JP5722682B2

JP5722682B2 - 工作機械

Info

Publication number: JP5722682B2
Application number: JP2011078327A
Authority: JP
Inventors: 風間　浩明; 浩明風間; 宏哉石月
Original assignee: 株式会社ツガミ
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: JP2012210690A

Description

本発明は、工作機械に関し、詳しくは、工具を回転可能に支持する支持部が前記工具の向きを変更できるように基台に回転可能に取付けられた工作機械に関する。

従来、この種の工作機械として、被加工物（ワーク）を工具で加工するものであって、工具の向きを水平面内で変更できるものがある（特許文献１参照）。特許文献１に記載された工作機械では、工作機械全体の台座であるベッドに工具主軸台が支持され、この工具主軸台に、工具を把持する工具主軸が鉛直な軸回りに回転可能に取付けられており、工具主軸を回転させるモータと工具を回転駆動するモータとが工具主軸台に備えられている。この工作機械では、ワークを回転させて、回転するワークに工具を押し当てたり、工具を回転させて、回転する工具をワークに押し当てて加工を行うことができ、更に工具の向きを変更することができるので、高精度で多様な加工を行うことができる。

特開２００５−１９９４２５号公報

しかし、上述の工作機械は、工具の向きを水平面内で回転させるモータと工具を回転駆動するモータとを備え、それぞれのモータの取付けや配線も必要となるので、部品点数が多く、機構が複雑となり工作機械全体が大型化したり製造コストも高くなる。組み付け工数の低減や保守の容易さの観点からは、少ない部品点数で装置が構成されることが望ましい。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、工具を回転可能に支持する支持部が前記工具の向きを変更できるように基台に回転可能に取付けられた工作機械であって、部品点数が少ない工作機械を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る工作機械は、
工具を回転可能に支持する支持部がワークに対する前記工具の向きを変更できるように基台に回転可能に取付けられた工作機械であって、
前記支持部に固定された固定子と、前記工具を回転させる回転子とを有し、前記固定子と前記回転子とが相対的に回転するモータと、
前記回転子を前記基台に対して回転不能に固定する第１の固定手段と、
前記固定子を前記基台に対して回転不能に固定する第２の固定手段と、
を備え、
前記第１の固定手段が前記回転子を固定し、前記第２の固定手段が前記固定子を固定していない場合に、前記回転子と前記固定子とが相対的に回転すると、前記固定子の回転に伴って前記支持部が前記基台に対して回転し、前記支持部を前記基台に対して所望の回転位置に至らせることができ、
前記第２の固定手段が前記固定子を固定し、前記第１の固定手段が前記回転子を固定していない場合に、前記回転子と前記固定子とが相対的に回転すると、前記回転子の回転に伴って前記工具が回転して、前記回転位置で固定された前記支持部に支持された前記工具によって前記ワークを加工することができる、
ことを特徴とする。

また、前記モータは、前記支持部内に配置され、前記固定子が前記支持部に直接に固定されてもよい。

さらに、前記支持部は、前記工具の回転軸が水平となるよう該工具を支持し、鉛直方向回りに回転可能に前記基台に取付けられてもよい。

また、前記第１の固定手段と前記第２の固定手段との少なくとも一方は、前記基台側に設けられ、前記固定子又は前記回転子に設けられた係合部と係合することによって、前記固定子又は前記回転子を固定するものでもよい。

