JPH0441107A - 刃物台装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、刃物台装置に関し、詳しくは回転工具を駆動
する工具駆動系の構造を簡素化して小型化を図った刃物
台装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の刃物台装置として、例えばＮＣ旋盤の刃
物台装置が知られている。この装置においては、複数の
回転工具を支持した回転刃物台が支持体に回転自在に支
持されており、該刃物台が所定回転位置に割り出された
位置で、上記複数の回転工具のうちの一つと上記支持体
等に支持されている回転工具駆動軸との間での動力伝達
・遮断の操作を行うようにしている。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の刃物台装置にあっては
、上述した回転工具と回転工具駆動軸との間での動力伝
達・遮断の操作のための手段として、回転刃物台等の内
側に例えば液圧シリンダ等を設けていたため、構造が複
雑になるという問題があった。

そこで、本発明は、上記動力伝達・遮断の操作のための
機構を簡素化して、小型で低コストの刃物台装置を提供
することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的達成のため、複数の回転工具を支持
した回転刃物台と、回転刃物台を回転自在に支持する支
持体と、支持体を貫通して回転刃物台の軸線と平行に延
在し、その軸方向に移動可能な操作部材と、回転刃物台
の軸線上に配置され回転工具を駆動する動力を入力する
工具駆動軸と、各回転工具に対応して回転刃物台内に複
数設けられ、それぞれが操作部材と同一半径上に位置す
る軸方向移動可能なクラッチ部材を有する工具駆動ユニ
ットと、を備え、前記操作部材に衝合した一つのクラッ
チ部材を軸方向移動させて工具駆動動軸から回転工具へ
の動力伝達経路を断接するようにしたことを特徴とする
ものである。

〔作用〕

本発明では、支持体を貫通して操作部材が回転刃物台と
平行に延在するよう設けられ、この操作部材と同一半径
位置にクラッチ部材を有する複数の工具駆動ユニットの
うちの一つが、操作部材に衝合したクラッチ部材を軸方
向移動させて、回転刃物台の中心部に配置された工具駆
動動軸から放射外方の回転工具への動力伝達経路が断接
される。

したがって、工具駆動系の動力伝達経路を断接する構造
が簡素化される。この結果、刃物台装置のコストが低減
される。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１．２図は、本発明に係る刃物台装置の一実施例を示
す図である。

まず、構成を説明する。

第１．２図において、ｌは支持体、２は中空の出力軸３
及びケース４を有するサーボモータ（原動機）であり、
サーボモータ２のケース４は支持体１の固定ブロック５
　（固定部）に固定連結されている。この固定ブロック
５は、複数のボルト７Ａ及びビン７Ｂ等によって遊星歯
車減速機６を取付けた後述の固定ブロック１３と一体的
に連結され、支持体１を構成している。遊星歯車減速機
６は、サーボモータ２からの動力をその出力軸３と同軸
に設けられた筒状の刃物台駆動入力軸８によって入力し
、これを減速して刃物台駆動入力軸８と同軸な環状体９
から外部へ出力するようになっており、前段減速部６Ｆ
および後段減速部６Ｒからなる。

この前段減速部６Ｆは、刃物台駆動入力軸８の基端側に
形成されたインプットギヤ１１と、インプットギヤ１１
より歯数の多いギヤ１２とによって構成されている。ま
た、後段減速部６Ｒは、外周部で軸受１０Ａ、ＩＯＢを
介して環状体９を回転自在に支持する固定ブロック１３
（支持端部）と、一対の逆位相の円形偏心部１５ａ、１
５ｂを有しそれぞれ一対の軸受１４Ａ、１４Ｂを介して
出力軸３の軸線の周りで固定ブロック１３に等間隔に軸
支された３本のクランク軸１５と、固定ブロック１３の
支柱部１３ａに遊嵌されるとともに、軸受１６Ａ、１６
Ｂを介してクランク軸１５の円形偏心部１５ａ、１５ｂ
に支持され、クランク軸１５の回転に伴って１８０度異
ｌ６位相で出力軸３の軸線周りを公転する一対の外歯歯
車１７Ａ、１７Ｂと、環状体９内に外歯歯車１７Ａ、１
７Ｂの歯数よりわずかに多い内歯１８ａ　（ピン）を有
し両外歯歯車１７Ａ、１７Ｂに噛合する内歯歯車１８等
から構成されている。そして、刃物台駆動入力軸８への
入力により外歯歯車１７Ａ、１７Ｂが出力軸３の軸線周
りを公転するとき、外歯歯車１７Ａ、１７Ｂと内歯歯車
１８の歯数差に応じて環状体９が回動する。

