JP2000126966A

JP2000126966A - 自動工具交換装置

Info

Publication number: JP2000126966A
Application number: JP10297216A
Authority: JP
Inventors: Shinji Muraki; 晋二村木
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2000-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】工具を確実に保持して交換できるようにしな
がら、更に高速動作を行う。【解決手段】工具交換用アーム２でチャッキングされ
た工具ホルダ３をスピンドル４よりアンクランプし、ス
ピンドル４の内部に設けられたシリンダにより工具ホル
ダ３を押し出し、又は工具ホルダ３をスピンドル４にク
ランプして工具交換用アーム２により工具ホルダ３を交
換するようにした自動工具交換装置１１おいて、工具交
換用アーム２を移動させるためのカム６と一体に、工具
交換用アーム２による工具ホルダ３のアンクランプ・ク
ランプ時に該アンクランプ・クランプ動作を許容しアン
クランプ・クランプ時以外にはアンクランプ・クランプ
動作を規制する規制カム手段１４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動工具交換装置
に関する。更に詳述すると、本発明は、工具交換時に前
後動する工具交換用アームの位置決め手段の改良および
工具交換動作の確実性の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動工具交換装置１０１は、図９に示す
ように、それぞれに工具を備えた工具ホルダ１０４を複
数保持するツールストッカ１０２と、取り付けられた工
具ホルダ１０４を回転させるなどして加工品１０６を加
工するスピンドル１０３との間で工具ホルダ１０４の交
換を行うものである。この場合、加工品１０６は割り出
しテーブル１０７上に回転可能に載置されていて、スピ
ンドル１０３を前後、横、高さの３方向に移動させるこ
とによりこの加工品１０６への加工を行うようにしてい
る。

【０００３】ツールストッカ１０２とスピンドル１０３
との間で工具交換を行う際には、まず工具交換用アーム
１０５でチャッキングされた工具ホルダ１０４をスピン
ドル１０３からアンクランプし、スピンドル１０３の内
部に設けられたシリンダにより前方へ押し出した後、完
全に引き抜いてから入れ替えをして再びスピンドル１０
３にクランプする。

【０００４】このような自動工具交換装置１０１では、
工具交換中の工具ホルダ１０４の脱落を防止し、更に装
着時の打撃音と工具ホルダ１０４への打痕を少なくする
という観点から、工具交換用アーム１０５の揺動する工
具把持部材を開く方向あるいは閉じる方向のいずれかに
常に付勢するようにしたものがある。そしてこの中に
は、例えば図１０に示すように、ピンを利用した規制手
段１０７を利用して工具把持部材を付勢するようにした
ものがある。この場合、工具把持部材と一体的な突出レ
バーが、工具把持部材が開いたり閉じたりする度に規制
手段１０７の先端を乗り越えるように設けられており、
工具把持部材はこの規制手段１０７によって常に開く方
向あるいは閉じる方向へと付勢されている。

【０００５】また、この規制手段１０７にくさび状に係
合するロックピン１０８が、図１０に示すように、規制
手段１０７の移動方向と垂直な方向へ移動可能に設けら
れている。このロックピン１０８は、工具交換用アーム
１０５が図１０において実線で示すように軸方向後方へ
下がっているときは軸受１０９（工具交換用アーム１０
５の中心軸１１０を支持するもの）の前端面１１１に押
されて引っ込んでいる一方、アーム１０５が前方位置へ
移動するとばね１１２の付勢力により後方へ突出して規
制手段１０７と係合する。したがって、アーム１０５が
後方位置にあるとき規制手段１０７は移動自在であり、
工具把持部材も揺動自在であるため、図９に示すように
工具ホルダ１０４を掴んだり離したりすることができ
る。一方、アーム１０５が前方位置にあるとき、工具把
持部材は工具ホルダ１０４を把持したまま開かないよう
にロックされているため、この状態でアーム１０５が回
転しても工具ホルダ１０４が誤って落下しないようにな
っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような構成とされた自動工具交換装置１０１は、一般的
な工具交換動作にあっては何ら問題がないのであるが、
ある程度以上の高速運転は困難となる場合がある。つま
り、この自動工具交換装置１０１では、工具ホルダ１０
４をツールストッカ１０２やスピンドル１０３から引き
抜く動作と工具把持部材をロックする動作とが、アーム
１０５が前方へ移動するときにほぼ同時に行われること
となるため、瞬時的に不安定な状態が生じる場合があ
り、このことが今まで以上の高速運転をすると工具ホル
ダ１０４が落下するおそれが生じることにつながってい
た。

