(57)【要約】【課題】回転軸の損傷を抑制することができ、さらに、装置の組立て効率の向上が図られた駆動力伝達機構およびこの駆動力伝達機構を備えた自動工具交換装置を提供する。【解決手段】本発明に係る工具交換装置は、回転可能に支持された回転軸５と、回転軸５の外表面に設けられた環状部材４０と、環状部材４０の外表面に形成された窪み４３内で回転可能に設けられた球状体４２と、環状部材４０に設けられ、球状体４２の一部を露出すると共に、球状体４２を窪み４３内に保持する球状体脱落防止部と、球状体４２のうち、環状部材４０の外表面に露出した部分の一部が嵌る嵌合部を有する共に、回転可能に支持され、球状体４２を介して環状部材４０に動力を伝達可能な回転部材３とを備える。【選択図】図１
2007100800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持された回転軸と、
前記回転軸の外表面に設けられた環状部材と、
前記環状部材の外表面に形成された窪み内で回転可能に設けられた球状体と、
前記環状部材に設けられ、前記球状体の一部を露出すると共に、前記球状体を前記窪み内に保持する球状体脱落防止部と、
前記球状体のうち、前記環状部材の外表面に露出した部分の一部が嵌る嵌合部を有すると共に、回転可能に支持され、前記球状体を介して前記環状部材に動力を伝達可能な回転部材と、
を備えた駆動力伝達機構。
【請求項２】
前記球状体は、前記回転部材側に突出し、前記球状体の脱落を防止可能な突出部を含み、
前記球状体が前記回転部材の嵌合部に嵌合された際に、前記回転部材と前記環状部材との間に空間を設けるようにし、前記突出部を前記空間内に配置した、請求項１に記載の駆動力伝達機構。
【請求項３】
前記球状体脱落防止部の少なくとも一部が、前記環状部材の外周面で前記球状体の周囲に形成された凹部内に収納された、請求項１または請求項２のいずれかに記載の駆動力伝達機構。
【請求項４】
前記窪みは、前記環状部材の外表面に複数形成され、前記脱落防止部は、前記窪みごとに設けられ、前記環状部材から着脱可能に設けられている、請求項１から請求項３のいずれかに記載の駆動力伝達機構。
【請求項５】
前記窪み内に設けられ、前記窪みの内周面と前記球状体の外表面との少なくとも一方に接し、前記球状体の径より小径に形成された複数の小球状体と、
前記窪み内に形成され、前記小球状体を移動可能に受け入れる経路とをさらに備え、
前記経路への前記小球状体の挿入口を閉じるように、前記球状体脱落防止部が設けられる、請求項１から請求項４のいずれかに記載の駆動力伝達機構。
【請求項６】
前記環状部材は、その径方向に変位可能であり、前記球状体を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材に前球状体脱落防止部を設けた、請求項１から請求項５のいずれかに記載の駆動力伝達機構。
【請求項７】
前記支持部材の変位量を調整可能な変位量調整手段をさらに備えた、請求項６に記載の駆動力伝達機構。
【請求項８】
前記窪みの断面形状は、前記球状体の曲率より大きい曲率を含む、ゴシックアーチ形状とされた、請求項１から請求項７のいずれかに記載の駆動力伝達機構。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の駆動力伝達機構を備えた、自動工具交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力伝達機構およびこの駆動力伝達機構を備えた自動工具交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マシニングセンタ、このマシニングセンタ内に設けられる工具交換装置、テーブルの旋回機構等においては、各種駆動力を伝達する機構を介して、駆動源からの駆動力が出力軸に伝達されている。
【０００３】
たとえば、従来の自動工具交換装置は、駆動源と、主軸に把持された工具を交換する工具交換アームと、この工具交換アームが固定された回転軸と、駆動源からの駆動力を回転軸に伝達する駆動力伝達機構とを備えている（下記特許文献１参照）。この駆動力伝達機構は、回転軸と係合して、回転軸が軸線方向にスライド可能に支持されたターレットと、このターレットの外周面上に形成されたカムフォロアと、このカムフォロアが嵌り込む溝が形成されたカムとを備えている。
【０００４】
