JPH07112307A - クランプ装置と複合加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で、工具の同時着脱が容易に可能
であり、取付精度及び耐久性も良くする。 【構成】 工具ホルダ５２側に取り付けられ、第一工具
５６を主軸１０の軸方向に移動させる第一工具取付軸２
８と、第二工具６２を主軸１０の軸方向に移動させる第
二工具取付軸３０とを設ける。第一工具取付軸２８基端
部に連結される第一工具送り軸２９と、第二工具取付軸
３０基端部に連結される第二工具送り軸３１と、主軸１
０と同軸且つ軸方向に摺動可能に設けられ一体的に回転
可能なクランプ軸２６と、クランプ軸２６と工具ホルダ
５２とを連結するホルダ連結手段５３，５９，６１を設
ける。第一工具送り軸２９を軸方向に移動させる第一駆
動装置７６により、所定位置からクランプ軸２６を軸方
向に移動させる押圧部材６４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、加工装置に着脱自在
に工具を取り付けるクランプ装置と、このクランプ装置
を有し、主軸を中心に半径方向の位置を異にして複数の
工具を備え、この工具を主軸軸方向に摺動可能に取り付
け、この複数の工具を工具ホルダとともに同時に着脱可
能に設けた複合加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の工具を主軸軸方向に摺動可
能に取り付け、この複数の工具を同時に着脱可能に有し
た複合加工装置として、例えば実公平３−４７７６１号
公報に開示されているように、各々工具を有した第一の
外軸及び第一の内軸を有し、この第一の外軸及び第一の
内軸に各々連結される第二の外軸及び第二の内軸を有し
たものがある。この各軸の連結部の構造は、第一、第二
の外軸の一方に形成された筒状部と、この筒状部に形成
された貫通孔に嵌合した第一ボールとを備え、上記内軸
上の所定の凹部に係合する位置と、内軸表面で上記外軸
の一方の凹部に係合した状態とで、上記一対の外軸を互
いに着脱可能にしている。同様に、第一、第二の内軸同
士も、同様の構成で、貫通孔に嵌合した第二ボールの係
合位置を選択することにより、第一、第二の内軸を互い
に着脱可能にしている。

【０００３】また、特公平３−５９３６号公報に開示さ
れているように、複数の工具を同時に着脱可能に有した
複合加工装置として、第一、第二の工具を有した複合加
工工具を設け、この複合加工工具の各工具を、第一係止
手段及び第二係止手段により主軸に着脱自在に連結した
ものがある。そして、これら第一係止手段及び第二係止
手段を各々作動させるため、油圧シリンダやモータ等の
第一作動装置及び第二作動装置が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の前者
の場合、複数の工具を着脱するために第一、第二ボール
を備え、その係合用の凹部や貫通孔を形成しなければな
らず、係合構造が複雑になるという問題があった。ま
た、係合及び係合解除のために、所定の軸を各々軸方向
移動させるための複数の駆動装置が必要となり、装置全
体の構造も複雑且つ大型化するという問題もあった。し
かも、複数の駆動装置を制御しなければならないため、
その制御も複雑になものになるという欠点があった。

【０００５】上記従来の技術の後者の場合、複数の工具
を着脱するために、第一係止手段及び第二係止手段を設
け、これらを各々作動させるため、油圧シリンダやモー
タ等の作動装置を各々備えているので、やはり、装置が
複雑且つ大型化してしまうという欠点があった。また、
上記従来の技術の後者の場合、第一工具が主軸の軸方向
には移動しないものであるが、上記連結構造を用いて、
この第一工具がさらに主軸の軸方向に移動可能に設けら
れるとすると、さらに、装置が複雑となり、取付精度や
耐久性にも問題が生じるものであった。

【０００６】この発明は上記従来の技術の問題点に鑑み
て成されたもので、簡単な構造で、複数の工具の同時着
脱も容易に可能であり、取付精度及び耐久性も良いクラ
ンプ装置と複合加工装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、所定の回転
数で駆動される主軸と、一又は複数の工具が取り付けら
れ上記主軸に同軸的に着脱自在に設けられた工具ホルダ
と、上記工具ホルダが先端部に着脱自在に取り付けられ
上記主軸と同軸且つ軸方向に摺動可能に設けられ一体的
に回転可能なクランプ軸と、このクランプ軸の先端部に
同軸に嵌合し所定の透孔を有したボール保持筒と、この
ボール保持筒の透孔内に設けられたクランプボールと、
上記工具ホルダの内周面に形成されこのクランプボール
が係合する係合凹部と、上記クランプ軸先端部の外周面
に形成され上記クランプボールが嵌合する嵌合凹部と、
上記ボール保持筒を上記クランプ軸に対してその基端部
側に付勢した付勢部材と、上記クランプ軸を軸方向に移
動させる押圧部材と、この押圧部材を駆動する駆動装置
とを設けたクランプ装置である。

