WO1988010533A1 - Housing structure of amplifier unit for ac spindles - Google Patents

Description

明 細 書

A Cス ピン ドル用ア ンプュニ ッ ト の筐体の構造

技術分野細

本発明は、 A C ス ピン ドル用ア ンプユニ ッ ト の筐体の構 造、 即ち、 工作機械のス ピ ン ドルの IS転駆動源として用い られる交流 （ A C ) モータ に対して電源から増幅した駆動 電力を供給するための種々の回路ュニッ トを具えたア ンプ を収納し、 構造的に見て 1個のア ンプュニッ トに組立て可 能にする筐体の構造に関し、 特に、 その組立てられたアン プュニッ トを工作機械の電気アセ ンブ リ ーを形成する強電 盤内に組み込み使用するに当たり、 該アンプュニッ トの自 動組立を効率よ く 、 然も高精度に遂行すると同時に、 軽量 化も達成するよ う に改善工夫された A Cス ピン ドルァ ンプ 用の筐体の構造に関する。 技

工作機械のス ピン ドル （主軸） を高速度で回転駆動する 交流モ— タ は、 工作機械の電気ァ ッ セ ンブ リ 一又は電気ュ ニ ツ トの一部として具備される強電盤に格納、 設備された A Cア ンプを経由して電源から所望の電力を得るように構 成されている。 このような A Cアンプは、 通常、 三相交流 電源からの電力を入力して交流モータの回転駆動に必要な 所望の電流を形成するために種々の回路ュニ ' 'ノ ト、 つま り、 スィ ッチ作用を行う電気接触器回路、 外部ノ ィ ズ信号の流 入と外部へのノ ィズ信号の流出を防止するリアク トル回路、 整流回路、 バヮ—ア ンプ回路、 ィ ンバータ回路等の諸画路 ュニッ トを含んで構成されており、 これらの諸回路ュニッ トは従来、 市販されている夫々の回路ュニッ トを交流モー タ の出力レベルに併せて筐体の內部に組付け、 ア ンプュニ ッ トとして強電盤内に組み込まれている。 しかも、 筐体は 安価な鉄板等の扳材を素材とした板金、 折り曲げ加工品と して形成された箱体を用い、 この箱体に各回路ユニッ トを ねじ固定した取付け法により、 組み付ける構造が採られ、 しかも、 各ュニッ トの安定した固定、 取付けをも く ろむこ とから、 箱体の底板にねじで固定し、 箱体内部に各ュニッ トを沈めた組立構造に形成されていた。

然しながら、 上述した箱体を用いた A Cスピン ドル用ァ ンプの筐体の構造によると、 アンプの上記した諸回路ュニ ッ トを、 金属扳製の箱体の底板へ取付けねじを使用して固 定する組立工程は、 必然的に取付け工具として用いられる ドライバーを箱の底板近くまで夫々の回路ュニッ トの脇に 沿って深く挿入し、 次いで、 固定ねじのねじ頭に ドライノヾ 一先嬙を係合させてから回転により、 ねじ締め-を行う経遏 を迪ることから、 組立工程の自動化により、 例えば、 最近 の産業用ロボッ トを用いてアンプュニッ トの組立をすると きには、 ϋ ボッ トハン ドの先端に把持したねじ締め用 ドラ ィバーを箱体內に揷入してねじ締め回耘する工程は、 ロボ ッ ト動作にねじ頭と係合するまでにロボッ トハン ドを下ろ し、 固定後に引き上げる動作工程が作業能率を著しく低減 させることになり、 自動化を非能率化する一因となってい る。 こ のために、 A C ス ピン ドルア ンプの筐体の設計を改 善して、 産業ロボッ トによる自動組立を高能率で達成し得 る新規な筐体構造が要請されている。 発明の関示

依って、 本発明はこのような要請に応えた新規な A C ス ピ ン ドルアンプ用の筐体の構造を提供せんとするもので ある。

本発明の他の目的は、 産業用ロボッ ト等の自動組み立 てマニピュ レータのェン ドエフエクタを用いて、 自動的に A Cス ピン ドル用アンプュニッ トの組み立てを容易に行え るようにする筐体の構造を提供することにある。

