JPH0217283B2

JPH0217283B2 -

Info

Publication number: JPH0217283B2
Application number: JP61256482A
Authority: JP
Inventors: Sadao Yamada; Junichi Shiozawa
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1986-10-27
Filing date: 1986-10-27
Publication date: 1990-04-20
Also published as: JPS63109905A

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、工作機械のタレツトヘツドに関し、
特にタレツトヘツドの主軸の工具を待機位置で解
除するための装置に係る。

従来技術通常のタレツトヘツドは、外周部分で複数の工
具を備えており、タレツトヘツド自体の旋回によ
つて、必要な工具を加工位置に割り出す。このよ
うなタレツトヘツドでは、工具数が多くなると、
タレツトヘツドの重量が大きくなるため、その駆
動に大きな駆動源が必要となるほか、タレツトヘ
ツドの外周面積の範囲でしか工具数が増加できな
いため、工具の収納数に限度がある。

しかし、このようなタレツトヘツドに工具交換
装置が組み合わせられると、タレツトヘツド側の
主軸の数が複数例えば２つ程度でよいため、タレ
ツトヘツドの構造が簡略化できるほか、加工位置
の主軸についての加工動作中に、他方の主軸につ
いて自動的に工具交換が可能となるため、作業能
率の観点からも有利である。

ところで、タレツトヘツドに工具交換機能を持
たせる場合に、タレツトヘツドの主軸についてツ
ールホルダーのアンクランプ機能が必要となる。
このようなアンクランプ機構がタレツトヘツドの
内部に主軸毎に組み込まれると、タレツトヘツド
の内部構造が複雑になり、またその重量も増すこ
とからも、タレツトヘツドの軽量化や、タレツト
ヘツドの旋回駆動源の小容量化にも逆行する結果
となる。

発明の目的したがつて、本発明の目的は、タレツトヘツド
の複数の主軸についてアンクランプ機能を持た
せ、このアンクランプ操作をタレツトヘツドの外
部から行えるようにし、旋回部分としてのタレツ
トヘツドの内部構造を簡略化することである。ま
た、他の目的は、アンクランプ操作部分をタレツ
トヘツドの旋回運動に支障のない位置に設け、ア
ンクランプ時にアンクランプ操作部分と主軸とを
機械的に連結できるようにするとともに、アンク
ランプ動作時に、主軸に軸線方向の外力をかけな
いようにし、軸受け部分などのスラスト荷重を最
小限度に抑えることである。

発明の解決手段そこで、本発明は、傾斜方向の軸に対して旋回
自在のタレツトヘツドに複数の主軸を配置し、一
方の主軸について加工位置に割り出したとき、他
方の主軸を待機側に位置させ、アンクランプシリ
ンダの部分と直接対向し、かつ機械的に連結でき
るようにしている。特に、このアンクランプシリ
ンダは、タレツトヘツドを回転自在に支持する固
定側の軸線方向に移動可能な状態で納められてお
り、主軸のクランプロツドにアンクランプ力を作
用させるとき、主軸側の反力を主軸と係合する部
材で受け止めるようにしている。したがつて、ア
ンクランプ操作時に、主軸には、スラスト方向の
外力が加えられないため、主軸自体や、それを支
持する軸受けなどに無理な力がかからない。また
主軸と係合する部材すなわち実施例のドロアー
は、タレツトヘツドの旋回による主軸の移動を許
容する状態で主軸の移動軌跡から外れた位置に設
けられているため、タレツトヘツドの旋回割り出
しの支障となることもない。

