特開 2024-122445 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】P2024122445

(43)【公開日】2024-09-09

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/54 20060101AFI20240902BHJP

【ＦＩ】

B23Q1/54

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023029984

(22)【出願日】2023-02-28

(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

3C048DD15

(57)【要約】

【課題】第一軸回りに回転する場合に、第二軸回りの回転を抑制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、前記回転部から延びる第一アームと、前記第一アームに連結し、前記第一軸に交差する第二軸回りに回転する第二アームと、前記回転部及び前記第二アームに動力を供給する単一の動力源と、前記第二アームの回転を阻止する状態又は前記第二アームの回転を許容する状態に切り替える切替機構とを備える。
【選択図】図１０

【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、
前記回転部から延びる第一アームと、
前記第一アームに連結し、前記第一軸に交差する第二軸回りに回転する第二アームと、
前記回転部及び前記第二アームに動力を供給する単一の動力源と、
前記第二アームの回転を阻止する状態又は前記第二アームの回転を許容する状態に切り替える切替機構と
を備える
工作機械。

【請求項2】

前記切替機構は、前記第二アームに取り付けられる被係止部と、前記被係止部に係止する係止部とを備える
請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記被係止部及び前記係止部の一方は凹部を有し、
前記被係止部及び前記係止部の他方は前記凹部に挿入される凸部を有する
請求項２に記載の工作機械。

【請求項4】

前記被係止部は、外周に複数の歯を形成したギヤを有し、
前記係止部は、
前記ギヤの径方向にて前記ギヤの外側に配置してあり、前記ギヤの軸心と平行な軸回りに揺動可能な揺動レバーと、
前記揺動レバーの一端部から突出し、前記ギヤの歯の間に形成してある凹部に挿入される凸部と、
前記揺動レバーの他端部に接続され、揺動の為の動力を供給する駆動源と
を有する
請求項２に記載の工作機械。

【請求項5】

前記係止部は、前記揺動レバーの長手方向中央よりも前記一端部寄りに配置してある枢軸を備え、
前記揺動レバーは前記枢軸回りに揺動可能に構成してある
請求項４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】

上下方向に延びるＣ軸回りに回転可能であり、Ｃ軸に交差するＡ軸回りに回転可能な工作機械がある。工作機械はＣ軸回りの回転と、Ａ軸回りの回転とをクラッチ操作によって切り替えることができる。モータはＣ軸又はＡ軸の一方にのみ動力を伝達する（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１０１１２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

Ａ軸への動力伝達は複数のギヤを介して行う。ギヤの間にはバックラッシが設けてある。Ｃ軸回りに回転する場合、振動によってバックラッシが大きくなり、Ａ軸回りに移動するおそれがある。

【0005】

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、第一軸回りに回転する場合に、第二軸回りの回転を抑制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、前記回転部から延びる第一アームと、前記第一アームに連結し、前記第一軸に交差する第二軸回りに回転する第二アームと、前記回転部及び前記第二アームに動力を供給する単一の動力源と、前記第二アームの回転を阻止する状態又は前記第二アームの回転を許容する状態に切り替える切替機構とを備える。

【0007】

本開示の一実施形態においては、例えば、動力源が第一軸回りに回転する回転部に動力を供給する場合、切替機構によって、第二アームは第二軸回りの回転を阻止する状態になる。

【0008】

本開示の一実施形態の工作機械の前記切替機構は、前記第二アームに取り付けられる被係止部と、前記被係止部に係止する係止部とを備える。

【0009】

本開示の一実施形態は、第二アームに取り付けた被係止部に係止部が係止し、第二軸回りの回転を阻止する。

【0010】

本開示の一実施形態の工作機械は、前記被係止部及び前記係止部の一方は凹部を有し、前記被係止部及び前記係止部の他方は前記凹部に挿入される凸部を有する。

【0011】

本開示の一実施形態は、凸部を凹部に挿入することによって、第二軸回りの回転を阻止する。

【0012】

本開示の一実施形態の工作機械の前記被係止部は、外周に複数の歯を形成したギヤを有し、前記係止部は、前記ギヤの径方向にて前記ギヤの外側に配置してあり、前記ギヤの軸心と平行な軸回りに揺動可能な揺動レバーと、前記揺動レバーの一端部から突出し、前記ギヤの歯の間に形成してある凹部に挿入される凸部と、前記揺動レバーの他端部に接続され、揺動の為の動力を供給する駆動源とを有する。

