JPH0333460B2 - - 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、複数個の工具回転用スピンドルを回
転自在に支持する斜塔式タレツトヘツドが枠体に
対して旋回可能に支持されている形式の工作機械
のタレツトヘツドのクランプ装置に関する。

(2) 従来の技術 複数個の工具回転用スピンドルを回転自在に支
持する斜塔式タレツトヘツドが枠体に対して旋回
可能に支持されている形式の工作機械は、特開昭
52−122976号公報にも見られるように既に知られ
ている。

(3) 発明が解決しようとする問題点 タレツトヘツドを旋回して複数個のスピンドル
のうち一つを加工位置に位置決めすると同時に、
他のスピンドルの少なくとも一つを工具交換位置
に位置決めした後、タレツトヘツドを枠体に対し
て固定する際、従来はタレツトヘツドの旋回位置
の検出信号に応動する割出しピンにより固定する
ようにしていた。しかし割出しピンによる固定で
はタレツトヘツドの枠体に対する固定度が十分で
ないため、特に高速切削時においてはタレツトヘ
ツドに振動が発生し易く、精度の高い加工を行う
ことが困難となる。

そこで本発明は、タレツトヘツドを確実に枠体
に対して固定することができ、構造が簡単で作動
も確実であるような工作機械用タレツトヘツドの
クランプ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 本発明に係る工作機械用タレツトヘツドのクラ
ンプ装置は、複数個の工具回転用スピンドルを回
転自在に支持する斜塔式タレツトヘツドが枠体に
対して旋回可能に支持されている形式の工作機械
のタレツトヘツドのクランプ装置であつて、前記
枠体の筒状支持部の端縁部外周側に形成された外
周フランジと前記タレツトヘツドの筒状連結部の
端縁部外周側に形成された外周フランジとは互い
に同一軸線上で対向していると共に、前記各外周
フランジの背面側は互いに協働して環状のくさび
を形成するようにテーパ面として形成されてお
り、前記枠体上には、前記各外周フランジのテー
パ面部に嵌合するように一対の半円形状クランプ
片が各クランプ片の基端部において第１枢支部を
介して枢支されていると共に、これら一対のクラ
ンプ片の先端部間の位置において、前記各クラン
プ片の先端部を前記各外周フランジに平行な面内
で揺動操作するためのクランプ操作シリンダが支
持されており、前記クランプ操作シリンダは、前
記枠体に取付けられたシリンダ本体と、そのシリ
ンダ本体内に相対向するように配設されて共通の
圧力流体室を画成する一対のピストンと、両ピス
トンに互いに反対向きに延在するように突設され
て、対応する両クランプ片の先端部にそれぞれ第
２枢支部を介して枢支された一対のピストンロツ
ドとを備え、両ピストンおよび両ピストンロツド
は、それらの軸線が前記第１枢支部を中心として
両第２枢支部を通る仮想円に沿うように配設され
ていることを特徴とする。

(2) 作用 タレツトヘツドを旋回して複数個のスピンドル
のうちの一つを加工位置に位置決めすると同時
に、他のスピンドルの少なくとも一つを工具交換
位置に位置決めした後、クランプ操作シリンダを
作動させて各クランプ片の先端部を互いに引き寄
せると、各クランプ片は一対の外周フランジのテ
ーパ面部に嵌合した状態で各外周フランジを半径
方向外方から締め付ける。このとき、各クランプ
片と各外周フランジのテーパ面との間にくさび作
用が生じ、タレツトヘツドは安定した状態で確実
に枠体に対して固定される。加工及び工具交換が
完了してタレツトヘツドを枠体に対して旋回する
ときは、クランプ操作シリンダを作動させて各ク
ランプ片の先端部を互いに遠ざかる向きに押圧移
動させると、各クランプ片は一対の外周フランジ
のテーパ面部から引き離されるので、タレツトヘ
ツドは枠体に対して自由に旋回することができ
る。

又、共通の圧力流体室を挟んで両ピストンが配
設されるので、それらピストンを均等に作動させ
て両クランプ片の揺動を平均的に行うことができ
る。

さらに両ピストンおよび両ピストンロツドは、
それらの軸線が前記仮想円に沿うように配設され
ているので、それらピストンおよびピストンロツ
ドの進退方向と両第２枢支部の揺動方向とが略一
致し、これによりピストンおよびピストンロツド
の進退時、それらに発生する曲げ応力が極力抑制
される。

(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の背面側は互いに協働して還状のくさ
びを形成するようにそれぞれテーパ面１１ｔ，１
７ｔ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に嵌合している。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−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の基端部を後記のプツシユ
ロツド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〜第７図において、スピンドルヘツド１
６は加工位置にあつて、工具ホルダ５７により工
具軸１２５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が加工位置に
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に対抗し、
軸受６７及び軸受群６８の無理な力が加わること
を防止する。

