WO2019123699A1 - 工具保持装置及び工作機械 - Google Patents

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WO2019123699A1
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恭太 小竹
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シチズン時計株式会社
シチズンマシナリー株式会社
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    • Y10T408/00Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/36Machine including plural tools
    • Y10T408/385Rotatable about parallel axes

Definitions

  • the present invention relates to a tool holding device for holding a tool, and a machine tool having such a tool holding device.
  • an object of this invention is to provide the tool holding
  • the tool holding device rotatably holds a first axis having a first tool holding portion disposed at one end, a second axis having a second tool holding portion disposed at one end, and the first axis.
  • a driving force input unit that rotates the first axis in response to the input driving force, and a rotation transmission that rotates the second axis in response to the rotation of the first axis. It is preferable to further have a part.
  • the length of the first protrusion is preferably longer than the length of the second protrusion.
  • the machine tool according to the embodiment is engaged with the tool holding base having the driving force output unit that outputs the driving force, the first recess and the second recess, and the tool holding base, and is disposed in the same direction.
  • a tool holding device for holding a plurality of rotary tools the tool holding device projecting from a first surface, a second surface opposite the first surface, and a direction opposite to the first surface from the second surface
  • a plurality of rotary tools arranged in the same direction can be held easily and stably.
  • FIG. 1 It is a figure (the 1) which shows a prior art. It is a figure (the 2) which shows a prior art. It is a perspective view of a machine tool concerning an embodiment.
  • A) is a fragmentary perspective view of the back surface tool stand in the state where the back surface tool holding device shown in FIG. 3 is not mounted,
  • (b) is the back surface tool base in the state where the back surface tool holding device shown in FIG. FIG.
  • (A) is a top view of the back tool holding device shown in FIG. 5
  • (b) is a front view of the back tool holding device shown in FIG. 5
  • (c) is a side view of the back tool holding device shown in FIG. FIG. FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 4 (b).
  • FIG. 6 is a view showing an engagement method of engaging the back tool holding device shown in FIG. 5 with the back tool stand shown in FIG. 3; It is a figure which shows the rotation mechanism which rotates the 1st axis
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG
  • the tool holding device extends in parallel to the first axis, which rotates in response to the driving force input to the driving force input unit, and rotates the first tool holding unit, and the first axis.
  • a second shaft that rotates in response to the rotation of the second tool holder to rotate the second tool holder, and a housing that accommodates the first shaft and the second shaft.
  • One end of the second shaft is accommodated in a second convex portion that protrudes from the second surface of the housing.
  • the length of the second axis corresponds to the length of the second projection. The length can be increased.
  • the length of the second axis is increased by the length corresponding to the length of the second convex portion, so the rotational position of the second axis is stabilized, and the other end of the second axis It is possible to improve the machining accuracy of the workpiece to be machined by the tool held by the second tool holder arranged in
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of the machine tool according to the embodiment.
  • the machine tool 1 has a front main spindle 10, a front tool holder 20, a back main spindle 30, and a back tool holder 40.
  • the front spindle unit 10, the front tool holding unit 20, the back spindle unit 30, and the back tool holding unit 40 are mounted on a flat base 100.
  • the front main spindle unit 10 includes a front main spindle 11, a front main spindle 12, a guide bush support 13, a guide bush 14, and a main spindle Z-axis rail 15, and rotatably holds the first workpiece W1.
  • the front spindle mount 11 is slidably supported by a main spindle Z-axis rail 15 extending in a direction parallel to the Z direction (hereinafter also referred to as an axial direction) in which the main spindle extends.
  • the position of the headstock 11 in the Z direction is controlled by a numerical control (NC) device (not shown).
  • the front main spindle 12 is a shaft member extending in the Z direction, and holds the first work W1 at one end.
  • the front main spindle 12 is rotatably mounted on the front spindle stock 11.
  • the front main spindle 12 moves in the Z direction in response to the movement of the front headstock 11 in the Z direction.
  • the guide bush support 13 is disposed between the front spindle stock 11 and the front tool holder 20 and supports the guide bush 14.
  • the guide bush 14 is supported by the guide bush support 13, and rotatably and slidably holds and guides the first workpiece W1 which moves in the Z-axis direction together with the front main shaft 12 at the time of processing to prevent vibration.
  • the spindle Z-axis rail 15 supports the front spindle head 11 slidably in the Z direction.
  • the front tool holding unit 20 includes a front tool stand 21, a front tool holding device 22, a front tool 23, a tool X axis rail 24, a tool X axis slide table 25, a tool Z axis rail 26, and a tool Z axis.
  • a slide table 27 and a tool Y axis rail 28 are provided.
  • the positions of the front tool stand 21 in the X direction, Y direction, and Z direction are controlled by an NC device (not shown).
  • the front tool holding device 22 is supported by the front tool stand 21 and holds the front tool 23.
  • the front tool 23 is a tool that performs various processes on the first workpiece W1.
  • the tool X axis rail 24 slidably supports the tool X axis slide table 25 in the X direction.
  • the tool X-axis slide table 25 supports the tool Z-axis rail 26.
  • the tool Z-axis rail 26 slidably supports the tool Z-axis slide table 27 in the Z direction.
  • the tool Z-axis slide table 27 supports the tool Y-axis rail 28.