【０００７】そこで、本発明は、工具を確実に保持して
交換できるようにしながら、更に高速動作を行い得るよ
うにした自動工具交換装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、工具交換用アームでチャッ
キングされた工具ホルダをスピンドルよりアンクランプ
し、スピンドルの内部に設けられたシリンダにより工具
ホルダを押し出し、又は工具ホルダをスピンドルにクラ
ンプして工具交換用アームにより工具ホルダを交換する
ようにした自動工具交換装置において、工具交換用アー
ムを移動させるためのカムと一体に、工具交換用アーム
による工具ホルダのアンクランプ・クランプ時に該アン
クランプ・クランプ動作を許容しアンクランプ・クラン
プ時以外にはアンクランプ・クランプ動作を規制する規
制カム手段を設けるようにしている。

【０００９】すなわち、この発明を採用した自動工具交
換装置においては、アンクランプ・クランプ時以外にお
いては当該アンクランプ・クランプ動作を行い得ないこ
ととなるから、工具ホルダをチャッキングし、アンクラ
ンプして交換した後クランプするまでの間に、工具交換
動作をこれまで以上に高速化しても、工具交換用アーム
で把持されている工具ホルダが誤って落下してしまう危
険性がない。

【００１０】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
自動工具交換装置における規制カム手段を、工具交換用
アーム内に設けられたロックピンと、該ロックピンの位
置によりその位置を規制されてアンクランプ・クランプ
動作を規制する規制手段と、ロックピンの位置を規制す
るカム手段とを有するものとしている。

【００１１】この場合、上述の各要素は全て移動（摺
動）可能に設けられていて、その位置態様によって以下
のような２通りの動作が可能である。まずロックピンが
カム手段によって位置規制されている場合、規制手段は
ロックピンにその動きをロックされることはないため、
アームの自由なアンクランプ・クランプ動作（例えば工
具ホルダをチャッキングしあるいはこのチャッキングを
解除する動作）を行うことが可能である。一方、ロック
ピンがカム手段によって位置規制されていない場合、規
制手段は逆にこのロックピンによってロックされること
となりアームの自由なアンクランプ・クランプ動作が規
制される。

【００１２】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
自動工具交換装置におけるカム手段が、工具交換用アー
ムの軸受内にロックピンと同方向へ移動可能かつその先
端がロックピンの基端に当接するように設けられるとと
もに、カムと係合し該カムの回転に伴って揺動するレバ
ーに押し出されることによって先端が軸受の端面と面一
になる位置まで移動するようにされている。

【００１３】したがって、このカム手段の先端がロック
ピンの基端に当接して当該ロックピンの位置を規制す
る。また、この場合、ロックピンの基端がカム手段に当
接した状態のまま工具交換用アームが旋回したとして
も、当該ロックピンの基端はカム手段の先端の平坦面か
ら軸受の前端面へと滑らかに滑り移ることができる。

【００１４】請求項４記載の発明では、請求項３記載の
自動工具交換装置におけるカム手段が、工具交換用アー
ムが工具ホルダをチャッキングし又はチャッキングを解
除するため軸受側に位置している間はその先端が軸受の
端面と面一となる位置までレバーによって押し出されて
いるとともに、工具交換用アームが工具ホルダをチャッ
キングした状態でアンクランプするよりも早くレバーに
よる押し出しが解除されて移動可能となるようにされて
いる。

