特開 2022-101123 工作機械

(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】P2022101123

(43)【公開日】2022-07-06

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/54 20060101AFI20220629BHJP

【ＦＩ】

B23Q1/54

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020215524

(22)【出願日】2020-12-24

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】田中 博之

【テーマコード（参考）】

3C048

【Ｆターム（参考）】

3C048BC01

3C048CC04

3C048DD15

(57)【要約】

【課題】エンドエフェクタの位置決め可能な範囲を大きくすることができる工作機械を提供する。
【解決手段】工作機械は、第一軸回りに回転する回転部と、該回転部から延びる第一アームと、該第一アームに連結し、エンドエフェクタを支持する前記第一軸に交差する第二軸回りに回転可能な第二アームとを備え、前記第一軸及び第二軸の間の角度は４５度以上９０度以下である。好ましくは、前記エンドエフェクタの先端は前記第一軸及び第二軸の交点に位置する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一軸回りに回転する回転部と、
該回転部から延びる第一アームと、
該第一アームに連結し、且つエンドエフェクタを支持する第二アームと
を備え、
前記第二アームは前記第一軸に交差する第二軸回りに回転し、
前記第一軸及び第二軸の間の角度は４５度以上９０度以下である
工作機械。

【請求項2】

前記第二軸に平行な回転軸を備え、
前記第二軸に平行な回転軸の軸回りの起動トルクは、前記エンドエフェクタに作用する切削負荷の第二軸回りの成分と、前記第二軸と前記エンドエフェクタとの間の距離との積よりも大きい
請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記エンドエフェクタの先端は前記第一軸及び第二軸の交点に位置する
請求項１又は２に記載の工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、ワークを加工する工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、基台、第一アーム及び第二アームを有するロボットがある。基台と第一アームは上下に延びる第一軸回りに回転可能に連結する。第一アームと第二アームは、上下に延びる第二軸回りに回転可能に連結する。第二アームはエンドエフェクタを保持可能である。第一アームの第一軸周りの位置を所望の位置に変更し、第二アームの第二軸回りの位置を所望の位置に変更できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－９４６５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

第一軸及び第二軸は平行であり、第一軸及び第二軸に交差する軸回りに第一アーム及び第二アームは回転不可である。故にエンドエフェクタの位置決め可能な範囲は狭い。

【0005】

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、エンドエフェクタの位置決め可能な範囲を大きくすることができる工作機械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】

【0006】

本開示の一実施形態に係る工作機械は、第一軸回りに回転する回転部と、該回転部から延びる第一アームと、該第一アームに連結し、且つエンドエフェクタを支持する第二アームとを備え、前記第二アームは前記第一軸に交差する第二軸回りに回転し、前記第一軸及び第二軸の間の角度は４５度以上９０度以下である。

【0007】

本開示においては、第一軸及び第二軸は交差し、第一軸及び第二軸の間の角度は４５度以上９０度以下なので、エンドエフェクタの回転範囲が大きくなる。

【0008】

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記第二軸に平行な回転軸を備え、前記第二軸に平行な回転軸の軸回りの起動トルクは、前記エンドエフェクタに作用する切削負荷の第二軸回りの成分と、前記第二軸と前記エンドエフェクタとの間の距離との積よりも大きい。

【0009】

本開示においては、上記関係が成立することによって、バックラッシュの影響によるびびりなどの加工不良の発生を抑制することができる。

【0010】

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記エンドエフェクタの先端は前記第一軸及び第二軸の交点に位置する。

【0011】

本開示においては、エンドエフェクタの先端は第一軸及び第二軸の交点に位置するので、エンドエフェクタの先端は両軸線上にある。故に、エンドエフェクタの先端は加工時の負荷によって軸線からずれることを防ぐ。

【発明の効果】

【0012】

本開示の一実施形態に係る工作機械にあっては、第一軸及び第二軸は交差し、第一軸及び第二軸の間の角度は４５度以上９０度以下なので、エンドエフェクタの回転範囲を大きくし、加工可能なワークの範囲を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】工作機械の外観斜視図である。

