JP2010167538A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で容易に回転工具軸の回転を抑止することを課題とする。
【解決手段】工作機械１に、回転工具軸６４に対して歯６７ａを回転工具軸６４の周りに配して設けられた第一の歯車６７と、駆動側回転軸４２に設けられた第二の歯車４３と、割り出されている回転工具軸６５の第一の歯車６７に対して割り出し中心軸方向Ｄ１の位置であって第二の歯車４３とは反対側の位置で当該第一の歯車の歯底曲面６７ｃに向かって突出した突出部５３を有する係止部材５２とを設ける。第二の歯車４３は、タレット６０が固定位置Ｌ１から旋回可能位置Ｌ２へ移動することにより第一の歯車６７との噛合から解放される。係止部材５２は、タレット６０とともに旋回可能とされ、タレット６０が固定位置Ｌ１から旋回可能位置Ｌ２へ移動することにより第一の歯車の歯溝６７ｂに対して突出部５３が割り出し中心軸方向Ｄ１へ挿入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タレットを備える工作機械に関する。

タレットを備える工作機械として、タレットを旋回させて割り出した回転工具を回転させてワークを加工するタレット旋盤が知られている。特許文献１に記載のタレット旋盤は、選択した回転工具を回転駆動する際、動力伝達装置の出力軸の傘歯車と回転工具の入力軸の傘歯車とを噛合させ、これらの傘歯車を介して回転工具駆動用のパルスモータの回転力を回転工具へ伝達している。同タレット旋盤は、回転工具を割り出す際、油圧機構でタレットを割り出し中心軸方向へ移動させて出力軸の傘歯車と入力軸の傘歯車との噛合を解除させ、割り出し用のパルスモータの回転力をタレットへ伝達している。

特許文献２に記載の工作機械は、回転不可能にタレット本体に保持される作動位置から割り出し中心軸線を中心に回転可能な割り出し位置へ割り出し中心軸線に沿って移動可能なタレットヘッドを備えている。タレットヘッドが前記作動位置にあるとき、駆動軸の傘歯車と工具スピンドルの傘歯車とが噛合し、これらの傘歯車を介して駆動モータの回転力が回転工具へ伝達される。タレットヘッドが前記割り出し位置へ移動すると、駆動軸の傘歯車と工具スピンドルの傘歯車との噛合が解除され、駆動モータの回転力がタレットヘッドへ伝達される。
また、各工具スピンドルの周面には、係止用の切り欠きが形成されている。タレットヘッドには、各工具スピンドルの切り欠きに向かって押圧ばねにより押圧されている係止ピンが進退可能に設けられている。各係止ピンには、移行板を介して掛け外し部材が取り付けられている。タレット本体には、割り出された工具スピンドルに対応する掛け外し部材に向かって突出したストッパが固定されている。タレットヘッドが割り出し位置から作動位置へ移動すると、ストッパが掛け外し部材を押し、割り出されている工具スピンドルの切り欠きから係止ピンが外される。一方、割り出されていない工具スピンドルの切り欠きには、係止ピンが挿入されたままとなっており、工具スピンドルが錠止されている。

また、特許文献３に記載のクラッチ機構は、タレットヘッド側のドライブ軸に設けられたドライブギヤと、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、ドライブ軸の軸方向のスライド動作により噛合、離脱させるようにしている。また、ドライブ軸のスライド動作と連動するロックプレートを、スピンドルヘッド側においてドライブ軸と同一軸線上に設けている。ロックプレートには、ドリブンギヤの谷部に噛合可能なロック爪が形成されている。ロックプレートは、ドライブギヤとドリブンギヤとが噛み合っている時にはドリブンギヤからドライブ軸の軸方向へずれた位置となり、ドライブギヤがドリブンギヤから離脱する時にはドライブ軸の軸方向へスライドしてドリブンギヤと噛み合う。すなわち、ロックプレートは、ロック爪をドリブンギヤの軸方向へ移動させてドリブンギヤに噛み合わせる。

実開昭６３−１７９００７号公報 特開平１−９７５０６号公報 特開昭６０−２３８２０４号公報

特許文献１記載のタレット旋盤は、回転工具を割り出すためにタレットを割り出し中心軸方向へ移動させたとき、使用していた回転工具の入力軸が固定されない。これにより、割り出した回転工具の回転位置が一定せず、高度な加工を行う際に不都合である。
特許文献２記載の工作機械は、工具スピンドルの軸自体に切り欠きを形成したり、係止ピンを押圧するばねや掛け外し部材やストッパを設けたりする必要がある。従って、同工作機械の構造は、複雑である。また、工具スピンドルにはごく少数の切り欠きしか形成することができないため、工具スピンドルの回転を停止させる位置の自由度が小さい。
特許文献３記載のクラッチ機構は、ドリブンギヤの歯に対向しない側方の位置からロックプレートがドリブンギヤの軸方向へ移動する。従って、ロックプレートがドリブンギヤと噛み合い難く、ドリブンギヤの回転停止を高精度で制御する必要がある。

