JP5107551B2

JP5107551B2 - 回転工具付刃物台

Info

Publication number: JP5107551B2
Application number: JP2006277957A
Authority: JP
Inventors: 真也根尾; 勉尾碕; 隆彦小豆澤
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2026-10-11
Also published as: US7506424B2; CN101161381B; DE102007048603A1; US20080086861A1; CN101161381A; JP2008093780A; ITMI20071934A1

Description

本発明は、タレットを旋回させるための旋回機構と、タレットの工具ステーションに取り付けられた複数の回転工具を回転駆動する工具回転機構とを備えた回転工具付刃物台に関するものである。

従来の回転工具付刃物台として、駆動軸の駆動力を伝達するための工具結合軸を設けた非旋回ハウジングを有しており、タレットが加工するステーションを割出したときにのみ、タレットに取り付けられた回転工具と工具結合軸とが結合するものが知られている。かかる従来の回転工具付刃物台においては、タレットを旋回割出しした際には、全ステーションについて、回転工具の軸心と工具結合軸の軸心とが一致している必要があり、そのためには、旋回するタレットと工具連結軸を設けた非旋回ハウジングとが、高精度に位置合わせ（位相合わせ）されている必要がある。ところが、非旋回ハウジングの保持軸は、後方でキーによって回り止めされていることが多いため、ねじれ剛性や回り止め剛性が高い場合でも保持軸が捩れてしまい易く、タレットと非旋回ハウジングとを高精度に位置（位相）合わせすることが難しい。それゆえ、従来の回転工具付刃物台においては、回転工具の軸心と工具結合軸の軸心とのずれが誘発され、過負荷となったり、異常音が発生したりするのみならず、高速伝達あるいは高トルク伝達ができなくなったりする。そして、回り止め部と非旋回ハウジングとの距離が長ければ長いほど、その傾向が顕著なものとなる。

それゆえ、特許文献１の如く、タレット内部に位相決めピンが出没自在に設けられており、その位相決めピンを非旋回ハウジングと係合させることによって、非旋回ハウジングとタレットとの位相のずれを防止したタレット刃物台が考案されている。

特開平５−２８５７０９号公報

しかしながら、上記特許文献１のタレット刃物台は、タレットを非旋回ハウジングにクランプするためのクランプ機構が所謂２ピースのカップリングによって構成されており、クランプ・アンクランプする際にタレットを前後に移動させなければならないため、タレットの前後方向の剛性が低く、高精度の加工を施すのが難しい、という不具合がある。また、タレット内の位相決めピンを非旋回ハウジングに係合させるための機構が複雑であるため、故障し易い上、メンテナンスが煩わしい、という不具合もある。

本発明の目的は、上記従来のタレット刃物台の問題点を解消し、回転工具の軸心と工具結合軸の軸心とのずれを高精度に防止することができるのみならず、タレットの前後方向の剛性が高く、高精度の加工を施すことが可能である上、タレット内の位相決めピンを非旋回ハウジングに係合させるための機構がシンプルで、故障しにくく、メンテナンスが容易であり、製造コストが安価な回転工具付刃物台を提供することにある。

かかる本発明の内、請求項１に記載された発明は、回転工具を有するタレットが刃物台本体に回転可能に取り付けられているとともに、そのタレットの内部に、非旋回ハウジングが設けられており、その非旋回ハウジングに取り付けられた工具結合軸によって前記回転工具が駆動されるタレット式の回転工具付刃物台であって、前記刃物台本体内に、前後にスライド可能な可動部材が設けられており、その可動部材の先端に第一のカップリング部材が固着されている一方、前記タレットに第二のカップリング部材が設けられており、かつ、前記非旋回ハウジングに第三のカップリング部材が設けられており、前記可動部材を前方へスライドさせて前記第一のカップリング部材を前記第二のカップリング部材および前記第三のカップリング部材に噛合させることによって、前記タレットを前記非旋回ハウジングに対してクランプし、前記可動部材を後方へスライドさせて前記第一のカップリング部材と前記第二のカップリング部材および前記第三のカップリング部材との噛合を解除することによって、前記タレットを前記非旋回ハウジングに対してアンクランプするものであるとともに、前記タレット内において、前記可動部材の先端に棒状の位相決めピンが直接的に設けられ、前記可動部材のスライドにより出没可能となっており、前記タレットを旋回割出した後に前記非旋回ハウジングに対してクランプする際に、前記位相決めピンを突出させて前記非旋回ハウジングと係合させることによって、前記タレットとともに旋回割出しされる前記回転工具の軸心と前記工具結合軸の軸心とがずれないように位相決めすることを特徴とするものである。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、可動部材が油圧機構によって前後にスライドするものであることを特徴とするものである。