  • the tool Y-axis rail 28 slidably supports the front tool stand 21 in the Y direction.
  • the front tool holder 21 is slidably supported in the X direction, the Y direction and the Z direction by the tool X axis rail 24, the tool Z axis rail 26 and the tool Y axis rail 28.
  • the back spindle 30 has a back spindle 31 and a back spindle 32, and rotatably holds the second workpiece W2.
  • the back headstock 31 is integrated with the front tool rest 21 and is slidably supported in the X direction, the Y direction and the Z direction by the tool X axis rail 24, the tool Z axis rail 26 and the tool Y axis rail 28.
  • the rear main shaft 32 is an axial member extending in the Z direction, that is, the axial direction, and holds the second workpiece W2 at one end.
  • the back spindle 32 is rotatably mounted on the back spindle 31. The back spindle 32 moves in the X, Y, and Z directions in response to the back spindle 31 moving in the X, Y, and Z directions.
  • the back tool holder 40 has a back tool stand 50, a back tool holder 60, and a back tool 70.
  • the back tool stand 50 is fixed to the base 100.
  • the back tool holding device 60 is supported by the back tool stand 50 and holds the back tool 70.
  • the back surface tool 70 is a rotary tool that performs various processes on the second workpiece W2.
  • FIG. 4 (a) is a partial perspective view of the back tool stand 50 in a state in which the back tool holding device 60 is not attached
  • FIG. 4 (b) is a back tool stand 50 in a state in which the back tool holding device 60 is attached.
  • the back tool stand 50 has a base 51 and a plate 52.
  • the base 51 is fixed to the base 100, and the plate 52 is fixed to the base 51 by a fastening member 53 such as a screw.
  • a fastening member 53 such as a screw.
  • the plate member 52 four through holes 54 and four non-through holes 55 are formed.
  • Each of the four through holes 54 is a cylindrical hole penetrating from one surface of the plate 52 to the other surface.
  • a recess 56 is formed on the surface of the base 51 corresponding to the through hole 54.
  • the four non-through holes 55 are cylindrical recesses having a circular bottom surface 57.
  • FIG. 5 is a perspective view of the back tool holding device 60
  • FIG. 6 (a) is a plan view
  • FIG. 6 (b) is a front view
  • FIG. 6 (c) is a side view
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 4 (b).
  • the back surface tool holding device 60 includes a housing 61, a first shaft 62a, a second shaft 62b, a first tool holding portion 63a, a second tool holding portion 63b, a first tightening member 64a, and a second A clamping member 64 b, a first lid member 65 a, a second lid member 65 b, and a driving force input unit 66 are provided.
  • the back surface tool holding device 60 further includes a first convex portion 615 and a second convex portion 616.
  • the housing 61 has a first body 611 and a second body 612.
  • the first body portion 611 is a hollow member having a first surface 613, through which the first shaft 62a and the second shaft 62b pass.
  • the second body portion 612 is a hollow member having a second surface 614 opposite to the first surface, and the first convex portion 615 and the first convex portion 615 in a direction opposite to the first surface 613 from the second surface 614.
  • the 2 convex part 616 protrudes.
  • the first body portion 611 and the second body portion 612 are fastened by a first fastening member 617 a and a second fastening member 617 b.
  • the first shaft 62 a is a rod-like member extending in the Z direction, that is, in the axial direction, which is disposed to penetrate the body between the first surface 613 and the second surface 614 of the housing 61.
  • the first tool holding portion 63a is disposed, the other end is accommodated in the first convex portion 615, and the driving force input portion 66 is disposed.
  • the second shaft 62 b is an axially extending rod-like member disposed so as to penetrate the inside of the housing 61, the second tool holding portion 63 b is disposed at one end, and the other end is a second convex portion 616. Housed in
  • the first tool holder 63a holds the first rotary tool 70a by holding the end of the first rotary tool 70a.
  • the second tool holder 63b holds the second rotary tool 70b by holding the end of the second rotary tool 70b.
  • the first lid member 65a is disposed between the first body portion 611 and the first tool holding portion 63a, and covers a hole through which the first shaft 62a passes.
  • the second lid member 65b is disposed between the first body portion 611 and the second tool holding portion 63b and covers a hole through which the second shaft 62b passes.
  • the first tightening member 64a fixes the first rotary tool 70a held by the first tool holding portion 63a by means of a chuck mechanism which is screwed and tightened in a screw groove formed in the first tool holding portion 63a.
  • the second tightening member 64b fixes the second rotary tool 70b held by the second tool holding portion 63b by means of a chuck mechanism which is screwed and tightened in a screw groove formed in the second tool holding portion 63b.
  • the back tool holding device 60 further includes a first bearing 67a, a second bearing 67b, a third bearing 67c, a fourth bearing 67d, a first gear portion 68a, and a second gear portion 68b, and is driven.
  • the driving force transmitting member 80 is wound.
  • the first bearing 67a is accommodated in the first convex portion 615 and rotatably holds the first shaft 62a.
  • the second bearing 67 b is disposed between the first tool holding portion 63 a and the first bearing 67 a and rotatably holds the first shaft 62 a.
  • the third bearing 67 c is accommodated in the second protrusion 616 and rotatably holds the second shaft 62 b.
