JPH10263971A - 工作機械の工具交換装置 - Google Patents

工作機械の工具交換装置

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JPH10263971A
JPH10263971A JP9071957A JP7195797A JPH10263971A JP H10263971 A JPH10263971 A JP H10263971A JP 9071957 A JP9071957 A JP 9071957A JP 7195797 A JP7195797 A JP 7195797A JP H10263971 A JPH10263971 A JP H10263971A
Authority
JP
Japan
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tool
arm
pair
arms
cam
Prior art date
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JP9071957A
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English (en)
Inventor
Fumihiko Kato
文彦 加藤
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具交換アームの保持機構が簡単な構成で、
しかも、工具交換アームの回転制御も簡単にできるよう
にする。 【解決手段】 一対の工具交換アーム２２は、アーム支
持体１９に支軸２１を介して揺動可能に設けると共に、
中心軸１８を介して上下動可能で、かつ、中心軸１８を
中心に回転可能とする。工具交換アーム２２は、支軸２
１を中心に揺動することに伴い、先端部の保持機構によ
り工具ホルダ１０を着脱する構成であり、保持機構とし
ては、移動ピンをばね部材で付勢した構成とすることが
できる。工具交換アーム２２の水平方向の回転制御とし
ては、一回の工具交換動作で１８０度ずつ回転する構成
とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械における
主軸ヘッドの主軸と、複数の工具を備えた工具マガジン
との間で工具交換を行うための工作機械の工具交換装置
に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】従来より、この種の工
作機械の工具交換装置としては、例えばフィンガー方式
と、振り込み方式と呼ばれる方式が知られている。
【０００３】これらのうち、フィンガー方式は、交換ヘ
ッドに、工具を着脱する保持機構として、２個の対向す
る把持爪を２組備えていて、これら把持爪をカムなどに
より開閉制御する構成となっている。この場合の工具の
交換動作としては、次のように行われる。
【０００４】まず、工具マガジンにおいては、次に使用
する工具が待機位置に位置されている。この状態で、交
換ヘッドの各把持爪により、主軸ヘッドの主軸に装着さ
れた工具と、工具マガジンにおいて待機位置に位置され
た工具とを挟持し、交換ヘッドが下方に移動して主軸及
び工具マガジンから工具を抜き取る。そして、交換ヘッ
ドが水平方向に１８０度回転して工具の位置を入れ替え
ると共に、交換ヘッドが上昇して、次に使用する工具を
主軸に、使用された工具を工具マガジンに付け替え、こ
の後、上記各把持爪による工具に対する保持が解除され
るようになっている。
【０００５】また、振り込み方式は、旋回軸を中心に正
逆回転する旋回アームを備えると共に、この旋回アーム
の両端部に、ばねにより突出方向に付勢された移動ピン
を有する保持機構が設けられている。この場合の工具の
交換動作としては、次のように行われる。
【０００６】まず、工具マガジンにおいては、次に使用
する工具が待機位置に位置され、旋回アームは、交換待
機位置に位置されている。この状態で、旋回アームが、
一旦、正方向とは反対の逆方向へ角度θ回転して、旋回
アーム両端部の保持機構により、主軸ヘッドの主軸に装
着された工具と、工具マガジンにおいて待機位置に位置
された工具とを保持し、旋回アームが軸方向に移動して
主軸及び工具マガジンから工具を抜き取る。そして、旋
回アームが、今度は正方向へ１８０度回転して工具の位
