KR101811168B1 - 공구 장착부, 그 공구 장착부를 구비한 공작 기계의 공구대 및 공작 기계 - Google Patents

공구 장착부, 그 공구 장착부를 구비한 공작 기계의 공구대 및 공작 기계 Download PDF

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Abstract

간단한 구조로, 공구 장착부에 지지된 공구를 선회시킬 수 있는 공구 장착부를 제공한다.
공구 장착부(15A)는, 고정부(13a)에 착탈 가능하게 고정되는 외측 홀더(50)와, 외측 홀더(50)에 선회 가능하게 일체적으로 유지된 내측 홀더(52)를 가지고, 내측 홀더(52)에 회전 공구(14a)의 지지부[삽입부(Tb)]가 형성되며, 터릿(12)측에 마련되는 공구 선회 구동 기어(54)에 분리 가능하게 결합되는 구동력 전동 기어(53)가, 내측 홀더(52)에 일체적으로 마련되고, 외측 홀더(50)를 고정부(13a)에 고정함으로써 터릿(12)에 착탈 가능하게 부착되며, 내측 홀더(52)의 선회 구동이 가능해지도록, 공구 선회 구동 기어(54)가 구동력 전동 기어(53)에 결합되어, 지지부에 지지되는 회전 공구(14a)가 선회 구동된다.

Description

공구 장착부, 그 공구 장착부를 구비한 공작 기계의 공구대 및 공작 기계{TOOL MOUNTING PORTION, TOOL HOLDER FOR MACHINE TOOL PROVIDED WITH SAID TOOL MOUNTING PORTION, AND MACHINE TOOL}
본 발명은 가공용의 공구를 지지하는 공구 장착부, 그 공구 장착부를 구비한 공작 기계의 공구대 및 공작 기계에 관한 것이다.
종래부터, 자동 선반에 마련되는 공구대로서, 공구대 본체에 선회 가능하게 지지되는 터릿을 구비하고, 바이트나 엔드 밀 등의 미리 정해진 공구를, 공구 장착부를 통해 상기 터릿에 선회 가능하게 장착하는 것이 가능한 터릿 공구대가 널리 알려져 있다.
상기 터릿 공구대에서는, 예컨대, 상기 공구 장착부에 장착한 회전 공구를 회전 구동시키면서, 회전 공구를 터릿에 대하여 선회시켜 워크(work)를 가공할 수 있다(특허문헌 1, 특허문헌 2 참조).
특허문헌 1: 일본 실용 신안 등록 제3129696호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2013-226611호 공보
특허문헌 1에서는, 공구(공구 장착부)를 선회 구동시키는 공구 장착부 선회 수단이, 복수의 기어 등이 복잡하게 연결된 복잡한 구조로 되어 있고, 특허문헌 2에서는, 터릿에 선회 구동력을 전하기 위한 통형의 터릿 선회 구동축의 내측에, 공구 장착부(공구 유닛)에 장착되는 회전 공구의 회전 공구 구동축과, 공구 유닛에 상기 공구의 회전축의 방향을 바꾸는 선회 구동력을 전하는 선회 구동축을 부착할 필요가 있어, 터릿 공구대의 구조가 복잡하게 되어 있다.
그래서, 본 발명은, 간단한 구조로, 공구 장착부에 지지된 공구를 선회시킬 수 있는 공구 장착부, 그 공구 장착부를 구비한 공작 기계의 공구대 및 공작 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시형태에 따른 공구 장착부는, 미리 정해진 공구를 선회 가능하게 지지하면서 공작 기계의 공구대에 부착되는 공구 장착부에 있어서, 공구대측에 형성된 고정부에 착탈 가능하게 고정되는 외측 홀더와, 상기 외측 홀더에 선회 가능하게 일체적으로 유지된 내측 홀더를 가지고, 상기 내측 홀더에 상기 공구의 지지부가 형성되며, 상기 공구대측에 마련되는 구동력 전동 수단에 분리 가능하게 결합하는 구동력 입력 수단이, 상기 내측 홀더에 연계하여 마련되고, 상기 외측 홀더를 상기 고정부에 고정함으로써 상기 공구대에 착탈 가능하게 부착되며, 상기 내측 홀더의 선회 구동이 가능해지도록, 상기 구동력 입력 수단이 상기 구동력 전동 수단에 결합하여, 상기 지지부에 지지되는 상기 공구가 선회 구동된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 공구 장착부를 구비한 공작 기계의 공구대는, 가공용의 공구가 선회 가능하게 지지되는 공구 장착부와, 그 공구 장착부가 부착되는 본체부를 구비하고, 상기 공구 장착부의 상기 공구를 선회시켜 재료의 가공을 행할 수 있는 공작 기계의 공구대에 있어서, 본체부측에, 상기 공구 장착부를 착탈 가능하게 고정시키는 고정부를 마련하며, 상기 공구를 선회 구동시키는 구동력 전동 수단을 마련하고, 상기 공구 장착부는, 상기 고정부에 분리 가능하게 고정되는 외측 홀더와, 상기 외측 홀더에 선회 가능하게 일체적으로 지지되는 내측 홀더를 구비하고, 상기 내측 홀더에, 상기 공구의 지지부가 형성되며, 또한 상기 구동력 전동 수단에 분리 가능하게 결합하는 구동력 입력 수단이 연계하여 마련되고, 상기 외측 홀더를 상기 고정부에 장착함으로써 상기 공구 장착부가 상기 본체부에 착탈 가능하게 부착되며, 상기 내측 홀더의 선회 구동이 가능해지도록, 상기 구동력 입력 수단이 상기 구동력 전동 수단에 결합하여, 상기 지지부에 지지되는 상기 공구가 선회 구동되도록 구성되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 공작 기계는, 상기 공구대를 구비하고 있다.
