JPH07185985A - 旋盤用自動工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】工具保持機構の締結剛性が高くしコストを低く
する。 【構成】工具装着体１９に形成された案内面に案内され
工具ホルダ２３の装着方向に交差する方向に変位する把
持用ロッド２６の変位方向に把持用ロッド２６と工具ホ
ルダ２３とが対向する対向面にそれぞれに形成され互い
にはまり合い互いに面接する斜面が形成された斜面形成
溝２８，２９と、工具装着体１９に形成された楔ロッド
案内面３２に案内され把持用ロッド２６の変位方向に交
差する方向に変位する楔ロッド３１と、楔ロッド３１の
変位方向及び把持用ロッド２６の変位方向に対して斜め
に互いに案内させ合うように形成した楔形成用案内面３
３，３４とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋盤用自動工具交換装
置に関する。更に詳しくは、高い締結剛性を持たせてタ
レットに交換自在に工具を把持し固定する簡素な構成の
旋盤用自動工具交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ旋盤には、タレット刃物台のタレッ
ト割出し動作による加工位置への所定工具の割出しのほ
かに、複数の工具の自動交換を行うための自動工具交換
装置（以下、ＡＴＣと記載する。）が設けられている形
式のものもある。このようなＡＴＣには、複数の工具の
工具貯蔵部を構成する工具貯蔵マガジン（以下、マガジ
ンと記載）と、タレット刃物台のタレットとの間で、工
具の受け渡しを行うツインアーム又はシングルアームと
からなる交換アームが設けられている。タレットに強固
に固定された工具によりワークが加工される。工具はタ
レットの工具装着部に着脱自在に装着固定される。

【０００３】タレットの工具装着機構は、加工中の切削
力により工具が変位を生じないように、かつ、びびり振
動等振動を発生しないように高い締結剛性を持っていな
ければならない。このような高い締結剛性を与えられた
工具装着機構として、テーパシャンクを用いるものが知
られている。このものは、工具ホルダに形成したテーパ
シャンクをタレットなどの工具装着部に設けたテーパ穴
に密着させて軸線方向に引張り込むことにより固定し、
着脱自在に装着するようにしたものである。

【０００４】このような工具装着機構は、高い締結剛性
を持ち、かつ、工具交換が容易である。しかし、工具装
着部の装着機構の構造が複雑化し、また、テーパシャン
クのテーパ部の加工が難しく、工具ホルダの価格が高価
になるためコストが高くなる欠点があった。交換自在な
保持機構を簡素化した工具保持機構として、特開昭５９
−５９３０３号明細書に示されたものが知られている。
この工具保持機構は、保持機構は簡素化されているが、
締結剛性が低い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述のよう
な技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達
成する。

【０００６】この発明の目的は、工具保持機構の締結剛
性が高く、かつ、市販の工具と簡単な形状の工具ホルダ
とを基にした経済的に低価格とすることができる簡素な
構成の旋盤用自動工具交換装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するため、次の手段を採る。

【０００８】この発明は、旋盤本体（３）と、前記旋盤
本体（３）にこの旋盤本体（３）の主軸軸線方向および
この主軸軸線方向と直交する方向に移動自在に設けられ
た移動体に支持された刃物台本体（１０）と、前記刃物
台本体（１０）に割出し動作自在に設けられた工具装着
体（１９）と、前記工具装着体（１９）に設けられ前記
複数の工具ホルダ（２３）をそれぞれに着脱自在に装着
するための工具装着部（９）と、前記工具装着体（１
９）に形成された案内面に案内され前記工具ホルダ（２
３）の装着方向に交差する方向に移動するクランプ用ロ
ッド（２６）と、前記クランプ用ロッド（２６）の移動
方向に前記クランプ用ロッド（２６）と前記工具ホルダ
（２３）とが対向する対向面にそれぞれに形成され互い
にはまり合い互いに面接する斜面が形成された斜面形成
溝（２８，２９）と、前記工具装着体（１９）に形成さ
れた楔ロッド案内面（３２）に案内され前記クランプ用
ロッド（２６）の移動方向に交差する方向に変位する楔
ロッド（３１）と、前記楔ロッド（３１）の変位と前記
クランプ用ロッド（２６）の変位とを相互に交換させあ
い前記楔ロッド（３１）の移動方向及び前記クランプ用
ロッド（２６）の移動方向に対して斜めに互いに案内さ
せ合うように前記楔ロッド（３１）及び前記クランプ用
ロッド（２６）に形成した楔形成用案内面（３３，３
４）と、前記クランプ用ロッド（２６）が前記工具ホル
ダ（２３）をクランプする方向に前記楔形成用案内面
（３３，３４）により前記クランプ用ロッド（２６）を
変位させる方向に前記楔ロッド（３１）を付勢するため
の付勢手段（４０）と、前記刃物台本体（１０）に設け
られ前記楔ロッド（３１）を前記付勢手段（４０）の付
勢力に抗して移動させるためのアンクランプ手段（５
０）とから成ることを特徴とする旋盤用自動工具交換装
置である。

