JP2599017Y2 - 工作機械における工具アタッチメントのクランプ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、例えば五面加工機の主
軸ラムに工具アタッチメントを旋回割り出し可能かつ着
脱可能に装着する場合のクランプ装置に関し、詳細には
割り出し可能角度においてクランプ構造に起因する制約
が生じたり、工具アタッチメントの内部構造が複雑にな
ったりすることがないようにしたしたクランプ装置の改
善に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば五面加工機では、主軸ラムに工具
アタッチメントを旋回割り出し可能かつ着脱可能に装着
している。そしてこのような工具アタッチメントを備え
た場合、該工具アタッチメントを旋回割り出しに支障を
きたすことなく主軸ラム側にクランプするクランプ構造
が必要となる。

【０００３】この種の工具アタッチメントのクランプ構
造の第１従来例として、例えば実開平１−１２１６２４
号公報に記載されているものがある。これは主軸ラムの
４隅にクランプ用シリンダを形成し、該シリンダのピス
トンロッドをクランプ軸とし、該クランプ軸のクランプ
爪によって工具アタッチメントに形成された係合面を引
き寄せるように構成されている。

【０００４】また第２従来例として、例えば特開昭６０
−３４２５１号公報に記載されているものがある。これ
は主軸ラムに、環状のプレートの内周に凹部を形成した
主軸側円盤をシリンダ等で引き寄せ可能に配設し、アタ
ッチメント側に、環状のプレートの外周に上記凹部に対
応する凸部を有するアタッチメント側円盤を設け、上記
凸部が凹部内を通ることにより両者を着脱可能とし、残
りの部分同士が係合することにより割り出し後のクラン
プを可能としたものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】上記第１従来例の場
合、４隅にクランプ機構を設けているので、９０°ごと
の割り出ししかできない。なお、上記クランク機構を同
心円上に多数配置すれば割り出し角度を小さくできる
が、このようにした場合は構造が極めて複雑となる。

【０００６】また上記第２従来例は、より小さい角度で
割り出し可能であるが、凹部と凸部が必須であり、該部
分でのクランプは不可能であるから、割り出し可能角度
をより細かくするには限界がある。

【０００７】また上記従来装置の場合、主軸と工具アタ
ッチメントとを回転力伝達可能かつ軸方向移動可能に構
成する必要があり、工具アタッチメントの内部構造が複
雑になる。本考案は、上記従来の問題に鑑みてなされた
もので、割り出し可能角度を極限まで微小化でき、また
工具アタッチメントの内部構造が複雑になることもない
工作機械における工具アタッチメントのクランプ装置を
提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案は、主軸の端部に
装着された工具アタッチメントを主軸の回転により旋回
割り出し可能とした工作機械において、上記工具アタッ
チメントを主軸頭に対してクランプ又はアンクランプす
るクランプ装置であって、上記主軸を主軸頭内にクラン
プ位置とアンクランプ位置との間で軸方向に移動可能に
配設し、上記工具アタッチメントを主軸とともにクラン
プ位置又はアンクランプ位置に移動させる進退機構を設
け、上記工具アタッチメントに旋回軸を中心とする円形
の係止段部を形成し、複数のコレットを上記係止段部を
囲むように配置してなるコレットチャックを設け、該コ
レットチャックを上記係止段部に係脱させる駆動機構を
設けたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】本考案に係るクランプ装置によって工具アタッ
チメントを旋回割り出しする場合は、まずコレットチャ
ックを駆動機構によって工具アタッチメント側に移動さ
せ、コレットチャックの係止段部との係止を解除する。
続いて進退機構により工具アタッチメントを主軸ごとア
ンクランプ位置に移動させ、工具アタッチメントを主軸
頭からアンクランプする。この状態で主軸の回転を利用
して工具アタッチメントを旋回させて割出しを行う。

【００１０】そして、進退機構により工具アタッチメン
トを主軸ごとクランプ位置に移動させ、続いてコレット
チャックを駆動機構によって主軸側に移動させる。する
とコレットチャックの各コレットが工具アタッチメント
側の係止段部に係止し、工具アタッチメントを主軸側に
引き寄せ、これにより、工具アタッチメントは主軸頭に
クランプされる。この場合、工具アタッチメントを主軸
ごと移動させるので、工具アタッチメントと主軸とを軸
方向に相対移動可能に構成する必要はなく、工具アタッ
チメント内部の構造が簡単である。また、上記係止段部
が旋回軸と同心の円形をなしているので、割り出し角度
に制約は生じない。従って本考案の割り出し角度は、ク
ランプ構造以外の、例えばカップリングの噛合歯のピッ
チ等、他の要因で決定され、例えば１°程度となり、極
限まで微小化される。

