JP6251057B2 - ターニングセンターの工具取付装置 - Google Patents

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基端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ドローバー機構（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、この共用のドローバー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、キーとキー溝の係合などにより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（ラムに固定）するように強固にクランプ固定される構成とすることで、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ドローバー機構（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、単にこのような十分なラジアル荷重に対抗できるように大きな力で引き上げてテーパシャンク部を取付係合部に引き寄せ密着させ、キーにより切削力を持たせるようにしたのでは、主軸に設けたベアリング部が損傷するおそれがある。

そこで、出願人は、ベアリング部の損傷を防止しつつ逆にこの保護すべきベアリング部の変形に着眼し、このベアリング部の変形を利用することで、簡易な構成でありながら特別な別操作も不要にして、旋削工具を自動的に二面拘束状態で強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を発明した（特許第４２８７８２９号）。

特許第４２８７８２９号公報

更に本発明は、研究・開発を進め、簡易な構成で、且つ簡単な調整設定によって実現可能な三面拘束状態で、更に強固に旋削工具をクランプ固定でき、更なる旋削能力の向上を図ることができ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工具１の基端突出部５Ａをクランプして引動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ドローバー機構８を設け、このドローバー機構８の前記ドローバー７の進退制御に基づいて工具１をクランプ固定・解除自在に設けたターニングセンターの工具取付装置において、少なくとも前記旋削工具１Ｂをクランプ固定する際の旋削工具１Ｂの第一拘束面となる第一突き当て係止部28が突き当たる第一突き当て受部29を前記ラム３に設けると共に、前記ドローバー７が引動された際前記第一突き当て係止部28が前記第一突き当て受部29に突き当り、この突き当たった状態で前記ドローバー７の引動位置が保持されることから前記ドローバー機構８のクランプ作動によるドローバー７への引動力によって前記ベアリング部２が回動クリアランスを介し変形して、第二拘束面となる前記取付係合部６が前記テーパシャンク部５に弾圧当接するように前記ベアリング部２の構造及び配置を設定し、前記ラム３に前記旋削工具１Ｂを押圧する補助クランプ装置30を設けると共に、この補助クランプ装置30によりこの旋削工具１Ｂの第三拘束面となる第三突き当て係止部31を押圧してこの第三突き当て係止部31が突き当る第三突き当て受部32を設け、前記ドローバー機構８により前記第一突き当て係止部28を前記第一突き当て受部29に突き当てた際の前記第三突き当て係止部31と前記第三突き当て受部32とのクリアランスを、前記補助クランプ装置30により前記第三突き当て係止部31を押圧した際にこの第三突き当て係止部31が前記第三突き当て受部32に突き当たるクリアランスとなるように調整設定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、前記ベアリング部２は、前記ラム３に対して固定するラム固定部２Ａと、回転する主軸４に対して固定する主軸固定部２Ｂと、この間に転動自在に介在するベアリングボール２Ｃとから成る構成とし、前記ドローバー７を引動して前記旋削工具１Ｂの前記第一突き当て係止部28が前記ラム３の前記第一突き当て受部29に突き当たった状態で前記ドローバー７への引動力によって前記ベアリング部２の主軸固定部２Ｂが前記ドローバー７の戻り方向に微動して相対的にドローバー７を引動微動し前記取付係合部６に前記テーパシャンク部５を弾着して前記旋削工具１Ｂを二面拘束状態でクランプ固定し、更に前記補助クランプ装置30により旋削工具１Ｂを押圧することで前記第三突き当て係止部31を前記第三突き当て受部32に突き当てて三面拘束状態でクランプ固定し得るように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、前記第一突き当て係止部28は、前記旋削工具１Ｂの基端ホルダー部33に設けた係止フランジ部34の外周面をやや奥細るテーパ外面として設け、前記第一突き当て受部29は、前記ラム３の先端部に前記第一突き当て係止部28を突き当て支承して位置決めるやや奥細るテーパ受面を形成して設け、前記旋削工具１Ｂをクランプ固定する際、前記テーパシャンク部５が前記取付係合部６に圧接する前に前記第一突き当て受部29に前記第一突き当て係止部28が当接し、この位置決め拘束状態で前記ベアリング部２の変形によって前記テーパシャンク部５が前記取付係合部６に弾圧当接す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、前記旋削工具１Ｂの基端ホルダー部33に設けた係止フランジ部34の外周面に前記第一突き当て係止部28を設けると共に、この係止フランジ部34を前記第三突き当て係止部31として、この係止フランジ部34の表面を前記補助クランプ装置30で押圧し、この係止フランジ部34の裏面を前記第三突き当て受部32に突き当てる構成とし、この第三突き当て受部32は前記第一突き当て受部29に隣接させて設け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、前記補助クランプ装置30は、前記旋削工具１Ｂに設けた前記係止フランジ部34の端部表面を押圧する補助押圧部35を、旋削工具１Ｂの取付に際して退避移動自在に設けると共に、この補助押圧部35を前記旋削工具１Ｂの係止フランジ部34の端部表面側に配設した後、この補助押圧部35により係止フランジ部34の端部表面を押圧する押圧駆動装置36を備えた構成としたことを特徴とする請求項４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、前記旋削工具１Ｂをクランプ固定する際、クサビ係合部17にクサビ駆動装置16により移動駆動されるクサビ部15を係合して前記ドローバー７の引動位置を係合ロックするクサビ機構18を前記ドローバー機構８に設け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、簡易な構成で簡単な調整によって実現可能な三面拘束状態で、更に強固に旋削工具をクランプ固定でき、更なる旋削能力の向上を図ることが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。

