JPH0691468A - 工作機械の工具を交換するための工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 簡単な構造で而も高速で衝撃的な運動にも確
実に作動するグリッパを提供する。 【構成】 操作部材５１と両ジョー１４との間の位置
で、それぞれ１つの開放ギヤ５８，５７と１つの閉鎖ギ
ヤとが配置されている。両開放ギヤ５８，５７の各々
は、ジョー１４に配設される対応面５７と協働する各１
つの傾斜面５８を有している。また両閉鎖ギヤの各々
は、それぞれ所属する各１つの転動体６１を介して各ジ
ョー１４を閉鎖すべくジョー１４に配設される当接面と
協働させるために、それぞれ操作部材５１に配設される
各１つの案内傾斜面を有している。両閉鎖ギヤは、各ジ
ョー１４を閉鎖位置で互いに形状接続式に錠止するよう
に構成される。操作部材５１は複動式に作業媒体で操作
されるスラストピストン４２のピストンロッド５１とし
て構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工作機械の工具を交換す
るために用いられる工具交換装置であって、１つのグリ
ッパが設けられており、このグリッパには、工具を形状
接続式に把持するための２つの可動なジョーが配置され
ていると共に、工具を取付け且つ取外す拡開位置もしく
は工具を形状接続式に把持する閉鎖位置にもたらすべく
その都度ジョーを所定の旋回軸を中心にして旋回させる
ための操作部材が縦軸線方向摺動可能に支承されてお
り、更にこのグリッパには、操作部材と各ジョーとの間
の位置で、それぞれ１つの開放ギヤと１つの閉鎖ギヤと
が配置されており、この場合、両開放ギヤの各々が、各
ジョーを開放すべくこれらのジョーに配設される対応面
と協働させるために、それぞれ操作部材に配設される各
１つの傾斜面を有している一方、両閉鎖ギヤの各々は、
それぞれ所属する各１つの転動体を介してこれらのジョ
ーを閉鎖すべくジョーに配設される当接面と協働させる
ために、それぞれ操作部材に配設される各１つの案内傾
斜面を有しており、更にこの場合、両閉鎖ギヤが各ジョ
ーをその閉鎖位置で互いに形状接続式に錠止することが
できるように構成されている形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】上述形式に基づいて構成された工具交換
装置は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第３７１
７２０１号明細書に開示されており、既に公知の技術範
疇に属している。

【０００３】この種の工具交換装置は、主に現代的な工
作機械、例えば多数の工作物をプログラム制御方式によ
り多数の加工工程で順次処理することのできる所謂「加
工センター」と称される工作機械で利用される。このよ
うな工作機械においては、種々異なる工具が主軸台の近
くに設けられたマガジン内にストックされているので、
１つの加工段階から次の加工段階に移行する際には、そ
れまで用いていた工具をグリッパによって取外し、新た
な加工段階で用いる次の工具をマガジンから取出して主
軸に装着する操作を容易に達成することができる。この
操作を行なうため、公知の工具交換装置は１本の可動な
アームと該アームの自由端部に配置された１つのグリッ
パとを有している。

【０００４】公知のグリッパは不動に位置固定された２
つのジョーを有しており、各ジョーはその都度用いられ
る工具がこれら不動の両ジョー間で形状接続式に軸方向
案内されるように相互間隔をおいて配置されている。公
知となっているこの種のグリッパには、更に２つの可動
なジョーが設けられており、可動なジョーはその閉鎖位
置で不動の両ジョー間に取付けられた工具を形状接続式
に把持するために用いられる。可動なジョーの拡開位置
では、その都度用いられた工具を不動のジョー間から取
出し、或いはこれから用いようとする新たな工具を不動
のジョー間に導入させることができる。

【０００５】可動なジョーの開放は操作ノブを介して行
なわれるが、そのためには操作ノブが工作機械に設けら
れた空間固定式のストッパに向って移動せしめられる。
この操作ノブはばね負荷されているので、操作ノブが空
間固定式のストッパを後にする際には、可動なジョーを
その閉鎖位置に保持するための不作用位置に戻行され
る。

【０００６】操作ノブは可動なジョーの操作部材として
構成された１本のピンに結合されており、このピンと２
つの各可動ジョーとの間には、それぞれ開放運動を伝達
する開放ギヤと閉鎖運動を伝達する閉鎖ギヤとが設けら
れている。更にこのピンの外周面には、ピンの縦方向お
よび半径方向で内部から外部に延びる４つの案内傾斜面
が形成されている。これらの案内傾斜面は、それぞれ球
体継手を介してジョーに設けられたストッパ面と協働す
るように構成されている。更にこれらの案内傾斜面は、
互いに対をなすような相互配属関係におかれていると共
に、ピンにおける軸方向の両終端位置で一方の両球体が
案内傾斜面内に進入し且つ他方の両球体が案内傾斜面か
ら進出するように構成されている。ピンの軸方向摺動運
動に際して球体に与えられるこのような半径方向運動
は、可動なジョーを閉鎖位置と拡開位置との間で強制的
に往復運動させるために役立てられる。

