JPH0740103A - チップ形成工作機械の工具ヘッド - Google Patents

チップ形成工作機械の工具ヘッド

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JPH0740103A
JPH0740103A JP5095352A JP9535293A JPH0740103A JP H0740103 A JPH0740103 A JP H0740103A JP 5095352 A JP5095352 A JP 5095352A JP 9535293 A JP9535293 A JP 9535293A JP H0740103 A JPH0740103 A JP H0740103A
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JP
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motor
sleeve
shaft
drive
tool head
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JP5095352A
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Giancarlo Fedeli
フェデリ ジアンカルロ
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    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
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    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/10—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles driven essentially by electrical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)
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  • Drilling And Boring (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 工具１１のスピンドル２１が、工具ヘッド９
のケーシング１２に関して軸１０の周りを第１のモータ
２８によって回転せしめられ、また、第２のモータ３９
により起動されるドライブ３８によって軸１０に沿って
動かされる。スピンドル２１、モータ２８，３９、ドラ
イブ３８は相互にスピンドル２１の軸１０に沿って直線
的に配置され、スピンドル２１を支持するスリーブ１６
内に収納されている。 【効果】 デザインが簡明で直線的で、低コストで信頼
性が高い。スピンドル径が制限されない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はチップ形成工作機械の工
具ヘッドに関する。より詳しくは、本発明は、（イ）軸
を有し、（ロ）ケーシングを具え、（ハ）該軸と共軸的
に配置され且つ該ケーシングに対して角度が固定されて
いるが軸方向に滑動可能に連結されたスリーブを少くと
も具え、（ニ）上記軸方向には固定された形態で上記軸
の周りを回転可能に上記スリーブに連結された工具支持
用スピンドルを具え、（ホ）上記スリーブに関し該スピ
ンドルを上記軸の周りに回転せしめる第１の駆動手段を
具え、（ヘ）上記ケーシングに関し上記スリーブを上記
軸の周りに回転せしめる第２の駆動手段を具えてなる工
具ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、知られている上述のようなタイプ
の工具ヘッドにおいては、スリーブに対するスピンドル
の回転およびケーシングに対するスリーブの軸方向変位
は、それぞれ、スリーブの外に配置された第１のモータ
ーおよび第２のモーターによって行われていた。第１の
モーターおよび第２のモーターは、それぞれ、例えばギ
アもしくはベルト、ドライブおよび通常はスプライン型
のカップリングを介して、スピンドルおよびスリーブに
連結されている。
【０００３】上述のようにモーターが配置され、これら
のモーターをそれぞれの被駆動要素に連結するためのド
