KR20140004931U - 플레이너 - Google Patents

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KR20140004931U
KR20140004931U KR2020130010824U KR20130010824U KR20140004931U KR 20140004931 U KR20140004931 U KR 20140004931U KR 2020130010824 U KR2020130010824 U KR 2020130010824U KR 20130010824 U KR20130010824 U KR 20130010824U KR 20140004931 U KR20140004931 U KR 20140004931U
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KR
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KR2020130010824U
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Inventor
히데키 야마모토
Original Assignee
가부시키가이샤 간자키 고큐고키 세이사쿠쇼
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Abstract

캠의 강성을 특히 크게 할 필요가 없고, 캠을 이용하면서도 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 플레이너를 제공한다.
본 고안에 따른 플레이너는, 워크피스를 가공하는 가공 툴과, 상기 워크피스를 가공하는 가공 툴과, 상기 가공 툴을 지지하는 메인 샤프트와, 상기 메인 샤프트를 지지하는 지지체와, 상기 지지체를 자유로이 요동 가능하게 지지하는 베이스부와, 상기 지지체에 있어서, 상기 메인 샤프트를, 해당 메인 샤프트의 축 방향으로 왕복 운동시키는 메인 샤프트 구동 기구와, 상기 베이스부에 설치되고, 상기 지지체를 기준 위치로부터 요동시키는 지지체 요동 기구를 구비하며, 상기 지지체 요동 기구는, 상기 기준 위치에 있는 상기 메인 샤프트와 평행한 기준 방향으로 왕복 운동 가능한 슬라이더와, 상기 슬라이더를 왕복 운동 가능하게 지지하는 가이드 부재와, 일단부가 상기 슬라이더와 요동 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 지지체와 요동 가능하게 연결되는 연결 부재와, 상기 슬라이더를 왕복 운동시키는 캠 기구를 구비한다.

Description

플레이너{PLANER}
본 고안은, 기어 가공이나 슬로터 가공 등에 이용되는 플레이너에 관한 것이다.
이와 같은 플레이너로서 예를 들면, 특허문헌 1에 나타낸 바와 같이, 피니온 커터를 워크피스의 폭 방향으로 이동시키면서, 기어이를 창성 가공하는 가공 장치가 있다. 이 장치에서는 커터를 하강시키면서, 치면을 절삭한 후, 커터를 요동시켜 기울여, 워크피스로부터 이격시킨다. 그리고, 커터와 워크피스를 이격시킨채로 커터를 상승시킨 후, 다시 요동시켜 초기 상태로 되돌린다. 이와 같은 가공을 워크피스의 절삭량을 조정하면서, 반복하여 행함으로써, 기어를 가공하도록 되어 있다.
일본공개특허 특개2012-218100호 공보
그러나, 상기 플레이너에서는, 커터의 요동을 캠에 의하여 행하고 있으므로, 캠에는 요동에 따른 큰 힘이 작용한다. 이 때문에, 설계상, 캠의 강성을 크게 할 필요가 있다. 또한, 캠에 큰 힘이 작용하기 때문에, 캠의 마모 등의 손상이 커질 것이 예상되므로, 따라서, 요동의 정밀도가 저하될 우려도 있다. 본 고안은, 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 캠의 강성을 특히 크게 할 필요가 없으며, 캠을 사용하면서도 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 플레이너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 고안에 따른 플레이너는 워크피스를 가공하는 가공 툴과, 상기 가공 툴을 지지하는 메인 샤프트와, 상기 메인 샤프트를 지지하는 지지체와, 상기 지지체를 자유로이 요동 가능하게 지지하는 베이스부와, 상기 지지체에 있어서, 상기 메인 샤프트를, 해당 메인 샤프트의 축 방향으로 왕복 운동시키는 메인 샤프트 구동 기구와, 상기 베이스부에 설치되고, 상기 지지체를 기준 위치로부터 요동시키는 지지체 요동 기구를 구비하며, 상기 지지체 요동 기구는, 상기 기준 위치에 있는 상기 메인 샤프트와 평행한 기준 방향으로 왕복 운동 가능한 슬라이더와, 상기 슬라이더를 왕복 운동 가능하게 지지하는 가이드 부재와, 일단부가 상기 슬라이더와 요동 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 지지체와 요동 가능하게 연결되는 연결 부재와, 상기 슬라이더를 왕복 운동시키는 캠 기구를 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 가공 툴을 지지하는 메인 샤프트가 축 방향으로 일 방향 이동할 때 워크피스의 가공을 행한 후, 지지체 요동 기구에 의하여, 지지체가 기준 위치로부터 요동함으로써, 가공 툴이 워크피스로부터 이격하도록 구성되어 있다. 그리고, 지지체가 요동한 상태에서 메인 샤프트가 타측 방향으로 이동한 후, 지지체 요동 기구에 의하여, 지지체가 기준 위치로 되돌아 오면, 다시 워크피스의 가공을 행하는 상태가 된다. 또한, 이러한 동작과 병행하여, 가공 툴은 메인 샤프트의 회전에 의하여, 회전하고, 워크피스의 가공 위치를 바꿔간다. 이와 같이, 본 고안에 따른 플레이너에서는, 가공 툴에 의한 워크피스의 가공, 가공 툴의 워크피스로부터의 이격, 가공 툴의 초기위치에서의 복귀를 반복하면서, 가공 툴을 회전시키면서, 가공툴을 가공해 나간다.
