JP4096187B2 - 機械加工機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを機械加工するマシニングセンタ（以下、Ｍ／Ｃともいう）等の機械加工機の技術分野に属し、特に、主軸に交換可能に取り付けられる加工具ホルダを備える機械加工機の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機（以下、Ａ／Ｔともいう）の構成部品であるワークに対して、Ｍ／Ｃ等の機械加工機により種々の機械加工が行われている。これらの機械加工のなかには、機械加工機の主軸に対して斜交する方向に行われる機械加工がある。
このような主軸に対して斜めに機械加工を行う機械加工機として、加工具を用いてワークに斜め孔を加工するＮＣ加工装置が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に開示されたＮＣ加工装置は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸（主軸）方向の送り機構により、加工具をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸（主軸）方向に送り制御しながら、ワークに主軸と斜交する孔を加工している。
【特許文献１】
特開２００１−１３８１７６号公報。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献１に開示のＮＣ加工装置では、ワークに斜め孔を加工する際、加工具をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸（主軸）の３軸方向に送り制御しなければならない。このため、加工具の送り制御が複雑でかつ面倒になっているばかりでなく、加工具の送り制御のために種々多くのプログラムが必要となるので、プログラムのコストが高いものとなっている。
しかも、このような２軸（Ｘ軸,Ｙ軸）方向に動くテーブルと主軸（Ｚ軸）との３軸方向の動きが必要となるため、加工具の送り機構も複雑となっている。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、加工具によりワークに機械加工を行う際に、加工具の送り制御をより簡単に行うことができるとともに、加工具の送り機構もより簡単にできる機械加工機を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の機械加工機は、回転可能に設けられる主軸と、ワークを載置固定するテーブルと、前記ワークを機械加工する加工具と、前記主軸に装着されるとともに前記加工具が装着される加工具保持装置とを少なくとも備えている機械加工機において、前記加工具保持装置が、前記主軸の回転を前記加工具に伝達する動力伝達機構と、前記加工具をその回転軸の軸線方向に送る送り機構とを備えており、
前記加工具の回転軸が主軸の回転軸に対して斜交する斜交軸線上に設けられており、
前記送り機構は、２連のベベルギヤ機構と、該ベベルギヤ機構の回転運動を前記加工具の軸線方向の直進運動に変換する運動変換機構とを備え、前記２連のベベルギヤ機構が、前記主軸によって駆動される第１駆動側ベベルギヤおよび前記第１駆動側ベベルギヤによって第１設定回転数比で駆動される第１従動側ベベルギヤからなる第１ベベルギヤ機構と、前記主軸によって駆動される第２駆動側ベベルギヤおよび第２駆動側ベベルギヤによって、前記第１設定回転数比と異なる第２設定回転数比で駆動される第２従動側ベベルギヤからなる第２ベベルギヤ機構とからなり、前記運動変換機構が、前記第１従動側ベベルギヤと前記第２従動側ベベルギヤとの回転数差により、前記第１および第２従動側ベベルギヤの回転運動を前記加工具の直進運動に変換する機構であることを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２の発明の機械加工機は、回転可能に設けられる主軸と、ワークを載置固定するテーブルと、前記ワークを機械加工する複数種の加工具と、前記主軸に装着されるとともに前記加工具の１つが着脱可能に装着される加工具保持装置とを少なくとも備え、前記ワークに対して複数種の機械加工を行うことが可能なマシニングセンタとして構成されている機械加工機において、前記加工具保持装置が、前記主軸の回転を前記加工具に伝達する動力伝達機構と、前記加工具をその回転軸の軸線方向に送る送り機構とを備えており、前記加工具の回転軸が主軸の回転軸に対して斜交する斜交軸線上に設けられており、前記送り機構が、２連のベベルギヤ機構と、該ベベルギヤ機構の回転運動を前記加工具の軸線方向の直進運動に変換する運動変換機構とを備え、前記２連のベベルギヤ機構が、前記主軸によって駆動される第１駆動側ベベルギヤおよび前記第１駆動側ベベルギヤによって第１設定回転数比で駆動される第１従動側ベベルギヤからなる第１ベベルギヤ機構と、前記主軸によって駆動される第２駆動側ベベルギヤおよび第２駆動側ベベルギヤによって、前記第１設定回転数比と異なる第２設定回転数比で駆動される第２従動側ベベルギヤからなる第２ベベルギヤ機構とからなり、前記運動変換機構が、前記第１従動側ベベルギヤと前記第２従動側ベベルギヤとの回転数差により、前記第１および第２従動側ベベルギヤの回転運動を前記加工具の直進運動に変換する機構であることを特徴としている。
【００１０】
更に、請求項３の発明は、前記運動変換機構が、前記加工具の回転軸に同軸に配設された雄ねじと該雄ねじに螺合する雌ねじとを有するねじ運動変換機構からなり、前記第１駆動側ベベルギヤおよび前記第２駆動側ベベルギヤが、いずれも前記主軸に同軸にかつ一体回転可能に連結され、前記第１従動側ベベルギヤおよび前記第２従動側ベベルギヤが、いずれも前記前記加工具の回転軸に同軸に配設され、前記雄ねじおよび前記雌ねじのいずれか一方が前記第１従動側ベベルギヤに一体回転可能に設けられているとともに、前記雄ねじおよび前記雌ねじのいずれか他方が前記第２従動側ベベルギヤに一体回転可能に設けられており、前記雄ねじまたは前記雌ねじが前記加工具の回転軸に一体回転可能に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の作用および効果】
このように構成された請求項１ないし３の発明の機械加工機によれば、加工具保持装置が、主軸の回転を加工具に伝達する動力伝達機構と、加工具をその回転軸の軸線方向に送る送り機構とを備えているので、加工具を主軸（Ｚ軸）方向とＸ軸およびＹ軸のいずれか１軸方向とに送り制御を行うだけでよく、ワークの機械加工の際、加工具自体を直接機械加工方向に送り制御することができる。
