JPH0453602A

JPH0453602A - 工作機械のヘッド

Info

Publication number: JPH0453602A
Application number: JP15922290A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kajikawa; 梶川　俊雄; Hiroshi Kishimoto; 洋岸本
Original assignee: Kuroda Precision Industries Ltd
Current assignee: Kuroda Precision Industries Ltd
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1992-02-21
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: JP2980347B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、工作機械の主軸に装着され、フェーシング加
工、ポーリング加工等の機械加工を行なうヘッドに関す
る。

〔従来の技術〕

従来、フライス盤、中ぐり盤等の工作機械において、工
具によるフェーシング加工またはポーリング加工は、機
械主軸に取り付けたシャンク部材の下端部に設けた本体
の下端面に、軸線と直角となる蟻溝等を介して摺動自在
な工具支持機構を設け、主軸回転とともに、その軸線と
直角な水平方向に工具支持機構を送り或いは戻り装置で
移動させることにより行なわれていたが、その都度作業
者が、手動で装置を操作する必要があった。

そこで、工作機械の主軸の回転を利用して、主軸の回転
とともに、工具を装着したツールホルダの自動送り、自
動停止、自動戻り送りが可能な工作機械のヘッドが案出
され、例えばアメリカ特許３３７１５５９号公報（第５
図、第６図図示）に示すように知られている。

第５図において、１０１は工作機械の主軸１０２に装着
自在のシャンク部材と一体の本体軸部で、その外周壁面
にコロ用凹部１０３が形成されている０本体軸部１０１
の先端部に、ツールホルダ１０４が径方向に移動可能に
設けられている。

本体軸部１０１にその周り方向に回転可能にギヤリング
１０５が外嵌され、内周面に凹部１０５Ａが円周方向に
沿って所定間隔で形成されるとともに外周面に外歯１０
５Ｂが形成されている。

本体軸部１０１の周囲に本体軸部１０１と相対回転自在
にケース部１０６が配置され、主軸近傍に固定された位
置決めブロック（図示せず）に固定支持自在になってい
る。

１０７は二段歯車で、ケース部１０６内に支持され、ギ
ヤリング１０５の外歯１０５Ｂに噛み合う前段歯車１０
７Ａ及び前段歯車１０７Ａに同軸的に縦設された後段歯
車１０７Ｂとを有している。

１０９は内歯付外歯車で、内周面に内歯１０９Ａが形成
されており、二段歯車１０７の後段歯車１０７Ｂからの
回転力で回転する。

１１０は駆動歯車で、本体軸部１０１に偏心して軸支さ
れ、本体軸部１０１の回転量と内歯付外歯車１０９の内
歯１０９Ａの回転量との差で回転する。

１１１は駆動歯車１１０からの回転力でツールホルダ１
０４を径方向に移動させる回転・直進変換手段で、ウオ
ーム１１１Ａ及びウオームホイール１１１Ｂを利用し、
螺子１１１Ｃの回転により雌螺子ラック１１１Ｄが直線
運動をする。

１１２はレバーで、本体軸部１０１にその軸方向に沿っ
て形成された縦孔１０１Ａ内に収容されている。

１１３はコロで、レバー１１２の一端により、ギヤリン
グ１０５の内周面の凹部１０５Ａへ付勢されている。

本体軸部１０１の側面にはストッパピン１１４が突出し
ており、ツールホルダ１０４の側面に、その径方向の移
動に伴いストッパピン１１４に当接する位置にストッパ
１１５が設けられている。

また、本体軸部１０１にその側面から穿設されたピン用
孔部１０１Ｂ内に、移動自在に送りピン１１６が設けら
れ、この送りピン１１６の切欠溝１１６Ａにはレバー１
１２の他端が係合している。

また、第６図に示すように、送りピン１１６に■溝１１
６Ｂが形成され、本体軸部１０１に、ピン用孔部１０１
Ｂに連通ずる装着孔１１７が穿設されており、装着孔１
１７内に、バネ１１８及びこのバネ１１８で付勢され送
りピン１１６の■溝１１６Ｂに当接する駒１１９が設け
られている。

しかして、主軸を回転させると、ツールホルダ１０４が
回転し、ツールホルダ１０４に設けられた工具が、回転
すると同時に径方向に送られてワークにフェーシング加
工が施される。主軸の回転によるツールホルダ１０４の
径方向の送り動作を以下に説明する。

バネ１１８の付勢力により、送りピン１１６゜レバー１
１２を介してコロ１１３がギヤリング１０５側に押圧さ
れており、本体軸部１０１とギヤリング１０５がコロ１
１３を介して連結状態にある。主軸の回転は、本体軸部
１０１→ギヤリング１０５→二段歯車１０７→内歯付外
歯車１０９→駆動歯車１１０→ウオーム１１１Ａ→ウオ
ームホイール１１１Ｂ→螺子１１１Ｃ→雌螺子ラック１
１１Ｄと伝達され、ツールホルダ１０４を送る。

ツールホルダ１０４が設定位置まで移動すると、ツール
ホルダ１０４に突出したストッパ１１５がストッパピン
１１４に当接するに至り、ツールホルダ１０４は停止す
る。この抵抗によりコロ１１３がリングギヤ１０５の凹
部１０５Ａから外れて、送り機構が解除される。

主軸を逆転すると、コロ１１３が再びギヤリング１０５
の凹部１０５Ａ内に係合し、ツールホルダ１０４に戻り
送りがかかる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来における工作機械のヘッドでは、内歯付外歯車１０
９の回転をツールホルダ１０４への直線運動に変換させ
るための回転・直進変換手段１１１として、ウオームＩ
ＩＩＡ、ウオームホイール１１１Ｂ及び螺子１１１Ｃ，
雌螺子ラック１１１Ｄの２箇所に螺子部分を利用した伝
達機構が採用されている。そのため、これらの螺子部分
の２ｗｉ所に喰付の震があった。

これらの螺子部分の２箇所に喰付が発生すると、ツール
ホルダ１０４に設けた工具のワークに対する送り停止位
置での喰付きを起こす虞があり、これにより、喰付きで
引き起こされる歯車列のロック状態が生じて主軸１０２
の逆転が歯車列を介してツールホルダ１０４に伝達され
ず、ツールホルダ１０４の戻り送り動作が確実でなかっ
た。

