JP6310999B1 - Ｎｃフライス盤のスピンドルケース構造 - Google Patents

Abstract

【課題】NCフライス盤のスピンドルケース構造を提供する。【解決手段】主軸１、導電スリップリング２、回転テーブル３、移動ユニット、二バランスユニット５、伝動ユニット６とミーリングユニット７を備えてなり、導電スリップリングは主軸の上端に嵌め込まれ、回転テーブルは主軸の下端に設けられ、主軸の稼動によって水平方向に回転され、移動ユニットは回転テーブルの下に設けられ、回転テーブルの動きに伴い、同じく水平方向に回転され、二バランスユニットは回転テーブルの上にあり、相互に対向してそれぞれ主軸の両側に設けられ、伝動ユニットは回転テーブルと移動ユニットの片側に設けられ、移動ユニットを半径水平方向に移動させるように設けられ、ミーリングユニットは移動ユニットの下にあり、切削工具を締め付けるように設けられるので、上下移動や回転ができるほかに、半径水平方向に移動できる。【選択図】図１

Description

本発明はスピンドルケース構造に関し、特にNCフライス盤に応用するスピンドルケースに関するものである。

経済発展が急速に進むことに伴い、種々の業種に機械化、自動化の加工設備が普及され、各種機械の加工精度も高く求められ、製造上の要求精度を満たすため、現有技術では、NC加工機が使用されている。

市場調査・分析によると、多くの業種で、一次的に切削面、曲面、穴、内端円錐面、外径切削、外端円錐面、円柱のねじ山、円錐形のねじ山などの多工程加工を行う高精度フライス盤が求められている。

ところが、高精度のNCフライス盤は現在、値段が高く、普及化されるのが難しいことから、多く業者はその代わりに、単一移動方向のみできる加工機のスピンドルケースで、値段が安いほうのNCフライス盤を使用する。しかし、上記NCフライス盤では自動化レベルが低く、加工誤差が大きく、精度が低いもので、ワークの多方向加工を行うとき、その交換や取り付けが遅く、時間がかかり、効率が低い。それゆえ、加工機はスピンドルケースが多方向に移動できるものなら、実用性が大幅に向上し、時間やコストも削減できる。

それに鑑みて、回転や上下移動が可能で、かつ水平半径方向運動が可能なNCフライス盤のスピンドルケース構造を提供することが本考案の課題となる。

本考案の目的は、回転や上下移動が可能で、かつ水平半径方向運動が可能で、さらに自由に作動できるNCフライス盤のスピンドルケース構造を提供することである。

本発明のNCフライス盤のスピンドルケース構造は、一主軸、一導電スリップリング、一回転テーブル、一移動ユニット、二バランスユニット、一伝動ユニット及び一ミーリングユニットを備えてなるスピンドルケース構造であり、該導電スリップリングは、該主軸の上端に嵌め込まれ、該回転テーブルは、該主軸の下端に設けられ、該主軸の稼動によって、同じく水平方向に回転され、該移動ユニットは、該回転テーブルの下に設けられ、回転テーブルの動きに伴い、同じく水平方向に回転されるように設けられ、該二バランスユニットは、該回転テーブルの上に設けられ、相互に対向して、それぞれ、該主軸の両側に配置され、該伝動ユニットは、該回転テーブルと該移動ユニットとの片側にあり、該移動ユニットを半径水平方向に移動させるように設けられ、該ミーリングユニットは、該移動ユニットの下にあり、切削工具を締め付けるように設けられる。

該移動ユニットは更に、該回転テーブルに接続し、相互に対向し、間隔を開けて配置された一対の移動用レール、及び該移動用レールの下に配置され、該一対の移動用レールを移動する移動台を備えてなることが好ましい。

該バランスユニットは更に、該移動用レールの位置に対応したバランスレール、及びそれぞれ、該バランスレールの上に設けられ、該バランスレールを移動するバランスブロックを備えてなることが好ましい。

該伝動ユニットは更に、該回転テーブルの上に設けられ、該導電スリップリングと電気的に接続し、それに、回転軸を有するサーボモータ、そして該回転軸と接続して、該サーボモータの駆動で回させられる第一プーリ、該回転テーブルの下にあるリードスクリューセット、該リードスクリューセットと接続する第二プーリ、及び該第一プーリと該第二プーリの間に設けられ、該第一プーリに導かれて動かされた該第二プーリによって回されるベルトを備えてなることが好ましい。