ライブを用いることは工具ヘッドを扱い難いものにする
し、デザインも複雑である。しかも、相対的に運動する
数多くの要素が存することと相俟って、工具ヘッドの信
頼性を低め、また摩耗し易いものとしている。
【０００４】このような難点を克服するため、米国特許
５，００９，５５４およびヨーロッパ公開３６２，７８
１には、上記のようなタイプの工具ヘッドであって、上
記第１および第２のモーター、それぞれのドライブおよ
びスリーブ（スリーブはヨーロッパ公開３６２，７８１
では工具を支持するスピンドルと一体になっている）を
互にケーシングの軸に沿って直線的に配置したものが提
案されている。
【０００５】上記の提案によれば、工具ヘッドのデザイ
ンが単純になり、相対的に可動部材数が低減し、信頼度
が高まるが、スピンドルの剛さに限界が生じ、ひいては
適用できるトルクおよびシエアが制限されるという難点
がある。これは、スピンドルとスリーブとが少くとも一
方のモーターを介して装着され、そして、製造コストと
装置容量を一般に許容される範囲内に抑えようとすると
スピンドルとスリーブの直径に限界があるためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような状況に鑑
み、本発明の目的は、従来の上記のような工具ヘッドの
難点がなく、デザインが直線的で簡明であり、コストが
低く、信頼度の高い工具ヘッドを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば（イ）軸
を有し、（ロ）ケーシングを具え、（ハ）該軸と共軸的
に配置され且つ該ケーシングに対して角度が固定されて
いるが軸方向に滑動可能に連結されたスリーブを少くと
も具え、（ニ）上記軸方向には固定された形態で上記軸
の周りを回転可能に上記スリーブに連結された工具支持
用スピンドルを具え、（ホ）上記スリーブに関し、該ス
ピンドルを上記軸の周りに回転せしめる第１のモーター
を具え、（ヘ）上記ケーシングに関し上記軸に沿って上
記スリーブを動かすドライブを具え、（ト）該ドライブ
を起動する第２のモーターを具えてなる、チップ形成工
作機械の工具ヘッドであって、上記スピンドル、モータ
ーおよびドライブが上記軸に沿って相互に実質的に直線
をなして上記スリーブ内に収納配置されていることを特
徴とするチップ形成工作機械の工具ヘッドが提供され
る。
【０００８】上述の工具ヘッドでは、スリーブは複数の
モーターを収納するに十分な大きさを有し、それ故、適
切な直径を有するスピンドルも収納できる。さらに、ス
ピンドルは全長がモーターの外に伸びるため、少くとも
一つのモーターの回転子の内径によってスピンドルに径
が制限されるということはない。
【０００９】以下、添付図を参照しつつ、本発明をその
具体例を中心に説明する。図１は、チップ形成工作機械
に取付けられた本発明の工具ヘッドの好ましい態様を示
す略示的透視図である。図２は、図１のII−II線に沿う
断面の拡大図である。図３は、本発明の工具ヘッドを複
数個描写した工作機械の部分図である。
【００１０】図１において、チップ形成工作機械１は基
台２を有しており、基台２には作業テーブル３が既知の
手法で取付けられており、作業テーブル３は、既知の駆
動ユニット（図示せず）によって、基台２に対し可動に
構成され、それによって、工作片４が互に直角な水平２
方向に動くように構成されている。工作機械１は、さら
に下端部が基台２と一体に結合した直立部７を有する。
直立部７の上端部には工具ヘッド９を保持する固定アー
ム８が取付けられている。
【００１１】図１に示す例では、工具ヘッド９は鉛直軸
１０を有し、この鉛直軸１０に沿って、工作機械１に用
いられる複数の交換可能な工具１１の一つを保持し且つ
移動するように構成されている。図２に示すように、工
具ヘッド９は、アーム８（図１）に一体的に取付けられ
た長く伸びた外部ケーシング１２を具えている。外部ケ
ーシング１２は、軸１０と共軸的であって壁体１４によ
ってその一端が閉じられた第１のチューブ状部１３と、
該チューブ状部１３の他端から軸１０と共軸的に伸びる
第２のチューブ状部１５とを有している。第２のチュー
ブ状部１５は、減摩材のライナー１７を介して軸１０と
共軸的に軸方向に滑動可能に該チューブ状部１５に取付
けられた円筒状スリーブ１６のガイドを構成している。
変形態様（図示せず）として、ライナー１７は循環する
ボールブッシュて代替することができる。
【００１２】スリーブ１６は角度ロック装置１８によっ
てケーシング１２に関して角度に関してロックされる。