【０００９】また、この発明は、前記旋盤用自動工具交
換装置において、前記旋盤本体（３）に旋回自在に設け
られ複数の工具ホルダ（２３）を貯蔵するための工具貯
蔵マガジン（１２）と、前記工具貯蔵マガジン（１２）
に設けられた複数の工具貯蔵部（１４）と、前記工具貯
蔵部（１４）に設けられ前記工具ホルダ（２３）を案内
する案内用挿入口（６２）を有する弾性爪部材（５７）
から成ることを特徴とする旋盤用自動工具交換装置であ
る。。

【００１０】

【作用】この発明の旋盤用自動工具交換装置は、工具装
着体の工具装着部に装着される工具ホルダが、この工具
ホルダの装着方向に交差する方向に移動するクランプ用
ロッドにより締め付けられる。クランプ用ロッドの移動
方向にクランプ用ロッドと工具ホルダとが対向する対向
面にそれぞれに形成された斜面形成溝が互いにはまり合
う。楔ロッド及びクランプ用ロッドに形成した楔形成用
案内面とが互いに斜めに分力を及ぼして押し合い楔効果
を発揮し、楔ロッドはクランプ用ロッドを工具ホルダに
押さえつける。この押さえ力により工具ホルダを工具装
着体に対して高い精度で位置決めする。楔ロッドを付勢
するための付勢手段が前記楔効果の楔力を保証する。こ
の付勢力はアンクランプ手段により解消される。

【００１１】また、この発明の自動工具交換装置は、マ
ガジンに対して工具装着体が移動する。工具装着体の工
具ホルダがマガジンの爪部材に弾性的に把持される。こ
のように把持され工具装着体からアンクランプされた工
具ホルダは、工具装着体の移動により、工具装着体から
マガジンの爪部材に受け渡される。マガジンに保持され
ている工具ホルダは、工具着脱体に装着され工具装着体
の移動によりマガジンから工具装着体に受け渡される。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）次に、本発明の実施例を説明する。図１
は、本発明の旋盤用自動工具交換装置の実施例１を示す
ＡＴＣを備えた旋盤側面図、図２は図１の旋盤正面図で
ある。図１，２に示すように、旋盤１の本体を形成する
ベッド３には、ベッド３に設けられたＺ方向案内面５に
案内されＺ軸方向に移動するサドル６が設けられてい
る。サドル６には、サドル６に設けられたＸ方向案内面
７に案内されＸ軸方向に移動するクロススライド８が設
けられている。サドル６およびクロススライド８は公知
のサーボモータ（図示せず）、ボーネねじ（図示せず）
によって駆動制御される。

【００１３】クラススライド８には、刃物台本体１０が
設けられている。刃物台本体１０には旋回自在に支持さ
れるタレット２が設けられている。タレット２を所定の
位置に旋回割出しする機構は公知であり、ここでは説明
を省略する。タレット２は、工具を着脱自在に装着する
複数の工具装着部９を備えている。工具装着部９には、
Ｚ軸方向に工具を装着するＺ軸方向工具装着部９ａと、
Ｘ軸方向に工具を装着するＸ軸方向工具装着部９ｂとが
ある。

【００１４】ベッド３上に主軸１１が回転駆動可能に主
軸台１１ａに支持されている。この主軸１１の軸線方向
がＺ軸方向となる。Ｚ軸と直交する方向がＸ軸となる。
Ｚ軸軸線と平行な軸線上に旋回中心を持つマガジン１２
が、ベッド３に取り付けられた支持部材１３に旋回自在
に支持され設けられている。マガジン１２の旋回軸はタ
レット２の旋回軸に平行に設けられている。マガジン１
２は、タレット２に対して受け渡す工具ホルダを貯蔵す
るための複数の工具貯蔵部１４を備えている。工具貯蔵
部１４には、マガジン１２の旋回軸の軸線方向すなわち
Ｚ軸方向に工具を装着するタレット２のＺ軸方向工具装
着部９ａとの間で工具を交換するＺ軸方向工具貯蔵部１
４ａと、Ｘ軸方向工具装着部９との間で工具を交換する
Ｘ軸方向工具貯蔵部１４ｂとがある。

