JP2004249456A - Machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工具を支持する刃物台、及びワークを保持するワーク保持手段の少なくとも一方を備えた工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool provided with at least one of a tool rest for supporting a tool and work holding means for holding a work.
従来、例えば、CNC旋盤等の工作機械においては、刃物台がモータにより回転駆動されるように構成されていた。 Conventionally, for example, in a machine tool such as a CNC lathe, a tool rest is configured to be rotationally driven by a motor.
図6は、従来の工作機械の構造の一例を示す外観斜視図であるが、図示の工作機械は、ワークWを保持するチャック100Aや心押軸(「センタ」ともいう)100Bを備えており、該ワークWを軸心CT1の回りに回転できるように構成されている。そして、これらのチャック100Aと心押軸100Bとの間には、工具101を支持するヘッドストック(刃物台)102が配置されている(例えば、特許文献1参照。)。このヘッドストック102は、ヘッドストック支持部103により軸心CT2の回りに回転自在に支持されており、刃物台本体104の内部に収納されている不図示のモータにより所定位置にまで回転されるように構成されている。なお、符号105は、刃物台本体104をX方向に案内するための案内装置を示し、符号106は、その案内装置105をZ方向に案内するための案内装置を示す。
FIG. 6 is an external perspective view showing an example of the structure of a conventional machine tool. The illustrated machine tool includes a
図7は、図6に示す工作機械の内部構造を示す部分断面図であるが、ヘッドストック102を軸心CT2の回りに回転させるための駆動力は符号110や111に示すギヤを経由して伝達されるようになっている。
ところで、上述したような工作機械では、ヘッドストック102はギヤ110,111等を介して回転駆動するように構成されていてバックラッシュが存在するため、工具101の位置決め精度が悪くなってしまうという問題があった。
By the way, in the machine tool as described above, the
また、このバックラッシュによって、工具101の移動開始や停止にタイムラグが発生してしまい、回転駆動をスムーズに行えないという問題があった。
Further, due to the backlash, a time lag occurs between the start and stop of the movement of the
本発明のうち第1の発明は、少なくとも1つの工具(1)を支持する刃物台(2)と、ワーク(W)を保持するワーク保持手段(3A,3B)と、を備え、前記工具(1)にて前記ワーク(W)を加工する工作機械において、前記刃物台(2)は、軸部(4)が取り付けられると共に回転自在に支持され、該軸部(4)の少なくとも一部は支持ケース(5)に収納され、該軸部(4)の外周面には周方向に沿って磁石(6)が複数取り付けられ、前記支持ケース(5)の内部には、前記磁石(6)に対向するように複数のコア(7)が取り付けられ、各コア(7)にはコイル(8)がそれぞれ巻回され、該コイル(8)に通電することにより前記コア(7)と前記磁石(6)との間に発生する力を利用して前記刃物台(2)を所定位置にまで回転させる、ことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a tool rest (2) for supporting at least one tool (1), and work holding means (3A, 3B) for holding a work (W). In the machine tool for processing the work (W) in 1), the tool rest (2) has a shaft (4) attached and is rotatably supported, and at least a part of the shaft (4) is A plurality of magnets (6) are housed in a support case (5), and a plurality of magnets (6) are attached to an outer peripheral surface of the shaft portion (4) along a circumferential direction. A plurality of cores (7) are attached so as to face the core, and a coil (8) is wound around each of the cores (7), and the coil (8) is energized so that the core (7) and the magnet (6) Using the force generated between the tool post (2) and the tool post (2) to a predetermined position Let rolling, characterized in that.
また、本発明のうち第2の発明は、第1の発明において、送風手段(F)により前記支持ケース内のコア(7)やコイル(8)や磁石(6)などに冷却風を供給する、ことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the cooling air is supplied to the core (7), the coil (8), the magnet (6), and the like in the support case by the blowing means (F). , Is characterized.
また、本発明のうちの第3の発明は、第2の発明において、前記支持ケース(5)に配置されると共に該ケース(5)外部に開口された第1通路(D1)と、略密閉状態となるように前記支持ケース(5)内に配置された第2通路(D2)と、該第1通路(D1)及び該第2通路(D2)に連通されると共に前記コア(7)や前記コイル(8)や前記磁石(6)等の近傍を通るように配置された第3通路(D3)と、を備え、かつ、前記送風手段(F)により前記第2通路(D2)内を高圧にすることにより、該第2通路(D2)内の空気が前記第3通路(D3)及び前記第1通路(D1)を経由して流れるようにした、ことを特徴とする。 In a third aspect of the present invention, in the second aspect, a first passage (D 1 ) disposed in the support case (5) and opened to the outside of the case (5) is substantially provided. said support casing (5) a second passageway disposed within so that the sealed state and (D 2), the core with communicates with the first passageway (D 1) and said second passage (D 2) (7), a third passage (D 3 ) arranged so as to pass near the coil (8), the magnet (6), and the like, and the second passage is provided by the blowing means (F). By setting the inside of (D 2 ) to a high pressure, the air in the second passage (D 2 ) flows through the third passage (D 3 ) and the first passage (D 1 ). It is characterized by the following.
