(57)【要約】【課題】エンドミルやフライスカッタなどの回転工具の駆動機構を備えた工具タレットに関し、回転工具駆動機構に重切削に耐える高い剛性を付与すると共に、熱歪みによる騒音や振動の発生を防止する。【解決手段】タレットケース１は、刃物台本体２に割出回転可能に装着され、カップリング２３で割出位置が固定される。タレットケース１内には、ガイドブロック５が、刃物台本体２に対する割出軸回りの回転を不能にして設けられて、タレットケース１内に直径方向に配置された連結軸７を軸支している。ガイドブロック５とは、連結軸７の両側の近い位置で２個の軸受１５、１６を介してタレットケース１に軸支されている。ガイドブロック５から延びる支持杆６の基端は、軸方向の変位を許容する例えば撓み部材６１を介して刃物台本体２に相対回転不能に連結されている。【選択図】      図１
2008055576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃物台本体(2)に回転可能に軸支された中空の割出軸(3)と、この割出軸の先端に固定されてその所定の割出位置を刃物台本体(2)との間に設けたカップリング(23)で位置決めされるタレットケース(1)と、前記割出軸(3)の中空孔に挿通された中空の支持杆(6)と、この支持杆の先端に固定されてタレットケース(1)内に位置するガイドブロック(5)と、このガイドブロックに軸支されたタレットケース(1)の直径方向の工具連結軸(7)と、前記支持杆(6)の中空孔に軸支されて前記工具連結軸(7)に工具モータ(83)の回転を伝達する駆動軸(8)と、支持杆(6)の基端と刃物台本体(2)とを軸方向変位を許容して連結する撓み部材(61)とを備えた回転工具タレットにおいて、
前記ガイドブロック(5)が、前記工具連結軸(7)を軸支する部分の両側でスラスト方向の位置決め機能を備えた軸受(15,16)でタレットケース(1)に軸支されていることを特徴とする、回転工具タレット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械の工具タレットに関するもので、特にフライスカッタやエンドミルなどの回転工具の駆動機構を備えた回転工具タレットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように工具タレットは、タレットの外周部に装着した複数の工具をタレットの割出回転によって選択してワークの加工を行うものである。タレットに装着される工具には、バイトのような固定工具とドリルのような回転工具とがあり、回転工具を装着できるようにした工具タレット（この明細書で「回転工具タレット」という。）は、内部に工具の駆動機構を備えている。
【０００３】
回転工具タレットには種々の構造のものが提案されているが、現在一般的に用いられているものは、加工位置に割出された回転工具のみがタレット内部の連結軸と連結されて回転するようになっており、バイトなどの固定工具は勿論のことであるが、加工位置に割出されていない回転工具は回転しない構造となっている。
【０００４】
図３は、この種の回転工具タレットの従来構造の一例を示した図で、本願の出願人が特許文献１で提案した構造である。図において、外周に所定間隔で工具取付孔１１を設けたタレットケース１は、刃物台本体２に軸受２１、２２で回転自在に軸支された中空の割出軸３の先端に固定されている。タレットケース１には、正面中央部に、タレットを組立てる際の必要から、開口１２が設けられており、この開口には、穴あき円盤状の軸受ハウジング１３が嵌着され、ベアリング押え蓋１４で閉鎖されている。
【０００５】
タレットケース１は、割出軸３の軸中間に固定した歯車３１を介して図示しない割出モータに連結されており、タレットケース１の外周に設けた工具取付孔１１の配置間隔に対応する角度単位で旋回割出される。
【０００６】
