(57)【要約】【課題】ドリルやミーリング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、組立ての困難性を解消すると共に、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１９で割出位置が固定される。タレット１内には、駆動軸ケース５が、刃物台本体２に対するタレット軸回りの回転を不能にして設けられて、タレット１内に直径方向に配置された工具駆動軸１４を軸支している。タレット１と駆動軸ケース５とは、アンギュラコンタクト軸受などの軸受２０を介して連結されている。この軸受２０は、駆動軸ケース５に近接して、タレット１の内部ないしタレット軸３の先端部分に装着されている。駆動軸ケース５から延びるケース軸６の基端は、軸方向の変位を許容する例えば撓み部材２２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
2004025404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃物台本体（２）に割出回転可能に装着されてその所定の割出位置を刃物台本体との間に設けたカップリング（１９）で位置決めされるタレット（１）と、刃物台本体（２）に対するタレット軸回りの回転を固定して前記タレットに内蔵した工具駆動軸（１４）を軸支する駆動軸ケース（５）とを備えた回転工具タレットにおいて、タレット（１）と駆動軸ケース（５）とがタレット内部ないしタレット（１）を固定しているタレット軸（３）の先端部分に設けられたスラスト方向の位置決め機能を備えた軸受（２０）を介して連結されており、駆動軸ケース（５）からタレット軸（３）の中空孔を通って延びるケース軸（６）の基端がタレット軸方向の変位を許容する部材（２２）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ことを特徴とする、回転工具タレット。
【請求項２】
軸方向の位置決め機能を有する軸受がアンギュラコンタクト軸受であり、軸方向の変位を許容する部材が撓み円板である、請求項１記載の回転工具タレット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械の工具タレットに関するもので、特にドリルやミーリングカッタ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。
【０００２】
【従来の技術】
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又は加工位置とその正反対の位置に割出された回転工具のみがタレット内部の工具駆動機構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２は、この種の回転工具タレットの構造を模式的に示した図である。タレット１は、刃物台本体２に回転自在に軸支された中空のタレット軸３の先端に一体的に固定されている。タレット軸３は、歯車４を介して図示しない電動機に連結されており、所定の角度単位で割出回転される。タレット１内には、径方向の軸孔を備えた駆動軸ケース５が設けられており、この駆動軸ケースは、タレット軸３の中空孔に回転自在に軸支された中空のケース軸６の先端に一体的に固定されている。ケース軸６は、駆動軸ケース５の軸孔の方向が常に工具の割出方向に向いているように、刃物台本体に対する相対回転が固定されている。この回転の固定は、駆動軸ケース５及びケース軸６がタレット１及びタレット軸３の内部に設けざるを得ない関係上、タレット軸３から突出させたケース軸６の基端部を刃物台本体２に固定するという構造を採用せざるを得ない。そして、このケース軸６の基端部を刃物台本体２に固定することにより、ケース軸６の軸方向移動も固定されることになる。
【０００５】