このように構成された工具交換装置においては、駆動源からの駆動力により、カムが回転し、カムが回転することによりカムの溝に沿ってカムフォロアが変位して、ターレットが回転する。そして、このターレットに係合する回転軸が回転して、回転軸に固定された工具交換アームが回転駆動する。このように、工具交換アームが回転駆動することにより、マシニングセンタの主軸に設けられた工具と、工具マガジンに収納された工具とを交換する。
【０００５】
上記のように構成された従来の工具交換装置は、一般に、１秒前後の高速スピードで工具ホルダおよび工具を交換する。この工具ホルダと工具の合計質量は、３ｋｇ〜１０ｋｇ程度であるため、工具を交換する度に、工具交換アームには大きな慣性負荷がかかり、カム部分に損傷が生じるという問題があった。たとえば、カムフォロアの軸部は、ターレットに固定されており、この軸部に大きな応力がかかり損傷が生じたり、ターレットを介して慣性負荷が係る回転軸に損傷が生じたりするという問題があった。カムフォロアや回転軸は、自動工具交換装置のケーシング内に収納されており、カムフォロアや回転軸の損傷を装置の外観から発見するのは困難である。また、損傷したカムフォロアや回転軸をケーシングから取り出して交換する作業は、非常に手間がかかるという問題があった。
【０００６】
その一方で、特開平８−１５９２３３号公報には、ボールを介して、駆動力を伝達する間欠回転装置が記載されている。この間欠回転装置は、ハウジングに回転自在に支持され円筒状のカム面を形成する入力軸と、ハウジングに回転自在に支持されカム面と交差するホイル面を有する出力軸と、ホイル面の同一円周上に所定の間隔で設けられた３つ以上のボールベアリング保持穴と、カム面に形成され、回転方向にのみ変位する停留部からなるボールベアリング滑動路を構成するカム溝と、ボールベアリング保持穴に保持されカム溝を滑動してカム面の回転運動をホイル面に間欠的に伝達するボールベアリングとを備える。そして、出力軸に直角に配される押え板と、押え板に押圧力を及ぼすバネとを有する。このように、この間欠回転装置においては、ボールを介して駆動力を出力軸に伝達する機構が採用されている。
【特許文献１】実開昭６１−１８７６４１号公報
【特許文献２】特開平８−１５９２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この間欠回転装置においては、ボールベアリングをボールベアリング保持穴に維持する押え板が、ホイル面を有する出力軸と別体となっている。このため、ボールベアリングをボールベアリング保持穴内に収納した状態で、出力軸を装置内に組み込み、そして、押え板により、ボールベアリングをボールベアリング保持穴内に保持させる必要がある。
【０００８】
しかし、出力軸を装置内に組み込む際に、ボールベアリングがボールベアリング保持穴内から脱落し易く、装置の組立て作業が非常に手間のかかるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、カムフォロアや回転軸の損傷を抑制することができ、さらに、装置の組立て効率の向上が図られた駆動力伝達機構およびこの駆動力伝達機構を備えた自動工具交換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る駆動力伝達機構は、回転可能に支持された回転軸と、回転軸の外表面に設けられた環状部材と、環状部材の外表面に形成された窪み内で回転可能に設けられた球状体と、環状部材に設けられ、球状体の一部を露出すると共に、球状体を窪み内に保持する球状体脱落防止部と、球状体のうち、環状部材の外表面に露出した部分の一部が嵌る嵌合部を有すると共に、回転可能に支持され、球状体を介して環状部材に動力を伝達可能な回転部材と備える。好ましくは、上記球状体は、回転部材側に突出し、球状体の脱落を防止可能な突出部を含み、球状体が回転部材の嵌合部に嵌合された際に、回転部材と環状部材との間に空間を設けるようにし、突出部を空間内に配置する。好ましくは、上記球状体脱落防止部の少なくとも一部が、環状部材の外周面で球状体の周囲に形成された凹部内に収納されている。好ましくは、上記窪みは、環状部材の外表面に複数形成され、脱落防止部は、窪みごとに設けられ、環状部材から着脱可能に設けられている。好ましくは、上記窪み内に設けられ、窪みの内周面と球状体の外表面との少なくとも一方に接し、球状体の径より小径に形成された複数の小球状体と、窪み内に形成され、小球状体を移動可能に受け入れる経路とをさらに備え、経路への小球状体の挿入口を閉じるように、球状体脱落防止部が設けられる。好ましくは、上記環状部材は、その径方向に変位可能であり、球状体を支持する支持部材をさらに備え、支持部材に前球状体脱落防止部を設ける。