JPH02298450A - ツール保持機構及びツール交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、工作機械による加工作業中のツール交換時間
を短縮することが出来るツール保持機構及びツール交換
方法に関する。

（ｂ）、従来の技術 従来、マシニンクセンタ等の工作機械の主軸に装着され
ているツールホルダをツール交換装置により取り外す際
には、ツールホルダの不用意な脱落を防止するために、
ツール交換装置のアームが主軸に把持されているツール
ホルダをクランプした後、主軸はツールホルダをアンク
ランプする。

逆に、主軸にツールホルダを装着する際には、主軸かア
ームに把持されているツールホルダをクランプした後、
アームはツールホルダをアンクランプする。

（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点しかし、この方
法では、例えば主軸に装着されているツールホルダを取
り外す際に、アームが主軸に把持されているツールホル
ダをクランプしてから、主軸か該ツールホルダをアンク
ランプするまでに、多少の動作時間を要することになる
。

この動作時間は、工具交換の回数と共に単純に増加して
いくことから、加工効率に大きく影響する。

このことは、主軸にツールホルダを装着する場合につい
ても同様である。

本発明は、上記事情に鑑み、主軸に補助的なツール保持
手段を設けることによりツール交換時間を短縮すること
が出来るツール保持機構及びツール交換方法を提供する
ことを目的とする。

（ｄ）１問題点を解決するための手段 即ち、本発明の内、ツール保持機構の発明は、内筒（１
２）を有し、前記内筒（１２）にツール本保持手段（６
）を、ツールホルダ（５）を該ツールホルダ（５）の係
合保持部（５ｂ）を介して着脱自在に保持し得る形で設
（づた主軸（２）において、前記主軸（２）にツール仮
保持手段（７）を設けて構成される。

また、本発明の内、ツール交換方法の発明は、ツール本
保持手段（６）及びツール仮保持手段（７）を有する主
軸（２）に装着されたツールホルダ（５のをツール交換
手段（２０）により交換する際に、前記ツール仮保持手
段（７）によりツールホルダ（５Ａ）を仮保持した状態
で前記ツール本保持手段（６）によるツールホルダ（５
Ａ）の保持動作を解除し、前記主軸（２）に装着された
ツールホルダ（５Ａ）を前記ツール交換手段（２０）に
より引き抜き、次いで、該ツール交換手段（２０）に保
持された前記主軸（２）に装着すへきツールホルダ（５
Ｂ）を前記上＠　（２）に挿入して、前記ツール仮保持
手段（７）により仮保持させると共に、前記ツール交換
手段（２０）による前記ツールホルダ（５Ｂ）の保持動
作を解除し、次いで、該ツールホルダ（５Ｂ）を前記ツ
ール本保持手段（６）により保持させるようにして構成
される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記
載に限定拘束されるものではない。以下のｒ　（ｅ）　
、作用」の欄についても同様である。

（ｅ）１作用 上記した構成により、本発明は、主軸（２）に設けられ
たツール仮保持手段（７）が、主軸（２）に対するツー
ルホルダ（５）の挿抜動作と同時にツール保持機能を発
揮又は解除するように作用する。

（ｆ）、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明によるツール保持機構の一実施例が設け
られたマシニングセンタの主軸及び該主軸に装着された
ツールホルダの正面図、第２図は第１図に示す主軸及び
ツールホルダの■矢視図、 第３図は本発明によるツール保持機構の一実施例が設け
られたマシニングセンタの自動ツール交換装置付近を示
す図、 第４図は第３図に示すマシニングセンタのツールマガジ
ン部分を除いた■矢視図、 第５図は第３図に示すマシニングセンタの自動ツール交
換装置部分の斜視図、 第６図は本発明によるツール交換方法の一実施例が適用
されたツールホルダの交換手順を丞す図、 第７図は本発明によるツール保持機構の別の実施例が設
けられたマシニングセンタの主軸及び該主軸に装着され
たツールホルダの正面図、第８図は第７図に示す主軸の
内筒部分の■−■線による断面図、 第９図は本発明によるツール保持機構の更に別の実施例
が設けられたマシニンクセンタの主軸及び該主軸に装着
されたツールホルダの正面図である。

