JP4156209B2 - 複合加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主軸を中心に半径方向の位置を異にして複数の工具を備え、それらの工具を主軸の軸線方向に沿って移動可能に取り付けた複合加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の複合加工装置としては、例えば特開平７−１１２３０９号公報に開示されるような構成のものが知られている。この複合加工装置を図９に基づいて説明すると、主軸１１の先端部に工具ホルダ１２が着脱可能に装着され、その工具ホルダ１２にはバイト２４及びリーマ３１が主軸１１の軸線方向へ移動可能に取り付けられている。工具ホルダ１２側には、バイト２４を移動させるためのバイト送り軸２６及びリーマ３１を移動させるためのリーマ取付軸３２が配設されている。主軸１１側にはリーマ取付軸３２に着脱可能に連結されるリーマ送り軸３３が配設され、モータを含む駆動装置により主軸１１の軸線方向へ移動されるようになっている。バイト送り軸２６とリーマ送り軸３３との間には、リーマ送り軸３３の軸線方向への移動途中の所定位置にて両送り軸２６，３３を連動ボール３５を介して連動させるための連動機構３４が設けられている。
【０００３】
そして、ワークの加工時には、モータにより主軸１１が回転されながら、駆動装置によりリーマ送り軸３３が主軸１１の軸線方向に移動されて、バイト２４及びリーマ３１が主軸１１の先端側に前進移動される。これにより、バイト２４にて、ワークに対し面削り加工が施される。この面削り加工が終了すると、連動機構によるバイト送り軸２６とリーマ送り軸３３との連動が解除され、その後はリーマ送り軸３３の移動に伴ってリーマ３１のみが前進移動される。これにより、リーマ３１にて、ワークに対し孔内周面の仕上げ加工が施される。
【０００４】
前記工具ホルダ１２は主軸１１に対し第１クランプ機構１５によりクランプされ、リーマ３１を装着したリーマ取付軸３２は、リーマ送り軸３３に対し、第２クランプ機構７１によりクランプされている。第１クランプ機構１５は、工具ホルダ１２のボス部内周面に設けた係合孔１８にボール保持筒１６に保持された第１クランプボール１７を係脱可能に対応させるとともに、クランプ軸１９の外周面に形成された嵌合凹部２０に前記第１クランプボール１７を係脱可能に構成している。
【０００５】
一方、第２クランプ機構７１は、リーマ送り軸３３の先端部が嵌合する筒状部７２がリーマ取付軸３２の基端部に形成されている。前記筒状部７２には透孔７３が形成され、この透孔７３内に嵌合し、筒状部７２の厚みより直径の大きい第２クランプボール７４と、リーマ送り軸３３の先端部外周に形成され、かつ第２クランプボール７４が係合する環状の係合凹部７５とが設けられている。さらに、バイト送り軸２６の内周面の所定位置には第２クランプボール７４が嵌合する環状の嵌合凹部７６が形成されている。
【０００６】
自動工具ホルダ交換装置により工具ホルダ１２を外して別の工具ホルダに装着されたバイトとリーマによる加工を行う場合には、次のようにして工具ホルダ１２が交換される。
【０００７】
リーマ送り軸３３を前進させ、リーマ取付軸３２の第２クランプボール７４の位置を、バイト送り軸２６の嵌合凹部７６に合わせ、リーマ送り軸３３からリーマ取付軸３２を取り外し可能な位置に移動させる。又、クランプ軸１９はバイト送り軸２６に対し先端方向に移動可能となる。
【０００８】
その後、クランプ軸１９が前進されると、その先端部の嵌合凹部２０が第１クランプボール１７の内側に位置し、第１クランプボール１７が工具ホルダ１２の係合孔１８から離脱されて退避可能となって、工具ホルダ１２がクランプ軸１９から取り外し可能となる。
【０００９】
従って、工具ホルダ１２はバイト２４及びリーマ３１を装着したままの状態で取り外され、別のサイズのバイト２４及びリーマ３１を装着した工具ホルダ１２が取り付けられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の第２クランプ機構７１は、リーマ取付軸３２の透孔７３に収容した第２クランプボール７４を係合凹部７５から離脱させるとともに、バイト送り軸２６の嵌合凹部７６に第２クランプボール７４を係合してクランプ状態を解除する構造をとっている。このため、前後動するバイト送り軸２６と関連して第２クランプ機構７１を構成しなければならないので、第２クランプボール７４をクランプ位置又はアンクランプ位置に切り換える動作が不安定となる。従って、工具ホルダ１２の交換動作を迅速かつ確実に行うことが難しいという問題があった。又、第２クランプボール７４を嵌合凹部７６に安定して保持することが困難であって、第２クランプ機構７１の脱着動作が不安定になるという問題があった。
【００１１】
又、リーマ取付軸３２とリーマ送り軸３３とのアンクランプが確実に行われたか否かを確認することが難しいという問題があった。
