KR20110025990A

KR20110025990A - 터릿 공구대

Info

Publication number: KR20110025990A
Application number: KR1020117002194A
Authority: KR
Inventors: 아쓰시 아오야기
Original assignee: 시티즌 마쉬나리 가부시키가이샤
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2011-03-14
Also published as: US8893362B2; CN102131603B; EP2316598A4; US20110154963A1; WO2010024127A1; JP5414221B2; EP2316598B1; TWI491458B; TW201016352A; CN102131603A; KR101268571B1; JP2010052124A; ES2455119T3; EP2316598A1

Abstract

터릿의 불필요한 자유 회전을 용이하게 방지할 수 있는 수단을 구비한 터릿 공구대를 제공한다. 서보 모터의 구동에 의하여 직동축이 터릿의 머리부측으로 이동되면, 터릿에 설치된 가동 커플링 요소가 지지대에 고정된 고정 커플링 요소로부터 분리되기 시작한다. 가동 커플링 요소가 아직 고정 커플링 요소와 계합된 상태를 유지하고 있는 동안 클러치 부재의 클러치 톱니가 클러치 톱니에 계합된다. 따라서 커플링 요소가 커플링 요소와 계합되지 않는 상태가 되더라도 터릿의 자유 회전은 클리치 톱니와 클러치 톱니의 계합에 의해 방지된다.

Description

터릿 공구대 {TURRET TOOL POST}

본 발명은 선반 등의 공작 기계에 설치되는 터릿 공구대에 관한 것이다.

선반 등의 공작 기계에 있어서, 가공 작업의 자동화 및 고속화를 촉진하기 위하여, 미리 다수의 공구를 담지(擔持)하는 동시에, 소망하는 공구를 선회 분할 동작에 의하여 선택하고 공작 기계의 가공 작업 위치에 위치시키는 회전식 공구대 구조, 즉, 터릿 공구대가 구비된 것은 주지되어 있다. 예를 들면, NC 선반 등의 자동 선삭 기계에서 사용되는 터릿 공구대는, 일반적으로 회전 주축에 대향하여 기대 위에 설치되는 공구 이송대와, 공구 이송대 위에서 소정의 좌표축을 따라 이동 가능하게 설치되는 지지대와, 지지대에 회전 가능하게 지지되어 다수의 공구를 회전축선 주위에 소정 간격으로 담지하는 터릿으로 구성된다.

이런 종류의 터릿 공구대에서는, 터릿을 선회 분할 동작시킨 후 선택한 공구로 작업물을 가공하는 동안에는 터릿을 지지대 위에 견고하게 고정할 필요가 있다. 그러한 목적으로, 일반적으로 터릿 공구대 장치는 지지대 위의 복수의 분할 위치의 각각의 위치에서 터릿을 계지(係止)하는 계지 수단을 구비한다. 예를 들면 특허 문헌 1에는 지지대 위의 분할 위치에 터릿을 고정적으로 유지하고 또 그 고정을 해제하기 위한 계합 및 분리 구동 기구를 구비하고, 이 계합 및 분리 구동 기구의 구동력을 레버 기구에 의해 터릿에 전달할 수 있도록 구성된 터릿 공구대 장치가 개시되어 있다.