以上を鑑み、本発明は、簡易な構造で容易に回転工具軸の回転を抑止することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、回転工具に回転力を伝達する回転工具軸を有して旋回可能位置と固定位置とを含む割り出し中心軸方向へ移動可能なタレットと、該タレットを前記割り出し中心軸方向へ移動させる軸方向駆動手段と、前記固定位置にあるタレットにおいて割り出されている回転工具軸へ回転力を伝達する駆動側回転軸とを備える工作機械であって、
前記回転工具軸に対して歯を該回転工具軸の周りに配して設けられた第一の歯車と、
前記駆動側回転軸に設けられ、前記タレットが前記固定位置にあるときに前記割り出されている回転工具軸の第一の歯車と噛合する一方、前記タレットの前記旋回可能位置への移動により該第一の歯車との噛合から解放される第二の歯車と、
前記割り出されている回転工具軸の第一の歯車に対して前記割り出し中心軸方向の位置であって前記第二の歯車とは反対側の位置で当該第一の歯車の歯底曲面に向かって突出した突出部を有し、前記タレットとともに旋回可能とされ、前記タレットが前記固定位置から前記旋回可能位置へ移動することにより当該第一の歯車の歯溝に対して前記突出部が前記割り出し中心軸方向へ挿入する係止部材とを備えることを特徴とする。

タレットが固定位置にあるとき、割り出されている回転工具軸の第一の歯車と、駆動側回転軸に設けられた第二の歯車とが噛合している。これにより、駆動側回転軸から回転工具軸へ回転力が伝達される。
タレットが割り出し中心軸方向へ移動して旋回可能位置になると、割り出されている回転工具軸の第一の歯車と第二の歯車との噛合が解除される。同時に、当該第一の歯車の歯溝に対して係止部材の突出部が割り出し中心軸方向へ挿入し、当該第一の歯車が係止部材に係止される。係止部材はタレットとともに旋回するので、タレット旋回中に第一の歯車の係止が保たれる。
第一の歯車の歯底曲面に向かって突出した突出部は、当該第一の歯車の軸心に向かうので、容易に第一の歯車の歯溝に挿入する。また、突出部が歯溝に挿入するだけで回転工具軸が固定されるので、回転工具軸を固定する構造が簡素である。さらに、多数の歯溝を有する歯車に突出部が挿入するので、回転工具軸の回転を停止させる位置の自由度が大きくなる。従って、簡易な構造で容易に回転工具軸の回転が抑止される。

なお、歯車の歯底曲面は、JIS B0102:1999（ISO/DIS 1122-1:1994）に規定されるように、歯底を含む同軸の回転面をいうものとする。歯車の歯溝は、歯車の隣り合う二つの歯の間の空間をいうものとする。
ところで、上記タレットは、旋回可能位置及び固定位置のみへ移動可能とされてもよいし、これらの位置以外の位置へ移動可能とされてもよい。
上記駆動側回転軸は、タレットの割り出し中心軸を中心として回転可能な駆動軸でもよいし、該駆動軸から回転力が伝達される軸でもよい。
上記第一の歯車には、歯先を回転工具軸の軸心と直交した方向へ向けた歯車のみならず、歯先を回転工具軸の軸心と直交していない方向へ向けた歯車も含まれる。
上記係止部材の突出部の突出方向は、厳密な割り出し中心軸方向のみならず、第一の歯車の歯底曲面に向かう方向の範囲内で割り出し中心軸方向からずれた方向でもよい。また、第一の歯車の歯底曲面に向かって突出することには、該歯底曲面の法線方向に突出することのみならず、該歯底曲面の法線方向からずれた方向に突出することも含まれる。
タレットにおいて割り出されていない回転工具軸の歯車について、タレット固定時に突出部が歯溝に挿入する第二の係止部材が設けられてもよい。また、タレットにおいて割り出されていない回転工具軸の歯車について、タレット旋回時に第一の係止部材の突出部が歯溝に挿入してもよい。

請求項１に係る発明によれば、使用していた回転工具軸について、簡易な構造で容易にタレット旋回時の回転を抑止することが可能となる。
請求項２に係る発明では、使用していない回転工具軸について、簡易な構造で容易にタレット固定時の回転を抑止することが可能となる。
請求項３に係る発明では、使用していない回転工具軸について、簡易な構造で容易にタレット旋回時の回転を抑止することが可能となる。
請求項４に係る発明では、回転工具軸の回転とタレットの旋回とを共通のモータで駆動する場合に簡易な構造でタレット旋回時の回転工具軸の回転を抑止することが可能となる。

