JPS6150705A - タレツト型切削加工ユニツトのクラツチ機構 - 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 この発明は、タレット型切削加工ユニットのクラッチ機
構に関する。

従来の技術 周知のように、割り出し回転可能なタレットヘッドに複
数の多軸スピンドルヘッド（以下、これをギヤングヘッ
ドと称する）を備えたタレット型の切削加工ユニットに
おいては、タレットヘッドの割り出し回転にあたって、
切削工具を保持する各スピンドルの回転力伝達系路を一
旦切り離す必要がある。このため、例えば特開昭５２−
８０５８６号公報および特開昭５５−９０２１０号公報
に示されているように、タレットヘッドとギヤングヘッ
ドとの間のスピンドル回転力伝達系路にはクラッチ機構
が設けられている。

発明が肩決しようとする問題点 しかしながら、従来の構造においては、いずれもタレッ
トヘッド側の出力軸とギヤングヘッド側の入力軸とを同
一軸線上に配し、その人・出力軸同士の端部をスプライ
ンあるいはそれに類似した結合手段により結合するよう
にしている。つまり、所定の加工位置に割り出されたギ
ヤングヘッド側の入力軸とタレットヘッド側の出力軸と
が常に同一軸線上に位置することが画一的条件とされる
ため、ギヤングヘッド側の各スピンドルの位置すなわち
設計自由度が著しく制約され、それに伴ってアイドルギ
ヤ等が増加することから、ギヤングヘッド全体が大型化
する傾向にある。

、　　　　また、特に特開昭５２−８０５８６号公報に
よれば、前述した入力軸と出力軸との結合部とは別にタ
レットヘッド側にクラッチ機構を設け、さらにこのクラ
ッチ機構と前記結合部との間に変速歯車列を設けている
ため、ギヤングヘッドのみならずタレットヘッドそのも
のも複雑かつ大型のものとなりやすい。

本発明は、前述した入力軸と出力軸との位昨関係の制約
を緩和したタレット型切削加工ユニットのクラッチ機構
を提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 本考案においては、タレットヘッド側の出力軸に設けら
れたドライブギヤと、多軸スピンドルヘッド（ギヤング
ヘッド）側の入力軸に設けられたスピンドル回転駆動用
のドリブンギヤとを、前記出力軸の軸方向のスライド動
作に基づいて直接的に噛合・離脱させることにより、前
記スピンドル回転力伝達系路を断接する構成としている
。

作　　用 この構成によれば、出力軸と入力軸とを同一軸線上に設
ける必要と・なければ、別のクラッチ機構を設ける必要
６゛ない。

実施例 第１図〜第６図は本発明の一実施例を示す図であり、第
１図から明らかなように横置形のタレット形切削加工ユ
ニットの場合について例示している。

第１図において、切削加工ユニット１は、図示しないス
ライド案内面に沿ってスライドするスライドテーブル２
上に固定されたコラム１０と、コラム１０の外周に配設
されて、該コラム１０の鉛直中心を回転中心として割り
出し回転可能なタレットヘッド１）と、タレットヘッド
１）の外周に固定された複数の多軸スピンドルヘッド（
以下、ギヤングヘッドと称する）１２のほか、コラム１
）の上面に固定された補助コラム１３と、補助コラム１
３の側面部に、そのモータ出力軸１４　ａがスライドテ
ーブル２と平行となるように固定された駆動源としての
駆動用モータ１４とを備える。

モータ出力軸１４　ａ　Ｋはギヤ１５が固定されており
、このギヤ１５は補助コラム１３内に設けた第１の中間
軸１６上のギヤ１７と噛み合っており、これらの歯車列
により駆動用モータ１４の回転出力がコラムＩＯ側に伝
達される。尚、１８はモータ出力軸１４　ａによって直
接駆動される同期軸、１９は同期軸１８と同一軸線上に
設けられた潤滑油供給用のポンプである。

２０はコラム１０に設けられて、第１の中間軸［６と平
行な第２の中間軸、２１は第２の中間軸２０と平行に設
けられて、後述するギヤングヘッド１２側のスピンドル
５８を回転駆動するための出力軸としてのドライブ軸、
２２はドライブ軸２１と同一軸線上に設けられて、タレ
ットへラド１）を割り出し回転させるための割り出しド
ライブ軸である。そして、第２の中間軸２０には第１の
中間軸［６側のギヤ１７に噛み合うギヤ２３が設けられ
ている一万、ドライブ軸２１にはギヤ２３に噛み合うギ
ヤ２４のほかドライブギヤ２５が設けられており、４枚
のギヤ１５　、１７　、２３　。