さらに、前記第１の固定手段と前記第２の固定手段との少なくとも一方は、摩擦力によって、前記固定子又は前記回転子を固定するブレーキでもよい。

本発明に係る工作機械によれば、工具を回転可能に支持する支持部が前記工具の向きを変更できるように基台に回転可能に取付けられた工作機械の部品点数が低減される。

本発明の一実施形態に係る工作機械を側面から見た様子の一例を示す模式図である。Ｙ軸移動部の斜視図である。Ｙ軸移動部をＺ軸方向から見た図である。Ｂ軸回転工具部周辺の様子の一例を示す断面図である。ロータ固定凸部とロータ側係合部をＹ軸方向から見た様子の一例を示す説明図である。ステータ固定凸部とステータ側係合部をＹ軸方向から見た様子の一例を示す説明図である。変形例のＢ軸回転工具部周辺の様子の一例を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、適宜、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る工作機械２０を側面から見た様子を模式的に示す図である。実施形態の工作機械２０は、被加工物（ワーク）Ｗを加工する多機能旋盤として構成されている。工作機械２０は、図示するように、工作機械２０全体の台であるベッドＳと、ワークＷを保持して回転させるワーク保持部２２と、ワークＷを加工するための複数の工具を有する工具台３０を備える。以下の説明では、鉛直方向を「Ｙ軸方向」といい、ワークの中心線に沿った水平方向を「Ｚ軸方向」といい、Ｚ軸方向に垂直な水平方向を「Ｘ軸方向」という。

ワーク保持部２２は、ベッドＳに固定されたＺ軸方向に伸びるレール２３と、ベッドＳに内蔵されるよう支持された軸受２４と、軸受２４に軸支されてＺ軸方向に伸びるボールねじ２５と、ワークＷを保持するワーク保持機構２６と、ボールねじ２５を回転させるワーク移動用モータ２９と、を備える。ワーク保持機構２６は、レール２３と係合するスライダ２７や、ボールねじ２５と嵌合するナット２８を備え、ワークＷを保持するチャックとチャックで保持したワークＷを回転させるワーク回転用モータとを内蔵する（図示せず）。ワーク保持部２２では、ワーク移動用モータ２９がボールねじ２５を回転させることにより、ボールねじ２５と嵌合するナット２８が移動し、ワーク保持機構２６がレール２３に沿ってＺ軸方向に移動する。したがって、ワーク保持部２２では、ワークＷをチャックで保持してワーク回転用モータによって回転させながら、ワークＷをＺ軸方向に移動させることができる。

工具台３０は、ベッドＳに固定され、ワークＷを加工するための複数の工具を備えている。工具台３０は、ベッドＳに固定された固定台３１と、固定台３１に取付けられたＸ軸移動部３４と、Ｘ軸移動部３４に取付けられたＹ軸移動部４０（図１中、破線で囲まれた部位）とを備える。

固定台３１は、ベッドＳに固定され、Ｘ軸方向（ワークＷが移動可能な方向と垂直な水平方向）に伸びるレール３２と、Ｚ軸方向に貫通する空洞部に取付けられた中空のフランジ３３ａと、フランジ３３ａの内面に取付けられたガイドブッシュ３３ｂとを有する。ガイドブッシュ３３ｂは、ワークＷの保持や移動を補助するものであり、フランジ３３ａやガイドブッシュ３３ｂは、加工するワークＷに合わせて適宜変更することができる。また、固定台３１は、Ｘ軸移動部３４を移動させるための図示しないＸ軸移動機構を備えている。Ｘ軸移動機構は、例えば上述したワーク保持機構２６をＺ軸方向に移動させる機構と同様な機構とすることができる。

Ｘ軸移動部３４は、固定台３１のレール３２に係合するスライダ３５と、内蔵された軸受３６と、軸受３６に軸支されてＹ軸方向（鉛直方向）に伸びるボールねじ３７と、ボールねじ３７を回転させるＹ軸移動用モータ３８と、を有する。Ｘ軸移動部３４は、固定台３１に設けられたＸ軸移動機構（図示せず）によってレール３２上をＸ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動部４０は、Ｘ軸移動部３４のＹ軸方向に伸びるボールねじ３７と係合するナット４１を備え、Ｙ軸移動用モータ３８によってボールねじ３７が回転されることにより、Ｙ軸方向に移動する。なお、Ｙ軸移動部４０は、Ｘ軸移動部３４に取付けられているから、Ｘ軸移動機構によってＸ軸移動部３４がＸ軸方向に移動することでＹ軸移動部４０やＹ軸移動部４０に備えられた複数の工具もＸ軸方向に移動する。図２にＹ軸移動部４０の斜視図を示し、図３にＹ軸移動部をＺ軸方向（図１中右側）から見た図を示す。なお、図２および図３では、ワーク保持部２２は、紙面奥側に位置することになる（図示せず）。Ｙ軸移動部４０は、図２および図３に示すように、中央にＺ軸方向（ワークＷが移動する方向）に貫通する空洞が形成された直方体状の基台４２に複数の工具が取付けられて構成されている。Ｙ軸移動部４０は、Ｘ軸移動部３４に取付けられた基台４２と、基台４２の下方に設けられた非駆動工具部４４と、先端がＸ軸方向に（基台４２の空洞部側に）向くように非駆動工具部４４より上方に設けられた回転工具部４６と、水平方向で工具の向きを変更可能なＢ軸回転工具部５０と、を備える。

