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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2013年10月31日
【発行日】2015年12月24日
(54)【発明の名称】工作機械
(51)【国際特許分類】
   B23B 39/18 20060101AFI20151201BHJP
   B23B 49/00 20060101ALI20151201BHJP
   B23Q 7/14 20060101ALI20151201BHJP
   B23Q 41/02 20060101ALN20151201BHJP
【FI】
   B23B39/18
   B23B49/00 A
   B23Q7/14
   B23Q41/02 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】22
【出願番号】特願2014-512378(P2014-512378)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2013年1月11日
(11)【特許番号】特許第5777807号(P5777807)
(45)【特許公報発行日】2015年9月9日
(31)【優先権主張番号】特願2012-101520(P2012-101520)
(32)【優先日】2012年4月26日
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KM,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VC
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100067356
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 容一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100160004
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 憲雅
(74)【代理人】
【識別番号】100120558
【弁理士】
【氏名又は名称】住吉 勝彦
(74)【代理人】
【識別番号】100148909
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧澤 匡則
(74)【代理人】
【識別番号】100161355
【弁理士】
【氏名又は名称】野崎 俊剛
(72)【発明者】
【氏名】山浦 ▲祐▼紀
(72)【発明者】
【氏名】酒井 大樹
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 一秀
(72)【発明者】
【氏名】大島 拓洋
(72)【発明者】
【氏名】風間 慎二
(72)【発明者】
【氏名】砂原 俊介
【テーマコード(参考)】
3C033
3C036
3C042
【Fターム(参考)】
3C033BB10
3C033PP02
3C036BB11
3C036BB13
3C036CC01
3C042RB22
(57)【要約】
工作機械(10)は、基台(11)と、支柱(12)と、梁(13)と、この梁(13)の下方に設けられた架台(14)と、この架台(14)に設けられワーク(15)を加工する加工ヘッド(20)と、この加工ヘッド(20)から下方に延びるガイドポスト(21)と、架台(14)に沿って設けられるレール(16)及びラック(17)と、これらのレール(16)及びラック(17)にスライド可能に設けられるスライド機構(30)と、このスライド機構(30)に吊り下げられワーク(15)を搬送するワーク搬送治具(40)を備えている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
架台にスライド可能に設けられワークを搬送するワーク搬送治具と、前記架台に固定され前記ワーク搬送治具に取付けられた前記ワークを加工する加工ヘッドとからなる工作機械において、
前記加工ヘッドに対向する位置に前記ワーク搬送治具を移動させる動力源と、
前記ワーク搬送治具に設けられ前記ワークの被加工部を前記加工ヘッドに近づけて加工する被加工部移動機構と、
を備えていることを特徴とする工作機械。
【請求項2】
前記加工ヘッドに下向きに装着され前記ワークを加工する工具と、前記ワーク搬送治具または前記加工ヘッドのうちどちらか一方に設けられ上下方向に延びるガイドポストと、前記ワーク搬送治具または前記加工ヘッドのうちどちらか他方に設けられ前記ガイドポストが挿通されるガイドブッシュとを備え、
前記ワーク搬送治具が上昇することにより、前記加工ヘッドに前記ワーク搬送治具が昇降自在に連結され、前記ワーク搬送治具に取付けられた前記ワークが前記工具により加工される、請求項1に記載の工作機械。
