JPH11262806A - 工作機械のタレットヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速機構２０の変速動作を円滑にし、高い工
作精度を実現する。 【解決手段】 変速機構２０、第１、第２の遊星ギヤ機
構３０、４０、工具駆動軸５１、タレット駆動軸５６を
ハウジング１０に組み込み、工具駆動軸５１の回転角度
を検出する検出センサ６１を設ける。タレット駆動軸５
６は、第２の遊星ギヤ機構４０のキャリヤ４３に連結
し、工具駆動軸５１は、第１の遊星ギヤ機構３０のキャ
リヤ３３に連結する。検出センサ６１は、工具駆動軸５
１の回転角度をモータ１９の回転角度と突き合わせるこ
とにより、変速機構２０を正しく位相合せすることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、旋盤等の工作機
械において、複数の工具を搭載し、複数の工具を切り換
えて使用することができる工作機械のタレットヘッド装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】旋盤等の工作機械において、複数の工具
を切り換えて使用し、最少の段取時間、最少の加工時間
により複雑な加工を自動的に遂行するために、高性能な
タレットヘッド装置が提案されている（たとえば特開平
９−１５０３０３号公報）。

【０００３】従来のタレットヘッド装置は、モータに連
結する変速機構と２組の遊星ギヤ機構と二重軸とをハウ
ジング内に組み込み、所定の回転角ごとに位置決め停止
し得るタレットに二重軸の一方を連結し、他方を回転形
の工具に連結するとともに、タレット駆動用、工具駆動
用の共通のモータを設けている。なお、工具は、タレッ
トの周面の各停止位置（以下、ツールポジションとい
う）ごとに搭載されている。

【０００４】そこで、このものは、タレットを回転して
所定の工具を速やかに選択し、ワークを加工することが
できる。なお、工具は、タレットに対して固定して装着
する静止形であるとき、回転するワークに接触させて所
定の切削加工をすることができ、回転形であるとき、ワ
ークの回転中心から外れた位置に孔明け加工やタッピン
グ加工をすることができ、いわゆるライブツール機能を
実現することができる。また、モータには、エンコーダ
が付設されており、工具の変速時において、エンコーダ
の出力によるモータの回転角度と第１の遊星ギヤ機構の
減速率とに基づき、変速機構の工具側の各ギヤとモータ
側のギヤとを同一位相位置に位相合せすることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、変速機構は、第１、第２の遊星ギヤ機構のバッ
クラッシや、ロックピン等の回転拘束機構に存在する隙
間等により、エンコーダによって認識するモータ側のギ
ヤと工具側の各ギヤとの位相関係に誤差が生じ、工具速
度の切換えに過大な時間を要し、全体スループットを低
下させることがあるという問題があった。

【０００６】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、工具駆動軸の回転角度を検出する検出
センサを組み込むことによって、工具の変速動作を円滑
にし、高いスループットを容易に実現することができる
工作機械のタレットヘッド装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの発明の構成は、モータに連結する変速機構と、
変速機構に連結する第１の遊星ギヤ機構と、第１の遊星
ギヤ機構に連結する第２の遊星ギヤ機構と、第１の遊星
ギヤ機構に連結する工具駆動軸と、第２の遊星ギヤ機構
に連結するタレット駆動軸と、工具駆動軸の回転角度を
検出する検出センサとを備えることをその要旨とする。

【０００８】なお、検出センサは、ロータリトランスを
介して外部に接続することができる。

【０００９】また、第１の遊星ギヤ機構のサンギヤは、
変速機構の連結軸に形成することができる。

【００１０】さらに、連結軸は、軸方向に前後動するこ
とにより、第１の遊星ギヤ機構の遊星ギヤ、キャリヤに
選択的に連結してもよく、第１の遊星ギヤ機構の遊星ギ
ヤに連結し、軸方向に前後動可能なスライドギヤを介
し、第１の遊星ギヤ機構のリングギヤを回転不能な拘束
状態と連結軸と一体の連結状態とに切り換えてもよい。

【００１１】また、第１、第２の遊星ギヤ機構は、一体
的に組み立ててハウジングに組み込むことができ、内外
のオイルシールを介してシールすることができる。

【００１２】

【作用】かかる発明の構成によるときは、検出センサ
は、第１の遊星ギヤ機構にバックラッシ等があっても、
工具駆動軸の回転角度を正しく検出し、エンコーダが検
出するモータの回転角度と突き合わせることにより、変
速機構を正しく位相合せして変速動作を円滑にすること
ができる。なお、このときの検出センサは、ブラシレス
のレゾルバや、アブソリュート形のエンコーダ等が好適
である。

【００１３】ただし、変速機構は、モータを第１の遊星
ギヤ機構のサンギヤに連結することにより、第１の遊星
ギヤ機構を介して工具駆動軸を低速回転させることがで
き、遊星ギヤを搭載するキャリヤに連結することによ
り、工具駆動軸を高速回転させることができる。第１の
遊星ギヤ機構は、２自由度を有し、サンギヤ、キャリ
ヤ、リングギヤのいずれかを拘束することにより、他二
者の一方を入力端、他方を出力端として利用することが
できるからである。

