JPH06344243A - 割出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸のリジットタップ機能を用い、駆動アダ
プタの交換により割出テーブルを両方向へ割り出し、入
力軸を１本のみにし本体構造を簡略化する。 【構成】 加工テーブル１上に設置される本体２に、入
力軸６、ウォーム軸７、割出テーブル５を支持する。主
軸３に着脱される駆動アダプタ４に、第１スプリング２
３を介して駆動クラッチ８を軸方向へ移動可能に支持す
る。駆動クラッチ８を入力軸６の入力クラッチ９に結合
した状態で、主軸３のリジットタップ機能を用い、駆動
アダプタ８により入力軸６を昇降して割出テーブル５を
回転する。駆動アダプタ４に主軸３の回転を駆動クラッ
チ８に対し一方向のみ伝達する一方向クラッチ２１を設
ける。本体２に割出テーブル５を割出位置に保持する保
持機構１０を設け、これを駆動クラッチ８により入力軸
６を介して操作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マシニングセンタ等
の工作機械で使用される割出装置、詳しくは、主軸に装
着した駆動アダプタによって割出テーブルを割出回転す
る割出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の割出装置として、例え
ば、特開平４−３４８８４６号公報に掲載された技術が
知られている。この従来装置は工作機械に装備されてい
るリジットタップ機能を利用して割出テーブルを割出回
転させるもので、工作機械の加工テーブル上に設置され
る本体と、工作機械の主軸に着脱可能に装着される駆動
アダプタとを備えている。本体にはワークを割り出す割
出テーブル及びそれを回転するための入力軸が支持され
ている。駆動アダプタには駆動クラッチが、入力軸には
入力クラッチがそれぞれ一体に設けられている。前記入
力軸は本体に回転可能でかつ軸方向移動可能に支持さ
れ、バネにより駆動アダプタ側へ付勢されている。ま
た、割出テーブルと入力軸との間の回転伝達系には、入
力軸が一方向へ回転する時のみに割出テーブルが回転す
るように一方向クラッチが介装されている。

【０００３】前記従来装置では、駆動クラッチを入力ク
ラッチに噛み合せた状態で、主軸をリジットタップ機能
により正逆転させることによって割出テーブルを回転さ
せて割出すことができ、割出装置本体側から検出器や信
号線を不要にできる利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来装置に
おいては、主軸のリジットタップ機能により割出テーブ
ルを正逆両方向へ選択的に回転させて迅速に割出すため
には、主軸の正回転によって駆動される入力軸と、主軸
の逆回転によって駆動される入力軸との２軸を設ける必
要があり、しかも、これら２本の入力軸にそれぞれ一方
向クラッチが必要になり、回転伝達系の部品数が増え、
本体構造が大型で複雑になって、コスト高を招くという
問題点があった。

【０００５】そこで、この発明の課題は、主軸のリジッ
トタップ機能を用いる場合でも、駆動アダプタの交換に
よって１本の入力軸を用いて割出テーブルを正逆両方向
へ割り出すことができ、その結果、本体構造を簡略化で
きる割出装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、工作機械の加工テーブル上に設置さ
れる本体と、工作機械の主軸に着脱可能に装着される駆
動アダプタとを備え、本体に割出テーブル及び入力軸を
支持し、駆動アダプタに駆動クラッチを、入力軸には入
力クラッチをそれぞれ設け、両クラッチの結合状態で、
主軸の回転に伴い駆動アダプタにより入力軸を介して割
出テーブルを割出回転する割出装置において、入力軸を
軸方向へ移動可能に支持するとともに、バネ手段により
駆動クラッチ側へ付勢し、駆動アダプタには主軸の回転
を駆動クラッチに対して一方向のみ伝達する一方向クラ
ッチを設けて構成される。