したがって、特に斜め機械加工の際、従来のようにＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸を同期制御する必要がなく、加工具の送りを簡単に制御できる。しかも、これにより加工具の送り制御のプログラムが簡単になり、従来のような複雑なプログラムは不要となるので、ソフト上のコストを低減することができるようになる。
【００１２】
また、このように加工具のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸方向の送り制御が必要でないことから、加工具の送り機構も簡単になる。したがって、送り機構として、従来のように加工具を３軸方向に動かす複雑かつ高価な装置としなくてもよい。これにより、ハード上のコストも低減することができるようになる。
【００１３】
更に、主軸の回転入力のみで加工具の駆動と送り機構の駆動とが可能になる。その場合、２連の第１および第２ベベルギヤ機構を用いており、これらの第１および第２ベベルギヤ機構の各回転数比を適宜設定することで、第１従動側ベベルギヤと第２従動側ベベルギヤとの回転数差をきめ細かく設定することが可能となる。これにより、電子制御装置等を用いることなく機械加工機の機械要素だけで、加工具の回転数と、前述の回転数差による加工具のきめ細かな送りとを実現することができる。
【００１４】
特に、請求項３の発明によれば、運動変換機構をねじ運動変換機構で構成しているので、ねじ運動変換機構のねじ部のピッチを適宜設定することで、加工具の送りを最適に設定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明にかかる機械加工機の実施の形態の一例を模式的に示す図、図２はこの例の機械加工機に用いられている加工具ホルダの断面図である。
図１に示すように、この例の機械加工機はＭ／Ｃ１であり、このＭ／Ｃ１は、装置本体２と、ワーク３を支持固定するテーブル４と、このテーブル４にワーク３を固定するクランプ装置５と、種々の工具（ツール）６がそれぞれ着脱可能に装着された工具ホルダ（本発明の加工具保持装置に相当）７と、これらの工具ホルダ７が着脱可能に装着されかつ工具６に回転を伝達してその工具６の持つ機能により作業を実施する主軸８と、各工具ホルダ７を保管する工具保管手段９と、主軸８に装着された工具ホルダ７を自動的に取り外して工具保管手段９に保管するとともに工具保管手段９の保管されている工具ホルダ７の中からこれから実施しようとする作業に必要な工具６が装着されている工具ホルダ７を取り出して主軸８に自動的に装着するオートツールチェンジャ１０とを備えている。なお、３０は、Ｍ／Ｃ１の操作盤である。
【００１６】
工具保管手段９は、例えば工具ホルダ７を保持する円環状のツールストッカーとを備えているとともに、ツールチェンジャ１０によって工具ホルダ７をツールストッカーから取り出しおよび工具ホルダ７をツールストッカーに保持して収納することができる工具取出し収納位置１１が設定されている。そして、ツールストッカーを回転することで、必要な工具６が装着された工具ホルダ７が工具取出し収納位置１１に設定されるとともに、主軸８から取り外した工具ホルダ７を保持するツールストッカーの保持部が工具取出し収納位置１１に設定されるようになっている。
【００１７】
この工具保管手段９の保管される各種工具６は、ワーク３に孔を穿設するドリルやワーク３を切削する切削工具等の機械加工具、テーブル４に対してワーク３を固定あるいは取り外すためにクランプ装置５を作動するクランプ工具である。工具ホルダ７に着脱可能に装着される機械加工具には、ワーク３に孔あけ加工を行うドリルやワーク３に穿設された孔の内周面にねじ切り加工を行うタップ等のワーク３に機械加工を行う加工具１２（後述の図２および図３に図示）がある。
【００１８】
図２に示すように、この加工具１２は、主軸８の回転軸の軸線αに対して加工具１２の回転軸１８の軸線（本発明の斜交軸線に相当）βが所定傾斜角θで斜交するようにして工具ホルダ７に装着される。以下、工具６のうち加工具１２が装着された工具ホルダ７を加工具ホルダ７′という。したがって、この加工具ホルダ７′に装着された加工具１２は、ワーク３に斜め機械加工を行うようになっている。
【００１９】
図３に示すように、加工具ホルダ７′は、主軸８に着脱可能に装着されるアタッチメント１３と、主軸８に同軸にかつ２連にそれぞれ配設された第１および第２駆動側ベベルギヤ１４,１５と、加工具１２の回転軸１８に同軸にかつ２連に配設されて第１および第２駆動側ベベルギヤ１４,１５にそれぞれ噛合する第１および第２従動側ベベルギヤ１６,１７と、回転軸１８とを備えている。第１駆動側ベベルギヤ１４と第１従動側ベベルギヤ１６とで第１ベベルギヤ機構が構成され、第２駆動側ベベルギヤ１５と第２従動側ベベルギヤ１７とで第２ベベルギヤ機構が構成される。
【００２０】
アタッチメント１３は主軸８に、例えば一体回転可能にかつ着脱可能に装着できしかも主軸８の回転が伝達されるものであれば、従来公知のどのようなアタッチメントを用いることができる。したがって、アタッチメント１３の詳細な説明は省略する。第２駆動側ベベルギヤ１５は、アタッチメント１３からこのアタッチメント１３と同軸に延設される回転軸１９にこの回転軸１９と一体回転可能に取り付けられている。また、第１駆動側ベベルギヤ１４は第２駆動側ベベルギヤ１５にその筒状軸部１５ａに支持されかつこの第２駆動側ベベルギヤ１５と一体回転可能に、つまり回転軸１９と一体回転可能に取り付けられている。
【００２１】
第１駆動側ベベルギヤ１４と噛合する第１従動側ベベルギヤ１６は筒状軸部１６ａを有しており、この筒状軸部１６ａには、雄ねじ２０ａを有する雄ねじ部材２０が筒状軸部１６ａ内を延びるようにかつ第１従動側ベベルギヤ１６と一体回転可能に取り付けられている。また、第２駆動側ベベルギヤ１５と噛合する第２従動側ベベルギヤ１７は筒状に形成されており、その外周面の一部に形成された歯部分１７ａの内周面にスプライン溝１７ｂが形成されている。
【００２２】