発明の構成第１図ないし第５図は、本発明のタレツトヘツ
ド装置１を工作機械のＹ軸フイードテーブル２の
前面に基台３により組み込んだ例を示している。
なお、このＹ軸フイードテーブル２は、数値制御
により、Ｙ軸方向に基台３とともに移動可能な状
態で支持されている。そして、基台３は、Ｙ軸フ
イードテーブル２の前面に対し固定されており、
Ｚ軸に対し45度の垂直面で、円錐台状のタレツト
ヘツド４を回転自在に支持している。すなわち、
このタレツトヘツド４は、水平面上でＺ軸に対し
所定の傾斜角度、通常45度で交わる中心軸５およ
び軸受け６によつて回転自在に支持されている。
なお、この中心軸５は、クランプ用シリンダを兼
用しており、内部でクランプピストン７をスプリ
ング８により進出方向に付勢した状態で収納して
いる。このクランプピストン７は、先端でクラン
パー９を備えており、その端面をタレツトヘツド
４のクランプ受け１０と対応させている。なおこ
れの駆動用の動作流体は、基台３側のテールカバ
ー１１およびクランプピストン７のポート１１ａ
を経て一方の室に入り込む。

そして、上記タレツトヘツド４は、基台３と対
向する面で、中心軸５と同心的なギヤ１２を備え
ており、また円錐面側で、水平面すなわちＸ−Ｚ
軸面上で、中心軸５の周りに、複数例えば180度
間隔でハウジング１３を備えており、その内部で
主軸１４を回転自在に保持している。この主軸１
４は、前後の軸受け１５によつて回転自在に支持
されており、先端のテーパ状のソケツト１６の内
部でツールホルダー１７を回り止め状態で保持し
ており、また後端部分でナツト１８によりクラツ
チ手段としての一対のクラツチ駒１９，２０の一
方に連結されている。このクラツチ駒１９は、第
４図に示すように、主軸１４の回り止め手段、す
なわち直径方向の２つのロツク溝２１でロツクピ
ン２２に嵌り合えるようになつている。なお、こ
のロツクピン２２は、ハウジング１３の後端部分
で、サポート２３内のロツド２２ａによりＺ軸方
向に摺動自在でスプリング２４によつてロツク溝
２１に係り合う方向に付勢されている。

また、上記主軸１４は、内部でクランプロツド
２５およびリセスロツド２６を同心的に収納して
おり、これらはいずれもばね２７，２８により後
退方向に付勢されている。そしてクランプロツド
２５は、先端部分でロツクボール２９によりツー
ルホルダー１７のプルスタツトの部分を抜け止め
状態としており、またリセスロツド２６は、ツー
ルホルダー１７の内部に入り、偏心可能なツール
１７ａに対し、中心から離れる方向の変位を与え
る。

一方、前記クラツチ駒２０は、駆動軸３０の先
端部分でスプライン３１によつて軸線方向に変位
可能な状態支持されており、環状の溝部分で２つ
割り型の摺動リンク２３を介し連結ピン３３によ
り操作レバー３４に連結されている。なおこの摺
動リング３２は、ロツクピン２２と対応する解除
体３５にも連結されている。また、上記駆動軸３
０は、基台３に対し前後の軸受け３６により回転
自在に支持されており、内部でリセス駆動ロツド
３７を軸線方向に摺動自在に支持するとともに、
後端部分で入力ギヤ３８および回転板３９を保持
している。

そして、上記リセス駆動ロツド３７は、後端部
分で基台３側に固定されたリセス用シリンダ４０
のピストン４１に対し軸受け４２により回転自在
で、しかも軸線方向の動きを受ける状態で連結さ
れている。なお、この駆動軸３０の回転位置は、
基台３側のセンサー４３により回転板３９のドグ
４４を非接触状態で検出することにより検知さ
れ、また上記リセス駆動ロツド３７の前進および
後退位置は、ピストン４１に固定されたドグ４５
と２つのリミツトスイツチ４６との当接関係によ
つて検出される。一方、駆動軸３０の回転力は、
第３図に示すように、主軸１４の回転駆動手段と
しての主軸モータ４７によつて与えられる。すな
わち、この主軸モータ４７の回転は、基台３の内
部で回転自在に支持されたギヤ４８，４９を介し
前記入力ギヤ３８に伝達される。

