JP3137744U - 主軸着脱専用工具 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者が狭い機内でも容易に主軸交換が行え、作業性も向上させることができる主軸着脱専用工具を提供する。
【解決手段】３本以上の複数本の支柱と、支持板２４と、ネジ桿２６と、主軸抜き用ヘッド２８と、主軸挿入用ヘッドとを具備し、複数本の支柱２２は、周方向に等間隔で配置され、一端側が支持板２４に固定され、他端側が、主軸１２の挿入孔１４の周辺のハウジング部に設けられる取り付け孔１５に固定可能となっており、ネジ桿２６は、支持板２４の中心を貫通して螺合され、ネジ桿２６のハウジング側の端部は、主軸抜き用ヘッド２８または主軸挿入用ヘッドが装着可能となっていると共に、主軸抜き用ヘッド２８または主軸挿入用ヘッドは主軸１２に装着可能となっている。
【選択図】図８

Description

本考案はマシニングセンタ、ＮＣ旋盤等の工作機械における主軸を、簡易な構造にして容易に着脱できる主軸着脱専用工具に関する。

マシニングセンタやＮＣ旋盤等の工作機械は、主軸に多種類の工具を取付け可能になっていて、かつ高速で回転可能になっているので、様々な精密加工が行える。またそれだけに、主軸には過大な切削抵抗が加わり、各部に破損が生じたり、磨耗が生じる。そのような場合には、主軸を取外して修理したり、交換する必要が生じる。
特開２００７−１０１０号公報（特許文献１）には、横型のマシニングセンタの主軸交換方法が開示されている。
この主軸交換方法は、水平方向に移動可能なスライダに主軸を固定し、主軸が装着されているハウジングから主軸を水平方向に引き出し可能にしている。

特開２００７−１０１０号公報

特許文献１に示される方法は、横型のマシニングセンタであって、主軸を水平横方向に引き出すことができるので、主軸の着脱が比較的容易に行える。
しかしながら、主軸が鉛直方向を向く縦型のマシニングセンタ等の工作機械にあっては、主軸の着脱は手作業で行うことが多く、その着脱は容易でなかった。
すなわち、工場内で作業者がハンマーなど多くの工具を用いて交換作業を行うものであるが、マシニングセンタ機内は狭く、手動により主軸を交換する際に目視で主軸挿入位置を決定すること、および主軸を直角に挿入することは困難であると共に、主軸が１０Ｋｇ程度と重量が重いので、一定の力で主軸を支えることも難しく、狭い機内で数人によってハンマーなどの工具を用いて行われる主軸交換作業は大変困難な作業であった。

本考案は、上記のような課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、作業者が狭い機内でも容易に主軸交換が行え、作業性も向上させることができる主軸着脱専用工具を提供するにある。

本考案は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
すなわち、本考案に係る主軸着脱専用工具は、主軸がハウジングに、ワークテーブルに対して鉛直方向となるように取り付けられた工作機械の、前記主軸をハウジングに着脱する際に用いる主軸着脱専用工具であって、３本以上の複数本の支柱と、支持板と、ネジ桿と、主軸抜き用ヘッドと、主軸挿入用ヘッドとを具備し、前記複数本の支柱は、前記支持板の周方向に等間隔で配置され、一端側が該支持板に固定され、他端側が、前記主軸の挿入孔の周辺のハウジング部に設けられる取り付け孔に固定可能となっており、前記ネジ桿は、前記支持板の中心を貫通して螺合され、前記ネジ桿の前記ハウジング側の端部は、前記主軸抜き用ヘッドまたは主軸挿入用ヘッドが装着可能となっていると共に、該主軸抜き用ヘッドまたは主軸挿入用ヘッドは前記主軸に装着可能であり、前記ネジ桿を回転させることで、前記主軸を、前記主軸抜き用ヘッドまたは主軸挿入用ヘッドを介して、前記挿入孔内で下降もしくは上昇可能となっていることを特徴とする。

前記主軸抜き用ヘッドは、前記主軸に固定される固定部と、該固定部に対して空転可能で前記ネジ桿のハウジング側の端部に取り付けられる取付部を具備することを特徴とする。
前記取付部の先端にベアリングを設けると好適である。

また、前記主軸挿入用ヘッドは、前記ネジ桿が当接する面に、芯出し用の凹部を有し、前記ネジ桿の先端部は、前記凹部と係合する凸部に形成されていることを特徴とする。

本考案に係る工具によれば、狭い工作機械内であっても一定の力で主軸を支えることが可能となり、主軸挿入位置の決定および主軸を直角に挿入することが容易にできる。また、従来までのハンマーによる交換作業をしなくても、ネジ桿を回転するだけで主軸の抜き差しが可能となり、作業者が容易に主軸交換が行えるので交換作業性を向上させ修理時間および経費を削減することができ、ひいては生産性の向上を図ることができる。
また、請求項４の構成とすることで、主軸とネジ桿の芯出しが容易となるので、更なる交換作業性の向上を図ることができる。

