JP6685693B2 - 回転動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械の主軸に装着された状態で、被加工物をセンタ支持するとともに、支持した被加工物に前記主軸の回転動力を伝達する回転動力伝達装置に関する。

上述した回転動力伝達装置は、被加工物をチャックによって把持することができない場合に使用されるもので、一般的に、心押軸（所謂センタ）を備えており、この心押軸と、当該心押軸に対向するように配設されたワーク支持部材との協働によって、被加工物を主軸の軸線中心に回転自在に支持するように構成されている。

また、支持対象である前記被加工物には、前記主軸と対向する側の端面に突起部が形成されており、前記回転動力伝達装置は、前記被加工物を支持した際に、前記突起部と係合するように設けられた係合部材を備えている。

そして、前記回転動力伝達装置は、前記被加工物を支持し、その係合部材が前記被加工物の突起部と係合することにより、前記主軸の回転動力を前記被加工物に伝達することが可能となる。

このような回転動力伝達装置として、従来、下記特許文献１に開示される「旋削用ドライブケレー装置」が知られている。この「旋削用ドライブケレー装置」は、ワークをセンタ支持するセンタと、ワークに形成されたワークドライブボスに係合する係合片とを備えており、前記センタによってワークを支持し、ワークに形成されたワークドライブボスと、「旋削用ドライブケレー装置」の係合片とが係合した状態で主軸が回転することによって、主軸の回転動力がワークに伝達され、当該ワークが旋削される。

実開平２−１３５１１０号公報

ところで、近年の旋盤の分野では、旋削だけではなく、フライス加工、ドリル加工やタップ加工といった多様な加工が可能になった複合加工型の旋盤が提供されており、一台の旋盤で、複数種の加工が可能になっている。

ところが、このような複合加工型の旋盤に、上述した従来の「旋削用ドライブケレー装置」を適用すると、旋削については安定した加工を実施することが可能であるが、それ以外の加工、即ち、フライス加工、エンドミル加工、ドリル加工やタップ加工といった加工については、これを安定して行うことができないという問題があった。

即ち、上述した従来の「旋削用ドライブケレー装置」では、ワークに形成されたワークドライブボスの、回転方向とは反対側の側面と、係合片の回転方向側の側面とが係合することによって、主軸の回転動力がワークに伝達される構造になっているが、ワークドライブボスと係合片との係合関係は、ワークドライブボスを係合片によって回転方向に付勢する関係に止まるため、主軸が非回転であるときには、「旋削用ドライブケレー装置」によって、ワークの回転方向における動作を制動することができず、即ち、ワークは係合片との係合側とは反対方向に回転可能であるため、ワークを非回転状態に維持して行う必要があるフライス加工、ドリル加工やタップ加工といった加工を安定して行うことができないのである。

また、例えば、工具としてエンドミルを用いた加工では、非回転では無いものの、ワークを極低速で回転させながら加工するといった態様も採られるが、この場合においても、上記従来の「旋削用ドライブケレー装置」では、ワークを回転方向に安定して制動することができないので、当然のことながら、このような加工も安定して行うことができない。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、旋削を含む多様な加工を行うことが可能な複合加工型の旋盤に好適に適用することができ、旋削以外の多様な加工も安定して実行することができる回転動力伝達装置の提供を、その目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、
心押軸を備え、工作機械の主軸に装着された状態で、前記心押軸と、該心押軸に対向するように前記工作機械に配設されたワーク支持部材との協働によって、ワークを前記主軸の軸線中心に回転自在に支持するとともに、該ワークに前記主軸の回転動力を伝達する回転動力伝達装置であって、
前記主軸と対向する側の、前記ワークの端面に形成された突起部に係合する係合部材を備えて成り、該係合部材は、前記主軸の軸線を中心とした周方向において、前記突起部の両側面に同時に係合可能に構成された回転動力伝達装置に係る。

本発明に係る回転動力伝達装置によれば、その心押軸と、前記ワーク支持部材との協働によって、ワークを主軸の軸線中心に回転自在に支持するとともに、その前記係合部材が、前記ワークの端面に形成された突起部の、前記主軸の軸線を中心とした周方向における両側面に同時に係合する。尚、ワークの前記端面にはセンタ穴が形成されており、ワークは、前記心押軸の先端部が前記センタ穴に係合することで、当該心押軸によって支持される。

そして、ワークは、その前記突起部の両側面に、前記回転動力伝達装置の係合部材が係合することにより、前記回転動力伝達装置に対して、前記主軸の軸線を中心とした回転が相対的に非回転状態となる。即ち、ワークは前記回転動力伝達装置に連結され、前記主軸の軸線を中心として、回転動力伝達装置と共に回転し、回転動力伝達装置と共に停止した状態となる。

