JP4154095B2 - 工作機械における工具交換装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピンドルの回転軸線と直交する軸線まわりに回転可能なクランプボルトを有するカムクランプ機構が、前記クランプボルトを正方向に回転させることによる工具のクランプ状態、ならびに前記クランプボルトを逆方向に回転させることによる工具のアンクランプ状態を切換可能として、前記スピンドルの先端に設けられる工作機械に関し、特に、スピンドルの先端部への工具の交換装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スピンドルの先端部には、ドローバーを用いた締結手段で工具が締結されるのが一般的であるが、このような締結手段を用いて工具の自動交換を行なうようにすると、装置構成が複雑になるだけなく、大がかりとなってしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、スピンドルの回転軸線と直交する軸線まわりに回転可能なクランプボルトを有するカムクランプ機構がスピンドルの先端に設けられた工作機械もあり、このカムクランプ機構では、クランプボルトを正方向に回転させることによって工具をスピンドルの先端にクランプする状態と、前記クランプボルトを逆方向に回転させることによるスピンドルの先端部への工具のクランプを解除する状態とを切換えるようにしている。しかるに、かかるカムクランプ機構は、一般的には作業者の手動操作によって工具を交換するために用いられており、従来では、工具の自動交換が困難であった。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、スピンドルの先端部に設けられるカムクランプ機構を用いて工具の自動交換を可能とした工作機械における工具交換装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、スピンドルの回転軸線と直交する軸線まわりに回転可能なクランプボルトを有するカムクランプ機構が、前記クランプボルトを正方向に回転させることによる工具のクランプ状態、ならびに前記クランプボルトを逆方向に回転させることによる工具のアンクランプ状態を切換可能として、前記スピンドルの先端に設けられる工作機械において、前記スピンドルのカムクランプ機構をもたらし得る交換位置で前記スピンドルの回転軸線と直交する方向への往復移動が可能な移動体と；該移動体を往復駆動する移動体駆動手段と；前記スピンドルの回転軸線と直交する軸線まわりの相対回転を可能として且つその軸線に沿う方向の相対移動を不能として前記移動体に支承される回転軸と；該回転軸の軸線まわりの相対回転を不能とするとともに前記回転軸の軸線方向への制限された範囲での相対移動を可能として前記回転軸の一端部に基端部が同軸に連結され、前記クランプボルトに先端部を係合させ得るレンチと；該レンチの基端部および前記回転軸の一端部間に縮設されるばねと；前記移動体の移動位置にかかわらず前記回転軸をギヤ列を介して正・逆いずれの方向にも回転駆動し得る回転軸駆動手段と；前記回転軸および前記レンチの軸方向相対位置に応じて前記レンチの先端部が前記クランプボルトに係合したか否かを検出する係合状態検出器と；前記レンチの逆転方向の回転数を検出する回転数検出器と；前記回転軸駆動手段の正転方向の出力トルクを検出するトルク検出器と；前記係合状態検出器、前記回転数検出器および前記トルク検出器の検出結果に基づいて前記移動体駆動手段および前記回転軸駆動手段の作動を制御する制御手段と；を備え、前記ギヤ列は、前記回転軸駆動手段に連動、連結される駆動ギヤと、前記回転数検出器の被検出部を有して前記駆動ギヤに噛合するアイドルギヤと、前記回転軸に固定されて前記アイドルギヤに軸方向相対摺動可能に噛合する被動ギヤとを備えることを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、スピンドルの先端部から工具を取外す際には、先ず、交換位置にスピンドルの先端部のカムクランプ機構をもたらした状態で移動体駆動手段により移動体をカムクランプ機構側に移動せしめ、レンチの先端部をクランプボルトに係合せしめる。この際、レンチの先端部がクランプボルトに係合しなかったときには、ばねを圧縮しつつ回転軸およびレンチの軸方向相対位置が変化するので、それを係合状態検出器で検出することにより、レンチのクランプボルトへの確実な係合を確認することができる。而してレンチがクランプボルトに係合したことを確認した後で、回転軸駆動手段を逆転方向に作動せしめることにより、カムクランプ機構をアンクランプ状態とすることができ、回転数検出器で所定の回転数を検出したときに、回転軸駆動手段の作動を停止するとともに移動体駆動手段により移動体をカムクランプ機構から離反する方向に移動せしめることにより、クランプボルトへのレンチの係合が解かれ、レンチがカムクランプ機構から離反する。またスピンドルの先端部に工具を新たに装着する際には、交換位置にあるカムクランプ機構側に移動体を移動せしめ、レンチの先端部をクランプボルトに係合せしめ、レンチの先端部がクランプボルトに係合したことを係合状態検出器で検出した後に、回転軸駆動手段を正転方向に作動せしめることにより、カムクランプ機構をクランプ状態とすることができ、トルク検出器で所定のトルクを検出したときに、回転軸駆動手段の作動を停止するとともに移動体駆動手段により移動体をカムクランプ機構から離反する方向に移動せしめることにより、クランプボルトへのレンチの係合が解かれ、レンチがカムクランプ機構から離反する。このようにして、カムクランプ機構のクランプ状態およびアンクランプ状態を自動的に切換えることが可能であり、スピンドルの先端部への工具の自動的な装着および取り外しが可能となる。また、上記回転軸駆動手段は、移動体の移動位置にかかわらず回転軸をギヤ列を介して正・逆いずれの方向にも回転駆動し得るものであり、特にそのギヤ列は、回転軸駆動手段に連動、連結される駆動ギヤと、回転数検出器の被検出部を有して駆動ギヤに噛合するアイドルギヤと、回転軸に固定されてアイドルギヤに軸方向相対摺動可能に噛合する被動ギヤとを備えるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００８】
図１〜図２８は本発明の一実施例を示すものであり、図１は工作機械の全体側面図、図２は図１の２矢視平面図、図３は図１の３矢視正面図、図４は図２の４矢視背面図、図５は図２の５−５線拡大断面図、図６は図５の６−６線断面図、図７は図５の７−７線断面図、図８は図５の８−８線断面図、図９は図８の９−９線拡大断面図、図１０は図９の１０−１０線拡大断面図、図１１は図５の１１−１１線に沿う第２位置決め手段の拡大断面図、図１２はアンロック状態にある第２位置決め手段の図１１に対応した断面図、図１３は第２位置決め手段のロック作動を説明するための図１１の１３−１３線に沿う断面図、図１４は計測手段による計測状態での図８に対応した断面図、図１５は図１４の１５−１５線矢視図、図１６は図２の１６矢視拡大図、図１７は図１６の１７−１７線矢視方向から見た切欠き側面図、図１８は図１７の１８−１８線断面図、図１９は図１７の１９−１９線矢視図、図２０は図１９の２０矢示部拡大図、図２１は図２０の２１−２１線断面図、図２２は図２０の２２−２２線断面図、図２３はスピンドルの先端部のカムクランプ機構を示す断面図、図２４は図１６の２４−２４線断面図、図２５は図２４の２５−２５線断面図、図２６は図２４の２６−２６線矢視図、図２７は図２４の２７−２７線拡大断面図、図２８は制御系を示す図である。
【０００９】
先ず図１〜図４において、この工作機械は、たとえば車両用エンジンに用いられるコンロッド４１の大端部４１ａに設けられる大径孔４２の内面、ならびに該大径孔４２よりも小径にして前記コンロッド４１の小端部４１ｂに設けられる小径孔４３の内面に仕上げ加工を施すものであり、床面上に設置される基台４５上に、複数たとえば４個のコンロッド４１，４１…を位置決め保持する位置決め保持装置４６と、該位置決め保持装置４６で保持されたコンロッド４１，４１の前記大径孔４２…および前記小径孔４３…に仕上げ加工を施すための単一のスピンドル４７を備える加工手段４８と、仕上げ加工が完了した後のコンロッド４１における前記大径孔４２および小径孔４３の内径をそれぞれ個別に測定する一対の内径測定器４９，５０を備える計測手段５１と、前記スピンドル４７の先端部に交換可能に装着される複数の工具５２…をストックする工具ストッカー５３と、スピンドル４７の先端からの工具５２の取り外しならびにスピンドル４７の先端への新たな工具５２の装着を実行し得る工具着脱ユニット５４とが配設される。
【００１０】
基台４５上には水平面内で相互に直交するＸ軸およびＹ軸が設定されており、位置決め保持装置４６は、基台４５上の前記Ｙ軸に沿う一端側（図１および図２の左端側）に寄った位置に配設され、前記Ｘ軸と平行な軸線まわりに回動可能な保持枠５５を備える。
【００１１】
前記基台４５の外方側である保持枠５５の一側には、作業者が複数たとえば一対のコンロッド４１，４１の保持枠５５への着脱操作を行なうための着脱位置ＳＨが設定され、また前記基台４５の内方側である保持枠５５の他側には、加工手段４８によって複数たとえば一対のコンロッド４１，４１に仕上げ加工を行なうための加工位置ＳＰが設定される。
【００１２】
保持枠５５の両端には、基台４５から上方に突出するようにして基台４５に固定される支持台５８，５９上に固定、支持されるインデックスユニット５６およびインデックスサポートユニット５７が同軸に連結されており、これらのユニット５６，５７によって、保持枠５５は図１の矢印６１で示す方向に１８０度ずつ回動せしめられる。また保持枠５５は、着脱位置ＳＨおよび加工位置ＳＰ側に保持枠５５を臨ませることを可能としたカバー６０で覆われる。
【００１３】
図５〜図８を併せて参照して、前記保持枠５５の着脱位置ＳＨおよび加工位置ＳＰに臨む側面には、Ｘ軸方向に間隔をあけて複数ずつたとえば一対ずつ２組のコンロッド４１，４１が、水平姿勢でそれぞれ位置決め保持されるものであり、前記着脱位置ＳＨおよび加工位置ＳＰに臨む保持枠５５の両側面には、コンロッド４１の大端部４１ａを当接させる一対ずつ２組の基準支持面６２…と、コンロッド４１の小端部４１ｂを当接させる一対ずつ２組の基準支持面６３…とが、保持枠５５の水平な回動軸線６４に関して対称な位置に形成される。