好ましくは、上記支持部材の変位量を調整可能な変位量調整手段をさらに備える。好ましくは、上記窪みの断面形状は、球状体の曲率より大きい曲率を含む、ゴシックアーチ形状とする。本発明に係る自動工具交換装置は、上記駆動力伝達機構を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る駆動力伝達機構およびこの駆動力伝達機構を備えた自動工具交換装置によれば、カムフォロアや回転軸の損傷を抑制することができ、さらに、装置の組立て作業効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る自動工具交換装置１００の側断面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。また、図３は、工具交換アーム３１の一部を断面視した一部断面図である。図１において、自動工具交換装置１００は、図示されないマシニングセンタの主軸の先端部に把持された工具を交換する図３に示す工具交換アーム３１と、工具交換アーム３１を回転可能に支持すると共に、工具交換アーム３１を主軸の軸線方向に往復運動可能に支持する図１に示す回転軸５と、回転軸５の外周面に設けられ、環状のターレット５０と、このターレット５０を含み、回転軸５を回転させる回転機構（駆動力伝達機構）６０と、回転軸５を回転軸の軸線方向に摺動させる摺動機構６１とを備えている。
【００１３】
摺動機構６１は、モータ等の駆動源１０により回転駆動させられるウォームギア２と、このウォームギア２と噛合して、ウォームギア２により回動させられるウォームホイル３と、回転軸５の外周面に形成された環状溝１７と、この環状溝１７とウォームホイル３に形成されたカム溝８とに係合して、ウォームホイル３の回転駆動により、回転軸５を回転軸５の中心軸線Ｏに沿って摺動させるアーム４とを備えている。ウォームギア２は、一方の端部側が駆動源１０に接続されており、他方の端部側には、ギア部７が形成されており、駆動源１０の駆動力により回転可能に支持されている。
【００１４】
環状溝１７は、回転軸５の外周面上に設けられた鍔部１７ａと、鍔部１７ａに対して回転軸５の中心軸線Ｏ方向に離間して設けられた鍔部１７ｂとの間に形成されている。ウォームホイル３は、回転軸１２を中心に回転可能に支持されており、円板状に形成されている。そして、ウォームホイル３は、円形状の両側面と、この両側面の周縁部に形成された周壁部とを備えている。そして、図２に示されるように、ウォームホイル３の周壁部のうち、アーム４と対向する側面側の部分には、周方向に沿って延在し、ギア部７と噛合する歯部１５が形成されている。また、ウォームホイル３の側面のうち、アーム４と対向する側面には、カム溝８が形成されている。カム溝８は、ウォームホイル３の側面上に、環状に形成されており、回転軸５に所定の動作を行わせるために、ウォームホイル３の周方向に沿うに従って、回転軸１２からの距離が漸次変化するように延在している。
【００１５】
アーム４は、回転軸１１により回転可能に支持されており、一方の端部には、ウォームホイル３のカム溝８内を摺動するローラ９ａと、他方の端部には、回転軸５に形成された環状溝１７に係合するローラ９ｂとを備えている。
【００１６】
ここで、図１に示すウォームギア２が回転すると、ウォームギア２と噛合しているウォームホイル３も回転する。ウォームホイル３が回転すると、ローラ９ａが位置するカム溝８と回転軸１２との距離が漸次変化する。このように、ローラ９ａの位置が変動すると、アーム４が回転軸１１を中心に回動し、ローラ９ｂが環状溝１７を介して、回転軸５を摺動させる。このように、回転軸５が中心軸線Ｏに沿って摺動すると、図３において、工具交換アーム３１が回転軸５の中心軸線Ｏに沿って摺動する。なお、回転軸５の中心軸線Ｏは、マシニングセンタの主軸の軸線と平行な方向に延在している。
【００１７】
図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。この図４に示されるように、回転機構６０は、回転軸５と、ターレット５０と、回転可能に支持されたウォームホイル３とを備えている。回転軸５は、ターレット５０と係合しており、中心軸線Ｏに沿ってスライド可能に支持されている。
【００１８】
ウォームホイル３の周壁部には、筐体４０の外周面に沿うように、回転軸１２に向けて湾曲した湾曲面３０が周方向に沿って環状に形成されている。そして、この湾曲面３０には、ターレット５０に設けられたボール４２のうち、窪み４２から外方に露出した部分の一部が嵌るカム溝（嵌合部）４５が形成されている。このカム溝４５は、湾曲面３０上に複数箇所形成されており、各カム溝４５には、ターレット５０のボール４２がそれぞれ当接している。