工作機械であるマシニンクセンタ１は、第３図に示すよ
うに、シールマガジン１３を有しており、シールマガジ
ン１３には種々のツールホルダ５が、該ツールホルダ５
のアーム係合部５ｄを介して把持された状態で格納され
ている。ツールマカジン１３の図中右方には、ツール移
送装置１５が設けられており、シール移送装置１５は本
体１６を有している。本体１６にはハンド１７が、該本
体１６の回りを所定のマガジン側待機位置Ｗ１と主軸側
待機位置Ｗ２との間で矢印Ｒ，Ｓ方向に所定の角度θだ
け旋回自在に設けられており、ハンド１７の先端にはグ
リッパ１９が、シールホルダ５を該ツールホルダ５のテ
ーパ部５ａを介して把持開放自在に設けられている。

また、ツール移送装置１５の第３図下方には、自動ツー
ル交換装置２０が設けられており、自動ツール交換装置
２０は、第５図に示すように、本体２１を有している。

本体２１にはアーム２２が、該本体２１内に設けられた
旋回用シリンダ２３の駆動により、軸心ＣＴＩの回りを
矢印Ｍ及びＮ方向に］８０°旋回自在に、かつ該本体２
１内に設けられた前進用シリンダ２６の盾区動により、
所定の前進位置Ｐ１と後退位置Ｐ２の間の距離Ｌ４たけ
軸心ＣＴ１方向である矢印Ａ、Ｂ方向に移動自在に設け
られており、ツール交換動作を行なわない待機状態では
、第４図及び第５図に示すように、該アーム２２は後退
位置Ｐ２で矢印Ｍ、Ｎ方向における基準待機位置Ｘ１に
位置決めされている。

なお、本体２１内には、第５図に示すように、前記旋回
用シリンダ２３及び前進用シリンダ２６以外に割り出し
用シリンダ２７が設けられており、該割り出し用シリン
ダ２７を駆動することにより、アーム２２を、軸心ＣＴ
Ｉの回りに第４図に示す基準待機位置Ｘ１から矢印Ｎ方
向に所定の角度αだけ旋回したツール係合部ｉＸ２と該
基準待機位置Ｘ１との間で矢印Ｍ及びＮ方向に自在に旋
回させることが出来る。

また、アーム２２の両端には、第４図及び第５図に示す
ように、それぞれツール把持部２２ａ、２２ｂが設けら
れており、ツール把持部２２ａ、２２ｂはそれぞれ、ツ
ールホルダ５のアーム係合部５ｄの形状に合致するＵ字
形に形成された切欠き部２２ｃ、２２ｄを有している。

なお、切欠き部２２ｃ、２２ｄの切欠き方向Ｇ１、Ｇ２
は、矢印Ｎ方向と一致している。即ち、例えばアーム２
２が、第４図に示すように、基準待機位置ｘ１に位置決
めされているときには、図中左側の切欠き部２２ｃの切
欠き方向Ｇ１は図中上向きである矢印Ｅ方向と一致し、
−・方図中古側の切欠き部２２ｄの切欠き方向Ｇ２は図
中下向きである矢印Ｆ方向と一致する。更に、アーム２
２の回転軸ＣＴ　１から２箇所の切欠き部２２ｃ、２２
ｄまでの距離は互いに等しく、該距離り上は、主軸側待
機位置Ｗ２に位置決めされた状態のハンド１７のグリッ
パ１つに把持され得るツールホルダ５の軸心ＣＴ３とア
ーム２２の回転軸ＣＴＩとの距離Ｌ２に一致している。

従って、待機状態の、即ち後退位置Ｐ２て基準待機位置
ｘ土に位置決めされたアー１１２２を回転軸ＣＴＩの回
りに矢印Ｎ方向に角度αだけ旋回させて、ツール係合位
置Ｘ２に位置決めすると、該アーム２２の切欠き部２２
ｃは、主軸側待機位置Ｗ２に位置決めされた状態のハン
ドエフのグリッパ１９に把持されたツールホルダ５のア
ーム係合部５ｄに係合する。