【０００８】またこの発明は、所定の回転数で駆動され
る主軸と、この主軸に同軸的に着脱自在に設けられた工
具ホルダと、この工具ホルダに軸方向に移動自在に取り
付けられた第一工具及び第二工具と、上記工具ホルダ側
に取り付けられ上記第一工具を上記主軸の軸方向に移動
させる第一工具取付軸と、上記工具ホルダ側に取り付け
られ上記第二工具を上記主軸の軸方向に移動させる第二
工具取付軸と、上記第一工具取付軸基端部に連結され上
記第一工具取付軸を上記主軸の軸方向に移動させる第一
工具送り軸と、上記第二工具取付軸基端部に連結され上
記第二工具取付軸を上記主軸の軸方向に移動させる第二
工具送り軸と、上記第一工具取付軸基端部と上記第一工
具送り軸の先端部とを連結する第一連結手段と、上記第
二工具取付軸基端部と上記第二工具送り軸の先端部とを
連結する第二連結手段と、上記工具ホルダが先端部に着
脱自在に取り付けられ上記主軸と同軸且つ軸方向に摺動
可能に設けられ一体的に回転可能なクランプ軸と、この
クランプ軸と上記工具ホルダとを連結するホルダ連結手
段と、上記第一工具送り軸を軸方向に移動させる第一駆
動装置と、上記第二工具送り軸を軸方向に移動させる第
二駆動装置と、上記第一工具送り軸と一体的に設けられ
上記第一駆動装置により所定位置からクランプ軸を軸方
向に移動させる押圧部材とを設けた複合加工装置であ
る。

【０００９】また、上記第一連結手段は、上記第一工具
送り軸に形成された係合部と、上記主軸と一体に回転可
能な上記第一工具取付軸に形成され、上記主軸の回転に
よる所定回転角度で上記係合部に係合するとともに他の
所定回転角度で係合解除可能な被係合部と、工具交換に
際し上記第一工具送り軸の回転を止める回転停止手段と
を設けたものである。

【００１０】さらに、上記第二連結手段は、上記第二工
具取付軸と上記第二工具送り軸との一方に形成され他方
の端部が嵌合するた筒状部と、この他方に形成されこの
筒状部に嵌合する部分の外周に形成された係合凹部と、
その筒状部に形成された透孔と、この透孔内に嵌合しこ
の筒状部の厚みより直径の大きい係止ボールと、上記第
一工具取付軸の内周面に形成されこの係止ボールが嵌合
する嵌合凹部とから成るものである。

【００１１】さらに、上記ホルダ連結手段は、上記クラ
ンプ軸の先端部に同軸に嵌合し所定の透孔を有したボー
ル保持筒と、このボール保持筒の透孔に嵌合し、透孔の
厚さより直径の大きいクランプボールと、上記工具ホル
ダの内周面に形成されこのクランプボールが係合する係
合凹部と、上記クランプ軸先端部の外周面に係止され上
記クランプボールが嵌合する嵌合凹部と、上記ボール保
持筒を上記クランプ軸に対してその基端部側に付勢した
付勢部材とから成るものである。

【００１２】

【作用】この発明のクランプ装置は、クランプ軸の先端
部に同軸に設けられたボール保持筒と、このボール保持
筒の透孔内に設けられたクランプボールを介して、クラ
ンプ軸の摺動により、工具ホルダのクランプ、アンクラ
ンプを行うようにしたものである。

【００１３】この発明の複合加工装置は、第一工具及び
第二工具を有した工具ホルダの着脱に際し、この工具ホ
ルダの連結解除は、第一工具を移動させる第一駆動装置
を作動させ、第一工具送り軸の移動により、押圧部材を
介してクランプ軸を摺動させ、上記クランプボールが上
記嵌合凹部に逃げて工具ホルダの係合が解除される。ま
た、上記第一工具取付軸と第一工具送り軸の連結解除
を、主軸モータの回動により、上記被係合部と係合部と
の係合状態の角度が変えられ係合が解除される。さら
に、上記第二工具取付軸と第二工具送り軸の連結解除
を、上記第二駆動装置により上記第二工具送り軸を軸方
向に移動させて、上記係止ボールを上記嵌合凹部に嵌合
させて、第二工具取付軸を取り外し可能にしている。ま
た、上記工具ホルダの装着に際して、この工具ホルダ、
第一工具取付軸及び第二工具取付軸の連結は、上記連結
解除動作と逆に行われる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明のクランプ装置と複合加工装
置を、エンジンのシリンダヘッドのバルブシートを加工
する装置に適用した場合の第一実施例について、図１〜
図１１を基にして詳細に説明する。この実施例のクラン
プ装置と複合加工装置は、円筒状の主軸１０が中空の支
持部材１２内にベアリング１４を介して、回転可能かつ
軸方向に相対移動不能に支持されている。支持部材１２
の基端から突出した主軸１０の基端部には、キー１５を
介してプーリ１６が取り付けられており、このプーリ１
６と主軸モータ２０の出力軸に固定されたプーリ２２と
にベルト２４が巻き掛けられている。また、主軸１０を
保持した支持部材１２は、図示しないスライド装置に取
り付けられ、図示しない基台上で、主軸１０の軸線に平
行な方向に移動可能に設けられている。