【００１５】図３は、タレット２が備えている工具着脱
のためのＺ軸方向工具装着部９ａの装着機構を詳しく示
している。図３において、図の左右方向がＺ軸方向にな
っている。タレット本体１９の外周に近い同一ピッチ円
周上の等間隔の割り出し位置に複数のＺ軸方向工具装着
部９ａを形成する複数の装着穴２１がＺ軸方向に設けら
れている。装着穴２１には工具２２を備える工具ホルダ
２３が挿入される。工具ホルダ２３の工具２２の刃先側
端部には鍔２４が形成されている。鍔２４の後端面がタ
レット本体１９の前端面に当たる位置で工具ホルダ２３
の後退（図で右方への変位）位置すなわちＺ軸方向位置
の位置決めがされる。

【００１６】Ｚ軸方向工具装着部９ａを形成するタレッ
ト本体１９の一部に穴２５が開けられている。この穴２
５にクランプ用ロッド２６が挿入されている。クランプ
用ロッド２６は、工具ホルダ２３の装着方向すなわちＺ
軸方向に交差する方向たとえば直交する方向に移動す
る。クランプ用ロッド２６は、穴２５の内周面を案内面
２７として案内され放射方向に移動する。クランプ用ロ
ッド２６と工具ホルダ２３がクランプ用ロッド２６の移
動方向に対向するそれぞれの対向面に、互いにはまり合
い互いに面接する斜面を備えるクランプ用ロッド側斜面
形成溝２８と工具ホルダ側斜面形成溝２９がそれぞれに
形成されている。

【００１７】このようなクランプ用ロッド側斜面形成溝
２８、工具ホルダ側斜面形成溝２９は、セレーションと
して知られている。セレーションは複数の歯を備え、歯
が並ぶ方向（Ｚ軸方向）に直交する面に対して３０度と
６０度の角度を持った直交する歯面を有している。クラ
ンプ用ロッド側斜面形成溝２８は工具ホルダ２３に対向
するクランプ用ロッド２６の端面に形成されている。工
具ホルダ側斜面形成溝２９は、クランプ用ロッド２６に
対向する工具ホルダ２３の外周面に形成されている。

【００１８】タレット本体１９には軸方向に挿入穴３０
が設けられ主軸１１側（図３の左端）は閉じられてい
る。挿入穴３０に楔ロッド３１が挿入されている。楔ロ
ッド３１は、挿入穴３０の内周面を楔ロッド案内面３２
として案内されクランプ用ロッド２６の移動方向に交差
する方向たとえば直交方向に移動する。楔ロッド３１を
移動させる荷重の分力とクランプ用ロッド２６を移動さ
せる荷重の分力とを相互に交換させあい、かつ、楔ロッ
ド３１の移動方向及びクランプ用ロッド２６の移動方向
に対して斜めに互いに案内させ合うように、楔ロッド３
１及びクランプ用ロッド２６にクランプ用ロッド側楔形
成用案内面３３及び楔ロッド側楔形成用案内面３４とが
形成されている。クランプ用ロッド側楔形成用案内面３
３は楔ロッド３１を通すようにクランプ用ロッド２６に
形成された凹部３５の内面の１部に形成された斜面であ
る。楔ロッド側楔形成用案内面３４は凹部３５に通る楔
ロッド３１の外周面の１部に形成された斜面である。

【００１９】楔ロッド３１の端部はねじ部３６として形
成され、ねじ部３６に鍔部材３７がねじ込まれている。
鍔部材３７には鍔３８が形成されている。挿入穴３０の
段壁面３９と鍔３８との間に付勢手段としての皿ばね４
０が介設されている。皿ばね４０は楔ロッド３１に付勢
力を与えクランプ用ロッド２６を工具ホルダ２３に押し
つける押しつけ力を与える。鍔部材３７はタレット本体
１９にボルト４１で固定された案内部材４２に案内され
て移動する。

【００２０】鍔部材３７の後部には、アンクランプ手段
５０が設けられている。このアンクランプ手段５０は刃
物台本体１０にタレット２とマガジン１２との工具交換
位置Ｂに対して設けられている（図１）。シリンダ体５
１のシリンダ室にピストンロッド５２が進退移動自在に
設けられている。シリンダ体５１とピストンロッド５２
とで構成される一方のシリンダ室５１ａ側に圧力供給源
（図示せず）から圧力流体を供給すると、ピストンロッ
ド５２は鍔部材３７側に移動し、鍔部材３７を皿ばね４
０の付勢力に抗して移動させる。他方のシリンダ室５１
ｂに圧力流体を供給すると、ピストンロッド５２は鍔部
材３７より離れる方向に移動する。また、シリンダ体５
１には検知部材５２ａがステーを介して取付けられてお
り、ピストンロッド５２の移動状態を検知している。