【図2】カバー内の工作機械の略示斜視図である。

【図3】主軸ユニットの第一縦断面図である。

【図4】主軸ユニットの第二縦断面図である。

【図5】主軸ユニットの断面斜視図である。

【図6】ドグクラッチ、第一係合部及び第二係合部の部分拡大縦断面図である。

【図7】第一ハウジングの記載を省略した主軸ユニットの斜視図である。

【図8】上歯の間に第一係合部が係合した場合におけるドグクラッチ、第一係合部及び第二係合部の部分拡大斜視図である。

【図9】下歯の間に第二係合部が係合した場合におけるドグクラッチ、第一係合部及び第二係合部の部分拡大斜視図である。

【図10】Ａ軸又はＣ軸回りの回転に切り替わる途中におけるドグクラッチ、第一係合部及び第二係合部の部分拡大斜視図である。

【図11】Ｃ軸回りの回転からＡ軸回りの回転に切り替わる場合におけるドグクラッチ、第一係合部及び第二係合部の部分拡大縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下本発明を実施の形態に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。以下の説明では図に示す上下前後左右を使用する。

【0015】

図１に示す如く、工作機械は保持台１を備える。保持台１の上面はワークを保持する。保持台１の周囲にカバー２が設けてある。カバー２は上下に延びた直方体をなし、前面部２ａ、右面部２ｂ、左面部２ｃ、後面部２ｄ及び上面部２ｅを備える。開閉扉３は前面部２ａに設け、透明な窓４は右面部２ｂ及び左面部２ｃに設ける。

【0016】

図２に示す如く、カバー２の内側に、上下方向に延びた三つの立柱５が設けてある。三つの立柱５は、平面視にて約１２０度の位相間隔を空けて、保持台１の周囲に配置してある。各立柱５の保持台１側の側面に軌道６が設けてある。軌道６は上下方向に延びる。軌道６に移動部７と駆動機構（図示略）を設け、移動機構はボールねじ機構等で構成する。駆動機構に動力を供給するモータ８は立柱５の上端部に設ける。モータ８の駆動によって、移動部７は軌道６に沿って上下方向に移動する。モータ８は上面部２ｅの上に設け、且つカバー２の外側に位置する。

【0017】

上面部２ｅは平面視三角形状の支持板２ｆを備える。支持板２ｆの上にモータ１０及び減速機１１が設けてある。三つの立柱５の上端部は上面部２ｅから上方に突出する。前記上端部と支持板２ｆの角部は連結板９を介して連結する。図１にて、上端部、支持板２ｆ及び連結板９の記載を省略する。

【0018】

保持台１の上側に主軸ユニット２０が配置してある。主軸ユニット２０は、上下に延びたボールスプライン１２を介して前記減速機１１に連結する。モータ１０の回転は減速機１１によって減速し、ボールスプライン１２に伝達する。ボールスプライン１２は軸回りに回転する。

【0019】

主軸ユニット２０は各立柱５に対向する。主軸ユニット２０と移動部７とは、平行な二つのリンク１３によって連結する。リンク１３は棒状をなす。二つのリンク１３の一端部は主軸ユニット２０の第一ハウジング２１（図３参照）に継手１４を介して連結する。二つのリンク１３の他端部は移動部７に継手１４を介して連結する。継手１４は、自在継手等である。三つの移動部７の上下位置を変更して、主軸ユニット２０は上下前後左右に移動する。

【0020】

図３～図５を用いて説明する。主軸ユニット２０は円錐台形の第一ハウジング２１を備える。第一ハウジング２１は小径側を上方に向け、大径側を下方に向けて配置する。第一ハウジング２１の下面全体は開口する。第一ハウジング２１の下縁部に前記リンク１３が連結する。

