JP3168105B2 - 自動工具交換装置における工具把持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動工具交換装置に設
けられる工具把持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動工具交換装置に設けられる工
具把持装置として、例えば図１４〜図１６に示すような
ものが知られている。これらの図において、規制台８９
の中央に旋回軸９０がその軸方向（図では上下方向）に
移動可能に設けられ、この旋回軸９０には旋回アーム９
１中央のボス部９２が固定されており、旋回アーム９１
の端部には工具把持部９１ａが切欠かれている。この旋
回アーム９１は、旋回軸９０を中心として旋回駆動され
るとともに、旋回軸９０とともに、図１４，１５に示す
ような把持位置と、図１６に示すような搬送位置との間
で旋回軸９０の軸方向に移動するようになっている。

【０００３】上記ボス部９２内には、ロック部材９３が
旋回軸方向に移動可能に収容されている。このロック部
材９３の下部には、下方に向かうに従って切り込みの深
くなるテーパー面９３ａをもつ切欠が設けられ、この切
欠よりも上方の部分は円柱部９３ｂとされている。ロッ
ク部材９３の下端部にはローラ９４が取付けられ、ロッ
ク部材９３とボス部９２の天壁との間には弁用ばね９５
が圧縮状態で収容されており、この弁用ばね９５の弾発
力により上記ロック部材９３が下方に付勢されている。

【０００４】上記旋回アーム９１には、その旋回径方向
に延びる押え部材９６が同方向に移動可能に収容されて
いる。この押え部材９６の外側端部は旋回アーム９１の
本体から上記工具把持部９１ａで囲まれた空間内に突出
しており、この突出部分に工具把持用の上下一対の押え
ローラ９７が装着されている。押え部材９６の中間部に
は他の部分よりも大径の鍔部９６ｂが形成され、この鍔
部９６ｂと、旋回アーム９１の内壁に形成された段部９
１ｂとの間に把持用ばね９８が圧縮状態で収容されてい
る。また、押え部材９６の内側端部９６ａは球面状に形
成されている。

【０００５】これに対し、工具９９の適所には被把持部
として鍔部９９ａが形成されている。

【０００６】次に、この装置の作用を説明する。まず、
図１４に示すように旋回アーム９１が規制台８９に近い
把持位置に位置する状態では、ロック部材９３の下端の
ローラ９４が弁用ばね９５の弾発力で規制台８９上に押
付けられる。また、同図のように工具を未だ把持してい
ない段階では、押え部材９６は把持用ばね９８の弾発力
で旋回径方向外側（図では右側）に押し出され、その鍔
部９６ｂが旋回アーム９１内の段部９１ｃに当たる位置
に保持される。

【０００７】この状態から旋回軸９０を中心に旋回アー
ム９１が旋回駆動されると、図１５に示すように押えロ
ーラ９７と工具把持部９１ａの端部との間に工具９９の
鍔部９９ａが介在するが、この際、上記押えローラ９７
及び押え部材９６は把持用ばね９８の弾発力に抗して旋
回径方向内側に押し戻される。換言すれば、把持用ばね
９８の弾発力によって押えローラ９７が工具９９の鍔部
９９ａに押付けられ、これにより工具９９が軽保持され
る。

【０００８】なお、上記旋回アーム９１の旋回の際、ロ
ック部材９３に装着されているローラ９４は規制台８９
に押付けられながらこの規制台８９上を転動する。ま
た、押え部材９６の旋回径方向内側端部９６ａはロック
部材９３におけるテーパー面９３ａの下方の切欠内に臨
んでおり、ロック部材９３とは非接触の状態にある。

【０００９】上記のようにして把持位置で工具９９の軽
保持が行われた状態から、旋回軸９０とともに旋回アー
ム９１が上昇して図１６に示すような搬送位置に到達す
ると、上記ローラ９４が規制台８９から離れ、ロック部
材９３は弁用ばね９５の弾発力によって押し下げられ
る。このロック部材９３の旋回アーム９１に対する下降
により、上記テーパー面９３ａと押え部材９６の内側端
部９６ａとが当たり、さらにはテーパー面９３ａ上を上
記端部９６ａが摺動するようにしながら押え部材９６が
より強い力で工具９９側（径方向外側）に押付けられ
る。最終的には、図１６に示すように上記端部９６ａと
ロック部材９３の円柱部９３ｂとが接触して押え部材９
６の後退路が完全に遮断される。これにより、押え部材
９６がロックされ、工具９９はローラ９７と把持部９１
ａによって強力に把持される。

