との相対回転が規制されている支持軸２は、回転がクランプされる。また、ピン１１ｃが取り外されて回り止め装置１１が解除されている場合でも、軸線方向クランプ装置６の作動中は、中間軸４と支持軸２とにおいて、軸線方向の相対移動の規制に加えて、相対回転が規制されることから、回り止め装置１１が解除されている場合でも、軸線方向クランプ装置６の作動中に回転クランプ装置７を作動することにより、支持軸２の回転をクランプすることが可能である。
【００３６】
回転クランプ装置７は、作動解除時、高圧流体を解放することにより、薄肉リング部７ａ１の内周面は元の径に復帰して、支持軸２の外周面の押圧を解除し、支持軸２は回転可能となる。本実施形態の回転クランプ装置７は、軸線方向クランプ装置６と同様、単一の押圧部材、即ち薄肉リング部７ａ１が、支持軸２の周りを全周に亘って延在して支持軸２の外周面を均等に押圧する。しかし、回転クランプ装置７は、軸線方向クランプ装置６と異なり、押圧部材が不均等に支持軸２の外周面を押圧する構成、またはフレーム１と支持軸２とのうち一方に支持される押圧部材が、軸線方向に移動して他方の端面を押圧することにより支持軸２の回転をクランプする構成を採ることが可能である。
【００３７】
転がり軸受９は、外輪が第一のフレーム部材１ｂ１に嵌合され、内輪が中間軸４を構成する第二の中間軸部材４ｂに嵌合されている。外輪は、第一のフレーム部材１ｂ１の段部に形成されて軸線と直交する面、即ち、第一のフレーム部材１ｂ１の軸線直交段部面と、第五のフレーム部材１ｂ５とによって軸線方向の移動が規制されている。一方、内輪は、第二の中間軸部材４ｂの軸線直交段部面と、第三の中間軸部材４ｃの軸線直交段部面と内輪との間に介在して、第二の中間軸部材４ｂの内輪嵌合面に嵌合されるスペーサ２１とによって、軸線方向の移動が規制されている。また、ローラは、転動体として外輪、内輪の両者を相対回転可能とするほか、両者の軸線方向の相対移動を規制する。従って、支持軸２と中間軸４、および中間軸４とフレーム１とのいずれか一方として、本実施形態では、中間軸４とフレーム１とが、転がり軸受９を介して、相対回転可能にかつ軸線方向の相対変位不能に設けられている。本実施形態の転がり軸受９はクロスローラベアリングであり、１つだけ設けられて、ラジアル荷重、ワーク側からのスラスト荷重、および反ワーク側からのスラスト荷重を受け、中間軸４とフレーム１とを、軸線方向の相対変位不能な状態で、相対回転可能としている。しかし、転がり軸受９は、１つまたは軸線方向に互いに離間した複数のラジアルベアリング、ワーク側からのスラスト荷重を受けるスラストベアリング、および反ワーク側からのスラスト荷重を受けるスラストベアリングとのように、複数の転がり軸受部材によって構成されてもよい。
【００３８】
支持軸２は、駆動装置８によって、割出装置６０の回転軸６２と同期して駆動されている。駆動装置８は、割出装置６０の駆動モータ６３とは別の図示しない専用駆動モータＭと、図示しないカップリングと、フレーム１に内蔵されるウォーム減速機構８ａとを含み、中間軸４を回転駆動することにより、中間軸４と相対回転不能な支持軸２を回転駆動する。ウォーム減速機構８ａは、フレーム１に支持され前記カップリングを介して専用駆動モータＭに連結されるウォーム８ｂと、中間軸４に固定されてウォーム８ｂと噛み合うウォームホイール８ｃとを備える。
【００３９】
ワークの支持装置７０は、支持軸２に軸線方向の力を加える力発生装置５を備えており、本実施形態では、力発生装置５は支持軸２の軸線方向の移動装置を兼ねている。力発生装置５は、シリンダ部分としての中間軸４の第一の中間軸部材４ａと、ピストン部分としての支持軸２の第一の支持軸部材２ａとによって、複動タイプの流体圧シリンダ装置を備えており、反ワーク側に前進圧力室５ｂ１とワーク側に後退圧力室５ｃ１とが、ピストン壁を隔てて形成される。図示しない高圧流体源から前進圧力室５ｂ１、後退圧力室５ｃ１に高圧流体を供給するため、ロータリージョイントが、第四のフレーム部材１ｂ４の内周面と、第一の中間軸部材４ａの外周面とを含んで形成される。前進圧力室５ｂ１と後退圧力室５ｃ１は、前記ロータリージョイントと、第四のフレーム部材１ｂ４および第一の中間軸部材４ａに穿孔される前進流路５ｂ、後退流路５ｃとを介し、第四のフレーム部材１ｂ４の反ワーク側端面に設けられる各コネクタ端子５ｄ、５ｅにそれぞれ連通され、パイプ、図示しない電磁開閉弁、レギュレターを経て高圧流体源に接続される。支持軸２の前進時、および一端が割出装置６０の回転軸６２に連結されているワークＷに、連結部材３を介して所定の押圧力を加える際は、高圧流体源から所定の設定圧の高圧流体が、前進圧力室５ｂ１に供給される。また、支持軸２の後退時、および両端が割出装置６０の回転軸６２と連結部材３とにそれぞれ連結されているワークＷを、所定の牽引力で牽引する際は、高圧流体源から所定の設定圧の高圧流体が、後退圧力室５ｃ１に供給される。
【００４０】
支持軸２の軸線方向位置検出装置１３が、支持装置７０の反ワーク側に設けられ、力発生装置５によって進退する支持軸２の許容限界を超えた前進、および後退限を検出する。軸線方向位置検出装置１３は、一対の検出子１３ａと、リング状の被検出子１３ｂとで構成される。一対の検出子１３ａは、フレーム１に固定されるセンサホルダ１３ｃの軸線方向長孔に固定されており、軸線方向位置を調整可能に設けられる。被検出子１３ｂは、止めネジによって支持軸２に固定される。ワーク側の検出子１３ａは、ワークＷの連結異常、支持装置７０の設置位置異常等の異常検出に用いられ、支持軸２が所定長さ以上に前進した場合、例えばワークＷの一端と割出装置６０の回転軸６２とが、正規の状態に連結されておらず、そのため、連結部材３の当接面３ａ３が所定長さ以上に前進した場合、また、支持装置７０が割出装置６０から所定距離以上に離間して設置され、同様に当接面３ａ３が所定長さ以上に前進した場合等に、被検出子１３ｂを検知し、異常検出信号を、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に出力し、工作機械の制御装置は、異常検出信号に基づき、運転禁止信号を出力する。反ワーク側の検出子１３ａは、支持軸２の後退限を検出し、被検出子１３ｂを検知すると、後退完了信号を、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に出力し、工作機械の制御装置は、後退完了信号に基づき、高圧流体源からの高圧流体の供給を停止させる。なお、図は説明用のため、一対の検出子１３ａは、正確な軸線方向位置に描かれていない。また、支持軸２と中間軸４との間には、２つの環状空間が、外周面と内周面、および互いに対向する２つの軸線直交段部面とによって、軸線方向に互いに離間して形成される。２つの環状空間は、共に、支持軸２に穿孔されて支持軸２の反ワーク側端面に開口する空気抜き孔２ｂ３を介して、外気と連通されており、支持軸２の進退に伴う容積変化に対応している。
【００４１】
本実施形態の軸線方向クランプ装置６は、作動確認装置１２を備え、軸線方向クランプ装置６の不作動状態でワークＷが加工されることを避けている。作動確認装置１２は、第四のフレーム部材１ｂ４の反ワーク側端面に開口し、第四のフレーム部材１ｂ４と中間軸４とに穿孔されてクランプ圧力室６ａ１に連通される流路６ｇと、第四のフレーム部材１ｂ４の内周面と中間軸４の外周面を含んで形成され、第四のフレーム部材１ｂ４の流路６ｇと中間軸４の流路６ｇとを連通するロータリージョイントと、復帰バネ１２ａ付きの単動シリンダと、単動シリンダ装置のラム１２ｂに固定される被検出子１２ｇおよび一対の検出子１２ｆとを備える。作動確認装置１２は、軸線方向クランプ装置６の作動時、高圧流体のクランプ圧力室６ｂに実際に加わった流体圧を利用して、復帰バネ１２ａの付勢力に逆らってラム１２ｂを移動させる装置であり、ラム１２ｂの位置に基づき、軸線方向クランプ装置６の実際の作動、不作動状態が把握される。
【００４２】
より詳しく言えば、単動シリンダは、第四のフレーム部材１ｂ４の流路６ｇに接続される流通孔１２ｈをワーク側端面に有するシリンダ胴１２ｅと、シリンダ胴１２ｅの反ワーク側端に設けられるスリーブ１２ｄと、スリーブ１２ｄの内周面に嵌合されるラム１２ｂと、ラム１２ｂの外周面を囲む復帰バネ１２ａと、ラム１２ｂのワーク側端面に固定されるワッシャ１２ｉとを含む。ラム１２ｂの反ワーク側には被検出子１２ｇがねじ込まれて軸線方向位置を調整され、被検出子１２ｇは止めネジによって固定されている。スリーブ１２ｄの反ワーク側端面にセンサホルダ１２ｃが固定されて、一対の検出子１２ｆがラム１２ｂの軸線方向に離間して設けられる。
【００４３】
図はラム１２ｂがワーク側の限界位置に在る時の状態を表しており、被検出子１２ｇがワーク側の検出子１２ｆと対向して、該検出子１２ｆから不作動確認信号が制御装置８０に出力され、クランプ圧力室６ｂに流体圧が加わってないことが把握される。また、ラム１２ｂが復帰バネ１２ａの付勢力に抗して反ワーク側に移動し、被検出子１２ｇが反ワーク側の検出子１２ｆと対向すると、反ワーク側の検出子１２ｆから作動確認信号が出力され、制御装置８０は、クランプ圧力室６ｂに所定の設定圧が加わった状態で、軸線方向クランプ装置６が作動していることを把握する。制御装置８０は、軸線方向クランプ装置６の作動指令信号を出力したのに、反ワーク側の検出子１２ｆから作動確認信号が入力されない場合、油圧モータやエアコンプレッサ等の高圧流体源、レギュレター、電磁開閉弁等の故障等が考えられ、工作機械の制御装置に運転禁止信号を出力し、ワークＷの加工を禁止する。
【００４４】
本実施形態では回転クランプ装置７は、作動確認装置を有しないが、軸線方向クランプ装置６と同様に設けてもよい。その場合、制御装置８０は、回転クランプ装置７の作動指令の出力時に、作動確認装置のセンサーから作動確認信号が入力されない場合、および回転クランプ装置７の作動停止指令の出力時に、作動確認装置のセンサーから不作動確認信号が入力されない場合、運転禁止指令を出力する。
