特許 5872428 自動工具交換装置およびその中間軸ボールホルダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5872428

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】自動工具交換装置およびその中間軸ボールホルダ

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/157 20060101AFI20160216BHJP

【ＦＩ】

   B23Q3/157 M

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-201295(P2012-201295)

(22)【出願日】2012年9月13日

(65)【公開番号】特開2014-54698(P2014-54698A)

(43)【公開日】2014年3月27日

【審査請求日】2015年3月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】390027786

【氏名又は名称】大久保歯車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126561

【弁理士】

【氏名又は名称】原嶋 成時郎

(72)【発明者】

【氏名】山本 雄司

(72)【発明者】

【氏名】笹生 真

【審査官】 山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３２７５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４７０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２４６６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１２６３７１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 韓国登録特許第９５４７６１（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ３／１５５−３／１５７，

Ｆ１６Ｃ ２１／００−２７／０８，３３／３８−３３／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円盤状で、外周に旋回カム溝が形成され、一方の側面に環状のシフトカム溝が形成されたカムホイールと、
前記旋回カム溝と噛み合う複数の伝達ボールが円周上に配設され、前記カムホイールが回転すると、前記旋回カム溝と前記伝達ボールとの噛み合いを介して回動する中間軸と、
チェンジャアームを有するとともに、前記中間軸に設けられた駆動ギヤと噛み合う従動ギヤを有し、前記中間軸の回動に伴って回動する出力シャフトと、
前記シフトカム溝に従って揺動することで、前記出力シャフトを軸方向に進退動させるシフトレバーと、を備える自動工具交換装置であって、
板材で形成され、前記中間軸の軸心を中心とする略円環形で、内周面と前記中間軸とによって前記伝達ボールを挟持するようにして保持し、前記円環の一部が開口されて窓部が形成され、前記窓部の両縁に、該両縁を結ぶ線に沿うように前記円環の外側に延びるツバ部が設けられた中間軸ボールホルダを備え、
前記窓部を介して前記伝達ボールが前記旋回カム溝に噛み合い、前記ツバ部が前記カムホイールの外周に接することで、前記中間軸ボールホルダの軸心周りの回転が防止されるようになっている、ことを特徴とする自動工具交換装置。

【請求項2】

前記中間軸の軸方向において、前記旋回カム溝と前記伝達ボールとのバックラッシュを低減する方向に前記中間軸ボールホルダを移動させた場合に、前記中間軸ボールホルダのツバ部と前記カムホイールの外周との隙間が小さくなるように、前記ツバ部が斜めに形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の自動工具交換装置。

【請求項3】

円盤状で、外周に旋回カム溝が形成され、一方の側面に環状のシフトカム溝が形成されたカムホイールと、
前記旋回カム溝と噛み合う複数の伝達ボールが円周上に配設され、前記カムホイールが回転すると、前記旋回カム溝と前記伝達ボールとの噛み合いを介して回動する中間軸と、
チェンジャアームを有するとともに、前記中間軸に設けられた駆動ギヤと噛み合う従動ギヤを有し、前記中間軸の回動に伴って回動する出力シャフトと、
前記シフトカム溝に従って揺動することで、前記出力シャフトを軸方向に進退動させるシフトレバーと、を備える自動工具交換装置において、前記伝達ボールを保持する中間軸ボールホルダであって、
板材で形成され、前記中間軸の軸心を中心とする略円環形で、内周面と前記中間軸とによって前記伝達ボールを挟持するようにして保持し、前記円環の一部が開口されて窓部が形成され、前記窓部の両縁に、該両縁を結ぶ線に沿うように前記円環の外側に延びるツバ部が設けられ、
前記窓部を介して前記伝達ボールが前記旋回カム溝に噛み合い、前記ツバ部が前記カムホイールの外周に接することで、軸心周りの回転が防止されるようになっている、ことを特徴とする自動工具交換装置の中間軸ボールホルダ。

【請求項4】

前記中間軸の軸方向において、前記旋回カム溝と前記伝達ボールとのバックラッシュを低減する方向に移動させた場合に、前記ツバ部と前記カムホイールの外周との隙間が小さくなるように、前記ツバ部が斜めに形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載の自動工具交換装置の中間軸ボールホルダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、自動工具交換装置（ＡＴＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｏｏｌ Ｃｈａｎｇｅｒ）に関し、特に、中間軸の伝達ボールを保持する中間軸ボールホルダに関する。

