JPH0520202B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、タレツト型切削加工ユニツトのク
ラツチ機構に関する。

従来の技術 周知のように、割り出し回転可能なタレツトヘ
ツドに複数の多軸スピンドルヘツド（以下、これ
をギヤングヘツドと称する）を備えたタレツト型
の切削加工ユニツトにおいては、タレツトヘツド
の割り出し回転にあたつて、切削工具を保持する
各スピンドルの回転力伝達経路を一旦切り離す必
要がある。このため、例えば特開昭52−80586号
公報および特開昭55−90210号公報に示されてい
るように、タレツトヘツドの内側に配置された駆
動ユニツトとギヤングヘツドとの間のスピンドル
回転力伝達経路にはクラツチ機構が設けられてい
る。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の構造においては、いずれ
も駆動ユニツト側の出力軸とギヤングヘツド側の
入力軸とを同一軸線上に配し、その入・出力軸同
士の端部をスプラインあるいはそれに類似した結
合手段により結合するようにしている。つまり、
所定の加工位置に割り出されたギヤングヘツド側
の入力軸と駆動ユニツト側の出力軸とが常に同一
軸線上に位置することが画一的条件とされるた
め、ギヤングヘツド側の各スピンドルの位置すな
わち設計自由度が著しく制約され、それに伴つて
アイドルギヤ等が増加することから、ギヤングヘ
ツド全体が大型化する傾向にある。

また、特に特開昭52−80586号公報によれば、
前述した入力軸と出力軸との結合部とは別に駆動
ユニツト側にクラツチ機構を設け、さらにこのク
ラツチ機構と前記結合部との間に変速歯車列を設
けているため、ギヤングヘツドのみならず駆動ユ
ニツトそのものも複雑かつ大型のものとなりやす
い。

本発明は、前述した入力軸と出力軸との位置関
係の制約を緩和したタレツト型切削加工ユニツト
のクラツチ機構を提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明においては、コラムと、このコラムの外
周に割り出し回転可能に支持されるとともに外周
面に複数の多軸スピンドルヘツドが装着されたタ
レツトヘツドとを備え、加工位置に割り出された
多軸スピンドルヘツドのスピンドルを回転駆動さ
せるための多軸スピンドルヘツド側の入力軸と前
記コラム側の出力軸との間でクラツチ作用を行わ
せるようにしたタレツト型切削加工ユニツトのク
ラツチ機構であつて、前記出力軸に設けられたド
ライブギヤと前記入力軸に設けられたドリブンギ
ヤとをそれぞれ外歯の平歯車で構成し、前記出力
軸を軸方向にスライド動作させてドライブギヤと
ドリブンギヤとを直接的に噛合・離脱させること
によつてスピンドル回転力伝達経路を断接する切
換手段を設けたことを特徴としている。

作 用 この構成によれば、外歯の平歯車で構成される
ドライブギヤとドリブンギヤとを、出力軸のスラ
イド動作に基づいて噛合・離脱させることによつ
てクラツチ作用を行わせるものであるから、それ
ぞれの多軸スピンドルヘツドが加工位置に割り出
された時に各多軸スピンドルヘツド側の入力軸が
タレツトヘツド側の出力軸と同一軸線上に位置し
ている必要がなく、入力軸の位置としてはドリブ
ンギヤとドライブギヤとが噛み合い得る位置にあ
ればよく、しかも複数の多軸スピンドル全体をと
おして入力軸の位置が一定している必要もない。
また、各多軸スピンドルヘツドごとの速比の調整
もドライブギヤとドリブンギヤとの噛み合い部に
おいて容易に行えることになる。

実施例 第１図〜第６図は本発明の一実施例を示す図で
あり、第１図から明らかなように横置形のタレツ
ト形切削加工ユニツトの場合について例示してい
る。

第１図において、切削加工ユニツト１は、図示
しないスライド案内面に沿つてスライドするスラ
イドテーブル２上に固定されたコラム１０と、コ
ラム１０の外周に配設されて、該コラム１０の鉛
直中心を回転中心として割り出し回転可能なタレ
ツトヘツド１１と、タレツトヘツド１１の外周に
固定された複数の多軸スピンドルヘツド（以下、
ギヤングヘツドと称する）１２のほか、コラム１
０の上面に固定された補助コラム１３と、補助コ
ラム１３の側面部に、そのモータ出力軸１４ａが
スライドテーブル２と平行となるように固定され
た駆動源としての駆動用モータ１４とを備える。

