JP5008149B2 - タレット用工具回転駆動装置 - Google Patents

Description

この発明はタレット用工具回転駆動装置に関し、工具ホルダーを選択的に回転位置決めするとともに工具自体を回転させる際に使用されるものである。

従来のタレットは、本体フレームに対して旋回フレームを回転させることによって、その旋回フレームに設置された工具ホルダーをワークに対して選択的に位置決めし、その後、前記工具ホルダーに設置された工具を回転させることによってワークを加工していた。

特開２００７−２１００４２号公報

しかしながら、かかる従来のタレットにあっては、旋回フレームを回転させるためのモーターと工具を回転させるモーターとを別々に設置していたため、装置自体をコンパクトにしにくい結果取扱いがしにくいともに部品点数が多くなる結果生産コストが高額化しやすいという不都合を有した。

この発明の課題はこれらの不都合を解消することである。

この発明に係るタレット用工具回転駆動装置においては、本体フレームとこの本体フレームに収容された主軸モーターと前記本体フレームから突出し前記主軸モーターによって回動する駆動軸と、この駆動軸に軸心を同一にして設置された原動かさ歯車および位置決めピニオンギヤと、前記本体フレームの外壁面に回動可能に設置され、その回転中心が前記駆動軸から偏心している旋回フレームと、この旋回フレームに設置され、前記位置決めピニオンギヤに歯合可能なインターナルギヤと、前記旋回フレームの外周面に放射状に突設された工具ホルダーと、この工具ホルダーの軸心に回転可能に設置された作動軸と、この作動軸の内端に設置され、前記原動かさ歯車に歯合可能な従動かさ歯車とを有し、前記駆動軸を軸方向に沿って進退させることによって、選択的に、前記位置決めピニオンギヤを前記インターナルギヤに歯合させたり、前記原動かさ歯車を前記従動かさ歯車に歯合させたりするタレット用工具回転駆動装置において、前記原動かさ歯車と位置決めピニオンギヤは前記駆動軸における前記本体フレーム側から前記作動軸よりも先端側に配置されているとともに前記インターナルギヤは前記旋回フレームにおける前記本体フレームから前記作動軸よりも外側に配置されているようにしたものである。

なお、この場合、前記主軸モーターを前記駆動軸に沿って進退させることにより、前記駆動軸を軸方向に沿って進退させることもできる。

この発明に係るタレット用工具回転駆動装置は上記のように構成されているため、即ち、本体フレームとこの本体フレームに収容された主軸モーターと前記本体フレームから突出し前記主軸モーターによって回動する駆動軸と、この駆動軸に軸心を同一にして設置された原動かさ歯車および位置決めピニオンギヤと、前記本体フレームの外壁面に回動可能に設置され、その回転中心が前記駆動軸から偏心している旋回フレームと、この旋回フレームに設置され、前記位置決めピニオンギヤに歯合可能なインターナルギヤと、前記旋回フレームの外周面に放射状に突設された工具ホルダーと、この工具ホルダーの軸心に回転可能に設置された作動軸と、この作動軸の内端に設置され、前記原動かさ歯車に歯合可能な従動かさ歯車とを有し、前記駆動軸を軸方向に沿って進退させることによって、選択的に、前記位置決めピニオンギヤを前記インターナルギヤに歯合させたり、前記原動かさ歯車を前記従動かさ歯車に歯合させたりするタレット用工具回転駆動装置において、前記原動かさ歯車と位置決めピニオンギヤは前記駆動軸における前記本体フレーム側から前記作動軸よりも先端側に配置されているとともに前記インターナルギヤは前記旋回フレームにおける前記本体フレームから前記作動軸よりも外側に配置したため、前記駆動軸を進退させることによって前記位置決めピニオンギヤを前記インターナルギヤに歯合させた状態で、前記駆動軸を前記主軸モーターによって回点させれば、前記前記インターナルギヤが回転することによって前記旋回フレームが回転し、ワークに対して前記工具ホルダーを選択的に位置決めすることができ、又、前記駆動軸を進退させることによって前記原動かさ歯車を前記従動かさ歯車に歯合させた状態で、前記駆動軸を前記主軸モーターによって回転させれば、前記従動かさ歯車が回転することによって前記工具ホルダーの作動軸が回転し、工具によってワークを加工することができる。

よって、このタレット用工具回転駆動装置を使用すれば、一つのモーターによって、旋回フレームを回転させ、ワークに対して工具ホルダーを選択的に位置決めすることができるとともに前記工具ホルダーの工具を回転させてワークを加工することができるため、従来に比し、装置自体をコンパクトにできる結果取り扱いがしやすく、且つ、部品点数が少なくなる結果生産コストの高額化を押さえることができるとともに故障も少なく維持管理もしやすいものである。