【００１５】したがって、カム手段はレバーによって押
し出されている限りロックピンの基端に当接可能であ
り、このロックピンを位置規制することができる一方、
押し出しが解除されればロックピンは移動可能となって
しまいこれを位置規制できなくなる。ここでは、工具ホ
ルダをアンクランプするより早く押し出しが解除される
結果、アンクランプするときには工具ホルダが確実に保
持されることとなり、工具交換動作中に工具ホルダが誤
って落下してしまう危険性がなくなる。

【００１６】請求項５記載の発明では、請求項３または
４記載の自動工具交換装置におけるカム手段が、該カム
手段とレバーとの間に設けられ該カム手段から離隔する
方向に付勢されている仲介部材を介してレバーによって
押し出されて移動するようになっている。したがって、
レバーの押圧力はこの仲介部材を介してカム手段に伝達
され、このカム手段を押し出すこととなる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

【００１８】図１〜図８に、本発明の自動工具交換装置
の一実施形態を示す。この自動工具交換装置１は、工具
交換用アーム２を用いて工具ホルダ３をチャッキング
し、スピンドル４とツールストッカ５との間でこの工具
ホルダ３の交換を行うものである。この工具交換用アー
ム２で工具交換を行う際には、スピンドル４の内部に設
けられたシリンダ（図示省略）によりこの工具ホルダ２
を軸方向前方に押し出してからスピンドル４よりアンク
ランプした後ツールストッカ５に戻すと同時に、ツール
ストッカ５からアンクランプした工具ホルダ３をスピン
ドル４にクランプしている。

【００１９】そして、本発明の自動工具交換装置１は、
工具交換用アーム２で工具ホルダ３を交換するため、カ
ム６とカムレバー７の動きによって工具交換用アーム２
を中心軸８ごと前後動させ、さらにローラギヤカム５６
とカムフォロア５７の動きによってこの工具交換用アー
ム２を中心軸８ごと旋回させ得るように設けられてい
る。

【００２０】工具交換用アーム２は、フレーム５８に設
けられた軸受５９および内部に設けられた軸受６０によ
って、その回転中心である中心軸８がその軸方向への摺
動が可能な状態で回転可能に支持されている。工具交換
用アーム２の前後への摺動幅は、カムレバー７の振幅に
よって適宜設定される。この場合、カムレバー７は、図
１および図３に示すように、その一端７ａがフレーム５
８に揺動可能に支持されるとともに、他端の突起７ｂが
中心軸８に一体的に設けられた溝付きの係合部材９に回
転可能に係合した状態で設けられている。また、一端７
ａと他端の突起７ｂの間の突起７ｃはカム６に設けられ
たカム面５２に係合している。したがって、カム６が回
転するとこのカムレバー７はカム面５２の形に従って一
端７ａを支点として揺動する。そしてこれにより、中心
軸８が軸方向に前後動する。

【００２１】カム６は工具交換用アーム２の前後動のタ
イミングを形成するものであり、図１に示すような形状
の溝からなるカム面５２が設けられている。このカム面
５２にはカムレバー７の中心寄りの突起７ｃが係合して
おり、カム６の回転に応じてカム６の中心からの距離を
変化させている。このカム６自体は、フレーム５８内
に、図１に示すようにその回転軸６９と中心軸８とがね
じりの位置関係となるように、中心軸８の軸方向とは横
向きに配置されている。

【００２２】また、上述したカム６などが取付けられる
この回転軸６９は、図１に示すように紙面と垂直方向に
設けられ、その軸方向が中心軸８の軸方向とは異なる方
向を向いている。特にその形状までは図示していない
が、図３において符号７０で示す部位の内部には、この
回転軸６９を回転させるための駆動源が設けられてい
る。したがって、回転軸６９は駆動軸として回転するこ
ととなり、その回転力はカム６およびローラギヤカム５
６を通じ、旋回力および軸方向への移動力として中心軸
８に伝達される。