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、工具ホルダの中心部に位置するリーマ等の工具取付軸と、主軸側に位置するリーマ等の工具送り軸とを脱着するクランプ機構の脱着動作を安定して行い、工具ホルダの交換動作を迅速かつ確実に行うことができる複合加工装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、上記目的に加えて、主軸側に位置するクランプ機構のアンクランプ状態を確実に確認して、工具ホルダの交換動作をより迅速かつ確実に行うことができる複合加工装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、主軸の先端部に同軸上で着脱可能に装着された工具ホルダと、その工具ホルダに主軸の軸線方向へ移動可能に取り付けられた第１工具と、前記工具ホルダに設けられ、かつ第１工具を主軸の軸線方向に対し傾斜する方向に進退移動させる第１工具送り軸と、前記工具ホルダにおいて前記第１工具送り軸内を貫通するように設けられ、かつ主軸の軸線方向へ移動可能に配設された第２工具取付軸及び該取付軸に装着された第２工具と、前記主軸に設けられ、第２工具取付軸を該主軸の軸線方向に移動させる第２工具送り軸と、前記第２工具取付軸と第１工具送り軸とを、前記軸線方向への移動途中の所定ストローク範囲にて連動させる連動機構と、前記主軸と工具ホルダをクランプする第１クランプ機構と、前記第２工具送り軸と第２工具取付軸とをクランプする第２クランプ機構とを備えた複合加工装置において、前記第２クランプ機構は、クランプ用部材をクランプ位置又はアンクランプ位置に保持する部材保持機構を備え、該部材保持機構は、前記第１工具送り軸とは独立して前記第２工具取付軸を工具送り方向前方へ移動する行程中に、可動スリーブが工具ホルダの内部片に当接して停止され、前記第２工具取付軸がさらに工具送り方向前方に移動されると、前記クランプ用部材がクランプ位置からアンクランプ位置に切り換えられるように構成されていることを要旨とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記第２クランプ機構は、第２工具取付軸の基端部に設けられた保持筒と、該保持筒に径方向に貫通形成された嵌合孔に嵌合されたクランプ用部材としてのクランプボールと、第２工具送り軸の先端外周面に設けられ、かつ前記クランプボールを係合する係合凹部とを備え、前記可動スリーブは、その内周面に前記クランプボールをクランプするための突条又は突起を備え、前記可動スリーブは、前記保持筒の外周側において前記軸線方向へ所定のストローク範囲内で相対移動可能に嵌合され、前記クランプボールを前記係合凹部に押圧するクランプ位置と、クランプボールを係合凹部から退避可能なアンクランプ位置との間で切り換え可能に嵌合され、前記保持筒と可動スリーブとの間には該可動スリーブをクランプ位置に付勢する付勢部材が設けられていることを要旨とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２おいて，前記保持筒の内部には該保持筒内から第２工具送り軸が離脱したアンクランプ状態でクランプボールを保持する補助部材保持機構が設けられ、前記補助部材保持機構は、前記保持筒内に収容され、かつ前記クランプボールを係止する係合凹部を設けた係止体と、該係止体を部材保持位置へ付勢する付勢部材とにより構成されていることを要旨とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３において、前記保持筒の基端部にはフランジが設けられ、可動スリーブの内周面には、クランプボールを押圧する環状の突条が形成され、該突条と前記フランジとの間には、可動スリーブを押圧するための付勢部材としてのコイル状のバネが介在されていることを要旨とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記工具ホルダには、第１工具送り軸を前記軸線方向の前進限に保持するための保持機構が設けられ、前記工具ホルダ、第１工具送り軸及び第２工具取付軸には、前記第２工具取付軸が工具ホルダ交換時の際の前記軸線方向の前進限にあって第２クランプ機構がアンクランプ状態にあることを確認する確認機構が設けられ、この確認機構は、第２工具取付軸上に設けられた確認用凹部と、第２工具送り軸が工具交換時の最前進限に位置したとき、前記確認用凹部に押圧係合されるように前記第１工具送り軸の透孔に収容された確認ボールと、工具ホルダに設けられた確認部材とを備え、前記第１工具送り軸及び第２工具取付軸が工具ホルダ交換時の最前進限に移動されたとき、前記確認用凹部、確認ボール及び確認部材が直線上に保持されて第２クランプ機構がアンクランプ状態であることを検知するように構成したことを要旨とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の一実施形態を、図１〜図８に基づいて説明する。
