JP5065799B2 - 立型工作機械 - Google Patents

Description

本発明は立型工作機械に関し、特に省スペースで切り屑等が付着し難く、かつ簡易な工具交換が可能な工具交換装置を備えた立型工作機械に関する。

従来、立型工作機械におけるマガジンとしては、コラムに円盤状のマガジンを配設して、このマガジンに対して主軸をＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向に移動させて工具を交換する工具交換装置や別途ＡＴＣアームを用いて工具を交換する工具交換装置が知られている。
また、回転式のマガジンを主軸ヘッドに配設した工具交換装置（特許文献１）、およびコラムの外周に環状のマガジンを配置した工具交換装置（特許文献２）が知られている。
特開平３−２６４２３４号公報、図１ 特開平８−５７７３１号公報、図６

しかしながら、従来、主軸をＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向に移動させたり、別途ＡＴＣアームを用いて工具を交換したりする工具交換装置では、構造が複雑になり装置全体が大型化するという問題があった。
また、特許文献１に開示された技術では、マガジンが主軸ヘッドに配設されるため、マガジンやマガジンに収納された工具に切り屑が付着しやすく、しかも主軸ヘッドの重量増加を招き高速移動が困難となるという問題があった。
一方、特許文献２に開示された技術では、主軸を工具交換位置まで移動して、マガジンも別途駆動手段を設けて工具交換位置まで移動しなければならず位置合わせの駆動手段および制御が複雑になるという問題があった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、省スペースで切り屑やクーラントが工具等に付着し難く、かつ簡易な構成で工具交換が可能な工具交換装置を備えた立型工作機械を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る立型工作機械は、ベッド上に設けられワークを載置するテーブルと、このテーブルの後方で前記ベッドに立設されたコラムと、このコラムに対して上下方向に移動するＺ軸移動機構を介して配設された主軸ヘッドと、この主軸ヘッドに対し回転可能に支持された主軸と、複数の工具を収納するマガジンと、このマガジンと前記主軸との間で工具を交換可能な工具交換装置と、を有する立型工作機械であって、前記工具交換装置は、前記主軸ヘッドの上下方向の移動を前後方向の移動に変換する動作方向変換機構と、この動作方向変換機構に連結され、前後方向に移動自在に支持された移動体と、この移動体に対して回動自在に連結されたサポート部材と、このサポート部材を回動させる駆動手段と、を備え、前記マガジンは、前記サポート部材に一体として連結され、前記複数の工具を円周上に保持して前記コラムの周りを囲むように支持され、前記マガジンは、円環状に形成され、前記コラムが干渉しないように前記コラムの幅に対応させて、前側に切欠部を有すること、を特徴とする。

このように、本発明の請求項１に係る立型工作機械においては、マガジンは、コラムの周りを囲むように支持されているため、マガジンの設置面積が少なくなるので機械の省スペース化が可能となる。
また、主軸ヘッドの上下方向の移動を前後方向の移動に変換する動作方向変換機構を備えたことで、主軸ヘッドの上下方向の移動動作を利用してマガジンを移動させることができるため、マガジンを移動させる駆動装置を簡素化することが可能となる。
また、コラムが干渉しないようにコラムの幅に対応させて、前側に切欠部を有することで、マガジンをコラムよりも後方に退避させることができる。このため、マガジンやマガジンに収納された工具等に切り屑やクーラントが付着することをより確実に防止することができる。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の立型工作機械であって、前記動作方向変換機構は、前記主軸が工具交換のための所定の上方位置まで移動すると、前記動作方向変換機構により前記マガジンが前進して前記工具が前記主軸の下方を通る円周上に保持されるとともに、前記サポート部材を回動させる駆動手段により前記マガジンが回動して選択された所定の工具位置を前記主軸の下方に移動させ、前記主軸と前記マガジン間の工具交換動作がなされた後、前記主軸が所定の上方位置から下方へ移動すると、前記動作方向変換機構により前記マガジンが前記主軸の後方へ退避するように構成されていること、を特徴とする。