２４から構成される一連の歯車列によりドライブ軸２１
が回に、駆動される。

ドライブ軸２１は、その一端に突起部２６を備える゛と
ともに、軸方向にスライド可能なスリーブ２７ＩＣベア
リング２８を介して回転可能に支持されており、スリー
ブ２７をスライドさせることでドライブ軸２１もその軸
方向にスライドする。つまり、このドライブ軸２１のス
ライド動作によりドライブギヤ２５と後述するギヤング
ヘッド１２側のドリブンギヤ５９とを噛み合わせたり、
あるいはその噛み合いを解除できる構成となっている。

尚、ドライブ軸２１とギヤ２４とは、両者の軸方向の相
対移動を許容しつつその相対回転を阻止するためにキー
結合されている。また、２９はベアリングホルダーであ
る。

前記のスリーブ２７には第２図に示すようにラック３０
が形成されており、このラック３０に対してシャフト３
１に設けたピニオン３２が噛み合っている。

そして、シャフト３１はリンク３３　、３４および補助
ロッＦ３５’ｆ−介してシリンダ３６のピストンロツｌ
’３６ａに連結されており、シリンダ３６のはたらきに
よりシャフト３１が回転することでスリーブ２７ひいて
はドライブ軸２１がスライドする構成となっている。

割り出しドライブ軸２２の一端には前記突起部２６に係
合可能なすり割り溝３７が形成されているほか、該割り
出しドライブ軸四回りには歯車減速機構（市販商品名：
〕・−モニツクドライブ）３８が設けられており、この
歯車減速機構３８の被動側ホイール３９ｖｃ　Ｌｔ　Ｍ
＜　ｍ　側のベベルギヤ４０が固定されている。歯車減
速ｍ構３８は概略的には、ｌ！ｌり出しドライブ軸２２
に固定された楕円形の駆動側ホイール４１と、駆動側ホ
イール４１の外周に相対回転可能に設けられた薄肉状の
リングギヤａと、これに噛み合う固定側および可動側の
２つの内歯ギヤ４２　、４３との組み合わせからなり、
リングギヤ４４の歯数が内歯ギヤ４２　、４３の歯数よ
り２枚少ないことから１本実施例の鳩舎にはベベルギヤ
４０側には割り出しド、ライブ軸２２に対してｌ／７８
程度の減速比が得られるものである。尚、４５はサラば
ね４６によりベアリング４７に予圧を付与するためのプ
ッシャーである。

一方、タレットヘッド１）の内周には前記ベベルギヤ４
０に噛み合う被動側のベベルギヤ４８がベアリング４９
を介して配設されており、このベベルギヤ４８は補助プ
レート５０を介してタレットヘッド１）に一体的に固定
されている。したがって、前記割り出しドライブ軸２２
の駆動によりタレットヘッド１）がベアリング４９を介
してコラム１０回りに割り出し回転することになる。

ここで、前記突起部２６とすり割り溝３７とはドライブ
軸２１のスライド動作により保合離脱可能であり、第１
図に示すように突起部２６とすり割り溝３７とが係合し
ているときにはドライブギヤ２５と後述する、ドリブン
ギヤ５９との噛み合いが解除され、駆動用モータ１４の
回転出力が割り出しドライブ軸２２に伝達さｔＬること
でタレットヘッド１）の割り出し回転が可能となる。−
万、ドライブ軸２１を第１図の左方向にスライドさせた
ときには、ドライブギヤ２５とドリブンギヤ５９とが噛
み合うと同時に突起部２６とすり割り薩３７との係合が
解除されて、ギヤングヘッド１２側のスピンドル５８の
回転駆動が可能となる。

このように、シリンダ３６．ビニオン３２．ラック３０
およびドライブ軸２１等により、ドライブギヤ２５とド
リブンギヤ５９との噛み合いと、ドライブ軸２１とｉ　
　　割り出しドライブ軸２２との噛み合いを選択的に切
り換える切換手段を構成している。

また、タレットへラド１）の上部内周にはハウジング５
１とヘッドプレート５２とが一体的に固定されている一
方、それらの内部にはコラム１０と一体のピストン５３
が配設されて室Ｒ，、Ｒ，に画成しており、これによっ
て油圧シリンダ５４を構成している。したがって、この
油圧７１３ンダ５４のはたらきによりハウジンク５１お
よびヘッドプレート５２と一体のタレットヘッド１）が
上下動するものである。

５５ハコラム１０とタレットヘッド１）下面との間に介
装された割り出し位置決め手段としての大径のカップリ
ングで、このカップリング５５は、コラム１０側に固定
されたフェースギヤ状の固定リング５５ＩＬと、タレッ
トヘッド１）側に固定された同じくフェースギヤ状の可
動リング５５１）とから構成されており、これら固定リ
ング５５ａと可動リング５５１）との噛み合いによりタ
レットへラド１）が所定の割り出し位置に位置決めされ
る。

