JPH03277404A - 刃物台装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転刃物台を有する刃物台装置に関し、詳し
くは回転刃物台と回転工具駆動軸とを単一の原動機によ
り選択的に駆動するようにして小型化を図った刃物台装
置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の刃物台装置としては、例えばＮＯ旋盤の
刃物台装置がある。この装置においては、回転刃物台お
よび回転工具駆動軸をそれぞれ駆動する第１、第２の原
動機を含む駆動手段が備えられており、複数の工具を支
持した回転刃物台（タレット）を第１の原動機により所
定角度ずつ回転させて回転割り出しする一方、回転刃物
台内に設けられた回転工具駆動軸を第２の原動機により
駆動するようになっており、第１の原動機は平行軸歯車
式の減速機を介して回転刃物台に連結され、第２の原動
機はブーりおよびベルト等の伝動手段を介して前記回転
工具駆動軸に連結されている。

（発明が解決しようとする課Ｂ） しかしながら、このような従来の刃物台装置にあっては
、第１、第２の二つの原動機によって回転刃物台の回転
割り出しと回転工具の駆動とを行う構成となっていたた
め、両原動機の設置スペースを確保する必要から装置が
大型になっていた。

また、回転刃物台の回転割り出しと回転工具の駆動が同
時に行われないにも拘らず、これらの駆動のために別々
の原動機を用いているので、刃物台装置のコストを低減
させることが困難であった。

そこで、本発明は、単一の原動機で回転刃物台と回転工
具駆動軸を選択的に駆動するようにして小型で低コスト
の刃物台装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 請求項１記載の発明は、上記目的達成のため、複数の工
具を支持して回転する回転刃物台と、回転刃物台に支持
された回転工具を駆動する工具駆動軸と、回転刃物台お
よび工具駆動軸をそれぞれ駆動する駆動手段とを備えた
刃物台装置において、前記駆動手段を、単一の原動機と
、該原動機と回転刃物台および工具駆動軸との間に介装
され、原動機からの動力を回転刃物台または工具駆動軸
の何れか一方に切り替え可能に伝達する動力伝達切替手
段とから構成したことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、上記目的達成のため、前記工具
駆動軸を回転刃物台の回転中心軸と同軸に配置し、該回
転中心軸と同軸な入出力軸を有する減速機を介して原動
機から回転刃物台に動力が伝達されるようにしたことを
特徴としている。

請求項３記載の発明は、上記目的達成のため、前記回転
刃物台が、前屈原動機の回転停止位置を保つことによっ
て所定の回転位置にロックされ、または、前記減速機の
入力軸を固定部材に機械的にロックすることによって所
定の位置にロックされるようにしたことを特徴としてい
る。

（作用） 請求項１記載の発明では、動力伝達切替手段によって原
動機からの動力が回転刃物台または工具駆動軸の何れか
一方に切り替え可能に伝達される。

したがって、単一の原動機によって回転刃物台および工
具駆動軸の両者が選択的に駆動され、従来のように二つ
の原動機を設ける必要がなくなる。

請求項２記載の発明では、工具駆動軸が回転刃物台の回
転中心軸と同軸に配置され、該回転中心軸と同軸な入出
力軸を有する減速機を介して原動機から回転刃物台に動
力が伝達される。したがって、回転刃物台、工具駆動軸
および減速機を回転刃物台の回転中心軸の周りにコンパ
クトに配することができる。

請求項３記載の発明では、回転刃物台が、原動機の回転
停止位置を保つことによって所定の回転位置にサーボロ
ックされ、または、減速機の入力軸を固定部材に機械的
にロックすることによって所定の位置にロックされる。

したがって、例えばサーボモータを用いることにより回
転刃物台の無段階の回転割り出しが可能になるとともに
、回転工具の駆動時には回転刃物台を機械的にロックす
ることができる。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１．２図は本発明の一実施例を示す図であり、本発明
をＮＣ旋盤の刃物台装置に適用した例を示している。

