JP2760080B2

JP2760080B2 - 工具交換アームの駆動機構

Info

Publication number: JP2760080B2
Application number: JP1227868A
Authority: JP
Inventors: 成彦金
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1989-09-01
Filing date: 1989-09-01
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: KR0177144B1; KR910005970A; JPH0392239A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は工具交換アームの駆動機構に関し、詳しく
は、工作機械の主軸と工具マガジンとの間で工具を交換
する工具交換アームの駆動機構に関する。

［従来の技術］従来、工作機械の主軸と工具マガジンとの間で工具を
交換可能な工具交換アームが知られており、その１つと
して、本体に、工具を把持可能な複数のフィンガ対と、
そのフィンガ対を開閉可能なフィンガ開閉用の作動体と
が設けられたものがある（特開昭63−123646号）。その
フィンガ開閉用作動体は、例えばラックとピニオンとを
利用したものであって、それを駆動してフィンガ対を開
いた状態から閉じた状態にして主軸を取り付けられた工
具と工具マガジンに保持された工具とを両フィンガ対で
それぞれ把持し、その後本体の軸線周りの旋回によっ
て、主軸と工具マガジンとにセットされた工具の交換を
実施するものである。

かかる工具交換アームは、その本体に固定されている
中空軸（中空主軸）の回動によって旋回され、この中空
軸内を貫通し中空軸とは独立に往復回動する貫通軸（ア
ーム中軸）の運動によってフィンガ開閉用作動体を作動
して駆動していた。

［発明が解決しようとする課題］このような中空軸と貫通軸とを備えた工具交換アーム
の駆動機構では、次の２つの理由、即ち、貫通軸を回動させる駆動部材は、その貫通軸の工具交
換アーム側とは反対側の端部の延長線上に設置されてお
り、駆動部材の形状分だけ貫通軸方向の大きさが大きく
なること、中空軸を貫通軸とは別個に支持する部材も必要である
ことから、工作機械の全体が大型化するという問題があっ
た。

本発明は上記課題を解決し、工作機械のコンパクト化
を図ることができる工具交換アームの駆動機構を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成する本発明の工具交換アームの駆動
機構は、工作機械用工具を把持するフィンガ対を開閉可
能なフィンガ開閉用の作動体が、本体に装着された工具
交換アームと、該工具交換アームの本体が端部に固定さ
れており、該工具交換アームを１つの軸線に沿って往復
移動させると共に該軸線周りに回動させる中空主軸と、
該中空主軸の内部に挿通され、回動のみの動作をし、前
記作動体に係合して前記差動体を作動させ得るアーム中
軸と、筺体に回動可能に設置され、前記アーム中軸に結
合されている回動部材とを有して成る工具交換アームの
駆動体であって、前記中空主軸は、前記工具交換アーム
が固定されている側の端部近傍では、筺体によって、ま
た他端部側では、前記回動部材に設けられた中空孔の内
周面によって、前記軸線方向の往復移動と該軸線周りの
回動とが可能に支持されているとともに、それら２つの
支持部の間に、該中空主軸自身に対し、前記軸線方向の
往復移動と該軸線周りの回動とを与える中空主軸駆動手
段を具備し、前記回動部材は、その側方に、該回動部材
自身を前記軸線周りに往復回動させるとともに前記アー
ム中軸を作動させる回動部材駆動手段を具備して成る。

［作用］中空主軸は、筺体と回動部材の内周面とによって、２
つの運動即ち軸線方向と軸線周りの回動とが可能に支持
されており、これらの支持部間に設けられている中空主
軸駆動手段によって上記の２つの運動が実施される。中
空主軸に固定されている工具交換アームは、これら２つ
の動きに伴って、軸線方向の往復移動や旋回を実施す
る。工具交換アームは、この動きによって、主軸と工具
マガジンとの間で工具を交換する。

一方、アーム中軸は、その外側を囲みアーム中軸と独
立に運動する中空主軸の軸線方向の往復移動に伴って、
中空主軸と連動して往復移動するフィンガ開閉用作動体
に掛合したり、離脱したりする。その係合時、アーム中
軸は、結合されている回動部材の運動、即ち回動部材駆
動手段の作用による軸線周りの往復回動を受けて作動
し、係合状態にあるフィンガ開閉用の作動体を駆動す
る。この動きによって、フィンガは開閉し、主軸や工具
マガジンの工具を把持したり、離したりする。