また、自動ツール交換装置２０の第４図下方には、第３
図及び第４図に示すように、ヘッド４を有しており、ヘ
ッド４には鉛直方向である矢印Ａ、Ｂ方向に軸心ＣＴ２
を有する主軸２が矢印Ｈ１Ｊ方向に回転自在しこ支持さ
れている。主軸軸心ＣＴ２と前記アーム２２の回転軸Ｃ
ＴＩとの距離Ｌ３は、前記アーム２２の回転軸ＣＴＩか
ら切欠き部２２ｃ、２２ｄまでの距離Ｌ１に等しくなる
ように設定されている。更に、アーム２２の回転軸ｃｒ
ｉ、主軸２の軸心ＣＴ２及び主軸側待機位置Ｗ２に位置
決めされたハント１７のグリッパ１９に把持されたシー
ルホルダ５の軸心ＣＴ３は同一直線上にあり、待機状態
の、即ち後退位置Ｐ２で基準待機位置Ｘ１に位置決めさ
れたアーム２２を回転軸ＣＴＩの回りに矢印Ｎ方向に角
度αたけ旋回させて、ツール係合位置ｘ２に位置決めす
ると、該アーム２２の第４図右側の切欠き部２２ｄは、
主軸２に装着されたツールホルダ５のアーム係合部５ｄ
に係合するように設定されている。

ところで、主軸２の第３図下面には、第１図に示すよう
に、ツール係合穴２ａが形成されており、ツール係合穴
２ａには、先端に工具３が装着されたツールホルダ５が
、該ツールホルダ５のテーパ部５ａを介して上下方向で
ある矢印Ａ、Ｂ方向に着脱自在に設けられている。ツー
ルホルダ５の図中上端には、プルスタット５ｃが矢印入
方向に突出した形で設けられており、プルスタット５Ｃ
の先端には円板上の係合部５ｂが形成されている。また
、シールホルダ５のテーパ部５ａの図中下側には、第１
図及び第２図に示すように、側面全周に互って円環状に
形成された■形断面のアーム係合溝５ｆを有する円柱状
のアーム係合部５ｄが設けられており、アーム係合部５
ｄの第２図上部及び下部には、それぞれキー溝５ｅ、５
ｅが互いに対向する形て穿設形成されている。また、主
軸２には内筒１２がツール係合穴２ａに対して直列に同
心状に形成されており、内筒１２にはツール本保持手段
としてのコレラ１へ６．６が、前記ツールホルダ５をプ
ルスタッド５Ｇの係合部５ｂを介してツール係合穴２ａ
に保持し得る形で設けられている。コレット６．６は、
第１図上方に設けられたドローパー（図示せず）を即動
してコレット先端６ａ、６ａを軸心ＣＴ２に対して放射
方向である矢印Ｃ方向に開くことにより、プルスタット
５ｃとの係合状態を解除することが出来る。また、主軸
２の第１図下部には、第１図及び第２図に示すように、
本発明によるツール保持機構を構成するツール保持装置
７．７が設けられており、シール保持装置７．７は、前
記ツールホルダ５のキー溝５ｅ、５ｅにそれぞれ嵌入係
合して、ツールホルダ５の軸心ＣＴ３の回りの矢印に、
Ｌ方向の回転位置の位置決めに寄与すると共に、該ツー
ルホルダ５の自重による抜は落ちを防止している。

即ち、第１図及び第２図に示すように、各ツール保持袋
Ｍ７はキー９、係止部材１０．１０及びスプリング１工
から構成されており、キー９は主軸２の端面外周部側に
装着された直方体状の本体９ａを有している。本体９ａ
には矢印Ｃ，Ｄ方向に貫通する穴９ｂが穿設されており
、穴９ｂにはスプリング１１が矢印Ｃ，Ｄ方向に伸縮自
在に縮設されている。スプリング１１の両端部には弾丸
状に形成された係止部材１０．１０が、該スプリング１
１の矢印Ｃ方向の伸長力により半球状の係合部１０ａ、
１０ａを本体９ａの外部に向けて矢印Ｃ方向に突出した
形で設けられており、係止部材１０．１０は共にツール
ホルダ５のアーム係合部５ｄのアーム係合溝５ｆに係合
部１０ａ、工Ｏａを介して当接係合している。