【背景技術】

【0002】

自動工具交換装置は、チェンジャアームが配設された出力シャフトを、軸方向に進退動させたり、軸心周りに回動させたりすることで、所定のタイミングで工具を把持、開放する装置である（例えば、特許文献１参照。）。このような自動工具交換装置には、出力シャフトが水平方向に延びるように配設された横型で、出力シャフトが中間軸を介して回転するものがある。

【0003】

すなわち、図１４、１５に示すように、円盤状のカムホイール２の外周にウォームギヤ２ａと旋回カム溝２ｂとが形成され、カムホイール２の一方の側面には環状のシフトカム溝２ｃが形成されている。このウォームギヤ２ａは、ウォームシャフト３のウォームギヤ３ａと噛み合い、モータ３１によってウォームシャフト３が回転駆動されると、ウォームギヤ３ａ、２ａの噛み合いを介してカムホイール２が回転するようになっている。ここで、ウォームシャフト３の軸心とカムホイール２の軸心とは、直交するように配設されている。

【0004】

旋回カム溝２ｂは、中間軸４の外周に円周上に配設された複数のカムフォロア４１と噛み合っている。そして、カムホイール２が回転すると、旋回カム溝２ｂとカムフォロア４１との噛み合いを介して中間軸４が回動（回転）するようになっている。ここで、カムホイール２の軸心と中間軸４の軸心とは、直交するように配設され、かつ、中間軸４は、ウォームシャフト３と平行するように配設されている。

【0005】

シフトカム溝２ｃには、シフトレバー５の駆動側カムフォロア（一端部）５ａが摺動自在に挿入され、シフトレバー５の従動側カムフォロア（他端部）５ｂが出力シャフト６のシフト溝６ａに装着されている。ここで、シフトレバー５は、揺動軸５１を軸にして、揺動するように配設されている。そして、カムホイール２が回転すると、駆動側カムフォロア５ａがシフトカム溝２ｃに沿って摺動し、これに伴ってシフトレバー５が揺動して、出力シャフト６が軸方向に進退動（往復動）するようになっている。

【0006】

一方、中間軸４には駆動ギヤ４２が設けられ、この駆動ギヤ４２は、出力シャフト６に配設された従動ギヤ６１と噛み合っている。ここで、出力シャフト６の外周には、軸方向に延びる外周スプライン６ｂが形成され、従動ギヤ６１の内周には、外周スプライン６ｂと噛み合う内周スプライン６１ａが形成され、これにより、従動ギヤ６１と出力シャフト６とが一体的に回転するようになっている。そして、上記のようにして中間軸４が回動（回転）し、駆動ギヤ４２が回動すると、駆動ギヤ４２と噛み合う従動ギヤ６１が回動して、出力シャフト６が回動するものである。ここで、出力シャフト６は、中間軸４と平行するように配設されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１１−２５４２６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、上記のような自動工具交換装置では、カムホイール２の回転をカムフォロア４１を介して中間軸４に伝達するため、製造費がかさむばかりでなく、大きな配設スペースを要する。すなわち、図１６、１７に示すように、中間軸４の中央部を大径にしてネジ孔４ａを形成するとともに、円柱状のカムフォロア４１にネジ部４１ａを設ける。そして、カムフォロア４１の軸心が中間軸４の軸心と直交するように、中間軸４の円周方向に複数のカムフォロア４１を配設しなければならい。このため、製造費がかさむとともに、寸法Ｓ１〜Ｓ８を大きく確保する必要があり、装置全体が大きくなってしまう。

【0009】

このため、カムフォロア４１に代わって、伝達ボールを中間軸４に配設することで、製造費の低減や省スペース化を図ることが考えられる。しかしながら、伝達ボールの保持機構として一般に使用されているリテーナタレットは、形状・構造が複雑であるばかりでなく、自動工具交換装置の機構・構造上、採用することができない場合がある。

【0010】

すなわち、図１０、１１に示すように、中間軸４の全長の半分ほどの長さを有する、円筒状のリテーナタレット２００内に中間軸４を挿入した状態で、リテーナタレット２００の一端部を自動工具交換装置のケーシング（側壁）で保持する。また、リテーナタレット２００の他端部の内周面と、中間軸４とによって複数の伝達ボール４０を挟持、保持するものである。

