(57)【要約】【課題】  主軸駆動用モータを内蔵しても大きなトルクを発生でき、更に小型な状態を維持できる工作機械のアタッチメントを提供する。【解決手段】  装着した工具を回転させるための主軸４と、主軸４を駆動する主軸駆動用モータ１の間に遊星歯車式の減速機３を配置した。この減速機３の入力軸７、出力軸９を主軸駆動用モータ１の回転軸２と同一軸上に配置すると共に、入力軸７、出力軸９、回転軸２を中空構造とし、それら中空部に工具のプルスタッド１１ａを引っ張るドローバー１３を貫通配置した。【選択図】  図１
2006123077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の主軸頭に着脱可能に取り付けられて工具を装着する工作機械のアタッチメントであって、アタッチメントのハウジング内に、工具を取り付ける主軸と、該主軸を回転駆動する主軸駆動用モータと、該主軸駆動用モータの回転を減速して前記主軸に伝達する減速機と、を有することを特徴とする工作機械のアタッチメント。
【請求項２】
主軸駆動用モータの回転軸と、該回転軸に連結される減速機の入力軸と、前記減速機の出力軸と、前記出力軸に連結される主軸と、が同軸上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の工作機械のアタッチメント。
【請求項３】
減速機が遊星減速機であって、該遊星減速機の出力軸及び入力軸、更には主軸駆動用モータの回転軸の何れもが中空構造であって、
工具を保持するために主軸内に設けられたコレットを主軸後方に引き上げ付勢するためのバネを、前記主軸駆動用モータの回転軸内に配置し、
前記コレットに連結されたドローバーが、前記遊星減速機の出力軸、入力軸内を通って前記回転軸内に配置され、前記バネにより主軸後方に付勢されて成る請求項２記載の工作機械のアタッチメント。
【請求項４】
ドローバーと主軸駆動用モータの回転軸との間に軸受を備えて成る請求項３記載の工作機械のアタッチメント。
【請求項５】
主軸頭に係合する係合部を、主軸駆動用モータより工具側のハウジング側部に設け、主軸頭に装着した際に前記主軸駆動用モータが前記主軸頭内に収容される請求項１乃至４の何れかに記載の工作機械のアタッチメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アタッチメントを装着し、そのアタッチメントに工具を装着して加工する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の工作機械の特にマシニングセンタは、主軸頭に回転する主軸を配置し、その主軸に工具を取り付けていたが、このような構成では多面加工や５軸加工等の複雑な加工には不向きであった。そのため、複雑な形状の加工を可能とするため、工作機械本体に直接工具を取り付けるのではなく、アタッチメントを介して工具を工作機械本体の主軸に取り付ける構成が用いられるようになった。
この場合、主軸頭には、従来通り工具を直接取り付けて回転させる主軸（本機主軸）の代わりに、この本機主軸のスペースを利用して、アタッチメントに設けられた主軸（アタッチメント主軸）の回転駆動を行う駆動軸を設けているのが一般的であったが、主軸頭に設けられた従来通りの本機主軸を利用してアタッチメントに設けられたアタッチメント主軸の回転を行うように本機主軸と駆動軸とを兼務させたものがあった。
【０００３】
このような進化の中で、アタッチメント自身の内部にアタッチメント主軸を回転駆動するためのモータを備えたものが普及してきている（例えば、特許文献１参照）。図２はこのようなアタッチメントの一例を示し、２１はアタッチメント主軸駆動用モータ、２２は工具挿入部、２３はアタッチメント主軸、２４は主軸頭に装着する装着部、２５は工具を引っ張り固定するためのドローバーであり、本機主軸と同軸上にアタッチメント主軸２３が配置され、本機主軸と装着した工具とが一直線上に配置される構成となっている。
このように、アタッチメント内に主軸駆動用モータを内蔵することで、本機主軸からの駆動を単に伝達するだけでは回転数が足りない場合に、本機主軸とアタッチメント主軸との間に増速機構を持たせて高速化を図る構成に比べて、主軸頭の構成を複雑にすることなく工具の高速回転が可能となるので有効な手段となっている。尚、この場合、主軸頭はアタッチメントを割出する割出軸として使用される。