回転軸１８は筒状の第２従動側ベベルギヤ１７を貫通して第１従動側ベベルギヤ１６の筒状軸部１６ａ内に進入している。回転軸１８の筒状軸部１６ａ内進入側部分は筒状部に形成されている。この回転軸１８の筒状部の内周面には、雄ねじ部材２０の雄ねじ２０ａと螺合する雌ねじ１８ａが形成されているとともに、筒状部の外周面には、第２従動側ベベルギヤ１７のスプライン溝１７ｂとスプライン嵌合するスプライン溝１８ｂが形成されている。このスプライン嵌合により、回転軸１８つまり雌ねじ１８ａは第２従動側ベベルギヤ１７にこの第２従動側ベベルギヤ１７と一体回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に支持されている。
【００２３】
回転軸１９、第１および第２従動側ベベルギヤ１６,１７は、いずれも加工具ホルダ７′のケース２１にそれぞれベアリング２２,２３,２４,２５,２６,２７,２８を介して回転可能に支持されている。そして、回転軸１８の筒状軸部１６ａ内進入側部分と反対側の端部がケース２１から外に突出しており、この回転軸１８の突出端に加工具１２が着脱可能に装着されている。
そして、アタッチメント１３、回転軸１９、第１および第２駆動側ベベルギヤ１４,１５がそれぞれ主軸８の回転軸の軸線α上に配設されている。また、第１および第２従動側ベベルギヤ１６,１７、回転軸１８、雄ねじ部材２０が、主軸８の回転軸の軸線αに対して所定傾斜角θで斜交する加工具１２の回転軸１８の軸線β上に配設されている。
【００２４】
第１駆動側ベベルギヤ１４と第１従動側ベベルギヤ１６との第１ギヤ比は、第１従動側ベベルギヤ１６の回転速度が第１駆動側ベベルギヤ１４の回転速度より低くなるように設定されている。また、第２駆動側ベベルギヤ１５と第２従動側ベベルギヤ１７との第２ギヤ比は、これらのベベルギヤ１５,１７の回転速度が同じになるように設定されている。すなわち、第１および第２ギヤ比は互いに異なるように設定され、このギヤ比の相違により、第１従動側ベベルギヤ１６の回転速度と第２従動側ベベルギヤ１７の回転速度とに回転速度差が生じる、つまり雄ねじ部材２０の回転速度と回転軸１８の回転速度とに回転速度差が生じるようにされている。
【００２５】
この回転速度差により、雄ねじ２０ａと雌ねじ１８とからなる回転運動を直進運動に変換するねじ運動変換機構が作動して、回転軸１８が第２従動側ベベルギヤ１７すなわちケース２１に対して軸方向に相対移動するようになっている。
そして、回転軸１８は、主軸８の正回転（つまり、加工具１２がワーク３を機械加工する方向の回転）時には回転しながらケース２１から伸び出す方向に回転軸１８の軸線βに沿って移動し、また、主軸８の逆回転時には回転しながらケース２１内に引き込まれる方向に回転軸１８の軸線βに沿って移動する。
【００２６】
すなわち、アタッチメント１３、回転軸１９、第２駆動側ベベルギヤ１５、第２従動側ベベルギヤ１７、および回転軸１８により、主軸８の回転を加工具１２に伝達する動力伝達機構が構成されている。また、アタッチメント１３、回転軸１９、第１および第２駆動側ベベルギヤ１４,１５、第１および第２従動側ベベルギヤ１６,１７、雄ねじ部材２０、および回転軸１８により、軸線βに沿う加工具１２の送りを行う送り機構が構成されている。すなわち、加工具ホルダ７′は、加工具１２への動力伝達機構と加工具１２の送り機構とを備えている。
【００２７】
なお、第１および第２ギヤ比は、いずれも前述の例に限定されることなく、第１および第２従動側ベベルギヤ１６,１７の回転速度差を生じ、かつ主軸８の正回転時にこの回転速度差により回転軸１８がケース２１から回転しながら伸び出して加工具１２の持つ機械加工機能を十分発揮できるようにしさえすれば、種々設定することができる。
【００２８】
この例のＭ／Ｃ１の作動について説明する。
図２に示すように、加工具１２によりワーク３に斜め機械加工を行う場合について説明する。
まず、ワーク３がＭ／Ｃ１のテーブル４上の所定位置に載置される。次に、ツールチェンジャ１０が作動し、ツールチェンジャ１０は工具保管手段９に保管されている、クランプ工具６が装着された工具ホルダ７を取り出して、主軸８に装着する。すると、主軸８および工具ホルダ７がＺ軸方向（図１において上下方向）に下降してクランプ工具６をクランプ装置５にあてがうとともに、主軸８が作動しその駆動力でクランプ工具６によりクランプ装置５を作動する。これにより、クランプ装置５はワーク３をテーブル４上の所定位置に固定（クランプ）する。
【００２９】
次に、主軸８および工具ホルダ７が上昇し、図１に示す元の位置に戻る。すると、ツールチェンジャ１０が作動し、ツールチェンジャ１０は主軸８に装着されている工具ホルダ７を外して、工具保管手段９のツールストッカーの、工具取出し収納位置１１に設定されている所定の保持部に保持させる。次いで、ツールストッカーが回動してワーク３に斜め機械加工を行うために必要な加工具ホルダ７′が工具取出し収納位置１１に設定される。すると、ツールチェンジャ１０が作動してツールストッカーからこの加工具ホルダ７′を取り出し、図２に示すようにそのアタッチメント１３を主軸８に装着する。
【００３０】
次に、主軸８および加工具ホルダ７′を下降して、加工具１２の刃先１２ａがワーク３の上面の機械加工開始位置に設定する。次いで、主軸８を正回転する。すると、主軸８の回転が前述の動力伝達機構により加工具１２に伝達され、加工具１２が回転する。また、主軸８の回転で第１および第２従動側ベベルギヤ１６,１７が回転すると、これらのベベルギヤ１６,１７に回転速度差が生じる。この回転速度差で前述の送り機構が作動することにより、加工具１２が回転しながら送り制御される。こうして、加工具１２はワーク３を主軸８の回転軸の軸線αに対して所定傾斜角θの斜め機械加工（例えば、加工具１２がドリルの場合には斜め孔あけ加工、あるいは、加工具１２がタップの場合には斜めねじ切り加工等）を行う。
【００３１】
加工具１２による斜め機械加工が終了すると、主軸８が逆回転される。この主軸８の逆回転で加工具１２が逆回転しながら回転軸１８の軸線βに沿って引き込み方向に移動し、加工具１２の刃先１２ａがワーク３内から脱出する。加工具１２が初期位置に戻ると、主軸８の回転が停止し、加工具１２によるワーク３の斜め機械加工工程が終了する。
【００３２】
すると、主軸８および加工具ホルダ７′が上昇し図１に示す元の位置に戻りかつそれらの回転が停止する。すると、前述と同様にツールチェンジャ１０が加工具ホルダ７′を主軸８から取り外して工具保管手段９のツールストッカーの所定の保持部に保持させた後、クランプ工具６が装着された工具ホルダ７を再び取り出して主軸８に装着する。次いで、主軸８および工具ホルダ７が下降して主軸８の駆動力でクランプ工具６によりクランプ装置５を作動する。これにより、クランプ装置５はワーク３のクランプを解除する。
【００３３】