２１は、複数のボルト２０によって環状体９に締結され
、出力軸３の軸線を中心にして環状体９と一体回転する
回転刃物台である。この回転刃物台２１の外周部にはハ
イドやドリル等の複数の工具（詳細は図示していない）
が等角度間隔に取付けられており、これらの工具のうち
複数の回転工具Ｔは回転刃物台２１に回転自在に支持さ
れている。また、回転刃物台２１内には、その回転工具
Ｔの装着数に対応する複数の工具駆動ユニット２２と、
これらの工具駆動ユニット２２に係合する一つの工具駆
動軸２４とが設けられており、複数のうち所定割り出し
位置に位置する一つの工具駆動ユニット２２が、工具駆
動軸２４からの動力により一つの回転工具Ｔを駆動する
ようになっている。具体的には、工具駆動軸２４は外周
部に歯部２４ａを有するスパーギヤとして形成されて回
転刃物台２１の中心部に軸支され、出力軸３と同軸に配
置されて遊星歯車減速機６の中心部を貫通した貫通軸３
４にキー結合されている。

それぞれの工具駆動ユニット２２は、工具駆動軸２４の
歯部２４ａと噛合うスパーギヤ２５と、一端でスパーギ
ヤ２５内にスプライン結合可能に挿入され、他端で回転
工具Ｔに係合するスプラインシャフト２６（クラッチ部
材）と、スプラインシャフト２６に嵌着されたスナップ
リング２６ａとスパーギヤ２５との間に縮設され、スプ
ラインシャフト２６を一端側（図中左側）に付勢してス
パーギヤ２５とスプラインシャフト２６とのスプライン
結合を解くスプリング２９と、を有している。スプライ
ンシャフト２６は回転刃物台２１の軸線の周りで固定ブ
ロック１３の支柱部１３ａに軸方向移動可能に挿入され
たシャフト２８（操作部材）と同一半径の位置に配置さ
れており、回転刃物台２１の所定割り出し位置において
何れか一つの工具駆動ユニット２２のスプラインシャフ
ト２６がその一端に遊嵌されたボール２７を介してシャ
フト２８に衝合する。また、シャフト２８は固定ブロッ
ク５との間に縮設されたスプリング３１によって軸方向
一方何（図中左側）に付勢され、ピストン３３に衝合し
ている。このピストン３３は、固定ブロック５との間に
流体圧通路３０に連通する流体圧室３２を画成しており
、流体圧室３２に流体圧が供給されるとき、このピスト
ン３３によってシャフト２８およびスプラインシャフト
２６が図中右側へ移動され、工具駆動軸２４から回転工
具Ｔまで動力伝達が可能となる。