【００１４】ロータリトランスを介して検出センサを外
部に接続するときは、ロータリトランスは、工具駆動
軸、タレット駆動軸が二重軸を形成し、検出センサがタ
レット駆動軸内に収納されていても、ロータリトランス
の一方のコイルをタレット駆動軸に付設して検出センサ
に接続し、他方のコイルを外部に付設することにより、
無接触方式により工具駆動軸の回転角度を外部に引き出
すことができる。

【００１５】第１の遊星ギヤ機構のサンギヤを変速機構
の連結軸に形成するときは、連結軸は、サンギヤをモー
タに直結することができ、第１の遊星ギヤ機構とモータ
との間に格別なスライド機構を設ける必要がなく、構造
を簡単にして軸方向の長さを短くし、ねじれ剛性を高く
することができる。

【００１６】連結軸は、第１の遊星ギヤ機構の遊星ギ
ヤ、キャリヤに選択的に連結することにより、工具駆動
軸を低速回転、高速回転の２段に変速することができ
る。前者の場合には、第１の遊星ギヤ機構の減速機能が
有効であり、後者の場合には、それが失われてしまうか
らである。また、連結軸は、工具駆動軸を高速回転させ
るとき、サンギヤと遊星ギヤとの噛合を外すことによ
り、サンギヤが不用意に高速回転してしまうおそれがな
い。

【００１７】連結軸は、スライドギヤを介して第１の遊
星ギヤ機構のリングギヤを拘束状態、連結状態に切り換
えることにより、前者の場合に工具駆動軸を低速回転さ
せ、後者の場合に高速回転させることができる。なお、
工具駆動軸を高速回転させるとき、連結軸は、サンギヤ
を介して遊星ギヤに連結され、しかも、スライドギヤを
介してリングギヤに連結され、このときの第１の遊星ギ
ヤ機構は、サンギヤ、遊星ギヤ、リングギヤが連結軸と
一体となって回転する。

【００１８】第１、第２の遊星ギヤ機構を一体的に組み
立ててハウジングに組み込めば、第１、第２の遊星ギヤ
機構は、それ自体をユニット化することができ、その他
のハウジング、工具駆動軸、タレット駆動軸、タレット
等の工作精度を不必要に高度に管理する必要がない。

【００１９】オイルシールを介して第１、第２の遊星ギ
ヤ機構をシールするときは、第１、第２の遊星ギヤ機構
は、オイルシールを介して潤滑用のオイルを内部に安定
に保有することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を以って発明の実施の
形態を説明する。

【００２１】工作機械のタレットヘッド装置は、モータ
１９に連結する変速機構２０と、変速機構２０に連結す
る第１の遊星ギヤ機構３０と、第１の遊星ギヤ機構３０
に連結する第２の遊星ギヤ機構４０と、工具駆動軸５
１、タレット駆動軸５６と、検出センサ６１とを主要部
材としてなる（図１、図２）。ただし、変速機構２０、
第１、第２の遊星ギヤ機構３０、４０、工具駆動軸５
１、タレット駆動軸５６、検出センサ６１は、ハウジン
グ１０に組み込まれている。

【００２２】ハウジング１０は、角筒状の本体部材１１
と、本体部材１１の前端に付設する前部材１２と、本体
部材１１の後端に付設する円筒状の後部材１３とを組み
合わせて構成されている。本体部材１１の側面には、図
示しない制御回路を収納する収納部１１ａが形成されて
おり、収納部１１ａは、外蓋１１ｂを介して閉じられて
いる。本体部材１１の前端には、ギヤ部材１４が後向き
に付設されており、前部材１２は、ギヤ部材１４に嵌合
されている。なお、ギヤ部材１４は、Ｏリングを介し、
本体部材１１、前部材１２に対して気密にシールされて
いる。また、前部材１２には、タレット駆動軸５６の前
端部外周に摺接するダストシール１２ａが装着されてい
る。後部材１３は、スペーサ部材１３ａを介して本体部
材１１の後端に装着されており、後部材１３の後面に
は、移動部材１３ｂを介してエンコーダ付きのモータ１
９が装着されている。

【００２３】本体部材１１の収納部１１ａの後方には、
メタルブッシュ１８ａを介してロックピン１８が内向き
に組み込まれており、ロックピン１８は、外部の駆動プ
ランジャ１８ｂに連結されている。そこで、ロックピン
１８は、駆動プランジャ１８ｂを介して本体部材１１の
内面に出没させることができる。

【００２４】第１、第２の遊星ギヤ機構３０、４０は、
一体的に組み立ててハウジング１０に組み込まれてい
る。第１、第２の遊星ギヤ機構３０、４０は、それぞれ
中心のサンギヤ３１、４１、遊星ギヤ３２、４２を搭載
するキャリヤ３３、４３、遊星ギヤ３２、４２が噛合す
る内歯のリングギヤ３４、４４から構成されている。た
だし、遊星ギヤ３２、４２は、図１、図２に拘らず、そ
れぞれキャリヤ３３、４３に対して複数個が同一円周上
に装着されているものとする。また、第１の遊星ギヤ機
構３０のサンギヤ３１は、変速機構２０の連結軸２１の
前端に突出して形成されており、リングギヤ３４は、第
２の遊星ギヤ機構４０のキャリヤ４３の後端に連結され
ている。また、第２の遊星ギヤ機構４０のサンギヤ４１
は、第１の遊星ギヤ機構３０のキャリヤ３３の前端に突
出して形成されている。