【００１５】主軸１０内には、同心的に主軸１０側から
順に、円筒状のクランブ軸２６、第一工具取付軸である
円筒状のバイト取付軸２８、第一工具送り軸であるバイ
ト送り軸２９、第二工具取付軸であるリーマ取付軸３
０、第二工具送り軸であるリーマ送り軸３１が挿通され
ている。クランプ軸２６は、その先端部が主軸１０の先
端部に位置し、主軸１０の基端部からこのクランプ軸２
６の基端部が突出するように設けられている。そして、
クランプ軸２６の基端部に螺合されたナット３２と主軸
１０の基端面との間に、皿ばね３４が装着され、ナット
３２により所定の締めつけ力に調整されたクランプ軸２
６を、主軸１０の基端部側へ付勢している。

【００１６】バイト取付軸２８とバイト送り軸２９と
は、クランプ軸２６の内周中央部で、バイト取付軸２８
の基端部とバイト送り軸２９の先端部が着脱自在に連結
されている。連結部であるバイト送り軸２９の先端部に
は、図１及び図９に示すように、係合部である軸方向断
面がＴ字状の係合頭部３８が形成され、バイト取付軸２
８の基端部には、係合頭部３８が通過可能な透孔部３９
と、この基端部内で相対的に９０度回転した位置で係合
頭部３８が挟持されて係合する互いに対面した係合肩部
４０とを有した被係合部である係合筒部４１が形成され
ている。従って、この係合筒部４１内の係合肩部４０に
挟まれた部分は、中空円筒状に形成されている。さら
に、透孔部３９は、先端部側の係合肩部４０よりさらに
先端部側に所定深さに形成されている。

【００１７】また、リーマ取付軸３０とリーマ送り軸３
１とは、バイト取付軸２８とバイト送り軸２９内に挿通
され、バイト取付軸２８内で、互いにそれらの基端部と
先端部とが着脱自在に連結されている。この連結部分
は、図８の拡大図に示すように、リーマ送り軸３１の先
端部が嵌合する筒状部４２が、リーマ取付軸３０の基端
部に形成され、筒状部４２に透孔４３が形成され、この
透孔４３内に嵌合し筒状部４２の厚みより直径の大きい
係止ボール４４と、リーマ送り軸３１の先端部外周に形
成され係止ボール４４が係合する環状の係合凹部４５と
が設けられている。さらに、バイト取付軸２８の内周面
の所定位置には、係止ボール４４が嵌合する環状の嵌合
凹部４６が形成されている。

【００１８】また、図８に示すように、リーマ取付軸３
０の外周面の所定箇所に、環状の凹部４８が形成され、
バイト取付軸２８の内周面の所定箇所に突没自在に係止
部材５０が設けられ、このリーマ取付軸３０を主軸１０
から取り外した状態で係止部材５０が凹部４８に係合し
ている。

【００１９】主軸１０の先端部のテーパ状の嵌合部１８
には、同軸的に着脱自在に設けられた工具ホルダ５２の
装着部５４が嵌合し、キー１９により、主軸１０と工具
ホルダ５２とが一体的に回転可能に連結される。工具ホ
ルダ５２の外周面には、自動工具交換時に、図示しない
自動工具交換装置のアーム先端の工具把持爪９９が嵌合
する環状の溝５２ａが形成されている。さらに、工具ホ
ルダ５２には、軸方向に対して所定の角度で半径方向に
も移動自在に取り付けられたスライダ５５と、このスラ
イダ５５に固定された第一工具であるバイト５６と、ス
ライダ５５からバイト取付軸２８の先端部に向かって突
設されたカム部材５７が設けられている。このカム部材
５７は、バイト取付軸２８の先端部に形成されたカム溝
５８に嵌合している。さらに、工具ホルダ５２の中心部
には、透孔６０が形成され、この透孔６０に、主軸１０
と同軸に設けられ、リーマ取付軸３０の取付部３０ａに
固定された第二工具であるリーマ６２が挿通されてい
る。

【００２０】工具ホルダ５２とバイト取付軸２８とは、
バイト取付軸２８の外周面に固定されたキー５１によ
り、工具ホルダ５２のキー溝５１ａに沿って、軸方向に
移動可能であるとともに一体的に回転可能に連結されて
いる。また、工具ホルダ５２には、突没自在の係止部材
４７が設けられ、バイト取付軸２８の外周面には凹部４
９が形成され、工具ホルダ５２とともにこのバイト取付
軸２８を主軸１０から取り外した状態で、係止部材４７
が凹部４９に係合している。

