WO2020040211A1 - 刃物台及び工作機械 - Google Patents

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WO2020040211A1
WO2020040211A1 PCT/JP2019/032675 JP2019032675W WO2020040211A1 WO 2020040211 A1 WO2020040211 A1 WO 2020040211A1 JP 2019032675 W JP2019032675 W JP 2019032675W WO 2020040211 A1 WO2020040211 A1 WO 2020040211A1
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holding device
turning
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air
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恭太 小竹
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シチズン時計株式会社
シチズンマシナリー株式会社
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    • Y10T409/309464—Cutter spindle or spindle support with cutter holder and draw bar

Definitions

  • the present invention relates to a tool rest and a machine tool.
  • Patent Document 1 In a machine tool, various techniques for absorbing slack of a linear member such as a cable generated by sliding and turning of a tool are known (for example, Patent Document 1).
  • Patent Literature 1 requires a concentrated slack absorbing portion for absorbing slack of a linear member such as a cable, and thus has a problem that the tool post becomes large.
  • an object of the present invention is to provide a compact tool rest in which a linear member connected to a tool holding device does not slack due to turning of a tool or the like.
  • the tool rest includes a base, a tool holding device rotatably supported by the base, and holding a tool, a turning mechanism for turning the tool holding device, and one end connected to the tool holding device.
  • a plurality of flexible linear members, and a winding device connected to the other end of each of the plurality of linear members and configured to revolve according to the revolving of the tool holding device by the revolving mechanism to wind the plurality of linear members.
  • the winding device includes a shaft member rotatably supported on the base, a fixing member disposed along the outer periphery of the shaft member, and fixed to the base.
  • a disk-shaped joining member joined to the end of the shaft member, and joined to the outer edge of the joining member, and connected to the other end of each of the plurality of linear members, according to the turning of the tool holding device. And a rotating member that turns.
  • the plurality of linear members include a plurality of fluid pipes for supplying a fluid for controlling attachment and detachment of the tool to the tool holding device.
  • the tool holding device pivots between a first stop position and a second stop position pivoted by 180 ° from the first stop position
  • the fixing member includes a plurality of air pipes. It is preferable that an internal pipe connectable to each is formed.
  • the plurality of linear members further include an auxiliary band arranged in parallel with the plurality of fluid pipes.
  • the machine tool has a main shaft that rotatably holds a work, and a tool rest that holds a tool that cuts the work, and the tool rest is a base and a base that can be pivoted on the base.
  • a tool holding device that is supported and holds the tool, a turning mechanism that turns the tool holding device, A plurality of flexible linear members, one ends of which are connected to the tool holding device, and a plurality of flexible linear members connected to the other ends of the plurality of linear members, respectively, which are turned in accordance with the turning of the tool holding device by the turning mechanism.
  • a winding device for winding the linear member.
  • the tool rest since the linear member connected to the tool holding device by the winding device does not slack due to turning of the tool or the like, the tool rest can be made compact.
  • FIG. 1 is a partial sectional view of a machine tool equipped with a tool rest according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view including the tool rest shown in FIG.
  • FIG. 3A is a plan view of the tool rest shown in FIG. 1.
  • FIG. 3B is a bottom view of the tool rest shown in FIG. 1.
  • FIG. 3C is a left side view of the tool rest shown in FIG. 1.
  • FIG. 4A is a front view of the tool holder shown in FIG.
  • FIG. 4B is a rear view of the tool holder shown in FIG.
  • FIG. 5A is a plan view of the tool holder shown in FIG.
  • FIG. 5B is a bottom view of the tool holder shown in FIG.
  • FIG. 6A is a left side view of the tool holder shown in FIG.
  • FIG. 6A is a left side view of the tool holder shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6B is a right side view of the tool holder shown in FIG. 1.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA shown in FIG. 4A.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along the line BB shown in FIG. 6A.
  • FIG. 9A is a sectional view taken along line CC shown in FIG. 6A.
  • FIG. 9B is a sectional view taken along the line DD shown in FIG. 6A.
  • FIG. 9C is a sectional view taken along the line EE shown in FIG. 6A.
  • FIG. 9D is a sectional view taken along the line FF shown in FIG. 6A.
  • FIG. 10A is a sectional view taken along line GG shown in FIG. 6A.
  • FIG. 10B is a sectional view taken along the line HH shown in FIG. 6A.
  • FIG. 10C is a sectional view taken along the line II shown in FIG. 6A.
  • FIG. 11A is a sectional view taken along the line JJ shown in FIG. 6A.
  • FIG. 11B is a sectional view taken along the line KK shown in FIG. 6A.
  • FIG. 11C is a sectional view taken along line LL shown in FIG. 6A.
  • FIG. 11D is a sectional view taken along line MM shown in FIG. 6A.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along the line CC shown in FIG. 3C.
  • FIG. 13A is a sectional view taken along line AA shown in FIG. FIG.
  • FIG. 13B is a sectional view taken along line BB shown in FIG.
  • FIG. 14 is an enlarged sectional view taken along line DD shown in FIG. 3C.
  • FIG. 15A is a sectional view taken along line DD shown in FIG. 3C.
  • FIG. 15B is a sectional view taken along line EE shown in FIG. 15A.
  • FIG. 15C is a sectional view taken along the line FF shown in FIG. 15A.
  • FIG. 15D is a sectional view taken along line GG shown in FIG. 15A.
  • FIG. 16A is a sectional view taken along the line OO shown in FIG. 15B.
  • FIG. 16B is a sectional view taken along the line PP shown in FIG. 15B.
  • FIG. 16C is a sectional view taken along the line QQ shown in FIG. 15B.
  • FIG. 17A is a sectional view taken along line HH shown in FIG. 15A.
  • FIG. 17B is a sectional view taken along the line II shown in FIG. 15A.
  • FIG. 17C is a cross-sectional view along JJ shown in FIG. 15A.
  • FIG. 17D is a sectional view taken along the line KK shown in FIG. 15A.