【０００７】以上に述べたことから明らかなように、互
いに逆向きに延びる各２つの傾斜面としてのガイドレー
ルは、それぞれ２つの可動なジョーにおける一方と協働
する。この場合、一方の案内傾斜面が開放ギヤの部分と
して構成されるのに対し、他方の案内傾斜面は閉鎖ギヤ
の部分として構成されている。ジョーが閉鎖位置を占め
る場合には、両閉鎖ギヤにおいて半径方向外向きに進出
する２つの球体が一方ではピンの外周面に、また他方で
は各ジョーの当接面に当接するので、ジョーはこれらの
球体により形状接続式に錠止される。その際に操作ノブ
を予張する押ばねの力は、場合によって外部からジョー
に加えられることのある力に反作用してジョーを拡開位
置に移行させる。

【０００８】従って可動なジョーの保持力は、操作ノブ
を予張するために用いられる押ばねの緊締ばね力によっ
て規定される。

【０００９】ところでこの公知のグリッパにおいては、
開放ギヤと閉鎖ギヤとを構成するための費用が嵩むのみ
ならず、操作メカニズム全体のロック乃至ジャミングを
阻止するためには、ジョーが強制的に操作されることに
基づいて、開放ギヤおよび閉鎖ギヤを調整可能に設計し
ておかねばならないという欠点を免れない。更に公知技
術によるグリッパにおいては、押ばねの緊締ばね力が緩
和された際にグリッパの保持力が必然的に低下するか、
或いは押ばねが破損した際にこの保持力が完全に失われ
る。工具がグリッパから脱落した際に生じ兼ねない工作
機械の損傷を回避するか、或いは少なくともこれを最小
限に抑えるため、公知のグリッパには工具を少なくとも
軸方向で固定するための不動なジョーが補足的に設けら
れており、この種の措置がとられる以上、構成上の必要
経費は更に嵩むことになる。

【００１０】なお空間固定式のストッパを用いた開放ギ
ヤの操作も、多くのケースでは望ましくないものとされ
ている。例えば、特に高精度による作業が行なわれる工
作機械においては、空間固定式ストッパへの当接が望ま
しくない残留応力または震動の発生を促し、ひいては工
作機械の作業精度に不都合な影響が及ぼされることにな
る。

【００１１】ＤＤ−ＰＳ１４９３３１に開示されている
公知の工具交換装置のグリッパは、ベルクランク乃至ト
グルレバー機構を介して強制的に開閉される２つの可動
なジョーを備えている。ベルクランク機構は押ばねによ
りジョーの閉鎖位置に予張されるスラストロッドを介し
て操作される。ジョーを閉鎖位置から拡開位置に移行さ
せるためには、ばねの力に抗してスラストロッドを摺動
させる液力ピストンが設けられている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従って、この公知のグ
リッパにおいても保持力は押ばねの緊締ばね力によって
規定されるので、ばねの弛緩または破損を招く恐れがあ
り、特に工具交換装置が高速で衝撃的な運動を行なう場
合には、保持されていた工具がグリッパから離脱して工
作機械の損傷を惹起することになりかねない。

【００１３】更にこの形式によるグリッパでは、時の経
過に伴ってベルクランク機構に偏倚が生ずるので、工具
の確実な保持に支障をきたす遊隙形成を免れることがで
きない。

【００１４】しかもこの公知例の場合にはベルクランク
機構による強制的な案内が行なわれるので、操作メカニ
ズムの不都合なロック乃至ジャミングを回避するために
はこの操作メカニズムを補足的に調整しなければならな
い。また必要とされるヒンジの数が極めて多いことに基
づいて、相当額の構成費用投入を余儀なくされる。

【００１５】そこで本発明の課題とするところは、冒頭
に述べた形式による工具交換装置に改良を加えて、前述
した公知技術の欠点を完全に除くと同時に、特に簡単な
構造で申し分のない確実な工具交換機能が発揮されるよ
うにし、更には工具がその高速で衝撃的な運動に際して
も常にグリッパ内に確保されるように、且つ工作機械の
作業精度がグリッパの開閉運動によって損なわれないよ
うにする点にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決すべく提
案された本発明の措置によれば、操作部材がグリッパ内
に配置されて作業媒体を複動式に操作するために用いら
れるスラストピストンのピストンロッドとして構成され
ており、開放ギヤの各傾斜面が開放操作を行なうべく対
応面と当接可能ならしめられており、更にこの傾斜面が
ジョーの閉鎖中にはその閉鎖位置で対応面との係合を解
除されるように構成されている。

【００１７】

【発明の効果】このような措置を採用することによって
上記の課題は完全に解決される。ジョーの開閉運動は作
業媒体で操作されるスラストロッドを介して行なわれる
ので、もはや空間固定式のストッパに当接させる必要は
なくなる。更にジョーをその閉鎖位置で緊締するための
ばねも不要ならしめられるので、ばねに由来する全ての
不都合な点は完全に回避されることになり、各ジョーは
液力もしくは空気力で駆動されるスラストピストンによ
って閉鎖位置に保持される。

