JP2000308948A - 工作機械の割り出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 刃物台本体を任意の割り出し角度に固定で
き、さらに刃物台の高さ寸法を小さくして大型化を回避
できる工作機械の割り出し装置を提供する。 【解決手段】 工具Ｔが取り付けられる刃物台本体（回
転部）１１を支持ベース９上に回転割り出し及びクラン
プ可能に搭載した工作機械の割り出し装置において、上
記刃物台本体１１に固定された回転側カップリング２３
と上記支持ベース９に固定された固定側カップリング２
４とを同軸をなすように配置し、上記回転側，固定側カ
ップリング２３，２４の両方に噛合して該回転側カップ
リング２３を規定の割り出し角度位置に固定する結合カ
ップリング２５を上記回転側，固定側カップリングに対
向し、かつ噛合位置と噛合解除位置との間で進退可能に
設け、上記結合カップリング２５が噛合解除位置にある
ときに上記回転側カップリング２３を任意の割り出し角
度位置に固定する固定ピストン２７を固定位置と固定解
除位置との間で進退可能に、かつ上記結合カップリング
２５の軸直角方向外側に重なるように配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工具又はワークが
取付けられる回転部をベース上に回転割り出し及びクラ
ンプ可能に搭載した工作機械の割り出し装置、例えば複
合加工旋盤の刃物台割り出し装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、コラムのベース上に台座を旋
回自在に搭載し、該台座に刃物台本体を固定し、該刃物
台本体の工具主軸に旋削工具や回転工具を装着し、上記
刃物台本体を所定の角度位置に割り出してクランプし、
旋削加工と回転工具加工の両方を行うことができるよう
にした複合加工旋盤がある。

【０００３】上記刃物台本体の回転割り出し及びクラン
プを行う割り出し装置として、従来、上記台座，ベース
にそれぞれ回転側，固定側カップリングを対向させて設
け、両カップリングの噛合歯同士を噛合させてクランプ
する２ピース式のものや、上記回転側，固定側カップリ
ングを同軸をなすように配置し、該両カップリングの噛
合歯に第３の結合カップリングの噛合歯を噛合させてク
ランプする３ピース式のものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
割り出し装置では、各カップリングの噛合歯同士を噛合
させることにより刃物台本体を所定の割り出し位置にク
ランプする構造であり、従って割り出し角度は噛合歯の
ピッチで決まることから、刃物台本体の割り出し角度位
置が限られるという問題がある。

【０００５】ここで、本件出願人は、先に、刃物台本体
を任意の割り出し角度に固定できる割り出し装置を提案
した（特願平１１−５９５７６号）。この割り出し装置
は、図５に示すように、工具が装着される回転部２０１
に固定された回転側カップリング２０２と、支持ベース
２０３に固定さた固定側カップリング２０４とを同軸を
なすように配置し、該両カップリング２０２，２０４の
上方に結合カップリング２０５を噛合位置と噛合解除位
置との間で進退可能に配置し、該結合カップリング２０
５の上方に、上記結合カップリング２０５が噛合解除位
置にあるときに上記回転側カップリング２０２をブレー
キリング２０６を介して押圧固定する固定ピストン２０
７を固定位置と固定解除位置との間で進退可能に配置し
た構造のものである。

【０００６】この割り出し装置では、結合カップリング
２０５を下降させて両カップリング２０２，２０４に噛
合させることにより、規定の割り出し角度位置にクラン
プすることができる。そして結合カップリング２０５を
上昇させた状態で固定ピストン２０７を下降させてブレ
ーキリング２０６を介して回転側カップリング２０２を
押圧固定することにより、任意の割り出し角度位置にク
ランプすることが可能である。

【０００７】ところで、上記割り出し装置は、回転側，
固定側カップリング２０２，２０４の上方に結合カップ
リング２０５を配置し、さらに該結合カップリング２０
５の上方に固定ピストン２０７を配置する構造であるこ
とから、割り出し装置の高さ寸法ｈが大きくなり、それ
だけ刃物台全体が大型化するという懸念がある。またブ
レーキリング２０６を介在させる分だけ部品点数が増え
る。