また、ギヤリング１０５から内歯付外歯車１゜９に至る
駆動経路では、二段歯車１０７を配置したことによる変
速しかできないので、内歯付外歯車１０９における変速
比が制限を受け、そのため、回転量の大きい主軸１０２
の回転を内歯付外歯車１０９において充分変速すること
ができない。従って、内歯付外歯車１０９と本体軸部１
０１の回転差が大きくなり、ツールホルダ１０４の変速
比が大きくなる。これにより、ツールホルダ１０４の回
転量が多くなって切削抵抗を大きくなり、その結果、工
具がワークに喰い込み易く、工具やワークを破損する震
がある。

さらに、ツールホルダ１０４の送り・戻り送りの切り換
えの際、ピン用孔部１０１Ｂ内で送りピン１１６を操作
・変位させる必要があるので、ピン用孔部１０１Ｂ内に
送りピン１１６を必ずしも密に嵌合することができず、
しかも、送りピン１１６を１方向から付勢しているので
、ピン用孔部１０１Ｂ内で偏ることになる。

そのため、レバー１１２の姿勢を正しく保つことができ
ず、レバー１１２の一端がコロ１１３に正確に当接せず
、従って、ギヤリング１０５の内周面の凹部１０５Ａヘ
コロ１１３が付勢されず、本体軸部１０１からギヤリン
グ１０５への回転が逃げ易いという問題があった。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は、ツールホルダに設けられた工具による
ワークに対する喰付きを防止し、また、ツールホルダの
回転量を少なくして工具のワークに対する切削抵抗を少
なくするとともに、さらに、本体軸部からギヤリングに
回転を確実に伝達することができる工作機械のヘッドを
提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成するために、請求項１記載の発明は、工
作機械の主軸に装着自在に設けられて外周壁面にコロ用
凹部が形成された本体軸部と、本体軸部の先端部に径方
向に移動可能に設けられたツールホルダと、本体軸部に
その周り方向に回転可能に外嵌され、内周面に凹部が円
周方向に沿つて形成されるとともに外周面に外歯が形成
されたギヤリングと、本体軸部の周囲に本体軸部と相対
回転自在に配置され、固定支持自在のケース部と、ケー
ス部内に支持され、ギヤリングの外歯に噛み合う前段歯
車及びこの前段歯車に同軸的に縦設された後段歯車とを
有する第１の二段歯車と、第１の二段歯車の後段歯車か
らの回転力で回転するとともに内周面に内歯が形成され
た内歯付外歯車と、本体軸部に軸支されて本体軸部の回
転量と内歯付外歯車の内歯の回転量との差で回転する駆
動歯車と、駆動歯車からの回転力でツールホルダを径方
向に往復動させる回転・直進変換手段と、本体軸部にそ
の軸方向に沿って形成された縦孔内に収容されたレバー
と、レバーの一端によりギヤリングの内周面へ付勢され
るコロと、本体軸部の側面から穿設されたピン用孔部内
に移動自在に設けられレバーの他端に連結される送りビ
ンと、本体軸部の側面に突出したストッパピンと、ツー
ルホルダの側面に、その径方向の移動に伴いストッパピ
ンに当接する位置に設けられたストッパとを備えた工作
機械のヘッドにおいて、前記回転・直進変換手段を、ツ
ールホルダに一体に設けられたラックと駆動歯車の回転
力で回転するピニオンとからなるラック・ピニオン機構
で構成したものである。

請求項２記載の発明は、工作機械の主軸に装着自在に設
けられて外周壁面にコロ用凹部が形成された本体軸部と
、本体軸部の先端部に径方向に移動可能に設けられたツ
ールホルダと、本体軸部にその周り方向に回転可能に外
嵌され、内周面に凹部が円周方向に沿って形成されると
ともに外周面に外歯が形成されたギヤリングと、本体軸
部の周囲に本体軸部と相対回転自在に配置され、固定支
持自在のケース部と、ケース部内に支持され、ギヤリン
グの外歯に噛み合う前段歯車及びこの前段歯車に同軸的
に縦設された後段歯車とを有する第１の二段歯車と、第
１の二段歯車の後段歯車からの回転力で回転するととも
に内周面に内歯が形成された内歯付外歯車と、本体軸部
に軸支されて本体軸部の回転量と内歯付外歯車の内歯の
回転量との差で回転する駆動歯車と、駆動歯車からの回
転力でツールホルダを径方向に往復動させる回転・直進
変換手段と、本体軸部にその軸方向に沿って形成された
縦孔内に収容されたレバーと、レバーの一端によりギヤ
リングの内周面へ付勢されるコロと、本体軸部の側面か
ら穿設されたビン用孔部内に移動自在に設けられレバー
の他端に連結される送りピンと、本体軸部の側面に突出
したストッパピンと、ツールホルダの側面に、その径方
向の移動に伴いストッパピンに当接する位置に設けられ
たストッパとを備えた工作機械のヘッドにおいて、第１
の二段歯車と内歯付外歯車との間に、本体軸部の周りに
回転自在に配置されて第１の二段歯車の後段歯車に噛み
合う前段歯車及びこの前段歯車に同軸的に設けた後段歯
車とを有する二段外歯車と、二段外歯車の後段歯車から
回転力が伝達される前段歯車及びこの前段歯車に同軸的
に縦設され内歯付外歯車に回転力を伝達する後段歯車と
を有する第２の二段歯車とを介装し、ギヤリングから二
段外歯車に至る変速比または二段外歯車から内歯付外歯
車に至る変速比のうち、いずれか−方の変速比を１以上
にし、他方の変速比を１以下にしたものである。

