(57)【要約】【課題】工作機械の刃物台において、構造が簡単で、多数の工具を支持する。【解決手段】中心Ｅ回りに回転可能の円環状の工具支持部材２０と、工具支持部材２０の周方向に沿って複数の工具３０が並ぶように、かつ工具３０を工具支持部材２０の半径方向Ｒに移動可能に保持する複数のホルダー２５および押え板４０（工具保持部材）と、工具支持部材２０の回転によって所定の選択位置に位置決めされた工具３０を、半径方向Ｒに移動させる工具移動部材５０とを備え、工具支持部材２０の中心Ｅに対して偏心した位置Ｃをワーク２００（加工物）の配置位置とし、工具支持部材２０ワーク２００とが接近する位置を選択位置とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心回りに回転可能の円環状の工具支持部材と、前記工具支持部材の周方向に沿って複数の工具が並ぶように、かつ前記工具を前記工具支持部材の半径方向に移動可能に保持する複数の工具保持部材と、前記工具支持部材の回転によって所定の選択位置に位置決めされた工具を、前記半径方向に移動させる工具移動部材とを備えた工作機械の刃物台において、
前記工具支持部材の中心に対して偏心した位置を加工物の配置位置とし、
前記工具支持部材と前記加工物とが接近する位置を前記選択位置としたことを特徴とする工作機械の刃物台。
【請求項２】
前記選択位置に位置決めされた工具以外の工具の前記半径方向への移動を規制する半径方向規制部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の刃物台。
【請求項３】
前記工具に突部が形成され、
前記半径方向規制部材は、前記突部が嵌り、前記工具支持部材の回転中心回りの円弧状の案内溝から構成されたことを特徴とする請求項２に記載の工作機械の刃物台。
【請求項４】
前記工具移動部材が、前記突部を押圧して位置決めするＶ字状の溝部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の工作機械の刃物台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は工作機械の刃物台に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械においてバイト等の工具を複数支持するいわゆる刃物台として、中心回りに回転可能の円板状の工具支持部材を備えたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この円板状の工具支持部材は、円板の周方向に沿って複数の工具をそれぞれ工具保持部材を介して支持し、中心回りに回転することで、任意の１つの工具を所定の選択位置に選択し、選択された工具を工具保持部材ごと半径方向に移動することで、その選択された工具によって、主軸に固定されたワークを加工するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭５９−０３３４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、先行技術文献に開示された刃物台は、その回転中心が主軸の中心に一致している。
このため、選択された工具をワークに近づけるために、工具支持部材を回転させたとき、選択される工具保持部材を主軸に近接させる構造が用いられ、選択された工具保持部材を、主軸に近接した状態から移動させることで、加工の際の工具の移動量を短縮している。
【０００６】
しかし、この構造では、使用する工具だけを主軸に近づけるために、複雑な構成の機構を設ける必要があるだけでなく、複数の工具同士が近接したり干渉するおそれがあるため、工具支持部材上では、工具同士をある程度離して配置する必要があり、工具支持部材上に多数の工具を配置することができない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、構造が簡単で、多数の工具を支持することができる工作機械の刃物台を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る工作機械の刃物台は、中心回りに回転可能の円環状の工具支持部材と、前記工具支持部材