특허 문헌 1: 일본 공개 특허 공보 평11-254211호

특허 문헌 1에 기재된 터릿 공구대 장치에서는, 계지 수단을 구성하는 환상의 가동 커플링 요소가 환상의 고정 커플링 요소로부터 이탈되는 것과 거의 동시에 클러치 기어를 원통 클러치 부재에 계합시킴으로써 양 고정 요소의 분리에 수반되는 터릿의 불필요한 자유 회전을 방지하게 되어 있다. 그러나, 양 고정 요소를 분리하는 동시에 클러치 기어를 원통 클러치 부재와 계합시키는 것이 용이하지 않아서 상기 터릿의 자유 회전을 확실하게 방지하는 것이 어려웠다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 지지대에 회전가능하게 지지되는 터릿과, 이 터릿을 회전 구동시키는 터릿 구동부와, 상기 터릿측과 지지대측에 설치된 계합 요소가 서로 계합된 계합 상태에서 터릿을 소정의 회전 위치에 위치시키고 양 계합 요소가 서로 분리되어 있는 분리 상태에서 터릿이 회전될 수 있게 하는 한 쌍의 계지 수단과, 상기 터릿의 자유 회전을 규제하도록 상기 터릿 구동부와 계합되어 구동력을 이 터릿 구동부에 전달하는 구동력 전달 수단을 구비하며, 상기 계지 수단의 분리 상태에서 상기 구동력 전달 수단이 구동력을 상기 터릿 구동부에 전달하도록 상기 구동력 전달 수단과 상기 계지 수단을 연계시킨 터릿 공구대에 있어서, 상기 계지 수단의 계합 상태로부터 분리 상태로의 절환이 상기 구동력 전달 수단에 의한 터릿의 자유 회전이 규제된 상태에서 행해지도록 상기 구동력 전달 수단과 상기 계지 수단을 연계 작동시킨 터릿 공구대를 제공한다.

상기 구동력 전달 수단이 상기 터릿의 회전축선 방향으로 이동 가능하게 구성되고 터릿 구동부측에 설치된 계합체와 분리가능하게 계합되는 클러치 부재로 이루어지며, 클러치 부재를 상기 터릿의 회전 축선 방향으로 이동시키는 동시에, 상기 계지 수단의 계합 요소가 분리되기 전에 클러치 부재와 계합체가 계합된 상태가 되도록 계합 요소를 클러치 부재의 이동 속도보다 저속으로 클러치 부재와 연동시켜 이동시키서 클러치 부재와 계합체의 계합에 의하여 터릿의 자유 회전을 규제하고, 계지 수단을 계합 상태로부터 분리 상태로 절환하는 이동 기구를 설치할 수 있다.

상기 이동 기구는 상기 클러치 부재를 일체적으로 이동시키는 직동축과, 이 직동축에 일단이 연결되고 타단이 고정 지점에 요동 가능하게 연결되며 양단의 중간이 계지 수단측에 연결되는 레버 부재를 구비하도록 하여도 된다.

계지 수단의 분리가 완료될 때까지 클러치 부재가 계합된 상태에서 계속 이동되도록 클러치 부재의 이동 스트로크를 설정할 수 있다.

본 발명에 의하면, 구동력 전달 수단에 의한 터릿의 자유 회전이 규제된 상태에서 양 계지 수단의 분리가 완료되기 때문에, 양 계지 수단의 분리에 수반되는 터릿의 불필요한 자유 회전을 용이하게 방지할 수 있어서 예기치 않은 터릿의 회전에 기인하는 공구나 주변기기의 파손 등을 피할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 터릿 공구대를 탑재한 자동 선삭 기계를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 터릿 공구대에서 서보 모터의 구동력이 공구 회전용 선회축에 전달되고 있는 상태를 도시한 단면 정면도이다.
도 3은 도 1의 터릿 공구대에서 서보 모터의 구동력이 터릿 회전용 축부에 전달되고 있는 상태를 도시한 단면 정면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 클러치 부재에 관련된 커플링 요소의 상대적인 위치 관계와 터릿에 관련된 커플링 요소의 상대적인 위치 관계를 시계열적으로 도시한 도면이다.
도 6은 종래 기술의 클러치 부재에 관련된 커플링 요소의 상대적인 위치 관계와 터릿에 관련된 커플링 요소의 상대적인 위치 관계를 시계열적으로 도시한 도면이다.
도 7은 클러치 부재의 변형예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명을 그 실시 형태에 기초하여 상세하게 설명한다. 각 도면에서, 동일한 구성 요소에는 공통의 도면 부호를 붙인다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 터릿 공구대(1)가 NC 선반 등의 자동 선삭 기계(2)에 탑재된 구성을 도시하고 있다. 터릿 공구대(1)는 자동 선삭 기계(2)의 회전 주축(3)에 대향하여 배치된다. 회전 주축(3)은 하우징 형상의 주축대(4)에 탑재, 수용되어 선삭 가공될 봉재(W)를 파지하고, 도시되지 않은 구동원에 의하여 회전 구동된다. 터릿 공구대(1)는, 봉재(W)의 가공에 필요한 다수의 공구를 미리 소정 위치에 담지하는 동시에, 봉재(W)의 가공 부분에 대응하여 소망하는 공구를 선회 분할 동작에 의하여 선택하여 자동 선삭 기계의 회전 주축(3)의 선단의 가공 작업 위치에 위치시킨다.

