(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具が取り付けられる箇所に、該工具に代えてスピンドルにスピンドル側プーリが取り付けられたスピンドル本体と、
前記スピンドル本体に取り付けられた前記スピンドル側プーリとベルトで連結されるモータ側プーリを回転させることで、前記スピンドル本体に設けられているスピンドルを駆動させるモータと、
を備えることを特徴とするスピンドル診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスピンドル診断装置であって、
前記スピンドル本体を固定し、該固定した前記スピンドルの軸方向にスライド可能なスピンドル固定部をさらに備え、
前記モータ側プーリは、前記モータの回転軸に取り付けられ、前記スピンドル固定部をスライドさせることで、前記モータ側プーリに対する前記スピンドル側プーリの位置合わせが行われて、前記スピンドル側プーリと前記モータ側プーリとがベルトで連結されることを特徴とするスピンドル診断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスピンドル診断装置であって、
スピンドル本体は、前記工具をスピンドル本体に取り付けるためのボルトが挿入される穴を有し、
前記スピンドル側プーリは、前記スピンドル本体に前記スピンドル側プーリを取り付けるために、前記穴に挿入されるボルトが挿入可能な長孔を有することを特徴とするスピンドル診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多機種のスピンドルを診断するスピンドル診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工作機に設けられるスピンドル本体の診断を行う場合は、特許文献１に記載されているように、スピンドル本体の回転切削体が設けられる側とは反対側にプーリを設け、該スピンドル本体に設けられたプーリとモータの回転軸に設けられたプーリとをベルトで連結し、モータを回転させることで、スピンドルを回転させ、スピンドルの診断を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−１６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、工作機に実装されるスピンドル本体は、工作機メーカ毎に仕様が異なり、スピンドル本体の工作機メーカ毎、仕様毎にスピンドルの駆動伝達方式が異なる。例えば、駆動伝達方式として、タイミングベルト及びタイミングプーリや、Ｖベルト及びＶプーリを用いて、モータの回転をスピンドルに伝達させて、スピンドルを駆動する。したがって、工作機メーカ毎に、スピンドル本体に装着するプーリ及びベルト、又はスピンドル本体の診断装置を用意しなければならずコストがかかる。
【０００５】
そこで、本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、スピンドル本体が設けられる工作機のメーカ、仕様に左右されずに該スピンドル本体を診断することができるスピンドル診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、スピンドル診断装置であって、工具が取り付けられる箇所に、該工具に代えてスピンドル側プーリが取り付けられたスピンドル本体と、前記スピンドル本体に取り付けられた前記スピンドル側プーリとベルトで連結されるモータ側プーリを回転させることで、前記スピンドル本体に設けられているスピンドルを駆動させるモータと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記スピンドル本体を固定し、該固定した前記スピンドルの軸方向にスライド可能なスピンドル固定部をさらに備えてもよく、前記モータ側プーリは、前記モータの回転軸に取り付けられ、前記スピンドル固定部をスライドさせることで、前記モータ側プーリに対する前記スピンドル側プーリの位置合わせが行われて、前記スピンドル側プーリと前記モータ側プーリとがベルトで連結されてもよい。
【０００８】
スピンドル本体は、前記工具をスピンドル本体に取り付けるためのボルトが挿入される穴を有し、前記スピンドル側プーリは、前記スピンドル本体に前記スピンドル側プーリを取り付けるために、前記穴に挿入されるボルトが挿入可能な長孔を有してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スピンドル診断装置は、スピンドル本体の工具が取り付けられる箇所に、該工具に代えてスピンドル側プーリが取り付け、前記スピンドル本体に取り付けられた前記スピンドル側プーリとベルトで連結されるモータ側プーリを回転させることで、前記スピンドル本体に設けられているスピンドルを駆動させるモータを備えるので、工作機メーカ毎、機種毎にスピンドル本体の仕様が異なっても、工具のテーパ部の大きさ、形状はＪＩＳで定められた規格であることから、工作機メーカ毎、機種毎にスピンドル側プーリを用意する必要はなく、従来よりコストが低廉となる。
