JPS599302B2 - 工具締付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は，工作機械の工具締付装置の改良に関するもの
であり、特に主軸端の形状が大径工具はもとより，アダ
プタを介してシャンク形状の異なる小径工具をも受入れ
る事が可能な工作機械において、大径工具と小径工具の
選択的な締付け開放動作を行なうことを可能とした工具
締付装置の提供Ｋある。

従来から種々の形式の自動工具交換装置が開発されてい
るが、工具交換時間を主題として見直した時、工具主軸
を支承した主軸頭に、工具貯蔵マガジンと工具転送腕と
を装備した所謂主軸頭一体形の自動工具交換装置が最も
能率的である。

しかし、上記主軸頭一体形の自動工具交換装置は、種々
の制約から一般的に、工具貯蔵マガジンに保有される工
具本数が限定される欠点があった。

この問題点を解決するため、シャンク形状の異なる大径
工具群と小径工具群とを、工具貯蔵マガジン内に互に干
渉しないよう最小限の間隔をあけて、不等ピッチに並べ
た形式の工具貯蔵マガジンが提案される。

しかし，従来の工具締付装置では，このようなシャンク
形状の異なる大径工具と小径工具の、主軸への選択的な
締付け開放動作を行なうことが不可能であるため、前述
した形式の工具貯蔵マガジンを採用することができなか
った。

また、近年多数の種類の異なる工作慎械を，コンピュー
ターによって一括制御する群制御方式ノ生産ラインが普
及してきているが、この場合に，全体としての工具本数
を減らし，工具の効率的な利用と維持管理費の低減を図
る為，種類の異なる工作機械間で、工具を転用して共通
に使用する方法が提案されている。

このように生産ラインに、主軸端の形状が大径工具はも
とよりアダプタを介して小径工具をも受入れる事ができ
る自動工具交換装置付工作機械を組み込んで、工具の転
用を図る場合にも、従来とは異なる工具締付装置が必要
となる。

本発明の目的は，大径工具と該大径工具のシャンク部と
同一のシャンク形状を有しその内部に大径工具とはシャ
ンク形状の異なる小径工具のシャンク部を保持し得るア
ダプタとを装着可能な工具挿入孔を有する工具主軸と、
前記工具挿入孔に挿着された大径工具または小径工具を
主軸軸線方向の移動により工具挿入孔内に引き込んで締
付ける工具締付棒と，該工具締付棒を主軸軸線方向に移
動せしめる駆動源と、前記工具挿入孔内に挿入された工
具が大径工具か小径工具かに応じて前記駆動源を選択的
に制御し、前記工具締付棒の移動量を変化せしめる制御
手段とを設けることにより，大径工具と小径工具の両方
を，一つの工具主軸に共通して装着することを可能にし
た工具締付装置を提供するにある。

