JP6356008B2 - 部材保持装置および当該部材保持装置を備えた工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、容易に段取り替え可能な部材保持装置および当該部材保持装置を備えた工作機械に関する。

種々の形状および寸法の被加工物（ワーク）を加工する工作機械においては、加工に供するワークを変更することで供給されるワークの形状または寸法が変わり、工作機械に備えられる部材の交換すなわち段取り替えが必要になる場合がある。このようにワークの変更に伴って段取り替えが必要になるのは、ワークの形状および寸法に合わせて形成されるものであり、ワーク、加工用工具、形状測定器などを保持する所定部材である。

例えば、ワークを保持して工作機械におけるワーク交換位置からワーク加工位置への搬入および搬出を行うワーク搬送装置は、ワークを正確な位置へ搬送するために、ワークを確実に保持することができるようになっている。よって、ワーク搬送装置においては、ワークを保持するグリッパが、ワークの形状および寸法に合わせて形成されるものであり、ワーク毎に形状または寸法を異にする種々のグリッパが用意されている。そして、工作機械において、加工に供するワークが変更されるに伴って、ワーク搬送装置において、グリッパが変更後のワークに対応するものへ段取り替えされる。

特開２０１２−１６６３３０号公報

しかし、グリッパは、ワーク搬送装置の本体部にボルト等によって固定されており、グリッパの段取り替え作業において作業者は工具を用いてボルトを一箇所ずつ締めていかなければならず、ワーク搬送装置におけるグリッパの段取り替え作業には、手間と時間が掛かっていた。また、ワーク搬送装置の本体部にグリッパを装着した際に正しい位置決めがなされていない場合には、ワークの搬送不良等が生じる虞があるため、作業者は、ワーク搬送装置の本体部に対するグリッパの正しい位置決めを行うことができなければならない。つまり、グリッパの段取り替え作業は、手間と時間が掛かり、かつ、作業者を選ぶものであった。

このグリッパの段取り替え作業は、工作機械の稼働を停めて行われるので、段取り替え作業に時間を要することによって工作機械の非稼働時間が増加してしまうことになる。よって、工作機械の稼働率を向上させることを目的として、非稼働時間であるグリッパ等の段取り替え作業の時間を短縮することが要求されている。

なお、ワーク搬送装置において、グリッパの爪部をワークの形状または寸法に合わせて開閉することができる開閉式グリッパ（例えば、特許文献１参照）を採用することにより、一つの開閉式グリッパを寸法または形状を異にする複数種類のワークに併用することができ、工作機械におけるグリッパの段取り替え作業自体をある程度少なくすることができる。しかし、一つの開閉式グリッパを工作機械に供する全てのワークに併用することはできないので、工作機械におけるグリッパの段取り替え作業がなくなることはない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、ワークを保持するグリッパ等の所定部材の段取り替え作業を容易にすると共に、作業時間の短縮および作業者を選ばない汎用化を可能とすることを目的とする。

上記課題を解決する第一の発明に係る部材保持装置は、被保持物を保持する保持部と、前記保持部と着脱可能に連結される本体部とから成る部材保持装置であって、前記本体部に設けられる第一の面と、前記本体部に設けられ、前記第一の面と方向を異にする第二の面と、前記本体部に設けられ、前記第一の面および前記第二の面と方向を異にする第三の面と、前記本体部に設けられ、前記第一の面と前記第二の面と前記第三の面とで溝部を形成する第四の面と、前記保持部に設けられ、前記本体部における前記第一の面と当接し得る第一の当接面と、前記保持部に設けられ、前記本体部における前記第二の面と当接し得る第二の当接面と、前記保持部に設けられ、前記本体部における前記第三の面と当接し得る第三の当接面と、前記保持部に設けられ、前記第四の面と対向する対向面と、前記第四の面から前記溝部に臨むように取り付けられ、前記第一の面に前記第一の当接面を当接させると共に、前記第二の面に前記第二の当接面を当接させるように、前記保持部の前記対向面に対して前記第三の面と平行な方向への押圧力を作用させる押圧手段と、前記第三の面に前記第三の当接面を当接させると共に、前記保持部を前記本体部に固定する固定手段とを備えたことを特徴とする。

上記課題を解決する第二の発明に係る部材保持装置は、第一の発明に係る部材保持装置において、前記第四の面は、前記第一の面と前記第二の面とが交差する箇所に向くように形成されることを特徴とする。