【0011】

このように、リテーナタレット２００は、中間軸４よりも外径が大きい厚肉の円筒状で、しかも中間軸４の半分ほどの長さを有し、切削加工で製作するため、製造費がかさむとともに、大きな配設スペース（占有スペース）が必要となる。このため、リテーナタレット２００がシフトレバーなどと干渉する場合があり、このような干渉を避けるためにシフトレバーなどの配設位置が制限されることになる。つまり、他の構成要素・部品の配設自由度や設計自由度などが制限されることになり、さらには、装置全体が大きくなってしまう。

【0012】

そこでこの発明は、中間軸の伝達ボールを簡易な構成で保持可能で、かつ省スペース化が可能な、自動工具交換装置およびその中間軸ボールホルダを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、円盤状で、外周に旋回カム溝が形成され、一方の側面に環状のシフトカム溝が形成されたカムホイールと、前記旋回カム溝と噛み合う複数の伝達ボールが円周上に配設され、前記カムホイールが回転すると、前記旋回カム溝と前記伝達ボールとの噛み合いを介して回動する中間軸と、チェンジャアームを有するとともに、前記中間軸に設けられた駆動ギヤと噛み合う従動ギヤを有し、前記中間軸の回動に伴って回動する出力シャフトと、前記シフトカム溝に従って揺動することで、前記出力シャフトを軸方向に進退動させるシフトレバーと、を備える自動工具交換装置であって、板材で形成され、前記中間軸の軸心を中心とする略円環形で、内周面と前記中間軸とによって前記伝達ボールを挟持するようにして保持し、前記円環の一部が開口されて窓部が形成され、前記窓部の両縁に、該両縁を結ぶ線に沿うように前記円環の外側に延びるツバ部が設けられた中間軸ボールホルダを備え、前記窓部を介して前記伝達ボールが前記旋回カム溝に噛み合い、前記ツバ部が前記カムホイールの外周に接することで、前記中間軸ボールホルダの軸心周りの回転が防止されるようになっている、ことを特徴とする。

【0014】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自動工具交換装置において、前記中間軸の軸方向において、前記旋回カム溝と前記伝達ボールとのバックラッシュを低減する方向に前記中間軸ボールホルダを移動させた場合に、前記中間軸ボールホルダのツバ部と前記カムホイールの外周との隙間が小さくなるように、前記ツバ部が斜めに形成されている、ことを特徴とする。

【0015】

請求項３に記載の発明は、円盤状で、外周に旋回カム溝が形成され、一方の側面に環状のシフトカム溝が形成されたカムホイールと、前記旋回カム溝と噛み合う複数の伝達ボールが円周上に配設され、前記カムホイールが回転すると、前記旋回カム溝と前記伝達ボールとの噛み合いを介して回動する中間軸と、チェンジャアームを有するとともに、前記中間軸に設けられた駆動ギヤと噛み合う従動ギヤを有し、前記中間軸の回動に伴って回動する出力シャフトと、前記シフトカム溝に従って揺動することで、前記出力シャフトを軸方向に進退動させるシフトレバーと、を備える自動工具交換装置において、前記伝達ボールを保持する中間軸ボールホルダであって、板材で形成され、前記中間軸の軸心を中心とする略円環形で、内周面と前記中間軸とによって前記伝達ボールを挟持するようにして保持し、前記円環の一部が開口されて窓部が形成され、前記窓部の両縁に、該両縁を結ぶ線に沿うように前記円環の外側に延びるツバ部が設けられ、前記窓部を介して前記伝達ボールが前記旋回カム溝に噛み合い、前記ツバ部が前記カムホイールの外周に接することで、軸心周りの回転が防止されるようになっている、ことを特徴とする。

【0016】

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の中間軸ボールホルダにおいて、前記中間軸の軸方向において、前記旋回カム溝と前記伝達ボールとのバックラッシュを低減する方向に移動させた場合に、前記ツバ部と前記カムホイールの外周との隙間が小さくなるように、前記ツバ部が斜めに形成されている、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

請求項１、３に記載の発明によれば、伝達ボールを保持する中間軸ボールホルダが、略円環形で窓部とツバ部とを備えるだけであるため、構成が簡易で、しかも、板材で形成されプレス加工（板金加工）で製作可能なため、安価に製造することが可能となる。また、中間軸ボールホルダは、板材で形成された略円環形であるため、大きな配設スペース（占有スペース）を要せず、省スペース化が可能となる。この結果、他の構成要素・部品の配設自由度や設計自由度などが高まるとともに、自動工具交換装置全体を小型化することが可能となる。

