JPH10225836A - 作業機械の電力供給装置 - Google Patents
作業機械の電力供給装置Info
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- JPH10225836A JPH10225836A JP9067171A JP6717197A JPH10225836A JP H10225836 A JPH10225836 A JP H10225836A JP 9067171 A JP9067171 A JP 9067171A JP 6717197 A JP6717197 A JP 6717197A JP H10225836 A JPH10225836 A JP H10225836A
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- tool holder
- supply device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ツールホルダ自体を有効に小型化するととも
に、前記ツールホルダ内の駆動機構に外部から所望の電
力を確実に供給することを可能にする。 【解決手段】作業機械１２は、工作機１４と、前記工作
機１４のスピンドル１６に着脱自在なツールホルダ１８
と、前記ツールホルダ１８に電力を供給するための電力
供給部２０と、該ツールホルダ１８との間で無線通信自
在なコントローラ２２とを備える。ツールホルダ１８に
は、巻線コイル１１２が巻かれた第１の強磁性体１１４
が設けられる一方、電力供給部２０には、巻線コイル１
２６が施された第２の強磁性体１２８が設けられる。
に、前記ツールホルダ内の駆動機構に外部から所望の電
力を確実に供給することを可能にする。 【解決手段】作業機械１２は、工作機１４と、前記工作
機１４のスピンドル１６に着脱自在なツールホルダ１８
と、前記ツールホルダ１８に電力を供給するための電力
供給部２０と、該ツールホルダ１８との間で無線通信自
在なコントローラ２２とを備える。ツールホルダ１８に
は、巻線コイル１１２が巻かれた第１の強磁性体１１４
が設けられる一方、電力供給部２０には、巻線コイル１
２６が施された第２の強磁性体１２８が設けられる。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、スピンドルに装着
されるツールホルダに、外部から電力を供給するための
作業機械の電力供給装置に関する。
されるツールホルダに、外部から電力を供給するための
作業機械の電力供給装置に関する。
【従来の技術】通常、マシニングセンタ等において、自
動工具交換機構（ＡＴＣ）により種々の工具を自動的に
交換する作業が行われている。この種の作業では、所
謂、ＡＴＣシャンクを有するツールホルダが使用されて
おり、このツールホルダをスピンドルに対して自動的に
着脱する構成が一般的に採用されている。ところで、ツ
ールホルダに取り付けられた道具の状況、例えば、バイ
トの加工状況を検出し、このバイトの位置調整を補正機
構等で自動的に行いたいという要請がある。このため、
ツールホルダに電気で動く補正機構を内蔵するととも
に、前記補正機構に電気エネルギを供給するための電池
を前記ツールホルダ内に収容する必要がある。
動工具交換機構（ＡＴＣ）により種々の工具を自動的に
交換する作業が行われている。この種の作業では、所
謂、ＡＴＣシャンクを有するツールホルダが使用されて
おり、このツールホルダをスピンドルに対して自動的に
着脱する構成が一般的に採用されている。ところで、ツ
ールホルダに取り付けられた道具の状況、例えば、バイ
トの加工状況を検出し、このバイトの位置調整を補正機
構等で自動的に行いたいという要請がある。このため、
ツールホルダに電気で動く補正機構を内蔵するととも
に、前記補正機構に電気エネルギを供給するための電池
を前記ツールホルダ内に収容する必要がある。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、補正機
構等を駆動するために必要な電気エネルギを得るために
は、複数個の電池を用いなければならず、電池収容スペ
ースが拡大してしまう。ところが、このような電池収容
スペースをツールホルダ内に確保しようとすると、この
ツールホルダ全体が相当に大型化してしまい、実際的な
使用に適さない場合が多い。特に、ツールホルダを高速
回転させようとすると、このツールホルダをできるだけ
小型化しなければならず、ツールホルダ内に電池収容ス
ペースを設けることができないという問題が指摘されて
いる。本発明は、この種の問題を解決するものであり、
ツールホルダ自体を有効に小型化することができるとと
もに、前記ツールホルダ内の駆動機構に外部から所望の
電力を確実に供給することが可能な作業機械の電力供給
装置を提供することを目的とする。
構等を駆動するために必要な電気エネルギを得るために
は、複数個の電池を用いなければならず、電池収容スペ
ースが拡大してしまう。ところが、このような電池収容
スペースをツールホルダ内に確保しようとすると、この
ツールホルダ全体が相当に大型化してしまい、実際的な
使用に適さない場合が多い。特に、ツールホルダを高速
回転させようとすると、このツールホルダをできるだけ
小型化しなければならず、ツールホルダ内に電池収容ス
ペースを設けることができないという問題が指摘されて
いる。本発明は、この種の問題を解決するものであり、
ツールホルダ自体を有効に小型化することができるとと
もに、前記ツールホルダ内の駆動機構に外部から所望の
電力を確実に供給することが可能な作業機械の電力供給
装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は、ツールホルダと電力供給部とが相対的
に近接移動して互いに電磁結合する。このため、ツール
ホルダに設けられた駆動機構および検出機構に外部から
電力が供給され、この駆動機構の作用下に、例えば、補
