JPH0621809U - 直立ボール盤における主軸の定位置停止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ボール盤のスイツチを切つたとき、主軸は常に
そのコツタ孔が正確にクイルのコツタ孔に合致して停止
し、それらのコツタ孔内にコツタを容易円滑に叩き込ん
で工具を押出し、主軸の工具の交換を迅速になし得るよ
うにする。 【構成】ボール盤の主軸（５）の下部には工具（７）の
挿着孔（８）の上端部に連通する横方向のコツタ孔
（９）を、クイル（２）の下部には主軸（５）のコツタ
孔（９）に対向するコツタ孔（１０）をそれぞれ穿設
し、受動筒（４）にドツグ（１１）を取付けると共に該
ドツグ（１１）に対向して機筐（１）に定位置を関知す
るセンサ（１２）を設け、モータ（３）、センサ（１
２）、定位置停止機能付きインバータ（１３）、始動、
停止スイツチ（１４）、（１５）および電源（１６）の
間に、スイツチ（１５）を切つたとき主軸（５）はその
コツタ孔（９）がクイル（２）のコツタ孔（１０）に合
致して停止する電気回路を形成してボール盤における主
軸の定位置停止装置を構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、直立ボール盤において、主軸を常に定位置に停止させる主軸の定位 置停止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の直立ボール盤（以下これを単にボール盤という。）における主 軸の停止は、スイツチを切つて自然停止に任せている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来のボール盤においては、スイツチを切つて主軸を停止させたときの主 軸の停止位置がまちまちで、その主軸のコツタ孔の向きはその都度異なり、該コ ツタ孔がクイルのコツタ孔に合致することは殆んど無い。

【０００４】 一方、この種のボール盤において、主軸のドリル等の工具を交換するために主 軸の工具を取外すときには、コツタをクイルと主軸のコツタ孔内に叩き込み、そ のコツタにより工具を押出して取外す。

【０００５】 従つて、従来のボール盤においては、主軸の工具を交換するために主軸の工具 を取外す都度、主軸の停止後、コツタを挿入するために、作業者がクイルのコツ タ孔内を覗き見ながら主軸を手で回転させてそのコツタ孔をクイルのコツタ孔に 合致させなければならない。

【０００６】 そのために、工具の交換に大変手間が掛つて作業上不便である。

【０００７】 特に、大型のボール盤においては、回転減速比も大きくて主軸を手で容易に回 転させることは不可能である。従つて、この場合には、作業者は、主軸回転の変 速レバーを中立位置に入れて主軸が軽く回転するような状態に操作することが必 要で、更に手間が掛つて作業上不便な点である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ボール盤のスイツチを切つたとき、主軸は常にそのコツタ孔が正確 にクイルのコツタ孔に合致して停止し、それらのコツタ孔内にコツタを容易円滑 に叩き込んで工具を押出し、主軸の工具の交換を迅速になし得て作業上便利なよ うにするために、ボール盤の機筐（１）の前方下部に昇降操作するクイル（２） を昇降自在に嵌合して前方上部にモータ（３）より伝動回転する受動筒（４）を 回転自在に支持し、そのクイル（２）内に挿通して回転自在に支持する主軸（５ ）の上方突出部のスプライン軸（６）を受動筒（４）内のスプライン孔に摺動自 在に係合し、主軸（５）の下部には工具（７）の挿着孔（８）の上端部に連通す る横方向のコツタ孔（９）を、クイル（２）の下部には主軸（５）のコツタ孔（ ９）に対向するコツタ孔（１０）をそれぞれ穿設し、受動筒（４）にドツグ（１ １）を取付けると共に該ドツグ（１１）に対向して機筐（１）に定位置を関知す るセンサ（１２）を設け、モータ（３）、センサ（１２）、定位置停止機能付き インバータ（１３）、始動、停止スイツチ（１４）、（１５）および電源（１６ ）の間に、スイツチ（１５）を切つたとき主軸（５）はそのコツタ孔（９）がク イル（２）のコツタ孔（１０）に合致して停止する電気回路を形成してボール盤 における主軸の定位置停止装置を構成し、スイツチを切つたとき主軸は常にその コツタ孔が正確にクイルのコツタ孔に合致し停止して工具の交換作業を容易にな し得る目的を、主軸と一体で回転する受動筒と機筐には互いに対向するドツグと 定位置を関知するセンサを設け、そのセンサを定位置停止機能付きインバータに 連結して使用することにより実現した。