かかる構成によれば、工具を交換する際には、主軸を所定の上方位置まで移動すると、リンク機構によりマガジンが前進して複数の工具が主軸の下方を通る円周上に保持される。そして、さらに駆動手段により、選択された所定の工具位置に旋回割り出しすることで、Ｘ軸、Ｙ軸方向の主軸の移動を必要とせず、主軸を上下方向に移動するだけで工具の交換が可能になる。

すなわち、動作方向変換機構により、主軸が所定の上方位置に移動する動作と連動してマガジンが前方へ移動する。このため、別途マガジンを前進させる駆動源を設ける必要がないので、簡易な構成により確実にマガジンを移動することができる。また、主軸を上下方向に移動するＺ軸移動機構だけで工具の交換が可能になるため、Ｘ軸およびＹ軸移動機構をテーブル側に設けることもできる。

一方、工具交換後には、主軸を所定の上方位置から下方へ移動すると、リンク機構によりマガジンが主軸の後方へ退避するため、ワークＷの加工時にはマガジンやマガジンに収納された工具や工具ホルダ等に切り屑やクーラントが付着することを防止することができる。このため、工具交換における工具の取り付け精度の管理やクーラントによる汚染防止等の管理が容易になる。

本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の立型工作機械であって、前記サポート部材は、前記マガジンを支持する高さを調整可能な調整機構を備えていること、を特徴とする。

かかる構成によれば、マガジンの高さを調整可能な調整機構を設けたことで、主軸の高さ調整だけでなく、マガジンの高さも調整できるため、工具交換における位置合わせを容易に行なうことができる。

本発明の請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の立型工作機械であって、前記主軸と前記マガジンとの間には、開閉自在なシャッタが設けられていること、を特徴とする。

かかる構成によれば、主軸とマガジンとの間に開閉自在なシャッタを設けたことで、加工時においては、マガジンやマガジンに収納された工具に切り屑やクーラントが付着することをより確実に防止することができる。また、工具の交換時においては、シャッタを開くことで、シャッタとマガジン等との干渉を防止することができる。

本発明に係る工作機械および加工ラインによれば、省スペースで切り屑やクーラントが工具等に付着し難く、かつ簡易な構成で工具交換が可能な工具交換装置を備えた立型工作機械を提供することができる。

本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は本発明の実施形態に係る立型マシニングセンタの全体構成を説明するための側面図であり、加工中の状態を示す。図２は図１の正面図であり、図３は図１の平面図である。図４は本発明の実施形態に係る立型マシニングセンタにおける工具交換の様子を説明するための側面図であり、主軸ヘッドが所定の上方位置にある状態を示す。

なお、本実施形態においては、本発明に係る立型工作機械の一例として、立型マシニングセンタ１について説明するが、これに限定されるものではなく、マシニングセンタでなくても、トランスファマシン、その他の汎用または専用加工機に適用することもできる。
また、３軸方向の取り方は種々あるが、本実施形態においては、図１に示すように、左右方向をＸ軸とし、前後方向をＹ軸とし、上下方向（高さ方向）をＺ軸と表記する。

本発明の実施形態に係る立型マシニングセンタ１は、図１に示すように、ベッド１０上に立設されたコラム１ａと、コラム１ａに対して上下方向に移動するＺ軸移動機構５を介して配設された主軸ヘッド１２と、主軸ヘッド１２に対し回転可能に支持された主軸１１と、複数の工具Ｔを収納するマガジン２と、マガジン２より選択した工具Ｔと主軸１１に装着された工具Ｔとの間で交換可能な工具交換装置３と、ワークＷが載置されベッド１０上でＸＹ方向に移動可能に設けられたＸＹ移動テーブル４と、を備えている。

そして、工具交換装置３は、主軸１１が所定の上方位置まで移動すると、この移動を前後方向の移動に変換する動作方向変換機構３１と、動作方向変換機構３１に連結されガイドレール３２ａを介して前後方向に移動自在に支持された移動体３２と、移動体３２に対して垂直軸を中心に回動自在に連結されたサポート部材であるアーム３３と、アーム３３を回動させる駆動手段であるモータ３４と、を備えている。

