JP2010029989A - タレット割り出し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減、および組み立て工数の削減を図ることにより、タレット割り出し装置の低コスト化を実現することのできる構成を提供すること。
【解決手段】タレット割り出し装置１では、タレットヘッド５を拘束するためのカップリング７として軸線Ｌ方向で対向する固定カップリング要素７１と可動カップリング要素７２とを備えた２ピースタイプのカップリングを用いている。可動カップリング要素７２は、タレットヘッド５自身に形成され、固定カップリング要素７１は、流体圧シリンダ装置８を構成するシリンダ部材２２に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、工具を保持するタレットヘッドを旋回させて割り出し可能なタレット割り出し装置に関するものである。

工具を保持するタレットヘッドを旋回させて割り出しを行なうタレット割り出し装置では、タレットヘッドを含む複数の部材からなる可動体をカップリングによって旋回不能に拘束しておき、割り出し時には可動体を前進させてカップリングによる拘束を解除する（特許文献１参照）。

かかるタレット割り出し装置を構成するにあたって、特許文献１に記載の構成では、タレットヘッドとは別体の可動カップリング要素を旋回筒軸の外周側に取り付け、かかる可動カップリング要素を、刃物台本体の側に取り付けた固定カップリング要素に結合させる構造が採用されている。
特開２００３−３１１５１４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のタレット割り出し装置では、部品点数が多いため、部品コストが嵩むとともに、部品同士を高い精度をもって連結するのに多大な工数を必要とするという問題点がある。また、タレット割り出し装置では、タレットヘッドを組み付ける際、タレットヘッドの角度位置を調整する必要があるが、特許文献１に記載のタレット割り出し装置では、状況によっては、内部を分解して旋回筒軸に対する可動カップリング要素の角度位置を調整する必要があるため、このような調整作業には多大な工数を必要とする。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、部品点数の削減、および組み立て工数の削減を図ることにより、タレット割り出し装置の低コスト化を実現することのできる構成を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、工具を保持する工具保持部が周方向の複数個所に形成されたタレットヘッドを軸線周りに旋回させて割り出しを行なうタレット割り出し装置であって、固定体と、前記タレットヘッドを含む複数の部材からなり、軸線方向に移動可能かつ軸線周りに旋回可能に前記固定体に支持された可動体と、前記可動体側に形成された可動カップリング要素、および前記固定体側に形成された固定カップリング要素を備えたカップリングと、前記可動体を軸線方向に前進させて前記可動カップリング要素と前記固定カップリング要素との結合を解除した状態、および前記可動体を軸線方向に後退させて前記可動カップリング要素と前記固定カップリング要素とを結合させた状態に切り換える直線駆動装置と、前記可動体が軸線方向に前進した状態で前記可動体を旋回させる旋回駆動装置と、を有し、前記可動カップリング要素は、前記タレットヘッドに形成されていることを特徴とする。

本発明では、タレットヘッドを拘束するためのカップリングとして、軸線方向で対向する固定カップリング要素と可動カップリング要素とを備えた２ピースタイプのカップリングを用いているため、部品点数の削減を図ることができる。また、可動カップリング要素をタレット自身に形成したので、部品点数の削減を図ることができる。また、部品点数を削減した分、組み立て工数の削減を図ることができるとともに、カップリングを構成するのに必要なスペースが狭く済む。それ故、タレット割り出し装置のコストを削減することができるとともに、タレット割り出し装置の小型化を図ることができる。また、タレットヘッドには工具保持部と可動カップリング要素とが形成されているため、タレットヘッドを搭載する際、タレットヘッドの角度位置を調整すれば、可動カップリング要素の角度位置も適正に設定されるので、内部を分解しての調整作業が不要である。

本発明において、前記タレットヘッドは、外周形状が前記軸線を中心とする円形の外壁部、あるいは前記軸線を中心とする仮想外接円に周方向の複数個所で接する円弧状の外壁部の少なくとも一方を備えていることが好ましい。

本発明において、前記直線駆動装置は流体圧シリンダ装置であって、前記固定カップリング要素は、前記固定体の側において前記流体圧シリンダ装置のシリンダ室の少なくとも一部を構成するシリンダ部材の前端面に形成され、前記可動カップリング要素は、前記タレットヘッドの後端面に形成されていることが好ましい。このように構成すると、部品点数の削減を図ることができる。

