JPH08309638A - 工作機械および工具クランピングユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】工作機械の油圧供給源を利用し、作動油を主軸
を介して工具クランピングユニットに供給でき、アンク
ランプできる工作機械および工具クランピングユニット
を提供することにある。 【構成】油圧ユニット２９を備えた立て型旋盤本体２１
と、この本体２１に設けられ油圧ユニット２９と連通す
る油圧供給口を有する主軸２６と、この主軸に接続され
る接続部を持ち、この接続部に前記油圧供給口と連通さ
れる油圧受入れ口を有する工具クランピングユニット２
７とからなり、この工具クランピングユニット２７に工
具ヘッドを着脱可能に装着する工具ホルダおよび工具ヘ
ッドを工具ホルダに対してクランプ状態に付勢する皿ば
ねおよびこの皿ばねの付勢力に抗する油圧力を付与して
前記工具ホルダに対して工具ヘッドをアンクランプする
油圧回路とを設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、立て型旋盤等の工作
機械およびモジュラ工具の工具ヘッドを着脱可能にクラ
ンプする工具クランピングユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】立て型旋盤等の工作機械の主軸に装着さ
れる工具クランピングユニットは、従来、図６に示すよ
うに構成されている。すなわち、１は工具クランピング
ユニット本体で、この本体１の基端部には主軸に接続さ
れる接続部２が設けられている。この接続部２は主軸の
嵌合穴に挿入される軸部３と鍔部４とからなり、鍔部４
には主軸に対して締付け固定する複数のボルト５を挿通
する複数のボルト孔６が穿設されている。

【０００３】本体１の先端部には工具ホルダ７が設けら
れ、この工具ホルダ７にはドローバ８および工具受け部
９が設けられ、モジュラ工具の工具ヘッド１０を着脱可
能に接続できるようになっている。

【０００４】工具ホルダ７に対応する本体１の内部には
ばね室１１およびシリンダ１２が同軸的に設けられ、ば
ね室１１には複数枚の皿ばね１３が収納され、シリンダ
１２にはピストン１４が収納されている。皿ばね１３は
伸長する付勢力によって前記ドローバ８を引込み、工具
ヘッド１０をクランプするようになっている。

【０００５】前記本体１の側部にはポンプユニット１５
が設けられている。ポンプユニット１５はシリンダ部１
６とピストン部１７とからなり、シリンダ部１６は油圧
回路１８を介して前記シリンダ１２に連通し、内部には
作動油が充満されている。ピストン部１７は本体１の側
部に設けられた開口部１９から露出している。

【０００６】そして、外部に設けられた例えばリリース
用シリンダ（図示しない）によってポンプユニット１５
のピストン部１７が押し込まれると、油圧回路１８の内
部の作動油が増幅され、この増幅された油圧によってピ
ストン１４が皿ばね１３を押圧して圧縮し、ドローバ８
を突出させて工具ヘッド１０をアンクランプできるよう
になっている。

【０００７】したがって、立て型旋盤によって被加工物
を機械加工中に加工条件が変更になったとき、あるいは
切れ味が低下したときなどで、工具ヘッドの交換が必要
になったとき、前記リリース用シリンダが前進してポン
プユニット１５のピストン部１７を押し込み、油圧によ
ってドローバ８を突出させて旧工具ヘッドをアンクラン
プする。そして、ＡＴＣアームあるいは作業者の手作業
によって工具ホルダ７から旧工具ヘッド１０を取り外
し、工具ヘッドマガジンから指定の新工具ヘッド１０を
運んで工具ホルダ７に装着している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
工具クランピングユニットは、その本体１の側部にポン
プユニット１５が設けられ、このポンプユニット１５の
ピストン部１７は外部のリリース用シリンダによって操
作するために開口部１９から露出している。したがっ
て、クランプ・アンクランプを行っている間に油圧回路
１８内に充満された作動油が漏れる恐れがあり、またシ
ール構造が複雑となる。

