JP6013136B2 - 工具ホルダ、及び工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、ワークを加工するための工具を自動で切り替え可能な工具ホルダ、及び当該工具ホルダを備えた工作機械に関する。

従来、ターニングセンタ等の工作機械には、ワークが固定された回転テーブルを回転させつつ、主軸に装着したバイトにより旋削を行うことで、立旋盤として利用できるものがある（例えば、特許文献１参照）。
通常、主軸にバイト（切削加工用工具）を装着する場合、主軸に接続可能なテーパシャンクを有する工具ホルダ（規格品）を用い、このホルダに１本のバイトを固定している。この場合、多数のバイトを順次切り替えて利用する場合、例えばＡＴＣ（Automatic Tool Changer）により各バイトを固定したホルダを順次主軸に付け替える必要があった。

これに対して、ハウジングにインデックステーブルが設けられ、ハウジングに移動可能に支持されたプッシュバーが押下される毎にインデックステーブルが所定角度ずつ回転する構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。そして、このような特許文献２の駆動機構を利用したサブタレット（例えば、商品名：ＴＤ−１０４（川田鉄工株式会社製））が知られている。このサブタレットは、複数のバイトが装着されたタレット部が、タレット保持部に設けられており、タレット保持部に設けられたプッシュバーが押下される毎に、タレット部が所定角度回転され、使用するバイトを順次切り替えられる。

このようなサブタレットは、複数のバイトを固定可能なタレット盤に対して、バイトの代わりに装着可能な装置であり、タレット盤にサブタレットを装着することで、通常より多くのバイトを切り替えることが可能となる。そして、タレット盤に設けられたサブタレットのバイトを切り替える場合、タレット盤をワークの加工位置から、例えば工作機械に設けられた押下手段（例えば工作機械の壁面等）まで移動させ、押下手段にプッシュバーを押し付ける。そして、プッシュバーの押下によりサブタレットのタレット部が所定角度回転し、バイトが切り替えられると、タレット盤を元のワークの加工位置に移動させて、加工を再開する。

特開２０１２−１６８１６号公報 再表２００７／１４８６４７号公報

ところで、上述したようなサブタレットを用いる場合、ブッシュバーを押下するために、タレット盤等のサブタレットが装着される装着部を押下手段まで移動させる必要がある。このため、装着部の移動量が増大し、その移動に係る時間分、加工作業に要する時間も長くなるという課題がある。

本発明は、迅速にバイトを切り替え可能な工具ホルダ、及び工作機械を提供することを目的とする。

本発明の工具ホルダは、工具を装着可能な工具固定部が複数設けられたタレット端面を有し、当該タレット端面の中心点を通る回転中心線に対して回転可能に設けられるタレット部、前記工具固定部に固定される前記工具、及びプッシュバーを有し当該プッシュバーが押下方向に押下されることで前記回転中心線を中心に前記タレット部を所定角度回動させるタレット保持部、を有するバイト保持タレットと、前記バイト保持タレットを装着可能なタレットホルダと、を備え、前記タレットホルダは、前記プッシュバーと平行に設けられ、軸心方向に沿って進退可能な駆動バーと、前記駆動バーと前記プッシュバーとを連結し、前記駆動バーの進退移動に連動して前記プッシュバーを前記押下方向に沿って進退させる連結部と、前記駆動バーを前記軸心方向に進退駆動させる駆動機構と、を備えたことを特徴とする。

本発明では、バイト保持タレットのタレット保持部に設けられたプッシュバーが、押下方向に移動された後、プッシュバーが押下方向とは反対方向（戻り方向）に戻ることで（つまり、ワンプッシュされることで）、タレット部が所定角度回転して、タレット部に保持されたバイトが切り替わる。また、タレットホルダに駆動機構によりプッシュバーと平行な駆動バーが設けられ、この駆動バーが連結部によってバイト保持タレットのプッシュバーと連結されている。
このため、駆動機構を駆動させて駆動バーを軸心方向に沿って進退させると、駆動バーに連動してプッシュバーも押下方向に沿って進退し、プッシュバーをワンプッシュすることができる。このような構成では、プッシュバーをワンプッシュするために、当該プッシュバーを押下するための押下手段まで工具ホルダを移動させる必要がなく、駆動バーを軸心方向に往復駆動させるだけでよいので、迅速なバイトの切り替えが可能となる。

本発明の工具ホルダでは、前記タレットホルダは、前記駆動バーに平行に設けられた支持バーと、前記支持バーを、軸心方向に沿って進退可能にガイドする支持ガイド部と、を備え、前記支持バーは、前記駆動バーより、軸心方向に対する長さ寸法が大きく形成され、前記連結部は、前記プッシュバー、前記駆動バー、及び前記支持バーを連結することが好ましい。

本発明では、駆動バーと平行な支持バーが設けられ、この支持バーが支持ガイド部により軸心方向、つまりプッシュバーの押下方向と平行に移動可能となるようにガイドされている。
上述したような駆動バーは、駆動機構により駆動させる必要があり、駆動機構の配置スペースまたは駆動機構との連結機構のスペースを確保するために、長さ寸法を十分に大きくすることができない。したがって、このような駆動バーでは、当該駆動バーが傾斜する不都合を防止するための軸受を十分に設けられない場合がある。これに対して、駆動機構等を必要としない支持バーは、駆動バーに比べて長さ寸法を大きくすることができ、その分、軸受等により構成される支持ガイド部の配置スペースを十分に取ることができる。したがって、支持バーは、駆動バーに比べて、軸心方向に対する傾斜を抑えることができる。このため、支持バーと駆動バーとを連結することで、駆動バーを駆動させる際に、精度良く駆動バーを軸心に沿って駆動させることができ、駆動バーの傾斜等による動作不良を防止することができる。

