JPH0360619B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、工具交換装置を備えた工作機械であ
つて、工作機械に設けられた工具ホルダ受容部、
特にスピンドルと、該工具ホルダ受容部に取付け
可能でかつ工具を保持する工具ホルダと、工具交
換時に該工具ホルダを掴む交換アームと、工具ホ
ルダと工具ホルダ受容部とを結合させるために緊
締装置を作動させる自動式の作動装置とが設けら
れており、工具ホルダ及び工具ホルダ受容部のど
ちらか一方に円筒形の受容孔が設けられていて、
該受容孔がその端面側に同受容孔を取り囲んでい
て孔軸線に対して直角に延びているリング状の端
面を有し、他方に、受容孔にぴつたりと適合する
円筒形のシヤフトが設けられていて、該シヤフト
が同シヤフトを取り囲んでいてシヤフト軸線に対
して直角に延びているリング面を有している形式
のものに関する。

従来技術 ドイツ連邦共和国特許出願公告第1652699号明
細書に基づいて公知の上記形式の工作機械には円
筒形のシヤフトを備えた工具ホルダが設けられて
いる。工作機械のスピンドルはそのスピンドルヘ
ツドに、シヤフトが適合する円筒形の受容孔を有
し、さらにシヤフトを掴むコレツト装置を有して
いる。このコレツト装置は、スピンドルの円錐形
の孔に配置された複数の爪を有している。コレツ
ト装置は複数の皿ばねによつて円錐状の受容孔に
引き込まれ、これによつて爪は工具ホルダのシヤ
フトに押し付けられる。工具ホルダのシヤフトへ
の爪の圧着によつてスピンドルから工具ホルダに
トルクが伝達されるようになつている。しかしな
がら爪とシヤフトとの間の摩擦は、今日一般的で
ある高い駆動出力の工作機械においてトルクを確
実に伝達するのに十分とは言えない。これに加え
てこの公知の工作機械では工具ホルダのシヤフト
だけが受容孔において保持されているので、工具
の切刃に作用する全横力は、小さな曲げ強さしか
有していない比較的細いシヤフトからスピンドル
に伝達されねばならない。シヤフトの曲げ強さが
小さいために、工具の自由な部分の長さもあまり
大きくすることはできない。またコレツト装置に
よる緊締のためにシヤフトの直径は常にスピンド
ルの外径に比べて著しく小さい。

工具ホルダがスピンドルの円錐状の受容孔に係
合する円錐シヤフトを有している、中ぐり盤及び
フライス盤において汎用の、工作機械スピンドル
と工具ホルダとの間の結合部にも同様の欠点があ
る。この場合例えば最大直径が約70mmの
DIN2080に基づくISO−Kegel50は外径128mmのス
ピンドルにおいて受容される。この場合において
も工具の切刃に作用する全横力は工作機械スピン
ドルに比べて比較的細い円錐シヤフトからスピン
ドルに伝達されねばならない。この場合円錐シヤ
フトが受容孔においてぐらつかないようにするた
めに、スピンドルに配置された引込み装置の極め
て高い引込み力が必要であり、この引込み装置は
例えば皿ばねの作用下で円錐シヤフトを受容孔に
引き込む。この場合皿ばね応力が極めて高い場合
でも引込み力は著しく減少し、半径方向に向けら
れた大きな切断力が、スピンドルから著しく突出
している工具に作用して該工具をその円錐形状に
基づくいてスピンドルの受容孔においてしばしば
弛緩させることがある。これによつてびびりマー
クが生じる。つまりこの結合部では出力の高い今
日の工作機械において全機械出力を工具に伝達す
ることが常にできるわけではない。また別の欠点
としては、円錐シヤフトの最大直径がスピンドル
直径よりも著しく小さいということが挙げられ
る。工具ホルダの曲げ強さがその緊締されていな
い最大直径によつて規定されるので、曲げ強さは
円錐シヤフトの最大直径にのみ関連している。円
錐シヤフトを備えた工具ホルダ又は工具にはさら
に、円錐シヤフトが比較的長く構成されねばなら
ないという欠点がある。円錐シヤフトの工具交換
時には円錐シヤフトの全長がスピンドルの受容孔
から引き出されねばならないので、工具交換のた
めにはスピンドルの前方範囲にだけでなくスピン
ドルの側方にも相応に大きなスペースをあけてお
かなくてはならない。なぜならば工具交換装置の
掴みアームは少なくとも１対ずつ180゜だけ回動可
能に配置されているからである（ドイツ連邦共和
国特許第1777143号明細書）。円錐シヤフトの大き
な長さにもまた次のような欠点、つまり、交換す
べき工具の全重量が大きくなるので、交換装置及
び、使用状態にない工具を収容するマガジンが相
応に形状安定性に設計されねばならないという欠
点がある。円錐シヤフトを備えた工具ホルダ及び
工具はさらにまた、円錐シヤフトの公称直径より
も著しく大きな直径の連行フランジを有してい
る。この連行フランジのために工具を工具マガジ
ンにおいて互いに大きな間隔をおいてしか配置す
ることができず、これによつてマガジンのサイズ
が増大するかないしはマガジンが小さい場合には
収容能力は小さくなる。