タレットケース１内には、タレットケース１の径方向の軸孔を備えたガイドブロック５が、割出軸３の中空孔に挿通した中空の支持杆６の先端に固定して、設けられている。このガイドブロック５には、先端側に支持杆６と軸心を一致させた中空の短い支持軸５６が一体に形成されており、この支持軸５６が軸受ハウジング１３の内周に装着したアンギュラコンタクト軸受２０で軸支されている。
【０００７】
割出軸３から突出した支持杆６の基端部は、面直角方向（割出軸方向）の撓み弾性を有する撓み円板６１で刃物台本体２に連結されている。この連結により、ガイドブロック５は、割出軸３回りの方向が固定されて、その軸孔はタレットケース１の回転にかかわりなく常に工具の割出方向を向いている。撓み円板６１は、軸回りのねじれ方向の変形及び中心の変位に対して高い剛性を有する一方、支持杆６の軸方向の微小変位は自身の撓みで吸収する。
【０００８】
すなわち、ガイドブロック５は、その先端部と支持杆６の基端との両端を軸受２０と撓み円板６１とで両端支持されている。なお、軸受２０は、外輪が軸受ハウジング１３に軸方向にボルト止めしたベアリング押え蓋１４で軸方向に固定され、内輪は支持軸５６の軸端にボルトで軸方向に固定したエンドプレート５７で固定されている。
【０００９】
支持杆６の中空孔には、回転工具を駆動するための駆動軸８が、その基端を軸支する軸受６２と、その先端に固定された第１傘歯車８１を軸支する軸受６３とで、回転自在に軸支されている。この駆動軸の基端は、同期ベルト８４を介して図示しない工具モータに連結されている。ガイドブロック５の軸孔には、連結軸７がその一端の軸受５２と、他端に固定した第２傘歯車７１を軸支する軸受５３とで、回転自在に軸支されている。この連結軸７に固定した第２傘歯車７１は、第１傘歯車８１に噛合している。
【００１０】
連結軸７の先端には、加工位置に割出された回転工具ホルダ９の工具軸９１の基端に設けた軸直角方向の嵌合突起９２と係合する嵌合溝７２が設けられている。
【００１１】
回転工具ホルダ９に装着された回転工具９３は、加工位置に割出されたとき、前記嵌合突起９２と嵌合溝７２が嵌合することによって連結軸７に連結され、工具モータが回転したときに、回転工具９３が回転する。なお、ガイドブロック５には、工具軸の嵌合突起９２の嵌合面をガイドするリング状のガイド５５が設けられている。このガイド５５は、嵌合突起９２の側面をガイドすることにより、嵌合突起９２を嵌合溝７２に挿入可能な方向にして、加工位置以外の位置にある回転工具の回転を阻止している。
【００１２】
所定位置に割出されたタレットケース１は、その背面と刃物台本体２との間に設けられているカップリング２３で最終的に位置決めされる。カップリング２３は、タレットケース１の割出角度、軸方向位置及び回転中心の位置を高精度に規定する機能を備えた３ピース型の面歯車継手で、タレットケース１の背面に固定されたリング状の回転面歯車２４と、刃物台本体２に固定されたリング状の固定面歯車２５と、刃物台本体に形成したリング状のシリンダ室２６に挿入されたピストン２７の前面に形成された嵌脱面歯車２８との３個の面歯車を備えている。ピストン２７を後退させた状態でタレットケース１を割出し、シリンダ室２６に油圧を供給してピストン２７を前進させると、嵌脱面歯車２８が前進して、固定面歯車２５と回転面歯車２４とに同時に嵌合し、回転面歯車２４は、嵌脱面歯車を介して固定面歯車２５で位置決めされ、タレットケース１の高い位置精度が保証される。
【００１３】
アンギュラコンタクト軸受２０は、支持軸５６と軸受ハウジング１３との軸方向相対位置を規定するから、ガイドブロック５の軸方向位置は、アンギュラコンタクト軸受２０、軸受ハウジング１３及びタレットケース１を介してカップリング２３によって規定されることになる。
【００１４】
回転工具でワークを加工するとき、駆動軸８及び連結軸７を軸支している軸受６２、６３、５２、５３が発熱源となる。また、刃物台本体２やタレットケース１には、切削油を介して加工熱が伝達される。そのため、比較的長い支持杆６と割出軸３との間に熱変形による軸方向の位置ずれが生ずるが、この位置ずれは、撓み円板６１の変形によって吸収される。従って、たとえ支持杆６に熱変形が生じたとしても、ガイドブロック５の軸方向位置は、アンギュラコンタクト軸受２０側で規定されることとなり、工具軸９１と連結軸７との間に生ずる熱変形による軸ずれを小さくすることができる。
