JP5207272B2

JP5207272B2 - 工作機械用スピンドルヘッド

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Publication number: JP5207272B2
Application number: JP2007265864A
Authority: JP
Inventors: 明杉山; 好教辰田
Original assignee: Tsudakoma Industrial Co Ltd
Current assignee: Tsudakoma Corp
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2027-10-11
Also published as: EP2204258A4; CN101801593B; ES2386325T3; TWI451935B; US20100206599A1; CN101801593A; JP2009090439A; TW200916259A; ATE553877T1; EP2204258A1; WO2009048035A1; EP2204258B1

Description

本発明は、工作機械用のスピンドルヘッドに関し、特にスピンドルユニットを回転駆動するための構成に関する。

回転駆動される工具によってワークの切削加工等を行う工作機械において、工具が先端に取り付けられるスピンドルを回転駆動すべく内蔵された駆動モータによってスピンドルを回転駆動するスピンドルユニットと、このスピンドルユニットを支持軸を介して支持すると共に、その支持軸の軸線（Ａ軸）周りにスピンドルユニットを回動駆動して角度位置を割り出す支持ヘッドとを含む工作機械用のスピンドルヘッドは公知である。

前記と同様のスピンドルヘッドとして、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１のスピンドルヘッドによると、前記の支持ヘッドは、スピンドルユニットを支持するための一対のフォークアームによりフォーク形に構成されており、各フォークアーム内にスピンドルユニットの各側部に連結された支持軸を回転自在に支持している。

また、特許文献１におけるスピンドルヘッド（支持ヘッド）では、上記の支持軸を回転駆動するための駆動モータとして、支持ヘッドのハウジング内において支持軸の軸線周りに同心的に配置されたモータロータおよびモータステータからなり、ギヤ等の駆動伝達手段を介在させること無しにモータロータを上記支持軸に連結して支持軸を回転駆動する直接駆動型モータ（ＤＤモータ（ダイレクトドライブモータ）／ビルトインモータ）を採用している。

一対の支持軸によってスピンドルユニットの両側部を支持するスピンドルヘッドでは、軸の捻れ変形等に伴う加工精度の低下を防止するために、スピンドルユニットを両側で回転駆動する形式、すなわち、両方の支持軸を共に回転駆動することが好ましい。そこで、特許文献１におけるスピンドルヘッド（支持ヘッド）では、各フォークアーム内に前記ＤＤモータを配設し、一対の支持軸を同期して回転駆動する構成が採用されている。

しかし、各フォークアーム内に前記ＤＤモータを配設する構成では、スピンドルヘッドのＡ軸方向における寸法が大きくなり、装置全体が大型化してしまう。装置全体が大型化すると、例えば、ワークに形成した孔の内部加工等では、支持ヘッドとワークとの干渉が生じてしまうため、そのような加工には対応できず、加工用途が制限されてしまう。

また、支持ヘッドとワークとの干渉を少なくすべく、スピンドルユニットの先端部が支持ヘッドから大きく突出した構成とした場合、支持軸の軸心から工具先端までの距離が長くなるため、工具に掛かる負荷の影響で、加工中にスピンドルユニットが振動し、加工精度が低下するといった問題が生じる。そのため、重切削に対応できなかったり、あるいは送り速度を低くしなければならなくなり、この場合にも加工が制限されてしまう。

また、２つの駆動モータ（ＤＤモータ）の起動、運転、停止に際して、両方の回転を完全に同期させて駆動しなければならないため、駆動モータ（ＤＤモータ）制御が複雑化して
しまう。
米国特許第５５８４６２１号公報

したがって、本発明の課題は、この種の工作機械用のスピンドルヘッドおいて、装置全体の大型化を防止すると共に、従来の装置と比べ、駆動モータの制御を容易にすることであ
る。

上記の課題のもとに、本発明は、スピンドルユニットを一対の支持軸と支持ヘッドの一対のフォークアームとにより回転自在に支持する工作機械用スピンドルヘッドにおいて、一対の支持軸から離れた位置で支持ヘッド内に単一の駆動モータを配置し、この駆動モータの回転を一対の駆動伝達機構により各支持軸に伝達するようにしている。

