JP2017104913A - 多軸アタッチメント - Google Patents

Abstract

【課題】工具を回転駆動する回転加工軸の平面位置の変更が容易で、かつ３本以上の工具の位置も任意に設定可能な多軸アタッチメントを提供する。
【解決手段】回転加工手段のクイル１１に固定され、内側に主軸１２を有する支持フレーム１３と、主軸１２設けられた第１のプーリ１４と、支持フレーム１３に設けられた複数の回転加工軸１９〜２２と、回転加工軸１９に、第１のプーリ１４と高さを合わせて設けられた第２のプーリ２３と、第１、第２のプーリ１４、２３を第１のテンションプーリ２６を介して連結する第１のベルト２７と、第１、第２のプーリ１４、２３とは高さ位置を変えて配置され、回転加工軸１９〜２２にそれぞれ設けられた第３のプーリ２９〜３２と、第３のプーリ２９〜３２を緊張する第２のベルト３６とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボール盤、ドリルスタンド、タッピング盤、ＮＣマシン等に取付けて使用し、同時に穴あけ、タップ、バリトリ等の加工が可能な多軸アタッチメントに関する。

例えば、特許文献１に記載されているように、ボール盤、ドリルスタンド、タッピング盤に取り付けて使用する多軸アタッチメントは公知であって、従来の多軸アタッチメントは、一般にボール盤等のクイル（ボディ）に固定される支持フレームと、その支持フレームに回転可能に設けられた複数の工具回転軸とを有し、それぞれの工具回転軸に駆動歯車を設け、主軸に設けられたメイン歯車に駆動歯車を噛合させて、それぞれの工具回転軸に設けられた工具取付け用のチャックを回転駆動していた。各工具回転軸の位置は、駆動歯車をメイン歯車に噛合させた状態で変更を行っていた。

特開平５−１９２８１０号公報

しかしながら、特許文献１記載の多軸アタッチメントは、メイン歯車は固定でその周囲の駆動歯車を移動して各工具回転軸の平面視した位置を決めるので、２軸ではある程度自由に設定が可能であるが、３軸以上では任意の平面位置に工具回転軸を配置することは困難であった。また、仮に２軸であっても、歯車結合のみでは動力を伝達する歯車の距離が決まっており、工具回転軸の位置を変える際に、その設定が難しいという問題があった。
更に、メイン歯車、駆動歯車を用いる従来方式では常時給油も必要であるという問題があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、工具を回転駆動する回転加工軸の平面位置の変更が容易で、かつ３本以上の工具の位置も任意に設定可能な多軸アタッチメントを提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る多軸アタッチメントは、回転加工手段のクイルに固定され、内側に前記回転加工手段の主軸が配置された支持フレームと、
前記主軸に設けられた第１のプーリと、
前記支持フレームにそれぞれ第１のホルダー金具を介して回転自由に配置された複数の回転加工軸と
前記回転加工軸の一つに、前記第１のプーリと高さを合わせて設けられた第２のプーリと、
前記第１、第２のプーリを、第２のホルダー金具を介して配置された第１のテンションプーリを介して連結する第１のベルトと、
前記第１、第２のプーリとは高さ位置を変えて配置され、前記複数の回転加工軸にそれぞれ設けられた第３のプーリと、
前記複数の回転加工軸にそれぞれ設けられた前記第３のプーリを、第３のホルダー金具を介して配置された第２のテンションプーリを介して連結する第２のベルトとを有する。

なお、第１、第２のベルトとしては、タイミングベルト、丸ベルト、平ベルト、チェーン等が適用され、第１〜第３のプーリは各ベルトに対応して変える（例えば、タイミングベルトの場合は歯車、チェーンの場合はスプロケット）。

本発明に係る多軸アタッチメントにおいて、前記回転加工軸は筒状のラジアル軸受とその両側に配置された板状のスラスト軸受を介して前記第１のホルダー金具に取付けられているのが好ましい。
この場合、前記ラジアル軸受はブッシュで、前記スラスト軸受はスラストベアリングからなっているのが好ましいが、前記ラジアル軸受はベアリング（例えば、ニードルベアリング）であってもよい。

そして、本発明に係る多軸アタッチメントにおいて、前記支持フレームは平面視して円形で碗状となって、前記第１〜第３のホルダー金具は、碗状の前記支持フレームの下端に形成されるリング状平面にねじ固定されているのが好ましい。

また、本発明に係る多軸アタッチメントにおいて、前記主軸及び前記回転加工軸とは別に従動回転加工軸が設けられ、該従動回転加工軸は、前記主軸又は前記回転加工軸から歯車による回転動力伝達を受けていることも可能である。この場合、動力を伝達する歯車の位置はある程度固定されるが、ベルト駆動の回転加工軸と歯車駆動の従動回転加工軸を使い分けることによって、任意の位置の穴加工が可能となる。

