JPH0683925B2 - 旋 盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はNC制御駆動可能な主作業スピンドルと、複数の
割り出し位置を有する工具レボルバと、工具レボルバを
回動しないように固定する割り出し可能な回動固定装置
とを備えた旋盤に関し、前記工具レボルバは少なくとも
１つの駆動可能な工具スピンドルを有し、レボルバ軸を
中心に回転可能に工具レボルバスライダに軸承されてお
り、かつ主作業スピンドルに保持された工作物を工具レ
ボルバの駆動工具によって主作業スピンドルに対して偏
心して加工するためにレボルバ駆動装置によって同レボ
ルバ駆動装置の軸を中心にNC制御で回転駆動することが
できる。

ドイツ特許公報第3328327号に記載の本出願人の旋盤に
おいては、いわゆるＹ軸（工具レボルバの移動軸に対し
て垂直な軸線）方向に移動可能な主作業スピンドルは、
主作業スピンドルと工具レボルバがNC制御されてゆっく
りとかつ同期して回転されることによって使用され、工
具レボルバの使用中の工具スピンドルの軸は主作業スピ
ンドル軸に対して垂直に延びる平面で移動する。この場
合にNC制御の電動機は工具レボルバを割り出して他の割
り出し位置を作業位置へ移動させると共に、工具レボル
バを主作業スピンドルの回転にNC制御でゆっくりと同期
回転させる。しかしこの電動機は、主作業スピンドルに
保持されている工作物が駆動されていないいずれかの工
具と共に通常の回転作業を施される場合に、工具レボル
バが意図に反して回転するのを阻止しなければならな
い。その際に著しい締付け破壊力が生じる恐れがあるの
で、工具レボルバを回転しないように固定するにはレボ
ルバ駆動装置だけでは不十分である。従って、すでに工
具レボルバのこの種の意図に反する回動を割り出し可能
な保持ブレーキによって阻止する試みがなされている
が、それには大きなスペースが必要とされる。

依って、本発明の目的は、上述の公知の旋盤を改良し
て、主作業スピンドルに保持されている工作物を工具レ
ボルバの工具を用いて通常に回転作業するためには、工
具レボルバをコンパクトな構造で割り出し可能な安定し
た錠止手段によって意図しない回動に対して固定するこ
とができ、回転する主作業スピンドルと主作業スピンド
ルの回転する工具レボルバを用いて作業するためには、
工具レボルバを非錠止状態でも正確に位置決めすること
のできる旋盤を提供することである。

冒頭で述べた種類の旋盤においては、上述の目的は本発
明において次の様にして達成される。すなわち、工具レ
ボルバを回動しないように相補形状で錠止するために、
レボルバ軸線方向に互いに接するように移動可能な面歯
車が工具レボルバ及び工具レボルバスライダと回転しな
いように結合されており、かつ工具レボルバに関しては
工具レボルバの非錠止状態において遊びなしで軸承する
軸受けが設けられる構成が採用されている。面歯車を有
する回動固定装置は、２部材のセレーションとすること
ができ、その一方の面歯車は軸線方向に移動可能であっ
て、あるいは前記回動固定装置は互いに同心状に配置さ
れた２つのリング状の面歯車を有する３部材のセレーシ
ョンであって、前記２つの面歯車の一方は工具レボルバ
に他方は工具レボルバスライダに固定的に設けられてお
り、これらに対向して第３のリング状の面歯車が設けら
れ、この第３の面歯車は工具レボルバあるいはむしろ工
具レボルバスライダに回転不可能に、しかし軸線方向に
は移動可能に取り付けられている。例えばセレーション
などのこの種の面歯車は、互いに噛合しレボルバ軸線に
対して同心状の前面クラウンギヤがレボルバ軸線に対し
てセンター決め機能を有するように形成することがで
き、あるいは形成されているので、工具レボルバの錠止
状態においては前述の工具レボルバの軸承はそのままで
は効果のない場合もあり得る。