  • FIG. 17E is a sectional view taken along line LL shown in FIG. 15A.
  • FIG. 17F is a sectional view taken along line MM shown in FIG. 15A.
  • FIG. 17G is a cross-sectional view along the line NN shown in FIG. 15A.
  • FIG. 18A is a sectional view taken along line RR shown in FIG. 17A.
  • FIG. 18B is a sectional view taken along line SS shown in FIG. 17A.
  • FIG. 19A is a diagram showing a state where the turning position of the tool holder shown in FIG. 1 is at the first stop position.
  • FIG. 19B is a diagram showing a state where the turning position of the tool holder shown in FIG. 1 has turned 90 ° from the first stop position.
  • FIG. 19C illustrates a second stop position where the turning position of the tool holder illustrated in FIG. 1 is turned by 180 ° from the first stopping position.
  • a machine tool 10 houses a main shaft 11, a tool post 12 for a back surface, an automatic tool changing device 13, a tool post 1, and the like in a housing 15.
  • the spindle 11, the back tool post 12, the automatic tool changer 13, the tool post 1, and the like are controlled by an NC device (not shown).
  • the spindle 11 rotatably holds a workpiece to be cut by a tool held by the tool rest 1.
  • the back tool post 12 performs a cutting process on the work when the work is held by the back main spindle.
  • the automatic tool changer 13 stores a plurality of replaceable rotary tools used in the tool rest 1.
  • the tool rest 1 has a base 2, a tool holder 3, a turning mechanism 4, a plurality of air pipes 5, a winding device 6, and an auxiliary band 7.
  • the base 2 is supported by the housing 15 so as to be movable in the X-axis direction.
  • the tool holder 3 is also referred to as a tool holding device, is rotatably supported by the base 2, and rotatably holds the first rotary tool 21 and the second rotary tool 22.
  • the turning mechanism 4 is arranged inside the base 2 and turns the tool holder 3 based on an instruction from the NC device.
  • the tool holder 3 performs tool change between the first tool stop position, which is one stop position for processing the workpiece gripped by the main shaft 11, and the automatic tool changer 13 by the turning mechanism 4 turning.
  • the tool holder 3 is arranged such that the cutting edges of the first rotary tool 21 and the second rotary tool 22 extend in the X-axis direction facing the main shaft 11 side.
  • the tool holder 3 is arranged such that the cutting edges of the first rotary tool 21 and the second rotary tool 22 extend in the ⁇ X-axis direction facing the automatic tool changer.
  • Each of the plurality of air pipes 5 is a flexible tubular member formed of, for example, a synthetic resin.
  • the air pipe 5 has one end connected to the tool holder 3 and the other end connected to the winding device 6, and is used to control mounting and dismounting of the second rotary tool 22. Is supplied to the tool holder 3.
  • a rotational force generated by compressed air which is an example of a fluid
  • the air pipe 5 which is an example of a fluid pipe
  • the auxiliary band 7 are wound up by the rotational force applied in the turning range of the tool holder 3.
  • the auxiliary band 7 is a belt-shaped member arranged in parallel with the plurality of air pipes 5 between the tool holder 3 and the winding device 6.
  • the auxiliary band 7 is arranged in parallel with the plurality of air pipes 5 to assist the winding by the plurality of air pipes 5.
  • the tool holder 3 includes a drive shaft 30, a first rotation shaft 31, a second rotation shaft 32, a power transmission mechanism 33, a rotation regulating mechanism 34, and a holder air port in a holder housing 37.
  • Group 36 is accommodated.
  • the drive shaft 30 is a shaft member extending in the X-axis direction, and is rotatably supported by the holder housing 37 via a bearing 370.
  • the first rotating shaft 31 is a shaft member extending in the X-axis direction. One end holds the first rotating tool 21, and the other end is rotatably supported by the power transmission mechanism 33 via a bearing 371.
  • the second rotating shaft 32 has a shaft portion 321, a tool holding portion 322, an elastic member 323, and a fixing member 324, and is rotatably supported by the holder housing 37 via a bearing 372.
  • the shaft portion 321 has an air hole 325 penetrating therethrough in the X-axis direction up to the fixing member 324.
  • One end of the tool holding portion 322 holds the second rotary tool 22, and the other end is engaged with the fixing member 324 and is slidably mounted on the shaft portion 321 in the X-axis direction.
  • the elastic member 323 is arranged such that one end thereof is in contact with a concave portion formed inside the shaft portion 321 on the second rotary tool 22 side, and the other end is in contact with the fixed member 324.
  • the fixing member 324 is a member having two cylindrical portions having different outer diameters, through which the other end of the tool holding portion 322 penetrates on the inner side. It is installed in the shaft portion 321 so as to be slidable integrally with the portion 322. An air hole 325 is formed in the fixing member 324 because the shaft portion 321 penetrates inside.
  • the power transmission mechanism 33 includes a first gear 331, a second gear 332, a third gear 333, and a fourth gear 334 which are arranged in mesh with each other, and transmit the power via the drive shaft 30.
  • the generated power is transmitted to the first rotation shaft 31 and the second rotation shaft 32.
  • the first gear 331 is engaged with the drive shaft 30 via an engagement member 335 such as a key.
  • the third gear 333 is engaged with the first rotation shaft 31 via the engagement member 335.
  • the fourth gear 334 is engaged with the second rotation shaft 32 via the engagement member 335.
  • the rotation restricting mechanism 34 includes a piston 341, a locking member 342, and a connecting member 343.
  • the piston 341 is a columnar member that extends in the X-axis direction that is the axial direction of the drive shaft 30, the first rotation shaft 31, and the second rotation shaft 32.
  • the piston 341 has a groove 344 extending in a direction different from both the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the groove 344 is inclined by approximately 15 ° from the X-axis direction toward the Y-axis direction.
  • the locking member 342 has a substantially conical locking portion at the upper end, and moves in the Y-axis direction along with the movement of the piston 341 in the X-axis direction, so that the locking portion is a tooth groove of the fourth gear 334.
