JP2662018B2 - アタッチメント着脱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は工作機械へアタッチメントを着脱する装置に
係り、とりわけアタッチメントの割出精度、取付け剛性
を高めることのできるアタッチメント着脱装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、アングルベット、多軸ヘッドなどのようなアタ
ッチメントを、回転可能な主軸を備えた工作機械の主軸
頭またはラムに自動的に着脱する装置として、アタッチ
メント側の複数（多くは４個）のプルスタッドを主軸頭
側のコレットでクランプする方式、ナットランナを用い
てアタッチメントのフランジ部を主軸頭端面にボルトで
固定する方式あるいはアタッチメント側に設けられたＴ
溝内に、主軸頭側のＴボルトを後退および旋回移動させ
て固定する方式（例えば特開昭58−94946号）などが知
られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上述した従来の方式のものは、アタッチ
メントの割出しを行う場合、割出位置数が少ないため、
割出位置の選択に制限があり、割出精度も十分でないと
いう問題があった。また、ボルトで固定する方式を除
き、大型工作機械で重切削する場合にはクランプ強度が
不足し、アタッチメントの剛性を十分確保できないとい
う問題があった。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであ
り、アタッチメントの割出面数を増大させ、その割出精
度ならびにアタッチメント取付けの剛性を上げることの
できるアタッチメント着脱装置を提供することを目的と
する。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は工作機械の主軸頭あるいはラムにアタッチメ
ントを着脱するためのアタッチメント着脱装置であっ
て、先端面にカービックカップリング用第一歯部が形成
されているラムハウジングと、 前記ラムハウジング内に、先端部をラムハウジングの
先端面から突出させて回転かつ往復移動可能に保持さ
れ、前記先端部に半径外方向に突出して円周方向に配設
された複数の凸状クランプ部と、前記凸状クランプ部か
らラムハウジング方向に所定の間隔をおいた位置に前記
ラムハウジングのカービックカップリング用第一歯部に
対向して形成されたカービックカップリング用第二歯部
とを有する中空軸と、 前記中空軸内に回転可能に保持されたスピンドルと、 前記中空軸とスピンドルとを着脱可能に連結する連結
手段と、 前記中空軸を往復移動させる油圧駆動手段と、 装着端面に形成されたカービックカップリング用第三
歯部と、前記カービックカップリング用第三歯部から前
記ラムハウジングと反対方向に所定の間隔をおいた位置
に半径内方向に突出して円周方向に配設された複数の凸
状被クランプ部とを有するアタッチメントとからなるこ
とを特徴としている。

（作 用） 本発明によれば、中空軸を後退移動させることによ
り、凸状クランプ部でアタッチメントの凸状被クランプ
部がクランプされ、このクランプ力により、中空軸のカ
ービックカップリング用第二歯部とアタッチメントのカ
ービックカップリング用第三歯部とが、ラムハウジング
のカービックカップリング用第一歯部に噛合係合され、
アタッチメントの装着が行われる。

また、スピンドルと中空軸とを連結手段により連結
し、中空軸にスピンドルの回転力を伝達することによ
り、アタッチメントの所定角度位置への割出作業を行う
ことができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。

第１図は本発明によるアタッチメント着脱装置の一実
施例を示す縦断面図である。図において符号11は中空状
のラムハウジングであり、このラムハウジング11の先端
面11aには、カービックカップリング用の第一歯部12が
リング状に設けられている。ラムハウジング11内には、
固定中空円筒状スリーブ13を介して両端開口した中空円
筒状の中空軸14が、先端部14aをラムハウジング11の先
端面11aから突出させて、回転かつ往復移動可能に保持
されている。先端部14aには、第２図に示すように、半
径外方向に突出する複数の凸状クランプ部15が円周方向
に等間隔に形成されている。この凸状クランプ部15のラ
ムハウジング11側には、中空軸14の軸線と直交する方向
に当接面15aが形成されている。また、先端部14aの凸状
クランプ部15からラムハウジング11の方向に所定の間隔
をおいた位置には、ラムハウジング11のカービックカッ
プリング用第一歯部12と対向して、カービックカップリ
ング用第二歯部16がリング状に設けられ、第一歯部12と
噛合係合可能とされている。