斯くして、ワークは、主軸が旋削速度で回転することにより、回転動力伝達装置と共に旋削速度で回転して、旋削加工が施され、主軸が停止した状態では、回転動力伝達装置と共に停止して、回転工具を用いたフライス加工、エンドミル加工、ドリル加工やタップ加工といった各種加工が安定して実行される。更に、主軸を極低速で回転させながらの加工も安定して行うことができる。

尚、本発明において、前記係合部材は、前記主軸の軸線に沿った方向に進退可能に構成されるとともに、前記ワークと対向する端面に形成された凹部を備え、進出時に該凹部と前記突起部とが係合して、該凹部が前記突起部の前記両側面に同時に係合するように構成され、前記回転動力伝達装置は、更に、前記係合部材を進退させる進退機構を備えていても良い。この構成の回転動力伝達装置によれば、前記係合部材を前記進退機構によって後退させた状態で、ワークを、その突起部が前記係合部材の凹部と対向するように配置して、その心押軸と、前記ワーク支持部材との協働によって、当該ワークを主軸の軸線中心に回転自在に支持した後、前記進退機構によって前記係合部材を進出させて、その凹部を前記突起部の両側面に同時に係合させる。これにより、上述したように、ワークは回転動力伝達装置に連結され、主軸の軸線を中心として、回転動力伝達装置と共に回転し、回転動力伝達装置と共に停止する状態となる。

また、本発明において、前記凹部は、前記主軸軸線方向から見て、前記係合部材の外周よりも前記心押軸の近くに位置することができ、また、前記主軸の軸線と直交する方向から見て、前記心押軸の先端よりも前記主軸よりに位置することができる。また、前記進退機構は、圧油により作動して前記係合部材を進出させるピストンであって、前記主軸の軸線を中心とした周方向において等間隔に配設された４つのピストンを備え、前記係合部材を進出させるときにのみ、圧油供給源から供給される圧油を前記各ピストンに作用させて、各ピストンの押圧力により前記係合部材を進出させるように構成されることができる。

また、本発明において、前記係合部材は、前記ワークの前記突起部を挟持する２つの挟持部材を有し、該挟持部材の少なくとも一方は、前記周方向に回動可能に構成されるとともに、
前記回転動力伝達装置は、更に、前記挟持部材の少なくとも一方を、前記周方向に回動させる回動機構を備えて成り、
前記回動機構によって、前記挟持部材の少なくとも一方を前記周方向に回動させることにより、前記挟持部材によって、前記突起部を前記周方向から挟持するように構成されていても良い。

この構成の回転動力伝達装置によれば、前記回動機構により前記挟持部材を非挟持状態にした後、ワークを、その突起部が前記２つの挟持部材間に対応する位置に位置するように配置して、その心押軸と、前記ワーク支持部材との協働によって、当該ワークを主軸の軸線中心に回転自在に支持し、ついで、前記回動機構により、前記挟持部材の少なくとも一方を前記周方向に回動させることによって、当該挟持部材により、前記突起部を前記周方向から挟持する。これにより、上述したと同様に、ワークは回転動力伝達装置に連結され、主軸の軸線を中心として、回転動力伝達装置と共に回転し、回転動力伝達装置と共に停止する状態となる。

また、本発明に係る回転動力伝達装置は、前記係合部材を、前記主軸の軸線と直交する平面内で移動可能に保持する位置調整機構を、更に備えていても良い。

本発明に係る回転動力伝達装置によって支持されるワークは、鋳物や鍛造品が多く、そのセンタ穴と突起部との間の位置精度は、一般的に高精度であるとは言い難い。したがって、ワークを心押軸とワーク支持部材との協働によって支持した後、前記係合部材を突起部に係合させる際に、センタ穴と突起部との間の位置精度の問題から、係合部材を突起部の両側面に係合させることが困難な場合がある。

前記位置調整機構を備えた回転動力伝達装置によれば、前記係合部材が主軸軸線と直交する平面内で移動可能になっているので、センタ穴と突起部との間の位置精度が悪い場合でも、係合部材が上記のように移動することによって、当該係合部材を突起部の両側面に係合させることができる。

以上のように、本発明によれば、ワークは、その突起部の両側面に、回転動力伝達装置の係合部材が係合することによって、回転動力伝達装置に連結され、回転動力伝達装置と共に回転し、回転動力伝達装置と共に停止した状態となる。斯くして、ワークは、主軸が旋削速度で回転することにより、回転動力伝達装置と共に旋削速度で回転して、旋削加工が施され、主軸が停止した状態では、回転動力伝達装置と共に停止して、回転工具を用いたフライス加工、エンドミル加工、ドリル加工やタップ加工といった各種加工が安定して実行され、更に、主軸を極低速で回転させながらの加工も安定して行うことができる。