  • the drive shaft 30, the first rotation shaft 31, and the second rotation shaft 32 regulate the rotation.
  • the connecting member 343 is a rod-shaped member having one end fixed to the locking member 342 and the other end inserted into the groove 344.
  • the holder air port group 36 includes a first air port A0, a second air port B0, a third air port C0, a fourth air port D0, and a fifth air port connected to the air pipe 5.
  • Compressed air is supplied via the air pipe 5 when the tool holder 3 turns to the second stop position, including the port E0 and the sixth air port F0.
  • the piston 341 moves in the X-axis direction.
  • the locking member 342 moves in the ⁇ Y-axis direction shown in FIG. 7 and meshes with the tooth groove of the fourth gear 334 to drive the drive shaft 30 and the first rotation shaft.
  • the rotation of the first rotating shaft 31 and the second rotating shaft 32 is regulated.
  • the piston 341 moves in the ⁇ X axis direction.
  • the locking member 342 moves in the Y-axis direction shown in FIG. 7 to be separated from the tooth space of the fourth gear 334, The first rotation shaft 31 and the second rotation shaft 32 become rotatable.
  • the winding device 6 includes a shaft support member 61, a first shaft member 62, a second shaft member 63, a first fixing member 64, and a second fixing member in a winding housing 69. 65, a joining member 66, a rotating member 67, and a winding air port group 68 are accommodated.
  • the shaft support member 61 is a columnar member, and the upper part of the first shaft member 62 is inserted into a through hole penetrating the center.
  • the first shaft member 62 is a columnar member having a smaller diameter than the shaft support member 61, and an upper portion is inserted into the shaft support member 61 and a lower portion is inserted into the second shaft member 63.
  • the first shaft member 62 is rotatably supported by the first fixing member 64 via the bearing 601.
  • the second shaft member 63 is a columnar member having a smaller diameter than the shaft support member 61 and a larger diameter than the first shaft member 62.
  • the lower part of the first shaft member 62 is inserted into the upper part of the second shaft member 63, and is rotatably supported by the second fixing member 65 via the bearing 601 and the sealing member 602.
  • the joining member 66 is a disc-shaped member joined to the end of the second shaft member 63 at the center, and the rotating member 67 is joined to the outer edge.
  • the rotating member 67 is a cylindrical member, and a joining member 66 is connected to a lower end.
  • the inner wall of the rotating member 67 rotatably contacts the outer wall of the second fixing member 65 via the bearing 601 and the sealing member 602.
  • a take-up air port group 68 is arranged on the outer wall of the rotating member 67.
  • the first shaft member 62 and the second shaft member 63, the joining member 66, and the rotating member 67 rotate according to the rotation of the tool holder 3.
  • a rotational force is applied to the first shaft member 62 in a direction in which the air pipe 5 and the auxiliary band 7 are wound, and the first shaft member 62 is turned in accordance with the turning of the tool holder 3 by the turning mechanism 4, and the air pipe is turned by the applied turning force. 5 and the auxiliary band 7 are wound up.
  • a rotational force is applied to the first shaft member 62 in a direction in which the air pipe 5 and the auxiliary band 7 are wound by the compressed air supplied from the air inlet 611.
  • the shaft support member 61 and the first to second fixing members 64 and 65 are fixed without turning when the tool holder 3 turns.
  • the winding air port group 68 includes a first air port a0, a second air port b0, a third air port c0, a fourth air port d0, a fifth air port e0, and a first air port a0, a second air port b0, and a fifth air port e0.
  • a sixth air port f0 is included.
  • the first air port a0 is connected to the first air port A0 of the holder air port group 36
  • the second air port b0 is connected to the second air port B0 of the holder air port group 36
  • the third air port c0 is the holder air port c0.
  • the port group 36 is connected to the third air port C0.
  • the fourth air port d0 is connected to the fourth air port D0 of the holder air port group 36
  • the fifth air port e0 is connected to the second air port E0 of the holder air port group 36
  • the sixth air port f0 is connected to the holder air port f0. It is connected to the sixth air port F0 of the port group 36.
  • the first air port a0 When the tool holder 3 is turned to the second stop position, the first air port a0 is connected to an eleventh air pipe a1 shown in FIG. 16C, a twelfth air pipe a2 shown in FIG. 18A, and a thirteenth air pipe shown in FIG. 16A. Compressed air is supplied to the tool holder 3 via the first air port A0 via the pipe a3 and the fourteenth air pipe a4.
  • the second air port b0 When the tool holder 3 turns to the second stop position, the second air port b0 is connected via the 21st air pipe b1 shown in FIG. 17E, the 22nd air pipe b2 shown in FIG. 15A, and the 23rd air pipe b3. , Compressed air is supplied to the tool holder 3 via the second air port B0.
  • the compressed air is supplied to the third air port c0 when the tool holder 3 turns to the second stop position.
  • the third air port c0 is a 31st air pipe c1 shown in FIG. 17B, a 32nd air pipe c2 shown in FIG. 17G, a 33rd air pipe c3 shown in FIG. 17C, and a 34th air pipe c4 shown in FIG. 16B.
  • the compressed air is supplied to the tool holder 3 via the third air port C0 via the 35th air pipe c5.
  • the compressed air is supplied to the fourth air port d0 when the tool holder 3 turns to the second stop position.
  • the fourth air port d0 is a 41st air pipe d1 shown in FIG. 17D, a 42nd air pipe d2 shown in FIG. 17G, a 43rd air pipe d3 shown in FIG. 17E, and a 44th air pipe d4 shown in FIG. 15A.
  • the compressed air is supplied to the tool holder 3 via the fourth air port D0 via the forty-fifth air pipe d5.
  • the fifth air port e0 is connected via the 51st air pipe e1 shown in FIG. 17A, the 52nd air pipe e2 and the 53rd air pipe e3 shown in FIG. 16A when the tool holder 3 turns to the second stop position. , Compressed air is supplied to the tool holder 3 through the fifth air port E0.