【０００９】また、外部のリリース用シリンダによって
アンクランプ操作する必要があるが、工具クランピング
ユニットの近傍にリリース用シリンダを設けることはス
ペース的に困難であり、離れた位置に設置した場合には
工具ヘッド１０の交換の際に、立て型旋盤の主軸を移動
する必要があり、稼働率の低下となっている。

【００１０】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、リリース用シリンダ
等の外部機器を設けることなく、工具ホルダにクランプ
された工具ヘッドをアンクランプでき、また作動油の漏
れの恐れがなく、瞬時にアンクランプでき、稼働率をア
ップできる工作機械および工具クランピングユニットを
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、前述した目
的を達成するために、請求項１は、油圧供給源を備えた
工作機械本体と、この工作機械本体に設けられ前記油圧
供給源と連通する油圧供給口を有する主軸と、この主軸
に接続される接続部を持ち、この接続部に前記油圧供給
口と連通される油圧受入れ口を有する工具クランピング
ユニットと、この工具クランピングユニットに設けられ
工具ヘッドを着脱可能に装着する工具ホルダと、前記工
具クランピングユニットに設けられ前記工具ヘッドを工
具ホルダに対してクランプ状態に付勢する付勢手段と、
前記工具クランピングユニットに設けられ前記油圧受入
れ口と連通して前記付勢手段の付勢力に抗する油圧力を
付与して前記工具ホルダに対して工具ヘッドをアンクラ
ンプする油圧回路とを具備したことを特徴とする工作機
械にある。

【００１２】請求項２は、前記主軸の油圧供給口と工具
クランピングユニットの油圧受入れ口とは、対応した位
置に設けられ、主軸に対して工具クランピングユニット
を接続することにより連通することを特徴とする。

【００１３】請求項３は、油圧供給源と連通する油圧供
給口を有した主軸を持った工作機械の前記主軸に接続さ
れる工具クランピングユニットであって、前記主軸に接
続される接続部を持ち、この接続部に前記油圧供給口と
連通される油圧受入れ口を有する工具クランピングユニ
ット本体と、この工具クランピングユニット本体に設け
られ工具ヘッドを着脱可能に装着する工具ホルダと、前
記工具クランピングユニット本体に設けられ前記工具ヘ
ッドを工具ホルダに対してクランプ状態に付勢する付勢
手段と、前記工具クランピングユニット本体に設けられ
前記油圧受入れ口と連通して前記付勢手段の付勢力に抗
する油圧力を付与して前記工具ホルダに対して工具ヘッ
ドをアンクランプする油圧回路とを具備したことを特徴
とする。

【００１４】請求項４は、前記工具クランピングユニッ
ト本体は、複数の工具ホルダを備え、これら工具ホルダ
に対して取り付けられる工具ヘッドを独立してクランプ
およびアンクランプする付勢手段および油圧回路を備え
ていることを特徴とする。

【００１５】請求項５は、前記油圧回路は、作動油を増
幅するポンプユニットを備えていることを特徴とする。
請求項６は、前記付勢手段は、工具ヘッドと係合するド
ローバと、このドローバを引込み方向に付勢する複数枚
の皿ばねであることを特徴とする。

【００１６】

【作用】工作機械の主軸に工具クランピングユニットの
接続部を接続すると、主軸の油圧供給口と工具クランピ
ングユニットの油圧受入れ口とが連通し、油圧供給源か
ら工具クランピングユニットのポンプユニットに作動油
が導かれる。工具ホルダに対する工具ヘッドのアンクラ
ンプ信号が入力されると、前記作動油によってポンプユ
ニットが作動し、油圧回路内の作動油が増幅され、付勢
手段に抗してドローバが突出し、工具ホルダと工具ヘッ
ドがアンクランプされる。また、クランプ信号が入力さ
れると、油圧供給源の油圧が開放され、ポンプユニット
が復帰し、油圧回路の作動油の圧力が下がり、付勢手段
によってドローバが引込まれ、工具ホルダと工具ヘッド
がクランプされる。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の各実施例を図面に基づいて
説明する。図１〜図３は第１の実施例を示し、図１は工
作機械としての立て型旋盤を示す。図中２１は旋盤本体
であり、この旋盤本体２１にはコラムポスト２２が設け
られている。コラムポスト２２にはＺ軸方向に昇降可能
な昇降台２３が設けられ、この昇降台２３にはＸ軸方向
に移動可能な移動台２４が設けられている。移動台２４
には刃物台２５が設けられ、この刃物台２５の下端部に
は主軸２６を介して工具クランピングユニット２７が装
着されている。

