JP3025314B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークに切削加工等を
施す工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開昭５６−１０７８５７
号公報に開示されているように、複数の加工ユニットを
リング状の基台上に配設し、該基台の中心部に設けた回
転テーブル上に載置・固定したワークに対してこれらの
加工ユニットにより多方向から切削・穴明け加工等を施
すようにした工作機械が知られている。

【０００３】しかしながら、かかる工作機械において
は、ワークを回転テーブル上に載置するようにしている
ため、その加工時に生じるワークの切り屑等が該ワーク
や回転テーブル上に堆積し、このため、特に長い切り屑
が生じる場合には、この切り屑が加工ユニットの工具や
スピンドル等に絡み付き、これがワークの加工の妨げと
なることがあった。

【０００４】また、かかる工作機械においては、通常、
前記回転テーブル上に設けたクランパによりワークを回
転テーブル上に固定するようにしているため、そのクラ
ンプ部分の加工を行うことができず、このため、そのク
ランプ部分の加工を行うためには、一旦、工作機械を停
止させてワークをクランプし直す必要が生じるという不
都合があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消し、ワークの加工時に生じる切り屑等が該ワーク
の周囲に付着あるいは堆積するのを防止しつつ該ワーク
を支障なく加工することができる工作機械を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】さらに、該ワークにその周囲の多方向から
一度に複数種の加工を支障なく施すことができる工作機
械を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、基台上に立設された支柱上に支持され
た取付基台と、該取付基台から下方に垂設された主軸
と、該主軸の下端部にワークをその周囲を開放させて取
付可能に設けられたワーク取付部と、該ワーク取付部の
上側で前記主軸にその回りに旋回自在に取付けられた複
数の加工ユニットとを備える工作機械であって、前記複
数の各加工ユニットが、前記主軸にその回りに旋回自在
に取付けられた旋回部と、該旋回部に昇降自在に取付け
られた昇降部と、該昇降部の下端部に前記ワーク取付部
に取付けられたワークに向かって水平方向に進退自在に
取付けられたスピンドルユニットとを備えることを特徴
とする。

【０００８】また、前記ワーク取付部に取付けられたワ
ークの下面部を支持して該ワークをワーク取付け部との
間に保持する保持手段を備えることを特徴とする。

【０００９】

【００１０】さらに、前記昇降部が鉛直方向に延在する
ガイドバーを介して前記旋回部に昇降自在に取付けら
れ、前記スピンドルユニットが該ガイドバーの軸心回り
に揺動自在に設けられていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明によれば、前記ワークは前記主軸のワー
ク取付部にその周囲を開放させて取付けられ、この状態
で前記加工ユニットにより所定の加工が施される。

【００１２】この時、該ワークの周囲は開放されている
ので、該加工時に生じる切り屑等は下方に落下する。そ
して、加工ユニットは主軸の回りに旋回自在とされてい
るので、該ワークに対して適切な方向から該ワークに加
工を施すことが可能となる。

【００１３】この場合、複数の加工ユニットを前記主軸
に取付けることによって、該ワークに一度に多方向から
複数種の加工を施すことが可能となる。

【００１４】また、前記保持手段を備えるときには、前
記ワークの下面部が該保持手段により支承されると共に
該ワークが前記ワーク取付部と該保持手段との間に保持
され、この場合においても、該ワークの周囲は開放され
る。

【００１５】また、前記加工ユニットが、前記旋回部、
昇降部及びスピンドルユニットを備えるときには、前記
ワークに加工を施すスピンドルユニットを旋回部を介し
てワークの回りに旋回させるだけでなく、昇降部を介し
てワークに対して昇降させることが可能となる。

【００１６】さらに、前記ガイドバーを介して前記昇降
部を前記旋回部に取付け、前記スピンドルユニットを該
ガイドバーの軸心回りに揺動自在に設けたときには、該
スピンドルユニットを該ガイドバーの軸心回りに揺動さ
せることにより該ワークに対する加工方向を変更するこ
とが可能となる。

【００１７】

【実施例】本発明の工作機械の一例を図１乃至図４に従
って説明する。

【００１８】図１は該工作機械の側面図、図２は図１の
ＩＩ─ＩＩ線断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断
面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【００１９】図１及び図２で、１は基台２上に立設され
た支柱、３は支柱１上に支持された取付基台、４は取付
基台３から垂設された主軸、５は主軸４に取付けられた
加工ユニットである。