【請求項3】
前記ワーク搬送治具は、前記架台をスライドするスライド機構を介して前記架台に吊り下げられ、
前記被加工部移動機構は、前記スライド機構と前記ワーク搬送治具とに上下に延び進退する進退ロッドを介して連結され、
前記進退ロッドが退くことにより前記ワーク搬送治具が上昇する、請求項1又は請求項2に記載の工作機械。
【請求項4】
前記動力源は、前記ワーク搬送治具に設けられ、前記ワーク搬送治具を自走させる、請求項1に記載の工作機械。
【請求項5】
前記ガイドポストおよび前記ガイドブッシュにより、前記加工ヘッドと前記ワーク搬送治具とを位置決めする位置決め機構が構成され、
前記加工ヘッドは、複数の前記工具をそれぞれ保持する複数のスピンドルを備え、
前記ワークが取付けられた前記ワーク搬送治具が上昇することにより施される少なくとも2回分の加工に必要な数の前記工具が、前記スピンドルを介して前記加工ヘッドに設けられている、請求項2に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワークを搬送するワーク搬送治具と、ワークを加工する加工ヘッドとからなる工作機械に関する。
【背景技術】
【0002】
工作機械には、一つの加工ヘッドに複数の工具を持つ多軸加工ヘッドを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
図21は従来技術に係る工作機械の基本原理を説明する図であり、工作機械200は、加工ユニット201と、搬送ライン202上のクランプユニット203とからなる。加工ユニット201では、回転インデックス204の6個のアーム205の先端にそれぞれ多軸加工ヘッド206が設けられる。
【0004】
クランプユニット203では、ターンテーブル207に治具208を介してワーク209が取付けられ、ワーク209に多軸加工ヘッド206を近づけることでワーク209に加工が施される。加工の際、回転インデックス204を回転させ、異なる多軸加工ヘッド206を使用することにより、ワーク209に複数工程の加工を施すことができる。
【0005】
しかし、回転インデックス204は、60°毎に起動、停止が繰り返される。特に停止精度は、加工精度に影響するために、十分に高める必要がある。しかし、回転インデックス204は重量物であり、慣性モーメントが大きいために停止位置がずれ易い。停止精度を高めるためには、高度なフィードバック制御が不可欠となり、装置全体のコストが高くなる。また、多軸加工ヘッド206は重いため、複数の多軸加工ヘッドを回転インデックスで回転させると、消費エネルギーが増大し、ランニングコストが高くなる。すなわち、装置の構造が簡単で装置全体のコストを低くすることができ、且つ、ランニングコストも抑えることができる工作機械が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2011−240466公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、装置の構造が簡単で装置全体のコストを低くすることができ、且つ、ランニングコストも抑えることができる工作機械を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項1に係る発明は、架台にスライド可能に設けられワークを搬送するワーク搬送治具と、前記架台に固定され前記ワーク搬送治具に取付けられた前記ワークを加工する加工ヘッドとからなる工作機械において、前記加工ヘッドに対向する位置に前記ワーク搬送治具を移動させる動力源と、前記ワーク搬送治具に設けられ前記ワークの被加工部を加工ヘッドに近づけて加工する被加工部移動機構とを備えている工作機械が提供される。
【0009】
請求項2に係る発明では、好ましくは、加工ヘッドに下向きに装着されワークを加工する工具と、ワーク搬送治具または加工ヘッドのうちどちらか一方に設けられ上下方向に延びるガイドポストと、ワーク搬送治具または加工ヘッドのうちどちらか他方に設けられガイドポストが挿通されるガイドブッシュとを備え、ワーク搬送治具が上昇することにより、加工ヘッドにワーク搬送治具が昇降自在に連結され、ワーク搬送治具に取付けられたワークが工具により加工される。
【0010】
請求項3に係る発明では、好ましくは、ワーク搬送治具は、架台をスライドするスライド機構を介して架台に吊り下げられ、被加工部移動機構は、スライド機構とワーク搬送治具とに上下に延び進退する進退ロッドを介して連結され、進退ロッドが退くことによりワーク搬送治具が上昇する。
【0011】
請求項4に係る発明では、好ましくは、動力源は、ワーク搬送治具に設けられ、ワーク搬送治具を自走させる。
【0012】
請求項5に係る発明では、ガイドポストおよびガイドブッシュにより、加工ヘッドとワーク搬送治具とを位置決めする位置決め機構が構成され、加工ヘッドは、複数の工具をそれぞれ保持する複数のスピンドルを備え、ワークが取付けられたワーク搬送治具が上昇することにより施される少なくとも2回分の加工に必要な数の工具が、スピンドルを介して加工ヘッドに設けられている。