本発明の工具ホルダでは、前記駆動機構は、前記駆動バーに連動するピストンと、前記ピストンを進退可能に保持するシリンダと、前記シリンダの一端側に設けられた流体導入部に流体を導入し、前記プッシュバーの前記押下方向に対応した第一方向に前記ピストンを移動させる流体導入手段と、前記第一方向とは反対の第二方向に前記ピストンを付勢する付勢手段と、を備えることが好ましい。

本発明では、駆動機構は、ピストン及びシリンダにより構成され、シリンダの一端側に流体導入部が設けられている。このような構成では、流体導入部から流体を導入すると、流体によりピストンがプッシュバーの押下方向に対応した第一方向に押し出され、ピストンと連動する駆動バーを駆動させることができる。また、流体導入手段により流体が導入されない状態では、付勢手段によりピストンが第一方向とは反対となる第二方向に付勢され、ピストンが第二方向に移動する。これにより、押下されていたプッシュバーが戻り方向に移動され、タレット部が所定角度回転してバイトが切り替えられる。このような構成では、ピストン及びシリンダを用いた簡素な構成で容易に駆動バー及び駆動バーに連動するプッシュバーを制御することができる。
また、この流体としては、例えば、バイトによりワークを加工する際に、旋削屑等を吹き飛ばすエアや、ワーク洗浄用の洗浄液等を用いることができ、このようなワーク加工用の流体を駆動機構の駆動源とすることで、例えばソレノイドやモータ等の電磁駆動する構成に比べて、工具ホルダに電気的配線構成を設ける必要がなくなり、構成の簡略化を図ることができる。
なお、本発明において、ピストンの移動軸上に駆動バーが設けられ、ピストンと駆動バーとが同一方向に移動する構成に限られない。例えば、ピストンと駆動バーとの間にカム機構等が介在し、駆動バーの駆動方向に対してピストンの駆動方向が傾斜する場合や、ピストンの駆動方向とは反対方向に駆動バーが駆動する場合も本発明に含まれるものである。この場合では、第一方向は、ピストンの移動により駆動バーやプッシュバーを押下方向に移動させる当該ピストンの移動方向を指す。

本発明の工具ホルダでは、前記工具固定部は、前記タレット端面の中心点に対して４５度間隔で８個設けられており、前記タレット保持部は、前記プッシュバーが押下されることで、前記タレット部を４５度回動させることが好ましい。
本発明における工具ホルダとして、工具固定部の数としては特に限定されないが、工具固定部が８個設けられ、プッシュバーの押下によりタレット部を４５度ずつ回動させることが望ましい。このような構成では、多くの工具を工具ホルダに保持させることが可能であるとともに、隣り合う工具の間隔が狭くなりすぎず、１つの工具によりワークを加工している最中に他の工具がワークに干渉する等の不都合も回避できる。

本発明の工作機械は、回転駆動軸を中心として回転可能に設けられ、ワークが固定される回転テーブルと、前記回転テーブルを回転駆動させるテーブル駆動部と、上述したような工具ホルダと、前記タレットホルダを装着可能なホルダ装着部と、前記ホルダ装着部を前記回転テーブルに対して相対的に移動させる加工駆動部と、前記加工駆動部、前記テーブル駆動部、及び前記駆動機構を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明では、上述のように、工具ホルダに保持された工具を迅速に切り替えることができる。このため、工作機械による加工作業も迅速に行うことができる。

本実施形態の工作機械である旋削加工装置全体を示す概略図。 本実施形態の旋削加工装置のバイトホルダの概略構成を示す側面図。 本実施形態のバイト保持タレットを主軸とは反対側から見た平面図。 ホルダ本体を主軸の中心軸に沿って断面した断面図。 図４におけるV-V線における断面図。 支持バー及び支持ガイド部の概略構成を示す断面図。 旋削加工装置における加工処理を示すフローチャート。

以下、本発明に係る一実施形態について、図面に基づいて説明する。
［旋削加工装置の構成］
図１は、本実施形態の工作機械である旋削加工装置全体を示す概略図である。
図１において、工作機械である旋削加工装置１は、ＮＣ装置などの制御装置２（制御手段）により制御される加工装置であって、ベース３と、このベース３の上面に設けられて回転可能なテーブル４と、ベース３の両側に立設された一対のコラム５と、この両コラム５の上部間に掛け渡されたクロスレール６と、このクロスレール６に沿って左右方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられたサドル７と、このサドル７に上下方向（Ｚ軸方向）へ昇降可能に設けられたラム８と、このラム８の下端に設けられ主軸９（ホルダ装着部）と、主軸９に装着されるバイトホルダ１０（工具ホルダ）と、を備える。
テーブル４は、ベース３に内蔵されたモータ４Ａ（テーブル駆動部）等で駆動されて回転駆動軸４Ｂを中心に任意の速度で回転可能であり、任意の回転角度で停止可能である。

ベース３には、テーブル４をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動機構３Ｙが設けられ、クロスレール６には、サドル７をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構６Ｘが設けられ、サドル７には、ラム８をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動機構７Ｚが設けられている。これらのＸ軸移動機構６Ｘ、Ｙ軸移動機構３Ｙ及びＺ軸移動機構７Ｚは、本発明の加工駆動部を構成し、テーブル４上のワークＷと、主軸９に装着されたバイトホルダ１０のバイト１２５と、を三次元方向へ相対移動させる。

このような旋削加工装置１では、主軸９に装着したバイトホルダ１０にバイト１２５を装着しておく。そして、制御装置２により、Ｘ軸移動機構６Ｘ、Ｙ軸移動機構３Ｙ及びＺ軸移動機構７Ｚを駆動させ、このバイト１２５をテーブル４の中心軸に向けて保持しておく。そして、制御装置２により、モータ４Ａを駆動させて、ワークＷを固定したテーブル４を回転させ、ワークＷの側面にバイト１２５を近接させることで、ワークＷの旋削を行う。