本発明に係る多軸アタッチメントにおいては、工具を取り付ける回転加工軸をベルト駆動の第１〜第３のプーリで回転させ、かつ各ベルトにテンションを与える第１、第２のテンションプーリを設けているので、任意の位置に各回転加工軸を配置することができる。従って、複数の歯車を用いた従来の多軸アタッチメントに比較して格段に取扱が容易となる。

本発明の一実施の形態に係る多軸アタッチメントの断面図である。 同多軸アタッチメントの底面図である。 本発明の他の実施の形態に係る多軸アタッチメントの底面図である。

続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る多軸アタッチメント１０は、回転加工手段（例えば、ボール盤、タッピングマシン、ＮＣマシン）のクイル１１に固定され、内側には回転加工手段の主軸１２が配置された支持フレーム１３と、主軸１２に中間軸１２ａを介して設けられた第１のプーリ１４とを有している。

そして、この多軸アタッチメント１０は、支持フレーム１３内にそれぞれ第１のホルダー金具１５〜１８を介して回転自由に配置された複数（この実施の形態では４）の回転加工軸１９〜２２と、回転加工軸１９〜２２の一つ（この実施の形態では回転加工軸１９）に、第１のプーリ１４と高さを合わせて設けられた第２のプーリ２３と、第１、第２のプーリ１４、２３を、第２のホルダー金具２５を介して配置された第１のテンションプーリ２６を介して連結する第１のベルト２７を有している。

更に、この多軸アタッチメント１０は、第１、第２のプーリ１４、２３とは高さ位置を変えて配置され、回転加工軸１９〜２２にそれぞれ高さを合わせて設けられた第３のプーリ２９〜３２と、回転加工軸１９〜２２にそれぞれ設けられた第３のプーリ２９〜３２を、第３のホルダー金具３４を介して配置された第２のテンションプーリ３５を介して連結する第２のベルト３６とを有する。以下、これらについて詳しく説明する。

支持フレーム１３はアルミ又はアルミ合金からなって軽量に形成され、平面視して円形でかつ碗状となって上部に把持部３８が、下端にはリング状平面３９が形成されている。
把持部３８はねじによって締結できるバンドを有し、断面円状のクイル１１に取り外し可能に固定されている。
リング状平面３９には、複数の雌ねじ穴４０が形成され、第１〜第３のホルダー金具１５〜１８、２５、３４の長孔４０ａを挿通するボルト４１によって、第１〜第３のホルダー金具１５〜１８、２５、３４をリング状平面３９にねじ止めできる構造となっている。
なお、第３のプーリ２９〜３２はリング状平面３９の上位置に、第１、第２のプーリ１４、２３は更にその上位置に設けられている。

第１〜第３のホルダー金具１５〜１８、２５、３４は、上下面が平面となった長尺材からなって、その内側端部には、回転加工軸１９〜２２及び第１、第２のテンションプーリ２６、３５の支持軸４３、４４を回転自由に保持する軸受４６を有している。
軸受４６はこの実施の形態では、筒状のラジアル軸受の一例であるブッシュ４７と、その両側に配置された板状のスラスト軸受の一例であるスラストベアリング４８とによって形成されている。

回転加工軸１９〜２２の下半分は円柱状となって中央に円穴４９を、側部には止めねじ孔５０を有し、工具を装着した後、止めねじ穴５０に螺合するビスによってシャフト部分を固定するようになっている。
回転加工軸１９の上半分には、第３のプーリ２９と第２のプーリ２３が重ねて取付けられ、第３のプーリ２９と第２のプーリ２３はキー結合されて同時回転する。
回転加工軸２０〜２２の上半分には、それぞれ第３のプーリ３０〜３２が設けられ、それぞれキー結合によって回転加工軸２０〜２２に一体化している。

また、支持軸４３、４４も第２、第３のホルダー金具２５、３４に軸受を介して回転自由に取付けられている。なお、支持軸４３、４４は第２、第３のホルダー金具２５、３４に固定してもよい。

使用にあって、第１のプーリ１４、第２のプーリ２３及び第１のテンションプーリ２６を共通に噛合又は当接する第１のベルト２７を設け、第３のプーリ２９〜３２及び第２のテンションプーリ３５の全てに噛合又は当接する第２のベルト３６を設ける。第１、第２のベルト２７、３６の張り具合は、第２のホルダー金具２５及び第３のホルダー金具３４の取付け位置を調整することによって行う。

なお、第１のプーリ１４は主軸１２が固定状態で嵌入する中間軸１２ａに固定され、主軸１２の回転によって、中間軸１２ａ及びこれに連結される第１のプーリ１４が回る。第１のプーリ１４が回ると、これに第１のベルト２７によって連結されている第２のプーリ２３が回り、回転加工軸１９が回る。これによって第３のプーリ２９が回り、第２のベルト３６で連結されている第３のプーリ３０〜３２が回り、回転加工軸１９〜２２が同期回転する。これによって、同時に複数のタップを形成することもできる。