しかも、本発明においては、簡単に調整設定によってこの補助クランプ装置を用いた三面拘束を一層簡易な構成で実現できる極めて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２〜６記載の発明においては、更に容易に本発明を実現でき、一層実用性に優れたターニングセンターの工具取付装置となるものであり、特に請求項４記載の発明においては、三面拘束を実現する補助クランプ装置を簡易な構成で実現できる。

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。 本実施例の三面拘束状態で旋削工具をクランプ固定した状態の説明断面図（図６に示すＢ−Ｂ線で切断し旋削工具を固定した状態のＢ−Ｂ断面図）である。 本実施例の回転工具を取り付けた状態の説明正断面図である。 本実施例の説明分解斜視図である。 本実施例のラムの下端部を下方から見た説明裏面図である。 本実施例の工具装着前の説明正断面図（図６に示すＡ−Ａ断面図）である。 本実施例の三面拘束状態で旋削工具をクランプ固定した状態の説明側断面図である。 本実施例の旋削工具を三面拘束状態でクランプ固定することを示す説明拡大正断面図と説明拡大側断面図である。 本実施例の旋削工具を装着する際の補助クランプ装置を作動させる前の説明斜視図である。 本実施例の補助クランプ装置の補助押圧部を一旦下方へ突出させた後、回動させて引き上げ駆動することで三面拘束状態で旋削工具をクランプ固定することを示す説明斜視図である。 本実施例の三面拘束状態で旋削工具をクランプ固定する補助クランプ装置の概略構成を示す一部を切り欠いた説明斜視図である。 本実施例のドローバー機構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。 本実施例のドローバー機構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。 本実施例のドローバー機構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。 本実施例のドローバー機構のドローバー駆動装置の説明平面図である。 本実施例のドローバー機構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。 本実施例のドローバー機構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。 本実施例のドローバー機構のドローバーと進退駆動部の説明斜視図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

ドローバー機構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。

具体的には、旋削工具１Ｂをクランプ固定する場合、回転工具１Ａと同様にドローバー機構８が作動してドローバー７が引動されるが、回転工具１Ａの場合とは異なり、旋削工具１Ｂに設けた第一突き当て係止部28が、ラム３に設けた第一突き当て受部29に突き当たる。

従って、旋削工具１Ｂは引動付勢されるが、この旋削工具１Ｂの第一突き当て係止部28が第一突き当て受部29に突き当たることでドローバー７の引動は不能となる。

しかし、本発明では、このドローバー機構８のドローバー７の引動付勢に対してベアリング部２が変形するようにベアリング部２の構造及び配置の設計によって、旋削工具１Ｂが前述のように拘束された状態において更なるドローバー７の引動付勢によって、ベアリング部２が損傷するのではなく回動クリアランスを介して変形し、このベアリング部２の変形によってドローバー７とは逆に主軸４が逆方向に微動する。

