JPH0644584Y2 - 自動工具交換装置における工具クランプ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は自動工具交換装置における工具クランプ装置に
関するものである。

（従来の技術及び考案が解決しようとする問題点） 工作機械等に取付けられた工具でワークの加工をおこな
っている間は、交換用工具を有する工具マガジンユニッ
トを遠方に待機させ、工作機械の工具によるワークの加
工が終了し工具の取替えをおこなう際に、工作機械等の
工具取付部に接近して工具の直接交換をおこなう自動工
具交換装置は広く知られている。

この工具交換装置により工具を直接交換する場合、工具
マガジンユニットの所定の工具クランプ装置を工作機械
等の工具取付部の方へ向かって位置決めした後、工具マ
ガジンユニットを工作機械等の方へ揺動させて前記所定
の工具クランプ装置を工作機械等の工具取付部の方へ移
動させると共に、この工具クランプ装置を開閉させて工
作機械等からの工具の受取り及び工作機械等への工具の
引渡しを行っている。

しかしながら、例えば深孔加工のように長い工具を用い
て穴明けする場合には、通常、工具の振れを防止するた
め工具先端を工具ガイド部材でガイドするのが一般的で
あり、工具の交換に伴って、工具を保持する工具ホルダ
は勿論のこと、工具ガイド部材も一緒に交換する必要が
ある。そして、これら各部材の取替えは迅速に行う必要
があった。

そこで、これら各部材等を纏めて一体で取替えることが
出来れば、作業時間が短縮されるが、この場合は取り扱
う重量が重たくなり、しかも特に長い工具であることか
ら重量的なアンバランスが生じやすいという問題があ
る。

従って、小型で工具把持力が強く、特に主軸から強い力
で引く抜くような場合でも確実に把持状態を保ち、しか
も確実に水平方向に引き抜くため、把持した状態で工具
の姿勢を正確に水平に保持することの出来る装置を構成
する必要があった。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するため、本考案は、深孔加工用の
工具を保持する工具ホルダと、加工時に工具先端の振れ
を防止する工具ガイド部材とを一体にして自動交換する
装置に設けた工具クランプ装置において、工具ホルダの
外周に径の小さい小径溝を設け、工具ガイド部材の外周
に径の大きい大径溝を設ける一方、前記装置には、大径
円弧状と小径円弧状の２ヵ所の先細り状の工具クランプ
基準座を備えた装置本体を設け、この装置本体に対して
摺動自在な移動ロッドをバネで付勢するとともに、この
移動ロッドに一対のグリッパリンク及び一対のグリッパ
を連結してトグル機構を構成し、前記小径円弧状の工具
クランプ基準座の位置に対応して各グリッパの一端側に
幅間隔の狭い一対の算盤状の押えコマを設け、また前記
大径円弧状の工具クランプ基準座の位置に対応して各グ
リッパの他端側に幅間隔の広い一対の算盤状の押えコマ
を設けた。

そして、幅間隔の狭い一対の押えコマと小径円弧状の工
具クランプ基準座を前記工具ホルダの小径溝に嵌合させ
て円周上３ヵ所で把持し、幅間隔の広い一対の押えコマ
と大径円弧状の工具クランプ基準座を前記工具ガイド部
材の大径溝に嵌合させて円周上３ヵ所で把持するように
した。

（作用） 工具と、工具ホルダと、工具ガイド部材を一体にして取
替えることで、取替え作業を迅速に行うことが出来る
が、この際、径の小さい工具ホルダの小径溝に幅間隔の
狭い一対の押えコマと小径円弧状の工具クランプ基準座
を嵌合させ、径の大きい工具ガイド部材の大径溝に幅間
隔の広い一対の押えコマと大径円弧状の工具クランプ基
準座を嵌合させて把持することで、工具等の姿勢を正確
に水平に保つ。

また、押えコマ、工具クランプ基準座を小径溝と大径溝
に嵌合させていることから、主軸から引き抜く際でも確
実に引き抜き力を伝達することが出来、取外し或いは装
着中に工具ホルダと工具ガイド部材の結合が解かれるよ
うな不具合はなく、しかも各溝を夫々３カ所で把持して
いるため、把持状態が確実となる。

そして、トグル機構によって把持力を強力にすることが
出来、しかもこれをバネで作動させれば装置構成が簡素
化される。

（実施例） 次に本考案の好適一実施例について説明する。

本考案は自動工具交換装置における工具クランプ装置に
関するものであり、その実施例の主要部は第７図乃至第
９図に示されるものであるが、説明をわかりやすくする
ため工具取替用の工作機械及び自動工具交換装置全体を
第１図乃至第13図までを参照しつつ詳述し、その中で本
考案の実施例を説明する。

