JPH072294B2 - アンギュラアタッチメント着脱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、工作機械において主軸側にアタッチメント
を着脱するためのアタッチメント着脱装置に関する。さ
らに詳しくは、主軸に取り付けられた第１の回転軸と、
この第１の回転軸から傘歯車を介して回転軸心が角度を
有して回転駆動力を伝達される第２の回転軸と、この第
２の回転軸に工具とを備え主軸の回転軸線の方向を変換
して機械加工するためのアンギュラアタッチメントの着
脱装置に関する。

［従来技術］ 前記アンギュラアタッチメント（以下、アタッチメント
という。）において、主軸の回転により、主軸の軸心に
対する垂直面上をアタッチメントを旋回させて割出しを
行うものが公知である（例えば、実公昭60−1952号参
照）。この従来例を説明すると、主軸頭側に上下駆動さ
れるクランプ可動部材が設けられ、このクランプ可動部
材にクランプ爪が設けられ、一方このクランプ爪に係合
・離脱する被クランプ爪がアタッチメント側に設けられ
ている。

このクランプは、クランプ爪と被クランプ爪とを上下干
渉させるようにして係合させて、この係合状態のもとで
クランプ可動部材を上昇または下降させアタッチメント
をクランプまたはアンクランプする。

そして、クランプ可動部材を下降させてアンクランプ
し、下降させたアタッチメントと第１の回転軸とをアタ
ッチメント旋回用爪などの係合手段により回転伝達可能
として、主軸の回転を利用してアタッチメントを旋回さ
せて割出しが行われる。

この割出しの際に、クランプ爪と被クランプ爪とは係合
されている必要がある。なぜなら、係合が外れている
と、割出し後にクランプ可動部材を上昇させてもクラン
プできないからである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記従来例には、次のような問題がある。機械
本体側の主軸と工具側の主軸とが角度をなすタイプのア
タッチメントではない。たとえ、前記思想を割出しタイ
プのアタッチメントに適用するとしても、主軸の回転に
よりアタッチメントケースを旋回させて割出しを行う際
に、アタッチメントケースと一体に被クランプ爪も回転
するため、割出し角度を大きくすると、アタッチメント
ケースの被クランプ用爪とクランプ可動部材のクランプ
爪との係合が解除されてしまい、割出し後にクランプで
きなくなる。

したがって、割出し角度は、クランプ爪と被クランプ爪
との係合が解除されない範囲での限られたものとなって
いる。大きく角度を変えるときは、一旦アタッチメント
を主軸から取り外して、再度取り付ける必要がある。

この発明の目的は、アタッチメントの割出しが容易にで
きるアンギュラアタッチメント着脱装置を提供すること
にある。

この発明の他の目的は、アタッチメントの割出し角度範
囲に制約がないアンギュラアタッチメント着脱装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明を、前記課題を解決するために次のような手段
を採る。

主軸頭と、 この主軸頭内に回転自在に配置された主軸と、 この主軸に着脱自在に設けられた第１の回転軸と、 この第１の回転軸に設けられた第１の歯車と、 この第１の歯車に噛み合って回転軸心を角度変換するた
めの第２の歯車と、 この第２の歯車が設けられた第２の回転軸と、 前記第１の回転軸と第２の回転軸とを回転自在に支持
し、かつ前記主軸頭側にクランプ・アンクランプ自在で
あり、アンクランプ状態において前記主軸の回転が伝達
されて前記主軸の軸心を中心にして旋回するアタッチメ
ントケースと、 を備えているアンギュラアタッチメント着脱装置におい
て、 前記主軸頭側に配置され、前記アタッチメントケースを
上下駆動しクランプするためのクランプ可動部材と、 このクランプ可動部材に設けられたクランプ爪と、 このクランプ爪に対して相対的に回転して係合・解除す
るように設けられた被クランプ爪と、 この被クランプ爪を有して、前記アタッチメントケース
内で回転自由に取り付けられたクランプリングと、 前記被クランプ爪および前記クランプ爪間に設けられた
前記クランプ爪および前記被クランプ爪の相対回転を防
ぐ係止手段と、 を備えてなることを特徴とするアンギュラアタッチメン
ト着脱装置である。

前記第１の回転軸線と第２の回転軸線とが90度の角度を
有するものに適用するとなお良い。

前記係止手段は、前記被クランプ爪および前記クランプ
爪に突設された前記クランプ爪および前記被クランプ爪
固定用のピンと、このピンが係合されるように前記クラ
ンプ爪または前記被クランプ爪に形成されたピン溝とを
備えたものがなお効果的である。

