JPH04201146A - 工作機械における工具装着機構 - Google Patents

工作機械における工具装着機構

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JPH04201146A
JPH04201146A JP2336828A JP33682890A JPH04201146A JP H04201146 A JPH04201146 A JP H04201146A JP 2336828 A JP2336828 A JP 2336828A JP 33682890 A JP33682890 A JP 33682890A JP H04201146 A JPH04201146 A JP H04201146A
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tool
wedge
adapter
protrusion
rack
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JP2336828A
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Yukihiko Ariyoshi
有吉　幸彦
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Ariyoshi Kikoshudan KK
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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） この発明は、工作機械の主軸端部に工具等を装着する場
合における工具装着機構に関するものである。
（従来の技術） 従来の工作機械では、主軸端部に工具を装着する方法と
しては、第７図に示すような構成のものが代表的である
。すなわち、主軸１端部に円錐孔７１を穿設し、装着す
べき工具Ｅ側には円錐部材７２を突設し、円錐孔７１に
円錐部材７２を挿入したのちに、円錐部材７２の先端に
設けたグリップ７３をコレットチャックにより把持して
牽引固定する。この方法は、工具Ｅの挿入が容易である
という利点がある。
しかし、この方法によるときは、各斜面の寸法管理には
細心の注意を必要とし、またコレットチャックを使用す
るので回転精度を保ち難い。さらに、主軸１を回転した
まま主軸端部の工具Ｅを主軸回転半径方向に自在に移動
できるようにした工作機械にあっては、４この円錐孔７
１による装着方法は長い取付は深さを必要とするため、
移動する工具取付部５を大型化せねばならないという難
点もあった。
このため、この種の工作機械にあっては、工具の取付深
さを必要としない所謂面接合による固定方式が採用され
ており、具体的には第８図に示すように、工具Ｃの平坦
な基部７４を、主軸端部の送り台７前面に対向し、多数
本のボルト７５により直接に螺着固定している。
（発明が解決しようとする課題） このように工具Ｃを送り台７前面に直接に螺着する方式
は、寸法精度の維持が確実である反面、工具Ｃを交換す
るときには多数本のボルト７５を１本ずつ取外す必要が
あり、手作業によると極めて煩雑である一方、もしこの
交換作業を自動化するとしても、ボルト７５を取外して
工具Ｃを交換し、再びボルト７５を取付けるという極め
て複雑な交換装置が必要である。
従って、多種類の工具を次々と交換して工作物を加工す
るような工程では、この従来の面接合方式の工作機械を
利用することが困難であり、この種の工作機械はもっば
ら工具を交換しないか、工具の交換か少ない局面におい
て利用できるのみてあった。
本発明は、所謂面接合により工具を固定する方式を採用
する工作機械において、工具の交換を容易かつ迅速に行
い得る工具装着機構を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の工具装着機構は、 工具を装着すべき主軸端部に、工具基部に嵌合すべき上
下方向の蟻溝と、回転自在の欠円柱状の係止ピンと、該
係止ピンを回転駆動する手段とを配置すると共に、上方