【００２１】図４は、タレット２が備えている工具着脱
のためのＸ軸方向工具装着部９ｂの装着機構を詳しく示
している。Ｘ軸方向工具装着部９ｂは、前記Ｚ軸方向装
着部９ａの構成と同様であるので、同様の機能を持つ構
成要素には同一の参照番号がつけられている。図４にお
いて、図の左右方向がＺ軸方向になっている。タレット
本体１９の外周に近い同一ピッチ円周上の等間隔の割り
出し位置に複数のＸ軸方向工具装着部９ｂを形成する複
数の装着穴２１が放射方向に設けられている。装着穴２
１に工具７０を備える工具ホルダ２３が挿入される。工
具ホルダ２３の工具７０の刃先側端部には鍔２４が形成
されている。鍔２４の後端面がタレット本体１９の側面
に当たる位置で工具ホルダ２３の後退（図で裏面側への
変位）位置すなわち放射方向位置の位置決めがされる。
このＸ軸方向工具装着部９ｂは、加工位置Ａ及び工具交
換位置Ｂに割出されたとき、Ｘ軸方向に一致する。タレ
ット本体１９の各Ｘ軸方向工具装着部９ｂには、キー部
材１９がボルトで固定されている。このキー部材１９ａ
は工具７０及び工具ホルダ２３がＸ軸方向工具装着部９
ｂに装着されたとき、工具ホルダ２３の鍔部２４に形成
されたキー溝（図示せず）と挿入されて回転方向の位置
決めを行う。また、このキー部材１９ａは図示されてい
ないがＺ軸方向工具装着部９ａに各々設けられている。

【００２２】Ｘ軸方向工具装着部９ｂを形成するタレッ
ト本体１９の一部に穴２５が開けられている。この穴２
５の中心線の方向は、工具交換位置ではＸ，Ｚ両軸に直
交する。この穴２５にクランプ用ロッド２６が挿入され
ている。クランプ用ロッド２６は、工具ホルダ２３の装
着方向すなわち工具交換位置でのＸ軸方向に交差する方
向たとえば直交する方向に移動する。クランプ用ロッド
２６は、穴２５の内周面を案内面２７として案内され接
線方向に移動する。クランプ用ロッド２６と工具ホルダ
２３がクランプ用ロッド２６の移動方向に対向するそれ
ぞれの対向面に、互いにはまり合い互いに面接する斜面
を備えるクランプ用ロッド側斜面形成溝２８と工具ホル
ダ側斜面形成溝２９がそれぞれに形成されている。

【００２３】このようなクランプ用ロッド側斜面形成溝
２８、工具ホルダ側斜面形成溝２９は、セレーションと
して知られている。セレーションは放射方向に並ぶ複数
の歯から形成されている。歯の進行方向すなわち放射方
向に直交する面に対して３０度と６０度の角度を持った
直交する歯面を有している。クランプ用ロッド側斜面形
成溝２８は工具ホルダ２３に対向するクランプ用ロッド
２６の端面に形成されている。工具ホルダ側斜面形成溝
２９は、クランプ用ロッド２６に対向する工具ホルダ２
３の外周面に形成されている。

【００２４】タレット本体１９には軸方向に挿入穴３０
が設けられ主軸１１側（図４の左端）は閉じられてい
る。挿入穴３０に楔ロッド３１が挿入されている。楔ロ
ッド３１は、挿入穴３０の内周面を楔ロッド案内面３２
として案内されクランプ用ロッド２６の移動方向に交差
する方向たとえば直交方向に移動する。楔ロッド３１を
移動させる荷重の分力とクランプ用ロッド２６を移動さ
せる荷重の分力とを相互に交換させあい、かつ、楔ロッ
ド３１の移動方向及びクランプ用ロッド２６の移動方向
に対して斜めに互いに案内させ合うように、楔ロッド３
１及びクランプ用ロッド２６にクランプ用ロッド側楔形
成用案内面３３及び楔ロッド側楔形成用案内面３４とが
形成されている。クランプ用ロッド側楔形成用案内面３
３は楔ロッド３１を通すようにクランプ用ロッド２６に
形成された凹部３５の内面の１部に形成された斜面であ
る。楔ロッド側楔形成用案内面３４は凹部３５に通る楔
ロッド３１の外周面の１部に形成された斜面である。

