JPH0131410Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は汎用フライス盤において、主軸頭に対
して刃具の位置ぎめ、交換、着脱を自動的に行う
ことのできる刃具アーバーの着脱装置の改良に関
するものである。

従来技術 従来の汎用フライス盤ではワークの加工に各種
のフライスカツタ、エンドミル等の刃具が使用さ
れているが、前記複数の刃具を自動的に着脱交換
する装置は付設されていなかつた。

また従来のNCフライス盤では、複数の刃具を
交換するために、刃具類を保持するツールマガジ
ン、刃具の交換操作をするスイングアーム、刃具
のホルダークランプ装置等を備えているものが知
られていた。

考案が解決しようとする問題点 前述の汎用フライス盤では、加工されるワーク
の形状により、平フライス、側フライス、エンド
ミル等の各種の刃具が必要とされるが、刃具の自
動着脱装置がないため、刃具の着脱交換は作業者
の手によつて行うので、刃具の交換に多くの時間
を要し、非能率的な作業となる欠点があつた。

また従来のNCフライス盤では、上述の刃具類
を自動的に交換するため、各種の装置が装備され
ており、効率のよい加工をすることができるが、
機械の価格が高く、前記NCフライスの如き刃具
アーバーの自動着脱装置を装備するには多額の費
用を必要とし、大幅な改造を必要とする欠点があ
つた。上述の従来構造の現状に鑑み、本考案は、
複数の刃具類を自動的に交換できるように、現有
の設備機械の構造を改造することなく、簡易な装
置で、該装置がテーブルに付加される程度で、刃
具類の着脱交換が効率よくできるものであつて、
必要により従来構造のものと同様に着脱交換が手
作業で出来て作業性の向上が図られ、しかも安価
な費用で済む汎用フライス盤の刃具アーバー着脱
装置を提供することを目的として案出されたもの
である。

問題点を解決するための手段 本考案は、実用新案登録請求の範囲に記載され
るように、汎用フライス盤の主軸頭のクランプナ
ツトに対し、該クランプナツトと噛合するクラン
プギヤを有するクランプ装置が、クランプギヤの
噛合位置と非噛合位置との２位置間を移動できる
ように配置されており、他方テーブル上には、複
数の刃具アーバー保持部を有する刃具台が、前記
主軸頭の主軸直下の位置と待機位置との２位置間
を移動できるように配置され、かつ該刃具台に
は、主軸直下において刃具アーバー保持部を主軸
に向つて上昇させる上昇装置が付設されており、
刃具アーバー保持部の上昇位置において、刃具ア
ーバーは主軸内に位置され、クランプ装置は前記
噛合位置に導かれるよう組み付けられているとい
う構成により、現有フライス盤の主軸回転の低速
部分を使用し、主軸先端の切欠き溝を利用して着
脱に必要な刃具アーバーの位置決めができ、しか
も複数の刃具アーバーを保有する刃具台から必要
とする刃具アーバーを取り出し、主軸のクランプ
ナツトに対して、刃具アーバーの入れ抜きをする
ための上昇下降動作及び刃具アーバーのクラン
プ、アンクランプ動作等、複数の刃具を保有する
自動着脱交換装置に必要なすべての機能を満た
し、かつ最小限の機構及び制御方法により、現有
機械の機構改造を行わず、安価な装置であつて刃
具の自動着脱交換のできる作業性のよい、しかも
従来の刃具等が使用でき、従来通りに手作業によ
つて刃具の着脱が容易にできる装置としたもので
ある。

実施例とその作用 第１図乃至第５図は本考案の実施例を示すもの
で、第１図は実施例の全体の構成を示す略示正面
図であつて汎用堅型フライス盤の主要構成部であ
る主軸頭１は図示されてないフレームに固定され
ており、図示を省略したニーは主軸頭１に向つて
矢印Ｚに示す垂直方向に上昇、下降をなし、テー
ブル２は矢印Ｘに示す左右方向に移動でき、図示
を省略したサドルは矢印Ｙに示す、前後方向に移
動可能とされ、位置ぎめは上述のごとくＸ軸方
向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３軸方向によつてきめ
られる。