  • the sixth air port f0 when the tool holder 3 is turned to the second stop position, via the 61st air pipe f1 shown in FIG. 17C, the 62nd air pipe f2 shown in FIG. 16B, and the 63rd air pipe f3, Compressed air is supplied to the tool holder 3 via the sixth air port F0.
  • the NC device controls the turning mechanism 4 to move the tool holder 3 and the winding device 6 to the first stop position shown in FIG. 19A.
  • the cutting edges of the first rotary tool 21 and the second rotary tool 22 held by the tool holder 3 are arranged so as to extend in the X-axis direction facing the main shaft 11 side.
  • the NC device moves the tool holder 3 in the X-axis direction, and the work held by the spindle 11 is processed by the first rotary tool 21 and the second rotary tool 22 and other tools installed.
  • the NC device moves the tool holder 3 away from the main shaft in the ⁇ X axis direction, controls the turning mechanism 4, and controls the tool holder 3 and the winding device 6. Is moved from the first stop position to the second stop position.
  • the tool holder 3 and the winding device 6 are turned by 90 ° from the first stop position so as to be synchronized at substantially the same rotation speed and rotation phase in response to the turning of the turning mechanism 4, and turned to the position shown in FIG. 19B.
  • the vehicle turns to the second stop position shown in FIG. 19C.
  • the blades of the first rotary tool 21 and the second rotary tool 22 held by the tool holder 3 are arranged so as to face the automatic tool changer.
  • the NC device brings the tool holder 3 and the automatic tool changer 13 closer to each other, and supplies compressed air from the compressor to the tool holder 3 via the predetermined air pipe 5.
  • the components required for tool change are operated by the supplied compressed air, the second rotary tool 22 is removed from the tool holder 3, and another rotary tool stored in the automatic tool changer 13 is mounted.
  • the NC device controls the turning mechanism 4 to turn the tool holder 3 and the winding device 6 by ⁇ 90 ° from the second stop position shown in FIG. 19C, and FIG. After turning to the position shown in FIG. 19A, it is turned to the first stop position shown in FIG. 19A.
  • the tool rest 1 is turned in accordance with the turning of the tool holder 3, and the tool rest 1 is wound around the plurality of air pipes 5 by the applied rotational force.
  • the winding device 6 is connected to a rotating member 67 which is joined to a pivotable shaft member and pivots in accordance with the pivoting of the tool holder 3, thereby connecting the air pipe to the pivoting of the tool holder 3. Even when the vehicle turns, the air pipe can be wound up with a simple configuration by the applied rotational force without sagging.
