JP2012061526A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性の低下を招くことなく、主軸モータの駆動力により回転型マガジンの回転駆動を行う。
【解決手段】工作機械１は、フレーム４と、工具ホルダ７５を着脱可能に保持する主軸２２と、主軸２２を回転させる主軸モータ２３と、主軸モータ２３を保持し、フレーム４に対して上下動可能な主軸ヘッド６と、主軸２２の下端側の外周部に設けられ、主軸モータ２３の駆動により主軸２２とともに回転する主軸側ギヤ３１と、フレーム４に回転可能に支持される回転型マガジン８と、主軸側ギヤ３１に噛合して主軸２２の回転により回転型マガジン８を周方向に回転させるマガジン側ギヤ３２とを備える。マガジン側ギヤ３２は、回転型マガジン８に対し、主軸側ギヤ３１に噛合する噛合位置へ向かう方向と主軸側ギヤ３１から離脱する離脱位置へ向かう方向とに、進退可能に設けられる。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の工具保持部を有する工具マガジンを回転可能に設け、主軸モータの回転駆動により工具マガジンの回転を行う工作機械に関する。

工作機械の一種として、周方向複数箇所に工具を保持可能な回転型マガジンを備えたタレット式工作機械がある。工作機械は、主軸ヘッドに設けた主軸の下端に工具を着脱可能に装着する。工作機械は、主軸の上端に連結された主軸モータの回転により被加工物の切削加工を行う。工具交換の際には、工具交換装置が回転型マガジンを回転させることで目的の工具を所定の割り出し位置に位置させる一方、昇降移動機構が主軸ヘッドをＺ軸方向の所定位置に昇降移動させる。工具交換装置は、主軸の下端に保持している工具と、上記割り出し位置に保持されている工具とを交換する。

特許文献１の自動工具交換装置は、回転型マガジンの回転を主軸モータの駆動により行う。自動工具交換装置は、主軸ヘッドが上記工具交換位置とは異なる別のＺ軸位置（以下、マガジン回転駆動位置と称す）に位置した際に、主軸に設けた主軸側ギヤと回転型マガジンに設けたマガジン側ギヤとを噛合させる。自動工具交換装置は、主軸側ギヤとマガジン側ギヤが噛合している際に主軸モータを駆動させることで、回転型マガジンを回転させて目的の工具を上記割り出し位置に位置決めする。その後、自動工具交換装置は、主軸ヘッドをＺ軸方向に昇降移動させて工具交換位置に位置させることで、工具交換を行う。

特開２００６−１２３１１６号公報

しかしながら、特許文献１の自動工具交換装置は、主軸に設けた主軸側ギヤと回転型マガジンに設けたマガジン側ギヤとを噛合させる際、重量の重い回転型マガジンの全体が主軸に対して進退する。この結果、主軸側ギヤとマガジン側ギヤとの噛合時に工作機械に大きな衝撃が生じ、工作機械の耐久性の低下を招くおそれがあった。

本発明の目的は、耐久性の低下を招くことなく、主軸モータの駆動力により回転型マガジンの回転を行うことができる工作機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明は、フレームと、工具を着脱可能に保持する主軸と、前記主軸を回転駆動する主軸モータと、前記主軸モータを保持し、前記フレームに対して上下動可能な主軸ヘッドと、前記主軸の外周部に設けられ、前記主軸モータの駆動により前記主軸とともに回転する主軸側ギヤと、前記工具を保持する工具保持部を周方向複数箇所に備え、前記フレームに回転可能に支持される回転型マガジンと、前記主軸側ギヤに噛合して前記主軸の回転により前記回転型マガジンを前記周方向に回転駆動させるマガジン側ギヤと、を備えた工作機械において、前記マガジン側ギヤは、前記回転型マガジンに対し、前記主軸側ギヤに噛合する噛合位置へ向かう方向と前記主軸側ギヤから離脱する離脱位置へ向かう方向とに、進退可能に設けられることを特徴とする。