【００２０】本実施例の工作機械は、例えば４本の支柱
１を備え、これらの支柱１は、図２に示すように平面視
で、正方形の略角位置に並ぶように配設されている。そ
して、取付基台３は、これらの支柱１の上端部に対角線
方向に延在して固設された一対の梁６，６から成り、両
梁６，６の交叉箇所は互いに結合されている。

【００２１】主軸４は、図１に示すように、支柱１に囲
まれた空間の中心位置で両梁６，６の交叉箇所から下方
に向かって垂設され、その下端部にはワーク取付部７が
設けられている。

【００２２】このワーク取付部７は、主軸４の下面部に
下方に向かって突設された複数の位置決めピン８を備
え、各位置決めピン８をワークＷに嵌挿することによ
り、該ワークＷを主軸４の下端部に同心に吊り下げるよ
うなかたちで取付可能としている。

【００２３】この場合、ワーク取付部７の下方には、ワ
ーク取付部７との間でワークＷを保持する保持手段９が
設けられている。

【００２４】この保持手段９は、主軸４の直下で前記基
台２上に固設された枠体１０と、枠体１０の上部に主軸
４と同心に固設されたシリンダ１１と、枠体１０の上側
でシリンダ１１の上下に伸縮自在なピストンロッド１１
ａの先端部に固着された支持プレート１２と、支持プレ
ート１２上に固設された複数の支持部１３とから成り、
前記したようにワーク取付部７にワークＷが取付けられ
た状態で、シリンダ１１によりそのピストンロッド１１
ａを介して支持プレート１２をワークＷの下面部に向か
って上昇させることにより支持部１３をワークＷの下面
部に圧接させ、この時、ワークＷを、その周囲を開放さ
せた状態で支持部１３を介して支持プレート１２上に支
持すると共に、ワーク取付部７との間に固定的に保持す
るようにしている。

【００２５】一方、本実施例の工作機械は、複数の加工
ユニット５を備えている。この場合、各加工ユニット５
は、その基本的構成はいずれも同一であり、前記主軸４
にその回りに旋回自在に取付けられた旋回部１４と、そ
の旋回を行わしめる旋回手段１５と、旋回部１４に昇降
自在に取付けられた昇降部１６と、その昇降を行わしめ
る昇降手段１７と、昇降部１６に取付けられたスピンド
ル１８とを備えている。

【００２６】旋回部１４は、図３に示すように、主軸４
の側方にその軸心を上下方向に向けて設けられた略筒状
のハウジング部１９と、ハウジング部１９の上部及び下
部から主軸４に向かって延設され、主軸４の胴部にそれ
ぞれベアリング２０，２０を介して回動自在に挿着され
た一対の旋回アーム２１，２１とを備え、この旋回アー
ム２１，２１を介して主軸４にその回りに旋回自在に取
付けられている。この場合、各加工ユニット５の旋回ア
ーム２１，２１は、図１に示すように、上下に互い違い
に主軸４に挿着されている。

【００２７】この旋回部１４の旋回を行わしめる旋回手
段１５は、図３に示すように、旋回部１４の上部の旋回
アーム２１上に上下方向に向けて固設された旋回モータ
２３と、この旋回モータ２３の駆動軸２３ａの先端部に
固着されたピニオン２４と、主軸４の上部の外周面に一
体に形成されたリングギヤ２５とから成り、ピニオン２
４は、リングギヤ２５に噛合されている。

【００２８】従って、旋回手段１５は、かかる構成にお
いて、その旋回モータ２３によりピニオン２４を回動さ
せることにより該ピニオン２４をリングギヤ２５の回り
で公転させ、この時、該旋回モータ２３と一体に旋回部
１４を主軸４の回りに旋回させるようにしている。

【００２９】昇降部１６は、図３に示すように、前記旋
回部１４のハウジング部１９に同心に昇降自在に貫挿さ
れたガイドバー２６と、ガイドバー２６の上端部及び下
端部にそれぞれ固設された上基部２７及び下基部２８と
から成り、ガイドバー２６を介して旋回部１４のハウジ
ング部１９に昇降自在に取付けられている。

