JP2007160468A - 工具アンクランプ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動工具交換装置と精度高く連動し、しかも、油圧を使用せずに主軸ヘッドを軽量化することができる工具アンクランプ機構を提供する。
【解決手段】 自動工具交換装置のチャンジャアーム１７を作動させるカムシャフト１０に、チャンジャアーム１７の作動タイミングと同調したカム曲線を有するアンクランプカム２３を設け、チャンジャアーム１７側に、アンクランプカム２３と連動するロックシャフト３６とアンクランプシャフト３５、および、ロックシャフト３６と連動するサイドロック３７を設け、主軸ヘッド３側に、サイドロック３７が連結される連結ハウジング５２を設ける。そして、アンクランプカム２３の回転に連動してロックシャフト３６とアンクランプシャフト３５とが軸方向に移動し、ロックシャフト３６の移動に連動してサイドロック３７が連結ハウジング５２と連結し、その後、アンクランプシャフト３５が主軸５０のドローバーを押圧するように、ロックシャフト３６とアンクランプシャフト３５とサイドロック３７とを配設する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＡＴＣ（自動工具交換装置）を備えたマシニングセンタなどの工作機械の主軸に把持（クランプ）された工具を開放（アンクランプ）する工具アンクランプ機構に関する。

ＡＴＣを備えたマシニングセンタなどの工作機械では、工具ホルダ（工具）が次のようにして主軸に把持される。すなわち、主軸内の軸方向にドローバーが進退動可能に配設され、このドローバーを後方に引っ張る複数の皿ばねが配設されている。また、ドローバーの前端部にはコレットが配設され、このコレットが工具ホルダのプルスタッド（コブ）を把持した状態で、皿ばねの力によってドローバーが後方に引っ張られることで、工具ホルダが後方に引っ張られて主軸に把持されるものである。

一方、主軸から工具ホルダを開放するのに、油圧シリンダを用いたアンクランプ機構が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このアンクランプ機構は、ドローバーの後端部に油圧シリンダが配設され、この油圧シリンダのピストンを前進させることでドローバーを皿ばねの力に抗して前進させる。これにより、コレットが工具ホルダのプルスタッドを開放し、工具ホルダが主軸から開放されるものである。

また、主軸から工具ホルダを開放するのに、カムやリンクなどを用いたアンクランプ機構も知られている（例えば、特許文献２参照。）。このアンクランプ機構は、主軸を収容する主軸ヘッド内に、一端部がドローバー側に連結されたアンクランプレバーと、このアンクランプレバーの他端部を押圧する押圧部材とが配設されている。また、主軸ヘッド外のコラムに板カムが設けられ、主軸ヘッドが上下動すると、板カムによって押圧部材がスライドし、押圧部材がアンクランプレバーを押圧する。これにより、アンクランプレバーがドローバーを前進させ、コレットからプルスタッドが開放されて、工具ホルダが主軸から開放されるものである。
特開２００２−６６８１４号公報 特開平１１−４２５０５号公報

ところで、上記特許文献１に記載されているようなアンクランプ機構では、油圧シリンダとＡＴＣとが機構的に連動されていないため（駆動源が同一でないため）、油圧シリンダの動きをＡＴＣと同調させるように制御しなければならないが、油圧シリンダとＡＴＣとの作動タイミングがずれる場合がある。すなわち、油圧シリンダの上記ピストンの動きとＡＴＣのチャンジャアームの動き（回転・ストローク）とがずれてしまい、例えば、チャンジャアームが工具ホルダを保持する前にピストンが前進し、ドローバーを前進させてしまう場合があり得る。また、油圧シリンダのための配管や制御装置などを要するため、アンクランプ機構が複雑化し費用もかさむとともに、油漏れなどによって環境を汚染するおそれがある。

また、上記特許文献２に記載されているようなアンクランプ機構では、主軸ヘッド内にアンクランプレバーと押圧部材とが配設されているため、加工中などに主軸ヘッド（主軸）を上下動させる場合に、アンクランプレバーと押圧部材をも上下動させることになる。このため、主軸ヘッドの上下動に大きな駆動力を要するとともに、主軸ヘッドの位置精度や移動速度を低下させる要因となる。また、コラムに設けられた板カムによって押圧部材がスライドするため（押圧部材の駆動源がＡＴＣの駆動源と異なるため）、押圧部材のスライドがＡＴＣと良好に連動されずに、上記特許文献１と同様なタイミングのずれが生じる場合がある。

