JP2513764Y2 - 工作機械の軸送り装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、二重軸構造の工作機械において、第２軸を
クランプする手段を第１軸に備えた工作機械の軸送り装
置に関する。

〔背景技術〕 二重軸構造の工作機械において、例えば、従来のクイ
ル軸の送り装置は第５図に示されるようなものであっ
た。すなわち主軸頭内のクイル軸100には、クイル軸送
りボールねじ101が連結されており、このボールねじ101
にはピニオン102が連結されている。

ピニオン102は伝達ギア103と噛合し、伝達ギア103は
クラッチ104を介して、クイル従動ギア105に連結されて
いる。そして、クイル従動ギア105が、主軸・クイル送
り用モータ106に直結された駆動ギア107と噛合してい
る。

一方、クイル軸100に対し回転自在に支承された主軸1
10には、ベアリングボックス111を介して主軸送りボー
ルねじ112が連結されており、このボールねじ112には、
主軸従動ギア113が連結されている。そして、この従動
ギア113は、前記駆動ギア107と噛合している。

このような装置において、主軸110を繰り出す際は、
クラッチ104を切っておいて主軸・クイル送り用モータ1
06を駆動させる。モータの回転駆動力は、駆動ギア107
から主軸従動ギア113を経て主軸送りボールねじ112に伝
達され、このボールねじ112の回転で主軸110のみが繰り
出される。

クイル100を繰り出す際は、クラッチ104をつないでお
いてモータ106を駆動させる。モータ106の回転駆動力
は、駆動ギア107からクイル従動ギア105、クラッチ10
4、伝達ギア103、ピニオン102、クイル送りボールねじ1
01へと順次伝達され、このボールねじ101の回転でクイ
ル100が繰りだされる。このとき、主軸110も、主軸従動
ギア113、主軸送りボールねじ112等を介してクイル軸11
0と同期して繰り出される。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のクイル軸送り装置においては、
クイル軸送り装置が、主軸送り装置とは別個に独立して
設けられている。このため、クイル軸送り装置の分だけ
部品点数が多くなり、加工や組立、調整等の労力を多く
必要とし、これらの面からコスト高となっていた。

また、主軸送り装置と別個にクイル軸送り装置を設け
るため、全体的に構造が複雑であった。

さらに、主軸送り、クイル軸送りの２つの装置を主軸
頭内に設けてあるため、主軸頭が大きく、かつ、重くな
っていた。主軸頭が大きく、かつ重くなると、主軸頭を
上下方向（Ｙ軸方向）に送るＹ軸送り機構や全体のバラ
ンス等にも影響が及ぶという問題があった。

本考案の目的は、二重軸構造の工作機械において、第
２軸送りと第１軸送りとを部品点数が少ない簡単な機構
で行うことのできる工作機械の軸送り装置を提供するに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、第１軸と、この第１軸内に回転かつ軸方向
移動自在に設けられた第２軸とからなる二重軸構造を有
する工作機械の軸送り装置において、この第２軸と第１
軸との間に設けられ第２軸をクランプ・アンクランプす
る軸クランプ手段と、前記第２軸に連結されるとともに
この第２軸を軸方向に駆動させる駆動手段とを備え、か
つ、軸単独の駆動手段が設けられていないことを特徴と
する工作機械の軸送り装置を構成した。

〔作用〕

このような本考案では、第２軸のみを前後動させる際
は、第１軸に設けられた軸クランプ手段を作用させ、第
１軸と第２軸とをアンクランプ状態とする。この状態
で、駆動手段を駆動させて第２軸のみを前後動させる。

第２軸と第１軸とを同時に前後動させる場合、軸クラ
ンプ手段により第２軸を第１軸にクランプし、つまり、
第２軸と第１軸とを一体化させておいて、駆動機構を駆
動させる。これにより、第２軸と第１軸とは同時に前後
動する。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には、本実施例に係る工作機械の軸送り装置の
概略図が示されており、本実施例では第１軸をクイル軸
とし、第２軸を中ぐり軸として説明する。