マシニングセンタ１等は、以上のような構成を有するの
で、主軸２に装着されたツールホルダ５Ａをツールマガ
ジン１３に格納されたツールホルダ５１］と交換する際
には、第３図想像線で示すように、まずツールマガジン
１３に格納された、これから主軸２に装着すべきツール
ホルダ５Ｂをツール移送装置１５のクリッパ１９て把持
する。

次に、ツール移送装置１５のハント１７を、クリッパ１
９に把持されたツールホルダ５□と共に本体１６の回り
にマカシン側待機位置Ｗ１から矢印Ｓ方向に角度θだけ
旋回させる。すると、該ツールホルダ５Ｂは、第３図実
線で示すように、軸心ＣＴ３を矢印Ａ、Ｂ方向に向けた
形で、即ちアーム２２の回転軸ＣＴＩ及び主軸２の軸心
ＣＴ２に平行に向けた形で主軸側待機位置Ｗ２に位置決
めされる。

こうして、ツールホルダ５．ｌが軸心ＣＴ３を矢印Ａ、
Ｂ方向に向けた形で主軸側待機位置Ｗ２に位置決めされ
たところで、第５図に示す割り出し用シリンタ２７を駆
動して、第６図（ａ）に示すように、待機状態の、即ち
後退位置Ｐ２で基準待機位置Ｘ土に位置決めされている
アーム２２を軸心ＣＴＩの回りに矢印Ｎ方向に角度αだ
け旋回させると共１こ、コレット６．６の先端６ａ、６
ａを矢印Ｃ方向に開放駆動してコレット６．６とプルス
タノ１−５ｃとの係合関係を解除する。すると、アーム
２２は、第６図（ｂ）に示すように、ツール係合位置Ｘ
２に位置決めされて、一方の切欠き部２２ｃを介して主
軸側待機位置ｗ２のツールホルダ５Ｂを、他方の切欠き
部２２ｄを介して主軸２に装着されていたツールホルダ
５Ａを同時に把持する。この際、主軸２に装着されてい
たツールホルダ５Ａは、既に述へたように、コレット６
．６とプルスタッド５ｃとの間の係合が解除されている
ので、主軸２に対する保持力を失っているが、ツール保
持袋Ｍ７の係止部材１ｏ、１ｏの係合部１０ａ、１０ａ
がスプリング１１の弾性力により矢印Ｃ方向に押圧され
、その係合部１０ａ、１゜ａとアーム係合溝５ｆが当接
係合しているので、ツールホルダ５Ａは、コレット６．
６のアンクランプ動作がアーム２２の矢印Ｎ方向への旋
回動作より先に行なわれても、主軸２のツール係合穴２
ａから自重により抜は落ちることは未然に防止される。

こうして、アーム２２かツールホルダ５Ａ及び５Ｂを把
持した状態のまま、第５図に示す前進用シリンダ２６を
駆動して、第６図（ｃ）に示すように、該アーム２２を
後退位置Ｐ２から矢印Ｂ方向に距離Ｌ４だけ移動させる
。すると、アーム２２に把持されたツールホルダ５Ａ及
び５Ｂが、それぞれ主軸２及びグリッパ１９から矢印Ｂ
方向に引き抜かれ、前進位置Ｐ１でアーム２２に支持さ
れる形で保持される。この際、主軸２にツール保持装置
７により保持されていたツールホルダ５Δが矢印Ｂ方向
に引き抜かれると、第１図に示すように、キー９がキー
溝５ｅ中を第１図上方に引き抜かれる形で移動し、その
結果、ツールホルダ５Ａのアーム係合部５ｄが係止部材
１０．１０の係合部１０ａ、１０ａを矢印Ｂ方向に押圧
するが、該係合部１０ａ、１０ａは球面状に形成されて
いるので、該押圧力は係合部１０８．１０ａを介してス
プリング１１を矢印り方向に収縮させるように作用する
。従って、係止部材１０．１０は、ツールホルダ５Ａの
アーム係合部５ｄにより押圧されている間は、スプリン
グ１１の弾性力に抗する形で矢印り方向に後退した形と
なり、ツールホルダ５Ａの矢印Ｂ方向への引き抜き動作
は、支障なく行なわれる。