発明の目的 ゆえに本発明の目的は冒頭に述べた形式の、工
具交換装置を備えた工作機械において工具ホルダ
受容部と工具ホルダとの間を結合部を改良して、
工具受容部における工具ホルダの緊締時にリング
面が高い応力で工具ホルダ受容部の端面に圧着せ
しめられ、これによつて一方ではトルクの極めて
多くの部分が摩擦によつて端面からリング面に伝
達され、他方では工具ホルダと工具ホルダ受容部
との間における大きな曲げ強さを有する結合部が
得られるようにすることである。またこの場合緊
締装置、作動装置及び工具交換装置の構造が単純
でかつ運転確実であることが望ましい。

発明の構成 この目的を達成するために本発明の構成では工
具ホルダが円筒形の受容孔を有し、該受容孔の範
囲に、直径方向で対向して位置している半径方向
に延びた２つの雌ねじ山を有していて、該雌ねじ
山に、円錐状の付加部又は円錐状の凹設部を備え
た各１つの緊締ねじが設けられており、工具ホル
ダ受容部にシヤフトが設けられていて、該シヤフ
トの横孔において緊締ピンが半径方向摺動可能で
あり、該緊締ピンがその両端部に、緊締ねじの円
錐状の付加部ないしは凹設部と協働する各１つの
円錐状の凹設部ないしは円錐状の付加部を有して
おり、一方の緊締ねじを引き締めた時に該緊締ね
じが緊締ピンに作用してリング面と端面とが互い
に押し付けられるように、雌ねじ山の軸線と端面
との間の間隔が横孔の軸線とリング面との間の間
隔よりも幾分大きく設定されており、交換アーム
の自由端部に、受容孔の軸線に対して半径方向に
可動の交換ヘツドが設けられていて、該交換ヘツ
ドの、工具ホルダに向いている外端部に、少なく
とも１つのプリズム状の心定め切欠きが設けられ
ており、交換ヘツドにおいて、逆向きの２つの回
転方向でモータによつて駆動されるねじ回しが交
換ヘツドの運動方向で移動可能であり、ねじ回し
がその自由端部に、一方の緊締ねじと協働しかつ
心定め切欠きの中央部に設けられた連行体を有し
ており、交換ヘツドに、ねじ回しを同心的に取り
囲むねじ山付ブシユが設けられていて、該ねじ山
付ブシユが、一方の緊締ねじに適合する雌ねじ山
を有していて、交換ヘツドの運動方向において移
動可能に該交換ヘツドに支承されており、ねじ山
付ブシユが交換ヘツドの外端部に向かつてばねに
よつて負荷されていて、逆方向に駆動装置によつ
て可動である。