コラム１ａは、図１および図２に示すように、ベッド１０に対してワークＷを載置するテーブルであるＸＹ移動テーブル４の後方に配設されている。
そして、コラム１ａの前面部１ｂには、主軸１１とマガジン２との間に図示しないシリンダ等のアクチュエータにより上下方向に開閉自在なシャッタ１ｃが設けられている。このため、工具Ｔの交換時においては、図４に示すように、シャッタ１ｃを上に移動させて開放し、ワークＷの加工時においては、図１に示すように、シャッタ１ｃを降ろして切り屑がマガジン２および工具Ｔに侵入しないようにしている。

主軸１１は、図１に示すように、主軸ヘッド１２に内装された主軸モータ（不図示）により回転し、主軸１１の先端部には工具Ｔが着脱自在に装着される。

Ｚ軸移動機構５は、一例として、いわゆるボールねじによるナットの送り機構と、移動部をガイドする直線移動ガイド機構とを組み合わせて構成されている。
ここでは、移動部である主軸ヘッド１２は、Ｚ軸サドル１２ａを介してガイドレール５ａで往復移動可能に保持されている。そして、駆動源となるモータ５ｂで図示しないボールねじを回転し、このボールねじに嵌装されたナット（不図示）を介して主軸ヘッド１２を上下方向に移動するように構成されている。

マガジン２は、図１に示すように、アーム３３に一体として連結され、複数の工具Ｔを工具保持爪２１で同一の円周上に保持してコラム１ａの周りを囲むように支持されている（図３を併せて参照）。
かかる構成により、マガジン２がコラム１ａの周りを囲むように支持されているため、マガジン２の設置面積が少なくなるので機械の省スペース化が可能となる。

また、マガジン２は、図３に示すように、円環状に形成されている。そして、マガジン２が後退したときにコラム１ａと干渉しないようにコラム１ａの幅に対応させてコラム１ａの幅よりも大きな切欠部２ａがマガジン２の前側に設けられている。

動作方向変換機構３１は、図１に示すように、コラム１ａに設けられた固定節点３１ａを挟んで鉤形に折れ曲がったリンクアーム３１ｂと、リンクアーム３１ｂを反時計回りの方向（移動体３２を後方に押し付けてマガジン２を主軸１１から退避させる方向）に付勢するばね３１ｃと、を備えている。

一方、主軸１１とともに上下方向に移動するＺ軸サドル１２ａには、ローラ１２ｂが配設されている。そして、動作方向変換機構３１は、ローラ１２ｂが上方の所定の位置へ移動するとリンクアーム３１ｂの上端部に係合するように構成されている。ローラ１２ｂがリンクアーム３１ｂの上端部に係合すると、ローラ１２ｂの上方移動に伴ってリンクアーム３１ｂが時計回りの方向（移動体３２を前方に移動させてマガジン２を主軸１１に近づける方向）に回動する。

かかる構成により、主軸１１が工具交換のための所定の上方位置まで移動すると、動作方向変換機構３１によりマガジン２が前進して工具Ｔが主軸１１の下方を通る円周上に移動される

なお、「上方の所定の位置」とは、工具Ｔを交換する場合に適した主軸ヘッド１２の位置を意味し、立型マシニングセンタ１の仕様に応じて適宜設定される。

移動体３２は、ガイドレール３２ａに支持されたベース部３２ｂと、ベース部３２ｂに対して回動自在に支持された回動部３２ｃと、を備え、回動部３２ｃを回転駆動するモータ３４が回動部３２ｃに結合されている。そして、回動部３２ｃには、アーム３３が連結されている。すなわち、移動体３２は、ガイドレール３２ａを介して、ベース部３２ｂが前後方向に移動自在に構成され、モータ３４を駆動させてベース部３２ｂに対してアーム３３が回動するように構成されている。

かかる構成により、マガジン２が前進して工具Ｔが主軸１１の下方を通る円周上に移動した状態において、モータ３４を駆動させてマガジン２を回動することで、選択された所定の工具位置を主軸１１の下方に旋回割り出しさせることができる。

アーム３３は、鉤形に折れ曲がった形状をなし、移動体３２とマガジン２とを連結して、マガジン２が水平位置になるように保持している。
なお、本実施形態においては、アーム３３を鉤形に折れ曲がった形状として構成したが、これに限定されるものではなく、移動体３２に対して回動自在でマガジン２を安定して保持できる形状であれば、コラム１ａの形態等に応じて種々の形態を採用することができる。