【００１８】ジョーの閉鎖中には開放ギヤがいわば無効
状態におかれており、ジョーの強制案内が継続的に行な
われることはないので、操作メカニズムを補足的に調整
する必要もなくなる。またジョーの閉鎖中には傾斜面と
対応面との係合が解除されているので、グリッパの操作
メカニズムが全体としてロック乃至ジャミングされる可
能性も排除される。以上に述べたことが全て相俟って、
本発明による工具交換装置の構造を極めて簡単なものに
している。ところで、ジョーを開放する当りピストンロ
ッドに設けられた傾斜面を単にジョーに形成された対応
面とのみ当接させれば良いようにしておくと特に有利で
ある。そのためには開放ギヤがいわば単純なスラストギ
ヤとして構成され、これによってジョーは対応面に対す
る傾斜面の圧力によって拡開位置にまで旋回せしめられ
るので、グリッパをより一層簡単な構造で構成すること
が可能になる。

【００１９】

【実施例】本発明におけるこの実施態様において、両閉
鎖ギヤが各ジョーの閉鎖位置でこれらのジョーをセルフ
ロック方式で錠止するように構成されていると特に有利
である。

【００２０】この措置によれば、液力系または空気力系
の機能障害が発生した場合ですら、工具をグリッパ内で
申し分なく確実に保持しておくことが保証される。

【００２１】本発明の有利な１実施態様によれば、転動
体が各ジョー内でジョーの旋回軸と平行に設けられた穿
孔部内に差込まれる１本のころとして構成され、このこ
ろが半径方向で穿孔部内に確保されており、この場合、
穿孔部の内壁が当接面を形成しており、穿孔部は旋回軸
と平行に延びる一貫した縦方向スリットを有しており、
この縦方向スリットを貫くころが少なくとも閉鎖位置で
はその周面区分を介して所属の各案内傾斜面に当接する
ように構成されている。

【００２２】この措置によれば、ころが簡単な構成様式
により確実に保持される一方、ころの保持装置が同時に
閉鎖ギヤの当接面として構成されるので、やはり構成上
の観点から見て特に有利な効果が得られる。

【００２３】更にこの実施態様をより効果的なものにす
るため、穿孔部を横切ってそれぞれ他方のジョーに向っ
て開く通路は、これにピストンロッドのスラストピスト
ンとは反対側に位置する自由端部を挿入するため、各ジ
ョーに設けられており、ピストンロッドの自由端部にお
けるころに面した両サイドには、スラストピストンから
離反するように縦軸線方向に対して或る所定の角度を成
すように斜め外方に延びる案内傾斜面が設けられてお
り、この場合、前記の角度は１５°未満、有利には１０
°未満の値に設定されている。

【００２４】この措置によれば、ころ周面の大部分が案
内傾斜面のためにアプローチ可能ならしめられているに
も拘らず、ころを穿孔部内で確実に半径方向確保するこ
とができるという利点が得られる。更に斜め外方に延び
るこの案内傾斜面を有効に利用するならば、ジョーをそ
の閉鎖位置でセルフロック式に錠止する操作が簡単に実
施される。つまり換言すれば、案内傾斜面をピストンロ
ッドの縦軸線方向と交差させる角度が、案内傾斜面とこ
ろ周面との間の材料に応じて左右される摩擦角度より小
さな値に設定されている。

【００２５】更に本発明の有利な実施態様によれば、案
内傾斜面がスラストピストンに向う方向で半径方向内向
きに彎曲するように形成され、ジョーの拡開位置でころ
を収容するために用いられる切欠に漸次移行するように
構成されている。

【００２６】この措置によれば、ジョーの開放時にころ
が案内傾斜面から開放されるようにした簡単な装置構造
が得られるので、グリッパの不都合なロック乃至ジャミ
ングを確実に回避することができる。

【００２７】更にこの場合、ピストンロッドにおけるス
ラストピストンとは反対側の端面に傾斜面を形成し、各
ジョーに配設された対応面をこれらのジョーの旋回軸に
対してほぼ半径方向に向けて配向しておくならば特に有
利な結果が得られる。

【００２８】この措置によれば、スラストギヤとして作
用する開放ギヤを僅かなストローク及び推力で充分にジ
ョーを開放しうるように構成することが簡単に実現され
る。ピストンロッドは単にその端面でのみジョーの対応
面に当接させればよく、このピストンロッドがジョーの
回転軸に対して半径方向に向けられていることに基づい
て、端面における全ての当接力はジョーを開閉させるエ
ネルギーに変換される。

【００２９】この実施態様において、ピストンロッドの
端面を球状に形成し、これに対する対応面を各通路内に
配置し、端面をそれに応じて彎曲させておくとより効果
的である。

【００３０】構成上の観点から見てやはり簡単なこの措
置によれば、対応面と端面との間のセンタリング効果が
得られるので、開放力を減少させる不都合な横方向の
力、即ち剪断力が生ずることは避けられる。

【００３１】更に本発明の有利な実施態様によれば、各
ジョーの閉鎖運動を制限すべくこれらのジョーにはそれ
ぞれ調節可能なストッパと協働する各１つのストッパ面
が設けられている。