  • the winding device 6 can rotate with the tool holder 3 to rotate between the first stop position and the second stop position, and connect to each of the plurality of air pipes. Since the internal pipe is formed, the air pipe can be wound up in a compact configuration.
  • the take-up device 6 is connected between the tool holder 3 and the take-up device 6 by a plurality of air pipes 5, but in the tool rest according to the embodiment, the take-up device is connected to the tool holder 3 and the take-up device.
  • the spaces may be connected by other linear members such as electric wiring.
  • the take-up device 6 is connected between the tool holder 3 and the take-up device 6 by a plurality of air pipes 5 and auxiliary bands 7, but in the tool rest according to the embodiment, the auxiliary band is provided.
  • the connection may be made only by the plurality of air pipes 5 without disposing the 7.

Abstract

刃物台置は、基台と、基台に旋回可能に支持され、工具を保持する工具保持装置と、工具保持装置を旋回する旋回機構と、工具保持装置に一端が接続された可とう性の複数の線状部材と、複数の線状部材のそれぞれの他端に接続され、旋回機構による工具保持装置の旋回に応じて旋回することで複数の線状部材を巻き取る巻取装置と、を有する。

Description

刃物台及び工作機械
　本発明は、刃物台及び工作機械に関する。
　工作機械において、工具のスライド及び旋回等により発生するケーブル等の線状部材のたるみを吸収する種々の技術が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２０１０-１６２６４６号公報
　しかしながら、特許文献１に記載される工作機械では、ケーブル等の線状部材のたるみを吸収する集中たるみ吸収部が必要になるため刃物台が大きくなる課題がある。
　そこで、本発明は、工具保持装置に接続された線状部材が工具の旋回等によってもたるまないコンパクトな刃物台を提供することを目的とする。
　実施形態に係る刃物台は、基台と、基台に旋回可能に支持され、工具を保持する工具保持装置と、工具保持装置を旋回する旋回機構と、工具保持装置に一端が接続された可とう性の複数の線状部材と、複数の線状部材のそれぞれの他端に接続され、旋回機構による工具保持装置の旋回に応じて旋回することで複数の線状部材を巻き取る巻取装置と、を有する。
　さらに、実施形態に係る刃物台では、巻取装置は、基台に旋回可能に支持された軸部材と、軸部材の外周に沿って配置され、且つ、基台に固定された固定部材と、軸部材の端部に接合された円盤状の接合部材と、接合部材の外縁に接合され、且つ、複数の線状部材のそれぞれの他端に接続されることで、工具保持装置の旋回に応じて旋回する回転部材と、を有することが好ましい。
　さらに、実施形態に係る刃物台では、複数の線状部材は、工具の着脱を制御する流体を工具保持装置に供給する複数の流体配管を含むことが好ましい。
　さらに、実施形態に係る刃物台では、工具保持装置は、第１停止位置と、第１停止位置から１８０°旋回した第２停止位置との間で旋回し、固定部材は、複数の空気配管のそれぞれと接続可能な内部配管が形成されていることが好ましい。
　さらに、実施形態に係る刃物台では、複数の線状部材は、複数の流体配管に並列に配置された補助帯を更に含むことが好ましい。
　また、実施形態に係る工作機械は、ワークを回転可能に保持する主軸と、ワークを切削する工具を保持する刃物台と、を有し、刃物台は、基台と、基台に旋回可能に支持され、工具を保持する工具保持装置と、工具保持装置を旋回する旋回機構と、
　工具保持装置に一端が接続された可とう性の複数の線状部材と、複数の線状部材のそれぞれの他端に接続され、旋回機構による工具保持装置の旋回に応じて旋回することで複数の線状部材を巻き取る巻取装置と、を有する。
　本発明に係る刃物台は、巻取装置によって工具保持装置に接続された線状部材が工具の旋回等によってもたるまないので、刃物台をコンパクトにすることが可能となる。
図１は実施形態に係る刃物台を搭載した工作機械の部分断面図である。 図２は図１に示される刃物台を含む部分拡大図である。 図３Ａは図１に示す刃物台の平面図である。 図３Ｂは図１に示す刃物台の底面図である。 図３Ｃは図１に示す刃物台の左側面図である。 図４Ａは図１に示す工具ホルダの正面図である。 図４Ｂは図１に示す工具ホルダの背面図である。 図５Ａは図１に示す工具ホルダの平面図である。 図５Ｂは図１に示す工具ホルダの底面図である。 図６Ａは図１に示す工具ホルダの左側面図である。 図６Ｂは図１に示す工具ホルダの右側面図である。 図７は図４Ａに示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。 図８は図６Ａに示すＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 図９Ａは図６Ａに示すＣ－Ｃ線に沿う断面図である。 図９Ｂは図６Ａに示すＤ－Ｄ線に沿う断面図である。 図９Ｃは図６Ａに示すＥ－Ｅに沿う断面図である。 図９Ｄは図６Ａに示すＦ－Ｆ線に沿う断面図である。 図１０Ａは図６Ａに示すＧ－Ｇ線に沿う断面図である。 図１０Ｂは図６Ａに示すＨ－Ｈ線に沿う断面図である。 図１０Ｃは図６Ａに示すＩ－Ｉに沿う断面図である。 図１１Ａは図６Ａに示すＪ－Ｊ線に沿う断面図である。 図１１Ｂは図６Ａに示すＫ－Ｋ線に沿う断面図である。 図１１Ｃは図６Ａに示すＬ－Ｌに沿う断面図である。 図１１Ｄは図６Ａに示すＭ－Ｍ線に沿う断面図である。 