該リードスクリューセットは更に、一リードスクリュー、それぞれ該リードスクリューの両端に設けられ、該回転テーブルと接続する二固定ブロック、及び該リードスクリューのところに設けられ、該移動台と接続し、該リードスクリューの回転によって動かされる該移動台の一移動ブロックを備えてなることが好ましい。

該主軸の下端の一側面には更に、該サーボモータを収容するスロットが設けられ、該スロットの外側にはまた、少なくとも、サーボモータを固定するための一固定部があり、該固定部には更に、該回転軸の位置に対応した通し穴があり、回転テーブルの片側には、バランスを維持するための切欠きが設けられ、該切欠きは、ベルトが通るように、第一プーリと第二プーリの間に対応するように設けられていることが好ましい。

該回転テーブルの対向した両側には更にそれぞれ、一組のギアセットが設けられ、該移動ユニットにおける該移動台の両側には更にそれぞれ、該ギアセットの一側縁に対応して設けられた第一ギアラックがあり、該バランスユニットにおける該バランスブロックの下方には更にそれぞれ、該ギアセットの他方側縁に対応して、該バランスブロックが該移動台と共に移動されるための第二ギアラックが設けられることが好ましい。

該ギアセットは、該第一ギアラックと該第二ギアラックが接続するのに供する複数の従動ギア、及びそれぞれ、該複数の従動ギアの間に設けられる複数の被駆動ギアを備えてなることが好ましい。

該移動ユニットにおける該移動台の片側には更に、該移動用レールと平行して、加工機の主制御回路と電気的に接続する光学スケールが設けられることが好ましい。

該ミーリングユニットは、コレットチャック、及び該コレットチャックを締め付けるためのミーリングチャックを備えてなることが好ましい。

本考案は、従来の技術と比べて、次に列挙する効果がある。

1. 一つ目は、本考案では既有NCフライス盤と同じく、スピンドルケース構造全体が上下移動が可能で、主軸に動かされて回転できるほかに、移動ユニットが伝動ユニットによって半径水平方向に移動可能で、ミーリングユニットが種々の切削工具交換が可能であるから、NCフライス盤では切削工具の種類により、旋盤加工、ミル加工、ボーリング加工やドリル加工を行い、ワークへの種々な加工工程や操作が可能なもので、ほかの設備の購入費用が削減可能、簡単な構造でかつ取付が簡単なので、作業全体の効率が向上し、製造コストもより低く抑えられること。

2. 二つ目は、本考案では、回転テーブルの両側にはそれぞれギアセット、移動台の両側にはそれぞれ第一ギアラック、二バランスブロックの下方にはそれぞれ第二ギアラックが設けられ、ギアセット、第一ギアラックと第二ギアラックの間は相互に噛み合って、移動ユニットが伝動ユニットによって半径水平方向に移動しているとき、第一ギアラックに引かれてギアセットが回転し、間接的に第二ギアラックを動かして、バランスブロックがバランスレールを移動するように設けられるから、回転テーブルと移動ユニットの回転時に生じる遠心力が減らされ、設備がより安全に運転できること。

本発明を示す斜視図 本発明の別の視角を示す斜視図 本発明の各部品を示す斜視分解図 本発明の各部品を示す斜視分解図 本発明の各部品を示す斜視分解図 本発明の各部品を示す斜視分解図 本発明の半径方向変位を示す斜視図 本発明の半径方向変位を示す断面図 本発明の半径方向変位を示す側面図

本発明の構造的特徴及び効果をより詳しく説明するために、以下、図面及び実施例を合せて本発明について詳しく説明する。

図1乃至図2に示すように、本発明のNCフライス盤のスピンドルケース構造は、一主軸1、一導電スリップリング2、一回転テーブル3、一移動ユニット4、二バランスユニット5、一伝動ユニット6及び一ミーリングユニット7を備えてなるスピンドルケース構造100であり、該導電スリップリング2は、該主軸1の上端に嵌め込まれ、該回転テーブル3は、該主軸1の下端に設けられ、該主軸1の稼動によって、同じく水平方向に回転され、該移動ユニット4は、該回転テーブル3の下に設けられ、回転テーブル3の動きに伴い、同じく水平方向に回転されるように設けられ、該二バランスユニット5は、該回転テーブル3の上に設けられ、相互に対向して、それぞれ、該主軸1の両側に配置され、該伝動ユニット6は、該回転テーブル3と該移動ユニット4との片側にあり、該移動ユニット4を半径水平方向に移動させるように設けられ、該ミーリングユニット7は、該移動ユニット4の下にあり、切削工具を締め付けるように設けられる。