第１図に示される主軸頭１の主軸４の中心線
（Ｏ−Ｏ）は、テーブル２に向つて垂下されてお
り、主軸４の先端にはクランプナツト６が配設さ
れ、主軸頭１の左側面にはブラケツト１７により
主軸の位置決めシリンダー７が配設され、該シリ
ンダー７は、第４図に示される気圧回路に連結さ
れており、シリンダー７の作動によりロツド８は
主軸４の切欠き１０に向つて突出するように配設
され、点線で示される切欠き１０に嵌入される形
状寸法に形成され、該ロツド８が切欠き１０に嵌
着することにより主軸４の位置ぎめがなされ、ク
ランプナツト６に対して前記刃具アーバー５Ａ，
５Ｂが定位置で挿着される機構とされている。主
軸４に挿着されているクランプナツト６の外周面
には歯面が形成され、主軸頭１に固着されている
クランプ装置１５のクランプギヤー１２に噛合す
る形状とされている。クランプナツト６の軸心
は、主軸４の中心線（Ｏ−Ｏ）と一致し、中心線
（Ｏ−Ｏ）に向う内径はテーパー穴加工され、刃
具アーバー５Ａ，５Ｂを挿着しうる形状であつ
て、第３図に示されるごとく中心（Ｏ）に向つて
２個所の切欠き５２が配置され第２図に示される
刃具アーバー５Ａ，５Ｂの突部５１が嵌着される
形状とされる。

第１図に示されるクランプ装置１５は、主軸頭
１の右側面のブラケツト１８により、テーブル２
の上面に平行にして主軸４の中心線（Ｏ−Ｏ）に
直交する位置に懸架固定されており、クランプボ
ツクス１１の右端上面にはエヤロータリーシリン
ダ１６が配設され、クランプボツクス１１の内部
には、点線で示される駆動ギヤー１３、アイドラ
ーギヤー１４、クランプギヤ１２が前記クランプ
ボツクス１１に軸支されるように配置されてお
り、駆動ギヤー１３は、エヤロータリーシリンダ
ー１６と連結され、第３図に示される−線断
面図に示されるように上述の駆動ギヤー１３、ア
イドラーギヤー１４、クランプギヤ１２が、互に
噛合されており、第４図に示される気圧回路に連
結されたエヤロータリーシリンダ１６が回動され
ると、前記のギヤー群によりクランプギヤー１２
はクランプナツト６との噛合位置において、クラ
ンプナツト６を回動し、刃具アーバー５Ａ，５Ｂ
がクランプ、或いはアンクランプされるように配
置されており、また前記エヤーローターリシリン
ダー１６に連結されている第４図に示されるエヤ
ー機器の回路の圧力調節によりエヤロータリーシ
リンダー１６の速度の調整ができるよう配置され
ている。またクランプギヤー１２は、第１図に点
線で示されるスプリング１９を介装したピン２０
に固定されており、該ピン２０の下端は前記クラ
ンプボツクス１１の下面より、下方に突設され、
かつ上下方向に摺動自在なるように配置されてお
り、２点鎖線で示される位置に移動されている刃
具アーバー保持具２２Ａ，２２Ｂの上昇により該
ピン２０が押し上げられると、該ピン２０に固定
されているクランプギヤ１２が上昇位置でクラン
プナツト６と噛合される。刃具アーバー保持具２
２Ａ，２２Ｂの下降のときは、前記スプリング１
９の弾力により、該ピン２０が押し下げられて、
クランプギヤ１２がクランプナツト６より離脱す
る。上述の動作により刃具アーバー５Ａ，５Ｂは
クランプ、アンクランプされ、また離脱位置では
ワークの切削動作が行われるように形成されてい
る。