図１２は図３Ｃに示すＣ－Ｃ線に沿う断面図である。 図１３Ａは図１に示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。 図１３Ｂは図１に示すＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 図１４は図３Ｃに示すＤ－Ｄ線に沿う拡大断面図である。 図１５Ａは図３Ｃに示すＤ－Ｄ線に沿う断面図である。 図１５Ｂは図１５Ａに示すＥ－Ｅ線に沿う断面図である。 図１５Ｃは図１５Ａに示すＦ－Ｆに沿う断面図である。 図１５Ｄは図１５Ａに示すＧ－Ｇ線に沿う断面図である。 図１６Ａは図１５Ｂに示すＯ－Ｏ線に沿う断面図である。 図１６Ｂは図１５Ｂに示すＰ－Ｐ線に沿う断面図である。 図１６Ｃは図１５Ｂに示すＱ－Ｑに沿う断面図である。 図１７Ａは図１５Ａに示すＨ－Ｈ線に沿う断面図である。 図１７Ｂは図１５Ａに示すＩ－Ｉ線に沿う断面図である。 図１７Ｃは図１５Ａに示すＪ－Ｊに沿う断面図である。 図１７Ｄは図１５Ａに示すＫ－Ｋに沿う断面図である。 図１７Ｅは図１５Ａに示すＬ－Ｌ線に沿う断面図である。 図１７Ｆは図１５Ａに示すＭ－Ｍ線に沿う断面図である。 図１７Ｇは図１５Ａに示すＮ－Ｎに沿う断面図である。 図１８Ａは図１７Ａに示すＲ－Ｒ線に沿う断面図である。 図１８Ｂは図１７Ａに示すＳ－Ｓ線に沿う断面図である。 図１９Ａは図１に示す工具ホルダの旋回位置が第１停止位置にある状態を示す図である。 図１９Ｂは図１に示す工具ホルダの旋回位置が第１停止位置から９０°旋回した状態を示す図である。 図１９Ｃは図１に示す工具ホルダの旋回位置が第１停止位置から１８０°旋回した第２停止位置である。
　以下、添付図を参照して、実施形態に係る刃物台及び工作機械について詳細に説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されない。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図面の縮尺等は説明のため適宜変更している。
　（実施形態に係る刃物台の構成及び機能）
　図１に示すように、工作機械１０は、筐体１５に、主軸１１、背面用刃物台１２、自動工具交換装置１３、刃物台１等を収容する。主軸１１、背面用刃物台１２、自動工具交換装置１３及び刃物台１等は、不図示のＮＣ装置によって制御される。主軸１１は、刃物台１が保持する工具により切削加工が施されるワークを回転可能に保持する。背面用刃物台１２は、ワークが背面主軸によって保持されるときに、ワークに切削加工を施す。自動工具交換装置１３は、刃物台１で使用される交換可能な複数の回転工具を収納する。
　図１～３Ｃに示すように、刃物台１は、基台２と、工具ホルダ３と、旋回機構４と、複数の空気配管５と、巻取装置６と、補助帯７とを有する。基台２は、Ｘ軸方向に移動可能に筐体１５に支持される。工具ホルダ３は、工具保持装置とも称され、基台２に旋回可能に支持され、第１回転工具２１及び第２回転工具２２を回転可能に保持する。
　旋回機構４は、基台２の内部に配置され、ＮＣ装置からの指示に基づいて工具ホルダ３を旋回させる。旋回機構４が旋回することによって工具ホルダ３は、主軸１１が把持したワークを加工するための一つの停止位置である第１停止位置と、自動工具交換装置１３との間で工具交換を行うための停止位置である第２停止位置との間で１８０度の範囲に亘ってＢ軸方向とも称されるＹ軸方向を中心に旋回する。第１停止位置では、第１回転工具２１及び第２回転工具２２の刃先が主軸１１側に向くＸ軸方向に延伸するように工具ホルダ３は配置される。一方、第２停止位置では、第１回転工具２１及び第２回転工具２２の刃先が自動工具交換装置側に向く－Ｘ軸方向に延伸するように工具ホルダ３は配置される。
　複数の空気配管５のそれぞれは、例えば合成樹脂によって形成された可とう性の管状部材である。空気配管５は、工具ホルダ３に一端が接続され且つ巻取装置６に他端が接続され、第２回転工具２２の装着と取り外しを制御するときに使用される不図示のコンプレッサからの圧縮空気を工具ホルダ３に供給する。
　巻取装置６は、流体の一例である圧縮空気により発生する回転力が、流体配管の一例である空気配管５及び補助帯７を巻き取る方向に印加されており、旋回機構４による工具ホルダ３の旋回に応じて旋回し、工具ホルダ３の旋回範囲において印加された回転力によって空気配管５及び補助帯７を巻き取る。
　補助帯７は、工具ホルダ３と巻取装置６との間に、複数の空気配管５に並列に配置されたベルト状の部材である。補助帯７が複数の空気配管５に並列に配置されることで、複数の空気配管５による巻き取りを補助する。
　図４Ａ～８に示すように、工具ホルダ３は、ホルダ筐体３７内に、駆動軸３０、第１回転軸３１、第２回転軸３２、動力伝達機構３３、回転規制機構３４及びホルダ空気口群３６を収容する。図７に示すように、駆動軸３０は、Ｘ軸方向に延伸する軸部材であり、軸受３７０を介してホルダ筐体３７により回転可能に支持される。第１回転軸３１は、Ｘ軸方向に延伸する軸部材であり、一端が第１回転工具２１を保持し、他端は軸受３７１を介して動力伝達機構３３に回転可能に支持される。
　第２回転軸３２は、軸部３２１と、工具保持部３２２と、弾性部材３２３と、固定部材３２４を有し、軸受３７２を介してホルダ筐体３７により回転可能に支持される。軸部３２１は、固定部材３２４までＸ軸方向に貫通する空気孔３２５が形成される。工具保持部３２２は、一端が第２回転工具２２を保持し、他端が固定部材３２４に係合されて軸部３２１にＸ軸方向に摺動可能に設置される。弾性部材３２３は、一端が第２回転工具２２側の軸部３２１の内側に成される凹部に接し、他端が固定部材３２４に接するように配置される。固定部材３２４は、内側で工具保持部３２２の他端が貫通し、外径が異なる２つ円筒部を有する部材であり、径が大きい円筒部の側面が軸部３２１の内側と接し、工具保持部３２２と一体的に摺動可能に軸部３２１内に設置される。固定部材３２４は、内側で軸部３２１が貫通していることで空気孔３２５が形成される。
　図８に示すように、動力伝達機構３３は、互いに噛合して配置される第１歯車３３１、第２歯車３３２、第３歯車３３３及び第４歯車３３４を有し、駆動軸３０を介して伝達された動力を、第１回転軸３１及び第２回転軸３２に伝達する。第１歯車３３１は、キー等の係合部材３３５を介して駆動軸３０に係合される。第３歯車３３３は、係合部材３３５を介して第１回転軸３１に係合される。第４歯車３３４は、係合部材３３５を介して第２回転軸３２に係合される。
