JPH0246323B2 - Koguhetsudosochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、穴加工、外径加工等を行なう工具
ヘツド装置に関し、特に切削工具を保持するホル
ダ機構が切込み送り機能を有する工具ヘツド装置
に関する。

従来この種の工具ヘツド装置には、特公昭47−
27309号に示す如き方法のものが既に知られてい
る。かかる装置はバイトホルダをワーク加工穴等
の径方向に移動させるための切削送り機構及びバ
イトホルダを早戻しするための機構が付加されて
いるが、この早戻しのための操作力は切削送り系
を介してバイトホルダに伝達されるものであるた
め、切削送り時より早くできるものの、主軸ヘツ
ドにおける早戻しのような急速後退は望めず、作
業能率の低下を招来させるほか、早戻し操作を自
動的に行なわせるようにすると、切削送りと別の
駆動源を必要とし、これに伴い工具ヘツド装置を
大型かつ重量化させてしまう。また、この種の従
来装置は概して構造が複雑で、かつ高価となる欠
点があつた。

この発明は上記従来の問題点を解決したもの
で、その目的とするところは、太陽歯車及び遊星
歯車からなる歯車列を利用することにより、送り
機構及び装置自体の構造の簡単化を図るととも
に、切削工具の早戻し時には主軸の回転を利用し
て行ない、これにより早戻しを高速化して作業能
率の向上及び早戻し駆動源の省略を可能にした工
具ヘツド装置を提供するにある。

以下、この発明の具体的実施例を図面に基づい
て説明する。

第１図〜第３図はこの発明にかかる工具ヘツド
装置の一実施例を示すもので、１は工作機械の主
軸ヘツド、２は主軸ヘツド１に回転可能に軸着し
た主軸であり、この主軸２のテーパ穴２ａ内には
工具アダプタ３が嵌挿され、そのねじ穴３ａにね
じ込まれる図示しないドローボルトにより固定さ
れている。４はシヤンク部４ａ及び盤部４ｂを有
する工具ホルダで、シヤンク部４ａの先端に連接
したテーパ部４ｃは上記アダプタ３のテーパ穴３
ｂ内に嵌挿され、そしてアダプタ３のねじ穴３ａ
側からテーパ部挿入端にねじ込んだボルト５によ
りアダプタ３に固定されているとともに、アダプ
タ３の主軸突出部外壁に螺合したねじ６によつて
工具ホルダ４の回り止めがなされている。また、
７は工具保持用の送り台であり、該送り台７は上
記盤部４ｂの前端面（下面）にダブテール形の案
内部８により工具ホルダ４の軸線と直角な方向に
摺動可能に支持されており、この送り台７には、
これに形成した取付穴９に中ぐりバイトなどの工
具１０のアーバを挿入しボルト１１により締め付
けることで保持されている。

上記送り台７の案内部８と対向する盤部４ｂ内
に空所１２が形成されており、この空所１２内に
第３図に示す如く軸１３を上記送り台７の移動方
向と平行に配設し、この軸１３にはウオーム１４
及びウオームホイール１５が一体化して回転可能
に取り付けられるとともに、上記ウオーム１４と
噛合するラツク１６が上記送り台７の案内部８に
一体に固着されており、また、上記ウオームホイ
ール１５と噛合するウオーム１７は、空所１２内
において上記軸１３と直角に配設した軸１８に回
転可能に取り付けられ、さらに軸１８には上記ウ
オーム１７と一体にした平歯車１９が回転可能に
取り付けられ、この平歯車１９の一部は上記工具
ホルダ４のシヤンク部４ａの外方に突出してい
る。

