JPH0354807Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、自動工具交換装置を具備する工作機
械の主軸装置に関するものである。

従来の技術 この種の主軸装置においては、工具ホルダの交
換時に、主軸を工具交換位置に移動させた後、工
具ホルダを交換アームで把持させ、次いで、ドロ
ーバーを皿ばねに抗してシリンダ等で主軸前方に
押し出させて工具ホルダのクランプを解除させ、
この状態で交換アームにより工具ホルダを主軸か
ら引き抜くようにしており、主軸に工具ホルダを
装着するときは、この逆の動作を行うもので、い
ずれにしても、工具交換に長時間を要していた。

この点を解決するため、工具ホルダに、常時、
弾性係合する脱落防止機構を、主軸に設け、工具
交換時には、交換アームが工具ホルダを把持する
前、即ち、主軸頭の工具交換位置への移動中に、
工具ホルダをアンクランプし、脱落防止機構にて
保持させておき、交換アームで把持したときに
は、直ちに、工具ホルダを主軸から離脱させるよ
うにした考案が実開昭62−138513号公報にて開示
されている。

考案が解決しようとする課題 上記従来の装着は、脱落防止機構が工具ホルダ
に常時弾性係合している構造であるため、この機
構のみで、加工中の工具ホルダをクランプさせる
ことができない。それ故に、工具ホルダの主軸内
でのクランプ及びアンクランプをドローバーで行
う方式を併用する必要があり、主軸の構造が複雑
化し、また、主軸の剛性も低くなつている。

即ち、ドローバーは、主軸内を貫通させて設け
る必要があり、かつ、ドローバーをクランプ方向
に付勢する皿ばねを、ドローバーの外周部に装備
させ、さらに、ドローバーの後端に、ドローバー
を、皿ばねに抗して、アンクランプ方向ら作動さ
せるシリンダを設けなければならず、しかも、主
軸の後端は、主軸駆動モータに連結しなければな
らないのであつて、主軸後部での構造が非常に複
雑で、製造、組付けも容易ではない。また、主軸
に、ドローバーや皿ばねを装備するための中心孔
を設けたり、シリンダとドローバーとを連結する
部材を貫通するスリツトを主軸に形成する必要が
あるため、主軸の剛性が低下する難点がある。ま
た、主軸を貫通して切削工具油の供給を行う場合
でも、給油孔の形成が複雑となる等の問題点があ
つた。

本考案は、従来の技術の上記問題点に鑑み提案
されたもので、その目的とするところは、工具交
換時間の短縮機能を維持しつつ、主軸の構造の簡
単化及び剛性を向上させた主軸装置を提供しよう
とするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本考案の主軸装置
は、先端に、工具ホルダのテーパシヤンク部及び
プルスタツド部を受容するテーパ穴及びプルスタ
ツド収容穴を有し、かつ、プルスタツド収容穴の
周囲複数個所に半径方向の貫通孔を有する主軸
と、各半径方向の貫通孔に収容されたプルスタツ
ト部のロツク部材と、主軸の先端外周に軸方向へ
摺動自在に装置され、内周一部でロツク部材を半
径方向内方へ押込み保持するセルフロツク位置及
びこの位置から軸方向に離隔した内周一部に弾性
係合部材を介して各ロツク部材を半径方向外方に
退入可能とする弾性係合位置を有し、常時、スプ
リングでセルフロツク位置に保持される制御スリ
ーブと、自動工具交換時、制御スリーブを、上記
スプリングに抗して弾性係合位置へ移動させるス
リーブ移動部材とを具備したことを特徴とするも
のである。

作 用 主軸は、工具交換位置に移動させて、スリーブ
移動手段により、制御スリーブを弾性係合位置へ
移動させると、ロツク部材は、半径方向外方へ退
入可能となり、交換アームで工具ホルダを把持し
て主軸から抜き出すことを可能とする。

次の工具を主軸に装着する場合、ロツク部材
は、制御スリーブの弾性係合位置にあり、交換ア
ームが工具ホルダを主軸に装着すると、工具ホル
ダのプルスタツド部と弾性的に係合し仮保持す
る。従つて、交換アームが工具ホルダの把持を解
放しても、工具ホルダの脱落はない。そして、制
御スリーブをスプリングの作用でセルフロツク位
置へ移動させると、ロツク部材は、半径方向外方
には退入できず、工具ホルダのプルスタツド部を
主軸に強固に保持する。従つて、加工中のクラン
プはこれで十分となる。

