JPH088002Y2 - 緩動回転機構付インデックスヘッド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、工作機械のインデックスヘッドに関す
る。更に詳しくは、専用加工機などにおいて、回転工具
を複数個設け、この回転工具を使用時に割出しして使う
インデックスヘッドである。このインデックスヘッドの
回転工具には、回転駆動力を伝達するためにモータを有
していて、このモータの回転駆動力をクラッチ機構を介
して伝達している。このクラッチ機構のかみ合いをスム
ースにするために緩動回転させる緩動回転機構付インデ
ックスヘッドに関する。

［従来技術］ トランスファーラインなどに設置される加工機の中
に、タレット状のヘッドに複数の回転工具を設けたもの
が知られている。このヘッドは、回転工具を使用位置に
割出して使用される。回転工具には回転駆動のためのモ
ータを各々備えているものもある。同一駆動源で各々の
回転工具を駆動するものもある。この駆動源と回転工具
とはクラッチを介して割出し時に接続・離脱される。こ
のためのクラッチ構造が種々知られている。

［前記考案が解決しようとする課題］ このクラッチは、摩擦クラッチ以外は位相を合わせな
いと相互にスムースにかみ合わない。このかみ合わせの
ために、駆動軸を低速回転させつつかみ合わせるなど種
々の構造が知られている。これらの機構は、低速回転駆
動のための低速モータ、インバータなどの手段を必要と
する。この考案は、こうした技術的背景で考案されたも
のであり次の目的を達成する。

この考案の目的は、回転工具ホルダと回転駆動軸との
接続・離脱が円滑にできるクラッチ機構の緩動回転機構
付インデックスヘッドを提供することにある。

この考案の他の目的は、簡素な構造で回転駆動軸を緩
動回転させて、回転工具ホルダと回転駆動軸との接続・
離脱が円滑にできる緩動回転機構付インデックスヘッド
を提供することにある。

［前記課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために次のような手段を採る。

回転工具を円周上に等角度位置に複数個配置した工具
取付ヘッド（３）と、 この工具取付ヘッド（３）を回転自在に支持するイン
デックス本体（２）と、 前記工具取付ヘッド（３）を所定角度に割出して前記
回転工具を加工位置に位置決めする位置決め機構（70,7
1）と、 前記工具取付ヘッド（３）を割出しのために回転駆動
する割出駆動機構（20〜33）と、 前記工具取付ヘッド（３）が所定位置に割出しされた
後、前記回転工具に接続して前記回転工具を回転駆動す
る工具駆動軸（48）と、 この工具駆動軸（48）と前記回転工具との連結を接続
・離脱するクラッチ機構（7,54,60）と、 前記工具駆動軸（48）を回転駆動するモータ（40）
と、 前記工具駆動軸（48）を緩動回転させる緩動回転機構
（80）とからなる緩動回転機構付インデックスヘッドで
あって、 この緩動回転機構（80）は、 前記工具駆動軸（48）に設けられた歯車（45）に噛み
合うラック（87）と、 前記歯車（45）を回転駆動するために前記ラック（8
7）を直線駆動する駆動手段（81,83）と、 前記ラック（87）を前記駆動手段（81,83）に揺動可
能に支持する軸（88）と、 前記ラック（87）を前記歯車（45）側に付勢するため
のスプリング（90）とからなり、 前記駆動手段（81,83）の駆動により前記工具駆動軸
（48）を緩動回転させて前記クラッチ機構（7,54）の接
続をスムースにする ことを特徴とする緩動回転機構付インデックスヘッド
である。

インデックス本体に駆動シリンダ（60）を設け、 前記工具駆動軸（48）の前後退動作及び前記位置決め
機構（70,71）の位置決めピン（71）の係脱動作を前記
駆動シリンダ（60）の進退移動で連動させて行うことを
特徴とする緩動回転機構付インデックスヘッドである。

［作用］ インデックス本体上の工具取付ヘッドを割出回転させ
て、使用回転具を加工位置に割出す。工具取付ヘッドを
インデックス本体上に位置決め機構で位置決め後、工具
駆動軸を緩動回転機構で緩動させつつ回転工具に近接さ
せて接続する。工具駆動軸と回転工具は、緩動回転中に
ある角度位置で位相が合うので連結される。回転工具駆
動用のモータを回転させて回転工具を回転駆動させて所
要の加工を行う。