【００２５】楔ロッド３１の端部はねじ部３６として形
成され、ねじ部３６に鍔部材３７がねじ込まれている
（詳しくは図３参照）。鍔部材３７には鍔３８が形成さ
れている。挿入穴３０の段壁面３９と鍔３８との間に付
勢手段としての皿ばね４０が介設されている。皿ばね４
０は楔ロッド３１に付勢力を与えクランプ用ロッド２６
を工具ホルダ２３に押しつける押しつけ力を与える。鍔
部材３７はタレット本体１９にボルト４１で固定された
案内部材４２に案内されて移動する。

【００２６】図５は、マガジン本体５５に設けているＺ
軸方向工具貯蔵部１４ａを示す。図５は、工具交換位置
におけるＺ軸方向工具貯蔵部１４ａを示す。Ｚ軸方向工
具貯蔵部１４ａは、マガジン本体５５の旋回軸を中心と
する同一ピッチ円周上の等間隔の割り出し位置に設けら
れている。Ｚ軸方向工具貯蔵部１４ａは爪部材５７を備
えている。爪部材５７は、二股状弾性体であり、基部が
マガジン本体５５に取り付けられている。

【００２７】爪部材５７は、把持部６０が部分円弧形状
に形成され、端部６１が曲線形状に形成されている。端
部６１は、互いに遠ざかる方向に（Ｘ軸に直交する方向
に）滑らかに曲げられ案内用挿入口６２として開放され
ている。工具ホルダ２３の鍔２４がＸ軸方向に移動し案
内用挿入口６２により案内され把持部６０により確実に
把持されるように、爪部材５７が案内されはまり込む環
状溝６３が鍔２４の周面に設けられている。

【００２８】図４は、マガジン本体５５に設けているＸ
軸方向工具貯蔵部１４ｂを示している。図４は、工具交
換位置におけるＸ軸方向工具貯蔵部１４ｂを示す。Ｘ軸
方向工具貯蔵部１４ｂは、マガジン本体５５の旋回軸を
中心とする同一ピッチ円周上の等間隔の割り出し位置に
設けられている。Ｘ軸方向工具貯蔵部１４ｂは爪部材５
７を備えている。爪部材５７は、Ｚ軸方向工具貯蔵部１
４ｂの爪部材５７と同形である。Ｘ軸方向工具貯蔵部１
４ｂの爪部材５７も、基部がマガジン本体５５に取り付
けられている。

【００２９】爪部材５７は、把持部６０が部分円弧形状
に形成され、端部６１が曲線形状に形成されている。端
部６１は、互いに遠ざかる方向に（Ｚ軸に直交する方向
に）滑らかに曲げられ案内用挿入口６２として開放され
ている。工具ホルダ２３の鍔２４がＺ軸方向に移動し案
内用挿入口６２により案内され把持部６０により確実に
把持されるように、爪部材５７が案内されはまり込む環
状溝６３が鍔２４の周面に設けられている。

【００３０】マガジン本体５５には、Ｘ軸方向工具装着
部１４ｂ、Ｚ軸方向工具装着部１４ａの爪部材５７に対
応する位置に、キー部材５５ａが設けられており、工具
ホルダ２３の鍔部２４に形成されたキー溝（図示せず）
と挿入されて、工具ホルダ２３の回転方向の位置決めを
行う。また、マガジン本体５５は支持部材１３に対して
所定の位置に旋回割出しされるが、この旋回割出し機構
も公知な機構であり、ここでは説明を省略する。

【００３１】（実施例１の動作）次に、前記実施例１の
動作を説明する。図１に示されるタレット２とマガジン
１２との間でＺ軸方向工具１２を工具交換する動作を説
明する。マガジン１２の工具交換位置Ｃには、Ｚ軸方向
工具１２を受取り可能な空のＺ軸方向工具貯蔵部１４ａ
が割出される。一方、タレット２の工具交換位置Ｂに
は、マガジンに戻すＺ軸方向工具２２が装着されている
Ｚ軸方向装着部９ａが割出されている。シャッタ８０が
開口する。タレット２（クロススライド８）がＺ軸方向
工具交換位置に移動後サドル６の案内面７に案内され＋
Ｘ軸方向に図１の右方に駆動される（図３で、タレット
２は図の下方に駆動される。）。タレット２と一体に、
工具２２を保持している工具ホルダ２３の鍔２４も＋Ｘ
軸方向に移動する。図５に示すように、＋Ｘ軸方向に移
動する鍔２４はＺ軸方向工具貯蔵部１４ａの爪部材５７
の挿入口６２を押し広げながら進入する。所定のＸ軸方
向位置でタレット２の移動を停止すると爪部材５７が鍔
２４の環状溝６３にはまり込んだ状態となる。爪部材５
７が鍔２４の環状溝６３にはまり込んだ状態で鍔２４と
一体に工具２２は爪部材５７に保持される。

