JPS60114438A - 工作機械の工具ホルダ交換装置 - Google Patents

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】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は工作機械用バイトホルダに係り、詳しくは、マ
ガジンケース中の種々のバイトホルダ１のうちからアー
ムによって精選されたものとして取り出され、工作機械
の回転する受容部（１） の作動位置に案内されるバイトホルダに係る。

従　来　の　技　術 一般に、バイトホルダとして例えばアンメルトリンの゛
コンピュータニューメニカルコントロール″に記載され
る通り、多目的の工作機械用のものが知られている。こ
の解説書によると、この型式のバイトホルダは工具をは
さんだ状態でアームによりマガジンケースから引き出さ
れて、工作機械の主軸と並べて配置されるが、工作機械
の主軸のまわりにぐるりと囲んで配置される。また、工
具の取替え時間の節約のために、アームをバイトホルダ
に固定してから移送し、次の工具の取替えのために再び
戻ってくるよう、バイトホルダを軸受を介してアームに
回転自在に取付けると、工具の仕事中でも、アームがバ
イトホルダのまわりで回転することが知られている。

また、アームが下部から工作機械のスピンドル上の受容
部に招き入れられて新しいバイトホルダを固定する際に
、クラッチはゆっくりした（２） 回転速度で回転し、この回転を吸収する。このことがら
、受部部の係止部がバイトホルダの凹部にはめ合わされ
、回転自在に軸受に取付けられてはいるが、それに児合
った力が作用しないため、停止していることが確認され
なければならない。

また、工作機械に案内するために、バイトホルダが上昇
する際に、工作機械の係止部は必ずバイトホルダの対応
面に当接し、凹部に整合されてバイトホルダがセットさ
れるが、この整合が確認されるまで係止部は対応面に沿
って滑動する。更に、バイトホルダはスピンドルに引き
入れられてそこで水平にロックされる。

しがしながら、上記構成のバイトホルダでは係止部とバ
イトホルダの対応面の摩擦が大きくなり過ぎるため、係
止部がバイトホルダの対応面上に摩擦をうけて載ってお
り、しかも、この状態でバイトホルダ内側の回転自在部
分がともに回転するということが起こり、そうなると係
止部が四部中に滑り込むのが遅くなったり、完（３） 全に停止したりする。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、上記
型式のバイトホルダをスピンドルの受容部に案内する際
に、バイトホルダが一緒に回転することによって、係止
部がバイトホルダの凹部中に整合することが遅れること
を防止することを目的とする。

〈発明の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 上記のところの問題点は次の通りの手段により解決する
。

すなわち、本発明では、回転する工作機械の受容部にバ
イトホルダを案内する際に、バイトホルダの保持部とバ
イトホルダとの間の摩擦しめ付は力を高めるブレーキ装
置を設ける。従って、本発明に係るバイトホルダは、バ
イトホルダの他の回転部分が完全に制御若しくは押さえ
るため、速やかにかつ完全に係止部がかみ合う（４） という利点がある。また、ブレーキ装置が設けられてブ
レーキ力が作用するため、係止部が凹所に整合しない間
でも、一定の摩擦しめ付は力を保つことができ、工作機
械の受容部にバイトホルダをやわらかく整合することが
できるという利点がある。

要するに、工具取替時に、アームがバイトホルダにとど
まっているため、その取替時間を節約でき、それによっ
て製作中の製品の全加工時間を短縮できる。また、上に
述べたような障害のために、従来例では手動ではめ合わ
させねばならなかったが、その必要もない。

また、本発明では回転自在のピボット軸受として、ボー
ルベアリングやころ軸受等を用いることができる。この
際、ボールベアリングであると、各回転部分が内レース
の内部リングと保持的機能を持つ外レースの外部リング
とに明確に分けられるため、一方はバイトホルダの保持
に必要な手段として、また、他方はブレーキ装置の一部
としてバイトホルダが異なった作用を（５） 果すことができる。

また、ブレーキ装置としてはバイトホルダの軸線と同軸
にブレーキ板を設け、ブレーキ板はバイトホルダや保持
部に対し回転しないように連結し、バイトホルダが案内
されるときに、保持部がバイトホルダと摩擦をうけて隣
接するよう構成するのが好ましい。

このように構成すると、ブレーキ板はわずがな面積しか
とらずコンパクトな構造となる。それと同時に本発明に
よるバイトホルダの容積は従来のバイトホルダと比べて
もほとんど変わりがなく、その配置が構造上特に簡単で
、余分な製造費用もほとんどかがらない。

また、上記特徴に加えて、本発明ではブレーキ板をピボ
ット軸受の下方に配置し、保持部はバイトホルダを下か
ら作動位置に持ち上げ、その際、保持部はバイトホルダ
に関してブレーキ板の上方に隣接すること等の優れた特
徴を有する。

