JPH0337844Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、コンピユータ数値制御（CNC）に
よるタツピングセンターなどの工作機械におい
て、自動工具交換のために主軸の定位置停止を行
なう主軸位置決め装置に関する。

「従来の技術」 従来のこの種の工作機械においては、主軸の定
位置停止は数値制御で主軸にノツチなどの定位置
停止部材を嵌込むことにより行われていたので、
主軸を定位置に停止させるための機構およびシス
テムが複雑であるという問題があつた。

このため、従来の特開昭60−155338号公報に示
される一般の工作機械においては、主軸２６と工
具２０との間には、回り止めとして、主軸２６に
キーが主軸下端面に突設されるとともに、工具２
０には、そのキーが嵌合するキー溝が形成されて
いる。工具把持具９６には、工具２０を保持する
際の位置決め用に前記キー溝に嵌合するキーが設
けられている。

工具を交換する際には、主軸２６を定位置にて
停止させた後、工具把持具９６が工具２０を把持
する時、工具把持具９６側キーが工具２０側キー
溝にぴつたりと嵌合するとともに、ドローバー７
６が第２のクランク３０で押し下げられて、工具
２０が工具挾持部材６６より解放されてから工具
２０が交換される。

ここで、主軸２６の停止精度が悪い場合には、
工具把持具９６により工具２０が把持される時、
前記工具２０側キー溝に把持具９６側キーが嵌合
せず、キー若しくはキー溝が破損してしまうとい
う問題があつた。

「考案が解決しようとする問題点」 本考案は、上記の問題を解決するためになされ
たものであり、簡潔な機構により主軸を定位置に
精度良く停止することができ、工具側キー溝およ
び工具把持具側キーを破損することがない工作機
械の主軸位置決め装置を提供することを目的とす
る。

「問題点を解決するための手段」 しかして、本考案によれば、一端に工具装着部
を有する主軸内においてその軸線方向には移動可
能であると共に円周方向には回転不能に設けら
れ、前記主軸の軸線と直交する工具解放用ピンを
有し、前記工具装着部中に設けられた挾持部材と
作動的に連結されたドローバーと、前記主軸を回
転自在に支持する主軸ヘツドに回動可能に支持さ
れると共に、解放端に前記工具解放用ピンと係合
可能な略Ｖ字状溝部が設けられ、その解放端が前
記工具解放用ピンに向つて回動されることにより
前記工具挾持部材による工具の挾持を解放するた
めの工具解放用レバーと、フレームに固定され、
前記主軸が復動される際に、前記工具の挾持を解
放するように前記工具解放用レバーを回動するた
めの作動部材とを備えることを特徴とする工作機
械の主軸位置決め装置が提供される。

「作用」 上記構成によれば、主軸１４が加工動作領域を
越えて自動交換領域中を復動される際に工具解放
用レバー３６が作動されると、その工具解放用レ
バー３６の解放端７８が工具解放用ピン７２を押
圧する時、同時にその先端部分の略Ｖ字状溝部９
６に工具解放用ピン７２が嵌り、主軸１４が定位
置に精度良く位置決めされて停止される。

「実施例」 次に、本考案の実施例を図面について説明す
る。

第１図および第２図に示されるように、この工
作機械１０は、工具装着部１２を一端に設けた主
軸１４を回転自在に支持する主軸ヘツド１８を、
フレーム１６に対し後述のごとく往復昇降可能に
支持して被加工物に所要の加工を施し得るように
なつている。工具装着部１２には、工具２０を着
脱自在に挾持する工具挾持部材２２が設けられて
いる。複数個の工具把持具２６を放射状に配置し
た工具マガジン２８が、工具支持台２４に回転割
出し自在に枢支され、この工具支持台２４は、後
述の如く主軸ヘツド１８とは独立してフレーム１
６に昇降自在に支持されている。また、主軸ヘツ
ド１８とフレーム１６の間には、工具支持台２４
の一部と係合してフレーム１６に対して工具支持
台２４を上下動させると共に、工具把持具２６を
付勢して主軸１４の先端に設けた工具２０に対す
る把持および解放を行なうためのカム３０および
クランクレバー３２、並びに工具挾持部材２２を
作動させて、主軸１４から工具２０を解放する工
具解放用レバーをなすクランクレバー３６および
カム３４が配設されている。