ＸＹ移動テーブル４は、ワークＷを載置し左右方向に移動するＸ軸移動テーブル４１と、Ｘ軸移動テーブル４１を支持し前後方向に移動するＹ軸サドル４２と、を備えている。本実施形態においては、Ｘ軸移動テーブル４１およびＹ軸サドル４２は、それぞれ、ボールねじによるナットの送り機構と、移動部をガイドする直線移動ガイドとを組み合わせて構成されている。

具体的には、Ｘ軸移動テーブル４１は、図１に示すように、移動部であるテーブル４１ａをガイドレール４１ｂによりＸ軸方向（左右方向、図２参照）に往復移動可能に保持されている。そして、駆動源となるモータ４１ｃでボールねじ４１ｄ（図２）を回転し、このボールねじ４１ｄに嵌装されたナット４１ｅ（図２）を介してテーブル４１ａを左右方向に移動するように構成されている。

Ｙ軸サドル４２は、移動部であるサドル４２ａをガイドレール４２ｂによりＹ軸方向（前後方向）に往復移動可能に保持されている。そして、駆動源となるモータ４２ｃでボールねじ４２ｄを回転し、このボールねじ４２ｄに嵌装されたナット４２ｅを介してサドル４２ａを前後方向に移動するように構成されている。

なお、本実施形態においては、直交する３軸方向に移動する移動機構として、ボールねじによるナットの送り機構と、可動部をガイドする直線移動ガイドとを組み合わせて構成したが、これに限定されるものではなく、油圧機構やリニアモータによる移動機構を採用することもできる。

続いて、本発明の第１実施形態に係る立型マシニングセンタ１の動作について、主として図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施形態に係る立型マシニングセンタの動作を説明するための平面図であり、（ａ）はマガジンが後退した状態を示し、（ｂ）はマガジンが前進した状態を示し、（ｃ）は（ｂ）の状態からさらにマガジンを回動させて工具を選択した状態を示す。

本発明の第１実施形態に係る立型マシニングセンタ１では、ワークＷの加工時には、図５（ａ）に示すように、マガジン２が主軸１１の後方へ退避しているが（図１、図３）、工具Ｔを交換する際には、図４に示すように、主軸１１を所定の上方位置まで移動すると、ローラ１２ｂがリンクアーム３１ｂの上端部に係合してリンクアーム３１ｂが時計回りの方向に回動し、移動体３２およびアーム３３を介してマガジン２が前進する（図５（ｂ）参照）。

そして、モータ３４によりマガジン２を回動させて、所定の工具位置（工具が挿着されていない工具保持爪２１が主軸１１の下方となるマガジンの位置ＮＴ、図１参照）が主軸１１の下方に位置するように旋回割り出しさせる。そして、主軸１１を下降して、加工が終了した工具Ｔをマガジン２へ挿し込んで受け渡したのち、主軸１１が所定高さ上昇して工具Ｔを外す。その後、再度モータ３４によりマガジン２を回動させて、図５（ｃ）に示すように、選択された所定の工具Ｔが主軸１１の下方に位置するように移動させることで、主軸１１をＸ軸、Ｙ軸方向に移動させることなく、上下方向に移動するだけで工具Ｔの交換が可能になる。

このため、別途マガジン２を前進させる駆動源を設ける必要がないので、簡易な構成により確実にマガジン２を移動することができる。また、主軸１１を上下方向に移動するＺ軸移動機構５だけで工具Ｔの交換が可能になるため、Ｘ軸およびＹ軸方向に移動する移動機構をテーブル側に設けることができる。

一方、工具交換後には、図１に示すように、主軸１１を所定の上方位置から下方へ移動すると、動作方向変換機構３１によりマガジン２が主軸１１の後方へ退避するため（図３参照）、ワークＷの加工時にはマガジン２やマガジン２に収納された工具Ｔ等に切り屑やクーラントが付着することを防止することができる。このため、工具交換における工具Ｔの取り付け精度の管理やクーラントによる汚染防止等の管理が容易になる。