この例のＭ／Ｃ１によれば、主軸８の回転入力のみで加工具１２の駆動と送り機構の駆動とが可能になる。そして、Ｍ／Ｃ１の主軸８の回転軸の軸線αと所定傾斜角θで斜交する回転軸１８の軸線β上に加工具１２の軸方向を設定し、工具ホルダ７′の動力伝達機構により主軸８の回転を加工具１２に伝達してこの加工具１２を回転するとともに、主軸８の回転で工具ホルダ７′の送り機構を介して加工具１２自体を直接その軸方向に送るようにしているので、主軸８の回転により、加工具１２でワーク３に主軸８の回転軸の軸線αに対して斜めの機械加工を行うことができる。その場合、主軸８の回転を制御するだけで加工具１２の送りを制御することができるので、従来のように斜め機械加工の際、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸を同期制御する必要がなく、加工具１２の送りを簡単に制御できる。しかも、加工具１２の送り制御のプログラムが簡単になり、従来のような複雑なプログラムは不要となるので、ソフト上のコストを低減することができるようになる。更には、電子制御装置のプログラム制御を用いることなく、Ｍ／Ｃ１の機械要素だけで、安定した加工具１２の駆動と送りを実現することができる。
【００３４】
また、このように加工具１２のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸方向の送り制御が必要でないことから、加工具１２の送り機構も簡単になる。したがって、送り機構として、従来のように加工具１２を３軸方向に動かす複雑かつ高価な装置としなくてもよい。これにより、ハード上のコストも低減することができるようになる。
更に、第１駆動側ベベルギヤ１４と第１従動側ベベルギヤ１６、および第２駆動側ベベルギヤ１５と第２従動側ベベルギヤ１７の二連のベベルギヤ機構を用いているので、送り設定をきめ細かく行うことができるようになる。
【００３５】
なお、前述の例のＭ／Ｃ１では、主軸８の回転軸の軸線αと加工具１２の回転軸１８の軸線βとが所定傾斜角θで斜交することにより、加工具１２がワーク３に斜め機械加工を行うものとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、加工具１２の回転軸１８の軸線βが主軸８の回転軸の軸線αと同軸に設定されるようにすることもでき、また、加工具１２の回転軸１８の軸線βが主軸８の回転軸の軸線αと平行に設定されるようにすることもできる。これらの場合には、ベベルギヤに代えて平歯車等の他のギヤを用いることで、加工具１２はワーク３に対して主軸８の軸方向に機械加工を行う。
【００３８】
更に、前述の例では、主軸８の回転軸の軸線αと加工具１２の回転軸１８の軸線βとのなす傾斜角θが一定であるため、主軸８に対して常に傾斜角θの一定の斜め方向の機械加工しか行うことができない。そこで、例えば装置本体２と主軸８との間に主軸８の傾斜角調節設定手段を設けて、主軸８をこの主軸８の通常時の回転軸の軸線αに対して任意の傾斜角に設定できるようにすること、あるいは、テーブル４と装置本体２との間に傾斜角調節設定手段を設けて、テーブル４を装置本体２に任意の傾斜角で傾斜するように設定することにより、ワーク３に所定傾斜角θ以外の任意の傾斜角の斜め機械加工を行うことが可能となる。更に、所定傾斜角θの異なる種々の工具ホルダ７を用意することで、ワーク３に所望の傾斜角の斜め機械加工を行う場合に柔軟に対応することができる。
【００３９】
更に、前述の例では、本発明の機械加工機をＭ／Ｃに適用して説明しているが、本発明の機械加工機は、他の汎用機あるいは専用機に適用することができる。特に、工具を交換可能な汎用機であって、工具交換を行うツールチェンジャを備えるＭ／Ｃが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる機械加工機の実施の形態のＭ／Ｃに適用した一例を模式的にかつ部分的に示す斜視図である。
【図２】 図１に示すＭ／Ｃに斜め機械加工を行うための加工具ホルダが主軸に装着された状態を示す図である。
【図３】 図２に示す例の加工具ホルダの断面図である。
【符号の説明】
１…マシニングセンタ（Ｍ／Ｃ）、２…装置本体、３…ワーク、４…テーブル、６…工具、７…工具ホルダ、７′…加工具ホルダ、８…主軸、１０…ツールチェンジャ、１２…加工具、１２ａ…加工具１２の刃先、１３…アタッチメント、１４…第１駆動側ベベルギヤ、１５…第２駆動側ベベルギヤ、１６…第１従動側ベベルギヤ、１７…第２従動側ベベルギヤ、１７ａ…歯部分、１７ｂ…スプライン溝、１８…回転軸、１８ａ…雌ねじ、１８ｂ…スプライン溝、１９…回転軸、２０…雄ねじ部材、２０ａ…雄ねじ、２１…ケース、α…主軸８の回転軸の軸線、β…加工具１２の回転軸１８の軸線
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを機械加工するマシニングセンタ（以下、Ｍ／Ｃともいう）等の機械加工機の技術分野に属し、特に、主軸に交換可能に取り付けられる加工具ホルダを備える機械加工機の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機（以下、Ａ／Ｔともいう）の構成部品であるワークに対して、Ｍ／Ｃ等の機械加工機により種々の機械加工が行われている。これらの機械加工のなかには、機械加工機の主軸に対して斜交する方向に行われる機械加工がある。
このような主軸に対して斜めに機械加工を行う機械加工機として、加工具を用いてワークに斜め孔を加工するＮＣ加工装置が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に開示されたＮＣ加工装置は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸（主軸）方向の送り機構により、加工具をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸（主軸）方向に送り制御しながら、ワークに主軸と斜交する孔を加工している。
【特許文献１】
特開２００１−１３８１７６号公報。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献１に開示のＮＣ加工装置では、ワークに斜め孔を加工する際、加工具をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸（主軸）の３軸方向に送り制御しなければならない。このため、加工具の送り制御が複雑でかつ面倒になっているばかりでなく、加工具の送り制御のために種々多くのプログラムが必要となるので、プログラムのコストが高いものとなっている。