図１に示すように、この実施形態の複合加工機においては、円筒状の主軸１１が図示しない主軸ヘッド等の支持部材内に回転可能に支持され、図示しない回転用モータにより回転されるようになっている。主軸１１の先端部には工具ホルダ１２が同軸上で着脱可能に装着され、その先端の中心には挿通孔１３が形成されるとともに、外周面には環状の把持溝１４が形成されている。
【００１９】
前記主軸１１と工具ホルダ１２との間には第１クランプ機構１５が配設されている。すなわち、主軸１１の先端部にはボール保持筒１６が取り付けられ、その周壁には複数の第１クランプボール１７が半径方向へ移動可能に保持されている。工具ホルダ１２のボス部内周面には第１クランプボール１７に対応して複数の係合孔１８が形成され、この係合孔１８に第１クランプボール１７が係合されることによって、工具ホルダ１２が主軸１１に対する装着状態にクランプされるようになっている。
【００２０】
前記主軸１１内にはクランプ軸１９が一体回転可能及び主軸１１の軸線方向へ相対移動可能に嵌挿支持され、その先端寄り外周面には複数の嵌合凹部２０が形成されている。そして、このクランプ軸１９が図示しない油圧シリンダ等の駆動装置により、主軸１１の先端部側に移動されたとき、嵌合凹部２０が第１クランプボール１７の内側に対向配置される。これにより、第１クランプボール１７が係合孔１８から嵌合凹部２０内に退避可能になって、主軸１１に対する工具ホルダ１２のクランプが解除され、アンクランプ状態となるように構成されている。
【００２１】
図１に示すように、前記工具ホルダ１２の先端部には、スライダ２３が主軸１１の軸線方向及び半径方向へ移動可能に取り付けられている。スライダ２３の外面には、第１工具としてのバイト２４が主軸１１の軸線方向に沿って延びるように突設されている。スライダ２３の内面には、カム部材２５が主軸１１の軸線方向に対して所定角度傾斜した方向へ延びるように突設されている。
【００２２】
前記工具ホルダ１２内には、第１工具送り軸としてのフランジ部２６ａを有する円筒状のバイト送り軸２６が工具ホルダ１２内に嵌合固定された内部片としての保持筒体２７内で相対回転不能に、かつ軸線方向への相対移動可能に配設されている。バイト送り軸２６の一端側に設けられたフランジ部２６ａにはテーパ面２６ｂが形成され、そのテーパ面２６ｂにはカム溝２８が図１に示すようにフランジ部２６ａの円周方向に傾斜状態で形成されている。このカム溝２８はバイト送り軸２６の軸線方向に対して所定角度傾斜した方向へ延びるように凹設され、その内部には前記カム部材２５が摺動可能に挿入されている。そして、バイト送り軸２６が主軸１１の軸線方向に移動されることにより、カム溝２８及びカム部材２５を介してスライダ２３が傾斜方向に移動されて、バイト２４が図１に示す後退位置と図４〜８に示す前進位置との間で位置切り換えされるようになっている。
【００２３】
図１に示すように、前記工具ホルダ１２内の中心部には、第２工具としてのリーマ３１が第２工具取付軸としてのリーマ取付軸３２を介して一体回転可能及び軸線方向へ相対移動可能に配設されている。前記リーマ取付軸３２とリーマ３１は軸線方向への相対移動不能に、かつ相対回転不能に連結され、リーマ３１の先端部は、工具ホルダ１２の前記挿通孔１３を通して出没されるようになっている。主軸１１内においてリーマ取付軸３２の基端部には第２工具送り軸としてのリーマ送り軸３３が後述する第２クランプ機構５１を介して脱着可能に連結されている。そして、図示しない移動用モータ等の駆動装置により、ボールネジ等を介して主軸１１の軸線方向へ移動されるようになっている。
【００２４】
さらに、ワークの加工時には、リーマ送り軸３３が所定範囲内で軸線方向に移動され、リーマ３１がリーマ取付軸３２を介して、図１に実線で示すように挿通孔１３内に没入した通常加工時の後退限と、同図に鎖線で示すように挿通孔１３から突出した前進限との間で切り換えられるようになっている。
【００２５】
図１及び図２に示すように、前記リーマ取付軸３２とバイト送り軸２６との間には連動機構３４が設けられている。この連動機構３４によって、リーマ送り軸３３の軸線方向への移動途中の所定位置で、両軸３２，２６が連動されるようになっている。すなわち、バイト送り軸２６の周壁に径方向に貫通形成された透孔２６ｃには、複数の連動ボール３５が半径方向へ移動可能に保持されている。各連動ボール３５と係合可能に対応するように、リーマ取付軸３２の先端寄り外周には環状の係合凹部３６が形成されている。
【００２６】
