JPH0329525B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、複数個の工具回転用スピンドルを回
転自在に支持する斜塔式タレツトヘツドが枠体に
対して旋回可能に支持されており、このタレツト
ヘツドの旋回に伴つて前記スピンドルのうちのい
ずれか一つのスピンドルが加工位置に位置決めさ
れたときには、他のスピンドルの少なくとも一つ
のスピンドルは工具交換位置にある形式の工作機
械の工具駆動ユニツトにおいて使用されるクラツ
チおよび工具交換操作装置に関する。

(2) 従来の技術 複数個の工具回転用スピンドルを回転自在に支
持する斜塔式タレツトヘツドが枠体に対して旋回
可能に支持され、複数個のスピンドルの一つが加
工位置にある間に、他のスピンドルの少なくとも
一つが工具交換位置にあるように構成された工具
駆動ユニツトを備えた工作機構は特開昭52−
122976号公報に見られるように従来より知られて
いる。

(3) 発明が解決しようとする問題点 工具ホルダは、スピンドルの先端部においてス
ピンドルの中空部を軸方向に貫通するドローバー
の先端部と係合するようになつており、工具の交
換に際し工具ホルダをスピンドルから離脱する場
合に、ドローバーの基端面をプツシユロツドによ
り押圧してドローバーをスピンドルに対して先端
側へばね偏倚力に抗して移動させると、ドローバ
ーと工具ホルダとの係合関係が解かれ、工具ホル
ダをスピンドルの先端部から取り去ることができ
る。工具駆動ユニツトの機械剛性を増加して加工
精度を向上するため、工具駆動ユニツトの構造を
コンパクトにした場合、タレツトヘツドにより支
持される複数個のスピンドルの基端部は互いに接
近した状態となり、タレツトヘツドの旋回に伴つ
てスピンドルの基端部とプツシユロツドとが干渉
してしまう。このようなスピンドルの基端部とプ
ツシユロツドとの干渉を避けるためには、スピン
ドルが工具交換位置にあるときにはプツシユロツ
ドがスピンドルの基端部と整合した作動位置にあ
り、タレツトヘツドの旋回時にはプツシユロツド
がスピンドルの基端部から離隔した退避位置にあ
るように、プツシユロツドを作動位置と退避位置
との間で揺動させることが考えられる。

他方、スピンドルが加工位置にあるときにはそ
の加工位置にあるスピンドルの基端部をクラツチ
を介して駆動源側に連結し、タレツトヘツドの旋
回時にはクラツチを離脱状態にして加工位置にあ
るスピンドルを駆動源側から分離させなければな
らない。

ところで、プツシユロツドを作動位置と退避位
置との間で揺動させるための作動装置と、スピン
ドルを駆動源側に連結するためのクラツチの係脱
操作を行う作動装置とを個別に配設すると、各作
動装置を配設するためのスペースが必要となると
共に工具駆動ユニツトの構造が複雑となつて、工
具駆動ユニツトの構造をコンパクトにすることが
困難となる。

そこで本発明は、工具交換用ドローバーを押圧
作動するためのスピンドルの作動位置と退避位置
との間の揺動と、加工位置にあるスピンドルのた
めのクラツチの係脱操作とを同時に行うことがで
きるようなクラツチおよび工具交換操作装置を得
ることを主な目的とするものである。

Ｂ 発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本発明によれば、複数個の工具回転用スピンド
ルを回転自在に支持する斜塔式タレツトヘツドが
枠体に対して旋回可能に支持されており、前記タ
レツトヘツドの旋回に伴つて前記スピンドルのう
ちいずれか一つのスピンドルが加工位置に位置決
めされたときには、他のスピンドルの少なくとも
一つのスピンドルは工具交換位置にあり、加工位
置にあるスピンドルはクラツチを介して駆動源側
と係脱することができ、また工具変換位置にある
スピンドルの中空部を軸方向に貫通するドローバ
ーの基端面を押圧移動することによりこのドロー
バーの先端側に保持されている工具ホルダを前記
工具変換位置にあるスピンドルから離脱させるこ
とができるようにした工作機械の工具駆動ユニツ
トにおいて、前記枠体に固定したロツドにクラツ
チ操作シリンダを前後に滑接自在に設け、このシ
リンダの外周面に前記クラツチに連結されてこれ
を係脱操作するためのクラツチ操作爪と、前記枠
体に揺動自在に枢支される揺動部材に連結されて
これを揺動駆動するための係合ピンを設け、前記
揺動部材には、工具変換位置にあるスピンドルの
ドローバーを押圧移動するためのプツシユロツド
を設け、前記クラツチ操作シリンダの前後移動制
御により前記クラツチの係脱操作と、工具交換用
ドローバーを押圧作動するためのプツシユロツド
の作動位置と退避位置との揺動操作とを連動して
行うようにした工作機械用の工具駆動ユニツトに
おけるクラツチおよび工具交換操作装置が得られ
る。

