JP2007030081A

JP2007030081A - タレット式旋盤及びそれに使用される回転工具と固定工具

Info

Publication number: JP2007030081A
Application number: JP2005214616A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Uryu; 淳夫瓜生; Mutsumi Yoshizawa; 睦吉沢; Yoshinori Koizumi; 喜徳小泉
Original assignee: Kyoritsu Seiki Corp
Current assignee: Kyoritsu Seiki Corp
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】高い回転速度が要求される小径の刃物による加工を可能にし、生産性を向上することができるタレット式旋盤及びそれに使用される回転工具と固定工具を提供する。
【解決手段】タレット２の工具取付け部２Ａに取り付けた回転工具３の刃物Ｘ１を回転駆動するための主駆動軸１４を備えたタレット式旋盤であり、主駆動軸１４の回転により発電する発電手段１１を有している。回転工具３は、発電手段１１で発電した電力を電源として作動する電気モータ８と、この電気モータ８の作動により回転する刃物把持部９ａを有する工具本体９を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、タレット式旋盤及びそれに使用される回転工具と固定工具に関し、さらに詳しくは、高い回転速度が要求される小径の刃物による加工が可能なタレット式旋盤及びそれに使用される回転工具と固定工具に関する。

タレット式旋盤は、タレットの周縁に沿って複数の工具取付け部を有し、この複数の工具取付け部にドリルなどの回転刃物を取り付けるための回転工具や切削用の刃物を固定するための固定工具を取り付けることにより、１台の装置で複数の加工を行えるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

通常、上述した回転工具は、駆動源に接続された主駆動軸から、歯車機構を介して回転を得るようにしている。そのため、回転工具で回転させる刃物の回転数にも限度があり、高い回転速度が要求される小径の刃物により加工を行う場合には、ワークを別の高速回転が可能な装置に移動して加工を行う必要があり、それが生産性を低下させる一因になっていた。
特開２００２−１９２４０８号公報

本発明の目的は、高い回転速度が要求される小径の刃物による加工を可能にし、生産性を向上することができるタレット式旋盤及びそれに使用される回転工具と固定工具を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のタレット式旋盤は、タレットの工具取付け部に取り付けた回転工具の刃物を回転駆動するための主駆動軸を備えたタレット式旋盤において、前記主駆動軸の回転により発電する発電手段を有し、前記回転工具が、前記発電手段で発電した電力を電源として作動する電気モータと、該電気モータの作動により回転する刃物把持部を有する工具本体とを具備することを特徴とする。

本発明の他のタレット式旋盤は、タレットの工具取付け部に取り付けた回転工具の刃物を回転駆動するための主駆動軸を備えたタレット式旋盤において、前記回転工具が、前記主駆動軸の回転により発電する発電手段と、該発電手段で発電した電力を電源として作動する電気モータと、該電気モータの作動により回転する刃物把持部を有する工具本体とを具備することを特徴とする。

本発明のタレット式旋盤に使用される回転工具は、タレット式旋盤のタレットの工具取付け部に取り付けられ、刃物を回転可能に装着する回転工具であって、前記タレット式旋盤に設置した発電手段で発電した電力を電源として作動する電気モータと、該電気モータの作動により回転する刃物把持部を有する工具本体とを具備することを特徴とする。

本発明のタレット式旋盤に使用される他の回転工具は、タレット式旋盤のタレットの工具取付け部に取り付けられ、刃物を回転可能に装着する回転工具であって、タレット式旋盤の主駆動軸の回転により発電する発電手段と、前記主駆動軸の回転を該発電手段に伝達する副駆動軸と、該発電手段に伝達された回転を利用して回転する刃物把持部を有する工具本体とを具備することを特徴とする。

本発明のタレット式旋盤に使用される更に他の回転工具は、タレット式旋盤のタレットの工具取付け部に取り付けられ、刃物を回転可能に装着する回転工具であって、タレット式旋盤の主駆動軸の回転により発電する発電手段と、該発電手段で発電した電力を電源として作動する電気モータと、該電気モータの作動により回転する刃物把持部を有する工具本体とを具備することを特徴とする。

本発明のタレット式旋盤に使用される固定工具は、タレット式旋盤のタレットの工具取付け部に取り付けられ、刃物を固定して装着する固定工具であって、タレット式旋盤の主駆動軸の回転により発電する発電手段と、前記主駆動軸の回転を該発電手段に伝達する副駆動軸とを具備することを特徴とする。

