JPH05228709A - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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JPH05228709A
JPH05228709A JP2419992A JP2419992A JPH05228709A JP H05228709 A JPH05228709 A JP H05228709A JP 2419992 A JP2419992 A JP 2419992A JP 2419992 A JP2419992 A JP 2419992A JP H05228709 A JPH05228709 A JP H05228709A
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spindle
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JP2419992A
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Yoshihiro Hayashi
美博 林
Yuzo Ogasawara
祐藏 小笠原
Tsuneo Uchiyama
恒夫 内山
Koichi Sato
浩一 佐藤
Ikuo Sawada
郁男 沢田
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Via Mechanics Ltd
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Hitachi Seiko Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 位置および動作を確認するための検知部材を
必要とせず、しかも工具交換時間が短い工作機械を提供
すること。 【構成】 一端を回動自在に支持される第1のリンク
と、一端を第1のリンクの可動端に回動自在に接続され
る第2のリンクと、第2のリンクの他端に移動自在に支
持される部材と、部材の案内手段とからなり、案内手段
の部材を案内する方向を主軸と同軸に配置するととも
に、第1のリンクの支点を第1のリンクと第2のリンク
が同時に主軸と同軸になる位置に配置した工具ゆるめ装
置と、工具交換装置とを設け、工具交換装置の駆動源を
工具ゆるめ装置の第1と第2のリンクの接続部を加圧す
る加圧手段の駆動源とし、加圧手段の加圧方向を2つの
リンクがなす角度の略中心方向にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、工具ゆるめ装置と工具
交換装置とを備えた工作機械に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は工具ゆるめ装置と工具交換装置と
を備えた工作機械の外観を示す図である。1はコラム
で、ブラケット2により工具交換装置3を支持してい
る。4はブレ−キ付きのモ−タ。5は工具を交換するア
−ム。6は主軸頭で、図示しない駆動モ−タによりコラ
ム1上を上下方向に移動する。7は工具。図4は主軸頭
6の断面図である。8は主軸で、軸受9、10により主
軸頭6に回転自在に支持されている。11は主軸8の内
部に配置されたドローバーで、一端にコレット12およ
びコレット12を開くためのばね13が、他端にはナッ
ト14が配置されている。15はドローバー11を付勢
するばねである。なお、加工時、ばね15によりドロー
バー11は図における上方に引上げられ、先端に配置さ
れたコレット12は工具7のフランジ部16を保持した
状態で外周を主軸8の穴17により規制されて工具7の
テーパ部18を主軸8のテーパ部19に係合させてい
る。20はエアシリンダで、工具7を主軸8から外すた
めのものである。すなわち、工具7を外すときには、ポ
ート21から圧縮空気を供給し、ピストン22を下方へ
移動させ、ばね15に抗してドローバー11を下方へ移
動させる。そして、コレット12が穴17から外れる
と、コレット12はばね13により開き、コレット12
の内径がフランジ部16よりも大きくなって、工具7は
主軸8から取外し可能となる。また、加工時にはポート
23から圧縮空気を供給し、ピストン22とドローバー
11とを離間させている。なお、工具7を主軸8から外
し易すくするため、コレット12の内径がフランジ部1
6よりも大きくなったのち、コレット12の底部12a
でフランジ部16の端面を距離αだけ押すようにしてい
る。ここで、距離αは僅かでよく、たとえば数十μmで
も十分である。
【0003】図5は工具交換装置3の断面図である。3
1は傘歯車でモ−タ4の軸に固定されている。32は傘
歯車31に係合する傘歯車で、軸33に固定されてい
る。34はロ−ラギヤカムで、軸33に固定されてい
る。35は駆動側回転軸で、ロ−ラギヤカム34に係合
する複数のベアリング36が外周に配置されている。3
7は従動側回転軸で、一端に設けられたスプライン38
により駆動側回転軸35に係合しており、駆動側回転軸
35と一体に回転すると共に軸方向に移動自在である。
39は2個のフランジにより形成された溝部。40は駆
動ア−ムで、軸41に固定されている。42はベアリン
グで、傘歯車32の表面にカム曲線として形成されてい
る溝43に係合している。44は溝部39に係合するベ
アリング。なお、軸33、駆動側回転軸35および軸4
1は図示しない工具交換装置3のフレ−ムに回転自在に
支持されている。また、従動側回転軸37は図示しない
