JP2017087321A - 工作機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】主軸後端部の振れによる回転検出精度への悪影響を抑制する。
【解決手段】回転駆動部１０１と、回転駆動部１０１によって回転する主軸１０２と、主軸１０２の回転角度を検出するため、主軸１０２を構成する部品に対向して設けられる回転角度検出器１０３と、主軸１０２を支持し、回転駆動部１０１よりも加工エリア側に配置された少なくとも２つの軸受け１０４，１０５と、を備え、加工エリア内の工作物を加工する工作機械１００であって、回転角度検出器１０３は、回転駆動部１０１よりも加工エリア側であって、軸受け１０４、１０５よりも加工エリア側の位置、軸受け１０４、１０５よりも回転駆動部側の位置、または軸受け１０４、１０５の間の位置に配置された。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械に関する。
上記技術分野において、特許文献１には、主軸の回転角度を検出する為のエンコーダを主軸の後端部付近に配置する技術が開示されている。
特開平１１−９０７５６号公報
しかしながら、上記文献に記載の技術では、エンコーダが主軸の後端部付近にあるため、主軸の回転によって生じる後端部付近の振れがエンコーダの検出精度に悪影響を及ぼしていた。
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る工作機械は、
回転駆動部と、
前記回転駆動部によって回転する主軸と、
前記主軸の回転角度を検出するため、前記主軸を構成する部品に対向して設けられる回転角度検出器と、
前記主軸を支持し、前記回転駆動部よりも加工エリア側に配置された少なくとも２つの軸受けと、
を備え、加工エリア内の工作物を加工する工作機械であって、
前記回転角度検出器は、前記回転駆動部よりも加工エリア側であって、前記軸受けよりも加工エリア側の位置、前記軸受けよりも前記回転駆動部側の位置、または前記軸受けの間の位置に配置されたことを特徴とする。
本発明によれば、主軸後端部の振れによる回転検出精度への悪影響を抑制することができる。
本発明の第１実施形態に係る工作機械の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る工作機械の構成を示す部分拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る工作機械の構成を示す部分拡大図である。 本発明の第３実施形態に係る工作機械の構成を示す部分拡大図である。
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての工作機械１００について、図１を用いて説明する。工作機械１００は、工具を取り付けた主軸を回転させて加工エリア内の工作物を加工するマシニングセンタである。
図１に示すように、工作機械１００は、回転駆動部１０１と、回転駆動部１０１によって回転する主軸１０２と、主軸１０２の回転角度を検出する回転角度検出器１０３と、主軸１０２を支持する軸受け１０４、１０５とを含む。
回転角度検出器１０３は、主軸１０２を構成する部品に対向して設けられる。
軸受け１０４、１０５は、回転駆動部１０１よりも加工エリア側に配置されている。
回転角度検出器１０３は、回転駆動部１０１よりも加工エリア側であって、軸受け１０４と軸受け１０５の間の位置に配置されている。
具体的には、回転角度検出器１０３は、主軸１０２に設けられたベアリング間座１２１に対向して設けられ、間座１２１の回転角度を検出する。ベアリング間座１２１の表面には、角度検出用ギアが形成されている。
図２は、図１におけるベアリング周辺領域Ａの拡大図である。図２に示す通り、ベアリング間座１２１は、センサギアと一体化した構成となっており、それに対向して、回転角度検出器１０３の円筒型エンコーダ２０１が設けられる。軸受の外輪間座は、前軸受ハウジングと一体となっている。円筒型エンコーダ２０１には、固定用ボルト２０２と調整用ねじ２０３が設けられ、調整用ねじ２０３を用いて、間座１２１とエンコーダ２０１間の隙間を外周方向から調整した上で、固定用ボルト２０２を用いて前軸受ハウジング２０４へ固定できる。
このような構成により、主軸後端部の振れによる回転検出精度への悪影響を抑制することができ、振れ精度のよい前軸受ハウジングへ固定することで割り出し精度の高精度化を図っている。また、回転駆動部から大きな力を受けない部材に角度検出用ギアを形成したので、回転角度検出が主軸の回転精度そのものに影響を及ぼすことも無い。また、回転角度検出器１０３を主軸ハウジングに取り付ける構造としているので、主軸１０２を組み付けた後に、付加的に回転角度検出器１０３を取り付けることも可能となり、組み付け作業が容易になる。さらに、エンコーダヘッドの交換が容易でメンテナンス性が向上する。主軸後部（駆動モータ側）構造の部品点数が削減でき、コンパクト化が可能になる。センサーギアと間座が一体化でき、部品削減となる。またギア加工しやすい形状のため、加工精度が向上し、割り出し精度が高精度化する。
