JP2001018138A - 工具交換アームの工具把持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動部の隙間から切粉などが内部に侵入する
のを防止する。 【解決手段】 中心軸３を中心にして回転し工具４を把
持する工具交換アーム１の工具把持機構２に、工具４の
外周に沿って該工具４を把持する主把持部を備えた主工
具把持部材６と、該主工具把持部材６に揺動支点７ａに
より揺動可能に取付けられた副工具把持部材７と、該副
工具把持部材７の位置を制御するロックピン９を備えた
制御機構とを備えさせる。また、副工具把持部材７に、
工具４を把持する副把持部７ｂと、工具４と当接し該工
具４の押圧力により副工具把持部材７を揺動させる当接
部８と、ロックピン９により位置を制御される制御部１
０とを設け、制御機構と副工具把持部材７の制御部１０
とを主工具把持部材６の内部に収納するとともに、副工
具把持部材７側を向いて突出する主工具把持部材６の縁
部６ｂを副工具把持部材７に近接させ、縁部６ｂに近接
する副工具把持部材７を揺動支点７ａを中心とした円弧
面７ｃに形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工具交換アームの
工具把持機構に関する。さらに詳述すると、本発明は揺
動する部材を有する工具把持機構における内部構造の保
護に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＣ（オート・ツール・チェンジャ）
の工具交換アームは、スピンドルとツールストッカの間
で工具交換を自動的に行うために設けられる装置であ
る。例えば図９に示す工具交換アーム１０５の工具把持
機構１０２は、工具把持部材１０１に対して揺動可能に
設けた工具把持部材１０３を備え、これを開いたり閉じ
たりすることで工具１０６をクランプ（把持）するよう
にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、揺動す
る部材を備えた工具把持機構２では可動部の隙間から切
粉などが侵入することがあるという問題がある。上述し
た工具交換アーム１０５においても、工具把持部材１０
１と揺動可能な工具把持部材１０３との間の隙間１０４
は揺動に伴い幅が変わるため切粉の侵入を防止し得ない
場合があり、このような侵入に対する処置を十分に施し
ていなければ、工具１０６のクランプ不良などといった
不具合が生じてしまうこともある。

【０００４】そこで、本発明は、可動部の隙間から切粉
などが内部に侵入するのを防止する工具交換アームの工
具把持機構を提供することを目的とする。

【０００５】

【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、中心軸を中心にして回転し
工具を把持するように構成されてなる工具交換アームの
工具把持機構において、工具外周に沿って該工具を把持
する主把持部を備えた主工具把持部材と、該主工具把持
部材に揺動支点により揺動可能に取付けられた副工具把
持部材と、該副工具把持部材の位置を制御するロックピ
ンを備えた制御機構とを備え、副工具把持部材に、工具
を把持する副把持部と、工具と当接し該工具の押圧力に
より副工具把持部材を揺動させる当接部と、ロックピン
により位置を制御される制御部とを設け、制御機構と副
工具把持部材の制御部とを主工具把持部材の内部に収納
するとともに、副工具把持部材側を向いて突出する主工
具把持部材の縁部を副工具把持部材に近接させるととも
に、縁部に近接する副工具把持部材を、揺動支点を中心
とした円弧面に形成したものである。

【０００６】縁部は副工具把持部との間の隙間を狭く
し、副工具把持部材が揺動したときあるいは工具交換ア
ームが回転したときにこの隙間から切粉が侵入するのを
防止する。しかもこの場合、副工具把持部材の表面を揺
動支点を中心とした円弧面に形成していることから、副
工具把持部材が揺動しても隙間幅は常に一定に保たれ
る。したがって、縁部と円弧面との間に僅かな隙間を有
するシーリング機構を構成し、接触抵抗などをなくすよ
うにしながら切粉の侵入を防止することも可能である。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の工
具交換アームの工具把持機構において、円弧面を副工具
把持部材の揺動範囲以上に形成したものである。したが
って、副工具把持部材が揺動可能範囲の一方の端からも
う一方の端まで揺動する間、主工具把持部材との間の隙
間幅が一定に保たれる。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の工具交換アームの工具把持機構において、縁部を
曲面で形成したものである。この場合、切粉は隙間に誘
導され難く、したがって隙間に溜まったりするのが少な
い。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
いずれかに記載の工具交換アームの工具把持機構におい
て、ロックピンと、該ロックピンのロック位置を制御す
る制御部材との当接面を移動方向に対して傾斜した傾斜
面としたものである。この場合、傾斜面がくさび効果を
生じさせることから、ロックピンや制御部材に逆方向へ
の力がはたらいてもロック状態は解除してしまうような
ことがない。