【００１１】

【実施例】以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１ないし図４は本考案の一実施例による工
作機械における工具アタッチメントのクランプ構造を説
明するための図であり、図１は断面正面図、図２はコレ
ットチャックと係止段部との係止状態の一部断面側面
図、図３は図２のIII-III 線断面図、図４は本実施例構
造を備えた主軸ラムの正面図である。

【００１２】図１において、１は工具アタッチメント１
１が旋回軸ａ回りに旋回可能に、かつ着脱可能に装着さ
れた主軸ラムである。この主軸ラム１は筒型のラム本体
２内にモータケース３を軸方向に進退可能に挿入配設す
るとともに、該ラム本体２の上端に上記モータケース３
を軸方向に移動させる軸送り用モータ４を装着し、この
軸送り用モータ４の出力軸４ａに接続されたボールねじ
５を上記モータケース３の上端に螺挿した構造となって
いる。

【００１３】上記モータケース３内にはモータ軸６が挿
入され、該モータケース３により軸受３ａ，３ｂを介し
て回転自在に軸支されており、このモータ軸６と上記ラ
ム本体２との間に該モータ軸６を回転駆動するモータ７
が介設されている。またこのモータ軸６の下端には工具
保持用テーパ穴６ａが形成されており、さらに該モータ
軸６の軸芯にはドローバー８が図示しない皿ばねで上方
に付勢されて挿入配設されている。またこのドローバー
８の下端にはロック機構２２が形成され、上端にはアン
ロック時に該ドローバー８を下方に押し込むための押圧
シリンダ９の出力軸９ａが当接している。ここで、上記
モータ軸６，ラム本体２はそれぞれ本考案の主軸，主軸
頭に相当し、該モータ軸（主軸）６はラム本体（主軸
頭）２内をクランプ位置とアンクランプ位置との間で軸
方向移動可能となっており、上記軸送り用モータ４，ボ
ールねじ５，モータケース３等で構成される進退機構に
より、上記モータ軸（主軸）６をクランプ位置をアンク
ランプ位置との間で移動させるようになっている。

【００１４】上記ラム本体２の下端部にはクランプ機構
１０が配設されており、該クランプ機構１０によって本
実施例の工具アタッチメント１１が該ラム本体２の下端
部に旋回割り出し可能にかつ着脱可能に装着されてい
る。

【００１５】図１に示すように、上記クランプ機構１０
は、工具アタッチメント１１の後述する係止段部１６ｄ
を囲むように配置されたコレットチャック１４と、該コ
レットチャック１４を上記係止段部１６ｄに係脱させ、
かつクランプ方向，アンクランプ方向に移動させる駆動
機構１２とで構成されている。

【００１６】上記駆動機構１２は、上記ラム本体２内に
配置固定されたシリンダ１２ａ内に円筒状のピストン１
２ｂを軸方向に摺動可能に挿入配置するとともに、該シ
リンダ１２ａの上端にリング状の端面プレート１２ｃを
固着した構造のものである。なお、１２ｄ，１２ｅは上
記シリンダ１２ａ，ピストン１２ｂ，及び端面プレート
１２ｃで形成された油圧室に油圧を供給排出する油圧通
路である。また、１５は端面プレート１２ｃを介して上
記ラム本体２に固定された円筒状のドッグである。

【００１７】上記コレットチャック１４は、多数のコレ
ット１４ａを上記ピストン１２ｂのロッド部１２ｆの周
囲、つまり上記旋回軸ａを中心とする円周上に配設して
なるものである（図３参照）。上記各コレット１４ａの
上端部は上記ロッド部１２ｆの環状溝に係止し、また下
端部は上記シリンダ１２ａのカム面１２ｇに摺接してお
り、これにより上記各コレット１４ａの下端部は上端部
を中心に上記旋回軸ａと直角方向に揺動可能となってい
る。