置を入れ替えると共に、旋回アームが軸方向に移動し
て、次に使用する工具を主軸に、使用された工具を工具
マガジンに付け替える。この後、旋回アームが、さらに
正方向へ角度θ回転して交換待機位置に戻ると共に、各
保持機構による工具の保持が解除されるようになってい
る。
【０００７】ここで、上記した従来構成のもののうち、
前者のフィンガー方式のものでは、一回の工具交換動作
の中で、交換ヘッドの回転は単純な１８０度ずつの回転
でよいが、工具を着脱する保持機構の把持爪をカムなど
により開閉するための複雑な開閉機構が必要であり、し
かも、その開閉動作は、交換ヘッドの回転及び軸方向移
動との同期をとることも必要であり、コスト的に、ま
た、高速化を達成するための技術的な問題点がある。
【０００８】一方、後者の振り込み方式の保持機構は、
移動ピンをばねで付勢した単純な構成で、特に制御を必
要としない。ところが、一回の工具交換動作の中で、旋
回アームを正転及び逆転と、軸方向の移動という複合動
作をさせる必要があり、特に、正転と逆転とを組み合わ
せる必要があるため、上記フィンガー方式の場合に比べ
て、旋回アームの回転制御が複雑となる問題点がある。
【０００９】本発明は上記した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、工具交換アームの保持機構が簡
単な構成で、しかも、工具交換アームの回転制御も簡単
にできる工作機械の工具交換装置を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
の目的を達成するために、工作機械における主軸ヘッド
に設けられ、工具が着脱可能に装着される主軸と、複数
の工具を備え、次に使用する工具を待機位置に位置させ
る構成の工具マガジンとの間で工具交換を行うための工
具交換装置において、前記主軸ヘッドと工具マガジンと
の間に配置されると共に、前記主軸に対して当該主軸の
軸方向に相対的に往復移動可能とされたアーム支持体
と、このアーム支持体に前記主軸に対して交差する支軸
により揺動可能に設けられた一対の工具交換アームと、
これら各工具交換アームの一端部にそれぞれ設けられ、
付勢手段により突出方向に付勢された移動ピンを有し、
工具交換アームが前記支軸を中心に揺動されることに伴
い前記主軸に装着された工具または前記工具マガジンの
待機位置にある工具に対して前記移動ピンが係脱可能に
係合することによりその工具を着脱可能に保持する保持
機構と、前記一対の工具交換アームを前記主軸と平行な
中心軸を中心に１８０度ずつ回転させる回転手段とを具
備したことを特徴とするものである。
【００１１】上記した手段によれば、一対の工具交換ア
ームの各保持機構は、移動ピンを付勢手段により突出方
向に付勢した単純な構成である。また、一対の工具交換
アームは、主軸と平行な中心軸を中心に１８０度ずつ回
転させる構成であるから、一回の工具交換動作で正転と
逆転を必要とするものに比べて、回転制御が簡単にでき
る。
【００１２】この場合、一対の工具交換アームは、中心
軸を介してその軸方向に往復移動可能に設け、軸方向移
動手段によりその中心軸の軸方向に往復移動させる構成
とすることができる（請求項２の発明）。
【００１３】また、主軸ヘッド及び工具マガジンにそれ
ぞれカムを設けると共に、一対の工具交換アームにそれ
らカムに接触するカムフォロワを設け、主軸ヘッドと一
対の工具交換アームとが主軸の軸方向に相対的に移動す
ることに基づき、前記カムとカムフォロワとのカム作用
により一対の工具交換アームをそれぞれ支軸を中心に揺
動させる構成とすることが好ましい（請求項３の発
明）。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につい
て、図面を参照して説明する。まず、図２には工作機械
１の全体構成が概略的に示されている。この工作機械１
は、テーブル２上に載置されたワーク（図示せず）に対
して垂直方向に切削、その他の加工を行う縦型のマシニ
ングセンタと称されるものである。工作機械１のベース
３上には中間テーブル４がＹ軸方向（前後方向）に移動
可能に設けられ、この中間ケーブル４上には、上記テー
ブル２がＸ軸方向（左右方向）に移動可能に設けられて
いる。
【００１５】ベース３上の後部にコラム５が立設状態に
設けられ、このコラム５の前部に主軸ヘッド６がＺ軸方