即ち、ドローバー７の引動位置は変わらないが主軸４が逆方向に微動することで、ドローバー７が相対的にもう少し相対引動（微動）することとなる。

つまり、この主軸４の微動によって旋削工具１Ｂのテーパシャンク部５に対して主軸４の取付係合部６が弾圧当接することになり、よって旋削工具１Ｂは第一突き当て係止部28と第一突き当て受部29とが突き当たった状態で取付係合部６にテーパシャンク部５が弾着し、このクランプ状態を（クランプ引動位置）を例えばクサビ機構18等により係合ロックすれば、簡易な構成にして従来と同様なクランプ作動操作によって、（ドローバー７を引動すれば）自動的に旋削工具１Ｂを二面拘束状態で強固にクランプ固定でき、ベアリング部２にも損傷を与えずに大きなラジアル荷重に十分耐え得る強力な旋削加工が行える。

しかも、例えば前述のようにドローバー７の引動位置を係合ロックする構成とすれば、第一突き当て係止部28と第一突き当て受部29とが突き合ったドローバー７の引動位置を係合ロックするだけで、自動的に二面拘束がロックされることとなり、強固にクランプ固定できる。

更に本発明は、この二面拘束装置で更に補助クランプ装置30がクランプ作動することで第三突き当て係止部31が押圧され、この第三突き当て係止部31が第三突き当て受部32に突き当り三面拘束状態にクランプ固定できる。

即ち、例えばドローバー機構８により第一突き当て係止部28を第一突き当て受部29に突き当てた際の第三突き当て係止部31と第三突き当て受部32とのクリアランスを、補助クランプ装置30により第三突き当て係止部31を押圧した際にこの第三突き当て係止部31が第三突き当て受部32に突き当たるクリアランスとなるように調整設定した構成とし、補助クランプ装置30の退避していた補助押圧部35を旋削工具１Ｂに設けた第三突き当て係止部31を押圧する位置に配置させ、押圧駆動装置36を作動させてこの補助押圧部35により第三突き当て係止部31を押圧することで、この第三突き当て係止部31を前記クリアランス分だけ可動させて第三突き当て受部32に突き当て押圧することで、簡易な構成にして且つ簡単な調整で前記三面拘束によるクランプ固定が実現できることとなる。

このように旋削工具１Ｂを三面拘束状態で強固にクランプ固定できるため、旋削能力を更に向上させることができることとなる。

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の先端部（下端部）に、キーとキー溝を係合させて回り止め係合すると共に各工具１の基端部に設けたテーパシャンク部５を挿入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の基端突出部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ドローバー機構８（クランプ機構）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、圧縮後の復帰力によって主軸４に対してドローバー７を引動する（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。

即ち、本実施例では、このような弾性部材10によって主軸４に対するドローバー７への突張りによるバネ付勢を生じさせこの引動付勢によってドローバー７の主軸４に対する引動によりクランプ固定し、この引動付勢に抗してエアシリンダ装置９による押し戻し駆動によってクランプ解除するようにドローバー機構８を構成している。

そして本実施例では、このドローバー機構８の前記ドローバー７の進退制御に基づいて工具１をクランプ固定・解除自在に設けたターニングセンターの工具取付装置において、前記旋削工具１Ｂをクランプ固定する際の旋削工具１Ｂの第一拘束面となる第一突き当て係止部28が突き当たる第一突き当て受部29を前記ラム３の取付係合部６の下端開口部周辺に設けると共に、前記ドローバー７が引動された際前記第一突き当て係止部28が前記第一突き当て受部29に突き当り、この突き当たった状態で前記ドローバー７の引動位置が保持されることから前記ドローバー機構８のクランプ作動によるドローバー７への引動力によって前記ベアリング部２が回動クリアランスを介し変形して、第二拘束面となる前記取付係合部６のテーパ内面が前記テーパシャンク部５に弾圧当接するように前記ベアリング部２の構造及び配置を設定している。

そして更に本実施例では、前記ラム３に前記旋削工具１Ｂを押圧する補助クランプ装置30を設けると共に、この補助クランプ装置30によりこの旋削工具１Ｂの第三拘束面となる第三突き当て係止部31を押圧してこの第三突き当て係止部31が突き当る第三突き当て受部32を、ラム３の取付係合部６の下端開口部周辺に設けた構成としている。

