JPH0435044Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、通称ターニングセンタと称される数
値制御複合工作機械のタレツトに適応できる回転
工具に関し、さらに詳しくはタレツトの内部に工
具の着脱機構と工具の駆動伝達機構とを内装する
ようにしたタレツトにおける回転工具の位置決め
装置に関するものである。

〔従来技術〕

例えば実公昭54−4153号公報により、旋削用工
具を主体に装備したタレツトヘツドに、必要に応
じて回転工具を随時装着し得るものとして、複数
本の固定工具を着脱可能に配設したタレツトヘツ
ドとは別に、その固定工具取付面に回転工具ユニ
ツトを設けたものが提案されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

回転工具に充分な動力を伝達するためにはドラ
イブキーによつて加工に必要充分な動力を伝達す
ることが必要である。複数の工具軸を持つターニ
ングセンターにおいて、ロボツトまたは自動工具
交換装置（ATC）等を用いて工具の自動交換を
行う場合には、回転工具軸端に設けてあるドライ
ブキーと工具側のドライブキー溝とを正確に合致
させなければ自動交換をすることができないもの
である。しかし、前記従来技術においてはこの手
段が開示されておらず、工具の着脱が迅速にでき
ないという問題があつた。

そこで、本考案は前記した従来技術の問題点を
解消するために、工具を支持する回転スリーブと
これを駆動する入力軸を所定の位置で確実に停止
させて工具の着脱を正確に行うことができるよう
にした装置を提供することを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するための本考案に係る回転工
具位置決め装置は、工具を着脱するホルダーヘツ
ドと、このホルダーヘツドに対して歯車で連結さ
れた入力軸とからなる複数の工具を着脱可能に配
設したタレツトにおいて、ホルダーヘツドは、少
なくとも工具を嵌入するための嵌合穴を開口した
回転スリーブを有しており、入力軸はタレツトヘ
ツドに回転可能に支持され、端部に開口したクラ
ツチ部材と、このラツチ部材に連続した摺動穴
と、この摺動穴内に挿入された連結部材と、この
連結部材に設けられ、入力軸の周面に開口した長
孔より突出した係止ピンとからなり、係止ピンは
駆動軸の端部に設けたクラツチ部材が入力軸側に
設けたクラツチ部材と係合して連結部材を押圧し
た際に、入力軸の周囲に設けた係合部より離脱
し、両クラツチ部材の係合が解除された際に、こ
の係止ピンが係合部に係止されて入力軸を所定の
位置に固定すると共に、回転スリーブの端部に設
けたブロツク、即ちドライブキーと工具に設けた
切欠溝とが嵌合するように構成されている。

また、ホルダーヘツドの具体的な構造として
は、回転スリーブ内に後退方向にバネで弾圧した
案内筒と、この案内筒内に支持されたボールサポ
ート軸と、このボールサポート軸によつて案内筒
よりボールを工具のシヤンク部のボール当接溝内
に突出させて回転スリーブの端部に工具を固定す
るように構成されたものを好適に採用することが
できる。

〔作用〕

工具２７を端部に支持する回転スリーブ１２と
入力軸３０との間は歯車２５と３３によつて連結
されて特定の関係で連動するようになつており、
更に、入力軸３０と駆動軸４５との間は凹溝３４
と突起４６からなるクラツチ機構によつて継脱可
能に構成されており、駆動軸４５と入力軸３０と
の連結が外された場合にはこの入力軸３０の周囲
に設けた係合部である凹溝４３と係止ピン３７の
係止部３７ａとが係合して入力軸３０を所定の位
置に固定する。

この入力軸３０と回転スリーブ１２とは歯車２
５と３３で駆動連結されているので、この回転ス
リーブ１２も所定の位置で停止する。そしてこの
回転スリーブ１２の端部に設けてあるドライブキ
ー、即ちブロツク３８が所定の位置に停止するの
で、その位置において工具２７を正確に交換する
ことができる。

