JP2017113808A - 工作機械のアタッチメント - Google Patents

Abstract

【課題】ワークへの接近性を低下させることが無く安定した割出し動作を行うことができる。【解決手段】主軸の回転が伝達される回転軸と、回転軸を回転可能に支持する本体と、回転軸の回転により回転駆動され、かつ、先端に工具Ｔを着脱可能に装着するアタッチメント主軸４１と、アタッチメント主軸を回転可能に支持し、回転軸の回転により旋回される旋回部と、本体と旋回部とを係脱可能に係合させ、本体に対し旋回部を割出旋回させる割出手段と、割出手段による本体と旋回部との係合が解除された状態で、本体と旋回部とが対向する箇所において、回転軸、アタッチメント主軸および旋回部の荷重が局所的に作用する箇所に設けられた摺動部材５０と、を備えるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械のアタッチメントに関する。

工作機械において、加工対象ワークに対応する各種アタッチメントを有している。アタッチメントは、ワークの加工対象部に対して干渉を防止するために特殊な工具を使用したり、偏芯させたりする必要が生じる場合がある。ワークの加工部位が多数面ある場合は、アタッチメント本体を割出しして使用しなければならず、重量工具や偏芯したアタッチメントでの割出し動作に安定性が求められる。そのため、アタッチメントに、偏芯荷重をキャンセルするカウンター荷重（バランスウェイト）を設けている。

実開昭６２−３２７４０号公報

しかしながら、アタッチメントにカウンター荷重を設けると、カウンター荷重を含めたアタッチメント自体が大型化し、ワークに接近しづらくなる可能性があった。また、カウンター荷重の代わりにベアリングを設けることが考えられるが、カウンター荷重を含めたアタッチメントの場合と同様に、ベアリングを含めたアタッチメント自体が大型化し、ワークに接近しづらくなる可能性があった。

以上のことから、本発明は、上述したような課題を解決するために為されたものであって、ワークへの接近性を低下させること無く、安定した割出し動作を行うことができる工作機械のアタッチメントを提供することを目的としている。

上述した課題を解決する第１の発明に係る工作機械のアタッチメントは、
工作機械の主軸先端に着脱可能に装着されるアタッチメントであって、
前記主軸の回転が伝達される回転軸と、
前記回転軸を回転可能に支持する本体と、
前記回転軸の回転により回転駆動され、かつ、先端に工具を着脱可能に装着するアタッチメント主軸と、
前記アタッチメント主軸を回転可能に支持し、前記回転軸の回転により旋回される旋回部と、
前記本体と前記旋回部とを係脱可能に係合させ、前記本体に対し前記旋回部を割出旋回させる割出手段と、
前記割出手段による前記本体と前記旋回部との係合が解除された状態で、前記本体と前記旋回部とが対向する箇所において、前記回転軸、前記アタッチメント主軸および前記旋回部の荷重が局所的に作用する箇所に設けられた摺動部材と、
を備える、ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係る工作機械のアタッチメントは、前述した第１の発明に係る工作機械のアタッチメントであって、
前記旋回部は、割出時に、上部側にて前記割出手段を介して前記本体と接し、下部側にて、径方向外側へ突出して設けられた突部が前記本体の下部に設けられた凹部と接する形状をなし、
前記摺動部材は、割出時に、前記割出手段にて前記本体と接する箇所に設けられると共に、前記本体の前記凹部にて前記旋回部の突部と接する箇所に設けられる
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第３の発明に係る工作機械のアタッチメントは、前述した第１または第２の発明に係る工作機械のアタッチメントであって、
前記摺動部材は、樹脂製である
ことを特徴とする。

本発明に係る工作機械のアタッチメントによれば、割出手段による本体と旋回部との係合が解除された状態（割出時）で、本体と旋回部とが対向する箇所において、回転軸、アタッチメント主軸および旋回部の荷重が局所的に作用しようとしても、この箇所に摺動部材が設けられていることから、摩擦抵抗が局所的に大きくなることが防止される。これにより、旋回部の旋回動作は、円滑に行われることなる。摺動部材を設けただけであり、アタッチメント自体の大型化を抑制できる。これにより、ワークへの接近性の低下が抑制される。

本発明の第一の実施形態に係る工作機械のアタッチメントの断面図である。 図１の囲み線ＩＩの拡大図である。 図１の囲み線ＩＩＩの拡大図である。

本発明に係る工作機械のアタッチメントの実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。

［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態に係る工作機械のアタッチメントについて、図１〜図３を用いて説明する。

図１に示すように、工作機械のラム１内には円筒状の主軸２が回転可能に支持されており、この主軸２には図示しない主軸回転駆動用モータが連結されている。すなわち、主軸駆動用モータを駆動することにより主軸２が回転駆動される。