本発明によれば、 工作機械のス ピ ン ドル駆動用交流モ ータ と電源間に介挿されて電気的ア ンプを構成する複数の 回路ュニ ッ トを、 1 つの筐体に集約、 収納して成る A Cス ピン ドル用アンプュニッ トであって、 前記筐体は、 上方に 向けて開放された天井手段と、 前記天井手段の予め定めた 位置に並べて形成され、 前記ア ンプを形成する複数個の画 路ュニッ トのそれぞれに設けられた取付け部が衝合する固 定座手段と、 前記の予め定めた位置の各々の周囲に配設さ れ、 前記回路ュニッ 卜の取付け部と対応の前記固定座とを 衝合、 一致させる位置決めプレー ト手段とを具備して構成 されたことを特徴とする A Cス ピ ン ドルアンプュニッ トを 提供するものである。 この A Cスピン ドルアンプユニッ ト によれば、 上記複数の！!路ュニッ トを筐体にねじ固定する 工程を天井部で達成することにより、 ロボッ トによるねじ 固定作業用の ドライバ—を筐体内部に向けて揷入する挿入 工程が実質的に不要となって、 作業能率を高めることがで き、 しかも、 位置決めプレー ト手段の作用で各回路ュニッ トを筐体の各定位置に定着させる位置決め作業も口ボッ ト による自動操作で正確に遂行可能と成るのである。 好まし く は、 前記筐体は合成樹脂材による成形部品として形成さ れ、 以て、 A Cスピ ン ドルア ンブュニ ッ トの軽量化も可能 となるのである。 図面の簡単な説明

本発明の上述及びその他の目的、 特徴、 利点を添付図 面に示した実施例に基づいてより一層明らかにするが、 同 図面において、

第 1図は、 本究明に係る A Cス ピン ドル用ア ンプュニ ッ 卜における筐体の斜視図、 第 2図は、 同筐体の上面図、 第 3図は同筐体の一側面を示した側面図、 第 4図は、 A Cス ピン ドル用ァンプを構成する種々の回路の一例を示した回 路図、 第 5図は、 同回路のう ち第 2図に示された 1つの回 路ュニッ トの側面図。

発明を実施するための最良の態様

先ず、 第 4図に示した A Cス ピン ドル用ア ンプの回路図 を参照すると、 同ア ンプは、 A C電源との接続部を形成す る入力端子部 A、 その入力端子 Aに接続した電磁接触器 B、 他の外部回路からのノ ィ ズの流入とアンプ内におけるスィ ツチ動作によるノ ィ ズが外部回路に流出するのを防止する リ アク トル回路 C、 複数の ト ラ ンジスタで構成された整流 プリ ッジ回路 D、 ノ、。ヮーダイオー ド回路 E、 A Cモータ M のエネルギー回生回路の抵抗 F、 回生エネルギーを保持す るコ ンデンサ一 G、 複数の ト ラ ンジスターで構成されたィ ンバ—タ回路 H、 出力端子 J等の諸電気回路を有して構成 され、 ス ピン ドル駆動用 A Cモータ Mに対して所望の駆動 電力を供袷する。 そして、 上記諸電気回路は、 夫々力 個 々 のュニ ッ トに形成されている。

次に上述した A Cア ンプの諸屈路ュニッ ト A〜 Jが、 組 込まれる筐体の構造に就いて、 第 1図〜第 3図を参照して 説明すると、 この筐体 1 0 の一実施例は、 合成樹脂材の成 形加工による軽量な箱形体として形成され、 比較的に薄形 の回路ュニッ トを搭載する平板形領域 1 2 と厚さの大きい 回路ュニッ トを搭載する船形領域 1 4 とを具備し、 また、 一側端には入出力の各端子 A、 Jを搭載する端子搭載部 1 6 a、 1 6 bが設けられている。 1 6 c は接地端子搭載部 である。

