JPS62140732A - 工作機械用工具ホルダ離脱装置 - 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】 Ａ６発明の目的 （１＋　　産業上の利用分野 本発明は、複数個の工具回転用スピンドルを回転自在に
支持する斜塔式クレットヘッドが枠体に対して旋回可能
に支持されており、このタレットヘッドの旋回に伴って
前記スピンドルのうちのいずれか一つのスピンドルが加
工位置に位置決めされたときには、他のスピンドルの少
なくとも一つのスピンドルは工具交換位置にある形式の
工作機械の工具駆動ユニットにおいて使用される工具ホ
ルダ離脱装置に関する。

（２）従来の技術 複数個の工具回転用スピンドルを回転自在に支持する斜
塔式タレットヘッドが枠体に対して旋回可能に支持され
、複数個のスピンドルの一つが加工位置にある間に、他
のスピンドルの少なくとも一つが工具交換位置にあるよ
うに構成された工具駆動ユニットを備えた工作機械は特
開昭５２−１２２９７６号公報に見られるように従来よ
り知られている。

（３）発明が解決しようとする問題点 工具駆動ユニットの機械開性を増加して加工精度を向上
するため、工具駆動ユニットの構造をコンパクトにする
と、タレットヘッドにより支持される複数個のスピンド
ルの基端部は互いに接近した状態となる。工具ホルダは
スピンドルの先端部において、スピンドルの中空部を軸
方向に貫通するドローバーの先端部と係合しており、工
具の交換に際し、工具ホルダをスピンドルから離脱する
場合には、ドローバーの基端面をブツシュロッドにより
押圧してドローバーをスピンドルに対して先端側へばね
偏倚力に抗して移動させると、ドローバ−と工具ホルダ
との係合関係が解かれ、工具ホルダをスピンドルの先端
部から取り去ることができる。このドローバ−の基端面
を押圧するためのブツシュロッドが固定位置に設定され
ていると、工具駆動ユニットの構造をコンパクトにした
際、タレットヘッドの旋回に伴ってスピンドルの基端部
とブツシュロッドとが干渉してしまう。

又、ブツシュロッドのドローバーに対する押圧力によっ
てスピンドルは軸方向の力を受け、そのためスピンドル
をタレットヘッドに対して回転自在に支持している軸受
に軸方向の力が加わり、軸受に好ましくない影啓を与え
る。

そこで本発明は、工具駆動ユニ、トの構造をコンパクト
にしても、クレットヘッドの旋回に伴ってスピンドルの
基端部とブツシュロッドとが干渉することがなく、又ブ
ツシュロッドの押圧力がスピンドルの軸受に無理な力を
及ぼすことがないような工作機械用工具ホルダ離脱装置
を得ることを主な目的とするものである。

Ｂ１発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 本発明によれば、複数個の工具回転用スピンドルを回転
自在に支持する斜塔式タレットヘッドが枠体に対して旋
回可能に支持されており、前記クレソ）・ヘッドの°旋
回に伴って前記スピンドルのうちのいずれか一つのスピ
ンドルが加工位置に位置決めされたときには、他のスピ
ンドルの少なくとも一つのスピンドルは工具交換位置に
ある形式の工作機械の工具駆動ユニットにおいて使用さ
れる工具ホルダ離脱装置であって、基端側か前記枠体に
枢支され、加工位置に位置決めされたスピンドルを駆動
源側に連結するためのクラッチと連動して、前記工具交
換位置に位置決めされたスピンドルの基端部と係合する
保合位置と、前記工具交換位置のスピンドルの基端部か
ら離隔した退避位置との間で揺動するフックと；このフ
ックと一体的に構成されたシリンダにより作動され、前
記フックが保合位置にあるとき、前記工具交換位置にあ
るスピンドルの中空部を軸方向に貫通するドローバ−の
基端面を押圧することにより、このドローバ−の先端側
に保持されている工具ホルダを前記工具交換位置にある
スピンドルから離脱させるブツシュロッドと：を備えた
工作機械用工具ホルダ離脱装置が得られる。