非駆動工具部４４は、基台４２の下方の左右に設けられた複数の工具保持部にバイトやドリルなどの非駆動工具Ｔｓが保持されて構成される。実施形態では、非駆動工具Ｔｓとして、基台４２の一方側（図２及び図３中左側）に５つのバイトを取付けることができ、他方側（図２及び図３中右側）に３つのバイトと４つのドリルを取付けることができるよう構成されている。複数のバイトは、先端が基台４２の空洞部（中央）側に向くように長手方向をＸ軸方向に沿って配置され、Ｙ軸方向に櫛状に並べられて設けられている。複数のドリルは、先端がワーク保持部２２側に向くように長手方向をＺ軸方向に沿って配置され、Ｚ軸方向に見て２行２列に並べられて設けられている。

回転工具部４６は、非駆動工具部４４の上方で、図２及び図３中左側に設けられ、複数の回転工具Ｔｒと、複数の回転工具Ｔｒを駆動する回転工具用モータ４７とを備える。回転工具Ｔｒは、先端が基台４２の中央側を向くように長手方向をＸ軸方向に沿って配置され、実施形態では、３つの回転工具ＴｒがＹ軸方向に櫛状に並べられて設けられている。回転工具Ｔｒは、自身が回転することでワークＷを加工する工具として、例えば、ドリルやタップ，フライスなどを用いることができる。

Ｂ軸回転工具部５０は、非駆動工具部４４の上方に設けられ、複数のＢ軸回転工具Ｔｂを備える。図４に、Ｂ軸回転工具部５０周辺の断面図を示す。Ｂ軸回転工具部５０は、Ｙ軸移動部４０の基台４２に取付けられたＢ軸回転部（本実施形態における支持部）５２と、Ｂ軸回転部５２に収容されたインナーモータ５４と、Ｂ軸回転部５２に支持された複数のＢ軸回転工具Ｔｂと、インナーモータ５４からの動力をＢ軸回転工具Ｔｂに伝達するギヤ機構５６と、Ｙ軸移動部４０の基台４２に支持された固定機構６０と、を備える。

Ｂ軸回転部５２は、Ｙ軸移動部４０の基台４２に軸受４２ａによってＹ軸周りに回転可能に取付けられている。Ｂ軸回転部５２は、基台４２に支持されてインナーモータ５４を収容するモータ収容部５２ａと、モータ収容部５２ａの下側で水平方向に延出するクランク部５２ｂと、クランク部５２ｂの下側で複数のＢ軸回転工具Ｔｂが取付けられる工具取付部５２ｃを有する。工具取付部５２ｃは、先端の向きが水平方向となるようにＢ軸回転工具Ｔｂが取付けられ、実施形態では、同じ高さで先端の向きが１８０度異なるように配置される２つ１組のＢ軸回転工具ＴｂがＹ軸方向に櫛状に３組把持できるように構成されている。Ｂ軸回転部５２には、出力軸５５が鉛直方向となるようにインナーモータ５４が収容されている。インナーモータ５４は、同期電動機や誘導電動機などの周知のモータで構成され、出力軸５５に連結されたロータ５４ａとステータ５４ｂとが相対的に回転することによって、駆動し、動力を出力する。インナーモータ５４は、出力軸５５がギヤ機構５６を介してＢ軸回転工具Ｔｂに接続されており、ステータ５４ｂがＢ軸回転部５２に直接に連結されている。つまり、インナーモータ５４は、ロータ５４ａや出力軸５５が回転することによってＢ軸回転工具Ｔｂが回転し、ステータ５４ｂが回転することによってＢ軸回転部５２が回転するように設けられている。また、出力軸５５の上端には、側面に１箇所の溝を有するフランジ状のロータ側係合部６１が取付けられ、Ｂ軸回転部５２の上端には側面に凹凸が形成された歯車状のステータ側係合部６２が取付けられている。

