JPH0525807Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ホーニング加工機のツールを自動的
に交換するホーニングツールの自動交換装置に関
する。

（従来の技術） 従来から知られているホーニングツールの自動
交換装置として、実開昭61−120460号公報に記載
されているものが存在する。

かかる公報に記載されているホーニングツール
の自動交換装置は、主軸の軸線に対して平行な軸
線の回りに回転可能なドラムを備え、該ドラム上
に、該ドラムを回転させた際上記主軸の軸線が描
く円の所定範囲にわたつてホーニングツールを収
容保持する複数のツール保持穴を、上記円の他の
所定範囲にわたつてホーニングツールをガイドす
る複数のツールガイドを設けて成り、ツール交換
は上記ドラムを回転させて空のツール保持穴を主
軸の真下に位置せしめ、該ドラムを上昇させて主
軸からツールを取り外し、次に下降したドラムを
回転させて所定のツールが保持されているツール
保持穴を主軸の真下に位置せしめ、ドラムを上昇
させてそのツールを主軸に取り付けることにより
行ない、ホーニング加工はドラムを回転させて所
定のツールガイドを上記主軸の真下に位置せし
め、このツールガイド内に上記主軸に取り付けら
れたツールを案内して該ツールガイド下に位置す
る被加工物の加工を行なう様に構成されている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の如く回転ドラムを用いる
タイプの自動交換装置にあつては、主軸と被加工
物とは回転ドラムのツール保持穴およびツールガ
イドが配設された円上の上下に位置してなければ
ならない、つまり主軸と被加工物とは回転ドラム
に対して特定の位置に位置していなければならな
いので、自動交換装置に対する被加工物の位置設
定の自由度が小さいという不都合を有している。
この不都合は、ホーニング加工機がトランスフア
マシンの１加工ユニツトである場合の様に被加工
物の搬送方向および停止位置が他の要因で予め制
約される場合等には特に顕著である。

また、被加工物を被加工位置（主軸の真下）に
位置決めする際該被加工位置の上には常に回転ド
ラムが存在しているので、該被加工物の位置決め
作業性が悪いという問題を有する。

また、上記自動交換装置は、回転ドラムを用
い、これを回転させかつ種々の回転位置で位置決
め停止させるように構成しなければならないの
で、その構造が複雑になるという不都合を有す
る。

さらに、上記公報にはツールの交換（ツールの
着脱）の具体的方法は記載されていないが、ツー
ル自動交換装置においては当然このツールの交換
を簡単な構成で確実にかつ容易に行ない得ること
が望ましい。

本考案の目的は、上記事情に鑑み、被加工物の
位置設定の自由度が大きくまた位置決め作業性が
良好であり、構造も比較的簡単であり、かつツー
ル交換を確実かつ容易に行なうことのできるホー
ニングツールの自動交換装置を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案に係るホーニングツールの自動交換装置
は、上記目的を達成するため、ホーニングツール
を加工主軸と平行に保持する該加工主軸数よりも
多い数のツール保持穴が上記加工主軸と直角な方
向に所定間隔をおいて並んで形成されたツールホ
ルダと、 上記ツールホルダを上記ツール保持穴の並ぶ方
向に直線移動可能に支持する該ツール保持穴の並
ぶ方向に延設されたホルダ支持部材と、 上記ツールホルダを上記ホルダ支持部材に対し
て上記ツール保持穴の並ぶ方向に直線移動させる
第１移動手段と、上記ツールホルダを上記ホルダ
支持部材を介して上記第１移動手段による移動方
向と交わる方向に直線移動させてツール交換位置
と退避位置とに位置せしめる第２移動手段と、 上記ホルダ支持部材に上記加工主軸と対応する
位置に該加工主軸の数だけ設けられ、上記ツール
保持穴に挿入されたホーニングツールの上方領域
まで前進して該ホーニングツールの上記ツール保
持穴からの抜け出しを防止する係止位置と上記上
方領域外に後退して上記ホーニングツールの上記
ツール保持穴からの抜け出しを許容する非係止位
置とを取り得る係止手段とを備えて成ることを特
徴とする。