〔実施例〕

以下、本考案を一実施例として示す図面につい
て詳細に説明する。

第１図は、２タレツト刃物台方式の数値制御複
合工作機械の全体斜視図、第２図はタレツトヘツ
ドの正面図、第３図は第２図のＡ−Ａ矢視におけ
るタレツトヘツドの縦断側面図、第４図は入力軸
と駆動軸と噛合み状態を示す斜視図、第５図はタ
レツトヘツドの割出位置におけるハウスギヤと駆
動軸の関係を示す説明図、第６図は入力軸の停止
状態を示す説明図である。

第１図において、数値制御複合工作機械１に
は、ワークＷをクランプするチヤツク２、水平方
向に移動可能でかつ回転可能な工具Ｔ装着用の第
１タレツトヘツド３および第二タレツトヘツド
４、この第１タレツトヘツド３に設けられたホル
ダーヘツド１０および第二タレツトヘツド４に設
けられたホルダーヘツド５、このホルダーヘツド
５または１０に着脱自在に取付け可能な工具Ｔお
よびワークＷの交換アーム６が設けられている。

また、数値制御複合工作機械１の側部、即ち交
換アーム６によるワークＷの交換可能な位置には
ワークマガジン７が設置され、さらに交換アーム
６による工具Ｔの交換可能な位置には工具マガジ
ン８が設置されている。

第２図において、前述した第一タレツトヘツド
３は、軸芯Ｏを中心として所定角度の割出位置に
回転可能に構成されており、この第一タレツトヘ
ツド３の円周が所定角度に分割された割出位置に
は、回転工具専用のホルダーヘツド１０と、固定
工具専用のホルダーヘツド９とがそれぞれ適当数
内装されている。

このタレツトヘツド３内に設けた複数の回転工
具専用のホルダーヘツド１０は、それぞれ第３図
のように構成されている。すなわち、タレツトヘ
ツド３内には、先端にテーパ状の嵌合穴１１を有
する回転スリーブ１２がタレツトヘツド３の回転
軸芯Ｏと平行する軸芯方向に内装され、この回転
スリーブ１２は前後の軸受１３，１３により定位
置で回転自在に位置決めされている。

この回転スリーブ１２内には、工具を着脱させ
るための着脱機構が内装されでおり、この着脱機
構は次のように構成されている。つまり、回転ス
リーブ１２の内径には、前記嵌合穴１１内に位置
する前方側に複数個のボール支持穴１４ａが設け
られた案内筒１４が摺動のみ自在に嵌挿され、こ
の案内筒１４の後方側には案内筒１４のネジ部に
螺入するネジ部を内径に有するシリンダ１５が位
置決め固定されることで、案内筒１４とシリンダ
１５とは一体的に結合されている。このシリンダ
１５の内側と回転スリーブ１２の内径に設けた皿
バネ穴１２ａとの間に、案内筒１４の外径に嵌入
する多数の皿バネ１６，１６……が介装されるこ
とによつて、案内筒１４のボール支持穴１４は常
に嵌合穴１１から遠ざかる方向に附勢されてい
る。

また、この案内筒１４の中心部に設けられ軸芯
方向に沿つて摺動自在なボールサポート軸１７
は、その先端のボール押出部１９と、このボール
押出部１９に後続するボール嵌入溝２０とが設け
られると共に、シリンダ１５を貫通して後方に突
出する突出部１７ａが設けられ、このボールサポ
ート軸１７は、案内筒１４の内径に設けたばね挿
入穴１４ｂに挿入されボールサポート軸１７の外
径に位置するリタンスプリング２１により、常に
ボール嵌入溝２０が嵌合穴１１から遠ざかる方向
に附勢されると共に、中心部に開口され後端から
中心部を通り前方に向うエア通路２２は、ボール
嵌入溝２０の手前で外周側に向けて開口されてお
り、このエア通路２２は案内筒１４に開口のエア
通路２３を経由して嵌合穴１１内に連通されてい
る。

そして、この嵌合穴１１には、嵌合穴１１のテ
ーパに合致するシヤンク部２６を有する工具２７
が着脱自在に嵌合するようになつており、このシ
ヤンク部２６には、案内筒１４の前方側外径に嵌
入する所定深さの内径部２８が設けられ、この内
径部２８内には複数のボール１８，１８……の突
出側外径がそれぞれ接当するテーパ状のボール当
接溝２９が形成されている。また、嵌合穴１１の
外側端面には位置決めブロツク３８が固定され、
この位置決めブロツク３８（ドライブキー）に工
具２７に設けた切欠溝２７ａが嵌入することで工
具２７が位置決めされる。

