WO1985000129A1 - Spindle apparatus for machining center - Google Patents

Description

明 細 書

発明の名称

マ シ - ン グ セ ン タ の主軸装置 技術分野 - 本発明は 自 動工具交換装置を備えたマ シ - ン グ セ ン タ の主軸装置に関 し、 特に工具マ ガ ジ ン と主軸 と の間で工具の自動交換を行 う 際に該主軸における ド 口 一 パ ーを用いた工具着脱の作動機構を簡単化 した マ シ - ン グ セ ン タ の主軸装置に関する。

背景技術

マ シ ニ ン グ セ ン タ に おいて は、 工具マ ガ ジ ン を有 した自 動工具交換装置が備え られてお 、· 工具マガ ジ ン に装塡された多数の工具か ら所望の工具を割出 し、 この所望の工具を機械の主軸に装着されている 使用済み工具と 自 動工具交換を行 う こ と に よ つて多 種の機械加工工程を 自 動的にかつ迅速に遂行させ る 従っ て、 一般にマ シ ニ ングセ ン タ には 自 動工具交換 に当 っ て主軸か ら使用済工具を離脱さ せ、 次に使用 する所望の工具を代 に装着するために工具の着脱 作動機構が主軸へ ッ ドに具備されて主軸装置を形成 してお 、 かかる主軸装置を有 したマ シ ニ ングセ ン タ の従来技術の一例が第 1 図及び第 2 図に示 してあ 0

第 1 図及び第 2 図を参照する と、 この従来のマ シ - ン グ セ ン タ はワ ーク テ ー ブ ル 1 の上方で上下移動 する よ う に機合 2 に支持された主軸へ ジ ド 3 と、 そ の主軸へ ジ ド 3 の前方部に具備された自 動工具交換 装置の工具マガヅン 3 a と を具備 し、 その工具マガ ジ ン 3 a に は自 動工具交換用の多数の工具 T が保持 されてい る。 また上記主軸へ ッ ト "* 3 には円筒状の主 軸 4 と、 該主軸 4 に上下 動可能に設けられて上 端が主軸 4 の上方に突出 しかつ主軸 4 に対する上方 への移動に よ j?該主軸 4 と協働 して工具マ ガ ジ ン

3 a 内の所望のェ具 T を主軸 4 の下端部に装着ク ラ ン プさ せる と と も に主軸 4 に対する下方への移動に よ 使用済の工具 T を主軸 4 の下端部か ら解放させ る ド ロ ーパー 5 、 該 ド ロ ーパー 5 を主軸 4 に対 し 上方に付勢するばね手段 6 と主軸へ ク ド 3 が所定高 さま で上昇したと き に機台 2 に設け られたカ ム 7 に 作用 して ド ロ ー パ ー 5 を押 し下げる方向に移動する よ う に主軸へ •y ド 3 上に枢着された ド ロ ーパ ー押下 げ レ パ ー 8 と を備えている。 つま ]? 、 機台 2 に固定 されたカ ム 7 に従つ て枢着軸心ま わ に摇動する押 下げ レバ ー 8 を有し、 ド ロ ー パ ー 5 の上 ' 下動を駆 動 し、 工具 T の着脱を制御する よ う に した主軸装置 が具備されている。 他方、 主軸 4 の回転駆動は図示 されていない主軸モー タか らペ ル ト プー リ 機構 4 a を介 して回転駆動力が主軸 4 に伝達される構成と

OMPI つ ている 。

然る に上述した従来のマ シ ユ ン グ セ ン タ の主軸装

置においては、 ド ロ ーパ ー押下げ レ バ ー 8 は連結 ヒ。

ン 9 を介 して ド ロ 一 パ ー 5 に連結されているが、 こ の種の主軸装置の場合、 主軸 4 が ド ロ ーパ ー 5 と協

働 して工具をク ラ ンプ している と き は、 主軸 4 とェ

具 と ド ロ ーパ ー 5 とが堅固に結合され'るため、' 主軸

4 が回転 している と き は ド ロ ーパ ー 5 が工具と と も に回転する 。

このため、 従来は、 ド ロ 一パ ー 5 の上端部にペア リ ン グ 5 a を介 して ド ロ ーパ 一ハ ウ ヅ ン グ 5 b を回

転可能に設け、 この ド ロ ーパ ーハ ウ -ク ング 5 b と ド ロ ー パ ー押下げレ パ ー 8 と を ピ ン 9 に よ 連結 して

いたが、 この よ う な構成のため、 ド ロ ーパ ー 5 と ド ロ ー パ ー押下げ レ バ ー ₈ と の間の連結構造が複雑と な 、 部品点数の増加及び組付け性の低下を招いて