【0018】

請求項２、４に記載の発明によれば、中間軸ボールホルダのツバ部が斜めに形成されているため、バックラッシュを低減する（カムホイールと伝達ボールとの中心が一致する）方向に中間軸ボールホルダ（中間軸、伝達ボール）を移動させた場合に、中間軸ボールホルダのツバ部とカムホイールの外周との隙間が小さくなり（均等になり）、中間軸ボールホルダが伝達ボールを保持する領域が十分に確保される。つまり、中間軸ボールホルダで伝達ボールが保持されない非保持領域が小さくなり、バックラッシュ調整後においても、より確実、適正に伝達ボールを保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】この発明の実施の形態に係る自動工具交換装置を示す正面断面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図3】図１の自動工具交換装置におけるカムホイールと中間軸との配設関係（位置関係）を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。

【図4】図１の自動工具交換装置における中間軸ボールホルダを示す正面図（ａ）と、そのＡ−Ａ断面図（ｂ）と、底面図（ｃ）である。

【図5】図４の中間軸ボールホルダの斜視図である。

【図6】図１の自動工具交換装置において、中間軸と中間軸ボールホルダとの間に伝達ボールを配設する状態を示す図である。

【図7】図１の自動工具交換装置において、バックラッシュ調整後の状態を示す図（ａ）と、バックラッシュ調整前の状態を示す図（ｂ）である。

【図8】リテーナタレットで伝達ボールを保持する場合の構成を示す斜視図である。

【図9】図４の中間軸ボールホルダで伝達ボールを保持する場合の構成を示す斜視図である。

【図10】リテーナタレットで伝達ボールを保持する場合の正面方向の各寸法を示す図である。

【図11】リテーナタレットで伝達ボールを保持する場合の側面方向の各寸法を示す図である。

【図12】図４の中間軸ボールホルダで伝達ボールを保持する場合の正面方向の各寸法を示す図である。

【図13】図４の中間軸ボールホルダで伝達ボールを保持する場合の側面方向の各寸法を示す図である。

【図14】従来の自動工具交換装置を示す正面断面図である。

【図15】図１４のＡ−Ａ断面図である。

【図16】カムフォロアを備える図１４の自動工具交換装置における正面方向の各寸法を示す図である。

【図17】カムフォロアを備える図１４の自動工具交換装置における側面方向の各寸法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

【0021】

図１は、この発明の実施の形態に係る自動工具交換装置１を示す正面断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。この自動工具交換装置１は、出力シャフト６が水平方向に延びて配設された横型の自動工具交換装置であり、主として、中間軸７および中間軸ボールホルダ１００が従来と異なり、従来と同等の構成については、同一符号を付することで、その説明を省略する。

【0022】

中間軸７は、従来の中間軸４に相当し、複数の伝達ボール（金属球）４０が外周の円周上に配設されている点において、従来の中間軸４と構成が異なる。すなわち、図３に示すように、中間軸７は、大径部７１と小径部７２とを有し、大径部７１の小径部７２側に、半球状に窪んだ玉受け部７ａが、円周方向に複数形成されている。そして、この玉受け部７ａに伝達ボール４０の略半部分（下半部）が挿入・嵌合され、後述するようにして中間軸ボールホルダ１００で保持されている。

【0023】

一方、カムホイール２の外周には、ウォームギヤ２ａとともに、伝達ボール４０と噛み合う旋回カム溝２ｄが形成されている。また、カムホイール２の軸心と中間軸７の軸心とは、直交するように配設されている。そして、カムホイール２が回転すると、旋回カム溝２ｄと伝達ボール４０との噛み合いを介して、中間軸７が回動する。また、中間軸７の大径部７１の自由端部（反小径部７２側）には、出力シャフト６の従動ギヤ６１と噛み合う駆動ギヤ７３が設けられ、中間軸７が回動すると、駆動ギヤ７３と従動ギヤ６１とを介して出力シャフト６が回動するようになっている。

【0024】

中間軸ボールホルダ１００は、伝達ボール４０を保持するものであり、金属板（板材）で形成され、中間軸７の軸心を中心とする略円環形で、その内周面と中間軸７（玉受け部７ａ）とによって伝達ボール４０を挟持するようにして、伝達ボール４０を保持するようになっている。