第１図及び第２図はそれぞれ深穴明け工作機械（100）
及び工具交換装置（１）の斜視図及び正面図を示すもの
で、深穴明け工作機械（100）は、基台（101）に設けら
れた案内テーブル（102）上を左右動テーブル（103）が
不図示のＸ軸モーターによって左右方向（Ｘ方向）に移
動できるようになっており、また左右動テーブル（10
3）上をその上部にコラム（105）を有する前後動テーブ
ル（104）がＺ軸モーター（107）によって前後方向（Ｚ
方向）に移動できるようになっている。更にコラム（10
5）の前面に配設され、工具（Ｔ）等を保持する昇降テ
ーブル（106）がＹ軸モーター（108）によってコラム
（105）に対して上下方向（Ｙ方向）に移動できるよう
になっている。従って昇降テーブル（106）に水平に保
持される工具（Ｔ）は工作機械（100）前方に配設され
る不図示のワークの方へ、X,Y,Z軸方向に移動して、該
ワークに水平な深孔加工をおこなうこととなる。

昇降テーブル（106）の後面側には工具（Ｔ）回転用の
スピンドルモーター（118）、ガイドブロック移動シリ
ンダ（109）、ガイドバー保護パイプ（110），（110）
等が取付けられており、昇降テーブル（106）の前面側
には、工具ホルダ（TH）に保持される前方へ細長く突出
した工具（Ｔ）、該工具（Ｔ）を案内支持して工具
（Ｔ）の振れ等を防止する工具ガイド部材（TG）、該工
具ガイド部材（TG）を保持するガイドブロック（11
4）、その先端が該ガイドブロック（114）に固定され、
このガイドブロック（114）を工具（Ｔ）に対して前後
動させる前記ガイドブロック移動シリンダ（109）のシ
リンダロッド（109a）が取付けられている。更に昇降テ
ーブル（106）の前面側には、前記ガイドブロック（11
4）による工具ガイド部材（TG）のクランプを解除する
クランプ解除装置（115）や、その先端がガイドブロッ
ク（114）に固定され、昇降テーブル（106）中を貫通し
て前記ガイドブロック（114）の前後動を案内する２本
のガイドバー（116）、（116）等が取付けられている。
尚該ガイドバー（116），（116）は昇降テーブル（10
6）に取付けられたガイドバー保持部材（117）、（11
7）中を摺動すると共に、前記ガイドバー保護パイプ（1
10），（110）内を移動する。

次に工具交換装置について説明する。

工具交換装置（１）は工作機械（100）のＸ方向左側に
配設され、工作機械（100）に取付けられた工具（Ｔ）
等を別の工具に交換する装置であり、第１図に示される
如く基台（101）に固定されその段違い上部にＺ方向向
きのレール（2a），（2a）を有するスライドベース
（２）と、該スライドベース（２）上をレール（2a），
（2a）を介してスライドシリンダ（４）によりＺ方向に
摺動自在なスライドテーブル（３）と、該スライドテー
ブル（３）上に固定される本体ケース（５）と、該本体
ケース（５）に支持されるインデックスモーター
（８）、減速器（７）、インデックスユニット（６）、
及び工具マガジンユニット（30）等から構成されてい
る。これ等の取付状態は第３図に明確に示されている。

第４図で示される如くインデックスモーター（８）の回
転は減速器（７）を介してインデックスユニット（６）
に伝えられ、該インデックスユニット（６）にて本体ケ
ース（５）内へ突出する駆動軸（９）を所定角度、即ち
60度ずつ、割り出し回転させる。本体ケース（５）内に
は一端が前記駆動軸（９）にカップリング（10）を介し
て連結され、他端が90度回転方向を変える第１かさ歯車
（15）に連結される従動軸（11）が配設され、該従動軸
（11）の中央部はボールベアリング（12），（12）を介
して回転部材（13）に支持されている。該回転部材（1
3）はスイングアーム支持ベアリング（14）を介して本
体ケース（５）に回動自在に支持されており、本体ケー
ス（５）より突出する回転部材（13）の一側には上方に
向かって逆Ｌ字形をしたスイングアーム（20）が固定さ
れている。

