JPH0435046Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は工作機械特に自動、手動の工具交換を
行う主軸の工具着脱装置に関する。

従来の技術 自動工具交換装置（ATC）で工具交換を行う
場合、交換アームが主軸の工具を把持したあと主
軸後端部に設けた油圧シリンダ装置でコレツト引
上げ棒を押し込んで皿ばねの力を殺しコレツトを
開けてクランプを緩めて引き抜く。また交換アー
ムが把持した工具を主軸に差し込み後油圧シリン
ダ装置の作用をなくして引上げ棒を皿ばねの力で
引きコレツトを閉じて工具をクランプし、交換ア
ームを待避させている。この工具の締め緩め動作
はATCの交換動作中行われているのが一般であ
る。そして交換動作はその高速化を行うためにカ
ムによる動作制御がなされている。しかしこの緩
め、締めの動作のための時間が長くかかり、交換
時間短縮の問題となつている。またそのためにカ
ムを一旦停止させる必要がある等の制御上も面倒
である。この交換時間短縮のため起こる工具落下
防止を考慮したものに例えば特開昭60−201848号
が知られており、このものは工具を把持するコレ
ツトの他にばね状の保持爪をコレツトの間に設け
てコレツトが開かれても保持爪で工具が落下しな
いように保持し、手で抜き出すときは保持爪を引
上げ棒の外周に嵌合したスリーブを駆動装置で押
し出し強制的に保持爪を開けて作業者が手で抜き
差し可能としている。

考案が解決しようとする課題 この改良された構成のものは引上げ棒にさらに
スリーブを嵌装し、このスリーブを押し出す装置
を必要として主軸構造を複雑なものとしてコスト
高としている。また現状の機構を大きく変える等
の問題点を有している。

本考案は従来の技術の有するこのような問題点
に鑑みなされたもので、その目的とするところ
は、現状の機構を殆ど変えることなく手動でも工
具の抜き差しが容易な主軸工具着脱装置を提供し
ようとするものである。

課題を解決するための手段 上述の目的を達成するために、本考案は前記コ
レツトを引上げる引上棒の後端部材を平行二面に
削設し、前記押圧手段の前記引上棒との当接端に
該平行二面に嵌まり前記コレツトの把持解放位置
から前記保持爪の把持解放位置迄の距離の等しい
か長い深さの平行溝を削設し、工具交換時の主軸
のオリエンテーシヨン位置で前記平行二面と該平
行溝の位相が一致する関係に設けるものである。

作 用 自動工具交換のときは主軸をオリエンテーシヨ
ン位置とし引上げ棒の平行二面と押圧手段の端面
の平行溝との位相が一致している状態で平行二面
と平行溝とを嵌合させて引上げ棒を押し込みコレ
ツトのみ工具把持を解放する。手動工具交換のと
きは主軸をオリエンテーシヨン位置から回し平行
二面と平行溝の位相をずらせ平行二面端と押圧手
段端面を当接させる。このため引上げ棒は平行溝
の深さ分余分に押し込まれてコレツトの工具把持
を解放したあと保持爪の工具把持を開放する。

実施例 以下第１図〜第８図にもとづき実施例を説明す
る。例えばマシニングセンタの主軸頭に回転可能
に継承された主軸１は中心に貫通穴が穿設され、
口部が工具ＴのテーパシヤンクTaが装着される。
テーパ穴１ａ、続くストレート穴１ｂに環状溝１
ｃ，１ｄが削設され、ストレートの小径穴１ｅ、
続いて大径穴１ｆでなつている。ストレート穴１
ｂには縦方向に２つ割した公知のコレツト２が挿
入され、そのコレツト２の間に対称に板状の保持
爪３が介装されている。保持爪３は先端内側に工
具ＴのプルスタツドTbに係合する顎３ａを、少
し間隔をおいて係合段差３ｂが形成され、離れて
外側に環状溝１ｄに係合して支点となる凸部３
ｃ、その内側に後述の引上げ棒の外周に僅かの隙
間で対する凸部３ｄさらに離れた後端内側が引上
げ棒の外周に僅かの隙間で対する凸部３ｅとなつ
ていて、段部３ｂと凸部３ｃの間がばねとして作
用する。

主軸１の中心穴１ｂ，１ｅ，１ｆから後方に突
出してコレツト２の引上げ棒４が挿通されてお
り、引上げ棒４の先端はコレツト２を引き込む顎
４ａを削設し保持爪３の組込時に内側凸部３ｃ，
３ｅが没入する切欠き４ｂ，４ｃを削設し、途中
小径穴１ｅの段部で引上げ位置を規制する段を形
成し、突出端部にはねじが刻設されている。そし
て主軸１の大径穴１ｆには重ね合わされた複数枚
の皿ばね５が介挿され、引上げ棒４に固定された
止座６との間で引上げ力が生じるように組込まれ
ている。引上げ棒にはオリエンテーシヨン時の角
度位置決め円板７が固定され主軸頭に固設のシリ
ンダ筒８に位置検出用無接触検出器９が対応して
取付けられている。さらに引上げ棒４の突出端に
端面を第２図のように平行二面１０ａとした当て
金１０が取付けられている。

