JPH048168B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はタツピングマシーン、ドリルマシーン
等として用いるスピンドル装置の移動及び動力伝
達機構に関する。

（従来の技術） スピンドル装置を備えたタツピングマシーンや
ドリルマシーンにてワークに所定の加工を施すも
のとして特公昭60−44101号に開示されるものが
知られている。

この工作機械は横方向に移動可能なＸテーブル
上に、Ｘテーブルの移動方向と直交する方向に移
動するＺテーブルを設け、このＺテーブルにガイ
ドレールを立設し、このガイドレールに上下動を
なすＹテーブルを係合し、このＹテーブルにスピ
ンドル装置を取付け、ワークの加工位置に合せて
スピンドル装置を各テーブルの移動によつて移動
するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） 特公昭60−44101号に限らず、一般に工作機械
は水平２方向及び垂直方向に独立して移動する３
つのテーブルを容易し、これら各テーブルのいず
れかにスピンドル装置を取付けることで、スピン
ドル装置の位置を可変し得るようにしている。

しかしながら上下方向に移動するＹテーブルは
上下方向に伸びるガイドレールに係合しており、
このガイドレールはＹテーブルよりも上方に突出
する。そして、Ｙテーブルを上下動せしめるシリ
ンダユニツト等の駆動源はスペース的な制約から
ガイドレール上方に設けられることが多い。

このようにＹテーブルよりも上方に伸びるガイ
ドレール及びこのガイドレール上方に設けられる
駆動源の重量により、機械全体が安定しなくな
る。このため機械下部に重量物を設けると、機械
全体が重くなり且つコンパクト化を達成できな
い。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決すべく本発明は従来の工作機
械のＹテーブルの代りに垂直面内で回転するアー
ムを設けて機械のコンパト化を図り、当該旋回ア
ームの回転を中空回転軸を備えたモータによつて
行い、この中空回転軸内に旋回アーム先端に設け
たスピンドル装置への動力伝達機構を配設するこ
とで更なるコンパクト化を図つた。

（作用） 支持体内に設けた旋回駆動モータによつて旋回
アームが回転してスピンドル装置の上下位置が調
整され、また支持体の背面側に設けたスピンドル
モータによつてスピンドル軸が回転せしめられ
る。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。

第１図は本発明に係る工作機械の正面図、第２
図は同工作機械の側面図、第３図は同工作機械の
平面図であり、床上に固設されたベツド１には左
右方向のレール２が設けられ、このレール２にＸ
テーブル３が係合し、またベツド１上にはモータ
４が設けられ、このモータ４によつて回転するボ
ールネジ５にＸテーブル３の一部を螺合し、モー
タ４の駆動によりＸテーブル３がレール２に沿て
て往復動するようにしている。

またＸテーブル３上面にはレール６が設けら
れ、このレール６にＺテーブル７が係合してい
る。このＺテーブル７の一部はＸテーブル３に固
設したモータ８によつて回転するボールネジ９に
螺合し、モータ８の駆動によりＺテーブル７はレ
ール６に沿つて、つまり水平面内において前記Ｘ
テーブル３の移動方向と直交する方向に往復動す
るようにしている。

Ｚテーブル７は上方に向つて支持体１０が一体
的に設けられ、この支持体１０内に固設した旋回
用モータ１１にて旋回アーム１２を垂直面内にお
いて旋回するようにしている。そして旋回アーム
１２の一端にはスピンドル装置１３を取付け、ア
ーム１２の端部裏側には支持部１４を受け、この
支持部１４を受ける支持リング１５を旋回用モー
タ１１周囲の支持体１０前面に設け、作業中にお
ける旋回アーム１２の倒れを防止している。

一方、支持体１０の背面側にはスピンドル装置
１３のスピンドル軸を回転するためのスピンドル
モータ１６を取付け、またベツド１の前方部分に
はスピンドル１３によつて加工されるワークＷを
支持する固定台１７を設け、ベツド１の後方部分
には操作盤を備えた制御ボツクス１８を設け、制
御ボツクス１８下方の床上にはクーラントユニツ
ト１９を配置している。