そこで本発明は、ＡＴＣと精度高く連動し、しかも、油圧を使用せずに主軸ヘッドを軽量化することができる工具アンクランプ機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、自動工具交換装置を備えた工作機械の主軸に把持された工具を開放する工具アンクランプ機構であって、自動工具交換装置のチャンジャアームを作動させるカムシャフトに、チャンジャアームの作動タイミングと同調したカム曲線を有するアンクランプカムを設け、チャンジャアーム側に、アンクランプカムと連動するロックシャフトとアンクランプシャフト、および、ロックシャフトと連動する連結部材を設け、主軸を収容する主軸ヘッド側に、連結部材が連結される被連結部材を設け、アンクランプカムの回転に連動してロックシャフトとアンクランプシャフトとが軸方向に移動し、ロックシャフトの移動に連動して連結部材が被連結部材と連結し、この連結の後にアンクランプシャフトの一端部が主軸のドローバーを押圧するように、ロックシャフトとアンクランプシャフトと連結部材とを配設したことを特徴としている。
（作用）
チャンジャアームの作動タイミングと同調したアンクランプカムの回転に連動して、連結部材が被連結部材と連結し、その後、アンクランプシャフトの一端部によってドローバーが押圧される。これにより、コレットが工具ホルダのプルスタッドを開放し、工具ホルダ（工具）が主軸から開放される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の工具アンクランプ機構において、主軸ヘッド側に、アンクランプレバーとこのアンクランプレバーを駆動する駆動手段とを設け、この駆動手段によってアンクランプレバーが駆動されてドローバーを押圧するようにアンクランプレバーを配設したことを特徴としている。
（作用）
駆動手段によってアンクランプレバーを駆動することで、アンクランプレバーがドローバーを押圧し、工具が主軸から開放される。

請求項１に記載の発明によれば、カムシャフトにアンクランプカムが設けられ、しかも、このアンクランプカムのカム曲線がチャンジャアームの作動タイミングと同調しているため、ＡＴＣのチャンジャアームと本工具アンクランプ機構とが精度高く連動する。すなわち、チャンジャアームとアンクランプカムとの駆動源（カムシャフト）が同一で、しかも同調しているため、チャンジャアームの回転・ストロークのタイミングと、本工具アンクランプ機構によるアンクランプのタイミングとを完全に一致（連動）させることが可能となる。また、連結部材が被連結部材と連結した後に、すなわち、チャンジャアーム側と主軸ヘッド側とが連結された後に、アンクランプシャフトによってドローバーが押圧されるため、その押圧力が主軸（主軸ヘッド）のみに伝わり、主軸ヘッドを介して主軸ボールネジなどに負荷がかかることがない。さらに、主軸ヘッド側には被連結部材のみを設けるため、主軸ヘッドを軽量化することができ、しかも、油圧を使用しないため、油漏れなどによって環境を汚染するおそれがない。

請求項２に記載の発明によれば、駆動手段によってアンクランプレバーを駆動することで、主軸（主軸ヘッド）がどの位置にあっても主軸から工具を開放させることができる。しかも、アンクランプレバーとエアシリンダなどの駆動手段のみを主軸ヘッド側に設けるため、主軸ヘッドを軽量化することができる。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係わる工具アンクランプ機構の周辺を示す外観斜視図であり、チャンジャアーム装置１と、本工具アンクランプ機構の機構部本体２と、主軸ヘッド３などを示している。なお、本実施形態では、ＡＴＣ（自動工具交換装置）を備えたマシニングセンタ（工作機械）に本工具アンクランプ機構が備わっているものとする。

