JP4217225B2

JP4217225B2 - ターニングセンターの工具取付装置

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Publication number: JP4217225B2
Application number: JP2005045951A
Authority: JP
Inventors: 多喜夫中村; 昭博後藤; 達雄清水; 孝植田
Original assignee: OM MFG CO., LTD.
Current assignee: OM MFG CO., LTD.
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2025-02-22
Also published as: JP2006231427A; CN1824441A; US7220089B2; CN100500348C; US20060188353A1

Description

本発明は、回転工具と旋削工具とを適宜交換してミーリング加工や切削加工（ターニング加工）を行うことができるターニングセンターの工具取付装置に関するものである。

ターニングセンターにおいては、ベアリング部を介してラムに対して回転自在に設けた主軸に、工具の基端部に設けたテーパシャンク部を係合する取付係合部を設け、ドローバーを引動することで前記テーパシャンク部のクランプ用突出部をクランプすると共に前記取付係合部に前記テーパシャンク部を引き寄せ係合していずれの工具をも着脱交換自在に前記主軸に取り付け固定するクランプ機構を前記ドローバーの進退制御に基づいてクランプ作動・解除自在に設け、この共用のクランプ機構により適宜各工具を着脱すると共に、回転工具をクランプ固定する場合は、主軸と共に回転自在にクランプ固定され、旋削工具をクランプ固定する場合には、主軸と共に回り止め固定するように構成することで、回転工具でも旋削工具でも適宜交換取り付けでき、ミーリング加工も切削加工も行うことができるようにしている。

このようなターニングセンターにおいて、回転工具と旋削工具のクランプ機構を前述のように共用するように構成した場合は、回転工具に比べ旋削工具の方がラジアル荷重が遥かに大きいため、クランプ力も大きくする必要があるが、そのためには、大きな駆動力の出せる大径の油圧シリンダ装置を用いなければならず、またそのため油圧二段シリンダとするものもある。

従って、必ず油圧シリンダ装置を必要とするために油圧レス化できず、省エネ化や省資源化が図れない。

また一方、たとえエアシリンダ装置を用いても大きな切削力に対抗できる出願人の開発したクサビ機構（特開２００４−２０２６５９号）等を単に施すことは、ターニングセンターにおいては、回転工具では回転自在にクランプ固定しなければならず、この回転工具と旋削工具をクランプ固定する共用のクランプ機構とする構成としなければならないことから、ターニングセンターの場合困難とされていた。

特開２００４−２１６５３６号公報特開２００４−２０２６５９公報特開２００４−５０３２４公報

本発明は、従来の固定観念を打破して油圧シリンダでも駆動力の小さなエアシリンダ装置によっても工具取付装置を実現でき、しかも回転工具と旋削工具を適宜交換してクランプ固定できる共用のクランプ機構でありながら、旋削工具クランプ時にたとえ直に加わる大きな切削力に対して直接対抗できる駆動力は生じ得ないエアシリンダ装置を駆動源としてもこの大きな切削力に十分耐えられ、これによって旋削機能に支障を与えずに回転工具も回転自在に取り付けでき、必要に応じて油圧レス化も容易に実現でき、省エネ化，省資源化を図れる画期的なターニングセンターの工具取付装置を提供することを目的としている。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

回転工具１Ａと旋削工具１Ｂとを交換使用するターニングセンターの工具取付装置であって、ベアリング部２を介してラム３に対して回転自在に設けた主軸４に、工具１の基端部に設けたテーパシャンク部５を係合する取付係合部６を設け、ドローバー７を引動することで前記テーパシャンク部５のクランプ用突出部５Ａをクランプすると共に前記取付係合部６に前記テーパシャンク部５を引き寄せ係合して工具１を前記主軸４に取り付け固定するクランプ機構８を前記ドローバー７の進退制御に基づいてクランプ作動・解除自在に設け、このクランプ機構８は弾性部材10による引動付勢により前記ドローバー７を引動して前記クランプ作動し、ドローバー駆動装置９の前記引動付勢に抗する押動駆動により前記ドローバー７を戻動させて前記クランプ解除するように構成したターニングセンターの工具取付装置において、前記ドローバー駆動装置９により駆動して前記ドローバー７を押動駆動する進退駆動部11に対して、前記主軸４と共に回転する前記ドローバー７を回転自在に配設し、前記ドローバー７若しくはドローバー７と共に移動する部位に係止部12を設けると共に、前記進退駆動部11若しくは進退駆動部11と共に移動する部位に前記係止部12を支承して前記ドローバー７の引動クランプ位置からドローバー７が戻動することを阻止する支承部13を設け、少なくとも前記ドローバー７を前記弾性部材10による引動付勢により引動して前記回転工具１Ａをクランプ固定した際、前記係止部12は前記支承部13に当接せずこの間に回動許容間隙14が保有されるように構成し、前記旋削工具１Ｂをクランプ固定する際には、前記ドローバー駆動装置９により前記進退駆動部11を少なくとも前記回動許容間隙14分引動して前記係止部12が前記支承部13に支承し得る戻動阻止状態となるように構成すると共に、この進退駆動部11を引動して戻動阻止状態とした状態で、進退移動自在に設けたクサビ部15をクサビ駆動装置16により移動駆動してクサビ係合部17に係合し前記ドローバー７の引動クランプ位置を係合ロックするクサビ機構18を備え、前記ドローバー駆動装置９として設けるシリンダ装置９は、前記弾性部材10の引動付勢に抗して前記ドローバー７を押動駆動して前記回転工具１Ａ若しくは前記旋削工具１Ｂをクランプ解除する解除ポジションａと、前記弾性部材10による引動付勢によって前記回転工具１Ａをクランプ固定する第一クランプポジションｂと、前記係止部12を前記支承部13に支承させた前記戻動阻止状態とすべく移動してこの位置を前記クサビ機構18により係合ロックした状態で前記旋削工具１Ｂをクランプ固定する第二クランプポジションｃとを有する構成としたことを特徴とするターニングセンターの工具取付装置に係るものである。

