JPH0398716A - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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JPH0398716A
JPH0398716A JP1234032A JP23403289A JPH0398716A JP H0398716 A JPH0398716 A JP H0398716A JP 1234032 A JP1234032 A JP 1234032A JP 23403289 A JP23403289 A JP 23403289A JP H0398716 A JPH0398716 A JP H0398716A
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JP
Japan
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motor
main shaft
variable reluctance
housing
torque
Prior art date
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JP1234032A
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Inventor
Chikamasa Hatsutori
服部　親将
Ikuo Kameyama
亀山　郁雄
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B47/00—Constructional features of components specially designed for boring or drilling machines; Accessories therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/48—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs
    • B23Q1/4828—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs a single rotating pair followed parallelly by a single sliding pair
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  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Turning (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はタップ，ドリル等の工具を回転させつつ軸線方
向に往復動して被加工物に加工を行う工作機械に関する
。
（従来の技術） この種の工作機械として、彼加工物にタツピング加工を
行うタッピングユニットがある。このものは、ハウジン
グ内に軸線を中心に回転可能に設けられた主軸を、送り
用モータにて軸線方向に往復動させると共に主軸用モー
タにより低速で回転させるように構成されており、その
主軸の先端部に装着されたタップにより被加工物にタッ
ピング加工を行うようになっている。
而して、従来では一般に、前記主軸用モータとして、Ｄ
Ｃモータや交流誘導モータが採用されていた。
（発明が解決しようとする：ｌｔｌｆｉ）ところで、上
述のようなタッピングユニットにあっては、小形化，軽
量化が図られている一方、小形であっても大口径のタッ
ピング加工ができることが要望されている。ところが、
上記のような主軸用モータとしてＤＣモータを採用した
ものでは、大口径のタッピング加工を行うべく大きなト
ルクを得るためには、大形の主軸用モータを使わねばな
らず装置全体が大形化してしまうことが避けられなかっ
た。また、ＤＣモータのような永久磁石を使用したモー
タでは永久磁石の減磁の問題があるため、大きな駆動ト
ルクを得るべく大電流を流すことができない欠点があっ
た。また、交流誘導モータを使用した場合では、大きな
トルクが得られないため、モータを大形化するかまたは
減速機で減速しなければならず、装置の大形化あるいは
回転数が低くなる欠点があった。このため、小形化及び
高トルク化の要望に答えるには、従来のものでは未だ不
十分であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、装置全体の大形化を招くことなしに、大きなトルクが
得られて大口径の加工を行うことができる工作機械を提
供するにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の工作機械は、主軸を軸方向移動するサーボモー
タをハウジングに設け、主軸を回転駆動する可変リラク
タンスモータをノ）ウジングに設け、これらサーボモー
タと可変リラクタンスモータとを同期して駆動させる同
期制御手段を設けたところに特徴を有する。
（作用） 可変リラクタンスモータは、永久磁石を使用しないから
、永久磁石を使用したものと異なり、減磁を考慮する必
要はない。従って、大電流を流して大きい駆動トルクを