여기서, 본 고안에 따른 플레이너에 있어서, 지지체 요동 기구는, 이하와 같이 동작한다. 우선, 캠 기구가 구동함으로써, 메인 샤프트와 평행하게 배치된 슬라이더가 초기 위치로부터 이동한다. 따라서, 슬라이더에 연결된 연결 부재가 잡아 당겨지도록 요동하여, 연결부재에 연결된 지지체가 슬라이더측으로 요동하도록 되어 있다. 따라서, 지지체가 요동할 때에 작용하는 힘은, 슬라이더 및 가이드부에 작용하므로, 캠 기구에 직접 힘이 작용하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 설계상 캠에 큰 강성이 불필요하게 된다.
또한, 이러한 지지체 요동기구에서는, 캠 기구에 의하여 슬라이더가 왕복 운동하여, 슬라이더의 기준 방향으로의 이동에 수반하는 연결 부재의 요동에 의하여 지지체가 잡아 당겨져 요동한다. 따라서, 슬라이더의 이동 거리에 비하여 지지체의 이동 거리는 작기 때문에, 예를 들면, 캠이 마모되더라도, 지지체의 이동 거리에 대한 영향은 작아지게 된다. 그 결과, 캠 상태의 영향을 받기 힘든 안정된 가공이 가능하게 되므로, 캠을 이용하면서도 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.
상기 플레이너에 있어서는, 상기 캠 기구를, 상기 슬라이더를 밀착하며, 상기 기준 방향의 일측에 배치하고, 상기 기준 방향의 타측에 배치되며, 상기 슬라이더를 상기 일측으로 밀어 붙이는 탄성 부재를 더 형성할 수 있다. 이와 같은 탄성 부재를 형성함으로써, 슬라이더는 캠 기구측으로 밀어 붙여지므로, 슬라이더의 위치가 캠 기구의 동작에 추종시킬 수 있으며, 캠 기구의 움직임을 확실하게 전달할 수 있다.
상기 플레이너에 있어서는, 상기 메인 샤프트 구동 기구에 의하여 구동 가능한 적어도 1 개의 밸런스 웨이트를 더 구비할 수 있다. 이러한 밸런스 웨이트는, 상기 메인 샤프트가 상기 일측으로 이동할 때, 해당 밸런스 웨이트의 중심이 상기 타측으로 이동하고, 상기 메인 샤프트가 상기 타측으로 이동할 때, 해당 밸런스 웨이트의 중심이 상기 일측으로 이동하도록, 상기 메인 샤프트 구동 기구에 의하여 구동할 수 있다.
이와 같이 밸런스 웨이트를 설치함으로써, 메인 샤프트의 상하 운동에 의한 진동을 밸런스 웨이트의 동작에 의하여 상쇄할 수 있다. 그 결과, 메인 샤프트의 상하 운동에 의한 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 한 쌍의 상기 밸런스 웨이트는, 상기 메인 샤프트를 밀착하도록 배치할 수 있다. 따라서, 메인 샤프트를 밀착한 장치의 밸런스를 향상시킬 수 있다.
상기 플레이너에 있어서는, 상기 캠 기구를, 상기 메인 샤프트 구동 기구에 의하여 구동시킬 수 있다. 캠 기구를 메인 샤프트 구동 기구에 의하여 구동함으로써, 캠 기구를 구동하는 구동 장치를 별도로 받아들일 필요가 없기 때문에, 장치가 대형화하는 것을 방지할 수 있다.
본 고안에 따른 플레이너에 의하면, 캠의 강성을 특히 크게 할 필요가 없이, 캠을 이용하면서도 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시 형태에 따른 플레이너의 정면도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 도 1의 A-A 선 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B 선 단면도이다.
도 5는 도 3의 C-C 선 단면도이다.
도 6은 도 3의 D-D 선 단면도이다.
