JPH04365532A - 交換工具の保持装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラインボーリング等の
工作機械に用いる自動工具交換装置において、工具を主
軸に取付けたり、不使用時に工具を保持して主軸から外
したりできるようにした交換工具の保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ラインボーリング等の工作機械に用いら
れる工具は、その全長が長くまた重心が一方に偏ってい
るために、自動工具交換装置の一箇所をテーパシャンク
などで保持するだけでは工具先端がふれてしまう。この
ため、工作機械の主軸に対し長い工具を交換するときは
、工具の両端を保持して交換することが提案されている
。なお、従来より自動工具変換装置が特開昭６３ー１４
４９２６号公報や特開昭６３ー１４４９２７号公報に提
案されているが、工具の太さが変っても同芯状に保持し
、しかも誤差を生じさせることなく工具を保持させると
いう検討はされていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のように
、主軸に対し長い工具を交換する場合、工具の両端を保
持することが提案されているが、工具の両端の保持状態
を同時に作動させることが困難であり、また保持状態が
偏ることにより工具に微小の変形を与えるなどの問題が
あった。本発明は、このような問題を解決するため、工
具保持部の外径が変わっても同芯状に３点支持で確実に
保持できるようにし、保持中に工具に精度に影響するよ
うな力が作用しないようにしするとともに、電源切断時
でもスプリング力が工具を保持するように作用し、かつ
工具の交換を自動にできるようにすることを目的とする
。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、工作機械の主
軸の上方の回転軸に主軸に取付けるための複数の工具を
交換可能に保持する保持装置において、上記目的を達成
したものである。すなわち保持装置は、回転軸の周囲に
半径方向外方の工具掴み方向にスプリングで付勢される
スライド部材と、スライド部材の先端部両横に設けられ
て先端部が工具掴み方向にスプリングで付勢される一対
のアームと、スライド部材をそれに作用するスプリング
力に抗して押動するシリンダ装置と、スライダ部材の半
径方向外方への作動に伴ない一対のアームをそれに作用
するスプリング力に抗して押動するカム部材とで構成し
た。なお、工具を安定に保持するためには、スライド部
材の先端と一対のアームの各先端に、それぞれローラを
設けるようにする。

【０００５】

【作用】上記の交換工具の保持装置の作用を後記する図
２、３に基づき説明する。主軸２に取付けられた工具Ｔ
を外す場合、工具の保持装置９ａのシリンダ装置１８に
よりスライド部材１０を、それに作用するスプリング１
５の力に抗して引き上げるとスライド部材１０は、工具
掴み側から後退する。また同時にスライド部材１０に取
付けられるカム部材１４は、一対のアーム１２をスプリ
ング力に抗して押さなくなるので一対のアーム１２は拡
がる。そして保持装置９ａは掴み部が拡げられた状態で
工具周囲に移動し、その位置でシリンダ装置１８がスラ
イド部材１０の引き上げを中止して元の状態に戻ると、
スライド部材１０はスプリング１５により工具の掴み方
向に移動する。同時にカム部材１４も元の位置に戻るた
め一対のアーム１２はスプリング１５の力により工具の
掴み方向に移動し、工具を一対のアーム１２の先端とス
ライド部材１０の先端の三点で掴むことになる。この状
態で主軸２を後退させれば工具Ｔを取外すことができる
。

