JPS6215044A - 工作機械における工具の自動変換装置 - 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 本発明は工具を自動的に出入れする工具装置に係り、詳
しくは、スピンドルストックに直交する面内の無終端通
路に沿って工具ホルダが移動する工具マガジンと、この
工具マガジンの引出しおよび／または積載位置とスピン
ドルストックのスピンドルノーズのスピンドル位置との
間において工具ホルダを搬送する２つの把持アームを具
える工具装置に係る。

従　　来　　の　　技　　術 この型式の工具装置は、米国特許第３２００４９２号明
細書からすでに知られている。この装置は、垂直方向に
だけ動くスピンドルストックを有しており、このスピン
ドルストックは、２つの水平座標に沿って動くことので
きるワークテーブルの上に設けられている。スピンドル
ストックの両側には２つの工具マガジンが設けられ、こ
れら工具マガジンはスピン１′ニルストツクに強固に結
合している。２つの工具マガジンは、スピンドル軸に平
行な軸の回りに回転できる回転体の構造を示し、水平面
で回転し、回転テーブルの外周辺のあらかじめ予定され
た位置を動かし、スピンドルストックのスピンドルノー
ズに近接した位置にさせることができる。各回転タイプ
の工具マガジンは移動スライドを有し、この移動スライ
ドは回転タイプのマガジンによって構成される四辺形の
径の上に配置され、更に、移動スライドは工具と一緒に
工具マガジンの移動位置から半径方向にスピンドル位置
まで移動できるよう構成されている。工具を取替える場
合は移動スライドの１つを前進させ、スピンドルからあ
らかじめ使用されている工具を引抜き、その後、他方の
移動スライドを前進させてスピンドルに新しい工具を入
れる。スピンドルノーズの保持部分に工具を入れる場合
、スピンドルノーズは垂直方向に移動しなければならな
い。

新しい工具をスピンドルノーズの保持部分に入れた後、
スピンドルノーズはわずか下方に移動させてから新しい
工具を工作物に係合させる。

このように構成される従来例の工具装置は、基本的に次
の通りの欠点を持っている。

まず、スピンドルノーズに接近して２つの回転型の工具
マガジンを設けるのには、機械加工すべき大きな工作物
でさえ入れられるような十分なスペースを全に所定のと
ころに相当な母とることが要求される。次に、従来例の
工具装置は上記の如く構成される結果、２つの回転型の
マガジン内に収容されるすべての工具は、機械加工位置
のすぐそばに残され、このため、工具上にはドリル冷却
剤が飛散し、切削（ずが飛散ったり堆積したりする。ま
た、この結果、ドリル冷却剤が工具ホルダのテーパー面
上に堆積する危険や、堆積した冷却剤にチップがくっつ
いたりする危険があり、このため、スピンドルノズルの
テーパー内に工具を入れる時に大きなダメージが与えら
れる。この理由は、工具ホルダの互いに対向するテーパ
ー面は、高精度の機械加工されているものであるからで
ある。

従来例の工具装置の他の欠点は、次のところに存在する
。

工具を２つのマガジンから交互に取替える事実があるた
め、機械加工操作の順序を選択することが、迅速な工具
の交換の利点によって制限される。例えば、工具Ａが２
つのマガジンが１つだけに存在する場合、操作順序Ａ−
Ｂ−Ｃ−Ａは不可能である。この理由は、２つのマガジ
ンから交互に工具を用いるため、２つの若しくはそれ以
上の機械加工操作のインダーパルでしか同じ工具を用い
ることができない。しかしながら、上記の操作順序を望
むならば、両方のマガジンで同じ工具Ａを用いるように
しておく必要がある。このようにすると、究極の条件で
は従来例の工具装置によってもたらされる利点をなくす
ことになるからである。

従来例の工具装置の従来例の欠点は、移動スライドの単
一寸法の移動のためにスピンドルは工具交換時に側方に
動かす必要があり、この結果、交換に非常に多くの時間
を取ることである。

次に、米国特許第４１８２０２１号明細書には他の型式
の工具装置が記載されている。この型式の工具装置は、
はぼＵ字状通路に沿って工具がコンベアチェンによって
搬送され、工具交換用の把持部材によって移動位置で工
具が把持されるもので、この搬送位置において工具はス
ピンドルに移送される。しかしながら、この型式の工具
装置のマガジンはエンドレス通路の幾何学的形状の特性
を利用するもので、スピンドル位置でのみ工具をピック
アップするため、エンドレス通路の形状的特性が奪われ
てしまう。

次に、西ドイツ国公開公報第２１６３４９９号には、他
の型式の工具自動交換装置付工具装置が記載されている
。この型式のものでは、スピンドルの両側に回転タイプ
のマガジンが設けられているが、このマガジンの回転軸
はスピンドル軸に対して直交して延びている。工具ホル
ダを取替える場合のために、２つの把持アームを設け、
この２つの把持アームは互いに９０″の角度で交わり、
この間にマガジン位置とスピンドル位置との間で移動す
る。このため、この型式の装置では、工具ホルダが把持
要素から逃げないようにするために、比較的複雑な把持
要素が要求される。