請求項３記載の発明は、工作機械の主軸に装着自在に設
けられて外周壁面にコロ用凹部が形成された本体軸部と
、本体軸部の先端部に径方向に移動可能に設けられたツ
ールホルダと、本体軸部にその周り方向に回転可能に外
嵌され、内周面に凹部が円周方向に沿って形成されると
ともに外周面に外歯が形成されたギヤリングと、本体軸
部の周囲に本体軸部と相対回転自在に配置され、固定支
持自在のケース部と、ケース部内に支持され、ギヤリン
グの外歯に噛み合う前段歯車及びこの前段歯車に同軸的
に縦設された後段歯車とを有する第１の二段歯車と、第
１の二段歯車の後段歯車からの回転力で回転するととも
に内周面に内歯が形成された内歯付外歯車と、本体軸部
に軸支されて本体軸部の回転量と内歯付外歯車の内歯の
回転量との差で回転する駆動歯車と、駆動歯車からの回
転力でツールホルダを径方向に往復動させる回転・直進
変換手段と、本体軸部にその軸方向に沿って形成された
縦孔内に収容されたレバーと、レノ＼−の一端によりギ
ヤリングの内周面へ付勢されるコロと、本体軸部の側面
から穿設されたピン用孔部内に移動自在に設けられレバ
ーの他端に連結される送りビンと、本体軸部の側面に突
出したストッパピンと、ツールホルダの側面に、その径
方向の移動に伴いストッパピンに当接する位置に設けら
れたストッパとを備えた工作機械のヘッドにおいて、第
１の二段歯車と内歯付外歯車との間に、本体軸部の周り
に回転自在に配置されて第１の二段歯車の後段歯車に噛
み合う前段歯車及びこの前段歯車に同軸的に設けた後段
歯車とを有する二段外歯車と、二段外歯車の後段歯車か
ら回転力が伝達される前段歯車及びこの前段歯車に同軸
的に縦設される後段歯車とを有する第２の二段歯車を介
装し、さらに、第２の二段歯車から回転力が伝達される
後段の二段外歯車及び内歯付外歯車に回転力を伝達する
第３の二段歯車を１以上の段に亘って介装し、ギヤリン
グから二段外歯車に至る変速比。

二段外歯車から後段の二段外歯車に至る変速比。

後段の二段外歯車から内歯付外歯車に至る１以上の変速
比のうち、いずれか１つの変速比を１以上にするととも
に、他のいずれが１つの変速比を１位以下にしたもので
ある。

請求項４記載の発明は、工作機械の主軸に装着自在に設
けられて外周壁面にコロ用凹部が形成された本体軸部と
、本体軸部の先端部に径方向に移動可能に設けられたツ
ールホルダと、本体軸部にその周り方向に回転可能に外
嵌され、内周面に凹部が円周方向に沿って形成されると
ともに外周面に外歯が形成されたギヤリングと、本体軸
部の周囲に本体軸部と相対回転自在に配置され、固定支
持自在のケース部と、ケース部内に支持され、ギヤリン
グの外歯に噛み合う前段歯車及びこの前段歯車に同軸的
に縦設された後段歯車とを有する第１の二段歯車と、第
１の二段歯車の後段歯車からの回転力で回転するととも
に内周面に内歯が形成された内歯付外歯車と、本体軸部
に軸支されて本体軸部の回転量と内歯付外歯車の内歯の
回転量との差で回転する駆動歯車と、駆動歯車からの回
転力でツールホルダを径方向に往復動させる回転・直進
変換手段と、本体軸部にその軸方向に沿って形成された
縦孔内に収容されたレバーと、レバーの一端によりギヤ
リングの内周面へ付勢されるコロと、本体軸部の側面か
ら穿設されたピン用孔部内に移動自在に設けられレバー
の他端に連結される送りビンと、本体軸部の側面に突出
したストッパピンと、ツールホルダの側面に、その径方
向の移動に伴いストッパピンに当接する位置に設けられ
たストッパとを備えた工作機械のヘッドにおいて、前記
送りビンの対向する２カ所に溝部を形成し、本体軸部に
、ピン用孔部に連通ずる一対の装着孔を穿設し、これら
の装着孔に、バネ及びこのバネで付勢され送りビンの溝
部に当接する駒をそれぞれ設けたものである。

〔作　用〕

請求項１記載の発明においては、回転・直進変換手段を
ラック・ピニオン機構で構成したので、従来における螺
子機構を利用しないで、駆動歯車の回転力をラック・ビ
ニオン機構を介してツールホルダ側に伝達でき、ラック
・ピニオン機構では、喰付き現象が排除される。

請求項２記載の発明においては、ギヤリングから内歯付
外歯車に至る駆動経路に、第１の二段歯車に加えて、第
２の二段歯車が配置されているので、第１の二段歯車を
配置して得られる変速比に、第２の二段歯車を配置して
得られる変速比とを掛は合わせた変速比を、内歯付外歯
車において得られる。

しかも、第１の二段歯車による変速比または第２の二段
歯車による変速比のうち、いずれか一方の変速比を１以
上にし、他方の変速比を１以下にしたので、ギヤリング
から内歯付外歯車に至る変速比を１に近づけることがで
き、従って、内歯付外歯車と本体軸部との回転差が微小
になる。

請求項３記載の発明においては、請求項１記載の発明と
同様に、ギヤリングから内歯付外歯車に至る変速比を１
に近づけることができ、従って、内歯付外歯車と本体軸
部との回転差が微小になる。

請求項４記載の発明においては、送りピンは、その対向
する２カ所の溝部で、それぞれ駒により押圧されて支持
されているので、大きい力でバランス良く支持され、ピ
ン用孔部内で偏ることがない。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明する。

第１図ないし第４図は本発明の実施例に係わる工作機械
のヘッドを示す。

図において、１は工作機械の主軸に装着自在のテーパ状
のシャンク部材で、このシャンク部材１の先端には、工
具交換用のフランジ部２が設けられている。

シャンク部材１の支持孔ＩＡには、本体軸部３の基端側
に形成されシャンク部材１より緩勾配のシャンク部３Ａ
が挿入され、本体軸部３がシャンク部材ｌにポルト４を
介して固定されている。

本体軸部３の先端部には径方向（主軸の軸線と直角方向
）に移動可能にツールホルダ５が設けられている。即ち
、本体軸部３の先端部には蟻溝６が設けられ、この蟻溝
６に、ツールホルダ５の上部に設けた蟻はぞ５Ａが係合
し、ツールホルダ５が水平方向に摺動するようになって
いる。