［実施例］ 以下、この考案の実施例を図面にしたがって説明す
る。第１図は、緩動回転機構付インデックスヘッド１の
側面を示す側面図である。第２図は、第１図のII-II断
面図である。第３図は、第２図のIII-III断面図であ
る。第４図（ａ），（ｂ）は、緩動回転機構80を示す。
インデックス本体２には、工具取付ヘッド３が割出軸４
を中心に割出自在に設けてある。工具取付ヘッド３は、
インデックス本体２の底面と角度θ（第３図）をなして
回転割出しされる。工具取付ヘッド３は、円錐形の構造
である。

この円錐形の周面の等角度位置には、工具取付穴５が
明けてあり、この工具取付穴５に回転工具ホルダ６が周
知の固定手段で取り付けてある。回転工具ホルダ６の終
端には、従動軸７が回転自在に設けてある。従動軸７の
先端には、ドリル、タップなどの回転工具が工具チャッ
ク（図示せず）を介して設けてある。従動軸７内には、
スプライン穴が形成してあり、後述する工具駆動軸48の
スプライン軸54が挿入されて駆動される。

一方、工具取付ヘッド３の下端内周には、環状の内歯
車10がボルトなどで固定してある。内歯車10には、歯車
33がかみ合っていて、内歯車10を駆動する。この駆動に
より、工具取付ヘッド３は割出軸４を中心に回転され
る。この回転割出時には、工具取付ヘッド３の下端面８
と、インデックス本体２の摺動面９とは互いに摺動す
る。次に、内歯車10の駆動伝達機構について説明する。
内歯車10は、モータ20によって割出駆動される。

モータ20の出力軸には、プーリがキー止めしてある。
プーリには、Ｖベルトが掛け渡してある（図示せず）。
Ｖベルトの一方は、プーリ21に掛け渡してある（第２
図）。プーリ21は、軸23と電磁クラッチ22を介して連結
してある。したがって、プーリ21と軸23との連結、非連
結は、電磁クラッチ22を作動させて行う。軸23は、イン
デックス本体２内で軸受24で回転自在に支持されてい
る。

軸23の他端には、電磁ブレーキ25が設けてあり、回転
動力の伝達時以外のときは、軸23をインデックス本体２
にロックする。軸23の中央部には、ウォーム歯車26が形
成してある。本実施例のウォーム歯車26は、軸23と一体
で作られているが別体で作り軸23に固定しても良い。ウ
ォーム歯車26は、ウォームホイール27（一点鎖線で示し
た想像線）にかみ合っている。ウォームホイール27は、
軸28の一端に連結してあり、軸28の他端には歯車29が固
定してある。

軸28は、インデックス本体２内で回転自在に軸受で支
持されている。歯車29は、歯車30にかみ合っている。歯
車30は、インデックス本体２に回転自在に支持されてい
る。歯車30には、更に歯車31がかみ合っている。歯車31
は、軸32の一端にキー固定されている。軸32は、インデ
ックス本体２に回転自在に支持されている。軸32には、
歯車33がキー結合されている。

歯車33は、内歯車10とかみ合っている。モータ20の回
転動力は、モータ20の出力軸、Ｖベルト、プーリ21、電
磁クラッチ22、軸23、ウォーム歯車26、ウォームホイー
ル27、軸28、歯車29、歯車30、歯車31、軸32、歯車33、
内歯車10の順に駆動される。内歯車10は、工具取付ヘッ
ド３に固定されているので、工具取付ヘッド３を割出し
駆動することになる。

歯車29の側面にドッグ34が設けてある。このドッグ34
の回転角度位置を検知する近接スイッチ35がインデック
ス本体２に固定してある。歯車29の回転角度は、近接ス
イッチ35により検知される。近接スイッチ35の出力信号
により、後述するクラッチ22の作動のタイミングを検知
する。一方、モータ40は、工具を回転駆動するためのモ
ータである。モータ40の出力軸41には、出力歯車42がキ
ー止めされて固定してある。（第２図）。

出力歯車42は、アイドル歯車43にかみ合っている。ア
イドル歯車43は、軸44に固定してあり、軸44はインデッ
クス本体２に軸受により回転自在に支持してある。アイ
ドル歯車43は、歯車45にかみ合っている。歯車45は、円
筒体50と一体であり、円筒体50の中心穴には、スプライ
ン穴46が形成してある。スプライン穴46は、工具駆動軸
48の外周に形成したスプライン軸47にかみ合っている。
スプライン穴46の後方には、コイルスプリング49が挿入
してある。

コイルスプリング49の後端は、歯車45の後端で止めら
れている。コイルスプリング49の前端は、スプライン軸
47に設けたスプリング止53に止められている。このた
め、工具駆動軸48は、コイルスプリング49のスプリング
力で常に前方に押されている。