得ることができる。また、可変リラクタンスモークは、
回転速度と駆動トルクとの関係において、低回転で大き
な駆動トルクが得られる特性を有する。
従って、上記手段によれば、主軸を回転させるためのモ
ータとして可変リラクタンスモータを採用したことによ
り、モータの大形化を招くことなく大きなトルクが得ら
れ、ひいては小形の装置で大口径の加工を行うことがで
きる。
既知のように、工具としてのドリルとタップとが同径な
らば、タップ加工の方が大きな切削トルクを必要とし、
タップ径が大きくなると飛躍的に切削トルクは増大する
ため、本装置はドリル，タップ加工共に適用できるが、
特にタップ加工に適している。
（実施例） 以下本発明をタッピングユニットに適用したー実施例に
ついて、図面を参照して説明する。
′Ｎ４１図は本実施例に係る工作機械たるタツピングユ
ニット１の全体構成を示している。ここで、全体として
略円筒状をなすＩ＼ウジング２内には、円筒状のクイル
３がすべり軸受４ａ，４ｂを介して図示左右方向の移動
が可能に支持されている。
そして、このクイル３内には、ころがり軸受５ａ，５ｂ
を介して主軸６が回転可能に支持されている。
これにより、この主軸６は、ノ＼ウジング２に対して該
主軸６の軸線を中心に回動可能に支持されていると共に
、該ハウジング２に対して軸線方向に前記クイル３と一
体的に往復移動可能になっている。主軸６の先端部（図
中右端部）はクイル３を貫通してハウジング２の先端よ
りも外方に突出していて、その先端にはタップホルダ７
が設けられており、さらにこのタップホルダ７に工具た
るタップ８が着脱可能に装着されている。また、主軸６
の基端部（図中左端部）は、ノ）ウジング２内にあって
クイル３から左方に長く突出している。
前記ハウジング２には、前記主軸６を軸方向移動させる
ための、サーボモータよりなる送り用モータ９が設けら
れている。この送り用モータ９は、ハウジング２内の先
端側部位に配設されており、該ハウジング２の内周面に
取付けられたステータ９ａとこのステータ９ａの内周側
に回転可能に設けられた中空ロータ９ｂとを備えている
。そして、この中空ロータ９ｂ内を前記クイル３が挿通
されていて、該クイル３の外周面に螺旋状に形成された
カム溝１０に、該中空ロータ９ｂ側に設けられた複数個
のカムフォロア１１が摺動自在に嵌り込んでいる。これ
により、送り用モータ９の回転が、カムＷｂ　１　０と
カムフォロア１１との作用によって、クイル３の軸方向
移動に変換され、以て、送り用モータ９の正逆回転によ
り主軸６がクイル３と一体的に軸方向に往復移動するよ
うになっている。
また、この送り用モータ９は、同期制御手段たる同期制
御回路１２（第２図参照）によって回転制御されるよう
になっている。
さて、前記ハウジング２には、前記主軸６を回転駆動す
るための、可変リラクタンスモークからなる主袖用モー
タ１３が設けられている。この主軸用モータ１３は、前
記主軸６の基端部位の周囲に位置して配設されており、
該ハウジング２の内周面に取付けられたステータ１３ａ
とこのステータ１３ａの内周側にころがり軸受１４ａ，
１４ｂを介して回転可能に設けられた中空ロータ１３ｂ
とを備えている。前記主軸６の基端部分は、外周面に軸
方向に長いスプライン満１５ａが形成されたスプライン
部１５とされており、このスプライン部１５が中空ロー
タ１３ｂ内に挿通されている。
そして、主軸用モータ１３の中空ロータ１３ｂにはスプ
ラインナット１６が係合され、前記スプライン溝１５ａ
に係合した状態にスプライン部１５が前記スプラインナ
ット１６に挿通されている。
このスプラインナット１６は、前記スプライン溝１５ａ
に沿って相対的に軸方向移動可能とされ、これにより、
主軸６の軸方向の位置に拘らず、主軸用モータ１３の回
転が直接的に主軸６に伝達されて主軸６が回転されるよ
うになっている。また、第２図に示すように、主軸用モ
ータ１３には、中空ロータ１３ｂの回転位置等を検出す
るためにエンコーダ１７及びこのエンコーダ１７からの
出力パルスを演算処理するカウンタ１８等からなる回転
位置検出装置１９が設けられている。そして、この回転
位置検出装置１９の検出信号が前記同期制御回路１２に
入力され、主軸用モータ１３はこの同期制御回路１２に
よってモータ制御装置２０を介して回転制御されるよう
になっている。同期制御回路１２は、前記タップ８のピ
ッチ等に応じた所定の回転速度比率にて、主軸用モータ
１３及び前記送り用モータ９を同期して回転駆動し、以
て、主軸６は主軸用モータ１３によって回転されつつ、
これと同期して送り用モータ９によって軸方向往復移動
されるようになっている。
上記構成において、図示しない被加工物に対してタッピ
ング加工を行う場合、上述のように、主軸用モータ１３
及び送り用モータ９が回転駆動され、生軸６が回転しつ
つ軸方向に前進（第１図で右方向）し、これにて主軸６
先端に装着されたタップ８による被加工物へのタッピン
グ加工が行われる。この場合、生軸６の回転速度と前進
速度との制御は同期制御回路１２によりなされるため、
それらの速度比率を任意に設定でき、タツプ８のピッチ
等に応じた加工が可能となる。
而して、このタッピングユニット１にあっては、前記主
軸用モータ１３に可変リラクタンスモークを採用したの
で、次のような作用効果を得ることができる。
即ち、周知のように、可変リラクタンスモークは、永久