【００３０】この場合、ガイドバー２６の外周面には、
そのほぼ全長にわたってスプライン２６ａが形成されて
おり、前記ハウジング部１９内でガイドバー２６の外周
面に同心に嵌挿された筒体２９を介してハウジング１９
に回動自在に支承されている。従って、昇降部１６は、
かかる構成により、その昇降に加えてガイドバー２６の
軸心回りに揺動自在とされている。

【００３１】この昇降部１６を昇降させる昇降手段１７
は、図３に示すように、ガイドバー２６の側方にこれと
平行に並設されたネジ軸３０と、このネジ軸３０に挿着
された昇降モータ３１とを備え、ネジ軸３０の上端部及
び下端部はそれぞれ前記昇降部１６の上基部２７及び下
基部２８に固定されている。そして、昇降モータ３１
は、その内部に収納された駆動軸（図示しない）がネジ
軸３０に螺合される一方、その下端部から前記ハウジン
グ部１９に向かって延設されたアーム３２がハウジング
部１９の外周面にベアリング３３を介して回動自在に挿
着され、これによって、昇降部１６と共にガイドバー２
６の軸心回りに揺動可能とされ、且つ上下方向には移動
不能とされている。

【００３２】従って、昇降手段１７は、かかる構成にお
いて、その昇降モータ３１によりネジ軸３０を昇降さ
せ、このネジ軸３０と一体に昇降部１６を昇降させるよ
うにしている。

【００３３】また、図１及び図４において、３４は昇降
部１６をガイドバー２６の軸心回りに揺動させる揺動手
段であり、この揺動手段３４は、図４に示すように、前
記ハウジング部１９の外周面部に形成された取付部１９
ａに該ハウジング部１９内に向かって水平姿勢で斜めに
固設された揺動モータ３５と、該揺動モータ３５のハウ
ジング部１９内に挿入された駆動軸３５ａの先端部に形
成されたウォームギヤ３６と、前記筒体２９の外周面部
に形成されたウォームホイール３７とから成り、ウォー
ムギヤ３６及びウォームホイール３７は互いに噛合され
ている。

【００３４】従って、揺動手段３４は、かかる構成にお
いて、その揺動モータ３５によりウォームギヤ３６及び
ウォームホイール３７を介して筒体２９を回動させ、こ
の時、該筒体２９と同心にスプライン嵌合されているガ
イドバー２６を介して昇降部１６をガイドバー２６の軸
心回りに揺動させるようにしている。

【００３５】前記スピンドル１８は、図３に示すよう
に、公知のものと同様に、筒状のハウジング３８の先端
部に複数種の工具３９を同心に装着可能としたものであ
り、ハウジング３８の内部には、工具３９を回転駆動す
るためのスピンドルモータ（図示しない）が収納されて
いる。

【００３６】このスピンドル１８は、前記昇降部１６の
下基部２８に、前記ワーク取付部７に取付けられるワー
クＷに向かって水平方向に進退動自在に挿着されてお
り、その進退動を行わしめる進退モータ４０が下基部２
８の後端部に固設されている。この場合、進退モータ４
０は図示しないギヤ等を介してスピンドル１８に接続さ
れており、その回転駆動力により該スピンドル１８を進
退動させるようにしている。そして、このスピンドル１
８は、昇降部１６と一体に昇降自在とされると共に前記
ガイドバー２６の軸心回りに水平面上で揺動自在とさ
れ、さらに旋回部１４を介して主軸４の回りに旋回自在
とされている。

【００３７】尚、図１で、昇降部１６の下基部２８には
工具チェンジャ４１が取付けられており、この工具チェ
ンジャ４１は、スピンドル１８に装着する工具３９を適
宜選択的に交換するようにしている。

【００３８】また、同図で、前記基台２には、主軸４の
直下に、ワークＷの加工時に生じる切り屑を排出するた
めの切り屑排出溝４２が形成され、さらに、各加工ユニ
ット５の下方には、切り屑を切り屑排出溝４２に案内す
るための受け皿４３が設けられている。

【００３９】次に、かかる構成の工作機械の作用・効果
について説明する。図１において、この工作機械では、
ワークＷを加工する際に、該ワークＷが前記したように
ワーク取付部７に取付けられると共に、保持手段９によ
り該ワークＷの下面部が支持されてワーク取付部７との
間に固定的に保持される。この時、ワークＷの周囲はそ
の下方の受け皿４３に向かって開放されている。