【０００７】また、この発明の割出装置は、本体に割出
テーブルを割出位置に保持する保持機構を設け、駆動ク
ラッチを軸方向へ移動可能に支持するとともに、バネ手
段により入力クラッチ側へ付勢し、そのバネ手段の付勢
力を入力軸のバネ手段の付勢力より大きく設定し、主軸
の軸方向移動に伴い駆動クラッチにより入力軸を移動し
て保持機構を操作するように構成される。

【０００８】

【作用】この発明の割出装置においては、駆動アダプタ
を主軸に装着し、主軸の軸方向移動により駆動クラッチ
を入力クラッチに噛み合せた状態で、主軸を例えば右ね
じ用のリジットタップ機能によって所定量軸方向移動さ
せるとともに右回転させた後戻り回転させると、主軸の
一方向への回転の時のみ一方向クラッチが噛み合って主
軸の回転を駆動クラッチに伝達し、入力軸が一方向へ回
転して割出テーブルを正転させる。

【０００９】割出テーブルを逆転する場合には、前記一
方向クラッチとは噛み合い方向を逆にする一方向クラッ
チを備えた別の駆動アダプタが主軸に装着される。この
場合は、主軸を左ねじ用のリジットタップ機能によって
左回転させた後戻り回転させると、主軸の前記と異なる
一方向への回転の時のみ一方向クラッチが噛み合い、入
力軸が逆方向へ回転して割出テーブルを逆転させる。従
って、駆動アダプタの交換により割出テーブルを両方向
へ割り出すことができ、その結果、入力軸を１本のみに
して本体構造を簡略化することができる。

【００１０】また、この発明の請求項２の割出装置にお
いては、割出テーブルを割出位置に保持する保持機構が
主軸の軸方向移動により駆動クラッチや入力軸を介して
操作される。駆動クラッチのバネ手段の付勢力は入力軸
のバネ手段の付勢力よりも大きく設定されているので、
主軸の往動によって、入力軸がバネに抗して移動して保
持機構を解除し、割出テーブルを回転可能な状態にす
る。その後の主軸の往動によって入力軸が本体に当接し
た後は、駆動クラッチがバネに抗して相対的に移動し、
この状態で主軸の往動が停止する。その後主軸をリジッ
トタップ機能により軸方向移動させるとともに正逆転さ
せると、駆動アダプタがバネに抗して軸方向へ移動する
とともに一方向へ回転し、入力軸を本体に当接させた状
態で回転させて割出テーブルを割出回転させる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に基づいて説明する。まず、全体的な構成について概説
すると、図１に示すように、本実施例の割出装置は、マ
シニングセンタ等の工作機械における加工テーブル１上
に設置される本体２と、工作機械の主軸３に着脱可能に
装着される駆動アダプタ４とから構成されている。な
お、加工テーブル１としては、工作機械のベッド上に設
置された一体型テーブルのみならず、このベット上に交
換可能に載置されるパレットを使用することもできる。

【００１２】本体２には、ワーク（図示略）を加工位置
に割り出す割出テーブル５と、主軸３により駆動アダプ
タ４を介して駆動される１本の入力軸６と、入力軸６の
回転を割出テーブル５に伝えるウォーム軸７とがそれぞ
れ回転可能に支持されている。そして、駆動アダプタ４
には駆動クラッチ８が、入力軸６には入力クラッチ９が
それぞれ設けられ、両クラッチ８，９の結合状態で、主
軸３の回転に伴い駆動アダプタ４により入力軸６及びウ
ォーム軸７を介して割出テーブル５を割出回転するよう
になっている。また、入力軸６とウォーム軸７との間に
は、割出テーブル５を補正回動して割出位置に保持する
保持機構１０が設けられている。

【００１３】次に、各部の構成について詳説すると、駆
動アダプタ４は自動工具交換装置によって主軸３に着脱
されるボディ１２を備え、その内側にはスリット１３を
有する支持部１４が一体形成されている。支持部１４に
は筒状の摺動体１５が挿入され、スリット１３に係合す
るスライドピン１６によりボディ１２に対し一体回転可
能かつ摺動自在に結合されている（図４参照）。摺動体
１５の内側には駆動クラッチ８が軸受１７を介して挿入
され、ボルト１８及び座金１９により抜け止めされてい
る。駆動クラッチ８の下端面には山部２０ａ及び谷部２
０ｂを環状に列設してなる噛合部２０が設けられている
（図５参照）。