スリーブ移動部材は、主軸と制御スリーブとを
軸方向に相対的に移動させればよいもので、工具
交換位置に主軸が移動してくると経路の終端直前
にスリーブ移動部材を制御スリーブと対応させて
固定的に設置しておけば、何よ特別に駆動源は不
要とでき、主軸の工具交換位置への移動作用を利
用して制御スリーブの弾性係合位置への移動を行
わせることができ、従つて、主軸側に、工具ホル
ダのクランプ用の皿ばねやアンクランプ用シリン
ダ及びドローバー等を設ける必要がない。

実施例 第１図は本考案装置の一実施例を示す主軸先端
部の縦横側面図、第２図は第１図の−線断面
図であつて、１は主軸頭、２は主軸、３は工具ホ
ルダ、４はロツク部材、５は制御スリーブ、６は
弾性係合部材、７はスプリング、８はスリーブ移
動部材を示している。

主軸２は、主軸ベアリング９を介して主軸頭１
内に貫通状態で回転可能に軸承されており、その
後端〔図示省略〕において、主軸駆動部に連結さ
れ、皿ばね及びドローバーやクランプシリンダ等
は設ける必要がなく、但し、切削油の供給孔は、
軸方向に貫通して設けられる。

上記主軸２は、先端に、工具ホルダ３のテーパ
シヤンク部３ａ及びプルスタツド部３ｂを受容す
るテーパ穴２ａ及びプルスタツド収容穴２ｂを有
し、かつ、プルスタツド収容穴２ｂの周囲複数個
所に、半径方向の貫通孔２ｃを設けている。

工具ホルダ３は、自動工具交換装置の交換アー
ム〔図示省略〕で把持する把持溝３ｃを有し、か
つ、主軸２の先端面の回り止め突起２ｄと係合す
る係合溝３ｄを備え、工具〔図示省略〕が固着さ
れている。

ロツク部材４は主軸２の半径方向の貫通孔２ｃ
に収容されるもので、複数個の鋼球を使用した場
合を示しているが、これは、主軸２の肉厚に対し
て、１個の鋼球だけで工具ホルダ３のプルスタツ
ド部３ｂに係合させると、大径の鋼球を使用しな
ければならず、主軸２の剛性が低下することを防
止するためであり、従つて、ロツク部材４は、鋼
球以外に、両端を半球状とした棒状のロツドピン
としてもよい。

制御スリーブ５は、キー１０方向とキー溝１１
とを介し主軸２の先端外周に軸方向へ摺動自在で
回転は一体にする様に装着され、内周一部でロツ
ク部材４を半径方向内方へ押込み保持するセルフ
ロツク位置及びこの位置から軸方向に離隔した内
周一部に弾性係合部材６を介して各ロツク部材４
を半径方向外方へ退入可能とする弾性係合位置を
有し、常時スプリング７でセルフロツク位置に保
持される。

上記制御スリーブ５には、外周に突出した大径
鍔部５ａを一体に有し、この大径鍔部５ａに対応
して、スリーブ移動部材８が、主軸２の自動工具
交換位置への移動経路の終端直前に固設されてい
る。

スリーブ移動部材８は、ブラケツト８ａに軸８
ｂを介して回転自在に取付けたローラ８ｃからな
り、主軸２と共に回転し乍ら移動してくる制御ス
リーブ５の大径鍔部５ａに当接したときの摩耗を
軽減するようにした場合を示しているが、単なる
固定ストツパであつてもよい。

第１図において、スプリング７は、主軸２の先
端外周に固設したスプリング受１２と、制御スリ
ーブ５の大径鍔部５ａとの間に圧縮介在させてあ
り、かつ、大径鍔部５ａに固着したスプリングカ
バー１３で被覆してある。

弾性係合部材６は、制御スリーブ５と一体化さ
れた基部スリーブ５ｂの半径方向孔５ｃ内に摺動
自在に嵌合され、常時スプリング５ｄで半径方向
内方へ押圧付勢されている。弾性係合部材６の半
径方向外方端には係止鍔部６ａが設けてあり、こ
れに対応して、基部スリーブ５ｂの半径方向孔５
ｃの半径方向外方側に、大径の係止段部５ｅが形
成してあり、これによつて、弾性係合部材６は、
半径方向内方端面が制御スリーブ５の内径面と略
一致させてある。尚、基部スリーブ５ｂの外周面
には、カバースリーブ５ｆが一体に固着してあ
り、これによつて、弾性係合部材６及びスプリン
グ５ｄの基部スリーブ５ｂへの組込みを可能とし
ている。

第１図において、主軸２のプルスタツド収容穴
２ｂには、ロツク部材４の半径方向内方端の鋼球
を正規位置で保持する保持筒１４が主軸２にねじ
止めしてあり、かつ、保持筒１４の回り止めピン
１５が主軸２に設けてあるが、これら保持筒１４
は省略してもよい。