ギヤ機構５６は、Ｂ軸回転部５２内に設けられ、インナーモータ５４からの動力をＢ軸回転工具Ｔｂに伝達する。ギヤ機構５６は、インナーモータ５４の出力軸５５の下端に取付けられた傘歯車５５ａと、Ｂ軸回転部５２のクランク部５２ｂ内に配置された２つの伝達軸５７，５８と、互いに係合する平歯車をそれぞれ有して３組のＢ軸回転工具Ｔｂを把持可能に構成された工具把持部５９ａ〜５９ｃとを備える。伝達軸５７，５８は、軸方向が水平方向となるようにＹ軸方向に並べて配置される。伝達軸５７は、一端に、出力軸５５の傘歯車５５ａと係合する傘歯車５７ａが設けられ、他端に、平歯車５７ｂが設けられる。伝達軸５８は、伝達軸５７の平歯車５７ａと工具把持部５９ａの平歯車とに係合する平歯車５８ａが設けられている。インナーモータ５４の出力軸５５やギヤ機構５６の伝達軸５７，５８，工具把持部５９ａ〜５９ｃは、それぞれ軸受によってＢ軸回転部５２に軸支されている。

固定機構６０は、インナーモータ５４の出力軸５５に取付けられたロータ側係合部６１と係合可能なロータ固定凸部（第１の固定手段）６３と、Ｂ軸回転部５２に取付けられたステータ側係合部６２と係合可能なステータ固定凸部（第２の固定手段）６４と、ロータ固定凸部６３に油圧を作用させるロータ側油圧機構６７と、ステータ固定凸部６４に油圧を作用させるステータ側油圧機構（図示せず）とを備える。ロータ固定凸部６３とステータ固定凸部６４とは、ロータ側係合部６１とステータ側係合部６２と同じ高さにそれぞれ配置される。図５に、ロータ固定凸部６３とロータ側係合部６１をＹ軸方向（鉛直方向）から見た様子の一例を示し、図６に、ステータ固定凸部６４とステータ側係合部６２をＹ軸方向から見た様子の一例を示す。ロータ固定凸部６３は、図４及び図５に示すように、ロータ側係合部６１の溝６１ａに係合する凸部６３ａを有すると共に基台４２の内壁面に接するフランジ部６３ｂを有する。基台４２の内壁面とフランジ部６３ｂとにより、基台４２内には、係合油圧室６５ａと離間油圧室６５ｂとの２つの油圧室６５ａ，６５ｂが形成される。油圧室６５ａ，６５ｂは、内部がオイルで満たされ、ロータ側油圧機構６７の継手６７ａ，６７ｂが取付けられている。ステータ固定凸部６４は、図４及び図６に示すように、ステータ側係合部６２の歯車面に係合する凸部６４ａを有すると共に基台４２の内壁面に接するフランジ部６４ｂを有する。基台４２の内壁面とフランジ部６４ｂとにより、基台４２内には、係合油圧室６６ａと離間油圧室６６ｂとの２つの油圧室６６ａ，６６ｂが形成される。油圧室６６ａ，６６ｂは、内部がオイルで満たされ、それぞれステータ側油圧機構の継手（図示せず）が取付けられている。なお、係合油圧室６５ａ，６６ａを形成する基台４２の内壁面には、ロータ固定凸部６３とステータ固定凸部６４とがそれぞれ引っ込み過ぎないように（図５及び図６中、左側に移動しすぎないように）ストッパ４２ｃが形成されている。ロータ側油圧機構６７やステータ側油圧機構は、例えば電動ポンプなどによって油圧を発生させ、発生させた油圧を油圧室６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂに作用させるように構成されている。なお、ロータ側油圧機構６７やステータ側油圧機構は、工具台３０に内蔵されてもよいし、工具台３０の外部に設けられてもよい。