【発明の効果】
【0013】
請求項1に係る発明では、加工ヘッドに対向する位置にワーク搬送治具を移動させる動力源と、ワーク搬送治具に設けられワークの被加工部を加工ヘッドに近づけて加工する被加工部移動機構とからなる。
動力源で加工ヘッドに対向する位置にワーク搬送治具を移動させるとともに、被加工部移動機構をワーク搬送治具に設けたので、複数の加工ヘッドをインデックス機構で切換える工作機械に比較し、本発明では複雑なインデックス機構を必要とせず、装置の構造が簡単で装置全体のコストの低減を図ることができる。
【0014】
加えて、複数の加工ヘッドのそれぞれに被加工部移動機構を設けた場合に比較しても、本発明では一つのワーク搬送治具に被加工部移動機構を設けるので、装置の構造を簡単にでき、装置全体のコストを低くすることができる。
さらに、仮に複数の重い加工ヘッドを交換機構で交換すると消費エネルギーが増大するが、本発明ではワーク搬送治具を移動させるだけであるので、消費エネルギーを抑えられ、ランニングコストを抑えることができる。
【0015】
請求項2に係る発明では、ワーク搬送治具または加工ヘッドのうちどちらか一方に設けられ上下方向に延びるガイドポストと、ワーク搬送治具または加工ヘッドのうちどちらか他方に設けられガイドポストが挿通されるガイドブッシュとを備える。
ワーク搬送治具が上昇することにより、ガイドポストがガイドブッシュに挿入されるので、加工ヘッドにワーク搬送治具が位置決めできる。結果、ワークの加工精度の向上を図ることができる。
【0016】
請求項3に係る発明では、ワーク搬送治具は、架台をスライドするスライド機構を介して架台に吊り下げられ、被加工部移動機構は、スライド機構とワーク搬送治具とに上下に延び進退する進退ロッドを介して連結される。
被加工部移動機構はスライド機構に進退ロッドを連結しただけであるので、被加工部移動機構を簡易な構造にできる。
【0017】
請求項4に係る発明では、動力源は、ワーク搬送治具に設けられ、ワーク搬送治具を自走させる。
動力源をワーク搬送治具に設けたので、複数の加工ヘッドのそれぞれに動力源を設けた場合に比較し、装置の構造を簡単にでき、より一層装置全体のコストを低くすることができる。
【0018】
請求項5に係る発明では、ワーク搬送治具が上昇することにより施される少なくとも2回分の加工に必要な数の工具が、スピンドルを介して加工ヘッドに設けられている。
加工ヘッドに少なくとも2回分の加工に必要な工具が設けられているので、加工ヘッドによってワークに1回目の加工を施した後、ワーク搬送治具を移動させ、同じ加工ヘッドによりワークに2回目の加工を施すことができる。結果、一つの加工ヘッドで実施できる工程を複数に増やすことができ、工作機械の省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】実施例1に係る工作機械の正面図である。
図2図1の2−2線に沿った断面図である。
図3図2の3−3線に沿った断面図である。
図4】実施例1に係る工作機械の平面図である。
図5】ワーク搬送治具の移動工程を説明する図である。
図6】加工工程を説明する図である。
図7】1つの加工ヘッドで2つのワークを一度に加工する場合を説明する図である。
図8】1つの加工ヘッドで1つのワークに2回加工する場合を説明する図である。
図9】実施例2に係る工作機械の断面図である。
図10図9の10−10線に沿った断面図である。
図11】実施例2に係る工作機械の作用図である。
図12】実施例2に係る工作機械の別態様を説明する図である。
図13】実施例2の別態様のガイドポストとガイドブッシュの位置関係を説明する図である。
図14】偏心ブッシュを説明する図である。
図15】実施例2に係る工作機械の更なる別態様を説明する図である。
図16】実施例2の更なる別態様のガイドポストとガイドブッシュの位置関係を説明する図である。
図17】実施例3に係る工作機械の断面図である。
図18図17の領域18の拡大図である。
図19図17の19線に沿った断面図である。
図20】実施例3に係る工作機械の作用図である。
図21】従来技術に係る工作機械の基本原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の好ましい幾つかの実施例について、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例1】
【0021】
図1に示すように、実施例1による工作機械10は、基台11と、この基台11に立てられた支柱12と、この支柱12の上端に設けられた梁13と、この梁13の下方に設けられた架台14と、この架台14に設けられワーク15を加工する加工ヘッド20と、この加工ヘッド20から下方に延びるガイドポスト21と、架台14に沿って設けられるレール16及びラック17と、これらのレール16及びラック17にスライド可能に設けられるスライド機構30と、このスライド機構30に吊り下げられワーク15を搬送するワーク搬送治具40と、加工ヘッド20の下方に設けられ切りくず及び切削液を回収する回収部18とからなる。
