JP2907307B2 - ターレット型工作機械のターレットヘッド固定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基台上に進退自在に設
けられたスライドベース上に回転割出し自在に設けられ
るターレットヘッドの固定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ターレット型工作機械として特開昭５２
―８０５８６号が開示されている。かかる開示された技
術を含み、従来では、ターレットヘッドのスライドベー
ス側への位置決め、固定は、クランプ機構を介してなさ
れているのが一般である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術は、機
構的に複雑なクランプ機構を必要とすること、クランプ
機構を作動させるためのカム機構、油圧機構等を必要と
し、ために構造が複雑化し、且つ構成部品や機器が多く
なる。又位置決め、固定機構がクランプ機構、カム機
構、油圧機構等で構成される結果、これ等機構が大型化
し、スペースが限られたターレットヘッド内、及びスラ
イドベース内に設けるのは、スペース的に不利であり、
又ターレットヘッドの回転割出しに際し、アンクラン
プ、クランプ作動を必要とし、回転割出しのサイクルタ
イムが長くなり、作業能率上不利である。

【０００４】本発明は、以上の課題を解決すべくなされ
たもので、その目的とする処は、ターレットヘッドのス
ライドベースへの回転割出し位置での位置決め、固定
を、クランプ機構等の複雑で、大掛かりな機構を必要と
することなく、簡素な機構、省スペースが図れる構成で
確実になし得るようにし、更にアンクランプ、クランプ
等の作業を不要とし、サイクルタイムの短縮、能率的な
作業を行い得るターレットヘッド固定装置を提供するに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの手段は、スライドベース側に設けたストッパー部材
と、ターレットヘッド側に設けられ、該ストッパー部材
に当接するストッパー部材と、ターレットヘッドを回転
駆動し、ターレットヘッドをスライドベース側のストッ
パー部材に押圧して位置決め固定する流体圧モーター
と、スライドベース側に設けられ、２個のボール及びこ
れらのボールを弁閉側へ付勢するスプリングとを備えた
１個の切削液供給バルブと、加工スピンドルモジュール
側に設けられ、前記ボールの一方を弁開側へ押出すピン
を備え、スピンドルへ送るための切削液を受け取る合計
２個の受取部材とからなるターレット型工作機械のター
レットヘッド固定装置である。

【０００６】

【作用】上記手段によれば、ターレットヘッドの回転割
出しを行うに際し、油圧モータの如き流体圧モータで行
い、位置決め、固定位置で、スライドベースのストッパ
ー部材にターレットヘッドのストッパーを押し接させる
ので、クランプ機構等を必要とすることなく位置決め、
固定がなされ、又カムと可変バルブとによる回転位置の
検出で、ターレットヘッドの回転を減速させることがで
き、迅速な回転と回転終期でのソフトランディングが容
易になされ、更にスライドベースに対してターレットヘ
ッドをベアリングで保持し、ベアリングに与圧を付与す
るのでスライドベースとターレットヘッドとの結合は高
剛性でなされる。更には、スライドベース側に設けた１
個の切削液供給バルブに、加工スピンドルモジュール側
に設けた２個の受取部材のうちの１個を当てることで、
切削液を受け取ることができる。

【０００７】

【実施例】以下に本発明の一実施例を添付した図面に従
って詳述する。図１は本発明にかかる固定装置を含むタ
ーレットヘッドの上傾した位置から見た正面図で、加工
スピンドルモジュールを取り外した状態の正面図、図２
は第１図要部の側面図、図３はターレット型工作機械の
縦断側面図、図４はターレットヘッドの回転機構の拡大
縦断側面図、図５はターレットヘッドの加工スピンドル
モジュールを取り外した状態の正面図、図６は同背面
図、図７は加工スピンドルモジュールの拡大縦断側面
図、図８は同正面図、図９は本発明を実施するための油
圧回路の一例を示す説明図である。