そして、通常のワークの加工時には、図１に示すように、連動ボール３５が係合凹部３６に係合されて、リーマ取付軸３２とバイト送り軸２６とが連結され、この状態でリーマ送り軸３３の前進移動に伴って、バイト送り軸２６が同方向に連動して移動される。また、このワーク加工時における両軸３２，２６の前進移動に際して、バイト送り軸２６の移動がストッパ２９との係合により規制された後は、図５〜７に示すように、連動ボール３５が係合凹部３６から離脱されて、リーマ取付軸３２とバイト送り軸２６との連結が解除され、この状態でリーマ取付軸３２のみが前進移動されるようになっている。
【００２７】
図１及び図２に示すように、前記工具ホルダ１２には保持機構３７が設けられている。そして、この保持機構３７によって、工具ホルダ１２の脱着交換時に、バイト送り軸２６が移動範囲の前進限に保持されるようになっている。すなわち、前記保持筒体２７には押圧ピン３８がバネ３９によりバイト送り軸２６の外周面に向かって付勢された状態で収容され、該押圧ピン３８と対応してバイト送り軸２６の内周面には保持凹部４０が形成されている。そして、図４に示すようにバイト送り軸２６が前進限に移動されたとき、前記係合凹部３６から連動ボール３５を離脱させるとともに、前記連動ボール３５をリーマ取付軸３２の外周面で押圧することにより前記保持凹部４０に係合し、バイト送り軸２６を前進限に保持するようにしている。この実施形態では前記連動機構３４と保持機構３７は共通の連動ボール３５を使用している。
【００２８】
前記工具ホルダ１２、バイト送り軸２６及びリーマ取付軸３２の間には、主軸１１に対する工具ホルダ１２の脱着交換時に、工具ホルダ１２の交換が可能であることを確認する確認機構４１が設けられている。この確認機構４１は、バイト送り軸２６が前進限に移動されるとともに、リーマ取付軸３２が通常加工時の前進限よりもさらに前進した最前進限（後述する第２クランプ機構５１のアンクランプ状態）に移動された状態を検出する。この確認機構４１を以下に説明する。
【００２９】
前記バイト送り軸２６には第１確認ボール４２を半径方向へ移動可能に収容する一つの透孔４３が設けられ、リーマ取付軸３２の基端部寄り外周面には前記第１確認ボール４２を係合可能な確認用凹部３２ａが形成されている。そして、図６に示すようにリーマ取付軸３２が最前進限に移動された状態で、リーマ取付軸３２の確認用凹部３２ａに第１確認ボール４２が係合されて、リーマ取付軸３２が最前進限に保持されるようになっている。
【００３０】
前記バイト送り軸２６の外周面に押圧されるように保持筒体２７の所定位置には、第２確認ボール４４が半径方向へ移動可能に、かつ前記第１確認ボール４２と対応可能に収容されている。工具ホルダ１２には工具交換位置の確認部材４５が半径方向へ移動可能に収容され、バネ４６により前記第２確認ボール４４をバイト送り軸２６の外周面に付勢するようにしている。前記第２確認ボール４４及び確認部材４５によって、主軸１１に対する工具ホルダ１２の脱着交換時に、バイト送り軸２６及びリーマ取付軸３２が移動範囲の最前進限に保持されているのを確認することが可能である。すなわち、図７に示すようにバイト送り軸２６及びリーマ取付軸３２が最前進限に移動されると、第１確認ボール４２が第２確認ボール４４と対応し、リーマ取付軸３２の確認用凹部３２ａが第１確認ボール４２の位置に移動されるので、確認用凹部３２ａに第１確認ボール４２が係合される。このため第２確認ボール４４がバネ４６により付勢された確認部材４５により第１確認ボール４２へ押圧されて、確認部材４５が半径方向内側に移動される。従って、この状態で工具ホルダ交換装置の工具ホルダ交換アーム４９により工具ホルダ１２の把持溝１４が把持されると、工具ホルダ交換アーム４９上のセンサ４８が確認部材４５と接触深さを検出して、センサ４８が適正位置を検出する。このため、リーマ取付軸３２及びバイト送り軸２６が最前進限にあることが確認検出される。
【００３１】
又、図１，４，５に示すように、リーマ取付軸３２が最前進限にないときには、第１確認ボール４２が確認用凹部３２ａに係合することなく、リーマ取付軸３２の外周面に当接し、確認部材４５が把持溝１４から突出された状態になる。そのため、この状態で、図１に示すように、工具ホルダ交換装置の工具ホルダ交換アーム４９により工具ホルダ１２の把持溝１４が把持されると、工具ホルダ交換アーム４９の工具ホルダ把持部５０に設けられたセンサ４８が確認部材４５の深さが浅いことを検出する。このため、リーマ取付軸３２が最前進限にないことが確認検出される。
【００３２】
次に、前記第２クランプ機構５１について図３を中心に説明する。
前記リーマ送り軸３３の先端部には小径の段差筒部５２が形成されている。前記リーマ取付軸３２の基端部には前記段差筒部５２に着脱可能な保持筒５３が一体的に形成されている。該保持筒５３には嵌合孔５４が径方向に貫通形成され、該嵌合孔５４にはクランプ用部材としての第２クランプボール５５が径方向の移動可能に収容されている。リーマ送り軸３３の段差筒部５２の外周面には、前記第２クランプボール５５を係合する係合凹部５６が形成されている。前記嵌合孔５４、第２クランプボール５５及び係合凹部５６は、保持筒５３の周方向に等ピッチで複数箇所に設けられている。