본 발명에 따르면, 공구대측에 형성된 고정부에 공구 장착부를 장착함으로써, 외측 홀더에 선회 가능하게 일체적으로 유지된 내측 홀더에 지지되어 있는 미리 정해진 공구를 간단하게 선회시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 공구 장착부 및 공구대를 구비한 공작 기계의 일례인 자동 선반의 주축 부근을 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 공구대의 내부 구성을 나타내는, X축 방향을 따라 절단한 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 공구대의 터릿 부근을 나타내는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 2에 따른 공구대의 터릿 부근을 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 3에 따른 공구대의 터릿 부근을 나타내는 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 4에 따른 공구대의 터릿 부근을 나타내는 개략 단면도이다.
<실시형태 1>
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 터릿 공구대를 구비한 공작 기계의 일례인 자동 선반의 주축 부근을 나타내는 개략 사시도이고, 도 2는 실시형태 1에 따른 터릿 공구대의 내부 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
자동 선반(1)은, 주축(2)이 주축대(3)에 회전 구동 가능하게 지지되어 있다. 주축(2)의 선단부에는, 워크(W)가 주축 척(도시하지 않음)을 통해 착탈 가능하게 파지되어 있다. 주축(2) 부근에는, 터릿 공구대(10)가 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 주축 축선(C)을 따르는 방향을 Z축 방향, Z축 방향에 직교하는 수평 방향을 X축 방향, Z축 방향 및 X축 방향에 직교하는 상하 방향을 Y축 방향으로 한다.
터릿 공구대(10)는, 공구대 본체(11)와, 이 공구대 본체(11)에 인덱싱 선회 가능하게 지지된 대략 다각 형상의 터릿(12)을 구비하고 있다. 터릿(12)의 둘레면 상의 복수의 터릿면(13)에는, 여러 가지 가공용의 공구(14)가 착탈 가능하게 장착되어 있다. 각 공구(14)는, 터릿 공구대(10)를 지지체로 하여, 터릿(12)에 의해 선회 이동 가능하게 터릿 공구대(10)에 지지되어 있다.
터릿(12)의 인덱싱 선회에 의해, 각 공구(14)는 선회 이동하고, 미리 정해진 공구(14)가 워크(W)에 대응하는 가공 위치에 선택적으로 배치된다. 또한, 공구대 본체(11)는, 도시하지 않는 터릿 공구대 이동 기구에 의해 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향으로 이동 제어 가능하게 구성되어 있다. 터릿 공구대(10)의 이동에 따라, 터릿(12)의 인덱싱 선회에 의해 선택된 공구(14)에 의해 워크(W)의 가공을 행할 수 있다.
공구대 본체(11) 내에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 중공형의 고정축(22)이 Z축 방향을 따라 고정되어 있다. 고정축(22) 내에, 중공형의 공구 회전 구동축(21)이 베어링(24a, 24b)을 통해 회전 가능하게 삽입 지지되어 있다. 고정축(22)에는 터릿 선회축(23)이 회전 가능하게 외부 삽입되어 있다. 공구 회전 구동축(21)의 내측에는 파이프(20)가 삽입되어 있다. 파이프(20)는 공구대 본체(11)측에 고정되어 있다.
공구 회전 구동축(21)의 일단측(도 2의 우측)에 풀리(26)가 부착되어 있고, 공구 회전 모터(28)의 모터축(28a)에 풀리(29)가 부착되어 있다. 풀리(26)와 풀리(29)는, 벨트(27)를 통해 연계되어 있고, 공구 회전 모터(28)의 회전 구동력이, 풀리(29), 벨트(27), 풀리(26)를 통해 공구 회전 구동축(21)측에 전달된다. 공구 회전 구동축(21)의 타단측(도 2의 좌측)에 베벨 기어(30)가 부착되어 있다.
터릿 선회축(23)의 일단측(도 2의 우측)에 터릿 선회 기어(34)가 일체적으로 부착되어 있다. 터릿 선회 기어(34)에는, 터릿 선회 모터(도시하지 않음)로부터 구동력이 전동된다. 터릿 선회축(23)의 타단측(도 2의 좌측)에 터릿(12)이 일체적으로 고정되어 있다. 터릿(12)은, 터릿 선회축(23)에 의해 공구대 본체(11)에 선회 가능하게 지지되어 있다.
터릿 선회축(23)의 외측에는, 베어링(25a, 25b)을 통해 슬라이딩축(35)이 Z축 방향으로 슬라이딩 가능하게 마련되어 있다. 베어링(25a, 25b)은, 슬라이딩축(35)의 Z축 방향으로의 슬라이딩을 허용한다. 슬라이딩축(35)의 일단측은, 공구대 본체(11)에 형성된 실린더실(40)에 삽입되는 피스톤(35a)을 구성하고 있다. 슬라이딩축(35)의 일단부에는, 3체식의 커플링 기구를 구성하는 커플링 요소(41)가 일체적으로 고정되어 있다. 공구대 본체(11)측과 터릿 선회축(23)측 각각에는, 상기 커플링 요소(41)에 대향하는 커플링 요소(42, 43)가 일체적으로 고정되어 있다. 커플링 요소(41), 커플링 요소(42), 커플링 요소(43)에 의해, 상기 3체식의 커플링 기구가 구성되어 있다.
피스톤(35a)을 작동시켜 슬라이딩축(35)을 터릿 헤드측(도 2의 좌측)으로 이동시킴으로써, 커플링 요소(41)와 커플링 요소(42, 43)가 맞물린다. 커플링 요소(41)를 통해 공구대 본체(11)측의 커플링 요소(42)에 터릿 선회축(23)측의 커플링 요소(43)가 맞물려, 터릿 선회축(23)의 선회가 규제된다. 커플링 요소(41)와 커플링 요소(42, 43)의 맞물림을 해제하도록 슬라이딩축(35)을 슬라이딩 구동시킴으로써, 커플링 요소(42)와 커플링 요소(43)가 분리되어, 터릿 선회축(23)의 선회가 허용된다.
터릿 선회축(23)의 선회를 허용하여, 터릿 선회축(23)을 선회 구동시킴으로써 터릿(12)를 선회시키고, 미리 정해진 선회 각도 위치에서 터릿 선회축(23)의 선회를 규제함으로써 터릿(12)의 인덱싱 선회가 행해진다. 터릿(12)의 인덱싱 선회에 의해 터릿(12)의 미리 정해진 터릿면(13)을 선택 고정함으로써, 미리 정해진 공구(14)의 선택을 행할 수 있다.