上述のように構成された固定機構６０では、ロータ側油圧機構６７から係合油圧室６５ａに油圧を作用させ、ロータ固定凸部６３をロータ側係合部６１側に移動させて互いに係合させたり、ロータ側油圧機構６７から離間油圧室６５ｂに油圧を作用させ、ロータ固定凸部６３をロータ側係合部６１から遠ざけて互いの係合を解除させることができ、ステータ側油圧機構から係合油圧室６６ａに油圧を作用させ、ステータ固定凸部６４をステータ側係合部６２側に移動させて互いに係合させたり、ステータ側油圧機構から離間油圧室６６ｂに油圧を作用させ、ステータ固定凸部６４をステータ側係合部６２から遠ざけて互いの係合を解除させることができる。つまり、固定機構６０により、インナーモータ５４のロータ５４ａやＢ軸回転工具Ｔｂを回転不能に固定したり、ステータ５４ｂやＢ軸回転部５２を回転不能に固定することができる。

次に、上述のように構成された工作機械２０を用いたワークＷの加工について説明する。実施形態の工作機械２０は、周知のコンピュータなどによって構成される図示しない制御部が工作機械２０全体を制御してワークＷを加工する。制御部は、例えば出力軸５５の回転位置を検出する回転位置検出センサ７０からの検出値など、工作機械２０全体を制御するのに必要な情報が入力されると共に図示しない入力部を介して操作者からの指示が入力され、入力されたデータと予め記憶されたプログラムに従って、ワーク回転用モータやワーク移動用モータ２９，Ｘ軸移動機構，Ｙ軸移動用モータ３８，回転工具用モータ４７，インナーモータ５４，固定機構６０などを制御して、以下に説明するようにワークＷの加工を行う。なお、回転位置検出センサ７０は、出力軸５５に形成された凹凸パターンを光学的に読み込んで出力軸５５の回転位置を検出するロータリーエンコーダや、電磁ピックアップ式、レゾルバなど、種々のセンサを用いることができる。

非駆動工具ＴｓによってワークＷを加工するときは、Ｙ軸移動用モータ３８を動作させて所望の非駆動工具ＴｓがワークＷと同じ高さに位置するようにＹ軸移動部４０を移動させる。そして、ワーク回転用モータとワーク移動用モータ２９とを動作させてワークＷを回転させながらＺ軸方向に移動させると共にＸ軸移動機構を動作させてＸ軸移動部３４をワークＷに向けて移動させ、非駆動工具ＴｓをワークＷに当接させる。これにより、例えばバイトによってワークＷの外面を加工したり、ドリルによってワークＷにＺ軸方向の孔を形成することができる。

回転工具ＴｒによってワークＷを加工するときには、Ｙ軸移動用モータ３８を動作させて所望の回転工具ＴｒがワークＷに合わせた高さに位置するようにＹ軸移動部４０を移動させる。そして、ワーク移動用モータ２９を動作させてワークＷをＺ軸方向に移動させると共に回転工具用モータ４７とＸ軸移動機構を動作させて回転工具Ｔｒを回転させながらＸ軸移動部３４をワークＷに向けて移動させ、回転工具ＴｒをワークＷに当接させる。また、必要に応じてワーク回転用モータを動作させてワークＷを回転させたり、Ｙ軸移動用モータ３８を動作させて回転工具ＴｒをＹ軸方向に移動させる。これにより、例えば、ドリルによってワークＷにＸ軸方向の孔を形成したり、フライスによってワークＷに溝を形成することができる。