【００１８】上記工具アタッチメント１１は、アタッチ
メントケース１６と、該アタッチメントケース１６内に
垂直方向に配置された垂直主軸１７と、水平方向に配置
され、伝達歯車２６，２７で上記垂直主軸１７に連結さ
れた水平主軸１８とで構成されている。

【００１９】上記アタッチメントケース１６は、上向開
口と横向開口とを有する箱状のケース本体１６ａと、上
記上向開口に挿入固着された垂直筒部１６ｂと、上記横
向開口に挿入固着された水平筒部１６ｃとで構成された
大略Ｌ状のものである。上記垂直主軸１７は上記垂直筒
部１６ｂにより軸受１９ａを介して回転自在に軸支され
ており、また上記水平主軸１８は上記水平筒部１６ｃに
より軸受１９ｂを介して回転自在に軸支されている。

【００２０】また上記アタッチメントケース１６の垂直
筒部１６ｂの中央上端には、旋回軸ａを中心とする円形
環状の係止段部１６ｄが形成されている。この係止段部
１６ｄの下面に上記コレットチャック１４の各コレット
１４ａが係脱する。

【００２１】また上記係止段部１６ｄと上記垂直主軸１
７と間には円筒状の連結リング２０が配設されている。
この連結リング２０は、上下移動可能にかつばね２１に
よって上方に付勢して配設されており、かつ上記ドッグ
１５によって上昇端位置が規制されている。また上記連
結リング２０の外面は上記係止段部１６ｄの内面に上下
移動可能に噛合しており、モータ軸６の回転をアタッチ
メントケース１６に伝達できるようになっている。

【００２２】さらにまた上記アタッチメントケース１６
と上記シリンダ１２ａとの対向面にはカップリング２８
が配設されている。このカップリング２８は、所定の割
り出しピッチ（例えば１°）の噛合歯を有する上側，下
側噛合リング２８ａ，２８ｂで構成されており、これら
はそれぞれシリンダ１２ａ，アタッチメントケース１６
にボルト締め固定されている。

【００２３】上記垂直主軸１７の上端部には、連結筒部
１７ｃが形成されており、該連結筒部１７ｃの内周面に
は伝達歯１７ｂが形成されている。この伝達歯１７ｂは
上記モータ軸６の外周面に形成された伝達歯６ｂに軸方
向移動可能に噛合している。またこの連結筒部１７ｃの
外周面下部には上記連結リング２０の上端のスリット溝
に係脱可能の係止凸部１７ｄが形成されている。また上
記垂直主軸１７の上端軸芯部には、上記モータ軸６のテ
ーパ穴６ａに嵌合するテーパ部１７ａが上方に付勢して
配設されている。

【００２４】上記水平主軸１８の右端部にはホルダ２３
に刃具２４を固着してなる工具Ｔが、上記水平主軸１８
の右端部の雄ねじ１８ａにナット部材２５を螺装するこ
とにより着脱可能に取り付けられている。

【００２５】次に本実施例の作用効果を説明する。まず
本実施例の工具アタッチメント１１を主軸ラム１に着脱
する場合を説明する。図１に実線で示す状態において
は、油圧通路１２ｅからの油圧によりピストン１２ｂは
下方端に下降しており、各コレット１４ａは開放されて
いる。従ってロック機構２２によって垂直主軸１７とモ
ータ軸６との嵌合を解除すれば、これにより該工具アタ
ッチメント１１は主軸ラム１から下方に取り外される。

【００２６】そして別の工具アタッチメント１１を装着
するには、該工具アタッチメント１１の伝達歯１７ｂを
モータ軸６の伝達歯６ｂに噛合させながら、該工具アタ
ッチメント１１の垂直主軸１７のテーパ部１７ａをモー
タ軸６のテーパ穴６ａに嵌合挿入し、続いてロック機構
２２によってロックする。そしてクランプ機構１０の油
圧通路１２ｄから油圧を供給してピストン１２ｂを上昇
させる。すると、コレット１４ａの下端部がカム面１２
ｇで内方に押し出され、アタッチメントケース１６の係
止段部１６ｄをクランプする（図１の二点鎖線参照）。
これにより別の工具アタッチメント１１が主軸ラム１に
装着されたこととなる。