【００１０】

【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。

【００１１】図１〜図７に、本発明の工具交換アームの
工具把持機構の一実施形態を示す。この工具把持機構２
は、中心軸３を中心にして回転し工具４を把持するよう
に構成したものであり、本実施形態では、主把持部６ａ
を備えた主工具把持部材６と、該主工具把持部材６に揺
動可能に取付けられた副工具把持部材７と、該副工具把
持部材７の位置を制御するロックピン９を備えた制御機
構とを備えている。また、この工具交換アーム１は、副
工具把持部材７に、工具４を把持する副把持部７ｂと、
工具４と当接する当接部８と、ロックピン９により位置
を制御される制御部１０とを設け、制御機構と制御部１
０とを主工具把持部材６の内部に収納するとともに、副
工具把持部材７側を向いて突出する主工具把持部材６の
縁部６ｂを副工具把持部材７に近接させるとともに、縁
部６ｂに近接する副工具把持部材７を、揺動支点７ａを
中心とした円弧面７ｃに形成したものである。

【００１２】さらに、本実施形態の工具把持機構２は中
心軸３を中心にして回転する工具交換アーム１の先端部
で工具４を把持し、工作機械のスピンドルとツールスト
ッカの間で工具交換を行うものである。工具交換アーム
１の工具把持機構２は、上述のような構成要素のほか、
さらに制御部材１２、調整部材１３を備え、この調整部
材１３でロックピン９と制御部１０とが当接し合う位置
関係を微調整することで工具４を確実に把持できるよう
にしている。

【００１３】まず、工具交換アーム１は、工具把持機構
２を備えた一対のアームを中心軸３を中心として対称配
置するとともに中心軸３の周りに旋回可能とし、さらに
この中心軸３の軸方向にも前後動できるようにしたもの
である。したがってこの工具交換アーム１は、ツールス
トッカ（図示省略）や工作機械のスピンドル（図示省
略）によって支持されている工具４を、工具把持機構２
で把持した後に前方にスライドすることによって抜き出
すことができる。このように把持して抜き出した工具４
は、工具交換アーム１を半回転旋回させてから再び後方
にスライドさせることによってツールストッカ等に装着
することができる。

【００１４】主工具把持部材６は把持部５の一方を構成
するもので、工具交換アーム１の先端部に一体的に設け
られている。この主工具把持部材６の内側の面には工具
４の外周面に係合可能な形状の主把持部６ａが形成され
ている。例えば本実施形態の主把持部６ａは、円筒形状
の工具外周に設けられた溝４ａに係合する帯状の突起に
よって構成されている。

【００１５】把持部５のもう一方を構成する副工具把持
部材７は、工具４と当接する内側の面が主工具把持部材
６の内側面と対向するよう、工具交換アーム１の主工具
把持部材６に揺動支点７ａを中心として揺動可能となる
ように設けたものである。この副工具把持部材７が揺動
すると把持部５は開閉し、開いた状態のときに工具４を
掴んだり離したりすることが可能となる一方、閉じた状
態で工具４を把持する。副工具把持部材７の内側面に
は、上述した主工具把持部材６と同様に帯状の突起を副
把持部７ｂとして設けている。

【００１６】また、副工具把持部材７の一端には工具４
と直接当接するように突出させた当接部８を設け、副工
具把持部材７が揺動するのに伴い揺動支点７ａを中心と
して揺動するようにしている。この当接部８は、図２に
示すように、副工具把持部材７が閉じたときは工具４の
外側に退避するが、副工具把持部材７が開いたときは想
像線で示すように内側にせり出し、ツールストッカなど
に保持された工具４の外周と当接可能な状態となる。工
具交換アーム１が旋回して当接部８と工具４とが衝突し
合うと、この当接部８は押圧力によって押し込まれ、副
工具把持部材７を揺動させて閉じた状態にする。