【００３２】刃物台本体１０に支持されたアンクランプ
手段５０は、刃物台本体１０に支持されたタレット２ま
たはタレット本体１９と一体的に移動するので、Ｚ軸方
向工具装着部９ａとアンクランプ手段５０との位置関係
は、一定に維持されている。また、タレット２のＺ軸工
具装着部９ａが工具交換位置に割出された位置で、この
Ｚ軸工具装着部９ａの楔ロッド３１とアンクランプ手段
５０のピストンロッド５３とが対向するようにタレット
２の旋回位置が定められている。アンクランプ手段５０
のシリンダ５１の一方のシリンダ室５１ａ内に圧力流体
を供給すると、ピストンロッド５３は皿ばね４０の付勢
力に抗し鍔部材３７を介して楔ロッド３１を押圧する。
図３で、楔ロッド３１が左方に移動すると、楔ロッド３
１の楔ロッド側楔形成用案内面３４がクランプ用ロッド
２６のクランプ用ロッド側楔形成用案内面３３に対して
後退する。このような楔ロッド３１の後退によりクラン
プ用ロッド２６は工具ホルダ２３から離れる方向に移動
できる状態になる。

【００３３】このような状態で、サドル６が案内面５に
案内され＋Ｚ軸方向に駆動され主軸１１より離れる方向
に移動する。クランプ用ロッド２６のクランプ用ロッド
側斜面形成溝２８の斜面は、鍔２４の工具ホルダ側斜面
形成溝２９の斜面を容易に滑るので、タレット本体１９
がクランプ用ロッド２６と一体に右方に移動するとき、
工具ホルダ２３はマガジン１２の爪部材５７に鍔２４を
保持されたままマガジン１２側に受け取られる。図６に
示すように、鍔２４を保持された工具２２は、このよう
な保持状態でマガジン１２に貯蔵される（図６の状態と
なる）。

【００３４】次に、マガジン１２が旋回しＺ軸方向工具
貯蔵部１４ａに保持された所望のＺ軸方向工具を工具交
換位置Ｃに割出す。次に、図６の位置のタレット本体１
９が−Ｚ軸方向に前進する。この前進中、アンクランプ
手段５０のピストンロッド５３は圧力流体の駆動により
前進して、楔ロッド３１を押圧している。クランプ用ロ
ッド２６は自由になっているので、クランプ用ロッド２
６のクランプ用ロッド側斜面形成溝２８は工具ホルダ２
３の工具ホルダ側斜面形成溝２９を容易に滑り、図７の
位置に復帰する。

【００３５】他方のシリンダ室５２ｂに圧力流体を供給
し、ピストンロッド５３を後退させ、楔ロッド３１を皿
ばね４０の付勢力で移動させる。楔ロッド３１が主軸１
１より離れる方向に移動している状態では、楔ロッド３
１の楔ロッド側楔形成用案内面３４がクランプ用ロッド
２６のクランプ用ロッド側楔形成用案内面３３に強い圧
力で圧接している。楔ロッド３１の楔ロッド側楔形成用
案内面３４とクランプ用ロッド２６のクランプ用ロッド
側楔形成用案内面３３が接触している斜面は、楔ロッド
３１の変位方向に対して小さい角度に形成されているの
で、楔ロッド３１は把持用ロッド２６に対して楔効果を
有している。

【００３６】楔ロッド３１は楔ロッド案内面３２に案内
され楔ロッド３１は工具ホルダ２３から離れる方向には
変位しないので、楔ロッド３１に押されクランプ用ロッ
ド２６は工具ホルダ２３に強力に押しつけられている。
このような押しつけ状態で、クランプ用ロッド２６のク
ランプ用ロッド側斜面形成溝２８に工具ホルダ側斜面形
成溝２９が噛み合う工具ホルダ２３は、クランプ用ロッ
ド２６に対して正確に位置決めされている。

【００３７】このような位置決めは高い締結剛性により
行われている。タレット本体１９が−Ｘ軸方向に移動す
ることにより、工具ホルダ２３はマガジン１２の工具貯
蔵部１４ａに固定されている爪部材５７を−Ｘ軸方向に
抜け出し、工具の交換が完了する。上記各部分の動作は
順番通り自動化されている。