向（上下方向）に移動可能に設けられている。この主軸
ヘッド６は、コラム５に設けられた主軸ヘッド駆動用モ
ータ７によりボールねじ（図示せず）を介してＺ軸方向
へ移動されるようになっている。主軸ヘッド６にはＺ軸
方向に延びる主軸８（図１の点線参照）が設けられ、こ
の主軸８は主軸駆動用モータ９により回転されるように
なっている。主軸８の下端部には工具ホルダ１０を介し
て工具１１が着脱可能に装着され、この主軸８と一体的
に回転される工具１１によりワークが加工されるように
なっている。
【００１６】コラム５の側方には、工具マガジン１２が
設けられている。この工具マガジン１２には多数個の工
具ポット１３が設けられていて、これら各工具ポット１
３に、図１に示すように、工具ホルダ１０を介して工具
１１が着脱可能に装着されている。この工具マガジン１
２においては、次に使用される工具１１が装着された工
具ポット１３は、回転割り出し機構１４により割り出さ
れると共に、図示しない例えばエアーシリンダからなる
押出し機構により、待機位置Ａまで押し出されて位置決
めされ、また、交換された使用済みの工具１１は、上記
押出し機構により待機位置Ａから引き戻されるようにな
っている。
【００１７】そして、この工具マガジン１２と上記主軸
ヘッド６との間に、本発明の対象となる工具交換装置１
６が配設されていて、この工具交換装置１６のケース１
７は、コラム５に固定されている。ケース１７には、工
具マガジン１２の待機位置Ａと主軸ヘッド６の主軸８と
の間の中央部に位置するようにして、中心軸１８が設け
られている。この中心軸１８は、図３にも示すように、
主軸８と平行にＺ軸方向（上下方向）に指向していると
共に、ケース１７の上下方向に貫通していて、そのケー
ス１７に対してＺ軸方向に往復移動可能で、かつ、軸回
りに回転可能とされている。
【００１８】中心軸１８の下端部には、ケース１７の下
方において、アーム支持体１９が固定状態に設けられて
いると共に、このアーム支持体１９とケース１７の下面
との間にアーム支持カラー２０が設けられている。アー
ム支持体１９は、中心軸１８と一体的にＺ軸方向に往復
移動すると共に、回転するようになっている。アーム支
持体１９には、相対する２箇所に側方へ突出するアーム
支持部１９ａ，１９ａが設けられていて、これらアーム
支持部１９ａ，１９ａに、それぞれ支軸２１を介して一
対の工具交換アーム２２が揺動可能に支持されている。
各支軸２１は、中心軸１８及び主軸８の軸方向に対して
直交する配置となっている。
【００１９】一対の工具交換アーム２２は同一の構成で
あり、この工具交換アーム２２について、主に図４を参
照して説明する。工具交換アーム２２において、上記支
軸２１が挿通される挿通孔２２ａの近傍には、突部２３
が設けられていると共に、筒部２４が設けられていてい
て、このうちの、突部２３にはカムフォロワ２５が設け
られ、筒部２４には、圧縮コイルばねからなるばね部材
２６及びこのばね部材２６により突出方向へ付勢された
鋼球２７が収容されている。
【００２０】工具交換アーム２２の一端部である先端部
には、二股状のアーム部２８がＣ字形をなすように設け
られていて、これら各アーム部２８の先端部に、付勢手
段としての圧縮コイルばねからなるばね部材２９と、こ
のばね部材２９により突出方向に付勢された移動ピン３
０とが設けられている。各アーム部２８の移動ピン３０
は、互いに対向する方向へ突出していて、これら２組の
移動ピン３０及び圧縮コイルばね２９により、工具１１
を工具ホルダ１０を介して着脱可能に保持する保持機構
３１を構成している。各アーム部２８の先端部には、移
動ピン３０の突出方向とは反対側に位置させて、カムフ
ォロワ３２が設けられている。各工具ホルダ１０の外周
部には、それら移動ピン３０の先端部が挿入係合するチ
ャック溝３３が形成されている。
【００２１】上記アーム支持カラー２０の外周部には、
図３に示すように、断面形状が円弧状をなす案内面３４
が形成されていると共に、この案内面３４の下部にノッ
チ溝３５が形成されている。このうちの案内面３４は、
上記工具交換アーム２２が支軸２１を中心に揺動する際
に、上記鋼球２７が弾性的に当接するようになってい
る。また、ノッチ溝３５に鋼球７が嵌まり込むと、工具
交換アーム２２が、図７の姿勢に保持されるようになっ
ている。
【００２２】上記主軸ヘッド６の側面及び工具マガジン