【００１４】
保持枠５５には、一対ずつ２組の第１位置決め手段６５，６５…と、一対ずつ２組のクランプ手段６６，６６…と、一対ずつ２組のナチュラルロック手段６７，６７…とが、前記回動軸線６４に関して対称な配置で前記着脱位置ＳＨおよび加工位置ＳＰに臨む保持枠５５の両側面に設けられる。
【００１５】
第１位置決め手段６５は、基準支持面６３に当接したコンロッド４１の小端部４１ｂを小径孔４３の内面の周方向複数箇所への接触により位置決めするロック状態と、前記小端部４１ｂの位置決めを解除して前記小径孔４３から離脱するアンロック状態とを切換可能なものである。
【００１６】
図９をさらに併せて参照して、第１位置決め手段６５は、コンロッド４１の小端部４１ｂを当接させる基準支持面６３を外端面に有して保持枠５５に着脱可能に締結されるガイド部材６８と、前記小端部４１ｂの小径孔４３内に一端部を同軸に挿脱させることを可能として円筒状に形成されるとともに前記ガイド部材６８で軸方向移動をガイドされるホルダ６９と、該ホルダ６９の半径方向に沿う移動を可能としてホルダ６９の一端部に保持される複数の鋼球７０，７０…と、各鋼球７０，７０…をホルダ６９の半径方向外方に押し上げて前記小径孔４３の内面の複数箇所に当接させるテーパ面７１ａを一端部に有するとともに前記ホルダ６９に軸方向相対移動を可能として同軸に挿入されるテーパピン７１とを備える。
【００１７】
ガイド部材６８は、保持枠５５の側面に複数のボルト７２…で着脱可能に締結されるフランジ部６８ａを外端に有して円筒状に形成される。ホルダ６９は、円筒状に形成されており、ガイド部材６８内に軸方向摺動可能に嵌合される。このホルダ６９の一端はキャップ７３で閉塞されており、複数の鋼球７０，７０…は、ホルダ６９の半径方向に沿う移動を可能としてホルダ６９の一端部に保持される。
【００１８】
ガイド部材６８およびホルダ６９間には、ホルダ６９の回動を阻止する回動阻止手段７６が設けられており、該回動阻止手段７６は、ガイド部材６８内に対応する位置で軸方向に延びてホルダ６９の外面に設けられる一条の溝７４と、ガイド部材６８に螺合されて前記溝７４に係合するねじ部材７５とで構成される。したがってホルダ６９は、回動阻止手段７６により軸線まわりの回動が阻止された状態で、ガイド部材６８により軸方向にガイドされることになる。
【００１９】
このような第１位置決め手段６５では、着脱位置ＳＨにおいてホルダ６９の一端部をコンロッド４１の小径孔４３内に挿入せしめた状態で、該ホルダ６９に対してテーパピン７１を図９の左側に相対移動せしめることにより、各鋼球７０，７０…がテーパ面７１ａで押されて小径孔４３の内面の周方向複数箇所に接触することになり、それにより基準支持面６３に当接した小径部４１ｂが位置決めされたロック状態となる。また位置決めを解除したアンロック状態とするにあたっては、各鋼球７０，７０…に押上げ力を作用せしめるのを解消する位置までテーパピン７１をホルダ６９に対して軸方向に相対移動せしめた後、ホルダ６９を小径孔４３から離脱する位置まで軸方向に移動させればよい。
【００２０】
ところで、前記保持枠５５の回動軸線６４に関して対称に配置される一対の第１位置決め手段６５，６５は、位置決め駆動手段７７によって共通に駆動される。この位置決め駆動手段７７は、コンロッド４１における小径孔４３の軸線に沿う方向で前記ホルダ６９を軸方向に往復作動せしめることを可能として保持枠５５に支持される第１駆動部７８と、前記小径孔４３の軸線に沿う方向で前記テーパピン７１を軸方向に往復作動することを可能として前記保持枠５５に支持される第２駆動部７９とを備える。
【００２１】
第１駆動部７８は、前記小径孔４３と同軸の軸線を有して保持枠５５に固定される円筒状のシリンダ体８０と、該シリンダ体８０に摺動可能に嵌合されるホルダ駆動体８１とを備え、シリンダ体８０の両端には、ガイド筒８２，８２が締結される。
【００２２】
ホルダ駆動体８１は、前記両ガイド筒８２，８２間でシリンダ体８０に摺動可能に嵌合される円筒状の駆動体主部８１ａの両端に、前記両ガイド筒８２，８２にそれぞれ流体密にかつ軸方向摺動可能に嵌合される円筒状のロッド部８１ｂ，８１ｂが同軸にかつ一体に連設されて成るものであり、駆動体主部８１ａの両端外周部および両ガイド筒８２，８２の内端間には、シリンダ体８０の内面で外周を規定されるとともにロッド部８１ｂ，８１ｂの外周で内周を規定される環状の第１流体圧室８３，８３がそれぞれ形成され、両第１流体圧室８３，８３に個別に通じる第１流体圧導管８４，８４がシリンダ体８０に接続される。
【００２３】
このような第１駆動部７８では、両第１流体圧室８３，８３の一方に流体圧を作用せしめるとともに両第１流体圧室８３，８３の他方から流体圧を解放することにより、ホルダ駆動体８１が軸方向に往復移動することになる。
【００２４】
しかもホルダ駆動体８１における駆動体主部８１ａの外面には、環状凹部８５が設けられるとともに、該環状凹部８５よりも深い溝８６が軸方向に延びて設けられており、溝８６に係合するねじ部材８７がシリンダ体８０に螺合されることで、ホルダ駆動体８１の軸線まわりの回動は阻止されている。
【００２５】
第２駆動部７９は、前記環状凹部８５に通じる第２流体圧室８８を相互間に形成してホルダ駆動体８１の軸方向中間部に流体密にかつ軸方向摺動可能に嵌合される一対のピン駆動体８９，８９と、それらのピン駆動体８９，８９の軸方向外方でホルダ駆動体８１内に固定されるガイド筒９０，９０と、ピン駆動体８９，８９を第２流体圧室８８側に向けて付勢するばね力を発揮してピン駆動体８９，８９およびガイド筒９０，９０間に設けられる戻しばね９１，９１とを備え、ピン駆動体８９，８９に基端が一体にかつ同軸に連なるロッド８９ａ，８９ａが各ガイド筒９０，９０に摺動可能に嵌合される。
【００２６】
ホルダ駆動体８１における駆動体主部８１ａの外面には、第１流体圧室８３，８３および環状凹部８５間をシールする環状のシール部材９２，９２が装着されており、ホルダ駆動体８１の軸方向位置にかかわらず環状凹部８５すなわち第１流体圧室８８に通じる第２流体圧導管９３がシリンダ体８０に接続される。
【００２７】
このような第２駆動部７９では、第２流体圧室８８に流体圧を作用せしめる状態と、第２流体圧室８８から流体圧を解放する状態とを切換えることにより、一対のピン駆動体８９，８９をホルダ駆動体８１に対して軸方向に相対移動させることが可能である。
【００２８】
ところで上記第１流体圧導管８４，８４および第２流体圧導管９３は、保持枠５５の一部を構成する流体圧分配板９４に共通に接続されており、この流体圧分配板９４は、保持枠５５の１８０度ずつの回動に応じて保持枠５５の上部もしくは下部に配置されることになる。
【００２９】
図１０を併せて参照して、ホルダ駆動体８１におけるロッド部８１ｂ，８１ｂの先端には、リング状の規制板９７，９７が締結される。この規制板９７の内周の周方向に等間隔をあけた複数箇所（この実施例では３箇所）には、規制板９７の半径方向内方に突出する規制突部９７ａ，９７ａ…が突設される。一方、第１位置決め手段６５におけるホルダ６９の他端部は、前記規制板９７を貫通して前記ロッド部８１ｂ内に挿入されるものであり、ホルダ６９の他端はガイド筒９０に当接される。
【００３０】
ホルダ６９の他端側外面には、前記規制板９７の規制突部９７ａ，９７ａ…に内方側から係合する係合突部６９ａ，６９ａ…が周方向に等間隔をあけた複数箇所（この実施例では３箇所）に突設されており、それらの係合突部６９ａ，６９ａ…は、各係合突部６９ａ，６９ａ…が規制突部９７ａ，９７ａ…相互間に対応する位置となるようにホルダ６９およびホルダ駆動体８１の軸線まわりの相対位置を定めたときには、ホルダ６９の他端部を規制板９７から離脱させることができるように形成されている。このようにして、ホルダ駆動体８１には、ホルダ駆動体８１に対するホルダ６９の軸方向相対移動を阻止する連結状態と、ホルダ駆動体８１に対して前記ホルダ６９を前記軸線まわりに前記連結状態から設定量だけ相対回動せしめることで前記連結状態を解除する連結解除状態とを切換可能として、ホルダ６９の他端部が連結されることになる。
【００３１】
ホルダ６９の他端部およびテーパピン７１の他端部間には、ホルダ６９に対してテーパピン７１をガイド筒９０側に移動せしめる方向のばね力を発揮するばね９８が設けられており、ガイド筒９０を軸方向移動自在に貫通するロッド８９ａの先端が前記テーパピン７１の他端に同軸に当接される。すなわちピン駆動体８９はテーパピン７１の他端に同軸に当接される。
【００３２】
このような位置決め駆動手段７７によれば、該位置決め駆動手段７７に連結されている一対の第１位置決め手段６５，６５のうち着脱位置ＳＨ側の第１位置決め手段６５をロック状態とするとともに、加工位置ＳＰ側の第１位置決め手段６５をアンロック状態とするようにして、前記両第１位置決め手段６５，６５を駆動することが可能である。
【００３３】
図６に特に注目して、クランプ手段６６は、コンロッド４１を基準支持面６２，６３側に押圧して該コンロッド４１を保持枠５５に保持するものであり、保持枠５５の水平な回動軸線６４と平行な軸線まわりに起伏作動することを可能として保持枠５５に支承されるクランプアーム１００と、コンロッド４１に当接することを可能として前記クランプアーム１００の一端部に設けられるクランパ１０１とを備えるものであり、クランプアーム１００を起伏駆動するためのクランプ駆動用シリンダ１０２がクランプアーム１００の他端に連結される。
【００３４】
クランパ１０１は、基準支持面６２，６３に大端部４１ａおよび小端部４１ｂを当接させた状態にあるコンロッド４１の中間部に当接可能なものであり、球面座金１０３をクランプアーム１００の一端との間に介在させた前記クランパ１０１に係合する係合鍔部１０４ａを一端に有して球面座金１０３およびクランプアーム１００に挿通される保持ピン１０４と、該保持ピン１０４の中間部を一直径線に沿って貫通するようにしてクランプアーム１００の一端部に挿入されるピン１０５と、該ピン１０５の外面に設けられた環状の係合溝１０６に係合するようにしてクランプアーム１００に螺合されるねじ部材１０７とで、クランプアーム１００の一端部にクランパ１０１が揺動可能に取付けられる。またクランプアーム１００の一端には位置決めピン１０８が植設されており、この位置決めピン１０８は、多少のがたつきを許容しつつクランパ１０１の位置を定めるべくクランパ１０１に挿入される。