【００３３】
前記保持筒５３の外周面には可動スリーブ５７が該保持筒の軸線方向へ所定のストローク範囲内で相対移動可能に嵌合されている。この可動スリーブ５７は、前記第２クランプボール５５を前記係合凹部５６に押圧するクランプ位置と、第２クランプボール５５を係合凹部５６から退避させるアンクランプ位置との間で切り換え可能になっている。前記保持筒５３の基端部にはフランジ５８が設けられ、可動スリーブ５７の内周面には、第２クランプボール５５を押圧する環状の突条５７ａが形成されている。該突条５７ａと前記フランジ５８との間には、付勢部材としてのコイル状のバネ５９が介在され、可動スリーブ５７をクランプ位置に付勢している。前記保持筒５３の外周面にはネジ筒６０が螺合され、可動スリーブ５７の前方への移動位置は、前記突条５７ａの基端部がネジ筒６０に当接することにより規制される。前記可動スリーブ５７の突条５７ａの前方側には、斜面５７ｂが形成され、可動スリーブ５７が後退されると、第２クランプボール５５が斜面５７ｂと対応するアンクランプ位置に移動されるようにしている。
【００３４】
この実施形態では、前記可動スリーブ５７とバネ５９により部材保持機構としてのボール保持機構Ｍを構成している。
前記可動スリーブ５７はリーマ送り軸３３が通常加工時の前進限に移動されたとき、図３（ａ）に示すように工具ホルダの一部、つまり保持筒体２７の基端面に当接して停止される。そして、リーマ送り軸３３によってリーマ取付軸３２が最前進限に移動されると、バネ５９の付勢力に抗して保持筒５３がさらに前進され、突条５７ａが第２クランプボール５５をクランプするクランプ位置から図３（ｂ）に示すように第２クランプボール５５が係合凹部５６から離脱してアンクランプ位置に切り換えられるようにしている。
【００３５】
前記保持筒５３の内部には該保持筒５３内から段差筒部５２が離脱されたアンクランプ状態で第２クランプボール５５を保持する補助部材保持機構としての補助ボール保持機構６１が設けられている。この補助ボール保持機構６１は、前記保持筒５３内に収容され、かつ前記第２クランプボール５５を係止する係合凹部６２ａを設けた係止体としての係止リング６２と、該係止リング６２を部材保持位置としてのボール保持位置へ付勢する付勢部材としてのコイルバネ６３とにより構成されている。
【００３６】
前記段差筒部５２の先端部には、シール筒６４が設けられ、該シール筒は前記係止リング６２に貫通されて、リーマ取付軸３２の軸孔に挿入され、その内周面に設けたシールリング６５によりシールされている。
【００３７】
次に、前記のように構成された複合加工装置の動作を説明する。
さて、図１に示す状態では、バイト２４及びリーマ３１が通常加工時の後退限に配置されている。そして、この状態においては、連動機構３４の連動ボール３５がリーマ取付軸３２の係合凹部３６に係合され、第１確認ボール４２が透孔４３内に係合され第２確認ボール４４はバイト送り軸２６の外周面に接触されている。
【００３８】
この状態で、ワークの加工が開始されると、図示しない回転用モータにより主軸１１が所定速度で回転されて、バイト２４及びリーマ３１等が一体的に回転される。このとき、図示しない移動用モータ等の駆動装置により、ボールネジ等を介してリーマ送り軸３３が主軸１１の先端部側に前進移動され、リーマ３１の前進移動が開始される。そして、連動ボール３５が係合凹部３６に係合されたままバイト送り軸２６が主軸１１の軸線方向に所定距離だけ前進される。これにより、カム溝２８及びカム部材２５を介してスライダ２３が傾斜方向に移動され、バイト２４が図１に示す後退限から図４に示す前進限に向かって移動されて、そのバイト２４によりワークに対して面削り等の加工が施される。
【００３９】
そして、図４に示すように、バイト送り軸２６が移動範囲の前進限に移動されて、バイト２４が前進限に到達すると、そのバイト２４によるワークの加工が終了する。このとき、バイト送り軸２６の前進移動はストッパ２９と当接することによって停止されるとともに、バイト２４は前進限に保持される。この状態で、回転用モータの速度切換により、主軸１１の回転速度が上昇される。
【００４０】
その後、リーマ送り軸３３がさらに前進移動されると、図５に示すように、連動ボール３５が係合凹部３６から離脱されてリーマ３１のみが前進移動されて、工具ホルダ１２の挿通孔１３内の没入状態から前方に突出され、そのリーマ３１によりワークに対して孔内周面の仕上げ等の加工が施される。そして、リーマ３１が通常加工時の前進限に到達すると、そのリーマ３１によるワークの加工が終了する。
【００４１】