次に、西ドイツ国公開公報第１７５２（３０５号には他
の型式の工具交換装置が示されている。この装置におい
ては垂直スピンドル軸を持つスピンドルストックの背後
にある距離を置いて工具マガジンが設けられている。こ
の工具マガジンは、エンドレスコンベアチェンを有し、
このコンベアは水平面内のオパール通路（ｏｖａｌ）に
沿って移動する。このチェーンにはフォーク状のホルダ
が回転自在に取付けられ、このホルダ疎に工具が挿入さ
れるようになっている。スピンドルストックとこのスピ
ンドルストックからある程度離れて設けられた工具マガ
ジンの間には水平方向にのびた移動通路が設けられ、こ
の移動通路に沿って彎曲把持アームが下向きに移動でき
るようになっている。工具マガジンから工具を引き出す
時には、把持部材が背後に移動し、工具マガジンのとこ
ろに入る。所定の引き出し位置で工具ホルダが受けられ
る。把持アームは工具ホルダと共に移動通路を前進し、
これらは工具ホルダがスピンドルに入れられるスピンド
ル位置に到達する。

次に、西ドイツ国公開公報１７５２６０５号には、他の
型式の工具交換装置が示されており、この装置は次の欠
点を待っている。

この装置の背後には搬送システムや個々の工具マガジン
のために利用できる多くの空間を必要とするため、条理
の空間を形成する必要がある。また、把持アームによっ
て工具マガジンからスピンドルヘッドを横断するのに長
い距離があるため、工具取替え時間が非常に長くなり、
特に、１つの把持アームしか設けられていないため、新
しい工具を運びスピンドルまで前進させ、この工具をス
ピンドルに載せることになる。

次に、西ドイツ国公開公報３３２０８５１号には、他の
型式の機械装置が記載され、この型式の装置は垂直スピ
ンドル軸を有するスピンドルストックの回りで回転する
ように複数個の把持アームが設けられている。各把持ア
ームには特定の工具ホルダまたは工具が取付けられてい
る。把持アームには平行リンク機構が設けられ、この平
行リンクの助けによってスピンドル軸から半径方向に離
れたマガジン位置から工具ホルダをスピンドル位置まで
移動させることができる。更に、すべての把持アームは
共通のスリーブの上に設けられ、このスリーブによって
スピンドルストックを包み、そのスピンドルストックに
沿ってスリーブは垂直方向に移動自在に構成されている
。

次に、西ドイツ国公開公報３３２０８５１号に記載され
る装置は、すべての工具ホルダがスピンドルのすぐ近く
に設けられ、しかも、スピンドルの回りで回転する型式
に構成されている。このため、工具の取替え時間が短い
。また、工具ホルダには機械的附勢装置を有する各把持
部材がそれぞけの工具ホルダに設けられているために、
動力が非常に大きくなる。更に、このようにして工具を
工具マガジンに収納するため、工具の数が制限され、こ
の制限によってマガジン内の工具を交換した場合のみに
ある限られた機械加工工程がとれるのに過ぎない。

次に、西ドイツ国特許出願明細書第３４１０６５６゜１
−１４号には、スピンドルストックを有する装置が記載
され、このスピンドルストックは数本の軸に沿って動き
、平面内でスピンドルストックの背後に間隔を置いて工
具マガジンが設けられている。スピンドルストックの両
側には２つの搬送装置が設けられ、この搬送装置によっ
て工具ホルダは工具マガジンからスピンドルストックの
範囲内に運搬される。２つの撮子状把持アームは水平回
転軸を持ち、この把持アームはスピンドルストックの前
面に設けられ、この結果、工具ホルダは例えば左側の把
持アームによってスピンドルポジションから左側の搬送
装置に送られ、一方、同時に右側の把持アームによって
右側の搬送装置から次の工具を引き出し、この工具をス
ピンドルポジションに挿入することになる。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記の型式の従来例に係る工具装置の改良を目
的とし、具体的には、スピンドルノーズの近傍の利用で
きる自由工作空間を最小限にする必要がなく、多数の工
具を選択的かつ最少の交換時間で交換できる工具装置を
提案する。

まず、本発明は、Ｕ字状に形成した無終端通路の脚部の
両端に工具の引き出しあるいは積載位置を形成し、スピ
ンドルノーズはこれら両端部の前面の下方に設け、スピ
ンドルノーズは工具マガジンに強固に連結する。

また、工具マガジンの形状はＵ字状または馬蹄状に構成
する。このように構成すると、Ｕ字状マガジンの各脚部
の長さを適正に選択すると、工具マガジンの中に多数の
工具ホルダが収容できる。更に重要なことは、無終端通
路をこのマガジンに沿って延在することである。従って
、典型的には３２又はそれ以上の工具を工具マガジン内
に貯蔵でき、この場合はスピンドルストックの側面なら
びにＥ面まで工具マガジンを伸ばす必要がない。すなわ
ち、従来例の回転型工具マガジンは極めて大きく構成す
る必要があるが、この点でも本発明は問題がない。

また、スピンドルストックから引き出す位置と積載する
位置との間のスペースは、適正に選択でき、工具取替え
時間は最少になるように軽減できる。すなわち、把持ア
ームによってこの小さいスペースが橋渡しされる。極力
、スピンドルノーズから工具マガジンまでのスペースは
十分に大きく取れるため、工具を汚す危険がなく、とく
に、工具ホルダテーパ一部には切削冷却剤が飛散ったり
チップがその回りに舞い上がったりするようなことがな
い。

また、２つの位置において、０字状の工具マガジンを叩
＜　（ｔａＤＤｔｎｇ）ｃとにより、工具ホルダの無終
端通路に沿っての移動を適正に制御する場合には、取替
え時間は更に減少する。

