JPH0440847Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は回転工具装置に関し、一層詳細には、
回転駆動源の駆動作動下に回転する回転工具をボ
ルト等を使用することなく容易且つ確実に装置本
体に着脱自在に装着することを可能にした回転工
具装置に関する。

近年、工場内において、種々の加工作業を行う
に際し、通常の工作機械に代替してロボツト装置
が広汎に使用されている。例えば、自動車用車体
等のような比較的大きなワークを加工する場合、
単一の加工を行うことを目的とした工作機械では
複雑な加工工程を営もうとする時、夫々の工程に
沿つて複数台の工作機械を設置する必要があり、
工場内の占有面積が大きくとられ、また、それに
要する経済的負担も膨大なものとなる。しかも、
ワークを大量生産するためには、作業をより一層
自動化して効率的な作業工程を確保する必要があ
るが、このために夫々の工作機械を相関的に制御
するための付帯設備を配置しなければならず、さ
らに、その制御系の確立にも相当な困難を伴う。

そこで、現在では、ロボツト装置から延在する
アームにモータ等の駆動源と前記駆動源に係合し
て回転する工具とを含む工具装置を装着し、前記
ロボツト装置の自動操作によりワークに対し所定
の加工作業を行つている。

ところで、実際上、工場内において多数のワー
クを連続して加工するため、工具に摩耗や損傷が
惹起し易くなり、しかも、多種類のワークが加工
され、あるいは、単一のワークに複数の加工が施
されている場合が多く、従つて、工具の交換がか
なり頻繁に行われている。然しながら、従来、前
記工具の交換作業は極めて煩雑であると共に、相
当に長い交換時間を要している。すなわち、一般
的に、工具はボルト等の緊締手段を介して装置本
体に係着されており、前記ボルトの着脱が作業者
にとつて相当に煩わしいものとなる。しかも、ボ
ルトの締め付けが確実に行われなければ、工具を
装置本体に対し不十分な状態で装着してしまう。
結局、このような回転工具装置でワークに加工を
行えば、前記ワークを精度よく加工することが到
底不可能となる不都合が生ずる。

本考案は前記の不都合を克服するためになされ
たものであつて、回転工具とこの回転工具を支承
する軸受部材に一体的にスプライン軸を嵌合し、
回転駆動源によつて前記回転工具を回転させてワ
ークを加工すると共に、前記スプライン軸を離脱
させて軸受部材と回転工具とを分離して回転工具
の交換を行うよう構成した回転工具装置を提供す
ることを目的とする。

前記の目的を達成するために、本考案は装置本
体に所定間隔離間して第１と第２の支持部材とを
設け、前記第１支持部材と第２支持部材に夫々ス
プライン用孔部を穿設した第１の軸受部材と第２
の軸受部材とを回転自在に装着し、前記第１軸受
部材と第２軸受部材の間に回転工具を装着したス
リーブを配設し、前記第１軸受部材と第２軸受部
材のいずれか一方に回転力伝達手段を固着し、さ
らに、前記第１軸受部材とスリーブと第２軸受部
材との間にスプライン軸を着脱自在に嵌合させる
と共に前記スリーブに所定間隔離間して回転工具
の両側部にこの回転工具よりも直径の大なるロー
ラ部材を配設し、回転駆動源の付勢作用下に回転
力伝達手段と第１軸受部材または第２軸受部材の
いずれか一方とその軸受部材に嵌合するスプライ
ン軸を介して回転工具を回転させ、一方、前記第
１軸受部材とスリーブと第２軸受部材から前記ス
プライン軸を抜き取ることにより前記スリーブ並
びに回転工具をその軸線方向に直交する方向へ取
り外すことを特徴とする。

次に、本考案に係る回転工具装置について好適
な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下
詳細に説明する。

第１図および第２図において、参照符号１０は
本考案に係る回転工具装置を示し、前記回転工具
装置１０は基本的には本体部１２と前記本体部１
２の両端に設けられる工具用取付部１４，１６を
含む。

前記本体部１２内には、例えば、エアモータ等
の回転駆動源１８を収装し、前記回転駆動源１８
の両端部側から外方に延在する長軸な回転駆動軸
２０ａと短軸な回転駆動軸２０ｂには、夫々複数
の溝部からなるスプライン２２ａ，２２ｂを形成
する。この場合、回転駆動軸２０ａ，２０ｂは
夫々ベアリング２４ａ，２４ｂを介して本体部１
２に対し回転自在に保持される。さらに、前記回
転駆動軸２０ａの先端部にはスプライン２２ａに
対応する形状を有する孔部を設けた第１の傘歯車
２６を装着し、前記第１傘歯車２６を伝動機構２
８に噛合する。