［バイトホルダの構成］
次に、主軸９に装着されるバイトホルダ１０（工具ホルダ）の構成について、図面を用いて説明する。
図２は、本実施形態の旋削加工装置１のバイトホルダ１０の概略構成を示す側面図である。
図２に示すように、バイトホルダ１０は、主軸９に着脱自在に装着されるホルダ本体１１（タレットホルダ）と、ホルダ本体１１に固定されるバイト保持タレット１２とを備えている。

［バイト保持タレットの概略構成］
図３は、バイト保持タレット１２を主軸９とは反対側から見た平面図である。
バイト保持タレット１２は、タレット部１２１と、タレット保持部１２２とを備える。
タレット部１２１は、図３に示すように、例えば円形又は平面多角形（本実施形態では略円形）状に形成されたタレット端面１２３を有するブロックである。このタレット部１２１は、タレット保持部１２２により、図３に示すようなタレット端面１２３の平面重心点Ｏを通る回転中心線を中心に回転可能に保持されている。

タレット部１２１のタレット端面１２３には、重心点Ｏに対して等角度間隔（本実施形態で４５度間隔）にバイト固定部１２４（工具固定部）が設けられている。これらのバイト固定部１２４には、それぞれ、例えばボルト締め等により、バイト１２５（旋削用工具）を装着することができる。

タレット保持部１２２は、タレット部１２１を回転可能に保持するとともに、例えばボルト等によりホルダ本体１１に固定される。
また、タレット保持部１２２は、プッシュバー１２６を備え、このプッシュバー１２６が押下されることで、タレット部１２１を、所定角度（本実施形態では４５度）回動させる。具体的には、プッシュバー１２６が、当該プッシュバー１２６の軸方向に沿ってタレット保持部１２２の内部側に移動（押下）され、元の位置に戻ることで（ワンプッシュされることで）、タレット部１２１を４５度回動させる。これにより、プッシュバー１２６がワンプッシュされる度に、テーブル４上のワークＷに対向するバイト１２５が順次切り替えられる。なお、プッシュバー１２６の軸心に沿ってタレット保持部１２２の内部側に向かう方向を押下方向、押下方向と反対方向を戻り方向と称する。
なお、上記のようなバイト保持タレット１２としては、例えば川田鉄工株式会社製の商品名ＴＤ−１７０−８等を用いることができ、プッシュバー１２６が押下された際に、タレット部１２１を回転させる機構は周知であるため、ここでの説明は省略する。

［ホルダ本体の構成］
図４は、ホルダ本体１１を主軸９の中心軸に沿って断面した断面図である。図５は、図４におけるV-V線における断面図である。
図４に示すように、ホルダ本体１１は、略円筒形状のケース１１１と、駆動バー１１２と、支持バー１１３と、連結部１１４と、駆動機構２００と、を備えている。
ケース１１１は、主軸９に接続される側に、主軸９側に突出するテーパシャンク１１１Ａを備え、バイト保持タレット１２が固定される側に、当該バイト保持タレット１２を固定する固定板部１１１Ｂを備えている。また、ケース１１１の外周には、駆動バー１１２が挿通される駆動バー挿通孔１１１Ｃ、及び支持バー１１３が挿通される支持バー挿通孔１１１Ｄが設けられている。そして、ケース１１１の内部には、駆動バー１１２を軸方向に沿って進退駆動させる駆動機構２００が設けられている。

テーパシャンク１１１Ａは、主軸９のコレットチャック（図示略）に挟持されることで、ケース１１１が主軸９に接続される。
また、主軸９には、制御装置２の制御により、エア（流体）を供給するエア供給部（図示略）が設けられている。そして、例えばＡＴＣ等により主軸９に装着する工具を取り替えた際に、当該工具にエア供給部に接続される接続管が設けられていれば、主軸９のエア供給部からエアを工具に供給することが可能となる。エア供給部から供給されたエアは、通常、ワークＷの加工時に発生する例えば切削屑等の加工屑を除去するために用いられる。詳細は後述するが、本実施形態では、このエア供給部から供給されるエアにより、駆動バー１１２が駆動される。つまり、ホルダ本体１１を主軸９に接続すると、駆動機構２００の一部を構成するエア導入管２３０が、エア供給部に接続され、エアが供給される状態となる。
また、固定板部１１１Ｂには、上記のように、バイト保持タレット１２のタレット保持部１２２が固定される。また、固定板部１１１Ｂのケース１１１内部側の面には、駆動機構２００が固定される。

駆動機構２００は、シリンダ２１０、駆動バー１１２と一体形成されるピストン２２０、エア導入管２３０、及びコイルばね２４０（付勢手段）を備えている。
シリンダ２１０は、軸方向が、プッシュバー１２６の軸方向と平行となり、かつシリンダ２１０の軸心がケース１１１の直径方向と重なるように配置され、例えば固定板部１１１Ｂに固定されている。また、シリンダ２１０の軸心は、駆動バー挿通孔１１１Ｃの軸心と一致する。

シリンダ２１０は、後述するピストン２２０のツバ部２２１の外周面と略同一径寸法の内径寸法を有し、ツバ部２２１の外周面が摺接するツバ摺接筒２１１を有する。
このツバ摺接筒２１１の駆動バー挿通孔１１１Ｃ側には、ツバ部２２１の移動を規制する戻り規制部２１２が設けられている。戻り規制部２１２は、シリンダ２１０の軸心に対して直交する戻り規制面２１２Ａを備え、この戻り規制面２１２Ａは、後述のコイルばね２４０にピストン２２０が戻り方向に付勢された際に、ツバ部２２１の端面が当接する面となる。なお、シリンダ２１０の内部に筒状のシリンダライナーが設けられる構成などとしてもよい。