また、前記ドローバー７の進退移動と共に移動する前記係止部12のドローバー７の引動方向側に対向状態にして、前記支承部13を前記進退駆動部11の進退移動と共に移動するように設け、前記回転工具１Ａをクランプ固定する前記第一クランプポジションｂでは、前記係止部12は前記支承部13に当接せず前記回動許容間隙14が保有され、前記旋削工具１Ｂをクランプ固定する前記第二クランプポジションｃでは、前記回動許容間隙14分前記進退駆動部11が移動して前記係止部12に前記支承部13が当接し前記係止部12が前記支承部13に支承し得る前記戻動阻止状態となると共に、前記進退駆動部11に設けた前記クサビ係合部17に前記クサビ駆動装置16により前記クサビ部15を移動して係合し前記戻動阻止状態となった進退駆動部11の引動位置が係合ロックされるように前記クランプ機構８及び前記クサビ機構18を構成したことを特徴とする請求項１記載のターニングセンターの工具取付装置に係るものである。

また、前記進退駆動部11が押動駆動して前記ドローバー７を戻動させる際前記進退駆動部11が当接するドローバー駆動部７Ａを前記ドローバー７に設け、前記ドローバー駆動装置９により前記進退駆動部11を押動駆動することで前記ドローバー駆動部７Ａを押動して前記ドローバー７を前記弾性部材10に抗して戻動して前記クランプ解除するように構成し、前記回転工具１Ａをクランプ固定する際には、前記弾性部材10の引動付勢により前記ドローバー駆動部７Ａで前記進退駆動部11を押し戻しつつ前記ドローバー７を引動しこのドローバー７及びドローバー駆動部７Ａがクランプ固定位置まで引動された後前記進退駆動部11を更に引動して前記ドローバー駆動装置９たる前記シリンダ装置９を前記第一クランプポジションｂとすることで、前記ドローバー駆動部７Ａと前記進退駆動部11との間にも回動許容間隙22が保有されるように構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のターニングセンターの工具取付装置に係るものである。

また、所定位置に枢着固定した支点部23を支点にして回動するてこ部24の一端部に力点部25を設け、この力点部25にはてこ駆動装置としての前記シリンダ装置９の進退ロッド９Ａを連結し、前記てこ部24の他端部にはこの力点部25と支点部23との距離よりも支点部23からの距離が短い位置に作用部26を設け、この作用部26で前記進退駆動部11を進退するように構成して、前記シリンダ装置９の進退ロッド９Ａの進退駆動が増大して前記進退駆動部11を進退駆動制御し得るてこ機構20を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のターニングセンターの工具取付装置に係るものである。

また、前記回転工具１Ａをクランプ固定する際は、前記ドローバー駆動装置９として設けたシリンダ装置９を一旦前記第二クランプポジションｃとした後、駆動若しくは駆動解除によりこのシリンダ装置９の戻り弾性部材21の戻り付勢によって前記係止部12と前記支承部13との間に前記回動許容間隙14が保有された前記第一クランプポジションｂとし、この第一クランプポジションｂで前記シリンダ装置９の駆動媒体の供給・排出を遮断してこの第一クランプポジションｂを保持し得るように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のターニングセンターの工具取付装置に係るものである。

また、前記ドローバー駆動装置９として設けたシリンダ装置９を油圧シリンダ装置ではなく、エアシリンダ装置で構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のターニングセンターの工具取付装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、ターニングセンターにおいて油圧シリンダでも駆動力の小さなエアシリンダ装置によっても工具取付装置を実現でき、しかも回転工具と旋削工具を適宜交換してクランプ固定できる共用のクランプ機構でありながら、旋削工具クランプ時にたとえ直に加わる大きな切削力に対して直接対抗できる駆動力は生じ得ないエアシリンダ装置を駆動源としてもこの大きな切削力に十分耐えられ、これによって旋削機能に支障を与えずに回転工具も回転自在に取り付けでき、必要に応じて油圧レス化が実現でき、省エネ，省資源を図れる画期的なターニングセンターの工具取付装置となる。

