JPH0337850Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えばNC工作機械の工具取り付け
部、例えばツールポストに自動工具交換装置のマ
ニピユレータで装着される工具取り付け用アタツ
チメントを前記ツールポストに強固にクランプす
るための工具クランプ装置に関するものである。

（従来の技術及びその問題点） 例えば数値制御タレツト旋盤のツールポストに
自動工具交換装置のマニピユレータで装着される
工具取り付け用アタツチメントには、前記ツール
ポストの中窄まりテーパー状穴に密接に嵌合し得
るテーパー状突出軸部が設けられている。而して
前記工具取り付け用アタツチメントのクランプ
は、前記テーパー状穴に嵌合せしめられた前記テ
ーパー状突出軸部を内方に引き込んで両者を密接
に嵌合させ、必要に応じて前記工具取り付け用ア
タツチメント側と前記ツールポスト側とに軸心の
周りで形成した環状端面どうしを互いに面接触さ
せることにより行われる。

従来のこの種の工具クランプ装置は、前記工具
取り付け用アタツチメントのテーパー状突出軸部
を内方に引き込む手段として、当該突出軸部の先
端に対して係脱自在な引き込み軸と当該引き込み
軸を内方に引き込む複数段の皿ばねとを使用した
ものであつた。このような従来の皿ばね利用のク
ランプ装置では、工具取り付け用アタツチメント
に取り付けられた切削工具の切削力が前記皿ばね
の付勢力に勝るような重切削や、突出量の大きな
加工を行う工作機械に適用した場合、工具取り付
け用アタツチメントに対するクランプが不測に弛
緩する危険性があり、安全面に於いて問題があつ
た。又、前記引き込み軸や皿ばね群が中心線上に
配置されるため、中心部を貫通する工具駆動軸を
備えた工具取り付け用アタツチメントには適用す
ることが困難であり、一般的には工具取り付け用
アタツチメントそのものを回転駆動する方式の工
作機械、即ち回転駆動されるツールポストを備え
た工作機械でなければ適用することが出来なかつ
た。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記のような従来の問題点を解決し得
る工具クランプ装置を提案するものであつて、そ
の特徴は、実施例の参照符号を付して示せば、工
具取り付け用アタツチメント１に、工作機械側の
工具取り付け部２の中窄まりテーパー状穴１１に
嵌合する中空テーパー状突出軸部３と、この突出
軸部より同心状に突出し且つ先端周辺から外向き
に係合爪５を突設させた中空係合軸部４とを設け
ると共に、上記中空テーパー状突出軸部３と上記
中空係合軸部４とにわたつて貫通する工具駆動軸
６を備え、前記工具取り付け部２内には、前記係
合軸部４に外嵌し且つ一定角度の正回転により前
記係合爪５と軸方向に重なる状態で係合して前記
アタツチメントの抜け止めとなる被係合爪１９を
外端部に内向きに突設させたクランプ用筒状体１
２と、このクランプ用筒状体１２を正逆回転させ
ると共に、正転時には該筒状体１２を内方に引き
込み逆転時には該筒状体１３を押し出す螺子機構
を備えた回転駆動手段１４と、前記クランプ用筒
状体１２内を貫通し且つ前記アタツチメント１側
の工具駆動軸６と連結離脱自在なクラツチ機構２
９を備えた駆動主軸１３と、を内装してなる構成
からなるものである。

（作用） 上記のような本考案の工具クランプ装置に於い
ては、前記工具取り付け用アタツチメント１を、
前記係合爪５と被係合爪とが互いに周方向に齟齬
した状態で、その中空テーパー状突出軸部３が工
作機械側の工具取り付け部２の中窄まりテーパー
状穴１１に嵌合し且つ中空係合軸部４が工作機械
側のクランプ用筒状体１２内に嵌合するように装
着した後、前記螺子機構付き回転駆動手段１４，
３７を作動させることにより、前記クランプ用筒
状体１２を一定角度正転させて前記係合爪５と被
係合爪１９とを軸方向に重なるように互いに係合
させると共に、クランプ用筒状体１２の内方への
移動により前記被係合爪１９で前記係合爪５を内
方に引き込み、前記工具取り付け用アタツチメン
ト１の中空テーパー状突出軸部３を工具取り付け
部２のテーパー状穴１１に対し密接に嵌合させ、
当該アタツチメント１を固定することが出来る。