また、本発明のうちの第4の発明は、第2の発明において、前記支持ケース(5)を貫通するように配置された第1通路(D1)と、前記支持ケース(5)を貫通するように配置された第2通路(D2)と、該第1通路(D1)及び該第2通路(D2)に連通されると共に前記コア(7)や前記コイル(8)や前記磁石(6)等の近傍を通るように配置された第3通路(D3)と、を備え、かつ、前記送風手段(F)により前記第1通路(D1)に風を流すことにより、前記支持ケース(5)の外部の空気が前記第2通路(D2)及び前記第3通路(D3)を経由して前記第1通路(D1)に流れるようにした、ことを特徴とする。 In a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, the first passage (D 1 ) disposed so as to penetrate the support case (5) and the first passage (D 1 ) penetrates the support case (5). The second passage (D 2 ) is arranged so as to communicate with the first passage (D 1 ) and the second passage (D 2 ) and the core (7), the coil (8), and the second passage (D 2 ). And a third passage (D 3 ) disposed so as to pass in the vicinity of the magnet (6) and the like, and by blowing air through the first passage (D 1 ) by the blowing means (F), the air outside the support case (5) is to flow in the second passage (D 2) and the first passage through the third passage (D 3) (D 1), and characterized in that I do.
また、本発明のうち第5の発明では、工具(1)を支持する刃物台(2)、及びワーク(W)を保持するワーク保持手段(3A,3B,23)の少なくとも一方を備えた工作機械において、前記刃物台(2)及び前記ワーク保持手段(3A,3B,23)の少なくとも一方は、軸部(4,24)が取り付けられると共に回転自在に支持され、該軸部(4,24)の少なくとも一部は支持ケース(5,25)に収納され、該軸部(4,24)の外周面には周方向に沿って磁石(6,26)が複数取り付けられ、前記支持ケース(5,25)の内部には、前記磁石(6,26)に対向するように複数のコア(7,27)が取り付けられ、各コア(7,27)にはコイル(8,28)がそれぞれ巻回され、該コイル(8,28)に通電することにより前記コア(7,27)と前記磁石(6,26)との間に発生する力を利用して前記刃物台(2)又は前記ワーク保持手段(3A,3B,23)を回転させる、ことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, a tool provided with at least one of a tool rest (2) for supporting a tool (1) and work holding means (3A, 3B, 23) for holding a work (W). In the machine, at least one of the tool rest (2) and the work holding means (3A, 3B, 23) has a shaft (4, 24) attached and is rotatably supported. ) Are housed in a support case (5, 25), and a plurality of magnets (6, 26) are attached to the outer peripheral surface of the shaft portion (4, 24) along the circumferential direction. A plurality of cores (7, 27) are mounted inside the (5, 25) so as to face the magnets (6, 26), and the coils (8, 28) are respectively mounted on the cores (7, 27). By winding the coil (8, 28) Rotating the tool rest (2) or the work holding means (3A, 3B, 23) using a force generated between the core (7, 27) and the magnet (6, 26). Features.
また、本発明のうち第6の発明では、送風手段(F,F0)により前記支持ケース(5,25)内のコア(7,27)やコイル(8,28)や磁石(6,26)などに冷却風を供給する、ことを特徴とする。 In the sixth aspect of the present invention, the core (7, 27), the coil (8, 28) and the magnet (6, 26) in the support case (5, 25) are blown by the blowing means (F, F 0 ). ) Is supplied with cooling air.
また、本発明のうち第7の発明では、前記支持ケース(25)に配置されると共に該ケース外部に開口された第1通路(D11)と、略密閉状態となるように前記支持ケース(25)内に配置された第2通路(D12)と、該第1通路(D11)及び該第2通路(D12)に連通されると共に前記コア(27)や前記コイル(28)や前記磁石(26)等の近傍を通るように配置された第3通路(D13)と、を備え、かつ、前記送風手段(F0)により前記第2通路(D12)内を高圧にすることにより、該第2通路(D12)内の空気が前記第3通路(D13)及び前記第1通路(D11)を経由して流れるようにした、ことを特徴とする。 In the seventh aspect of the present invention, the support case (25) is disposed in the support case (25) and is substantially closed with the first passageway (D 11 ) opened to the outside of the case. 25), a second passage (D 12 ) disposed in the first passage (D 11 ) and the second passage (D 12 ), and the core (27), the coil (28), and the like. A third passage (D 13 ) disposed so as to pass near the magnet (26) and the like, and the inside of the second passage (D 12 ) is made high pressure by the blowing means (F 0 ). Thereby, the air in the second passage (D 12 ) flows through the third passage (D 13 ) and the first passage (D 11 ).
また、本発明のうち第8の発明では、前記支持ケース(25)を貫通するように配置された第1通路(D11)と、前記支持ケース(25)を貫通するように配置された第2通路(D12)と、該第1通路(D11)及び該第2通路(D12)に連通されると共に前記コア(27)や前記コイル(28)や前記磁石(26)等の近傍を通るように配置された第3通路(D13)と、を備え、かつ、前記送風手段(F0)により前記第2通路(D12)に風を流すことにより、前記支持ケース(25)の外部の空気が前記第1通路(D11)及び前記第3通路(D13)を経由して前記第2通路(D12)に流れるようにした、ことを特徴とする。 In the eighth aspect of the present invention, the first passage (D 11 ) disposed to penetrate the support case (25) and the first passage (D 11 ) disposed to penetrate the support case (25). Two passages (D 12 ), the first passages (D 11 ) and the second passages (D 12 ), and near the core (27), the coil (28), the magnet (26), etc. And a third passage (D 13 ) disposed so as to pass therethrough, and by blowing air through the second passage (D 12 ) by the blowing means (F 0 ), the support case (25) external air is to flow in the first passage (D 11) and the second passage via the third passage (D 13) (D 12) , characterized in that.
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以下の「作用」「発明の効果」の欄についても同様である。 Note that the numbers in parentheses are for convenience showing the corresponding elements in the drawings, and therefore, the description is not limited to the description on the drawings. The same applies to the following columns of “action” and “effect of the invention”.
上記した構成により本発明のうち第1の発明では、前記コイル(8)に通電すると、前記コア(7)と前記磁石(6)との間に力が発生し、その力により軸部(4)や刃物台(2)を回転させることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the coil (8) is energized, a force is generated between the core (7) and the magnet (6). ) And the tool rest (2) can be rotated.