【０００９】

【実施例】

図１乃至図７は、本考案の一実施例を示し、その構成を図面について説明すれ ば、（１７）はボール盤の支柱で、その上端に機筐（１）の後部を固着する。（ ２）は機筐（１）の前方下部に昇降自在に嵌合したクイルで、その後面にラツク （１８）を設け、前後壁の下部に縦長コツタ孔（１０）を穿設して下端には当て 金（１９）を設ける。（２０）はクイル（２）の後方において機筐（１）の下部 に挿通して回転自在に横架した作動軸で、その機筐（１）内に設けたピニオン（ ２１）をクイル（２）のラツク（１８）に噛合させる。

【００１０】 （４）はクイル（２）の上方において機筐（１）の前方上部に回転自在に支持 した受動筒で、その上部に小径歯車（２２）を、下部に大径歯車（２３）をそれ ぞれ設ける。（５）はクイル（２）内に挿通して回転自在に支持した主軸で、そ の上方突出部のスプライン軸（６）を受動筒（４）内のスプライン孔に摺動自在 に係合し、主軸（５）の下部でクイル（２）のコツタ孔（１０）と対向する位置 には工具（７）の挿着孔（８）の上端部に連通する縦長コツタ孔（９）を穿設す る。（７）は主軸（５）の挿着孔（８）内に抜き差し可能に挿着した工具のドリ ルである。

【００１１】 （１１）は受動筒（４）の上方突出部の前面に取付けたドツグで、該ドツグ（ １１）に対向して機筐（１）上にセンサの近接スイツチ（１２）を接近配置する 。

【００１２】 （３）は機筐（１）の後部に取付けた汎用のブレーキ付きモータ、または汎用 のモータ、（２４）、（２５）は機筐（１）の上方中間部に前後になして回転自 在に並架した中間軸および入力軸で、モータ（３）の原動軸（２６）と入力軸（ ２５）の上方突出部をベルト伝動機構（２７）により連結し、入力軸（２５）の 機筐（１）内には駆動歯車（２８）を取付けて中間軸（２４）には駆動歯車（２ ８）に大径歯車（２９）が噛合したまま交互に受動筒（４）の小径歯車（２２） と大径歯車（２３）に係脱する大径歯車（２９）および小径歯車（３０）を上下 に設けた変速歯車（３１）を摺動可能に嵌合する。

【００１３】 （１３）は機筐（１）の後面に取付けた主軸（５）の定位置停止機能付きイン バータ、（３２）は機筐（１）の前面に取付けた操作箱で、これに主軸（５）の 始動ボタンスイツチ（１４）、停止ボタンスイツチ（１５）等を設ける。そして 、モータ（３）、センサ（１２）、インバータ（１３）、始動、停止ボタンスイ ツチ（１４）、（１５）および電源（１６）の間には、停止ボタンスイツチ（１ ５）を作動したとき主軸（５）はそのコツタ孔（９）が前後方向に向きクイル（ ２）のコツタ孔（１０）に合致して停止する電気回路を形成する。（３３）はク イル（２）と主軸（５）のコツタ孔（１０）、（９）内にわたり挿通して叩き込 むコツタ、（３４）はベルト伝動機構（２７）、センサ（１２）等のカバーであ る。

【００１４】 その作用を説明する。図１に示すように変速歯車（３１）の大径歯車（２９） が受動筒（４）の小径歯車（２２）に噛合した状態において始動ボタンスイツチ （１４）を押せば、モータ（３）の原動軸（２６）が始動し、その原動軸（２６ ）より伝動機構（２７）、入力軸（２５）、歯車（２８）、（２９）、（２２） を経てドツグ（１１）付き受動筒（４）と主軸（５）は一体で高速回転する。