(2) 作 用 タレツトヘツドが旋回して１つのスピンドルが
加工位置に位置決めされると、同時に他のスピン
ドルの少なくとも１つのスピンドルは工具交換位
置に位置決めされる。このときクラツチ操作シリ
ンダが作動して加工位置にあるスピンドルが駆動
源側に連結されるようにクラツチが係合状態とな
ると、同時にクラツチ操作シリンダによりプツシ
ユロツドが退避位置から作動位置へと揺動されて
プツシユロツドが作動可能状態に置かれる。加工
位置にあるスピンドルにより保持された工具によ
る加工作業が終了してタレツトヘツドが旋回され
るときには、再びクラツチ操作シリンダが作動し
てクラツチが離脱状態に置かれると、同時にクラ
ツチ操作シリンダによりプツシユロツドは作動位
置から退避位置へと揺動される。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説
明する。まず第１図及び第２図において、工作機
械のベツド１上には、送りモータ２により左右方
向に移動される左右方向移動台３が搭載されてい
ると共に、左右方向移動台３上には送りモータ４
により一対の案内レール５，６に沿つて前後方向
に移動される前後方向移動台７が搭載されてい
る。この前後方向移動台７上にはコラム８が立設
されており、送りモータ９により回転駆動される
送りねじ１０により昇降する工具駆動ユニツトＡ
の昇降枠体１１は、コラムの前面側において上下
方向に延設された左右一対の案内レール１２，１
３に沿つてコラム８に対して相対的に昇降する。
昇降枠体１１の前面側には、水平面内において前
後方向に対して傾斜した方向の軸線周りに旋回さ
れる斜塔式タレツトヘツド１７が支持されてお
り、このタレツトヘツド１７には一対のスピンド
ルヘツド１６，６６が形成されている。各スピン
ドルヘツド１６，６６の中心軸線は、工具駆動ユ
ニツトＡの内部機構の相互干渉を避けるため第１
図に示されるように互いにねじれた関係にあり、
第２図に示されるように、工具による切削作動時
においてはスピンドルヘツドの中心軸線はコラム
８に対し前後方向に向かい、又工具交換時におい
てはタレツトヘツド１７の旋回に伴つてスピンド
ルヘツドの中心軸線はコラム８に対し左右方向に
向かう。第２図においては、スピンドルヘツド１
６は切削位置にあり、スピンドルヘツド６６は工
具交換位置にある。又第２図に示されるように、
案内レール１３は案内レール１２よりも前方に配
設されており、各案内レール１２，１３からタレ
ツトヘツド１７までの距離は共に短い。

第３図において、昇降枠体１１の筒状支持部１
４の内周面側には、タレツトヘツド１７の筒状連
結部１８の外周面側が軸受１５を介して回転自在
に支持されていると共に、昇降枠体１１の外周フ
ランジ１１ｆとタレツトヘツド１７の外周フラン
ジ１７ｆの各対向面は相互に滑接自在となるよう
に構成されている。そして各外周フランジ１１
ｆ，１７ｆの背面側はそれぞれテーパ面１１ｔ，
１７ｔとして形成されており、これら一対の外周
フランジ１１ｆ，１７ｆの外面部は、タレツトヘ
ツド１７の旋回を必要に応じて抑止するための環
状クランプ１９により包囲されている。

筒状連結部１８の端面側には歯車２０が一体的
に固着されており、この歯車２０には、昇降枠体
１１上に搭載されたタレツト旋回用モータ２１に
より、モータ２１の出力軸上の傘歯車２３、筒状
支持部１４上に軸受２４，２５により軸支された
歯車軸２６の一端側の傘歯車２７を介して回転駆
動される歯車軸２６の他端側の歯車２８がかみ合
つている。