（作用） 上記ホーニングツールの自動交換装置は、ツー
ルホルダを第１移動手段と第２移動手段とにより
互いに交わる２直線方向に移動させることによ
り、ツールホルダ、さらに詳しくは所定のツール
保持穴を主軸の真下であるツール交換位置に位置
せしめてツール交換を行なうと共にツール交換後
は該ツールホルダを主軸の下、つまり被加工物の
上から逃げた退避位置に位置せさるものである。

そして、ツールホルダは、基本的には上記両移
動手段によつて２次元的平面内で自由に移動で
き、よつてその移動可能な２次元的平面内におい
てツール交換位置を自由に設定でき、その結果自
動交換装置に対する被加工物の位置設定も自由に
行なえる、つまり位置設定の自由度が大きいもの
である。

また、上述の如くツールホルダはツール交換時
以外は被加工物から離れた退避位置に位置させて
おくことができるものであり、その結果被加工物
の位置決め作業性が向上する。

また、装置の構成としても、単に交わる２直線
方向に直線移動させる２つの直線移動手段を設け
るだけで良いので、構造が簡単となる。

また、上記ホーニングツールの自動交換装置
は、上記ツールホルダを互いに交わる２直線方向
に移動可能とした構成に加え、さらに上記の如き
係止手段を備えているので、ツール交換を確実か
つ容易に行なうことができ、また係止手段配設構
成の簡素化も図られる。

即ち、上記の如き係止位置と非係止位置とを取
り得る進退動可能な係止手段を備えているので、
加工主軸に装着されたホーニングツールをツール
保持穴に挿入して加工主軸から抜き取る際に、上
記係止手段を係止位置とすることによりホーニン
グツールのツール保持穴からの抜け出しを防止し
て加工主軸からのホーニングツールの離脱を確実
なものとすることができ、よつてツール交換を確
実に行なうことができる。

また、上記係止手段は上述の様に係止位置と非
係止位置との間を進退動可能に構成したので、ツ
ール保持穴内のホーニングツールの抜け止め（ホ
ーニングツールの係止手段への係止）は単に係止
手段を前進させて係止位置とすることのみにより
行なわれ、従つてホーニングツールの抜け止めを
行なうために主軸を回転させてホーニングツール
をツール保持穴内で回転させる等の主軸の面倒な
操作を必要とせず、ツール交換時に加工主軸は単
に該加工主軸方向に上下動させるだけで良いので
（加工主軸を下降させてホーニングツールをツー
ル保持穴内に挿入し、係止手段を係止位置まで前
進させ、しかる後加工主軸を上昇させる）、ツー
ル交換を容易に行なうことができる。

さらに、ツールホルダを互いに交わる２直線方
向に移動可能に構成したことと相俟つて進退動タ
イプの係止手段を上記の如きホルダ支持部材に設
けて成るので、係止手段は加工主軸と対応する位
置に加工主軸の数だけ設ければ良く、係止手段を
ツール保持穴に設ける場合（この場合はツール保
持穴の個数だけ係止手段を必要とする）に比して
配設すべき係止手段の個数を減少させることがで
き、その分構成の簡素化を図ることができる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本考案の実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図〜第４図は本考案に係るホーニングツー
ルの自動交換装置の一実施例を示す図であり、第
１図は平面図、第２図は右側面図（第１図の矢印
方向から見た図）、第３図は正面図（第１図中
の矢印方向から見た図）、第４図は第１図中の
−線断面図である。

図示の装置は、被加工物であるエンジンのシリ
ンダブロツク２を加工するトランスフアマシンの
中の一加工装置であるホーニング加工機４用のホ
ーニングツール自動交換装置である。ホーニング
加工機４は２本の加工主軸６を備え、この主軸６
にホーニングツール８を取り付け、この主軸６を
介してツール８を主軸６の上下方向に延びる軸線
６ａの回りに回転させかつ該軸線６ａ方向に往復
動させることによつて、主軸６の真下に位置して
いるシリンダブロツク２の内面加工を行なうもの
である。また、シリンダブロツク２は第１図中の
矢印Ａ方向に搬入され、主軸６の真下で停止して
ホーニング加工され、矢印Ａ方向に搬出される。

