JPH0258048B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、工作機械における工具駆動ユニツト
の支持装置、特にコラムに対して昇降する工具駆
動ユニツトの昇降枠体が、コラムの前面側におい
て上下方向に延設された左右一対の案内レールに
沿つて昇降され、この昇降枠体の前面側には、水
平面内において前後方向に対して傾斜した方向の
軸線周りに旋回される斜塔式タレツトヘツドが支
持されている工作機械における工具駆動ユニツト
の支持装置に関する。

(2) 従来の技術 工具交換用タレツトを備えた工作機械は、特公
昭47−32112号公報、特開昭52−122976号公報に
見られるように従来より知られており、又コラム
に対して昇降する工具駆動ユニツトの昇降枠体
が、コラムの前面側において上下方向に延設され
た案内レールに沿つて昇降され、この昇降枠体の
前面側には、前後方向に対して傾斜した方向の軸
線周りに旋回される斜塔式タレツトヘツドが支持
されている第５図に示されているような工作機械
における工具駆動ユニツトの支持装置も知られて
いる。

第５図において、工作機械のコラム９０の前面
側には左右一対の案内レール９１，９２が上下方
向に延設されており、工具駆動ユニツトA′の昇
降枠体９３は、上下方向の送りねじ９４により上
下方向への移動力を受けつつ前記案内レール９
１，９２に沿つて昇降する。昇降枠体９３の前方
部に形成された筒状支持部９５の先端部には、水
平面内において前後方向に対して傾斜した方向の
軸線周りに旋回される斜塔式タレツトヘツド９６
が支持されており、このタレツトヘツド９６の筒
状連結部９７の外周部は、軸受９８を介して昇降
枠体９３の筒状支持部９５の内周面側に回転自在
に支持されている。そして筒状支持部９５の外端
部の外周フランジ９３ｆとタレツトヘツド９６の
連結部の外周フランジ９６ｆとは、各対向面側に
おいて相互に滑接自在であると共に、背面側には
テーパ面が形成されており、これら外周フランジ
９３ｆ，９６ｆの外周面部には、タレツトヘツド
９６の昇降枠体９３に対する旋回を必要に応じて
抑止するための環状クランプ９９が嵌合してい
る。

タレツトヘツド９６の筒状連結部９７の端面側
には歯車１００が一体的に固着されており、この
歯車１００には、昇降枠体９３上に配設されたタ
レツト旋回用モータ１０１により傘歯車１０２、
傘歯車１０３、歯車軸１０４を介して回転駆動さ
れる歯車１０５がかみ合つている。

昇降枠体９３上に配設された工具回転用モータ
１０６の回転駆動力は、工具回転用モータ１０６
の出力軸に連結された継手１０７、歯車１０８，
１０９，１１０、歯車１１０の歯車軸上のスプラ
イン１１１、及びこのスプライン１１１に嵌合さ
れていてクラツチ操作シリンダ１１５により軸受
１１４を介して軸方向に移動操作されるクラツチ
１１２の駆動側係合部材１１３を介して、タレツ
トヘツド９６のスピンドルヘツド１１６の内周側
に回転自在に嵌入されたスピンドル１１７の基端
部へ伝達される。このスピンドル１１７の先端部
には、工具１１８の工具軸１１９を保持する工具
ホルダ１２０がスピンドル１１７と一体的に回転
し得るように保持される。

タレツトヘツド９６は、スピンドルヘツド１１
６とは別にもう一つのタレツトヘツド１２１を有
し、このスピンドルヘツド１２１内には、工具ホ
ルダ１２３を先端部において保持するスピンドル
１２２が回転自在に嵌入されている。各スピンド
ルヘツド１１６，１２１は対応するスピンドル１
１７，１２２が互いに干渉することがないように
それらの中心軸線が段違い状態となるように形成
されており、作動時においては実線で示されたス
ピンドルヘツド１１６の位置にあつてスプライン
１１１と一直線上に並び、工具交換時においては
タレツトヘツド９６が旋回して鎖線で示されたス
ピンドルヘツド１２１の位置を占める。

(3) 発明が解決しようとする問題点 第５図に示された従来の工具駆動ユニツトの支
持装置においては、一対の案内レール９１，９２
は共に同一の左右方向鉛直面内に配設されている
ため、案内レール９１からタレツトヘツド９６の
連結部までの距離に比べて案内レール９２からタ
レツトヘツド９６の連結部までの距離が非常に長
く、案内レール９２からのオーバーハング量が大
きい。このため工具駆動ユニツトA′の機械剛性
が充分でなく、工具による切削加工時の切削負荷
に起因する振動やスピンドル１１７の水平精度の
低下が生じ易いと共に、案内レール９２を起点と
する工具駆動ユニツトA′の熱変位量も少なくな
く、加工精度を向上する上で不都合があつた。

