JPH029514A - 工具等の自動着脱方法とそれに用いる自動着脱チャック装置及び着脱駆動装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は工作機械とかパレットテーブル等の工具やワー
クパレットの交換の際に用いられる工具等の自動着脱方
法とそれに用いる工具等の自動着脱チャック装置及びそ
れを操作する着脱駆動装置に関するものである。

〈従来の技術〉 工作機械における工具交換方法とそのための装置を例に
とると、従来は通常、工具着脱のためのクランプの操作
は、工作機械の装置本体側に設けられた着脱装置によっ
てプルスタッド等のロックを解除して工具アンクランプ
の状態とし、自動工具交換￥Ｈｉｔ（Ａ　Ｔ　Ｃ）によ
り工具の交換を行った後。

再びクランプ側へ戻す方式がとられていた。

〈発明が解決しようとする。ｉｇ＞ 上記のような従来の方式であると、自動工具交換の仕様
に合わせたＮＯレトロフィット工事において主軸を取替
える必要がある。そこで、煩わしい主軸ヘッドの分解、
スケッチ、設計１部品加工。

組付けなどの作業が必要となり、更にはその為の対象機
の資料入手の必要が生じる場合もある。

また、従来のプルスタッド方式では、工具交換のたびに
主軸の軸受に大きなスラスト荷重が掛かる鴛点がある。

更に、工具等ホルダ本体の主軸側にプルスタンド等のロ
ックＯＮ　−ＯＦＦ機構を設けた従来の構造は。

そのための一定規枚以上の配置容積を主軸側に必要とす
るため、インデックス、ロータリーテーブル等を簿くレ
イアウトするには限界があった。

くａ題を解決するための手段〉 そこで、従来のこのような課題を解決すべく種々検討し
た結果、ここに本発明の工具等の自動着脱方法とそれに
用いる自動着脱チャック装置及び着脱駆動装εを開発し
たのである。

本発明の工具等の自動着脱方法は、工具等のホルダを駆
動軸側に保持した状態で、そのホルダの工具等受口側に
設けたクランプナラｌ−をそのクランプナラ１−の側面
で進退し、かつ１回転可能なクランプ回転手段により回
転させ、クランプナツトが工具等着脱可能な位置まで回
転した時、自動工具交換装置を連係させて工具等を着脱
することを特徴とするものである。

そして、自′ＩｊＪ着脱チャック装置は、主軸に対して
固定されたテーパ状工具等ホルダ本体（１）の工具等受
口（２）側へ軸方向に略直角の平面内で回動０■能なク
ランプナツト（３）であって、　そのクランプナツト（
３）はツールシャンク（４）の外周へ部分的に設けられ
た保持突起（５）が通過可能な大径開口部（６ａ）と、
　ツールシャンク（４）の外径よりも大きく保持突起の
突出長よりも小径の小ａ開口部（６ｂ）を有すると共に
外周に歯車部（７）を有したことを特徴とするものであ
る。

ここで、　クランプナツト（３）の対面形状は、大径開
口部（６ａ）が他の小径開口部（６ｂ）よりも小さく。

かつ、大径開口部（６ａ）が対称位置へ２ないし数箇所
設けられたものとか、逆に大径開口部（６ａ）が他の小
径開口部（６ｂ）よりも大きく、かつ、小径開口部（６
ｂ）が対称位置へ２ないし数箇所設けられたもの等を例
示することができる。

着脱駆動装置は、　クランプナツト（３）の歯車部（７
）に噛合うクランプ駆動歯車（８）と、そのクランプ駆
動歯車（８）を回転させる原動部（９）と、前記クラン
プ駆動歯車（８）をクランプナツト（３）の歯車部（７
）方向へ進退させる進退手段（１０）とからなるもので
ある。　ここにいうクランプ駆動歯車（８）の具体例は
かさ歯東を示すことができる。また、進退手段（１０）
の具体例としては、油圧シリンダやモータによる前進後
退機構を示すことができる。

〈作用〉 このような方法及び装置では、ホルダの工具等受口側に
おいてクランプナツトを側面のクランプ回転手段により
回転させることができ、クランプナツト（３）の対面形
状を大径開口部（６ａ）又は小径開口部（６ｂ）が対称
位置へ２箇所設けられた実施例の場合には、　クランプ
ナツト（３）を９０１回すことにより工具クランプ状態
からアンクランプ状態へと変えることができ、この工具
等着脱可能位置まで回転した時、工具等を着脱すること
ができる。