【００３２】この措置の利点は、スラストピストンの過
度に高い閉鎖力に起因する工具の損傷が回避されると共
に、グリッパが工具を受容することなく閉じられた際に
生ずる可能性のあるグリッパ自体の損傷をも防止できる
ところにある。

【００３３】更に本発明の有利な実施態様では、各ジョ
ーにおけるその都度の位置を表示するために、これらの
ジョーにはそれぞれ１つの制御部材が配属されている。

【００３４】このような措置がとられているならば、ジ
ョーが拡開位置を占めるか或いは閉鎖位置を占めるかを
適正に制御することができるので、仮に液力駆動装置も
しくは空気力駆動装置に機能障害が発生したとしても、
直ちにこれを検出することが可能になる。

【００３５】更に本発明によれば、制御部材として誘導
式の接近値信号発生器を用いることが可能とされてい
る。

【００３６】この構成上の措置はジョーが金属製である
ことに基づいて特に簡単に実現可能であって、しかもこ
の措置によれば、誘導式の信号発生器を介してジョーの
旋回運動を容易に且つダイレクトに検出することができ
る。

【００３７】更にこの実施態様において、転動体に潤滑
媒体を供給するために用いられる少なくとも１本の通路
をスラストロッドに設けておき、この通路を縦軸線方向
に延在させると共に案内傾斜面付近で開口させ、グリッ
パの作動時にはこの通路が閉鎖されるようにしておくと
特に有利である。

【００３８】この措置によれば、グリッパの簡単でしか
も効果的な監視が可能になると同時に、ころの潤滑を行
なうべくその範囲に潤滑用のグリース及び／又はオイル
を供給するためには、スラストピストン内に設けられた
通路を、例えばこの通路に差込まれた止めねじを引抜い
て開放しさえすればよい。

【００３９】本発明によるその他の利点は明細書および
添付図面の開示内容から明らかである。

【００４０】なお、以上に述べた各特徴および以下に説
明する各特徴が、それぞれ本発明の枠を逸脱することな
く、単にその都度示された組合せによってのみならず別
の組合せでも或いはそれぞれ単独にでも応用されうるこ
とは言を俟たない。

【００４１】次に添付の図面に示した実施例につき本発
明を詳細に説明する。

【００４２】図１にその全体が符号１０で示された工具
交換装置は、符号１１で概略的に示された工具を掴みか
つ保持するために用いられる。工具交換装置１０に設け
られる１本のアーム１２は、図１においては単に破断さ
れた部分として描出されているに過ぎない。このアーム
１２が通常は先づ斜めに次いで図１の図平面から垂直に
離反するように延びているのに対し、工具交換装置１０
のグリッパ１３はこの図平面内に延在している。

【００４３】符号１４及び１５はそれぞれグリッパ１３
の可動なジョーを示すものであって、図１ではこれらの
ジョー１４，１５が閉鎖位置を占めている。各ジョー１
４，１５はそれぞれ符号１６及び１７で示された旋回軸
を中心に旋回して所定の拡開位置を占めるように構成さ
れている。図１にはこの拡開位置を占めたジョー１
４′，１５′が破線で示されている。図１から明らかな
ように、ジョー１４，１５は実線で示された閉鎖位置か
ら破線で示された拡開位置に移行するに当って相互離反
方向で移動し、その際にはグリッパ１３もしくは符号１
８で示されたグリッパケーシングから部分的に進出す
る。

【００４４】各ジョー１４，１５は、それぞれ符号２０
で示された工具１１の軸方向断面形状に適合した軸方向
断面形状１９を呈するように彎曲加工されている。この
断面形状に関する寸法は、ジョー１４，１５がその閉鎖
位置で工具１１を形状接続式に保持しうるような数値に
設定されているが、それ自体は公知技術の範疇に属する
ものであって本発明の対象とはされないので、以下では
その説明を一切省略する。

【００４５】グリッパ１３はジョー１４，１５とは反対
側に位置する後端部２１に２本の接続管片２２，２３、
所謂オリーブを有しており、これらの接続管片は圧力空
気または油圧媒体を供給するために用いられる。ジョー
１４，１５を後述する形式で開放するために一方の接続
管片２２には矢印２４方向で作業媒体が供給されるのに
対し、他方の接続管片２３はやはりジョー１４，１５を
後述形式で閉鎖するために矢印２５方向で作業媒体を供
給される。

【００４６】図示されてはいないがアーム１２の近くで
グリッパ１３の後端部２１から引き出される２本の接続
端子は、やはり後述する形式でジョー１４，１５の位置
を表示するために用いられる図には単に概略的に示され
たに過ぎない誘導式信号発生器としての接近値スイッチ
２６，２７に接続されている。

【００４７】更にこのグリッパ１３に設けられていて図
１から見て取ることのできる側方のカバーキャップ２
８，２９は、閉鎖位置にセットされたジョー１４，１５
のストッパとして用いられる後述の調節ねじに被せ嵌め
られるように取外し可能に構成されている。

