JP2002166311A - 偏心加工と同軸加工が可能なスピンドルおよび工具マガジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの把持力を容易に変えることができる
とともに、ワークを確実かつ速やかに着脱でき、自動で
の偏心加工と自動での同軸加工を可能にする。 【解決手段】 ワーク１の把持力を供給エア圧力を変る
ことにより可変にできるエアチャック３によりワーク１
を把持する。エアチャック３は、主軸回転軸線に対して
垂直な平面内で自在に移動可能なスライド４に取り付け
る。取付金９ａに配設した摺動可能な押し金１０ａをサ
ーボモータ１３ａにより回動されるオネジ１０ａにより
スライド４を移動し、主軸回転軸線に対して所望の偏芯
量を有する状態あるいは心出しの状態で、スライド４と
スピンドル７を皿バネ１７の力により固定をするクラン
プ継ぎ手５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、工作機械のワーク
軸のスピンドルにおいてスピンドルの回転軸線に関して
偏心させることと心出しすることができるスピンドルお
よび工作機械の工具を自動で交換できる工具マガジン、
特に工具交換アームがない主軸移動形式の工具マガジン
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】旋盤およびマニシングセンタ等の工作機
械においては、同心および同軸である円筒状または円錐
形肩部を有する被加工物しか加工できない。すなわち、
被加工物の種々の肩部または座の回転軸線は、全て被加
工物の長手方向主軸線と整合されている。そのため、互
いに偏心している一つまたは複数の肩部または座を備え
た被加工物を機械加工することが所望なときには、異な
る肩部の機械加工の間に機械を止め、被加工物のホルダ
スピンドルまたは工具ホルダスピンドルを一定量だけ移
動させて、次の偏心肩部のための機械加工を再び始める
ことが必要である。このため被加工物のチャック解除や
再チャックの、多数のハンドリング段階が必要となり、
これらの操作は自動的な手段によって一般に実施できな
いかまたは実施するのが非常に難しい。また、そのよう
なハンドリングは機械加工および機械加工速度に否定的
影響を有する。

【０００３】そこで、従来、上記偏心加工の自動化を図
り、多数のハンドリングを必要としない工作機械として
は、例えば特開平１０−４３９１６号公報に記載されて
いる技術がある。この工作機械は、スピンドルの回転軸
線に垂直な平面で偏心させることができる被加工物ホル
ダーを備えたスピンドルを有しており、連続的に偏心を
得ることができ、かつ偏心がスピンドルの回転軸線に垂
直な平面に所望の座標を占めることができるようになっ
ており、図７〜１０を用いて説明する。

【０００４】図７に示すように、前記工作機械で加工す
る被加工物（以下、ワークという）１０１は、直径がそ
れぞれ異なる第１の円筒形状肩部（以下、第１の肩部と
いう）１１０と第２の円筒形状肩部（以下、第２の肩部
という）１１１と第３の円筒形状肩部（以下、第３の肩
部という）１１２を有している。第２の肩部１１１は、
第１の肩部１１０に設けられており、その直径は第１の
肩部１１０の直径より小さく、その長手方向軸線１１１
ａは第１の肩部１１０の長手方向軸線１１０ａに対して
量−Ｘ１だけずらされている。第３の肩部１１２は上記
第２の肩部１１１に機械加工されており、第２の肩部１
１１もより小さい直径を有し、その長手方向軸線１１２
ａは第１の肩部１１０の長手方向軸線１１０ａに対して
＋Ｘ２だけずらされている。

【０００５】さらに、ワーク１０１には、第１の肩部１
１０の長手方向軸線１１０ａに対して長手方向軸線１１
３ａが＋Ｘ３の量だけずらされた孔１１３を有するとと
もに、ならびに長手方向軸線１１０ａに対して長手方向
軸線１１４ａが＋Ｘ４だけずらされた上記孔１１３より
小径の貫通孔１１４を有しており、孔１１３と貫通孔１
１４はＸ軸上において一方の内周面を一致させて連通さ
れている。さらに、ワーク１０１には孔１１５を有して
おり、この孔１１５の長手方向軸線１１５ａは、第１の
肩部１１０の長手方向軸線１１０ａに関して−Ｘ５およ
び＋Ｙ５だけずらされている。例としてここに示したワ
ーク１０１は単に旋削、リーマ仕上げおよび孔あけ操作
により作られる。しかしながら、旋盤で行うことができ
る全ての機械加工操作、例えばＸ軸に対してずらされた
それらの長手方向軸線を有する円錐、溝の機械加工操作
も実施することができる。