【００１９】
図５は、ボール４２付近における拡大断面図である。この図５に示されるように、ターレット５０は、回転軸５の外表面に設けられた環状の筐体（環状部材）４０と、この筐体４０の外表面に形成された複数の窪み４３と、この窪み４３内で回転可能に設けられたボール（球状体）４２と、筐体４０に設けられ、ボール４２の少なくとも一部を外方に露出すると共に、ボール４２を窪み４３内に維持する球状体脱落防止部４１とを備えている。筐体４０の外周面上には、複数の凹部４７が形成されている。この凹部４７は、窪み４３と、窪み４３の周囲に位置する環状の環状凹部（凹部）４７ａとを備えている。環状の環状凹部４７ａの周壁面には、ネジ部４７ｂが形成されている。窪み４３は、ボール４２の外周面に沿うように、球体面状に形成されている。なお、図６は、図５に示された窪み４３の変形例を示すボール４２付近の拡大断面図である。この図６に示されるように、窪み４３の断面形状を、ボール４２の曲率より大きな曲率とされたゴシックアーチ形状としてもよい。このゴシックアーチ形状は、２つの円弧４３ａ、４３ｂから形成されており、この円弧４３ａ，４３ｂの半径Ｒ２は、ボール４２の半径Ｒ１より大きなものとされている。また、円弧４３ａ、４３ｂの中心点Ｏ３は、互いにずれるように配置されている。
【００２０】
このように、窪み４３の断面形状をゴッシクアーチ形状とすると、窪み４３の内壁面とボール４２の外周面とが非接触となる部分が生じ、ボール４２の外表面と窪み４３の内壁面との接触面積が大きくならず、ボール４２の外周面と、窪み４３の内壁面との間の抵抗を低減することができる。これにより、ボール４２が窪み４３内で回転し易く、また、ボール４２が窪み４３内で滑り易くなる。このため、ボール４２にウォームホイル３から応力が加えられた際においても、ボール４２が窪み４３内で回転したり、また、ボール４２の外表面と窪み４７の外表面との間で滑ったりすることにより、ボール４２に加えられた応力を良好に受け流すことができる。さらに、窪み４３の内周面が円弧状に形成されているため、ボール４２の外周面と窪み４３の内周面との接触部分は、円状の線となる。このため、窪み４３の内周面がＶ字形状のように、直線状とされた場合と比較して、ボール４２の外周面と、窪み４３の内周面との接触部分が大きくなり、窪み４３の内周面が磨耗してしまうことを抑制することができる。また、窪み４３の開口縁部と、ボール４２の外周面との接触を抑制することができ、窪み４３の開口縁部に大きな応力が集中して、窪み４３の開口縁部が外方に膨出するような不具合の発生を抑制することができる。
【００２１】
図５において、球体脱落防止部４１は、環状に形成されており、少なくとも一部がボール４２の周囲に位置する環状凹部４７ａ内に収納されている。このため、球体脱落防止部４１は、ウォームホイル３側に突出することが抑制されており、球体脱落防止部４１とウォームホイル３とが接触することが抑制されている。球体脱落防止部４１は、円環状に形成され、ウォームホイル３と対向する側面４１ｅと、環状凹部４７ａの底部と対向する側面４１ｆとを備えており、中央部に、貫通孔４１ｃが形成されている。
【００２２】
また、球体脱落防止部４１は、爪部４１ｂと、側面４１ｅ上に形成された穴部４１ａと、側面４１ｅ，４１ｆの周縁部に位置する周壁部の表面上に形成され、ネジ部４７ｂと螺合するネジ部４１ｄとを備えている。
【００２３】
爪部４１ｂは、貫通孔４１ｃの壁面のうち、ウォームホイル３側に形成されており、貫通孔４１ｃの径を縮径するように、突出すると共に、ウォームホイル３側に向けて突出するよう形成されている。このため、貫通孔４１ｃは、ボール４２の径より大径に形成された大径部４１ｃ１と、爪部４１ｂにより縮径され、ボール４２の径より小径に形成された小径部４１ｃ２とを備えている。
【００２４】
そして、ボール４２がウォームホイル３のカム溝４５に嵌合された際に、ウォームホイル３と筐体４０との間に空間を設けるようにし、爪部４１ｂは、ウォームホイル３と筐体４０との間に空間内に配置されている。このため、球体脱落防止部４１のうち、最もウォームホイル４側に位置する爪部４１ｂも、ウォームホイル３と接触することが抑制されている。さらに、この球体脱落防止部４１は、爪部４１ｂから球体脱落防止部４１の外周縁部側に向かうに従って、図４に示すように、回転軸５の中心軸線Ｏに向けて後退するように形成されているため、球体脱落防止部４１がウォームホイル３と干渉することが抑制されている。