ラム１の下面にはアタッチメント１０が着脱可能に装着されている。アタッチメント１０は、ラム１の下面に固定される支持部１１と、この支持部１１の内面に対し摺動回転可能に支持される水平旋回部２１とを備えている。

支持部１１には当該支持部１１をラム１側に固定するためのプルスタッド１２が設けられている。プルスタッド１２は、ラム１内に設けられる図示しない支持部クランプ装置により、クランプまたはアンクランプされるようになっている。すなわち、支持部１１のプルスタッド１２をクランプすることにより、ラム１に対しアタッチメント１０は上昇して装着される一方、プルスタッド１２をアンクランプすることにより、ラム１に対しアタッチメント１０は下降して離脱され、吊り下げ状態となる。

支持部１１の内周面には、水平旋回部２１の回転軸側本体２１ａ上部が嵌入されている。この嵌入される回転軸側本体２１ａの外周面には複数のＯリング２２が設けられており、これらＯリング２２間における支持部１１と回転軸側本体２１ａとの間には油溝２３が形成されている。油溝２３には図示しない油圧供給装置により油圧が供給されている。したがって、水平旋回部２１の回転軸側本体２１ａが支持部１１の内周面に対して摺動回転する場合には、Ｏリング２２が支持部１１の内周面に摺接することになる。なお、油溝２３の油圧はＯリング２２によりシールされている。水平旋回部２１は、詳細につき後述する、回転軸側本体２１ａの下部に設けられたアタッチメント主軸側本体２１ｂを有する。

ラム１の下面と水平旋回部２１の回転軸側本体２１ａの上面との間には、ハースカップリング２４が設けられている。ハースカップリング２４は、ラム１側に配置される固定側ハースカップリング２４ａと、水平旋回部２１側に配置される割出側ハースカップリング２４ｂとから構成されている。各ハースカップリング２４ａ，２４ｂは、リング状の円板の表面に歯形が形成されているものであり、回転して互いの歯先と歯溝とを噛み合わせることにより割出可能となっている。

水平旋回部２１には円筒状の垂直軸３１が垂直方向に設けられており、この垂直軸３１は軸受３２ａ，３２ｂを介して回転軸側本体２１ａに回転可能に支持されている。垂直軸３１の下端側にはかさ歯車３３が形成されており、その中心孔には主軸２と同軸上に配置される軸部３４がその軸方向に摺動可能に嵌入されている。

軸部３４の上端には主軸２の先端に着脱可能に装着されるプルスタッド３５が形成されている。プルスタッド３５の中心孔内に設けられる図示しない水平旋回部クランプ装置により、クランプまたはアンクランプされるようになっている。

垂直軸３１の上面とプルスタッド３５の下面との間には、リング状の中間部材（回転軸）３６が設けられている。垂直軸３１の上端外側における垂直軸３１と中間部材３６との間には、皿ばね３７が設けられている。皿ばね３７は、垂直軸３１と中間部材３６との間において、圧縮状態で配置されており、この皿ばね３７の付勢力により、軸部３４およびプルスタッド３５は、中間部材３６を介して上方に付勢された状態となっている。

なお、上述した主軸２の端面に設けられたキー溝（図示せず）は、中間部材３６の端面に設けられたキー（図示せず）と係合可能な形状をなしている。前記キー溝（係合手段、主軸側係合部）と前記キー（係合手段、回転軸側係合部）とが係合することで、主軸２の回転運動は、前記キー溝、前記キー、中間部材３６および垂直軸３１を介して、詳細につき後述するアタッチメント主軸４１に伝達される。

水平旋回部２１には円筒状のアタッチメント主軸４１が水平方向に設けられており、このアタッチメント主軸４１は軸受け４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄを介してアタッチメント主軸側本体２１ｂに回転可能に支持されている。アタッチメント主軸４１の外周面にはかさ歯車４３が形成されており、このかさ歯車４３は垂直軸３１のかさ歯車３３と噛み合っている。また、アタッチメント主軸４１の中心孔には工具Ｔを固定する工具ホルダＴａが着脱可能に装着されている。この工具ホルダＴａは、アタッチメント主軸４１の中心孔に設けられる図示しない工具ホルダクランプ装置により、クランプまたはアンクランプされるようになっている。

さらに、上述した工作機械のアタッチメント１０は、摺動部材５０を備える。摺動部材５０は、ハースカップリング２４の係合が解除された状態で、支持部１１と水平旋回部２１の回転軸側本体２１ａとが対向する箇所において、荷重が局所的に作用する箇所に配置される。これにより、重量工具取付時や偏芯荷重が生じた際、旋回中心が傾こうとするが、荷重が局所的に作用する箇所には摺動部材５０が配置されていることにより、摩擦抵抗が局所的に大きくなることが防止される。よって、割出動作が円滑に行われることになる。