【０００６】図１０に示すように、ワーク１０１のチャ
ック装置１０６は、ばねとして作用する慣用のクランプ
１６０により保持されている。クランプ１６０の円錐形
外周面と接する円錐形内面を有する把持部１６２は軸方
向に移動可能であり、その軸方向の位置によってはクラ
ンプ１６０を把持するかまたは開放する。把持部１６２
は、旋盤の主長手方向軸線の周りに円をなして規則的に
配置された複数のばね１６３により押圧され、クランプ
１６０を把持する位置に、図面の右側に向かって保持さ
れている。把持部１６２を左側に移動することでクラン
プ１６０を開放してワーク１０１を取り外すために、一
方ではヘッドストック１２０に固定された摺動部に配置
されていてノズル１６５を入口１６４に向かって移動さ
せることができる圧縮空気噴射ノズル１６５に対向して
空気入口１６４が配置されるようにスピンドル１２３が
スライド１０３を介して一定の角度位置にもたらされる
ようになっている。入口１６４は、同様に旋盤の主長手
方向軸線の周りに円をなして配置された空気室１６６と
連通している。

【０００７】空気室１６６はピストンとして作用する壁
１６７の一方の側に配置され、その他の側がばね１６３
に接して載っており、壁１６７が把持部１６２の一部分
を形成している。スピンドル１２３を要求された位置に
停止させると、ノズル１６５が下げられ、その端部を入
口１６４に挿入する。それから、圧縮空気が噴射され、
その圧縮空気は空気室１６６にわたって広がって壁１６
７を押し、ばね１６３の押圧力に抗して把持部１６２を
後部（図の左側）に向かって押す。これにより、把持部
１６２はクランプ１６０を把持する位置から移動し、ク
ランプ１６０およびワーク１０１を開放する。

【０００８】また、図８および図９において、連続的に
偏心を得る、或いはスピンドル１２３の回転軸線１０３
ａに垂直な平面に所望の座標を占めるために、スライド
１０３の移動は移動制御手段１０４により制御される。
これらの手段１０４は、軸１２１の長手方向座１２４内
を長手方向に摺動可能なタイロッド１４０を有し、タイ
ロッド１４０の移動は数値軸１４１により制御される。
タイロッド１４０の他端は、旋盤の長手方向軸線と角度
αを形成する斜めの突起１４２を有し、この突起１４２
はスライド１０３の底部分１３０に形成してある孔１３
１に滑り嵌めされている。

【０００９】したがって、数値軸１４１によりタイロッ
ド１４０がＺ軸の一方の方向にまた他方の方向に移動す
ると、斜めの孔１３１内の斜めの突起１４２の摺動によ
りスライド１０３がＸ軸に沿って移動し、すなわちワー
ク１０１が旋盤の主長手方向軸線に関して偏心位置に動
かされる。所望の偏心量Ｘｉのためには、タイロッド１
４０をＺｉ＝Ｘｉ／ｔａｎαの量だけ動かす必要があ
り、最大の偏芯量Ｘｍａｘに移動したときにも、スライ
ド１０３の底部分１３０は斜めの突起１４２が斜めの孔
１３１に永久的に残っているように寸法決めしなければ
ならない。

【００１０】また、工具を自動で交換する従来技術とし
ては、特開平１０−１０００３４号公報に開示されてい
る。この公報に開示された構成は、図１１に示すよう
に、水平方向へ個々に滑動自在に工作機械の機枠の前面
に取り付けられている複数のシャトル板２１４，２１５
と、主軸２１０の軸直角方向可能範囲に実質的に略該当
する工具交換域２２０に位置する工具交換位置と工具交
換域２２０の両側の工具待機域２２１に位置する待機位
置との二位置に上記シャトル板２１４，２１５を移動駆
動する駆動手段２１６と、各シャトル板２１４，２１５
に列設され、主軸２１０と平行に工具２１１を保持する
複数の工具保持手段２３０とからなり、工作機械の機枠
の側面に装着されている工具マガジンを具備している。