本願第１発明の工作機械においては、回転型マガジンに設けたマガジン側ギヤが主軸に対して進退する。これにより、回転型マガジンの全体が主軸に対して進退する構造と異なり、工作機械はマガジン側ギヤと主軸側ギヤとの噛合時に大きな衝撃が生じることがない。この結果、工作機械は、その耐久性を向上することができる。また、工作機械は、マガジン側ギヤと主軸側ギヤとの噛合時の衝撃を緩和するために回転型マガジンの移動速度を落とす必要がない。それ故、工作機械は工具交換に必要な時間を短縮することができる。

第２発明は、上記第１発明において、前記主軸ヘッドを上下方向に移動させる上下移動機構をさらに備え、前記回転型マガジン及び前記主軸ヘッドの少なくとも一方に、前記上下移動機構による前記主軸ヘッドの上下方向の移動と連動して前記マガジン側ギヤを前記噛合位置と前記離脱位置との間で進退させる、進退機構を設けたことを特徴とする。

本願第２発明の工作機械は、上下移動機構による主軸ヘッドの上下方向の移動と連動して、マガジン側ギヤを噛合位置と離脱位置との間で進退させる進退機構を備える。工作機械は、マガジン側ギヤと主軸側ギヤとの噛合及び離脱を円滑に行うことができる。

第３発明は、上記第２発明において、前記進退機構は、前記マガジン側ギヤを、前記回転型マガジンの回転軸と平行に移動させることにより前記噛合位置と前記離脱位置との間で進退させることを特徴とする。

本願第３発明の工作機械では、進退機構が、マガジン側ギヤを回転型マガジンの回転軸と平行に移動させる。これにより、工作機械は簡素な構造でマガジン側ギヤを進退させることができる。

第４発明は、上記第２発明において、前記進退機構は、前記マガジン側ギヤを、前記回転型マガジンに設けた揺動軸を中心として揺動させることにより前記噛合位置と前記離脱位置との間で進退させることを特徴とする。

本願第４発明の工作機械では、進退機構が、マガジン側ギヤを回転型マガジンに設けた揺動軸を中心として揺動させる。これにより、工作機械は、揺動軸の揺動中心まわりの揺動運動を利用してマガジン側ギヤを進退させることができる。

第５発明は、上記第２乃至第４発明の何れかにおいて、前記進退機構が前記マガジン側ギヤを前記離脱位置に後退させた場合に前記回転型マガジンの回転を阻止するロック機構をさらに備えることを特徴とする。

本願第５発明の工作機械は、マガジン側ギヤが離脱位置に後退したとき、回転型マガジンの回転を阻止するロック機構を備える。これにより、工作機械は主軸の回転を回転型マガジンに伝達しないとき、回転型マガジンが回転するのを確実に防止することができる。

本発明によれば、耐久性の低下を招くことなく、主軸モータの駆動力により回転型マガジンの回転を行うことができる。

本発明の一実施の形態の工作機械の全体構成を示す側面図である。 工作機械の主軸ヘッドの周辺部の構成を示す縦断面図である。 主軸ヘッドの周辺部を示す斜視図である。 回転型マガジンを取り去った状態の主軸ヘッドの周辺部を示す斜視図である。 主軸ヘッドの周辺部の詳細構成を示す縦断面図である。 駆動力伝達機構を示す模式図である。 主軸ヘッドの部分を示す斜視図である。 （ａ）は、工具ホルダを示す側面図、（ｂ）は、工具ホルダの平面図である。 工作機械の電気的構成を示す図である。 主軸の工具装着部に装着された工具を交換する際に実行される工程を説明するための説明図である。 マガジン側ギヤを揺動によって進退させる変形例における、主軸ヘッドの周辺部の詳細構成を示す縦断面図である。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、図１の紙面左方、右方、表面、背面を、夫々工作機械１の前方、後方、右方、左方とする。