前記伝動機構２８を構成する回転軸３０はベア
リング３２を介して本体部１２に回転自在に保持
されると共に、その軸線は回転駆動軸２０ａの軸
線と直交する方向に指向させている。回転軸３０
の下端部には半月キー３４を介して第１のベルト
車３６を装着し、前記第１ベルト車３６の上端部
をベアリング３２に当接する。また、このベアリ
ング３２の上端部に第２の傘歯車３８を配設し、
半月キー４０を介してこの第２傘歯車３８を回転
軸３０に装着する。そして、前記第２傘歯車３８
を回転駆動軸２０ａに装着された第１傘歯車２６
と噛合させる。

一方、第１ベルト車３６にはベルト４２の一端
部側を張架すると共に、前記ベルト４２の他端部
側を第１の取付部１４に装着される第１の工具部
４４に張架する。この場合、前記第１取付部１４
は本体部１２の上下方向両端部から外方に突出す
る支持部４６ａ，４６ｂを含み、前記支持部４６
ａ，４６ｂには鉛直方向に同軸的に孔部４８ａ，
４８ｂが形成される。

そこで、前記上側の支持部４６ａに第１工具部
４４を構成する第１の軸受部材５０を回転自在に
装着する。第１軸受部材５０の中央部には後述す
るスプラインシヤフトに対応する孔部５１を穿設
し、さらに、前記第１軸受部材５０の外周一端部
にフランジ部５２を形成すると共に、その他端部
にはねじ溝５４を刻設する。そして、第１軸受部
材５０をベアリング５６を介して孔部４８ａに挿
入し、ねじ溝５４にナツト部材５８を螺着して前
記第１軸受部材５０を上側支持部４６ａに装着す
る。

一方、下側の支持部４６ｂには第２の軸受部材
６０を装着する。第２軸受部材６０は前述した第
１軸受部材５０より軸線方向に長く形成されてお
り、その中央部に前記孔部５１に対応する孔部６
１を穿設すると共に、前記第２軸受部材６０の外
周一端部にフランジ部６２を形成し、その外周他
端部にはねじ溝６４を刻設する。この場合、孔部
４８ｂ内にベアリング６６ａ，６６ｂを配設し、
前記フランジ部６２を上方に指向して第２軸受部
材６０を孔部４８ｂ内に挿入する。さらに、第２
軸受部材６０には第２のベルト車６８をキー７０
を介して一体的に固着すると共に、ねじ溝６４に
ナツト部材７２を螺着して前記第２軸受部材６０
を下側支持部４６ｂに回転自在に装着する。な
お、前記第２ベルト車６８にはベルト４２の他端
部側を張架している。

ところで、軸受部材５０と６０との間には、刃
部７４が配設される。前記刃部７４を構成するス
リーブ７６の中央には軸線方向に指向して後述す
るスプラインシヤフトに対応する孔部７８を穿設
し、前記スリーブ７６の外周一端部にフランジ部
８０を形成すると共に、このスリーブ７６の外周
他端部にはねじ溝８２を刻設する。そこで、スリ
ーブ７６のフランジ部８０に当接してベアリング
８４を配設し、前記ベアリング８４を介してガイ
ドローラ８６が回転自在に支持される。前記ガイ
ドローラ８６の上部には荒切削用砥石８８を載設
し、前記砥石８８の上面部にベアリング９０を介
してガイドローラ９２が回転自在に設けられる。
さらに、前記スリーブ７６のねじ溝８２にはナツ
ト部材９４を螺着して前記スリーブ７６に夫々の
ガイドローラ８６，９２および砥石８８を係着す
る。この場合、砥石８８とスリーブ７６とはキー
９６を介して一体的に固定されており、また、前
記砥石８８の直径はガイドローラ８６，９２の直
径より小さく選択されている。

このようにして、軸受部材５０と６０との間に
刃部７４を配設して後、スプラインシヤフト９８
を前記軸受部材５０，６０およびスリーブ７６の
孔部５１，６１および７８に一体的に嵌合する。
前記スプラインシヤフト９８の一端部（図中、上
部）には軸線に直交する方向に孔部９９を設け、
前記孔部９９に割ピン１００を嵌合し、一方、前
記スプラインシヤフト９８の他端部（図中、下
部）には軸線方向に穿設された螺孔に係止部材１
０２を螺着しておく。前記係止部材１０２にはス
プラインシヤフト９８を引き抜く際にピン部材等
を係合するための孔部１０４が形成される。