【００３５】
クランプ駆動用シリンダ１０２は、Ｙ軸方向に沿う軸線を有して一端を閉じた有底円筒状に形成されるとともに他端開口部を保持枠５５の外方側に配置したシリンダ体１０９と、該シリンダ体１０９の他端開口部を閉じるシリンダキャップ１１０と、シリンダ体１０９に摺動可能に嵌合されるピストン１１１とを備えるものであり、シリンダ体１０９およびシリンダキャップ１１０は、複数のボルト１１２…で共締めされて保持枠５５に固定される。
【００３６】
シリンダ体１０９内で、該シリンダ体１０９の一端壁およびピストン１１１間には第３流体圧室１１３が、またシリンダキャップ１１０およびピストン１１１間には第４流体圧室１１４がそれぞれ形成されており、保持枠５５の流体圧分配板９４から延設される第３および第４流体圧導管１１５，１１６は、第３および第４流体圧室１１３，１１４に個別に通じるようにしてシリンダ体１０９に接続される。したがって第３および第４流体圧室１１３，１１４の一方への流体圧の作用ならびに第３および第４流体圧室１１３，１１４の他方からの流体圧の解放を切換可能であり、そのような流体圧の切換制御により、クランプ駆動用シリンダ１０２はピストン１１１をＹ軸方向に往復移動せしめるように作動する。
【００３７】
ピストン１１１には、シリンダ体１０９の一端壁を流体密にかつ軸方向移動可能に貫通するロッド１１１ａと、シリンダキャップ１１０を流体密にかつ軸方向移動可能に貫通するロッド１１１ｂとが同軸に連設されており、一方のロッド１１１ａの先端部に設けられた被検出部１１７の検出によりクランプ駆動用シリンダ１０２の作動状況を検出するストローク検出器１１８がシリンダ体１０９に付設される。またシリンダキャップ１１０から突出する他方のロッド１１１ｂの先端部は、クランプアーム１００の他端に、保持枠５５の回動軸線６４と平行な軸線を有する軸１１９を介して連結される。
【００３８】
シリンダキャップ１１０にはブラケット１２０が一体に設けられており、このブラケット１２０にはリンク１２２の一端が前記軸１１９と平行な軸１２１を介して連結され、リンク１２２の他端は、前記軸１１９，１２１と平行な軸１２３を介してクランプアーム１００の中間部に連結される。
【００３９】
このようなクランプ手段６６では、クランプ駆動用シリンダ１０２でクランプアーム１００を起伏作動せしめることが可能であり、基準支持面６２，６３に大端部４１ａおよび小端部４１ｂを当接させたコンロッド４１をクランパ１０１で基準支持面６２，６３側に押圧してコンロッド４１を保持枠５５に固定的に保持する状態と、クランパ１０１による押圧状態を解除してコンロッド４１の保持枠５５への保持を解除する状態とを切換可能である。
【００４０】
しかもクランプ手段６６およびクランプ駆動用シリンダ１０２は、着脱位置ＳＨではクランパ１０１がクランプ駆動用シリンダ１０２よりも上方位置となり、加工位置ＳＰではクランパ１０１がクランプ駆動用シリンダ１０２よりも下方位置となるようにして、保持枠５５に配置されている。
【００４１】
図７に特に注目して、ナチュラルロック手段６７は、コンロッド４１における大端部４１ａの外側面を作業員の人力による着脱を可能として弾発的に保持するアンロック状態と、前記大端部４１ａを固定的に保持するロック状態とを切換えて保持するものである。
【００４２】
このナチュラルロック手段６７は、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向で大端部４１ａの両側に配置されるようにして保持枠５５に固定される一対のハウジング１２５，１２５と、前記Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向での制限された範囲での移動を可能として前記ハウジング１２５，１２５にそれぞれ支承されるプランジャ１２６，１２６と、大端部４１ａの外側面への当接を可能として前記各プランジャ１２６，１２６の先端に着脱可能に取付けられる当接部材１２７，１２７と、一端部を前記各プランジャ１２６，１２６の後端に対向させて前記ハウジング１２５，１２５に挿入されるとともに前記Ｙ軸方向に移動することを可能として保持枠５５にそれぞれ支承される押圧ピン１２８，１２８と、各押圧ピン１２８，１２８の他端に一端が同軸に螺着されるボルト１２９，１２９と、それらのボルト１２９，１２９の他端の拡径頭部１２９ａ，１２９ａに係合することを可能として両ボルト１２９，１２９の他端側を挿通させる連結板１３０と、ハウジング１２５，１２５およびプランジャ１２６，１２６間に縮設される第１ばね１３１，１３１と、押圧ピン１２８，１２８の他端および連結板１３０間に縮設される第２ばね１３２，１３２とを備える。
【００４３】
プランジャ１２６には、ハウジング１２５に挿通される規制ピン１３３を貫通させる規制孔１３４が、プランジャ１２６の一直径線に沿うとともにプランジャ１２６の軸線方向に長く形成されており、規制ピン１３３および規制孔１３４でプランジャ１２６の軸線方向移動が制限される。このプランジャ１２６のハウジング１２５から突出した先端部に当接部材１２７が取付けられるのであるが、コンロッド４１の種類に応じて当接部材１２７を交換することを可能とするために、当接部材１２７は着脱可能にプランジャ１２６に取付けられる。
【００４４】
また第１ばね１３１は、当接部材１２７を大端部４１ａの外側面に当接させる方向にプランジャ１２６を付勢するばね力を発揮するのであるが、プランジャ１２６に押圧ピン１２８からの押圧力が作用していない状態では、一対の当接部材１２７，１２７でコンロッド４１の大端部４１ａを両側から仮に挟む程度のばね力を発揮するように、第１ばね１３１のばね荷重が設定される。
【００４５】
プランジャ１２６の後端には、押圧ピン１２８の一端側に臨むように傾斜した受圧面１３５が形成されており、押圧ピン１２８の一端には、前記受圧面１３５に対応して傾斜した押圧面１３６が形成される。
【００４６】
押圧ピン１２８の一端側は軸方向移動可能にハウジング１２５に挿入されており、また押圧ピン１２８の他端側は保持枠５５に軸線方向の摺動を可能として嵌合される。而して押圧ピン１２８が、その軸方向一端側に移動したときには、押圧面１３６が受圧面１３５に当接することにより、プランジャ１２６がその先端の当接部材１２７を大端部４１ａの外側面に圧接する方向に押圧されることになる。
【００４７】
第２ばね１３２は、前記押圧ピン１２８を軸方向一端側に移動させるばね力、すなわち当接部材１２７を大端部４１ａの外側面に圧接せしめるばね力を発揮し得るものであり、連結板１３０が、ボルト１２９，１２９の長手方向に沿って押圧ピン１２８の他端に近接するように作動するのに伴って第２ばね１３２が圧縮されるのに応じて、第２ばね１３２が、当接部材１２７を大端部４１ａの外側面に圧接せしめるばね力を発揮する。
【００４８】
ところで、前記保持枠５５の回動軸線６４に関して対称に配置される一対のナチュラルロック手段６７，６７は、ナチュラルロック駆動手段１３６によって共通に駆動される。
【００４９】
このナチュラルロック駆動手段１３６は、Ｙ軸方向に沿う軸線を有して一端を閉じた有底円筒状に形成されて保持枠５５に支持されるシリンダ体１３７と、該シリンダ体１３７の他端開口部を閉じるシリンダキャップ１３８と、シリンダ体１３７に摺動可能に嵌合されるピストン１３９とを備え、ピストン１３９の両端に同軸に連設されてシリンダ体１３７の一端壁およびシリンダキャップ１３８を流体密にかつ軸方向移動可能に貫通するロッド１３９ａ，１３９ａが両ナチュラルロック手段６７，６７の連結板１３０，１３０に連結される。
【００５０】
前記シリンダ体１３７内で、該シリンダ体１３７の一端壁およびピストン１３９間には第５流体圧室１４０が、またシリンダキャップ１３８およびピストン１３９間には第６流体圧室１４１がそれぞれ形成される。また保持枠５５の流体圧分配板９４から延設される第５および第６流体圧導管１４２，１４３が、第５および第６流体圧室１４０，１４１に個別に通じるようにしてシリンダ体１３７に接続される。したがって第５および第６流体圧室１４０，１４１の一方への流体圧の作用ならびに第５および第６流体圧室１４０，１４１の他方からの流体圧の解放を切換可能であり、そのような流体圧の切換制御により、ナチュラルロック駆動手段１３６は、ピストン１３９をＹ軸方向に往復移動せしめるように作動する。
【００５１】
このようなナチュラルロック駆動手段１３６によれば、該ナチュラルロック駆動手段１３６に連結されている一対のナチュラルロック手段６７，６７のうち着脱位置ＳＨ側のナチュラルロック手段６７をロック状態とするとともに、加工位置ＳＰ側のナチュラルロック手段６７をアンロック状態とするようにして、前記両ナチュラルロック手段６７，６７を駆動することが可能である。
【００５２】
また保持枠５５には、連結板１３０…の作動位置を検出してナチュラルロック手段６７…の作動状態を検出する作動検出器１４４…が取付けられる。
【００５３】
保持枠５５の着脱位置ＳＨ側には、基準支持面６２…に当接した状態にある一対のコンロッド４１，４１の大端部４１ａ…を、大径孔４２…の内面の周方向複数箇所への接触によって位置決めするロック状態と、大端部４１ａ…の位置決めを解除して大径孔４２…から離脱するアンロック状態とを切換可能な一対の第２位置決め手段１４５，１４５が設けられる。
【００５４】
図１１〜図１３を併せて参照して、第２位置決め手段１４５は、Ｘ軸と平行な軸線まわりの起伏作動を可能として保持枠５５に基端部が支承される回動アーム１４６と、該回動アーム１４６の先端部に一体に形成された有底円筒状のシリンダ部１４７と、該シリンダ部１４７の開口端を塞ぐようにしてシリンダ部１４７に締結されるシリンダキャップ１４８と、シリンダ部１４７に摺動可能に嵌合されるピストン１４９と、該ピストン１４９に同軸に連設されてシリンダキャップ１４８を流体密にかつ軸方向移動可能に貫通するロッド１５０と、シリンダキャップ１４８からのロッド１５０の突出部の中間位置に固定される第１移動駒１５１と、コンロッド４１の大径孔４２内に挿入されることを可能として第１移動駒１５１に一体に形成される第１クランパ１５２と、第１移動駒１５１よりも外方位置でロッド１５０に該ロッド１５０の軸線方向に沿う移動を可能として支承される第２移動駒１５３と、コンロッド４１の大径孔４２内に挿入されることを可能として第２移動駒１５３に一体に形成される第２クランパ１５４と、シリンダキャップ１４８に締結された支持板１５５にロッド１５０の軸線と直交する軸１５６を介して中間部が回動可能に支持される回動リンク１５７と、該回動リンク１５７の一端および第１移動駒１５１間を連結する第１リンク１５８と、前記回動リンク１５７の他端および第２移動駒１５３間を連結する第２リンク１５９とを備える。