更に説明すると、本実施例では、前記第一突き当て係止部28は、前記旋削工具１Ｂの基端ホルダー部33の上部に設けたテーパシャンク部５の下部に突出形成した係止フランジ部34の外周面を、やや奥細るテーパ外面に形成して設け、前記第一突き当て受部29は、前記ラム３の先端部（取付係合部６の開口部周辺）に、前記第一突き当て係止部28を突き当て支承して位置決めるやや奥細るテーパ受面を形成して設け、前記旋削工具１Ｂをクランプ固定する際、前記テーパシャンク部５が前記取付係合部６に圧接する前に前記第一突き当て受部29に前記第一突き当て係止部28が当接し、この位置決め拘束状態で前記ベアリング部２の変形によって前記テーパシャンク部５が前記取付係合部６のテーパ内面に弾圧当接するように構成している。

更に具体的に説明すると、本実施例のベアリング部２は、従来通り前記ラム３に対して固定するラム固定部２Ａと、回転する主軸４に対して固定する主軸固定部２Ｂと、この間に転動自在に介在するベアリングボール２Ｃとから成る構成とするが、ドローバー７を引動して旋削工具１Ｂの第一突き当て係止部28がラム３の第一突き当て受部29に突き当たった状態で、前記ドローバー７への引動力によってベアリング部２の主軸固定部２Ｂがドローバー７の戻り方向に微動して相対的にドローバー７を引動微動し前記取付係合部６のテーパ内面に前記テーパシャンク部５を弾着して旋削工具１Ｂを二面拘束状態でクランプ固定するように構成している。

言い換えると、本実施例では、ラム３の下端部の取付係合部６の開口部周辺に設けたテーパリング部27のテーパ内面を前記第一突き当て受部29とし、この第一突き当て受部29に旋削工具１Ｂの基端ホルダー部33のテーパシャンク部５の下部に突出形成した係止フランジ部34の外周面に形成した第一突き当て係止部28がテーパ支承させて一旦位置決め係止し（この状態を単に引動保持するのでは、一面拘束にすぎず大きなラジアル負荷に耐えられないが、本実施例では旋削工具１Ｂをクランプ固定する際、前述のようにテーパシャンク部５が前記取付係合部６に圧接する前に前記第一突き当て受部29に前記第一突き当て係止部28が当接し、この位置決め拘束状態で）、更に弾性部材10によるドローバー７の引動付勢によってベアリング部２が変形し、この変形によって前記テーパシャンク部５が前記取付係合部６に弾圧当接するように構成している。

更に説明すれば、繰り返しになるが旋削工具１Ｂが前述のように拘束された状態において更なるドローバー７の引動付勢によって、ベアリング部２が損傷するのではなく回動クリアランスを介して変形し、このベアリング部２の変形によってドローバー７とは逆に主軸４が逆方向に微動する。

即ち、ドローバー７の引動位置は変わらないが主軸４が逆方向に微動することで、ドローバー７が相対的にもう少し相対引動（微動）することとなる。

つまり、この主軸４の微動によって旋削工具１Ｂのテーパシャンク部５に対して主軸４の取付係合部６のテーパ内面が弾圧当接することになり、よって旋削工具１Ｂは第一突き当て係止部28と第一突き当て受部29とが突き当たった状態で、取付係合部６にテーパシャンク部５が弾着して二面拘束状態でクランプ固定するように構成している。

また、旋削工具１Ｂをクランプ固定する際、クサビ係合部17にクサビ駆動装置16により移動駆動されるクサビ部15を係合して前記ドローバー７の引動位置を係合ロックするクサビ機構18を前記ドローバー機構８に設けている。

従って、第一突き当て係止部28と第一突き当て受部29とが突き合ったドローバー７の引動位置を係合ロックするだけで、自動的に二面拘束がロックされることとなり、強固にクランプ固定できるため、油圧装置等の大きな駆動力を有する油圧駆動源を用いずとも、エアシリンダ装置等によって構成可能となり、油圧レス化も図れ、省資源化をも図れる。

尚、ドローバー機構８のドローバー７の駆動機構は、どのように構成しても良く、本実施例のように弾性部材10の引動付勢で引動しても良いし、駆動機構で引動駆動しても良いが、本実施例では弾性部材10による引動によって旋削工具１Ｂの第一突き当て係止部28を第一突き当て受部29に係合支承した上で、この引動によってベアリング部２が変形し主軸４がドローバー７に対して下がってテーパシャンク部５を取付係合部６に弾着させるように構成している。