こ こで、 第 1 図と共に第 2図、 第 3図をも参照すると、 上記平板形領域 i 2 は、 図の左方から頓次にパワーダイ ォ 一 ド回路 E、 整流プリ ッ ジ回路 D、 ィ ンバータ回路 Hを夫 々搭載する領域 1 2 a 〜 l 2 cを成し、 他方、 上記船形領 域 1 4には図の左方から右方に順次にコ ンデンサー G、 リ ァク トル画路0、 電磁接触器 Bを夫々搭載する領域 1 4 a 〜 1 4 cを成している。 ここで、 搭載領域 1 2 a〜 1 2 c は筐体 1 0の上方の天井面に設けられたュニッ ト固定座を 形成し、 これらの固定座に上記各ュニッ h E、 D、 Hを定 置し、 次に第 2図から明らかなように、 同各画路ュニッ ト の取付け部 1 8に形成されたねじ通し孔 2 0を介して矢印 Sで示す方向から固定ねじないし固定ボル ト （図示なし） を産業用口ボッ トのハンドで揷通してから、 同ハン ドで把 持したドライバー （図示なし） により、 固定ねじを回勤さ せて上記ュニッ ト固定座にねじ固定すれば、 取付けが完了 する。 なお、 上記ュニッ ト固定座には各回路ュニッ + E、 D、 Hの取付け部 1 8 のねじ通し孔 2 0 に対応した位置に 予め雌ねじ孔を形成しておく力、、 又は ±記平板形領域 1 2 の下方に別の固定扳を配置して、 その固定板にねじ孔を对 応形成するか、 工作機械の電気ュニッ トにおける他の電気 ュニッ トの筐体上方部にねじ孔を対応形成し、 上方からの ねじ固定操作で簡単に取付けを完成することができる。

ここで、 更に注目すべき点として、 各ュニ 7 ト固定座を 成す搭載領域 1 2 a、 1 2 b、 1 2 cの周面には適数値の 薄い縦扳形状のリブ 2 2が形成されており、 筐体 1 0の天 井面領域の機械的強度を補強すると同時に、 これら薄い緞 板形状のリ ブには各酉路ュニッ トのュニッ ト固定座に向け て下り勾配を成す傾斜面 2 4が形成されている。 この傾斜 面 2 4は、 各回路ュニッ E、 D、 Hをロボッ トにより筐 体 I 0の上方から夫々对応の搭載領域 1 2 a〜 1 2 cのュ ニッ ト固定座に降下させて、 定置するとき、 各回路ュニッ E、 D、 Hが傾斜面 2 4の案内作用で自動的に座の中心 位置に位置決めされるように、 所謂、 テンプレー ト機能を 成すのである。 従って、 産業用ロボッ トを用いた A Cアン プ組立作業においても、 各回路ュニッ E、 D、 Hを所定 のュニ ッ ト固定座位置に正確に定置させ得ると言う作用を 奏するのである。

他方、 船形領域 1 4における搭載領域 1 4 a 〜 1 4 c に 就いては、 第 5図に一例として示したリ アク トル画路ュニ ッ ト Cの取付け部 1 8が衝合するボス ト形状を有した固定 座 2 6が筐体 1 0 の底面 1 0 aから上方に向けて立設され て設けられ、 これらのボス ト状の固定座 2 6 の頂面には雌 ねじ孔 2 8が螺設されることにより、 上記回路ュニ ッ ト (例えば、 上記リ アク トル回路ュニ ッ ト C ) の取付け部 1 8 に穿設されたねじ通し孔 2 0を介して上方 Sから固定 ねじ （図示なし） を挿通して前述の場合と同様にロボッ ト によるねじ締め作業により、 固定すれば、 筐体 1 0 の天井 面領域で回路ュニッ トの取付け固定を完成することができ るのである。 しかも、 この船形領域 1 4の各搭載領域 1 4 a 〜 l 4 c の周画にも前述の平形領域 1 2 における場合と 同様に各回路ユニッ ト F、 C、 Bを上方から対応の搭戴領 域 1 4 a、 1 b . 1 4 c へロボッ トにより把持して降下 させるときに、 所定の位置に定置されるように薄い縦板状 のリ ブ 2 2を設け、 そのリ ブ 2 2 の内向き傾斜面 2 4 の案 內作用で、 自動的に位置決めされるよにしているのである。 従って、 各ュニッ ト 、 C、 Bは、 正確に取付け部 1 8 と 固定座. 2 6 とが衝合、 一致して次のねじ締めによる取付け 固定を容易にするのである。

なお、 筐体 1 0 の周囲には、 工作機械の電気ュニツ トに おける強電盤內において、 他の電気機器と結合するときに 用いることのできる固定座 3 0 も設けられている。 勿論、 上述した回路ュニッ ト以外の回路ュニッ トを所望に応じて 取付け得るように、 予め固定座を配置して置く こともでき る。 なお、 図には示されていないが、 各回路ュニッ トの放 熱効果を向上する放熟フィ ンを筐体 1 0 の周画表面に形成 しておいても良く、 また、 図示されていない蓋部材を天井 面上方に取付け、 その蓋部材に放熱フィ ンを形成して内部 の放熱効果を助成するようにしても良い。

