JP2009023082A - 工具授受システム - Google Patents

Abstract

【課題】工具授受の制御が簡単であり、工具の構成を簡易にすることができる工具授受システムを提供する。
【解決手段】スピンドル４０が保持したドリル３１０の工具保持装置１９２への授受時には、スピンドル４０の前進に伴って係合レバー２６０がクランプスリーブ７４に当接してその前進を止め、スピンドル４０のクランプスリーブ７４に対する前進によりクランプが解除され、押出部材９０が工具ホルダ１００を工具保持装置１９２に押し込む。工具保持装置１９２が保持したドリル３１０のスピンドル４０への授受時には、クランプスリーブ７４の前進を係合レバー２６０が止めた状態から更にスピンドル４０が前進して工具保持部材２１０を後退させ、カム面２７０，２９２の作用により係合レバー２６０が退避位置へ退避し、クランプスリーブ７４がスプリング７６の付勢により前進してボール５８を工具ホルダ１００に係合させ、クランプさせる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、２つの工具保持装置の間において工具の授受を行う工具授受システムに関するものであり、特に、授受の容易化に関するものである。

切削工具，研削工具等の機械加工工具や、バニシング工具等の塑性加工工具等を含む加工工具は、自動工具交換等の目的で、例えば、工具保持軸と工具収納装置との間において授受される。下記特許文献１にその一例が記載されている。この特許文献１に記載の工具授受システムにおいては、加工工具が工具ホルダにより保持された状態で、工具ホルダごと工具保持軸に保持されたり、工具収納装置に収納されたりする。この形態で授受されることが多いが、不可欠ではなく、工具ホルダに保持されていない加工工具自体が授受されることもある。したがって、本明細書においては、工具ホルダに保持された状態の加工工具も、工具ホルダに保持されていない加工工具も区別することなく、工具と総称することとする。

特許文献１に記載の工具はボールクランプ機構を備えている。このボールクランプ機構は、やや特殊なもので、工具本体たるホルダ本体に形成された半径方向外向きのフランジと、ホルダ本体に軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に嵌合された係合部材から半径方向内向きに突出させられた係合突起とにより、工具保持軸の半径方向外向きのフランジを軸方向の両側から強く挟ませる（クランプさせる）ことにより、工具を工具保持軸に固定するものである。そのため、このボールクランプ機構は、ホルダ本体に軸方向に摺動可能に嵌合され、内周面に軸方向に対して傾斜して形成された傾斜面を有する円筒状のクランプスリーブと、半径方向のボール保持穴を有する上記係合部材と、ホルダ本体の半径方向外向きのフランジに軸方向に傾斜して形成された傾斜面と、係合部材のボール保持穴に半径方向に移動可能に保持されたボールと、クランプスリーブとホルダ本体との間に設けられ、クランプスリーブをホルダ本体の先端側から後端側に向かう後退方向に付勢するスプリングとを含むものとされている。

このボールクランプ機構においては、クランプスリーブがスプリングにより後退方向に付勢されることにより、クランプスリーブの傾斜面がボールを半径方向内向きに押す。その結果、係合部材のボール保持穴の内周面とホルダ本体の傾斜面との間に形成された楔状の隙間にボールが押し込まれ、係合部材をホルダ本体に対して前進させ、係合部材の半径方向内向きの係合突起とホルダ本体の半径方向外向きの突起とにより、工具保持軸の半径方向外向きのフランジが強く挟まれることとなる。なお、係合部材の係合突起と工具ホルダのフランジとに、工具保持軸のフランジを挟ませるためには、係合部材の半径方向内向きの係合突起に、工具保持軸の半径方向外向きのフランジを、工具保持軸の先端側から後端側へ通過させることが必要であり、そのために、工具保持軸の半径方向外向きのフランジに、それを軸方向に貫通する切欠が形成される。係合突起がこの切欠を通過可能な相対位相において、工具が工具保持軸に挿入され、係合突起が切欠を通過した後、工具と工具保持軸とが所定角度相対回転させられ、その状態で、上記のように係合部材がホルダ本体に対して前進させられると、係合突起とホルダ本体のフランジとが工具保持軸のフランジを強く挟む状態となるのである。また、詳細な説明は省略するが、クランプスリーブを制御するためにも、工具と工具保持軸とを相対回転させることが必要な構成とされている。

したがって、工具が工具保持軸に保持させられる際には、工具保持軸が、工具を保持した工具収納装置に同軸に対向した状態とされ、その状態で工具保持軸に向かって前進させるられることにより、工具が工具保持軸の受容穴に受容されるとともに、クランプスリーブがスプリングの付勢力に抗して移動させられ（前進させられ）、その後、工具と工具保持軸とが所定角度相対回転させられることにより、クランプスリーブが作用位置（後退位置）へ移動させられ、工具保持軸のフランジがホルダ本体のフランジと係合部材の係合突起とによりクランプされて、工具が工具保持軸に強固に保持された状態となる。同様に、工具が工具保持軸から工具収納装置に戻される際にも、工具保持軸の工具収納装置に対する接近離間運動と回転運動が与えられる。
特開２００５−１４１４３公報

このように特許文献１に記載の工具授受システムによれば、工具保持軸と工具収納装置との間における工具の授受を自動的に行うことができるのであるが、授受を行うために工具保持軸の軸方向の移動および軸線まわりの回転が必要であり、制御が複雑になり、また、工具（実際には工具ホルダ）の構成が複雑になる。
本発明は、上記の事情を背景として為されたものであり、工具授受の制御が簡単であり、工具の構成を簡易にすることができる工具授受システムおよび工具保持装置の提供を課題とする。

上記の課題は、第１工具保持装置と第２工具保持装置とを含み、それら両工具保持装置が相対移動させられることにより工具の授受を行う工具授受システムの第１工具保持装置を、(A)第１工具保持部材と、(B)その第１工具保持部材に設けられ、(a)円筒状の周壁と、その周壁の内周面により画定された第１受容穴とを有する工具保持部と、(b)その工具保持部の外周側に軸方向に摺動可能に嵌合されたクランプスリーブと、(c)そのクランプスリーブを前記工具保持部に対して相対的に前進させる前進方向に付勢する第１付勢装置とを含み、前記クランプスリーブの前進に伴って前記第１受容穴に受容された工具をクランプするクランプ状態となり、クランプスリーブの後退に伴ってクランプ解除状態となるクランプ機構とを含むものとし、第２工具保持装置を、(I)第２工具保持装置本体と、(II)その第２工具保持装置本体に対して前記軸方向に相対移動可能であり、前記第１受容穴と同軸に対向する状態で、前記工具の第１受容穴に受容されている側とは反対側の部分を受容する第２受容穴を備えた第２工具保持部材と、(III)その第２工具保持部材を第２工具保持装置本体に対して前記第１工具保持装置に向かう前進方向に付勢する第２付勢装置と、(IV)第２工具保持部材が前進位置にある状態で当該第２工具保持装置と第１工具保持装置とが前記軸方向に互いに接近させられるのに伴って、クランプスリーブに作用し、そのクランプスリーブを前記第１付勢装置の付勢力に抗して前記第１工具保持部材に対して相対的に後退させ、第２工具保持部材が第２付勢装置の付勢力に抗して第２工具保持装置本体に対して後退させられる運動に基づいて、クランプスリーブの第１工具保持部材に対する相対的な前進を許容するクランプスリーブ制御装置とを含むものとすることにより解決される。
第１，第２工具保持装置はいずれも工具を保持する装置であればよく、例えば、第１工具保持装置がスピンドルを備えた回転加工装置に設けられ、第２工具保持装置が工具を収納する工具収納装置に設けられてもよく、あるいは第１工具保持装置と第２工具保持装置との一方が、スピンドルと工具収納装置との間で工具の交換を行う工具交換装置に設けられ、他方が、スピンドルと工具収納装置との少なくとも一方に設けられてもよい。第１工具保持装置は、工作機械に限らず、スピンドルを備えたロボットに設けられてもよい。

上記の課題はまた、(1)第１工具保持部材と、(2)その第１工具保持部材に設けられ、(a)円筒状の周壁と、その周壁の内周面により画定された第１受容穴とを有する工具保持部と、(b)その工具保持部の外周側に軸方向に摺動可能に嵌合されたクランプスリーブと、(c)そのクランプスリーブを前記工具保持部に対して相対的に前進させる前進方向に付勢する第１付勢装置とを含み、前記クランプスリーブの前進に伴って前記第１受容穴に受容された工具をクランプするクランプ状態となり、クランプスリーブの後退に伴ってクランプ解除状態となるクランプ機構とを含む第１工具保持装置と相対移動させられることにより、その第１工具保持装置との間で工具の授受を行う第２工具保持装置を、(I)第２工具保持装置本体と、(II)その第２工具保持装置本体に対して前記軸方向に相対移動可能であり、前記第１受容穴と同軸に対向する状態で、前記工具の第１受容穴に受容されている側とは反対側の部分を受容する第２受容穴を備えた第２工具保持部材と、(III)その第２工具保持部材を前記第２工具保持装置本体に対して前記第１工具保持装置に向かう前進方向に付勢する第２付勢装置と、(IV)第２工具保持部材が前進位置にある状態で当該第２工具保持装置と前記第１工具保持装置とが前記軸方向に互いに接近させられるのに伴って、前記クランプスリーブに作用し、そのクランプスリーブを前記第１付勢装置の付勢力に抗して前記第１工具保持部材に対して相対的に後退させ、第２工具保持部材が第２付勢装置の付勢力に抗して第２工具保持装置本体に対して後退させられる運動に基づいて、クランプスリーブの第１工具保持部材に対する相対的な前進を許容するクランプスリーブ制御装置とを含むものとすることにより解決される。

第１工具保持装置により保持された工具を第２工具保持装置に保持させる場合には、第１受容穴が第２受容穴と同軸に対向し、工具の第１受容穴に受容されている側とは反対側の部分が第２受容穴に受容された状態で、第１，第２工具保持部材が軸方向において互いに接近する方向に相対移動させられる。この際、クランプスリーブ制御装置がクランプスリーブに作用し、第１工具保持部材に対して相対的に後退させる。それにより、クランプ機構による工具のクランプが解除され、第１，第２工具保持装置が相対移動させられることにより、工具が第１受容穴から抜け出させられる。
また、第２工具保持装置により保持された工具を第１工具保持装置に保持させる場合には、工具と第１受容穴とが同軸に対向する状態で、第１，第２工具保持部材が軸方向において互いに接近させられ、工具の第２受容穴に受容されている側とは反対側の部分が第１受容穴に受容される。この接近に伴ってクランプスリーブ制御装置がクランプスリーブに作用し、クランプスリーブが第１工具保持部材に対して相対的に後退させられるとともに、第２工具保持部材が第２工具保持装置本体に対して後退させられ、クランプスリーブが第１付勢装置の付勢により第１工具保持部材に対して前進させられてクランプ機構により工具がクランプされる。その後、第１，第２工具保持装置が相対移動させられることにより、工具が第２受容穴から抜け出させられる。
このように、本発明に係る工具授受システムにおいては、工具を第１，第２のいずれの工具保持装置に保持させる場合にも、第１，第２工具保持装置を軸方向において相対的に接近，離間させればよく、軸線まわりの相対回転が不要であり、工具の授受を自動で行うための制御を簡単に行うことができる。また、回転が不要であるため、工具の授受に要する時間が短縮され、特に、多軸の加工システムにおいて複数の工具を１つずつ、第１，第２工具保持装置の間で授受させる場合に授受時間の短縮効果が大きい。さらに、工具にクランプ機構を設けなくてよく、工具の構成を簡単にすることができ、第１，第２工具保持装置により保持される種々の工具の各々にクランプ機構を設ける場合に比較して装置コストの低減を図ることができる。
また、本発明によれば、第１工具保持装置との間における工具の授受が簡単な制御で行われる第２工具保持装置が得られる。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載，従来技術等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（２）項が請求項２に、（３）項が請求項３に、（５）項が請求項４に、（６）項が請求項５に、（７）項が請求項６に、（９）項が請求項７に、（１２）項が請求項８に、（１３）項が請求項９に、（１４）項が請求項１０に、（１９）項が請求項１１に、（２１）項が請求項１２に、それぞれ相当する。