【００４５】
回転割出機５０を用いてワークＷを加工する加工手順を、以下に説明する。工作機械のベッドＢ上に、割出装置６０と支持装置７０とは互いに対向して配置されると共に、支持装置７０は、ベッドＢ上を移動して、ワークＷの長さに対応して割出装置６０から所定の距離に固定されると共に、支持装置７０は、支持軸２と割出装置６０の回転軸６２とが同軸上に位置するように、固定される。
【００４６】
作業者は、ワークＷの一端を、割出装置６０の回転軸６２のワーク取付治具６５に、固定して連結した後、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置からの力発生装置５の作動信号に基づき、前進用電磁開閉弁において供給弁を開くと共に排出弁を閉じ、後退用電磁開閉弁において供給弁を閉じると共に排出弁を開く。これにより、高圧流体が、前進圧力室５ｂ１に高圧流体源から所定の設定圧力で供給されると共に、後退圧力室５ｃ１から排出される。支持軸２が前進し、チャッキング装置の当接面３ａ３が、ワークＷの他端の端面に当接して該端面を、高圧流体の設定圧力に応じた力で押圧する。これにより、割出装置６０の回転軸６２と支持装置７０の支持軸２とは、ワークＷを介して、正確にはワークＷからの反力によって、軸線方向の遊びが解消される。作業者はチャッキング装置にハンドルレンチを装着して図示しない進退機構を操作し、複数の爪３ｂを半径方向に移動させて、ワークＷの外周面を把持させる。これにより、ワークＷの他端は、チャッキング装置を介して支持軸２に固定されて連結される。
【００４７】
作業者は、工作機械の操作パネル上の加工開始スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置を介して入力された加工開始信号に基づき、軸線方向クランプ装置６の作動を開始する。軸線方向クランプ装置６の電磁開閉弁の供給弁を開いて、高圧流体源からクランプ圧力室６ｂに高圧流体を供給する。これにより、本体部材６ａの薄肉リング部６ａ１は縮径して、支持軸２の外周面を均等に押圧することにより、中間軸４と支持軸２との半径方向の遊びが全周に亘って均等に解消され、中間軸４と支持軸２とは、同軸状態で一体化される。これにより、支持軸２は、軸線方向クランプ装置６の作動後も、フレーム１、正確には中間軸４が嵌合されるフレーム１の内周面との同軸が、中間軸４を介して維持される。
【００４８】
次に、工作機械の制御装置は、所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき駆動モータ６３と専用駆動モータＭとを互いに同期回転させながら、所定の回転割出角で停止させる。これにより、回転軸６２と、中間軸４と相対回転不能の支持軸２とは、互いに同期回転する。そのため、回転軸６２と支持軸２とに一端と他端がそれぞれ支持されるワークＷは、例えば、重量物で回転抵抗が大きくても、また、加工前から、または加工中に削られ、捩れ剛性が低くても、更に、重心が軸線から偏倚しており、重力による回転トルクが、回転角によって大きく変化しても、割出回転中、捩れて変形するのが抑えられ、両端共、所定のワーク割出角で停止し、捩れて変形することなく回転割出機５０に保持される。
【００４９】
制御装置８０は、モータ６３、Ｍの停止後、割出装置６０の図示しないクランプ装置を作動させ回転軸６２をクランプすると共に、回転クランプ装置７の電磁開閉弁の供給弁を開くと共に排出弁を閉じ、高圧流体源からクランプ圧力室７ｂに高圧流体を供給して、回転クランプ装置７を作動させ、フレーム１と中間軸４との相対回転を規制する。これにより、支持軸２は、中間軸４を介し、同軸状態でフレーム１と相対変位不能、即ち、相対回転不能、軸線方向の相対変位不能となり、他端がチャッキング装置を介して支持軸２に保持されているワークＷは、フレーム１と一体状態となってフレーム１に固定される、即ち、支持装置７０に相対変位不能に支持される。
【００５０】
ワークＷは、一端と他端が割出装置６０と支持装置７０とにそれぞれ相対変位不能に支持された状態で、工作機械の工具によって加工される。ワークＷには、軸線方向と直交する方向等の軸線方向と交差する方向の加工力、正確には軸線を含む面と直交する方向等の軸線を含む面と交差する方向の加工力が、軸線に向かって、および軸線から偏倚した位置で前記面と交差して加わるほか、軸線方向の加工力が加わる。ワークＷには、上記の軸線から偏倚した位置で前記面と交差する加工力によって、捩り応力が作用するが、一端と他端が割出装置６０と支持装置７０とにそれぞれ相対変位不能に支持されて回転不能に支持されているため、ワークＷは捩れて変形することなく加工可能となる。また、上記の軸線方向の加工力は、ワークＷの軸線方向変位として作用するが、一端と他端が割出装置６０と支持装置７０とにそれぞれ相対変位不能に支持されて軸線方向に変位不能に支持されているため、ワークＷは軸線方向に変位や振動することなく加工される。従って、ワークＷは、捩れて変形することなく、また軸線方向に変位や振動することなく加工され、高精度に加工される。
【００５１】
工作機械の制御装置は、ワークＷの所定のワーク割出角での加工が終了すると、次の所定のワーク割出角での加工のために、次の所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき、回転クランプ装置７の電磁開閉弁において、供給弁を閉じてクランプ圧力室７ｂへの高圧流体の供給を停止すると共に、排出弁を開いてクランプ圧力室７ｂの高圧流体の圧力を低下させ、割出装置６０のクランプ装置と共に、回転クランプ装置７を作動解除する。次に、制御装置８０は、駆動モータ６３と専用駆動モータＭとを互いに同期回転させながら、次の所定の割出角で停止させる。制御装置８０は、モータ６３、Ｍの停止後、割出装置６０のクランプ装置と回転クランプ装置７とを作動させ、前回の所定のワーク割出角の時と同様な状態で、ワークＷは加工される。
【００５２】
全ての所定のワーク割出角での加工が終了すると、制御装置８０は、工作機械の制御装置からの加工終了信号に基づき、割出装置６０のクランプ装置と回転クランプ装置７とを作動解除すると共に、軸線方向クランプ装置６の電磁開閉弁において、供給弁を閉じてクランプ圧力室６ｂへの高圧流体の供給を停止すると共に、排出弁を開いてクランプ圧力室６ｂの高圧流体の圧力を低下させ、軸線方向クランプ装置６を作動解除する。クランプ圧力室６ｂの圧力低下に伴って、被検出子１２ｇが軸線方向をワーク側に移動して、ワーク側の検出子１２ｆと対向して、該検出子１２ｆから軸線方向クランプ装置６の不作動確認信号が、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に入力される。工作機械の制御装置は、不作動確認信号に基づき、図示しない加工終了灯を点滅させる。
【００５３】
作業者は、加工終了灯の点滅から加工終了を確認し、ワークＷの取り外し作業を行う。作業者は、チャッキング装置にハンドルレンチを装着して進退機構を操作し、爪３ｂを後退させてワークＷの把持を解除する。次に、作業者は、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動解除スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置からの不作動信号に基づき、力発生装置５の前進用電磁開閉弁において供給弁を閉じると共に排出弁を開き、後退用電磁開閉弁において供給弁を開くと共に排出弁を閉じる。これにより、高圧流体が、後退圧力室５ｃ１に高圧流体源から供給されると共に、前進圧力室５ｂ１から排出されて、支持軸２が後退する。支持軸２の後退に伴って、チャッキング装置当接面３ａ３がワークＷの他端の端面から離間し、ワークＷは他端が取り外し可能となる。反ワーク側の検出子１３ａは、支持軸２の後退に伴って被検出子１３ｂを検知すると、後退完了信号を、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に出力し、高圧流体源からの高圧流体の供給が停止される。作業者は、割出装置６０のワーク取付治具６５からワークＷを取り外す。これにより、加工終了ワークＷが回転割出機５０から取り外される。
【００５４】
回転割出機５０は、このように軸線方向クランプ装置６が支持軸２をクランプした状態で、制御装置８０が、割出装置６０の駆動モータ６３と、支持装置７０の専用駆動モータＭとを互いに同期回転させるので、正確なワーク割出角を得ることができるほか、割出回転中においても、また、所定のワーク割出角での加工中においても、ワークＷは、捩れて変形するのが抑えられ、高精度に加工される。更に、本実施形態の場合、力発生装置５が作動して、ワークＷを介して支持軸２および割出装置６０の回転軸６２の軸線方向の遊びが解消されているので、ワークＷは、工具からの加工力による軸線方向変位、振動が抑えられ、より高精度に加工される。
【００５５】
本実施形態では、作業者が、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動スイッチを操作してから作動解除スイッチを操作するまで、力発生装置５は作動しており、ワークＷの加工中も作動が維持されている。しかし、力発生装置５は、軸線方向クランプ装置６の作動開始後に、自動で、または作業者が作動解除スイッチを操作することにより手動で、加工中、不作動状態としてもよい。但し、ワークＷに衝撃的な加工力が軸線方向に加わり、そのため、軸線方向クランプ装置６によってクランプ状態の支持軸２が後退する恐れがある場合、本実施形態のように、力発生装置５はワークＷの工具による加工中も作動が維持されるのが好ましい。即ち、軸線方向クランプ装置６のクランプ力に加えて力発生装置５の押圧力が、衝撃的な軸線方向の加工力に対抗するので、支持軸２の後退を避けることができ、加工精度が維持される。
【００５６】