特に第６図及び第７図において、フツク８０内
にはシリンダ９０が一体的に形成されており、こ
のシリンダ９０内を滑接するピストン９１のピス
トンロツドと一体のプツシユロツド９２の先端部
はフツク８０の先端側へ突き出ることができる。
プツシユロツド９２内には流路９３が形成されて
おり、第６図のようにポート９５に圧力流体が導
入されるとピストン９１はフツク８０の基端側へ
後退し、流路９３はポート９６から遮断される
が、第７図のように、フツク８０がスピンドル６
９の基端部と係合した状態においてポート９４に
圧力流体が導入されると、ピストン９１はフツク
８０の先端側へ移動し、それに伴つてプツシユロ
ツド９２がドローバー９７の基端面を押圧して、
ドローバー９７を板ばね９８のばね力に抗してス
ピンドル６９の先端側へ移動させる。同時に、流
廊９３はポート９６と連通し、圧力空気がポート
９６、流路９３、ドローバー９７の中空部により
形成された圧力空気導入孔９７ｃを介して、スピ
ンドル６９の先端部のテーパ面６９ｔと工具ホル
ダ７１のテーパ面７１ｔとの間の環状の隙間へ導
入される。

その結果、ドローバー９７と工具ホルダ７１と
の係合が解かれて、工具ホルダ７１はスピンドル
６９から離脱可能となると共に、スピンドル６９
のテーパ面６９ｔが圧力空気により清浄される。
この間、フツク８０はスピンドル６９の基端部と
係合しているので、スピンドル６９は先端側へ押
圧されることはなく、軸受６７，６８に無理な力
が加わることがない。

第８図〜第１０図において、環状クランプ１９
は、昇降枠体１１上の第１枢支部９９においてそ
れぞれの基端部が枢支された一対の半円形状のク
ランプ片１９ａ，１９ｂにより構成されている。
各クランプ片１９ａ，１９ｂの先端部間の位置に
は、昇降枠体１１により支持されたクランプ操作
シリンダ１００が配設されている。クランプ操作
シリンダ１００は昇降枠体１１に取付けられたシ
リンダ本体１００ａを有し、そのシリンダ本体１
００ａに一体のシリンダ室１０１ａ，１０１ｂが
互いに対向するように形成される。それらシリン
ダ室１０１ａ，１０１ｂ内に一対のピストン１０
２ａ，１０２ｂが相対向して配設され、それらピ
ストン１０２ａ，１０２ｂ間に共通の圧力流体室
Ｐが画成される。両ピストン１０２ａ，１０２ｂ
には一対のピストンロツド１０３ａ，１０３ｂが
それぞれ互いに反対向きに延在するように突設さ
れ、それらピストンロツド１０３ａ，１０３ｂ
は、対応するクランプ片１９ａ，１９ｂの先端部
に形成されたブラケツト１０４ａ，１０４ｂに第
２枢支部１０５ａ，１０５ｂを介して枢支されて
いる。又両ピストン１０２ａ，１０２ｂおよび両
ピストンロツド１０３ａ，１０３ｂは、それらの
軸線が第１枢支部９９を中心として両第２枢支部
１０５ａ，１０５ｂを通る仮想円Ｃに沿うように
配設される。圧力流体室Ｐに圧力流体源に連通す
るポート１０６が開口し、又各ピストン１０２
ａ，１０２ｂとピストンロツド１０３ａ，１０３
ｂが貫通する端壁との間にはそれぞれ板ばね１０
７が介装されている。

したがつて、各ピストン１０２ａ，１０２ｂは
常時対応する板ばね１０７により互いに接近する
方向にばね偏倚力を受けており、加工時及び工具
交換時においては、ポート１０６からは圧力流体
が導入されず、各ピストン１０２ａ，１０２ｂは
それぞれ対応する板ばね１０７のばね偏倚力によ
つて互いに接近する向きに力を受け、各クランプ
片１９ａ，１９ｂの内周面は第３図及び第４図に
示されるように各外周フランジ１１ｆ，１７ｆの
テーパ面１１ｔ，１７ｔに圧接し、くさび作用に
よつて確実にタレツトヘツド１７を昇降枠体１１
に対して固定する。