ラムハウジング11と中空軸14の後方部外周との間に
は、シリンダ室17が形成され、このシリンダ室17内にピ
ストン部材18が軸方向移動可能に挿入されている。この
ピストン部材18は中空軸14に固定されている。またシリ
ンダ室17には、圧力油を供給・排出するための油孔19a,
19bが開口されている。

中空軸14内にはスピンドル（主軸）21が軸受22により
回転可能に保持されている。スピンドル21の先端部に
は、アタッチメントのテーパシャンク（図示せず）が嵌
挿されるテーパ穴21aが形成されている。

中空軸14とスピンドル21とは、着脱可能に連結され得
るようになっており、この連結手段が中空軸14の後端部
に設けられている。中空軸14の後端部には、軸線方向に
貫通する貫通孔23aが形成されたストッパ保持部23が設
けられ（この実施例では第３図に示すように４箇所）、
このストッパ保持部23に、貫通孔23aを挿通して細長い
円柱状のストッパバー24が摺動可能に保持されている。
このストッパバー24の一端には、半径内方向に向けて平
板状のノッチ25が固着され、ストッパバー24の他端は、
ラムハウジング11の内側フランジ26に形成されたストッ
パ面26aに当接可能とされている。ノッチ25のストッパ
バー24と反対側の面には、中空軸14の後端部に取付けら
れたスプリング27が当接させられ、ノッチ25を中空軸14
の後方向（第１図において右方向）に向けて付勢してい
る。

スピンドル21の中空軸14の後端部付近に対応する位置
には、半径外方向に円周フランジ28が設けられ、この円
周フランジ28には、中空軸14に装着されたノッチ25の幅
よりわずかに大きい幅の切欠き28aが、ノッチ25の装着
位置に対応して形成されている。

第４図は、アタッチメント30のラムハウジング11への
装着側を示す正面図である。アタッチメント30の装着端
面30aには、ラムハウジング11のカービックカップリン
グ用第一歯部12と噛合係合するカービックカップリング
用第三歯部31がリング状に設けられている。この第三歯
部31の内径は、中空軸14に設けられた第二歯部16の外径
より大きくされている。カービックカップリング用第三
歯部31からラムハウジング11と反対方向に所定の間隔に
おいた位置に、半径内方向に突出して円周方向に等間隔
に配設された複数の凸状被クランプ部32が形成されてい
る。この凸状被クランプ部32は、中空軸14の先端部14a
に設けられた凸状クランプ部15に当接してクランプされ
るものであり、凸状クランプ部15の当接面15aに対応す
る当接面32aを有している。また、中空軸14の凸状クラ
ンプ部15とアタッチメント30の凸状被クランプ部32と
は、互いに軸線方向に交叉して移動可能とされている。
すなわち、凸状クランプ部15および凸状被クランプ部32
のそれぞれの円周方向隣接間隔は、それぞれ凸状クラン
プ部15および凸状被クランプ部32の円周方向幅寸法より
大きくされ、中空軸14の凸状クランプ部15の外径は、ア
タッチメント30の凸状被クランプ部32の谷径より小さ
く、中空軸14の凸状クランプ部15の谷径は、アタッチメ
ント30の凸状被クランプ部32の内径より小さくされてい
る。

また、中空軸14の凸状クランプ部15には、当接面15a
側に固定キー29が取付けられ、アタッチメント30の凸状
被クランプ部32の当接面32aに形成された凹溝33に嵌合
可能とされている。

次にこのような構成からなる本実施例の作用について
説明する。

第１図に示すように、アタッチメント30がラムハウジ
ング11に装着されており、このアタッチメント30を取外
して新しいアタッチメント（図示せず）を装着する工程
について説明する。