ケース軸６の中空孔には、回転工具を駆動するための第１駆動軸７が回転自在に軸支されている。この第１駆動軸の先端には第１傘歯車８が固定され、基端はベルト９で工具駆動モータ１０に連結される。駆動軸ケース５の軸孔には、タレットの径方向の第２駆動軸１１が回転自在に軸支され、この第２駆動軸に固定した第２傘歯車１２が第１傘歯車８に噛合している。第２駆動軸１１の先端には、加工位置に割出された回転工具ホルダ１３の工具軸１４の基端に設けた嵌合突起１５と係合する嵌合溝１６が設けられている。回転工具ホルダ１３に装着された回転工具１７は、加工位置に割出されたとき、前記嵌合突起１５と嵌合溝１６が嵌合することによって第２駆動軸１１に回転連結され、工具駆動モータ１０が回転したときに、回転工具１７が回転することとなる。なお、駆動軸ケース５には、工具軸の嵌合突起１５の嵌合面をガイドするリング状のガイド板１８が一体に設けられており、このガイド板によって加工位置以外の位置にある回転工具が停止状態を保つと共に、当該工具が加工位置に割出されたとき、嵌合突起１５が嵌合溝１６に円滑に挿入されるようにしてある。
【０００６】
所定位置に割出されたタレット１は、その背面と刃物台本体との間に設けられているカップリング１９で最終的に位置決めされる。このカップリング１９は、割出角度と共にタレット１の軸方向位置及び回転中心の位置決め機能も備えており、従って最終的なタレットの割出角度、軸方向位置及び回転中心位置の精度は、このカップリング１９の精度によって保証されることになる。換言すれば、ワークの加工精度を決定付ける工具１７の刃先の図のＺ−Ｘ平面内の位置は、カップリング１９によって規定されることになるのである。
【０００７】
なお、付言すれば、カップリング１９としては、３ピースの面歯車型のカップリングが用いられており、これによって精度の高い加工を実現するのに必要なタレット１の割出角、軸方向及び半径方向位置の高精度の位置決めが可能になっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
工具１７でワークを加工すると、ワークの加工部に大きな加工熱が発生し、それが工具１７に伝わりタレット１にも伝達される。また、加工部に供給される切削液も加工熱によって加熱され、タレット周辺の雰囲気温度も上昇する。更に駆動軸７、１１の回転に起因して、これを軸支するベアリング等からの発熱も生ずる。これらの熱は当然のことながらタレットないし刃物台を構成している各部材の温度を上昇させ、これらの部材に熱変形が生ずる。これらの熱変形は、加工精度を低下させるという問題と、部材相互の間に位置誤差を生じさせるという問題とを引き起こす。また、これらの問題は、タレット刃物台の組立てにおいて、どの程度の精度で部材相互を組立てなければならないかという問題とも関係してくる。
【０００９】
図２のタレット刃物台についていうと、カップリング１９でタレット１を固定したときの工具１７の位置と、工具軸１４の中心と第２駆動軸１１の中心軸との軸ずれが問題になる。熱変形や工具にかかる加工反力による部材の変位を考慮すれば、工具１７の装着位置はカップリング１９に近いことが望ましい。両者の間隔が大きくなると、熱歪みや応力歪みによる変位量が増大し、これが加工精度を低下させる要因になるからである。一方、工具軸１４と第２駆動軸１１との軸心のずれは、騒音と振動を発生させる原因となり、振動の発生は加工面の面精度を低下させる原因となる。そのため、部材に熱歪みが生じた場合でも、工具軸１４と第２駆動軸１１の軸心の間に大きな騒音や有害な振動を生じさせるような軸ずれが生じないようにしなければならない。軸ずれの内、タレット半径方向の軸ずれは、あまり問題にはならない。工具１７の装着位置とカップリング１９の位置とが近いことから、熱や加工反力によるタレット１のタレット軸回りの捩じれ変形は非常に小さく、また第１傘歯車８の接線力によるケース軸６の捩じれ変形も、ケース軸６の剛性によって所定精度内に押え込むことが可能だからである。一方、タレット軸方向（図のＺ方向）の軸ずれについては注意が必要である。すなわち、工具軸１４の位置はカップリング１９によって規定されており、第２駆動軸１１のＺ軸方向の位置は、ケース軸６の基端を刃物台本体２に固定することにより規定されている。タレット１や駆動軸ケース５の支持剛性を考えると、タレット軸３やケース軸６の軸受間隔はある程度必要である。そのため、刃物台本体２に固定されているケース軸６の基端と第２駆動軸１１との間の距離が工具軸１４とカップリング１９との間の距離に比べてかなり大きくなる。そのため、熱歪みによって工具軸１４と第２駆動軸１１との軸心の間に図のＺ方向の軸ずれが生じてくる可能性がある。そこでタレット刃物台の組立て時には、この軸ずれがどの程度生ずるかを考慮して、そのような軸ずれが生じた場合でも騒音や振動の問題が生じないように、工具軸１４と第２駆動軸１１の軸心の位置を決めて組立てなければならず、組立てを高精度でかつ注意深く行ってやる必要があった。
【００１０】