【0025】

具体的には、図４、５に示すように、円環部１０１と、窓部１０２と、ツバ部１０３とを一体的に備えている。円環部１０１は、図４（ａ）に示すように、正面形状（中間軸７の軸線Ｌ１と直交する面における形状）が略円環形（Ｃリング状）で、半径方向の断面形状は、図４（ｂ）に示すように、半円部１０１ａと水平部１０１ｂとを備えている。

【0026】

半円部１０１ａは、半円形に外側に突出し、その内径は、伝達ボール４０の外径と同等に設定され、半円部１０１ａ内に伝達ボール４０の上半部（中間軸７の表面から突出した部分）が装着するようになっている。水平部１０１ｂは、半円部１０１ａの両端縁から、半径方向（中間軸７の軸線Ｌ１方向）に延びて形成されている。

【0027】

このような断面形状が、円環状に延びて円環部１０１が形成され、水平部１０１ｂによる内径（円環部１０１の内径）は、中間軸７の外径と同等に設定されている。また、半円部１０１ａによる外径（円環部１０１の外径）は、中間軸７に配設された複数の伝達ボール４０による輪郭径（各伝達ボール４０の頂点を結ぶ円の径）よりも、中間軸ボールホルダ１００を構成する金属板の厚みだけ大きいものとる。そして、円環部１０１内に中間軸７を挿入・装着することで、水平部１０１ｂが中間軸７の表面に接近し、あるいは接触し、円環部１０１が伝達ボール４０に対して揺れない（中間軸７に対してがたつかない）ようになっている。

【0028】

また、後述するようにして、中間軸７に伝達ボール４０が配設された状態では、各玉受け部７ａと円環部１０１の半円部１０１ａによって伝達ボール４０が挟持され、これにより、伝達ボール４０が中間軸７に保持される。と同時に、各玉受け部７ａに装着・嵌合された伝達ボール４０によって、円環部１０１（中間軸ボールホルダ１００）が中間軸７の軸線Ｌ１方向にずれないように（固定されるように）なっている。

【0029】

このような円環部１０１の一部が開口されて窓部１０２が形成されている。つまり、円環部１０１は、正面形状がＣリング状となっている。この窓部１０２の大きさ（開口長さ）は、伝達ボール４０が窓部１０２を介してカムホイール２の旋回カム溝２ｄに噛み合い、カムホイール２の回転力が伝達ボール４０を介して中間軸７に十分伝達されるように、設定されている。例えば、図３（ｂ）に示すように、２つの伝達ボール４０が同時に旋回カム溝２ｄに噛み合うように、窓部１０２の大きさが設定されている。

【0030】

このような窓部１０２の両縁（円環部１０１の開口両縁）１０２ａに、ツバ部１０３が形成されている。このツバ部１０３は、ぞれぞれ、両縁１０２ａを結ぶ線に沿うように、円環部１０１の外側に延びており、カムホイール２の外周面に接近して形成されている。そして、ツバ部１０３がカムホイール２の外周面に接することで、中間軸ボールホルダ１００の軸心周りの回転が防止されるようになっている。

【0031】

このようにして、中間軸ボールホルダ１００が、伝達ボール４０に対して揺れず、中間軸７の軸線Ｌ１方向に移動せず、かつ、中間軸７に対して回転せず、安定して固定・配設されるようになっている。

【0032】

一方、中間軸７の軸方向において、カムホイール２の旋回カム溝２ｄと伝達ボール４０とのバックラッシュを低減する方向に、中間軸７および中間軸ボールホルダ１００を移動させた場合に、中間軸ボールホルダ１００のツバ部１０３とカムホイール２の外周面との隙間が小さくなるように、ツバ部１０３が斜めに形成されている。すなわち、図４（ｂ）に示すように、円環部１０１の軸線Ｌ１つまり中間軸７の軸線Ｌ１に対して、ツバ部１０３がテーパ角θだけ傾いて形成されている。このテーパ角θは、後述するようにして中間軸７および中間軸ボールホルダ１００が配設されバックラッシュ調整が行われたた際に、ツバ部１０３がカムホイール２の外周面に接触せず、かつ、ツバ部１０３とカムホイール２の外周面との隙間ができるだけ小さくなるように、設定されている。