またＸテーブル３からは第１図に示すように斜
め上方に向つて支持アーム２０を延出し、この支
持アーム２０の中間から水平に分岐アーム２１を
延出し、この分岐アーム２１の先端にツールマガ
ジン２２を回転自在に支持している。ツールマガ
ジン２２はその周囲に複数の異なる工具を等間隔
で着脱自在に保持している。また前記支持アーム
２０の先端には交換アーム２３を取付け、この交
換アーム２３を交換アーム２３の後方に配置した
モータ２４により垂直面内において回転するよう
にしている。

ここで交換アーム２３の回転中心Ｏ１は前記旋
回アーム１２の中心Ｏ２とツールマガジン２２の
回転中心Ｏ３を結ぶ線上にあるようにし、工具を
交換する位置は、第１図に示す状態から旋回アー
ム１２が時計方向に略45゜回転した位置、つまり
中心Ｏ２，Ｏ３を結ぶ線上にスピンドル装置１３
の中心がきた位置とする。このようにすることで
交換アーム２３の長さを最短のものとすることが
できる。

次に前記旋回用モータ１１、旋回アーム１２及
びスピンドル装置１３の構造を第４図乃至第６図
に基づいて説明する。

旋回用モータ１１は筒状をなす固定部材１１０
内に同じく筒状をなす中空回転軸１１１を設けた
ダイレクトドライブモータを採用しており、支持
体１０に固定部材１１０が取付けられ、中空回転
軸１１１の前端に旋回アーム１２が取付けられて
いる。旋回アーム１２の背面側にはネジ１２０に
よつて板バネ等からなる環状デイスク１２１が取
付けられ、支持体１０側には環状デイスク１２１
を挟持して旋回アーム１２を所定位置にて固定す
る固定装置１２２を設けている。この固定装置１
２２はデイスク１２１の背面側が当たる受座１２
３とこの受座１２３との間でデイスク１２１を挟
持する押圧片１２４とからなり、押圧片１２４は
皿ばね１２５によつて挟持方向に付勢されるロツ
ド１２６先端部に設けられ、皿ばね１２５に抗し
てロツド１２６を前方に押すことでデイスク１２
１の挟持状態を解除し、旋回アーム１２の回転が
可能となる。尚、本実施例ではデイスク１２１を
板ばねにて構成したため、デイスク121を挟持す
ることで旋回アーム１２が倒れることなく確実に
回転が阻止される。

また、スピンドルモータ１６は支持体１０の背
面側に支持プレート１６０を介して取付けられ、
この支持プレート１６０の前部は筒状部１６１と
され、この筒状部１６１は旋回アーム１２側に取
付けられたクーラントジヨイント１６２内に挿入
され、クーラントジヨイント１６２は筒状部１６
１に対して回転自在とされ、支持プレート１６０
及びクーラントジヨイント１６２内には互いに連
通する冷却液流路１６３，１６４が形成されてい
る。

また支持プレート１６０内にはスピンドルモー
タ１６によつて回転せしめれるスピンドルモータ
軸１６５の基端部が回転自在に支承され、このス
ピンドルモータ軸１６５の先端部は旋回アーム１
２内において回転自在に支承されている。そして
スピンドルモータ軸１６５の先部にはプーリ１６
６が嵌合され、このプーリ166とスピンドル装置
１３のスピンドル軸１３１に嵌着したプーリ１３
２間にタイミングベルト１６７を張設し、スピン
ドルモータ１６の回転をスピンドル装置１３に伝
達するようにしている。尚、旋回アーム１２内に
も前記クーラントジヨイント１６２の流路１６４
と連通する冷却液流路１２７を形成している。

スピンドル装置１３の構造は拡大図である第５
図にも示すように、旋回アーム12に前方に突出す
るケース１３０を固着し、このケース１３０内に
筒状スピンドル軸１３１を回転自在に支承し、こ
のスピンドル軸１３１内にチヤツキングユニツト
１３３の本体１３４とクーラントジヨイント１３
５を設けている。

チヤツキングユニツト本体１３４及びクーラン
トジヨイント１３５には冷却液流路１３６，１３
７が形成され、クーラントジヨイント１３５の流
路１３７はロータリジヨイント１３８に形成した
流路１３９及び図示しないチユーブを介して前記
旋回アーム12の流露１２７に連通し、チヤツキン
グユニツト本体１３４の流路１３６はスピンドル
軸１３１に形成した流路１４０を介してスピンド
ル軸１３１前端に設けた環状液室１４１に連通し
ている。そして、この液室１４１内には環状のピ
ストン１４２が摺動自在に設けられている。