の周方向に沿って複数の工具が並ぶように、かつ前記工具を前記工具支持部材の半径方向に移動可能に保持する複数の工具保持部材と、前記工具支持部材の回転によって所定の選択位置に位置決めされた工具を、前記半径方向に移動させる工具移動部材とを備えた工作機械の刃物台において、前記工具支持部材の中心に対して偏心した位置を加工物の配置位置とし、前記工具支持部材と前記加工物とが接近する位置を前記選択位置としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る工作機械の刃物台によれば、構造が簡単で、多数の工具を支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る刃物台を含む工作機械を、主軸の先端側から見た図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った要部断面を示す断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿った要部断面を示す断面図である。ただし、第１モータ、歯車およびリング歯車の部分は、矢視Ｃによる側面図である。
【図４】工具移動部材の詳細を示す斜視図である。
【図５】工具移動部材による工具の移動作用を説明する図であり、（ａ）は主軸に近づく前後の状態、（ｂ）は主軸に近づいた状態、をそれぞれ示す。
【図６】受け部とカムフォロワーによって位置決めが自動的に行われる様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る工作機械の刃物台の実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の刃物台１００は、主軸１０に固定されたワーク２００（加工物）を軸心Ｃ回りに回転し、このワーク２００に工具３０を接触させることで、ワーク２００を切削加工する工作機械の一例としての自動旋盤に用いられる。
【００１２】
（構成）
刃物台１００は、図１〜３に示すように、円環状の工具支持部材２０が軸受け３を介して本体１に回転可能に支持されている。
本体１は、刃物台１００が搭載される工作機械の主軸１０の軸心Ｃに対して、工具支持部材２０の中心Ｅが偏心するように取り付けられている。
これにより、工具支持部材２０が、主軸１０に対して偏心して配置され、工具支持部材２０の中心Ｅに対して偏心した位置（軸心Ｃに一致）がワーク２００の配置位置となる。
主軸１０と工具支持部材２０とは、中心Ｅの鉛直上方位置で最も接近する。
【００１３】
工具支持部材２０の背面には、図２に示すように、中心Ｅを中心とし、外周側に歯２２が形成されたリング歯車２１が固定されていて、図３に示すように、リング歯車２１の歯２２に、ブラケット２を介して本体１に取り付けられている第１モータ６０の回転軸に装着された歯車６１の歯６２が噛み合っている。
したがって、第１モータ６０が駆動されると、第１モータ６０の回転が、歯車６１およびリング歯車２１を介して工具支持部材２０に伝達され、工具支持部材２０を中心Ｅ回りに回転させる。
【００１４】
工具支持部材２０には、凹状の溝が、バイト等の工具３０を収容するホルダー２５として形成されている。
ホルダー２５は、中心Ｅ回りの等角度間隔（本実施形態では角度１５［度］間隔）で周方向Ｍに沿って複数（本実施形態では２４個）設けられ、複数の工具３０が各々ホルダー２５に収容され、先端を内側（中心Ｅ方向）に向けて放射状に配置される。
【００１５】
工具３０は、半径方向Ｒに移動可能となるように、各ホルダー２５にそれぞれ収容され、工具支持部材２０に固定された押え板４０によって保持されている。
なお、ホルダー２５と押え板４０とは、本発明における工具保持部材を構成している。
【００１６】
工具３０は、先端に切削部３１が形成され、外側の端部に、図２に示すように、短円柱状のカムフォロワー３２（突部）が、主軸１０の延びた方向に突出して形成されている。
【００１７】
自動旋盤の本体１には、各工具３０のカムフォロワー３２が嵌る凹状の断面を有し、円弧状に延びて形成されたカム溝９１（案内溝）を備えた半径方向規制部材９０が固設されている。