【００３８】次に、Ｘ軸工具交換動作を説明するが、前
記Ｚ軸工具交換動作とほぼ同様であるので、簡単に説明
する。タレット２とマガジン１２を、自動工具交換が可
能な工具交換位置Ｂ，Ｃに割り出す。タレット２がＸ方
向工具交換位置に移動後−Ｚ軸方向に（図４の右方）に
駆動される。タレット２と１体に工具７０を保持してい
る工具ホルダ２３の鍔２４が左方すなわち−Ｚ軸方向に
移動する。−Ｚ軸方向に移動した鍔２４は、Ｘ軸方向工
具貯蔵部１４ｂの爪部材５７の挿入口６２を押し広げな
がら爪部材５７に進入する。爪部材５７が鍔２４の環状
溝６３にはまり込む。爪部材５７が鍔２４の環状溝６３
にはまり込んだ状態で鍔２４と１体に工具２２は爪部材
５７に保持される。

【００３９】タレット２のＸ軸工具装着部９ｂが工具交
換位置Ｂに割り出された位置は、このＸ軸工具装着部９
ｂの楔ロッド３１とアンクランプ手段５０のピストンロ
ッド５３とが対向するようにタレット２の旋回位置が定
められている。アンクランプ手段５０を動作させると、
ピストンロッド５３が皿ばね４０の付勢力に抗し鍔部材
３７を介して楔ロッド３１を押圧する。図４で、楔ロッ
ド３１が右方に移動すると、楔ロッド３１の楔ロッド側
楔形成用案内面３４がクランプ用ロッド２６のクランプ
用ロッド側楔形成用案内面３３に対して後退する。この
ような楔ロッド３１のＸＺ両軸に直交する方向への後退
により、クランプ用ロッド２６は工具ホルダ２３から離
れる方向に移動できる状態になる。

【００４０】このような状態で、タレット２がマガジン
１２に対して−Ｘ軸方向に移動する。クランプ用ロッド
２６のクランプ用ロッド側斜面形成溝２８の斜面は、鍔
２４の工具ホルダ側斜面形成溝２９の斜面を容易に−Ｘ
軸方向に滑るので、タレット本体１９はクランプ用ロッ
ド２６と１体に移動するとき、鍔２４はマガジン１２の
爪部材５７に保持されたままマガジン１２側に受け取ら
れる。

【００４１】次に、マガジン１２が旋回しＸ軸方向工具
貯蔵部１４ｂに保持された所望のＸ軸方向工具を工具交
換位置に割り出す。次に、タレット本体１９が＋Ｘ軸方
向に移動する。この移動中、アンクランプ手段５０のピ
ストンロッド５３は楔ロッド３１は押圧している。クラ
ンプ用ロッド２６は自由になっているので、クランプ用
ロッド２６のクランプ用ロッド側斜面形成溝２８は工具
ホルダ２３の工具ホルダ側斜面形成溝２９を容易に滑り
元のクランプ位置に復帰する。

【００４２】このクランプ位置でピストンロッド５３を
後退させると、楔ロッド３１は皿ばね４０の付勢力で移
動する。皿ばね４０の付勢力により付勢された楔ロッド
３１の楔ロッド側楔形成用案内面３４が、把持用ロッド
２６の把持用ロッド側楔形成用案内面３３に強い圧力で
圧接している。楔ロッド３１の楔ロッド側楔形成用案内
面３４と把持用ロッド２６の把持用ロッド側楔形成用案
内面３３が接触している斜面は、楔ロッド３１の変位方
向に対して小さい角度に形成されているので、楔ロッド
３１は把持用ロッド２６に対して楔効果を有している。

【００４３】楔ロッド３１は楔ロッド案内面３２に案内
され楔ロッド３１は工具ホルダ２３から離れる方向には
変位しないので、楔ロッド３１に押されクランプ用ロッ
ド２６は工具ホルダ２３に強力に押しつけられている。
このような押しつけ状態で、クランプ用ロッド２６のク
ランプ用ロッド側斜面形成溝２８に工具ホルダ側斜面形
成溝２９が噛み合う工具ホルダ２３は、把持用ロッド２
６に対して正確に位置決めされている。このような位置
決めが高い締結剛性により行われていることは、Ｚ軸方
向工具と同様である。タレット２を＋Ｚ軸に移動させる
ことにより、工具ホルダ２３がＸ軸方向工具貯蔵部１４
ｂの爪部材５７が抜け出し、工具の交換が完了する。

【００４４】上記実施例によると、工具交換は、主軸に
対して移動できるように設けられているタレットの移動
により行われるので、交換アームまたは工具交換用ロボ
ットを必要とせず、簡素な構成になった。