前記螺子機構付き回転駆動手段１４によりクラ
ンプ用筒状体１２を逆転させたときは、係合爪５
と被係合爪１９とが軸方向に互いに離間すると共
に周方向にずれて互いに軸方向に離脱し得る状態
となるので、工具取り付け用アタツチメント１を
工具取り付け部２から抜き取ることが出来る。

また工具取り付け用アタツチメント１内に備え
た工具駆動軸６は、当該アタツチメント１の取り
付け時に前記クラツチ機構２９を介して工作機械
側の駆動主軸１３と連結し得るので、この駆動主
軸１３により前記アタツチメント１内の工具駆動
軸６を回転駆動することが出来る。即ち工具取付
け用アタツチメント１とこれを直接に取付ける工
作機械側の工具取け付け部２とが回転駆動するこ
となく静止状態に取付けられる場合において、上
記アタツチメント１内の工具駆動軸６を支障なく
回転駆動させることができる。

（実施例） 以下に本考案の一実施例を添付の例示図に基づ
いて説明する。

第１図乃至第５図に於いて、１は工具取り付け
用アタツチメント、２は工作機械側の工具取り付
け部たるツールポストである。前記工具取り付け
用アタツチメント１の内端部には、中空テーパー
状突出軸部３とこの突出軸部３よりも更に同心状
に突出する小径の中空係合軸部４とが同心状に連
設され、前記係合軸部４の先端には、直径方向２
箇所に於いて外向きに突出する周方向適当長さの
係合爪５が突設されている。又、前記アタツチメ
ント１内には軸受３ａを介して工具駆動軸６が同
心状に貫通支承され、この工具駆動軸６の外端に
は工具把持具７が取り付けられ、前記係合軸部４
から突出する工具駆動軸６の内端にはクラツチ爪
８が形成されている。９は前記工具取り付け用ア
タツチメント１に形成されたマニピユレータ用把
持部である。

前記ツールポスト２は、前記工具取り付け用ア
タツチメント１のテーパー状突出軸部３と密接に
嵌合し得る中窄まりテーパー状穴１１を備え、ク
ランプ用筒状体１２と駆動主軸１３、及び螺子機
構付き回転駆動手段１４を内装している。１５は
ツールポスト２の環状端面１６から突出する廻り
止め用ピンであり、前記工具取り付け用アタツチ
メント１のマニピユレータ用把持部９の内側環状
端面１７に形成された凹部１８に嵌合する。

前記クランプ用筒状体１２は、前記工具取り付
け用アタツチメント１側の係合爪５を含む中空係
合軸部４に外嵌し得る外端部を有し、更にその外
端縁には一定角度の正転により前記係合爪５と軸
方向に重なる状態で係合する被係合爪１９が内向
きに突設されている。又、外周面には、前記ツー
ルポスト２側から固着突出するストツパーピン２
０と嵌合して当該クランプ用筒状体１２の正逆回
転範囲と軸方向移動範囲とを規制する矩形状凹部
２１が設けられ、更に内端寄りの内周部には雌ね
じ穴部２２が形成されている。

前記螺子機構付き回転駆動手段１４は、前記ツ
ールポスト２内に一部が前記クランプ用筒状体１
２と重なる状態で回転のみ可能に支承された回転
体２３、この回転体２３の内端外周部に形成され
たピニオンギヤ部２４、前記クランプ用筒状体１
２の雌ねじ穴部２２と咬合する雄ねじ軸部２５、
及び前記回転体２３の外周面に圧接するように前
記クランプ用筒状体１２に装着された制動用Ｏリ
ング２６から構成され、前記ピニオンギヤ部２４
と咬合する駆動ギヤ２７が併用される。２８は回
転体２３とツールポスト２との間に当該回転体２
３の軸方向移動を阻止するために介在されたスラ
ストボールである。