即ち、共用のクランプ機構でありながら、単にこの駆動装置のシリンダポジションの変更によって、回転工具の回転動作に支障なく、且つクサビ機構のロック作用が確実に発揮され旋削工具の加工時の大きな負荷に対しても例えばエアシリンダ装置による油圧レス化が実現できる小さな駆動源によっても十分対抗でき、確固にクランプ固定できる画期的なターニングセンターの工具取付装置となる。

また、請求項２，３，６記載の発明においては、一層良好に前記作用・効果を発揮する実用性に秀れた画期的なターニングセンターの工具取付装置となる。

また、請求項４記載の発明においては、進退駆動をてこ機構を用いて行うため、たとえ駆動装置としてエアシリンダ装置を用いても強固な引動付勢とすることができ一層強固にクランプ固定できることとなる秀れたターニングセンターの工具取付装置となる。

また、請求項５記載の発明においては、前記回転工具をクランプ固定する場合には、たとえ使用を繰り返して各部各機構の移動抵抗に変化が生じるとしても、常に確実に回転許容間隙が確保される極めて秀れたターニングセンターの工具取付装置となる。

好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

クランプ機構８がクランプ作動してドローバー７が引動されると、工具１のテーパシャンク部５は主軸４に設けた取付係合部６に引き寄せ係合され工具１がクランプ固定される。

また、クランプ機構８のクランプ解除により進退駆動部11の押動によって前記ドローバー７が戻動し工具１を脱着させることができる。

具体的には、クランプ機構８のドローバー駆動装置９としてのシリンダ装置９を解除ポジションａから第一クランプポジションｂとすることで回転工具１Ａをクランプ固定するが、この場合前記ドローバー７は進退駆動部11によって戻動した解除位置から弾性部材10による引動付勢によって引動される。即ち、ドローバー７は進退駆動部11を押し戻しつつ弾性部材10により引動され、回転工具１Ａのテーパシャンク部５を取付係合部６に引き寄せ係合するクランプ位置まで達する。

このとき、ドローバー７と進退駆動部11とは当接したままであり、ドローバー７のドローバー駆動部７Ａに設けた係止部12と進退駆動部11に設けた支承部13とは離間した状態にある。

この状態ですでにクランプ固定されているが、シリンダ装置９をこの第一クランプポジションｂとすることで更に進退駆動部11はもう少し戻されてドローバー７と離間して回動許容間隙22が保有されると共に、進退駆動部11に設けた支承部13は逆に係止部12に近づくがこの係止部12と支承部13との間には回動許容間隙14が保有された状態となる。

また、このとき、ドローバー７内を通る冷却水やエアを送り込むセンタースルーパイプ27と進退駆動部11内を通るセンタースルーパイプ27とを回動自在に連結するロータリージョイントも連結を保ったまま伸長する構成としている。

従って、前記回転工具１Ａをクランプ固定する第一クランプポジションｂでは、ドローバー７は弾性部材10によりクランプ固定位置まで引動されるが、係止部12と支承部13とは回動許容間隙14が保たれて離間し、また例えば進退駆動部11とドローバー７も離間し、シリンダ装置９やこれに駆動される進退駆動部11と回転する部材とは確実に離間した状態が確保されて、回転工具１Ａをクランプ固定した主軸４（及びドローバー７）は回転することができることとなる。

また、旋削工具１Ｂをクランプ固定する場合は、回転工具１Ａの場合とは異なり大きなラジアル荷重に耐えるように構成しなければならない。

そこで、本発明では、大きな駆動力でクランプ固定できる大型の油圧シリンダ装置を用いなくても、小さな駆動力のエアシリンダ装置でも十分に対抗できるクサビ機構18を備え、このクサビ機構18によってドローバー７のクランプ固定位置を係合ロックする構成としている。

しかし、単にドローバー７のクランプ固定位置を係合ロックしてもこのロック機構は働かない。即ち、ターニングセンターでは単なる旋盤とは異なり回転工具をもクランプ固定してこれを回転させる構成のため、クランプ機構８の駆動機構と主軸４と共に回転するドローバー７とは縁を切った状態で回転自在に構成しなければならず、そのため回転工具１Ａをクランプ固定する第一クランプポジションｂでは前述のように係止部12と支承部13の間には回動許容間隙14が確保され、また進退駆動部11とドローバー７との間にも回動許容間隙22が確保されている。従って、この回動許容間隙14や回動許容間隙22を残したまま係合ロックしてもそのロック作用を果たし得ない。