また、機械加工の完了する前に、工具マガジンはすでに
僅か回転できるようになっているため、次に要求される
工具は２つの位置の１つで有効に利用でき、その１つは
引き出し位置にあって２つの把持アームにより引き出す
ことができる。この操作の後、ただちに工具マガジンを
サーチラーンでき、工具ホルダの空の位置を積載位置に
現在保持されている他の位置でスピンドルから工具ホル
ダを引き出すことができる。今、スピンドルから把持ア
ームによって前の（ｐｒｅｖｉＯｕｓｔ工具ホルダを引
き出すことができ、この工具ホルダを空の位置に置くこ
とができると共に、他の把持アームによって新しい工具
ホルダをスピンドルに挿入する。

最後に、スピンドル軸方向で工具マガジンをスピンドル
ノーズに結合することにより、所謂種々の工具取替え平
面が得られる。このことは、工具取替え装置が工具取替
え時にスピンドルによって占める共やく位置に依存する
ということを意味し、工具マガジンが強く結合されてい
るためにスピンドルストックのあらゆる移動に追従する
という口とを意味する。従って、スピンドル位置とマガ
ジン位置との間の移送は、スピンドルノーズが任意のと
きに占める共やく位置がどのような位置であるかに拘ら
ず実施でき、このｆＩａ梁、交叉する通路が最大限に移
動でき、共やく位置にかかわらず特に短くできる。

また、本発明によると、ヘッドストックの軸ならびに引
き出し又は積載位置は二等辺三角形の両端において対称
的に形成され、この三角形の等辺に沿って把持アームに
移動通路を形成し、工具ホルダの角位置はこの移動の間
に変化することがない。

口のような特徴があるが故に、スピンドルと工具マガジ
ンの２つの位置との間の対称的な移動通路はその長さが
等しくなり、移動時間が等しいことになる。角度の変化
しない位置における工具ホルダの移動により、工具ホル
ダ上の駆動溝は所定の位置から離れており、工具ホルダ
をスピンドルに挿入する間は駆動溝は常にこの点でのキ
ーと直接係合している。

本発明の他の型式の装置は、数個の共やく軸に沿ってス
ピンドルストックが移動し、把持アームには平行リンク
機構が設けられて、しかも、スピンドルの軸に対して直
角方向においてスピンドルストックと強固に結合し、前
記軸に平行な方向に把持アームが動くことができる。こ
のような特徴によって、１つの附勢部材により工具ホル
ダはスピンドルの中に導（ことができる。

この目的のために把持アームによりスピンドルから下に
僅か離れた所に工具ホルダを保持し、続いて、把持アー
ムは移動し、ついに工具ホルダはスピンドルストックの
テーパ一部に係合する。このように構成する場合、張力
バネなどによって把持アームは上部位置に保持し、工具
ホルダを取り除く時のみピストン−シリンダ装置によっ
て協力バネの作用に逆らって把持アームを下降させる。

また、本発明によると、コンベアチェンは無終端通路に
沿って案内し、工具ホルダの回転自在のホルダをこのコ
ンペアチェンに設ける。このように構成すると、工具ホ
ルダの移動はまったく自由にできる。従って、引き出し
位置での工具は正確な位置を示し、この位置はチェーン
上のセンサーによって決めるのが好ましい。

また、本発明によると、駆動輪はＶ字状の無終端ベルト
、特に、歯付ベルト又はチェーンによって駆動し、他の
駆動部ならびにローラは前記脚部の交叉点に設けられた
ローラから離して配置する。このように構成すると、２
つの駆動輪を同期して駆動モータにより作動できる。

また、本発明によると、ローラはベルト若しくはチェー
ンのテンションプーリーの型式に構成する。このように
構成すると、必要の場合に単純な手段でベルトまたはチ
ェーンの張力が調整できる。

また、本発明によると、駆動輪、駆動部、プーリー、ベ
ルトがＶ字状の駆動箱の中に収納する。このように構成
すると、ベルト、チェーンなどは駆動箱により構成され
る中空体の中で保護される。

また、本発明によると、駆動箱の遊端によって工具マガ
ジンの遊端を支持し、駆動箱のＶポイントをスピンドル
ストックのところで固定した時に、駆動箱と工具マガジ
ンは自己支持型のアルミ構造物として構成するのが好ま
しい。このように構成すると、構造物が軽量になり、ス
ピンドルストックによって工具マガジンならびに駆動機
構が支えられるため、数個の共や（軸方向にスピンドル
ストックが移動できる。

また、本発明においては、工具ホルダを工具マガジンの
Ｕ字状無終端通路上で保持すると共に、口の無終端軌道
のフォーク状ホルダ内に開放側部を形成し、しかも、工
具マガジン、とくに、工具マガジンの側壁に案内を固定
する一方、この案内を無終端通路に沿ってこの開放側部
の前面に形成し、更に、この案内にはそれぞれの引抜き
ならびに積載位置において開口を形成し、この開口にお
いて引扱きと積載とを行なう。

従って、このように構成すると、フォーク状ホルダには
引きつけ機能を持っているために、工具ホルダを導いて
前面から引抜くことができ、このために、工具ホルダの
引抜きや積載がきわめて容易になる。また、工具マガジ
ンに固定される案内によって、遠心力の作用により工具
ホルダがフォーク状ホルダから外れることがない。