ツールホルダ５の下部には取付孔５Ｂが設けられ、この
取付孔５Ｂに工具６が螺子７により固定されている。

本体軸部３の先端部側面にはストッパピン８が突出し、
ツールホルダ５の側面に断面丁字形状の溝９が形成され
、この溝９にストッパ１０，１．０が摺動固定自在に係
合している。ストッパ１０゜１０は、ツールホルダ５の
径方向の移動に伴いストッパピン８に当接する位置にあ
る。

そして、本体軸部３の上部の外周壁面３Ｂにコロ用凹部
１１が形成され、また、本体軸部３にその軸方向に沿っ
て縦孔１２が形成され、この縦孔１２内にレバー１３が
収容されている。さらに、本体軸部３には横孔３Ｃが設
けられ、この横孔３Ｃ内に内蔵したバネ部材１４で円筒
部材１５を介してボール１６を外方に押圧している。こ
のポール１６はレバー１３の一端を外方に押圧している
。

１７はケース部で、本体軸部３の周囲に本体軸部３と相
対回転自在に配置され、このケース部１７の側面には、
位置決めピン１９が取り付けられている。詳しく説明す
るに、位置決めピン１９は、スリーブ１９ａを介して支
持部１８に取り付けられており、位置決めピン１９には
回り止めピン１９ｂがロッド１９ｃを介して止め螺子１
９ｄにより固定されている。スリーブ１９ａには回り止
めピン１９ｂ用の長孔１９ｇが形成され、位置決めピン
１９は軸方向に動くが回転しないようになっている。

また、位置決めピン１９は、ばね１９ｅにより軸方向主
軸側へ押圧されており、機械装着時は位置決めブロック
（図示せず）により位置決めピン１９の頭部が押さえら
れて本図の位置となり、機械主軸から取り外した時は回
り止めピン１９ｂが工具交換用のフランジ部２に設けた
溝１９ｆに係合し、位置決めピン１９の位置が固定され
る。

ケース部１７内にはギヤリング２０が収容され、このギ
ヤリング２０は、本体軸部３にその周り方向に回転可能
に外嵌され、その内周面２ＯＡに複数の凹部２１が円周
方向に沿って所定間隔で形成されるとともに外周面２０
Ｂに外歯２２が形成されている。

ギヤリング２０の凹部２１内にコロ２３が係合している
。

本体軸部３に、その側面からピン用孔部３Ｄが穿設され
、このピン用孔部３Ｄ内に送りピン２４が移動自在に設
けられている。この送りピン２４の先端の係合溝２４Ａ
には、レバー１３の他端が係合している。

送りピン２４には、その対向する２カ所に■溝部６から
なる溝部が形成されており、ピン用孔部３Ｄに連通ずる
一対の装着孔２７．２７が本体軸部３に穿設されている
。これらの装着孔２７．２７に、バネ２８及びこのバネ
２８で付勢され送りピンのＶ溝部６に当接する駒２９が
それぞれ設けられている。

バネ２８．２８で押圧された駒２９．２９の保持力によ
り送りピン２４が中心軸側へ付勢され、従って、レバー
１３の一端をギヤリング２０側に押しているが、これと
相俟って、上述したように、バネ部材１４で円筒部材１
５を介してボール１６をレバー１３の一端に押すことに
より、ギヤリング２０の内周面２ＯＡの凹部２１ヘコロ
２３が付勢され、係合しようとする。なお、ボール１６
゜バネ部材１４は、レバー１３の一端をギヤリング２０
側に押圧するためのバネ２８．２８の弾発力を補助して
いる。

そして、ケース部１７内には、それに固定されたピン３
０．３０に第１の二段歯車３１．３１が対向支持されて
いる。第１の二段歯車３１は、ギヤリング２０の外歯２
２に噛み合う前段歯車３１Ａ及び前段歯車３１Ａに同軸
的に縦設された後段歯車３１Ｂとを有している。

本体軸部３の周りに二段外歯車３２がベアリング３３を
介してギヤリング２０の下方に回転自在に配置され、二
段外歯車３２は、第１の二段歯車３１の後段歯車３１Ｂ
に噛み合う前段歯車３２Ａ及びこの前段歯車３２Ａに同
軸的に設けた後段歯車３２Ｂとを有している。

さらに、ケース部１７内には、それに固定されたピン３
４．３４に第２の二段歯車３５．３５が対向支持されて
いる。第２の二段歯車３５．３５は、二段外歯車３２の
後段歯車３２Ｂに噛み合う前段歯車３５Ａ及びこの前段
歯車３５Ａに同軸的に縦設される後段歯車３５Ｂとを有
している。

本体軸部３にその周り方向に回転可能に内歯付外歯車３
６が外嵌され、第２の二段歯車３５の後段歯車３５Ｂと
噛み合って外周面に形成される外歯３６Ａと、内周面に
形成された内歯３６Ｂとを有している。

本体軸部３に形成した端面３Ｅに支持ピン３７が本体軸
部３の軸線から偏心した位置に軸支され、この支持ピン
３７に駆動歯車３８が固定されている。この駆動歯車３
８は内歯付外歯車３６の内歯３６Ｂと噛み合い、本体軸
部３の回転量と内歯付外歯車３６の内歯３６Ｂの回転量
との差で回転する。

駆動歯車３８を固定した支持ピン３７に、ピニオン３９
が一体に縦設されており、このピニオン３９にラック４
０が噛み合っている。ラック４０はツールホルダ５の蟻
はぞ５Ａの上面にボルト４１で固定されている。

そして、ツールホルダ５に一体に設けられたラック４０
と駆動歯車３８に同軸的に縦設されたピニオン３９とで
ラック・ピニオン機構４２からなる回転・直進変換手段
が構成されている。

なお、図中、４３はケース部１７の下端に設けたベアリ
ングである。４４は蟻溝６と蟻はぞ５Ａの間に挿入され
たストリップ部材で、このストリップ部材４４はツール
ホルダ５と一緒に動かないように螺子４５で引っ掛けて
、本体軸部３側に固定されている。