고정축(22)의 선단에는 터릿(12)의 중공부(12a) 내에 위치하는 지지부(44)가 일체적으로 고정되어 있다. 지지부(44)는 고정축(22)을 통해 공구대 본체(11)에 일체적으로 고정된다. 지지부(44)에 공구 회전 전동축(32)이 회전 가능하게 피봇 지지되어 있다. 공구 회전 전동축(32)의 일단측에 베벨 기어(31)가 부착되어 있다. 베벨 기어(31)와 베벨 기어(30)가 맞물려 있어, 공구 회전 구동축(21)으로부터 공구 회전 전동축(32)에 구동력이 전동된다.
터릿면(13)측에는, 중공의 통형을 이루는 고정부(13a)가 형성되어 있다. 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 미리 정해진 고정부(13a)에는, 공구(14)로서 드릴이나 엔드 밀 등의 회전 공구(14a)가 장착되는 회전 공구 장치(T)가, 외측 홀더(50)와 내측 홀더(52)로 구성되는 공구 장착부(15A)를 통해 착탈 가능하게 고정된다.
이 공구 장착부(15A)는, 고정부(13a)의 내주면에 착탈 가능하게 고정되는 원통형의 외측 홀더(50)와, 외측 홀더(50)의 내측에 베어링(51)을 통해 선회 가능하게 일체적으로 유지된 내측 홀더(52)와, 내측 홀더(52)의 일단의 외주면에 마련한 구동력 전동 기어(53)를 구비하고 있다. 내측 홀더(52)는 중공 통형을 이룬다. 내측 홀더(52)의 중공 부분은, 회전 공구 장치(T)를 통해 회전 공구(14a)를 지지하는 지지부를 구성하고, 회전 공구 장치(T)는, 통형의 삽입부(Tb)가 내측 홀더(52)에 삽입되어, 삽입부(Tb)의 일단측에 마련된 플랜지(Ta)를 통해 내측 홀더(52)에 착탈 가능하게 고정된다. 삽입부(Tb)의 단부에 마련된 공구 회전 입력축(33)은, 내측 홀더(52)의 중공 부분을 통해 터릿(12)의 내부로 돌출된다. 회전 공구 장치(T)는, 종래 공지된 바와 같이, 공구 회전 입력축(33)을 회전 구동시킴으로써 회전 공구(14a)가 회전하도록 구성되어 있다.
구동력 전동 기어(53)는, 공구 장착부(15A)를 고정부(13a) 내에 장착하였을 때에 공구 선회 구동 기어(54)와 맞물리도록 배치되어 있다. 구동력 전동 기어(53)와 공구 선회 구동 기어(54)는, 서로 맞물리는 베벨 기어로 구성되어 있다.
공구 선회 구동 기어(54)에는, 공구 선회 모터(60)의 모터축(61)에 연결된 구동력 전동부(62)가 연결되어 있다.
구동력 전동부(62)는, 공구 선회 모터(60)의 모터축(61)에 연결된 풀리(63)와, 베어링(65)을 통해 고정축(64)에 회전 가능하게 지지된 회전축(66)과, 회전축(66)의 외주면에 부착한 풀리(67)와, 풀리(63)와 풀리(67) 사이에 신장 가설된 벨트(68)를 구비하고 있다. 공구 선회 구동 기어(54)는, 회전축(66)의 외주면에 일체적으로 부착되어 있다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 구동력 전동 수단으로서의 공구 선회 구동 기어(54)에 결합되는 구동력 입력 수단으로서의 구동력 전동 기어(53)가, 내측 홀더(52)에 연계하여 마련되어 있다.
공구 선회 모터(60)는, 터릿(12)의 단부면(12b)의 외측에 위치하는 중공의 커버 부재(69)에 부착되어 있다. 커버 부재(69) 내에, 모터축(61), 풀리(63), 벨트(68) 및 회전축(66)의 풀리(67)측이 수용되어 있다. 회전축(66)의 공구 선회 구동 기어(54)측은, 중공부(12a) 내에 마련되어 있다. 커버 부재(69)는, 지지 고정 부재(70)를 통해 공구대 본체(11)에 지지되어 고정된다. 커버 부재(69)의 공구 선회 모터(60)측과 반대측은, 회전축(66)의 외주면에 근접하여 주위를 둘러싼다. 또한, 도 1에서는, 터릿(12)의 단부면(12b)의 외측에 위치하는 공구 선회 모터(60)나 커버 부재(69) 등은 도시하지 않는다.
고정축(64)은, 중공부(12a) 내의 지지부(44)에 마련된 브래킷(71)에 일체적으로 형성되어 있다. 회전축(66)은, 단부면(12b)에 마련한 중앙 개구부(12c) 내에 Z축 방향을 따라 설치되어 있다. 중앙 개구부(12c)는, 터릿(12)의 선회를 허용하도록, 회전축(66)의 외주면에 대략 접하여, 중공부(12a) 내에 절삭분말 등이 침입하지 못하도록 하고 있다.
공구 장착부(15A)가 미리 정해진 터릿면(13)의 고정부(13a)에 장착되고, 이 공구 장착부(15A)에 장착된 회전 공구(14a)[회전 공구 장치(T)]가 선택되면, 공구 회전 입력축(33)이 공구 회전 전동축(32)에 연결된다. 또한, 공구 회전 입력축(33)과 공구 회전 전동축(32) 사이에는, 이 공구 장착부(15A)에 장착된 회전 공구(14a)가 선택된 경우에만 서로 결합하는 클러치 기구(72)가 구성되어 있다.
클러치 기구(72)는, 공구 회전 전동축(32)의 선단에 형성된 홈(32a)과, 공구 회전 입력축(33)의 선단에 형성된 꼭지형 돌기(33a)를 가지고, 터릿(12)이 선회하여 회전 공구(14a)를 선택하였을 때에, 꼭지형 돌기(33a)가 홈(32a)에 결합하도록(끼워지도록) 구성되어 있다. 꼭지형 돌기(33a)가 홈(32a)에 결합되면, 클러치 기구(72)가 삽입 상태가 된다.
