JP2015093370A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】工具の汎用性を維持して、旋削工具を使用することができる工作機械を提供する。
【解決手段】工作機械は、主軸１１を軸回りに回転可能に保持する主軸ヘッド１０と、主軸１１を軸回りに回転させる駆動源と、工具を収納する回転式の工具マガジンと、主軸１１に取り付けてある主軸歯車１３と、工具マガジンに取り付けてあり、主軸歯車１３に噛合して、主軸１１の回転を工具マガジンに伝達する伝達歯車とを備える工作機械において、主軸歯車１３に係合して、主軸１１の回転を規制する規制部８０を主軸ヘッド１０に設けてあることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、主軸に取り付けた歯車と、工具を収容する回転式の工具マガジンに取り付けた歯車とを噛合させて、両歯車を介して主軸の回転を工具マガジンに伝達し、工具を選択する工作機械に関する。

工作機械は、ワークをテーブル上に保持し、主軸に装着された工具によってフライス加工、ねじ立て等種々の加工を行う。工具は回転式の工具マガジンに収容されている。工具マガジンの回転によって、主軸に装着する工具が選択される。特許文献１には、主軸の下端部外周面に設けた主軸側ギヤ（主軸歯車）と、該主軸歯車に噛合し、前記工具マガジンの回転軸に動力を伝達するマガジン側ギヤ（マガジン歯車）と、前記主軸歯車の昇降に応じて、マガジン歯車を主軸歯車に接近／離反させる機構とを備える工作機械が開示してある。

主軸が上昇した場合、マガジン歯車は、前記機構の動作によって主軸歯車に接近する。主軸が工具交換位置に至った場合、主軸歯車及びマガジン歯車は噛合する。主軸歯車の回転によって、マガジン歯車が回転して、工具マガジンが回転する。そして主軸に装着される所定位置に所定の工具が配される。

主軸が下降した場合、所定位置に配された工具が主軸に装着され、前記機構の動作によってマガジン歯車は主軸歯車から離反する。主軸歯車及びマガジン歯車の噛合は解除される。

工具には、回転する回転工具及び固定した旋削工具がある。回転工具は回転しながらワークに当接し、ワークを加工する。旋削工具は、回転するワークに当接してワークを加工する。旋削工具を主軸に装着した場合、主軸を固定しなければならない。

特許文献２には、主軸を保持する主軸ヘッドに旋削工具を固定する工作機械が開示してある。旋削工具にフランジを設け、該フランジに孔を形成し、主軸ヘッドに前記孔に挿入されるピンを設ける。ピンが孔に挿入され、旋削工具は固定される。

特開２０１２−０６１５２６号公報 特開２０１２−２１３８２６号公報

しかし旋削工具にフランジを設けた場合、回転工具に比べて形状が複雑になる。旋削工具の仕様は回転工具の仕様とは異なることになり、工具の汎用性が低下する。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、工具の汎用性を維持して、旋削工具を使用することができる工作機械を提供することを目的とする。

本発明に係る工作機械は、主軸を軸回りに回転可能に保持する主軸ヘッドと、前記主軸を軸回りに回転させる駆動源と、工具を収納する回転式の工具マガジンと、前記主軸に取り付けてある主軸歯車と、前記工具マガジンに取り付けてあり、前記主軸歯車に噛合して、前記主軸の回転を前記工具マガジンに伝達する伝達歯車とを備える工作機械において、前記主軸歯車に係合して、前記主軸の回転を規制する規制部を前記主軸ヘッドに設けてあることを特徴とする。

本発明においては、旋削工具が主軸に装着された場合、規制部が主軸歯車に係合して、主軸の回転を不可能にするので、旋削工具を複雑な形状に設計する必要は無い。

本発明に係る工作機械は、前記規制部は、前記主軸歯車の軸回りに回転不能に且つ前記主軸歯車に接離するように構成されていることを特徴とする。

本発明においては、規制部は、主軸歯車の軸回りに回転しない。旋削工具が主軸に装着された場合、規制部が主軸歯車に接近して係合することによって、主軸歯車は回転不能になる。一方、回転工具が主軸に装着された場合、規制部は主軸歯車から離反し、主軸歯車は回転する。