  • the fourth bearing 67 d is disposed between the second tool holding portion 63 b and the third bearing 67 c and rotatably holds the second shaft 62 b.
  • the first gear portion 68a is a gear disposed around the circumference of the first shaft 62a
  • the second gear portion 68b is a gear disposed around the circumference of the second shaft 62b.
  • the rotation transmitting unit 69 has gears that engage with the first gear portion 68a and the second gear portion 68b, and rotates the second shaft 62b in response to the rotation of the first shaft 62a.
  • FIG. 9 is a view schematically showing a rotation mechanism for rotating the first shaft 62a and the second shaft 62b in FIG.
  • the driving force is input from the driving force output unit 81 to the driving force input unit 66 via the driving force transmission member 80 such as a rotating belt, and the first shaft 62a rotates in response to the rotation of the driving force input unit 66.
  • the first shaft 62a rotates, and the first rotary tool 70a held by the first shaft 62a rotates.
  • the driving force output unit 81 is connected to a driving device 82 having a motor via a driving shaft 83, and rotates according to the rotation of the motor of the driving device 82.
  • the first gear portion 68a rotates in response to the rotation of the first shaft 62a.
  • the gear of the rotation transmitting portion 69 engaged with the first gear portion 68a is rotated.
  • the gear of the rotation transmitting portion 69 rotates
  • the second gear portion 68b engaged with the gear of the rotation transmitting portion 69 rotates
  • the second shaft 62b rotates.
  • the second shaft 62b rotates, and the second rotary tool 70b held by the second shaft 62b rotates.
  • FIG. 8 is a view showing a mounting method of mounting the back surface tool holding device 60 on the back surface tool base 50. As shown in FIG.
  • Each of the four back surface tool holding devices 60 inserts the first convex portion 615 into the through hole 54 and inserts the second convex portion 616 into the non-through hole 55 so that the first convex portion 615 passes through the through hole 54.
  • the second convex portion 616 is accommodated in the non-through hole 55 and is fastened to the back surface tool stand 50 by a fastening member such as a screw, thereby being engaged with and attached to the back surface tool rest 50.
  • Each of the four back surface tool holding devices 60 holds the first rotary tool 70 a of the rotary tools 70 at a position corresponding to the through hole 54 and the second rotary tool 70 b at a position corresponding to the non-through hole 55. Hold.
  • the length of the second shaft 62b is equal to the length of the second convex portion 616 Lengthen according to the length of the Further, in the rear surface tool holding device 60, the first bearing 67a rotatably holding the first shaft 62a is accommodated in the first convex portion 615, and the third bearing 67c rotatably holding the second shaft 62b is provided.
  • the distance between the third bearing 67 c housed in 616 and the fourth bearing 67 d disposed in the body portion of the housing 61 can be increased.
  • the distance between the bearings that rotatably hold the first shaft 62a and the second shaft 62b can be increased, so that each shaft can be stably rotated.
  • the back surface tool holding device 60 makes the length of the first convex portion 615 longer than the length of the second convex portion 616, whereby the second shaft is interposed between the driving force input portion 66 and the driving force output portion. 62b can be deployed.
  • the second shaft 62b is disposed between the driving force input portion 66 and the driving force output portion, so that the non-through hole 55 is located below the through hole 54 like the plate member 52.
  • Two rotary tools can be arranged on the tool stand of the machine tool of
  • the back tool holding device 60 inserts the first convex portion 615 into the through hole 54 and inserts the second convex portion 616 into the non-through hole 55, thereby providing two rotary tools to the tool base of the machine tool.
  • the two rotating tools are stably driven by the driving force that is stably held and input to one driving force input unit 66.
  • FIG. 10 is a view showing an example of a machine tool on which the back surface tool holding device 60 can be mounted
  • FIG. 11 is a view showing a state where the back surface tool holding device 60 is mounted on the machine tool.
  • the front main spindle unit 110 of the machine tool 2 has a front main spindle stand 111 on which a front main spindle can be rotatably driven, and a guide bush 112 for holding the work rotatably and slidably.
  • the front spindle stock 111 is moved in the Z direction by the front spindle moving device 114 via the front Z axis rail 113 extending in the Z direction.
  • the front main spindle is rotated by, for example, an electric motor built in the front main spindle block 111.
  • the front tool holding unit 120 has an opposing blade moving device 121, a first opposing blade moving shaft 122, an opposing blade movement transfer member 123, and a second opposing blade moving shaft 124.
  • the opposing blade moving device 121 has a motor, and an opposing blade base and a back main shaft (not shown) in the Y direction via the first opposing blade moving shaft 122, the opposing blade movement transfer member 123 and the second opposing blade moving shaft 124. Move it.
  • the back spindle unit 130 has a back spindle 131 on which the back spindle 132 is rotatably mounted.
  • the back spindle block 131 is connected by a first back spindle moving device 134 and a second back spindle moving device 136 via a back X axis rail 133 extending in the X direction and a back Z axis rail 135 extending in the Z direction. It moves in the X and Z directions.
  • the rear headstock 131 incorporates a motor and rotates the rear main spindle.
  • the back surface tool holding portion 140 has a back surface tool device 141, a back surface base 142, and a back surface plate 143.
  • the back tooling device 141 has an electric motor, and rotates the first shaft 62 a and the second shaft 62 b of the back tool holding device 60.