２０は上記工具ホルダ４のシヤンク部４ａの外
周に同心に相対回転可能に配置したギヤケーシン
グで、該ケーシング２０はアダプタ３を含む工具
ホルダ４が主軸２に装着されたとき、図示しない
部材により主軸ヘツド１に固定されるものであ
る。ケーシング２０内に位置するシヤンク部４ａ
の外周には第１の太陽歯車２１が同心に固着さ
れ、この第１の太陽歯車２１の上部側にこれより
十分に大きい径の入力歯車２２がシヤンク部４ａ
と同心に配置され、かつ入力歯車２２のボス部２
２ａと第１の太陽歯車２１のボス部２１ａ間及び
ケーシング２０の蓋部材２０ａ間にはそれぞれベ
アリング２３，２４が介在され、これにより入力
歯車２２のボス部２２ａを上下より支持して入力
歯車２２をシヤンク部４ａ及び第１の太陽歯車２
１に対し回転可能ならしめるとともに、入力歯車
２２と噛合するウオーム２５を、第２図に示す如
く入力歯車２２の接線方向に延長してケーシング
２０に回転可能に軸着した操作軸２６に固着し、
そして上記操作軸２６のケーシング２０外突出端
には送り用ハンドル２７が取り付けられている。
また、上記第１の太陽歯車２１の下部側にはドー
ナツ状の回転円板２８及び第１の太陽歯車２１と
同一径の第２の太陽歯車２９がシヤンク部４ａと
同心にかつシヤンク部４ａの長手方向に沿つて配
置され、そして回転円板２８と第１の太陽歯車２
１のボス部２１ａ間及び第２の太陽歯車２９のボ
ス部２９ａ間にそれぞれベアリング３０，３１を
介在し、これにより回転円板２８を上下から支持
して、該回転円板２８をシヤンク部４ａ及び第
１，第２の太陽歯車２１，２９に対し相対回転可
能ならしめ、さらに第２の太陽歯車２９のボス部
２９ａの下面を盤部４ｂに当接することで、該第
２の太陽歯車２９をもシヤンク部４ａ及び回転円
板２８に対し相対回転可能に支持している。

上記回転円板２８には円周方向に180度の位相
で一対の歯車軸３２，３３が直角に貫通固着さ
れ、この歯車軸３２及び３３の上端には、上記第
１の太陽歯車２１及び上部入力歯車２２に設けた
内歯歯車３４に共に噛合する第１の遊星歯車３５
ａ及び３５ｂをそれぞれ回転可能に取り付け、さ
らに歯車軸３２及び３３の下端には上記第２の太
陽歯車２９と噛合する第２の遊星歯車３６ａ及び
３６ｂ（第１の遊星歯車３５ａ，３５ｂと同一径）
がそれぞれ回転可能に取り付けられているととも
に、該第２の遊星歯車３６ａ，３６ｂは、その外
側において上記第２の太陽歯車２９と同心にかつ
ケーシング２０に一体に固定した内歯歯車３７に
噛合されている。また、上記第２の太陽歯車２９
には内歯歯車３８が形成され、この内歯歯車３８
は上記平歯車１９と噛合している。

３９は上記回転円板２８と対向する位置におい
て、上記ケーシング２０の側壁にその径方向に進
退可能に貫通して取り付けた回転止めピンであ
り、この回転止めピン３９のケーシング２０内の
突出先端は回転円板２８の外周面に形成した係合
部４０に係合できるようになつており、ピン３９
が係合部４０に係合されたとき回転円板２８をロ
ツクし、回転円板２８を回転できないようにす
る。また、ピン３９の係合部４０との係合位置及
び離脱位置は図示しないクリツク機構により保持
されるものである。４１は上記送り台７に後退位
置を設定する位置決め用のストツパである。

次に、上記のように構成された本実施例の動作
について説明する。

工作物の中ぐり加工等に際しては、まず、工具
ホルダ４を取り付けたアダプタ３を主軸２に装着
し、かつケーシング２０を工作機械の主軸ヘツド
１に固定する。かかる状態で主軸２を回転する
と、工具ホルダ４及び送り台７を含めた工具１０
が主軸２と一体に回転される。

このとき、工具ホルダ４が第１図の矢印Ａ方向
へ回転するものとすると、これと一体の第１の太
陽歯車２１も同一方向へ回転されるため、この第
１の太陽歯車２１と噛合する第１の遊星歯車３５
ａ，３５ｂは第１図の矢印方向に回転する。この
とき入力歯車２２は固定状態にあるので、第１の
遊星歯車３５ａ，３５ｂはその回転、即ち自転に
伴つて第１の太陽歯車２１の回りを矢印Ａと同一
の方向に公転し、同時に回転円板２８も同一方向
に回転される。一方、回転円板２８が矢印Ａと同
一の方向に回転すると、第１の遊星歯車３５ａ，
３５ｂと同軸支持された第２の遊星歯車３６ａ，
３６ｂも同様に公転する。このとき、第２の遊星
歯車３６ａ，３６ｂが噛合する内歯歯車３７は固
定されているため、第２の遊星歯車３６ａ，３６
ｂは公転に伴つて第１の遊星歯車３５ａ，３５ｂ
と同一の方向に自転し、この自転による回転は第
２の太陽歯車２９に伝達され、該第２の太陽歯車
２９を工具ホルダ４と同一の方向（矢印Ａの方
向）に回転させる。この場合、第２の太陽歯車２
９は第１の太陽歯車２１と同一径（同一歯数）で
あるため、第２の太陽歯車２９の回転速度は工具
ホルダ４と同一で、工具ホルダ４と第２の太陽歯
車２９との相対回転速度は０となる。従つて、第
２の太陽歯車２９から平歯車１９へ回転が伝達さ
れることがなく、送り台７には切込み送りがかか
らない。