スイングアーム（20）は上方に立上がるアーム部（20
a）と該アーム部（20a）と直交し、装置前方へ突出して
工具マガジンユニット（30）を支持する折曲部（20b）
とからなっており、アーム部（20a）内にはボールベア
リング（19），（19）を介して旋回軸（16）が上下に支
持され、折曲部（20b）内にもボールベアリング（2
3）、…を介して回転軸（21）が前後に水平に支持され
ている。前記旋回軸（16）の下端には第２かさ歯車（1
7）が固定され、この第２かさ歯車（17）と前記従動軸
（11）の第１かさ軸（15）が直交して噛み合い、且つ旋
回軸（16）の上端にも第３かさ歯車（18）が固定されて
いて、前記回転軸（21）の中間部に固定される第４かさ
歯車（22）と直交して噛み合っている。前記第１、第
２、第３、第４かさ歯車（15），（17），（18），（2
2）の歯数はすべて等しいため、従動軸（11）、旋回軸
（16）、回転軸（21）の回転数はすべて等しく、且つ第
2,第３かさ歯車（17），（18）は同一の旋回軸（16）に
固定されているため、従動軸（11）と回転軸（21）の回
転方向も同じとなる。

また第５図に示される如くスライドテーブル（３）には
スイングシリンダ（24）が揺動自在に支持され、そのシ
リンダロッド（24a）の先端が前記スイングアーム（2
0）のブラケット（20c）に枢着されて、スイングアーム
（20）を工作機械（100）の工具（Ｔ）の方向へ所定角
度揺動自在としている。この場合スイングアーム（20）
は回転部材（13）とともにスイングアーム支点ベアリン
グ（14）を介して本体ケース（５）に対して回動し、旋
回軸（16）や回転軸（21）、工具マガジンユニット（3
0）等もともに回動することとなる。尚第４図中（25）
はインデックス検出センサであり、カップリング（10）
外周に等間隔で取付けられた６つのインデックス検出用
バー（26）、…により工具マガジンユニット（30）の所
定の工具クランプ装置（33）を工作機械（100）側の所
定位置に位置決め検知するものである。また（27）はス
イングアーム角度検出センサである。

次に工具マガジンユニット（30）について説明する。

工具マガジンユニット（30）はマガジンプレート（31）
及び該マガジンプレート（31）の外周部に取付けられる
６つの工具クランプ装置（33）等からなっており、交換
工具ユニット（32）を有しない空の工具クランプ装置
（33a）にて工作機械（100）に取付けられた工具ユニッ
ト（32a）を把持、移動させると共に、必要な工具ユニ
ット（32b）を把持する工具クランプ装置（33b）を工作
機械（100）の方へ移動させ、この工具ユニット（32b）
を工作機械（100）に取り付けんとするものである。尚
工具ユニット（32）とは第12図で示される如く工具
（Ｔ）を保持する工具ホルダ（TH）と、ガイドブロック
（114）の移動によりこの工具ホルダ（TH）に嵌合する
工具ガイド部材（TG）とからなるものである。

マガジンプレート（31）は前記スイングアーム（20）の
延出部（20b）から突出する回転軸（21）の先端部に取
付けられ、その外周部には６つの山形突部が形成され
て、全体としては星形をしており、該星形の一辺に沿っ
て６つの工具クランプ装置（33a）、…が周方向に対し
同じ向きで等間隔に固定されている。

工具クランプ装置（33）は第７図及び第８図に示されて
いる如きもので、クランプ装置本体（34）、移動ロッド
（40）、左右のグリッパ（45），（45）、カムリンク
（49）等からなっている。クランプ装置本体（34）の上
部は第７図の如く左右にマガジンプレート（31）への取
付部（34a），（34a）を有し、その内部には上下に盲孔
（35）を有しており、クランプ装置本体（34）の下部は
横溝（36）によって前後面部（34b），（34c）に二又状
に分かれており、それぞれの下端部にはその周方向が大
円弧及び小円弧状をし、断面突状の工具クランプ基準座
（37），（38）が設けられている。尚クランプ装置本体
（34）下部の後面部（34c）の小円弧状の工具クランプ
基準座（38）は前面部（34b）の工具クランプ基準座（3
7）よりやや下方へ突出しており、また前、後面部（34
b），（34c）とも左右にグリッパ（45），（45）支持用
の受部（34d）、…が設けられていると共に、中央部に
は前後に窓孔（39），（39）が形成されている。