また、本発明においては、この開口は草刈りがま状保持
部の上端を形成するアーク状部によっておおわれ、この
がま状保持部はその下端において回転自在に構成する。

このように構成すると、工具ホルダの引抜き後直ちに１
つの引抜き位置の開口が閉じられ、その後直ちにす〜チ
ラシを行なって、スピンドルからおろした工具ホルダの
ための空の位置をみつけることができる。保持部は草刈
りがま状で下端に回転軸を設けであるために、その下部
が十分に良いのにも拘らず、その上端のアーク状部は引
扱き又は積載位置から離れるよう回転できる。更に、こ
のように構成すると、離れるよう回転するアーク状部が
衝突する危険がなく、把持アームのホルダを引抜き又は
積載位置の直前に位置決めすることができる。

また、本発明においては、工具マガジンに固定するスラ
イド装置を、引抜きならびに積載位置の無終端通路に対
して直交するよう延在させ、口のスライド装置によって
工具ホルダが開口から外れないようにすると共に、工具
マガジンのフォーク状ホルダを把持アームのフォーク状
ホルダの中に侵入させたり出したりする。このように構
成すると、工具マガジンの工具ホルダと把持アーム間の
移送がきわめて迅速に実施でき、この結果、工具取替え
時間が短縮できる。

また、本発明においては、スライド装置には移動方向に
交互に組合された頭部を設けて、これによって２つの移
動方向において工具ホルダを強固に保持する。このため
、工具マガジンの移動方向に示される部分を工具ホルダ
の輪郭線に対応させると、工具マガジンの通過の間に頭
部は工具ホルダの移動通路内にとどまるため、工具ホル
ダはその移送のために移送位置まで移動する必要がない
。更に、頭部をこのように構成すると、工具マガジンへ
の侵入ならびに排出の２つの方向において移送作業を実
施できる。

また、口の部分の輪郭を上記の如く上端がテーパー状を
成す工具ホルダの外側輪郭線と一致させると、スライド
装置によって待ち位置が与えられ、その頭部が工具マガ
ジンから外れないようにできる。すなわち、この待ち位
置においては、工具ホルダは下部から前進し、工具マガ
ジン内に侵入すべき工具ホルダはスライド装置の条部に
導かれる。

把持アームから離れたところの頭部を移動方向と平行な
軸の周りで回転自在に構成すると、頭部が工具マガジン
から外れたときに、工具ホルダは積載される。

Ｒｗ！に、本発明においては、工具マガジンでは、引き
出しならびに積載位置に開口部を形成する以外は、側壁
によって包囲されている。このため、工具マガジン内の
工具や工具ホルダはその中の移動駆動装置と同様に完全
にチップや冷却剤等から保護される。

〈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 すなわち、本発明に係る工具装置は、スピンドルストッ
クの軸に直交する平面内の無終端通路に沿って複数個の
工具支持用工具ホルダが移動できる工具マガジンと、こ
の工具マガジン内で前記スピンドルストックの少なくと
も一方に形成される引出しおよび／または積載位置と前
記スピンドルストックのスピンドルノーズ内のスピンド
ル位置との間において工具ホルダを搬送する２つの把持
アームとを設け、前記無終端通路をＵ字状に延在させて
構成すると共に、このＵ字状無終端通路の各脚部の端面
に前記引出しおよび／または積載位置を形成し、更に、
前記スピンドルノーズを前記端面の前面でかつ下部に配
設する一方、前記スピンドルストックの軸の方向で前記
工具マガジンに強固に結して成ることを特徴とする。

そこで、これら手段たる構成ならびにその作用を図面に
よって更に具体的に説明すると、次の通りである。

なお、第１図は本発明の一つの実施例に係る工具装置の
正面図であり、第２図は一部を断面で示すその平面図で
あり、第３図は第１図に示す工具装置の工具マガジンの
駆動装置の説明図であり、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ
線上の断面図であり、第５図ならびに第６図は工具マガ
ジンの操作位置を示す各説明図であり、第１図は第５図
の■−■線上の断面図であり、第８図は工具マガジンの
入手による積載を第７図と同様に示す断面図である。

まず、第１図ならびに第２図において、符号１０は一般
的に本発明に係る機械工具を示し、この機械工具１０は
スピンドルストック１１、工具マガジン２９ならびに２
つの把持アーム２０．２０ａから成って、このスピンド
ルストック１１を工作機械１０の底部１３に垂直調整装
置１２によって配置し、１２を伸縮自在のカバーの中に
収納する。スピンドルストック１１は垂直軸１９に対し
て垂直な２つの同一の方向に移動自在に構成し、この移
動機構は公知のものであるから、第１図に示さない。

工具１６は工具ホルダ１７によって保持され、工具ホル
ダ１７をスピンドルノーズ１５内に取付ける。

また、工具ホルダ１７を把持アーム２０の把持ホルダ１
８によって保持する。例えば、工具ホルダ１７を把持ホ
ルダ１８内で回転自在に構成すると、工具１Ｇの使用の
間は、把持ホルダ１８は作動位置の工具ホルダ１７から
離間する必要がない。