【００２３】回転軸６９には、さらにローラギヤカム５
６が取り付けられている。ローラギヤカム５６は、図２
に示すように、カム６の一方側にこのカム６と同軸上に
設けられる。この図２からもわかるように、ローラギヤ
カム５６は中心軸８の直上となる位置に設けられ、この
中心軸８を中心として設けられているカムフォロア５７
と係合している。このローラギヤカム５６の周囲には、
図５に示すように、カムフォロア５７の円柱状突起７
１，…，７１と係合する溝７２が斜めに形成されてい
る。なお、本実施形態ではカム６をボルトなどの締結手
段５５でローラギヤカム５６と一体化しているが、これ
らを例えば複合カムの各要素として離れた状態に設けて
も良いことはいうまでもない。

【００２４】カムフォロア５７は回転軸６９の回転を中
心軸８に伝達するものであり、この中心軸８に対して固
定して設けられている。本実施形態におけるカムフォロ
ア５７は、その周囲に図示するような６個の円柱状突起
７１，…，７１が設けられたものであるが、この数は特
にこれに限定されることなく適宜変更可能である。また
本実施形態における円柱状突起７１は、図示するような
２段形状に形成されたものであり、さらにその外部を回
転可能な円環として溝７２との滑らかな係合を実現する
ことも可能であるが、この形状は特にこのようなものに
限定されることはない。

【００２５】次に、ローラギヤカム５６の溝７２の形状
と中心軸８の旋回運動との関係について説明する。例え
ば図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、溝７２の傾斜
面の向きが異なっていれば、回転軸６９に同じ方向の回
転を与えたとしても中心軸８の回転方向が異なってく
る。また、図５（Ａ）および（Ｃ）に示すように、溝７
２の形状が単調な傾斜面から構成されているのか、ある
いは直線部分などが複合した構成とされているのかによ
って、回転軸６９が同じ回転速度で回転したとしても中
心軸の動きが異なってくる。このように、中心軸８の動
きは回転軸６９の溝７２の形状およびこの回転軸６９の
大きさと回転速度によって決まってくるのであり、これ
らは中心軸８にどのような動きをさせるのかによって適
宜定められる。例えば本実施形態における溝７２は図６
（Ｂ）に示すように形成されており、右上がり、右下が
りの斜面と平行部分が組み合わされることによって中心
軸８に両方向への旋回動作および停止動作からなる複合
運動を行わせている。すなわち、工具交換用アーム２を
旋回させるタイミングでは溝７２が傾斜面とされる一方
で、図６（Ｄ）に示すように工具ホルダ３をクランプあ
るいはアンクランプさせるため工具交換用アーム２を軸
方向に移動させるタイミングにおいては、この工具交換
用アームを旋回させないようにするため傾斜面ではなく
平行面とされている。

【００２６】次に、工具交換用アーム２で工具ホルダ３
を把持している間、この工具ホルダ３を落下させないよ
うにする機構について以下に説明する。

【００２７】工具交換用アーム２の両端にはそれぞれ工
具ホルダ３をチャッキングする把持機構１０，１０が設
けられていて、この把持機構１０は、図７に示すよう
に、固定工具把持部材１１と、支軸１３を中心に揺動す
る揺動工具把持部材１２とを有して構成されている。そ
して揺動工具把持部材１２が開いた状態のときは工具ホ
ルダ２をチャッキングすることができ、閉じた状態とな
れば固定工具把持部材１１とで工具ホルダ３を把持する
ことができる。

【００２８】そしてこの把持機構１０には、工具交換用
アーム２による工具ホルダ３のアンクランプ・クランプ
時に該アンクランプ・クランプ動作を許容する一方、ア
ンクランプ・クランプ時以外にはアンクランプ・クラン
プ動作を規制する規制カム手段１４が設けられている。
規制カム手段１４は、図１および図８に示すように、工
具交換用アーム２内に設けられたロックピン１６と、該
ロックピン１６の位置によりその位置を規制されてアン
クランプ・クランプ動作を規制する規制手段１５と、規
制手段１５の位置を規制するカム手段１７とを有するよ
うに構成されている。なお、図１などにおいては２つの
アームからなる工具交換用アーム２の片側にのみ規制カ
ム手段１４を示しているが、この規制カム手段１４は２
つのアームの把持機構１０のそれぞれに対応して設けら
れるものである。

