WO1991003343A1 - Tour automatique multibroche - Google Patents

Description

明 細 発明 の 名 称

多軸 自 動旋盤 技術分野

本発明 は、 複数個 の 主蚰を 回転 自 在 に 設 け て な る ス ビ ン ド ル キ ャ リ ア が割出 し 回転 し 、 そ れぞ れ の 主軸 に 保持 さ れた ワ ー ク が順次複数種類 の 加ェ が施 さ れ る よ う に 構成 さ れ た 多軸 自 動旋盤 に 関 す る も の で あ る 。

背景技術

従来の 多軸 自 動旋盤を 第 5 図 に 示す 。 こ の 多 軸 自 動 旋盤で は 、 ス ピ ン ド ル キ ヤ リ ア 9 が割 出 し 回転可能 に 設 け ら れ、 こ の ス ビ ン ド ル キ ャ リ ア 9 に は そ の 画 軸 を 中心 と し た 同一円周上 に 且 つ等間隔 に 主軸 1 2が回 転 自 在 に 保持 さ れて い る 。 各主軸 1 2に は ワ ー ク W が チ ヤ ッ ク で 保持 さ れて お り 、 そ れぞ れ の ヮ ー ク W は工具 1 4 に よ っ て 加工 さ れ る 。 こ の よ う に 構成 さ れ た 多軸 自 動 旋 '盤 に お け る 各主軸 1 2の 回転躯動 は、 第 4 図 に 示す よ う な モ ー タ 1 に よ つ て 行 な わ れ る 。 モ ー タ 1 の 回転 出 力 は、 出力 軸 5 か ら ベ ル ト 7 及び駆動伝達手段 8 を 介 し て ド ラ イ ブ シ ャ フ 卜 1 0に 伝達 さ れ る 。 ド ラ イ ブ シ ャ フ ト 1 0の 一端 に 固定 さ れ た 歯車 1 1は各主軸 1 2に 設 け ら れ た 歯車 1 3と 嚙合 つ て い る か ら 、 ド ラ イ ブ シ ャ フ ト 1 0 の 回転 は各主軸 1 2に 伝 え ら れ る 。 上記 モ ー タ 1 と し て 使用 れれ る も の と し て は、 例え ば第 4 図 に 示す構造の も の が一般的 で あ る 。

こ の モ ー タ 1 は、 コ ィ ル 2 が巻装 さ れ た ス テ 一 タ 3 を ケ ー ス 4 内 に 周方向 に 配設 し、 そ の ス テ ー タ 3 に よ つ て 形成 さ れ た 中 央空間 内 に 出 力 軸 5 を ケ ー ス 4 に 枢 支す る と 共 に 、 そ の 出力 軸 5 の 外周 に ス テ ー タ 3 の 内 面 と一定 の 間隔を 保つ よ う に ロ ー タ 6 を 固定 し た 構成 で あ る 。 よ つ て 前記 コ ィ ル 2 に 通電 し て フ レ ミ ン グ の 左手 の 法則 に よ っ て 発生す る 電磁力 を 回転力 と し て 出 i o 力 軸 5 を 回転 さ せ る 。

こ の 種 の 多軸 自 動旋盤で は長尺の 棒状 ワ ー ク W を 主 軸 1 2の 中 空部内 に 揷通 し 、 加工 に伴 っ て 漸時 ワ ー ク W を 送耠す る よ う に な つ て お り 、 ス ピ ン ド ル キ ャ リ ア 9 力、 ら そ の 未加ェ の ヮ 一ク Wが延び出 し た 形 と な っ て い る 。 そ の た め 、 上述 し た 従来 の モ ー タ 1 で は こ の ヮ ー ク W と モ ー タ 1 が空間的に 干渉す る の で ス ピ ン ド ル キ ャ リ ア 9 の ド ラ イ ブ シ ャ フ ト 1 0に モ ー タ 1 の 出 力軸 5 を 直結す る こ と がで き ず、 上述 の よ う に モ ー タ 1 を ス ビ ン ド ル キ ヤ リ ア 9 か ら 離 し て 配置す る と 共 に ベ ル ト