［実施例の作用］ 実施例のアタッチメントを割出しする動作について述べ
る（第１図参照）。

圧油室35bに圧油を導入し、圧油室35aから圧油を排出す
ると、クランプ可動部材36は下方に移動し、アタッチメ
ントケース22は、自重によりクランプ可動部材36の移動
と共に下降する。このアタッチメントケース22と一体的
にクランプリング40も下がり、主軸頭１のカップリング
33とアタッチメントケース22のカップリング32との噛合
が外れる。同時に、アタッチメントケース22の爪溝31が
第１の回転軸４のアタッチメント旋回用爪30に挿入され
て係合する。

この状態では、主軸２の回転が第１の回転軸４を介して
アタッチメントケース22に伝達可能となる。次に、主軸
２を割出し回転駆動させ、この回転は第１の回転軸４、
アタッチメント旋回用爪30、爪溝31を介してアタッチメ
ントケース22に伝達され、アタッチメントを所定角度旋
回させ、割出しを行うものである。割出し角度は、主軸
２に有している主軸割出機能を使う。

この割出し時には、クランプ可動部材36のクランプ爪37
のピン溝44にクランプリング40のピン41が挿入されて係
合している。クランプリング40は、アタッチメントケー
ス22に対して回転自由となっているため、アタッチメン
トケース22が旋回しても、クランプ可動部材36のクラン
プ爪37とクランプリング40の被クランプ爪39の係合は外
れることがない。また、クランプ可動部材36の連れ回り
防止用のピン42が主軸頭１のピン溝43に係合されている
ので、クランプ可動部材36の回転は防止されている。こ
のため、どの角度位置でも再びクランプ動作できる。

［実施例］ 以下、この発明の１実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、工作機械の主軸頭１にアタッチメントを取り
付けた状態の断面図である。第２図は、第１図Ａ−Ａの
断面図でありアタッチメントを主軸頭１から取り外した
状態の主軸頭１を示す。垂直方向に軸心を持つ主軸頭１
の中には、主軸２が回転自在に軸受３により支持されて
いる。この主軸２には、第１の回転軸４がテーパ結合に
より固定・離脱自在に設けられている。

この固定・離脱のために、第１の回転軸４の上端の係合
部4aを把持するため、コレット７が主軸２内に挿入配置
されている。このコレット７を開閉するためのドローバ
６が主軸２に油圧駆動機構などにより上下動自在に挿入
されている。なお、このクランプ構造、機能は周知であ
り、ここではこれ以上説明しない。

また、前記第１の回転軸４の外周の下端のストレート部
4cには、第１の傘歯車８がスプライン９により係合され
ている。このため、第１の回転軸４と第一の傘歯車８と
は、一体的に回転自在に、かつ相対的に上下動自在とな
っている。第１の傘歯車８は、軸受10、10により円筒部
材11内に回転自在に支持されている。この第１の傘歯車
８の下端には、スプリング支持12が固着され、このスプ
リング支持板12と第１の回転軸４との間にスプリング13
が介装されている。

スプリング13は、アタッチメントケース22に対して第１
の回転軸４を常時上方向に付勢し、アタッチメント取り
外し時に主軸２に第１の回転軸４を密着させつつ他の部
分は引き抜く作用をするためのものである。前記第１の
傘歯車８には、第２の傘歯車14が回転軸線を90゜変換し
て水平の回転軸心とするように噛み合っている。この第
２の傘歯車14には、第２の回転軸15がキー止めされてい
る。この第２の回転軸15の一端には、テーパに形成され
た工具取付用テーパ穴16が形成されている。

工具取付用テーパ穴16には、工具Ｔの工具ホルダーのテ
ーパ部が密着してクランプされ取り付けられている。工
具ホルダーを工具取付用テーパ穴16に固定するには、工
具ホルダーの後端の係止部17をコレット18の先端で引っ
掛けて握み、後端をドローバ（図示せず）で引っ張る。
ドローバは、複数枚のサラバネにより常時後方に引っ張
られているので、工具ホルダーのテーパ部は工具取付用
テーパ孔16に密着する。結局、工具Ｔは、第２の回転軸
に一体にクランプされる。