また、前記基台３は、待機位置としての自動工
具交換位置の主軸１４の軸線上で、アンクランプ
シリンダ５０を等配位置の複数のスプリング５１
により進出方向に付勢しながら進退自在で、しか
も回り止めピン５２により回り止めされ、かつ押
え板５３によつて抜け止め状態で収納されてい
る。このアンクランプシリンダ５０内のピストン
ロツド５４は、ドロアー５５との間で圧縮スプリ
ング５６によつて後退方向に付勢されており、そ
の先端部分を待機位置の主軸１４の後端面に臨ま
せている。上記ドロアー５５は、主軸１４の移動
軌跡から外れた位置で、主軸１４の先端方向に突
出し、先端で一対爪５７を形成し、その部分でク
ラツチ駒１９の両肩部分を抱え込む位置に臨んで
いる。なお、アンクランプシリンダ５０、ピスト
ンロツド５４およびドロアー５５の部分に、ソケ
ツトクリーニング用の空気通路５８が互いに連通
するように形成されている。なお、このピストン
ロツド５４の一部は、連結ロツド１００によつ
て、２つのドグ１０１を駆動し、２つのリミツト
スイツチ１０２と対応している。

次に、タレツトヘツド４の旋回運動は、駆動源
としてのタレツトモータ５９によつて与えられ
る。すなわち、このタレツトモータ５９は、割り
出し回転手段の一部を構成しており、第２図に示
すように、基台３の背面側に取り付けられてお
り、中間のギヤ６０，６１を介し、パラレルイン
デツクスカム６２の入力側のカム軸６３に伝達さ
れる。パラレルインデツクスカム６２は、カム軸
６３の部分で２枚のカム６５を備えており、また
出力軸６４の部分で、円板６６ａにより支持さ
れ、カム６５の外周に接する複数のローラ６６に
よつて構成されている。この実施例では、カム軸
６３が１回転したとき、出力軸６４は、270度だ
け回転し、その位置で停止したまま拘束される。
そして、この出力軸６４の回転は、ギヤ６７によ
り中間軸６８のギヤ６９，７０によつて、タレツ
トヘツド４側のギヤ１２に減速状態で伝達され
る。なお、これらのカム軸６３、出力軸６４、お
よび中間軸６８は、基台３またはケーシング７１
の部分で、軸受け７２によつて回転自在に支持さ
れている。また、このタレツトヘツド４の回転位
置は、基台３側のリミツトスイツチ７３と、タレ
ツトヘツド４のカバー９８の外周で、直径線上に
取り付けられた２つのドグ７４との当接関係によ
つて検出される。

また、前記パラレルインデツクスカム６２のカ
ム軸６３は、ケーシング７１の部分から外部に突
出し、その突出部分で２つのカム７５，７６を回
り止め状態で支持している。これらのカム７５，
７６は、一例として端面カムであり、それぞれ端
面で、クラツチ手段の操作用レバー７７のカムフ
オロアー７９、位置決め用のレバー７８のカムフ
オロアー８０にそれぞれ接している。一方のレバ
ー７７は、軸８１に対し回り止め状態で固定され
ており、引きスプリング８３によつてカムフオロ
アー７９を常にカム７５に接する方向に付勢され
ている。また、他方のレバー７８は、軸受け８４
によつて軸８１に対し回転自在に支持されてお
り、これと一体のギヤ８５により軸８２のギヤ８
６に噛み合つている。なおカム７５およびレバー
７７の回転位置は、それらのドグ９４，９５と対
応のリミツトスイツチ９６，９７との当接関係に
よつて検出できるようになつている。そして、こ
れらの軸８１，８２は、それぞれ駆動軸３０と交
差する位置で、平行な状態として基台３の両端の
軸受け８７，８８により回動自在に支持されてい
る。一方の軸８１は、前述の操作レバー３４と回
り止め状態で連結されている。また、他方の軸８
２は、操作レバー８９に回り止め状態と連結され
ており、この操作レバー８９、およびその先端の
連動ピン９０によりロケートピン９１の溝部分に
係り合つている。このロケートピン９１はロケー
ト孔９３とともに位置決め手段を構成しており、
タレツトヘツド４の底面に対し、垂直な方向で、
基台３により軸線方向に進退自在に支持されてお
り、付勢スプリング９２によつて突出方向に付勢
され、その先端部分でタレツトヘツド４の底面側
のロケート孔９３に嵌り合えるようになつてい
る。なお、ロケートピン９１は、後端部分のドグ
１０３によりリミツトスイツチ１０４と対応して
いる。このロケート孔９３は、２つの主軸１４の
割り出し角度と対応し、２箇所に設けられてい
る。なお、タレツトヘツド４は、外周部分でリン
グ状のカバー９８およびシール材９９によつて基
台３の端面または外周面に対し滑りながら密閉性
を保持している。