【００５５】
シリンダ部１４７内で、該シリンダ部１４７の一端閉塞壁およびピストン１４９間には第７流体圧室１６０が形成され、ピストン１４９およびシリンダキャップ１４８間には第８流体圧室１６１が形成される。またシリンダ部１４７には第７流体圧室１６０に通じる第７流体圧導管１６３が接続され、シリンダキャップ１４８には第８流体圧室１６１に通じる第８流体圧導管１６４が接続される。
【００５６】
またシリンダキャップ１４８には、規制ピン１６２が挿通、固定されており、該規制ピン１６２は、ロッド１５０の制限された範囲での軸方向移動を許容しつつ該ロッド１５０を一直径線に沿って貫通し、この規制ピン１６２によりロッド１５０およびピストン１４９の軸線まわりの回転が阻止される。
【００５７】
このような第２位置決め手段１４５にあっては、回動アーム１４６が起立状態にあるときに第７流体圧室１６０に流体圧を作用せしめ、第８流体圧室１６１から流体圧を解放すると、第１および第２移動駒１５１，１５３は図１３（ａ）で示すように相互に近接した位置となり、この状態では第１および第２クランパ１５２，１５４の大径孔４２への挿入・離脱が可能である。
【００５８】
また第７流体圧室１６０から流体圧を解放し、第８流体圧室１６１に流体圧を作用せしめると、第１移動駒１５１がシリンダキャップ１４８側に移動するのに伴って第２移動駒１５３は第１移動駒１５１から離反し、図１３（ｂ）で示すように、第１および第２クランパ１５２，１５４が大径孔４２の内面に強く圧接され、これによりコンロッド４１の大端部４１ａが位置決めされることになる。
【００５９】
両第２位置決め手段１４５，１４５における回動アーム１４６，１４６の基端部は、Ｘ軸に沿う軸線を有する連結筒１６５の両端部に直角に連設されており、この連結筒１６５内には、回動軸１６６が相対回動不動に挿入される。すなわち両第２位置決め手段１４５，１４５の回動アーム１４６，１４６は回動軸１６６とともに回動する。
【００６０】
回動軸１６６の両端部は、保持枠５５に設けられた軸支部１６７，１６８で回動可能に支承されており、一方の軸支部１６７に近接した位置で回動軸１６６にはアーム１７０が固定される。一方、基台４５には回動軸１６６の軸線と直交する軸線すなわちＹ軸方向に沿う軸線を有するシリンダ１６９がクレビスピン１７１を介して支持されており、このシリンダ１６９のピストンロッド１６９ａが前記アーム１７０に連結される。したがってシリンダ１６９の伸縮作動により、回動軸１６６が軸線まわりに回動し、両第２位置決め手段１４５，１４５が起伏駆動される。
【００６１】
このような第２位置決め手段１４５は、着脱位置ＳＨでコンロッド４１を保持枠５５に位置決めする際には、回動アーム１４６を起立状態としてコンロッド４１の大径孔４２の内面の周方向２箇所に第１および第２クランパ１５２，１５４を当接せしめてコンロッド４１の大端部４１ａを位置決めするロック状態となるが、保持枠５５を１８０度回動せしめてコンロッド４１を加工位置ＳＰにもたらす前すなわち大径孔４２の仕上げ加工前には、第１および第２クランパ１５２，１５４を大径孔４２から退避せしめて大端部４１ａの位置決めを解除するように回動アーム１４６を倒伏状態としたアンロック状態となる。
【００６２】
加工位置ＳＰ側で基台４５上には、Ｘ軸方向に延びる一対のガイドレール１７４，１７４が設けられており、これらのガイドレール１７４，１７４によりＸ軸方向の移動をガイドされる第１可動テーブル１７５が基台４５の上方に配置される。この第１可動テーブル１７５には、両ガイドレール１７４，１７４間でＸ軸方向に延びるとともに一端部が基台４５で回転自在に支承されるねじ軸１７６が螺合されており、該ねじ軸１７６の他端に連結される減速機付モータ１７７が基台４５上に固定支持される。したがって減速機付モータ１７７でねじ軸１７６を回転駆動することにより、第１可動テーブル１７５はＸ軸方向に沿って移動することになる。
【００６３】
加工手段４８は、Ｙ軸方向に沿う軸線を有するスピンドル４７と、該スピンドル４７を軸線まわりに回転駆動することを可能としてスピンドル４７に連結される駆動ユニット１７８と、前記スピンドル４７の先端部に装着される工具５２とを備えるものであり、駆動ユニット１７８は、第１可動テーブル１７５の上方に配置される第２可動テーブル１７９に固定される。
【００６４】
第１可動テーブル１７５上には、加工位置ＳＰで保持枠５５に位置決め保持されたコンロッド４１が備える大径孔４２および小径孔４３の軸線に沿う方向すなわちＹ軸方向に延びる一対のガイドレール１８０，１８０が設けられており、第２可動テーブル１７９は、それらのガイドレール１８０，１８０に沿って移動可能である。しかも第２可動テーブル１７９には、両ガイドレール１８０，１８０間でＹ軸方向に延びるとともに一端部が第１可動テーブル１７５で回転自在に支承されるねじ軸１８１が螺合されており、該ねじ軸１８１の他端に連結される減速機付モータ１８２が第１可動テーブル１７５上に固定支持される。したがって減速機付モータ１８２でねじ軸１８１を回転駆動することにより、第２可動テーブル１７９はＹ軸方向に沿って移動することになり、スピンドル４７は、コンロッド４１における大径孔４２および小径孔４３の軸線方向への進退作動を可能として第１可動テーブル１７５上に配設される。
【００６５】
工具５２は、図８で示すように、前記コンロッド４１における大径孔４２の内面に仕上げ加工を施すための大径部５２ａと、前記コンロッド４１における小径孔４３の内面に仕上げ加工を施すための小径部５２ｂとを有して段付きに形成される複合工具であり、前記大径孔４２および小径孔４３への挿通位置の変化によって、大径孔４２および小径孔４３のいずれの内面にも仕上げ加工を施すことが可能である。
【００６６】
計測手段５１は、仕上げ加工が完了した後のコンロッド４１における前記大径孔４２および小径孔４３の内径をそれぞれ個別に測定する一対の内径測定器４９，５０が、第１可動テーブル１７５の上方に配置される第３可動テーブル１８３上に配設されて成るものである。
【００６７】
第１可動テーブル１７５上には、加工手段４８をガイドする一対のガイドレール１８０，１８０とはＸ軸方向にずれた位置でＹ軸方向に延びる一対のガイドレール１８４，１８４が設けられており、第３可動テーブル１８３はそれらのガイドレール１８４，１８４により、Ｙ軸方向すなわち加工位置ＳＰで保持枠５５に保持されたコンロッド４１における大径孔４２および小径孔４３の軸線方向に移動するようにガイドされる。
【００６８】
第３可動テーブル１８３には、両ガイドレール１８４，１８４間でＹ軸方向に延びるとともに一端部が第１可動テーブル１７５で回転自在に支承されるねじ軸１８５が螺合されており、該ねじ軸１８５の他端に連結される減速機付モータ１８６が第１可動テーブル１７５上に固定支持される。したがって減速機付モータ１８６でねじ軸１８５を回転駆動することにより、第３可動テーブル１８３はＹ軸方向に沿って移動することになり、両内径測定器４９，５０は、コンロッド４１における大径孔４２および小径孔４３の軸線方向への進退作動を可能として第１可動テーブル１７５上に配設されることになる。
【００６９】
図１４および図１５を併せて参照して、一方の内径測定器４９は、コンロッド４１における大径孔４２内への挿入時に大径孔４２の一直径線上で大径孔４２の内面に近接、対向する一対の検出子４９ａ…と、それらの検出子４９ａ…の大径孔４２に対する挿脱をガイドする複数のガイド部４９ｂ…とを備えるものであり、両検出子４９ａ…を軸線まわりに回転することで大径孔４２の内径が測定される。
【００７０】
また他方の内径測定器５０は、コンロッド４１における小径孔４３内への挿入時に小径孔４３の一直径線上で小径孔４３の内面に近接、対向する一対の検出子５０ａ…と、それらの検出子５０ａ…の小径孔４３に対する挿脱をガイドする複数のガイド部５０ｂ…とを備えるものであり、両検出子５０ａ…を軸線まわりに回転することで小径孔４３の内径が測定される。
【００７１】
ところで、内径測定器５０が第３可動テーブル１８３上に固定配置されるのに対し、内径測定器４９は、前記内径測定器５０とのＸ軸方向に沿う距離を調節可能として第３可動テーブル１８３上に支持される。これにより大径孔４２および小径孔４３間の間隔が異なる複数種類のコンロッド４１に対処して大径孔４２および小径孔４３の内径を同時に計測することが可能となる。
【００７２】
工具ストッカー５３は、加工手段４８が備えるスピンドル４７の軸線と平行な軸線まわりに回転可能な円盤状の回転体１９１を有し、加工手段４８のＸ軸方向に沿う移動方向の一端側で基台４５上に配設される。
【００７３】
図１６〜図１９を併せて参照して、基台４５上に立設された支柱１９２の上部には、上下方向に沿う回転軸線を有するインデックスモータ１９３が支持されており、このインデックスモータ１９３に隣接した位置で前記支柱１９２の上部には伝動機構（図示せず）を内蔵した伝動箱１９４が固定される。該伝動箱１９４からは前記スピンドル４７の軸線と平行な方向すなわちＹ軸方向に延びる軸線を有する出力軸１９５が突出されており、回転体１９１の中心部が該出力軸１９５に同軸に締結される。また伝動箱１９４の上端からは上下に延びる入力軸１９６が突出されており、前記伝動機構は入力軸１９６から入力される回転動力をＹ軸方向に沿う軸線を有する出力軸１９５および回転体１９１の回転動力に変換するようにして動力を伝達する。
【００７４】
インデックスモータ１９３は、上下に延びる回転軸１９７を備えており、該回転軸１９７の上端に設けられる駆動プーリ１９８と、前記入力軸１９６の上端に設けられる従動プーリ１９９とに無端状の伝動ベルト２００が巻掛けられる。したがってインデックスモータ１９３の作動により回転体１９１がＹ軸方向に沿う軸線まわりにインデックス駆動される。
【００７５】