割り出し中心軸ＡＸ１を通る位置で本発明の一実施形態に係る工作機械１の刃物台を破断して例示した図である。 図１に示す刃物台の要部を示す図である。 タレット６０が固定位置Ｌ１にあるときの刃物台の要部を例示する図であり、（ａ）は選択されている第一の歯車６７と第二の歯車４３とが噛合し該第一の歯車６７の歯溝６７ｂから第一の突出部５３が出ている状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、（ｃ）は選択されていない第一の歯車６７の歯溝６７ｂに第二の係止部材４４の突出部４５が挿入していることを示す図である。 タレット６０が旋回可能位置Ｌ２にあるときの刃物台の要部を例示する図であり、（ａ）は選択されていた第一の歯車６７の歯溝６７ｂに第一の係止部材５２の突出部５３が挿入していることを示す図、（ｂ）は選択されていない第一の歯車６７の歯溝６７ｂに第一の係止部材５４の突出部５５が挿入していることを示す図である。

（１）工作機械の説明：
図１及び図２に示す本実施形態の工作機械１は、タレット６０を備える数値制御旋盤とされている。本工作機械１のタレット刃物台は、刃物台本体１０に、回転駆動手段２０、駆動軸３０、不旋回部材４０、旋回プレート５０、タレット６０、シリンダ（軸方向駆動手段）７０、等が組み付けられて構成されている。タレット６０は、複数の工具ユニット取付面を有し、複数の回転工具軸６４が割り出し中心軸ＡＸ１を中心として放射状に配置されている。これらの回転工具軸６４のいずれかが割り出される際、タレット６０が旋回する。本実施形態の回転駆動手段２０は、タレット６０の旋回と回転工具９０の回転とを同じモータ２２で駆動し、回転工具駆動時には割り出された回転工具軸６５のみを回転駆動する。タレット６０の割り出し中心軸ＡＸ１は、回転工具駆動用の駆動軸３０の軸心に一致させてある。工作機械１は、図示しない数値制御装置の制御によりモータ２２及びシリンダ７０を動作させている。

刃物台本体１０は、上記割り出し中心軸ＡＸ１を中心として駆動軸３０やタレット旋回軸６２等を保持する保持部材１１を有している。この保持部材１１には、多数の歯を有する環状の駆動側カップリング部材１２が中心を割り出し中心軸ＡＸ１に合わせて取り付けてある。駆動側カップリング部材１２は、タレット６０の従動側カップリング部材６１とともにカップリング機構を構成する。このカップリング機構には、カービックカップリング等を用いることができる。

回転駆動手段２０は、モータ２２及び動力伝達機構２４を備えている。
モータ２２は、図示しない数値制御装置から入力される指令量となるように回転角度を制御するサーボモータとされている。このモータ２２の回転軸２２ａには、平歯車からなる駆動歯車２３が設けられている。
動力伝達機構２４は、割り出し中心軸ＡＸ１と平行な軸心とされた回転軸２４ａに動力伝達歯車２４ｂ及び減速用歯車２４ｃが設けられ、割り出し中心軸ＡＸ１を中心として回転可能な外嵌歯車２４ｄ及び駆動フェイスギヤ２４ｅが設けられている。

動力伝達歯車２４ｂは、平歯車からなり、常時、モータ２２側の駆動歯車２３及び駆動軸３０側の従動歯車３１と噛合している。動力伝達歯車２４ｂの歯数は駆動歯車２３の歯数よりも多くされているが、従動歯車３１の歯数が動力伝達歯車２４ｂの歯数よりも少なくされている。
減速用歯車２４ｃは、平歯車からなり、常時、外嵌歯車２４ｄと噛合している。減速用歯車２４ｃの歯数は、動力伝達歯車２４ｂの歯数よりも少なく、かつ、外嵌歯車２４ｄの歯数よりも少なくされている。従って、モータ２２の回転が動力伝達機構の回転軸２４ａで減速され、さらに外嵌歯車２４ｄで減速される。
外嵌歯車２４ｄは、平歯車からなり、ベアリング２４ｄ１により保持部材１１に対し割り出し中心軸ＡＸ１を中心として回転可能に取り付けられている。
駆動フェイスギヤ２４ｅは、外嵌歯車２４ｄにおいて駆動軸の末端側（図１の左側）の面に設けられ、タレット６０が固定位置Ｌ１にあるときにタレット６０の従動フェイスギヤ６３から離間し、タレット６０が旋回可能位置Ｌ２にあるときに従動フェイスギヤ６３と噛合する。従って、駆動フェイスギヤ２４ｅ及び従動フェイスギヤ６３は、クラッチ機構を構成している。

以上より、回転駆動手段２０は、タレット６０が前記固定位置Ｌ１にあるときにモータ２２の回転力を駆動軸３０へ伝達する一方、タレット６０が旋回可能位置Ｌ２にあるときにモータ２２の回転力をタレット６０へ伝達する。