昇降枠体１１上に搭載された工具回転用モータ
２９の回転駆動力は、出力軸３０、昇降枠体１１
により軸受３１，３２を介して回転自在に支持さ
れた歯車軸３３上の歯車３４、昇降枠体１１によ
り軸受３５，３６を介して回転自在に支持された
歯車軸３７上の歯車３８、及び昇降枠体１１によ
り軸受３９，４０を介して回転自在に支持された
歯車軸４１上の歯車４２を介して、歯車軸４１の
前方突出部の外周面上のスプライン４３へ伝達さ
れる。

スプライン４３には、クラツチ４４の駆動側係
合部材４４ａの内周面上のスプラインが係合して
いる。駆動側係合部材４４ａは、全体として筒状
形をなしており、その前端縁部には被動側係合部
材４４ｂと係合する係合部を有すると共に、後端
寄りの外周面上には外周面側に環状溝４６が形成
されたクラツチ操作輪４５が固定されている。

昇降枠体１１にはスプライン４３と平行に前方
へ向けて突出するロツド４７の基端部が固定され
ており、このロツド４７の中央部に形成された固
定ピストン４８には、クラツチ操作シリンダ４９
が嵌合している。クラツチ操作シリンダ４９の両
端壁はロツド４７の外周面に沿つて滑接自在であ
り、クラツチ操作シリンダ４９の後端寄りの外周
面上に固定されたクラツチ操作爪５０はクラツチ
操作輪４５の環状溝４６に係合している。第４図
に示されているように、クラツチ操作シリンダ４
９の後端部の上面上にはクラツチ操作シリンダ４
９の軸方向に対して垂直な方向に突出する滑接部
材７３の基端部が固着されており、この滑接部材
７３は、昇降枠体１１上に基端部が固定された先
端部にストツパーナツト７５が螺合されたロツド
４７と平行な案内レール７４に滑接自在に嵌合し
ている。この案内レール７４に沿つて滑接部材７
３（第４図）が滑接することにより、クラツチ操
作シリンダ４９は常に一定の方位を保ちながらロ
ツド４７に沿つて滑接する。そしてロツド４７内
の圧力流体路５１に圧力流体が導通されると、ク
ラツチ操作シリンダ４９が後退してクラツチ４４
が離脱状態となり、又ロツド４７内の圧力流体路
５２に圧力流体が導通されると、クラツチ操作シ
リンダ４９が前進してクラツチ４４が係合状態と
なる。

第３図において、スピンドルヘツド１６の内周
１７は、軸受５３及び軸受群５４を介して中空ス
ピンドル５５が回転自在に支持されており、この
中空スピンドル５５の後端部の外周面上にはクラ
ツチ４４を構成する環状の被動側係合部材４４ｂ
が固定されている。従つてクラツチ４４が係合状
態にあるときにはスプライン４３側の回転駆動力
はクラツチ４４を介して中空スピンドル５５へ伝
達される。

中空スピンドル５５の前端部内周面側には、前
方へ向けて拡開するテーパ面５５ｔが形成されて
おり、このテーパ面５５ｔには、工具ホルダ５７
の外周部に形成されたテーパ面５７ｔが密着する
ようになつている。工具ホルダ５７がテーパ面５
５ｔ部に嵌入された状態においては、中空スピン
ドル５５の回転駆動力は、中空スピンドル５５の
前端面側に固定された係合ピン５６が工具ホルダ
５７の前端部外周面側に形成された係合凹部と係
合していることにより、係合ピン５６を介して工
具ホルダ５７へ伝達される。

工具ホルダ５７の後端面から後方へ向けて、後
端部に拡大部を有する工具ホルダ軸５８が突出し
ており、この工具ホルダ軸５８は、中空スピンド
ル５５の中空部内で軸方向に延設されたドローバ
ー５９の前端部に形成された筒状部６０内に嵌入
するようになつている。筒状部６０には周方向に
間隔を置いて複数個、例えば３個の半径方向に貫
通するボール保持孔が形成されており、各ボール
保持孔内にはボール６１が離脱しないようにして
保持されている。又中空スピンドル５５の中空部
内において筒状部６０に対応した位置には、前端
側の内周部に前方へ拡開するテーパ面が形成され
た筒状部材６２が保持されている。ドローバーの
後端部にはナツト６３が螺合されており、このナ
ツト６３と中空スピンドル５５の内周側の肩部と
の間に介装された多数の環状板ばね６４のばね偏
倚力により、ドローバー５９は常に後方へ引張り
力を受けており、このばね偏倚力により各ボール
６１は筒状部材６２の内周面側のテーパ面に沿つ
て移動して工具ホルダ軸５８を締め付け、工具ホ
ルダ５７を確実にテーパ面５５ｔ部内に保持す
る。