【００４８】図２ではグリッパ１３が図１に示された平
面ＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図として描かれており、こ
の場合、グリッパ１３は符号３０で示された縦軸線方向
の位置を占めている。この図から明らかなように、グリ
ッパ１３のケーシング１８はカバープレート３２とベー
スプレート３３とグリッパ１３の後端部２１に配置され
たキャップ３４とを備えている。

【００４９】カバープレート３２とベースプレート３３
とが符号３５で示されたねじにより互いに結合されてい
る一方、キャップ３４は図１に示されたねじ３６によっ
てカバープレート３２乃至ベースプレート３３に固定さ
れている。このキャップ３４とカバープレート３２並び
にベースプレート３３との間にはシールリング３７が配
置されているので、グリッパ１３内には外部に対して圧
密に閉鎖された内室３８が形成される。

【００５０】この内室３８は穿孔部３９，４０を介して
図１に示されている接続管片２２，２３に接続され、内
室３８の内部には、二重矢印４３の方向、つまりグリッ
パの縦軸線方向で往復動可能なスラストピストン４２が
支承されている。このスラストピストン４２は、穿孔部
３９を介して圧力空気を導入することにより図２の図平
面で見て右手方向に移動せしめられ、圧力空気が穿孔部
４０を介して室内３８に導入されると、逆方向、つまり
図平面で見て左手方向にシフトされる。そのために必要
とされるスラストピストン４２の案内およびシールは、
符号４５で示されたＯ字リングによりピストン後端部４
４のところで行なわれるが、この種の技術は自体公知で
あるためこれ以上の説明は省略する。

【００５１】スラストピストン４２はその後端部４４か
ら離反する方向に延びる１本のシャフト４７を有してお
り、このシャフト４７はカバープレート３２とベースプ
レート３３との間でＯ字リング／支承リング装置４８を
介してやはり自体公知の形式により圧密な状態を保って
縦方向摺動可能に案内されている。

【００５２】スラストピストン４２はその前端部５０の
ところでピストンロッド５１に結合されており、ピスト
ンロッド５１はグリッパ１３の縦軸線方向３０と直交す
る矢印５２方向でシャフト４７に対して収斂している。
球状に形成された端面５４を有するピストンロッド５１
は、矢印５４で示された横方向で見てジョー１４のほぼ
中央に延在する通路５５内に突入せしめられる。該通路
５５は図２の図平面で見て右側に位置する前方に彎曲し
た壁５６を有しており、この壁５６はピストンロッド５
１の端面５４に対する対応面５７を形成するように形状
整合されている。スラストピストン４２が図２の図平面
で見て右手方向に摺動せしめられると、ピストンロッド
５１の端面５４が符号５８で示されたいわば傾斜面とし
て対応面５７と協働し、ジョー１４をその拡開位置に旋
回させるための開放ギヤ機能を発揮する。但しそのため
には、図２に閉鎖位置で示されたスラストピストン４２
が符号５９で示すストローク運動を行なわねばならな
い。

【００５３】更にこの図２からは、ピストンロッド５１
の後方に配置されたころ６１が看取されるが、このころ
６１はジョー１４に設けられた穿孔部６２内に挿入され
る。前記の通路５５はこの穿孔部６２を横断する方向で
延びているので、上位の通路壁６３と下位の通路壁６４
との間ではころ６１に対する部分的なアプローチを行な
うことができるようになっている。このころ６１は軸方
向ではカバープレート３２とベースプレート３３とによ
って、また半径方向では穿孔部６２によってそれぞれ確
保されている。

【００５４】更に図２から明らかなように、ジョー１４
の内端部６５はスラストピストン４２におけるシャフト
４７の後方にまで達している。

【００５５】図３においてはグリッパ１３が図２のＩＩ
Ｉ−ＩＩＩ線に沿って破断された状態で示されているの
で、この図から上位の通路壁６３を見て取ることはでき
ないが、下位の通路壁６４はピストンロッド５１の下に
破線で暗示されている。スラストピストン４２、ひいて
はピストンロッド５１が図３の図平面で見て右手方向に
摺動せしめられると、つまり接続管片２２内に圧力空気
またはオイルが導入されると、ピストンロッド５１の端
面５４に形成された傾斜面５８／１，５８／２は、ジョ
ー１４乃至１５の対応面５７／１乃至５７／２に当接し
て、これらのジョー１４，１５をそれぞれ矢印６７／１
乃至６７／２の方向に旋回させる。これらの対応面５７
／１及び５７／２が旋回軸１６乃至１７に対し半径方向
に向けられていることは明らかであり、従って端面５４
の圧着力は直接的にジョー１４，１５を旋回させる運動
力に変換される。

【００５６】断面図としてのこの図３から明らかなよう
に、ころ６１／２における一方の周面区分６９が旋回軸
１６乃至１７と平行に延在しているスリットにより穿孔
部６２から突出するのに対し、他方の周面区分７０／２
は通路５５内に面した位置を占める。この場合、ころ６
１／２の周面はその５０％を上回る範囲に亙って穿孔部
６２／２により完全に囲繞されているので、ころ６１／
２を半径方向で申し分なく確保するための当接面７１と
して機能する。