角度ロック装置１８は、チューブ状部分１３に軸１０と
平行に取付けられた固定ガイドロッド１９と、壁体１４
に向い合うスリーブ１６の端部に一体的に取付けられた
循環ボールブッシュ２０を有している。循環ボールブッ
シュ２０はロッド１９に対し軸方向に滑動可能である。
【００１３】壁体１４に向い合う端とは反対側のスリー
ブ１６の端には工具１１を支持するスピンドル２１が収
容されている。スピンドル２１は軸１０と共軸的に伸び
て、スリーブ１６に取付けられている。ブッシュ２３が
複数のねじ２４によってスリーブ１６に取付けられてお
り、このブッシュ２３によって、スリーブのそれぞれの
肩部に対し四つのベアリング２２が掴持されている。こ
れらのベアリング２２によって、スピンドル２１（スリ
ーブ１６に取付けられた）は回転するが軸方向には固定
されている。
【００１４】複数のねじ２５によって、スピンドル２１
は軸１０と共軸的に中空シャフト２６に一体的に取付け
られている。中空シャフト２６は一対のベアリング２７
によってスリーブ１６に取付けられている。また、スピ
ンドル２１は、スリーブ１６内に同軸的に装着された電
動機２８によって軸１０の周りを回転する。より具体的
に言うと、電動機２８は、円筒状ケーシング３０によっ
てスリーブ１６の内面に固く一体的に装着された固定子
２９を具えたキル（ｑｕｉｌｌ）駆動タイプのものであ
る。その回転子３１はシャフト２６の中間部に取付けら
れている。
【００１５】スピンドル２１は、工具１１を支持する既
知の工具ホルダー３２に噛み合うテーパシートを提供し
ている。工具ホルダー３２は既知の解放可能な保持装置
３３によってテーパシート内に保持される。より詳しく
は、保持装置３３は工具ホルダー３２のシャンクにかみ
合うジョー３４と、ジョー３４に取付けられた制御ロッ
ド３５を有している。制御ロッド３５はシャフト２６内
に伸びており、そして、同様にシャフト２６内に収容さ
れているスプリング３６により制御ロッド３５に負荷が
与えられ、使用時にジョー３４が閉じられる。
【００１６】図２において、工具ヘッド９はアクチュエ
ーター３７を具えており、このアクチュエーター３７に
よって、スリーブ１６をケーシング１２に関して軸１０
に沿って完全な引出位置と完全な引込位置との間で移動
せしめる。アクチュエーター３７は実質的にスリーブ１
６内に軸１０と共軸的に循環ボールドライブ３８を具
え、さらに、このドライブ３８を駆動するモーター３９
を具えている。
【００１７】モーター３９はスリーブ１６内に収容され
たキル駆動型のものであって、その固定子４０はケーシ
ング３０によってスリーブ１６の内面に固く装着されて
いる。モーター３９は中空回転子４１を具えており、こ
の回転子４１は、軸１０と共軸的な中空支持シャフト４
２に取付けられ、ケーシング３０上の一対のベアリング
４３によって、軸方向には固定されるが回転可能にスリ
ーブ１６に連結している。
【００１８】ドライブ３８は軸１０と共軸的な外部ねじ
山付シャフト４４を具えている。シャフト４４は軸方向
に滑動可能にシャフト４２およびシャフト２６の少くと
も一部にかみ合っている。シャフト４４の一端は壁体１
４と一体に連結されており、また、その他端は、スリー
ブ１６が閉じて引込み位置に達したときロッド３５の端
部に接触してロッド３５の軸方向停止位置を決める。
【００１９】ドライブ３８は、さらに、ナット４５を有
し、このナット４５は複数のボール４６の介在によって
シャフト４４に連結されており、また、複数のねじ４７
によってシャフト４２に一体的に連結されている。な
お、図２において、工具ヘッド９は、それぞれモーター
２８と３９を制御するための２つの位置および角速度変
換器４８，４９を具えている。変換器４８および４９は
スリーブ１６内に収容されていて、それぞれ、ケーシン
グ３０によってスリーブ１６の内面に固く一体的に取付
られた固定子５０とシャフト２６，４２に装着された回
転子５１とを有している。
【００２０】工具ヘッド９は、スリーブ１６の２つの限
界位置を測定する一対のリミットセンサ５２と、スリー
ブ１６のゼロ位置を測定する別の位置センサ５３を具え
ている。センサ５２，５３、変換器４８，４９およびモ
ーター２８，３９はそれぞれワイヤーＡ（一部のみ図示
してある）およびコネクター５４によって、工具ヘッド
９を制御し且つ駆動する既知の制御システム（図示せ
ず）に連結されている。
【００２１】工具ヘッド９において、モーター２８およ
び２９が冷却され、ベアリング２２，２７，４３はケー
シング１２内の全ての隙間を充たすオイルによって潤滑