【００２９】規制手段１５は揺動工具把持部材１２が常
に開いた状態あるいは閉じた状態となるように付勢する
ものであり、工具交換用アーム２内で移動可能なピンな
どによって構成される。また規制手段１５は、図７およ
び図９に示すように、付勢手段１８により揺動工具把持
部材１２側に向けて付勢された状態で設けられている。
この規制手段１５の先端１５ａは、揺動工具把持部材１
２と一体的な突出部１２ａの先端と常時接触するように
配置され、かつ、その形状は丸みを帯びたものとされて
いる。突出部１２ａはこの先端１５ａからややずれた位
置にあり、揺動工具把持部材１２が揺動するのに伴って
この先端１５ａを乗り越えるようになっている。規制手
段１５は、突出部１２ａが先端１５ａを乗り越えるとき
は押圧されて乗り越えに必要な分だけ退避するが、突出
部１２ａが先端１５ａを乗り越えきると元の位置に戻っ
て突出部１２ａを付勢する。つまり、規制手段１５は突
出部１２ａを常に先端１５ａから離れるように付勢して
いるため、揺動工具把持部材１２はこの作用によって開
いた状態あるいは閉じた状態となるよう常時付勢されて
いることになる。

【００３０】一方、ロックピン１６は規制手段１５の動
きを規制するための部材であり、図１および図８に示す
ように、工具交換用アーム２内に移動可能に設けられて
いる。さらにこのロックピン１６は、ばねなどの付勢手
段２５によって基端１６ａが工具交換用アーム２から軸
受５９側へ突出するように付勢されている。したがっ
て、工具交換用アーム２が図１の想像線で示すように前
方位置へ移動するとロックピン１６は後方へ突出する一
方、工具交換用アーム２が実線で示すように後方位置へ
後退すると、ロックピン１６は軸受５９の前端面５９ａ
（カム手段１７の端面１７ａを含む）に当接して工具交
換用アーム２内へ押し戻される。

【００３１】このロックピン１６のほぼ中央部分には図
８に示すように切り欠き部１６ｂが形成されており、こ
の切り欠き部１６ｂの隣には、付勢手段２５に近い部位
ほど径が大きくなるような傾斜面１６ｃが形成されてい
る。したがって、図１の実線に示すようにロックピン１
６が押し込められていれば、規制手段１５はこの切り欠
き部１６ｂのスペースの分だけストローク幅が確保され
て移動可能となる一方で、ロックピン１６が突出する
と、今度は規制手段１５の基端１５ｂにロックピン１６
の傾斜面１６ｃがくさび状に当接するため、規制手段１
５はその状態のままでロックされて移動不可能となる。
そしてこの結果、揺動工具把持部材１２は開いた状態あ
るいは閉じた状態のままで揺動不可能に固定されること
となる。つまり本実施形態における把持機構１０によれ
ば、揺動工具把持部材１２は、工具交換用アーム２が後
方位置にあるときは揺動可能であるが、この工具交換用
アーム２が一旦前方位置へ移動すると再び後方位置に戻
るまでのあいだ揺動不可能にロックされることとなる。
なお本実施形態では、ロックピン１６の傾斜面１６ｃに
対して規制手段１５の基端１５ｂにも傾斜面を形成して
いるが、上述のようにくさび状に当接させたときのよう
に確実にロックする効果が得られる限り、いずれか一方
に傾斜面が形成されていれば足りる。