正ヘッドが調整される一方、前記検出機構を介して前記
補正ヘッドの調整状態が検出される。これにより、ツー
ルホルダ内に電池を収容する必要がなく、このツールホ
ルダ自体を有効に小型化することができるとともに、電
力供給部を介して外部から前記ツールホルダ側に所望の
電力を確実に供給することが可能になる。また、ツール
ホルダと無線通信を行うコントローラを備え、検出機構
からの情報に基づいて前記コントローラにより前記駆動
機構が制御される。従って、ツールホルダの制御が確実
かつ高精度に遂行される。さらにまた、電力供給部が、
ツールホルダに対して進退可能に構成され、あるいは前
記ツールホルダが、固定された電力供給部に対して進退
可能に構成されることにより、種々の設備仕様に容易に
対応することができる。また、電力供給部を構成する結
合ヘッドの第２の強磁性体が、ツールホルダの第１の強
磁性体に対して相対的に弾発支持する弾性体を有してい
る。このため、第１の強磁性体と第２の強磁性体とを確
実に結合することが可能になる。なお、第１の強磁性体
と第２の強磁性体とが隙間を有して配置されても、電磁
結合を行うことができる。
めに、本発明は、ツールホルダと電力供給部とが相対的
に近接移動して互いに電磁結合する。このため、ツール
ホルダに設けられた駆動機構および検出機構に外部から
電力が供給され、この駆動機構の作用下に、例えば、補
正ヘッドが調整される一方、前記検出機構を介して前記
補正ヘッドの調整状態が検出される。これにより、ツー
ルホルダ内に電池を収容する必要がなく、このツールホ
ルダ自体を有効に小型化することができるとともに、電
力供給部を介して外部から前記ツールホルダ側に所望の
電力を確実に供給することが可能になる。また、ツール
ホルダと無線通信を行うコントローラを備え、検出機構
からの情報に基づいて前記コントローラにより前記駆動
機構が制御される。従って、ツールホルダの制御が確実
かつ高精度に遂行される。さらにまた、電力供給部が、
ツールホルダに対して進退可能に構成され、あるいは前
記ツールホルダが、固定された電力供給部に対して進退
可能に構成されることにより、種々の設備仕様に容易に
対応することができる。また、電力供給部を構成する結
合ヘッドの第２の強磁性体が、ツールホルダの第１の強
磁性体に対して相対的に弾発支持する弾性体を有してい
る。このため、第１の強磁性体と第２の強磁性体とを確
実に結合することが可能になる。なお、第１の強磁性体
と第２の強磁性体とが隙間を有して配置されても、電磁
結合を行うことができる。
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る電力供給装置１０を組み込む作業機械１２の全体
斜視説明図である。この作業機械１２は、工作機１４
と、前記工作機１４のスピンドル１６に着脱自在なツー
ルホルダ１８と、前記ツールホルダ１８に電力を供給す
るための電力供給部２０と、該ツールホルダ１８との間
で無線通信自在なコントローラ２２とを備える。ツール
ホルダ１８と電力供給部２０とにより、電力供給装置１
０が構成される。スピンドル１６は、図示しない回転駆
動源に連結されて可動ベース２４に回転可能に支持され
るとともに、矢印Ａ方向（水平方向）、矢印Ｂ方向（鉛
直方向）および矢印Ｄ方向（軸方向）に移動自在であ
る。図２に示すように、ツールホルダ１８は、一端部に
スピンドル１６に嵌着されるシャンク部２６を有し、他
端部にバイト（道具）２８が取着される。このツールホ
ルダ１８は、バイト２８の位置をスピンドル１６の径方
向（矢印Ｃ方向）に位置調整可能な補正ヘッド３０と、
この補正ヘッド３０を駆動するための駆動機構３２と、
前記補正ヘッド３０の調整状態を検出するための検出機
構３４とを備える。駆動機構３２は、ツールホルダ１８
に内蔵される正逆転可能なＤＣモータ３６を有し、この
ＤＣモータ３６の駆動軸に減速器３８が連結される。こ
の減速器３８は、大きな減速比に設定されている。減速
器３８の出力軸４０には、ドライブアダプタ４２が連結
され、このドライブアダプタ４２の先端側に軸線方向
（矢印Ｄ方向）に延在して形成されたスリット４４に
は、ピン４６を介して円錐状テーパドライブシャフト４
８が軸方向に進退自在に係合する。テーパドライブシャ
フト４８の外周面には、複数のローラ５０が僅かな傾き
を有しケージ５２を介して転動自在に配設されるととも
に、前記ローラ５０の外側には、パワーユニット５４が
設けられている。パワーユニット５４は、内周側にテー
パドライブシャフト４８の外周面に対応するテーパ面５
６が形成される一方、その外周面は、軸方向に同一寸法
（ストレート外周）に設定される。パワーユニット５４
は、両端側からそれぞれ一対のスリット（図示せず）が
互いに近接して設けられており、テーパドライブシャフ
ト４８が回転される際、このテーパドライブシャフト４
８とローラ５０とが回転しながら前後に移動することに
より、所定の範囲内で拡縮可能である。パワーユニット
５４の外周には、ヘッドハウジング５８が配設される。
ヘッドハウジング５８は、略筒状を有しており、その外
周面にＳ字状のスリット６０が形成される。ヘッドハウ
ジング５８は、上記のようにパワーユニット５４が拡径
する際に、直径外方向に押圧されてＳ字状のスリット６
０を介して矢印Ｃ１方向に変位する。検出機構３４は、
ヘッドハウジング５８の矢印Ｃ方向の補正変位を検出す
る変位検出センサ６２を備える。このセンサ６２は、図
３に示すように、磁気遮蔽体６４内に配設される巻線コ
イル６６を有し、この巻線コイル６６が外装されるガイ
ド部６８に沿って測定コア７０が進退自在である。測定
コア７０は、コンタクト部７２に設けられるとともに、
ガイド部６８は、固定材７３を介してパワーユニット５
４の一方の拡縮半片にネジ止め固定される。センサ押圧
部７５が、コンタクト部７２に対向してパワーユニット
５４の他方の拡縮半片にネジ止め固定され、前記コンタ
クト部７２と前記センサ押圧部７５とは、常に押圧状態
を維持してヘッドハウジング５８と一体的に矢印Ｃ方向