かかるフィンガによる工具の保持・解放と共に、工具
交換アームの軸線方向の往復移動、軸線周り旋回といっ
た一連の運動を連動させることによって、主軸と工具マ
ガジンとの工具を交換する。

尚、前記作動体が中空部を持った中空カム軸を備え、
またアーム中軸の先端を、ガイド部、摺動部、係合部と
し、更にガイド部が常に中空カム軸の中空部に挿入され
た構成とすれば、アーム中軸と中空カム軸との係合に際
して、ガイド部がその係合のガイドとなり、また摺動部
が係合までのスムーズな相対接近を可能とするので、ア
ーム中軸と中空カム軸とは確実に係合する。

［実施例］以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにする
ために、以下本発明の工具交換アームの駆動機構の好適
な実施例について説明する。

第１図は、本発明の工具交換アームの駆動機構の一実
施例としての旋回アーム駆動機構の部分断面図、第２図
は、この駆動機構が装着されたマシンニングセンタを示
す斜視図、第３図は、その部分断面図である。

まず、本実施例の旋回アーム駆動機構が装着されてい
るマシニングセンタの全体を主に第２図を参照して概説
する。

第２図に示すように、このマシニングセンタでは、基
台１に直立して固定されたコラム２に主軸台３が支持さ
れている。主軸台３は、リニアガイド４に案内され、Ｚ
軸送りモータ５及び送りネジ６により上下方向に移動さ
れる。基台１には、またテーブル７が設けられている。
テーブル７は水平面方向に移動可能である。

主軸台３には主軸モータ８、主軸９及び回転型の工具
マガジン10が搭載されている。主軸９と工具マガジン10
とは、特開昭63−123646号で開示したものと同様なもの
が使用されているので、その構成に関しては簡単に説明
する（主軸９の説明は第３図も参照）。主軸９は、工具
Ｔを着脱可能に保持しうる工具取付部11と、この工具取
付部11にドローバ12を介して連結し押し下げられること
によって工具Ｔを離脱させる工具リリースピン13とを備
えている。工具マガジン10は、工具Ｔを着脱可能に保持
し通常水平の姿勢にある保持ポットを回転盤の周辺部に
複数備えたものである。その最下位に位置した保持ポッ
トのみ90度下方に回転して垂直な姿勢をとり、旋回アー
ムＡによって工具交換可能な状態になる。工具Ｔの選択
（最下位置への配置）は、マガジンモータ14の回転によ
り実施される。

主軸台３には、また工具マガジン10と主軸９との間に
おいて、旋回アームＡを駆動する本実施例の旋回アーム
の駆動機構が装着されている。

旋回アームＡは、旋回アーム本体16と、本体16から外
側に延出する２組配された開閉可能なフィンガ対17とを
中心として構成されており、主軸９と工具マガジン10と
にセットされた工具Ｔを、フィンガ対17による把持と工
具交換アーム本体16の旋回とを利用して交換するもので
ある。かかる旋回アームＡの詳細を、本実施例の旋回ア
ーム駆動機構の全体の詳細な説明に先立って、第４図、
第５図は利用して説明する。

第４図は、旋回アームの主要部を下方からみた図、第
５図は、この旋回アームの鉛直方向断面図である。両図
に示すように、旋回アームＡのアーム本体16は、中心孔
に対して点対称の形状をしており、その中心孔内にブッ
シュＢを介してアーム本体16とは独立に回動する中空ア
ーム軸51（本旋回アームＡでのフィンガ開閉用作動体に
相当するもの）を備える。

中空カム軸51は、鉛直方向中央部付近において、水平
方向に延出されたカム部51aを、一体的に備えている。
尚、カム部51aとブッシュＢとの間にはスペーサＳが介
装されてる。このカム部51aは、下方から見ると（第４
図参照）、真円の対称位置２箇所が切欠かれた形状をし
ている。２つの切欠部分51bは同形である。中空カム軸5
1の中空部51cは、断面が示されているように、上側が溝
状（中空溝）となっている。

アーム本体16上面には、２つ１組の透孔２組52,53
（第５図参照）が中空カム軸51に関して対称に設けられ
ている。各組の透孔52,53を利用して、２組の同一構成
のフィンガ対17がアーム本体16に、ボルト54,ナット55
で回動可能に支持されている。