【０００８】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、刃物台本体を任意の割り出し角度に固定可能とし、
かつ割り出し装置の高さ寸法を小さくして刃物台全体の
大型化を回避できる工作機械の割り出し装置を提供する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、工具又はワー
クが取り付けられる回転部をベース上に回転割り出し及
びクランプ可能に搭載した工作機械の割り出し装置にお
いて、上記回転部に固定された回転側カップリングと上
記ベースに固定された固定側カップリングとを同軸をな
すように配置し、上記回転側，固定側カップリングの両
方に噛合して該回転側カップリングを規定の割り出し角
度位置に固定する結合カップリングを上記回転側，固定
側カップリングに対向し、かつ噛合位置と噛合解除位置
との間で進退可能に設け、上記結合カップリングが噛合
解除位置にあるときに上記回転側カップリングを任意の
割り出し角度位置に固定する固定ピストンを固定位置と
固定解除位置との間で進退可能に、かつ上記結合カップ
リングの外側に同軸をなすように配置したことを特徴と
している。

【００１０】

【発明の作用効果】本発明の割り出し装置により規定の
割り出し角度位置にクランプするには、結合カップリン
グを移動させて回転側，固定側カップリングの両方に噛
合させることにより該回転側カップリングを固定する。
また、任意の割り出し角度位置にクランプするには、上
記結合カップリングを噛合解除位置に移動させ、この状
態で固定ピストンを移動させて回転側カップリングを固
定する。

【００１１】このように本発明の割り出し装置によれ
ば、結合カップリングが噛合解除位置にあるときに回転
側カップリングを任意の角度位置に固定する固定ピスト
ンを進退可能に設けたので、任意の割り出し角度にクラ
ンプすることが可能となり、加工能力を向上できる効果
がある。

【００１２】また本発明では、上記固定ピストンを結合
カップリングの外側に配置したので、上述の結合カップ
リングの上方に固定ピストンを配置する場合に比べて割
り出し装置の高さ寸法を小さくできる。その結果、刃物
台全体の高さ寸法を小さくでき、ひいては加工精度への
影響を回避できる。さらに上述のブレーキピストンを不
要にでき、部品点数を低減できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１ないし図４は、本発明の
一実施形態による複合加工旋盤の割り出し装置を説明す
るための図であり、図１は複合加工旋盤の右側面図、図
２は刃物台の右側面図、図３，図４は割り出し装置の平
面図，要部の拡大断面図である。なお、図４において、
軸線Ａより左側部分は規定の割り出し角度でのクランプ
状態を、右側部分は任意の割り出し角度でのクランプ状
態をそれぞれ示している。

【００１４】図において、１は旋削加工と回転工具加工
の両方を行うことができるようにした複合加工旋盤（工
作機械）である。この複合加工旋盤１は、固定ベッド２
の上面にリニアガイドレール３ａを介してサドル４をＺ
軸方向（紙面直角方向）に移動可能に配置し、該サドル
４の上面にリニアガイドレール３ｂを介してコラム５を
Ｚ軸と直角をなす水平方向に移動可能に配置するととも
に、該コラム５に刃物台６をＸ軸方向に移動可能に配置
した概略構造のものである。

【００１５】上記固定ベッド２の正面から見て左側端部
には主軸台７が配置固定されており、該主軸台７にはワ
ークを把持するチャック８を備えた主軸が設けられ、該
主軸は主軸モータ（図示せず）により回転駆動される。
なお、１ａは不図示のカバーに形成された作業開口を開
閉するドアである。

【００１６】上記刃物台６は、上記コラム５の前下がり
傾斜面５ａ上に支持ベース９をＹ軸方向に摺動可能に配
置し、該支持ベース９上に回転割り出し装置１０を介し
て刃物台本体１１を旋回自在に支持した概略構造を有し
ている。