しかも、このドローバー７の引動位置が戻らないようにクサビ機構18によってクランプポジジョンを係合ロックすることで、ドローバー機構８の駆動源もクサビ機構18の駆動源もたとえエアシリンダ装置で構成しても、旋削工具１Ｂは二面拘束状態でクランプ固定され、この状態は戻り阻止状態に係合されるため大きなラジアル負荷にも十分に対抗できることとなる。

よって、ベアリング部２の構造及び配置構成を設定するだけで、自動的にテーパシャンク５と取付係合部６とが弾着して二面拘束となり、特別な操作なしに強固に旋削工具１Ｂをクランプ固定できる。

しかも、前述のようにクサビ機構18でドローバー７の戻動を阻止するように係合ロックするため、大きな引動力を要したり、この大きな引動力に抗する駆動力を要しないエアシリンダ装置でもドローバー機構８を構成でき、油圧レス化も図れることとなる。

また、ベアリング部２の設計においては、具体的には例えばベアリング部２の位置をラム３と主軸４の先端側に配置し、更にベアリングボール２Ｃの受面の設定等によって引動付勢されるドローバー７の引動が第一突き当て係止部28を第一突き当て受部29の突き当たりによってロックされたとき、主軸固定部２Ｂが下方へ微動するように変形可能に設計する。

そして本実施例では、前述のようにドローバー機構８により二面拘束状態でクランプ固定した状態で、更に補助クランプ装置30がクランプ作動することで第三突き当て係止部31が押圧され、この第三突き当て係止部31が第三突き当て受部32に突き当り三面拘束状態にクランプ固定できる構成としている。

即ち、ドローバー機構８により第一突き当て係止部28を第一突き当て受部29に突き当てた際の第三突き当て係止部31と第三突き当て受部32とのクリアランスを、補助クランプ装置30により第三突き当て係止部31を押圧した際にこの第三突き当て係止部31が第三突き当て受部32に突き当たるクリアランスとなるように調整設定した構成とし、補助クランプ装置30の退避していた補助押圧部35を旋削工具１Ｂに設けた第三突き当て係止部31を押圧する位置に配置（重ねる位置）させ、押圧駆動装置36を作動させてこの補助押圧部35により第三突き当て係止部31を押圧することで、この第三突き当て係止部31を前記クリアランス分だけ可動させて第三突き当て受部32に突き当て押圧させることで、旋削工具１Ｂを三面拘束により強固にクランプ固定でき、旋削能力を更に向上することができるように構成している。

具体的には、前記旋削工具１Ｂの前記基端ホルダー部33の上部テーパシャンク部５を設けるが、このテーパシャンク部５の下部に前記係止フランジ部34を設け、この係止フランジ部34の外周面を上部程やや細まるテーパ面に形成して前記第一突き当て係止部28を設けると共に、この係止フランジ部34を前記第三突き当て係止部31として、この係止フランジ部34の端部表面を前記補助クランプ装置30の補助押圧部35で押圧し、この係止フランジ部34の端部裏面を前記第三突き当て受部32に突き当て押圧する構成とし、この第三突き当て受部32は前記第一突き当て受部29に隣接させて設けた構成としている。

更に説明すれば、前記補助クランプ装置30は、前記旋削工具１Ｂに設けた前記係止フランジ部34の端部表面を押圧する補助押圧部35を、旋削工具１Ｂの取付に際して退避移動自在に設けると共に、この補助押圧部35を旋削工具１Ｂの係止フランジ部34の端部表面側に重なるように配設した後、この補助押圧部35を引き上げ駆動して係止フランジ部34の端部表面を上方へ押圧する押圧駆動装置36を設けた構成としている。

具体的には、ラム３の先端部に前記押圧駆動装置36を設けると共に、この押圧駆動装置36により上下駆動する前記補助押圧部35を設けて補助クランプ装置30を構成しているが、押圧駆動装置36は、例えば下動は空圧、上動は油圧で上下動ロッド37を駆動するシリンダ装置により構成し、この上下動ロッド37の下端部に補助押圧部35を設け、下動用加圧室38に例えばエアを注入することでこの空圧と自重により上下動ロッド37を下動させて、補助押圧部35が、ラム３の下端部に収納された状態から下方へ突出した状態に一旦下動するように構成している。