【００２５】
ここで、図３に示す工具交換アーム３１が主軸に把持された工具を交換する際に、大きな慣性負荷が、ウォームホイル３からボール４２に加えられた場合においても、ボール４２が窪み４３内で回転することにより、ウォームホイル３からボール４２に与えられる応力を受け流すことができる。このように、ボール４２に加えられる応力が軽減されるため、ボール４２から回転軸５に加えられる応力も軽減され、回転軸５が損傷することを抑制することができる。
【００２６】
ウォームホイル３に形成されたカム溝４５の断面形状は、ボール４２の曲率より大きな曲率により形成されたゴシックアーチ形状とされている。このように、カム溝４５の断面形状がゴシックアーチ形状とされているため、カム溝４５の内壁面と、ボール４２の外周面とが非接触となる部分ができ、ボール４２とカム溝４５の内壁面との間の抵抗を低減することができる。そして、図４において、ウォームホイル３が回転軸１２を中心に回動すると、ボール４２が位置するカム溝４５の位置は、回転軸１２の軸線方向に変位する。
【００２７】
このため、ウォームホイル３が回転すると、カム溝４５の位置が変動し、ボール４２も、回転軸５の中心軸線Ｏを中心に変位して、ターレット５０が回動する。このように、ターレット５０が回動すると、ターレット５０内に嵌挿された回転軸５も回動する。回転軸５が回動すると、図３に示す工具交換アーム３１も中心軸線Ｏを中心に回動する。このように、工具交換アーム３１が回転および回転軸５の軸線に沿って摺動することにより、図示されない主軸に把持された工具を他の工具と交換する。
【００２８】
このように、ボール４２を介して回転軸５を回転させるため、ボール４２外周面のうち、回転軸５の中心軸線Ｏより最も離間した最外周点Ｏ２と、中心軸線Ｏとの間の距離を正確に設定する必要がある。ここで、球体脱落防止部４１は、筐体４０に設けられているため、ボール４２を窪み４３内に維持した状態で、ターレット５０を回転軸５から取り外すことができる。また、回転軸５から取り外されたターレット５０は、図５に示す穴部４１ａに工具を挿入して、球体脱落防止部４１を回動させることにより、球体脱落防止部４１を筐体４０から取り外し、窪み４３内に挿入されるボール４２を各種径のボール４２に変更することができる。これにより、ターレット５０を回転軸５に装着する前に、ターレット５０に装着されるボール４２を各種径のボール４２に組替えて、ボール４２の外周面のうち、回転軸５の中心軸線Ｏから最も離間した最外周点Ｏ２と、中心軸線Ｏとの距離を所定距離に設定することができる。
【００２９】
このように、ターレット５０単体で、ボール４２の最外周点Ｏ２と、中心軸線Ｏとの距離を正確に調整されたボール４２が既に窪み４２内に収納された状態で、回転軸５に装着することができるので、ターレット５０を回転軸５に組み付ける組み付け作業を容易に行うことができる。
【００３０】
また、各窪み４３ごとに球体脱落防止部４１が設けられているため、１つづつボール４２を窪み４３内に収納することができ、ターレット５０にボール４２を組み付ける組付け作業を容易に行うことができ、最外周点Ｏ２と回転軸線Ｏとの距離調整も容易に行うことができる。
【００３１】
上記のように構成された自動工具交換装置１００は、たとえば、主軸と、主軸の先端部に把持された工具と、主軸を主軸の中心軸線を中心に回転可能に支持する回転機構と、主軸を主軸の中心軸線に沿って摺動可能な摺動機構と、複数の工具が収納された工具マガジンとを備えたマシニングセンタ等に設けられる。そして、自動工具交換装置１００は、主軸の先端に把持された工具と、工具マガジン内に収納された工具とを交換する。具体的には、図３において、工具交換アーム３１が回転軸５の中心軸線Ｏを中心に回転して、主軸の先端部に把持された工具と、工具マガジンの待機位置で待機している工具とを同時に把持する。
【００３２】
しかる後に、図１に示す摺動機構６１が工具交換アーム３１を回転軸５の中心軸線Ｏに沿って摺動させて、主軸の先端部に把持された工具を主軸から引き抜くと共に、工具マガジンの待機位置に待機した工具を工具マガジンから引き抜く。その後、回転機構６０が、図３に示す工具交換アーム３１を中心軸線Ｏを中心にたとえば、１８０°回転させて、主軸に把持されていた工具を工具マガジンに搬送すると共に、工具マガジンの待機位置に待機していた工具を主軸の先端部にまで搬送する。そして、図１に示す摺動機構６１が、工具交換アーム３１を回転軸５の中心軸線Ｏに沿って摺動させて、主軸の先端部に新たな工具を把持させると共に、主軸に把持されていた工具を工具マガジンに収納する。