【００１７】さらに、この副工具把持部材７の中心軸３
側には、その方向に突出した制御部（以下「突出部」と
いう）１０を形成してロックピン９の先端部９ａに当接
させている。突出部１０は図２に示すようにこのロック
ピン９によって押し上げられ、左右いずれかに押し出さ
れる。この突出部１０は、副工具把持部材７が揺動する
ときはロックピン９を一旦押し下げ、その先端部９ａを
乗り越えて反対側へと移動する。本実施形態では、図２
に示すようにこの突出部１０にローラ体１１を取り付
け、これを突出部１０の一部として機能させ、ロックピ
ン９の先端部９ａに当接させるようにしている。ローラ
体１１は例えば図示するような円形の部材で、その円周
でロックピン９と滑らかに摺接することができる。

【００１８】このローラ体１１は、通常、その中心が回
転中心となるようにして図２に実線で示すように設けら
れることが多いが、本実施形態では、ロックピン９と突
出部１０との間の位置調整を簡単に行い得るようにする
ため、想像線で示すように偏心させた状態で取り付ける
ようにしている（便宜上、ここでは大きさも異ならせて
表示している）。したがって、ローラ体１１を回転させ
ると径が変化し、ロックピン９の先端部９ａに接触させ
ることもこの先端部９ａから離れさせることも可能であ
る。そこで、ローラ体１１を好適な位置まで回転させた
ら固定手段を用いて回転不能に固定し、その状態を保持
する。固定するための手段は特に限定されないが、本実
施形態では図示するようにローラ体１１のおねじをナッ
ト２２で留めて固定するようにしている。

【００１９】なお、本実施形態では上述のようにローラ
体１１を偏心カムとし、これをナット２２で留めること
で位置調整するようにしたが調整部材１３の構成は特に
これに限られることはない。例えば上述のように回転中
心を円の中心からずらしたもののほか、いわゆるカム形
状のものを用いるなど、回転に伴い径を変えることがで
きれば調整部材１３として使用可能である。

【００２０】また、本実施形態の工具把持機構２では主
工具把持部材６、副工具把持部材７、ロックピン９など
で工具把持機構の動きを制御する制御機構を構成し、図
２などに示すように、この制御機構を副工具把持部材７
の突出部１０とともに主工具把持部材６の内部に収納す
るようにしている。この場合、工具交換時に切粉などが
内部に侵入するのを防ぐようにするため、主工具把持部
材６と副工具把持部材７などの間における隙間はなくす
か、あっても小さいものとすることが好ましい。本実施
形態では、副工具把持部材７側を向いて突出する主工具
把持部材６の縁部６ｂを副工具把持部材７に近接させる
ことで切粉の侵入防止を図るようにしている。この場
合、縁部６ｂを図１に示すように工具交換アーム１の旋
回方向にそれぞれ設け、いずれの箇所からも切粉が侵入
しないようにしている。

【００２１】さらに本実施形態では、縁部６ｂに近接す
る副工具把持部材７を揺動支点７ａを中心とした円弧面
７ｃに形成し、副工具把持部材７が揺動しても縁部６ｂ
との隙間幅を一定に保ち得るようにしている。この場
合、この円弧面７ｃは副工具把持部材７の揺動範囲以上
に形成し、限界位置まで揺動しても常に隙間幅が一定と
なるようにしている。

【００２２】なお、このような構成とする場合、主工具
把持部材６と副工具把持部材７とは互いに接触させるこ
ともあるいは僅かに隙間を設けておくことも可能であ
る。本実施形態では、副工具把持部材７の滑らかな動き
を確保し、かつ揺動時の接触音をなくすなどの観点から
僅かな隙間を設けておき、隙間を有したシーリング機構
を構成するようにしている。