터릿 공구대(1)는, 회전 주축(3)에 대향하여 자동 선삭 기계(2)의 기대(6) 위에 설치되는 공구 이송대(7)와, 공구 이송대(7) 위에서 소정의 좌표축을 따라 이동가능하게 설치되는 지지대(8)와, 지지대(8)에 회전가능하게 지지되고 적어도 1개의 공구(9)를 회전축선 주위에 소정 간격으로 담지하는 터릿(11)으로 구성된다. 도 1의 실시 형태는, 공구 이송대(7)가 회전 주축(3)의 중심축선과 거의 평행한 Z축 방향으로, 도시되지 않은 Z축 이송 모터의 구동에 의하여 이동되고, 지지대(8)가 회전 주축(3)의 중심축선과 거의 직교하는 X축 방향으로 도시되지 않은 X축 이송 모터의 구동에 의하여 이동되는 구성을 가지고, 터릿(11) 상에서 선택된 각종 공구(9)가 양축 이송 동작 하에서 봉재(W)를 소망하는 형상으로 선삭하게 되어 있다.

도 2는 지지대(8)에 회전가능하게 지지되는 터릿(11)의 구조를 상세하게 도시한다. 터릿(11)은 원기둥 또는 각기둥 모양의 외형을 가진 중공의 머리부(12)와 머리부(12)의 축 방향 일 단면으로부터 축 방향으로 동심으로 연장되는 중공 원통형의 축부(13)를 구비한다. 터릿(11)의 머리부(12)는 지지대(8)의 전단면(도 1에서는 우측단)에서 바깥쪽으로 돌출되어 배치되고, 그 지름 방향 외주면에는 소정의 분할 각도마다 공구(9)가 장착된다. 공구(9)로는 바이트 등의 고정 공구와 드릴 등의 회전 공구를 사용할 수 있고, 도 2는 회전 공구(9a)를 사용하는 경우의 구조를 도시하고 있다.

회전 공구(9a)는 머리부(12)와 축부(13)의 내부에 설치되는 구동축(14) 및 구동 기어(16)를 통해 지지대(8)의 후단 (도 2에서는 우측단)에 설치되는 서보모터(17)에 의하여 구동된다. 지지대(8)측의 지지부(8a)에는 중간축(15)이 축부(13)를 동심으로 관통하도록 고정되어 있다. 구동축(14)은 복수의 베어링에 의하여 중간축(15)에 동심으로 회전가능하게 지지된다. 구동축(14)은 그 후단(14a)에서 구동력 전달 수단의 일례인 대략 원통형의 클러치 부재(24)를 통해 서보모터(17)의 출력축에 접속된 기어(18)에 연결될 수 있다. 구동 기어(16)는 외주에 우산형 톱니를 가지고, 또한 터릿(11)의 머리부(12) 내에는 구동 기어(16)의 우산형 톱니와 치합되는 우산 기어(19)를 구비한 공구(9a)용의 회전공구 장착부(21)가 배치된다. 회전공구 장착부(21)는, 예를 들면 우산형 기어(19)의 회전 방향과 평행하게 연장되는 한 쌍의 대향하는 평면형 부재(21a, 21b)를 가지고, 또한 공구(9a)는 이 평면상 부재(21a, 21b) 사이에 흔들림없이 삽입될 수 있는 설부(22)를 가진다. 전술한 바와 같은 구성에 의하면, 서보모터(17)의 구동에 의하여 구동축(13)이 회전되면, 구동 기어(16)가 동시에 회전되고 회전 공구 장착부(21)에 장착된 회전 공구(9a)가 회전 구동된다.

터릿(11)의 축부(13)는 지지대(8)의 터릿 수용 공동부(23)에 회전가능하게, 그리고 축방향 이동가능하게 수용된다. 축부(13)는 지지대(8)의 터릿 수용 공동부(23)를 구획하는 원통 내벽면(23a)에, 지름 방향으로 흔들림이 발생하지 않도록 활주가능하게 지지된다. 상기 중간축(15)의 후단(도 2에서는 우단) 영역은 상기 대략 원통형인 클러치 부재(24)의 중심 구멍(26)에 수용된다.

