JPH052446B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はタツピングマシーン、ドリルマシーン
等として用いる工作機械に関する。

（従来の技術） スピンドル装置を備えたタツピングマシーンや
ドリルマシーンにてワークに所定の加工を施すも
のとして特公昭60−44101号に開示されるものが
知られている。

この工作機械は横方向に移動可能なＸテーブル
上に、Ｘテーブルの移動方向と直向する方向に移
動するＺテーブルを設け、このＺテーブルにガイ
ドレールを立設し、このガイドレールに上下動を
なすＹテーブルを係合し、このＹテーブルにスピ
ンドル装置を取付け、ワークの加工位置に合せて
スピンドル装置を各テーブルの移動によつて移動
するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） 特公昭60−44101号に限らず、一般に工作機械
は水平２方向及び垂直方向に独立して移動する３
つのテーブルを用意し、これら各テーブルのいず
れかにスピンドル装置を取付けることで、スピン
ドル装置の位置を可変し得るようにしている。

しかしながら上下方向に移動するＹテーブルは
上下方向に伸びるガイドレールに係合しており、
このガイドレールはＹテーブルよりも上方に突出
する。そして、Ｙテーブルを上下動せしめるシリ
ンダユニツト等の駆動源はスペース的な制約から
ガイドレール上方に設けられることが多い。

このようにＹテーブルよりも上方に伸びるガイ
ドレール及びこのガイドレール上方に設けられる
駆動源の重量により、機械全体が安定しなくな
る。このため機械下部に重量物を設けると、機械
全体が重くなり且つコンパクト化を達成できな
い。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決すべく本発明は従来の工作機
械のＹテーブルの代りに垂直面内で回転するアー
ムを設けた。すなわち、水平面内で直交２軸方向
にスライド移動可能なＺテーブルに旋回用モータ
を取付け、この旋回用モータの筒状回転部材にア
ームを一体的に設けて、該アームを垂直面内で
360度回転可能とするとともに、このアームの一
端部にスピンドル装置を取付け、このスピンドル
装置にスピンドルモータを連結した。そして、こ
のスピンドルモータのモータ軸を前記旋回用モー
タの筒状回転部材内を貫通させて、該モータ軸と
回転部材の回転軸の同軸上に配置した。

（作用） アームが垂直面内で回転することでスピンドル
装置の上下位置が変化するので、アームの旋回が
従来のＹテーブルの上下動と同様の作用をなし、
しかもガイドレール等が省略できる。

しかも、垂直面に回転させることで、垂直方向
の移動のみならず、回転面に沿つた水平１方向に
も移動可能となるため、当該１方向の移動量が相
乗的に拡大し、加工領域を大幅に増やすことが出
来る。

又、アームを回転させる旋回用モータの回転部
材の回転軸と、スピンドルモータのモータ軸の同
軸上に配置することで、装置全体がコンパクトに
纒まり、各回転機構、冷却機構等の簡略化が可能
となる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。

第１図は本発明に係る工作機械の正面図、第２
図は同工作機械の側面図、第３図は同工作機械の
平面図であり、床上に固設されたベツド１には左
右方向のレール２が設けられ、このレール２にＸ
テーブル３が係合し、またベツド１上にはモータ
４が設けられ、このモータ４によつて回転するボ
ールネジ５にＸテーブル３の一部を螺合し、モー
タ４の駆動によりＸテーブル３がレール２に沿つ
て往復動するようにしている。

またＸテーブル３上面にはレール６が設けら
れ、このレール６にＺテーブル７が係合してい
る。このＺテーブル７の一部はＸテーブル３に固
設したモータ８によつて回転するボールネジ９に
螺合し、モータ８の駆動によりＺテーブル７はレ
ール６に沿つて、つまり水平面内において前記Ｘ
テーブル３の移動方向と直交する方向に往復動す
るようにしている。

Ｚテーブル７には上方に向つて支持体１０が一
体的に設けられ、この支持体１０内に固設した旋
回用モータ１１にて旋回アーム１２を垂直面内に
おいて旋回用するようにしている。そして旋回ア
ーム１２の一端にはスピンドル装置１３を取付
け、アーム１２の端部裏側には支持部１４を設
け、この支持部１４を受ける支持リング１５を旋
回用モータ１１周囲の支持体１０前面に設け、作
業中における旋回アーム１２の倒れを防止してい
る。

一方、支持体１０の背面側にはスピンドル装置
１３のスピンドル軸を回転するためのスピンドル
モータ１６を取付け、またベツドの前方部分には
スピンドル装置１３によつて加工されるワークＷ
を支持する固定台１７を設け、ベツド１の後方部
分には操作盤を備えた制御ボツクス１８を設け、
制御ボツクス１８下方の床上にはクーラントユニ
ツト１９を配置している。