【００２３】また、縁部６ｂの形状は特に限定されるこ
とはないが、切粉を隙間に誘導しないような形状として
おくことが好ましい。すなわち、平坦面を円弧面７ｃに
近接させたような場合には切粉が隙間に誘導されやすく
侵入機会が多くなり得るので、本実施形態のようにこの
縁部６ｂを曲面を備えた形状に形成するなどの対処をす
ることが侵入を防ぐ上で好適である。また、この場合に
は縁部６ｂを先細り形状とし、さらには外側への逃がし
を形成しておくようにすれば切粉の侵入をより効果的に
防止することができる。

【００２４】また、副工具把持部材７の位置を制御する
ロックピン９は、工具交換アーム１の長手方向に沿って
移動可能となるように設け、かつ付勢手段１４によりア
ームの先端側へ付勢したものである。このロックピン９
の先端部９ａは上述した副工具把持部材７の突出部１０
に当接して付勢し、副工具把持部材７が開いている状態
のときは閉じないように、また閉じている状態のときは
開かないようにしている。また副工具把持部材７が揺動
するとき、ロックピン９は突出部１０によって押し下げ
られて一旦後退する。このとき、突出部１０がロックピ
ン９を乗り越えやすいように、先端部９ａは半球形状と
するなど滑らかに摺接し得るように形成したものである
ことが好ましい。

【００２５】制御部材１２は上述のロックピン９のロッ
ク位置を制御するものであり、本実施形態においては、
図３に示すようにアーム保持部材１５の前面に取り付け
たカム部材１６と、該カム部材１６の前面形状に沿って
移動しロックピン９のロック状態を変える摺動部材（以
下「仲介部材」という）１７と、この仲介部材１７をカ
ム部材１６側に向けて付勢する付勢手段１８とから構成
している。なお、アーム保持部材１５は図示するように
中心軸３を回転可能に保持している部材で、かつ中心軸
３が軸方向に移動するのを許容するものである。

【００２６】まず仲介部材１７は、軸方向（アーム１が
前後に移動する方向）へ移動することによりロックピン
９の移動を許容しまたは規制するものである。この仲介
部材１７の形状は特に限定されることはないが、本実施
形態では図４に示すような形状のストッパーピンを使用
している。この仲介部材１７は、ロックピン９をロック
してそのスライド幅を制限するよう、各工具交換アーム
１，１に中心軸３と平行に設けられてロックピン９と垂
直に係合する。仲介部材１７は付勢手段１８によりカム
部材１６側へ付勢され、その後端１７ａは工具交換アー
ム１の後側面から突出している。そしてこの仲介部材１
７が工具交換アーム１の内側に押し込まれると、図４に
示す低い段１７ｂがロックピン９の直下に位置する一方
で、押し込まれていないときは当接面１７ｃがロックピ
ン９の直下に位置して係合する。このように、仲介部材
１７の当接面１７ｃがロックピンの当接面９ｂと係合し
ているとロックピン９は動きが規制されてスライド不可
能であり、したがって、アーム１の旋回時に工具４の慣
性力が副工具把持部材７を押し開くように作用しても、
この副工具把持部材７を決して開かないよう保持するこ
とができる。

【００２７】また、ロックピン９と制御部材１２の互い
の当接面９ｂ，１７ｃは、移動方向に対して傾斜した傾
斜面とすることで規制時におけるロックピン９の動きを
封じることが好ましい。例えば図４に示すように、仲介
部材１７の当接面１７ｃには、ロックピン９をストロー
ク端に押し上げたとき当接するような勾配を設けてい
る。また、ロックピン９の当接面９ｂも移動軸心に対し
て勾配する傾斜面としたものである。本実施形態の当接
面９ｂは、当たり面を安定させながら当接面１７ｃと接
触し得るよう例えば図４に示すような円錐形状であり、
これにより、ロックピン９が軸周りに回転しても制御部
材１２と常に同じ状態で当接するようにしている。ま
た、このように円錐形状とすることは仲介部材１７によ
る円滑かつ確実なロック動作を実現することからしても
好適である。