【００１０】
前記モータ側プーリは、前記モータの回転軸に取り付けられ、前記スピンドル本体を固定するスピンドル固定部を前記スピンドルの軸方向にスライドさせることで、前記モータ側プーリに対する前記スピンドル側プーリの位置合わせが行われて、前記スピンドル側プーリと前記モータ側プーリとがベルトで連結されるので、ベルトを正確にスピンドル側プーリとモータ側プーリに架けることができる。
【００１１】
スピンドル本体は、前記工具をスピンドル本体に取り付けるためのボルトが挿入される穴を有し、前記スピンドル側プーリは、前記スピンドル本体に前記スピンドル側プーリを取り付けるために、前記穴に挿入されるボルトが挿入可能な長孔を有するので、スピンドル本体に設けられている工具を取り付けるための穴とスピンドル側プーリの孔とが一致する自由度が上がり、複数の工作機メーカ、機種のスピンドル本体に、スピンドル側プーリを取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】スピンドル本体に取り付けられるスピンドル側プーリの正面図である。
【図２】図１のスピンドル側プーリのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１に示すスピンドル側プーリをスピンドル本体に取り付けた状態を示す図である。
【図４】図４Ａは、ＢＴ２０のテーパ部１４を有するスピンドル側プーリ１０を示す図である。図４Ｂは、ＢＴ３０のテーパ部１４を有するスピンドル側プーリ１０を示す図である。図４Ｃは、ＢＴ５０のテーパ部１４を有するスピンドル側プーリ１０を示す図である。
【図５】実施の形態のスピンドル診断装置の全体外観図である。
【図６】図５に示すスピンドル固定部の前方正面図である。
【図７】図６に示すスピンドル固定部のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図５に示すスピンドル診断装置のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線一部断面図であり、テンション調整部を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るスピンドル診断装置を、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
【００１４】
まず、実施の形態のスピンドル診断装置を説明する前に、スピンドル本体に取り付けられるスピンドル側プーリについて説明する。図１は、スピンドル本体に取り付けられるスピンドル側プーリ１０の正面図であり、図２は、図１のスピンドル側プーリ１０のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、図１に示すスピンドル側プーリ１０をスピンドル本体１２に取り付けた状態を示す図である。スピンドル本体１２は、工作機に実装されるものであり、工作機メーカ、機種によって仕様が異なり、その大きさ、形状も異なる。
【００１５】
スピンドル側プーリ１０は、スピンドル本体１２の図示しない工具（例えば、回転切削体など）が取り付けられる箇所に、該工具に代えて取り付けられるものである。スピンドル側プーリ１０は、工具が取り付けられる箇所に挿入されるテーパ部１４と、モータの回転力を伝達するベルトが連結されるプーリ部１６を備える。なお、スピンドル本体１２は、工具とスピンドル本体１２とを締結させるための穴１８を有しており、該穴１８にボルトを挿入することで、スピンドル本体１２と工具とを締結させることができる。
【００１６】
テーパ部１４の形状等は、スピンドル本体１２に取り付けられる工具のテーパ部の規格によって定まる。工具のテーパ部は、ＪＩＳ（日本工業規格）で定められているので、スピンドル側プーリ１０のテーパ部１４の形状等は、該ＪＩＳで定められた規格によって決まる。工具には、ＢＴ２０、ＢＴ３０、ＢＴ５０等のテーパ部が用いられるので、スピンドル側プーリ１０も、ＢＴ２０、ＢＴ３０、ＢＴ５０のテーパ部１４が用いられる。図４Ａは、ＢＴ２０のテーパ部１４を有するスピンドル側プーリ１０を示し、図４Ｂは、ＢＴ３０のテーパ部１４を有するスピンドル側プーリ１０を示し、図４Ｃは、ＢＴ５０のテーパ部１４を有するスピンドル側プーリ１０を示している。
【００１７】
これにより、スピンドル本体１２の工作機メーカ、機種に左右されずに、スピンドル側プーリ１０をスピンドル本体１２に取り付けることが可能となり、従来に比べ用意するスピンドル側プーリ１０の数を大幅に少なくすることができ、コストが低廉となる。また、プーリ部１６の型を統一すれば、プーリ部１６毎にベルトを変える必要はないので、さらにコストが低廉となる。
