JPS6377603A - 主軸ヘツドにおける工具保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は工具交換を行うようにした工作機の主軸ヘッド
における工具保持装置に関するものである。

従来の技術 従来、このような主軸ヘッドの工具保持装置は、主軸ヘ
ッドに回動自在に支持された主軸の軸心にプルロッドを
軸方向摺動自在に挿通させ、このプルロッドは先端にコ
レットチャックの如き保持部を備えており、工具後部の
プルスタッドをこの保持部でつかんでプルロッドを皿ば
ねで引張り主軸にクランプし、また、プルロッド後端を
アンクランプシリンダで押して工具をアンクランプし、
しかも、プルロッド先端が工具後端を押して工具を主軸
から強制的に押出すようにしていた。

発明が解決しようとする問題点 ところで、一般に工具自動交換に際しては、主軸を所定
の工具交換位置に位置させ、主軸の工具を工具交換アー
ムに把持させ、次いで前記アンクランプシリンダを作用
させて主軸の工具をアンクランプして強制的に押出し、
次に工具交換アームを軸方向に前進させて後旋回し、軸
方向に後退させて新しい工具を主軸にクランプさせてい
る。このように工具交換アームにて主軸の工具を把持さ
せた後に、工具を強制的に押出すので所定位置で把持さ
れた工具を介して工具交換アームに軸方向（工具を抜く
方向）の余分な力が加わるおそれがあり好ましくなかっ
た。また、工具交換アームの作動不良等で工具把持が不
良の場合には、工具が主軸より押出されてしまい主軸か
ら簡単に逸脱してしまうという事故°が発生する。また
、工具交換の手順を、主軸工具のアンクランプ後に工具
交換アームで工具を把持するようにするために、工具の
アンクランプ状態においても工具のプルスタッドと係合
して工具の脱落を防止するようにした仮クランプ機構を
備えた主軸構造が本願出願人によって先に出願されてい
る。このような仮クランプ機構を備えたものでは、工具
自動交換の際には工具交換アームにプルロッドの移動に
よる軸方向力が加わるおそれがない反面、補修の際に人
手で主軸から工具をとり外したい時には仮クランプ機構
に抗した力で行わなれけばならず、特に工具が大型の場
合には、仮クランプ機構の仮クランプ力も大であり、人
手による工具の取外しが容易でないという欠点があった
。

問題点を解決するための手段 本発明は、前記問題点を解決するために、主軸に挿通し
たプルロッドを前後退させて主軸に工具をクランプ、ア
ンクランプするようにした主軸ヘッドにおける工具保持
装置において、前記プルロッドには、工具後端部を押圧
可能な押圧部を形成し、アンクランプ状態におけるこの
プルロッドの前進端位置を、前記押圧部が前記工具後端
部を押圧して工具を押出す第一の解放位置と、前記押圧
部が工具後端部と当接しない第二の解放位置とで切換え
可能な切換手段を設けたことを特徴する。

作用 前記構成によれば、工具自動交換の際には、プルロッド
を第二の解放位置まで前進させることで、工具交換アー
ムが予め工具を把持していてもプルロッドの押圧部が工
具後端部を押圧せず工具を介して工具交換アームに軸方
向の無理な力がかからない。また、手動で工具を外す際
には、前記した仮クランプ機構を備えた主軸の場合でも
プルロッドを第一の解放位置まで前進させることで工具
の取外しが容易となる。

実施例 第１図において、工作機の主軸ヘッド１には、主軸２が
軸受を介して回動自在に支持されている。

この主軸２には、先端に工具挿着孔３が形成され、これ
に続く貫通孔４にプルロッド５が軸方向摺動自在に挿通
されて、皿ばね６により後方に付勢されている。プルロ
ッド５はその先端に第６図に示すように４つの鋼球７を
半径方向に移動可能に組込んだ保持部８を一体に備えて
いる。この鋼球７はプルロッド５の軸方向移動によって
貫通孔４前方のカム面９と協働して工具後端部のプルス
タッド１０と係合して工具Ｔを主軸２にクランプし、ま
た、プルスタッド１０との係合を外して主軸２に対しア
ンクランプするようになっている。プルロッド５はその
前部に前記プルスタッド１０の後端部１０ａを押圧可能
な抑圧面１１が形成されている。