本発明の解決方法には、極めて小さくかつコンパクトに
形成することができ、かつ工具レボルバは工作物を普通
に回転加工するためには相補形状によって回動しないよ
うにかつ中心を保持されるので、保持ブレーキあるいは
例えば径方向に移動可能な錠止ボルトなど他の可動部材
を必要としないという利点がある。

２部材のセレーションを用いて旋盤の工具レボルバスラ
イダに工具レボルバを錠止することは、従来の旋盤の場
合にすでに知られており、前記従来の旋盤においては工
具レボルバは油圧モータあるいは電動機によって互いに
隣接する２つの割り出し位置の間の距離あるいはこの距
離の整数倍に相当するステップで回転する。この場合に
工具レボルバは工具レボルバスライダに軸線方向に摺動
可能に保持され、全体として油圧シリンダによってレボ
ルバ軸線方向に移動されて、セレーションによって工具
レボルバを工具レボルバスライダに錠止し、センター決
めしないしは錠止を解除することができる。しかし工具
レボルバを有するこの従来の機械においては非錠止状態
においては加工することができないので、本発明により
改良された旋盤の場合とは全く異なる前提が存在する。
というのは摺動可能な工具レボルバを有するこの従来の
旋盤の場合には、非錠止状態の工具レボルバが工具レボ
ルバスライダに遊びなしに、すなわち正確な位置に保持
されることは重要ではないからである。

特に好ましいことが明らかになっている本発明の実施例
によれば、工具レボルバを軸承する軸受けは斜め接触軸
受けとして、特に円錐状の走行路を有するころ軸受けあ
るいは玉軸受けとして形成されている。というのはこの
種の軸受けはラジアル・スラスト組合せ軸受けよりも小
さく構成され、かつ工具レボルバが非錠止状態で軸線方
向に付勢された場合に全く遊びがないからである。

互いに噛合する面歯車がもたらすことのできるセンター
決め機能を工具レボルバに利用するために、この面歯車
を最も簡単に圧力媒体シリンダを用いて互いに押圧する
場合には、工具レボルバが一方の面歯車と共に軸線方向
に移動可能な実施例が効果的である。というのは、同じ
１つの押圧媒体シリンダを用いて工具レボルバを往復移
動させることによって一方の限界位置においては工具レ
ボルバは面歯車によってセンター決めされ、他方の限界
位置においては工具レボルバを軸承する斜め接触軸受け
が遊びのない状態になるからである。斜め接触軸受けが
工具レボルバと共に移動可能ないし工具レボルバと固定
結合されている場合には、特に構造が簡単になる。

工具レボルバのいずれかの工具スピンドルによって工作
物を加工する場合に、すなわち工具レボルバが錠止を解
除されている場合に、工具レボルバを所定の回転角度位
置に固定しようとする場合には、これは特に圧力媒体シ
リンダによって軸線方向に移動可能な工具レボルバの場
合には簡単に形成することができる。というのは本発明
の旋盤の好ましい実施例においては、工具レボルバない
し工具レボルバスライダと結合固定されている２つの面
歯車は、工具レボルバが作業位置にある割り出し位置の
いずれにも相当しない全ての回転角度において２つの面
歯車が軸線方向に歯と歯を当接させて互いに押圧され、
それによって摩擦結合で回動しないように固定できるか
らである。

添付図面に示す本発明による工具レボルバの軸承及び錠
止の２つの好ましい実施例を用いて、本発明の他の特徴
及び利点を以下で詳細に説明する。

図面において、第１図は工具レボルバスライダとそれに
回転可能に軸承された工具レボルバの特に非錠止状態を
概略的に説明する説明図、 第２図は工具レボルバが相補形状で錠止された状態の第
１図に基づく拡大図、 第３図は工具レボルバは非錠止状態であるが摩擦結合で
回動が阻止されている第２図と同様の拡大図、 第4A図は工具レボルバの錠止に用いられる２つの面歯車
の一方を示す前面図、 第4B図は摩擦結合で工具レボルバが回動しないように固
定するために軸線方向に対向した面歯車の拡大図、 第５図は第２図と第３図に相当する工具レボルバが非錠
止状態で示されている、夫々の第２実施例の拡大図、 第６図は本発明の工具レボルバを有する旋盤を示す説明
図である。