さらに、本発明のうち第2の発明では、送風手段(F)により冷却風を供給することができる。 Further, in the second aspect of the present invention, the cooling air can be supplied by the blowing means (F).
またさらに、本発明のうち第3の発明では、前記第2通路(D2)内の空気を前記第3通路(D3)に流すことができる。 Still further, according to the third aspect of the present invention, the air in the second passage (D 2 ) can be caused to flow through the third passage (D 3 ).
また、本発明のうち第4の発明では、支持ケース(5)の外部の空気を第2通路(D2)から第3通路(D3)に供給することができる。 Further, in the fourth invention of the present invention, can supply air outside the support case (5) from the second passage (D 2) in the third passage (D 3).
また、本発明のうち第5の発明では、前記コイル(8,28)に通電すると、前記コア(7,27)と前記磁石(6,26)との間に力が発生し、その力により前記刃物台(2)又は前記ワーク保持手段(3A,3B,23)を回転させることができる。 In the fifth aspect of the present invention, when the coil (8, 28) is energized, a force is generated between the core (7, 27) and the magnet (6, 26). The tool rest (2) or the work holding means (3A, 3B, 23) can be rotated.
さらに、本発明のうち第6の発明では、送風手段(F,F0)により冷却風を供給することができる。 Further, in the sixth aspect of the present invention, the cooling air can be supplied by the blowing means (F, F 0 ).
また、本発明のうち第7の発明では、前記第2通路(D12)内の空気を前記第3通路(D13)に流すことができる。 In the seventh aspect of the present invention, the air in the second passage (D 12 ) can be caused to flow into the third passage (D 13 ).
さらに、本発明のうち第8の発明では、支持ケース(25)の外部の空気を第1通路(D11)から第3通路(D13)に供給することができる。 Further, according to the eighth aspect of the present invention, the air outside the support case (25) can be supplied from the first passage (D 11 ) to the third passage (D 13 ).
以上説明したように本発明のうち第1の発明は、刃物台(2)の軸部(4)に磁石(6)を取り付け、該磁石(6)に対向する位置にコア(7)を取り付け、該磁石(6)とコア(7)との間に発生する力によって刃物台(2)を所定回転位置にまで、又は所定の角速度で回転できるように構成している。ギヤ等を用いていないため、バックラッシュが存在せず、工具(1)の位置決め精度を向上させることができる。また、バックラッシュが存在しないため、工具(1)の移動開始や停止にタイムラグが発生せず、回転駆動をスムーズに行える。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the magnet (6) is attached to the shaft (4) of the tool post (2), and the core (7) is attached to a position facing the magnet (6). The tool post (2) can be rotated to a predetermined rotation position or at a predetermined angular velocity by a force generated between the magnet (6) and the core (7). Since no gear or the like is used, there is no backlash, and the positioning accuracy of the tool (1) can be improved. Further, since there is no backlash, there is no time lag between the start and stop of the movement of the tool (1), and the rotation can be smoothly performed.
本発明のうちの第2の発明は、第1の発明において、送風手段(F)により前記支持ケース内のコア(7)やコイル(8)や磁石(6)などに冷却風を供給するようにしているため、熱膨張を低減して、コア(7)と磁石(6)とのギャップ等を適正に保つことができる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the cooling air is supplied to the core (7), the coil (8), the magnet (6), and the like in the support case by the blowing means (F). Therefore, the thermal expansion can be reduced, and the gap between the core (7) and the magnet (6) can be appropriately maintained.
本発明のうちの第3の発明は、第2の発明において、前記支持ケース(5)に配置されると共に該ケース(5)外部に開口された第1通路(D1)と、略密閉状態となるように前記支持ケース(5)内に配置された第2通路(D2)と、該第1通路(D1)及び該第2通路(D2)に連通されると共に前記コア(7)や前記コイル(8)や前記磁石(6)等の近傍を通るように配置された第3通路(D3)と、を備え、かつ、前記送風手段(F)により前記第2通路(D2)内を高圧にするため、複数配置されている第3通路(D3)のそれぞれに同じ温度の冷却風を流すことができ、各コア(7)と磁石(6)との間のギャップ寸法を均一にすることができる。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the first passage (D 1 ) disposed in the support case (5) and opened to the outside of the case (5) is substantially sealed. And a second passage (D 2 ) disposed in the support case (5) so as to communicate with the first passage (D 1 ) and the second passage (D 2 ). ), A third passage (D 3 ) arranged to pass near the coil (8), the magnet (6), and the like, and the second passage (D 3 ) is provided by the blowing means (F). 2 ) In order to increase the pressure inside, the cooling air having the same temperature can flow through each of the plurality of third passages (D 3 ), and the gap between each core (7) and the magnet (6) can be increased. The dimensions can be made uniform.
本発明のうちの第4の発明は、第2の発明において、前記支持ケース(5)を貫通するように配置された第1通路(D1)と、前記支持ケース(5)を貫通するように配置された第2通路(D2)と、該第1通路(D1)及び該第2通路(D2)に連通されると共に前記コア(7)や前記コイル(8)や前記磁石(6)等の近傍を通るように配置された第3通路(D3)と、を備え、かつ、前記送風手段(F)により前記第1通路(D1)に風を流すようにしているため、複数配置されている第3通路(D3)のそれぞれに同じ温度の冷却風を流すことができ、各コア(7)と磁石(6)との間のギャップ寸法を均一にすることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, a first passage (D 1 ) disposed so as to penetrate the support case (5) and the first passage (D 1 ) penetrate the support case (5). The second passage (D 2 ) disposed in the first passage (D 1 ) and the second passage (D 2 ) communicate with the core (7), the coil (8), and the magnet ( 6) etc., and a third passage (D 3 ) arranged so as to pass in the vicinity, and the air is caused to flow through the first passage (D 1 ) by the blowing means (F). The cooling air having the same temperature can flow through each of the plurality of third passages (D 3 ), and the gap size between each core (7) and the magnet (6) can be made uniform. .