本発明において、前記固定カップリング要素および前記可動カップリング要素では、双方に放射状に形成した歯部によって結合が行なわれることが好ましい。このように構成すると、可動カップリング要素を軸線方向にわずかに変位させるだけで、可動カップリング要素と固定カップリング要素との接続および切断を行なうことができる。

本発明では、タレットヘッドを拘束するためのカップリングとして、軸線方向で対向する固定カップリング要素と可動カップリング要素とを備えた２ピースタイプのカップリングを用いているため、部品点数の削減を図ることができる。また、可動カップリング要素をタレット自身に形成したので、部品点数の削減を図ることができる。また、部品点数を削減した分、組み立て工数の削減を図ることができるとともに、カップリングを構成するのに必要なスペースが狭く済む。それ故、タレット割り出し装置のコストを削減することができるとともに、タレット割り出し装置の小型化を図ることができる。また、タレットヘッドには工具保持部と可動カップリング要素とが形成されているため、タレットヘッドを搭載する際、タレットヘッドの角度位置を調整すれば、可動カップリング要素の角度位置も適正に設定されるので、内部を分解しての調整作業が不要である。

図面を参照して、本発明を適用した工作機械のタレット割り出し装置を説明する。

（全体構成）
図１は、本発明を適用したタレット割り出し装置の全体構成を示す断面図である。図１に示す本形態のタレット割り出し装置１は、工作機械において、工具１ａ、１ｂを保持するタレットヘッド５を軸線周りに旋回させて割り出しを行う装置である。

かかるタレット割り出し装置１には、刃物台本体２１、およびこの刃物台本体２１にボルトにより固定された円筒状のシリンダ部材２２によって固定体２が構成され、かかる固定体２上で、以下に説明する可動体４が軸線Ｌ方向への移動、および軸線Ｌ周りの旋回を行なう。従って、本形態のタレット割り出し装置１では、刃物台本体２１において軸線Ｌ方向に延在する円筒部２１５の内周面と可動体４の外周面との間に配置されたニードル軸受３ａと、シリンダ部材２２において軸線Ｌ方向に貫通する穴の内周面と可動体４の外周面との間に配置されたニードル軸受３ｂとによって、可動体４は、固定体２に軸線Ｌ方向に移動可能かつ軸線Ｌ周りに回転可能に支持されている。また、可動体４において軸線Ｌ方向に貫通する穴には、軸線Ｌ方向に延在するクーラント供給管１５が嵌っており、クーラント供給管１５は、刃物台本体２１に固定されている。このため、可動体４は、クーラント供給管１５の周りにおいて軸線Ｌ方向に移動かつ軸線Ｌ周りに回転する。

可動体４は、後端側から前端側に向かって、外歯歯車体９１（動力伝達部）、円筒状のスリーブ６、およびタレットヘッド５が互いにボルトにより連結された構造を有している。スリーブ６の外周側には、後端側から前端側に向かって、ニードル軸受３ａの円筒状の保持器３１ａ、円筒状のピストン部材８０、およびニードル軸受３ｂの円筒状の保持器３１ｂがこの順に嵌められている。ここで、保持器３１ａの後端面には外歯歯車体９１の前端面が当接し、保持器３１ｂの前端面にはタレットヘッド５の後端面が当接している。このため、可動体４において、保持器３１ａ、ピストン部材８０および保持器３１ｂは、外歯歯車体９１、円筒状のスリーブ６、およびタレットヘッド５と一体に軸線Ｌ方向に移動可能である。

刃物台本体２１には、タレットヘッド５を旋回させるためのタレットヘッド旋回用モータ９０（旋回駆動装置）の本体部分が固定されている。かかるタレットヘッド旋回用モータ９０の出力軸には、外歯歯車体９１に噛合する駆動歯車９２が機構的に接続されている。なお、タレットヘッド旋回用モータ９０からの回転駆動力がタイミングベルトにより伝達される場合、可動体４では、外歯歯車体９１に代えて、プーリが動力伝達部として用いられる。