【００２７】このとき連結リング２０はドッグ１５によ
って上昇が阻止されているので、該連結リング２０と垂
直軸１７の係止凸部１７ｄとは係止していない。この状
態で上記モータ７を起動すると、モータ軸６の回転が伝
達歯６ｂ，１７ｂを介して垂直主軸１７に伝達され、さ
らに該垂直主軸１７の回転が伝達歯車２７，２６を介し
て水平主軸１８に伝達され、これにより工具Ｔが回転す
る。

【００２８】次に工具Ｔの加工方向を変える旋回割り出
しを行う場合は、クランプ機構１０のピストン１２ｂを
下降させてコレット１４ａを開放し、図１実線の状態に
する。そして送りモータ４によってモータケース３全体
を下降させる。するとモータ軸６とともに工具アタッチ
メント１１も下降する。一方、連結リング２０はドッグ
１５に当接した位置に付勢ばね２１によって保持されて
いるので、該連結リング２０のスリットが係止凸部１７
ｄに係止する。

【００２９】この状態でモータ軸６を所定角度だけ回転
させると、該モータ軸６の回転が係止凸部１７ｄ，連結
リング２０を介してアタッチメントケース１６に伝達さ
れ、これにより工具アタッチメント１１全体が所定角度
だけ旋回軸ａ回りに旋回する。そして上記送りモータ４
によってモータ軸６と共に工具アタッチメント１１を元
の高さ方向位置に戻し、カップリング２８を結合させる
とともにクランプ機構１０によってアタッチメントケー
ス１６をクランプする。

【００３０】このように本実施例では、工具アタッチメ
ント１１の垂直筒部１６ｂの上端部に旋回軸ａを中心と
する円形の係止段部１６ｄを形成し、この係止段部１６
ｄの周囲に多数のコレット１４ａを配置してなるコレッ
トチャック１４を配設したので、旋回割り出し角度を何
度に設定してもクランプ可能である。従って本実施例の
最小割出し角度はカップリング２８の割り出しピッチで
決定され、例えば１°程度となる。また工具アタッチメ
ント１１をモータ軸（主軸）６と共に下降又は上昇させ
るように構成したので、工具アタッチメントをモータ軸
に対して軸方向に相対移動可能とする場合に比べて、工
具アタッチメントの内部構造が簡単である。

【００３１】なお、上記実施例では、コレットチャック
１４が別個独立の多数のコレット１４ａからなる場合を
説明したが、本考案のコレットチャックは、各コレット
の上端部同士が一体化されているものであっても良い。

【００３２】

【考案の効果】以上のように本考案に係る工作機械にお
ける工具アタッチメントのクランプ装置によれば、工具
アタッチメントを主軸ごと軸方向に移動させるように構
成するとともに、アタッチメント側に旋回軸を中心とす
る円形の係止段部を形成し、該係止段部の周囲に多数の
コレットを配置してなるコレットチャックを設け、該コ
レットチャックを駆動機構で引っ張ることにより工具ア
タッチメントを主軸側にクランプするようにしたので、
旋回角度を何度に設定してもクランプ可能であり、その
結果割り出し可能角度を極限まで微小化できる効果があ
り、また工具アタッチメントの内部構造を簡単にできる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例による工作機械におけ
る工具アタッチメントのクランプ装置を示す断面正面図
である。

【図２】上記実施例のコレットチャック部分の一部断面
側面図である。

【図３】図２の III−III 線断面図である。

【図４】上記実施例装置を備えた主軸ラムの正面図であ
る。

【符号の説明】

２ ラム本体（主軸頭） ６ モータ軸（主軸） １１ 工具アタッチメント １２ 駆動機構 １４ コレットチャック １４ａ コレット １６ｄ 係止段部 ａ 旋回軸

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸の端部に装着された工具アタッチメ
   ントを主軸の回転により旋回割り出し可能とした工作機
   械において、上記工具アタッチメントを主軸頭に対して
   クランプ又はアンクランプするクランプ装置であって、
   上記主軸を主軸頭内にクランプ位置とアンクランプ位置
   との間で軸方向に移動可能に配設し、上記工具アタッチ
   メントを主軸とともにクランプ位置又はアンクランプ位
   置に移動させる進退機構を設け、上記工具アタッチメン
   トに旋回軸を中心とする円形の係止段部を形成し、複数
   のコレットを上記係止段部を囲むように配置してなるコ
   レットチャックを設け、該コレットチャックを上記係止
   段部に係脱させる駆動機構を設けたことを特徴とする工
   作機械における工具アタッチメントのクランプ装置。