本発明の詳細な説明に先立って、第１図イ、第１図口を
もとに，本発明に係る工具締付装置を装備した自動工具
交換装置付工作機械の概略説明を以下に行なう。

１はＴ字形をしたベースで、該ベース上面にはコラム案
内路２とテーブル案内路３とが削設されている。

前記コラム案内路２上には、コラム４がＸ軸方向に摺動
自在に設けらね，該コラム４はモータ５及びボールスク
リュー・ナットの公知の駆動手段で駆動される。

捷だテーブル案内路３上には、テーブル６がＺ軸方向に
摺動自在に設けられ、該テーブル６はモータ７及びボー
ルスクリュー・ナット等の公知の駆動手段で駆動される
。

前記コラム４には，側面に主軸頭案内路８が削設され，
該案内路上には主軸頭１０がＹ軸方向に摺動自在に設け
られている。

該主軸頭１０は、モータ９及びボールスクリュー・ナッ
ト等の公知の駆動手段で駆動される。

前記主軸頭１０には，工具主軸１１が回転自在に設けら
れ、該工具主軸１１はモータ１０及び主軸頭内の変速歯
車を経た駆動系で回転される。

主軸頭１０上には、工具転送装置本体１３が取付けられ
、該本体１３上にマガジンベース１４を搭載する。

マガジンベース１４上には、工具ソケットが着脱自在に
設けられたチェン式の工具貯蔵マガジン１６を回転自在
に設ける。

従って次の工具を呼び出すと、所望の工具ソケットは所
定の呼び出し位置でチエンから外され，工具交換準備位
置へ前進し、その位置で加工完了指令があるまで待機す
る。

加工完了指令に従ってその位置で倒れ，主軸と平行にな
り、工具交換される。

前記工具転送装置本体１３には、工具転送腕１７が前後
動並びに旋回可能に設けられ，前記工具主軸１１の工具
と前記待機中の工具ソケット内の工具とを交換する。

次に工具貯蔵マガジンの詳細な説明を第２図イ、第２図
口にもとづき以下に行なう。

マガジンベース１４の上面には、２本の柱１８Ａと１８
Ｂが垂直状態に取付けられている。

主軸先端側の柱１８Ａには従動チェンホイール１９が，
また他の柱１８Ｂには駆動チエンホイール２０が夫々軸
受を介して回転自在に取付けられている。

この２個のチェンホイールによってループ状に緊張され
た上下２段のチェン２１は、チェンピン２２の各頭部と
ソケット１５側面の引掛駒２３との係合により、周囲に
多数の工具ソケット１５を着脱自在に保持し，且つ工具
ソケット１５の底部にはローラー１５Ｒが取付けられ、
工具ソケット１５の重量を支えている。

工具ソケットの種類は工具挿入孔の形状によりナショナ
ルテーパシャンクの工具が入る１５Ｆ，１５Ｂとストレ
ートシャンクの工具が入る１５Ｄの２種類がある。

工具ソケットが倒れた時の工具飛び出し防止のため，ナ
ショナルテーパシャンク用ソケツ｝１５Ｆ，１５Ｂでは
プルスタッド６２の首部をスプリング１５Ｓで挾む方法
をとり、またストレートシャンク用ソケット１５Ｄでは
工具７ランジ部の溝に、工具ソケット入口のリングスプ
リング１１を挿入して保持する方法をとっている。

これらの工具ソケット１５をチェンに取付ける時、隣り
との間隔のとり方により３種類の工具ソケットとして使
用される。

即ち，１５Ｆは隣りのソケットとの間にチェンピン２２
が３個あり，大径工具（フルバック等）の工具ソクット
として使用される。

また１５Ｂは隣りのソケットとの間にチェンピン２２が
２個あり、中径工具（ポーリング工具等）の工具ソケッ
トとして使用される。

更に１５Ｄは隣りのソケットとの間にチェンピン２２が
なく、小径工具（ドリル，タップ、リーマ等）の工具ソ
ケットとして使用される。

この結果、各工具ソケットはチェン２１に対して不等ピ
ッチに配列されるので、各工具ソケットとその中に入る
工具とは対応関係をもつ所謂固定番地方式の工具貯蔵マ
ガジンとなる。

上記１５Ｂの工具ソケットには、中径工具に混ぜて第２
図口の如く、アダプタ６０も挿入されている。

アダプタ６０には小径工具のストレートシャンクが保持
され，アダプタ６０の工具フランジ部とストレートシャ
ンクの工具フランジ部との高さが異なるように挿入され
ている。

これらの説明から理解されるように，工具ソケット１５
Ｆ又は１５Ｂと工具ソケット１５Ｄとはアダプタ６０に
見られる夫々のフランジ部の高さに合致するよう各々の
ソケットの長さが異なっている。

工具交換動作は犬，中径工具およびアダプターの場合に
は主軸とマガジン側の工具待機位置とで同一形状の７ラ
ンジ（大きい方）の高さの一致した工具同志で行われ，
小径工具の場合には小径工具専用の工具ソケットまたは
アダプタに設置される工具即ち前記同様大、中径工具の
場合とは異なる位置で同一形状の７ランジ（小さい方）
の高さの一致した工具同志で行われる。

前記ソケット１５Ｂとソケツ｝１５Ｆとは基本形状は一
致しているがソケツ｝１５Ｂの場合は隣りのソケットと
のチェンピン２２を２個設けて間隔をとり中径用とし、
ソケット１５Ｆの場合は隣りのソケットとのチェンピン
２２を３個設けて間隔をとり大径用としている。

又ソケツ｝１５Ｂの場合のみアダプタを取付けられるよ
うにして小径工具をソケット１５Ｄの他このアダプタを
介してソケット１５Ｂにも取付けられるように構成され
ている。

前記小径工具はシャンクがストレート形状をなしている
ので，大、中径工具のテーパ形状と異なり工具はソケッ
トまたはアダプタに対してリングスプリングを介して保
持されている。