に突出するように付勢した下端が太いクサビを上記蟻溝
内に介装し、工具基部の嵌合面には主軸端部の上記蟻溝
に嵌入すべき突起と、上記係止ピンを嵌入すべき円弧状
凹部とを穿設すると共に、 前記クサビを押圧しつつ主軸端部と工具基部とを嵌合し
、前記係止ピンを回転駆動して両者の相対位置を規定す
ると共に、上記クサビの押圧を解除して両者を締結固定
することを特徴とするものである。
（実施例） この発明の具体的構成を図面に示す実施例について以下
詳細に説明する。
工具装着部の構成を説明するに先立ち、主軸端部の工具
を主軸半径方向に移動自在とするための構造を第４図及
び第５図によって説明する。まず筒状の主軸１の先端に
、円盤状の回転台２を主軸１に対し垂直に取付ける。こ
の回転台２の前面上下にはそれぞれスライド受（図示し
ない）を平行に突設する。
また前方に突出する略直方体の工具取付部５及び平坦な
基部６とにより一体に形成した送り台７を、上記回転台
２前面の上下のスライド受の間に嵌合すると共に、前方
より押え板３，３を前記スライド受に螺着することによ
り、送り台７が左右に自在に移動できるようにする。
前記主軸１の内孔９には工具駆動軸１０を挿通し、主軸
１及び工具駆動軸１０を駆動すべき適宜な駆動手段を設
ける。とくに工具駆動軸１０は、通常は主軸１と同速度
同方向で回転し、送り台７を左右に移動させるときにの
み主軸１と異なる速度によって回転するように、主軸１
の駆動手段との間に適宜なミッションを介装する。
送り台７の背面図中左側には、横方向に穿設した孔の内
面に雌ネジを刻設したナツト１１を固着し、該ナツト１
１にはボルト１２を挿通し、ホルト１２の中間部の外周
に設けた傘歯車１３を、後方より前方に向は突出する工
具駆動軸１０の先端に取付けた傘歯車１４に噛合する。
また回転台２には２本の平行な押えシャフト４，４を左
右方向に配設し、送り台７背面に該押えシャフト４，４
を挿通すると共に、押えシャフト４．４の先端にはバネ
（図示しない）を介装して、送り台７を図中右方向に常
時付勢する。
従って、主軸１に対し工具駆動軸１０を回転すると、傘
歯車１４かホルト１２を回転させ、ボルト１２はナツト
１１を図中左右方向に駆動する結果、送り台７は左右方
向に移動する。
また、支持杆１５の先端にウェイト１６を固着して１次
バランサＡを構成し、該支持杆１５の中間部を、回転台
２の前面に回動自在にピン１５ａで枢着する。支持杆１
５の下端には四角類ピン１７を前方より挿通し、またウ
ェイト１６の背面左右両端部には、回転自在の連動ピン
１８．１８を枢着する。
さらに、これとは別に回転台２のフランジ２３を挾んで
扇形のウェイト１９．１９を前後に対向させ、その下端
同士を左右のローラ２１，２１の回転軸により接続し、
２枚のウェイトの内前方のウェイト１９の前面に、円弧
を２個対向させ略Ｖ字型とした誘導溝２２を穿設して２
次バランサＢを構成する。この２次バランサＢは、回転
台２の外端より内方に向は張出したフランジ２３にロー
ラ２１，２１を当接させて取付け、フランジ２３の形状
に沿って２次バランサＢが円弧状に自在に回動するよう
にする。
さらに、送り台７の背面中央に縦方向の溝２４を穿設し
、該溝２４に１次バランサＡのピン１７の四角頭部２５
を摺動自在に嵌合する。またウェイト１６背面の連動ピ
ン１８．１８を、２次ノ〈ランサＢの誘導溝２２に嵌合
する。
従って、第４図に示すように、送り台７を図中右方向に
移動させると、１次バランサＡは図中左方向に旋回し、
また２次バランサＢは、１次バランサＡのウェイト１６
の裏面の連動ピン１８．１８により、２次バランサＢ表
面の誘導溝２２の形状に従って図中左方向に駆動され、
回転台２のフランジ２３に従って旋回し、送り台７の移
動と反対の左方向に張り出す。この１次ノくランサと２
次バランサの旋回により、工具Ｃを装着した送り台７を
主軸半径方向に移動しても、回転台２上の重量の不均衡
が生ぜず、高い回転精度が得られる。
なお第２図に示すように、回転台２の外周及び前面上下
はケース８により被覆し、装置内への異物の侵入を防止
する。
そして、工具取付部５の前面に工具を装着するための構
造につき以下に説明する。
第１図に示すように、送り台７の工具取付部５の前面中