しかも、このような２軸（Ｘ軸,Ｙ軸）方向に動くテーブルと主軸（Ｚ軸）との３軸方向の動きが必要となるため、加工具の送り機構も複雑となっている。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、加工具によりワークに機械加工を行う際に、加工具の送り制御をより簡単に行うことができるとともに、加工具の送り機構もより簡単にできる機械加工機を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明の機械加工機は、回転可能に設けられる主軸と、ワークを載置固定するテーブルと、前記ワークを機械加工する加工具と、前記主軸に装着されるとともに前記加工具が装着される加工具保持装置とを少なくとも備えている機械加工機において、前記加工具保持装置が、前記主軸の回転を前記加工具に伝達する動力伝達機構と、前記加工具をその回転軸の軸線方向に送る送り機構とを備えており、
前記加工具の回転軸が主軸の回転軸に対して斜交する斜交軸線上に設けられており、
前記送り機構は、２連のベベルギヤ機構と、該ベベルギヤ機構の回転運動を前記加工具の軸線方向の直進運動に変換する運動変換機構とを備え、前記２連のベベルギヤ機構が、前記主軸によって駆動される第１駆動側ベベルギヤおよび前記第１駆動側ベベルギヤによって第１設定回転数比で駆動される第１従動側ベベルギヤからなる第１ベベルギヤ機構と、前記主軸によって駆動される第２駆動側ベベルギヤおよび第２駆動側ベベルギヤによって、前記第１設定回転数比と異なる第２設定回転数比で駆動される第２従動側ベベルギヤからなる第２ベベルギヤ機構とからなり、前記運動変換機構が、前記第１従動側ベベルギヤと前記第２従動側ベベルギヤとの回転数差により、前記第１および第２従動側ベベルギヤの回転運動を前記加工具の直進運動に変換する機構であることを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２の発明の機械加工機は、回転可能に設けられる主軸と、ワークを載置固定するテーブルと、前記ワークを機械加工する複数種の加工具と、前記主軸に装着されるとともに前記加工具の１つが着脱可能に装着される加工具保持装置とを少なくとも備え、前記ワークに対して複数種の機械加工を行うことが可能なマシニングセンタとして構成されている機械加工機において、前記加工具保持装置が、前記主軸の回転を前記加工具に伝達する動力伝達機構と、前記加工具をその回転軸の軸線方向に送る送り機構とを備えており、前記加工具の回転軸が主軸の回転軸に対して斜交する斜交軸線上に設けられており、前記送り機構が、２連のベベルギヤ機構と、該ベベルギヤ機構の回転運動を前記加工具の軸線方向の直進運動に変換する運動変換機構とを備え、前記２連のベベルギヤ機構が、前記主軸によって駆動される第１駆動側ベベルギヤおよび前記第１駆動側ベベルギヤによって第１設定回転数比で駆動される第１従動側ベベルギヤからなる第１ベベルギヤ機構と、前記主軸によって駆動される第２駆動側ベベルギヤおよび第２駆動側ベベルギヤによって、前記第１設定回転数比と異なる第２設定回転数比で駆動される第２従動側ベベルギヤからなる第２ベベルギヤ機構とからなり、前記運動変換機構が、前記第１従動側ベベルギヤと前記第２従動側ベベルギヤとの回転数差により、前記第１および第２従動側ベベルギヤの回転運動を前記加工具の直進運動に変換する機構であることを特徴としている。
【００１０】
更に、請求項３の発明は、前記運動変換機構が、前記加工具の回転軸に同軸に配設された雄ねじと該雄ねじに螺合する雌ねじとを有するねじ運動変換機構からなり、前記第１駆動側ベベルギヤおよび前記第２駆動側ベベルギヤが、いずれも前記主軸に同軸にかつ一体回転可能に連結され、前記第１従動側ベベルギヤおよび前記第２従動側ベベルギヤが、いずれも前記前記加工具の回転軸に同軸に配設され、前記雄ねじおよび前記雌ねじのいずれか一方が前記第１従動側ベベルギヤに一体回転可能に設けられているとともに、前記雄ねじおよび前記雌ねじのいずれか他方が前記第２従動側ベベルギヤに一体回転可能に設けられており、前記雄ねじまたは前記雌ねじが前記加工具の回転軸に一体回転可能に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の作用および効果】
このように構成された請求項１ないし３の発明の機械加工機によれば、加工具保持装置が、主軸の回転を加工具に伝達する動力伝達機構と、加工具をその回転軸の軸線方向に送る送り機構とを備えているので、加工具を主軸（Ｚ軸）方向とＸ軸およびＹ軸のいずれか１軸方向とに送り制御を行うだけでよく、ワークの機械加工の際、加工具自体を直接機械加工方向に送り制御することができる。
したがって、特に斜め機械加工の際、従来のようにＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸を同期制御する必要がなく、加工具の送りを簡単に制御できる。しかも、これにより加工具の送り制御のプログラムが簡単になり、従来のような複雑なプログラムは不要となるので、ソフト上のコストを低減することができるようになる。
【００１２】
また、このように加工具のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸方向の送り制御が必要でないことから、加工具の送り機構も簡単になる。したがって、送り機構として、従来のように加工具を３軸方向に動かす複雑かつ高価な装置としなくてもよい。これにより、ハード上のコストも低減することができるようになる。
【００１３】
更に、主軸の回転入力のみで加工具の駆動と送り機構の駆動とが可能になる。その場合、２連の第１および第２ベベルギヤ機構を用いており、これらの第１および第２ベベルギヤ機構の各回転数比を適宜設定することで、第１従動側ベベルギヤと第２従動側ベベルギヤとの回転数差をきめ細かく設定することが可能となる。これにより、電子制御装置等を用いることなく機械加工機の機械要素だけで、加工具の回転数と、前述の回転数差による加工具のきめ細かな送りとを実現することができる。
【００１４】
特に、請求項３の発明によれば、運動変換機構をねじ運動変換機構で構成しているので、ねじ運動変換機構のねじ部のピッチを適宜設定することで、加工具の送りを最適に設定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明にかかる機械加工機の実施の形態の一例を模式的に示す図、図２はこの例の機械加工機に用いられている加工具ホルダの断面図である。