又主軸端の形状はテーパであるので主軸側には常にアダ
プタを介して小径工具が取付けられる。

前記リングスプリングは一端が開放されリング形状に弾
性変形するようになっている。

このリングスプリングは後記するようにアダプタ又はソ
ケツ｝１５Ｄの挿着穴に設けられた溝に挿入されている
。

一方小径工具側にも溝が設けられ，挿入時にこの工具が
リングスプリングを拡張し工具の７ランジ面がアダプタ
又はソケット１５Ｄの端面に当接したときこのリングス
プリングの付勢力によって小径工具を保持する。

またマガジンベース１４の上面で且つ駆動チェンホイル
２０の左側に取付けられた駆動源２４は，該駆動源２４
の出力軸端に取付けられた歯車２４Ａと、駆動チエンホ
イール２０の中央の歯車２０Ａとの噛合により、駆動チ
ェンホイール２０を回転し，その結果チェン２１をルー
プ状の軌跡に従って旋回させる。

この駆動源２４は、テープ等による次に使用する工具の
呼び出し指令によシ作動される。

マガジンベース１４の中央上面には，前記ループ状チェ
ン２１に不等ピンチに取付けられた工具ソケット１５の
位置を判別する識別装置２８が取付けられている。

該識別装置２８には軸２９が回転自在に設けられ、該軸
上には工具ソケットの番号に対応した符号を持つコード
板３０と歯車３１とが一体的に取付けられている。

上記歯車３１は、識別装置２８の下側でマガジンベース
上面に取付けられた軸３２に回転自在に設けられた歯車
付スプロケットホイール３３の歯車３３Ａと噛み合う。

また駆動チエンホイール２０の下側に取付けられたスプ
ロケットホイール３４と前記歯車付スプロケットホイー
ル３３とは互いにチェン３５で連結されている。

従って駆動スプロケットホイール２０の回転により，チ
ェン２１を駆動すると共にコード板３０も旋回させる。

この時チエンの一周はコード板１回転と同期するように
設定されている。

また前記駆動源２４の下側には，チェン２１の割出しを
するシリンダ２５が配置され、該シリンダ２５の圧油の
切換えによりピストンロンド２６を前進後退させ，ピス
トンロンド先端のローラー２１を駆動チェンホイール２
０の下側の歯と保合離脱させることにより、ループ状チ
ェン２１の割出しをする。

テープ指令により，駆動源２４が作動し、次使用の工具
の工具ソケット番号に対応するコード板の番号を識別し
，その工具ソケットが呼び出し位置に来た時，駆動源２
４を停止させると共に、割出し用シリンダ２５を作動し
，ピストンロンド２６のローラー２７を駆動用チェンホ
イール２０の歯に係合させループ状チヱン２１を割出す
。

チェン式マガジン１６の主軸先端寄りで、工具転送装置
本体１３とマガジンベース１４との間には工具搬送装置
３６がある。

該工具搬送装置３６のキャリャーベース３γの上面には
，主軸軸線と平行な案内路３８が削設され，更に該案内
路３８と平行にキャリャーベース３７の後端にシリンダ
３９を設ける。

前記案内路３８上には、キャリャー４０が摺動自在に設
けられ，該キャリャー４０の後方は前記シリンダ３９内
を往復するピストンロツド４１の先端と連結され，シリ
ンダ３９への圧油を交互に切換えることによって，キャ
リャー４０はソケット呼び出し位置から工具交換準備位
置の間を往復する。

この動作の確認は，ピストンロツド４１のドッグ４２が
，リミットスイッチＬＳ−３又はＬＳ−４を踏んだ時に
行なわれる。

キャリャ−４０には３位置シリンダ４３が設けられ、該
シリンダ４３にはピストン４４と４５とが摺動自在に設
けられている。

ピストン４４のピストンロツド４４Ａ先端には，上下両
側にラツク４６Ａ，４６Ｂが削設され、またピストンロ
ツド４４Ａの後方には，前記ピストン４５が摺動自在に
設けられ，更に後端にはドッド４１が設けられ，シリン
ダ４３後方のリミットスイッチＬＳ−５，ＬＳ−６及び
ＬＳ−７を踏み，各３位置の確認をする。

またキャリャ−４０には，主軸軸線と直交する方向の第
１の軸４８上に遊嵌し，該軸４８を支点として揺動ずる
俯仰腕４９があり、該腕４９の側面にはソケット掛外し
片５０が上下方向摺動可能に設けらｈ−ている。

該ソケット掛外し片５０後方にはロー２５１を支持した
ロツド５２が取付けられ、該ローラ５１は常時ソケット
掛外し片５０を下方に押し下げるスプリング５３によっ
て，軸４８にキー止めしたソケット掛外し用歯車付カム
５４のカム面に当接される。

