JP2506979Y2 - 電動回転加工ユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ドリル、タップ、ブラ
シ、砥石等の回転具を装着する電動回転具を円滑に進退
させる電動回転加工ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動回転加工ユニットには、ドリ
ル等の回転具を回転させる回転駆動部と、エアーシリン
ダーを有する進退駆動手段とが備えられ、前記回転駆動
部は内部にモータを有し回転具を回転させ、前記進退駆
動手段は前記回転駆動手段を軸方向に進退させるように
して構成されていた。しかしながら、前記従来の電動回
転加工ユニットは、進退駆動手段がエアーシリンダーで
回転駆動部を進退させていたので、周囲の状況、エアの
圧力等によって回転駆動部の送りにバラツキがあり、従
って、正確に位置決めすることが困難であるので、加工
対象物に対する回転具の位置決めに手間を要するという
問題点があった。そこで、進退駆動手段にエアーシリン
ダーを使用していない、例えば、実開昭６１−１９１８
４５号公報に記載の、モータ２７の第１のロータと第１
のステータとでクイルスピンドルを回転駆動させ、モー
タ３６の第２のロータと第２のステータとでクイルスピ
ンドルに軸方向の送りを与えるクイルフィード式スピン
ドルユニットが提案されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、クイル
スピンドルのスプライン軸部はボールスプラインブッシ
ュによって支持されているので、ボールスプラインブッ
シュとスプライン軸部との間に隙間があり、クイルスピ
ンドルを回転させると振れて装着される回転具も振れる
という問題点がある。また、クイルスピンドルの振れの
ために、狭い隙間で配置されている第１のロータと第１
のステータが接触して破損する場合も生じるという問題
点がある。更に、ボールスクリューナットでクイルスピ
ンドルのボールスクリューシャフトを回転させるので装
置が大型化するという問題点がある。そして、更に、ク
イルスピンドルだけを進退させる構造であり、クイルス
ピンドルを前進させた場合、ベアリングの支持点から離
れるので、強度を持たせるためにクイルスピンドルの径
を大きくする必要があり、装置全体が重く、大型化する
問題がある。本考案はこのような事情に鑑みてなされた
もので、回転具が振れることがなく、しかも、小型化、
軽量化が可能な電動回転加工ユニットを提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の電動回転加工ユニットは、装着されるドリル、タ
ップ、ブラシ、砥石等の回転具を回転させる第１の電動
モータを内部に備えた回転駆動部と、該回転駆動部を進
退可能に一方側に装着した筒状ケースと、該筒状ケース
の他方側に装着されて前記回転駆動部を前後動する進退
駆動手段とを有し、前記回転駆動部及び前記進退駆動手
段を同一軸心上に配置した電動回転加工ユニットであっ
て、前記回転駆動部は、前記筒状ケースの内側に摺動自
在に取付けられたモータフレームと、該モータフレーム
の内側に固定されたステータと、該ステータの内側に配
置されたロータと、該ロータに固着されたスピンドル
と、該スピンドルを前記モータフレームに回転自由に支
持する両側の軸受けとを有し、前記回転具はチャックを
介して前記スピンドルに装着され、前記進退駆動手段
は、送りモータとなる第２の電動モータと、該第２の電
動モータにカップリングを介して連結されるボールネジ
軸と、該ボールネジ軸に螺着されるボールソケットと、
該ボールソケットと前記回転駆動部を連結し、中央には
前記ボールネジ軸が内側に嵌入する逃げ穴を備えた連結
部材と、前記ボールネジ軸に平行に配置されたボールソ
ケット用ガイドバーとを有し、しかも、前記第１の電動
モータの配線は、前記筒状ケースと前記連結部材との隙
間に螺旋状に配線されて、前記筒状ケースの外側中間部
に配置された電源コネクタに接続され、更に、前記ボー
ルソケットに連結され、しかも前記筒状ケースの外側に
その一部が突出する突起によって作動する上限及び下限
のリミットスイッチが前記筒状ケースの外側に取付けら
れている。