実施例 次に図面につき本発明の１実施例を説明する。

以下においては工具ホルダと工具ホルダ受容部
との間の結合部を、工具ホルダ受容部を形成する
工作機械のスピンドル１を参照しながら説明す
る。

工作機械のスピンドル１は工作機械のスピンド
ル台２に回転可能に支承されている。スピンドル
１はその自由な前端部に工具ホルダ５０のための
工具ホルダ受容部５１を有している。工具ホルダ
５０はスピンドル１に向いている方の端部に円筒
形の受容孔３を有しており、この受容孔３は、ス
ピンドルの軸線Ｓに対して垂直に延びているリン
グ状の端面４によつて取り囲まれている。工具ホ
ルダ５０はさらに円筒形の受容孔３の範囲に、直
径方向で向かい合つてかつ半径方向に延びている
２つの雌ねじ山５，６を有しており、両雌ねじ山
５，６にはそれぞれ１つずつ緊締ねじ７，８が半
径方向にねじ込まれる。緊締ねじ７は円錐状の付
加部７ａを有し、緊締ねじ８は円錐台状の凹設部
８ａを有している。円錐状の付加部７ａ及び凹設
部８ａの円錐角は有利には90である。雌ねじ山
５，６の軸線Ａ１は端面４から間隔ａ１をおいて
いる。工具ホルダ５０はその自由端部５０ａに例
えばドリルヘツド、中ぐり工具、フライス、リー
マ又はこれに類したものを保持しており、これら
は堅く又は交換可能に、場合によつては中間部材
を介して工具ホルダ５０と結合されている。

工具ホルダ受容部５１は、受容孔３に極めて僅
かな遊びを伴なつて（事実上遊びなしに）適合す
る円筒形のシヤフト１０を有している。円筒形の
受容孔３及びシヤフト１０の公称直径が例えば63
mmだと、受容孔３の許容誤差は＋0.002〜＋0.005
mm、シヤフト１０の許容誤差は−0.002〜−0.005
mmである。場合によつてはシヤフト１０は工作機
械スピンドル１と直接結合されていてもよい。

円筒形のシヤフト１０には横孔１１が設けられ
ており、この横孔１１には円筒形の緊締ピン１２
が半径方向摺動可能に支承されている。この緊締
ピン１２はその一端に、円錐状の凹設部８ａに対
応する円錐状の付加部１２ａを有し、他端に、円
錐状の付加部７ａに対応する凹設部１２ｂを有し
ている。横孔１１の軸線Ａ２と、シヤフト１０を
取り囲んでいるリング面１３との間の間隔ａ２
は、前記間隔ａ１よりも幾分小さい。

緊締ピン１２を取り外すことなく工具ホルダ５
０をスピンドル１に固定できるようにするために
は、緊締ピン１２の長さＬがシヤフト１０の直径
Ｄよりも幾分小さいと有利である。

緊締ピン１２はさらにその外周面の中央範囲
に、いくつかの働きをもつリング溝１４を有して
いる。このリング溝１４にはつまりシヤフト１０
にねじ込まれた固定ねじ１５が係合する。この固
定ねじ１５の直径ないしは該固定ねじの、リング
溝１４に係合する部分の直径はこの場合リング溝
１４の軸方向長さよりも小さく選択されているの
で、緊締ピン１２は確かに横孔１１内を自由に摺
動できるがしかしながら横孔１１から脱落するこ
とはない。リング溝１４にはさらに次のような働
き、つまり、スピンドルから冷却液通路１６を通
つてシヤフト１０に達する冷却液を工具ホルダ５
０の冷却液通路１７を通して工具の切刃にまでさ
らに導くという働きがある。

工具ホルダ受容部５１にはさらに軸平行の指標
ピン２７が設けられており、この指標ピン２７に
よつて、スピンドル１に対する、工具ホルダ５０
の角度位置が正確に定められる。この指標ピン２
７は工具ホルダ５０の対応する軸平行の孔２７ａ
に係合する。

工具交換のためには単に緊締ねじ７を、その円
錐状の付加部７ａの前端部がもはや受容孔３に侵
入していない状態まで緩めるだけでよい。これに
よつて緊締ピン１２を横孔１１内を摺動させるこ
とが可能になり、その円錐状の付加部１２ａを円
錐状の凹設部８ａから進出させて工具ホルダ５０
を左に向かつてスピンドル１から離すことができ
る。