Ｂ軸回転工具ＴｂによってワークＷを加工するときには、固定機構６０とインナーモータ５４とを動作させてＢ軸回転部５２を所望の角度に合わせる。Ｂ軸回転部５２の回転は、具体的には、ロータ側油圧機構６７から係合油圧室６５ａに油圧を作用させてロータ固定凸部６３とロータ側係合部６１とを係合させると共に、ステータ側油圧機構から離間油圧室６６ｂに油圧を作用させてステータ固定凸部６４とステータ側係合部６２とを遠ざからせ、つまり、インナーモータ５４の出力軸５５が回転不能に固定されて且つステータ５４ｂやＢ軸回転部５２は回転可能な状態にして、インナーモータ５４を駆動する。出力軸５５を回転不能に固定した状態でインナーモータ５４を駆動することにより、ステータ５４ｂがロータ５４ａに対して相対的に回転し、ステータ５４ｂが連結されたＢ軸回転部５２がＹ軸回りに回転する。これにより、Ｂ軸回転部５２に備えられた複数のＢ軸回転工具Ｔｂの向きが変更される。Ｂ軸回転部５２が所望の回転位置に至ったら、ステータ側油圧機構から係合油圧室６６ａに油圧を作用させてステータ５４ｂやＢ軸回転部５２を回転不能に固定し、ロータ側油圧機構６７から離間油圧室６５ｂに油圧を作用させてロータ５４ａや出力軸５５を回転可能な状態にする。

そして、ワーク移動用モータ２９を動作させてワークＷをＺ軸方向に移動させると共にインナーモータ５４を動作させてＢ軸回転工具Ｔｂを回転させながら、Ｘ軸移動機構やＹ軸移動用モータ３８を動作させてＢ軸回転工具ＴｂをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させ、Ｂ軸回転工具ＴｂをワークＷに当接させる。ステータ５４ｂを回転不能に固定した状態でインナーモータ５４を駆動することにより、ロータ５４ａがステータ５４ｂに対して回転し、ロータ５４ａに連結された出力軸５５の動力がギヤ機構５６を介してＢ軸回転工具Ｔｂに伝達され、Ｂ軸回転工具Ｔｂが回転する。また、必要に応じてワーク回転用モータを動作させてワークＷを回転させる。これにより、ワークＷに斜めの孔を形成したり、タッピングやエンドミリング，スレッドワーリング加工，ホブ加工などワークＷに複雑な加工を施すことができる。

以上説明した本発明の実施形態に係る工作機械２０では、ステータ５４ｂがＢ軸回転部５２に接続されると共にロータ５４ａがギヤ機構５６を介してＢ軸回転工具Ｔｂに接続されたインナーモータ５４と、ロータ５４ａとステータ５４ｂとを回転不能に固定する固定機構６０とを備えるから、固定機構６０によってロータ５４ａを回転不能に固定した状態でインナーモータ５４を駆動することにより、Ｂ軸回転部５２をＹ軸回りに回転させることができ、固定機構６０によってステータ５４ｂを回転不能に固定した状態でインナーモータ５４を駆動することにより、Ｂ軸回転工具Ｔｂを回転させることができ、１つのモータによってＢ軸回転部５２の回転とＢ軸回転工具Ｔｂの回転駆動とを行うことができる。したがって、Ｂ軸回転部５２の回転とＢ軸回転工具Ｔｂの回転駆動とにそれぞれモータなどを設けるものに比して、装置の部品点数を少なくすることができ、工作機械全体を小型化したり、工作機械の製造コストを低減することができる。また、インナーモータ５４のステータ５４ｂがＢ軸回転部５２に直接に連結されるから、インナーモータ５４によってＢ軸回転部５２をダイレクトドライブすることができ、ギヤなどの隙間（バックラッシュ）もないので、Ｂ軸回転部５２の回転を正確に制御することができる。さらに、インナーモータ５４は、Ｂ軸回転部５２の内部に収容されるので、工作機械全体を小型化することができる。また、スペースに余裕が生じるため、インナーモータ５４の出力軸５５などを太くすることができ、装置の剛性を高めることができる。