工作機械の主軸頭１内には、クイル軸10が軸方向移動
可能、かつ、回転不能に設けられている。

なお、二重軸構造における軸は、クイルという部材に
限定されず、要するに主軸頭（サドル）等に進退可能に
支持され、内部に主軸を回転自在に支持する構造の軸で
あればよく、例えば、ラム、スリーブ、その他の部材で
もよい。

前記クイル軸10の外周には、クイル軸クランプ装置15
が設けられている。

このクイル軸クランプ装置15は、主軸頭１内に内装さ
れるとともに外周中央部に凹溝16Aを形成され、この凹
溝16Aの部分の壁16Bが薄肉とされたクランプシュウ16
と、このクランプシュウ16の凹溝16Aと主軸頭１との間
に形成される圧油室17内に圧油を供給する回路18と、ク
ランプシュウ16と主軸頭１との間をシールする０リング
19とから構成されている。

このクイル軸クランプ装置15の圧油室17内に圧油が供
給されると、クランプシュウ16の凹溝16Aを形成された
薄肉の壁16Bが変形してクイル軸10に圧着され、これに
より、クイル軸10が主軸頭１にクランプされるようにな
っている。このクイル軸10内には、軸クランプ手段２を
介して中ぐり軸11が軸方向移動可能、かつ、回転可能に
設けられている。

軸クランプ手段２は、中ぐり軸11とクイル軸10とを同
時に進退させたい時に、中ぐり軸11をクランプしてクイ
ル軸10と一体化させるものである。第２図に軸クランプ
手段２の１例が示されている。

同図に示されるように、この軸クランプ手段２にはテ
ーパ面による係合が利用されている。すなわち、クイル
軸10内にリング溝20が形成されており、このリング溝20
内に、溝20を軸方向に二分する固定リング21と皿ばね22
とが設けられている。

固定リング21と皿ばね22とで二分されたリング溝20内
には、軸線方向に係合する２組のクランプリング23,23
が挿入されている。一対のクランプリング23は、内側、
つまり中ぐり軸11に内接し外周をテーパ面とされた内側
リング23Aと、外側、つまりクイル軸10に当接し内周を
テーパ面とされた外側リング23Bとから構成されてい
る。両者はテーパ面で係合し、且つ、中ぐり軸11と内接
する内側リング23Aがその一側面で皿ばね22と係合して
いる。

そして、皿ばね22に係合している内側リング23Aは、
外周のテーパ面が、皿ばね22と当接する端面から離れる
方向に、主軸軸心からの距離が近くなるような傾斜に形
成されている。

リング溝20の両隣には、左右のシリンダ室24,25が設
けられている。これらのシリンダ室24,25内には、リン
グ状のピストン26,27がそれぞれ挿入されるとともに、
各ピストン26,27とクイル軸10および中ぐり軸11との間
はＯリング等によりシールされている。また、このシリ
ンダ室24,25には、ピストン26,27を軸線方向に移動させ
るために圧油を供給する油圧供給口28,29が連結されて
いる。

このような軸クランプ手段２を介して、クイル軸10内
に設けられた中ぐり軸11後端部は、第１図に示されるよ
うに、ベアリングボックス12内の軸受によって回転自在
に支承される。

中ぐり軸11後方の、クイル軸10とベアリングボックス
12との間には、中ぐり軸11に回転を伝達する回転伝達手
段３が設けられている。

すなわち、回転伝達手段３は、回転駆動モータ30と、
このモータ30の主軸に連結された駆動ギア31と、中ぐり
軸11に設けられた駆動ギア32と、駆動ギア31と駆動ギア
32とを連結する中間ギア33等で構成されている。

前記ベアリングボックス12には、主軸送りボールねじ
40が螺合されている。このボールねじ40は、一端に従動
ギア41を備えるとともに、両端部に設けられた軸受42に
よって回転自在に支承されている。従動ギア41は、主軸
送りモータ44に直結した駆動ギア43と噛合されている。
これらのボールねじ40、従動ギア41、駆動ギア43および
主軸送りモータ44等によって駆動手段４が構成されてい
る。