本発明の一実施形態に係る回転動力伝達装置を示した斜視図である。 本実施形態に係る回転動力伝達装置を示した正面図である。 図２における矢視Ａ−Ａ方向の断面図である。 図２における矢視Ｂ−Ｂ方向の断面図である。 図２における矢視Ｃ−Ｃ方向の断面図である。 本実施形態におけるワークを示した斜視図である。 図６に示したワークを一部断面で示した正面図である。 本発明の他の実施形態に係る回転動力伝達装置を示した正面図である。 図８における矢視Ｄ−Ｄ方向の断面図である。 図８における矢視Ｅ−Ｅ方向の断面図である。 図８に示した回転動力伝達装置におけるブロックと係合体との係合関係を説明するための斜視図であって、不要な部品を省略して示した斜視図である。 図１１において、ブロックを省略して示した斜視図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。尚、図１は、第１の実施形態に係る回転動力伝達装置を示した斜視図、図２は、その正面図である。また、図３は、図２における矢視Ａ−Ａ方向の断面図、図４は、同図２における矢視Ｂ−Ｂ方向の断面図、図５は、同図２における矢視Ｃ−Ｃ方向の断面図である。また、図６は、本実施形態における被加工物であるワークを示した斜視図、図７は、その一部断面で示した正面図である。尚、本例の回転動力伝達装置１０は、ワークＷを支持して、軸中心に回転させる主軸と、工具を回転させる工具主軸を備え、ワークＷに対して、旋削の他、フライス加工、エンドミル加工、ドリル加工やタップ加工といった加工を行うことができる複合加工型の旋盤の主軸に装着されて加工に供されるものとする。

まず、ワークＷの概略構成について説明する。図６及び図７に示すように、本例のワークＷは、円筒状をした長尺の鋳物製品であり、一方の端部（図示左側の端部）にフランジ部Ｗ１を有する。また、ワークＷの左側の端面には、凹部Ｗ３が形成されており、この端面を構成する凹部Ｗ３内には、ワークＷの中心軸を挟んでその両側に突起部Ｗ４，Ｗ４が形成されるとともに、その中心部付近にセンタ穴Ｗ５が穿孔されている。また、ワークＷの右側の端面Ｗ６にはセンタ穴Ｗ７が穿孔されている。斯くして、このワークＷは、その両端面Ｗ３，Ｗ６にそれぞれ形成されたセンタ穴Ｗ５，Ｗ７を用いてセンタ支持され、その外径加工や、外周部の平面加工などが予定されている。

次に、本例の回転動力伝達装置１０の構成について説明する。図１〜図５に示すように、この回転動力伝達装置１０は、前記複合加工型旋盤１の前記主軸２に装着されるバックプレート１１と、バックプレート１１の前端面に取り付けられるベースプレート１２と、同様に、ベースプレート１２の前端面に取り付けられる中空の円筒状をした外筒部材１５と、この外筒部材１５内に設けられる位置調整機構１６と、同じく前記ベースプレート１２の前端面に取り付けられる保持部材２１と、前記位置調整機構１６に取り付けられる係合部材２２と、前記保持部材２１に保持されるセンタ２３などから構成される。

尚、前記複合加工型旋盤１は、主軸２と対応する位置に心押台（図示せず）を備えており、この心押台（図示せず）に設けられるセンタと、前記回転動力伝達装置１０とによって前記ワークＷを支持する。

前記バックプレート１１は、テーパ穴１１ａを有しており、前記主軸２の前端面に形成されたノーズ部３に、前記テーパ穴１１ａが外嵌した状態で、前記主軸２の前端面に取り付けられている。

前記ベースプレート１２は、その後端面に形成された係合穴１２ｅが前記バックプレート１１の外周部に外嵌した状態で、当該バックプレート１１に取り付けられている。このベースプレート１２の中心部には、止まり穴である中心穴１２ａが形成され、この中心穴１２ａに連結部材１３の小径部１３ｃが嵌入されている。また、このベースプレート１２には、その中心軸を中心とした周方向に等間隔、且つ表裏に貫通するシリンダ穴１２ｃが穿設されるとともに、一端が前記中心穴１２ａに接続し、他端がそれぞれ前記シリンダ穴１２ｃに接続する４つの供給路１２ｂが形成されている。そして、この供給路１２ｂは、前記中心穴１２ａを介して、前記連結部材１３の中心部に形成された段付き状の貫通穴１３ａ，１３ｂに連通している。