そして、退避可動装置39の作動により、例えばこの退避可動装置39の退避可動ロッド40が水平進退することで、これに枢着している前記補助押圧部35が９０度回動して、退避位置から前記第三突き当て係止部31の下側に重合する位置に切り替え配置するように構成している。

具体的には、補助押圧部35の形状を前記ラム３の下端部に収納した位置及び一旦少し下動した位置では前記近接している第三突き当て係止部31（係止フランジ部34の端部）に重ならない切欠形状に設定し、この切欠形状（半円状）の補助押圧部35が退避可動装置39により９０度回動することで第三突き当て係止部31の下側に重なるように配置する構成としている。

そして、この状態で今度は上動用加圧室41に例えば強力な引動力を生じさせるために油を流入させることで上下動ロッド37を油圧により強力に引き上げて補助押圧部35を引き上げ、その上側の第三突き当て係止部31（係止フランジ部34の端部表面（下面））を押圧し、前記クリアランス分可動させて、第三突き当て係止部31（係止フランジ部34の端部表面（上面））を前記第三突き当て受部32に突き当て圧接するように構成し、三面拘束状態でのクランプ固定を実現できる構成としている。

即ち、収納状態・退避状態から補助押圧部35を下動させてラム３の下端面から一旦突出させ、更にまだ退避位置にあるこの補助押圧部35を回動させて第三突き当て係止部31である旋削工具１Ｂの係止フランジ部34の端部表面上に重なるように位置させた上で、押圧駆動装置36により補助押圧部35を引動（上動）させて第三突き当て係止部31を上方へ押圧し、第三突き当て係止部31を第三突き当て受部32に突き当てて三面拘束を実現する構成としている。

また、この補助クランプ装置30によって第三突き当て係止部31が第三突き当て受部32に突き当るように前記クリアランスを調整設定するが、本実施例では、前記第一突き当て受部29を内面に形成したテーパリング部27に隣設するように、第三突き当て受部32を形成するための第三突き当て受部形成用リング部材42をテーパリング部27の奥側（上側）に設け、例えばこの第三突き当て受部形成用リング部材42の厚みを調整する。即ち例えば所定の厚みのリング部材42を選択して組み込むかその表面を逐次切削するなどして微調整した後組み込むかするなどして、二面拘束状態での第三突き当て係止部31と第三突き当て受部32とのクリアランスを調整設定し、二面拘束状態で更に補助クランプ装置30により補助押圧部35を押圧して、第三突き当て係止部31をこのクリアランス分可動させて第三突き当て受部32に突き当て圧接して容易に三面拘束が実現できるようにしている。

このように本実施例では、ラム３の先端部に補助クランプ装置30を設け、この補助クランプ装置30の補助押圧部35は収納・退避自在に設け、また、この補助クランプ装置30の補助押圧部35で旋削工具１Ｂの基端ホルダー部33に設けた係止フランジ部34の端部を押圧する構成とすることで、極めて汎用性にも優れ、しかも、この第三突き当て係止部31が突き当る第三突き当て受部32は、前述のように第一突き当て受部29を内面に設けたテーパリング部27に隣設させてラム３の取付係合部６の開口部付近に組み込む第三突き当て受部形成用リング部材42により形成するため、簡単な構成にして簡単な調整によってこの三面拘束が容易に実現でき、旋削工具１Ｂを極めて強固にクランプ固定できる極めて実用性に優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。

以下、更に本実施例のドローバー機構８について詳述する。

本実施例のドローバー機構８は、共用のドローバー機構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18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ように構成している。

即ち、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、前述したクランプ固定状態とした進退駆動部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、共用のドローバー機構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18のロック作用が確実に発揮され旋削工具１Ｂの前述したクランプ固定をクサビロックし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となるように構成している。

具体的には、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ドローバー機構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、ドローバー機構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、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、ドローバー機構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。

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。

また、前記ドローバー機構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とテーパ面接するテーパ面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、ドローバー機構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。

１ 工具
１Ａ 回転工具
１Ｂ 旋削工具
２ ベアリング部
２Ａ ラム固定部
２Ｂ 主軸固定部
２Ｃ ベアリングボール
３ ラム
４ 主軸
５ テーパシャンク部
５Ａ 基端突出部
６ 取付係合部
７ ドローバー
８ ドローバー機構
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
28 第一突き当て係止部
29 第一突き当て受部
30 補助クランプ装置
31 第三突き当て係止部
32 第三突き当て受部
33 基端ホルダー部
34 係止フランジ部
35 補助押圧部
36 押圧駆動装置