次いで別の工具の工具ホルダ５０の受容孔３が
シヤフト１０に差し嵌められ、緊締ねじ７が雌ね
じ山５に半径方向内側に向かつてねじ込まれる
と、緊締ねじ７の円錐状の付加部７ａは緊締ピン
１２を半径方向に移動させ、この結果緊締ピン１
２の円錐状の付加部１２ａが緊締ねじ８の凹設部
８ａに係合する。緊締ねじ７の半径方向に作用す
る緊締力は緊締ねじ８において逆向きに作用する
等しい大きさの反力を生ぜしめる。軸線Ａ１とＡ
２との軸方向のずれによつて両緊締ねじ７，８は
それぞれ軸方向に向けられた等しい大きさの力成
分を生ぜしめる。従つて緊締ねじ７の緊締力は円
錐角が90゜の場合緊締力を倍加させて、緊締力の
２倍の力でリング面１３をリング状の端面４に押
し付ける。直径方向で対向して位置している緊締
ねじ７，８が緊締ピン１２に作用するので、端面
４とリング面１３との間の緊締力は全周にわたつ
て均等である。また緊締ピン１２が横孔１１にお
いて移動できるので、片側に作用する力がシヤフ
ト１０に加えられることもない。これによつて工
具ホルダ５０の軸線はスピンドルの軸線Ｓと正確
に整合する。

円錐状の付加部７ａを有する緊締ねじ７と円錐
状の凹設部８ａを有する緊締ねじ８と、両緊締ね
じ７，８に対応し一端に円錐状の付加部１２ａを
かつ他端に円錐状の凹設部１２ｂを有する緊締ピ
ン１２とを用いることは、実際に極めて有利であ
ることが証明されている。しかしながらまた場合
によつては、両緊締ねじに各１つの円錐状の凹設
部が設けられていて、緊締ピンが両端部に各１つ
の円錐状の付加部を有していてもよい。

中央部において、スピンドル１に対して平行に
延びる軸線を中心にして旋回可能に支承されてい
る交換アーム５２の自由端部には、受容孔３の孔
軸線に対して半径方向に交換ヘツド５３が矢印Ｖ
の方向に移動可能に支承されている。この移動可
能な支承のために図示の実施例では２つの丸棒５
４が設けられていて、両丸棒５４は交換ヘツド５
３のそれぞれ対応する案内孔５５に係合してい
る。しかしながらまた別の形式の直線案内を用い
ることも可能である。

交換ヘツド５３は工具ホルダ５０に向いている
外側の端部に、プリズム状の第１の心定め切欠き
５６を有し、この心定め切欠き５６の頂線５６ａ
は受容孔３の軸線及び工具ホルダ５０の軸線に対
して平行に延びている。軸線が工具ホルダ５０の
軸線に対して90゜だけずらされて配置されている
工具ホルダをも、回動させることなく交換ヘツド
５３が受容できるようにするために、変換ヘツド
５３はさらに、第１の心定め切欠き５６に対して
直角に延びている第２の心定め切欠き５７を有し
ており、この心定め切欠き５７の頂線５７ａは頂
線５６ａに対して直角に延びている。

交換ヘツド５３にはねじ回し２１が配置されて
おり、このねじ回し２１はモータによつて逆向き
の２つの回転方向に駆動可能である。ねじ回し２
１の自由端部には、緊締ねじ７に適合する連行体
２４が設けられている。この連行体２４は心定め
受容部５６，５７の中央部に配置されている。ね
じ回し２１は円筒形のシヤフト２１ａを有してお
り、このシヤフト２１ａはピストン２６によつて
同心的に取り囲まれている。このピストン２６
は、交換ヘツド５３に挿入されたシリンダ２８内
を摺動可能である。これによつて、ねじ回し２１
全体を矢印Ｖの方向つまり交換ヘツド５３の摺動
方向において、すなわち受容孔３の孔軸線に対し
て直角なねじ回し軸線Ａ３の方向で移動させるこ
とができる。