図１及び図２に示すように、工作機械１は、基台１Ａと、基台１Ａに設けたテーブル１３５と、ＸＹ軸移動装置（図示略）と、Ｚ軸移動装置（上下移動機構）５と、主軸駆動装置２０と、工具交換装置２と、これら複数の移動機構及び駆動機構の動作をそれぞれ数値制御する数値制御装置９とから構成されている。

ＸＹ軸移動装置は、Ｘ軸モータ１３１（図９参照）及びＹ軸モータ１３２（図９参照）を備えている。ＸＹ軸移動装置は、ワーク（図示略）を保持したテーブル１３５を、直交するＸ軸方向（左右方向）とＹ軸方向（前後方向）とに移動する。コラム３は、基台１Ａに垂直に立設する。コラム３は、その上方において前方に延びる一対のフレーム４を支持している。一対のフレーム４は、その前端部に工具交換装置２を支持している。主軸ヘッド６は、一対のフレーム４の間に配置している。主軸ヘッド６は、その前側に円筒状のヘッド本体６ａを備えている。主軸ヘッド６は、コラム３に沿ってＺ軸方向（上下方向）に昇降移動可能に設けてある。

Ｚ軸移動装置５は、Ｚ軸モータ１５とボールネジ機構（図示省略）とを備えている。Ｚ軸モータ１５は、コラム３の上部に設けてある。ボールネジ機構は、コラム３に設けてある。Ｚ軸モータ１５は、ボールネジ機構を正逆の両方向に回転させることで主軸ヘッド６をＺ軸方向に昇降移動させる。主軸ヘッド６は、その内部に鉛直方向に主軸２２を回転自在に設けている。図２では、主軸２２及び主軸ヘッド６は、上記Ｚ軸モータ１５の駆動により最も上昇した位置に移動した状態を示している。

主軸駆動装置２０は、主軸モータ２３を備えている。主軸モータ２３は、主軸ヘッド６のヘッド本体６ａの上部に設けてある。主軸モータ２３は、主軸２２を回転させる。主軸２２は、主軸モータ２３にカップリング２４を介して連結している。主軸２２は、その下端部に工具装着部２１を有する。主軸２２は、その下端の外周に主軸側ギヤ３１が主軸２２と同一軸心に設けてある。

工具交換装置２は、回転型マガジン８を備えている。工具交換装置２は、回転型マガジン８と主軸２２との間で、工具ホルダ７５を自動的に受け渡す。

図２〜図４に示すように、回転型マガジン８は、全体が略円筒状に形成してある。回転型マガジン８は、その中心軸線が主軸２２の中心軸線に対して所定の角度をなすように傾斜し、ヘッド本体６ａの前面側に設けてある。回転型マガジン８は、フレーム４の先端部に取り付けられたハウジング４０と、ハウジング４０に遊嵌されたケーシング６０とを備えている。

ケーシング６０は、前端面が閉じた略円筒形状に形成してある。ケーシング６０は、その前端面の中心に回転軸６１の一端が取り付けられる。ケーシング６０は、回転軸６１とともに回転可能に構成されている。ケーシング６０には、複数のアーム２７（工具保持部）が周方向に等間隔で配置されている。各アーム２７は、主軸ヘッド６のヘッド本体６ａに設けたカム機構（図示略）によって、主軸ヘッド６の上下動に伴ってケーシング６０に対して回動する。各アーム２７は、工具ホルダ７５を保持可能である。

図５に示すように、工具装着部２１は、工具７４を装着した工具ホルダ７５の上部を嵌挿可能である。工具装着部２１は、その上方にホルダ挟持部２５を有する。このホルダ挟持部２５は、工具ホルダ７５の上端に設けられているプルスタッド７５ｄ（図８参照）を把持することで工具装着部２１に工具ホルダ７５を装着でき、また把持を解除することで工具ホルダ７５の取り外しができる。

図５及び図６に示すように、ケーシング６０に設けられた回転軸６１の他端部は、ハウジング４０内に挿入され回転自在に支持されている。回転軸６１は、その他端部にギヤ６１ａを形成している。図５は、主軸２２及び主軸ヘッド６が、上記Ｚ軸モータ１５の駆動により最も上昇した位置に移動した状態を示している。