  • the tool rest 150 of the machine tool 2 is engaged with the rotary tool 151 for rotating the rotary tool 160, the rotary tool spindle holding portion 152 for movably holding the rotary tool spindle, and the rotary tool spindle, and rotates the rotary tool 160. And a rotary tool holder 153 for possible holding.
  • the tool rest 150 further includes an X-axis rail 154 which extends in the X direction and slidably holds the rotary tool spindle holding portion 152, and an X axis moving device 155 which moves the rotary tool spindle holding portion 152 in the X direction.
  • the tool rest 150 further has a Y-spindle moving device 156 for moving the rotating tool main-spindle holder 152 in the Y direction.
  • FIG. 12 is a partial perspective view of the back tool holder 140 with the back tool holder 60 not mounted
  • FIG. 13 is a partial perspective view of the back tool holder 140 with the back tool holder 60 mounted. It is.
  • the back plate 143 is formed with four through holes 145 and four non-through holes 146.
  • Each of the four through holes 145 is a cylindrical hole penetrating from one surface of the back plate 143 to the other surface.
  • a recess is formed on the surface of the back base 142 corresponding to the through hole 145.
  • the four non-through holes 146 are cylindrical recesses having a circular bottom.
  • each of the four back surface tool holding devices 60 the first projection 615 is accommodated in the through hole 145, the second projection 616 is accommodated in the non-through hole 146, and the back surface tool holding portion by a fastening member such as a screw. It is attached to the back surface tool holding part 140 by being fastened at 140. Further, each of the four back surface tool holding devices 60 holds the first rotary tool 70 a at a position corresponding to the through hole 145 and holds the second rotary tool 70 b at a position corresponding to the non-through hole 146.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG.
  • the back tool holding device 60 in the machine tool 2 is similar to that in the case of being held by the machine tool 1 except that the back tool holding device 60 is held by the back tool holding portion 140 instead of the back tool stand 50. I omit it.
  • the back surface tool holding device 60 is a tool holding device used for processing a work held by the back surface spindle, but the tool holding device according to the embodiment is a work held by the front surface spindle It may be a front tool holding device used for processing of.
  • the back tool holding device 60 rotates in response to the rotation of the first shaft 62a below the first shaft 62a on which the driving force input unit 66 is disposed at the end. 62b is placed.