こうして、アーム２２に把持されたツールホルダ５Ａ及
び５１１が、それぞれ主軸２及びグリッパ１９から矢印
Ｂ方向に引き抜かれ、前進位置Ｐ１でアーム２２に支持
される形で保持されたところで、第５図に示す旋回用シ
リンダ２３を駆動して、アーム２２を前進位置Ｐ１でツ
ールホルダ５Ａ及び５Ｂと共に軸心ＣＴ　ｉの回りに矢
印Ｍ又はＮ方向に１８０’旋回させて、ツールホルダ５
Ａ及び５Ｂかそれまで占めていた空間位置を交換する。

すると、第６図（ｄ）に示すように、ツールホルダ５Ａ
及び５□はそれぞれ、グリッパ１９及び主軸２に対向す
る位置に位置決めされる。

こうして、ツールホルダ５Ａ及び５１］がそれぞれ、ク
リッパ１９及び主軸２に対向する位置に位置決めされた
ところで、第５図に示す前進用シリンダ２６を駆動して
、アーム２２をツールホルダ５Ａ及び５１１と共に前進
位置Ｐ１がら矢印Ａ方向に距離Ｌ４たけ移動させる。す
ると、第６図（ｅ）に示すように、アーム２２は後退位
置Ｐ２に位置決めされ、該アーム２２に把持されたツー
ルホルダ５Ａ及び５Ｂは、それぞれグリッパ１９及び主
軸２のツール係合穴２ａに対して矢印六方向に挿入され
る。この際、ツールホルダ５．ｌが矢印Ａ方向に挿入さ
れると、第１図に示すように、ツールホルダ５Ｂのキー
溝５ｅ中にキー９が、第１図上方がら係止部材１０．１
０をスプリング１１の弾性力に抗する形で矢印り方向に
後退させつつ嵌入係合し、更に係止部材１０．１０とア
ーム係合溝５ｆが対向したところで、係止部材１０．１
ｏがスプリング１１の弾性力により矢印Ｃ方向に突出し
、係止部材１０．１０とアーム係合溝５ｆとが所定の接
触圧力で当接係合する。

こうして、ツールホルダ５Ａ及び５Ｂがそれぞれグリッ
パ１９及び主軸２に挿入されたところで、第５図に示す
割り出−し用シリンダ２７を駆動して、それまで後退位
置Ｐ２でツール係合位置Ｘ２に位置決めされていたアー
ム２２を軸心ＣＴＩの回りに矢印Ｍ方向に角度αだけ旋
回させる。すると、アーム２２は、第６図（ｆ）に示す
ように、一方の切欠き部２２ｃを介して主軸２に装着さ
れたツールホルダ５おを、他方の切欠き部２２ｄを介し
て主軸側待機位ｌｆｆ１Ｗ２のツールホルダ５Ａを同時
に離した後、基準待機位置Ｘ１に位置決めされる。

また、この際、コレット６．６を矢印り方向に閉塞駆動
して主軸２のツール係合穴２ａに挿入されたツールホル
ダ５□をクランプする。主軸２のツール係合穴２ａに挿
入されたツールホルダ５Ｂは、コレット６．６によりプ
ルスタッド５ｃを介してクランプされるまでの間は、主
軸２に対する保持力を失っているが、主軸２とツールホ
ルダ５つとの間には、既に述べたように、ツール保持装
置７がアーム係合溝５ｆを介して係合しているので、ソ
ールホルダ５Ｅは、アーム２２の矢印Ｍ方向への旋回動
作がコレット６．６のクランプ動作より先に行なわれて
も、主軸２のツール係合穴２日から自重により抜は落ち
ることは未然に防止される。

こうして、それまでアーム２２に切欠き部２２ｄを介し
て把持されていたツールホルダ５７か主軸側待機位置Ｗ
２のハント１７のグリッパ１９に装着されたところで、
ハンド１７をツールホルダ５Ａと共にツール移送装置１
５の本体１６の回りに主軸側待機位置Ｗ２から矢印Ｒ方
向に角度θだけ旋回させる。すると、第３図想像線で示
すように、該ツールホルダ５Ａはマガジン側待機位置Ｗ
１に位置決めされる。その後、該ツールホルダ５Ａをツ
ールマガジン１３に格納したところで、ツール交換動作
が終了する。