前記駆動主軸１３は、クラツチ機構２９を内装
した先端部が前記回転体２３内を貫通する状態で
ツールポスト２に軸受３０を介して支承されてい
る。前記クラツチ機構２９は、前記駆動主軸１３
内に伝動用キー３１及び抜け止め用ストツパー３
２を介して一定範囲内で軸方向にのみ移動可能に
同心状に嵌合され且つ先端に前記工具駆動軸６側
のクラツチ爪８と咬合するクラツチ爪３３を備え
た可動体３４と、この可動体３４を外方に付勢す
るスプリング３５とによつて構成されている。
尚、この駆動主軸１３は遊端部に取り付けられる
ギヤ３６を介して回転駆動することが出来る。ま
たこの実施例では第１図に示すように、工具取り
付け部２に、上記アタツチメント１に接する端面
側に開口する切削油供給通路４３が設けられ、こ
れに対応してアタツチメント１に該通路４３に接
続可能な油路４４が設けられ、工具把持具７の受
油路４５に連通連結されるようになつている。

使用方法を説明すると、クランプ用筒状体１２
が正転開始位置にある状態で工具取り付け用アタ
ツチメント１を、その環状端面１７がツールポス
ト２側の環状端面１６に対向し且つ凹部１８にツ
ールポスト２側の廻り止め用ピン１５が嵌合する
ようにツールポスト２に装着する。この結果、ツ
ールポスト２の中窄まりテーパー状穴１１に中空
テーパー状突出軸部３が嵌合すると共に、中空係
合軸部４の係合爪５がクランプ用筒状体１２の被
係合爪１９間を通つて当該クランプ用筒状体１２
内に嵌合する。

係る状態で駆動ギヤ２７により回転体２３を正
転させると、制動用Ｏリング２６の摩擦力を介し
てクランプ用筒状体１２が回転体２３と一体に正
転し、被係合爪１９が工具取り付け用アタツチメ
ント１側の係合爪５の外側に重なるように回動す
る。そしてストツパーピン２０が矩形状凹部２１
の正転制限端部に当接したとき、第５図に示すよ
うに係合爪５に対して被係合爪１９が軸方向に完
全に重なることになる。

クランプ用筒状体１２の正転がストツパーピン
２０によつて阻止されると、このクランプ用筒状
体１２に対して回転体２３のみが正転することに
なり、従つて回転体２３の雄ねじ軸部２５がクラ
ンプ用筒状体１２の雌ねじ穴部２２に対して正転
回動し、クランプ用筒状体１２が内方に引き込ま
れる。この結果、第１図に示すように当該クラン
プ用筒状体１２の被係合爪１９が係合爪５を介し
て工具取り付け用アタツチメント１を内方に引き
込み、中窄まりテーパー状穴１１に工具取り付け
用アタツチメント１の中空テーパー状突出軸部３
が密接せしめられると同時に、ツールポスト２側
の環状端面１６と工具取り付け用アタツチメント
１側の環状端面１７とが互いに面接触せしめられ
る。この結果、工具取り付け部２側の切削油供給
通路４３と、工具取り付け用アタツチメント１側
の油路４４とが接続され供給通路４３から供給さ
れる切削油は上記油路４４を通つて、回転駆動す
る工具把持具７の受油路４５に供給され、図示し
ないオイルホール付切削工具に切削油を容易に且
つ円滑に供給することができる。なお上記両端面
１６，１７が面接触することによつて回転体２３
に対する正転駆動を停止するが、駆動ギヤ２７の
駆動系にトルクリミツターを介装したり、トルク
モーターを使用する等して、回転体２３の駆動停
止時期が遅れても過負荷を自動回避し得るように
構成するのが望ましい。