上述した工作機械２０では、Ｂ軸回転部５２は、基台４２に対してＹ軸回りに回転するものとしたが、Ｘ軸回りやＺ軸回りに回転するものでもよい。また、基台４２は、Ｂ軸回転部５２（支持部）がＢ軸回転工具Ｔｂの向きを変更できるように回転可能に取付けられればよく、その形状や構成は如何なるものでもよい。

上述した工作機械２０では、ロータ側油圧機構６７やステータ側油圧機構は、それぞれ２つの油圧室６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂに選択して油圧を作用させ、ロータ固定凸部６３やステータ固定凸部６４を移動させるものとしたが、例えば、ロータ固定凸部６３やステータ固定凸部６４と係合部６１，６２とを遠ざける又は近づける方向に付勢するバネなどの付勢機構を設け、離間油圧室６５ｂ，６６ｂと係合側油圧室６５ａ，６６ａの一方に油圧を作用させる構成としてもよい。また、固定機構６０は、油圧に代えてまたは加えて空圧を用いるなど他の作動流体を用いてもよい。さらに、固定機構６０は、作動流体を用いる機構に代えてまたは加えて電磁的な機構によってロータ固定凸部６３やステータ固定凸部６４を移動させてもよい。

上述した工作機械２０では、インナーモータ５４の出力軸５５に取付けられるロータ側係合部６１は、側面に１カ所の溝を有するフランジ状のものとしたが、側面が凹凸に形成された歯車状のものでもよい。また、固定機構６０は、摩擦力によって出力軸５５やＢ軸回転部５２を回転不能に固定するものでもよい。図７に変形例の工作機械のＢ軸回転工具部１５０周辺の断面図を示す。なお、図７では、固定機構１６０やステータ側係合部（ブレーキディスク）１６２を除いて、実施形態の工作機械２０と同一の構成とし、重複する説明は省略する。変形例では、ステータ側係合部６２に代えて、Ｂ軸回転部５２の上端にフランジ状のブレーキディスク１６２が取付けられ、ブレーキディスク１６２の上下両側にブレーキパッド１６４が配置される。変形例の固定機構１６０では、ステータ側油圧機構１６８から油圧を作用させることにより、ブレーキパッド１６４がブレーキディスク１６２を挟み、ブレーキパッド１６４とブレーキディスク１６２との摩擦力によってＢ軸回転部５２を回転不能に固定する。この場合、任意の角度でＢ軸回転部５２を固定することができ、Ｂ軸回転部５２の角度を細かく調整してワークＷを加工することができる。

上述した工作機械２０では、複数の非駆動工具Ｔｓが備えられた非駆動工具部４４と、複数の回転工具Ｔｒが備えられた回転工具部４６と、複数のＢ軸回転工具Ｔｂが備えられたＢ軸回転工具部５０とを備えるものとしたが、非駆動工具部４４や回転工具部４６を備えなくてもよく、例えば、円周状に複数の工具が取付けられたタレットなど、他の機構を備えてもよい。

実施形態では、Ｂ軸回転工具部５０は、先端の向きが１８０度異なる２つ１組のＢ軸回転工具ＴｂがＹ方向に櫛状に３組配置できるように構成されるものとしたが、Ｂ軸回転工具部５０には、回転してワークＷを加工するＢ軸回転工具Ｔｂが設けられればよく、その配置や数などは適宜定めて設計すればよい。

実施形態では、ワークＷを保持する１つのワーク保持部２２を備えるものとしたが、例えば、工具台３０のワーク保持部２２とは反対側に（図１中右側に）、ワーク保持部２２に対向してワークＷを保持するワーク保持部を備えるなど、複数の点でワークＷを保持したり、複数のワークＷを保持可能な構成としてもよい。なお、この場合、例えば、非駆動工具部４４の非駆動工具Ｔｓのドリルなどは、対向するワーク保持部側に先端が向くように配置できる構成としてもよい。