前記主軸ヘッド１の後部には二本のガイドバー１２．１
２が突設され、このガイドバー１２．１２後端に取付板
１３が固定されている。このガイドバー１２．１２には
ピストン１９と一体のピストンロッド１８が両側に突出
したアンクランプシリンダ１４が軸方向に移動するよう
に装架されている。このアンクランプシリンダ１４のロ
ッドカバー１５は主軸２の後端に螺着された回り止め１
６と係脱する係合部１７を備えており、主軸２に一体に
装着された近接スイッチＳＷにより、工具交換時主軸先
端のキー２ａが所定の位置に割出されたことを検出した
時にシリンダ本体１４ａのみが、所定ストローク上１後
退して、主軸２を所定の角度位置でロックするようにな
っている。このピストンロッド１８には、旋回ロッド２
０が軸方向に移動しないが旋回自在に挿通され、この旋
回ロンド２０の先端には第５図に示すように山部２１ａ
と谷部２１ｂとが所定角度間隔で刻設された第１の噛合
部分２１が形成されている。この第１の噛合部分２１と
ピストン１９が後退端にある時に軸方向間隙Ｌ２をもっ
て対向する前記プルロッド５後端部にも同様な山部２２
ａと谷部２２ｂから成る第２の噛合部分２２が形成され
ている。前記第１の噛合部分２１の山部２１ａの高さｔ
ｌは第２の噛合部分２２の山部２２ａの高さｔ２より低
くしである。前記旋回ロッド２０の後端には旋回用レバ
ー２３が固着され、この旋回用レバー２３は前記取付板
１３に固着したブラケット２４に垂設した支持ピン２５
に揺動自在に軸支された揺動レバー２６のピン２７に回
動かつ、ピン２７に沿って所定ストローク摺動するよう
に連結されている。揺動レバー２６の、ピン２７と前記
支持ピン２５との中間部にはリンク２８がピン連結され
、このリンク２８の他端が、ソレノイド２９の作用子に
ピン連結されている。また、この揺動レバー２６は、ブ
ラケット２４に固定されたストッパ３０との間にねじり
コイルばね３１が介装されて、絶えず前記旋回用レバー
２３を第２図のＢ位置にあるようにしている。このＢ位
置にある時、前記第１の噛合部分２１の山部２１ａと、
工具交換時に所定角度位置でロックされた主軸２の第２
の噛合部分２２の谷部２２ｂが相対向するように角度位
置関係が設定され（第３図（ａ））、また、ソレノイド
２９の作用子が引込まれて旋回用レバー２３がＡ位置と
なった時に、前記第１の噛合部分２１の山部２１ａと前
記ロック状態の噛合部分２２の山部２２ａが対向するよ
うに設定されている（第４図（ａ））、そして前記アン
クランプシリンダ１４のストロークをストロークＳＴ（
一定）とすると、旋回用レバー２３がＡ位置にある時に
は工具Ｔをクランプした状態からのプルロッド５のスト
ロークＬ４はＬ４＝ＳＴ−ＬＬ−Ｌ２となり、このスト
ロークＬ４前進した時には保持部８の鋼球７がカム面９
へ落ち込んでプルスタッド１０との係合が外され、アン
クランプ状態となり、かつプルスタッド１０の後端部を
プルロッド５の押圧面１１が強制的に押圧すると共に後
述する仮クランプ機構の仮クランプピンを押上げてしま
うようにストロークＬ４が設定され、このプルロッド５
の前進端位置が第一の解放位置Ｐ１となる。