前記歯車付カム５４の歯車５４Ａは前記ピストンロツド
４４Ａの上側のラツク４６Ａと噛合っている。

またピストンロツド４４Ａの下側のラック４６Ｂは、主
軸軸線と直交する方向の第２の軸５５にキー止めされた
歯車付ゼネバ駆動板の歯車５６Ａと噛合っている。

前記駆動板のピンは、前記俯仰腕４９に固着したゼネバ
被動板のカムと係合する。

従って第２図イの状態から，シリンダ４３のボー｝４３
Ａと４３Ｃに圧油を送り，ポート４３Ｂから排油を戻す
と，ピストン４４はピストン４５に当るまで右に移動す
る。

この移動でピストンロツド４４Ａの両側のラツク４６Ａ
，４６Ｂと噛合っている歯車５４Ａと５６Ａは回転し、
歯車５４Ａはカム５４，ローラ５１及びロツド５２を介
して，ソケット掛外し片５０を上昇させ，掛外し片５０
のピン５０Ａを工具ソケット１５の引掛駒５９の孔５９
Ａに挿入し，工具ソケット１５を引き上げ、チェン２１
のピン２２に引掛けられていた他方の引掛駒２３を外す
。

この動作と同時に歯車５６Ａも回転し、ゼネバ駆動板の
ピンも回転するが、ピンの回転はゼネバカム溝に丁度入
った所で止まる。

この動作の完了は、ピストンロツド４４Ａのドッグ４γ
がリミットスイッチＬＳ−６を踏むことによって行なわ
れる。

このリミットスイッチＬＳ−６の確認信号でシリンダ３
９のポー｝３９Ａに圧油が入り，ピストン４１Ａ及びピ
ストンロツド４１を介してキャリャー４０は工具交換準
備位置まで前進する。

この完了信号は、ドッグ４２がリミットスイッチＬＳ−
３を踏んで確認される。

この状態で，加工完了まで待機し，加工中のワークとの
干渉を防止する。

加工完了の信号で、シリンダ４３のポート４３Ａに圧油
を送り，ポート４３Ｂ．４３Ｃから排油を戻すと，ピス
トン４４はピストン４５と共に前より更に右に移動し，
この移動でピストンロツド４４Ａの下側のラック４６Ｂ
と噛合っている歯車５６Ａは回転し、この歯車５６Ａは
ゼネバ駆動板を回転し，前記駆動板のピンを介してゼネ
バ被動板５８をも回転し，俯仰腕４９を反時計方向に９
０度回転し，工具ソケット１５が主軸と平行になり、工
具転送腕で交換し得る位置まで倒れる。

これと同時に歯車５４Ａも回転するが，前の回転でカム
５４の最大リフト量に昇りきっているので，ソケット掛
外し片５０はその位置を保持する。

この動作の完了はリミットスイッチＬＳ−７をドッグ４
７が踏んだ時に行なわれる。

この信号で工具転送腕１７の作動が開始される。

工具転送腕１７の作動完了信号の後は、使用済の工具を
工具貯蔵マガジンの元の番地に戻すため、上記説明と逆
の順序で反対方向に作動する。

第３図イ，口に示すように，主軸頭１０には前後を軸承
された工具主軸１１が回転自在に設けられている。

工具主軸１１は前端の工具挿入孔１１Ａから後方にかけ
て貫通孔１１Ｂを穿設し、該貫通孔１１Ｂ内に本発明の
工具締付装置を内蔵している。

即ち前記貫通孔１１Ｂに工具締付棒６１が軸方向摺動自
在に設けられ、該締付棒６１の先端には工具挿入孔１１
Ａに差し込まれた工具のプルスタツド６２を掴むため，
貫通孔１１Ｂに取付けられたコレットカム６３と該コレ
ットカム６３によって作動する締付棒６１先端のボール
６４とにより、プルスタツド用コレットチャックを形成
し、更に主軸貫通孔１１Ｂの肩１１Ｃと締付棒６１後端
部の７ランジ６１１：の間に工具締付用の多数の皿バネ
６５が挿入され、該皿バネ６５０反力で工具を主軸内に
引き込む。

本発明の一実施例では、主軸端の工具挿入孔１１Ａには
、通常のナショナルテーパ・シャンクの工具と，第３図
イの如くやは如ナショナルテーパ・シャンクを有し，且
つストレートシャンク工具把持用コレットチャックを内
蔵したアダプタ６０の，２種類の工具が直接的に取付け
られる。