上述した本発明のタレット式旋盤によれば、回転工具に取り付けた刃物を電気モータにより回転させることができるので、刃物を従来の機械的機構を採用したものより高い回転速度で回転させることができる。それにより、高い回転速度が要求される小径の刃物による加工が可能になり、従来のタレット式旋盤でできなかった高速回転による加工を含む複数の加工ができるようになるため、小径の刃物による加工を行う際に別の装置に移動する時間を短縮することができる。従って、加工時間が短縮でき、生産性の向上が可能になる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明のタレット式旋盤の一実施形態を示し、１は加工するワークＷを取り付ける回転可能な主軸、２は孔明け用や溝加工用の刃物Ｘ１を回転可能に装着する回転工具３や切削用の刃物Ｘ２を固定して装着する固定工具４を取り付けるタレット（刃物台）、５は旋盤の作動を制御する制御部である。制御部５の制御に基づいて、主軸１に固定したワークＷをタレット２に取り付けた回転工具３や固定工具４に装着した刃物で加工するようになっている。

タレット２は、図示する例では、１２箇所の工具取付け部２Ａを有する正十二角形のものが使用されているが、それに代えて、６箇所の工具取付け部を有する正六角形のものや、２０箇所の工具取付け部を有する正二十角形のものなど、複数の工具取付け部を有するタレットであれば、いずれも使用することができる。

タレット２は、主軸１と平行に配設された支持軸６の回転により所定の角度毎（図１では３０°毎）回転し、回転工具３や固定工具４に装着した刃物Ｘ１，Ｘ２を所定の加工位置に位置決めできるようになっている。

回転工具３は、図２に示すように、ベース部７と、このベース部７に固定した電気モータ８と、この電気モータ８に取り付けた工具本体９を備え、不図示のボルトによりベース部７をタレット２の工具取付け部２Ａに固定することにより、タレット２に取り付けられるようにしている。また、電気モータ８の作動により、刃物Ｘ１を把持する工具本体９の刃物把持部９ａが回転し、その刃物把持部９ａの回転により刃物把持部９ａに装着された刃物Ｘ１が回転する。刃物把持部９ａは、刃物Ｘ１の他に、砥石も把持できるようになっている。

固定工具４は、図３に示すように、ベース部１０と、このベース部１０に固定した発電手段（発電機）１１とを有し、発電手段１１のハウジング１１Ａに刃物Ｘ２が着脱自在に固定されるようになっている。不図示のボルトによりベース部１０をタレット２の工具取付け部２Ａに固定することにより、タレット２に取り付けられるようになっている。図１では、固定工具４が回転工具３に対して、複数の工具取付け部２Ａを隔てて配置されているが、両者を隣接する工具取付け部２Ａに取り付けるようにしてもよい。

ベース部１０には、後述する主駆動軸１４の回転を発電手段１１に伝達し、発電手段１１を発電させるための駆動軸（副駆動軸）１２が回転自在に挿通され、その一端（内側端）に傘歯車１３が固定されている。駆動軸１２の他端（外側端）は発電手段１１に連結され、この駆動軸１２の回転により発電手段１１が発電するようになっている。発電手段１１は、電気モータ８に不図示の配線により接続され、電気モータ８が発電手段１１で発電した電力を電源として作動する。

支持軸６及びタレット２内には、タレット２の工具取付け部２Ａに取り付けた回転工具３の刃物Ｘ１を回転駆動するための主駆動軸１４が設けられている。主駆動軸１４の先端に傘歯車１３と噛合する傘歯車１５が固設されている。不図示の駆動源に連結された主駆動軸１４が回転すると、その回転が傘歯車１５，１３を介して駆動軸１２に伝達される。

発電手段１１と電気モータ８の組み合わせとしては、例えば、三相同期発電機と三相誘導電動機を好ましく挙げることができる。三相同期発電機の極数をＰｇ、発生する三相交流の周波数（Ｈｚ）をｆ、駆動軸１２の回転速度（ｍｉｎ^-1）をＶx とすると、三相交流の周波数ｆはｆ＝Ｐｇ×Ｖｘ／１２０で表され、この周波数ｆの三相交流電力が三相誘導電動機に供給される。

三相誘導電動機の極数をＰｍ、同期速度（ｍｉｎ^-1）をＶｍとすると、同期速度ＶｍはＶｍ＝１２０×ｆ／Ｐｍ、従ってＶｍ＝Ｖｘ×Ｐｇ／Ｐｍで表され、三相同期発電機の極数Ｐｇと三相誘導電動機の極数Ｐｍとの比を大きくすることにより、駆動軸１２の回転速度Ｖｘに対する三相誘導電動機の回転速度、即ち刃物Ｘ１の回転速度を高くすることができる。例えば、駆動軸１２の回転速度（ｍｉｎ^-1）を２５００ｍｉｎ^-1、Ｐｇ／Ｐｍを１０とすると、刃物Ｘ１の回転速度を２５０００ｍｉｎ^-1と高速にすることができる。