工具ホルダ５７を中空スピンドル５５から取り
外すときは、タレツトヘツド１７を旋回してスピ
ンドルヘツド１６を工具交換位置に位置決めして
から、ドローバー５９の基端面を後記のプツシユ
ロツドによりばね偏倚力に抗して押圧すると共
に、工具ホルダ５７の先端部外周面上に形成され
た環状係合溝６５に把持爪を係合させて工具ホル
ダ５７を中空スピンドル５５の外方へ引抜くこと
により、工具ホルダ５７を中空スピンドル５５か
ら取り外すことができる。

ドローバー５９内には軸方向に貫通して圧力空
気導入孔５９ｃが形成されており、工具交換時に
おいて工具ホルダ５７を中空スピンドル５５から
取り外す際に、圧力空気導入孔５９ｃに圧力空気
を導入することにより、圧力空気をテーパ面５５
ｔ側へ吹き付けてテーパ面５５ｔを清浄すること
ができる。

第４図〜第７図において、スピンドルヘツド１
６は加工位置にあつて、工具ホルダ５７により工
具軸１２５部を保持された工具１２４は切削作動
状態にある。これに対しスピンドルヘツド６６は
工具交換位置にある。このスピンドルヘツド６６
の内周側には、軸受６７及び軸受群６８を介して
中空スピンドル６９が回転自在に支持されてお
り、中空スピンドル６９は、工具軸７０を保持す
る工具ホルダ７１を保持している。

中空スピンドル６９は中空スピンドル５５と全
く同一の構造を有しており、この中空スピンドル
６９の基端部外周面上にはクラツチ４４の被動側
係合部材７２が固定されていると共に、この被動
側係合部材７２に近接して係合溝８３が形成され
ている。他方、昇降枠体１１に固定されたブラケ
ツト７７の枢支部７８には、揺動部材８０の基端
側に突設されたブラケツト７９が枢支されてい
る。揺動部材８０の先端部には中空スピンドル６
９の係合溝８３に係合する二又状の係合爪８２が
形成されていると共に、揺動部材８０の中央部に
は揺動部材８０の基端側から先端側へ向けて細長
い長孔８１が形成されており、この長孔８１はク
ラツチ操作シリンダ４９の外周部の上面側に突設
された係合ピン７６が遊嵌されている。従つて、
タレツトヘツド１７がタレツト旋回用モータ２１
の作動により旋回されるに当たつてクラツチ操作
シリンダ４９が後退してクラツチ４４が離脱状態
に置かれる間は、揺動部材８０が枢支部７８を中
心として昇降枠体１１寄りに揺動して係合爪８２
が係合溝８３から離脱しているが、一対のスピン
ドルヘツドの一方、例えばスピンドルヘツド１６
が加工位置に位置決めされると同時に他方のスピ
ンドルヘツド、例えばスピンドルヘツド６６が工
具交換位置に位置決めされ、クラツチ操作シリン
ダ４９が前進してクラツチ４４が係合状態となる
と、揺動部材８０は枢支部７８を中心として前方
へ揺動し、係合爪８２が係合溝８３に係合するこ
とにより、中空スピンドル６９の軸方向にかかる
力に対向し、軸受６７及び軸受群６８の無理な力
が加わることを防止する。

特に第６図および第７図において、揺動部材８
０内にはシリンダ９０が一体的に形成されてお
り、このシリンダ９０内を滑接するピストン９１
のピストンロツドと一体のプツシユロツド９２の
先端部は揺動部材８０の先端側へ突き出ることが
できる。プツシユロツド９２内には流路９３が形
成されており、第６図のようにポート９５に圧力
流体が導入されるとピストン９１は揺動部材８０
の基端側へ後退し、流路９３はポート９６から遮
断されるが、第７図のように、揺動部材８０がス
ピンドル６９の基端部と係合した状態においてポ
ート９４に圧力流体が導入されると、ピストン９
１は揺動部材８０の先端側へ移動し、それに伴つ
てプツシユロツド９２がドローバー９７の基端面
を押圧して、ドローバー９７を板ばね９８のばね
力に抗してスピンドル６９の先端側へ移動させ
る。同時に、流路９３はポート９６と連通し、圧
力空気がポート９６、流路９３、ドローバー９７
の中空部により形成された圧力空気導入孔９７ｃ
を介して、スピンドル６９の先端部のテーパ面６
９ｔと工具ホルダ７１のテーパ面７１ｔとの間の
環状の隙間へ導入される。