具体的に記載すると、請求項１に係る発明は、先端に工具（２）が取り付けられるスピンドル（３）を回転駆動するスピンドルユニット（４）と、該スピンドルユニット（４）を支持する支持ヘッド（５）であって前記スピンドルユニット（４）を支持するための一対の支持軸（６）のそれぞれを回転自在に支持する一対のフォークアーム（７）を有するフォーク形の支持ヘッド（５）と、を含む工作機械用スピンドルヘッド（１）において、前記支持ヘッド（５）内で回転自在に支持された駆動軸（８）であって前記支持軸（６）の軸線方向と平行に延在する駆動軸（８）と、前記駆動軸（８）を回転駆動する単一の駆動モータ（９）と、前記駆動軸（８）の両端部の各々と前記各支持軸（６）とを連結し、前記駆動モータ（９）の回転を前記各支持軸（６）に伝達する一対の駆動伝達機構（１０）とを含み、前記駆動モータ（９）は、前記駆動軸（８）の軸線方向における前記一対の駆動伝達機構（１０）間で、前記駆動軸（８）と連結される、ことを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の工作機械用スピンドルヘッド（１）において、前記駆動モータ（９）は、前記支持ヘッド（５）のハウジング（１１）内に配置され、前記駆動モータ（９）のモータステータ（１２）およびモータロータ（１３）が前記駆動軸（８）の軸線に対して同心的に配置されている、ことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１記載の工作機械用スピンドルヘッド（１）において、前記工作機械用スピンドルヘッド（１）は、前記支持ヘッド（５）の内部に駆動軸（８）の回転角度位置を保持するためのクランプ機構（１４）を含み、該クランプ機構（１４）が前記駆動モータ（９）と前記駆動軸（８）との連結位置の両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１記載の工作機械用スピンドルヘッド（１）において、前記工作機械用スピンドルヘッド（１）は、前記各支持軸（６）の反スピンドルユニット（４）側の端部に連結される支持部材（１７）であって前記一対のフォークアーム（７）と対面して前記スピンドルユニット（４）の軸線方向に延在する一対の支持アーム（１５）と該一対の支持アーム（１５）を連結する基部（１６）とからなる支持部材（１７）とを含み、前記スピンドルユニット（４）が、前記支持部材（１７）の前記基部（１６）に形成された支持孔（１８）に嵌挿された状態で、スピンドルユニット（４）の外周部において前記支持部材（１７）に支持される、ことを特徴とする。

請求項１に係る発明によると、一対の支持軸を共に回転駆動する両側駆動の形式でありながらも、その駆動源を単一の駆動モータとして、支持ヘッド内で一対の支持軸から離れた位置に配置しているため、従来のように各フォークアーム内に駆動モータを配設する構成と比べ、スピンドルヘッド特に、支持軸周辺から先端部にかけて小型化を図ることができる。また、単一の駆動モータとなっているため、２つの駆動モータの回転を完全に同期させて駆動するという煩雑さがなく、駆動モータ（ＤＤモータ）制御が簡単化できる。

さらに、請求項１に係る発明によると、駆動軸と各支持軸とを連結する一対の駆動伝達機構の間、すなわち、駆動軸の軸線方向における駆動軸の中央部もしくは中央部に近い位置で駆動軸と駆動モータとを連結することにより、駆動軸の端部に駆動モータを連結する場合と比べて駆動軸に捻れ等が生じることがなくなり、高い加工精度を保つことができる。

請求項２に係る発明によると、駆動モータを支持ヘッドのハウジング内に配設することにより、さらに支持ヘッドを小型化することができる。また、駆動軸を駆動モータにより直接的に駆動するため、駆動軸と駆動モータとを駆動伝達機構を介して連結するものに比べて、角度位置の割出し精度を高めることができる。

請求項３に係る発明によると、２つのクランプ機構を駆動モータと駆動軸との連結位置の両側に設けることにより、駆動軸の保持力を高めることができ、加工負荷の大きい加工等に対応できるものとなる。

請求項４に係る発明によると、ワークの加工時に工具の先端側から飛散する切り粉が支持部材によって遮られるため、スピンドルユニットと支持ヘッドとの間に入り込むことを可及的に防止することができる。

