(57)【要約】【課題】複数の工具をそれと平行な一軸線を中心にして、任意の方向へ任意の間隔をおいた位置に調節することができる工具支持装置を提供する。【解決手段】フレーム２１に対して、工具２６を支持する複数の支持部材２３Ａ〜２３Ｄを工具２６と平行な一軸線Ｌを中心に放射方向へ延びるように配置する。支持部材２３Ａ〜２３Ｄは、フレーム２１に対して前記軸線Ｌを中心とした円周方向へ位置調節可能に固定する。工具２６は、支持部材２３Ａ〜２３Ｄに対して前記軸線Ｌを中心とした半径方向へ位置調節可能に固定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を支持する複数の支持部材をフレームに対して工具と平行な一軸線を中心に放射方向へ延びるように配置し、前記支持部材をフレームに対して前記軸線を中心とした円周方向へ位置調節可能に固定するとともに、前記工具を支持部材に対して前記軸線を中心とした半径方向へ位置調節可能に固定した工具支持装置。
【請求項２】
前記フレームに複数の調節リングを前記軸線を中心に回動可能に支持し、前記各支持部材を各調節リングに固定した請求項１に記載の工具支持装置。
【請求項３】
前記調節リングは径の異なるものを一平面上に配置した請求項２に記載の工具支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば多軸ボール盤の工具ヘッドに複数の工具を位置調節可能に支持する場合に用いられる工具支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の工具支持装置としては、例えば特許文献１に開示されるような構成が提案されている。この従来構成においては、工具ヘッドに複数の工具が工具ヘッドの軸心を中心とした半径方向に位置調節可能に支持されている。そして、各工具を位置調節状態で工具ヘッドに対して固定することにより、各工具が工具ヘッドの軸心から所定の間隔をおいた位置に配置されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５６-８９４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、この従来の工具支持装置においては、工具ヘッドの軸心から各工具までの間隔を調節することはできるが、工具ヘッドの軸心を中心とした円周方向に各工具の位置する方向を調節することはできない。よって、複数の工具による加工位置が限定されるという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、複数の工具をそれと平行な一軸線を中心にして、任意の方向へ任意の間隔をおいた位置に調節することができる工具支持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この工具支持装置は、工具を支持する複数の支持部材をフレームに対して工具と平行な一軸線を中心に放射方向へ延びるように配置し、前記支持部材をフレームに対して前記軸線を中心とした円周方向へ位置調節可能に固定するとともに、前記工具を支持部材に対して前記軸線を中心とした半径方向へ位置調節可能に固定したことを特徴としている。
【０００７】
従って、この工具支持装置においては、工具を支持する複数の支持部材をフレームに対して一軸線を中心に円周方向へ位置調節して固定することにより、軸線を中心として各工具の位置する方向が変更される。また、各工具を支持部材に対して軸線を中心に半径方向へ位置調節して固定することにより、軸線から各工具までの間隔が変更される。よって、複数の工具をそれと平行な一軸線から任意の方向へ任意の間隔をおいた位置に調節することができる。
【発明の効果】
【０００８】
前記の工具支持装置によれば、複数の工具をそれと平行な一軸線を中心にして、任意の方向へ任意の間隔をおいた位置に調節することができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の工具支持装置を示す正面図。
【図２】図１の工具支持装置の底面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は同工具支持装置における工具の駆動構成の動作状態を示す概略底面図。
【図４】第２実施形態の工具支持装置を示す断面図。
【図５】図４の工具支持装置の底面図。
【図６】第３実施形態の工具支持装置を示す断面図。
【図７】図６の工具支持装置の底面図。
【図８】第４実施形態の工具支持装置を示す断面図。
【図９】図８の工具支持装置の底面図。
【図１０】第５実施形態の工具支持装置を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、工具支持装置の第１実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１及び図２に示すように、フレームとしての工具ヘッド２１は、図１における下面を開口した中空の円錐台形状に形成されている。工具ヘッド２１の下端開口部には、径の異なった複数（実施形態では４つ）の調節リング２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄが一平面上において工具ヘッド２１の中心軸線Ｌを中心に回動可能に支持されている。調節リング２２Ａ〜２２Ｄの下面には、複数（実施形態では４つ）の支持部材２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄが前記軸線Ｌを中心に放射方向へ延びるように配置されている。各支持部材２３Ａ〜２３Ｄは、対応する調節リング２２Ａ〜２２Ｄに対して複数のネジ２４により固定されている。