【００１１】工具交換の手段としては工具交換域２２０
内に工具を装着したシャトル板２１４（２１５）が待機
域２２１から駆動手段２１６により移動位置決めされ、
その位置決めされた工具２１１に対して主軸２１０が移
動して所望の工具Ｓ（上記工具２１１）を主軸２１０に
装着する。すなわち、工具交換域２２０の両側に工具待
機域２１１を設け、工具交換域２２０と工具待機域２２
１をシャトル板２１４（２１５）が移動することによ
り、工具交換域２２０の幅を広げることなく工具取付本
数を倍増することを可能にしている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
においては以下のような欠点がある。特開平１０−４３
９１６号公報記載の発明においては、ワーク１０１を把
持するクランプ１６０の把持力は、把持部１６２を押圧
するばね１６３の付勢力によっており、例えばワーク１
０１がリング形状のものとか柔らかい材質のもので把持
力を弱めたいとか、ステンレスのように切削抵抗が大き
いために把持力を強めたいという場合には、ばね１６３
を交換する必要が生じるが、上記構造であるため交換が
容易ではない。したがって、把持力を容易に変えること
が不可能となる。

【００１３】また、ワーク１０１をクランプ１６０から
開放する際には、ノズル１６５を入口１６４に挿入する
ため、ワーク１０１のチャック部分をノズル１６５と入
口１６４が合致する位置に回転方向の位置制御をする必
要があり、速やかなチャック開閉が不可能であり、ワー
ク１０１の速やかな着脱が困難である。

【００１４】また、切削加工による切り粉が入口１６４
付近に停滞した場合、ノズル１６５を入口１６４に挿入
不可能となり、自動供給回収装置にて自動でワーク１０
１の着脱を行う際に機械は停止したり、ワーク１０１を
取り外しできずに新しいワークとぶつかるといった不具
合が生じるような事態が発生すると、運転が不可能にな
り極めて重大な事態となる。

【００１５】さらに、連続的に偏心を得る上記構造で
は、Ｘｉ方向には偏心の制御は可能であるが、Ｘｉ軸に
直交するＹｉ軸方向には制御不能であるため、クランプ
１６０を交換した後などに心出しをする（偏心量をＸｉ
方向およびＹｉ方向を０にする）必要が生じた場合にお
いて、もしＹｉ方向に偏心していた場合はスライド１０
３のスピンドル１２３に対する取り付けを修正してやる
必要があり、それを行うにはたたき出しのような人の介
入が必要となり、自動での偏心制御は不可能となる。

【００１６】また、駆動軸の長手方向座１２４の内部は
タイロッド１４０と数値軸１４１により占められ、エア
チャックに必要なエアフィードチューブを通す空間が無
いので、このような構造ではエアチャックの装着は困難
である。

【００１７】特開平１０−１０００３４号公報記載の発
明によれば、工具取付箇所が単純に２倍増となる。しか
しながら近年の加工は複雑を極め、工具取付本数の更な
る増加が要求されており、その程度の増加では十分では
ない。また、加工機正面から見て両サイドに移動するシ
ャトル板２１４，２１５が有るため、設置スペースの増
大を招いている。

【００１８】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、把持力を容易に変えることができると
ともに、ワークを確実かつ速やかに着脱ができ、自動で
の偏心加工と自動での同軸加工ができるスピンドルを提
供し、また小さい設置スペースで工具本数を大幅に増加
することができる工具マガジンを提供することを目的と
する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る偏心加工と同軸加工が可能
なスピンドルは、ワークを把持するエアチャックを回転
する工作機械のスピンドルにおいて、主軸回転軸線に垂
直な平面内で数値軸２軸によりエアチャックを移動させ
て偏心を連続的に得ることによりワークの偏心加工がで
き、かつ自動でワークの心出しを行って同軸加工ができ
ることを特徴とする。