図示の交換装置は、ツールホルダ１０と、第１
移動手段１２と、第２移動手段１４と、ツール係
止手段１６とを備えて成る。

ツールホルダ１０は、ツール８を収容保持する
複数のツール保持穴１８ａ，１８ｂを有し、各ツ
ール保持穴１８ａ，１８ｂはツール８をその軸線
が主軸の軸線６ａと平行になるように、つまり第
４図に示す様にツール８を主軸の軸線方向である
上下方向に立てる態様で保持すべく形成され、か
つ各ツール保持穴１８ａ，１８ｂは主軸の軸線６
ａの方向に対して直角な方向の１つである上記シ
リンダブロツク２の搬送方向（矢印Ａ方向）に同
一ピツチ間隔で配設されている。また、上記４つ
のツール保持穴のうち１対の保持穴１８ａは同一
種類のツールを、他の１対の保持穴１８ｂは他の
同一種類のツールを収容保持すべく形成され、か
つ１対の保持穴１８ａ同志および１８ｂ同志の間
隔は上記１対の主軸６同志の間隔と同一になるよ
うに設定されている。

上記ツール保持穴１８ａ，１８ｂは、第４図に
示す様に、ツール８を収容保持する円筒部材２０
によつて形成され、この円筒部材２０は外側円筒
部材２２とその内に上下摺動可能に配設された内
側円筒部材２４と該内側円筒部材２４を下方から
支持するスプリング２６とで構成されている。

上記円筒部材２０は該円筒部材２０と共にツー
ルホルダ１０を構成するガイド部材２８に固着さ
れており、このツールホルダ１０はガイド部材２
８を介して左右方向（第１図における矢印Ｂ方向
であつて、ツール保持穴の並ぶ方向）に摺動可能
に上記第２移動手段１４の一構成部材であるホル
ダ支持部材３０に係合支持されている。

次に、上記第２移動手段１４について説明す
る。第２移動手段１４は、上記ツールホルダ１０
を以下に述べる第１移動手段による移動方向（上
記左右方向）と直角に交わる方向である前後方向
（第１図における矢印Ｃ方向）に移動させて２点
鎖線で示すツール交換位置Ｄと実線で示す退避位
置Ｅとに位置せしめるものであり、上記ツールホ
ルダ１０を支持するホルダ支持部材３０、ガイド
部材３２、ガイドレール３４および油圧シリンダ
３６とから成つている。

上記ホルダ支持部材３０は左右方向に延びる断
面コ字状の長尺部材３８と、該長尺部材３８に固
着された同じく左右方向に延びるガイドレール４
０とを備えて成り、この長尺部材３０の左右方向
両端の上面側にプレート４２を介して前後に２個
づつ上記ガイド部材３２が固着されており、この
ガイド部材３２は前後方向に延びる上記２本のガ
イドレール３４によつて前後方向に摺動可能に懸
垂支持され、さらに上記ホルダ支持部材３０は該
支持部材３０の右端部上面にプレート４２を介し
て固着された突起部材４４を介して上記油圧シリ
ンダ３６のシリンダロツド３６ａに固設され、該
油圧シリンダ３６によつて上記ガイドレール３４
に沿つてホルダ支持部材３０を介して上記ツール
ホルダ１０が前後方向に移動せしめられる。

上記長尺部材３８は以下に述べる第１移動手段
との関係で左右方向に延びる長穴４６を有してい
る。また、上記ガイドレール３４は、前後方向に
延びるプレート４８の下面に固着され、このプレ
ート４８と他のフレーム部材５０，５２，５４，
５６，５８，６０等によつて床（図示せず）から
所定長上方に保持されている。