そこで本発明は、切削負荷に起因する振動やス
ピンドルの水平精度の低下を防止し、工具駆動ユ
ニツトの熱変位量も少なくて済み、加工精度が一
段と向上し得る工作機械における工具駆動ユニツ
トの支持装置を得ることを主な目的とするもので
ある。

Ｂ 発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本発明によれば、コラムに対して昇降する工具
駆動ユニツトの昇降枠体が、前記コラムの前面側
において上下方向に延設された左右一対の案内レ
ールに沿つて昇降され、この昇降枠体の前面側に
は、水平面内において前後方向に対して傾斜した
方向の軸線周りに旋回される斜塔式タレツトヘツ
ドが支持されている工具駆動ユニツトの支持装置
において、前記各案内レールは共に前記タレツト
ヘツドの至近位置となるように、前記一対の案内
レールのうちの一方の案内レールは、相対的に他
方の案内レールよりも前方位置に配設されてい
る、工作機械における工具駆動ユニツトの支持装
置が得られる。

(2) 作 用 各案内レールがともに斜塔式タレツトヘツドの
至近位置となるように、左右一対の案内レールの
うちの一方の案内レールは、相対的に他方の案内
レールよりも前方位置に配設されているため、工
具駆動ユニツトの各案内レールからのオーバーハ
ング量は従来の装置に比べて非常に少なくなり、
工具駆動ユニツトの機械剛性が増加して、切削負
荷に起因する振動やスピンドルの水平精度の低下
が抑えられると共に、工具駆動ユニツトの熱変位
量も少なくなり、その結果加工精度が一段と向上
する。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説
明する。まず第１図及び第２図において、工作機
械のベツド１上には、送りモータ２により左右方
向に移動される左右方向移動台３が搭載されてい
ると共に、左右方向移動台３上には送りモータ４
により一対の案内レール５，６に沿つて前後方向
に移動される前後方向移動台７が搭載されてい
る。この前後方向移動台７上にはコラム８が立設
されており、送りモータ９により回転駆動される
送りねじ１０により昇降する工具駆動ユニツトＡ
の昇降枠体１１は、コラムの前面側において上下
方向に延設された左右一対の案内レール１２，１
３に沿つてコラム８に対して相対的に昇降する。
昇降枠体１１の前面側には、水平面内において前
後方向に対して傾斜した方向の軸線周りに旋回さ
れる斜塔式タレツトヘツド１７が支持されてお
り、このタレツトヘツド１７には一対のスピンド
ルヘツド１６，６６が形成されている。各スピン
ドルヘツド１６，６６の中心軸線は、工具駆動ユ
ニツトＡの内部機構の相互干渉を避けるため第１
図に示されるように互いにねじれた関係にあり、
第２図に示されるように、工具による切削作動時
においてはスピンドルヘツドの中心軸線はコラム
８に対し前後方向に向かい、又工具交換時におい
てはタレツトヘツド１７の旋回に伴つてスピンド
ルヘツドの中心軸線はコラム８に対し左右方向に
向かう。第２図においては、スピンドルヘツド１
６は切削位置にあり、スピンドルヘツド６６は工
具交換位置にある。又第２図に示されるように、
案内レール１３は案内レール１２よりも前方に配
設されており、各案内レール１２，１３からタレ
ツトヘツド１７までの距離は共に短い。

第３図において、昇降枠体１１の筒状支持部１
４の内周面側には、タレツトヘツド１７の筒状連
結部１８の外周面側が軸受１５を介して回転自在
に支持されていると共に、昇降枠体１１の外周フ
ランジ１１ｆとタレツトヘツド１７の外周フラン
ジ１７ｆの各対向面は相互に滑接自在となるよう
に構成されている。そして各外周フランジ１１
ｆ，１７ｆの背面側はそれぞれテーパ面１１ｔ，
１７ｔとして形成されており、これら一対の外周
フランジ１１ｆ，１７ｆの外面部は、タレツトヘ
ツド１７の旋回を必要に応じて抑止するための環
状クランプ１９により包囲されている。

筒状連結部１８の端面側には歯車２０が一体的
に固着されており、この歯車２０には、昇降枠体
１１上に搭載されたタレツト旋回用モータ２１に
より、モータ２１の出力軸上の傘歯車２３、筒状
支持部１４上に軸受２４，２５により軸支された
歯車軸２６の一端側の傘歯車２７を介して回転駆
動される歯車軸２６の他端側の歯車２８がかみ合
つている。

昇降枠体１１上に搭載された工具回転用モータ
２９の回転駆動力は、出力軸３０、昇降枠体１１
により軸受３１，３２を介して回転自在に支持さ
れた歯車軸３３上の歯車３４、昇降枠体１１によ
り軸受３５，３６を介して回転自在に支持された
歯車軸３７上の歯車３８、及び昇降枠体１１によ
り軸受３９，４０を介して回転自在に支持された
歯車軸４１上の歯車４２を介して、歯車軸４１の
前方突出部の外周面上のスプライン４３へ伝達さ
れる。