【００２８】なお、両当接面９ｂ，１７ｃ間における摩
耗や発生音を極力減少させるという点からすれば各面を
傾斜させることが好ましいが、特にこれに限定されるこ
とはなく、少なくとも一方が傾斜して形成されているも
のであればくさび効果を生じさせることができる。例え
ば特に図示してはいないが当接面９ｂを軸線に対して傾
斜した一平面としても良いし、あるいは仲介部材１７を
テーパ状に形成し、当接面９ｂと接する部分を当接面１
７ｃとして用いるようにしても良い。なお、当接面９ｂ
を傾斜した一平面とした場合のロックピン９は、キー溝
やスプラインなどを設けることによって中心軸周りの回
転を規制するようにしたものに限られる。さらに、両当
接面９ｂ，１７ｃが図４に示すように当接し合っている
とき、ロックピン９に下方向への荷重がかかっても仲介
部材１７は付勢される方向と反対側へ押し戻されること
がないよう、仲介部材１７への付勢力や当接面９ｂ，１
７ｃの傾斜などは適宜好適な値に設定されていることは
いうまでもない。

【００２９】このように、ロックピン９と制御部材１２
は互いの当接面９ｂ，１７ｃを傾斜面とすることでくさ
び効果を生じさせ、当接時はロックピン９が軸方向への
力を受けても摺動しないようにしている。なお、互いの
当接面９ｂ，１７ｃの形状は上述のものに特に限られる
ことはなく、当接時においてロックピン９が摺動しない
ように規制し得るものであればよい。例えば、当接面９
ｂを端面全体が平坦な斜面となるようにしたものであっ
ても構わない。

【００３０】カム部材１６は、所定の位置において仲介
部材１７に当接しこれを工具交換アーム１内に押し込む
ようにするもので、中心軸３を中心として一周するよう
にかつ常に仲介部材１７と対向するよう図３に示すよう
にアーム保持部材１５の前端部に固定して設けられてい
る。このカム部材１６は、図５に示すように、谷部であ
る阻止部１９、山部である許容部２０、そしてこれらを
連ならせる斜面部２１からなる一連の環状面を有し、こ
のように高低差を有する環状面で仲介部材１７の後端１
７ａを軸方向に出し入れする。許容部２０は前方に張り
出すように形成することで仲介部材１７と当接可能な位
置に設けたものであり、一方、阻止部１９は仲介部材１
７と当接することがないよう軸方向後方に引っ込んだ位
置に形成したものである。阻止部１９と許容部２０とは
９０度おきに２つずつ交互に設けることとし、さらに、
斜面部２１により滑らかに連結している。

【００３１】なお、このカム部材１６の取り付け角度は
上述した仲介部材１７などとの位置関係によって適宜定
められるものであり、取り付け方が特に限定されること
はない。例えば本実施形態においては、許容部２０が中
心軸３のほぼ上下に位置するように設けている。このた
め、工具交換アーム１が上下方向を向いているときは、
この工具交換アーム１が図３の実線に示すように後方に
位置していれば仲介部材１７はカム部材１６と当接して
内部に押し込まれる。

【００３２】以上のように構成された工具交換アーム１
の工具把持機構２は、以下のように作動する。

【００３３】まず、工具４を把持する前の工具把持機構
２は図６に示すように開いた状態にあり、副工具把持部
材７はロックピン９によって閉じないように付勢されて
いる。このときの工具交換アーム１は工具４と当接しな
いよう図３に実線で示すように軸方向後方までスライド
し、さらに、アーム長手方向が水平となる位置（図６に
示す状態から９０度旋回した位置）まで退避している。
この状態における仲介部材１７はカム部材１６の阻止部
１９と対向しているため、工具交換アーム１に押し込ま
れずに突出したままである。したがって、ロックピン９
の下部の当接面９ｂには仲介部材１７の傾斜した当接面
１７ｃが図４に示すように係合し、ロックピン９は移動
不可能にロックされ、これにより把持部５は開いた状態
のままでロックされている。