2 0 7 及び駆動伝達手段 8 等 を介 し て そ れ ら を 連結 し て い た 。

そ の 結果、 従来 の モ ー タ 1 を 用 い た 多 軸 自 動旋盤で は そ の 構造が複雑 に な つ て し ま う と 共 に 、 そ れ 自 体が 大型化 し て 配置 ス ぺ ー ス を 広 く と っ て し ま う と い う 問

Z 5 題点が あ っ た 。 本発明 は こ の よ う な 問題点 を 解決す る た め の も の で あ り 、 構造が簡単 で 且つ コ ンノ、 · ク ト な 多軸 自 動旋盤を 提供す る こ と を 目 的 と し て い る 。

発明 の 開示

上記 目 的 を 達成す る た め 本発 明 の 多軸 自 動旋盤に あ つ て は、 ス ビ ン ド ル キ ヤ リ ァ の 回転軸 と モ ー タ の 回転 出 力軸 と を 同一軸線上 に 配置 し 、 こ の モ 一 夕 の 回転出 カ を 複数 の 主轴 の そ れぞれ に 伝達す る 手段 を 設 け る一 方、 モ ー タ の ス テ ー タ 部分 に 複数 の 主軸 の 中 心孔 と 同 一軸線上 と な る 貫通孔を 形成す る こ と に よ り 、 主軸 の 中 心孔 に 挿通 さ れ る 長尺 ヮ ー ク は、 モ 一夕 に 形成 さ れ た 貫通孔 に も 揷通で き る よ う に し た 。 し た が っ て 、 長 尺 の ヮ ー ク と モ ー タ が空間的 に 干涉す る こ と は な く な り 、 ス ピ ン ド ル キ ヤ リ ア と モ ー タ と を 接近 さ せ る こ と が可能 と な る

図面 の 簡単 な説 明

第 1 図 は本発明 の一実施例 に 係 る モ ー タ の 縦断面図 (第 2 図 の I - - I 断面図 ） で あ る 。

第 2 図 は第 1 図 の Π — Π 断面図 で あ る 。

第 3 図 は本発明 の モ ー タ を装着 し た 多蚰 自 動旋盤 の 要部縦断面図で あ る 。

第 4 図 は従来 の モ ー タ の 縦断面図 で あ る 。

第 5 図 は従来 に お け る 多軸 自 動旋盤 の 構成で あ る 。

発 明 を 実施す る た め の 最良 の 形態

第 1 図及び第 2 図 に 示す よ う に本発明 の モ ー タ 20に お い て は、 主軸 21の 両端部がベ ア リ ン グ 22, 23を 介 し て ケ ー ス 端板 24, 25に 回転 自 在 に 支持 さ れ、 中 間部外 周 に は ロ ー タ 26が固定 さ れ、 こ の ロ ー タ 26に は コ ィ ル 27が巻装 さ れて い る 。

ロ ー タ 26の 外周部 に は コ ィ ル 28が卷装 さ れ た ス テ ー タ 29が そ れを 取 り 囲む よ う に配設 さ れ、 両端部が ボ ル ト 30に よ っ て ケ ー ス 端板 24, 25に 固定 さ れ る 。 ロ ー タ 26の 外周 と ス テ ー タ 29の 内周 と は一定 の 間隔を 保 っ て 配置 さ れ る 。

I 0 従 っ て コ イ ル 27 , 28に 電流を 流す と 電磁力 が発生 し ス テ ー タ 29に 対 し て 口 ー タ 26が回転 し て 主軸 21を 面転 さ せ る 。 以上説明 し た モ ー タ 20の構造 は従来の も の と 同様で あ る た め 詳細 な 説明 は省略す る 。

ケ ー ス 端板 24, 25と ス テ ー タ 29の 外周部 に は外筒 31 及び こ の 外筒 31の 両端に ボ ル ト 35に よ っ て 固定 さ れ た 枠体 32, 33と が配置 さ れて お り 、 ケ ー ス 端板 24, 25及 び ス テ ー タ 29は こ の 外筒 31及び枠体 32, 33に べ ア リ ン グ 34を 介 し て 前記主軸 21を 中心 と し て 回転 自 在 に 支持 さ れて い る 。