なお、上述の実施例においては、ツール保持装置７とし
て、スプリング」−１に付勢された係止部材１０．１０
を主軸２に設けられたキー９の本１９一 体９ａに、該係止部材１０．１０の係合部１０ａ、１０
ａが該本体９ａの外部に突出した形で設けられたものを
用いたが、本発明は、ツールホルダ５が、主軸２への装
着と同時に仮保持され、主軸２からの引き抜きと同時に
開放される機構を有する限り、どのようなツール保持装
置７を用いてもよい。また、前記ツール保持装置７は、
第１図に示すように、主軸２の下端部に設けられている
が、本発明は、前記機構を有する限り、主軸２のどの部
位に設けてもよいことは勿論である。

例えば、第７図及び第８図に示すような、主軸２の内筒
１２にコレット６．６を取り囲む形で設けられた円筒状
のスリーブ２９に、スプリングエ１に付勢された係止部
材１０を２組、互いに対向する形で縮設したものをツー
ル保持装置７として用いることも可能である。以下、こ
の円筒状のスリーブ２９に、スプリング１１に付勢され
た係止部材１０が２組、互いに対向する形で縮設された
ツール保持装Ｍ７について説明する。なお、第１図及び
第２図において説明した部分と同一の部分は、同一の符
号を付してその部分の説明を省略する。

即ち、ツールホルダ５は、第７図及び第８図に示すよう
に、八ツ下４に回転自在に支持された主軸２のツール係
合穴２ａに対して、上下方向である矢印Ａ、Ｂ方向に着
脱自在に設けられており、該シールホルダ５は、主軸２
の内筒上２に第８図矢印Ｃ，Ｄ方向に開閉自在に設けら
れたコレット６．６により、プルスタット５Ｃの係合部
５ｂを介して把持されている。また、主軸２の内筒１２
には、円筒状のスリーブ２９がコレラｌ−６，６を取り
囲む形で改番づられており、スリーブ２９には。

第８図に示すように、図中上下方向、即ちコレット６．
６の開閉方向と直交する方向に沿って、直径Ｄ１なる丸
穴２９ａ、２９ａが互いに対向する形で穿設形成されて
おり、更にスリーブ２９には、フランジ部２９ｂ、２９
ｂがそれぞれ丸穴２９ａ、２９ａの直径Ｄ１をスリーブ
２９内部において小さくする形で形成されている。各丸
穴２９ａにはツール保持装置７がツールホルダ５の自重
による抜は落ちを防止する形で設けられており、シール
保持装置７は係止部材１０及びスプリング１１から構成
されている。即ち、中空の弾丸状に形成された係止部材
１０がスリーブ２９の丸穴２９ａに矢印Ｔ、Ｕ方向に移
動自在に嵌入係合しており、係止部材１０はスリーブ２
９に設けられたスプリング１−１により矢印下方向に、
即ち主軸２の軸心ＣＴ２に向けて付勢されている。また
、係止部月１０の先端には半球状の係合部１０ａが、後
端にはフランジ部１０ｂかそれぞれ形成されており、フ
ランジ部１０ｂがスリーブ２９に形成されたフランジ部
２９ｂに当接係合することにより、スプリング１１の弾
性力による係止部材１ｏの矢印下方向への移動が抑止さ
れて、先端の係合部１０ａがプルスタット５ｃの係合部
５ｂに係合する係合位置Ｐ３に位置決めされている。

従って、第７図に示す主軸２に装着されたツールホルダ
５を交換する際には、第６図において説明したツール交
換手順と同様にツール交換動作を行なうが、ツールホル
ダ５を主軸２のツール係合穴２ａから引き抜く場合には
、第８図に示すコレット６．６の先端６ａ、６ａを矢印
Ｃ方向に開いてツールホルダ５をアンクランプすると共
に、自動ツール交換装置２０によりツールホルダ５を第
７図矢印Ｂ方向に引き抜く。すると、ツールホルダ５の
プルスタッド５Ｃの係合部５ｂか、第７図上方から係止
部材］○、１０をスプリングコ−１，１１の弾性力に抗
する形で矢印Ｕ方向に後退させつつ（即ち、第８図に示
す係止部材１０．１０間の距離Ｌ５を拡大しつつ）下方
に移動し、更に係合部５ｂが係止部材１０．１０を遺り
過ごしたところで、係止部材１０．１０がスプリング１
１．１１の弾性力により矢印下方向に突出し、ツールホ
ルダ５の引き抜き動作が終了する。この際、スリーブ２
９に設けられたツール保持袋Ｍ７．７が、第１図におい
て説明した、主軸２に設けられたツール保持装置７．７
と同様のツール仮保持機能を発渾するので、コレット６
のアンクランプ動作と自動ツール交換装置２０による引
き抜き動作との間に時間的間隔が存在しても、ツールホ
ルダ５が自重により主軸２のツール係合穴２ａがら抜は
落ちることは未然に防止される。このことは、ツールホ
ルダ５を主軸２のシール係合穴２ａに装着する場合につ
いても同様である。