本実施形態では、力発生装置５は流体圧シリンダ装置を用いて構成されている。しかし、例えば、相対回転可能、かつ、軸線方向に相対変位不能に支持軸２と連結される中間部材を設け、トルクモータでボールねじ装置等の運動変換装置を介して中間部材を軸線方向に移動させることにより、支持軸２を軸線方向に移動させると共に、一端が割出装置６０に保持されるワークＷを介して、支持軸２をトルクモータの設定回転トルクに応じた力で押圧、または牽引する等、流体圧シリンダ装置以外の装置を用いて構成してもよい。
【００５７】
本実施形態では、力発生装置５はチャッキング装置当接面３ａ３がワークＷの他端の端面を押圧しており、回転割出機５０は、ワークＷを軸線方向に圧縮状態で支持することにより、ワークＷを介して軸線方向の遊びを解消している。しかし、回転割出機５０は、ワークＷを軸線方向に牽引して伸長状態で支持することにより、ワークＷを介して、正確にはワークＷからの反力によって、軸線方向の遊びを解消してもよく、ワークＷは、軸線方向の圧縮によって真直度が損なわれるのを避けることができる。
【００５８】
その場合、チャッキング装置によるワークＷの他端の支持軸２への固定連結作業後、作業者が工作機械の操作パネル上の加工開始スイッチを操作することにより、工作機械の制御装置から制御装置８０に力発生装置５の牽引信号が出力される。制御装置８０は、牽引信号に基づき、前進用電磁開閉弁において供給弁を閉じると共に排出弁を開き、後退用電磁開閉弁において供給弁を開くと共に排出弁を閉じる。これにより、高圧流体が、後退圧力室５ｃ１に高圧流体源から所定の設定圧力で供給されると共に、前進圧力室５ｂ１から排出される。ワークＷは、力発生装置５によって高圧流体の所定の設定圧力に応じた所定の力で牽引され、回転割出機５０は、ワークＷを軸線方向に所定の力で牽引して伸長状態で支持する。その後、工作機械の制御装置は、制御装置８０に軸線方向クランプ装置６の作動開始信号を出力し、制御装置８０は、軸線方向クランプ装置６の作動を開始する。これにより、軸線方向に圧縮状態で支持された場合と同様、力発生装置５の作動中に軸線方向クランプ装置６が作動して、支持軸２が同軸状態で軸線方向に固定される。
【００５９】
回転割出機５０は、ワークＷを軸線方向に所定の牽引力で牽引して伸長状態で支持することにより、軸線方向に圧縮状態で支持された場合と同様、軸線方向の遊びを解消した状態で、ワークＷを加工する。この場合も同様に、軸線方向クランプ装置６の作動開始後は、力発生装置５を不作動としてもよいが、ワークＷに衝撃的な加工力が軸線方向に加わり、そのため、軸線方向クランプ装置６によってクランプ状態の支持軸２が前進する恐れがある場合、力発生装置５はワークＷの工具による加工中も作動が維持されるのが好ましい。
【００６０】
本実施形態では、ワークＷは、他端がチャッキング装置の当接面３ａ３に当接して加工される。しかし、ワークＷは、他端の端面が当接面３ａ３から離間した状態で把持されて、力発生装置５による軸線方向の力が加わった状態で加工されてもよい。但し、ワークＷに衝撃的な加工力が軸線方向に加わり、そのため、ワークＷがチャッキング装置と相対変位する恐れがある場合、本実施形態と同様、ワークＷは、他端が当接面３ａ３に当接して加工されるのが好ましい。
【００６１】
本実施形態では、連結部材３であるチャッキング装置は、爪３ｂがワークＷの外周面を把持する。しかし、パイプ等、内周面を有するワークＷの場合、連結部材として、爪３ｂが半径方向外側に向かって進出してワークＷの内周面を把持するチャッキング装置を用いてもよく、ワークＷの外周面に把持基準面がない場合や、外周面にチャッキング跡が生じるのを避けたい場合等に適用される。また、本実施形態では、連結部材としてチャッキング装置を用い爪３ｂを介してワークＷの周面を把持している。しかし、連結部材として、割出装置６０の回転軸６２に固定されるワーク取付治具６５のように、支持軸２にボルト等を介して着脱可能に固定されるワーク取付治具であってもよく、ワークＷの他端は、取付基準となる周面または端面が、ボルト、当て金等を介してワーク取付治具に固定されて連結される。
【００６２】
回転割出機５０は、ワークＷを回転停止させて所定のワーク割出角に維持したこのような割出加工のほか、ワークＷを旋回加工させながらの割出加工やワークＷの旋削加工を、このような割出加工中に、またはこのような割出加工なしに単独で行うことができる。
【００６３】
ワークＷを旋回加工させながらの割出加工の場合、工作機械の制御装置は、力発生装置５の作動開始後の軸線方向クランプ装置６の作動後に、工具の運動に応じて、制御装置８０を介して駆動モータ６３と専用駆動モータＭとを、互いに同期回転させながら、一方向または正逆２方向に、一定回転速度または遅速回転速度で回転させると共に、回転クランプ装置７および割出装置６０のクランプ装置を共に作動しない。これにより、回転軸６２と支持軸２とは、互いに同期回転し、回転軸６２と支持軸２とに一端と他端がそれぞれ支持されるワークＷは、捩れて変形することなく加工される。
【００６４】
また、ワークＷの旋削加工の場合、工作機械の制御装置は、力発生装置５の作動開始後の軸線方向クランプ装置６の作動後に、制御装置８０を介して駆動モータ６３と専用駆動モータＭとを互いに同期回転させと共に、回転クランプ装置７および割出装置６０のクランプ装置を共に作動しない。これにより、回転軸６２と支持軸２とは、互いに同期回転し、回転軸６２と支持軸２とに一端と他端がそれぞれ支持されるワークＷは、捩れて変形することなく旋削加工される。
【００６５】
本実施形態では、制御装置８０は、回転割出機５０の制御装置８０として設けられており、回転割出機５０を構成する割出装置６０と支持装置７０とを、互いに連動して制御する。詳細には、制御装置８０は、力発生装置５、軸線方向クランプ装置６、回転クランプ装置７を制御するほか、割出装置６０の駆動装置の制御装置として駆動モータ６３、および支持装置７０の駆動装置８の制御装置として専用駆動モータＭを制御する。また、制御装置８０は工作機械の制御装置に接続されており、工作機械の制御装置からの指令信号に基づき、工作機械と連動して回転割出機５０を制御すると共に、センサーからの検出信号に基づき、運転禁止信号等を工作機械の制御装置に出力する。しかし、回転割出機５０は、割出装置６０の制御装置と、支持装置７０の制御装置８０とが別々に設けられてもよい。その場合、支持装置７０の制御装置８０は、割出装置６０の制御装置からの直接の制御信号、および割出装置６０の制御装置を経て入力される工作機械の制御装置からの制御信号に基づき、支持装置７０の各装置を制御する。また、回転割出機５０の制御装置８０は、工作機械の制御装置に組み込まれてもよく、制御装置全体を省スペース化できる。また、制御装置８０は、専用駆動モータＭを回転制御しながら、支持装置７０の駆動装置８を制御するが、制御装置８０とは別に駆動装置８の専用制御装置を設けてもよく、その場合、専用制御装置は、制御装置８０からの制御信号に基づき専用駆動モータＭを回転制御する。
【００６６】
本実施形態では、回転割出機５０は工作機械のベッドＢ上に設置される。しかし、回転割出機５０は、工作機械のベッドＢ以外の例えば、パレット上に、１つまたは複数設置されてもよい。その場合、パレット待機位置が、１つまたは複数、例えば工作機械を挟んで複数設けられ、ワークＷは、前記待機位置で回転割出機５０に取り付けられる。１つまたは複数の回転割出機５０は、パレット搬送装置によって、工作機械の１つまたは複数の所定のワーク加工位置に搬送され、単独加工または同時加工される。加工終了後、パレット搬送装置によって、元の待機位置、または別の待機位置に回転割出機５０は搬送され、ワークＷの取り外しおよび取り付けが行われる。パレットは１つでもよいが、複数を用いることにより、工作機械は、パレット搬送のための待ち時間が加わるものの、ワーク着脱のための待ち時間が短縮またはなくなり、待ち時間を短縮することができ、加工効率が向上する。
【００６７】
次に、本実施形態の変形例のワークの支持装置７０Ａを、図４の全体図、図４の左側詳細図である図５、および図４の右側詳細図ある図６に示す。本変形例のワークの支持装置７０Ａは、支持装置７０と同様に、割出装置６０に対向して配置されて、割出装置６０と共に回転割出機５０を構成する。本変形例の支持装置７０Ａは、支持軸２が、割出装置６０の駆動モータ６３によって、ワークＷを介して従動回転する点、連結部材３としてのチャッキング装置が、所謂パワーチャックであり、爪３ｂが流体圧によって半径方向に進退する点、送り装置３０によって割出装置６０との対向位置が調整される点で、支持装置７０と相違する。本変形例の支持装置７０Ａは、支持装置７０の各部材と同等の機能の部材については、同じ符号が用いられる。
【００６８】
フレーム１は、工作機械のベッドＢに載置される第一のフレーム部材１０１と、該フレーム部材１０１の内周面に嵌合されて反ワーク側端面にボルトを介して固定される第二のフレーム部材１０２と、該フレーム部材１０２の内周面に嵌合されて反ワーク側端面にボルトを介して固定される第三のフレーム部材１０３と、該フレーム部材１０３の外周面に嵌合されて反ワーク側端面にボルトを介して固定される第四のフレーム部材１０４と、第一のフレーム部材１０１の内周面に嵌合されてワーク側端面にボルトを介して固定される第五のフレーム部材１０５とを備える。
【００６９】
中間軸４がフレーム１の内周面に嵌合されて設けられている。中間軸４は、フレーム部材１０３、１０５にそれぞれ嵌合される第一の中間軸部材１４１と、該中間軸部材１４１の内周面に嵌合されて反ワーク側端面にボルトを介して固定され第四のフレーム部材１０４に嵌合される第二の中間軸部材１４２とを備える。
【００７０】
支持軸２が中間軸４の内周面に嵌合されて設けられている。支持軸２は、反ワーク側に設けられる第一の支持軸部材１２１と、該持軸部材１２１の外周面に嵌合されてワーク側端面にボルトを介して固定される第二の支持軸部材１２２とを備え、軸心にパワーチャック装置のための貫通孔が設けられている。
【００７１】