【００２０】本発明の請求項２に係る偏心加工と同軸加
工が可能なスピンドルは、請求項１のスピンドルにおい
て、上記エアチャックは、ワークの把持力を供給圧縮エ
アの圧力を変えることにより可変できることを特徴とす
る。

【００２１】本発明の請求項３に係る工具マガジンは、
工作機械の主軸に直角方向で９０度分割に割り出し可能
なインデックス軸と、該インデックス軸に９０度分割で
取り付けられている４枚の工具取付板と、各工具取付板
に列設され主軸と平行に工具を保持する複数の工具保持
手段とから構成され、工作機械の機枠の側面に装着され
ていることを特徴とする。

【００２２】すなわち、本発明の請求項１，２のスピン
ドルによれば、ワークの把持力を供給エア圧力を変るこ
とにより可変にできワークを確実に速やかに着脱ができ
るエアチャックによりワークを把持し、自動での偏心制
御をするためにスピンドルに対するチャック本体の取り
付けをある隙間の範囲内で主軸回転軸線に対して垂直な
平面内で自在に変化できるスライドにエアチャックを取
り付け、スライドを所望の位置でバネの力でスピンドル
に固定をするクランプ継ぎ手を具備し、ワークの把持力
を容易に変えてワークを確実に速やかに着脱ができ、自
動での偏心加工と自動での同心加工を行うことができ
る。

【００２３】また、本発明の請求項３の工具マガジンに
よれば、４枚の工具取付板を９０度分割で位置決め可能
なインデックス軸に取り付ける。このインデックス軸の
回転により、工具交換領域内に先行技術の２倍（２枚→
４枚）の工具取付板のアプローチが可能となる。また、
空間的に工具取付板が配置されるため、工具取付板を増
やしても設置スペースは大きく変わらない。

【００２４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施の
形態１を図１及び図２に基づいて説明する。図１は本実
施の形態を示す断面図、図２は図１を下方向から見た図
である。

【００２５】図１および図２において、ワーク１を把持
するチャック爪２はエアチャック３に取り付けられ、エ
アチャック３は移動部材としてのスライド４に取り付け
られている。スライド４は円板状に形成されるととも
に、その先端面には円形凹部が形成されている。スライ
ド４の凹部の中央には保持部材としてのクランプ継ぎ手
５の貫通孔が形成され、クランプ継ぎ手５の円板状先端
が凹部の周面と隙間Ｇを有して配設されている。スライ
ド４は、スピンドル７の先端に主軸回転軸線に垂直な平
面で移動可能な状態に取り付けられ、スピンドル７に対
して上記隙間Ｇの範囲でスピンドル７に接する摺動面２
７上で自在に移動でき、またクランプ継ぎ手５によりス
ピンドル７に対して固定可能になっている。

【００２６】クランプ継ぎ手５は、円板状先端の中央部
から延在する軸部が一体に形成され、クランプ継ぎ手５
の軸部とスピンドル７の間に配設した弾性部材としての
皿バネ１７により常時矢印Ｃ方向に荷重を受けており、
クランプ継ぎ手５の先端上面でスライド４の凹部面を矢
印Ｃ方向に押してスピンドル７に対するスライド４の自
由な摺動を防いでいる。クランプ継ぎ手５の内部には、
スライド４の凹部面を矢印Ｃ方向に付勢するバネＡ６が
円周上等間隔に配置されており、スライド４をスピンド
ル７に押圧し、前記皿バネ１７の前記荷重を開放した時
にスライド４がスピンドル７と当接した状態で摺動し得
るようになっている。また、スライド４には、Ｘ軸およ
びＹ軸上でバネＢ８ａおよびバネＢ８ｂがその一端をク
ランプ継ぎ手５の先端外周面に当接させるように取り付
けられており、スライド４はバネＢ８ａおよびバネＢ８
ｂにて常時＋Ｘ方向および＋Ｙ方向に押圧されている。