【0022】
また、ワーク搬送治具40に一体的にスライド機構30が設けられる。スライド機構30は、スライド本体部31と、このスライド本体部31に設けられワーク搬送治具40を自走させる動力源32と、スライド本体部31から吊り下げられワーク搬送治具40を昇降可能に支持する支持ロッド33とを備える。
【0023】
ワーク搬送治具40は、治具本体部41と、この治具本体部41に設けられ支持ロッド33が挿通される支持ブッシュ42と、治具本体部41に設けられガイドポスト21が挿通されるガイドブッシュ43と、治具本体部41に設けられワーク15の被加工部を加工ヘッドに近づける被加工部移動機構50とを備える。支持ロッド33の下端にストッパ片34が設けられており、ストッパ片34が治具本体部41に当接することで、ワーク搬送治具40の下方への移動が制限される。
【0024】
次に被加工部移動機構及び位置決め機構について詳しく説明する。
図2に示すように、被加工部移動機構50は、治具本体部41に設けられるシリンダ51と、このシリンダ51から延びスライド機構30に接続される進退ロッド52とからなる。シリンダ51を稼働させ進退ロッド52を縮めることで、ワーク搬送治具40が上昇する。ワーク15が加工ヘッド20に近づけられ、ワーク15の被加工部が加工される。
【0025】
加工ヘッド20にワーク搬送治具40を位置決めする位置決め機構22は、加工ヘッド20に設けられるガイドポスト21と、ワーク搬送治具40に設けられるガイドブッシュ43とからなる。被加工部移動機構50によりワーク搬送治具40が上昇し、ガイドポスト21がガイドブッシュ43に挿通されることで、ワーク搬送治具40が位置決めされる。
【0026】
また、加工ヘッド20は、加工ヘッド本体部23と、この加工ヘッド本体部23の下部に設けられ工具24を保持するスピンドル25と、加工ヘッド本体部23の上部に設けられスピンドルを駆動させる加工用動力源26とからなる。加工ヘッド20は、支柱12、12に掛け渡された梁13に、固定部材27により固定されている。
【0027】
なお、実施例では、加工ヘッド20にガイドポスト21を設け、ワーク搬送治具40にガイドブッシュ43を設けたが、これに限定されず、ワーク搬送治具が上昇することにより、加工ヘッド20にワーク搬送治具40が連結されて位置決めされれば、加工ヘッド20にガイドブッシュを設け、ワーク搬送治具40にガイドポストを設ける構成であっても差し支えない。
【0028】
次にスライド機構30について詳しく説明する。
図3に示すように、スライド機構30は、スライド本体部31と、このスライド本体部31に第1の軸35を介して回転自在に設けられラック17に噛み合うピニオン36と、第1の軸35に設けられレール16(図2)に載せられる第1の車輪37(図2)と、スライド本体部31にもうけられピニオン36を駆動させる動力源32と、スライド本体部31に第2の軸38を介して回転自在に設けられレール16に載せられる第2の車輪39とからなる。
【0029】
動力源32を駆動させ、ピンオン36を任意の量だけ回転させることで、スライド機構30を移動させることができる。
【0030】
次に平面図に基づいて加工ヘッドとワーク搬送治具の位置関係について説明する。
図4に示すように、工作機械10の図右側には、ワーク15を投入するワーク投入部53が設けられる。ワーク投入部53の図左側に、続けて複数の加工ヘッド20が配置されたワーク加工部54が設けられる。ワーク搬送治具40に、2個のワーク15、15が載せられており、ワーク搬送治具40を図左に移動させ、各ワーク加工部54で順次ワーク15、15に加工が施される。
【0031】
以上に述べた工作機械の作用を次に述べる。
図5(a)に示すように、ワーク投入部53で、ワーク15を矢印(1)のようにワーク搬送治具40にセットする。ワーク搬送治具40を矢印(2)のように移動させる。
【0032】
図5(b)に示すように、被加工部移動機構50を稼働させ、ワーク搬送治具40を矢印(3)のように上昇させる。
【0033】
図6(a)に示すように、ワーク搬送治具40が上昇すると、先ずガイドポスト21がガイドブッシュ43に挿通され、加工ヘッド20にワーク搬送治具40が位置決めされる。位置決めさたワーク搬送治具40は、矢印(4)のようにさらに上昇される。
【0034】
図6(b)に示すように、ワーク搬送治具40が上昇すると、工具24の先端がワーク15に接触する。ワーク搬送治具40を矢印(5)のようにさらに上昇させると、工具24によりワーク15が加工される。
【0035】
図6(c)に示すように、ワーク搬送治具40を矢印(6)のように下降させることで1回の加工が終了となる。
【0036】