本発明のうちの第5の発明は、刃物台(2)又はワーク保持手段(3A,3B,23)の軸部(4,24)に磁石(6,26)を取り付け、該磁石(6,26)に対向する位置にコア(7,27)を取り付け、該磁石(6,26)とコア(7,27)との間に発生する力によって刃物台(2)又はワーク保持手段(3A,3B,23)を所定回転位置にまで、又は所定の角速度で回転できるように構成している。ギヤ等を用いていないため、バックラッシュが存在せず、工具(1)やワーク(W)の位置決め精度を向上させることができる。また、バックラッシュが存在しないため、工具(1)或いはワーク(W)の移動開始や停止にタイムラグが発生せず、回転駆動をスムーズに行える。さらに、ギヤ等を用いる場合に比べて、装置のコンパクト化を図ることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, a magnet (6, 26) is attached to the shaft (4, 24) of the tool rest (2) or the work holding means (3A, 3B, 23), and the magnet (6, 26) is attached. A core (7, 27) is mounted at a position facing the magnet (6, 26) and the tool post (2) or the work holding means (3A, 3B, 23) can be rotated to a predetermined rotation position or at a predetermined angular velocity. Since no gear or the like is used, there is no backlash, and the positioning accuracy of the tool (1) and the work (W) can be improved. Further, since there is no backlash, there is no time lag in starting or stopping the movement of the tool (1) or the work (W), and the rotation can be smoothly performed. Further, the size of the apparatus can be reduced as compared with the case where gears or the like are used.
本発明のうちの第6の発明は、第5の発明において、送風手段(F,F0)により前記支持ケース内のコア(7,27)やコイル(8,28)や磁石(6,26)などに冷却風を供給するようにしているため、熱膨張を低減して、コア(7,27)と磁石(6,26)とのギャップ等を適正に保つことができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the core (7, 27), the coil (8, 28) or the magnet (6, 26) in the support case is provided by the blowing means (F, F 0 ). ) And the like, so that the thermal expansion can be reduced, and the gap between the cores (7, 27) and the magnets (6, 26) can be appropriately maintained.
本発明のうちの第7の発明は、第6の発明において、前記支持ケース(25)に配置されると共に該ケース(25)外部に開口された第1通路(D11)と、略密閉状態となるように前記支持ケース(25)内に配置された第2通路(D12)と、該第1通路(D12)及び該第2通路(D12)に連通されると共に前記コア(27)や前記コイル(28)や前記磁石(26)等の近傍を通るように配置された第3通路(D13)と、を備え、かつ、前記送風手段(F0)により前記第2通路(D12)内を高圧にするため、複数配置されている第3通路(D13)のそれぞれに同じ温度の冷却風を流すことができ、各コア(27)と磁石(26)との間のギャップ寸法を均一にすることができる。 According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the first passage (D 11 ) disposed in the support case (25) and opened to the outside of the case (25) is substantially sealed. And a second passage (D 12 ) disposed in the support case (25) so as to communicate with the first passage (D 12 ) and the second passage (D 12 ) and the core (27). ), A third passage (D 13 ) disposed so as to pass near the coil (28), the magnet (26), and the like, and the second passage (D 0 ) is provided by the blowing means (F 0 ). In order to increase the pressure inside D 12 ), cooling air at the same temperature can be flowed through each of the plurality of third passages (D 13 ), and between each core (27) and the magnet (26). The gap size can be made uniform.
本発明のうちの第8の発明は、第6の発明において、前記支持ケース(25)を貫通するように配置された第1通路(D11)と、前記支持ケース(25)を貫通するように配置された第2通路(D12)と、該第1通路(D11)及び該第2通路(D12)に連通されると共に前記コア(27)や前記コイル(28)や前記磁石(26)等の近傍を通るように配置された第3通路(D13)と、を備え、かつ、前記送風手段(F0)により前記第2通路(D12)に風を流すようにしているため、複数配置されている第3通路(D13)のそれぞれに同じ温度の冷却風を流すことができ、各コア(27)と磁石(26)との間のギャップ寸法を均一にすることができる。 According to an eighth aspect of the present invention, in the sixth aspect, a first passage (D 11 ) disposed so as to penetrate the support case (25) and the first passage (D 11 ) penetrates the support case (25). The second passage (D 12 ) disposed in the first passage (D 11 ) and the second passage (D 12 ) communicate with the core (27), the coil (28), and the magnet ( 26) etc., and a third passage (D 13 ) arranged so as to pass in the vicinity of the second passage (D 12 ) by the blowing means (F 0 ). Therefore, the cooling air having the same temperature can flow through each of the plurality of third passages (D 13 ), and the gap size between each core (27) and the magnet (26) can be made uniform. it can.
以下、図1乃至図5を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、図1は、刃物台2の回転駆動部(刃物台2の軸部4を回転駆動させるための部分)の構造を説明するための断面図であり、図2は、図1のE−E断面図であり、図3は、該刃物台を有する工作機械の構造の一例を示す模式図である。また、図4は、図3のG−G線端面図であって送風手段(ファン)の取り付け状態を説明するための模式図であり、図5は、刃物台等の外観の一例を示す斜視図である。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the structure of a rotary drive unit of the tool rest 2 (a part for rotatingly driving the shaft 4 of the tool rest 2), and FIG. FIG. 3 is a schematic view showing an example of the structure of a machine tool having the tool rest. FIG. 4 is an end view taken along the line GG of FIG. 3 and is a schematic view for explaining an attached state of a blower (fan). FIG. 5 is a perspective view showing an example of an external appearance of a tool post or the like. FIG.