【特許文献１】特開２００４‐２５４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
回転工具としてエンドミルやフライスカッタを用いることができる高トルクの工具モータを備えた旋盤は、複合旋盤とも呼ばれ、従来はマシニングセンタを用いて行われていたようなワーク周面の平面加工や溝加工を行う工作機械として利用されるようになってきている。
【００１６】
この発明は、そのような実情に鑑み、より大型の回転工具を使用可能にし、また回転工具をより高速で駆動することができるようにして、回転工具を用いる加工の能率及び加工精度を向上させた複合旋盤を得ることを課題としている。すなわち、この発明は、高トルクかつ高速で回転工具を駆動することができる回転工具タレットを得ることにより、より高機能の複合旋盤を得ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
より大型の回転工具を使用可能にするためには、工具の支持剛性を高くして、大きな切削反力に耐えられるようにすると共に、外力の変動に伴う振動の発生を防止する必要がある。また、工具を高速回転させることにより、軸受からの発熱量が増大するので、それに伴う部材の熱変形によって、工具連結軸７と回転工具の軸心との間に生ずる変位をより小さくすることが必要である。
【００１８】
本願の請求項１の発明は、刃物台本体２に回転可能に軸支された中空の割出軸３と、この割出軸３の先端に固定されてその所定の割出位置を刃物台本体２との間に設けたカップリング２３で位置決めされるタレットケース１と、前記割出軸３の中空孔に挿通された中空の支持杆６と、この支持杆６の先端に固定されてタレットケース１内に位置するガイドブロック５と、このガイドブロックに軸支されたタレットケース１の直径方向の工具連結軸７と、前記支持杆６の中空孔に軸支されて前記工具連結軸７に工具モータ８３の回転を伝達する駆動軸８と、支持杆６の基端と刃物台本体２とを軸方向変位を許容して連結する撓み部材６１とを備えた回転工具タレットにおいて、前記ガイドブロック５が、前記工具連結軸７を軸支する部分の両側でスラスト方向の位置決め機能を備えた軸受１５、１６でタレットケース１に軸支されていることを特徴とする回転工具タレットを提供することにより、上記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の回転工具タレットは、タレットケース１に装着したエンドミルやフライスカッタなどの回転工具と連結される連結軸７を軸支しているガイドブロック５を、その連結軸７を軸支している部分の両側で、かつ当該連結軸７の軸支部分に近い位置でタレットケース１に装着したアンギュラコンタクト軸受や深溝軸受１５、１６で軸支している。
【００２０】
この構造により、タレットケース１及びガイドブロック５の温度上昇が生じたときに、工具取付孔１１の熱変位と連結軸７の熱変位とがほぼ等しくなり、部材の温度上昇による工具連結軸７と工具軸９１との間に偏差が生ずるのを防止できる。更に、タレットケース１とガイドブロック５の温度上昇に差が生じたときでも、その熱変形の差が連結軸７の軸心を中心に左右にほぼ均等に振分けられるので、連結軸７と工具軸９１との間に誤差が生じない。
【００２１】
また、この発明の構造により、ガイドブロック５の両側の近い位置に連結軸７の軸心に対してほぼ対称な位置に軸受１５、１６が設けられているため、ガイドブロック５の支持剛性を高くできる。
【００２２】
すなわち、図３に示した従来構造では、ガイドブロック５がその直近のアンギュラコンタクト軸受２０とガイドブロック５から遠く離れた支持杆基端の撓み円板６１とで支持され、両側の支持点が遠く離れているため、この発明の回転工具タレットで得られるようなガイドブロック５の支持剛性が得られない。またタレットケース１とガイドブロック５の軸方向位置関係が、連結軸７の一方の側にあるアンギュラコンタクト軸受２０で規定されるため、両者に熱変形や温度差が生じたときに、連結軸７の軸心と回転工具の軸心との間に変位が生じていた。