【００３３】
（実施の形態２）
図７から図９および適宜上記図１、図３を用いて、本実施の形態２に係る自動工具交換装置２００について説明する。図７は、本実施の形態２に係る自動工具交換装置２００に設けられたターレット５０の周囲を示す断面図である。この図７に示されるように、ターレット５０は、上記図１に示す回転軸５に固定される環状の筐体４０と、窪み４３を有し、筐体４０に対して筐体４０および回転軸５の径方向の位置を調整可能な調整部材４０ｂと、調整部材４０ｂに形成された窪み４３内に配置されたボール４２と、筐体４０の外表面上に形成された窪み４３内に配置されたボール４２とを備えている。筐体４０の表面上には、ボール４２が嵌り込む複数の窪み４３と、調整部材４０ｂが嵌り込む複数の凹部４０ｃとが形成されている。図８は、調整部材４０ｂ付近の拡大断面図である。この図８に示されるように、調整部材４０ｂは、調整部材４０ｂの表面のうち、ウォームホイル３と対向する表面上に形成された窪み４３と、窪み４３の周囲に形成され、凹部４０ｃの幅より広く形成された鍔部４８と、窪み４３内に形成され、ボール４２を窪み４３内に維持する球体脱落防止部４１Ａとを備えている。
【００３４】
鍔部４８の下面と、筐体４０の外周面との間には、シム等の環状部材４９が配置されている。この環状部材４９の厚みおよび枚数を適宜変更することにより、調整部材４０ｂに設けられたボール４２とカム溝４５との間の距離を調整することができ、ボール４２をカム溝４５の内表面に確実に接触させることができる。
【００３５】
さらに、環状部材４９の厚みを適宜変更することにより、ボール４２がカム溝４５から受ける押圧力を調整することができ、カム溝４５がボール４２をプリロードするように、ボール４２の位置を調整することができる。このように、カム溝４５からボール４２に押圧力を受けるように調整することにより、ボール４２とカム溝４５との間および、ボール４２と窪み４３との間にガタが生じることを抑制することができ、正確にターレット５０の動作を制御することができ、工具交換アーム３１の位置を正確に制御ことができる。なお、環状部材４９は、鍔部４８と筐体４０との間に配置する場合に限られず、たとえば、凹部４０ｃの底面と、調整部材４０ｂの底面との間に配置してもよい。
【００３６】
一般に、図３に示す工具交換アーム３１を回転させる際における工具交換アーム３１の動作よりも、工具交換アーム３１を回転軸５の中心軸線Ｏに沿って摺動させる際における工具交換アーム３１の動作の方が、高精度に制御する必要がある。これは、主軸に把持された工具や、工具マガジンの待機位置に待機している工具を正確に把持するためには、工具交換アーム３１を各工具に対して正確に位置合わせする必要があるためである。その一方で、工具交換アーム３１が各工具を主軸や工具マガジンに向けて搬送する際には、精度の高い正確性が求められないためである。
【００３７】
このように、工具交換過程において、工具交換アーム３１を高精度に制御する際に、ウォームホイル３のカム溝４５と接触するボール４２は、調整部材４０ｂの窪み４３内に収納されたボールであることが好ましい。調整部材４０ｂの窪み４３内に収納されたボール４２によれば、工具交換アーム３１の位置を正確に制御することができ、各工具を主軸および工具マガジンから取り出したり、主軸に装着させたり工具マガジンに収納したりする動作を正確に行うことができる。
【００３８】
本実施の形態２に係る自動工具交換装置２００においては、調整部材４０ｂは、筐体４０に２箇所設けられており、互いに、回転軸線Ｏに対して対称の位置に配置されているが、さらに、複数設けられていても良く、また、上記位置に限られない。そして、工具交換アーム３１を回転させる際には、筐体４０に形成された窪み４３内に収納されたボール４２がカム溝４５に当接するように筐体４０に形成された窪み４３が形成されている。
【００３９】
このように、ターレット５０は、図７において、工具交換アーム３１が中心軸線Ｏに沿って摺動する際に、カム溝４５と接触するボール４２を調整部材４０ｂで支持すると共に、工具交換アームが中心軸線Ｏを中心に回転する際に、カム溝４５と接触するボール４２を筐体４０に形成された窪み４３により支持している。工具交換アーム３１を正確に駆動させる必要がある場合にのみ、調整部材４０ｂに設けられたボール４２を用いて、回転軸５を駆動させることにより、ターレット５０の備品点数が増大することが抑制することができ、ターレット５０のコストが低く抑えることができる。