従って，ストレートシャンクの工具もアダプタ６０を介
して主軸に取付けられる。

アダプタ６０には軸方向に中空孔６０Ａが削設され，該
中空孔６０Ａには、小径工具のストレートシャンクを把
持するコレットチャック６６が軸方向摺動自在に設けら
れている。

コレットチャック６６の先端円錐面は，アダプタ６０内
の円錐カム面６０Ｃと接合し、該コレットチャック６６
が後方へ引込まれると閉じ，前方へ押し出されると開放
する。

コレットチャック６６の後方には，プルスタツド６２が
取付けられ，アダプタ６０が主軸の工具挿入孔１１Ａに
挿入された時、前記プルスタツド６２は前記プルスタツ
ド用コレットチャックと保合可能な位置にある。

アダプタ６０の後端筒部の孔には，ボール６８が遊動自
在に保持され、コレット外周溝６６Ｂ又は主軸の内側の
溝１１Ｄのいずれか一方と係合する。

アダプタ６０の前面にはリング状のカバー７０が取付け
られ，該カバーの内径溝？ＯＡにリングスプリング７１
が挿入され，小径工具１１０の７ランジがアダプタ６０
内に挿入された時、該７ランジ部に削設された溝１１１
に前記リングスプリング７１が飛び込み，一時的にアダ
プタ６０内へ小径工具を保持する。

また前記カバー７０とコレット前面６６Ａとの間にスプ
リング６９が挿入され，コレットチャック６６を常時後
方に移動し，アダプタ６０内でコレットチャック６６が
遊動するのを防止している。

アダプタ６０のフランジ部には，外周から中空孔６０Ａ
に達する孔６０Ｄがあけられ，該孔内にスプリング７２
を介してロツド７３が挿入されている。

第３図イではアダプタ６０が主軸内に挿入されているの
で，ロッド１３はスプリング７２により，中空孔６０Ａ
内のコレット外周に押圧されているが、アダプタ６０が
搬送中又は工具貯蔵マガジン内にある時は、ボール６８
とコレットチャック６６の外周溝６６Ｂとが合致した位
置にコレットチャックを保持させておくため，ロツド７
３の先端に対応するコレット外周に、位置決め孔６６Ｅ
を設けている。

即ちアダプタ６０が主軸に挿入される時は、ボール６８
が主軸の溝１１Ｄに達するまでは、前記ボール６８がア
ダプタ端部の孔内で自由に遊動できる必要があるからで
ある。

アダプタ６０が主軸の工具挿入孔１１Ａに完全に挿入さ
れ，締付棒先端のコレットがプルスタツド６２を介して
，ロツドγ３によって保持されているコレットチャック
６６を第３図イの如く引キ込むと、ボール６８はコレッ
トの溝６６Ｂから主軸の溝１１Ｄに移り、アダプタ６０
を主軸内に保持する。

また工具転送装置がアダプタ６０を掴み，アダプタ６０
を主軸から外す時には，締付棒６１の先端面でコレット
チャック６６をスプリング６９に抗して押し出し，前記
ボール６８とコレット外周溝６６Ｂとが合致した時，ア
ダプタ６０は取外し可能となる。

この時ロツド７３がスプリング１２の押圧力によって位
置決め孔６６Ｅに飛び込み，スプリング６９の反力に対
抗してコレットの前進位置を保持する。

この状態でアダプタ６０は小径工具を把持したまま主軸
から取外される。

またアダプタ６０内から小径工具のみを取外す場合は、
まず第３図イの状態から締付棒６１が左へ前進し，コレ
ットチャック６６のプルスタツド後端面に当接し，コレ
ットチャック６６を僅か（コレットの外周溝６６Ｂがア
ダプタ６０のボール６８と合致しない程度）前進させる
と、コレットチャック６６は緩み，小径工具１１０のス
トレート・シャンク１１２は取外すことができる。

しかしアダプタ６０はボール６８が主軸の溝１１Ｄと係
合しているのでその位置に留まる。

以上の如く、工具主軸１１からアダプタ６０や大径工具
等のナショナルテーパ・シャンクの工具を抜く場合と，
小径工具のストレートシャンクの工具を抜く場合とでは
，締付棒６１の前進量が異る。

このため主軸頭１０後方に取付けられた工具解放用シリ
ンダ（駆動源）１４のピストンロッド１５は、二種類の
異った締付棒前進量を有しなければならない。

そこでピストンロツド７５先端の案内路７５Ａに高さの
異ったストツパ７６を摺動自在に設け、ピストンロツド
１５に支持板１１を介して取付けたソレノイド７８によ
って，二位置の割出し選択をし，締付棒６１の押込量を
変えている。