２つの把持アーム２０．２０ａのうちで一方の把持アー
ム２０の剛性部分２１の下端をスリーブ２２に固着し、
このスリーブ２２を垂直軸１９の方向に沿ってスピンド
ルノーズ１５に対して抜差自在に構成する。更に、この
スリーブ２２によって他方の把持アーム２０ａの剛性部
分２１ａを支持する。このように一対の把持アーム２０
．２０ａならびにスリーブ２２によって構成されるユニ
ットを、中間位置においては、第１図に示す如く、張力
バネ２３によって上向きに引張って工具ホルダの作動位
置とする。なお、バネ２３は２つの把持アーム２０．２
０ａの各剛性部分２１．２１ａとスピンドルストック１
１との間に介設する。工具１Ｇを取替えるために。

第１ピストン−シリンダ装置２４を、その上端をスピン
ドルストック１１に連結すると共に、下端をスリーブ２
２ならびに剛性部分２１．２１ａに連結するようにして
配設し、この第１ピストン−シリ装置２４を作動、させ
て工具２Ｇを取替える。すなわち、第１ピストン−シリ
ンダ装置２４によって上向きにスリーブ２２を押圧する
と、工具ホルダ１１はスピンドルノーズ１５との係合状
態から外れ、工具１Ｇを取替えることができる。

また、一対の把持アーム２０．２０ａの各剛性部分２１
．２１ａにはそれぞれ把持ホルダ１８．１８ａを平行リ
ンク機構２６ならびに２７と平行リンク機構２６ａなら
びに２７ａとによって連結している。つまり、両リンク
機構２６％２７ならびに２６ａ、　２７ａの一端は各剛
性部分２１若しくは２１ａに連結し、他端は各把持ホル
ダ１８．１８ａに連結している。従って、第１図の左半
分で示す如く、第２ピストン−シリンダ装置２５のピス
トンが伸長位置にあるときは、把持アーム２０によって
工具ホルダ１７がスピンドル位置まで運ばれるのに対し
、第２ピストン−シリンダ装置２５ａのピストンが収縮
位置にあるときは、工具ホルダ１７はスピンドルノーズ
１５上の所謂マガジン位置に運ばれる。

また、第２図に明確に示す通り、各把持アーム２０．２
０ａはともに約４５°の角度で傾斜し、これら両把持ア
ーム２０．２Ｏａ間の角度は約９０゛である。第２ピス
トン−シリンダ装置２５がスピンドル位置からマガジン
位置、または、この反対にマガジン位置からスピンドル
位置に移動するときは、これに従って、工具ホルダ１７
．１７ａは、移動通路に沿って゛アッパリア（ｕｐｐｅ
ｒ　ｒｅａｒ）”から”ロウアフオード（ｌｏｗｅｒ　
ｆｏｒｗａｒｄｌ”の位置、または、この反対に“°ロ
ウアフォアード（ｌｏｗｅｒｆｏｒｗａｒｄ）”から“
アッパリア（ｕｐｐｅｒ　ｒｅａｒ＞”の位置まで移動
する。この際、四辺リンク機構２Ｇ、２７．２６ａ、　
２７ａが介設されているために、口の移動の間であって
も、工具ホルダ１７．１７ａはその垂直軸に対して回転
できるよう維持されている。

次に、工具マガジン２９は、第２図に示す如く、Ｕ字状
又は馬のひづめ状に構成し、しかも、スピンドルストッ
ク１１の垂直軸１９に対して直交する軸２８をはさんで
対称的に構成する。工具マガジン２９には符号３０．３
０ａで示す脚部を形成し、各脚部３０．３０には符号３
０’　、３０ａ’で示す端部を形成する。工具マガジン
２９の上部にＶ型形状の駆動箱３１を設け、駆動箱３１
をスピンドルストック１１に連結する一方、駆動箱３１
の各脚部４１．４１ａを工具マガジン２９に連結する。

この場合、駆動箱３１ならびにマガジン２９によって自
己支持型のアルミニウム製の片持はりを構成するのが好
ましく、口の片持はりを連結面３８で強固にスピンドル
ス］・ツク１１に連結して、スピンドルストック１１を
３つの共やく軸のまわりで移動できるようにする。符号
３９で示すりんかく線はスピンドルストック１１が最も
慢端位置にあるときの工具マガジン２９の仮想位置を示
す。

また、工具マガジン２９の両端３０．３０ａには切欠き
３２．３２ａを形成し、これら切欠き３２．’３２ａを
通って工具ホルダ１７．１７ａを引き込み、工具マガラ
ン２９内に工具ホルダ１７．１７ａを挿入する。

工具マガジン２９の内部にはエンドレスチェン３３の型
式よりなるＵ字状の無終端通路を設け、第３図ならびに
第４図を用いて後記するように、このチェノ３３を両端
３０’　、　３０ａ’　の駆動軸３４または３４ａによ
って駆動するよう構成する。従って、これら駆動軸３４
．３４ａに矢印方向の回転を与えると、フォーク状のホ
ルダ４２はコンペヤチェン３３により形成される無終端
通路に沿って符号３５．３Ｇで示す矢印方向に移動する
。この回転を反対にすると、符号３５．３６で示す矢印
方向が反対になる。

フォーク状のホルダ４２の前面から工具ホルダ１７．１
７ａは引き込まれ、その中にうけられる。

また、コンペヤチェン３３を高速で移動させるときには
、工具ホルダ１７．１７ａを遠心力の影響によってフォ
ーク状ホルダ４２から外れないようにする必要があり、
このため、工具マガジン２９の側壁４３から成る案内を
フォーク状ホルダ４２から成るフォークの開口部の前面
に配設する。この案内４３は、第５図ならびに第６図を
用いて後記するように、切欠き３２．３２ａのところに
おいてのみ中断する。