この発明は、従来の回転工具タレットの上述した理由による組立ての困難性を解消すると共に、熱歪みによる騒音や振動の発生のおそれのない回転工具タレットを提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の回転工具タレットは、タレット１とこのタレットに内装された駆動軸ケース５とを備えている。タレット１は、刃物台本体２に割出回転可能に装着されており、その所定の割出位置が刃物台本体との間に設けたカップリング１９で位置決めされる。駆動軸ケース５は、刃物台本体２に対するタレット軸回りの回転を不能にして設けられており、タレット１内に直径方向に配置されている工具駆動軸１４を軸支している。上記課題を解決したこの発明の回転工具タレットにおいては、上記タレット１と駆動軸ケース５とが、アンギュラコンタクト軸受や旋回軸受などのスラスト方向の位置決め機能を備えた軸受２０を介して連結されている。この軸受２０は、駆動軸ケース５に近接して、タレット１又はこのタレットに固定されているタレット蓋２１ないしタレット軸３の先端部分に装着されている。上記駆動軸ケース５は、タレット軸３の中空孔を通って延びるケース軸６の先端に固定されており、このケース軸６の基端がタレット軸方向の変位を許容する例えば撓み部材２２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。
【００１２】
軸方向の位置決め機能を有する軸受２０としてアンギュラコンタクト軸受を使用することにより、駆動軸ケース５の高剛性での軸方向及び軸直角方向の位置固定が可能である。また、ケース軸６の軸方向の変位を許容する部材２２として撓み円板を用いることにより、駆動軸ケース５の高剛性での回転方向の位置固定が可能である。
【００１３】
上記のこの発明の構造によれば、第２駆動軸１１を軸支している駆動軸ケース５のタレット軸方向の位置が軸受２０により、タレット１ないしタレット軸の先端部によって規定される。タレット１ないしタレット軸３の先端部は、工具軸の位置を規定しているカップリング１９に近く、従って駆動軸ケース５に軸支されている第２駆動軸１１は、工具軸１４と同様にタレット１を介してカップリング１９でタレット軸方向の位置を規定されることとなり、両者の熱歪みが同方向に同程度に生ずるため、熱歪みによる第２駆動軸１１と工具軸１４との軸ずれを無視できる程度に小さくできる。軸受としてのアンギュラコンタクト軸受は、転動体と内外輪との間に軸方向の予圧がかかっており、一方、駆動軸ケース５には、タレット軸方向の駆動反力や加工反力が殆ど作用しないので、軸受２０を介装したことによる新たな誤差の発生はあったとしても非常に小さい。そしてケース軸６の熱歪みは、部材２２によって吸収され、駆動軸ケース５に軸支された第２駆動軸１１の方向は、この部材２２を介してケース軸６を刃物台本体２に固定することにより保証される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の回転工具タレットの一実施例を示す図である。図１の回転工具は、駆動軸ケース５がアンギュラコンタクト軸受２０でタレット１に固定したタレット蓋２１で軸支されている部分の構造、及びケース軸６の基端が軸方向に可撓性を備えた撓み円板２２を介して刃物台本体２に固定されている部分の構造以外は、基本的に図２に示した従来構造と同じである。
【００１５】
図１において、図２で説明した部材には図２と同じ符号を付してその説明を省略し、特徴部分について以下に説明する。
【００１６】
駆動軸ケース５は、先端側にケース軸６と軸心を一致させて短い支持軸２３を一体に形成してある。タレット１には、正面中央部にタレット刃物台を組立てる際の必要から開口が設けられており、この開口はタレット蓋２１によって閉鎖されている。タレット蓋２１は所定の嵌め合い公差を設けた嵌合部２４で軸心を正確に位置決めして、図示しないボルトによりタレット１に固定されている。タレット蓋２１の中心部には、軸孔を開口させた軸受ハウジング２５が一体に設けられており、この軸受ハウジングにアンギュラコンタクト軸受２０が装着されている。タレット蓋２１をタレット１に固定したとき、駆動軸ケースの支持軸２３がアンギュラコンタクト軸受２０で軸支される。すなわち、駆動軸ケース５はその先端部において、アンギュラコンタクト軸受２０及びタレット蓋２１を介してタレット１に軸支される。アンギュラコンタクト軸受２０は、支持軸２３と軸受ハウジング２５との軸方向相対位置を規定するから、駆動軸ケース５は、アンギュラコンタクト軸受２０、タレット蓋２１及びタレット１を介してカップリング１９によって規定されることになる。なお、アンギュラコンタクト軸受２０は、外輪がタレット蓋２１に軸方向にボルト止めしたベアリング押え２６で軸方向に固定され、内輪は支持軸２３の軸端にボルトで軸方向に固定したエンドプレート２７で固定されている。