工具駆動軸48の後端には、ドッグ51が固定してある。
ドッグ51の外周には、近接センサ52が配置してある。近
接センサ52は、工具駆動軸48の移動を検知するためのも
のである。工具駆動軸48の中央部には、フランジ55が一
体に形成してある。フランジ55は、工具駆動軸48をコイ
ルスプリング49のスプリング力に抗して移動させるため
の駆動ピン68を引っ掛けるためのものである。工具駆動
軸48の先端には、スプライン軸54が形成してある。スプ
ライン軸54は、従動軸７に形成されたスプライン穴に挿
入された後、回転駆動する。

油圧シリンダー60は、インデックス本体２の後端に固
定してある。油圧シリンダー60のピストンロッド61に
は、リンク62の一端が回転自在に連結されている。リン
ク62の他端は、レバー63の一端に回転自在に設けてあ
る。レバー63の他端は、スプライン軸64に固定されてい
る。レバー63の中間位置には、リンク65の一端が回転自
在に連結されている。リンク65の他端は、駆動レバー66
の一端に回転自在に連結されている。

駆動レバー66の中間は、軸67に回転自在に設けてあ
る。駆動レバー66の他端には、工具駆動軸48を軸線方向
に駆動する駆動ピン68が設けてある。スプライン軸64の
両端には、レバー70の一端が固定してある。レバー70の
他端は、位置決めピン71の溝72に挿入されている。位置
決めピン71は、工具取付ヘッド３をインデックス本体２
に位置決め固定するものであり、180度隔てて２本設け
てある。

第４図（ａ）は、緩動回転機構80を示す断面図であ
る。第４図（ｂ）は、第４図（ａ）のｂ−ｂ断面図であ
る。工具駆動軸48のスプライン軸54は、従動軸７に挿入
するとき一旦停止して挿入される。しかし、スプライン
軸54の位相と従動軸７のスプライン穴の位相とが一致し
ないとスムースに挿入できない。緩動回転機構80は、歯
車45を回してスプライン軸54を回すものである。油圧シ
リンダー81は、インデックス本体２に設けてある。油圧
シリンダ81のピストンロッド82には、円筒摺動部材83の
後端が連結されている。

円筒摺動部材83には、軸線方向に溝84が形成してあ
る。円筒摺動部材83は、円筒案内部材85内に摺動自在に
案内されている。円筒案内部材85は、インデックス本体
２に固定されている。円筒案内部材85には、案内ピン86
が固定してあり、案内ピン86の先端は溝84内に挿入され
ている。円筒摺動部材83は、円筒案内部材85内を油圧シ
リンダ81により摺動自在に駆動される。円筒摺動部材83
内には、ラック87の一端が軸88を中心に回転自在に設け
てある。

ラック87の他端には、スプリング90が円筒摺動部材83
との間に設けてある。油圧シリンダー81を駆動すると、
円筒摺動部材83が移動し、ラック87のラック歯89は、歯
車45とかみ合う。このとき、スプリング90がラック87を
歯車45に押し付けているのでかみ合いは外れることな
く、かつかみ合いがマッチングしなくても逃げる。

作動 以下、作動を説明する。ある加工工程が終了し、次の
回転加工工具を用いる必要があると、最初にモータ40の
回転を止めると工具駆動軸48の回転が止まり、回転工具
の回転が止まる。油圧シリンダー60を作動させると、ピ
ストンロッド61、リンク62が移動し、レバー63はスプラ
イン軸64を中心に揺動する。レバー63の揺動によりリン
ク65が作動し、駆動レバー66が軸67を中心に揺動する。
この揺動で、駆動ピン68がフランジ55を右方（第３図）
に押す。この結果、工具駆動軸48は、コイルスプリング
49を圧縮しながら移動する。

工具駆動軸48の先端のスプライン軸54は、従動軸７の
スプライン穴から外れる。油圧シリンダー60の作動は、
同時にスプライン軸64を回転させる。スプライン軸64の
両端のレバー70は、位置決めピン71を引き抜く方向に作
動する。すなわち、工具取付ヘッド３とインデックス本
体２との連結、位置決めを解除する。工具駆動軸48の移
動は、近接スイッチ52に検知され、この検知により次
に、モータ20、電磁クラッチ22を回転させる。モータ20
の回転は、出力軸、Ｖベルト（図示せず）、プーリ21、
電磁クラッチ22、軸23を回転駆動する。