【００１０】この状態から、旋回アーム９１が旋回する
ことにより、工具９９が所定位置まで搬送される。その
後、図１６に示す搬送位置から図１４に示す把持位置ま
で旋回アーム９１が旋回軸方向に戻されることにより、
上記押え部材９６のロックが解除され、工具９９が把持
部９１ａと押えローラ９７との間から離脱可能となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記装置には、次のよ
うな解決すべき課題がある。

【００１２】(1) 図１４，１５に示す把持位置でロック
部材９３と押え部材９６とは完全に切り離されており、
この位置から搬送位置に移行する際、ロック部材９３の
テーパー面９３ａと押え部材９６の端部９６ａとの摺動
によってロック部材９３と押え部材９６との連動を行わ
せているので、この連動の際に摩擦抵抗が生じ、滑らか
な動きが期待しにくい。また、ロック部材９３と押え部
材９６との相対位置の設定が難しい。すなわち、図１５
に示す状態で、押え部材９６の内側端部９６ａがロック
部材９３の円柱部９３ｂよりも旋回径方向外側にある
と、ロック部材９３が下がってもロックは働かないこと
になり、逆に、同図の状態で上記内側端部９６ａをロッ
ク部材９３の切欠内に食い込ませすぎると、ロック部材
９３が上記端部９６ａにつかえて下がらなくなり、作動
不良や部品破損を生ずるおそれがある。従って、装置の
作動に関して高い信頼性は得られにくい。

【００１３】(2) 把持位置で旋回アーム９１が旋回して
工具９９を迎えにいく際、押付けローラ９７は第２のば
ね９８の弾発力で突出した状態にあり、工具９９に当接
する際に受ける力で上記第２のばね９８の弾発力に抗し
て後退するので、旋回アーム９０の旋回を高速で行うほ
ど、上記押付けローラ９７と工具９９との当接時の衝撃
が大きくなり、工具９９にダメージを与えるおそれがあ
る。

【００１４】以上のような不都合を回避するには、上記
押え部材９６を油圧や空気圧で駆動する手段が有効だ
が、このような流体圧駆動を行うために、上記把持装置
とは別に方向切換弁等を含む油圧回路を付設するとなる
と、装置が大型化する。また、上記旋回アーム９０の旋
回と上記押え部材９６の作動とのタイミングを良好に合
わせるには、比較的精度の高い制御が要求され、そのた
めの制御装置を特別に設けるとなると、コスト高も免れ
得ない。

【００１５】本発明は、このような事情に鑑み、簡単か
つ廉価な構造で、把持作動の円滑化及び信頼性の向上を
図り、また、工具に与えるダメージを大幅に削減するこ
とができる自動工具交換装置における工具把持装置を提
供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、旋回軸を中心に旋回駆動さ
れ、かつ、セット位置にある工具を把持可能な把持位置
とこの工具をセット位置から取り出した状態で搬送する
ための搬送位置との間で上記旋回軸の軸方向に進退駆動
される旋回部材を備え、この旋回部材において上記旋回
軸から旋回径方向に離れた位置に上記工具を着脱可能に
把持する把持部が設けられた自動工具交換装置における
工具把持装置において、上記旋回部材にその旋回径方向
に移動可能に収容され、上記旋回部材内に形成された作
動室内を旋回径方向外側の外側作動室と旋回径方向内側
の内側作動室とに区画するピストン部を有する押え部材
と、この押え部材において旋回部材の旋回径方向外側の
端部に設けられ、上記工具の側面に押付けられる状態で
この工具を旋回部材の把持部とで把持する押付け部と、
上記押え部材を径方向外側に付勢する把持用ばねと、作
動流体を上記外側作動室内に導くための第１供給路と、
作動流体を上記内側作動室内に導くための第２供給路
と、上記旋回部材内において上記第１供給路及び第２供
給路の途中の位置に旋回軸の軸方向に移動可能に設けら
れ、この移動により上記第１供給路のみを開通する第１
の位置と上記第２供給路のみを開通する第２の位置と両
流体路を遮断する第３の位置とに切換えられる弁体と、
旋回部材が上記把持位置にありかつ工具のセット位置か
ら旋回方向に離れた待機位置にある状態では上記弁体が
上記第１の位置に位置し、旋回部材が上記把持位置であ
って工具のセット位置と合致する旋回角度位置にある状
態では上記弁体が上記第３の位置に位置し、旋回部材が
上記搬送位置にある状態では上記弁体が上記第２の位置
に位置するように、旋回部材の旋回動作及び旋回軸方向
の動作に連動して上記弁体を作動させる連動機構とを備
えたものである（請求項１）。

