特開 2017-127944 刃物台の割出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-127944(P2017-127944A)

(43)【公開日】2017年7月27日

(54)【発明の名称】刃物台の割出装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 16/06 20060101AFI20170630BHJP

   B23B 29/24 20060101ALI20170630BHJP

【ＦＩ】

   B23Q16/06 D

   B23B29/24 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2016-10076(P2016-10076)

(22)【出願日】2016年1月21日

(71)【出願人】

【識別番号】316000286

【氏名又は名称】町田 昌弘

(71)【出願人】

【識別番号】514238825

【氏名又は名称】吉徑科技有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100090413

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 康稔

(74)【代理人】

【識別番号】100195028

【弁理士】

【氏名又は名称】高久 由紀子

(72)【発明者】

【氏名】町田 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】町田 善弘

【テーマコード（参考）】

3C028

3C046

【Ｆターム（参考）】

3C028EE02

3C046NN13

(57)【要約】

【課題】刃物台の回転を停止位置で確実にロックできる割出装置を提供する。
【解決手段】割出装置１０は、刃物台１６が固定された回転軸１４と、該回転軸１４を回転可能に支持する固定フレーム１２を備えている。位置決め機構３０は、移動部材３２と、支持部材５０と、回転軸１４側の拡径部５８を有している。移動部材３２は、固定フレーム１２と回転軸１４の間に、該回転軸１４の軸方向に移動可能に配置され、ボール７０を受ける案内面３８を有する。拡径部５８の外周には、前記移動部材３２の案内面３８と対向するボール溝６０が形成されている。支持部材５０は、案内面３８とボール溝６０の間に配置される筒部５２を有しており、該筒部５２にはボール７０が径方向に移動可能な穴５４が設けられる。移動部材３２を上昇させて前記案内面３８でボール７０を前記ボール溝６０に押し込み、回転軸１４の停止をロックする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端側に刃物台が固定された回転軸と、
該回転軸を回転可能に支持する固定フレームと、
前記固定フレームと前記回転軸の間に、該回転軸の軸方向に移動可能に設けられており、ボールを受ける案内面を有し、該案内面によって前記ボールを前記回転軸側へ押し込む移動部材と、
前記回転軸の外周面に、前記移動部材の案内面と対向するように、前記回転軸の軸方向に形成されており、前記ボールを受ける曲面を有するボール溝と、
前記移動部材の案内面と前記回転軸側のボール溝の間に配置されており、前記ボールを保持する穴を有するとともに、前記固定フレームに固定された支持部材と、
を備えたことを特徴とする刃物台の割出装置。

【請求項2】

前記移動部材を前記回転軸の軸方向に沿って前記刃物台側へ移動させる駆動手段と、
前記移動部材を前記刃物台と逆方向へ付勢する付勢手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の刃物台の割出装置。

【請求項3】

前記移動部材の案内面を、前記ボールの表面と線接触する曲面形状を有する溝としたことを特徴とする請求項１又は２記載の刃物台の割出装置。

【請求項4】

前記ボールが、隣接するボールと離れて複数配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の刃物台の割出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、刃物台の割出装置に関し、更に具体的には、刃物台の回転停止位置の位置決めに関するものである。

【背景技術】

【0002】

工作機械等の刃物台の回転割出装置としては、例えば、下記特許文献１に記載のタレット刃物台がある。当該技術によれば、モータにより回転されるボールナットと、該ボールナットに螺合するボールねじと、該ボールねじの回転を必要に応じて止めるブレーキ手段と、前記ボールナットとボールねじとを系脱するクラッチ部材を含んでなり、ブレーキとクラッチとを選択的に作用させることによって一個のモータでタレットの旋回と位置決めクランプを行うことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−１３８４１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術では、旋動軸の鍔部側にクラウン歯形状のカップリングを設け、タレット及び本体端面に形成した同形状のカップリングと歯並みを揃えることで、タレットの位置決め及びクランプが行われるようになっているが、全周に歯形状を設けなければならず、構造が複雑になってしまう。