いた。 ま た、 ド ロ ーパー 5 の回転に起因 して ド ロ ー

パ一 5 と ド ロ ーパ ー押下げレパー と の間の連結部に

振動が発生 し、 騷音が生 じる原因 と な っ ていた。

発明の開示

本発明は上記従来技術における問題点を解消でき

る マ ン - ン グ セ ン タ の主軸装置を提供せんとする も

のであ る。

すな わち、 本発明は ワ ーク テー ブ ル の上方で上下

OMPI

、 " " ¾ 移動する よ う に機台に支持された主軸へ ッ ドと、 該 主軸へ ッ ドに設け られた円筒状の主軸 と、 前記主軸 内に上下移動可能に設け られて上端が主軸の上方に 突出 し且つ主軸に対する上方への移動によ 該主軸 と協働 して交換用の工具を主軸の下端部にク ラ ン ° させる と と も に主軸に対する下方への移動によ 使 用済工具を主軸の下端部か ら解放さ せる ド ロ ーパ ー と、 該 ド ロ ーパーを主軸に対 し上方に付勢するばね 手段と 、 主軸へ ッ ドが所定高さ ま で上昇 したと き に 前記機台に設け られたカ ム に作用 して ド ロ ー パ ーを 押 し下げる方向に揺動する よ う に前記主軸へ ジ ド上 に枢着された ド ロ ーパ ー押下げ レパー と を備えたマ シ ニ ン グ セ ン タ の主軸装置におい て、 前記 ド ロ ー パ 一押下げ レ バ ーは前記カ ム の案内に よ つ て前記 ド ロ 一パーに向 う 方向に傾動せしめ られたと き に前記 ド 口 一パーの上端面に圧接 して押下力を付与する ·押下 手段を一端に具有 し、 ま た前記 ド ロ 一 パ ー押下げ レ パーが前記カ ム の案内に よ って反対方向に傾動せ し め られる と き に前記押下手段が前記 ド ロ ーパー の上 端面か ら離間する よ う に付勢するばね手段が具備さ れてい る こ と を特徵とする マ シ ユ ン グ セ ン タ の主軸 装置が提供される 。 この場合に、 前記 ド ローパーの 上端面は受圧用平板面に形成され、 前記 ド ロ ーパ ー 押下げレ バ ー の押下手段は該押下げ レ バ ー の前記一

ΟΜΡΙ 端に形成された球面状凸部によ って形成されてい る こ と が好ま しい。 更に前記ばね手段はペ ル ク ラ ン.ク 形レ バーに形成されている前記押下げ レパーの一方 の腕を前記力 ム に向けて付勢する押付けばねと して 形成されている こ と ^好ま しい。

図面の簡単な説明

第 1 図は従来の主軸装置を具備した マ シ ニ ン グ セ ン タ を示す斜視図、 第 2 '図は第 1 図に示す主軸装置 の要部断面図、 第 3 図は本発明に よ る マ シ ニ ン グ セ ン タ の主軸装置の要部を示す断面図、 第 4 図は第 3 図に示す主軸装置の要部平面図である。

発明を実施するための最良の態様 - 本発明の一実施例を示す第 3 図及び第 4 図を参照 する と、 マ シ ニ ン グ セ ン タ の主軸装置は、 ワ ーク テ 一ブ ル の上方で上下移動する主軸へ ッ ド 1 0 を備え ている 。 主軸へ ッ ド 1 0 は図示されてい い支持機 構に よ っ て機台 1 2 に支持されている 。

主軸へ ッ ド 1 0 には上下方向に延びる円筒状の主 軸 1 4 がその中心軸線周 に回転可能に支持されて お 、 主軸 1 4 は第 3 図には示してい い主軸モ ー タ か らベ ル ト ° — リ 装置 1 4 a を介 して回転駆動さ れる よ う にな ってい る 。 主軸 1 4 の下端部には 自 動 工具交換装置 （ 図示な し ） か らの工具を受け入れる ための工具受容部 1 6 が形成されている 。 こ こでは

ΟΜΡΙ 図示されてい いが自 動工具交換装置は、 工具を主 軸 1 4 の直下に供給するための工具搬送手段と多数 の工具を保持するための工具マガ -ク ン と を具備した も のが一般的であ るが、 工具搬送手段を具備する こ とに換えて工具マ ガ ジ ンを工具主軸へ ッ ド 1 0 の前 方に傾けて配置し、 工具マ ガ ジ ン の回転割出 しに従 つて所望の一つの工具が主軸 1 4 の直下に位置決め される形式のも のであ て も よい。

主軸 1 4 の工具受容部 1 6 は主軸へ ッ ド 1 0 の上 下移動によ ])工具に嵌説される よ う にな っている 。

主軸 1 4 内には ド ロ ー パ ー 1 8 が上下移動可能に 設け られてお 、 ド ロ ーパ ー 1 8 の上端面 1 8 a は 主軸 1 4 の上方に突出 している。