このように三相同期発電機と三相誘導電動機を使用することにより、駆動軸１２の回転速度に応じた周波数の三相交流電力を三相同期発電機が三相誘導電動機に供給し、駆動軸１２の回転速度Ｖｘと刃物Ｘ１の回転速度の変速比は、三相同期発電機の極数Ｐｇと三相誘導電動機の極数Ｐｍに基づいて容易に決定することができる。

当然のことながら、発電手段１１と電気モータ８の組み合わせとして、他の組み合わせ、例えば直流発電機と直流電動機との組合せによって駆動軸１２の回転速度を変速する構成を採用してもよい。

なお、図１は、タレット２の２箇所の工具取付け部２Ａに本発明の特徴を有する回転工具３と固定工具４を取り付けた図を示している。通常、各工具取付け部には回転工具や固定工具が取り付けられ、上記２箇所以外の他の工具取付け部２Ａには、例えば図４に示す従来の回転工具３’や、例えば図２のベース部７に刃物Ｘ２を固定する固定部を設けた従来の固定工具が取り付けられるが、必要に応じて上述した回転工具３と固定工具４を適宜取り付けことができる。

図４において、２１は駆動軸（副駆動軸）、２２は工具本体、２３，２４，２５は傘歯車であり、主駆動軸１４の回転が、傘歯車１５，２３を介して駆動軸２１に伝達され、更に傘歯車２４，２５を介して工具本体２２の回転軸２６に伝達され、それより回転軸２６の先端の刃物把持部２７に取り付けた刃物Ｘ１を回転させるようになっている。

上述した本発明によれば、回転工具３が、発電手段１１で発電した電力を電源として作動する電気モータ８と、この電気モータ８の作動により回転する工具本体９とを具備する構成にしたので、工具本体９の刃物把持部９ａに取り付けた刃物Ｘ１を従来の機械的機構を採用したものより高い回転速度で回転させることが可能になる。そのため、高い回転速度が要求される小径の刃物による加工ができ、従来１台の装置でできなかった高速回転加工を含む複数の加工が可能になる。その結果、小径の刃物による加工を行う際に別の装置に移動する時間を省くことができるので、加工時間を短縮し、生産性を高めることができる。

また、回転工具３が高速回転できるので、刃物Ｘ１に代えて砥石を装着することにより研磨加工も可能になるため、研磨が必要なワークを研磨機まで移動する必要がなくなり、その移動時間を省くことができるので、研磨が必要なワークにおいて、加工時間を短縮し、生産性の向上が可能になる。

上述した実施形態において、固定工具４に発電手段１１を組み込むようにするのが、タレット２の各工具取付け部２Ａに刃物を取り付けることができるので好ましいが、固定工具４に組み込まずに発電手段１１を工具取付け部２Ａに設置し、ベース部１０に内設した駆動軸１２を連結して発電手段１１を発電させるようにしてもよい。

また、発電手段１１は、固定工具４に組み込むなどして工具取付け部２Ａに取り付けるのが、既存のタレットを使用することができるので好ましいが、タレット２内に設置するなど、電気モータ８に電力を供給できればいずれの位置に設置するようにしてもよい。

複数の回転工具３を工具取付け部２Ａに取り付ける場合には、複数の回転工具３の電気モータ８を１台の発電手段１１で作動させるようにすることができる。その際、１台の発電手段１１に各回転工具３の電気モータ８を切換え可能に接続し、加工位置で加工する回転工具３の電気モータ８にのみ電力を供給するようにするのが、発電手段１１の発電能力を最小限にとどめて、発電手段のコストを低く抑えることができるので好ましい。

また、発電手段１１を従来の回転工具に組み込むようにしてもよい。その回転工具（第２の回転工具）５０の一例を図５に示す。この回転工具５０は、ベース部５１と、このベース部５１に固定した発電手段１１と、この発電手段１１に連結した工具本体５２を有している。