공구 장착부(15A)의 회전 공구(14a)를 인덱싱 위치까지 선회시켜 선택하면, 클러치 기구(72)가 삽입 상태가 되고, 공구 회전 모터(28)의 회전 구동에 의해, 회전 구동력이, 모터축(28a), 풀리(29), 벨트(27), 풀리(26), 공구 회전 구동축(21), 베벨 기어(30), 베벨 기어(31), 공구 회전 전동축(32), 클러치 기구(72), 공구 회전 입력축(33)을 통해, 회전 공구 장치(T)에 전동된다. 회전 공구(14a)는, 회전 공구 장치(T)에 전동된 회전 구동력에 의해 축 둘레로 회전 구동되어, 워크(W)에 대하여 미리 정해진 절삭 가공 등을 행할 수 있다.
이때, 공구 선회 모터(60)를 회전 구동시킴으로써, 모터축(61), 벨트(68), 회전축(66), 공구 선회 구동 기어(54), 구동력 전동 기어(53)를 통해, 선회 구동력이 내측 홀더(52)에 전동된다. 회전 공구 장치(T)는, 내측 홀더(52)에 일체적으로 고정되어 있기 때문에, 회전 공구(14a)는 회전 공구 장치(T)와 일체적으로, 전동된 선회 구동력에 의해 터릿면(13) 상에서 선회되어, 워크(W)의 외주나 단부면에 임의의 각도로 경사진 상태로 가공을 행할 수 있다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 미리 정해진 터릿면(13)의 고정부(13a)에 공구 장착부(15A)를 장착하고, 회전 공구 장치(T)를 공구 장착부(15A)에 부착함으로써, 회전 공구 장치(T) 자체를 선회시킬 수 있어, 회전 공구(14a)를 회전 공구 장치(T)와 일체적으로 선회시킬 수 있다. 따라서, 회전 공구(14a)가 회전 가능하게 장착되는 장착부가 터릿면(13)에 고정되는 고정부에 대하여 선회 가능하게 마련되는 것 같은 특별한 회전 공구 장치를 이용하는 일 없이, 간단한 구조로, 회전 공구를 선회 방향에 고정적으로 지지하는 일반적인 회전 공구 장치의 회전 공구를 선회시킬 수 있다.
<실시형태 2>
도 4는 본 발명의 실시형태 2에 따른 터릿 공구대(10a)의 터릿(12) 부근을 나타내는 개략 단면도이다. 또한, 후술하는 구동력 전동부(90) 부근과 공구 장착부(15B)의 구성 이외에는 실시형태 1과 대략 동일하며, 중복되는 설명은 생략한다.
본 실시형태의 공구 장착부(15B)는, 실시형태 1의 공구 장착부(15A)와 마찬가지로, 터릿(12)의 미리 정해진 터릿면(13)(도 1 참조)에 형성한 고정부(13a)의 내측에 착탈 가능하게 장착된다.
공구 장착부(15B)는, 고정부(13a)의 내주면에 착탈 가능하게 고정되는 원통형의 외측 홀더(50)와, 외측 홀더(50)의 내측에 베어링(51)을 통해 선회 가능하게 일체적으로 유지된 내측 홀더(52)와, 내측 홀더(52)의 외주면 중앙부 부근에 마련한 구동력 전동 기어(53)를 구비하고 있다.
내측 홀더(52)는 중공 통형을 이룬다. 내측 홀더(52)의 중공 부분은, 회전 공구 장치(T)를 통해 회전 공구(14a)를 지지하는 지지부를 구성하고, 회전 공구 장치(T)는, 통형의 삽입부(Tb)가 내측 홀더(52)에 삽입되어, 삽입부(Tb)의 일단측에 마련된 플랜지(Ta)를 통해 내측 홀더(52)에 착탈 가능하게 고정된다.
외측 홀더(50) 내에는 선회 입력축(80)이 회전 가능하게 피봇 지지되어 있다. 선회 입력축(80)에는 선회 구동 기어(54)가 일체적으로 부착되어 있다. 공구 선회 구동 기어(54)와 구동력 전동 기어(53)가 맞물려 있다. 구동력 전동 기어(53)와 공구 선회 구동 기어(54)는, 서로 맞물리는 평기어로 구성되어 있다.
터릿(12)측에는, 구동력 전동부(90)가 구성되어 있다. 구동력 전동부(90)는, 공구 선회 모터(60)의 모터축(61)에 연결된 선회 구동축(91)과, 선회 구동축(91)에 부착된 기어(92)와, 회전축(93)에 부착되어 기어(92)와 맞물리는 기어(94)와, 회전축(93)에 부착된 기어(95)와, 기어(95)와 맞물리는 기어(96)와, 기어(96)가 부착된 선회 전동축(97)을 구비하고 있다.
선회 구동축(91)과 회전축(93)은, 커버 부재(69)측에 마련되는 베어링(100a, 100b, 101a, 101b)을 통해 커버 부재(69)의 내부에 회전 가능하게 피봇 지지되어 있다. 선회 전동축(97)은, 지지부(44)측에 일체적으로 마련되어 있는 지지체(45)에, 베어링(102)을 통해 회전 가능하게 피봇 지지되며, 공구 회전 전동축(32)과 대략 평행하게 설치되어 있다. 구동력 전동부(90)는, 터릿(12) 내의 중공부(12a) 및 중공의 커버 부재(69) 내에 마련되며, 공구 선회 모터(60)의 모터축(61)에 연결되어 있다.
공구 선회 모터(60)가 부착된 중공의 커버 부재(69)는, 공구대 본체(11)에 기단측이 고정된 지지 고정 부재(70)의 선단측이 연결되어 있고, 공구 선회 모터(60)[커버 부재(69)]가 지지 고정 부재(70)를 통해 공구대 본체(11)측에 지지되어 고정된다. 공구 선회 모터(60)와 커버 부재(69)는, 단부면(12b)의 외측에 위치하고 있다.