上記課題を解決する第三の発明に係る部材保持装置は、第一または第二の発明に係る部材保持装置において、前記本体部が、前記第三の面に開口するねじ穴を有するものであり、前記固定手段が、前記ねじ穴に螺合するねじ部と、前記ねじ部を前記ねじ穴にねじ込むことにより前記保持部に密着して前記保持部を前記本体部に押し付ける押し付け部と、前記ねじ部を前記本体部に対して回転可能または回転不可の状態に切り替える切り替え部とを備えたものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第四の発明に係る部材保持装置は、第一から第三のいずれか一つの発明に係る部材保持装置において、前記押圧手段が、スプリングプランジャであることを特徴とする。

上記課題を解決する第五の発明に係る部材保持装置は、第一から第四のいずれか一つの発明に係る部材保持装置において、前記本体部における前記第一の面と前記第二の面と前記第三の面と前記第四の面、および、前記保持部における前記第一の当接面と前記第二の当接面と前記第三の当接面と前記対向面を覆い、前記本体部に着脱可能に設けられるカバー部材を備えたことを特徴とする。

上記課題を解決する第六の発明に係る工作機械は、加工に供するワークを搬送するワーク搬送装置を備えた工作機械において、前記ワーク搬送装置が、前記被保持物をワークとする第一から第五のいずれか一つの発明に係る部材保持装置を備えたものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第七の発明に係る工作機械は、ワークを加工する加工用工具を保持する工具保持装置を備えた工作機械において、 前記工具保持装置が、前記被保持物を加工用工具とする第一から第五のいずれか一つの発明に係る部材保持装置を備えたものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第八の発明に係る工作機械は、被加工物の形状を測定する形状測定装置を備えた工作機械において、前記形状測定装置が、前記被保持物を被加工物の形状を測定する測定器とする第一から第五のいずれか一つの発明に係る部材保持装置を備えたものであることを特徴とする。

第一の発明に係る部材保持装置によれば、一つの押圧手段によって保持部と本体部との二方向における位置決めを行い、一つの固定手段によって保持部と本体部との一方向における位置決めおよび固定を行うことができるので、部材保持装置における保持部と本体部とを簡易な構造で連結することができ、保持部の交換すなわち段取り替え作業を容易にすると共に、作業時間の短縮および作業者を選ばない汎用化を可能とすることができる。

第二の発明に係る部材保持装置によれば、一つの押圧手段によって保持部と本体部との二方向における位置決めを容易かつ確実に行うことができる。

第三の発明に係る部材保持装置によれば、一つの固定手段によって保持部と本体部との一方向における位置決めおよび固定を確実に行うことができると共に、振動等によって保持部と本体部との連結が解除されることを防ぐことができる。従来においては、適正なトルクでボルトを締結することによって確実な固定を実現することができるが、ボルト締結のための工具が必要であり、手間と時間が掛かってしまう。一方、第三の発明に係る部材保持装置によれば、固定手段によって、工具を用いずに確実な固定を行うことができる、すなわち、工具レスと確実な固定とを両立することができる。つまり、段取り替え作業を容易にすると共に、作業時間の短縮および作業者を選ばない汎用化を可能とすることができる。

第四の発明に係る部材保持装置によれば、押圧手段を安価なものとすることができると共に、簡易な構造で設けることができる。

第五の発明に係る部材保持装置によれば、本体部における第一の面と第二の面と第三の面と前記第四の面、および、保持部における第一の当接面と第二の当接面と第三の当接面と前記対向面が加工時に発生する切粉や切削油等によって汚れることを防ぐことができるので、保持部と本体部との連結（装着）不良を防ぎ、保持部と本体部との位置決め精度を確保することができる。

第六の発明に係る工作機械によれば、工作機械のワーク搬送装置における保持部の段取り替え作業を容易に行うことができる。

第七の発明に係る工作機械によれば、工作機械の工具保持装置における保持部の段取り替え作業を容易に行うことができる。

第八の発明に係る工作機械によれば、工作機械の形状測定装置における保持部の段取り替え作業を容易に行うことができる。

実施例１に係る部材保持装置を示す説明図である。 実施例１に係る部材保持装置を示す説明図（図１におけるII−II矢視断面図）である。 実施例１に係る部材保持装置におけるアーム部を示す斜視図である。 実施例１に係る部材保持装置におけるアーム部を示す斜視図である。 実施例１に係る部材保持装置を示す説明図である。 実施例１に係る部材保持装置を示す説明図である。 実施例１に係る部材保持装置を示す説明図である。 実施例１に係る部材保持装置を備えた工作機械を示す側面図である。 実施例１に係る部材保持装置を備えた工作機械を示す平面図である。 本発明に係る部材保持装置をバリ取り装置に適用した例を示す説明図である。 本発明に係る部材保持装置を形状測定装置に適用した例を示す説明図である。

以下に、本発明に係る部材保持装置の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例は、本発明に係る部材保持装置をホブ盤におけるワーク搬送装置に採用したものであり、ワークを保持するためのグリッパの段取り替え作業を容易なものとし、レンチ等の工具を用いずに行うことができるようにしたものである。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。