【００１７】上記連動機構としては、上記把持位置を境
として上記搬送位置と反対側の位置に設けられた規制部
材と、上記弁体を上記規制部材に向かう方向に付勢する
弁用ばねと、上記弁体において上記規制部材に近い側の
端部に設けられ、旋回部材が上記把持位置にある状態で
のみ上記弁用ばねの付勢力により上記規制部材に圧接
し、この圧接状態で上記旋回部材の旋回に伴って上記規
制部材上を走行する走行体とを備え、旋回部材が上記把
持位置にありかつ工具のセット位置から旋回方向に離れ
た待機位置にある状態では上記弁体が上記第１の位置に
位置し、旋回部材が上記把持位置であって工具のセット
位置と合致する旋回角度位置にある状態では上記弁体が
上記第３の位置に位置し、旋回部材が上記搬送位置にあ
る状態では上記弁体が上記第２の位置に位置するように
上記規制部材における上記走行体の走行面の形状を設定
したものが好適である（請求項２）。

【００１８】この連動機構では、上記規制部材における
上記走行体の走行面上に、上記旋回部材が上記待機位置
から上記工具のセット位置と合致する位置に向かうに従
って連続的に深くなる凹部を設け、上記走行体が上記走
行面において上記凹部以外の位置に圧接している状態で
上記弁体が上記第１の位置に位置し、上記走行体が上記
凹部の底面に位置している状態で上記弁体が上記第３の
位置に位置するように凹部を形成することにより、後述
のようなより優れた効果が得られる（請求項３）。

【００１９】

【作用】請求項１記載の装置によれば、旋回部材の旋回
動作及び旋回軸方向の動作に連動して弁体が作動し、こ
れにより作動室への作動流体の供給状態、すなわち押え
部材の駆動状態が適宜切換えられることにより、上記押
え部材先端の押付け部の進退が制御され、適切な把持動
作が実行される。

【００２０】より具体的に、請求項２記載の装置では、
まず旋回部材が把持位置にあり、かつこの旋回部材の把
持部が工具から離れた位置で待機している状態で、走行
体が規制部材に押付けられることにより弁体が弁用ばね
に抗して旋回部材内に没入し、第１の位置に位置してい
る。従って、作動流体は第１供給路を通じて外側作動室
内に供給され、その圧力で押え部材及び押付け部は把持
用ばねの弾発力に抗して径方向内側に後退した状態にあ
る。

【００２１】このような状態から、所定位置にセットさ
れている工具に上記把持部が到達するまで旋回部材が旋
回駆動されると、上記規制部材における上記走行体の走
行面の形状に対応してこの走行体が設けられている弁体
が旋回軸方向に移動し、前記第１の位置から第３の位置
に切換えられる。これにより、作動室への作動流体の供
給が遮断され、押付け部は把持用ばねの弾発力のみによ
る比較的弱い力で工具に押付けられ、これにより工具が
把持部に軽保持される。

【００２２】なお、上記把持部が工具に到達する直前ま
で押付け部は旋回径方向内側に後退した状態にあるた
め、この押付け部と工具との衝撃は非常に弱く、工具に
ほとんどダメージを与えることはない。

【００２３】上記軽保持が完了した後、旋回部材が把持
位置から搬送位置まで旋回軸方向に移動して規制部材か
ら遠ざかると、弁用ばねの付勢力により弁体が規制部材
に向かう方向に移動し、第２の位置に切換えられる。こ
れにより、第２供給路を通じて内側作動室に作動流体が
供給され、その圧力と上記把持用ばねの弾発力との双方
の強い力で押え部材が径方向外側に押し出され（すなわ
ちロックされ）、工具はより強力に把持される。