【００２５】第１の遊星ギヤ機構３０のキャリヤ３３
は、ベアリング３３ｂ、３３ｂを介してリングギア３
４、キャリヤ４３に回転自在に収納されている。第１の
遊星ギヤ機構３０のリングギヤ３４、第２の遊星ギヤ機
構４０のキャリヤ４３は、後部材１３のスペーサ部材１
３ａ、第２の遊星ギヤ機構４０のリングギヤ４４に対
し、ベアリング３４ａ、４３ａ、４３ａを介して回転自
在に収納されている。

【００２６】第２の遊星ギヤ機構４０のリングギヤ４４
の後端には、リング状の係合部材４５が連結されている
（図２、図３）。係合部材４５の外周には、ロックピン
１８に適合する係合凹部４５ａ、４５ａ…が形成されて
いる。すなわち、ロックピン１８は、本体部材１１の内
面に突出して先端を任意の係合凹部４５ａに進入させる
ことにより、係合部材４５を介してリングギヤ４４を回
転不能に拘束することができ、先端を係合凹部４５ａか
ら抜去することにより、リングギヤ４４を回転可能に解
放することができる。

【００２７】第１、第２の遊星ギヤ機構３０、４０は、
それぞれ内外のオイルシール３０ａ、３０ｂ、４０ａ、
４０ｂを介してシールされている。前側のオイルシール
３０ａは、工具駆動軸５１の後部外周とキャリヤ４３の
前端部内周との間に装着されており、後側のオイルシー
ル３０ｂは、連結軸２１の前部外周とリングギヤ３４の
後端部内周との間に装着されている。また、前側のオイ
ルシール４０ａは、キャリヤ４３の中間部外周とリング
ギヤ４４の前端部内周との間に装着されており、後側の
オイルシール４０ｂは、リングギヤ３４の中間部外周と
係合部材４５の後部内周との間に装着されている。した
がって、第１、第２の遊星ギヤ機構３０、４０は、一体
的に組み立て、ハウジング１０の後部にコンパクトに組
み込み、ユニット化を図るとともに、オイルシール３０
ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂを介して内部にオイルを保
有することができる。

【００２８】工具駆動軸５１、タレット駆動軸５６は、
二重軸を形成してハウジング１０に組み込まれている
（図１、図２）。タレット駆動軸５６は、リング状の連
結部材５７を介して第２の遊星ギヤ機構４０のキャリヤ
４３に連結されている。なお、連結部材５７は、キャリ
ヤ４３の前端にねじ止めされている。また、タレット駆
動軸５６、連結部材５７は、スプライン５６ａ、５７ａ
を介して連結されており、タレット駆動軸５６は、メタ
ルブッシュ５６ｂを介し、連結部材５７によって回転支
持されている。タレット駆動軸５６、連結部材５７は、
ギヤ部材１４、本体部材１１に対し、メタルブッシュ５
６ｃ、ベアリング５７ｂを介して回転自在に収納されて
いる。

【００２９】そこで、第１の遊星ギヤ機構３０のリング
ギヤ３４、第２の遊星ギヤ機構４０のキャリヤ４３、連
結部材５７は、一体となってタレット駆動軸５６の後部
を形成しており、ベアリング３４ａ、５７ｂを介し、ス
ペーサ部材１３ａ、本体部材１１によって回転支持され
ている。また、第２の遊星ギヤ機構４０のリングギヤ４
４は、ベアリング４３ａ、４３ａを介してタレット駆動
軸５６の後部に装着されており、第１の遊星ギヤ機構３
０のキャリヤ３３は、ベアリング３３ｂ、３３ｂを介し
てタレット駆動軸５６の後部に内装されている。

【００３０】タレット駆動軸５６の前端には、タレット
７１が装着されている（図１、図４）。タレット７１
は、全体として８角形、１２角形等の多角形に形成され
ており、各周面を利用して複数の工具７２、７２…が搭
載されている。タレット駆動軸５６の前部には、ギヤ部
材５８が後向きに取り付けられており、本体部材１１の
前部には、ギヤ部材１４、５８に共通に噛合する前向き
のギヤ部材１６が前後動自在に組み込まれている。ギヤ
部材１６の後面には、本体部材１１の凹部１１ｇに係合
する回転防止用のピン１６ａが突設され、駆動部材１６
ｂが連結されている。なお、本体部材１１には、ブラケ
ット１７ａを介し、駆動部材１６ｂの後退を検出する近
接センサ１７が組み込まれている。