またＸテーブル３からは第１図に示すように斜
め上方に向つて支持アーム２０を延出し、この支
持アーム２０の中間から水平に分岐アーム２１を
延出し、この分岐アーム２１の先端にツールマガ
ジン２２を回転自在に支持している。ツールマガ
ジン２２はその周囲に複数の異なる工具を等間隔
で着脱自在に保持している。また前記支持アーム
２０の先端には交換アーム２３を取付け、この交
換アーム２３を交換アーム２３の後方に配置した
モータ２４により垂直面内において回転するよう
にしている。

ここで交換アーム２３の回転中心Ｏ１は前記旋
回アーム１２の中心Ｏ２とツールマガジン２２の
回転中心Ｏ３を結ぶ線上にあるようにし、工具を
交換する位置は、第１図に示す状態から旋回アー
ム１２が時計方向に略45゜回転した位置、つまり
中心Ｏ２，Ｏ３を結ぶ線上にスピンドル装置１３
の中心がきた位置とする。このようにすることで
交換アーム２３の長さを最短のものとすることが
できる。

次に前記旋回用モータ１１、旋回アーム１２及
びスピンドル装置１３の構造を第４図乃至第６図
に基づいて説明する。

旋回用モータ１１は筒状をなす固定部材１１０
内に同じく筒状をなす回転部材１１１を設けたダ
イレクトドライブモータを採用しており、支持体
１０に固定部材１１０が取付けられ、回転部材１
１１に旋回アーム１２が取付けられている。旋回
アーム１２の背面側にはネジ１２０によつて板バ
ネ等からなる環状デイスク１２１が取付けられ、
支持体１０側には環状デイスク１２１を挾持して
旋回アーム１２を所定位置にて固定する固定装置
１２２を設けている。この固定装置１２２はデイ
スク１２１の背面側が当たる受座１２３とこの受
座１２３との間でデイスク１２１を挾持する押圧
片１２４とからなり、押圧片１２４は皿ばね１２
５によつて挾持方向に付勢されるロツド１２６先
端部に設けられ、皿ばね１２５に抗してロツド１
２６を前方に押すことでデイスク１２１の挾持状
態を解除し、旋回アーム１２の回転が可能とな
る。尚、本実施例ではデイスク１２１を板ばねに
て構成したため、デイスク１２１を挾持すること
で旋回アーム１２が倒れることなく確実に回転が
阻止される。

また、スピンドルモータ１６は支持体１０の背
面側に支持プレート１６０を介して取付けられ、
この支持プレート１６０の前部は筒状部１６１と
され、この筒状部１６１は旋回アーム１２側に取
付けられたクーラントジヨイント１６２内に挿入
され、クーラントジヨイント１６２は筒状部１６
１に対して回転自在とされ、支持プレート１６０
及びクーラントジヨイント１６２内には互いに連
通する冷却液流路１６３，１６４が形成されてい
る。

また支持プレート１６０内にはスピンドルモー
タ１６によつて回転せしめれるスピンドルモータ
軸１６５の基端部が回転自在に支承され、このス
ピンドルモータ軸１６５の先端部は旋回アーム１
２内において回転自在に支承されている。そして
スピンドルモータ軸１６５の先端にはプーリ１６
６が嵌着され、このプーリ１６６とスピンドル装
置１３のスピンドル軸１３１に嵌着したプーリ１
３２間にタイミングベルト１６７を張設し、スピ
ンドルモータ１６の回転をスピンドル装置１３に
伝達するようにしている。尚、旋回アーム１２内
にも前記クーラントジヨイント１６２の流路１６
４と連通する冷却液流路１２７を形成している。

スピンドル装置１３の構造は拡大図である第５
図にも示すように、旋回アーム１２に前方に突出
するケース１３０を固着し、このケース１３０内
に筒状スピンドル軸１３１を回転自在に支承し、
このスピンドル軸１３１内にチヤツキングユニツ
ト１３３の本体１３４とクーラントジヨイント１
３５を設けている。

チヤツキングユニツト本体１３４及びクーラン
トジヨイント１３５には冷却液流路１３６，１３
７が形成され、クーラントジヨイント１３５の流
路１３７はロータリジヨイント１３８に形成した
流路１３９及び図示しないチユーブを介して前記
旋回アーム１２の流路１２７に連通し、チヤツキ
ングユニツト本体１３４の流路１３６はスピンド
ル軸１３１に形成した流路１４０を介してスピン
ドル軸１３１前端に設けた環状液室１４１に連通
している。そして、この液室１４１内には環状の
ピストン１４２が摺動自在に設けられている。