第１図には工具レボルバスライダ10が示されており、こ
の工具レボルバスライダ10には全体を符号12で示す工具
レボルバがレボルバ軸線14を中心に回転可能に軸承され
ている。工具レボルバはレボルバヘッド16とレボルバシ
ャフト18から形成されており、両者は図示していないが
中空に形成され、レボルバヘッド16内に軸承される図示
していない工具スピンドルを駆動するアングルギヤと駆
動軸を収容することができる。このことに関してはドイ
ツ特許公報第3328327号の開示を参照することができ
る。従って、簡単にするために通常の外側加工工具20の
みが図示されており、前記外側加工工具20はレボルバヘ
ッド16によって支持されており、かつ、それぞれ割り出
し位置を規定している。

工具レボルバ12をレボルバ軸線14の方向へ往復移動させ
るのに用いられるのは、レボルバシャフト18を包囲して
いるリングピストン22であって、このリングピストン22
は油圧シリンダ内でレボルバ軸線14の方向へ移動可能に
案内されている。前記油圧シリンダは２つのリング状の
シリンダ部分24aと24bから形成されており、両者は互い
に固定されると共に工具レボルバスライダ10と結合され
ている。

リングピストン22には円錐ころ軸受け26の外輪26aが固
定されており、前記円錐ころ軸受け26の内輪26bはレボ
ルバシャフト18に固定されており、外輪と内輪の間にあ
るころは符号26cで示されている。２つの軸受け軸26aと
26bによって形成されるころ26cの走行路は本発明によれ
ば円錐状に形成されている。円錐ころ軸受け26を保護す
るためにレボルバシャフト18に固定されたカバー28が用
いられており、前記カバー28は工具レボルバ12が後述す
るレボルバ駆動装置によってレボルバ軸線14を中心に回
転させられる時に、内輪26b及び工具レボルバ12と共に
回転する。第１図に示すようにリングピストン22が右へ
移動する際には工具レボルバ12はカバー28を介して連動
され、リングピストン22が左へ移動する際には工具レボ
ルバは円錐ころ軸受け26を介して連動される。

本発明によれば、レボルバヘッド16には前方の円錐ころ
軸受け30の外輪30aが固定されており、前記円錐ころ軸
受け30の内輪30bは保持リング32に固定されており、保
持リング32自体は工具レボルバスライダ10と結合固定さ
れている。円錐ころ軸受け30のころは符号30cで示され
ている。本発明によれば、２つの軸受け輪30aと30bによ
って形成されているころ30cの走行路は円錐状に形成さ
れている。従って、工具レボルバ12が移動する際に軸受
け輪30aと30bはレボルバ軸線14方向に互いに近づく方へ
移動する。ころ30cを入れるころケージは簡単にするた
めに図示されていない。このころケージは、工具レボル
バ12が第１図に示す位置から第２図に示す位置へ移動す
る際にころ30cと内輪30bとの接触を維持するためのもの
である。

本発明の他の特徴によれば、前方の円錐ころ軸受け30の
近傍、及び後方の円錐ころ軸受け26から軸方向に離れ
て、外側クラウンギヤ34aと内側クラウンギヤ34bが、特
に好ましい実施例によれば外輪30aないし保持リング32
を介して、夫々、工具レボルバ12又は工具レボルバスラ
イダ10と結合固定されている。本発明によれば前記２つ
のクラウンギヤ34aと34bは一緒になっていわゆるセレー
ションを形成し、このセレーションは２つのクラウンギ
ヤが互いに噛合して軸方向に互いに押圧された時に工具
レボルバ12を工具レボルバスライダ10に相補形状で錠止
するだけでなく、内側の円錐ころ軸受け26によって規定
されるレボルバ軸線14に関して工具レボルバのセンター
決めを行う。第１図と第２図に示すようにリングピスト
ン22とそれに伴って工具レボルバ12が第２図に示す右の
限界位置を占めると、工具レボルバは錠止され、かつセ
レーション（クラウンギヤ）34a,34bによってセンター
決めされ、リングピストン22と工具レボルバ12が第１図
に示す左の限界位置に来ると、工具レボルバ12は錠止を
解かれるが、前方の円錐ころ軸受け30は軸方向に付勢さ
れ、従って遊びのない状態となり、後方の円錐ころ軸受
け26は工具レボルバ12とリングピストン22の軸方向の移
動に追従するので、工具レボルバの移動によって状態が
変化することはない。