【００３１】タレット駆動軸５６は、駆動部材１６ｂに
対して相対回転自在である。駆動部材１６ｂの後部に
は、本体部材１１との間に、通路１１ｄ1 、１１ｄ2 を
介して外部のエア源に接続するエアチャンバ１６ｄが形
成されており、エアチャンバ１６ｄは、本体部材１１の
内面の突条１１ｃを介して前後に区画されている。ただ
し、エアチャンバ１６ｄは、Ｏリング１１ｄ3 、１１ｄ
3 …を介して気密にシールされている。

【００３２】そこで、ギヤ部材１６は、通路１１ｄ1 を
介してエアチャンバ１６ｄの前方側にエアを導入し、駆
動部材１６ｂとともに前進させることにより、ギヤ部材
１４、５８の双方に共通に噛合し、タレット７１を正確
に所定のツールポジションに拘束することができる（図
４）。また、ギヤ部材１６は、通路１１ｄ2 を介してエ
アチャンバ１６ｄの後方側にエアを導入し、駆動部材１
６ｂを介して後退させることにより、タレット駆動軸５
６、タレット７１を回転自在に解放することができる
（図１）。このとき、近接センサ１７は、ギヤ部材１
４、５８に対してギヤ部材１６の噛合が解除されたこと
を検出することができる。ただし、エアチャンバ１６ｄ
は、油圧チャンバに代え、駆動部材１６ｂ、ギヤ部材１
６は、エア駆動に代えて油圧駆動にしてもよい。

【００３３】なお、タレット７１の解放、拘束制御は、
第２の遊星ギヤ機構４０のリングギヤ４４を拘束、解放
するロックピン１８と電気的に連動させることができ
る。すなわち、タレット７１が解放されるとき、リング
ギヤ４４は、ロックピン１８を介して拘束され、タレッ
ト７１が拘束されるとき、ロックピン１８を介して解放
される。

【００３４】工具駆動軸５１は、アンギュラコンタクト
形のベアリング５１ａ、５１ａ、ニードル形のベアリン
グ５１ｂを介してタレット駆動軸５６に回転自在に収納
されている（図２、図４）。なお、ベアリング５１ａ、
５１ａは、ベアリング押え５１ａ1 を介して位置決めさ
れている。工具駆動軸５１は、スプライン５１ｃ、４１
ｃを介し、第２の遊星ギヤ機構４０のサンギヤ４１、す
なわち第１の遊星ギヤ機構３０のキャリヤ３３に連結さ
れており、タレット７１内に突出する先端部には、押え
板５１ｄ1 、止めねじ５１ｄ2 を介してベベルギヤ５１
ｄが装着されている。

【００３５】工具駆動軸５１は、ベベルギヤ５１ｄ、５
２ｄ、５２ｄ…を介し、タレット７１内の補助軸５２、
５２…に連結されている（図１、図４）。各補助軸５２
の先端は、タレット７１の周面に突出するようにして搭
載する回転形の工具７２に連結されている。すなわち、
各工具７２は、補助軸５２、ベベルギヤ５２ｄ、５１
ｄ、工具駆動軸５１、第２の遊星ギヤ機構４０のサンギ
ヤ４１を介し、第１の遊星ギヤ機構３０のキャリヤ３３
に連結されている。なお、タレット７１には、工具駆動
軸５１のベベルギヤ５１ｄを共有するようにして、１ま
たは２以上の補助軸５２、５２…が放射状に収納されて
いる。

【００３６】変速機構２０は、連結軸２１、駆動部材２
２を組み合わせて構成されている（図１、図２）。連結
軸２１は、キー１９ｂを介してモータ１９の軸１９ａに
連結されており、連結軸２１の先端部外面には、スプラ
イン２１ａが形成されている。第１の遊星ギヤ機構３０
のキャリヤ３３には、スプライン２１ａに対応する内歯
のスプライン３３ａが後端部に形成されている。また、
連結軸２１は、ベアリング２１ｂ、２１ｂを介して駆動
部材２２に収納されている。

【００３７】駆動部材２２の後面には、移動部材１３ｂ
を介してモータ１９が連結されている。駆動部材２２、
移動部材１３ｂは、メタルブッシュ２２ａ、１３ｃを介
し、後部材１３に対して軸方向に摺動自在に組み込まれ
ており、図示しない拘束ピンを介して回り止めされてい
る。また、駆動部材２２と後部材１３との間には、エア
チャンバ２２ｂが形成されており、エアチャンバ２２ｂ
は、通路１３ｄ1 、１３ｄ2 を介して図示しない外部の
エア源に接続されている。なお、後部材１３は、内面の
突条１３ｅを介してエアチャンバ２２ｂを前後に区画し
ており、エアチャンバ２２ｂは、Ｏリング１３ｄ3 、１
３ｄ3 …を介してシールされている。