【００１５】 従つて、その後、作動軸（２０）を回転操作し、そのピニオン（２１）とクイ ル（２）のラツク（１８）の噛合によつてクイル（２）を下降させると、該クイ ル（２）と一体でドリル（７）付き主軸（５）が下降してそのドリル（７）によ り孔明け加工を行う。

【００１６】 一方、ドツグ（１１）付き受動筒（４）の回転に伴い、図７に示すようにドツ グ（１１）が近接スイツチ（１２）部を通過する毎に近接スイツチ（１２）より １回の信号が出力される。

【００１７】 ドリル（７）による加工が終了して停止ボタンスイツチ（１５）を押せば、イ ンバータ（１３）の変速機能によりモータ（３）に減速指令が出力されてモータ ー（３）にブレーキが作用し、図７に示すようにモータ（３）を急減速制御して 急減速停止させる。そして、モータ（３）が一旦停止した後、今度は、モータ（ ３）に決められた低速度の回転指令を出力してモータ（３）を低速回転させる。

【００１８】 上記状態のときには、近接スイツチ（１２）からの信号パルス幅も長くて信号 を確実に読み取り易くなつており、また、主軸（５）付き受動筒（４）の回転の 慣性も小さい。従つて、主軸（５）付き受動筒（４）の低速回転域で近接スイツ チ（１２）のＯＮ−ＯＦＦの信号を監視してそのＯＮのパルス信号を入力した瞬 間、モータ（３）およびこれに伝動機構で連結した主軸（５）付き受動筒（４） を停止させ、その主軸（５）は常に一定位置、すなわち、該主軸（５）のコツタ 孔（９）が前後方向に向いてクイル（２）のコツタ孔（１０）と合致した位置で 停止する。

【００１９】 そこで、図１に示すようにクイル（２）を若干下降させ、図２に示すようにコ ツタ（３３）をクイル（２）と主軸（５）のコツタ孔（１０）、（９）内に叩き 込み、そのコツタ（３３）によりドリル（７）を挿着孔（８）内より押出して主 軸（５）より取外す。

【００２０】 変速歯車（３１）を、図１に示す上方に位置する状態から中間軸（２４）に沿 い下降させてその小径歯車（３０）を受動筒（４）の大径歯車（２３）に噛合さ せると、中間軸（２４）より歯車（３０）、（２３）を経てドツグ（１１）付き 受動筒（４）と主軸（５）は一体で低速回転する。

【００２１】 図８は、本考案の他の実施例を示し、その構成を図面について説明すれば、こ の実施例は、上記実施例における近接スイツチ（１２）に代えて磁気センサを使 用する構成で、上記実施例におけるブレーキ付きモータ（３）に代えてＡＣ主軸 モータ（３ａ）を、ドツグ（１１）に代えて発磁ドツグ（１１ａ）を、センサの 近接スイツチ（１２）に代えて磁気センサ（１２ａ）を、インバータ（１３）に 代えてインバータの一種であるサーボドライバ（１３ａ）をそれぞれ使用し、そ の電気回路中に増幅器（３５）を介装する。その他の符号は、図１乃至図７にお けると同一部分を示す。

【００２２】 この構成のものにおいても、上記と同様に作用する。

【００２３】 この磁気センサ（１２ａ）は、発磁ドツグ（１１ａ）との磁力の強さを常に監 視しているので、若干でも発磁ドツグ（１１ａ）の位置がずれると、磁力の強さ が最も強くなる位置に発磁ドツグ（１１ａ）を戻すように制御するから、主軸（ ５）の定位置停止制御は優れている。