また、本実施例においては、ギヤリング２０の歯数Ｚ＝
１２２．第１の二段歯車３１の前段歯車３１Ａの歯数Ｚ
＝２８．同後段歯事後段歯車歯数Ｚ＝２４、二段外歯車
３２の前段歯車３２Ａの歯数Ｚ＝１２６、同後段歯車３
２Ｂの歯数Ｚ＝１２４．第２の二段歯車３５の前段歯車
３５Ａの歯数Ｚ＝２４．同後段歯車３５Ｂの歯数Ｚ＝２
８、内歯付外歯車３６の外歯３６Ａの歯数Ｚ＝１２０．
同内歯３６Ｂの歯数Ｚ＝６０．駆動歯車３８の歯数Ｚ＝
２０．　　ピニオン３９の径ｄ　＝１１．２ｍ＋に設定
している。従って、ギヤリング２０から二段外歯車３２
に至る変速比器よ１２２／２８　ｘ　２４／１２６　＝
約０．８３で、１以下になっており、また、一方、二段
外歯車３２から内歯付外歯車３６に至る変速比は１２４
／２４　Ｘ　２８／１２０　＝約１．２０で、１以上と
なっている。

次に、本実施例の作用を説明する。

先ず、シャンク部材１を工作機械の主軸に装着すると、
位置決めピン１９が、主軸近傍に固定されたブロック（
図示せず）に係合し、ケース部１７を固定状態にする。

最初に、ツールホルダ５の送り動作について説明する。

主軸を回転させると、ツールホルダ５が回転し、ツール
ホルダ５に設けられた工具６が、回転すると同時に径方
向に送られてワークにフェーシング加工が施される。主
軸の回転によるツールホルダ５の径方向の送りについて
以下に説明する。

主軸の回転はシャンク部材１を介して本体軸部３に伝達
するが、ギヤリング２０の凹部２１内にコロ２３が係合
しているので、本体軸部３の回転力がコロ２３を介して
ギヤリング２０に伝達され、ギヤリング２０は本体軸部
３とともに回転する。

即ち、コロ２３は本体軸部３とギヤリング２０の連結部
となっている。

また、上述のように、ケース部１７は固定状態にあるの
で、ギヤリング２０が回転し、その回転は第１の二段歯
車３１に伝達され、第１の二段歯車３１→二段外歯車３
２→第２の二段歯車３５→内歯付外歯車３６の順序で内
歯付外歯車３６に伝達される。

この時、上述の計算のようにギヤリング２０から二段外
歯車３２に至る変速比は約０．８３で、１以下になって
おり、二段外歯車３２の回転は、本体軸部３に対して回
転が遅れる。

また、二段外歯車３２から内歯付外歯車３６に至る変速
比は約１．２０で、１以上となっており、内歯付外歯車
３６は二段外歯車３２に対して回転が進む。

総合すると、内歯付外歯車３６の回転は、本体軸部３の
回転ｌに対して１２２／２８　ｘ　２４／１２６　ｘ　
１２４／２４Ｘ２Ｂ／１２０の変速比を掛けた値として
得られ、従って、本体軸部３と内歯付外歯車３６との回
転のすれは、（１２２／２８　ｘ　２４／１２６　ｘ　
１２４／２４　ｘ　２８／１２０−１　）＝０．０００
５３回転となる。

このような内歯付外歯車３６の回転と本体軸部３の回転
のずれにより、駆動歯車３８が本体軸部３に対して微小
回転差で回転する。

この駆動歯車３８の回転は、ピニオン３９を介してラッ
ク４０に伝達され、このラック４０の移動によりこれと
一体のツールホルダ５が径方向（本体軸部３の軸線方向
に直角方向）に送られる。

この時、ツールホルダ５の送り量は、（１２２／２８ｘ
２４／１２６ｘ１２４／２４ｘ２Ｂ／１２０−１　）　
ｘ６０／２０　ｘｌｌ、２π＝０．０５５８５閣７１回
転となる。

次に、ツールホルダ５の停止動作及び戻り送り動作につ
いて説明する。

ツールホルダ５の溝９の所望の位置に予めストッパ１０
．１０が固定されており、上述の如き送り動作でツール
ホルダ５が径方向に送られると、ストッパ１０は、本体
軸部３の先端部側面に突出したストッパピン８に当接す
る。

このストッパ１０とストッパピン８の当接により、ツー
ルホルダ５の送りが妨げられる。

従って、回転しようとする本体軸部３とツールホルダ５
の停止で回転を停止されたギヤリング２０との連結部分
（ギヤリング２ｏの凹部２１に係合したコロ２３の部分
）に抵抗が加わり、この抵抗が、コロ２３をギヤリング
２ｏ側に押圧しているレバー１３の付勢力（送りピン２
４を保持しているバネ２８．２８及びバネ部材１４の弾
発力）に打ち勝ち、レバー１３の一端が本体軸部３の内
方に変位し、送りピン２４が外方に移動してその頭部が
突出する。これに伴い、コロ２３がギヤリング２０の凹
部２１から外れて本体軸部３のコロ用凹部１１内に入り
込む。

この結果、本体軸部３の駆動力がギヤリング２０に伝達
されず、ツールホルダ５の送りを停止した状態が保たれ
る。

なお、この場合、コロ２３は常にレバー１３によりギヤ
リング２０側に付勢されているため、主軸の回転中、コ
ロ２３はギヤリング２０の他の凹部２１と再び係合する
が、上述のようにツールホルダ５に対する送り機構が解
除されているので、コロ２３に抵抗が加わり、再び凹部
２１がら外れることになる。

このように、ツールホルダ５が設定位置まで送られると
、その位置でツールホルダ５の送りが停止しているので
、この状態で主軸をワークから引き上げる方向に移動さ
せてからツールホルダ５の戻り送りをさせる。この戻り
送りは主軸を逆転して行なわれる。主軸の逆転により、
コロ２３がギヤリング２０の凹部２１に係合し、ギヤリ
ング２０の逆転が一連の歯車列を介してラック４０に伝
達し、ラック４０がツールホルダ５の送り方向と反対方
向に移動し、ツールホルダ５の戻り送りが行なわれる。