その結果、ドローバー９７と工具ホルダ７１と
の係合が解かれて、工具ホルダ７１はスピンドル
６９から離脱可能となると共に、スピンドル６９
のテーパ面６９ｔが圧力空気により清浄される。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、工作機械の工具
駆動ユニツトにおいて、枠体に固定したロツドに
クラツチ操作シリンダを前後に滑接自在に設け、
このシリンダの外周面に前記クラツチに連結され
てこれを係脱操作するためのクラツチ操作爪と、
前記枠体に揺動自在に枢支される揺動部材に連結
されてこれを揺動駆動するための係合ピンを設
け、前記揺動部材には、工具交換位置にあるスピ
ンドルのドローバーを押圧移動するためのプツシ
ユロツドを設け、前記クラツチ操作シリンダの前
後移動制御により前記クラツチの係脱操作と、工
具交換用ドローバーを押圧作動するためのプツシ
ユロツドの作動位置と退避位置との揺動操作とを
連動して行うようにしたので、単一のクラツチ操
作シリンダにより、クラツチ係脱操作と、工具交
換用ドローバーを押圧作動するためのプツシユロ
ツドの作動位置と退避位置への揺動操作とを連動
して行うことができ、前記両操作を簡単容易にし
かも的確に行うことができるとともに部品点数を
削減して工具駆動ユニツト自体の構造の簡素化と
コストダウンを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に基づく工具駆動ユ
ニツトの支持装置を備えた工作機械の一例を示す
前面図、第２図は第１図の工作機械の平面図、第
３図は第１図の−線に沿つて見た要部平断面
図、第４図は第１図の−線に沿つて見た要部
平断面図、第５図は第４図の−線に沿つて見
た要部側面図、第６図は第４図の要部断面図、第
７図は第６図とは異なつた作動状態にある第６図
と同様な要部断面図である。 １１……枠体、１７……タレツトヘツド、４４
……クラツチ、４７……ロツド、４９……クラツ
チ操作シリンダ、５０……クラツチ操作爪、５
５，６９……工具回転用スピンドル、７１……工
具ホルダ、７６……係合ピン、７８……枢支、８
０……揺動部材、９２……プツシユロツド、９７
……ドローバー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の工具回転用スピンドル５５，６９を
   回転自在に支持する斜塔式タレツトヘツド１７が
   枠体１１に対して旋回可能に支持されており、前
   記タレツトヘツド１７の旋回に伴つて前記スピン
   ドル５５，６９のうちいずれか一つのスピンドル
   ５５が加工位置に位置決めされたときには、他の
   スピンドルの少なくとも一つのスピンドル６９は
   工具交換位置にあり、加工位置にあるスピンドル
   ５５はクラツチ４４を介して駆動源側と係脱する
   ことができ、また工具交換位置にあるスピンドル
   ６９の中空部を軸方向に貫通するドローバー９７
   の基端面を押圧移動することによりこのドローバ
   ー９７の先端側に保持されている工具ホルダ７１
   を前記工具交換位置にあるスピンドル６９から離
   脱させることができるようにした工作機械の工具
   駆動ユニツトにおいて、前記枠体１１に固定した
   ロツド４７にクラツチ操作シリンダ４９を前後に
   滑接自在に設け、このシリンダ４９の外周面に前
   記クラツチ４４に連結されてこれを係脱操作する
   ためのクラツチ操作爪５０と、前記枠体１１に揺
   動自在に枢支７８される揺動部材８０に連結され
   てこれを揺動駆動するための係合ピン７６を設
   け、前記揺動部材８０には、工具交換位置にある
   スピンドル６９のドローバー９７を押圧移動する
   ためのプツシユロツド９２を設け、前記クラツチ
   操作シリンダ４９の前後移動制御により前記クラ
   ツチ４４の係脱操作と、工具交換用ドローバー９
   ７を押圧作動するためのプツシユロツド９２の作
   動位置と退避位置との揺動操作とを連動して行う
   ようにした工作機械用の工具駆動ユニツトにおけ
   るクラツチおよび工具交換操作装置。