変換ヘツド５３にはねじ回し２１を同心的に取
り囲んでいるねじ山付ブシユ５８が設けられてい
る。このねじ山付ブシユ５８は緊締ねじ７に適合
する雌ねじ山５９を有し、この雌ねじ山５９は工
具ホルダ５０の雌ねじ山５に相当している。この
ねじ山付ブシユ５８も交換ヘツド５３において該
交換ヘツドの摺動方向（矢印Ｖ）で移動可能に支
承されている。ねじ山付ブシユ５８はさらにばね
６０によつて交換ヘツド５３の外端部に向かつて
負荷されている。ねじ山付ブシユ５８がばね６０
の力に抗して運動できるようにするために、ねじ
山付ブシユ５８を同心的に取り囲むピストン６１
の形の駆動装置が設けられており、このピストン
６１は交換ヘツド５３の対応するシリンダ室６２
に摺動可能に支承されている。

第１図では工具ホルダ５０及び工具ホルダ受容
部５１は緊締された運転位置で示されている。工
具交換のためにはスピンドル１は所定の位置にお
いて静止され、交換アーム５２は、ねじ回し２１
の軸線Ａ３が緊締ねじ７における軸線Ａ１とほぼ
整合する位置に旋回せしめられる。次いで交換ヘ
ツド５８がハイドロリツク式に、ニユーマチツク
式に又は機械的に矢印Ｖの方向で工具ホルダ５０
に向かつて、交換ヘツド５８のプリズム状の心定
め切欠き５６が工具ホルダ５０の外径に接触して
工具ホルダ５０に対して心定めされるまで運動せ
しめられる。ピストン２６によつてねじ回し２１
は緊締ねじ７に向かつて移動せしめられ、同時に
左回りに駆動される。ねじ回し２１の連行体２４
は緊締ねじ７の受容開口に侵入する。次いで駆動
軸はねじ回し２１を左回りに回転させ、これによ
つて緊締ねじ７は受容孔３に対して半径方向外側
に向かつて運動する。緊締ねじ７はこの時同時に
ねじ山付ブシユ５８の雌ねじ山５９にねじ込まれ
る。ねじ込みの開始時にねじ山に強制的な力が加
わることを回避するために、ねじ山付ブシユ５８
はばね６０によつて適度に押圧されている。緊締
ねじ７のほぼ半分の長さがねじ山付ブシユ５８に
ねじ込まれると、シリンダ室６２ａにある油が加
圧されて、ねじ山付ブシユ５８は矢印Ｖとは反対
の方向に運動せしめられる。工具ホルダ５０が緊
締ねじ７を介してねじ山付ブシユ５８と結合され
ているので、これによつて工具ホルダ５０は交換
ヘツド５６と堅く緊締され、この場合工具ホルダ
５０は心定め切欠き５６によつても正確に方向付
けされている。

工具ホルダ５０及び該工具ホルダによつて保持
された工具は長さ及び重量が大きい場合でも交換
ヘツドに対してかならず正確に整合せしめられて
いる。工具ホルダ５０と交換ヘツド５３との間に
おけるすべての力がそのなかで閉じられていて、
外に向かつてなんの作用も有していないと特に有
利である。

これによつて工具ホルダ５０と交換ヘツド５３
とから成る系はバランス状態を保つ。

工具ホルダ５０と交換ヘツド５３とが互いに堅
く緊締されるや否や、交換アーム５２はスピンド
ル１の軸方向において第１図で見て左に向かつて
運動せしめられ、これによつて工具ホルダ５０は
シヤフト１０によつて引き付けられる。次いで交
換アーム５２は旋回し、工具ホルダ５０を図示さ
れていないマガジンに引き渡すことができる。同
時に、前記交換アーム５２とまつたく同じに構成
されかつ該交換アームに対して直径方向で対向し
て配置されている第２の交換アームによつて、別
の工具ホルダがシヤフト１０に差し嵌められる。
この第２の交換アームのねじ回しは緊締ねじ７を
逆方向に右に回転させ、これによつて交換ヘツド
と工具ホルダとの間の結合が再びゆるめられ、工
具ホルダは再び工具ホルダ受容部と堅く緊締され
る。交換ヘツド５３が矢印Ｖとは反対の方向にそ
の出発位置に戻されると、工具交換は終了する。