なお、この場合、前記主軸モーターを前記駆動軸に沿って進退させることにより、前記駆動軸を軸方向に沿って進退させるようにすれば、前記主軸モーターの回転軸に前記駆動軸を固定した状態で、前記駆動軸を進退させることができるため、前記駆動軸の回転にガタが発生しにくく、安定した回転を得ることができるものである。

この発明に係るタレット用工具回転駆動装置は、本体フレームとこの本体フレームに収容された主軸モーターと前記本体フレームから突出し前記主軸モーターによって回動する駆動軸と、この駆動軸に軸心を同一にして設置された原動かさ歯車および位置決めピニオンギヤと、前記本体フレームの外壁面に回動可能に設置され、その回転中心が前記駆動軸から偏心している旋回フレームと、この旋回フレームに設置され、前記位置決めピニオンギヤに歯合可能なインターナルギヤと、前記旋回フレームの外周面に放射状に突設された工具ホルダーと、この工具ホルダーの軸心に回転可能に設置された作動軸と、この作動軸の内端に設置され、前記原動かさ歯車に歯合可能な従動かさ歯車とを備えている。前記駆動軸の先端部に記原動かさ歯車が設置され、その更に先端側に前記位置決めピニオンギヤが設置されている。前記主軸モーターを前記駆動軸に沿って前進させることにより、前記位置決めピニオンギヤを前記インターナルギヤに歯合させ、前記旋回フレームを回転させることによって、ワークに対して前記工具ホルダーを選択的に位置決めし、又、後退させることによって前記原動かさ歯車を前記従動かさ歯車に歯合させ、前記従動かさ歯車を回転させることによって前記工具ホルダーの作動軸を回転させ、工具によってワークを加工する。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明に係るタレット用工具回転駆動装置の分解斜視図、図２は同正面図、図３は同右側面図、図４は図２におけるIV−IV線断面図、図５は図４におけるY部拡大図、図６は図３におけるVI−VI線断面図、図７は図３におけるVII−VII線断面図、図８は図２におけるVIII−VIII線断面図（主軸回転時）、図９は図２におけるIX−IX線断面図（タレット旋回時）、図10は位置決めテーパピンと位置決めテーパブッシュの分解斜視図、図11は他のかさ歯車装置の斜視図である。

図１〜４において、１はタレット、２はその本体フレームである。この本体フレーム２は函状をしている。21,21,…はガイドブロックであり、前記本体フレーム２の底面に固定されている。このガイドブロック21は溝状をしている。22,22
はガイドレールであり、前記ガイドブロック21,21,…に進退可能に嵌めこまれている。このガイドレール22,22 はローラーガイドレールであり、前記ガイドブロック21に沿って進退可能である。

31はモーターホルダーであり、前記ガイドレール22,22 に載置された状態で固定されている。このモーターホルダー31は、主軸モーター３を保持固定するためのものである。32はモーター前後用シリンダであり、前記モーターホルダー31の上面に固定されている。そして、そのピストンロッド33は前記モーターホルダー31の進退方向に延び、その先端は前記本体フレーム２に固定されている。このため、ピストンを作動させピストンロッド33を進退させることによって、前記本体フレーム２に対して前記モーターホルダー31、ひいては、前記主軸モーター３を進退させることができる。

５は駆動軸であり、前記主軸モーター３と軸心を同一にした状態で嵌着されている（図４を参照のこと）。この駆動軸５は前記本体フレーム２から突出した状態で、前記主軸モーター３の作動により軸心を中心として回転する。51は原動かさ歯車であり、前記駆動軸５の先端部側に嵌着固定されている。この原動かさ歯車51の歯部は、前記主軸モーター３側に向いている（図５を参照のこと）。52は位置決めピニオンギヤであり、前記駆動軸５における前記原動かさ歯車51の外側（図４における左側）に嵌着固定されている。前記原動かさ歯車51および前記位置決めピニオンギヤ52は、前記駆動軸５の回転に従って回転する。

6,6,…は位置決めシリンダであり、前記本体フレーム２に設置されている。この位置決めシリンダ6,6,…はピストン・シリンダ作用によって位置決めテーパピン61,61,…を進退させる。

７は旋回フレームであり、前記本体フレーム２の外壁面にローラーベアリング71を介して回動可能に設置されている。この旋回フレーム７の回転中心は前記駆動軸５から上方に（図６を参照のこと）偏心している。
72,72,…は工具ホルダーであり、前記旋回フレーム７に放射状に嵌着されている。この工具ホルダー72は前記旋回フレーム７の外周面から突出している。73,73 …は作動軸であり、前記工具ホルダー72の軸心に回転可能に設置されている。この作動軸73の外端には回転工具を着脱可能に嵌着することができる。74,74,…は従動かさ歯車であり、前記作動軸73の内端に嵌着固定されている。この従動かさ歯車74は前記駆動軸５の原動かさ歯車51と歯合することができる（図５，６を参照のこと）。