ツールホルダ５の戻り送り動作時には、ストッパ１０が
ストッパピン８から離れるように移動するので、コロ２
３には抵抗が加わらず、円滑な戻り送りが行なわれる。

なお、加工前にツールホルダ５を所定位置に設定する場
合、上述の送り動作では、上述の変速機構が働き、微小
送りしかできない。そこで、送りピン２４を引っ張り、
変速機構を解除するとツールホルダ５は自由に移動でき
る状態になり、手動でツールホルダ５を設定位置まで迅
速に移動させ、微調整には上述の送り動作を用いる。

以上の如き構成によれば、駆動歯車３８の回転をツール
ホルダ５の適切な速度での直線運動に変換するための回
転・直進変換手段として、ツールホルダ５に一体に設け
られたラック４０と駆動歯車３８の回転力で回転するピ
ニオン３９とからなるラック・ピニオン機構４２を採用
したので、従来における螺子部分（ウオームとウオーム
ホイールの間及び螺子と雌螺子ラックとの間の２箇所）
を利用しないで、駆動歯車３８の回転力をラック・ピニ
オン機構４２を介してツールホルダ５側に伝達でき、ラ
ック・ピニオン機構４２では、喰付き現象が排除される
。

従って、ツールホルダ５に設けた工具のワークに対する
送り停止位置での喰付きを起こし難くすることができる
。これにより、喰付きで引き起こされる歯車列のロック
状態の発生を防ぎ、ツールホルダ５の戻り送り動作を確
実にすることができる。

また、ギヤリング２０から内歯付外歯車３６に至る駆動
経路に、第１の二段歯車３１に加えて、二段外歯車３２
．第２の二段歯車３５が配置されているので、第１の二
段歯車３１を配置して得られる変速比に、第２の二段歯
車３５を配置して得られる変速比とを掛は合わせた変速
比を、内歯付外歯車３６において得られる。

しかも、第１の二段歯車３１による変速比は１以下にな
っており、第２の二段歯車３５による変速比は１以上と
なっているので、ギヤリング２０から内歯付外歯車３６
に至る変速比（約０．９９６）は、第１の二段歯車３１
を配置したことによる変速比（約０．８３）　、第２の
二段歯車３５を配置したことによる変速比（約１．２０
）に比して１に近づいている。

従って、回転量の大きい主軸の回転を内歯付外歯車３６
において充分変速することができ、従って、内歯付外歯
車３６と本体軸部３の回転差を微小にできる。従って、
ツールホルダ５の変速比が小さくなり、これにより、ツ
ールホルダ５の１回転当たりの移動量を少なくして切削
抵抗を少なくし、工具やワークの破損を確実に防止する
ことができる。

さらに、送りピン２４は、その対向する２カ所の■溝２
６で、それぞれ駒２９により押圧されて支持されている
ので、大きい力でバランス良く支持され、ピン用孔部３
Ｄ内で偏ることがない。

従って、レバー１３の姿勢を正しく保ち、レバー１３の
一端をコロ２３に正確に当接させてギヤリング２０の内
周面２ＯＡの凹部２１ヘコロ２３を付勢することができ
、本体軸部３からギヤリング２０へ回転を逃がさずに伝
達することができる。

なお、本実施例においては、ギヤリング２０の歯数Ｚ＝
１２２．第１の二段歯車３１の前段歯車３１Ａの歯数Ｚ
−２８．同後段歯車３１Ｂの歯数Ｚ＝２４、二段外歯車
３２の前段歯車３２Ａの歯数Ｚ＝１２６、同後段歯車３
２Ｂの歯数Ｚ＝１２４．第２の二段歯車３５の前段歯車
３５Ａの歯数Ｚ＝２４．同後段歯車３５Ｂの歯数Ｚ＝２
８、内歯付外歯車３６の外歯３６Ａの歯数Ｚ＝１２０．
同内歯３６Ｂの歯数Ｚ＝６０．駆動歯車３８の歯数Ｚ＝
２０．　ピニオン３９の径ｄ　＝１１．２閣に設定して
いるが、これらの数値に限定されないことは勿論である
。

また、本実施例においては、ギヤリング２０から二段外
歯車３２に至る変速比は１以下になっており、一方、二
段外歯車３２から内歯付外歯車３６に至る変速比は１以
上となっているが、ギヤリング２０から二段外歯車３２
に至る変速比を１以上にし、一方、二段外歯車３２から
内歯付外歯車３６に至る変速比を１以下にすることもで
きる。

さらに、本実施例においては、第１の二段歯車３１と内
歯付外歯車３６との間に、二段外歯車３２と、第２の二
段歯車３５とを介装し、第１の二段歯車３１による変速
比が１以下になっており、第２の二段歯車３５による変
速比が１以上になっているが、ギヤリング２０と内歯付
外歯車３６との間に、上記歯車（二段外歯車３２及び第
２の二段歯車３５）に加えて、第２の二段歯車３５から
回転力が伝達される後段の二段外歯車及び内歯付外歯車
３６に回転力を伝達する第３の二段歯車を１以上の段に
亘って介装し、第１の二段歯車３１による変速比、第２
の二段歯車３５による変速比。

第３の二段歯車による１以上の変速比のうち、いずれか
１つの変速比を１以上にするとともに、他のいずれか１
つの変速比を１位以下にし、これにより、内歯付外歯車
３６と本体軸部３の回転差を微小にできる。

そして、本実施例においては、工作機械のヘッドはフェ
ーシングヘッドとして利用される場合について述べたが
、送りピン２４を引っ張った状態で送りピン２４の頭部
と本体軸部３の間に爪を噛ませたり、またはサイドロッ
ク等の手段で固定状態に保持し、ツールホルダ５を固定
状態に保持してワークを加工すれば、ポーリング加工を
施すことができる。