１２の側面には、それぞれ工具交換アーム２２側に向け
て突出する山形のカム凸部３６を有するカム板３７，３
８が設けられている。このうち主軸ヘッド６側のカム板
３７は、主軸ヘッド６の下面側にまで回り込むように設
けられ、また、工具マガジン１２側のカム板３８は、待
機位置Ａに位置された工具ポット１３の下面側にまで回
り込むように設けられている。これらカム板３７，３８
が、工具交換アーム２２のカムフォロワ２５，３２に対
応するカムを構成している。
【００２３】図３において、上記ケース１７の上面に
は、工具交換用の駆動モータ４０が回転軸４０ａを下向
きにした状態で設けられていて、この回転軸４０ａによ
り、ケース１７内に配設された円筒カム４１と、下面に
ピン４２ａを有するピン歯車４２が一体的に回転される
ようになっている。円筒カム４１の外周部にはカム溝４
３が形成されていて、このカム溝４３に、上下動レバー
４４に設けられたカムフォロワ４５が移動可能に挿入さ
れている。
【００２４】上下動レバー４４は、一端部（図３中右端
部）が軸４６を介してケース１７内に回動可能に支持さ
れていて、円筒カム４１の回転に伴い、カムフォロワ４
５がカム溝４３に沿って相対的に移動することに基づ
き、自由端部側（図３中左端部側）が上下動するように
なっている。この上下動レバー４４の自由端部側には係
合ピン４７が設けられていると共に、この係合ピン４７
が、中心軸１８の外周部に設けられた係合溝４８に移動
可能に挿入されていて、上下動レバー４４の自由端部側
の上下方向の移動に伴い、中心軸１８が上下方向（Ｚ軸
方向）へ移動されるようになっている。
【００２５】ここで、駆動モータ４０と、円筒カム４１
と、上下動レバー４４と、係合ピン４７と、係合溝４８
により、中心軸１８を介して一対の工具交換アーム２２
をＺ軸方向へ往復移動させる軸方向移動手段としての軸
方向移動機構４９を構成している。
【００２６】ケース１７内の下部において、中心軸１８
と駆動モータ４０の回転軸４０ａとの間に位置させて、
ゼネバ歯車５１と第１の平歯車５２とが一体的に回転す
るように配設されている。上記ピン歯車４２とゼネバ歯
車５１とによりゼネバ機構を構成していて、ピン歯車４
２のピン４２ａがゼネバ歯車５１のピン溝５１ａに係合
してゼネバ歯車５１を間欠的に所定角度ずつ回転させる
構成となっている。
【００２７】中心軸１８の外周部には、上記係合溝４８
の下方に位置させて第２の平歯車５３が設けられてい
て、中心軸１８が最も下方へ移動したときに、この第２
の平歯車５３が上記第１の平歯車５２と噛み合うように
なっている。これら第１及び第２の平歯車５２，５３が
噛み合った状態で、ゼネバ歯車５１と共に第１の平歯車
５２が回転することに基づき、第２の平歯車５３を介し
て、中心軸１８ひいては一対の工具交換アーム２２が１
８０度回転する構成となっている。
【００２８】ここで、駆動モータ４０と、ピン歯車４２
と、ゼネバ歯車５１と、第１及び第２の歯車５２，５３
とにより、中心軸１８を中心として一対の工具交換アー
ム２２を一方向へ１８０度ずつ回転させる回転手段とし
ての回転機構５４を構成している。
【００２９】次に、工具交換動作について、図５ないし
図８も参照して説明する。図５は、主軸８に装着された
工具１１により、ワーク（図示せず）を加工する際の状
態が示されている。このとき、主軸８の下端部に装着さ
れた工具１１は、工具交換位置Ｂよりも下方に位置され
ており、通常の加工は、工具１１をその工具交換位置Ｂ
より下方に位置させた状態で行われる。工具マガジン１
２側においては、次に使用される工具１１が待機位置Ａ
に位置されている。
【００３０】また、工具交換装置１６において、中心軸
１８は最も上方となる位置に位置されていて、これに伴
い一対の工具交換アーム２２も最も上方となる位置に位
置された状態となっている。この場合、一対の工具交換
アーム２２のうち、工具マガジン１２側の工具交換アー
ム２２は、これのカムフォロワ２５が工具マガジン１２
側のカム凸部３６の斜面に当接すると共に、先端部のカ
ムフォロワ３２がカム板３８の下面に当接していて、移
動ピン３０が、待機位置Ａに位置された工具ホルダ１０
のチャック溝３３に臨むような状態に位置されている。
主軸ヘッド６側の工具交換アーム２２は、これの先端部
のカムフォロワ３２がカム板３７の側面に当接した状態