モータ出力軸１４ａにはギヤ１５が固定されて
おり、このギヤ１５は補助コラム１３内に設けた
第１の中間軸１６上のギヤ１７と噛み合つてお
り、これらの歯車列により駆動用モータ１４の回
転出力がコラム１０側に伝達される。尚、１８は
モータ出力軸１４ａによつて直接駆動される同期
軸、１９は同期軸１８と同一軸線上に設けられた
潤滑油供給用のポンプである。

２０はコラム１０に設けられて、第１の中間軸
１６と平行な第２の中間軸、２１は第２の中間軸
２０と平行に設けられて、後述するギヤングヘツ
ド１２側のスピンドル５８を回転駆動するための
出力軸としてのドライブ軸、２２はドライブ軸２
１と同一軸線上に設けられて、タレツトヘツド１
１を割り出し回転させるための割り出しドライブ
軸である。そして、第２の中間軸２０には第１の
中間軸１６側のギヤ１７に噛み合うギヤ２３が設
けられている一方、ドライブ軸２１にはギヤ２３
に噛み合うギヤ２４のほかドライブギヤ（平歯
車）２５が設けられており、４枚のギヤ１５，１
７，２３，２４から構成される一連の歯車列によ
りドライブ軸２１が回転駆動される。

ドライブ軸２１は、その一端に突起部２６を備
えるとともに、軸方向にスライド可能なスリーブ
２７にベアリング２８を介して回転可能に支持さ
れており、スリーブ２７をスライドさせることで
ドライブ軸２１もその軸方向にスライドする。つ
まり、このドライブ軸２１のスライド動作により
ドライブギヤ２５と後述するギヤングヘツド１２
側のドリブンギヤ５９とを噛み合わせたり、ある
いはその噛み合いを解除できる構成となつてい
る。尚、ドライブ軸２１とギヤ２４とは、両者の
軸方向の相対移動を許容しつつその相対回転を阻
止するためにキー結合されている。また、２９は
ベアリングホルダーである。

前記のスリーブ２７には第２図に示すようにラ
ツク３０が形成されており、このラツク３０に対
してシヤフト３１に設けたピニオン３２が噛み合
つている。そして、シヤフト３１はリンク３３，
３４および補助ロツド３５を介してシリンダ３６
のピストンロツド３６ａに連結されており、シリ
ンダ３６のはたらきによりシヤフト３１が回転す
ることでスリーブ２７ひいてはドライブ軸２１が
スライドする構成となつている。

割り出しドライブ軸２２の一端には前記突起部
２６に係合可能なすり割り溝３７が形成されてい
るほか、該割り出しドライブ軸２２回りには歯車
減速機構（市販商品名：ハーモニツクドライブ）
３８が設けられており、この歯車減速機構３８の
被動側ホイール３９には駆動側のベベルギヤ４０
が固定されている。歯車減速機構３８は概略的に
は、割り出しドライブ軸２２に固定された楕円形
の駆動側ホイール４１と、駆動側ホイール４１の
外周に相対回転可能に設けられた薄肉状のリング
ギヤ４４と、これに噛み合う固定側および可動側
の２つの内歯ギヤ４２，４３との組み合わせから
なり、リングギヤ４４の歯数が内歯ギヤ４２，４
３の歯数より２枚少ないことから、本実施例の場
合にはベベルギヤ４０側には割り出しドライブ軸
２２に対して１／78程度の減速比が得られるもの
である。尚、４５はサラばね４６によりベアリン
グ４７に予圧を付与するためのプツシヤーであ
る。

一方、タレツトヘツド１１の内周には前記ベベ
ルギヤ４０に噛み合う被動側のベベルギヤ４８が
ベアリング４９を介して配設されており、このベ
ベルギヤ４８は補助プレート５０を介してタレツ
トヘツド１１に一体的に固定されている。したが
つて、前記割り出しドライブ軸２２の駆動により
タレツトヘツド１１がベアリング４９を介してコ
ラム１０回りに割り出し回転することになる。

