JPH0741448B2 - 二重主軸構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）．産業上の利用分野 本発明は、ミーリング機能を有する旋盤、マシニングセ
ンタ等において、回転工具を保持する主軸に適用される
二重主軸構造に関する。

（ｂ）．発明が解決しようとする問題点 ミーリング機能を有する旋盤、マシニングセンタ等にお
いては、キー溝等の加工において、エンドミル等の回転
工具を、主軸軸心に対して一定量だけ偏心させた形で、
加工を行なわせる場合が生じる。このため、該工具を該
軸心から所定量だけ偏心し得る主軸構造が、種々開発さ
れているが、いずれも偏心量の割に全体構成が大型化す
る不都合があった。

本発明は上記事情に鑑み、小型で工具の偏心量を大きく
することが出来る二重主軸構造を提供することを目的と
する。

（ｃ）．問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、回転駆動自在に設けられた筒状の第１
主軸（５）を有し、前記第１主軸（５）に、第２主軸
（７）を、その軸心（CT2）が該第１主軸（５）の軸心
（CT1）と一致し、かつ該軸心（CT1）を中心として回転
駆動自在な形で設け、前記第２主軸（７）に、回転工具
（20）を保持し得る工具保持穴（7a）を設け、前記第１
主軸（５）に、偏心工具保持手段（11）のケーシング
（11a）との係合部（5b）を設けて構成される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない。以下の「（ｄ）．
作用」の欄についても同様である。

（ｄ）．作用 上記した構成により、本発明は、ミーリング加工を行な
う際には、第２主軸（７）から回転工具（20）に回転が
伝達され、更に、第１主軸（５）が係合部（5b）を介し
て、回転工具（20）を旋回させ、所定位置に位置決めす
るように作用する。

（ｅ）．実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明による二重主軸構造の一実施例が適用さ
れた工作機械の刃物台の一例を示す図、第２図は、第１
図の刃物台の主軸に取付けられたオフセット工具の左側
面図である。

ミーリング加工等を行なう旋盤１の刃物台２は、第１図
に示すように、刃物台本体2aを有しており、刃物台本体
2aには、タレット2bが、中心軸AT1の回りを矢印Ａ、Ｂ
方向に回転駆動自在な形で支持されている。タレット2b
は、タレット本体2cを有しており、タレット本体2c内に
は、回転工具用の主軸３が、矢印Ｅ、Ｆ方向に回転自在
な形で設けられている。主軸３は、第１主軸５及び第２
主軸７を有しており、円筒状に形成された第１主軸５
は、タレット本体2c内に、該主軸５の軸心CT1を中心と
して矢印Ｅ、Ｆ方向に回転自在な形で設けられている。
第１主軸５の図中右端部には、ベベルギア5aが固着され
ており、ベベルギア5aには、軸12の一端に固着されたベ
ベルギア12aが噛合している。軸12の他端には、刃物台
本体2aに設けられた第１主軸駆動用モータ15の出力軸15
aが、スプライン16を介して接続しており、第１主軸駆
動用モータ15を駆動して、出力軸15aを回転させること
により、軸12を、スプライン16を介して回転させること
が出来る。なお、第１主軸駆動用モータ15には、出力軸
15aの回転角度量を検出することが出来るパルスコーダ
（図示せず）が接続されており、更に、第１主軸５の図
中左側面には、係合穴5bが穿設形成されている。

また、第１主軸５内には、第２主軸７が、複数個のベア
リング９等を介して、該第２主軸の軸心CT2を第１主軸
の軸心CT1に一致させ、かつ軸心CT2の回りを矢印Ｅ、Ｆ
方向に回転自在な形で嵌入しており、第２主軸７の図中
右端部には、ベベルギア7bが固着されている。ベベルギ
ア7bには、ダブルギア13を構成するベベルギア13aが噛
合しており、ダブルギア13は、軸12に回転のみ自在に支
持されている。また、ダブルギア13の図中上方のギア13
bには、軸17に固着されたギア17aが噛合しており、軸17
には、刃物台本体2aに設けられた第２主軸駆動用モータ
19が直結する形で接続されている。また、第２主軸７の
図中左端部には、工具保持穴7aが、図中右方向に行くに
つれて直径が小さくなる形で穿設形成されており、更に
第２主軸７内には、工具保持穴7aに嵌入されたエンドミ
ル等の回転工具をクランプするための、公知の工具クラ
ンプ機構7cが設けられている。

ところで、刃物台２の第１図左方には、オフセット工具
11が、後述する連結シャフト11b及び係合ピン６を介し
て、主軸３に着脱自在な形で装着されており、オフセッ
ト工具11は、ケーシング11a、連結シャフト11b、ギア1
d、11f及び回転工具ホルダ11e等より構成されている。
即ち、ケーシング11a内には、連結シャフト11bが、矢印
Ｅ、Ｆ方向に回転自在に設けられており、連結シャフト
11bには、ギア11dが固着されている。また、連結シャフ
ト11bの図中右端部には、テーパシャンク11hが、ケーシ
ング11aより図中右方に突出する形で形成されている。