【0021】

第一ハウジング２１の上面部２１ａに上下に貫通した貫通穴２１ｂが形成してある。貫通穴２１ｂに第一回転軸２４を挿入する。第一回転軸２４と貫通穴２１ｂとの間に滑り軸受２５が嵌まる。滑り軸受２５は第一回転軸２４を回転可能に支持する。第一回転軸２４は筒状をなし、第一回転軸２４の内側に配線６０(図５参照)が挿入してある。第一ハウジング２１の上面部２１ａ下側に複数の第一係合部２１ｃが固定してある。複数の第一係合部２１ｃは貫通穴２１ｂの周囲に、周方向に略等しい間隔を空けて設ける。

【0022】

第一回転軸２４の略中途部に駆動歯車２７が設けてある。駆動歯車２７は二段歯車であり、二段歯車は小径歯車２７ｂ及び大径歯車２７ａを有する。小径歯車２７ｂは大径歯車２７ａの下側に位置する。第一回転軸２４は駆動歯車２７の中央の穴に挿入する。第一回転軸２４と駆動歯車２７の間に、上下方向を軸方向とした二つの軸受２４ｂが嵌まる。二つの軸受２４ｂは上下に並び、第一回転軸２４及び駆動歯車２７を回転可能に支持する。ボールスプライン１２の回転は大径歯車２７ａに伝達する。

【0023】

駆動歯車２７は複数の第二係合部２７ｃを備える。該複数の第二係合部２７ｃは大径歯車２７ａの上面に固定し、且つ第一回転軸２４の周方向に略等しい間隔を空けて設けてある。第一ハウジング２１の上面部２１ａと駆動歯車２７の間にドグクラッチ２６が設けてある。ドグクラッチ２６は軸方向に短い円筒形をなし、上下方向を軸方向として配置してある。ドグクラッチ２６の外周面の軸方向中央部に、周方向に延びる環状の溝２６ａが形成してある。ドグクラッチ２６は摺動性の良い金属材料、例えば真鍮やアルミ青銅で構成する。

【0024】

ドグクラッチ２６の上縁部に上向きに突出した複数の上歯２６ｂが設けてあり、下縁部に下向きに突出した複数の下歯２６ｃが設けてある。ドグクラッチ２６は第一回転軸２４の外側に設けてある。即ち、第一回転軸２４はドグクラッチ２６の内側に挿入する。第一回転軸２４の外周面及びドグクラッチ２６の内周面の一方にキー溝が、他方に該キー溝に嵌まるキーが設けてある（何れも図示略）。キー溝の深さ方向の寸法はキーよりも長く、キーはキー溝に沿って上下移動可能である。キー溝の周方向（幅方向）寸法はキーと略同じである。即ち、ドグクラッチ２６は第一回転軸２４に対して周方向に固定してあり、軸方向に移動可能である。

【0025】

第一ハウジング２１の下面開口に第二ハウジング２２が設けてある。第二ハウジング２２は、内部が空洞の円柱状をなし、上下方向を軸方向にして配置してある。第二ハウジング２２の上縁部は第一ハウジング２１の下縁部内側に配置してある。第二ハウジング２２の上縁部と第一ハウジング２１の下縁部との間にクロスローラベアリング２３が設けてある。クロスローラベアリング２３は第二ハウジング２２を回転可能に支持する。第二ハウジング２２は上下軸回りに回転する。

【0026】

第二ハウジング２２の上面中央部に第一支持筒２２ａが形成してある。第一支持筒２２ａは、第二ハウジング２２の上面部２２ｄを上下に貫通するように上面部２２ｄから上側及び下側に延びる。第一支持筒２２ａの内側に第一回転軸２４の下部を挿入する。第一回転軸２４の外周面及び第一支持筒２２ａの内周面の一方にキー溝が、他方に該キー溝に嵌まるキーが設けてある（何れも図示略）。キー溝及びキーの軸方向寸法及び周方向寸法は略同じであり、キー溝及びキーは、軸方向及び周方向にて、第一支持筒２２ａを第一回転軸２４に固定する。第一回転軸２４の下端部は第一支持筒２２ａから下方に突出する。第一回転軸２４の下端部外周に、円筒状の固定部材２４ａが取り付けてある。固定部材２４ａは、第一支持筒２２ａ及び第一回転軸２４の下端部を固定する。