【００１８】工具クランピングユニット２７の下部には
回転駆動されるテーブル２８が設けられ、このテーブル
２８には被加工物（図示しない）が載置固定されるよう
になっている。また、旋盤本体２１には油圧供給源とし
ての油圧ユニット２９が設けられており、この油圧ユニ
ット２９は例えば２本の油圧配管３０ａ，３０ｂを介し
て刃物台２５に接続されている。刃物台２５には縦方向
に２本の油圧通路３１ａ，３１ｂが設けられ、これら油
圧通路３１ａ，３１ｂは主軸２６に連通している。

【００１９】主軸２６には図３に示すように、工具クラ
ンピングユニット取付け部３２が設けられている。この
工具クランピングユニット取付け部３２には主軸２６と
同軸的に嵌合穴３３が設けられ、この嵌合穴３３の周辺
部には複数個のねじ穴３４が設けられている。そして、
嵌合穴３３の底部には油圧通路３１ａ，３１ｂと連通す
る油圧供給口３５ａ，３５ｂおよびクリーニングエア供
給口３６が設けられている。

【００２０】図２および図３に示す３７は工具クランピ
ングユニット本体（以下、単に本体という）であり、矩
形状のブロックから構成されている。本体３７の基端部
には主軸２６に接続される接続部３８が設けられ、この
接続部３８には前記嵌合穴３３に嵌合される軸部３９と
主軸２６の端面に接合する鍔部４０が設けられている。

【００２１】軸部３９には前記油圧供給口３５ａ，３５
ｂに対応して油圧受入れ口４１ａ，４１ｂおよびクリー
ニングエア供給口３６と対応してクリーニングエア受入
れ口４２が設けられている。鍔部４０には前記ねじ穴３
４に対応して複数個のボルト孔４３が穿設されている。

【００２２】そして、本体３７の軸部３８を主軸２６の
嵌合穴３３に嵌合し、ボルト４４をボルト孔４３に挿入
してねじ穴３４にねじ込むことにより、本体３７が主軸
２６に取付けられる。しかも、主軸２６の油圧供給口３
５ａ，３５ｂに本体３７の油圧受入れ口４１ａ，４１ｂ
が連通状態となり、クリーニングエア供給口３６にクリ
ーニングエア受入れ口４２が連通状態となる。

【００２３】また、本体３７の先端部における左右には
工具ホルダ４５ａ，４５ｂが設けられている。工具ホル
ダ４５ａ，４５ｂは、同一構造であり、図４に示すよう
に、モジュラ工具の工具ヘッド４６の基端部を支承する
受け台４７が設けられ、この受け台４７には突没可能な
ドローバ４８が設けられている。ドローバ４８は工具ヘ
ッド４６の係合凹部４６ａに係合する係合凸部４８ａが
設けられ、係合凹部４６ａの一端開口を係合凸部４８ａ
の端部に位置決めし、係合凸部４８ａの長手方向にスラ
イドさせることにより、係合凹部４６ａと係合凸部４８
ａが係合するようになっている。

【００２４】前記本体３７の内部には、図２に示すよう
に、ドローバ４８を引込み方向に付勢する付勢手段とし
ての複数枚の皿ばね４９が設けられ、ドローバ４８を引
込むことによって工具ヘッド４６をクランプできるよう
になっている。また、皿ばね４９は本体３７の内部に設
けられたばね室５０に収納されており、このばね室５０
の後方にはシリンダ５１が設けられ、このシリンダ５１
にはピストン５２が進退自在に収納されている。