シリンダ筒８のシリンダ１１にはピストン１２
が嵌装され、ピストン１２にはシリンダ１１の両
壁面を貫通するピストンロツド１３が固定されて
いる。このピストンロツド１３の引上げ棒側端が
当て金１０の平行二面１０ａに遊合する平行溝１
３ａが所定深さに削設されている。この深さはコ
レツト２の把持解放位置から保持爪３の把持解放
位置迄の距離に等しいかまたは僅かに長い。また
ピストンロツド１３の後端にはドツグ１４が取付
けられていて、把持爪解放と把持完了位置でリミ
ツトスイツチを作用させる。そしてドツグ１４に
軸方向のキー溝１４ａが削設されていて、平行溝
１３ａの方向を決めるキー１５がシリンダ筒８に
取付けられ、主軸１が工具交換時にオリエンテー
シヨンされたときの当て金１０の平行二面１０ａ
と平行溝１３ａの位相が一致するようになつてい
る。

シリンダ１１のピストン１３が後退位置にあつ
て工具Ｔが、主軸１のテーパ穴１ａに装着され引
上げ棒４が皿ばね５の力でコレツト２を引込み第
４図のように工具Ｔを嵌着した状態にあるとす
る。自動工具交換指令により主軸が工具交換位置
に移動されオリエンテーシヨンーされる。この状
態でシリンダ１１のピストンロツド１３端の平行
溝１３ａと引上げ棒３端の当て金１０の平行二面
１０ａの位相は一致している。図示しない交換ア
ームが工具Ｔを把持する旋回動作に入る。この動
作と平行してシリンダ１１の後室に圧油が送られ
ピストン１２、ピストン１３が主軸１側に前進さ
せられ、ピストンロツド１３端の平行溝１３ａが
当て金１０の平行二面１０ａに嵌まり溝底が当接
することにより皿ばね５の力に抗して引上げ棒４
を押し込みコレツト２を前進させる。コレツト２
端の根本側にはリング状のばねが嵌められてお
り、このばねの力によつてコレツト２は常に外側
に開こうとしているので、外側が環状溝１ｃに落
ち込み第７図のようにコレツト２は工具Ｔのプル
スタツドTbの把持を開放する。引上げ棒４の外
周は保持爪３の凸部３ｄ，３ｅ面を滑り保持爪４
の把持は持続される。この状態で旋回して来た交
換アームが工具Ｔを把持する。交換アームが軸方
向に移動する力により把持状態にある保持爪３は
係合部の傾斜による外方分力でばね部が撓んで外
方に押し開かれ工具が引抜かれる。

主軸１に装着された工具Ｔをチエツク等のため
手動交換のときは、主軸１をオリエンテーシヨン
位置から外すように回転しピストンロツド１３端
の平行溝１３ａと当て金１０の平行二面１０ａと
の位相をずらせる。シリンダ１１の後室に圧油を
送つてピストンロツド１３を主軸側に前進させる
と、ピストン１３端と当て金１０端とが当接さ
れ、引上げ棒４はコレツト２を開放しその端面が
プルスタツド端面を打ちテーパ嵌合を緩める。さ
らに引上げ棒４は自動交換時より平行溝１３ａの
深さ分余分に押し込まれ、引上げ棒４端が保持爪
３の段部３ｂに当接して保持爪３を第８図のよう
にばね部が撓んで開き工具の把持を開放する。従
つて手動で工具が容易に抜くことができる。

なお本実施例では平行二面と平行溝で説明した
が多面とこの多面に嵌合する凹部でも同じであ
る。

効 果 以上説明したように本願は構成されているので
付属部品が少なく構造が非常に簡単であり現状の
機構に対し大きな設計変更をすることなく特別な
装置を設けることなく底コストの改造で容易に手
動の工具抜き差しができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の装置を含む主軸の縦断面図、
第２図は当て金の端面図、第３図は当て金に対向
するピストンロツドの端面図、第４図は主軸の工
具把持状態を示す図、第５図は第４図のＡ−Ａ線
における引上げ棒と保持爪の断面図、第６図は第
４図のＢ−Ｂ線における引上げ棒とコレツト、保
持爪との断面図、第７図は工具自動緩めの状態
図、第８図は工具手動緩めの状態図である。 １……主軸、２……コレツト、３……保持爪、
４……引上げ棒、１０……当て金、１０ａ……平
行二面、１１……シリンダ、１３……ピストンロ
ツド、１３ａ……平行溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 装着された工具Ｔを把持するコレツト２と、
   前記工具Ｔを把持するとともに該コレツト２の
   工具把持開放後も工具Ｔを保持する保持爪３を
   内蔵し、前記コレツトの把持を解放する押圧手
   段１１，１３を有する主軸１において、前記コ
   レツトを引上げる引上棒４の後端部材１０を平
   行二面１０ａに削設し、前記押圧手段１１，１
   ３の前記引上棒４との当接端に該平行二面１０
   ａに嵌まり前記コレツト２の把持解放位置から
   前記保持爪３の把持解放位置迄の距離に等しい
   か長い深さの平行溝１３ａを削設し、工具交換
   時の主軸１のオリエンテーシヨン位置で前記平
   行二面１０ａと該平行溝１３ａの位相が一致す
   る関係に設けてなることを特徴とする主軸工具
   着脱装置。 (2) 平行二面が多面であり、平行溝が前記多面に
   嵌合する凹部である請求項１記載の主軸工具着
   脱装置。