そこで、本発明は、旋削工具１Ｂをクランプ固定する場合は、第一クランプポジションｂではなく更に進退駆動部11を戻し駆動した第二クランプポジションｃとすることで進退駆動部11が更に引動されて今度は支承部13が係止部12に当接し、この係止部12が支承部13に支承係止した戻動阻止状態とした位置で、クサビ機構18のクサビ部15がクサビ係合部17に係合し、この戻動阻止状態が係合ロックされるように構成している。

従って、たとえ進退駆動部11を駆動制御するドローバー駆動装置９をエアシリンダ装置９で構成しても、ドローバー７を引動付勢する弾性部材10の付勢力が、この旋削工具１Ｂの加工時に生じる大きなラジアル荷重に対抗できるに十分な大きな付勢力でなくても、旋削工具１Ｂをクランプ固定したドローバー７のクランプ固定位置が、係止部12が支承部13に支承された戻動阻止状態となる進退駆動部11の位置で係合ロックされることで大きなラジアル荷重に十分耐えることとなる。

従って、本発明は、共有したクランプ機構８で構成されるターニングセンターにおいて、このクランプ機構８のドローバー駆動装置９としてのシリンダ装置９を解除ポジションａに対して第一クランプポジションｂ，第二クランプポジションｃとを有し、第一クランプポジションｂではあえて係止部12と支承部13との間に回動許容間隙14を保有させて回転工具１Ａをクランプ固定し、第二クランプポジションｃでは、この回動許容間隙14分更に進退駆動部11を駆動して支承部13と係止部12とを当接させて負荷がかかったときは係止部12が支承部13に支承係止されてドローバー７の戻動が阻止される戻動阻止状態の位置で進退駆動部11をクサビ機構18により係合ロックするように構成して、共用のクランプ機構８でありながら、単にこの駆動装置のシリンダポジションの変更によって、回転工具１Ａの回転動作に支障なく、且つクサビ機構８のロック作用が確実に発揮され旋削工具１Ｂの加工時の大きな負荷に対しても例えばエアシリンダ装置９による油圧レス化が実現できる小さな駆動源によっても十分対抗でき、確固にクランプ固定できる画期的なターニングセンターの工具取付装置が実現できることとなる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

ベアリング部２を介してラム３に対して回転自在に設けた主軸４に、各工具１の基端部に設けたテーパシャンク部５を係合する取付係合部６を設け、ドローバー７を引動することで前記テーパシャンク部５のクランプ用突出部５Ａをクランプすると共に前記取付係合部６に前記テーパシャンク部５を引き寄せ係合して工具１を前記主軸４に取り付け固定するクランプ機構８を前記ドローバー７の進退制御に基づいてクランプ作動・解除自在に設けるが、本実施例では、弾性部材10をドローバー７に被嵌配設し、圧縮時には主軸４に対してドローバー７を押し上げる抗縮弾性部材とし、この弾性部材10による引動付勢により前記ドローバー７を引動して前記クランプ作動し、ドローバー駆動装置９として設けたエアシリンダ装置９の前記引動付勢に抗する押動駆動により進退駆動部11（プッシュロッド）を介して前記ドローバー７を戻動させて前記クランプ解除するように構成している。

また、前記エアシリンダ装置９により駆動してドローバー７を押動駆動する進退駆動部11（プッシュロッド）に対して、主軸４と共に回転するドローバー７を回転自在に配設し、ドローバー７の基端部の進退駆動部11により押動されるドローバー駆動部７Ａに係止部12を設けると共に、進退駆動部11に係止部12を支承してドローバー７の引動クランプ位置（クランプ固定位置）からドローバー７が戻動することを阻止する支承部13を設け、前記ドローバー７を前記弾性部材10による引動付勢により引動して回転工具１Ａをクランプ固定した際、前記係止部12は前記支承部13に当接せずこの間に回動許容間隙14が保有されるように構成し、旋削工具１Ｂをクランプ固定する際には、エアシリンダ装置９により進退駆動部11を前記回動許容間隙14分引動して前記係止部12が前記支承部13に支承し得る戻動阻止状態となるように構成している。

また、この進退駆動部11を引動して戻動阻止状態とした状態で、進退移動自在に設けたクサビ部15をクサビ駆動装置16（油圧レス化のためのエアシリンダ装置16を採用）により移動駆動してクサビ係合部17に係合し前記ドローバー７の引動クランプ位置を係合ロックするクサビ機構18を備え、前記エアシリンダ装置９は、前記弾性部材10の引動付勢に抗して前記ドローバー７を押動駆動して回転工具１Ａ及び旋削工具１Ｂをクランプ解除する解除ポジションａと、弾性部材10による引動付勢によって回転工具１Ａをクランプ固定する第一クランプポジションｂと、係止部12を支承部13に支承させた前記戻動阻止状態とすべく移動してこの位置を前記クサビ機構18により係合ロックした状態で旋削工具１Ｂをクランプ固定する第二クランプポジションｃとを有する構成としている。