ハウジング４０は、その内部に、主軸２２の回転力を利用して回転型マガジン８を回転させる駆動力伝達機構８Ａを備えている。駆動力伝達機構８Ａは、ハウジング４０内の下部に設けた可動軸４１と、ボールスプライン４５と、ハウジング４０内で回転自在である第１段付きギヤ軸４７及び第２段付きギヤ軸４８とを有している。

可動軸４１は、前端側にフランジ４２を有し、後端側にベベルギヤからなるマガジン側ギヤ３２を有する。可動軸４１は、その後端部に可動軸４１に対して相対的に回転可能に支持された円形状に膨出するカムの接触子４４を形成している。ボールスプライン４５は、可動軸４１の中間部に設けてある。ボールスプライン４５は、可動軸４１の回転力を伝達するとともに軸方向の円滑な移動を可能とする。可動軸４１は、フランジ４２とハウジング４０との間に回転可能に介挿された押圧バネ４６によって接触子４４がカム溝５１に当接する方向に付勢されている。

第１段付きギヤ軸４７は、ギヤ４７ａと、ギヤ４７ａより小径のギヤ４７ｂとを有する。ギヤ４７ａはボールスプライン４５に設けられたギヤ４５ａと噛合している。第２段付きギヤ軸４８は、ギヤ４８ａと、ギヤ４８ａより小径のギヤ４８ｂとを有する。ギヤ４８ａは第１段付きギヤ軸４７のギヤ４７ｂと噛合している。第２段付きギヤ軸４８のギヤ４８ｂは、回転軸６１のギヤ６１ａと噛合している。

上記構成により、マガジン側ギヤ３２が主軸側ギヤ３１と噛合した状態で、主軸２２が回転するとマガジン側ギヤ３２は回転する。マガジン側ギヤ３２が回転すると、可動軸４１を介してボールスプライン４５は回転する。ボールスプライン４５が回転すると、ボールスプライン４５のギヤ４５ａ、第１段付きギヤ軸４７、第２段付きギヤ軸４８を介して回転軸６１が回転する。回転軸６１の回転によって回転型マガジン８は回転する（図５の円矢印参照）。

図５及び図７に示すように、主軸ヘッド６のヘッド本体６ａの前端面は、可動軸４１の接触子４４が係合可能なカム溝５１を上下方向に有するカム５０を備えている。カム５０は、カム溝５１の下端部に設けた傾斜部５１ａと、傾斜部５１ａの上方に延びる鉛直部５１ｂとを有する。傾斜部５１ａは、下方に位置するに連れヘッド本体６ａ側に向かう。カム５０は、押圧バネ４６の付勢によって接触子４４が常にカム溝５１内に押圧される。主軸ヘッド６の昇降に伴うカム溝５１の移動に追従して可動軸４１が進退する（図２、図５中の双方向矢印参照）ので、主軸ヘッド６の昇降と連動してマガジン側ギヤ３２は進退する。

主軸ヘッド６が上昇すると、接触子４４は、カム溝５１の傾斜部５１ａに位置する。故に、可動軸４１はヘッド本体６ａ方向へ移動する。可動軸４１の移動によって、マガジン側ギヤ３２は主軸側ギヤ３１と噛合する噛合位置へ向かう方向(図５中（ア)方向）に、ケーシング６０の回転軸６１と平行に前進する。主軸ヘッド６が最上位位置（回転型マガジン８が回転可能な位置であるマガジン回転駆動位置）に上昇した状態で、マガジン側ギヤ３２は噛合位置に達して主軸側ギヤ３１と噛合する。マガジン側ギヤ３２が主軸側ギヤ３１と噛合した状態で、主軸側ギヤ３１が回転すると可動軸４１は回転する。可動軸４１の回転によって第１及び第２段付きギヤ軸４７、４８を介して回転軸６１が回転し、回転型マガジン８は回転する。