工具受容部 1 6 内において、 ド ロ ーパー 1 8 はェ 具の上端部に形成されたプ ル ス タ ツ ドをク ラ ンプす るための複数個のポ、一ル 2 0 を保持している。 ボ、一 ル 2 0 は ド ロ ーパー 1 8 が主軸 1 4 に対し上方に移 動した と き に工具受容部 1 6 の小径内面に作用 して 工具のプ ル ス タ ツ ドに係合 し、 工具を主軸 1 4 の下 端部に堅固にク ラ ン プせ しめる よ う にな つてお 、 また、 ール 2 0 は ド ロ ーパー 1 8 カ 主軸 1 4 に対 し下方に移動した と き に工具のプ ルス タ ツ ドか ら離 脱 して工具を 軸 1 4 の下端部か ら解放せ しめる よ う にな つている。

Ο ΡΙ 主軸 1 4 の内周面と ド ロ ーパ ー 1 8 の外周面との 間には ド ロ 一 パ ー 1 8 を主軸 1 4 に対 し上方に付勢 するための複数の皿ばね 2 2 が設け られてお ]?、 ド ロ ー パ ー 1 8 は皿ばね 2 2 に よ っ て主軸 1 4 に対 し 一定高さ位置まで押上げ可能と な っ ている。

主軸へ ッ p 1 0 の上面には ド ロ ー パ ー押下げレ パ 一 2 4 が水平軸 2 6 を介 して枢着されている。 レ 一 2 4 は略ベ ル ク ラ ン ク形に形成されて お 、 レ パ

2 4 の一端には主軸へ 0 が所定高さ ま で上 昇 した と き に機台 1 2 に設け られたカ ム 2 8 に作用 する ロ ー ラ 3 0 が設け られてい る。 ま た、 レ パー 2 4 は 、 該 レパー 2 4 の ロ ー ラ 3 0 が カ ム 2 8 ·ί 作 用 した と き に ド ロ ー パ ー 1 8 の上端面 1 8 a を主軸 1 4 に対 し押 し下げる押下げ端部 2 4 a を有 してい る 。 押下げ端部 2 4 a は ド ロ 一パ ー 1 8 の上面 1 8 a に対向する弧状の球面を有 してい る 。

主軸へ ッ ド 1 0 と レパ ー 2 4 と の間には レパ 一

2 4 がカ ム 2 8 に作用 していない と き に押下げ端部 2 4 a 力 S ド ロ 一 バ ー 1 8 の上端面 1 8 a か ら離間す る よ う に該レ バ ー 2 4 を付勢する ばね 3 2 が設けら れている 。 ま た、 倒れ制 用のボ ル ト 3 2 a が同 じ く 主軸へ ッ ド 1 0 と レ パ 一 2 と の間に設け られ、 水平軸 2 6 のま わ ]) に レ パ ー 2 4 が上記付勢ばね 3 2 の付勢力で常時押圧されてい る こ と に よ 、 レ

O PI パ一 2 4 がカ ム 2 8 に作用 しな く なる と き に生ずる 倒れを ^止している。

上記実施例において、 工具を交換する と き は、 主 軸へ ッ ド 1 0 が図示しない工具マガ 'クン と一緒に上 昇し、 レパ ー 2 4 の ロ ー ラ 3 0 がカ ム 2 8 に乗 上 げて ド ロ ーパ ー 1 8 がレ パ 一 2 4 の押下げ端部 24 a に よ D 下方に押 し下げ られる 。 これに よ ])、 工具が 主軸 1 4 の工具受容部 1 6 か ら解放される 。 その後、 工具マ ガ ジ ンに対 して主軸へ ッ ド 1 0 が更に上昇 し、 主軸 1 ： の下端が工具の上方に移動する 。 この と き、 レパ一 2 4 の ロー ラ 3 0 は カ ム 2 8 の上方に位置 し ている 。

工具が工具マ ガ ジ ンに よ 交換されて新たな工具 が主軸 1 4 の直下に割 ]? 出される と、 主軸へ ッ ド 1 0 が下降 し、 新たな工具が主軸 1 4 の工具受容部 1 6 内に挿入される。 ま た、 主軸へ ッ ド 1 0 の下降 に伴っ て レ パ ー 2 4 の ロ ー ラ 3 0 カ 上方か ら カ ム

2 8 に乗 ]3 上げて再び ド ロ 一 パ ー 1 8 を下方に押 し 下げる 。 この動作に よ ]? 工具のプルス タ ッ ドが ド ロ —パー 1 8 の ール 2 0 の内方に挿入される。 そし て、 レ パ ー 2 4 の ロ ー ラ 3 0 がカ ム 2 8 の下方に移 動する と レ ノ — 2 4 に よ る ド ロ ー パ ー 1 8 の押 し下 げ力が解除される。 このため、 ド ロ 一パ ー 1 8 は皿 ばね 2 2 のばね力に よ って主軸 1 4 に対し上方に移