又、図示のように工具取り付け用アタツチメン
ト１内の工具把持具７を駆動する工具駆動軸６
は、ツールポスト２に対する工具取り付け用アタ
ツチメント１の装着時にツールポスト２側の駆動
主軸１３と前記工具駆動軸６とがクラツチ機構２
９を介して自動的に連結される。即ち、工具駆動
軸６側のクラツチ爪８と駆動主軸１３側のクラツ
チ爪３３とが係合するのであるが、両者の位相が
ずれていてもクラツチ機構２９の可動体３４が工
具駆動軸６側のクラツチ爪８に押されてスプリン
グ３５に抗して後退移動し、駆動主軸１３の回転
により両クラツチ爪８，３３の位相が合うと可動
体３４がスプリング３５の付勢力で前進移動し、
両クラツチ爪８，３３が自動的に咬合する。

而して駆動主軸１３をギヤ３６を介して回転駆
動することにより、その回転力をクラツチ爪３
３，８を介して工具取り付け用アタツチメント１
側の工具駆動軸６に伝達し、工具把持具７を回転
駆動させることが出来る。

工具取り付け用アタツチメント１をツールポス
ト２から離脱させるときは、回転体２３を正転限
位置から逆転駆動させる。この結果、当該回転体
２３の雄ねじ軸部２５がクランプ用筒状体１２の
雌ねじ穴部２２に対して逆転し、クランプ用筒状
体１２が押し出される。そしてクランプ用筒状体
１２の被係合爪１９と工具取り付け用アタツチメ
ント１側の係合爪５とが軸方向に離間してクラン
プ用筒状体１２の回転抵抗が低下すると、制動用
Ｏリング２６の摩擦力を介してクランプ用筒状体
１２が回転体２３と一体に逆転回動する。このク
ランプ用筒状体１２がストツパーピン２０によつ
て制限される逆転限位置まで回動すると、クラン
プ用筒状体１２側の被係合爪１９と工具取り付け
用アタツチメント１側の係合爪５とが周方向に離
間し、クランプ用筒状体１２に対して工具取り付
け用アタツチメント１側の中空係合軸部４を引き
抜き可能な状態となる。

係る状態で回転体２３に対する逆転駆動を停止
し、工具取り付け用アタツチメント１をマニピユ
レータによりツールポスト２から引き抜くことが
出来る。

第６図に示す実施例は、クランプ用筒状体１２
にする螺子機構付き回転駆動手段３７として、当
該クランプ用筒状体１２の外周部に直接形成した
雄ねじ軸部３８とピニオンギヤ部３９、及びツー
ルポスト２の内周部に前記雄ねじ軸部３８と咬合
するように形成した雌ねじ穴部４０を設け、前記
ピニオンギヤ部３９と咬合するラツクギヤ４１に
より前記クランプ用筒状体１２を正逆回転駆動し
得るように構成したものである。４２は駆動主軸
１３に対してクランプ用筒状体１２を回転及び軸
方向移動可能に支持するニードルベアリングであ
る。

この実施例に於いては、クランプ用筒状体１２
は回転しながら軸方向に移動するので、被係合爪
１９が係合爪５に完全に重なる位置までの略90度
の回転角度で、工具取り付け用アタツチメント１
に対する前記被係合爪１９による所定の引き込み
作用が完了するように構成しなければならない。

尚、クランプ用筒状体１２を正逆回転させると
共に軸方向に移動させる螺子機構付き回転駆動手
段も実施例に示した手段１４，３７に限定されな
い。従つて前者実施例の場合の回転体２３や後者
実施例の場合のクランプ用筒状体１２を正逆回転
させる駆動方法も、ピニオンギヤ、ラツクギヤ等
のギヤ駆動方式の他、レバー駆動方式や、回転体
２３をツールポスト２の後端まで延長させてその
端部に駆動軸を直接軸方向に係合させる等の方式
も利用出来る。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、スプリングの引
張力で工具取り付け用アタツチメントをクランプ
するのではなく、螺子機構による強制的引張力で
クランプするので、極めて強力にクランプするこ
とが出来る。従つて重切削や突出量の大きな加工
を行う工作機械に於ける工具取り付け用アタツチ
メントのクランプ装置としても安全に活用するこ
とが出来る。