以下、本考案の好適な実施の形態について、図面とともに詳細に説明する。
図１はマシニングセンタ等の縦型の工作機械１０の概要図である。
１２は主軸であり、ハウジング１４に、ワークが載置されるワークテーブル１６の上方に位置してワークテーブル１６に対して鉛直方向となるように取り付けられている。

主軸１２は中空のハウジング１４に多数の軸受を介して、軸線を中心として高速回転可能に取り付けられている。主軸１２は公知の機構を有したものであり、テーパー孔１７に取付けられる工具ホルダ１８、不図示の、コレット、ドローバー、多数の皿バネ、ドローバーに作用するシリンダ機構、ビルトインモータ等を具備している。

主軸１２は、取付け機構（図示せず）を介してハウジング１４に強固に固定されるが、取付け機構による固定を解除することで、ハウジングから引き抜き可能となっている。取付け機構には種々のものがあるので特に説明はしない。

図２〜図６に、本実施の形態に係る主軸着脱専用工具２０を示す。
主軸着脱専用工具２０は、３本以上の複数本（図では３本）の支柱２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、支持板２４と、ネジ桿２６と、主軸抜き用ヘッド２８（図３、図４）と、主軸挿入用ヘッド３０（図５、図６）とを具備する。

３本の支柱２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、支持板２４の周方向に等間隔で配置され、一端側が支持板２４に蝶ネジ２３によって固定され、他端側の雄ネジ部が、主軸１２の挿入孔１３（図１）の周辺のハウジング部１４に設けられる取り付け孔（雌ネジ）１５（図７）に固定可能となっている。

ネジ桿２６は、支持板２４の中心を貫通して螺合されている。
ネジ桿２６のハウジング側の端部は、主軸抜き用ヘッド２８または主軸挿入用ヘッド３０が装着可能となっていると共に、該主軸抜き用ヘッド２８または主軸挿入用ヘッド３０は主軸１２に装着可能となっている。

主軸抜き用ヘッド２８は、図３、図４に示すように、主軸１２にネジ３２によって固定される固定部３１と、該固定部３１に対して空転可能でネジ桿２６のハウジング側の端部にネジ３３によって取り付けられる筒状の取付部３４を具備する。３５はネジ３２挿通用の孔である。

主軸抜き用ヘッド２８は、図７に示すように、主軸１２下端のテーパー孔１７に取付けられる工具ホルダ１８（図１）に装着される各種工具の回り止め具３６(図７)を、主軸１２の下面に取り付けるネジ３２およびネジ孔を利用して主軸１２に取り付けるようにするとよい（図３）。
また、取付部３４の、テーパ孔１７内に進入する部位にはベアリング３７を取付けるようにする。取付部３４はネジ桿２６と共に回転するが、テーパ孔１７内に進入する部位にベアリング３７が取り付けられることによって、主軸１２を回転させることなく取付部３４およびネジ桿２６がスムーズに回転する。

主軸挿入用ヘッド３０は、主軸１２のテーパ孔１７に嵌入する嵌入部４０と、周辺に、前記回り止め具３６が嵌合する切欠部４２が形成され、嵌入部４０下端に固定されたヘッド板４３とを有する。前記ネジ桿２６の先端部は円錐状の凸部に形成され、ヘッド板４３の下面には、ネジ桿２６の凸部が係合（嵌合）する芯出し用の凹部４４（図６）が形成されている。

続いて、上記工具２０を用いて主軸１２を挿入孔１３から引き抜く手順について説明する。
主軸１２下面の回り止め具３６は外しておく。
まず図３に示すように、ネジ桿２６の先端にネジ３３により、主軸抜き用ヘッド２８を固定する。
そして、図８に示すように、３本の支柱２２ａ、２２ｂ、２２ｃの先端部をハウジング１４下面の取り付け孔１５（図７）に螺着する。

次にネジ桿２６を回転して上昇させ、固定部３１が主軸１２下面に当接したらネジ３２によって固定部３１を主軸１２の下面に固定する。
これにより、工具２０の装着は完了した。
次いで、主軸１２をハウジング１４に固定している取り付け機構による主軸１２の固定を解除する。これにより、主軸１２は下方に引き抜き可能となる。