【００５７】他方、図３に示されたジョー１４，１５の
閉鎖位置では、ころ６１／２における周面区分６９，７
０の一部が、ピストンロッド５１の側方に設けられた案
内傾斜面７２に当接する。この案内傾斜面７２は、端面
５４の方向で斜め外方に延びており、図４に符号７３で
示されている角度値、例えば約６°に設定された角度
で、ピストンロッド５１の縦軸線方向３０と交差する。
案内傾斜面７２はスラストピストン４２の方向で半径方
向内向きに彎曲した切欠７４／２に移行しており、ピス
トンロッド５１が符号５９で示されたストローク運動を
行なうと、ころ６１／２がこの切欠７４／２内に位置せ
しめられる。

【００５８】図３に示されているように、ジョー１４，
１５とピストンロッド５１とはそれぞれ縦軸線方向３０
に対して鏡面対称に構成されているので、その各特徴に
ついては、簡明を期して２つのジョーのいずれか一方１
４又は１５との関連においてのみ説明する。

【００５９】図３に示されている両ジョー１４，１５の
間には工具１１が装着されてない。閉鎖位置で示された
これらのジョー１４，１５における各内端部６５は、そ
れぞれストッパ面７５を介して、調節可能なねじ７８に
より構成されたストッパ７７に当接する。装置の作動中
にはこのねじ７８が図１に示されたカバーキャップ２
８，２９によって掩蔽された状態におかれている。

【００６０】更に図３から明らかなように、スラストピ
ストン４２内には１本の通路８０が穿設されており、プ
ラグとしての止めねじ７９により閉鎖された状態にある
この通路８０は、先づ縦軸線方向に延び、次いで切欠７
４の範囲で開口する２本の側方通路８１に分岐してい
る。従って潤滑を行なう場合には、キャップ３４及び止
めねじ７９を取外しさえすれば、通路８０及び側方通路
８１を介して潤滑媒体をころ６１／１，６１／２の範囲
に供給することができる。

【００６１】各ジョー１４，１５はそれぞれ所属の旋回
軸１６，１７によってのみならず、旋回軸１６，１７の
負荷軽減を行なうために用いられているケーシング部分
８２′，８２″によっても縦軸線方向３０で案内されて
いる。この場合、前方のケーシング部分８２′がカバー
プレート３２の一部であるのに対し、後方のケーシング
部分８２″はベースプレート３３の複数の部分として構
成されている。

【００６２】誘導式の信号発生器として構成されている
先に述べた接近値スイッチ２６，２７は、ここでは詳し
く描出されておらず、単に符号８３によってその測定ス
ポットが暗示されているに過ぎない。図３に示された閉
鎖位置では、この測定スポット８３がジョー１４，１５
の内端部６５に位置しているのに対し、図４に示された
ジョー１４，１５の拡開位置では、ジョー内端部６５の
傍らに位置している。これらのジョー１４，１５は金属
材料から製作されているので、誘導式の接近値信号発生
器２６，２７はジョー１４，１５がその拡開位置もしく
は閉鎖位置を占めるか、或いはそのいずれかの位置に移
行中であるかに応じて、その都度異なった所定の信号を
発生する。

【００６３】図４に示されているジョー１４，１５の拡
開位置では、ころ６１／２乃至６１／１がそれぞれピス
トンロッド５１の切欠６４／２乃至６４／１内に収容さ
れている。傾斜面５８／１，５８／２は、ジョー１４，
１５の対応面５７／１乃至５７／２に当接しており、こ
れによってジョー１４，１５が開放状態に保持され、ひ
いてはスラストピストン４２が矢印４３″方向での作用
力を発揮する。

【００６４】ジョー１４，１５を閉鎖するためには、接
続管片２３を介して圧力空気もしくはその他の適宜な作
業媒体がグリッパ１３の内室３８に導入される。その結
果として、スラストピストン４２は図３に示された矢印
４３′の方向で移動し、傾斜面５８がその対応面５７か
ら離反する。スラストピストン４２が引続き矢印４３′
の方向で後退せしめられると、ころ６１は、これが穿孔
部６２内に保持されていることにより、切欠７４から浮
上がってジョー１４，１５の内端部６５を連行する。最
終的にはころ６１が案内傾斜面７２に達し、ジョー１
４，１５の閉鎖運動が停止されるまでこの案内傾斜面７
２に沿って移動する。つまりこの装置は自動調節式のメ
カニズムであって、旋回軸１６，１７に偏倚が生じた場
合にもグリッパ１３は確実にしかも再現可能な形式で閉
鎖される。なおこの閉鎖プロセスは、ジョー１４，１５
の軸方向断面１９で工具１１を把持する一方、そのスト
ッパ面７５を調節可能なストッパ７７に当接させるよう
にして実施される。斯くして、これらのジョー１４，１
５はストッパ７７と工具１１乃至その旋回軸１６，１７
との間で緊締される。

【００６５】ジョー１４，１５が工具１１を常に所定の
センタリング位置で把持することは、調節可能なこのス
トッパ７７によって保証されている。他方、ピストンロ
ッド５１はジョー１４，１５をストッパ７７に緊締させ
ることによりグリッパ１３の閉鎖状態において横方向の
不都合な力を受けないで済む。