【００３２】さらに本実施形態では、ロックピン１６を
工具交換用アーム２から突出させるタイミングを変化さ
せ得るべく、軸受５９の内部にカム手段１７を設けてい
る。このカム手段１７は規制手段１５の位置をロックピ
ン１６を介して規制するものであり、ロックピン１６と
同方向へ移動可能かつその先端１７ａがロックピン１６
の基端１６ａに当接するように設けられている。カム手
段１７の先端１７ａはほぼ全面が平坦状であり、カム手
段１７の前方へのストローク端においては当該先端１７
ａの平坦面が軸受５９の前端面とほぼ面一になるように
形成されている。したがって、カム手段１７は工具交換
用アーム２が工具ホルダ３をチャッキングし又はチャッ
キングを解除するため軸受７９側に位置している間はそ
の先端１７ａが軸受５９の端面と面一となる位置まで押
し出されていることとなる。したがって、ロックピン１
６の基端１６ａがカム手段１７に当接した状態のまま工
具交換用アーム２が旋回しても、当該ロックピン１６ａ
の基端はカム手段１７の先端１７の平坦面から軸受５９
の前端面５９ａへと滑らかに滑り移ることができる。こ
のカム手段１７は例えば図示するようにフランジ１７ｂ
を備え、このフランジ１７ｂが軸受５９内の段部に当接
することによってストローク幅が所定のものとなるよう
に規制されている。

【００３３】このカム手段１７の軸方向後方には、レバ
ー２１の動きをカム手段１７に伝達する仲介部材１９が
設けられている。この仲介部材１９は例えばスリーブ形
状とされて軸方向へ可動に設けられており、レバー２１
によって前方へ押し出されている間はカム手段１７を押
圧してストローク端に固定するが、カム手段１７から離
隔する方向に付勢されているため、レバー２１に押し出
されていないときには図１中で想像線で示すように後方
位置に後退している。この仲介部材１９の後端は、レバ
ー２１との接触面積を十分に確保できるよう図示するよ
うなフランジ形状とされている。

【００３４】レバー２１は仲介部材１９を前方へ押し出
すために設けられる部材であり、フレーム５８内の支点
２２に揺動可能に設けられ、その先端２１ａで仲介部材
１９の端面を押圧している。先端２１ａは、中心軸８に
接触しないようにするため図４に示すように二股に分か
れた形状となっている。また、レバー２１はカム６と係
合し該カム６の回転に伴って揺動するよう、その一部が
カム６の外周と接し得るように形成されている。本実施
形態では、図１、図４に示すようなローラ２３を介して
当該外周と接触することによりレバー２１が揺動すると
きの接触による摩擦を軽減させている。

【００３５】カム６の外周にはこのレバー２１を揺動さ
せる段部２４が形成されている。段部２４は、カム６の
回転中一定の区間だけローラ２３を押圧して外側に押し
出すものである。レバー２１は、ローラ２３が段部２４
上にないときは付勢手段２０の付勢力によって仲介部材
１９を介して後方へと押圧されているが、カム６が回転
してローラ２３が一旦段部２４上に乗り上げると図１に
示す位置まで揺動し、先端２１ａで仲介部材１９を前方
へ押し出すこととなる。

【００３６】ここで、このカム６は上述したようにロー
ラギヤカム５６と図２に示すようにボルト５５で固定さ
れていることから、カム６およびローラギヤカム５６が
一体的に一定速度で回転する間に工具交換用アーム２は
所定の動きをすることとなる。すなわち工具交換用アー
ム２は、ローラギヤカム５６の溝７２の形状によって定
められる所定の旋回運動を図６（Ｃ）に示したように行
うとともに、これに対応して、カム６のカム面５２の形
状によって定められる所定の前後運動を図６（Ｄ）に示
すように行う。これにより工具交換用アーム２は、工具
ホルダ３をチャッキングした後に前方へ移動してアンク
ランプし、１８０度旋回した後に後方へ移動し、把持し
ている他方の工具ホルダ３をスピンドル４へクランプす
ることができる。