次にワークの配置の違いによる加工方法を平面図に基づいて説明する。
図7(a)に示すように、2個のワーク15は、ワーク搬送治具40の進行方向に対して左右に配置されている。ワーク搬送治具40を矢印(7)のように移動させる。
【0037】
図7(b)に示すように、2個のワーク15は、全体が1箇所目の加工ヘッド20の下に入れられ、一度に2個のワーク15に加工が施される。加工後、ワーク搬送治具40を矢印(8)のように移動させる。
【0038】
図7(c)に示すように、2個のワーク15は、全体が2箇所目の加工ヘッド20の下に入れられ、一度に2個のワーク15に次の加工が施される。加工後、ワーク搬送治具40を矢印(9)のように移動させる。結果、一度に2個のワークに対して加工を施すことができる。
【0039】
次に図7と異なる加工方法を平面図に基づいて説明する。
図8(a)に示すように、2個のワーク15は、ワーク搬送治具40の進行方向に対して前後に配置されている。ワーク搬送治具40を矢印(10)のように移動させる。
【0040】
図8(b)に示すように、2個のワーク15のうち、進行方向前側のワーク15のみを加工ヘッド20の下に移動させる。前側のワーク15にのみ加工を施す。加工後、ワーク搬送治具40を矢印(11)のように移動させる。
【0041】
図8(c)に示すように、2個のワーク15は、全体が1箇所目の加工ヘッド20の下に移動される。すなわち、前側のワーク15は、1箇所目の加工ヘッド20の前側の工具24の下に移動される。後側のワーク15は、1箇所目の加工ヘッドの後側の工具24の下に移動される。前側の工具24と後側の工具24とで、異なる工具を使用し、または、異なる位置に配置することで、1箇所の加工ヘッド20で2種類の加工を施すことができる。加工後、ワーク搬送治具40を矢印(12)のように移動させる。
【0042】
図8(d)に示すように、前側のワーク15は、1箇所目の加工ヘッド20から外れる。後側のワーク15は、1箇所目の加工ヘッド20の前側の工具24の下に移動される。結果、後側のワーク15にも1箇所目の加工ヘッド20で異なる種類の加工を施すことができる。加工後、ワーク搬送治具40を矢印(13)のように移動させ、2箇所目の加工ヘッド20での加工が施される。
【実施例2】
【0043】
次に、本発明の実施例2を図面に基づいて説明する。なお、図2に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図9に示すように、工作機械10は、ガイドポスト21をガイドブッシュ43の穴の内周面44に付勢する付勢手段60を備える。
【0044】
付勢手段60は、加工ヘッド20を架台14に対して傾斜させる傾斜機構61(図10参照)を有する。傾斜機構61は、加工ヘッド本体部23の下部に設けられ加工ヘッド20を回転自在に支持する傾斜軸62と、架台14に設けられ傾斜軸62を支持する軸受63とからなる。加工ヘッド20は、架台14に設けられた貫通穴64に配置される。
【0045】
図10に示すように、貫通穴64の幅は、加工ヘッド本体部23下部の幅よりも大きい。貫通穴64と加工ヘッド本体部23との間には隙間65が設けられる。加工ヘッド20は、傾斜軸62を中心に傾斜する。加工ヘッド本体部23の側部が、貫通穴64の内壁に当接することで、加工ヘッド20の傾斜が規制される。
【0046】
符号66は鉛直線であり、符号67はガイドポスト21に平行な平行線である。鉛直線66と平行線67との傾斜角はAである。すなわち、加工ヘッド20の鉛直線66に対する傾斜角はAである。なお、平行線67、ガイドポスト21、工具24の軸は平行である。
【0047】
また、架台14に凹部71が設けられ、この凹部71に弾性体72が設けられる。加工ヘッド本体部23にアーム部73が設けられ、アーム部73が弾性体72に付勢される。結果、ガイドポスト21は傾斜する方向へ付勢される。
【0048】
以上に述べた実施例2に係る工作機械の作用を次に述べる。
図11(a)に示すように、ガイドポスト21は傾斜角Aで傾斜している。ワーク搬送治具40を矢印(14)のように上昇させる。ガイドポスト21先端のテーパ部28がガイドブッシュ43に挿通され、ガイドポスト21は矢印(15)のように移動される。なお、アーム部73は、弾性体72により力F1で付勢される。
【0049】
図11(b)に示すように、ガイドポスト21はガイドブッシュ43に挿通される。ガイドポスト21は、ガイドブッシュ43の内周面44に力F2で付勢される。この状態で、ワーク搬送治具40を上昇させ、加工ヘッド20によりワークを加工すると、加工によるビビリ(chatter)の低減を図ることができる。
【0050】
次に実施例2の別態様について説明する。なお、図1に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図12(a)に示すように、付勢手段80は、複数のガイドポスト21、21と、これらの複数のガイドポスト21、21が挿通されるガイドブッシュ43、43とからなる。2つのガイドブッシュ43、43の中心間距離はL1である。2つのガイドポスト21、21の中心間距離はL2である。L1<L2であり、ガイドブッシュ43、43の穴間の最も外側の距離よりも、ガイドポスト21、21の最も外側間の距離が大きい。