【００３８】駆動部材２２は、通路１３ｄ1 、１３ｄ2
を介してエアチャンバ２２ｂの前後にエアを導入するこ
とによって、移動部材１３ｂとともに連結軸２１、モー
タ１９を一体に前後に駆動することができる。すなわ
ち、連結軸２１は、前進位置において、前端のサンギヤ
３１が第１の遊星ギヤ機構３０の遊星ギヤ３２に噛合す
ることにより（図１）、モータ１９を遊星ギヤ３２に連
結することができ、後退位置において、前部のスプライ
ン２１ａがキャリヤ３３のスプライン３３ａに噛合する
ことにより（図２）、モータ１９をキャリヤ３３に連結
することができる。そこで、第１の遊星ギヤ機構３０
は、連結軸２１、駆動部材２２を含む一連の変速機構２
０を介してモータ１９に連結することができ、このとき
の連結軸２１は、サンギヤ３１、スプライン２１ａを介
し、遊星ギヤ３２、キャリヤ３３に選択的に連結するこ
とができる。ただし、エアチャンバ２２ｂは、油圧チャ
ンバに代え、駆動部材２２は、油圧駆動にしてもよい。

【００３９】検出センサ６１は、工具駆動軸５１側のロ
ータ６１ａ1 、６１ａ2 と、連結部材５７側のステータ
６１ｂ1 、６１ｂ2 とを組み合わせて形成するブラシレ
スのレゾルバである（図１、図２）。ロータ６１ａ1 、
６１ａ2 は、それぞれ鉄芯に巻線を施して形成されてお
り、ロータ６１ａ1 、６１ａ2 の巻線は、互いに９０゜
だけ電気的にずれている。また、ロータ６１ａ1 、６１
ａ2 は、筒部材６１ｄを介して工具駆動軸５１に装着さ
れており、筒部材６１ｄは、キー６１ｄ1 を介して工具
駆動軸５１に固定されている。

【００４０】ステータ６１ｂ1 、６１ｂ2 は、それぞれ
ロータ６１ａ1 、６１ａ2 と同様に形成されており、ス
テータ６１ｂ1 、６１ｂ2 の巻線は、互いに９０゜だけ
電気的にずれている。また、ステータ６１ｂ1 、６１ｂ
2 は、有底の筒部材６１ｅを介して連結部材５７の内部
に装着されている。なお、検出センサ６１は、筒部材６
１ｄ、６１ｅを介し、ロータ６１ａ1 、６１ａ2 、ステ
ータ６１ｂ1 、６１ｂ2 がそれぞれ互いに対応するよう
に位置決めされている。

【００４１】連結部材５７と本体部材１１との間には、
ロータリトランス６２、６２…が配設されている。各ロ
ータリトランス６２は、連結部材５７側の可動コイル６
２ａと本体部材１１側の固定コイル６２ｂとを組み合わ
せて形成されている。各可動コイル６２ａは、筒部材６
２ｃを介して連結部材５７の外周に装着されており、各
固定コイル６２ｂは、筒部材６２ｄを介して本体部材１
１の内部に付設されている。なお、各ロータリトランス
６２は、筒部材６２ｃ、６２ｄを介し、可動コイル６２
ａ、固定コイル６２ｂを対応させて構成されている。ロ
ータリトランス６２、６２…は、検出センサ６１の励磁
用として１個を使用し、検出センサ６１からの位相が異
なる検出信号の出力用として２個を使用するものとす
る。

【００４２】そこで、検出センサ６１は、連結部材５７
が停止しているとき、工具駆動軸５１の回転角度を直接
検出することができ、連結部材５７、工具駆動軸５１の
双方が回転するとき、タレット駆動軸５６に対する工具
駆動軸５１の相対回転角度を検出することができる。ま
た、ロータリトランス６２、６２…は、無接触によって
検出センサ６１の出力を外部の制御回路に接続すること
ができる。

【００４３】かかる工作機械のタレットヘッド装置の作
動は、次のとおりである。

【００４４】まず、エアチャンバ１６ｄの後方側にエア
を導入し、駆動部材１６ｂを介してギヤ部材１６を後退
させると（図１）、タレット駆動軸５６側のギヤ部材５
８、ハウジング１０側のギヤ部材１４の双方からギヤ部
材１６の噛合が外れ、タレット７１の拘束を解放するこ
とができ、このとき、ロックピン１８は、係合部材４５
に係合することにより、リングギヤ４４を拘束すること
ができる。なお、このときの変速機構２０は、エアチャ
ンバ２２ｂの前方側にエアを導入し、駆動部材２２を介
してモータ１９、連結軸２１を前進させることにより、
サンギヤ３１を第１の遊星ギヤ機構３０の遊星ギヤ３２
に連結しておく（図１、図５）。

【００４５】このとき、全体は、タレット旋回モードと
なり、モータ１９を回転駆動することにより、連結軸２
１、第１の遊星ギヤ機構３０のサンギヤ３１、遊星ギヤ
３２、リングギヤ３４、第２の遊星ギヤ機構４０のキャ
リヤ４３、タレット駆動軸５６を介してタレット７１を
回転駆動することができ、タレット７１を任意のツール
ポジションに選択することができる。ただし、このと
き、工具駆動軸５１も、リングギヤ４４が拘束されてい
てキャリヤ４３が回転することにより、遊星ギヤ４２、
サンギヤ４１を介して回転駆動されるが、この場合の工
具駆動軸５１は、単に空転するに過ぎない。