転がり軸受９が、フレーム１と中間軸４との間に設けられている。転がり軸受９は、２つのテーパローラベアリングによって構成され、両ベアリングは、第一のフレーム部材１０１の内周面に設けられる位置決め段部によって軸線方向に互いに離間する。反ワーク側のテーパローラベアリングの外輪、およびワーク側のテーパローラベアリングの外輪は、前記位置決め段部によって、ワーク側または反ワーク側への軸線方向移動がそれぞれ規制されている。一方、ワーク側のテーパローラベアリングの内輪は、第一の中間軸部材１４１の軸線直交段部面によって、ワーク側への軸線方向移動が規制されている。また、反ワーク側のテーパローラベアリングの内輪は、第一の中間軸部材１４１に設けられている雄ネジに螺合される予圧ナットによって、反ワーク側への軸線方向移動が規制されている。更に、反ワーク側のテーパローラベアリングのローラは、外輪を介して内輪のワーク側への軸線方向移動を規制し、ワーク側のテーパローラベアリングのローラは、外輪を介して内輪の反ワーク側への軸線方向移動を規制する。従って、本変形例では、支持装置７０と同様、中間軸４とフレーム１とが、転がり軸受９を介して、相対回転可能に、かつ、軸線方向に相対変位不能に設けられている。２つのテーパローラベアリングは、前記予圧ナットによって適切な予圧が付与されており、中間軸４とフレーム１とにおいて、円滑な相対回転を実現しつつ、軸線方向の遊びを解消している。なお、前記予圧ナットは、離間して螺合される弛み止めナットが皿ビスを介して軸線方向に牽引しており、螺合ネジ面同士に生ずる摩擦力によって、予圧ナットが回って緩むのを防止している。
【００７２】
第一のフレーム部材１０１の基部には、送り装置３０の構成部材として、図示しないボールネジナットが取り付けられており、ボールネジナットのネジ溝に沿ってボールが埋め込まれている。また、送り装置３０の構成部材として、ボールネジ軸３１が、支持装置７０Ａの軸線方向、正確にはフレーム１の内周面の軸線方向と平行に延在し、工作機械のベッドＢに立設される図示しないサポータによって回転可能、かつ、軸線方向に変位不能に支持されている。フレーム１は、モータでまたは作業者がハンドルでボールネジ軸３１を回転させることにより、ベッドＢに設けられている図示しないあり溝形状の案内溝に沿ってベッドＢ上を軸線方向に移動し、支持装置７０Ａは、割出装置６０との対向位置が調整される。
【００７３】
軸線方向クランプ装置６は、フランジ部が第一の中間軸部材１４１のワーク側端面にボルトを介して固定される本体部材６ａと、本体部材６ａの胴部に形成される薄肉リング部６ａ１と、薄肉リング部６ａ１の外周面と第一の中間軸部材１４１の内周面との間に形成される環状のクランプ圧力室６ｂと、第一の中間軸部材１４１と第二の中間軸部材１４２とに設けられ、クランプ圧力室６ｂと第二の中間軸部材１４２の外周面とに両端がそれぞれ開口する流路６ｃとを含む。第二の中間軸部材１４２の外周面と第四のフレーム部材１０４とを含んで、ロータリージョイントが形成される。流路６ｃは、前記ロータリージョイントと、第二のフレーム部材１０２の外周面に設けられるコネクタ端子６ｆと、パイプとを介して、図示しない高圧流体源に連通される。
【００７４】
軸線方向クランプ装置６は、作動時、高圧流体源から高圧流体として高圧空気または高圧作動油が、パイプ、コネクタ端子６ｆ、ロータリージョイント、流路６ｃを経てクランプ圧力室６ｂに供給される。薄肉リング部６ａ１は中間軸４に設けられる押圧部材として作用し、クランプ圧力室６ｂの高圧流体の流体圧によって縮径して、支持軸２の外周面を押圧し、中間軸４と支持軸２との相対移動を規制することにより、中間軸４と支持軸２との軸線方向の相対移動を規制する。
【００７５】
本変形例の場合も、回り止め装置１１が設けられており、該装置１１は、中間軸４と支持軸２とにおいて、相対回転を規制すると共に軸線方向の相対移動を許容する。回り止め装置１１は、支持軸２の外周面を軸線方向に延在する係止溝１１ａと、係止部材としてのピン１１ｃとを備える。ピン１１ｃは、中間軸４を外周面から半径方向に貫通して係止溝１１ａに達する貫通孔１１ｂに嵌合されて、更に、係止溝１１ａに嵌合され、係止溝１１ａとの嵌合面が、互いに平行な２つの平坦面によって形成される。係止溝１１ａは、中間軸４と支持軸２との相対移動可能長さを超えて延在する。
【００７６】
回転クランプ装置７は、第三のフレーム部材１０３に形成される薄肉リング部７ａ１と、薄肉リング部７ａ１の外周面と第二のフレーム部材１０２の内周面との間に形成される環状のクランプ圧力室７ｂと、第二のフレーム部材１０２を外周面から半径方向に貫通して設けられクランプ圧力室７ｂに連通する流路７ｃとを含む。流路７ｃは、第二のフレーム部材１０２の外周面に設けられるコネクタ端子７ｄと、パイプとを介して、図示しない高圧流体源に連通される。
【００７７】
回転クランプ装置７は、作動時、高圧流体源から高圧流体として高圧空気または高圧作動油が、パイプ、コネクタ端子７ｄ、流路７ｃを経てクランプ圧力室７ｂに供給される。薄肉リング部７ａ１はフレーム１に設けられる押圧部材として作用し、クランプ圧力室７ｂの高圧流体の流体圧によって縮径して、中間軸４の外周面を押圧し、フレーム１と中間軸４との相対変位を規制することにより、中間軸４の回転を規制する、即ち、中間軸４の回転をクランプする。これにより、回り止め装置１１によって中間軸４との相対回転が規制されている支持軸２は、回転がクランプされる。
【００７８】
力発生装置５は、シリンダ部分としての中間軸４の第二の中間軸部材１４２と、ピストン部分としての支持軸２の第一の支持軸部材１２１とによって、複動タイプの流体圧シリンダ装置を備えており、反ワーク側に前進圧力室５ｂ１とワーク側に後退圧力室５ｃ１とが、ピストン壁を隔て形成される。図示しない高圧流体源から前進圧力室５ｂ１、後退圧力室５ｃ１に高圧流体を供給するため、ロータリージョイントが、第四のフレーム部材１０４の内周面と、第二の中間軸部材１４２の外周面とを含んで形成される。前進圧力室５ｂ１と後退圧力室５ｃ１は、前記ロータリージョイントと、第四のフレーム部材１０４および中間軸部材１４２に穿孔される前進流路５ｂ、後退流路５ｃとを介し、第四のフレーム部材１０４の外周面に設けられる各コネクタ端子５ｄ、５ｅにそれぞれ連通され、パイプ、図示しない電磁開閉弁、レギュレターを経て高圧流体源に接続される。
【００７９】
連結部材３としてのチャッキング装置は、第二の支持軸部材１２２の外周面に嵌合されてワーク側端面にボルトを介して固定されるベース３ｃと、ベース３ｃのワーク側端面にボルトを介して固定され軸心に向かう複数の放射状案内溝を有する爪案内部材３ｄ、前記放射状案内溝に嵌合される突起部を有する複数の爪保持部材３ｆと、各爪保持部材３ｆの半径方向内側にそれぞれ固定される複数の爪３ｂと、爪案内部材３ｄのワーク側端面に固定されワーク側端面に当接面３ａ３が形成される当接面部材３ｅと、爪保持部材３ｆを介して複数の爪３ｂを半径方向に移動させる爪進退装置１４と、ワークＷの当接面３ａ３の当接を確認する着座確認装置１５とを含む。
【００８０】
爪進退装置１４は、支持軸２の軸心の貫通孔に嵌合されるドローバー１４ａと、ドローバー１４ａのワーク側端部の外周面に設けられる雄ネジに螺合すると共に、ベース３ｃの内周面に嵌合されるピースホルダ１４ｂと、ピースホルダ１４ｂに固定される複数の傾斜片１４ｃと、ベース３ｃに円周を等分して形成されて軸線方向に延在する複数の放射状溝にそれぞれ収容され、ベース３ｃに設けられるピン１４ｆによって軸支される複数の係合片１４ｇと、ケーシング１４ｄ１が第一の支持軸部材１２１の反ワーク側端部にシリンダホルダ１４ｅを介してボルトで固定され、ピストンロッド１４ｄ２がドローバー１４ａの反ワーク側端部の外周面に設けられる雄ネジに螺合する回転流体圧シリンダ装置１４ｄと、ピストンロッド１４ｄ２の反ワーク側端部の外周面に嵌合され、図示しない回転規制部材を介してフレーム１と相対回転不能、軸線方向に相対移動可能に設けられているロータリージョイント装置１４ｈとを含む。ロータリージョイント装置１４ｈのケーシング１４ｈ１には、各パイプ、各電磁開閉弁、レギュレターを経て、エア供給源１５ｇにそれぞれ接続される把持作動コネクタ端子１４ｉと、把持解除コネクタ端子１４ｊとが、設けられている。
【００８１】
また、着座確認装置１５は、ベース３ｃのワーク側端面にボルトを介して固定されるピースホルダ１５ｂと、ピースホルダ１５ｂの挿通孔に嵌合されるスライドピース１５ａと、スライドピース１５ａを付勢して当接面部材３ｅの当接面３ａ３から突出させるバネ１５ｃと、前記ロータリージョイント装置１４ｈとを含む。高圧空気の流路１５ｄが、ピストンロッド１４ｄ２、支持軸２、ピースホルダ１５ｂ、スライドピース１５ａに形成されており、ピストンロッド１４ｄ２のロータリージョイント装置１４ｈとの嵌合面と、スライドピース１５ａのワーク側端面とにそれぞれ開口することにより、エア噴出口が、スライドピース１５ａのワーク側端面に形成される。エア供給源１５ｇからの高圧空気が、レギュレターと、電磁開閉弁と、および圧力センサ１５ｅが分岐接続されるパイプとを経て、ロータリージョイント装置１４ｈのケーシング１４ｈ１に設けられているコネクタ端子１５ｆに供給され、ロータリージョイント装置１４ｈ、流路１５ｄを経て、スライドピース１５ａのエア噴出口から噴出する。
【００８２】