フレーム１６に対して固定された関係におい
て、ロータリーエンコーダ３８を内蔵したACサ
ーボモータ４０が配置されており、そのサーボモ
ータ４０の垂直回転軸４１の先端には、カツプリ
ング４３を介してボールねじ４４が固着されてい
る。更に、主軸ヘツド１８の背面突出部には、ボ
ルト４８を介してナツト４６が水平に固定され、
このナツト４６にボールねじ４４が螺合されてい
る。

主軸ヘツド１８の下部には、中空円筒状の主軸
１４が軸受５０を介して回転自在に軸支され、こ
の主軸１４はその上端部において、主軸ヘツド１
８の頂部に直立配置したモータ５２および減速機
５４の出力軸５６にカツプリング５８を介して接
続されている。

工具装着部１２は、テーパーシヤンクからなる
アーバー６２を備える工具２０を着脱自在に装着
するものである。なお、工具２０のアーバー６２
の後端部にはプルスタツド６４が設けられてお
り、中空の主軸１４に摺動自在に挿通した工具挾
持部材２２によつてプルスタツド６４を挾持する
ことにより、工具２０を主軸１４に固定するよう
になつている。この工具挾持部材２２は、プルス
タツド６４を複数のボール６０により囲繞するよ
うに構成した公知のコレツトからなり、工具挾持
部材２２が主軸１４内を軸線方向に摺動すること
によつて、プルスタツド６４のクランプおよび解
除を行い得る構造になつている。

主軸１４の中空部内における所定高さ位置には
プラグ６６が上下摺動自在に挿入されると共に、
そのプラグ６６に穿設した縦孔中にドローバー６
８の上端部が螺合固定されている。そのドローバ
ー６８は主軸１４の中心軸線に沿つて垂下し、ま
たドローバー６８の下端部は工具挾持部材２２の
頂部に接続されている。主軸１４におけるプラグ
６６の配設位置には、第１図に示されるように、
主軸１４の軸線方向に延びる長円形スロツト７
０，７０が対向的に穿設され、プラグ６６に直交
して挿通した工具解放用ピン７２の両端部が、一
対の長円形スロツト７０，７０を通つて主軸１４
の外方に延出している。なお、工具装着部１２に
工具２０が装着された状態において、主軸１４の
中空部の下方において工具挾持部材２２の上部に
形成された段部とプラグ６６の下端部に設けたワ
ツシヤ７４との間に、一群の皿ばね７６が弾力的
に圧縮介挿され、この皿ばね７６の中心部にドロ
ーバー６８が延在している。そして、常にはこの
皿ばね７６の弾力によりプラグ６６を上方に押圧
して定位置に保持すると共に、工具挾持部材２２
を弾力的に引上げてプルスタツド６４の挾持を確
実にしている。

主軸１４の外方に延出している工具解放用ピン
７２の上方において、工具解放用レバーをなすク
ランクレバー３６の先端部分に二股状に形成した
フオーク部７８が非接触で近接的に臨むように、
クランクレバー３６の垂直後端８０が板ばね８１
により時計方向に付勢されている。

フレーム１６の上部側面には水平支持板８２が
取付けられ、その水平支持板８２に丸棒状のガイ
ドレール８４が摺動自在に挿通されている。ま
た、フレーム１６の下方から水平支持板８６が延
出して、この水平支持板８６に前記ガイドレール
８４が摺動自在に挿通されている。そのガイドレ
ール８４の上端部および下端部は、工具支持台２
４の頂部に水平に橋架した天板８８に設けた支持
板９０および底部に設けた支持板９２にそれぞれ
固定されている。従つて工具支持台２４は、ガイ
ドレール８４を水平支持板８２，８６に対して摺
動させることにより、フレーム１６に対し昇降可
能になつている。

工具解放用レバーをなすクランクレバー３６
は、ピン９４を介して主軸ヘツド１８に回動可能
に取付けられており、一方、フレーム１６と固定
した関係において、ロータリーエンコーダ３８の
側面には作動部材をなすカム３４が取付けられて
おり、そのカム３４は前端に斜面３５を有してい
る。第１図に示されるように、クランクレバー３
６のフオーク部７８には、下方へ拡開する略Ｖ字
状のＶ溝部９６が設けられている。なお、クラン
クレバー３６の垂直後端８０には、回転輪９８が
取付けられている。