央に突設したガイド突起部３２の両側に、蟻溝３３を上
下方向に沿って穿設し、その両側に鍵型状の平坦な嵌合
面３４を設けると共に、その上下両端に嵌合面３４に向
かって上り斜面を形成した誘導斜面３５ａ、３５ｂを対
設する。
またガイド突起部３２には係止ピン嵌入口３６を穿設し
、該係止ピン嵌入口３６に外周の一部が平坦面３７ａの
欠円柱状の係止ピン３７を嵌入し、その後端にピニオン
３８を取付け、ピニオン３８の左右にラック３９ａ、３
９ｂを上下方向に挿通して、ピニオン３８に噛合する。
ラック３９ａの背面上下２か所には係止溝７６．７７を
穿設すると共に、工具取付部５内よりラック３９ａに向
は突出するように付勢した突出杆７８を該係止溝７６に
向は突出当接させる。
また鋼材を下端に向かうに従い太く形成し、その上端に
Ｌ型突起４８を設けて成るクサビ４９を、蟻溝３３内に
介装すると共に、工具取付部５上面に突出方向に付勢し
た突出杆４７の上面に、上記り型突起４８を係止する。
一方、工具取付部５に取付けるアダプタ３１には、ガイ
ド突起部３２に対応する摺動溝４０とその両側に蟻溝３
３に嵌入するＶ字型突起４１を突設し、両端部に上記嵌
合面３４と同一形状の接合面４２と、誘導斜面３５ａ、
３５ｂに対応する誘導斜面４３ａ、４３ｂを形成し、さ
らに摺動溝４　　′０に係止ピン３７を嵌入する円弧状
凹部４４を穿設する。さらにアダプタ３１の上面には、
通孔５１を上下方向に穿孔すると共に、前面には工具Ｃ
の基部を螺着すべき多数の工具取付孔５０と、工具の装
着方向を規定する横溝５３を穿設する。工具の基部には
横溝５３に対応する突起（図示しない）を設ける。また
アダプタ３１の側面には縦方向の溝６９及び突起嵌合孔
７０を穿設する。
また第２図及び第３図において、工具Ｃを螺着したアダ
プタ３１を工具取付部５に搬送すべき部材として、支持
杆５２．５２を左右に垂設し、下方を開放した供給アー
ム５４を形成する。供給アーム５４の側方部分にはアダ
プタ落下防止用の電磁器５５を配置し、押し引き自在の
突起５６を内方に向は突出させる。さらに供給アーム５
４の上部には、工具取付部５のラック３９ａ、３９ｂを
上方より駆動すべき油圧シリンダ５７，５７、及びクサ
ビ４９を押圧すべき油圧シリンダ５９を配置する。供給
アーム５４の下方には、支持杆６０゜６０を上方に向は
立設した回収アーム６１を供給アーム５４に対向して配
置する。
これら供給アーム５４および回収アーム６１の支持杆５
２．６０は、その先端と基端とで直径を異にし、先端を
小径嵌合部６２、基端を大径嵌合部６３とし、先端に誘
導斜面６４、小径嵌合部６２と大径嵌合部６３との間に
誘導斜面６５を設ける。従ってこの支持杆５２．６０を
挿通すべく上記アダプタ３１に穿設した通孔５１は、そ
の内面を支持杆５２．６０の形状に対応した形状、即ち
上下に大径孔を、また中間部に小径孔を穿設し、大径孔
の上下端部側及び大径孔と小径孔の間の２か所に誘導斜
面をそれぞれ形成する。支持杆５２゜６０の挿入に際し
て高い装着精度を保ちつつも通孔５１との間の所謂「こ
し」の発生を防止し、挿入を円滑にするため、これら支
持杆５２．６０と通孔５１は、嵌合開始直後から結合の
過程までそれぞれ対応する嵌合部以外の部分とは干渉乃
至は嵌合関係にならないように形成する。
しかして、工具Ｃを螺着したアダプタ３１を工具取付部
５に装着する工程を第２図に示す。まずアダプタ３１の
上面より供給アーム５４の支持杆５２を通孔５１に挿入
し、電磁器５５の突起５６を突出してアダプタ３１を落
下しないように支持しつつ、工具取付部５の上方に搬送
する。
そして、油圧シリンダ５９によりクサビ４９のＬ型突起
４８を押圧してクサビ４９を下方に解除すると共に、油
圧シリンダ５７によりラック３９ａを押圧して係止ピン
３７を回転し、係止ピン３７の平坦面３７ａとガイド突
起部３２の側面とを同一平面に構成する。すると突出杆
７８の先端はラック３９ａ背面の係止溝７７に突入し、
ラック３９ａの適正位置を保持することにより係止ピン
３７の回転を防止する。このときラック３９ｂはピニオ
ン３８に噛合しているので、ラック３９ａと逆に上方に
押し出される。
そして上方よりアダプタ３］を工具取付部５に向は下降
し、Ｖ字型突起４１を蟻溝３３に嵌入することにより両