ギヤングヘッド１２は、第３図に示すように、ヘッド本
体５６ａおよびヘッドカバー５６１）と、ヘッド本体５
６ａ内に回転自在に支持されて、先端に例えばドリル５
７を備えた複数のスピンドル５８と、一端にドリブンギ
ヤ５９を備えた入力軸６０と、入力軸６００回転を各ス
ピンドル５８に伝達する変速歯車列６１゜６２　、６３
等からなり、第１図に示すようにドリブンギヤ５９がタ
レットヘッド１）内に進入してドライブ軸２１側のドラ
イブギヤ２５と噛み合うようになっている。すなわち、
前述したスライド可能なドライブ軸２１と、ドライブギ
ヤ２５およびドリブンギヤ５９の三者により、各スピン
ドル５８への回転力伝達系路を断接するクラッチ機構を
、構成している。

また、ヘッド本体５６ａには第４図および第５図に示す
ように、ドライブギヤ２５と対向するようにして１枚の
ロック爪６７ａを有するロックプレート６７が設けられ
ている。このロックプレート６７ハ、外周に設けたフラ
ンジ部６８がヘッド本体５６ａ側の溝部６９に係合する
とともに、筒状の軸承部７０がホルダー７１に案内され
ていることでドライブ軸２１の軸方向にのみスライド可
能に構成されている。そして、さらにロックプレート６
７は、軸承部７０とホルダー７１との間に介装されたコ
イルはね７２によりドライブギヤ２５側、つまりはロッ
ク爪６７ａがドリブンギヤ５９と噛み合う方向に付勢さ
れている一方、中心部にはドライブ軸２１側の係合穴７
３に対応する円錐状の突起部７４が形成されている。尚
、７５はストッパーである。

次に、以上のように構成されたタレ°ント型切削加工ユ
ニットの作用について説明する。

先ｆ、タレットヘッド１）の割り出しにあたっては、７
１２ンダ３６のはたらきによりドライブ軸２１が第１図
の右方向にスライドして、突起部２６とすり割り構３７
とが係合すると同時に、ドライブギヤ２５とドリブンギ
ヤ５９との噛み合いが解除される。

ここで、タレットへラド１）の割り出しに先立って駆動
用モータ１４を停止させるときには、その停止位ｌ１Ｉ
ＶＣおけるドライブギヤ２５の山部（ドリブンギヤ５９
の谷部）とロックプレート６７のロック爪６７ａとが合
致するようにモータ制御系側で位相制御される。したが
って、上記のようにドライブギヤ２５とドリブンギヤ５
９との噛み合いが解除されたときには、ドライブギヤ２
５に追従するかのごとくロックプレート６７がコイルば
ね７２の力により前進し、ロック爪６７ａがドリブンギ
ヤ５９の谷部に噛み合う（填５図に仮想線で示す状態）
ことになる。これにより、ドリブンギヤ５９ひいては各
スピンドル５８が拘束（ロック）されてその自由回転が
不能となる。

次に、油圧シリンダシの室Ｒ，に作動油が供給され、タ
レットヘッド１）全体が上昇することでカップリング５
５によるタレットヘッド１）の割り出し位置決めが解除
される。そして、割り出し回転指令が駆動用モータ１４
に与えられると、駆動用モータ１４の回転出力は歯車列
１５　、１７　、２３　、２４からドライブ軸２１２割
り出しドライブ軸２２．歯車減速機構お。

ベベルギヤ４０　、４８の順に伝達されてタレットヘッ
ド１）が所定の割り出し回転角度だけ回転する。

タレットヘッド１）の回転が停止すると、油圧シリンダ
５４の室Ｒ，ＩＣ作動油が供給されてタレットうラド１
）全体が降下し、カップリング５５の固定リング５５ａ
と可動リング５５ｂとが再び噛み合うことでタレットヘ
ッド１）が所定の割り出し位置に位置決めされる。同時
に油圧シリンダヌの出力圧力をタレットヘッド１）に作
用させたままとすることで可動リング５５１）が固定リ
ング５５＆に押し付けられ、タレットヘッド１）が所定
の割り出し位置にクランプされる。

こうしてタレットヘッド１）０割り出しが完了するとシ
リンダ３６のはたらきによりドライブ軸２１が第１図の
左方向にスライドし、突起部２６とすり割りｒｌｔ３７
との保合が解除されると同時に、ドライブギヤ２５がド
リブンギヤ５９と噛み合う。すなわち、上記の削り出し
完了時にもドライブギヤ四の停止位置（回転角位置）が
ロックプレート６７と合致するように位相制御されるこ
とから、ドライブ軸２１のスライド動作によりドライブ
ギヤ２５が厘ちにドリブンギヤ５９と噛み合う。同時に
、ロックプレート６７は保合穴ｎと突起部７４との保合
に基づき、コイルばね７２の力に抗してドライブギヤ２
５により押されるため、４５図の左方向にスライドして
ロック爪６７ａがドライブギヤ５９から離脱する（第５
図に笑線で示す状態）。