ここで、前記突起部２６とすり割り溝３７とは
ドライブ軸２１のスライブ動作により係合離脱可
能であり、第１図に示すように突起部２６とすり
割り溝３７とが係合しているときにはドライブギ
ヤ２５と後述するドリブンギヤ５９との噛み合い
が解除され、駆動用モータ１４の回転出力が割り
出しドライブ軸２２に伝達されることでタレツト
ヘツド１１の割り出し回転が可能となる。一方、
ドライブ軸２１を第１図の左方向にスライドさせ
たときには、ドライブギヤ２５とドリブンギヤ５
９とが噛み合うと同時に突起部２６とすり割り溝
３７との係合が解除されて、ギヤングヘツド１２
側のスピンドル５８の回転駆動が可能となる。

このように、シリンダ３６、ピニオン３２、ラ
ツク３０およびドライブ軸２１等により、ドライ
ブギヤ２５とドリブンギヤ５９との噛み合いと、
ドライブ軸２１と割り出しドライブ軸２２との噛
み合いを選択的に切り換える切換手段を構成して
いる。

また、タレツトヘツド１１の上部内周にはハウ
ジング５１とヘツドプレート５２とが一体的に固
定されている一方、それらの内部にはコラム１０
と一体のピストン５３が配設されて室R₁，R₂に
画成しており、これによつて油圧シリンダ５４を
構成している。したがつて、この油圧シリンダ５
４のはたらきによりハウジング５１およびヘツド
プレート５２と一体のタレツトヘツド１１が上下
動するものである。

５５はコラム１０とタレツトヘツド１１下面と
の間に介装された割り出し位置決め手段としての
大径のカツプリングで、このカツプリング５５
は、コラム１０側に固定されたフエースギヤ状の
固定リング５５ａと、タレツトヘツド１１側に固
定された同じくフエースギヤ状の可動リング５５
ｂとから構成されており、これら固定リング５５
ａと可動リング５５ｂとの噛み合いによりタレツ
トヘツド１１が所定の割り出し位置に位置決めさ
れる。

ギヤングヘツド１２は、第３図に示すように、
ヘツド本体５６ａおよびヘツドカバー５６ｂと、
ヘツド本体５６ａ内に回転自在に支持されて、先
端に例えばドリル５７を備えた複数のスピンドル
５８と、一端にドリブンギヤ（平歯車）５９を備
えた入力軸６０と、入力軸６０の回転を各スピン
ドル５８に伝達する変速歯車列６１，６２，６３
等からなり、第１図に示すようにドリブンギヤ５
９がタレツトヘツド１１内に進入してドライブ軸
２１側のドライブギヤ２５と噛み合うようになつ
ている。すなわち、前述したスライド可能なドラ
イブ軸２１と、ドライブギヤ２５およびドリブン
ギヤ５９の三者により、各スピンドル５８への回
転力伝達経路を断接するクラツチ機構を構成して
いる。

また、ヘツド本体５６ａには第４図および第５
図に示すように、ドライブギヤ２５と対向するよ
うにして１枚のロツク爪６７ａを有するロツクプ
レート６７が設けられている。このロツクプレー
ト６７は、外周に設けたフランジ部６８がヘツド
本体５６ａ側の溝部６９に係合するとともに、筒
状の軸承部７０がホルダー７１に案内されている
ことでドライブ軸２１の軸方向にのみスライド可
能に構成されている。そして、さらにロツクプレ
ート６７は、軸承部７０とホルダー７１との間に
介装されたコイルばね７２によりドライブギヤ２
５側、つまりはロツク爪６７ａがドリブンギヤ５
９と噛み合う方向に付勢されている一方、中心部
にはドライブ軸２１側の係合穴７３に対応する円
錐状の突起部７４が形成されている。尚、７５は
ストツパーである。

次に、以上のように構成されたタレツト型切削
加工ユニツトの作用について説明する。

先ず、タレツトヘツド１１の割り出しにあたつ
ては、シリンダ３６のはたらきによりドライブ軸
２１が第１図の右方向にスライドして、突起部２
６とすり割り溝３７とが係合すると同時に、ドラ
イブギヤ２５とドリブンギヤ５９との噛み合いが
解除される。