に移動する。コンタクト部７２には、ベローズカプセル
７４の一端が固定され、このベローズカプセル７４によ
り巻線コイル６６および磁気遮蔽体６４が覆われてい
る。ベローズカプセル７４は、シール機能を有するもの
であり、この目的を達成し得るものであれば、他の部
材、例えば、Ｏリングを有した筒、またはゴムカバー等
を採用してもよい。センサ６２の巻線コイル６６は、発
振変調器７６に接続される。発振変調器７６から送信機
８０にＭＨＺ帯の高周波が送られるとともに、この送信
機８０に接続されたアンテナ８２が、ツールホルダ１８
の外周に合成繊維や樹脂材等からなる保護体８４、８６
に囲繞されて装着される（図２参照）。図３に示すよう
に、アンテナ８２には、第１および第２受信機８８、９
０が接続され、この第１および第２受信機８８、９０
は、駆動機構３２を構成するＤＣモータ３６を制御する
ためのモータ駆動回路９２に接続される。コントローラ
２２は、送信機８０のアンテナ８２より電磁波として送
られるＦＭ波をアンテナ９４から受信する受信機９６を
備え、この受信機９６が前記ＦＭ波を復調器９８に供給
する。復調器９８にカウント部１００が接続され、この
カウント部１００によりカウントされた周波数が表示器
１０２に表示されるとともに、補正ヘッド３０の補正変
位が測定される。アンテナ９４には、第１および第２送
信機１０４、１０６が接続され、この第１および第２送
信機１０４、１０６は、第１および第２スイッチ１０
８、１１０がＯＮされると、ツールホルダ１８側の第１
および第２受信機８８、９０にＤＣモータ３６を正転、
逆転駆動させるための信号が送られる。図４に示すよう
に、ツールホルダ１８の外周部に設けられた電磁結合部
１１１には、電磁結合用の巻線コイル１１２が設けら
れ、この巻線コイル１１２は、検波整流器１１５を介し
て安定化電源１１７に接続される（図３参照）。図４に
示すように、電磁結合部１１１にピット１１３を介して
フェライト等の第１の強磁性体１１４が直接埋め込まれ
ており、この第１の強磁性体１１４に巻線コイル１１２
が施されている。ツールホルダ１８の電磁結合部１１１
は、鉄、アルミニウム、銅または銀等の電気良伝導体で
構成されている。図１に示すように、電力供給部２０
は、工作機１４の隅角部に装着されたアクチュエータで
あるシリンダ（例えば、エアシリンダ）１１６を備え
る。このシリンダ１１６からツールホルダ１８側に延在
するロッド１１８は、図５中、矢印Ｅ方向に進退自在で
あり、このロッド１１８に結合ヘッド１２０が取着され
る。図４に示すように、結合ヘッド１２０の先端には、
スプリング（弾性体）１２２を介して電力供給端１２４
が進退自在に装着される。電力供給端１２４には、ツー
ルホルダ１８の第１の強磁性体１１４と電磁結合を構成
する巻線コイル１２６が施された第２の強磁性体１２８
が設けられる。この電力供給端１２４は、電磁結合部１
１１と同様に、鉄、アルミニウム、銅または銀等の電気
良伝導体で構成されている。このように構成される第１
の実施形態に係る電力供給装置１０を組み込む作業機械
１２の動作について、以下に説明する。ツールホルダ１
８は、スピンドル１６に装着された状態で、工作機１４
の作用下に回転しながら矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向および
矢印Ｄ方向に選択的に移動し、図示しないワークに所定
の加工（例えば、穴加工）を施す。そして、加工穴の径
が測定され、その加工穴径が公差内にない場合等には、
バイト２８の補正が行われる。すなわち、一連の加工が
終了して次のワーク（図示せず）の加工に移行するまで
の間、スピンドル１６が所定の待機位置に移送されてツ
ールホルダ１８が準備状態に至る。次いで、電力供給部
２０を構成するシリンダ１１６が駆動され、ロッド１１
８がツールホルダ１８側に進出して結合ヘッド１２０が
前記ツールホルダ１８の外周面に係合する。その際、結
合ヘッド１２０の先端には、電力供給端１２４がスプリ
ング１２２を介して進退自在に設けられている。このた
め、結合ヘッド１２０をツールホルダ１８に付き当てれ
ばよく、シリンダ１１６のストローク制御が一挙に簡素
化するとともに、電力供給端１２４の第２の強磁性体１
２８を、前記ツールホルダ１８の第１の強磁性体１１４
に対し確実に当接させることができる。そこで、電力供
給部２０側から高周波発振を行えば、第１および第２の
強磁性体１１４、１２８が電磁結合して前記第１の強磁
性体１１４側に電力が効率的に供給されるという利点が
ある。しかも、高周波を使用することにより、小さなス
ペースで所望の電気エネルギを確実に送ることができ
る。上記電磁結合により、ツールホルダ１８側に電力が
供給されると、図３に示すように、センサ６２が駆動さ
れる。センサ６２では、ガイド部６８がパワーユニット
５４の一方の拡縮半片に固定されるとともに、センサ押
圧部７５が前記パワーユニット５４の他方の拡縮半片に
固定され、コンタクト部７２と前記センサ押圧部７５と
が常に押圧状態を維持している。そして、ヘッドハウジ
ング５８が矢印Ｃ方向に移動すると、コンタクト部７２
およびセンサ押圧部７５を介して測定コア７０がガイド
部６４に沿って摺動する。このため、巻線コイル６６の
総合コンダクタンスが変化し、高周波（ＭＨＺ）を得る
ことができる。この高周波は、送信機８０からアンテナ
８２を介してコントローラ２２のアンテナ９４から受信
機９６に無線受信され、復調された後にカウントされて
センサ６２の変位、すなわち、補正ヘッド３０の変位が
測定される。ここで、センサ６２は、高周波発振を使用
するため、低巻数でも変化率が大きくなる。従って、高
精度化が容易に遂行され、センサ６２自体を有効に小型
化することができる。コントローラ２２では、センサ６
２からの無線通信により補正ヘッド３０の状態が検出さ
れると、ＤＣモータ３６を正転または逆転させるべく、
ツールホルダ１８側に無線通信が行われる。すなわち、
コントローラ２２の第１スイッチ１０８がＯＮされる