【００２５】さらに、前記本体３７の基端部側には左右
の工具ホルダ４５ａ，４５ｂに対応して２台のポンプユ
ニット５３ａ，５３ｂが設けられている。ポンプユニッ
ト５３ａ，５３ｂは同一構造であり、軸心を横向きにし
たシリンダ部５４と、このシリンダ部５４の内部を進退
自在なピストン部５５とからなり、シリンダ部５４の開
口は蓋体５６によって閉塞されている。

【００２６】ポンプユニット５３ａ，５３ｂのシリンダ
部５４の後部室は第１の油圧回路５７ａ，５７ｂを介し
て前記油圧受入れ口４１ａ，４１ｂに連通し、油圧ユニ
ット２９から油圧配管３０ａ，３０ｂおよび油圧通路３
１ａ，３１ｂを介して作動油が導かれている。シリンダ
部５４の前部室は第２の油圧回路５８ａ，５８ｂを介し
て前記工具ホルダ４５ａ，４５ｂのシリンダ５１に連通
している。そして、第２の油圧回路５８ａ，５８ｂには
作動油が充満されている。

【００２７】次に、作用について説明する。本体３７の
工具ホルダ４５ａ，４５ｂに装着された工具ヘッド４６
によって被加工物の加工が終了した後、または加工途中
であるが、加工条件が変ったとき等、工具ヘッド４６を
交換する際には、油圧ユニット２９にアンクランプ信号
が入力され、油圧ユニット２９から作動油が油圧配管３
０ａ，３０ｂおよび油圧通路３１ａ，３１ｂを介してポ
ンプユニット５３ａ，５３ｂにおけるシリンダ部５４の
後部室に供給される。

【００２８】シリンダ部５４の後部室の作動油によって
ピストン部５５が押し込まれると、第２の油圧回路５８
ａ，５８ｂ内の作動油は増幅され、その油圧力によって
シリンダ５１内のピストン５２が前進し、皿ばね４９を
押圧する。皿ばね４９が圧縮されてドローバ４８が突出
し、工具ホルダ４５ａ，４５ｂの工具ヘッド４６とがア
ンクランプされる。

【００２９】したがって、工具ホルダ４５ａ，４５ｂの
工具ヘッド４６をＡＴＣアームあるいは手動によって取
り外すことができ、工具ホルダ４５ａ，４５ｂの新しい
工具ヘッド４６を装着することもできる。また、油圧ユ
ニット２９にクランプ信号が入力されると、油圧ユニッ
ト２９の油圧が開放され、ポンプユニット５３ａ，５３
ｂが復帰し、第２の油圧回路５８ａ，５８ｂの作動油の
圧力が下がり、皿ばね４９の付勢力によってドローバ４
８が引込まれ、工具ホルダ５３ａ，５３ｂと工具ヘッド
４６とがクランプされる。

【００３０】このように工具ヘッド４６をアンクランプ
する際に、リリース用シリンダ等の外部機器を用いるこ
となく、旋盤本体２１に備えられている油圧ユニット２
９によって工具クランピングユニットを操作してアンク
ランプできる。

【００３１】図５は第２の実施例を示し、工具クランピ
ングユニットの基本的構成は第１の実施例と同一である
ため説明を省略するが、本実施例の工具クランピングユ
ニット本体６０の先端部における端面には外径用工具ヘ
ッド６１を取付ける工具ホルダ６２が設けられ、先端部
における側面には内径用工具ヘッド６３を取付ける工具
ホルダ６４が設けられている。したがって、外径用工具
ヘッド６１の皿ばね６５が縦方向に設けられ、内径用工
具ヘッド６３の皿ばね６６は横方向に設けられている。
その他の構造は第１の実施例と同一であり、同一構成部
分に同一番号を付して説明を省略する。また、この発明
は、立て型旋盤に限定されず、他の工作機械にも採用で
きる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、工作機械の油圧供給源を利用し、作動油を主軸を介
して工具クランピングユニットに供給できるようにした
から、リリース用シリンダ等の外部機器を設けることな
く、工具ホルダにクランプされた工具ヘッドをアンクラ
ンプできる。