回転体１９１の外周部において周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば９箇所のうち特定の１箇所を除く残余の複数箇所（この実施例では８箇所）には、工具５２を着脱可能に把持し得る工具把持手段２０１，２０１…が設けられ、前記特定の１箇所にはスピンドル４７の先端部を清掃可能であるスピンドル清掃手段２０２が設けられる。
【００７６】
ところで、回転体１９１の外方には、加工手段４８におけるスピンドル４７の先端部を配置し得る交換位置ＳＣが設定されており、前記インデックスモータ１９３は、複数の工具把持手段２０１，２０１…およびスピンドル清掃手段２０２の１つを前記交換位置ＳＣに択一的にもたらすように回転体１９１をインデックス駆動する。
【００７７】
図２０〜図２２において、工具把持手段２０１は、工具５２を両側から挟むことを可能として回転体１９１に回動可能に支承される一対の把持アーム２０３，２０３と、工具５２を挟む側に両把持アーム２０３，２０３を付勢するばね２０４と、両把持アーム２０３，２０３間で回転体１９１に締結されるストッパ２０５とを備える。
【００７８】
回転体１９１には、該回転体１９１と平行な軸線を有する一対の支軸２０６，２０６の基端がボルト２０７，２０７により固定されており、両把持アーム２０３，２０３の中間部がそれらの支軸２０６，２０６を介して回転体１９１に支承される。しかも各支軸２０６，２０６の先端には、把持アーム２０３，２０３の支軸２０６，２０６からの離脱を阻止する円板状の規制板２０８，２０８がボルト２０９，２０９によって締結される。
【００７９】
両把持アーム２０３，２０３の一端側は、回転体１９１から外方に突出しており、それらの把持アーム２０３，２０３の一端側の相互に対向する部分には、工具５２が備える環状溝（図示せず）に嵌合して工具５２を両側から把持し得るように円弧状に形成される把持部２１０，２１０と、把持部２１０，２１０の一端に連なって直線状に延びるガイド部２１１，２１１とが設けられ、把持部２１０，２１０およびガイド部２１１，２１１は、台形状の横断面形状を有するように形成される。しかも両ガイド部２１１，２１１は、工具５２の把持部２１０，２１０に対する挿脱を容易とするために把持部２１０，２１０から離反するにつれて相互に離反するように傾斜して形成される。
【００８０】
ばね２０４は、両把持アーム２０３，２０３の他端部間に縮設されており、両把持アーム２０３，２０３は、それらの把持アーム２０３，２０３の他端を相互に離反せしめる方向すなわち両把持部２１０，２１０で工具５２を把持する方向に前記ばね２０４によって付勢される。
【００８１】
ストッパ２０５は、一対のボルト２１２，２１２で回転体１９１に締結されており、両把持アーム２０３，２０３の一端部間への工具５２の挿入端が該ストッパ２０５で規制される。またストッパ２０５の両側には、ばね２０４によって付勢される両把持アーム２０３，２０３の回動端を規制すべく両把持アーム２０３，２０３の一端側側面に当接可能な規制突部２０５ａ，２０５ａが一体に突設される。
【００８２】
図１７および図１９に特に注目して、スピンドル清掃手段２０２は、一部を回転体１９１の外方に張出すようにして該回転体１９１に締結される支持板２１２と、スピンドル４７の先端部を挿入可能な有底の挿入穴２１４を有して前記支持板２１２の外端に締結される清掃具２１３とを備える。
【００８３】
清掃具２１３には、前記挿入穴２１４の内面に開口する複数の空気噴出孔２１５…が設けられており、それらの空気噴出孔２１５…に通じる空気通路２１６が、清掃具２１３、支持板２１２、回転体１９１および出力軸１９５に設けられ、空気通路２１６には図示しない圧縮空気源から圧縮空気を供給可能である。
【００８４】
而して交換位置ＳＣにスピンドル清掃手段２０２を配置した状態で、工具５２が装着されていない状態のスピンドル４７を交換位置ＳＣにもたらしてＹ軸方向に前進させ、挿入穴２１４にスピンドル４７の先端部を挿入した状態で圧縮空気を空気通路２１６に供給すると、各空気噴出孔２１５…から噴出される圧縮空気によってスピンドル４７の先端部が清掃されることになり、スピンドル４７の先端部に付着した切粉や切削油等を除去することができる。
【００８５】
ところで、回転体１９１において伝動箱１９４側の面には、回転体１９１の回転軸線を中心とするとともに半径を異ならせた複数の仮想円２３２…が設定されており、それらの仮想円２３２…上で回転体１９１には被検出ピン２３３…が植設される。しかも各被検出ピン２３３…は、前記各工具把持手段２０１…およびスピンドル清掃手段２０２相互間に設定される周方向の間隔と同一の等間隔を前記各仮想円２３２…の周方向にあけた複数箇所のうち選択された複数箇所で回転体１９１に植設されるものであり、支柱１９２から回転体１９１側に張出した支持腕２３４には、各被検出ピン２３３…を検出するピン検出器２３５が配設される。
【００８６】
而して複数の工具把持手段２０１…およびスピンドル清掃手段２０２のうちいずれが交換位置ＳＣにもたらされているかを、前記ピン検出器２３５で検出される各仮想円２３３…毎の被検出ピン２３３…の組合わせにより確認することができる。
【００８７】
工具ストッカー５３には、該工具ストッカー５３にストックされている複数の工具５２…の１つにおける後部すなわちスピンドル４７への装着部を清掃可能な工具清掃手段２４１が付設される。
【００８８】
図１６および図１７に特に注目して、前記工具清掃手段２４１は、伝動箱１９４とは反対側で回転体１９１に対向して配置される清掃具２４２と、該清掃具２４２に関して回転体１９１とは反対側に配置されてＹ軸方向に沿う軸線を有するとともに前記清掃具２４２に連結されるピストンロッド２４３ａを有するシリンダ２４３とを備える。
【００８９】
シリンダ２４３は、支持台２４４上に固定配置されており、該支持台２４４は支柱１９２から側方の張出す支持枠２４５に、該支持枠２４５の先端から上方に延びるようにして固着される。
【００９０】
清掃具２４２の回転体１９１に対向する側の面には、工具５２の後部を挿入可能な有底の挿入穴２４６が設けられるとともに、該挿入穴２４６の内面に開口する複数の空気噴出孔２４７，２４７…が設けられており、それらの空気噴出孔２４７，２４７…に共通に通じる空気供給管路２４８が清掃具２４２に接続され、空気供給管路２４８には図示しない圧縮空気源から圧縮空気を供給可能である。
【００９１】
このような工具清掃手段２４１は、工具ストッカー５３における複数の工具５２…およびスピンドル清掃手段２０２の１つが交換位置ＳＣにもたらされているときに、回転体１９１の周方向に沿って交換位置ＳＣの工具５２またはスピンドル清掃手段２０２に隣接する位置にある工具５２に対応して配置されるものであり、シリンダ２４３により清掃具２４２を工具５２側に前進せしめ、挿入穴２４６に工具５２の後部を挿入した状態で圧縮空気を空気供給管路２４８から各空気噴出孔２４７，２４７…に供給して噴出噴出せしめることにより、工具５２の後部を清掃することが可能となり、工具５２の後部に付着した切粉や切削油等を除去することができる。
【００９２】
図２３において、スピンドル４７の先端には、工具５２をクランプするクランプ状態、ならびに工具５２のクランプ状態を解除するアンクランプ状態を切換え可能なカムクランプ機構２１８が設けられる。
【００９３】
このカムクランプ機構２１８は、軸線まわりの回転ならびに軸線方向の移動を不能としてスピンドル４７の先端部に装着される支持体２１９と、該支持体２１９の中間部にスピンドル４７の軸線と直交する軸線を有して回転自在に支承されるとともに両端外面には雄ねじ２２１，２２２がそれぞれ刻設されるクランプボルト２２０と、軸線まわりの回転を不能とするが軸線方向の移動を可能として支持体２１９に支承されるとともに前記雄ねじ２２１，２２２に螺合されるナット２２３，２２４とを備える。
【００９４】
スピンドル４７の先端には、前記ナット２２３，２２４が配置される部分を囲繞する円筒部２２５が一体に設けられており、該円筒部２２５の内面２２５ａは、工具５２側に向かうにつれて大径となるテーパ状に形成される。一方、工具５２の後端部には、前記円筒部２２５の内面２２５ａに対応したテーパ状の外面を有して円筒状に形成される挿入筒部２２６が円筒部２２５への挿入を可能として同軸に設けられるとともに、支持体２１９の先端部を挿入可能な凹部２２７が同軸に設けられる。しかも挿入筒部２２６の内面には、前記ナット２２３，２２４をそれぞれ嵌合し得る嵌合凹部２２８，２２８が設けられる。
【００９５】
スピンドル４７の先端の円筒部２２５には、クランプボルト２２０と同軸の挿通孔２２９，２２９が設けられ、工具５２の後端の挿入筒部２２６には、該挿入筒部２２６を円筒部２２５内に挿入したときに前記挿通孔２２９，２２９に連なる挿通孔２３０，２３０が設けられる。
【００９６】
クランプボルト２２０の両端面には、レンチ２３６の先端部を係合させ得る係合穴２２０ａ，２２０ａが設けられており、図２３（ａ）で示すように、円筒部２２５に挿入筒部２６を挿入した状態で一方の組の挿通孔２２９，２３０に挿通したレンチ２３６を一方の係合穴２２０ａに係合して正方向に回転すると、クランプボルト２２０の正回転により両ナット２２３，２２４が相互に離反する方向に移動して嵌合凹部２２８，２２８に嵌合することで、カムクランプ機構２１８がクランプ状態となり、工具５２がスピンドル４７の先端部に装着される。
【００９７】
また上記クランプ状態で、一方の組の挿通孔２２９，２３０に挿通したレンチ２３６を一方の係合穴２２０ａに係合して逆方向に回転すると、図２３（ｂ）で示すように、クランプボルト２２０の逆回転により両ナット２２３，２２４が相互に近接する方向に移動して嵌合凹部２２８，２２８から離脱することで、カムクランプ機構２１８がアンクランプ状態となり、工具５２をスピンドル４７の先端部から取り外すことができる。
【００９８】
しも両ナット２２３，２２４の一方２２３には、カム面２２３ａが設けられており、このカム面２２３ａに一端を当接させる押出しピン２３１が軸方向の移動を可能として支持体２１９の先端部に保持されており、該押出しピン２３１の他端は、工具５２の後端部における凹部２２７の閉塞端に当接可能である。而して前記カム面２２３ａは、カムクランプ機構２１８がクランプ状態からアンクランプ状態に変化する際のナット２２３の移動によって押出しピン２３１を前方すなわち工具５２側に押圧するように形成されており、アンクランプ状態で工具５２は押出しピン２３１によってスピンドル４７から離れる方向に押されることになる。
