JP3174911B2 - 工作機のクイル支持装置 - Google Patents

工作機のクイル支持装置

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JP3174911B2 JP37753298A JP37753298A JP3174911B2 JP 3174911 B2 JP3174911 B2 JP 3174911B2 JP 37753298 A JP37753298 A JP 37753298A JP 37753298 A JP37753298 A JP 37753298A JP 3174911 B2 JP3174911 B2 JP 3174911B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、孔明け加工、孔部
の端面加工等を行うクイル型の工作機に関し、特にその
クイル支持装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の技術として、図9に示すものがあ
った。図9において、1はフレームに支持されるケース
であり、該ケース1内の上部側に細長い円筒状のクイル
2を左右(前後)方向に摺動可能に嵌合させ、該クイル
2の軸心部に主軸3を回転自在に支持する。この主軸3
の左端部は上記クイル2から左方に突出させ、この部に
ドリル等の工具を取付ける。また、上記主軸3の右部に
クイル2内で左右方向に延びるスプライン軸4を固定
し、このスプライン軸4を駆動筒5に摺動可能にスプラ
イン嵌合させる。この駆動筒5は連結板6を介してケー
ス1の左端(後端)部に回転自在に取付けたプーリー7
に連結する。このプーリー7はベルトを介して主軸モー
タ(図示省略)に連結される。
【0003】上記ケース1の下部側にピストン8を左右
方向に摺動可能に嵌合させ、該ピストン8のロッド8a
をケース1から左方(前方)に突出させ、該ロッド8a
の左端と前述したクイル2の左端部とをブラケット9を
介して連結する。そして、主軸モータにより、プーリー
7、連結板6、駆動筒5、及びスプライン軸4を介して
前述した主軸3を所定方向に回転させ、この状態で上記
ピストン8により、ロッド8a、ブラケット9、及びク
イル2を介して上記主軸3を図9の仮想線で示すよう
に、左方に前進させ、この主軸3の左端部に取付けた工
具により加工材を孔明け加工、あるいは外周加工する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のものは、ク
イル2(主軸3)を前後動可能に支持するケース1にプ
ーリー7(駆動装置)を取付けるようにしていたので、
主軸3がプーリー7に対して軸方向に移動しながら回転
することになる。このため、主軸3の前後方向のストロ
ークに対応する細長いスプライン軸4及びこれにスプラ
イン嵌合する駆動筒5等を必要とし、トルク伝導機構部
の構造が複雑になる。また、クイル2が嵌合するケース
1側の孔が長くなるため、これの加工に手数を要する等
の不具合があった。本発明は、上記不具合を解消した新
規な工作機のクイル支持装置を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下の如く構成したものである。即ち、請
求項1の発明は、フレームの前部に前後方向に短くかつ
中心部に支持孔を有する固定支持部を上方に突出させて
一体的に設け、該フレームの後部側の上面に前記固定支
持部の下部位置にて前後方向に延びる左右一対のガイド
レールを一体的に設けるとともに該ガイドレールに前後
方向に短い可動支持体を前記固定支持部に対して接離方
向に移動可能に設け、前後方向に長い筒状のクイルの前
部を前記固定支持部に摺動可能に挿通するとともにその
後端部を前記可動支持体に一体的に連結し、前記クイル
内に工具取付軸を回転のみ自在に支持するとともに、該
工具取付軸の前面を前記クイルの前面から外部に露出さ
せ、前記可動支持体に前記工具取付け軸を回転させる駆
動装置を設け、前記可動支持体を前後方向に移動させる
送り装置を設ける構成にしたものである。また、請求項
2の発明は、前記クイルに複数の工具取付け軸を並列に
設けるとともに、各工具取付け軸を前記駆動装置に連結
する構成にしたものである。また、請求項3の発明は、
前記クイルに複数の工具取付け軸を並列に設けるととも
に、各工具取付け軸を前記駆動装置に回転比を異ならせ
て連結する構成にしたものである。また、請求項4の発
明は、前記クイルをその軸心を中心として回転させる旋
回装置を前記可動支持体に設ける構成にしたものであ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面に基い