まずラムハウジング11がラム繰出し動作により繰出さ
れ、アタッチメント30が所定のアタッチメント支持台
（図示せず）上に載置される。続いて油孔19bから圧力
油をシリンダ室17に供給し、ピストン部材18をアタッチ
メント30方向（第１図左方向）に移動させる。これによ
り中空軸14がスピンドル21とともに前進移動（第１図左
方向移動）する。アタッチメント30がアタッチメント支
持台上で、軸方向移動できないときは、この中空軸14の
前進移動はラムハウジング11の後退移動により相対的に
実現される。この中空軸14の前進移動により、アタッチ
メント30も前進移動し、ラムハウジング11のカービック
カップリング用第一歯部12と、中空軸14の第二歯部16お
よびアタッチメント30の第三歯部31との噛合係合が解除
される。また、アタッチメント30側のテーパシャンク部
（図示せず）は、スプリングにより軸方向移動可能に保
持されており、中空軸14の移動に伴うスピンドル21の前
進移動により、テーパシャンク部がアタッチメント30の
内方に押込まれ、中空軸14とアタッチメント30との間に
軸方向の相対移動を生ずる。これにより、中空軸14側の
固定キー29とアタッチメント30側の溝33との係合が外
れ、中空軸14とアタッチメント30との相対回転が可能と
なる。

中空軸14がラムハウジング11に対し相対移動すること
により、ノッチ25がスピンドル21の円周フランジ28に設
けられている切欠き28a内に挿入係合する。これはノッ
チ25およびストッパバー24の位置がスプリング27の付勢
力によりラムハウジング11に対して静止保持されている
のに対し、スピンドル21が前進移動することにより実現
される。

ノッチ25と切欠き28aとが係合することにより、スピ
ンドル21の割出回転力が中空軸14に伝えられ、中空軸14
が所定の角度回転される。この中空軸14の回転の際、ア
タッチメント30はアタッチメント支持台上で静止保持さ
れているので、中空軸14の凸状クランプ部15とアタッチ
メント30の凸状被クランプ部32との位相がずれ、両者は
非係合状態となる。すなわち、中空軸14の凸状クランプ
部15がアタッチメント30の凸状被クランプ部32の間の凹
部位置に来ることになり、ラムハウジング11を後退移動
させれば、中空軸14の凸状クランプ部15はアタッチメン
ト30の凸状被クランプ部32から外れてアタッチメント30
から完全に切離される。

このようにしてアタッチメント30を取外した後、例え
ばアタッチメント支持台を割出し移動させて、次に装着
するアタッチメントをラムハウジング11に対向する位置
に搬送する。この新しいアタッチメントにも、前述した
アタッチメント30と同様に、カービックカップリング用
第三歯部および凸状被クランプ部を備えており、以下、
前述したアタッチメント30の同様の符号を用いて説明す
る。

アタッチメント支持台上に載置されているアタッチメ
ントに対し、ラムハウジング11を前進移動させて中空軸
14の先端部14aを進入させる。この場合、前記したと同
様に、中空軸14の凸状クランプ部15は、アタッチメント
の凸状被クランプ部32の間の凹部を通過する。続いてス
ピンドル21を所定の角度回転すると、中空軸14もノッチ
25と切欠き28aとの係合により、所定の角度回転させら
れ、中空軸14の凸状クランプ部15とアタッチメントの凸
状被クランプ部32とが相対向する位置にくる。この状態
で油孔19aに圧力油を供給し、ピストン部材18を後退移
動（第１図右方向移動）させると、中空軸14の凸状クラ
ンプ部15の当接面15aがアタッチメントの凸状被クラン
プ部32の当接面32aに当接し、アタッチメントをラムハ
ウジング11方向に移動させるととともに、カービックカ
ップリング用第二歯部16および第三歯部31をラムハウジ
ング11のカービックカップリング用第一歯部12に噛合係
合させた状態でアタッチメントをクランプする。一方、
中空軸14の後退移動により、ノッチ25と切欠き28aとの
係合が外れ、スピンドル21は中空軸14内で単独に回転可
能となる。スピンドル21のテーパ穴21aにアタッチメン
トのテーパシャンク部が嵌挿され固定保持されることに
より、スピンドル21の回転力がアタッチメントに伝達さ
れる。