次に、75はインターナルギヤであり、前記旋回フレーム７の外端に軸心を同一にした状態で設置されている。このインターナルギヤ75、前記駆動軸５の位置決めピニオンギヤ52と歯合することができる（図５を参照のこと）。
なお、79は前面プレートであり、前記旋回フレーム７の開口部を覆っている。

図８，９，１０に示すように、76,76,…は位置決めテーパブッシュ大、77,77,…は位置決めテーパブッシュ小であり、前記旋回フレーム７の裏面に埋設されている。この位置決めテーパブッシュ76に、前記位置決めテーパピン61が侵入することによって、タレットの割り出し位置を確認する。なお、６個の工具を使用する場合、６ケ所のテーパブッシュ76,76,…は、隣接した２ケ所のみ浅いテーパ（センサーがＯＦＦとなるブッシュ，他の４ケ所はセンサーがＯＮとなるブッシュ大）とすれば、４個の位置決めシリンダ6,6,…に設置された前進端のセンサーを確認することによって、表１のようにタレットの割り出し位置を確認することができる。

なお、78,78,…は位置決めガイドブッシュである。また、位置決めテーパブッシュに大76と小77があるのは位置決めシリンダ６に取り付けたセンサーをテーパブッシュに大76ＯＮテーパブッシュに小77ＯＦＦとするためである。

このように構成されるタレット用工具回転駆動装置の操作方法を説明する。
先ず、前記主軸モーター３を停止した状態で、前記モーター前後シリンダの作動によって前記主軸モーター３を前進させ、駆動軸５の先端に設置された前記位置決めピニオンギヤ52を前記旋回フレーム７のインターナルギヤ75に歯合させる。このとき、前記主軸モーター３はサーポモーター制御に切り換えられ原点復帰を行わせることにより歯合の位置を合わせる。なお、前記位置決めピニオンギヤ52と前記インターナルギヤ75の歯数の関係は歯合の噛み合いを考慮し、６軸タレットの場合１：３の関係とする。また、このとき、前記原動かさ歯車51は前記従動かさ歯車74とは歯合していない。

その後、前記位置決めテーパピン61を前記位置決めテーパブッシュ76から抜いた状態（図９の状態）で、前記主軸モーター３はサーポモーター制御によって回転し、旋回フレーム７を回転させ適宜位置で停止させる。その位置で、位置決めシリンダ6,6,…を作動させることにより前記位置決めテーパピン61を前記前記位置決めテーパブッシュ76に侵入させる（図８の状態）。このとき、４個の位置決めシリンダ6,6,…に設置された前進端のセンサーを確認することによってタレットの割り出し位置を確認する。

この状態で、前記モーター前後シリンダの作動によって前記主軸モーター３を後退させることによって、前記位置決めピニオンギヤ52と前記インターナルギヤ75との歯合を解除して、前記駆動軸５の先端部に設置された前記原動かさ歯車51を前記工具ホルダー72の従動かさ歯車74に歯合させる。このとき、前記主軸モーター３はサーポモーター制御から通常の状態に切り換えられている。この状態で、前記主軸モーター３を回転させれば、割り出された工具ホルダー72の作動軸73が回転し、回転工具をさせることによって、ワークを加工することができる。

このタレット用工具回転駆動装置に使用する原動かさ歯車51および従動かさ歯車74として、図１１に示す、磁力を利用した非接触式のかさ歯車装置を使用することができる。これらの原動かさ歯車51および従動かさ歯車74は、図に示すように、各々、非磁性体（アルミニウム材）の円錐台状ベース511,741 を有し、互いに対向する一対の円錐台状ベース511,741 の円錐面512,742 に互いに吸引する永久磁石513,743 を放射状に埋設し、この永久磁石513,743 を円錐台状ベース511,741 の円錐面512,742 に露出させる。回転開始時又は回転停止時に隣接する永久磁石からの反発力が作用して、当該永久磁石の抜け落ちが防止できるように、隣合う永久磁石513,743 の磁極を交互になるように配置する。前記円錐台状ベースの裏側方向への磁力飛散を減少させるために、前記円錐台状ベース511,741 と前記永久磁石513,743 の底面との間に磁力遮蔽板（図示せず）を介在させる。回転時に遠心力が掛かっても、永久磁石が前記下端開口から抜け落ちないように、前記円錐台状ベース511,741 の外周囲に前記下端開口を覆うように磁石固定フランジ514 を外嵌めする。