【０００８】図３、図５、図６において１はターレット
型工作機械の基台を示し、基台１上にスライドベース２
が送りサーボモータ３、送りネジ４でレール５を介して
進退自在に設けられ、スライドベース２の正面には後上
傾した所定角度傾斜せる斜面６が形成され、スライドベ
ース２にはターレットヘッド１０が回転割出し自在に配
設されている。以上のスライドベース２の正面の中間部
には、前方に開放した空所７が設けられ、又これを囲む
ようにリング状凹部８が設けられており、一方、ターレ
ットヘッド１０の対向する裏面には、対向するように空
所１２が設けられ、ターレットヘッド１０は図１のよう
に側面視台形状をなす。

【０００９】ターレットヘッド１０には、加工スピンド
ルモジュール３５の取付部２８が回転中心線Ｌに対して
４５°以上傾斜して上下に、対称位置に形成されてお
り、ターレットヘッド１０は基部１１が円盤状をなし、
基部１１の裏面にはリング状ホルダー１３が垂下して結
着され、ホルダー１３の外周には歯１４が形成されてリ
ングギヤを構成する。以上のホルダー１３の内径部下端
の突出フランジ部１３ａと基部１１裏面に形成された段
部１１ａとで、クロスローラベアリング１５の上下のア
ウターレース１５ａ，１５ｂを挟持し、一方、リング状
凹部８の内径側に設けた段部８ａと、空所７の外表面の
端面を囲むように設けたリング状押え板９との間に、ク
ロスローラベアリング１５のインナーレース１５ｃを挟
持し、内外のレース間にベアリング１５ｄが挟持されて
いる。

【００１０】以上のホルダー１３は、これの下面側から
基部１１裏面にネジ１６で締着され、ネジ１６でベアリ
ング１５を締め付けて与圧し、例えば２トン程度の与圧
荷重を与えてベアリング１５を締着する。一方、スライ
ドベース２の斜面６の外側の一部には、図４で詳細に示
したように流体圧モーター、具体的には油圧モーター１
７を配設し、油圧モータ１７の出力軸１７ａにピニオン
１８を固設し、ピニオン１８をホルダー１３外周の歯１
４に噛合する。従って、モーター１７の駆動でターレッ
トヘッド１０が正逆回転し、ターレットヘッド１０の回
転割出しを行う。

【００１１】スライドベース２の後端部にはスピンドル
モーター１９を取り付け、モータ１９の出力軸２０をス
ライドベース２内に水平に延出して先部を空所７に臨ま
せ、出力軸２０にはセレーションクラッチ部材２１を軸
方向に摺動自在に嵌合し、一方、加工スピンドルモジュ
ール３５の入力軸４３後端部を、空所７と連通する空所
１２内に突出させ、後端部には上記クラッチ部材２１と
嵌脱自在に係合するセレーション部２２を設け、クラッ
チ部材２１とセレーション部２２との係合状態を図１の
上半で、又離脱状態を下半に示した。クラッチ部材２１
とセレーション部２２との係脱は、空所７の底部に設け
たブラケット２３に枢着せる揺動レバー２４の一端部を
クラッチ部材２１の後端部の係合溝２１ａに係合してな
される。揺動レバー２４の他端部をプッシュロッド２５
の先端部に枢着し、プッシュロッド２５の後端部を基台
１の後端部に設けたストッパー２６と当接可能に構成
し、プッシュロッド２５はバネ２７で図３中左方向に付
勢し、図３はターレットヘッド１０の後退限を示し、揺
動レバー２４が図中時計方向に揺動して図３の下半のよ
うに係合を解除し、一方、スライドベース２を前進させ
るとバネ２７の作用でレバー２４は反時計方向に揺動し
て図１の上半のように係合し、スピンドルモーター１９
の駆動力をスピンドルの伝達するように構成されてい
る。

【００１２】以上のターレットヘッド１０には上記した
取付部２８，２８が１８０°間隔をあけて対称的に設け
られ、取付部２８，２８は外側（正面側）に開放した空
洞部２９、これの端面に形成された取付面３０を備え、
取付面３０は空洞部２９を囲む枠部３１の端面に形成さ
れ、取付面３０は、図１、図５に示すように正面視が略
Ｕ字型に形成され、１８０°離間して設けられた取付面
３０，３０は対称的に設けられている。以上の取付面３
０，３０の左右には位置決めピン３２，３２が突設さ
れ、又取付面３０の両側部をなす取付部２８には、トグ
ルクランプの如きクランプ３３…が設けられている。そ
して、空洞部２９の奥の壁には、嵌合孔３４が夫々貫設
されている。