【００１４】摺動体１５と駆動クラッチ８との間には、
主軸３によるボディ１２の回転を駆動クラッチ８に対し
て一方向のみ伝達する一方向クラッチ２１が介装されて
いる。摺動体１５の下端部には駆動クラッチ８を囲繞す
るように支持筒２２が螺合され、該支持筒２２とボディ
１２との間には摺動体１５を下方へ付勢する第１スプリ
ング２３が介装されている。これにより、駆動クラッチ
８が摺動体１５と一体に駆動アダプタ４の軸方向へ移動
可能に支持されるとともに、バネ手段としての第１スプ
リング２３によって入力クラッチ９側へ付勢されてい
る。なお、駆動アダプタ４は、主軸３の右回転及び左回
転に対応できるように、一方向クラッチ２１の噛み合い
方向を逆にした２種類のものが用意され、これらは工作
機械の加工中にツールマガジン（図示略）の所定位置に
格納されている。

【００１５】入力軸６はスリーブ２５の内側に挿入され
て軸受２６により垂直軸線の周りで回転可能に支持され
ている。スリーブ２５は本体２に設けた挿通孔２７及び
スリーブカバー２８に昇降自在に挿通されて第２スプリ
ング２９によって上方へ付勢され、後述のラチェット爪
５６をラチェットホイール５５に係止させた状態で規制
され、これにより、入力軸６は本体２に軸方向へ移動可
能に支持されるとともに、バネ手段としての第２スプリ
ング２９により駆動クラッチ８側へ付勢されている。そ
して、駆動クラッチ８の前記第１スプリング２３の付勢
力は入力軸６の第２スプリング２９の付勢力より大きく
設定されており、主軸３の下降時には第２スプリング２
９が先に収縮され、主軸３の上昇時には第１スプリング
２３が先に伸長するようになっている。

【００１６】入力軸６の上端面には入力クラッチ９が駆
動クラッチ８の噛合部２０と相似する形状で形成されて
いる。こうした噛合形状を採用することによって、リジ
ットタップ機能を用いる場合に、各クラッチ８，９の噛
合不良が確実に防止される。入力軸６の下端には曲面３
０が形成され、この曲面３０を本体２の底板３１に押し
当てた状態で、入力軸６が主軸３のリジットタップ機能
によって回転される。入力軸６の下端部には駆動歯車３
２が固定され、この駆動歯車３２はウォーム軸７上の被
動歯車３３に噛み合っている。

【００１７】ウォーム軸７は本体２に対し複数の軸受３
５及びシャフトカバー３６を介して垂直軸線の周りで回
転可能にかつ上下動不能に支持され、その下端部に被動
歯車３３が締付部材３７により取り付けられている。締
付部材３７は内外一対のテーパリング３８，３９をボル
ト４０で拡径及び縮径可能に組み付けて構成され、ウォ
ーム軸７と被動歯車３３との回転位相を微調整できるよ
うになっている。ウォーム軸７の中間部にはウォーム４
１が形成され、このウォーム４１は割出テーブル５に固
設されたウォームホイール４２に噛み合っている。な
お、本実施例では、入力軸６の９０゜の回転につき割出
テーブル５が１゜割り出されるように、前記各歯車３
２，３３，４１，４２のギヤ比が設定されている。

【００１８】保持機構１０は被動歯車３３の上面に形成
された複数の係合部４４と、各係合部４４に選択的に係
合してウォーム軸７を周り止めするピン４５とから構成
されている。図２に示すように、係合部４４は外側が開
放したＵ溝形状を備え、被動歯車３３の周方向に４０゜
の等角度で９個形成されていて、各係合部４４の開放端
両側には比較的大きな面取４６が設けられている。ピン
４５は本体２に固着したブラケット４７の筒状部４８に
摺動自在に挿入され、ブラケット４７に軸着したローラ
４９によって案内される。ピン４５の基端部にはカムフ
ォロア５０が支持され、このカムフォロア５０はスライ
ダ５１に結合したカム体５２のカム溝５３に嵌合されて
いる。

