JPS6232745Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、チヤツクの開閉によりツールを着脱
するための装置に関する。

工作機械のツールは、スピンドルに対し通常コ
レツトまたはテーパチヤツクより着脱できるよう
になつている。この種のチヤツクは、通常ドロー
バーの軸方向の動きによつて開閉できるようにし
てある。そしてツール着脱用のチヤツクがスピン
ドルの内部に組み込まれているため、これに対応
してドローバーは、スピンドルの内部に挿入され
ている。従つてツールの着脱は、ドローバーをス
ピンドルの内部で軸線方向に移動されることによ
り行われる。

ところでドローバーの軸線方向の移動時に、そ
の移動のための駆動力がスピンドルやスピンドル
の軸受けなどにかかるため、スピンドルや軸受け
などにがた付きが発生し、加工精度が低下する原
因となる。

従つて本考案の目的は、チヤツクによるツール
の交換時に、スピンドルおよび軸受けなどにスラ
スト荷重を掛けないようにし、スピンドルなどの
回転部分のがた付きを防止することである。上記
目的の下に本考案は、ドローバーを軸線方向に移
動させ、チヤツクを開閉する際に、ドローバーの
押圧力を相殺する方向の力をスピンドルに与える
ことにより、スピンドルや軸受けなどに加わるス
ラスト方向の荷重をなくするようにしている。

以下、本考案の構成を図に示す一実施例にもと
づいて具体的に説明する。

まず第１図は、本考案のツール交換装置１の全
体的な構成を示している。ツール２は、スピンド
ル３の端部に形成された取付孔４に対し着脱自在
に取り付けられる。このスピンドル３は、筒状の
ベアリングケース５の内部に挿入されており、両
端部分の軸受け６，７によりフレーム８に対し回
転自在に支持されている。上記スピンドル３は、
円筒状であり、その内部で係止リング９によりブ
シユ１０を固定している。このブシユ１０は、そ
の内部で割型のチヤツク１１を摺動自在に収納し
ている。このチヤツク１１は、スピンドル３の内
部に挿入されたドローバー１２の一端に固定され
ており、先端部分でツール２のプルスタツド１４
に係り合う割型の係止爪１３を備えている。一
方、上記スピンドル３は、他端部分で軸継手１５
によりモータ１６の出力軸１７に連結されてい
る。また、このスピンドル３は、ナツト１８によ
りベアリングケース５との間でカラー１９を介在
させた状態で、ストツパー２０を固定している。
このストツパー２０は、第２図に示すように、外
周位置で当り面２１を形成している。この当り面
２１には、取付孔４の清掃のために、空気孔５１
が設けられている。この空気孔５１は、スピンド
ル３の孔５２からスピンドル３の内部に通じ、ド
ローバー１２と係止爪１３との間に形成された〓
間から取付孔４の内部に開口している。また、上
記ドローバー１２は、これと前記係止リング９と
の間に圧縮スプリング２２を介在させることによ
り、常に右方向に付勢されており、かつ、その大
径部分でピン２３を直交状態で固定している。こ
のピン２３は、スピンドル３に形成された長孔２
４の部分から外部に突出し、スピンドル３の外周
位置でカラー２５を固定している。一方、フレー
ム８は、その内部でシリンダー２６を保持してい
る。このシリンダー２６のシリンダーケース２７
は、フレーム８に取り付けられたホルダー２８の
内部に臨み、そのストツパー２９をホルダー２８
の端面に対応させている。シリンダー２６の内部
のピストン３０は、シリンダーケース２７および
シリンダーヘツド３１に対しピストンロツド３２
により、軸線方向に摺動自在に支持されている。
このピストンロツド３２は、シリンダー２６の内
部のシリンダー室２６ａ，２６ｂに通じる二つの
流体通路３３，３４を備えており、これらの流体
通路３３，３４は、ピストンロツド３２の一端で
開口している。またピストンロツド３２の他端部
分は、ホルダー２８に固定されたキヤツプ３５の
ストツパー３６に当接する関係にある。