前記第２の回転軸15は、第２の傘歯車14とともに軸受支
持円筒部材21,21内の軸受23,23により回転自在に支持さ
れている。この軸受支持円筒部材21は、更にアタッチメ
ントケース22内に支持固定されている。前記第１の回転
軸４の中間部4bの外周には、キーを介してアタッチメン
ト旋回用爪30が設けられている。このアタッチメント旋
回用爪30は、爪溝31との係合・解除を行う。爪溝31は、
アタッチメントケース22の上部の外周に設けられてい
る。

また、アタッチメントケース22には、等角度に歯を有し
たカップリング32が設けられ、このカップリング32と噛
み合いおよび噛み合い解除されるカップリング33が主軸
頭１に設けられている。この両カップリング32、33の連
結かみ合いにより、主軸頭１にアタッチメントケース22
が角度位置決めされる。そして、爪溝31とカップリング
32は、後記クランプリング40を介して後記するクランプ
可動部材36により一体的になっている。

また、主軸頭１には、圧油路34a、圧油路34b（図示せ
ず）が形成され、この圧油路34a、圧油路34bからの圧油
が圧入・排出される圧油室35b、圧油路35bが設けられて
いる。圧油路35aの反対側には圧油路35bが設けられ開示
しない圧油路34bから圧油が供給される。この圧油室35
a、圧油路35bの間には、クランプ可動部材36が設けてあ
り、圧油が圧入または排出されて、クランプ可動部材36
が上昇または下降する。このクランプ可動部材36の下端
内周側には、クランプ爪37が等角度間隔に設けられてい
る。このクランプ爪37は、後記するクランプリング40の
被クランプ爪39と係合している。このため、クランプ可
動部材36は、クランプリング40を介して前記アタッチメ
ントケース22をクランプのために上下動させることがで
きる（第２図）。

また、アタッチメントケース22が旋回する際に、クラン
プ可動部材36が摩擦力で連れ回り回転されることを防止
するために、クランプ可動部材36の内周側には連れ回り
防止用のピン42が設けられている。主軸頭１にはこのピ
ン42が挿入されかつピン42の上下方向の摺動のみ許容す
るように、ピン溝43が形成されている。また、クンラン
プ可動部材36には、ピン溝44が形成されている。このピ
ン溝44には、クランプリング40に設けたピン41が挿入さ
れる。このピン41とピン溝44の係合により、クランプ可
動部材36のクランプ爪37とクランプリング40の被クラン
プ爪39とが相互に回転しない（第２図）。

一方、アタッチメントケース22の上端には、円筒状のク
ランプリング40が設けてある。このクランプリング40に
は、クランプリング40の外周に等角度間隔に被クランプ
爪39が設けられている。クランプリング40の下端は、断
面Ｌ形の抜け止め部40aがアタッチメントケース22に対
して水平回転自由に嵌入されている。すなわちクランプ
リング40は、アタッチメントケース22に対して回転自由
となっている。

クランプリング40の被クランプ爪39には、前記クランプ
爪37のピン溝44と係合・解除する両爪固定用のピン41が
設けられているため、前記したように割出し時にアタッ
チメントケース22が旋回しても、クランプ爪37と被クラ
ンプ爪39との係合は外れることがない（第２図）。

上記構成要素において、主軸２、主軸頭１、カップリン
グ33、クランプ可動部材36、コレット、ドローバ６など
は、工作機械の本体（図示せず）に設けられており、一
体的に昇降自在となっている。

一方、アタッチメントケース22、カップリング32、クラ
ンプリング40、爪溝31、第１の回転軸４、アタッチメン
ト旋回用爪30、第１の傘歯車８、第２の傘歯車14、第２
の回転軸15、工具取付用テーパ穴16などでアタッチメン
トが構成されている。

作 動 以上のように構成された実施例は、次のように作動す
る。

まず、アタッチメントを割出しする場合について述べ
る。

圧油室35bに圧油を導入し、圧油室35aから圧油を排出す
ると、クランプ可動部材36は下方に移動する。アタッチ
メントケース22は、自重によりしてクランプ可動部材36
の移動と共に下降する。このアタッチメントケース22の
一体的にクランプリング40も下がり、主軸頭１のカップ
リング33とアタッチメントケース22のカップリング32と
の噛合が外れる。同時に、アタッチメントケース22の爪
溝31が第１の回転軸４のアタッチメント旋回用爪30に挿
入されて係合する。

この状態は、主軸２の回転が第１の回転軸４を介してア
タッチメントケース22に伝達可能となることを示してい
る。次に、主軸２を割出し回転駆動させ、この回転は第
１の回転溝４、アタッチメント旋回用爪30、爪溝31を介
してアタッチメントケース22に伝達され、アタッチメン
トを所定角度旋回させ、割出しを行うものである。割出
し角度は、主軸２に有している主軸割出機能を使う。