発明の作用効果 緊締ピンに作用する緊締ねじは等しい大きさで
はあるが逆向きに作用する反力を第２の緊締ねじ
に作用し、これによつてねじの緊締力は２倍にな
る。円錐状の付加部ないしは凹設部によつて緊締
ねじの半径方向に作用する緊締力は軸方向に作用
する力を生ぜしめる。緊締ねじの軸線と緊締ピン
の軸線とが軸方向にずらされていることによつ
て、緊締ピンは軸方向に作用する力成分によつて
同様に軸方向に運動せしめられ、これによつてリ
ング面を高い緊締力で端面に押し付ける。リング
面と端面とが大きな力でかつ均等に緊締されてい
ることによつて該リング面及び端面を介してトル
クの大部分が既に摩擦によつて伝達される。残り
のトルクは緊締ねじと緊締ピンとによつて伝達さ
れる。さらに、端面にリング面が良好に接触して
いる場合に工具に作用する横力が端面及びリング
面からスピンドル直径に相当する比較的大きな直
径に伝達されることが重要である。これによつて
工具ホルダ受容部（スピンドル）と工具ホルダと
の間において極めて高い曲げ強さを有する結合部
が得られる。これによつて加工精度が高められ、
工具の振動は僅かになり、機械出力をより良く工
具に伝達することが可能になり、さらにまた工具
のより大きな張出しも可能になる。工具ホルダに
直径120mmのリング面が設けられていると、この
ような工具は少なくとも480mmの張出しまでその
曲げ強さを維持することができる。つまりこれに
よつてより大きな切削能力及びより短い加工時間
が得られる。さらにまた、しばしば行なわれる工
具交換時に場合によつては摩耗にさらされること
もある。緊締に関与するすべての部材、つまり緊
締ねじ及び緊締ピンが難なく交換できるという利
点もある。また、半径方向に移動可能な緊締ピン
を使用することによつて、一方の緊締ねじを引き
締めた場合にシヤフトが受容孔内で半径方向で側
方に押圧されることが回避される。シヤフトに半
径方向力が作用しないので、スピンドル軸線に対
してシヤフト軸線がずれることもなく、この結果
工具は孔軸線ないしはスピンドル軸線に対して正
確に同軸的に配置される。ひいては極めて高い組
付け精度及び反復精度が保証され、これによつて
さらに加工精度が高められる。円錐シヤフトを備
えた工具ホルダ及び工具とは異なり本発明のよう
に工具ホルダ及び工具ホルダ受容部を構成するこ
とによつて次のような利点が得られる。すなわち
結合部の曲げ強さが等しい場合には受容孔に挿入
される円筒形のシヤフトの軸方向長さを、等しい
大きさの出力を伝達することができる円錐シヤフ
トの軸方向長さよりも著しく短く構成することが
可能であり、このことには工具交換装置を備えた
工作機械において種種様様な意味がある。つまり
工具交換時には工具の軸方向においてずつと短い
距離しか必要なく、これによつて工具交換時に必
要なスペースは著しく僅かになる。さらにまた円
筒形のシヤフトの重量は、等しい出力を伝達する
ことができるフランジを備えた円錐シヤフトの重
量に比べて著しく小さいので、工具交換装置及び
マガジンを軽く構成することができる。なぜなら
ば工具交換装置及びマガジンは僅かな重量を搬送
ないしは受容するだけでよいからである。さらに
本発明の構成では連行フランジが不要になるの
で、工具を僅かな間隔をおいてマガジンに収容す
ることができる。つまりこれによつてマガジンは
その大きさが等しい場合にはより多くの工具を収
容することができ、又は収容能力が等しい場合に
は小さく構成することが可能である。