【0027】

第二ハウジング２２の上面部２２ｄに第二支持筒２２ｂが形成してある。第二支持筒２２ｂは、径方向にて、第一支持筒２２ａの隣に位置する。第二支持筒２２ｂは前記上面部２２ｄから下方に突出し、第二ハウジング２２の内側に位置する。第二支持筒２２ｂの上端部開口は上面部２２ｄを貫通する。第二支持筒２２ｂに第一中間軸３１が挿入してある。第一中間軸３１の略中途部と第二支持筒２２ｂとの間に、上下方向を軸方向とした二つの軸受３１ａが設けてある。二つの軸受３１ａは上下に並び、第一中間軸３１を回転可能に支持する。第二ハウジング２２、第一回転軸２４、第一支持筒２２ａ及び第二支持筒２２ｂ等は、回転部を構成する。

【0028】

第一中間軸３１の上端部は第二支持筒２２ｂから上方に突出する。前記上端部に、上下方向を軸方向とした平歯車２９が嵌合する。平歯車２９は駆動歯車２７の小径歯車２７ｂに噛合する。第一中間軸３１の下端部は第二ハウジング２２の下面部付近に位置する。前記下端部に傘歯車３０が嵌合する。

【0029】

第二ハウジング２２の周面部の一部が、径方向外側に且つ斜め下向きに突出している。以下、この突出した部分を突出部２２ｃと称する。突出部２２ｃの下端は開口している。突出部２２ｃは第二支持筒２２ｂの隣に位置する。突出部２２ｃの下端には、第一アーム４０が連結する。

【0030】

第一アーム４０は有底筒型のハウジング４１を備える。ハウジング４１の開口部は突出部２２ｃの開口部に連結する。ハウジング４１は、突出部２２ｃの突出方向と同方向に延びる。ハウジング４１の上部は第二中間軸３２と、二つの軸受３２ａを格納する。第二中間軸３２は前記突出方向と同方向に延びる。軸受３２ａは前記突出方向を軸方向とする。二つの軸受３２ａは前記突出方向に並び、第二中間軸３２を支持する。第二中間軸３２の上端部に傘歯車３４が嵌合する。該傘歯車３４は、第一中間軸３１の傘歯車３０に噛合する。

【0031】

ハウジング４１の中央部は第三中間軸３３及び二つの軸受３３ａを格納する。第三中間軸３３は前記突出方向と同方向に延びる。軸受３３ａは前記突出方向を軸方向とする。二つの軸受３３ａは前記突出方向に並び、第三中間軸３３を支持する。カップリング３７が第三中間軸３３の上端部と第二中間軸３２の下端部を連結する。第三中間軸３３の下端部はハイポイドピニオン３３ｂを形成する。

【0032】

ハウジング４１の下端部側面に開口４２が形成してある。開口４２は前記第二ハウジング２２側に位置する。ハウジング４１下端部は第二回転軸３５を格納する。第二回転軸３５は回転軸を構成する。第二回転軸３５は、前記突出方向に直交する方向（以下、直交方向）に延び、ハウジング４１下端部を貫通する。第二回転軸３５の一端部は前記開口４２から突出する。第二回転軸３５は筒形をなし、第二回転軸３５の内側に配線６０が挿入する。

【0033】

ハウジング４１下端部は第一軸受３５ａ、第二軸受３６ａ、ハイポイドギヤ３６を格納する。第一軸受３５ａは、開口４２の反対側に位置し、第二回転軸３５の他端部を支持する。第一軸受３５ａと開口４２との間に第二軸受３６ａが位置し、第二軸受３６ａはハイポイドギヤ３６の外周側を支持する。第二回転軸３５はハイポイドギヤ３６に挿入し、第二回転軸３５の中央部にハイポイドギヤ３６は固定する。ハイポイドギヤ３６は第二回転軸３５に連結し、ハイポイドピニオン３３ｂに噛合する。