したがって、工具支持部材２０が中心Ｅ回りに回転したとき、工具支持部材２０に保持された各工具３０は、カムフォロワー３２がカム溝９１に嵌め合わされた状態で、工具支持部材２０とともに中心Ｅ回りに回転する。
【００１８】
一方、半径方向規制部材９０は、中心Ｅの鉛直上方の部分（図１において、時計の１２時の方向に位置する部分）が切り欠かれている。
カムフォロワー３２がカム溝９１に嵌め合わされている工具３０は、半径方向Ｒへの移動が阻止され、切り欠かれた部分の位置（選択位置）の工具３０は、半径方向Ｒへの移動が可能となる。
【００１９】
半径方向規制部材９０の切り欠き部分に対応して、切り欠かれた部分に位置する工具３０を、半径方向Ｒに往復移動させる工具移動部材５０が設けられている。
工具移動部材５０は、図４，５に示すように、本体１に固定され、第２モータ７０が固定されたモータブラケット７５上に構成され、モータブラケット７５に固定された半径方向Ｒに延びたスライドレール７２，７２に沿って移動可能とされた移動体５２ｂに、押し矢５２ａが一体的に固定されている。
【００２０】
押し矢５２ａは、第２モータ７０によって回転するねじ軸７１に噛み合ったナット５２ｃが一体的に設けられ、第２モータ７０の駆動によって、スライドレール７２，７２に沿って半径方向Ｒに移動される。
押し矢５２ａには、半径方向Ｒに延びた溝が形成され、この溝に、押し矢５２ａに対して半径方向Ｒに移動可能な吊板５３が収容されている。
【００２１】
吊板５３は押し矢５２ａに固定されるプレート７６によって保持されている。
押し矢５２ａの先端部分と吊板５３は、半径方向規制部材９０の切り欠き部分に配置されている。
吊板５３にピン５５が固定されている。
ピン５５は、押し矢５２ａに形成された長孔５２ｄから突出している。
【００２２】
押し矢５２ａに固定されたピン５７とピン５５との間に、ばね５８が架け渡されている。
ばね５８は、両ピン５５，５７間の距離を縮める方向に弾性力を作用させる。
吊板５３の最下部に形成された底板５３ａの下面側に、底板５３ａの両端から突出したストッパ５６が設けられている。
ストッパ５６は、半径方向規制部材９０に下方から接し、半径方向Ｒに沿った吊板５３の上限位置を規制する。
【００２３】
押し矢５２ａの最下部には、図６に示すように、Ｖ字状の輪郭を有する溝部である受け部５２ｅが形成されている。
受け部５２ｅと底板５３ａとによって、半径方向規制部材９０の切欠きによって途切れたカム溝９１に連なる溝５１が形成されている。
切り欠き部分に位置する工具３０のカムフォロワー３２は、溝５１に嵌め合わされる。
【００２４】
（作用）
次に本実施形態の刃物台１００の動作について説明する。
まず、初期の状態では、図５（ａ）に示すように、工具移動部材５０のストッパ５６が半径方向規制部材９０に下方から接した状態となっていて、両側からカム溝９１と溝５１とが滑らかに連なっている。
【００２５】
工具支持部材２０に保持された工具３０のうち、ワーク２００の加工に供しようとする工具３０を選択し、この工具３０によってワーク２００を加工する場合、選択に対応した工具３０のカムフォロアー３２が溝５１に嵌め合うように、工具支持部材２０を中心Ｅ回りに回転させる。
【００２６】
続いて、第２モータ７０の駆動により、押し矢５２ａを、図５（ｂ）に示すように、半径方向Ｒに沿って図示下方に移動させる。
【００２７】
押し矢５２ａの移動に伴い、ばね５８によって底板５３ａと受け部５２ｅとの間に選択された工具３０のカムフォロワー３２の外周面が弾性的に挟まれ、選択された工具３０が、工具移動部材５０に保持され、工具移動部材５０と一体的に、ホルダー２５に沿って半径方向Ｒの下方に移動し、工具３０の切削部３１は、主軸１０に把持されたワーク２００に対する切削加工を行う。
【００２８】
なお、受け部５２ｅは、輪郭が中心線Ｌを挟んで線対称のＶ字状の斜面で形成されている。
このため、第１モータ６０から歯車６１、リング歯車２１に至るまでのバックラッシュ等によって、工具支持部材２０の回転が停止したときの工具３０の位置が、例えば図６の実線で示すようにカムフォロワー３２の中心Ｎが中心線Ｌから位置ずれしたとしても、押し矢５２ａの下降に伴って、カムフォロワー３２の外周面がＶ字の斜面にならい、カムフォロワー３２の中心Ｎが中心線Ｌ上に位置するように、工具３０を自動的に位置決めすることができる。