そして、また、本実施例においては、バネ２８゜２８の
弾発力により送りピン２４を介してレバー１３の一端を
ギヤリング２０側に押圧するため、ポール１６．バネ部
材１４が補助的に用いられているが、バネ２８の弾発力
を適切に設定することによりボール１６．バネ部材１４
を省略することもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、請求項１記載の発明によれば、回転
・直進変換手段を、ツールホルダに一体に設けられたラ
ックと駆動歯車の回転力で回転するピニオンとからなる
ラック・ピニオン機構で構成したので、従来における螺
子部分（ウオームとウオームホイールの間及び螺子と雌
螺子ラックとの間の２箇所）を利用しないで、駆動歯車
の回転力をラック・ピニオン機構を介してツールホルダ
側に伝達でき、ラック・ピニオン機構では、喰付き現象
が排除される。

従って、ツールホルダに設けた工具のワークに対する送
り停止位置での喰付きを起こし難くすることができる。

これにより、喰付きで引き起こされる歯車列のロック状
態の発生を防ぎ、ツールホルダの戻り送り動作を確実に
することができる。

請求項２記載の発明によれば、ギヤリングから内歯付外
歯車に至る駆動経路に、第１の二段歯車に加えて、二段
外歯車、第２の二段歯車が配置されているので、第１の
二段歯車を配置して得られる変速比に、第２の二段歯車
を配置して得られる変速比とを掛は合わせた変速比を、
内歯付外歯車において得られる。

しかも、第１の二段歯車による変速比または第２の二段
歯車による変速比のうち、いずれか一方の変速比を１以
上にし、他方の変速比を１以下にしたので、ギヤリング
から内歯付外歯車に至る変速比を１に近づけることがで
きる。

従って、回転量の大きい主軸の回転を内歯付外歯車にお
いて充分変速することができ、従って、内歯付外歯車と
本体軸部の回転差を微小にできる。

従って、ツールホルダの変速比が小さくなり、これによ
り、ツールホルダの１回転当たりの移動量を少なくして
切削抵抗を少なくし、工具やワークの破損を確実に防止
することができる。

請求項３記載の発明によれば、ギヤリングから内歯付外
歯車に至る駆動経路に、請求項２記載の発明による歯車
列に加えて後段の二段外歯車及び第３の二段歯車が１以
上の段に亘って配置され、第１の二段歯車による変速比
、第２の二段歯車による変速比、第３の二段歯車による
１以上の変速比のうち、いずれか１つの変速比を１以上
にするとともに、他のいずれか１つの変速比を１位以下
にしたので、請求項２記載の発明と同様な効果を奏する
。

請求項４記戦の発明によれば、送りピンは、その対向す
る２カ所の溝部で、それぞれ駒により押圧されて支持さ
れているので、大きい力でバランス良く支持され、ビン
用孔部内で偏ることがない。