次いで、前記移動用モータ等の駆動装置の逆転により、リーマ送り軸３３が主軸１１の基端部側に後退移動されると、前述した前進移動時と逆順に、リーマ３１及びバイト２４が図５に示す前進限から図１に示す通常加工時の後退限に復帰移動される。すなわち、リーマ３１はリーマ送り軸３３の後退移動に伴って、図５に示す前進限から、図１に示す通常加工時の後退限に復帰移動される。バイト２４は、リーマ送り軸３３が図４に示す位置まで後退移動されて、連動機構３４と連動ボール３５との係合により、バイト送り軸２６が後退されて、図１に示す通常加工時の後退限に復帰移動される。そして、このバイト２４及びリーマ３１の進退動作が繰り返し行われることによって、複数のワークに対する加工が連続的に行われる。
【００４２】
ワークの加工作業が終了して、前記主軸１１に対する工具ホルダ１２の交換作業を行う場合には、図５に示すようにバイト２４及びリーマ３１が通常加工時の前進限に配置された状態において、工具ホルダ交換アーム４９の爪により、工具ホルダ１２を把持する。すると、確認部材４５は、把持溝１４より突出していることを、センサ４８が検出する。その後、移動用モータ等の駆動装置により、リーマ送り軸３３が主軸１１の先端部側へさらに前進移動されて、リーマ３１の前進移動が開始される。
【００４３】
リーマ送り軸３３がさらに前進移動されると、図６に示すように、リーマ３１のみが前進移動されて、工具ホルダ１２の挿通孔１３内からさらに突出する位置に移動配置される。このとき、可動スリーブ５７の先端面が保持筒体２７の基端面に当接されて前進を阻止され、この状態において、リーマ送り軸３３及び保持筒５３が前進される。このため、可動スリーブ５７が保持筒５３上でバネ５９の付勢力に抗して相対的に後退されたことになり、突条５７ａによる第２クランプボール５５の押圧が解除される。この結果、第２クランプボール５５が嵌合孔５４から離れて可動スリーブ５７の内周面側に移動され、第２クランプボール５５が係合凹部５６から離脱されてアンクランプ状態となり、保持筒５３が段差筒部５２から引き抜き可能となる。この状態では、リーマ取付軸３２のアンクランプ確認機構４１の第１確認ボール４２がリーマ取付軸３２の確認用凹部３２ａに係合される。そして、確認用凹部３２ａ、第１確認ボール４２及び確認部材４５が直線上に保持され、確認部材４５が把持溝１４内の没入位置に保持される。
【００４４】
続いて、クランプ軸１９が図示しない油圧シリンダ等の駆動装置により、主軸１１の先端部側に移動されて、第１クランプ機構１５の嵌合凹部２０が第１クランプボール１７の内側に対向配置される。これにより、第１クランプボール１７が係合孔１８から嵌合凹部２０内に退避可能になって、図７に示すように主軸１１に対する工具ホルダ１２のクランプが解除される。前述したように、この時すでにアンクランプ確認部材４５は把持溝１４内の没入位置に移動されており、バイト送り軸２６及びリーマ取付軸３２が最前進限にあることが検出される。
【００４５】
そして、工具ホルダ交換アーム４９の爪により工具ホルダ１２が主軸１１の先端部から抜き取られるとともに、種類の異なるバイト２４及びリーマ３１を備えた工具ホルダ１２が主軸１１に装着される。このため、バイト２４及びリーマ３１が工具ホルダ１２とともに工具交換される。
【００４６】
前記段差筒部５２上から保持筒５３が抜き取られると、図８に示すようにバネ５９の蓄勢力により可動スリーブ５７がクランプ位置に移動されるので、第２クランプボール５５が嵌合孔５４内に係合される。これと同時に係止リング６２がコイルバネ６３の蓄勢力によって嵌合孔５４側へ移動され、第２クランプボール５５が係止リング６２の係合凹部６２ａに係合されて、第２クランプボール５５が所定位置に保持される。又、リーマ取付軸３２は通常加工時の前進限に保持される。
【００４７】
新しい工具ホルダ１２を主軸１１に装着する場合には、前述した取り外し動作と逆の動作により行うことができる。このとき、図８に示す状態において、工具ホルダ１２が主軸１１へ向かって移動され、保持筒５３内に段差筒部５２が挿入され、段差筒部５２の先端面により係止リング６２が押動される。すると、係止リング６２が第２クランプボール５５から離れるとともに、段差筒部５２の係合凹部５６に第２クランプボール５５が係合される。
【００４８】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第２クランプ機構５１をバイト送り軸２６と無関係にリーマ取付軸３２とリーマ送り軸３３との間に独立して装着した。このため、第２クランプボール５５のクランプ位置とアンクランプ位置との間の位置切り換え動作を安定して行うことができ、工具ホルダ１２の交換動作を迅速かつ確実に行うことができる。
【００４９】
（２）リーマ取付軸３２に設けた保持筒５３の嵌合孔５４に係合された第２クランプボール５５をバネ５９によって付勢された可動スリーブ５７の突条５７ａによってクランプ位置に押圧するようにした。このため、第２クランプボール５５をクランプ位置に安定して保持することができる。