　図７及び８に示すように、回転規制機構３４は、ピストン３４１と、係止部材３４２と、連結部材３４３とを有する。ピストン３４１は、駆動軸３０、第１回転軸３１及び第２回転軸３２の軸方向であるＸ軸方向の延伸する円柱状の部材である。ピストン３４１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の何れとも相違する方向に延伸する溝部３４４が形成される。溝部３４４は、Ｘ軸方向からＹ軸方向に向けて略１５°傾斜している。
　係止部材３４２は、略円錐状の係止部を上端に有し、Ｘ軸方向へのピストン３４１の移動に伴ってＹ軸方向に移動して、係止部が第４歯車３３４の歯溝に噛合されることで、駆動軸３０、第１回転軸３１及び第２回転軸３２は回転を規制する。連結部材３４３は、一端が係止部材３４２に固定され且つ他端が溝部３４４に挿入される棒状の部材である。
　図９Ａ～９Ｄに示すように、ホルダ空気口群３６は、空気配管５に接続される第１空気口Ａ０、第２空気口Ｂ０、第３空気口Ｃ０、第４空気口Ｄ０、第５空気口Ｅ０、及び第６空気口Ｆ０を含み、工具ホルダ３が第２停止位置に旋回したときに、圧縮空気が空気配管５を介して供給される。圧縮空気が空気配管５を介して工具ホルダ３に供給されることで、第２回転工具２２が交換される際に作動する各々の構成による一連の動作が行われる。
　次に第２回転工具２２が交換される際に作動する各々の構成による一連の動作について説明する。第１空気口Ａ０から圧縮空気が供給されると、工具保持部３２２及び固定部材３２４が図７に示されるＸ軸方向に移動して、第２回転工具２２は、工具保持部３２２による保持から開放される。第２空気口Ｂ０から圧縮空気が供給されたときに、空気圧が高いもしくは流量が多い状態であると、ＮＣ装置は、第２回転工具２２が密着していると判定する。一方、第２空気口Ｂ０から圧縮空気が供給されたときに、空気圧が低いもしくは流量が少ない状態であると、ＮＣ装置は、第２回転工具２２が密着していないと判定する。これにより第２回転工具２２の装着状態の確認ができる。
　第３空気口Ｃ０から圧縮空気が供給されると、ピストン３４１がＸ軸方向に移動する。ピストン３４１が移動することに応じて、係止部材３４２は、図７に示される－Ｙ軸方向に移動して、第４歯車３３４の歯溝に噛合して、駆動軸３０、第１回転軸３１及び第２回転軸３２は回転が規制される。
　第４空気口Ｄ０から圧縮空気が供給されると、ピストン３４１が－Ｘ軸方向に移動する。ピストン３４１が－Ｘ軸方向に移動することに応じて、係止部材３４２は、図７に示されるＹ軸方向に移動して、第４歯車３３４の歯溝から離隔して、駆動軸３０、第１回転軸３１及び第２回転軸３２は回転可能な状態になる。
　第５空気口Ｅ０から圧縮空気が供給されると、空気孔３２５を介して第２回転軸３２の内部がブロー洗浄される。第６空気口Ｆ０から圧縮空気が供給されると、工具保持部３２２及び固定部材３２４が図７に示される－Ｘ軸方向に移動して、第２回転工具２２は、工具保持部３２２に保持される。
　図１２～１４に示すように、巻取装置６は、巻取筐体６９内に、軸支持部材６１、第１軸部材６２、第２軸部材６３、第１固定部材６４、第２固定部材６５、接合部材６６、回転部材６７及び巻取空気口群６８を収容する。
　軸支持部材６１は、円柱状の部材であり、中心部を貫通する貫通孔に第１軸部材６２の上部が挿入される。第１軸部材６２は、軸支持部材６１よりも径が小さい円柱状の部材であり、上部が軸支持部材６１に挿入され、下部が第２軸部材６３に挿入される。第１軸部材６２は、軸受６０１を介して第１固定部材６４に回転可能に支持される。第２軸部材６３は、軸支持部材６１よりも径が小さく且つ第１軸部材６２よりも径が大きい円柱状の部材である。第２軸部材６３は、上部に第１軸部材６２の下部が挿入され、軸受６０１及び封止部材６０２を介して第２固定部材６５に回転可能に支持される。
　接合部材６６は、第２軸部材６３の端部に中心部分で接合された円盤状の部材であり、回転部材６７が外縁に接合される。回転部材６７は、円筒状の部材であり、下端に接合部材６６が接続される。回転部材６７の内壁は、軸受６０１及び封止部材６０２を介して第２固定部材６５の外壁に回転可能に接触する。回転部材６７の外壁に、巻取空気口群６８が配置される。
　第１軸部材６２及び第２軸部材６３、接合部材６６及び回転部材６７は、工具ホルダ３の旋回に応じて旋回する。第１軸部材６２は、空気配管５及び補助帯７を巻き取る方向に回転力が印加されており、旋回機構４による工具ホルダ３の旋回に応じて旋回し、印加された回転力によって空気配管５及び補助帯７を巻き取る。第１軸部材６２は、空気注入口６１１から供給される圧縮空気によって、空気配管５及び補助帯７を巻き取る方向に回転力が印加される。一方、軸支持部材６１及び第１固定部材６４～第２固定部材６５は、工具ホルダ３が旋回するときに旋回せずに固定される。
　巻取空気口群６８は、複数の空気配管５にそれぞれが接続される第１空気口ａ０、第２空気口ｂ０、第３空気口ｃ０、第４空気口ｄ０、第５空気口ｅ０、及び第６空気口ｆ０を含む。第１空気口ａ０はホルダ空気口群３６の第１空気口Ａ０に接続され、第２空気口ｂ０はホルダ空気口群３６の第２空気口Ｂ０に接続され、第３空気口ｃ０はホルダ空気口群３６の第３空気口Ｃ０に接続される。第４空気口ｄ０はホルダ空気口群３６の第４空気口Ｄ０に接続され、第５空気口ｅ０はホルダ空気口群３６の第２空気口Ｅ０に接続され、第６空気口ｆ０はホルダ空気口群３６の第６空気口Ｆ０に接続される。
　第１空気口ａ０は、工具ホルダ３が第２停止位置に旋回したとき、図１６Ｃに示される第１１空気配管ａ１、図１８Ａに示される第１２空気配管ａ２、図１６Ａに示される第１３空気配管ａ３及び第１４空気配管ａ４を介して、圧縮空気が第１空気口Ａ０を介して工具ホルダ３に供給される。
　第２空気口ｂ０は、工具ホルダ３が第２停止位置に旋回したとき、図１７Ｅに示される第２１空気配管ｂ１、図１５Ａに示される第２２空気配管ｂ２及び第２３空気配管ｂ３を介して、圧縮空気が第２空気口Ｂ０を介して工具ホルダ３に供給される。
　第３空気口ｃ０は、工具ホルダ３が第２停止位置に旋回したとき、圧縮空気が供給される。第３空気口ｃ０は、図１７Ｂに示される第３１空気配管ｃ１、図１７Ｇに示される第３２空気配管ｃ２、図１７Ｃに示される第３３空気配管ｃ３、図１６Ｂに示される第３４空気配管ｃ４及び第３５空気配管ｃ５を介して、圧縮空気が第３空気口Ｃ０を介して工具ホルダ３に供給される。