（２）作　用 クレットヘッドが旋回する際には、フックはスピンドル
の基端部から離隔して退避位置に置かれる。工具交換の
対象となるスピンドルが工具交換位置に位置決めされる
と、フックは揺動して工具交換位置にあるスピンドルの
基端部と係合し、ブツシュロッドが前進してドローバ−
の基端面を押圧する。その結果、ドローバ−はスピンド
ルに対して先端側へ移動するので、工具ホルダはスピン
ドルから離脱し得る状態となる。その間、フックはスピ
ンドルの基端部と係合しているので、スピンドルは軸方
向へ移動することはなく、スピンドルを支持している軸
受には無理な力は加わらない。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明する。

まず第１図及び第２図において、工作機械のベッドｌ上
には、送りモータ２により左右方向に移動される左右方
向移動台３が搭載されていると共に、左右方向移動台３
上には送りモータ４により一対の案内レール５．６に沿
って前後方向に移動される前後方向移動台７が搭載され
ている。

この前後方向移動台７上にはコラム８が立設されており
、送りモータ９により回転駆動される送りねじ１０によ
り昇降する工具駆動ユニットＡの昇降枠体１１は、コラ
ムの前面側において上下方向に延設された左右一対の案
内レール１２．１３に沿ってコラム８に対して相対的に
昇降する。昇降枠体１１の前面側には、水平面内におい
て前後方向に対して傾斜した方向の軸線周りに旋回され
る斜塔式タレットヘッド１７が支持されており、このタ
レットヘッド１７には一対のスピンドルヘッド１６．６
６が形成されている。各スピンドルヘッド１６．６６の
中心軸線は、工具駆動ユニットＡの内部機構の相互干渉
を避けるため第１図に示されるように互いにねじれた関
係にあり、第２図に示されるように、工具による切削作
動時においてはスピンドルヘッドの中心軸線はコラム８
に対し前後方向に向かい、又工具交換時においてはタレ
ットヘッド１７の旋回に伴ってスピンドルヘッドの中心
軸線はコラム８に対し左右方向に向かう。

第２図においては、スピンドルヘッド１６は切削位置に
あり、スピンドルヘッド６６は工具交換位置にある。又
第２図に示されるように、案内レール１３は案内レール
１２よりも前方に配設されており、各案内レール１２．
１３からタレフトへノド１７までの距離は共に短い。

第３図において、昇降枠体１１の筒状支持部１４の内周
面側には、タレットヘッド１７の筒状連結部１８の外周
面側が軸受１５を介して回転自在に支持されていると共
に、昇降枠体１１の外周フランジｌｌｆとタレットヘッ
ド１７の外周フランジ１７ｆの各対向面は相互に冷接自
在となるように構成されている。そして各外周フランジ
１１ｒ。

１７ｆの背面側はそれぞれテーパ面ｌｉｔ、１７ｔとし
て形成されており、これら一対の外周フランジｌｌｆ、
１７ｆの外面部は、タレットヘッド１７の旋回を必要に
応じて抑止するための環状クランプ１９により包囲され
ている。

筒状連結部１８の端面側には歯車２０が一体的に固着さ
れており、この歯車２０には、昇降枠体１１上に搭載さ
れたクレット旋回用モータ２１により、モータ２１の出
力軸上の傘歯車２３、筒状支持部１４上に軸受２４，２
５により軸支された歯車軸２６の一端側の傘歯車２７を
介して回転駆動される歯車軸２６の他端側の歯車２８が
かみ合っている。

昇降枠体１１上に搭載された工具回転用モータ２９の回
転駆動力は、出力軸３０、昇降枠体１１により軸受３１
．３２を介して回転自在に支持された歯車軸３３上の歯
車３４、昇降枠体１１により軸受３５．３６を介して回
転自在に支持された歯車軸３７上の歯車３８、及び昇降
枠体１１により軸受３９．４０を介して回転自在に支持
された歯車軸４１上の歯車４２を介して、歯車軸４１の
前方突出部の外周面上のスプライン４３へ伝達される。