【００４６】そこで、タレット７１は、図示しないエン
コーダを介して検出するモータ１９の回転量と、モータ
１９に対するタレット駆動軸５６の減速率と、検出セン
サ６１を介して検出する工具駆動軸５１、タレット駆動
軸５６の相対回転角度とに基づき、所定方向に任意の回
転角度だけ回転させ、所定のツールポジションを選択さ
せることができる。また、このようにしてタレット７１
のツールポジションを選択すると、エアチャンバ１６ｄ
の前方側にエアを導入し（図４）、ギヤ部材５８、１４
にギヤ部材１６を噛合させることによってタレット７１
を拘束し、そのツールポジションに対応する静止工具を
利用して図示しないワークの切削加工をすることができ
る。

【００４７】また、そのツールポジションに回転形の工
具７２が装着されている場合、ロックピン１８を介して
リングギヤ４４を解放し（図６）、モータ１９を起動す
ることにより、全体をそのまま工具低速駆動モードに移
行させることができる。このとき、モータ１９の回転
は、連結軸２１、サンギヤ３１、遊星ギヤ３２、キャリ
ヤ３３、サンギヤ４１、工具駆動軸５１を介して補助軸
５２に伝達することができる。なお、この場合のリング
ギヤ３４、キャリヤ４３は、タレット７１、タレット駆
動軸５６が拘束されていることにより静止しており、リ
ングギヤ４４は、遊星ギヤ４２が回転することにより空
転している。したがって、モータ１９により、工具駆動
軸５１を低速回転駆動することができるから、補助軸５
２に装着する工具７２を介し、低速高トルクのライブツ
ール機能を実現することができる。

【００４８】つづいて、エアチャンバ２２ｂの後方側に
エアを導入し、連結軸２１を後退させてモータ１９を第
１の遊星ギヤ機構３０のキャリヤ３３に連結することに
より、全体を工具高速駆動モードにすることができる
（図２、図７）。このとき、モータ１９の回転は、連結
軸２１、キャリヤ３３、サンギヤ４１、工具駆動軸５１
を介して補助軸５２に伝達することができ、工具７２に
より高速のライブツール機能を実現することができる。

【００４９】検出センサ６１は、モータ１９の回転角度
を検出するエンコーダと合わせ、第１の遊星ギヤ機構３
０のバックラッシ等による遊星ギヤ３２、キャリヤ３３
のスプライン３３ａと、連結軸２１のサンギヤ３１、ス
プライン２１ａとの位相誤差を検出することができ、連
結軸２１を前後動させるに先き立ち、モータ１９を適切
に回転制御し、遊星ギヤ３２、スプライン３３ａと連結
軸２１との位相合せ制御を実現することができる。検出
センサ６１は、工具駆動軸５１の回転角度を検出するこ
とによりキャリヤ３３の回転角度を正確に検出すること
ができるからである。すなわち、連結軸２１は、遊星ギ
ヤ３２に対応するサンギヤ３１、キャリヤ３３のスプラ
イン３３ａに対応するスプライン２１ａの双方を同一位
相位置にすることにより、遊星ギヤ３２、キャリヤ３３
の一方から他方にモータ１９を円滑に切り換えて連結す
ることができ、全体を工具低速駆動モードと工具高速駆
動モードとに円滑に切り換えることができる。

【００５０】一方、係合部材４５が所定個数の係合凹部
４５ａ、４５ａ…を有するとき、モータ１９は、第１、
第２の遊星ギヤ機構３０、４０の減速率を考慮して所定
の回転量だけ回転するごとに、任意の係合凹部４５ａを
ロックピン１８に対応させ、ロックピン１８を介してリ
ングギヤ４４を円滑に再拘束することができる。

【００５１】以上の説明において、タレット駆動軸５
６、工具駆動軸５１の各回転角度は、全体の運転モード
ごとに、モータ１９のエンコーダ、検出センサ６１を介
して常時認識することが可能であり、リジッドタッピン
グ加工やポリゴンミラー切削等の高度なアプリケーショ
ンにも容易に対応することができる。なお、各運転モー
ドと、モータ１９のエンコーダ、検出センサ６１の各出
力とを記憶する不揮発性のメモリを設けることにより、
メモリを介して通電時、非通電時を含むあらゆる場合に
タレット駆動軸５６、工具駆動軸５１の各回転角度を常
時把握することができ、電源投入時の初期設定動作を簡
単にすることができる。

【００５２】

【他の実施の形態】第１の遊星ギヤ機構３０のリングギ
ヤ３４は、第２の遊星ギヤ機構４０のキャリヤ４３と分
離させてもよい（図８、図９）。

【００５３】第１、第２の遊星ギヤ機構３０、４０は、
ハウジング１０の後部材１３に組み込まれている。第２
の遊星ギヤ機構４０のリングギヤ４４には、後向きの係
合凹部４４ｃ、４４ｃ…が形成されており、ロックピン
１８は、後部材１３に対して軸方向に移動自在に組み込
まれている。ロックピン１８は、ロッド１８ｃを介して
駆動ユニット１８ｄのロッド１８ｄ1 に連結されてい
る。なお、後部材１３の後端に付設する固定部材１３ｆ
には、ロッド１８ｄ1 の前後動を許容する凹部１３ｆ1
が形成されている。したがって、ロックピン１８は、駆
動ユニット１８ｄを介し、係合凹部４４ｃに進入してリ
ングギヤ４４を拘束する前進位置（図８の実線）と、リ
ングギヤ４４を解放する後退位置（同図の二点鎖線）と
をとることができる。