도 3은 도 2와 유사한 도면이지만, 도 2에서는 서보모터(17)의 구동력이 공구 회전용의 구동축(14)에 전달되고 있는 반면 도 3은 서보모터(17)의 구동력이 터릿(11)을 회전 구동하는 구동부에 전달되고 있는 상태를 도시한다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 전술한 클러치 부재(24)를 상세하게 설명한다.

대략 원통형인 클러치 부재(24)는 구동축(14)의 머리부(12) 반대측 단부에 구동축(14)과 동심으로 배치되고, 후술하는 이동 기구(27)의 연결 부재(51)에 회전가능하게 지지되며, 상기 이동 기구(27)에 의하여 제1 위치 (도 2의 위치)와 제2 위치 (도 3의 위치) 사이에서 축부(13)의 축선 방향을 따라 이동가능하게 구성된다. 클러치 부재(24)는 제1 위치에서 구동축(14)의 후단(14a)에 고정된 클러치 톱니(28)에 계합되는 클러치 톱니(29)를 후단(도 2, 3에서는 우측단)에 가지고, 또한 제2 위치에서 중간축(15)의 후단에 회전가능하게 지지된 기어(35)에 일체로 설치된 클러치 톱니(33)에 계합되는 클러치 톱니(34)를 전단(도 2, 3에서는 좌측단)에 가진다. 클러치 부재(24)는 제1 위치에서는 클러치 톱니(33)와 계합되지 않은 상태이고, 또한 제2 위치에서는 클러치 톱니(28)와 계합되지 않은 상태이다. 상기 클러치 톱니를 구성하는 부재로 환상의 단면에 방사상으로 연장된 톱니 홈을 가진 것을 사용할 수 있다. 또한, 축부(13)의 후단(13a)에 일체로 고정된 기어(31)에 치합되는 기어(30)와 상기 기어(35)에 치합되는 기어(32)가 일체로 회전하도록 지지대(8)에 축지지되어 있다.

클러치 부재(24)가 제1 위치에 있을 때(도 2)에는, 서보모터(17)의 구동력이 기어(18)와, 클러치 톱니(29, 28)를 통하여 구동축(14)에 전달되기 때문에, 구동축(14)이 회전되고 또한 전술한 기어(16, 19)를 통하여 공구(9a)가 회전된다. 한편, 클러치 부재(24)가 제2 위치에 있을 때(도 3)에는, 서보모터(17)의 구동력이 기어(18)와, 클러치 톱니(33, 34)와 기어(35, 32, 30, 31)를 거쳐 터릿의 축부(13)에 전달되기 때문에, 터릿(11)의 머리부(12)가 회전되어 터릿(11)의 선회 분할이 행해진다.

다음으로, 선회 분할 후에 터릿(11)이 불필요하게 회전되는 것을 저지하는 계지 수단에 대하여 설명한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 터릿 공구대(1)는 지지대(8)에 고정된 환상의 고정 커플링 요소(36) 및 터릿(11)에 고정된 환상의 가동 커플링 요소 (37)로 이루어지는 상호 계합 기구를 구비한다. 환상의 고정 커플링 요소(36)는 교합 클러치형 구조를 가지고 지지대(8)의 터릿 수용 공동부(23)의 축방향 전방 개구단 근방에 고정된다. 환상의 가동 커플링 요소(37)는 마찬가지로 교합 클러치형 구조를 가지고 터릿(11)의 머리부(12)와 축부(13)의 접속 부위 근방에 고정된다.