上記第１移動手段１２は、上記ツールホルダ１
０を上記ツール保持穴１８ａ，１８ｂの並ぶ方向
である左右方向に移動させるものであり、上記長
尺部材３８に固設された油圧シリンダ６２と、上
記長尺部材の長穴４６の中を通つて一端がツール
ホルダのガイド部材２８に固着され、他端部が上
記油圧シリンダのシリンダロツド６２ａに固着さ
れた連結板６４と、上記ツールホルダのガイド部
材２８を左右方向に摺動可能に支持する上記第２
移動手段１４の一構成部材でもあるガイドレール
４０とから成つている。この第１移動手段１２に
おいては、ツールホルダ１０は、油圧シリンダ６
２によつて、第１図中実線で示す位置（前述した
退避位置Ｅと同じ位置であり、１対のツール保持
穴１８ａが１対の主軸６と左右方向に同一位置）
と他の１対のツール保持穴１８ｂが１対の主軸６
と左右方向に同一位置となり得る位置、即ち第１
図中右方向にツール保持穴１８ａと１８ｂとの間
隔（ツール保持穴のピツチ間隔）だけ移動した位
置Ｆとを取り得るように移動せしめられる。

上記ツール係止手段１６は、上記主軸６に装着
されたツール８をツール保持穴８ａ，８ｂに挿入
して該主軸６から抜き取る際に、該ツール８が上
記ツール保持穴８ａ，８ｂから抜け出さないよう
にツール８を係止するものであり、エアシリンダ
６６と該エアシリンダ６６によつてツール保持穴
１８ａ，１８ｂ上において該ツール保持穴に挿入
されたホーニングツール８の上方領域まで前進し
て該ホーニングツール８のツール保持穴から抜け
出しを防止する係止位置と上記上方領域外に後退
して上記ホーニングツール８のツール保持穴から
の抜け出しを許容する非係止位置との間を進退動
せしめられる係止ピン６８とから成つている。ま
た、ツール係止手段１６は上記長尺部材３８上の
上記主軸６と左右方向の同一位置上にそれぞれ１
つずつ即ち加工主軸６と対応する位置に加工主軸
６の数だけ固設されている。

なお、第１図中各ツール保持穴１８ａ，１８ｂ
に設けられたスイツチ７０は各保持穴１８ａ，１
８ｂ中にツール８が存在するか否かを検出するス
イツチであり、また第２図中の７２はツールホル
ダ１０を前進方向（退避位置Ｅからツール交換位
置Ｄに向かう方向）に移動させた場合に該ツール
ホルダ１０を所定のツール交換位置Ｄにて停止さ
せるためのストツパであり、この様なストツパは
ツールホルダ１０の後退移動および左右移動につ
いても必要に応じて設けることができる。

第５図はツール８の部分断面図であり、該ツー
ル８はツールの軸線８ａを中心として放射状に配
設された複数本の砥石７４を有し、主軸６に装着
される際に主軸側のスチールボールが嵌合する断
面半円状のボール嵌合溝７６が装着部７８の外周
面に設けられ、さらに主軸６側に設けた切り欠き
に係合する半径方向に延びるピン８０が設けられ
ている。

第６図は主軸６の下端部を示す部分断面図であ
り、該主軸６はその下端部に上記ツールの上端装
着部７８が嵌入する下面開放凹部８２を有するス
ピンドル部材８４を備え、該スピンドル部材８４
はツールの上記ピン８０が嵌合する切り欠き８６
を有し、また上記ツールのボール嵌合溝７６に嵌
合するスチールボール８８が円周方向に複数個配
設され、かつそれらのスチールボール８８は半径
方向に移動可能に保持されている。また、上記ス
ピンドル部材８４の外周にはスリーブ状のロツク
部材９０が設けられ、該ロツク部材９０には上記
スチールボール８８を半径方向内方に突出させて
外方への移動を阻止する即ちロツク状態にする凸
部９２と該ボール８８の半径方向外方への逃げを
許容する即ちロツク解除状態とする凹部９４とを
有し、かつこのロツク部材９０はスプリング９６
によつて上方に向けて付勢されると共に上方に形
成された圧力室９８に油圧を供給することによつ
て上記スプリング９６に抗して下方に移動させ得
るように構成されている。なお、主軸の回転は切
り欠き８６、ピン８０を介して、主軸の下降はス
ピンドル部材の凹部８２の上面８２ａを介して、
主軸の上昇はスチールボール８８を介してそれぞ
れツール８に伝えられる。