【００２４】このようにして工具を完全に把持した状態
で旋回部材を旋回させ、上記工具を別のセット位置まで
搬送した後、旋回部材を搬送位置から把持位置に戻すこ
とにより、走行体が再び規制部材に押付けられて弁体は
第３の位置に切換えられる。さらに、この状態から旋回
部材が上記セット位置から離れる方向に旋回する際、上
記弁体が第１の位置に復帰して作動流体は第１供給路を
通じて外側作動室に供給され、これにより上記押付け部
が後退して工具の把持が解除される。

【００２５】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図１３に基づいて
説明する。

【００２６】図８〜図１３に示す自動工具交換装置（以
下、ＡＴＣと称する。）１０は、工具４８を収容するマ
ガジン１２と、工具４８が装着される主軸１４との間に
配置されている。このＡＴＣ１０は、規制台（規制部
材）１６、旋回軸１８、及び旋回アーム（旋回部材）２
０を備えている。旋回軸１８は、マガジン１２及び主軸
１４と平行に配され、その軸方向に進退駆動されるよう
に構成されており、規制台１６は上記旋回軸１８と直交
する平面を有している。旋回アーム２０は、上記旋回軸
１８にこれと一体に旋回及び進退するように連結され、
この旋回アーム２０の両端部に上記工具４８を把持する
把持部２２が設けられている。

【００２７】図１〜図４に示すように、上記旋回アーム
２０の中央には厚肉で筒状のボス部２４が形成されてい
る。このボス部２４を旋回軸１８の端部が貫通する状態
で両者１８，２４がフランジ２６及びボルト２８により
相互連結されている。

【００２８】この旋回アーム２０内には、弁体３０及び
押え部材３２が収容されている。

【００２９】上記ボス部２４において上記旋回軸１８の
傍らには上記旋回軸１８と平行な方向（以下、図１，
２，４の説明では上下方向とする。）に延びる弁室３１
が形成されており、その長手方向に移動可能に上記弁体
３０が収容されている。

【００３０】この弁体３０は、図１，２，４の上側から
順に４つの大径部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを有
し、その上半部は上方に開口する筒状とされている。こ
の筒状部内に圧縮コイルばねである弁用ばね３８が収容
されており、この弁用ばね３８により弁体３０全体が図
１〜４の下方に付勢されている。この弁体３０の下端部
には、ローラ（走行体）３６が旋回径方向の軸を中心に
回転可能、すなわち上記規制台１６上を転動可能に取付
けられている。

【００３１】上記筒状部の底部からは図１，２，４の下
方に通路用孔３０ｅが延設され、この連通用孔３０ｅと
上記大径部３０ｃ，３０ｄ同士の間の空間とが径方向の
連通孔３０ｆを通じて連通されている。また、上記筒状
部の側壁において上記大径部３０ａと大径部３０ｂとの
間の位置には、この側壁を径方向に貫通する連通孔３０
ｇが設けられている。

【００３２】これに対し、上記弁室３１には、図１，
２，４の上から順に４つの大径部３１ａ，３１ｂ，３１
ｃ，３１ｄが形成されている。そして、これら大径部３
１ａ〜３１ｄ以外の部分の内径と上記弁体３０における
大径部３０ｂ〜３０ｄの外径とが略同等に設定され、こ
れらの内周面と外周面とが密着することによりその部分
で作動油の流通が遮断されるようになっている。また、
図１に示すように、大径部３０ａの下面と大径部３１ａ
の内面とが当たることにより、弁体３０の規制台１６へ
向かう方向への抜け止めがなされている。

【００３３】押え部材３２は、旋回アーム２０にその旋
回径方向に移動可能に収容され、その径方向外側端部が
把持部２２の空間内に突出しており、この端部の上下両
側に一対の押付けローラ（押付け部）４６が回転可能に
装着されている。旋回アーム２０内には上記押え部材３
２を取り巻く作動室４０が形成される一方、押え部材３
２において上記作動室４０内に位置する部分には鍔状の
ピストン部３２ａ及びシール部３２ｂが形成されてい
る。シール部３２ｂは、作動室４０内面と全周にわたり
接触しており、上記ピストン部３２ａにより上記作動室
４０が旋回径方向外側の外側作動室４０ａと旋回径方向
内側の内側作動室４０ｂとに区画されている。また、作
動室４０において上記鍔部４０ａよりも旋回径方向内側
の室内には圧縮コイルばねである把持用ばね４４が収容
され、この把持用ばね４４によって押え部材３２全体が
旋回径方向外側に付勢されている。