また、上記の如く、ブレーキ板を設けると、（６） 別にブレーキ力を発生させる必要がなく、むしろバイ］
・ホルダの自重とアームから持ち出すための把持エネル
ギーを利用してブレーキ効果を達成できるという顕著な
特徴がある。つまり、バイ１へホルダの重量エネルギー
が作用するところのすぐ下方に有効なブレーキ摩擦面が
連続して形成しであるので、工作機械の係止部に・５：
つがった後は把持エネルギーが加わってバイトボルタは
容易に作動位置に持ち上けることができる。

更に、本発明はブレーキ板とバイトホルダの作用面との
両方に摩擦面を設けるが、あるいは両件用面をざらざら
に構成し、ブレーキ効果を向」ニさせることもできる。

また、バイトホルダを保持する保持部には上部プレート
と下部プレー１へとから構成し、両プレー１へ間の間隔
はビボッｉ・軸受の外レースの上面とブレーキ板の下面
との間隔より大きく構成する。そのように構成すると、
バイトホルダは非常に簡単な構造に構成でき、バイトホ
ルダを（７） 持ち上げる際に、バイトホルダを工作機械のスピンドル
上の受容部へ案内するのに応じて有効なブレーキ摩擦面
が分離され、その間下方に位置するブレーキ板とそれに
対応する部分が有効な摩擦面となり、また、作業工程の
絡了後、工具は保持部の領域より高い位置で設置され、
アームが下がるとさらに問題なく引き出すことができる
等の特徴がある。

そこで、図面によって更に説明する。

なお、第１図は本発明の一つの実施例に係るバイトホル
ダの全体を一部を断面で示す正面図であり、第２図は第
１図のバイトホルダが作動位置にある場合の部分的拡大
図であり、第３図は第１図のバイトホルダが案内位置に
ある場合の部分的拡大図である。

まず、第１図において、符号１はバイトホルダを示し、
このバイトホルダ１は多目的に用いられる工作機械に供
せられる。図示しないが、バイトホルダ１は工具をはさ
み、別の工具をはさんだ多数の他のバイトホルダと並ん
でマガジン（８） ケース中に配置きれている。このマガジンケースは例え
ば工作機械のスピンドルと並列に配置されるが、あるい
はスピンドルのまわりを囲んで配置される。また、バイ
トボルダ１は一定のアーム１０を具え、アーム１０によ
ってバイトホルダ１はマガジンケースがら工作機械受容
部の作動位置に案内移動される。なお、第１図はバイト
ボルダ１ｆアーム１０によってマガジンケースがら移送
されて、工作機械（図示せず）のスピンドル上に案内さ
れている状態を示す。

次に、アーム１０は保持部１１に向けて移動し、この保
持部１１については俊で詳しく説明するが、バイｉ・ホ
ルダ１は保持部１１によって保持される。

保持部１１はバイトホルダ１についてピボット軸受の上
方に作動するが、このときにも、アーム１０は保持部１
１とともに一体化している。バイトホルダ１が下方から
工作機械のスピンドルの方向に案内されたときには、バ
イトホルダ１の表面１Ｇ上の凹所１３はスピンドル受容
部に並設された係止部１４に接近する。このときに、係
止部１４（９） は近くの凹所１３を必ず探り当て整合する。従って、バ
イトホルダ１はスピンドルへの接近する時に、バイトホ
ルダ１は必ずしもスピンドルにより位置が規制されてい
る必要がない。これに対し、スピンドルは第１図に示す
如く所謂クラッチの回転数僕だけ回転する。

しがしながら、上記構成のバイトホルダでは係止部１４
とバイトホルダ１の表面１６の間において一定の摩擦が
発生し、このために、係止部１４が凹所１３がら外れて
いるときには、係止部１４と表面１６との摩擦によりバ
イトホルダ１がスピンドルとともに回転されてしまうと
いう問題が生じ、係止部１４が凹所１３に案内整合され
るまで相当の時間がかかったり、場合によるとまったく
かみ合わなくなってしまうことが起こる。