【0033】

このような中間軸ボールホルダ１００は、プレス加工され、さらに、この実施の形態では、溶接加工されて製作・製造されている。すなわち、図４（ａ）、（ｃ）に示すように、ツバ部１０３、１０３間の中心（中点）と円環部１０１の中心とを通る半割線Ｌ２において、中間軸ボールホルダ１００が半割され、２つに半割された部材（図中左右に位置する各部）が、それぞれプレス加工で製作されている。これらの部材は同一形状で、これらを円環部１０１の半割部１００ａにおいて溶接することで、中間軸ボールホルダ１００が形成、製作されている。

【0034】

次に、このような構成の中間軸ボールホルダ１００の配設方法や配設位置などについて説明する。

【0035】

まず、中間軸７に伝達ボール４０と中間軸ボールホルダ１００とを配設する。すなわち、中間軸ボールホルダ１００の円環部１０１内に中間軸７を挿入し、玉受け部７ａの位置に円環部１０１の位置を合わせる（同一円周上に位置させる。）。次に、図６に示すように、中間軸ボールホルダ１００の窓部１０２から露出した玉受け部７ａに、伝達ボール４０を挿入・嵌合し、例えば、図中矢印Ｄ１方向に中間軸７を回転させる。これにより、伝達ボール４０が円環部１０１内に挿入され、次の玉受け部７ａが窓部１０２から露出される。そして、この玉受け部７ａに伝達ボール４０を挿入・嵌合して、同様の操作を繰り返すことで、すべての伝達ボール４０を配設する。このようにして伝達ボール４０を挿入・装着することで、中間軸７（各玉受け部７ａ）と中間軸ボールホルダ１００（円環部１０１）とによって伝達ボール４０が挟持、保持されるとともに、上記のように、中間軸ボールホルダ１００が中間軸７に固定・配設される。

【0036】

次に、伝達ボール４０と中間軸ボールホルダ１００とが配設された中間軸７を、自動工具交換装置１の本体（ケーシング）内に配設する。この際、中間軸ボールホルダ１００の窓部１０２から露出した伝達ボール４０が、カムホイール２の旋回カム溝２ｄに噛み合うように配設する。また、中間軸ボールホルダ１００を配設した状態では、図３（ａ）に示すように、伝達ボール４０の配設ラインＬ３（円環部１０１・中間軸７の軸線Ｌ１に直交し、各伝達ボール４０の中心を通る線・面）と、カムホイール２の垂直線Ｌ４（配設ラインＬ３に平行でカムホイール２の中心を通る線）とが、オフセットＨだけずれるように、中間軸ボールホルダ１００（伝達ボール４０）の配設位置が設定されている。

【0037】

さらに、このような配設状態において、中間軸７の軸方向において、ツバ部１０３がカムホイール２の外周面に食い付くように（伝達ボール４０との接点におけるカムホイール２の外周面の接線となるように）、中間軸ボールホルダ１００を配設する。つまり、上記のように中間軸ボールホルダ１００内に中間軸７を挿入する際に、ツバ部１０３がカムホイール２の外周面に食い付く方向に挿入する。

【0038】

続いて、カムホイール２の旋回カム溝２ｄと伝達ボール４０とのバックラッシュを低減する（バックラッシュ調整を行う。）。すなわち、カムホイール２と伝達ボール４０との中心が一致する方向、この実施の形態では、伝達ボール４０の配設ラインＬ３とカムホイール２の垂直線Ｌ４とのオフセットＨを小さくする方向に、中間軸７を移動させる。

【0039】

具体的には、図７（ａ）に示すように、ベアリングカバー８１、８２を緩めて、カムホイール２を回転させないように固定した状態で、中間軸７を中間軸ボールホルダ１００と伝達ボール４０とともに、矢印Ｄ２方向に引っ張ってずらす。これにより、バックラッシュが低減され、カムホイール２と伝達ボール４０との中心が一致するようになる。

【0040】

また、このバックラッシュ調整によって、ツバ部１０３とカムホイール２の外周面との隙間が小さくなり（中間軸ボールホルダ１００が伝達ボール４０を偏りなく均等に覆うようになり）、バックラッシュ調整後においても中間軸ボールホルダ１００（円環部１０１）が伝達ボール４０を保持する領域が十分に確保される。