と、第１送信機１０４からアンテナ９４を介してツール
ホルダ１８のアンテナ８２から第１受信機８８に信号が
送られ、モータ駆動回路９２を介してＤＣモータ３６が
正転される。一方、コントローラ２２の第２スイッチ１
１０がＯＮされると、第２送信機１０６および第２受信
機９０からモータ駆動回路９２に逆転信号が送られ、Ｄ
Ｃモータ３６が逆転される。ＤＣモータ３６の回転は、
図２に示すように、減速機３８により相当に減速され
る。これにより、比較的小型なＤＣモータ３６を使用し
ても、大きな出力（トルク）を得ることができる。減速
機３８の出力軸４０に連接されたドライブアダプタ４２
が回転すると、このドライブアダプタ４２にスリット４
４およびピン４６を介して係合するテーパドライブシャ
フト４８が回転し、さらに前記テーパドライブシャフト
４８の外周面に摺接する複数のローラ５０が回転する。
従って、テーパドライブシャフト４８および複数のロー
ラ５０が前後方向（矢印Ｄ方向）に転動し、パワーユニ
ット５４が所定の範囲内で拡縮（矢印Ｃ方向）される。
このパワーユニット５４が、矢印Ｃ方向に拡縮すると、
上記のようにセンサ６２が駆動されてコントローラ２２
にパワーユニット５４の変位、すなわち、補正ヘッド３
０の変位が無線通信される。なお、補正ヘッド３０の補
正が終了した後、電力供給部２０を構成するシリンダ１
１６が駆動され、ロッド１１８がツールホルダ１８から
離間する方向に移動する。このため、結合ヘッド１２０
は、ツールホルダ１８から離脱して所定の待機位置に配
設される。この場合、第１の実施形態では、ツールホル
ダ１８の電磁結合部１１１に対して電力供給部２０を構
成する結合ヘッド１２０が近接移動し、この電磁結合部
１１１の第１の強磁性体１１４と電力供給端１２４の第
２の強磁性体１２８とが電磁結合を構成する。このた
め、ツールホルダ１８内に電池を収容する必要がなく、
このツールホルダ自体１８を一挙に小型化することがで
きるとともに、電力供給部２０から前記ツールホルダ１
８側に所望の電力を容易かつ確実に供給することが可能
になる。特に、大きな電気エネルギを必要とするＤＣモ
ータ３６に、外部から十分な電力を供給することができ
るという効果が得られる。さらに、ツールホルダ１８と
コントローラ２２とが無線通信を行い、前記ツールホル
ダ１８側の検出機構３４を構成するセンサ６２からの情
報に基づいて、前記コントローラ２２により駆動機構３
２を構成するＤＣモータ３６が駆動制御される。従っ
て、補正ヘッド３０の補正作業が高精度かつ確実に遂行
されるという利点がある。なお、ツールホルダ１８の電
磁結合部１１１と結合ヘッド１２０の電力供給端１２４
とは、図６に示すように構成することもできる。すなわ
ち、結合ヘッド１２０に電力供給端１２４が固定されて
おり、ツールホルダ１８と結合ヘッド１２０とは、当接
部１３０、１３２で互いに位置決めして接合される。こ
れにより、第１の強磁性体１１４と第２の強磁性体１２
８とは、僅かな隙間を有して配置されて電磁結合する。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る電力供給装置１
４０を組み込む作業機械１４２の全体説明図である。な
お、第１の実施形態に係る電力供給装置１０および作業
機械１２と同一の構成要素には同一の参照符号を付し
て、その詳細な説明は省略する。作業機械１４２は、ツ
ールホルダ１８に電力を供給するための電力供給部１４
４を備え、この電力供給部１４４は、前記ツールホルダ
１８による作業に干渉しないように、工作機１４の隅角
部に固定されている。ツールホルダ１８の工具補正は、
一連の加工が終了して次のワーク（図示せず）の加工に
移行するまでの間に行われるものであり、前記ツールホ
ルダ１８がスピンドル１６と一体的に電力供給部１４４
側に移動して、この電力供給部１４４と電磁結合を構成
する。これにより、第２の実施形態では、ツールホルダ
１８が固定された電力供給部１４４側に移動する以外、
このツールホルダ１８自体を有効に小型化できる等、第
１の実施形態と同様の効果が得られることになる。な
お、電力供給装置１０、１４０を自動工具交換機構（Ａ
ＴＣ）と共に組み込むこともできる等、各作業機械１
２、１４２等の機能に応じて結合位置および方法を設定
することが可能である。
に係る電力供給装置１０を組み込む作業機械１２の全体
斜視説明図である。この作業機械１２は、工作機１４
と、前記工作機１４のスピンドル１６に着脱自在なツー
ルホルダ１８と、前記ツールホルダ１８に電力を供給す
るための電力供給部２０と、該ツールホルダ１８との間
で無線通信自在なコントローラ２２とを備える。ツール
ホルダ１８と電力供給部２０とにより、電力供給装置１
０が構成される。スピンドル１６は、図示しない回転駆
動源に連結されて可動ベース２４に回転可能に支持され
るとともに、矢印Ａ方向（水平方向）、矢印Ｂ方向（鉛
直方向）および矢印Ｄ方向（軸方向）に移動自在であ
る。図２に示すように、ツールホルダ１８は、一端部に
スピンドル１６に嵌着されるシャンク部２６を有し、他
端部にバイト（道具）２８が取着される。このツールホ
ルダ１８は、バイト２８の位置をスピンドル１６の径方
向（矢印Ｃ方向）に位置調整可能な補正ヘッド３０と、
この補正ヘッド３０を駆動するための駆動機構３２と、
前記補正ヘッド３０の調整状態を検出するための検出機
構３４とを備える。駆動機構３２は、ツールホルダ１８
に内蔵される正逆転可能なＤＣモータ３６を有し、この
ＤＣモータ３６の駆動軸に減速器３８が連結される。こ
の減速器３８は、大きな減速比に設定されている。減速
器３８の出力軸４０には、ドライブアダプタ４２が連結
され、このドライブアダプタ４２の先端側に軸線方向
（矢印Ｄ方向）に延在して形成されたスリット４４に
は、ピン４６を介して円錐状テーパドライブシャフト４
８が軸方向に進退自在に係合する。テーパドライブシャ
フト４８の外周面には、複数のローラ５０が僅かな傾き
を有しケージ５２を介して転動自在に配設されるととも