図１ないし図３は、本発明に係る代表的な実施形態の工作機械用スピンドルヘッド１の構成を示している。これらの図１ないし図３において、工作機械用スピンドルヘッド１は、スピンドル３を回転駆動するスピンドルユニット４、およびスピンドルユニット４を回転自在に支持する支持ヘッド５を含んでいる。

スピンドルユニット４は、図示しないが、その内部にスピンドルモータを内蔵したビルトインモータ型であり、そのスピンドルモータによってスピンドル３を回転駆動する。切削加工時に、スピンドル３の先端に切削加工に適合する工具２が取付けられており、スピンドル３は、工具２の切削回転によって加工対象のワークに切削加工を施す。

支持ヘッド５は、左右一対のフォークアーム７を有するフォーク形のハウジング１１によって構成されており、ハウジング１１は、その取付け基部１９でＣ軸駆動部２０のＣ軸部２１に位置決め状態で取付けられている。なお、Ｃ軸駆動部２０は、図７の説明と共に後述するが、工作機械、例えばマシニングセンタなどによって保持され、図示しないが、内部にＤＤモータなどの駆動モータを内蔵しており、Ｃ軸（マシニングセンタのＺ軸と平行な軸線）を回転中心としてＣ軸部２１を回転（旋回）させることによって、支持ヘッド５の向きを変更する。ちなみに、Ｃ軸は、スピンドル３の待機状態で、スピンドル３の中心軸と一致している。

フォーク形の支持ヘッド５は、Ａ軸を回転中心として、スピンドルユニット４を回転自在に支持するために、一対のフォークアーム７のＡ軸上の軸収納孔２２の内部で、左右一対の支持軸６をそれぞれ回転自在に支持している。すなわち、一対の支持軸６は、電気系統の配線や流体系統の配管のために、中空の軸として構成され、それぞれ両端開口型の軸収納孔２２の内部において、Ａ軸上にあって、スピンドルユニット４に向き合う側の端部でスピンドルユニット４の側面に固定されている。

一対の支持軸６は、スピンドルユニット４の側面に近い側、つまり一対のフォークアーム７の内側部分で、各フォークアーム７に取付けられた軸受２３により回転自在に支持されると共に、各フォークアーム７の外側部分で、各フォークアーム７に取付けられた環状の軸受スリーブ２５および軸受スリーブ２５の内部に固定された軸受２４により回転自在に支持されている。なお、Ａ軸は、一対の支持軸６の中心線上にあって、Ｃ軸と直交している。

また、支持ヘッド５は、Ａ軸を中心としてスピンドルユニット４を回転させるための駆動モータ９などを収納するために、その取付け基部１９の部分で、左右の両外側面で開口する組み込み孔２６を形成すると共に、各フォークアーム７の内部で、それぞれの駆動伝達機構１０を収容するために、組み込み孔２６から軸収納孔２２に通じる収容孔２７を形成している。

スピンドルユニット４は、支持ヘッド５に組み込まれた駆動軸８、この駆動軸８を回転させる駆動モータ９および駆動軸８の回転を各支持軸６に伝達する一対の駆動伝達機構１０によってＡ軸を回転中心として回転駆動される。すなわち、駆動軸８は、支持ヘッド５の組み込み孔２６の内部に、一対の支持軸６の軸線方向と平行に延在し、Ａ軸に平行な状態として配設されており、駆動軸８の各端部において組み込み孔２６の内側の段部に取付けられた軸受スリーブ２８、その内部に固定された軸受３０、および組み込み孔２６の外側の開口部に取付けられた軸受スリーブ２９、その内部に固定された軸受３１によって回転自在に支持されている。なお、各フォークアーム７の外側は、それぞれの側のフォークアーム７に取付けられた適当な形状のカバー４９によって覆われている。

一方、駆動モータ９としてＤＤモータが採用されており、駆動モータ９のモータステータ１２およびモータロータ１３は、ハウジング１１の組み込み孔２６の内部に配置され、駆動軸８の軸線と同心的に配置されている。モータステータ１２は、組み込み孔２６の内部で左右一対の軸受スリーブ２８の間に固定されており、またータロータ１３は、駆動軸８の大径部に嵌め込まれ、モータステータ１２に励磁されて駆動軸８と共に回転をする。なお、駆動軸８の回転角度位置は、軸受スリーブ２９の外側に取付けられ、駆動軸８の一端に連結されているエンコーダ（回転検出器）３２によって電気信号として検出される。