チャンジャアーム装置１はＡＴＣの一部であり、広く一般に使用されているチャンジャアーム装置と同様の構成のため、ここでは詳細な説明を省略するが、概略次のような構成となっている。すなわち、図２に示すように、カムシャフト１０に、旋回カム１１、シフトカム１２、ウォームホイール１３が配設され、さらにウォームホイール１３と噛み合うウォームシャフト１４が配設されている。そして、モータ１５によってウォームシャフト１４が駆動されると、その駆動力がウォームホイール１３に伝達され、カムシャフト１０が回転するようになっている。また、アウトプットシャフト１６の下端部側には、工具（図示せず）を保持する工具ホルダ２２を保持するチャンジャアーム１７が取り付けられ、上端部には、スプライン１６ａを介してタレット１８が取り付けられている。このタレット１８の外周面には、外周に沿って複数のスチールボール１９が配設され、このスチールボール１９が旋回カム１１と噛み合うようになっている。そして、旋回カム１１が回転すると、スチールボール１９を介してタレット１８およびアウトプットシャフト１６が回転し、チャンジャアーム１７が回転するようになっている。また、レバー２０の一端部がシフトカム１２と噛み合い、他端部に取り付けられたカムフォロア２１がアウトプットシャフト１６の溝１６ｂに装着された状態で、レバー２０が配設されている。そして、シフトカム１２が回転すると、レバー２０およびカムフォロア２１を介してアウトプットシャフト１６に軸方向の動力が伝わり、アウトプットシャフト１６およびチャンジャアーム１７が図中上下方向に移動（ストローク）するようになっている。なお、スチールボール１９がカムフォロアのタレット１８であってもよい。

上記のようなカムシャフト１０に、アンクランプカム２３が配設されている。このアンクランプカム２３は、上記のチャンジャアーム１７の回転・ストローク（作動）タイミングと同調・同期したカム曲線を有し、詳細については後述する。

機構部本体２は、ケーシング３１内に主として、動力伝達シャフト３２、第１レバー３３、第２レバー３４、アンクランプシャフト３５、ロックシャフト３６および２つのサイドロック３７（連結部材）が、次のように配設されている。すなわち、動力伝達シャフト３２の一端部に第１ローラフォロア３８が取り付けられ、この第１ローラフォロア３８がアンクランプカム２３のカム面に接触した状態で、動力伝達シャフト３２が図中上下方向にスライド（移動）可能に配設されている。

第１レバー３３の両端部には、第１カムフォロア３９と第２カムフォロア４０とが取り付けられ、第１カムフォロア３９は動力伝達シャフト３２の上端面３２ａに位置し、第２カムフォロア４０はアンクランプシャフト３５の上端面３５ａに位置されている。第１レバー３３の中央部には第１レバーシャフト４１が配設され、この第１レバーシャフト４１を中心にして第１レバー３３が揺動できるようになっている。また、第１レバーシャフト４１と第１カムフォロア３９との直線距離と、第１レバーシャフト４１と第２カムフォロア４０との直線距離との比（レバー比）は、１：１となっている。

第２レバー３４の両端部には、第３カムフォロア４２と第４カムフォロア４３とが取り付けられ、第３カムフォロア４２は第１カムフォロア３９の上面に位置し、第４カムフォロア４３はロックシャフト３６の上端面３６ａに位置されている。第２レバー３４には第２レバーシャフト４４が配設され、この第２レバーシャフト４４を中心にして第２レバー３４が揺動できるようになっている。また、第２レバーシャフト４４と第３カムフォロア４２との直線距離と、第２レバーシャフト４４と第４カムフォロア４３との直線距離との比（レバー比）は、約１：４．７となっている。

アンクランプシャフト３５は図中上下方向にスライド（移動）可能に配設され、下端部が後述するプッシュデスク４５の上側に位置されている。ロックシャフト３６は図中上下方向にスライド（移動）可能に配設され、周側には互いに対向する一対の軸方向に沿った平面部３６ｂが形成され、下端部側には互いに対向する一対の凹部３６ｃが形成されている。また、アンクランプシャフト３５とロックシャフト３６とには、後述する図４に示すように、それぞれを上方に押し上げる第１スプリング４７、第２スプリング４８が装着されている。

サイドロック３７はシャフト（円柱）状で、ロックシャフト３６に対して垂直に配設され、図中水平方向にスライド（移動）可能に配設されている。また、先端部には第２ローラフォロア４６が取り付けられ、ロックシャフト３６が上死点（最上位）に位置した状態で、ロックシャフト３６の凹部３６ｃに第２ローラフォロア４６が位置するようにサイドロック３７が配設されている。そして、ロックシャフト３６が上死点から下方にスライドし、第２ローラフォロア４６が平面部３６ｂに乗り上げることで、サイドロック３７が外側（ロックシャフト３６の反対側）にスライドするようになっている。また、サイドロック３７には、後述する図４に示すように、サイドロック３７を内側（ロックシャフト３６側）に押す第３スプリング４９が装着されている。