主軸ヘッド６が下降する場合、カム溝５１の傾斜部５１ａに位置する接触子４４は、カム溝５１の鉛直部５１ｂに位置するまでは、傾斜部５１ａによって前方側に押される。故に、可動軸４１はヘッド本体６ａから離反する方向へ移動する。マガジン側ギヤ３２は主軸側ギヤ３１との噛合から離脱する離脱位置へ向かう方向(図５中（イ)方向）に、ケーシング６０の回転軸６１と平行に後退する。マガジン側ギヤ３２が主軸側ギヤ３１から離脱した場合、主軸２２が回転しても、回転型マガジン８は回転しない。更に、主軸ヘッド６が下降すると、接触子４４はカム溝５１の傾斜部５１ａから鉛直部５１ｂに至り、マガジン側ギヤ３２は離脱位置に後退する。接触子４４がカム溝５１の鉛直部５１ｂに位置する間、マガジン側ギヤ３２はその離脱位置を維持する。尚、上記カム５０と押圧バネ４６は、各請求項記載の進退機構を構成している。

図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、工具ホルダ７５は、その下端に工具７４を装着する工具装着部７５ａと、その上部に位置する鍔状部７５ｂと、更にその上部に位置するテーパー部７５ｃと、最も上端部に位置するプルスタッド７５ｄとが一体に形成されている。鍔状部７５ｂの外周の１８０°対向する２箇所には、当該工具ホルダ７５自体の回転方向の位置決めを目的としたキー溝７５ｅが凹設されている。

工具ホルダ７５がアーム２７に保持されている際には、鍔状部７５ｂから上方の部分が露出する状態となる。一方のキー溝７５ｅはアーム２７が有するキー（図示略）と係合することで工具ホルダ７５自体の回転方向の位置決めが行われる。

主軸２２は、下端に工具ホルダ７５のキー溝７５ｅと係合可能なドライブキー２６（図１０参照）を設けている。工具ホルダ７５を工具装着部２１に装着する場合、主軸２２は主軸側ギヤ３１の回転方向位置を工具ホルダ７５のキー溝７５ｅとドライブキー２６とを係合可能な３６０°中の所定の１箇所（オリエント位置）に位置決めする。

図９を参照して、工作機械１の電気的構成について説明する。工作機械１の数値制御装置９は、制御回路１１０と、各種駆動回路１２１〜１２５とを有している。制御回路１１０は、ＲＯＭ１１２に記憶した制御プログラム等を実行することで、工作機械１の加工動作及び工具交換動作等を制御する。制御回路１１０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２及びＲＡＭ１１３からなるマイクロコンピュータと、入力インターフェース１１４及び出力インターフェース１１５とを基本に構成している。

入力インターフェース１１４は、工作機械１の前面に設けた操作パネル（図示略）のキーボード１３０と電気的に接続している。出力インターフェース１１５は、Ｘ軸モータ１３１を駆動する駆動回路１２１、Ｙ軸モータ１３２を駆動する駆動回路１２２、Ｚ軸モータ１５を駆動する駆動回路１２３、主軸モータ２３を駆動する駆動回路１２４、操作パネルのＣＲＴ１３３を駆動するための駆動回路１２５等と、各々電気的に接続している。

図１０を参照して、主軸２２の工具装着部２１に装着された工具ホルダ７５を交換する際に実行される工程を説明する。尚、図中では関係する部分だけを模式的なモデル図で示しており、特に理解が容易なように、マガジン側ギヤ３２の中心軸と回転型マガジン８の回転軸６１を同一軸で構成し、且つそれらを主軸２２と平行に配置して示している。

図１０（ａ）に示すように、所定の工具７４による切削加工を行った後、主軸ヘッド６は上昇移動してＺ軸原点（Ｂ点）で静止する。このとき、回転型マガジン８は、前回工具交換時の工具割り出しにより１つのアーム２７を主軸２２の下方延長線上（割り出し位置）に配置している。回転型マガジン８及びマガジン側ギヤ３２の回転方向位置は、割り出し回転方向位置である。主軸２２はオリエント位置にある。工具装着部２１は、工具ホルダ７５の鍔状部７５ｂより上方部分を収納している。工具装着部２１のドライブキー２６は、工具ホルダ７５のキー溝７５ｅに係合している。