（直線駆動機構の構成）
本形態では、可動体４を軸線Ｌ方向に往復移動させる直線駆動機構が構成されており、かかる直線駆動機構として、本形態では、油圧シリンダあるいはエアーシリンダ装置などからなる流体圧シリンダ装置８が用いられている。かかる流体圧シリンダ装置８を構成するにあたって、本形態では、刃物台本体２１の円筒部２１５の内周面に形成した段部２１１と、ピストン部材８０の外周面に形成したフランジ部８５との間に環状のシリンダ室８１を形成し、シリンダ部材２２の後端部とピストン部材８０のフランジ部８５との間に環状のシリンダ室８２を形成してある。かかる２つのシリンダ室８１、８２の各々では、流体出入り口（図示せず）が開口しており、２つのシリンダ室８１、８２のうち、前側に位置するシリンダ室８２に流体圧が印加されている間、可動体４は軸線Ｌ方向の後方に位置する。また、後側のシリンダ室８１に流体圧が印加されると、可動体４は軸線Ｌ方向の前方に移動する。このようにして、可動体４は、流体圧シリンダ装置８によって軸線Ｌ方向の前後に駆動される。

なお、可動体４の前方への移動範囲は、ピストン部材８０とシリンダ部材２２との干渉により規定され、可動体４の後方への移動範囲は、ピストン部材８０と刃物台本体２１の段部２１１との干渉により規定されている。

（カップリングの構成）
本形態において、工具１ａ、１ｂによりワークを加工している間、タレットヘッド５については旋回を阻止する必要がある一方、割り出しの際、タレットヘッド５の旋回を許容する必要がある。そこで、固定体２と可動体４との間には、以下に説明するカップリング７が構成されている。本形態では、カップリング７を構成するにあたって、固定体２側の側で前方の向く固定カップリング要素７１と、可動体４の側において後方に向いて固定カップリング要素７１に軸線Ｌ方向で対向する可動カップリング要素７２とを備えた２ピースタイプのカップリングが構成されている。

ここで、固定カップリング要素７１は、固定体２を構成する部材のうち、シリンダ部材２２の前端面を利用して形成されている。可動カップリング要素７２は、可動体４を構成する部材のうち、タレットヘッド５の後端面を利用して形成されている。かかる固定カップリング要素７１および可動カップリング要素７２は各々、放射状に延びた複数条の歯部によって形成されており、各々の歯部が互いに噛合することにより、固定カップリング要素７１と可動カップリング要素７２とが結合し、タレットヘッド５の旋回を阻止する。また、可動体４が軸線Ｌ方向の前側に移動して、歯部同士の噛合が解除されると、固定カップリング要素７１と可動カップリング要素７２の結合が解除され、タレットヘッド５の旋回が許容される。

（タレットヘッド５の詳細構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したタレット割り出し装置に用いたタレットヘッドを前側からみた正面図、およびタレットヘッドを後側からみた背面図である。図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、タレットヘッド５には、工具１ａ、１ｂを保持する工具保持部５５が周方向の複数個所に形成されている。本形態では、工具保持部５５は、シャンクが丸棒状の工具１ａを保持可能な工具保持部５５ａと、シャンクが角棒形の工具１ｂを保持可能な工具保持部５５ｂが交互に３箇所ずつ形成されており、複数の工具保持部５５ａ、５５ｂの各々には、工具１ａ、１ｂをボルトにより固定するためのネジ穴５６ａ、５６ｂが形成されている。

ここで、タレットヘッド５を前側からみたとき、工具保持部５５ａは半径方向外側に突出した突部として形成され、工具保持部５５ｂは半径方向内側に凹んだ凹部として形成されている。このため、タレットヘッド５を前側からみたとき、タレットヘッド５の外周形状は、軸線Ｌを中心とする円形状になっていないが、一点鎖線で示すように、軸線Ｌを中心とする仮想外接円（図２（ａ）、（ｂ）に一点鎖線Ｓで示す）を描いたとき、工具保持部５５ａの円弧状の外壁部５５１ａは、周方向の３箇所で等角度間隔で仮想外接円に接することになる。それ故、タレットヘッド５に可動カップリング要素７２を形成する際、工具保持部５５ａの円弧状の外壁部５５１ａをチャッキングすることができる。

タレットヘッド５の後側には、後方に突出する円柱部５３が形成されており、かかる円柱部５３は、外周形状が軸線Ｌを中心とする円形の外壁部５３ａを備えている。それ故、タレットヘッド５に可動カップリング要素７２を形成する際、円柱部５３の外壁部５３ａをチャッキングすることもできる。