次に、本実施例の作用を説明する。

まず、中ぐり軸10を繰り出す場合を述べる。皿ばね22
の付勢力により内側リング23Aが軸線方向の外側に押さ
れると、その力が外側リング23Bと内側リング23Aのテー
パ面の作用で、水平方向から直交する下方向へと変換さ
れ、中ぐり軸11がクランプされる。このクイル軸10にク
ランプされた中ぐり軸11をアンクランプ状態とするため
には、油圧供給口28,29から油圧を供給する。

油圧供給口28,29から供給された圧油により、ピスト
ン26,27が互いに近づく方向に移動する。

ピストン26,27の移動に伴い、中ぐり軸11側の内側リ
ング23A,23Aが皿ばね22の付勢力に打勝って、固定リン
グ21端面に当接するまで移動する。

この中ぐり軸11側における２個の内側リング23A,23A
の外周に設けられたテーパ面は、内側リング23A,23Aが
互に近づく方向に移動するに従い、外側すなわちクイル
軸10側における２個の外側リング23B,23Bの内周に設け
られたテーパ面から離れる方向に動き、その結果、中ぐ
り軸11はアンクランプ状態とされる。

中ぐり軸11のアンクランプと同時に、クイル軸クラン
プ装置15の圧油室17に回路18を介して圧油が供給され
る。この圧油の作用により、クランプシュウ16の壁16B
はクイル軸10の外周に向かって変形し、クランプシュウ
16とクイル軸10、すなわち、主軸頭１とクイル軸10とが
クランプされる。

中ぐり軸11のアンクランプ状態のまま、主軸送りモー
タ44を駆動させる。モータ44の回転駆動は、駆動ギア43
から従動ギア41を介して主軸送りボールねじ40に伝わ
り、このボールねじ40を回転させる。

ボールねじ40の回転は、ベアリングボックス12に伝わ
り、ベアリングボックス12さらに詳しくいえば、ベアリ
ングボックス12に連結されている中ぐり軸11を前進させ
る。所定距離中ぐり軸11を繰り出したら、モータ44の駆
動を停止して中ぐり軸11の前進を停止する。

次に、回転伝達手段３を駆動させる。

すなわち、回転駆動モータ30を回転させ、駆動ギア3
1、中間ギア33、従動ギア32を介して中ぐり軸11を回転
させる。そして所定の加工が行われる。

なお、中ぐり軸11の繰り出しを継続しながら、回転伝
達手段３を駆動して加工することも可能である。

次に、中ぐり軸11とクイル軸10とを同時に繰り出す場
合を述べる。

この場合は、中ぐり軸11とクイル軸10とを軸クランプ
手段２でクランプし、両者を一体化した状態で繰り出せ
ばよい。それには、まず、シリンダ室24,25内の圧油を
抜いておいて、皿ばね22の付勢力と、クランプリング23
の作用とによる中ぐり軸11のクランプを行う。これと同
時に、クイル軸クランプ装置15の圧油室17から圧油を抜
き、クイル軸10を主軸頭に対してアンクランプ状態とし
ておく。

次いで、主軸送りモータ44を駆動させると、前記と同
様の作用によって、ベアリングボックス12が送られ、中
ぐり軸11とクイル軸10とが同時に繰り出される。

前述のような本実施例によれば、次のような効果があ
る。

すなわち、クイル軸10の送り用として独立の送り装置
を設けることなく、クイル軸10の送りと中ぐり軸11の送
りとを同一機構で行っているため、部品点数が少なくて
済み、加工や組立て、調整等の労力も少なくて済み、従
ってコスト的にも安くて済む。

また、クイル軸10の送りと中ぐり軸11の送りとを同一
機構で行っているため、構造が簡素化されるとともに、
重量も軽くなる。従って、主軸頭１の重量も軽くて済
み、Ｙ軸送り機構や全体とのバランス等に及ぼす影響も
少なくなった。