される。ケーシング１２はダイナミックシール５５、回
転シール５６およびスタチックシール５７によってシー
ルされている。タイナミックシール５５はケーシング１
２内にごみが入るのを防ぐためスクレーパ要素を具えて
いる。
【００２２】特に強力工作に適合する図示していない変
更態様においては、工具ヘッド９はケーシング１２内の
オイルを冷却するユニットおよび、所定作動条件下に回
転子４１をロックするための、シャフト４２に連結され
た電磁ブレーキを具えている。
【００２３】実際の使用に際して、スピンドル２１、ひ
いては工具１１はモーター２８によって軸１０の周りを
回転し、そして、変換器４８によって制御システム（図
示せず）に送られる信号の作用として制御システムによ
って速度および角度位置が制御される。他方、スピンド
ル２１の軸方向変位はモーター３９によって制御され
る。モーター３９はドライブ３８を介してスリーブ１６
に作用する。また、その軸方向変位は変換器４９によっ
て制御システム（図示せず）に送られる信号の使用とし
て制御システムによって制御される。
【００２４】工具ヘッド９は、その内部構成からみて、
既知の工具ヘッドと比較して、デザインが直線的で簡明
であり、コンパクトで軽量である。また、工具ヘッド９
の内部構成からみて、主として比較的少数の相互に滑動
する要素によって（それが全てではないが）、高い信頼
性が生まれる。
【００２５】図３は工作機械１とはデザインが少し相異
する工作機械５８の成分パーツが可能な限り同じ参照数
字で示してある。工作機械５８はマルチスピンドル機械
であって、テーブル３に代替して、複数の工作片４を支
持するタレット５９を具えている。タレット５９は、基
台（図示せず）に関し、実質的に水平な軸６０の周りを
回転し、継続的に工作片４を複数の作業ステーション６
１を通じて供給する。単一の工具ヘッド９に代えて、工
作機械５８には種々の方向に配向した複数の工具ヘッド
９が設けられ、各工具ヘッド９はそれぞれの作業ステー
ション６１において工作片４に向い合う位置に配置され
て、工作片４の工作を施す。
【００２６】さらに、別の変形態様（図示せず）におい
ては、各作業ステーション６１において工作機械５８は
２またはそれ以上の工具ヘッド９を具えていて、工作片
４に対して同時に異なる工作を施す。
【図面の簡単な説明】
【図１】チップ形成工作機械に取付けられた本発明の工
具ヘッドの好ましい態様を示す略示的透視図。
【図２】図１のII−II線に沿う断面の拡大図。
【図３】本発明の工具ヘッドを複数個描写した工作機械
の部分図。
【符号の説明】
９ 工具ヘッド １０ 軸 １１ 工具 １２ 外部ケーシング １６ スリーブ １８ ロック手段 ２１ スピンドル ２６ ドライブシャフト ２８ 第１のモーター ２９ 第１のモーターの固定子 ３１ 第１のモーターの回転子 ３８ ドライブ ３９ 第２のモーター ４０ 第２のモーターの固定子 ４１ 第２のモーターの回転子 ４４ 中央シャフト ４５ ナット
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年６月２９日
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図３】
【図２】

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸（１０）を有し、ケーシング（１２）
    を具え、該軸（１０）と共軸的に配置され、且つケーシ
    ング（１２）に対し角度が固定されているが、軸方向に
    滑動可能に連結されたスリーブ（１６）を少くとも具
    え、軸方向には固定された形態で、該軸（１０）の周り
    を回転可能にスリーブ（１６）に連結された工具（１
    １）支持用スピンドル（２１）を具え、スリーブ（１
    ６）に関し、スピンドル（２１）を該軸（１０）の周り
    に回転せしめる第１のモーター（２８）を具え、ケーシ
    ング（１２）に関し該軸（１０）に沿ってスリーブ（１
    ６）を動かすドライブ（３８）を具え、さらに、ドライ
    ブ（３８）を起動する第２のモーター（３９）を具えて
    なる、チップ形成工作機械の工具ヘッド（１９）であっ
    て、 スピンドル（２１）、第１のモーター（２８）、第２の
    モーター（３９）およびドライブ（３８）が該軸（１
    ０）に沿って相互に実質的に直線をなしてスリーブ（１
    ６）内に配置収納されていることを特徴とするチップ形
    成工作機械の工具ヘッド（１９）。