（１）第１工具保持装置と第２工具保持装置とを含み、それら両工具保持装置が相対移動させられることにより工具の授受を行う工具授受システムであって、
前記第１工具保持装置が、
第１工具保持部材と、
その第１工具保持部材に設けられ、(a)円筒状の周壁と、その周壁の内周面により画定された第１受容穴とを有する工具保持部と、(b)その工具保持部の外周側に軸方向に摺動可能に嵌合されたクランプスリーブと、(c)そのクランプスリーブを前記工具保持部に対して相対的に前進させる前進方向に付勢する第１付勢装置とを含み、前記クランプスリーブの前進に伴って前記第１受容穴に受容された工具をクランプするクランプ状態となり、クランプスリーブの後退に伴ってクランプ解除状態となるクランプ機構と
を含み、
前記第２工具保持装置が、
第２工具保持装置本体と、
その第２工具保持装置本体に対して前記軸方向に相対移動可能であり、前記第１受容穴と同軸に対向する状態で、前記工具の第１受容穴に受容されている側とは反対側の部分を受容する第２受容穴を備えた第２工具保持部材と、
その第２工具保持部材を前記第２工具保持装置本体に対して前記第１工具保持装置に向かう前進方向に付勢する第２付勢装置と、
前記第２工具保持部材が前進位置にある状態で当該第２工具保持装置と前記第１工具保持装置とが前記軸方向に互いに接近させられるのに伴って、前記クランプスリーブに作用し、そのクランプスリーブを前記第１付勢装置の付勢力に抗して前記第１工具保持部材に対して相対的に後退させ、前記第２工具保持部材が前記第２付勢装置の付勢力に抗して前記第２工具保持装置本体に対して後退させられる運動に基づいて、前記クランプスリーブの前記第１工具保持部材に対する相対的な前進を許容するクランプスリーブ制御装置と
を含む工具授受システム。
（２）前記第１工具保持装置と前記第２工具保持装置とが互いに対向した状態での軸方向の相対移動のみにより工具の授受を行う(1)項に記載の工具授受システム。
本項の工具授受システムにおいては、第１工具保持装置により保持された工具を第２工具保持装置に保持させる場合に、工具が第２受容穴と同軸に対向する状態で、第１，第２工具保持部材が軸方向において互いに接近する方向に相対移動させられることにより、工具の第１受容穴に受容されている側とは反対側の部分が第２受容穴に受容され、クランプ機構による工具のクランプが解除される。
また、第２工具保持装置により保持された工具を第１工具保持装置に保持させる場合には、第１，第２工具保持部材が軸方向において互いに接近する方向に相対移動させられることにより、工具が第１受容穴に受容され、クランプ機構によりクランプされた後、第１，第２工具保持装置が軸方向において互いに離間する向きに相対移動させられることにより、工具が第２受容穴から抜け出させられる。
本項の工具授受システムによれば、第１，第２工具保持装置の軸方向において互いに接近，離間する方向の移動のみにより工具の授受を行うことができ、授受がより簡単である。
（３）前記第２工具保持部材が、前記軸方向に平行に延びるとともに、前記第２受容穴を囲む周壁の外側面から第２受容穴まで達する開口を有し、その開口を通っての工具の前記第２受容穴に対する進入，離脱と、前記第１工具保持装置と前記第２工具保持装置との前記互いに対向した状態での軸方向の相対移動とにより工具の授受を行う(1)項または(2)項に記載の工具授受システム。
第１工具保持装置により保持された工具を第２工具保持装置に保持させる場合に、工具の第１受容穴に受容されている側とは反対側の部分が、軸方向において第２受容穴と同じ位置に位置する状態で、第１，第２工具保持装置が第２受容穴の半径方向において互いに接近する方向に相対移動させられ、工具が開口を通って第２受容穴内に入れられ、第２受容穴により同軸状に受容される。その状態で第１，第２工具保持装置が軸方向において互いに接近する方向に相対移動させられ、クランプ機構による工具のクランプが解除される一方、第２工具保持装置により工具が保持され、第１，第２工具保持装置が互いに軸方向に離間する向きに相対移動させられることにより、工具が第１受容穴から抜け出させられる。
また、第２工具保持装置により保持された工具を第１工具保持装置に保持させる場合には、工具と第１受容穴とが同軸に対向する状態で、第１，第２工具保持装置が軸方向において互いに接近させられ、工具の第２受容穴に受容されている側とは反対側の部分が第１受容穴に受容される。この接近に伴って工具がクランプ機構によりクランプされる。そして、第１，第２工具保持装置が、第２受容穴の半径方向において互いに離間する方向に相対移動させられ、工具が第２保持部材に設けられた開口を通って第２受容穴の外へ抜け出させられる。
本項の授受システムによれば、例えば、端面加工用ブラシのように、加工部がシャンクより大形の工具を、第１，第２工具保持装置の相対移動により、それらの間で授受させることができる。
開口は、次項に記載の工具授受システムにおけるように、第２工具保持部材の軸方向における全長にわたって形成されてもよく、あるいは一部に形成され、第２工具保持部材の軸方向においては、一方の端面のみに開口させられ、行き止まり状の開口としてもよい。
（４）前記開口が、前記第２工具保持部材の前記軸方向における全長にわたって形成された(3)項に記載の工具授受システム。
開口は、第２工具保持部材を軸方向に貫通して設けられることとなり、形成が容易である。
（５）前記第２工具保持装置本体が、前記工具が前記第２受容穴の半径方向に移動することを許容する開口を有し、前記第２工具保持装置全体が前記工具の前記第２受容穴の半径方向の移動を許容する構成とされた(4)項に記載の工具授受システム。
第２工具保持装置本体の開口は、第２工具保持部材の軸方向に平行な方向における全長にわたって形成されてもよく、一部に形成され、第２工具保持装置本体の軸方向において一方の端面にのみ開口させられた行き止まり状の開口とされてもよい。
本項に記載の工具授受システムによれば、例えば、シャンクより大きい加工部を有する工具を、第２工具保持装置本体との干渉を回避しつつ、第１，第２工具保持装置との間において授受させることができる。
（６）前記クランプスリーブ制御装置が、
前記クランプスリーブと係合可能な作用位置と、その作用位置から退避した退避位置とに移動可能な可動係合部材と、
その可動係合部材を、常には前記作用位置に維持し、前記第２工具保持部材が前記第２付勢装置の付勢力に抗して後退させられるのに伴って前記作用位置から前記退避位置へ退避させる可動係合部材制御装置と
を含む(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の工具授受システム。
可動係合部材の退避位置への退避により、第１付勢装置により前進方向に付勢されているクランプスリーブの第１工具保持部材に対する相対的な前進が許容され、工具がクランプされる。
（７）前記可動係合部材制御装置が、
前記可動係合部材を前記作用位置へ付勢する第３付勢装置と、
前記第２工具保持装置本体に対する前記第２工具保持部材の後退運動を、前記可動係合部材の前記第３付勢装置の付勢力に抗した前記作用位置から前記退避位置への退避運動に変換する運動変換機構と
を含む(6)項に記載の工具授受システム。
（８）前記運動変換機構が、前記第２工具保持装置本体に対する前記第２工具保持部材の後退運動を前記可動係合部材の半径方向成分を有する方向への運動に変換する機構である(7)項に記載の工具授受システム。
（９）前記運動変換機構が、前記第２工具保持装置本体に設けられた作用部と、前記可動係合部材に設けられた被作用部とを含み、それら作用部と被作用部との少なくとも一方が、前記軸方向に対して傾斜したカム面を有する(8)項に記載の工具授受システム。
（１０）前記可動係合部材が、前記軸方向に直角な回動軸線のまわりに回動可能であり、その回動軸線から互いに異なる方向に延び出した２つのアーム部の一方に前記クランプスリーブと係合する係合部を備え、それら２つのアーム部の他方に前記被作用部を備えた回動型係合部材である(9)に記載の工具授受システム。
可動係合部材は、半径方向のみの移動により、退避位置と作用位置とに位置させられる平行移動型係合部材としてもよい。しかし、回動型係合部材とすれば、簡単な構造で可動係合部材を退避位置と作用位置とに移動させることができる。
（１１）前記クランプスリーブ制御装置が、
前記クランプスリーブと係合可能な作用位置と、その作用位置から退避した退避位置とに移動可能な可動係合部材と、
その可動係合部材を前記作用位置へ付勢する第３付勢装置と、前記第２工具保持装置本体に対する前記第２工具保持部材の後退運動を、前記可動係合部材の前記第３付勢装置の付勢力に抗した前記作用位置から前記退避位置への退避運動に変換する運動変換機構とを含み、前記可動係合部材を、常には前記作用位置に維持し、前記第２工具保持部材が前記第２付勢装置の付勢力に抗して後退させられるのに伴って前記作用位置から前記退避位置へ退避させる可動係合部材制御装置と
を含み、前記運動変換機構が、前記第２工具保持装置本体に対する前記第２工具保持部材の後退運動を前記可動係合部材の前記軸方向における前記第２工具保持部材に対する相対的な後退運動に変換する機構である(2)項に記載の工具授受システム。
（１２）前記運動変換機構が、前記第２工具保持装置本体に回動支点のまわりに回動可能に支持され、力点において前記第２工具保持部材と係合し、作用点において前記可動係合部材と係合し、前記回動支点から前記力点までの距離が、前記回動支点から前記作用点までの距離より小さい増速レバーを含む(11)項に記載の工具授受システム。
増速レバーの増速により、可動係合部材が第２工具保持部材より大きく後退させられて退避位置へ移動させられ、クランプスリーブの前進を許容する。
（１３）前記工具保持部が前記周壁を半径方向に貫通したボール保持穴を有し、そのボール保持穴に、前記周壁の厚さより大きい直径を有するボールが前記半径方向に移動可能に保持され、前記クランプスリーブが内周面に前記軸方向に対して傾斜した傾斜面を有し、前記クランプ機構が、前記クランプスリーブが前記第１付勢装置の付勢力に基づいて前記傾斜面により前記ボールを内周側へ押し、前記第１受容穴に受容された工具をクランプするボールクランプ機構である(1)項ないし(12)項のいずれかに記載の工具授受システム。
ボールクランプ機構によれば、工具を、その心出しを精度良く行いつつ、強固に保持することができる。
（１４）前記第１工具保持装置が、前記第１工具保持部材の前記第１受容穴内に軸方向に移動可能に設けられ、第４付勢装置により、前記第１受容穴に受容された工具に押し付けられることによりその工具を前記第１受容穴から押し出すとともに、前記ボール保持穴に対応する位置において、前記ボールが前記内周面より内周側へ設定突出量以上突出することを防止する押出部材を含む(13)項に記載の工具授受システム。
上記設定突出量は、０でもよく、正の値でもよい。
第１工具保持装置と第２工具保持装置との接近により、クランプスリーブが後退させられてボールによる工具のクランプが解除されると、第４付勢装置の付勢力に基づいて、押出部材により工具が第１受容穴から押し出され、工具の傾斜面によりボールが半径方向外向きに押し出される。それに伴って押出部材がボール保持穴に対応する位置まで前進し、ボールが設定突出量以上第１受容穴内部へ突出することを防止する状態となる。設定突出量を比較的大きく設定すれば、押出部材により、ボールがボール保持穴から第１受容穴内に脱落することが防止され、もっと小さく設定すれば、接近に続く第１工具保持装置と第２工具保持装置との離間により、クランプスリーブの前進が許容されても、クランプスリーブはボールを第１受容穴内部へ押し込むことができず、クランプ位置（前進端）までは前進できない。押出部材により、ボールクランプ機構が解除状態に保持されるのである。ボールの上記設定突出量が正の値である場合、ボールクランプ機構の解除状態の保持を目的とする場合は、少なくとも、工具の第１受容穴への受容を妨げる突出量より小さい大きさに設定されることが必要である。ボールの脱落防止を目的とする場合は、突出量は、ボールクランプ機構の解除状態の保持を目的とする場合より大きく設定することができる。
ボールクランプ機構が解除状態に保持されるのであれば、後の、第２工具保持装置から第１工具保持装置への工具の授受に際して、工具が第１受容穴に受容されることをボールおよびクランプスリーブが妨げることがなく、工具が押出部材を第４付勢装置の付勢力に抗して押し戻し、工具の傾斜面がボール保持穴に対応する位置に到ってはじめてボールの第１受容穴内部への移動が許容され、ボールにより工具がクランプされる。設定突出量の設定によりボールクランプ機構が解除状態に保持される場合にも勿論、押出部材によりボールのボール保持穴から第１受容穴内への脱落が防止される。
このように、１つの押出部材により、工具の押出しとボールの脱落阻止とを行うことができ、突出量の設定によりボールクランプ機構の解除状態の保持も行うことができ、第１工具保持装置の構成を簡易にすることができる。
本項の特徴は前記(1)項ないし(13)項の各々に記載の特徴とは切り離して採用することも可能である。
（１５）前記第２工具保持部材に、前記工具の少なくとも前記第２受容穴からの離脱に対して、設定された大きさの離脱防止力を付与する離脱防止力付与装置が設けられた(1)項ないし(14)項のいずれかに記載の工具授受システム。
ここにおいて「少なくとも」は、離脱防止力付与装置が、工具に第２受容穴への受容時には離脱防止力を付与せず、第２受容穴からの離脱に対してのみ離脱防止力を付与する装置とされてもよく、離脱に加えて、工具の第２受容穴への受容時にも離脱防止力を付与する装置とされてもよいことを意味する。
上記離脱防止力は、第１工具保持装置においてボールクランプ機構が工具をクランプしていない状態で第１，第２工具保持装置が互いに離間させられる場合は、工具の第２受容穴からの離脱を防止し、ボールクランプ機構が工具をクランプしている状態で第１，第２工具保持装置が互いに離間させられる場合は、工具の第２受容穴からの離脱を許容する大きさに設定される。
離脱防止力付与装置は、例えば、付勢装置の付勢力に基づく等により工具の外周面に摩
擦係合し、その摩擦に基づく離脱防止力を付与する摩擦型離脱防止力付与装置とすることも可能である。しかし、次項におけるように、付勢装置の付勢力に基づく凸部と凹部との係合により離脱防止力を付与する凹凸型離脱防止力付与装置とする方が、離脱防止力を所望の大きさに設定することが容易である。
（１６）前記離脱防止力付与装置が、
前記軸方向に直角な方向である半径方向に凸の凸部と半径方向に凹の凹部との一方を有して半径方向に移動可能かつ軸方向に移動不能に設けられ、前記工具に設けられた前記凸部と前記凹部との他方と係合する係合部と、
その係合部を半径方向内向きに付勢する第５付勢装置と
を含む(15)項に記載の工具授受システム。
（１７）前記第１工具保持部材と前記第２工具保持部材との少なくとも一方が、回転軸線まわりに回転自在な状態を取り得るものとされるとともに、その一方の外周面が、前記回転軸線を中心とする円筒面に、その回転軸線に平行な一平面状を成す被位相決め面が少なくとも１つ形成された形状を成し、当該工具授受システムが、
(i)治具本体と、(ii)前記被位相決め面と係合可能な位相決め面を備え、前記治具本体
に、位相決め面と直交する方向に移動可能に保持された位相決め部材と、(iii)その位相
決め部材を治具本体から突出する方向に付勢する第６付勢装置とを含む位相決め治具と、
前記第１工具保持部材と前記第２工具保持部材との前記少なくとも一方と前記位相決め
治具とを、前記位相決め面に直角な方向と、位相決め面に平行かつ工具保持部材の軸線に直角な方向とに相対移動させる相対移動装置と
を含む(1)項ないし(16)項のいずれかに記載の工具授受システム。
第１，第２工具保持部材の少なくとも一方と位相決め治具とが、位相決め面に直角な方向から互いに接近させられ、位相決め部材が第６付勢装置の付勢力に抗して移動させられた状態で、両者が位相決め面に平行かつ工具保持部材の軸線に直角な方向に相対移動させられれば、工具保持部材は、円筒面と位相決め面との間の摩擦力により軸線まわりに回転させられる。そして、工具保持部材の位相が、被位相決め面が位相決め面に密着する位相になれば、工具保持部材の回転が止まり、工具保持部材の位相が予め定められた一定の位相に決められる。
本項に記載の工具授受システムによれば、第１，第２工具保持部材の位相を機械的に合わせることができる。例えば、第１工具保持装置が回転加工装置に設けられ、第１工具保持部材が回転駆動装置により回転させられる場合、工具授受時に必要であれば、第１工具保持部材の回転停止位置の制御により、第１工具保持部材の位相を予め設定された位相とすることができるが、回転停止位置制御機能が必要であるのに対し、本項の位相決め治具を用いれば、工具保持部材の位相を機械的に決めることができ、回転停止位置制御機能のない回転加工装置であっても、設定された位相において工具の授受を行うことが可能となる。
本項の特徴は、前記(1)項ないし(16)項の各々に記載の特徴とは切り離して採用することも可能である。
（１８）前記被位相決め面が、前記外周面に互いに平行に２面設けられた(17)項に記載の工具授受システム。
工具保持部材の位相が、２つの被位相決め面のいずれか一方が位相決め面に係合することにより決められるため、位相決め時における工具保持部材の回転量が少なくて済み、迅速に位相が決められる。本項の特徴は、第１工具保持装置と第２工具保持装置とが、半回転ずつ回転した相対位相において工具の授受を行い得るものである場合に有効である。
（１９）(1)第１工具保持部材と、(2)その第１工具保持部材に設けられ、(a)円筒状の周壁と、その周壁の内周面により画定された第１受容穴とを有する工具保持部と、(b)その工具保持部の外周側に軸方向に摺動可能に嵌合されたクランプスリーブと、(c)そのクランプスリーブを前記工具保持部に対して相対的に前進させる前進方向に付勢する第１付勢装置とを含み、前記クランプスリーブの前進に伴って前記第１受容穴に受容された工具をクランプするクランプ状態となり、クランプスリーブの後退に伴ってクランプ解除状態となるクランプ機構とを含む第１工具保持装置と相対移動させられることにより、その第１工具保持装置との間で工具の授受を行う第２工具保持装置であって、
第２工具保持装置本体と、
その第２工具保持装置本体に対して前記軸方向に相対移動可能であり、前記第１受容穴と同軸に対向する状態で、前記工具の第１受容穴に受容されている側とは反対側の部分を受容する第２受容穴を備えた第２工具保持部材と、
その第２工具保持部材を前記第２工具保持装置本体に対して前記第１工具保持装置に向かう前進方向に付勢する第２付勢装置と、
前記第２工具保持部材が前進位置にある状態で当該第２工具保持装置と前記第１工具保持装置とが前記軸方向に互いに接近させられるのに伴って、前記クランプスリーブに作用し、そのクランプスリーブを前記第１付勢装置の付勢力に抗して前記第１工具保持部材に対して相対的に後退させ、前記第２工具保持部材が前記第２付勢装置の付勢力に抗して前記第２工具保持装置本体に対して後退させられる運動に基づいて、前記クランプスリーブの前記第１工具保持部材に対する相対的な前進を許容するクランプスリーブ制御装置とを含む第２工具保持装置。
前記 (4)項ないし(18)項の各々に記載の特徴は本項の第２工具保持装置にも適用可能である。
（２０）前記第１工具保持装置と互いに対向した状態での軸方向の相対移動のみにより第１工具保持装置との間で工具の授受を行う(19)項に記載の第２工具保持装置。
（２１）前記第２工具保持部材が、前記軸方向に平行に延びるとともに、前記第２受容穴を囲む周壁の外側面から第２受容穴まで達する開口を有し、その開口を通っての工具の前記第２受容穴に対する進入，離脱と、前記第１工具保持装置と前記第２工具保持装置との前記互いに対向した状態での軸方向の相対移動とにより工具の授受を行う(19)項または(20)項に記載の第２工具保持装置。

以下、請求可能発明のいくつかの実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、上記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

請求可能発明の一実施例である工具授受システムは、図１および図２に示すように、加工装置の一種である回転加工装置１０，工具収納装置１２および被加工物保持装置（図示省略）を備えた加工システムに設けられ、回転加工装置１０と工具収納装置１２との間において工具の授受を行うシステムである。本実施例の回転加工装置１０は、複数のスピンドルを備え、１つの被加工物に複数種類の加工を施す多軸の加工装置であり、図１に概略的に示すように、加工台１４と、加工台移動装置１６とを含む。加工台移動装置１６は、加工台１４を、水平面内において互いに直交する２方向であるＸ軸方向およびＹ軸方向と、鉛直方向であるＺ軸方向とにそれぞれ移動させるＸ軸方向移動装置，Ｙ軸方向移動装置およびＺ軸方向移動装置を含む。これら移動装置はそれぞれ、例えば、回転電動モータの一種であるエンコーダ付サーボモータを駆動源とし、加工台１４をＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸の各方向において任意の位置へ移動させる。サーボモータは、回転角度の正確な制御が可能なモータである。サーボモータに代えて、例えば、ステップモータを用いてもよい。多軸の加工装置は、２軸でもよく、３軸以上でもよい。軸数が多いほど、例えば、被加工物に施す加工の種類が多くなる。

加工台１４には、図１に示すように、複数、例えば、６個のスピンドルユニット３０が適宜の間隔を隔てて、例えば、等間隔に一列に並んで設けられている。これらスピンドルユニット３０は同様に構成され、図３に１つを代表的に示すように、ユニット本体３２が加工台１４に、複数のスピンドルユニット３０の並び方向と直交する方向に移動可能に保持され、スピンドル移動装置３４により移動させられる。本実施例では、６個のスピンドルユニット３０は、加工台１４にＹ軸方向に並べられ、Ｘ軸方向に移動可能に設けられている。スピンドル移動装置３４は、例えば、流体圧アクチュエータの一種である油圧シリンダを駆動源として構成されている。

上記ユニット本体３２により、図３に示すように、スピンドル４０が複数の軸受４２を介して、スピンドルユニット３０の移動方向であって、Ｘ軸方向に平行な軸線まわりに回転可能に保持され、加工台１４に設けられた回転駆動装置４４により自身の水平な軸線まわりに回転させられる。回転駆動装置４４は、複数のスピンドル４０の各々について設けられてもよく、あるいは共通に設けられ、クラッチ装置等により回転が個別に伝達されるようにしてもよい。回転駆動装置４４は、本実施例においては、例えば、エンコーダ付サーボモータを駆動源とし、スピンドル４０の回転停止位置制御機能を備えた装置とされている。

スピンドル４０の先端部は、ユニット本体３２から突出させられ、工具保持部４８が設けられている。工具保持部４８は、円筒状の周壁５０と、その周壁５０の内周面５２により画定された第１受容穴５４と、周壁５０の先端から後方へ（ユニット本体３２側へ）隔たった部分に、周壁５０を半径方向に貫通して形成された複数、望ましくは３個以上であって、例えば、３個のボール保持穴５６とを有している。これらボール保持穴５６は、スピンドル４０の回転軸線を中心線とする一円周上に等角度間隔に形成され、それぞれ、周壁５０の厚さより大きい直径を有するボール５８が半径方向に移動可能に嵌合されている。また、周壁５０の先端には、図３および図４に示すように、直径方向に隔たった２箇所にそれぞれ、その先端面６０に開口し、周壁５０を半径方向に貫通して係合部の一種である係合凹部としての切欠６２が形成され、回転伝達部を構成している。切欠は、１個設けるのみでもよい。

工具保持部４８の外周面６４には、図３に示すように、クランプスリーブ７４が軸方向に摺動可能に嵌合されるとともに、工具保持部４８との間に配設された付勢装置の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング７６により前進方向、すなわち工具保持部４８の先端側に向かう向きに付勢されている。このスプリング７６が第１付勢装置を構成し、その付勢によるクランプスリーブ７４の前進限度は、工具保持部４８の外周面に嵌合された止め輪により構成されるストッパ７８にクランプスリーブ７４が当接することにより規定され、クランプスリーブ７４の工具保持部４８からの抜け出しが阻止されている。また、クランプスリーブ７４の先端面は、クランプスリーブ７４の軸線側ほど前方へ向かう向きに傾斜させられたテーパ面７９とされている。

クランプスリーブ７４の内周面には、図３に示すように、クランプスリーブ７４の中心線を中心とする円環溝８０が形成されている。円環溝８０は、その前部は、内周面がスピンドル４０の軸線に平行なストレート溝部８１とされ、後部はスピンドル４０の軸線に対して傾斜させられた傾斜溝部８６とされている。傾斜溝部８６の内周面は、後方ほどクランプスリーブ７４の軸線に近づく向きに傾斜させられ、スピンドル４０の軸方向に対して傾斜させられた２つのテーパ状の傾斜面８２，８４を含む面とされている。これら傾斜面８２，８４は、スピンドル４０の軸方向に対する傾斜角度を異ならされ、後側の傾斜面８４の傾斜角度は、前側の傾斜面８２より小さい緩やかな傾斜面とされている。以後、傾斜面８２を急傾斜面８２、傾斜面８４を緩傾斜面８４と称する。

前記第１受容穴５４内には、図３に示すように、押出部材９０が軸方向に移動可能に嵌合されている。この押出部材９０は有底の円筒状を成し、その底壁部９２とスピンドル４０との間に配設された付勢装置の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング９４により、前進方向であって、第１受容穴５４の開口側へ付勢されている。圧縮コイルスプリングは圧縮スプリングの一種であり、スプリング９４が第４付勢装置を構成している。押出部材９０の前端部である底壁部９２は、直径が第１受容穴５４の直径よりやや小さい小径部とされ、底壁部９２と押出部材９０の底壁部９２より後側の部分であって、第１受容穴５４に嵌合された部分との間には、押出部材９０の軸線に平行な方向における断面形状が、ボール５８の曲率に対応する湾曲面状を成し、環状の肩面９６が設けられている。以後、底壁部９２を小径部９２と称する。