【００５０】
（３）保持筒５３の内部に補助ボール保持機構６１を設け、工具ホルダ１２が取り外された状態において、クランプ状態にある第２クランプボール５５をクランプ位置に保持するようにした。このため、工具ホルダ１２が取り外された状態において、第２クランプボール５５をクランプ位置に安定して保持することができる。
【００５１】
（４）工具ホルダ１２とバイト送り軸２６との間に保持機構３７を設けたので、バイト送り軸２６を前進限に安定して保持することができる。
（５）工具ホルダ１２、バイト送り軸２６及びリーマ取付軸３２にリーマ取付軸３２のアンクランプ確認機構４１を設けた。このため、リーマ取付軸３２が工具交換時の最前進限にあって、第２クランプ機構５１がアンクランプ位置に切り換えられていることを検出でき、工具ホルダの交換作業を迅速に行うことができる。
【００５２】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記実施形態において、リーマ取付軸３２のアンクランプ確認機構４１の第２確認ボール４４に代えて、確認部材４５の内端部に第１確認ボール４２と当接可能な係合凸部を突出形成してもよい。
【００５３】
・前記実施形態において、工具ホルダ１２上にバイト２４等の第１工具を複数設けてもよい。
・前記第２クランプボール５５に代えて、円柱状等のクランプ用部材を用いてもよい。
【００５４】
・前記可動スリーブ５７の突条５７ａに代えて突起を設けてもよい。
・前記実施形態において、第１工具及び第２工具として、バイト２４及びリーマ３１とは異なった工具を設けてもよい。
【００５５】
このように構成した場合でも、前記実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
（技術思想１） 請求項１において、前記連動機構（３４）は、第１工具送り軸（２６）上に設けられた透孔（２６ｃ）と、該透孔（２６ｃ）に収容された連動ボール（３５）と、第２工具取付軸（３２）の外周面に形成され、かつ前記連動ボール（３５）を係合可能な係合凹部（３６）と、工具ホルダ（１２）に設けられ、かつ前記連動ボール（３５）を係合可能な保持凹部（４０）とを備え、第１工具送り軸（２６）が移動範囲の前進限に位置したとき、透孔（２６ｃ）に係合された連動ボール（３５）を前記係合凹部（３６）から離脱させて保持凹部（４０）に係合するように構成され、前記透孔（２６ｃ）、連動ボール（３５）及び保持凹部（４０）は、保持機構（３７）の機能を兼用するものである複合加工装置。
【００５６】
この技術思想１では、連動機構と保持機構の構成を簡素化することができる。
（技術思想２） 請求項３において、前記第２工具送り軸の先端部には、シール筒（６４）が設けられ、該シール筒は前記係止体としての係止リング（６２）に貫通されて、第２工具取付軸の軸孔に挿入され、該軸孔内周面に設けたシールリング（６５）によりシールを行うように構成されている複合加工装置。
【００５７】
【発明の効果】
この発明によれば、工具ホルダの中心部に位置するバイト等の工具取付軸と、主軸側に位置するリーマ等の工具送り軸とを脱着するクランプ機構の脱着動作を安定して行い、工具ホルダの交換動作を迅速かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施形態の複合加工装置の主軸部分においてバイト及びリーマが通常加工時の後退限に位置した状態を示す断面図。
【図２】 図１の複合加工装置の横断面図。
【図３】 （ａ）は第２クランプ機構を拡大して示すクランプ状態の断面図、（ｂ）はアンクランプ状態の断面図。
【図４】 複合加工装置の主軸部分においてバイトが通常加工時の前進限に位置した状態を示す断面図。
【図５】 複合加工装置の主軸部分においてバイト及びリーマが通常加工時の前進限に位置した状態を示す断面図。
【図６】 複合加工装置の主軸部分において第１クランプ機構がクランプ状態で、第２クランプ機構がアンクランプ状態に切り換えられた状態を示す断面図。
【図７】 複合加工装置の主軸部分において第１クランプ機構及び第２クランプ機構がアンクランプ状態に切り換えられた状態を示す断面図。
【図８】 工具ホルダが主軸から取り外された状態を示す断面図。
【図９】 従来の複合加工装置を示す断面図。
【符号の説明】
Ｍ…部材保持機構としてのボール保持機構、１１…主軸、１２…工具ホルダ、１５…第１クランプ機構、２４…第１工具としてのバイト、２６…第１工具送り軸としてのバイト送り軸、３１…第２工具としてのリーマ、３２…第２工具取付軸としてのリーマ取付軸、３３…第２工具送り軸としてのリーマ送り軸、３４…連動機構、３７…保持機構、４１…確認機構、５１…第２クランプ機構、５３…保持筒、５４…嵌合孔、５５…クランプ用部材、５６，６２ａ…係合凹部、５７…部材保持機構を構成する可動スリーブ、５７ａ…突条、５８…フランジ、５９…部材保持機構を構成する付勢部材としてのバネ、６１…補助部材保持機構としての補助ボール保持機構、６２…係止体としての係止リング、６３…付勢部材としてのバネ、６４…シール筒、６５…シールリング。

