JPH0699302A - 工具保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工具ホルダの交換作業を迅速に行うことがで
きるのはもちろん、特殊な工具ホルダを使用する必要が
なく、しかも装置の大形化や複雑化を避けることができ
る工具保持装置を提供する。 【構成】 この工具保持装置は、工具ホルダ１０の装着
部及び、回転可能な主軸２とを有している。クランプ部
材１８はその主軸２に設けられ、工具ホルダ１０のプル
スタッド１２をクランプするクランプ位置と、クランプ
を解除するアンクランプ位置との間を移動可能である。
作動部材８，９，１７はそのクランプ部材１８をクラン
プ方向及びアンクランプ方向へ移動させる。弾性保持手
段１６はクランプ作動部材８，９，１７がアンクランプ
状態にあるときにクランプ部材１８をクランプ位置にお
いて弾性的に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マシニングセンター等
の工作機械における工具保持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、マシニングセンターにおける工
具保持装置は、複数の鋼球により工具ホルダのプルスタ
ッドをクランプすることにより、工具ホルダを主軸に固
定保持するようになっている。そして、従来の工具保持
装置においては、工具ホルダを主軸から外すには前記鋼
球をアンクランプ位置に移動させるのみでよい。言い替
えれば、鋼球がアンクランプ位置に移動されれば、工具
ホルダに対する保持力が失われて工具ホルダを保持する
ことができず、工具ホルダが主軸から脱落してしまうも
のであった。

【０００３】従って、従来、工具ホルダの交換に際して
は、主軸の回転が停止された後に、工具交換アームが工
具ホルダの位置に移動して、そのアームにより工具ホル
ダが脱落しないように把持される。そして、工具ホルダ
に対するクランプが解除された後に、同ホルダが工具交
換アームにより主軸から抜き取られていた。従って、従
来は、主軸の回転停止及びアームの移動、工具ホルダの
把持、アンクランプ動作、引き抜き動作を所定の順番に
従って行う必要があって、作業効率を向上し得なかっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この問題に対応するた
めに、例えば、実開平２ー１２６７３５号公報に記載の
工具保持装置が提案された。この装置においては、主軸
の内部に、リングスプリングを設けて、鋼球によるクラ
ンプが解除された後においても、工具ホルダがリングス
プリングにより弾性的に保持される。従って、工具交換
アームが工具ホルダを把持する前に、工具ホルダに対す
るクランプを解除しておいて、アームが工具ホルダを把
持すると同時に、工具ホルダを前記弾性保持力に抗して
抜き取ることが可能になる。すなわち、このように構成
した場合には、アームが工具ホルダを把持するのを待っ
て、クランプを解除する必要がなく、作業効率を向上で
きる。

【０００５】ところが、この構成においては、工具ホル
ダにリングスプリングが係合する溝が必要であるため、
専用の工具ホルダを用意せざるを得ず、汎用性に乏しい
ものであった。しかも、この構成においては、主軸のプ
ルスタッドクランプ部とは別なところにリングスプリン
グの装着部を設ける必要があって、装置全体の大形化を
招くものであった。

【０００６】一方、工具保持装置の外部に工具ホルダの
脱落防止装置を付設して、アンクランプ時における工具
ホルダの脱落を防止することも考えられる。しかし、こ
のような場合には、当然構成が複雑になる。

【０００７】本発明の目的は、工具ホルダの交換作業を
迅速に行うことができるのはもちろん、特殊な工具ホル
ダを使用する必要がなく、しかも装置の大形化や複雑化
を避けることができる工具保持装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、工具ホルダの装着部を有し、回転可能
な主軸と、その主軸に設けられ、工具ホルダのプルスタ
ッドをクランプするクランプ位置と、クランプを解除す
るアンクランプ位置との間を移動可能なクランプ部材
と、そのクランプ部材をクランプ方向及びアンクランプ
方向へ移動させるクランプ作動部材と、クランプ作動部
材がアンクランプ状態にあるときに前記クランプ部材を
クランプ位置において弾性的に保持する弾性保持手段と
により構成したことをその要旨としている。