  • the second shaft that rotates in response to the rotation of the first shaft may be disposed above the first shaft in which the driving force input unit is disposed at the end.

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Abstract

工具保持装置は、第1面と、第1面に対向する第2面と、第2面から第1面と反対の方向に突出する第1凸部及び第2凸部とを有する筐体と、第1面の第1凸部に対向する位置に配置される第1工具保持部と、第1面の第2凸部に対向する位置に配置される第2工具保持部と、第1凸部の先端に配置され、入力される駆動力に応じて回転する駆動力入力部と、一端に駆動力入力部が配置され且つ他端に第1工具保持部が配置され、第1面及び第2面に直交する軸方向に延伸する第1軸と、一端が第2凸部に収容され且つ他端に第2工具保持部が配置され、軸方向に延伸する第2軸と、第1軸が回転することに応じて、第2軸を回転する回転伝達部とを有する。

Description

工具保持装置及び工作機械
 本発明は、工具を保持する工具保持装置、及びそのような工具保持装置を有する工作機械に関する。
 工作機械において、単一の駆動軸を回転することに応じて、2つの回転工具を回転させることが知られている。例えば、図1に示すように、特許文献1には、単一の駆動軸が回転することに応じて、正面加工用回転軸901と、正面加工用回転軸901に垂直方向に延伸する側面加工用回転軸902との2つの回転軸を回転させることが記載されている。また、図2に示すように、特許文献2には、タレット911の外面中央に設けられた伝達回転軸912に歯合連結された2つの工具回転軸913をタレット911外面に配置することで、2つの回転工具914を回転させることが記載されている。
実開平5―37430号公報 特許第5579799号公報
 特許文献1に記載される工具保持装置では、正面加工用回転軸及び側面加工用回転軸が直交して配置されるため、同一方向に2つの回転工具を保持することは、容易ではない。また、特許文献2に記載される工具保持装置では、同一方向に2つの回転工具を回転させることができるものの、回転工具を回転する2つの工具回転軸とタレットとが干渉しないように配置されるため、工具回転軸の長さを十分に確保することができない。特許文献2に記載される工具保持装置では、回転工具軸の長さを十分に確保できないため、回転工具を安定に保持して精度よくワークを加工することが困難になるおそれがある。そこで、本発明は、同一方向に配置される複数の回転工具を安定に保持する工具保持装置及び工作機械を提供することを目的とする。
 実施形態に係る工具保持装置は、一端に第1工具保持部が配置された第1軸と、一端に第2工具保持部が配置された第2軸と、第1軸を回転可能に保持する第1軸受と、第1工具保持部と第1軸受との間に配置され、第1軸を回転可能に保持する第2軸受と、第2軸を回転可能に保持する第3軸受と、第2工具保持部と第3軸受との間に配置され、第2軸を回転可能に保持する第4軸受と、第1軸、第2軸、第2軸受及び第4軸受を収容する筐体と、筐体から突出し、第1軸受を収容する第1凸部と、筐体から突出し、第3軸受を収容する第2凸部とを有する。
 さらに、実施形態に係る工具保持装置は、入力される駆動力に応じて第1軸を回転する駆動力入力部と、第1軸が回転することに応じて、第2軸を回転する回転伝達部とを更に有することが好ましい。
 さらに、実施形態に係る工具保持装置では、第1凸部の長さは、第2凸部の長さよりも長いことが好ましい。
 また、実施形態に係る工作機器は、駆動力を出力する駆動力出力部と、第1凹部と、第2凹部とを有する工具保持台と、工具保持台に係合され、同一方向に配置される複数の回転工具を保持する工具保持装置とを有し、工具保持装置は、第1面と、第1面に対向する第2面と、第2面から第1面と反対の方向に突出し、第1凹部及び第2凹部にそれぞれが収容される第1凸部及び第2凸部とを有する筐体と、第1面の第1凸部に対向する位置に配置される第1工具保持部と、第1面の第2凸部に対向する位置に配置される第2工具保持部と、第1凸部の先端に配置され、駆動力出力部から入力される駆動力に応じて回転する駆動力入力部と、一端に駆動力入力部が配置され且つ他端に第1工具保持部が配置され、第1面及び第2面に直交する軸方向に延伸する第1軸と、一端が第2凸部に収容され且つ他端に第2工具保持部が配置され、軸方向に延伸する第2軸と、第1軸が回転することに応じて、第2軸を回転する回転伝達部とを有する。
 本発明に係る工具保持装置及び工作機械では、同一方向に配置される複数の回転工具を容易に安定して保持することができる。
従来技術を示す図(その1)である。 従来技術を示す図(その2)である。 実施形態に係る工作機械の斜視図である。 (a)は図3に示す背面工具保持装置が装着されていない状態の背面工具台の部分斜視図であり、(b)は図3に示す背面工具保持装置が装着された状態の背面工具台の部分斜視図である。 背面工具保持装置の斜視図である。 (a)は図5に示す背面工具保持装置の平面図であり、(b)は図5に示す背面工具保持装置の正面図であり、(c)は図5に示す背面工具保持装置の側面図である。 図4(b)のA-A´線に沿う断面図である。 図5に示す背面工具保持装置を図3に示す背面工具台に係合する係合方法を示す図である。 図7に示す第1軸及び第2軸を回転する回転機構を示す図である。 実施形態に係る具保持装置を搭載可能な工作機械の一例を示す図である。 図10に示す工作機械に実施形態に係る具保持装置が搭載された状態を示す図である。 図5に示す背面工具保持装置が装着されていない状態の背面工具保持部の部分斜視図である。 図5に示す背面工具保持装置が装着された状態の背面工具保持部の部分斜視図である。 図13のA-A´線に沿う断面図である。