て説明する。図面において、図1は本発明の第1実施例
を示す断面側面図、図2はそのII-II 断面図である。図
1において、10はフレームであり、前部(左部)に前
後方向の軸心を中心とする端尺な筒状の固定支持部11
を一体的に形成し、後部側の上面に、図2に示すよう
に、左右一対のガイドレール14,14(リニアガイ
ド)を前後方向(図1において左右方向)に延長させて
取付け、該ガイドレール14,14に箱型の可動支持体
15を前後動可能に支持する。
【0007】上記固定支持部11に、円筒状に形成した
クイル17の前部側をスリーブ12を介して前後方向に
摺動可能に挿通し、該クイル17の後部をボルト等によ
り上記可動支持体15に一体的に連結する。このクイル
17は、上記フレーム10の前後方向の長さに略対応す
る長さとし、該クイル17の軸心部に工具取付け軸(主
軸)20を挿通するとともに、該工具取付け軸20を前
後に配置した複数のベアリング21を介して回転自在に
支持する。
【0008】上記工具取付け軸20はクイル17よりも
長くし、その左端部を上記クイル17から左方に突出さ
せ、該左端部(前端部)20aにドリル等の工具(図示
省略)を取付ける。また、上記工具取付け軸20の右端
部(後端部)20bは可動支持体15内に露出させ、こ
の部をジョイント23を介して可動支持体15の右端部
に取付けた工具モータ(駆動装置)22に連結する。
【0009】上記可動支持体15は、送り装置25によ
り前後(左右)方向に移動される。即ち、図1、図2に
示すように、底部の幅方向中間部に下方に突出する連結
片15aを形成し、この連結片15aにナット16を介
して送りねじ26にねじ連結する。この送りねじ26
は、図1に示すように、クイル17と平行に配置してそ
の左右端部をベアリング27,27を介してフレーム1
0に回転自在に支持し、右端部はフレーム10の右部に
取付けたサーボモータ28にジョイント29を介して連
結し、該サーボモータ28により正逆回転される。27
は上記クイル17及び可動支持体15の外周部を覆うカ
バーであり、前述した固定支持部11に取付ける。
【0010】上記第1実施例によれば、工具取付け軸2
0の左端部20aに所定の工具例えばドリルを取付けて
工具モータ22を起動させると、ジョイント23を介し
て上記工具取付け軸20が所定方向に回転される。この
状態でサーボモータ28をナット16が図1において左
方に移動する如く、例えば正転させると、連結片15a
を介して可動支持体15が左方(前方)に移動され、こ
れに伴って図1の仮想線で示すように、クイル17、工
具取付け軸20及び工具モータ22がフレーム10に対
して左方に移動され、工具取付け軸20に取付けたドリ
ルが前方の加工材を孔明け加工することになる。また、
上記サーボモータ28を逆転させると、上記ナット1
6、連結片15a、を介してクイル17、工具取付け軸
20及び工具モータ22が右方に移動復帰(図1の実線
の状態)することになる。
【0011】この場合、上記クイル17は、その前部が
フレーム10に形成した固定支持部11に支持され、そ
の後部が可動支持体15を介してフレーム10のガイド
レール14,14に係止されているので、該クイル17
はフレーム10に強固に支持されて左右動することにな
る。また、工具モータ22はクイル17及び工具取付け
軸20を前後動させる可動支持体15に支持されている
ので、工具モータ22と工具取付け軸20とは軸方向に
相対移動しなくなり、工具モータ22のトルクを簡素な
構造のジョイント23で工具取付け軸20に伝達させる
ことができる。また、クイル17が嵌合するフレーム1
0側の固定支持部11は短くてすみ、加工が容易とな
る。
【0012】図3、図4は第2実施例を示す。図3にお
いて、10はフレーム、11はフレーム10の前部に形
成した固定支持部、14はガイドレール、15はガイド
レール14に前後動可能に取付けた可動支持体、17は
クイルであり、これらは前述した第1実施例と略同様の
構造となっている。
【0013】上記クイル17の前部(左部)に4個の工
具取付け軸30(30a〜30d)を該クイル17の軸
線を中心として円周方向に等ピッチで回転自在に取付
け、また上記クイル17の後部側の軸心部に伝導軸31
を回転自在に取付け、上記各工具取付け軸30の後端
(右端)に取付けた同歯数の被動ギア32を伝導軸31
の前端(左端)に取付けた駆動ギア33に噛み合わせ
る。
【0014】上記伝導軸31は、その後端(右端)に取
付けた内歯ギア34を、可動支持体15に取付けた工具
モータ22の出力軸に取付けた出力ギア35に噛み合わ
せる。上記各工具取付け軸30の前端部はクイル17か
ら前方に突出させ、これらにドリル等の工具36を取付
ける。