主軸内の工具が大径工具の時は、第３図イの如くソレノ
イド１８が働き，高い方のストツパ７６が割出される。

この時シリンダ７４のポー｝７４Ａをポンプ側にポー｝
７４Ｂをタンク側につなぐと、ピストン１５は前進し，
締付棒６１を介してプルスタツド６２を深く押し込み，
大径工具を主軸から解放する。

後で詳細に説明する工具転送装置１３の工具転送腕１γ
が主軸の工具を掴んだ時の確認信号で、上記工具解放用
シリンダ７４のピストン７５を作動し，リミットスイッ
チＬＳ−１６による完了信号で工具転送腕１γを前進し
，工具を主軸から抜き出し，１８０度旋回して工具の位
置を入れ換え、工具転送腕１７を再び後退させる。

工具転送腕１１の後退完了信号でシリンダ７４のピスト
ン７５を後退し，締付棒６１を作動して工具を締付け，
リミットスイッチＬＳ−１７による上記締付け完了信号
で、工具転送腕１７の把持動作を解放し加工を開始する
。

第４図及び第５図に示す如く，工具転送装置本体１３に
は旋回中心軸８０が主軸軸線と平行な方向に摺動自在に
且つ回転自在に挿嵌されている。

工具転送装置本体１３から前部に突出した前記旋回中心
軸８０の先端には、工具転送腕１７が取付けられている
。

該工具転送腕１７の外筐は、前押え板８１と後押え板８
２の２枚の板で構成されている。

前記２枚の板８１．８２の両端部には前記２枚の板の間
に各々１本ずつの旋回中心ピン８３が固定されている。

該ピン８３には各々一対の工具把持爪８４が開閉可能に
枢着されている。

第５図に示すように，工具把持爪８４は，曲率半径の小
さい小径工具把持部８５Ａと曲率半径の大きい大径工具
把持部８５Ｂとから構成されている。

各工具把持爪８４には把持部から離れた位置にピン８６
が取付けられており，該ピン８６は，工具把持爪８４を
開閉するため２枚の押え板８１．８２の間に挾まれた各
ホーク８７の先端部の鉤８７Ａと係合している。

２枚の板８１．８２は各板の内側で前記ホーク８１の前
後方向の案内をし，更にホーク８１のリンク取付部８γ
Ｃの前面が，前押え板８１の裏面に削設された案内溝８
１Ａに案内されることによって、各ホーク８１を正確に
工具転送腕の半径方向に摺動させる。

またホーク８１の下側には中心ピン８３の逃げ溝８７Ｄ
を削設した突出部８７Ｂを有し，該突出部８７Ｂの先端
は、把持爪８４が工具を把持した時，その工具のキー溝
と係合し，工具転送腕１７の旋回中に把持爪内で工具が
回わるのを防止している。

各ホーク８７のリンク取付部８７Ｃには、夫々２個のリ
ンク８８又は８９がピン９０によって枢着されている。

また前記リンク８８，８９の他端は，ピン９１によって
、旋回中心軸８０内を軸方向に摺動する往復駆動軸９２
の先端に枢着されている。

前記旋回中心軸８０の後端には，３位置決めシリンダ９
３が設けらね、該シリンダ内には，往復駆動軸９２の後
方のピストンロツド９２Ａ上を摺動するピストン９４と
、ピストンロツド９２Ａに固定されたピストン９５とを
設け、ポート９３Ａ，９３Ｂへの圧油の切換えにより，
前記往復駆動軸９２、リンク８８．８９及びホーク８７
を経て把持爪８４を３位置に制御する。

これは，爪を開いた時，大径工具を掴んだ時，更に小径
工具を掴んだ時の三種類である。

次に工具転送腕１１の１８０°旋回運動，並びに工具を
抜き差しする前後動を行なう機構について説明する。

第４図に示す如く，旋回中心軸８０の後部には環状溝部
９７が削設され，該環状溝部９１には連結板９８がフォ
ーク状Ｋ＠合している。

連結板９８の下端には，工具転送腕前後動用シリンダ９
９のピストンロンド１００が固着されている。

前記シリンダ９９は，ピストンロツド１００に固着した
ピストン１０１と，ピストンロツド１００上を摺動する
ピストン１０２によって三つの室に区切られ，ソレノイ
ドバルブ１０３の切換えによって，ボー｝９９Ａと９９
Ｂに圧油を選択的に供給することにより，ピストンロツ
ド１００と一体となった連結板９８を介して旋回中心軸
８０を三位置に位置決めする。