戻り規制部２１２には、シリンダ２１０の軸心に沿って、ツバ摺接筒２１１よりも径小となるバー挿通孔２１３が設けられる。バー挿通孔２１３は、ピストン２２０と一体形成された駆動バー１１２が挿通する孔であり、駆動バー１１２の軸径と同一径寸法を有し、駆動バー１１２の外周面が摺接する。また、バー挿通孔２１３には、Ｏリング等により構成された封止部材２１３Ａが設けられ、バー挿通孔２１３及び駆動バー１１２の隙間からツバ摺接筒２１１内部のエアが漏れる不都合を防止している。
また、戻り規制部２１２の戻り規制面２１２Ａには、エア導入口２１４（流体導入部）が設けられている。このエア導入口２１４には、エア導入管２３０（流体導入手段）が接続されている。主軸９のエア供給部からエアが供給されると、エア導入管２３０からエア導入口２１４を介してツバ摺接筒２１１内にエアが導入されツバ部２２１が駆動バー挿通孔１１１Ｃから離れる方向（押下方向）に移動する。これにより、ツバ部２２１と一体形成された駆動バー１１２も押下方向に移動する。
また、戻り規制部２１２は、駆動バー挿通孔１１１Ｃに突出する筒状の案内筒２１２Ｂを有する。この案内筒２１２Ｂの外周面の径寸法は、駆動バー挿通孔１１１Ｃと略同一径寸法に形成されており、この駆動バー挿通孔１１１Ｃに嵌入されている。また、案内筒２１２Ｂの内周部には、軸受部２１２Ｃが設けられ、軸受部２１２Ｃにより駆動バー１１２が支持されている。

一方、ツバ摺接筒２１１の駆動バー挿通孔１１１Ｃとは反対側の端部には、押下規制部２１５が設けられている。押下規制部２１５は、シリンダ２１０の軸心に対して直交する押下規制面２１５Ａを備え、この押下規制面２１５Ａは、エア導入口２１４からエアが導入されることで移動するツバ部２２１が当接する面となる。
押下規制部２１５には、シリンダ２１０の軸心に沿って、ツバ摺接筒２１１よりも径小となる凹溝状の係止凹部２１６が設けられる。係止凹部２１６は、ツバ部２２１の駆動バー挿通孔１１１Ｃとは反対側面に設けられた係止凸部２２２が挿通する溝部となる。係止凹部２１６の内周面には、Ｏリング等の封止部材２１６Ｃが設けられる。
エア導入口２１４から導入されるエアによりツバ部２２１が押下方向に移動すると、ツバ部２２１の一端面が押下規制面２１５Ａに当接し、係止凸部２２２が係止凹部２１６に係止されることで、ピストン２２０の移動が規制される。
また、係止凹部２１６の溝底部２１６Ａには、シリンダ２１０の外と連通する連通孔２１６Ｂが設けられている。この連通孔２１６Ｂは、係止凸部２２２が係止凹部２１６に係止される際に、係止凹部２１６内の空気をシリンダ２１０の外部に逃がす機能を有する。

係止凹部２１６の溝底部２１６Ａには、ガイドバー２１７が設けられる。このガイドバー２１７軸心は、シリンダ２１０の軸心と一致する。このガイドバー２１７は、ピストン２２０の軸心に設けられたガイド穴２２３に挿通され、コイルばね２４０を支持する。

また、押下規制部２１５の押下規制面２１５Ａには、エア排出口２１８が設けられている。このエア排出口２１８は、ピストン２２０のツバ部２２１がエア導入口２１４から導入されたエアにより押下方向に移動された際に、ツバ部２２１及び押下規制部２１５間のエアをシリンダ２１０の外部に逃がす。また、コイルばね２４０により、ツバ部２２１が戻り方向に移動されることで、エア排出口２１８からシリンダ２１０の外部のエアが吸引され、ツバ摺接筒２１１のツバ部２２１及び押下規制部２１５間に導入される。

ピストン２２０は、上述のように、ツバ部２２１、係止凸部２２２、及びガイド穴２２３を有し、駆動バー１１２と一体形成されている。
駆動バー１１２は、ツバ部２２１の戻り方向側端面に、シリンダ２１０の軸心と同軸となるように接続されている。なお、本実施形態では、ピストン２２０と駆動バー１１２とが一体形成されているが、例えば、ピストン２２０とは別体の駆動バー１１２がツバ部２２１に固定される構成としてもよく、ツバ部２２１から戻り方向側に突出する軸部に駆動バー１１２が固定される構成などとしてもよい。
また、ツバ部２２１の外周面には、例えばＯリング等の封止部材２２１Ａが設けられ、エア導入口２１４から導入されたエアの漏れが防止されている。

ガイド穴２２３は、ピストン２２０における軸心、つまりシリンダ２１０の軸心に沿って形成されている。このガイド穴２２３は、係止凸部２２２、ツバ部２２１、及び駆動バー１１２の押下方向側端部に亘って形成されている。また、ガイド穴２２３の駆動バー１１２側のガイド端面２２３Ａには、ガイド穴２２３の径寸法よりも小さく、ピストン２２０が押下方向に移動された際に、ガイドバー２１７が挿通可能なガイドバー係合部２２３Ｂが設けられている。

コイルばね２４０は、ガイドバー２１７にガイドされ、シリンダ２１０の係止凹部２１６の溝底部２１６Ａから、ピストン２２０のガイド穴２２３のガイド端面２２３Ａに亘って設けられている。このコイルばね２４０は、ガイド端面２２３Ａ（ピストン２２０）を戻り方向に付勢する。これにより、エア導入口２１４からエアが導入されない状態において、ピストン２２０は戻り方向に付勢され、戻り規制面２１２Ａに当接した状態となる。