【００１７】上記刃物台本体１１は、先端部に工具Ｔが
着脱可能に装着された工具主軸１４と、該工具主軸１４
を回転自在に支持する工具主軸頭１２と、該工具主軸頭
１２内に配置され、上記工具主軸１４を回転駆動する主
軸モータ１３とを備えている。

【００１８】上記回転割り出し装置１０は、上記刃物台
本体１１を支持する回転台１６と、該回転台１６内にこ
れと同軸をなすように配置され、上記支持ベース９にボ
ルト１５により締め付け固定された固定台１７と、上記
回転台１６を所定の割り出し角度位置に回転駆動する回
転駆動機構１８と、上記回転台１６を規定の割り出し角
度位置にクランプする第１クランプ機構１９と、該回転
台１６を任意の割り出し角度位置にクランプする第２ク
ランプ機構２０とを備えている。

【００１９】上記回転台１６は上端部に開口１６ａを有
する筒状のものであり、該回転台１６の開口１６ａの内
周面と、固定台１７の上端部外周面との間にはベアリン
グ２１が介設されている。このベアリング２１はロック
ナット２１ａ，固定リング２１ｂによりそれぞれ固定台
１７，回転台１６に位置決め固定されている。

【００２０】上記第１クランプ機構１９は、上記回転台
１６の下端面にボルト２２ａで固定された平面視環状の
回転側カップリング２３と、該回転側カップリング２３
の内側に同軸をなすように配置され、上記支持ベース９
の上面にボルト２２ｂにより固定された平面視環状の固
定側カップリング２４と、該両カップリング２３，２４
の上方にこれらと対向するように位置し、上記固定台１
７の外周面に軸方向に摺動可能に配設された平面視環状
の結合カップリング２５とを備えている。

【００２１】上記結合カップリング２５の下面には噛合
歯２５ａが上記両カップリング２３，２４の上面に形成
された噛合歯２３ａ，２４ａと噛合可能に対向するよう
形成されている。この結合カップリング２５は、上記回
転側，固定側カップリング２３，２４の噛合歯２３ａ，
２４ａに噛合する噛合位置と、該噛合を解除する噛合解
除位置との間で軸線Ａ方向に進退するようになってい
る。

【００２２】上記回転台１６の外側には平面視環状の支
持プレート２６が配設されており、該支持プレート２６
は支持ベース９にボルト２８により締め付け固定されて
いる。この支持プレート２６の内周面に上記第２クラン
プ機構２０を構成する平面視環状の固定ピストン２７が
軸方向に摺動可能に配設されており、この固定ピストン
２７は結合カップリング２５の外側に配置され、該結合
カップリング２５と軸直角方向に重なっている。なお固
定ピストン２７と回転台１６との間には軸直角方向に僅
かな隙間が設けられている。

【００２３】上記回転台１６の外周壁の下部には平面視
環状の凸段部１６ｂが形成されており、該凸段部１６ｂ
には上記固定ピストン２７の内周壁に環状に形成された
凹段部２７ａが係合可能となっている。この固定ピスト
ン２７は回転台１６を介して回転側カップリング２３を
押圧固定する固定位置と、該固定を解除する固定解除位
置との間で軸線Ａ方向に進退するようになっている。

【００２４】上記固定台１７には工具主軸に冷却油を供
給する冷却油通路３０ａ，３０ａを有する冷却油供給部
材３０が軸線Ａ方向に挿入されている。また固定台１７
には該固定台１７と上記結合カップリング２５とで形成
された第１油室３１に油圧を供給する油通路１７ａが形
成されている。また上記支持プレート２６には該支持プ
レート２６と上記固定ピストン２７とで形成された第２
油室３２に油圧を供給する油通路２６ａが形成されてい
る。なお、３３は上記各油室３１，３２からの油圧の漏
れを防止するシール部材である。

【００２５】上記第１油室３１に作動油が所定の油圧で
もって供給されると、上記結合カップリング２５が下降
し、これの噛合歯２５ａが上記回転側，固定側カップリ
ング２３，２４の噛合歯２３ａ，２４ａに噛合するとと
もに、両カップリング２３，２４を結合カップリング２
５と後述する基準面ピストン４５とで挟持固定する。こ
れにより刃物台本体１１は各カップリング２３，２４の
噛合歯２３ａ，２４ａのピッチにより設定された規定の
角度位置にクランプされる。