尚、前記連結部材１３の貫通穴１３ａには、中空の供給管（図示せず）の一方端が嵌入され、この供給管（図示せず）の他方端は前記主軸２を貫通してその後端部に延設されている。この供給管（図示せず）の中空部は、電磁弁等の切換え弁により、その前記他方端に接続されるロータリジョイント（図示せず）を介して適宜圧油供給源（図示せず）に選択的に接続され、また、選択的にドレン側に接続される。斯くして、供給管（図示せず）の中空部が圧油供給源（図示せず）に接続されると、この圧油供給源（図示せず）から供給管（図示せず）の中空部及び連結部材１３の貫通穴１３ｂを経て、前記供給路１２ｂに圧油が供給され、供給管（図示せず）の中空部がドレン側に接続されると、供給路１２ｂ内の圧油が供給され、連結部材１３の貫通穴１３ｂ及び供給管（図示せず）の中空部を経てドレン側に還流される。

また、前記シリンダ穴１２ｃには、それぞれピストン１４が嵌入されている。各ピストン１４には、前記供給路１２ｂに対応する外周部に、その周方向に沿って油溝１４ａが形成されるとともに、一方端がこの油溝１４ａに開口し、他方端が、バックプレート１１側の端面に開口する流路１４ｂが形成され、前記供給路１２ｂに圧油が供給されると、前記油溝１４ａ及び流路１４ｂを介して、ピストン１４の端部とバックプレート１１との間に形成される圧油室１２ｄ内に圧油が流入して、この圧油によってピストン１４が前方に付勢される。

前記外筒部材１５は、前後両端面が開口した中空円筒状の部材から構成され、その内径部１５ａが、前記ベースプレート１２の前端面に形成された大径ボス部１２ｆに外嵌した状態で、当該ベースプレート１２に取り付けられている。

前記保持部材２１は、その後端面に形成されたボス部２１ａを備え、このボス部２１ａが、前記ベースプレート１２の小径ボス部１２ｇの前端面に形成された中心穴１２ｈに嵌入された状態で、当該ベースプレート１２の小径ボス部１２ｇの前端面に取り付けられている。また、保持部材２１にはその中心部にテーパ穴２１ｂが形成され、このテーパ穴２１ｂにセンタ２３が嵌め込まれている。

前記位置調整機構１６は、それぞれリング状をした後側の第１プレート１７、及び前側の第２プレート１９を備えて成り、上述したように、前記外筒部材１５内に配設されている。また、第１プレート１７及び第２プレート１９は、その内径部に、前記ベースプレート１２の小径ボス部１２ｇ及び前記保持部材２１の外径部が、適宜隙間を生じるように挿通されている。また、前記第１プレート１７には、前記ピストン１４に対応する位置に、それぞれ表裏に貫通する貫通孔１７ａが穿孔されており、前記ピストン１４がこの貫通孔１７ａに挿通され、その前端面が前記第２プレート１９の後端面に当接した状態となっている。

また、図４に示すように、第１プレート１７の前端面には、中心軸を挟んだ線対称位置に、両側面が半径方向に沿うように、それぞれキー２０が配設され、一方、第２プレート１９の後端面には、このキー２０に係合するキー溝１９ａが半径方向に沿って形成されており、これら第１プレート１７と第２プレート１９とは、キー２０とキー溝１９ａとの係合関係によって、これらの配置方向（図２及び図４における矢示Ｄ方向）に相対的に移動可能になっている。

また、図５に示すように、前記ベースプレート１２の前端面には、中心軸を挟んだ線対称位置であり、且つ配置方向が、前記キー２０の配置方向である矢示Ｄ方向と直交する方向（図２及び図５における矢示Ｅ方向）となるように、それぞれキー１８が配設され、一方、前記第１プレート１７の後端面には、このキー１８に係合するキー溝１７ａが前記矢示Ｅ方向に沿って形成されており、これらキー１８とキー溝１７ａとの係合関係によって、前記第１プレート１７は前記ベースプレート１２に対して矢示Ｅ方向に移動可能になっている。

斯くして、この位置調整機構１６によれば、キー１８とキー溝１７ａとの係合関係、並びにキー２０とキー溝１９ａとの係合関係によって、第２プレート１９は、前記主軸２の中心軸と直交する平面内において、移動可能になっている。

前記係合部材２２は、中空の円錐状をした部材から構成され、前記センタ２３の先端部が前方に突出し、且つ当該センタ２３及び保持部材２１に覆い被さるように、前記第２プレート１９の前端面に固設されている。この係合部材２２の先端部には、前記ワークＷの左側の端面に形成されたセンタ穴Ｗ５に、前記センタ２３の先端部が係合したとき、前記突起部Ｗ４，Ｗ４の両側面に同時に係合可能な凹部２２ａ，２２ａがそれぞれ形成されている。

以上の構成を備えた本例の回転動力伝達装置１０によれば、前記複合加工型旋盤１の心押台（図示せず）との協働によって、前記ワークＷを回転自在に支持する。即ち、まず、ワークＷを、その左側の端面に形成された突起部Ｗ４，Ｗ４が、前記係合部材２２の凹部２２ａ，２２ａに対向する姿勢にして、その左側の端面に穿孔されたセンタ穴Ｗ５に、回転動力伝達装置１０のセンタ２３の先端部を当接させるとともに、右側の端面に穿孔されたセンタ穴Ｗ７に、前記心押台（図示せず）のセンタの先端部を当接させ、これによって、当該ワークＷを支持する。