NCフライス盤に用いられる該スピンドルケース構造100では全体として、上下方向に移動可能であり、図3に示すように、移動ユニット4は回転テーブル3に、回転テーブル3は更に主軸1に接続しており、主軸1は該導電スリップリング2に給電されると、主軸1に導かれて、移動ユニット4と回転テーブル3が主軸1と共に、水平方向に回転されることになっており、以上の機能は既有のNCフライス盤が有する機能であり、また、移動ユニット4が伝動ユニット6の作用によって、図7に示すように水平半径方向運動し、スピンドルケース構造100全体がワークを三方向から加工するようになり、そのうえ、傾斜回転可能な切削工具を有する場合、更に多方向加工を行う効果を果し、ワークの交換・取り付けの時間が削減可能で、作業効率が向上することを特徴とすること。

該移動ユニット4は更に、該回転テーブル3に接続し、相互に対向し、間隔を開けて配置された一対の移動用レール41、及び該移動用レール41の下に配置され、該一対の移動用レール41を移動する移動台42を備えてなる。

図5に示すように、該移動ユニット4の移動用レール41は回転テーブル3の下に固定され、移動台42が移動用レール41を半径方向に移動し、切削工具がミーリングユニット7に取り付けられたあと、フェースミーリングの機能を有すること、上述したように、回転テーブル3は主軸1に導かれ、回転されるから、移動台42も回転テーブル3に伴い、水平方向に360度回転されることになる。

該バランスユニット5は更に、該移動用レール41の位置に対応したバランスレール51、及びそれぞれ、該バランスレール51の上に設けられ、該バランスレール51を移動するバランスブロック52を備えてなる。

上述の中で、移動台42は駆動される部品で、回転の時、遠心力が生じやすく、外れやすいもので、図5に示すように、バランスレール51とバランスブロック52を備えてなるバランスユニット5が相互に対向して、それぞれ主軸1の両側に設けられ、バランスブロック52がバランスレール51を半径方向に移動し、回転テーブル3が回転しているとき、移動台42を制御して、回転テーブル3のバランスを持たせるように設けられている。

該伝動ユニット6は更に、該回転テーブル3の上に設けられ、該導電スリップリング2と電気的に接続し、それに、回転軸611を有するサーボモータ61、そして該回転軸611と接続して、該サーボモータ61の駆動で回させられる第一プーリ62、該回転テーブル3の下にあるリードスクリューセット63、該リードスクリューセット63と接続する第二プーリ64、及び該第一プーリ62と該第二プーリ64の間に設けられ、該第一プーリ62に導かれて動かされた該第二プーリ64によって回されるベルト65を備えてなる。

該リードスクリューセット63は更に、一リードスクリュー631、それぞれ該リードスクリュー631の両端に設けられ、該回転テーブル3と接続する二固定ブロック632、及び該リードスクリュー631のところに設けられ、該移動台42と接続し、該リードスクリュー631の回転によって動かされる該移動台42の一移動ブロック633を備えてなる。

図3、図6に示すように、サーボモータ61、第一プーリ62、リードスクリューセット63、第二プーリ64とベルト65を備えてなる伝動ユニット6では、サーボモータ61は導電スリップリング2と電気的に接続し、導電スリップリング2よりサーボモータ61に給電され、回転軸611にある第一プーリ62が回されるようになり、更に、ベルト65によって、間接的に第二プーリ64を回させるように導かれ、そして、図8に示すように、第二プーリ64に導かれ、リードスクリューセット63のリードスクリュー631を動かさせ、それによって、移動ブロック633を半径方向に移動させ、それと同時に、移動ブロック633につなぐ移動台42を移動させるように設けられ、移動台42の移動方向は、回転テーブル3の半徑と垂直する方向にあるから、半径方向運動ということで、回転テーブル3の回転中または回転されない時にも移動できるので、全体的な稼動がよりうまく行われるようになる。

該主軸1の下端の一側面には更に、該サーボモータ61を収容するスロット11が設けられ、該スロット11の外側にはまた、少なくとも、サーボモータ61を固定するための一固定部12があり、該固定部12には更に、該回転軸611の位置に対応した通し穴121があり、回転テーブル3の片側には、バランスを維持するための切欠き32が設けられ、該切欠き32は、ベルト65が通るように、第一プーリ62と第二プーリ64の間に対応するように設けられている。