請求項１の回転工具付刃物台によれば、タレットと非旋回ハウジングとが位相決めピンによって最も近いルートで直接的に連結されるので、回転工具の軸心と工具結合軸の軸心とのずれを、きわめて高い精度で効果的に防止することができる。加えて、非旋回ハウジングの保持軸がタレットと離れた位置で回り止めされている細長型の回転工具付刃物台に適用した場合でも、非旋回ハウジングの保持軸の剛性、精度に影響されることなく同様の効果を奏することができる。また、タレットを非旋回ハウジングに対してクランプするためのカップリング機構が、所謂３ピースカップリングであるので、噛合の係脱に際してタレットを前後移動させる必要がないので、タレットの前後方向の剛性が高いため、高精度の加工が可能である。さらに、位相決めピンが可動部材の先端に直接的に設けられているため、位相ピンの駆動機構がシンプルであり、駆動源からの駆動力がロスなく位相決めピンに伝達され、位相決めピンの駆動応答が早い。加えて、位相決めピンの駆動機構に要する部品点数が少ないため、製造コストが安価である。

請求項２の回転工具付刃物台によれば、位相決めピンを備える可動部材が油圧機構によって前後にスライドするため、位相決めピンの駆動機構が故障しにくい上、メンテナンスが容易である。

以下、本発明の回転工具付刃物台の一実施形態について、図面にしたがって詳細に説明する。図１は、回転工具付刃物台の鉛直断面の様子を示したものであり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面の様子を示したものである。回転工具付刃物台２１は、刃物台本体２２の前端に、工具を取り付けたタレット１を回転可能に設けたものである。刃物台本体２２の内部には、長尺な工具駆動軸５が、図示しない工具駆動モータによって回転自在に支持されている。また、工具駆動軸５の外周には、長尺な円筒状のハウジング保持軸７が設けられており、そのハウジング保持軸７の基端が、キー１１によって刃物台本体２２に強固に固定された状態になっている。加えて、ハウジング保持軸７の基端には、後述する非旋回ハウジング２を前方に付勢するためのバネ１２が設けられている。

また、ハウジング保持軸７の外周には、長尺な円筒状のタレット旋回軸６が、図示しない旋回駆動モータによって回転自在に設けられている。すなわち、刃物台本体２２の内部は、工具回転駆動軸５の外側をタレット旋回軸６とハウジング保持軸７とで覆った三層構造になっている。そして、タレット旋回軸６の先端には、円盤状のタレット１が固着されている。

タレット１の先端側の外周には、１２個の工具ステーション３０，３０・・が、軸心から放射方向に等角度で設けられており、それらの各ステーション３０，３０・・に工具回転軸３２が設けられている。また、タレット１の先端側には、非旋回ハウジング２が設置されており、その中心を工具駆動軸５の先端部分が貫通した状態になっている。非旋回ハウジング２の基端には、小径部分が設けられており、その小径部分が、タレット１の軸心部分を貫通して、ハウジング保持軸７と連結（固定）された状態になっている。また、非旋回ハウジング２のタレット１の先端面と隣接した位置には、タレット１を貫通した位相決めピン８の先端を嵌合させるための１２個のブシュ１０，１０・・が、それぞれ扁平な円柱状に穿設されている。さらに、非旋回ハウジング２には、工具結合軸３が、工具駆動軸５に対して垂直に設けられており、工具駆動軸５の回転方向が、工具駆動軸５の先端に設けられたベベルギヤ４によって９０°方向転換されるようになっている。