駆動軸３０は、概略円筒状に形成され、タレット６０の割り出し中心軸ＡＸ１を中心として回転可能、かつ、刃物台本体１０に対して割り出し中心軸方向Ｄ１への移動不能に配置されている。駆動軸３０の末端側には平歯車からなる従動歯車３１が設けられ、駆動軸３０の先端側には駆動傘歯車３２が設けられている。本実施形態の従動歯車３１の歯数は、駆動歯車２３の歯数と同じにされている。

不旋回部材４０は、刃物台本体１０に保持され、駆動軸３０が存在する部分で割り出し中心軸ＡＸ１を中心として駆動軸３０の径方向外側かつタレット旋回軸６２の径方向内側に配置されている。不旋回部材４０は、タレット６０の割り出し中心軸方向Ｄ１への移動及び旋回とは無関係に、旋回不能かつ駆動軸３０に対して割り出し中心軸方向Ｄ１へ相対移動不能に設けられている。駆動軸３０は、ベアリング４０ａにより回転が許容されている。

中間駆動軸（駆動側回転軸）４２は、従動傘歯車４２ｂ及び本発明にいう第二の歯車４３が設けられ、ベアリング４２ａにより不旋回部材４０に対して回転可能に保持されている。中間駆動軸４２の軸心ＡＸ２は、割り出し中心軸ＡＸ１と直交し、かつ、選択されている回転工具軸６５の軸心ＡＸ３と平行にされている。従動傘歯車４２ｂは、常時、駆動軸の駆動傘歯車３２と噛合している。これにより、中間駆動軸４２は、駆動軸３０から回転力が伝達される。第二の歯車４３は、平歯車からなり、中間駆動軸４２に対して歯先を中間駆動軸４２の径方向外側Ｄ２へ向けて設けられている。タレット６０が固定位置Ｌ１にあるとき、第二の歯車４３は、選択されている第一の歯車６７、すなわち、割り出されている回転工具軸６５の歯車６７と噛合する。一方、第二の歯車４３は、タレット６０の旋回可能位置Ｌ２への移動により第一の歯車６７との噛合から解放される。本実施形態では、第二の歯車４３の歯４３ａが第一の歯車６７の歯６７ａの数と同じにされている。
以上より、中間駆動軸４２は、固定位置Ｌ１にあるタレット６０において割り出されている回転工具軸６５へ回転力を伝達する。

旋回プレート５０は、割り出し中心軸ＡＸ１に中心を合わせた環状の部材とされ、ベアリング５０ａにより不旋回部材４０に対して回転可能に取り付けられている。旋回プレート５０には、タレット６０の連結部材６８を挿入可能に貫通した挿入穴５１が形成されている。この挿入穴５１に連結部材６８が挿入していることにより、旋回プレート５０は、タレット旋回時にタレット６０とともに割り出し中心軸ＡＸ１を中心として旋回する。一方、旋回プレート５０は、不旋回部材４０に対して割り出し中心軸方向Ｄ１へ相対移動不能に設けられている。

タレット６０は、従動側カップリング部材６１、タレット旋回軸６２、従動フェイスギヤ６３、複数の回転工具軸６４、連結部材６８、等を有している。
従動側カップリング部材６１は、駆動側カップリング部材１２と噛合可能な多数の歯を有する環状の部材とされ、割り出し中心軸ＡＸ１に中心を合わせてタレット６０に設けられている。従動側カップリング部材６１は、タレット６０が固定位置Ｌ１にあるときに駆動側カップリング部材１２と噛合し、タレット６０が旋回可能位置Ｌ２にあるときに駆動側カップリング部材１２から離間する。
タレット旋回軸６２は、割り出し中心軸ＡＸ１を中心として不旋回部材４０の径方向外側かつ刃物台本体の保持部材１１の径方向内側で回転可能に配置されている。
従動フェイスギヤ６３は、タレット旋回軸６２の末端側（図１の左側）で駆動フェイスギヤ２４ｅに対向して設けられている。

回転工具軸６４は、駆動傘歯車６４ｂ及び本発明にいう第一の歯車６７が設けられ、ベアリング６４ａによりタレット６０に対して回転可能に保持されている。回転工具軸６４の軸心ＡＸ３は、割り出し中心軸ＡＸ１と直交し、互いに平行な中間駆動軸４２の軸心ＡＸ２から割り出し中心軸方向Ｄ１へずれている。
駆動傘歯車６４ｂは、回転工具９０へ回転力を伝達するために設けられている。