以上のような構成により、アンクランプカム２３が回転すると動力伝達シャフト３２が上下動し、この上下動に伴って第１レバー３３および第２レバー３４が揺動する。そして、この揺動によってアンクランプシャフト３５およびロックシャフト３６が上下動することで、アンクランプシャフト３５およびロックシャフト３６がアンクランプカム２３と連動するようになっている。さらに、ロックシャフト３６が上下動することで、サイドロック３７が水平方向にスライド（連動）するようになっている。また、機構部本体２のケーシング３１は、チャンジャアーム装置１のケーシング２４に取り付けられ、これにより、チャンジャアーム１７側に、アンクランプシャフト３５とロックシャフト３６とサイドロック３７とが配設されるようになっている。

主軸ヘッド３は、マシニングセンタのコラム（図示せず）に主軸ボールネジ（図示せず）を介して図中上下動可能に配設され、主軸ヘッド３内には、図３に示すように主軸５０が収容されている。主軸５０は、広く一般に使用されている主軸と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明を省略するが、概略次のような構成となっている。すなわち、主軸５０内の軸方向にドローバーが進退動可能に配設され、このドローバーを後方（図中上方）に引っ張る複数の皿ばねが配設されている。また、ドローバーの前端部にはコレットが配設され、このコレットが工具ホルダ２２のプルスタッドを把持した状態で、皿ばねの力によってドローバーが後方に引っ張られることで、工具ホルダ２２が後方に引っ張られて主軸５０に把持（クランプ）される。一方、ドローバーを皿ばねの力に抗して前進させる（図中下方に押圧する）ことで、コレットが工具ホルダ２２のプルスタッドを開放し、工具ホルダ２２が主軸５０から開放（アンクランプ）されるものである。そして、本実施形態では、ドローバーの後端部５０ａに対向してプッシュシャフト５１が上下動可能に配設され、このプッシュシャフト５１がドローバーの後端部５０ａを押圧してドローバーを前進させることで、工具ホルダ２２が主軸５０から開放される。また、プッシュシャフト５１の上面にはプッシュデスク４５が取り付けられ、プッシュデスク４５の座面（上面）はプッシュシャフト５１の座面よりも大きく設定されている。これにより、プッシュデスク４５の座面に、アンクランプシャフト３５の下端部および、後述するアンクランプレバー５３の第５カムフォロア５５が位置（接触）できるようになっている。

また、主軸ヘッド３の上部には、筒状の連結ハウジング５２（被連結部材）が取り付けられ、この連結ハウジング５２の互いに対向する側壁には、一対の凹状の被連結カップ５２ａが形成されている。この被連結カップ５２ａは、後述するようにサイドロック３７が連結ハウジング５２内に位置され、サイドロック３７が外側にスライドした際に、サイドロック３７の後端部３７ａが被連結カップ５２ａに挿入されるように、形成、配置されている。

さらに、主軸ヘッド３の上部には、アンクランプレバー５３とこのアンクランプレバー５３を駆動するエアシリンダ５４（駆動手段）とが配設されている。アンクランプレバー５３の先端部には、一対の第５カムフォロア５５が取り付けられ、この第５カムフォロア５５はアンクランプシャフト３５を挟むようにしてプッシュデスク４５の座面に位置されている。また、アンクランプレバー５３には第３レバーシャフト５６が配設され、この第３レバーシャフト５６が連結ハウジング５２に回転可能に軸支され、第３レバーシャフト５６を中心にしてアンクランプレバー５３が揺動できるようになっている。このアンクランプレバー５３の後端部には、エアシリンダ５４のロッド先端部が接続され、このエアシリンダ５４のロッドが前進すると、アンクランプレバー５３の先端部が下方に移動し、第５カムフォロア５５がプッシュデスク４５、すなわちドローバーの後端部５０ａを押圧するようにアンクランプレバー５３が配設されている。なお、エアシリンダ５４はシリンダボックス５７内に収納され、このシリンダボックス５７は、架台５８を介して主軸ヘッド３に取り付けられている。

次に、このような構成の工具アンクランプ機構の動作について、アンクランプカム２３のカム曲線とともに説明する。図４から図８は工具アンクランプ機構の動きを示し、図９は、チャンジャアーム１７の回転角と、チャンジャアーム１７のストローク位置（上下動位置）と、アンクランプシャフト３５の上下動位置のタイミングチャートを示す。また、説明のために、一部の寸法、数値を例として挙げて説明する。