このとき、着脱駆動装置はクランプ駆動歯車（８）をク
ランプナツト（３）の側面でその歯車部（７）へ噛合わ
せ、指令によりクランプナラ１−（３）を所定の角度ま
で回動させる。そして、この操作がなされるとき以外は
進退手段（１０）によって離れた位置へ退かせておくこ
とができる。

〈実施例〉 以下図面によって本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の自動着脱チャック装置と１脱駆動装置
とを備えた主軸ヘッド部分の一部破断側面図であり、第
２図は同底面図である。第３図は第１図中へ−＾断面図
である。第４図は自動着脱チャック装置の他の実施例を
示す第２図相当底面図である。第５図はパレットチェン
ジャに実施した場合の平面図であり、第６図は同正面図
である５本発明の自動着脱チャック装置は、各種工作機
械の主軸（２０）やパーツ１−テーブルに対して固定さ
れたテーパ状のホルダ本体（１）の工具等受口（２）側
へ設けるものである。この装置は軸方向に略直角の平面
内で回動可能なクランプナツト（３）が特徴的であり、
第１図〜第３図の例ではそのクランプナンド（３）は、
ツールシャンク（４）の外周へ部分的に設けられた軸芯
に対象位置の２箇所の保持突起（５）が通過可能な大径
開口部（６，１）　（６ａ）と、　その他の＾（記保持
突起（５）が抜けるのを規制し、　ツールシャンク（４
）の外径よりも大きく保持突起の突出長よりも小径の小
径開口部（６ｂ）を有する（この例では製作の都合上市
販のクイックチェンジヂャッグ（対応テーバ・シャンク
ＮＴ４０・４５・５０）を使用したが１本発明はこれに
限定されるものではない）。

そして、最も特徴的である点はこのクランプナラ１〜（
３）の外周に歯車部（７）を設けたことにある。

この歯車部（７）を利用してクランプナツト（３）は軸
方向に略直角の平面内で自由に回動させることができる
。クランプナラ１−（３）の大径開口部（６ａ）　（６
ａ）とツールシャンク（４）の保持突起（５）が第２図
実線の位置にある場合は、　ツールシャンク（４）の交
換はできない。クランプナツト（３）が９０°回転して
大径開口部（６ａ）　（６ａ）とツールシャンク（４）
の保持突起（５）が同じ位置にある場合は、ツールシャ
ンク（４）の交換が可能となる。

クランプナラｈ（３）の対面形状の他の例を第４図に示
す、この例では逆に大径開口部（６ａ）が他の小径間口
部（６ｂ）よりも大きく、かつ、小径開口部（６ｂ）が
対称位置へ２箇所設けられたものを示している。

このようなクランプナラ１〜（３）を手動でなく自動的
に９０°回転させるのは着脱駆動装置である。

これは、前記クランプナツト（３）の歯車部（７）に噛
合うクランプ駆動歯車（８）と、そのクランプ駆動歯車
（８）を回転させる原動部（９）と、前記クランプ駆動
歯車（８）を　クランプナツト（３）の歯車部（７）方
向へ進退させる進退手段（ｌＯ）とからなるものである
、　ここにいうクランプ駆動歯車（８）ばかさ歯車であ
る。［動部（９）はモータ（１２）による回転機構を備
えたものである。すなわち、クランプ駆動歯車（８）と
同軸の歯車（１３）が軸方向に長い中間歯車（１４）を
介してＭｌｊＪ部（９）のモータ軸に装着された駆動歯
車（１６）と連結して回転可能となっている。

また、進退手段（１０）は、油圧シリンダやモータによ
る前進後退機構でよいが、第２図にみられる本実施例で
は、シリンダ（１１）にクランプ駆動歯車（８）を取付
けた構造である。