 以下、添付図を参照して、実施形態に係る工具保持装置及び工作機械について詳細に説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されない。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図面の縮尺等は説明のため適宜変更している。
 実施形態に係る工具保持装置は、駆動力入力部に入力される駆動力に応じて回転して第1工具保持部を回転する第1軸と、第1軸と平行に延伸し、第1軸の回転に応じて回転して第2工具保持部を回転する第2軸と、第1軸及び第2軸を収容する筐体とを有する。第2軸の一端は、筐体の第2面から突出する第2凸部に収容される。実施形態に係る工具保持装置では、第2軸の一端が筐体の第2面から突出する第2凸部に収容されるので、第2軸の長さを第2凸部の長さに応じた長さだけ長くすることができる。実施形態に係る工具保持装置では、第2軸の長さは、第2凸部の長さに応じた長さだけ長くなるので、第2軸の回転位置が安定し、第2軸の他端に配置される第2工具保持部によって保持される工具により加工されるワークの加工精度を向上させることができる。
 (実施形態に係る工具保持装置及び工作機械)
 図3は、実施形態に係る工作機械の斜視概要図である。
 工作機械1は、正面主軸部10と、正面工具保持部20と、背面主軸部30と、背面工具保持部40とを有する。正面主軸部10、正面工具保持部20、背面主軸部30及び背面工具保持部40は、平板状の基台100に搭載される。
 正面主軸部10は、正面主軸台11と、正面主軸12と、ガイドブッシュ支持台13と、ガイドブッシュ14と、主軸Z軸レール15とを有し、第1ワークW1を回転可能に保持する。正面主軸台11は、主軸が延伸するZ方向(以下、軸方向とも称する)に平行な方向に延伸する主軸Z軸レール15によってスライド自在に支持される。正面主軸台11のZ方向の位置は、不図示の数値制御(Numerical Control、NC)装置によって制御される。正面主軸12は、Z方向に延伸する軸部材であり、一端で第1ワークW1を保持する。正面主軸12は、正面主軸台11に回転駆動自在に搭載される。正面主軸12は、正面主軸台11がZ方向に移動することに応じて、Z方向に移動する。ガイドブッシュ支持台13は、正面主軸台11と正面工具保持部20との間に配置され、ガイドブッシュ14を支持する。ガイドブッシュ14は、ガイドブッシュ支持台13に支持され、加工時に正面主軸12とともにZ軸方向に移動する第1ワークW1を回転且つ摺動可能に保持して案内しつつ振動することを防止する。主軸Z軸レール15は、正面主軸台11をZ方向にスライド自在に支持する。
 正面工具保持部20は、正面工具台21と、正面工具保持装置22と、正面工具23と、工具X軸レール24と、工具X軸スライドテーブル25と、工具Z軸レール26と、工具Z軸スライドテーブル27と、工具Y軸レール28とを有する。正面工具台21のX方向、Y方向及びZ方向の位置は、不図示のNC装置によって制御される。正面工具保持装置22は、正面工具台21に支持されると共に、正面工具23を保持する。正面工具23は、第1ワークW1に種々の加工を施す工具である。工具X軸レール24は、工具X軸スライドテーブル25をX方向にスライド自在に支持する。工具X軸スライドテーブル25は、工具Z軸レール26を支持する。工具Z軸レール26は、工具Z軸スライドテーブル27をZ方向にスライド自在に支持する。工具Z軸スライドテーブル27は、工具Y軸レール28を支持する。工具Y軸レール28は、正面工具台21をY方向にスライド自在に支持する。正面工具台21は、工具X軸レール24、工具Z軸レール26及び工具Y軸レール28によってX方向、Y方向及びZ方向にスライド自在に支持される。
 背面主軸部30は、背面主軸台31と、背面主軸32とを有し、第2ワークW2を回転可能に保持する。背面主軸台31は、正面工具台21と一体化され、工具X軸レール24、工具Z軸レール26及び工具Y軸レール28によってX方向、Y方向及びZ方向にスライド自在に支持される。背面主軸32は、Z方向、すなわち軸方向に延伸する軸部材であり、一端で第2ワークW2を保持する。背面主軸32は、背面主軸台31に回転駆動自在に搭載される。背面主軸32は、背面主軸台31がX方向、Y方向及びZ方向に移動することに応じて、X方向、Y方向及びZ方向に移動する。
 背面工具保持部40は、背面工具台50と、背面工具保持装置60と、背面工具70とを有する。背面工具台50は、基台100に固定される。背面工具保持装置60は、背面工具台50に支持されると共に、背面工具70を保持する。背面工具70は、第2ワークW2に種々の加工を施す回転工具である。
 図4(a)は背面工具保持装置60が装着されていない状態の背面工具台50の部分斜視図であり、図4(b)は背面工具保持装置60が装着された状態の背面工具台50の部分斜視図である。
 背面工具台50は、基材51と、板材52とを有する。基材51は、基台100に固定され、板材52は基材51にネジ等の締結部材53によって固定される。一例として板材52は、4つの貫通孔54と、4つの非貫通孔55とが形成される。4つの貫通孔54のそれぞれは、板材52の一方の面から他方の面に貫通する円柱状の孔である。また、基材51の貫通孔54に対応する面には凹部56が形成される。4つの非貫通孔55は、円形の底面57を有する円柱状の凹部である。
 図5は背面工具保持装置60の斜視図であり、図6(a)は平面図であり、図6(b)は正面図であり、図6(c)は側面図である。図7は、図4(b)のA-A´線に沿う断面図である。
 背面工具保持装置60は、筐体61と、第1軸62aと、第2軸62bと、第1工具保持部63aと、第2工具保持部63bと、第1締込部材64aと、第2締込部材64bと、第1蓋部材65aと、第2蓋部材65bと、駆動力入力部66とを有する。背面工具保持装置60は、第1凸部615と、第2凸部616とを更に有する。
 筐体61は、第1胴部611と、第2胴部612とを有する。第1胴部611は、第1面613を有する中空状の部材であり、第1軸62a及び第2軸62bが貫通する。第2胴部612は、第1面に対向する第2面614を有する中空状の部材であり、第2面614から第1面613と反対の方向に中空状の第1凸部615及び第2凸部616が突出する。第1胴部611と第2胴部612とは、第1締結部材617a及び第2締結部材617bによって締結される。