도 7은 기어 박스 내의 기어의 연결 상태를 나타낸 전개도이다.
도 8은 도 3의 E-E 선 단면도이다.
도 9는 도 4의 F-F 선 단면도이다.
도 10은 도 1의 플레이너의 동작을 나타낸 도면이다.
이하, 본 고안의 일 실시 형태에 따른 플레이너의 일 실시 형태에 관하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 이러한 플레이너는, 워크피스인 기어의 기어이를 새로이 생성하도록 기어이 형성을 위한 절삭하는 장치이며, 기어 쉐이퍼라 불리는 것도 있다. 이하의 설명에서는, 도 1 및 도 2에 나타낸 X, Y, Z 축에 기초하여 방향의 설명을 행하며, 또한, 도 1의 상측을 '상', 하측을 '하'로 칭하여 설명을 행하는 수가 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 플레이너의 정면도, 도 2는 도 1의 측면도, 도 3은 도 1의 A-A 선 단면도, 도 4는 도 2의 B-B 선 단면도이다. 도 1 및 도 2와 같이, 본 실시 형태에 따른 플레이너는, 정면에서 보아 L자 형의 틀체(1)를 구비한다. 더욱 상세하게는, 이러한 틀체(1)는, 수평 방향으로 연장된 기대(11)와, 이러한 기대(11)의 일단부로부터 상측으로 연장된 기립부(12)를 구비한다. 기대(11) 및 기립부(12)의 하단부에는, 워크피스를 지지하는 워크피스 지지부(2)가 설치되며, 기립부(12)의 상부에는, 워크피스를 가공하는 커터를 가진 워크피스 가공부(3)가 설치되어 있다. 우선, 워크피스 지지부(2)에 관하여 설명한다.
워크피스 지지부(2)는, 기대(11) 상을 이동하는 테이블 지지대(21)와, 이러한 테이블 지지대(21) 상에 자유로이 회전 가능하게 배치되어 워크피스를 지지하는 테이블(22)을 구비한다. 기대(11)에는 X 방향으로 연장된 가이드 레일(23)이 설치되어 있으므로, 이러한 가이드 레일(23) 상에 테이블 지지대(21)가 이동 가능하게 배치되어 있다. 기립부(12)의 하단부에는, 제1 모터(81)가 설치되어 있으며, 제1 모터(81)에는, X 방향으로 연장된 볼 나사(25)가 설치되어 있다. 그리고, 이러한 볼 나사(25)에 나사 결합되는 너트(26)가, 테이블 지지대(21)에 고정되어 있다. 따라서, 제1 모터(81)가 구동하면, 볼 나사(25)가 회전하여, 테이블 지지대(21)가 X 방향으로 왕복 운동하도록 되어 있다.
도 2와 같이, 테이블 지지대(21)에는, Z 방향으로 연장된 회전 샤프트(27)가자유로이 회전 가능하게 지지되어 있으며, 이러한 회전 샤프트(27)의 상단부에 평면에서 보아 원형인 테이블(22)이 배치되어 있다. 회전 샤프트(27)의 외주면에는, 웜 휠(28)이 고정되어 있으며, 이러한 웜 휠(28)에는 나사 기어(29)가 나사 결합되어 있다. 나사 기어(29)는, Y 방향으로 연장되도록 배치되어 있고, 그 단부에는, 제2 모터(도시 생략)가 연결되어 있다. 따라서, 제2 모터가 구동하면, 나사 기어(29)가 회전하고, 이에 수반하여 테이블(22)이 Z축 주위로 회전한다.
다음으로, 워크피스 가공부(3)에 관하여, 도 5도 참조하면서 설명한다. 도 5는 도 3의 C-C 선 단면도이다. 도 1 내지 도 5와 같이, 워크피스 가공부(3)는, 틀체(1)의 기립부(12)에 고정된 평면에서 보아 U자 형의 베이스부(31)를 구비하며, 이러한 베이스부(31)의 내부에는 Z 방향으로 연장된 지지체(32)가 자유로이 요동 가능하게 설치되어 있다. 지지체(32)의 외주면에 대향하는 위치에는, Y 방향으로 연장된 지지축(33)이 각각 고정되어 있고, 상호 반대 방향으로 연장되어 있다. 각 지지축(33)은, 베이스부(31)의 내부에 자유로이 회전 가능하게 지지된다. 따라서, 지지체(32)는, Y축 주위로 요동 가능하게 되어 있다.