O PI 動せ しめ られ、 ポ ー ル 2 0 が工具の首部に係合 して 主軸 1 4 と工具と ド ロ ーパ一 1 8 とが堅固に結合せ しめ られる 。 すなわち、 工具は主軸 1 4 の下端部に ク ラ ン プされる。

その後、 主軸へ ッ ド 1 0 は工具マ ガ ジ ン と一緒に 更に下降 し、 加工準備位置に至る 。

下降時には主軸 1 4 が回転駆動され、 主軸 1 4 と 一緒に工具が回転するが、 ド ロ ーパ ー 1 8 は主軸 1 4 及び工具に対 し堅固に結合されているため、 主 軸 1 4 の回転に伴って ド ロ ーパー 1 8 も 回転する 。 しか し、 力'ロェ時には レパ ー 2 4 の ロ ー ラ 3 0 は カ ム 2 8 に作用 していない ので、 レ パ ー 2 4 の押下げ端 部 2 4 a はばね 3 2 のばね力に よ ド ロ ーパ ー 1 8 の上端面 1 8. a か ら離間 した位置に保たれている 。 このため、 ド ロ ーパ ー 1 8 の回転が レ パ ー 2 4 に伝 達される こ とはない。

以上一実施例につき 説明 したが、 本発明は上記実 施例の態様のみに限定される も のではな く 、 例えば 工具をク ラ ン プするための機構 と しては コ レ ジ ト を 利用 したも のであ っ ても よ い。 当業者であれば特許 請求の範囲に記載された技術思想の範囲内で上記実 施例に種々 の変更を容易に加え得るであろ う 。

本発明に よれば、 ド ロ ーパ ー押下げ レパ一 と ド ロ 一パー と の間の力の伝達構造が極めて簡単な も の と な ？、 部品点数の低減化、 組付け性の向上、 軽量化 等を図る こ とができ る と と も に、 故障 しに く い 自動 工具交換装置を提供で き る こと と な る。 しか も、 主 軸回転時には ドロ ーパー と ドロ ーパ ー押下げレ パ ー とが切 離されているため、 従来構造に比 して騷音 の低減を図る こ とができ る こ と と な る。

O PI

WIP

Claims

請 求 の 範 囲

1. ワ ークテー ブル の上方で上下移動する よ う に機 台に支持された主軸へ ッ ド と、 該主軸へ ッ ドに設け られた円筒状の主軸 と、 前記主軸内に上下移動可能 に設け られて上端が主軸の上方に突出 し且つ主軸に 対する上方への移 動に よ 該主軸と協働 して交換用 の工具を主軸の下端部にク ラ ン プさせる ど と も に主 軸に対する下方への移動に よ i?使用済工具を主軸の 下端部か ら解放さ せる ド ロ ーパー と、 該 ド ロ ーパ ー を主軸に対 し上方に付勢するばね手段 と、 主軸へ ッ ドが所定高さま で上昇 したと き に前記機台に設け ら れたカ ム に作用 して ド ロ ー パ ーを押 し下げる方向に- 摇動する よ う に前記主軸へ ッ ド上に枢着された ド ロ —パー押下げ レパ一と を備えたマ シ ユ ン グ セ ン タ の 主軸装置において、 前記 ド ロ ー パ ー押下げ レ バ ーは、 前記カ ム の案内に よ つ て前記 ド ロ 一パーに向 う 方向 に傾動せ しめ られたと き に前記 ド ロ 一パーの上端面 に圧接 して押下力を付与する押下手段を一端に具有 し、 ま た前記 ド ロ ー パ ー押下げ レ パ 一が前記カ ム の 案内に よ って反対方向に傾動せ しめ られる と き に前 記押下手段が前記 ド 口 一パーの上端面か ら離間する よ う に付勢するばね手段が具備されてい る こ と を特 徵 とする マ シ - ン グ セ ン タ の主軸装置。

2. 前記 ド ロ ーパー の上端面は受圧用平板面に形成

OMPI

、細 され、 前記 ド ロ ー パ ー押下げ レバー の押下手段は該 押下げレバー の前記一端に形成された球面状凸部に よ つ て形成されている請求の範囲第 1 項に記載のマ シ - ン グ セ ン タ の主軸装置。

3. 前記ぱね手段はベ ル ク ラ ンク形レパ一に形成さ れている前記押下げ レパ一の一方の腕を前記力 ムに 向けて付勢する押付けばね と して形成されている請 求の範囲第 1 項に記載のマ シ - ン グ セ ン タ の主軸装

OMPI WIPO .