に位置されている。
【００３１】そして、工具交換動作を行なう場合には、
まず、図６に示すように、主軸ヘッド６を、これの下端
部が工具交換位置Ｂとなるように上昇させる。これに伴
い、主軸ヘッド６側のカム凸部３６が、主軸ヘッド６側
の工具交換アーム２２のカムフォロワ２５に当たるよう
になると共に、先端部のカムフォロワ３２がカム板３７
の下面に当接するようになり、その工具交換アーム２２
は、これの先端部の移動ピン３０が、主軸８に装着され
た工具ホルダ１０のチャック溝３３に臨むような状態に
位置される。
【００３２】この図６の状態から、工具交換用の駆動モ
ータ４０を駆動させると、円筒カム４１の回転に伴い、
上下動レバー４４の係合ピン４７側（由端部側）が下方
へ回動するようになり、これに伴い中心軸１８を介して
アーム支持体１９及び一対の工具交換アーム２２が下方
へ移動するようになる。
【００３３】図７は、アーム支持体１９及び一対の工具
交換アーム２２が所定量下方へ移動した状態が示されて
いる。なお、この状態では、中心軸１８側の第２の平歯
車５３と第１の平歯車５２とは噛み合ってはいない。
【００３４】アーム支持体１９及び一対の工具交換アー
ム２２が下方へ移動されることに伴い、各工具交換アー
ム２２のカムフォロワ２５が対応するカム凸部３６の斜
面を移動し、これらカムフォロワ２５とカム３６のカム
作用により、各工具交換アーム２２は、図７に矢印Ｃ
１，Ｃ２で示すように、先端部が対応する工具ホルダ１
０のチャック溝３３側へ向けてへ回動するようになる。
【００３５】図７は、各カムフォロワ２５がカム凸部３
６のほぼ頂点に達した状態が示されており、この状態で
は、各工具交換アーム２２先端部の移動ピン３０がチャ
ック溝３３に完全に挿入係合し、各保持機構３１により
対応する工具ホルダ１０ひいては工具１１を保持し得る
状態となっている。移動ピン３０がチャック溝３３に挿
入されると、主軸ヘッド６側の工具ホルダ１０に対する
保持が解除される。従って、各工具交換アーム２２の保
持機構３１により対応する工具ホルダ１０ひいては工具
１１が保持された状態になり、主軸ヘッド６及び工具ポ
ット１３側から各工具交換アーム２２側に工具１１が受
け渡された状態となる。また、この図７の状態では、各
工具交換アーム２２の鋼球２７がアーム支持カラー２０
のノッチ溝３５に嵌まり込んだ状態となっている。
【００３６】図７の状態から、アーム支持体１９及び一
対の工具交換アーム２２がさらに下方へ移動されること
に伴い、図８に示すように、各工具交換アーム２２に保
持された工具ホルダ１０が、主軸ヘッド６及び工具ポッ
ト１３から引き抜かれた状態となる。このとき、各工具
交換アーム２２の鋼球２７がアーム支持カラー２０のノ
ッチ溝３５に嵌まり込んだ状態となっているので、各工
具交換アーム２２は、工具１１を垂直状態に保持した姿
勢が維持される。
【００３７】図８は、各工具交換アーム２２が最も下方
へ移動した状態が示されている。各工具交換アーム２２
が最も下方へ移動されると、中心軸１８に設けられた第
２の平歯車５３が第１の平歯車５２と噛み合うようにな
る（図３の二点鎖線参照）。この状態でピン歯車４２の
ピン４２ａがゼネバ歯車５１のピン溝５１ａに係合して
ゼネバ歯車５１を所定角度回転させると、ゼネバ歯車５
１と共に第１の平歯車５２が回転することに基づき、第
２の平歯車５３を介して、中心軸１８ひいては一対の工
具交換アーム２２が１８０度回転されるようになる。こ
のときも、各工具交換アーム２２は、工具１１を垂直状
態に保持した姿勢が維持される。
【００３８】このように一対の工具交換アーム２２が１
８０度回転されると、使用済みの工具１１が工具マガジ
ン１２側の工具ポット１３の下方に位置すると共に、次
に使用される工具１１が主軸ヘッド６の下方に位置する
ようになり、工具１１の位置が入れ替わる。
【００３９】この後、上下動レバー４４の係合ピン４７
側が上方へ回動することに基づき、中心軸１８を介して
一対の工具交換アーム２２が上昇し、一方の工具交換ア
ーム２２に保持された次に使用する工具１１の工具ホル
ダ１０が主軸ヘッド６に下方から挿入されると共に、他
方の工具交換アーム２２に保持された使用済みの工具１
１の工具ホルダ１０が工具マガジン１２側の工具ポット
１３に挿入され、それぞれの工具１１が主軸ヘッド６及
び工具ポット１３に保持されるようになる（図７の状態