この状態でネジ桿２６を回転させ、主軸１２を下方に移動させる。主軸１２は固定部３１に固定され、ネジ桿２６は固定部３１に対して空転するようになっているから、主軸１２は、そのままの姿勢を維持したまま、ネジ桿２６の回転により下方に引っ張られ、これにより主軸１２を挿入孔１３から抜き出すことができる。ネジ桿２６の回転は、ネジ桿２６の下端に設けられた孔に適宜な工具を差し込んで回すようにすると容易に回転できる。
ネジ３２を外して固定部３１を主軸１２から外す。主軸１２はネジ桿２６上に支持された状態で、重量を支えられているから、その状態から支柱２２ａ、２２ｃの間を通じて主軸１２を外部に取り出すのは容易である。

主軸１２を挿入孔１３に装着するのは上記と逆を行えばよい。
主軸１２の下面にネジ３２によって回り止め具３６を固定しておく。
そして図５に示すように、主軸１２の下面に主軸挿入用ヘッド３０を装着した後、ヘッド板４３下面の凹部４４にネジ桿２６先端の凸部が嵌合するように、主軸１２をネジ桿２６上に乗せる。

ネジ桿２６の円錐状の凸部に芯出し用の凹部４４を嵌合するだけで、容易に主軸１２の芯出しが行える。
その状態でネジ桿２６を回転させて主軸１２を上昇させ、主軸１２の上端部を挿入孔１３に進入させる。主軸１２は、ネジ桿２６によって重量を支えられているから、目視により、主軸１２の上端部を挿入孔１３内に案内するのは容易である。このようにして、主軸１２を所定の位置まで上昇させたら、図示しない取り付け機構によって主軸１２を挿入孔１３内に固定することによって、主軸１２の取り付けが完了する。
最後に、工具２０を主軸１２およびハウジング１４から取外せばよい。

工作機械の概略図である。 主軸着脱専用工具の要部を示す説明図である。 主軸抜き用ヘッドをネジ桿上端に取り付けた状態の説明図である。 主軸抜き用ヘッドの底面図である。 主軸挿入用ヘッドを主軸下面に取付けた状態の説明図である。 主軸挿入用ヘッドの底面図である。 主軸下部とハウジング下部の説明図である。 主軸着脱専用工具をハウジングおよび主軸に取付けた状態の説明図である。

符号の説明

１０ 工作機械
１２ 主軸
１３ 挿入孔
１４ ハウジング
１５ 取付け孔
１６ ワークテーブル
１７ テーパ孔
１８ 工具ホルダ
２０ 主軸着脱専用工具
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 支柱
２４ 支持板
２６ ネジ桿
２８ 主軸抜き用ヘッド
３０ 主軸挿入用ヘッド
３１ 固定部
３２、３３ ネジ
３４ 取付部
３６ 回り止め具
３７ ベアリング
４０ 嵌入部
４２ 切欠部
４３ ヘッド板
４４ 凹部

Claims (4)

1. 主軸がハウジングに、ワークテーブルに対して鉛直方向となるように取り付けられた工作機械の、前記主軸をハウジングに着脱する際に用いる主軸着脱専用工具であって、
   ３本以上の複数本の支柱と、支持板と、ネジ桿と、主軸抜き用ヘッドと、主軸挿入用ヘッドとを具備し、
   前記複数本の支柱は、前記支持板の周方向に等間隔で配置され、一端側が該支持板に固定され、他端側が、前記主軸の挿入孔の周辺のハウジング部に設けられる取り付け孔に固定可能となっており、
   前記ネジ桿は、前記支持板の中心を貫通して螺合され、
   前記ネジ桿の前記ハウジング側の端部は、前記主軸抜き用ヘッドまたは主軸挿入用ヘッドが装着可能となっていると共に、該主軸抜き用ヘッドまたは主軸挿入用ヘッドは前記主軸に装着可能であり、
   前記ネジ桿を回転させることで、前記主軸を、前記主軸抜き用ヘッドまたは主軸挿入用ヘッドを介して、前記挿入孔内で下降もしくは上昇可能となっていることを特徴とする主軸着脱専用工具。
2. 前記主軸抜き用ヘッドは、前記主軸に固定される固定部と、該固定部に対して空転可能で前記ネジ桿のハウジング側の端部に取り付けられる取付部を具備することを特徴とする請求項１記載の主軸着脱専用工具。
3. 前記取付部の先端にベアリングを有することを特徴とする請求項２記載の主軸着脱専用工具。
4. 前記主軸挿入用ヘッドは、前記ネジ桿が当接する面に、芯出し用の凹部を有し、
   前記ネジ桿の先端部は、前記凹部と係合する凸部に形成されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の主軸着脱専用工具。

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