前記円環溝８０のストレート部８１の深さ（半径方向の寸法）と、前記ボール保持穴５６の深さ（工具保持部４８の周壁５０の半径方向の寸法）と、押出部材９０の小径部９２
と工具保持部４８の内周面５２との間の隙間の半径方向の寸法との和は、ボール５８の直径と等しくされており、押出部材９０の小径部９２がボール保持穴５６に対応する位置において、ボール５８が周壁５０の内周面５２より内周側へ突出するが、上記隙間分以上、突出することが防止される。それにより、後述するように、工具ホルダ１００（図５参照）がスピンドル４０から離脱させられた状態において、ボール５８のボール保持穴５６からの離脱が防止されるとともに、クランプ解除状態に維持される。本実施例では、スピンドル４０が第１工具保持部材を構成し、工具保持部４８，ボール５８，クランプスリーブ７４およびスプリング７６を含むクランプ機構の一種であるボールクランプ機構，押出部材９０およびスプリング９４と共に第１工具保持装置を構成し、例えば、図５に示す工具ホルダ１００を保持し、工具を保持する。また、本実施例においては、スピンドル４０が第１工具保持装置本体でもある。

工具ホルダ１００は、図５および図６に示すように、円筒状を成すホルダ本体１０２を備え、その前部にコレットチャック１０４が設けられ、工具を着脱可能に保持する。コレットチャック１０４は、ホルダ本体１０２内に軸方向に移動可能に嵌合されたコレット１０８およびホルダ本体１０２の外周側に螺合されたクランプナット１１０を含む。ホルダ本体１０２のコレットチャック１０４に対して後側に隣接する部分には、半径方向外向きに延び出すフランジ部１１４が設けられている。このフランジ部１１４は、図６に示すように、直径方向に隔たった２個所がそれぞれ、軸線に平行な平面に沿って切り欠かれて１対の平面部１１６が設けられ、横断面形状が小判形を成す。また、これら平面部１１６にはそれぞれ、板状のキー１１８が嵌合され、固定されるとともに、図５に示すように、フランジ部１１４の後側、すなわちコレットチャック１０４とは反対側の端面である後端面１２０から後方へ軸方向に平行に突出させられ、被係合部の一種である係合突部を構成し、回転伝達部を構成している。フランジ部１１４は、図５に示すように段付状を成し、前部側は後端面１２０が設けられた後部側より径が大きくされるとともに、その前端と後端との各縁部にそれぞれ面取りが施され、前方ほど直径が減少するテーパ部１２１および後方ほど直径が減少するテーパ部１２２が形成されている。

ホルダ本体１０２の後端部には、図５に示すように、外周面の直径が後端側ほど直線的に減少させられたテーパ状の案内部１３０が設けられ、案内部１３０に対して前側に隣接する部分に円環溝１３２が形成されている。円環溝１３２の軸方向に隔たった１対の溝側面１３４，１３６のうち、後側の溝側面１３６は、ホルダ本体１０２の外周側ほど後方へ傾斜させられたテーパ面とされ、前側の溝側面１３４は溝側面１３６の傾斜と対応する傾斜を有し、逆向きに傾斜させられたテーパ面とされている。また、ホルダ本体１０２の溝側面１３６と案内部１３０との間の部分は、幅が極く短いストレートな円筒面状を成すが、その直径は、前記押出部材９０の小径部９２の直径と等しく、第１受容穴５４の直径より小さくされている。

前記工具収納装置１２は、図２に概略的に示すように、収納装置本体１９０と、収納装置本体１９０に設けられた複数の第２工具保持装置としての工具保持装置１９２とを備えている。これら工具保持装置１９２は、上下方向に複数列、例えば、２列に、各列同数ずつ設けられ、各列の工具保持装置１９２は、適宜の距離を隔てて、例えば、等距離を隔てて水平方向に並んで設けられている。また、各列の複数ずつの工具保持装置１９２は、並び方向における位置が互いに一致させられている。本収納装置本体１９０は、２列の工具保持装置列の各工具保持装置１９２がＹ軸方向に平行な方向に並び、工具保持装置１９２の軸線がＸ軸方向に平行となるように設けられるとともに、上下方向に移動可能に設けられ、昇降装置１９４により、回転加工装置１０が設けられた加工エリア内に位置し、回転加工装置１０との間で工具の授受を行う工具授受位置と、加工エリアから上方の退避エリアないし作業エリアへ離脱させられた位置であって、例えば作業者により工具保持装置１９２について工具の交換が行われる工具交換位置である手動工具交換位置ないし作業位置とに移動させられる。

複数の工具保持装置１９２は同様に構成されており、１つを代表的に説明する。
工具保持装置１９２は、図７に示すように、第２工具保持装置本体としての工具保持装置本体２００を有する。工具保持装置本体２００は、収納装置本体１９０に着脱可能に固定され、軸方向、ここではＸ軸方向に貫通して形成された横断面形状が円形の嵌合穴２０２が形成され、第２工具保持部材としての工具保持部材２１０が軸方向に移動可能かつ相対回転不能に嵌合されている。工具保持部材２１０は、円筒状の嵌合部２１２と、嵌合部２１２の前部に設けられ、嵌合部２１２より大形の保持部２１４とを備え、嵌合部２１２において工具保持装置本体２００にＸ軸方向に移動可能に嵌合されている。工具保持部材２１０の工具保持装置本体２００に対する回転は、図８に示すように、嵌合部２１２の周壁を半径方向に貫通し、軸方向に延びる状態で形成された長穴２１６に、工具保持装置本体２００の内周面から嵌合穴２０２内に突出して設けられた係合突部２１８が嵌合されることにより阻止される。これら長穴２１６および係合突部２１８が相対回転阻止装置を構成している。係合突部２１８は長穴２１６に対して、工具保持部材２１０の軸方向には相対移動可能である。

工具保持部材２１０は、図８に示すように、工具保持装置本体２００との間に配設された付勢装置の一種である弾性部材としての少なくとも１つ、本実施例では複数、例えば、４つの圧縮コイルスプリング２２０により前方へ、すなわち工具保持装置本体２００から突出し、第１工具保持装置に向かう前進方向に付勢されている。これらスプリング２２０が第２付勢装置を構成し、それらの付勢による工具保持部材２１０の前進限度は、工具保持部材２１０の後端部に設けられた大径のストッパ部２２２が工具保持装置本体２００の後端面２２３に当接することにより規定される。後端面２２３がストッパ部ないし前進限度規定部を構成している。工具保持部材２１０が前進限度を規定され、前進位置に位置する状態では、工具保持部材２１０の保持部２１４が工具保持装置本体２００から離れた状態となる。

工具保持部材２１０には、図７および図９に示すように、その中心部を軸方向に貫通して第２受容穴２３０が形成されている。第２受容穴２３０は、横断面形状が円形の段付状を成し、直径の異なる複数、例えば、３つの穴部を備え、工具保持部材２１０の後部側から順に、工具より直径が大きく、工具が半径方向に隙間を有して収容される工具収容穴部２３２と、工具収容穴部２３２より大径であり、前記工具ホルダ１００のクランプナット１１０が嵌合されるナット嵌合穴部２３４と、ナット嵌合穴部２３４より大径であり、ホルダ本体１０２のフランジ部１１４が嵌合されるフランジ部嵌合穴部２３６とを含む。これらナット嵌合穴部２３４とフランジ部嵌合穴部２３６との間には、工具保持部材２１０の軸線と直交し、前向きで環状の当接面２３８が形成され、力受け面を構成している。

工具保持部材２１０の保持部２１４には、図８に示すように、フランジ部嵌合穴部２３６を構成する部分の直径方向に隔たった２個所にそれぞれ、半径方向に貫通して孔２４４が形成され、ボール２４６が工具保持部材２１０の半径方向に移動可能かつ軸方向に移動不能に嵌合されるとともに、付勢装置の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング２４８により半径方向内向きに、すなわちフランジ部嵌合穴部２３６内に突出する向きに付勢されている。このスプリング２４８が第５付勢装置を構成している。孔２４４のフランジ部嵌合穴部２３６側の開口部はボール２４６の直径より小さくされ、ボール２４６との係合により、スプリング２４８の付勢によるボール２４６の移動限度を規定するとともに、ボール２４６の孔２４４からの抜出しを阻止している。ボール２４６は、移動限度が規定された状態では、図９に示すように、その一部がフランジ部嵌合穴部２３６内に突出させられ、係合位置に位置する。ボール２４６が係合部たる半径方向に凸の凸部を構成する。本実施例では、ボール２４６およびスプリング２４８が離脱防止力付与装置の一種である凹凸型離脱防止力付与装置であって、工具保持具たるボールプランジャ２４９を構成し、２組設けられている。ボールプランジャ２４９は３組以上、設けてもよい。

保持部２１４のフランジ部嵌合穴部２３６を構成する部分にはまた、図９に示すように、ボール２４６が嵌合された部分に対して、９０度より小さい角度、位相を異にする位置にホルダセンサ２５０が設けられている。ホルダセンサ２５０は、例えば、非接触型センサの一種である近接センサにより構成され、工具ホルダ１００（工具）が工具保持装置１９２に保持された状態と保持されない状態とで異なる信号を出力するように構成され、工具保持装置１９２による工具ホルダ１００および工具の保持の有無であって、工具収納装置１２における工具の収納の有無が検出される。

工具保持部材２１０の保持部２１４の外面には、図７および図９に示すように、前記２組のボールプランジャ２４９が設けられた部分に対して９０度位相を異にする２個所にそれぞれ、１対の支持壁２５８が突設され、回動型係合部材の一種である係合レバー２６０が軸２６１により、工具保持部材２１０の軸線と直角に立体交差する軸線まわりに回動可能に取り付けられている。これら係合レバー２６０はそれぞれ、その回動軸線から互いに異なる方向であって、工具保持部材２１０の軸線と平行な方向に延び出させられた２つのアーム部２６２，２６４を備えている。回動軸線から前方へ延び出させられたアーム部２６２は、工具保持部材２１０の先端から更に前方へ延び出させられるとともに、その延び出し端部が、延び出し方向に対して直角に、かつ、工具保持部材２１０の軸線側に曲げられ、係合部２６６が設けられている。係合部２６６の先端には、図７に示すように、前記クランプスリーブ７４の前部のテーパ面７９に対応する傾斜の傾斜面２６８が設けられている。

２つの係合レバー２６０の回動軸線から後方へ延び出させられた各アーム部２６４の延び出し端部は、図７に示すように、延び出し端側ほど工具保持部材２１０の軸線に向かう向きに傾斜させられたカム面２７０が形成され、被作用部２７２が設けられている。２つの係合レバー２６０の各アーム部２６４と工具保持部材２１０との間にはそれぞれ、第３付勢装置としての圧縮コイルスプリング２７４が配設され、係合レバー２６０が、係合部２６６が工具保持部材２１０の軸線側に向かう向きに付勢されている。

２つの係合レバー２６０をそれぞれ付勢する圧縮コイルスプリング２７４の各一端部は、図７に示すように、工具保持部材２１０に設けられたばね受け２７６，２７８により受けられる。これらばね受け２７６，２７８はそれぞれ、工具保持部材２１０の軸方向においてちょうど、前記ボールプランジャ２４９が設けられた部分と同じ部分に設けられ、その一部がフランジ部嵌合穴部２３６内へ突出させられている。それにより、フランジ部嵌合穴部２３６のばね受け２７６，２７８が設けられた部分の横断面形状は、図９に示すように、前記工具ホルダ１００のフランジ部１１４の横断面形状に対応する小判形を成し、一対のボールプランジャ２４９はそれぞれ、小判の長手方向に隔たって位置する。

工具保持装置本体２００には、図７および図９に示すように、工具保持部材２１０の軸線まわりにおいて一対の係合レバー２６０の各々と対応する個所にそれぞれ、作用部材２９０が設けられている。本作用部材２９０は、工具保持装置本体２００に着脱可能に固定されている。これら作用部材２９０はそれぞれ、工具保持部材２１０の軸線に平行に設けられ、その先端部は工具保持装置本体２００から前方へ突出させられるとともに、係合レバー２６０のカム面２７０に対応する傾斜のカム面２９２が形成され、作用部２９４が設けられている。係合レバー２６０は、スプリング２７４の付勢による回動限度を、カム面２７０がカム面２９２に係合することにより規定され、図７に示すように、回動限度が規定され、常には、係合レバー２６０の前側のアーム部２６２が工具保持部材２１０の軸線と平行に延び、係合部２６６が工具保持部材２１０の軸線に対して直角となり、前記クランプスリーブ７４と係合可能な作用位置に位置させられる。後述するように、工具保持部材２１０の後退に伴ってカム面２７０，２９２の作用により、係合レバー２６０はスプリング２７４の付勢力に抗して係合部２６６が工具保持部材２１０の軸線から離
れる方向に回動させられ、作用位置から退避した退避位置へ回動させられる。本実施例においては、それぞれカム面２７０，２９２を有する被作用部２７２，作用部２９４が運動変換機構を構成し、工具保持部材２１０の工具保持装置本体２００に対する後退運動を、係合レバー２６０の回動であって、半径方向成分および軸方向成分を有する方向への運動に変換し、スプリング２７４と共に回動型係合部材制御装置を構成し、係合レバー２６０と共にクランプスリーブ制御装置を構成している。

本加工システムにおいて前記回転加工装置１０，工具収納装置１２は、図１ないし図３に示すように、制御装置３００により制御される。制御装置３００はコンピュータを主体として構成され、加工台移動装置１６，スピンドル移動装置３４，回転駆動装置４４および昇降装置１９４等を制御し、回転加工装置１０に被加工物の加工を行わせ、回転加工装置１０および工具収納装置１２に工具の授受を行わせる。ホルダセンサ２５０の出力信号は、制御装置３００のコンピュータに入力される。

次に作動を説明する。
本加工システムにおいて、回転加工装置１０の６つのスピンドルユニット３０は、例えば、それらのうちの３つが、直径が異なる３種類の下穴を加工する下穴加工ドリルを保持し、残りの３つが、３種類の下穴にそれぞれ対応する直径のタップを保持し、下穴加工および雌ねじ加工を行う。これらドリルおよびタップはそれぞれ、図１０にドリル３１０を代表的に示すように、工具ホルダ１００により保持されてスピンドル４０に取り付けられる。ドリル３１０はコレットチャック１０４によって工具ホルダ１００により保持され、工具ホルダ１００は、図１０に示すように、ホルダ本体１０２においてスピンドル４０の第１受容穴５４に嵌合され、一対のキー１１８がそれぞれ、スピンドル４０の切欠６２に嵌合され、回転が伝達されるとともに、ボールクランプ機構によってクランプされている。

クランプスリーブ７４がスプリング７６により前進方向に付勢され、緩傾斜面８４においてボール５８を周壁５０の内周面５２側へ押して工具ホルダ１００の溝側面１３６に押し付け、工具ホルダ１００を第１受容穴５４内に引き込む向きの力を作用させているのであり、スピンドル４０の先端面６０とフランジ部１１４の後端面１２０との当接により、スピンドル４０によって工具に作用する軸方向の力が受けられる。また、押出部材９０はスプリング９４により付勢されて工具ホルダ１００に当接させられているが、押出部材９０の押出力よりもボールクランプ機構による工具ホルダ１００の引込み力の方が大きく、工具ホルダ１００はスピンドル４０に保持された状態に保たれる。

スピンドル４０により保持されたドリル３１０によって被加工物に下穴を加工する場合には、それぞれドリル３１０を保持する３つのスピンドルユニット３０のうちの１つがスピンドル移動装置３４により前進させられ、加工を行うドリル３１０が他のドリル３１０およびタップより前方の加工位置に位置する状態に保たれる。加工を行う工具が選択されるのである。スピンドルユニット３０は、スピンドル移動装置３４を構成する油圧シリンダに予め設定された高さの油圧が得られる位置まで前進させられ、スピンドル移動装置３４は、その油圧が得られる状態に保たれ、加工を行うドリル３１０が加工位置に位置する状態に保たれる。そして、加工台１４が加工台移動装置１６によってＹ軸，Ｚ軸方向に移動させられ、選択されたドリル３１０が被加工物に対して所定の箇所に位置させられた状態で加工台１４がＸ軸方向に移動させられ、ドリル３１０が軸方向に移動させられつつ、回転駆動装置４４によるスピンドル４０の回転により回転させられ、被加工物に下穴加工を施す。加工台１４は、Ｘ軸方向において被加工物側へ予め設定された位置まで移動させられ、被加工物に所定の下穴が形成される。この加工時における加工台１４のＸ軸方向における前進位置であって、ドリル３１０の加工終了位置は、加工台移動装置１６の数値制御により決められる。加工が終了すれば、加工台１４の後退によりドリル３１０が被加工物から離間させられるとともに、スピンドル移動装置３４によりスピンドルユニット３０が後退させられる。

スピンドル４０により保持されたタップにより被加工物の下穴に雌ねじを形成する場合には、加工台１４が加工台移動装置１６によってＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸に移動させられ、被加工物に対して所定の位置に位置決めされる。その状態で、加工を行うタップを保持したスピンドルユニット３０がスピンドル移動装置３４により前進させられるとともに、スピンドル４０が回転駆動装置４４により回転させられ、加工を行うタップが回転させられつつ、他の工具に対して前進させられるとともに、下穴内に進入させられてねじを形成する。タップ（スピンドル４０）の前進位置（加工終了位置）は予め設定され、例えば、スピンドルユニット３０側に設けられた被検出部としてのドグおよび加工台１４側に設けられたセンサを含むスピンドル位置検出装置により検出され、その検出に基づいてスピンドル４０の前進が止められ、回転が止められる。その後、スピンドルユニット３０がスピンドル移動装置３４により後退させられ、タップが、加工の済んだ穴から抜け出させられる。

例えば、加工が繰り返し行われ、工具が寿命に達した場合には、回転加工装置１０と工具収納装置１２との間において工具の交換が行われる。スピンドル４０が保持し、寿命に達した工具を工具収納装置１２に収納し、工具収納装置１２に収納された未使用の工具を受け取るのである。そのため、工具収納装置１２においては、上下２列に設けられた工具保持装置１９２のうち、例えば、上側の工具保持装置列が使用済みの工具を戻すための使用済み工具保持装置列とされ、その使用済み工具保持装置列を構成する工具保持装置１９２である使用済み工具保持装置１９２は工具を保持せず、空とされている。また、下側の工具保持装置列が未使用の工具を保持する未使用工具保持装置列とされ、その未使用工具保持装置列を構成する工具保持装置１９２である未使用工具保持装置１９２は未使用のドリル３１０あるいはタップを保持した工具ホルダ１００を保持している。

工具収納装置１２は、加工中は、加工エリアの上方の作業エリアへ退避させられて作業位置にあり、工具交換時に昇降装置１９４により工具授受位置へ下降させられ、加工エリア内に進入させられる。そして、まず、使用済みの工具が、スピンドル４０から使用済み工具保持装置１９２に渡され、工具収納装置１２に収納される。空の使用済み工具保持装置１９２においては、図１０に示すように、一対の係合レバー２６０が作用位置に位置し、工具保持部材２１０が前進位置に位置させられている。例えば、複数の工具が同時に寿命に達した場合のように、授受が行われ、交換される工具が複数ある場合には、回転加工装置１０と工具収納装置１２との間において複数の工具の授受が同時に行われるが、ここでは、簡単のために１つの工具、例えば、１つのドリル３１０の授受を行う場合を説明する。なお、図１０においてスピンドルユニット３０および工具保持装置１９２は、軸方向の位置は同じであるが、位相を９０度異にする２つの状態が図示されている。図１１〜図１８においても同じである。