スプライン４３には、クラッチ４４の駆動側係合部材４
４ａの内周面上のスプラインが係合している。駆動側係
合部材４４ａは、全体として筒状形をなしており、その
前端縁部には被動側係合部材４４ｂと係合する保合部を
有すると共に、後端寄りの外周面上には外周面側に環状
溝４６が形成されたクラッチ操作輪４５が固定されてい
る。

昇降枠体１１にはスプライン４３と平行に前方へ向けて
突出するロッド４７の基端部が固定されており、このロ
ッド４７の中央部に形成された固定ピストン４８には、
クラッチ操作シリンダ４９が嵌合している。クラッチ操
作シリンダ４９の両端壁はロッド４７の外周面に沿って
滑接自在であり、クラッチ操作シリンダ４９の後端寄り
の外周面上に固定されたクラッチ操作爪５０はクラッチ
操作輪４５の環状溝４６に係合している。第４図に示さ
れているように、クラッチ操作シリンダ４９の後端部の
上面上にはクラッチ操作シリンダ４９の軸方向に対して
垂直な方向に突出する滑接部材７３の基端部が固着され
ており、この滑接部材７３は、昇降枠体１１上に基端部
が固定され先端部にストッパーナツト７５が螺合された
ロッド４７と平行な案内レール７４に滑接自在に嵌合し
ている。この案内レール７４に沿って滑接部材７３〈第
４図）が滑接することにより、クラッチ操作シリンダ４
９は常に一定の方位を保ちながらロッド４７に沿って滑
接する。そしてロッド４７内の圧力流体路５１に圧力流
体が４通されると、クラッチ操作シリンダ４９が後退し
てクラッチ４４が離脱状態となり、又ロッド４７内の圧
力流体路５２に圧力流体が導通されると、クラッチ操作
シリンダ４９が前進してクラッチ４４が保合状態となる
。

第３図において、スピンドルへノド１６の内周１７は、
軸受５３及び軸受群５４を介して中空スピンドル５５が
回転自在に支持されており、この中空スピンドル５５の
後端部の外周面上にはクラッチ４４を構成する環状の被
動側係合部材４４ｂが固定されている。従ってクラッチ
４４が保合状態にあるときにはスプライン４３側の回転
駆動力はクラッチ４４を介して中空スピンドル５５へ伝
達される。

中空スピンドル５５の前端部内周面側には、前方へ向け
て拡開するテーパ面５５ｔが形成されており、このテー
パ面５５ｔには、工具ホルダ５７の外周部に形成された
テーパ面５７ｔが密着するようになっている。工具ホル
ダ５７がテーバ面５５Ｌ部に嵌入された状態においては
、中空スピンドル５５の回転駆動力は、中空スピンドル
５５の前端面倒に固定された係合ビン５６が工具ボルダ
５７の前端部外周面側に形成された係合凹部と係合して
いることにより、保合ピン５６を介して工具ホルダ５７
へ伝達される。

工具ホルダ５７の後端面から後方へ向けて、後端部に拡
大部を有する工具ホルダ軸５８が突出しており、この工
具ホルダ軸５８は、中空スピンドル５５の中空部内で軸
方向に延設されたドローバ−５９の前端部に形成された
筒状部６０内に嵌入するようになっている。筒状部６０
には周方向に間隔を置いて複数個、例えば３個の半径方
向に貫通するポール保持孔が形成されており、各ポール
保持孔内にはボール６１が離脱しないようにして保持さ
れている。又中空スピンドル５５の中空部内において筒
状部６０に対応した位置には、前端例の内周部に前方へ
拡開するテーパ面が形成された筒状部材６２が保持され
ている。ドローバーの後端部にはナツト６３が螺合され
ており、このナツト６３と中空スピンドル５５の内周側
の肩部との間に介装された多数の環状板ばね６４のばね
偏倚力により、ドローバ−５９は常に後方へ引張り力を
受けており、このばね偏倚力により各・ボール６１は筒
状部材６２の内周面側のテーパ面に沿って移動して工具
ホルダ軸５８を締め付け、工具ホルダ５７を確実にテー
パ面５５を部内に保持する。