さらにまた、回転駆動源１８の他端部側から延
在する回転駆動軸２０ｂには第２の工具部１０６
を係合する。すなわち、回転駆動軸２０ｂのスプ
ライン２２ｂを連結部材１０８の孔部１１０に係
合し、この連結部材１０８にベアリング１１２を
外嵌して前記連結部材１０８を第２の取付部１６
に回転自在に支持する。また、連結部材１０８を
保持部材１１４に嵌合すると共に、前記連結部材
１０８の先端部に形成したねじ溝１１６に止め部
材１１８を螺着して仕上切削を行うためのデイス
ク状砥石１２０を回転駆動軸２０ｂに係着する。
この場合、前記止め部材１１８の形状は砥石１２
０の形状に対応して形成されている。

このようにして構成される当該回転工具装置１
０をロボツトのハンド部１２２に装着する。第１
図に示すように、本体部１２の両側部から外方に
膨出して保持部１２４ａ，１２４ｂが形成されて
おり、前記保持部１２４ａ，１２４ｂに支持棒１
２６ａ，１２６ｂを嵌挿し、ナツト１２８ａ，１
２８ｂを前記支持棒１２６ａ，１２６ｂに螺着す
る。一方、支持棒１２６ａ，１２６ｂをハンド部
１２２に穿設された孔部１３０ａ，１３０ｂ内に
嵌合し、夫々の端部にナツト１３２ａ，１３２ｂ
を螺着して係止部材１３４ａ，１３４ｂを前記支
持棒１２６ａ，１２６ｂに固定する。そして、
夫々の保持部１２４ａ，１２４ｂとハンド部１２
２との間にコイルスプリング１３６ａ，１３６ｂ
を介装する。なお、ハンド部１２２の他端部側は
図示しないロボツト装置に連結されており、前記
図示しないロボツト装置の作用下にこのハンド部
１２２は所定方向に変位可能である。

本考案に係る回転工具装置は基本的には以上の
ように構成されるものであり、次にその作用並び
に効果について説明する。

先ず、回転駆動源１８を駆動してこれから延在
する回転駆動軸２０ａ，２０ｂを回転すると、前
記回転駆動軸２０ａの先端部に係合する第１傘歯
車２６が回転し、さらにこれに噛合する第２傘歯
車３８が回転するに至る。従つて、前記第２傘歯
車３８を装着する回転軸３０は回転駆動軸２０ａ
に対し夫々の軸線を直交させて回転する。次い
で、回転軸３０が回転すれば、第１ベルト車３６
に張架されるベルト４２を介して第２ベルト車６
８が回転し、この第２ベルト車６８を装着する第
２軸受部材６０はベアリング６６ａ，６６ｂに支
持されて回転する。さらに、前記第２軸受部材６
０に一端部側を嵌合するスプラインシヤフト９８
がその他端部側を第１軸受部材５０に支持されて
回転し、結局、このスプラインシヤフト９８に係
合するスリーブ７６を介して荒切削用砥石８８が
好適に回転するに至る。

一方、回転駆動軸２０ｂの回転は連結部材１０
８を介して砥石１２０に伝えられ、このため、前
記砥石１２０は回転駆動源１８の回転駆動作用下
に回転駆動軸２０ｂと同軸的に回転する。

そこで、図示しないロボツト装置を駆動して、
これに連結するハンド部１２２を溶接によつて肉
盛りされたワークＷに対し近接変位させて、先
ず、回転する砥石８８をこのワークＷの溶接部位
に当接してこれを研削する。さらに、ハンド部１
２２をワークＷの溶接部位に沿つて所定方向に変
位させれば、ガイドローラ８６，９２が前記ワー
クＷの表面上を転動して砥石８８を案内するた
め、前記溶接部位は前記砥石８８によつて良好に
加工される。その際、ガイドローラ８６，９２の
直径を砥石８８の直径より大きく選択しているた
め、前記砥石８８によりワークＷが必要以上に加
工されることがない。

このようにして、ワークＷの溶接部位に砥石８
８による荒切削加工を施した後、ハンド部１２２
を回転させて砥石１２０をワークＷに対面させ
る。次いで、前述した荒切削用砥石８８と同様
に、ワークＷの溶接部位に砥石１２０による仕上
切削加工を施せば、ワークＷに対する切削加工工
程が終了する。