工具収納時には、加工台１４の移動により、使用済みの工具を保持したスピンドル４０が空の使用済み工具保持装置１９２の工具保持部材２１０と同軸に対向する位置へ移動させられる。また、スピンドル４０が回転させられ、工具保持部材２１０との位相が合わされる。スピンドル４０が工具を保持する際、スピンドル４０の一対の切欠６２と工具ホルダの一対のキー１１８との位相が一致させられ、それらが嵌合されるようにすることが必要であり、工具は、工具保持装置１９２に予め設定された位相で収納される。本実施例では、それぞれ横断面形状が小判形を成す工具ホルダ１００のフランジ部１１４がフランジ部嵌合穴部２３６に嵌合され、一対の平面部１１６とフランジ部嵌合穴部２３６の一部を画定するばね受け２７６，２７８との係合により、工具ホルダ１００の工具保持装置１９２に対する回転が阻止され、工具が予め設定された位相で収納されるのであり、スピンドル４０は、保持した工具を工具保持装置１９２に保持させる場合にも、工具保持装置１９２から工具を受け取る場合にも、予め設定された同じ位相とされる。スピンドル４０は、一対の切欠６２が、フランジ部嵌合穴部２３６のばね受け２７６，２７８によって画定される部分と対応する状態となる位相であって、工具が収納された状態においては工具ホルダ１００の一対のキー１１８と対応する状態となる位相とされるのであり、それにより、スピンドル４０が保持した工具を工具保持装置１９２に保持させる場合には、工具ホルダ１００のフランジ部１１４の位相がフランジ部嵌合穴部２３６の位相と一致させられ、工具を設定された位相で工具保持装置１９２に保持させることができ、工具保持装置１９２から工具を受け取る際には、一対の切欠６２と一対のキー１１８との位相が一致させられ、両者が嵌合させられる。ここでは、スピンドル４０が保持した工具の工具保持装置１９２への収納であり、制御装置３００により回転駆動装置４４が制御され、スピンドル４０が回転させられるとともに、予め設定された位相が得られる位置において停止させられることにより、フランジ部１１４の位相が第２受容穴２３０のフランジ部嵌合穴部２３６の位相と一致させられる。なお、工具ホルダ１００のフランジ部１１４がフランジ部嵌合穴部２３６に収納された状態では、フランジ部１１４の一対のキー１１８が設けられていない円筒状の部分が、一対のボールプランジャ２４９に対応する状態となる。

この状態でスピンドルユニット３０がスピンドル移動装置３４により前進させられ、スピンドル４０が工具保持部材２１０に接近させられる。スピンドルユニット３０および工具保持装置１９２において保持される工具の軸線に平行な方向が工具保持装置の軸方向であり、本実施例においてはＸ軸方向に平行な方向である。スピンドル４０の工具保持部材２１０に対する接近により、図１１に示すように、ドリル３１０および工具ホルダ１００の第１受容穴５４に受容されている側とは反対側の部分が第２受容穴２３０に挿入され、ドリル３１０が工具収容穴部２３２に収容されるとともに、工具ホルダ１００のクランプナット１１０およびフランジ部１１４がそれぞれ、ナット嵌合穴部２３４およびフランジ部嵌合穴部２３６に嵌合される。工具ホルダ１００は、テーパ部１２１と、フランジ部１１４の平面部１１６を除く部分の外周面とにおいてボールプランジャ２４９のボール２４６をスプリング２４８の付勢力に抗して孔２４４内に押し込み、退避位置へ退避させて嵌合を許容させる。

スピンドル４０の工具保持部材２１０への接近時には、まず、図１１に示すように、クランプスリーブ７４が係合レバー２６０の係合部２６６に当接し、前進を阻止される。工具保持部材２１０を前進方向に付勢する４つのスプリング２２０の付勢力の和は、クランプスリーブ７４を付勢するスプリング７６の付勢力より大きく、工具保持部材２１０は移動せず、係合レバー２６０は作用位置に位置させられ、クランプスリーブ７４を前進を阻止された状態に保つ。クランプスリーブ７４の当接後、スピンドル４０がスプリング７６を圧縮しつつクランプスリーブ７４に対して前進させられる。クランプスリーブ７４がスプリング７６の付勢力に抗してスピンドル４０に対して相対的に後退させられるのである。それにより、図１２に示すように、スピンドル４０に保持されたボール５８がクランプスリーブ７４に対して前進させられて緩傾斜面８４から離れ、ボールクランプ機構による工具ホルダ１００のクランプが解除される。そのため、一部が工具ホルダ１００の円環溝１３２内へ押し込まれていたボール５８が、ボール保持穴５６内を外周面６４側へ移動することが許容され、スプリング９４の付勢力に基づいて、押出部材９０により工具ホルダ１００が第１受容穴５４から押し出され、工具ホルダ１００の溝側面１３６によりボール５８が半径方向外向きに押し出される。この工具収納時におけるスピンドル４０の工具保持装置１９２に対する接近位置ないし前進位置は予め設定され、例えば、スピンドルユニット３０側に設けられたドグおよび加工台１４側に設けられたセンサを含むスピンドル位置検出装置により検出され、その検出に基づいてスピンドル４０の前進が止められる。このドグは、被加工物にタップによって雌ねじを形成する場合にスピンドル４０の前進位置を検出するためのドグとは別のドグであり、センサは同じものであり、共用である。

工具ホルダ１００は、第１受容穴５４から押し出されて第２受容穴２３０に押し込ま
れ、図１３に示すように、フランジ部１１４が当接面２３８に当接させられる。その状態では、一対のボールプランジャ２４９の各ボール２４６がフランジ部嵌合穴部２３６内に突出させられて、フランジ部１１４に設けられたテーパ部１２２に係合し、工具ホルダ１００が使用済み工具保持装置１９２により離脱を防止された状態で保持される。フランジ部１１４のテーパ部１２２であって、凸部を構成するボール２４６と係合する部分は、ボール２４６の片側にしかないが、半径方向に凹の凹部として機能し、係合部と係合する被係合部を構成する。また、スピンドル４０においては、押出部材９０が、その小径部９２がボール保持穴５６に対応する位置まで前進し、ボール５８が、小径部９２と工具保持部４８の内周面５２との間の隙間以上、第１受容穴５４内に突出することが防止される。

その後、スピンドルユニット３０がスピンドル移動装置３４により後退させられ、図１４に示すようにスピンドル４０が後退させられて工具保持装置１９２から離間させられ、工具ホルダ１００が第１受容穴５４から抜け出させられる。工具ホルダ１００は、ボールプランジャ２４９のボール２４６のテーパ面１２２との係合により離脱防止力が付与され、第２受容穴２３０からの離脱が防止される。クランプスリーブ７４はスピンドル４０の工具保持装置１９２からの離間により、係合レバー２６０から離れ、スプリング７６により付勢されて前進させられるが、ボール５８が押出部材９０により、小径部９２と第１受容穴５４の内周面との間の隙間分を超える第１受容穴５４内部への突出を阻止されるため、緩傾斜面８４がボール５８に当接してボール保持穴５６に押し込むクランプ位置までは前進できず、急傾斜面８２がボール５８に当接するクランプ解除位置で止められ、ボールクランプ機構が解除状態に保たれる。ボール５８は、押出部材９０により、ボール保持穴５６から第１受容穴５４内への脱落も防止される。また、押出部材９０は肩面９６においてボール５８に当接し、第１受容穴５４からの脱落が防止される。ボール５８が押出部材９０のストッパ部ないし脱落防止部を構成すると考えることもできる。

また、工具保持装置１９２に設けられたホルダセンサ２５０の検出信号に基づいて、工具が使用済み工具保持装置１９２により保持されたか否かの判定がコンピュータにおいて行われ、工具の収納動作が行われたにもかかわらず、工具検出信号が得られない場合には、例えば、報知装置により異常の発生が作業者に報知される。

工具を使用済み工具保持装置１９２に保持させ、空となったスピンドル４０は、未使用工具保持装置１９２から工具を受け取る。そのため、工具収納装置１２が上昇させられ、スピンドル４０は使用済み工具保持装置１９２の真下にある未使用工具保持装置１９２と同軸に対向させられる。スピンドル４０は使用済みの工具を工具保持装置１９２に保持させた直後であり、その位相は予め設定された位相にあり、一対の切欠６２と一対のキー１１８との位相が一致する位相にあり、スピンドル４０を回転させて位相合わせを行わなくてよい。この状態は、工具保持装置１９２は交替させられているが、図１４により示される。

そして、スピンドル４０が前進させられ、図１５に示すように、工具ホルダ１００の第２受容穴２３０に受容されている側とは反対側の部分であって、ホルダ本体１０２が第１受容穴５４に嵌合される。前述のように、スピンドル４０により保持されたドリル３１０が使用済み工具保持装置１９２により保持された後、ボールクランプ機構は解除状態に保たれ、工具ホルダ１００はボール５８に妨げられることなく、第１受容穴５４に嵌合される。スピンドル４０の前進に伴って押出部材９０が工具ホルダ１００に当接して前進を止められ、スピンドル４０がスプリング９４を圧縮しつつ前進してクランプスリーブ７４が一対の係合レバー２６０の係合部２６６に当接し、前進を止められる。クランプスリーブ７４は、その先端のテーパ面７９において一対の係合レバー２６０の各係合部２６６の傾斜面２６８に当接させられる。押出部材９０の工具ホルダ１００への当接より先にクランプスリーブ７４が係合レバー２６０に当接するようにしてもよい。

この状態からスピンドル４０は更に、スプリング９４を圧縮しつつ押出部材９０に対して前進させられるとともに、スプリング７６を圧縮しつつクランプスリーブ７４に対して前進させられる。工具保持部材２１０を前進方向に付勢する４つのスプリング２２０の付勢力の和は、スプリング７６，９４の各付勢力の和より大きく、工具保持部材２１０は後退させられず、係合レバー２６０は作用位置に位置する状態に保たれ、スピンドル４０の前進に伴って押出部材９０がスピンドル４０に対してスプリング９４の付勢力に抗して押し戻されてスピンドル４０内に押し込まれ、工具ホルダ１００が更に第１受容穴５４に挿入される。工具ホルダ１００の後端部のストレートな円筒面部の直径は、前述のように、押出部材９０の小径部９２の直径と同じであって、工具保持部４８の内周面５２の直径であって、第１受容穴５４の直径よりやや小さくされており、ボール５８は工具ホルダ１００の後端部を通り、工具ホルダ１００に対して前方へ移動することができる。この際、ボール５８が、押出部材９０の小径部９２と工具ホルダ１００の案内部１３０との間の空間に入ることがあっても、案内部１３０の傾斜に案内されてボール保持穴５６側へ押し戻され、工具ホルダ１００の後端部を乗り越えることができる。

スピンドル４０の工具保持装置１９２への接近により、図１６に示すように、切欠６２にキー１１８が嵌合させられ、スピンドル４０の先端面６０が工具ホルダ１００のフランジ部１１４の後端面１２０に当接させられるとともに、ボール５８が工具ホルダ１００の円環溝１３２に対応する位置に位置し、溝側面１３６に係合可能な状態となれば、その状態から更にスピンドル４０が前進させられるとき、先端面６０と後端面１２０との当接およびフランジ部１１４と工具保持部材２１０の当接面２３８との当接により、工具ホルダ１００を介して工具保持部材２１０が後退方向へ押される。先端面６０が力作用面を構成し、フランジ部１１４が力伝達部を構成している。スプリング７６，９４の各付勢力と、スピンドル４０が工具保持部材２１０を押す力との和が、４つのスプリング２２０の付勢力の和より大きくなれば、図１７に示すように、工具保持部材２１０が工具保持装置本体２００に対して後退させられる。

工具保持部材２１０が後退させられる際、工具保持部材２１０に回動可能に保持された係合レバー２６０も後退させられるが、係合レバー２６０はカム面２７０において、工具保持装置本体２００に固定の作用部材２９０のカム面２９２に当接させられているため、それらカム面２７０，２９２の作用により、図１７に示すように、工具保持部材２１０の後退に伴って係合レバー２６０が退避位置へ回動させられつつ後退させられる。係合レバー２６０は、傾斜面２６８においてクランプスリーブ７４の先端のテーパ面７９に当接させられており、それら面２６８，７９の斜面の作用により、クランプスリーブ７４を一旦、スプリング７６の付勢力に抗して後退させつつスムーズに退避位置へ回動させられる。係合レバー２６０が退避位置へ回動させられ、クランプスリーブ７４との係合が外れれば、クランプスリーブ７４の前進が許容され、図１８に示すように、スプリング７６の付勢によりスピンドル４０に対して前進させられる。それにより、クランプスリーブ７４の内周面に形成された緩傾斜面８４がボール５８に係合し、ボール保持穴５６内を第１受容穴５４側へ移動させ、工具ホルダ１００の溝側面１３６に押し付ける。工具ホルダ１００はフランジ部１１４の後端面１２０においてスピンドル４０の先端面６０に当接させられているため、それ以上、第１受容穴５４内に引き込まれることはなく、緩傾斜面８４の斜面の効果により、ボール５８の溝側面１３６への押付力が増大し、工具ホルダ１００がスピンドル４０により強固に保持される。

工具保持時におけるスピンドル４０の工具保持装置１９２に対する前進位置は予め設定され、ドグおよびセンサを含むスピンドル位置検出装置により検出される。このドグは、雌ねじ加工時におけるタップの前進位置を検出するためのドグおよびスピンドル４０から工具保持装置１９２へのドリル３１０の授受時の前進位置を検出するためのドグとは別のドグであり、センサは同じものである。工具保持部材２１０の後退位置は、スピンドル４
０の前進位置により決まり、保持部２１４が工具保持装置本体２００に当接するには至らない位置であるが、スピンドル４０が設定された前進位置において停止することができない場合があっても、工具保持部材２１０の後退限度は、保持部２１４が工具保持装置本体２００に当接することにより規定され、工具保持部材２１０が過剰に押されることが防止される。

このように工具ホルダ１００がスピンドル４０により保持された後、スピンドル４０が後退させられ、工具ホルダ１００が第２受容穴２３０から抜け出させられる。スピンドル４０が工具保持装置１９２から離間させられるとき、ボールプランジャ２４９のボール２４６は、工具ホルダ１００に作用する第２受容穴２３０から抜け出す方向の力により、テーパ部１２２およびフランジ部１１４のテーパ部１２２に続く円筒状部によってスプリング２４８の付勢力に抗して孔２４４内に押し込まれ、工具ホルダ１００の第２受容穴２３０からの離脱を許容する。工具保持装置１９２においては、スピンドル４０の後退に伴って工具保持部材２１０がスプリング２２０の付勢により前進させられて前進位置へ戻り、係合レバー２６０がスプリング２７４の付勢により作用位置へ戻る。この状態は、図１０により示される。このように本授受システムにおいては、回転加工装置１０と工具収納装置１２との間における工具の授受が、第１工具保持装置と第２工具保持装置１９２とが互いに対向した状態での軸方向の相対移動のみにより行われる。スピンドル移動装置３４は、工具の授受時に第１工具保持装置と第２工具保持装置とを軸方向に相対移動させる相対移動装置を構成している。

工具収納装置１２は、全部の使用済み工具の収納および未使用の工具のスピンドル４０による保持の終了後、昇降装置１９４により作業位置へ上昇させられる。そして、回転加工装置１０により被加工物の加工が開始され、作業位置においては作業者により、使用済みの工具が工具保持装置１９２から取り外され、使用済み工具保持装置１９２が空にされるとともに、工具がスピンドル４０に取り付けられて空になった未使用工具保持装置１９２に、次の交換に備えて未使用の工具が保持させられる。
なお、工具の授受は工具の消耗時の他に、例えば、被加工物の種類の変更により加工の種類が変わる際に工具を変更するために行われる。

工具授受時におけるスピンドル４０の位相決めは、位相決め治具を用いて行われるようにしてもよい。その実施例を図１９に基づいて説明する。
本実施例の位相決め治具３５０は、図１９に概略的に示すように、治具本体３５２と、治具本体３５２にＹ軸方向（図１９においては左右方向）に移動可能に設けられた位相決め部材３５４とを有する。位相決め部材３５４は、治具本体３５２に保持される保持部３５６と、保持部３５６の治具本体３５２からの突出端部に設けられて位相決め部を構成する位相決めプレート３５８とを備えている。位相決めプレート３５８は、位相決め部材３５４の移動方向と直交する一平面状の位相決め面３６０を備え、位相決め部材３５４は治具本体３５２との間に配設された付勢装置の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング３６２により、治具本体３５２から突出する向きに付勢されている。このスプリング３６２が第６付勢装置を構成し、その付勢による位相決め部材３５４の前進限度は、図示を省略する前進限度規定装置により規定される。本実施例において位相決め治具３５０は、位相決め面３６０が鉛直となる状態で設けられている。

また、スピンドル４０には、例えば、工具保持部４８の、ストッパ７８により抜出しを阻止された状態におけるクランプスリーブ７４より前側の部分の外周面の少なくとも１個所、本実施例では直径方向に隔たった２箇所がそれぞれ、軸線に平行に切り欠かれて一平面状の被位相決め面３６４が形成され、一対の被位相決め面３６４およびそれら被位相決め面３６４の間の一対の部分円筒面３６６が被位相決め部３６８を構成している。一対の被位相決め面３６４は、スピンドル４０の軸線まわりにおいて、スピンドル４０の位相が位相決め治具３５０により、予め設定された位相に決められる位置に設けられる。さらに、スピンドル４０を回転させる回転駆動装置は、本実施例においては、回転電動モータを駆動源とするが、回転停止位置制御機能を有さない装置とされている。

例えば、スピンドル４０が空の状態で工具収納装置から工具を受け取る場合には、まず、加工台１４が位相決め治具３５０へ移動させられ、複数のスピンドルユニット３０のうち、工具を保持するスピンドルユニット３０がスピンドル移動装置３４により前進させられ、他のスピンドルユニット３０に対して突出した位相決め実行位置に位置させられる。スピンドル４０は、被位相決め部３６８が位相決め面３６０の上部と対向する状態で、加工台１４が加工台移動装置１６によって移動させられ、位相決め面３６０に直角な方向、すなわち位相決め部材３５４の移動方向と平行な方向であって、本実施例では水平な方向から位相決め面３６０に接近させられ、予め設定された位相決め位置、ここではスピンドル４０の回転軸線が、前進位置に位置する位相決め部材３５４の位相決め面３６０に対して、回転軸線と被位相決め面３６４との距離よりやや短い距離、離れた状態となる位置に位置させられる。そのため、スピンドル４０は、図１９に実線で示すように、位相決め部材３５４をスプリング３６２の付勢力に抗して後退させつつ、位相決め面３６０に押し付けられる。

この状態で加工台１４が下降させられ、図１９に太線の矢印で示すように、スピンドル４０が位相決め面３６０に平行かつスピンドル４０の回転軸線に直角な方向であって、下方へ移動させられる。この際、回転駆動装置はスピンドル４０の自由な回転を許容する状態とされ、スピンドル４０は、図１９に実線で示すように、部分円筒面３６６が位相決めプレート３５８に係合する位相にあれば、スピンドル４０が下方へ移動するに従って、部分円筒面３６６と位相決め面３６０との間の摩擦力により、図１９に一点鎖線および二点鎖線で示すように、軸線まわりに回転させられる。位相決め部材３５４は、二点鎖線で示すように、スプリング３６２の付勢により被位相決め部３６８が接触した状態に保たれる。そして、スピンドル４０の位相が、被位相決め面３６４が位相決め面３６０に密着する位相になれば、スピンドル４０の回転が止まり、スピンドル４０が、工具保持部材１９２に対して予め定められた一定の位相となる位相であって、一対の切欠６２と工具ホルダ１００の一対のキー１１８との位相が一致する位相に決められる。