また、シリンダーヘツド３１は、第２図に示す
ように、一方の面に溝３７を形成しており、また
ピストンロツド３２は、第３図に示すように、そ
の両面に溝３８を形成している。そしてこれらの
溝３７，３８は、一対のレバー４１，４２の一端
にそれぞれ係り合つている。これらのレバー４
１，４２は、それぞれ軸３９，４０によりフレー
ム８のブラケツト４３に対し回動自在に支持され
ている。一方のレバー４１の他端部分は、ストツ
パー２０の溝２１の部分に係り合つており、また
他方のレバー４２の他端は、対向状態の溝４４を
形成しており、この部分でカラー２５に係り合つ
ている。なお、ストツパー２０の当り面２１は、
レバー４１の空気孔４５と対応しているが、この
空気孔４５は、外部から空気を取り入れ、当り面
２１と密着したときに、取付孔４に空気流を送り
込む。また上記ピストンロツド３２の先端部分に
は、ドグ４６，４７が取り付けられており、これ
らのドグ４６，４７は、リミツトスイツチ４８，
４９に対応している。

次に上記ツール交換装置１の作用を説明する。
スピンドル駆動用のモータ１６は、それの出力軸
１７の回転を軸継手１５によりスピンドル３に伝
達する。そこでスピンドル３は、取付孔４の位置
に取り付けられたツール２を回転させ、ワークに
必要な機械加工を施す。ドローバー１２が後退し
ているとき、割型のチヤツク１１は、この係止爪
１３をツール２のプルスタツド１４に係止してい
るため、ツール２は、スピンドル３の取付孔４に
取り付けられ、抜け止め状態となつている。

さて、ツールを交換するときには、一方の流体
通路３３の側に圧力空気が送り込まれる。この圧
力空気は、シリンダー２６の一方のシリンダー室
２６ａの内部に入り込み、ピストン３０をシリン
ダーヘツド３１の側に移動させる。このとき、ピ
ストンロツド３２は、シリンダー２６に対して矢
印Ａの方向に相対的に移動する。このためレバー
４２は、軸４０を中心として、時計方向に回動
し、カラー２５を介して、ドローバー１２を矢印
Ｃの方向に移動させる。このドローバー１２は、
圧縮スプリング２２の弾力に抗して、チヤツク１
１をブシユ１０の内部で矢印Ｃの方向に移動させ
る。この結果、チヤツク１１の係止爪１３は、ブ
シユ１０から抜け出た部分で開口状態となり、ツ
ール２のプルスタツド１４の係止を解除する。従
つて、この時点でツール２は、スピンドル３の取
付孔４の内部から抜け取られる。次いで新たなツ
ール２がスピンドル３の取付孔４の内部に挿入さ
れる。新たなツール２が取付孔４の内部に装着さ
れたとき、圧力空気は、流体通路３３の側から他
方の流体通路３４の側に切り換えられる。このた
めピストン３０は、矢印Ｂの方向に移動するた
め、レバー４２は、反時計方向に回動し、ドロー
バー１２を矢印Ｄの方向に移動させる。ドローバ
ー１２の移動によつてチヤツク１１は、同様に矢
印Ｄの方向に移動し、係止爪１３の部分で、新た
なツール２のプルスタツド１４を把持し、そのツ
ール２を抜け止め状態とする。