これまで述べてきた実施例は主としてフライス盤等の工
作機械に実施されるが、その他に、第５図及び第６図に
みられるように、パレットチェンジャに実施することも
できる。この例では、テーブル（１５）上に　４個のホ
ルダ本体（１）が取付けられており、また、テーブル（
１５）の周囲には本発明の着脱駆動￥２置（２１）と、
縦型マシニングセンタ（２２）、横型マシニングセンタ
（２３）がそれぞれ設けられ、更に、　ワーク交換のた
めのＡ１’Ｃアーム（２４）もみられる。

この例ではクランプナツト（３）の対面形状が第４図に
示したものと同じである。このクランプナツト（３）の
側面外周にはこれまでの実施例と同様に歯車部（７）を
設けている。　この実施例でもホルダ本体（１）の下方
には従来のようなクランプ装置とその０Ｎ−０１・千機
構が無いため、取付面からパレット上面までの寸法が小
さく（高さが低い）、そこで安定性も良いし、ｔＪいレ
イアウトが可能となっている。

本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、多く
の工作機械等に実施することができる。

例えば、縦・横巾ぐり盤、ミーリング・フライス盤、フ
ェーシング・ヘッド、歯切盤、ラジアル・ボール盤、直
立ボール盤、ターニング、小型パレットチェンジャ等で
ある。

〈発明の効果〉 本発明は以上詳述したように、工具等のホルダ本体の工
具等量口側へクランプ機構を設け、そして、その機構も
簡略化されたものであるから、これを既存の装置に実施
するにしても、従来のような主軸を取替える等の煩雑な
作業を必要とせずに実施することができる。

また、従来のプルスタッド方式の場合、工具交換のたび
に主軸の軸受へ大きなスラスト荷重が掛かっていたが、
本発明ではそれが無い、そこで、装置の耐久性を向上さ
せる。

更に、主軸の端部にクランプ装置が無いため、装置を薄
くレイアウトすることができるし１着脱駆動＊ｉユニッ
トをクランプ装置の側部すなわち、手前に取付ける構造
であるから、組立て経験の小松い末端ユーザー側での組
付けも容易である。

【図面の簡単な説明】

第１＠は本発明の白ａ着脱チャック装置と着脱駆ａ装置
とを備えた主軸ヘッド部分の一部破断側面図であり、第
２図は同底面図である。第３図は第１図中Ａ−Ａ断面図
である。第４図は自動着脱チャック装置の他の実施例を
示す第２図相当底面図である。第５図はパレットチェン
ジャに実施した場合の平面図であり、第６図は同正面図
である。 （１）ホルダ本体　　　　（２）工具等受口（３）クラ
ンプ装置ｈ　　　（４）ツールシャンク（６ｂ） 保持突起　　　　　（６８）大径開口部小径開口部　　
　（７）歯車部 クランプ駆動歯車　（９）原動部 進退手段　　　　（１１）シリンダ モータ クランプ駆動歯車と同軸の歯車 中間歯車　　　　（１５）テーブル 駆動歯車　　　　（２１）着脱駆動装置縦型マシニング
センタ 横型マシニングセンタ 以 出願人　エイ・ティ・シーｒ株式会社 代理人　弁理士　森　廣　三　部 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　工具等のホルダの工具等受口側に設けたクランプナ
   ットを該クランプナットの側面で進退しかつ回転可能な
   クランプ回転手段により回転させ、クランプナットが工
   具等着脱可能位置まで回転した時、自動工具交換装置と
   連係させて工具等を着脱することを特徴とする工具等の
   自動着脱方法。 ２　主軸に対して固定されたテーパ状工具等ホルダ本体
   （１）の工具等受口（２）側へ軸方向に略直角の平面内
   で回動可能なクランプナット（３）であって、該クラン
   プナット（３）はツールシャンク（４）の外周へ部分的
   に設けられた保持突起（５）が通過可能な大径開口部（
   ６ａ）とツールシャンク（４）の外径よりも大きく保持
   突起の突出長よりも小径の小径開口部（６ｂ）を有する
   と共に外周に歯車部（７）を有したことを特徴とする工
   具等の自動着脱チャック装置。 ３　請求項２に記載のクランプナット（３）の歯車部（
   ７）に噛合うクランプ駆動歯車（８）と、該クランプ駆
   動歯車（８）を回転させる原動部（９）と、前記クラン
   プ駆動歯車（８）をクランプナット（３）の歯車部（７
   ）方向へ進退させる進退手段（１０）とからなる着脱駆
   動装置。