駆動モータ９の運転によって、駆動軸８が回転すると、その回転は、駆動軸８の両端側で一対の駆動伝達機構１０によって対応の支持軸６に伝達され、Ａ軸を中心としてスピンドルユニット４を回転させる。この例で、一対の駆動伝達機構１０は、軸受スリーブ２８と軸受スリーブ２９との間で、駆動軸８の左右端に固定したタイミングプーリなどのプーリ３３、軸受２３と軸受２４との間で、左右の支持軸６に固定したタイミングプーリなどのプーリ３４、プーリ３３、３４に巻き掛けたタイミングベルトなどの無端ベルト３５によって構成されている。ここで無端ベルト３５は、収容孔２７の内部を通過し、駆動軸８と左右一対の支持軸６とを連結している。なお、無端ベルト３５には、ベルト張力調整のためにテンションプーリ４８が付設されている。

スピンドルユニット４を回転させる際に、図示しない制御装置は、駆動モータ９をスピンドルユニット４の回転方向に回転させ、駆動モータ９のモータロータ１３に直結されている駆動軸８を回転させて、一対の駆動伝達機構１０によって、Ａ軸を中心としてスピンドルユニット４を目標の方向に回転させ、一対の支持軸６を所定の回転角度の位置に割り出す。このときの一対の支持軸６の回転角度位置は、駆動軸８の側でエンコーダ（回転検出器）３２によって電気信号として確認できる。

回転角度位置の割り出し後において、一対の支持軸６の回転角度位置は、一対の支持軸６に連動する駆動軸８の回転角度位置を保持することによって維持される。駆動軸８の回転角度位置の保持のために、工作機械用スピンドルヘッド１は、支持ヘッド５の組み込み孔２６の内部に、クランプ機構１４を有している。クランプ機構１４は、駆動軸８の両側において、駆動モータ９と連結位置のプーリ３３との間にそれぞれ設けられている。

図３は、両側のクランプ機構１４のうち図１での右側のものを示しているが、左側のクランプ機構１４もＣ軸を対称軸として右側のクランプ機構１４を反転した対称な構造となっている。図３において、クランプ機構１４は、一例として常時アンクランプ式のブレーキ類似の構造のものであり、環状の軸受スリーブ２８による摩擦部材４２の側面に取付けた環状のピストンケース３６、このピストンケース３６の内部に駆動軸８の軸線方向に変位可能な環状のピストン部材３７、ピストン部材３７をアンクランプの方向に後退させるために軸受スリーブ２８の穴に納められ、軸受スリーブ２８とピストン部材３７との間に介在する複数の圧縮ばね３８、ピストン部材３７と軸受スリーブ２８との間に位置し、ディスクホルダ３９によって駆動軸８に回り止め状態で取付けられているクランプディスク４０によって構成されている。なお、クランプ機構１４の摩擦部材４２は、軸受スリーブ２８によって構成されているため、軸受スリーブ２８は、摩擦部材４２を兼用していることになる。

一対の支持軸６の回転角度位置の割り出し後において、ピストンケース３６の後部のポート４１からピストン部材３７の背面に圧力空気や圧力油などの圧力流体を供給すると、ピストン部材３７は、圧縮ばね３８に抗して、図３で左方向に前進し、クランプディスク４０をこれに対向する摩擦部材４２の摩擦面に押し当てる。この押し当て状態で、回転側（駆動軸８）のクランプディスク４０の摩擦面と固定側（ハウジング１１側）の摩擦部材４２の摩擦面との間に発生する摩擦的な力によって、割り出し後の駆動軸８は、クランプ状態となって回り止めされ、これに連動する左右一対の支持軸６の回転角度位置を回り止めしながら保持する。

このようにして、一対のクランプ機構１４は、スピンドルユニット４に作用する外力や切削時の負荷によっても、一対の支持軸６の割り出し後の回転角度位置を安定に保持する。なお、圧力流体の供給を停止すると、ピストン部材３７は、圧縮ばね３８に押されて、図３で右方向に後退し、摩擦部材４２に対するクランプディスク４０の押し当てを解除するから、アンクランプ状態となる。このアンクランプ状態によって、スピンドルユニット４は、Ａ軸を中心として目標の方向に回転可能な状態となる。