発明の作用次に、一連の作用を各部分の動作との関連で説
明する。まず、タレツトヘツド４を180度回転さ
せ、割出す場合には、クランプピストン７を前進
させることにより、クランパー９をクランプ受け
１０から離して、タレツトヘツド４を中心軸５の
周りに自由に回転できる状態としてから、タレツ
トモータ５９を回転させる。このタレツトモータ
５９が起動すると、その初期の段階で、カム７
５，７６の０〜45度程度の回転によつて、レバー
７７，７８がその端面に追従しながら回動する。
このときの軸８１の回転によつて、操作レバー３
４が第１図で反時計方向に回動し、クラツチ手段
としての一方のクラツチ駒１９から他方のクラツ
チ駒２０をスプライン３１に沿つて引き離す。こ
のとき、同時に解除体３５も後退するため、ロツ
クピン２２は、クラツチ駒１９，２０の完全な引
き離し前に背反動作し、スプリング２４に付勢さ
れて、ロツク溝２１に嵌り込む。これによつて、
加工位置の主軸１４は、ハウジンング１３に対し
回止め状態となる。

この予備的な動作の後に、パラレルインデツク
スカム６２は、カム軸６３の45〜270度の回転角
範囲で、従動側のローラ６６を駆動し、最終的に
ギヤ７０を回転させることにより、タレツトヘツ
ド４を180度だけ回転させる。この実施例の場合
に、カム軸６３が１回転したとき、出力軸６４
は、ギヤ６７とともに270度回転するように設定
されている。そして、このギヤ６７の270度の回
転運動は、ギヤ６９によつて増速され、ギヤ１２
に180度の正確な回転として伝達される。このよ
うに、カム軸６３が270度回転した時点で、タレ
ツトヘツド４の回転割り出しは、既に完了してい
る。

そして、カム７５，７６が１回転し終わる後期
の段階つまり270〜360度の範囲で、レバー７７，
７８が元の回転位相に戻る。これによつて、まず
ロケートピン９１は、操作レバー８９の復帰にと
もない、付勢スプリング９２に付勢されて前進
し、その先端部分で新たに割り出されたロケート
孔９３の内部に嵌り、タレツトヘツド４を正確に
割り出し、回り止め状態とする。一方、クラツチ
駒２０は操作レバー３４の復帰によつて、新たに
加工位置に割り出された主軸１４のクラツチ駒１
９に噛み合う。一対のクラツチ駒１９，２０が噛
み合つた時点で解除体３５がロツクピン２２をス
プリング２４に抗して押し続け、ロツク溝２１か
ら引き離すため、加工位置の主軸１４は、ハウジ
ング１３の内部で自由に回転できる状態となる。

このようにして、カム軸６３が１回転する間
に、タレツトヘツド４は、180度だけ回転し、ま
たクラツチ手段や位置決め手段は、必要な噛み合
いまたは位置決め動作あるいはその逆の動作を順
次行つていく。このあと、クランプシリンダ兼用
の中心軸５の内部にクランプピストン７を後退さ
せる方向の油圧が掛けられるため、クランパー９
は、クランプ受け１０に当たり、タレツトヘツド
４を中心軸５の周りに回り止め状態とする。