具体的には、ドローバー７の進退移動と共に移動する係止部12のドローバー７の引動方向側に対向状態にして、支承部13を進退駆動部11（プッシュロッド）の下端に設け、回転工具１Ａをクランプ固定する第一クランプポジションｂでは、係止部12は支承部13に当接せず回動許容間隙14が保有され、旋削工具１Ｂをクランプ固定する第二クランプポジションｃでは、回動許容間隙14分進退駆動部11が移動して係止部12に支承部13が当接し係止部12が支承部13に支承し得る戻動阻止状態となると共に、進退駆動部11に設けたクサビ係合部17にエアシリンダ装置９を採用したクサビ駆動装置16によりクサビ部15を移動して係合し戻動阻止状態となった進退駆動部11の引動位置が係合ロックされるようにクランプ機構８及びクサビ機構18を構成している。

従って、エアシリンダ装置９のロッド９Ａの駆動により後述するてこ機構20を介して進退駆動部11（プッシュロッド）が駆動されてドローバー７の上端のドローバー駆動部７Ａを押動してドローバー７を戻動させるように構成している。即ち、エアシリンダ装置９により進退駆動部11を押動駆動することでドローバー駆動部７Ａを押動してドローバー７を弾性部材10に抗して戻動してクランプ解除するように構成している。また、回転工具１Ａをクランプ固定する際には、エアシリンダ装置９の駆動解除あるいは引動方向への駆動によって弾性部材10の引動付勢によりドローバー駆動部７Ａで進退駆動部11を押し戻しつつドローバー７を引動しこのドローバー７及びドローバー駆動部７Ａがクランプ固定位置まで引動された後前記進退駆動部11を更に引動してエアシリンダ装置９を第一クランプポジションｂとすることで、ドローバー駆動部７Ａと進退駆動部11との間にも回動許容間隙22が保有されるように構成している。

即ち、クランプ機構８のドローバー駆動装置９としてのエアシリンダ装置９を解除ポジションａから第一クランプポジションｂとすることで回転工具１Ａをクランプ固定するが、この場合前記ドローバー７は、進退駆動部11によって戻動した解除位置から弾性部材10による引動付勢によって引動される。即ち、ドローバー７は進退駆動部11を押し戻しつつ弾性部材10により引動され、回転工具１Ａのテーパシャンク部５を取付係合部６に引き寄せ係合するクランプ位置まで達する。

この状態ですでにクランプ固定されているが、エアシリンダ装置９をこの第一クランプポジションｂとすることで更に進退駆動部11はもう少し戻されてドローバー７と離間して回動許容間隙22が保有されると共に、進退駆動部11に設けた支承部13は逆に係止部12に近づくがこの係止部12と支承部13との間にもなおも回動許容間隙14が保有された状態となる。

従って、回転工具１Ａをクランプ固定する第一クランプポジションｂでは、ドローバー７は弾性部材10によりクランプ固定位置まで引動されるが、係止部12と支承部13とは回動許容間隙14が保たれて離間し、また更に進退駆動部11とドローバー７も離間し、シリンダ装置９やこれに駆動される進退駆動部11と回転する部材とは確実に離間した状態が確保されて、回転工具１Ａをクランプ固定した主軸４（及びドローバー７）は接触することなく回転することができることとなる。

一方、旋削工具１Ｂをクランプ固定する場合は、回転工具１Ａの場合とは異なり大きなラジアル荷重に耐えるように構成しなければならない。

そこで、本実施例では、大きな駆動力でクランプ固定できる大型の油圧シリンダ装置を用いなくても、小さな駆動力のエアシリンダ装置でも十分に対抗できるクサビ機構18を備え、このクサビ機構18によってドローバー７のクランプ固定位置を係合ロックする構成としている。

しかし、単にドローバーのクランプ固定位置を係合ロックしてもこのロック機構は働かない。即ち、ターニングセンターでは単なる旋盤とは異なり回転工具をもクランプ固定してこれを回転させる構成のため、クランプ機構８の駆動機構と主軸４と共に回転するドローバー７とは縁を切った状態で回転自在に構成しなければならず、そのため回転工具１Ａをクランプ固定する第一クランプポジションｂでは前述のように係止部12と支承部13の間には回動許容間隙14が確保され、また進退駆動部11とドローバー７との間にも回動許容間隙22が確保されている。従って、この回動許容間隙14や回動許容間隙22を残したまま係合ロックしてもそのロック作用を果たし得ない。