【００４０】
図９は、図８の調整部材４０ｂに形成された窪み４３の開口縁部付近の拡大断面図である。この図９に示されるように、調整部材４０ｂの内壁面のうち、開口縁部付近には、窪み４３の周方向に沿って延在する環状溝４１Ａ２が形成されている。そして、この窪み４３の開口縁部には、ボール４２を窪み４３内に支持する球体脱落防止部４１Ａが設けられている。この球体脱落防止部４１Ａは、環状溝４１Ａ２内にはめ込まれ、Ｃリング等からなる環状部材４１Ａ１と、この環状部材４１Ａ１の上下面に形成された爪部４１Ａ３、４１Ａ４とを備えている。この爪部４１Ａ３、４１Ａ４は、ボール４２の外表面に当接して、ボール４２を窪み４３内に維持している。
【００４１】
このように、本実施の形態２に係る自動工具交換装置２００においては、球体脱落防止部４１Ａを調整部材４０ｂと別個の部材とされている。このため、薄肉の球体脱落防止部４１Ａを調整部材４０ｂに装着することにより、球体脱落防止部４１Ａが、調整部材４０ｂの表面から外方に突出することを抑制することができ、球体脱落防止部４１Ａとウォームホイル３との接触を抑制することができる。
【００４２】
図１０は、調整部材４０ｂの第１の変形例を示す断面図である。この図１０に示されるように、凹部４０ｃの内壁面のうち、底面の周縁部に位置する周壁面には、ネジ部６３が形成されている。そして、調整部材４０ｂのうち、凹部４０ｃの周壁面と対向する周面には、ネジ部６３に対応するネジ部６２が形成されている。この調整部材４０ｂの底面と、凹部４０ｃの底面との間には、シム等の環状部材４９が配置されている。
【００４３】
このような調整部材４０ｂによれば、調整部材４０ｂを回動させることにより、調整部材４０ｂを、筐体４０の径方向の位置を調整することができる。このため、図７において、調整部材４０ｂに形成された窪み４３内に収納されたボール４２の最外周点Ｏ２と、回転軸線Ｏとの距離を正確に調整することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態２に係る自動工具交換装置２００は、上記構成以外の構成は、上記実施の形態１に係る自動工具交換装置１００と同様に構成されており、自動工具交換装置２００は、上記自動工具交換装置２００と同様の作用・効果を得ることができる。
【００４５】
（実施の形態３）
図１１は、本実施の形態３に係る自動工具交換装置３００に設けられたターレット５０の一部拡大断面図である。この図１１に示されるように、ターレット５０は、筐体４０の外表面上に形成された窪み４３と、この窪み４３内に収納されたボール４２と、このボール４２の外表面と、窪み４３の内表面との少なくとも一方に接触し、ボール４２の径ｒ１より小さい径ｒ２とされた複数の小ボール４４と、窪み４３の内周面に設けられ、小ボール４４を移動可能に受け入れる経路４３ａとを備えている。
【００４６】
小ボール４４は、窪み４３の内周面に形成された経路４３ａ内に移動可能に収納されている。経路４３ａは、窪み４３の内周面上に環状に形成されている。そして、この経路４３ａには、小ボール４４を経路４３ａ内に挿入される挿入口が形成されている。そして、ボール４２に外力が加えられ、ボール４２が回転する際には、小ボール４４も回転または窪み４３の内周面およびボール４２の外周面に対して滑り、ボール４２と小ボール４４との間の抵抗が低減されている。また、ボール４２が回転する際には、小ボール４４は、経路４３ａ内を循環する。この際、小ボール４４は経路４３ａ内を転がりながら経路４３ａ内を循環するため、小ボール４４の回転が確保されている。このように、小ボール４４の転がりが確保されているため、小ボール４４がボール４２から応力を受けた応力を受け流すことができ、小ボール４４とボール４２との間の抵抗が低減されている。なお、経路４３ａは、必須の構成ではなく、経路４３ａが形成されていない窪み４３であってもよい。このように、経路４３ａが形成されていない窪み４３の場合は、小ボール４４は、窪み４３の内周面と、ボール４２の外表面との間に収納される。このように構成された場合においても、小ボール４４は、回転または窪み４３の内周面に対して滑ることができ、ボール４２との間の摩擦を低減することができる。
【００４７】