【００１９】スライダ５１は連結部材５４を介してスリ
ーブ２５に連結され、スリーブ２５と一体に昇降され
る。そして、カム溝５３は図３に示すような屈曲形状で
形成され、このカム形状に従い、スリーブ２５の下降時
にピン４５が係合部４４から離脱し、スリーブ２５の上
昇時にはピン４５が面取４６を介して係合部４４に係合
するようになっている。従って、本実施例の割出装置
は、主軸３の軸方向移動に伴い、駆動クラッチ８により
スリーブ２５と入力軸６とを一体に移動して、保持機構
１０を操作できるように構成されている。

【００２０】図１に示すように、割出テーブル５にはラ
チェットホイール５５が一体回転可能に設けられるとと
もに、本体２にはラチェットホイール５５に係止される
ラチェット爪５６が揺動自在に支持されている。これら
の部材５５，５６は割出テーブル５を位置決めする機構
を構成し、スリーブ２５の下降時に、ピン４５が係合部
４４から離脱すると同時に、ラチェット爪５６がラチェ
ットホイール５５から解離して、割出テーブル５の回転
を許容し、また、スリーブ２５の上昇時には、ピン４５
が係合部４４に係合した直後に、ラチェット爪５６がラ
チェットホイール５５に係止し、ウォームホイール４２
の歯面をウォーム４１に押し付けて、双方間のバックラ
ッシュを解消し、これによって割出テーブル５を正確な
割出位置に位置決めできるようになっている。なお、こ
の位置決め機構の詳細な構成については、本出願と同一
の出願人による特願平５ー９５３７９号の明細書及び図
面を参照されたい。

【００２１】次に、上記のように構成された本実施例の
割出装置の作用について説明する。加工中にワークを割
り出す必要が生じると、まず、自動工具交換装置により
駆動アダプタ４が主軸３に装着される。次いで、主軸３
が入力軸６の真上位置までＸ，Ｙ軸方向へ移動された後
に、非回転の状態でＺ軸方向へ下降され、下降途中で駆
動クラッチ８が入力クラッチ９に噛合され、その状態
で、入力軸６がスリーブ２５とともに駆動アダプタ４に
より第２スプリング２９の付勢力に抗して押し下げられ
る。そして、入力軸６が終端ストロークＳ（図１参照）
を下降する際に、スライダ５１の下降に伴いピン４５が
係合部４４から離脱され、同時に、ラチェット爪５６が
ラチェットホイール５５から解離されて、ウォーム軸７
及び割出テーブル５の回転が許容される。

【００２２】入力軸６の下端つまり曲面３０が底板３１
に当接した後は、その後の主軸３の下降により、駆動ク
ラッチ８が第１スプリング２３に抗してボディ１２の内
部へ相対的に没入し、この状態で主軸３の下降が停止さ
れる。次に、主軸３がリジットタップ機能により下降
（軸方向移動）されるとともに、その下降量と回転角度
とを同期させた状態で右回転され、駆動クラッチ８が第
１スプリング２３の付勢力に抗してボディ１２の内部へ
相対的に没入される。このとき、主軸３によりボディ１
２は回転されるが、一方向クラッチ２１が空転するた
め、駆動クラッチ８は回転されず、従って、入力軸６、
ウォーム軸７、及び割出テーブル５が停止状態に保持さ
れる。