さらに、この回転工具専用の各ホルダーヘツド
１０は、タレツトヘツド３に内装した駆動伝達機
構を介して外部に設けた接続・離脱可能な駆動機
構から駆動されるようになつており、この駆動伝
達機構は次のように構成されている。つまり、ホ
ルダーヘツド１０は、タレツトヘツド３内に回転
スリーブ１２の軸芯方向と平行に軸支され一定位
置の停止状態と回転可能状態とに切換可能に構成
された駆動伝達機構としての入力軸支３０を介し
て駆動可能となつている。この入力軸３０は、タ
レツトヘツド３に固定の固定スリーブ３１の内径
に支架された前後の軸受３２，３２により回転自
在に位置決めされ、その前方側には平歯車３３が
固定され、またその後方側には端面が切欠された
凹溝３４（クラツチ部材）が設けられている。こ
の入力軸３０の平歯車３３は、回転スリーブ１２
の嵌合穴１１の外径に固定の平歯車２５に噛合さ
れることで、入力軸３０からの動力が回転スリー
ブ１２に伝達されるが、この両平歯車３３，２５
は回転比が１：１で、入力軸３０と回転スリーブ
１２とは同期回転可能となつている。

前述した入力軸３０の凹溝３４は、入力軸３０
の軸芯を通り前方に向かう所定深さの摺動穴３５
に連通されており、この摺動穴３５内には連結部
材３６が摺動自在に嵌挿されている。この連結部
材３６に穿設した軸芯方向と交差する方向の穴に
挿入された係止ピン３７は軸芯に沿つて設けたボ
ルト３９により固定されている。この係止ピン３
７の係止部３７ａは入力軸３０に開口した軸芯方
向と交差する方向に設けた所定長さの長孔４１内
を通過して外側に突出される共に、この係止ピン
３７を固定する連結部材３６がスプリング４３ａ
により常に凹溝３４側に向けて附勢されている。
そして係止ピン３７は、連結部材３６がスプリン
グ４３の附勢力で凹溝３４側に移動しその係止部
３７ａが固定リング４０に設けた切欠溝４３（係
合部）に係止されることで、入力軸３０は停止位
置となり、連結部材３６がスプリング４３ａに抗
して凹溝３４から遠ざかる位置に移動しその係止
部３７ａが固定リング４０の切欠溝４３から離脱
することで、入力軸３０は回転可能位置となるよ
う切換えられる。

この入力軸３０がタレツトヘツド３とともに割
出位置に回転した位置には、駆動機構としての駆
動軸４５が対設されている。この駆動軸４５は、
機械１側に設けた図示しないパルスモータ等より
なる制御モータから駆動されるがその端面には入
力軸３０の凹溝３４（クラツチ部材）に嵌入する
突起４６（クラツチ部材）が突出されている。

第５図に示すように、タレツトヘツド３が割出
位置に回動する加工ポジシヨンでは、タレツトヘ
ツド３全体がそのハウスギヤ４７とともに所定距
離（約７mm程度）前方側に一旦移動し、再びタレ
ツトヘツド３全体がそのハウスギヤ４７とともに
復帰する前後移動を利用して、駆動軸４５の突起
４６と、入力軸３０の凹溝３４からなる両クラツ
チ部材の係合および離脱ができるようになつてお
り、その係合の際には、第４図のように入力軸３
０の凹溝３４内に突出している停止位置の連結部
材３６が、駆動軸４５の突起４６でスプリング４
３ａの附勢力に抗して自動的に押圧され、これと
一体の係止部３７ａが固定リング４０の切欠溝４
３（係合部）から離脱する方向に移動すること
で、停止位置に規制されていてた入力軸３０は回
転可能状態に切換られる。この入力軸３０の凹溝
３４および駆動軸４５の突起４６の方向は、第６
図に示す如くタレツトヘツド３の回転軸芯Ｏに対
し直角方向で停止状態となることが望ましく、こ
の入力軸３０の停止位置では同期回転する回転ス
リーブ１２に固定の位置決めブロツク３８も一定
位置に停止する。