一方で、低回転で高トルクを要する重切削等では、本機主軸や駆動軸による工具駆動が有効であるため、依然として本機主軸或いは駆動軸は利用されている。
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第２５８８６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述するように、上記図２に示すアタッチメントは、主軸駆動用モータ２１と同じ回転数でアタッチメント主軸２３が回転する。そのため、高速回転が可能となるし、工具を保持するためのドローバー２５が主軸駆動用モータ２１の回転軸内に挿通されて配設されるので、モータを内蔵させても小型に形成できる。しかし、大きなトルクを発生させることが難しく軽切削しかできなかった。
そこで、本発明は、主軸駆動用モータを内部したアタッチメントであっても、大きなトルクを発生でき、更に小型な状態を維持できる工作機械のアタッチメント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】
上記課題を解決する為に、請求項１に記載の発明は、工作機械の主軸頭に着脱可能に取り付けられて工具を装着する工作機械のアタッチメントであって、アタッチメントのハウジング内に、工具を取り付ける主軸と、該主軸を回転駆動する主軸駆動用モータと、該主軸駆動用モータの回転を減速して前記主軸に伝達する減速機とを有することを特徴とする。
この構成により、減速比に応じて主軸駆動トルクが上昇するので、重切削が可能となる
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、主軸駆動用モータの回転軸と、該回転軸に連結される減速機の入力軸と、前記減速機の出力軸と、前記出力軸に連結される主軸と、が同軸上に配置されることを特徴とする。
この構成により、主軸駆動用モータから主軸まで最短距離に配置することができ、アタッチメントを小型な状態に維持することが可能となる。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の発明において、減速機が遊星減速機であって、該遊星減速機の出力軸及び入力軸、更には主軸駆動用モータの回転軸の何れもが中空構造であって、工具を保持するために主軸内に設けられたコレットを主軸後方に引き上げ付勢するためのバネを、前記主軸駆動用モータの回転軸内に配置し、前記コレットに連結されたドローバーが、前記遊星減速機の出力軸、入力軸内を通って前記回転軸内に配置され、前記バネにより主軸後方に付勢されて成ることを特徴とする。
この構成により、ドローバーをアタッチメントの全長を利用して配置できるので、アタッチメントを長くする事無く良好に工具を保持することが可能となる。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、ドローバーと主軸駆動用モータの回転軸との間に軸受を備えて成ることを特徴とする。
この構成により、主軸駆動用モータの回転数とドローバーの回転数が異なっても、互いに干渉し合うようなことがない。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、主軸頭に係合する係合部を、主軸駆動用モータより工具側のハウジング側部に設け、主軸頭に装着した際に前記主軸駆動用モータが前記主軸頭内に収容されることを特徴とする。
この構成により、アタッチメントの主軸頭からの突出量が小さくなり、剛性上有利であるし、加工性能を向上できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、減速比に応じて主軸駆動トルクが上昇し、重切削が可能となる。また、主軸駆動用モータから主軸まで最短距離に配置することで、アタッチメントを小型な状態に維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る工作機械のアタッチメントの一例を示す縦断面図であり、１は主軸駆動用モータ、２はモータの回転軸、３は減速機、４は装着した工具を駆動する主軸、５は工具装着孔であり、これらは筒状のハウジング６内に同軸上に配置されている。
【００１３】