ベース部５１には、主駆動軸１４の回転を発電手段１１に伝達し、発電手段１１を発電させるための駆動軸（副駆動軸）５３が回転自在に挿通され、その一端（内側端）に傘歯車５４が固定されている。駆動軸５３の他端（外側端）は発電手段１１に連結され、この駆動軸５３の回転により発電手段１１が発電するようになっている
工具本体５２は、発電手段（発電機）１１の回転軸（不図示）に連結され、駆動軸５３の回転により回転する回転軸の回転により、刃物Ｘ１を把持する工具本体５２の刃物把持部５２ａが回転し、発電手段１１に伝達された回転を利用して刃物Ｘ１を把持する刃物把持部５２ａを回転するようにしている。回転工具５０も、不図示のボルトによりベース部５１をタレット２の工具取付け部２Ａに固定することにより、タレット２に取り付けられる。

図６は、本発明のタレット式旋盤の他の実施形態における要部を示す。このタレット式旋盤では、上記発電手段１１を回転工具３に組み込むようにしたものであり、発電手段１１を電気モータ８の後側に配置し、ベース部７に固定したものである。

ベース部７には、発電手段１１を発電させるための駆動軸（副駆動軸）３１が回転自在に挿通され、その一端（内側端）に主駆動軸１４の傘歯車１５と噛合する傘歯車３２が固定されている。駆動軸３１の他端（外側端）が発電手段１１に連結され、この駆動軸３１の回転により発電手段１１が発電するようになっている。発電手段１１は、電気モータ８に不図示の配線により接続されている。

このように回転工具３を、主駆動軸１４の回転により発電する発電手段１１と、この発電手段１１で発電した電力を電源として作動する電気モータ８と、この電気モータ８の作動により回転する工具本体９とを具備する構成にしても、工具本体９の把持部９ａに取り付けた刃物Ｘ１を従来の機械的機構を採用したものより高い回転速度で回転させることが可能になり、上記と同様の効果を得ることができる。

本発明において、上述した各実施形態では、回転工具３，５０及び固定工具４が刃物Ｘ１，Ｘ２の延在する方向を主駆動軸１４と平行になる構造のものを示したが、図７，８に示すように、刃物Ｘ１，Ｘ２の延在する方向を主駆動軸１４と直交する向きにした回転工具３，５０及び固定工具４であってもよく、またこれらを組み合わせた構造のタレット式旋盤であってもよい。

なお、図７において、４０は回転工具３の電気モータ８と発電機１１を接続する配線であり、図７では、２台の回転工具３と、各１台の固定工具４及び回転工具５０をタレット２に取り付け、それぞれの電気モータ８と発電機１１とを配線４０により接続しているが、上述したと同様に、１台の発電機１１と２台の電気モータ８を点線で示すように切り換えスイッチ４１を介して接続するようにしてもよい。その場合、発電機１１を使用しない工具は、従来の固定工具や回転工具を使用することができる。

また、刃物Ｘ１の延在する方向を主駆動軸１４と直交する向きにした図８の回転工具３は、好ましくは、図９に示すように構成するのがよい。図９に示す回転工具３は、電気モータ８と工具本体９を備えた第１工具部３Ａと、発電手段１１を備えた第２工具部３Ｂを備えている。第１工具部３Ａに隣接して第２工具部３Ｂが並設され、主駆動軸１４と直交する方向の回転工具３の長さを図８に示すものより短くしている（図１０参照）。

一端が傘歯車（不図示）を介して主駆動軸１４に連結された駆動軸（副駆動軸）３１が第１工具部３Ａまで延在し、その他端に傘歯車（歯車機構）３３が固定されている。発電手段（発電機）１１の回転軸１１ａにも傘歯車（歯車機構）３４が固定され、この傘歯車３４が傘歯車３３と噛合している。主駆動軸１４の回転が駆動軸３１、傘歯車３３，３４を介して発電手段１１の回転軸１１ａに伝達可能になっている。電気モータ８と発電手段１１とは配線３５により接続されている。図９の回転工具３は、図１０に示すように、第２工具部３Ｂがタレット２の隣の工具取付け部２Ａ’に位置するようにして、タレット２の工具取付け部２Ａに取り付けられる。

図９に示す構成の採用により、主駆動軸１４と直交する方向の回転工具３の長さを短くできるので、上述した効果に加えて、長さ制限のあるタレット式旋盤にも容易に適応させることができる利点がある。

発電手段１１を有する第２工具部３Ｂは、好ましくは、図９，１０に示すように、刃物Ｘ２を着脱自在に固定できる構成にし、固定工具として機能させるようにするのがよい。あるいは、図５に示す回転工具５０の構成を具備するようにし、第２の回転工具として機能させるようにしてもよい。