【００２１】さらに、工具ホルダ５２とクランプ軸２６
は、クランプ軸２６の先端部に同軸に嵌合したボール保
持筒５３と、このボール保持筒５３の透孔５３ａに嵌合
し、透孔５３ａの厚さより直径の大きいクランプボール
５９と、工具ホルダ５２の内周面に形成されこのクラン
プボール５９が係合する環状の係合凹部６１とにより一
体的に連結される。また、クランプ軸２６の先端部の外
周面には、クランプボール５９が嵌合する環状の嵌合凹
部６３が形成され、クランプボール５９が嵌合凹部６３
に嵌合して工具ホルダ５２の連結を解除可能に設けられ
ている。さらに、ボール保持筒５３とクランプ軸２６の
間には、ボール保持筒５３をクランプ軸２６に対してそ
の基端部側に付勢するコイルばね等の付勢部材６５が取
り付けられている。

【００２２】主軸１０の内周面中央部には、断面コ字状
の環状溝９０が形成され、この環状溝９０より先端部側
に軸方向に沿って、１本の溝部９１が形成され、この溝
部９１と軸回りに９０度回動した位置にも、環状溝９０
より基端部側に軸方向に沿って１本の溝部９２が形成さ
れている。

【００２３】クランプ軸２６には、図７に示すように、
主軸１０の環状溝９０が形成された箇所に対応する位置
に、９０度に折れたクランク状の長孔９３が形成されて
いる。この長孔９３には、バイト送り軸２９に半径方向
に突設された係合ピン９４が挿通され、この係合ピン９
４が、主軸１０の溝部９１及び環状溝９０を経て溝部９
２に係合可能に設けられている。これにより、主軸１０
と一体に、クランプ軸２６及びバイト送り軸２９が回転
する。

【００２４】リーマ取付軸３０は、その中央部外周面に
キー３５が固定され、バイト取付軸２８のキー溝３５ａ
に沿って軸方向に移動可能であるとともに一体的に回転
可能に設けられている。また、リーマ取付軸３０とリー
マ送り軸３１とは、軸方向に連結されている。

【００２５】また、バイト送り軸２９の基端部には、ク
ランプ軸２６のナット３２を軸方向に押してクランプ軸
２６を摺動させる押圧部材６４が一体に形成され、さら
に、この基端部には、このバイト送り軸２９の回動を停
止させるための互いに平行な一対の係合面６６が形成さ
れている。この係合面６６の側方には、図５、図６に示
すように、係合面６６に係合するＵ字状の係合部材６７
と、この係合部材を駆動する油圧シリンダ等の駆動装置
６８が設けられている。そして、この係合面６６、係合
部材６７及び駆動装置６８は、回転停止手段を構成して
いる。

【００２６】クランプ軸２６の基端部のナット３２に
は、検知片９５が固定され、この検知片９５の側方にそ
の移動方向に沿って、工具ホルダ５２のクランプ状態
と、アンクランプ状態とを検知する第一、第二の検知手
段である近接センサ９６，９７が設けられている。

【００２７】バイト送り軸２９の基端部には、図２に示
すように、ベアリング７０を介して連結部材７１の一端
部が取り付けられ、この連結部材７１の他端部にはナッ
ト部材７２が固定され、このナット部材７２にねじ軸７
３が螺合している。ねじ軸７３は、ベアリング７４を介
して支持部材７５に取り付けられ、ねじ軸７３の基端部
は、駆動装置であるモータ７６の出力軸７７に固定され
ている。

【００２８】一方、リーマ送り軸３１の基端部は、バイ
ト送り軸２９の基端部からさらに支持部材７５内を貫通
して、ベアリング８０を介して連結部材８１の一端部に
取り付けられている。この連結部材８１の他端部には、
さらに、連結軸８８、連結部材８９が固定され、連結部
材８９の先端部にナット部材８２が固定されている。こ
のナット部材８２は、ねじ軸７３と同方向に設けられた
ねじ軸８３が螺合している。そして、ねじ軸８３は、ベ
アリング８４を介して支持部材７５に取り付けられ、ね
じ軸８３の基端部は、駆動装置であるモータ８６の出力
軸８７に固定されている。

【００２９】次に、この実施例のクランプ装置と複合加
工装置の動作、作用について以下に説明する。例えば、
図示しないシリンダヘッドのバルブシート及びステムガ
イド９８の加工を行う場合、先ず、図１に示すように、
バイト５６及びリーマ６２の後退限の位置から、主軸モ
ータ２０を回転させ、主軸１０を所定のバイト加工回転
数に設定し、モータ７６を作動させて、ねじ軸７３、ナ
ット部材７２により、バイト送り軸２９を前進させる。
これにより、バイト送り軸２９は、主軸１０とともに回
転しながらバイト取付軸２８を介してバイト５６を前進
させる。バイト５６の前進は、バイト取付軸２８が移動
することにより、カム溝５８が前進し、カム部材５７が
カム溝５８内に徐々に侵入し、スライダ５５が先端方向
に斜めに移動し、バイト５６が軸方向及び半径方向に移
動するものである。さらに、バイト５６の軸方向の移動
は、支持部材１２の図示ししないスライド装置による送
りによっても調節される。