환상의 고정 커플링 요소(36)의 전단면(도 3에서는 좌단면)에는 다수의 톱니(39)가 소정 피치로 방사상으로 형성되고, 환상의 가동 커플링 요소(37)의 후단면(도 3에서는 우단면)에는 톱니(39)에 교합될 수 있는 다수의 톱니(41)가 소정 피치로 방사상으로 형성된다. 환상의 고정 커플링 요소(36)와 환상의 가동 커플링 요소(37)는 그것들의 톱니(39, 41)를 서로 계합 및 분리가능하게 축방향으로 대면시켜서 배치된다. 또한, 터릿(11)이 회전되고 있지 않은 상태에서 환상의 가동 커플링 요소(37)가 터릿(11)과 함께 축 방향으로 이동하는 것에 의해 양 커플링 요소(36, 37)가 서로 계합되고 분리되게 되어 있다. 상호 계합 기구로서, 예를 들면 커빅 커플링(Curvic coupling)(등록상표)을 사용할 수 있다.

다음으로, 전술한 클러치 부재(24)의 왕복 운동 및 환상 커플링 요소(36, 37)의 계합 및 분리 동작을 실시하기 위한 이동 기구(27)를 상세하게 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이동 기구(27)는 서보모터(42)와, 커플링 구조(44)를 통해 서보모터(42)의 회전축 (43)에 연결되는 볼나사(45)와, 이 볼나사(45)에 나사결합되는 너트(46)와, 이 너트(46)에 일체로 부착되는 직동축(47)과, 직동축(47)에 일체로 고정되는 상기 연결 부재(51)와, 직동축(47)의 전단(48)에 요동 가능하게 연결된 레버 부재(49)를 가진다. 직동축(47)은 축부(13)와 평행하게 연장된다. 연결 부재(51)는 축부(13)에 대략 직교하도록 연장한다. 직동축(47)과 전술한 클러치 부재(24)는 연결 부재(51)를 통하여 실질적으로 일체로 연결되어 있고, 따라서 클러치 부재(24)는 직동축(47)이 서보모터(42)의 구동에 의하여 축 방향으로 이동하면 그 이동 거리와 동일한 거리만큼 축 방향으로 이동한다.

도 3 및 도 3의 IV-IV선에 따라 취한 단면도인 도 4에 도시된 바와 같이, 레버 부재(49)는 터릿(11)의 축부(13)에 거의 직교하도록 배치된 대략 막대형 또는 가늘고 긴 판형의 부재이며, 직동축(47)의 전단(48) 위에 설치된 핀(50)에 계합되는 계합 구멍(52)을 한쪽 단부(53)에 가지고, 또 레버 부재(49)의 타단(54)은, 축부(13)를 사이에 두고 레버 부재(49)의 단부(53)와 반대측에 있는 지지대(8) 위에 설치된 지점(56)에 요동가능하게 연결된다. 또한 레버 부재(49)는 축부(13)의 외주면에 형성된 환상의 홈(57)에 계합되는 핀(58)을 가진다. 또한, 레버 부재(49)의 계합 구멍(52)은 레버 부재(49)의 길이 방향으로 연장되는 장공 형상으로 하는 것이 좋다. 축부(13)를 사이에 두고 그 양측에 레버 부재(49)의 양단을 배치함으로써 공구대 전체를 컴팩트하게 구성할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 서보모터(42)의 구동에 의하여 직동축(47)이 축 방향으로 이동하면 직동축(47)의 이동량보다 적은 양만큼 축부(13)도 동일한 방향으로 이동하게 된다. 구체적으로는, 지점(56)과 핀(58) 사이의 거리와 지점(56)과 핀(50) 사이의 거리의 비(도시된 예에서는 약 1:3)에 따라 이동량이 달라진다. 본 실시 형태에서는, 단위 시간 당 이동량(이동 속도)이 직동축(47)은 터릿 축부(13)의 약 3배이고, 따라서 직동축(47)에 연동되어 이동되는 클러치 부재(24)의 이동 속도도 터릿 축부(13)의 약 3배가 된다. 또한, 도시례에서는 이동속도의 비가 약 1:3으로 되어 있으나 본 발명에서는 직동축(47)의 이동 속도가 축부(13)의 이동 속도보다 빠르면 좋다.

터릿 공구대(1)는 터릿(11)을 선회 분할시키기 위한 회전 구동원으로 회전 공구용 구동원인 서보 모터(17)를 유용하는 구성으로 이루어져 있다. 따라서, 터릿(11)의 선회 분할시에는 터릿(11)과 서보모터(17)를 작용적으로 연결하고, 회전 공구(9a)의 구동시에는 터릿(11)과 서보모터(17)의 작용적 연결을 차단할 필요가 있다. 본 실시 형태에서는 전술한 원통형 클러치 부재(24)의 작용에 의하여 구동 대상의 절환을 실시하고 있다.