さらに、ホルダーヘツド１０がタレツトヘツド
３とともに割出位置に回転した位置には、そのシ
リンダ１５およびボールサポート軸１７の突出部
１７ａに対向する駆動機構が配設され、この駆動
機構は図示しない制御機構に連結される二重シリ
ンダ装置５０より構成されている。この二重シリ
ンダ装置５０はシリンダ１５を作動するための外
側シリンダ５１と、この外側シリンダ５１の中心
部に嵌挿されボールサポート軸１７の突出部１７
ａを作動するための内側シリンダ５２とからなつ
ており、さらに内側シリンダ５２の中心部に開口
したエア供給通路５３は図示しない制御機構を経
由してエア供給源に連繋されている。

また、タレツトヘツド３に開口したクーラント
供給通路５５は、回転スリーブ１２の嵌合穴１１
外周に形成した環状通路５６を経由して嵌合穴１
１外周に設けテーパに沿う方向のクーラント通路
５７に連通されており、クーラント供給通路５５
は図外のクーラント供給源に連繋されている。

次にその作用について説明する。第３図はクラ
ンプ状態にある工具２７を示している。

〔アンクランプ〕

この第３図のクランプ状態から工具２７をアン
クランプ状態にするには、外側シリンダ５１が
矢印方向へ移動→シリンダ１５を押圧→皿ばね１
６圧縮→工具２７がアンクランプ状態となる。

続いて内側シリンダ５２が矢印方向へ移動→
ボールサポート軸１７を押圧→リタンスプリング
２１圧縮→ボール嵌入溝２０がボール１８位置へ
移動→同時にエア供給通路５３からエアブロー開
始→工具２７は完全なアンクランプ状態になる。
このの状態のとき、第１図に示す交換アーム６
または図外の自動工具交換装置〔ATC〕等（作
業者でもよい）が工具２７のブリツプ部を保持す
る。

〔工具の交換〕

続いて交換アーム６または自動工具交換装置
〔ATC〕（作業者でもよい）によりアンクランプ
状態となつた工具２７を交換する。この工具２７
の交換中に嵌合穴１１内が案内筒１４のエア通路
２３を通つて吹き出ているエアブローにより切粉
が完全に除去されるので、工具交換中に切粉が嵌
合穴１１内に入り、シヤンク部２７が完全に挿入
できなくなるという工具交換時におけるトラブル
を完全に解決できる。

工具のシヤンク部２６を嵌合穴１１に挿入する
ときには、ボール１８はボール嵌入溝２０に没入
しているので、ボール１８に干渉されることなく
シヤンク部２６の挿入ができる。

〔クランプ〕

内側シリンダ５２が後退→エアブロー停止→
リタンスプリング２１の圧縮解除→ボールサポー
ト軸１７の後退→ボール１８がボール押出部１９
に上昇する。

続いて外側シリンダ５１が後退→皿ばね圧縮解
除→ボール１８の外径がテーパ状のボール当接溝
２９に当接→工具が完全にクランプされるように
なつている。

そして、実施例のように、工具２７の回転軸芯
に、従来のように工具駆動用の伝動軸は設けるこ
となく、工具着脱用の着脱機構を内装することに
よつて、工具２７の回転軸芯上で前後移動状態に
制御可能な着脱機構により行う工具２７の着脱
を、複雑に運動する着脱機構等によることなく簡
単にできる。また、工具２７を駆動する駆動伝達
機構としての入力軸３０を、工具２７の回転軸芯
とは別の位置に内装配設することで、工具２７の
回転軸芯上に着脱機構を設けた上で工具２７が駆
動回転できる。

さらに、この着脱機構および駆動伝達機構は、
それぞれの駆動手段と接離可能に連結され、工具
２７のアンクランプ状態とクランプ状態とに作動
する着脱機構と、工具２７を回転状態と停止状態
とに切換える駆動伝達機構とを、個別にタイミン
グよく確実に制御できるので、回転工具の自動工
具交換（または作業者）を行う上での工具の着脱
が迅速かつ確実にできる。