この割出し時には、クランプ可動部材36のピン溝44にク
ランプリング40のピン41が挿入されて係合している。ク
ランプリング40は、アタッチメントケース22に対して回
転自由となっているため、アタッチメントケース22が旋
回しても、クランプ可動部材36のクランプ爪37とクラン
プリング40の被クランプ爪39の係合は外れることがな
い。このため後のクランプに支障が生ずるようなことは
ない。また、クランプ可動部材36の連れ回り防止用のピ
ン42が主軸頭１のピン溝43に係合されているので、クラ
ンプ可動部材36の回転は防止されている。

次に、前記割出し後にアタッチメントをクランプする
場合について述べる。

圧油室35aに圧油を圧入してクランプ可動部材36を上昇
させると、クランプリング40を介してアタッチメントケ
ース22が上昇する。この上昇で、主軸頭１のカップリン
グ33とアタッチメントケース22のカップリング32とが噛
合し、同時に、アタッチメントケース22の爪溝31と第１
の回転軸４のアタッチメント旋回用爪30との係合が解除
され、主軸２の回転は第１の回転軸４だけに伝達可能と
なり、アタッチメントケース22には伝達不可となる。

この状態は、主軸２の回転を第１の回転軸４、第１の傘
歯車８、第２の傘歯車14を介して第２の回転軸15に伝達
し、工具Ｔで加工を行うことを示している。

次に、アタッチメントを取り外す場合について述べ
る。

主軸頭１などを下降して、アタッチメントケース22を工
作物テーブルなどに置いた支持台（図示せず）の上に載
せる。次に、圧油室35bに圧油を供給すると、クランプ
可動部材36は下方に移動する。

主軸頭１のカップリング33とアタッチメントケース22の
カップリング32との噛合はそのままであり、またアタッ
チメントケース22の爪溝31と第１の回転軸４のアタッチ
メント旋回用爪30とは係合していない。また、クランプ
可動部材のみが下降し、アタッチメントケース22は移動
しないため、クランプリング40のピン41はクランプ可動
部材36のピン溝44から離脱している。しかし、クランプ
可動部材36のピン42と主軸頭１のピン溝43は係合した状
態である。

次に、主軸頭１を第１の回転軸４と一体的に所定量に上
昇させる。そうすると、主軸頭１のカップリング33とア
タッチメントケース22のカップリング32との噛合は外
れ、同時に第１の回転軸４のアタッチメント旋回用爪30
はアタッチメントケース22の爪溝31に噛み合う。

次に、主軸２の回転を第１の回転軸４を主軸オリエンテ
ーション機構により所定角度旋回させて、クランプ可動
部材36のクランプ爪37とクランプリング40の被クランプ
爪39との位相を互いに干渉しない位置に旋回し係合を外
す。その状態でコレット７を開放してアタッチメントケ
ース22を支持台の上に分離し、その後、主軸頭１などを
上昇させる。

次に、アタッチメントを取り付ける場合について述べ
る。

アタッチメントの取付は、前記の取り外しの場合の逆
の操作で行われる。

圧油室35b側に圧油を供給して、クランプ可動部材36を
下方に位置させる。

支持台に置かれたアタッチメントに向けてラムを下降さ
せ、クランプ可動部材36のクランプ爪37をスランプリン
グ40の被クランプ爪39の間隙を通して下降させる。スプ
リング13の付勢により、第１の回転軸４のアタッチメン
ト旋回用爪30とアタッチメントケース22の爪溝31が係合
した状態でアタッチメントケース22の上方に位置してい
る第１の回転軸４を主軸２内に挿入し、ドローバ６を上
方に移動し、第１の回転軸４の係合部4aをコレット７に
より主軸２に固定する。このとき、アタッチメントケー
ス22のカップリング32と主軸頭１のカップリング33の噛
み合いは外れている。また、クランプ可動部材36のピン
溝44とクランプリング40のピン41と係合も離脱してい
る。

主軸２を所定角度回転してクランプ可動部材36のクラン
プ爪37とクランプリング40の被クランプ爪39の位相を互
いに上下干渉する位置にする。

次に、ラムを第１の回転軸４と一体的に所定量下降させ
る。そうすると、第１の回転軸４のアタッチメント旋回
用爪30とアタッチメントケース22の爪溝31の噛み合いが
外れ、主軸頭１のカップリング33とアタッチメントケー
ス22のカップリング32が噛み合う。