次に、上記交換装置によるツールの交換方法を
説明する。

今、２つのツール保持穴１８ａに保持されてい
たツール８が両主軸６に装着されており、従つて
この両ツール保持穴１８ａは空になつている。そ
して、この主軸６に装着されているツール８を２
つのツール保持穴１８ｂに保持されている他のツ
ールに交換する場合ついて説明する。

まず、ツール８を装着した主軸６を上昇させ、
ツール８をそれがツールホルダ１０と干渉しない
高さまで持ち上げる。次に、第１図に示す状態か
らツールホルダ１０を第２移動手段１４によつて
前進させ、空のツール保持穴１８ａが主軸６の真
下に位置するツール交換位置で停止させる。この
状態から主軸６を下降させて主軸６に装着されて
いるツール８を第４図に示す様にツール保持穴１
８ａに挿入する。この場合、もちろんツール係止
手段の係止ピン６８は第４図に示す位置から左方
向に後退させて非係止位置とし、該ピン６８とツ
ール８との干渉は回避するようになつている。

次に、主軸６からツール８を抜き取るが、上記
状態においてはツール８は主軸６に装着され、ツ
ールのボール嵌合溝７８に主軸のボール８８が嵌
合し、かつそのボールは外方へ逃げないようにロ
ツク部材の凸部９２で規制されている、つまり第
６図に示すロツク状態にある。従つて、まず圧力
室９８に圧力を供給してロツク部材９０を下方に
移動させ、ボール８８が凹部９４に入り得るよう
にしてロツク解除を行なう。また、上記ツール係
止ピン６８を前進させて第４図に示す状態つまり
ツールの肩部８ｂの上方にまで突出した係止位置
としておく。しかる後主軸６を上昇させる。する
と、ツール８の上昇はツール係止ピン６８によつ
て阻止され、かつボール８８のロツクも解除され
ているのでツール８はツール保持穴１８ａに残
り、主軸６のみが上昇し、ツール８の取り外しが
行なわれる。

次に、主軸６にツール保持穴１８ｂに保持され
ているツール８を装着する。まず、上記の状態か
らツールホルダ１０を第１移動手段１２によつて
第１図中右方向へツール保持穴の１ピツチ間隔移
動させ、両ツール保持穴１８ｂを両主軸６の真下
に位置せしめる。そして、上記前進せしめられた
ツール係止ピン６８を後退させ、主軸６を下降さ
せてその凹部８２にツール保持穴１８ｂに保持さ
れた新しいツール８の上端装着部７８を嵌合さ
せ、嵌合が終了する所定の位置で停止させる。す
ると、その状態では主軸のスチールボール８８は
ツールのボール嵌合溝７６部分に位置しており、
この状態で主軸のロツク部材９０を圧力室９８の
圧力を解放することによつてスプリング９６の力
で上昇させ、スチールボール８８をツールのボー
ル嵌合溝７６に嵌合させると共に第６図の如くボ
ール８８の逃げを凸部９２で規制してロツク状態
とし、ツールの装着を確実なものとする。

なお、ツール装置の際主軸の下端開放凹部８２
内に正しくツールの上端装着部７８が嵌入されな
い場合には、主軸６の下降によつてツール８も押
し下げられ、このツール８によつてツールを保持
する上記内側円筒部材２４がスプリング２６に抗
して押し下げられるので、この状態をドツグ１０
０とスイツチ１０２とで検出し得る様に構成され
ている。

この様にしてツール８の装着が終了したら主軸
６を上昇させてツール８をツール保持穴１８ｂか
ら抜き出し、ツールホルダ１０を第２移動手段に
よつて後退させて退避位置とし、しかる後主軸６
の下方に位置するシリンダブロツク２に対してホ
ーニング加工を施す。

上記実施例は一対の主軸６を備えたホーニング
加工機用のツール自動交換装置であり、かつツー
ル保持穴は２種類のツール用として計４個であつ
たが、本考案は１本の主軸を備えたホーニング加
工機用の交換装置に適用することも可能であり、
かつツール保持穴の数も適宜に設定することがで
きる。また、第１移動手段と第２移動手段による
移動方向は必ずしも実施例の如く直交する必要は
ない。