スピンドル４０は下降位置、すなわち位相決め面３６０の下部に密着させられる位置まで下降させられる。位相決め面３６０の、位相決め面３６０に平行かつスピンドル４０の回転軸線に直角な方向における寸法は、スピンドル４０がいずれの位相で位相決め面３６０に密着させられて位相決めが開始されても、スピンドル４０を回転させ、位相を決めることができる大きさとされている。スピンドル４０は切欠６２を一対備え、工具ホルダ１００はキー１１８を一対備え、スピンドル４０と工具保持装置１９２とは半回転ずつ回転した相対位相において工具の授受を行い得るものであり、工具授受時の相対位相が２つあり、スピンドル４０はいずれかの位相に決められればよく、そのため、被位相決め面３６４が一対、設けられ、位相決めのためのスピンドル４０の回転量が少なくて済み、迅速に位相決めが為される。また、位相決め面３６０の上記寸法も短くすることができ、位相決め治具３５０をコンパクトに構成することができる。

スピンドル４０の下降後、スピンドル４０が回転駆動装置によって回転させられる状態となり、自由な回転が防止されて位相が決められた状態に保たれる。そのため、スピンドル４０が工具収納装置１２へ移動させられて工具を保持する際、工具との位相が合い、工具を保持することができる。スピンドル４０が保持した工具を工具収納装置に収納する場合にも同様に、スピンドル４０の位相決めが行われる。スピンドルが一旦、工具を保持した後に行われる工具の授受時には、工具の保持が工具を工具収納装置に戻した直後に行われるのであれば、スピンドル４０の位相は工具授受位相にあり、位相決め治具３５０を用いた位相決めを省略することができる。本実施例では、加工台移動装置１６が相対移動装置を構成している。

加工装置において複数のスピンドルユニットが個々に軸方向に移動させられない構成である場合には、位相決めを行うスピンドルの選択をその軸方向の移動により行うことができないため、例えば、位相決めプレートを、隣接するスピンドルユニットの間に進入してスピンドルが接触させられ、位相決めを行うことができる形状，寸法を有するものとすればよい。

なお、工具が工具ホルダに保持されて工具保持部材により保持される場合、工具ホルダに被位相決め面を設け、被位相決め部を設けてもよい。この場合、加工開始時における空の第１工具保持部材への工具ホルダの取付けは作業者により行われ、その後、工具を第２工具保持部材に保持させる際には、工具ホルダについて、スピンドルに被位相決め部が設けられる場合と同様にして位相決め治具により位相決めが行われる。第２工具保持部材に工具を保持させた後、空となった第１工具保持部材に直ちに工具を保持させるのであれば、第１工具保持部材の位相は工具ホルダを保持していた状態での位相であって、工具授受位相にあり、位相決めは不要であり、被位相決め部が設けられた工具ホルダを保持しておらず、位相決めを行うことができなくても、位相が合った状態で工具を受け取ることができる。

別の実施例を図２０ないし図２６に基づいて説明する。
本実施例の工具授受システムは、第２工具保持装置のクランプスリーブ制御装置の可動係合部材を、軸方向に平行な方向に直線移動する直線移動型係合部材としたものである。なお、第１工具保持装置は前記実施例と同様に構成されており、図示および説明を省略する。

図２０に示すように、第２工具保持装置としての工具保持装置３９０の第２工具保持装置本体としての工具保持装置本体３９２に第２工具保持部材としての工具保持部材３９４が軸方向に移動可能に嵌合されている。工具保持部材３９４には、軸方向に貫通して段付状の第２受容穴３９６が形成され、前記第２受容穴２３０と同様に、後端部側から順に、工具収容穴部３９８，ナット嵌合穴部４００およびフランジ部嵌合穴部４０２が設けられ、ナット嵌合穴部４００と、それより大径のフランジ部嵌合穴部４０２との間に前向きの当接面４０４が形成されている。

また、図２０に示すように、工具保持部材３９４の工具保持装置本体３９２から前方へ突出させられた前端部は大径とされ、その大径部４１０と工具保持装置本体３９２との間に配設された付勢装置の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング４１２により、工具保持部材３９４は前進方向へ付勢されている。圧縮コイルスプリング４１２が第２付勢装置を構成している。このスプリング４１２の付勢による工具保持部材３９４の前進限度は、工具保持部材３９４に設けられた溝４１４と、工具保持装置本体３９２に設けられ、溝４１４に工具保持部材３９４の軸方向に相対移動可能に嵌合された係合突部４１６とを含む前進限度規定装置により規定される。係合突部４１６が溝４１４の後側の端面に係合することにより前進限度が規定され、工具保持部材３９４が前進位置に位置させられる。また、前進限度規定装置は相対回転阻止装置でもあり、工具保持部材３９４と工具保持装置本体３９２との相対回転を阻止する。

工具保持部材３９４の大径部４１０の外側には、図２０に示すように、直線移動型係合部材としての係合スリーブ４２０が軸方向に相対移動可能に嵌合されている。係合スリーブ４２０は、有底の円筒状を成し、その前端の底壁部４２２と大径部４１０との間に配設された圧縮コイルスプリング４２４により、工具保持部材３９４から前方へ突出する向きに付勢されている。底壁部４２２には、工具ホルダ１００の進入を許容する開口４２６が設けられ、開口４２６の周縁部が軸方向に直角な係合部４２８を構成している。係合スリーブ４２０には、その周方向の一部であって、例えば、最上部に作用部材４３０が係合スリーブ４２０の軸方向に平行な姿勢で、係合スリーブ４２０から後方へ延び出す向きに設けられている。作用部材４３０は、装置本体３９２を軸方向に相対移動可能に
貫通させられ、装置本体３９２から後方へ突出させられるとともに、その突出端部に増速レバー４３２が係合させられている。

増速レバー４３２は一直線状を成し、その一端部において工具保持装置本体３９２の、作用部材４３０が貫通させられた部分に対して直径方向に隔たった箇所に軸４３４により、係合スリーブ４２０の軸線と直角に立体交差する水平な軸線まわりに回動可能に取り付けられ、他端部に設けられた球状の係合部４３６が、作用部材４３０を上下方向に貫通して設けられた被係合部としての係合穴４３８に、係合穴４３８の中心線に平行な方向に相対移動可能に嵌入させられている。増速レバー４３２は、工具保持装置本体３９２および工具保持部材３９４の後面に対向する状態で設けられており、係合スリーブ４２０および作用部材４３０を介して、係合スリーブ４２０を前進方向に付勢するスプリング４２４の付勢力が作用し、増速レバー４３２は係合部４３６が前方へ向かう向きに付勢される。スプリング４２４の付勢による増速レバー４３２の回動限度は、工具保持部材３９４の後面のうち、増速レバー４３２の作用部材４３０より回動軸線に近い側の部分に突設された突部４４０に増速レバー４３２が当接させられることにより規定される。増速レバー４３２の回動軸線と突部４４０（工具保持部材３９４）に当接する部分との距離は、増速レバー４３２の回動軸線と作用部材４３０に対する係合部との距離より小さくされているのである。また、この当接により、スプリング４２４の付勢による係合スリーブ４２０の前進限度が規定される。この前進限度が規定された位置が係合スリーブ４２０の作用位置である。

工具保持部材３９４にはまた、係合スリーブ４２０を退避位置に位置する状態に保つ退避位置維持装置４５０が設けられている。退避位置維持装置４５０は、図２１に示すように、工具保持部材３９４の大径部４１０に設けられた凹部４５２内に軸４５４により、工具保持部材３９４の軸方向と直角に立体交差する軸線まわりに回動可能に取り付けられた第１レバー４５６および第２レバー４５８を含む。第１レバー４５６は、軸４５４から前方へ延び出させられた延出し端部がフランジ部嵌合穴部４０２側へ屈曲させられて作用部４６０が設けられている。作用部４６０には、フランジ部嵌合穴部４０２の中心線に対して傾斜させられ、後方ほどフランジ部嵌合穴部４０２の中心線に向かう向きに傾斜させられたカム面４６２が形成されている。第１レバー４５６は、第１レバー４５２の軸４５４から後方へ延び出させられた部分と工具保持部材３９４との間に配設された圧縮コイルスプリング４６４により、作用部４６０がフランジ部嵌合穴部４０２内に突出する向きに付勢されている。スプリング４６４の付勢による第１レバー４５６の回動限度は、第１レバー４５６の軸４５４から後方へ延び出させられた部分が、凹部４５２内に設けられたストッパ４６６に当接することにより規定され、回動限度が規定された状態では、図２１に示すように、カム面４６２全体がフランジ部嵌合穴部４０２内に突出させられた状態となる。

第２レバー４５８は軸４５４に第１レバー４５６と相対回動可能に取り付けられ、図２１に示すように、軸４５４から前方へ延び出させられ、その延び出し端部は外向きに、すなわち係合スリーブ４２０側へ屈曲させられて係合部としての係合突部４６８が設けられるとともに、係合突部４６８と第１レバー４５６との間に配設された圧縮コイルスプリング４７０により、係合突部４６８が凹部４５２から大径部４１０の外へ突出する向きに付勢されている。スプリング４７０の付勢による第２レバー４５８の回動限度は、第２レバー４５８が、第１レバー４５６の側面に突設されたストッパ４７４に当接することにより規定される。第１，第２レバー４５６，４５８がそれぞれ、スプリング４６４，４７０の付勢による回動限度を規定された状態では、第２レバー４５８は、係合突部４６８が凹部４５２内に引っ込んだ退避位置に位置させられる。そして、前記係合スリーブ４２０の周壁には、半径方向に貫通し、第２レバー４５８の係合突部４６８が嵌入可能な係合穴４８０が形成され、被係合部を構成している。係合スリーブ４２０が前進位置に位置する状態では、係合穴４８０は第２レバー４５８の係合突部４６８より前に位置する。なお、図示は省略するが、工具保持部材３９４のフランジ部嵌合穴部４０２の周壁部分には、ボ
ールプランジャが一対設けられ、工具ホルダを保持するようにされている。

工具ホルダ１００により保持されて、スピンドル４０により保持された工具、例えば、ドリル３１０を空の工具保持装置３９０に保持させる場合を説明する。この際、工具保持装置３９０において工具保持部材３９４は前進位置に位置し、係合スリーブ４２０は作用位置にある。工具保持部材３９４に対する位相を決められたスピンドル４０は、工具保持部材３９４と同軸に対向する状態から前進させられ、ドリル３１０および工具ホルダ１００が第２受容穴３９６に進入させられる。この際、まず、クランプスリーブ７４が係合スリーブ４２０の係合部４２８に当接して前進を阻止され、その状態から更にスピンドル４０が前進させられ、クランプスリーブ７４に対して前進させられれば、ボールクランプ機構のボール５８がクランプスリーブ７４の緩傾斜面８４から離れてスピンドル４０による工具ホルダ１００の保持が解除される。

そのため、工具ホルダ１００は、押出部材９０により第１受容穴５４から押し出されて第２受容穴３９６内に押し込まれる。この際、図２２に示すように、工具ホルダ１００のフランジ部１１４が退避位置維持装置４５０の第１レバー４５６のカム面４６２に係合し、その斜面の作用により第１レバー４５６がスプリング４６４の付勢力に抗して回動させられ、作用部４６０がフランジ部嵌合穴部４０２から凹部４５２内へ抜け出させられる。また、第１レバー４５６の回動によりストッパ４７４が移動するため、第２レバー４５８がスプリング４７０の付勢により係合突部４６８が係合スリーブ４２０へ向かう向きに回動させられるが、係合穴４８０は退避位置維持装置４５０より前方にあり、第２レバー４５８の回動は係合スリーブ４２０の内周面に係合して止められる。工具ホルダ１００は、フランジ部１１４が当接面４０４に当接するまで第２受容穴３９６に押し込まれ、ボールプランジャのボールがフランジ部１１４のテーパ面１２２に係合させられて、工具ホルダ１００が工具保持装置３９０により保持される。そして、スピンドル４０が後退させられて、工具ホルダ１００が第１受容穴５４から抜け出させられる。

工具保持装置３９０が保持したドリル３１０をスピンドル４０に保持させる場合には、スピンドル４０が前進させられ、押出部材９０が工具ホルダ１００に当接して前進を止められ、さらにクランプスリーブ７４が作用位置にある係合スリーブ４２０の係合部４２８に当接して前進を止められる。スピンドル４０は更に前進させられ、切欠６２にキー１１８が嵌入させられるとともに、先端面６０が工具ホルダ１００のフランジ部１１４の後端面１２０に当接し、工具ホルダ１００を介して工具保持部材３９４がスピンドル４０により押され、図２３に示すように、スプリング４１２の付勢力に抗して後退させられる。それにより、増速レバー４３２が工具保持部材３９４により押されて回動させられ、係合スリーブ４２０がスプリング４２４の付勢力に抗して後退させられる。

増速レバー４３２の回動軸線と突部４４０に当接する部分との距離が、回動軸線と作用部材４３０に対する係合部との距離より小さくされ、増速レバー４３２の回動支点から力点までの距離、すなわち軸４３４の軸線から増速レバー４３２の突部４４０との係合点までの距離が、回動支点から作用点、すなわち軸４３４の軸線から増速レバー４３２の係合部４３６と係合スリーブ４２０の係合穴４３８との係合点までの距離より小さくされているため、図２３に示すように、工具保持部材３９４の後退距離が増速されて係合スリーブ４２０に伝達され、係合スリーブ４２０は工具保持部材３９４より多く後退させられ、工具保持部材３９４に対して後退させられる。それにより、係合スリーブ４２０の係合穴４８０が退避位置維持装置４５０の第２レバー４５８の係合突部４６８に至り、第２レバー４５８がスプリング４７０の付勢により回動させられて係合突部４６８が係合穴４８０に嵌合され、係合スリーブ４２０が工具保持部材３９４に係止され、退避位置に位置する状態に維持される。このように係合スリーブ４２０が増速されて工具保持部材３９４に対して後退させられ、退避位置へ移動させられることにより、クランプ
スリーブ７４のスピンドル４０に対する前進が許容され、緩傾斜面８４がボール５８を、ボール保持穴５６内を第１受容穴５４側へ移動させて工具ホルダ１００の溝側面１３６に押し付け、工具ホルダ１００がクランプされる。

工具ホルダ１００のクランプ後、スピンドル４０が後退させられ、ドリル３１０が第２受容穴３９６から抜け出させられる。この後退に伴って工具保持部材３９４はスプリング４１２により付勢されて、スピンドル４０に追従して前進させられるとともに、工具保持部材３９４に係止された係合スリーブ４２０が工具保持部材３９４と一体的に前進させられる。そのため、図２４に示すように、突部４４０が増速レバー４３２から離れた状態となる。工具保持部材３９４が前進位置へ到達した状態から更にスピンドル４０が後退させられれば、図２５に示すように、工具ホルダ１００が工具保持部材３９４に対して後退させられる。そして、フランジ部１１４が第１レバー４５６から外れれば、第１レバー４５６はスプリング４６４の付勢により回動させられ、カム面４６２がフランジ部収容穴部４０２内に突出させられるとともに、第２レバー４５８が、係合突部４６８が係合穴４８０から離脱する向きに回動させられ、更にスピンドル４０が後退させられれば、図２６に示すように、第２レバー４５８の係合突部４６８が係合穴４８０から離脱させられる。それにより、係合スリーブ４２０は工具保持部材３９４に対する係止を解かれ、スプリング４２４の付勢により工具保持部材３９４に対して前進させられ、図２２に示す作用位置へ戻る。このように係合スリーブ４２０が作用位置へ至るまでには、スピンドル４０の後退により、クランプスリーブ７４は、その先端部が、作用位置に位置する状態での係合スリーブ４２０の係合部４２８より後方へ移動させられており、クランプスリーブ７４が係合スリーブ４２０の前進により押されてスピンドル４０に対して後退させられ、緩傾斜面８４がボール５８から離れてボールクランプ機構による工具ホルダ１００の保持が解除されることがない。退避位置維持装置４５０による係合スリーブ４２０の退避位置における維持により、スピンドル４０は、工具を保持した状態を保って工具保持装置３９０から離れ、工具を第２受容穴３９６から抜け出させることができる。
本実施例においては、増速レバー４３２が運動変換機構を構成し、スプリング４２４とともに可動係合部材制御装置を構成し、係合スリーブ４２０と共にクランプスリーブ制御装置を構成している。

さらに別の実施例を図２７ないし図３４に基づいて説明する。
本実施例の工具授受システムは、前記実施例の工具授受システムと同様に加工システムに設けられ、回転加工装置と工具収納装置との間において工具の授受を行うシステムであるが、第２工具保持装置の第２工具保持部材および第２工具保持装置本体にそれぞれ、開口が設けられている。回転加工装置は、前記回転加工装置１０と同様に構成されており、詳細な図示および説明を省略するが、必要に応じて、回転加工装置１０についての説明を使用する。

本加工システムの工具収納装置４９０は、図２７に概略的に示すように、収納装置本体５００と、収納装置本体５００に設けられた複数の第２工具保持装置としての工具保持装置５０２とを備えている。これら工具保持装置５０２は、前記工具収納装置１２の収納装置本体１９０に設けられた複数の工具保持装置１９２と同様に、収納装置本体５００に上下方向に複数列、例えば、２列に、各列同数ずつ設けられ、収納装置本体５００が昇降装置５０４によって昇降させられることにより、一斉に昇降させられる。これら２列に設けられた複数ずつの工具保持装置５０２は、上側の列の工具保持装置５０２と下側の列の工具保持装置５０２とでは、開口の開口方向が上下逆であることを除いて同様に構成されており、下側の列の工具保持装置５０２の１つを代表的に説明する。

工具保持装置５０２は、図２８に示すように、第２工具保持装置本体としての工具保持装置本体５１０を有する。工具保持装置本体５１０は、図２８および図３２に示すように、概して矩形のブロック状を成し、収納装置本体５００に着脱可能に固定されている。工具保持装置本体５１０には、図２８および図２９に示すように、第２工具保持部材としての工具保持部材５２０がＸ軸方向に平行な軸方向に移動可能かつ相対回転不能に保持されている。工具保持部材５２０はブロック状を成し、複数、本実施例では２本のガイドロッド５２２が工具保持部材５２０の、その軸方向と直角な方向であって、複数の工具保持装置５０２が並ぶ方向に平行な方向に距離を隔てた位置にそれぞれ、軸方向に平行な姿勢で着脱可能に固定され、被案内部を構成している。これらガイドロッド５２２は、工具保持部材５２０から後方へ突出させられるとともに、工具保持装置本体５１０に設けられて案内部を構成する２つのガイド孔５２３に軸方向に移動可能に嵌合され、これらガイド孔５２３と共に案内装置を構成している。それにより、工具保持部材５２０の工具保持装置本体５１０に対する軸方向の移動が案内されるとともに、工具保持部材５２０の工具保持装置本体５１０に対する相対回転が阻止される。案内装置は相対回転阻止装置としても機能する。