【0013】

本開示の一実施形態は、揺動レバーの凸部をギヤの歯の間の凹部に挿入することによって、第二軸回りの回転を阻止する。

【0014】

本開示の一実施形態の工作機械の前記係止部は、前記揺動レバーの長手方向中央よりも前記一端部寄りに配置してある枢軸を備え、前記揺動レバーは前記枢軸回りに揺動可能に構成してある。

【0015】

本開示の一実施形態は、駆動源と枢軸との間の距離を凸部と枢軸との間の距離よりも長くすることによって、即ち、梃子の原理によってモーメントが増幅し、凸部が凹部から外れ難くなる。

【発明の効果】

【0016】

本開示の一実施形態の工作機械は、例えば、動力源が第一軸回りに回転する回転部に動力する供給する場合、切替機構によって、第二アームは第二軸回りの回転を阻止する状態になる。故に、第二軸回りの回転を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【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】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7】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8】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9】第二アームの略示斜視図である。

【図10】図４のＸ－Ｘ線を切断線とした切替機構の略拡大断面図である。

【図11】切替機構付近の構成の略拡大斜視図である。

【図12】ギヤの部分拡大側面図である。

【図13】枢軸回りの凸部の回転軌跡Ｔとギヤとの関係を説明する説明図である。

【図14】枢軸回りの凸部の回転軌跡Ｔとギヤとの関係を説明する参考説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。図１は、工作機械の外観斜視図である。図２は、カバー内の工作機械の略示斜視図である。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

図２に示す如く、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。モータ１０は単一の動力源を構成する。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。

【0022】

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を介して減速機１１に連結する。モータ１０の回転は減速機１１で減速後、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。

【0023】

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で連結する。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）に回転可能な継手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。

【0024】

図３は主軸ユニット２０の第一縦断面図、図４は主軸ユニット２０の第二縦断面図、図５は主軸ユニット２０の断面斜視図である。図３と図４の切断面の切断位置は異なる。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は支持部を構成する。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の下縁部にリンク１３が連結する。

【0025】

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。

【0026】

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が下側に位置し、大径歯車２７ａが上側に位置する。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。

【0027】

駆動歯車２７は複数の第二係合部２７ｃを備える。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は熱可塑性樹脂材、例えばポリオキシメチレンを含む樹脂材等によって構成する。

【0028】

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が周方向に並び、下縁部に下向きに突出した複数の下歯２６ｃが周方向に並ぶ。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）。キー溝の軸方向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。

【0029】

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は上下方向の軸回りに回転する。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。突出部２２ｃと第二ハウジング２２の周面部とのなす角は鋭角であり、例えば約３０度である。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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、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。

【0037】

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、該第二軸受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。

【0038】

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。

【0039】

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は棒の中央を曲げたように構成してあり、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の他端部は前記直交方向を軸方向とした筒状をなし、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。

【0040】

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に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。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、モータに電気的に連結し、電力を供給する。

【0041】

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。

【0042】

図６は、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、図７は、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、図８は、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７、図８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、固定部２１ｃ１から下方に突出した突部２１ｃ２を備える。突部２１ｃ２の下端部両側に傾斜面が形成してある。突部２１ｃ２の下端部の幅は、上歯２６ｂ間の幅よりも小さい。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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（図７参照）。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（図８参照）。

【0047】

図７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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

工作機械は切替機構７０を備える。Ａ軸回りの回転からＣ軸回りの回転に切り替わる場合、切替機構７０は第二アーム４３の回転を阻止する。図９は、第二アーム４３の略示斜視図、図１０は、図４のＸ－Ｘ線を切断線とした切替機構７０の略拡大断面図、図１１は切替機構７０付近の構成の略拡大斜視図である。

【0053】

前述したように、第二アーム４３はアーム部４４を備える。アーム部４４の他端部は筒状をなし、開口４２の周縁部に臨む。図９に示すように、アーム部４４の他端部の外周面にギヤ４３ａが形成される。前記直交方向において、ギヤ４３ａは開口４２の外側に位置する。

【0054】

図１０、図１１に示すように、切替機構７０は、ギヤ４３ａ、カバー７１、枢軸７２、揺動レバー７３、エアシリンダ７４及びロッド７５を備える。カバー７１は薄い四角形の皿状をなす。カバー７１は四角形の基板７１０を備える。基板７１０の三辺に第一側面７１ａ、第二側面７２ｂ及び第三側面７１ｃがそれぞれ設けてある。第一側面７１ａ、第二側面７２ｂ及び第三側面７１ｃは前記三辺に直角に連結する。カバー７１における第一側面７１ａの反対側は開口し、カバー７１における基板７１０の反対側は開口する。