【０００９】

【作用】従って、本発明によれば、クランプ部材による
クランプ状態が解除されても、クランプ部材はその位置
に弾性的に保持される。従って、クランプ解除後も工具
ホルダは主軸から脱落することがない。

【００１０】

【実施例】以下に本発明をマシニングセンターにおける
工具保持装置に具体化した一実施例について図面に従っ
て説明する。

【００１１】図１に示すように、マシニングセンターの
本体１に円筒状の主軸２が回転可能に支持されている。
その主軸２の内部にはドローバー３が多数の皿バネ４を
介して収容されている。ドローバー３は皿バネ４により
上方へ付勢されている。そのドローバー３の一端は主軸
２の上部の開口部５より突出され、主軸２の上方に隣接
されたアンクランプ用のシリンダ６のロッド７に対向さ
れている。一方、そのドローバー３の下端には円筒部８
が螺着され、その円筒部８は主軸２に嵌設固定されたガ
イドスリーブ９内に収容されている。工具ホルダ１０は
主軸２の下端の装着部としてのテーパ部１１に収容さ
れ、そのプルスタッド１２が円筒部８に嵌入されてい
る。

【００１２】この保持装置をさらに詳述すると、図２に
示すように、円筒部８の端部付近には長孔１３が形成さ
れている。主軸２の内部に形成された段付き部１５とガ
イドスリーブ９の間には、バネ１６で上方へ付勢された
座金１７が摺動可能に配設されている。座金１７の上部
はテーパ状に形成されている。前記円筒部８の長孔１３
に配設されたクランプ部材としての鋼球１８は、その座
金１７とガイドスリーブ９の端部に形成されたテーパ面
１９と対向している。又、工具ホルダ１０はそのプルス
タッド１２をその鋼球１８でクランプされて、主軸２の
テーパ部１１に収容されている。プルスタッド１２には
鍔部１４が形成されている。円筒部８、ガイドスリーブ
９及び座金１７によりクランプ作動部材が構成されてい
る。又、座金１７及びバネ１６により弾性保持手段が構
成されている。

【００１３】なお、図示しないが、鋼球１８が円筒部８
の内側に落下しないように、長孔１３はその両側が斜状
をなして、長孔１３の内側開口が外側開口よりも狭くな
っている。

【００１４】又、ガイドスリーブ９の端部付近の主軸２
には、主軸２の中心線に対して直角に貫通孔２０が形成
され、その貫通孔２０には鋼球２１及びバネ２２が挿入
されてロック機構を構成している。このロック機構は座
金１７がその鋼球２１より下方に移動すると、バネ２２
のバネ力により主軸２の中心方向に若干突出して、同バ
ネ２２と前記バネ１６とのバネ力のつり合いにより、突
出位置を保持されて座金１７をロックする。

【００１５】次に、以上のように構成された実施例につ
いて、作用を説明する。さて、図２の右側は工具ホルダ
１０のクランプ状態を示すものである。この状態におい
ては、円筒部８がドローバー３とともに引き上げられ
て、鋼球２１は円筒部８の長孔１３の下縁により上方に
引き上げられている。このため、ガイドスリーブ９のテ
ーパ面１９の作用により、鋼球２１が内方へ移動されて
プルスタッド１２がクランプされている。又、座金１７
はバネ１６のバネ力により鋼球２１に追従して上方に位
置している。

【００１６】このように工具ホルダ１０が保持されてい
る状態で、その工具ホルダ１０を交換する場合、先ずア
ンクランプ用のシリンダ６が作動され、そのロッド７が
下方に移動される。すると、このロッド７に当接され
て、主軸２内のドローバー３が押し下げられる。ドロー
バー３の先端に螺着された円筒部８はガイドスリーブ９
内を下方へ移動し、鋼球１８と長孔１３の下縁との係合
は解除される。しかしながら図２の２点鎖線で示すよう
に、この状態では鋼球１８は、座金１７と係合してバネ
１６のバネ力によりクランプ位置で弾性的に保持され
る。このため、鋼球１８はガイドスリーブ９のテーパ面
１９及び座金１７で引き続き押圧され、プルスタッド１
２は保持されている。従って、工具ホルダ１０は主軸２
のテーパ部１１に収容された状態を維持され、抜け落ち
ないように保持されて、アンクランプ用のシリンダ６は
復帰する。