【０００５】

【作用】請求項１記載の電動回転加工ユニットにおいて
は、装着されるドリル、タップ、ブラシ、砥石等の回転
具を回転させる第１の電動モータを内部に備えた回転駆
動部は、前記筒状ケースの内側に摺動自在に取付けられ
たモータフレームの内側にステータが固定され、ステー
タの内側にロータが配置され、そのロータにスピンドル
が固着され、スピンドルは両側の軸受けによりモータフ
レームに回転自由に取付けられ、そして、回転具はチャ
ックを介してそのスピンドルに装着される。このため、
スピンドルの位置が正確に決まってロータとステータと
の間隔が最小に保たれ、これによって強い回転トルクを
有するようになる。また、スピンドルは軸受けによって
支持されているので、回転駆動部は剛性を有し、ロータ
を回転させても回転具は振れない。また、回転駆動部ご
と進退するので、スピンドルを大きく突出させることが
なく、これによって大きな曲げモーメントがスピンドル
にかからないのでスピンドルの径は小さくてもよい。そ
して、進退駆動手段は、送りモータとなる第２の電動モ
ータにカップリングを介してボールネジ軸が連結され、
ボールネジ軸にボールソケットが螺着され、ボールネジ
軸が内側に嵌入する逃げ穴を中央に有する連結部材でボ
ールソケットと回転駆動部が連結され、ボールネジ軸に
平行に配置された対となるボールソケット用ガイドバー
を有しているので、第２の電動モータが回転するとボー
ルネジ軸が回転し、ボールソケットがボールソケット用
ガイドバーに沿って前後動し、そのボールソケットと一
緒に連結部材が前後動して回転駆動部を進退させる。こ
のとき、筒状ケースの外側にその一部が突出するボール
ソケットに連結された突起によって上限及び下限のリミ
ットスイッチを作動させてボールソケットの移動範囲を
制御する。この場合、連結部材にボールネジ軸が嵌入す
る逃げ穴が形成されているので小型化され、更に、第２
の電動モータによりボールネジ軸を回転させるようにし
ているので更に小型化がされている。また、筒状ケース
の外側にその一部を突出させてボールソケットに連結さ
れた突起は、外側から取付け位置を変えて上限及び下限
のリミットスイッチに当たる距離を変えることにより、
回転具の前進限及び後退限は調整することも可能であ
る。第１の電動モータの配線は、筒状ケースと前記連結
部材との隙間に螺旋状に配線されて、筒状ケースの外側
中間部に配置された電源コネクタに接続されているの
で、移動する回転駆動部の配線を電源コネクタに接続さ
れる。

【０００６】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本考案
を具体化した実施例につき説明し、本考案の理解に供す
る。ここに、図１は本考案の一実施例に係る電動回転加
工ユニットの要部断面図である。図１に示すように本考
案の一実施例に係る電動回転加工ユニット１０は、外側
の筒状ケース１１と、筒状ケース１１の一方側に進退可
能に装着された回転駆動部１２と、筒状ケース１１の他
方側に回転駆動部１２と同一軸心上に装着されて回転駆
動部１２を前後動させる進退駆動手段１３とを有してい
る。以下、これらについて詳しく説明する。

【０００７】前記筒状ケース１１の外筒１１ａの一方側
端部にはブッシュ１５が設けられ、ブッシュ１５及び外
筒１１ａの内側に沿って回転駆動部１２が摺動するよう
になっている。更に、筒状ケース１１の外側中間部に電
源コネクタ２５が設けられており、第１の電動モータ１
８のリード線２４が接続されるようになっている。

【０００８】前記回転駆動部１２は、前記筒状ケース１
１の一方の内側にモータフレーム１６が摺動自在に取付
けられ、モータフレーム１６の内側に第１の電動モータ
１８のステータ１６ａが固定されている。ステータ１６
ａの内側にロータ１６ｂが配置され、そのロータ１６ｂ
にスピンドル２１が固着され、スピンドル２１の前後の
端部はそれぞれの軸受け１９、２０により支持され、軸
受け２０側には連結部材３０を連結するための取付け座
３０ａが設けられている。この場合、スピンドル２１が
ロータ１６ｂに直接固着されているので、スピンドル２
１は振れない。更に、スピンドル２１の先端には回転具
の一例であるドリル刃２３がチャック２２を介して装着
され、また、第１の電動モータ１８のリード線２４は、
筒状ケース１１と進退駆動手段１３の連結部材３０との
隙間に螺旋状に配線されて、筒状ケース１１の外側中間
部に配置された電源コネクタ２５に接続されている。そ
して、取付け座３０ａ側から進退駆動手段１３により押
したり引いたりして回転駆動部１２を進退させるように
なっている。このように、回転駆動部１２ごと進退させ
るので、回転駆動部１２は剛性を有し、更に、強度を持
たせるためにスピンドル２１の径を大きくする必要がな
い。