【0051】
以上に述べた実施例2の別態様に係る工作機械の作用を次に述べる。
図12(b)に示すように、2つのガイドブッシュ43、43にそれぞれガイドポスト21、21が挿入される。ガイドポスト21、21挿入前の状態は、ガイドブッシュ43、43の穴間の最も外側の距離よりも、ガイドポスト21、21の最も外側間の距離が大きいので、ガイドポスト21、21により、ガイドブッシュ43、43の内周面44、44は、力F3で付勢される。この状態で、ワーク搬送治具40を上昇させ、加工ヘッド20によりワークを加工すると、加工によるビビリの低減を図ることができる。
【0052】
次にガイドポスト間の距離とガイドブッシュ間の距離との関係を説明する。
図13(a)は比較例のガイドポスト220とガイドブッシュ221の穴との距離関係を示す図である。ガイドポスト220の外径はd1であり、ガイドブッシュ221の穴の内径はD1あり、d1<D1である。また、2つのガイドポスト220、220の中心間距離はL1であり、2つのガイドブッシュ221の穴の中心間距離はL1であり、等しい。
【0053】
図13(b)は実施例2の別態様に示すガイドポスト21、21とガイドブッシュ43、43の穴との距離関係を示す図である。ガイドポスト21、21の外径はd1であり、ガイドブッシュ43、43の穴の内径はD1あり、d1<D1である。また、2つのガイドポスト21、21の中心間距離はL2でありと、2つのガイドブッシュ43、43の穴の中心間距離はL1であり、L1<L2である。ガイドブッシュ43、43の穴間の最も外側の距離よりも、ガイドポスト21、21の最も外側間の距離が大きいので、ガイドポスト21、21により、ガイドブッシュ43、43の内周面44、44は付勢される。
【0054】
図13(c)は実施例2の別態様における変形例を示すガイドポスト21、21とガイドブッシュ43、43の穴との距離関係を示す図である。ガイドポスト21、21の外径はd1であり、ガイドブッシュ43、43の穴の内径はD1あり、d1<D1である。また、2つのガイドポスト21、21の中心間距離はL3でありと、2つのガイドブッシュ43、43の穴の中心間距離はL1であり、L3<L1である。ガイドブッシュ43、43の穴間の最も内側の距離よりも、ガイドポスト21、21の最も内側間の距離が小さいので、ガイドポスト21、21により、ガイドブッシュ43、43の内周面44、44は付勢される。
【0055】
次に偏心ブッシュについて説明する。
図14に示すように、ガイドポスト21の基端部81に、ガイドブッシュ43(図12)に付勢されることでガイドポスト21同士が近づくように偏心する偏心ブッシュ82が設けられる。ガイドブッシュ43へのガイドポスト21挿通前の偏心ブッシュ82の中心は中心線83であり、ガイドポスト21挿通後の偏心ブッシュ82の中心は中心線84である。
【0056】
次に実施例2の更なる別態様について説明する。なお、図1に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図15はガイドブッシュ43周辺の拡大図であり、付勢手段90は、ガイドブッシュ43の穴の内周面44の一部に設けられる。
【0057】
付勢手段90は、ガイドブッシュ43に設けられた切り欠き部91と、この切り欠き部91に移動可能に設けられガイドブッシュ43の穴の径方向に移動する押圧部92と、治具本体部41に設けられ押圧部92を押すボルト93と、切り欠き部91にボルト93に対向するように設けられ押圧部92を受ける受け部材94とからなる。
【0058】
以上に述べた実施例2の更なる別態様に係る工作機械の作用を次に述べる。
ボルト93をねじ込むと、押圧部92はガイドブッシュ43の穴の径方向に移動する。押圧部92によりガイドポスト21は力F4で付勢される。結果、ガイドポスト21をガイドブッシュ43の穴の内周面44に付勢することができる。なお、受け部材94は弾性体である。
【0059】
次にガイドポスト間の距離とガイドブッシュ間の距離との関係を説明する。
図16(a)は比較例のガイドポスト220とガイドブッシュ221の穴との距離関係を示す図である。ガイドポスト220の外径はd1であり、ガイドブッシュ221の穴の内径はD1あり、d1<D1である。また、2つのガイドポスト220、220の中心間距離はL1であり、2つのガイドブッシュ221の穴の中心間距離はL1であり、等しい。
【0060】