タレツトヘツド１７の旋回時においては、ポー
ト１０６より圧力流体が導入されることにより、
各ピストン１０２ａ，１０２ｂは互いに離反する
向きに移動し、その結果各クランプ片１９ａ，１
９ｂはそれぞれ外周フランジ１１ｆ，１７ｆから
離れるように枢支部９９を中心として外方へ揺動
するので、タレツトヘツド１７を昇降枠体１１に
対して相対的に旋回することができる。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、枠体の筒状支持
部の外周フランジとタレツトヘツドの筒状連結部
の外周フランジとの背面側は互いに協働して環状
のくさびを形成するようにテーパ面として形成さ
れていると共に、これらテーパ面には一対の半円
状クランプ片が枢支部周りに揺動して圧接するよ
うに構成されているので、タレツトヘツドの外周
フランジを周方向の長い区間にわたつてくさび作
用により確実に締め付け固定することができ、タ
レツトヘツドと枠体との間の連結部の機械剛性を
高く保つことができることによつて、高速切削時
においてもタレツトヘツドの振動の発生を防止
し、精度の高い加工を行うことができる。

又一対のクランプ片の先端部間の位置には、各
クランプ片の先端部を揺動操作するためのクラン
プ操作シリンダが配設されているので、簡単な構
成により確実にクランプの操作を行うことができ
る。

さらに、共通の圧力流体室を挟んで両ピストン
が配設されるので、それらピストンを均等に作動
させて両クランプ片の揺動を平均的に行わせ、こ
れによりタレツトヘツドの外周フランジの締付け
および解放をスムーズに行うことができる。

その上、両ピストンおよび両ピストンロツド
を、前記仮想円に基づいて特定された位置に配設
するので、それらピストンおよびピストンロツド
の進退時、それらに発生する曲げ応力を極力抑制
して、それらピストンおよびピストンロツドをス
ムーズに移動させることができる。

【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図は第４図の−線に沿つて見
た要部側面図、第６図は第４図の要部断面図、第
７図は第６図とは異なつた作動状態にある第６図
と同様な要部断面図、第８図は第３図の−線
に沿つてみた要部断面図、第９図は第８図の−
線に沿つてみた要部側面図、第１０図は第８図
の−線に沿つて見た要部断面図である。 １１……枠体、１１ｆ……外周フランジ、１１
ｔ……テーパ面、１４……筒状支持部、１７……
タレツトヘツド、１７ｆ……外周フランジ、１７
ｔ……テーパ面、１８……筒状連結部、１９ａ，
１９ｂ……クランプ片、５５，６９……スピンド
ル、９９……第１枢支部、１００……クランプ操
作シリンダ、１００ａ……シリンダ本体、１０２
ａ，１０２ｂ……ピストン、１０３ａ，１０３ｂ
……ピストンロツド、１０５ａ，１０５ｂ……第
２枢支部、Ｃ……仮想円、Ｐ……圧力流体室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の工具回転用スピンドル５５，６９を
   回転自在に支持する斜塔式タレツトヘツド１７が
   枠体１１に対して旋回可能に支持されている形式
   の工作機械のタレツトヘツドのクランプ装置であ
   つて、前記枠体１１の筒状支持部１４の端縁部外
   周側に形成された外周フランジ１１ｆと前記タレ
   ツトヘツド１７の筒状連結部１８の端縁部外周側
   に形成された外周フランジ１７ｆとは互いに同一
   軸線上で対向していると共に、前記各外周フラン
   ジ１１ｆ，１７ｆの背面側は互いに協働して環状
   のくさびを形成するようにテーパ面１１ｔ，１７
   ｔとして形成されており、前記枠体１１上には、
   前記各外周フランジ１１ｆ，１７ｆのテーパ面１
   １ｔ，１７ｔ部に嵌合するように一対の半円形状
   クランプ片１９ａ，１９ｂが各クランプ片１９
   ａ，１９ｂの基端部において第１枢支部９９を介
   して枢支されていると共に、これら一対のクラン
   プ片１９ａ，１９ｂの先端部間の位置において、
   前記各クランプ片１９ａ，１９ｂの先端部を前記
   各外周フランジ１１ｆ，１７ｆに平行な面内で揺
   動操作するためのクランプ操作シリンダ１００が
   支持されており、前記クランプ操作シリンダ１０
   ０は、前記枠体１１に取付けられたシリンダ本体
   １００ａと、そのシリンダ本体１００ａ内に相対
   向するように配設されて共通の圧力流体室Ｐを画
   成する一対のピストン１０２ａ，１０２ｂと、両
   ピストン１０２ａ，１０２ｂに互いに反対向きに
   延在するように突設されて、対応する両クランプ
   片１９ａ，１９ｂの先端部にそれぞれ第２枢支部
   １０５ａ，１０５ｂを介して枢支された一対のピ
   ストンロツド１０３ａ，１０３ｂとを備え、両ピ
   ストン１０２ａ，１０２ｂおよび両ピストンロツ
   ド１０３ａ，１０３ｂは、それらの軸線が前記第
   １枢支部９９を中心として両第２枢支部１０５
   ａ，１０５ｂを通る仮想円Ｃに沿うように配設さ
   れていることを特徴とする工作機械用タレツトヘ
   ツドのクランプ装置。