本発明の実施例１に係る部材保持装置を備えた工作機械の構造について、図１から図８を参照して説明する。

図７および図８に示すように、歯車加工機械（工作機械）であるホブ盤１には、ベッド１０が設けられており、このベッド１０上には、コラム２０が水平なＸ軸方向に移動可能に支持されている。コラム２０には、サドル２１が鉛直なＺ軸方向に昇降可能に支持されており、このサドル２１には、ホブヘッド２２がＸ軸方向およびＺ軸方向と直交するＹ軸方向に移動可能に支持されている。そして、ホブヘッド２２には、ホブ主軸２３が水平なホブ回転軸Ｂ周りに回転可能に支持されており、このホブ主軸２３の先端には、歯車加工用工具（加工用工具）であるホブカッタ３０が着脱可能に装着されている。

よって、コラム２０、サドル２１、ホブヘッド２２を駆動させることにより、ホブカッタ３０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動させることができると共に、ホブヘッド２２によってホブ主軸２３を回転させることにより、ホブカッタ３０をホブ回転軸Ｂ周りに回転させることができる。

また、図７および図８に示すように、ベッド１０上には、円筒状のテーブル４０がコラム２０のホブカッタ３０と対向するように設けられており、このテーブル４０には、ワーククランプ用の下側ワーク取付具４１が鉛直なワーク回転軸Ｃ１周りに回転可能、かつ、その軸（ワーク回転軸Ｃ１）方向に摺動可能に支持されている。

また、ベッド１０上には、カウンタコラム５０がテーブル４０を挟んだコラム２０の反対側に設けられ、カウンタコラム５０には、テールストック５１がテーブル４０の上方側に位置するように設けられている。このテールストック５１内には、ワーククランプ用の上側ワーク取付具５２がテーブル４０における下側ワーク取付具４１と同軸に設けられ、ワーク回転軸Ｃ１周りに回転可能、かつ、その軸（ワーク回転軸Ｃ１）方向に摺動可能に支持されている。

よって、被加工外歯車（被加工物）であるワークＷは、ワーククランプ用の下側ワーク取付具４１および上側ワーク取付具５２によって上下方向から挟持されるようにしてワーク回転軸Ｃ１回りに回転可能に支持されるようになっている。

また、カウンタコラム５０には、ワークＷを保持して当該ホブ盤１におけるワークＷの搬送を行うワーク搬送装置としてのワーク旋回装置（ワークチェンジャ）６０が設けられており、このワーク旋回装置６０には、カウンタコラム５０に係合する円筒部６１および当該円筒部６１から径方向外周側へ延設される三つのアーム部（本体部）６２が鉛直なワーク旋回軸Ｃ２回りに回転可能に支持されている。

三つのアーム部６２は、円筒部６１の周方向において等角度（本実施例においては１２０°）間隔に設けられており、その先端部が、ワークＷをホブ盤１へ搬入するための搬入位置Ｐ１、ワークＷに歯車加工を施すための加工位置Ｐ２、加工後のワークＷをホブ盤１から搬出するための搬出位置Ｐ３に向かってそれぞれ延びている。

図１および図２に示すように、アーム部６２の先端部には、ワークＷの形状および寸法に合わせて形成されたグリッパ（保持部）６３が着脱可能に装着されている。よって、ワークＷは、ワーク旋回装置６０においてグリッパ６３に保持された状態で円筒部６１が回転することによって搬送される（図１、図２、図７および図８参照）。つまり、ワーク旋回装置６０において、アーム部６２の先端部にグリッパ６３を介して保持されたワークＷは、円筒部６１が回転することによって、搬入位置Ｐ１と加工位置Ｐ２と搬出位置Ｐ３とを順に搬送されるようになっている。

本実施例においては、このワーク旋回装置６０に本発明に係る部材保持装置を設けている。この部材保持装置は、ワークＷを保持するグリッパ（保持部）６３と、当該グリッパ６３が着脱可能に装着されるアーム部（本体部）６２とによって構成され、アーム部６２に対するグリッパ６３の着脱（交換）すなわち段取り替えが、レンチ等の工具を用いずに行うことができるようになっている。

なお、図６に示すように、アーム部６２とグリッパ６３との連結部には、カバー部材６４が設けられている。カバー部材６４は、アーム部６２の両側方からねじ部材６５をねじ込むことにより固定されている。カバー部材６４の上面部６４ａは、ワークＷの加工によって発生する切粉が堆積しないように、傾斜して設けられている。また、カバー部材６４の上面部６４ａを傾斜させると共に、摩擦係数の小さい材料での形成やエンボス加工などによって、切粉の堆積を防止するようにしても良い。