スプライン４３には、クラツチ４４の駆動側係
合部材４４ａの内周面上のスプラインが係合して
いる。駆動側係合部材４４ａは、全体として筒状
形をなしており、その前端縁部には被動側係合部
材４４ｂと係合する係合部を有すると共に、後端
寄りの外周面上には外周面側に環状溝４６が形成
されたクラツチ操作輪４５が固定されている。

昇降枠体１１にはスプライン４３と平行に前方
へ向けて突出するロツド４７の基端部が固定され
ており、このロツド４７の中央部に形成された固
定ピストン４８には、クラツチ操作シリンダ４９
が嵌合している。クラツチ操作シリンダ４９の両
端壁はロツド４７の外周面に沿つて滑接自在であ
り、クラツチ操作シリンダ４９の後端寄りの外周
面上に固定されたクラツチ操作爪５０はクラツチ
操作輪４５の環状溝４６に係合している。第４図
に示されているように、クラツチ操作シリンダ４
９の後端部の上面上にはクラツチ操作シリンダ４
９の軸方向に対して垂直な方向に突出する滑接部
材７３の基端部が固着されており、この滑接部材
７３は、昇降枠体１１上に基端部が固定され先端
部にストツパーナツト７５が螺合されたロツド４
７と平行な案内レール７４に滑接自在に嵌合して
いる。この案内レール７４に沿つて滑接部材７３
（第４図）が滑接することにより、クラツチ操作
シリンダ４９は常に一定の方位を保ちながらロツ
ド４７に沿つて滑接する。そしてロツド４７内の
圧力流体路５１に圧力流体が導通されると、クラ
ツチ操作シリンダ４９が後退してクラツチ４４が
離脱状態となり、又ロツド４７内の圧力流体路５
２に圧力流体が導通されると、クラツチ操作シリ
ンダ４９が前進してクラツチ４４が係合状態とな
る。

第３図において、スピンドルヘツド１６の内周
１７は、軸受５３及び軸受群５４を介して中空ス
ピンドル５５が回転自在に支持されており、この
中空スピンドル５５の後端部の外周面上にはクラ
ツチ４４を構成する環状の被動側係合部材４４ｂ
が固定されている。従つてクラツチ４４が係合状
態にあるときにはスプライン４３側の回転駆動力
はクラツチ４４を介して中空スピンドル５５へ伝
達される。

中空スピンドル５５の前端部内周面側には、前
方へ向けて拡開するテーパ面５５ｔが形成されて
おり、このテーパ面５５ｔには、工具ホルダ５７
の外周部に形成されたテーパ面５７ｔが密着する
ようになつている。工具ホルダ５７がテーパ面５
５ｔ部に嵌入された状態においては、中空スピン
ドル５５の回転駆動力は、中空スピンドル５５の
前端面側に固定された係合ピン５６が工具ホルダ
５７の前端部外周面側に形成された係合凹部と係
合していることにより、係合ピン５６を介して工
具ホルダ５７へ伝達される。

工具ホルダ５７の後端面から後方へ向けて、後
端部に拡大部を有する工具ホルダ軸５８が突出し
ており、この工具ホルダ軸５８は、中空スピンド
ル５５の中空部内で軸方向に延設されたドローバ
ー５９の前端部に形成された筒状部６０内に嵌入
するようになつている。筒状部６０には周方向に
間隔を置いて複数個、例えば３個の半径方向に貫
通するボール保持孔が形成されており、各ボール
保持孔内にはボール６１が離脱しないようにして
保持されている。又中空スピンドル５５の中空部
内において筒状部６０に対応した位置には、前端
側の内周部に前方へ拡開するテーパ面が形成され
た筒状部材６２が保持されている。ドローバーの
後端部にはナツト６３が螺合されており、このナ
ツト６３と中空スピンドル５５の内周側の肩部と
の間に介装された多数の環状板ばね６４のばね偏
倚力により、ドローバー５９は常に後方へ引張り
力を受けており、このばね偏倚力により各ボール
６１は筒状部材６２の内周面側のテーパ面に沿つ
て移動して工具ホルダ軸５８を締め付け、工具ホ
ルダ５７を確実にテーパ面５５ｔ部内に保持す
る。

工具ホルダ５７を中空スピンドル５５から取り
外すときは、タレツトヘツド１７を旋回してスピ
ンドルヘツド１６を工具交換位置に位置決めして
から、ドローバー５９の基端面を第３図には図示
されていない押圧装置によりばね偏倚力に抗して
押圧すると共に、工具ホルダ５７の先端部外周面
上に形成された環状係合溝６５に把持爪を係合さ
せて工具ホルダ５７を中空スピンドル５５の外方
へ引抜くことにより、工具ホルダ５７を中空スピ
ンドル５５から取り外すことができる。