도 5는 지지체(32)의 내부에는, 원통 형상의 내부 공간이 형성되어 있으며, 이러한 공간 내에 상하 방향으로 연장된 원통 형상의 통 부재(321)가 자유로이 회전 가능하게 지지되어 있다. 이러한 통 부재(321)는, Z축 주위로 회전 가능하게 되어 있으며, 그 외주면에는 웜 휠(322)이 고정되어 있다. 그리고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 이러한 웜 휠(322)에는 나사 기어(323)가 나사 결합되어 있다. 나사 기어(323)는, Y 방향으로 연장되도록 지지체(32)에 지지되어 있으며, 그 단부에는, 제3 모터(83)가 연결되어 있다. 따라서, 제3 모터(83)가 구동하면, 나사 기어(323)가 회전하고, 이에 수반하여 통 부재(321)가 지지체(32) 내를 Z 축 주위로 회전한다. 그리고, 이러한 통 부재(321)의 내부에는, 메인 샤프트(34)가 상하 운동 가능하게 배치되어 있다. 메인 샤프트(34)는, 후술할 구동부에 의하여 상하 운동되도록 구성되어 있으며, 상단부에는, 구동부로부터 연장된 구 형상의 조인트부(51)를 받아들이기 위한 받이부(341)가 설치되어 있다. 한편, 메인 샤프트(34)의 하단부에는, 기어 형상의 피니온 커터(342, 가공 툴)가 자유로이 탈착 가능하게 고정되어 있다. 그리고, 위에서 서술한 웜 휠(322), 나사 기어(323) 및 제3 모터(82)가 본 고안에 있어서 메인 샤프트 구동 기구의 일부를 구성한다.
또한, 도 3과 같이 메인 샤프트(34)의 외주면에는, 상하 방향으로 연장된 스플라인(343)이 형성되어 있으며, 이러한 스플라인(343)이 통 부재(321)의 내벽면에 형성된 스플라인 홈(344)에 끼워진다. 따라서, 메인 샤프트(34)는 통 부재(321)와 함께 Z축 주위로 회전하면서, 통 부재(321)의 내부를 상하 이동 가능하게 된다. 또한, 메인 샤프트(34)의 하단부 외주면에는 원주 방향으로 연장된 복수의 홈(345)이 형성되어 있고, 이러한 홈(345)에는 윤활유가 공급된다. 따라서, 메인 샤프트(34)는 윤활유를 통한 활주 샤프트 부시에 의하여, 지지체(32)의 내부에서 회전하도록 되어 있다.
여기서, 지지체(32)는, 후술할 지지체 요동 기구(7)에 의하여 요동되고 있지 않을 때는, 메인 샤프트(34)가 연직 방향을 향하도록 지지되어 있다. 이때의 메인 샤프트(34)의 위치를 기준 위치라 부르고, 메인 샤프트(34)의 방향(여기서는 연직 방향)을 기준 방향이라 부르기로 한다.
다음으로, 메인 샤프트(34)를 상하 방향으로 운동시키는 구동부에 관하여 설명한다. 구동부는, 구동원이 되는 기어 박스(4)와, 이러한 기어 박스(4)와 메인 샤프트(34)를 연결하는 연결부(5)로 구성되어 있다. 연결부(5)는, 이하와 같이 구성되어 있다. 우선, 메인 샤프트(34) 상단부의 받이부(341)에는, 구 형상의 조인트부(51)가 끼워져 있으며, 이러한 조인트부(51)에는 상측으로 연장된 지지 부재(52)가 연결되어 있다. 그리고, 지지 부재(52)의 상단에는, Y축 방향으로 연장된 연결축(53)이 자유로이 회전 가능하게 설치되어 있다. 이러한 연결축(53)은, 베이스부(31)의 상면에 배치된 기어 박스(4)와 연결되어 있다. 즉, 조인트부(51), 지지 부재(52) 및 연결축(53)에 의하여 연결부(5)가 구성되어 있다. 그리고, 이러한 구동부가, 본 고안에 있어서 메인 샤프트 구동 기구의 일부를 구성한다.