〔考案の効果〕

本考案に係る回転工具位置決め装置は、工具２
７を着脱するホルダーヘツド１０と、このホルダ
ーヘツド１０に対して歯車２５，３３で連結され
た入力軸３０とからなる複数の工具を着脱可能に
配設したタレツトにおいて、 ホルダーヘツド１０は、工具を嵌入するための
嵌合穴１１を開口した回転スリーブ１２を有して
おり、入力軸３０はタレツトヘツド３に回転可能
に支持され、端部に開口したクラツチ部材３４
と、このクラツチ部材３４に連続した摺動穴３５
と、この摺動穴３５内に挿入された連結部材３６
と、この連結部材３６に設けられ、入力軸３０の
周面に開口した長孔４１より突出した係止ピン３
７とからなり、前記係止ピン３７は駆動軸４５の
端部に設けたクラツチ部材４６が入力軸３０設け
たクラツチ部材３４に係合して連結部材３６を押
圧した際に入力軸３０周囲に設けた係合部４３よ
り離脱し、前記クラツチ部材３４と４６との係合
が解除された際に、係合部４３に係止されて入力
軸３０を所定の位置に固定すると共に、回転スリ
ーブ１２の端部に設けたブロツク３８と工具２７
に設けた切欠溝２７ａとが嵌合するように構成さ
れている。

従つて、ホルダーヘツド１０を構成している回
転スリーブ１２と入力軸３０とが共動して回転
し、関連して停止する。

そして入力軸３０と駆動軸４５との間に設けら
れているクラツチ部材３４，４６の係合が断たれ
た場合には、入力軸３０はタレツトヘツド３側に
設けられている係合部４３によつて所定の位置に
固定されることになる。この入力軸３０の停止に
伴なつて、回転スリーブ１２も関連的に所定の位
置で停止することになる。

その結果、回転スリーブ１２の端部に設けてあ
るドライブキーであるブロツク３８が所定の位置
で停止することになり、工具２７も所定の位置で
停止し、正確に位置決めされることになる。この
ように工具２７が正確に位置決めされるのでロボ
ツトや自動交換装置の把持装置を正確に合わせて
工具を迅速に交換することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は、２
タレツト刃物台方式の数値制御複合工作機械の全
体斜視図、第２図はタレツトヘツドの正面図、第
３図は第２図のＡ−Ａ矢視におけるタレツトヘツ
ドの縦断側面図、第４図は入力軸と駆動軸と噛合
み状態を示す斜視図、第５図はタレツトヘツドの
割出位置におけるハウスギヤと駆動軸の関係を示
す説明図、第６図は入力軸の停止状態を示す説明
図である。 １……数値制御複合工作機械、３……タレツト
ヘツド、１０……ホルダーヘツド、１１……嵌合
穴、１２……回転スリーブ、１４……案内筒、１
７……ボールサポート軸、１８……ボール、１９
……ボール押出部、２０……ボール嵌入穴、２６
……シヤンク部、２７……工具、３０……入力
軸、４５……駆動軸、５０……二重シリンダ装
置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 工具２７を着脱するホルダーヘツド１０と、こ
   のホルダーヘツド１０に対して歯車２５，３３で
   連結された入力軸３０とからなる複数の工具を着
   脱可能に配設したタレツトにおいて、 ホルダーヘツド１０は、工具を嵌入するための
   嵌合穴１１を開口した回転スリーブ１２を有して
   おり、入力軸３０はタレツトヘツド３に回転可能
   に支持され、端部に開口したクラツチ部材３４
   と、このクラツチ部材３４に連続した摺動穴３５
   と、この摺動穴３５内に挿入された連結部材３６
   と、この連結部材３６に設けられ、入力軸３０の
   周面に開口した長孔４１より突出した係止ピン３
   ７とからなり、係止ピン３７は駆動軸４５の端部
   に設けたクラツチ部材４６が入力軸３０設けたク
   ラツチ部材３４に係合して連結部材３６を押圧し
   た際に入力軸３０周囲に設けた係合部４３より離
   脱し、両クラツチ部材３４と４６との係合が解除
   された際に、係合部４３に係止されて入力軸３０
   を所定の位置に固定すると共に、回転スリーブ１
   ２の端部に設けたブロツク３８と工具２７に設け
   た切欠溝２７ａとが嵌合可能に位置決めされるよ
   うに構成されている回転工具位置決め装置。