Z 0 ま た 、 主軸 21の 一端 は駆動源 と し て 利用 す る た め に ケ ー ス 端板 24か ら 外方 に 突出 す る 一方、 他端 は ケ ー ス 端板 25に 取付 け ら れ た カ ノ ー 36に 覆わ れて い る 。

モ ー タ 20の 軸方向 に 、 上述 の カ バー 36と 軸受 24, 25 と ス テ ー タ 29と を 貫通 し て 複数 （ 本実施例 で は 6 本 ） の 貫通孔 37が形成 さ れ、 こ の 貫通孔 37内 に は ス リ ー ブ 38が装着 さ れて い る 。 こ の 貫通孔 3 7の ス リ ー ブ 3 8は後 述す る よ う に 、 モ ー タ 20が工作機械 に 取付 け ら れ た 時 こ の 内 部 に ワ ー ク あ る い は工 具 な ど が挿入 さ れて こ れ を 支持す る た め の も の で あ る 。

な お こ の 貫通孔 37は本実施例 の モ ー タ 2 0で は 円周方 向 等配 に 6 本形成 し た が、 そ の 数や位置， 形状 な ど は 用 途に 合わせて 適宜選択 さ れ る 。

次 に 、 以上説明 し た モ ー タ 20を 装着 し た 多軸 自 動旋 盤 5 0に つ い て 第 3 図 に 基づ い て 説 明 す る 。

i o 第 3 図 は多 軸 自 動旋盤 の 要部縦断面図 で あ っ て 、 特 に 前述 し た モ ー タ 20が取付 け ら れた 多軸 自 動旋盤 5 0の へ ッ ド 部を 示す。

多軸 自 動旋盤 50の へ ッ ド ス ト ッ ク 5 1に は ス ビ ン ド ノレ キ ャ リ ァ 52が ベ ア リ ン グ 5 3を 介 し て 回 転 自 在 に 嵌合す る 。 こ の ス ピ ン ド ル キ ャ リ ア 52の 中 心部 に 前述 し た モ 一 夕 20の 主軸 2 1が貫通す る よ う に 、 こ の モ — タ 2 0の 外 筒 3 1及 び枠体 3 2 , 3 3が多軸 自 動旋盤 5 0に 図示 し な い 面 定手段 に よ っ て 固定 さ れ る 。 そ し て こ の 主軸 2 1 は ス ピ ン ド ル キ ャ リ ァ 5 2に ベ ア リ ン グ 5 4を 介 し て 支持 さ れ る

Z 0 こ の モ ー タ 20の 主鼬 2 1に は ス ピ ン ド ノレ キ ヤ リ ァ 5 2の 端 面 に 接す る よ う に 、 後述 す る 複数 の ス ピ ン ド ル 5 5の 各 従勖歯車 5 6に 嚙合す る 駆動歯車 57が固結 さ れて い る 。

ス ピ ン ド ル キ ヤ リ ァ 52に 支持 さ れ た 主軸 2 1を 中心 と し て 軸方向 を 向 い た 複数 （ 本実施例で は 6 本 ） の ス ビ ン ド ル 5 5が モ ー タ 20に 形成 さ れか貫通 3 7と 対 向 す る よ う に 、 そ れ ぞ れ ベ ア リ ン グ 58を 介 し て ス ピ ン ド ル キ ヤ リ ァ 52に 回転 自 在 に 支持 さ れて い る 。 従 っ て 、 モ ー タ 20の ス テ ー タ 29に 形成 さ れ た 各貫通孔 37と ス ピ ン ド ル キ ャ リ ア 52の 各 ス ピ ン ド ル 55は一直線上に 配設 さ れ た 状態 と な る

こ の ス ビ ン ド ル 55は、 ワ ー ク W が揷通 さ れ る 中空 の ス ビ ン ド ノレ本体 5 9と 、 そ の本体 59の一端 に 設置 さ れて ワ ー ク W を 摑持可能な チ ャ ッ ク 60と 、 本体 59の 外側 に 固着 さ れ前述の 駆動歯車 57と 嚙合す る 従動歯車 56と よ o り 構成 さ れて い る 。 従 っ て 、 モ ー タ 20の 主軸 2 1が回転 す る と そ れ に 固定 さ れた 駆動歯車 57が回転 し、 こ の 駆 動歯車 57 と 嚙合す る 従動歯車 5 6が面転 す る こ と に よ り ワ ー ク W を 摑持す る 複数 の ス ピ ン ド ル 5 5が同時 に 面転 駆動 さ れ る