도 2에 도시된 상태에서는 환상의 고정 커플링 요소(36)의 톱니(39)와 환상의 가동 커플링 요소(37)의 톱니(41)가 서로 계합되어 있어 환상의 고정 커플링 요소(36)에 대한 환상의 가동 커플링 요소(37)의 회전이 저지되며, 따라서 지지대(8)에 대한 터릿(11)의 회전 동작이 방지된다. 즉, 이 상태에서는 환상의 가동 커플링 요소(37)는 터릿(11)과 함께 그 축 방향 이동 범위 내에서 후단(도 2에서는 우측단)의 계합 위치에 놓여져 있다.

터릿(11)과 환상의 가동 커플링 요소(37)가 상기 계합 위치에 있는 동안, 터릿(11)의 머리부(12)에 장착된 공구(9a)에 의하여 회전 주축(3)에 파지된 봉재(W)의 가공이 실시된다. 이 때, 터릿(11)은 상기 상호 계합 기구에 의하여 가공시 공구(9a)에 가해지는 응력에 저항하고 또한 가공 정밀도를 유지하기에 충분한 강도로 지지대(8)에 강고하게 고정적으로 유지되어 있다.

도 2에 도시된 계합 위치로부터 전술한 이동 기구(27)에 의하여 터릿(11)과 환상 가동 커플링 요소(37)를 전방(도 2에서는 좌방)으로 이동시켜 도 3에 도시된 분리 위치에 놓으면, 환상의 가동 커플링 요소(37)의 톱니(41)가 환상의 고정 커플링 요소(36)의 톱니(39)로부터 분리된다. 그 결과, 환상의 고정 커플링 요소(36)에 대하여 환상의 가동 커플링 요소(37)를 자유롭게 회전시킬 수 있고, 따라서 지지대(8)에 대한 터릿(11)의 고정이 해제되어 터릿(11)이 선회 분할 가능한 상태에 놓여진다.

터릿(11), 즉 클러치 부재(24)가 회전되고 있지 않은 상태에서 서보 모터(42)의 구동에 의하여 직동축(47)이 터릿측으로 이동되면, 클러치 부재(24)의 클러치 톱니(29)가 클러치 톱니(28)로부터 분리되고 또 클러치 톱니(34)가 클러치 톱니(33)에 계합된다. 서보 모터(17)는 클러치 톱니(34)가 클러치 톱니(33)에 계합되어 있는 동안 기어 열(列)(35, 32, 30, 31)과 축부(13)를 통해 터릿(11)의 머리부(12)에 회전력을 부여한다. 따라서 터릿 공구대(1)에서는 서보모터(17)의 구동에 의하여 터릿(11)이 선회 분할 동작을 수행한다.

반대로, 직동축(47)이 서보모터(42)의 구동에 의하여 터릿의 반대측으로 이동되면, 클러치 부재(24)의 클러치 톱니(33)는 클러치 톱니(34)로부터 분리되고 또 클러치 톱니(29)는 클러치 톱니(28)에 계합된다. 이와 같이, 직동축(47)의 축방향 이동으로 인해 터릿(11)을 지지대(8)에 대하여 고정적으로 유지하기 위한 커플링 계합 및 분리 동작과 서보 모터(17)의 구동 대상을 절환하기 위한 커플링 계합 및 분리 동작의 두 동작이 서로 연동하여 실시되는 것이다.

이와 같이 하여, 터릿 공구대(1)는, 터릿(11)이 지지대(8)에 대하여 고정적으로 유지되고 있는 동안에는 서보 모터(17)가 본래의 기능인 회전 공구(9a)의 구동에만 사용되고, 터릿(11)의 고정이 해제된 후에는 서보모터(17)가 터릿(11)을 회전하여 선회 분할을 실시할 수 있도록 구성된다. 회전 공구 구동용과 터릿(11)의 선회 분할용으로 서보 모터를 별개로 준비할 필요가 없고, 전체적으로 컴팩트한 터릿 공구대를 구성할 수 있다.