まず、構成を説明する。

第１．２図において、■は刃物台装置のフレーム、２は
例えば筒状の出力軸３を有する電気サーボモータ（原動
機）であり、サーボモータ２はそのケース４が複数のボ
ルト５によってフレーム１に締結されている。このフレ
ーム１には遊星歯車型の減速機６が複数のポル）７Ａお
よびビン７Ｂ等によって締結、固定されており、減速機
６はサーボモータ２からの動力を出力軸３と同軸に設け
られた筒状の刃物台駆動入力軸８（入力軸）によって入
力し、これを減速して刃物台駆動入力軸８と同軸な環状
体９（出力軸）から外部へ出力する。

減速機構６は、具体的には前段減速部６Ｆおよび後段減
速部６Ｒを有しており、刃物台駆動入力軸８に形成され
たインプットギヤ１１と、インプットギヤ１１より歯数
の多いギヤ１２とによって前段減速部６Ｆが構成されて
いる。また、後段減速部６Ｒは、ボルト７によってサー
ボモータ２のケース４に締結され軸受１０Ａ、ＩＯＢを
介して環状体９を回転自在に支持する固定ブロック１３
（固定部材）と、一対の逆位相の円形偏心部１５ａ、１
５ｂを有しそれぞれ一対の軸受１４Ａ、１４Ｂを介して
出力軸３の軸線の周りで固定ブロック１３に等間隔に軸
支された３本のクランク軸１５と、軸受１６Ａ、１６Ｂ
を介してクランク軸１５の円形偏心部１５ａ、１５ｂに
支持され、クランク軸１５の回転に伴って１８０度異な
る位相で出力軸３の軸線周りを公転する一対の外歯歯車
１７Ａ、１７Ｂと、環状体９内に外歯歯車１７Ａ、１７
Ｂの歯数よりわずかに多い内歯１８ａ（ビン）を有し両
外歯歯車１７Ａ、１７Ｂに噛合する内歯歯車１８等から
構成されている。そして、刃物台駆動入力軸８の入力に
より外歯歯車１７Ａ、１７Ｂが出力軸３の軸線の周りを
公転するとき、外歯歯車１７Ａ、１７Ｂと内歯歯車１８
の歯数差に応して環状体９が微小角度づつ回転し、後述
する回転刃物台２１を回転させる。

なお、詳細は後述するが、刃物台駆動入力軸８は出力軸
３とクラッチ結合して減速機構６に駆動力を伝達するよ
うになっている。

２１は、複数のボルト２０によって環状体９に締結され
、出力軸３０回転中心軸を中心にして環状体９と一体回
転する回転刃物台である。この回転刃物台２１の外周部
には複数の工具（詳細は図示していない）が等角度間隔
に取付けられており、これらの工具のうち複数の回転工
具Ｔは回転刃物台２１に回転自在に支持されている。ま
た、回転刃物台２１は内部に凹所２１ａを有しており、
この回転刃物台２１の凹所２１ａ内に位置するよう減速
機構６の同定ブロック１３には工具駆動機構２２が装着
されている。工具駆動機構２２は、それぞれ複数のボル
ト２３ａ、２３ｂにより一体化され図示しない断面位置
で固定ブロック１３に固定された支持部材２３（固定部
材）と、出力軸３と同軸に支持部材２３に軸支された第
１へヘルギャ２４と、第１ベベルギヤ２４と噛み合うよ
う出力軸と軸直角に支持部材２３に軸支された第２へヘ
ルギャ２５と、第２ベベルギヤ２５内にスプライン結合
したスプラインシャフト２６と、スラスト軸受２７を介
してスプラインシャフト２６に衝合するよう支持部材２
３に形成された室２３ｃ内に摺動自在に収納されたピス
トン２８と、スプラインシャフト２６をピストン２８に
付勢するスプリング２９と、室２３　ｃに連通ずるよう
ケース４から固定ブロック１３および支持部材２３まで
形成された流体圧通路３０と、支持部材２３にネジ結合
されたピストン２８の廻り止め用ストッパ３１と、複数
の軸受３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ等からなる。こ
こで、第１ベヘルギヤ２４は、出力軸３および刃物台駆
動入力軸８内に挿入、配置された工具駆動軸３４の一端
部３４ａとスプライン結合し、この工具駆動軸３４から
の回転を第２ベベルギヤ２５を介してスプラインシャフ
ト２６に伝達するようになっており、スプラインシャフ
ト２６はピストン２８によりスプリング２９の付勢力に
抗して放射外方に押し出されたとき、回転刃物台２１に
支持された複数の回転工具Ｔの何れかを駆動する。