【００６６】ころ６１はいずれの場合にも穿孔部６２の
当接面７１と案内傾斜面７２との間で緊締される。

【００６７】ところで、接続管片２３を介して供給され
た媒体により内室３８に生ぜしめられた圧力が減衰した
場合にも、ジョー１４，１５を矢印６７の方向で動かそ
うとする外部からの試みによってピストンロッド５１及
びスラストピストン４２が移動することはない。縦軸線
方向３０に対する案内傾斜面７２の角度７３は、案内傾
斜面７２、ころ６１及びストッパ面７１の各部分によっ
て形成される閉鎖メカニズムがセルフロック機能を発揮
しうる程度の小さな値、即ち６°に設定されている。つ
まり換言するならば、ころ６１と案内傾斜面７２との
間、乃至ころ６１と当接面７１との間の材料に応じて左
右される摩擦角度は、角度７３を規定する楔角度より大
きな値を有している。従ってこの閉鎖ギヤは、セルフロ
ック作用を生ぜしめる一種の楔伝動装置として機能す
る。

【００６８】接続管片２２を介して内室３８に加圧が生
ぜしめられ、この圧力によってスラストピストン４２が
矢印の４３″方向でシフトされない限り、本発明による
グリッパ１３が開かれることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による工具交換装置のグリッパを実線に
よる閉鎖位置と破線による開放位置とで示した平面図。

【図２】図１に示されたグリッパのＩＩ−ＩＩ線に沿っ
た断面図。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って破断された図
１によるグリッパを示した平面図。

【図４】図３のグリッパを拡開位置で示した平面図。

【符号の説明】

１０ 工具交換装置 １１ 工具 １２ アーム １３ グリッパ １４，１５ ジョー １６，１７ 旋回軸 １８ ケーシング １９ ジョーの軸方向断面 ２０ 工具の軸方向断面 ２１ グリッパ後端部 ２２，２３ 接続管片 ２４，２５ 作業媒体の供給方向を示す矢印 ２６，２７ 誘導式の接近値スイッチ ２８，２９ カバーキャップ ３０ グリッパの縦軸線方向 ３２ カバープレート ３３ ベースプレート ３４ キャップ ３５，３６ ねじ ３７ シールリング ３８ グリッパの内室 ３９，４０ 穿孔部 ４２ スラストピストン ４３ スラストピストンの運動方向を示
す二重矢印 ４４ スラストピストンの後端部 ４５ Ｏ字リング ４７ スラストピストンのシャフト ４８ Ｏ字リング／支承リング装置 ５０ スラストピストンの前端部 ５１ ピストンロッド ５２ ピストンロッドの収斂方向 ５４ ピストンロッドの端面 ５５ 通路 ５６ 通路の壁 ５７ ピストンロッド端面の対応面 ５８ 傾斜面 ５９ スラストピストンのストローク ６１ ころ ６２ 穿孔部 ６３ 上位の通路壁 ６４ 下位の通路壁 ６５ ジョーの内端部 ６７／１，６７／２ ジョーの旋回方向を示す矢印 ６９，７０／２ ころの周面区分 ７１ ころの当接面 ７２ 案内傾斜面 ７３ 案内傾斜面と縦軸線との交差角度 ７４／２ 切欠 ７５ ストッパ面 ７７ ストッパ ７８ ねじ ７９ 止めねじ ８０ 通路 ８１ 側方通路 ８２′，８２″ ケーシング部分 ８３ 測定スポット ◆