また、例えば第９図に示すように、主軸２に磁石３０．
３０を埋設し、それをツール保持装置７として用いるこ
とも可能である。以下、この主軸２に埋設された磁石３
０からなるツール保持装置７について説明する。なお、
第１図及び第２図において説明した部分と同一の部分は
、同一の符号を付してその部分の説明を省略する。

即ち、ヘッド４には、第９図に示すように、主軸２が回
転自在に支持されており、主軸２のツール係合穴２ａを
形成するテーパ部２ｂには、ツール保持袋Ｎ７としての
磁石３０．３０が主軸軸心ＣＴ２に対して互いに対向す
る形でツール係合穴２ａに面して埋設されている。主軸
２のツール係合穴２ａにはツールホルダ５が、上下方向
である矢印Ａ、Ｂ方向に着脱自在に設けられており、該
ツールホルダ５は、主軸２の内筒１２に矢印Ｃ５Ｄ方向
に開閉自在に設けられたコレツ１〜６．６により、プル
スタット５Ｃの係合部５ｂを介して把持されている。ま
た、ツールホルダ５のテーパ部５ａには磁性体３１．３
１が、前記主軸２に埋設された磁石３０．３０に対向す
る部位に埋設されており、磁性体３１．３１と磁石３０
．３０との間に働く磁力により、ツールホルダ５がテー
パ部２ｂを介して主軸２に該ツールホルダ５の自重に抗
する形で装着されている（なお、ツールホルダ５のテー
パ部５ａ自体が磁性を有する材料から形成されている場
合には、磁性体３１．３１は不要なことは勿論である。

）。

従って、第９図に示す主軸２に装着されたツールホルダ
５を交換する際には、第６図において説明したツール交
換手順と同様にツール交換動作を行なうが、ツールホル
ダ５を主軸２のツール係合穴２ａから引き抜く場合には
、コレット６．６の先端６ａ、６ａを矢印Ｃ方向に開い
てツールホルダ５をアンクランプすると共に、自動ツー
ル交換装置２０によりツールホルダ５を第９図矢印Ｂ方
向に引き抜く。すると、ツールホルダ５は磁石３ｏ、３
０との間の磁力より大きいカで矢印Ｂ方向に引き抜かれ
るが、この際主軸２に設けられた磁石３０．３０が、第
１図において説明したツール保持装置７．７と同様のツ
ール仮保持機能を発揮するので、コレット６のアンクラ
ンプ動作と自動ツール交換装置２０による引き抜き動作
との間に時間的間隔が存在しても、ツールホルダ５が自
重により主軸２のツール係合穴２ａがら抜は落ちること
は未然に防止される。このことは、ツールホルダ５を主
軸２のツール係合穴２ａに装着する場合についても同様
である。

（ｇ）１発明の詳細 な説明したように、本発明の内、シール保持機構の発明
によれば、内筒１２を有し、前記内筒１２にコレット６
等のツール本保持手段を、ツールホルダ５を該ツールホ
ルダ５の係合部５ｂ等の係合保持部を介して着脱自在に
保持し得る形で設けた主軸２において、前記主軸２にツ
ール保持装置７等のツール仮保持手段を設けて構成した
ので、ツールホルダ５が主軸２に挿入された状態では常
に、ツール本保持手段が該ツールホルダ５を保持してい
るか否かに拘らず、主軸２に設けられたツール仮保持手
段か該ツールホルダ５を支持することが出来る。従って
、工具交換装置２０によるツールの交換をツール本保持
手段のクランプ・アンクランプ動作を待つことなく行う
ことか可能となり、工具交換時間を短縮することが可能
となる。