つぎに図４は、他の実施形態による工作機械用スピンドルヘッド１の構成を示している。図４において、駆動モータ９は、ハウジング１１の組み込み孔２６の内部でなく、ハウジング１１の外側面にモータブラケット４４により取付けられている。そして、駆動モータ９のモータ出力軸４３の回転は、モータ出力軸４３に取付けたモータプーリ４５、駆動軸８の中間部に取付けた駆動プーリ４６、モータプーリ４５および駆動プーリ４６に巻きかけた一対の無端ベルト４７によって駆動軸８に伝達される。この場合に、組み込み孔２６は、無端ベルト４７のかけ渡しのために、駆動モータ９の取付け側にも開口している。

そして図４に示す工作機械用スピンドルヘッド１においても、先の実施例と同様に、駆動軸８の両端部に取付けたプーリ（図示せず）と各支持軸６に取付けたプーリ３４とが無端ベルト３５によって連結され、駆動軸８の回転が各支持軸６に伝達されてスピンドルユニット４が回転駆動される。

このように、本発明による工作機械用スピンドルヘッド１では、駆動モータ９の配置は、支持ヘッド５のハウジング１１の内部に限らず、ハウジング１１の外部としてもよい。また、ハウジング１１の内部に設ける場合にあっても、先の実施例の配置に限らず、ハウジング１１の適当な内部とすることもできる。

図５および図６は、さらに他の実施形態による工作機械用スピンドルヘッド１の構成を示している。これらの図５および図６において、スピンドルユニット４は、一対の支持軸６に直接支持されず、一対の支持軸６によって支持されている支持部材１７によって回転自在に支持される。したがって、スピンドルユニット４の両側面は、一対の支持軸６に対して取付けられておらず、隙間となっている。

すなわち、図５および図６に示す工作機械用スピンドルヘッド１は、スピンドルユニット４を支持するために、断面コの字型の支持部材１７を含む。この支持部材１７は、各支持軸６の反スピンドルユニット４側、つまり各フォークアーム７の外側で各支持軸６に連結され、一対のフォークアーム７と対面してスピンドルユニット４の軸線方向に延在する一対の支持アーム１５と、一対の支持アーム１５の間を連結する基部１６とからなる。各支持アーム１５は、対応の支持軸６の外側端に取付けられた連結具５０の直径方向の凹凸５１などの嵌まり合いによって、共回りするように対応の支持軸６に連結されている。

このように、支持部材１７は、スピンドルユニット４をＡ軸上で回転自在に保持するために、スピンドルユニット４の軸線方向における後端部側とスピンドルユニット４の回動方向両側とで開放された断面略Ｕ字形に形成されており、支持部材１７の基部１６は、スピンドル３の中心線上でスピンドルユニット４に対応する大きさの支持孔１８を形成しており、この支持孔１８にスピンドルユニット４の外周部を嵌挿した状態で、スピンドルユニット４を支持している。その他の部分は、図１ないし図３のものと多少異なる形状の部品であっても、図１ないし図３の実施形態のものと機能的にほぼ同じ構成である。なお、カバー４９は、省略されており、エンコーダ（回転検出器）３２は図１および図２のものに対して異なる側で駆動軸８に取付けられている。

図５および図６の実施形態において、一対の支持軸６が駆動モータ９に駆動されて回転すると、一対の支持軸６と共に支持部材１７がＡ軸を中心として回転するため、支持部材１７に支持されているスピンドルユニット４は、同様にＡ軸を中心として回転する。

図５および図６の実施形態では、図１ないし図３の実施形態と比べると、スピンドルユニット４の先端側のＡ軸方向に関する幅寸法が大きくなるが、その増加分は支持部材１７における支持アーム１５の幅分のみであるため、ＤＤモータを両フォークアーム７内に配置する従来技術と比べれば、工作機械用スピンドルヘッド１は小型化される。