계속하여, 기어 박스(4)에 관하여, 도 6 및 도 7도 참조하면서 설명한다. 도 6은 도 3의 D-D 선 단면도이며, 도 7은 기어 박스(4) 내의 기어의 연결 상태를 나타낸 전개도이다. 도 4 및 도 6과 같이 기어 박스(4)는, 베이스부(31)의 상면에 배치되고, 내부에 모터 및 기어를 수용하는 수용부(40)를 구비하고 있다. 수용부(40)의 상부에는 제4 모터(84)가 배치되어 있다. 도 7과 같이, 이러한 제4 모터(84)의 출력축(841)은, 수용부(40)의 내부로 연장되어, 제1 기어(41)가 고정되어 있다. 이러한 제1 기어(41)에는 제2 기어(42)가 기어 결합되고, 제2 기어(42)에는 제3 기어(43)가 기어 결합되어 있다. 제3 기어(43)에는 구동 샤프트(431)가 고정되어 있으며, 구동 샤프트(431)의 양단부는, 수용부(40)로부터 외부로 돌출되어 있다. 수용부(40)로부터 돌출된 구동 샤프트(431)의 일단부에는 위에서 서술한 연결 샤프트(53)가 연결되어 있으며, 구동 샤프트(431)의 타단부에는 후술할 밸런스 웨이트(6)가 설치되어 있다. 그리고, 구동 샤프트(431)에는 수용부(40) 내에서 제4 기어(44)가 고정되어 있고, 제4 기어(44)에는 제5 기어(45)가 기어 결합되어 있다. 제5 기어(45)에는, 2 개의 기어가 기어 결합되어 있으며, X 방향의 일단부측(도 6의 우측)에 제6 기어(46)가 기어 결합되고, X 방향의 타단부측에 제7 기어(47)가 기어 결합되어 있다. 그리고, 제7 기어(47)에는 제8 기어(48)가 기어 결합되어 있다. 도 6과 같이, 구동 샤프트(431)는, X 방향에 있어서, 제6 기어(46)와 제8 기어(48)의 중앙에 배치되어 있다.
제6 기어(46)의 회전 샤프트(461)와 제8 기어(48)이 회전 샤프트(481)는, 각각 수용부(40)로부터 외부로 돌출되어 있다. 그리고, 이것들은, 메인 샤프트(34)를 밀착하도록, Y 방향으로 연장되어 있으며, 후술할 바와 같이, 밸런스 웨이트(462, 482)가 각각 설치되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 수용부(40)로부터 돌출된 구동축(431)의 일단부와, 연결축(53)은 오프셋된 상태로 연결되어 있다. 즉, 구동 샤프트(431)의 축 중심과 연결축(53)과의 축 중심은, 어긋나 있으며, 크랭크 샤프트를 형성하고 있다. 따라서, 구동 샤프트(431)가 회전하면, 연결 샤프트(53)는 구동 샤프트(431)의 축 중심의 주위를 공전하도록 회전하므로, 연결 샤프트(53)와 연결된 지지 부재(52)는 상하 운동한다. 지지 부재(52)는 구 형상의 조인트부(51)를 통하여 메인 샤프트(34)와 연결되어 있으므로, 메인 샤프트(34)에 대하여 지지 부재(52)는 어느 방향으로도 요동 가능하게 되어 있다. 그 결과, 지지 부재(52)의 상하 운동은, 메인 샤프트(34)에 대하여 부드럽게 전달되며, 메인 샤프트(34)가 상하 운동한다. 그리고, 구동 샤프트(431)의 축 중심과 연결축(53)의 축 중심의 오프셋 길이는 변경 가능하게 되어 있다.
한편, 구동 샤프트(431)의 타단부에는, 수용부(40)의 외부에 있어서 밸런스 웨이트(6)가 배치되어 있다. 이러한 밸런스 웨이트(6)는, 원판 형상으로 형성되어 있으며, 그 외주의 일부에 추(61)가 배치되어 있다. 이러한 추(61)는, 위에서 서술한 크랭크 샤프트에 대응하여 설치되어 있다. 즉, 이러한 추(61)는, 구동 샤프트(431)에 대하여 연결 샤프트(53)가 오프셋되어 있는 측과는 반대측에 설치되어 있으며, 연결축(53)의 회전에 의한 진동을 흡수하도록 하고 있다. 또한, 축(61)은 밸런스 웨이트(6) 상에 있어서 직경 방향의 위치를 변경할 수 있게 되어 있다. 즉, 구동 샤프트(431)의 축 중심과 연결 샤프트(53)의 축 중심의 오프셋 길이에 대응하여, 그 위치를 변경할 수 있다.
또한, 기어 박스(4)에 있어서 제6 기어(46)와 제8 기어(48)의 회전 샤프트(461, 481)는, 각각 수용부(40)로부터 외부로 돌출되고, 베이스부(31)의 상측에서 지지 부재(52)를 밀착하도록 연장되어 있다. 그리고, 각 회전 샤프트(461, 481)에는, 단면이 부채꼴 형상으로 회전 샤프트(461, 481)를 따라 연장된 밸런스 웨이트(462, 482)가 설치되어 있다. 각 회전 샤프트(461, 481)는, 단면이 부채꼴 형상의 기단부 부근에 고정되어 있으므로, 밸런스 웨이트(462, 482)의 중심은, 회전 샤프트로부터 어긋난 위치에 있다. 각 밸런스 웨이트(462, 482)는, 제4 모터(84)의 구동에 의하여 회전 샤프트(461, 481)과 함께 회전하고, 메인 샤프트(34)가 하측으로 이동하고 있을 때에, 중심이 상측에 있도록, 부채꼴 형상의 부분이 상측을 향하도록 배치되게 구성되어 있다. 한편, 메인 샤프트(34)가 상측으로 이동하고 있을 때에는, 중심이 하측에 있도록, 부채꼴 형상의 부분이 하측을 향하게 배치된다. 따라서, 메인 샤프트(34)의 상하 운동에 의하여 장치가 받아들이는 진동을 흡수할 수 있다.