ここで、タレツトヘツド１１の割り出しに先立
つて駆動用モータ１４を停止させるときには、そ
の停止位置におけるドライブギヤ２５の山部（ド
リブンギヤ５９の谷部）とロツクプレート６７の
ロツク爪６７ａとが合致するようにモータ制御系
側で位相制御される。したがつて、上記のように
ドライブギヤ２５とドリブンギヤ５９との噛み合
いが解除されたときには、ドライブギヤ２５に追
従するかのごとくロツクプレート６７がコイルば
ね７２の力により前進し、ロツク爪６７ａがドリ
ブンギヤ５９の谷部に噛み合う（第５図に仮想線
で示す状態）ことになる。これにより、ドリブン
ギヤ５９ひいては各スピンドル５８が拘束（ロツ
ク）されてその自由回転が不能となる。

次に、油圧シリンダ５４の室R₁に作動油が供
給され、タレツトヘツド１１全体が上昇すること
でカツプリング５５によるタレツトヘツド１１の
割り出し位置決めが解除される。そして、割り出
し回転指令が駆動用モータ１４に与えられると、
駆動用モータ１４の回転出力は歯車列１５，１
７，２３，２４からドライブ軸２１、割り出しド
ライブ軸２２、歯車減速機構３８、ベベルギヤ４
０，４８の順に伝達されてタレツトヘツド１１が
所定の割り出し回転角度だけ回転する。

タレツトヘツド１１の回転が停止すると、油圧
シリンダ５４の室R₂に作動油が供給されてタレ
ツトヘツド１１全体が降下し、カツプリング５５
の固定リング５５ａと可動リング５５ｂとが再び
噛み合うことでタレツトヘツド１１が所定の割り
出し位置に位置決めされる。同時に油圧シリンダ
５４の出力圧力をタレツトヘツド１１に作用させ
たままとすることで可動リング５５ｂが固定リン
グ５５ａに押し付けられ、タレツトヘツド１１が
所定の割り出し位置にクランプされる。

こうしてタレツトヘツド１１の割り出しが完了
するとシリンダ３６のはたらきによりドライブ軸
２１が第１図の左方向にスライドし、突起部２６
とすり割り溝３７との係合が解除されると同時
に、ドライブギヤ２５がドリブンギヤ５９と噛み
合う。すなわち、上記の割り出し完了時にもドラ
イブギヤ２５の停止位置（回転角位置）がロツク
プレート６７と合致するように位相制御されるこ
とから、ドライブ軸２１のスライド動作によりド
ライブギヤ２５が直ちにドリブンギヤ５９と噛み
合う。同時に、ロツクプレート６７は係合穴７３
と突起部７４との係合に基づき、コイルばね７２
の力に抗してドライブギヤ２５により押されるた
め、第５図の左方向にスライドしてロツク爪６７
ａがドリブンギヤ５９から離脱する（第５図に実
線で示す状態）。

次いで、駆動用モータ１４に回転指令が与えら
れることで駆動用モータ１４の回転出力は歯車列
１５，１７，２３，２４からドライブ軸２１へと
伝達されて、ドライブギヤ２５とドリブンギヤ５
９との噛み合いにより第３図に示したギヤングヘ
ツド１２の各スピンドル５８が回転駆動される。
そして、第１図に示したスライドテーブル２に切
削送りが与えられることでドリル５７により所定
の切削加工が行なわれる。

ここで、上記実施例におけるクラツチ機構にあ
つては、タレツトヘツド１１側のドライブ軸２１
とギヤングヘツド１２側の入力軸６０とを同一軸
線上に設定する必要がないばかりでなく、複数の
ギヤングヘツド１２全体を通して入力軸６０の位
置が一定している必要もない。

例えば第６図に示すように、複数のギヤングヘ
ツドのうち１番目のギヤングヘツドのドリブンギ
ヤを５９、２番目のギヤングヘツドのドリブンギ
ヤを５９ａ、３番目のギヤングヘツドのドリブン
ギヤを５９ｂ、４番目のギヤングヘツドのドリブ
ンギヤを５９ｃとすると、各ギヤングヘツド１２
を順次所定の加工位置に割り出せば各ドリブンギ
ヤ５９，５９ａ，５９ｂ，５９ｃは確実にドライ
ブ軸２１上のドライブギヤ２５と噛み合つてクラ
ツチとしての作用をする。