【0015】37は上記可動支持体15を前後動させる
シリンダ型の送り装置であり、フレームの後部に送りシ
リンダー38を取付け、そのロッドを上記可動支持体1
5の下部設けた連結片(共に図示省略)に連結し、上記
送りシリンダー38を伸縮作動させて上記可動支持体1
5を介してクイル17、従って各工具取付け軸30を前
後動させる。
【0016】上記第2実施例によれば、各工具取付け軸
30に所定の工具、例えばドリルを取付けて工具モータ
22を起動させると、出力ギア35、内歯ギア34、伝
導軸31、駆動ギア33、及び被動ギア32を介して各
工具取付け軸30が回転され、この状態で送りシリンダ
ー38を伸長作動させると、可動支持体15、クイル1
7を介して各工具取付け軸30が前進され、前方の加工
材に複数の孔を同時に明けることができる。これは、ホ
イールの取付け孔等、等ピッチの孔を明ける際に有効で
ある。その他は前述した第1実施例と同様の構造となっ
ている。
【0017】図5〜図8は第3実施例を示す。図5にお
いて、10はフレーム、11はフレーム10の前部に形
成した固定支持部、14はガイドレール、15はガイド
レール14に前後動可能に取付けた可動支持体、17は
クイルであり、これらは前述した第1実施例と略同様の
構造となっている。
【0018】上記クイル17の前部(左部)に上下2個
の工具取付け軸40(40a〜40b)を回転自在に取
付け、上部側の工具取付け軸40aに孔端面加工用の端
面工具46aを、また、下側の工具取付け軸40bに孔
明け工具(ドリル)46bを取付ける。各工具取付け軸
40は、クイル17の後部側の軸心部に取付けた伝導軸
41に回転比を変えて連結する。
【0019】即ち、図8に示すように、上部側の工具取
付け軸40aの後端(右端)に取付けた被動ギア42a
を、第1中間軸43の左端に形成した二次ギア43b、
該第1中間軸43の右端に取付けた一次ギア43aを介
して伝導軸41の前端(左端)に取付けた駆動ギア45
に連結する。また、下部側の工具取付け軸40bはその
後端(右端)に取付けた被動ギア42bを、第2中間軸
44の左端に形成した二次ギア44b、該第2中間軸4
4の右端に取付けた一次ギア44aを介して上記伝導軸
41の駆動ギア45に連結する。
【0020】上記上部側の二次ギア43bの歯数は下部
側の二次ギア44bの歯数よりも多くし、これにより、
上部側の工具取付け軸40aの回転数が下部側の工具取
付け軸40bの回転数よりも低くなるようにする。上記
伝導軸41は、図5に示すように、その後端(右端)を
ジョイント47を介して可動支持体15に取付けた工具
モータ22の出力軸に連結する。
【0021】上記可動支持体15部にクイル17をその
軸心を中心として回転させる旋回装置50を設ける。こ
の旋回装置50は図5、図7に示すようになっている。
即ち、上記クイル17の後部軸心部に筒状の旋回軸51
を可動支持体15内に向けて突出固定し、該旋回軸51
の外周にスプライン状の係合歯52を形成する。一方、
上記可動支持体15に油圧(又はエア圧)によって上記
旋回軸51に対して直行方向に移動するラック53を設
け、このラック53を上記係合歯52に噛み合わせる。
これにより、ラック53を図7において左右方向に移動
させることによって旋回軸51を介してクイル17を正
逆回転させ、前述した工具取付け軸40a、40bを上
下反転させる。なお、図5において、25は可動支持体
15を前後動させるねじ駆動型の送り装置であり、前述
した第1実施例と同様の構造となっている。
【0022】上記第3実施例によれば、上部側の工具取
付け軸40aに端面工具46aを、また、下部側の工具
取付け軸40bに孔明け工具(ドリル)46bを取付
け、旋回装置50によりクイル17を回転させ、例え
ば、下部側の工具取付け軸40bが加工材Wに対面する
如く下側に位置させる。この状態で工具モータ22を起
動させると共に、送り装置25によりクイル17を前進
させると、上記工具取付け軸40bに取付けた孔明け工
具46bが上記加工材Wに所定の孔を明けることにな
る。
【0023】次いで、送り装置25により上記クイル1
7を後退させた後、旋回装置50によりクイル17を上
記の状態から例えば180度回転させ、工具取付け軸4
0aに取付けた端面工具46aを上記加工材Wに明けた
孔に対面させる。この状態で上記工具取付け軸40aを
回転させながら、送り装置25によりクイル17を再び
前進させると、上記端面工具46aが上記加工材Wの孔
の端面を加工(面取り)することになる。なお、前述し
た旋回装置50は、第2実施例にも適用する事ができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、請求項1