本発明に係る工作機械は、前記規制部は、前記主軸歯車の軸回りに回転不能な非回転歯車と、該非回転歯車を軸長方向に移動させて、前記主軸歯車に接離させる機構とを有することを特徴とする。

本発明においては、旋削工具が主軸に装着された場合、非回転歯車は主軸歯車に噛合し、主軸歯車は回転不能になる。一方、回転工具が主軸に装着された場合、非回転歯車は主軸歯車から離反し、主軸歯車は回転する。

本発明に係る工作機械は、前記主軸歯車及び非回転歯車は斜歯歯車であることを特徴とする。

本発明においては、主軸歯車及び非回転歯車を斜歯歯車にすることによって、非回転歯車が軸長方向に移動して、主軸歯車に噛合した場合、平歯車を使用したときに比べてバックラッシュは低減し、主軸歯車及び非回転歯車の斜歯は接触し易くなる。そのため主軸歯車をより確実に回転不能にすることができる。

本発明に係る工作機械は、前記規制部は、前記主軸歯車に噛合し、前記主軸歯車の軸回りに回転可能な回転歯車と、該回転歯車の回転を阻止する阻止部とを有することを特徴とする。

本発明においては、回転歯車を回転不能にして、主軸歯車を回転不能にする。

本発明に係る工作機械は、前記回転歯車は軸部を含み、前記軸部の周面に凹部が設けてあり、前記阻止部は、前記凹部に挿脱されるピンと、該ピンを前記凹部に挿脱させる駆動部とを含むことを特徴とする。

本発明においては、回転歯車の軸部に凹部を設ける。旋削工具が主軸に装着された場合、該凹部にピンが挿入される。回転工具が主軸に装着された場合、該凹部からピンが脱出する。

本発明に係る工作機械は、前記回転歯車は、軸部と、該軸部から径方向に突出した突出部とを含み、前記軸部の軸長方向に窪んだ凹部が前記突出部に設けてあり、前記阻止部は、前記凹部に挿脱されるピンと、該ピンを前記凹部に挿脱させる駆動部とを含むことを特徴とする。

本発明においては、回転歯車の軸部に径方向に突出した突出部を設け、該突出部に凹部を設ける。旋削工具が主軸に装着された場合、該凹部にピンが挿入される。回転工具が主軸に装着された場合、該凹部からピンが脱出する。

本発明に係る工作機械にあっては、旋削工具が主軸に装着された場合、規制部が主軸歯車に係合して、主軸の回転を不可能にするので、旋削工具を複雑な形状に設計する必要は無い。そのため工具の汎用性を維持しながら、旋削工具を使用することができる。また回転工具が主軸に装着された場合、規制部は主軸歯車との係合を解除する。

実施の形態１に係る工作機械を略示する側面図である。 工作機械を略示する斜視図である。 工作機械の主軸ヘッド付近の構成を略示する縦断面図である。 伝達機構を略示する縦断面図である。 主軸ヘッドに設けたカムを略示する斜視図である。 規制装置を略示する部分斜視図である。 規制装置を略示する部分縦断面図である。 実施の形態２に係る工作機械の回転歯車の回転に対する規制が解除された状態を略示する縦断面図である。 回転歯車の回転が規制された状態を略示する縦断面図である。 軸の大径部における横断面図である。 実施の形態３に係る工作機械の回転歯車の回転に対する規制が解除された状態を略示する縦断面図である。 回転歯車の回転が規制された状態を略示する縦断面図である。