そこで、以上のような欠点を除去するために、本発明で
は第２図ならびに第３図でそれぞれ詳しく説明するよう
なブレーキ装置を設ける。

すなわち、保持部１１は上部プレート１１ａと下部プレ
ート１１ｂから成って、下部プレート１１ｂの（１０） 内面は１１ｃとする。また、ピボット軸受は通常ボール
ベアリング１２として構成し、その外面リング１２ａと
内面リング１２ｂとの間にはボールを介在させ、外面リ
ング１２ａの上面は１２ｃとする。ボールベアリング１
２の下側にはブレーキ板２０が設けられ、このブレーキ
板２０は内側部分２０ａ、中央部分２０ｂ、外側部分２
０ｃ、下面２０ｄから成っている。ブレーキ板２０は内
側部分２０ａにおいて軸２１によってボールベアリング
１２の内面リング１２ｂに第２図の如く結合されている
。従って、ブレーキ板２０はこのように結合されている
ため、バイトホルダ１と共に確実に回転する。また、ボ
ールベアリング１２ならびにブレーキ板２０は第３図に
示す如く軸２２によってバイトホルダ１に対する関係で
所定の高さに固定されている。ボールベアリング１２の
外面リング１２ａの下面とブレーキ板２０の外側部分２
０ｃの上面との間には第１間隙２３を形成する。この間
隙２３はわずかの間隙でよく、この間隙２３によって外
面リング１２ａはブレーキ板２０に対して自由に回転で
きる。プレー（１１） キ板２０の外側部分２０ｃの下面２０ｄと保持部１１の
下部プレート１１ｂの上面１１ｃとの間には間隙２４を
形成する。この間隙２４は通常０．５ｍｍ程度の幅であ
って、第２図で示す場合には、保持部１１の上部プレー
ト１１ａがボールベアリング１２の外面リング１２ａの
上に載っている状態にあって、上下の各プレート１１ａ
、１１ｂでは全都合わせるとがなりの間隔があり、外面
リング１２ａの上面１２ｃ（第３図参照）とブレーキ板
２０の下面２０ｄとの間の幅より広い。バイトホルダが
工作機械のスピンドルの作動位置にあるときは第２図に
示す通りであって、下部プレート１１ｂがボールベアリ
ング１２ならびにブレーキ板２０がらはなれて間隙が形
成されたときには、保持部１１において上部プレートＩ
ｌａはボールベアリング１２の上方で自由に回転し作動
できる。バイトホルダ１は工作機械のスピンドルのとこ
ろで保持部１１から解放され、上部プレート１１ａによ
ってバイトホルダ１を工作機械のスピンドル内から下へ
押し出し遠ざける。

また、ブレーキ板２０は第３図に示す如く工作（１２） 機械のスピンドルにバイトホルダ１を挿入するよう作動
する。上記の如く、上部プレートＩｌａならびに下部プ
レート１１ｂの内面の間隙はともにボールベアリング１
２とブレーキ板２０の間隙より大きい。そのため、保持
部１１とバイトホルダ１との間で対向的に運動し、この
運動によってパデッドゾーン″が生じる。

このバイトホルダ１の挿入のときは、バイトホルダ１は
工作機械の主軸に対し下側から案内され、ブレーキ板２
０の外側部分２０ｃは保持部１１の下部プレート１１ｂ
の上面１１ｃ上に着座している。

このようにブレーキ板２０を保持部１１の下部プレート
１１ｂ上で支えていると、これによりバイトホルダ１と
アーム１０との間における摩擦しめ付は力が高められる
。第３図において回転軸３０から半径（ｒえ）のところ
に係止部１４が固定され、この係止部１４によってバイ
トホルダ１に与えられる力を（Ｆｋ）とし、バイトホル
ダ１の重器エネルギーを（（）とする。また、下部プレ
ート１１ｂ上でブレーキ板２０を支える際のブレーキ板
２０の摩（１３） 振力（Ｆ、）は回転軸３０から半径（り）のところに発
生し、これらの間に次の（１）、（２）ならびに（３）
式が成立する。

Ｆ、＝咲＋（・・・・・・（１） ＭＫ＝Ｆｋ、十味・・・・・・（２） 麺＝ＦＲ十贅・・・・・・（３） ただし、１はクラッチモーメント咲はブレーキモーメン
トである。

この際に、クラッチモーメント（ＭＫ）は２０．８ＮＣ
ｍ、ブレーキモーメント（Ｍべ）は４８Ｎｃｍである。

これはブレーキモーメントがクラッチモーメントより本
質的に大きく、そのために、係止部１４はそれ以上はバ
イトホルダ１とともに回転することがなく、むしろ凹所
１３にはめ合わされるまではバイトホルダ１の表面１６
上に沿って安全に滑ることが保証される。この場合、半
径（シ）は半径（腎より大きい。

また、係止部１４が凹所１３に整合したときには、バイ
トホルダ１は工作機械の受容部から引上げられて、それ
によってブレーキ板２０は下部プレ（１４） −ト１１ｂからはなれ、第２図に示すような状態になっ
て、バイトボルダ１とアーム１０の間には上記の如き摩
擦しめ付は力がなくなりゼロの状態になる。