第一の歯車６７は、平歯車からなり、回転工具軸６４に対して歯先を回転工具軸６４の径方向外側Ｄ３へ向けて設けられている。従って、第一の歯車６７は、回転工具軸６４に対して歯６７ａを回転工具軸６４の周りに配して設けられているといえる。図３に示すように、タレット６０が固定位置Ｌ１にあるとき、選択されている第一の歯車６７は中間駆動軸の第二の歯車４３と噛合し、選択されていない第一の歯車６７は本発明にいう第二の係止部材４４に係止される。一方、図４に示すように、タレット６０が旋回可能位置Ｌ２にあるとき、選択されている第一の歯車６７は第一の係止部材５２に係止され、選択されていない第一の歯車６７は第一の係止部材５４に係止される。なお、図３と図４は、タレット刃物台の要部を図２の上側から下を見る方向で示している。ここで、選択されている第一の歯車６７を係止可能な第一の係止部材の符号を５２とし、該第一の係止部材の突出部の符号を５３としている。また、選択されていない第一の歯車６７を係止可能な第一の係止部材の符号を５４とし、該第一の係止部材の突出部の符号を５５としている。
第一の歯車６７を挟んで割り出し中心軸方向Ｄ１へ１８０°反対側に第二の係止部材４４と第一の係止部材５４が配置されるとき、第一の歯車６７の歯数は偶数が好ましい。これは、該歯数が偶数の場合、第一の歯車６７を割り出し中心軸方向Ｄ１へ移動させるときに回転位置を変える必要が無いためである。

連結部材６８は、タレット６０の先端側（図２の右側）から末端側に向けて突出し、旋回プレート５０に対して割り出し中心軸方向Ｄ１へ相対移動可能となるように挿入穴５１に挿入している。
上述した各部を有するタレット６０は、シリンダ７０により旋回可能位置Ｌ２と固定位置Ｌ１とを含む割り出し中心軸方向Ｄ１へ移動可能とされている。

本実施形態では、割り出し中心軸ＡＸ１を中心として等間隔の放射状に設けたタレットの回転工具軸６４の数をＮ１とするとき、モータ２２の回転数Ｒｍに対するタレット６０の旋回数Ｒｔの比Ｒｔ／Ｒｍを１／Ｎ１としている。一方、モータ２２の回転数Ｒｍに対する中間駆動軸４２の回転数Ｒｄの比Ｒｄ／Ｒｍは、１以上の整数としている。
本実施形態の中間駆動軸４２は、旋回可能位置Ｌ２でタレット６０が旋回するときに回転する。回転速度の比を上述のように設定すれば、ある回転工具軸６４の位置から任意の回転工具軸６４の位置までタレット６０が旋回可能位置Ｌ２で旋回したとき、中間駆動軸４２の回転停止位置が変わらない。従って、本工作機械１は、中間駆動軸４２の回転位置の制御が容易である。

タレット６０を割り出し中心軸方向Ｄ１へ移動させるシリンダ（軸方向駆動手段）７０には、固定側供給部７２及び旋回側供給部７３に油圧を供給可能な油圧系統７１を備える油圧シリンダを用いることができる。むろん、軸方向駆動手段には、電動シリンダ等を用いてもよい。

上述した旋回プレート５０には、第一の係止部材５２，５４が取り付けられている。
第一の係止部材５２は、選択されている第一の歯車６７に対して割り出し中心軸方向Ｄ１の位置であって第二の歯車４３とは反対側の位置に設けられている。係止部材５２は、当該第一の歯車６７の歯底曲面６７ｃに向かって突出した第一の突出部５３を有している。本実施形態の突出部５３は、第一の歯車６７の歯幅内で割り出し中心軸方向Ｄ１へ突出している。係止部材５２は、タレット６０とともに割り出し中心軸ＡＸ１を中心として旋回可能とされているが、不旋回部材４０に対して割り出し中心軸方向Ｄ１へ相対移動不能に設けられている。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、割り出されている回転工具軸６５が固定位置Ｌ１に対応する位置にあるとき、突出部５３は第一の歯車６７の歯先曲面６７ｄよりも外側にある。ここで、歯先曲面は、歯の頂部を含む歯車と同軸の曲面をいうものとする。この場合、第一の歯車６７は、噛合している第二の歯車４３から回転力を伝達される。一方、図４（ａ）に示すように、割り出されていた回転工具軸６５が旋回可能位置Ｌ２に対応する位置にあるとき、突出部５３は第一の歯車６７の歯溝６７ｂに対して割り出し中心軸方向Ｄ１へ挿入している。この場合、第一の歯車６７は、第一の係止部材５２により回転不能な状態で係止され、タレット６０が固定位置Ｌ１にあったときの回転位置が維持される。
以上より、第一の係止部材５２は、タレット６０が固定位置Ｌ１から旋回可能位置Ｌ２へ移動することにより第一の歯車の歯溝６７ｂに対して突出部５３が割り出し中心軸方向Ｄ１へ挿入する。
なお、第二の歯車４３と係止部材５２との間隔は、タレット６０が固定位置Ｌ１と旋回可能位置Ｌ２との間にあるときに第二の歯車の歯４３ａと突出部５３の少なくとも一方が第一の歯車の歯溝６７ｂに挿入する間隔とされてもよい。この場合、タレット６０の位置が切り替わるときに第一の歯車６７の回転位置が変わらない。