 第1軸62aは、筐体61の第1面613と第2面614との間の胴体部を貫通するように配置されるZ方向、すなわち軸方向に延伸する棒状の部材であり、一端に第1工具保持部63aが配置され、他端が第1凸部615に収容されるとともに駆動力入力部66が配置される。第2軸62bは、筐体61の内部を貫通するように配置される軸方向に延伸する棒状の部材であり、一端に第2工具保持部63bが配置され、他端が第2凸部616に収容される。
 第1工具保持部63aは、第1回転工具70aの端部を挟持することで、第1回転工具70aを保持する。
 第2工具保持部63bは、第2回転工具70bの端部を挟持することで、第2回転工具70bを保持する。
 第1蓋部材65aは、第1胴部611と第1工具保持部63aとの間に配置され、第1軸62aが貫通する孔を覆う。第2蓋部材65bは、第1胴部611と第2工具保持部63bとの間に配置され、第2軸62bが貫通する孔を覆う。
 第1締込部材64aは、第1工具保持部63aに形成されたネジ溝に螺合されて締め込まれるチャック機構により第1工具保持部63aに保持された第1回転工具70aを固定する。
 第2締込部材64bは、第2工具保持部63bに形成されたネジ溝に螺合されて締め込まれるチャック機構により第2工具保持部63bに保持された第2回転工具70bを固定する。
 背面工具保持装置60は、第1軸受67aと、第2軸受67bと、第3軸受67cと、第4軸受67dと、第1歯車部68aと、第2歯車部68bとを更に有し、駆動力入力部66は、駆動力伝達部材80が巻回される。第1軸受67aは、第1凸部615に収容され且つ第1軸62aを回転可能に保持する。第2軸受67bは、第1工具保持部63aと第1軸受67aとの間に配置され且つ第1軸62aを回転可能に保持する。第3軸受67cは、第2凸部616に収容され且つ第2軸62bを回転可能に保持する。第4軸受67dは、第2工具保持部63bと第3軸受67cとの間に配置され且つ第2軸62bを回転可能に保持する。
 第1歯車部68aは第1軸62aの周囲に亘って配置される歯車であり、第2歯車部68bは第2軸62bの周囲に亘って配置される歯車である。回転伝達部69は、第1歯車部68a及び第2歯車部68bのそれぞれと篏合する歯車を有し、第1軸62aが回転することに応じて、第2軸62bを回転させる。
 図9は、図7における第1軸62a及び第2軸62bを回転する回転機構を模式的に示す図である。
 第1軸62aは、駆動力出力部81から、回転ベルト等の駆動力伝達部材80を介して駆動力が駆動力入力部66に入力され、駆動力入力部66が回転することに応じて回転する。第1軸62aが回転し、第1軸62aに保持される第1回転工具70aが回転する。駆動力出力部81は、モータを有する駆動装置82と駆動軸83を介して接続され、駆動装置82が有するモータの回転に応じて回転する。
 第1歯車部68aは、第1軸62aが回転することに応じて回転する。第1歯車部68aが回転すると、第1歯車部68aに篏合される回転伝達部69の歯車が回転する。回転伝達部69の歯車が回転すると、回転伝達部69の歯車に篏合される第2歯車部68bが回転し、第2軸62bが回転する。第2軸62bが回転し、第2軸62bに保持される第2回転工具70bが回転する。
 図8は、背面工具保持装置60を背面工具台50に取り付ける取付け方法を示す図である。
 4つの背面工具保持装置60は、それぞれ、第1凸部615を貫通孔54に挿入すると共に、第2凸部616を非貫通孔55に挿入することで、第1凸部615が貫通孔54に収容され且つ第2凸部616が非貫通孔55に収容されると共に、ネジ等の締結部材によって背面工具台50に締結されることで、背面工具台50に係合されて取り付けられる。
4つの背面工具保持装置60のそれぞれは、回転工具70のうちの第1回転工具70aを貫通孔54に対応する位置に保持すると共に、第2回転工具70bを非貫通孔55に対応する位置に保持する。
 (実施形態に係る工具保持装置の作用効果)
 背面工具保持装置60では、第2軸62bの一端が筐体の第2面614から突出する第2凸部616に収容されるので、第2軸62bの長さを第2凸部616の長さに応じた長さだけ長くする。また、背面工具保持装置60では、第1軸62aを回転可能に保持する第1軸受67aが第1凸部615に収容されると共に、第2軸62bを回転可能に保持する第3軸受67cが第2凸部616に収容されることで、第1凸部615に収容される第1軸受67aと筐体61の胴体部に配置される第2軸受67bとの間の距離及び第2凸部616に収容される第3軸受67cと筐体61の胴体部に配置される第4軸受67dとの間の距離を長くすることができる。背面工具保持装置60では、第1軸62a及び第2軸62bのそれぞれを回転可能に保持する軸受の間の距離を長くすることができるで、各軸を安定して回転させることができる。
 また、背面工具保持装置60は、第1凸部615の長さを、第2凸部616の長さよりも長くすることで、駆動力入力部66と駆動力出力部との間に第2軸62bが配置可能になる。背面工具保持装置60は、駆動力入力部66と駆動力出力部との間に第2軸62bが配置されるので、板材52のように非貫通孔55が貫通孔54の下方に位置する場合の工作機械の工具台に2つの回転工具が配置できる。
 また、背面工具保持装置60は、第1凸部615を貫通孔54に挿入すると共に、第2凸部616を非貫通孔55に挿入することで、工作機械の工具台に2つの回転工具が安定的に保持され、1つの駆動力入力部66に入力される駆動力で2つの回転工具が安定的に駆動される。
 (実施形態に係る工具保持装置の搭載例)
 以下、実施形態に係る工具保持装置が搭載される工作機械の搭載例を示す。
 図10は、背面工具保持装置60を搭載可能な工作機械の一例を示す図であり、図11は工作機械に背面工具保持装置60が搭載された状態を示す図である。