そこで、本実施例では、旋削工具１Ｂをクランプ固定する場合は、第一クランプポジションｂではなく更に進退駆動部11を戻し駆動した第二クランプポジションｃとすることで進退駆動部11が更に引動されて今度は支承部13が係止部12に当接し、この係止部12が支承部13に支承係止した戻動阻止状態とした位置で、クサビ機構18のクサビ部15がクサビ係合部17に係合し、この戻動阻止状態が係合ロックされるように構成している。

また、前記クランプ機構８に備えたクサビ機構18は、具体的にはクサビ係合部17およびクサビ部15の押圧係合部分にクサビ部15の進退方向に対して傾斜したクサビテーパ面19を形成している。即ち、クサビ係合部17は、進退駆動部11（プッシュロッド）と連動して進退させるクサビ係合部形成部材17Ａを進退駆動部11に固定し、この形成部材17Ａと進退駆動部11の軸受部17Ｂとによって、クサビ部15が挿入進退できる凹部あるいは孔部を形成することで構成し、この係合部（凹部あるいは孔部）の内面の一方に前記テーパ面19を形成し他方をストレート面（本実施例では形成部材17Ａにテーパ面19を形成し、不動の軸受部17Ｂの前記形成部材17Ａと対向する端面をストレート面）とすると共に、クサビ部15の一方の外面は前記ストレート面をガイドとして進退するようにストレート面とし、対向側の外面には、前記テーパ面19と面接するテーパ面19を形成している。

従って、クサビ部15が移動してこのテーパ面19同志が押圧面接することでクサビ係合部17にクサビ部15が、単なる挿入嵌合ではなくクサビ係止してクサビロックするように構成している。

また、前記クサビ部15を移動して前記クサビ係合部17に押圧係合（クサビ係止）した際には、前記進退駆動部11の引動クランプ位置（第二クランプポジション位置）が係止保持されて旋削工具１Ｂはラム３に強固に取り付け固定され、前記クサビ部15を戻動させた際には、前記進退駆動部11をクランプ方向とは逆方向のクランプ解除方向に移動し得るクランプ作動・解除用スペースが生じるように前記クサビ係合部17並びに前記クサビ部15の形状を設定している。

具体的には、クサビ係合部形成部材17Ａに軸受部17Ｂの端面との対向距離が変化することとなる段差部17Ｃを設けると共に、クサビ部15にはその先端面が押圧係合部となる突出部15Ａを突出形成し、クサビ部15をクサビ駆動装置16により進退駆動部11の進退方向と直交する方向に引動駆動した際、このクサビ部15の突出部15Ａが段差部17Ｃ上に乗り上がり、この段差部17Ｃ近傍に設けたテーパ面19と突出部15Ａ先端面に設けたテーパ面19同志がテーパ面接してクサビ係止するように構成し、逆にクサビ駆動装置16によって反対方向に押圧駆動するとテーパ面19同志の係止が外れ、クサビ部15の突出部15Ａは段差部17Ｃより落ち、このクサビ部15に対して、進退駆動部11に設けた形成部材17Ａの移動が許容されるクリアランスが形成される構成とし、突出部15Ａが段差部17Ｃから外れ落ちて押圧係合が解除された状態では、クランプ作動・解除用のスペースが確保される形状にクサビ係合部17とクサビ部15を設計している。

また、クランプ機構８にはてこ機構20を設けている。即ち、エアシリンダ装置９の進退ロッド９Ａでてこ機構20を介して進退駆動部11（プッシュロッド）を駆動する構成としている。具体的には、所定位置に枢着固定した支点部23を支点にして回動するてこ部24の一端部に力点部25を設け、この力点部25にはてこ駆動装置としての前記エアシリンダ装置９の進退ロッド９Ａを連結し、前記てこ部24の他端部にはこの力点部25と支点部23との距離よりも支点部23からの距離が短い位置に作用部26を設け、この作用部26で前記進退駆動部11を進退するように構成して、前記シリンダ装置９の進退ロッド９Ａの進退駆動が増大して前記進退駆動部11を進退駆動制御し得るてこ機構20を備えている。

更に説明すれば、本実施例では、てこ駆動装置としての前記エアシリンダ装置９の進退ロッド９Ａの駆動（あるいはこの駆動の解除による弾性体の付勢によって）てこ部24の一端側の力点部25に力を付与すると、支点部23を支点にした回動力が作用部26に生じるが、支点部23との支点距離の違いによって作用部26には増大した回動力が生じ、この増大した力によって進退駆動部11を弾性部材10の引き動付勢に抗して押し下げるように構成している。

また、前記作用部26には、前記進退駆動部11の引動用押圧部11Ａ，11Ｂに押圧当接する押圧部26Ａを設けているが、本実施例では、この押圧部26Ａが押圧して進退駆動部11を駆動する進退駆動部11の引動用押圧部11Ａ，11Ｂを移動調整自在に設けて、前記てこ機構20による前記進退駆動部11の引動保持位置を微調整し得るように構成している。即ち、進退駆動部11に設ける引動用押圧部11Ａを進退駆動部11に設けたネジ部に螺動自在に設け、この螺着した引動用押圧部11Ａの下面や引動押圧部11Ｂの上面をてこ部24の作用部26で押し上げるが、この螺動調整した位置をダブルナット方式で固定する構成とし、進退駆動部11の引動位置を微調整できるようにしている。