円柱部５３の後端面には、中心から所定の距離の位置に前記の可動カップリング要素７２を構成する複数の歯部７２ａが放射状に形成されている。本形態において、歯部７２ａは、周方向において離間する３つの領域に形成されている。従って、固定カップリング要素７１では、周方向の全体にわたって歯部が放射状に形成されている。なお、固定カップリング要素７１において、周方向において離間する複数の領域に歯部を放射状に形成し、可動カップリング要素７２では、周方向の全体にわたって歯部を放射状に形成した構成を採用してもよい。また、固定カップリング要素７１および可動カップリング要素７２の双方において、周方向の全体にわたって歯部を放射状に形成した構成を採用してもよい。

タレットヘッド５には、円柱部５３を軸線Ｌ方向で貫通するように穴５８が形成されており、かかる穴５８をクーラント供給管１５が貫通している。また、タレットヘッド５の前側には、前方に向けて開口する円形の凹部５ａが形成されており、かかる凹部５ａの内部では、クーラント供給管１５の先端部が突出している。凹部５ａには、肉厚の円盤からなる流路構成部材１６が装着されている。かかる流路構成部材１６は、クーラント供給管１５の先端部に固定されているため、旋回不能である。流路構成部材１６には、クーラント供給管１５の出口開口と連通する流路１６ａが１本形成されており、かかる流路１６ａは軸線Ｌ方向に延在した後、直角に折れ曲がって流路構成部材１６の外周側面で開口している。タレットヘッド５には、６つの工具保持部５５の各々に対して半径方向内側で開口する流路５ｃが形成されており、これらの流路５ｃの他端は各々、凹部５ａの内周側面で開口している。このため、タレットヘッド５の６本の流路５ｃのいずれか１本が流路構成部材１６の流路１６ａと連通する。また、タレットヘッド５に割り出しが行なわれると、別の流路５ｃが流路構成部材１６の流路１６ａと連通することになる。

（動作）
本形態のタレット割り出し装置１において、まず、工具１ａを用いて加工を行なう間、可動体４が軸線Ｌ方向の後方に位置するため、カップリング７において、固定カップリング要素７１と可動カップリング要素７２とが結合した状態にある。このため、タレットヘッド５は、固定体２に拘束された状態にあり、旋回不能である。

かかる加工が終了した後、タレットヘッド５上の別の工具１ｂを用いる際には、流体圧シリンダ装置８によって、可動体４を軸線Ｌ方向の前方に移動させる。その結果、カップリング７において、固定カップリング要素７１と可動カップリング要素７２との結合が解除される。このため、タレットヘッド５は、固定体２による拘束が解除された状態になるので、旋回可能である。従って、タレットヘッド旋回用モータ９０の回転出力が外歯歯車体９１に伝達されると、タレットヘッド５が軸線Ｌ周りに回転するので、タレットヘッド５上の別の工具１ｂが所定位置に移動してくる。

しかる後に、新たな工具１ｂを用いて加工を行なう際は、流体圧シリンダ装置８によって、可動体４を軸線Ｌ方向の後方に移動させる。その結果、カップリング７において、固定カップリング要素７１と可動カップリング要素７２とが結合した状態にあるため、タレットヘッド５は、固定体２に拘束され、旋回不能となる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のタレット割り出し装置１では、タレットヘッド５を拘束するためのカップリング７として軸線Ｌ方向で対向する固定カップリング要素７１と可動カップリング要素７２とを備えた２ピースタイプのカップリングを用いているため、構成の簡素化を図ることができ、部品点数の削減を図ることができる。また、可動カップリング要素７２および固定カップリング要素７１では、双方に放射状に形成した歯部によって結合が行なわれる。このため、タレットヘッド５を軸線Ｌ方向にわずかに変位させるだけで、固定カップリング要素７１と可動カップリング要素７２との接続および切断を行なうことができる。また、固定カップリング要素７１は、流体圧シリンダ装置８のシリンダ室８２の一部を構成するシリンダ部材２２を利用しているため、部品点数の削減を図ることができる。