【0005】

本発明は、以上のような点に着目したもので、比較的簡単な構成で、刃物台の回転を停止位置で確実に停止することができる刃物台の割出装置を提供することを、その目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の刃物台の割出装置は、一端側に刃物台が固定された回転軸と、該回転軸を回転可能に支持する固定フレームと、前記固定フレームと前記回転軸の間に、該回転軸の軸方向に移動可能に設けられており、ボールを受ける案内面を有し、該案内面によって前記ボールを前記回転軸側へ押し込む移動部材と、前記回転軸の外周面に、前記移動部材の案内面と対向するように、前記回転軸の軸方向に形成されており、前記ボールを受ける曲面を有するボール溝と、前記移動部材の案内面と前記回転軸側のボール溝の間に配置されており、前記ボールを保持する穴を有するとともに、前記固定フレームに固定された支持部材と、を備えたことを特徴とする。

【0007】

主要な形態の一つは、前記移動部材を前記回転軸の軸方向に沿って前記刃物台側へ移動させる駆動手段と、前記移動部材を前記刃物台と逆方向へ付勢する付勢手段と、を備えたことを特徴とする。他の形態は、前記移動部材の案内面を、前記ボールの表面と線接触する曲面形状を有する溝としたことを特徴とする。更に他の形態は、前記ボールが、隣接するボールと離れて複数配置されていることを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

【発明の効果】

【0008】

本発明の割出装置によれば、一端側に刃物台が固定された回転軸と、該回転軸を回転可能に支持する固定フレームと、前記固定フレームと前記回転軸の間に、該回転軸の軸方向に移動可能に設けられており、ボールを受ける案内面を有し、該案内面によって前記ボールを前記回転軸側へ押し込む移動部材と、前記回転軸の外周面に、前記移動部材の案内面と対向するように、前記回転軸の軸方向に形成されており、前記ボールを受ける曲面を有するボール溝と、前記移動部材の案内面と前記回転軸側のボール溝の間に配置されており、前記ボールを保持する穴を有するとともに、前記固定フレームに固定された支持部材と、を備えることとした。このため、比較的簡単な構成で、刃物台の回転を所定の停止位置でロックすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施例１を示す図であり、(A)は位置決め機構のロック状態を示す主要断面図，(B)はロック状態におけるボールの配置を示す断面図である。

【図2】本発明の実施例１を示す図であり、(A)は位置決め機構のアンロック状態を示す主要断面図，(B)はアンロック状態におけるボールの配置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

【実施例1】

【0011】

最初に、図１及び図２を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例の割出装置の位置決め機構のロック状態を示す図であり、(A)は主要断面図，(B)はボールの配置を示す断面図であり、前記(B)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た図が前記(A)に相当する。また、図２は、本実施例の割出装置の位置決め機構のアンロック状態を示す図であり、(A)は主要断面図，(B)はボールの配置を示す断面図であり、前記(B)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図が前記(A)に相当する。

【0012】

図１(A)及び図２(A)に示すように、本実施例の割出装置１０は、固定フレーム１２に、公知の軸受け２０，２２，２４，２６等によって、回転軸１４が回転可能に支持されている。前記回転軸１４の一端側（図示の例では上端側）には、刃物台１６がボルト１８等によって固定されている。前記刃物台１６には、例えば、図示しない切削工具等が取り付けられる。前記回転軸１４は、他端側（図示例の例では下端側）に設けた図示しないモータ等により回転駆動される。あるいは、回転軸１４の適宜位置に図示しないウォームホイールを設け、該ウォームホイールと噛み合うウォーム軸を、図示しないモータ等に連結して回転軸１４を駆動するようにしてもよい。このような割出装置１０には、前記刃物台１６の回転停止位置を所定の位置で確実に停止させるための位置決め機構（ないしロック機構）３０が設けられている。

【0013】

前記位置決め機構３０は、前記回転軸１４を所定の回転位置で停止保持するものであって、移動部材３２，支持部材３４及び５０，回転軸１４側の拡径部５８，ボール７０等によって構成されている。前記移動部材３２は、前記固定フレーム１２と前記回転軸１４の間に、該回転軸１４の軸方向に移動可能に設けられており、ボール７０を受ける案内面３８を有している。本実施例では、前記案内面３８は、前記回転軸１４の軸方向に形成されており、かつ、前記ボール７０の表面と線接触する曲面形状（図１(B)参照）を有するボール溝となっている。前記案内面３８は、図１(A)に示すように、軸方向断面で見たときに、下側が垂直部４０Ａ、上側が傾斜部４０Ｂとなっている。そして、前記案内面３８によって前記ボール７０を、前記回転軸１４側へ押し込むようになっている。