また、ワークの加工時に工具２の先端側から飛散する切り粉がスピンドルユニット４と支持ヘッド５との間に入り込むことを可及的に防止することができる。すなわち、ワークの加工時にには、ワークと工具２との接触部からスピンドルユニット４側へ向けて多くの細かい切り粉が飛散し、これらがスピンドルユニット４と支持ヘッド５（フォークアーム７）との間の僅かな隙間に入り込む場合がある。そして、この切り粉の量が多くなると、これがスピンドル３の駆動抵抗となってしまう。これに対し、図５および図６の実施形態よれば、スピンドルユニット４の先端側から飛散する切り粉は、支持部材１７の基部１６によって殆ど支持ヘッド５側への飛散しないようになるから、上記のような問題が発生し難いものとなる。

本発明に係る工作機械用スピンドルヘッド１は、図７に例示するように、縦型のマシニングセンタ（複合加工機）などの工作機械５２に組み込まれる。図７において、工作機械５２は、ベッド５３上に付設された左右一対のコラム５４と、一対のコラム５４上を上下方向（Ｚ軸方向）に移動する水平なクロスレール５５と、クロスレール５５上を水平に左右方向（Ｙ軸方向）に移動するサドル５６と、サドル５６上をＺ軸方向に移動するラム５７と、ベッド５３上を前後方向（Ｘ軸方向）に水平に移動するテーブル５８とを含む。そして、本発明に係る工作機械用スピンドルヘッド１は、Ｃ軸駆動部２０によってラム５７の下端部に垂直軸（Ｃ軸）を中心として旋回自在に取付けられる。

工作機械５２は、テーブル５８の上に固定されたワーク５９の加工時において、予め設定された加工プログラムに基づく数値制御により、上記テーブル５８、クロスレール５５、サドル５６およびラム５７を移動させる。一方、工作機械用スピンドルヘッド１は、工作機械５２の図示しない制御装置によって所望の角度姿勢に割り出され、ワーク５９に対して、装着された工具２を所望の加工位置に設定する。これにより、工作機械５２は、ワーク５９の各加工面に対して工具２を最適な角度で当て、ワーク５９に必要な切削加工を行う。

本発明において、駆動モータ９、駆動伝達機構１０、クランプ機構１４は、組み込み対象の工作機械５２に応じて変形して実施される。

駆動モータ９は、前述のＤＤモータに代えて、中空サーボモータ、両軸サーボモータを採用することもできる。フォーク形の支持ヘッド５の取付け基部１９に内蔵されるＤＤモータは、前述のように１個に限らず、２以上のＤＤモータを駆動軸６の軸線方向に直列的に並べて配置したものであってもよい。

また、駆動モータ９と駆動軸８との連結位置を一対の駆動伝達機構１０の間とするものに限らず、駆動軸８の一端に駆動モータ９のモータ出力軸４３を連結するように構成してもよい。

駆動伝達機構１０は、前述の実施態様のようにプーリ（３３、３４、４５、４６）とベルト３５、４７）とで構成するものに限らず、ギヤ列によって駆動軸８の回転を一対の支持軸６伝達するものであってもよい。

さらに、クランプ機構１４は、一種のブレーキ手段であるが、前述の実施態様のように駆動モータ９の両側の各位置毎に設け、合計２つ設置するものに限らず、クランプ能力に応じていずれか一方を省略してもよい。クランプ機構１４の構成は、例示のもの（クランプディスク４０をピストン部材３７で押圧して、ピストン部材３７とハウジング１１の摩擦部材４２の摩擦面との協働でクランプディスク４０をを挟持する形式のもの）に限らず、流体圧によって変形可能なクランプスリーブによって駆動軸８を締め付けて駆動軸８の回転位置を保持するものであってもよい。

さらに、Ｃ軸駆動部２０は、本発明において必須ではなく省略可能である。Ｃ軸駆動部２０がラム５７に組み込まれているとき、工作機械用スピンドルヘッド１は、そのラム５７取り付けられることになる。