前記クランプ装置本体（34）の盲孔（35）にはコイルバ
ネ（41）が装着されていると共に移動ロッド（40）が挿
通して下方の横溝（36）まで貫通し、前記コイルバネ
（41）の上端は移動ロッド（40）の鍔部（40a）に係合
して、移動ロッド（40）を上方へ弾圧付勢している。移
動ロッド（40）の下端はコの字形のホルダ（42）に固定
され、該ホルダ（42）に架設固定された支点ピン（43）
には左右にグリッパーリンク（44），（44）が枢支され
ていて、その両外端部はクランプ装置本体（34）から左
右にやや突出した状態となっている。前記グリッパーリ
ンク（44），（44）の両外端部のピン部（44a），（44
a）と前記クランプ装置本体（34）の前後面部（34b），
（34c）の各受部（34d）、…間に固定された支持ピン
（46），（46）には、２つのグリッパ（45），（45）が
その上端部、中間部を回動自在に支持されて対向する如
く平行に取付けられている。クランプ装置本体（34）よ
り下方へ伸びるグリッパ（45）の下部は前後に伸びる幅
広部（45a）となっており、該幅広部（45a）の下端に
は、前記クランプ装置本体（34）の工具クランプ装置基
準座（37），（38）と対向する位置に算盤玉状の押えコ
マ（47a），（47b）が回動自在に支持されている。該抑
えコマ（47）はグリッパ（45）より工具クランプ装置
（33）のやや内方へ突出して支持され、左右のグリッパ
（45），（45）の押えコマ（47a），（47b）、…と工具
クランプ装置基準座（37），（38）とで同心径違いの円
筒状物即ち工具ユニット（32）の２箇所を３点ずつ支持
して把持できるようになっている。

前記クランプ装置本体（34）の上部後面側には支点ピン
（48）を固定した支持アーム（34e）が斜め上方に伸び
ており、この支点ピン（48）にカムリンク（49）の中央
部が枢支されている。該カムリンク（49）は略Ｌ形形状
をしており、その前方延出部（49a）の端部に形成され
た長孔（51）には前記移動ロッド（40）の上端部に固定
されたピン（40b）が係合しており、その上方延出部（4
9b）の上端部にはローラー（50）が枢支されている。こ
こで第７図及び第９図の如く移動ロッド（40）により２
つのグリッパリンク（44），（44）をくの字形から水平
に揺動させてグリッパ（45），（45）の開閉をおこなっ
ているため、移動ロッド（40）、グリッパリンク（4
4），（44）、グリッパ（45），（45）等によりトグル
機構が構成されている。従って第７図の如く移動ロッド
（40）をその上昇限まで移動させると、グリッパリンク
（44），（44）は水平になりグリッパ（45），（45）は
閉じるが、この場合グリッパ（45），（45）の把持力は
非常に大きなものとなる。

ここで工具クランプ装置（33）の作用について述べる
と、カムリンク（49）の上方延出部（49b）が第８図中
左方、即ち装置前方、へ傾動すると前方延出部（49a）
がスプリング（41）の弾圧力に反して移動ロッド（40）
を下方へ押圧移動させる。該移動ロッド（40）の下降に
より支点ピン（43）が下降し、グリッパーリンク（4
4），（44）外端部のピン部（44a），（44a）は支点ピ
ン（43）回りに上方へ回動するため、グリッパ（45），
（45）は支持ピン（46），（46）回りに回動して、グリ
ッパ（45），（45）下部の幅広部（45a），（45a）が第
９図の如く外方へ開くこととなる。この状態で第８図の
如く工具ホルダ（TH）の小径溝（TH−１）及び工具ガイ
ド部材（TG）の大径溝（TG−１）に工具クランプ基準座
（37），（38）を押しあてた後、カムリンク（49）の上
方延出部（49b）へ作用する力を解除し、コイルバネ（4
1）の弾圧力により移動ロッド（40）を上昇させ、グリ
ッパ（45），（45）の幅広部（45a），（45a）を内方へ
閉じさせる。そして押えコマ（47a），（47b）、…を工
具ホルダ（TH）及び工具ガイド部材（TG）の大、小径溝
（TH−１），（TG−１）に嵌入押圧して工具ホルダ（T
H）及び工具ガイド部材（TG）等からなる工具ユニット
（32）を一体的に把持させる。

そして、幅間隔の狭い押えコマ（47b）（47b）と、小径
円弧の工具クランプ基準座（38）が径の小さい工具ホル
ダ（TH）の小径溝（TH−１）に嵌合し、幅間隔の広い押
えコマ（47a）（47a）と、大径円弧の工具クランプ基準
座（37）が径の大きい工具ガイド部材（TG）の大径溝
（TG−１）に嵌合し、工具（Ｔ）、工具ホルダ（TH）、
工具ガイド部材（TG）の姿勢は正確に水平状態で保持さ
れる。