に、前記ローラ５０の外側には、パワーユニット５４が
設けられている。パワーユニット５４は、内周側にテー
パドライブシャフト４８の外周面に対応するテーパ面５
６が形成される一方、その外周面は、軸方向に同一寸法
（ストレート外周）に設定される。パワーユニット５４
は、両端側からそれぞれ一対のスリット（図示せず）が
互いに近接して設けられており、テーパドライブシャフ
ト４８が回転される際、このテーパドライブシャフト４
８とローラ５０とが回転しながら前後に移動することに
より、所定の範囲内で拡縮可能である。パワーユニット
５４の外周には、ヘッドハウジング５８が配設される。
ヘッドハウジング５８は、略筒状を有しており、その外
周面にＳ字状のスリット６０が形成される。ヘッドハウ
ジング５８は、上記のようにパワーユニット５４が拡径
する際に、直径外方向に押圧されてＳ字状のスリット６
０を介して矢印Ｃ１方向に変位する。検出機構３４は、
ヘッドハウジング５８の矢印Ｃ方向の補正変位を検出す
る変位検出センサ６２を備える。このセンサ６２は、図
３に示すように、磁気遮蔽体６４内に配設される巻線コ
イル６６を有し、この巻線コイル６６が外装されるガイ
ド部６８に沿って測定コア７０が進退自在である。測定
コア７０は、コンタクト部７２に設けられるとともに、
ガイド部６８は、固定材７３を介してパワーユニット５
４の一方の拡縮半片にネジ止め固定される。センサ押圧
部７５が、コンタクト部７２に対向してパワーユニット
５４の他方の拡縮半片にネジ止め固定され、前記コンタ
クト部７２と前記センサ押圧部７５とは、常に押圧状態
を維持してヘッドハウジング５８と一体的に矢印Ｃ方向
に移動する。コンタクト部７２には、ベローズカプセル
７４の一端が固定され、このベローズカプセル７４によ
り巻線コイル６６および磁気遮蔽体６４が覆われてい
る。ベローズカプセル７４は、シール機能を有するもの
であり、この目的を達成し得るものであれば、他の部
材、例えば、Ｏリングを有した筒、またはゴムカバー等
を採用してもよい。センサ６２の巻線コイル６６は、発
振変調器７６に接続される。発振変調器７６から送信機
８０にＭＨＺ帯の高周波が送られるとともに、この送信
機８０に接続されたアンテナ８２が、ツールホルダ１８
の外周に合成繊維や樹脂材等からなる保護体８４、８６
に囲繞されて装着される（図２参照）。図３に示すよう
に、アンテナ８２には、第１および第２受信機８８、９
０が接続され、この第１および第２受信機８８、９０
は、駆動機構３２を構成するＤＣモータ３６を制御する
ためのモータ駆動回路９２に接続される。コントローラ
２２は、送信機８０のアンテナ８２より電磁波として送
られるＦＭ波をアンテナ９４から受信する受信機９６を
備え、この受信機９６が前記ＦＭ波を復調器９８に供給
する。復調器９８にカウント部１００が接続され、この
カウント部１００によりカウントされた周波数が表示器
１０２に表示されるとともに、補正ヘッド３０の補正変
位が測定される。アンテナ９４には、第１および第２送
信機１０４、１０６が接続され、この第１および第２送
信機１０４、１０６は、第１および第２スイッチ１０
８、１１０がＯＮされると、ツールホルダ１８側の第１
および第２受信機８８、９０にＤＣモータ３６を正転、
逆転駆動させるための信号が送られる。図４に示すよう
に、ツールホルダ１８の外周部に設けられた電磁結合部
１１１には、電磁結合用の巻線コイル１１２が設けら
れ、この巻線コイル１１２は、検波整流器１１５を介し
て安定化電源１１７に接続される（図３参照）。図４に
示すように、電磁結合部１１１にピット１１３を介して
フェライト等の第１の強磁性体１１４が直接埋め込まれ
ており、この第１の強磁性体１１４に巻線コイル１１２
が施されている。ツールホルダ１８の電磁結合部１１１
は、鉄、アルミニウム、銅または銀等の電気良伝導体で
構成されている。図１に示すように、電力供給部２０
は、工作機１４の隅角部に装着されたアクチュエータで
あるシリンダ（例えば、エアシリンダ）１１６を備え
る。このシリンダ１１６からツールホルダ１８側に延在
するロッド１１８は、図５中、矢印Ｅ方向に進退自在で
あり、このロッド１１８に結合ヘッド１２０が取着され
る。図４に示すように、結合ヘッド１２０の先端には、
スプリング（弾性体）１２２を介して電力供給端１２４
が進退自在に装着される。電力供給端１２４には、ツー
ルホルダ１８の第１の強磁性体１１４と電磁結合を構成
する巻線コイル１２６が施された第２の強磁性体１２８
が設けられる。この電力供給端１２４は、電磁結合部１
１１と同様に、鉄、アルミニウム、銅または銀等の電気
良伝導体で構成されている。このように構成される第１
の実施形態に係る電力供給装置１０を組み込む作業機械
１２の動作について、以下に説明する。ツールホルダ１
８は、スピンドル１６に装着された状態で、工作機１４
の作用下に回転しながら矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向および
矢印Ｄ方向に選択的に移動し、図示しないワークに所定
の加工（例えば、穴加工）を施す。そして、加工穴の径
が測定され、その加工穴径が公差内にない場合等には、
バイト２８の補正が行われる。すなわち、一連の加工が
終了して次のワーク（図示せず）の加工に移行するまで
の間、スピンドル１６が所定の待機位置に移送されてツ
ールホルダ１８が準備状態に至る。次いで、電力供給部
２０を構成するシリンダ１１６が駆動され、ロッド１１
８がツールホルダ１８側に進出して結合ヘッド１２０が
前記ツールホルダ１８の外周面に係合する。その際、結
合ヘッド１２０の先端には、電力供給端１２４がスプリ
ング１２２を介して進退自在に設けられている。このた
め、結合ヘッド１２０をツールホルダ１８に付き当てれ
ばよく、シリンダ１１６のストローク制御が一挙に簡素
化するとともに、電力供給端１２４の第２の強磁性体１
２８を、前記ツールホルダ１８の第１の強磁性体１１４
に対し確実に当接させることができる。そこで、電力供