図３Ａ、図３Ｂおよび図４に示すように、アーム部６２の先端部には、グリッパ６３を保持するためのグリッパ保持部（溝部）６２ａが設けられている。グリッパ保持部６２ａは、アーム部６２の先端面７０および上面７１に臨んで形成される溝部であり、アーム部６２の上面７１と段差付けされて平行（水平）に延びる底面（第三の面）７２と、当該底面７２から上方側（垂直）に延びて上面７１に接続する四つの側面７３，７４，７５，７６とを有する。

第一の側面（第一の面）７３は、アーム部６２の上面７１と直交し、かつ、アーム部６２の延設方向（図１および図２における左右方向）に沿うように形成されている。第二の側面（第二の面）７４は、アーム部６２の上面７１と直交し、かつ、アーム部６２の延設方向と直交するように、すなわち、アーム部６２の上面７１および第一の側面７３の二面と直交するように形成されている。第一の側面７３と第二の側面７４とは、隣接して設けられ、第一の側面７３と第二の側面７４とによって直角の角部７７が形成されている。なお、図３Ａおよび図３Ｂにおいては、溝部６２ａに加工用の逃がし部７８を設けているため、第一の側面７３と第二の側面７４とによって形成される角部７７を、二点鎖線で示している。

また、図１および図３Ｂに示すように、アーム部６２の先端部には、第一の側面７３および第二の側面７４に向いて開口する第二のねじ穴７５ａが形成されており、この第二のねじ穴７５ａには、ボールプランジャ（押圧手段）８０が取り付けられるようになっている。図３Ｂに示すように、ボールプランジャ８０は、その先端の球面部８１が第三の側面７５から突出して溝部６２ａの空間に臨むように取り付けられており、図１に示すように、アーム部６２の溝部６２ａに収容されたグリッパ６３の取り付け部６３ａを所定の押圧力Ｆで押し付けるようになっている。

つまり、ボールプランジャ８０は、アーム部６２の溝部６２ａに収容されたグリッパ６３の取り付け部６３ａを第一の側面７３および第二の側面７４に押し付ける押圧手段である。ボールプランジャ８０の押圧方向は、グリッパ６３の取り付け部６３ａを第一の側面７３および第二の側面７４に押し付けることができる方向であれば良い。なお、押圧方向として好ましくは、第一の側面７３と第二の側面７４とによって形成される角部７７を二等分する方向、すなわち、ボールプランジャ８０による押圧方向が第一の側面７３と第二の側面７４とによって形成される角部７７へ向かい、且つ、第一の側面７３との角度と第二の側面７４との角度が略同じ（第一の側面７３と第二の側面７４とが直交する場合には４５°）となる方向である。

このように、方向を異にする二面（本実施例においては、第一の側面７３および第二の側面７４）にグリッパ６３の取り付け部６３ａを押し付けることにより、二方向（本実施例においては、水平面内の直交する二方向であり、図１における上下方向および左右方向）においてアーム部６２に対するグリッパ６３の位置決めを行うことができる。

第一の側面７３および第二の側面７４は、二方向においてアーム部６２に対するグリッパ６３の位置決めを行うものであるので、本実施例のように、アーム部６２の上面７１と直交するものでなくても良い。また、第一の側面７３と第二の側面７４とが直交するものでなくとも良く、第一の側面７３と第二の側面７４とによって形成される角部７７が鋭角または鈍角であっても良い。

また、第二のねじ穴７５ａが開口する第三の側面７５およびその裏側に位置するアーム部６２の外側面７９は、第二のねじ穴７５ａの加工が容易にできるように、第二のねじ穴７５ａと直交するように形成されている。つまり、第三の側面７５は、第一の側面７３および第二の側面７４と異なる方向に延びて角部７７に向くように形成され、外側面７９は、当該第三の側面７５と平行に形成されている。もちろん、第三の側面７５および外側面７９は、第二のねじ穴７５ａと直交するように形成されていなくとも良く、第三の側面７５と外側面７９とが平行に形成されていなくとも良い。

また、図２および図３Ｂに示すように、アーム部６２の先端部においては、溝部６２ａにおける底面７２が、第一の側面７３および第二の側面７４と直交してアーム部６２の上面７１と平行（水平）に延びるように形成され、更に、この底面７２に開口する第一のねじ穴７２ａが形成されている。第一のねじ穴７２ａは、アーム部６２に対するグリッパ６３の組み付け方向（図２における上下方向）、すなわち、四つの側面７３，７４，７５，７６と平行であり底面７２と直交するように形成されている。第一のねじ穴７２ａには、後述するクランプ部材９０のねじ部９１が螺合するようになっている。