この場合工具クランプ装置（33）のグリッパ（45），
（45）は移動ロッド（40）、グリッパリンク（44），
（44）、グリッパ（45），（45）等からなるトグル機構
による作用で閉じるため、グリッパ（45），（45）の把
持力は非常に大きく、工具（Ｔ）を保持する工具ホルダ
（TH）と工具ガイド部材（TG）からなり重量バランスが
悪く、比較的重量のある工具ユニット（32）を確実堅固
に把持することができる。またグリッパ（45），（45）
の開閉も移動ロッド（40）のわずかな移動によりなすこ
とができる。

次にスイングアーム（20）の揺動による工具クランプ装
置（33）の開閉機構について述べる。

工具クランプ装置（33）は第９図に示される如く、その
取付部（34a），（34a）がボルトによりマガジンプレー
ト（31）に固定され、該マガジンプレート（31）の孔部
（31a）からカムリンク（49）や支持アーム（34e）が装
置後方のスイングアーム（20）折曲部（20b）の方へ突
出している。カムリンク（49）の上方延出部（49b）は
回転軸（21）側に折曲され、そのローラー（50）は回転
軸（21）の周方向に向いて配設されている。

一方スイングアーム（20）折曲部（20b）上部には第10
図及び第11図に示される如く回転軸（21）に沿ってカム
シリンダ（60）が固定され、そのロッド（60a）先端に
はマガジンプレート（31）側にカム面（62）を形成した
カム部材（61）が固定されている。またスイングアーム
（20）折曲部（20b）下部にはストッパシリンダ（63）
が固定され、マガジンプレート（31）の工具クランプ装
置（33）、…側部に設けられたストッパ孔（31b）、…
にそのロッド（63a）を係合させマガジンプレート（3
1）のスイングアーム（20）への位置決めをおこなって
いる。

ここでスイングシリンダ（24）によるスイングアーム
（20）の揺動と工具クランプ装置（33）の位置関係及び
開閉動作について説明する。

インデックスモータ（８）、インデックスユニット
（６）等によりマガジンプレート（31）を回転させ工具
ユニット（32）を保持しない空の工具クランプ装置（33
a）を工作機械（100）の取付工具（Ｔ）向きに位置決め
して、インデックスモータ（８）にブレーキをかけ、駆
動軸（９）、従動軸（11）の回転を制動する。その後ス
イングシリンダ（24）のロッド（24a）を進出させ、ス
イングアーム（20）、工具マガジンユニット（30）を工
作機械（100）の方へ揺動させ、空の工具クランプ装置
（33a）を工作機械（100）の取付工具（Ｔ）の方へ進出
させる。この場合空の工具クランプ装置（33a）の工作
機械（100）の取付工具（Ｔ）に対する向きが、スイン
グアーム（20）の揺動によって変化しないということ、
及び工具クランプ装置（33a）の工作機械（100）への回
動軌跡が自由に選択できるということと、この工具クラ
ンプ装置（33a）がスイングアーム（20）の揺動によっ
てそのグリッパ（45），（45）を開かせるという３つの
作用効果を生じさせる。

まず空の工具クランプ装置（33a）の向きが変らない点
につき第４図乃至第６図を参照しつつ説明すると、スイ
ングアーム（20）内の旋回軸（16）は従動軸（11）回り
にスイングアーム（20）と同じ状態で揺動旋回するた
め、第５図の待機位置（ｌ）から第６図の変換位置
（ｍ）までスイングアーム（20）が旋回角度θだけ時計
方向に回動すると、旋回軸（16）も従動軸（11）回り時
計方向に角度（θ）だけ公転することとなる。この場合
従動軸（11）の回転が規制され、且つ第１、第２かさ歯
車（15），（17）の歯数が等しいため旋回軸（16）は公
転とともに第６図で示される如く矢印方向に角度（θ）
だけ自転もすることとなる。そして旋回軸（16）の第2,
第３かさ歯車（17），（18）と回転軸（21）の第４かさ
歯車（22）の歯数が等しいため回転軸（21）はマガジン
プレート（31）を第６図中反時計方向に角度θだけ回転
させるが、マガジンプレート（31）自体はスイングアー
ム（20）の揺動により第６図中時計方向に旋回角度θだ
け回転するため、マガジンプレート（31）は見掛け上回
転しないこととなり、従って例えば空の工具クランプ装
置（33a）も回転せずそのままの向きで第５図中の回転
軌跡（Ｐ）の如く工作機械（100）の取付工具（Ｔ）の
方へほぼ真横から平行に移動し、その工具ユニット（3
2）を把持することとなる。