【００２６】上記固定側カップリング２４に形成された
貫通孔２４ｂにはスプリング３４が挿入配置されてお
り、該スプリング３４により上記結合カップリング２５
及び基準面ピストン４５はそれぞれ軸線Ａ上方及び下方
に押圧付勢されている。上記油通路１７ａが開放される
と、上記第１油室３１内の作動油が外部に排出されると
ともに、スプリング３４により結合カップリング２５が
上昇してクランプが解除される。

【００２７】また上記結合カップリング２５がアンクラ
ンプ位置（噛合解除位置）にあるときに、上記第２油室
３２に作動油が所定の油圧でもって供給されると、固定
ピストン２７が下降して回転台１６及び回転側カップリ
ング２３を上記基準面ピストン４５とで挟持固定する。
これにより刃物台本体１１は任意の角度位置にクランプ
される。

【００２８】上記支持ベース９の固定ピストン２７の下
面に臨む部分には孔９ａが凹設されており、該孔９ａ内
には上記固定ピストン２７を軸線Ａ上方に押圧付勢する
スプリング３５が配設されている。上記油通路２６ａが
開放されると、第２油室３２の作動油が外部に排出され
るとともに、スプリング３５により固定ピストン２７が
上昇する。これにより回転台１６及び回転側カップリン
グ２３のクランプが解除される。

【００２９】上記回転駆動機構１８は、上記支持ベース
９に凹設された収納凹部９ｂ内に平面視環状のウォーム
ホイール３６を配置し、該ウォームホイール３６をボル
ト３７で上記回転側カップリング２３の下端面に固定
し、該ウォームホイール３６にウォームギヤ３８を噛合
させた構造となっている。このウォームギヤ３８の駆動
軸３８ａの端部には従動プーリ３９ａが、また割り出し
モータ４０の回転軸４０ａには駆動プーリ３９ｂがそれ
ぞれ固着され、両プーリ３９ａ，３９ｂは伝動ベルト４
１で連結されている。上記駆動軸３８ａの両端部，中央
部は軸受４２，４２，４２により支持ベース９に軸支さ
れている。

【００３０】上記回転駆動機構１８において、割り出し
モータ４０の回転がウォームギヤ３８からウォームホイ
ール３６，回転側カップリング２３を介して回転台１６
に伝達され、刃物台本体１１が規定の回転角度，又は任
意の回転角度に割り出しされる。なお上記ウォームホイ
ール３６の下端面と凹部９ｂの底面との間には擦れを防
止する僅かな隙間ｂが設けられている。

【００３１】上記凹部９ｂ内のウォームホイール３６の
内側には平面視環状の基準面ピストン４５が軸線Ａ方向
に摺動可能に配設されている。この基準面ピストン４５
の上端面には回転側，固定側カップリング２３，２４の
両下端面が対向しており、また基準面ピストン４５の下
端面には上記凹部９ｂの底面が対向している。

【００３２】上記支持ベース９には、該支持ベース９と
上記基準面ピストン４５とで形成された第３油室４６に
作動油を供給する油通路（不図示）が形成されている。
上記第３油室４６に作動油が所定の油圧でもって供給さ
れると、上記基準面ピストン４５が上昇して上記固定側
カップリング２４の下端面に圧接し、この状態で該基準
面ピストン４５の上端面が回転側カップリング２３の基
準面となり、該基準面に回転側カップリング２３を当接
させると該回転側カップリング２３と上記固定側カップ
リング２４の噛合歯２３ａ，２４ａが同一平面をなす。
なお、３３は油圧の漏れを防止するシール部材である。

【００３３】上記第３油室４６内の油通路が解放される
と上記スプリング３４により基準面ピストン４５が下降
し、これにより基準面ピストン４５の上端面と回転側カ
ップリング２３の下端面との間には僅かな隙間ａが形成
される。