【0034】

ハイポイドギヤ３６及びハイポイドピニオン３３ｂの減速比は、二つの傘歯車３０、３４の減速比よりも高く、平歯車２９及び小径歯車２７ｂの減速比よりも高い。尚、ハイポイドギヤ３６に代えてウォームホイールを使用し、ハイポイドピニオン３３ｂに代えてウォームギヤを使用してもよい。この場合においても、ウォームホイール及びウォームギヤの減速比は、二つの傘歯車３０、３４の減速比よりも高く、平歯車２９及び小径歯車２７ｂの減速比よりも高い。

【0035】

開口４２の周縁部に第二アーム４３が連結する。第二アーム４３は、アーム部４４及び支持筒４５を備える。アーム部４４は、棒の中央を曲げ、ハウジング４１に平行な方向に延びる第一部分４４ａと、第一部分４４ａに交差する方向に延びる第二部分４４ｂとを備える。第一部分４４ａの一端部と第二部分４４ｂの一端部は一体的に連結する。第一部分４４ａの他端部は、開口４２の周縁部に臨む。開口４２から突出した第二回転軸３５の一端部は、第一部分４４ａの他端部に固定してある。

【0036】

第二部分４４ｂには、配線６０を挿入する貫通穴４４ｃが形成してある。第二部分４４ｂの他端部に支持筒４５が設けてある。支持筒４５の軸線と、第一回転軸２４の軸線とが一致するように、支持筒４５は配置してある。支持筒４５は、その内側にて同軸的に主軸４６を支持する。支持筒４５の上端部に不図示のモータが設けてある。主軸４６の下端部に工具４７が装着してある。前記モータは主軸４６に動力を供給し、主軸４６及び工具４７が回転する。配線６０は第二回転軸３５、貫通穴４４ｃを通り、前記モータに連結し、電力を供給する。

【0037】

図３に示す如く、第一回転軸２４の軸線をＣとした場合、主軸４６及び工具４７の軸線はＣに一致する。第二回転軸３５の軸線をＡとした場合、工具４７の先端はＡ上に位置する。即ち、工具４７の先端が軸線Ｃ及びＡの交点に位置する。軸線Ｃ及びＡのなす角θは約６０度である。角θは４５度以上９０度以下であればよく、好ましくは、５０度以上９０度以下であり、より好ましくは５５度以上８０度以下である。

【0038】

図６に示す如く、第一係合部２１ｃは、第一ハウジング２１の上面部２１ａに固定する固定部２１ｃ１と、該固定部２１ｃ１から下方に突出した突部２１ｃ２を備える。突部２１ｃ２の下端部両側に、下方に向かうに従って、ドグクラッチ２６の周方向における突部２１ｃ２の幅が短くなるように、傾斜面２１ｃ３が形成してある。突部２１ｃ２の下端部の幅は、上歯２６ｂ間の幅よりも小さい。

【0039】

第二係合部２７ｃは、大径歯車２７ａの上面部に固定する固定部２７ｃ１と、該固定部２７ｃ１から上方に突出した突部２７ｃ２を備える。突部２７ｃ２の上端部両側に、上方に向かうに従って、ドグクラッチ２６の周方向における突部２７ｃ２の幅が短くなるように、傾斜面２７ｃ３が形成してある。突部２７ｃ２の上端部の幅は、上歯２６ｂ間の幅よりも小さい。

【0040】

エアシリンダ５０が第一ハウジング２１の外側に取り付けてある。エアシリンダ５０は、上下方向を軸方向としたロッド５０ａを有する。ロッド５０ａはエアシリンダ５０から下方に突出し、空気圧によって上下動する。ロッド５０ａの下端に二股のフォーク５２が取り付けてある。フォーク５２の基端部はロッド５０ａの下端に、ドグクラッチ２６の径方向を回転軸方向として、回転可能に連結する。フォーク５２の二股部分は溝２６ａに係合する。フォーク５２の二股部分は第一ハウジング２１内に位置し、フォーク５２の基端部は第一ハウジング２１を、ドグクラッチ２６の径方向に貫通する。

【0041】

第一ハウジング２１内に、ドグクラッチ２６の径方向に延びる支軸５１が設けてある。支軸５１は、フォーク５２の基端部の中途部を貫通する。支軸５１は、軸回りに回転可能に、フォーク５２を支持する。