この三つの位置は、既にアダプタの構造説明で触れた如
く，大径工具（フルバツクカツタやアダプタ等）の工具
の７ランジ部の把持部と，小径工具（ドリル、タップ及
びリーマ等）の工具のフランジ部とが、旋回中心軸８０
の軸方向において異るため，大径工具の工具把持位置、
小径工具の工具把持位置、及び主軸若しくは工具ソケッ
トから工具を抜き出した位置の三つとなる。

また旋回中心軸８０の中央外周には、第４図の如く旋回
中心軸方向に長い（前記シリンダ９９の最大ピストンス
トロークよりも少し長い）ピニオン１０４が削設されて
いる。

該ピニオン１０４に噛合するラック１０５は、前記旋回
中心軸８０に直交して工具転送装置本体１３内に摺動自
在に設けられ、工具転送腕１７を１８０°旋回させるの
に必要なストロークだけ、図示されていないシリンダの
ピストンによって駆動される。

今，主軸の工具が加工していると仮定すると、工具転送
装置の工具把持爪８４は，前回の工具交換で主軸に工具
を挿入した時の挿入位置で，工具把持爪８４が開いた状
態で終了しているので，今主軸が使用している工具の工
具フランジ部外周に開いた状態で待機していることにな
る。

しかし，加工が終了すると、加工完了の信号で工具搬送
装置３６が工具交換準備位置にあった工具を倒し、工具
交換位置へ持ち来たす。

この時の確認はドッグ４７がリミットスイッチＬＳ−７
を踏んだ時の信号で行なわれる。

この確認信号で工具把持爪８４の開閉用シリンダ９３の
ソレノイドバルプ９６を切換えピストン９５を作動し，
工具把持爪８４が主軸と工具ソケットの各工具に適合し
た把持をする。

例えば両工具が大径工具の場合は，ドッグ９２Ｂがリミ
ットスイッチＬＳ−９を踏むまでピストンを前進し、ま
た小径工具の場合は，ドッグ９２Ｂがリミットスイッチ
ＬＳ−１０を踏むまでピストン９５を前進させて工具を
把持する。

この確認信号は，当然リミットスイッチＬＳ−９又はＬ
Ｓ−１０によって行なわれ，この信号で次に主軸後方の
工具解放用シリンダ１４のピストン７５が作動し，締付
棒６１を前進し，工具の解放を行なう。

しかし，この動作に先駈けて、主軸と工具ソケットの各
工具が大径工具の場合には，ソレノイド７８の働きでピ
ストンロンド７５先ｉのストツパ７６が高い方に割出さ
れ．また小径工具の場合には、ソレノイド７８の解磁に
伴うスプリングカによってストツパ７６の低い方が割出
されている。

しかし何れの場合も，上記工具の解放完了信号はＬＳ−
１６によって行なわれ，この完了信号によって，工具転
送腕１７の前後動用シリンダ９９のソレノイドバルブ１
０３が切換えられ，ピストン１０１を作動し主軸と工具
ソケットから夫々の工具を同時に抜き出す。

この完了信号はリミットスイッチＬＳ−１３の作動で行
なわれる。

この完了信号でラツク１０５のシリンダが作動し，工具
転送腕１７を１８０°旋回する。

この旋回完了信号で再びソレノイドバルブ１０３を作動
し，使用済の工具七新しい工具に適合した位置までピス
トン１０１を後退させる。

例えば主軸と工具ソケットの各工具が小径工具の場合に
は，リミットスイッチＬＳ−１ ２を踏むまでピストン
１０１を後退させ，また夫々の工具が大径工具の場合に
は、リミットスイッチＬＳ−１ １を踏むまでピストン
１０１を後退させる。

これらのリミットスイッチによる後退完了信号の内いず
れかの信号によって後退確認が行なわれる。

この後退完了信号によって工具解放用シリンダγ４のピ
ストン７５が作動し，ピストンγ５は最も後方に後退す
る。

その結果皿バネ６５の復元力によって，締付棒６１を後
退し，該締付棒先端のプルスタツド用コレットチャック
が、大径工具のプルスタツド又はアダプタ６０の小径工
具把持用コレットのプルスタツドを引き込み、工具を主
軸内に保持する。