【００３４】そして、工具交換アーム１を把持部５の開
いている側（図６で時計回り）へ旋回させ、ツールスト
ッカや工作機械のスピンドルの工具４を図７に示すよう
に掴ませる。ここで、工具交換アーム１の旋回の途中で
仲介部材１７の後端１７ａはカム部材１６の斜面部２１
に当接し、さらにこの斜面部２１を駆け上がり許容部２
０に達することによって工具交換アーム１内に押し込ま
れる。これにより、仲介部材１７の低い段１７ｂがロッ
クピン９の直下に位置してロックピン９のロックが解除
され、揺動不能であった副工具把持部材７は揺動可能と
なる。そして、工具４に副工具把持部材７の当接部８が
衝突すると、その押圧力により副工具把持部材７が工具
４を掴む方向に揺動する。また、このように副工具把持
部材７が揺動し、図７に示すように把持部５によって工
具４を把持したところで工具交換アーム１はその旋回を
停止する。

【００３５】次に、工具交換アーム１を図３に示すよう
に軸方向前方にスライドさせ、把持した工具４をツール
ストッカやスピンドルから抜き出す。このとき、カム部
材１６の許容部２０に当接して押し込まれていた仲介部
材１７はこのカム部材１６から離れるため、付勢手段１
８により工具交換アーム１から突出するように押し出さ
れる。これに伴いロックピン９の当接面９ｂに仲介部材
１７の当接面１７ｃが接触して係合するため、ロックピ
ン９は再び摺動できないようにロックされ、これによっ
て副工具把持部材７が揺動不可能にロックされる。

【００３６】そして、工具交換アーム１が工具４を把持
したまま１８０度旋回し、上下の工具４を入れ替えた
後、軸方向後方にスライドして入れ替えた工具４をそれ
ぞれツールストッカやスピンドルに装着する。工具交換
アーム１が後方にスライドすると、仲介部材１７は再び
カム部材１６の許容部２０に当接して押し込まれるため
ロックピン９と仲介部材１７の係合も再び解除され、ロ
ックピン９が摺動可能となって副工具把持部材７のロッ
クが解除される。

【００３７】最後に、工具交換アーム１を逆旋回させて
工具４から把持部５を離すようにするのだが、上述のよ
うに副工具把持部材７のロックはすでに解除されている
ため、工具交換アーム１を逆旋回させると工具４によっ
て副工具把持部材７は押し広げられる方向へ揺動し、開
いた状態となって工具４から分離する。このとき、工具
交換アーム１はツールストッカ等から十分な距離とるよ
うに、例えば水平となるような位置まで逆旋回する。こ
のように工具４から離れてから工具交換アーム１がさら
に逆旋回すると、仲介部材１７と対向するカム部材１６
の形状が許容部２０から斜面部２１を経て阻止部１９へ
と変わるので、許容部２０と当接して押し込まれていた
仲介部材１７は付勢手段１４によって押し出され、工具
交換アーム１から突出する。これによりロックピン９の
当接面９ｂに仲介部材１７の当接面１７ｃが係合し、ロ
ックピン９が再びスライド不可能となり、副工具把持部
材７は開いた状態のままでロックされる。

【００３８】なお、把持部５を開いた状態または閉じた
状態でロックするとき、ロックピン９と突出部１０の間
における当接位置の調整は調整部材１３を利用して行い
得る。この場合、まず固定手段（ナット２２など）を緩
め、調整部材１３を回転させて径を変化させることでロ
ックピン９との間の距離を適正値に調整し、好適な位置
関係となったところで固定手段を締め直して固定すれば
よい。本実施形態の調整部材１３は偏心カムであり、回
転させることで突出量を微調整できるので、ロック時に
おける両部材間の位置関係を適正に保って副工具把持部
材７のがたつきを排除することができる。

【００３９】以上説明したように、本実施形態の工具交
換アーム１の工具把持機構２では、副工具把持部材７は
工具４を把持している間は常にその状態でロックされる
ことに加えて、工具４を掴んだり離したりするために揺
動するとき以外は開いた状態のままでロックされてお
り、不必要な揺動を行わないようになっている。したが
って、工具４の交換を終えて開いた状態の副工具把持部
材７が、次の交換動作を行う前に誤って揺動し閉じた状
態になることがない。これにより、閉じた状態の副工具
把持部材７が工具４に衝突して互いに破損してしまうと
いう事態を回避している。