【００３０】バイト５６による加工が終了すると、図３
に示すように、バイト５６が前進限に位置する。次に、
主軸モータ２０をリーマ６２の加工回転数に上昇させ、
リーマ６２を前進させる。リーマ６２の前進は、モータ
８６を作動させて、ねじ軸８３、ナット部材８２によ
り、リーマ送り軸３１を前進させることにより、リーマ
取付軸３０を介してリーマ６２を工具ホルダ５２から突
出させる。リーマ６２は、ステムガイド９８に挿入さ
れ、内周面の仕上げ加工を行い、図４に示すように、前
進限に位置して加工が終了する。

【００３１】そして、次の加工を行う際には、バイト５
６及びリーマ６２を、各々上記とは逆の動作により、図
１に示す後退限に戻して、再び上記と同様の動作により
加工を行う。

【００３２】次に、図示しない自動工具交換装置により
工具ホルダ５２を外してバイト５６やリーマ６２を交換
する際、または、工具ホルダ５２を交換して、別の工具
ホルダに装着されたバイト５６及びリーマ６２による加
工を行う場合について説明する。先ず、図４に示す状態
から、さらに、モータ７６を回転させてバイト送り軸２
９を前進させ、図５に示すように、バイト送り軸２９に
突設された係合ピン９４を主軸１０の環状溝９０に合わ
せる。さらに、駆動装置６８を作動させ、係合部材６７
によりバイト送り軸２９の係合面６６を挟持させ、バイ
ト送り軸２９の回転を阻止する。さらに、モータ８６を
回転させて、リーマ送り軸３１をわずかに前進させ、リ
ーマ取付軸３０の係止ボール４４の位置を、バイト取付
軸２８の嵌合凹部４６に合わせ、リーマ取付軸３０を取
り外し可能な位置に移動させる。同時に、バイト取付軸
２８に形成された係止部材５０が、リーマ取付軸３０の
凹部４８に嵌合し、工具ホルダ５２に形成された係止部
材４７が、バイト取付軸２８の凹部４９に嵌合し、工具
ホルダ５２に対してバイト取付軸２８及びリーマ取付軸
３０が一時的に保持される。

【００３３】バイト送り軸２９に突設された係合ピン９
４が主軸１０の環状溝９０に合った状態で、図１０
（Ｆ）に示すように、係合ピン９４は、クランプ軸２６
の長孔９３の円周方向溝部９３ａに位置する。これによ
り、主軸１０及びクランプ軸２６は、バイト送り軸２９
を停止させた状態で、バイト取付軸２８とともに、９０
度回転可能となる。また、この時、図１０（Ｄ）、
（Ｅ）に示すように、バイト送り軸２９の係合頭部３８
は、未だバイト取付軸２８の係合筒部４１の係合肩部４
０に係合した状態にある。

【００３４】この後、主軸モータ２０を作動させ、主軸
１０を９０度回動させると、図１１（Ｇ）に示すよう
に、バイト取付軸２８の係合筒部４１の透孔部３９と、
バイト送り軸２９の係合頭部３８が一致し、バイト取付
軸２８が取り外し可能となる。そして、図示しない自動
工具交換装置のアームを作動させ、その先端の工具把持
爪９９が工具ホルダ５２の先端の溝５２ａを挟持する。

【００３５】この後、モータ７６を回転させ、バイト送
り軸２９を前進させると、図６に示すように、バイト送
り軸２９の係合頭部３８は、バイト取付軸２８の係合筒
部４１内の透孔部３９内の奥へ移動し、係合ピン９４が
主軸１０内の溝部９１内に挿入される。これとともに、
バイト送り軸２９の前進により、押圧部材６４がクラン
プ軸２６のナット３２を先端方向に押して、クランプ軸
２６の先端部の嵌合凹部６３がクランプボール５９の内
側に位置し、クランプボール５９が退避可能となって、
工具ホルダ５２がクランプ軸２６から取り外し可能とな
るものである。この時、ボール保持筒５３は、付勢部材
６５によりクランプ軸２６に対してその基端側に付勢さ
れているのでクランプボール５９は、嵌合凹部６３に容
易に落ちる。尚、このボール保持筒５３の移動範囲は、
図示しないピンと長孔等により、所定範囲に制限されて
いる。

【００３６】次に、工具ホルダ５２を装着する際には、
工具ホルダ５２の装着部５４を主軸１０の嵌合部１８に
挿入し、モータ７６，８６が作動して上記と逆の動作を
行い、工具ホルダ５２が確実に主軸１０にクランプされ
る。

【００３７】この実施例のクランプ装置と複合加工装置
によれば、工具ホルダ５２の自動交換時のバイト取付軸
２８とバイト送り軸２９、リーマ取付軸３０とリーマ送
り軸３１、及び、工具ホルダ５２と主軸１０との連結及
び連結解除を、加工時に用いる駆動装置である主軸モー
タ２０、及び工具送り用のモータ７６，８６により行っ
ているので、自動工具交換専用の駆動装置が不要であ
り、しかも確実な工具ホルダ５２のクランプ、アンクラ
ンプが可能となる。