その際、圧油室１２ｄには圧油が供給されておらず、当該圧油室１２ｄはドレン側に接続されているので、係合部材２２の凹部２２ａ，２２ａとワークＷの突起部Ｗ４，Ｗ４とが接触する程度に、第２プレート１９及び係合部材２２が前方に位置していた場合には、当該接触によって、第２プレート１９及び係合部材２２が後方に後退する。

次に、切換え弁により、前記供給管（図示せず）の中空部を圧油供給源（図示せず）に接続すると、この圧油供給源（図示せず）から供給管（図示せず）の中空部、連結部材１３の貫通穴１３ｂ、前記供給路１２ｂ及び流路１４ｂを経て、各圧油室１２ｄ内に圧油が供給され、この圧油によってピストン１４が前方に付勢される。

これにより、当該ピストン１４によって第２プレート１９が前方に押圧され、この第２プレート１９に取り付けられた係合部材２２が当該第２プレート１９と共に前方に移動して、その凹部２２ａ，２２ａがワークＷの突起部Ｗ４，Ｗ４の両側部に同時に当接し、これにより、回転方向の関係において、係合部材２２とワークＷとが連結される。

尚、本例の回転動力伝達装置１０では、前記第２プレート１９及び係合部材２２が主軸２の軸線と直交する平面内において移動可能になっているので、ワークＷによってセンタ穴Ｗ５と突起部Ｗ４，Ｗ４との位置関係にバラツキがあっても、係合部材２２が前記平面内で移動することによって、確実に、前記凹部２２ａ，２２ａがワークＷの突起部Ｗ４，Ｗ４の両側部に同時に当接することができ、回転方向の関係において、係合部材２２とワークＷとがしっかりと連結される。

斯くして、ワークＷは、回転方向の関係において、係合部材２２とワークＷとがしっかりと連結されるので、ワークＷは回転動力伝達装置１０と共に回転し、回転動力伝達装置１０と共に停止した状態となる。

したがって、ワークＷは、主軸２が旋削速度で回転することにより、回転動力伝達装置１０と共に旋削速度で回転して、旋削加工が施され、主軸２が停止した状態では、回転動力伝達装置１０と共に停止して、回転工具を用いたフライス加工、エンドミル加工、ドリル加工やタップ加工といった各種加工が安定して実行される。更に、主軸２を極低速で回転させながらの加工も安定して行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態である第２の実施形態に係る回転動力伝達装置について、図８〜図１２に基づいて説明する。図８は、第２の実施形態に係る回転動力伝達装置を示した正面図であり、図９は、図８における矢視Ｄ−Ｄ方向の断面図、図１０は、同図８における矢視Ｅ−Ｅ方向の断面図である。また、図１１は、図８に示した回転動力伝達装置におけるブロックと係合体との係合関係を説明するための斜視図であって、不要な部品を省略して示した斜視図であり、図１２は、図１１において、ブロックを省略して示した斜視図である。

尚、本例の回転動力伝達装置５０も同様に、上述した複合加工型旋盤１の主軸２に装着されて使用され、また、図６及び図７に示したワークＷを支持するものとする。

図８〜図１２に示すように、本例の回転動力伝達装置５０は、前記複合加工型旋盤１の前記主軸２に装着されるバックプレート５１と、バックプレート５１の前端面に取り付けられるベースプレート５２と、このベースプレート５２の中心部の後端面に取り付けられるシリンダ部材５３と、ベースプレート５２の前端面に取り付けられる中空の円筒状をした外筒部材５８と、この外筒部材５８によって保持される連結リング６５と、この連結リング６５に取り付けられる回動挟持部材６６と、前記連結リング６５内に設けられる位置調整機構６０と、この位置調整機構６０に取り付けられるシフト挟持部材６８と、前記ベースプレート５２の前端面に取り付けられる保持部材６７と、この保持部材６７に保持されるセンタ６９などから構成される。

前記バックプレート５１は、テーパ穴５１ａを有しており、前記主軸２の前端面に形成されたノーズ部３に、前記テーパ穴５１ａが外嵌した状態で、前記主軸２の前端面に取り付けられている。

前記ベースプレート５２は、その後端面に開口する大径部５２ｃ及び小径部５２ｂからなる段付き状の内径部が形成されるとともに、その中心部に、前後に貫通する中心穴５２ａが形成されている。そして、このベースプレート５２は、その前記大径部５２ｃが前記バックプレート５１の外周部に外嵌した状態で、当該バックプレート５１に取り付けられている。