다음으로, 지지체(32)를 요동시키기 위한 지지체 요동 기구(7)에 관하여, 도 8 및 도 9도 참조하면서 설명한다. 도 8은 도 3의 E-E 선 단면도, 도 9는 도 4의 F-F 선 단면도이다. 위에서 서술한 기어 박스(4)로부터 연장된 회전축(461, 481) 중, 도 4의 좌측에 배치되어 있는 회전축(481)의 선단부에는, 캠(71)이 설치되어 있다. 그리고, 이러한 캠(71)의 하측에는 하측을 향하여 연장되는 가동봉(72)이 설치되어 있다. 이러한 가동봉(72)의 상단에는, 캠 팔로어(73)가 자유로이 회전 가능하게 설치되어 있으며, 이것이 위에서 서술한 캠(71)의 하측에 접하고 있다. 한편, 가동봉(72)의 하단에는 단면이 대(臺) 형상인 슬라이더(74)가 설치되어 있으며, 이러한 슬라이더(74)는, 베이스부(31)에 설치된 가이드부(75)에 의하여 상하 운동 가능하게 지지되고 있다. 더욱 상세하게는, 위에서 서술한 메인 샤프트(34)의 기준 위치에서의 방향인 기준 방향과 평행하게 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 도 8과 같이, 가이드부(75)에는 장붓구멍(751, 蟻溝, mortise)이 형성되어 있으며, 이러한 장붓구멍(751)에 단면이 대 형상인 슬라이더(74)가 끼워져 있다. 따라서, 슬라이더(74)는, 가이드부(75)에 의하여 Y 방향의 이동이 규제되고, Z 방향으로만 이동하도록 되어 있다.
또한, 슬라이더(74)에는, Y 방향으로 연장된 연결 부재(76)가 설치되어 있다. 더욱 상세하게는, 연결 부재(76)의 일단부가 상하 방향으로 자유로이 요동 가능하게 슬라이더(74)에 설치되어 있으며, 연결 부재(76)의 타단부는, 브라켓(77)을 통하여, 지지체(32)의 측면에 자유로이 요동 가능하게 설치되어 있다. 또한, 슬라이더(74)의 하단부에는, 스프링(78)이 설치되어 있으며, 이러한 스프링(78)에 의하여 슬라이더(74) 및 가동봉(72)이 상측으로 밀어 붙여진다. 즉, 스프링(78)에 의하여, 캠 팔로어(73)가 캠(71)에 밀어 눌려진다. 그리고, 이러한 스프링(78)은, 베이스부(31)에 설치된 브라켓(79)에 의하여 지지되어 있다.
그리고, 구동 샤프트(431)의 회전에 의한 메인 샤프트(34)의 상하 운동과, 회전 샤프트(481)의 회전에 의한 슬라이더(74)의 상하 이동은 같은 주기로 이루어지고 있으며, 메인 샤프트(34)가 최하 지점까지 이동했을 때에, 슬라이더(74)가 상측으로 이동하여 지지체(32)가 요동하도록 되어 있다. 그리고, 메인 샤프트(34)가 최상 지점까지 이동했을 때에, 슬라이더(74)가 하측으로 이동하여 지지체(32)가 초기 위치로 되돌아 오도록 되어 있다. 이와 같은 동기화 조정은, 기어 박스(4)의 기어(41~48), 캠(71)을 조정함으로써 행해진다.
다음으로, 상기와 같이 구성된 플레이너의 동작에 관하여 설명한다. 우선, 메인 샤프트(34)에 피니온 커터(342)를 설치함과 동시에, 테이블(22) 상에 워크피스(W)를 배치한다. 계속하여, 제2 및 제3 모터(82, 83)를 구동하고, 메인 샤프트(34) 및 테이블(22)을 회전시킨다. 따라서, 커터(342)의 회전과 워크피스(W)의 회전을 동기화시킨다. 다음으로, 제1 모터(81)를 구동하여, 워크피스(W)의 X 방향의 위치를 조정한다. 따라서, 워크피스(W)의 절삭 위치를 조정한다. 연이어, 제4 모터(84)를 구동하면, 워크피스(W)의 가공이 행하여진다. 따라서, 도 10을 참조하면서 설명한다. 단, 도 10은 각 부재의 움직임이 과장되게 기재되어 있다.
