JPH0144245Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はマシニングセンタのツールアンクラン
プ装置に関するものであり、更に詳しくはツール
交換時間の短縮ならびにツールアンクランプ動作
時における主軸のフラツキ防止に好適なマシニン
グセンタのツールアンクランプ装置に関するもの
である。

従来の技術 周知の如くマシニングセンタに自動工具交換装
置を介してツールマガジンもしくはツールカセツ
トが連設されており、ワークの加工プログラムに
従つて選択されたツールを該マシニングセンタの
主軸とツールマガジンもしくはツールカセツトの
ツールポツトとの間で自動的に交換し得るように
構成されている。

一方、マシニングセンタの主軸には、その先端
に装着されたツールに回転駆動力を伝達するため
の主軸駆動モータと、主軸の内部に前後進自在に
嵌装されたドローバーにツールアンクランプフオ
ースを伝達するための押圧装置が連設されてい
る。このような押圧装置としては一般に押圧力の
発生媒体として空気圧や油圧を利用する流体圧シ
リンダ装置が使用されているが、その押圧端は主
軸の回転中にドローバーと干渉しないように、例
えば特開昭57−27636号公報または実開昭59−
39137号公報に開示されているようにドローバー
の受圧端に対して適当な間隔を於いて静止し得る
ように構成されている。また公知のマシニングセ
ンタに於いては、主軸の全体構造を簡易化する目
的で、例えば前記実開昭59−39137号公報に見ら
れるように主軸駆動用モータの回転軸とツールア
ンクランプ装置の押圧部材をドローバーの軸線上
に位置させた主軸頭も使用されている。

考案が解決しようとする問題点 上記先願発明および先願考案の公報に開示され
たマシニングセンタは、ツール交換時に前記流体
圧シリンダ装置を起動してその押圧部材でドロー
バーの基端部を押圧し、主軸の先端に嵌着されて
いるツールにアンクランプフオースを伝達するよ
うに構成されているが、主軸の回転中に前記押圧
部材とドローバーの基端部とが接触しないように
両者の間に適当な間隔を保持し、且つ主軸駆動モ
ータから主軸に動力を確実に伝達するため、主軸
頭の内部に少なくとも２系列の動力伝達経路を形
成する必要がある。このため主軸乃至は主軸頭の
全体構造が複雑化し、また、ツールの交換に際し
て主軸の回転速度を少なくともツールの交換が可
能な所定のレベル迄低下させ、同時に流体圧シリ
ンダ装置の押圧部材とドローバーの基端部との間
に残存している間隙を解消させる準備動作を行な
つている。斯くして、上記準備動作時の押圧部材
の前進ストローク中の遊びにより流体圧シリンダ
装置の押圧部材のドローバー軸線方向に沿う前進
ストロークの一部分が無駄に費やされ、ツールの
交換に要する流体圧シリンダ装置の作動時間が著
しく長くなる。また上記主軸駆動用モータとツー
ルアンクランプ装置の同心配置に起因する構造の
複雑化に起因して、ドローバーや主軸の支持条件
が不安定になり、ツールの交換時にドローバーや
主軸にフラツキ現象が頻発する。

本考案の主要な目的は、在来のマシニングセン
タのツールアンクランプ装置に認められた上記の
如き不都合を解消することのできる構造の簡易性
と作動の確実性に優れたマシニングセンタ用のツ
ールアンクランプ装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 斯かる目的に鑑みて本考案は、ドローバー１の
軸線上に主軸駆動モータ２の回転軸３を同心配置
してなるマシニングセンタにおいて、主軸４の内
部に皿バネ５を介して前進・後退自在に支持され
たドローバー１の基端部に受圧部材９を固着する
と共に、ツールアンクランプ用の空油圧を利用し
た押圧装置７の押圧部位８を前記受圧部材９に対
向させ、上記空油圧を利用した押圧装置７を、上
記受圧部材９の受圧面１７と対向する押圧部位８
を有するレバー２４，２５と、上記レバー２４，
２５を揺動させる駆動機構Ａとで構成し、さら
に、上記駆動機構Ａを、上記レバー２４，２５の
一端にピストン２２を連結した油圧シリンダ機構
２１と、上記油圧シリンダ機構２１のピストンを
早送り動作させる第１のエアシリンダ機構１０
と、上記油圧シリンダ機構２１のピストン２２を
増圧送り動作させる第２のエアシリンダ機構１１
とで構成し、上記油圧シリンダ機構２１、第１の
エアシリンダ機構１０、ならびに、第２のエアシ
リンダ機構１１を連設したマシニングセンタのツ
ールアンクランプ装置を要旨とするものである。