本発明のように構成されていると、工具交換装
置並びに緊締装置及びその作動装置の構造は極め
て単純になる。また掴みヘツドが本発明のように
構成されていると、工具ホルダの緊締ねじは２重
の働きを持つ。つまり緊締ねじは工具ホルダと工
具ホルダ受容部とを堅く緊締するためにだけ働く
のではなく、工具交換中に掴みヘツドと工具ホル
ダとを堅くかつ正確に結合させるためにも働く。
これによつてまた工具交換装置の構造も単純にな
る。さらにまた、工具ホルダが交換装置のために
溝又はその他の切欠きを有する必要がないという
特別な利点も得られる。つまり本発明による工作
機械では工具ホルダはまつたく弱められない。こ
れに対して公知の交換装置では交換アームにたい
てい、工具ホルダのリング溝に係合する掴み部材
が設けられており、これらのリング溝によつて工
具ホルダは弱められてしまう。今までこのような
弱化を回避しようとする場合には、工具ホルダに
大径のフランジを設け、このフランジにリング溝
を配設しなくてはならなかつた。しかしながらこ
のようなフランジによつて工具ホルダの製作費は
高くなり、さらにこのフランジのために工具ホル
ダは工具マガジン内に互いに大きな間隔をおいて
配置されねばならない。これに対して本発明のよ
うに構成された工具交換装置では工具ホルダをマ
ガジン内に著しく僅かな間隔をおいて配置するこ
とができる。このことはフランジを省いたことに
のみ帰因するのではなく、本発明による交換ヘツ
ドが工具ホルダを片側からだけ掴むので、マガジ
ンにおいて隣接した２つの工具ホルダの間には極
めて小さな間隔があるだけでよいということにも
帰因している。すなわち以上のことからわかるよ
うに本発明のように構成することによつて、交換
アームの簡単化、マガジンにおける工具ホルダの
スペースを節減した配置、掴み溝の除去による工
具ホルダの製作の簡単化及び工具ホルダの強度の
改善が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は工作機械のスピンドルにおける工具ホ
ルダ受容部と工具ホルダとの間の結合部を示す軸
方向断面図、第２図は第１図の−線に沿つた
半径方向断面図、第３図は第２図のの方向から
交換ヘツドを見た図である。 １……工作機械のスピンドル、２……スピンド
ル台、３……受容孔、４……端面、５，６……雌
ねじ山、７，８……緊締ねじ、７ａ……付加部、
８ａ……凹設部、１０……シヤフト、１１……横
孔、１２……緊締ピン、１２ａ……付加部、１２
ｂ……凹設部、１３……リング面、１４……リン
グ溝、１５……固定ねじ、１６，１７……冷却液
通路、２１……ねじ回し、２１ａ……シヤフト、
２４……連行体、２６……ピストン、２７……指
標ピン、２７ａ……孔、２８……シリンダ、５０
……工具ホルダ、５０ａ……自由端部、５１……
工具ホルダ受容部、５２……交換アーム、５３…
…交換ヘツド、５４……丸棒、５５……案内孔、
５６，５７……心定め切欠き、５６ａ，５７ａ…
…頂線、５８……ねじ山付ブシユ、５９……雌ね
じ山、６０……ばね、６１……ピストン、６２，
６２ａ……シリンダ室、Ａ１，Ａ２，Ａ３……軸
線、ａ１，ａ２……間隔、Ｄ……直径、Ｌ……長
さ、Ｓ……軸線、Ｖ……矢印。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工具交換装置を備えた工作機械であつて、工
   作機械に設けられた工具ホルダ受容部と、該工具
   ホルダ受容部に取付け可能でかつ工具を保持する
   工具ホルダと、工具交換時に該工具ホルダを掴む
   交換アームと、工具ホルダと工具ホルダ受容部と
   を結合させるために緊締装置を作動させる自動式
   の作動装置とが設けられており、工具ホルダ及び
   工具ホルダ受容部のどちらか一方に円筒形の受容
   孔が設けられていて、該受容孔がその端面側に同
   受容孔を取り囲んでいて孔軸線に対して直角に延