また、タレット１の後方には、前側をフランジ状に形成し基端面に歯車を形成した扁平円筒状の第二カップリング部材２８が固着されている。さらに、その第二カップリング部材２８の小径部分の外側には、小径に形成された基端側の端面に歯車を形成した扁平円筒状の第三カップリング部材２９が設けられており、刃物台本体２２に固着された状態になっている。

一方、タレット旋回軸６の外周には、長尺な円筒状の可動部材２７が設けられている。そして、その可動部材２７の基端には、ドーナッツ状のタレットクランプアンクランプピストン９が固定されており、図示しないクランプ用油供給口およびアンクランプ用油供給口から圧油を供給することによって前後にスライドするようになっている。また、可動部材２７の先端には、先端面の外周際に歯車を形成した扁平円柱状の第一カップリング部材２６が固着されており、その第一カップリング部材２６の軸心側には、フランジ部分を有する係合部材２５が固着されている。なお、第一カップリング部材２６、タレット１に固着された第二カップリング部材２８、および、刃物台本体２２に固着された第三カップリング部材２９は、所謂３ピースの噛合カップリングを構成するものである。

また、タレット１の回転軸心の鉛直上方には、ピン挿通孔２３がタレットの回転軸と平行に穿設されており、そのピン挿通孔２３の内部には、位相決めピン８が摺動可能に設置されている。位相決めピン８は、円柱状に形成されており、基端に切り欠き２４が設けられている。そして、その切り欠き２４に、可動部材２７の先端に固着された係合部材２５のフランジ部分が係合した状態になっている。

上記の如く構成された回転工具付刃物台２１においては、タレット１をアンクランプして旋回割出しする場合には、アンクランプ用油供給口（図示せず）に圧油を供給することによって、タレットクランプアンクランプピストン９を後方にスライドさせる。かかるタレットクランプアンクランプピストン９の後方へのスライドに伴って、可動部材２７が後方へスライドすると、第一カップリング部材２６と第二カップリング部材２８、第三カップリング部材２９との噛合状態が解除される。

また、それらのカップリング部材の噛合状態の解除と同時に、係合部材２５を介してタレットクランプアンクランプピストン９に連結された位相決めピン８が、タレット１のピン挿通孔２３内を後方へ摺動し、非旋回ハウジング２に穿設されたブシュ１０から外れることによって、タレット１が非旋回ハウジング２に対して旋回可能な状態となる。

しかる後、タレット旋回軸６に連結された旋回駆動モータ（図示せず）を作動させ、タレット１を旋回させることによって、次に使用する工具ステーション３０を所定位置に割り出す。そして、工具ステーション３０が割り出された後に、タレット１が停止すると、クランプ用油供給口（図示せず）に圧油を供給することによって、タレットクランプアンクランプピストン９を前方にスライドさせる。かかるタレットクランプアンクランプピストン９の前方へのスライドに伴って、可動部材２７が前方へスライドすると、第一カップリング部材２６が、第二カップリング部材２８、第三カップリング部材２９と噛合することによって、タレット１を非旋回ハウジング２に対してクランプする。

また、それらのカップリング部材の噛合と同時に、タレットクランプアンクランプピストン９に連結された位相決めピン８が、タレット１のピン挿通孔２３内を前方へ摺動し、位相決めピン８の先端が非旋回ハウジング２のブシュ１０に嵌合することによって、所望する工具ステーション３０が回転工具結合軸３に対して正しい位相となるように位置決めされる。そして、その状態で工具駆動モータ（図示せず）を作動させると、工具駆動軸５が回転し、その回転力がベベルギヤ４を介して工具結合軸３に伝達され、さらにその工具結合軸３の回転力が工具回転軸３２に伝達されて、工具ステーション３０に装着されている回転工具（ＮＣ旋盤用回転工具等）が回転する。