各組のフィンガ対17の中心カム軸51に近い側のフィン
ガFAは、ボルト54の挿通される円筒部17aと、そこから
アーム本体16外側まで延出し先端に把持爪Ｇを有してい
るフィンガ主体部17bと、円筒部17aからフィンガ主体部
17bとほぼ反対方向に延出してカム部51aに当接する受動
部17cと、これらに略垂直に突出する突起部17dとが一体
的に形成されたものである。他方のフィンガFBは、上記
フィンガFAとほぼ対称形である。ただし、受動部17cに
対応する受動対応部17xが受動部17cよりやや小さい点が
異なり、また突起部17dに対応する突起部（以下、係合
部を称呼する）17yは、突起部17dと多少位置が異なる。

各フィンガFA,FBは、その円筒部17aに挿通されたボル
ト54の端部がナット55でアーム本体16に支えられること
によって、旋回アームＡの中空カム軸51の軸線に平衡な
軸を中心として回動可能な状態に、また突起部17dと係
合部17yとは向かい合った状態に、更に切欠部分51b内に
フィンガFAの受動部17cが配された状態にされている。
なお、円筒部17a内面とボルト54外面との間にはブッシ
ュ56が、またアーム本体16と円筒部17a上端面との間に
は軌道輪57が各々介在されている。

各フィンガ対17の受動部17cと受動対応部17xとの間に
位置するようにばね（圧縮ばね）58がアーム本体16にば
ねホルダ59でセットされている。そのばね58は、受動部
17cと受動対応部17xとを開く方向（外側方向）に付勢し
ている。このため、フィンガ対17の両フィンガ主体部17
bは、固定されている円筒部17aを支点として、閉鎖する
方向に付勢されている。ただし、フィンガFAは、その受
動部17cがカム部51aに当接し、ある一定以上閉鎖しない
状態とされる。一方、フィンガFBも、その係合部17yが
フィンガFAの突起部17dと噛み合うため、ある程度以上
閉じることが抑止される。

受動部17cをばね58の付勢力に抗して押圧すると、フ
ィンガFAは、円筒部17aを支点として開く方向に回動
し、フィンガFBも、その係合部17yが突起部17dに押圧さ
れるために、開く側に回動する。この様なフィンガ対17
の開放は、カム部51aが中心軸周りに矢印Ｎ方向へ所定
角度回動されて受動部17bに対して押圧力を付与するこ
とによって、実施される。

更に、旋回アームＡは、切り粉等の侵入を防止するた
め第５図に示すように、アーム本16下面に中心軸押え6
2、アーム本体押え63を備える。

以上の構成の旋回アームＡを駆動する本実施例の旋回
アーム駆動機構について以下説明する。

第１図に示すように、本実施例の旋回アーム駆動機構
は、駆動源としての工具交換モータ（以下、ATCモータ
と称す）15を有している。このATCモータ15に結合され
ている工具交換駆動軸（以下ATC駆動軸と称す）18は、
鉛直方向を向いて配置され、軸受19,20により主軸台３
に回転自在に軸支されている。ATC駆動軸18には４つの
カム21,22,23,24が設けられている。

一方、ATC駆動軸18の側方には、下半分程度に程度ス
プライン25aを、最下端に鍔25bを備えた中空主軸25が、
鉛直向きに配置されている。中空主軸25は、その下端部
近傍を取り囲む下部機械フレーム26と共に、主軸台（筺
体）３の透孔3a内を貫いており、ブッシュ27によって、
中心軸周りの回動とその軸線に沿った往復移動とが可能
に支承されている。また中空主軸25は、その上端部近傍
を取り囲む上部機械フレーム28と共に、主軸台３の透孔
3bを貫いており、この上部機械フレーム28と、中空主軸
25との間には、回動部材29,ブッシュ30が回動可能に介
装されている。

この回動部材29は、略円筒形状の部材であり、鉛直方
向の動きは規制されている。回動部材29の中心孔の下方
部には、この孔径より径の小さい中空主軸25の上部が挿
入されている。回動部材29の中空孔の上方部はその下方
部よりも孔径が小さく、そこに中空主軸25内を貫通する
アーム中軸31の上端が、キー32,ボルト33を利用して嵌
合固定されている。