貫通軸３４は、図中右端部で一対の軸受３５Ａ、３５Ｂ
を介して回転刃物台２１に同軸に支持され、図中左端部
でクラッチ機構３６によって出力軸３と接続、遮断され
る。このクラッチ機構３６は、固定ブロック５内に設け
られ、サーボモータ２を遊星歯車減速機６の入力軸であ
る刃物台駆動入力軸８又は貫通軸３４のうち一方に連結
して動力伝達経路を切り替えることができ、具体的には
、刃物台駆動入力軸８のサーボモータ２側の端部外周に
形成された歯部８ａと、固定ブロック５に形成されたク
ラッチ作動室３７と、クラッチ作動室３７内に摺動自在
に収納されたピストン３８と、出力軸３にスプライン結
合した第１カップリング部材４２と、第１カップリング
部材４２にスプライン結合するよう一端内周部に形成さ
れた歯部４３ａ及び刃物台駆動入力軸８の歯部８ａと噛
み合うよう他端内周部に形成された歯部４３ｂを有し、
外周部で一対のスラスト軸受３９Ａ、−３９Ｂおよびス
ナップリング４１を介してピストン３８に回転自在に保
持された第２カップリング部材４３と、外周の歯部４５
ａを第２カンプリング部材４２の歯部４３ａと噛合でき
るよう一対のストッパ部材４４を介して貫通軸３４に固
定された第３カップリング部材４５と、第２カップリン
グ部材４３を図中左側へ移動させるよう固定ブロック５
とピストン３８の間に縮設された複数の皿バネ４６と、
ピストン３８と固定ブロック５の間に画成された圧力室
４７等からなる。

また、固定ブロック５内には刃物台駆動入力軸８の回転
をロック可能なツースクラッチ５１が設けられており、
ツースクラッチ５１は、−面側に形成された歯部５２ａ
をクラッチ作動室３７内に突出するよう固定ブロック５
に固定された固定歯部材５２と、ピストン３８の移動に
より固定歯部材５２の歯部５２ａに噛合可能な歯部５３
ａ及び刃物台駆動入力軸８にスプライン結合するスプラ
イン部５３ｂが形成され、一対のスラスト軸受５４及び
スナップリング５５を介してピストン３８に回転自在に
保持された環状の噛合い部材５３等からなる。そして、
固定ブロック５に形成された流体圧通路３０を通して圧
力室４７に流体圧が導入されるとき、第２カンプリング
部材４３の歯部４３ａが第３カンプリング部材４５の歯
部４５ａと噛合して出力軸３から工具駆動軸２４への動
力伝達経路が接続されるとともに、流体圧室３２内の流
体圧を受圧したピストン３３によりシャフト２８がスパ
ーギヤ２５と噛み合うよう移動され、工具駆動軸２４か
ら回転工具Ｔへの動力伝達経路が接続される。

また、このとき、ピストン３８の移動により固定歯部材
５２と噛合い部材５３が噛み合って刃物台駆動入力軸８
の回転が機械的にロックされる。一方、圧力室４７及び
３２内の流体圧が解放されるとき、第２カップリング部
材４３の歯部４３ｂが刃物台駆動入力軸８の歯部８ａと
噛合して出力軸３から遊星歯車減速機６への動力伝達経
路が接続されるとともに、スプリング３１によりシャフ
ト２８がスパーギヤ２５とのスプライン結合を解くよう
移動され、工具駆動軸２４から回転工具Ｔへの動力伝達
経路が遮断される。また、このとき、固定歯部材５１と
噛合い部材５３が離間して刃物台駆動入力軸８のロック
が解除される。

一方、本実施例においては、回転刃物台２１の軸線に沿
って切削油供給機構６０が設けられている。

この切削油供給機構６０は、サーボモータ２のケース４
に固定されて出力軸３および刃物台駆動入力軸８と同軸
に配設された切削油供給バイブロ１　（固定パイプ）と
、回転刃物台２１の中心部から各工具駆動ユニット２２
に向かって放射方向に延在する複数の切削油通路６２と
、回転刃物台２１が任意の割り出し位置に回動したとき
この割り出し位置に対応する所定の切削油通路６２に連
通ずる（切削油通路６２と回転方向の位置が合致する）
供給ポート６３を有し、廻り止め部材６４により供給バ
イブロ１との間で廻り止めされた分配バルブ６５と、分
配バルブ６５の外周部に切削油通路６２を挟むように装
着された一対のシールリング６６．６７とを有している
。ここで、供給バイブロ１は、サーボモータ２の後端か
ら外部に突出した一端部６１ａ、サーボモータ２の出力
軸３を貫通する中間部６１ｂ及び回転刃物台２１内に挿
入された他端部６１ｃからなり、分配バルブ６５は供給
バイブロ１の他端部６１Ｃに連結されている。