【００３４】上記把持部２２では、旋回アーム２０側に
略半円弧状の嵌合部２０ａが形成されており、この嵌合
部２０ａの内周面には周方向の突条２０ｂが形成されて
いる。これに対し、工具４８の適所には鍔状の被把持部
４９が形成され、その外周面に上記突条２０ｂと対応す
る溝５０が形成されており、この被把持部５０と上記嵌
合部４８が嵌合可能とされ、かつ、被把持部５０とロー
ラ取付部３２ｃ及び押付けローラ４６とが嵌合可能とさ
れている。

【００３５】なお、図１，２，４において４２はシール
部材である。

【００３６】上記旋回軸１８の中心軸上には、作動油供
給管３３が配設され、この作動油供給管３３の端部は旋
回軸１８及び旋回アーム２０にまたがって形成された作
動油供給路３５を通じて上記弁室３１の大径部３１ｂ内
に連通されており、図略の油圧ポンプからの高圧油が上
記作動油供給管３３内及び作動油供給路３５を通じて上
記大径部３１ｂ内に導入されるようになっている。さら
に、大径部３１ｃ内は旋回アーム２０内に形成された第
１分岐路４５を通じて上記外側作動室４０ａ内に連通さ
れ、大径部３１ａ内は同じく旋回アーム２０内に形成さ
れた第２分岐路４３を通じて上記内側作動室４０ｂに連
通されている。また、大径部３１ｄ内は、旋回アーム２
０及び旋回軸１８に旋回径方向にまたがって形成された
戻り油路３７、及び上記作動油供給管３３の周囲に設け
られた戻り油路３４を通じて図略のタンクに接続されて
いる。

【００３７】すなわち、上記作動油供給管３３内、作動
油供給路３５、及び第１分岐路４５によって、本発明に
おける第１供給路が構成され、上記作動油供給管３３
内、作動油供給路３５、及び第２分岐路４３によって、
本発明における第２供給路が構成されている。

【００３８】これに対し、上記規制台１６が上記旋回ア
ーム２０に対向する面（すなわちローラ３６の走行面）
において、互いに１８０°離間する位置には、図６，７
に示すような凹部１７が形成されている。各凹部１７
は、この凹部１７以外の面から次第に深くなる傾斜部１
７ａと、最深の底部１７ｂとを有し、図９に示すように
旋回アーム２０両端の把持部２２がマガジン１２及び主
軸１４の工具セット位置に合致する角度に旋回アーム２
０が旋回した状態で、図７実線に示すようにローラ３６
が上記底部１７ｂに嵌まり込むように、各凹部１７の形
成位置が設定されている。そして、この凹部１７及びそ
れ以外の規制台１６の面の高さは、次の条件を満たすよ
うに設定されている。

【００３９】(1) 旋回軸１８が後退して図１に示すよう
に旋回アーム２０が規制台１６に最も近づいた位置（把
持位置）にあり、かつローラ３６が凹部１７以外の面に
当たっている状態では、同図において弁体３０の大径部
３０ｂの下半部のみが弁室３１の大径部３１ｂ内に臨む
（第１の位置）。

【００４０】(2) 旋回アーム２０が上記把持位置にあ
り、かつローラ３６が凹部１７の底部１７ｂと圧接して
いる状態では、図２に示すように弁体３０の大径部３０
ｂが弁室３１の大径部３１ｂを完全に塞ぐ（第３の位
置）。

【００４１】(3) 旋回軸１８が前進して図４に示すよう
に旋回アーム２０が規制台１６から最も離れた位置（搬
送位置）にある状態では、同図において弁体３０が降下
してその大径部３０ｂの上半部のみが弁室３１の大径部
３１ｂ内に臨む（第２の位置）。

【００４２】次に、この装置の作用を説明する。なお、
ここでは使用後の工具４８を主軸１４からマガジン１２
に移送する場合を説明するが、マガジン１２に収容され
た交換用の工具４８を主軸１４に移送する場合も以下と
同様に行うことが可能である。