球体脱落防止部４１は、経路４３ａの挿入口を閉じるように設けられており、小ボール４４が経路４３ａ内から脱落することを抑制している。すなわち、球体脱落防止部４１は、ボール４２の外周面と、窪み４３の開口縁部との間を閉塞するように配置されているため、経路４３ａ内に小ボール４４を収納した場合であっても、また、経路４３ａが形成されていない窪み４３とボール４２との間に小ボール４４を収納した場合であっても、小ボール４４が外方に脱落することを防止することができる。そして、この球体脱落防止部４１は、各窪み４３ごとに設けられている。このため、各窪み４３ごとに小ボール４４を経路４３ａ内に収納し、また、ボール４２を窪み４３内に収納することができ、ターレット５０の組立て作業の軽減を図ることができる。
【００４８】
図１２は、図１１に示されたターレット５０の第１変形例を示す一部拡大断面図である。この図１２に示されるように、調整部材４０ｂに形成された窪み４３の内周面と、ボール４２の外周面との間に小ボール４４を複数収納してもよい。このように構成されたターレット５０によれは、ボール４２が窪み４３内で良好に回転または滑ることができると共に、調整部材４０ｂの位置調整を行うことができるため、ボール４２の最外周点Ｏ２と、回転軸５の中心軸線Ｏとの距離も正確に調整することができる。
【００４９】
図１３は、上記図１１に示されたターレット５０の第２変形例を示す一部拡大断面図である。この図１３に示されるように、調整部材４０ｂの表面のうち、ウォームホイル３と対向する表面に形成された窪み４３と、この窪み４８の周囲に形成された鍔部４８とを備えており、鍔部４８下面と筐体４０との間に配置された環状部材４９とを備えている。このように、構成されたターレット５０によれば、環状部材４９の厚みを調整することにより、ボール４２の最外周点Ｏ２と、回転軸５の中心軸線Ｏとの距離を調整することができる。なお、本実施の形態３に係る自動工具交換装置３００の上記構成以外の構成は、上記実施の形態１に係る自動工具交換装置１００および上記実施の形態２に係る自動工具交換装置２００にと同様に構成されている。このため、本実施の形態３に係る自動工具交換装置３００は、実施の形態１、２に係る自動工具交換装置１００、２００と同様の作用、効果を得ることができる。
【００５０】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５１】
また、上記実施の形態１から実施の形態３においては、駆動力伝達機構を自動工具交換装置に適用した場合についてのみ説明したが、自動工具交換装置に限られず、たとえば、テーブルを間欠的に回転させる間欠回転装置等についても適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、駆動力伝達機構およびこの駆動力伝達機構を備えた自動工具交換装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態１に係る自動工具交換装置の側断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】工具交換アームの一部を断面視した一部断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【図５】ボール付近における拡大断面図である。
【図６】図５に示された窪みの変形例を示すボール付近の拡大断面図である。
【図７】実施の形態２に係る自動工具交換装置に設けられたターレットの断面図である。
【図８】調整部材付近の拡大断面図である。
【図９】調整部材に形成された窪みの開口縁部における拡大断面図である。
【図１０】調整部材の第１変形例を示す断面図である。
【図１１】実施の形態３に係る自動工具交換装置に設けられたターレットの一部拡大断面図である。
【図１２】図１１に示されたターレットの第１変形例を示す一部拡大断面図である。
【図１３】図１１に示されたターレットの第２変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
２  ウォームギア、３  ウォームホイル、４  アーム、５  回転軸、７  ギア部、８  カム溝、９ａ，９ｂ  ローラ、１０  駆動源、１２  回転軸、１５  カム、１７  環状溝、１７ａ，１７ｂ  鍔部、３０  湾曲面、３１  工具交換アーム、４１  球体脱落防止部、４２  ボール（球状体）、４４  小ボール、４５  カム溝、５０  ターレット、６０  回転機構、６１  ネジ部、１００  自動工具交換装置。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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