【００２７】スピンドル７は、その軸部がケース１４内
に配設され、ケース１４の上下に固定したベアリング１
５により回動自在に保持されている。スピンドル７には
ケース１４内に設けたモータ１６が取り付けられ、モー
タ１６によりスピンドル７を矢印Ａ方向に正転逆転する
ことが可能で、スライド４を介してエアチャック３も回
転されるようになっている。また、エンコーダ１８によ
り回転方向において任意の位置に位置決め可能である。

【００２８】上記クランプ継ぎ手５は中空になってお
り、その中空孔５ａ内にはエアチャック３にエアを供給
するためのエアフィードチューブ２６が配置されてい
る。エアフィードチューブ２６のＣ側端部（図１におけ
る各部材の上側、以下同じ）にはロータリー継ぎ手２３
が配置され、回転するエアチャック３にエアをエアポー
ト開２２およびエアポート閉２１より供給してチャック
爪２の開閉動作を行えるようになっている。

【００２９】上記ケース１４のＣ側端部には、内部が仕
切り板１９ａにより仕切られた圧着解除手段としてのシ
リンダケース１９が配置されており、その内部にはピス
トン２０がシリンダケース１９の内径に嵌合されて矢印
Ｃ，Ｄ方向へ摺動自在に配設されている。ピストン２０
の軸部は、仕切り板１９ａを貫通してクランプ継ぎ手５
に当接可能となっている。シリンダケース１９の上部お
よび仕切り板１９ａには、それぞれエア入口Ａ２４およ
びエア入口Ｂ２８が形成されており、エア入口Ａ２４よ
り圧縮エアを入れるとピストン２０が矢印Ｄ方向に移動
し、クランプ継ぎ手５のＣ側端部を矢印Ｄ方向に押圧す
る。そして、エア入口Ｂ２８より圧縮エアを入れると、
ピストン２０は矢印Ｃ方向に戻り、クランプ継ぎ手５も
皿バネ１７により矢印Ｃ方向に移動し、スライド４をス
ピンドル７に固定する。

【００３０】一方、ケース１４のエアチャック３側の端
面には、スライド４のバネＢ８ａおよびバネＢ８ｂ側に
位置させ、それぞれ孔を形成した取付金９ａおよび取付
金９ｂがスライド４の外周面と隙間Ｇを有して配設され
ている。取付金９ａおよび取付金９ｂの孔内には、押し
部材としてのリング状の押し金１０ａおよび押し金１０
ｂがスライド４の外周面と当接可能に嵌合されており、
Ｅユニットでは押し金１０ａを＋Ｘおよび−Ｘ方向に、
Ｆユニットでは押し金１０ｂを＋Ｙおよび−Ｙ方向に移
動可能となっている。この押し金１０ａおよび押し金１
０ｂの内径には、それぞれネジが形成されており、その
ネジにはネジ部材としてのオネジ１１ａおよびオネジ１
１ｂがそれぞれ螺合されている。オネジ１１ａ，１１ｂ
は、カップリング１２ａ，１２ｂを介して駆動手段とし
てのサーボモータ１３ａ，１３ｂの軸にそれぞれ接続さ
れており、サーボモータ１３ａ，１３ｂの駆動により、
押し金１０ａ，１０ｂは上記Ｘ，Ｙ方向に移動され、ス
ライド４を移動するようになっている。また、取付金９
ａ，９ｂと押し金１０ａ，１０ｂとの間には、それぞれ
キー２５ａ，２５ｂ（２５ｂは図示省略）が配設されて
おり、押し金１０ａ，１０ｂはキー２５ａ，２５ｂによ
り、それぞれの回転運動が規制されている。本実施の形
態では、押し金１０ａ，１０ｂ、オネジ１１ａ，１１ｂ
およびサーボモータ１３ａ，１３ｂにより数値軸の２軸
を構成している。

【００３１】さらに、エアチャック３に把持したワーク
１の側部には、センサ３０が配設されている。このセン
サ３０は矢印Ｂ方向に移動可能で、ワーク１の側部に接
触可能となっている。