【0014】

また、前記移動部材３２の外周寄りには、穴４２が形成されており、バネ４４の一方の端部４４Ａ側が収納されている。該バネ４４の他方の端部４４Ｂは、前記移動部材３２の上方に設けられた支持部材５０の段部５６に当接している。そして、前記バネ４４により、前記移動部材３２は、常に下方に付勢されている。

【0015】

更に、前記移動部材３２の底面と、該移動部材３２の下方に設けられた支持部材３４の間には、空気室３６が形成されている。前記固定フレーム１２の側面には、前記移動部材３２が最も下がった位置においても前記空気室３４に通じる位置に、図示しない通路が形成されている。前記通路には、前記固定フレーム１２の外側に設けられた図示しない給排気装置が設けられている。該給排気装置によって、前記空気室３６に空気を送ると、前記移動部材３２が上昇し(図１(A)の状態)、逆に、前記空気室３６から空気を抜くと、前記移動部材３２は前記バネ４４の付勢力によって下降する（図２(A)の状態）。

【0016】

次に、拡径部５８について説明する。前記拡径部５８は、本実施例では、回転軸１４と一体に形成されており、該回転軸１４よりも径が大きい略柱状（ないし略円筒状）となっている。該拡径部５８の外周面には、前記移動部材３２の案内面３８と対向するように、前記回転軸１４の軸方向にボール溝６０が形成されている。該ボール溝６０は、図１(B)及び図２(B)に示すように、前記ボール７０を受ける曲面を有するボール溝６０となっている。

【0017】

次に、前記支持部材５０は、前記移動部材３２の上方に配置されるとともに、前記移動部材３２のボール溝３８と、前記拡径部５８のボール溝６０の間に配置される筒部５２を有している。該筒部５２は、前記ボール７０を保持する穴５４を有している。前記支持部材５０は、前記固定フレーム１２側に適宜手段で固定されている。また、前記支持部材５０の前記筒部５２の周囲には、段部５６が形成されており、該段部５６には前記バネ４４の他方の端部４４Ｂが当接している。このため、前記移動部材３２は、前記バネ４４によって、常に下方（刃物台１６と反対側）に付勢されている。

【0018】

次に、本実施例の作用を説明する。図２(A)には、アンロック状態が示されている。この状態では、前記空気室３６への給気は行っておらず、移動部材３２は前記バネ４４によって下方に付勢されている。このため、前記ボール７０は、前記移動部材３２の案内面３８の垂直部４０Ａではなく、傾斜部４０Ｂで支持されるようになる。すなわち、図２(A)に破線で示すロック状態から、ボール７０が径方向外側へ移動し、前記ボール７０と拡径部５８のボール溝６０との係合が解除される。この状態を平面的にみると、図２(B)の通りである。すなわち位置決め機構３０のロックが解除されており、この状態で回転軸１４を図示しない駆動機構により回転することにより、回転軸１４が回転して、前記刃物台１６も回転し、該刃物台１６に保持された図示しない工具の回転角度が変更される。

【0019】

以上のようにして刃物台１６を所定角度回転させた後、回転軸１４の回転を停止させてロックする場合には、図１(A)に示すように、図示しない給排気装置によって、前記空気室３６に空気を送り込む。これによって前記移動部材３２を前記バネ４４の付勢力に抗して回転軸１４の軸方向（図示の例では上方）に移動させる。前記移動部材３２が上昇すると、該移動部材３２の案内面３８に保持されたボール７０は、前記案内面３８の直線部４０Ａによって押し上げられるとともに、前記支持部材５０の穴５４内を回転軸１４側へ移動し、前記拡径部５８のボール溝６０に嵌る。回転軸１４側に押し込まれたボール７０は、前記案内面３８の垂直部４０Ａによって外側への移動が規制されるため、図１(B)に示すように、ボール７０とボール溝６０の嵌合により、確実に回転軸１４を所定の停止位置でロックすることができる。

【0020】

以上のようなロック動作の際、前記ボール７０を受けるボール溝６０が、前記ボール７０の表面と線接触する曲面形状を有する溝（Ｒ溝）である。すなわち、Ｒ溝でボール７０を保持することで、ボール７０とボール溝６０の間で摩擦が生じるため、大きな負荷でロックすることができる。ロック状態を解除するときは、前記図示しない給排気手段により前記空気室３６から空気を排出すると、移動部材３２はバネ４４の付勢力により下降し、前記ボール７０が径方向外側へ移動するため、該ボール７０とボール溝６０の係合によるロックが解除され、回転軸１４の回転が可能となる（図２(A)及び(B)）。