ス ビ ン ド ル キ ヤ リ ァ 52に は ス ピ ン ド ル 55に 摑持 さ れ た ワ ー ク W を 割出 し す る た め の 割出歯車 6 1が固着 さ れ て お り 、 こ の 割出 歯車 6 1が図示 し な い 割出装置 の 駆動 歯車 と 嚙合 つ て い る 。 こ の割出装置の 作動 に よ っ て こ の 割 出歯車 6 1 と 一体 の ス ビ ン ド ル キ ヤ リ ァ 52が一定 角 0 度回転 さ せ ら れ る こ と に よ り 、 各 ス ピ ン ド ル 55の ヮ ー ク W が順次所定の 位置 に 割出 さ れ る 。

62は多軸 自 動旋盤 50に 設置 さ れた 刃物台 で あ っ て 、 ス ビ ン ド ル 55に 摑持 さ れ た ワ ー ク W を 加工す る ノ ' ィ ト

63が取付 け ら れて い る 。 こ の 刃物台 62は ス ピ ン ド ル 55 5 に 摑持 さ れた ワ ー ク W の 数 だ け そ れ に 対応 し て 設置 さ れ、 そ れぞ れ異 っ た 加工を 行 つ よ つ に な つ て い る 。 以上説 明 し た 本発 明 の モ ー タ 2 0を 装着 し た 多 轴 自 動 旋盤 5 0の 作用 に つ い て 説明 す る

モ ー タ 2 0の 貫通孔 37が ス ビ ン ド ノレ キ ヤ リ ァ 5 2の ス ピ ン ド ル 55がー 直線上 に 並ん だ状態で 、 ヮ 一 ク W を こ の ス ピ ン ド ル 5 5と 貫通孔 37の 両者を 貫通 さ せ、 チ ャ ッ ク 60に て こ の ワ ー ク W を ス ピ ン ド ル 5 5に 摑持 さ せ る 。 こ れに よ り ワ ー ク W は ス ビ ン ド ル 5 5と 共 に ス ビ ン ド ゾレ キ ャ リ ァ 52に 対 し て 回転可能 と な る と 共 に 、 ス ビ ン ド ル キ ャ リ ア 52は モ ー タ 20の ス テ 一 夕 2 9と 一体 と な り 主蚰 2 1を 中心 と し て へ 'ン 卜 ス 卜 'ン ク 5 1に 対 し て 回転す る 。 本実施例で は 6 本 の ワ ー ク W を 各 ス ビ ン ド ル 5 5に 摑持 さ せ る 。

こ の よ う に 多軸 自 動旋盤 5 0に ヮ ー ク W を 装着 し た 後 図示 し な い 割出装置 に よ つ て 割 出 歯車 6 1を 回転 さ せ て 各 ス ビ ン ド ノレ 5 5を 割 出 回転 さ せ、 各 ワ ー ク W と ノ ィ ト 6 3と の 配置関係 を 適合 さ せ る 。 こ の 割出作業 に お い て ス ピ ン ド ル キ ヤ リ ァ 52の 回転 に 伴 つ て ヮ ー ク W を 介 し て モ ー タ 2 0の ス テ ー タ 29も 回転す る こ と と な る 。

2 0 次 に モ ー タ 20に 通電 し て 主軸 2 1を 回 転 さ せ る と ヮ ー ク W が回転躯動 さ れ、 こ の 回 転す る ワ ー ク W に 対 し て 刃物台 62の バ イ ト 6 3に よ り 加工を 行 う こ と がで き る 。

6 本 の ワ ー ク に 異 つ た 各加工を 行 っ た 後 モ ー タ 2 0は 停止す る 。 こ れ で 一 回 の 加工が終了 と な る

Z S そ し て 再び割出装置 に よ り ス ピ ン ド ル キ ャ リ ァ 52を 0 ' 割出 回転 さ せ た 後、 モ ー タ 2 0の 作業 に よ り 各 ス ビ ン ド ル 5 5を 面転 さ せ て加工を行い 、 順次 こ れを 橾返 し て 各割出 回転位置で ヮ ー ク W に 加工を 施す。 ワ ー ク W は 6 種類 の 加ェが加え ら れ る こ と に よ り 完成品 と な り 加工完了 と な る 。