【０００９】前記進退駆動手段１３には、筒状ケース１
１の他方側に送りモータを構成するステッピングモータ
からなる第２の電動モータ２６が設けられ、第２の電動
モータ２６のシャフト３６に、カップリング３５を介し
てボールネジ軸２７の基部２７ａが連結されている。ボ
ールネジ軸２７の基部２７ａ側は支持部材１７に取付け
られた軸受け３４で支持され、ボールネジ軸２７の先端
部にはガイドとして作用する鍔３７が設けられている。
ボールネジ軸２７にはボールソケット２８が螺着され、
ボールソケット２８の貫通孔３８、３９は両側の対とな
るボールネジ軸２７に平行なボールソケット用ガイドバ
ー３１、３２にそれぞれ挿通され、一側には筒状ケース
１１の外側にその一部が突出する２つの突起４０、４０
ａが設けられている。突起４０、４０ａはボールソケッ
ト２８がボールソケット用ガイドバー３１、３２に沿っ
て進退した場合、筒状ケース１１の外側の支持部材４１
の両側に設けられている上限リミットスイッチ４２また
は下限リミットスイッチ４３にそれぞれ当接するように
なっている。なお、ボールソケット用ガイドバー３１、
３２のそれぞれの一方は取付け部３３ａに螺着され、他
方は支持板３３で保持されている。更に、ボールソケッ
ト２８は、ボールネジ軸２７が内側に嵌入する逃げ穴４
４を有する連結部材３０を介して回転駆動部１２の取付
け座３０ａに連結されている。そして、第２の電動モー
タ２６が回転するとボールネジ軸２７が回転し、ボール
ソケット２８がボールソケット用ガイドバー３１、３２
に沿って前後動し、そのボールソケット２８と一緒に連
結部材３０が前後動して回転駆動部１２を進退させるよ
うになっている。なお、電動回転加工ユニット１０は、
回転駆動部１２と進退駆動手段１３とを同一軸心上に配
置しているので、小型化され、軽量化できる。

【００１０】続いて、本考案の一実施例に係る電動回転
加工ユニット１０の使用法について図１を用いて説明す
る。なお、電動回転加工ユニット１０は支持部材を介し
て工作機械の一部に取付けられているものとする。先
ず、第２の電動モータ２６に通電して駆動させ、ボール
ネジ軸２７を回転させてボールソケット２８をボールソ
ケット用ガイドバー３１、３２に沿って前進させると共
に回転駆動部１２を前進させてドリル刃２３を所定の位
置まで移動させる。このようにドリル刃２３を、加工対
象物の所望の位置に簡単に位置決めすることができる。
そして、位置決めの後、第２の電動モータ２６で送りな
がら第１の電動モータ１８に通電してドリル刃２３を回
転させて加工対象物を切削する。切削加工が完了すると
第２の電動モータ２６を逆回転させて回転駆動部１２を
後退させ、後退が完了すると第１及び第２の電動モータ
１８、２６をそれぞれ停止する。なお、回転駆動部１２
の全ストロークにおける前進時には、ボールソケット２
８に連結された突起４０が下限リミットスイッチ４３に
接して不必要な前進を防止し、更に、回転駆動部１２の
後退時にはボールソケット２８に連結された突起４０ａ
が上限リミットスイッチ４２に接触して不必要な後退を
確実に防止するので、安全に加工作業を行うことができ
る。以上のように電動回転加工ユニット１０は第２の電
動モータ２６によりボールネジ軸２７を回転させて、該
ボールネジ軸２７に螺合しているボールソケット２８を
前進させて回転駆動部１２を前進させるので、回転駆動
部１２の前進を円滑に行うことが可能であり、加工対象
物へのドリル刃２３の位置決めも的確となる。

【００１１】なお、必要に応じて回転駆動部１２を所定
の位置に前進させて停止し、電動回転加工ユニット１０
を水平方向に移動させて、回転するドリル刃２３にて加
工対象物を切削加工することも可能である。更に、回転
具の一例としてドリル刃を用いたが、必要に応じてタッ
プ、ブラシ、砥石等の種々の回転具を用いることも可能
である。また、第２の電動モータとして、ステッピング
モータを使用したが、ロータリエンコーダを備えたサー
ボモータ等でも良い。