また、前記旋回用レバー２３がＢ位置にある時には、工
具Ｔをクランプした状態からのプルロッド５のストロー
クＬ３は、　Ｌ３＝ＳＴ−ＬＬ−ｔ　１−Ｌ２であって
、このストローク上３前進した時には鋼球７と工具Ｔの
プルスタッド１０の係合が外れ工具Ｔはアンクランプ状
態となるもプルスタッド１０の後端部とプルロッド５の
抑圧面１１との間には隙間ｌが生じるようにストローク
Ｌ３が設定され、このプルロッド５の前進端位置が第二
の解放位置Ｐ２となる。このように第１、第２の噛合部
分２１．２２及び第１の噛合部分２１を旋回させる機構
で切換手段が構成される。尚、主軸２には前記第二の解
放位置Ｐ２にある時等、鋼球７とプルスタッド１０の係
合のみが外れたアンクランプ状態において、工具Ｔのプ
ルスタッド１０と半径方向から係合するように上、下一
対の仮クランプピン３２がばね３３により、内側へ向っ
て付勢されている仮クランプ機構が内装され、プルスタ
ッドを強制的に押出さない限り、工具Ｔはクランプされ
た位置で仮保持されるようにしである。

次に先ず、工具自動交換の場合について説明する。ソレ
ノイド２９を作動させずに旋回用レバー２６をＢ位置に
しておく。主軸２が所定角度に割出されると、アンクラ
ンプシリンダ１４の後側シリンダ室に圧油を供給する。

そうするとシリンダ本体１４ａがストロークＬ１だけ後
退して回り止め１６を係合部１７が後方へ引き、主軸２
をロックする。ピストンロッド１８が前進すると第１の
噛合部分２１の山部２１ａと第２の噛合部分２２の谷部
２２ｂとが噛合って後、プルロッド５が押されて第二の
解放位置Ｐ２に到る。すると保持部８の鋼球７と工具Ｔ
のプルスタッド１０の係合が外れてアンクランプ状態と
なるが、プルスタッド１０は抑圧面１１でその後端部が
強制的に押されない上に仮クランクビン３２により仮ク
ランプされ、工具Ｔは軸方向に全く移動せず、また、主
軸２から脱落もしない。従って工具Ｔを把持した後にア
ンクランプする場合には工具交換アームに軸方向の無理
な力がかかるおそれが全くない。そして、この工具Ｔを
主軸２から外し新しい工具Ｔを挿着し、クランプシリン
ダ１４を作動させると第１、第２の噛合部分２１．２２
の噛合が外されてストロークＬ２の隙間を生じると共に
主軸２のロックが解除されて、次の加工に移る。

次に、手動工具交換について説明する。この場合、ソレ
ノイド２９を動作させ、旋回用レバー２３をＡ位置に切
換える。前記同様にアンクランプシリンダ１４の後部シ
リンダ室に圧油を供給して主軸２を所定角度位置でロッ
クし、ピストンロッド１８が前進して第１．第２の噛合
部分２１．２２の山部２１ａ、２２ａ相互が当接した後
、前記自動交換の場合のストロークＬ３より、第１の噛
合部分２１の山部２１ａの高さｔ１分だけプルロッド５
が余分に押されて第一の解放位置Ｐ１に到る。すると、
工具Ｔはアンクランプされると共にプルスタッド１０の
後端部がプルロッド５の押圧面１１で強制的に押され、
プルスタッド１０は仮クランプピン３２の仮クランプ力
にも抗し、また工具挿着孔３のくいつき状態を外して前
方へ押出され、工具Ｔは人手により容易に外される。