次に工具クランプ装置（33）の工作機械（100）の方へ
の回動軌跡が自由に選択できるという点について述べ
る。所定の工具クランプ装置（33a）を工作機械（100）
の工具取付部の方へ移動させる場合、この工具取付部周
りに障害物があると、工具クランプ装置（33a）は工作
機械（100）の方へ移動できないこととなるが、前記第
１乃至第４かさ歯車（15），（17），（18），（22）の
歯数の比を適切に選択すれば第５図中（Ｐ）以外にも
（Ｑ），（Ｒ）の如く回動軌跡を選択することができ
る。これは前記第１乃至第４かさ歯車（15），（17），
（18），（22）の各歯数比を変化させることにより、ス
イングアーム（20）の揺動に伴うマガジンプレート（3
1）の自転回動角度を変化させることによって達成する
ことができる。

即ち回動軌跡（Ｑ）の場合はスイングアーム（20）の揺
動によりマガジンプレート（31）の回転角度（θ）より
やや小さい角度で逆方向にマガジンプレート（31）を自
転させた場合であり、例えば第１及び第２かさ歯車（1
5），（17）が同じ歯数の場合、第３かさ歯車（18）の
歯数より第４かさ歯車（22）の歯数を多くした場合であ
り、第３及び第４かさ歯車（18），（22）が同じ歯数の
場合、第１かさ歯車（15）の歯数より第２かさ歯車（1
7）の歯数を多く場合である。また、回動軌跡（Ｒ）の
場合はスイングアーム（20）の揺動によるマガジンプレ
ート（31）の回転角度（θ）よりやや大きい角度で逆方
向にマガジンプレート（31）を自転させた場合であり、
かさ歯車の歯数の比は前記回動軌跡（Ｑ）の場合の逆、
即ち例えば第１及び第２かさ歯車（15），（17）が同じ
歯数の場合、第４かさ歯車（22）の歯数より第３かさ歯
車（18）の歯数を多くする等、とすればよい。尚回動軌
跡（Ｑ），（Ｒ）いずれについても第１乃至第４かさ歯
車（15），（17），（18），（22）の噛み合っている歯
車どうしの一対を同じ歯数にする必要はなく、以上述べ
たことを作用効果がでるようにかさ歯車（15），（1
7），（18），（22）の歯数比を選定してやればよい。

つづいて空の工具クランプ装置（33a）がスイングアー
ム（20）の揺動にともない、そのグリッパ（45），（4
5）を開かせるという点につき説明する。前述の如くス
イングアーム（20）の時計方向への揺動に伴いマガジン
プレート（31）は回転軸（21）回りに反時計方向に角度
θだけ回転するため、マガジンプレート（31）とスイン
グアーム（20）とは相対的に角度θだけ回転することと
なる。従って第10図の如くスイングアーム（20）の旋回
前に空の工具クランプ装置（33a）のカムリンク（49）
のローラー（50）の位置とスイングアーム（20）折曲部
（20b）に固定されるカムシリンダ（60）のカム部材（6
1）の位置を回転軸（21）の中心から角度θだけ離し、
且つ回転軸（21）の中心から等距離に配設しておけば、
スイングアーム（20）の揺動に伴いカムシリンダ（60）
のカム部材（61）と空の工具クランプ装置（33a）のロ
ーラー（50）とは重なり合うこととなる。

そしてカムシリンダ（60）のロッド（60a）をマガジン
プレート（31）側へ突出させておけば、カム部材（61）
が空の工具クランプ装置（33a）のカムリンク（49）と
係合してカムリンク（49）を揺動させるため、移動ロッ
ド（40）は押圧され、そのグリッパ（45），（45）を第
９図の如く開かせることとなり、スイングアーム（20）
の揺動に伴い空の工具クランプ装置（33a）は開いた状
態で工作機械（100）の工具ユニット（32a）を挟み込む
こととなる。このあとカムシリンダ（60）のロッド（60
a）を後方へ引きカム部材（61）と工具クランプ装置（3
3a）との係合を解除すれば、工具クランプ装置（33a）
は閉じて第８図に示される如く工具クランプ装置（33）
の工具クランプ基準座（37），（38）及びグリッパ（4
5），（45）の押えコマ（47）が、工具ホルダ（TH）及
び工具ガイド部材（TG）のそれぞれの大小径溝（TG−
１），（TH−１）に係合し、工具ユニット（32a）を把
持することとなる。