工具ホルダ５７を中空スピンドル５５から取り外すとき
は、タレットヘッド１７を旋回してスピンドルヘッド１
６を工具交換位置に位置決めしてから、ドローバ−５９
の基端面を後記のプンシュロフドによりばね偏倚力に抗
して押圧すると共に、工具ホルダ５７の先端部外周面上
に形成された環状係合溝６５に把持爪を係合させて工具
ホルダ５７を中空スピンドル５５の外方へ引抜くことに
より、工具ホルダ５７を中空スピンドル５５から取り外
すことができる。

ドローバ−５９内には軸方向に貫通して圧力空気導入孔
５９Ｃが形成されており、工具交換時において工具ホル
ダ５７を中空スピンドル５５から取り外す際に、圧力空
気導入孔５９ｃに圧力空気を導入することにより、圧力
空気をテーパ面５５Ｌ側へ吹き付けてテーパ面５５ｔを
清浄することができる。

第４図〜第７図において、スピンドルヘッド１６は加工
位置にあって、工具ホルダ５７により工具軸１２５部を
保持された工具１２４は切削作動状態にある。これに対
しスピンドルヘッド６６は工具交換位置にある。このス
ピンドルヘッド６６の内周側には、軸受６７及び軸受群
６８を介して中空スピンドル６９が回転自在に支持され
ており、中空スピンドル６９は、工具軸７０を保持する
工具ホルダ７１を保持している。

中空スピンドル６９は中空スピンドル５５と全く同一の
構造を有しており、この中空スピンドル６９の基端部外
周面上にはクラッチ４４の被動側係合部材７２が固定さ
れていると共に、この被動側係合部材７２に近接して係
合溝８３が形成されている。他方、昇降枠体１１に固定
されたブラケット７７の枢支部７８には、フック８０の
基端側に突設されたブラケット７９が枢支されている。

フック８０の先端部には中空スピンドル６９の係合溝８
３に係合する二叉状の係合爪８２が形成されていると共
に、フック８０の中央部にはフック８０の基端側から先
端側へ向けて細長い長孔８１が形成されており、この長
孔８１はクラッチ操作シリンダ４９の外周部の上面側に
突設された係合ビン７６が遊嵌されている。従って、タ
レットヘッド１７がタレット旋回用モータ２１の作動に
より旋回されるに当たってクラッチ操作シリンダ４９が
後退してクラッチ４４が離脱状態に置かれる間は、フッ
ク８０が枢支部７８を中心として昇降枠体１１寄りに揺
動して係合爪８２が係合溝８３から離脱しているが、一
対のスピンドルヘッドの一方、例えばスピンドルヘッド
ＩＧが加工位置に位置決めされると同時に他方のスピン
ドルヘッド、例えばスピンドルヘッド６Ｇが工具交換位
置に位置決めされ、クラッチ操作シリンダ４９が前進し
てクラッチ４４が係合状態となると、フック８０は枢支
部７８を中心として前方へ揺動し、係合爪８２が係合溝
８３に係合することにより、中空スピンドル６９の軸方
向にかかる力に対抗し、軸受６７及び軸受群６８σ無理
な力が加わることを防止する 特に第６図及び第７図において、フック８０内にはシリ
ンダ９０が一体的に形成されており、このシリンダ９０
内を冷接するピストン９１のピストンロフドと一体のブ
ツシュロッド９２の先端部はフック８０の先端側へ突き
出ることができる。

プノンユロノド９２内には流路９３が形成されており、
第６図のようにポート９５に圧力流体が４大されるとピ
ストン９１はフック８０の基端側へ後退し、流路９３は
ポート９６から遮断されるが、第７図のように、フック
８０がスピンドル６９０基端部と係合した状態において
ポート９４に圧力流体が導入されると、ピストン９１は
フック８０の先端側へ移動し、それに伴ってブツシュロ
ッド９２がドローバ−９７の基端面を押圧して、ドロー
バ−９７を半反ばね９８のばね力に抗してスピンドル６
９の先端側へ移動させる。同時に、流路９３はポート９
６と連通し、圧力空気がポート９６、流路９３、ドロー
バ−９７の中空部により形成された圧力空気導入孔９７
Ｃを介して、スピンドル６９の先端部のテーパ面６９ｔ
と工具ホルダ７１のテーパ面７１ｔとの間の環状の隙間
へ導入される。