本考案の実施例は、以下の構成からなり、次
に、動作を説明する。

第１図は制御スリーブ５が、スリーブ移動部材
８によつて、スプリング７に抗して僅かにセルフ
ロツク位置から弾性係合位置側へ移動した状態を
示しており、この状態では、ロツク部材４は、制
御スリーブ５の内周面によつて、半径方向内方へ
押込まれた位置に保持されていおり、セルフロツ
ク状態と殆ど同じ状態にある。この状態では、工
具ホルダ３のプルスタツド部３ｂは、ロツク部材
４でロツクされ、主軸２からの抜け出しが防止さ
れている。

上記状態で、主軸２を第１図で左方に移動させ
て、制御スリーブ５の弾性係合部材６がロツク部
材４と対応する位置とすると、ロツク部材４は弾
性係合部材６のスプリング５ｄに抗して半径方向
外方へ移動することが可能となる。

従つて、工具ホルダ３を主軸２に抗して、第１
図で右方へ移動させると、ロツク部材４が退入し
て工具ホルダ３を主軸２から抜き出すことができ
る。

次の工具ホルダを主軸に装着させる場合も同様
に可能である。そして、装着が終了すると、主軸
２を第１図で右方に移動させれば、スプリング７
により制御スリーブ５がセルフロツク位置へ移動
して、ロツク部材４を半径方向内方へ押込んだ位
置で保持させ、工具ホルダ３のプルロツド部３ｂ
を、主軸２内でロツクする。

スリーブ移動部材８を、主軸２の自動工具交換
位置への移動経路の終端直前に固設しておけば、
主軸２が、工具交換位置へ移動してくるとき、こ
の移動経路の終端直前で待機するスリーブ移動部
材８に、制御スリーブ５の大径鍔部５ａが当接し
て、主軸２がスプリング７に抗し、制御スリーブ
５の弾性係合位置へ移動することとなり。ロツク
部材４と弾性係合部材６とが対応した位置で停止
し、この位置が主軸２の自動工具交換位置とな
る。即ち、自動工具交換位置への主軸２の移動中
に、制御スリーブ５を、弾性係合位置へ移動させ
てロツク解除可能な状態とすることができる。主
軸２が自動工具交換位置に到達すると、交換アー
ムを動作させて工具ホルダ３を把持させ、続い
て、直ちに、主軸２から引き抜き動作させること
ができる。このあとは、交換アームが工具マガジ
ンの工具収納位置へ当該工具を収納することとな
り、また、次の工具が工具マガジンから取り出さ
れて交換アームにより主軸２へ装着する。そし
て、主軸２がワークの加工位置へ向うこととな
り、これにより、制御スリーブ５の大径鍔部５ａ
が、スリーブ移動部材８から離れることとなり、
制御スリーブ５は、スプリング７によりセルフロ
ツク位置に移動せしめられ、ロツク部材４をロツ
クする。従つて、加工中の工具ホルダ３の保持は
確実となる。

考案の効果 本考案によれば、皿ばね、ドローバー及びアン
クランプシリンダ等が不要とでき、主軸の構造の
簡単化及び剛性向上が図れると共に、工具交換時
間の短縮も図れるもので、この種主軸装置として
有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の一実施例を示す主軸先端
部の縦横側面図、第２図は第１図の−線断面
図である。 １……主軸頭、２……主軸、３……工具ホル
ダ、４……ロツク部材、５……制御スリーブ、６
……弾性係合部材、７……スプリング、８……ス
プリング移動部材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 先端に、工具ホルダのテーパシヤンク部及びプ
   ルスタツド部を受容するテーパ穴及びプルスタツ
   ド収容穴を有し、かつ、プルスタツド収容穴の周
   囲複数個所に半径方向の貫通孔を有する主軸と、 各半径方向の貫通孔に収容されたプルスタツト
   部のロツク部材と、 主軸の先端外周に軸方向へ摺動自在に装置さ
   れ、内周一部でロツク部材を半径方向内方へ押込
   み保持するセルフロツク位置及びこの位置から軸
   方向に離隔した内周一部に弾性係合部材を介して
   各ロツク部材を半径方向外方に退入可能とする弾
   性係合位置を有し、常時、スプリングでセルフロ
   ツク位置に保持される制御スリーブと、 自動工具交換時、制御スリーブを、上記スプリ
   ングに抗して弾性係合位置へ移動させるスリーブ
   移動部材とを具備したことを特徴とする主軸装
   置。