本発明のタレット式旋盤の一実施形態を示す正面図である。図１の回転工具の一部断面説明図である。図１の固定工具の一部断面説明図である。従来の回転工具の一例を示す断面図である。他の回転工具の例を示す一部断面説明図である。本発明のタレット式旋盤の他の実施形態において使用される回転工具の一部断面説明図である。図２，３，５の回転工具と固定工具の他の例を示す説明図である。図６の回転工具の他の例を示す説明図である。図９の回転工具の他の例を示す説明図である。図８，９の回転工具をタレットに取り付けた状態で示す説明図である。

符号の説明

１主軸
２タレット
３回転工具
３Ａ第１工具部
３Ｂ第２工具部
４固定工具
８電気モータ
９工具本体
９ａ刃物把持部
１１発電手段
１２駆動軸（副駆動軸）
１４主駆動軸
３１駆動軸（副駆動軸）
３３，３４傘歯車（歯車機構）
５０回転工具（第２の回転工具）
５２工具本体
５２ａ刃物把持部
５３駆動軸（副駆動軸）
Ｘ１，Ｘ２刃物

Claims

タレットの工具取付け部に取り付けた回転工具の刃物を回転駆動するための主駆動軸を備えたタレット式旋盤において、前記主駆動軸の回転により発電する発電手段を有し、前記回転工具が、前記発電手段で発電した電力を電源として作動する電気モータと、該電気モータの作動により回転する刃物把持部を有する工具本体とを具備するタレット式旋盤。
タレットの工具取付け部に取り付けられ、刃物を固定して装着する固定工具を有し、該固定工具が前記発電手段と前記主駆動軸の回転を該発電手段に伝達する副駆動軸とを具備する請求項１に記載のタレット式旋盤。
タレットの工具取付け部に取り付けられ、刃物を回転可能に装着する第２の回転工具を有し、該第２の回転工具が、前記発電手段と、前記主駆動軸の回転を該発電手段に伝達する副駆動軸と、該発電手段に伝達された回転を利用して回転する刃物把持部を有する工具本体とを具備する請求項１に記載のタレット式旋盤。
前記発電手段が１台、前記回転工具が複数あり、前記１台の発電手段に各回転工具の電気モータを切換え可能に接続した請求項１に記載のタレット式旋盤。
タレットの工具取付け部に取り付けた回転工具の刃物を回転駆動するための主駆動軸を備えたタレット式旋盤において、前記回転工具が、前記主駆動軸の回転により発電する発電手段と、該発電手段で発電した電力を電源として作動する電気モータと、該電気モータの作動により回転する刃物把持部を有する工具本体とを具備するタレット式旋盤。
前記回転工具が、前記電気モータと工具本体を備えた第１工具部と、該第１工具部に隣接して並設され、前記発電手段を備えた第２工具部と、前記主駆動軸に一端が連結され、前記第１工具部まで延在する副駆動軸とを具備し、かつ前記副駆動軸の他端に歯車機構を介して前記第２工具部の発電手段に主駆動軸の回転を伝達可能に構成してなる請求項５に記載のタレット式旋盤。
タレット式旋盤のタレットの工具取付け部に取り付けられ、刃物を回転可能に装着する回転工具であって、前記タレット式旋盤に設置した発電手段で発電した電力を電源として作動する電気モータと、該電気モータの作動により回転する刃物把持部を有する工具本体とを具備する回転工具。
タレット式旋盤のタレットの工具取付け部に取り付けられ、刃物を回転可能に装着する回転工具であって、タレット式旋盤の主駆動軸の回転により発電する発電手段と、前記主駆動軸の回転を該発電手段に伝達する副駆動軸と、該発電手段に伝達された回転を利用して回転する刃物把持部を有する工具本体とを具備する回転工具。
タレット式旋盤のタレットの工具取付け部に取り付けられ、刃物を回転可能に装着する回転工具であって、タレット式旋盤の主駆動軸の回転により発電する発電手段と、該発電手段で発電した電力を電源として作動する電気モータと、該電気モータの作動により回転する刃物把持部を有する工具本体とを具備する回転工具。
前記回転工具が、前記電気モータと工具本体を備えた第１工具部と、該第１工具部に隣接して並設され、前記発電手段を備えた第２工具部と、前記主駆動軸に一端が連結され、前記第１工具部まで延在する副駆動軸とを具備し、かつ前記副駆動軸の他端に歯車機構を介して前記第２工具部の発電手段に主駆動軸の回転を伝達可能に構成してなる請求項９に記載の回転工具。
タレット式旋盤のタレットの工具取付け部に取り付けられ、刃物を固定して装着する固定工具であって、タレット式旋盤の主駆動軸の回転により発電する発電手段と、前記主駆動軸の回転を該発電手段に伝達する副駆動軸とを具備する固定工具。