【００３８】次に、この発明の複合加工装置の第二実施
例について図１２、図１３を基にして説明する。ここ
で、上述の実施例と同様の部材は同一符号を付して説明
を省略する。

【００３９】この実施例の複合加工装置もエンジンのシ
リンダヘッドのバルブシートを加工する装置に適用した
ものであり、バイト送り軸２９の基端部に、クランプ軸
２６の基端部のナット３２を軸方向に押してクランプ軸
２６を摺動させる押圧部材１０２が一体に形成され、さ
らに、このバイト送り軸２９の基端部には、バイト送り
軸２９の回動を停止させるための回転停止手段であるク
ラッチ軸１０４が挿通されている。この、このクラッチ
軸１０４は、ベアリング１０６、連結部材１０８を介し
て、このクラッチ軸１０４を駆動する油圧シリンダ等の
駆動装置１１０に接続されている。そして、クラッチ軸
１０４は、キー１１２を介してバイト送り軸２９のキー
溝１１４に係合し、バイト送り軸２９の軸方向に移動可
能に且つ一体に回転可能に設けられている。さらに、ク
ラッチ軸１０４には、半径方向に突出した係止ピン１１
６が取り付けられ、加工時は前進位置で主軸１０の係止
溝１１８に係合し、主軸１０と一体に回転可能に設けら
れ、工具交換時には後退位置で支持部材１２の係止溝１
２０に係合し、回転不能に設けられている。

【００４０】また、連結部材１０８の先端部には、検知
手段である近接センサ１２２，１２３が設けられ、クラ
ッチ軸１０４の位置を検知している。さらに、クランプ
軸２６の基端部のナット３２には、検知部材１２４が固
定され、この検知部材１２４の側方には、その移動方向
に沿って、工具ホルダ５２のクランプ状態と、アンクラ
ンプ状態とを検知する第一、第二の検知手段である近接
センサ９６，９７が設けられている。

【００４１】この実施例の複合加工装置の動作は、上記
実施例と同様のものであるが、工具交換時のバイト送り
軸２９の回転停止方法が異なるものである。即ち、上記
実施例と同様に、工具ホルダ５２の自動交換時には、駆
動装置１１０を作動させ、クラッチ軸１０４を後退位置
に移動させ、係止ピン１１６を支持部材１２の係止溝１
２０に係合させる。これにより、バイト送り軸２９は回
転不能となる。この後、主軸モータ２０を９０度回転さ
せ、上記実施例と同様に、モータ７６を作動させ、クラ
ンプ軸２６を軸方向に移動させてアンクランプ状態にす
る。またクランプ時には、上記と逆の動作を行うもので
ある。

【００４２】次に、この発明の複合加工装置の第三実施
例について図１４を基にして説明する。ここで、上述の
実施例と同様の部材は同一符号を付して説明を省略す
る。

【００４３】この実施例の複合加工装置もエンジンのシ
リンダヘッドのバルブシートを加工する装置に適用した
ものであり、上記第一実施例の複合加工装置のリーマ取
付軸３０とリーマ送り軸３１の連結手段を、上記第一実
施例のバイト取付軸２８とバイト送り軸２９の連結手段
と同様の構成にしたものである。そして、バイト送り軸
２９の内周にキー溝３１を形成し、リーマ送り軸３１に
キー１３０を取り付け、この両者が一体的に回転可能、
且つ独自に軸方向移動可能にしたものである。

【００４４】この連結手段のリーマ取付軸３０とリーマ
送り軸３１とは、バイト取付軸２８の内周中央部で、先
端部同士が着脱自在に連結されている。リーマ送り軸３
１の先端部には、図１４に示すように、係合部である軸
方向断面がＴ字状の係合頭部１３８が形成され、リーマ
取付軸３０の基端部には、係合頭部１３８が通過可能な
透孔部１３９と、この基端部内で相対的に９０度回転し
た位置で係合頭部３８が挟持されて係合する互いに対面
した係合肩部１４０とを有した被係合部である係合筒部
１４１が形成されている。従って、この係合筒部１４１
内の係合肩部１４０に挟まれた部分は、中空円筒状に形
成されている。さらに、透孔部１３９は、先端部側の係
合肩部１４０よりさらに先端部側に所定深さに形成され
ている。

【００４５】このリーマ取付軸３０とリーマ送り軸３１
との連結及び連結解除動作は、上記第一実施例のバイト
取付軸２８とバイト送り軸２９との動作と同様に、この
実施例のバイト取付軸２８とバイト送り軸２９の連結及
び連結解除動作と同時に行われる。従って、これによ
り、より簡単且つ確実にバイト５６及びリーマ６２の着
脱を自動的に行うことができる。

【００４６】なお、この発明のクランプ装置と複合加工
装置は、エンジンのシリンダヘッドのバルブシートの加
工に用いるもの他、他の複数の工具を主軸の回転軸を中
心に配設し、複数の工具を保持した工具ホルダを自動交
換可能にするものであれば良く、その用途及び工具の
数、種類は問わないものである。