第二実施例 第７．８図は切換手段の他の実施例を示す。アンクラン
プシリンダ１１４の後方に突出したピストンロッド１１
８に矩形ストッパー１１９を取付け、このシリンダ本体
１１４ａ後部にピストンロッド１１８まわりに揺動する
レバー１２３を設け、このレバー１２３には前記矩形ス
トッパー１１９が嵌入し得るストッパ一孔１１９ａが形
成されている。ピストンロッド１１８の前方突出部分は
プルロッド１０５と切離されて対向しており、この対向
部分は平坦である。従ってレバー１２３とストッパ一孔
１１９ａが嵌入するときと、そうでない時でシリンダス
トロークを切換えて、プルロッド１０５の前進端位置を
第一、第二の解放位置に切換えるようにしたものである
。

尚、前記第一実施例では仮クランプ機構をａＢえている
ためにアンクランプ状態としても、仮クランプ力に抗し
て工具を押出すか、取出さない限り工具は主軸から外れ
ないために、工具交換の順序を、アンクランプ後に工具
交換アームで仮クランプされた状態の工具を把持すると
いう順に変更でき、主軸ヘッドを所定の工具交換位置へ
移動させる途中に主軸工具をアンクランプさせておくこ
とで従来、工具交換アームで把持した後アンクランプす
るものよりも工具交換時間を短くできる。また、工具の
押出しはプルスタッドの突出されている工具端部を押す
ようにしてあってもよい。

発明の効果 以上のように本発明では、プルロッドを前、後進させる
ことで主軸に対して工具をクランプ、アンクランプする
ようにした主軸ヘッドにおける工具保持装置において、
アンクランプ状態にある工具に対しプルロッド前進端を
、プルロッドに形成した押圧部が工具後端部を押圧して
工具を押出す第一の解放位置と工具後端部と当接しない
第二の解放位置とで切換えるようにしたので、工具自動
交換を行う時には、前記プルロッド前進位置が第二の解
放位置に位置するように切換えておくことにより、工具
を主軸の軸方向に強制的に押出さないために工具を把持
している工具交換アームに軸方向の無理な力がかからな
いという利点がある。

しかも、このような利点を備えたものであっても、手動
で工具交換を行う時にはプルロッド前進位置を第一の解
放位置になるように切換えておくことにより、工具は主
軸より強制的に押出され、工具のアンクランプ状態で工
具を仮クランプする仮クランプ機構を備えた主軸の場合
でも、人手による取外しが容易となる等の利点を備えて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は主軸ヘッドの全体図、第２図は第１図のＩ視図
、第３図（ａ）は旋回用レバーがＢ位置でクランプ状態
の図、第３図（ｂ）は第二の解放位置の説明図、第４図
（ａ）は旋回用レバーがＡ位置でクランプ状態の図、第
４図（ｂ）は第一の解放位置の説明図、第５図は第４図
（ａ）の■−■視図、第６図は第３図（ｂ）のｍ−ｍ断
面図、第７．８図は他の実施例である。 ２・・・主軸、　５・・・プルロッド、　８・・・保持
部、１４・・・アンクランプシリンダ、　　２０・・・
旋回ロッド、２１．２２・・・噛合部分、　　２３・・
・旋回用レバー、２６・・・揺動レバー　２９・・・ソ
レノイド、Ｐｌ・・・第一の解放位置、Ｐ２・・・第二
の解放位置特許出願人　　豊和工業株式会社 第６図 第２図 ｊｌＪ　　　ｔｂ　　　ｚ６ 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、工作機の主軸にプルロッドを軸方向摺動自在に挿通
   し、このプルロッドは先端に主軸と協働して工具を保持
   する保持部を備え、このプルロッドを後退させて工具を
   主軸先端にクランプし、また、プルロッドの前進端位置
   で工具をアンクランプする主軸ヘッドにおける工具保持
   装置において、前記プルロッドには、工具後端部を押圧
   可能な押圧部を形成し、アンクランプ状態におけるこの
   プルロッドの前進端位置を、前記押圧部が前記工具後端
   部を押圧して工具を押出す第一の解放位置と、前記押圧
   部が工具後端部と当接しない第二の解放位置とで切換え
   可能な切換手段を設けたことを特徴とする主軸ヘッドに
   おける工具保持装置。