（実施の形態１）
以下本発明を実施の形態１に係る工作機械を示す図面に基づいて詳述する。以下の説明では図において矢印で示す上下、左右及び前後を使用する。図１は工作機械を略示する側面図、図２は工作機械を略示する斜視図、図３は工作機械の主軸ヘッド１０付近の構成を略示する縦断面図である。

工作機械は基台１と、ＸＹ軸移動装置２と、テーブル３と、Ｚ軸移動装置４と、工具マガジン５と、工作機械の動作を制御する制御装置６とを備える。なおＸ軸方向は左右方向に、Ｙ軸方向は前後方向に、Ｚ軸方向は上下方向に対応する。

基台１上面にＸＹ軸移動装置２が設けてあり、該ＸＹ軸移動装置２にテーブル３が設けてある。テーブル３はＸＹ軸移動装置２の駆動によって左右又は前後方向に移動する。基台１上面において、ＸＹ軸移動装置２の後方にコラム７が立設している。コラム７の左右部それぞれから二つのフレーム８が突出しており、該フレーム８の前端部に工具マガジン５が設けてある。

コラム７の後部に制御装置６が設けてあり、コラム７の前部には、上下方向に移動するＺ軸移動装置４が設けてある。Ｚ軸移動装置４には主軸ヘッド１０が設けてある。主軸ヘッド１０は、上下方向を軸長方向とした主軸１１を軸回りに回転可能に支持している。主軸ヘッド１０及び主軸１１は二つのフレーム８の間に位置し、Ｚ軸移動装置４の駆動によって上下方向に移動する。

主軸ヘッド１０の上端部に主軸モータ１２（駆動源）が設けてある。主軸モータ１２はカップリング１４を介して主軸１１に連結している。主軸１１の下端部の外周に主軸歯車１３が嵌合している。主軸歯車１３は、斜歯歯車を備える。主軸１１の下端部には、工具を保持する工具ホルダ２０（工具）が装着される。主軸モータ１２の回転によって、主軸１１が軸回りに回転する。

工具マガジン５は、フレーム８の前端部に取り付けられた有底円筒状のハウジング５０を備える。ハウジング５０は、その底部を前側に位置させ且つ下向きに傾斜させた姿勢で、フレーム８に取り付けてある。ハウジング５０の底部中心部分には回転軸５２が軸回りに回転可能に貫通しており、該回転軸５２はハウジング５０から前方に突出している。

ハウジング５０の前側に、後述するアーム５４を支持する円筒状の支持部５１がハウジング５０と同軸的に設けてある。支持部５１は、その底部分を前側にしてハウジング５０を前から覆うように設けてある。支持部５１の底部分における中央部分は回転軸５２に連結している。支持部５１の周縁部分に、工具ホルダ２０を保持する複数のアーム５４が枢軸５３を介して周方向に並設してある。

アーム５４は、主軸ヘッド１０に接離する方向に、回動可能に支持部５１に支持されている。アーム５４は弾性部材（図示略）によって、主軸ヘッド１０に接近する方向に付勢されている。アーム５４は、支持部５１の径方向外向きに支持部５１から突出し、主軸ヘッド１０側に傾いている。アーム５４の突出端部は、二股に形成してある。工具を保持する工具ホルダ２０は、二股に形成された部分に保持される。回転軸５２の回転によって、支持部５１が回転し、アーム５４が回転する。ハウジング５０の内部には、主軸１１の回転力を回転軸５２に伝達する伝達機構６０が設けてある。

図４は伝達機構６０を略示する縦断面図である。伝達機構６０は、前後方向に移動可能な可動軸６１と、該可動軸６１に周設されたボールスプライン６４と、第１段付きギヤ軸６６と、第２段付きギヤ軸６７とを備える。