【００３７】このように工具交換用アーム２を動作させ
る際、本実施形態では、規制カム手段１４を以下のよう
に動作させることとしている。すなわち、図１の実線に
示すようにカム手段１７によって工具交換用アーム２内
に押し込められているロックピン１６はアーム２が前方
へ移動するのに伴って突出するものであるが、本実施形
態では、アーム２が前方へ移動し始めるよりも早くカム
手段１７を動作させてこのロックピン１６を突出させる
こととしている。つまり、アーム２が前方へ移動するの
に先だってカム手段１７の固定を解除すれば、ロックピ
ン１６はこのカム手段１７を押圧しながらアーム２から
突出することになるため、アーム２が前方移動するより
も一足早く規制手段１５をロックすることができる。い
いかえれば、アーム２が軸方向へ移動するより僅かでも
早い段階で揺動工具把持部材１２をロックすることがで
きることとなる。以上のような動作をさせるため、カム
６の段部２４は、特に図示していないがレバー２１をは
じめとする規制カム手段１４をタイミングよく動作させ
得る形状に形成されている。

【００３８】そしてこのように規制カム手段１４を動作
させた場合、以下の利点がある。すなわち、工具ホルダ
３をスピンドル４やツールストッカ５からアンクランプ
する際、工具交換用アーム２を前方へ移動させ始めたと
きには既に揺動工具把持部材１２がロックされているこ
とになるから、アンクランプする際に工具ホルダ３が誤
って落下するおそれがない。このことは、自動工具交換
装置１に高速運動させる場合に特に有効である。また、
この効果は工具ホルダ３をアンクランプするときに限ら
ず、クランプするときにも有効でなる。

【００３９】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば本実施形態において図６を用いて説明した
工具交換用アーム２の前後動および旋回のタイミングは
一例に過ぎず、機器に応じて適宜設定可能であることは
いうまでもない。

【００４０】また、本実施形態の自動工具交換装置１は
カム手段１７とレバー２１との間に仲介部材１９を備え
たものであったが、このような仲介部材１９を設ける代
わりにカム手段１７と仲介部材１９とが一体化したよう
な部材を採用しても構わない。ただし、上述した実施形
態ではカム手段１７と仲介部材１９とを別部材とし、さ
らに仲介部材１９を後方へ付勢することとしているた
め、カム手段１７を後方へ移動させるときのロックピン
１６にかかる負担が一体化形状とされた場合に比べて少
ないし、このことからロックピン１６を付勢する付勢手
段２５の付勢力をあまり強くしないで済む。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１記載の自動工具交換装置によれば、アンクランプ・ク
ランプ時以外においては当該アンクランプ・クランプ動
作を行い得ないようにしていることから、工具ホルダを
チャッキングし、アンクランプして交換した後クランプ
するまでの間に、工具交換用アームで把持されている工
具ホルダが誤って落下してしまう危険性がない。このた
め、工具ホルダを確実に保持して交換できるようにした
ままさらに高速で工具交換動作を行うことができるよう
になる。

【００４２】また、請求項２記載の自動工具交換装置で
は、規制カム手段をロックピンと規制手段とカム手段と
を有するものとしており、カム手段の位置によってロッ
クピンを位置規制できる。このため、カム手段の位置に
よって規制手段の動きを規制したり許容したりして工具
ホルダが工具交換用アームから落下しないようにするこ
とができる。

【００４３】さらに請求項３記載の自動工具交換装置に
よれば、カム手段をロックピンと同方向へ移動可能と
し、しかもその先端がロックピンの基端に当接するよう
に設けているため、このカム手段の位置によってロック
ピンを位置規制することが可能である。また、カム手段
は先端が軸受の端面と面一になる位置まで押し出されて
移動するため、ロックピンの基端がカム手段に当接した
状態のまま工具交換用アームが旋回したとしても、当該
ロックピンの基端はカム手段の先端の平坦面から軸受の
前端面へと滑らかに滑り移ることができる。

【００４４】請求項４記載の自動工具交換装置では、カ
ム手段の押し出しをアンクランプよりも早く解除してい
るため、アンクランプするときに工具ホルダを確実に保
持することができる。このため、工具交換動作中に工具
ホルダが誤って落下してしまう危険性がない。