また、この引動用押圧部11Ａと対向した位置には、同様にダブルナット構造にして位置調整自在に設けている。

また、本実施例では、回転工具１Ａをクランプ固定する際は、前記ドローバー駆動装置９として設けたシリンダ装置９を駆動して第一クランプポジションｂから一旦前記第二クランプポジションｃとした後、駆動若しくは駆動解除によりこの戻り弾性部材21の戻り付勢によって前記係止部12と前記支承部13との間に前記回動許容間隙14が保有される前記第一クランプポジションｂとし、この第一クランプポジションｂで前記シリンダ装置９の駆動媒体の供給・排出を遮断してこの第一クランプポジションｂを保持し得るように構成している。

即ち、本実施例では、戻り弾性部材21でてこ部24の力点側を支承して第二クランプポジションｃへ移動する際戻り付勢が生じるように構成し、無負荷では常に回動許容間隙14等が保持される第一クランプポジションｂとなるように構成しているが、シリンダ装置９が使用を繰り返しているうちに、抵抗が少なくなり、また、戻り弾性部材21が弱まる等すると、シリンダポジションがふらつき回動許容間隙14を確保したはずの第一クランプポジションｂが保持できない（回動許容間隙14が十分に確保できない）おそれがある。そこで本実施例では、戻り弾性部材21を設けて第一クランプポジションｂを保持するものの、第一クランプポジションｂとする場合には、一旦第二クランプポジションｃとした後に第一クランプポジションｂとしそこでシリンダ装置９のエアをシャットしてこれを確実に保持するように構成している。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

本実施例のターニングセンターの概略構成説明図である。本実施例のターニングセンターの概略構成説明断面図である。本実施例のターニングセンターのドローバー駆動装置をアンクランプ作動させた状態（解除ポジション）の要部説明図である。本実施例のターニングセンターのドローバー駆動装置をクランプ作動させて回転工具を取付けた状態（第一クランプポジション）のクサビ機構が解除状態での要部説明図である。本実施例のターニングセンターのドローバー駆動装置をクランプ作動させて旋削工具を取付けた状態（第二クランプポジション）のクサビ機構が作動状態での要部説明図である。本実施例のクサビ機構の解除状態を示す説明図である。本実施例のクサビ機構の作動状態を示す説明図である。本実施例のターニングセンターのドローバー駆動装置の説明平面図である。本実施例のターニングセンターのドローバー駆動装置，てこ機構，クサビ機構の第二クランプポジションでの説明斜視図である。本実施例のターニングセンターのドローバー係止部と進退駆動部に設けた支承部の各クランプポジションでの説明断面図である。本実施例のターニングセンターのドローバーと進退駆動部の説明斜視図である。本実施例のターニングセンターのクランプ機構をクランプ作動させて旋削工具を取付けた状態（第二クランプポジション）の説明断面図である。本実施例のターニングセンターのクランプ機構をクランプ作動させて回転工具を取付けた状態（第一クランプポジション）の説明断面図である。本実施例のターニングセンターの刃物台，テーパシャンク部の説明斜視図である。

符号の説明

ａ解除ポジション
ｂ第一クランプポジション
ｃ第二クランプポジジョン
１工具
１Ａ回転工具
１Ｂ旋削工具
２ベアリング部
３ラム
４主軸
５テーパシャンク部
５Ａクランプ用突出部
６取付係合部
７ドローバー
７Ａドローバー駆動部
８クランプ機構
９ドローバー駆動装置，シリンダ装置
10 弾性部材
11 進退駆動部
12 係止部
13 支承部
14 回動許容間隙
15 クサビ部
16 クサビ駆動装置
17 クサビ係合部
18 クサビ機構
20 てこ機構
21 戻り弾性部材
22 回動許容間隙
23 支点部
24 てこ部
25 力点部
26 作用部