【0055】

カバー７１はハウジング４１と第二アーム４３との間に位置する。基板７１０は、第一側面７１ａ、第二側面７２ｂ及び第三側面７１ｃよりもハウジング４１に近い位置にある。第一側面７１ａは上側に位置する。第二側面７１ｂ及び第三側面７１ｃは第一側面７１ａから下側に延び、第一側面７１ａに略直角に延びる。第二側面７１ｂ及び第三側面７１ｃは第一側面７１ａに平行な方向に対向する。第二側面７１ｂ及び第三側面７１ｃの下端部の間に開口が形成してある。基板７１０はハウジング４１に固定してある。ハウジング４１はギヤ４３ａの上部を収納する。即ち、ハウジング４１の下側開口（第二側面７１ｂ及び第三側面７１ｃの下端部の間の開口）にギヤ４３ａの上部を挿入するように、ハウジング４１は設けてある。

【0056】

ハウジング４１は枢軸７２及び揺動レバー７３を収納する。揺動レバー７３はハウジング４１内にてギヤ４３ａの上側に位置する。揺動レバー７３は、第二側面７１ｂと第三側面７１ｃとの対向方向（第一側面７１ａに平行な方向）に延びる。揺動レバー７３はＬ形状をなし、前記対向方向に延びる第一部分７３ａと、第一部分７３ａの一端部から下側に延び、第一部分に直角な第二部分７３ｂとを備える。第二部分７３ｂは第一部分７３ａよりも短い。第二部分７３ｂは第三側面７１ｃよりも第二側面７１ｂに近い位置にある。第二部分７３ｂの下端部は揺動レバー７３の一端部７３１を構成する。第一部分７３ａの他端部は揺動レバー７３の他端部７３２を構成する。

【0057】

枢軸７２は基板７１０に直角な方向に延び、第二部分７３ｂの上下方向中途部に設けてある。即ち、枢軸７２は第一部分７３ａの長手方向中央よりも一端部７３１寄りに配置してある。第一部分７３ａの長手方向は揺動レバー７３の長手方向に対応する。第二部分７３ｂの下端部、即ち一端部７３１に凸部７３ｃが形成してある。凸部７３ｃはギヤ４３ａに向けて突出する。他端部７３２にロッド７５が連結する。ロッド７５と他端部７３２との連結箇所と、枢軸７２との間の距離は、枢軸７２と凸部７３ｃとの間の距離よりも長い。故に凸部７３ｃに作用するモーメントは梃子の原理によって増幅する。

【0058】

第一側面７１ａの上側にエアシリンダ７４が設けてある。エアシリンダ７４から下側にロッド７５が延びる。ロッド７５は、第一側面７１ａを貫通した貫通穴に挿入してある。エアシリンダ７４の駆動によって、ロッド７５は上下動する。ロッド７５が上昇した場合、凸部７３ｃはギヤ４３ａの間の凹部に挿入される。ロッド７５が下降した場合、凸部７３ｃはギヤ４３ａの間の凹部から抜ける。

【0059】

工作機械の制御装置は、Ｃ軸回りに回転させる場合、凸部７３ｃをギヤ４３ａの間の凹部に挿入し、第二アーム４３がＡ軸回りに回転することを阻止する。即ち、第二アーム４３は切替機構７０によってＡ軸回りの回転を阻止する状態になる。制御装置は、Ａ軸回りに回転させる場合、凸部７３ｃをギヤ４３ａの間の凹部から抜け出させて、第二アーム４３をＡ軸回りに回転させる。即ち、第二アーム４３は切替機構７０によってＡ軸回りの回転を許容する状態になる。

【0060】

図１２はギヤ４３ａの部分拡大側面図である。ギヤ４３ａの各歯は第一傾斜面４３１と、第二傾斜面４３２と、頂部４３３とを備える。第一傾斜面４３１と第二傾斜面４３２は、径方向内側に向かって周方向の幅が徐々に狭くなる谷を形成する。第一傾斜面４３１及び第二傾斜面における径方向内側の端部は谷の底を形成する。第一傾斜面４３１及び第二傾斜面における径方向外側の端部に頂部４３３は形成される。ギヤ４３ａの中心（筒状をなすアーム部４４の他端部の中心）と谷の底（第一傾斜面４３１及び第二傾斜面における径方向内側の端部）とを通る線Ｌと、第一傾斜面４３１とのなす角をθ１とする。線Ｌと第二傾斜面４３２とのなす角をθ２とする。θ１の大きさはθ２よりも小さい。