（作動） 上記構成において、所要の加工が終了した後モ
ータ５２が消勢され、主軸１４が略位置決めして
停止される。サーボモータ４０、ボールねじ４４
およびナツト４６により主軸ヘツド１８が自動交
換領域を復動上昇されると、カム３４の斜面３５
にクランクレバー３６の垂直後端８０が回転輪９
８を介して接触することにより、クランクレバー
３６は、ピン９４を中心に反時計方向に回動され
その解放端におけるフオーク部７８により工具解
放用ピン７２を下方へ押圧する。このため、その
工具解放用ピン７２が長円形スロツト７０に案内
されて主軸１４の軸線方向に下方へ移動され、ド
ローバー６８は軸線方向に下降して工具挾持部材
２２を降下させ、ボール６０によるプルスタツド
６４の押圧を解除し、従つて工具２０は工具装着
部１２から解放され、抜取られ得る状態となる。
同時に、フオーク部７８が工具解放用ピン７２を
下方へ押圧する際、そのフオーク部７８の下方へ
の回動につれて、工具解放用ピン７２がＶ溝部９
６のＶ字状斜面に案内されてそのＶ溝部９６の頂
部に係合するため、長円形スロツト７０を介して
主軸１４が定位置に位置決めされる。しかも、工
具解放用ピン７２とＶ溝部９６の係合により主軸
１４は主軸ヘツド１８に拘束され常にその定位置
に精度良く停止される。

また、この工作機械１０においてモータ５２を
ACサーボモータで構成した場合には、組立時に
モータ５２および減速機５４の出力軸５６と主軸
１４とをカツプリング５８を介して連結する際
に、工具解放用ピン７２をフオーク部７８のＶ溝
部９６に係合させた状態で連結することにより、
主軸１４が工具２０を把持する所定割出し位置と
モータ５２の原点とを容易に位置決めすることが
できる。

「効果」 以上述べたように、本考案の主軸位置決め装置
は上記の構成を有するから、工具の解放と同時
に、工具解放用ピン７２と略Ｖ字状溝９６との係
合により、主軸を常に定位置に位置決めして精度
良く停止することができ、工具側キー溝および工
具把持具側キーを破損することがなく、しかも構
造が簡潔であるなどの優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の実施例の主軸位
置決め装置を示し、第１図はその要部の斜視図、
第２図は全体構成を示す断面図である。 １２……工具装着部、１４……主軸、１６……
フレーム、１８……主軸ヘツド、２０……工具、
２２……工具挾持部材、３４……作動部材をなす
カム、３６……工具解放用レバーをなすクランク
レバー、４０，４４，４６……往復駆動装置をな
すACサーボモータ、ボールねじおよびナツト、
６８……ドローバー、７２……工具解放用ピン、
７８……解放端をなすフオーク部、９６……Ｖ溝
部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一端に工具装着部を有する主軸を回転自在に支
   持する主軸ヘツドを、フレームに対し前記主軸の
   軸線方向に往復駆動する往復駆動装置と、 前記主軸の工具装着部中に設けられ、常にはそ
   の工具装着部内に装着された工具を挾持する工具
   挾持部材とを具備する工作機械において、 前記主軸内においてその軸線方向には移動可能
   であると共に円周方向には回転不能に設けられ、
   前記主軸の軸線と直交する工具解放用ピンを有
   し、前記工具挾持部材と連結されたドローバー
   と、 前記主軸ヘツドに回動可能に支持されると共
   に、解放端に前記工具解放用ピンと係合可能な略
   Ｖ字状溝部が設けられ、その解放端が前記工具解
   放用ピンに向つて回動されることにより前記工具
   挾持部材による工具の挾持を解放するための工具
   解放用レバーと、 前記フレームに固定され、前記主軸が復動され
   る際に、前記工具の挾持を解放するように前記工
   具解放用レバーを回動するための作動部材とを 備えることを特徴とする工作機械の主軸位置決
   め装置。