可動軸６１はハウジング５０の下部に配してあり、ハウジング５０から後方に突出している。可動軸６１の後端部には、主軸歯車１３に噛合する伝達歯車６２が設けてある。伝達歯車６２は斜歯歯車を備える。伝達歯車６２の中央部には、後述するカム７０に接触する接触子６３が設けてある。可動軸６１の前部には、径方向に突出した突出円環６１ａが設けてある。該突出円環６１ａとハウジング５０との間に弾性部材６５が設けてある。該弾性部材６５は突出円環６１ａを後方に付勢している。

ボールスプライン６４は、突出円環６１ａよりも後側において、可動軸６１の中途部に外嵌している。ボールスプライン６４は可動軸６１を軸長方向に移動可能に支持している。可動軸６１が軸回りに回転した場合、ボールスプライン６４も軸回りに回転する。ボールスプライン６４の前端部の外周面にはギヤ部６４ａが形成してある。

第１段付きギヤ軸６６は、ボールスプライン６４の上側にて、前後方向を軸長方向にして軸回りに回転可能に配してある。第１段付きギヤ軸６６の軸心はボールスプライン６４の軸心に略平行である。第１段付きギヤ軸６６の後端部に小径ギヤ６６ａが形成してあり、前端部に小径ギヤ６６ａよりも大径の大径ギヤ６６ｂが形成してある。大径ギヤ６６ｂは、ボールスプライン６４のギヤ部６４ａに噛合している。

第２段付きギヤ軸６７は、第１段付きギヤ軸６６の上側にて、前後方向を軸長方向にして軸回りに回転可能に配してある。第２段付きギヤ軸６７の軸心は第１段付きギヤ軸６６の軸心に略平行である。第２段付きギヤ軸６７の前端部に小径ギヤ６７ａが形成してあり、後端部に小径ギヤ６７ａよりも大径の大径ギヤ６７ｂが形成してある。大径ギヤ６７ｂは、第１段付きギヤ軸６６の小径ギヤ６６ａに噛合している。

前記回転軸５２は、ハウジング５０の底部中心部分から後方に突出している。回転軸５２の後端部にギヤ５２ａが形成してある。該ギヤ５２ａは、第２段付きギヤ軸６７の小径ギヤ６７ａに噛合している。伝達歯車６２が回転した場合、伝達歯車６２の回転は、ボールスプライン６４、第１段付きギヤ軸６６及び第２段付きギヤ軸６７を介して回転軸５２に伝達する。

図５は主軸ヘッド１０に設けたカム７０を略示する斜視図である。図５に示すように、主軸ヘッド１０の前端面にカム７０が設けてある。カム７０には、上下に延びたカム溝７１が設けてある。カム溝７１は、その下端部に、後方に向けて傾斜した傾斜部７１ａを備える。該傾斜部７１ａよりも上側において、カム溝７１は上下左右方向に平行な平坦部７１ｂを有する。カム溝７１には接触子６３が係合する。弾性部材６５の付勢力によって、接触子６３は常時カム溝７１に係合している。

接触子６３が平坦部７１ｂに係合している場合に、主軸ヘッド１０が上昇し、接触子６３が傾斜部７１ａに係合したとき、可動軸６１は後方に移動する。このとき工具ホルダ２０を装着した主軸１１は、アーム５４の二股に形成された部分の間を通過する。工具ホルダ２０は、二股に形成された部分に受け渡され、主軸１１から取り外される。なお主軸ヘッド１０の上昇時に、主軸１１及び主軸ヘッド１０はアーム５４に接触しない。

伝達歯車６２は主軸歯車１３に噛合する。主軸歯車１３が回転した場合、可動軸６１は回転し、第１段付きギヤ軸６６、第２段付きギヤ軸６７を介して回転軸５２が回転し、アーム５４は回転する。そして所望の工具を保持した工具ホルダ２０が主軸１１の下方に位置する。その後、主軸ヘッド１０は下降し、接触子６３は傾斜部７１ａに係合する。