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る工作機械３００について、図３を用いて説明する。図３は、図１のベアリング周辺領域Ａの拡大図の他の例を示している。本実施形態に係る工作機械３００は、上記第１実施形態と比べると、回転角度検出器３０１としてのエンコーダが、前軸受１０４、１０５の後ろ側（駆動モータ側）に設けられている点で異なる。その他の構成および動作は、第１実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
軸受１０４を加工エリア側に向けて押圧固定するロックナット３０２の外周面には、検出ギア３２１が一体的に設けられている。検出ギア３２１の歯の動きをエンコーダ３０１が検出することにより主軸１０２の回転角を検出できる。
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、主軸後端部の振れによる回転検出精度への悪影響を抑制することができ、振れ精度のよい前軸受ハウジングへ固定することで割り出し精度の高精度化を図ることができる。また、回転駆動部から大きな力を受けない部材に角度検出用ギアを形成したので、回転角度検出が主軸の回転精度そのものに影響を及ぼすことも無い。また主軸後部（駆動モータ側）構造の部品点数が削減でき、コンパクト化が可能になる。センサーギアとロックナットが一体化でき、部品削減となる。またギア加工しやすい形状のため、加工精度が向上し、割り出し精度が高精度化する。
［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係る工作機械４００について、図４を用いて説明する。図４は、図１のベアリング周辺領域Ａの拡大図のさらに他の例を示している。本実施形態に係る工作機械４００は、上記第１実施形態と比べると、回転角度検出器４０３としてのエンコーダが、前軸受１０４、１０５の前側（加工エリア側）に設けられている点で異なる。その他の構成および動作は、第１実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
主軸４０２の前軸受１０４、１０５の前側の外周面には、検出ギア４２１が一体的に設けられている。検出ギア４２１の歯の動きをエンコーダ４０３が検出することにより主軸４０２の回転角を検出できる。
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、主軸後端部の振れによる回転検出精度への悪影響を抑制することができ、振れ精度のよい前軸受ハウジングへ固定することで割り出し精度の高精度化を図ることができる。また、回転駆動部から大きな力を受けない部材に角度検出用ギアを形成したので、回転角度検出が主軸の回転精度そのものに影響を及ぼすことも無い。また主軸後部（駆動モータ側）構造の部品点数が削減でき、コンパクト化が可能になる。センサーギアと主軸が一体化でき、部品削減となる。またギアと主軸が一体のため、加工精度が向上し、割り出し精度が高精度化する。
［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の技術思想内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。

Claims (4)

  1. 回転駆動部と、
    前記回転駆動部によって回転する主軸と、
    前記主軸の回転角度を検出するため、前記主軸を構成する部品に対向して設けられる回転角度検出器と、
    前記主軸を支持し、前記回転駆動部よりも加工エリア側に配置された少なくとも２つの軸受けと、
    を備え、加工エリア内の工作物を加工する工作機械であって、
    前記回転角度検出器は、前記回転駆動部よりも加工エリア側であって、前記軸受けよりも加工エリア側の位置、前記軸受けよりも前記回転駆動部側の位置、または前記軸受けの間の位置に配置されたことを特徴とする工作機械。
  2. 前記主軸を構成する部品の外周面にギアを形成し、前記回転角度検出器は、前記ギアの凹凸をカウントすることにより前記主軸の回転角度を検出する請求項１に記載の工作機械。
  3. 前記回転角度検出器を、前記主軸のハウジングに取り付けた請求項１または２に記載の工作機械。
  4. １つの前記軸受けと他の前記軸受けとの間に設けた間座の表面に対向する位置に前記回転角度検出器を設けた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の工作機械。
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