（発明の効果） 本考案に係るホーニングツールの自動交換装置
は、上述の様に、ツールホルダを第１移動手段と
第２移動手段とによつて互いに交わる直線方向に
移動させることにより２次元的平面内で自由に移
動させることができ、よつてその移動可能な２次
元的平面内においてツール交換位置を自由に設定
でき、その結果自動交換装置に対する被加工物の
位置設定も自由に行なえ、位置設定の自由度が大
きいものである。

また、上述の如くツールホルダはツール交換時
以外は被加工物から離れた退避位置に位置させて
おくことができるので、被加工物の位置決め作業
性が向上する。

また、装置の構成としても、単に交わる２直線
方向に直線移動させる２つの直線移動手段を設け
るだけで良いので、構造が簡単となる。

また、上記ホーニングツールの自動交換装置に
よれば、ツール交換を確実かつ容易に行なうこと
ができ、また係止手段配設構成の簡素化も図られ
る。

即ち、上記の如き係止位置と非係止位置とを取
り得る進退動可能な係止手段を備えているので、
ホーニングツールを加工主軸から抜き取る際に、
上記係止手段を係止位置とすることによりホーニ
ングツールのツール保持穴からの抜け出しを防止
して加工主軸からのホーニングツールの離脱を確
実なものとすることができ、よつてツール交換を
確実に行なうことができる。

また、ツール保持穴からのホーニングツールの
抜け止め（ホーニングツールの係止手段への係
止）は単に係止手段を前進させて係止位置とする
ことのみにより行なわれ、従つてホーニングツー
ルの抜け止めを行なうために主軸を回転させてホ
ーニングツールをツール保持穴で回転させる等の
主軸の面倒な操作を必要とせず、ツール交換時に
加工主軸は単に該加工主軸方向に上下動させるだ
けで良いので、ツール交換を容易に行なうことが
できる。

さらに、ツールホルダを互いに交わる２直線方
向に移動可能に構成したことと相俟つて進退動タ
イプの係止手段を上記の如きホルダ支持部材に設
けて成るので、係止手段は加工主軸と対応する位
置に加工主軸の数だけ設ければ良く、ツール保持
穴に設ける場合（この場合ツール保持穴の個数だ
け係止手段を必要とする）に比して配設すべき係
止手段の個数を減少させることができ、その分構
成の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案に係る一実施例を示す
図であり、第１図は平面図、第２図は右側面図、
第３図は正面図、第４図は第１図の−線断面
図、第５図はホーニングツールの一例の部分断面
図、第６図は加工主軸の一例の下端部の部分断面
図である。 ６……加工主軸、８……ホーニングツール、１
０……ツールホルダ、１２……第１移動手段、１
４……第２移動手段、１６……ツール係止部材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ホーニングツールを加工主軸と平行に保持する
   該加工主軸数よりも多い数のツール保持穴が上記
   加工主軸と直角な方向に所定間隔をおいて並んで
   形成されたツールホルダと、 上記ツールホルダを上記ツール保持穴の並ぶ方
   向に直線移動可能に支持する該ツール保持穴の並
   ぶ方向に延設されたホルダ支持部材と、 上記ツールホルダを上記ホルダ支持部材に対し
   て上記ツール保持穴の並ぶ方向に直線移動させる
   第１移動手段と、 上記ツールホルダを上記ホルダ支持部材を介し
   て上記第１移動手段による移動方向と交わる方向
   に直線移動させてツール交換位置と退避位置とに
   位置せしめる第２移動手段と、 上記ホルダ支持部材に上記加工主軸と対応する
   位置に該加工主軸の数だけ設けられ、上記ツール
   保持穴に挿入されたホーニングツールの上方領域
   まで前進して該ホーニングツールの上記ツール保
   持穴からの抜け出しを防止する係止位置と上記上
   方領域外に後退して上記ホーニングツールの上記
   ツール保持穴からの抜け出しを許容する非係止位
   置とを取り得る係止手段とを備えて成ることを特
   徴とするホーニングツールの自動交換装置。