図１に示すように、この例の機械加工機はＭ／Ｃ１であり、このＭ／Ｃ１は、装置本体２と、ワーク３を支持固定するテーブル４と、このテーブル４にワーク３を固定するクランプ装置５と、種々の工具（ツール）６がそれぞれ着脱可能に装着された工具ホルダ（本発明の加工具保持装置に相当）７と、これらの工具ホルダ７が着脱可能に装着されかつ工具６に回転を伝達してその工具６の持つ機能により作業を実施する主軸８と、各工具ホルダ７を保管する工具保管手段９と、主軸８に装着された工具ホルダ７を自動的に取り外して工具保管手段９に保管するとともに工具保管手段９の保管されている工具ホルダ７の中からこれから実施しようとする作業に必要な工具６が装着されている工具ホルダ７を取り出して主軸８に自動的に装着するオートツールチェンジャ１０とを備えている。なお、３０は、Ｍ／Ｃ１の操作盤である。
【００１６】
工具保管手段９は、例えば工具ホルダ７を保持する円環状のツールストッカーとを備えているとともに、ツールチェンジャ１０によって工具ホルダ７をツールストッカーから取り出しおよび工具ホルダ７をツールストッカーに保持して収納することができる工具取出し収納位置１１が設定されている。そして、ツールストッカーを回転することで、必要な工具６が装着された工具ホルダ７が工具取出し収納位置１１に設定されるとともに、主軸８から取り外した工具ホルダ７を保持するツールストッカーの保持部が工具取出し収納位置１１に設定されるようになっている。
【００１７】
この工具保管手段９の保管される各種工具６は、ワーク３に孔を穿設するドリルやワーク３を切削する切削工具等の機械加工具、テーブル４に対してワーク３を固定あるいは取り外すためにクランプ装置５を作動するクランプ工具である。工具ホルダ７に着脱可能に装着される機械加工具には、ワーク３に孔あけ加工を行うドリルやワーク３に穿設された孔の内周面にねじ切り加工を行うタップ等のワーク３に機械加工を行う加工具１２（後述の図２および図３に図示）がある。
【００１８】
図２に示すように、この加工具１２は、主軸８の回転軸の軸線αに対して加工具１２の回転軸１８の軸線（本発明の斜交軸線に相当）βが所定傾斜角θで斜交するようにして工具ホルダ７に装着される。以下、工具６のうち加工具１２が装着された工具ホルダ７を加工具ホルダ７′という。したがって、この加工具ホルダ７′に装着された加工具１２は、ワーク３に斜め機械加工を行うようになっている。
【００１９】
図３に示すように、加工具ホルダ７′は、主軸８に着脱可能に装着されるアタッチメント１３と、主軸８に同軸にかつ２連にそれぞれ配設された第１および第２駆動側ベベルギヤ１４,１５と、加工具１２の回転軸１８に同軸にかつ２連に配設されて第１および第２駆動側ベベルギヤ１４,１５にそれぞれ噛合する第１および第２従動側ベベルギヤ１６,１７と、回転軸１８とを備えている。第１駆動側ベベルギヤ１４と第１従動側ベベルギヤ１６とで第１ベベルギヤ機構が構成され、第２駆動側ベベルギヤ１５と第２従動側ベベルギヤ１７とで第２ベベルギヤ機構が構成される。
【００２０】
アタッチメント１３は主軸８に、例えば一体回転可能にかつ着脱可能に装着できしかも主軸８の回転が伝達されるものであれば、従来公知のどのようなアタッチメントを用いることができる。したがって、アタッチメント１３の詳細な説明は省略する。第２駆動側ベベルギヤ１５は、アタッチメント１３からこのアタッチメント１３と同軸に延設される回転軸１９にこの回転軸１９と一体回転可能に取り付けられている。また、第１駆動側ベベルギヤ１４は第２駆動側ベベルギヤ１５にその筒状軸部１５ａに支持されかつこの第２駆動側ベベルギヤ１５と一体回転可能に、つまり回転軸１９と一体回転可能に取り付けられている。
【００２１】
第１駆動側ベベルギヤ１４と噛合する第１従動側ベベルギヤ１６は筒状軸部１６ａを有しており、この筒状軸部１６ａには、雄ねじ２０ａを有する雄ねじ部材２０が筒状軸部１６ａ内を延びるようにかつ第１従動側ベベルギヤ１６と一体回転可能に取り付けられている。また、第２駆動側ベベルギヤ１５と噛合する第２従動側ベベルギヤ１７は筒状に形成されており、その外周面の一部に形成された歯部分１７ａの内周面にスプライン溝１７ｂが形成されている。
【００２２】
回転軸１８は筒状の第２従動側ベベルギヤ１７を貫通して第１従動側ベベルギヤ１６の筒状軸部１６ａ内に進入している。回転軸１８の筒状軸部１６ａ内進入側部分は筒状部に形成されている。この回転軸１８の筒状部の内周面には、雄ねじ部材２０の雄ねじ２０ａと螺合する雌ねじ１８ａが形成されているとともに、筒状部の外周面には、第２従動側ベベルギヤ１７のスプライン溝１７ｂとスプライン嵌合するスプライン溝１８ｂが形成されている。このスプライン嵌合により、回転軸１８つまり雌ねじ１８ａは第２従動側ベベルギヤ１７にこの第２従動側ベベルギヤ１７と一体回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に支持されている。
【００２３】
回転軸１９、第１および第２従動側ベベルギヤ１６,１７は、いずれも加工具ホルダ７′のケース２１にそれぞれベアリング２２,２３,２４,２５,２６,２７,２８を介して回転可能に支持されている。そして、回転軸１８の筒状軸部１６ａ内進入側部分と反対側の端部がケース２１から外に突出しており、この回転軸１８の突出端に加工具１２が着脱可能に装着されている。
そして、アタッチメント１３、回転軸１９、第１および第２駆動側ベベルギヤ１４,１５がそれぞれ主軸８の回転軸の軸線α上に配設されている。また、第１および第２従動側ベベルギヤ１６,１７、回転軸１８、雄ねじ部材２０が、主軸８の回転軸の軸線αに対して所定傾斜角θで斜交する加工具１２の回転軸１８の軸線β上に配設されている。
【００２４】
第１駆動側ベベルギヤ１４と第１従動側ベベルギヤ１６との第１ギヤ比は、第１従動側ベベルギヤ１６の回転速度が第１駆動側ベベルギヤ１４の回転速度より低くなるように設定されている。また、第２駆動側ベベルギヤ１５と第２従動側ベベルギヤ１７との第２ギヤ比は、これらのベベルギヤ１５,１７の回転速度が同じになるように設定されている。すなわち、第１および第２ギヤ比は互いに異なるように設定され、このギヤ比の相違により、第１従動側ベベルギヤ１６の回転速度と第２従動側ベベルギヤ１７の回転速度とに回転速度差が生じる、つまり雄ねじ部材２０の回転速度と回転軸１８の回転速度とに回転速度差が生じるようにされている。
【００２５】