上述した水平旋回部２１の回転軸側本体２１ａは、割出時に、上部にて割出側ハースカップリング２４ｂを介して支持部１１の上部と接すると共に、下部にて、径方向外側へ突出する突部２１ａａが支持部１１の下部に設けられた凹部１１ａと接する形状をなしている。割出側ハースカップリング２４ｂの外周部の下部側には、切欠き２４ｂａが全周に亘り設けられている。言い換えると、割出側ハースカップリング２４ｂの外周部の上部側には、外側へ突出する肩部２４ｂｂが全周に亘り設けられている。支持部１１の凹部１１ａは、当該支持部１１の内周部の全周に亘り設けられている。凹部１１ａは、径方向外側へ水平に延在する上面部１１ａａと、上面部１１ａａの径方向外側の端部と接続し、上下方向に延在する側面部１１ａｂとを備える。側面部１１ａｂの下部側には、切欠き１１ａｂａが全周に亘り設けられている。

上述した摺動部材５０は、第１，第２，第３の摺動部材５１，５２，５３を備える。第１の摺動部材５１および第３の摺動部材５２は、円筒形状をなしている。第１の摺動部材５１および第３の摺動部材５２の板厚は、例えば２ｍｍ〜３ｍｍである。第２の摺動部材５２は、円板形状をなしている。第２の摺動部材５２の板厚は、例えば２ｍｍ〜３ｍｍである。

第１の摺動部材５１は、割出側ハースカップリング２４ｂの切欠き２４ｂａに貼り付けられる。すなわち、第１の摺動部材５１は、内周部５１ａ側が割出ハースカップリング２４ｂの切欠き２４ｂａに固定され、外周部５１ｂ側が支持部１１と接触することになる。これにより、第１の摺動部材５１の固定箇所に対してラム１側には割出側ハースカップリング２４ｂの肩部２４ｂｂがあり、第１の摺動部材５１が割出側ハースカップリング２４ｂから外れてラム１側へ移動しようとしても、第１の摺動部材５１の上部５１ｃが割出側ハースカップリング２４ｂの肩部２４ｂｂの下部２４ｂｂａと接触して、第１の摺動部材５１のラム１側への移動が阻止されることになる。

第２の摺動部材５２は、支持部１１の凹部１１ａの上面部１１ａａに貼り付けられる。これにより、第２摺動部材５２は、上面部５２ａ側が支持部１１の凹部１１ａの上面部１１ａａに固定され、下面部５２ｂ側が水平旋回部２１の回転軸側本体２１ａの突部２１ａａの上面部２１ａａａと接触することになる。

第３の摺動部材５３は、支持部１１の凹部１１ａの切欠き１１ａｂａに貼り付けられる。これにより、第３摺動部材５３は、外周部５３ａ側が支持部１１の切欠き１１ａｂａに固定され、内周部５３ｂ側が水平旋回部２１の回転軸側本体２１ａの突部２１ａａの側面部２１ａａｂと接触することになる。

摺動部材５０として、例えば、油との反応性が無い材料で作製されたものあれば良く、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド、ポリアセタールなど樹脂製のウェアリングを用いることが可能である。このような材質の摺動部材５０を用いることにより、材質に起因するコスト増を抑制できる。

次に、アタッチメント１０の装着動作および工具Ｔの割出（旋回）動作について説明する。

先ず、アタッチメント１０に工具Ｔが固定された工具ホルダＴａを装着して加工する場合には、図１に示すように、水平旋回部２１のプルスタッド３５を主軸２の中心孔に嵌入してクランプすると共に、ハースカップリング２４における固定側ハースカップリング２４ａと割出側ハースカップリング２４ｂとを所定の割出角度で噛み合わせる。この状態で、支持部１１のプルスタッド１２をラム１内でクランプすることにより、アタッチメント１０はラム１に対し装着されることになる。このとき、前記キー溝と前記キーとが係合される。

主軸２を回転させることにより、プルスタッド３５と共に、中間部材３６および垂直軸３１が回転される。このように垂直軸３１が回転すると、かさ歯車３３，４３の噛み合いにより、アタッチメント主軸４１が回転され、このアタッチメント主軸４１の回転により、工具Ｔが回転されて加工が行われる。

続いて、工具Ｔを水平面内において割り出す場合には、水平旋回部２１のプルスタッド３５をクランプしたまま、支持部１１のプルスタッド１２をアンクランプする。これにより、プルスタッド３５が主軸２に装着されたまま、アタッチメント１０全体が下降し、ハースカップリング２４における固定側ハースカップリング２４ａと割出側ハースカップリング２４ｂとの噛み合いが外れる。