본 발명에서는 환상 가동 커플링 요소(37)가 환상 고정 커플링 요소(36)로부터 분리될 때 터릿(11)이 자유 회전되는 것을 확실히 방지할 수 있다. 이하, 이 점에 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5의 (a) 내지 (d)는 전술한 클러치 부재(24) 및 클러치 부재(24)의 클러치 톱니(29, 34), 그것들에 계합되는 클러치 톱니(28, 33)와, 환상 커플링 요소(36, 37)를 각각의 상대적인 위치 관계를 알 수 있도록 모식적으로 도시한다. 여기에서 도 5의 (a)가 도 2의 상태에 상당하고, 도 5의 (d)가 도 3의 상태에 상당하며, 도 5의 (b)와 (c)는 그 중간 상태를 도시한다. 또한, 도 6의 (a) 내지 (d)는, 본 발명과의 비교를 위하여, 특허 문헌 1에 기재된 종래 기술에서 클러치 부재(24)와 환상 커플링 부재(36, 37)에 상당하는 부재의 상대적인 위치 관계를 도시한다. 또한, 도 6에서는 도 5의 요소에 상당하는 요소에는 도 5의 참조 부호에 「'」를 붙여서 표시한다.

도 5의 (a)에 도시된 상태로부터, 서보 모터(42)의 구동에 의하여 직동축(47)이 터릿의 머리부(12)측(도 2, 3에서 왼쪽)으로 이동되면 터릿(11)에 설치된 가동 커플링 요소(37)가 지지대(8)에 고정된 고정 커플링 요소(36)로부터 분리되기 시작한다. 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 가동 커플링 요소(37)가 아직 고정 커플링 요소(36)와 계합된 상태를 유지하고 있는 동안 클러치 부재(24)의 클러치 톱니(34)가 클러치 톱니(33)에 계합된다. 따라서, 다음의 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 커플링 요소(37)가 커플링 요소(36)와 계합되지 않은 상태가 되어도 터릿(11)의 자유 회전은 클러치 톱니(33)와 클러치 톱니(34)의 계합에 의하여 방지 된다. 또한, 도 5의 (a) 내지 (d)의 조작은 통상 서보 모터(17)를 정지시킨 상태에서 실시하기 때문에, 도 5의 (b)에 있어서, 클러치 톱니(28)와 클러치 톱니(29)가 계합되어 있어도 좋다.

이후, 도 5의 (d)의 상태에 이르기까지 각 요소간의 상대 이동이 이루어지지만, 전술한 바와 같이, 클러치 부재(24)의 이동 속도가 가동 커플링 요소(37)의 이동 속도보다 크기 때문에(도시례에서는 약 3배) 도 5의 (a) 내지 (d)까지의 클러치 부재(24)의 이동 거리는 이동 속도의 차이에 따라 가동 커플링 요소(37)의 이동 거리보다 길게 설정된다. 이와 같은 구성에 따르면, 클러치 부재(24)의 클러치 톱니(29, 34) 및 이들에 계합되는 클러치 톱니(28, 33)는 클러치 부재(24)의 이동 방향으로, 이동 속도의 차이에 대응되는 길이 치수를 가질 수 있고, 도 5의 (b)에 도시된 상태를 확실히 창출하는 것이 용이해진다.

한편, 도 6에 도시된 종래의 형태에서는, 커플링 요소(36', 37') 사이의 계합 및 분리와 클러치 부재(24')의 절환이 모두 도 6의 (b)와 (c) 사이의 시점에 행해지기 때문에, 커플링 요소(37')가 커플링 요소(36')로부터 분리되고 또 클러치 톱니(34')가 클러치 톱니(33')와 계합되어 있지 않은 상태(즉, 터릿이 자유 회전될 수 있는 상태)가 확실히 배제되지는 않는다. 그러나, 도 5에 도시된 본 발명의 경우에는, 커플링 요소(37)가 커플링 요소(36)에 아직 계합되어 있는 상태[도 5의 (b)]에서 이미 클러치 톱니(34)가 클러치 톱니(33)에 계합되어 있으므로 터릿(11)의 자유 회전을 확실하게 방지할 수 있다.