工具駆動軸３４は、一対のスリーブ３５Ａ、３５Ｂを介
して出力軸３に同軸に、すなわち、回転刃物台２１の回
転中心軸と同軸に支持され、歯形が形成された他端部３
４ｂでクラッチ機構３６によって出力軸３と接続、遮断
される。このクラ、チ機１１１３６は、サーボモータ２
のケース４内に形成されたクラッチ作動室３７と、クラ
・７チ作動室３７内に摺動自在に収納されたピストン３
８と、スナップリング３９によってピストン３８に同定
されたストッパ４１と、歯部４２ａの放射内方側を工具
駆動軸３４の他端部３４　ｂ　乙こ噛合できるようボル
ト４３によって工具駆動軸３４に一体固定され、スラス
ト軸受４４を介してピストン３８に回転可能に衝合する
フェースカップリング４２と、フェースカップリング４
２の歯部４２ａの放射外方側に噛合できるよう出力軸３
の他端部に形成された歯部４５と、ピストン３８および
フェースカップリング４２が出力軸３から離隔するよう
ケース４とピストン３８の間に縮設された複数の皿ノ＼
ネ４６等からなるいわゆるツースクラッチである。そし
て、クラッチ機構３６はケース４に形成された流体圧通
路４７を通してクラッチ作動室３７内の一室に流体圧が
導入、排出されるのに応じてフェースカップリング４２
と出力軸３の歯部４５を接離させ、出力軸３と工具駆動
軸３４を接続、遮断する。また、工具駆動軸３４の中間
部には段付部３４Ｃが形成され、この段付部３４Ｃとの
間に刃物台駆動入力軸８を挟むようスナップリング４８
が取り付けられており、工具駆動軸３４はピストン３８
と共に軸方向に変位するとき、段付部３４Ｃおよびスラ
スト軸受４９を介して刃物台駆動入力軸８を出力軸３か
ら離隔させ、あるいは、スナップリング４８およびスラ
スト軸受５０を介して刃物台駆動入力軸８を出力軸３に
当接させる。出力軸３および刃物台駆動入力軸８は対向
する部位に歯形を存し、互いに当接することにより該歯
形を噛合させて一体的に回転する。すなわち、工具駆動
軸３４の段付部３４Ｃ、スナップリング４８およびスラ
スト軸受４９．５０はクラッチ機構３６と協働して出力
軸３と刃物台駆動入力軸８を接続、遮断するクラッチ機
構５１を構成している。そして、クラッチ機構３６およ
び５１は、サーボモータ２と回転刃物台２１および工具
駆動軸３４との間に介装され、サーボモータ２からの動
力を減速機構６を介して回転刃物台２１に、または直接
工具駆動軸３４に（両者のうちの何れか一方に）切り替
え可能に伝達する動力伝達切替手段５２となっている。