上述の中で、サーボモータ61の駆動による移動台42の半径方向運動を行わせるように、サーボモータ61は回転テーブル3に配置され、回転テーブル3を安定して回転させるように設けられ、サーボモータ61の一端は主軸1のスロット11に収容され、回転テーブル3のバランスを持たせるように回転され、サーボモータ61の他方端は固定部12に囲まれ、サーボモータ61全体を保護されるように設けられること、図3に示すように、サーボモータ61が回転テーブル3のセンターから位置がやや外れるから、回転時の回転テーブル3のバランスを保たせるため、回転テーブル3の片側に切欠き32があり、それと対向した他方側にそれがなしということ、該切欠き32は第一プーリ62と第二プーリ64の間に対応して設けられ、旋轉台3左右両側の重さをバランスよく保てると同時に、該上述ベルト65がそこを通り、回転軸611やリードスクリュー631の長さを避けられることができる。

該回転テーブル3の対向した両側には更にそれぞれ、一組のギアセット31が設けられ、該移動ユニット4における該移動台42の両側には更にそれぞれ、該ギアセット31の一側縁に対応して設けられた第一ギアラック43があり、該バランスユニット5における該バランスブロック52の下方には更にそれぞれ、該ギアセット31の他方側縁に対応して、該バランスブロック52が該移動台42と共に移動されるための第二ギアラック53が設けられる。

該ギアセット31は、該第一ギアラック43と該第二ギアラック53が接続するのに供する複数の従動ギア311、及びそれぞれ、該複数の従動ギア311の間に設けられる複数の被駆動ギア312を備えてなる。

移動台42と回転テーブル3が回転しているときの遠心力を抑えるため、回転テーブル3の両側にそれぞれギアセット31、移動台42の両側にそれぞれ第一ギアラック43、二バランスブロック52の下方にそれぞれ第二ギアラック53が設けられており、ギアセット31は大きい従動ギア311と小さい被駆動ギア312が交錯して配置されてなり、相互に働きかけるように設けられるから、従動ギア311と第一ギアラック43、第二ギアラック53の間だけが噛み合って、移動ユニット4が伝動ユニット6によって半径水平方向に移動しているとき、第一ギアラック43に引かれて従動ギア311が回転し、更に間接的に第二ギアラック53を動かして、バランスブロック52がバランスレール51を逆方向に移動するように設けられており、それで、図9に示すように、移動ユニット4が図面の右側へ移動するのに対して、バランスユニット5が図面の左側へ移動し、逆の場合は、移動ユニット4が左側へ移動するのに対して、バランスユニット5が右側へ移動することから、そうすると、設備全体の稼動がバランスよく行われ、安全に回転されるようになる。

該移動ユニット4における該移動台42の片側には更に、該移動用レール41と平行して、加工機の主制御回路と電気的に接続する光学スケール44が設けられる。

該光学スケール44は光検知で、移動台42の移動距離を測定し、その距離数値をNCフライス盤の主制御回路に伝送され、その監視分析や表示を行い、NCフライス盤がより正確に稼動されるように設けられる。

該ミーリングユニット7は、コレットチャック71、及び該コレットチャック71を締め付けるためのミーリングチャック72を備えてなる。

図5に示すように、該ミーリングユニット7には更に、コレットチャック71、及び該コレットチャック71を締め付けるためのミーリングチャック72が設けられ、該コレットチャック71はクサビチャックでもよく、クサビをミーリングチャック72から開閉させ、切削工具の交換を行わせるように設けられており、スピンドルケース構造100は全体として、取付られた切削工具種類により、ミーリングユニット7が主軸1のセンターに来ると、既有の加工機と同じく、ミーリングややドリルの加工機能を果し、移動ユニット4が半径水平方向に移動しているとき、フェースミーリングが可能になり、スピンドルケース構造100全体が上下に移動しているとき、ボーリング加工を行い、ワークへの種々な加工工程や操作が可能であるため、本考案は全体として、簡単な構造でかつ取付が簡単なマルチユース装置なので、ほかの設備の購入費用が削減可能で、製造コストもより低く抑えられる。

なお、上述では本発明の好ましい実施例を開示したに過ぎず、それを以って、本発明の特許請求の範囲が制限されることは無く、本発明の思想を逸脱することなく本発明の技術案に対する改造やそれと同じ置き換えを行っても、それはすべて本発明の範囲に含まれるものである。

1 主軸
11 スロット
12 固定部
121 通し穴
2 導電スリップリング
3 回転テーブル
31 ギアセット
311 従動ギア
312 被駆動ギア
4 移動ユニット
41 移動用レール
42 移動台
43 第一ギアラック
44 光学スケール
5 バランスユニット
51 バランスレール
52 バランスブロック
53 第二ギアラック
6 伝動ユニット
61 サーボモータ
611 回転軸
62 第一プーリ
63 リードスクリューセット
631 リードスクリュー
632 固定ブロック
633 移動ブロック
64 第二プーリ
65 ベルト
7 ミーリングユニット
71 コレットチャック
72 ミーリングチャック
100 スピンドルケース構造