工具保持部材５２０は、図２９に示すように、工具保持装置本体５１０との間に配設された複数、本実施例では２つの第２付勢装置としての圧縮コイルスプリング５２４（図２９には１つのみ図示されている）により前方へ、すなわち工具保持装置本体５１０から突出し、第１工具保持装置に向かう前進方向に付勢されている。これらスプリング５２４はそれぞれ、複数の工具保持装置５０２が並ぶ方向に平行な方向において距離を隔てて設けられ、各一端部が、工具保持装置本体５１０に設けられた有底の嵌合孔５２５（図３２参照）に嵌合され、第２付勢装置を構成している。これらスプリング５２４の付勢による工具保持部材５２０の工具保持装置本体５１０に対する離間限度であって前進限度は、ガイドロッド５２２の工具保持装置本体５１０から後方へ突出させられた後端部に設けられた大径の頭部ないしストッパ部５２６が工具保持装置本体５１０の後端面５２８に当接することにより規定される。後端面５２８がストッパ部ないし前進限度規定部を構成している。工具保持部材５２０は前進限度を規定され、前進位置に位置する状態では、図２８および図２９に示すように、工具保持装置本体５１０から離れた状態となる。

工具保持部材５２０には、図２８および図３０に示すように、その中心部を軸方向に貫通して第２受容穴５３４が形成されている。工具保持部材５２０は、前記工具保持部材２１０より短く、軸方向において、前記工具ホルダ１００のクランプナット１１０およびフランジ部１１４が収容される長さを有し、第２受容穴５３４は、図３０および図３１に示すように、横断面形状が円形の段付状を成し、直径の異なる複数、例えば、２つの穴部を備え、工具保持部材５２０の後部側から順に、クランプナット１１０が嵌合されるナット嵌合穴部５３６と、ナット嵌合穴部５３６より大径であり、ホルダ本体１０２のフランジ部１１４が嵌合されるフランジ部嵌合穴部５３８とを含む。これらナット嵌合穴部５３６とフランジ部嵌合穴部５３８との間には、工具保持部材５２０の軸線と直交し、前向きで環状の当接面５４０が形成され、力受け面を構成している。

工具保持部材５２０には、図２８および図３１に示すように、フランジ部嵌合穴部５３８を構成する部分の複数箇所、例えば、３箇所にそれぞれ、ボールプランジャ５５０が設けられている。これら３組のボールプランジャ５５０はそれぞれ、前記ボールプランジャ２４９と同様に構成され、図３１に示すように、その軸線が、工具保持部材５２０の軸線と直交する姿勢で設けられ、それらのうちの２組は、第２受容穴５３４の中心線より下側の部分に斜め上向きに、かつ、その中心線を含む鉛直な平面に対して互いに対称に設けられ、残りの１組は、第２受容穴５３４の中心線より上側の部分に下向きに設けられ、３組のボールプランジャ５５０は、第２受容穴５３４の中心線のまわりにほぼ等角度間隔で設けられている。

工具保持部材５２０のフランジ部嵌合穴部５３８を構成する部分にはまた、図３１に示すように、ボールプランジャ５５０が設けられた部分に対して、位相を異にする位置にホルダセンサ５５４が設けられている。ホルダセンサ５５４は、前記ホルダセンサ２５０と同様に構成され、工具保持装置５０２による工具ホルダ１００および工具の保持の有無であって、工具収納装置４９０における工具の収納の有無が検出される。

工具保持部材５２０の外面には、図２８，図２９および図３１に示すように、前記３組のボールプランジャ５５０が設けられた部分とは位相を異にする少なくとも１箇所、本実施例においては複数箇所、例えば、Ｙ軸方向に隔たった２個所にそれぞれ、１対の支持壁５５８が突設され、回動型係合部材の一種である係合レバー５６０が軸５６２により、工具保持部材５２０の軸線と直角に立体交差する軸線であって、鉛直なＺ軸方向に平行な軸線まわりに回動可能に取り付けられている。これら係合レバー５６０はそれぞれ、前記係合レバー２６０と同様に構成されており、同じ作用を成す部分には同一の符号を付して対応関係を示し、説明を省略する。

２つの係合レバー５６０はそれぞれ、図２８に示すように、第３付勢装置としての圧縮コイルスプリング５６４により付勢され、それらスプリング５６４の各一端部が工具保持部材５２０に設けられたばね受け５６６，５６８により受けられている。これらばね受け５６６，５６８の一部が、図２８および図３１に示すように、フランジ部嵌合穴部５３８内へ突出させられ、フランジ部嵌合穴部５３８のばね受け５６６，５６８が設けられた部分の横断面形状が、前記工具ホルダ１００のフランジ部１１４の横断面形状に対応する小判形を成すことは、図１ないし図１８に示す実施例と同じである。

工具保持装置本体５１０には、図２８および図２９に示すように、工具保持部材５２０の軸線まわりにおいて一対の係合レバー５６０の各々と対応する個所にそれぞれ、作用部材５７０が設けられている。これら作用部材５７０はそれぞれ、前記実施例の作用部材２９０と同様に構成されており、同じ作用を成す部分には同一の符号を付して対応関係を示し、説明を省略する。これら作用部材５７０の各作用部２９４および一対の係合レバー５６０の各被作用部２７２が運動変換機構を構成し、圧縮コイルスプリング５６４と共に可動係合部材制御装置を構成し、可動係合部材たる係合レバー５６０と共にクランプスリーブ制御装置を構成している。

工具保持部材５２０には、図２８，図３０および図３１に示すように、軸方向に平行に延びるとともに、第２受容穴５３４を囲む周壁の外側面６００から第２受容穴５３４まで達する開口６０２が形成されている。開口６０２は、外側面６００のうち、下向きの面に開口させられるとともに、工具保持部材５２０の前端面と後端面とにそれぞれ開口させられ、工具保持部材５２０の軸方向における全長にわたって形成されている。この開口６０２の幅（工具保持部材５２０の軸線に直角な方向であって、複数の工具保持装置５０２が並ぶ方向と平行な方向の寸法）は、第２受容穴５３４のナット嵌合穴部５３６の直径より小さく、後述する回転加工工具のシャンクの直径より大きくされている。また、開口５０２の一対の側面の、第２受容穴５３４側とは反対側の開口縁部には、第２受容穴５３４から遠ざかるほど、互いに離れる向きに傾斜させられた傾斜面が形成されて案内面６０３が設けられ、案内部を構成している。

また、前記工具保持装置本体５１０には、図２８，図３０および図３２に示すように、その第２受容穴５３４に対向する部分に、その外側面のうち、下面に開口し、軸方向に平行に延びる開口６０４が形成されている。開口６０４は、横断面形状がほぼ矩形を成し、工具保持装置本体５１０の前端面と後端面とに開口させられ、その軸方向に平行な方向の全長にわたって形成されている。この開口６０４は、第２受容穴５３４の中心線を中心として、工具ホルダ１００のクランプナット１１０を収容可能な幅および深さ（軸方向および幅方向と直角な方向であって、上下方向の寸法）を有する。本実施例では、工具保持部材５２０および工具保持装置本体５１０がそれぞれ、開口６０２，６０４により、工具が第２受容穴５３４の半径方向に移動することを許容し、工具保持装置５０２全体が工具の第２受容穴５３４の半径方向の移動を許容する構成とされている。

さらに、収納装置本体５００にも、図２８，図３０および図３２に示すように、工具保持装置本体５１０が固定された部分に開口６０６が形成されている。開口６０６は、収納装置本体５００の外側面のうち、下面に開口させられるとともに、収納装置本体５００を軸方向に平行な方向に貫通し、工具保持装置本体５１０側の面および工具保持装置本体５１０とは反対側の面に開口させられている。この開口６０６は、図３２に示すように、第２受容穴５３４の中心線を中心として、工具のシャンクより大径の加工部を受容可能な大きさを有し、開口６０６において工具の半径方向の移動を許容する。

収納装置本体５００に設けられた上側の列の工具保持装置５０２の工具保持部材５２０，工具保持装置本体５１０および収納装置本体５００のそれら工具保持装置５０２を保持する部分についてはそれぞれ、開口６０２，６０４，６０６が上方へ開口する状態で設けられている。
また、本加工システムにおいて回転加工装置および工具収納装置４９０等は、コンピュータを主体とする制御装置６１０（図２７参照）により制御される。

次に作動を説明する。
本加工システムにおいて、回転加工装置１０の６つのスピンドルユニット３０は、例えば、ドリル，リーマ，タップ，エンドミル，端面加工用ブラシ，あり溝加工用フライス，座ぐりカッタ等、被加工物に施す加工に応じた種々の工具を保持させられる。これらスピンドルユニット３０が保持する工具の種類は、同じであることもあれば、異なることもある。スピンドルユニット３０が図２９に示す端面加工用ブラシ６２０を保持し、加工を行う場合を例に取って説明する。

端面加工用ブラシ６２０は、図２９に示すように、シャンク６２２と、シャンク６２２の長手方向の一端部に設けられ、シャンク６２２より大径の加工部たるブラシ部６２４とを有する。端面加工用ブラシ６２０は、前記ドリル３１０と同様に、工具ホルダ１００により保持されてスピンドル４０に取り付けられる。このブラシ６２０によって被加工物の端面に加工を施す場合には、加工を施すブラシ６２０を保持するスピンドルユニット３０がスピンドル移動装置３４によって前進させられることにより、加工を行うブラシ６２０が選択された状態で、加工台１４が加工台移動装置１６によって移動させられるとともに、スピンドル４０が回転駆動装置４４によって回転させられ、それにより、ブラシ６２０がＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動させられるとともに回転させられ、被加工物に加工を施し、例えば、ばり取りを行う。

例えば、加工が繰り返し行われ、ブラシ６２０が寿命に達した場合には、回転加工装置１０と工具収納装置４９０との間においてブラシ６２０の交換が行われる。工具収納装置４９０においては、上下２列に設けられた工具保持装置５０２のうち、例えば、下側の工具保持装置列が使用済みの工具を戻すための使用済み工具保持装置列とされ、その使用済み工具保持装置列を構成する工具保持装置５０２である使用済み工具保持装置５０２は工具を保持せず、空とされている。また、上側の工具保持装置列が未使用の工具を保持する未使用工具保持装置列とされ、その未使用工具保持装置列を構成する工具保持装置５０２である未使用工具保持装置５０２は未使用のブラシ６２０等の工具を保持した工具ホルダ１００を保持している。前記実施例の工具収納装置１２と同様に、上側の工具保持装置列が使用済み工具保持装置列とされ、下側の工具保持装置列が未使用工具保持装置列とされてもよい。

工具収納装置４９０は、加工中は、加工エリアの上方へ退避させられて作業位置にあり、工具交換時に昇降装置５０４により工具授受位置へ下降させられ、加工エリア内に進入させられる。そして、まず、使用済みのブラシ６２０が、スピンドル４０から使用済み工具保持装置５０２に渡され、工具収納装置４９０に収納される。複数の工具が同時に寿命に達する等、交換の必要が生じた場合、それら複数の工具は、ブラシ６２０のように大径の加工部を有する工具を含んでいても、回転加工装置１０と工具収納装置４９０との間において同時に交換が行われる。ここでは、簡単のために１つのブラシ６２０の授受が行われる場合を説明する。

工具ホルダ１００に保持されてスピンドル４０に取り付けられたブラシ６２０は、前記ドリル３１０と同様に、工具ホルダ１００に保持されたままの状態で工具保持装置５０２とスピンドル４０との間で授受される。ブラシ６２０の使用済み工具保持装置５０２への渡し時には、ボールクランプ機構による工具ホルダ１００のクランプが解除されるとともに、工具ホルダ１００が工具保持装置５０２により保持され、スピンドル４０による未使用のブラシ６２０の保持時には、工具保持装置５０２による工具ホルダ１００の保持が解除されるとともに、ボールクランプ機構により工具ホルダ１００が保持されることは、前記ドリル３１０の授受の場合と同じであり、詳細な説明は省略するが、ブラシ６２０は、ブラシ部６２４が大きく、軸方向の移動のみでは第２受容穴５３４に受容され得ない。そのため、スピンドルユニット３０は軸方向の移動に加えて第２受容穴５３４の半径方向の移動を行わされ、それにより、スピンドル４０からのブラシ６２０の取外し時には、ブラシ６２０が第２受容穴５３４と同軸となる状態とされ、スピンドル４０へのブラシ６２０の取付け時には、ブラシ６２０が第２受容穴５３４から離脱させられるようにされる。

工具ホルダ１００に保持されてスピンドル４０に取り付けられたブラシ６２０の使用済み工具保持装置５０２への収納を説明する。この場合のスピンドル４０の移動軌跡を図３３に概略的に示す。まず、加工台１４が加工台移動装置１６によって移動させられることによりスピンドルユニット３０が移動させられ、ブラシ６２０が空の使用済み工具保持装置５０２の前方に位置し、第２受容穴５３４と同軸に対向する位置へ移動させられる。また、前記ドリル３１０の収納について説明したのと同様に、スピンドル４０が回転させられ、工具保持部材５２０との位相が合わされ、ブラシ６２０が予め設定された位相で収納されるようにされる。

この状態からスピンドルユニット３０は、スピンドル移動装置３４によりＸ軸方向において前進させられつつ、加工台１４が加工台移動装置１６によって下方へ移動させられることにより、図３３に矢印Ａで示すように、斜め下方へ移動させられる。スピンドルユニット３０は、ブラシ６２０が工具保持装置５０２より下方に位置する位置へ移動させられたならば、下降を停止させられ、矢印Ｂで示すように、前進のみさせられて、図２９に示すように、ブラシ部６２４が工具保持装置本体５１０から後方へ外れ、収納装置本体５００の下方に位置し、工具ホルダ１００のクランプナット１１０が工具保持部材５２０よりやや前方の位置において工具保持部材５２０よりやや下方に位置する受容開始位置へ移動させられて停止させられる。これらスピンドルユニット３０の下降停止および前進停止は、例えば、移動開始からの経過時間に基づいて制御され、あるいは複数のドグとそれらドグを検出するリミットスイッチ等の検知スイッチとの利用により制御される。

そして、加工台１４が加工台移動装置１６によって上方へ移動させられることにより、スピンドルユニット３０は、矢印Ｃで示すように上昇させられ、第２受容穴５３４の半径方向に移動させられて、ブラシ６２０のシャンク６２２が工具保持部材５２０に設けられた開口６０２を通って第２受容穴５３４内に進入させられる。シャンク６２２の開口６０２への進入は、一対の案内面６０３により案内される。この進入は、工具保持装置本体５１０に設けられた開口６０４により、シャンク６２２の第２受容穴５３４の半径方向における移動が許容され、収納装置本体５００に設けられた開口６０６によりブラシ部６２４の上記半径方向における移動が許容されることにより、許容される。スピンドル４０は、シャンク６２２が第２受容穴５３４と同心となる位置へ上昇させられたならば、その後、スピンドル移動装置３４によって軸方向に移動させられ、矢印Ｄで示すように、前進位置まで前進させられ、前記ドリル３１０の工具保持装置１９２への収納時と同様に、ボールクランプ機構による工具ホルダ１００の保持が解除されるとともに、工具保持装置５０２により工具ホルダ１００が保持され、ブラシ６２０が工具収納装置２９０に収納される。保持後、スピンドルユニット３０がスピンドル移動装置３４によって軸方向に移動させられ、後退させられることにより、スピンドル４０は、矢印Ｅで示すように後退させられ、工具ホルダ１００が第１受容穴５４から抜け出させられる。

ブラシ６２０は、シャンクが長く、加工部が大形の工具であるが、本工具保持装置５０２においてはボールプランジャ５５０が３組設けられて工具ホルダ１００の保持力が大きくされている上、３組のボールプランジャ５５０がほぼ等角度間隔で配設されることにより、工具保持装置５０２に保持されたブラシ６２０の傾きが良好に防止されている。

ブラシ６２０を使用済み工具保持装置５０２に保持させ、空となったスピンドル４０は、未使用工具保持装置５０２からブラシ６２０を受け取る。そのため、工具収納装置４９０が下降させられ、スピンドル４０は使用済み工具保持装置５０２の真上にある未使用工具保持装置５０２と同軸に対向させられる。そして、スピンドルユニット３０がスピンドル移動装置３４によって前進させられることにより、図３４に矢印ａで示すようにスピンドル４０が前進させられ、工具ホルダ１００が第１受容穴５４に嵌合される。スピンドル４０はさらに、矢印ｂで示すように前進位置まで前進させられ、前記ドリル３１０の保持時と同様に、ボールクランプ機構により工具ホルダ１００がクランプされる。

スピンドル４０は、前進位置まで移動させられた後、スピンドルユニット３０がスピンドル移動装置３４によって軸方向に移動させられることにより、矢印ｃで示すように後退させられ、工具ホルダ１００のコレットチャック１０４のクランプナット１１０が第２受容穴５３４から前方へ抜け出させられ、ボールプランジャ５５０による工具ホルダ１００の保持が解除される。その状態で、加工台１４が加工台移動装置１６によって移動させられることにより、矢印ｄで示すように、スピンドル４０が、第２受容穴５３４の半径方向において上方へ移動させられてブラシ６２０が上昇させられ、シャンク６２２が開口６０２を通って第２受容穴５３４の外へ抜け出させられ、離脱完了位置に至る。このシャンク６２２の抜出しは、工具保持装置本体５１０の開口６０４により許容される。また、この際、ブラシ部６２４は、そのシャンク６２２側の部分が収納装置本体５００の開口６０６内に位置し、開口６０６により、ブラシ部６２４の第２受容穴５３４の半径方向における移動であって、上方への移動が許容され、シャンク６２２の第２受容穴５３４からの抜出しが許容される。その後、スピンドル４０は、矢印ｅで示すように後退させられ、ブラシ６２０が、ブラシ部６２４が工具保持装置５０２の前方に位置する位置へ移動させられた後、さらに矢印fで示すように、スピンドル４０が後退させられつつ下方へ移動させられ、第２受容穴５３４と同軸に対向する状態とされる。開口６０６が設けられてブラシ６２０の第２受容穴５３４の半径方向における移動を許容する工具収納装置本体５００も第２工具保持装置本体を構成すると考えることもできる。また、スピンドル移動装置３４は、工具授受時に第１工具保持装置と第２工具保持装置とを軸方向に相対移動させる相対移動装置でもあり、加工台移動装置１６は、第２工具保持装置５０２（第２受容穴５３４）と第１工具保持装置（第１工具保持装置により保持された工具）とを、第２受容穴５３４の半径方向に相対移動させる相対移動装置でもある。

前記ドリル３１０やタップのように、軸方向において直径がほぼ一定である工具も、工具保持装置５０２に保持させることができる。そのため、回転加工装置１０がドリル３１０やタップを保持しているのであれば、それらについてもスピンドル４０と工具保持装置５０２との間において授受が行われる。この場合、スピンドル４０は、前記工具保持装置１９２との間におけるドリル３１０の授受と同様に、軸方向の移動のみによって工具保持装置５０２との間でドリル３１０の授受を行う。また、回転加工装置１０と工具収納装置４９０との間において、ブラシ６２０およびドリル３１０等の交換を同時に行うこともできる。この交換は、ブラシ６２０の交換時と同様に、スピンドル４０の軸方向の移動および半径方向の移動によって行われる。