本発明によれば、前方の円錐ころ軸受け30の外輪30aの
外周には駆動クラウンギヤ36が形成されており、この駆
動クラウンギヤ36は特に工具レボルバ12がどの位置にあ
っても駆動軸38上に固定されたピニオン40と噛合する。
駆動軸38は工具レボルバスライダ10内に回転可能に軸承
されており、回転角度センサ42を回転させ、前記回転角
度センサ42は工具レボルバ12のNC制御回転と工具レボル
バ12の位置の監視に用いられる。駆動軸38上にはさらに
歯付ディスク44が固定されており、この歯付ディスク上
に歯付ベルト46が延びており、前記歯付ベルト46は電動
機48によって同電動機の軸に固定された歯付ディスク50
を介して駆動される。なお、電動機48は前述のNC制御モ
ードである。従って本発明によれば、レボルバ駆動装置
に設けられた１つのNC制御モータによって工具レボルバ
12の割り出しとNC制御回転を行うことができる。前記NC
制御モータと回転角度センサ42は工具レボルバスライダ
10に固定されている。

第３図は、工具レボルバ12が第１図と第２図に示す位置
の間にあって、意図しない回動に対して摩擦結合により
固定されている状態を示すものである。これについては
まず、第4A図と第4B図の説明をしなければならない。

第4A図は内側のクラウンギヤ34bを示すものである。ク
ラウンギヤ34bには同一に形成された１列の歯34b′と３
個の２倍幅の歯34b″が設けられており、その１つの側
面が第4B図に示されている。第4B図に側面の一部が示さ
れている外側のクラウンギヤ34aには前記歯34b′と同様
の１列の歯34a′と、全部で12個の等間隔に配置された
欠歯部34a″が設けられており、これらの欠歯部34a″に
同様に等間隔で配置された２倍幅の歯34b″が工具レボ
ルバ12の異なる角度位置において嵌まり込む。なお、そ
の際には歯34a′と34b′が互いに噛み合うのはもちろん
である。工具レボルバ12は12箇所の割り出し位置を有
し、本発明によればクラウンギヤ34aと34bが前述のよう
に形成されていることによって、工具レボルバ12が割り
出し位置に相当しない角度位置において錠止されること
が防止される。

本発明の他の特徴によれば、歯34a′、34b′及び２倍幅
の歯34″の互いに向き合っている側にはレボルバ軸18に
対して垂直に延設される面70ないし72が設けられてい
る。工具レボルバ12が工具レボルバスライダ10に対して
次のような角度位置、すなわち工具レボルバによって支
持されている工具により規定される割り出し位置のいず
れも作業位置に来ていない角度位置を占めると、錠止を
解かれた状態にあって工具レボルバは第4B図に示すよう
にクラウンギヤ34aと34bが軸方向に互いに押圧されるこ
とによって、リングピストン22の助けにより意図しない
回動に対して摩擦結合によって固定される。このこと
は、主作業スピンドルに保持された工作物を工具レボル
バに支持された駆動工具によって偏心加工する途中で、
工具レボルバが非錠止状態で一時的に角度位置を固定す
る場合に効果的である。