また、アーム部６２の溝部６２ａには、第四の側面７６がアーム部６２の延設方向と直交して第二の側面７４に対向するように形成されており、アーム部６２に対するグリッパ６３の抜け止めが確実になされるようになっている。

図１、図２および図４に示すように、アーム部６２に着脱可能に装着されるグリッパ６３は、前述したアーム部６２の溝部６２ａに挿入してアーム部６２と連結するための取り付け部６３ａと、ワークＷの形状および寸法に合わせて形成されワークＷを保持するための保持部６３ｂとを備えている。

グリッパ６３の取り付け部６３ａは、アーム部６２のグリッパ保持部６２ａに挿入（収容）することができるように、溝部６２ａと略同じ形状かつ溝部６２ａよりも僅かに小さい寸法で形成され、溝部６２ａの底面７２に対応する端面１００（図２参照）と、溝部６２ａの四つの側面７３，７４，７５，７６に対応する四つの側面１０１，１０２，１０３，１０４（図１参照）とを備えている。

第一の側面１０１は、アーム部６２の溝部６２ａにおける第一の側面７３に対応するように、グリッパ６３の上面１０５に直交してグリッパ６３の延設方向（図１および図２における左右方向）に沿うように形成されている。第二の面１０２は、アーム部６２の溝部６２ａにおける第二の側面７４に対応するように、グリッパ６３の上面１０５に直交してグリッパ６３の延設方向と直交する方向に沿うように形成されている。取り付け部６３ａにおいて、第一の側面１０１と第二の側面１０２とは隣接して設けられ、第一の側面１０１と第二の側面１０２とによって角部１０６が形成されている。なお、この角部１０６は、アーム部６２の溝部６２ａにおける角部７７と対応するように、角部７７と同じ角度（９０°）である。

また、第三の側面１０３は、アーム部６２の溝部６２ａにおける第三の側面７５に対応するように、第一の側面１０１および第二の側面１０２と異なる方向に延びて角部１０６と反対の側へ向くように形成されている。この第三の側面１０３は、グリッパ６３の取り付け部６３ａがアーム部６２の溝部６２ａにおける第一の側面７３と第二の側面７４とに押し付けられるように、アーム部６２に取り付けられたボールプランジャ８０の球面部８１に接触し得るものであれば良い。よって、第三の側面１０３は、アーム部６２にグリッパ６３を取り付けた際にアーム部６２の溝部６２ａにおける第三の側面７５と接触せず、第三の側面７５と第三の側面１０３との間に隙間が生じていても良い。

また、第四の側面１０４は、アーム部６２の溝部６２ａにおける第四の側面７６に対応するように、グリッパ６３の延設方向と直交して第二の側面１０４と反対の側へ向くように形成されている。この第四の側面１０４は、アーム部６２にグリッパ６３を取り付けた際にアーム部６２の溝部６２ａにおける第四の側面７６に引っ掛かることにより、グリッパ６３の抜け止めが確実になされるためのものであり、第四の側面７６と接触せず、第四の側面７６と第四の側面１０４との間に隙間が生じていても良い。

また、図２に示すように、グリッパ６３の取り付け部６３ａには、アーム部６２の第一のねじ穴７２ａに対応する位置に、後述するクランプ部材９０のねじ部９１を挿通させるための通し穴１００ａが設けられている。よって、グリッパ６３の取り付け部６３ａをアーム部６２の溝部６２ａに挿入後、クランプ部材９０のねじ部９１を当該通し穴１００ａに挿通させ、アーム部６２の第一のねじ穴７２ａにねじ込むことにより、グリッパ６３とアーム部６２とを固定することができる。

クランプ部材９０は、アーム部６２の第一のねじ穴７２ａに螺合するねじ部９１と、ねじ部９１を第一のねじ穴７２ａにねじ込むことによりグリッパ６３に密着してグリッパ６３をアーム部６２に押し付ける回転部９２と、ねじ部９１をアーム部６２に対して回転可能または回転不可の状態に切り替えるカムレバー９３とを備えたものである。回転部９２は、作業者がレンチ等の工具を用いずにねじ部９１を回転させて第一のねじ穴７２ａにねじ込むことができるように、大径に形成されている。カムレバー９３は、回転部９２をアーム部６２に押し付けると共に回転部９２の回転をロックすることができるように、図示しないロック機構を介して回転部９２と連結されている。

グリッパ６３のワーク保持部６３ｂには、グリッパ６３の延設方向と平行に延びる二本の爪部１０７が設けられており、この爪部１０７には、ワークＷを掬い上げるための掬い部１０８が設けられている。二本の爪部１０７の内側部および掬い部１０８は、ワークＷの形状および寸法に合わせて形成されており、ワークＷを正確な位置へ搬送することができるように、ワークＷを確実に保持することができるようになっている。

