JP6721585B2 - 工作機械の機械加工ユニット及び機械加工ユニットを備えた工作機械 - Google Patents
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Description
Claims (25)
- 工作機械の機械加工ユニットであって、
前記工作機械(1)に取り付け可能なヘッド担持体(2)と、
前記ヘッド担持体(2)に保持され、旋回軸線(B)回りに旋回可能な旋回ヘッド(3)と、
前記旋回ヘッド(3)に配置され、前記旋回軸線(B)に対して傾斜したスピンドル軸線(S)を有するワークスピンドル(6)と、
前記ヘッド担持体(2)内に配置され、前記旋回軸線(B)と平行に配置された駆動軸(8)を含むスピンドルモータ(7)と、
前記スピンドルモータ(7)の前記駆動軸(8)の回転運動を前記ワークスピンドル(6)の駆動軸(19)に伝達し、シフト可能な伝動段を含む、動力伝動機構と、を具備し、
前記旋回ヘッド(3)は、前記旋回ヘッド(3)の前記旋回軸線(B)と同軸的に方向付けられたシフト伝動軸(10)を含み、
前記シフト可能な伝動段は、前記旋回ヘッド(3)の前記シフト伝動軸(10)に移動可能に支持された中空軸(11)を含む、機械加工ユニット。 - 前記シフト可能な伝動段は、前記旋回軸線(B)に平行な前記シフト伝動軸(10)にて移動可能な前記中空軸(11)を第1位置と第2位置との間で変位させることで、第1駆動ギヤと第2駆動ギヤとの間で前記動力伝動機構をシフトするように構成されている、請求項1に記載の機械加工ユニット。
- 移動可能な前記中空軸(11)が前記第1位置にあるなら、前記第1駆動ギヤが噛み合い、
移動可能な前記中空軸(11)が前記第2位置にあるなら、前記第2駆動ギヤが噛み合う、請求項2に記載の機械加工ユニット。 - 前記シフト伝動軸(10)は、第1軸部(10a)、第2軸部(10c)及び前記第1軸部(10a)と前記第2軸部(10c)との間に配置されたピストン部(10b)とを含み、
前記ピストン部(10b)は、前記第1軸部(10a)及び前記第2軸部(10c)よりも大きな直径を有し、
前記シフト可能な伝動段は、前記中空軸(11)内に配置された円筒ジャケット(21)を含み,該円筒ジャケット内に前記ピストン部(10b)が流体密にして移動可能に支持されている、請求項2又は3に記載の機械加工ユニット。 - 第1シールヘッド(22a)が前記円筒ジャケット(21)の第1端に取り付けられて、前記シフト伝動軸(10)の前記第1軸部(10a)に流体密にして移動可能に支持され、
第2シールヘッド(22b)が前記円筒ジャケット(21)の第2端に取り付けられて、前記シフト伝動軸(10)の前記第2軸部(10c)に流体密にして移動可能に支持されている、請求項4に記載の機械加工ユニット。 - 前記中空軸(11)は、前記第1シールヘッド(22a)及び前記第2シールヘッド(22b)に回転可能に支持されている、請求項5に記載の機械加工ユニット。
- 前記第1軸部(10a)は軸線方向に延びる第1通路(23a)を含み、前記第2軸部(10c)は軸線方向に延びる第2通路(23b)を含み、
前記第1軸部(10a)の第1通路開口(24a)が前記第1通路(23a)を、前記円筒ジャケット(21)、前ピストン部(10b)、前記第1軸部(10a)及び前記第1シールヘッド(22a)間の隙間(25a)に接続し、
前記第2軸部(10c)の第2通路開口(24b)が前記第2通路(23b)を、前記円筒ジャケット(21)、前ピストン部(10b)、前記第2軸部(10c)及び前記第2シールヘッド(22b)間の隙間(25b)に接続している、請求項5又は6に記載の機械加工ユニット。 - 前記シフト可能な伝動段は、液圧及び又は空圧的に発生された圧力差により、前記第1及び第2通路(23a,23b)間でシフトされるように構成されている、請求項7に記載の機械加工ユニット。
- 前記動力伝動機構は、2つ円筒ギヤ(9,12)を有する摺動ギヤセットを含んだ摺動ギヤセット伝動段を備え、
前記摺動ギヤセットの第1円筒ギヤ(9)は、前記スピンドルモータ(7)の前記駆動軸(8)に回転不能にして配置され、
前記第1円筒ギヤ(9)に噛み合う前記摺動ギヤセットの第2円筒ギヤ(12)は、移動可能に支持された前記中空軸(11)に回転不能にして配置されている、請求項1〜8の何れかに記載の機械加工ユニット。 - 前記シフト可能な伝動段は、第1伝動ギヤのための第1円筒ギヤ対(13,16;12,16)と、第2伝動ギヤのための第2円筒ギヤ対(14,17)とを含む、請求項1〜9の何れかに記載の機械加工ユニット。
- 前記第1円筒ギヤ対は、移動可能に支持された前記中空軸(11)に回転不能にして配置された第3円筒ギヤ(13)を含み、
前記第2円筒ギヤ対は、移動可能に支持された前記中空軸(11)に回転不能にして配置された第4円筒ギヤ(14)を含む、請求項10に記載の機械加工ユニット。 - 前記第1円筒ギヤ対は第2円筒ギヤ(12)を含み、