【００２３】主軸３はリジットタップ機能により所定量
下降されながら右回転された後、リジットタップ機能に
より上昇されながらその上昇量と同期した回転角度で左
回転されて元位置に戻される。このときは、一方向クラ
ッチ２１が噛み合って主軸３の回転を駆動クラッチ８に
伝達し、駆動クラッチ８が入力軸６の曲面３０を底板３
１に当接させた状態で入力軸６を回転させ、駆動歯車３
１、被動歯車３３、ウォーム軸７、ウォーム４１、及び
ウォームホイール４２を介して割出テーブル５が正転し
て所定位置に割り出される。そして、前記主軸３の上昇
に伴い、駆動クラッチ８が第１スプリング２３の付勢力
によりボディ１２の外側へ相対的に突出される。その
後、主軸３が非回転の状態でＺ軸方向へ上昇されると、
駆動クラッチ８が更に僅かに相対的に突出移動され、ス
ライドピン１６がスリット１３の下端に係合して相対移
動が停止される。その後主軸３が更に上昇されると、駆
動クラッチ８の上昇に追従して入力軸６がスリーブ２５
とともに第２スプリング２９の付勢力によって上昇さ
れ、図示しない伝動機構を介してラチェット爪５６をラ
チェットホイール５５に係止させると入力軸６の上昇が
停止される。その後主軸３が更に上昇されると、駆動ク
ラッチ８が入力クラッチ９から切り離され、図１の如き
元の状態になる。

【００２４】入力軸６が前記ストロークＳを上昇する過
程では、スライダ５１の上昇に伴いピン４５が面取４６
を介して係合部４４に係合され、これによりウォーム軸
７が補正回転されるとともに、割出テーブル５が補正後
の割出位置に保持され、同時に、ラチェット爪５６がラ
チェットホイール５５に係止され、ウォーム４１及びウ
ォームホイール４２間のバックラッシュが解消されて、
割出テーブル５が前記割出位置に精度よく位置決めさ
れ、これをもって割出テーブル５の正転によるワークの
割出動作が完了する。

【００２５】割出テーブル５を逆転する場合には、一方
向クラッチ２１の噛み合い方向を逆にした別の駆動アダ
プタ４が自動工具交換装置によって主軸３に装着され
る。この場合は、主軸３が左ねじ用のリジットタップ機
能により下降しながら左回転すると、一方向クラッチ２
１が空転するため、入力軸６、ウォーム軸７、及び割出
テーブル５はそれぞれ回転しない。また、主軸３が停止
後に上昇しながら右回転したときには、一方向クラッチ
２１が噛み合って主軸３の回転を駆動クラッチ８に伝達
するため、入力軸６及びウォーム軸７等を介して割出テ
ーブル５が逆転される。

【００２６】従って、本実施例の割出装置によれば、２
種類の駆動アダプタ４を交換することにより、割出テー
ブル５を正逆両方向へ割り出すことができ、その結果、
入力軸６を１本のみにして本体２の構造を簡略化するこ
とができる。また、保持機構１０が駆動クラッチ８によ
り入力軸６を介して操作されるため、駆動クラッチ８及
び入力軸６を割出テーブル５の回転駆動系と保持機構１
０の操作系とに兼用して、保持機構１０専用のアクチュ
エータを省略でき、もって、本体２をより簡単に構成で
きるという利点もある。しかも、駆動クラッチ８の第１
スプリング２３の付勢力が入力軸６の第２スプリング２
９の付勢力よりも大きく設定されているので、入力軸６
を本体２に当接させた状態で安定して回転させることが
でき、割出テーブル５を正確な位置に割り出すことがで
きる。