回動部材29の下端部外周には、ギヤ29aが刻まれてい
る。ギヤ29aは、その側方に設けられているセグメント
ギヤ34に噛合している。このセグメントギヤ34には、揺
動知35が固定されており、これがカム24に従動する。従
って、カム24によって、回動部材29も後述のように動
く。なお、回動部材29内周面とアーム中軸31外周面との
間に挟まれた中空主軸25は、両者29,31に固定されてい
ないので、それらと独立に運動する。

中空主軸25は、その上下方向中央近辺に固定された円
周溝をもつ円筒部材36が上下されることによって、鉛直
方向に往復移動される。かかる中空主軸25は、その下部
のスプライン25aが、スプライン副軸37によって取り囲
まれている。なお、スプライン副軸37は、その外周に形
成された鍔部37aの上下面に、カム21の従動子としての
従節ローラ38を有する。中空主軸25の最下端の鍔25b
は、旋回アームＡのアーム本体16における中空カム軸51
周辺部に、ネジ止めされている。従って、中空主軸25
と、旋回アーム本体16とは連動する。ただし、中空主軸
25と、中空カム軸51とは固定されていないので、連動し
ない。

中空主軸25内を貫通しているアーム中軸31の下端は、
第６図に示すように、鉛直方向に連なる３つの異なる形
状部として形成されている。

それらのうち最下端部は、細い丸棒部31aである。そ
の上の中央部は、この中央部の厚さを丸棒部31a側に向
かって狭小とするように傾斜した対向する２つの傾斜平
面と円筒周面とで囲まれた錐形部31bである。その上の
上方部は、アーム中軸31の軸線に互いに平行な対向する
２平面と円筒周面とで囲まれた平行面部31cである。丸
棒部31aの径は、旋回アームＡの中空カム軸51の中空部5
1cの中空溝の溝幅よりかなり小さく、平行面部31cは、
中空溝と嵌合する形状である。

かかる先端を持つアーム中軸31に対して、旋回アーム
Ａの中空カム軸51は、中空主軸25とそれに固定された旋
回アームＡとの上下動に伴い、接近したり遠ざかったり
する。

アーム中軸31は、旋回アームＡと最大限離れたときに
も、その先端の丸棒部31aを旋回アームＡの中空カム軸5
1内中空部51cの中空溝に挿入した状態に支持されてい
る。そして、アーム中軸31と旋回アームＡとが接近する
と、しばらく、錐形部31bが中空カム軸51の中空溝と摺
動し、その後、平行面部31cがその中空溝に嵌合して係
合する。

つまり、アーム中軸31と平行面部31cとが接近して嵌
合するまでは、丸棒部31が両者近接のガイドとしてまず
機能し、次に錐形部31bが摺動部となって平行面部31cを
中空カム軸51に誘導する機能を果たす。従って、アーム
中軸31と旋回アームＡの中空カム軸51との嵌合が常に確
実に行なわれる。

以上本実施例の旋回アーム駆動機構の全体構成が明ら
かとなったところで、当該駆動機構の機能を、ATC軸18
に設けられている４つのカム21ないし24の構成と関連さ
せつつ、説明する。

本実施例の旋回アーム駆動機構は、旋回アームＡを水
平方向に旋回させる。これは、主軸９と工具マガジン10
との工具Ｔを交換するためである。この動きに係わるの
は、上部機械フレーム28と下部機械フレーム26との間に
位置しATC駆動軸18の最下位に固定されているパラレル
カム21である。これによる動きに関しては、特開昭63−
123646号公報開示の装置の対応部と同様なので、簡略に
説明する（後述のカム22,23についても同様とする。）
パラレルカム21は２枚の板カムからなる複合カムであ
り、これらの板カムは、スプライン副軸37に設けられて
いる従動子としての従節ローラ38に当接している。この
構成に基づき、ATC駆動軸18の１回転の間にスプライン
副軸37や、これとスプライン結合している中空主軸25、
更にはその下端に固定されている旋回アームＡは、180
度回転する。

また、本実施例の旋回アーム駆動機構は、旋回アーム
Ａを、中空主軸25の軸方向（鉛直方向）に往復移動させ
る。これは、工具Ｔを主軸９や工具マガジン10から抜き
取ったり、セットするためである。この動きに係わるの
は、上部機械フレーム28と下部機械フレーム26との間に
位置しATC駆動軸18に固定された円筒部材39周面の上部
の第１の円筒溝カム23である。第１の円筒溝カム23に係
合している揺動レバー40の先端に設けられた接触子41
が、中空主軸25外側の円柱部材36の円周溝に掛合してい
る。この構造に基づき、ATC駆動軸18の１回転の間に、
中空主軸25及びこれに固定されている旋回アームＡを、
軸方向に１往復させる。