第５図に示す実施例は第１図〜第４図に示す実施例とは
異なり、工具レボルバ12′は軸方向に移動できないよう
にして工具レボルバスライダ10′内に回転可能に軸承さ
れており、２部材のセレーションではなく３部材のセレ
ーションが設けられており、その１つのクラウンギヤは
リングピストンによってレボルバ軸線14′の方向に移動
することができる。さらに詳しく説明すると、第５図に
は工具レボルバスライダ10′内で軸方向に移動できるリ
ングピストン22′が示されており、このリングピストン
22′の第５図中左の端面には内側のクラウンギヤ34b1が
設けられている。該内側クラウンギヤ34b1によって外側
クラウンギヤ34a1と34a2が互いに相補形状で結合され
る。外側のクラウンギヤ34a1は工具レボルバスライダ1
0′に固定された保持リング32′によって支持され、ク
ラウンギヤ34a2は円錐ころ軸受け30′の外輪30a′によ
って支持されている。なお、外輪30a′も工具レボルバ1
2′固定されている。従って第５図には工具レボルバの
非錠止状態が示されており、錠止はリングピストン22′
が第５図の左へ移動することによって行われる。

第６図に示す旋盤には締付けチャック100を有する主ス
ピンドルと工具レボルバ12用のクロススライダシステム
102が設けられており、工具レボルバは前記クロススラ
イダシステム102の上部スライダ10に軸承されており、
かつ補助スピンドル104を支持している。前記補助スピ
ンドル104は駆動可能であって、締付けチャックを有し
ている。その他この旋盤についてはドイツ特許公報第33
28327号を参照することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】NC制御駆動可能な主作業スピンドルと、複
   数の割り出し位置を有する工具レボルバと、工具レボル
   バを回動しないように固定する割り出し可能な回動固定
   装置とを備えた旋盤であって、前記工具レボルバは工具
   レボルバ本体内に少なくとも１つの駆動可能な工具スピ
   ンドルを有し、工具レボルバ本体と結合固定された工具
   レボルバシャフトによって工具レボルバスライダにレボ
   ルバ軸線を中心に回転可能に軸承され、かつ主作業スピ
   ンドルに保持された工作物を工具レボルバの駆動工具に
   よって主作業スピンドルに対して偏心して加工するため
   にレボルバ駆動装置によって同装置の軸線を中心に回転
   可能にNC制御される旋盤において、 工具レボルバ（12）を回動しないように相補形状で錠止
   するために、レボルバ軸線（14）の方向に互いに接する
   ように移動可能で、かつ、工具レボルバ本体に隣接して
   配置された面歯車（34a,34b;34a2,34b1）が前記工具レ
   ボルバ及び工具レボルバスライダ（10）と回転しないよ
   うに結合されており、工具レボルバ（12）のために工具
   レボルバの非錠止状態において遊びなしに軸承する軸受
   け（30,26）が設けられており、前記軸受けには面歯車
   （34a,34b;34a2,34b1）に隣接して円錐ころ軸受け（3
   0）として形成され円錐状の２つの走行路の間に配置さ
   れた転動体（30c）を有する第１の軸受けと、該第１の
   軸受けからレボルバ軸線（14）方向に離れて工具レボル
   バシャフト（18）を軸承する第２の軸受け（26）が設け
   られており、前記工具レボルバ（12）は第２の軸受け
   （26）全体及び工具レボルバに関連する第１の軸受け
   （30）の走行路と共に軸線方向に摺動可能であるので、
   工具レボルバ（12）の非錠止状態において第１の軸受け
   （30）に径方向の遊びがないことを特徴とする旋盤。
2. 【請求項２】工具レボルバ（12）又は工具レボルバスラ
   イダ（10）と結合固定されている２つの面歯車（34a,34
   b）は、同面歯車が工具レボルバの割り出し位置の間に
   おいて軸線方向に歯と歯を当接させて、互いに押圧可能
   であり、かつ摩擦結合によって回動しないように固定可
   能であるように形成されていることを特徴とする請求項
   １に記載の旋盤。
3. 【請求項３】工具レボルバ（12）が軸線方向に移動する
   ことによってのみ、相補形状の錠止が解除可能ないし達
   成可能であって、かつ遊びのない軸承（30,26）が達成
   可能ないし解除可能であることを特徴とする請求項１又
   は２に記載の旋盤。