図１０（ｂ）に示すように、Ｚ軸モータ１５の駆動により主軸ヘッド６が上昇することで、主軸２２のドライブキー２６と工具ホルダ７５のキー溝７５ｅとの係合は解除される。同時に、主軸２２のホルダ挟持部２５は工具ホルダ７５側のプルスタッド７５ｄの把持を解除する。このときの主軸ヘッド６のＺ軸方向位置をＣ点とする。

図１０（ｃ）に示すように、主軸ヘッド６は、更に上昇して、主軸側ギヤ３１の上面がマガジン側ギヤ３２の下面に一致する直前の上昇位置を経過する。前記Ｃ点から該上昇位置までは、主軸２２が回転しても回転型マガジン８は回転しない。該上昇位置をＤ点とする。

Ｄ点において主軸側ギヤ３１とマガジン側ギヤ３２の夫々のギヤ歯が互いに噛合可能にギヤ歯位相が一致している場合、そのまま主軸ヘッド６を上昇することで、２つのギヤ３１、３２は噛合する(図１０（ｄ）)。このときの主軸ヘッド６のＺ軸方向位置をＥ点とする。主軸ヘッド６がＥ点に位置する場合、本実施形態では主軸ヘッド６が最も上昇した位置（マガジン回転駆動位置）である。

Ｅ点では、主軸モータ２３の駆動により主軸２２を回転させることで、２つのギヤ３１、３２を介して回転型マガジン８を所望の位置に割り出す。該所望の位置は、次に装着する予定の工具ホルダ７５を保持したアーム２７を、上述した主軸２２の下方延長線上に割り出した位置である。その後、上記の工程を逆の順で実行することで次の工具ホルダ７５を主軸２２の工具装着部２１に取り付けることができる。

主軸２２下端部の工具装着部２１に工具ホルダ７５を装着固定した後、アーム２７（上記図３参照）を下方に回動させることで、アーム２７から工具ホルダ７５を離脱させ且つ主軸２２の下方延長線上を開放することができる。これにより、主軸２２はアーム２７と干渉せずに下方へ下降移動することができ、テーブル１３５上に固定されたワークに向けて工具７４を近接させることができる（上記図１参照）。

以上説明したように、本実施形態の工作機械１では、回転型マガジン８は、周方向複数箇所にアーム２７を備える。各アーム２７は、工具ホルダ７５を保持可能である。主軸２２は、その下端の外周部に主軸側ギヤ３１を設けている。主軸側ギヤ３１は、マガジン側ギヤ３２と噛合可能である。回転型マガジン８の駆動力伝達機構８Ａにおいて、マガジン側ギヤ３２は回転型マガジン８に対して進退可能に設けられている。工具交換の際、マガジン側ギヤ３２は前進して主軸側ギヤ３１と噛合する噛合位置に達する。主軸側ギヤ３１と噛合したマガジン側ギヤ３２は主軸２２の回転を回転型マガジン８へ伝達し、回転型マガジン８を周方向に回転させる。この回転によって回転型マガジン８は新たに装着する工具を割り出し位置へ移動させ、主軸２２へ工具を受け渡すことができる。工具交換が終了したらマガジン側ギヤ３２は主軸側ギヤ３１から離脱して後退する。マガジン側ギヤ３２の後退により、主軸２２はマガジン側ギヤ３２と干渉することなく回転することができる。

本実施形態の工作機械１においては、回転型マガジン８をフレーム４に固定し、マガジン側ギヤ３２のみが主軸２２に対して進退する。これにより、工作機械１は回転型マガジン８の全体が主軸２２に対して進退する構造と比較して、マガジン側ギヤ３２と主軸側ギヤ３１との噛合時に大きな衝撃が生じることがない。故に、工作機械１は、その耐久性を向上することができる。また、工作機械１はマガジン側ギヤ３２と主軸側ギヤ３１との噛合時の衝撃を緩和するために回転型マガジン８の移動速度を落とす必要がない。故に、工作機械１は工具交換に必要な時間を短縮することができる。