本発明に係る工作機械は、図3及び図5に示すように、軸部4に取り付けられて軸心CT3を中心に回転自在に支持された刃物台2を備えており、該刃物台2には少なくとも1つの工具1が支持されている。そして、工作機械は、ワークWを保持するワーク保持手段3A,3Bを備えており、前記刃物台2にて軸心CT3を中心とした適正回転位置に保持した工具1で前記ワークWを加工するように構成されている。また、上述した軸部4の少なくとも一部は、図1に詳示するように支持ケース5に収納されており、その軸部4の外周面には磁石6が取り付けられている。さらに、前記支持ケース5の内部には、前記磁石6に対向するようにコア7が取り付けられており、該コア7にはコイル8が巻回されている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the machine tool according to the present invention includes a
前記軸部4は略円筒形状や略円柱形状に形成されている。そして、前記磁石6は前記軸部4の外周面の周方向に沿って複数配置されており、前記コア7及び前記コイル8も複数組配置されている。
The shaft portion 4 is formed in a substantially cylindrical shape or a substantially cylindrical shape. A plurality of the
ところで、本実施の形態に係る工作機械においては刃物台2の軸部4に大きなトルクが作用し、その駆動部分(コア7やコイル8等)には相当量の熱が発生するので、これらを冷却するための冷却手段を配置すると良い。これにより、コア7やコイル8の熱膨張を低減でき、コア7と磁石6との間のギャップを適正に保つことができる。
By the way, in the machine tool according to the present embodiment, a large torque acts on the shaft portion 4 of the
かかる冷却手段としては、
・ 空冷方式のものや、
・ 水冷方式のものや、
・ ペルチェ素子を用いたもの、
を挙げることができる。以下、冷却手段の一例として空冷方式のものを図1及び図4に沿って説明する。
Such cooling means include:
・ Air-cooled type,
・ Water-cooled type,
· Using Peltier elements,
Can be mentioned. Hereinafter, an air-cooling type cooling unit will be described with reference to FIGS. 1 and 4.
例えば、図4に示すように送風手段Fによって前記支持ケース内のコア7やコイル8や磁石6など(少なくとも一つ、或いは全部)に冷却風を供給するようにすると良く、図1に矢印D3で示す経路で冷却風を供給するようにすると良い。なお、本明細書における送風手段とは、
・ 通路内に風を送るファンや、
・ 通路内を高圧にするポンプ
の両方を含む概念である。
For example, as shown in FIG. 4, cooling air may be supplied to the
・ A fan that sends air into the passage,
・ It is a concept that includes both a pump that increases the pressure in the passage.
図1に矢印D3で示す経路で冷却風を流すためには、第1通路D1と、第2通路D2と、これらの通路D1,D2に連通されると共に前記コア7や前記コイル8や前記磁石6等の近傍を通るように配置された第3通路D3と、を支持ケース5内に形成しておき、一方の第1通路D1は該ケース5外部に開口させて、他方の第2通路D2は略密閉状態としておき、前記送風手段Fにより前記第2通路D2内を高圧にすると良い。これにより、該第2通路D2内の空気が前記第3通路D3及び前記第1通路D1を経由して流れることとなる。
In order to flow cooling air along the path shown by the arrow D 3 in FIG. 1, the first passage D 1, a second passage D 2, the
別の方法としては、第1通路D1と、第2通路D2と、これらの通路D1,D2に連通されると共に前記コア7や前記コイル8や前記磁石6等の近傍を通るように配置された第3通路D3と、を支持ケース5内に形成しておき、第1通路D1及び第2通路D2のいずれの通路も前記支持ケース5を貫通するようにしておき、前記送風手段Fにより前記第1通路D1に風を流す方法を挙げることができる。前記第1通路D1に風を流すと、第3通路D3の開口部付近が負圧になって第3通路D3の中の空気が前記第1通路D1に吸い出され、その結果、前記支持ケース5の外部の空気が前記第2通路D2を経由して前記第3通路D3に供給されることとなる。
Alternatively, so as to pass through the first passage D 1, a second passage D 2, in the vicinity of such the
いずれの場合においても、前記第1通路D1及び第2通路D2は各コア7の近傍を通るように(例えば、図1の紙面垂直方向に)配置し、第3通路D3は各コア7のさらに近傍を通るように(コア毎に)複数配置すると良い。第1通路D1及び第2通路D2は整流板9,10を配置することにより形成すると良く、第3通路D3は、コア7やコイル8を貫通するように形成すると良い。
In either case, the first passage D 1 and second passage D 2 are so as to pass through the vicinity of each core 7 (e.g., in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1) are arranged, the third passage D 3 are each core It is preferable to arrange a plurality of such components (for each core) so as to pass further closer to 7. Well the first passage D 1 and second passage D 2 is formed by arranging the rectifying
また、これらの第1通路D1及び第2通路D2の開口部にはフィルタを設けると良い。 Further, it is preferable in the opening of the first passage D 1 and second passage D 2 providing the filter.
さらに、第1通路D1や第2通路D2にラジエータを設け、通路に供給される空気を冷却するようにすると良い。 Furthermore, the radiator is provided on the first passage D 1 and second passage D 2, it may be to cool the air supplied to the passage.