【００３３】また、油圧回路が工具クランピングユニッ
トの内部に密閉された状態にあり、作動油の漏れの恐れ
がなく、また瞬時にアンクランプでき、稼働率をアップ
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す立て型旋盤の正
面図。

【図２】同実施例の工具クランピングユニットの正面
図。

【図３】同実施例の工具クランピングユニットの側面
図。

【図４】同実施例の工具ホルダの斜視図。

【図５】この発明の第２の実施例の工具クランピングユ
ニットの正面図。

【図６】従来の工具クランピングユニットの正面図およ
び側面図。

【符号の説明】

２１…立て型旋盤本体、２６…主軸、２７…工具クラン
ピングユニット、２９…油圧ユニット、３５ａ，３５ｂ
…油圧供給口、３７…工具クランピングユニット本体、
３８…接続部、４１ａ，４１ｂ…油圧受入れ口、４５
ａ，４５ｂ…工具ホルダ、４６…工具ヘッド、４９…皿
ばね、５８ａ，５８ｂ…第２の油圧回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 祐二 神奈川県川崎市幸区塚越１丁目７番地 東 芝タンガロイ株式会社内 (72)発明者 田中 宏明 神奈川県川崎市幸区塚越１丁目７番地 東 芝タンガロイ株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧供給源を備えた工作機械本体と、 この工作機械本体に設けられ前記油圧供給源と連通する
   油圧供給口を有する主軸と、 この主軸に接続される接続部を持ち、この接続部に前記
   油圧供給口と連通される油圧受入れ口を有する工具クラ
   ンピングユニットと、 この工具クランピングユニットに設けられ工具ヘッドを
   着脱可能に装着する工具ホルダと、 前記工具クランピングユニットに設けられ前記工具ヘッ
   ドを工具ホルダに対してクランプ状態に付勢する付勢手
   段と、 前記工具クランピングユニットに設けられ前記油圧受入
   れ口と連通して前記付勢手段の付勢力に抗する油圧力を
   付与して前記工具ホルダに対して工具ヘッドをアンクラ
   ンプする油圧回路と、 を具備したことを特徴とする工作機械。
2. 【請求項２】 前記主軸の油圧供給口と工具クランピン
   グユニットの油圧受入れ口とは、対応した位置に設けら
   れ、主軸に対して工具クランピングユニットを接続する
   ことにより連通することを特徴とする請求項１記載の工
   作機械。
3. 【請求項３】 油圧供給源と連通する油圧供給口を有し
   た主軸を持った工作機械の前記主軸に接続される工具ク
   ランピングユニットであって、 前記主軸に接続される接続部を持ち、この接続部に前記
   油圧供給口と連通される油圧受入れ口を有する工具クラ
   ンピングユニット本体と、 この工具クランピングユニット本体に設けられ工具ヘッ
   ドを着脱可能に装着する工具ホルダと、 前記工具クランピングユニット本体に設けられ前記工具
   ヘッドを工具ホルダに対してクランプ状態に付勢する付
   勢手段と、 前記工具クランピングユニット本体に設けられ前記油圧
   受入れ口と連通して前記付勢手段の付勢力に抗する油圧
   力を付与して前記工具ホルダに対して工具ヘッドをアン
   クランプする油圧回路と、 を具備したことを特徴とする工具クランピングユニッ
   ト。
4. 【請求項４】 前記工具クランピングユニット本体は、
   複数の工具ホルダを備え、これら工具ホルダに対して取
   り付けられる工具ヘッドを独立してクランプおよびアン
   クランプする付勢手段および油圧回路を備えていること
   を特徴とする請求項３記載の工具クランピングユニッ
   ト。
5. 【請求項５】 前記油圧回路は、作動油を増幅するポン
   プユニットを備えていることを特徴とする請求項３記載
   の工具クランピングユニット。
6. 【請求項６】 前記付勢手段は、工具ヘッドと係合する
   ドローバと、このドローバを引込み方向に付勢する複数
   枚の皿ばねであることを特徴とする請求項３記載の工具
   クランピングユニット。