また、一方（図１における下方側）の爪部１０７には、後述するバリ取り装置１１０におけるバリ取り工具１１１との干渉を回避するための逃がし部１０７ａが形成されている。よって、アーム部６２がワークＷを加工位置へ搬送したままの状態で、ホブカッタ３０による歯車加工を行うと共に、バリ取り装置１１０によるバリ取り加工を行うことができるようになっている。

ホブ盤１には、前述したように、加工位置に位置するワークＷのバリを取るバリ取り装置１１０が設けられ（図８参照）、更に、加工位置に位置するワークＷの形状を測定するための形状測定装置１２０が設けられている（図７および図８参照）。なお、図７においては、図を見易くするために、バリ取り装置１１０の図示を省略している。

バリ取り装置１１０は、バリ取り工具１１１をワークＷの一端面に当接してワークＷのバリを除去するものである。なお、前述したように、バリ取り工具１１１は、ワークＷの一端面に当接する一方で、グリッパ６３と干渉しないように爪部１０７の逃がし部１０７ａに収まるようになっている（図４、図５、図６参照）。形状測定装置１２０は、グリッパ６３の直下に位置するように設けられており、ワークＷの形状を測定するものである。

本実施例に係るホブ盤１におけるグリッパ６３の交換作業について、アーム部６２にグリッパ６３を取り付ける手順、アーム部６２からグリッパ６３を取り外す手順をそれぞれ説明する。

最初に、アーム部６２にグリッパ６３を取り付ける手順について説明する。

まず、図４に示すように、アーム部６２の溝部６２ａにグリッパ６３の取り付け部６３ａを挿入する。図１および図２に示すように、溝部６２ａにおける第三の側面７５から溝部６２ａの空間に突出したボールプランジャ８０の球面部８１に、取り付け部６３ａにおける底面１００と第三の側面１０３との角部が接触し、ボールプランジャ８０の球面部８１は外側（外側面７９の側）へ押し退けられ、取り付け部６３ａは溝部６２ａに収まる。

このとき、ボールプランジャ８０の球面部８１は、取り付け部６３ａの第三の側面１０３に当接し、ボールプランジャ８０の付勢力によって取り付け部６３ａにはボールプランジャ８０の軸方向の押圧力Ｆが作用する。よって、取り付け部６３ａは、第一の側面１０１と第二の側面１０２とがそれぞれ溝部６２ａの第一の側面７３と第二の側面７４とに当接するよう、溝部６２ａの角部７７に向かって押圧された状態で、溝部６２ａに収まるようになっている。つまり、グリッパ６３は、アーム部６２に対する二方向の位置決めがなされている。

次に、クランプ部材９０によって、アーム部６２とグリッパ６３とを固定する。クランプ部材９０のねじ部９１をグリッパ６３の通し穴１００ａに挿通させ、クランプ部材９０の回転部９２を回転させることによって、ねじ部９１をアーム部６２の第一のねじ穴７２ａにねじ込むと共に、回転部９２をグリッパ６３に密着させてグリッパ６３をアーム部６２に押し付ける。よって、グリッパ６３は、端面１００がアーム部６２の底面７２に当接されることにより、一方向（垂直方向）の位置決めがなされると共に、アーム部６２に固定されるようになっている。

次に、クランプ部材９０のカムレバー９３を操作することにより、ねじ部９１および回転部９２をアーム部６２に対して回転不可の状態に切り替える、すなわち、ねじ部９１および回転部９２をロックする。よって、振動等によってクランプ部材９０のねじ部９１が緩むことなく、アーム部６２とグリッパ６３とは確実に固定された状態となる。カムレバー９３は、ねじ部９１および回転部９２をアーム部６２に対して回転可能または回転不可の状態に切り替えることができるものである。

最後に、加工時に発生する切粉や切削油等による汚れを防ぐために、アーム部６２にカバー部材６４を取り付ける。カバー部材６４は、アーム部６２に対して精密に取り付けられる必要のないものであり、ねじ部材６５によってラフな位置出しおよび固定を行う。ここで、ねじ部材６５は、工具等を必要とせず、作業者の手作業で十分にアーム部６２への脱着が可能なものである。

続いて、アーム部６２からグリッパ６３を取り外す手順について説明する。

まず、作業者の手作業によってねじ部材６５を回し、カバー部材６４を取り外す（図６参照）。

次に、クランプ部材９０のカムレバー９３を操作することにより、ねじ部９１および回転部９２をアーム部６２に対して回転可能の状態に切り替える、すなわち、ねじ部９１および回転部９２のロックを解除する。そして、回転部９２を回転させることにより、クランプ部材９０をアーム部６２から取り外す（図５参照）。