커버 부재(69)의 선단측[단부면(12b)측]은, 단부면(12b)에 형성된 구멍부(12c)로부터 돌출하도록 마련된 원형상의 고정판(103)에 고정되어 있다. 고정판(103)은, 브래킷(104)을 통해 지지부(44)에 고정되어 있다. 고정판(103)은, 터릿(12)의 선회를 허용하도록 구멍부(12c)에 대략 접하여, 중공부(12a) 내에 절삭분말 등이 침입하지 못하도록 하고 있다.
공구 장착부(15B)가 미리 정해진 터릿면(13)의 고정부(13a)에 장착되고, 이 공구 장착부(15B)에 장착된 회전 공구(14a)[회전 공구 장치(T)]가 선택되면, 회전 공구 장치(T)의 공구 회전 입력축(33)이 공구 회전 전동축(32)에 연결되고, 선회 입력축(80)이 선회 전동축(97)에 연결된다. 또한, 공구 회전 입력축(33)과 공구 회전 전동축(32) 사이 그리고 선회 입력축(80)과 선회 전동축(97) 사이에는, 이 공구 장착부(15B)에 장착된 회전 공구(14a)가 선택된 경우에만 서로 결합하는 클러치 기구(72, 105)가 각각 구성되어 있다.
클러치 기구(105)는, 선회 전동축(97)의 선단에 형성된 홈(97a)과, 선회 입력축(80)의 선단에 형성된 꼭지형 돌기(80a)를 가지고, 터릿(12)이 선회하여 회전 공구(14a)를 선택하였을 때에, 꼭지형 돌기(80a)가 홈(97a)에 결합하도록(끼워지도록) 구성되어 있다. 꼭지형 돌기(80a)가 홈(97a)에 결합되면, 클러치 기구(105)가 삽입 상태가 된다. 또한, 클러치 기구(72)측의 구성은 실시형태 1과 동일하다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 구동력 전동 수단으로서의 구동력 전동부(90)의 선회 전동축(97)에 결합되는 구동력 입력 수단으로서의 선회 입력축(80)이, 내측 홀더(52)에 연계하여 마련되어 있다. 선회 입력축(80)은, 외측 홀더(50)를 고정부(13a)에 고정함으로써, 공구 장착부(15B)가 터릿(12)에 부착되면, 공구 장착부(15B)에 장착된 회전 공구(14a)가 선택됨으로써, 내측 홀더(52)의 선회 구동이 가능해지도록, 선회 전동축(97)에 결합된다.
본 실시형태에 따른 터릿 공구대(10a)는 전술한 바와 같이 구성되어 있고, 공구 장착부(15B)의 회전 공구(14a)를 인덱싱 위치까지 선회시켜 선택하면, 실시형태 1과 마찬가지로, 공구 회전 전동축(32)측으로부터 클러치 기구(72), 공구 회전 입력축(33)을 통해, 회전 구동력이 회전 공구 장치(T)에 전동된다. 회전 공구(14a)는, 회전 공구 장치(T)에 전동된 회전 구동력에 의해 축 둘레로 회전 구동되어, 워크(W)에 대하여 미리 정해진 절삭 가공 등을 행할 수 있다.
이때, 클러치 기구(105)가 삽입 상태이기 때문에, 공구 선회 모터(60)를 회전 구동시킴으로써, 모터축(61), 구동력 전동부(90), 클러치 기구(105), 선회 입력축(80), 공구 선회 구동 기어(54), 구동력 전동 기어(53)를 통해, 선회 구동력이 내측 홀더(52)에 전동된다. 회전 공구 장치(T)는, 내측 홀더(52)에 일체적으로 고정되어 있기 때문에, 회전 공구(14a)는 회전 공구 장치(T)와 일체적으로, 전동된 선회 구동력에 의해 터릿면(13) 상에서 선회되어, 워크(W)의 외주나 단부면에 임의의 각도로 경사진 상태로 가공을 행할 수 있다.
이와 같이 본 실시형태에 있어서도, 미리 정해진 터릿면(13)의 고정부(13a)에 공구 장착부(15B)를 장착하고, 회전 공구 장치(T)를 공구 장착부(15B)에 부착함으로써, 실시형태 1과 마찬가지로, 회전 공구 장치(T) 자체를 선회시킬 수 있어, 회전 공구(14a)를 회전 공구 장치(T)와 일체적으로 선회시킬 수 있다.
<실시형태 3>
도 5는 본 발명의 실시형태 3에 따른 터릿 공구대(10b)의 터릿(12) 부근을 나타내는 개략 단면도이다. 또한, 후술하는 바와 같이, 중공부(12a) 내에 마련한 공구 선회 모터(110), 모터축(111)에 부착된 장착부 선회 전동축(112) 이외의 구성은 실시형태 2와 대략 동일하며, 중복되는 설명은 생략한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 지지부(44)에는, 공구 선회 모터(110)가 중공부(12a) 내에 위치하도록, 브래킷(113)을 통해 고정되어 있다. 또한, 공구 선회 모터(110)에 접속되어 있는 전기 배선 등은, 중공의 파이프(20) 내부를 통하여 터릿 공구대(10b)측에 인출되어, 제어 장치(도시하지 않음)측에 접속된다.
공구 선회 모터(110)의 모터축(111)의 선단측에 부착된 장착부 선회 전동축(112)과 외측 홀더(50)측의 선회 입력축(80) 사이에는, 터릿(12)의 인덱싱 선회에 의해 회전 공구(14a)가 선택된 경우에만 양자를 연결하는 클러치 기구(105)가 마련되어 있다. 장착부 선회 전동축(112)은, 압입 등에 의해 모터축(111)에 고정될 수 있다.