この回転速度差により、雄ねじ２０ａと雌ねじ１８とからなる回転運動を直進運動に変換するねじ運動変換機構が作動して、回転軸１８が第２従動側ベベルギヤ１７すなわちケース２１に対して軸方向に相対移動するようになっている。
そして、回転軸１８は、主軸８の正回転（つまり、加工具１２がワーク３を機械加工する方向の回転）時には回転しながらケース２１から伸び出す方向に回転軸１８の軸線βに沿って移動し、また、主軸８の逆回転時には回転しながらケース２１内に引き込まれる方向に回転軸１８の軸線βに沿って移動する。
【００２６】
すなわち、アタッチメント１３、回転軸１９、第２駆動側ベベルギヤ１５、第２従動側ベベルギヤ１７、および回転軸１８により、主軸８の回転を加工具１２に伝達する動力伝達機構が構成されている。また、アタッチメント１３、回転軸１９、第１および第２駆動側ベベルギヤ１４,１５、第１および第２従動側ベベルギヤ１６,１７、雄ねじ部材２０、および回転軸１８により、軸線βに沿う加工具１２の送りを行う送り機構が構成されている。すなわち、加工具ホルダ７′は、加工具１２への動力伝達機構と加工具１２の送り機構とを備えている。
【００２７】
なお、第１および第２ギヤ比は、いずれも前述の例に限定されることなく、第１および第２従動側ベベルギヤ１６,１７の回転速度差を生じ、かつ主軸８の正回転時にこの回転速度差により回転軸１８がケース２１から回転しながら伸び出して加工具１２の持つ機械加工機能を十分発揮できるようにしさえすれば、種々設定することができる。
【００２８】
この例のＭ／Ｃ１の作動について説明する。
図２に示すように、加工具１２によりワーク３に斜め機械加工を行う場合について説明する。
まず、ワーク３がＭ／Ｃ１のテーブル４上の所定位置に載置される。次に、ツールチェンジャ１０が作動し、ツールチェンジャ１０は工具保管手段９に保管されている、クランプ工具６が装着された工具ホルダ７を取り出して、主軸８に装着する。すると、主軸８および工具ホルダ７がＺ軸方向（図１において上下方向）に下降してクランプ工具６をクランプ装置５にあてがうとともに、主軸８が作動しその駆動力でクランプ工具６によりクランプ装置５を作動する。これにより、クランプ装置５はワーク３をテーブル４上の所定位置に固定（クランプ）する。
【００２９】
次に、主軸８および工具ホルダ７が上昇し、図１に示す元の位置に戻る。すると、ツールチェンジャ１０が作動し、ツールチェンジャ１０は主軸８に装着されている工具ホルダ７を外して、工具保管手段９のツールストッカーの、工具取出し収納位置１１に設定されている所定の保持部に保持させる。次いで、ツールストッカーが回動してワーク３に斜め機械加工を行うために必要な加工具ホルダ７′が工具取出し収納位置１１に設定される。すると、ツールチェンジャ１０が作動してツールストッカーからこの加工具ホルダ７′を取り出し、図２に示すようにそのアタッチメント１３を主軸８に装着する。
【００３０】
次に、主軸８および加工具ホルダ７′を下降して、加工具１２の刃先１２ａがワーク３の上面の機械加工開始位置に設定する。次いで、主軸８を正回転する。すると、主軸８の回転が前述の動力伝達機構により加工具１２に伝達され、加工具１２が回転する。また、主軸８の回転で第１および第２従動側ベベルギヤ１６,１７が回転すると、これらのベベルギヤ１６,１７に回転速度差が生じる。この回転速度差で前述の送り機構が作動することにより、加工具１２が回転しながら送り制御される。こうして、加工具１２はワーク３を主軸８の回転軸の軸線αに対して所定傾斜角θの斜め機械加工（例えば、加工具１２がドリルの場合には斜め孔あけ加工、あるいは、加工具１２がタップの場合には斜めねじ切り加工等）を行う。
【００３１】
加工具１２による斜め機械加工が終了すると、主軸８が逆回転される。この主軸８の逆回転で加工具１２が逆回転しながら回転軸１８の軸線βに沿って引き込み方向に移動し、加工具１２の刃先１２ａがワーク３内から脱出する。加工具１２が初期位置に戻ると、主軸８の回転が停止し、加工具１２によるワーク３の斜め機械加工工程が終了する。
【００３２】
すると、主軸８および加工具ホルダ７′が上昇し図１に示す元の位置に戻りかつそれらの回転が停止する。すると、前述と同様にツールチェンジャ１０が加工具ホルダ７′を主軸８から取り外して工具保管手段９のツールストッカーの所定の保持部に保持させた後、クランプ工具６が装着された工具ホルダ７を再び取り出して主軸８に装着する。次いで、主軸８および工具ホルダ７が下降して主軸８の駆動力でクランプ工具６によりクランプ装置５を作動する。これにより、クランプ装置５はワーク３のクランプを解除する。
【００３３】
この例のＭ／Ｃ１によれば、主軸８の回転入力のみで加工具１２の駆動と送り機構の駆動とが可能になる。そして、Ｍ／Ｃ１の主軸８の回転軸の軸線αと所定傾斜角θで斜交する回転軸１８の軸線β上に加工具１２の軸方向を設定し、工具ホルダ７′の動力伝達機構により主軸８の回転を加工具１２に伝達してこの加工具１２を回転するとともに、主軸８の回転で工具ホルダ７′の送り機構を介して加工具１２自体を直接その軸方向に送るようにしているので、主軸８の回転により、加工具１２でワーク３に主軸８の回転軸の軸線αに対して斜めの機械加工を行うことができる。その場合、主軸８の回転を制御するだけで加工具１２の送りを制御することができるので、従来のように斜め機械加工の際、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸を同期制御する必要がなく、加工具１２の送りを簡単に制御できる。しかも、加工具１２の送り制御のプログラムが簡単になり、従来のような複雑なプログラムは不要となるので、ソフト上のコストを低減することができるようになる。更には、電子制御装置のプログラム制御を用いることなく、Ｍ／Ｃ１の機械要素だけで、安定した加工具１２の駆動と送りを実現することができる。
【００３４】
また、このように加工具１２のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸方向の送り制御が必要でないことから、加工具１２の送り機構も簡単になる。したがって、送り機構として、従来のように加工具１２を３軸方向に動かす複雑かつ高価な装置としなくてもよい。これにより、ハード上のコストも低減することができるようになる。
更に、第１駆動側ベベルギヤ１４と第１従動側ベベルギヤ１６、および第２駆動側ベベルギヤ１５と第２従動側ベベルギヤ１７の二連のベベルギヤ機構を用いているので、送り設定をきめ細かく行うことができるようになる。
【００３５】