ところでドローバー１２が圧縮スプリング２２
の弾力に抗して、矢印Ｃの方向に移動するとき、
圧縮スプリング２２は、係止リング９によりスピ
ンドル３を同様に矢印Ｃの方向に押し、さらにこ
のスピンドル３は、ナツト５０により軸受け６を
矢印Ｃの方向に押圧しようとする。しかしピスト
ンロツド３２が矢印Ａの方向に移動するとき、シ
リンダー２６およびシリンダーヘツド３１は、そ
の反作用として、矢印Ｂの方向に移動する。シリ
ンダーヘツド３１が矢印Ｂの方向に移動すると、
レバー４１は、軸３９を中心として、反時計方向
に移動し、ストツパー２０を介して、スピンドル
３を矢印Ｄの方向に移動させる。すなわちレバー
４２がドローバー１２に対し矢印Ｃの方向に力を
作用させているとき、他方のレバー４１は、スピ
ンドル３に対し矢印Ｄの方向つまり逆方向の力を
作用させている。しかもレバー４１，４２の力
は、シリンダー２６の部分での作用および反作用
の関係にあるため、その大きさは等しくなつてい
る。その結果、ツール交換時に、スピンドル３
は、ドローバー１２および圧縮スプリング２２に
よつて矢印Ｃ方向の力を受けるが、同時に逆方向
つまり矢印Ｄの方向で、しかも等しい力をレバー
４１およびストツパー２０により受けるため、ス
ピンドル３に働く力は、相殺される関係にある。
従つてスピンドル３は、ツール交換時に軸線方向
の力を受けないことになる。ここでレバー４１，
４２は、レバー比の設定により、一種の倍力機構
を構成しているから、シリンダー２６の操作力
は、ドローバー１２などの押圧力よりも小さくて
よい。

なお、ピストンロツド３２が矢印Ｂ方向に移動
をするとき、ピストンロツド３２は、ストツパー
３６に当り、またシリンダーケース２７の移動量
は、ストツパー２９とホルダー２８との当接関係
によつて規制されている。また、ピストンロツド
３２が矢印Ａ方向に移動をするとき、ピストンロ
ツド３２の移動量は、ストツパー２９とストツパ
ー５３との当接関係によつて、また、シリンダー
ケース２７の矢印Ｂ方向の移動量は、ストツパー
２０とレバー４１との当接関係によつてそれぞれ
規制されている。このためシリンダー２６および
そのピストンロツド３２がフレーム８に対し移動
可能な状態で取り付けられているが、それらの必
要以上の移動は、確実に拘束されている。また、
ツール２のクランプ状態およびアンクランプの状
態は、ドグ４６，４７が対応のリミツトスイツチ
４８，４９に接することによつて電気的に検出で
きる。しかも既に記載したように、ツール交換時
つまりレバー４１とストツパー２０との当接時
に、取付孔４に空気流が送り込まれるから、その
取付孔４は、常に清掃され、新たなツール２を確
実に把持する。

なお、上記実施例は、ピストンロツド３２とレ
バー４２とを連動させ、かつ、シリンダーヘツド
３１とレバー４１とを連動させているが、これら
の連動関係は逆の関係にあつてももちろんよい。

本考案によれば、ツール交換のためにドローバ
ーが移動したとき、スピンドルがそのドローバー
から受ける力と逆方向で、しかも等しい力をシリ
ンダーヘツドおよびレバーによつて受けるから、
ツール交換時にスピンドルに軸線方向の力が作用
せず、従つてスピンドルのスラスト荷重によるス
ピンドルおよびその軸受けなどの精度が低下する
ことなく、高い加工精度が長期間にわたつて維持
できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のツール交換装置の断面図、第
２および第３図はそれぞれ第１図の−および
−線の矢印方向での要部の断面図、第４図は
第２図の−線の矢印方向の断面図である。 １……ツール交換装置、２……ツール、３……
スピンドル、６，７……軸受け、８……フレー
ム、１１……チヤツク、１２……ドローバー、１
６……モータ、２６……シリンダー、２７……シ
リンダーケース、３１……シリンダーヘツド、３
２……ピストンロツド、２９，３６……ストツパ
ー、４１，４２……レバー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. モータの回転力によつて駆動されるスピンドル
   と、このスピンドルの内部に組み込まれたツール
   着脱用のチヤツクと、上記スピンドルの内部に収
   納され上記チヤツクの開閉を軸線方向の動きによ
   り操作するドローバーと、ツールのクランプおよ
   びアンクランプ操作用のシリンダーと、このシリ
   ンダーのシリンダーケースおよびピストンロツド
   の移動量を規制する一対のストツパーと、上記シ
   リンダーケースおよびピストンロツドの運動を上
   記のスピンドルおよびドローバーに相殺方向の押
   圧力として伝達する一対のレバーとを具備するこ
   とを特徴とするツール交換装置。