本変形例の支持装置７０Ａでも、支持装置７０と同様、支持軸２の軸線方向位置検出装置１３が、支持装置７０Ａの反ワーク側に設けられ、力発生装置５によって進退する支持軸２の限界を超える前進、後退限を検出する。本変形例の軸線方向位置検出装置１３は、一対の検出子１３ａと、リング状の被検出子１３ｂとを含む。一対の検出子１３ａは、フレーム１に固定されるセンサホルダ１３ｃの軸線方向長孔に固定されており、軸線方向位置を調整可能に設けられる。被検出子１３ｂは、シリンダホルダ１４ｅの外周面に固定されおり、シリンダホルダ１４ｅを介して支持軸２に固定される。ワーク側の検出子１３ａは、ワークＷの連結異常、支持装置７０Ａの設置異常等の検出に用いられ、支持軸２が所定長さ以上に前進した場合に、被検出子１３ｂを検知し、異常検出信号を、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に出力する。工作機械の制御装置は、異常検出信号に基づき、運転禁止信号を出力する。反ワーク側の検出子１３ａは、支持軸２の後退限を検出し、被検出子１３ｂを検知すると、後退完了信号を、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に出力し、工作機械の制御装置は、後退完了信号に基づき、高圧流体源からの高圧流体の供給を停止させる。なお、図は説明用のため、一対の検出子１３ａは、軸線方向位置が正確に記載されていない。
【００８３】
回転割出機５０を用いてワークＷを加工する加工手順を、以下に説明する。作業者は、ハンドルでボールネジ軸３１を回転させ、支持装置７０ＡをベッドＢの案内溝に沿って移動させ、割出装置６０との対向位置を、ワークＷの長さに応じて調整する。
【００８４】
作業者は、ワークＷの一端を、割出装置６０の回転軸６２のワーク取付治具６５に、固定して連結した後、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置からの力発生装置５の作動信号に基づき、前進用電磁開閉弁において供給弁を開くと共に排出弁を閉じ、後退用電磁開閉弁において供給弁を閉じると共に排出弁を開く。これにより、高圧流体が、前進圧力室５ｂ１に高圧流体源から所定の設定圧力で供給されると共に、後退圧力室５ｃ１から排出される。制御装置８０は、同時に、着座確認装置１５の電磁開閉弁を開き、スライドピース１５ａのエア噴出口からエアを噴出させる。支持軸２が前進し、チャッキング装置の当接面３ａ３が、ワークＷの他端の端面に当接して該端面を、高圧流体の設定圧力に応じた力で押圧する。これにより、エア噴出口からのエア噴出が妨げられ、パイプ内のエア圧が上昇する。エア圧は圧力センサ１５ｅによって計測される。制御装置８０は、入力された圧力センサ１５ｅの計測値が、閾値を超えると、工作機械の図示しない着座完了灯を点滅させる。割出装置６０の回転軸６２と支持装置７０Ａの支持軸２とは、ワークＷを介して、正確にはワークＷからの反力によって、軸線方向の遊びが解消される。また、フレーム１に設けられているボールネジナットとボールネジ軸３１との軸線方向の遊びも、フレーム１を介して加わるワークＷからの反力によって解消される。
【００８５】
作業者は、工作機械の操作パネル上の爪進退装置１４の作動スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置からの爪進退装置１４の作動信号に基づき、把持作動用の電磁開閉弁を開くと共に、把持解除用の電磁開閉弁を閉じる。エア供給源１５ｇからレギュレター、電磁開閉弁、パイプ、把持作動コネクタ端子１４ｉを経て、高圧空気がロータリージョイント装置１４ｈに供給される。高圧空気は、ロータリージョイント装置１４ｈを介してピストンロッド１４ｄ２に穿孔される図示しない流路に入り、回転流体圧シリンダ装置１４ｄの図示しないドローバー後退用圧力室に供給される。ピストンロッド１４ｄ２に連結されているドローバー１４ａは、支持軸２の貫通孔を反ワーク方向に移動し、ピースホルダ１４ｂに固定されている複数の傾斜片１４ｃは、反ワーク方向に移動する。係合片１４ｇは傾斜片１４ｃの反ワーク方向移動に伴って回動し、係合凹部を有する爪保持部材３ｆを半径方向内側に移動させる。複数の爪保持部材３ｆは、爪案内部材３ｄの複数の放射状案内溝にそれぞれ案内されており、複数の爪３ｂは、ワークＷの外周面をエア設定圧に応じた押圧力で把持する。これにより、ワークＷの他端は支持軸２に固定されて連結される。
【００８６】
なお、爪進退装置１４には、ドローバー移動量検出装置１４ｋが設けられており、ドローバー１４ａの後退限界を超える後退、および前進完了を検出する。ドローバー移動量検出装置１４ｋは、ロータリージョイント装置１４ｈのケーシング１４ｈ１に、センサホルダ１４ｋ１を介して軸線方向位置を調整可能に取り付けられる一対の近接センサ１４ｋ２、１４ｋ３と、ロータリージョイント装置１４ｈのケーシング１４ｈ１に固定される中空円筒１４ｋ４とを備える。中空円筒１４ｋ４は、ピストンロッド１４ｄ２と同軸に固定され、反ワーク側端部の外周面に、半径方向外側に突出する環状の被検出子が形成される。ワーク側の近接センサ１４ｋ２は、ドローバー１４ａの後退限界を超える後退を検出すると、制御装置８０に把持不良信号を出力する。即ち、複数の爪３ｂが、半径方向内側の移動限界位置に在ること、そのため、ワークＷが所定の押圧力で把持されていない恐れがあり、爪３ｂ等の調整または交換が必要なことが検出され、制御装置８０は工作機械の制御装置に運転禁止信号を出力する。反ワーク側の近接センサ１４ｋ３は、後述の加工終了後のワークＷの把持解除時、ドローバー１４ａの前進完了を検出し、制御装置８０に爪後退完了信号を出力し、制御装置８０は、回転流体圧シリンダ装置１４ｄの図示しないドローバー前進用圧力室への高圧空気の供給を停止する。
【００８７】
作業者は、工作機械の操作パネル上の加工開始スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置を介して入力された加工開始信号に基づき、軸線方向クランプ装置６の作動を開始する。軸線方向クランプ装置６の電磁開閉弁の供給弁を開いて、高圧流体源からクランプ圧力室６ｂに高圧流体を供給する。
【００８８】
次に、工作機械の制御装置は、所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき駆動モータ６３を所定の回転割出角で停止させる。
【００８９】
制御装置８０は、駆動モータ６３の停止後、割出装置６０の図示しないクランプ装置を作動させ回転軸６２をクランプすると共に、回転クランプ装置７の電磁開閉弁の供給弁を開くと共に排出弁を閉じ、高圧流体源からクランプ圧力室７ｂに高圧流体を供給して、回転クランプ装置７を作動させ、フレーム１と中間軸４との相対回転を規制する。これにより、ワークＷは、フレーム１と一体状態となってフレーム１に固定される、即ち、支持装置７０Ａに相対変位不能に支持される。
【００９０】
ワークＷは、一端と他端が割出装置６０と支持装置７０Ａとにそれぞれ相対変位不能に支持された状態で、工作機械の工具によって加工される。
【００９１】
工作機械の制御装置は、ワークＷの所定のワーク割出角での加工が終了すると、次の所定のワーク割出角での加工のために、次の所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき、割出装置６０のクランプ装置と回転クランプ装置７とを作動解除する。次に、制御装置８０は、駆動モータ６３を回転させ次の所定の割出角で停止させる。制御装置８０は、駆動モータ６３の停止後、割出装置６０のクランプ装置と回転クランプ装置７とを作動させ、前回の所定のワーク割出角の時と同様な状態で、ワークＷは加工される。
【００９２】
全ての所定のワーク割出角での加工が終了すると、制御装置８０は、工作機械の制御装置からの加工終了信号に基づき、割出装置６０のクランプ装置と回転クランプ装置７とを作動解除すると共に、軸線方向クランプ装置６を作動解除する。
【００９３】
作業者は、工作機械の操作パネル上の爪進退装置１４の作動解除スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置からの爪進退装置１４の作動解除信号に基づき、把持作動用の電磁開閉弁を閉じると共に、把持解除用の電磁開閉弁を開く。把持解除コネクタ端子１４ｊから、高圧空気がロータリージョイント装置１４ｈに供給される。高圧空気は、ロータリージョイント装置１４ｈを介してピストンロッド１４ｄ２に穿孔される図示しない流路に入り、回転流体圧シリンダ装置１４ｄの図示しないドローバー前進用圧力室に供給される。ピストンロッド１４ｄ２に連結されているドローバー１４ａは、ワーク方向に移動し、ピースホルダ１４ｂに固定されている複数の傾斜片１４ｃは、ワーク方向に移動する。係合片１４ｇは傾斜片１４ｃのワーク方向移動に伴って回動し、爪保持部材３ｆを半径方向外側に移動させ、複数の爪３ｂは、ワークＷの外周面から半径方向外側に後退して、ワークＷの把持が解除される。
【００９４】
作業者は、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動解除スイッチを操作する。高圧流体が、後退圧力室５ｃ１に高圧流体源から供給されると共に、前進圧力室５ｂ１から排出されて、支持軸２が後退する。支持軸２の後退に伴って、当接面部材３ｅの当接面３ａ３がワークＷの他端の端面から離間し、ワークＷは他端が取り外し可能となる。反ワーク側の検出子１３ａは、支持軸２の後退に伴って被検出子１３ｂを検知すると、後退完了信号を、制御装置８０を経て工作機械の制御装置に出力し、高圧流体源からの高圧流体の供給が停止される。作業者は、割出装置６０のワーク取付治具６５からワークＷを取り外し、加工終了のワークＷが回転割出機５０から取り外される。
【００９５】
次に、別の変形例のワークの支持装置７０Ｂを、図７に模式的に示す。本変形例のワークの支持装置７０Ｂは、支持装置７０、７０Ａと同様、割出装置６０に対向して配置されて、割出装置６０と共に回転割出機５０を構成する。支持装置７０、７０Ａと比較し、支持装置７０、７０Ａでは、転がり軸受９を介して、中間軸４とフレーム１とが、相対回転可能にかつ軸線方向の相対変位不能に設けられているのに対し、本変形例は転がり軸受９を介して、支持軸２と中間軸４とが、相対回転可能にかつ軸線方向の相対変位不能に設けられている点で、支持装置７０、７０Ａと異なる。
【００９６】
支持装置７０Ｂは、支持装置７０Ａと同様な送り装置３０によって、ワークＷの長さに応じて割出装置６０との対向位置が調整される。
【００９７】