【0042】

ロッド５０ａが下方に移動した場合、フォーク５２の二股部分は支軸５１を支点にして上側に移動し、ドグクラッチ２６の上歯２６ｂの間に第一係合部２１ｃが係合する。ロッド５０ａが上方に移動した場合、フォーク５２の二股部分は支軸５１を支点にして下側に移動し、ドグクラッチ２６の下歯２６ｃの間に第二係合部２７ｃが係合する。

【0043】

図８において、第一ハウジング２１、エアシリンダ５０及びフォーク５２を省略した。フォーク５２の二股部分が上側に移動し、上歯２６ｂの間に第一係合部２１ｃが係合した場合、ドグクラッチ２６、第一回転軸２４及び第二ハウジング２２は第一ハウジング２１に固定する。ドグクラッチ２６の下歯２６ｃの間に第二係合部２７ｃは係合しない。

【0044】

ボールスプライン１２はモータ１０の回転によって回転し、回転は大径歯車２７ａに伝達し、駆動歯車２７は回転する。小径歯車２７ｂに噛合する平歯車２９が回転し、第一中間軸３１、傘歯車３０、３４、第二中間軸３２、第三中間軸３３が回転する。第三中間軸３３下端のハイポイドピニオン３３ｂが回転し、ハイポイドギヤ３６が回転する。ハイポイドギヤ３６と共に第二回転軸３５及び第二アーム４３が、軸線Ａ回りに回転する。以下、軸線ＡをＡ軸とも称する。Ａ軸は第二軸を構成する。尚、ドグクラッチ２６、第一回転軸２４及び第二ハウジング２２は、第一ハウジング２１に固定するので、回転しない。

【0045】

図９において、第一ハウジング２１、エアシリンダ５０及びフォーク５２を省略した。フォーク５２の二股部分が下側に移動し、下歯２６ｃの間に第二係合部２７ｃが係合した場合、ドグクラッチ２６、第一回転軸２４及び第二ハウジング２２は駆動歯車２７に連結する。ボールスプライン１２の回転は駆動歯車２７に伝達し、駆動歯車２７と共に、第一回転軸２４、第二ハウジング２２、第一アーム４０及び第二アーム４３は、軸線Ｃ回りに回転する。以下、軸線ＣをＣ軸とも称する。Ｃ軸は第一軸を構成する。尚、第一中間軸３１、第二中間軸３２、第三中間軸３３及び第二回転軸３５も、駆動歯車２７と共に、Ｃ軸回りに回転するので、第一中間軸３１、第二中間軸３２、第三中間軸３３及び第二回転軸３５自身は回転せず、第二アーム４３はＡ軸回りに回転しない。

【0046】

Ａ軸回りの回転からＣ軸回りの回転に切り替わる場合、ドグクラッチ２６は下方に移動する。下歯２６ｃの間に第二係合部２７ｃが位置しない場合、下歯２６ｃは第二係合部２７ｃの傾斜面２７ｃ３に接触する。駆動歯車２７は、下歯２６ｃから傾斜面２７ｃ３に作用した力によってＣ軸回りに回転し、第二係合部２７ｃの突部２７ｃ２は下歯２６ｃの間に位置する。図６に示す如く、Ａ軸回りの回転からＣ軸回りの回転に切り替わる場合、突部２７ｃ２の上端位置Ｐ３は下歯２６ｃの下端位置Ｐ４よりも上側にあり、第二係合部２７ｃは下歯２６ｃの間に位置し、突部２１ｃ２の下端位置Ｐ１は、上歯２６ｂの上端位置Ｐ２よりも下側にあり、第一係合部２１ｃは、回転の切替前から継続して上歯２６ｂの間に位置する。