第１図、第２図に示される刃具アーバー保持具
２２Ａ，２２Ｂ及び上昇装置２３が配設されてい
る刃具台２１は、テーブル２の左右両端部に配置
されることが可能であり、第１図に示されるもの
は、テーブル２の右側端部に配置されている刃具
台２１を示すものであつて、水平に位置するガイ
ドレール２４が付設されたベツト２５により、刃
具台２１がテーブル２に固定されており、該ベツ
ト２５の上面の両端に、固定されているブラケツ
ト２６，２７により、刃具アーバー保持部２２
Ａ，２２Ｂ及び上昇装置２３を矢印Ｘに示す左右
方向に移動させるロツドレスシリンダー２８が支
承されており、ピン５３，５４は両端部のストツ
パーとされている。また前記ベツト２５のガイド
レール２４の上面には、スライドベース２９が左
右方向に摺動自在に配設されており、該スライド
ベース２９の上面の左側には、刃具アーバー保持
部２２Ａ，２２Ｂを矢印Ｚに示す垂直方向に上
昇、下降しうるようにガイドブロツク３０が固着
されている少くとも一組のスタンド３１が配設さ
れており、該刃具アーバー保持部２２Ａ，２２Ｂ
の構成部分である略逆Ｌ字形の形状に折曲された
段差部分３２を有する２組の刃具アーバー受３３
Ａ，３３Ｂの上面には第２図の平面図に示される
ように刃具アーバー５Ａ，５Ｂの位置決め用の円
板３４Ａ，３４Ｂに夫々嵌着されて一体に形成さ
れている刃具アーバー５Ａ，５Ｂが着脱自在に配
設されており、前記円板３４Ａ，３４Ｂには３個
所の位置ぎめ用の穴３５Ａ，３５Ｂが配置され、
他方刃具アーバー受３３Ａ，３３Ｂの上面には、
該穴３５Ａ，３５Ｂと係合する３ケ所に配置され
た位置ぎめピン３７Ａ，３７Ｂが夫々スプリング
３８を介装して配置されており、該スプリング３
８は刃具アーバー５Ａ，５Ｂが上昇位置で、クラ
ンプナツト６に当接、挿着された時の刃具アーバ
ー５Ａ，５Ｂの密着並びに緩衝用として配設され
ている。第１図、第３図に示される刃具アーバー
受３３Ａ，３３Ｂの段付部３２にはプツシユロー
ラー３６Ａ，３６Ｂが突設されており、刃具アー
バー５Ａ，５Ｂが２線鎖線で示される主軸４の直
下の位置でクランプナツト６に挿着される位置に
おいて、刃具アーバー保持部２２Ａ，２２Ｂが上
昇すると該プツシユローラー３６Ａ，３６Ｂによ
り、クランプ装置１５のピン２０が押し上げられ
て、クランプギヤー１２がクランプナツト６に噛
合され、刃具アーバー５Ａ，５Ｂがクランプ、或
いはアンクランプされるように配置されている。

前記刃具アーバー受３３Ａ，３３Ｂの垂直部分
の外側にはラツクＢ３９Ａ，３９Ｂが配設され、
内側にはガイドブロツク３０と係合して上下方向
に刃具アーバー受３３Ａ，３３Ｂが摺動しうるよ
うにスライドレール４０が配設されており、ラツ
クＢ３９Ａ，３９Ｂと噛合する上昇装置２３のピ
ニオン４１Ａ，４１Ｂの回動により矢印Ｚで示す
方向に前述の刃具アーバー保持部２２Ａ，２２Ｂ
が昇降しうるように形成されている。

また第１図に示されるスライドベース２９の上
面右側には上昇装置２３が配設されており、該上
昇装置２３の構成部分である第１図、第２図に示
されるラツクＡ４２Ａ，４２Ｂは、上下方向に摺
動可能で、かつピニオン４３Ａ，４３Ｂに噛合
し、両者は共に軸受ブロツク４４に軸支されてお
り、前記ラツクＡ４２Ａ，４２Ｂが、Ｚ軸方向の
図示省略のニーの昇降と連動される従来のレトル
フイツト機構によりテーブル２の昇降動作に伴つ
て前記ラツクＡ４２Ａ，４２Ｂが垂直方向に上
昇、下降し、該ピニオン４３Ａ，４３Ｂが回動さ
れると該ピニオン４３Ａ，４３Ｂの回動により前
述の刃具アーバー保持部２２Ａ，２２Ｂが、矢印
Ｚに示す垂直方向に昇降されるように形成されて
いる。なお前記ラツクＡ４２Ａ，４２Ｂとピニオ
ン４３Ａ，４３Ｂとのギヤ比により、前記刃具ア
ーバー保持部２２Ａ，２２Ｂの上昇速度は、テー
ブル２の矢印Ｚ方向の速度の２倍になるように構
成されており、矢印Ｚ方向の前記刃具アーバー保
持部２２Ａ，２２Ｂのストロークは加算されて、
テーブル２のストロークに対して３倍に増加され
るように構成されている。