【００１７】
駆動軸ケース５からタレット軸３の中空孔を通って延びるケース軸６の基端は、外周部を刃物台本体側に固定した撓み円板２２の内縁がケース軸に設けたフランジ２８と、このフランジにボルト３０で軸方向に締結した押えフランジ２９に挟まれた状態で固定されている。撓み円板２２は、回転方向の変形に対して高い剛性を有する一方、外縁と内縁との間での軸方向の変位に対しては、比較的容易に撓んで当該変位を吸収する。従って、部材の加工誤差や組立て誤差により、撓み円板２２の取付部分において、刃物台本体２とケース軸６との間に軸方向の多少の位置ずれが生じても、この位置ずれは撓み円板２２の撓みによって吸収され、更に比較的長いケース軸６の比較的大きな熱変形も、この撓み円板２２の変形によって吸収させることができる。従って、たとえケース軸６に熱変形が生じたとしても、駆動軸ケース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１４と第２駆動軸１１との間に熱歪みによる軸ずれが生ずるのを回避できる。
【００１８】
なお、上記実施例ではアンギュラコンタクト軸受２０を第２駆動軸１１の中心に対して外側（反ケース軸側）に配置したが、内側（ケース軸側）でもよい。しかし、組立やメンテナンス性を考慮すると、上記の実施例の構造が好ましい。
【００１９】
図１にはカップリング１９の構造が詳細に示してあるので、その構造と作動について以下に説明する。カップリング１９は、タレット１の背面に固定されたリング状の回転ピース３１と、刃物台本体２に固定されたリング状の固定ピース３２と、刃物台本体に形成したリング状のシリンダ室３５に挿入されたピストン３３の前面に形成された嵌脱ピース３４との３個のピースを備えている。シリンダ室３５は、刃物台本体２とタレット軸本体の先端の大径部分との境界の位置に形成されており、シリンダ室３５の後壁（反ピストン側の壁）の内径側半分は、タレット軸側に形成したフランジ３６によって形成されている。このフランジ３６は、刃物台本体に形成したシリンダ室３５の外周面より小径のガイド孔３７に軸方向移動可能に摺接しており、その摺接部にはシールリング３８が装着されている。カップリングの嵌脱ピースを設けたピストン３３の背面の受圧面積は、シリンダ室３５の後壁の一部を形成しているフランジ３６の受圧面積の２倍の大きさにしてある。ピストン３３の内周には、ピストン３３を後退させる方向の油圧を供給する段部３９が形成されている。ピストン３３には軸回りの回動を制限する回り止めピン（図示せず）が設けられている。
【００２０】
以上の構造において、ピストン３３を後退させた状態でタレット１を割出し、シリンダ室３５に油圧を供給してピストン３３を前進させると、嵌脱ピース３４が前進して、固定ピース３２と回転ピース３１とに同時に嵌合する。固定ピース３２と嵌脱ピース３４との嵌合力は、シリンダ室３５に供給された油圧力によって付与される。固定ピース３２と嵌脱ピース３４とが嵌合すると、ピストン３３はもはや前進することができなくなり、シリンダ室３５の油圧が上昇してフランジ３６を後方に押す。この押圧力は、回転ピース３１に伝達されるので、回転ピース３１はこの押圧力に相当する力で嵌脱ピース３４に押圧される。すなわち、ピストン３３の受圧面積をフランジ３６の受圧面積の２倍としておけば、嵌脱ピース３４が固定ピース３２と回転ピース３１とにほぼ等しい押圧力で嵌合することとなり、この嵌合によって回転ピース３１は、嵌脱ピースを介して固定ピース３２で位置決めされ、タレット１の高い位置精度が保証されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転工具タレットの一実施例を示す断面図
【図２】従来構造の回転工具タレットの一例を示す模式的な断面図
【符号の説明】
１　タレット
２　刃物台本体
３　タレット軸
５　駆動軸ケース
１４　工具軸
１９　カップリング
２０　アンギュラコンタクト軸受
【図１】
2004025404.tif 000003
【図２】
2004025404.tif 000004