図16(b)は実施例2の更なる別態様に示すガイドポスト21、21とガイドブッシュ43、43の穴との距離関係を示す図である。ガイドポスト21、21の外径はd1であり、ガイドブッシュ43、43の穴の内径はD1あり、d1<D1である。また、2つのガイドポスト21、21の中心間距離はL1であり、2つのガイドブッシュ43、43の穴の中心間距離はL4であり、L4<L1である。ガイドブッシュ43、43の穴間の最も外側の距離よりも、ガイドポスト21、21の最も外側間の距離が大きいので、ガイドポスト21、21により、ガイドブッシュ43、43の内周面44、44は付勢される。
【0061】
図16(c)は実施例2の更なる別態様における変形例を示すガイドポスト21、21とガイドブッシュ43、43の穴との距離関係を示す図である。ガイドポスト21、21の外径はd1であり、ガイドブッシュ43、43の穴の内径はD1あり、d1<D1である。また、2つのガイドポスト21、21の中心間距離はL1であり、2つのガイドブッシュ43、43の穴の中心間距離はL5であり、L1<L5である。ガイドブッシュ43、43の穴間の最も内側の距離よりも、ガイドポスト21、21の最も内側間の距離が小さいので、ガイドポスト21、21により、ガイドブッシュ43、43の内周面44、44は付勢される。
【実施例3】
【0062】
次に、本発明の実施例3を図面に基づいて説明する。なお、図2に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図17に示すように、加工ヘッド20は、加工ヘッド本体部23と、この加工ヘッド本体部23の下部に設けられ工具24を保持するスピンドル25と、ギヤボックス100とからなる。
【0063】
ワーク搬送治具40は、治具本体部41に設けられ加工ヘッド20を駆動させる加工用動力源101と、加工用動力源101から上方に延び回転するスプライン軸102と、このスプライン軸102の上端に設けられギヤボックス100に接続される接続部110と、加工用動力源101にスプライン軸102を囲うように設けられ接続部110を上方に付勢する弾性部材103とを備える。
【0064】
ギヤボックス100は、ケース部104と、このケース部104に設けられ従動軸105を介して回転自在に設けられる従動歯車106と、ケース部104の上部に設けられ接続部110を受ける軸受け部107とからなる。
【0065】
次に、接続部110について詳しく説明する。
図18に示すように、接続部110は、スプライン軸102に沿って移動自在に設けられる従動歯車106に噛み合う駆動歯車111と、この駆動歯車111の下部に設けられる下部スラスト軸受112と、駆動歯車111に設けられ下部スラスト軸受112を留めるクリップ部材113と、駆動歯車111の上部に設けられる上部スラスト軸受114とからなる。
【0066】
下部スラスト軸受112には凹部115がもうけられており、この凹部115に弾性部材103が当接する。駆動歯車111は弾性部材103により上方に付勢される。スプライン軸102は、受け部107に挿通される。上部スラスト軸受114は受け台108に当接される。
【0067】
次に、スプライン軸102について説明する。
図19に示すように、スプライン軸102の外周にスプライン部116が設けられる。駆動歯車111には、スプライン部116を受けるスプライン溝117が設けられる。駆動歯車111は、スプライン軸102と一体になり回転するが、スプライン軸102の軸方向に沿って移動可能である。
【0068】
以上に述べた実施例3に係る工作機械の作用を次に述べる。
図20(a)に示すように、ワーク搬送治具40を上昇させると、接続部110も矢印(16)のように上昇する。ガイドポスト21がガイドブッシュ43に挿通され、加工ヘッド20にワーク搬送治具40が位置決めされる。
【0069】
図20(b)に示すように、ワーク搬送治具40をさらに上昇させると、接続部110はギヤボックス100に接続され、駆動歯車111に従動歯車106が噛み合う。スプライン軸102はケース部104を貫通し、駆動歯車111は従動歯車106に噛み合った状態を保つ。結果、加工用動力源101の動力が加工ヘッド20に伝達され、加工ヘッド20により、ワーク15に加工が施される。
【0070】
以上に述べた実施例1に係る工作機械10をまとめて以下に記載する。
図1及び図2に示すように、架台14にスライド可能に設けられワーク15を搬送するワーク搬送治具40と、架台14に固定されワーク搬送治具40に取付けられたワーク15を加工する加工ヘッド20とからなる工作機械10において、加工ヘッド20に対向する位置にワーク搬送治具40を移動させる動力源32と、ワーク搬送治具40に設けられワーク15の被加工部を加工ヘッド20に近づけて加工する被加工部移動機構50とからなる。
【0071】
この構成により、動力源32で加工ヘッド20に対向する位置にワーク搬送治具40を移動させるとともに、被加工部移動機構50をワーク搬送治具40に設けたので、複数の加工ヘッド20をインデックス機構で切換える工作機械に比較し、本発明では複雑なインデックス機構を必要とせず、装置の構造が簡単で装置全体のコストの低減を図ることができる。