【００４３】まず、図８に示すように、旋回アーム２０
が規制台１６に近い把持位置にあり、かつこの旋回アー
ム２０の両把持部２２がマガジン１２及び主軸１４から
旋回角度にして９０°離れた位置で待機している状態で
は、ローラ３６が規制台１６において凹部１７以外の面
に押付けられることにより、図１に示すように弁体３０
が弁用ばね３８の弾発力に抗して旋回アーム２０内に没
入する方向（図１では上方）に最も深く押し込まれてお
り、この弁体３０は前記第１の位置に位置している。従
って、図略の油圧ポンプからの高圧油は、図１に網目模
様で示すように、作動油供給管３３内、作動油供給路３
５、大径部３１ｂ，３１ｃ、及び第１分岐路４５を通じ
て外側作動室４０ａ内に供給され、この作動油圧により
押え部材３２は把持用ばね４４の弾発力に抗して旋回径
方向内側に後退する。

【００４４】このような状態から、図８時計回り方向に
９０°だけ旋回アーム２０が旋回駆動されると、図９に
示すように把持部２２が主軸１４先端の工具セット位置
まで到達する際に、ローラ３６が凹部１７のまずテーパ
ー部１７ａを走行し、さらに底部１７ｂまで沈むことに
より、弁体３０は最終的に図２に示す第３の位置に至
る。これにより、図略の油圧ポンプからの高圧油は、図
２に網目模様で示すように、作動油供給管３３内及び作
動油供給路３５には導入されるものの大径部３０ｂで遮
断され、作動室４０内には至らない。従って、押え部材
３２は把持用ばね４４の弾発力のみの比較的弱い力で径
方向外側に押し出され、この押え部材３２端部の押付け
ローラ４６が工具４８に押付けられて工具４８は把持部
２２に軽保持される。この作動により作動内側室４０ｂ
から押し出された作動油は、第２分岐路４３、連通孔３
０ｇ、弁体３０内、連通用孔３０ｅ、連通孔３０ｆ、戻
り油路３７，３４を通じて図略のタンクに戻される。

【００４５】なお、上述のようにローラ３６がテーパー
部１７ａを走行することで、弁体３０は図１の第１の位
置から図２の第３の位置まで徐々に移動するため、上記
押付けローラ４６も図５二点鎖線及び実線に示すように
図１の後退位置から図２の突出位置まで徐々に前進する
こととなる。このため、上記押付けローラ４６と工具４
８との衝突が避けられるとともに、押付けローラ４６の
作動がゆっくりと滑らかに行われることとなる。

【００４６】上記軽保持が完了した後、図１０に示すよ
うに旋回軸１８が突出し、旋回アーム２０が前記図２の
把持位置から図４の搬送位置まで旋回軸方向に移動して
規制台１６から遠ざかると、弁用ばね３８の付勢力によ
り弁体３０が旋回アーム２０に対して規制台１６に向か
う方向（図４の下方）に移動し、同図の第２の位置に移
動する。これにより、作動油供給管３３内及び作動油供
給路３５内の高圧油は、図４に網目模様で示すように、
大径部３１ｂ、連通孔３０ｇ、弁体３０内部、大径部３
１ａ、及び第２分岐路４３を通じて内側作動室４０ｂ内
に供給され、その圧力と把持用ばね４４の弾発力との双
方で工具４８はより強力に把持される。

【００４７】このようにして工具４８が完全に把持され
た状態で旋回アーム２０が１８０°旋回し、図１１に示
すように上記工具４８がマガジン１２に対応する位置ま
で搬送された後、旋回軸１８が後退して図１２に示すよ
うに旋回アーム２０が搬送位置から把持位置まで移動す
ることにより、ローラ３６が再び規制台１６に押付けら
れてその反力で弁体３０が旋回アーム２０内に没入する
方向に移動し（第３の位置）、工具４８がマガジン１２
に収容される。そして、この状態から図１３に示すよう
に旋回アーム２０を反時計回り方向に旋回させる際、上
記弁体３０がさらに押し込まれて図１の第１の位置に復
帰し押付けローラ４６が後退して工具４８の把持が完全
に解除され、上記方向に旋回アーム２０が９０°旋回す
ることにより、上記図１３に示すようにマガジン１２に
工具４８を残したまま旋回アーム２０を待機位置に戻す
ことができる。