このように構成される原動かさ歯車51と従動かさ歯車74は、図に示すように、各々の前記円錐台状ベース511,741 の円錐面512,742 （回転伝達部）を接近した状態（約 ｍｍの空間）で配置され、放射状に延びた一対の対向する永久磁石513,743 の吸引力によって、原動かさ歯車51から従動かさ歯車74へ回転を伝達するものである。

この原動かさ歯車51および従動かさ歯車74を使用すれば、原動側の振動を従動側に伝えないために、作動軸73が振動しにくく、ワークを精密に加工することができる。また、発熱しないため作動軸73の高速回転が可能となり、カッターの引き目を重視する大型樹脂加工機にタレットヘッドを使用することができる。さらに、非接触式であるため、磨耗がなく、給油の必要がないものである。

この発明は、一つのモーターによって、旋回フレームを回転させ、ワークに対して工具ホルダーを選択的に位置決めすることができるとともに前記工具ホルダーの工具を回転させてワークを加工することができる。従来に比し、装置自体をコンパクトにできる結果取り扱いやすく、且つ、部品点数が少なくなる結果生産コストの高額化を押さえることができるとともに故障も少なく維持管理もしやすい。この場合、前記主軸モーターを前記駆動軸に沿って進退させることにより、前記駆動軸を軸方向に沿って進退させるようにすれば、前記主軸モーターの回転軸に前記駆動軸を固定した状態で、前記駆動軸を進退させることができるため、前記駆動軸の回転にガタが発生しにくく、安定した回転を得ることができるものである。このように、この発明はタレット用工具回転駆動装置に利用することができるものである。

図１はこの発明に係るタレット用工具回転駆動装置の分解斜視図である。 図２は同正面図である。 図３は同右側面図である。 図４は図２におけるIV−IV線断面図である。 図５は図４におけるV部拡大図である。 図６は図３におけるVI−VI線断面図である。 図７は図３におけるVII−VII線断面図である。 図８は図２におけるVIII−VIII線断面図（主軸回転時）である。 図９は図２におけるVIII−VIII線断面図（タレット旋回時）である。 図10は位置決めテーパピンと位置決めテーパブッシュの分解斜視図である。 図11は他のかさ歯車装置の斜視図である。

１ … タレット
２ … 本体フレーム
21 … ガイドブロック
22 … ガイドレール
３ … 主軸モーター
31 … モーターホルダー
32 … モーター前後用シリンダ
33 … ピストンロッド
５ … 駆動軸
51 … 原動かさ歯車
52 … 位置決めピニオンギヤ
６ … 位置決めシリンダ
61 … 位置決めテーパピン
７ … 旋回フレーム
71 … ローラーベアリング
72 … 工具ホルダー
73 … 作動軸
74 … 従動かさ歯車
75 … インターナルギヤ
76 … 位置決めテーパブッシュ大
77 … 位置決めテーパブッシュ小
78 … 位置決めガイドブッシュ
79 … 前面プレート
511 … 円錐台状ベース
741 … 円錐台状ベース
512 … 円錐面
742 … 円錐面
513 … 永久磁石
713 … 永久磁石
514 … 磁石固定フランジ

Claims (2)

1. 本体フレームとこの本体フレームに収容された主軸モーターと前記本体フレームから突出し前記主軸モーターによって回動する駆動軸と、この駆動軸に軸心を同一にして設置された原動かさ歯車および位置決めピニオンギヤと、前記本体フレームの外壁面に回動可能に設置され、その回転中心が前記駆動軸から偏心している旋回フレームと、この旋回フレームに設置され、前記位置決めピニオンギヤに歯合可能なインターナルギヤと、前記旋回フレームの外周面に放射状に突設された工具ホルダーと、この工具ホルダーの軸心に回転可能に設置された作動軸と、この作動軸の内端に設置され、前記原動かさ歯車に歯合可能な従動かさ歯車とを有し、前記駆動軸を軸方向に沿って進退させることによって、選択的に、前記位置決めピニオンギヤを前記インターナルギヤに歯合させたり、前記原動かさ歯車を前記従動かさ歯車に歯合させたりするタレット用工具回転駆動装置において、前記原動かさ歯車と位置決めピニオンギヤは前記駆動軸における前記本体フレーム側から前記作動軸よりも先端側に配置されているとともに前記インターナルギヤは前記旋回フレームにおける前記本体フレームから前記作動軸よりも外側に配置されていることを特徴とするタレット用工具回転駆動装置。
2. 請求項１のタレット用工具回転駆動装置において、前記主軸モーターを前記駆動軸に沿って進退させることにより、前記駆動軸を軸方向に沿って進退させることを特徴とするタレット用工具回転駆動装置。

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