従ってスイングアーム（20）の工作機械（100）への傾
動前においては工作機械（100）の方へ移動する工具ク
ランプ装置（33）の位置がカムシリンダ（60）のカム部
材（61）の位置から常に角度θだけ離れた位置にくるよ
うにインデックスモーター（８）及びインデックスユニ
ット（６）を作動させればよい。尚以上の工具クランプ
装置（33）に関する３つの作用効果の説明に空の工具ク
ランプ装置（33a）を用いたが、これにこだわる必要は
なく、工具ユニット（32）を保持する工具クランプ装置
（33）であってもよいのはもちろんである。

次に装置の全体的作用について説明する。

第１図で示される如く不図示のワークにガイドブロック
（114）に保持される工具ガイド部材（TG）を当接し、
該工具ガイド部材（TG）の孔部から工具（Ｔ）を加工物
の方へ突出させて深孔明け加工が終了し、工具交換をお
こなう場合は、コラム（105）を後方所定位置まで後退
させるとともに、ガイドブロック（114）をガイドブロ
ック移動シリンダ（109）によりコラム（105）側に後退
させる。第12図は前記ガイドブロック（114）がコラル
（105）側にいっばいに後退した状態を示すもので、昇
降テーブル（106）にはスピンドルモーター（108）によ
り回転駆動される主軸（120）が回動自在に支持され、
この前部には工具（Ｔ）を保持する工具ホルダー（TH）
の円錐状をしたテーパーシヤンク部（TH−２）が圧着係
合されている。前記工具ガイド部材（TG）の後部の筒部
（TG−２）が工具ホルダー（TH）の頭部（TH−３）に嵌
合し、工具（Ｔ）、工具ホルダ（TH）、工具ガイド部材
（TG）が一体となって工具ユニット（32a）を構成して
いる。そして工具ガイド部材（TG）及び工具ホルダ（T
H）には工具クランプ装置（32）の係合用の大小径溝（T
G−１），（TH−１）が形成されている。

また工具ガイド部材（TG）は第13図に示す如くその係合
突部（TG−３）をガイドブロック（114）の係合孔（114
a）に係合させた後、トグル装置（122）によってガイド
ブロック（114）に押圧固定されているが、第12図に示
す如く昇降テーブル（106）側にトグル解除装置（115）
を備えそのロッド（115a）の溝孔（115b）と、ガイドブ
ロック（114）と伴に後退してきたトグル装置（122）の
ピン部（122a）とが係合するため、ロッド（115a）の移
動によりトグル装置（122）の押圧腕部（122b）は開き
工具ガイド部材（TG）のガイドブロック（114）への押
圧は解除される。そして昇降テーブル（106）は所定位
置まで下降するとともに、コラム（105）は工具交換装
置（１）の方へ所定距離移動する。

一方工具交換装置（１）の工具マガジンユニット（30）
は工具クランプ装置（33）が工作機械（100）の工具ホ
ルダ（TH）及び工具ガイド部材（TG）の真横に位置でき
るようスライドシリンダ（４）によりスライドベース
（２）上を移動し、インデックスモーター（８）やイン
デックスユニット（６）によって工具ユニット（32）を
有しない空の工具クランプ装置（33a）を第５図の如く
工作機械（100）の工具ユニット（32a）に向けて位置決
めする。その後スイングシリンダ（24）によりスイング
アーム（20）を工作機械（100）の方へ揺動させ、第６
図の如く空の工具クランプ装置（33a）を工具ホルダ（T
H）及び工具ガイド部材（TG）の大、小径溝（TG−
１），（TH−１）に係合保持させる。その後ドローバー
（121）を前進させ工具ホルダ（TH）を装置前方へ移動
させると共に、スライドシリンダ（４）のロッドを前進
させ、工作機械（100）の工具ユニット（32a）を保持す
る工具クランプ装置（33a）を前進させて、工具ホルダ
（TH）のテーパーシャンク部（TH−２）を主軸（120）
から十分に抜き取ると、スイングシリンダ（24）のロッ
ド（24a）を引き込みスイングアーム（20）を工作機械
（100）から逆方向へ揺動させる。