上述した不旋回部材４０には、第二の係止部材４４が取り付けられている。
第二の係止部材４４は、選択されていない第一の歯車６７に対して第二の歯車４３の側となる割り出し中心軸方向Ｄ１の位置に設けられている。係止部材４４は、当該第一の歯車６７の歯底曲面６７ｃに向かって突出した第二の突出部４５を有している。本実施形態の突出部４５は、第一の歯車６７の歯幅内で割り出し中心軸方向Ｄ１へ突出している。

図３（ｃ）に示すように、割り出されていない回転工具軸６６が固定位置Ｌ１に対応する位置にあるとき、突出部４５は第一の歯車６７の歯溝６７ｂに対して割り出し中心軸方向Ｄ１へ挿入している。この場合、第一の歯車６７は、第二の係止部材４４により回転不能な状態で係止され、タレット６０が旋回可能位置Ｌ２にあったときの回転位置が維持される。一方、図４（ｂ）に示すように、割り出されていない回転工具軸６６が旋回可能位置Ｌ２に対応する位置にあるとき、突出部４５は第一の歯車の歯先曲面６７ｄよりも外側にある。
以上より、第二の係止部材４４は、タレット６０が旋回可能位置Ｌ２から固定位置Ｌ１へ移動することにより第一の歯車の歯溝６７ｂに対して第二の突出部４５が割り出し中心軸方向Ｄ１へ挿入する。

上述した旋回プレート５０には、選択されていない第一の歯車６７を係止するための第一の係止部材５４が取り付けられている。
第一の係止部材５４は、選択されていない第一の歯車６７に対して第二の歯車４３とは反対側となる割り出し中心軸方向Ｄ１の位置に設けられている。係止部材５４は、当該第一の歯車６７の歯底曲面６７ｃに向かって突出した第一の突出部５５を有している。本実施形態の突出部５５は、第一の歯車６７の歯幅内で割り出し中心軸方向Ｄ１へ突出している。係止部材５４は、タレット６０とともに割り出し中心軸ＡＸ１を中心として旋回可能とされているが、不旋回部材４０に対して割り出し中心軸方向Ｄ１へ相対移動不能に設けられている。

図３（ｃ）に示すように、割り出されていない回転工具軸６６が固定位置Ｌ１に対応する位置にあるとき、突出部５５は第一の歯車の歯先曲面６７ｄよりも外側にある。一方、図４（ｂ）に示すように、割り出されていない回転工具軸６６が旋回可能位置Ｌ２に対応する位置にあるとき、突出部５５は第一の歯車６７の歯溝６７ｂに対して割り出し中心軸方向Ｄ１へ挿入している。この場合、第一の歯車６７は、第一の係止部材５４により回転不能な状態で係止され、タレット６０が固定位置Ｌ１にあったときの回転位置が維持される。
以上より、第一の係止部材５４は、タレット６０が固定位置Ｌ１から旋回可能位置Ｌ２へ移動することにより第一の歯車の歯溝６７ｂに対して第一の突出部５５が割り出し中心軸方向Ｄ１へ挿入する。
なお、第二の係止部材４４と第一の係止部材５４との間隔は、タレット６０が固定位置Ｌ１と旋回可能位置Ｌ２との間にあるときに第二の突出部４５と第一の突出部５５の少なくとも一方が第一の歯車の歯溝６７ｂに挿入する間隔とされてもよい。この場合、タレット６０の位置が切り替わるときに第一の歯車６７の回転位置が変わらない。

（２）工作機械の動作、作用、効果：
次に、本実施形態に係る工作機械の動作、作用、効果を説明する。
シリンダ７０が固定側供給部７２に油圧を供給しているとき、タレット６０が固定位置Ｌ１にある。このとき、駆動側カップリング部材１２と従動側カップリング部材６１とは係合し、駆動フェイスギヤ２４ｅと従動フェイスギヤ６３とは離間して係合していない。また、図３（ａ）に示すように、割り出されている回転工具軸６５の第一の歯車６７と中間駆動軸４２の第二の歯車４３とは噛合し、第一の突出部５３は第一の歯車の歯溝６７ｂに挿入していない。この場合、モータ２２の駆動力は、動力伝達歯車２４ｂ、駆動軸３０、中間駆動軸４２及び回転工具軸６５を介して回転工具９０へ伝達される。
さらに、図３（ｃ）に示すように、選択されていない第一の歯車６７の歯溝６７ｂには、不旋回部材４０側の第二の突出部４５が挿入し、旋回プレート５０側の第一の突出部５５が歯先曲面６７ｄの外側にある。