一方前記チヤツキングユニツト１３３は本体１
３４とこの本体１３４の外周に装着される外筒１
４３とからなり、本体１３４の先端には前方に向
つて拡開するテーパ状凹部１４４が形成され、更
に本体１３４の先部には径方向の貫通穴１４５が
形成され、この貫通穴１４５内にスチームボール
１４６が保持されている。また外筒１４３はフラ
ンジ部１４７を有し且つスプリング１４８にて前
方へ付勢されている。

ここで、外筒１４３はスプリング１４８の弾発
力の他の環状ピストン１４２によつても前方に付
勢される。つまりスピンドル軸１３１に設けた液
室１４１には流路１６３，１６４，１２７，１３
９，１３７，１３６，１４０を介してクーラント
ユニツト１９から供給される冷却液の一部が供給
され、この冷却液の液圧によつてピストン１４２
を前方へ押し出すようにしているため、環状ピス
トン１４２はスプリング１４８の弾発力に液室１
４１の液圧を加えた力で前方に付勢され、外筒１
４３は強く前方へ押し出され、この外筒１４３の
前方への移動によりスチールボール１４６がツー
ルホルダー１５０のテーパ部に設けた穴１５１に
強く係合し、ツールホルダー１５０をチヤツキン
グユニツト１３３によつて確実に保持する。

而して、ツールホルダー１５０をチヤツキング
ユニツト１３３から取り外すには第６図に示すよ
うに交換アーム２３をツールホルダー１５０の溝
部１５２に嵌め込む。すると、交換アーム２３に
設けたカム２３ａが外筒１４３に当接し、外筒１
４３をスプリング１４８に抗して後方に押し込
み、スチールボール１４６がツールホルダー１５
０の穴１５１から抜け出ることが可能なように
し、この状態でツールホルダー１５０を前方に引
き出す。

以上においてワークＷにタツピング等の加工を
施すにはワークＷを固定台１７に固定し、ワーク
Ｗの加工位置に合せてモータ４，８，１１を駆動
する。ここでスピンドル装置１３の横方向の移動
はモータ４の駆動で、前後方向の移動はモータ８
の駆動で、更に上下方向の移動はモータ１１の駆
動により行う。尚、モータ１１の駆動によりスピ
ンドル装置１３は横方向に移動することとなる
が、この量は予め計算し、モータ４の駆動量を調
節する。

（発明の効果） 第７図は上下方向の移動量を同一とした従来の
工作機械と本発明に係る工作機械の加工可能領域
を比較した図であり、この図からも明らかなよう
に本発明に係る工作機構によれば、左右の加工可
能領域が旋回アーム１２によつて描かれる半円分
だけ拡張される。

また、本発明に係る工作機械によれば従来のＹ
テーブルに代えて旋回アームを設けたため、上下
方向のガイドレール或いはＹテーブルを上下動さ
せるためにガイドレール上方に設けられるシリン
ダユニツト等が不要となり、工作機械の重心を低
くでき且つコンパクト化も達成できる。

更に旋回用アームの回転部材の回転軸とスピン
ドルモータのモータ軸の同軸上に配置しているこ
とから、各回転機構等が簡略化され、全体として
纒まつた形態に構成出来るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る工作機械の正面図、第２
図は同工作機械の側面図、第３図は同工作機械の
平面図、第４図は同工作機械の要部拡大断面図、
第５図及び第６図はスピンドル装置の拡大断面
図、第７図は本発明に係る工作機械と従来の工作
機械の加工領域を比較した図である。 尚、図面中、３はＸテーブル、７はＺテーブ
ル、１０は支持体、１１は旋回用モータ、１２は
アーム、１３はスピンドル装置、１６はスピンド
ルモータ、１２２は固定装置、１３１はスピンド
ル軸、１３３はチヤツキングユニツト、１５０は
ツールホルダー、１６５はスピンドルモータ軸で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水平面内において一方向へスライド移動する
   Ｘテーブルと、このＸテーブル上に設けられ且つ
   水平面内においてＸテーブルの移動方向と直交す
   る方向にスライド移動するＺテーブルと、このＺ
   テーブルに設けられた旋回用モータと、この旋回
   用モータの筒状回転部材に固着され且つ垂直面内
   において360度回転するアームと、このアームの
   回転中心から離れた位置に取付けられたスピンド
   ル装置と、このスピンドル装置に連結するスピン
   ドルモータからなり、このスピンドルモータのモ
   ータ軸を前記旋回用モータの筒状回転部材内を貫
   通させて、該モータ軸と回転部材の回転軸の同軸
   上に配置したことを特徴とする工作機械。