ここで、本実施形態においては、マガジン２を主軸１１の後方に退避させたときに、マガジン２とコラム１ａとが干渉しないようにコラム１ａの幅に対応させて、マガジン２の前側に切欠部２ａを設けたことで、マガジン２をコラム１ａよりも後方に退避させることができる。このため、マガジン２やマガジン２に収納された工具Ｔに切り屑やクーラントが付着することをより確実に防止することができる。

続いて、本発明の第２実施形態について図６を参照しながら説明する。図６は本発明の第２実施形態に係る動作方向変換機構の主要部の構成を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
なお、図６は、説明の便宜上、動作方向変換機構の主要部の構成を示し、第１実施形態に係るリンクアーム３１ｂやばね３１ｃの図示は省略している。

本発明の第２実施形態に係る動作方向変換機構３１０は、例えば工具Ｔの受け渡しをより円滑に行なうために、主軸ヘッド１２の上下方向の移動とマガジン２の移動との連動動作の多様性を確保することを目的としたものである。
なお、本発明の第２実施形態は、主として動作方向変換機構３１０が前記した第１実施形態と相違するものであるため、この動作方向変換機構３１０について詳細に説明しそれ以外の構成については第１実施形態と同じ符号を付し説明を省略する。

動作方向変換機構３１０は、第１実施形態と同様に、コラム１ａに設けられた固定節点３１ａを挟んで鉤形に折れ曲がったリンクアーム３１ｂと、リンクアーム３１ｂを反時計回りの方向（移動体３２を後方に押し付けてマガジン２を主軸１１から退避させる方向）に付勢するばね３１ｃと、を備えている（図１参照）。
そしてさらに、動作方向変換機構３１０は、カム機構３１１を備え、このカム機構３１１を介して、主軸ヘッド１２とマガジン２とが連結されている。かかる構成により、マガジン２は、主軸１１が所定位置にあるとき、マガジン２と主軸１１とが上下方向に共に移動可能に支持されている。
つまり、第１実施形態においては、主軸１１の上下方向の移動動作とマガジン２の前後方向の移動動作とを連動させるように構成したのに対し、第２実施形態においては、さらに主軸１１の上下方向の移動動作に伴い、マガジン２が上下方向に共に移動するように構成している。

カム機構３１１は、Ｚ軸サドル１２ａを介して主軸ヘッド１２に固定されたカム部材３１１ａと、カム部材３１１ａに形成されたカム溝３１１ｂと、カム溝３１１ｂに沿って案内されるカムフォロア３１１ｃと、カムフォロア３１１ｃに連結されマガジン２とカム部材３１１ａとを結合するロッド３１１ｄ（連結部材）と、アーム３３０に設けられた上下方向に伸縮自在に案内する昇降機構３３１と、を備えている。
ここで、昇降機構３３１は、例えば、アーム３３０における上下方向に沿う方向に設けられ、大径のパイプに小径のパイプを挿入して構成することで、上下方向には伸縮自在で、かつ、マガジン２の旋回方向に対しては移動体３２の回動部３２ｃ（図１参照）とマガジン２とを一体として連結するができる。
このように、昇降機構３３１を設けてアーム３３０を上下方向に伸縮自在に案内することで、主軸ヘッド１２およびカム部材３１１ａの上下方向移動にマガジン２を連動させることが可能となる。

前記した構成を備えたことで、第２実施形態に係る立型マシニングセンタは以下のように動作する。
ワークＷの加工時には、図１に示すように、主軸１１はコラム１ａに対して下方位置にあり、マガジン２が主軸１１の後方へ退避しているが（図３参照）、ワークＷの加工時には、図６に示すように、カムフォロア３１１ｃは、位置Ｐ１〜Ｐ２間に位置している。このとき、カム溝３１１ｂは上下方向に沿って形成されているため、主軸１１の上下方向の移動動作とマガジン２の上下方向の移動動作とは連動しない。

そして、工具Ｔを交換する際には、図４に示すように、主軸１１を工具交換のための所定の上方位置まで移動すると、カムフォロア３１１ｃは、カム溝３１１ｂに沿って位置Ｐ２（図６）まで移動する。
このようにして、主軸１１が所定の上方位置まで移動すると、ローラ１２ｂがリンクアーム３１ｂの上端部に係合してリンクアーム３１ｂが時計回りの方向に回動し、移動体３２およびアーム３３を介してマガジン２が前進する（図５（ｂ）参照）。このとき、カムフォロア３１１ｃは、カム溝３１１ｂに沿って位置Ｐ２〜Ｐ３（図６）まで移動する。