【００２９】
ワーク２００に対する所定の加工が終了すると、第２モータ７０が、工具３０を下降させたときとは反対向きに回転し、押し矢５２ａを上昇させることによって、工具３０をホルダー２５に沿って工具移動部材５０と一体的に半径方向Ｒの上方に移動させる。
【００３０】
工具移動部材５０の上昇中に、ストッパ５６が半径方向規制部材９０に接すると、ストッパ５６および吊板５３の上昇が停止し、押し矢５２ａの上昇が継続されることによって、カムフォロワー３２の外周面から受け部５２ｅが離れ、底板５３ａと受け部５２ｅとの間に、カム溝９１に連なるように溝５１が形成される。
その後、第２モータ７０の駆動を停止することによって、工具支持部材２０を回転させて、必要な工具３０を選択することが可能となる（図５（ａ））。
【００３１】
以上のように、本実施形態の刃物台１００によれば、工具支持部材２０に保持される複数の工具３０から使用する工具３０だけを択一的に選択し、加工を行うことができる。
工具支持部材２０は、主軸１０の軸心Ｃに対して回転中心Ｅが偏心していて、主軸１０に把持されたワーク２００が、工具支持部材２０の中心Ｅに対して偏心した位置（Ｃ）に配置され、主軸１０（ワーク２００）に最も近い位置で、所定の工具３０を選択するため、選択された工具３０を、従来のような複雑な構成の機構を用いることなく、加工位置の近傍に位置決めした状態で選択することができ、簡単な構造でありながら、半径方向Ｒに移動される工具３０の移動量を短くすることができる。
また、隣接する工具３０とワーク２００の外形との隙間を最小にすることができ、加工に使用する順に工具３０を配置することによって、次工程の工具３０が主軸１０の接線方向に接近し、加工時間を短縮することができる。
【００３２】
また工具３０の選択時に、工具３０同士の干渉のおそれがないため、各工具３０を近接して配置することができ、工具支持部材２０に支持できる工具３０の数量を増大することができる。
【００３３】
また、カムフォロワー３２がカム溝９１に嵌め合った工具３０（選択されていない工具３０）は、工具支持部材２０の回転時に工具３０に遠心力が作用した場合や、工具３０に誤って半径方向Ｒの荷重が作用した場合等であっても、半径方向規制部材９０によって、半径方向Ｒへの不用意な移動が確実に防止される。
【００３４】
なお、本発明に係る刃物台を、対向する２つの主軸を有する工作機械に適用した場合、工具移動部材５０を２つ設け、両主軸を各工具移動部材５０に対応するように対向配置することによって、本刃物台を両主軸に対して共用することもできる。
例えば工具移動部材５０を、工具支持部材２０の回転中心Ｅ回りに角度１８０［度］ずらして配置することによって、正面主軸のワークの加工に使用する工具と、背面主軸のワークの加工に使用する工具とを、工具支持部材上で角度１８０［度］離してセットしておくことができる。
これによって、本発明に係る工作機械は、単一の工具支持部材によって、正面主軸による加工と背面主軸による加工とを並行して行うこともできる。
【００３５】
なお、本実施形態の刃物台１００は、工作機械として横型の自動旋盤を適用したものであるが、本発明に係る工作機械の刃物台は、配置や姿勢を変更することによって縦型の自動旋盤や、自動旋盤以外の他の工作機械に対しても適用することができる。
例えば、ワークを保持する主軸を持たないボール盤やミリング加工機等の工作機械の刃物台を、本発明に係る工作機械の刃物台とすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０      主軸
２０      工具支持部材
２５      ホルダー
３０      工具
４０      押え板
５０      工具移動部材
６０      第１モータ
７０      第２モータ
８０      制御装置
９１      カム溝（案内溝）
１００    刃物台
２００    ワーク（加工物）
Ｃ        軸心
Ｅ，Ｎ    中心
Ｍ        周方向
Ｒ        半径方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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