ワ ー ク W へ の 加工終了後完成品 は切断 さ れ、 そ し て ス ビ ン ド ル 5 5の チ ヤ ッ ク 6 0の 摑持が解除 し、 各 ワ ー ク

W が第 3 図右方 に 移動 し て 送給 さ れ、 再び チ ャ ッ ク 6 0 に て ス ピ ン ド ル 5 5に 摑持 さ れた 後前述 と 同様の 加工が 施 さ れ る 。

以上詳述 し た よ つ に 、 ス テ ー タ 2 9に 軸方向 に 貫通孔 3 7を 有す る モ ー タ 2 0を多軸 自 動旋盤 5 0な ど の 工作機械 に 使用 す れ ば、 モ ー タ 2 0と 多軸 自 動旋盤 5 0の へ ッ ド ス ト ツ ク 5 1 と を 一直線上 に 配設で き 、 そ の 主軸 2 1 と ド ラ イ ブ シ ャ フ ト と を ダ イ レ ク ト に 連結で き る の で 、 ベ ル ト あ る い は駆動伝達手段 な ど の 中間伝達部材が必要 な く な り 、 多軸 自 動旋盤 の製造 コ ス ト が低 く な る と 共 に そ の 装置 自 体が小型化 さ れて 小 さ い ス ペ ー ス で も 容易 に 配置可能 と な る 。

な お、 上述 の 実施例 に お い て は、 モ ー タ 2 0を 多軸 自 動旋盤 5 0に 装着 し て 説明 を 行 っ た が本発 明 モ ー タ 2 0 の 用 途 は こ れ に 限 る も の で は な く モ ー タ 2 0の 取付部 に 近接 し て 棒状物が突設 さ れて い て 、 従来 の モ ー タ で は 空間的 に 干渉 し て し ま う よ う な 装置 に 有用 で あ り 、 例 え ば工作機械 の 多軸 ボ ー ル盤 な ど に 使用 し て も 良 い 。 ま た 工作機械以外他 の 分野で 使用 し て も よ い 。

本発明 に よ れ ば、 ス ピ ン ド ル キ ャ リ ア の 回 転軸 と モ 一 夕 の 回転 出 力轴 と を 同一軸線上 に 配置 し 、 モ ー タ の 複数 の 主軸 と 同一軸線上 に 貫通孔 を 形成 し た の で 、 ヮ ー ク を こ の 貫通孔 に 揷通 さ せ る こ と がで き 、 ワ ー ク と モ ー タ と は 空間的 に 干涉 し な い か ら 、 モ ー タ を ス ピ ン ド ル キ ャ リ ア に 接近 し て 配設 で き る 。 し た が っ て 、 搆 造が簡単 で コ ン パ ク ト な 多 軸 自 動旋盤 と す る こ と がで る 。

Claims

請求 の 範囲

(1) へ ッ ド ス ト ッ ク に 割出 し 回転可能 に 支持 さ れ た ス ピ ン ド ル キ ヤ リ ア に 、 複数 の 主軸 を 回転 自 在 に 支持 さ せ、 そ れぞ れ の 主軸を 回転駆動す る た め の 単一の モ ー タ を そ な え た 多軸 自 動旋盤に お い て 、 前記 ス ビ ン ド ル キ ヤ リ ア の 回転軸 と 前記 モ ー タ の 回転 出力軸 と を 同 一軸 上 に 配置 し 、 こ の モ ー タ の 回転出 力 を 前記複数 の 主軸 の そ れぞ れ に 伝達す る 手段を設 け る 一方、 前記 モ ー タ の ス テ 一 タ 部分 に 前記複数 の主軸 の 中心孔 と 同

1 0 一軸 上 と な る 貫通孔を 形成 し た こ と を 特徴 と す る 多 軸 自 動旋盤。

(2) 上記貫通孔が円周上 に等間隔 に 6 本配置 さ れて い る こ と を特徴 と す る 請求 の 範囲第 1 項記載の多軸 自 動旋盤

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