回転工具９０を交換する場合、割り出されていた回転工具軸６５の歯車６７の歯溝６７ｂが第一の突出部５３と対向する位置で回転工具軸６５の回転を停止させる指令を数値制御装置が出す。この指令を入手したモータ２２は、歯溝６７ｂを第一の突出部５３に対向させる位置で回転工具軸６５の回転駆動を停止させる。その後、シリンダ７０が旋回側供給部７３に油圧を供給すると、タレット６０が割り出し中心軸方向Ｄ１へ移動して旋回可能位置Ｌ２となる。このとき、駆動側カップリング部材１２と従動側カップリング部材６１との係合は解除され、駆動フェイスギヤ２４ｅと従動フェイスギヤ６３とは係合する。これにより、タレット６０が旋回可能となり、モータ２２の駆動力は回転軸２４ａ及び外嵌歯車２４ｄを介してタレット旋回軸６２へ伝達され、タレット６０全体が旋回する。

また、図４（ａ）に示すように、選択されている第一の歯車６７と第二の歯車４３との噛合が解除され、当該第一の歯車６７の歯溝６７ｂに対して第一の突出部５３が割り出し中心軸方向Ｄ１へ挿入する。これにより、回転工具軸６５の第一の歯車６７が第一の係止部材５２に係止される。第一の係止部材５２はタレット６０とともに旋回するので、タレット旋回中に第一の歯車６７の係止が保たれる。
さらに、図４（ｂ）に示すように、選択されていない第一の歯車６７では、不旋回部材４０側の第二の突出部４５が歯溝６７ｂから外へ出て、旋回プレート５０側の第一の突出部５５が歯溝６７ｂに挿入する。これにより、回転工具軸６６の第一の歯車６７が第一の係止部材５４に係止され、タレット旋回中に第一の歯車６７の係止が保たれる。

タレット旋回後、再びシリンダ７０が固定側供給部７２に油圧を供給すると、タレット６０が割り出し中心軸方向Ｄ１へ移動して固定位置Ｌ１となる。このとき、駆動側カップリング部材１２と従動側カップリング部材６１とは係合し、駆動フェイスギヤ２４ｅと従動フェイスギヤ６３との係合が解除される。これにより、回転工具軸６５が割り出され、モータ２２から回転工具軸６５へ駆動力を伝達することが可能となる。また、図３（ａ）に示すように、選択されている第一の歯車６７と中間駆動軸４２の第二の歯車４３とが噛合し、第一の突出部５３が歯溝６７ｂから外へ出る。さらに、図３（ｃ）に示すように、選択されていない第一の歯車６７では、不旋回部材４０側の第二の突出部４５が歯溝６７ｂに挿入し、旋回プレート５０側の第一の突出部５５が歯溝６７ｂの外へ出る。

上述した第一の突出部５３，５５及び第二の突出部４５は、第一の歯車６７の歯底曲面６７ｃに向かって突出しており、第一の歯車６７を係止する際に第一の歯車６７の軸心（ＡＸ３）に向かう。ここで、第一の歯車６７の歯溝６７ｂが外側となるほど広くなっているので、容易に突出部５３，５５，４５が歯溝６７ｂに挿入する。また、突出部５３，５５，４５が歯溝６７ｂに挿入するだけで回転工具軸６４が固定されるので、回転工具軸を固定する構造が簡素である。さらに、多数の歯溝６７ｂを有する歯車６７に突出部５３，５５，４５が挿入するので、回転工具軸６４の回転を停止させる位置の自由度が大きくなる。
従って、本工作機械１は、簡易な構造で容易にタレット旋回時及びタレット固定時の回転工具軸の回転を抑止することが可能となる。

（３）変形例：
ところで、第一の歯車６７及び第二の歯車４３は、はすば歯車（helical gear）、やまば歯車（double helical gear）、傘歯車、等でもよい。両歯車の歯先は、軸心と直交した方向から例えば４５°など所定の角度ずれた方向へ向いていてもよい。
第一の係止部材５２，５４及び第二の係止部材４４は、突出部５３，５５，４５が第一の歯車６７の歯幅内にある限り、一部が第一の歯車６７の歯幅から外に出ていてもよい。
突出部５３，５５，４５の突出方向は、第一の歯車の歯底曲面６７ｃに向かう方向の範囲内である限り、例えば割り出し中心軸方向Ｄ１から３０°など所定の角度ずれた方向でもよい。また、突出部５３，５５，４５の突出方向は、歯底曲面６７ｃの法線方向から例えば４５°など所定の角度ずれた方向でもよい。
回転工具軸へ回転力を伝達する駆動側回転軸は、タレットの割り出し中心軸を中心として回転可能な駆動軸とされてもよい。例えば、中間駆動軸４２を設けず、第一の歯車として従動傘歯車を回転工具軸に設け、タレット固定時に前記従動傘歯車が駆動軸３０の駆動傘歯車３２と噛合するようにし、タレット旋回時に前記従動傘歯車の歯溝に第一の係止部材の突出部が割り出し中心軸方向へ挿入するようにしてもよい。この場合、駆動軸３０が駆動側回転軸となり、駆動傘歯車３２が第二の歯車となる。