最後に、グリッパ６３の取り付け部６３ａをアーム部６２の溝部６２ａから抜き取る（図４参照）。このとき、グリッパ６３は、ボールプランジャ８０によってアーム部６２の第一の側面７３および第二の側面７４に押し付けられた状態で収容されているが、ボールプランジャ８０の付勢力Ｆは水平方向のものであり、作業者は、手作業によってグリッパ６３を抜き取り方向（垂直方向）に容易に抜き取ることができる。

本実施例に係る部材保持装置を備えた工作機械においては、ボールプランジャ８０によってグリッパ６３とアーム部６２との二方向における位置決めを行い、クランプ部材９０によってグリッパ６３とアーム部６２との一方向における位置決めおよび固定を行うことができるので、ワーク旋回装置６０におけるグリッパ６３とアーム部６２とを簡易な構造で連結することができ、グリッパ６３の交換すなわち段取り替え作業を容易にすると共に、作業時間の短縮および作業者を選ばない汎用化を可能とすることができる。

従来においては、適正なトルクでボルトを締結することによって確実な固定を実現することができるが、ボルト締結のための工具が必要であり、手間と時間が掛かってしまっていた。一方、本実施例に係る部材保持装置を備えた工作機械においては、クランプ部材９０によって、工具を用いずに確実な固定を行うことができる、すなわち、工具レスと確実な固定とを両立することができる。

本実施例においては、ワークを保持するためのグリッパの保持構造について説明したが、本発明に係る部材保持装置はこれに限定されない。

例えば、図９に示すように、本発明に係る部材保持装置を、工作機械におけるバリ取り装置１１０に適用しても良い。バリ取り装置１１０は、ワークＷの一端面に当接して加工によって生じたバリを除去するためのバリ取りカッタ１１１と、当該バリ取りカッタを保持するためのカッタ保持部１１２と、当該カッタ保持部１１２が連結される本体部１１３とを備えている。

本体部１１３には、カッタ保持部１１２を取り付けるための溝部１３０が設けられており、この溝部１３０には、方向を異にする第一の側面１３１と第二の側面１３２とが形成されている。

一方、カッタ保持部１１２には、本体部１１３に取付けるための取り付け部１４０が設けられており、この取り付け部１４０には、方向を異にする第一の側面１４１と第二の側面１４２とが形成され、それぞれ本体部１１３の溝部１３０における第一の側面１３１と第二の側面１３２とに対応するようになっている。

よって、本体部１１３の溝部１３０にカッタ保持部１１２の取り付け部１４０を挿入し、ボールプランジャ８０によって取り付け部１４０の第一の側面１４１と第二の側面１４２とがそれぞれ溝部１３０の第一の側面１３１と第二の側面１３２とに当接するよう、角部１３３に向かって押圧されるようになっている。

そして、クランプ部材９０によってカッタ保持部１１２を本体部１１３に押し付けて固定することにより、本実施例におけるワーク搬送装置と同様に、レンチ等の工具を用いずに、バリ取り装置１１０におけるカッタ保持部１１２の交換（段取り替え）を行うことができる。

また、図１０に示すように、本発明に係る部材保持装置を、工作機械におけるワーク形状測定装置１２０に適用しても良い。ワーク形状測定装置１２０は、ワークの形状を測定する形状センサ１２１と、当該形状センサ１２１を保持するためのセンサ保持部１２２と、当該センサ保持部１２２が連結される本体部１２３とを備えている。

本体部１２３には、センサ保持部１２２を取り付けるための溝部１５０が設けられており、この溝部１５０には、方向を異にする第一の側面１５１と第二の側面１５２とが形成されている。

一方、センサ保持部１２２には、本体部１２３に取付けるための取り付け部１６０が設けられており、この取り付け部１４０には、方向を異にする第一の側面１６１と第二の側面１６２とが形成され、それぞれ本体部１２３の溝部１５０における第一の側面１５１と第二の側面１５２とに対応するようになっている。

よって、本体部１２３の溝部１５０にセンサ保持部１２２の取り付け部１６０を挿入し、ボールプランジャ８０によって取り付け部１６０の第一の側面１６１と第二の側面１６２とがそれぞれ溝部１５０の第一の側面１５１と第二の側面１５２とに当接するよう、角部１５３に向かって押圧されるようになっている。

そして、クランプ部材９０によってセンサ保持部１２２を本体部１２３に押し付けて固定することにより、本実施例におけるワーク搬送装置と同様に、レンチ等の工具を用いずに、ワーク形状測定装置１２０におけるセンサ保持部１２２の交換（段取り替え）を行うことができる。