なお、本考案は前述の実施例に限定されるものではな
く、次に示すような変形などを含むものである。

すなわち、前記実施例では中ぐり軸11等を送る機構と
して、主軸送りモータ44や主軸送りボールねじ40を使用
したが、これに限らず、例えばシリンダを使用してもよ
い。要は、中ぐり軸11等を進退させることができればよ
い。

また、前記実施例では、中ぐり軸11をクランプする軸
クランプ手段２として、テーパ面同士の係合を利用して
いたが、これに限らず、クイル軸10に対し中ぐり軸11を
クランプできる構造であればよく、例えば第３図に示す
ような装置でもよい。

すなわち、フランジ部50Aを有する円筒状のクランプ
リング50を、クイル軸10先端にボルト51等で取付ける。
このクランプリング50内径には、両端に、中ぐり軸11に
内接する部分を残して、油圧室50Bが形成される。この
油圧室50Bには、クイル軸11の油圧供給口11Aから油路50
Cが連結されている。

クランプリング50は、中ぐり軸11に軽くしまり嵌めの
状態で取付られる。従って、中ぐり軸11は、通常クイル
軸10にクランプされている。この中ぐり軸11をアンクラ
ンプ状態とするには、油圧供給口11Aから油路50C、油圧
室50Bへと圧油を供給し、クランプリング50を膨張させ
ればよい。

この実施例によれば、より確実に中ぐり軸11のクラン
プが行われる。

また、第４図に示すようなオイルリング61を用いた
軸、クランプ手段２でもよい。

同図によれば、クイル軸10の内径部に、この内径より
大きな径のリング挿入穴10Aが形成されており、この挿
入穴10A内にＯリング60を介してオイルリング61が嵌入
されている。

このオイルリング61は中ぐり軸11の外周に嵌入してい
るとともに、軸方向の両端を残して薄肉61Aに形成され
ている。そして、この薄肉部61Aとリング挿入穴10Aとの
隙間62が圧油室とされている。

前記オイルリング61は、リング押え63で固定されこの
リング押え63は、複数のボルト64でクイル軸10に固定さ
れる。

前記クイル軸10の一部には、前記圧油室62に圧油を供
給する油圧供給口65と及び油路66とが設けられている。

この実施例によれば、油圧供給口65に圧油を供給する
と、圧油は油路66から圧油室66に入り、オイルリング61
の薄肉部61Aを押圧する。この押圧により、薄肉部61Aが
変形し中ぐり軸11に圧着され、結果的に中ぐり軸11がク
ランプされる。

この実施例によれば、簡単な装置で確実にクランプす
ることができる。

また、クイル軸クランプ装置15は、油圧を利用したも
のでなくてもよく、電磁石等、他の機構でクランプして
もよい。

その他、本考案の実施の際の具体的な構造および形状
等は、本考案の目的を達成できる範囲であれば他の構造
等でもよい。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案に係る工作機械の軸送
り装置によれば、二重軸構造の工作機械において、第２
軸送りと第１軸送りとを１つの機構で行うことができる
という効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る工作機械の軸送り装置の一実施例
を示す全体概略図、第２図は軸クランプ装置の１例を示
す側面断面図、第３図および第４図は軸クランプ装置の
他の例を示す側面断面図、第５図は従来のクイル軸送
り、主軸送り装置を示す全体概略図である。 ２……軸クランプ手段、３……回転伝達手段、４……駆
動手段、10……第１軸であるクイル軸、11……第２軸で
ある中ぐり軸（主軸）、23……クランプリング、40……
主軸送りボールねじ、50……クランプリング、60……オ
イルリング。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】第１軸と、この第１軸内に回転かつ軸方向
   移動自在に設けられた第２軸とからなる二重軸構造を有
   する工作機械の軸送り装置において、この第２軸と第１
   軸との間に設けられ第２軸をクランプ・アンクランプす
   る軸クランプ手段と、前記第２軸に連結されるとともに
   この第２軸を軸方向に駆動させる駆動手段とを備え、か
   つ、軸単独の駆動手段が設けられていないことを特徴と
   する工作機械の軸送り装置。