【００１８】
プーリ部１６は、Ｖ型を採用しているので、Ｖベルトがプーリ部１６の凹部２０に架けられることで、ベルトがプーリ部１６に連結される。プーリ部１６は、Ｖ型に限定されずに、他の形状のプーリ部（例えば、タイミングプーリ等）であってもよい。プーリ部１６には、スピンドル本体１２とスピンドル側プーリ１０とを締結するためのボルト２２が挿入される複数の孔２４を有し、該孔２４は、長孔の形状を有している。該複数の孔２４は、輻射状に外周方向にそれぞれ延びている。このプーリ部１６に設けられた孔２４と、スピンドル本体１２に設けられた穴１８との位置を合わせてボルト２２を挿入することで、スピンドル側プーリ１０とスピンドル本体１２とを締結させることができる。
【００１９】
ここで、この孔２４が、長孔の形状を有していることによって、スピンドル側プーリ１０を多種類のスピンドル本体１２に取り付けることが可能となる。つまり、孔２４が、円形の孔の場合は、スピンドル本体１２の仕様によっては孔２４がスピンドル本体１２の穴１８と一致せず、スピンドル本体１２にスピンドル側プーリ１０を締結させることができないが、孔２４を長孔とすることで、孔２４とスピンドル本体１２の穴１８とが一致する自由度が上がり、複数の工作機メーカ、機種のスピンドル本体１２にスピンドル側プーリ１０を締結させることが可能となる。なお、スピンドル本体１２には、回転軸となるスピンドル２６が設けられていることは言うまでもない。
【００２０】
図５は、実施の形態のスピンドル診断装置５０の全体外観図である。スピンドル診断装置５０は、スピンドル本体１２のスピンドル２６の駆動及び測定を行うための駆動装置５２と、スピンドルの駆動制御、及び測定結果の記録制御を行う制御装置５４とを備える。駆動装置５２は、仕切り板５６の上に設けられたスピンドル本体１２を固定するためのスピンドル固定部５８と、仕切り板５６の下方に設けられたモータ６０とを有する。なお、駆動装置５２には、スピンドル２６の温度を検出する図示しない温度センサが設けられている。なお、温度センサに代えて、スピンドル２６の振動を検出する図示しない振動センサを設けてもよい。また、温度センサと振動センサとを共に設けてもよい。
【００２１】
モータ６０の回転軸には着脱可能なモータ側プーリ６２が設けられている。仕切り板５６には、スピンドル側プーリ１０とモータ側プーリ６２とを連結するベルト６４が貫通することができる開口部が設けられており、モータ側プーリ６２に掛けられたベルト６４を、仕切り板５６の開口部に通してスピンドル側プーリ１０に掛けることで、モータ側プーリ６２とスピンドル側プーリ１０とがベルト６４で連結される。プーリ部１６及びモータ側プーリ６２には、同じ型のベルト６４が架けられるので、モータ側プーリ６２は、プーリ部１６と同じ型のプーリであることは言うまでも無い。例えば、プーリ部１６がＶプーリの場合は、モータ側プーリ６２もＶプーリである。仕切り板５６の上には、モータ側プーリ６２とスピンドル側プーリ１０とを連結するベルト６４のテンションを調整するテンション調整部６６が設けられている。
【００２２】
スピンドル固定部５８には、固定したスピンドル本体をスピンドルの軸方向（図５の平面視で左右方向）にスライド可能な構造を有し、スピンドル固定部５８が、図５の平面視で右側に進む方向を前とし、図５の平面視で左側に進む方向を後とする。
【００２３】
図６は、図５に示すスピンドル固定部５８の前方正面図であり、図７は、図６に示すスピンドル固定部５８のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。スピンドル固定部５８は、側面視で略Ｌ字状となるように２つの面から形成されたスピンドル固定部本体７０と、スピンドル本体１２に取り付けられる取付板７２とを有する。
【００２４】
スピンドル固定部本体７０の一方の面は、仕切り板５６に載置される面であり、他方の面は、仕切り板５６とは垂直する面である。スピンドル固定部本体７０の前記他方の面には、複数の工作機メーカ、機種のスピンドル本体１２が貫通可能なＵ字状の開口部７４が設けられ、取付板７２は、固定するスピンドル本体１２の径の大きさに応じた開口部７６を有する。スピンドル本体１２の径の大きさにそれぞれ応じた開口部７６を有する取付板７２を複数用意しておき、複数の取付板７２の中から取り付けるスピンドル本体１２の径に応じた取付板７２を選択する。スピンドル固定部本体７０のＵ字形状の開口部７４の中に、取付板７２の開口部７６が納まるようにスピンドル固定部本体７０と取付板７２とを重ね合わせた状態で、スピンドル固定部本体７０と取付板７２とをボルト７８で固着することができる。
【００２５】