【００４０】また、このように副工具把持部材７が動く
ときは、この副工具把持部材７に近接するように設けた
主工具把持部材６の縁部６ｂがシーリング機構として機
能することから、それらの間の隙間から切粉などが侵入
するのを防ぐことができる。しかも、副工具把持部材７
には揺動支点７ａを中心とする円弧面７ｃを設けている
ため、副工具把持部材７が揺動したときに隙間幅が変化
せず、したがって副工具把持部材７の位置にかかわらず
切粉の侵入を常に防止することができる。

【００４１】また仲介部材１７を形成する仲介部材１７
とロックピン９とについては、各当接面１７ｃ，９ｂに
それぞれ勾配を設け傾斜面を形成することによってくさ
び効果を得、両当接面１７ｃ，９ｂ間の隙間をなくして
がたつかないようにし、一層確実に工具４を把持し得る
ようにしている。したがって自動工具交換装置の作動中
の振動や音を極力小さく抑えることができるようにな
り、工具４をスピンドルに高速で、しかも確実に装着す
ることが可能となる。

【００４２】しかも、本実施形態では偏心部材を利用し
たローラ材１１で突出部１０の一部を構成し、ロックピ
ン９の先端部９ａとの間の当接位置を調整可能としてい
ることから、位置合わせが簡単である。このため、組立
時における調整作業が簡単で、かつロックピン９や突出
部１０の加工精度もそれほど高くなくて済み、また製品
化後の調整も容易である。

【００４３】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。例えば本実施形態では突出部１０に偏心カムを設
け、これを回転させることによって突出量を調整できる
ようにしたが、簡単な調整を可能とするための構成はこ
のようなものに限られることはない。例えば、図８に示
すように、単に円形のローラ体１１を偏心させずに取り
付け、突出部１０に縦溝２３を設けることでこのローラ
体１１を溝方向に移動可能としてもよい。この場合、固
定手段を緩めれば縦溝２３の長さの範囲内でローラ体１
１をナット２２などの固定手段ごと移動させることが可
能であり、偏心カムを用いた場合と同様に突出量を無段
階で微調整することができる。

【００４４】あるいは、特に図示していないが、このよ
うな円形ローラ体１１の背後（例えばこの円形ローラ体
１１と揺動支点７ａの間となる位置）に円形ローラ体１
１と接触する偏心カムを設け、この偏心カムを適量回転
させることで円形ローラ体１１の突出量を変化させるよ
うにしてもよい。この場合、本実施形態の場合と同様に
突出量の調整は簡単に行い得る上、ローラ体１１がロッ
クピン９と摺接するので接触が滑らかである。

【００４５】また本実施形態では、主工具把持部材６と
副工具把持部材７との間に僅かな隙間を有するシーリン
グ機構によって切粉などの侵入を防ぐようにしたが、例
えばエラストマ材によって縁部６ｂを形成し、円弧面７
ｃと常に接触させるようにしても切り粉などの侵入を十
分に防止することが可能である。この場合、副工具把持
部材７の接触面は揺動支点７ａを中心とした円弧面７ｃ
であるから、この縁部６ｂを、円弧面７ｃに回転接触す
るローラ体によって構成しても切粉の侵入を防ぐことが
可能である。

【００４６】また、本実施形態では主工具把持部材６上
に縁部６ｂを設けて副工具把持部材７に近接させるよう
にしたが、これを逆にした構成としてもよい。すなわ
ち、副工具把持部材７の方に縁部を設け、かつ主工具把
持部材６には揺動支点７ａを中心とした内側円弧面を設
け、これらを互いに近接するように構成しても隙間幅を
一定に保ち切粉の侵入を防ぐことができる。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１記載の工具交換アームの工具把持機構によれば、主工
具把持部材の縁部を副工具把持部材に近接させたことか
ら、副工具把持部との間の隙間を狭くして副工具把持部
材が揺動したときあるいは工具交換アームが回転したと
きにこの隙間から切粉が侵入するのを防止することがで
きる。しかも副工具把持部材の表面を揺動支点を中心と
した円弧面に形成したことから、接触抵抗をなくしつ
つ、副工具把持部材が揺動したときの隙間幅を常に一定
に保つことができる。これにより、制御機構や副工具把
持部材を収納した主工具把持部材の内部に切粉が侵入す
るのを防ぎ、内部機構の動作不良を防止することができ
る。