工具交換装置3のフレ−ムに回転方向および軸方向に移
動自在に支持されている。
【0004】以上の構成において、以下の手順(1)な
いし(6)により工具7を交換する。 (1)モ−タ4を起動する。すると、傘歯車31、傘歯
車32を介して軸33が回転し、ロ−ラギヤカム34も
回転する。ロ−ラギヤカム34の回転に伴い、係合する
ベアリング36により軸35も回転して、ア−ム5を待
機位置から工具交換位置に移動(回転)させ、ア−ム5
の一方の工具保持部5aを図示しない工具収納部の工具
7aに、また、他方の工具保持部5bを主軸8の工具7
bに係合させる。 (2)モ−タ4を停止させる。 (3)ポート21から圧縮空気を供給し、ピストン22
を下方へ移動させて工具7bを主軸8から取外し可能の
状態にする。 (4)再びモ−タ4を起動する。すると傘歯車32の回
転に伴い、溝43に係合するベアリング42により駆動
ア−ム40が矢印方向に回転する結果、従動側回転軸3
7は下方へ移動して、工具7bを主軸8から取外す。引
き続き傘歯車32の回転に伴い、ア−ム5は180°移
動される。すなわち、図5における工具7aと工具7b
の位置が入れ替わる。さらに傘歯車32に伴い、駆動ア
−ム40が矢印と逆の方向に回転する結果、従動側回転
軸37は上方へ移動して、工具7aを主軸8に挿入する
と共に工具7bを図示しない工具収納部に収納する。 (5)モ−タ4を停止させる。 (6)ポート23から圧縮空気を供給し、ピストン22
とドローバー11とを離間させ、工具7aを主軸8に保
持させる。 (7)再びモ−タ4を起動する。すると傘歯車32の回
転に伴い、ア−ム5は工具交換位置から待機位置に移動
される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記手順では手順
(2),(5)でモ−タ4を停止させたが、ロ−ラギヤ
カム34と溝43を適切に構成すればモ−タ4を停止さ
せなくても良い。しかしながら、手順3においてア−ム
5が所定の位置に在ることを確認してからピストン22
を動作させる必要があり、また手順5ではピストン22
が所定の位置に戻ってからア−ム5を動作させる必要が
あり、それぞれの位置および動作を確認するための検知
部材を必要とし、また工具交換時間が長かった。本発明
の目的は、上記した課題を解決し、位置および動作を確
認するための検知部材を必要とせず、しかも工具交換時
間が短い工作機械を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、一端を
回動自在に支持される第1のリンクと、一端を第1のリ
ンクの可動端に回動自在に接続される第2のリンクと、
第2のリンクの他端に移動自在に支持される部材と、部
材の案内手段とからなり、案内手段の部材を案内する方
向を主軸と同軸に配置するとともに、第1のリンクの支
点を第1のリンクと第2のリンクが同時に主軸と同軸に
なる位置に配置した工具ゆるめ装置と、工具交換装置と
を設け、工具交換装置の駆動源を工具ゆるめ装置の第1
と第2のリンクの接続部を加圧する加圧手段の駆動源と
し、加圧手段の加圧方向を2つのリンクがなす角度の略
中心方向にすることにより解決される。
【0007】
【作用】工具交換装置の駆動源と工具ゆるめ装置の加圧
手段の駆動源を同一にしたから、位置および動作を確認
するための検知部材が不要となり、動作を確認するため
の時間も不要となって工具交換時間が短かくなる。
【0008】
【実施例】図1ないし図2は本発明による工作機械の一
実施例を示すもので、図1は一部断面外観図、図2は主
軸頭6の加圧部断面図である。なお、図3ないし図5と
同じものは同一の符号を付してある。図1において、5
0はモ−タ4の軸に固定された平歯車。51は平歯車5
0に係合する平歯車。52は平歯車51の軸で、図示し
ない工具交換装置3のフレ−ムに回転自在に支持されて
いる。53はカムで、軸52に固定されている。54は
加圧ロッドで、図示しない工具交換装置3のフレ−ムに
水平方向移動自在に支持されている。55は加圧ロッド
54の一端に配置されたローラ。なお、加圧ロッド54
の他端は後述する工具ゆるめ装置の第1と第2のリンク
の接続部に配置されたローラ65に当接している。図2
において、60はホルダで、主軸頭6に固定されてい
る。61は第1のリンクで、一端をホルダ60に設けら
れた支点62に回動自在に保持されており、他端に設け
られた支点63には第2のリンク64が回動自在に接続
されている。65は支点63に配置された回転自在のロ
ーラ。66はローラで、第2のリンク64の他端に回転
自在に保持されている。67はホルダ60に設けられた
ローラ66の案内溝である。68はばねで、支点63を
付勢し、ローラ55をカム53に当接させている。な
お、案内溝67がローラ66を案内する方向と支点62
との関係は以下の通りである。すなわち、案内溝67が
ローラ66を案内する方向は主軸8と同軸の方向で、支
点62はローラ66の軸心と支点63が主軸8と同軸に
なるとき、支点62と支点63も主軸8と同軸になる位
置に配置されている。また、第1のリンク61と第2の
リンク64の長さはそれぞれLで等しく、ばね68によ
り加圧ロッド54が後退しているとき、2つのリンクが
主軸8の軸心に対してなす角度はθ0であり、ローラ6
6の端面とドローバー11の端面は距離S1だけ離れて
いる。以下、工具7を交換するときの手順について説明
する。なお、上記従来技術と同一の部分も記載してお
く。 (1)モ−タ4を起動する。すると、傘歯車31、傘歯