【００３２】上記構成の作用を説明する。まず、ワーク
１のエアチャック３に対する着脱の方法は、エアフィー
ドチューブ２６のＣ側端部にあるロータリー継ぎ手２３
のエアポート開２２およびエアポート閉２１から圧縮エ
アを入れることによりチャック爪２の開閉動作をして行
う。そして、ワーク１の把持力は、エアポート閉２１に
入れる圧縮エアの圧力を不図示のレギュレータにて制御
すれば簡単に把持力を調整することが可能である。

【００３３】次に、ワーク１を同軸加工をする方法は、
ワーク１をエアチャック３に把持させる。そして、セン
サ３０をＢ方向に移動させてワーク１に接触させた状態
で、モータ１６によりスピンドル７およびスライド４を
介してエアチャック３と共にワーク１を回転させ、エン
コーダ１８にて回転角度を制御してワーク１の中心軸に
対する−Ｘおよび−Ｙ方向の変位を計測する。

【００３４】次に、エア入口Ａ２４より圧縮エアを入れ
てピストン２０を矢印Ｄ方向に移動させ、ピストン２０
の軸部でクランプ継ぎ手５のＣ側端部を矢印Ｄ方向に押
圧し、皿バネ１７によりスライド４を矢印Ｃ方向に押し
付ける力を開放して、スライド４を摺動面２７にて自在
に移動可能な状態にする。この時、バネＡ６によりスラ
イド４はスピンドル７に押圧されるので、スライド４と
スピンドル７の間には隙間は生じない。

【００３５】上記変位をＸ，Ｙ方向共に０になるよう
に、ＥユニットおよびＦユニットのサーボモータ１３ａ
およびサーボモータ１３ｂを不図示の制御装置により共
に回転させ、オネジ１１ａおよびオネジ１１ｂにより移
動される押し金１０ａおよび押し金１０ｂによって、ス
ライド４をバネＢ８ａおよびバネＢ８ｂの弾性力に逆ら
って移動させてワーク１の心出しを行う。心出しをした
ら、エア入口Ｂ２８にエアを入れてピストン２０を矢印
Ｃ方向に移動させ、皿バネ１７の力でクランプ継ぎ手５
によりスライド４をスピンドル７へ押圧して固定する。
その後、押し金１０ａ，１０ｂをスライド４の外周面よ
り離し、モーター１６を駆動してスピンドル７の回転に
よるスライド４およびエアチャック３の回転を可能に
し、ワーク１の外周と同心の加工を可能にする。

【００３６】次に、ワーク１を偏心加工をする方法は、
ワーク１をエアチャック３に把持させる。そして、セン
サ３０をＢ方向に移動させてワーク１に接触させた状態
で、モータ１６によりスピンドル７およびスライド４を
介してエアチャック３に把持したワーク１を回転させ、
エンコーダ１８にて回転角度を制御してワーク１の中心
軸に対する−Ｘ方向の変位を計測する。

【００３７】次に、エア入口Ａ２４より圧縮エアを入れ
てピストン２０を矢印Ｄ方向に移動させ、ピストン２０
の軸部でクランプ継ぎ手５のＣ側端部を矢印Ｄ方向に押
圧し、皿バネ１７によりスライド４を矢印Ｃ方向に押し
付ける力を開放して、スライド４を摺動面２７にて自在
に移動可能な状態にする。この時、バネＡ６によりスラ
イド４はスピンドル７に押圧されるので、スライド４と
スピンドル７の間には隙間は生じない。

【００３８】そして、Ｅユニットのサーボモータ１３ａ
を不図示の制御装置により偏心させたい分のみ回転さ
せ、オネジ１１ａにより移動される押し金１０ａによっ
てスライド４をバネＢ８ａの弾性力に逆らって移動させ
て偏心させる。所望量偏心をしたら、エア入口Ｂ２８に
エアを入れてピストン２０を矢印Ｃ方向に移動させ、皿
バネ１７の力でクランプ継ぎ手５によりスライド４をス
ピンドル７へ押圧して固定する。その後、押し金１０ａ
をスライド４の外周より離してスライド４およびエアチ
ャック３の回転を可能にし、ワーク１の外周に対して偏
心させた加工を可能にする。