接触子６３が傾斜部７１ａに係合している場合に、主軸ヘッド１０が下降し、接触子６３が平坦部７１ｂに係合したとき、可動軸６１は、弾性部材６５の付勢力に抗して前方に移動する。伝達歯車６２は主軸歯車１３から離反し、伝達歯車６２及び主軸歯車１３の噛合が解除される。このとき主軸１１の下方にてアーム５４に保持された工具ホルダ２０は、主軸１１に装着される。工具ホルダ２０を保持していたアーム５４は下方に回動し、主軸１１及び主軸ヘッド１０に接触しない。

図６は規制装置８０を略示する部分斜視図、図７は規制装置８０を略示する部分縦断面図である。主軸ヘッド１０の後部に、主軸歯車１３の回転を規制する規制装置８０（規制部）が設けてある。規制装置８０は、主軸ヘッド１０に噛合する回転不能な非回転歯車８１と、該非回転歯車８１を支持する支持体８５とを備える。

支持体８５は直方体状をなし、支持体８５の内部には、非回転歯車８１を収容する収容室８５ａが設けてある。非回転歯車８１は、上下方向を軸長方向とした軸（軸部）８２と、該軸８２の下端部に取り付けた斜歯歯車８３とを備える。軸８２は収容室８５ａの下部を貫通しており、軸８２の上部は収容室８５ａ内に位置する。軸８２の下部は支持体８５から下方に突出している。

軸８２の上部には径方向外向きに突出した突出部８２ａが設けてある。突出部８２ａの前後左右寸法は、収容室８５ａの前後左右寸法と略同じ寸法である。突出部８２ａの外側面には、シール部材８７が取り付けてあり、収容室８５ａの側壁面に接触している。突出部８２ａは収容室８５ａの上下方向中央部に位置する。

収容室８５ａの天面と突出部８２ａの上面との間に、弾性部材８６が設けてある。弾性部材８６は、突出部８２ａを下方向に付勢している。収容室８５ａの天面には、空気を吸入する吸入器８８が接続してある。弾性部材８６の付勢力によって、非回転歯車８１は下方に付勢され、主軸歯車１３から離反する。吸入器８８によって突出部８２ａよりも上側における空気が吸入された場合、負圧が発生し、非回転歯車８１は弾性部材８６の付勢力に抗して上昇し、主軸歯車１３に噛合する（図７に示す矢印参照）。非回転歯車８１が主軸歯車１３に噛合している場合、主軸歯車１３は回転せず、主軸１１も回転しない。非回転歯車８１が主軸歯車１３に噛合していない場合、主軸歯車１３は回転可能である。

旋削工具が主軸１１に装着されている場合、吸入器８８が作動し、非回転歯車８１は主軸歯車１３に噛合し、主軸１１は回転不能になる。そのため、工具ホルダ２０を複雑な形状に設計することなく、主軸１１の回転を規制することができる。回転工具が主軸１１に装着されている場合、吸入器８８は作動せず、弾性部材８６の付勢力によって、非回転歯車８１は主軸歯車１３から離反し、非回転歯車８１は主軸歯車１３に噛合しない。そのため回転工具によってワークを加工することができる。

また主軸歯車１３及び非回転歯車８１を斜歯歯車８３にすることによって、非回転歯車８１が上方に移動して、主軸歯車１３に噛合した場合、平歯車を使用したときに比べてバックラッシュは低減し、主軸歯車１３及び非回転歯車８１の斜歯は接触し易くなる。そのため主軸歯車１３をより確実に回転不能にすることができる。

規制装置８０の構成は、上述した構成に限定されず、非回転歯車８１を上下動させる構成であればよい。例えば、下方向に付勢する弾性部材８６に代えて、上方向に付勢する弾性部材を使用し、吸入器８８に代えて、圧縮空気を供給する供給器を使用してもよい。この場合、弾性部材の付勢力によって、非回転歯車８１は上昇し、供給器の作動によって非回転歯車８１は下降する。またピストン及びシリンダ機構、ボールねじ機構又はクランク機構等を使用して、非回転歯車８１を上下動させてもよい。