클러치 기구(105)는, 장착부 선회 전동축(112)의 선단에 형성된 홈(112a)과, 선회 입력축(80)의 선단에 형성된 꼭지형 돌기(80a)를 가지고, 터릿(12)의 선회에 의해 회전 공구(14a)가 선택되었을 때에, 꼭지형 돌기(80a)가 홈(112a)에 결합하도록(끼워지도록) 구성되어 있다. 꼭지형 돌기(80a)가 홈(112a)에 결합되면, 클러치 기구(105)가 삽입 상태가 된다. 또한, 클러치 기구(72)측의 구성은 실시형태 1 및 실시형태 2와 동일하다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 구동력 전동 수단으로서의 장착부 선회 전동축(112)에 결합되는 구동력 입력 수단으로서의 선회 입력축(80)이, 내측 홀더(52)에 연계하여 마련되어 있다. 선회 입력축(80)은, 외측 홀더(50)를 고정부(13a)에 고정함으로써, 공구 장착부(15B)가 터릿(12)에 부착되면, 공구 장착부(15B)에 장착된 회전 공구(14a)가 선택됨으로써, 내측 홀더(52)의 선회 구동이 가능해지도록, 장착부 선회 전동축(112)에 결합된다.
본 실시형태에 따른 터릿 공구대(10b)는 전술한 바와 같이 구성되어 있고, 공구 장착부(15B)의 회전 공구(14a)를 인덱싱 위치까지 선회시켜 선택하면, 실시형태 1, 2와 마찬가지로, 공구 회전 전동축(32)측으로부터 클러치 기구(72), 공구 회전 입력축(33)을 통해, 회전 구동력이 회전 공구 장치(T)에 전동된다. 회전 공구(14a)는, 회전 공구 장치(T)에 전동된 회전 구동력에 의해 축 둘레로 회전 구동되어, 워크(W)에 대하여 미리 정해진 절삭 가공 등을 행할 수 있다.
이때, 클러치 기구(105)가 삽입 상태이기 때문에, 공구 선회 모터(110)를 회전 구동시킴으로써, 모터축(111), 선회 전동축(112), 클러치 기구(105), 선회 입력축(80), 공구 선회 구동 기어(54), 구동력 전동 기어(53)를 통해, 선회 구동력이 내측 홀더(52)에 전동된다. 회전 공구 장치(T)는, 내측 홀더(52)에 일체적으로 고정되어 있기 때문에, 회전 공구(14a)는 회전 공구 장치(T)와 일체적으로, 전동된 선회 구동력에 의해 터릿면(13) 상에서 선회되어, 워크(W)의 외주나 단부면에 임의의 각도로 경사진 상태로 가공을 행할 수 있다.
이와 같이 본 실시형태에 있어서도, 미리 정해진 터릿면(13)의 고정부(13a)에 공구 장착부(15B)를 장착하고, 회전 공구 장치(T)를 공구 장착부(15B)에 부착함으로써, 실시형태 1, 2와 마찬가지로, 회전 공구 장치(T) 자체를 선회시킬 수 있어, 회전 공구(14a)를 회전 공구 장치(T)와 일체적으로 선회시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 터릿(12)의 중공부(12a) 내에 공구 선회 모터(110)와 구동력 전동부로서의 선회 전동축(112)이 설치되어 있기 때문에, 터릿 공구대(10b)가 대형화되는 것을 억제할 수 있다.
<실시형태 4>
도 6은 본 발명의 실시형태 4에 따른 터릿 공구대(10c)의 터릿(12) 부근을 나타내는 개략 단면도이다. 또한, 후술하는 공구 장착부(15C), 회전 공구 장치(T)의 구성 이외에는 실시형태 3과 대략 동일하며, 중복되는 설명은 생략한다.
본 실시형태의 공구 장착부(15C)는, 실시형태 1의 공구 장착부(15A)와 마찬가지로, 터릿(12)의 미리 정해진 터릿면(13)(도 1 참조)에 형성한 고정부(13a)의 내측에 착탈 가능하게 고정된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 지지부(44)에는, 공구 선회 모터(110)가 중공부(12a) 내에 위치하도록, 브래킷(113)을 통해 고정되어 있다. 또한, 공구 선회 모터(110)에 접속되어 있는 전기 배선 등은, 중공의 파이프(20) 내부를 통하여 터릿 공구대(10c)측에 인출되어, 제어 장치(도시하지 않음)측에 접속된다.
공구(14)로서 드릴이나 엔드 밀 등의 회전 공구(14a)가 장착되는 회전 공구 장치(T)가, 외측 홀더(50)와 내측 홀더(52)로 구성되는 공구 장착부(15C)를 통해 미리 정해진 터릿면(13)에 착탈 가능하게 고정되어 있다.
공구 장착부(15C) 내에는, 내측 홀더(52)에 선회 구동력을 전달하는 선회 구동력 전달 기구(120)와, 회전 공구(14a)에 회전 구동력을 전달하는 회전 구동력 전달 기구(121)가 마련되어 있다. 공구 선회 모터(110)의 모터축(111)의 선단측에 연결되어 부착된 장착부 선회 전동축(112)과 선회 구동력 전달 기구(120) 사이에는, 터릿(12)의 인덱싱 선회에 의해 회전 공구(14a)가 선택된 경우에만 양자를 연결하는 제1 클러치 장치(105)가 마련되어 있다. 장착부 선회 전동축(112)은, 나사에 의한 위요 체결이나 압입 등에 의해 모터축(111)에 고정될 수 있다.
공구 회전 전동축(32)의 타단측[베벨 기어(31)와 반대측]과 회전 구동력 전달 기구(121) 사이에는, 터릿(12)의 인덱싱 선회에 의해 회전 공구(14a)가 선택된 경우에만 양자를 연결하는 제2 클러치 장치(72)가 마련되어 있다.
회전 구동력 전달 기구(121)는, 베어링을 통해 회전 가능하게 삽입 지지된 회전 구동력 전달축(122)을 내측 홀더(52)에 가지고 있다. 내측 홀더(52)는, 베어링을 통해 외측 홀더(50)에 회전(선회) 가능하게 유지되어 있다. 회전 구동력 전달축(122)의 단부에 베벨 기어(126)가 마련되어 있다.
