JPH05293735A - 工作機械の着脱式工具アタッチメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工具の交換頻度を軽減することにより加工作
業の能率を向上できる工作機械の工具アタッチメントを
提供する。 【構成】 旋回割り出し機構を備え、主軸頭により回転
自在に支持された工作機械のモータ軸１６に着脱可能に
装着される工具アタッチメント１１を構成する。この場
合に、上記モータ軸６に着脱可能に装着される垂直主軸
１７と、該主軸１７と直角方向に配置され、該垂直主軸
１７で回転駆動される水平主軸１８と、上記垂直，水平
主軸１７，１８を回転自在に収容保持するアタッチメン
トケース１６と、上記水平主軸１８の両端部にナット部
材２５により着脱可能に装着された加工用工具Ｔ１，Ｔ
２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば五面加工機の水
平軸用として採用される工作機械の着脱式工具アタッチ
メントに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば五面加工機の水平軸用等に採用さ
れる工具アタッチメントとして、従来例えば特公昭６１
−５７１３８号公報に記載されているものがあり、これ
は以下の構造を有している。

【０００３】アタッチメントケース内に垂直軸と水平軸
とをそれぞれの軸線が直交するように、かつ回転自在に
配置し、上記垂直軸を主軸に着脱可能に装着する。そし
てこの垂直軸を主軸で回転駆動し、かつ該垂直軸により
傘歯車を介して上記水平軸を駆動するように構成する。
また上記水平軸の一端に形成されたテーパ穴内に工具ホ
ルダのテーパ部を嵌合挿入するとともに、該テーパ部の
内方端部をコレット，ドローバーで上記水平軸の他端側
に引っ張ることにより該水平軸の一端に工具を装着す
る。そして工具を取り外す場合は、上記ドローバーを水
平軸の他端側からシリンダで一端側に押し込むことによ
り上記テーパ部とテーパ穴との嵌合を解除する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の工具アタッ
チメントは、加工内容の変化のたびに工具を交換する必
要があり、そのために主軸を工具交換位置まで移動させ
る必要がある。従ってそれだけ工具交換頻度が高く、結
果的に作業能率が低いという問題がある。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、工具の交換頻度を軽減することにより加工
作業の能率を向上できる工作機械の工具アタッチメント
を提供することを特徴としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、旋回割り出し
機構を備え、主軸頭により回転自在に支持された工作機
械の主軸に着脱可能に装着される工具アタッチメントに
おいて、上記主軸に着脱可能に装着される第１アタッチ
メント主軸と、該第１アタッチメント主軸と直角方向に
配置され、該第１アタッチメント主軸で回転駆動される
第２アタッチメント主軸と、上記第１，第２アタッチメ
ント主軸を回転自在に収容保持するアタッチメントケー
スと、上記第２アタッチメント主軸の両端部にねじ機構
により着脱可能に装着された加工用又は計測用工具とを
備えたことを特徴としている。

【０００７】ここで本発明において、ねじ機構により工
具を着脱可能に装着するとは、例えば工具を第２アタッ
チメント主軸の端部に当接させるとともに、該端部にナ
ット部材を螺装することにより工具を第２アタッチメン
ト主軸に押し付けるとの意味、又は第２アタッチメント
主軸，及び工具の端部の一方，他方に雄ねじ，雌ねじを
形成し、工具を第２アタッチメント主軸にねじ込むとの
意味である。なお、上記押し付け，ねじ込みによる工具
の着脱は、自動的に行う場合と、手動によって行う場合
の両方を含む。

【０００８】

【作用】本発明に係る工具アタッチメントによれば、第
２アタッチメント主軸の端部に、加工用，又は計測用工
具をねじ機構により、つまり工具をナット部材で第２ア
タッチメント主軸に押し付けることにより、あるいは工
具を第２アタッチメント主軸にねじ込むことにより装着
したので、第２アタッチメント主軸の両方の端部に工具
を装着できる。ちなみに上記公報記載のドローバー方式
の場合、該ドローバーを押し込むことによりロックを解
除する取り外し用シリンダ等を第２アタッチメント主軸
の他端側に配置する必要があることから、該他端側に工
具を装着することはできない。

【０００９】このように本発明では１本の第２アタッチ
メント主軸の両端に２つの工具を着脱可能に装着できる
ので、旋回割り出し機構によって第２アタッチメント主
軸を反転させることにより、あるいは所定角度だけ旋回
させることにより、２種類の加工を，又は加工と計測を
連続的に行うこと、あるいは加工方向の異なる加工を連
続的に行うことが可能であり、従ってそれだけ工具の交
換頻度が少なくなり、加工の作業能率が向上する。