【０００６】工具を主軸に取付けるときは、他の工具を
保持している保持装置９ａを回転して主軸側（最下位置
）に移動するとともに下降し、工具を主軸と同一軸線に
一致させて主軸を前進することにより工具を主軸に取付
ける。そして工具を保持している保持装置９ａは、シリ
ンダ装置１８によりスライド部材１０をスプリング１５
の力に抗して引き上げれば、同時に一対のアーム１２も
スプリング１５の力に抗して拡がり、把持部は工具から
離れた状態になる。次いで保持装置９ａを上方位置に戻
せば、工具による加工が可能である。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図１〜５により説明する。 本実施例で使用する工作機械は、中央の治具１に保持し
たワークを加工するため左右にそれぞれ、レール２ａ上
を水平に摺動する主軸２を配置し、主軸２に取付けた工
具Ｔによりワークを加工できるようになっている。なお
図１の実施例では治具１の右側では工具Ｔを２箇所で保
持し、左側では１箇所で保持しており、本発明の保持装
置はどちらにも適用可能であるが説明上、右側の保持装
置９ａで説明する。レール２ａに垂直な支柱３に枠体４
が、モータ５により上下方向に摺動可能に設けられる。 この枠体４には、回転軸６が主軸２の上方に位置するよ
うに配設され、この回転軸６は主軸２に平行になってい
て、回転装置を内蔵している。また枠体４は、その上方
のフレーム７に配設したバランスシリンダ８にチエンを
介して支持され、バランスよく支持されるようになって
いる。

【０００８】回転軸６の両端部にそれぞれ、回転軸６に
対して直角方向の回転盤６ａ、６ｂが設けられ、それら
回転盤に例えば８個の工具保持装置９ａ、９ｂが設けら
れる。そして保持装置９ａ、９ｂの全体を開閉可能なカ
バーが被うようになっていて、工具交換時にカバーが開
き、最下位置の保持装置９ａ、９ｂに保持した工具Ｔを
主軸２に対し交換させるようになっている。

【０００９】中央の治具１に近い方の保持装置９ａは図
２、３に示すように回転盤６ａに８個のスライド部材１
０がそれぞれ案内部材１１ａ、１１ｂにより半径方向に
摺動可能に保持される。スライド部材１０の先端部の両
側に一対のアーム１２が配置され、各アームの中央部が
回転盤６ａに回動可能に軸着される。そして各アーム１
２の先端とスライド部材１０の先端に、それぞれ同径の
大ローラ１３が設けられて工具Ｔを後記するように３つ
の大ローラで把持するようになっている。２つの案内部
材１１ａ、１１ｂの間の位置でスライド部材１０にカム
部材１４が取付けられ、カム部材１４とスライド部材１
０との間に２つのスプリング１５が設けられて、カム部
材１４及びスライド部材１０を半径方向外側に付勢し、
同時にカム部材１４が各アーム１２の基端に設けた小ロ
ーラ１６を押し拡げるように付勢している。すなわちス
プリング１５により、スライド部材１０と一対のアーム
１２を工具を掴む方向に付勢していることになる。

【００１０】またカム部材１０は、一対の引張りスプリ
ング１７で各アーム１２に連結され、一対の引張りスプ
リング１７により小ローラ１６が常時カム部材１４に当
接されている。そして、３つの大ローラ１３が、把持す
る工具の外径が変わっても中心位置を変化させることな
く同芯状に移動して工具Ｔを保持できるようになってい
る。

【００１１】スライド部材１０の基端に係合部１０ａが
設けられ、この係合部１０ａは、シリンダ装置１８によ
りレバー１８ａを介して半径方向内側へ引き上げられる
ようになっている。シリンダ装置１８は、回転軸６の先
端部に取付けられ、エヤーや油圧により伸縮作動される
ようになっている。保持装置９ａは上記のように構成さ
れ、図３に示すようにシリンダ装置１８がスライド部材
１０を引上げれば、それに伴ないカム部材１４を介して
一対のアーム１２を拡げ、３つの大ローラ１３を拡げた
状態にする。続いてシリンダ装置１８がスライド部材１
０を元の位置に戻せば、スプリング１５がスライド部材
１０を押し出し、同時にカム部材１４が一対のアーム１
２の大ローラ側を縮めて、工具Ｔを３つの大ローラで掴
むようになる。