【0061】

図１３は、枢軸７２回りの凸部７３ｃの回転軌跡Ｔとギヤ４３ａとの関係を説明する説明図である。図１３のｄは、枢軸７２回りの凸部７３ｃの回転軌跡Ｔと頂部４３３との間の距離を示す。即ちｄは、頂部４３３と、頂部４３３の接線と回転軌跡Ｔとの交点Ｐとの間の距離を示す。回転軌跡Ｔが谷の内側を通り且つ第二傾斜面４３２に交差するように、ギヤ４３ａ、枢軸７２及び揺動レバー７３は配置される。

【0062】

図１４は、枢軸７２回りの凸部７３ｃの回転軌跡Ｔとギヤ４３ａとの関係を説明する参考説明図である。図１４は、θ１とθ２とが等しい場合の説明図である。図１４のｄ１は、枢軸７２回りの凸部７３ｃの回転軌跡Ｔと頂部４３３との間の距離を示す。即ちｄ１は、頂部４３３と、頂部４３３の接線と回転軌跡Ｔとの交点Ｐ１との間の距離を示す。

【0063】

ｄとｄ１とを比較した場合、ｄはｄ１よりも長い。ｄの場合、揺動レバー７３とギヤ４３ａとの相対位置がずれたとしても、回転軌跡Ｔと頂部４３３とが干渉し難い。即ち、凸部７３ｃが頂部４３３に引っ掛かり難く、ギヤ４３ａの凹部に挿入されやすい。一方、ｄ１の場合、揺動レバー７３とギヤ４３ａとの相対位置がずれると、回転軌跡Ｔと頂部４３３とが干渉しやすい。即ち、凸部７３ｃが頂部４３３に引っ掛かりやすく、ギヤ４３ａの凹部に挿入されにくい。

【0064】

即ち、線Ｌと第一傾斜面４３１とのなす角θ１の大きさを線Ｌと第二傾斜面４３２とのなす角θ２よりも小さくすることによって、凸部７３ｃがギヤ４３ａの凹部に挿入されやすくなる。

【0065】

なお、実施の形態は凸部７３ｃをギヤ４３ａの凹部に挿入し、第二アーム４３のＡ軸回りの回転を阻止しているが、凸部と凹部とを逆にしてもよい。即ち、第二アーム４３に凸部を設け、揺動レバー７３に凹部を設けてもよい。また第二アーム４３を磁性体によって構成し、切替機構７０は電磁石を使用してもよい。例えば制御装置は電磁石に通電させて、第二アーム４３を磁力によって固定し、第二アーム４３のＡ軸回りの回転を阻止してもよい。

【0066】

実施形態に係る工作機械にあっては、例えばモータ１０がＣ軸回りに回転する回転部に動力する供給する場合、切替機構７０によって、第二アーム４３はＡ軸回りの回転を阻止する状態になる。故に、Ａ軸回りの回転を抑制することができる。

【0067】

また第二アーム４３に取り付けた凹部に凸部７３ｃが係止し、Ａ軸回りの回転を阻止する。また揺動レバー７３の凸部７３ｃをギヤ４３ａの凹部に挿入することによって、Ａ軸回りの回転を阻止する。

【0068】

またロッド７５と枢軸７２との間の距離を凸部７３ｃと枢軸７２との間の距離よりも長くすることによって、即ち、梃子の原理によってモーメントが増幅し、凸部７３ｃがギヤ４３ａの凹部から外れ難くなる。

【0069】

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。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。各実施形態に記載した事項は相互に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載してもよい。

【符号の説明】

【0070】

１０ モータ（動力源）
２１ｃ 第一係合部（切替機構）
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）
２６ ドグクラッチ（切替機構）
２７ 駆動歯車（切替機構）
２７ｂ 小径歯車（切替機構）
２７ｃ 第二係合部（切替機構）
２９ 平歯車（切替機構）
３１ 第一中間軸（切替機構）
３２ 第二中間軸（切替機構）
３３ 第三中間軸（切替機構）
３３ｂ ハイポイドピニオン（切替機構）
３５ 第二回転軸（切替機構）
３６ ハイポイドギヤ（切替機構）
４０ 第一アーム
４３ 第二アーム
４３ａ ギヤ（切替機構、凹部、被係止部）
７０ 切替機構
７３ 揺動レバー
７３ｃ 凸部
７４ エアシリンダ（駆動源）
７５ ロッド（駆動源）

【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】