【００１０】また本発明の第２アタッチメント主軸の支
持に当たって、該第２アタッチメント主軸の両端部を軸
受を介してアタッチメントケースで支持することによ
り、該第２アタッチメント主軸の支持剛性を大きくする
ことは容易であり、その結果加工精度を向上できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１及び図２は本発明の一実施例による工作
機械の着脱式工具アタッチメントを説明するための図で
あり、図１は断面正面図、図２は本実施例アタッチメン
トを装着した主軸頭の正面図である。

【００１２】図１において、１は本実施例アタッチメン
トを備えた主軸頭である。この主軸頭１は、筒型のラム
２内にモータケース３を軸方向に進退可能に挿入配設す
るとともに、該ラム２の上端に上記モータケース３を軸
方向に移動させる軸送り用モータ４を装着し、この軸送
り用モータ４の出力軸４ａに接続されたボールねじ５を
上記モータケース３の上端に螺挿した構造となってい
る。

【００１３】上記モータケース３内にはモータ軸６が挿
入され、該モータケース３により軸受３ａ，３ｂを介し
て回転自在に軸支されており、このモータ軸６と上記ラ
ム２との間に該モータ軸６を回転駆動するモータ７が介
設されている。またこのモータ軸６の下端には工具保持
用テーパ穴６ａが形成されており、さらに該モータ軸６
の軸芯にはドローバー８が図示しない皿ばねで上方に付
勢されて挿入配設されている。またこのドローバー８の
下端にはロック機構２２が形成され、上端にはアンロッ
ク時に該ドローバー８を下方に押し込むための押圧シリ
ンダ９の出力軸９ａが当接している。

【００１４】上記ラム２の下端部にはクランプ機構１０
が配設されており、該クランプ機構１０によって本実施
例の工具アタッチメント１１が該ラム２の下端部に着脱
可能に装着されている。

【００１５】図１に示すように、上記クランプ機構１０
は、上記ラム２内に配置固定されたシリンダ１２内にピ
ストン１３を配設し、このピストン１３の下端部にクラ
ンプ用コレット１４を係止した構造のものである。な
お、１２ａ，１２ｂは油圧通路である。

【００１６】上記工具アタッチメント１１は、アタッチ
メントケース１６と、該アタッチメントケース１６内に
垂直方向に配置された垂直主軸（第１アタッチメント主
軸）１７と、水平方向に配置された水平主軸（第２アタ
ッチメント主軸）１８とで構成されている。

【００１７】上記アタッチメントケース１６は垂直筒部
１６ａと水平筒部１６ｂとからなる大略Ｔ状のもので、
上記垂直主軸１７を上記垂直筒部１６ａにより軸受１９
ａを介して回転自在に軸支し、また上記水平主軸１８を
上記水平筒部１６ｂの開口部に嵌入固着されたハウジン
グ１６ｃにより軸受１９ｂを介して回転自在に軸支して
いる。なお、１８ｄは水平主軸１８と左側の軸受１９ｂ
との間に挿入されたスリーブである。

【００１８】また上記アタッチメントケース１６の垂直
筒部１６ａの上端外縁には上記コレット１４が係止する
係止段部１６ｄが形成されており、また上端内部には係
止リング２０が上下移動可能に配設されている。この係
止リング２０は、ばね２１により上方に付勢されてお
り、また上記ドッグ１５によって上昇端位置が規制され
ている。

【００１９】さらにまた上記アタッチメントケース１６
の垂直筒部１６ａの上端部と上記シリンダ１２との対向
面にはカップリング２８が配設されている。このカップ
リング２８は、所定の割り出しピッチの噛合歯を有する
上側，下側噛合リング２８ａ，２８ｂで構成されてい
る。

【００２０】上記垂直主軸１７の上端部には、上記モー
タ軸６のテーパ穴６ａに嵌合するテーパ部１７ａと、上
記モータ軸６の外周に形成された係止歯６ｂに軸方向移
動可能に噛合する係止歯１７ｂを内周面に有する連結筒
部１７ｃが形成されている。またこの連結筒部１７ｃの
外周下部には上記係止リング２０のスリット溝に係脱可
能の凸部１７ｄが形成されている。