次に送り台７に切込み送りをかけて、例えば中
ぐり加工する場合について述べる。

この場合は、ハンドル２７を第２図において時
計回り方向に回転操作する。すると、このハンド
ル２７の操作による回転はウオーム２５を介して
入力歯車２２に伝達され、入力歯車２２を第１図
の矢印Ａと同一の方向に回転する。このため、第
１の遊星歯車３５ａ，３５ｂの矢印方向への回転
（自転）が入力歯車２２の回転量に応じて増速さ
れ、同時にその増速分に応じて回転円板２８を含
めた遊星歯車３５ａ，３５ｂ及び３６ａ，３６ｂ
の公転速度も増加する。第２の遊星歯車３６ａ，
３６ｂの公転速度が増加すると、該第２の遊星歯
車３６ａ，３６ｂの自転も上記場合より早くなる
ため、これと噛合する第２の太陽歯車２９の回転
速度も上記送りをかけない場合より早くなり、こ
の結果、第２の太陽歯車２９と工具ホルダ４との
間に相対回転速度差が生じ、その差分に相当する
回転が第２の太陽歯車２９の内歯歯車３８を介し
て平歯車１９に伝達され、これを第１図において
矢印Ｂ方向に回転させる。平歯車１９に伝達され
た回転はウオーム１７を介してウオームホール１
５に伝達され、これと一体のウオーム１４を第３
図において矢印方向に回転させる。ウオーム１４
が矢印方向に回転されれば、これと噛合するラツ
ク１６が矢印Ｃ方向に移動し、同時にラツク１６
と一体の送り台７が矢印Ｃ方向に切込み送りされ
ることになる。

なお、このとき、ハンドル２７の１回転に伴う
送り台７の切込み量は1/1000mm程度である。ま
た、送り台７の切込み送り方向が上記矢印Ｃと逆
の場合は、ハンドル２７を反時計回り方向に回転
操作すれば良い。この場合、遊星歯車３５ａ，３
５ｂ及び３６ａ，３６ｂの自転、公転は上述と逆
に減速される形態となる。

次に上記切込み送りにより工作物の穴径が所定
の寸法に中ぐり加工された後、送り台７を早戻し
操作する場合について説明する。

この場合は、工具による穴の中ぐり加工が終了
したならば、ハンドル操作による切込み送りを停
止させ、回転止めピン３９を第１図において矢印
Ｘ方向に押し、その先端を回転円板２８の外周面
に押し付ける。そして回転円板２８の回転に伴い
その係合部４０がピン３９の押し付け位置に達す
ると、ピン３９は係合部４０に係合して回転円板
２８をロツクする。これにより第１及び第２の遊
星歯車３５ａ，３５ｂ及び３６ａ，３６ｂの公転
がストツプすると同時に、第２の太陽歯車２９の
回転は停止し、第２の遊星歯車３６ａ，３６ｂ及
び固定の内歯歯車３７により固定されることにな
る。

かかる状態になると、工具ホルダ４は矢印Ａ方
向に回転しているので、この回転に伴つて平歯車
１９は第２の太陽歯車２９の内歯歯車３８に内接
噛合しながら遊星運動し、かつ矢印Ｂと逆の方向
に自転する。このときの平歯車１９の回転速度
は、工具ホルダ４の回転速度に平歯車１９と内歯
歯車３８の歯数比を乗じた速度となる。平歯車１
９が矢印Ｂと逆の方向に回転すれば、該回転はウ
オーム１７、ウオームホイール１５を介してウオ
ーム１４に伝達され、ウオーム１４を第３図に示
す矢印と逆の方向に回転させる。そしてウオーム
１４が回転されることにより、これと噛合するラ
ツク１６を介して送り台７を第３図の矢印Ｃと逆
の方向に急速移動させて早戻しする。これと同時
に工具ホルダ４と一体に回転する第１の太陽歯車
２１の回転は第１の遊星歯車３５ａ，３５ｂ及び
内歯歯車３４を介して入力歯車２２に伝達され、
さらに入力歯車２２の回転はこれと噛合うウオー
ム２５を介して操作軸２６に伝達され、ハンドル
２７を含む操作軸２６を送り込み操作方向と逆に
回転させると同時に、送り量表示目盛４２を元の
位置へ戻す。