【００４８】以上のように、この装置は、油圧装置を用
いて押え部材３２を駆動し、弁体３０の移動により工具
解放状態、軽保持状態、及びロック状態に切換えるよう
にしたものであるので、把持装置を円滑かつ確実に作動
させることができ、装置の信頼性を高めることができ
る。また、把持部２２により工具４８を把持する直前ま
では上記油圧の力により押えローラ４６を後退させてい
るので、この押えローラ４６と工具４８との当接による
衝撃を大幅に減らすことができる。従って、工具４８に
与えるダメージはほとんどない。

【００４９】さらに、上記弁体３０を旋回アーム２０内
に組み込むとともに、この旋回アーム２０の旋回動作及
び旋回軸方向の動作に連動して上記弁体３０が作動する
ようにしているので、この弁体３０を制御するための特
別な制御装置を付設することなく、旋回アーム２０の動
作に対応した適切なタイミングで押付けローラ４６を進
退させることができる。特に、上記実施例では、規制台
１６にテーパー部１７ａ及び底部１７ｂからなる凹部１
７を設け、工具セット位置に向かうに従って押付けロー
ラ４６が次第に突出量を増すようにしているので、把持
切換動作をより円滑化することができる利点がある。

【００５０】なお、上記実施例では、旋回アーム２０の
両端に把持部２２が設けられたものを示したが、本発明
はこれに限らず、旋回部材の少なくとも１個所に把持部
が設けられるものについて適用が可能である。

【００５１】また、上記実施例では工具把持のために油
圧駆動を行うものを示したが、本発明は空気圧その他の
流体圧装置を用いることも可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上のように本発明は、把持用の押付け
部をもつ押え部材と、この押え部材を駆動するための作
動流体を導く第１供給路及び第２供給路と、これらの供
給路の開通・遮断を切換える弁体とを旋回部材に組込
み、この旋回部材の旋回動作及び旋回軸方向の動作に連
動して上記弁体を作動させるようにしたものであるの
で、装置の大型化及びコスト高を招くことなく、旋回部
材の動作に応じて確実にかつ円滑に把持動作を行わせる
ことができ、装置の信頼性を高めることができる効果が
ある。

【００５３】特に、請求項３記載の装置では、上記弁体
に取付けられた走行体と圧接する規制部材において上記
走行体の走行路上に、旋回部材の把持部が工具セット位
置に向かうに従って連続的に深くなる凹部を設け、この
凹部への上記走行体の嵌まり込みによって上記押付け部
が次第に旋回径方向外側に移動するようにしているの
で、上記押付け部による工具把持動作をより円滑化する
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例において自動工具交換装置の
旋回アームが待機位置にある状態を示す断面側面図であ
る。

【図２】上記旋回アームが把持位置において工具を軽保
持した状態を示す断面側面図である。

【図３】上記旋回アームの平面図である。

【図４】上記旋回アームが搬送位置にある状態を示す断
面側面図である。

【図５】上記旋回アームの把持部が工具を把持する過程
を示す平面図である。

【図６】上記自動工具交換装置に設けられる規制台の斜
視図である。

【図７】上記規制台の凹部にローラが入り込む様子を示
す正面図である。

【図８】上記旋回アームが待機位置にある状態を示す斜
視図である。

【図９】上記旋回アームが把持位置において工具を軽保
持した状態を示す斜視図である。

【図１０】上記旋回アームが上記把持位置から搬送位置
に移動した状態を示す斜視図である。

【図１１】上記旋回アームが上記搬送位置で１８０°旋
回した状態を示す斜視図である。

【図１２】上記旋回アームが上記旋回後把持位置に復帰
した状態を示す斜視図である。

【図１３】上記旋回アームが上記把持位置に復帰した後
に待機位置まで旋回した状態を示す斜視図である。

【図１４】従来の自動工具交換装置において旋回アーム
が待機位置にある状態を示す断面側面図である。

【図１５】上記旋回アームが把持位置で工具を軽保持し
た状態を示す断面側面図である。

【図１６】上記旋回アームが搬送位置にある状態を示す
断面側面図である。

【符号の説明】

１０ 自動工具交換装置 １６ 規制台（規制部材） １７ 凹部 １８ 旋回軸 ２０ 旋回アーム（旋回部材） ２２ 把持部 ３０ 弁体 ３１ 弁室 ３２ 押え部材 ３２ａ ピストン部 ３３ 作動油供給管（第１供給路及び第２供給路を構
成） ３５ 作動油供給路（第１供給路及び第２供給路を構
成） ３６ ローラ（走行体） ３８ 弁用ばね ４０ 作動室 ４０ａ 外側作動室 ４０ｂ 内側作動室 ４３ 第２分岐路 ４４ 把持用ばね ４５ 第１分岐路 ４６ 押付けローラ（押付け部） ４８ 工具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 3/157