主軸駆動用モータ１は、ハウジング６の上部に収容され、その回転軸２は中空構造で円筒状に形成され、ハウジング６の中心軸上に配置されている。
また、減速機３は、遊星歯車式の減速機であって、回転軸２に接続された入力軸７（太陽歯車）の周りに例えば３個の遊星歯車８が配置された公知の構造で形成され、各遊星歯車８の中心軸を連結して形成された出力軸９に工具を駆動する主軸４が接続されている。この入力軸７と出力軸９とは同一軸上に配置、即ち、回転軸２と減速機３と主軸４は一直線上に配置されている。
そして、入力軸７及び出力軸９には後述するドローバーを挿通する挿通孔７ａ，９ａが形成されている。
【００１４】
工具装着孔５は、工具のツールシャンク１１（工具本体は図示せず）を挿入して装着するためのツールシャンク挿入孔として形成され、主軸４内には工具頭部に設けられたプルスタッド１１ａを把持するコレット１２を備えている。そして、このコレット１２を引き上げてツールシャンク１１を固定するためのドローバー１３がハウジング６の中心軸上に配置され、上方に伸びている。
このドローバー１３は、減速機３の出力軸９及び入力軸７に形成された挿通孔９ａ，７ａを通り、更に中空に形成された回転軸２内に挿通され、ハウジング６上端まで伸びている。そして、回転軸２との間には、転がり軸受１５が設けられ、回転軸２内に設置された皿バネ１４に係止してプルスタッド１１ａを引き上げる方向に付勢されている。
【００１５】
一方、ハウジング６の側部には工作機械の主軸頭（図示せず）に設けられた旋回割出軸に係合する係合部１６が設けられている。この係合部１６は、減速機３と主軸４の間から突出形成され、主軸頭に装着した際に主軸駆動用モータ１及び減速機３が旋回割出軸内に収容される、即ち主軸頭に収容されるよう構成されている。
【００１６】
このように減速機を内蔵するため、減速比に応じて主軸駆動トルクを上昇させることができ、重切削が可能となる。
また、主軸駆動用モータの回転軸、減速機、主軸を同軸上に配置するので、アタッチメントを棒状に形成することが可能となり、主軸頭に装着する際、主軸頭に設けた旋回割出軸内にアタッチメントの主軸回転用モータ収容部を容易に収納でき、旋回割出軸からの突出量を小さくできる。その結果、剛性上有利となるし、加工性能や位置決め精度を向上できる。また、同軸上に配置するので主軸駆動用モータから主軸まで最短距離で配置でき、アタッチメントを小型な状態に維持することが可能となる。
更に、同軸上に配置した減速機や主軸駆動用モータの回転軸を貫通してアタッチメントの全長を利用してドローバーを配置するので、アタッチメントを小型に形成しても工具を良好に保持することができる。
また、主軸駆動用モータの回転軸とドローバーの回転数が異なっても、双方の間に軸受を設けたので互いに干渉し合うようなことがない。
【００１７】
尚、上記実施形態では、遊星減速機まで含めてアタッチメントの主要部を主軸頭に収納するよう構成しているが、主軸頭に収容する部分は主軸駆動用モータだけであっても、主軸頭からの突出量を十分小さくできる。
また、遊星減速機として遊星歯車８を有する遊星歯車式減速機を例に説明したが、遊星減速機としては、遊星歯車８に替えて遊星ローラを有する形態の減速機を用いても良い。この場合、ローラの滑りにより主軸と主軸駆動用モータの位相にズレが生じることが懸念されるが、その場合には主軸自身の回転角度を検出する検出器を設けるようにすればよい。
更に、工具を引き上げる手段として一般的な例として皿バネを挙げているが、ドローバーを後方に付勢可能なものであれば皿バネに限らず、コイルバネ、ガススプリングなどの流体バネ等、既存のバネを広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る工作機械のアタッチメントの実施形態の一例を示す縦断面説明図である。
【図２】従来の工作機械のアタッチメントの縦断面説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１・・主軸駆動用モータ、２・・回転軸、３・・減速機、４・・主軸、６・・ハウジング、７・・入力軸、７ａ・・挿通孔、９・・出力軸、９ａ・・挿通孔、１２・・コレット、１３・・ドローバー、１４・・皿バネ、１６・・係合部。
【図１】
2006123077.tif 000003
【図２】
2006123077.tif 000004