車32を介して軸33が回転し、ロ−ラギヤカム34も
回転する。ロ−ラギヤカム34が回転すると、係合する
ベアリング36により軸35も回転して、ア−ム5を待
機位置から工具交換位置に移動させ、ア−ム5の一方の
工具保持部5aを図示しない工具収納部の工具7aに、
また、他方の工具保持部5bを主軸8の工具7bに係合
させる。一方、カム53がばね68に抗して加圧ロッド
54を水平方向に移動させ、ローラ65を押す。支点6
2はホルダ60に固定されているから、ローラ66は案
内溝67に沿って移動する。そして、距離S1移動し、
第1のリンク61および第2のリンク64が主軸8の軸
心となす角度が角度θ1になるとドローバー11に当接
する。 (2)カム53の回転に伴いローラ66は引続きドロー
バー11を押す。ローラ66が距離S2進むと、すなわ
ち、ドローバー11をばね15の力に抗してS2だけ押
し下げると、コレット12の底部12aがフランジ部1
6の端面に当接し、さらに上記距離αだけ押して工具7
bを主軸8から取外し可能の状態にする。 (3)傘歯車32の回転に伴い、溝43に係合するベア
リング42により駆動ア−ム40が矢印方向に回転する
結果、従動側回転軸37は下方へ移動して、工具7bを
主軸8から取外す。引き続き傘歯車32の回転に伴いア
−ム5は180°回転する。さらに傘歯車32の回転に
伴い、駆動ア−ム40が矢印と逆の方向に回転する結
果、従動側回転軸37は上方へ移動して、工具7aを主
軸8に挿入すると共に工具7bを図示しない工具収納部
に収納する。 (4)カム53の回転に伴い、ばね68がローラ65を
介して加圧ロッド54を水平方向に移動させる結果、工
具7aは主軸8に保持される。 (5)傘歯車32の回転に伴い、ア−ム5は工具交換位
置から待機位置に移動される。 なお、上記手順においては、手順(1)でローラ66を
距離S1だけ移動させ、手順(2)で距離S2移動させた
が、手順(1)で距離(S1+S2)より僅かに小さい距
離まで移動させてもよい。また、コレット12の底部1
2aがフランジ部16の端面に当接するとき、ローラ6
6がドローバー11の端面を押す力F2すなわち底部1
2aがフランジ部16を押す力は、加圧ロッド54の推
力からばね68の力を差し引いた推力をf、2つのリン
クがそれぞれ主軸8の軸心となす角度をθ2とすると式
1で表わされる。 F2=f/2tanθ2………………………………………………… 式1 ここで、上記式1から明らかなように、角度θ2が0に
近付くとF2は理論上無限大の力に近付くから、万一テ
ーパ部18とテーパ部19がくいついたとしても容易に
工具7を主軸8から引離すことができる。また、第1と
第2のリンクの長さLは、上記した角度θ2と距離S1
2、αを用いて式2により定められる。 L=(S1+S2+α)/2(1−cosθ0) …………………… 式2 そして、式2によるLを用いると、角度θ2は略0とす
ることができる。
【0009】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
工具交換装置の駆動源と工具ゆるめ装置の加圧手段の駆
動源を同一にして両者をカムで動作制御するから、位置
および動作を確認するための検知部材が不要となり、動
作を確認するための時間も不要となって工具交換時間が
短かくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す工作機械の一部断面外
観図。
【図2】主軸頭6の加圧部断面図。
【図3】従来の工作機械の外観図。
【図4】主軸頭の断面図。
【図5】工具交換装置の断面図
【符号の説明】
3:工具交換装置 4:モ−タ 8: 主軸 53:カム 55、65、66:ローラ 54:加圧ロッド 61:第1のリンク 62、63:支点 64:第2のリンク 67:案内溝
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 浩一 神奈川県海老名市上今泉2100番地 株式会 社日立精工プレテック内 (72)発明者 沢田 郁男 神奈川県海老名市上今泉2100番地 株式会 社日立精工プレテック内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端を回動自在に支持される第1のリン
    クと、一端を第1のリンクの可動端に回動自在に接続さ
    れる第2のリンクと、第2のリンクの他端に移動自在に
    支持される部材と、部材の案内手段とからなり、案内手
    段の部材を案内する方向を主軸と同軸に配置するととも
    に、第1のリンクの支点を第1のリンクと第2のリンク
    が同時に主軸と同軸になる位置に配置した工具ゆるめ装
    置と、工具交換装置とを備え、工具交換装置の駆動源を
    工具ゆるめ装置の第1と第2のリンクの接続部を加圧す
    る加圧手段の駆動源とし、加圧手段の加圧方向を2つの
    リンクがなす角度の略中心方向にしたことを特徴とする
    工作機械。
JP02419992A 1992-02-12 1992-02-12 工作機械 Expired - Fee Related JP3418412B2 (ja)

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CN104647103A (zh) * 2013-11-18 2015-05-27 北鉅精机股份有限公司 具主轴顶刀量提让功能的自动刀具交换装置

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