一方、上述した支持ケース5は、アルミ等の非磁性体によって形成すると良い。これにより、無用な渦電流の発生や発熱を防止することができる。また、上述した冷却手段で支持ケース5を冷却すれば、コア7と磁石6との間のギャップを適正寸法に保つことができる。
On the other hand, the above-described
なお、上述した実施の形態の工作機械は、
(1) 工具1を支持する刃物台2、及びワークWを保持するワーク保持手段3A,3Bの両方を有している
が、本発明は、刃物台及びワーク保持手段の少なくとも一方を備えた工作機械に適用でき、具体的には、
(2) 刃物台を有するがワーク保持手段を有していない工作機械や、
(3) ワーク保持手段を有するが刃物台を有していない工作機械、
にも適用できる。
The machine tool according to the above-described embodiment is
(1) Although both the
(2) a machine tool having a tool post but no work holding means,
(3) a machine tool having work holding means but not having a tool post,
Also applicable to
また、上述した実施の形態では、刃物台2の方にコア7や磁石6等を配置して回転駆動力を与えたが、ワーク保持手段3A,3Bの方だけにコアや磁石等を配置して回転駆動力を与えても、ワーク保持手段3A,3B及び刃物台2の両方にそれぞれコアや磁石等を配置して回転駆動力を与えても良い。さらには、上記(2) の工作機械の刃物台に同様の機構で回転駆動力を与えても、上記(3) の工作機械のワーク保持手段に同様の機構で回転駆動力を与えても良い。つまり、本発明は、刃物台の回転だけでなくワーク保持手段の回転に対しても適用でき、前記刃物台及び前記ワーク保持手段の少なくとも一方は、軸部が取り付けられると共に回転自在に支持され、該軸部の少なくとも一部は支持ケースに収納され、該軸部の外周面には周方向に沿って磁石が複数取り付けられ、前記支持ケースの内部には、前記磁石に対向するように複数のコアが取り付けられ、各コアにはコイルがそれぞれ巻回され、該コイルに通電することにより前記コアと前記磁石との間に発生する力を利用して前記刃物台又は前記ワーク保持手段を回転させる、ことを特徴とするものである。
Further, in the above-described embodiment, the
以下、ワーク保持手段に本発明を適用した一実施の形態について図8及び図9に沿って説明する。ここで、図8は、ワーク保持手段の回転駆動部(ワーク保持手段を回転駆動させるための部分)の構造の一例を示す断面図であり、図9は、該回転駆動部を冷却するための機構を説明するための図である。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a work holding unit will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a rotation driving unit (a part for rotating the work holding unit) of the work holding unit, and FIG. 9 is a diagram for cooling the rotation driving unit. It is a figure for explaining a mechanism.
図8において、前記ワーク保持手段23は、軸部24が取り付けられると共に回転自在に支持され、該軸部24の少なくとも一部は支持ケース25に収納され、該軸部24の外周面には周方向に沿って磁石26が複数取り付けられ、前記支持ケース25の内部には、前記磁石26に対向するように複数のコア27が取り付けられ、各コア27にはコイル28がそれぞれ巻回され、該コイル28に通電することにより前記コア27と前記磁石26との間に発生する力を利用して前記ワーク保持手段23を回転させる、ように構成されている。
In FIG. 8, the work holding means 23 has a
なお、図8のワーク保持手段23はワークを載置するロータリテーブルであり1枚の板からなるが、他の構造(例えば、チャック機構を有して、テーブル自体が着脱自在とされるような構造)としても良い。 The work holding means 23 in FIG. 8 is a rotary table on which a work is placed and is made of one plate, but has another structure (for example, having a chuck mechanism and making the table itself detachable. Structure).
また、軸部24は、ワーク保持手段23の下面にボルト32で取り付けられているが、他の手段によって取り付けられていても、ワーク保持手段23と一体に形成されていても良い。
Further, the
さらに、図示の支持ケース25は、軸部24をその側方及び下方から囲繞するような形状をしており、支持ケース25の底部25aには略円柱状の基部30が立設され、該基部30は、略円筒形状をした軸部24の内部空間に嵌装されると共に、基部30の軸部24との間にはベアリング31が介装されていて、軸部24及びワーク保持手段23が基部30により軸心CT4を中心に回転自在に支持されるように構成されている。図示の装置では、基部30が略円柱状に形成され、軸部24が略円筒形状に形成されているが、他の構成(例えば、基部30を略円筒形状とし、軸部24を略円柱形状とする構成)でも良い。また、図示の装置では、ワーク保持手段23は、軸部24が基部30に嵌装されることに基き回転自在に支持されているが、他の構成により回転自在に支持されるようにしても良く、基部30の存在は必須ではない。
Further, the illustrated
ところで、このワーク保持手段23には、上述した刃物台2の場合と同様に、コア27やコイル28等を冷却するための冷却手段を配置すると良い。これにより、コア27やコイル28の熱膨張を低減でき、コア27と磁石26との間のギャップを適正に保つことができる。この冷却手段としては、上述のように、空冷や水冷方式やペルチェ素子を用いたものを挙げることができる。
By the way, as in the case of the
以下、冷却手段の一例として空冷方式のものを図面に沿って説明する。 Hereinafter, an air-cooling type cooling unit will be described with reference to the drawings.