また、本発明の内、ツール交換方法の発明によれば、コ
レット６等のツール本保持手段及びツール保持装置７等
のツール仮保持手段を有する主軸２に装着されたツール
ホルダ５Ａを自動ツール交換装Ｍ２０等のツール交換手
段により交換する際に、前記ツール仮保持手段によりツ
ールホルダ５Ａを仮保持した状態で前記ツール本保持手
段によるツールホルダ５Ａの保持動作を解除し、前記主
軸２に装着されたツールホルダ５Ａを前記ツール交換手
段により引き抜き、次いで、該ツール交換手段に保持さ
れた前記主軸２に装着すべきツールホルダ５Ｂを前記主
軸２に挿入して、前記ツール仮保持手段により仮保持さ
せると共に、前記ツール交換手段による前記ツールホル
ダ５Ｂの保持動作を解除し、次いで、該ツールホルダ５
Ｂを前記ツール本保持手段により保持させるようにして
構成したので、ツール交換手段が、主軸２に装着された
ツールホルダ５Ａを把持した直後に、該ツールホルダＳ
Ａを主軸２から引き抜くことが出来、また、主軸２に装
着すべきツールホルダ５Ｂをツール交換手段により主軸
２に装着した直後に、該ツールホルダ５Ｂがツール本保
持手段により保持されたか否かに拘らず、ツール交換手
段のツールホルダ５□の保持状態を解除することか出来
る。

従って、ツール本保持手段による保持・開放動作を待つ
ことなくツール交換手段によるツールホルダ５Δ、５Ｂ
の交換作業を行なうことが可能となり、ツール交換時間
を短縮することが出来る。特に、多くのツールホルダ５
を交換しつつ加工を行なう場合には、ツール交換毎に該
交換時間が短縮されるので、加工全体として大幅に加工
所要時間を短縮することか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるツール保持機構の一実施例か設け
られたマシニングセンタの主軸及び該主軸に装着された
ツールホルダの正面図、第２図は第１−図に示す主軸及
びツールホルダの■矢視図。 第３図は本発明によるツール保持機構の一実施例が設け
られたマシニングセンタの自動ツール交換装置付近を示
す図、 第４図は第３図に示すマシニングセンタのツールマガジ
ン部分を除いた■矢視図、 第５図は第３図に示すマシニングセンタの自動ツール交
換装置部分の斜児図、 第６図は本発明によるツール交換方法の一実施例が適用
されたツールホルダの交換手順を示す図、 第７図は本発明によるツール保持機構の別の実施例か設
けら、ｈたマシニングセンタの主軸及び該主軸しこ装着
されたツールホルダの正面図、第８図は第７図に示す主
軸の内筒部分の■−■線による断面図、 第９図は本発明によるツール保持機構の更に別の実施例
か設けられたマシニングセンタの主軸及び該主軸に装着
されたツールホルダの正面図である。 ２・・・主軸 ５　　ツールホルダ ５ｂ・　・係合保持部（係合部） ６・　−・シール本保持手段（コレラ１〜）７・　・ツ
ール仮保持手段（ツール保持装置）１２・　内筒 ２０　　・ツール交換手段 （自動ツール交換装置）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、内筒を有し、 前記内筒にツール本保持手段を、ツールホルダを該ツー
   ルホルダの係合保持部を介して着脱自在に保持し得る形
   で設けた主軸において、前記主軸にツール仮保持手段を
   設けて構成したツール保持機構。
2. （２）、ツール本保持手段及びツール仮保持手段を有す
   る主軸に装着されたツールホルダをツール交換手段によ
   り交換する際に、 前記ツール仮保持手段によりツールホルダを仮保持した
   状態で前記ツール本保持手段によるツールホルダの保持
   動作を解除し、前記主軸に装着されたツールホルダを前
   記ツール交換手段により引き抜き、 次いで、該ツール交換手段に保持された前記主軸に装着
   すべきツールホルダを前記主軸に挿入して、前記ツール
   仮保持手段により仮保持させると共に、 前記ツール交換手段による前記ツールホルダの保持動作
   を解除し、 次いで、該ツールホルダを前記ツール本保持手段により
   保持させるようにして構成したツール交換方法。