以上の説明においては、スピンドル４０が工具保持装置５０２と同軸に対向する状態から工具授受の相対移動が開始されるものとしたが、これは、工具授受のために、スピンドル４０と工具保持装置５０２とに第２受容穴２３０の半径方向の相対移動を必要としない工具が大半であり、かつ、工具授受のための相対移動の開始点までのスピンドル４０と工具保持装置５０２との相対移動を工具の種類を問わず同一とすることを前提としたためである。しかし、これは不可欠ではなく、授受すべき工具が、半径方向の相対移動を必要としないものである場合には、スピンドル４０と工具保持装置５０２とが同軸に対向する状態から工具授受の相対移動が開始され、半径方向の相対移動を必要とする場合には、スピンドル４０と工具保持装置５０２とが偏心した状態から工具授受の相対移動が開始されるようにすることも可能である。後者の場合には、スピンドル４０を工具保持装置５０２に対して移動させるのであれば、図３３に示すスピンドル４０の移動軌跡中の矢印Ａで示される移動および図３４に示すスピンドル４０の移動軌跡中の矢印ｆで示される移動が不要となり、スピンドル４０と工具保持装置５０２との軸方向の相対移動（図３３，図３４においてそれぞれ矢印Ｂ，矢印ｃで示される移動）矢印，半径方向の相対移動（図３３，図３４においてそれぞれ矢印Ｃ，矢印ｄで示される移動）および軸方向の相対移動（図３３，図３４においてそれぞれ矢印Ｄ，矢印ｅで示される移動）によって、工具が工具保持装置５０２に保持され、工具保持装置５０２から離脱させられることとなる。

なお、工具収納装置は、工具保持装置５０２と前記工具保持装置１９２との両方を備えたものとしてもよく、あるいは加工システムは、工具保持装置５０２のみを備えた工具収納装置と、工具保持装置１９２のみを備えた工具収納装置との両方が設けられ、それらが選択的に加工エリアへ移動させられ、回転加工装置１０との間で工具の授受が行われるようにしてもよい。

第２工具保持部材に設けられる開口は、軸方向における全長にわたって形成されることは不可欠ではない。例えば、図３５および図３６に概略的に示すように、第２工具保持部材としての工具保持部材６５０の第２受容穴６５２が、工具６５４の大形の加工部６５６を受容可能な形状，寸法を有するものとされ、工具保持部材６５０に第２受容穴６５２の半径方向における工具６５４の移動を許容する形状，寸法を有する開口６６０が形成されてもよいのである。

第２受容穴６５２は、段付状を成し、工具６５４が収容される工具収容穴部６６２，工具ホルダ１００のクランプナット１１０が嵌合されるナット嵌合穴部６６４およびフランジ部１１４が嵌合されるフランジ部嵌合穴部６６６を備え、それら嵌合穴部６６４，６６６の間に当接面６６８が形成されている。工具収容穴部６６２は、工具保持部材６５０の後端面に開口して設けられ、工具６５４の加工部６５６より大きい径を有するものとされている。これら穴部６６２，６６４，６６６は、クランプナット１１０が工具保持部材６５０のやや前方に位置する状態で、スピンドル４０に保持された工具６５４の加工部６５６が軸方向において第２受容穴６５２の工具収容穴部６６２に対応する位置に位置するように形成されるとともに、工具収容穴部６６２は、加工部６５６が半径方向の移動により工具収容穴部６６２に収容された状態から、フランジ部１１４が当接面６６８に当接するまでスピンドル４０が前進させられる際の加工部６５６の前進を許容する軸方向の寸法を有する。

開口６６０は、平面視の形状がＴ字形を成し、工具保持部材６５０に、第２受容穴６５２の周壁の外側面６７４のうち、下面から第２受容穴６５２まで達するとともに、工具保持部材６５０の前端面には開口するが、後端面には開口しないで形成されており、行き止まり状の開口とされている。開口６６０は、ナット嵌合穴部６６４およびフランジ部嵌合穴部６６６に対応する部分は、幅がナット嵌合穴部６６４の直径より小さく、工具６５４のシャンク６７６より大きい狭幅開口部６７８とされ、工具収容穴部６６２に対応する部分は、幅が工具収容穴部６６２の直径と同じ大きさである広幅開口部６８０とされている。なお、図示の工具６５４はあり溝を加工するフライスであるが、Ｔ溝を加工するフライス等も本工具保持装置に保持させ得る。

スピンドル４０により保持された工具６５４を第２工具保持装置に保持させる場合には、図３６に実線で示すように、工具６５４が工具保持部材６５０の下方であって、クランプナット１１０が工具保持部材６５０のやや前方に位置し、加工部６５６が軸方向において、広幅開口部６８０の前部（狭幅開口部６７８側の部分）に対応する位置に位置させられる。この状態からスピンドル４０が第２受容穴６５２の半径方向に（上方へ）移動させられ、シャンク６７６が狭幅開口部６７８を通って第２受容穴６５２内に進入させられ、加工部６５６が広幅開口部６８０を通って工具収容穴部６６２内へ進入させられ、図３６に二点鎖線で示すように、工具６５４が第２受容穴６５２に同軸に受容される。スピンドル４０は、第２受容穴６５２と同軸に対向する位置まで移動させられた後、前進させられ、スピンドル４０による工具ホルダ１００の保持が解除される。この際、加工部６５６は工具収容穴部６６２内を前進し、スピンドル４０の前進を許容する。

スピンドル４０が工具６５４を保持する場合には、スピンドル４０が軸方向において前進させられて工具６５４を保持した後、クランプナット１１０が第２受容穴６５２から抜け出す位置まで後退させられた状態で下方へ移動させられ、工具６５４は、加工部６５６およびシャンク６７６がそれぞれ、広幅開口部６８０，狭幅開口部６７８を通って工具保持部材６５０の外へ抜け出させられる。

第２保持部材に開口が設けられる場合、ドリルのように、直径がほぼ一定である工具が受容される第２受容穴について設けられてもよい。例えば、図３７および図３８に概略的に示す第２工具保持部材としての工具保持部材７００の第２受容穴７０２は、例えば、段付状を成し、工具収容穴部７０４，ナット嵌合穴部７０６およびフランジ部嵌合穴部７０８を有する。工具収容穴部７０４の直径が最も小さく、ナット嵌合穴部７０６とフランジ部嵌合穴部７０８との間には当接面７０９が設けられている。

工具保持部材７００の第２受容穴７０２が設けられた部分に開口７１０が設けられている。開口７１０は、工具保持部材７００の第２受容穴７０２を囲む周壁の外側面のうち、例えば、下面から第２受容穴７０２まで達するとともに、工具保持部材７００の前端面には開口させられているが、後端面には開口させられない形状とされ、ナット嵌合穴部７０６の直径より小さく、工具７１４の直径より大きい幅を有する。工具７１４は、例えば、ドリルのように直径が小さく、軸方向においてほぼ同じである工具である。

工具７１４を工具保持部材７００に保持させる場合には、図３８に実線で示すように、工具７１４が工具保持部材７００の下方に位置し、工具ホルダ１００のクランプナット１１０が第２受容穴７０２のやや前方に位置する状態からスピンドル４０が上方へ移動させられ、工具７１４が開口７１０を通って第２受容穴７０２内へ進入させられる。その後、スピンドル４０が前進させられてボールクランプ機構による工具７１４の保持が解除される。また、スピンドル４０が工具７１４を保持する場合には、前進させられて工具７１４を保持した後、後退させられ、クランプナット１１０が第２受容穴７０２から抜け出させられた状態で下方へ移動させられ、工具７１４が開口７１０を通って工具保持部材７００の外へ抜け出させられる。

直径が軸方向の全体にわたってほぼ同じである工具は、第１，第２工具保持装置の軸方向の相対移動のみによって授受することができるが、第２工具保持部材に開口を形成し、その開口を通り、第２受容穴の半径方向への移動により第２受容穴内に進入，離脱させられるようにすれば、工具の授受に必要な軸方向のストロークを短くすることができる。工具の授受が行われる場合、第１工具保持装置におけるクランプ機構による工具の保持を解除し、あるいは第２工具保持装置による工具の保持を解除するとともにクランプ機構に工具を保持させるのに必要なストロークは、工具の長さによらず、同じであるが、工具が長いほど、工具を第２受容穴から抜け出させるための軸方向のストロークが長くなる。それに対し、工具を第２受容穴に対して半径方向から出し入れするようにすれば、工具を軸方向に移動させなくても、第２受容穴に対して出し入れすることができ、出し入れのためのスピンドル４０の移動を工具の形状や長さにかかわらず同一にでき、また、軸方向のストロークを短くすることができるのである。後者の効果は工具の長さが長いほど大きいが、工具が短いものであっても効果は得られる。特に、第２工具保持装置を移動装置により第２受容穴の半径方向に移動させ、その移動により工具を第２受容穴に出し入れするようにすれば、軸方向のストロークが、第１工具保持装置におけるクランプ機構による工具の保持を解除し、あるいは第２工具保持装置による工具の保持を解除するとともにクランプ機構に工具を保持させるのに必要なストロークのみでよいことになる。

第１工具保持装置がロボットに設けられてもよい。その実施例を図３９に基づいて説明する。ロボットは、３次元空間において多彩な動作を行うことができる機能を有する機械である。
本実施例の工具授受システムは、ばり取りシステムに設けられている。本ばり取りシステムでは、ほぼ直方体状の被加工物８００についてばり取りが行われ、複数、例えば、２台のロボット８０２，８０４，複数、例えば２つの工具収納装置８０６，８０８および被加工物保持装置８１０を含む。被加工物保持装置８１０は、被加工物８００が載置されるテーブル８１２と、テーブル８１２を一軸線、例えば、鉛直軸線まわりに回転させるテーブル回転装置８１４とを含む。テーブル８１２には被加工物８００を保持，解放する保持具（図示省略）が設けられている。テーブル回転装置８１４は、例えば、サーボモータを駆動源として構成され、テーブル８１２を正逆両方向に任意の角度、回転させる。

工具収納装置８０６，８０８は、被加工物保持装置８１０の両側にそれぞれ、位置を固定して設けられている。これら工具収納装置８０６，８０８は同様に構成され、それぞれ、収納装置本体８２０と、収納装置本体８２０に設けられた複数の第２工具保持装置としての工具保持装置８２２とを備えている（図３９には１つのみ図示されている）。これら収納装置本体８２０および工具保持装置８２２は、工具ホルダ８２３により保持されたばり取り工具の一種であるブラシ８２４が、その軸線が鉛直となる姿勢で収納されることを除いて、前記収納装置本体５００および工具保持装置５０２と同様に構成されている。本工具授受システムにおいて軸方向は、鉛直方向に平行な方向である。また、工具ホルダ８２３は、前記工具ホルダ１００と同様に構成されている。

図示は省略するが、複数の工具保持装置８２２は、工具収納装置８０６，８０８および被加工物保持装置８１０が並ぶ方向と直角な方向（図３９においては紙面に直角な方向）であって、水平方向に１列に並んで設けられ、各工具保持装置８２２は収納装置本体８２０に、前記第２受容穴５３４と同様の第２受容穴の中心線が鉛直方向に延びる状態で設けられている。また、収納装置本体８２０，工具保持装置本体，工具保持部材にはそれぞれ、図２７〜図３４に示す実施例の前記開口６０２，６０４，６０６と同様の開口が設けられ、これら開口はそれぞれ、工具授受システムの軸方向に直角な方向であって、第２受容穴の半径方向においては、水平方向であって、被加工物保持装置８１０側に開口させられている。ばり取りには、ばり取り部位に応じた形状，寸法を有するブラシ８２４が使用され、工具収納装置８０６，８０８の各複数ずつの工具保持装置８２２にはそれぞれ、異なる種類のブラシ８２４が保持される。

ロボット８０２，８０４は、工具収納装置８０６，８０８と被加工物保持装置８１０との間にそれぞれ設けられている。一方の工具収納装置８０６と被加工物保持装置８１０との間に設けられたロボット８０２は、それら装置８０６，８１０が並ぶ方向と直角で水平な方向に移動可能に設けられ、移動装置８３０により移動させられる。ロボット８０２は、走行台８３２，走行台８３２上に回動可能に設けられた複数、例えば、３本のアーム８３４，８３６，８３８，スピンドル（図示省略）および第１工具保持装置としての工具保持装置８４０を有し、例えば、サーボモータを駆動源として構成される移動装置８３０により、上記水平方向において任意の位置へ移動させられる。

アーム８３４は、走行台８３２に、走行方向と平行な軸線まわりに回動可能に取り付けられ、アーム８３６は、アーム８３４の自由端部に、アーム８３４の回動軸線と平行な軸線まわりに回動可能に取り付けられている。また、アーム８３８は、アーム８３６の自由端部にアーム８３６の回動軸線と平行な軸線まわりに回動可能に取り付けられ、これらアーム８３４，８３６，８３８はそれぞれ、例えば、サーボモータを駆動源とする回動装置８４２，８４４，８４６により、正逆両方向に任意の角度回動させられる。

アーム８３８にスピンドルが１つ、アーム８３８の回動軸線と直交する軸線まわりに回転可能に設けられ、回転駆動装置（図示省略）により回転させられる。ロボット８０２は、工具の軸数が１軸のものであり、スピンドルに工具保持装置８４０が設けられている。したがって、アーム８３４，８３６，８３８は一平面、本システムでは、ロボット８０２の走行方向と直角な平面である鉛直平面内において回動させられ、それらアーム８３４，８３６，８３８の各回動の組合わせにより、工具保持装置８４０に保持されたブラシ８２４を、アーム回動平面内において任意の位置へ移動させることができるとともに、その回転軸線の方向を任意の方向に設定することができる。工具保持装置８４０は、前記図１〜図１８に示す実施例の第１工具保持装置と同様に構成されており、詳細な図示および説明は省略する。

ロボット８０４は、他方の工具収納装置８０８と被加工物保持装置８１０との間に設けられ、ロボット８０２と同様に、走行台８５０，複数、例えば、４本のアーム８５２，８５４，８５６，８５８，スピンドル（図示省略）および工具保持装置８４０を有し、移動装置８６０により、工具収納装置８０８および被加工物保持装置８１０が並ぶ方向と直角で水平な方向において任意の位置へ移動させられる。

アーム８５２，８５４，８５６は、走行台８５０の走行方向に平行な軸線まわりに回動可能に連結され、それぞれ、回動装置８６２，８６４，８６６により回動させられる。アーム８５８は、アーム８５６に、アーム８５６の回動軸線と直交する軸線まわりに回動可能に取り付けられ、回動装置８６８により回動させられる。スピンドルは、先端のアーム８５８に、アーム８５６，８５８の各回動軸線に対して直角な軸線まわりに回転可能に設けられ、回転駆動装置（図示省略）により回転させられる。スピンドルに工具保持装置８４０が設けられており、工具保持装置８４０に保持されたブラシ８２４を、アーム回動平面内において、任意の位置へ移動させ、任意の方向の軸線まわりに回転させることができる。

本ばり取りシステムにおいて被加工物８００のばり取りを行う場合には、被加工物８００はテーブル８１２上に載置されるとともに保持具により保持され、その上面および４つの側面についてそれぞれ、ブラシ８２４によりばり取りが行われる。ロボット８０２，８０４はそれぞれ、ばり取り部位に応じた種類のブラシ８２４を保持し、本システムでは、ロボット８０２に保持されたブラシ８２４により、被加工物８００の側面についてばり取りが行われ、ロボット８０４に保持されたブラシ８２４により、被加工物８００の上面および側面（上面や側面に形成された穴や凹部の開口縁のみならず、穴の内部も含む）についてばり取りが行われる。ロボット８０２により保持されたブラシ８２４は、アーム８３４，８３６，８３８の各回動およびロボット８０２の走行により、図３９に示すように、被加工物８００の側面の被加工部位に対する相対位置が決められるとともに回転軸線が加工に適した方向とされ、かつ、スピンドルの回転により回転させられて、ばり取りを行う。

ロボット８０４により保持されたブラシ８２４も、ロボット８０２に保持されたブラシ８２４と同様にばり取りを行うが、アーム８５８がアーム８５６にアーム８５６の回動軸線と直交する軸線まわりに回動可能に取り付けられていることによって、ロボット８０４はロボット８０２より自由度が大きくされているため、被加工物８００の上面や、ロボット８０４の走行方向と直角な側面のばり取りも行うことができる。

ロボット８０２，８０４によりそれぞれ保持されたブラシ８２４により、被加工物８００の側面および上面についてばり取りが行われたならば、テーブル８１２が９０度回転させられ、被加工物８００の次にばり取りが行われる側面がロボット８０２，８０４の走行方向と平行となる状態とされる。あるいは１８０度回転させられて、回転前にばり取りされた側面とは反対側の側面がロボット８０２，８０４の走行方向と平行となる状態とされる。テーブル８１２が９０度の倍数ではない任意の角度回転させられて、側面がロボット８０２，８０４の走行方向に対して傾斜した状態とされてもよい。

ばり取りに使用するブラシ８２４の種類を変える場合には、ロボット８０２，８０４と工具収納装置８０６，８０８との間でブラシ８２４の交換が行われる。例えば、ロボット８０２は、工具収納装置８０６の空いている工具保持装置８２２に使用済みのブラシ８２４を収納し、工具収納装置８０６の別の工具保持装置８２２に収納されているブラシ８２４を工具保持装置８４０が保持する。ブラシ８２４は、加工部がシャンクより大径の工具であり、第２受容穴に、その半径方向に移動させられて出し入れされるが、第２受容穴が鉛直方向に設けられているため、前記図２７〜図３４に示す実施例におけるスピンドル４０の工具保持装置５０２に対する移動と同様の相対移動が、工具授受システムの軸方向を鉛直方向として行われる。この移動は、アーム８３４，８３６，８３８の回動により行われる。

ロボット８０２の工具保持装置８４０が保持したブラシ８２４を工具収納装置８０６に収納する場合には、ブラシ８２４が鉛直な姿勢とされ、工具保持装置８４０が工具保持装置８２２に対して水平方向に移動させられ、シャンクが開口を通って第２受容穴に入れられる。その状態で工具保持装置８４０が下降させられてボールクランプ機構による工具ホルダ８２３の保持が解除される。また、工具保持装置８４０に工具収納装置８０６に収納されたブラシ８２４を保持させる場合には、ロボット８０２が走行させられて、次に保持すべきブラシ８２４が収納された工具保持装置８２２へ移動させられる。そして、工具保持装置８４０は、第１受容穴とブラシ８２４とが同軸に対向する状態で下降させられてブラシ８２４を保持し、保持後、水平方向に移動させられてブラシ８２４が開口を通って第２受容穴から抜け出させられる。ロボット８０４についても同様にして、工具収納装置８０８との間においてブラシ８２４の交換が行われる。なお、工具授受時にはスピンドルの回転停止位置の制御により、工具保持装置８２２，８４０の各工具保持部材の位相が合わされる。図１９に示す位相決め治具３５０を用いて位相が合わされるようにしてもよい。