部材を結合する。
このとき、アダプタ３１の誘導斜面４３ａは工具取付部
５の嵌合面３４に摺接しつつ下降し、接合面４２が嵌合
面３４上に接するため、Ｖ字型突起４１は蟻溝３３に高
精度に摺接される。そこで油圧シリンダ５７によりラッ
ク３９ｂを押圧してピニオン３８を逆転し、係止ピン３
７を円弧状凹部４４に嵌入すれば、アダプタ３１は工具
取付部５に確実に位置決めされる。このとき突出杆７８
の先端はラック３９ａ背面の係止溝７６に突入し、ラッ
ク３９ａの適正位置を保持することにより係止ピン３７
の回転を防止する。そして、油圧シリンダ５９によるク
サビ４９の押圧を解除すると、突出杆４７が内装するバ
ネ４８の付勢力により突出し、クサビ４９を上方に押し
上げるため、工具取付部５とアダプタ３１は強力に結合
される。
そして突起５６を解除して供給アーム５４からアダプタ
３１を外したのち、供給アーム５４は上昇し、しかるべ
き邪魔にならぬ位置に引き下げる。
こうして、工具Ｃを固着したアダプタ３１を送り台７の
工具取付部５に装着し、主軸１を回転して切削加工に供
するものである。
また、切削を終えた工具Ｃを回収するときには、油圧シ
リンダ５７によりラック３９ａを再び押圧してピニオン
３７を回転させ、係止ピン３７の平坦面３７ａをカイト
突起部３２の側面と同一平面を成すようにすると共に、
油圧シリンダ５９によリフサビ４９を押圧すると、工具
取付部５とアダプタ３１の結合が解かれる。
ここでアダプタ３１は、自重により回収アーム６１に降
下するように構成しても良いか、例えば第６図に示すよ
うに別種類の工具りを上方より工具取付部５に向は下降
して装着し、工具Ｃは云わば玉突き式に下方に押し出さ
れて回収アーム６１に下降するように構成すると、工具
交換にあたり供給アーム５４及び回収アーム６１が工具
保管部材との間を１往復すれば良いので、多種類の工具
の交換を円滑にかつ短時間で行うことができる。
なお本発明の工具装着機構は、本実施例においては工具
を主軸端部に装着するものとして構成したか、同様の構
成を加工品取付台（パレット）に転用した場合にも、非
常に有効に用いることができる。
（発明の効果） 本発明は以上のように構成したので、所謂面接合により
工具を固定する方式を採用する工作機械において、多種
類の工具を容易かつ迅速に交換することができるもので
あり、特に工具の装着・交換を自動化する際にきわめて
有用であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の工具装着機構の要部を示す斜視
図、第２図はその正面図、第３図はその側面図、第４図
は本発明を実施する工作機械の回転台を示す正面図、第
５図はその側面図、第６図はその斜視図、第７図は従来
のテーパ式の工具装着機構を示す側面図、第８図は従来
の面接合機構を示す斜視図である。 １・・・主軸、３３・・・蟻溝、３７・・・係止ピン、
４１・・・突起、４４・・・円弧状凹部、４９・・・ク
サビ、Ｃ・・・工具 特許出願人　　　　　有吉機工集団 代理人　　　　　牧　口部（ほか３名）第６図 ５．４

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 工具を装着すべき主軸端部に、工具基部に嵌合すべき上
    下方向の蟻溝と、回転自在の欠円柱状の係止ピンと、該
    係止ピンを回転駆動する手段とを配置すると共に、上方
    に突出するように付勢した下端が太いクサビを上記蟻溝
    内に介装し、 工具基部の嵌合面には主軸端部の上記蟻溝に嵌入すべき
    突起と、上記係止ピンを嵌入すべき円弧状凹部とを穿設
    すると共に、 前記クサビを押圧しつつ主軸端部と工具基部とを嵌合し
    、前記係止ピンを回転駆動して両者の相対位置を規定す
    ると共に、上記クサビの押圧を解除して両者を締結固定
    することを特徴とする工作機械における工具装着機構。
JP2336828A 1990-11-30 1990-11-30 工作機械における工具装着機構 Pending JPH04201146A (ja)

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