力発生装置５として、フレーム１をシリンダ、中間軸４をピストンとする流体圧シリンダ装置が形成されており、反ワーク側に位置する前進圧力室５ｂ１、ワーク側に位置する後退圧力室５ｃ１に、図示しない高圧流体源からの高圧流体が、フレーム１に形成される前進流路５ｂ、後退流路５ｃを介して、それぞれ供給可能に設けられる。このように、本変形例では、力発生装置５は流体圧シリンダ装置を用いて構成されている。しかし、トルクモータでボールねじ装置等の運動変換装置を用いて中間軸４を軸線方向に移動させ、支持軸２をトルクモータの設定回転トルクに応じた力で押圧、または牽引する等、流体圧シリンダ装置以外の装置を用いて構成してもよい。
【００９８】
軸線方向クランプ装置６が、フレーム１に設けられて模式的に描かれている。軸線方向クランプ装置６は、フレーム１に形成される環状のクランプ圧力室６ｂに、図示しない高圧流体源からの高圧流体が、フレーム１に形成される流路６ｃを介して供給されることにより、薄肉リング部６ａ１が縮径して中間軸４の外周面を把持し、フレーム１と中間軸４との相対移動を規制することにより、軸線方向クランプ装置６は、フレーム１と中間軸４との軸線方向の相対移動を規制する。
【００９９】
フレーム１と中間軸４との回り止め装置１１が、設けられており、係止部材１１ｃとしてツバ付ピンが、フレーム１に設けられる貫通孔１１ｂに挿通されて、中間軸４の外周面に設けられてフレーム１と中間軸４との相対移動限界以上に軸線方向に延在する係止溝１１ａに、先端が嵌合する。本変形例の回り止め装置１１は、支持装置７０と同様、係止部材１１ｃを取り外すことが可能であり、場合によっては、作動を解除することができる。
【０１００】
中間軸４の内周面と支持軸２の外周面との間には、転がり軸受９として、２つのベアリングが軸線方向に離間して配設されている。反ワーク側のベアリングの外輪は、中間軸４の軸線直交段部面によって反ワーク側への移動方向変位が規制され、ワーク側のベアリングの外輪は、中間軸４の内周面に固定されるストップリング１ｇによって、ワーク側への軸線方向変位が規制されている。また、２つのベアリングの内輪は、支持軸２の軸線直交段部面と、支持軸２の外周面に固定されるストップリング１ｇと、ディスタンスカラー１ｆとによって、ワーク側、反ワーク側共、移動方向変位が規制されている。ベアリングの外輪と内輪は、転動体を介して、軸線方向変位が規制されている。従って、支持軸２と中間軸４とは、転がり軸受９を介して、相対回転可能にかつ軸線方向の相対変位不能に設けられている。なお、本変形例は、模式的に記載されているため、転がり軸受９としてラジアルベアリングを用いているが、実際の装置では、クロスローラベアリング、テーパローラベアリング等、ラジアル荷重のほか、スラスト荷重を受ける転がり軸受９が用いられる。また、転がり軸受９の外輪、内輪の軸線方向の変位を規制するのに、ストップリング１ｇを用いているが、スラスト荷重を受けることができないため、実際の装置では、支持装置７０、７０Ａのように、軸線直交段部面、予圧ナット等が用いられる。
【０１０１】
回転クランプ装置７が、中間軸４に設けられて模式的に描かれている。回転クランプ装置７は、中間軸４に形成される環状のクランプ圧力室７ｂに、図示しない高圧流体源からの高圧流体が、中間軸４に形成される流路７ｃを介して供給されることにより、薄肉リング部７ａ１が縮径して支持軸２の外周面を把持し、中間軸４と支持軸２との相対移動を規制することにより、中間軸４と支持軸２との相対回転を規制する。従って、係止部材１１ｃが取り外されて回り止め装置１１が不作動状態であっても、軸線方向クランプ装置６の作動によって、フレーム１と軸線方向の相対移動のほか、相対回転が規制されている中間軸４を介して、支持軸２は、フレーム１と相対回転不能、即ち回転不能にクランプされる。
【０１０２】
支持軸２のワーク側端部には、連結部材３としてチャッキング装置が固定されており、連結部材３は、ベース３ａ、複数の爪３ｂ、当接面３ａ３を含む。
【０１０３】
支持軸２の駆動装置８が設けられて模式的に描かれている。駆動装置８は、ブラケット８ｄを介して中間軸４に取り付けられる専用駆動モータＭ、歯車機構８ｆを含み、歯車機構８ｆは、支持軸２に固定される歯車８ｆ１と、専用駆動モータＭの回転軸に固定される歯車８ｆ２とを含む。
【０１０４】
回転割出機５０を用いてワークＷを加工する加工手順を、以下に説明する。作業者は、ハンドルでボールネジ軸３１を回転させ、支持装置７０ＢをベッドＢの案内溝に沿って移動させ、割出装置６０との対向位置を、ワークＷの長さに応じて調整する。作業者は、ワークＷの一端を、割出装置６０の回転軸６２のワーク取付治具６５に、固定して連結した後、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置からの力発生装置５の作動信号に基づき、高圧流体を前進圧力室５ｂ１に供給する。中間軸４と共に支持軸２が前進し、当接面３ａ３が、ワークＷの他端の端面を高圧流体の設定圧に応じた力で押圧する。これにより、割出装置６０の回転軸６２と支持装置７０Ｂの支持軸２とは、ワークＷを介して、軸線方向の遊びが解消される。また、フレーム１に設けられているボールネジナットとボールネジ軸３１との軸線方向の遊びも、フレーム１を介して加わるワークＷからの反力によって解消される。作業者は、連結部材３の爪進退機構を操作して、複数の爪３ｂでワークＷの外周面を把持する。次に、作業者は、工作機械の操作パネル上の加工開始スイッチを操作する。制御装置８０は、工作機械の制御装置を介して入力された加工開始信号に基づき、軸線方向クランプ装置６の作動を開始する。次に、工作機械の制御装置は、所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき駆動モータ６３と専用駆動モータＭとを互いに同期回転させながら、所定の回転割出角で停止させる。制御装置８０は、モータ６３、Ｍの停止後、割出装置６０のクランプ装置と回転クランプ装置７とを作動させる。ワークＷは、割出装置６０と支持装置７０とにそれぞれ相対変位不能に支持された状態で、工作機械の工具によって加工される。全ての所定のワーク割出角での加工が終了すると、制御装置８０は、工作機械の制御装置からの加工終了信号に基づき、割出装置６０のクランプ装置、回転クランプ装置７および軸線方向クランプ装置６を解除する。作業者は、連結部材３の爪進退機構を操作して、複数の爪３ｂを後退させ、ワークＷのチャッキングを解除する。工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動解除スイッチを操作し、高圧流体が、後退圧力室５ｃ１に供給され、中間軸４と共に支持軸２が後退し、当接面３ａ３がワークＷの他端の端面から離間する。作業者は、割出装置６０のワーク取付治具６５からワークＷを取り外す。
【０１０５】
回転割出機５０は、このように軸線方向クランプ装置６が中間軸４をクランプした状態で、制御装置８０が、割出装置６０の駆動モータ６３と、支持装置７０の専用駆動モータＭとを互いに同期回転させるので、正確なワーク割出角を得ることができるほか、割出回転中においても、また、所定のワーク割出角での加工中においても、ワークＷは、捩れて変形するのが抑えられ、高精度に加工される。更に、本変形例の場合、力発生装置５が作動して、ワークＷを介して支持軸２および割出装置６０の回転軸６２の軸線方向の遊びが解消されているので、ワークＷは、工具からの加工力による軸線方向変位、振動が抑えられ、より高精度に加工される。
【０１０６】
次に、実施形態の更なる別の変形例のワークの支持装置７０Ｃを、図８の全体図、図８の左側詳細図である図９、および図８の右側詳細図である図１０に示す。更なる変形例の支持装置７０Ｃは、支持装置７０、７０Ａ、７０Ｂと同様、割出装置６０に対向して配置されて、割出装置６０と共に回転割出機５０を構成する。支持装置７０Ａと同様、連結部材３としてのチャッキング装置は、所謂パワーチャッキング装置として爪進退装置１４を備えるほか、同様に、ワークＷの当接面３ａ３の当接を確認する着座確認装置１５を備える。しかし、本変形例の支持装置７０Ｃは、中間軸４を備えておらず、支持軸２が、フレーム１の内周面を直接、または焼結含有メタル等の滑り軸受２２を介して、摺接する点で、支持装置７０Ａと異なる。本変形例では、後述のように、フレーム１の内周面に滑り軸受２２として焼結含有メタルが圧入されており、支持軸２は、滑り軸受２２を介してフレーム１の内周面を摺接する。
【０１０７】
フレーム１は、工作機械のベッドＢに載置される第一のフレーム部材２０１と、該フレーム部材２０１の内周面に嵌合されて反ワーク側端面にボルトを介して固定される第二のフレーム部材２０２と、第一のフレーム部材２０１の内周面に嵌合されてワーク側端面にボルトを介して固定される第三のフレーム部材２０３と、第二のフレーム部材２０２の内周面に圧入される第四のフレーム部材２０４と、第二のフレーム部材２０２の反ワーク側端面にボルトを介して固定され、第二のフレーム部材２０２と第四のフレーム部材２０４との軸線方向の相対位置決め部材として設けられる第五のフレーム部材２０５とを備える。第四のフレーム部材２０４は、第二のフレーム部材２０２との嵌合面から第三のフレーム部材２０３のワーク側端まで軸線方向に延在しており、フレーム１は、第四のフレーム部材２０４の半径方向外側を軸線方向に延在してワーク側が開口する支持軸２の収容空間２０６が、環状に形成される。第一のフレーム部材２０１および第三のフレーム部材２０３の内周面には、焼結含有メタルが滑り軸受２２としてそれぞれに圧入されている。
【０１０８】