更に、本実施例の旋回アーム駆動機構は、旋回アーム
Ａの本体に設けられているフィンガ対17を開閉運動させ
る。その動きに係わるのが、ATC駆動軸18に固定されて
いる円筒部材３の上面の平滑溝カム24である。第７図
に、第１図のＸ−Ｘ断面図を示す。図示するように、平
面溝カム24の溝形状は、閉じたリング状であって、カム
回転軸を中心とする円弧状の大径部24aと小径部24bとそ
れらを連結する連結部分24cとを有する。揺動子35が、
回転する平面溝カム24の大径部24a、小径部24b、連結部
24cのどこに組み付くかによって、フィンガ対17は、閉
鎖状態、開放状態、または開閉運動状態となる（この詳
しい動きは後に明らかとする）。

なお、ATC駆動軸18外側の円筒部材39の周面下部に形
成された第２の円筒溝カム22は、次のように機能する
（第３図も参照）。第２の円筒溝カム22が回転すると、
これに従動して揺動部材42は揺動し、主軸９の工具脱着
装置のドローバ12に連結された工具リリースピン13を押
圧して下げる。この結果、主軸９の工具取付部11に工具
Ｔがセットされていれば、これを離脱状態にすることが
可能である。

本実施例の旋回アーム駆動機構は以上説明した機能を
有するが、それら各機能がどのように関連して発揮され
るかを、第８図を参照して説明する。第８図は、旋回ア
ームＡの動きを中心として示すタイミングチャートであ
る。

工具交換を行なう際には、主軸９が定位置に停止し、
それが確認されると、直ちに、ATC駆動軸18が回転し始
める。なお、ATC駆動軸18が回転し始めるときには、上
下動可能な旋回アームＡは上死点にあり、アーム中軸31
と旋回アームＡの中空カム軸51とは嵌合した状態にあ
る。そして、中空カム軸51の外側周囲のカム部51aが、
フィンガＦの受動部17cを押圧し、フィガFAをばね58の
付勢力に抗して開いた状態としている。フィンガFBは、
その係合部17yがフィンガFAの突起部17dによって押圧さ
れるので、フィンガFAと同様にばね58の付勢力に抗して
開いた状態にある。つまり、２組のフィンガ対17は開い
た状態にある。

その開いた状態の２組のフィンガ対17の一方把持爪Ｇ
間には、主軸９にクランプされた工具Ｔが、２組のフィ
ンガ対17の他方の把持爪Ｇ間には工具マガジン10にクラ
ンプされた工具Ｔが、介在している。

ATC駆動軸18が回転して、第８図に示すように、回転
角度12度に対すると、平面溝カム24の小径部24bを揺動
子35が脱し、連結部24cに達して揺動を始める。これに
よって、揺動子35に従動するゼグメントギヤ34,回動部
材29,アーム中軸31も回転を始める。また、アーム中軸3
1の回転によって、これに嵌合している旋回アームＡの
中空カム軸51も回動し始める。すると、中空カム軸51の
外回りのカム部51aが第４図の矢印Ｍ方向、即ちフィン
ガFAへの押圧力を減少させる方向に回転し始める。その
ために、フィンガFAはばね58の付勢力により閉じ始め
る。フィンガFBは、その動きを係合部17yで受けるとと
もに、ばね58の付勢力を受けて閉じ始める。ATC駆動軸1
8が50度回転し、揺動子35が平面溝カム24の大径部24aに
到達すると、揺動子35が静止状態に入る。そのとき、ア
ーム中軸31は、初期の状態から18度回転した状態で静止
状態に入る。このアーム中軸31と共に、18度回転後に静
止状態に入る中空カム軸51のカム部51aは、この静止状
態ではフィンガFAに、それを開くための押圧力を付与し
ていない。そのため、２組のフィンガ対17は、ばね58で
閉じた状態となる。結果として、それらは主軸９と工具
マガジン10との工具Ｔを各々把持する。

フィンガ対17が開いた状態から閉じた状態になる間
に、正確にはATC駆動軸18が25度回転したとき、第２の
円筒溝カム22の作用で、工具リリースピン13が下がり始
める。そして、ATC駆動軸18が75度回転したとき、工具
Ｔは、完全に主軸９から離脱した状態（アンクランプ状
態）となる。