一方前記チヤツキングイユニツト１３３は本体
１３４とこの本体１３４の外周に装着される外筒
１４３とからなり、本体１３４の先部には前方に
向つて拡開するテーパ状凹部１４４が形成され、
更に本体１３４の先部には径方向の貫通穴１４５
が形成され、この貫通穴１４５内にスチールボー
ル１４６が保持されている。また外筒１４３はフ
ランジ部１４７を有し且つスプリング１４８にて
前方へ付勢されている。

ここで、外筒１４３はスプリング１４８の弾発
力の他に環状ピストン１４２によつても前方に付
勢される。つまりスピンドル軸１３１に設けた液
室１４１には流路１６３，１６４，１２７，１３
９，１３７，１３６，１４０を介してクーラント
ユニツト１９から供給される冷却液の一部が供給
され、この冷却液の液圧によつてピストン１４２
を前方へ押し出すようにしているため、環状ピス
トン１４２はスプリング１４８の弾発力に液室１
４１の液圧を加えた力で前方に付勢され、外筒１
４３は強く前方へ押し出され、この外筒１４３の
前方への移動によりスチールボール１４６がツー
ルホルダー１５０のテーパ部に設けた穴１５１に
強く係合し、ツールホルダー１５０をチヤツキン
グユニツト１３３によつて確実に保持する。

而して、ツールホルダー１５０をチヤツキング
ユニツト１３３から取り外すには第６図に示すよ
うに交換アーム２３をタールホルダー１５０の溝
部１５２に嵌め込む。すると、交換アーム２３に
設けたカム２３ａが外筒１４３に当接し、外筒１
４３をスプリング１４８に抗して後方に押し込
み、スチールボール１４６がツールホルダー１５
０ノ穴１５１から抜け出ることが可能なように
し、この状態でツールホルダー１５０を前方に引
き出す。

以上においてワークＷにタツピング等の加工を
施すにはワークＷを固定台１７に固定し、ワーク
Ｗの加工位置に合せてモータ４，８，１１を駆動
する。ここでスピンドル装置１３の横方向の移動
はモータ４の駆動で、前後方向の移動はモータ８
の駆動で、更に上下方向の移動はモータ１１の駆
動により行う。尚、モータ１１の駆動によりスピ
ンドル装置１３は横方向に移動することとなる
が、この量は予め計算し、モータ４の駆動量を調
節する。

（発明の効果） 本発明に係る工作機械によれば従来のＹテーブ
ルに代えて旋回アームを設けたため、上下方向の
ガイドレール或いはＹテーブルを上下動させるた
めにガイドレール上方に設けられるシリンダユニ
ツト等が不要となり、工作機械の重心を低くでき
且つコンパクト代も達成できる。

また、本発明によれば旋回アームを回転せしめ
るモータとして中空軸を備えたモータを用い、更
にこの中空軸内にスピンドルモータの回転をスピ
ンドル装置に伝達するスピンドルモータ軸を配設
したため、更なるコンパクト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る工作機械の正面図、第２
図は同工作機械の側面図、第３図は同工作機械の
平面図、第４図は同工作機械の要部拡大断面図、
第５図及び第６図はスピンドル装置の拡大断面図
である。 尚、図面中、３はＸテーブル、７はＺテーブ
ル、１０は支持体、１１は旋回用モータ、１２は
アーム、１３はスピンドル装置、１６スピンドル
モータ、１１１は中空回転軸、１２２は固定装
置、１３１はスピンドル軸、１３３はチヤツキン
グユニツト、１５０はツールホルダー、１６５は
スピンドルモータ軸である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 前後動するテーブルに支持体を設け、この支
   持体に内側の中空軸が回転する旋回駆動モータを
   取付け、この旋回駆動モータの中空軸前端に中空
   軸の回転によつて垂直面内で回転する旋回アーム
   を固着し、この旋回アームの先端にスピンドル装
   置を取付け、このスピンドル装置と前記支持体の
   背面側に設けたスピンドルモータとを前記旋回駆
   動モータの中空軸内を貫通する動力伝達機構を介
   して連結するようにしたことを特徴とするスピン
   ドル装置の移動及び動力伝達機構。