支持軸２は、滑り軸受け２２の内周面に嵌合されて前記収容空間２０６に挿通される第一の支持軸部材２２１と、第四のフレーム部材２０４の軸線貫通孔に挿通され、ワーク側端外周面が第一のフレーム部材２０１に嵌合されると共に、ワーク側端に形成される軸線直交段部面がボルトを介して第一のフレーム部材２０１に固定される第二の支持軸部材２２２と、互いに接して第一のフレーム部材２０１の内周面にそれぞれ嵌合され、反ワーク側に配設される第３の支持軸部材２２３と、ワーク側に配設される第４の支持軸部材２２４と、胴部が第３の支持軸部材２２３の内周面に嵌合され、フランジ部が第一の支持軸部材２２１の反ワーク側端面にボルトを介して固定されることにより、第一の支持軸部材２２１とで第３の支持軸部材２２３、第４の支持軸部材２２４を狭持する第五の支持軸部材２２５とを備える。
【０１０９】
本変形例の軸線方向クランプ装置６は、フランジ部が第一のフレーム部材２０１の軸線直交段部面にボルトを介して固定される本体部材６ａと、本体部材６ａの胴部に形成される薄肉リング部６ａ１と、薄肉リング部６ａ１の外周面と第一のフレーム部材２０１の内周面との間に形成される環状のクランプ圧力室６ｂと、第一のフレーム部材２０１に設けられて第一のフレーム部材２０１の反ワーク側端面とクランプ圧力室６ｂとにそれぞれ開口する流路６ｃとを含む。流路６ｃは、第一のフレーム部材２０１の反ワーク側端面に設けられるコネクタ端子６ｆと、パイプとを介して、図示しない高圧流体源に連通される。
【０１１０】
軸線方向クランプ装置６は、作動時、高圧流体源から高圧流体が、パイプ、コネクタ端子６ｆ、流路６ｃを経てクランプ圧力室６ｂに供給される。薄肉リング部６ａ１はフレーム１に設けられる押圧部材として作用し、クランプ圧力室６ｂの高圧流体の流体圧によって縮径して、支持軸２の外周面を押圧し、フレーム１と支持軸２との軸線方向の相対移動を規制するほか、フレーム１と支持軸２との相対回転を規制する。
【０１１１】
本変形例の力発生装置５は、シリンダ部分としての第３の支持軸部材２２３と、ピストン部分としての第四のフレーム部材２０４とを含む複動タイプの流体圧シリンダ装置を備え、該流体圧シリンダ装置は、ピストン部分がフレーム１で固定部材であるため、固定ピストン部分に対しシリンダ部分が摺動するタイプに構成される。第３の支持軸部材２２３の反ワーク側に固定される第五の支持軸部材２２５と、第３の支持軸部材２２３の反ワーク側に固定される第四の支持軸部材２２４とが、第四のフレーム部材２０４の外周面に摺接可能に嵌合されており、第四のフレーム部材２０４と第五の支持軸部材２２５とを、互いに対向するシリンダヘッドとして、ワーク側に前進圧力室５ｂ１、反ワーク側に後退圧力室５ｃ１が、第四のフレーム部材２０４に形成されるピストン壁を隔てて、それぞれ設けられる。前進圧力室５ｂ１と後退圧力室５ｃ１とは、第四のフレーム部材２０４と第二のフレーム部材２０２とに穿孔される前進流路５ｂ、後退流路５ｃとを介し、第二のフレーム部材２０２外周面に設けられる各コネクタ端子５ｄ、５ｅにそれぞれ連通され、パイプ、図示しない電磁開閉弁、レギュレターを経て高圧流体源に接続される。なお、第二のフレーム部材２０２、第四のフレーム部材２０４の互いの嵌合面には、前進流路５ｂおよび後退流路５ｃに対応してそれぞれ２つの円周溝が形成されており、圧入位相に関係なく、前進流路５ｂおよび後退流路５ｃは、第二のフレーム部材２０２側と第四のフレーム部材２０４側とが接続される。
【０１１２】
本変形例の連結部材３としてのチャッキング装置は、支持軸２のワーク側端部に、支持装置７０Ａと同様な構成で設けられており、爪進退装置１４、着座確認装置１５を支持装置７０Ａと同様に備える。本変形例の爪進退装置１４は、支持装置７０Ａと同様、ドローバー移動量検出装置１４ｋを有する。また、本変形例でも、支持装置７０、７０Ａと同様、支持軸２の軸線方向位置検出装置１３が、支持装置７０Ｃの反ワーク側に設けられている。
【０１１３】
回転割出機５０を用いてワークＷを加工する加工手順を、以下に説明する。作業者は、ワークＷの一端を、割出装置６０の回転軸６２のワーク取付治具６５に、固定して連結した後、工作機械の操作パネル上の作動スイッチを操作し、力発生装置５を作動させる。割出装置６０の回転軸６２と支持装置７０の支持軸２とは、ワークＷを介して、軸線方向の遊びが解消される。また、フレーム１に設けられているボールネジナットとボールネジ軸３１との軸線方向の遊びも、フレーム１を介して加わるワークＷからの反力によって解消される。
【０１１４】
作業者は、工作機械の操作パネル上の爪進退装置１４の作動スイッチを操作する。ワークＷの他端はチャッキング装置で把持されて支持軸２に連結される。
【０１１５】
作業者は、工作機械の操作パネル上の加工開始スイッチを操作する。工作機械の制御装置は、加工開始スイッチからの加工開始信号に基づき、所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき駆動モータ６３を所定の回転割出角で停止させる。
【０１１６】
制御装置８０は、駆動モータ６３の停止後、割出装置６０の図示しないクランプ装置を作動させ回転軸６２をクランプすると共に、軸線方向クランプ装置６を作動させる。ワークＷは、連結部材３、支持軸２を介してフレーム１と一体状態となってフレーム１に固定される。
【０１１７】
ワークＷは、一端と他端が割出装置６０と支持装置７０とにそれぞれ相対変位不能に支持された状態で、工作機械の工具によって加工される。工作機械の制御装置は、ワークＷの所定のワーク割出角での加工が終了すると、次の所定のワーク割出角での加工のために、次の所定の割出角信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、割出角信号に基づき、割出装置６０のクランプ装置と軸線方向クランプ装置６とを作動解除する。次に、制御装置８０は、駆動モータ６３を回転させ、次の所定の割出角で停止させる。制御装置８０は、駆動モータ６３の停止後、割出装置６０のクランプ装置と軸線方向クランプ装置６とを作動させ、前回の所定のワーク割出角の時と同様な状態で、ワークＷは加工される。
【０１１８】
全ての所定のワーク割出角での加工が終了すると、制御装置８０は、工作機械の制御装置からの加工終了信号に基づき、割出装置６０のクランプ装置と軸線方向クランプ装置６とを作動解除する。作業者は、工作機械の操作パネル上の爪進退装置１４の作動解除スイッチを操作して、ワークＷの把持を解除する。次に、作業者は、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動解除スイッチを操作して、支持軸２を後退させる。後退完了後、高圧流体源からの高圧流体の供給が停止される。作業者は、割出装置６０のワーク取付治具６５からワークＷを取り外し、加工終了のワークＷが回転割出機５０から取り外される。
【０１１９】
本変形例では、作業者が、工作機械の操作パネル上の力発生装置５の作動スイッチを操作してから作動解除スイッチを操作するまで、力発生装置５は作動しており、ワークＷの加工中も作動が維持されている。しかし、力発生装置５は、軸線方向クランプ装置６の作動開始後に、自動で、または作業者が作動解除スイッチを操作することにより手動で、所定のワーク割出角で停止加工中は、不作動状態としてもよい。但し、ワークＷに衝撃的な加工力が軸線方向に加わり、そのため、軸線方向クランプ装置６によってクランプ状態の支持軸２が後退する恐れがある場合、本変形例のように、力発生装置５はワークＷの加工中も作動が維持されるのが好ましい。
【０１２０】
回転割出機５０は、ワークＷを回転停止させて所定のワーク割出角に維持したこのような割出加工のほか、ワークＷを旋回加工させながらの割出加工やワークＷの旋削加工を、このような割出加工中に、またはこのような割出加工なしに単独で行うことができる。ワークＷを旋回加工させながらの割出加工やワークＷの旋削加工の場合、力発生装置５を作動させると共に、軸線方向クランプ装置６を作動させず、不作動状態とする。また、支持装置７０、７０Ａ、７０Ｂを用いた回転割出機５０と同様、力発生装置５でワークＷを押圧しながら加工するほか、力発生装置５でワークＷを牽引しながら加工してもよい。
【０１２１】
本発明は上記の実施形態および変形例のいずれにも限定されるものでなく、本発明の請求範囲を逸脱しない限りにおいて種々に変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】ワークの支持装置の実施形態の全体を示す。
【図２】図１のワークの支持装置の左半分を示す。
【図３】図１のワークの支持装置の右半分を示す。
【図４】ワークの支持装置の実施形態の変形例の全体を示す。
【図５】図４のワークの支持装置の左半分を示す。
【図６】図４のワークの支持装置の右半分を示す。
【図７】ワークの支持装置の実施形態の別の変形例を模式的に示す。
【図８】ワークの支持装置の実施形態の更なる別の変形例の全体を示す。
【図９】図８のワークの支持装置の左半分を示す。
【図１０】図９のワークの支持装置の右半分を示す。
【図１１】回転割出機の割出装置を示す。
【符号の説明】
【０１２３】
５０回転割出機、Ｂベッド、６０割出装置（回転駆動装置）、６１ボディ、６２回転軸、
６３駆動モータ、６４回転テーブル、６５ワーク取付治具、Ｗワーク、
７０支持装置、７０Ａ支持装置、７０Ｂ支持装置、７０Ｃ支持装置、８０制御装置、
１フレーム、１ａベースプレート、１ｂフレーム本体、１ｂ１第一のフレーム部材、
１ｂ２第二のフレーム部材、１ｂ３第三のフレーム部材、１ｂ４第四のフレーム部材、
１ｂ５第五のフレーム部材、１ｆディスタンスカラー、１ｇストップリング、
２支持軸、２ａ第一の支持軸部材、２ｂ第二の支持軸部材、２ｂ１中穴、
２ｂ２ブロック、２ｂ３空気抜き孔、
３連結部材、３ａベース、３ｂ爪、３ａ１円筒部、３ａ２底部、３ａ３当接面、
３ｃベース、３ｄ爪案内部材、３ｅ当接面部材、３ｆ爪保持部材、
４中間軸、４ａ第一の中間軸部材、４ｂ第二の中間軸部材、４ｃ第三の中間軸部材、
５力発生装置、５ｂ前進流路、５ｃ後退流路、５ｂ１前進圧力室、５ｃ１後退圧力室、
５ｄコネクタ端子、５ｅコネクタ端子、
６軸線方向クランプ装置、６ａ本体部材、６ａ１薄肉リング部、６ｂクランプ圧力室、
６ｃ流路、６ｄジョイント部材、６ｅブラケット、６ｆコネクタ端子、６ｇ流路、