제2 클러치 장치(72)는, 공구 회전 전동축(32)의 선단에 형성된 홈(32a)과, 회전 구동력 전달축(122)의 선단에 형성된 꼭지형 돌기(122a)를 가지고, 터릿(12)의 선회에 의해 회전 공구(14a)가 선택되었을 때에, 꼭지형 돌기(122a)가 홈(32a)에 결합하도록(끼워지도록) 구성되어 있다.
꼭지형 돌기(122a)가 홈(32a)에 결합되면, 제2 클러치 장치(72)가 삽입 상태가 되어, 공구 회전 전동축(32)에 전동되는 회전 구동력을, 회전 구동력 전달축(122)에 전달할 수 있다.
선회 구동력 전달 기구(120)는, 기어(140)가 부착된 제1 선회 구동력 전달축(141)과, 기어(142)가 일체적으로 형성된 제2 선회 구동력 전달축(143)과, 제2 선회 구동력 전달축(143)에 부착된 공구 선회 구동 기어(144)와, 구동력 전동 기어(145)가 형성된 통형축(146)을 가지고 있다. 기어(140)와 기어(142)가 맞물려 있고, 공구 선회 구동 기어(144)와 구동력 전동 기어(145)가 맞물려 있다.
제1 선회 구동력 전달축(141)은, 베어링을 통해 외측 홀더(50)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제2 선회 구동력 전달축(143)은, 베어링을 통해 외측 홀더(50)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 통형축(146)은, 연결 부재(147)를 통해 내측 홀더(52)에 일체적으로 고정되어 있다. 내측 홀더(52)의 선단측에, 회전 공구 장치(T)의 공구 장치 본체(Tc)가 볼트 등을 통해 착탈 가능하게 일체적으로 고정되어 있다.
회전 공구 장치(T)는, 베어링을 통해 공구 장치 본체(Tc)에 회전 가능하게 지지된 제1 회전 구동력 전달축(123)과, 베어링을 통해 공구 장치 본체(Tc)에 회전 가능하게 지지된 제2 회전 구동력 전달축(124)을 갖는다. 제2 회전 구동력 전달축(124)에는, 척 기구(125)를 통해 회전 공구(14a)가 착탈 가능하게 장착된다.
제1 회전 구동력 전달축(123)과 제2 회전 구동력 전달축(124)은, 서로 다른 기어(도시하지 않음) 등을 통해 맞물리는 기어(128, 129)에 의해 연계되어 있다. 제1 회전 구동력 전달축(123)의 단부에 베벨 기어(127)가 마련되어 있다. 공구 장치 본체(Tc)를 내측 홀더(52)에 고정하면, 베벨 기어(126)와 베벨 기어(127)가 서로 맞물려, 회전 구동력 전달축(122)과 제1 회전 구동력 전달축(123)이 연계된다. 제2 클러치 장치(72)를 통해 공구 회전 전동축(32)으로부터 회전 구동력 전달축(122)에 회전 구동력이 전동되면, 회전 구동력 전달축(122)으로부터, 베벨 기어(126, 127), 제1 회전 구동력 전달축(123), 기어(128, 129) 및 제2 회전 구동력 전달축(124)을 통해 회전 공구(14a)에 회전 구동력이 전달된다.
제1 클러치 장치(105)는, 터릿 공구대(10)의 공구대 본체(11)측에 마련되는 장착부 선회 전동축(112)의 선단에 형성된 오목형의 홈(112a)과, 회전 공구(14a)측이 되는 터릿(12)[터릿면(13)]에 장착된 공구 장착부(15C) 내의 선회 구동력 전달 기구(120)의 제1 선회 구동력 전달축(141)의 선단에 형성된 볼록형의 꼭지형 돌기(141a)를 갖는다. 터릿(12)이 선회하고, 회전 공구(14a)가 선회 이동에 의해 선택되었을 때에, 꼭지형 돌기(141a)가 홈(112a)에 결합하도록(끼워지도록) 구성되어 있다. 장착부 선회 전동축(112)과 공구 회전 전동축(32)은 대략 평행하게 마련되어 있다.
꼭지형 돌기(141a)가 홈(112a)에 결합되면, 제1 클러치 장치(105)가 삽입 상태가 되어, 모터축(111)으로부터 장착부 선회 전동축(112)에 전동되는 선회 구동력이, 제1 클러치 장치(105)를 통해 제1 선회 구동력 전달축(141)에 전동되고, 제1 선회 구동력 전달축(141), 기어(140, 142), 제2 선회 구동력 전달축(143), 공구 선회 구동 기어(144), 구동력 전동 기어(145), 통형축(146)을 통해, 내측 홀더(52)에 전달될 수 있다. 내측 홀더(52)는 상기 선회 구동력에 의해 회동한다. 내측 홀더(52)를 회동시키는 공구 장착부(15C)의 선회 구동에 의해, 회전 공구 장치(T)를 내측 홀더(52)와 일체적으로 선회시켜, 회전 공구 장치(T)와 일체적으로 회전 공구(14a)를 선회시킬 수 있다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 구동력 전동 수단으로서의 장착부 선회 전동축(112)에 결합되는 구동력 입력 수단으로서의 제1 선회 구동력 전달축(141)이, 내측 홀더(52)에 연계하여 마련되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 내측 홀더(52)의 플랜지가, 회전 공구 장치(T)를 통해 회전 공구(14a)를 지지하는 지지부에 상당한다. 제1 선회 구동력 전달축(141)은, 외측 홀더(50)를 고정부(13a)에 고정함으로써, 공구 장착부(15C)가 터릿(12)에 부착되면, 공구 장착부(15C)에 장착된 회전 공구(14a)가 선택됨으로써, 내측 홀더(52)의 선회 구동이 가능해지도록, 장착부 선회 전동축(112)에 결합된다.