磁石を使用しないものであるから、減磁を考慮する必要
はない。従って、主軸用モータ１３に大電流を流して大
きな駆動トルクを得ることができ、主軸６ひいてはタッ
プ８を高トルクにて回転駆動させることができる。さら
に、可変リラクタンスモークにおいては、第３図に曲線
Ａで示すように、駆動トルクＴは回転数Ｎの二乗に略反
比例する関係を有することが知られている。一方、従来
採用されているＤＣモータにおいては、直線Ｂのように
駆動トルクＴと回転数Ｎとが直線関係となる。また、交
流誘導モータは、ＤＣモータや可変リラクタンスモーク
と比べ大きなトルクが得られないため、大形化するか減
速機を取付けなければならない。このことは、可変リラ
クタンスモークが、低回転でより大きな駆動トルクが得
られるためタッピング加工等に適することを示しており
、しかも、ＤＣモータや交流誘導モータと比較してさら
にその特性に優れることを示している。
従って、可変リラクタンスモータからなる主軸用モータ
１３は、大きな駆動トルクにて主軸６ひいてはタップ８
を回転させ、これにより、ＤＣモータを使用していたも
のに比べて、主軸用モータ１３の大形化を招くことなし
に、より大口径のタッピング加工を行うことが可能とな
るものである。
このように本実施例によれば、主軸用モータとしてＤＣ
モータが採用されていた従来のものと異なり、可変リラ
クタンスモータを採用したことにより、主軸用モータ１
３の大形化を招くことなしに、主軸６ひいてはタップ８
の高トルクの出力を得ることができる。この結果、タッ
ピングユニット１全体の大形化を招くことなく、大口径
のタッピング加工を行うことが可能となるものである。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではｔ１＜、
例えば工具としてはタップに限らずドリル等であっても
良い等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し
得るものである。
［発明の効果コ 以上の説明にて明らかなように、本発明の工作機械によ
れば、主軸の回転駆動に可変リラクタンスモータを採用
したので高トルクの出力を得ることができ、装置全体の
大形化を招くことなしに、大口径の加工を行うことがで
きるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は全体の
縦断面図、第２図は電気的構成のブロック図、第３図は
可変リラクタンスモータの駆動トルクと回転数との関係
をＤＣモータのそれと併せて示す特性図である。 図面中、１はタツピングユニット（工ｆｉｌ械）、２は
ハウジング、３はタイル、６は主軸、８はタップ（工具
）、９は送り用モータ（サーボモータ）１２は同期制御
回路（同期制御手段）、１３は主軸用モータ（可変リラ
クタンスモーク）を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、ハウジング内に一軸線を中心に回動可能に支持され
    た主軸を、その軸線方向に往復動して該主軸の先端に装
    着された工具により被加工物に加工を行う工作機械にお
    いて、前記ハウジングに設けられ前記主軸を軸方向移動
    するサーボモータと、前記ハウジングに設けられ前記主
    軸を回転駆動する可変リラクタンスモータと、前記サー
    ボモータと可変リラクタンスモータとを同期して駆動さ
    せる同期制御手段とを具備してなる工作機械。
JP1234032A 1989-09-09 1989-09-09 工作機械 Pending JPH0398716A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1234032A JPH0398716A (ja) 1989-09-09 1989-09-09 工作機械
US07/577,125 US5009554A (en) 1989-09-09 1990-09-04 Machine tool
KR1019900013977A KR910005958A (ko) 1989-09-09 1990-09-05 공작기계
GB9019766A GB2238745B (en) 1989-09-09 1990-09-10 A machine tool

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JP1234032A JPH0398716A (ja) 1989-09-09 1989-09-09 工作機械

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JPH0398716A true JPH0398716A (ja) 1991-04-24

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JP1234032A Pending JPH0398716A (ja) 1989-09-09 1989-09-09 工作機械

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GB (1) GB2238745B (ja)

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