まず、主軸ヘッド３が工具交換位置まで移動され、アンクランプシャフト３５とロックシャフト３６とサイドロック３７とが、連結ハウジング５２内に位置した状態をアンクランプカム２３の原点位置とする。この原点位置（０°）から角度３°までは、第１レバー３３と第２レバー３４とは動作（揺動）せず、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、アンクランプシャフト３５とロックシャフト３６とが上死点に位置し、ロックシャフト３６の凹部３６ｃに第２ローラフォロア４６が位置する。また、サイドロック３７の後端部３７ａが被連結カップ５２ａに挿入されておらず、アンクランプシャフト３５の下端部とプッシュデスク４５との隙間が５ｍｍで、主軸ヘッド３の上面からプッシュデスク４５の座面までの距離が２４．５ｍｍとする。

アンクランプカム２３が角度２１°まで回転すると、動力伝達シャフト３２が５ｍｍ上方にスライド（上昇）し、この上昇に連動して第１レバー３３が揺動し、第１カムフォロア３９が５ｍｍ上昇し、第２カムフォロア４０が５ｍｍ下がる。そして、この第２カムフォロア４０に押圧されて、アンクランプシャフト３５が５ｍｍ下方にスライド（降下）する。これにより、図５（ｂ）に示すように、アンクランプシャフト３５の下端部がプッシュデスク４５の座面に接触した状態となる。一方、動力伝達シャフト３２に連動して第２レバー３４が揺動し、第３カムフォロア４２が５ｍｍ上昇し、第４カムフォロア４３が２３．７ｍｍ下がる。この第４カムフォロア４３に押圧されて、ロックシャフト３６が２３．７ｍｍ降下する。そして、図５（ａ）に示すように、第２ローラフォロア４６が平面部３６ｂに乗り上げ、サイドロック３７が外側に１０ｍｍスライドし、後端部３７ａが被連結カップ５２ａに挿入される。これにより、チャンジャアーム装置１（機構部本体２）と主軸ヘッド３とが連結された状態となる。

アンクランプカム２３が角度９８°まで回転すると、動力伝達シャフト３２が１７ｍｍ上昇し、この上昇に連動して第１レバー３３が揺動し、第１カムフォロア３９が１７ｍｍ上昇し、第２カムフォロア４０が１７ｍｍ下がる。そして、この第２カムフォロア４０に押圧されて、アンクランプシャフト３５が１７ｍｍ降下する。この降下に伴って、図６（ｂ）に示すように、プッシュデスク４５およびプッシュシャフト５１が１７ｍｍ降下し、プッシュシャフト５１によってドローバーの後端部５０ａが押圧されて、工具ホルダ２２が主軸５０から開放（アンクランプ）される。一方、動力伝達シャフト３２に連動して第２レバー３４が揺動し、第３カムフォロア４２が１７ｍｍ上昇し、第４カムフォロア４３が７８．１９ｍｍ下がる。そして、この第４カムフォロア４３に押圧されて、ロックシャフト３６が７８．１９ｍｍ降下する。このとき、図６（ａ）に示すように、第２ローラフォロア４６は平面部３６ｂ上に位置し、サイドロック３７の後端部３７ａが被連結カップ５２ａに挿入されたままの状態となっている。そして、アンクランプカム２３の角度が２７２°まではこの状態が維持され、この間に、チャンジャアーム１７の回転、ストローク（上下方向の移動）など、通常のＡＴＣ動作（工具交換動作）が行われる。

続いて、アンクランプカム２３が角度３３０°まで回転すると、動力伝達シャフト３２が１７ｍｍ降下し、この降下に連動して第１レバー３３が揺動し、第１カムフォロア３９が１７ｍｍ降下し、第２カムフォロア４０が１７ｍｍ上がる。一方、主軸５０の皿ばねの力によってドローバーが後方に引っ張られ、図７（ｂ）に示すように、ドローバーの後端部５０ａによってプッシュシャフト５１およびアンクランプシャフト３５が１７ｍｍ押し上げられる。と同時に、主軸５０のコレットが工具ホルダ２２のプルスタッドを把持した状態で、工具ホルダ２２が後方に引っ張られて主軸５０に把持（クランプ）される。また、動力伝達シャフト３２に連動して第２レバー３４が揺動し、第３カムフォロア４２が１７ｍｍ降下し、第４カムフォロア４３が７８．１９ｍｍ上がる。そして、第２スプリング４８によってロックシャフト３６が７８．１９ｍｍ押し上げられる。このとき、図７（ａ）に示すように、第２ローラフォロア４６は平面部３６ｂ上に位置し、サイドロック３７の後端部３７ａが被連結カップ５２ａに挿入されたままの状態となっている。