特に本考案においては、工具取り付け用アタツ
チメントに備えた工具駆動軸が回転するにもかか
わらず、回転しない工作機械側の工具取り付け部
（実施例ではツールポスト２）に該アタツチメン
トを着脱可能に固定するものであるから、自動工
具交換作業時に駆動主軸の定位置停止（オリエン
テーシヨン）をする必要がなく、主軸駆動系の制
御が容易となつて安価に製造することができる。

また最近多用されているオイルホール付切削工
具に対し切削油を該切削工具に供給するに当たつ
て上記工具取り付け部とこれに接する上記アタツ
チメントとが一体的に非回転状態にあることによ
つて切削油の供給を容易に且つ円滑に行うことが
できる。

更には、工具取り付け用アタツチメントは工作
機械側の工具取り付け部に上述のように非回転状
態に取り付けられるようになつているため、非回
転工具、即ち固定工具を備えた工具取り付け用ア
タツチメントをも工具取り付け部に取り付けるこ
とが可能であり、それだけ汎用性を有する利点が
ある。

なおまた本考案によれば、螺子機構付き回転駆
動手段によるクランプ用筒状体の正逆回転駆動操
作により工具取り付け用アタツチメントを回転さ
せることなく軸方向に移動させるだけで着脱を行
うことができるため、該アタツチメントを着脱操
作するマニピユレータは直線方向に移動制御し得
る比較的簡単な機構のものでよく、それだけマニ
ピユレータ側の製造費も軽減することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は縦断側面図、第２図はクランプ部の分
解斜視図、第３図は工具駆動軸に対する伝動部の
分解斜視図、第４図及び第５図は第１図要部の縦
断正面図、第６図は別の実施例を示す要部の縦断
側面図である。 １……工具取り付け用アタツチメント、２……
ツールポスト（工具取り付け部）、４……係合軸
部、５……係合爪、６……工具駆動軸、７……工
具把持具、８，３３……クラツチ爪、１１……中
窄まりテーパー状穴、１２……クランプ用筒状
体、１３……駆動主軸、１４，３７……螺子機構
付き回転駆動手段、１５……廻り止め用ピン、１
６，１７……環状端面、１９……被係合爪、２０
……ストツパーピン、２１……矩形状凹部、２
２，４０……雌ねじ穴部、２３……回転体、２
４，３９……ピニオンギヤ部、２５，３８……雄
ねじ軸部、２６……制動用Ｏリング、２７……駆
動ギヤ、２８……スラストボール、２９……クラ
ツチ機構、３４……可動体、３５……スプリン
グ、４１……ラツクギヤ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 工具取り付け用アタツチメントに、工作機械側
   の工具取り付け部の中窄まりテーパー状穴に嵌合
   する中空テーパー状突出軸部と、この突出軸部よ
   り同心状に突出し且つ先端周辺から外向きに係合
   爪を突設させた中空係合軸部とを設けると共に、
   上記中空テーパー状突出軸部と上記中空係合軸部
   とにわたつて貫通する工具駆動軸を備え； 前記工具取り付け部内には、前記係合軸部に外
   嵌し且つ一定角度の正回転により前記係合爪と軸
   方向に重なる状態で係合して前記アタツチメント
   の抜け止めとなる被係合爪を外端部に内向きに突
   設させたクランプ用筒状体と、このクランプ用筒
   状体を正逆回転させると共に、正転時には該筒状
   体を内方に引き込み逆転時には該筒状体を押し出
   す螺子機構を備えた回転駆動手段と、前記クラン
   プ用筒状体内を貫通し且つ前記アタツチメント側
   の工具駆動軸と連結離脱自在なクラツチ機構を備
   えた駆動主軸と、を内装してなる； 工具クランプ装置。