【００５４】検出センサ６１は、工具駆動軸５１、タレ
ット駆動軸５６の間に組み込まれている。ロータリトラ
ンス６２、６２…は、タレット駆動軸５６、本体部材１
１の間に組み込まれている。また、駆動部材１６ｂの後
端には、エアチャンバ１６ｄの後端を閉鎖する補助部材
１６ｅが付設されている。

【００５５】一方、第１の遊星ギヤ機構３０のリングギ
ヤ３４には、内歯のスプライン３４ｄ1 を有する補助部
材３４ｄが付設されている。後部材１３の後端には、固
定部材１３ｆを介してモータ１９が固定されており、固
定部材１３ｆには、スプライン３４ｄ1 と同一歯数の内
歯の固定スプライン１３ｇが付設されている。また、連
結軸２１には、スライドギヤ２３が装着されている。ス
ライドギヤ２３の前部内面には、スプライン２１ａに噛
合するスプライン２３ａが形成されており、前部外面に
は、スプライン３４ｄ1 、固定スプライン１３ｇの双方
に噛合可能なスプライン２３ｂが形成されている。

【００５６】スライドギヤ２３の後部外面には、係合溝
２３ｃが形成されており、係合溝２３ｃには、駆動ユニ
ット２３ｄのロッド２３ｄ1 が係合している。なお、固
定部材１３ｆには、ロッド２３ｄ1 が前後動する長孔１
３ｆ2 が形成されている。そこで、スライドギヤ２３
は、駆動ユニット２３ｄを介して軸方向に後退すること
により、固定スプライン１３ｇ、スプライン３４ｄ1 の
双方に外面のスプライン２３ｂを噛合させてリングギヤ
３４を回転不能な拘束状態にすることができ（図８）、
軸方向に前進させることにより、スプライン２１ａに内
面のスプライン２３ａを噛合させるとともに、スプライ
ン３４ｄ1 にスプライン２３ｂを噛合させてリングギヤ
３４を連結軸２１と一体の連結状態にすることができる
（図９）。なお、連結軸２１は、先端のサンギヤ３１を
介し、常時遊星ギヤ３２に連結されている。

【００５７】ただし、連結軸２１は、ベアリング２１
ｂ、２１ｂを介して固定部材１３ｆに収納されており
（図８、図９）、キャリヤ３３は、ベアリング３３ｂ、
３３ｂを介してリングギヤ３４に収納されている。ま
た、リングギヤ３４、補助部材３４ｄは、ベアリング３
４ａ、３４ａを介して後部材１３、固定部材１３ｆに保
持されている。一方、キャリヤ４３は、連結部材５７を
介してタレット駆動軸５６に連結されており、これら
は、ベアリング４３ａ、５７ｂを介して後部材１３によ
り回転支持されている。また、リングギヤ４４は、ベア
リング４３ｂ、４３ｂを介し、キャリヤ４３によって回
転支持されている。

【００５８】いま、ギヤ部材１４、５８、１６を介して
タレット７１の拘束を解放するとともに、ロックピン１
８を介してリングギヤ４４を拘束することにより、全体
をタレット旋回モードに設定することができる（図８、
図１０）。なお、このとき、スライドギヤ２３は、後退
してリングギヤ３４を拘束状態に切り換えており、モー
タ１９は、連結軸２１、第１の遊星ギヤ機構３０のサン
ギヤ３１、遊星ギヤ３２、キャリヤ３３、第２の遊星ギ
ヤ機構４０のサンギヤ４１、遊星ギヤ４２、キャリヤ４
３、タレット駆動軸５６を介してタレット７１を回転駆
動することができる。すなわち、第１の遊星ギヤ機構３
０のリングギヤ３４を第２の遊星ギヤ機構４０のキャリ
ヤ４３から分離することにより、図１、図５と異なる動
力伝達経路を実現し、異なるギヤ比によってタレット７
１を駆動することができる。

【００５９】タレット旋回モードにおいて、タレット７
１のツールポジションを選択すると、ギヤ部材５８、１
４、１６を介してタレット７１を拘束するとともに、ロ
ックピン１８を介してリングギヤ４４を解放することに
より、全体をそのまま工具低速駆動モードに移行させる
ことができる（図１１）。このときのモータ１９は、連
結軸２１、サンギヤ３１、遊星ギヤ３２、キャリヤ３
３、サンギヤ４１、工具駆動軸５１を介して補助軸５２
を回転駆動することができる。すなわち、図６に示すと
同様の動力伝達経路を実現することができる。