工具Ｔのクランプ状態からアンクランプ状態になる間
に、正確にはATC駆動軸18が65度回転したときに、旋回
アームＡが第１の円筒溝カム23によって下降し始める。
そして、旋回アームＡは、ATC駆動軸18が125度回転した
ときに、下死点に達する。なお、ATC駆動軸18が100度付
近で、アーム中軸31は旋回アームＡの中空カム軸51に嵌
合した状態ではなくなる。

旋回アームＡが上死点から下死点に達する間に、工具
マガジン10から工具Ｔが引き抜かれ脱着する。また、そ
の間に、正確には、ATC駆動軸18が100度回転したとき
に、パラレルカム21等の作用によって、旋回アームＡが
旋回し始める。そして、ATC駆動軸18が280度回転したと
きに旋回が終る。この動きによって、主軸９と工具マガ
ジン10とにセットされていた２つの工具Ｔの配置が入れ
替わる。

旋回アームＡの旋回中、正確には、ATC駆動軸18が235
度回転したとき、旋回アームＡは下死点から上昇し始め
る。そして、ATC駆動軸18が285度回転したとき、上死点
に達する。この時、工具マガジン10には工具Ｔが挿入さ
れ、それがクランプされる。一方、主軸９には工具が挿
入されるが、まだクランプされた状態ではない。なお、
ATC駆動軸18が270度付近で、アーム中軸31と旋回アーム
Ａの中空カム軸51とが嵌合して組み付く。この際、前記
したようにアーム中軸31の先端は、中空カム軸51の中空
部51cに対するガイドの役割を果たす部分と、中空部51c
に摺動する部分と、中空部51cに嵌合する部分とを備え
るので、中空カム軸51とアーム中軸31との嵌合が確実に
行なわれる。

旋回アームＡが下死点から上死点に進む間に、正確に
は、ATC駆動軸18が285度回転したとき、第２の円筒溝カ
ム22の作用によって、リリースピン13が上昇し始める。
そして、ATC駆動軸18が335度回転したとき、リリースピ
ン13が最初の位置に戻り、工具Ｔは主軸９に完全にクラ
ンプされる。

工具Ｔをアンクランプ状態から主軸９にクランプする
間に、正確にはATC駆動軸18が310度回転したとき、平面
溝カム24の大径24aを揺動子35が脱し、連結部24cに組み
付き、揺動を再度開始し始める。これによって、アーム
中軸31が前記回転とは、逆の回転を始める。このアーム
中軸31の回転によって、これに嵌合している旋回アーム
Ａの中空カム軸51も逆回動し始める。すると、中空カム
軸51の外回りのカム部51aが、第４図矢印Ｎ方向、即ち
フィンガFAの受動部17cを押圧する方向に回転し始め
る。そのために、フィンガFAは開き始める。フィンガFB
も、その動きを、突起部17dを介して係合部17yで受け
て、開き始める。従って、２組のフィンガ対17は開く。

ATC駆動軸18が348度回転し、揺動子35が平面溝カム24
の小径部24bに到達すると、揺動子35は静止状態に入
る。そのとき、アーム中軸31は、初期と同じ静止状態に
戻る。このアーム中軸31と共に、中空カム軸51の外回り
のカム部51aも、初期の静止状態に戻り、フィンガFAの
受動部17cを押圧した状態となり、フィンガFAは開く。
また、フィンガFBも、係合部17yによりフィンガFAの動
きを受けて開いた状態となる。結果として、フィンガ対
17は、主軸９と工具マガジン10との工具Ｔを離す。

以上説明した本実施例の旋回アーム駆動機構では、次
の利点がある。

・回動部材29を回動しこれに固定されているアーム中軸
31を作動させる平面カム24と揺動子35とセグメントギヤ
34とが、この回動部材29の側方に設置されているので、
マシニングエンタの高さを押さえることができる。ま
た、回動部材29及びそれに固定されているアーム中軸31
は鉛直方向の動きが規制されているので、マシニングセ
ンタの高さを一層抑えることができ、その結果、きわめ
て良好にアーム駆動機構の全体構造がコンパクト化でき
る。