７回転クランプ装置、７ａ本体部材、７ａ１薄肉リング部、７ｂクランプ圧力室、
７ｃ流路、７ｄコネクタ端子、
８駆動装置、８ａウォーム減速機構、８ｂウォーム、８ｃウォームホイール、
８ｄブラケット、
８ｆ歯車機構、８ｆ１歯車、８ｆ２歯車、Ｍ専用駆動モータ、
９転がり軸受、
１１回り止め装置、１１ａ係止溝、１１ｂ貫通孔、１１ｃピン、１１ｄキャップ、
１１ｅメネジ、
１２作動確認装置、１２ａ復帰バネ、１２ｂラム、１２ｃセンサホルダ、
１２ｄスリーブ、１２ｅシリンダ胴、１２ｆ検出子、１２ｇ被検出子、１２ｈ流通孔、
１２ｉワッシャ、
１３軸線方向位置検出装置、１３ａ検出子、１３ｂ被検出子、１３ｃセンサホルダ、
１４爪進退装置、１４ａドローバー、１４ｂピースホルダ、１４ｃ傾斜片、
１４ｄ回転流体圧シリンダ装置、１４ｄ１ケーシング、１４ｄ２ピストンロッド、
１４ｅシリンダホルダ、１４ｆピン、１４ｇ係合片、１４ｈロータリージョイント装置、１４ｈ１ケーシング、１４ｉ把持作動コネクタ端子、１４ｊ把持解除コネクタ端子、
１４ｋドローバー移動量検出装置、１４ｋ１センサホルダ、１４ｋ２近接センサ、
１４ｋ３近接センサ、１４ｋ４中空円筒、
１５着座確認装置、１５ａスライドピース、１５ｂピースホルダ、１５ｃバネ、
１５ｄ流路、１５ｅ圧力センサ、１５ｆコネクタ端子、１５ｇエア供給源、
２１スペーサ、２２滑り軸受、３１ボールネジ軸、３０送り装置、
１０１第一のフレーム部材、１０２第二のフレーム部材、１０３第三のフレーム部材、
１０３、１０４第四のフレーム部材、１０５第五のフレーム部材、
１２１第一の支持軸部材、１２２第二の支持軸部材、
１４１第一の中間軸部材、１４２第二の中間軸部材、
２０１第一のフレーム部材、２０２第二のフレーム部材、２０３第三のフレーム部材、
２０４第四のフレーム部材、２０５第五のフレーム部材、２０６収容空間、
２２１第一の支持軸部材、２２２第二の支持軸部材、２２３第３の支持軸部材、
２２４第４の支持軸部材、２２５第五の支持軸部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が回転駆動装置（６０）の回転軸（６２）に連結されたワーク（Ｗ）の他端を支持するためのワークの支持装置（７０）において、
ワーク（Ｗ）の他端を連結する連結部材（３）と、
一端に連結部材（３）を設けた支持軸（２）と、
支持軸（２）を軸線方向に移動可能および回転可能に支持するフレーム（１）と、
支持軸（２）に軸線方向の力を加える力発生装置（５）と、
支持軸（２）の周りに単一の押圧部材（６ａ１）が全周に亘って延在してまたは複数の押圧部材（６ａ１）が支持軸（２）の円周方向に均等に配置されるクランプ装置であって、力発生装置（５）の作動中に押圧部材（６ａ１）が支持軸（２）の半径方向の力を発生することによりフレーム（１）に対して支持軸（２）を軸線方向に固定する軸線方向クランプ装置（６）とを備えることを特徴とするワークの支持装置。
【請求項２】
支持軸（２）の半径方向外側に支持軸（２）と同軸に中間軸（４）を備えて、フレーム（１）は中間軸（４）と協働して支持軸（２）を軸線方向に移動可能におよび回転可能に支持し、
支持軸（２）と中間軸（４）、および中間軸（４）とフレーム（１）とのいずれか一方は、転がり軸受（９）を介して相対回転可能にかつ軸線方向の相対変位不能に設けられ、
軸線方向クランプ装置（６）は、他方の両部材のうち半径方向外側部材に押圧部材（６ａ１）が支持され、半径方向の力として半径方向内側部材の外周面に押圧力を加えることを特徴とする請求項１記載のワークの支持装置。
【請求項３】
前記一方における相対回転を規制する回転クランプ装置（７）を備えることを特徴とする請求項２記載のワークの支持装置。
【請求項４】
請求項３記載のワークの支持装置（７０）と、ワーク（Ｗ）の一端が連結される回転軸（６２）を有し支持装置（７０）に対向して設けられる回転駆動装置としての割出装置（６０）と、制御装置とを含む回転割出機（５０）が設けられ、
前記制御装置は、割出装置（６０）の回転動作時には回転クランプ装置（７）を作動解除し、割出装置（６０）の回転停止時には回転クランプ装置（７）を作動させることを特徴とする回転割出機。
【請求項５】
請求項１記載のワークの支持装置（７０）と、ワーク（Ｗ）の一端が連結される回転軸（６２）を有し支持装置（７０）に対向して設けられる回転駆動装置としての割出装置（６０）と、制御装置（８０）とを含む回転割出機（５０）が設けられ、
前記支持装置（７０）は、軸線方向クランプ装置（６）の前記押圧部材（６ａ１）が、フレーム（１）に支持されて半径方向の力として支持軸（２）の外周面に押圧力を加えることによって、フレーム（１）に対して支持軸（２）を軸線方向に移動不能におよび回転不能に固定するものであって、
前記制御装置（８０）は、割出装置（６０）の回転動作時には軸線方向クランプ装置（６）を作動解除すると共に力発生装置（５）を作動させ、割出装置（６０）の回転停止時には、力発生装置（５）の作動中に軸線方向クランプ装置（６）に作動を開始させることを特徴とする回転割出機。
【請求項６】
回転割出機（５０）は割出装置（６０）と同一の回転動作を支持軸（２）に行わせる駆動装置（８）を備えることを特徴とする請求項４または５記載の回転割出機。
【請求項７】
前記駆動装置（８）は割出装置（６０）の駆動モータ（６３）とは別の専用駆動モータ（Ｍ）を備え、
前記駆動装置（８）の制御装置（８０）は、割出装置（６０）の駆動モータ（６３）と同期して専用駆動モータ（Ｍ）を駆動すること特徴とする請求項６記載の回転割出機。
【請求項１】
一端が回転駆動装置（６０）の回転軸（６２）に連結されたワーク（Ｗ）の他端を支持するためのワークの支持装置（７０）において、
ワーク（Ｗ）の他端を連結する連結部材（３）と、
一端に連結部材（３）を設けた支持軸（２）と、
支持軸（２）を軸線方向に移動可能および回転可能に支持するフレーム（１）と、
支持軸（２）に軸線方向の力を加える力発生装置（５）と、
支持軸（２）の周りに単一の押圧部材（６ａ１）が全周に亘って延在してまたは複数の押圧部材（６ａ１）が支持軸（２）の円周方向に均等に配置されるクランプ装置であって、力発生装置（５）の作動中に押圧部材（６ａ１）が支持軸（２）の半径方向の力を発生することによりフレーム（１）に対して支持軸（２）を軸線方向に固定する軸線方向クランプ装置（６）とを備えることを特徴とするワークの支持装置。
【請求項２】
支持軸（２）の半径方向外側に支持軸（２）と同軸に中間軸（４）を備えて、フレーム（１）は中間軸（４）と協働して支持軸（２）を軸線方向に移動可能におよび回転可能に支持し、
支持軸（２）と中間軸（４）、および中間軸（４）とフレーム（１）とのいずれか一方は、転がり軸受（９）を介して相対回転可能にかつ軸線方向の相対変位不能に設けられ、
軸線方向クランプ装置（６）は、他方の両部材のうち半径方向外側部材に押圧部材（６ａ１）が支持され、半径方向の力として半径方向内側部材の外周面に押圧力を加えることを特徴とする請求項１記載のワークの支持装置。
【請求項３】
前記一方における相対回転を規制する回転クランプ装置（７）を備えることを特徴とする請求項２記載のワークの支持装置。
【請求項４】
請求項３記載のワークの支持装置（７０）と、ワーク（Ｗ）の一端が連結される回転軸（６２）を有し支持装置（７０）に対向して設けられる回転駆動装置としての割出装置（６０）と、制御装置とを含む回転割出機（５０）が設けられ、
前記制御装置は、割出装置（６０）の回転動作時には回転クランプ装置（７）を作動解除し、割出装置（６０）の回転停止時には回転クランプ装置（７）を作動させることを特徴とする回転割出機。
【請求項５】
請求項１記載のワークの支持装置（７０）と、ワーク（Ｗ）の一端が連結される回転軸（６２）を有し支持装置（７０）に対向して設けられる回転駆動装置としての割出装置（６０）と、制御装置（８０）とを含む回転割出機（５０）が設けられ、
前記支持装置（７０）は、軸線方向クランプ装置（６）の前記押圧部材（６ａ１）が、フレーム（１）に支持されて半径方向の力として支持軸（２）の外周面に押圧力を加えることによって、フレーム（１）に対して支持軸（２）を軸線方向に移動不能におよび回転不能に固定するものであって、
前記制御装置（８０）は、割出装置（６０）の回転動作時には軸線方向クランプ装置（６）を作動解除すると共に力発生装置（５）を作動させ、割出装置（６０）の回転停止時には、力発生装置（５）の作動中に軸線方向クランプ装置（６）に作動を開始させることを特徴とする回転割出機。
【請求項６】
回転割出機（５０）は割出装置（６０）と同一の回転動作を支持軸（２）に行わせる駆動装置（８）を備えることを特徴とする請求項４または５記載の回転割出機。
【請求項７】
前記駆動装置（８）は割出装置（６０）の駆動モータ（６３）とは別の専用駆動モータ（Ｍ）を備え、
前記駆動装置（８）の制御装置（８０）は、割出装置（６０）の駆動モータ（６３）と同期して専用駆動モータ（Ｍ）を駆動すること特徴とする請求項６記載の回転割出機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２０８２０１（Ｐ２００９−２０８２０１Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４２１０（Ｐ２００８−５４２１０）
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（０００１４９０６６）オークマ株式会社 (476)
【出願人】（０００２１５１０９）津田駒工業株式会社 (226)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（０００１４９０６６）オークマ株式会社 (476)
【出願人】（０００２１５１０９）津田駒工業株式会社 (226)
【Ｆターム（参考）】
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