また、側壁から成る案内４３は第１図に示す如く下向き
に符号４３′　のところまで延長し、切欠き３２．３２
ａのところを除いて、工具マガジン２９を完全に包囲す
るまで側壁４３を側方に延長する。

口のように構成すると、工具マガジン２９から下方に突
出している工具１６、ＩＧａとコンペヤチェン３９なら
びにその駆動装置を保護できる。

また、第２図に示す如く、スピンドルストック１１の後
部に駆動モータ４０を設け、この駆動モータ４０によっ
て第３図で符号４５で示す駆動軸を駆動する。この駆動
輪４５をエンドレス歯付ベルト４ＧのＶ字状の最下点に
設け、駆動輪４５によって車輪４７．４７ａを駆動する
。車輪４７．４７ａを駆動軸３４．３４ａら連結して駆
動軸３４．３４ａとともに車輪４７．４７ａを回転させ
る。また、第３図に示すように、ベルト４６のＶ字状の
上部のところにテンションローラ４８を設け、テンショ
ンローラ４８は矢印４９の方向に移動自在に構成する。

次に、駆動箱３１は、その断面構造が第４図される如く
車輪４１．４７ａの各駆動輪３４．３４ａの通路部分を
除いて、頂部ならびに底部は閉じられている。また、テ
ンシコンローラ４８は調整部材５５によって支持し、こ
の調整部材５５は第３図で矢印４９で示す方向に長孔５
Ｇ内において移動自在に構成する。調整部材５５は調整
ネジ５７．５８によって調整自在に構成し、所定の位置
に固定する。

このように調整部材５５によってテンションローラ４８
を移動自在に構成すると、歯付ペルトチエン４６に所定
の張力を与えることができ、口の張力は所望の限界内に
調整できる。

また、第３図に示す如く、センサー５０を駆動輪４７の
近くに設け、このセンサー５０によって何れの時でも駆
動軸によって占める回転位置が検出でき、コンベアチェ
ン３３の各ホルダ４２内の工具ホルダ１７．１７ａの位
置が抽出できる。また、制御装置は詳細に示されないが
、工具ホルダ１７．１７ａによって占められる瞬間位置
を検出でき、適当なサーチラーンによって所望の位置を
選択できる。

第５図ならびに第６図はマガジン２９内のフォーク状ホ
ルダ４２から工具ホルダ１７．１７ａを各把持アーム２
０．２０ａの橋把持ホルダ１８．１８ａに移送する時の
状態を示す。第５図において、ライン６０は移動の外側
通路を示す、例えば、コンベアチェン３２の作動の間に
は、この外側通路６０の軌跡に沿って工具ホルダ１７．
１７ａは移動する。外側通路６０は、第２図ですでに示
した如く、案内によって制限し、工具ホルダ１７．１７
ａが工具マガジン２９のフォーク状ホルダ４２から脱落
しないようにする。外側通路６０に沿って設けた案内は
切欠き３２のところで終了させ、この切欠き３２のとこ
ろには、草刈りがま状の保持部材６２は軸６３を中心と
して回転自在に構成し、この保持部材６２の回転は第３
ビス］・ンーシリンダ装置６４によって与えられる。駆
動箱３１の脚部４１．４１ａの両端にはＶ形状の開口部
７０を形成し、この開口部７０の底部に第４ピストン−
シリンダ装［１ｉ７１を強固に取付ける。第４ビス［・
ンーシリンダ装置７１の作動によってリンク７２は軸２
８と平行な方向に移動し、このリンク７２の前端部によ
って頭部１３を支持する。頭部７３によって後で詳細に
説明する如く、工具ホルダ１７．１７ａを把持する。こ
の頭部７３によって工具ホルダ１７．１７ａを把持し、
この状態で、工具ホルダ１７．１７ａはマガジン位置７
４と把持アーム位１ｉ７５との間を移動する。

すなわち、第５図に示す如き操作位置のときは、第３ビ
スｉ・ンーシリンダ装＠６４を伸長し、アーク状部６１
によって閉塞している状態にあって、このアーク状部分
６１によって外側通路６０が連続化され、連続的な側面
案内を形成する。頭部７３は工具ホルダ１７．１７ａの
通路内に位置し、更に、頭部１３は、第７図を用いて後
で詳細に説明する如く、工具ホルダ１７．１７ａの通路
をじゃましないよう構成する。

把持アーム２０のホルダ１８は開口部３２の前面に位置
しており、このときに、アーク状部６１がきわめて接近
している。さて、例えば、工具ホルダ１７ａがマガジン
位＠７４から把持アーム位＠７５に移送される時は、そ
の操作は第６図に示す通りに開始される。

すなわち、まず、始めに、第３ピストン−シリンダ装置
６４が作動して収縮し、この収縮によって草刈りがま状
の保持部分６２を軸６３を中心にして回転させる。この
保持部分６２が長いため、アーク状部Ｇ１は接線通路６
５に沿って回転し、開口部３２から遠ざかるため、アー
ク状部６１はその直前に存在するホルダ１８には接触し
ない。この結果、ホルダ１８は工具マガジン２９のフォ
ーク状ホルダ４２の前できわめて小さい距離だけしか離
間していないとごろに位置し、この結果、工具ホルダ１
７．１７ａはわずかなスペースだけ越えて移送される。