【００２３】
この発明により、より高い剛性と熱変形による心ずれの生じない回転工具タレットを提供することができ、工具モータとしてより高トルク高回転のモータを使用することが可能になり、回転工具による加工能力を従来の複合旋盤の１．５倍に向上させた複合旋盤を得ることが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、この発明の回転工具タレットの一例を示した図である。外周に所定間隔で工具取付孔１１を設けたタレットケース１は、図３の従来構造と同様に、刃物台本体２に軸受２１、２２で回転自在に軸支された中空の割出軸３の先端に固定されている。タレットケース１の正面の開口１２は、軸受ハウジング１３とベアリング押え蓋１４で閉鎖されている。割出軸３は、その軸中間に固定した歯車３１に噛合する中間歯車３２を介して減速機付きの割出モータ３３に連結されている。
【００２５】
タレットケース１内には、タレットケース１の直径方向の軸孔を備えたガイドブロック５が、その軸孔の両側に近接した位置で、タレットケース１に嵌着した軸受ハウジング１３に嵌着した深溝軸受１５、及びタレットケース１の割出軸３との連結側の位置に嵌着した深溝軸受１６とで、軸支されている。ガイドブロック５には、支持杆６の先端が固定され、この支持杆６の基端は、撓み円板６１を介して刃物台本体２に連結されている。
【００２６】
すなわち、ガイドブロック５は、軸孔を挟んで短い間隔で略対称な位置に配置されたスラスト方向の位置決め機能を備えた軸受１５、１６で支持され、割出軸回りの方向のみが、支持杆６の基端の撓み円板６１によって規制される。この構造により、ガイドブロック５の高い支持剛性が得られ、かつ部材に熱変形が生じたときでも、軸孔に軸支された工具連結軸７の軸心とこれに連結される回転工具の軸心との位置関係が、高い精度で保持される。
【００２７】
支持杆６の中空孔に挿通された駆動軸８は、その基端を軸支する軸受６２と、その先端に固定された第１傘歯車８１を軸支する軸受６３とで回転自在に軸支され、その基端は軸継手８２を介して工具モータ８３に連結されている。ガイドブロック５の軸孔には、連結軸７がその先端に固定した第２傘歯車７１を軸支する軸受５３と、反対側の端部を軸支する軸受５２とで回転自在に軸支されている。
【００２８】
連結軸７の先端には、回転工具ホルダの工具軸に嵌合する嵌合溝７２が設けられており、ガイドブロック５の外周には、この嵌合溝の両端に連通する縁周方向のガイド溝５４が設けられている（図２参照）。このガイド溝５４は、図３の構造のガイド５５と同様に加工位置以外の位置にある回転工具の方向を規定するものである。工具モータ８３は、嵌合溝７２がガイドブロック５の円周方向を向く位置で、すなわち嵌合溝７２の両端がガイド溝５４と連通する位置で停止するように、停止位置制御されている。
【００２９】
なお、タレットケース１の割出位置は、従来装置と同様のスリーピース形の面歯車継ぎ手からなるカップリング２３で固定され、タレットケース１の割出角度軸方向位置及び軸心の位置が、このカップリング２３によって正確に規定される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】回転工具タレットの一実施例を示す断面図
【図２】ガイドブロックの斜視図
【図３】従来構造の回転工具タレットの一例を示す断面図
【符号の説明】
【００３１】
１  タレットケース
２  刃物台本体
３  割出軸
５  ガイドブロック
６  支持軸
７  連結軸
８  駆動軸
15,16  軸受
33  割出モータ
71,81  傘歯車
83  工具モータ
91  工具軸
【図１】
2008055576.tif 000003
【図２】
2008055576.tif 000004
【図３】
2008055576.tif 000005