Claims (5)

1. 主軸の先端部に同軸上で着脱可能に装着された工具ホルダと、
   その工具ホルダに主軸の軸線方向へ移動可能に取り付けられた第１工具と、
   前記工具ホルダに設けられ、かつ第１工具を主軸の軸線方向に対し傾斜する方向に進退移動させる第１工具送り軸（２６）と、
   前記工具ホルダにおいて前記第１工具送り軸（２６）内を貫通するように設けられ、かつ主軸の軸線方向へ移動可能に配設された第２工具取付軸（３２）及び該取付軸に装着された第２工具と、
   前記主軸に設けられ、第２工具取付軸（３２）を該主軸の軸線方向に移動させる第２工具送り軸（３３）と、
   前記第２工具取付軸と第１工具送り軸とを、前記軸線方向への移動途中の所定ストローク範囲にて連動させる連動機構（３４）と、
   前記主軸と工具ホルダをクランプする第１クランプ機構（１５）と、前記第２工具送り軸と第２工具取付軸とをクランプする第２クランプ機構（５１）とを備えた複合加工装置において、
   前記第２クランプ機構（５１）は、クランプ用部材（５５）をクランプ位置又はアンクランプ位置に保持する部材保持機構（Ｍ）を備え、該部材保持機構（Ｍ）は、前記第１工具送り軸（２６）とは独立して前記第２工具取付軸（３２）を工具送り方向前方へ移動する行程中に、可動スリーブ（５７）が工具ホルダの内部片（２７）に当接して停止され、前記第２工具取付軸（３２）がさらに工具送り方向前方に移動されると、前記クランプ用部材（５５）がクランプ位置からアンクランプ位置に切り換えられるように構成されている複合加工装置。
2. 請求項１において、前記第２クランプ機構（５１）は、
   第２工具取付軸の基端部に設けられた保持筒（５３）と、
   該保持筒（５３）に径方向に貫通形成された嵌合孔（５４）に嵌合されたクランプ用部材としてのクランプボール（５５）と、
   第２工具送り軸の先端外周面に設けられ、かつ前記クランプボール（５５）を係合する係合凹部（５６）とを備え、
   前記可動スリーブ（５７）は、その内周面に前記クランプボール（５５）をクランプするための突条（５７ａ）又は突起を備え、
   前記可動スリーブ（５７）は、前記保持筒（５３）の外周側において前記軸線方向へ所定のストローク範囲内で相対移動可能に嵌合され、前記クランプボール（５５）を前記係合凹部（５６）に押圧するクランプ位置と、クランプボール（５５）を係合凹部（５６）から退避可能なアンクランプ位置との間で切り換え可能に嵌合され、
   前記保持筒（５３）と可動スリーブ（５７）との間には該可動スリーブ（５７）をクランプ位置に付勢する付勢部材（５９）が設けられている複合加工装置。
3. 請求項２おいて，前記保持筒（５３）の内部には該保持筒内から第２工具送り軸が離脱したアンクランプ状態でクランプボール（５５）を保持する補助部材保持機構（６１）が設けられ、前記補助部材保持機構（６１）は、前記保持筒（５３）内に収容され、かつ前記クランプボール（５５）を係止する係合凹部（６２ａ）を設けた係止体（６２）と、該係止体（６２）を部材保持位置へ付勢する付勢部材（６３）とにより構成されている複合加工装置。
4. 請求項２又は３において、前記保持筒（５３）の基端部にはフランジ（５８）が設けられ、可動スリーブ（５７）の内周面には、クランプボール（５５）を押圧する環状の突条（５７ａ）が形成され、該突条と前記フランジ（５８）との間には、可動スリーブ（５７）を押圧するための付勢部材としてのコイル状のバネ（５９）が介在されている複合加工装置。
5. 請求項１〜３のいずれか一項において、前記工具ホルダには、第１工具送り軸を前記軸線方向の前進限に保持するための保持機構（３７）が設けられ、前記工具ホルダ、第１工具送り軸及び第２工具取付軸には、前記第２工具取付軸が工具ホルダ交換時の際の前記軸線方向の前進限にあって第２クランプ機構（５１）がアンクランプ状態にあることを確認する確認機構（４１）が設けられ、この確認機構（４１）は、第２工具取付軸上に設けられた確認用凹部（３２ａ）と、第２工具送り軸が工具交換時の最前進限に位置したとき、前記確認用凹部に押圧係合されるように前記第１工具送り軸の透孔に収容された確認ボール（４２）と、工具ホルダに設けられた確認部材（４５）とを備え、前記第１工具送り軸及び第２工具取付軸が工具ホルダ交換時の最前進限に移動されたとき、前記確認用凹部（３２ａ）、確認ボール（４２）及び確認部材（４５）が直線上に保持されて第２クランプ機構（５１）がアンクランプ状態であることを検知するように構成した複合加工装置。

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