Claims (6)

1. 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工具の基端突出部をクランプして引動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ドローバー機構を設け、このドローバー機構の前記ドローバーの進退制御に基づいて工具をクランプ固定・解除自在に設けたターニングセンターの工具取付装置において、少なくとも前記旋削工具をクランプ固定する際の旋削工具の第一拘束面となる第一突き当て係止部が突き当たる第一突き当て受部を前記ラムに設けると共に、前記ドローバーが引動された際前記第一突き当て係止部が前記第一突き当て受部に突き当り、この突き当たった状態で前記ドローバーの引動位置が保持されることから前記ドローバー機構のクランプ作動によるドローバーへの引動力によって前記ベアリング部が回動クリアランスを介し変形して、第二拘束面となる前記取付係合部が前記テーパシャンク部に弾圧当接するように前記ベアリング部の構造及び配置を設定し、前記ラムに前記旋削工具を押圧する補助クランプ装置を設けると共に、この補助クランプ装置によりこの旋削工具の第三拘束面となる第三突き当て係止部を押圧してこの第三突き当て係止部が突き当る第三突き当て受部を設け、前記ドローバー機構により前記第一突き当て係止部を前記第一突き当て受部に突き当てた際の前記第三突き当て係止部と前記第三突き当て受部とのクリアランスを、前記補助クランプ装置により前記第三突き当て係止部を押圧した際にこの第三突き当て係止部が前記第三突き当て受部に突き当たるクリアランスとなるように調整設定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。
2. 前記ベアリング部は、前記ラムに対して固定するラム固定部と、回転する主軸に対して固定する主軸固定部と、この間に転動自在に介在するベアリングボールとから成る構成とし、前記ドローバーを引動して前記旋削工具の前記第一突き当て係止部が前記ラムの前記第一突き当て受部に突き当たった状態で前記ドローバーへの引動力によって前記ベアリング部の主軸固定部が前記ドローバーの戻り方向に微動して相対的にドローバーを引動微動し前記取付係合部に前記テーパシャンク部を弾着して前記旋削工具を二面拘束状態でクランプ固定し、更に前記補助クランプ装置により旋削工具を押圧することで前記第三突き当て係止部を前記第三突き当て受部に突き当てて三面拘束状態でクランプ固定し得るように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。
3. 前記第一突き当て係止部は、前記旋削工具の基端ホルダー部に設けた係止フランジ部の外周面をやや奥細るテーパ外面として設け、前記第一突き当て受部は、前記ラムの先端部に前記第一突き当て係止部を突き当て支承して位置決めるやや奥細るテーパ受面を形成して設け、前記旋削工具をクランプ固定する際、前記テーパシャンク部が前記取付係合部に圧接する前に前記第一突き当て受部に前記第一突き当て係止部が当接し、この位置決め拘束状態で前記ベアリング部の変形によって前記テーパシャンク部が前記取付係合部に弾圧当接す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。
4. 前記旋削工具の基端ホルダー部に設けた係止フランジ部の外周面に前記第一突き当て係止部を設けると共に、この係止フランジ部を前記第三突き当て係止部として、この係止フランジ部の表面を前記補助クランプ装置で押圧し、この係止フランジ部の裏面を前記第三突き当て受部に突き当てる構成とし、この第三突き当て受部は前記第一突き当て受部に隣接させて設け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。
5. 前記補助クランプ装置は、前記旋削工具に設けた前記係止フランジ部の端部表面を押圧する補助押圧部を、旋削工具の取付に際して退避移動自在に設けると共に、この補助押圧部を前記旋削工具の係止フランジ部の端部表面側に配設した後、この補助押圧部により係止フランジ部の端部表面を押圧する押圧駆動装置を備えた構成としたことを特徴とする請求項４記載のターニングセンターの工具取付装置。
6. 前記旋削工具をクランプ固定する際、クサビ係合部にクサビ駆動装置により移動駆動されるクサビ部を係合して前記ドローバーの引動位置を係合ロックするクサビ機構を前記ドローバー機構に設け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。

Images