【0021】

このように、実施例１によれば、割出装置１０を、一端側に刃物台が固定された回転軸と、該回転軸を回転可能に支持する固定フレームと、前記固定フレームと前記回転軸の間に、該回転軸の軸方向に移動可能に設けられており、ボールを受ける案内面を有し、該案内面によって前記ボールを前記回転軸側へ押し込む移動部材と、前記回転軸の外周面に、前記移動部材の案内面と対向するように、前記回転軸の軸方向に形成されており、前記ボールを受ける曲面を有するボール溝と、前記移動部材の案内面と前記回転軸側のボール溝の間に配置されており、前記ボールを保持する穴を有するとともに、前記固定フレームに固定された支持部材と、で構成することとしたので、次のような効果がある。
(1)比較的簡単な構成で、刃物台１６の回転を所定位置で確実にロックすることができる。
(2)回転軸１４の拡径部５８のボール溝６０と、ボール７０の表面が線接触するため、摩擦力が発生し、大きな負荷でロックすることができる。
(3)ボール７０を、移動部材３２のＲ溝形状の案内面３８と、支持部材５０の穴５４とで保持することとしたので、ボール７０の位置固定ができる。このため、ボール７０を回転軸１４の全周にわたって設けることなく、必要個数(本実施例では４個)のみを設ければよい。

【0022】

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状，寸法は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。材料についても、同様の効果を奏する範囲内で公知の各種の材料を用いてよい。
(2)前記実施例では、ボール７０を４つ設けることとしたが、これも一例であり、同様の効果を奏する範囲内でボール７０の数は適宜増減してよい。
(3)前記実施例では、移動部材３２の案内面３８と、拡径部５８のボール溝６０を、前記ボール７０の表面と線接触する曲面を有するＲ溝としたが、少なくともボール溝６０をＲ溝とすれば、必ずしも移動部材３２側の案内面３８はＲ溝でなくてもよい。

【0023】

(4)前記実施例では、回転軸１４の駆動機構として、ウォームホイールを用いた駆動機構を一例として挙げたが、これに限定されるものではなく、同様の効果を奏する範囲内で公知の各種の回転駆動機構が適用可能である。
(5)前記実施例では、移動部材３２を移動させる手段として空気圧を利用したが、これも一例であり、他の流体を用いた公知の機構を利用してもよい。
(6)前記実施例１では図示しなかったが、公知の各種のセンサ（ストロークセンサ，圧力センサ，変位センサ等）を設けて、移動部材３２の移動量を検知するようにしてもよい。
(7)本発明の割出装置は、刃物台を備えた工作機械全般に適用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0024】

本発明によれば、一端側に刃物台が固定された回転軸と、該回転軸を回転可能に支持する固定フレームと、前記固定フレームと前記回転軸の間に、該回転軸の軸方向に移動可能に設けられており、ボールを受ける案内面を有し、該案内面によって前記ボールを前記回転軸側へ押し込む移動部材と、前記回転軸の外周面に、前記移動部材の案内面と対向するように、前記回転軸の軸方向に形成されており、前記ボールを受ける曲面を有するボール溝と、前記移動部材の案内面と前記回転軸側のボール溝の間に配置されており、前記ボールを保持する穴を有するとともに、前記固定フレームに固定された支持部材と、を備えることとした。このため、比較的簡単な構成で、刃物台の回転を所定の停止位置でロックすることができるため、刃物台の割出装置の用途に適用可能である。

【符号の説明】

【0025】

１０：割出装置
１２：固定フレーム
１４：回転軸
１６：刃物台
１８：ボルト
２０，２２，２４，２６：軸受け
３０：位置決め機構（ロック機構）
３２：移動部材
３４：支持部材
３６：空気室
３８：案内面
４０Ａ：垂直部
４０Ｂ：傾斜部
４２：穴
４４：バネ
４４Ａ，４４Ｂ：端部
５０：支持部材
５２：筒部
５４：穴
５６：段部
５８：拡径部
６０：ボール溝
７０：ボール

【図1】

【図2】