要するに、各ギヤングヘツド１２のドリブンギ
ヤとタレツトヘツド側のドライブギヤ２５との間
に速比が全て等しいものとすれば、第６図に示す
ように各ギヤングヘツド１２のドリブンギヤ５
９，５９ａ，５９ｂ，５９ｃの回転中心o₁〜o₄
が、ドライブギヤ２５と噛み合い得るような同心
円Ｐ上に位置していればよいことになる。もちろ
ん、前記の速比を変化させたい場合には、ドリブ
ンギヤの回転中心を同心円Ｐから外れた位置に設
置すればよい。

尚、本実施例においては、駆動源であるモータ
１４をタレツトヘツドの割り出し回転駆動系とス
ピンドルの回転駆動系とに共用化した場合につい
て例示しているが、各駆動系ごとにモータが独立
していてもよい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、コラム側の出力
軸に設けたドライブギヤと、多軸スピンドルヘツ
ド側の入力軸に設けたドリブンギヤとをそれぞれ
外歯の平歯車で構成し、これらドライブギヤとド
リブンギヤとを前記出力軸のスライド動作に基づ
いて直接的に噛合・離脱させてクラツチ作用を行
わせるようにしたことにより、それぞれの多軸ス
ピンドルヘツドが加工位置に選択的に割り出され
た時に各多軸スピンドルヘツド側の入力軸がタレ
ツトヘツド側の出力軸と同一軸線上に位置してい
る必要がなくなり、入力軸の位置としてはドリブ
ンギヤとドライブギヤとが噛み合い得る位置にあ
ればよく、しかも複数の多軸スピンドルヘツド全
体を通して入力軸の位置が一定している必要もな
い。

したがつて、各多軸スピンドルヘツドのスピン
ドルの位置等のレイアウト上の制約が緩和されて
設計自由度を大きく確保でき、この設計自由度の
拡大によりアイドルギヤを少なくできることから
多軸スピンドルヘツド内の歯車列の歯車数を削減
でき、多軸スピンドルヘツドの薄形化および小形
化が図れるとともに、各多軸スピンドルヘツドご
との速比の調整もドライブギヤとドリブンギヤと
の噛み合い部において容易に行える。

また、多軸スピンドルヘツドのスピンドル回転
駆動系に関するかぎり、上記のドライブギヤとド
リブンギヤとを中心として構成されたクラツチ機
構以外に別のクラツチ機構を設ける必要がなく、
コラム側の駆動系の構造を簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクラツチ機構を含む切削加工
ユニツトの断面図、第２図は第１図の−線に
沿う断面矢視図、第３図は多軸スピンドルヘツド
の詳細を示す断面図、第４図は第３図のＡ方向矢
視図、第５図は第４図の−線に沿う断面矢視
図、第６図はドライブギヤとドリブンギヤとの関
係を示す説明図である。 １……切削加工ユニツト、２……スライドテー
ブル、１０……コラム、１１……タレツトヘツ
ド、１２……多軸スピンドルヘツド（ギヤングヘ
ツド）、１４……駆動用モータ、２１……ドライ
ブ軸（出力軸）、２５……ドライブギヤ、３０…
…ラツク、３２……ピニオン、３６……シリン
ダ、５６ａ……ヘツド本体、５８……スピンド
ル、５９……ドリブンギヤ、６０……入力軸、６
７……ロツクプレート、７２……コイルばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コラムと、このコラムの外周に割り出し回転
   可能に支持されるとともに外周面に複数の多軸ス
   ピンドルヘツドが装着されたタレツトヘツドとを
   備え、加工位置に割り出された多軸スピンドルヘ
   ツドのスピンドルを回転駆動させるための多軸ス
   ピンドルヘツド側の入力軸と前記コラム側の出力
   軸との間でクラツチ作用を行わせるようにしたタ
   レツト型切削加工ユニツトのクラツチ機構であつ
   て、 前記出力軸に設けられたドライブギヤと前記入
   力軸に設けられたドリブンギヤとをそれぞれ外歯
   の平歯車で構成し、 前記出力軸を軸方向にスライド動作させてドラ
   イブギヤとドリブンギヤとを直接的に噛合・離脱
   させることによつてスピンドル回転力伝達経路を
   断接する切換手段を設けたことを特徴とするタレ
   ツト型切削加工ユニツトのクラツチ機構。