従って、レバーの姿勢を正しく保ち、レバーの一端をコ
ロに正確に当接させてギヤリングの内周面の凹部ヘコロ
を付勢することができ、本体軸部からギヤリングに回転
を逃がさずに確実に伝達することができる効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わる工作機械のヘッドであ
る。第２図は第１図の■−■線に沿った縦断面図である。第３図は第２図の■−■線に沿った横断面図である。第４図は第２図のＩＶ−ＩＶ線に沿った横断面図である
。第５図は従来における工作機械のヘッドの縦断面図であ
る。第６図は第５図の送りピンの保持状態を示す横断面図で
ある。〔主要な部分の符号の説明〕３・・・本体軸部３Ｄ・・・ビン用孔部５・・・ツールホルダ８・・・ストッパビン１０・・・ストッパ１１・・・コロ用凹部１２・・・縦孔１３・・・レバー１７・・・ケース部２０・・・ギヤリング２１・・・凹部２３・・・コロ２４・・・送りピン２６・・・Ｖ溝２７−・・装着孔２８・・・バネ２９・・・駒３１・・・第１の二段歯車３２・・・二段外歯車３５・・・第２の二段歯車３６・・・内歯付外歯車３８・・・駆動歯車３９・・・ピニオン４０・・・ラック４２・・・ラック・ピニオン機構（回転・直進変換手段
）。第図 ■二第図Ｂ第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）工作機械の主軸に装着自在に設けられて外周壁面
にコロ用凹部が形成された本体軸部と、本体軸部の先端
部に径方向に移動可能に設けられたツールホルダと、本
体軸部にその周り方向に回転可能に外嵌され、内周面に
凹部が円周方向に沿って形成されるとともに外周面に外
歯が形成されたギヤリングと、本体軸部の周囲に本体軸
部と相対回転自在に配置され、固定支持自在のケース部
と、ケース部内に支持され、ギヤリングの外歯に噛み合
う前段歯車及びこの前段歯車に同軸的に縦設された後段
歯車とを有する第１の二段歯車と、第１の二段歯車の後
段歯車からの回転力で回転するとともに内周面に内歯が
形成された内歯付外歯車と、本体軸部に軸支されて本体
軸部の回転量と内歯付外歯車の内歯の回転量との差で回
転する駆動歯車と、駆動歯車からの回転力でツールホル
ダを径方向に往復動させる回転・直進変換手段と、本体
軸部にその軸方向に沿って形成された縦孔内に収容され
たレバーと、レバーの一端によりギヤリングの内周面へ
付勢されるコロと、本体軸部の側面から穿設されたピン
用孔部内に移動自在に設けられレバーの他端に連結され
る送りピンと、本体軸部の側面に突出したストッパピン
と、ツールホルダの側面に、その径方向の移動に伴いス
トッパピンに当接する位置に設けられたストッパとを備
えた工作機械のヘッドにおいて、前記回転・直進変換手
段を、ツールホルダに一体に設けられたラックと駆動歯
車の回転力で回転するピニオンとからなるラック・ピニ
オン機構で構成したことを特徴とする工作機械のヘッド
。
（２）工作機械の主軸に装着自在に設けられて外周壁面
にコロ用凹部が形成された本体軸部と、本体軸部の先端
部に径方向に移動可能に設けられたツールホルダと、本
体軸部にその周り方向に回転可能に外嵌され、内周面に
凹部が円周方向に沿って形成されるとともに外周面に外
歯が形成されたギヤリングと、本体軸部の周囲に本体軸
部と相対回転自在に配置され、固定支持自在のケース部
と、ケース部内に支持され、ギヤリングの外歯に噛み合
う前段歯車及びこの前段歯車に同軸的に縦設された後段
歯車とを有する第１の二段歯車と、第１の二段歯車の後
段歯車からの回転力で回転するとともに内周面に内歯が
形成された内歯付外歯車と、本体軸部に軸支されて本体
軸部の回転量と内歯付外歯車の内歯の回転量との差で回
転する駆動歯車と、駆動歯車からの回転力でツールホル
ダを径方向に往復動させる回転・直進変換手段と、本体
軸部にその軸方向に沿って形成された縦孔内に収容され
たレバーと、レバーの一端によりギヤリングの内周面へ
付勢されるコロと、本体軸部の側面から穿設されたピン
用孔部内に移動自在に設けられレバーの他端に連結され
る送りピンと、本体軸部の側面に突出したストッパピン
と、ツールホルダの側面に、その径方向の移動に伴いス
トッパピンに当接する位置に設けられたストッパとを備
えた工作機械のヘッドにおいて、第１の二段歯車と内歯
付外歯車との間に、本体軸部の周りに回転自在に配置さ
れて第１の二段歯車の後段歯車に噛み合う前段歯車及び
この前段歯車に同軸的に設けた後段歯車とを有する二段
外歯車と、二段外歯車の後段歯車から回転力が伝達され
る前段歯車及びこの前段歯車に同軸的に縦設され内歯付
外歯車に回転力を伝達する後段歯車とを有する第２の二
段歯車とを介装し、ギヤリングから二段外歯車に至る変
速比または二段外歯車から内歯付外歯車に至る変速比の
うち、いずれか一方の変速比を１以上にし、他方の変速
比を１以下にしたことを特徴とする工作機械のヘッド。
（３）工作機械の主軸に装着自在に設けられて外周壁面
にコロ用凹部が形成された本体軸部と、本体軸部の先端
部に径方向に移動可能に設けられたツールホルダと、本
体軸部にその周り方向に回転可能に外嵌され、内周面に
凹部が円周方向に沿って形成されるとともに外周面に外
歯が形成されたギヤリングと、本体軸部の周囲に本体軸
部と相対回転自在に配置され、固定支持自在のケース部
と、ケース部内に支持され、ギヤリングの外歯に噛み合
う前段歯車及びこの前段歯車に同軸的に縦設された後段
歯車とを有する第１の二段歯車と、第１の二段歯車の後
段歯車からの回転力で回転するとともに内周面に内歯が
形成された内歯付外歯車と、本体軸部に軸支されて本体
軸部の回転量と内歯付外歯車の内歯の回転量との差で回
転する駆動歯車と、駆動歯車からの回転力でツールホル
ダを径方向に往復動させる回転・直進変換手段と、本体
軸部にその軸方向に沿って形成された縦孔内に収容され
たレバーと、レバーの一端によりギヤリングの内周面へ
付勢されるコロと、本体軸部の側面から穿設されたピン
用孔部内に移動自在に設けられレバーの他端に連結され
る送りピンと、本体軸部の側面に突出したストッパピン
と、ツールホルダの側面に、その径方向の移動に伴いス
トッパピンに当接する位置に設けられたストッパとを備
えた工作機械のヘッドにおいて、第１の二段歯車と内歯
付外歯車との間に、本体軸部の周りに回転自在に配置さ
れて第１の二段歯車の後段歯車に噛み合う前段歯車及び
この前段歯車に同軸的に設けた後段歯車とを有する二段
外歯車と、二段外歯車の後段歯車から回転力が伝達され
る前段歯車及びこの前段歯車に同軸的に縦設される後段
歯車とを有する第２の二段歯車を介装し、さらに、第２
の二段歯車から回転力が伝達される後段の二段外歯車及
び内歯付外歯車に回転力を伝達する第３の二段歯車を１
以上の段に亘って介装し、ギヤリングから二段外歯車に
至る変速比、二段外歯車から後段の二段外歯車に至る変
速比、後段の二段外歯車から内歯付外歯車に至る１以上
の変速比のうち、いずれか１つの変速比を１以上にする
とともに、他のいずれか１つの変速比を１位以下にした
ことを特徴とする工作機械のヘッド。
（４）工作機械の主軸に装着自在に設けられて外周壁面
にコロ用凹部が形成された本体軸部と、本体軸部の先端
部に径方向に移動可能に設けられたツールホルダと、本
体軸部にその周り方向に回転可能に外嵌され、内周面に
凹部が円周方向に沿って形成されるとともに外周面に外
歯が形成されたギヤリングと、本体軸部の周囲に本体軸
部と相対回転自在に配置され、固定支持自在のケース部
と、ケース部内に支持され、ギヤリングの外歯に噛み合
う前段歯車及びこの前段歯車に同軸的に縦設された後段
歯車とを有する第１の二段歯車と、第１の二段歯車の後
段歯車からの回転力で回転するとともに内周面に内歯が
形成された内歯付外歯車と、本体軸部に軸支されて本体
軸部の回転量と内歯付外歯車の内歯の回転量との差で回
転する駆動歯車と、駆動歯車からの回転力でツールホル
ダを径方向に往復動させる回転・直進変換手段と、本体
軸部にその軸方向に沿って形成された縦孔内に収容され
たレバーと、レバーの一端によりギヤリングの内周面へ
付勢されるコロと、本体軸部の側面から穿設されたピン
用孔部内に移動自在に設けられレバーの他端に連結され
る送りピンと、本体軸部の側面に突出したストッパピン
と、ツールホルダの側面に、その径方向の移動に伴いス
トッパピンに当接する位置に設けられたストッパとを備
えた工作機械のヘッドにおいて、前記送りピンの対向す
る２ヵ所に溝部を形成し、本体軸部に、ピン用孔部に連
通する一対の装着孔を穿設し、これらの装着孔に、バネ
及びこのバネで付勢され送りピンの溝部に当接する駒を
それぞれ設けたことを特徴とする工作機械のヘッド。