最後に、アンクランプカム２３が角度３５７°まで回転すると、動力伝達シャフト３２が５ｍｍ降下し、この降下に連動して第１レバー３３が揺動し、第１カムフォロア３９が５ｍｍ降下し、第２カムフォロア４０が５ｍｍ上がる。そして、第１スプリング４７によってアンクランプシャフト３５が５ｍｍ押し上げられ、図８（ｂ）に示すように、アンクランプシャフト３５の下端部とプッシュデスク４５との隙間が５ｍｍとなる。一方、動力伝達シャフト３２に連動して第２レバー３４が揺動し、第３カムフォロア４２が５ｍｍ降下し、第４カムフォロア４３が２３．７ｍｍ上がる。そして、第２スプリング４８によってロックシャフト３６が２３．７ｍｍ押し上げられる。これにより、ロックシャフト３６の凹部３６ｃに第２ローラフォロア４６が位置し、図８（ａ）に示すように、第３スプリング４９によってサイドロック３７が内側に１０ｍｍスライドし、後端部３７ａが被連結カップ５２ａから外れる。これにより、チャンジャアーム装置１（機構部本体２）と主軸ヘッド３とが分離された状態となる。以上により、工具アンクランプ機構の１サイクル動作が終了する。

一方、主軸ヘッド３がチャンジャアーム装置１（機構部本体２）と離れた任意の位置にある状態で、工具ホルダ２２を主軸５０から開放したい場合には、エアシリンダ５４を駆動すればよい。これにより、エアシリンダ５４のロッドが前進し、上記のように、アンクランプレバー５３の先端部（第５カムフォロア５５）が、プッシュデスク４５およびプッシュシャフト５１を介してドローバーの後端部５０ａを押圧して（図１０参照）、工具ホルダ２２が主軸５０から開放される。

以上のように本工具アンクランプ機構によれば、チャンジャアーム１７とアンクランプカム２３とが同じ駆動源であるカムシャフト１０によって駆動（作動）され、しかも、アンクランプカム２３のカム曲線がチャンジャアーム１７の作動タイミングと同調しているため、ＡＴＣのチャンジャアーム１７と本工具アンクランプ機構とが精度高く連動する。すなわち、上記のように、チャンジャアーム１７の回転・ストロークのタイミングと、本工具アンクランプ機構によるアンクランプおよび皿ばねなどによるクランプのタイミングとを完全に一致（連動）させることが可能となる。これにより、ＡＴＣの制御に従った工具開放、工具把持が実行され、自動工具交換が良好に行われる。

また、サイドロック３７の後端部３７ａが連結ハウジング５２の被連結カップ５２ａに挿入された後に、すなわち、チャンジャアーム装置１（機構部本体２）と主軸ヘッド３とが連結された後に、アンクランプシャフト３５によってドローバーの後端部５０ａが押圧される。このため、その押圧力が主軸５０（主軸ヘッド３）のみに伝わり、主軸ヘッド５０を介して主軸ボールネジなどに負荷がかかることがない。

さらに、主軸ヘッド３には、連結ハウジング５２とアンクランプレバー５３とエアシリンダ５４のみを設けているため、主軸ヘッド３を軽量化することができ、主軸ヘッド３の上下動時（加工時）における駆動力の低減や、主軸ヘッド３の位置精度や移動速度を向上させることができる。しかも、油圧を使用しないため、油漏れなどによって環境を汚染するおそれがなく、油圧シリンダのための配管や制御装置なども不要となる。