【００４５】（実施例２）次に、斜面形成溝の実施例２
を示す。実施例１の斜面形成溝２８，２９は複数の歯か
らなるセレーションとして示されたが、図８に示す実施
例２における工具ホルダ２３の工具ホルダ側斜面形成溝
２９は、１平面上にある前後の平面部８０とこの平面部
８０の中間に位置する凹状のＶ字部８１とで構成されて
いる。平面部８０の面は平面であり、Ｖ字部８１の面は
Ｖ字形に対向する２つの斜面から形成されている。図示
していないが、クランプ用ロッド２６には、工具ホルダ
２３の平面部８０の平面とＶ字部８１の斜面に面接する
把持用ロッド側斜面形成溝が形成されている。

【００４６】

【発明の効果】この発明によると次の効果が奏される。
市販の工具と簡単な形状の工具ホルダを基にした経済的
な高価の大きい簡素な構成の自動交換装置とすることが
できる。工具装着体に正確に位置決めされた工具ホルダ
の締結剛性が高い。また、他の発明によると、工具装着
体がマガジンに対して移動することにより工具の受け渡
しが簡単に行われ、交換アームまたは工具受け渡し用ロ
ボットが不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の旋盤用自動工具交換装置の実
施例１を示す正面図である。

【図２】図２は、図１の右側面図である。

【図３】図３は、Ｚ軸自動工具交換装置の主要部を示す
断面図である。

【図４】図４は、Ｘ軸自動工具交換装置の主要部を示す
背面図である。

【図５】図５は、Ｚ軸工具交換位置の爪部材と工具の位
置関係を示す断面図である。

【図６】図６は、Ｚ軸工具交換動作の交換過程を示す図
である。

【図７】図７は、Ｚ軸工具交換動作の交換過程を示す図
である。

【図８】図８（ａ），（ｂ）は、実施例２を示す斜軸投
影図である。

【符号の説明】

２…タレット ３…ベッド ９…工具装着部 １２…工具貯蔵マガジン １４…工具貯蔵部 １９…タレット本体 ２３…工具ホルダ ２６…把持用ロッド ２８，２９…斜面形成溝 ３１…楔ロッド ３３，３４…楔形成用案内面 ４０…付勢手段 ５０…アンクランプ手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】旋盤本体（３）と、 前記旋盤本体（３）にこの旋盤本体（３）の主軸軸線方
   向およびこの主軸軸線方向と直交する方向に移動自在に
   設けられた移動体に支持された刃物台本体（１０）と、 前記刃物台本体（１０）に割出し動作自在に設けられた
   工具装着体（１９）と、 前記工具装着体（１９）に設けられ前記複数の工具ホル
   ダ（２３）をそれぞれに着脱自在に装着するための工具
   装着部（９）と、 前記工具装着体（１９）に形成された案内面に案内され
   前記工具ホルダ（２３）の装着方向に交差する方向に移
   動するクランプ用ロッド（２６）と、 前記クランプ用ロッド（２６）の移動方向に前記クラン
   プ用ロッド（２６）と前記工具ホルダ（２３）とが対向
   する対向面にそれぞれに形成され互いにはまり合い互い
   に面接する斜面が形成された斜面形成溝（２８，２９）
   と、 前記工具装着体（１９）に形成された楔ロッド案内面
   （３２）に案内され前記クランプ用ロッド（２６）の移
   動方向に交差する方向に変位する楔ロッド（３１）と、 前記楔ロッド（３１）の変位と前記クランプ用ロッド
   （２６）の変位とを相互に交換させあい前記楔ロッド
   （３１）の移動方向及び前記クランプ用ロッド（２６）
   の移動方向に対して斜めに互いに案内させ合うように前
   記楔ロッド（３１）及び前記クランプ用ロッド（２６）
   に形成した楔形成用案内面（３３，３４）と、 前記クランプ用ロッド（２６）が前記工具ホルダ（２
   ３）をクランプする方向に前記楔形成用案内面（３３，
   ３４）により前記クランプ用ロッド（２６）を変位させ
   る方向に前記楔ロッド（３１）を付勢するための付勢手
   段（４０）と、 前記刃物台本体（１０）に設けられ前記楔ロッド（３
   １）を前記付勢手段（４０）の付勢力に抗して移動させ
   るためのアンクランプ手段（５０）とから成ることを特
   徴とする旋盤用自動工具交換装置。
2. 【請求項２】請求項１の旋盤用自動工具交換装置におい
   て、 前記旋盤本体（３）に旋回自在に設けられ複数の工具ホ
   ルダ（２３）を貯蔵するための工具貯蔵マガジン（１
   ２）と、 前記工具貯蔵マガジン（１２）に設けられた複数の工具
   貯蔵部（１４）と、 前記工具貯蔵部（１４）に設けられ前記工具ホルダ（２
   ３）を案内する案内用挿入口（６２）を有する弾性爪部
   材（５７）から成ることを特徴とする旋盤用自動工具交
   換装置。