 工作機械2の正面主軸部110は、正面主軸が回転駆動自在に搭載される正面主軸台111と、ワークを回転且つ摺動可能に保持するガイドブッシュ112とを有する。正面主軸台111は、Z方向に延伸する正面Z軸レール113を介して、正面主軸移動装置114によって、Z方向に移動される。正面主軸は、例えば正面主軸台111に内蔵される電動機により回転させられる。
 正面工具保持部120は、対向刃物移動装置121と、第1対向刃物移動軸122と、対向刃物移動伝達部材123と、第2対向刃物移動軸124とを有する。対向刃物移動装置121は、電動機を有し、第1対向刃物移動軸122、対向刃物移動伝達部材123及び第2対向刃物移動軸124を介して不図示の対向刃物台及び背面主軸をY方向に移動させる。
 背面主軸部130は、背面主軸132が回転駆動自在に搭載される背面主軸台131を有する。背面主軸台131は、X方向に延伸する背面X軸レール133と、Z方向に延伸する背面Z軸レール135を介して、第1背面主軸移動装置134と、第2背面主軸移動装置136とによってX方向及びZ方向に移動される。背面主軸台131は、電動機を内蔵し、背面主軸を回転させる。
 背面工具保持部140は、背面工具装置141と、背面基材142と、背面板材143とを有する。背面工具装置141は、電動機を有し、背面工具保持装置60の第1軸62a及び第2軸62bを回転する。
 工作機械2の刃物台150は、回転工具160を回転させる回転装置151と、回転工具主軸を移動可能に保持する回転工具主軸保持部152と、回転工具主軸に係合され、回転工具160を回転可能に保持する回転工具ホルダー153とを有する。刃物台150は、X方向に延伸し、回転工具主軸保持部152をスライド自在に保持するX軸レール154と、回転工具主軸保持部152をX方向に移動させるX軸移動装置155とを更に有する。また、刃物台150は、回転工具主軸保持部152をY方向に移動させるY主軸移動装置156とを更に有する。
 図12は背面工具保持装置60が装着されていない状態の背面工具保持部140の部分斜視図であり、図13は背面工具保持装置60が装着された状態の背面工具保持部140の部分斜視図である。
 背面板材143は、4つの貫通孔145と、4つの非貫通孔146とが形成される。4つの貫通孔145のそれぞれは、背面板材143の一方の面から他方の面に貫通する円柱状の孔である。また、背面基材142の貫通孔145に対応する面には凹部が形成される。4つの非貫通孔146は、円形の底面を有する円柱状の凹部である。
 4つの背面工具保持装置60のそれぞれは、第1凸部615が貫通孔145に収容され且つ第2凸部616が非貫通孔146に収容されると共に、ネジ等の締結部材によって背面工具保持部140に締結されることで、背面工具保持部140に取り付けられる。また、4つの背面工具保持装置60のそれぞれは、第1回転工具70aを貫通孔145に対応する位置に保持すると共に、第2回転工具70bを非貫通孔146に対応する位置に保持する。
 図14は、図13のA-A´線に沿う断面図である。
 工作機械2において、背面工具保持装置60は、背面工具台50の代わりに背面工具保持部140に保持されること以外は、工作機械1に保持されるときと同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。
 説明された実施形態では、背面工具保持装置60は、背面主軸に保持されたワークの加工に使用される工具保持装置であるが、実施形態に係る工具保持装置は、正面主軸に保持されたワークの加工に使用される正面工具保持装置であってもよい。
 また、説明された実施形態では、背面工具保持装置60は、端部に駆動力入力部66が配置される第1軸62aの下方に、第1軸62aの回転に応じて回転する第2軸62bが配置される。しかしながら、実施形態に係る工具保持装置は、端部に駆動力入力部が配置される第1軸の上方に、第1軸の回転に応じて回転する第2軸が配置されてもよい。

Claims (4)

  1.  一端に第1工具保持部が配置された第1軸と、
     一端に第2工具保持部が配置された第2軸と、
     前記第1軸を回転可能に保持する第1軸受と、
     第1工具保持部と前記第1軸受との間に配置され、前記第1軸を回転可能に保持する第2軸受と、
     前記第2軸を回転可能に保持する第3軸受と、
     第2工具保持部と前記第3軸受との間に配置され、前記第2軸を回転可能に保持する第4軸受と、
     前記第1軸、前記第2軸、前記第2軸受及び前記第4軸受を収容する筐体と、
     前記筐体から突出し、前記第1軸受を収容する第1凸部と、
     前記筐体から突出し、前記第3軸受を収容する第2凸部と、
     を有することを特徴とする工具保持装置。
  2.  入力される駆動力に応じて前記第1軸を回転する駆動力入力部と、
     前記第1軸が回転することに応じて、前記第2軸を回転する回転伝達部と、
     を更に有する、請求項1に記載の工具保持装置。
  3.  前記第1凸部の長さは、前記第2凸部の長さよりも長い、請求項1又は2に記載の工具保持装置。
  4.  駆動力を出力する駆動力出力部と、
     第1凹部と、第2凹部とを有する工具保持台と、
     前記工具保持台に係合され、同一方向に配置される複数の回転工具を保持する工具保持装置と、を有し、
     前記工具保持装置は、
      一端に第1工具保持部が配置された第1軸と、
      一端に第2工具保持部が配置された第2軸と、
      前記第1軸を回転可能に保持する第1軸受と、
      第1工具保持部と前記第1軸受との間に配置され、前記第1軸を回転可能に保持する第2軸受と、
      前記第2軸を回転可能に保持する第3軸受と、
      第2工具保持部と前記第3軸受との間に配置され、前記第2軸を回転可能に保持する第4軸受と、
      前記第1軸、前記第2軸、前記第2軸受及び前記第4軸受を収容する筐体と、
      前記本体部から突出し、前記第1軸受を収容する第1凸部と、
      前記本体部から突出し、前記第3軸受を収容する第2凸部と、
     を有することを特徴とする工作機械。
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