なお主軸歯車１３、伝達歯車６２及び非回転歯車８１に、斜歯歯車８３以外の歯車、例えば平歯車又は山歯歯車等を使用してもよい。

（実施の形態２）
以下本発明を実施の形態２に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。図８は回転歯車９１の回転に対する規制が解除された状態を略示する縦断面図、図９は回転歯車９１の回転が規制された状態を略示する縦断面図、図１０は軸９２の大径部９２ａにおける横断面図である。

規制装置９０は、主軸歯車１３に噛合する回転歯車９１と、該回転歯車９１を支持する支持体９５とを備える。支持体９５は直方体状をなし、支持体９５の内部には、回転歯車９１を収容する収容室９５ａが設けてある。回転歯車９１は、上下方向を軸長方向とした軸（軸部）９２と、該軸９２の下端部に取り付けられた斜歯歯車９３とを備える。

軸９２は収容室９５ａの下部を貫通しており、軸９２の上部は収容室９５ａ内に位置する。軸９２の下部は支持体９５から下方に突出している。軸９２の上部には径方向外向きに突出した大径部９２ａが設けてある。大径部９２ａの上側及び下側それぞれに軸受９４が設けてあり、該軸受９４を介して回転歯車９１は軸回りに回転可能に支持体９５に支持されている。大径部９２ａの周面には、後述する可動軸９６が挿入される一又は複数の係合凹部（凹部）９２ｂが設けてある。

支持体９５の後部に、前後方向に延びており、収容室９５ａに連なる通路９５ｂが形成してある。該通路９５ｂの収容室９５ａに連なる部分の直径は他の部分の直径よりも小さい。すなわち段差９５ｃが形成してある。通路９５ｂ内には、通路９５ｂ内を移動可能な可動軸９６が設けてある。可動軸９６の後端部には、径方向に突出した突出部９６ａが設けてある。突出部９６ａの周面には凹部９６ｂが形成してあり、該凹部９６ｂにシール部材９７が設けてある。

突出部９６ａと段差９５ｃとの間において、可動軸９６に弾性部材（駆動部）９８が周設してある。弾性部材９８は突出部９６ａを後方に付勢する。すなわち可動軸９６を収容室９５ａから離反させる方向に付勢する。通路９５ｂの後端部にはエルボ９５ｄが嵌入している。エルボ９５ｄはコンプレッサ９９に接続している。

図８に示すように、回転工具が主軸１１に装着されている場合、弾性部材９８の付勢力によって可動軸９６は後方へ移動し、収容室９５ａから離反する。可動軸９６は係合凹部９２ｂに係合しない。主軸１１は回転可能となる。

図９に示すように、旋削工具が主軸１１に装着されている場合、コンプレッサ９９が作動し、圧縮空気を通路９５ｂに供給する。突出部９６ａに前方への力が作用し、可動軸９６は弾性部材９８の付勢力に抗して収容室９５ａ側に移動し、係合凹部９２ｂに係合する。そのため回転歯車９１の回転が規制され、主軸歯車１３の回転も規制される。主軸１１は回転不能となる。

なお係合凹部９２ｂの数は以下のようにして決定される。工具交換を行う場合、主軸１１は原点位置まで回転してから、工具を交換する。すなわち、一の工具を取り付けてから、ワークの加工を行い、次の工具に交換するまでの間、主軸１１は、原点位置から原点位置まで自然数回転する。

この場合、主軸歯車１３及び回転歯車９１の歯数比を、回転歯車９１の歯数を分母として算出したとき、分母の数が係合凹部９２ｂの数となる。そして係合凹部９２ｂの数によって、３６０度を除算し、同位相間隔で係合凹部９２ｂを大径部９２ａに形成する。