給部２０側から高周波発振を行えば、第１および第２の
強磁性体１１４、１２８が電磁結合して前記第１の強磁
性体１１４側に電力が効率的に供給されるという利点が
ある。しかも、高周波を使用することにより、小さなス
ペースで所望の電気エネルギを確実に送ることができ
る。上記電磁結合により、ツールホルダ１８側に電力が
供給されると、図３に示すように、センサ６２が駆動さ
れる。センサ６２では、ガイド部６８がパワーユニット
５４の一方の拡縮半片に固定されるとともに、センサ押
圧部７５が前記パワーユニット５４の他方の拡縮半片に
固定され、コンタクト部７２と前記センサ押圧部７５と
が常に押圧状態を維持している。そして、ヘッドハウジ
ング５８が矢印Ｃ方向に移動すると、コンタクト部７２
およびセンサ押圧部７５を介して測定コア７０がガイド
部６４に沿って摺動する。このため、巻線コイル６６の
総合コンダクタンスが変化し、高周波（ＭＨＺ）を得る
ことができる。この高周波は、送信機８０からアンテナ
８２を介してコントローラ２２のアンテナ９４から受信
機９６に無線受信され、復調された後にカウントされて
センサ６２の変位、すなわち、補正ヘッド３０の変位が
測定される。ここで、センサ６２は、高周波発振を使用
するため、低巻数でも変化率が大きくなる。従って、高
精度化が容易に遂行され、センサ６２自体を有効に小型
化することができる。コントローラ２２では、センサ６
２からの無線通信により補正ヘッド３０の状態が検出さ
れると、ＤＣモータ３６を正転または逆転させるべく、
ツールホルダ１８側に無線通信が行われる。すなわち、
コントローラ２２の第１スイッチ１０８がＯＮされる
と、第１送信機１０４からアンテナ９４を介してツール
ホルダ１８のアンテナ８２から第１受信機８８に信号が
送られ、モータ駆動回路９２を介してＤＣモータ３６が
正転される。一方、コントローラ２２の第２スイッチ１
１０がＯＮされると、第２送信機１０６および第２受信
機９０からモータ駆動回路９２に逆転信号が送られ、Ｄ
Ｃモータ３６が逆転される。ＤＣモータ３６の回転は、
図２に示すように、減速機３８により相当に減速され
る。これにより、比較的小型なＤＣモータ３６を使用し
ても、大きな出力（トルク）を得ることができる。減速
機３８の出力軸４０に連接されたドライブアダプタ４２
が回転すると、このドライブアダプタ４２にスリット４
４およびピン４６を介して係合するテーパドライブシャ
フト４８が回転し、さらに前記テーパドライブシャフト
４８の外周面に摺接する複数のローラ５０が回転する。
従って、テーパドライブシャフト４８および複数のロー
ラ５０が前後方向（矢印Ｄ方向）に転動し、パワーユニ
ット５４が所定の範囲内で拡縮（矢印Ｃ方向）される。
このパワーユニット５４が、矢印Ｃ方向に拡縮すると、
上記のようにセンサ６２が駆動されてコントローラ２２
にパワーユニット５４の変位、すなわち、補正ヘッド３
０の変位が無線通信される。なお、補正ヘッド３０の補
正が終了した後、電力供給部２０を構成するシリンダ１
１６が駆動され、ロッド１１８がツールホルダ１８から
離間する方向に移動する。このため、結合ヘッド１２０
は、ツールホルダ１８から離脱して所定の待機位置に配
設される。この場合、第１の実施形態では、ツールホル
ダ１８の電磁結合部１１１に対して電力供給部２０を構
成する結合ヘッド１２０が近接移動し、この電磁結合部
１１１の第１の強磁性体１１４と電力供給端１２４の第
２の強磁性体１２８とが電磁結合を構成する。このた
め、ツールホルダ１８内に電池を収容する必要がなく、
このツールホルダ自体１８を一挙に小型化することがで
きるとともに、電力供給部２０から前記ツールホルダ１
８側に所望の電力を容易かつ確実に供給することが可能
になる。特に、大きな電気エネルギを必要とするＤＣモ
ータ３６に、外部から十分な電力を供給することができ
るという効果が得られる。さらに、ツールホルダ１８と
コントローラ２２とが無線通信を行い、前記ツールホル
ダ１８側の検出機構３４を構成するセンサ６２からの情
報に基づいて、前記コントローラ２２により駆動機構３
２を構成するＤＣモータ３６が駆動制御される。従っ
て、補正ヘッド３０の補正作業が高精度かつ確実に遂行
されるという利点がある。なお、ツールホルダ１８の電
磁結合部１１１と結合ヘッド１２０の電力供給端１２４
とは、図６に示すように構成することもできる。すなわ
ち、結合ヘッド１２０に電力供給端１２４が固定されて
おり、ツールホルダ１８と結合ヘッド１２０とは、当接
部１３０、１３２で互いに位置決めして接合される。こ
れにより、第１の強磁性体１１４と第２の強磁性体１２
８とは、僅かな隙間を有して配置されて電磁結合する。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る電力供給装置１
４０を組み込む作業機械１４２の全体説明図である。な
お、第１の実施形態に係る電力供給装置１０および作業
機械１２と同一の構成要素には同一の参照符号を付し
て、その詳細な説明は省略する。作業機械１４２は、ツ
ールホルダ１８に電力を供給するための電力供給部１４
４を備え、この電力供給部１４４は、前記ツールホルダ
１８による作業に干渉しないように、工作機１４の隅角
部に固定されている。ツールホルダ１８の工具補正は、
一連の加工が終了して次のワーク（図示せず）の加工に
移行するまでの間に行われるものであり、前記ツールホ
ルダ１８がスピンドル１６と一体的に電力供給部１４４
側に移動して、この電力供給部１４４と電磁結合を構成
する。これにより、第２の実施形態では、ツールホルダ
１８が固定された電力供給部１４４側に移動する以外、
このツールホルダ１８自体を有効に小型化できる等、第
１の実施形態と同様の効果が得られることになる。な
お、電力供給装置１０、１４０を自動工具交換機構（Ａ
ＴＣ）と共に組み込むこともできる等、各作業機械１
２、１４２等の機能に応じて結合位置および方法を設定
することが可能である。
【発明の効果】本発明に係る作業機械の電力供給装置で