【００１２】

【考案の効果】請求項１記載の電動回転加工ユニットに
おいては、以上の説明からも明らかなように、第１の電
動モータのロータに回転具を装着するスピンドルが固着
されているので、強い回転トルクを有する電動モータを
形成することができ、また、回転具は振れ難くなり、こ
れによって加工精度を向上させることができる。更に
は、スピンドルが振れないために従来のようにステータ
とロータが接触して破損することもない。また、回転駆
動部ごと進退させているので、従来のようにクイルスピ
ンドルを大きな径にする必要がなく、また、進退駆動手
段の連結部材にはボールネジ軸が内側に嵌入する逃げ穴
が形成され、第２の電動モータによりボールネジ軸を回
転させるようにしているので、従来のものに比べ小型
化、軽量化できる。筒状ケースの外側にその一部が突出
してボールソケットに連結された突起は、筒状ケースの
外側に取付けられている上限及び下限のリミットスイッ
チを作動させるので、回転具の前進限及び後退限を調整
することができる。また、第１の電動モータの配線は、
筒状ケースと前記連結部材との隙間に螺旋状に配線さ
れ、筒状ケースの外側中間部に配置された電源コネクタ
に接続されているので、摺動移動する回転駆動部の配線
を電源コネクタに外部に露出させることがない状態で伸
縮可能に接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る電動回転加工ユニット
の要部断面図である。

【符号の説明】

１０ 電動回転加工ユニット １１ 筒状ケース １１ａ 外筒 １２ 回転駆動部 １３ 進退駆動手段 １５ ブッシュ １６ モータフレーム １６ａ ステータ １６ｂ ロータ １７ 支持部材 １８ 第１の電動モータ １９ 軸受け ２０ 軸受け ２１ スピンドル ２２ チャック ２３ ドリル刃 ２４ リード線 ２５ 電源コネクタ ２６ 第２の電動モータ ２７ ボールネジ軸 ２７ａ 基部 ２８ ボールソケット ３０ 連結部材 ３０ａ 取付け座 ３１ ガイドバー ３２ ガイドバー ３３ 支持板 ３３ａ 取付け部 ３４ 軸受け ３５ カップリング ３６ シャフト ３７ 鍔 ３８ 貫通孔 ３９ 貫通孔 ４０ 突起 ４０ａ 突起 ４１ 支持部材 ４２ 上限リミットスイッチ ４３ 下限リミットスイッチ ４４ 逃げ穴

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 装着されるドリル、タップ、ブラシ、砥
   石等の回転具を回転させる第１の電動モータを内部に備
   えた回転駆動部と、該回転駆動部を進退可能に一方側に
   装着した筒状ケースと、該筒状ケースの他方側に装着さ
   れて前記回転駆動部を前後動する進退駆動手段とを有
   し、前記回転駆動部及び前記進退駆動手段を同一軸心上
   に配置した電動回転加工ユニットであって、 前記回転駆動部は、前記筒状ケースの内側に摺動自在に
   取付けられたモータフレームと、該モータフレームの内
   側に固定されたステータと、該ステータの内側に配置さ
   れたロータと、該ロータに固着されたスピンドルと、該
   スピンドルを前記モータフレームに回転自由に支持する
   両側の軸受けとを有し、前記回転具はチャックを介して
   前記スピンドルに装着され、前記進退駆動手段は、送り
   モータとなる第２の電動モータと、該第２の電動モータ
   にカップリングを介して連結されるボールネジ軸と、該
   ボールネジ軸に螺着されるボールソケットと、該ボール
   ソケットと前記回転駆動部を連結し、中央には前記ボー
   ルネジ軸が内側に嵌入する逃げ穴を備えた連結部材と、
   前記ボールネジ軸に平行に配置されたボールソケット用
   ガイドバーとを有し、しかも、前記第１の電動モータの
   配線は、前記筒状ケースと前記連結部材との隙間に螺旋
   状に配線されて、前記筒状ケースの外側中間部に配置さ
   れた電源コネクタに接続され、更に、前記ボールソケッ
   トに連結され、しかも前記筒状ケースの外側にその一部
   が突出する突起によって作動する上限及び下限のリミッ
   トスイッチが前記筒状ケースの外側に取付けられている
   ことを特徴とする電動回転加工ユニット。