参照）。また、各工具交換アーム２２の先端部のカムフ
ォロワ３２が、カム板３７，３８の下面側に当接するよ
うになる。
【００４０】そして、一対の工具交換アーム２２がさら
に上昇することに伴い、各工具交換アーム２２のカムフ
ォロワ３２が、カム板３７，３８により相対的に下方へ
押されるようになることにより、各工具交換アーム２２
には、図７の各矢印Ｃ１，Ｃ２とは反対方向への回動力
が作用し、各鋼球２７がノッチ溝３５から外れて案内面
３４に当接するようになる（図６参照）。各工具交換ア
ーム２２が矢印Ｃ１，Ｃ２とは反対方向へ回動すること
に伴い、各移動ピン３０のチャック溝３３に対する係合
が外れ、各保持機構３１による工具ホルダ１０の保持が
解除されるようになる。以上により、一回の工具交換動
作が完了することになる。
【００４１】このようにして工具交換動作が完了する
と、交換された工具１１による加工が行なわれ、この
後、再度、上記した工具交換動作を行うということを繰
り返すことになる。
【００４２】上記した実施例によれば、次のような効果
を得ることができる。一対の工具交換アーム２２の各保
持機構３１は、移動ピン３０をばね部材２９により突出
方向に付勢した単純な構成であり、従来のフィンガー方
式のような把持爪を開閉するための複雑な開閉機構が不
要であると共に、その開閉動作を制御するような必要も
ない。また、一対の工具交換アーム２２は、主軸８と平
行な中心軸１８を中心に１８０度ずつ回転させる構成で
あるから、一回の工具交換動作で正転と逆転を必要とす
る振り込み方式のものに比べて、回転制御が簡単にでき
る。よって、コスト的にも有利で、しかも、高速化にも
比較的容易に対応することができるようになる。
【００４３】一対の工具交換アーム２２をＺ軸方向に往
復移動するように設けているので、主軸ヘッド６の主軸
８及び工具マガジン１２の工具ポット１３に対する工具
１１の抜き取り及び挿入を容易に行うことができる。
【００４４】主軸ヘッド６及び工具マガジン１２側にそ
れぞれカム板３７，３８を設けると共に、一対の工具交
換アーム２２にそれらカム板３７，３８に接触するカム
フォロワ２５，３２を設け、主軸ヘッド６と一対の工具
交換アーム２２とが主軸８の軸方向に相対的に移動する
ことに基づき、前記カム板３７，３８とカムフォロワ２
５，３２とのカム作用により一対の工具交換アーム２２
をそれぞれ支軸２１を中心に揺動させる構成としている
ので、それら一対の工具交換アーム２２を揺動させるに
ついて、主軸ヘッド６側との同期を容易にとることがで
きると共に、専用の駆動手段を必要としない利点があ
る。
【００４５】さらに、一対の工具交換アーム２２をＺ軸
方向へ移動させる軸方向移動機構４９の駆動源と、一対
の工具交換アーム２２を中心軸１８を中心に回転させる
回転機構５４の駆動源とを１個の駆動モータ４０を利用
して行う構成としているので、駆動源を別々に設ける必
要がない利点がある。
【００４６】本発明は、上記した実施例にのみ限定され
るものではなく、次のように変形または拡張することが
できる。工具交換動作を行う際に、工具マガジン１２側
の待機位置Ａに位置される工具ポット１３及びカム板３
８を、主軸ヘッド６と一体的にＺ軸方向（主軸８の軸方
向）へ移動させる構成としても良い。このような構成と
した場合には、工具交換アーム２２が設けられたアーム
支持体１９をＺ軸方向（主軸８の軸方向）へ移動させる
必要をなくすことができる。
【００４７】また、主軸ヘッド６と中心軸１８との間
に、主軸ヘッド６のＺ軸方向への移動力を、中心軸１８
を回転させる回転力に変換する変換手段を設け、工具交
換動作を行う際に、主軸ヘッド６のＺ軸方向への移動に
伴い、その変換手段を介して工具交換アーム２２を回転
させる構成としても良い。このような構成とした場合に
は、工具交換アーム２２を回転させる回転手段の専用の
駆動源を必要としないようにできる。
【００４８】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、一対の工具交
換アームの各保持機構は、移動ピンを付勢手段により突
出方向に付勢した単純な構成であるので、従来のフィン
ガー方式のような把持爪を開閉するための複雑な開閉機
構が不要であると共に、その開閉動作を制御するような
必要もない。また、一対の工具交換アームは、主軸と平
行な中心軸を中心に１８０度ずつ回転させる構成である