次にアタッチメント30の割出作業を行う場合には、ま
ずピストン部材18を前進移動させ、カービックカップリ
ング用第一歯部12と、第二歯部16および第三歯部31との
噛合いを外すとともに、ノッチ25を切欠き28a内に挿入
係合させてスピンドル21と中空軸14とを連結する。この
場合、立軸型工作機械の場合は、アタッチメントの自重
により、アタッチメントの凸状被クランプ部32と中空軸
14の凸状クランプ部15とが当接し、固定キー29とキー溝
33とは係合した状態となる。また、横軸型工作機械の場
合は、アタッチメント支持台上に載置されたアタッチメ
ントに対し、ラムハウジング11を後退移動させて、中空
軸14側の固定キー29とアタッチメント側のキー溝33との
係合を行う。そしてスピンドル21を所定角度回転する
と、アタッチメントは中空軸14とともに回転させられ、
中空軸14およびアタッチメントを所定の角度の割出位置
に回動することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、アタッチメ
ントがラムハウジングの端面に対し、カービックカップ
リングを用いて装着結合されるとともに、この結合力
を、カービックカップリングの歯部12,16,31の噛合位置
のほぼ延長上で当接する凸状クランプ部15および凸状被
クランプ部32の油圧を利用した締付力により得ることが
できる。これにより、締付力によるモーメントがアタッ
チメントの装着面に生ずることがなく、確実な装着状態
を得ることができる。また比較的大径のカービックカッ
プリングを用いて装着したことにより、大きな結合力と
アタッチメントの取付け剛性の向上を図ることができ
る。さらに、カービックカップリングの歯数に対応した
割出面数を得ることができ、多くの割出位置と割出精度
とを得ることができる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば取付け剛性が高
く、割出位置後、割出精度の大きいアタッチメント着脱
装置を得ることができる。また、本発明による装置は、
一般のシーケンス制御技術を採用することにより、完全
に自動化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアタッチメント着脱装置の一実施
例を示す縦断面図、第２図は第１図の矢印II方向から見
たアタッチメントを除くラムおよびスピンドル端面図、
第３図はスピンドルと中空軸との連結機構を示す第１図
のIII−III線断面図、第４図はアタッチメントの装着側
を示す正面図である。 11……ラムハウジング、12……カービックカップリング
用第一歯部、14……中空軸、15……凸状クランプ部、16
……カービックカップリング用第二歯部、18……ピスト
ン部材、21……スピンドル、25……ノッチ、27……スプ
リング、28a……切欠き、30……アタッチメント、31…
…カービックカップリング用第三歯部、32……凸状被ク
ランプ部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端面にカービックカップリング用第一歯
   部が形成されているラムハウジングと、 前記ラムハウジング内に、先端部をラムハウジングの先
   端面から突出させて回転かつ往復移動可能に保持され、
   前記先端部に半径外方向に突出して円周方向に配設され
   た複数の凸状クランプ部と、前記凸状クランプ部からラ
   ムハウジング方向に所定の間隔をおいた位置に前記ラム
   ハウジングのカービックカップリング用第一歯部に対向
   して形成されたカービックカップリング用第二歯部とを
   有する中空軸と、 前記中空軸内に回転可能に保持されたスピンドルと、 前記中空軸とスピンドルとを着脱可能に連結する連結手
   段と、 前記中空軸を往復移動させる油圧駆動手段と、 装着端面に形成されたカービックカップリング用第三歯
   部と、前記カービックカップリング用第三歯部から前記
   ラムハウジングと反対方向に所定の間隔をおいた位置に
   半径内方向に突出して円周方向に配設された複数の凸状
   被クランプ部とを有するアタッチメントと、 からなるアタッチメントの着脱装置。