【００１１】
前記各支持部材２３Ａ〜２３Ｄには、その延長方向に延びる長孔２３１が形成されている。各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの長孔２３１には、工具ホルダ２５が前記軸線Ｌと平行に延長された状態で、その軸線Ｌを中心とした半径方向へ位置調節可能に挿通支持されている。各工具ホルダ２５には、ドリル等の工具２６が着脱可能に装着される。そして、工具２６を装着した工具ホルダ２５が支持部材２３Ａ〜２３Ｄに対して長孔２３１の延長方向に沿って任意の位置に調節された状態で、複数の固定ネジ２７により固定される。また、前記各調節リング２２Ａ〜２２Ｄが回動されることにより、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄが前記軸線Ｌを中心に回動されて、工具２６を装着した工具ホルダ２５が軸線Ｌを中心とした円周方向へ位置調節される。この調節状態で、各調節リング２２Ａ〜２２Ｄが図示しない固定ネジ等の固定部材により工具ヘッド２１に対して固定される。
【００１２】
図２に示すように、前記各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの側部には、工具ヘッド２１内に設けられた図示しないモータから各工具２６に対して回転を伝達するための動力伝達機構２８が設けられている。図３に示すように、この動力伝達機構２８は、工具ヘッド２１の中心に配置された共通の回転軸２９と、その回転軸２９の下端に固定された駆動歯車３０と、各工具ホルダ２５の上端に固定された被動歯車３１と、駆動歯車３０と被動歯車３１との間において変移可能に配置された複数の伝達歯車３２，３３とから構成されている。そして、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、工具２６を装着した工具ホルダ２５が支持部材２３Ａ〜２３Ｄに対して半径方向に位置調節されたとき、伝達歯車３２，３３が駆動歯車３０及び被動歯車３１との噛合状態で変移される。
【００１３】
次に、前記のように構成された工具支持装置の作用を説明する。
この工具支持装置を備えた工作機械において、複数の工具２６による被加工物の加工位置が変更された場合には、その加工位置に適合するように、工具２６を装着した各工具ホルダ２５の位置を調節する必要がある。この場合には、各調節リング２２Ａ〜２２Ｄの回動により、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄを工具ヘッド２１の軸線Ｌを中心にして回動させると、各工具ホルダ２５が軸線Ｌを中心とした円周方向へ位置調節されて、軸線Ｌを中心として各工具ホルダ２５の位置する方向が変更される。そして、各工具ホルダ２５が軸線Ｌを中心に所定の方向に配置された状態で、図示しない固定ネジ等の固定部材により、調節リング２２Ａ〜２２Ｄを工具ヘッド２１に対して固定すれば、各工具ホルダ２５が軸線Ｌに対して所定方向に位置した状態に保持される。
【００１４】
さらに、各工具ホルダ２５を支持部材２３Ａ〜２３Ｄに対して軸線Ｌを中心に半径方向へ位置調節すると、軸線Ｌから各工具２６までの間隔が変更される。そして、各工具ホルダ２５が軸線Ｌから所定間隔をおいて配置された状態で、複数の固定ネジ２７により各工具ホルダ２５を支持部材２３Ａ〜２３Ｄに対して固定すれば、各工具ホルダ２５が軸線Ｌから所定間隔をおいた状態に保持される。これにより、工具２６を装着した複数の工具ホルダ２５が加工位置に適合するように、工具ヘッド２１の軸線Ｌから所定方向へ所定間隔をおいた位置に配置される。
【００１５】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）  この実施形態においては、フレームとしての工具ヘッド２１に対して、工具２６を支持する複数の支持部材２３Ａ〜２３Ｄが工具２６と平行な一軸線Ｌを中心に放射方向へ延びるように配置されている。前記支持部材２３Ａ〜２３Ｄは、工具ヘッド２１に対して前記軸線Ｌを中心とした円周方向へ位置調節可能に固定される。前記工具２６は、支持部材２３Ａ〜２３Ｄに対して前記軸線Ｌを中心とした半径方向へ位置調節可能に固定される。
【００１６】
このため、この工具支持装置においては、工具２６を支持する複数の支持部材２３Ａ〜２３Ｄを工具ヘッド２１に対して一軸線Ｌを中心に円周方向へ位置調節して固定することにより、軸線Ｌを中心として各工具２６の位置する方向が変更される。また、各工具２６を支持部材２３Ａ〜２３Ｄに対して軸線Ｌを中心に半径方向へ位置調節して固定することにより、軸線Ｌから各工具２６までの間隔が変更される。よって、複数の工具２６を位置平面内において任意の方向へ任意の間隔をおいた位置に調節することができる。
【００１７】
（２）  この実施形態においては、前記工具ヘッド２１に複数の調節リング２２Ａ〜２２Ｄが前記軸線Ｌを中心に回動可能に支持され、前記各支持部材２３Ａ〜２３Ｄが各調節リング２２Ａ〜２２Ｄに固定されている。このため、各調節リング２２Ａ〜２２Ｄを回動させることによって、支持部材２３Ａ〜２３Ｄを円周方向に回動調節することができて、工具２６の位置調節を簡単な操作で好適に行うことができる。
【００１８】
（３）  この実施形態においては、前記調節リング２２Ａ〜２２Ｄが径の異なるものを一平面上に配置して構成されている。このため、工具支持装置のフレームとしての工具ヘッド２１内に複数の調節リング２２Ａ〜２２Ｄを嵩張ることなく収容することができて、装置を小型に構成することができる。
【００１９】
（第２実施形態）