さらに、刃物台駆動入力軸８は工具駆動軸３４の段付部
３４ｃと衝合するとき（回転工具Ｔを駆動するとき）、
摩擦ブレーキ機構５３（機械的ロック手段）を介して固
定部材である固定ブロック１３および支持部材２３に固
定される。この摩擦ブレーキ機構５３は、例えば固定プ
ロ、り１３にスプライン結合した固定板５４と、固定板
５４を挟み刃物台駆動入力軸８とスプライン結合するよ
う設けられた複数の摩擦プレート５５と、刃物台駆動入
力軸８と外歯歯車１７Ｂに近い側の摩擦プレート５５と
の間に設けられた複数の皿バネ５６とからなり、ピスト
ン３８から回転工具駆動軸３４を介して加わる刃物台駆
動入力軸８の軸荷重により皿ハネ５６が撓み、この皿ハ
ネ５６が摩擦プレート５５を緊締するときの摩擦力によ
って摩擦プレート５５の回転が阻止されるようになって
いる。すなわち、刃物台駆動入力軸８は固定プロ・７り
１３および支持部材２３に機械的にロック、アンロック
される。一方、回転刃物台２１は、回転工具駆動を必要
としないハイド等による加工時において、所望の回転位
置に固定するが、本実施例においては、クラッチ機構５
１により出力軸３と刃物台駆動入力軸８とを回転方向一
体に結合した状態でサーボモータ２の回転停止位置を一
定に保ち、減速機構６の不可逆性を利用して回転刃物台
２１を所定の回転位置に固定する。すなわち、回転刃物
台２１は、サーボモータ２と減速機構６とによって任意
の回転位置でいわゆるサーボロックをかけられるように
なっている。

なお、第１図において、５７Ａ、５７Ｂはケース４およ
び固定ブロック１３に装着されて刃物台駆動入力軸８を
軸支するスリーブ、５９は出力軸３に近接して設けられ
サーボモータ２の回転数を検出するエンコーダである。

また、サーボモータ２は図外の制御回路によって所定の
加ニブログラムに従いエンコーダ５９の検出信号等に基
づいて制御され、この制御回路によって制御される流体
圧供給手段（図示せず）によって流体圧通路３０および
流体圧通路４７に圧空または圧油が適宜供給されるよう
になっている。

次に、作用を説明する。

所定の加ニブログラムに従い、前記制御回路によってサ
ーボモータ２および前記流体圧供給手段の作動が制御さ
れると、動力伝達切替手段５２によって出力軸３と刃物
台駆動入力軸８または工具駆動軸３４の何れか一方とが
結合され、サーボモータ２から刃物台駆動入力軸８また
は工具駆動軸３４に選択的に動力伝達される。

いま、例えば、流体圧通路４７に流体圧か供給されてい
ないとすると、クラッチ機構３６のピストン３８が皿ハ
ネ４６のバネ力によって第１図中左方向に変位し、これ
に連動する工具駆動軸３４により刃物台駆動入力軸８が
スナップリング４８およびスラスト軸受５０を介して出
力軸３側に付勢され、出力軸３と結合する。したがって
、サーボモータ２を回転させることにより出力軸３と共
に刃物台駆動入力軸８が所定回転数で回転し、この刃物
台駆動入力軸８の回転入力が減速機ｌＩ６によって減速
され、減速機構６の減速出力により環状体９および回転
刃物台２１が一体回転し、回転刃物台２１はサーボモー
タ２の制御により所望の回転位置に割り出される。そし
て、回転刃物台２１に装着されているハイドにより旋削
加工を行う場合は、その切削抵抗（主分力）を減速機６
の減速比で減じ、これをサーボモータ２のサーボロック
により負担支持しながら旋削加工を行う。また、回転刃
物台２１に装置されているドリル等、回転駆動の必要な
工具Ｔにより穴明は加工等を行う場合は、所定の回転工
具Ｔが工具駆動機構２２のスプラインシャフト２６と同
軸になるように回転刃物台２１を割り出し、流体圧通路
４７を通してクラッチ作動室３７に流体圧を供給する。

これによりピストン３８が皿バネ４６のバネ力に抗して
第１図中右方に変位し、これに連動する回転工具駆動軸
３４の段付部３４ｃが刃物台駆動入力軸８に衝合して、
刃物台駆動入力軸８と出力軸３の結合が解かれるととも
に、摩擦ブレーキ機構５３によって刃物台駆動入力軸８
が固定ブロック１３および支持部材２３に固定される。