도 10(a)의 초기 위치로부터 구동 샤프트(431)가 회전하면, 메인 샤프트(34)가 하강한다. 이 과정에서, 도 10(b)와 같이 메인 샤프트(34)에 설치된 피니온 커터(342)가, 워크피스(W)를 절삭한다. 그리고, 피니온 커터(342)가 워크피스(W)보다 하측까지 이동하면, 캠(71)의 회전과 스프링(78)에 의하여, 가동봉(72)이 밀어 올려지고, 슬라이더(74)가 도 10(b)의 초기위치로부터 상측으로 이동한다. 따라서, 도 10(c)과 같이, 연결 부재(76)가 상측으로 잡아 당겨지고, 지지체(32)가 슬라이더(74)측으로 요동한다. 이렇게 하여, 피니온 커터(342)가 워크피스(W)로부터 X 방향으로 이격하면, 도 10(d)와 같이, 메인 샤프트(34)가 상승한다. 그리고, 메인 샤프트(34)가 초기 위치까지 되돌아 오면, 캠(71)의 회전에 의하여, 가동봉(72)이 밀어 내려지고, 슬라이더(74)가 하측으로 이동한다. 따라서, 연결 부재(76)가 지지체(32)를 밀어 누르고, 지지체(32)가 도 10(a)에 나타낸 초기 위치로 요동한다.
이상과 같은 동작의 사이에, 메인 샤프트(34)와 워크피스(W)가 같은 주기로 회전함으로써, 워크피스(W)는 전체 둘레에 걸쳐 가공된다. 이와 병행하여, 제1 모터(81)에 의하여 테이블(22)을 이동시킴으로써, 절삭량을 크게 하여 간다. 이렇게 하여 소정의 가공이 완료되면, 모든 모터의 구동을 정지하고, 워크피스(W)를 테이블(22)로부터 분리한다.
이상과 같이 본 실시 형태에 의하면, 지지체 요동 기구(7)에 있어서, 이하의 특징이 있다. 즉, 캠(71)이 구동함으로써, 메인 샤프트(34)와 평행하게 배치된 슬라이더(74)가 초기 위치로부터 이동한다. 따라서, 슬라이더(74)에 연결된 연결 부재(76)가 잡아 당겨지도록 요동하고, 연결 부재(76)에 연결된 지지체(32)가 슬라이더(74)측으로 요동하도록 되어 있다. 따라서, 지지체(32)가 요동할 때 작용하는 힘은, 슬라이더(74) 및 가이드부(75)에 작용하므로, 캠(71)이나 캠 팔로어(73)에 직접 힘이 작용하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 설계상 캠에 큰 강성이 필요하지 않게 된다.
또한, 이러한 지지체 요동 기구(7)에서는, 캠(71)에 의하여 슬라이더(74)가 왕복 운동하고, 슬라이더(74)의 기준 방향으로의 이동에 수반하는 연결 부재(76)의 요동에 의하여 지지체(32)가 잡아 당겨져 요동한다. 따라서, 도 10(c)와 같이, 슬라이더(74)의 이동 거리(S)에 비하여 지지체(32)의 이동 거리(k)는 작으므로, 예를 들면, 캠(71)이나 캠 팔로어(73)가 마모되더라도, 지지체(32)의 이동 거리에 대한 영향이 작아지게 된다. 그 결과, 캠(71)이나 캠 팔로어(73)의 상태의 영향을 받아들이기 어려운 안정된 가공이 가능하게 되므로, 캠 기구를 이용하더라도 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이상, 본 고안의 일 실시 형태에 관하여 설명하였으나, 본 고안은 이러한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서, 다양한 변경이 가능하다. 예를 들면, 위에서 서술한 밸런스 웨이트(462, 482)의 형태는 특히 한정되지 않고, 적어도 메인 샤프트(34)의 상하 운동에 대응하도록 밸런스 웨이트가 1개라도 받아들여지면 좋다.
상기 실시 형태에서는, 슬라이더(74)를 캠(71)의 움직임에 추종시키기 위한 스프링(78)을 이용하고 있으나, 이것에 한정되지 않으며, 다양한 형태가 가능하다.