次に、工具支持装置の第２実施形態を前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００２０】
この第２実施形態においては、図４及び図５に示すように、複数の調節リング２２Ａ〜２２Ｄとして同径のものが用いられ、それらの調節リング２２Ａ〜２２Ｄが工具ヘッド２１の下端外周に積層した状態で回動可能に嵌合支持されている。工具ヘッド２１内の中心には、固定軸３６が軸線Ｌ方向に沿って配置されている。そして、この固定軸３６の下端面と最下部に配置された調節リング２２Ａの下面との間に、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄが軸線Ｌを中心に放射方向へ延びるように配置されている。
【００２１】
前記各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの外端部と、それに対応する調節リング２２Ａ〜２２Ｄの外周面との間は、それらを連結固定するための連結板３７が設けられている。各調節リング２２Ａ〜２２Ｄの外周には、位置決め孔３８１を有する位置決め部材３８が突設されている。位置決め部材３８の上方において工具ヘッド２１の外周には、フランジ３９が形成されている。フランジ３９には、位置決め孔３８１に対応する複数のピン挿通孔３９１が所定角度間隔をおいて形成されている。そして、各調節リング２２Ａ〜２２Ｄを任意の調節位置に回動させた状態で、フランジ３９上からピン挿通孔３９１を介して位置決め部材３８の位置決め孔３８１に位置決めピン４０を挿通することにより、調節リング２２Ａ〜２２Ｄが調節位置に位置決めされる。
【００２２】
前記各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの外端には、ボルト挿通孔４１が形成されている。各調節リング２２Ａ〜２２Ｄには、複数のボルト挿通孔４２が前記フランジ３９上のピン挿通孔３９１と同一の角度間隔をおいて形成されている。フランジ３９の下面には、複数のネジ孔４３がピン挿通孔３９１と同一の角度間隔をおいて形成されている。そして、前記位置決めピン４０により各調節リング２２Ａ〜２２Ｄが任意の調節位置に位置決めされる。この状態で、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの下方からボルト挿通孔４１，４２を介してネジ孔４３に固定ボルト４４を螺合することにより、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの外端部が調節位置の各調節リング２２Ａ〜２２Ｄとともに、工具ヘッド２１に対して固定されるようになっている。
【００２３】
前記固定軸３６の下端面には、留め金４５がボルト４６により取り付けられている。そして、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの外端部が工具ヘッド２１に対して固定された状態で、ボルト４６が締め付けられることにより、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの内端部が固定軸３６の下端面と留め金４５との間で挟着固定されるようになっている。
【００２４】
図４に示すように、この実施形態では、前記工具ヘッド２１内に設けられた図示しないモータから各工具２６に対して回転を伝達するための動力伝達機構２８が、ユニバーサルジョイント４７によって構成されている。そして、各ユニバーサルジョイント４７が、積層状態にある調節リング２２Ａ〜２２Ｄの内側の空間を通して、工具ヘッド２１内の上部から各工具ホルダ２５の上端部に導かれている。
【００２５】
従って、この第２実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）及び（２）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（４）  この実施形態においては、前記調節リング２２Ａ〜２２Ｄが同径のものを積層して構成されている。このため、複数の調節リング２２Ａ〜２２Ｄを共通部品として使用することができるとともに、積層状態に配置された各調節リング２２Ａ〜２２Ｄの内側の空間を、各工具２６に対する動力伝達機構２８の収納に利用することができる。
【００２６】
（第３実施形態）
次に、工具支持装置の第３実施形態を前記第２実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００２７】
この第３実施形態においては、図６及び図７に示すように、各調節リング２２Ａ〜２２Ｄの積層構造及び工具ヘッド２１に対する各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの固定構造が、第２実施形態とほぼ同様に構成されている。これに対して、第２実施形態における位置決め部材３８及び位置決めピン４０等よりなる位置決め構造に代えて、工具ヘッド２１のフランジ３９上には、調節リング２２Ａ〜２２Ｄを回動させるためのアクチュエータとしての４つのモータ４８が搭載されている。各モータ４８のモータ軸４８１には、駆動歯車４９が固定されている。各調節リング２２Ａ〜２２Ｄの外周には、各モータ４８の駆動歯車４９に各別に噛合する被動歯車５０が形成されている。そして、モータ４８により駆動歯車４９及び被動歯車５０を介して各調節リング２２Ａ〜２２Ｄが回動されて、各工具ホルダ２５が軸線Ｌを中心として円周方向に位置調節される。
【００２８】