そして、主軸１１の上方への移動動作に連動してマガジン２も前進するが、カム溝３１１ｂは位置Ｐ２〜Ｐ３までは前後方向に沿って形成され、マガジン２はカム部材３１１ａおよびロッド３１１ｄを介して主軸ヘッド１２と連結されているため、主軸１１の上方移動に連動してマガジン２も上方へ移動する。このため、位置Ｐ２〜Ｐ３間においては、主軸１１の上方移動量とマガジン２の上方移動量とが合致し、移動速度も同じであるから、主軸１１とマガジン２は相対的には上下方向の移動を伴わずに、つまり主軸１１から見れば（座標を主軸１１上にとれば）マガジン２の前進移動のみが行われたように見える。
したがって、主軸１１に装着された工具Ｔを外す場合には、例えば、工具Ｔに対して、マガジン２に固定された工具保持爪２１を工具Ｔの側方（垂直方向に形成される工具軸に直交する方向、水平方向）から挿入して工具Ｔを保持することができる。

そして、マガジン２が前進端まで前進してカムフォロア３１１ｃが位置Ｐ３まで移動した後は、カムフォロア３１１ｃは位置Ｐ３〜Ｐ４間に位置するので、主軸１１（主軸ヘッド１２）がさらに上昇してもマガジン２は前進することなく、主軸１１のみが上昇する。したがって、工具保持爪２１で工具Ｔを保持した状態で主軸１１を上昇させることで、工具Ｔを主軸１１から外すことができる。

一方、工具Ｔを装着する場合には、工具Ｔを外す場合とは逆の動作が行われ、このときのカムフォロア３１１ｃの位置は、カム溝３１１ｂに沿ってＰ４〜Ｐ１まで移動する。
すなわち、モータ３４（図１）によりマガジン２を回動させて、選択された所定の工具Ｔが主軸１１の下方に位置するように移動させてから、主軸１１を所定高さだけ下降することで（Ｐ４〜Ｐ３）、主軸１１に所定の工具Ｔを装着することができる。そして、主軸１１に工具Ｔを装着した後、さらに主軸１１を下降させてマガジン２を主軸１１の後方へ退避させる（Ｐ３〜Ｐ２、図１、図３参照）。

なお、工具交換後には、第１実施形態と同様に、主軸１１を所定の上方位置から下方へ移動すると、動作方向変換機構３１０によりマガジン２が主軸１１の後方へ退避するため（図１、図３参照）、ワークＷの加工時にはマガジン２やマガジン２に収納された工具Ｔ等に切り屑やクーラントが付着することを防止することができる。このため、工具交換における工具Ｔの取り付け精度の管理やクーラントによる汚染防止等の管理が容易になる。

第２実施形態に係る立型マシニングセンタは、前記した動作により、以下のような作用効果を奏する。
すなわち、第２実施形態に係る立型マシニングセンタにおいては、主軸１１をＸ軸、Ｙ軸方向に移動させることなく、上下方向に移動するだけで工具Ｔの交換が可能になる。
また、工具保持爪２１を工具軸（上下方向、垂直方向）に対して直交する方向（水平方向）からアプローチさせることが可能となり、工具Ｔの交換を簡易かつ円滑に行なうことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した各実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、第１実施形態においては、アーム３３を鉤形に折れ曲がった形状として、移動体３２とマガジン２とを一体として連結したが、マガジン２を支持する高さを調整可能な調整機構を備えていることが望ましい。調整機構には、周知の技術手段を採用することができ、例えばアーム３３を互いに径の異なるパイプ材をスライド自在に嵌入して位置決めすることができる。また、アーム３３にスライド自在に嵌入されたホルダを設けて、このホルダを介してアーム３３とマガジン２とを連結するようにしてもよい。

かかる構成によれば、マガジン２の高さを調整可能な調整機構を設けたことで、主軸１１の高さ調整だけでなく、マガジン２の高さも調整できるため、工具交換における位置合わせを容易に行なうことができる。