　第４空気口ｄ０は、工具ホルダ３が第２停止位置に旋回したとき、圧縮空気が供給される。第４空気口ｄ０は、図１７Ｄに示される第４１空気配管ｄ１、図１７Ｇに示される第４２空気配管ｄ２、図１７Ｅに示される第４３空気配管ｄ３、図１５Ａに示される第４４空気配管ｄ４及び第４５空気配管ｄ５を介して、圧縮空気が第４空気口Ｄ０を介して工具ホルダ３に供給される。
　第５空気口ｅ０は、工具ホルダ３が第２停止位置に旋回したとき、図１７Ａに示される第５１空気配管ｅ１、図１６Ａに示される第５２空気配管ｅ２及び第５３空気配管ｅ３を介して、圧縮空気が第５空気口Ｅ０を介して工具ホルダ３に供給される。
　第６空気口ｆ０は、工具ホルダ３が第２停止位置に旋回したとき、図１７Ｃに示される第６１空気配管ｆ１、図１６Ｂに示される第６２空気配管ｆ２第６３空気配管ｆ３を介して、圧縮空気が第６空気口Ｆ０を介して工具ホルダ３に供給される。
　図１９Ａ～１９Ｃを参照して、ＮＣ装置による工具ホルダ３及び巻取装置６の制御について説明する。まず、ＮＣ装置は、旋回機構４を制御して、工具ホルダ３及び巻取装置６を図１９Ａに示す第１停止位置に移動させる。第１停止位置では、工具ホルダ３に保持される第１回転工具２１及び第２回転工具２２の刃先が主軸１１側に向くＸ軸方向に延伸するように配置される。次いで、ＮＣ装置は、Ｘ軸方向に工具ホルダ３を移動させ、第１回転工具２１及び第２回転工具２２や他に設置されている工具によって、主軸１１の把持したワークが加工される。
　ＮＣ装置は、第２回転工具２２の交換の必要が生じると、－Ｘ軸方向に工具ホルダ３を主軸から離すように移動させ、旋回機構４を制御して、工具ホルダ３及び巻取装置６を第１停止位置から第２停止位置に移動させる。工具ホルダ３及び巻取装置６は、旋回機構４が旋回することに応じて、ほぼ同じ回転速度と回転位相で同期するように第１停止位置から９０°旋回し、図１９Ｂに示す位置に旋回した後に、図１９Ｃに示す第２停止位置まで旋回する。第２停止位置では、工具ホルダ３に保持される第１回転工具２１及び第２回転工具２２の刃先が自動工具交換装置側に向くように配置される。
　次いで、ＮＣ装置が、工具ホルダ３と自動工具交換装置１３とを接近させ、コンプレッサから圧縮空気を所定の空気配管５を介して工具ホルダ３に供給する。供給された圧縮空気によって工具交換に必要な各々の構成が作動して第２回転工具２２が工具ホルダ３から取り外され、自動工具交換装置１３に収納されている別の回転工具が装着される。ＮＣ装置は、第２回転工具２２の交換が終了すると、旋回機構４を制御して、工具ホルダ３及び巻取装置６を、図１９Ｃに示す第２停止位置から－９０°旋回し、図１９Ｂに示す位置に旋回した後に、図１９Ａに示す第１停止位置まで旋回させる。
　（実施形態に係る刃物台の作用効果）
　刃物台１は、巻取装置６が工具ホルダ３の旋回に応じて旋回し、印加された回転力によって複数の空気配管５を巻き取るので、旋回に応じた長さとすることができる。
　また、刃物台１では、巻取装置６は、旋回可能な軸部材に接合されて工具ホルダ３の旋回に応じて旋回する回転部材６７に空気配管を接続することで、工具ホルダ３の旋回に伴って旋回した際にも、印加された回転力によって簡便な構成で空気配管がたるまないように巻き取ることができる。
　また、刃物台１では、巻取装置６は、工具ホルダ３とともに旋回して前記第１停止位置及び前記第２停止位置の間で旋回することができるとともに、前記複数の空気配管のそれぞれと接続される内部配管が形成されているので、コンパクトな構成で空気配管を巻き取ることができる。
　（実施形態に係る刃物台の変形例）
　刃物台１では、巻取装置６は、工具ホルダ３と巻取装置６との間は複数の空気配管５によって接続されるが、実施形態に係る刃物台では、工具ホルダと巻取装置との間は電気配線等の他の線形部材によって接続されてもよい。
　また、刃物台１では、巻取装置６は、工具ホルダ３と巻取装置６との間は複数の空気配管５及び補助帯７によって接続されるが、実施形態に係る刃物台では、補助帯７を配置せずに、複数の空気配管５のみによって接続されてもよい。
　以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものである。特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点および欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。

Claims (6)

  1. 　基台と、
    　前記基台に旋回可能に支持され、工具を保持する工具保持装置と、
    　前記工具保持装置を旋回する旋回機構と、
    　前記工具保持装置に一端が接続された可とう性の複数の線状部材と、
    　前記複数の線状部材のそれぞれの他端に接続され、前記旋回機構による前記工具保持装置の旋回に応じて旋回することで前記複数の線状部材を巻き取る巻取装置と、
    　を有する、ことを特徴とする刃物台。
  2. 　前記巻取装置は、
    　前記基台に旋回可能に支持された軸部材と、
    　前記軸部材の外周に沿って配置され、且つ、前記基台に固定された固定部材と、
    　前記軸部材の端部に接合された円盤状の接合部材と、
    　前記接合部材の外縁に接合され、且つ、前記複数の線状部材のそれぞれの他端に接続されることで、前記工具保持装置の旋回に応じて旋回する回転部材と、
    　を有する、請求項１に記載の刃物台。
  3. 　前記複数の線状部材は、工具の着脱を制御する流体を前記工具保持装置に供給する複数の流体配管を含む、請求項２に記載の刃物台。
  4. 　前記工具保持装置は、第１停止位置と、前記第１停止位置から１８０°旋回した第２停止位置との間で旋回し、
    　前記固定部材は、前記複数の空気配管のそれぞれと接続可能な内部配管が形成されている、請求項３に記載の刃物台。
  5. 　前記複数の線状部材は、前記複数の流体配管に並列に配置された補助帯を更に含む、請求項３又は４に記載の刃物台。
  6. 　ワークを回転可能に保持する主軸と、
    　前記ワークを切削する工具を保持する刃物台と、を有し、
    　前記刃物台は、
    　基台と、
    　前記基台に旋回可能に支持され、工具を保持する工具保持装置と、
    　前記工具保持装置を旋回する旋回機構と、
    　前記工具保持装置に一端が接続された可とう性の複数の線状部材と、
    　前記複数の線状部材のそれぞれの他端に接続され、前記旋回機構による前記工具保持装置の旋回に応じて旋回することで前記複数の線状部材を巻き取る巻取装置と、
    　を有する、ことを特徴とする工作機械。
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