前記シリンダ部材５３は、円筒状をした部材からなり、その前端部に形成されたボス部５３ａが、前記ベースプレート５２の中心穴５２ａに嵌入された状態で、当該ベースプレート５２の後端面（小径部５２ｂの端面）に取り付けられている。

このシリンダ部材５３には、その前寄りの部分に、径方向に貫通するシリンダ穴５３ｂが形成され、このシリンダ穴５３ｂには２つのピストン５４，５４が対向するように嵌入されており、シリンダ穴５３ｂの両開口部はそれぞれ蓋部材５５，５５によって封止され、前記ピストン５４，５４はそれぞれ蓋部材５５，５５を貫通して、その端部がシリンダ穴５３ｂより外方に延出している。このピストン５４，５４は、それぞれ大径の基部５４ａと小径の軸部５４ｂからなる段付き軸形状を有しており、基部５４ａ，５４ａ同士が対向するように前記シリンダ穴５３ｂ内に嵌入され、当該基部５４ａ，５４ａ間に第１圧油室５３ｄが形成され、当該基部５４ａ，５４ａと蓋部材５５，５５との間にそれぞれ第２圧油室５３ｃ，５３ｃが形成されている。

また、前記シリンダ部材５３は、その軸線と同軸に形成された大径穴５３ｅ及び小径穴５３ｆを備えており、大径穴５３ｅは後端面に開口し、小径穴５３ｆは前記第１圧油室５３ｄと大径穴５３ｅとを連通している。また、大径穴５３ｅの内周面には、内周溝５３ｇが形成され、一端がこの内周溝５３ｇの内周面に開口し、他端が前記第２圧油室５３ｃ，５３ｃにそれぞれ開口する供給路５３ｈ，５３ｈが形成されている。

尚、このシリンダ部材５３の大径穴５３ｅには、供給管（図示せず）の一方端が嵌入され、この供給管（図示せず）の他方端は前記主軸２を貫通してその後端部に延設されている。この供給管（図示せず）には、前記内周溝５３ｇに接続する流路と、前記小径穴５３ｆに接続する流路とが形成されており、各流路は、電磁弁等の切換え弁により、当該供給管（図示せず）の他方端に接続されるロータリジョイント（図示せず）を介して適宜圧油供給源（図示せず）に選択的に接続され、また、選択的にドレン側に接続される。斯くして、前記小径穴５３ｆを介して前記第１圧油室５３ｄに圧油が供給されると、ピストン５４，５４がそれぞれ半径方向外方に進出し、一方、供給路５３ｈを介して第２圧油室５３ｃ，５３ｃに圧油が供給されると、ピストン５４，５４がそれぞれ半径方向中心側に後退する。

前記外筒部材５８は、前後両端面が開口したリング状の部材から構成され、その内径部５８ａが、前記ベースプレート５２の前端面に形成された大径ボス部５２ｅに外嵌した状態で、当該ベースプレート５２に取り付けられている。

前記連結リング６５は、その鍔部６５ａが前記外筒部材５８とベースプレート５２との間に保持され、その中心軸を中心として回転自在となっている。

前記保持部材６７は、その後端面に形成されたボス部６７ｂを備え、このボス部６７ｂが、前記ベースプレート５２の中心穴５２ａに嵌入された状態で、当該ベースプレート５２の小径ボス部５２ｄの前端面に取り付けられている。また、保持部材６７にはその中心部にテーパ穴６７ａが形成され、このテーパ穴６７ａにセンタ６９が嵌め込まれている。

前記位置調整機構６０は、それぞれリング状をした後側の第１プレート６１、及び前側の第２プレート６３を備えて成り、前記連結リング６５内に配設されている。また、第１プレート６１及び第２プレート６３は、その内径部に、前記ベースプレート５２の小径ボス部５２ｄ及び前記保持部材６７の外径部が、適宜隙間を生じるように挿通されている。

また、図９に示すように、第１プレート６１の前端面には、中心軸を挟んだ線対称位置に、両側面が半径方向に沿うように、それぞれキー６２が配設され、一方、第２プレート６３の後端面には、このキー６２に係合するキー溝６３ａが半径方向に沿って形成されており、これら第１プレート６１と第２プレート６３とは、キー６２とキー溝６３ａとの係合関係によって、これらの配置方向（矢示Ｈ方向）に相対的に移動可能になっている。

また、図１０に示すように、前記ベースプレート５２の前端面には、中心軸を挟んだ線対称位置であり、且つ配置方向が、前記キー６２の配置方向である矢示Ｈ方向と直交する方向（矢示Ｉ方向）となるように、それぞれキー６４が配設され、一方、前記第１プレート６１の後端面には、このキー６４に係合するキー溝６１ａが前記矢示Ｉ方向に沿って形成されており、これらキー６４とキー溝６１ａとの係合関係によって、前記第１プレート６１は前記ベースプレート５２に対して矢示Ｉ方向に移動可能になっている。