以上の説明から明らかなように、 本発明による A Cス ピン ドル用アンプユニッ トにおける筐体の構造は、 その筐 体にアンブ搆成のための各電気 路ュニ 7 ト A〜 Jを固定 取付けする際に、 筐体の上方領域、 つまり、 天井領域で、 位置決め、 ねじ締め固定等の組立作業を達成できるから、 A Cスピンドル用ア ンプュニッ トの組立を産業用口ボッ ト 等のマニピュ レータを用いて製造ライ ンに沿って、 自動作 業で遂行するとき、 ロボッ トの先端の作業部の動作ス トロ —クを極力、 短縮することができるのである。 つまり、 ね じ締め用 ドライバーを筐体の内部深く揷通し、 ねじ締め後 に引き上げるようにした従来の作業工程に比較して、 大幅 に短縮可能となったのである。 しかも、 テンプレー ト機能 を有した薄い縦扳状のリ ブが設けられているから、 位置決 め精度の向上も達成されるのである。 加えて、 この筐体は 合成樹脂材を用いた軽量な成形品として構成されているか ら、 A Cスピン ドルア ンプ組立体全体の重量軽減にも寄与 するのである。

なお、 上述した筐体は搭載する回路ュニッ 卜の個数や形 伏に併せて適宜に形状、 寸法を設計、 決定されるものであ り、 図に示した形伏や寸法関係に制限されるものでないこ とは言うまでもない。 即ち， 天井面における回路ュニッ ト の取付けと、 リ ブに設けたテンプレー ト機能の傾斜面とを 構成する技術思想に基づき、 任意に形状、 寸法を改変、 変 更することが可能であることは言うまでもない。

Claims

請求の範翻

1 . 機械のスピン ドル駆動用交流モータと電源間に介揷 されて電気的アンプを構成する複数の回路ユニッ トを、 1 つの筐体に集約、 収納して成る A Cスピン ドル用ア ンプュ ニッ トであって、 前記筐体は、 上方に向けて開放された天 并手段と、 前記天井手段の予め定めた位置に並べて形成さ れ、 前記ア ンプを形成する複数値の回路ュニッ トのそれぞ

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れに設けられた取付け部が衝合 o する固定座手段と、 前記の 予め定めた位置の各々の周囲に配設され、 前記回路ュニッ トの取付け部と対応の前記固定座とを衝合、 一致させる位 暈決めプレー ト手段とを具備して構成されたことを特徴と する A Cスピン ドル用ア ンプュニッ ト。

2 . 前記複数値の回路ュニッ トのそれぞれに具備される 取付け部は、 ねじ通し孔を有し、 該取付け部と衝合する前 記筐体の各対応の固定座手段は、 固定ねじ孔が螺設されて いることを特徴とした請求の範囲 1 . に記載の A Cスピン ドル用ア ンプユニ ッ ト。

3 . 前記固定座手段の各々は、 縦のポス ト部材を具備し て構成され、 そのポス トの頂面に前記ねじ通し孔が形成さ れた請求の範匪 2 . に記載の A Cス ピン ドル用アンプュニ ッ 卜。

4 . 前記筐体の位置決めプレー ト手段は、 前記定位置に 向けて下り勾配を有する傾面を備えた縦形薄板リブからな り、 該定位置の周囲に複数の前記縦形薄板リブが配設され て成る請求の範囲 1 . に記戴の A C ス ピン ドル用ァンプュ 二 'ン 卜 。

5 . 前記固定座手段及び前記位置決めプレー ト手段を有 する筐体は、 合成樹脂材により成形されて成ることを特徴 とした請求の範囲 1 . に記載の A C ス ピ ン ドル用ァンプュ ニッ ト。

6 . 前記複数個の回路ュニッ トは、 電源側に入力端を有 した電磁接触器回路、 リ アク トル回路、 整流器回路、 パヮ —ダイオー ド回路、 イ ンバータ回路の各ユニッ トを具備し て成り、 これらュニッ トを前記交流モータ の入力嬙側へ向 けて順次接続すると共に前記筐体に列設して成る請求の範 囲 1 . に記載の A C ス ピン ドル用アンプュニッ ト。