なお、ワーク搬送治具40を自走させる動力源32をワーク搬送治具に設ける例を示したが、ワーク搬送治具40を移動させるためには、架台14等に設けられた図示しない駆動源にて図示しない無端状歯車付きベルトを、架台14に沿って駆動させ、その駆動力でワーク搬送治具40を移動させても構わない。しかしながら、無端状歯車付きベルトは不可避的な経年的延びが生じ、比較的精度が高い位置決めには向かない。スライド機構30をピニオン36とラック17による構成とした方が、比較的精度が高い位置決めができる。無端状歯車付きベルトに替えて、金属チェーンでも構わない。しかしながら、不可避的な経年的帯が生じることは変わらない。
【0072】
加えて、複数の加工ヘッド20のそれぞれに被加工部移動機構50を設けた場合に比較しても、本発明では一つのワーク搬送治具40に被加工部移動機構50を設けるので、装置の構造を簡単にでき、装置全体のコストを低くすることができる。
さらに、仮に複数の重い加工ヘッドを交換機構で交換すると消費エネルギーが増大するが、本発明ではワーク搬送治具40を移動させるだけであるので、消費エネルギーを抑えられ、ランニングコストを抑えることができる。
【0073】
図2に示すように、加工ヘッド20に下向きに装着されワーク15を加工する工具24と、ワーク搬送治具40または加工ヘッド20のうちどちらか一方に設けられ上下方向に延びるガイドポスト21と、ワーク搬送治具40または加工ヘッド20のうちどちらか他方に設けられガイドポスト21が挿通されるガイドブッシュ43とを備え、ワーク搬送治具40が上昇することにより、加工ヘッド20にワーク搬送治具40が昇降自在に連結され、ワーク搬送治具40に取付けられたワーク15が工具24により加工される。
【0074】
この構成により、ワーク搬送治具40が上昇することにより、ガイドポスト21がガイドブッシュ43に挿入されるので、加工ヘッド20にワーク搬送治具40が位置決めできる。この結果、ワーク15の加工精度の向上を図ることができる。
【0075】
図2に示すように、ワーク搬送治具40は、架台14をスライドするスライド機構30を介して架台14に吊り下げられ、被加工部移動機構50は、スライド機構30とワーク搬送治具40とに上下に延び進退する進退ロッド52を介して連結され、進退ロッド52が退くことによりワーク搬送治具40が上昇する。
【0076】
この構成により、被加工部移動機構50はスライド機構30に進退ロッド52を連結しただけであるので、被加工部移動機構50を簡易な構造にできる。
【0077】
図2に示すように、動力源32は、ワーク搬送治具40に設けられ、ワーク搬送治具40を自走させる。
【0078】
動力源32をワーク搬送治具40に設けたので、複数の加工ヘッド20のそれぞれに動力源32を設けた場合に比較し、装置の構造を簡単にでき、より一層装置全体のコストを低くすることができる。
【0079】
図2に示すように、ガイドポスト21およびガイドブッシュ43により、加工ヘッド20とワーク搬送治具40とを位置決めする位置決め機構22が構成され、加工ヘッド20は、複数の工具24をそれぞれ保持する複数のスピンドル25を備え、ワーク15が取付けられたワーク搬送治具40が上昇することにより施される少なくとも2回分の加工に必要な数の工具24が、スピンドル25を介して加工ヘッド20に設けられている。
【0080】
この構成により、加工ヘッド20に少なくとも2回分の加工に必要な工具24が設けられているので、加工ヘッド20によってワーク15に1回目の加工を施した後、ワーク搬送治具40を移動させ、同じ加工ヘッド20によりワーク15に2回目の加工を施すことができる。結果、一つの加工ヘッド20で実施できる工程を複数に増やすことができ、工作機械の省スペース化を図ることができる。
【0081】
尚、本発明の工作機械10は、被加工部移動機構50により、ワーク搬送装置40全体を昇降させる構成としたが、これに限定されず、加工ヘッドにワーク15が位置決めされれば、ワーク15のみを昇降させてワーク15の被加工部を加工ヘッド20によって加工する構成としても差し支えない。
加えて、スライド機構30をピニオン36とラック17による構成としたが、これに限定されず、ワーク搬送治具40の移動を制御できれば、レール16に車輪37、39を載せる構成など他の構成であっても差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【0082】
本発明の工作機械は、加工ヘッドにワーク搬送治具を近づけてワークを加工する工作機械に好適である。
【符号の説明】
【0083】
10…工作機械、14…架台、15…ワーク、20…加工ヘッド、21…ガイドポスト、22…位置決め機構、24…工具、25…スピンドル、30…スライド機構、32…動力源、40…ワーク搬送治具、43…ガイドブッシュ、50…被加工部移動機構、52…進退ロッド。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
【国際調査報告】