から、一回の工具交換動作で正転と逆転を必要とする振
り込み方式のものに比べて、回転制御が簡単にできる。
よって、コスト的にも有利で、しかも、高速化にも比較
的容易に対応することができるようになる。
【００４９】請求項２の発明によれば、一対の工具交換
アームを、中心軸の軸方向に往復移動するように設けて
いるので、主軸ヘッドの主軸及び工具マガジンに対する
工具の抜き取り及び挿入を容易に行うことができる。
【００５０】請求項３の発明によれば、主軸ヘッドと一
対の工具交換アームとが主軸の軸方向に相対的に移動す
ることに基づき、カムとカムフォロワとのカム作用によ
り一対の工具交換アームをそれぞれ支軸を中心に揺動さ
せる構成としているので、それら一対の工具交換アーム
を揺動させるについて、主軸ヘッド側との同期を容易に
とることができると共に、専用の駆動手段を必要としな
い利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す要部の正面図
【図２】工作機械全体の斜視図
【図３】要部の縦断側面図
【図４】工具交換アーム及び工具ホルダの斜視図
【図５】主軸ヘッドが加工位置にある状態の要部の正面
図
【図６】主軸ヘッドが工具交換位置にある状態の図５相
当図
【図７】工具交換アームが工具を保持する位置に回動し
た状態の図５相当図
【図８】工具交換アームが工具を保持して下方へ移動し
た状態の図５相当図
【符号の説明】
１は工作機械、５はコラム、６は主軸ヘッド、８は主
軸、１０は工具ホルダ、１１は工具、１２は工具マガジ
ン、１３は工具ポット、１６は工具交換装置、１８は中
心軸、１９はアーム支持体、２０はアーム支持カラー、
２１は支軸、２２は工具交換アーム、２５はカムフォロ
ワ、２９は圧縮コイルばね（付勢手段）、３０は移動ピ
ン、３１は保持機構、３２はカムフォロワ、３６はカム
凸部、３７，３８はカム板（カム）、４０は駆動モー
タ、４４は上下動レバー、４９は軸方向移動機構（軸方
向移動手段）、５１はゼネバ歯車、５４は回転機構（回
転手段）である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工作機械における主軸ヘッドに設けら
    れ、工具が着脱可能に装着される主軸と、 複数の工具を備え、次に使用する工具を待機位置に位置
    させる構成の工具マガジンとの間で工具交換を行うため
    の工具交換装置において、 前記主軸ヘッドと工具マガジンとの間に配置されると共
    に、前記主軸に対して当該主軸の軸方向に相対的に往復
    移動可能とされたアーム支持体と、 このアーム支持体に前記主軸に対して交差する支軸によ
    り揺動可能に設けられた一対の工具交換アームと、 これら各工具交換アームの一端部にそれぞれ設けられ、
    付勢手段により突出方向に付勢された移動ピンを有し、
    工具交換アームが前記支軸を中心に揺動されることに伴
    い前記主軸に装着された工具または前記工具マガジンの
    待機位置にある工具に対して前記移動ピンが係脱可能に
    係合することによりその工具を着脱可能に保持する保持
    機構と、 前記一対の工具交換アームを前記主軸と平行な中心軸を
    中心に１８０度ずつ回転させる回転手段とを具備したこ
    とを特徴とする工作機械の工具交換装置。
  2. 【請求項２】 前記一対の工具交換アームは、前記中心
    軸を介してその軸方向に往復移動可能に設けられている
    と共に、軸方向移動手段によりその中心軸の軸方向に往
    復移動されることを特徴とする請求項１記載の工作機械
    の工具交換装置。
  3. 【請求項３】 前記主軸ヘッド及び工具マガジンにそれ
    ぞれ設けられたカムと、前記一対の工具交換アームにそ
    れらカムに接触するように設けられたカムフォロワとを
    備え、 前記主軸ヘッドと一対の工具交換アームとが前記主軸の
    軸方向に相対的に移動することに基づき、前記カムとカ
    ムフォロワとのカム作用により一対の工具交換アームを
    それぞれ支軸を中心に揺動させる構成とされていること
    を特徴とする請求項１または２記載の工作機械の工具交
    換装置。
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