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械の工具（１１）を交換するため
   の工具交換装置（１０）であって、１つのグリッパ（１
   ３）が設けられており、このグリッパ（１３）には、工
   具（１１）を形状接続式に把持するための２つの可動な
   ジョー（１４），（１５）が配置されていると共に、工
   具（１１）を取付け且つ取外す拡開位置もしくは工具
   （１１）を形状接続式に把持する閉鎖位置にもたらすべ
   くその都度ジョー（１４），（１５）を所定の旋回軸
   （１６），（１７）を中心にして旋回させるための操作
   部材（５１）が縦軸線方向摺動可能に支承されており、
   更にこのグリッパ（１３）には、操作部材（５１）と各
   ジョー（１４）及び（１５）との間の位置で、それぞれ
   １つの開放ギヤ（５８），（５７）と１つの閉鎖ギヤ
   （７１），（７２）とが配置されており、この場合、両
   開放ギヤ（５８），（５７）の各々が、各ジョー（１
   ４），（１５）を開放すべくこれらのジョー（１４），
   （１５）に配設される対応面（５７）と協働させるため
   に、それぞれ操作部材（５１）に配設される各１つの傾
   斜面（５８）を有している一方、両閉鎖ギヤ（７１），
   （７２）の各々は、それぞれ所属する各１つの転動体
   （６１）を介してこれらのジョー（１４），（１５）を
   閉鎖すべくジョー（１４），（１５）に配設される当接
   面（７１）と協働させるために、それぞれ操作部材（５
   １）に配設される各１つの案内傾斜面（７２）を有して
   おり、更にこの場合両閉鎖ギヤ（７１），（７２）が、
   各ジョー（１４），（１５）を閉鎖位置で互いに形状接
   続式に錠止するように構成されている形式のものにおい
   て、操作部材がグリッパ（１３）内に配置されて作業媒
   体を複動式に操作するために用いられるスラストピスト
   ン（４２）のピストンロッド（５１）として構成されて
   おり；開放ギヤ（５８），（５７）の各傾斜面（５８）
   が開放操作を行なうべく対応面（５７）と当接可能なら
   しめられており；更にこの傾斜面（５８）が、ジョー
   （１４），（１５）の閉鎖中にはその閉鎖位置で対応面
   （５７）との係合を解除されるように構成されているこ
   とを特徴とする工具交換装置。
2. 【請求項２】 両閉鎖ギヤ（７１），（７２）が各ジョ
   ー（１４），（１５）の閉鎖位置でこれらのジョー（１
   ４），（１５）をセルフロック方式で錠止するように構
   成されていることを特徴とする請求項１記載の工具交換
   装置。
3. 【請求項３】 転動体が各ジョー（１４），（１５）内
   でジョーの旋回軸（１６），（１７）に対し平行に設け
   られた穿孔部（６２）内に差込まれる１本のころ（６
   １）として構成され、このころ（６１）が半径方向で穿
   孔部（６２）内に確保されており、この場合、穿孔部
   （６２）の内壁が当接面（７１）を形成しており；穿孔
   部（６２）が該旋回軸（１６），（１７）と平行に延び
   る一貫した縦方向スリットを有しており、この縦方向ス
   リットを貫くころ（６１）が、少なくとも閉鎖位置では
   ころ周面区分（６９）を介して所属の各案内傾斜面（７
   ２）に当接するように構成されていることを特徴とする
   請求項２記載の工具交換装置。
4. 【請求項４】 各ジョー（１４），（１５）には、穿孔
   部（６２）を横切ってそれぞれ他方のジョー（１５），
   （１４）に向って開く通路（５５）が、ピストンロッド
   （５１）のスラストピストン（４２）とは反対側に位置
   する自由端部（５０）を挿入するために設けられてお
   り；ピストンロッド（５１）の自由端部（５０）におけ
   るころ（６１）に面した両サイドには、スラストピスト
   ン（４２）から離反するように縦軸線方向（３０）に対
   して或る所定の角度（７３）を成すように斜め外方に延
   びる案内傾斜面（７２）が設けられており、この場合、
   前記の角度（７３）が１５°未満、有利には１０°未満
   の値に設定されていることを特徴とする請求項３記載の
   工具交換装置。
5. 【請求項５】 案内傾斜面（７２）が、スラストピスト
   ン（４２）に向う方向で半径方向内向きに彎曲するよう
   に形成され且つジョー（１４），（１５）の拡開位置で
   ころ（６１）を収容するために用いられる切欠（７４）
   に漸次移行していることを特徴とする請求項４記載の工
   具交換装置。
6. 【請求項６】 ピストンロッド（５１）のスラストピス
   トン（４２）とは反対側の端面（５４）に傾斜面（５
   ８）が形成されており；各ジョー（１４），（１５）に
   配設された対応面（５７）がこれらのジョー（１４），
   （１５）の旋回軸（１６），（１７）に対してほぼ半径
   方向に向うように配向されていることを特徴とする請求
   項１〜５のいずれか１項に記載の工具交換装置。
7. 【請求項７】 ピストンロッド（５１）の端面（５４）
   が球状を呈するように形成されており；これに対する対
   応面（５７）が各通路（５５）内に配置され、端面（５
   ４）がそれに応じて彎曲せしめられていることを特徴と
   する請求項４又は５に記載の工具交換装置。
8. 【請求項８】 各ジョー（１４），（１５）の閉鎖運動
   を制限すべく、これらのジョー（１４），（１５）には
   それぞれ調節可能なストッパ（７７）と協働する各１つ
   のストッパ面が設けられていることを特徴とする請求項
   １〜７のいずれか１項に記載の工具交換装置。
9. 【請求項９】 各ジョー（１４），（１５）におけるそ
   の都度の位置を表示するために、これらのジョー（１
   ４），（１５）にはそれぞれ１つの制御部材（２６），
   （２７）が配属されていることを特徴とする請求項１〜
   ８のいずれか１項に記載の工具交換装置。
10. 【請求項１０】 制御部材が誘導式の接近値信号発生器
    （２６），（２７）を備えていることを特徴とする請求
    項９記載の工具交換装置。
11. 【請求項１１】 スラストロッド（４２）が転動体（６
    １）に潤滑媒体を供給するために用いられる少なくとも
    １本の通路（８０）を有しており、この通路（８０）が
    縦軸線方向（３０）に延在せしめられて案内傾斜面（７
    ２）の付近で開口しており、グリッパ（１３）の作動時
    にはこの通路（８０）が閉鎖されるように構成されてい
    ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記
    載の工具交換装置。