【００９９】
図２４〜２６において、工具着脱ユニット５４は、スピンドル４７のカムクランプ機構２１８をもたらし得る交換位置ＳＣでスピンドル４７の回転軸線と直交する方向に往復移動することが可能な移動体２５０と、該移動体２５０を往復駆動する移動体駆動手段としてのシリンダ２５１と、スピンドル４７の回転軸線と直交する軸線まわりの相対回転を可能として且つその軸線に沿う方向の相対移動を不能として移動体２５０に支承される回転軸２５２と、該回転軸２５２の軸線まわりの相対回転を不能とするとともに回転軸２５２の軸線方向への制限された範囲での相対移動を可能として回転軸２５２の一端部に基端部が同軸に連結されるレンチ２３６と、該レンチ２３６の基端部および回転軸２５２の一端部間に縮設されるばね２５３と、移動体２５０の移動位置にかかわらず回転軸２５２を、後述するギヤ列を介して正・逆いずれの方向にも回転駆動し得る回転軸駆動手段としてのナットランナー２５４とを備える。
【０１００】
支持枠２４５上には、交換位置ＳＣに在るスピンドル４７の回転軸線と、工具ストッカー５３における回転体１９１の回転軸線とを含む平面と平行である支持板２５５が設けられる。支持板２５５上には、交換位置ＳＣに在るスピンドル４７の回転軸線と直交する方向に間隔をあけてロッド支持部材２５６および規制部材２５７が固着される。シリンダ２５１は、ロッド支持部材２５６および規制部材２５７間で支持板２５５上に配置されており、シリンダ２５１が備える一対のピストンロッド２５８，２５８がロッド支持部材２５６に固着される。したがってシリンダ２５１は、その伸縮作動に応じて交換位置ＳＣに在るスピンドル４７の回転軸線と直交する方向に移動することになり、スピンドル４７に近接する側のシリンダ２５１の移動端は規制部材２５７で規制される。
【０１０１】
移動体２５０は、シリンダ２５１に固定されており、シリンダ２５１の伸縮作動に応じで該シリンダ２５１とともにスピンドル４７の回転軸線と直交する方向に移動する。
【０１０２】
ナットランナー２５４は、前記シリンダ２５１および移動体２５０の移動方向と平行な回転軸線を有して支持板２５５上に固定配置される。このナットランナー２５４の一端側を支持するようにして支持板２５５に締結される支持部材２５９には、ナットランナー２５４の出力軸２６１を軸支する軸支部材２６０が締結される。回転軸２５２は、その軸線方向の移動を不能として移動体２５０に回転自在に支承されており、該回転軸２５２の一端部は移動体２５０から交換位置ＳＣのスピンドル４７側に突出される。
【０１０３】
ナットランナー２５４の出力軸２６１には駆動ギヤ２６２が固定され、この駆動ギヤ２６２に噛合するアイドルギヤ２６３が前記支持部材２５９で回転自在に支承される。また回転軸２５２の他端部にはアイドルギヤ２６３に噛合する被動ギヤ２６４が固定される。しかも被動ギヤ２６３は、移動体２５０の移動にかかわらずアイドルギヤ２６３の噛合状態を維持するように、アイドルギヤ２６３の軸線方向に沿う幅よりも大きな幅を有するように形成される。したがってナットランナー２５４は、移動体２５０の移動位置にかかわらず回転軸２５２を正・逆いずれの方向にも回転駆動可能である。
【０１０４】
レンチ２６３の基端部は連結部材２６５に固定されており、回転軸２５２の一端部は、軸線方向の制限された相対移動を可能とするが軸線まわりの相対回転を不能として連結部材２６５に連結され、ばね２５３は、該レンチ２３６の基端部に固着される連結部材２６５および回転軸２５２の一端部間に縮設される。すなわち回転軸２５２の一端部には、該回転軸２５２の軸線まわりの相対回転を不能とするとともに該回転軸２５２の軸線方向への制限された範囲での相対移動を可能としてレンチ２３６に基端部に同軸に連結されることになり、ばね２５３はレンチ２３６を交換位置ＳＣのスピンドル４７側に向けて付勢するばね力を発揮する。
【０１０５】
このようなレンチ２６３および回転軸２５２の連結構造によれば、スピンドル４７の先端部に設けられるカムクランプ機構２１８のクランプ状態およびアンクランプ状態を切換えるべく回転軸２５２をスピンドル４７側に向けて前進させたときに、挿通孔２２９，２３０に挿通されたレンチ２３６の先端部をクランプボルト２２０に係合せしめたときにはばね２５３が圧縮されることはなく連結部材２６５が所定の位置まで前進するが、レンチ２３６の先端部をクランプボルト２２０に係合させ得なかったときに前記連結部材２６５はばね２５３を圧縮しつつ前記所定の位置からずれた位置に止まることになる。したがって連結部材２６５の位置を検出することでレンチ２３６の先端部がクランプボルト２２０に係合したか否かを検出することが可能であり、連結部材２６５に設けられた被検出鍔２６５ａの回転軸２５２に対する軸方向相対位置を検出する係合状態検出器２６７が、図２７で示すように、計器支持板２６８に固着されたステー２６９に取付けられる。而して計器支持板２６８は、支持板２５５に固着されている。
【０１０６】
アイドルギヤ２６３に対応する位置で計器支持板２６８には、回転数検出器２７０が取付けられており、この回転数検出器２７０は、アイドルギヤ２６３の回転数検出器２７０側の面に突設された複数たとえば一対の突起２７１，２７１を検出することで、カムクランプ機構２１８をアンクランプ状態とするためのレンチ２３６の逆転方向の回転数を検出する。
【０１０７】
またナットランナー２５４には、前記カムクランプ機構２１８をクランプ状態とするための該ナットランナー２５４の正転方向の回転トルクを検出するトルク検出器２７２が付設される。
【０１０８】
交換位置ＳＣに隣接する位置で、計器支持板２６８には振れ検出器２７５が取付けられており、この振れ検出器２７５をスピンドル４７の外周に接触させた状態でスピンドル４７を回転駆動することにより、交換位置ＳＣでスピンドル４７の先端部に新たに装着された工具５２の振れが振れ検出器２７５で検出される。
【０１０９】
図２８において、スピンドル４７には、該スピンドル４７の半径方向に沿う工具５２の位置を調節可能な補正手段２７７が設けられており、該補正手段２７７の作動は補正コントローラ２７８で調節される空気圧により制御される。
【０１１０】
前記振れ検出器２７５の検出値は制御手段２７６に入力されており、制御手段２７６は振れ検出器２７５の検出値に基づいて補正コントローラ２７８の作動すなわち補正手段２７７の作動を制御する。この補正手段２７７の作動制御にあたって制御手段２７６は、たとえば工具５２の振れ量が第１の設定範囲を超える回数が設定回数以上となったときに補正手段２７７を作動せしめてスピンドル４７の半径方向に沿う工具５２の位置を調節するように補正コントローラ２７８の作動を制御する。
【０１１１】
また制御手段２７６は、工具ストッカー５３、工具着脱ユニット５４、スピンドル清掃手段２０２および工具清掃手段２４１の作動も制御可能であり、たとえば工具５２の振れ量が第１の設定範囲よりも大である第２の設定範囲を超えることが振れ検出器２７５で検出されたときに、制御手段２７６はスピンドル清掃手段２０２によるスピンドル４７の清掃または工具清掃手段２４１による工具５２の清掃を実行するように、工具ストッカー５３、工具着脱ユニット５４、スピンドル清掃手段２０２および工具清掃手段２４１の作動が制御手段２７６で制御される。
【０１１２】
さらに制御手段２７６は、工具５２のスピンドル４７への着脱を実行する工具着脱ユニット５４の作動制御にあたっては、その工具着脱ユニット５４が備えるシリンダ２５１およびナットランナー２５４の作動を、係合状態検出器２６７、回転数検出器２７０およびトルク検出器２７２の検出値に基づいて制御する。
【０１１３】
次にこの実施例の作用について説明すると、位置決め保持装置４６は、コンロッド４１における小径孔４３の内面の周方向複数箇所に当接して小端部４１ｂを位置決めするロック状態ならびに小径孔４３の仕上げ加工時に前記小端部４１ｂの位置決めを解除して前記小径孔４３から退避するアンロック状態を切換可能な第１位置決め手段６５と、コンロッド４１における大径孔４２の内面の周方向複数箇所に当接して大端部４１ａを位置決めするロック状態ならびに大径孔４２の仕上げ加工時に前記大端部４１ａの位置決めを解除して大径孔４２から退避するアンロック状態を切換可能な第２位置決め手段１４５とを備えるものであり、第１および第２位置決め手段６５，１４５は、小径孔４３および大径孔４２の内面の複数箇所にそれぞれ当接して小端部４１ｂおよび大端部４１ａを位置決めするので、コンロッド４１が黒皮状態のままであっても大端部４１ａおよび小端部４１ｂを基準支持面６２，６３に当接させたコンロッド４１を正確に位置決めすることができる。しかも位置決め保持装置４６は、コンロッド４１を基準支持面６２，６３側に押圧して該コンロッド４１を保持枠５５に保持し得るクランプ手段６６を備えるものであるので、第１および第２位置決め手段６５，１４５により正確な位置決め状態にあるコンロッド４１をクランプ手段６６で保持枠５５に保持することがきる。
【０１１４】
また位置決め保持装置４６は、前記大端部４１ａの外側面を人力による着脱操作を可能として弾発的に保持する状態、ならびに前記大端部４１ａの外側面を固定的に保持する状態を切換可能なナチュラルロック手段６７を含むものであり、コンロッド４１の位置決め時に、大端部４１ａをナチュラルロック手段６７で弾発的に保持するようにして作業者の負荷を軽減することができ、またコンロッド４１に仕上加工を施しているときには、その加工に伴なう力の作用によるコンロッド４１の位置ずれをナチュラルロック手段６７で防止することができる。
【０１１５】
しかも基準支持面６２，６３…と、第１位置決め手段６５，６５…と、クランプ手段６６，６６…と、ナチュラルロック手段６７，６７…とが、保持枠５５の水平な回動軸線６４に関して対称な配置にして保持枠５５の着脱位置ＳＨに臨む側面ならび加工位置ＳＰに臨む側面に設けられている。このため着脱位置ＳＨ側では、アンロック状態にあるナチュラルロック手段６７…で大端部４１ａ…を弾発的に保持した状態で、第１および第２位置決め手段６５…，１４５…により小端部４１ｂおよび大端部４１ａを位置決めするようにして、基準支持面６２，６３…に小端部４１ｂ…および大端部４１ａ…を当接させたコンロッド４１，４１を位置決めすることができる。また第１および第２位置決め手段６５…，１４５…によりによる位置決め完了後に、クランプ手段６６…によりコンロッド４１，４１を保持枠５５に固定的に保持することが可能であり、クランプ手段６６…によるコンロッド４１，４１の保持後に第２位置決め手段１４５…をアンロック状態とすることにより、保持枠５５を１８０度回動させてコンロッド４１，４１を加工位置ＳＰにもたらすことができる。