【００３４】次に上記割り出し装置１０による動作及び
作用効果を説明する。上記刃物台本体１１のクランプ状
態では、図４の軸線Ａより左側部分に示すように、結合
カップリング２５の噛合歯２５ａが回転側，固定側カッ
プリング２３，２４の噛合歯２３ａ，２４ａと噛合して
おり、また回転側カップリング２３の下端面には基準面
ピストン４５が当接している。

【００３５】上記クランプ状態から新たな角度位置に割
り出す場合には、まずクランプを解除するために、図４
の軸線Ａより右側部分に示すように、上記油通路１７ａ
が開放されて結合カップリング２５がスプリング３４の
ばね力により上昇し、これに伴って上記第１油室３１内
の作動油が油通路１７ａを通って排出され、該結合カッ
プリング２５の噛合歯２５ａと上記両カップリング２
３，２４の噛合歯２３ａ，２４ａとの噛合が外れ、上記
クランプが解除される。

【００３６】また上記クランプ解除動作に合わせて、第
３油室４６の油通路が開放されると、基準面ピストン４
５がスプリング３４のばね力により下降するとともに第
３油室４６の作動油が排出され、上記回転側カップリン
グ２３，及び固定側カップリング２４の下端面と基準面
ピストン４５の上端面との間に僅かな隙間ａが形成され
る。

【００３７】上記隙間ａが形成された状態で割り出しモ
ータ４０が回転し、この回転がウォームギヤ３８，ウォ
ームホイール３６を介して回転側カップリング２３から
回転台１６に伝達され、上記刃物台本体１１が所定の角
度位置に割り出される。この場合、回転側カップリング
２３と基準面ピストン４５との間，及びウォームホイー
ル３６と支持ベース９との間にはそれぞれ隙間ａ，ｂが
あり、これらの部分に摩耗が発生することはない。

【００３８】上記回転側カップリング２３が所定の角度
位置に割り出されると、第３油室４６及び上記第１油室
３１に作動油が供給される。これにより基準面ピストン
４５が上昇し、固定側カップリング２４の下端面に当接
してさらなる上方移動が停止し、回転側カップリング２
３の基準面を形成する。また結合カップリング２５が下
降し、該結合カップリング２５が回転側，固定側カップ
リング２３，２４に噛合し、その結果、上記刃物台本体
１１は規定の割り出し角度位置にクランプされる。この
結合カップリング２５のクランプ状態で旋削加工等の所
定の機械加工が行われることとなる。

【００３９】次に、上記刃物台本体１１のクランプ状態
から、任意の角度位置に割り出す場合には、まず上述の
ように結合カップリング２５を上昇させてクランプを解
除するとともに、基準面ピストン４５を下降させて隙間
ａを形成する。この状態で割り出しモータ４０により回
転台１６を回転させ、刃物台本体１１を任意の角度位置
に割り出す。

【００４０】上記状態から第３油室４６に作動油が供給
され、基準面ピストン４５が上昇し、固定側カップリン
グ２４に圧接し、回転側カップリング２３の基準面を形
成する。そして第２油室３２に油通路２６ａを介して作
動油が供給され、固定ピストン２７が下降し、該下降に
伴って該固定ピストン２７が回転台１６及び回転側カッ
プリング２３を基準面ピストン４５とで挟持固定し、上
記刃物台本体１１は任意の割り出し位置にクランプされ
る。このクランプ状態でミーリング加工等が行われるこ
ととなる。

【００４１】このように本実施形態によれば、結合カッ
プリング２５がアンクランプ位置にあるときに回転側カ
ップリング２３を任意の角度位置に固定する固定ピスト
ン２７を進退可能に設けたので、刃物台本体１１の任意
の割り出しが可能となり、加工能力を向上できる。

【００４２】また本実施形態では、上記固定ピストン２
７を回転台１６の外周面に同軸をなすように配置すると
ともに、上記結合カップリング２５に軸直角方向に重な
るように配置したので、上述の結合カップリングの上方
に固定ピストンを配置する場合に比べて高さ寸法ｈ１を
小さくでき、刃物台全体を小型化できる。その結果、機
械全体のコンパクト化が実現できるとともに、加工精度
への影響を回避できる。