更に、連結シャフト11bの第１図上方には、回転工具ホ
ルダ11eが、その軸心CT3を、第２主軸７の軸心CT2から
所定量OFT1だけ偏心させ、かつ該軸心CT3の回りを矢印
Ｇ、Ｈ方向に回転自在な形で設けられており、回転工具
ホルダ11eには、ギア11fが固着されている。ギア11f
は、ギア11dと噛合しており、更に回転工具ホルダ11eの
図中左端部には、工具保持部11gが形成されている。な
お、工具保持部11gには、エンドミル等の回転工具20
が、そのテーパシャンクを介して着脱自在な形で装着さ
れている。更に、ケーシング11aの第１図右側面には、
係合ピン６が、図中右方向に突出する形で設けられてお
り、その図中右端部は、第１主軸に形成された係合穴5b
に嵌入係合している。なお、タレット本体2cの図中下端
部には、バイト等の旋削工具22が、図示しない工具保持
部を介して着脱自在な形で装着されている。

旋盤１の刃物台２は、以上のような構成を有するので、
該刃物台２の主軸３に、エンドミル等の回転工具を偏心
させることなく取付け、該回転工具によって通常のミー
リング加工を行うには、まず回転工具を第２主軸７に形
成された工具保持穴7aに嵌入させ、その状態で工具クラ
ンプ機構7cを作動させることにより、該回転工具を第２
主軸７にクランプする。回転工具が、第２主軸７にクラ
ンプされることにより、主軸３に取付けられたところ
で、第２主軸駆動用モータ19を駆動する。すると、軸17
が、ギア17aと共に回転して、ダブルギア13のギア13bを
回転させる。ギア13bが回転すると、該ダブルギア13の
図中下方のベベルギア13aも回転し、第２主軸７が、回
転工具と共に、ギア7bを介して矢印Ｅ又はＦ方向に回転
する。その状態で刃物台２を適宜矢印Ｃ、Ｄ方向に移動
駆動させる等して、該回転工具20によって通常のミーリ
ング加工を行なう。

次に、回転工具20を、主軸３に対して偏心させて、即ち
第２主軸７の軸心CT2に対して偏心量OFT1だけ偏心させ
てミーリング加工を行なう場合には、回転工具20を、第
１図に示すオフセット工具11を介して、主軸３に取付け
る。それには、まずオフセット工具11を、その連結シャ
フト11bのテーパシャンク11h及び係合ピン６を、それぞ
れ工具保持穴7a、係合穴5bに嵌入させ、更にその状態
で、工具クランプ機構7cを作動することにより、主軸３
に取付ける。なお、この際連結シャフト11bのテーパシ
ャンク11hは、通常の回転工具のテーパシャンクと同一
形状であるので、連結シャフト11bは工具保持穴7aに確
実に嵌入支持される。オフセット工具11が、主軸３に取
付けられたところで、回転工具20を、オフセット工具11
の回転工具ホルダ11eに装着する。すると、回転工具20
は、主軸３に対して第２図実線で示す位置に位置決めさ
れる。

次に、その状態で第２主軸駆動用モータ19を駆動する。
すると、軸17が、ギア17aと共に回転して、ダブルギア1
3のギア13bを回転させる。ギア13bが回転すると、該ダ
ブルギア13の図中下方のベベルギア13aも回転し、第２
主軸７が、連結シャフト11bと共に、ギア7bを介して矢
印Ｅ又はＦ方向に回転する。すると、回転工具ホルダ11
eには、連結シャフト11bから、ギア11d、11fを介して、
回転が伝達されて、該回転工具ホルダ11eに保持された
回転工具20が、矢印Ｈ又はＧ方向に回転して、主軸３に
対して偏心量OAT1だけ偏心した状態で、ミーリング加工
を行なう。

なお、該回転工具20を、更に第２図実線で示す位置から
図中想像線で示す位置までＦ方向に旋回させ、その状態
でミーリング加工を行なう場合には、第１図に示す第１
主軸駆動用モータ15を駆動して、出力軸15aを低速で回
転させる。すると、第１主軸５が、スプライン16、軸12
及びベベルギア12a、5aを介して低速で回転し、オフセ
ット工具11のケーシング11aも、回転工具ホルダ11eと共
に、係合ピン６を介して、連結シャフト11bを中心とし
て矢印Ｆ方向に低速で回転する。その結果、回転工具20
も、第２図実線で示す位置からＦ方向に低速で旋回す
る。なお、この際、出力軸15aの回転角度量は、図示し
ないパルスコーダによって検出されており、検出した回
転角度量から、ベベルギア12a、5aの歯車列の速比を考
慮して、ケーシング11aの旋回角度量を求めることが出
来る。