【００１３】以上の取付部２８，２８に加工スピンドル
モジュール３５を夫々取付、保持する。加工スピンドル
モジュール３５の詳細は図７、図８に示す如くで、正面
視横長で略々矩形のフロントプレート３７と、これの前
面に一体に突設されたスピンドルハウジング３６、フロ
ントプレート３７の裏面側にボルト４４で結合され、裏
面側に突設されたギヤケース３８、ハウジング３６に貫
通、支持されたスピンドル３９…、スピンドル３９…の
後端部のギヤ４０と噛合する伝動ギヤ４１、これとギヤ
４２で連結された入力軸４３等からなり、これ等ギヤ機
構はギヤケース３８内に収納されている。入力軸４３の
後端部は、ギヤケース３８の後部３８ａの後方に延出さ
れ、モジュール３５の取付状態で上記したセレーション
部を介してクラッチ部材２１によりスピンドルモーター
１９の出力軸２０に連結される。

【００１４】加工スピンドルモジュール３５の取り付け
は、フロントプレート３７の左右の位置決め孔４５を取
付面３０の位置決めピン３２に係合して位置決めし、フ
ロントプレート３７裏面を取付面３０に当接し、クラン
プ３３…をフロントプレート３７の左右に設けた取付座
４６…に係合し、フロントプレート３７を取付面３０に
締着する。この際、ギヤケース３８は、空洞部２９内に
収納され、ギヤケース３８の後部３８ａを空洞部２９奥
の嵌合孔３４に嵌合させる。以上により、ギヤケース３
８はターレットヘッド１０内に収納されることから加工
スピンドルモジュール３５の取付面３０からのオーバー
ハング量が小さくなり、ツールの撓みが少なく、高精度
の加工が行え、一方、ギヤケースはモジュールの取り付
けに寄与しないので薄肉化することができ、モジュール
の軽量化が図れ、又嵌合孔３４とギヤケースの後部３８
ａとを嵌合させているので、ギヤケース３８の径方向の
位置決めがなされ、結合剛性が向上し、特にモジュール
３５の長さ方向中間部のスピンドルハウジングと一体の
フロントプレート３７でターレットヘッド１０の取付面
３０に締着しているので、結合剛性に高いものが得られ
る。

【００１５】尚図中４７はカッチングの受取部材を示
し、図８のように回転割出し位置で供給バルブ４８に衝
合し、受取部材４７のピン４７ａが供給バルブ４８のボ
ール４８ａを押圧して供給路を開き、カッチングをスピ
ンドル３９…に供給するように構成されている。

【００１６】以上において、ターレットヘッド１０は、
図１に示すように上下に１８０°離間して取付部２８
Ａ，２８Ｂを対称的に備え、取付部２８Ａ，２８Ｂ間を
取付面３０，３０の平行する横部分３０ａと直交し、横
部分の左右方向中央部に配設したリブ３１ａで連結し、
リブ３１ａはターレットヘッド１０の回転中心Ｐを通っ
て図１中上下方向設けられている。ターレットヘッド１
０の取付部２８Ａ，２８Ｂの左右の一側の上下方向中心
部には、上記リブ３１ａと直交する方向にスティ４９を
外側方向に突設し、図では左側に突設し、スティ４９の
上下にはストッパー５０，５１を突設する。

【００１７】一方、スライドベース２の後上部で、ター
レットヘッド１０の上半部周の左右には取付ボス５２，
５３を突設し、ボス部５２，５３の下面にはストッパー
支持ブロック５４，５４を取り付け、各ブロック５４，
５４の下面に上記ストッパー５０，５１と対応するスト
ッパー５５，５６を夫々取付、支持する。かかるストッ
パー５５，５６は、図１のターレットヘッド１０の上記
回転中心Ｐを通る左右方向の中心線Ｌ１よりもターレッ
トヘッド１０側のスティ４９、上下のストッパー５０，
５１の厚さ総当分の１／２の高さ上方へオフセットされ
ており、ターレットヘッド１０が図１の状態から１８０
°回転した状態でこの側のストッパー５１がスライドベ
ース１０側のこの側のストッパー５６に当接するように
構成されている。以上のスライドベース２側のストッパ
ー５５，５６を支持するブロック５４，５４には、ター
レットヘッド１０の回転割出し位置を検出するセンサー
５７，５７がスティ５８，５８で設置され、又図１の左
側のボス部５３の上部に上記した油圧モータ１７が配設
されている。