【００４５】そして請求項５記載の動工具交換装置によ
れば、仲介部材を介してカム手段を押し出しているた
め、カム手段を移動させるときのロックピンにかかる負
担が少なくて済むし、ロックピンを付勢する付勢手段の
付勢力をあまり強くする必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動工具交換装置の一実施形態を示す
縦断面図である。

【図２】図１の自動工具交換装置のＡ−Ａ線による断面
図である。

【図３】図１の自動工具交換装置のＢ−Ｂ線による断面
図である。

【図４】図１の自動工具交換装置のＣ−Ｄ−Ｅ−Ｆ線に
よる断面図である。

【図５】ローラギヤカムの溝形状の違いとカムフォロア
の回転との関係を（Ａ）〜（Ｃ）の３つの例で示す図で
ある。

【図６】ローラギヤカムの溝形状と工具交換用アームの
旋回運動および前後動の関係を示す一例であり、（Ａ）
はローラギヤカムとカムフォロアの噛み合い、（Ｂ）は
ローラギヤカムの溝の展開図、（Ｃ）は溝形状に対応す
る工具交換用アームの旋回運動、（Ｄ）は溝形状に対応
する工具交換用アームの前後動を示す。

【図７】把持機構を示す工具交換用アームの部分図であ
る。

【図８】図１の規制カム手段の構成を詳細に示す部分拡
大図である。

【図９】自動工具交換装置その他の加工装置の全体を示
す全体斜視図である。

【図１０】自動工具交換装置における従来の把持機構を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

１自動工具交換装置２工具交換用アーム３工具ホルダ４スピンドル５ツールストッカ６カム１４規制カム手段１５規制手段１６ロックピン１６ａロックピンの基端１７カム手段１７ａカム手段の先端１９仲介部材２１レバー５９軸受５９ａ軸受の端面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工具交換用アームでチャッキングされた
工具ホルダをスピンドルよりアンクランプし、前記スピ
ンドルの内部に設けられたシリンダにより前記工具ホル
ダを押し出し、又は前記工具ホルダを前記スピンドルに
クランプして前記工具交換用アームにより前記工具ホル
ダを交換するようにした自動工具交換装置において、前
記工具交換用アームを移動させるためのカムと一体に、
前記工具交換用アームによる前記工具ホルダのアンクラ
ンプ・クランプ時に該アンクランプ・クランプ動作を許
容し前記アンクランプ・クランプ時以外には前記アンク
ランプ・クランプ動作を規制する規制カム手段を設けた
ことを特徴とする自動工具交換装置。
【請求項２】前記規制カム手段は、前記工具交換用ア
ーム内に設けられたロックピンと、該ロックピンの位置
によりその位置を規制されて前記アンクランプ・クラン
プ動作を規制する規制手段と、前記ロックピンの位置を
規制するカム手段とを有するものであることを特徴とす
る請求項１記載の自動工具交換装置。
【請求項３】前記カム手段は、前記工具交換用アーム
の軸受内に前記ロックピンと同方向へ移動可能かつその
先端が前記ロックピンの基端に当接するように設けられ
るとともに、前記カムと係合し該カムの回転に伴って揺
動するレバーに押し出されることによって前記先端が前
記軸受の端面と面一になる位置まで移動することを特徴
とする請求項２記載の自動工具交換装置。
【請求項４】前記カム手段は、前記工具交換用アーム
が前記工具ホルダをチャッキングし又はチャッキングを
解除するため前記軸受側に位置している間はその先端が
前記軸受の端面と面一となる位置まで前記レバーによっ
て押し出されているとともに、前記工具交換用アームが
前記工具ホルダをチャッキングした状態でアンクランプ
するよりも早く前記レバーによる押し出しが解除されて
移動可能となることを特徴とする請求項３記載の自動工
具交換装置。
【請求項５】前記カム手段は、該カム手段と前記レバ
ーとの間に設けられ該カム手段から離隔する方向に付勢
されている仲介部材を介して前記レバーによって押し出
されて移動することを特徴とする請求項３または４記載
の自動工具交換装置。