도 7은 도 5에 도시된 클러치 톱니의 형태의 변형례를 도시한 도면이다. 도 5의 예에서는 클러치 부재(24)의 클러치 톱니(29, 34)와 그것들에 계합되는 클러치 톱니 (28, 33)가 모두 평행 톱니이지만, 도 7의 예에서는 모두 클러치 부재(24)의 이동 방향에 대하여 경사된 부분을 가진 테이퍼 톱니로 되어 있다. 클러치 톱니가 테이퍼 톱니인 경우에는 도 5의 (b) 또는 (c)와 같은 중간 위치에서 양 클러치 톱니 사이에 약간의 흔들림이 발생할 수 있으나, 도 5의 경우와 마찬가지로, 가동 커플링 요소(37)와 고정 커플링 요소(36)가 계합된 상태를 유지하고 있는 동안에, 클러치 부재(24)의 클러치 톱니(34)가 클러치 톱니(33)에 계합되고 커플링 요소(37)가 커플링 요소(36)에 계합되지 않는 상태가 되더라도, 터릿(11)의 자유 회전이 클러치 톱니(33)와 클러치 톱니(34)의 계합에 의해 의하여 방지되는 교합을 용이하게 실현할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 클러치 부재(24)가 서보 모터(17)의 구동력의 전달을 구동축(14)으로부터 터릿 축부(13)(또는 그 반대)로 절환할 때 터릿(11)의 자유 회전을 확실하게 방지할 수 있으며, 이는 터릿(11)에 장착되는 공구가 공구(9a)와 같은 회전 공구인 경우에 특히 유용하다.

Claims

지지대에 회전가능하게 지지되는 터릿과,
이 터릿을 회전 구동시키는 터릿 구동부와,
상기 터릿측과 지지대측에 설치된 계합 요소가 서로 계합되어 있는 계합 상태로 터릿을 소정의 회전 위치에 위치시키고 양 계합 요소가 서로 분리되어 있는 분리 상태에서 터릿의 회전을 허용하는 한 쌍의 계지 수단과,
상기 터릿의 자유 회전을 규제하도록 상기 터릿 구동부와 계합되어 구동력을 이 터릿 구동부에 전달하는 구동력 전달 수단을 구비하며,
상기 계지 수단의 분리 상태에서, 상기 구동력 전달 수단이 구동력을 상기 터릿 구동부에 전달하도록 상기 구동력 전달 수단과 상기 계지 수단을 연계시킨 터릿 공구대에 있어서,
상기 계지 수단의 계합 상태로부터 분리 상태로의 절환이 상기 구동력 전달 수단에 의한 터릿의 자유 회전이 규제된 상태에서 행해지도록 상기 구동력 전달 수단과 상기 계지 수단을 연계 작동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 터릿 공구대.
제1항에 있어서,
상기 구동력 전달 수단이 상기 터릿의 회전축선 방향으로 이동 가능하게 구성되고 터릿 구동부측에 설치된 계합체와 분리가능하게 계합되는 클러치 부재로 이루어지며,
클러치 부재를 상기 터릿의 회전축선 방향으로 이동시키는 동시에, 상기 계지 수단의 계합 요소가 분리되기 전에 클러치 부재와 계합체가 계합된 상태가 되도록 계합 요소를 클러치 부재의 이동 속도보다 저속으로 클러치 부재와 연동시켜 이동시켜서 클러치 부재와 계합체의 계합에 의하여 터릿의 자유 회전을 규제하고, 계지 수단을 계합 상태로부터 분리 상태로 절환하는 이동 기구를 설치한 것을 특징으로 하는 터릿 공구대.
제2항에 있어서,
상기 이동 기구가 상기 클러치 부재를 일체로 이동시키는 직동축과, 이 직동축에 일단이 연결되고 타단이 고정 지점에 요동가능하게 연결되며 양단의 중간이 계지 수단측에 연결되는 레버 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 터릿 공구대.
제2항 또는 제3항에 있어서,
계지 수단의 분리가 완료될 때까지 클러치 부재가 계합된 상태에서 계속 이동되도록 클러치 부재의 이동 스트로크를 설정한 것을 특징으로 하는 터릿 공구대.