ドローバー５９内には軸方向に貫通して圧力空
気導入孔５９ｃが形成されており、工具交換時に
おいて工具ホルダ５７を中空スピンドル５５から
取り外す際に、圧力空気導入孔５９ｃに圧力空気
を導入することにより、圧力空気をテーパ面５５
ｔ側へ吹き付けてテーパ面５５ｔを清浄すること
ができる。

第４図において、スピンドルヘツド１６は作動
位置にあつて、工具ホルダ５７により工具軸１２
５部を保持された工具１２４は切削作動状態にあ
る。これに対しスピンドルヘツド６６は工具交換
位置にある。このスピンドルヘツド６６の内周側
には、軸受６７及び軸受群６８を介して中空スピ
ンドル６９が回転自在に支持されており、中空ス
ピンドル６９は、工具軸７０を保持する工具ホル
ダ７１を保持している。

中空スピンドル６９は中空スピンドル５５と全
く同一の構造を有しており、この中空スピンドル
６９の基端部外周面上にはクラツチ４４の被動側
係合部材７２が固定されていると共に、この被動
側係合部材７２に近接して係合溝８３が形成され
ている。他方、昇降枠体１１に固定されたブラケ
ツト７７の枢支部７８には、フツク８０の基端側
に突設されたブラケツト７９が枢支されている。
フツク８０の先端部には中空スピンドル６９の係
合溝８３に係合する二又状の係合爪８２が形成さ
れていると共に、フツク８０の中央部にはフツク
８０の基端側から先端側へ向けて細長い長孔８１
が形成されており、この長孔８１はクラツチ操作
シリンダ４９の外周部の上面側に突設された係合
ピン７６が遊嵌されている。従つて、タレツトヘ
ツド１７がタレツト旋回用モータ２１の作動によ
り旋回されるに当たつてクラツチ操作シリンダ４
９が後退してクラツチ４４が離脱状態に置かれる
間は、フツク８０が枢支部７８を中心として昇降
枠体１１寄りに揺動して係合爪８２が係合溝８３
から離脱しているが、一対のスピンドルヘツドの
一方、例えばスピンドルヘツド１６が作動位置に
位置決めされると同時に他方のスピンドルヘツ
ド、例えばスピンドルヘツド６６が工具交換位置
に位置決めされ、クラツチ操作シリンダ４９が前
進してクラツチ４４が係合状態となると、フツク
８０は枢支部７８を中心として前方へ揺動し、係
合爪８２が係合溝８３に係合することにより、中
空スピンドル６９の軸方向にかかる力の一部を分
担し、軸受６７及び軸受群６８の負担を少なくす
る。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、各案内レールは
共にタレツトヘツドの至近位置となるように、一
対の案内レールのうちの一方の案内レールは、相
対的に他方の案内レールよりも前方位置に配設さ
れるので、工具駆動ユニツトの各案内レールから
のオーバーハング量が小さくて済み、そのため工
具駆動ユニツトの機械剛性が高まり、工具による
切削加工時の切削負荷に起因する振動やスピンド
ルの水平精度の低下を抑制することができ、また
案内レールを起点とする工具駆動ユニツトの熱変
位量も少なくて済むことにより、加工精度は一段
と向上するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に基づく工具駆動ユ
ニツトの支持装置を備えた工作機械の一例を示す
前面図、第２図は第１図の工作機械の平面図、第
３図は第１図の−線に沿つて見た要部平断面
図、第４図は第１図の−線に沿つて見た要部
平断面図、第５図は従来の工具駆動ユニツトの支
持装置を示す要部平断面図である。 Ａ……工具駆動ユニツト、８……コラム、１１
……昇降枠体、１２，１３……案内レール、１７
……タレツトヘツド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コラム８に対して昇降する工具駆動ユニツト
   Ａの昇降枠体１１が、前記コラム８の前面側にお
   いて上下方向に延設された左右一対の案内レール
   １２，１３に沿つて昇降され、この昇降枠体１１
   の前面側には、水平面内において前後方向に対し
   て傾斜した方向の軸線周りに旋回される斜塔式タ
   レツトヘツド１７が支持されている工具駆動ユニ
   ツトの支持装置において、前記各案内レール１
   ２，１３は共に前記タレツトヘツド１７の至近位
   置となるように、前記一対の案内レール１２，１
   ３のうちの一方の案内レール１３は、相対的に他
   方の案内レール１２よりも前方位置に配設されて
   いることを特徴とする、工作機械における工具駆
   動ユニツトの支持装置。