なお、前述の例のＭ／Ｃ１では、主軸８の回転軸の軸線αと加工具１２の回転軸１８の軸線βとが所定傾斜角θで斜交することにより、加工具１２がワーク３に斜め機械加工を行うものとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、加工具１２の回転軸１８の軸線βが主軸８の回転軸の軸線αと同軸に設定されるようにすることもでき、また、加工具１２の回転軸１８の軸線βが主軸８の回転軸の軸線αと平行に設定されるようにすることもできる。これらの場合には、ベベルギヤに代えて平歯車等の他のギヤを用いることで、加工具１２はワーク３に対して主軸８の軸方向に機械加工を行う。
【００３８】
更に、前述の例では、主軸８の回転軸の軸線αと加工具１２の回転軸１８の軸線βとのなす傾斜角θが一定であるため、主軸８に対して常に傾斜角θの一定の斜め方向の機械加工しか行うことができない。そこで、例えば装置本体２と主軸８との間に主軸８の傾斜角調節設定手段を設けて、主軸８をこの主軸８の通常時の回転軸の軸線αに対して任意の傾斜角に設定できるようにすること、あるいは、テーブル４と装置本体２との間に傾斜角調節設定手段を設けて、テーブル４を装置本体２に任意の傾斜角で傾斜するように設定することにより、ワーク３に所定傾斜角θ以外の任意の傾斜角の斜め機械加工を行うことが可能となる。更に、所定傾斜角θの異なる種々の工具ホルダ７を用意することで、ワーク３に所望の傾斜角の斜め機械加工を行う場合に柔軟に対応することができる。
【００３９】
更に、前述の例では、本発明の機械加工機をＭ／Ｃに適用して説明しているが、本発明の機械加工機は、他の汎用機あるいは専用機に適用することができる。特に、工具を交換可能な汎用機であって、工具交換を行うツールチェンジャを備えるＭ／Ｃが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる機械加工機の実施の形態のＭ／Ｃに適用した一例を模式的にかつ部分的に示す斜視図である。
【図２】 図１に示すＭ／Ｃに斜め機械加工を行うための加工具ホルダが主軸に装着された状態を示す図である。
【図３】 図２に示す例の加工具ホルダの断面図である。
【符号の説明】
１…マシニングセンタ（Ｍ／Ｃ）、２…装置本体、３…ワーク、４…テーブル、６…工具、７…工具ホルダ、７′…加工具ホルダ、８…主軸、１０…ツールチェンジャ、１２…加工具、１２ａ…加工具１２の刃先、１３…アタッチメント、１４…第１駆動側ベベルギヤ、１５…第２駆動側ベベルギヤ、１６…第１従動側ベベルギヤ、１７…第２従動側ベベルギヤ、１７ａ…歯部分、１７ｂ…スプライン溝、１８…回転軸、１８ａ…雌ねじ、１８ｂ…スプライン溝、１９…回転軸、２０…雄ねじ部材、２０ａ…雄ねじ、２１…ケース、α…主軸８の回転軸の軸線、β…加工具１２の回転軸１８の軸線
Claims (3)
- 回転可能に設けられる主軸と、ワークを載置固定するテーブルと、前記ワークを機械加工する加工具と、前記主軸に装着されるとともに前記加工具が装着される加工具保持装置とを少なくとも備えている機械加工機において、
前記加工具保持装置は、前記主軸の回転を前記加工具に伝達する動力伝達機構と、前記加工具をその回転軸の軸線方向に送る送り機構とを備えており、
前記加工具の回転軸が主軸の回転軸に対して斜交する斜交軸線上に設けられており、
前記送り機構は、２連のベベルギヤ機構と、該ベベルギヤ機構の回転運動を前記加工具の軸線方向の直進運動に変換する運動変換機構とを備え、
前記２連のベベルギヤ機構は、前記主軸によって駆動される第１駆動側ベベルギヤおよび前記第１駆動側ベベルギヤによって第１設定回転数比で駆動される第１従動側ベベルギヤからなる第１ベベルギヤ機構と、前記主軸によって駆動される第２駆動側ベベルギヤおよび第２駆動側ベベルギヤによって、前記第１設定回転数比と異なる第２設定回転数比で駆動される第２従動側ベベルギヤからなる第２ベベルギヤ機構とからなり、
前記運動変換機構は、前記第１従動側ベベルギヤと前記第２従動側ベベルギヤとの回転数差により、前記第１および第２従動側ベベルギヤの回転運動を前記加工具の直進運動に変換する機構であることを特徴とする機械加工機。 - 回転可能に設けられる主軸と、ワークを載置固定するテーブルと、前記ワークを機械加工する複数種の加工具と、前記主軸に装着されるとともに前記加工具の１つが着脱可能に装着される加工具保持装置とを少なくとも備え、前記ワークに対して複数種の機械加工を行うことが可能なマシニングセンタとして構成されている機械加工機において、
前記加工具保持装置は、前記主軸の回転を前記加工具に伝達する動力伝達機構と、前記加工具をその回転軸の軸線方向に送る送り機構とを備えており、
前記加工具の回転軸が主軸の回転軸に対して斜交する斜交軸線上に設けられており、
前記送り機構は、２連のベベルギヤ機構と、該ベベルギヤ機構の回転運動を前記加工具の軸線方向の直進運動に変換する運動変換機構とを備え、
前記２連のベベルギヤ機構は、前記主軸によって駆動される第１駆動側ベベルギヤおよび前記第１駆動側ベベルギヤによって第１設定回転数比で駆動される第１従動側ベベルギヤからなる第１ベベルギヤ機構と、前記主軸によって駆動される第２駆動側ベベルギヤおよび第２駆動側ベベルギヤによって、前記第１設定回転数比と異なる第２設定回転数比で駆動される第２従動側ベベルギヤからなる第２ベベルギヤ機構とからなり、
前記運動変換機構は、前記第１従動側ベベルギヤと前記第２従動側ベベルギヤとの回転数差により、前記第１および第２従動側ベベルギヤの回転運動を前記加工具の直進運動に変換する機構であることを特徴とする機械加工機。 - 前記運動変換機構は、前記加工具の回転軸に同軸に配設された雄ねじと該雄ねじに螺合する雌ねじとを有するねじ運動変換機構からなり、
前記第１駆動側ベベルギヤおよび前記第２駆動側ベベルギヤは、いずれも前記主軸に同軸にかつ一体回転可能に連結され、
前記第１従動側ベベルギヤおよび前記第２従動側ベベルギヤは、いずれも前記加工具の回転軸に同軸に配設され、
前記雄ねじおよび前記雌ねじのいずれか一方が前記第１従動側ベベルギヤに一体回転可能に設けられているとともに、前記雄ねじおよび前記雌ねじのいずれか他方が前記第２従動側ベベルギヤに一体回転可能に設けられており、
前記雄ねじまたは前記雌ねじが前記加工具の回転軸に一体回転可能に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の機械加工機。
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