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

工作機械の割り出し装置

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JP2000308948A
JP2000308948A JP11120078A JP12007899A JP2000308948A JP 2000308948 A JP2000308948 A JP 2000308948A JP 11120078 A JP11120078 A JP 11120078A JP 12007899 A JP12007899 A JP 12007899A JP 2000308948 A JP2000308948 A JP 2000308948A
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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。
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