更に、軸23のウォーム歯車26は、ウォームホイール2
7、軸28、歯車29、歯車30、歯車31、歯車33を回転駆動
させる。歯車33は、更に内歯車10を回して工具取付ヘッ
ド３を回転駆動する。工具取付ヘッド３が、一定角度位
置に以上駆動すると、ドッグ34を近接スイッチ35が検出
し、モータ20の回転を電磁クラッチ22を作動させて止め
る。工具取付ヘッド３とインデックス本体２との相対割
出位置の確認は、工具取付ヘッド３に設けたドッグ73を
近接スイッチ74が検知して行う。この検知により割出し
確認されると、油圧シリンダ81を作動させる。

油圧シリンダ81を作動させると、円筒摺動部材83が円
筒案内部材85内を移動し、ラック87を駆動する。ラック
87の移動によりラック歯89が歯車45の歯にかみ合い、歯
車45をゆっくり回転させる。

歯車45の回転と同時に、油圧シリンダ60を元の位置に
作動させる。油圧シリンダ60の作動により、ピストンロ
ッド61、リンク62、レバー63、リンク65、駆動レバー66
が作動し、駆動ピン68を左方（第３図）に移動させる。
コイルスプリング49は、工具駆動軸48を常時左方に押し
ているので、工具駆動軸48は左方に移動する。スプライ
ン軸54は、緩動回転機構80に回転されつつ従動軸７内の
スプライン穴に挿入される。

したがって、最初位相がずれていてもスプライン軸54
は、従動軸７内にスムースに挿入される。同時に、スプ
ライン軸64は２本のレバー70を駆動し、位置決めピン71
を駆動して挿入位置決めする。これで工具取付ヘッド３
の割出しは完了する。

［他の実施例］ 前記した緩動回転機構80は、油圧シリンダー81を用い
たものであるが、回転するモータを用いてカムなどで直
線運動に変換した駆動機構を用いても良い。

［考案の効果］ 以上、詳記したように、この考案は緩動回転機構を設
けたので、回転工具ホルダと回転工具ホルダを駆動する
ための工具駆動軸との連結がスムースにできた。また、
この緩動回転機構は、コンパクトな駆動手段とラック等
からなる簡素な構成であるので、小型化できるとともに
信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はインデックスヘッドの側面を示す図、第２図は
第１図のII-II断面図、第３図は第２図のIII-III断面
図、第４図（ａ），（ｂ）は緩動回転駆動機構の断面図
である。 ２……インデックス本体、３……工具取付ヘッド、７…
…従動軸、10……内歯車、20,40……モータ、26……ウ
ォーム歯車、27……ウォームホイール、80……緩動回転
機構

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転工具を円周上に等角度位置に複数個配
   置した工具取付ヘッド（３）と、 この工具取付ヘッド（３）を回転自在に支持するインデ
   ックス本体（２）と、 前記工具取付ヘッド（３）を所定角度に割出して前記回
   転工具を加工位置に位置決めする位置決め機構（70,7
   1）と、 前記工具取付ヘッド（３）を割出しのために回転駆動す
   る割出駆動機構（20〜33）と、 前記工具取付ヘッド（３）が所定位置に割出しされた
   後、前記回転工具に接続して前記回転工具を回転駆動す
   る工具駆動軸（48）と、 この工具駆動軸（48）と前記回転工具との連結を接続・
   離脱するクラッチ機構（7,54,60）と、 前記工具駆動軸（48）を回転駆動するモータ（40）と、 前記工具駆動軸（48）を緩動回転させる緩動回転機構
   （80）とからなる緩動回転機構付インデックスヘッドで
   あって、 この緩動回転機構（80）は、 前記工具駆動軸（48）に設けられた歯車（45）に噛み合
   うラック（87）と、 前記歯車（45）を回転駆動するために前記ラック（87）
   を直線駆動する駆動手段（81,83）と、 前記ラック（87）を前記駆動手段（81,83）に揺動可能
   に支持する軸（88）と、 前記ラック（87）を前記歯車（45）側に付勢するための
   スプリング（90）とからなり、 前記駆動手段（81,83）の駆動により前記工具駆動軸（4
   8）を緩動回転させて前記クラッチ機構（7,54）の接続
   をスムースにする ことを特徴とする緩動回転機構付インデックスヘッド。
2. 【請求項２】請求項１において、 インデックス本体に駆動シリンダ（60）を設け、 前記工具駆動軸（48）の前後退動作及び前記位置決め機
   構（70,71）の位置決めピン（71）の係脱動作を前記駆
   動シリンダ（60）の進退移動で連動させて行うことを特
   徴とする緩動回転機構付インデックスヘッド。