従って、この第３実施形態によれば、前記第１及び第２実施形態における（１）、（２）及び（４）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（５）  この実施形態においては、前記調節リング２２Ａ〜２２Ｄを回動させるアクチュエータとしてのモータ４８が設けられている。このため、各調節リング２２Ａ〜２２Ｄをモータ４８により回動させて、各工具２６の位置調節を容易に行うことができる。
【００２９】
（第４実施形態）
次に、工具支持装置の第４実施形態を前記各実施形態と異なる部分を中心に説明する。
この第４実施形態においては、図８及び図９に示すように、前記第２実施形態の調節リング２２Ａ〜２２Ｄ及びその関連構造が省略されている。そして、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄが工具ヘッド２１に対して調節可能に支持されて、所定の調節位置に直接固定されるようになっている。すなわち、工具ヘッド２１のフランジ３９の下部には、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの外端部を円周方向へ移動可能に支持するための円環状の凹溝５１が形成されている。各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの外端部には、フランジ３９上のピン挿通孔３９１に合致可能な位置決め孔５２が形成されている。
【００３０】
そして、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄを凹溝５１に沿って所定位置に回動調節した状態で、フランジ３９の上方からピン挿通孔３９１を介して各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの位置決め孔５２に位置決めピン４０を挿通することにより、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄが調節位置に位置決めされる。この状態で、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの下方からボルト挿通孔４１を介してフランジ３９のネジ孔４３に固定ボルト４４を螺合することにより、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄの外端部が工具ヘッド２１に対して固定される。
【００３１】
従って、この第４実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（６）  この実施形態においては、前記各支持部材２３Ａ〜２３Ｄが工具ヘッド２１に対して円周方向へ調節可能に支持されて、所定の調節位置に直接固定されるようになっている。このため、各支持部材２３Ａ〜２３Ｄに対応して調節リング等の複数の調節部材を設ける必要がなく、装置の構造を簡略化することができる。
【００３２】
（第５実施形態）
次に、工具支持装置の第５実施形態を前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３３】
この第５実施形態においては、図１０に示すように、前記第１実施形態とほぼ同様な構成において、複数の支持部材２３Ａ〜２３Ｄが調節リング２２Ａ〜２２Ｄの下部に隙間５３をおいて配置されている。また、この実施形態では、前記工具ヘッド２１に設けられた図示しないモータから各工具２６に対して回転を伝達するための動力伝達機構２８が、弾性変形可能なフレキシブルシャフト５４によって構成されている。そして、各フレキシブルシャフト５４が、支持部材２３Ａ〜２３Ｄと調節リング２２Ａ〜２２Ｄとの間の隙間５３を通して、工具ヘッド２１の外周側から各工具ホルダ２５の上端部に導かれている。なお、支持部材２３Ａ〜２３Ｄは、それぞれ幅端部の脚２３ａを介して対応する調節リング２２Ａ〜２２Ｄに固定されるとともに、幅端部の脚２３ｂを介して他の調節リング２２Ａ〜２２Ｄの下面に接触される。
【００３４】
従って、この第５実施形態においても、前記第１実施形態における（１）〜（３）に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
【００３５】
・  前記各実施形態において、支持部材２３Ａ〜２３Ｄの数を３以下または５以上に変更すること。
・  工具２６として、ドリル等の回転工具以外の工具、例えば、チャックに変更すること。回転工具以外の工具を用いた場合は、その工具に対する回転伝達構成が不要になる。
【００３６】
（別の技術的思想）
さらに、上記実施形態により把握される請求項以外の技術的思想について、以下に記載する。
【００３７】
（Ａ）  前記調節リングは、同径のものを積層した請求項２に記載の工具支持装置。
（Ｂ）  前記調節リングを回動させるアクチュエータを設けた請求項２〜３、前記技術的思想（Ａ）項のうちのいずれか一項に記載の工具支持装置。
【符号の説明】
【００３８】
２１…フレームとしての工具ヘッド、２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ…調節リング、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ…支持部材、２４…ネジ、２５…工具ホルダ、２６…工具、２７…固定ネジ、２８…動力伝達機構、４８…アクチュエータとしてのモータ、Ｌ…軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2015039744.tif 000011
【図１０】
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