・回動部材29が中空主軸25を安定に支持する役割も果た
すことができるので、中空主軸25の運動も安定に進行さ
せることができる。つまり、中空主軸25はその下側での
主軸台３による支持にもかかわらず、パラレルカム21に
よる旋回運動や円筒溝カム23による上下動によってぐら
つきやすいけれども、回動部材29がその内周面で中空主
軸25を支持するので、中空主軸25は確実に鉛直に保持さ
れる。

このように回動部材29は、アーム中軸31の駆動部材
と、中空主軸25の支持部材とを兼ねているので、マシニ
ングセンタ全体構成のコンパクト化にも寄与している。

・アーム中軸31の先端が、先端から順にガイド部（丸棒
部31a）、摺動部（錘形部31b）、係合部（平行面部31
c）として形成されているので、アーム中軸31と係合部
とが接近して嵌合するまでに、両者近接のガイドとして
ガイド部がまず機能し、次に摺動部が誘導機能を果た
す。従って、アーム中軸31と旋回アームＡの中空カム軸
51とは、常に嵌合が確実且つ同じ様な状態で行なわれ
る、そのために、フィンガ対17の動きが確実なものとな
る。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
うした実施例に何等限定されるものではなく、例えば上
記旋回アームに変えて、特開昭63−123646号で開示した
工具交換アームを使用した構成など、本発明の要旨を逸
脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ること
は勿論である。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明の工具交換アームの駆動
機構によれば、アーム中軸に作動させる駆動部材が、ア
ーム中軸の延長線上ではなく、アーム中軸の側方に設置
されているので、工作機械の全体構造をコンパクト化で
きる。また、中空軸駆動手段の作動によってぐらつきや
すい中空主軸を回動部材が安定に支持する役割を兼ねる
ことができ、中空主軸の運動、ひいては工作機械全体の
動きがスムーズに進む。

このように回動部材は、アーム中軸の駆動部材と、中
空主軸の支持部材とを兼ねているので、工作機械全体構
成のコンパクト化にも寄与する。しかも、アーム中軸は
回動のみの動作をするので、工作機械の全体構造を、前
記軸線方向に一層コンパクト化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工具交換アームの駆動機構の一実施例
としての旋回アーム駆動機構の部分断面図、第２図はこ
の駆動機構が装着されたマシニングセンタを示す斜視
図、第３図は、その部分断面図、第４図は旋回アームの
主要部を下方からみた図、第５図はこの旋回アームの鉛
直方向断面図、第６図はアーム中軸の先端を示す構成
図、第７図は第１図のＸ−Ｘ断面図、第８図は旋回アー
ムの動きを中心として示すタイミングチャートである。 17……フィンガ対、21〜24……カム 25……中空主軸、29……回動部材 31……アーム中軸、34……セグメントギヤ 35……揺動子

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械用工具を把持するフィンガ対を開
閉可能なフィンガ開閉用の作動体が、本体に装着された
工具交換アームと、該工具交換アームの本体が端部に固定されており、該工
具交換アームを１つの軸線に沿って往復移動させると共
に該軸線周りに回動させる中空主軸と、該中空主軸の内部に挿通され、回動のみの動作をし、前
記作動体に係合して前記差動体を作動させ得るアーム中
軸と、筺体に回動可能に設置され、前記アーム中軸に結合され
ている回動部材と、を有して成る工具交換アームの駆動体であって、前記中空主軸は、前記工具交換アームが固定されている
側の端部近傍では、筺体によって、また他端部側では、
前記回動部材に設けられた中空孔の内周面によって、前
記軸線方向の往復移動と該軸線周りの回動とが可能に支
持されているとともに、それら２つの支持部の間に、該中空主軸自身に対し、前
記軸線方向の往復移動と該軸線周りの回動とを与える中
空主軸駆動手段を具備し、前記回動部材は、その側方に、該回動部材自身を前記軸
線周りに往復回動させるとともに前記アーム中軸を作動
させる回動部材駆動手段を具備して成る工具交換アーム
の駆動機構。
【請求項２】前記作動体は中空カム軸を備え、前記アー
ム中軸では、その前記中空カム軸に係合する側の端部
が、先端側から順に、前記中空カム軸に対するガイド
部、摺動部、係合部として形成され、前記アーム中軸と前記中空カム軸とが、前記中空主軸の
軸線方向の前記往復移動によって最大限離れたときに
も、前記アーム中軸は、その前記ガイド部を前記中空カ
ム軸の中空部に挿入した状態に支持されて成る請求項１
記載の工具交換アームの駆動機構。