【００３９】本実施の形態によれば、エアポート閉２１
に供給する圧縮エアの圧力を調整してエアチャック３に
よる把持力を容易に変えることができ、ワーク１を確実
に速やかに着脱ができ、自動での偏心加工と自動での同
軸加工を行うことができる。

【００４０】（実施の形態２）本発明の実施の形態２を
図３および図４に基づいて説明する。図３は本実施の形
態の工具マガジン設置の側面図、図４は正面図である。

【００４１】工具マガジン４０は、主軸４１をＸＹＺ方
向に位置決め可能な工作機械４２のべース４３の両サイ
ドに支柱４４が取り付けられている。この支柱４４に
は、ベアリング等により回動自在で、かつ工作機械４２
のＸ軸に概略平行になるように、インデックス軸として
の軸４５が保持されている。この軸４５には、９０°分
割で軸４５の長手方向に工具取付板としての４枚の板４
６が固設されている。一方、上記軸４５の一端には、上
記板４６が工作機械４２のＸＹＺ平面或いはＸＺ平面と
平行な角度位置になるように割り出しができる回転割り
出しユニット４７が連結されている。

【００４２】一方、４枚の板４６には、それぞれ工具保
持手段としての複数の工具取付部材４８が所定ピッチに
て等間隔に方向及び高さを同一にして取り付けられてい
る。図５および図６は工具ホルダ４９を保持している工
具取付部材４８を示しており、以下に説明する。工具取
付部材４８はＵ字状の弾性部材５１からなっており、そ
の背側が板４６の平面に取り付けられている。工具取付
部材４８の保持部には、工具ホルダ４９のチャック部５
０上部を載置する段部が形成されており、工具ホルダ４
９を載置した状態で工具ホルダ４９のチャック部５０下
部を弾性部材５１の弾性変形でクランプし、着脱自在に
保持できるようになっている。

【００４３】次に、工具交換方法について説明する。あ
らかじめ工具マガジン４０の工具取付部材４８に刃物４
９ａを取り付けた工具ホルダ４９を装着しておく。工作
機械４２はＮＣ言語によりプログラミングされた指令に
基づき加工を行い、その都度加工に要する工具を工作機
械の主軸４１に装着する。

【００４４】この工具交換は、現在主軸４１に装着して
いる工具ホルダ４９を工具マガジン４０に戻す動作から
行われる。主軸４１に装着してある工具ホルダ４９が保
管されていた板４６を回転割り出しユニット４７によっ
て割り出してＺ方向に向け、工具ホルダ４９のチャック
部５０が工具取付部材４８の高さに合うように、主軸４
１をＺ軸方向に位置決めを行う。次に、主軸４１をＹ方
向に位置決めし、工具ホルダ４９が工具取付部材４８の
弾性変形により保持される。次に、主軸４１を上昇さ
せ、工具ホルダ４９をマガジン４０に受け渡す。

【００４５】次に、工具の工具取付部材４８から主軸４
１に装着する際には、指令された工具ホルダ４９が取り
付けられている板４６を、上記工具ホルダ４９の主軸装
着部分がＺ方向の上方に向くように回転割り出しユニッ
ト４７を作動させる。次に、工作機械４２の主軸４１を
指令された工具の真上まで位置決めし、主軸４１をＺ方
向に降ろして、工具ホルダ４９の主軸装着部分を主軸４
１に装着し、主軸４１により工具ホルダ４９を保持す
る。次に、主軸４１をＹ方向に移動して板４６より離
し、工具ホルダ４９を工具取付板４８より抜き取る。

【００４６】以上のように、次々に工具マガジン４０を
割り出し、必要な工具交換を順次行う。

【００４７】本実施の形態によれば、軸４５の回転軸回
りに工具取付部材４８を配設し、軸４５を回転割り出し
するので、小さいスペースで多くの工具（刃物４９ａを
取り付けた工具ホルダ４９）を配置できるとともに、容
易に必要な工具を主軸４１に装着することができる。