そこで、回転工具20が、矢印Ｆ方向に所定角度だけ旋回
したところで、第１主軸駆動用モータ15を停止して出力
軸15aの回転を停止する。すると、第１主軸５は、スプ
ライン16、軸12及びベベルギア12a、5aを介して回転が
停止され、更に回転工具20も、係合ピン６、ケーシング
11aを介して、その矢印Ｆ方向の旋回が停止されて、第
２図想像線で示す位置に位置決めされる。

こうして、回転工具20が、第２図想像線で示す位置に位
置決めされたところで、第１図に示す第２主軸駆動用モ
ータ19を駆動して、軸17、ギア17a、ダブルギア13、ベ
ベルギア7b、第２主軸７、連結シャフト11b、ギア11d、
11f及び回転工具ホルダ11eを介して、回転工具20を矢印
Ｇ又はＨ方向に回転させ、その状態で、刃物台２を適宜
矢印Ｃ、Ｄ方向に移動する等して、ミーリング加工を行
なう。

なお、該加工中、回転工具20を矢印Ｅ、Ｆ方向に旋回さ
せることなく、キー溝加工等のミーリング加工を行なわ
せた場合について述べたが、回転工具20を、Ｅ又はＦ方
向に適宜旋回させつつ、該加工を行なわせることも当然
可能である。

更に、刃物台２を、第１図に示す旋削工具22と共に、矢
印Ｃ、Ｄ方向に適宜移動させる等して、該旋削工具22に
より、図示しないワークに対して旋削加工を行なうこと
も出来る。

なお、上述した実施例においては、オフセット工具11の
連結シャフト11bから回転工具ホルダ11eに回転を伝達す
る回転伝達手段として、ギア11d、11fから成る歯車列を
用いた場合について述べたが、回転伝達手段は、これに
限らず、連結シャフト11bの回転を回転工具ホルダ11eに
確実に伝達することが出来るものであれば、どのように
構成してもよい。例えば、ギア11d、11f間にアイドルギ
ア（図示せず）を１個以上挿入して歯車列を構成し、該
歯車列を回転伝達手段として用いることも可能である。
なお、ギア11d、11f間にアイドルギアを奇数個挿入した
場合には、連結シャフト11bと回転工具ホルダ11eとは同
一方向に回転する。即ち、連結シャフト11bが第１図矢
印Ｅ方向に回転すると、回転工具ホルダ11eは矢印Ｇ方
向に回転し、また連結シャフト11bがＦ方向に回転する
と、回転工具ホルダ11eはＨ方向に回転する。また、ギ
ア11d、11f間にアイドルギアを偶数個挿入した場合に
は、連結シャフト11bと回転工具ホルダ11eとは逆方向に
回転する。

なお、上述した実施例においては、主軸３を、旋盤１の
刃物台２に装着した場合について述べたが、主軸３を、
装着し得る工作機械は、旋盤１に限定されるものではな
く、回転工具保持用の主軸として各種の工作機械に用い
ることが出来る。例えば、マニシングセンタの主軸とし
て主軸３を用いて、該主軸３に工具を偏心した状態で保
持して所定の加工を行なわせることも出来る。

（ｆ）．発明の効果 以上、説明したように本発明によれば、回転駆動自在に
設けられた筒状の第１主軸５を有し、前記第１主軸５
に、第２主軸７を、その軸心CT2が該第１主軸５の軸心C
T1と一致し、かつ該軸心CT1を中心として回転駆動自在
な形で設け、前記第２主軸７に、回転工具を保持し得る
工具保持穴7aを設け、前記第１主軸５に、オフセット工
具11等の偏心工具保持手段のケーシング11aとの、係合
穴5b等の係合部を設けて構成したので、回転工具20を主
軸３に、任意の偏心量OFT1を有するオフセット工具を介
して主軸軸心CT2に対して装着することが出来る。従っ
て、主軸３側に特別な偏心構造を設ける必要が無くなる
ことから、主軸３の全体構成を小型化することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による二重主軸構造の一実施例が適用さ
れた工作機械の刃物台の一例を示す図、 第２図は第１図の刃物台の主軸に取付けられたオフセッ
ト工具の左側面図である。 ３……主軸 ５……第１主軸 5b……係合部（係合穴） ７……第２主軸 7a……工具保持穴 11……偏心工具保持手段（オフセット工具） 11a……ケーシング 20……回転工具 CT1、CT2……軸心

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動自在に設けられた筒状の第１主軸
   を有し、 前記第１主軸に、第２主軸を、その軸心が該第１主軸の
   軸心と一致し、かつ該軸心を中心として回転駆動自在な
   形で設け、 前記第２主軸に、回転工具を保持し得る工具保持穴を設
   け、 前記第１主軸に、偏心工具保持手段のケーシングとの係
   合部を設けて構成した二重主軸構造。