主軸２を回転させることにより、プルスタッド３５と共に、中間部材３６および垂直軸３１が回転される。このとき、ハースカップリング２４の噛み合いが外れているので、垂直軸３１の回転は水平旋回部２１の回転軸側本体２１ａに伝達され、当該水平旋回部２１は垂直軸３１を中心に水平面内において旋回することになる。ここで、プルスタッド３５で支持される部材に、主軸２に対する偏芯荷重がある場合には、プルスタッド３５で支持される部材の荷重が支持部１１に局所的に作用しようとするが、この箇所に摺動部材５０（第１〜第３の摺動部材５１〜５３）が配置されていることから、摩擦抵抗が局所的に大きくなることが防止される。これにより、上述した水平旋回部２１の旋回動作は、円滑に行われることなる。

続いて、水平旋回部２１が所定の旋回角度に旋回した後、支持部１１のプルスタッド１２をクランプしたアタッチメント１０全体を上昇させる。これにより、ハースカップリング２４における固定側ハースカップリング２４ａと割出側ハースカップリング２４ｂとが所定の割出角度で噛み合うことになり、アタッチメント１０がラム１に装着され、工具Ｔの水平面内における割り出しが行われる。

したがって、本実施形態に係る工作機械のアタッチメント１０によれば、割出時に、工作機械側にクランプされるプルスタッド３５で支持される部材の荷重が水平旋回部２１を介して支持部１１に対して局所的に作用しようとする箇所に設けられた摺動部材５０を備えることで、摩擦抵抗が局所的に大きくなることが防止される。これにより、水平旋回部２１の旋回動作は、円滑に行われることなる。よって、アタッチメントにカウンター荷重を設ける必要が無いことから、アタッチメント１０自体の大型化を防ぐことができ、ワークへの接近性を低下させることがなくなる。

また、既存の工作機械のアタッチメントが、上述した工作機械のアタッチメント１０と同様な装着機構および割出機構を備える場合、割出時に、支持部において局所的に荷重が作用する箇所に摺動部材を設けるだけで、上述した工作機械のアタッチメント１０と同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係る工作機械のアタッチメントは、ワークへの接近性を低下させること無く、安定した割出し動作を行うことができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。

１０ アタッチメント（工作機械のアタッチメント）
１１ 支持部（本体）
１２ プルスタッド
２１ 水平旋回部（旋回部）
２１ａ 回転軸側本体
２１ｂ アタッチメント主軸側本体
２２ Ｏリング
２３ 油溝
２４ ハースカップリング（割出手段）
２４ａ 固定側ハースカップリング
２４ｂ 割出側ハースカップリング
３１ 垂直軸（回転軸）
３２ａ，３２ｂ 軸受
３３ かさ歯車
３４ 軸部
３５ プルスタッド
３６ 中間部材（回転軸）
３７ 皿ばね
４１ アタッチメント主軸
４２ａ〜４２ｄ 軸受
４３ かさ歯車
５０ 摺動部材
５１ 第一の摺動部材
５２ 第二の摺動部材
５３ 第三の摺動部材
Ｔ 工具
Ｔａ 工具ホルダ

Claims (3)

1. 工作機械の主軸先端に着脱可能に装着されるアタッチメントであって、
   前記主軸の回転が伝達される回転軸と、
   前記回転軸を回転可能に支持する本体と、
   前記回転軸の回転により回転駆動され、かつ、先端に工具を着脱可能に装着するアタッチメント主軸と、
   前記アタッチメント主軸を回転可能に支持し、前記回転軸の回転により旋回される旋回部と、
   前記本体と前記旋回部とを係脱可能に係合させ、前記本体に対し前記旋回部を割出旋回させる割出手段と、
   前記割出手段による前記本体と前記旋回部との係合が解除された状態で、前記本体と前記旋回部とが対向する箇所において、前記回転軸、前記アタッチメント主軸および前記旋回部の荷重が局所的に作用する箇所に設けられた摺動部材と、
   を備える、ことを特徴とする工作機械のアタッチメント。
2. 請求項１に記載された工作機械のアタッチメントであって、
   前記旋回部は、割出時に、上部側にて前記割出手段を介して前記本体と接し、下部側にて、径方向外側へ突出して設けられた突部が前記本体の下部に設けられた凹部と接する形状をなし、
   前記摺動部材は、割出時に、前記割出手段にて前記本体と接する箇所に設けられると共に、前記本体の前記凹部にて前記旋回部の突部と接する箇所に設けられる
   ことを特徴とする工作機械のアタッチメント。
3. 請求項１または請求項２に記載された工作機械のアタッチメントであって、
   前記摺動部材は、樹脂製である
   ことを特徴とする工作機械のアタッチメント。

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