取り付けるスピンドル本体１２の径に対応する取付板７２の開口部７６に該スピンドル本体１２を挿入し、スピンドル本体１２の略中央部にあるフランジ８０と取付板７２とをボルト８２で固定する。取付板７２には、ボルト８２が挿入可能な孔９８を有する。そして、スピンドル本体１２が取り付けられた取付板７２を、ボルト７８を用いてスピンドル固定部本体７０に取り付ける。これにより、スピンドル固定部５８は、スピンドル本体１２を固定することできる。スピンドル固定部５８は、スピンドル本体１２のスピンドル２６とモータ６０の回転軸とが平行となるように、スピンドル本体１２を固定する。
【００２６】
参照符号８４は、スピンドル固定部本体７０に対する取付板７２の取付位置を決めるＬ状の位置決めブロックを示す。位置決めブロック８４に、取付板７２の一辺を載置することで、ボルト７８を挿入するために設けられた図示しないスピンドル固定部本体７０の孔の位置と取付板７２の孔の位置とを簡単に一致させることができる。
【００２７】
スピンドル固定部５８は、スピンドル本体１２の工具（例えば、回転切削体など）が取り付けられる側が、図５の平面視で右側となり、工具が取り付けられない側が左側となるようにスピンドル本体を固定する。
【００２８】
また、図７に示すように、スピンドル固定部本体７０の前記一方の面には、位置調整板８６が設けられ、一端にハンドル８８が接続された駆動ネジ９０が位置調整板８６の孔９２を貫通している。位置調整板８６の孔９２の内周面は、駆動ネジ９０の螺旋状の溝部と嵌合する図示しない螺旋状の凸部を有し、作業者がハンドル８８を回すことにより、駆動ネジ９０が回転する。この駆動ネジ９０の回転によって、位置調整板８６の駆動ネジ９０に対する相対位置が変化して、スピンドル固定部５８は、前又は後に移動する。これにより、スピンドル２６の軸方向の長さに応じて、スピンドル固定部５８の位置を変更することができる。仕切り板５６には、スピンドル２６の軸方向に平行する溝部９４が設けられており、スピンドル固定部本体７０の底面には、溝部９４に嵌合するスライド機構９６が設けられている。このスライド機構によって、スピンドル固定部５８の移動が滑らかになる。
【００２９】
スピンドル本体１２は、機種によってその長さが異なるので、スピンドル本体１２に取り付けられたスピンドル側プーリ１０と、モータ６０に取り付けられたモータ側プーリ６２とがベルト６４を介して正しく連結されるように、スピンドル固定部５８をスライドさせる。つまり、スピンドル２６の軸方向におけるスピンドル側プーリ１０のプーリ部１６の位置と、モータ６０の回転軸方向におけるモータ側プーリ６２の位置とが一致するように、スピンドル固定部５８をスライドさせる。これにより、スピンドル２６の軸方向の長さが異なる複数の工作機メーカ、機種のスピンドル本体１２に対応することができる。
【００３０】
図８は、図５に示すスピンドル診断装置５０のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線一部断面図であり、テンション調整部６６を説明するための図である。テンション調整部６６は、スピンドル側プーリ１０のプーリ部１６とモータ側プーリ６２の間にあり、且つ、仕切り板５６の上に設けられている。テンション調整部６６は、一端にハンドル１００が設けられた駆動ネジ１０２と、駆動ネジ１０２の回転により駆動ネジ１０２の軸方向に移動する可動部１０４と、可動部１０４に設けられたプーリ１０６とを備える。
【００３１】
可動部１０４には、駆動ネジ１０２が貫通する図示しない孔が設けられており、孔の内周面は、駆動ネジ１０２の螺旋状の溝部と嵌合する図示しない螺旋状の凸部を有し、作業者がハンドル１００を回すことにより、駆動ネジ１０２が回転する。この駆動ネジ１０２の回転によって、可動部１０４の駆動ネジ１０２に対する相対位置が変化することで、プーリ１０６が駆動ネジ１０２の軸方向に移動する。プーリ１０６が、図８の正面視で左に移動するほど、ベルト６４のテンション（張力）が上がり、右に移動するとベルト６４のテンションが下がる。これにより、工作機メーカ、機種毎におけるスピンドル本体１２の仕様差に応じて、ベルト６４のテンションを調整することができ、複数の工作機メーカ、機種毎のスピンドル本体１２に対応することができる。
【００３２】
次に、スピンドル本体１２をスピンドル診断装置５０に取り付ける動作について簡単に説明する。まず、スピンドル本体１２の工具を取り付ける箇所に、スピンドル側プーリ１０を取り付け、スピンドル側プーリ１０が取り付けられたスピンドル本体１２を取付板７２に取り付ける。そして、取付板７２とスピンドル固定部本体７０とをボルト７８で取り付けることで、スピンドル固定部５８は、スピンドル本体１２を固定する。その後、ハンドル８８を回すことで、スピンドル固定部５８をスライドさせて、モータ側プーリ６２に対するスピンドル側プーリ１０の位置合わせを行う。そして、スピンドル側プーリ１０とモータ側プーリ６２とにベルト６４を掛けて、スピンドル側プーリ１０とモータ側プーリ６２とを連結させる。このとき、必要ならば、ベルト６４のテンションを調整する。