その結果、ドローバ−９７と工具ホルダ７１との係合が
解かれて、工具ホルダ７１はスピンドル６９から離脱可
能となると共に、スピンドル６９のテーパ面６９ｔが圧
力空気により清浄される。

この間、フック８０はスピンドル６９の基端部と係合し
ているので、スピンドル６９は先端側へ押圧されること
はなく、軸受６７．６８に無理な力が加わることがない
。

Ｃ１発明の効果 以上のように本発明によれば、フックは加工位置に位置
決めされたスピンドルを駆動源側に連結するためのクラ
ッチと連動して揺動するので、フックの駆動源はクラッ
チを操作するための駆動源と共用することができ、フッ
クの作動はクラッチと連動して確実に行われる。又ブツ
シュロッドはフックと一体的に構成されたシリンダによ
り作動されるように構成されているので、タレットヘッ
ドの旋回時にはフックと共に退避位置に退避することに
よりスピンドルの基端部と干渉することがない。更に工
具交換時においては、フックがスピンドルの基端部と係
合しているので、ブツシュロッドの押圧力によりスピン
ドルが先端側へ移動することがなく、スピンドルを支持
している軸受に無理な力が加わることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に基づく工具駆動ユニットの
支持装置を備えた工作機械の一例を示す前面図、第２図
は第１図の工作機械の平面図、第３図は第１図のＩＩ−
ＩＩＩ線に沿って見た要部平断面図、第４図は第１図の
ＩＶ−ＩＶ線に沿って見た要部平断面図、第５図は第４
０のＶ−Ｖ線に沿って見た要部側面図、第６図は第４図
の要部断面図、第７図は第６図とは異なった作動状態に
ある第６図と同様な要部断面図である。 Ａ・・・工具駆動ユニット、１１・・・枠体、１７・・
・タレットヘッド、４４・・・クラッチ、５５．６９・
・・スピンドル、７１・・・工具ホルダ、８０・・・フ
ック、９０・・・シリンダ、９２・・・ブツシュロッド
、９７・・・ドローバ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の工具回転用スピンドル（５５、６９）を回転自
   在に支持する斜塔式タレットヘッド（１７）が枠体（１
   １）に対して旋回可能に支持されており、前記タレット
   ヘッド（１７）の旋回に伴って前記スピンドル（５５、
   ６９）のうちのいずれか一つのスピンドル（５５）が加
   工位置に位置決めされたときには、他のスピンドルの少
   なくとも一つのスピンドル（６９）は工具交換位置にあ
   る形式の工作機械の工具駆動ユニット（Ａ）において使
   用される工具ホルダ離脱装置であって、基端側が前記枠
   体（１１）に枢支され、加工位置に位置決めされたスピ
   ンドル（５５）を駆動源側に連結するためのクラッチ（
   ４４）と連動して、前記工具交換位置に位置決めされた
   スピンドル（６９）の基端部と係合する係合位置と、前
   記工具交換位置のスピンドル（６９）の基端部から離隔
   した退避位置との間で揺動するフック（８０）と；この
   フック（８０）と一体的に構成されたシリンダ（９０）
   により作動され、前記フック（８０）が係合位置にある
   とき、前記工具交換位置にあるスピンドル（６９）の中
   空部を軸方向に貫通するドローバー（９７）の基端面を
   押圧することにより、このドローバー（９７）の先端側
   に保持されている工具ホルダ（７１）を前記工具交換位
   置にあるスピンドル（６９）から離脱させるプッシュロ
   ッド（９２）；とを備えた工作機械用工具ホルダ離脱装
   置。