본 실시형태에 따른 터릿 공구대(10c)는 전술한 바와 같이 구성되어 있고, 공구 장착부(15C)에, 회전 공구 장치(T)를 통해 지지된 회전 공구(14a)를 인덱싱 위치까지 선회시켜 선택하면, 제2 클러치 장치(72)가 삽입 상태가 되어, 공구 회전 모터(28)의 회전 구동에 의해, 공구 회전 모터(28)의 회전 구동력이, 공구 회전 전동축(32)측으로부터 회전 구동력 전달 기구(121)를 통해 회전 공구(14a)에 전동된다. 회전 공구(14a)는, 전동된 회전 구동력에 의해 회전 구동되어, 워크(W)에 대하여 미리 정해진 절삭 가공 등을 행할 수 있다.
이때, 제1 클러치 장치(105)가 삽입 상태이기 때문에, 공구 선회 모터(110)를 회전 구동시킴으로써, 선회 구동력 전달 기구(120)를 통해, 회전 공구(14a)는 회전 공구 장치(T)와 일체적으로 터릿면(13) 상에서 선회되어, 워크(W)의 외주나 단부면에 임의의 각도로 경사진 상태로 가공을 행할 수 있다.
이와 같이 본 실시형태에 있어서도, 미리 정해진 터릿면(13)의 고정부(13a)에 공구 장착부(15C)를 장착하고, 회전 공구 장치(T)를 공구 장착부(15C)에 부착함으로써, 전술한 각 실시형태와 마찬가지로, 회전 공구 장치(T) 자체를 선회시킬 수 있어, 회전 공구(14a)를 회전 공구 장치(T)와 일체적으로 선회시킬 수 있다.
관련 출원의 상호 참조
본원은 2014년 3월 31일에 일본국 특허청에 출원된 특허 출원 제2014-073260호에 기초하는 우선권을 주장하고, 그 모든 개시는 완전히 본 명세서에서 참조에 의해 편입된다.
1 자동 선반(공작 기계)
2 주축
3 주축대
10, 10a, 10b, 10c 터릿 공구대
11 공구대 본체
12 터릿
13 터릿면
13a 고정부
14a 회전 공구
15A, 15B, 15C 공구 장착부
21 공구 회전 구동축
23 터릿 선회축
32 공구 회전 전동축
33 공구 회전 입력축
50 외측 홀더
52 내측 홀더
53, 145 구동력 전동 기어
54, 144 공구 선회 구동 기어
60, 110 공구 선회 모터
62, 90 구동력 전동부
68 벨트
80 선회 입력축
91 선회 구동축
97, 112 선회 전동축
C 주축 축선
W 워크
T 회전 공구 장치
Ta 플랜지
Tb 삽입부

Claims (9)

  1. 미리 정해진 공구를 선회 가능하게 지지하면서 공작 기계의 본체부에 부착되는 공구 장착부에 있어서,
    상기 본체부측에 형성된 고정부에 착탈 가능하게 고정되는 외측 홀더와,
    상기 외측 홀더에 선회 가능하게 일체적으로 유지된 내측 홀더
    를 가지고,
    상기 내측 홀더에 상기 공구의 지지부가 형성되며,
    상기 본체부측에 마련되는 구동력 전동 수단에 분리 가능하게 결합되는 구동력 입력 수단이, 상기 내측 홀더에 연계하여 마련되고,
    상기 외측 홀더를 상기 고정부에 고정함으로써 상기 공구대에 착탈 가능하게 부착되며, 상기 내측 홀더의 선회 구동이 가능해지도록, 상기 구동력 입력 수단이 상기 구동력 전동 수단에 결합되어, 상기 지지부에 지지되는 상기 공구가 선회 구동되는 것을 특징으로 하는 공구 장착부.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내측 홀더는 중공 통형을 이루고,
    상기 지지부에 회전 공구를 장착하였을 때에, 상기 내측 홀더의 중공 부분을 통해 상기 회전 공구의 회전 구동력이 전동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 공구 장착부.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동력 전동 수단이, 상기 공구대측에 회전 구동 가능하게 마련되는 구동 기어로 이루어지고, 상기 구동력 입력 수단이, 상기 구동 기어에 분리 가능하게 맞물리는 구동력 전동 기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공구 장착부.
  4. 제3항에 있어서, 상기 구동 기어 및 상기 구동력 전동 기어는, 서로 맞물리는 베벨 기어인 것을 특징으로 하는 공구 장착부.
  5. 가공용의 공구가 선회 가능하게 지지되는 공구 장착부와,
    그 공구 장착부가 부착되는 본체부
    를 구비하고, 상기 공구 장착부의 상기 공구를 선회시켜 재료의 가공을 행할 수 있는 공작 기계의 공구대에 있어서,
    본체부측에, 상기 공구 장착부를 착탈 가능하게 고정하는 고정부를 마련하며, 상기 공구를 선회 구동시키는 구동력 전동 수단을 마련하고,
    상기 공구 장착부는, 상기 고정부에 분리 가능하게 고정되는 외측 홀더와, 상기 외측 홀더에 선회 가능하게 일체적으로 지지되는 내측 홀더를 구비하고,
    상기 내측 홀더에, 상기 공구의 지지부가 형성되며, 또한 상기 구동력 전동 수단에 분리 가능하게 결합되는 구동력 입력 수단이 연계하여 마련되고,
    상기 외측 홀더를 상기 고정부에 장착함으로써 상기 공구 장착부가 상기 본체부에 착탈 가능하게 부착되며, 상기 내측 홀더의 선회 구동이 가능해지도록, 상기 구동력 입력 수단이 상기 구동력 전동 수단에 결합되어, 상기 지지부에 지지되는 상기 공구가 선회 구동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 공작 기계의 공구대.
  6. 제5항에 있어서, 상기 본체부는, 공구대 본체에 선회 가능하게 지지된 터릿인 것을 특징으로 하는 공작 기계의 공구대.
  7. 제6항에 있어서, 상기 구동력 전동 수단이, 공구대측에 회전 구동 가능하게 마련되는 구동 기어로 이루어지고, 상기 구동력 입력 수단이, 상기 구동 기어에 분리 가능하게 맞물리는 구동력 전동 기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 공구대.
  8. 제7항에 있어서, 상기 구동 기어는, 상기 터릿의 내부에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 공구대.
  9. 제5항에 기재된 공구대를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 공작 기계.
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