【００１２】次に主軸２寄りの工具の保持装置９ｂを図
５により説明する。工具保持装置９ｂは、回転盤６ｂに
前記保持装置９ａに対応して８個の工具把持部２１を有
しており、把持部２１は工具Ｔのクランプ溝を把持する
ように構成される。工具の各把持部２１は支点２２を中
心として揺動する一対のアーム２３、２３を有している
。また各アーム２３の先端（半径方向外端）にはクラン
プ爪２４が設けられ、一対のアーム２３、２３の基端に
は、一対のアームの掴み側を閉方向に付勢する圧縮スプ
リング２５が配設され、このスプリング力により一対の
アーム先端のクランプ爪２４が工具Ｔのクランプ溝を押
し付けて保持するようになっている。

【００１３】また圧縮スプリング２５の近傍には、各ア
ーム２３の凸部２６と当接して一対のアーム２３、２３
の開方向の動きを規制するピン２７が設けられている。 このピン２７は、その軸線方向に外径が変化されており
、ピン２７を軸線方向に移動させることにより凸部２６
を介して一対のアーム２３、２３の開度を調整できるよ
うになっている。そして主軸２に取付けてある工具Ｔを
外して保持する時は、保持装置９ｂが下降すると、主軸
２の上部に設けた突片２８にピン２７が押されてピンの
小径部がアームの凸部と当接するようになり、クランプ
爪２４は大きく開くことが可能となり、クランプ爪２４
は工具Ｔのチャック溝底径をクリヤ後、更に下降して掴
むことになる。

【００１４】さらに各工具把持部２１間には、ストッパ
２９が固着されており、このストッパ２９によって一対
のアーム２３、２３の開度が規制されている。このよう
な構成からなる各工具把持部２１は、メカロックタイプ
となっている。なお、工具の重量及び振動等による脱落
を防止する為には、ピン２７の大径部とアーム２３の凸
部２６がストッパとして働き、クランプ爪２４は極僅か
しか開かない様にロック状態となる。

【００１５】上記説明では、２つの保持装置９ａ、９ｂ
を別々に説明したが、長い工具を曲げが生じないように
保持するため２つの保持装置を有するのであり、工具の
主軸への取付け、取外し等の交換時に２つの保持装置９
ａ、９ｂは連動して工具を掴み、あるいは離す作動をす
るようになっている。

【００１６】

【発明の効果】本発明の工具の保持装置では、ラインボ
ーリングバー等の細長い工具の先端径が変ってもスライ
ド部材と一対のアームに設けられる３つのローラで常に
同芯にチャックでき、しかもそのチャックはスプリング
力による保持の為、ラインボーリングバー先端に精度に
かかわる様な力はかからない。また電源が切れた時など
は、シリンダ装置が作動しないため、保持装置を工具を
掴む状態にスプリングが作用し、工具が落下することは
ないので安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の交換工具の保持装置を備えた工作機械
の概略図である。

【図２】工具の先端側を保持する保持装置の側面図であ
る。

【図３】保持装置の把持部を拡げた状態の要部拡大図で
ある。

【図４】保持装置の正面図である。

【図５】工具の基端側を保持する他の保持装置の側面図
である。

【符号の説明】

６　　回転軸 ９ａ　　保持装置 １０　　スライド部材 １２　　アーム １３ａ　　大ローラ １４　　カム部材 １５　　スプリング １８　　シリンダ装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　工作機械の主軸上方に回転軸を設けて
   その周囲に工具を交換可能に保持する保持装置において
   、回転軸の周囲に半径方向外方の工具掴み方向にスプリ
   ングで付勢されるスライド部材と、スライド部材の先端
   部両横に設けられて先端部が工具の掴み方向にスプリン
   グで付勢される一対のアーム部材と、スライド部材をそ
   れに作用するスプリング力に抗して押動するシリンダ装
   置と、スライド部材の半径方向外方への作動に伴ない一
   対のアームをそれに作用するスプリング力に抗して押動
   するカム部材とで構成したことを特徴とする交換工具の
   保持装置。
2. 【請求項２】　　スライド部材の先端と、一対のアーム
   の各先端にそれぞれローラが設けられている請求項１に
   記載の交換工具の保持装置。