油圧室35a側に油圧を供給し油圧室35b側に圧油を排出す
ると、クランプ可動部材36は上方に移動し、それに伴っ
てクランプリング40も上昇して、主軸ヘッド２にアタッ
チメントケース22をクランプする。また、このクランプ
可動部材36が上昇するとき、クランプ可動部材36のピン
溝44とクランプリング40のピン41が係合し、クランプ可
動部材36のクランプ爪37とクランプリング40の被クラン
プ爪39の相対回度が変化することがない。

ラムを上昇させると、アタッチメントも一体となって支
持台（図示せず）上より移動する。以下、前記した割出
し操作と同様である。

［その他の実施例］ なお、上記実施例にこの発明は限定されるものではな
い。前記実施例の主軸２と第２の回転軸15とは、90度の
角度をなしているが、この角度に限定したものでなく、
45度など他の角度でも良い。またクランプ爪と被クラン
プ爪とを固定するため、クランプ爪にピンを設け、かつ
被クランプ爪にピン溝を設けるようにしてもよい。ま
た、そのピンまたはピン溝の形状も上記実施例のものに
限定されず、係合して固定するものならばよい。さら
に、クランプ可動部材を上下動させる手段は油圧に限定
されず、電動、リンクその他任意の駆動手段を採用でき
る。

［発明の効果］ 以上、説明したこの発明によれば、アタッチメントを旋
回させる割出し時において、クランプ可動部材のクラン
プ爪とクランプリングの被クランプ爪とがピン溝とピン
（またはピンとピン溝）とにより係合して固定されてお
り、かつクランプリングはアタッチメントケースに対し
て回転自由となっているため、アタッチメントケースを
任意の角度旋回させても、クランプ可動部材のクランプ
爪とクランプリングの被クランプ爪の係合が外れること
がなく、後のクランプに支障が生じるようなことはな
い。したがって、アタッチメントの割出し角度に制約が
なく加工途中でも角度変更ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る縦断面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ線横断面図である。 １……主軸頭、２……主軸、４……第１の回転軸、８…
…第１の傘歯車、14……第２の傘歯車、15……第２の回
転軸、16……工具取付用テーパ穴、22……アタッチメン
トケース、30……アタッチメント旋回用爪、31……爪
溝、32,33……カップリング、34……圧油路、35……圧
油室、36……クランプ可動部材、37……クランプ爪、39
……被クランプ爪、40……クランプリング、41,42……
ピン、43,44……ピン溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸頭と、 この主軸頭内に回転自在に配置された主軸と、 この主軸に着脱自在に設けられた第１の回転軸と、 この第１の回転軸に設けられた第１の歯車と、 この第１の歯車に噛み合って回転軸心を角度変換するた
   めの第２の歯車と、 この第２の歯車が設けられた第２の回転軸と、 前記第１の回転軸と第２の回転軸とを回転自在に支持
   し、かつ前記主軸頭側にクランプ・アンクランプ自在で
   あり、アンクランプ状態において前記主軸の回転が伝達
   されて前記主軸の軸心を中心にして旋回するアタッチメ
   ントケースと、 を備えているアンギュラアタッチメント着脱装置におい
   て、 前記主軸頭側に配置され、前記アタッチメントケースを
   上下駆動しクランプするためのクランプ可動部材と、 このクランプ可動部材に設けられたクランプ爪と、 このクランプ爪に対して相対的に回転して係合・解除す
   るように設けられた被クランプ爪と、 この被クランプ爪を有して、前記アタッチメントケース
   内で回転自由に取り付けられたクランプリングと、 前記被クランプ爪および前記クランプ爪間に設けられた
   前記クランプ爪および前記被クランプ爪の相対回転を防
   ぐ係止手段と、 を備えてなることを特徴とするアンギュラアタッチメン
   ト着脱装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記第１の回転軸線と
   第２の回転軸線とが90度の角度を有することを特徴とす
   るアンギュラアタッチメント着脱装置。
3. 【請求項３】請求項２または３において、前記係止手段
   が前記被クランプ爪および前記クランプ爪に突設された
   前記クランプ爪および前記被クランプ爪固定用のピン
   と、 このピンが係合されるように前記クランプ爪または前記
   被クランプ爪に形成されたピン溝と、 を備えてなることを特徴とするアンギュラアタッチメン
   ト着脱装置。