続いて、図３を参照しながら本発明の他の実施の形態に係る多軸アタッチメント５３について説明する。なお、図１、図２に示す多軸アタッチメント１０と同一の構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。
リング状平面３９の特定の位置に設けられている雌ねじ穴４０には、第４、第５のホルダー金具５４、５５がその長孔５６、５７を挿通するボルト５８、５９によってリング状平面３９に移動調整可能にねじ止めされている。

第４、第５のホルダー金具５４、５５の端部（この実施の形態ではリング状平面３９の内側）には、ブッシュ４７及びスラストベアリング４８を介して第２の回転加工軸６０と、第３の回転加工軸（従動回転加工軸）６１が回転可能に設けられている（他の回転加工軸１９〜２２と同様）。第２の回転加工軸６０には第４のプーリ６２が設けられているが、この第４のプーリ６２は、第３のプーリ２９、３１、３２と同一高さ位置にあって、第２のベルト３６ａが掛けられ、第２のプーリ２３より動力伝達を受けることができる。

第２、第３の回転加工軸６０、６１の上部位置には噛合する歯車６３、６４が設けられ、第２の回転加工軸６０の回転を第３の回転加工軸６１に伝達する。これによって、主軸１２の動力が第２のプーリ２３に伝わり、第２、第３のプーリ２３、２９の回転が第２のベルト３６ａを介して第２の回転加工軸６０に伝わり、第２の回転加工軸６０の回転が歯車６３、６４を介して第３の回転加工軸６１に伝わる。この場合、第３の回転加工軸６１の回転は他の回転加工軸とは逆になるが、研磨等の加工には最適に適用できる。

この実施の形態に係る多軸アタッチメント５３においては、回転加工軸に従動回転加工軸を歯車で連結していたが、主軸と従動回転加工軸を歯車で連結することもできる。
なお、第４、第５のホルダー金具５４、５５の取付け位置を変えて、第２、第３の回転加工軸６０、６１の位置を変えることができる。

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。
例えば、前記実施の形態では、各回転加工軸は支持フレームの内部に設けたが外部に配置することもできる。また、第１〜第５のホルダー金具はそれぞれ複数のねじを用いて支持フレームに取り付けることもできる。

１０：多軸アタッチメント、１１：クイル、１２：主軸、１２ａ：中間軸、１３：支持フレーム、１４：第１のプーリ、１５〜１８：第１のホルダー金具、１９〜２２：回転加工軸、２３：第２のプーリ、２５：第２のホルダー金具、２６：第１のテンションプーリ、２７：第１のベルト、２９〜３２：第３のプーリ、３４：第３のホルダー金具、３５：第２のテンションプーリ、３６、３６ａ：第２のベルト、３８：把持部、３９：リング状平面、４０：雌ねじ穴、４０ａ：長孔、４１：ボルト、４３、４４：支持軸、４６：軸受、４７：ブッシュ、４８：スラストベアリング、４９：円穴、５０：止めねじ孔、５３：多軸アタッチメント、５４：第４のホルダー金具、５５：第５のホルダー金具、５６、５７：長孔、５８、５９：ボルト、６０：第２の回転加工軸、６１：第３の回転加工軸、６２：第４のプーリ、６３、６４：歯車

Claims (5)

1. 回転加工手段のクイルに固定され、内側に前記回転加工手段の主軸が配置された支持フレームと、
   前記主軸に設けられた第１のプーリと、
   前記支持フレームにそれぞれ第１のホルダー金具を介して回転自由に配置された複数の回転加工軸と
   前記回転加工軸の一つに、前記第１のプーリと高さを合わせて設けられた第２のプーリと、
   前記第１、第２のプーリを、第２のホルダー金具を介して配置された第１のテンションプーリを介して連結する第１のベルトと、
   前記第１、第２のプーリとは高さ位置を変えて配置され、前記複数の回転加工軸にそれぞれ設けられた第３のプーリと、
   前記複数の回転加工軸にそれぞれ設けられた前記第３のプーリを、第３のホルダー金具を介して配置された第２のテンションプーリを介して連結する第２のベルトとを有することを特徴とする多軸アタッチメント。
2. 請求項１記載の多軸アタッチメントにおいて、前記回転加工軸は筒状のラジアル軸受とその両側に配置された板状のスラスト軸受を介して前記第１のホルダー金具に取付けられていることを特徴とする多軸アタッチメント。
3. 請求項２記載の多軸アタッチメントにおいて、前記ラジアル軸受はブッシュで、前記スラスト軸受はスラストベアリングからなっていることを特徴とする多軸アタッチメント。
4. 請求項１〜３のいずれか１記載の多軸アタッチメントにおいて、前記支持フレームは平面視して円形で碗状となって、前記第１〜第３のホルダー金具は、碗状の前記支持フレームの下端に形成されるリング状平面にねじ固定されていることを特徴とする多軸アタッチメント。
5. 請求項１〜４のいずれか１記載の多軸アタッチメントにおいて、前記主軸及び前記回転加工軸とは別に従動回転加工軸が設けられ、該従動回転加工軸は、前記主軸又は前記回転加工軸から歯車による回転動力伝達を受けていることを特徴とする多軸アタッチメント。

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