【００４８】また請求項２記載の工具交換アームの工具
把持機構によれば、円弧面を副工具把持部材の揺動範囲
以上に形成したことから、副工具把持部材が揺動可能範
囲の一方の端からもう一方の端まで揺動する間、主工具
把持部材との間の隙間幅を一定に保ち、切粉などが侵入
するのを防止することができる。

【００４９】さらに請求項３記載の工具交換アームの工
具把持機構では、縁部を曲面で形成して切粉が隙間に誘
導されないようにしたため、切粉などが隙間に溜まって
内部に侵入するのを防止することができる。

【００５０】また請求項４記載の工具交換アームの工具
把持機構によると、ロックピンと制御部材との当接面を
移動方向に対して傾斜した傾斜面としていることから、
傾斜面がくさび効果を生じさせ、ロックピンや制御部材
に逆方向への力がはたらいてもロック状態を保つことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す工具交換アームの主
要部の部分拡大図である。

【図２】工具交換アームの主要部の正面図である。

【図３】工具交換アームの全体側面図である。

【図４】ロックピン摺動部材（仲介部材）の形状の一例
を示す部分図である。

【図５】カム部材の形状を示す（Ａ）正面図と（Ｂ）側
面図である。

【図６】工具交換アームおよび把持機構の動きを示す工
具交換アームの正面図である。

【図７】工具交換アームおよび把持機構の動きを示す工
具交換アームの正面図である。

【図８】突出部の突出量を調整するための別の実施形態
を示す部分拡大図である。

【図９】従来の工具交換アームの工具把持機構のロック
機構を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 工具交換アーム ２ 工具把持機構 ３ 中心軸 ４ 工具 ５ 把持部 ６ 主工具把持部材 ６ａ 主把持部 ６ｂ 縁部 ７ 副工具把持部材 ７ａ 揺動支点 ７ｂ 副把持部 ７ｃ 円弧面 ８ 当接部 ９ ロックピン １０ 制御部（突出部） １１ 調整部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸を中心にして回転し工具を把持す
   るように構成されてなる工具交換アームの工具把持機構
   において、工具外周に沿って該工具を把持する主把持部
   を備えた主工具把持部材と、該主工具把持部材に揺動支
   点により揺動可能に取付けられた副工具把持部材と、該
   副工具把持部材の位置を制御するロックピンを備えた制
   御機構とを備え、上記副工具把持部材に、上記工具を把
   持する副把持部と、上記工具と当接し該工具の押圧力に
   より上記副工具把持部材を揺動させる当接部と、上記ロ
   ックピンにより位置を制御される制御部とを設け、上記
   制御機構と上記副工具把持部材の制御部とを上記主工具
   把持部材の内部に収納するとともに、上記副工具把持部
   材側を向いて突出する上記主工具把持部材の縁部を上記
   副工具把持部材に近接させるとともに、上記縁部に近接
   する上記副工具把持部材を、上記揺動支点を中心とした
   円弧面に形成したことを特徴とする工具交換アームの工
   具把持機構。
2. 【請求項２】 上記円弧面は、上記副工具把持部材の揺
   動範囲以上に形成されてなることを特徴とする請求項１
   記載の工具交換アームの工具把持機構。
3. 【請求項３】 上記縁部を曲面で形成したことを特徴と
   する請求項１または２記載の工具交換アームの工具把持
   機構。
4. 【請求項４】 上記ロックピンと、該ロックピンのロッ
   ク位置を制御する制御部材との当接面を移動方向に対し
   て傾斜した傾斜面としたことを特徴とする請求項１から
   ３のいずれかに記載の工具交換アームの工具把持機構。