【００４７】

【発明の効果】この発明のクランプ装置と複合加工装置
は、加工に用いる駆動装置を利用して工具交換時の動作
を行うようにしたので、駆動装置の数が必要最小限のも
ので良く、しかも、確実なクランプ、アンクランプ動作
を得ることができるものである。また、クランプ軸にボ
ール保持筒を嵌合し、付勢部材で付勢しているので、ク
ランプボールの保持と、クランプ、アンクランプ動作が
確実且つ容易なものにすることができる。また、各工具
の取り付けおよび各送り軸等の連結構造が簡単なもので
あり、工具の取付精度及び各部材の耐久性も良いもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例のクランプ装置と複合加
工装置のバイト及びリーマが後退限に位置した状態の主
軸部分の縦断面図である。

【図２】この第一実施例のクランプ装置と複合加工装置
のバイト及びリーマ送り用の各モータを示す縦断面図で
ある。

【図３】この第一実施例のクランプ装置と複合加工装置
のバイトが前進限、リーマが後退限に位置した状態の主
軸部分の縦断面図である。

【図４】この第一実施例のクランプ装置と複合加工装置
のバイト及びリーマが前進限に位置した状態の主軸部分
の縦断面図である。

【図５】この第一実施例のクランプ装置と複合加工装置
の工具交換をする際の主軸部分の縦断面図である。

【図６】この第一実施例のクランプ装置と複合加工装置
の工具交換可能な状態の主軸部分の縦断面図である。

【図７】この第一実施例のクランプ装置と複合加工装置
のクランプ軸中央部の概略図である。

【図８】この第一実施例のクランプ装置と複合加工装置
の主軸部分の拡大縦断面図である。

【図９】図１のＡ−Ａ線断面図（Ａ）、Ｂ−Ｂ線断面図
（Ｂ）、Ｃ−Ｃ線断面図（Ｃ）である。

【図１０】図５のＤ−Ｄ線断面図（Ｄ）、Ｅ−Ｅ線断面
図（Ｅ）、Ｆ−Ｆ線断面図（Ｆ）である。

【図１１】図６のＧ−Ｇ線断面図（Ｇ）、Ｈ−Ｈ線断面
図（Ｈ）、Ｉ−Ｉ線断面図（Ｉ）である。

【図１２】この発明の第二実施例の複合加工装置のバイ
ト及びリーマが前進限に位置した状態の縦断面図であ
る。

【図１３】図１２のＪ−Ｊ線断面図である。

【図１４】この発明の第三実施例の複合加工装置の工具
交換をする際の主軸部分の縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 主軸 ２０ 主軸モータ ２６ クランプ軸 ２８ バイト取付軸（第一工具取付軸） ２９ バイト送り軸（第一工具送り軸） ３０ リーマ取付軸（第二工具取付軸） ３１ リーマ送り軸（第二工具送り軸） ３８ 係合頭部（係合部，第一連結手段） ４０ 係合肩部（被係合部，第一連結手段） ４１ 係合筒部（被係合部，第一連結手段） ４３ 透孔（第二連結手段） ４４ 係止ボール（第二連結手段） ４５ 係合凹部（第二連結手段） ４６ 嵌合凹部（第二連結手段） ５２ 工具ホルダ ５３ ボール保持筒（ホルダ連結手段） ５３ａ 透孔 ５６ バイト（第一工具） ５９ クランプボール（ホルダ連結手段） ６１ 係合凹部（ホルダ連結手段） ６３ 嵌合凹部（ホルダ連結手段） ６２ リーマ（第二工具） ６４ 押圧部材 ６５ 付勢部材 ６７ 係合部材（回転停止手段） ７６，８６ モータ（第一駆動装置，第二駆動装置） ９６，９７，１２２，１２３ 近接センサ（検知手
段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｂ 41/06 9029−3Ｃ C3,N29 Ｂ２３Ｐ 23/02 Ａ 7528−3Ｃ // Ｂ２３Ｂ 3/26 9136−3Ｃ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の回転数で駆動される主軸と、この
   主軸に同軸的に着脱自在に設けられた工具ホルダと、上
   記工具ホルダが先端部に着脱自在に取り付けられ上記主
   軸と同軸且つ軸方向に摺動可能に設けられ一体的に回転
   可能なクランプ軸と、このクランプ軸の先端部に同軸に
   嵌合し所定の透孔を有したボール保持筒と、このボール
   保持筒の透孔内に設けられたクランプボールと、上記工
   具ホルダの内周面に形成されこのクランプボールが係合
   する係合凹部と、上記クランプ軸先端部の外周面に形成
   され上記クランプボールが嵌合する嵌合凹部と、上記ボ
   ール保持筒を上記クランプ軸に対してその基端部側に付
   勢した付勢部材と、上記クランプ軸を軸方向に移動させ
   る押圧部材と、この押圧部材を駆動する駆動装置とを設
   けたことを特徴とするクランプ装置。
2. 【請求項２】 上記駆動装置は、上記第一工具を軸方向
   に移動させるための駆動装置であり、さらに、上記クラ