回転工具付刃物台２１は、上記の如く、タレット１を旋回割出した後に非旋回ハウジング２に対してクランプする際に、タレット１内に設けられた位相決めピン８を突出させて非旋回ハウジング２と係合させるものであり、タレット１と非旋回ハウジング２とが位相決めピン８によって最も近いルートで直接的に連結されるため、細長型の回転工具付刃物台であるにも拘わらず、回転工具の軸心と工具結合軸３の軸心とのずれを、きわめて高い精度で効果的に防止することができる。また、タレット１を非旋回ハウジング２に対してクランプするためのカップリング機構が、第一カップリング部材２６、第二カップリング部材２８、および第三カップリング部材２９からなる３ピースカップリングであり、噛合の係脱に際してタレット１を前後移動させる必要がないため、タレット１の前後方向の剛性が高いので、高精度の加工が可能である。

また、回転工具付刃物台２１は、位相決めピン８の駆動機構がシンプルであり、駆動源からの駆動力がロスなく位相決めピン８へ伝達されるため、位相決めピン８の駆動応答が早い。また、位相決めピン８の駆動機構が故障しにくい上、メンテナンスが容易である。また、位相決めピン８の駆動機構に要する部品点数が少ないため、製造コストが安価である。

なお、本発明の回転工具付刃物台の構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、刃物台本体、タレット、非旋回ハウジング、位相決めピン、タレットクランプアンクランプピストン、可動部材等の形状・構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。

たとえば、タレットは１２個の工具ステーションを設けたものに限定されず、タレットに設ける工具ステーションの数は、必要に応じて適宜変更することができる。また、タレットクランプアンクランプピストンは、油圧によって作動するものに限定されず、モータ等の別の駆動力によって作動するものに変更することも可能である。

本発明の回転工具付刃物台は、上記の如く優れた効果を奏するものであるので、工具を装着可能なタレットを回転可能に支持した各種の刃物台に広く適用することができる。

回転工具付刃物台の鉛直断面を示す説明図である。図１におけるＡ−Ａ線断面を示す説明図である。

符号の説明

１・・タレット、２・・非旋回ハウジング、３・・工具回転軸、８・・位相決めピン、９・・タレットクランプアンクランプピストン、１０・・ブシュ、２１・・回転工具付刃物台、２２・・刃物台本体、２６・・第一カップリング部材、２７・・可動部材、２８・・第二カップリング部材、２９・・第三カップリング部材。

Claims

回転工具を有するタレットが刃物台本体に回転可能に取り付けられているとともに、そのタレットの内部に、非旋回ハウジングが設けられており、その非旋回ハウジングに取り付けられた工具結合軸によって前記回転工具が駆動されるタレット式の回転工具付刃物台であって、
前記刃物台本体内に、前後にスライド可能な可動部材が設けられており、その可動部材の先端に第一のカップリング部材が固着されている一方、前記タレットに第二のカップリング部材が設けられており、かつ、前記非旋回ハウジングに第三のカップリング部材が設けられており、
前記可動部材を前方へスライドさせて前記第一のカップリング部材を前記第二のカップリング部材および前記第三のカップリング部材に噛合させることによって、前記タレットを前記非旋回ハウジングに対してクランプし、
前記可動部材を後方へスライドさせて前記第一のカップリング部材と前記第二のカップリング部材および前記第三のカップリング部材との噛合を解除することによって、前記タレットを前記非旋回ハウジングに対してアンクランプするものであるとともに、
前記タレット内において、前記可動部材の先端に棒状の位相決めピンが直接的に設けられ、前記可動部材のスライドにより出没可能となっており、
前記タレットを旋回割出した後に前記非旋回ハウジングに対してクランプする際に、前記位相決めピンを突出させて前記非旋回ハウジングと係合させることによって、前記タレットとともに旋回割出しされる前記回転工具の軸心と前記工具結合軸の軸心とがずれないように位相決めすることを特徴とする回転工具付刃物台。
可動部材が油圧機構によって前後にスライドするものであることを特徴とする請求項１に記載の回転工具付刃物台。