上述した工作機械２０では、ワーク移動用モータ２９とＸ軸移動機構とＹ軸移動用モータ３８とにより、ワークＷをＺ軸方向に移動させると共に基台４２やＢ軸回転工具部５０をＸ軸方向（Ｚ軸方向に垂直な水平方向）及びＹ軸方向（鉛直方向）に移動させるものとしたが、ワークＷをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させると共に基台４２をＺ軸方向に移動させる構成としたり、ワークＷと基台４２との少なくとも一方を３次元で移動できる構成としてもよい。また、工具やワークＷを移動させるためのモータなどのアクチュエータを設けずに、手動によってワーク保持機構２６や基台４２を移動させる構成としてもよい。

上述した工作機械２０では、ワーク保持部２２は、ワーク保持機構２６にチャックとワーク回転用モータとが内蔵されるものとしたが、チャックに代えて又は加えてセンタなどでワークＷが保持されるものでもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更（構成要素の削除等を含む）をなし得ることはいうまでもない。

２０工作機械
２２ワーク保持部
２３レール
２４軸受
２５ボールねじ
２６ワーク保持機構
２７スライダ
２８ナット
２９ワーク回転用モータ
３０工具台
３１固定台
３２レール
３３ａフランジ部
３３ｂガイドブッシュ
３４Ｘ軸移動部
３５スライダ
３６軸受
３７ボールねじ
３８Ｙ軸移動用モータ
４０Ｙ軸移動部
４１ナット
４２基台
４４非駆動工具部
４６回転工具部
４７回転工具用モータ
５０，１５０Ｂ軸回転工具部
５２Ｂ軸回転部
５４インナーモータ
５４ａロータ
５４ｂステータ
５５出力軸
６０，１６０固定機構
６１ロータ側係合部
６２ステータ側係合部
６３ロータ固定凸部
６４ステータ固定凸部
６５ａ，６６ａ係合油圧室
６５ｂ，６６ｂ離間油圧室
６７ロータ側油圧機構
７０回転位置検出センサ
１６２ブレーキディスク
１６４ブレーキパッド
Ｔｓ非駆動工具
Ｔｒ回転工具
ＴｂＢ軸回転工具

Claims

工具を回転可能に支持する支持部がワークに対する前記工具の向きを変更できるように基台に回転可能に取付けられた工作機械であって、
前記支持部に固定された固定子と、前記工具を回転させる回転子とを有し、前記固定子と前記回転子とが相対的に回転するモータと、
前記回転子を前記基台に対して回転不能に固定する第１の固定手段と、
前記固定子を前記基台に対して回転不能に固定する第２の固定手段と、
を備え、
前記第１の固定手段が前記回転子を固定し、前記第２の固定手段が前記固定子を固定していない場合に、前記回転子と前記固定子とが相対的に回転すると、前記固定子の回転に伴って前記支持部が前記基台に対して回転し、前記支持部を前記基台に対して所望の回転位置に至らせることができ、
前記第２の固定手段が前記固定子を固定し、前記第１の固定手段が前記回転子を固定していない場合に、前記回転子と前記固定子とが相対的に回転すると、前記回転子の回転に伴って前記工具が回転して、前記回転位置で固定された前記支持部に支持された前記工具によって前記ワークを加工することができる、
ことを特徴とする工作機械。
前記モータは、前記支持部内に配置され、前記固定子が前記支持部に直接に固定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
前記支持部は、前記工具の回転軸が水平となるよう該工具を支持し、鉛直方向回りに回転可能に前記基台に取付けられる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。
前記第１の固定手段と前記第２の固定手段との少なくとも一方は、前記基台側に設けられ、前記固定子又は前記回転子に設けられた係合部と係合することによって、前記固定子又は前記回転子を固定する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかの１項に記載の工作機械。
前記第１の固定手段と前記第２の固定手段との少なくとも一方は、摩擦力によって、前記固定子又は前記回転子を固定するブレーキである、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の工作機械。