  2. 【請求項２】 第１のモーター（２８）および第２のモ
    ーター（３９）のそれぞれがスリーブ（１６）に一体的
    に連結された軸方向に変位可能な固定子（２９），（４
    ０）を有する請求項１記載の工具ヘッド。
  3. 【請求項３】 第１のモーター（２８）および第２のモ
    ーター（３９）のそれぞれが、スリーブ（１６）に一体
    的に連結された、軸方向には固定されているが該軸（１
    ０）の周りを回転可能な回転子（３１），（４１）を有
    する請求項２記載の工具ヘッド。
  4. 【請求項４】 第１のモーター（２８）および第２のモ
    ーター（３９）がキル（ｑｕｉｌｌ）駆動モーターであ
    り、スピンドル（２１）が該軸（１０）と共軸的なドラ
    イブシャフト（２６）を有し、且つ、第１のモーター
    （２８）の回転子（３１）が該ドライブシャフト（２
    ６）に装着されている請求項３記載の工具ヘッド。
  5. 【請求項５】 ドライブ（３８）が循環ボールドライブ
    であって、該ドライブ（３８）は、ケーシング（１２）
    かまたは第２のモーター（３９）の回転子（４１）のい
    ずれか一方と一体的に連結している軸（１０）と共軸的
    な中央シャフト（４４）を具え、ケーシング（１２）と
    第２のモーター（３９）の回転子（４１）のうち中央シ
    ャフト（４４）が連結していない方の部材に該中央シャ
    フト（４４）と共軸的に取付けられた外部ナット（４
    ５）を有し、さらに、中央シャフト（４４）とナット
    （４５）との間に介在する複数のボール（４６）を具え
    ている請求項３または４記載の工具用ヘッド。
  6. 【請求項６】 中央シャフト（４４）はケーシング（１
    ２）に一体的に連結され、ナット（４５）が第２のモー
    ター（３９）の回転子（４１）に一体的に連結され、ま
    た、中央シャフト（４４）は第２のモーター（３９）の
    回転子（４１）を通り、さらに第１のモーター（２８）
    の回転子（３１）を少くとも部分的に通って伸びている
    請求項５記載の工具ヘッド。
  7. 【請求項７】 スリーブ（１６）をロックするロック手
    段（１８）がケーシング（１２）に関し角度が固定され
    た形態で取付けられている請求項１〜６のいずれかに記
    載の工具ヘッド。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の工具ヘ
    ッド（９）を少くとも一つ具えたことを特徴とするチッ
    プ形成用工作機械。
JP5095352A 1992-03-30 1993-03-30 チップ形成工作機械の工具ヘッド Pending JPH0740103A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
ITPG920005A IT1261640B (it) 1992-03-30 1992-03-30 Unita' operatrice elettromeccanica avente entrambi i motori elettrici e la vite a ricircolazione di sfere coassiali con il mandrino ed interni al cannotto mobile
IT92A0005 1992-03-30

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JPH0740103A true JPH0740103A (ja) 1995-02-10

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5095352A Pending JPH0740103A (ja) 1992-03-30 1993-03-30 チップ形成工作機械の工具ヘッド

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US (1) US5350263A (ja)
EP (1) EP0563862B1 (ja)
JP (1) JPH0740103A (ja)
DE (1) DE69312994T2 (ja)
ES (1) ES2104986T3 (ja)
IT (1) IT1261640B (ja)

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