また、工作機械１は、主軸ヘッド６側のカム５０と回転型マガジン８側の押圧バネ４６とからなる、進退機構を設けている。この進退機構は、Ｚ軸移動装置５による主軸ヘッド６の昇降と連動して、マガジン側ギヤ３２を進退させる。主軸ヘッド６が上昇したとき、マガジン側ギヤ３２は前進して主軸側ギヤ３１と噛合する。主軸ヘッド６が下降したとき、マガジン側ギヤ３２は後退して主軸側ギヤ３１から離脱する。これにより、工作機械１はマガジン側ギヤ３２と主軸側ギヤ３１との噛合及び離脱を円滑に行うことができる。進退機構は、マガジン側ギヤ３２を回転型マガジン８の回転軸６１と平行に移動させている。これにより、簡素な構造でマガジン側ギヤ３２を進退させることができる。

尚、工作機械は、上記のように進退機構がマガジン側ギヤ３２を離脱位置に後退した場合に回転型マガジン８の回転を阻止するロック機構を更に設けてもよい。具体的には、例えば上記離脱位置となった場合に、可動軸４１の図５中左側の端部が、ケーシング６０の裏面（図５中の右側）に設けた凹部（図示略）に入り込むことで、ケーシング６０が回転しないようにロックする。工作機械はマガジン側ギヤ３２が離脱位置に後退して主軸２２の回転を回転型マガジン８に伝達しないとき、回転型マガジン８が回転するのを確実に防止することができる。

尚、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、種々の変更が可能である。
（１）実施形態では、マガジン側ギヤ３２が回転型マガジン８の回転軸６１の軸心方向と平行な方向に直線的に進退したが、これに限られず、他の態様で進退してもよい。図１１を参照して変形例について説明する。以下、上記実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１１に示すように、回転型マガジン８の回転軸７２は、中間部にベベルギヤ７２ａが形成されたギヤ軸である。回転軸７２は、ハウジング４０に回転自在に設置され且つ回転型マガジン８のケーシング６０の前端面に取り付けられている。ギヤ部材７３は、ハウジング４０内に回転自在に設けてある。ギヤ部材７３は、一端に回転軸７２のベベルギヤ７２ａと噛合するベベルギヤ７３ａを有している。ギヤ部材７３は、その他端にユニバーサルジョイント８４（揺動軸）を介して揺動部材８５を連結している。揺動部材８５は、中間部に、上記実施形態と同等のカムの接触子４４を有し、端部にマガジン側ギヤ３２を有している。接触子４４は、図示しないバネによって主軸ヘッド６のヘッド本体６ａの方向に付勢され、ヘッド本体６ａの前端面に設けられたカム５０のカム溝５１に係合している。尚、本変形例においては、上記バネ及びカム５０が、各請求項記載の進退機構を構成している。

上記構成において、主軸ヘッド６が上昇すると、接触子４４は、カム溝５１の傾斜部５１ａを相対的に移動する。故に、ユニバーサルジョイント８４を中心として揺動部材８５はヘッド本体６ａの方向へ揺動する。揺動部材８５の揺動によって、マガジン側ギヤ３２は、主軸側ギヤ３１と噛合する噛合位置へ向かう方向に前進する。主軸ヘッド６がマガジン回転駆動位置に上昇した状態で、マガジン側ギヤ３２は噛合位置に達して主軸側ギヤ３１と噛合する。マガジン側ギヤ３２が主軸側ギヤ３１と噛合した状態で、主軸側ギヤ３１が回転するとマガジン側ギヤ３２を介して揺動部材８５は回転する。揺動部材８５の回転によって、ユニバーサルジョイント８４、ギヤ部材７３を介して回転軸６１が回転し、回転型マガジン８は回転する。