斯くして、この位置調整機構６０によれば、キー６２とキー溝６３ａとの係合関係、並びにキー６４とキー溝６１ａとの係合関係によって、第２プレート６３は、前記主軸２の中心軸と直交する平面内において、移動可能になっている。

前記ピストン５４，５４の延出端には、ブロック５６，５６がそれぞれ係合しており、このブロック５６，５６には、係合体５７，５７がそれぞれ係合している。係合体５７，５７は、それぞれ基部５７ａ及び円筒状の軸部５７ｂからなり、前記ベースプレート５２に形成された貫通穴５２ｆ，５２ｆをそれぞれ介してその前記基部５７ａ，５７ａが前記連結リング６５の後端面に取り付けられている。

前記ブロック５６，５６には、前記ピストン５４，５４の延出方向に対して、同じ斜め方向に交差するように係合溝５６ａ，５６ａが形成されており、この係合溝５６ａ，５６ａ内に前記軸部５７ｂ，５７ｂが挿入され、これらが遊び無く係合している。斯くして、図１１に示すように、ピストン５４，５４がそれぞれ半径方向外方に進出すると、ブロック５６，５６と係合体５７，５７との係合関係から、当該係合体５７，５７が取り付けられる連結リング６５が矢示Ｊ方向に回動し、逆に、ピストン５４，５４がそれぞれ半径方向中心側に後退すると、連結リング６５が矢示Ｋ方向に回動する。尚、図９において、中心線より上側は、ピストン５４が半径方向外方に進出した状態を示し、中心線より下側は、ピストン５４が半径方向中心側に後退した状態を示している。

前記回動挟持部材６６は、全体的に中空の円錐状をした部材から構成され、前記センタ６９の先端部が前方に突出し、且つ当該センタ６９及び保持部材６７に覆い被さるように、前記連結リング６５の前端面に固設されている。また、図８に示すように、正面から視て、その中心軸を中心とした線対称位置に、扇状の切欠き部６６ａが形成されている。

前記シフト挟持部材６８は、リング状をした基部６８ａと、中心軸を中心とした線対称位置に、この基部６８ａから前方に突出するように形成された、前記回動挟持部材６６の断面と略同じ断面形状を有する２つの扇形突出部６８ｂとを備えており、この扇形突出部６８ｂが前記回動挟持部材６６の切欠き部６６ａ内に位置するように、前記第２プレート６３の前端面に固設されている。

斯くして、回動挟持部材６６とシフト挟持部材６８とは、図８に示すように、回動挟持部材６６の先端部６６ｂとシフト挟持部材６８の先端部６８ｃとの間に、前記ワークＷの突起部Ｗ４が進入可能な隙間を有しており、回動挟持部材６６が矢示Ｋ方向に回動することによって、回動挟持部材６６の先端部６６ｂとシフト挟持部材６８の先端部６８ｃとの間で、前記ワークＷの突起部Ｗ４を挟持することができ、回動挟持部材６６が矢示Ｊ方向に回動することによって、当該挟持が解除される。また、シフト挟持部材６８は、第２プレート６３と共に、前記主軸２の中心軸と直交する平面内において、移動可能になっている。

以上の構成を備えた、本例の回転動力伝達装置５０によれば、まず、ワークＷを、その左側の端面に形成された突起部Ｗ４，Ｗ４が、回動挟持部材６６の先端部６６ｂとシフト挟持部材６８の先端部６８ｃとの間に位置する姿勢にして、その左側の端面に穿孔されたセンタ穴Ｗ５に、回転動力伝達装置５０のセンタ６９の先端部を当接させるとともに、右側の端面に穿孔されたセンタ穴Ｗ７に、前記心押台（図示せず）のセンタの先端部を当接させ、これによって、当該ワークＷを支持する。

尚、このとき、切換え弁（図示せず）によって、供給路５３ｈを介して第２圧油室５３ｃ，５３ｃに圧油が供給され、これによりピストン５４，５４はそれぞれ半径方向中心側に後退して、連結リング６５及び回動挟持部材６６が矢示Ｊ方向に回動しており、回動挟持部材６６の先端部６６ｂとシフト挟持部材６８の先端部６８ｃとの間には、ワークＷの突起部Ｗ４が進入可能な隙間が形成されている。斯くして、ワークＷがセンタ６９と心押台（図示せず）のセンタとによって支持されたとき、ワークＷの突起部Ｗ４が、回動挟持部材６６の先端部６６ｂとシフト挟持部材６８の先端部６８ｃとの間に位置している。