作 用 本考案装置を使用することによつて、ツールの
交換に先立つて押圧装置７の押圧部位８が受圧部
材９に当接した準備姿勢を与えることができるか
ら、ツール交換時間が大幅に短縮される。また主
軸４やドローバー１には、フラツキのない安定し
たツールアンクランプ姿勢が付与される。

実施例 第１図は本考案装置の全体構造を例示するマシ
ニングセンタの主軸頭の縦断面図であり、第２図
乃至第４図は本考案装置要部の作動要領の説明図
である。第１図に見られるようにマシニングセン
タの主軸頭１２内には、主軸４およびドローバー
１が回転自在に支持されている。即ち、主軸４の
基端部はカツプリング１３を介して主軸駆動モー
タ２の回転軸３に接続され、また該主軸の先端部
に設けられたテーパ穴１４内には、ドローバー１
の先端に装着されたコレツト１５にプルスタツド
１６を係合せしめた状態でツール６が嵌装支持さ
れている。ドローバー１は、主軸４の軸線方向に
沿つて該主軸の内側に装着された皿バネ５の引張
力を介して前進・後退自在に支持されており、該
ドローバー１の基端部には、後記押圧装置７の押
圧部位８によつて押圧される受圧部材９が固着さ
れている。更に詳しく説明すると、ドローバー１
の基端部には、締付けボルト２０等の適当な固着
部材を介して、主軸４の外側へ突出する張出し部
分を備えたビーム状部材９′が固着されている。
前記張出し部分の先端１８は、中空円筒状をなす
主軸４の側壁に穿設された穴１９を貫通して主軸
４の外側に突出し、受圧面１７を有するリング状
部材が固着されて受圧部材９を構成する。前記受
圧面１７は、主軸４の回転が停止したとき、ツー
ル６の交換動作が開始される以前に前記押圧装置
７の押圧部位８と対向し得るようにその形状が決
められている。これに対し流体圧、例えば空気圧
と油圧を併用する押圧装置７は、ツール６の交換
に先立つて前記受圧部材９に押圧部位８を当接さ
せるための第１の押圧機構１０と、主軸４の回転
が停止した後、ドローバー１に前記押圧部位８お
よび受圧部材９を介してツールアンクランプフオ
ースを伝達するための第２のシリンダ機構１１か
ら構成されている。本実施例に於ける押圧装置７
は、第２図乃至第４図に例示する如く、ツール６
の交換に先立つてドローバー１に主軸４の軸線方
向に沿う前進運動が発生しない程度に押圧部位８
を受圧面１７に早送りで軽く当接させるための比
較的狭い押圧面積S₁を備えた第１のエアシリンダ
機構１０と、該第１のエアシリンダ機構よりも広
い押圧面積S₂を備えた流体圧変換増幅機能を有す
る第２のエアシリンダ機構１１とを同軸状に接続
すると共に第１のエアシリンダ機構１０の下流側
に、第１図に示す如く前記受圧部材９の受圧面１
７に対して第１のエアシリンダ機構１０ならびに
第２のエアシリンダ機構１１で発生した押圧力を
伝達するための油圧シリンダ装置２１を連設し、
更に該油圧シリンダ装置２１のピストンロツド２
２に、該ピストンロツドの前後進ストロークを前
記受圧部材９の軸線方向変位に変換するレバー機
構２３を接続することによつて構成されている。
第１のエアシリンダ機構１０と第２のエアシリン
ダ機構１１のシリンダ室は同軸上で、かつ、第１
のエアシリンダ機構１０を下位にして上下方向に
一体に構成されており、第１のエアシリンダ機構
１０の下部に、油圧シリンダ装置２１の小径シリ
ンダ部２１′を、上記第１のエアシリンダ機構１
０と同軸上に連設する。上記油圧シリンダ装置２
１のピストン２２の上部室、小径シリンダ部２
１′および第１のエアシリンダ機構１０のシリン
ダ内の下部をオイルタンクとし、このオイルタン
ク内に油液を貯めておく。また、第２のエアシリ
ンダ機構１１のピストンロツドを第１のエアシリ
ンダ機構１０内に貫通させ、かつ、該ピストンロ
ツドを油圧シリンダ装置２１の小径シリンダ部２
１′と対向させ、第２のエアシリンダ機構１１の
ピストンの駆動により、先端部を油圧シリンダ装
置２１の小径シリンダ部２１′内に嵌入するよう
に配置する。即ち、第２のエアシリンダ機構１１
のピストンロツドが油圧シリンダ装置２１の小径
シリンダ部２１′に嵌入すると、以後、油圧シリ
ンダ装置２１のシリンダ内に密封された油液を介
して油圧シリンダ装置２１のピストン２２を増圧
送り動作させる。レバー２３は、第１のエアシリ
ンダ機構１０ならびに油圧シリンダ装置２１の作
動を介して受圧部材９の受圧面１７にツール６の
交換に先立つて前記押圧部位８を軽く当接させド
ローバー１に主軸４の軸線方向に沿う前進ストロ
ークが発生しない準備装置を確保させ、且つツー
ル６の交換時に該ドローバー１に第２のエアシリ
ンダ機構１１ならびに油圧シリンダ装置２１の作
動を介してアンクランプ用の前進ストロークを伝
達し得るものであれば如何なる構造のものも採用
することができる。例えば好適な実施態様として
本実施例に於いては、ドローバー１にこじり変形
が発生するのを防止するため、前記受圧部材９を
挟んで平行に延びる２本のレバー２４，２５を配
置し、受圧部材９の直径上に２個の押圧部位８，
８を線対称状に位置せしめ、該２個の押圧部位に
よつて２個所で受圧部材９が押圧されるような平
衡押圧機構を採用している。