ケース１１１の支持バー挿通孔１１１Ｄには、支持ガイド部１１５が固定されている。
図６は、支持バー１１３及び支持ガイド部１１５の概略構成を示す断面図である。
支持ガイド部１１５は、内周径寸法が少なくとも支持バー１１３の軸径寸法よりも大きく形成された内周筒状部１１５Ａを備えている。この内周筒状部１１５Ａには、軸方向に並列に配置された軸受部１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄ（例えばボールベアリング等）を介して支持バー１１３を軸心方向に進退可能に保持する。また、支持ガイド部１１５の軸心は、ケース１１１の直径方向と重なる。
支持ガイド部１１５の一端部は、支持バー挿通孔１１１Ｄに嵌入されており、また、支持ガイド部１１５の駆動機構２００側の端部は、駆動機構２００のシリンダ２１０に固定されている。
支持バー１１３は、軸心方向（長手方向）に対する長さ寸法が、駆動バー１１２よりも大きく形成され、上述したように、３つの軸受部１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄによりガイドされている。
このような構成の支持ガイド部１１５及び支持バー１１３では、軸心に対する傾斜をより確実に防止することができ、支持バー１１３を押下方向に対して精度よく進退させることができる。

連結部１１４は、駆動バー１１２、支持バー１１３、及びプッシュバー１２６の先端部を連結する板状部材である。
本実施形態では、押下方向からバイトホルダ１０を見た平面視において、駆動バー１１２を挟んで、支持バー１１３及びプッシュバー１２６が配置されている。そして、連結部１１４は、駆動バー１１２及び支持バー１１３を連結する支持連結部１１４Ａと、駆動バー１１２及びプッシュバー１２６を連結する駆動連結部１１４Ｂとを有する。また、押下方向からバイトホルダ１０を見た平面視において、支持連結部１１４Ａの長手方向（駆動バー１１２の軸心と支持バー１１３の軸心を結ぶ線方向）に対して、駆動連結部１１４Ｂの長手方向（駆動バー１１２の軸心とプッシュバー１２６の軸心を結ぶ線方向）が傾斜する。

このように、連結部１１４により、駆動バー１１２及びプッシュバー１２６を連結部１１４により連結することで、プッシュバー１２６を駆動バー１１２の駆動に連動させて駆動させることができる。つまり、シリンダ２１０にエアが導入されツバ部２２１が押下方向に移動すると、駆動バー１１２がツバ部２２１とともに押下方向に移動し、連結部１１４で連結されたプッシュバー１２６も押下方向に移動される。また、エアの導入が停止され、シリンダ２１０内の圧力が低下してコイルばね２４０の付勢力によりツバ部２２１が戻り方向に移動されると、これに伴って駆動バー１１２が戻り方向に移動し、連結部１１４に連結されたプッシュバー１２６も戻り方向に移動する。

この時、支持バー１１３及び支持連結部１１４Ａが設けられていない場合では、駆動バー１１２を押下方向に移動させる際に、駆動バー１１２にプッシュバー１２６が連結されているので、駆動バー１１２がプッシュバー１２６側に傾斜するモーメント力を受ける。このため、駆動バー１１２や、駆動バー１１２と一体形成されたツバ部２２１が傾斜し、動作不良の原因となる場合がある。
これに対して、支持バー１１３は、駆動バー１１２よりも長く、ケース１１１の直径方向に亘る広い範囲をストローク長とすることができる。したがって、上述のように、支持ガイド部１１５に、３つの軸受部１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄを設けることができ、支持バー１１３を押下方向に沿って精度よく進退させることが可能となる。
これにより、駆動バー１１２及び支持バー１１３が支持連結部１１４Ａにより連結されることで、駆動バー１１２の軸心に対する傾斜をも防止することができ、駆動バー１１２の傾斜による動作不良を適切に防止することができる。

［バイト切替方法］
次に、上述したような旋削加工装置１における旋削加工時のバイト切替方法について説明する。
図７は、旋削加工装置１における加工処理を示すフローチャートである。
図７に示すように、旋削加工装置１を用いてワークＷを加工するには、制御装置２は、予め設定された数値制御プログラムに基づいて、又は操作者の操作に基づいて、Ｘ軸移動機構６Ｘ、Ｙ軸移動機構３Ｙ及びＺ軸移動機構７Ｚを駆動させ、主軸９をワークＷの加工位置に移動させる（ステップＳ１）。この際、図２に示すように、プッシュバー１２６、駆動バー１１２、及び支持バー１１３が、ワークＷに干渉しない位置（例えば、バイトホルダ１０のワークＷに対向する面とは反対側の面）に位置するように、主軸９を移動させる。
この後、制御装置２は、モータ４Ａを駆動させ、テーブル４を回転させることで、旋削加工を実行する（ステップＳ２）。
そして、制御装置２は、加工処理を継続するか否かを判定する（ステップＳ３）。
ステップＳ３において、例えば数値制御プログラムや、操作者による入力操作等により終了指令が入力される等で加工処理を継続しない場合（ステップＳ３において「Ｎｏ」と判定される場合）、制御装置２は、加工処理を終了させる。
一方、ステップＳ３において、終了指令の入力がなく加工処理を継続する場合（ステップＳ３において「Ｙｅｓ」と判定される場合）は、旋削加工を継続させるとともに、制御装置２は、例えば数値制御プログラムや、操作者による入力操作等により、バイト１２５を切り替える旨の切替指令が入力されたか否かを判定する（ステップＳ４）。

このステップＳ４において、制御装置２は、バイト１２５の切替指令がない（ステップＳ４において「Ｎｏ」と判定される）場合は、ステップＳ２に戻り、旋削加工を継続する。
一方、ステップＳ４において、バイト１２５の切替指令がある（ステップＳ４において「Ｙｅｓ」と判定される）場合、制御装置２は、当該切替指令に含まれるバイト切替回数Ｎに関する情報を取得する（ステップＳ５）。つまり、本実施形態では、プッシュバー１２６をワンプッシュすることで、タレット部１２１を４５度、所定方向に回転させる。したがって、例えば、タレット部１２１を９０度回転させる場合では、バイト切替回数ＮとしてＮ＝２が切替指令に含まれる。