【0041】

すなわち、バックラッシュ調整を行う前は、図７（ｂ）の一部拡大図に示すように、中間軸ボールホルダ１００の窓部１０２から露出している伝達ボール４０の中心と、中間軸ボールホルダ１００のツバ部１０３との隙間は、調整前隙間Ｔ２となっている。これに対して、バックラッシュ調整後は、図７（ａ）の一部拡大図に示すように、中間軸ボールホルダ１００の窓部１０２から露出している伝達ボール４０の中心と、中間軸ボールホルダ１００のツバ部１０３との隙間は、調整後隙間Ｔ１となる。

【0042】

そして、上記のように、カムホイール２の外周面の接線と同じ方向にツバ部１０３が斜めに形成されているため、調整後隙間Ｔ１は、調整前隙間Ｔ２よりも小さくなる。つまり、ツバ部１０３とカムホイール２の外周面との隙間が小さくなり、中間軸ボールホルダ１００が伝達ボール４０を保持する領域が十分に確保されるものである。

【0043】

以上のように、この自動工具交換装置１および中間軸ボールホルダ１００によれば、伝達ボール４０を保持する中間軸ボールホルダ１００が、略円環形で窓部１０２とツバ部１０３とを備えるだけであるため、構成が簡易で、しかも、板材で形成されプレス加工（板金加工）で製作されているため、安価に製造することが可能となる。すなわち、リテーナタレット２００で伝達ボール４０を保持する場合、図８に示すように、長く肉厚の円筒状で複雑な形状であるリテーナタレット２００を機械加工（切削加工）で製作しなければならず、しかも、複数のボルト２０１でリテーナタレット２００を固定しなければならない。これに対して、中間軸ボールホルダ１００は、図９に示すように、簡易な構成で、ボルト２０１で固定する必要もなく、安価に製造することができる。さらに、中間軸ボールホルダ１００を２つの部材で構成し、それぞれをプレス加工で製作して溶接するため、中間軸ボールホルダ１００の製作数が少ない場合には、中間軸ボールホルダ１００全体を複雑で高価な金型で製作する場合に比べて、製作費用を低減することができる。

【0044】

また、中間軸ボールホルダ１００は、板材で形成された略円環形であり、複数の伝達ボール４０による輪郭径よりも、板厚分だけ大きい外径になるだけであるため、大きな配設スペース（占有スペース）を要せず、省スペース化が可能となる。例えば、図１０、１１に示すように、リテーナタレット２００で伝達ボール４０を保持する場合の各寸法Ｓ１１〜Ｓ１８に対して、中間軸ボールホルダ１００による場合では、図１２、１３に示すような寸法Ｓ２１〜Ｓ２８となる。すなわち、中間軸ボールホルダ１００の場合の寸法２３、２４が、リテーナタレット２００の場合の寸法１３、１４よりも小さくなり、カムホイール２の軸方向における長さが小さくなる。また、全寸法Ｓ２１〜Ｓ２８において、カムフォロア４１の場合の寸法Ｓ１〜Ｓ８（図１６、１７）よりも小さくなる。この結果、シフトレバー５や出力シャフト６などの他の構成要素・部品の配設自由度や設計自由度などが高まるとともに、自動工具交換装置１全体を小型化することが可能となる。

【0045】

一方、中間軸ボールホルダ１００のツバ部１０３が斜めに形成されているため、上記のようにバックラッシュ調整後において、ツバ部１０３とカムホイール２の外周面との隙間が小さくなり、中間軸ボールホルダ１００が伝達ボール４０を保持する領域が十分に確保される。つまり、中間軸ボールホルダ１００で伝達ボール４０が保持されない非保持領域が小さくなり、バックラッシュ調整後においても、より確実、適正に伝達ボール４０を保持することができる。また、ツバ部１０３を斜めに形成するだけであるため、安価に製造することができる。

【0046】

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、中間軸ボールホルダ１００を２つの部材で構成しているが、中間軸ボールホルダ１００の製作数が多い場合には、中間軸ボールホルダ１００全体を金型で製作することで、製作費用を低減することが可能となる。

【符号の説明】

【0047】

１ 自動工具交換装置
２ カムホイール
２ａ ウォームギヤ
２ｃ シフトカム溝
２ｄ 旋回カム溝
３ ウォームシャフト
５ シフトレバー
６ 出力シャフト
６１ 従動ギヤ
７ 中間軸
７３ 駆動ギヤ
７ａ 玉受け部
４０ 伝達ボール
１００ 中間軸ボールホルダ
１０１ 円環部（円環）
１０２ 窓部
１０３ ツバ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】