상기 실시 형태에서는, 지지체 요동 기구(7)의 구동을, 메인 샤프트(34)의 상하 운동을 행하는 구동부에 의하여 행하고 있으나, 이것에 한정되지 않으며, 별개의 구동부에 의하여 구동할 수도 있다. 또한, 상기 실시 형태에서 나타낸 구동의 형태는 일례이며, 메인 샤프트(34)의 상하 운동, 메인 샤프트(34)의 회전, 슬라이더(74)의 상하 운동, 테이블(22)의 회전 및 테이블(22)의 평행 이동을 행하기 위한 구동 기구는, 이것들이 구동하는 한, 다양한 형태가 가능하다.
상기 실시 형태에서는, 메인 샤프트가 상하 방향으로 향하고 있으나, 이것에 한정되지 않으며, 본 고안은, 메인 샤프트가 수평 방향을 향하여 가로지르는 장치에 적용하는 것도 가능하다.
31...베이스부
32...지지체
34...메인 샤프트
342...피니언 커터(가공 툴)
462, 482...밸런스 웨이트
7...지지체 요동 기구
71...캠
74...슬라이더
75...가이드부
76...연결 부재
78...스프링(탄성 부재)

Claims (13)

  1. 워크피스를 가공하는 가공 툴과,
    상기 가공 툴을 지지하는 메인 샤프트와,
    상기 메인 샤프트를 지지하는 지지체와,
    상기 지지체를 자유로이 요동 가능하게 지지하는 베이스부와,
    상기 지지체에 있어서, 상기 메인 샤프트를, 해당 메인 샤프트의 축 방향으로 왕복 운동시키는 메인 샤프트 구동 기구와,
    상기 베이스부에 설치되고, 상기 지지체를 기준 위치로부터 요동시키는 지지체 요동 기구를 구비하며,
    상기 지지체 요동 기구는,
    상기 기준 위치에 있는 상기 메인 샤프트와 평행한 기준 방향으로 왕복 운동 가능한 슬라이더와,
    상기 슬라이더를 왕복 운동 가능하게 지지하는 가이드 부재와,
    일단부가 상기 슬라이더와 요동 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 지지체와 요동 가능하게 연결되는 연결 부재와,
    상기 슬라이더를 왕복 운동시키는 캠 기구를 구비한 플레이너.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 캠 기구는, 상기 슬라이더를 밀착하여, 상기 기준 방향의 일측에 배치되고,
    상기 기준 방향의 타측에 배치되며, 상기 슬라이더를 일측으로 밀어붙이는 탄성 부재를 더 구비하는 플레이너.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 메인 샤프트 구동 기구에 의하여 구동 가능한 적어도 하나의 밸런스 웨이트를 더 구비하며,
    상기 밸런스 웨이트는, 상기 메인 샤프트가 상기 일측으로 이동할 때, 해당 밸런스 웨이트의 중심이 상기 타측으로 이동하고, 상기 메인 샤프트가 상기 타측으로 이동할 때, 해당 밸런스 웨이트의 중심이 상기 일측으로 이동하도록, 상기 메인 샤프트 구동 기구에 의하여 구동되는 플레이너.
  4. 청구항 3에 있어서,
    한 쌍의 상기 밸런스 웨이트가, 상기 메인 샤프트를 밀착하도록 배치되는 플레이너.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 캠 기구는, 상기 메인 샤프트 구동 기구에 의하여 구동되는 플레이너.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 캠 기구는, 상기 메인 샤프트 구동 기구에 의하여 구동되는 플레이너.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 캠 기구는, 상기 메인 샤프트 구동 기구에 의하여 구동되는 플레이너.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 캠 기구는, 상기 메인 샤프트 구동 기구에 의하여 구동되는 플레이너.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 샤프트 구동 기구가 상기 메인 샤프트 둘레에 회전 가능하게 구성되어 상기 가공 툴을 피니온 커터로 한 플레이너.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 메인 샤프트 구동 기구가 상기 메인 샤프트 둘레에 회전 가능하게 구성되어 상기 가공 툴을 피니온 커터로 한 플레이너.
  11. 청구항 3에 있어서,
    상기 메인 샤프트 구동 기구가 상기 메인 샤프트 둘레에 회전 가능하게 구성되어 상기 가공 툴을 피니온 커터로 한 플레이너.
  12. 청구항 4에 있어서,
    상기 메인 샤프트 구동 기구가 상기 메인 샤프트 둘레에 회전 가능하게 구성되어 상기 가공 툴을 피니온 커터로 한 플레이너.
  13. 청구항 5에 있어서,
    상기 메인 샤프트 구동 기구가 상기 메인 샤프트 둘레에 회전 가능하게 구성되어 상기 가공 툴을 피니온 커터로 한 플레이너.
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