そして、回転刃物台２１が回転割出しされ、回転刃物台
２１と分配バルブ６５の相対回転により一定位置の供給
ポート６３とこれに回転位置が合致した切削油通路６２
とが連通ずるとき、図外の切削油供給源から供給パイプ
６エを通して供給された切削油がこの切削油通路６２を
通して切削加工側（例えば、工具駆動軸２４から動力伝
達される一つの回転工具Ｔの近傍）へ供給される。

なお、第１図において、７１．７２は固定ブロック５．
１３に装着されて刃物台駆動入力軸８を軸支する２種類
の軸受、７３は出力軸３に近接して設けられサーボモー
タ２の回転位置及び回転数を検出するエンコーダである
。また、サーボモータ２は図外の制御回路によって所定
の加ニブログラムに従いエンコーダ７３の検出信号等に
基づいて制御され、この制御回路によって制御される流
体圧供給手段（図示せず）によって流体圧通路３０に圧
空または圧油が適宜供給されるようになっている。

次に、作用を説明する。

所定の加ニブログラムに従い、前記制御回路によってサ
ーボモータ２および前記液圧供給手段等が制御されると
、クラッチ機構３６によって出力軸３と刃物台駆動入力
軸８または貫通軸３４の何れか一方とが結合され、サー
ボモータ２から刃物台駆動入力軸８または工具駆動軸２
４に選択的に動力が伝達される。

いま、例えば、流体圧通路３０に流体圧が供給されてい
ないとすると、ピストン３８が皿バネ４６のバネ力によ
って第１図左方向に変位し、第２カンプリング部材４３
を介して出力軸３と刃物台駆動入力軸８とが回転方向一
体となってサーボモータ２がら遊星歯車減速機６への動
力伝達経路が接続されるとともに、出力軸３から貫通軸
３４及び工具駆動軸２４への動力伝達経路が遮断されて
いる。したがって、出力軸３と共に刃物台駆動入力軸８
が所定回転数で回転し、この刃物台駆動入力軸８の回転
入力が遊星歯車減速機６によって減速され、遊星歯車減
速機６の減速出力により環状体９および回転刃物台２１
が一体回転する。そして、所定の回転工具Ｔ（例えば、
ドリル）が工具駆動ユニット２２のスプラインシャフト
２６と同軸になると、サーボモータ２の回転が停止され
て回転刃物台２１が停止する。なお、回転工具でなくバ
イト等で旋削する場合には、該バイトが所定の割り出し
位置に達した時点でサーボモータ２をサーボロックし、
刃先に受ける回転方向の荷重をサーボモータ２が受は持
つようにする。

上述した回転工具Ｔの選択状態で、流体圧通路３０に流
体圧が供給されると、ピストン３８が図中右側に移動し
、第２カップリング部材４３の歯部４３ａと第３カップ
リング部材４５のスプライン歯４５ａが結合して出力軸
３から貫通軸３４及び工具駆動軸２４への動力伝達経路
が接続される。このとき、圧力室３２内の流体圧を受圧
したピストン３２により、スプリング３１のバネ力に抗
してシャフト２８が図中右側へ押し出され、スプライン
シャフト２６が回転工具Ｔと係合する。さらに、このと
き、ツースクラッチ５１によって刃物台駆動入力軸８が
固定ブロック１３に機械的にロックされる。