この状態で、主軸モータ４７が回転すれば、そ
の回転力は、ギヤ４８，４９，３８を介し駆動軸
３０に伝達され、さらにクラツチ駒１９，２０に
よつて加工位置の主軸１４に伝達されるため、そ
の先端のツールホルダー１７のツール１７ａによ
つて所定の切削加工が行える状態となる。なお、
リセツシング加工が必要な場合には、リセス用シ
リンダ４０が動作し、そのピストン４１を前進さ
せる。これによつて、リセス駆動ロツド３７およ
びこれに接するリセスロツド２６が前進するた
め、リセツシング加工可能なツールホルダー１７
の内部のツール１７ａは、中心から偏心方向に変
位し、内溝加工可能な位置まで案内される。

この間に、工作機械は、数値制御によつて、加
工位置の主軸１４を所定の位置に割り出しなが
ら、加工方向の送り運動を与えていく。なお、こ
のような工作機械側の送り運動は、ロスタイムを
少なくするために、パラレルインデツクスカム６
２の駆動と並行して行われる。

このようにして、必要な加工が終わると、タレ
ツトヘツド４は、数値制御によつて、Ｚ軸方向に
戻り、そのあと主軸モータ４７は自動的に停止す
る。このときの停止位置は、センサー４３とドグ
４４との対応関係によつて正確に規制される。こ
のあと、タレツトモータ５９が起動して、パラレ
ルインデツクスカム６２が回転し始めると、カム
７５，７６の回転によつて軸８１，８２が回転す
るため、まず最初に一方のクラツチ駒２０の後退
によつて、ロツクピン２２がロツク溝２１に嵌つ
て、加工位置の主軸１４が回り止め状態となり、
次いでロケートピン９１がロケート孔９３から外
れて、タレツトヘツド４が回転可能な状態とな
る。同時に、クラツチ駒１９，２０も外れるた
め、加工位置の主軸１４は、駆動軸３０から切り
離された状態となり、回転自由の状態となる。こ
のあと、パラレルインデツクスカム６２の出力軸
６４が回り始めるため、前記と同様にして、タレ
ツトヘツド４は、180度だけ回転し、次の割り出
し動作に入る。

一方、待機位置では、ハウジング１３および主
軸１４がアンクランプシリンダ５０と同一軸線上
に案内される。もちろん、主軸１４は、旋回中
に、ロツク溝２１とロツクピン２２との嵌り合い
によつて、回り止め状態となつているため、タレ
ツトヘツド４の旋回中にも勝手な方向に向かない
ことになる。このようにして、主軸１４側のクラ
ツチ駒１９は、ドロアー５５の一対の爪５７間に
案内され、その両肩の部分で爪５７と対向する。
ここで、加工側の主軸１４は、主軸モータ４７か
らの回転を受けて、新たな切削加工を数値制御の
下に開始する。これと並行して、アンクランプシ
リンダ５０は、外部から油圧を受けて、ピストン
ロツド５４を圧縮スプリング５６に抗して前進さ
せることによつて、クランプロツド２５をツール
ホルダー１７の方向に押し当てる。これによつ
て、クランプロツド２５がばね２７に抗して前進
するため、先端のロツクボール２９が中心から離
れる方向に移動できる状態となるため、その位置
のツーールホルダー１７は、主軸１４ソケツト１
６から取り出せる状態となる。このアンクランプ
時に、アンクランプシリンダ５０が後退自在で、
しかもドロアー５５がピストンロツド５４の反力
を受けているので、ハウジング１３や、その内部
の軸受け１５などにスラスト方向の力が掛からな
いことになる。なお、このピストンロツド５４が
前進限まで移動すると、空気通路５８が互いに連
通し合うため、内部の空気は、クランプロツド２
５の内部を通つて、ソケツト１６に噴射し、その
部分のごみなどを外部に吹き飛ばす。このように
して、待機位置で、アンクランプ状態のツールホ
ルダー１７は、自動工具交換装置などによつて、
次の加工に必要な新たなツールホルダー１７と交
換される。

発明の変形例上記実施例では、タレツトヘツド４の割り出し
駆動用として、パラレルインデツクスカム６２が
利用されているが、他の型式例えばバレルカムな
どによつても同一の機能が得られる。また、位置
決め手段やクラツチ手段などは、図示の実施例の
ものに限定されず、同一の機能を有するものであ
れば、他の機構で置き換えることもできる。もち
ろん、駆動源は、電動モータに限らず、油圧モー
タなどであつてもよい。