この状態において、インプントギヤ１１とギヤ１２が噛
み合っているため、回転刃物台２１は口・７りされるこ
とになる。一方、このとき、フェースカップリング４２
の歯部４２ａと出力軸３の歯部４５が噛合し、クラッチ
機構３６によって出力軸３と回転工具駆動軸３４が結合
される。

次いで、流体圧通路３０を通して室２３Ｃに流体圧を供
給する。これによりスプリング２９のハネ力に抗してピ
ストン２８がスプラインシャフト２６を押し出し、スプ
ラインシャフト２６が回転工具Ｔと係合する。このよう
にして、サーボモータ２から回転工具駆動軸３４を介し
て工具駆動機構２２に動力を伝達することができ、スプ
ラインシャフト２６に係合した回転工具Ｔにより穴明は
加工等を行うことができる。

このように、本実施例においては、動力伝達切替手段５
２によって、単一のサーボモータ２で回転刃物台２１お
よび工具駆動軸３４の選択的な駆動が可能になり、従来
のように二つの減速機を設ける必要がない。また、出力
軸３、刃物台駆動入力軸８、環状体９および工具駆動軸
３４が回転刃物台２１の回転中心軸と同軸であるから、
減速機構６全体を含めてこれらを前記回転中心軸の周り
にコンパクトに配置できるようになる。この結果、駆動
装置が小型化されるとともに、駆動装置のコストが低減
される。さらに、回転刃物台２１がす〜ポモータ２の回
転停止位置を保つことによって所定の回転位置にサーボ
ロックされるから、回転刃物台２１の無段階の回転割り
出しが可能になり、刃物台装置を特殊な加工法（例えば
、回転刃物台を僅かに回動させて工具による切り込み深
さを微調整する方法）に対応させることができる。

（効果） 請求項１記載の発明によれば、単一の原動機により回転
刃物台および工具駆動軸の両者を選択的に駆動するよう
にして、小型で低コストの刃物台装置を提供することが
できる。

請求項２記載の発明によれば、回転刃物台、工具駆動軸
および減速機を回転刃物台の回転中心軸の周りにコンパ
クトに配して、刃物台装置をより小型化することができ
る。

請求項３記載の発明によれば、サーボモータを用いるこ
とにより回転刃物台の無段階の回転割り出しを実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明に係る刃物台装置の一実施例を示す
図であり、第１図はその平面断面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ矢視断面図である。 ２・・−・・・サーボモータ（原動機）、６・・・・−
・減速機、 ８・・・−・・刃物台駆動入力軸（減速機の入力軸）、
９・・・・−・環状体（減速機の出力軸）、１３・・・
・・・固定ブロック（固定部材）、２１−・・一回転刃
物台、 ２３・−・−支持部材（固定部材）、 ３４・−・・−・工具駆動軸、 ５２・・・・・・動力伝達切替手段、 ５３・・・・・・摩擦ブレーキ機構 （機械的ロック手段） Ｔ・・・・・・回転工具。 代 理 人

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の工具を支持して回転する回転刃物台と、回
   転刃物台に支持された回転工具を駆動する工具駆動軸と
   、回転刃物台および工具駆動軸をそれぞれ駆動する駆動
   手段とを備えた刃物台装置において、前記駆動手段を、
   単一の原動機と、該原動機と回転刃物台および工具駆動
   軸との間に介装され、原動機からの動力を回転刃物台ま
   たは工具駆動軸の何れか一方に切り替え可能に伝達する
   動力伝達切替手段とから構成したことを特徴とする刃物
   台装置。
2. （２）前記工具駆動軸を回転刃物台の回転中心軸と同軸
   に配置し、該回転中心軸と同軸な入出力軸を有する減速
   機を介して原動機から回転刃物台に動力が伝達されるよ
   うにしたことを特徴とする請求項１記載の刃物台装置。
3. （３）前記回転刃物台が、前記原動機の回転停止位置を
   保つことによって所定の回転位置にサーボロックされ、
   または、前記減速機の入力軸を固定部材に機械的にロッ
   クすることによって所定の回転位置にロックされるよう
   にしたことを特徴とする請求項２記載の刃物台装置。