次に、制御装置２は、タレット部１２１の切替変数ｎを初期化し、ｎ＝０に設定する（ステップＳ６）。
この後、制御装置２は、主軸９のエア供給部を制御し、エア供給圧を増加させる（ステップＳ７）。これにより、バイトホルダ１０のエア導入管２３０を介してエア導入口２１４からシリンダ２１０内にエアが導入される。そして、シリンダ２１０内のエア導入口２１４側の圧力が、コイルばね２４０の付勢力よりも大きくなると、ピストン２２０が押下方向に移動する。
ピストン２２０が押下方向に移動すると、ピストン２２０に一体形成された駆動バー１１２、駆動バー１１２と連結部１１４を介して連結されるプッシュバー１２６も押下方向に移動する。
この後、制御装置２は、主軸９のエア供給部を制御し、エア供給圧を減少させる（ステップＳ８）。これにより、シリンダ２１０のエア導入口２１４側の圧力も減少し、コイルばね２４０の付勢力により、ピストン２２０が戻り方向に移動する。したがって、ピストン２２０と連動して、プッシュバー１２６も戻り方向に移動する。
したがって、ステップＳ７及びステップＳ８により、バイト保持タレット１２のプッシュバー１２６がワンプッシュされることになり、タレット部１２１が４５度、例えば時計回り方向に回動し、バイト１２５が切り替えられる。

この後、制御装置２は、切替変数ｎに「１」を加算し（ステップＳ９）、切替変数ｎがバイト切替回数Ｎになったか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において、ｎ＝Ｎであると判定された場合は、ステップＳ２の旋削加工に戻る。
一方、ステップＳ１０において、切替変数ｎがバイト切替回数Ｎよりも小さい場合、ステップＳ７に戻り、必要数だけプッシュバー１２６を押下する処理を実施する。

なお、ステップＳ４において、制御装置２は、バイト１２５の切替指令があると判定した場合、バイト１２５をワークＷとの干渉を防止するために、僅かに主軸９をワークＷから離れる方向に移動させてもよい。この場合は、ステップＳ１０において、「Ｙｅｓ」と判定され旋削加工を実施する前に、制御装置２は、ワークＷに対する主軸９の位置を再設定する。

［本実施形態の作用効果］
本実施形態の旋削加工装置１は、主軸９に着脱自在なバイトホルダ１０を備え、このバイトホルダ１０は、ホルダ本体１１及びバイト保持タレット１２を備える。ここで、バイト保持タレット１２は、タレット保持部１２２のプッシュバー１２６がワンプッシュされることで、バイト１２５が装着されたタレット部１２１を所定角度回動させる。また、ホルダ本体１１は、連結部１１４によりプッシュバー１２６と連結される駆動バー１１２を備え、この駆動バー１１２を押下方向、戻り方向に移動させる駆動機構２００を備えている。
このような構成では、制御装置２の制御により駆動機構２００を駆動させることで、駆動バー１１２と連結部１１４により連結させるプッシュバー１２６を押下方向及び戻り方向に沿って進退させることができる。したがって、例えば主軸９をワークＷから大きく移動させ、プッシュバー１２６を旋削加工装置１の壁面等の押下手段に押し付ける必要がない。つまり、主軸９を移動させることなく、あるいはワークＷからバイト１２５の切替時に当該バイト１２５が干渉しない程度に微小量移動させるだけで、バイト１２５を切り替えることができる。これにより、主軸９の移動に伴う時間を短縮させることができ、迅速にバイト１２５の切り替えを実施でき、旋削加工装置１による迅速な旋削加工を実施できる。

本実施形態は、駆動バー１１２と平行に設けられる支持バー１１３と、支持バー１１３を進退可能に保持する支持ガイド部１１５を備え、支持バー１１３は、連結部１１４により駆動バー１１２に連結されている。また、この支持バー１１３は、駆動バー１１２よりも軸心方向の長さ寸法が大きく形成されている。本実施形態において、駆動バー１１２は、駆動機構２００により駆動されるバーであり、駆動機構２００の配置スペースを確保するためにも、長さ寸法を大きくできない。このような構成では、駆動バー１１２の軸ずれを防止するための軸受部２１２Ｃを十分に配置することができず、駆動バー１１２の駆動時に軸心が傾斜する等の不都合が発生する場合がある。複数の軸受部２１２Ｃを配置するべく、駆動バー１１２の長さ寸法を大きくすると、その分ホルダ本体１１のサイズも大型化してしまう。
これに対して、本実施形態では、支持バー１１３が設けられ、この支持バー１１３は、軸心方向に駆動機構２００等を設ける必要がなく、その分、軸心の傾斜を防止するための１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄを十分に配置することができる。したがって、このような支持バー１１３と駆動バー１１２とを連結部１１４により連結することで、駆動バー１１２の傾斜を防止でき、精度良く駆動バー１１２を駆動させることができる。

本実施形態では、駆動機構２００は、駆動バー１１２と一体形成されることで、駆動バー１１２と連動するピストン２２０と、駆動機構２００を進退可能に保持するシリンダ２１０とを備えている。シリンダ２１０の駆動バー挿通孔１１１Ｃ側（戻り方向側）の端部には、エア導入口２１４が設けられ、このエア導入口２１４には、主軸９のエア供給部からエアが導入されるエア導入管２３０が接続されている。また、シリンダ２１０には、ピストン２２０を戻り方向に付勢するコイルばね２４０が設けられている。
駆動バー１１２を駆動させるためにモータやソレノイドアクチュエータ等を配置する場合、これらのモータやソレノイドアクチュエータ等を駆動させるための駆動配線等が必要となり、構成が複雑化し、主軸９にバイトホルダ１０を接続する際に主軸９側の端子とバイトホルダ１０側の端子を接続する必要も生じる。これに対して、本実施形態では、このような電気的接続が不要となり、駆動バー１１２を駆動させる構成として、シリンダ２１０及びピストン２２０を利用した簡素な構成とすることができ、装置コストの低減を図れる。
また、主軸９から供給されるエアは、例えばワークＷを加工する際に発生する加工屑等を除去するために、主軸９から導入されるエアを用いることができ、既存の工作機械に対して、本発明の工具ホルダを容易に適用することができる。