   ンプ軸の位置により上記工具ホルダのクランプ状態を検
   知する第一検知手段と、上記押圧部材が上記クランプ軸
   を押圧して所定位置に達したことにより上記工具ホルダ
   のアンクランプ状態を検知する第二検知手段とを設けた
   ことを特徴とする請求項１記載のクランプ装置。
3. 【請求項３】 所定の回転数で主軸モータにより駆動さ
   れる主軸と、この主軸に同軸的に着脱自在に設けられた
   工具ホルダと、この工具ホルダに軸方向に移動自在に取
   り付けられた第一工具及び第二工具と、上記工具ホルダ
   側に取り付けられ上記第一工具を上記主軸の軸方向に移
   動させる第一工具取付軸と、上記工具ホルダ側に取り付
   けられ上記第二工具を上記主軸の軸方向に移動させる第
   二工具取付軸と、上記第一工具取付軸基端部に連結され
   上記第一工具取付軸を上記主軸の軸方向に移動させる第
   一工具送り軸と、上記第二工具取付軸基端部に連結され
   上記第二工具取付軸を上記主軸の軸方向に移動させる第
   二工具送り軸と、上記第一工具取付軸基端部と上記第一
   工具送り軸の先端部とを連結する第一連結手段と、上記
   第二工具取付軸基端部と上記第二工具送り軸の先端部と
   を連結する第二連結手段と、上記工具ホルダが先端部に
   着脱自在に取り付けられ上記主軸と同軸且つ軸方向に摺
   動可能に設けられ一体的に回転可能なクランプ軸と、こ
   のクランプ軸と上記工具ホルダとを連結するホルダ連結
   手段と、上記第一工具送り軸を軸方向に移動させる第一
   駆動装置と、上記第二工具送り軸を軸方向に移動させる
   第二駆動装置と、上記第一工具送り軸と一体的に設けら
   れ上記第一駆動装置により所定位置から上記クランプ軸
   を軸方向に移動させる押圧部材とを設けたことを特徴と
   する複合加工装置。
4. 【請求項４】 上記第一連結手段は、上記第一工具送り
   軸に形成された係合部と、上記主軸と一体に回転可能な
   上記第一工具取付軸に形成され上記主軸の回転による所
   定回転角度で上記係合部に係合するとともに他の所定回
   転角度で係合解除可能な被係合部と、工具交換に際し上
   記第一工具送り軸の回転を止める回転停止手段とから成
   ることを特徴とする請求項３記載の複合加工装置。
5. 【請求項５】 上記係合部はＴ字状の係合頭部を有し、
   上記被係合部は、上記係合頭部が通過可能な透孔部と、
   相対的に９０度回転した位置で上記係合頭部が係合する
   係合肩部とから成り、上記被係合部が形成された第一工
   具取付軸を上記主軸モータにより所定角度回転させて、
   上記被係合部と係合部との係合及び係合解除を可能にす
   ることを特徴とする請求項４記載の複合加工装置。
6. 【請求項６】 上記第二連結手段は、上記第二工具取付
   軸と上記第二工具送り軸との一方に形成され他方の端部
   が嵌合する筒状部と、この他方に形成されこの筒状部に
   嵌合する部分の外周に形成された係合凹部と、その筒状
   部に形成された透孔と、この透孔内に設けられた係止ボ
   ールと、上記第一工具取付軸の内周面に形成されこの係
   止ボールが嵌合する嵌合凹部とから成ることを特徴とす
   る請求項３記載の複合加工装置。
7. 【請求項７】 上記第二連結手段は、上記第二工具送り
   軸に形成された係合部と、上記主軸と一体に回転可能な
   上記第二工具取付軸に形成され上記主軸の回転による所
   定回転角度で上記係合部に係合するとともに他の所定回
   転角度で係合解除可能な被係合部と、工具交換に際し上
   記第二工具送り軸の回転を止める回転停止手段とから成
   ることを特徴とする請求項３記載の複合加工装置。
8. 【請求項８】 上記ホルダ連結手段は、上記クランプ軸
   の先端部に同軸に嵌合し所定の透孔を有したボール保持
   筒と、このボール保持筒の透孔内に設けられたクランプ
   ボールと、上記工具ホルダの内周面に形成されこのクラ
   ンプボールが係合する係合凹部と、上記クランプ軸先端
   部の外周面に形成され上記クランプボールが嵌合する嵌
   合凹部と、上記ボール保持筒を上記クランプ軸に対して
   その基端部側に付勢した付勢部材とから成ることを特徴
   とする請求項３記載の複合加工装置。
9. 【請求項９】 上記クランプ軸にはその位置を検知する
   検知手段が設けられ、この検知手段は、上記工具ホルダ
   の位置によりクランプ状態を検知する第一検知手段と、
   上記押圧部材が上記クランプ軸を押圧して所定位置に達
   したことにより上記工具ホルダのアンクランプ状態を検
   知する第二検知手段とから成ることを特徴とする請求項
   ８記載の複合加工装置。