例えば、主軸歯車１３の歯数が１００で、回転歯車９１の歯数が４０の場合、歯数比は５／２となる。主軸歯車１３が１回転した場合、回転歯車９１は５／２回転する。主軸歯車１３が２回転した場合、回転歯車９１は５回転する。主軸歯車１３が３回転した場合、回転歯車９１は１５／２回転する。このように、可動軸９６は、大径部９２ａの周面の２箇所で対向し、２箇所の位相差は１８０度である。従って、係合凹部９２ｂを大径部９２ａの２箇所に、１８０度間隔で形成すればよい。

旋削工具が主軸１１に装着されている場合、コンプレッサ９９が作動し、可動軸９６は係合凹部９２ｂに係合し、主軸１１は回転不能になる。工具ホルダ２０を複雑な形状に設計することなく、主軸１１の回転を規制することができる。回転工具が主軸１１に装着されている場合、弾性部材９８の付勢力によって、可動軸９６は係合凹部９２ｂから脱出し、主軸１１は回転可能となる。そのため回転工具によってワークを加工することができる。

なお規制装置９０の構成は、上述した構成に限定されず、可動軸９６を前後動させる構成であればよい。例えば、弾性部材９８を使用せず、コンプレッサ９９にて圧縮空気の供給及び空気の吸入を行い、正圧及び負圧を発生させて、可動軸９６を前後動させてもよい。またピストン及びシリンダ機構、ボールねじ機構又はクランク機構等を使用して、可動軸９６を前後動させてもよい。

実施の形態２に係る工作機械の構成の内、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

（実施の形態３）
以下本発明を実施の形態３に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。図１１は回転歯車９１の回転に対する規制が解除された状態を略示する縦断面図、図１２は回転歯車９１の回転が規制された状態を略示する縦断面図である。

回転歯車９１は、上下方向を軸長方向とした軸９２と、該軸９２の下端部に取り付けられた斜歯歯車９３とを備える。軸９２の上部には径方向外向きに突出した大径部９２ａが設けてある。大径部９２ａには、大径部９２ａの外周面から径方向に突出した突出環９２ｃ（突出部）が設けてある。

収容室９５ａは、上下方向中途部において、軸９２の径方向に拡径した拡径部分９５ｃを有する。突出環９２ｃは、拡径部分９５ｃに位置する。突出環９２ｃの下面に、一又は複数の係合凹部（凹部）９２ｄが形成してある。なお係合凹部９２ｄの数は実施の形態２と同様に決定される。

支持体９５の内部に、拡径部分９５ｃに連なる上下方向に延びた通路１００が形成してある。該通路１００の拡径部分９５ｃに連なる部分の直径は他の部分の直径よりも小さい。すなわち段差１００ａが形成してある。通路１００内には、通路１００内を移動可能な可動軸１０１が設けてある。可動軸１０１の下端部には、径方向に突出した突出部１０１ａが設けてある。突出部１０１ａの周面には凹部１０１ｂが形成してあり、該凹部１０１ｂにシール部材１０２が設けてある。

突出部１０１ａと段差１００ａとの間において、可動軸１０１に弾性部材（駆動部）１０３が周設してある。弾性部材１０３は突出部１０１ａを下方に付勢する。すなわち可動軸１０１を拡径部分９５ｃから離反させる方向に付勢する。支持体９５の下端部の後側に、接続管１０４が接続してある。接続管１０４は通路１００の下端部とコンプレッサ（駆動部）９９とを接続する。

図１１に示すように、回転工具が主軸１１に装着されている場合、弾性部材１０３の付勢力によって可動軸１０１は下方へ付勢され、拡径部分９５ｃから離反している。可動軸１０１は係合凹部９２ｄに係合しない。主軸１１は回転可能となる。