【０１１６】
一方、加工位置ＳＰでは、クランプ手段６６…でコンロッド４１を保持枠に保持した状態で、第１位置決め手段６５…をアンロック状態にすることで、小径孔およ４３…および大径孔４２…の仕上げ加工を施すことが可能となり、その加工によってコンロッド４１，４１に作用する力によって該コンロッド４１，４１の位置ずれが生じるのを、ロック状態としたナチュラルロック手段６７…で防止することができる。しかも加工位置ＳＰでコンロッド４１，４１の加工が行われているときに、着脱位置ＳＨでは、加工完了後のコンロッド４１，４１の保持枠５５からの取り外し、ならびに新たなコンロッド４１，４１の保持枠５５への位置決め保持を行なうことができ、コンロッド４１の一連の加工サイクルでコンロッド４１の着脱に要する時間をロスタイムとすることなく作業者がコンロッド４１を容易に着脱することができ、作業者による着脱作業を可能とすることで設備費の低減を図ることができる。
【０１１７】
また着脱位置ＳＨにある一方の第１位置決め手段６５…をロック状態とするとともに加工位置ＳＰにある他方の第１位置決め手段６５…をアンロック状態とするようにして回動軸線６４に関して対称である第１位置決め手段６５，６５…が共通の位置決め駆動手段７７…で駆動され、着脱位置ＳＨにある一方のナチュラルロック手段６７…をアンロック状態とするとともに加工位置ＳＰにある他方のナチュラルロック手段６７…をロック状態とするようにして回動軸線６４に関して対称であるナチュラルロック手段６７，６７…が共通のナチュラルロック駆動手段１３６…で駆動されるので、部品点数を低減することができる。
【０１１８】
さらにクランプ手段６６は、保持枠５５の水平な回動軸線６４と平行な軸線まわりの起伏作動を可能として保持枠５５に支承されるクランプアーム１００の一端部にコンロッド４１に当接するクランパ１０１が設けられて成り、該クランプ手段６６と、クランプアーム１００を起伏駆動すべく該クランプアーム１００の他端部に連結されるクランプ駆動用シリンダ１０２とが、着脱位置ＳＨではクランパ１０１がクランプ駆動用シリンダ１０２よりも上方位置となり、加工位置ＳＰではクランパ１００がクランプ駆動用シリンダ１０２よりも下方位置となる配置で、保持枠５５に設けられている。このため加工位置ＳＰ側では、加工によって生じる切粉がクランプアーム１００およびクランプ駆動用シリンダ１０１側に溜まることを極力防止することができ、切粉によるトラブルの発生を抑制することができる。
【０１１９】
またコンロッド４１の小径孔４３内に挿入されるホルダ６９の一端部に複数の鋼球７０…が保持され、ホルダ６９に軸方向相対移動に挿入されるテーパピン７１が有するテーパ面７１ａで前記各鋼球７０…が押上げられることにより、前記各鋼球７０…が小径孔７３の内面に接触するように構成される第１位置決め手段６５においては、ガイド部材６８が保持枠５５に着脱可能に固定され、小径孔４３の軸線まわりでの回動が不能であるホルダ駆動体８１に、ホルダ駆動体８１に対するホルダ６９の軸方向相対移動を阻止する連結状態と、ホルダ駆動体８１に対してホルダ６９を前記軸線まわりに前記連結状態から設定量だけ相対回動せしめることで前記連結状態を解除する連結解除状態とを切換可能としてホルダ６９の他端部が連結され、ピン駆動体８９がテーパピン７１の他端に同軸に当接されている。
【０１２０】
したがってガイド部材６８と、該ガイド部材６８で軸方向の往復移動をガイドされるホルダ６９と、該ホルダ６９で保持される複数の鋼球７０…と、軸方向の相対移動を可能として前記ホルダ６９に挿入されるテーパピン７１とを、１つのユニットとしてコンロッド４１の種類毎に準備しておくことにより、コンロッド４１の種類変化に応じて、前記ユニットを容易にかつ速やかに交換することができる。すなわち保持枠５５へのガイド部材６８の固定を解除した状態で、ホルダ６９を軸線まわりに回動させることで、ホルダ駆動体８１とのホルダ６９の連結および連結解除を容易にかつ速やかに切換えることができ、ホルダ６９のホルダ駆動体８１への連結時にはピン駆動体８９をテーパピン７１に同軸に当接させようにしてピン駆動体８９とのテーパピン７１の連結および連結解除を容易にかつ速やかに切換えることができる。
【０１２１】
しかも、ガイド部材６８およびホルダ６９間には、ホルダ駆動体８１に連結された状態にあるホルダ６９の軸線まわりの回動を阻止する回動阻止手段７６が設けられており、該回動阻止手段７６によって前記ホルダ６９の軸線まわりの回動を阻止することにより、ガイド部材６８が保持枠５５に固定された状態でのホルダ駆動体８１およびホルダ６９の連結状態を確実に維持することができ、それに応じてピン駆動体８９およびテーパピン７１の当接による連結状態を確実に維持することができる。
【０１２２】
加工位置ＳＰでは一対のコンロッド４１，４１がＸ軸方向に並んで保持枠５５に支持されており、第１可動テーブル１７５をＸ軸方向に移動させるとともに、第１可動テーブル１７５上に配置される加工手段４８が備える単一のスピンドル４７を軸線方向に進退移動させることが可能である。しかもスピンドル４７の先端に装着される工具５２は、コンロッド４１における大径孔４２および小径孔４３のへの挿通位置の変化によって、大径孔４２および小径孔４３のいずれの内面にも仕上げ加工を施すことを可能として段付きに形成される複合工具である。したがってスピンドル４７の先端部に装着された工具５２で各コンロッド４１，４１がそれぞれ備える大径孔４２…および小径孔４３…の内面の仕上げ加工を施すことが可能であり、コンロッド４１の種類が変化したときには工具５２を交換するだけで対処することができ、コンロッド４１の種類の変化に簡単に対応することができる。
【０１２３】
また計測手段５１は、第１可動テーブル１７５上の前記スピンドル４７とはＸ軸方向にずれた位置で、コンロッド４１における大径孔４２および小径孔４３の軸線に沿う方向への進退作動を前記スピンドル４７とは独立して行なうことが可能であるので、工具５２によって或る１つのコンロッド４１への仕上げ加工を施しているときに他のコンロッド４１が備える仕上げ加工完了後の大径孔４２および小径孔４３の内経を計測することが可能であり、大型のローダーを用いてコンロッド４１を計測ステーションまで搬送していた従来のものと比べると、計測完了までの時間を短縮することが可能となるともに大型のローダーを不要とすることで設備費の低減を図ることができる。
【０１２４】
工具ストッカー５３は、スピンドル４７の軸線と平行な軸線まわりに回転可能な回転体１９１と、該回転体１９１の周方向に等間隔をあけた複数箇所のうち特定の１箇所を除く残余の複数箇所にそれぞれ配設されて工具５２を着脱可能に把持し得る工具把持手段２０１…と、スピンドル４７の先端部を清掃可能として回転体１９１の前記特定の１箇所に配設されるスピンドル清掃手段２０２と、工具把持手段２０１…およびスピンドル清掃手段２０２を交換位置ＳＣに択一的にもたらすようにして回転体１９１を駆動するインデックスモータ１９３とを備えている。したがってスピンドル４７の先端部を交換位置ＳＣに移動させることにより、工具ストッカー５３にストックされている複数の工具５２…の１つを選択してスピンドル４７の先端部に装着すること、ならびにスピンドル４７の先端部から取り外した工具５２を工具ストッカー５３に新たにストックすることが可能であり、しかもスピンドル４７の先端部が汚れているときにはスピンドル清掃手段２０２を交換位置ＳＣにもたらすことでスピンドル４７の先端部を自動的に清掃することも可能であり、また工具５２の後部が汚れているときには、汚れている工具５２を工具清掃手段２４１に対応する位置にもたらすことで工具５２の後部を自動的に清掃することも可能である。
【０１２５】
またスピンドル４７には、該スピンドル４７の半径方向に沿う工具５２の位置を調節可能とした補正手段２７７が設けられ、交換位置ＳＣでのスピンドル４７の先端からの工具５２の取り外しならびにスピンドル４７の先端への新たな工具５２の装着は工具着脱ユニット５４の作動により実行されるものであり、交換位置ＳＣでスピンドル４７の先端に新たに装着された工具５２の振れは振れ検出器２７５で検出される。しかも工具ストッカー５３には、該工具ストッカー５３に保持された複数の工具５２の１つのうち前記スピンドル４７への装着部を清掃可能とした工具清掃手段２４１と、スピンドル４７の先端部を清掃可能としたスピンドル清掃手段２０２とが付設されており、交換位置ＳＣでの工具交換後に振れ検出器２７５の検出結果に基づいて補正手段２７７による工具５２の位置調節、または工具清掃手段２４１およびスピンドル清掃手段２０２による清掃が実行される。
【０１２６】
したがって交換位置ＳＣにスピンドル４７を移動させた状態で工具着脱ユニット５４によりスピンドル４７から外した工具５２を工具ストッカー５３に新たに保持せしめるとともに、工具ストッカー５３にストックされている複数の工具５２のうちの１つを交換位置ＳＣにもたらした状態で工具着脱ユニット５４によりスピンドル４７の先端に新たな工具を装着することができる。しかも工具５２の交換後に振れ検出器２７５により工具５２の振れを検出した結果、補正手段２７７による補正で対応可能な程度に大きく振れが生じていると判定したときには補正手段２７７を作動せしめてスピンドル４７の半径方向に沿う工具５２の位置を調節することができ、また補正手段２７７による補正では対応困難な程度に大きく振れが生じていると判定したときには、切粉等の噛込みが生じているものとしてスピンドル４７から工具５２を取り外し、工具清掃手段２４１およびスピンドル清掃手段２０２の作動により工具５２のスピンドル４７への装着部を清掃するとともにスピンドル４７の先端部を清掃せしめるようにする。その後、工具５２の交換を再度行なうことでスピンドル４７の先端に新たな工具５２を精度よく装着することが可能となる。このように、スピンドル４７の先端への工具５２の装着精度を確認しつつ工具５２の自動交換を行なうようにしたので、仕上げ精度の低下を回避しつつ工具５２を自動的に交換することが可能となる。