【００１８】ターレットヘッド１０の円盤状基部１１の
一部には油圧モータ１７の回転速度制御、及び油圧モー
タの出力を制御する制御カム５９，６０が設けられ、制
御カム５９，６０は円盤状基部１１円周上の対称位置に
１８０°離間して配設されている。制御カム５９，６０
は、実施例では図１のように上下対称位置に設けられ、
一方、基部１１の円周上でその外方には、油圧モータ１
７の制御用可変バルブ６１を設ける。可変バルブ６１は
スプールバルブ等とし、ストロークで弁体を移動させ、
油圧モータ１７への流量を大から小へ変更するようなタ
イプとし、基部１１方向へ弁体のストロークを変更させ
るバルブ作動ローラ６２が露出して図示しない弁体のロ
ッド等と連結しており、可変バルブ６１はスライドベー
ス２の一部に設けた支持ブラケット６３に取付、支持さ
れている。

【００１９】図１は、図３において加工スピンドルモジ
ュール３５を取り外した状態の図３の矢視１方向の図
で、ターレットヘッド１０の基部１１周に突設したステ
ィ４９は図の右側に位置し、スティ４９の上面のストッ
パー５０がスライドベース右側のストッパー５５と当接
し、この位置はセンサー５７で検出することができる。
この位置をａとし、下側の加工スピンドルモジュールの
取付部２８Ｂが下側となり、加工位置にある。下側の取
付部２８Ｂの割出し位置での油圧による保持、これに至
る回転割出しの回転、減速は、上側ｂのカム５９でなさ
れ，カム５９と可変バルブ６１のローラ６２との係合で
なされる。図の状態では、可変バルブ６１で油圧モータ
１７の流量を小さくなるように制御し、油圧モータ１７
に少量の油圧を作用させ、ピニオン１８を介して歯１４
に図１中反時計方向の回転圧力を作用させ、ストッパー
５５にストッパー５０を介して圧力を作用させ、ターレ
ットヘッド１０を当該位置に保持し、加工負荷に対向さ
せるように設定する。従って、ターレットヘッドの純機
械的なロック機構を必要としない。

【００２０】ところで、上側の取付部２８Ａに設けた図
３の加工スピンドルモジュール３５Ａに変更する場合に
は、油圧モータ１７を逆駆動し、これによりターレット
ヘッド１０は矢印ｃで示すように図１中時計方向に回転
する。回転の初期では、ローラ６２がカム５９に係合し
ているので緩やかに回転し、カム５９とローラ６２との
係合が解除された状態で、可変バルブ６１のスプール弁
等が前進限となって油圧モータ１７への供給油量が最大
となり、油圧モータ１７の速度が早くなり、ターレット
ヘッド１０を迅速に回転させることとなる。ターレット
ヘッド１０の回転が１８０°に近付くと、図１中下側ｄ
のカム６０が可変バルブ６１のローラ６２に近付き、一
方、スティ４９もストッパー５６に近付き、カム６０が
ローラ６２に係合する。カム６０は回転の進行でリフト
量が増大するように構成され、従って、ローラ６２とカ
ム６０との係合の初期ではリフト量が小さく、ローラ６
２の押上げ量、即ちリフト量が小さく、スプール弁を後
退させて油圧モータ１７への流量を制御して減速し、カ
ムのリフト量の進行で順次減速する。回転の継続で、最
終的にはスティ４９が１８０°回転し、図１の下側のス
トッパー５１が図１の左側のストッパー５６に当接し、
これを想像線ｅで示し、取付部２８Ａは図１のｄの位置
に臨み、図３の上側の加工スピンドルモジュール３５Ａ
が加工位置に割出される。