例えば、図8及び図9に示すように送風手段F0によって前記支持ケース内のコア27やコイル28や磁石26など(少なくとも一つ、或いは全部)に冷却風を供給するようにすると良く、そのためには、図8及び図9に符号D03で示す通路に冷却風を供給するようにすると良い。
For example, well when adapted to supply cooling air to such a
該通路D03に冷却風を流す場合は、第3通路D03を前記コア27や前記コイル28や前記磁石26等の近傍を通るように配置し、該通路D03の両端は、図9に示すように、支持ケース25外部に開口させた第1通路D01、及び支持ケース25外部に開口させた第2通路D02にそれぞれ連通させて、第1通路D01の開口部に送風手段F0を配置して、送風手段F0からの風が第1通路D01→第3通路D03→第2通路D02の順で流れるようにすると良い。
If the passage D 03 flowing cooling air, is arranged a third passage D 03 to pass in the vicinity of such the
また、上述した実施の形態と同様の構成の通路を形成しても良い。すなわち、図10に示すように、第1通路D11と、第2通路D12と、これらの通路D11,D12に連通されると共に前記コア27や前記コイル28や前記磁石26等の近傍を通るように配置された第3通路D13と、を支持ケース25内に形成しておき、一方の第1通路D11は該ケース25外部に開口させて(符号25b参照)、他方の第2通路D12は略密閉状態としておき、前記送風手段F0により前記第2通路D12内を高圧にすると良い。これにより、該第2通路D12内の空気が前記第3通路D13及び前記第1通路D11を経由して流れることとなる。
Further, a passage having the same configuration as that of the above-described embodiment may be formed. That is, as shown in FIG. 10, the first passage D 11 , the second passage D 12, and the vicinity of the core 27, the
別の方法としては、第1通路D11と、第2通路D12と、これらの通路D11,D12に連通されると共に前記コア27や前記コイル28や前記磁石26等の近傍を通るように配置された第3通路D13と、を支持ケース25内に形成しておき、第1通路D11及び第2通路D12のいずれの通路も前記支持ケース25を貫通するようにしておき、前記送風手段F0により前記第2通路D12に風を流す方法を挙げることができる。前記第2通路D12に風を流すと、第3通路D13の開口部付近が負圧になって第3通路D13の中の空気が前記第2通路D12に吸い出され、その結果、前記支持ケース25の外部の空気が前記第1通路D11を経由して前記第3通路D13に供給されることとなる。
Alternatively, so as to pass through the first passage D 11, and the second passage D 12, the vicinity of such the
いずれの場合においても、前記第1通路D11及び第2通路D12は各コア27の近傍を通るように配置し、第3通路D13は各コア27のさらに近傍を通るように(コア毎に)複数配置すると良い。第1通路D11及び第2通路D12は整流板10を配置することにより形成すると良く、第3通路D13は、コア27やコイル28を貫通するように形成すると良い。
In either case, the first passage D 11 and the second passage D 12 is disposed so as to pass through the vicinity of each core 27, such that the third passage D 13 passes through the further vicinity of each core 27 (each core It is good to arrange a plurality of them. Well the first passage D 11 and the second passage D 12 are formed by placing the rectifying
なお、通路D01,D02,D11,D12の開口部には、適宜、フィルタやラジエータ(図8及び図10の符号33参照)を設けると良い。
Note that a filter or a radiator (see
次に、本実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
前記コイル8,28に通電すると、前記コア7,27と前記磁石6,26との間に斥力や引力が発生し、それらの力により軸部4,24や刃物台2或いはワーク保持手段23を回転させることができる。例えば、刃物台2に複数の工具1,…を保持させた場合には、刃物台2を所定位置にまで回転させることにより加工に使用する工具1,…を取り替えたり、所定の工具を用いてワークWに対してミーリング等の加工を行うことができる。
When the
次に、本実施の形態の効果について説明する。 Next, effects of the present embodiment will be described.
本実施の形態によれば、刃物台2やワーク保持手段23の軸部4,24に磁石6,26を取り付け、該磁石6,26に対向する位置にコア7,27を取り付け、該磁石6,26とコア7,27との間に発生する力によって刃物台2やワーク保持手段23を回転できるように構成している。ギヤ等を用いていないため、バックラッシュが存在せず、工具1やワークWの位置決め精度や加工精度を向上させることができる。また、バックラッシュが存在しないため、工具1やワークWの移動開始や停止にタイムラグが発生せず、回転駆動をスムーズに行える。さらに、ギヤ等を用いる場合に比べて、装置のコンパクト化を図ることができる。
According to the present embodiment, the
さらに、送風手段F,F0により前記支持ケース内のコア7,27やコイル8,28や磁石6,26などに冷却風を供給するようにした場合には、熱膨張を低減して、コア7,27と磁石6,26とのギャップ等を適正に保つことができる。
Further, when the blowing means F, by F 0 and to supply the cooling air like the
またさらに、前記支持ケース5,25に配置されると共に該ケース5,25外部に開口された第1通路D1,D11と、略密閉状態となるように前記支持ケース5,25内に配置された第2通路D2,D12と、該第1通路D1,D11及び該第2通路D2,D12に連通されると共に前記コア7,27や前記コイル8,28や前記磁石6,26等の近傍を通るように配置された第3通路D3,D13と、を設け、かつ、前記送風手段F,F0により前記第2通路D2,D12内を高圧にした場合には、複数配置された第3通路D3,D13のそれぞれに同じ温度の冷却風を流すことができ、各コア7,27と磁石6,26との間のギャップ寸法を均一にすることができる。
Further, the first passages D 1 and D 11 , which are disposed in the
また、前記支持ケース5,25を貫通するように配置された第1通路D1,D11と、前記支持ケース5,25を貫通するように配置された第2通路D2,D12と、該第1通路D1,D11及び該第2通路D2,D12に連通されると共に前記コア7,27や前記コイル8,28や前記磁石6,26等の近傍を通るように配置された第3通路D3,D13と、を設け、かつ、前記送風手段F,F0により前記第1通路D1又は前記第2通路D12に風を流すようにした場合には、複数配置されている第3通路D3,D13のそれぞれに同じ温度の冷却風を流すことができ、各コア7,27と磁石6,26との間のギャップ寸法を均一にすることができる。
Also, first passages D 1 , D 11 arranged to penetrate the
1 工具
2 刃物台
3A,3B ワーク保持手段
4 軸部
5 支持ケース
6 磁石
7 コア
8 コイル
23 ワーク保持手段
24 軸部
25 支持ケース
26 磁石
27 コア
28 コイル
D1 第1通路
D2 第2通路
D3 第3通路
D11 第1通路
D12 第2通路
D13 第3通路
F 送風手段
F0 送風手段
W ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記刃物台は、軸部が取り付けられると共に回転自在に支持され、
該軸部の少なくとも一部は支持ケースに収納され、
該軸部の外周面には周方向に沿って磁石が複数取り付けられ、
前記支持ケースの内部には、前記磁石に対向するように複数のコアが取り付けられ、
各コアにはコイルがそれぞれ巻回され、
該コイルに通電することにより前記コアと前記磁石との間に発生する力を利用して前記刃物台を所定位置にまで回転させる、
ことを特徴とする工作機械。 A tool tool that supports at least one tool, and a work holding unit that holds a work, wherein the machine tool processes the work with the tool.