本発明が対象とする工作機械５２は、縦型のマシニングセンタに限らず、横型のマシニングセンタや、他の形式の金属加工用の工作機械であってもよい。

本発明に係る工作機械用スピンドルヘッド１の断面図であり、図２のＳ−Ｓ矢印の切断位置に対応する。図１の工作機械用スピンドルヘッド１の側面図である。図１の工作機械用スピンドルヘッド１でのクランプ機構１４の拡大断面図である。本発明に係る工作機械用スピンドルヘッド１の他の実施態様での一部断面の側面図である。本発明に係る工作機械用スピンドルヘッド１の他の実施態様での断面図であり、図６のＳ−Ｓ矢印の切断位置に対応する。図５の工作機械用スピンドルヘッド１の側面図である。本発明に係る工作機械用スピンドルヘッド１が組み込まれている工作機械５２の斜面図である。

１工作機械用スピンドルヘッド２工具
３スピンドル４スピンドルユニット
５支持ヘッド６支持軸
７フォークアーム８駆動軸
９駆動モータ１０駆動伝達機構
１１ハウジング１２モータステータ
１３モータロータ１４クランプ機構
１５支持アーム１６基部
１７支持部材１８支持孔
１９取付け基部２０Ｃ軸駆動部
２１Ｃ軸部２２軸収納孔
２３軸受２４軸受
２５軸受スリーブ２６組み込み孔
２７収容孔２８軸受スリーブ
２９軸受スリーブ３０軸受
３１軸受３２エンコーダ
３３プーリ３４プーリ
３５無端ベルト３６ピストンケース
３７ピストン部材３８圧縮ばね
３９ディスクホルダ４０クランプディスク
４１ポート４２摩擦部材
４３モータ出力軸４４モータブラケット
４５モータプーリ４６駆動プーリ
４７無端ベルト４８テンションプーリ
４９カバー５０連結具
５１凹凸５２工作機械
５３ベッド５４コラム
５５クロスレール５６サドル
５７ラム５８テーブル
５９ワーク

Claims

先端に工具（２）が取り付けられるスピンドル（３）を回転駆動するスピンドルユニット（４）と、該スピンドルユニット（４）を支持する支持ヘッド（５）であって前記スピンドルユニット（４）を支持するための一対の支持軸（６）のそれぞれを回転自在に支持する一対のフォークアーム（７）を有するフォーク形の支持ヘッド（５）と、を含む工作機械用スピンドルヘッド（１）において、
前記支持ヘッド（５）内で回転自在に支持された駆動軸（８）であって前記支持軸（６）の軸線方向と平行に延在する駆動軸（８）と、前記駆動軸（８）を回転駆動する単一の駆動モータ（９）と、前記駆動軸（８）の両端部の各々と前記各支持軸（６）とを連結し、前記駆動モータ（９）の回転を前記各支持軸（６）に伝達する一対の駆動伝達機構（１０）とを含み、前記駆動モータ（９）は、前記駆動軸（８）の軸線方向における前記一対の駆動伝達機構（１０）間で、前記駆動軸（８）と連結される、ことを特徴とする工作機械用スピンドルヘッド（１）。
前記駆動モータ（９）は、前記支持ヘッド（５）のハウジング（１１）内に配置され、前記駆動モータ（９）のモータステータ（１２）およびモータロータ（１３）が前記駆動軸（８）の軸線に対して同心的に配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の工作機械用スピンドルヘッド（１）。
前記工作機械用スピンドルヘッド（１）は、前記支持ヘッド（５）の内部に駆動軸（８）の回転角度位置を保持するためのクランプ機構（１４）を含み、該クランプ機構（１４）が、前記駆動モータ（９）と前記駆動軸（８）との連結位置の両側にそれぞれ設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の工作機械用スピンドルヘッド（１）。
前記工作機械用スピンドルヘッド（１）は、前記各支持軸（６）の反スピンドルユニット（４）側の端部に連結される支持部材（１７）であって前記一対のフォークアーム（７）と対面して前記スピンドルユニット（４）の軸線方向に延在する一対の支持アーム（１５）と該一対の支持アーム（１５）を連結する基部（１６）とからなる支持部材（１７）とを含み、前記スピンドルユニット（４）が、前記支持部材（１７）の前記基部（１６）に形成された支持孔（１８）に嵌挿された状態で、スピンドルユニット（４）の外周部において前記支持部材（１７）に支持される、ことを特徴とする請求項１記載の工作機械用スピンドルヘッド（１）。