前記第2円筒ギヤ対は、移動可能に支持された前記中空軸(11)に回転不能にして配置された第4円筒ギヤ(14)を含む、請求項10に記載の機械加工ユニット。 - 前記第1円筒ギヤ対(13,16;12,16)は、移動可能に支持された前記中空軸(11)が前記第1位置にあるなら噛み合い、
前記第2円筒ギヤ対(14,17)は、移動可能に支持された前記中空軸(11)が前記第2位置にあるなら噛み合う、請求項2〜8の何れかを引用する請求項10、請求項2〜8の何れかを引用する請求項10を引用する請求項11、又は請求項2〜8の何れかを引用する請求項10を引用する請求項12に記載の機械加工ユニット。 - 前記旋回ヘッド(3)は、該旋回ヘッドの前記旋回軸線(B)と平行に方向付けられた中間軸(15)を含む、請求項1〜13の何れかに記載の機械加工ユニット。
- 前記動力伝動機構はベベルギヤ伝動段を含み、
前記ベベルギヤ伝動段の第1ベベルギヤ(18)は、前記中間軸(15)に回転不能にして配置されている、請求項14に記載の機械加工ユニット。 - 前記ワークスピンドル(6)を駆動する前記ベベルギヤ伝動段の第2ベベルギヤ(20)は、前記ワークスピンドル(6)の前記駆動軸(19)に回転不能にして配置されている、請求項15に記載の機械加工ユニット。
- 前記第1円筒ギヤ対(13,16;12,16)は、前記中間軸(15)に回転不能にして配置された第5円筒ギヤ(16)を含み、
前記第2円筒ギヤ対(14,17)は、前記中間軸(15)に回転不能にして配置された第6円筒ギヤ(17)を含む、請求項10〜13の何れかを引用する請求項14、請求項10〜13の何れかを引用する請求項14を引用する請求項15、又は請求項10〜13の何れかを引用する請求項14を引用する請求項15を引用する請求項16に記載の機械加工ユニット。 - 前記旋回ヘッド(3)は、前記旋回軸線(B)と同軸的に配置された旋回軸線ギヤ(26)を含み、
前記機械加工ユニットは、前記ヘッド担持体(2)に配置された回転軸線モータ(33)と、前記回転軸線モータ(33)の駆動軸(32)の回転運動を前記旋回軸線ギヤ(26)に伝達するために前記旋回軸線ギヤ(26)に噛み合う1つ以上の伝動ユニット(32)と、を含み、
前記1つ以上の伝動ユニット(35)は、前記回転軸線モータ(33)における前記駆動軸(32)のギヤ(31)に噛み合った共通の歯付きベルト(30)によって駆動される、請求項1〜17の何れかに記載の機械加工ユニット。 - 機械加工ユニットは、前記回転軸線モータ(33)における前記駆動軸(32)の回転運動を前記旋回軸線ギヤ(26)に伝達するために前記旋回軸線ギヤ(26)に噛み合い、且つ、共通の歯付きベルト(30)によって駆動される2つの伝動ユニット(35)を含み、
前記2つ伝動ユニット(35)の各々は前記回転軸線モータ(33)の前記駆動軸(32)と平行に配置された主軸線(29)を含み、
2つの前記主軸線(29)及び前記回転軸線モータ(33)の前記駆動軸(32)は実質的に互い等間隔を存して配置され、前記歯付きベルト(30)が実質的に等辺三角形に相当する形態をなしている、請求項18に記載の機械加工ユニット。 - 前記回転軸線モータ(33)は、前記旋回軸線(B)から逸れた前記1つ以上の伝動ユニット(35)の側に配置されている、請求項18又は19に記載の機械加工ユニット。
- 前記回転軸線モータ(33)及び前記スピンドルモータ(7)は、互いに前記旋回軸線(B)の反対側に配置されている、請求項18〜20の何れかに記載の機械加工ユニット。
- 前記回転軸線モータ(33)の前記駆動軸(32)は、前記旋回軸線(B)と平行に配置され、
前記回転軸線モータ(33)の前記駆動軸(32)及び前記スピンドルモータ(7)の前記駆動軸(8)は前記旋回軸線(B)と共に共通の面内を延び、前記旋回軸線(B)は2つの前記駆動軸(8,32)間に配置されている、請求項18〜21の何れかに記載の機械加工ユニット。 - 前記ヘッド担持体(2)は、ヘッド担持ハウジング(4)及びエネルギ、液圧及び/又は空圧のための供給パイプ(34)を含み、
前記供給パイプは、前記ヘッド担持ハウジング(4)内を前記旋回ヘッド(3)に向けて延びている、請求項1〜22の何れかに記載の機械加工ユニット。 - 前記供給パイプ(34)は、前記スピンドルモータ(7)と前記回転軸線モータ(33)との間に配置されている、請求項18〜22の何れかを引用する請求項23に記載の機械加工ユニット。
- 請求項1〜23の何れかに記載の機械加工ユニットを備えた工作機械であって、前記機械加工ユニットが少なくとも1つの座標軸線に関し、移動可能にして前記工作機械に取り付けられている、工作機械。
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