また、エアシリンダ５４によってアンクランプレバー５３を駆動することで、主軸５０（主軸ヘッド３）がどの位置にあっても主軸５０から工具ホルダ２２を開放させることができる。例えば、マシニングセンタの作動不良が生じた場合に、ＡＴＣ（機構部本体２）の作動によらなくても、任意の位置にて主軸５０から工具ホルダ２２を開放させることができる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、本実施形態では、シャフト状のサイドロック３７を凹状の被連結カップ５２ａに挿入することで、チャンジャアーム装置１と主軸ヘッド３とを連結しているが、その他の形状や連結方法であってもよい。また、本実施形態では、第１レバー３３と第２レバー３４との２つのレバーを備えているが、１つのレバーによってアンクランプシャフト３５とロックシャフト３６とに動力を伝え、サイドロック３７の連結（挿入）タイミングやプッシュデスク４５の押圧タイミングが上記のようになるように、アンクランプシャフト３５とロックシャフト３６とを配置（配設）するようにしてもよい。

本発明の実施形態に係わる工具アンクランプ機構の周辺を示す外観斜視図。 本発明の実施形態に係わる工具アンクランプ機構の構成斜視図。 本発明の実施形態における主軸ヘッドの上部と連結ハウジングを示す断面図。 本発明の実施形態に係わる工具アンクランプ機構の動きを示し、アンクランプカムの角度が０°〜３°の状態におけるロックシャフト側を示す図（ａ）と、アンクランプシャフト側を示す図（ｂ）。 本発明の実施形態に係わる工具アンクランプ機構の動きを示し、アンクランプカムの角度が２１°の状態におけるロックシャフト側を示す図（ａ）と、アンクランプシャフト側を示す図（ｂ）。 本発明の実施形態に係わる工具アンクランプ機構の動きを示し、アンクランプカムの角度が９８°の状態におけるロックシャフト側を示す図（ａ）と、アンクランプシャフト側を示す図（ｂ）。 本発明の実施形態に係わる工具アンクランプ機構の動きを示し、アンクランプカムの角度が３３０°の状態におけるロックシャフト側を示す図（ａ）と、アンクランプシャフト側を示す図（ｂ）。 本発明の実施形態に係わる工具アンクランプ機構の動きを示し、アンクランプカムの角度が３５７°の状態におけるロックシャフト側を示す図（ａ）と、アンクランプシャフト側を示す図（ｂ）。 本発明の実施形態に係わる工具アンクランプ機構におけるチャンジャアームの回転角と、チャンジャアームのストローク位置と、アンクランプシャフトの上下動位置との関係を示すタイミングチャート。 本発明の実施形態に係わる工具アンクランプ機構のアンクランプレバーの動きを示す図。

符号の説明

１ チャンジャアーム装置
２ 機構部本体
３ 主軸ヘッド
１０ カムシャフト
１６ アウトプットシャフト
１７ チャンジャアーム
２２ 工具ホルダ
２３ アンクランプカム
３２ 動力伝達シャフト
３３ 第１レバー
３４ 第２レバー
３５ アンクランプシャフト
３６ ロックシャフト
３７ サイドロック（連結部材）
４５ プッシュデスク
５０ 主軸
５０ａ ドローバーの後端部
５１ プッシュシャフト
５２ 連結ハウジング（被連結部材）
５２ａ 被連結カップ
５３ アンクランプレバー
５４ エアシリンダ（駆動手段）

Claims (2)

1. 自動工具交換装置を備えた工作機械の主軸に把持された工具を開放する工具アンクランプ機構であって、
   前記自動工具交換装置のチャンジャアームを作動させるカムシャフトに、前記チャンジャアームの作動タイミングと同調したカム曲線を有するアンクランプカムを設け、
   前記チャンジャアーム側に、前記アンクランプカムと連動するロックシャフトとアンクランプシャフト、および、前記ロックシャフトと連動する連結部材を設け、
   前記主軸を収容する主軸ヘッド側に、前記連結部材が連結される被連結部材を設け、
   前記アンクランプカムの回転に連動して前記ロックシャフトと前記アンクランプシャフトとが軸方向に移動し、前記ロックシャフトの移動に連動して前記連結部材が前記被連結部材と連結し、この連結の後に前記アンクランプシャフトの一端部が前記主軸のドローバーを押圧するように、前記ロックシャフトと前記アンクランプシャフトと前記連結部材とを配設した、
   ことを特徴とする工具アンクランプ機構。
2. 前記主軸ヘッド側に、アンクランプレバーとこのアンクランプレバーを駆動する駆動手段とを設け、この駆動手段によって前記アンクランプレバーが駆動されて前記ドローバーを押圧するように前記アンクランプレバーを配設した、
   ことを特徴とする請求項１に記載の工具アンクランプ機構。
   

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