なお、上記実施例は、クランプ解除シリンダを
単動式で、スプリングによる復帰式としている
が、このクランプシリンダは、複動式のものとし
て構成することもできる。また主軸の回り止め手
段は、実施例のようなロツク溝２１とロツクピン
２２との嵌り合いによる構造のほか、この機能を
達成するものであれば、他の構成、例えば特願昭
61−66751号に記載されたような構造であつても
よい。

発明の効果本発明では、次のような特有の効果が得られ
る。

まず、水平面上でＺ軸に対し所定の傾斜角度で
交わる中心軸を旋回中心として回転自在に支持さ
れているタレツトヘツドにおいて、タレツトヘツ
ドの複数の主軸のうち、待機側の主軸の奥で基台
の部分にアンクランプシリンダが設けられている
ため、複数の主軸毎にアンクランプ手段を設ける
必要がなく、またタレツトヘツドが軽量化でき、
その旋回用駆動源の容量も小さくできる。

また、このアンクランプシリンダが基台に対
し、軸線方向に移動可能な状態で支持され、かつ
主軸と係合する部材すなわちドロアーによつて待
機位置の主軸と機械的に連結されるため、ピスト
ンロツドがアンクランプ力を作用させたとき、主
軸にスラスト方向の外力が加えられず、したがつ
て、主軸やその軸受け部分などの機械的な歪みが
最小限度に抑えられる。さらに、主軸と係合する
部材がタレツトヘツドの旋回割り出し時の主軸の
移動軌跡から外れた位置にあつて、主軸の移動を
許容するため、タレツトヘツドの旋回時に主軸と
これに係合する部材とが相互に干渉せず、またこ
の干渉を回避しながら、アンクランプシリンダが
基台側に設置できる。

この結果、上記の軽量化、およびタレツトヘツ
ドの旋回駆動力の小容量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタレツトヘツド装置の水平断
面図、第２図はタレツトヘツドの割り出し回転手
段の垂直断面図、第３図は主軸の回転駆動手段の
水平断面図、第４図はクラツチ手段の一部破断平
面図、第５図はカム機構の部分の一部破断正面図
である。１…タレツトヘツド装置、２…Ｙ軸フイードテ
ーブル、３…基台、４…タレツトヘツド、５…中
心軸、７…クランプピストン、９…クランパー、
１３…ハウジング、１４…主軸、１６…ソケツ
ト、１７…ツールホルダー、１９，２０…クラツ
チ駒、２１…ロツク溝、２２…ロツクピン、３０
…駆動軸、３４…操作レバー、３５…解除体、４
０…リセス用シリンダ、４７…主軸モータ、５０
…アンクランプシリンダ、５２…回り止めピン、
５４…ピストンロツド、５５…ドロアー、５７…
爪、５９…タレツトモータ、６２…パラレルイン
デツクスカム、６３…カム軸、７５，７６…カ
ム、７７，７８…レバー、７９，８０…カムフオ
ロアー、８１，８２…軸、８９…操作レバー、９
１…ロケートピン、９３…ロケート孔。

Claims

【特許請求の範囲】

１水平面に対し所定の傾斜角度で交わる中心軸
を旋回中心として回転自在に支持されているタレ
ツトヘツドにおいて、複数の主軸をもつタレツト
ヘツドの各主軸に、進出自在に後退付勢したツー
ルホルダーのクランプロツドと、主軸の回り止め
手段と、待機側主軸の奥に位置し、後退自在に進
出付勢したアンクランプシリンダと、クランプロ
ツドと当接自在に対向した上記アンクランプシリ
ンダのピストンロツドと、上記アンクランプシリ
ンダの主軸側に固定し、タレツトヘツドの旋回に
よる主軸の移動を許容する状態で主軸の移動軌跡
から外れかつ待機位置で主軸と係合する部材とを
有することを特徴とするタレツトヘツドの工具解
除装置。