の発明によれば、フレームの前部に固定した環状の固定
支持部でクイルの前部を前後動可能に嵌合支持し、フレ
ームの後部にガイドレールを介して前後動可能に設けた
可動支持体で上記クイルの後部を係止するとともに、該
可動支持体に工具取付け軸を回転させる駆動装置を設け
るようにしたので、該クイルをフレームに強固に支持し
て前後動させることができる。また、駆動装置と工具取
付け軸とが軸方向に相対移動しなくなるので、駆動装置
のトルクを簡素な伝導装置で工具取付け軸伝達させるこ
とができる。また、クイルが嵌合するフレーム側の固定
支持部の軸長が短くてすみ、これの加工が容易となる。
また、請求項2の発明によれば、同形の複数の孔あるい
は端面を一気に加工することができる。また、請求項3
の発明によれば、異形の孔あるいは端面を同時に加工す
ることができる。また、請求項4の発明によれば、連携
する異なった加工を段取り換えすることなく加工するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す断面側面図である。
【図2】図1のII-II 断面図である。
【図3】本発明の第2実施例を示す要部断面側面図であ
る。
【図4】図3の左側面図である。
【図5】本発明の第3実施例を示す要部断面側面図であ
る。
【図6】図5の左側面図である。
【図7】図5のA−A断面図である。
【図8】工具取付け軸と伝導軸との連結状態を示す説明
用断面図である。
【図9】従来例を示す要部側面図である。
【符号の説明】
10 フレーム 11 固定支持部 12 スリーブ 14 ガイドレール(リニアガイド) 15 可動支持体 15a 連結片 16 ナット 17 クイル 20 工具取付け軸(主軸) 20a 左端(前端)部 20b 右端(後端)部 21 ベアリング 22 工具モータ(駆動装置) 23 ジョイント 25 送り装置 26 送りねじ 27 ベアリング 28 サーボモータ 29 ジョイント 27 カバー 30,40 工具取付け軸 31,41 伝導軸 32,42a,42b 被動ギア 33,45 駆動ギア 34 内歯ギア 35 出力ギア 36,46a,46b 工具 43 第1中間軸 43a 一次ギア 43b 二次ギア 44 第2中間軸 44a 一次ギア 44b 二次ギア 47 ジョイント 50 旋回装置 51 旋回軸 52 係合歯 52 ラック
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23B 47/18 B23B 39/18 B23B 39/16 B23B 47/30

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フレーム(10)の前部に前後方向に短く
    かつ中心部に支持孔を有する固定支持部(11)を上方
    に突出させて一体的に設け、該フレーム(10)の後部
    側の上面に前記固定支持部(11)の下部位置にて前後
    方向に延びる左右一対のガイドレール(14)を一体的
    に設けるとともに該ガイドレール(14)に前後方向に
    短い可動支持体(15)を前記固定支持部(11)に対
    して接離方向に移動可能に設け、前後方向に長い筒状の
    クイル(17)の前部を前記固定支持部(11)に摺動
    可能に挿通するとともにその後端部を前記可動支持体
    (15)に一体的に連結し、前記クイル(17)内に工
    具取付軸(20)を回転のみ自在に支持するとともに、
    該工具取付軸(20)の前面を前記クイル(17)の前
    面から外部に露出させ、前記可動支持体(15)に前記
    工具取付け軸(20)を回転させる駆動装置(22)を
    設け、前記可動支持体(15)を前後方向に移動させる
    送り装置(25)を設けたことを特徴とする工作機のク
    イル支持装置。
  2. 【請求項2】前記クイル(17)に複数の工具取付け軸
    (30)を並列に設けるとともに、各工具取付け軸(3
    0)を前記駆動装置(22)に連結したことを特徴とす
    る請求項1記載の工作機のクイル支持装置。
  3. 【請求項3】前記クイル(17)に複数の工具取付け軸
    (40)を並列に設けるとともに、各工具取付け軸(4
    0)を前記駆動装置(22)に回転比を異ならせて連結
    したことを特徴とする請求項1記載の工作機のクイル支
    持装置。
  4. 【請求項4】前記クイルをその軸心を中心として回転さ
    せる旋回装置を前記可動支持体(15)に設けたことを
    特徴とする2又は3記載の工作機のクイル支持装置。
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