【００２１】上記水平主軸１８の左，右端部にはホルダ
２３に刃具２４を固着してなる工具Ｔ１，Ｔ２が自動着
脱機構４０によって着脱可能に装着されている。なお、
左側の自動着脱機構１０は図示を省略している。上記自
動着脱機構４０は、上記水平主軸１８の左，右端部の雄
ねじ１８ｃにナット部材２５を螺合装着してなるねじ機
構と、このナット部材２５の係止凹部２５ｃにピストン
ロッド４１ａを係止させることにより該ナット部材２５
の回転を阻止するするロックシリンダ４１と、上記ナッ
ト部材２５に突設された検出凸部２５ｂの位置により該
ナット部材２５の角度位置を検出するセンサ４２とを備
えている。

【００２２】上記水平主軸１８の左，右端部には位置決
め用のテーパ凸部１８ａが突設されており、該テーパ凸
部１８ａの周縁には一対のキー２３ｃが固着されてい
る。また上記ホルダ２３の内側端部には上記テーパ凸部
１８ａに嵌合するテーパ凹部２３ａが凹設されており、
該テーパ凹部２３ａの周縁のフランジ部２３ｂには上記
キー２３ｃに係合可能の一対のキー溝２３ｃが形成され
ている。なおこのキー溝２３ｃは上記ナット部材２５に
突設された一対の押圧片２５ａとの干渉を避ける逃げ溝
としても機能する。

【００２３】次に本実施例の作用効果を説明する。まず
本実施例の工具アタッチメント１１を主軸頭１に着脱す
る場合を説明する。図１に示す状態においてロック機構
２２によって垂直主軸１７とモータ軸６との嵌合を解除
すれば、これにより該工具アタッチメント１１は主軸頭
１から下方に取り外される。このとき油圧通路１２ｂか
らの油圧によりピストン１３は下方端に下降しており、
コレット１４は開放されている。

【００２４】この状態で別の工具アタッチメント１１を
装着するには、該工具アタッチメント１１の噛合歯１７
ｂをモータ軸６の噛合歯６ｂに噛合させながら、該工具
アタッチメント１１の垂直主軸１７のテーパ部１７ａを
モータ軸６のテーパ穴６ａに嵌合挿入し、続いてロック
機構２２によってロックする。そしてクランプ機構１０
の油圧通路１２ａから油圧を供給してピストン１３を上
昇させ、コレット１４でアタッチメントケース１６の係
止段部１６ｄをクランプする。これにより別の工具アタ
ッチメント１１が主軸頭１に装着されたこととなる。

【００２５】このとき係止リング２０はドッグ１５によ
って上昇が阻止されているので、該係止リング２０と垂
直主軸１７の係止凸部１７ｄとは係止していない。この
状態で上記モータ７を起動すると、モータ軸６の回転が
係止歯６ｂ，１７ｂを介して垂直主軸１７に伝達され、
さらに該垂直主軸１７の回転が傘歯車２７，２６を介し
て水平軸に伝達され、これにより工具Ｔ１，及びＴ２が
回転し、例えば工具Ｔ２によって加工が行われる。

【００２６】次に工具Ｔ１によって加工を行う等のため
に工具位置を反転させ、あるいは加工角度を変える場合
は、クランプ機構１０のピストン１３を下降させてコレ
ット１４を開放し、図１の状態にする。そして送りモー
タ４によってモータケース３全体を下降させる。すると
モータ軸６とともに工具アタッチメント１１も下降す
る。一方、係止リング２０はドッグ１５に当接した位置
に付勢ばね２１によって保持されているので、該係止リ
ング２０のスリットが係止凸部１７ｄに係止する。

【００２７】この状態で割り出し機構によって旋回割り
出し動作を行うと、モータ軸６の回転が係止凸部１７
ｄ，係止リング２０を介してアタッチメントケース１６
に伝達され、これにより工具アタッチメント１１全体が
反転し、又は所定角度だけ回転する。そして上記送りモ
ータ４によってモータ軸６と共に工具アタッチメント１
１を元の高さ方向位置に戻し、カップリング２８を結合
させるとともにクランプ機構１０によってアタッチメン
トケース１６をクランプし、次の加工を行う。

【００２８】工具アタッチメント１１を主軸頭１に装着
した状態で工具Ｔ１，Ｔ２を別の工具に交換する場合
は、ナット部材２５の検出凸部２５ｂが検出された位置
で水平主軸１８の回転を停止させるとともに、ロックシ
リンダ４１のピストンロッド４１ａを前進させて係止凹
部２５ｃに挿入し、この状態でモータ軸６の回転により
水平主軸１８を所定角度だけ回転させる。するとナット
部材２５の押圧片２５ａがホルダ２３のキー溝２３ｃに
位置するので、工具をそのまま取り外すことができる。