【００４０】そして、この状態において、各加工ユニッ
ト５のスピンドル１８をワークＷの加工箇所に対向させ
るべく、該スピンドル１８が、前記旋回手段１５により
前記したように旋回部１４及び昇降部１６を介して主軸
４の回りに適宜旋回されると共に昇降手段１７により昇
降部１６と一体に適宜昇降され、さらに、前記揺動手段
３４により昇降部１６と一体にガイドバー２６の軸心回
りに適宜揺動される。

【００４１】次いで、各加工ユニット５のスピンドル１
８に装着された工具３９が一斉に駆動されると共に、前
記進退モータ４０によりスピンドル１８が一斉にワーク
Ｗに向かって前進され、これによって、該ワークＷに穴
明け加工や切削加工等の複数種の加工が一斉に施され
る。

【００４２】この時、前記したようにワークＷの周囲は
その全周にわたって開放されているので、各加工ユニッ
ト５により支障なく該ワークＷに加工を施すことができ
る。

【００４３】そして、この時、その加工により生じるワ
ークＷの切り屑は、各加工ユニット５の工具３９等に絡
み付くことなくワークＷの周囲から下方の受け皿４３に
向かって落下し、さらに該受け皿４３上から切り屑排出
溝４２内に排出される。

【００４４】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、基台上に立設した支柱上に支持した取付基台
から主軸を下方に垂設し、該主軸の下端部にワークをそ
の周囲を開放させて取付可能なワーク取付部を設ける一
方、該ワーク取付部の上側で加工ユニットを前記主軸に
その回りに旋回自在に取付けたことによって、ワーク取
付部に取付けたワークにその周囲の任意の方向から支障
なく加工ユニットにより加工を施すことができると共
に、その加工時に生じる切り屑を加工ユニットやワーク
に絡み付かせることなく下方に落下させることができ、
該ワークの加工を支障なく連続的に行うことができる。

【００４５】この場合、前記加工ユニットを複数設ける
ことによって、該ワークに複数種の加工を支障なく多方
向から一斉に施すことができる。

【００４６】そして、ワークの下面部を保持手段により
支承して該ワークをワーク取付部との間に保持するよう
にしたことによって、上記の効果を損なうことなく極め
て容易且つ安定にその加工ステーションに保持すること
ができる。

【００４７】また、加工ユニットのスピンドルユニット
を旋回部を介して主軸の回りに旋回自在としただけでな
く、昇降部を介して昇降自在とし、さらに昇降部のガイ
ドバーの軸心回りに揺動自在としたことによって、該ワ
ークに種々様々の加工をその加工に適した種々の方向か
ら行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工作機械の一例の側面図

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図

【符号の説明】

１ 支柱 ２ 基台 ３ 取付基台 ４ 主軸 ５ 加工ユニット ７ ワーク取付部 ９ 保持手段 １４ 旋回部 １６ 昇降部 １８ スピンドル ２６ ガイドバー

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−109663（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 37/00 B23B 39/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基台上に立設された支柱上に支持された取
   付基台と、該取付基台から下方に垂設された主軸と、該
   主軸の下端部にワークをその周囲を開放させて取付可能
   に設けられたワーク取付部と、該ワーク取付部の上側で
   前記主軸にその回りに旋回自在に取付けられた複数の加
   工ユニットとを備え、 前記複数の各加工ユニットが、前記主軸にその回りに旋
   回自在に取付けられた旋回部と、該旋回部に昇降自在に
   取付けられた昇降部と、該昇降部の下端部に前記ワーク
   取付部に取付けられたワークに向かって水平方向に進退
   自在に取付けられたスピンドルユニットとを備え ること
   を特徴とする工作機械。
2. 【請求項２】 前記ワーク取付部に取付けられたワークの
   下面部を支持して該ワークをワーク取付部との間に保持
   する保持手段を備えることを特徴とする請求項１記載の
   工作機械。
3. 【請求項３】 前記昇降部が鉛直方向に延在するガイドバ
   ーを介して前記旋回部に昇降自在に取付けられ、前記ス
   ピンドルユニットが該ガイドバーの軸心回りに揺動自在
   に設けられていることを特徴とする請求項１記載の工作
   機械。