この場合、本実施例では、砥石８８が摩耗また
は折損して前記砥石８８を新たな砥石８８と交換
する際、あるいは、加工されるワークの種類に応
じて前記砥石８８を他の種類の砥石と交換する
際、その砥石の交換作業が極めて容易に行われ
る。

すなわち、先ず、スプラインシヤフト９８の上
部側の孔部９９に嵌合装着している割ピン１００
を離脱させて後、係止部材１０２の孔部１０４
に、例えば、図示しないピン部材等を係合させて
前記スプラインシヤフト９８を下方に引張し、前
記スプラインシヤフト９８を少なくとも第１軸受
部材５０およびスリーブ７６から引き抜く（第３
図参照）。そこで、スリーブ７６を砥石８８と一
体的に第２軸受部材６０上から取り外し、新たな
砥石８８あるいは他の種類の砥石を設けたスリー
ブ７６を軸受部材５０と６０との間に配置する。
次いで、スプラインシヤフト９８を第２軸受部材
６０、スリーブ７６および第１軸受部材５０に一
体的に嵌合し、割ピン１００を孔部９９に嵌合す
れば、新たな砥石８８あるいは他の種類の砥石の
交換作業が完了する。

なお、前記スプラインシヤフト９８の一端部に
係止部材１０２を螺着しているため、砥石８８を
回転させる際にこのスプラインシヤフト９８が上
方に変位して第２軸受部材６０から離脱すること
を阻止している。

以上のように、本考案によれば装置本体に対し
回転自在に設けられる二つの軸受部材間に回転工
具を係着したスリーブ部材を配設して、前記軸受
部材とスリーブにスプラインシヤフトを一対的に
嵌合し、回転駆動源に係着する一方の軸受部材を
介して前記回転工具を回転させてワークの加工を
行つている。すなわち、回転工具の交換はスプラ
インシヤフトを着脱するだけで行われる。従つ
て、従来のようにボルト等を介して回転工具を駆
動源に係着する装置に比べ、前記回転工具の交換
が簡素化すると共に、前記装置に対し確実に装着
することが出来る。結局、大量生産によりワーク
を加工する場合、あるいは、多種類のワークを加
工する場合等において回転工具の交換作業を容易
且つ短時間に行つて加工作業をより一層効率的に
行うことが可能となる。

以上、本考案について好適な実施例を挙げて説
明したが、本考案はこの実施例に限定されるもで
はなく、例えば、当該装置に装着する工具は研削
砥石に代替して他の工具を使用することも出来る
等、本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々
の改良並びに設計の変更が可能なことは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る回転工具装置の一部省略
斜視図、第２図は本考案に係る回転工具装置の一
部省略縦断面図、第３図は回転工具の交換作業を
示す一部省略縦断面図である。 １０……回転工具装置、１２……本体部、１
４，１６……取付部、１８……回転駆動源、２０
ａ，２０ｂ……回転駆動軸、２８……伝動機構、
４２……ベルト、５０，６０……軸受部材、７６
……スリーブ、８６……ガイドローラ、８８……
砥石、９２……ガイドローラ、９８……スプライ
ンシヤフト、１００……割ピン、１２０……砥
石。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 装置本体に所定間隔離間して第１と第２の支持
   部材とを設け、前記第１支持部材と第２支持部材
   に夫々スプライン用孔部を穿設した第１の軸受部
   材と第２の軸受部材とを回転自在に装着し、前記
   第１軸受部材と第２軸受部材の間に回転工具を装
   着したスリーブを配設し、前記第１軸受部材と第
   ２軸受部材のいずれか一方に回転力伝達手段を固
   着し、さらに、前記第１軸受部材とスリーブと第
   ２軸受部材との間にスプライン軸を着脱自在に嵌
   合させると共に前記スリーブに所定間隔離間して
   回転工具の両側部にこの回転工具よりも直径の大
   なるローラ部材を配設し、回転駆動源の付勢作用
   下に回転力伝達手段と第１軸受部材または第２軸
   受部材のいずれか一方とその軸受部材に嵌合する
   スプライン軸を介して回転工具を回転させ、一
   方、前記第１軸受部材とスリーブと第２軸受部材
   から前記スプライン軸を抜き取ることにより前記
   スリーブ並びに回転工具をその軸線方向に直交す
   る方向へ取り外すことを特徴とする回転工具装
   置。