【００４８】なお、上記した具体的実施の形態から次の
ような構成の技術的思想が導き出される。 （付記） （１）偏心加工と同軸加工が可能なスピンドルを有する
工作機械において、ワークを把持するエアチャックを取
り付けた移動部材と、前記移動部材を移動し前記ワーク
を主軸回転軸線に垂直な平面内で連続的に移動可能な数
値軸２軸と、前記エアチャックを前記主軸回転軸線回り
に回転するスピンドルと、前記移動部材と前記スピンド
ルを固定しかつ摺動可能にする固定手段とを備えたこと
を特徴とする工作機械。

【００４９】（２）前記固定手段は、前記移動部材を前
記平面内で移動可能に保持する保持部材と、前記移動部
材を前記保持部材を介してスピンドルに圧着する弾性部
材と、前記移動部材とスピンドルとの圧着を解除する圧
着解除手段とからなることを特徴とする前記（１）に記
載の工作機械。

【００５０】（３）前記保持部材は、クランプ継ぎ手か
らなることを特徴とする前記（２）に記載の工作機械。

【００５１】（４）前記数値軸は、前記移動部材を移動
する押し部材と、前記押し部材に螺合したネジ部材と、
前記ネジ部材を回動する駆動手段からなることを特徴と
する前記（１）に記載の工作機械。

【００５２】付記（１）から（４）によれば、自動での
偏心加工と自動での同軸加工を容易に行うことができ
る。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係るスピンドルによれば、ワークを保持するエアチャ
ックを主軸回転軸線に垂直な平面で移動させ、ワークの
偏心あるいは心出しを行い、自動での偏心加工と自動で
の同軸加工を行うことができる。

【００５４】本発明の請求項２に係るスピンドルによれ
ば、供給圧縮エアの圧力の変化によりワークの把持力を
容易に変えることができ、ワークを確実に速やかに主軸
に対して着脱を行うことができる。

【００５５】本発明の請求項３に係る工具マガジンによ
れば、マガジン内の工具取り付けを空間的に行うことに
より、比較的省スペースでかつ簡単な機構にて、工具取
付本数を倍増することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１を示す側面図である。

【図３】本発明の実施の形態２を示す全体正面図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態２を示す全体側面図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態２の工具ホルダ装着時の工
具取付部材を示す正面図である。

【図６】本発明の実施の形態２の工具ホルダ装着時の工
具取付部材を示す上面図である。

【図７】従来例を示すワークの詳細図である。

【図８】従来例を示す断面図である。

【図９】従来例を示す部分詳細断面図である。

【図１０】従来例を示す部分詳細断面図である。

【図１１】従来技術を示す正面図である。

【符号の説明】

１ ワーク ３ エアチャック ４ スライド ５ クランプ継ぎ手 ７ スピンドル ９ａ，９ｂ 取付金 １０ａ，１０ｂ 押し金 １１ａ，１１ｂ オネジ １３ａ，１３ｂ サーボモータ １６ モータ １７ 皿バネ １８ エンコーダ ２６ エアフィードチューブ ２３ ロータリー継ぎ手 ２４ エア入口Ａ ２５ エア入口Ｂ ３０ センサ ４０ 工具マガジン ４１ 主軸 ４５ 軸 ４６ 板 ４７ 回転割り出しユニット ４８ 工具取付部材 ４９ 工具ホルダ ５１ 弾性部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを把持するエアチャックを回転す
   る工作機械のスピンドルにおいて、主軸回転軸線に垂直
   な平面内で数値軸２軸によりエアチャックを移動させて
   偏心を連続的に得ることによりワークの偏心加工がで
   き、かつ自動でワークの心出しを行って同軸加工ができ
   ることを特徴とするスピンドル。
2. 【請求項２】 上記エアチャックは、ワークの把持力を
   供給圧縮エアの圧力を変えることにより可変できること
   を特徴とする請求項１記載のスピンドル。
3. 【請求項３】 工作機械の主軸に直角方向で９０度分割
   に割り出し可能なインデックス軸と、該インデックス軸
   に９０度分割で取り付けられている４枚の工具取付板
   と、各工具取付板に列設され主軸と平行に工具を保持す
   る複数の工具保持手段とから構成され、工作機械の機枠
   の側面に装着されていることを特徴とする工具マガジ
   ン。