【０１２７】
また工具着脱ユニット５４は、スピンドル４７のカムクランプ機構２１８をもたらし得る交換位置ＳＣでスピンドル４７の回転軸線と直交する方向への往復移動が可能な移動体２５０と、移動体２５０を往復駆動するシリンダ２５１と、スピンドル４７の回転軸線と直交する軸線まわりの回転を可能として移動体２５０に支承される回転軸２５２と、該回転軸２５２の軸線まわりの相対回転を不能とするとともに回転軸２５２の軸線方向への制限された範囲での相対移動を可能として回転軸２５２の一端部に基端部が同軸に連結されるレンチ２３６と、該レンチ２３６の基端部および回転軸２５２の一端部間に縮設されるばね２５３と、移動体２５０の移動位置にかかわらず回転軸２５２を正・逆いずれの方向にも回転駆動し得るナットランナー２５４とを備えており、前記レンチ２３６の先端部は、スピンドル４７の先端部のカムクランプ機構２１８におけるクランプボルト２２０に係合可能である。
【０１２８】
しかもレンチ２３６の先端部がクランプボルト２２０に係合したか否かが回転軸２５２およびレンチ２３６の軸方向相対位置に応じて係合状態検出器２６７で検出され、レンチ２３６の逆転方向の回転数が回転数検出器２７０で検出され、ナットランナー２５４の正転方向の出力トルクがトルク検出器２７２で検出され、係合状態検出器２６７、回転数検出器２７０およびトルク検出器２７２の検出結果に基づいてシリンダ２５１およびナットランナー２５４の作動が制御手段２７６で制御される。
【０１２９】
このような工具着脱ユニット５４によれば、スピンドル４７の先端部から工具５２を取外す際には、先ず、交換位置ＳＣにスピンドル４７の先端部のカムクランプ機構２１８をもたらした状態でシリンダ２５１により移動体２５０をカムクランプ機構２１８側に移動せしめ、レンチ２３６の先端部をクランプボルト２２０に係合せしめ、ナットランナー２５４を逆転方向に作動せしめることにより、カムクランプ機構２１８をアンクランプ状態とすることができる。この際、レンチ２３６の先端部がクランプボルト２２０に係合しなかったときには、ばね２３５を圧縮しつつ回転軸２５２およびレンチ２３６の軸方向相対位置が変化するので、それを係合状態検出器２６７で検出することにより、レンチ２３６のクランプボルト２２０への確実な係合を確認することができ、レンチ２３６がクランプボルト２２０に係合したことを確認した後で、ナットランナー２５４を逆転方向に作動せしめることにより、カムクランプ機構２１８をアンクランプ状態とすることができる。而して、回転数検出器２７０で所定の回転数を検出したときに、ナットランナー２５４の作動を停止するとともにシリンダ２５１により移動体２５０をカムクランプ機構２１８から離反する方向に移動せしめることにより、クランプボルト２２０へのレンチ２３６の係合が解かれ、レンチ２３６がカムクランプ機構２１８から離反する。
【０１３０】
またスピンドル４７の先端部に工具５２を新たに装着する際には、交換位置ＳＣにあるカムクランプ機構２１８側に移動体２５０を移動せしめ、レンチ２３６の先端部をクランプボルト２２０に係合せしめ、レンチ２３６の先端部がクランプボルト２２０に係合したことを係合状態検出器２７０で検出した後に、ナットランナー２５４を正転方向に作動せしめることにより、カムクランプ機構２１８をクランプ状態とすることができ、トルク検出器２７２で所定のトルクを検出したときに、ナットランナー２５４の作動を停止するとともにシリンダ２５１により移動体２５０をカムクランプ機構２１８から離反する方向に移動せしめることにより、クランプボルト２２０へのレンチ２３６の係合が解かれ、レンチ２３６がカムクランプ機構２１８から離反する。
【０１３１】
このようにして、カムクランプ機構２１８のクランプ状態およびアンクランプ状態を自動的に切換えることが可能であり、スピンドル４７の先端部への工具５２の自動的な装着および取り外しが可能となる。
【０１３２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【０１３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、移動体駆動手段による移動体の軸方向駆動および回転軸駆動手段による回転軸の回転駆動により、レンチの先端部をクランプボルトに係合せしめてカムクランプ機構のクランプ状態およびアンクランプ状態を切換えることができ、しかもレンチのクランプボルトへの係合、カムクランプ機構をアンクランプ状態とするときの回転軸駆動手段の逆転方向への所定の回転数が回転数検出器で検出され、カムクランプ機構をクランプ状態とするときの回転軸駆動手段の正転方向のトルクがトルク検出器で検出されるので、移動体駆動手段および回転軸駆動手段の作動を自動的に制御することが可能であり、カムクランプ機構のクランプ状態およびアンクランプ状態を自動的に切換えるようにして、スピンドルの先端部への工具の自動的な装着および取り外しが可能となる。また上記回転軸駆動手段は、移動体の移動位置にかかわらず回転軸をギヤ列を介して正・逆いずれの方向にも回転駆動し得るものであり、特にそのギヤ列は、回転軸駆動手段に連動、連結される駆動ギヤと、回転数検出器の被検出部を有して駆動ギヤに噛合するアイドルギヤと、回転軸に固定されてアイドルギヤに軸方向相対摺動可能に噛合する被動ギヤとを備えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】工作機械の全体側面図である。
【図２】図１の２矢視平面図である。
【図３】図１の３矢視正面図である。
【図４】図２の４矢視背面図である。
【図５】図２の５−５線拡大断面図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】図５の７−７線断面図である。
【図８】図５の８−８線断面図である。
【図９】図８の９−９線拡大断面図である。
【図１０】図９の１０−１０線拡大断面図である。
【図１１】図５の１１−１１線に沿う第２位置決め手段の拡大断面図である。
【図１２】アンロック状態にある第２位置決め手段の図１１に対応した断面図である。
【図１３】第２位置決め手段のロック作動を説明するための図１１の１３−１３線に沿う断面図である。
【図１４】計測手段による計測状態での図８に対応した断面図である。
【図１５】図１４の１５−１５線矢視図である。
【図１６】図２の１６矢視拡大図である。
【図１７】図１６の１７−１７線矢視方向から見た切欠き側面図である。
【図１８】図１７の１８−１８線断面図である。
【図１９】図１７の１９−１９線矢視図である。
【図２０】図１９の２０矢示部拡大図である。
【図２１】図２０の２１−２１線断面図である。
【図２２】図２０の２２−２２線断面図である。
【図２３】スピンドルの先端部のカムクランプ機構を示す断面図である。
【図２４】図１６の２４−２４線断面図である。
【図２５】図２４の２５−２５線断面図である。
【図２６】図２４の２６−２６線矢視図である。
【図２７】図２４の２７−２７線拡大断面図である。
【図２８】制御系を示す図である。
【符号の説明】
４７・・・・スピンドル
５２・・・・工具
２１８・・・カムクランプ機構
２２０・・・クランプボルト
２３６・・・レンチ
２５０・・・移動体
２５１・・・移動体駆動手段としてのシリンダ
２５２・・・回転軸
２５３・・・ばね
２５４・・・回転軸駆動手段としてのナットランナー
２６２・・・駆動ギヤ
２６３・・・アイドルギヤ
２６４・・・被動ギヤ
２６７・・・係合状態検出器
２７０・・・回転数検出器
２７２・・・トルク検出器
２７６・・・制御手段
ＳＣ・・・・交換位置

Claims (1)

1. スピンドル（４７）の回転軸線と直交する軸線まわりに回転可能なクランプボルト（２２０）を有するカムクランプ機構（２１８）が、前記クランプボルト（２２０）を正方向に回転させることによる工具（５２）のクランプ状態、ならびに前記クランプボルト（２２０）を逆方向に回転させることによる工具（５２）のアンクランプ状態を切換可能として、前記スピンドル（４７）の先端に設けられる工作機械において、
   前記スピンドル（４７）のカムクランプ機構（２１８）をもたらし得る交換位置（ＳＣ）で前記スピンドル（４７）の回転軸線と直交する方向への往復移動が可能な移動体（２５０）と；該移動体（２５０）を往復駆動する移動体駆動手段（２５１）と；前記スピンドル（４７）の回転軸線と直交する軸線まわりの相対回転を可能として且つその軸線に沿う方向の相対移動を不能として前記移動体（２５０）に支承される回転軸（２５２）と；該回転軸（２５２）の軸線まわりの相対回転を不能とするとともに前記回転軸（２５２）の軸線方向への制限された範囲での相対移動を可能として前記回転軸（２５２）の一端部に基端部が同軸に連結され、前記クランプボルト（２２０）に先端部を係合させ得るレンチ（２３６）と；該レンチ（２３６）の基端部および前記回転軸（２５２）の一端部間に縮設されるばね（２５３）と；前記移動体（２５０）の移動位置にかかわらず前記回転軸（２５２）をギヤ列を介して正・逆いずれの方向にも回転駆動し得る回転軸駆動手段（２５４）と；前記回転軸（２５２）および前記レンチ（２３６）の軸方向相対位置に応じて前記レンチ（２３６）の先端部が前記クランプボルト（２２０）に係合したか否かを検出する係合状態検出器（２６７）と；前記レンチ（２３６）の逆転方向の回転数を検出する回転数検出器（２７０）と；前記回転軸駆動手段（２５４）の正転方向の出力トルクを検出するトルク検出器（２７２）と；前記係合状態検出器（２６７）、前記回転数検出器（２７０）および前記トルク検出器（２７２）の検出結果に基づいて前記移動体駆動手段（２５１）および前記回転軸駆動手段（２５４）の作動を制御する制御手段（２７６）と；を備え、
   前記ギヤ列は、前記回転軸駆動手段（２５４）に連動、連結される駆動ギヤ（２６２）と、前記回転数検出器（２７０）の被検出部（２７１）を有して前記駆動ギヤ（２６２）に噛合するアイドルギヤ（２６３）と、前記回転軸（２５２）に固定されて前記アイドルギヤ（２６３）に軸方向相対摺動可能に噛合する被動ギヤ（２６４）とを備えることを特徴とする、工作機械における工具交換装置。

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