主軸ヘッド６が下降する場合、接触子４４は、カム溝５１の傾斜部５１ａから鉛直部５１ｂに相対的に移動する。故に、ユニバーサルジョイント８４を中心として揺動部材８５はヘッド本体６ａから離反する方向に揺動する。揺動部材８５の揺動によって、マガジン側ギヤ３２は、主軸側ギヤ３１との噛合から離脱する離脱位置へ向かう方向に後退する。その後、主軸ヘッド６の下降により、接触子４４がカム溝５１の鉛直部５１ｂに至ると、マガジン側ギヤ３２が離脱位置に後退する。接触子４４がカム溝５１の鉛直部５１ｂに位置する間、マガジン側ギヤ３２はその離脱位置を維持する。

本変形例では、進退機構がマガジン側ギヤ３２を揺動させることにより、マガジン側ギヤ３２は主軸側ギヤ３１に噛合する噛合位置と、主軸側ギヤ３１から離脱する離脱位置との間で進退する。これにより、工作機械は揺動中心まわりの揺動運動を利用してマガジン側ギヤ３２を噛合位置と離脱位置との間で進退させることができる。

（２）実施形態では、回転型マガジン８は、その中心軸線が主軸２２の中心軸線に対して所定の角度をなすように傾斜し、ヘッド本体６ａの前面側に設けた。本発明は、回転型マガジン８の中心軸線が主軸２２の中心軸線に対して直交している工具交換装置にも適用できる。

１ 工作機械
２ 工具交換装置
４ フレーム
５ Ｚ軸移動装置（上下移動機構）
６ 主軸ヘッド
６ａ ヘッド本体
８ 回転型マガジン
２２ 主軸
２３ 主軸モータ
３１ 主軸側ギヤ
３２ マガジン側ギヤ
４６ 押圧バネ（進退機構）
５０ カム（進退機構）
６１ 回転軸

Claims (5)

1. フレームと、
   工具を着脱可能に保持する主軸と、
   前記主軸を回転駆動する主軸モータと、
   前記主軸モータを保持し、前記フレームに対して上下動可能な主軸ヘッドと、
   前記主軸の外周部に設けられ、前記主軸モータの駆動により前記主軸とともに回転する主軸側ギヤと、
   前記工具を保持する工具保持部を周方向複数箇所に備え、前記フレームに回転可能に支持される回転型マガジンと、
   前記主軸側ギヤに噛合して前記主軸の回転により前記回転型マガジンを前記周方向に回転駆動させるマガジン側ギヤと、
   を備えた工作機械において、
   前記マガジン側ギヤは、前記回転型マガジンに対し、前記主軸側ギヤに噛合する噛合位置へ向かう方向と前記主軸側ギヤから離脱する離脱位置へ向かう方向とに、進退可能に設けられる
   ことを特徴とする工作機械。
2. 請求項１記載の工作機械において、
   前記主軸ヘッドを上下方向に移動させる上下移動機構をさらに備え、
   前記回転型マガジン及び前記主軸ヘッドの少なくとも一方に、前記上下移動機構による前記主軸ヘッドの上下方向の移動と連動して前記マガジン側ギヤを前記噛合位置と前記離脱位置との間で進退させる、進退機構を設けた
   ことを特徴とする工作機械。
3. 請求項２記載の工作機械において、
   前記進退機構は、
   前記マガジン側ギヤを、前記回転型マガジンの回転軸と平行に移動させることにより前記噛合位置と前記離脱位置との間で進退させる
   ことを特徴とする工作機械。
4. 請求項２記載の工作機械において、
   前記進退機構は、
   前記マガジン側ギヤを、前記回転型マガジンに設けた揺動軸を中心として揺動させることにより前記噛合位置と前記離脱位置との間で進退させる
   ことを特徴とする工作機械。
5. 請求項２乃至請求項４の何れかに記載の工作機械において、
   前記進退機構が前記マガジン側ギヤを前記離脱位置に後退させた場合に前記回転型マガジンの回転を阻止するロック機構をさらに備える
   ことを特徴とする工作機械。

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