【００３３】
次に、スピンドル診断装置５０の動作を簡単に説明する。制御装置５４は、モータ６０を駆動させることで、モータ６０を回転させる。このモータ６０の回転力がモータ側プーリ６２及びスピンドル側プーリ１０を介してスピンドル本体１２のスピンドル２６に伝達して、スピンドル２６が回転する。これにより、スピンドル２６の慣らし運転を行うことができる。そして、スピンドル本体１２に設けられているスピンドル２６の温度又は（及び）振動を検出して、スピンドル２６を診断する。検出された温度又は（及び）振動が閾値以上の場合は、スピンドル２６が異常と判断し、検出された温度又は（及び）振動が閾値未満の場合は、スピンドル２６が正常と判断する。スピンドル２６が異常と判断された場合は、制御装置５４は、モータ６０の回転を停止させることで、スピンドル２６の回転を停止させる。
【００３４】
このように、スピンドル本体１２の工具が取り付けられる箇所にスピンドル側プーリ１０を設けるようにしたので、工作機メーカ毎、機種毎にスピンドル本体１２の仕様が異なっても、工具のテーパ部の大きさ、形状はＪＩＳで定められた規格であることから、工作機メーカ毎、機種毎にスピンドル側プーリ１０を用意する必要はなく、従来よりコストが低廉となる。
【００３５】
また、スピンドル本体１２が実装される工作機外で、スピンドル２６を診断することができるので、工作機でスピンドル２６の診断をする必要がなくなり、手間がかからない。工作機でスピンドル２６の診断を行う場合は、工作機を分解して、スピンドル本体１２を取り外し、スピンドル本体１２を分解して修理してから、再び工作機に搭載してスピンドル２６を診断していた。しかし、修理したスピンドル２６の温度が異常な場合には、再び、工作機を分解してスピンドル本体１２を取り出さなければならず、工作機を何回も分解しなければならない。しかしながら、本実施の形態のスピンドル診断装置５０は、工作機外でスピンドル２６の診断を行うことで、スピンドル２６が正常と判断されるまで、工作機に実装しなくて済むので手間がかからない。
【００３６】
スピンドル固定部５８は、スピンドル本体１２のスピンドル２６の軸方向にスライド可能なので、スピンドル２６の軸方向の長さが異なる複数の工作機メーカ、機種のスピンドル本体１２に対応することができ、ベルト６４を正確にスピンドル側プーリ１０とモータ側プーリ６２に架けることができる。
【００３７】
スピンドル側プーリ１０は、スピンドル本体１２にスピンドル側プーリ１０をボルト２２で取り付けるための孔２４を有し、該孔２４は長孔なので、スピンドル本体１２に設けられている工具を取り付けるための穴１８と孔２４とが一致する自由度が上がり、複数の工作機メーカ、機種のスピンドル本体１２に、スピンドル側プーリ１０を取り付けることができる。
【００３８】
以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３９】
１０…スピンドル側プーリ          １２…スピンドル本体
１４…テーパ部                    １６…プーリ部
１８…穴                          ２０…凹部
２２、７８、８２…ボルト          ２４、９２、９８…孔
２６…スピンドル                  ５０…スピンドル診断装置
５２…駆動装置                    ５４…制御装置
５６…仕切り板                    ５８…スピンドル固定部
６０…モータ                      ６２…モータ側プーリ
６４…ベルト                      ６６…テンション調整部
７０…スピンドル固定部本体        ７２…取付板
７４、７６…開口部                ８０…フランジ
８４…位置決めブロック            ８６…位置調整板
８８、１００…ハンドル            ９０、１０２…駆動ネジ
９４…溝部                        ９６…スライド機構
１０４…可動部                    １０６…プーリ
【図１】
0005475512.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005475512.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005475512.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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