は、ツールホルダと電力供給部とが相対的に近接移動し
て互いに電磁結合するため、前記ツールホルダに設けら
れた駆動機構および検出機構に外部から電力が供給さ
れ、この駆動機構の作用下に、例えば、補正ヘッドが調
整される一方、前記検出機構を介して前記補正ヘッドの
調整状態が検出される。これにより、ツールホルダ内に
電池を収容する必要がなく、このツールホルダ自体を有
効に小型化することができるとともに、電力供給部を介
して外部から前記ツールホルダ側に所望の電力を確実に
供給することが可能になる。
は、ツールホルダと電力供給部とが相対的に近接移動し
て互いに電磁結合するため、前記ツールホルダに設けら
れた駆動機構および検出機構に外部から電力が供給さ
れ、この駆動機構の作用下に、例えば、補正ヘッドが調
整される一方、前記検出機構を介して前記補正ヘッドの
調整状態が検出される。これにより、ツールホルダ内に
電池を収容する必要がなく、このツールホルダ自体を有
効に小型化することができるとともに、電力供給部を介
して外部から前記ツールホルダ側に所望の電力を確実に
供給することが可能になる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力供給装置を
組み込む作業機械の全体説明図である。
組み込む作業機械の全体説明図である。
【図２】前記第１の実施形態に係る作業機械を構成する
ツールホルダの縦断側面図である。
ツールホルダの縦断側面図である。
【図３】検出機構を内蔵する前記ツールホルダおよびコ
ントローラの回路構成図である。
ントローラの回路構成図である。
【図４】前記電力供給装置の概略構成説明図である。
【図５】前記電力供給装置の動作を説明する正面図であ
る。
る。
【図６】前記電力供給装置の別の構成を示す説明図であ
る。
る。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る電力供給装置を
組み込む作業機械の全体説明図である。
組み込む作業機械の全体説明図である。
１０、１４０…電力供給装置 １２、１４２…
作業機械 １４…工作機 １６…スピンド
ル １８…ツールホルダ ２０、１４４…
電力供給部 ２８…バイト ３０…補正ヘッ
ド ３２…駆動機構 ３４…検出機構 ３６…ＤＣモータ ４８…テーパド
ライブシャフト ５４…パワーユニット ６２…センサ ６６…巻線コイル ８０、１０４、
１０６…送信機 ７５…センサ押圧部 ８８、９０、９
６…受信機 ９２…モータ駆動回路 １１１…電磁結
合部 １１４、１２８…強磁性体
作業機械 １４…工作機 １６…スピンド
ル １８…ツールホルダ ２０、１４４…
電力供給部 ２８…バイト ３０…補正ヘッ
ド ３２…駆動機構 ３４…検出機構 ３６…ＤＣモータ ４８…テーパド
ライブシャフト ５４…パワーユニット ６２…センサ ６６…巻線コイル ８０、１０４、
１０６…送信機 ７５…センサ押圧部 ８８、９０、９
６…受信機 ９２…モータ駆動回路 １１１…電磁結
合部 １１４、１２８…強磁性体
Claims (7)
- 【請求項１】道具が固着されてスピンドルと一体的に回
転可能なツールホルダと、 前記ツールホルダに対し相対的に進退自在な電力供給部
と、 を備え、 前記ツールホルダには、所定の作業を行うための駆動機
構と、 前記駆動機構による作動状態を検出するための検出機構
と、 が内蔵されるとともに、 前記電力供給部は、前記駆動機構および前記検出機構に
電力を供給するために、前記ツールホルダと電磁結合を
構成することを特徴とする作業機械の電力供給装置。 - 【請求項２】請求項１記載の電力供給装置において、前
記ツールホルダと無線通信を行うことにより、前記検出
機構からの情報に基づいて前記駆動機構を制御可能なコ
ントローラを備えることを特徴とする作業機械の電力供
給装置。 - 【請求項３】請求項１記載の電力供給装置において、前
記ツールホルダは、巻線が施された第１の強磁性体を備
え、 前記電力供給部は、前記第１の強磁性体と電磁結合を構
成する巻線が施された第２の強磁性体を設けた結合ヘッ
ドと、 前記結合ヘッドを前記ツールホルダに対して進退させる
変位手段と、 を備えることを特徴とする作業機械の電力供給装置。 - 【請求項４】請求項１記載の電力供給装置において、前
記ツールホルダは、巻線が施された第１の強磁性体を備
え、 前記電力供給部は、前記第１の強磁性体と電磁結合を構
成する巻線が施された第２の強磁性体を設けるととも
に、前記ツールホルダによる作業干渉範囲外に固定され
た結合ヘッドと、 を備え、 前記ツールホルダが装着されたスピンドルを、前記結合
ヘッド側に移動させることを特徴とする作業機械の電力
供給装置。 - 【請求項５】請求項３または４記載の電力供給装置にお
いて、前記第２の強磁性体を前記第１の強磁性体に対し
て相対的に進退自在に弾発支持する弾性体を備えること
を特徴とする作業機械の電力供給装置。 - 【請求項６】請求項３または４記載の電力供給装置にお
いて、前記結合ヘッドは、前記第２の強磁性体を前記第
１の強磁性体から隙間を有して配置自在に構成すること
を特徴とする作業機械の電力供給装置。 - 【請求項７】請求項１記載の電力供給装置において、前
記ツールホルダは、前記道具の位置を前記スピンドルの
径方向に位置調整可能な補正ヘッドを備え、 前記駆動機構は、前記補正ヘッドを駆動するためのモー
タを有するとともに、 前記検出機構は、前記補正ヘッドの調整状態を検出する
ためのセンサを有することを特徴とする作業機械の電力