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回軸を中心に旋回駆動され、かつ、セ
   ット位置にある工具を把持可能な把持位置とこの工具を
   セット位置から取り出した状態で搬送するための搬送位
   置との間で上記旋回軸の軸方向に進退駆動される旋回部
   材を備え、この旋回部材において上記旋回軸から旋回径
   方向に離れた位置に上記工具を着脱可能に把持する把持
   部が設けられた自動工具交換装置における工具把持装置
   において、上記旋回部材にその旋回径方向に移動可能に
   収容され、上記旋回部材内に形成された作動室内を旋回
   径方向外側の外側作動室と旋回径方向内側の内側作動室
   とに区画するピストン部を有する押え部材と、この押え
   部材において旋回部材の旋回径方向外側の端部に設けら
   れ、上記工具の側面に押付けられる状態でこの工具を旋
   回部材の把持部とで把持する押付け部と、上記押え部材
   を径方向外側に付勢する把持用ばねと、作動流体を上記
   外側作動室内に導くための第１供給路と、作動流体を上
   記内側作動室内に導くための第２供給路と、上記旋回部
   材内において上記第１供給路及び第２供給路の途中の位
   置に旋回軸の軸方向に移動可能に設けられ、この移動に
   より上記第１供給路のみを開通する第１の位置と上記第
   ２供給路のみを開通する第２の位置と両流体路を遮断す
   る第３の位置とに切換えられる弁体と、旋回部材が上記
   把持位置にありかつ工具のセット位置から旋回方向に離
   れた待機位置にある状態では上記弁体が上記第１の位置
   に位置し、旋回部材が上記把持位置であって工具のセッ
   ト位置と合致する旋回角度位置にある状態では上記弁体
   が上記第３の位置に位置し、旋回部材が上記搬送位置に
   ある状態では上記弁体が上記第２の位置に位置するよう
   に、旋回部材の旋回動作及び旋回軸方向の動作に連動し
   て上記弁体を作動させる連動機構とを備えたことを特徴
   とする自動工具交換装置における工具把持装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動工具交換装置におけ
   る工具把持装置において、上記連動機構として、上記把
   持位置を境として上記搬送位置と反対側の位置に設けら
   れた規制部材と、上記弁体を上記規制部材に向かう方向
   に付勢する弁用ばねと、上記弁体において上記規制部材
   に近い側の端部に設けられ、旋回部材が上記把持位置に
   ある状態でのみ上記弁用ばねの付勢力により上記規制部
   材に圧接し、この圧接状態で上記旋回部材の旋回に伴っ
   て上記規制部材上を走行する走行体とを備え、旋回部材
   が上記把持位置にありかつ工具のセット位置から旋回方
   向に離れた待機位置にある状態では上記弁体が上記第１
   の位置に位置し、旋回部材が上記把持位置であって工具
   のセット位置と合致する旋回角度位置にある状態では上
   記弁体が上記第３の位置に位置し、旋回部材が上記搬送
   位置にある状態では上記弁体が上記第２の位置に位置す
   るように上記規制部材における上記走行体の走行面の形
   状を設定したことを特徴とする自動工具交換装置におけ
   る工具把持装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の自動工具交換装置におけ
   る工具把持装置において、上記規制部材における上記走
   行体の走行面上に、上記旋回部材が上記待機位置から上
   記工具のセット位置と合致する位置に向かうに従って連
   続的に深くなる凹部を設け、上記走行体が上記走行面に
   おいて上記凹部以外の位置に圧接している状態で上記弁
   体が上記第１の位置に位置し、上記走行体が上記凹部の
   底面に位置している状態で上記弁体が上記第３の位置に
   位置するように凹部を形成したことを特徴とする自動工
   具交換装置における工具把持装置。