また、本形態では、カップリング７の可動カップリング要素７２をタレットヘッド５自身に形成してあるので、部品点数の削減を図ることができる。また、部品点数を削減した分、組み立て工数の削減を図ることができるとともに、カップリング７を構成するのに必要なスペースが狭く済む。それ故、タレット割り出し装置１のコストを削減することができるとともに、タレット割り出し装置１の小型化を図ることができる。

また、タレットヘッド５には工具保持部５５と可動カップリング要素７２とが形成されているため、タレットヘッド５を搭載する際、その角度位置を調整すれば、可動カップリング要素７２の角度位置も適正に設定される。それ故、タレットヘッド５の角度位置を調整する際、内部を分解するなどといった手間のかかる作業が発生しない。

また、タレットヘッド５は、削り出し加工などにより高い精度で製作する必要があるが、本形態のタレットヘッド５には、工具保持部５５に加えて、可動カップリング要素７２も形成する必要があり、タレットヘッド５の形状が複雑である。それでも、タレットヘッド５は、図２（ａ）、（ｂ）に一点鎖線で示すように、軸線Ｌを中心とする仮想外接円Ｓを描いたとき、工具保持部５５ａの円弧状の外壁部５５１ａは、周方向の３箇所で等角度間隔で仮想外接円Ｓに接することになる。それ故、タレットヘッド５を削り出し加工などにより製作する際、工具保持部５５ａの円弧状の外壁部５５１ａをチャッキングすれば、タレットヘッド５を軸線Ｌに対して同芯状に保持できる。それ故、削り出し加工などを高い精度で行なうことができる。また、タレットヘッド５の後側には、後方に突出する円柱部５３が形成されているため、タレットヘッド５を削り出し加工などにより製作する際、円柱部５３の外壁面５３ａをチャッキングすれば、タレットヘッド５を軸線Ｌに対して同芯状に保持できる。それ故、削り出し加工などを高い精度で行なうことができる。

本発明を適用したタレット割り出し装置の全体構成を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したタレット割り出し装置に用いたタレットヘッドを前側からみた正面図、およびタレットヘッドを後側からみた背面図である。

符号の説明

１ タレット割り出し装置
１ａ、１ｂ 工具
２ 固定体
４ 可動体
５ タレットヘッド
７ カップリング
８ 流体圧シリンダ装置（直線駆動装置）
２１ 刃物台本体
２２ シリンダ部材
５５ 工具保持部
７１ 固定カップリング要素
７２ 可動カップリング要素
９０ タレットヘッド旋回用モータ（旋回駆動装置）

Claims (4)

1. 工具を保持する工具保持部が周方向の複数個所に形成されたタレットヘッドを軸線周りに旋回させて割り出しを行なうタレット割り出し装置であって、
   固定体と、
   前記タレットヘッドを含む複数の部材からなり、軸線方向に移動可能かつ軸線周りに旋回可能に前記固定体に支持された可動体と、
   前記可動体側に形成された可動カップリング要素、および前記固定体側に形成された固定カップリング要素を備えたカップリングと、
   前記可動体を軸線方向に前進させて前記可動カップリング要素と前記固定カップリング要素との結合を解除した状態、および前記可動体を軸線方向に後退させて前記可動カップリング要素と前記固定カップリング要素とを結合させた状態に切り換える直線駆動装置と、
   前記可動体が軸線方向に前進した状態で前記可動体を軸線周りに旋回させる旋回駆動装置と、
   を有し、
   前記可動カップリング要素は、前記タレットヘッドに形成されていることを特徴とするタレット割り出し装置。
2. 前記タレットヘッドは、外周形状が前記軸線を中心とする円形の外壁部、あるいは前記軸線を中心とする仮想外接円に周方向の複数個所で接する円弧状の外壁部の少なくとも一方を備えていることを特徴とする請求項１に記載のタレット割り出し装置。
3. 前記直線駆動装置は流体圧シリンダ装置であって、
   前記固定カップリング要素は、前記固定体の側において前記流体圧シリンダ装置のシリンダ室の少なくとも一部を構成するシリンダ部材の前端面に形成され、
   前記可動カップリング要素は、前記タレットヘッドの後端面に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のタレット割り出し装置。
4. 前記固定カップリング要素および前記可動カップリング要素では、双方に放射状に形成された歯部によって結合が行なわれることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のタレット割り出し装置。

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