【００４３】本実施形態によれば、回転側，固定側カッ
プリング２３，２４と支持ベース９との間に基準面ピス
トン４５を油圧により昇降可能に配設したので、結合カ
ップリング２５によるクランプ時，及び固定ピストン２
７によるクランプ時には、上記基準面ピストン４５が固
定側カップリング２４に圧接して回転側カップリング２
３のクランプ時の基準面を形成することとなる。この場
合、基準面ピストン４５は固定側カップリング２４に当
接してさらなる上方への移動が阻止されることから、該
基準面ピストン４５の推力によって結合カップリング２
５の推力が相殺されることはなく、もって該結合カップ
リング２５，または固定ピストン２７の推力がそのまま
クランプ力となる。

【００４４】また回転割り出し時には基準面ピストン４
５が下降して回転側カップリング２３との間に隙間ａを
生じさせるようにしているので、つまり回転側カップリ
ング２３を移動させることはないので、回転側カップリ
ング２３に固定されたウォームホイール３６が移動する
ことはなく、これによりウォームホイール３６とウォー
ムギヤ３８との噛み合い位置の変動を防止できる。その
結果、ギヤ強度の高いウォームホイール３６とウォーム
ギヤ３８との組み合わせを採用することができ、回転割
り出し動作に対する信頼性を向上できる。

【００４５】本実施形態では、上記回転側，固定側カッ
プリング２３，２４に対して油圧により結合カップリン
グ２５を進退させる構成としたので、クランプ動作は結
合カップリング２５のみの進退により行われることとな
り、刃物台全体を上下移動させる２ピースカップリング
式のものに比べて割り出し時間を短縮できる。

【００４６】また上記基準面ピストン４５を下降させる
と該基準面ピストン４５と回転側カップリング２３との
間に隙間ａが生じるようにしたので、割り出し動作にあ
たって回転側カップリング２３が基準面ピストン４５に
擦れ合うことはなく、従って両者の摩耗を防止でき、旋
回動作を繰り返すことによってクランプ時の割り出し精
度が低下するという問題を回避できる。

【００４７】なお、上記実施形態では、複合加工旋盤の
刃物台の割り出し装置に本発明を適用した場合を説明し
たが、本発明の適用範囲はこのような刃物台に限定され
るものではない。本発明は、例えば横型マシニングセン
タにおける旋回テーブルにも適用可能であり、要は工具
又はワークが取付けられた回転部をベース上に回転割り
出し及びクランプ可能に搭載した工作機械であれば何れ
にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による割り出し装置を備え
た複合加工旋盤の右側面図である。

【図２】上記複合加工旋盤の刃物台の右側面図である。

【図３】上記割り出し装置の平面図である。

【図４】上記割り出し装置の断面側面図である。

【図５】本発明の成立過程を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 複合加工旋盤（工作機械） ９ 支持ベース １０ 割り出し装置 １１ 刃物台本体（回転部） ２３ 回転側カップリング ２４ 固定側カップリング ２５ 結合カップリング ２７ 固定ピストン Ｔ 工具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具又はワークが取り付けられる回転部
   をベース上に回転割り出し及びクランプ可能に搭載した
   工作機械の割り出し装置において、上記回転部に固定さ
   れた回転側カップリングと上記ベースに固定された固定
   側カップリングとを同軸をなすように配置し、上記回転
   側，固定側カップリングの両方に噛合して該回転側カッ
   プリングを規定の割り出し角度位置に固定する結合カッ
   プリングを上記回転側，固定側カップリングに対向し、
   かつ噛合位置と噛合解除位置との間で進退可能に設け、
   上記結合カップリングが噛合解除位置にあるときに上記
   回転側カップリングを任意の割り出し角度位置に固定す
   る固定ピストンを固定位置と固定解除位置との間で進退
   可能に、かつ上記結合カップリングの外側に同軸をなす
   ように配置したことを特徴とする工作機械の割り出し装
   置。