【００１７】この状態で、図示しない交換アームにより
工具ホルダ１０が把持され、工具ホルダ１０を下方に抜
き取ろうとすると、プルスタッド１２は鋼球１８を押圧
し、座金１７をバネ１６の反発力に抗して押し下げる。
これにともなって、鋼球１８は主軸２の中心から外方へ
移動されるため、プルスタッド１２はクランプ状態から
外れ工具ホルダ１０は抜き取られることになる。

【００１８】この時、座金１７が押し下げられると、主
軸２に設けられたロック機構の鋼球２１がバネ２２によ
り主軸２の中心方向に押し出され、その座金１７が上方
へ復帰しないようにロックされる。

【００１９】そして、交換アームにより次の工具ホルダ
１０が挿入されると、プルスタッド１２の鍔部１４が座
金１７を押し上げる。すると、バネ１６，２２のバラン
スがくずれ、鋼球２１が貫通孔２０内に没入し、座金１
７は上昇する。

【００２０】従って、鋼球１８は引き上げられてテーパ
面及びガイドスリーブ９のテーパ面１９の作用により内
側に移動される。こうして工具ホルダ１０は再び主軸２
のテーパ部１１に収容されて、鋼球２１によりクランプ
され、主軸２１に保持されることになる。

【００２１】以上のように、この実施例の工具保持装置
においては、ドローバー３が移動されて、鋼球１８によ
るクランプ状態が解除されても、鋼球１８はクランプ状
態に弾性的に保持される。従って、クランプ解除後も工
具ホルダ１０は主軸２から脱落することがなく、クラン
プ解除と工具交換アームの回動とを同時に行うことがで
きる。又、アンクランプ用のシリンダ６の復帰もアーム
との連動が不要となる。このため、工具交換に要する時
間を短くして、その交換作業を能率よく行うことができ
る。

【００２２】しかも、工具ホルダ１０に対する弾性的ク
ランプは、鋼球１８により行われるため、工具ホルダ１
０に弾性力を受けるための新たな加工を施す必要がな
く、従来の工具ホルダ１０をそのまま使用できる。加え
て、鋼球１８により弾性力の付与が行われるため、工具
保持装置の鋼球部以外のところに弾性力付与手段を設け
たり、装置の外部に脱落防止手段を設けたりする必要が
なく、装置が大形化したり、複雑化したりすることはな
い。

【００２３】なお、この発明は前記実施例の構成に限定
されるものではなく、例えば、シリンダ６のかわりに電
動モータやカム機構を利用する等、この発明の趣旨から
逸脱しない範囲で、任意に変更して具体化することも可
能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、工具ホルダがアンクラ
ンプの状態になっても工具ホルダが弾性的に保持され落
下が防止され、交換時間を短縮して交換作業を能率良く
行い得るとともに、従来の工具ホルダをそのまま使用で
きる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明を具体化した一実施例を示す拡大断面図
である。

【符号の説明】

２ 主軸、８ クランプ作動部材を構成する円筒部、９
クランプ作動部材を構成するガイドスリーブ、１０
工具ホルダ、１２ プルスタッド、１６ 弾性保持手段
を構成するバネ、１７ クランプ作動部材を構成する座
金、１８ クランプ部材としての鋼球。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具ホルダの装着部を有し、回転可能な
   主軸と、 その主軸に設けられ、工具ホルダのプルスタッドをクラ
   ンプするクランプ位置と、クランプを解除するアンクラ
   ンプ位置との間を移動可能なクランプ部材と、 そのクランプ部材をクランプ方向及びアンクランプ方向
   へ移動させるクランプ作動部材と、 クランプ作動部材がアンクランプ状態にあるときに前記
   クランプ部材をクランプ位置において弾性的に保持する
   弾性保持手段とにより構成したことを特徴とする工具保
   持装置。