【００６０】つづいて、スライドギヤ２３を前進させて
リングギヤ３４を連結状態に切り換えることにより、全
体を工具高速駆動モードにすることができる（図９、図
１２）。このとき、第１の遊星ギヤ機構３０は、サンギ
ヤ３１が遊星ギヤ３２に連結され、連結軸２１がリング
ギヤ３４に連結されていることにより、連結軸２１、サ
ンギヤ３１、キャリヤ３３、リングギヤ３４が一体に連
結され、モータ１９は、連結軸２１、キャリヤ３３、サ
ンギヤ４１を介して工具駆動軸５１を回転駆動すること
ができる。すなわち、連結軸２１、スライドギヤ２３を
介して第１の遊星ギヤ機構３０を一体化することによ
り、図７と異なる動力伝達経路を実現することができ
る。

【００６１】以上の説明において、各補助軸５２は、ベ
ベルギヤ５２ｄ、５１ｄを介してタレット７１の周側面
に向けて放射状に組み込むに代えて、スパーギヤを介
し、タレット７１の回転中心軸に平行に配設してもよ
い。また、補助軸５２、５２…を設けず、工具駆動軸５
１の先端に雌型の工具シャンクを付設し、工具シャンク
に回転形の工具７２を直接取り付けることにより、高負
荷の加工を容易に行なうことができる。

【００６２】なお、検出センサ６１は、レゾルバに代え
て、任意のアブソリュート形のエンコーダを使用しても
よい。また、ロータリトランス６２、６２…は、発光素
子と受光素子との組合せにより、光を介して信号伝達を
実現してもよい。

【００６３】さらに、図１、図２、図８、図９におい
て、連結軸２１は、モータ１９の軸１９ａに対し、キー
１９ｂを使用することなく、適当なカップリングを介し
て摩擦連結してもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、工具駆動軸の回転角度を検出する検出センサを設け
ることによって、検出センサは、工具駆動軸の回転角度
をエンコーダからのモータの回転角度と突き合わせるこ
とにより、変速機構のモータ側、工具駆動軸側のギヤを
正しく同一位相位置に位相合せすることができるから、
工具の変速動作を円滑に実行することができ、高いスル
ープットを容易に実現することができるという優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 全体構成縦断面図

【図２】 要部拡大断面図（１）

【図３】 要部拡大断面図（２）

【図４】 要部拡大断面図（３）

【図５】 動作説明模式図（１）

【図６】 動作説明模式図（２）

【図７】 動作説明模式図（３）

【図８】 他の実施の形態を示す図２相当図

【図９】 図８の要部拡大断面図

【図１０】 図８に対応する図５相当図

【図１１】 図８に対応する図６相当図

【図１２】 図８に対応する図７相当図

【符号の説明】

１０…ハウジング １９…モータ ２０…変速機構 ２１…連結軸 ２３…スライドギヤ ３０…第１の遊星ギヤ機構 ３１…サンギヤ ３２…遊星ギヤ ３３…キャリヤ ３４…リングギヤ ４０…第２の遊星ギヤ機構 ３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ…オイルシール ５１…工具駆動軸 ５６…タレット駆動軸 ６１…検出センサ ６２…ロータリトランス

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータに連結する変速機構と、該変速機
   構に連結する第１の遊星ギヤ機構と、該第１の遊星ギヤ
   機構に連結する第２の遊星ギヤ機構と、前記第１の遊星
   ギヤ機構に連結する工具駆動軸と、前記第２の遊星ギヤ
   機構に連結するタレット駆動軸と、前記工具駆動軸の回
   転角度を検出する検出センサとを備えてなる工作機械の
   タレットヘッド装置。
2. 【請求項２】 前記検出センサは、ロータリトランスを
   介して外部に接続することを特徴とする請求項１記載の
   工作機械のタレットヘッド装置。
3. 【請求項３】 前記第１の遊星ギヤ機構のサンギヤは、
   前記変速機構の連結軸に形成することを特徴とする請求
   項１または請求項２記載の工作機械のタレットヘッド装
   置。
4. 【請求項４】 前記連結軸は、軸方向に前後動すること
   により、前記第１の遊星ギヤ機構の遊星ギヤ、キャリヤ
   に選択的に連結することを特徴とする請求項３記載の工
   作機械のタレットヘッド装置。
5. 【請求項５】 前記連結軸は、前記第１の遊星ギヤ機構
   の遊星ギヤに連結し、軸方向に前後動可能なスライドギ
   ヤを介し、前記第１の遊星ギヤ機構のリングギヤを回転
   不能な拘束状態と前記連結軸と一体の連結状態とに切り
   換えることを特徴とする請求項３記載の工作機械のタレ
   ットヘッド装置。
6. 【請求項６】 前記第１、第２の遊星ギヤ機構は、一体
   的に組み立ててハウジングに組み込むことを特徴とする
   請求項１ないし請求項５のいずれか記載の工作機械のタ
   レットヘッド装置。
7. 【請求項７】 前記第１、第２の遊星ギヤ機構は、内外
   のオイルシールを介してシールすることを特徴とする請
   求項６記載の工作機械のタレットヘッド装置。