Claims

回転工具と旋削工具とを交換使用するターニングセンターの工具取付装置であって、ベアリング部を介してラムに対して回転自在に設けた主軸に、工具の基端部に設けたテーパシャンク部を係合する取付係合部を設け、ドローバーを引動することで前記テーパシャンク部のクランプ用突出部をクランプすると共に前記取付係合部に前記テーパシャンク部を引き寄せ係合して工具を前記主軸に取り付け固定するクランプ機構を前記ドローバーの進退制御に基づいてクランプ作動・解除自在に設け、このクランプ機構は弾性部材による引動付勢により前記ドローバーを引動して前記クランプ作動し、ドローバー駆動装置の前記引動付勢に抗する押動駆動により前記ドローバーを戻動させて前記クランプ解除するように構成したターニングセンターの工具取付装置において、前記ドローバー駆動装置により駆動して前記ドローバーを押動駆動する進退駆動部に対して、前記主軸と共に回転する前記ドローバーを回転自在に配設し、前記ドローバー若しくはドローバーと共に移動する部位に係止部を設けると共に、前記進退駆動部若しくは進退駆動部と共に移動する部位に前記係止部を支承して前記ドローバーの引動クランプ位置からドローバーが戻動することを阻止する支承部を設け、少なくとも前記ドローバーを前記弾性部材による引動付勢により引動して前記回転工具をクランプ固定した際、前記係止部は前記支承部に当接せずこの間に回動許容間隙が保有されるように構成し、前記旋削工具をクランプ固定する際には、前記ドローバー駆動装置により前記進退駆動部を少なくとも前記回動許容間隙分引動して前記係止部が前記支承部に支承し得る戻動阻止状態となるように構成すると共に、この進退駆動部を引動して戻動阻止状態とした状態で、進退移動自在に設けたクサビ部をクサビ駆動装置により移動駆動してクサビ係合部に係合し前記ドローバーの引動クランプ位置を係合ロックするクサビ機構を備え、前記ドローバー駆動装置として設けるシリンダ装置は、前記弾性部材の引動付勢に抗して前記ドローバーを押動駆動して前記回転工具若しくは前記旋削工具をクランプ解除する解除ポジションと、前記弾性部材による引動付勢によって前記回転工具をクランプ固定する第一クランプポジションと、前記係止部を前記支承部に支承させた前記戻動阻止状態とすべく移動してこの位置を前記クサビ機構により係合ロックした状態で前記旋削工具をクランプ固定する第二クランプポジションとを有する構成としたことを特徴とするターニングセンターの工具取付装置。
前記ドローバーの進退移動と共に移動する前記係止部のドローバーの引動方向側に対向状態にして、前記支承部を前記進退駆動部の進退移動と共に移動するように設け、前記回転工具をクランプ固定する前記第一クランプポジションでは、前記係止部は前記支承部に当接せず前記回動許容間隙が保有され、前記旋削工具をクランプ固定する前記第二クランプポジションでは、前記回動許容間隙分前記進退駆動部が移動して前記係止部に前記支承部が当接し前記係止部が前記支承部に支承し得る前記戻動阻止状態となると共に、前記進退駆動部に設けた前記クサビ係合部に前記クサビ駆動装置により前記クサビ部を移動して係合し前記戻動阻止状態となった進退駆動部の引動位置が係合ロックされるように前記クランプ機構及び前記クサビ機構を構成したことを特徴とする請求項１記載のターニングセンターの工具取付装置。
前記進退駆動部が押動駆動して前記ドローバーを戻動させる際前記進退駆動部が当接するドローバー駆動部を前記ドローバーに設け、前記ドローバー駆動装置により前記進退駆動部を押動駆動することで前記ドローバー駆動部を押動して前記ドローバーを前記弾性部材に抗して戻動して前記クランプ解除するように構成し、前記回転工具をクランプ固定する際には、前記弾性部材の引動付勢により前記ドローバー駆動部で前記進退駆動部を押し戻しつつ前記ドローバーを引動しこのドローバー及びドローバー駆動部がクランプ固定位置まで引動された後前記進退駆動部を更に引動して前記ドローバー駆動装置たる前記シリンダ装置を前記第一クランプポジションとすることで、前記ドローバー駆動部と前記進退駆動部との間にも回動許容間隙が保有されるように構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のターニングセンターの工具取付装置。
所定位置に枢着固定した支点部を支点にして回動するてこ部の一端部に力点部を設け、この力点部にはてこ駆動装置としての前記シリンダ装置の進退ロッドを連結し、前記てこ部の他端部にはこの力点部と支点部との距離よりも支点部からの距離が短い位置に作用部を設け、この作用部で前記進退駆動部を進退するように構成して、前記シリンダ装置の進退ロッドの進退駆動が増大して前記進退駆動部を進退駆動制御し得るてこ機構を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のターニングセンターの工具取付装置。
前記回転工具をクランプ固定する際は、前記ドローバー駆動装置として設けたシリンダ装置を一旦前記第二クランプポジションとした後、駆動若しくは駆動解除によりこのシリンダ装置の戻り弾性部材の戻り付勢によって前記係止部と前記支承部との間に前記回動許容間隙が保有された前記第一クランプポジションとし、この第一クランプポジションで前記シリンダ装置の駆動媒体の供給・排出を遮断してこの第一クランプポジションを保持し得るように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のターニングセンターの工具取付装置。
前記ドローバー駆動装置として設けたシリンダ装置を油圧シリンダ装置ではなく、エアシリンダ装置で構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のターニングセンターの工具取付装置。