【００２９】そして別の工具を装着するには、上記工具
ホルダ２３のキー溝２３ｃをナット部材２５の押圧片２
５ａに一致させながらテーパ凹部２３ａをテーパ凸部１
８ａに嵌合させ、ロックシリンダ４１でナット部材２５
の回転を阻止した状態で水平主軸１８を所定角度だけ回
転させる。するとナット部材２５の押圧片２５ａがホル
ダ２３を水平主軸１８の端面に押圧し、これにより別の
工具が装着されたこととなる。

【００３０】このように本実施例では、水平主軸１８の
端部にホルダ２３をナット部材２５で押し付けることに
より工具を着脱するようにしたので、１本の水平軸に２
つの工具を装着できる。このように本実施例では水平主
軸１８の両端に工具Ｔ１，Ｔ２を装着できるので、割り
出し機構によって水平主軸１８を反転させることによ
り、又は所定角度旋回させることにより、２種類の加工
を、または加工方向の異なる加工を連続的に行うことが
可能であり、従ってそれだけ工具の交換頻度が少なくな
り、加工の作業能率が向上する。

【００３１】また本実施例では水平主軸１８の両端部を
軸受１９ｂ，１９ｂを介してアタッチメントケース１６
で支持したので、該水平主軸１８の支持剛性を向上で
き、その結果加工精度を向上できる。

【００３２】上記実施例では水平主軸１８の左，右端部
に加工用工具Ｔ１，Ｔ２を装着したが、図３に示すよう
に、上記水平主軸１８の一端に計測用工具Ｔ３を装着
し、他端に加工用工具Ｔ２を装着することも可能であ
る。このようにした場合は、加工と計測を連続的に行う
ことができる。

【００３３】また上記実施例では、工具Ｔ１〜Ｔ３をナ
ット部材２５によって水平主軸１８の両端に押し付ける
ことより工具の着脱を行う場合を説明したが、この工具
の着脱構造としては各種の態様が採用可能である。例え
ば、図４に示すように、ホルダ２３に雄ねじ２３ｄを形
成し、この雄ねじ２３ｄを水平主軸１８の端部に形成さ
れた雌ねじ１８ｄにねじ込み、これにより工具Ｔ１，Ｔ
２を水平主軸１８に着脱可能に装着しても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明に係る工作機械の工
具アタッチメントによれば、第２アタッチメント主軸の
両端部にねじ機構によって工具を着脱するようにしたの
で、１本の第２アタッチメント主軸の両端に２つの工具
を装着でき、従ってそれだけ工具の交換頻度が少なくて
済み、その結果加工作業の能率を向上できる効果があ
る。また第２アタッチメント主軸の両端をアタッチメン
トケースで支持することにより該第２アタッチメント主
軸の支持剛性を向上できることから、加工精度を向上で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例による工作機械の工具
アタッチメントの断面正面図である。

【図２】上記実施例の工具アタッチメントを装着した主
軸頭の正面図である。

【図３】上記実施例の工具アタッチメントに計測用工具
を装着した状態を示す断面正面図である。

【図４】上記実施例の工具アタッチメントにおける工具
着脱構造の変形例を示す断面正面図である。

【符号の説明】

１ 主軸頭 ６ モータ軸（主軸） １１ 工具アタッチメント １６ アタッチメントケース １７ 垂直主軸（第１アタッチメント主軸） １８ 水平主軸（第２アタッチメント主軸） ２３ｄ，１８ｄ 雄ねじ，雌ねじ（ねじ機構） ２５，１８ｃ ナット部材，雄ねじ（ねじ機構） Ｔ１〜Ｔ３ 工具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回割り出し機構を備え、主軸頭により
   回転自在に支持された工作機械の主軸に着脱可能に装着
   される工具アタッチメントにおいて、上記主軸に着脱可
   能に装着される第１アタッチメント主軸と、該第１アタ
   ッチメント主軸と直角方向に配置され、該第１アタッチ
   メント主軸で回転駆動される第２アタッチメント主軸
   と、上記第１，第２アタッチメント主軸を回転自在に収
   容保持するアタッチメントケースと、上記第２アタッチ
   メント主軸の両端部にねじ機構により着脱可能に装着さ
   れた加工用又は計測用工具とを備えたことを特徴とする
   工作機械の着脱式工具アタッチメント。