   びているリング状の端面を有し、他方に、受容孔
   にぴつたりと適合する円筒形のシヤフトが設けら
   れていて、該シヤフトが同シヤフトを取り囲んで
   いてシヤフト軸線に対して直角に延びているリン
   グ面を有している形式のものにおいて、 (イ) 工具ホルダ５０が円筒形の受容孔３を有し、
   該受容孔の範囲に、直径方向で対向して位置し
   ている半径方向に延びた２つの雌ねじ山５，６
   を有していて、該雌ねじ山に、円錐状の付加部
   ７ａ又は円錐状の凹設部８ａを備えた各１つの
   緊締ねじ７，８が設けられており、 (ロ) 工具ホルダ受容部５１にシヤフト１０が設け
   られていて、該シヤフトの横孔１１において緊
   締ピン１２が半径方向摺動可能であり、該緊締
   ピンがその両端部に、緊締ねじ７，８の円錐状
   の付加部７ａないしは凹設部８ａと協働する各
   １つの円錐状の凹設部１２ｂないしは円錐状の
   付加物１２ａを有しており、 (ハ) 一方の緊締ねじ７を引き締めた時に該緊締ね
   じが緊締ピン１２に作用してリング面１３と端
   面４とが互いに押し付けられるように、雌ねじ
   山５，６の軸線Ａ１と端面４との間の間隔ａ１
   が横孔１１の軸線Ａ２とリング面１３との間の
   間隔よりも幾分大きく設定されており、 (ニ) 交換アーム５２の自由端部に、受容孔３の軸
   線Ｓに対して半径方向に可動の交換ヘツド５３
   が設けられていて、該交換ヘツドの、工具ホル
   ダ５０に向いている外端部に、少なくとも１つ
   のプリズム状の心定め切欠き５６，５７が設け
   られており、 (ホ) 交換ヘツド５３において、逆向きの２つの回
   転方向でモータによつて駆動されるねじ回し２
   １が交換ヘツド５３の運動方向で移動可能であ
   り、ねじ回し２１がその自由端部に、一方の緊
   締ねじ７と協働しかつ心定め切欠き５６，５７
   の中央部に設けられた連行体２４を有してお
   り、 (ヘ) 交換ヘツド５３に、ねじ回し２１を同心的に
   取り囲むねじ山付ブシユ５８が設けられてい
   て、該ねじ山付ブシユが、一方の緊締ねじ７に
   適合する雌ねじ山５９を有していて、交換ヘツ
   ド５３の運動方向において移動可能に該交換ヘ
   ツドに支承されており、 (ト) ねじ山付ブシユ５８が交換ヘツド５３の外端
   部に向かつてばね６０によつて負荷されてい
   て、逆方向に駆動装置６１，６２によつて可動
   である ことを特徴とする、工具交換装置を備えた工作機
   械。 ２ 駆動装置として、ねじ山付ブシユ５８を同心
   的に取り囲むピストン６１が設けられていて、該
   ピストンが交換ヘツド５３の対応するシリンダ室
   ６２において摺動可能である特許請求の範囲第１
   項記載の工作機械。 ３ 交換ヘツド５３の外端部に、第１のプリズム
   状の心定め切欠き５６に対して直角に延びている
   第２のプリズム状の心定め切欠き５７が設けられ
   ている特許請求の範囲第１項又は第２項記載の工
   作機械。 ４ ねじ回し２１が円筒形のシヤフト２１ａを有
   していて、該シヤフトがピストン２６によつて同
   心的に取り囲まれており、該ピストンが、交換ヘ
   ツド５３に設けられたシリンダ２８において軸方
   向摺動可能及び回転可能である特許請求の範囲第
   １項記載の工作機械。 ５ 緊締ピン１２の長さＬがシヤフト１０の直径
   Ｄよりも小さい特許請求の範囲第１項記載の工作
   機械。 ６ 一方の緊締ねじ８が円錐状の凹設部８ａを、
   他方の緊締ねじ７が円錐状の付加部７ａを有して
   おり、これに対応して緊締ピン１２の一端に円錐
   状の付加部１２ａが、他端に円錐状の凹設部１２
   ｂが設けられており、ねじ回し２１が、円錐状の
   付加部７ａを有する緊締ねじ７と協働する特許請
   求の範囲第１項記載の工作機械。