従つて刃具台２１が２点鎖線で示される主軸４
の直下位置にて、前記ラツクＡ４２Ａ、或いはラ
ツクＡ４２Ｂが、テーブル２の上昇動作に従つて
上昇し、主軸頭１に固着されているクランプボツ
クス１１の下面のポイント５１の位置に当接され
ると、前記ラツクＡ４２Ａ，４２Ｂが押し下げら
れ、噛合されているピニオン４３Ａ，４３Ｂが回
動されて、前述の刃具アーバー５Ａ、或いは刃具
アーバー５Ｂは、３倍のストロークに増幅され、
クランプナツト６に容易に挿着されるように形成
されている。

第４図は、主軸の位置決めシリンダー７、クラ
ンプ装置１５及び刃具台２１を作動させる空圧機
器及び気圧回路の概要を示すもので、該位置決め
シリンダー７の気圧回路中に配設されている電磁
切換弁４６の切換え操作により、上記主軸位置決
めシリンダー７が右方向に作動するとき、第１図
に示されるようにロツド８が主軸６の穴１０に向
つて突出し、位置決めを行い、該シリンダー７が
左方向に作動すると該ロツド８は主軸６の穴１０
より、離脱するように配設されており、また刃具
台２１に直結されているロツドレスシリンダー２
８の気圧回路には、電磁切換弁４７及び絞り弁４
８が配設されており、電磁切換弁４７の切換え操
作によりロツドレスシリンダー２８が左右方向に
移動し、刃具台２１は第１図に示されるごとく実
線で示される待機位置と二点鎖線で示される主軸
４の直下位置との二位置間を移動し、移動速度は
必要に応じて絞り弁４８で調節されるように配設
されており、またクランプ装置１５のエヤロータ
リーシリンダー１６の気圧回路には電磁切換弁４
９、及び圧力調整弁５０が配設され、電磁切換弁
４９の操作によりエヤロータリーシリンダー１６
が右回転或いは左回転することにより第１図に示
されるクランプギヤー１２がクランプナツト６と
噛合位置で刃具アーバー５Ａまたは５Ｂのクラン
プ、アンクランプが行われるように配設されてお
り、上述の各気圧回路はエヤー源より夫々分岐さ
れて配置されている。

作 用 上述された実施例の作用について第１図乃至第
５図で説明する。

第１図において刃具の着脱指令ができると矢印
Ｚに示される垂直方向に図示されていないニーが
下降し次いで第５図に示される動作図の順序に従
つて装置全体が作動する。先づ工程Ａにおいて例
えば刃具アーバー５Ａを選択すると従来のレトロ
フイツト機能により、矢印Ｙに示される前後方向
にサドル３が移動し、Ｙ軸方向の位置ぎめが行わ
れると共に、矢印Ｘに示される左右方向にテーブ
ル２が移動し工程ＢではＸ軸方向に刃具台２１が
第４図に示されるロツドレスシリンダ２８の作用
により前進し、主軸４の中心線（Ｏ−Ｏ）上に刃
具アーバー５Ａの中心が合致し、２点鎖線で示さ
れる主軸４の直下に刃具アーバー５Ａが位置ぎめ
される。次いで主軸４の位置ぎめのため、主軸４
が低速回転に設定され第４図に示される位置決め
シリンダー７の気圧回路の動作によりロツド８が
主軸４に向つて突出され、切欠き１０に嵌着され
主軸４の位置がきまる。