なお、被加工物の加工時における工具の軸方向の移動位置は、常に、回転電動モータを駆動源とする移動装置の数値制御により決められるようにしてもよい。例えば、上記各実施例において、タップによるねじ加工時に、加工を行うタップをスピンドル移動装置３４により、他の工具に対して前進させ、加工位置に位置させた状態で加工台１４を加工台移動装置１６によりＹ軸およびＺ軸方向に移動させ、選択されたタップを被加工物に対して位置決めし、回転駆動装置４４により回転させつつ、加工台１４のＸ軸方向の移動により軸方向に移動させ、加工を行わせる。タップの前進位置であって加工終了位置は、加工台移動装置１６による加工台１４のＸ軸方向の移動位置の制御により決められる。

また、第１，第２工具保持装置間における工具の授受時にも、それらの軸方向の相対位置が数値制御により決められるようにしてもよい。例えば、前記実施例を例に取れば、授受される工具が１つであれば、工具の授受を行うスピンドル４０がスピンドル移動装置３４により前進させられて他のスピンドル４０より前方に位置させられ、選択される。そして、加工台１４が加工台移動装置１６により、Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動させられ、スピンドル４０が工具保持部材２１０に対して互いに対向した状態に位置決めされるとともに、スピンドル４０の軸方向であって、Ｘ軸方向に移動させられ、スピンドル４０と工具保持装置１９２との間において工具の授受を行わせる。工具の収納時にも、受取り時にも、スピンドル４０が加工台移動装置１６の数値制御により、所定の前進位置へ前進させられ、停止させられる。授受される工具が複数であっても、一部であれば、それら工具を保持するスピンドル４０は、スピンドル移動装置３４により、授受が行われない工具より前方に位置させられて選択され、加工台１４の移動により一斉に移動させられて工具の授受を行う。全部の工具について授受が行われる場合、それら工具を保持するスピンドル４０は、スピンドル移動装置３４により前方へ移動させられてもよく、移動させられることなく、加工台１４の移動により移動させられて工具の授受を行ってもよい。授受される工具が複数ある場合でも、１つずつ、授受が行われるようにしてもよい。このように工具の授受時における第１，第２工具保持装置の軸方向の相対移動が数値制御される場合、スピンドル移動装置は、授受工具を保持するスピンドルの選択装置として機能すると考えることができる。スピンドル移動装置を、サーボモータ等を駆動源とし、数値制御が可能な装置としてもよい。その場合、スピンドル移動装置によってスピンドルを移動させることにより、複数の工具のうち、加工に使用される工具が選択されるようにしてもよく、あるいは加工が行われるようにしてもよく、あるいは工具の授受が行われるようにしてもよい。

さらに、工具収納装置において工具保持装置列は、使用済み工具保持装置列と未使用工具保持装置列とを１対とする工具保持装置列対が上下に複数対、設けられたものとしてもよい。
また、工具収納装置は、複数の工具保持装置が１列に設けられ、一部が使用済みの工具の保持に使用され、一部が未使用の工具の保持に使用されてもよい。

さらに、請求可能発明は、１軸の加工装置を有する加工システムの工具授受システムや、旋盤の工具授受システムにも適用することができる。

また、第２工具保持装置を移動装置によって第２受容穴の半径方向に移動させることにより、工具が第２保持装置の開口を通って第２受容穴に進入させられて受容され、第２受容穴から抜け出させられるようにしてもよい。

また、第２工具保持部材の第２受容穴を囲む周壁に開口を複数、周方向に間隔を隔てて設けてもよい。

さらに、図１ないし図１９に示す各実施例の工具保持部材２１０のように、第２工具保持装置本体に軸方向に移動可能に嵌合された第２工具保持部材に開口を設けてもよい。例えば、この第２工具保持部材の第２工具保持装置本体から前方へ突出させられた部分に、前端面に開口する状態で開口を設ける。第２工具保持装置本体にも開口を設けてもよい。第２工具保持装置本体には、その第２工具保持部材に形成された開口に対応する部分に開口が形成される。
また、第２工具保持部材を開口を有さないものとする場合にも、図２７〜図３４に示す実施例の第２工具保持部材５２０と同様に、第２工具保持部材に設けられたガイドロッドにおいて第２工具保持装置本体に軸方向に相対移動可能に嵌合され、移動が案内されるようにしてもよい。

また、スピンドルの軸方向における複数の移動位置をスピンドル位置検出装置によって検出する場合、検出装置は、複数のセンサおよび１つのドグを有する装置としてもよい。この際、複数のセンサをスピンドルに設け、１つのドグをスピンドルを軸方向に移動可能に保持する部材に設けてもよく、逆でもよい。

さらに、第２工具保持部材が、第２受容穴を囲む周壁の外側面から第２受容穴まで達する開口を有する場合、その開口を通っての工具の第２受容穴に対する進入，離脱は、回動装置によって付与される回動により行われるようにしてもよい。

請求可能発明の一実施例である工具授受システムを備えた加工システムの加工装置を概略的に示す背面図である。 上記加工システムの工具収納装置を概略的に示す正面図である。 上記加工システムのスピンドルユニットを示す側面断面図である。 上記スピンドルユニットのスピンドルを示す正面図である。 上記スピンドルにより保持される工具ホルダを示す側面図（一部断面）である。 上記工具ホルダを示す正面図である。 上記工具収納装置の工具保持装置を示す側面断面図である。 上記工具収納装置の工具保持装置を図７とは異なる箇所において断面にして示す側面図である。 上記工具保持装置を示す正面図である。 上記スピンドルユニットと工具保持装置との間における工具の授受を説明する図であり、スピンドルが保持した工具の工具保持装置への収納開始時の状態を示す断面図である。 上記スピンドルが保持した工具が工具保持装置の第２受容穴に挿入され、クランプスリーブが工具保持装置の係合レバーに当接した状態を示す断面図である。 上記スピンドルがクランプスリーブに対して前進した状態を示す断面図である。 上記スピンドルの押出部材が工具を押し出した状態を示す断面図である。 工具の引渡しが終了し、工具がスピンドルから抜け出させられた状態を示す断面図である。 上記工具収納装置に収納された工具のスピンドルによる保持を説明する図であり、スピンドルがクランプスリーブが係合レバーに当接するまで前進させられた状態を示す断面図である。 スピンドルが工具ホルダに当接するまで前進させられた状態を示す断面図である。 スピンドルが前進させられて第２工具保持部材を後退させ、係合レバーが退避位置へ退避させられた状態を示す断面図である。 係合レバーの退避に伴ってクランプスリーブが前進させられ、工具ホルダをクランプした状態を示す断面図である。 工具授受時にスピンドルの位相を出す位相決め治具を概略的に示す正面図である。 別の実施例である工具授受システムの第２工具保持装置を示す側面断面図である。 図２０に示す第２工具保持装置に設けられた退避位置維持装置を示す側面断面図である。 図２０に示す第２工具保持装置により工具が保持された状態を示す側面断面図である。 図２０に示す第２工具保持装置に保持された工具のスピンドルによる保持を説明する図であり、スピンドルが第２工具保持部材を後退させ、係合スリーブが退避位置に維持された状態を示す側面断面図である。 図２０に示す第２工具保持装置に保持された工具がスピンドルにより保持され、スピンドルの後退により係合スリーブおよび第２工具保持部材が前進を開始した状態を示す側面断面図である。 図２０に示す第２工具保持装置において第２工具保持部材が前進位置へ復帰し、係合スリーブの退避位置における維持が解除され始めた状態を示す側面断面図である。 図２０に示す第２工具保持装置において係合スリーブの退避位置への維持が解除され、作用位置への復帰を開始した状態を示す側面断面図である。 別の実施例である工具授受システムの工具収納装置を概略的に示す正面図である。 図２７に示す工具収納装置に設けられた工具保持装置を示す平面図（一部断面）であり、工具保持部材の図３１におけるＢ−Ｂ断面図である。 図２８に示す工具保持装置を工具と共に示す側面図（一部断面）である。 図２８に示す工具保持装置の側面断面図である。 図２８に示す工具保持装置の工具保持部材を示す正面図である。 図２８に示す工具保持装置の工具保持装置本体を収納装置本体と共に示す正面図であり、図２９におけるА−Ａ断面図である。 スピンドルに保持された工具の図２７に示す工具保持装置への渡し時におけるスピンドルの移動経路を示す線図である。 図２７に示す工具保持装置に保持された工具のスピンドルによる保持時におけるスピンドルの移動経路を示す線図である。 別の実施例である第２工具保持部材を概略的に示す平面断面図である。 図３５に示す第２工具保持部材を工具と共に概略的に示す側面断面図である。 さらに別の実施例である第２工具保持部材を概略的に示す平面断面図である。 図３７に示す第２工具保持部材を工具と共に概略的に示す側面断面図である。 さらに別の実施例である工具授受システムを備えたばり取りシステムを概略的に示す正面図である。

符号の説明

１０：回転加工装置 １２：工具収納装置 ４０：スピンドル ４８：工具保持部 ５０：周壁 ５２：内周面 ５４：第１受容穴 ５６：ボール保持穴 ５８：ボール ６４：外周面 ７４：クランプスリーブ ７６：圧縮コイルスプリング ８４：緩傾斜面 ９０：押出部材 ９４：圧縮コイルスプリング １００：工具ホルダ １１４：フランジ部 １３６：溝側面 １９２：工具保持装置 ２００：工具保持装置本体 ２１０：工具保持部材 ２２０：圧縮コイルスプリング ２３０：第２受容穴 ２６０：係合レバー ２６２，２６４：アーム部 ２６６：係合部 ２６８：傾斜面 ２７０：カム面 ２７２：被作用部 ２７４：圧縮コイルスプリング ２９０：作用部材 ２９２：カム面 ２９４：作用部 ３００：制御装置 ３１０：ドリル ３５０：位相決め治具 ３５４：位相決め部材 ３６０：位相決め面 ３６２：圧縮コイルスプリング ３９０：工具保持装置 ３９２：工具保持装置本体 ３９４：工具保持部材 ３９６：第２受容穴 ４１２：圧縮コイルスプリング ４２０：係合スリーブ ４２４：圧縮コイルスプリング ４２８：係合部 ４３２：増速レバー ４５０：退避位置維持装置 ４９０：工具収納装置 ５０２：工具保持装置 ５１０：工具保持装置本体 ５２０：工具保持部材 ５２４：圧縮コイルスプリング ５３４：第２受容穴 ５６０：係合レバー ５６４：圧縮コイルスプリング ５７０：作用部材 ６００：外側面 ６０２，６０４，６０６：開口 ６１０：制御装置 ６５０：工具保持部材 ６５２：第２受容穴 ６６０：開口 ６７４：外側面 ７００：工具保持部材 ７０２：第２受容穴 ７１０：開口 ８０２，８０４：ロボット ８０６，８０８：工具収納装置 ８２２：工具保持装置 ８２３：工具ホルダ

Claims (12)

1. 第１工具保持装置と第２工具保持装置とを含み、それら両工具保持装置が相対移動させられることにより工具の授受を行う工具授受システムであって、
   前記第１工具保持装置が、
   第１工具保持部材と、
   その第１工具保持部材に設けられ、(a)円筒状の周壁と、その周壁の内周面により画定された第１受容穴とを有する工具保持部と、(b)その工具保持部の外周側に軸方向に摺動可能に嵌合されたクランプスリーブと、(c)そのクランプスリーブを前記工具保持部に対して相対的に前進させる前進方向に付勢する第１付勢装置とを含み、前記クランプスリーブの前進に伴って前記第１受容穴に受容された工具をクランプするクランプ状態となり、クランプスリーブの後退に伴ってクランプ解除状態となるクランプ機構と
   を含み、
   前記第２工具保持装置が、
   第２工具保持装置本体と、
   その第２工具保持装置本体に対して前記軸方向に相対移動可能であり、前記第１受容穴と同軸に対向する状態で、前記工具の第１受容穴に受容されている側とは反対側の部分を受容する第２受容穴を備えた第２工具保持部材と、
   その第２工具保持部材を前記第２工具保持装置本体に対して前記第１工具保持装置に向かう前進方向に付勢する第２付勢装置と、
   前記第２工具保持部材が前進位置にある状態で当該第２工具保持装置と前記第１工具保持装置とが前記軸方向に互いに接近させられるのに伴って、前記クランプスリーブに作用し、そのクランプスリーブを前記第１付勢装置の付勢力に抗して前記第１工具保持部材に対して相対的に後退させ、前記第２工具保持部材が前記第２付勢装置の付勢力に抗して前記第２工具保持装置本体に対して後退させられる運動に基づいて、前記クランプスリーブの前記第１工具保持部材に対する相対的な前進を許容するクランプスリーブ制御装置と
   を含むことを特徴とする工具授受システム。
2. 前記第１工具保持装置と前記第２工具保持装置とが互いに対向した状態での軸方向の相対移動のみにより工具の授受を行う請求項１に記載の工具授受システム。
3. 前記第２工具保持部材が、前記軸方向に平行に延びるとともに、前記第２受容穴を囲む周壁の外側面から第２受容穴まで達する開口を有し、その開口を通っての工具の前記第２受容穴に対する進入，離脱と、前記第１工具保持装置と前記第２工具保持装置との前記互いに対向した状態での軸方向の相対移動とにより工具の授受を行う請求項１または２に記載の工具授受システム。
4. 前記開口が、前記第２工具保持部材の前記軸方向における全長にわたって形成されるとともに、前記第２工具保持装置本体が、前記工具が前記第２受容穴の半径方向に移動することを許容する開口を有し、前記第２工具保持装置全体が前記工具の前記第２受容穴の半径方向の移動を許容する構成とされた請求項３に記載の工具授受システム。
5. 前記クランプスリーブ制御装置が、
   前記クランプスリーブと係合可能な作用位置と、その作用位置から退避した退避位置とに移動可能な可動係合部材と、
   その可動係合部材を、常には前記作用位置に維持し、前記第２工具保持部材が前記第２付勢装置の付勢力に抗して後退させられるのに伴って前記作用位置から前記退避位置へ退避させる可動係合部材制御装置と
   を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の工具授受システム。
6. 前記可動係合部材制御装置が、
   前記可動係合部材を前記作用位置へ付勢する第３付勢装置と、
   前記第２工具保持装置本体に対する前記第２工具保持部材の後退運動を、前記可動係合部材の前記第３付勢装置の付勢力に抗した前記作用位置から前記退避位置への退避運動に変換する運動変換機構と
   を含む請求項５に記載の工具授受システム。
7. 前記運動変換機構が、前記第２工具保持装置本体に対する前記第２工具保持部材の後退運動を前記可動係合部材の半径方向成分を有する方向への運動に変換する機構であり、前記第２工具保持装置本体に設けられた作用部と、前記可動係合部材に設けられた被作用部とを含み、それら作用部と被作用部との少なくとも一方が、前記軸方向に対して傾斜したカム面を有する請求項６に記載の記載の工具授受システム。
8. 前記クランプスリーブ制御装置が、
   前記クランプスリーブと係合可能な作用位置と、その作用位置から退避した退避位置とに移動可能な可動係合部材と、
   その可動係合部材を前記作用位置へ付勢する第３付勢装置と、前記第２工具保持装置本体に対する前記第２工具保持部材の後退運動を、前記可動係合部材の前記第３付勢装置の付勢力に抗した前記作用位置から前記退避位置への退避運動に変換する運動変換機構とを含み、前記可動係合部材を、常には前記作用位置に維持し、前記第２工具保持部材が前記第２付勢装置の付勢力に抗して後退させられるのに伴って前記作用位置から前記退避位置へ退避させる可動係合部材制御装置と
   を含み、前記運動変換機構が、前記第２工具保持装置本体に対する前記第２工具保持部材の後退運動を前記可動係合部材の前記軸方向における前記第２工具保持部材に対する相対的な後退運動に変換する機構であり、前記第２工具保持装置本体に回動支点のまわりに回動可能に支持され、力点において前記第２工具保持部材と係合し、作用点において前記可動係合部材と係合し、前記回動支点から前記力点までの距離が、前記回動支点から前記作用点までの距離より小さい増速レバーを含む請求項２に記載の工具授受システム。
9. 前記工具保持部が前記周壁を半径方向に貫通したボール保持穴を有し、そのボール保持穴に、前記周壁の厚さより大きい直径を有するボールが前記半径方向に移動可能に保持され、前記クランプスリーブが内周面に前記軸方向に対して傾斜した傾斜面を有し、前記クランプ機構が、前記クランプスリーブが前記第１付勢装置の付勢力に基づいて前記傾斜面により前記ボールを内周側へ押し、前記第１受容穴に受容された工具をクランプするボールクランプ機構である請求項１ないし８のいずれかに記載の工具授受システム。
10. 前記第１工具保持装置が、前記第１工具保持部材の前記第１受容穴内に軸方向に移動可能に設けられ、第４付勢装置により、前記第１受容穴に受容された工具に押し付けられることによりその工具を前記第１受容穴から押し出すとともに、前記ボール保持穴に対応する位置において、前記ボールが前記内周面より内周側へ設定突出量以上突出することを防止する押出部材を含む請求項９に記載の工具授受システム。
11. (1)第１工具保持部材と、(2)その第１工具保持部材に設けられ、(a)円筒状の周壁と、その周壁の内周面により画定された第１受容穴とを有する工具保持部と、(b)その工具保持部の外周側に軸方向に摺動可能に嵌合されたクランプスリーブと、(c)そのクランプスリーブを前記工具保持部に対して相対的に前進させる前進方向に付勢する第１付勢装置とを含み、前記クランプスリーブの前進に伴って前記第１受容穴に受容された工具をクランプするクランプ状態となり、クランプスリーブの後退に伴ってクランプ解除状態となるクランプ機構とを含む第１工具保持装置と相対移動させられることにより、その第１工具保持装置との間で工具の授受を行う第２工具保持装置であって、
    第２工具保持装置本体と、
    その第２工具保持装置本体に対して前記軸方向に相対移動可能であり、前記第１受容穴と同軸に対向する状態で、前記工具の第１受容穴に受容されている側とは反対側の部分を受容する第２受容穴を備えた第２工具保持部材と、
    その第２工具保持部材を前記第２工具保持装置本体に対して前記第１工具保持装置に向かう前進方向に付勢する第２付勢装置と、
    前記第２工具保持部材が前進位置にある状態で当該第２工具保持装置と前記第１工具保持装置とが前記軸方向に互いに接近させられるのに伴って、前記クランプスリーブに作用し、そのクランプスリーブを前記第１付勢装置の付勢力に抗して前記第１工具保持部材に対して相対的に後退させ、前記第２工具保持部材が前記第２付勢装置の付勢力に抗して前記第２工具保持装置本体に対して後退させられる運動に基づいて、前記クランプスリーブの前記第１工具保持部材に対する相対的な前進を許容するクランプスリーブ制御装置とを含むことを特徴とする第２工具保持装置。
12. 前記第２工具保持部材が、前記軸方向に平行に延びるとともに、前記第２受容穴を囲む周壁の外側面から第２受容穴まで達する開口を有し、その開口を通っての工具の前記第２受容穴に対する進入，離脱と、前記第１工具保持装置と前記第２工具保持装置との前記互いに対向した状態での軸方向の相対移動とにより工具の授受を行う請求項１１に記載の第２工具保持装置。

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