【００２７】なお、本実施例の割出装置は、主軸３の制
御機能として前記リジットタップ機能のほかに回転角度
制御機能を用いることも可能である。この場合には、図
６に示すような駆動アダプタ５８が自動工具交換装置に
よって主軸３に装着される。駆動アダプタ５８は、図１
の駆動アダプタ４とは異なり、一方向クラッチを備えて
おらず、ボディ５９の下端面に駆動クラッチ６０が固定
的に設けられている。そして、入力軸６を駆動アダプタ
５８により図１の鎖線位置Ｐ（入力軸６の下端面が底板
３１より僅かに浮いた位置）まで下降させ、その上下方
向の定位置で、主軸３により一方向クラッチ２１が働く
方向へ右回転又は左回転させると、駆動歯車３２、被動
歯車３３、ウォーム軸７、ウォーム４１、及びウォーム
ホイール４２を介し割出テーブル５が正転又は逆転して
割り出される。従って、主軸３の回転角度制御機能を用
いる場合も、１本の入力軸６によって割出テーブル５を
両方向へ割り出すことができ、その結果、主軸３の両制
御機能を加工条件に応じて任意に選択することが可能と
なり、割出装置の汎用性が向上する。また、本発明の割
出装置は、図６に示すように一方向クラッチを備えずに
ボディ５９の下端面に駆動クラッチ６０が固定的に設け
られている駆動アダプタ５８と組合せ、駆動アダプタ
４，駆動アダプタ５８を選択して使用するとにより汎用
性を向上できて好ましい。

【００２８】この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並
びに構成を適宜に変更して具体化することも可能であ
る。例えば、主軸が横向きの工作機械にも同様に実施で
きる。

【００２９】

【発明の効果】以上に詳述したように、請求項１の発明
によれば、駆動アダプタに主軸の回転を駆動クラッチに
対して一方向のみ伝達する一方向クラッチを設けたの
で、主軸のリジットタップ機能を用いる場合に、駆動ア
ダプタの交換によって割出テーブルを正逆両方向へ割り
出すことができ、入力軸を１本のみに削減して本体構造
を簡略化できるという優れた効果を奏する。

【００３０】請求項２の発明によれば、主軸の軸方向移
動により駆動クラッチが入力軸を移動して保持機構を操
作するように構成したので、主軸の軸方向移動を利用し
て保持機構を確実に操作できて、保持機構専用のアクチ
ュエータを省略でき、しかも入力軸を本体に当接させた
状態で回転させることができ、割出テーブルの割出回転
を円滑にできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す割出装置の縦断面図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】図１のＤ−Ｄ線断面図である。

【図６】図１の割出装置で使用される駆動アダプタの別
例を示す正面図である。

【符号の説明】

１・・加工テーブル、２・・本体、３・・主軸、４，５
８・・駆動アダプタ、５・・割出テーブル、６・・入力
軸、７・・ウォーム軸、８，６０・・駆動クラッチ、９
・・入力クラッチ、１０・・保持機構、２１・・一方向
クラッチ、２３・・第１スプリング、２９・・第２スプ
リング、３２・・駆動歯車、３３・・被動歯車、４１・
・ウォーム、４２・・ウォームホイール、４４・・係合
部、４５・・ピン、４６・・面取、５５・・ラチェット
ホイール、５６・・ラチェット爪。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械の加工テーブル上に設置される
   本体と、工作機械の主軸に着脱可能に装着される駆動ア
   ダプタとを備え、本体に割出テーブル及び入力軸を支持
   し、駆動アダプタに駆動クラッチを、入力軸には入力ク
   ラッチをそれぞれ設け、両クラッチの結合状態で、主軸
   の回転に伴い駆動アダプタにより入力軸を介して割出テ
   ーブルを割出回転する割出装置において、前記入力軸を
   軸方向へ移動可能に支持するとともに、バネ手段により
   駆動クラッチ側へ付勢し、駆動アダプタには主軸の回転
   を駆動クラッチに対して一方向のみ伝達する一方向クラ
   ッチを設けてなることを特徴とする割出装置。
2. 【請求項２】 前記本体に割出テーブルを割出位置に保
   持する保持機構を設け、前記駆動クラッチを軸方向へ移
   動可能に支持するとともに、バネ手段により入力クラッ
   チ側へ付勢し、そのバネ手段の付勢力を入力軸の前記バ
   ネ手段の付勢力より大きく設定し、主軸の軸方向移動に
   伴い駆動クラッチにより入力軸を移動して保持機構を操
   作するように構成したことを特徴とする請求項１に記載
   の割出，装置。