アーク状部６１が開口部３２をとび越したときには、第
４ピストン−シリンダ装置７１が作動し、例えば、伸長
して、頭部７３によって工具ホルダ１７．１７ａはマガ
ジン位置７４から把持アーム位置７５に移動する。この
ような工具ホルダの移動終了後、直ちに、頭部７３は再
び収縮し、アーク状部６１は第５図に示すはじめの位置
に復帰する。この結果、工具マガジン２９のコンベアチ
ェン３３はその移動を連続的に続ける。

また、第７図は工具ホルダ１７をマガジン位置から把持
アーム位置に移送する際の移送態様を一１ｉｔ詳細に示
し、第７図から明らかな如く、工具マガジン２９の各フ
ォーク状ホルダ４２は例えば３つのローラ８１．８２な
らびに８３によって移送されるよう構成され、これら３
つのローラ８１．８２ならびに８３は工具マガジン２９
の内部、とくに、工具マガジンの脚部３０′　内に設け
、これらローラ８１．８２ならびに８３はコンベアチェ
ノ３３内で回し継手として回転自在に構成する。

また、工具ホルダ１７は各フォーク状ホルダ４２のフォ
ーク状の受は口８４の中に看座し、受は口８４の中に工
具ホルダ１７ａを押圧して入り込ませたり、引き出され
たりするよう、フォーク状ホルダ４２は側方にオフセッ
トされている。

また、頭部７３は第７図に示す如く剛質のフロント部８
６とリア一部８７とから成って、これら両部８６．８７
は頭部１３の移動方向と平行な軸８７を中心として回転
自在に構成する。フロント部８６ならびにリア一部８７
の内面は工具ホルダ１７の標準化された輪郭外周面に整
合するよう僅かな遊び残して構成する。第７図において
実線で示される頭部７３は収縮状態のときであって、こ
のときには工具ホルダ１７がコンペアチェン３３によっ
て外側通路に沿って移動する際に、この工具ホルダ１１
の移動通路内に頭部７３が存在している。今、工具ホル
ダ１７を工具マガジン２９内から把持アーム２０の把持
ホルダ１８内に移動するときには、第５図ならびに第６
図を参照してすでに示した通り、頭部７３は第７図にお
いて破線で示い位置に移動し、この頭部７３のリア一部
８７によって工具ホルダ１７は把持アーム２０の同様に
フォーク状の把持ホルダ１８内に押出される。当然、第
７図で断面が実線で示されるアーク状部６１は離間する
よう軸６３を中心として回転する。これに対し、工具ホ
ルダ１７を把持アーム２０の把持ホルダ１８から工具マ
ガジン２９のフォーク状ホルダ４２に移送するときも同
様に行なわれ、この場合は、工具ホルダ１７を頭部７３
のフロント部８６によって押して工具マガジン１９に入
れる。

すでに上記のところで説明した通り、リア一部８７は頭
部７３の移動方向と垂直な平面内で回転自在に構成する
。第８図は工具マガジン２９を人手によってのせる場合
を示す。すなわち、工具マガジン２９が空になったとき
や、または新しい処理プログラムのために新しいセット
の工具ホルダ１７をのせるときには、第８図に示す如く
、第４ピストン−シリンダ装置７１でリンク７２を押し
て頭部７３、とくに、フロント部８６を伸長位１まで移
動し、一方において、これと同時に、関連する把持アー
ム２０を開口部３２の障害にならないようにスピンドル
位［（第１図の左半分で示す）内におく。しかしながら
、この位置では工具ホルダ１７をのせたり、引抜いたり
するのに、リア一部８１が障害になるために、第８図に
示す方向でリア一部８７を軸８８の回りに回転して十分
な空間を形成し、この空間を利用すると、工具ホルダ１
１をフォーク状ホルダ４２の開口部８４の中に矢印９０
．９１で方向に挿入することができる。

実施例 また、本発明を実施する際に、その好適例を示すと、次
の通りである。

１）スピンドルストック１１０軸１９と引抜き又は積載
位置１４とは二等辺三角形の頂点に対称的に形成し、こ
の二等辺三角形の等して辺に沿って２の把持アーム２０
．２０ａの移動通路を延在させ、この移動の間は、工具
ホルダ１７０角位置が変化しないように保持する。

２）スピンドルストック１１は数個の共やく軸に沿って
移動し、各把持アーム２０．２０ａには平行リンク機構
２６．２７および２Ｇａ、　２７ａを設け、各把持アー
ム２０．２０ａはスピンドルストックの軸１９に直交す
る方向でスピンドルストック１１に強固に連結するが、
軸１９と平行な方向には移動できるようにする。

３）無終端通路に沿ってコンベアチェン１３を案内し、
口のチェノ１３に工具ホルダ１７のための回転自在のホ
ルダ４２を取付け、同期運転される２つの駆動輪４７．
４７ａをＵ字状工具ホルダの両端に取付ける。

４）駆動輪４７．４７ａはＶ字にはられたエンドレスベ
ルト４６、とくに好ましくは、歯付ベルト又はチェノに
よって駆動し、このＶ字状の各脚部４４．４４ａの端部
に駆動輪４７．４７ａを配置し。