なお、本発明は第１図、第２図ならびに第３図に示す如
く、ブレーキ装置を構成しなくとも、種々のものとして
も構成できる。例えば、内部リング１２ｂに固定する代
わりに、ブレーキ板２０を何れかに回転しないよう設Ｇ
プ、案内する際に、摩擦が引き起すよう構成することが
できる。更に、ブレーキ板は放射状にブレーキ力を作用
するよう構成し、例えば、バイ］・ホルダ１が内部リン
グ１２１）の表面の少なくとも一部で摺動するよう構成
することもできる。

また、ブレーキモーメントを確実に調整できるようにす
るために、ブレーキ板２０の下面２０ｄ。

下部プレート１１１）の上面１１ｃの少なくとも一方を
ざらざらした摩擦面でおおうことｌｆ−できる。

また、上部プレート１１ａの下面と外レースの上面との
間の間隙（第３図参照）は間隙２４よりも（１５） 大きく構成することができる。そのように構成すると、
バイトホルダ１が工作機械の主軸上で作動位置にあって
係止部１４が凹所１３に整合した時（第２図参照）に、
外部リング１２ａは上部プレート１１ａに隣接し、また
、バイトホルダが作動位置にあって別の失陥が起った際
（図示せず）、外部リング１２ａはブレーキ板２０とと
もにプレート１１ａ、　１１ｂの間で自由であり、まず
、バイトホルダをはずす際、更に、装置においてアーム
１０を下行させる際上部プレート１１ａは外部リング１
２ａに到達する。

なお、好適な実施態様を列記すると次の通りである。

（１）ピボット軸受が玉軸受やころ軸受等から構成する
。

（２）ブレーキ装置はバイトホルダの軸線に対して放射
線のブレーキ板を設け、そのブレーキ板はバイトホルダ
か保持部に回転せずに結合し、バイトホルダ１が案内さ
れる際に、ブレーキ板は保持部かバイトホルダと摩擦を
う（１６） けて隣接させる。

（３）ブレーキ板はピボット軸受の下方に設け、保持部
によってバイトホルダを下から作動位置に移載し、この
移載の際に、保持部によりバイ］・ホルダの近傍でブレ
ーキ板２０の上方にブレーキ力を作用させる。

（４）ブレーキ板とバイトホルダの作動面はとくにその
両面に摩擦面をつけてやるか若しくは粗くする。

（５）保持部は上部プレートと下部プレートとから構成
し、それらプレートの間隙はピボット軸受の外側部分の
上面とブレーキ板の下面との間隔よりそれぞれ大きくす
る。

（６）ブレーキ板から起こるブレーキ力の有効半径は工
作機械とバイトホルダの間の論理的有効クラッチ継手よ
り大きくする。

〈発明の効果〉 上記のところの通り、本発明では回転する工作機械の受
容部にバイトホルダを案内する際に、バイトホルダの保
持部とバイトホルダとの間の（１７） 摩擦のしめ付は力を高めるブレーキ装置を設ける。従っ
て、本発明に係るバイトホルダは、バイトホルダの他の
回転部分が完全に制御若しくは押さえるため、速やかに
かつ完全に係止部がかみ合う。また、ブレーキ装置が設
けられてブれ−キカが作用するため、係止部が凹所に整
合しない間でも、一定の摩擦しめ付は力を保つことがで
き、工作機械の受容部にバイトホルダをやわらかく整合
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一つの実施例に係るバイトホルダの全
体の一部を断面で示す正面図、第２図は第１図のバイト
ホルダが作動位置にある場合の部分的拡大図、第３図は
第１図のバイトホルダが案内位置にある場合の部分的拡
大図である。 符号１・・・・・・バイトホルダ　１０・・・・・・ア
ーム１１・・・・・・保持部 １２・・・・・・ボールベアリング １３・・・・・・凹所　１４・・・・・・係止部２０・
・・・・・ブレーキ板 （１８） ＠１図 特開昭ＧＯ−１１４４３８（６） 第２図 第３図 Ｔ−′Ｒ１量 ３２　１　＞　１ ゝト ２ｃ　ｉ “′″″１ １１　■３０ ・’−Ｆ（３ｉ 第１頁の続き ＠発明者　ハンス　ヘニング　ヴ　トイインクラ−シュ ー内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マガジンケース中からアームによって工作機械の回転受
   容部に案内されるバイトホルダであって、このバイトホ
   ルダを保持する保持部を設けると共に、バイトホルダを
   前記回転受容部のスピンドルのまわりで回転自在に支承
   するピボット軸受を設け、バイトホルダが前記回転受容
   部に案内される間に、この保持部とバイトホルダとの間
   の摩擦力を高めるブレーキ装置を設けて成ることを特徴
   とする工作機械用バイトホルダ。