図１２に示すように、旋削工具が主軸１１に装着されている場合、コンプレッサ９９が作動し、圧縮空気を通路１００に供給する。突出部１０１ａに上方への力が作用し、可動軸１０１は弾性部材１０３の付勢力に抗して拡径部分９５ｃ側に移動し、係合凹部９２ｄに係合する。そのため回転歯車９１の回転が規制され、主軸歯車１３の回転も規制される。主軸１１は回転不能となる。

旋削工具が主軸１１に装着されている場合、コンプレッサ９９が作動し、可動軸１０１は係合凹部９２ｄに係合し、主軸１１は回転不能になる。工具ホルダ２０を複雑な形状に設計することなく、主軸１１の回転を規制することができる。回転工具が主軸１１に装着されている場合、弾性部材１０３の付勢力によって、可動軸１０１は係合凹部９２ｄから脱出し、主軸１１は回転可能となる。そのため回転工具によってワークを加工することができる。

なお規制装置９０の構成は、上述した構成に限定されず、可動軸１０１を上下動させる構成であればよい。例えば、弾性部材１０３を使用せず、コンプレッサ９９にて圧縮空気の供給及び空気の吸入を行い、正圧及び負圧を発生させて、可動軸１０１を前後動させてもよい。またピストン及びシリンダ機構、ボールねじ機構又はクランク機構等を使用して、可動軸１０１を上下動させてもよい。

実施の形態３に係る工作機械の構成の内、実施の形態１又は２と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

５ 工具マガジン
１０ 主軸ヘッド
１１ 主軸
１２ 主軸モータ（駆動源）
１３ 主軸歯車
６２ 伝達歯車
８０、９０ 規制装置（規制部）
８１ 非回転歯車
８２、９２ 軸（軸部）
８３ 斜歯歯車
９１ 回転歯車
９２ｂ、９２ｄ 係合凹部（凹部）
９２ｃ 突出環（突出部）
９６、１０１ 可動軸（ピン）
９８、１０３ 弾性部材（駆動部）
９９ コンプレッサ（駆動部）

Claims (7)

1. 主軸を軸回りに回転可能に保持する主軸ヘッドと、前記主軸を軸回りに回転させる駆動源と、工具を収納する回転式の工具マガジンと、前記主軸に取り付けてある主軸歯車と、前記工具マガジンに取り付けてあり、前記主軸歯車に噛合して、前記主軸の回転を前記工具マガジンに伝達する伝達歯車とを備える工作機械において、
   前記主軸歯車に係合して、前記主軸の回転を規制する規制部を前記主軸ヘッドに設けてあること
   を特徴とする工作機械。
2. 前記規制部は、
   前記主軸歯車の軸回りに回転不能に且つ前記主軸歯車に接離するように構成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 前記規制部は、
   前記主軸歯車の軸回りに回転不能な非回転歯車と、
   該非回転歯車を軸長方向に移動させて、前記主軸歯車に接離させる機構と
   を有することを特徴とする請求項２に記載の工作機械。
4. 前記主軸歯車及び非回転歯車は斜歯歯車であること
   を特徴とする請求項３に記載の工作機械。
5. 前記規制部は、
   前記主軸歯車に噛合し、前記主軸歯車の軸回りに回転可能な回転歯車と、
   該回転歯車の回転を阻止する阻止部と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
6. 前記回転歯車は軸部を含み、
   前記軸部の周面に凹部が設けてあり、
   前記阻止部は、
   前記凹部に挿脱されるピンと、
   該ピンを前記凹部に挿脱させる駆動部とを含むこと
   を特徴とする請求項５に記載の工作機械。
7. 前記回転歯車は、
   軸部と、
   該軸部から径方向に突出した突出部と
   を含み、
   前記軸部の軸長方向に窪んだ凹部が前記突出部に設けてあり、
   前記阻止部は、
   前記凹部に挿脱されるピンと、
   該ピンを前記凹部に挿脱させる駆動部とを含むこと
   を特徴とする請求項５に記載の工作機械。

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