The tool rest is rotatably supported with a shaft attached thereto,
At least a part of the shaft portion is housed in a support case,
A plurality of magnets are attached to the outer peripheral surface of the shaft along the circumferential direction,
Inside the support case, a plurality of cores are attached so as to face the magnet,
A coil is wound around each core,
By rotating the tool post to a predetermined position using a force generated between the core and the magnet by energizing the coil,
A machine tool characterized in that:
ことを特徴とする請求項1に記載の工作機械。 Supplying cooling air to a core, a coil, a magnet, and the like in the support case by a blowing unit
The machine tool according to claim 1, wherein:
前記送風手段により前記第2通路内を高圧にすることにより、該第2通路内の空気が前記第3通路及び前記第1通路を経由して流れるようにした、
ことを特徴とする請求項2に記載の工作機械。 A first passage arranged in the support case and opened to the outside of the case, a second passage arranged in the support case so as to be substantially closed, and a first passage and the second passage. And a third passage that is communicated with and disposed near the core, the coil, the magnet, and the like, and
By setting the inside of the second passage to a high pressure by the blowing means, the air in the second passage flows through the third passage and the first passage.
The machine tool according to claim 2, wherein:
前記送風手段により前記第1通路に風を流すことにより、前記支持ケースの外部の空気が前記第2通路及び前記第3通路を経由して前記第1通路に流れるようにした、
ことを特徴とする請求項2に記載の工作機械。 A first passage arranged to penetrate the support case, a second passage arranged to penetrate the support case, and the first passage and the second passage communicate with the core and the core; A third passage arranged so as to pass near a coil, the magnet, or the like, and
By causing air to flow through the first passage by the blower, air outside the support case flows into the first passage via the second passage and the third passage.
The machine tool according to claim 2, wherein:
前記刃物台及び前記ワーク保持手段の少なくとも一方は、軸部が取り付けられると共に回転自在に支持され、
該軸部の少なくとも一部は支持ケースに収納され、
該軸部の外周面には周方向に沿って磁石が複数取り付けられ、
前記支持ケースの内部には、前記磁石に対向するように複数のコアが取り付けられ、
各コアにはコイルがそれぞれ巻回され、
該コイルに通電することにより前記コアと前記磁石との間に発生する力を利用して前記刃物台又は前記ワーク保持手段を回転させる、
ことを特徴とする工作機械。 In a tool post that supports a tool, and a machine tool that includes at least one of a work holding unit that holds a work,
At least one of the tool rest and the work holding means is rotatably supported with a shaft attached thereto,
At least a part of the shaft portion is housed in a support case,
A plurality of magnets are attached to the outer peripheral surface of the shaft along the circumferential direction,
Inside the support case, a plurality of cores are attached so as to face the magnet,
A coil is wound around each core,
Rotating the tool rest or the work holding means using a force generated between the core and the magnet by energizing the coil,
A machine tool characterized in that:
ことを特徴とする請求項5に記載の工作機械。 Supplying cooling air to a core, a coil, a magnet, and the like in the support case by a blowing unit
The machine tool according to claim 5, wherein:
前記送風手段により前記第2通路内を高圧にすることにより、該第2通路内の空気が前記第3通路及び前記第1通路を経由して流れるようにした、
ことを特徴とする請求項6に記載の工作機械。 A first passage arranged in the support case and opened to the outside of the case, a second passage arranged in the support case so as to be substantially closed, and a first passage and the second passage. And a third passage that is communicated with and disposed near the core, the coil, the magnet, and the like, and
By setting the inside of the second passage to a high pressure by the blowing means, the air in the second passage flows through the third passage and the first passage.
The machine tool according to claim 6, wherein:
前記送風手段により前記第2通路に風を流すことにより、前記支持ケースの外部の空気が前記第1通路及び前記第3通路を経由して前記第2通路に流れるようにした、
ことを特徴とする請求項6に記載の工作機械。
A first passage arranged to penetrate the support case, a second passage arranged to penetrate the support case, and the first passage and the second passage communicate with the core and the core; A third passage arranged so as to pass near a coil, the magnet, or the like, and
By causing air to flow through the second passage by the blower, air outside the support case flows into the second passage via the first passage and the third passage.
The machine tool according to claim 6, wherein:
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JP2004018829A JP2004249456A (en) | 2003-01-28 | 2004-01-27 | Machine tool |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101754386B1 (en) | 2016-05-10 | 2017-07-05 | 엠티디아이 주식회사 | Structure for milling of fully automatic multi specimen polishing machine |
-
2004
- 2004-01-27 JP JP2004018829A patent/JP2004249456A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101754386B1 (en) | 2016-05-10 | 2017-07-05 | 엠티디아이 주식회사 | Structure for milling of fully automatic multi specimen polishing machine |
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