なお、本発明は、上述した実施形態や変形例に限られず、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。

１…工作機械、
１０…刃物台本体、１１…保持部材、１２…駆動側カップリング部材、
２０…回転駆動手段、２２…モータ、２４…動力伝達機構、
３０…駆動軸、
４０…不旋回部材、
４２…中間駆動軸（駆動側回転軸）、４３…第二の歯車、４３ａ…歯、
４４…第二の係止部材、４５…第二の突出部、
５０…旋回プレート、５１…挿入穴、
５２，５４…第一の係止部材、５３，５５…第一の突出部、
６０…タレット、
６１…従動側カップリング部材、
６２…タレット旋回軸、６３…従動フェイスギヤ、
６４…回転工具軸、
６５…割り出されている回転工具軸、６６…割り出されていない回転工具軸、
６７…第一の歯車、６７ａ…歯、６７ｂ…歯溝、６７ｃ…歯底曲面、６７ｄ…歯先曲面、
６８…連結部材、
７０…シリンダ（軸方向駆動手段）、
９０…回転工具、
ＡＸ１…割り出し中心軸、ＡＸ２…駆動側回転軸の軸心、ＡＸ３…回転工具軸の軸心、
Ｄ１…割り出し中心軸方向、
Ｌ１…固定位置、Ｌ２…旋回可能位置、

Claims (4)

1. 回転工具に回転力を伝達する回転工具軸を有して旋回可能位置と固定位置とを含む割り出し中心軸方向へ移動可能なタレットと、該タレットを前記割り出し中心軸方向へ移動させる軸方向駆動手段と、前記固定位置にあるタレットにおいて割り出されている回転工具軸へ回転力を伝達する駆動側回転軸とを備える工作機械であって、
   前記回転工具軸に対して歯を該回転工具軸の周りに配して設けられた第一の歯車と、
   前記駆動側回転軸に設けられ、前記タレットが前記固定位置にあるときに前記割り出されている回転工具軸の第一の歯車と噛合する一方、前記タレットの前記旋回可能位置への移動により該第一の歯車との噛合から解放される第二の歯車と、
   前記割り出されている回転工具軸の第一の歯車に対して前記割り出し中心軸方向の位置であって前記第二の歯車とは反対側の位置で当該第一の歯車の歯底曲面に向かって突出した突出部を有し、前記タレットとともに旋回可能とされ、前記タレットが前記固定位置から前記旋回可能位置へ移動することにより当該第一の歯車の歯溝に対して前記突出部が前記割り出し中心軸方向へ挿入する係止部材とを備えることを特徴とする工作機械。
2. 前記タレットにおいて割り出されていない回転工具軸の第一の歯車に対して前記第二の歯車の側となる前記割り出し中心軸方向の位置で当該第一の歯車の歯底曲面に向かって突出した第二の突出部を有し、前記タレットが前記旋回可能位置から前記固定位置へ移動することにより当該第一の歯車の歯溝に対して前記第二の突出部が前記割り出し中心軸方向へ挿入する第二の係止部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 前記第一の係止部材は、前記タレットにおいて前記回転工具軸が割り出されていないときも、該回転工具軸の第一の歯車に対して前記第二の歯車とは反対側となる前記割り出し中心軸方向の位置で当該第一の歯車の歯底曲面に向かって前記第一の突出部が突出し、前記タレットが前記固定位置から前記旋回可能位置へ移動することにより当該第一の歯車の歯溝に対して前記第一の突出部が前記割り出し中心軸方向へ挿入することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
4. 前記タレットの割り出し中心軸を中心として回転可能な駆動軸と、
   旋回不能かつ前記駆動軸に対して前記割り出し中心軸方向へ相対移動不能に設けられた不旋回部材と、
   前記タレットが前記固定位置にあるときにモータの回転力を前記駆動軸へ伝達する一方、前記タレットが前記旋回可能位置にあるときに当該モータの回転力を前記タレットへ伝達する回転駆動手段とをさらに備え、
   前記駆動側回転軸が軸心を前記割り出し中心軸に直交させて前記不旋回部材に対して回転可能に保持されるとともに前記駆動軸から回転力が伝達され、
   前記係止部材が前記不旋回部材に対して前記割り出し中心軸を中心として旋回可能かつ前記割り出し中心軸方向へ相対移動不能に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の工作機械。

Images