次いで、駆動用モータ１４に回転法令が与えられること
で駆動用モータ１４の回転出力は歯車列１５゜１？　、
　２３　、２４からドライブ軸２１へと伝達されて、ド
ライブギヤ２５とドリブンギヤ５９との噛み合いにより
第３図に示したギヤングヘッド１２の各スピンドル５８
が回転駆動される。そして、第１図に示したスライドテ
ーブル２に切削送りが与えられることで、ドリル５７に
より所定の切削加工が行なわれる。

ここで、上記冥施例におけるクラッチ機構にあっては、
タレットへラド１）側のドライブ軸２１とギヤングヘッ
ド１２側の入力軸６０とを同一軸線上に設定する必要が
ないばかりでなく、複数のギャングヘッド１２全体を通
して入力軸６０の位置が一定している会費もない。

例えば第６図に示すように、複数のギヤングへ゛ンドの
うち１番目のギヤングへ゛ンドのドラブギヤヲ５９．２
１目のギヤングへ゛ソドのドリブンギヤを５９ａ、３番
目のギヤングへ゛ンドのドリブンギヤを５９１）、４番
目のギヤングへ゛ンドのドリブンギヤを５９ｃとすると
、各ギヤングヘッド１２を順次所定の加工位徨に割り出
せば各ドリブンギヤ、５９．５９ａ。

５９ｂ　、　５９ｃ　ｉ′！確実にドライブ軸２１上の
ドライブギヤ２５と噛み合ってクラッチとしての作用を
する。

要するに、各ギヤングヘッド１２のドリブンギヤとタレ
ットヘッド側のドライブギヤ２５との間の速比が全て等
しいものとすれば、第６図に示すように各ギヤングヘッ
ド１２のドリブンギヤ５９．５９ａ、５９ｂ。

５９Ｃの回転中心ｏＩ〜０．が、ドライブギヤ５と噛み
合い得るような同心円Ｐ上に位置していればよいことに
なる。もちろん、前記の速比を変化させたい場合には、
ドリブンギヤの回転中心を同心円Ｐから外れた位置に設
置すればよい。

尚、未実施例においては、駆動源であるモータ１４ヲタ
レツトヘツドの割り出し回転駆動系とスピンドルの回転
駆動系とに共用化した場合について例示しているが、各
駆動系ごとにモータが独立していてもよい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、タレットヘッド側の出力
軸ＴｉＣ設けたドライブギヤと、多軸スピンドルヘッド
（ギヤングヘッド）側の入力軸に設けたドリブンギヤと
を、前記出力軸のスライド動作により直接的に噛合・離
脱させてクラッチ作用を行なわせるようにしたことによ
り、従来のように出力軸と入力軸とを同一軸線上に設け
る必要がないため、各多軸スピンドルヘッドにおけるス
ピンドルｔＤ　位Ｉｔ　等のレイアウト上の制約が緩和
さレテ般計自由度を大きく確保できる。加えて、この設
計自由度の拡大により、多軸スピンドルへ′ンド内にお
ける歯庫列の苗本数をＡｌｌ　？Ｉｊｃでき、多軸スピ
ンドルヘッドの薄形化および小形化を図れる。

また、スピンドル回転駆動系に関するかぎり。

前記ギヤクラッチ機構以外に別のクラッチ機構を設ける
必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発明のクラッチ機構を含む切削加工ユニット
の断面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面矢視図
、第３図は多軸スピンドルヘッドの詳細を示す断面図、
第４図は第３図のＡ方向矢視図、第５因は第４図の■−
…線に沿う断面矢視図、第６図はドライブギヤとドリブ
ンギヤとの関係を示す説明図である。 １・・・切削加工ユニット、２・・・スライドテーブル
、１）・・・タレットヘッド、１２・・・多軸スピンド
ルヘッド（ギヤングヘッド）、１４・・・駆動用モータ
、２１・・・ドライブ軸（出力軸）、２５・・・ドライ
ブギヤ％３６・・・シリング、５６ａ・・ヘッド本体、
５８・・・スピンドル、５９１９．ドリブンギヤ、６０
・・・入力軸、６７・・・ロックプレート、７２・・・
コイルばね。 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の多軸スピンドルヘッドを備えたタレットヘ
   ッド側の出力軸に設けられたドライブギヤと、前記多軸
   スピンドルヘッド側の入力軸に設けられたスピンドル回
   転駆動用のドリブンギヤとを、前記出力軸の軸方向のス
   ライド動作に基づいて直接的に噛合・離脱させることに
   より、前記スピンドル回転力伝達系路を断接することを
   特徴とするタレット型切削加工ユニットのクラッチ機構
   。