本考案装置は上記の如き構造を備えているから
主軸駆動モータ２が停止した後、ツール６の交換
に先立つてまず第２図に於いて矢印で示すように
エアを導入して第１のシリンダ機構１０を起動さ
せ油圧シリンダ装置２１ならびにレバー機構２３
を介して受圧部材９の受圧面１７に押圧部位８を
軽く当接させ、押圧装置７の前進ストローク中の
遊びを吸収する。次いで第３図に於いて矢印で示
すようにエアの導入経路を切替えて第２のシリン
ダ機構１１を起動し、その流体圧変換増幅機能を
利用して受圧部材９ならびに該受圧部材に締着さ
れたドローバー１に皿バネ５の引張り力に抗して
主軸４の軸線方向に移動する前進運動を生起させ
る。斯くしてコレツト１５とプルスタツド１６と
の係合が解除され、ツール６は主軸４の先端部に
設けられたテーパ穴１４内から自由に抜け出し得
るアンクランプ状態に切替えられる。

この後主軸４のテーパ穴１４内に使用予定ツー
ル６が図示しない自動工具交換装置から挿入され
ると、押圧装置７の空気流路は第４図に於いて矢
印で表示するように復帰側に切替えられ、第１の
シリンダ機構１０、第２のシリンダ機構１１、油
圧シリンダ装置２１ならびにレバー機構２３はク
イツクリターン方式でそれぞれの原位置に復帰す
る。

考案の効果 以上の説明から理解し得る如く、本考案によれ
ば、ツールの交換に先立つてドローバーの基端部
と押圧装置の押圧部位との間に残存している隙間
が解消され、ツール交換動作の開始に際しては押
圧装置の変位量をすべてをドローバーの前進スト
ロークとして利用し得るツールアンクランプ手段
が確立される。従つて、ツール交換に際し押圧装
置の遊び解消に起因する高速アンクランプ機能を
ドローバーに付与することが可能となり、ツール
交換時間が大幅に短縮される。また、主軸やドロ
ーバーにはフラツキのない安定したツールアンク
ランプ姿勢が付与されるから、全体構造の簡易化
と相俟つてマシニングセンタならびに自動工具交
換装置の作動精度の向上に対しても注目すべき効
果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の全体構造を例示するマシ
ニングセンタの主軸頭の縦断面図であり、第２図
乃至第４図は本考案装置要部の作動要領の説明図
である。 １……ドローバー、２……主軸駆動モータ、３
……モータの回転軸、４……主軸、５……皿バ
ネ、６……ツール、７……押圧装置、８……押圧
部位、９……受圧部材、１０……第１の押圧機
構、１１……第２の押圧機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ドローバーの軸線上に主軸駆動モータの回転軸
   を同心配置してなるマシニングセンタにおいて、
   主軸の内部に皿バネを介して前進・後退自在に支
   持されたドローバーの基端部に受圧部材を固着す
   ると共に、ツールアンクランプ用の空油圧を利用
   した押圧装置の押圧部位を前記受圧部材に対向さ
   せ、上記空油圧を利用した押圧装置を、上記受圧
   部材の受圧面と対向する押圧部位を有するレバー
   と、上記レバーを揺動させる駆動機構とで構成
   し、さらに、上記駆動機構を、上記レバーの一端
   にピストンを連結した油圧シリンダ機構と、上記
   油圧シリンダ機構のピストンを早送り動作させる
   第１のエアシリンダ機構と、上記油圧シリンダ機
   構のピストンを増圧送り動作させる第２のエアシ
   リンダ機構とで構成し、上記油圧シリンダ機構、
   第１のエアシリンダ機構、ならびに、第２のエア
   シリンダ機構を連設したことを特徴とするマシニ
   ングセンタのツールアンクランプ装置。