１ ホブ盤
１０ ベッド
２０ コラム
２１ サドル
２２ ホブヘッド
２３ ホブ主軸
３０ ホブカッタ（歯車加工用工具、加工用工具）
４０ テーブル
５０ カウンタコラム
６０ ワーク旋回装置（ワーク搬送装置、ワークチェンジャ）
６１ ワーク旋回装置の円筒部
６２ ワーク旋回装置のアーム部（本体部）
６２ａ アーム部のグリッパ保持部（溝部）
６３ ワーク旋回装置のグリッパ（保持部）
６３ａ グリッパの取り付け部
６４ ワーク旋回装置のカバー部材
７０ アーム部の先端面
７１ アーム部の上面
７２ アーム部の底面（第三の面）
７２ａ アーム部の第一のねじ穴（ねじ穴）
７３ アーム部の第一の側面（第一の面）
７４ アーム部の第二の側面（第二の面）
７５ アーム部の第三の側面
７５ａ アーム部の第二のねじ穴
７６ アーム部の第四の側面
７７ アーム部の角部
８０ ボールプランジャ（押圧手段）
９０ クランプ部材（固定手段）
９１ クランプ部材のねじ部
９２ クランプ部材の回転部（押し付け部）
９３ クランプ部材のカムレバー（切り替え部）
１００ グリッパの端面（第三の当接面）
１０１ グリッパの第一の側面（第一の当接面）
１０２ グリッパの第二の側面（第二の当接面）
１０３ グリッパの第三の側面
１０４ グリッパの第四の側面
１０５ グリッパの上面
１０６ グリッパの角部
１０７ グリッパの爪部
１０８ グリッパの掬い部
１１０ バリ取り装置（工具保持装置）
１１１ バリ取り装置のバリ取り工具（加工用工具）
１１２ バリ取り装置のカッタ保持部（保持部）
１１３ バリ取り装置の本体部
１２０ 形状測定装置
１２１ 形状測定装置の形状センサ（測定器）
１２２ 形状測定装置のセンサ保持部（保持部）
１２３ 形状測定装置の本体部

Claims (8)

1. 被保持物を保持する保持部と、前記保持部と着脱可能に連結される本体部とから成る部材保持装置であって、
   前記本体部に設けられる第一の面と、
   前記本体部に設けられ、前記第一の面と方向を異にする第二の面と、
   前記本体部に設けられ、前記第一の面および前記第二の面と方向を異にする第三の面と、
   前記本体部に設けられ、前記第一の面と前記第二の面と前記第三の面とで溝部を形成する第四の面と、
   前記保持部に設けられ、前記本体部における前記第一の面と当接し得る第一の当接面と、
   前記保持部に設けられ、前記本体部における前記第二の面と当接し得る第二の当接面と、
   前記保持部に設けられ、前記本体部における前記第三の面と当接し得る第三の当接面と、
   前記保持部に設けられ、前記第四の面と対向する対向面と、
   前記第四の面から前記溝部に臨むように取り付けられ、前記第一の面に前記第一の当接面を当接させると共に、前記第二の面に前記第二の当接面を当接させるように、前記保持部の前記対向面に対して前記第三の面と平行な方向への押圧力を作用させる押圧手段と、
   前記第三の面に前記第三の当接面を当接させると共に、前記保持部を前記本体部に固定する固定手段と
   を備えたことを特徴とする部材保持装置。
2. 前記第四の面は、前記第一の面と前記第二の面とが交差する箇所に向くように形成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の部材保持装置。
3. 前記本体部が、前記第三の面に開口するねじ穴を有するものであり、
   前記固定手段が、前記ねじ穴に螺合するねじ部と、前記ねじ部を前記ねじ穴にねじ込むことにより前記保持部に密着して前記保持部を前記本体部に押し付ける押し付け部と、前記ねじ部を前記本体部に対して回転可能または回転不可の状態に切り替える切り替え部とを備えたものである
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部材保持装置。
4. 前記押圧手段が、スプリングプランジャである
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の部材保持装置。
5. 前記本体部における前記第一の面と前記第二の面と前記第三の面と前記第四の面、および、前記保持部における前記第一の当接面と前記第二の当接面と前記第三の当接面と前記対向面を覆い、前記本体部に着脱可能に設けられるカバー部材を備えた
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の部材保持装置。
6. 加工に供するワークを搬送するワーク搬送装置を備えた工作機械において、
   前記ワーク搬送装置が、前記被保持物をワークとする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の部材保持装置を備えたものである
   ことを特徴とする工作機械。
7. ワークを加工する加工用工具を保持する工具保持装置を備えた工作機械において、
   前記工具保持装置が、前記被保持物を加工用工具とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の部材保持装置を備えたものである
   ことを特徴とする工作機械。
8. 被加工物の形状を測定する形状測定装置を備えた工作機械において、
   前記形状測定装置が、前記被保持物を被加工物の形状を測定する測定器とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の部材保持装置を備えたものである
   ことを特徴とする工作機械。

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