この状態において、サーボモータ２が駆動されると、貫
通軸３４及び工具駆動軸２４を介して一つの工具駆動ユ
ニット２２に動力が伝達され、スプラインシャフト２６
に係合した回転工具Ｔが回転駆動される。ここで、本実
施例においては、遊星歯車減速機６が外歯歯車１７Ａ、
１７Ｂを固定ブロック１３の支柱部１３ａに遊嵌するよ
う設けられるとともに、この支柱部１３ａの一つを貫通
してシャフト２８が回転刃物台２１の軸線方向に延在す
るよう設けられ、各工具駆動ユニット２２のスプライン
シャフト２６がこのシャフト２８に衝合できるようシャ
フト２８と同一半径位置に設けられる。そして、シャフ
ト２８に衝合した一つのスプラインシャフト２６が工具
駆動軸２４から回転工具Ｔまでの動力伝達経路を接続し
、一方・スプラインシャフト２６の復帰動によりこの動
力伝達経路が接続される。したがって、遊星歯車減速機
６を取り付ける支持体１が支柱部１３ａを有する固定ブ
ロック１３によって簡素に構成されるとともに、回転刃
物台２１の中心軸線の周りに遊星歯車減速機６および工
具駆動軸２４がコンパクトに配置される。また、固定ブ
ロック５側からシャフト２８を軸方向移動させるだけで
、工具駆動軸２４から回転工具Ｔまでの動力伝達経路を
断接することができるので、回転刃物台２１の内側に従
来のような油圧シリンダ等を設ける必要が無くなり、上
記断接のための構造がより簡素化される。

さらに、本実施例においては、単一のサーボモータ２に
より回転刃物台２１と回転工具Ｔの双方を駆動可能にし
、遊星歯車減速機６の入力軸である刃物台駆動入力軸８
を回転刃物台２１と同軸にしているから、クラッチ機構
３６をも回転刃物台２１の軸線の周りにコンパクトに配
置できるようになり、ピストン３３およびスプリング３
１からなる簡単な駆動手段により、クラッチ機構３６を
作動させる流体圧を利用してシャフト２８を容易に駆動
することができることと相まって、小型、低コストの刃
物台装置を提供することができる。

〔効果〕

本発明によれば、支柱体を貫通する操作部材と複数の工
具駆動ユニットのクラッチ部材とを同一半径位置に配置
して、操作部材の軸方向移動により工具駆動軸から回転
工具までの動力伝達経路を断接するようにしているので
、操作部材を軸方向移動させるだけで工具駆動軸から回
転工具までの動力伝達経路を断接することができる。し
たがって、工具駆動軸と回転工具との間での動力伝達・
遮断のための構造をより簡素化することができる。

この結果、小型で低コストの刃物台装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明に係る刃物台装置の一実施例を示す
図であり、第１図はその平面断面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ矢視断面図である。 １・・・・・・支持体、 ２・・・・・・サーボモータ（原動機）、５・・・・・
・固定ブロック（固定部）、６・・・・・・遊星歯車減
速機、 １３・・・・・・固定ブロック（支持端部）、１３ａ・
・・・・・支柱部、 １７Ａ、１７Ｂ・・・・・・外歯歯車、１８・・・・・
・内歯歯車、 ２１・・・・・・回転刃物台、 ２２・・・・・・工具駆動ユニット、 ２４・・・・・・工具駆動軸、 ２６・・・・・・スプラインシャフト（クラッチ部材）
、２８・・・・・・シャフト（操作部材）、Ｔ・・・・
・・回転工具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の回転工具を支持した回転刃物台と、回転刃物台を
   回転自在に支持する支持体と、支持体を貫通して回転刃
   物台の軸線と平行に延在し、その軸方向に移動可能な操
   作部材と、回転刃物台の軸線上に配置され回転工具を駆
   動する動力を入力する工具駆動軸と、各回転工具に対応
   して回転刃物台内に複数設けられ、それぞれが操作部材
   と同一半径上に位置する軸方向移動可能なクラッチ部材
   を有する工具駆動ユニットと、を備え、前記操作部材に
   衝合した一つのクラッチ部材を軸方向移動させて工具駆
   動動軸から回転工具への動力伝達経路を断接するように
   したことを特徴とする刃物台装置。