【００２４】 本考案は、卓上ボール盤、多軸ボール盤等にも、上記と同様に施工することが できる。

【００２５】

【考案の効果】

本考案の直立ボール盤における主軸の定位置停止装置は、下記のような利点が ある。

【００２６】 （１）停止スイツチを操作して主軸を停止するとき、主軸の回転数、工具の大 小、長短等に関係なく、常に主軸はそのコツタ孔が正確にクイルのコツタ孔に合 致して停止するから、主軸に取付けている工具を交換する場合には、主軸の停止 後、直ちにコツタをクイルと主軸のコツタ孔内にわたつて叩き込み、そのコツタ により工具を主軸の挿着孔内より押出して取外すことができ、主軸の工具の交換 を容易迅速になし手間と時間を節減して作業上至便である。

【００２７】 （２）工具を取付けた主軸と一体で回転する受動筒にドツグを設け、そのドツ グに対向して設けたセンサにより関知してインバータにより主軸の定位置停止制 御を電気的に行うから、主軸は正確にそのコツタ孔がクイルのコツタ孔に合致す る定位置で停止する。

【００２８】 （３）主軸部にセンサを設けるのみで、主軸の定位置停止を電気的に行うから 、機械的の主軸定位置停止機構が不要となり、構造が簡単で容易安価に製作でき る。

【００２９】 （４）主軸に連結したモータを制御するから、歯車の変速に関係なく、また、 主軸を高速回転からでも直接急停止することができ、停止時間を短縮して作業性 が良い。

【００３０】 （５）主軸の定位置停止を行うだけであるから、簡易形定位置制御回路でよく 、電気回路が簡単で、低価格で作製できる。

【００３１】 （６）電気式制御であるから、外部からの衝撃に対しても破損することなく、 耐久性は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る直立ボール盤の上部の
縦断側面図である。

【図２】同上要部の拡大側断面図で、中間部を切欠して
示す。

【図３】同上平面図である。

【図４】その工具取付部の正断面図である。

【図５】その電気回路を示す説明平面図である。

【図６】そのインバータ部の説明図である。

【図７】主軸の定位置停止の電気制御動作を示す図表で
ある。

【図８】本考案の他の実施例に係る直立ボール盤の電気
回路を示す説明平面図である。

【符号の説明】

１ 機筐 ２ クイル ３ モータ ４ 受動筒 ５ 主軸 ６ スプライン軸 ７ 工具 ８ 挿着孔 ９ コツタ孔 １０ コツタ孔 １１ ドツグ １２ センサ １３ インバータ １４ 始動スイツチ １５ 停止スイツチ １６ 電源 １７ 支柱 １８ ラツク １９ 当て金 ２０ 作動軸 ２１ ピニオン ２２ 小径歯車 ２３ 大径歯車 ２４ 中間軸 ２５ 入力軸 ２６ 原動軸 ２７ ベルト伝動機構 ２８ 駆動歯車 ２９ 大径歯車 ３０ 小径歯車 ３１ 変速歯車 ３２ 操作箱 ３３ コツタ ３４ カバー ３ａ ＡＣ主軸モータ １１ａ 発磁ドツグ １２ａ 磁気センサ １３ａ サーボドライバ ３５ 増幅器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 機筐の前方下部に昇降操作するクイルを
   昇降自在に嵌合して前方上部にモータより伝動回転する
   受動筒を回転自在に支持し、そのクイル内に挿通して回
   転自在に支持する主軸の上方突出部のスプライン軸を上
   記受動筒内のスプライン孔に摺動自在に係合し、該主軸
   の下部には工具の挿着孔の上端部に連通する横方向のコ
   ツタ孔を、上記クイルの下部には上記主軸のコツタ孔に
   対向するコツタ孔をそれぞれ穿設し、上記受動筒にドツ
   グを取付けると共に該ドツグに対向して上記機筐に定位
   置を関知するセンサを設け、モータ、上記センサ、定位
   置停止機能付きインバータ、始動、停止スイツチおよび
   電源の間に、そのスイツチを切つたとき上記主軸はその
   コツタ孔が上記クイルのコツタ孔に合致して停止する電
   気回路を形成してなる直立ボール盤における主軸の定位
   置停止装置。