ピストン７５の後退完了信号は，リミットスイッチＬＳ
−１７によって行なわれる。

この後退完了信号によって工具把持爪用シリンダ９３の
ソレノイドバルプ９６が作動し，ピストン９５を最も後
方に後退し工具把持爪８４を開く。

この完了信号は、リミットスイッチＬＳ−８によって行
なわれ，この完了信号によって加工が再開される。

また工具ソケット１５に挿入された使用済みの工具は，
その工具が入っていた工具貯蔵マガジンの指定番地の所
へ工具ソケットごと返還される。

また工具貯蔵マガジンは今使用している工具の次に使用
予定の工具を呼び出し、呼び出された工具を工具ソケッ
トごと工具搬送装置によって工具交換準備位置へ搬出し
待機する。

以上の如く大径工具と小径工具とによって各機構の移動
量や確認位置が異ってくる。

本発明は，以上の如く大径工具と同一の形状をしたシャ
ンク部を有し，且つ小径工具を挿着可能なアダプタを使
用することにより、一台のマシニングセンタで大径工具
のみならず小径工具もまた使用できるようになシ、また
これに伴って工具貯蔵マガジンの工具収容本数を極度に
増加させることができる等の効果を有するものである。

本発明の実施例においては，ナショナルテーパシャンク
のアダプタにストレートシャンクの小径工具を挿入し，
コレットチャック６６を介してアダプタ内に小径工具を
把持しているが，小径工具を大径工具よりも番手の小さ
なナショナルテーパまたはモールステーパのシャンクに
形成し，該小径工具の後端のプルスタツドを直接締付棒
の先端で把持して，アダプタ内に引き込むことも可能で
ある。

以上述べた如く、本発明は実施例に示された構成に限定
されるものではなく，特許請求の範囲に記載された本発
明の技術思想を逸脱しない範囲内での変更は予期される
ところである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る工具締付装置を装備した自動工具交換
装置付工作機械の一実施例を示すもので第１図イは本発
明に係る工具締付装置を有する自動工具交換装置付工作
機械の全体を示す正面図，第１図口は同じく全体を示す
側面図。 第２図イは工具貯蔵マガジンの概略を示す縦断面図，第
２図ロは小径工具が挿入さｔた工具ソケットを示す縦断
面図。 第３図イは工具主軸に工具が挿入された状態を示す縦断
面図，第３図町ま第３図イのＡ矢視図。 第４図は工具転送装置を第５図のＢ−Ｂ線に沿って示す
縦断面図。 第５図は工具転送腕を示す縦断面図。 図に於いて １・・・ベース，４・・・コラム，６・・
・テーブル，１０・・・主軸頭、１１・・・工具主軸，
１３・・・工具転送装置本体．１５・・・工具ソケット
、１５Ｆ・・・大径工具用ソケツ｝，１５Ｂ・・・中径
工具用ソケツ｝，１５Ｄ・・・小径工具用ソケット，１
６・・・工具貯蔵マガジン，１７・・・工具転送腕，２
１・・・チェン，３６・・・工具搬送装置、４０・・・
キャリャー，４３・・・３位置シリンダー，４９・・・
俯仰腕，５０・・・ソケット掛外し片，６０・・・アダ
プタ，６１・・・工具締付棒，６２・・・プルスタツド
．６３・・・コレットカム．６４・・・ボール．６６・
・・コレットチャック、６９・・・ボール，７１・・・
リングスプリンク．７３・・・ロツド，７４・・・工具
解放用シリンダ，７５・・・ピストンロンド，γ６・・
・ストツパ，７８・・・ソレノイドバルプ．８０・・・
旋回中心軸，８５結・・小径工具把持部，８５Ｂ・・・
大径工具把持部，９２・・・往復駆動軸、９３・・・位
置決めシリンダ，９９・・・工具転送腕前後動用シリン
ダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 大径工具と、該大径工具のシャンク部と同一のシャ
   ンク形状を有しその内部に大径工具とはシャンク形状の
   異なる小径工具のシャンク部を挿入可能なアダプタとを
   装着可能な工具挿入孔を有する工具主軸と、前記工具挿
   入孔に装着された大径工具またはアダプタを介して装着
   された小径工具を、主軸軸線方向の移動により工具挿入
   孔内に引き込んで締付ける工具締付棒と、該工具締付棒
   を主軸軸線方向に移動せしめる軸動源と、前記工具挿入
   孔に挿入される工具が大径工具か小径工具かに応じて前
   記駆動源を選択的に制御して前記工具締付棒の移動量を
   変化せしめる制御手段とからなり、前記工具挿入孔に挿
   入される工具に応じて工具締付棒の主軸軸線方向の移動
   量を変化させることを特徴とする工具締付装置。