そして、送り台７が後退端に達して、これに設
けたストツパ４１が図示しないストツパ受けに衝
合すると、送り台７の後退動作は停止する。この
状態でさらに主軸２、即ち工具ホルダ４が矢印Ａ
方向に回転しようとすると、回転円板２８に作用
する回転トルクによつて、その係合部４０と係合
しているピン３９がクリツク機構に抗して矢印Ｘ
と逆の方向に押し出され、回転円板２８との係合
を解除する。このため回転円板２８を含めた遊星
歯車３５ａ，３５ｂ及び３６ａ，３６ｂは再び公
転し、主軸２の回転による送り台７の早戻し操作
は停止することになる。

このように本実施例によれば、通常の切込み送
り時は遊星歯車３５ａ，３５ｂ及び太陽歯車２
１，２９等からなる歯車列を介して送り台７を移
動させ、早戻し時は主軸、即ち工具ホルダ４の回
転を上記歯車列を介さずに直接送り台７に作用さ
せて移動させるようにしたので、送り台７の早戻
しを高速化でき、これに伴い従来のような切込み
送り系を介して早戻しするものに比し加工のタク
トタイムが減少し、作業能率を向上できる。ま
た、送り台７の送り機構は歯車列により構成され
ているため、工具ヘツド装置の構造が簡単にな
り、その剛性も高くなつて精度高い切込み送りが
可能になる。

なお、上記実施例では、送り台７の切込み送り
操作をハンドル２７による手動で行なう場合につ
いて説明したが、このハンドル２７をサーボモー
タに置換すれば、自動切込み送りおよび自動戻し
が可能となり、サーボモータへの入力を工作機械
の制御装置からの信号によつて制御でき、マシニ
ングセンタでの使用ができる。また、回転円板２
８の回転止めを行なうピン３９の操作は空気及び
油圧シリンダ等を用いて自動的に行なうようにし
ても良い。このような方式を採用すれば、NC工
作機械にも利用できる。

以上のようにこの発明によれば、太陽歯車及び
遊星歯車等からなる歯車列を利用して工具送り台
の送り機構を構成したので、送り機構及び装置自
体の構造が簡単になり、かつ剛性を高め得るほ
か、工具送り台の早戻し時は主軸の回転を利用し
て歯車列からなる送り機構を介さずに直接送り台
に伝達するようにしたので、送り台早戻しの高速
化が可能になり、切削加工の実稼働率が向上し、
かつ早戻し駆動源も不要となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる工具ヘツド装置の一
例を示す縦断面図、第２図は第１図の−線に
沿う断面図、第３図は同じく第１図の−線に
沿う断面図である。 １……主軸ヘツド、２……主軸、３……アダプ
タ、４……工具ホルダ、４ａ……シヤンク部、７
……送り台、８……案内部、１０……工具、１４
……ウオーム、１５……ウオームホイール、１６
……ラツク、１７……ウオーム、１９……平歯
車、２０……ケーシング、２１……第１の太陽歯
車、２２……入力歯車、２６……操作軸、２７…
…ハンドル、２８……回転円板、２９……第２の
太陽歯車、３４……内歯歯車、３５ａ，３５ｂ…
…第１の遊星歯車、３６ａ，３６ｂ……第２の遊
星歯車、３７……固定の内歯歯車、３８……内歯
歯車、３９……回転止めピン。４０……係合部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工作機主軸に装着される工具ホルダと、この
   工具ホルダの先端部にその軸線と直角な方向に移
   動可能に設置された工具保持用の送り台と、上記
   工具ホルダのシヤンク部にこれと同心にかつ相対
   回転可能に配設されたケーシングと、このケーシ
   ング内において上記工具ホルダシヤンク部と同心
   にかつ相対回転可能に設けられた入力歯車と、上
   記ケーシングに支持され上記入力歯車を回転操作
   する送り操作手段と、上記工具ホルダシヤンク部
   に同心に固定された第１の太陽歯車及び上記工具
   ホルダシヤンク部に同心にかつ相対回転可能に設
   けられた第２の太陽歯車と、上記工具ホルダのシ
   ヤンク部に同心にかつ相対回転可能に支持された
   回転円板に支持され、かつ上記第１の太陽歯車と
   上記入力歯車の内歯歯車とに噛合する第１の遊星
   歯車及び上記第２の太陽歯車と上記ケーシングに
   固定した内歯歯車とに噛合する第２の遊星歯車
   と、上記工具ホルダに設けられ送り操作手段を介
   して入力歯車へ与えられる回転により生ずる、上
   記第２の太陽歯車と工具ホルダとの相対的回転速
   度差を切込み送りとして及び工具ホルダの回転を
   早戻しとして上記送り台の送りに変換する歯車列
   と、上記ケーシングに取り付けられ上記送り台の
   早戻し時に上記回転円板をロツクする手段とを備
   えてなる工具ヘツド装置。