【００２１】ところで、この状態下では、上記したよう
に可変バルブ６１を介して流量が制御された油圧が油圧
モータに作用し、油圧モータ１７による回転力がターレ
ットヘッド１０に作用し、ストッパー５１を想像線ｅの
ようにスライドベース２側のストッパー５６に押圧す
る。これにより図１のｅの位置でのターレットヘッド１
０のロック、保持がなされることとなる。このように、
ターレットヘッド１０の回転割出し作動は、作動の初期
でカム５９の作用により緩やかに開始し、回転が進んで
カム５９とローラ６２との係合が解除されると油圧モー
タ１７への供給油量が増大して回転速度が上昇し、回転
を迅速に行い、回転の終期、即ち割出し位置に近付くと
カム６０とローラ６２との係合が開始され、油圧モータ
１７の流量が絞られて減少し、回転は減速され、ストッ
パー５１，５６間の急激な衝突は防止されることとな
り、ストッパー５１，５６は緩やかに当接することとな
る。かくして、図３の加工スピンドルモジュール３５Ｂ
から３５Ａへの交換がなされ、逆の場合も同様に行われ
る。

【００２２】図９は本発明の上記した油圧モータ１７の
制御油圧回路の一例を示し、オイルタンク６４を備える
オイルポンプ６５の吐出油路６６はソレノイドバルブ等
の油圧モータ回転方向切換え弁６７を介して油路６８に
より油圧モータ１７の一側に接続され、油圧モータ１７
の他側を油路６９により切換え弁６７を介して復帰油路
７０に接続し、油路７０はオイルタンク６４に接続され
ている。以上の油路６９内に上記した可変バルブ６１を
介設し、図９は切換え弁６７が中立状態を示し、切換え
弁６７が上動するとポート６７ａが油路６６と６８とを
繋ぎ、一方、油路６９と油路７０とを接続する。この結
果、油はポンプ６５、油路６６、切換え弁６７、油路６
８を通って油圧モータ１７に流入し、これを一方向に駆
動する。油圧モータ１７に流入した油は、可変バルブ６
１を介して油路６９、切換え弁６７のポート６７ａを通
って油路７０でオイルタンク７４に戻される。

【００２３】ところで、可変バルブ６１が上記したよう
にカム５９、又は６０で絞り制御されると、油圧モータ
１７の吐出量が制御され、油圧モータ１７は減速される
こととなり、ターレットヘッド１０の回転速度は減速さ
れ、上記したストッパー５０又は５５、５１又は５６の
当接で可変バルブ６１のローラ６２は後退限となり、絞
られた油量がモータ１７に供給され、ターレットヘッド
１０を当該位置でロックすることとなる。一方、上記し
た切換え弁６７を図９の中立位置から下動させると、ポ
ート６７ｂが油路６６，６８，６９，７０と接続され、
この結果、油路６６と６９とが連通し、一方、油路６８
と７０とが連通する。従って、油は可変バルブ６１を通
って油圧モータ１７に供給され、モータ１７を逆回転さ
せ、油は油路６８，７０を通ってオイルタンク６４に戻
される。油圧モータ１７に供給される油量は、供給側に
配設された可変バルブ６１で制御され、可変バルブ６１
は上記したようにターレットヘッド１０のカム５９又は
６０で制御されるので、上記と同様に定常回転、減速、
油圧によるターレットヘッド１０の押圧ロックを行う。

【００２４】

【発明の効果】以上で明らかなように本発明によれば、
ターレットヘッドの回転割出し、ロックを、油圧モータ
の如き流体圧モータを用い、ターレットヘッドの回転位
置で減速し、又割出し位置で加圧するようにしたので、
純機械的なクランプ機構やロック機構を必要とすること
がなく、従って、機器を最少として簡素な構成でターレ
ットヘッドの回転割出し、ロック機構を構成することが
でき、又これ等機構が簡素化される結果、機構がコンパ
クト化し、ターレット型工作機械の外形のコンパクト化
が図れる。

【００２５】又本発明は、油圧モータ等でロック、回転
割出しを行わせるので、クランプ機構のロック、アンロ
ック等の作業が不要となり、一方、回転割出しの初期と
終期とで減速し、この間は速度を上げて回転させるよう
にしたので、回転割出し作動が迅速となり、加工スピン
ドルモジュールの割出し速度が迅速化し、作業時間が短
縮できてサイクルタイムが短縮され、作業効率が向上
し、一方、上記を図りつつ回転割出し位置でのストッパ
ー相互の当接も緩やかに行われ、ターレットヘッドの高
速回転と、割出し位置での緩やかな当接という相反する
要素を合理的にマッチングさせることが可能となる。