供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9067171A JPH10225836A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 作業機械の電力供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9067171A JPH10225836A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 作業機械の電力供給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10225836A true JPH10225836A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=13337194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9067171A Pending JPH10225836A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 作業機械の電力供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10225836A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004501777A (ja) * | 2000-02-17 | 2004-01-22 | パウル・ミユーラー・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシヤフト・ウンターネーメンスベタイリグンゲン | データ記憶要素を備えたスピンドル |
| US6713905B2 (en) | 2001-08-30 | 2004-03-30 | S-B Power Tool Company | Electric-motor rotary power tool having a light source with a self-generating power supply |
| WO2010118941A1 (de) * | 2009-04-15 | 2010-10-21 | Komet Group Gmbh | Schneidwerkzeugeinstellsystem |
| JP2012061584A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Toshiba Mach Co Ltd | ヘッドユニット、作業ユニット及び産業用機械 |
| JP2017140688A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | エヌティーツール株式会社 | スマートツールホルダ |
| JP2017140687A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | エヌティーツール株式会社 | スマートツールホルダ |
| DE102005022367B4 (de) * | 2005-05-10 | 2021-05-20 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Berührungslos versorgter Verbraucher und System |
| CN114728391A (zh) * | 2019-11-08 | 2022-07-08 | Wto资产管理有限公司 | 具有至少一个传感器的工具架 |
| WO2023053777A1 (ja) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械用装置および工作機械 |
-
1997
- 1997-02-14 JP JP9067171A patent/JPH10225836A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2004501777A (ja) * | 2000-02-17 | 2004-01-22 | パウル・ミユーラー・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシヤフト・ウンターネーメンスベタイリグンゲン | データ記憶要素を備えたスピンドル |
| US6713905B2 (en) | 2001-08-30 | 2004-03-30 | S-B Power Tool Company | Electric-motor rotary power tool having a light source with a self-generating power supply |
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| JP2012061584A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Toshiba Mach Co Ltd | ヘッドユニット、作業ユニット及び産業用機械 |
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| CN114728391A (zh) * | 2019-11-08 | 2022-07-08 | Wto资产管理有限公司 | 具有至少一个传感器的工具架 |
| CN114728391B (zh) * | 2019-11-08 | 2024-02-23 | Wto资产管理有限公司 | 具有至少一个传感器的工具架 |
| WO2023053777A1 (ja) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械用装置および工作機械 |
| JP2023049229A (ja) * | 2021-09-29 | 2023-04-10 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械用装置 |
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Legal Events
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