【0047】

図１０、図１１に示す如く、Ｃ軸回りの回転からＡ軸回りの回転に切り替わる場合、ドグクラッチ２６は上方に移動する。上歯２６ｂの間に第一係合部２１ｃが位置しない場合、上歯２６ｂは第一係合部２１ｃの傾斜面２１ｃ３に接触する。駆動歯車２７は、上歯２６ｂから傾斜面２１ｃ３に作用した力によってＣ軸回りに回転し、第一係合部２１ｃの突部２１ｃ２は上歯２６ｂの間に位置する。図６に示す如く、Ｃ軸回りの回転からＡ軸回りの回転に切り替わる場合、突部２１ｃ２の下端位置Ｐ１は、上歯２６ｂの上端位置Ｐ２よりも下側にあり、第一係合部２１ｃは上歯２６ｂの間に位置し、突部２７ｃ２の上端位置Ｐ３は下歯２６ｃの下端位置Ｐ４よりも上側にあり、第二係合部２７ｃは、回転の切替前から継続して下歯２６ｃの間に位置する。

【0048】

即ち、Ａ軸又はＣ軸回りの回転に切り替わる途中において、上歯２６ｂの間に第一係合部２１ｃは係合し、下歯２６ｃの間に第二係合部２７ｃは係合するので、回転の切り替わり時において、脱調の発生を防止することができる。

【0049】

第一中間軸３１、第二中間軸３２、第三中間軸３３及び第二回転軸３５を、第二ハウジング２２及びハウジング４１内に設けているが、第二ハウジング２２及びハウジング４１の外側に設け、第二アーム４３に動力を伝達する構成としてもよい。

【0050】

実施の形態に係る工作機械にあっては、Ｃ軸及びＡ軸の間の角度は４５度以上９０度以下なので、簡素な構成でも、Ａ軸回りにおける工具４７の回転範囲を大きくすることができる。故に、ワークの上部分に形成したバリに工具４７を当ててして、穴の縁や外周部のバリ取りを行うことができ、ワークの側面下からも作業者の意図した方向から工具４７を当て、ワーク側面の複雑形状のバリ取りを行うことができる。

【0051】

Ｃ軸及びＡ軸の間の角度が４５度未満の場合、ワークの上部分を加工できるが、側面のアンダーカット形状の部分は加工できない。即ち、Ｃ軸及びＡ軸の間の角度を４５度以上９０度以下にすることによって、加工可能なワークの範囲を大きくすることができる。

【0052】

また工具４７の先端はＣ軸及びＡ軸の交点に位置するので、Ｃ軸又はＡ軸回りに位置決めする場合、第二回転軸３５及び第一回転軸２４等を支持する軸受２４ｂ、３５ａ等によって工具４７の先端の位置は常時同じ位置に留まるように強固に支持される。故に、Ｃ軸及びＡ軸回りの回転にギヤ機構を使用しても、加工時に工具４７に作用する負荷が加工精度に与える影響を抑制し、バックラッシュの影響によるびびりなどの加工不良の発生を抑制することができる。

【0053】

工具４７の先端がＡ軸及びＣ軸の交点に位置しない場合であっても、第二回転軸３５のＡ軸回りの起動トルクをＴとし、工具４７に作用する切削負荷のＡ軸まわりの成分をＦとし、Ａ軸と工具４７の先端との間の最短距離をＬとした場合、Ｔ＞Ｆ×Ｌの関係が成立すれば、加工時に工具４７に作用する負荷が加工精度に与える影響を抑制し、バックラッシュの影響によるびびりなどの加工不良の発生を抑制することができる。なお工具４７の先端がＡ軸及びＣ軸の交点に位置し且つ上記関係が成立する場合も同様な効果を奏する。この場合、Ｌは０となる。なお、切削負荷は想定される負荷が最も大きなワークで且つ負荷が最も大きくなる工具で加工した時の負荷とする。

【0054】

今回開示した実施の形態は、全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。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0055】

２２ 第二ハウジング（回転部）
２２ａ 第一支持筒（回転部）
２２ｂ 第二支持筒（回転部）
２４ 第一回転軸（回転部）
３５ 第二回転軸（回転軸）
４０ 第一アーム
４３ 第二アーム
４６ 主軸（エンドエフェクタ）
４７ 工具（エンドエフェクタ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】