【００２６】又本発明は、スライドベースとターレット
ヘッド間にベアリングを介在させ、ベアリングに高い与
圧を付与するようにしたので、ターレットヘッドとスラ
イドベースとは高い剛性で接続され、簡素な構成でクラ
ンプ機構を要することなく加工推力にも充分耐え得る回
転割出し機構が得られ、又ベアリングに通常よりも高い
与圧を与えて回転割出し作動を行っても、ターレットヘ
ッドが高速で一回転しないので、ベアリングに無理な負
荷がかかることがなく、長寿命の回転割出し機構が得ら
れる。更には、スライドベース側に設けた１個の切削液
供給バルブに、加工スピンドルモジュール側に設けた２
個の受取部材うちの１個を当てることで、切削液を受け
取ることができる。すなわち、極く簡単な構造で、切削
液を２個の内の一方に供給することができ、構造が簡単
であるから装置コストを押えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる固定装置を含むターレットヘッ
ドの上傾した位置から見た正面図で、加工スピンドルモ
ジュールを取り外した状態の正面図

【図２】第１図で示した固定装置の要部の側面図

【図３】ターレット型工作機械の縦断側面図

【図４】ターレットヘッドの回転機構要部の拡大縦断側
面図

【図５】ターレット型工作機械のターレットヘッドの加
工スピンドルモジュールを取り外した状態の正面図

【図６】上記ターレット型工作機械の背面図

【図７】加工スピンドルモジュールの拡大縦断側面図

【図８】上記加工スピンドルモジュールの正面図

【図９】本発明を実施するための油圧回路の一例を示す
説明図

【符号の説明】

１基台、２…スライドベース、６…斜面、１０…ターレ
ットヘッド、１５…ベアリング、１６…与圧用ボルト
（ネジ）、１７…流体圧モータ（油圧モータ）、３５…
加工スピンドルモジュール、３９…スピンドル、４７…
受取部材、４７ａ…ピン、４８…切削液供給バルブ（供
給バルブ）、４８ａ…ボール、５０，５１…ターレット
ヘッド側のストッパー、５５，５６…スライドベース側
のストッパー、５９，６０…カム部材、６１…可変バル
ブ。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台上に進退自在に設けられたスライド
   ベースと、該スライドベースに設けた斜面で構成される
   案内面に回転割出し可能に設けられたターレットヘッド
   と、該ターレットヘッドの回転軸線周りに１８０度間隔
   で設けられ、外側に突出するように設けられた加工スピ
   ンドルモジュールとからなるターレット型工作機械にお
   いて、 上記スライドベース側に設けた２個のストッパー部材
   と、ターレットヘッド側に設けられ、該ストッパー部材
   に当接する２個のストッパー部材と、 上記ターレットヘッドを回転駆動し、ターレットヘッド
   をスライドベース側のストッパー部材に押圧して位置決
   め固定する流体圧モーターと、スライドベース 側に設けられ、２個のボール及びこれら
   のボールを弁閉側へ付勢するスプリングとを備えた１個
   の切削液供給バルブと、 加工スピンドルモジュール側に設けられ、前記ボールの
   一方を弁開側へ押出すピンを備え、スピンドルへ送るた
   めの切削液を受け取る合計２個の受取部材と、からなる
   ことを特徴とするターレット型工作機械のターレットヘ
   ッド固定装置。
2. 【請求項２】 上記ターレットヘッド外周にはカム部材
   を設け、スライドベース側には該カム部材に当接して制
   御される可変バルブを設け、ターレットヘッド側のスト
   ッパーをスライドベース側のストッパーに当接する以前
   にターレットヘッドを減速させるようにした請求項１の
   ターレット型工作機械のターレットヘッド固定装置。
3. 【請求項３】 上記スライドベースとターレットヘッド
   との間にはスライドベース回転割出し用ベアリングを介
   設し、該ベアリングを与圧するように構成した請求項１
   のターレット型工作機械のターレットヘッド固定装置。