本実施形態では、ピストン２２０及び駆動バー１１２が一体形成されているため、より構成の簡略化を図ることができる。
また、本実施形態では、駆動バー１１２及び支持バー１１３は、ホルダ本体１１の直径方向に沿って配置されている。このため、駆動バー１１２及び支持バー１１３の長さ寸法を最大限大きくすることができる。したがって、駆動バー１１２や支持バー１１３を受ける軸受機構（軸受部２１２Ｃ，１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄ）を十分に配置することができ、駆動バー１１２や支持バー１１３の軸心が傾斜する不都合をより確実に防止できる。

本実施形態では、シリンダ２１０は、係止凹部２１６が設けられ、この係止凹部２１６の溝底部２１６Ａにコイルばね２４０の一端部が固定されている。また、ピストン２２０は、係止凹部２１６に係合可能な係止凸部２２２を備え、ピストン２２０の軸心に沿ってガイド穴２２３が設けられ、ガイド穴２２３のガイド端面２２３Ａにコイルばね２４０の他端部が固定されている。
このような構成では、ピストン２２０が押下方向に移動した際に、係止凸部２２２が係止凹部２１６に係合される。このため、駆動バー１１２の傾斜をより確実に防止できる。また、コイルばね２４０は、ガイド穴２２３内部で伸縮する。このため、ピストン２２０が押下方向に移動した際でも、コイルばね２４０がピストン２２０の移動を阻害することがなく、ピストン２２０の駆動量を規制しない。したがって駆動機構２００の小型化を図ることができる。

［変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上記実施形態では、本発明の駆動機構として、シリンダ２１０及びピストン２２０を備え、主軸９から供給されるエアによりピストン２２０及び駆動バー１１２を駆動させる構成とした。
これに対して、例えば、駆動機構として、モータやソレノイドアクチュエータ等により駆動バー１１２を駆動させる構成としてもよい。

また、本発明の付勢手段として、コイルばね２４０を例示し、コイルばね２４０がシリンダ２１０の押下方向側に配置され、圧縮された際の復元力を用いてピストン２２０を戻り方向に付勢する例を示した。これに対して、コイルばね２４０がシリンダ２１０の戻り方向側に配置され、ピストン２２０の移動により引っ張られた際の復元力を用いて当該ピストン２２０を戻り方向に付勢する構成としてもよい。

また、付勢手段として、コイルばね２４０に限られず、その他、ピストン２２０を戻り方向に付勢するものであれば、いかなる構成を用いてもよい。
例えば、上記実施形態では、シリンダ２１０の押下方向側に、シリンダ２１０の外部に連通されるエア排出口２１８及び連通孔２１６Ｂを設ける構成としたが、エア排出口２１８及び連通孔２１６Ｂがエア導入管２３０に連結される構成としてもよい。この場合、エア導入管２３０の一部に例えば電磁弁等を配置する。そして、プッシュバー１２６を押下する場合には、エア導入口２１４にエアが導入され、エア排出口２１８及び連通孔２１６Ｂが解放される状態に電磁弁を切り替える。また、プッシュバー１２６を戻り方向に戻す場合には、エア排出口２１８及び連通孔２１６Ｂにエアが導入され、エア導入口２１４が解放される状態に、電磁弁を切り替える。このような構成でも、エア供給部から供給されるエアにより駆動機構を駆動させてプッシュバー１２６を制御することができる。
さらに、コイルばね２４０、連通孔２１６Ｂ，エア排出口２１８が設けられない構成としてもよい。この場合、エア導入口２１４からエアが導入され、ピストン２２０が押下方向に移動すると、ピストン２２０と押下規制部２１５との間の密閉空間のエアが圧縮される。したがって、その空気圧を利用してピストン２２０を戻り方向に付勢することができる。

上記実施形態では、主軸９から供給されるエアは、駆動機構２００の駆動のみに用いられる構成を例示したが、これに限定されない。例えば、主軸９から供給されるエアをワークＷ側に排出するエア排出管を備え、旋削加工時に、エア排出管から排出されるエアにより加工屑等を除去する構成としてもよい。この場合、電磁弁等により、エアをシリンダ２１０に送る状態、及びエア排出管に送る状態を切り替え可能な構成とすればよい。

また、本発明の流体として、エアを例示したが、エアに限られず、ワークＷを洗浄する際に用いる洗浄液等、他の流体を用いてシリンダ２１０内のピストン２２０を駆動させてもよい。

また、上記実施形態では、本発明のホルダ装着部として主軸９を例示し、主軸９にバイトホルダ１０が装着される例を示したが、これに限定されない。
例えば、複数のバイトを保持可能なタレット盤に対して、取付アダプタを介してバイトホルダ１０が取り付けられる構成としてもよい。
上記実施形態では、駆動バー１１２や支持バー１１３がホルダ本体１１の直径方向に沿って配置される例を示したが、例えば直径からずれた位置に配置されていてもよい。
上記実施形態において、支持連結部１１４Ａ及び駆動連結部１１４Ｂが一体形成された連結部１１４を例示したが、例えば、支持連結部１１４Ａと駆動連結部１１４Ｂとが別体に構成されていてもよい。