更に、駆動ロー５４５と張力ローラ４８とをこれら脚部
４４．４４ａの交差部に離して配置する。

５）張力ローラ４８は駆動ローラ４５に向って接近させ
ることによりベルト４Ｇに対して張力を与えるテンショ
ンブーりの型式をとる。

６）駆動輪４７．４７ａ、駆動ローラ４５、テンション
プーリ４８ならびにベルト４６はＶ型の駆動箱３１の中
に配置する。

７）駆動箱３１の各遊端部４１．４１によって工具マガ
ジン２９の脚部３０．３０ａを支持し、この駆動箱３１
ならびに工具マガジン２９は自己支持型のアルミニウム
構造物として構成する。

８）工具マガジン２９内でＵ字状無終端通路上に工ホル
ダ１７を保持し、この工具ホルダ１７を保持するフォー
ク状ホルダ４２に開放側部を形成し、この開放側部り前
面において無終端通路に沿い、工具マガジンの案内を設
け、この案内には各引抜きおよび積載位置７４では開口
部３２．３２ａを形成する。

９）この間口３２．３２ａは上端が草刈りがま状の保持
部を成し下端が回転自在に支持されるアーク部６１によ
って包囲する。

１０）工具マガジン２９は引１にきおよび積載位置７４
において無［通路に対して直交させて配置し、更に、ス
ライド装置によって工具ホルダ１７が工具マガジン２９
のフォーク状ホルダ４２から外れることなく把持アーム
２０．２０ａの把持ホルダ１８．１８ａ中に入るよう保
持する。

１１）このスライド装置はフロントならびにリアーの各
部分８６．８７から成る頭部７３から構成し、これら各
部分は互いに移動方向で組合され、工具ホルダ１７を移
動方向で確実に保持する。

１２）このリアーならびにフロントの各部分８６、８１
は移動方向と平行な軸を中心として回転自在に構成する
。

１３）工具マガジン２９は円弧状にとじられた側壁４７
．４７′　によって包囲され、引抜きおよび積載位置７
４においてのみ開口部３２．３２ａを形成する。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明した通り、本発明に係る工具装置は、ス
ピンドルストックの垂直軸に直交する平面内に形成され
、工具ホルダが移動する無絡端通路を工具マガジン内に
形成し、口の無終端通路を０字状に構成する一方、この
０字状の無終端通路の両脚の両端に工具を引き出しある
いは積載する引き出しおよび積載位置を設け、更に、口
れら脚部の両端の前でかつ下側にスピンドルノーズを設
けて、このスピンドルノーズを工具マガジンに強固に連
結して成るものである。

従って、工具マガジンのＵ字状の長さを適正に選択する
と、工具マガジンの中に多数の工具ホルダが収容でき、
これに沿って無終端通路を伸ばすことができる。このた
め、３２個以上の工具が工具マガジン内に貯蔵でき、工
具マガジンを大きく構成する必要がなく、また、スピン
ドルストックからの工具の引き出しと積載との間のスペ
ースは適正に選択でき、工具取替え時間は最少にできる
。

【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工具装置の正面図
、第２図は一部を断面で示すその平面図、第３図は第１
図に示す工具装置の工具マガジンの駆動装置の説明図、
第４図は第３図の■−■線上の断面図、第５図ならびに
第６図は工具マガジンの操作位置を示す各説明図、第７
図は第５図の■−■線上の断面図、第８図は工具マガジ
ンの入手による積載を第７図と同様に示す断面図である
。 符号１０・・・・・・本発明に係る工具装置１１・・・
・・・スピンドルストック １５・・・・・・スピンドルノーズ １６・・・・・・工具 １７．１７ａ・・・・・・工具ホルダ １８・・・・・・把持ホルダ １９・・・・・・スピンドルストックの垂直軸２０．２
０ａ・・・・・・把持アーム ２２・・・・・・スリーブ ２４・・・・・・第１ピストン−シリンダ装置２５・・
・・・・第２ピストン−シリンダ装置２９・・・・・・
工具マガジン ３０．３０ａ・・・・・・脚部 ３０’　、３０ａ’・・・・・・端部 ３１・・・・・・駆動箱 ６４・・・・・・第３ピストン−シリンダ装置１１・・
・・・・第４ピストン−シリンダ装置１４・・・・・・
引抜きおよび／または積載位置特許出願人　シロン　ベ
ルケ　ゲーエムベーハー代　理　人　弁理士　　松　　
下　　義　　勝弁護士　　副　　島　　文　　雄 ｗｉ１図 ３７’　　　　　　　　　　！［２図 ■ ！１４図 ｙ旦−一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スピンドルストックの軸に直交する平面内の無終端通路
   に沿って複数個の工具支持用工具ホルダが移動できる工
   具マガジンと、この工具マガジン内で前記スピンドルス
   トックの少なくとも一方に形成される引出しおよび／ま
   たは積載位置と前記スピンドルストックのスピンドルノ
   ーズ内のスピンドル位置との間において工具ホルダを搬
   送する２つの把持アームとを設け、前記無終端通路をＵ
   字状に延在させて構成すると共に、このＵ字状無終端通
   路の各脚部の端面に前記引出しおよび／または積載位置
   を形成し、更に、前記スピンドルノーズを前記端面の前
   面でかつ下部に配設する一方、前記スピンドルストック
   の軸の方向で前記工具マガジンに強固に結して成ること
   を特徴とする工具を自動的に出入れする工具装置。