ここで工作機械（100）に必要な工具（Ｔ）を有する工
具ユニット（32b）をインデックスモーター（８）等に
より所定位置に割り出し回転して位置決めすると、再度
スイングアーム（20）を工作機械（100）の所定位置、
即ち工具クランプ装置（33b）の保持する工具ユニット
（32b）軸線と工作機械（100）の主軸（120）の軸線が
一致する位置まで揺動旋回させる。この場合カムシリン
ダ（60）のロッド（60a）は後方へ引き込んであるの
で、カム部材（61）とカムリンク（49）の係合は生じ
ず、工具クランプ装置（33b）は工具ユニット（32b）を
把持したままとなっている。その後、スライドシリンダ
（４）により、工具クランプ装置（33b）に保持される
工具ホルダ（TH）のテーパーシャンク部（TH−２）を工
作機械（100）の主軸（120）のテーパー孔に圧入嵌合さ
せると、カムシリンダ（60）によりカム部材（61）と工
具クランプ装置（33b）のカムリンク（49）を係合させ
て工具クランプ装置（33b）を開かせ、再度スイングア
ーム（20）を工作機械（100）より離すごとく揺動させ
て、トグル装置（122）で工具ガイド部材（TG）をガイ
ドブロック（114）に固定させれば工具交換作業は終了
する。

（考案の効果） 以上のように本考案の工具クランプ装置は、工具ホルダ
と工具ガイド部材を一体に把持するようにしたため取替
え作業の迅速化が図れるのであるが、径の小さい工具ホ
ルダに小径溝を設け、径の大きい工具ガイド部材に大径
溝を設けて、これら各溝を幅間隔の異なる各一対の押え
コマと、円弧径の異なる工具クランプ基準座によってそ
れぞれ３ヵ所で把持するようにしたため、工具等の姿勢
を正確に水平に保持した状態で把持することが出来る。

また、先細りの工具クランプ基準座と算盤状の押えコマ
を各溝に嵌合させて把持していることから、主軸から引
き抜く際でも工具ホルダと工具ガイド部材の結合状態を
保持したまま確実に引き抜くことが出来る。

また、グリッパをトグル機構によって作動させているた
め把持力が強力になり、また、このトグル機構の作動機
構をバネにすることで部品点数が削減され装置が簡素化
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は工作機械及び工具交換装置の斜視図、第２図は
第１図の正面図、第３図は工具交換装置の斜視図、第４
図は工具交換装置の上部の部分断面図、第５図は工具マ
ガジンユニットの待機位置における部分断面正面図、第
６図は工具マガジンユニットの交換位置における部分断
面正面図、第７図は工具クランプ装置の正面図、第８図
は工具ユニットを把持した工具クランプ装置の断面側面
図、第９図は工具クランプ装置の取付状態を示す図、第
10図はカムシリンダの取付状態を示す正面図、第11図は
第10図の部分側面図、第12図は工作機械における工具ユ
ニット等の取付状態を示す図、第13図はガイドブロック
における工具ガイド部材の取付状態図である。 尚、図面中、（１）は工具交換装置、（30）は工具マガ
ジンユニット、（33）は工具クランプ装置、（34）はク
ランパ本体、（40）は移動ロッド、（41）はコイルバ
ネ、（44）はグリッパリンク、（45）はグリッパ、
（Ｔ）は工具である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】深孔加工用の工具を保持する工具ホルダ
   と、加工時に工具先端の振れを防止する工具ガイド部材
   とを一体にして自動交換する装置に設けた工具クランプ
   装置において、前記工具ホルダの外周に径の小さい小径
   溝を設け、前記工具ガイド部材の外周に径の大きい大径
   溝を設ける一方、前記装置には、大径円弧状と小径円弧
   状の２ヵ所の先細り状の工具クランプ基準座を備えた装
   置本体を設け、この装置本体に対して摺動自在な移動ロ
   ッドをバネで付勢するとともに、この移動ロッドに一対
   のグリッパリンク及び一対のグリッパを連結してトグル
   機構を構成し、前記小径円弧状の工具クランプ基準座の
   位置に対応して各グリッパの一端側に幅間隔の狭い一対
   の算盤状の押えコマを設け、また前記大径円弧状の工具
   クランプ基準座の位置に対応して各グリッパの他端側に
   幅間隔の広い一対の算盤状の押えコマを設け、幅間隔の
   狭い一対の押えコマと小径円弧状の工具クランプ基準座
   を前記工具ホルダの小径溝に嵌合させて円周上３ヵ所で
   把持し、幅間隔の広い一対の押えコマと大径円弧状の工
   具クランプ基準座を前記工具ガイド部材の大径溝に嵌合
   させて円周上３ヵ所で把持するようにしたことを特徴と
   する自動工具交換装置における工具クランプ装置。