上記実施形態では、シリンダ２１０の戻り方向側端部にエア導入口２１４が設けられ、エアが導入されることで、ピストン２２０が押下方向に移動する構成を例示した。これに対して、エア導入口がシリンダの押下方向側端部に設けられる構成としてもよい。この場合、ピストンと駆動バーとを別構成とし、ピストンの駆動方向を逆転させて駆動バーに伝達する例えばカム機構等の駆動伝達部を設ける構成とすればよい。このような構成では、駆動バーの軸心方向にピストン及びシリンダを設ける必要がなく、例えば支持バー１１３と同一長さで駆動バーを構成することもできる。したがって、駆動バーを軸受する軸受部を複数設けるスペースを確保することができ、駆動バーの傾斜をより確実に防止することができる。

上記実施形態では、タレット端面１２３が円形状の例を示したが、例えば、略正八角形状に形成され、各辺の中心にバイト固定部１２４が設けられる構成としてもよい。また、バイト固定部１２４が８個設けられる構成を例示したが、９個以上設けられる構成としてもよく、バイト固定部１２４が８個未満の構成としてもよい。
例えば、バイト固定部１２４が１０個設けられる構成では、タレット保持部１２２は、プッシュバー１２６がワンプッシュされることでタレット部１２１が３６度回転させる構成とすればよい。また、例えばバイト固定部１２４が６個設けられる構成では、プッシュバー１２６がワンプッシュされることで、タレット部１２１が６０度回転させる構成とすればよく、バイト固定部１２４が４個設けられる構成では、プッシュバー１２６がワンプッシュされることでタレット部１２１が９０度回転させる構成とすればよい。
さらに、タレット保持部１２２の構成において、上記実施形態では、ＸＹ平面で断面した際の断面形状として、略八角形状を例示したが、これに限定されず、例えば断面矩形状や、断面六角形状等であってもよく、断面円形状、楕円形状等であってもよい。
さらには、タレット部１２１に保持されるバイト１２５として、全てのバイト固定部１２４に対してバイト１２５が装着（固定）されていなくてもよい。例えば、８個のバイト固定部１２４のうちの２つのみにバイト１２５が固定される形態としてもよい。

その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。

本発明は、ワークを加工するための工具を自動で切り替え可能な工具ホルダ、及び当該工具ホルダを備えた工作機械に利用できる。

１…旋削加工装置（工作機械）、２…制御装置（制御手段）、４…テーブル、４Ｂ…回転駆動軸、９…主軸（ホルダ装着部）、１０…バイトホルダ（工具ホルダ）、１１…ホルダ本体（タレットホルダ）、１２…バイト保持タレット、１１２…駆動バー、１１３…支持バー、１１４…連結部、１１５…支持ガイド部、１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１５Ｄ…軸受部、１２１…タレット部、１２２…タレット保持部、１２３…タレット端面、１２４…バイト固定部（工具固定部）、１２５…バイト（工具）、１２６…プッシュバー、２００…駆動機構、２１０…シリンダ、２１２Ｃ…軸受部、２１４…エア導入口（流体導入部）、２２０…ピストン、２３０…エア導入管、２４０…コイルばね（付勢手段）。

Claims (5)

1. 工具を装着可能な工具固定部が複数設けられたタレット端面を有し、当該タレット端面の中心点を通る回転中心線に対して回転可能に設けられるタレット部、前記工具固定部に固定される前記工具、及びプッシュバーを有し当該プッシュバーが押下方向に押下されることで前記回転中心線を中心に前記タレット部を所定角度回動させるタレット保持部、を有するバイト保持タレットと、
   前記バイト保持タレットを装着可能なタレットホルダと、を備え、
   前記タレットホルダは、前記プッシュバーと平行に設けられ、軸心方向に沿って進退可能な駆動バーと、
   前記駆動バーと前記プッシュバーとを連結し、前記駆動バーの進退移動に連動して前記プッシュバーを前記押下方向に沿って進退させる連結部と、
   前記駆動バーを前記軸心方向に進退駆動させる駆動機構と、
   を備えたことを特徴とする工具ホルダ。
2. 請求項１に記載の工具ホルダにおいて、
   前記タレットホルダは、前記駆動バーに平行に設けられた支持バーと、
   前記支持バーを、軸心方向に沿って進退可能にガイドする支持ガイド部と、を備え、
   前記支持バーは、前記駆動バーより、軸心方向に対する長さ寸法が大きく形成され、
   前記連結部は、前記プッシュバー、前記駆動バー、及び前記支持バーを連結する
   ことを特徴とする工具ホルダ。
3. 請求項１または請求項２に記載の工具ホルダにおいて、
   前記駆動機構は、
   前記駆動バーに連動するピストンと、
   前記ピストンを進退可能に保持するシリンダと、
   前記シリンダの一端側に設けられた流体導入部に流体を導入し、前記プッシュバーの前記押下方向に対応した第一方向に前記ピストンを移動させる流体導入手段と、
   前記第一方向とは反対の第二方向に前記ピストンを付勢する付勢手段と、
   を備える
   ことを特徴とする工具ホルダ。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の工具ホルダにおいて、
   前記工具固定部は、前記タレット端面の中心点に対して４５度間隔で８個設けられており、
   前記タレット保持部は、前記プッシュバーが押下されることで、前記タレット部を４５度回動させる
   ことを特徴とする工具ホルダ。
5. 回転駆動軸を中心として回転可能に設けられ、ワークが固定される回転テーブルと、
   前記回転テーブルを回転駆動させるテーブル駆動部と、
   請求項１から請求項４のいずれかに記載の工具ホルダと、
   前記タレットホルダを装着可能なホルダ装着部と、
   前記ホルダ装着部を前記回転テーブルに対して相対的に移動させる加工駆動部と、
   前記加工駆動部、前記テーブル駆動部、及び前記駆動機構を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする工作機械。

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