次いで工程ＣではＺ軸方向にニーが上昇すると
第１図に示される上昇装置２３のラツクＡ４２Ａ
がクランプ装置１５のポイント５１に当接して下
方へ押される。ラツクＡ４２Ａと噛合されている
ピニオン４３Ａが回転し、同一軸上のラツクＢ３
９Ａにより刃具アーバー受３３Ａが上昇し、ピニ
オン４３ＡとラツクＢ３９Ａとのギヤ比により上
昇ストロークは、図示されていないニーのＺ軸方
向のストロークに対し３倍に増幅されているから
主軸４の内径に刃具アーバー５Ａを挿着できるよ
うに作用し、また刃具アーバー５Ａが主軸４内に
密着されると共に当接による衝撃を緩衝するよう
に位置ぎめピン３７Ａのスプリング３８が作用す
る。

このときクランプ或いはアンクランプ作用にお
いては刃具アーバー受３３Ａの上昇に具いプツシ
ユローラー３６がクランプ装置１５のピン２０を
押し上げ、クランプギヤー１２がクランプナツト
６に噛合すると、ローターリーシリンダー１６が
第４図に示される気圧回路の作動により回動し、
クランプギヤー１２によりクランプナツト６がク
ランプされる。またアンクランプのときはロータ
ーシリンダー１６が反対に回動すれば、クランプ
ナツト６はアンクランプとなるように作用する。
次いで工程Ｅに入りクランプ終了後Ｚ軸方向にニ
ーが下降しプツシユローラー３６Ａが前記ピン２
０より離れ、クランプギヤー１２は、ピン２０に
介装されているスプリング１９により下方に戻ど
され、クランプナツト６との噛合から離脱し主軸
４は回転自在なる状態となり刃具台２１は第４図
に示される気圧回路により後退し元の待機位置に
もどり、テーブル２上のワークは加工開始され
る。

次いて、ワークの加工完了すると刃具アーバー
５Ａは、再び工程Ａから工程Ｆのサイクル動作に
より元の刃具アーバー受３３Ａに戻されるように
作用するものである。

本考案の効果 本考案は以上説明した構成作用のものであつ
て、従来のNCフライス盤における自動刃具交換
装置の如く製作費用の高価なものでなく、現有の
フライス盤の機能を最大に活用し、刃具アーバー
の位置決め、自動着脱ができ、複数の刃具アーバ
ーを保持できる最小限の機構による安価な刃具の
自動着脱装置をテーブル等に簡単に組付けられる
構造とすることにより、刃具交換の段取り時間が
大幅に短縮され、作業者の機械ばなれができるよ
うな省力化ができるので、時間当りの生産性が改
善される効果があり、人手による刃具の交換が不
要となるので安全性の向上が図られ、また機械
的、電気的トラブルの時でも手作業による刃具の
着脱ができるためいつでも機械の稼動が可能であ
り、また従来の刃具交換装置では専用のアーバー
が多種必要であつたが本装置では現有のアーバー
が使用でき、刃具類の費用の削減ができる効果を
奏しめるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の全体の構成を示す略
示正面図、第２図は第１図に示すものの刃具台の
平面図、第３図は第１図に示すクランプ装置の
−線略示断面図、第４図は第１図に示すものの
気圧回路図、第５図は第１図に示すものの動作順
序を示す工程図である。 １：主軸頭、２：テーブル、４：主軸、５Ａ，
５Ｂ：刃具アーバー、６：クランプナツト、１
２：クランプギヤー、１５：クランプ装置、２
１：刃具台、２２：刃具アーバー保持部、２３：
上昇装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 汎用フライス盤の主軸頭のクランプナツトに対
   し、該クランプナツトと噛合するクランプギヤを
   有するクランプ装置が、クランプギヤの噛合位置
   と非噛合位置との２位置間を移動できるように配
   置されており、他方テーブル上には、複数の刃具
   アーバー保持部を有する刃具台が、前記主軸頭の
   主軸直下の位置と待機位置との２位置間を移動で
   きるように配置され、かつ該刃具台には、主軸直
   下において刃具アーバー保持部を主軸に向つて上
   昇させる上昇装置が付設されており、刃具アーバ
   ー保持部の上昇位置において、刃具アーバーは主
   軸内に位置され、クランプ装置は前記噛合位置に
   導かれるよう組み付けられていることを特徴とす
   る汎用フライス盤の刃具アーバー着脱装置。