第２実施形態において、カム溝３１１ｂは、クランク形状（図６（ｂ）参照）に形成されているがこれに限定されるものではなく、主軸ヘッド１２とマガジン２との動作や主軸１１に工具Ｔを脱着する工具保持爪２１等との関係で適切な形状を採用することができる。
例えば、図６（ｂ）に示すクランク形状に形成されたカム溝３１１ｂに対して、コーナ部である位置Ｐ２，Ｐ３においては、Ｒ形状の軌跡に沿うカム溝を採用することもできる。かかる構成によれば、マガジン２の円滑な移動動作が可能となる。

本発明の実施形態に係る立型マシニングセンタの全体構成を説明するための側面図であり、加工中の状態を示す。 本発明の第１実施形態に係る図１の正面図である。 本発明の第１実施形態に係る図１の平面図である。 本発明の第１実施形態に係る立型マシニングセンタにおける工具交換の様子を説明するための側面図であり、主軸ヘッドが所定の上方位置にある状態を示す。 本発明の第１実施形態に係る立型マシニングセンタの動作を説明するための平面図であり、（ａ）はマガジンが後退した状態を示し、（ｂ）はマガジンが前進した状態を示し、（ｃ）は（ｂ）の状態からさらにマガジンを回動させて工具を選択した状態を示す。 本発明の第２実施形態に係る動作方向変換機構の主要部の構成を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。

符号の説明

１ 立型マシニングセンタ（立型工作機械）
１ａ コラム
１ｃ シャッタ
２ マガジン
２ａ 切欠部
３ 工具交換装置
４ ＸＹ移動テーブル（テーブル）
５ Ｚ軸移動機構
１０ ベッド
１１ 主軸
１２ 主軸ヘッド
１２ａ Ｚ軸サドル
１２ｂ ローラ
３１，３１０ 動作方向変換機構
３２ 移動体
３３ アーム（サポート部材）
３４ モータ（駆動手段）
４１ Ｘ軸移動テーブル
４２ Ｙ軸サドル
３１１ａ カム部材
３１１ｂ カム溝
３１１ｃ カムフォロア
３１１ｄ ロッド
３３１ 昇降機構
Ｔ 工具
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. ベッド上に設けられワークを載置するテーブルと、
   このテーブルの後方で前記ベッドに立設されたコラムと、
   このコラムに対して上下方向に移動するＺ軸移動機構を介して配設された主軸ヘッドと、
   この主軸ヘッドに対し回転可能に支持された主軸と、
   複数の工具を収納するマガジンと、
   このマガジンと前記主軸との間で工具を交換可能な工具交換装置と、を有する立型工作機械であって、
   前記工具交換装置は、
   前記主軸ヘッドの上下方向の移動を前後方向の移動に変換する動作方向変換機構と、
   この動作方向変換機構に連結され、前後方向に移動自在に支持された移動体と、
   この移動体に対して回動自在に連結されたサポート部材と、
   このサポート部材を回動させる駆動手段と、を備え、
   前記マガジンは、前記サポート部材に一体として連結され、前記複数の工具を円周上に保持して前記コラムの周りを囲むように支持され、
   前記マガジンは、円環状に形成され、前記コラムが干渉しないように前記コラムの幅に対応させて、前側に切欠部を有すること、
   を特徴とする立型工作機械。
2. 前記動作方向変換機構は、
   前記主軸が工具交換のための所定の上方位置まで移動すると、前記動作方向変換機構により前記マガジンが前進して前記工具が前記主軸の下方を通る円周上に保持されるとともに、前記サポート部材を回動させる駆動手段により前記マガジンが回動して選択された所定の工具位置を前記主軸の下方に移動させ、
   前記主軸と前記マガジン間の工具交換動作がなされた後、前記主軸が所定の上方位置から下方へ移動すると、前記動作方向変換機構により前記マガジンが前記主軸の後方へ退避するように構成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の立型工作機械。
3. 前記サポート部材は、前記マガジンを支持する高さを調整可能な調整機構を備えていること、
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の立型工作機械。
4. 前記主軸と前記マガジンとの間には、開閉自在なシャッタが設けられていること、
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の立型工作機械。

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