次に、切換え弁（図示せず）により圧油供給流路を切り換え、前記第１圧油室５３ｄに圧油を供給して、ピストン５４，５４をそれぞれ半径方向外方に進出させる。これにより、連結リング６５及び回動挟持部材６６が矢示Ｋ方向に回動して、回動挟持部材６６の先端部６６ｂとシフト挟持部材６８の先端部６８ｃとによって、ワークＷの突起部Ｗ４，Ｗ４の両側部が挟持され、回転方向の関係において、回動挟持部材６６及びシフト挟持部材６８とワークＷとが連結される。

尚、本例の回転動力伝達装置５０では、前記第２プレート６３及びシフト挟持部材６８が主軸２の軸線と直交する平面内において移動可能になっているので、ワークＷによってセンタ穴Ｗ５と突起部Ｗ４，Ｗ４との位置関係にバラツキがあっても、シフト挟持部材６８が前記平面内で移動することによって、確実に、回動挟持部材６６の先端部６６ｂとシフト挟持部材６８の先端部６８ｃとによって、ワークＷの突起部Ｗ４，Ｗ４の両側部が挟持することができ、回転方向の関係において、回動挟持部材６６及びシフト挟持部材６８とワークＷとがしっかりと連結される。

斯くして、ワークＷは、回転方向の関係において、回動挟持部材６６及びシフト挟持部材６８とワークＷとがしっかりと連結されるので、ワークＷは回転動力伝達装置５０と共に回転し、回転動力伝達装置５０と共に停止した状態となる。

したがって、ワークＷは、主軸２が旋削速度で回転することにより、回転動力伝達装置５０と共に旋削速度で回転して、旋削加工が施され、主軸２が停止した状態では、回転動力伝達装置５０と共に停止して、回転工具を用いたフライス加工、エンドミル加工、ドリル加工やタップ加工といった各種加工が安定して実行される。更に、主軸２を極低速で回転させながらの加工も安定して行うことができる。

以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明が採り得る態様は、何らこれに限定されるものではない。

１ 複合加工型旋盤
２ 主軸
１０ 回転動力伝達装置
１１ バックプレート
１２ ベースプレート
１３ 連結部材
１４ ピストン
１５ 外筒部材
１６ 位置調整機構
１７ 第１プレート
１７ａ キー溝
１８ キー
１９ 第２プレート
１９ａ キー溝
２０ キー
２２ 係合部材
２２ａ 凹部
２３ センタ
Ｗ ワーク
Ｗ４ 突起部
Ｗ５，Ｗ７ センタ穴

Claims (4)

1. 心押軸を備え、工作機械の主軸に装着された状態で、前記心押軸と、該心押軸に対向するように前記工作機械に配設されたワーク支持部材との協働によって、ワークを前記主軸の軸線中心に回転自在に支持するとともに、該ワークに前記主軸の回転動力を伝達する回転動力伝達装置であって、
   前記主軸の軸線に沿った方向に進退可能に構成されるとともに、前記主軸と対向する側の前記ワークの端面に形成された突起部に係合可能な凹部を備える係合部材と、
   前記係合部材を進退させる進退機構とを備え、
   前記係合部材は、進出時に、前記主軸の軸線を中心とした周方向において、前記凹部が前記突起部の両側面に同時に係合するように構成され、
   前記進退機構は、圧油により作動して前記係合部材を進出させるピストンであって、前記主軸の軸線を中心とした周方向において等間隔に配設された４つのピストンを備え、前記係合部材を進出させるときにのみ、圧油供給源から供給される圧油を前記各ピストンに作用させて、各ピストンの押圧力により前記係合部材を進出させるように構成されていることを特徴とする回転動力伝達装置。
2. 前記凹部は、前記主軸の軸線と直交する方向から見て、前記心押軸の先端よりも前記主軸よりに位置していることを特徴とする請求項１記載の回転動力伝達装置。
3. 心押軸を備え、工作機械の主軸に装着された状態で、前記心押軸と、該心押軸に対向するように前記工作機械に配設されたワーク支持部材との協働によって、ワークを前記主軸の軸線中心に回転自在に支持するとともに、該ワークに前記主軸の回転動力を伝達する回転動力伝達装置であって、
   前記主軸と対向する側の前記ワークの端面に形成された突起部を、前記主軸の軸線を中心とした周方向において挟持する２つの挟持部材を有し、該挟持部材の少なくとも一方は、前記周方向に回動可能に構成された係合部材と、
   前記挟持部材の少なくとも一方を、前記周方向に回動させる回動機構を備え、
   前記回動機構によって、前記挟持部材の少なくとも一方を前記周方向に回動させることにより、前記挟持部材によって、前記突起部を前記周方向から挟持するように構成されていることを特徴とする回転動力伝達装置。
4. 前記係合部材を、前記主軸の軸線と直交する平面内で移動可能に保持する位置調整機構を、更に備えていることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかの回転動力伝達装置。

Images