Claims (10)

1. 主軸、導電スリップリング、回転テーブル、移動ユニット、複数のバランスユニット、伝動ユニット及びミーリングユニットを備えてなるスピンドルケース構造であり、該導電スリップリングは、該主軸の上端に嵌め込まれ、
   該回転テーブルは、該主軸の下端に設けられ、該主軸の稼動によって、同じく水平方向に回転され、
   該移動ユニットは、該回転テーブルの下に設けられ、回転テーブルの動きに伴い、同じく水平方向に回転されるように設けられ、
   該複数のバランスユニットは、該回転テーブルの上に設けられ、相互に対向して、それぞれ、該主軸の両側に配置され、
   該伝動ユニットは、該回転テーブルと該移動ユニットとの片側にあり、該移動ユニットを半径水平方向に移動させるように設けられ、
   該ミーリングユニットは、該移動ユニットの下にあり、切削工具を締め付けるように設けられることを特徴とするNCフライス盤のスピンドルケース構造。
2. 該移動ユニットは更に、該回転テーブルに接続し、相互に対向し、間隔を開けて配置された一対の移動用レール、及び該移動用レールの下に配置され、該一対の移動用レールを移動する移動台を備えてなることを特徴とする請求項１に記載のNCフライス盤のスピンドルケース構造。
3. 該バランスユニットは更に、該移動用レールの位置に対応したバランスレール、及びそれぞれ、該バランスレールの上に設けられ、該バランスレールを移動するバランスブロックを備えてなることを特徴とする請求項１に記載のNCフライス盤のスピンドルケース構造。
4. 該伝動ユニットは更に、該回転テーブルの上に設けられ、該導電スリップリングと電気的に接続し、それに、回転軸を有するサーボモータと、
   該回転軸と接続して、該サーボモータの駆動で回させられる第一プーリと、
   該回転テーブルの下にあるリードスクリューセットと、
   該リードスクリューセットと接続する第二プーリと、
   該第一プーリと該第二プーリの間に設けられ、該第一プーリに導かれて動かされた該第二プーリによって回されるベルトと、
   を備えてなることを特徴とする請求項３に記載のNCフライス盤のスピンドルケース構造。
5. 該リードスクリューセットは更に、
   リードスクリューと、
   それぞれ該リードスクリューの両端に設けられ、該回転テーブルと接続する複数の固定ブロックと、
   該リードスクリューに設けられ、該移動台と接続し、該リードスクリューの回転によって動かされる該移動台の移動ブロックと、
   を備えてなることを特徴とする請求項４に記載のNCフライス盤のスピンドルケース構造。
6. 該主軸の下端の一側面には更に、該サーボモータを収容するスロットが設けられ、該スロットの外側にはまた、少なくとも、サーボモータを固定するための固定部があり、該固定部には更に、該回転軸の位置に対応した通し穴があり、回転テーブルの片側には、バランスを維持するための切欠きが設けられ、該切欠きは、ベルトが通るように、第一プーリと第二プーリの間に対応するように設けられていることを特徴とする請求項４に記載のNCフライス盤のスピンドルケース構造。
7. 該回転テーブルの対向した両側には更にそれぞれ、一組のギアセットが設けられ、該移動ユニットにおける該移動台の両側には更にそれぞれ、該ギアセットの一側縁に対応して設けられた第一ギアラックがあり、該バランスユニットにおける該バランスブロックの下方には更にそれぞれ、該ギアセットの他方側縁に対応して、該バランスブロックが該移動台と共に移動されるための第二ギアラックが設けられることを特徴とする請求項１に記載のNCフライス盤のスピンドルケース構造。
8. 該ギアセットは、該第一ギアラックと該第二ギアラックが接続するのに供する複数の従動ギア、及びそれぞれ、該複数の従動ギアの間に設けられる複数の被駆動ギアを備えてなることを特徴とする請求項７に記載のNCフライス盤のスピンドルケース構造。
9. 該移動ユニットにおける該移動台の片側には更に、該移動用レールと平行して、加工機の主制御回路と電気的に接続する光学スケールが設けられることを特徴とする請求項２に記載のNCフライス盤のスピンドルケース構造。
10. 該ミーリングユニットは、コレットチャック、及び該コレットチャックを締め付けるためのミーリングチャックを備えてなることを特徴とする請求項２に記載のNCフライス盤のスピンドルケース構造。
    
    

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