(57)【要約】【課題】部品点数を低減して、製造及び組み付け作業を容易に行い、コストの低減を図ることができ、占有スペースを低減し、装置の小型化を図ることができる工作機械の工具交換装置を提供する。【解決手段】工具マガジン３２の指定された工具ポット３４を工具マガジン３２を旋回移動して割出し位置Ｐ１へ配置する。この割出し位置Ｐ１に移動された工具ポット３４をシフト用シリンダ４５により加工機側の工具交換アーム５６による工具交換のための待機位置Ｐ２へ移動する。前記割出し位置Ｐ１と待機位置Ｐ２との間の遮蔽カバー６１に前記工具ポット３４が通過可能な開口部６１ａを形成する。この開口部６１ａにシャッタ６３を開閉可能に装着する。前記シフト用シリンダ４５によって往復動される可動取付部材４７にカム板８１を取りつけてカム板８１のカム溝８３にシャッタ６３側のカムフォロア７５を嵌入し、カム板８１の往復動によりシャッタ６３を開閉する。【選択図】      図１
2006075924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工具ホルダを工具ポットに保持して収納する工具マガジンの割出し位置と、加工機側の工具交換のための待機位置との間で、前記工具ポットを工具ポットシフト機構により移動可能に構成し、前記割出し位置と待機位置との間に工具マガジンを保護する遮蔽カバーを配設し、該遮蔽カバーに前記工具ポットが工具ホルダを保持した状態で通過可能な開口部を形成し、該開口部を開閉するシャッタを前記遮蔽カバーに装着し、前記工具ポットシフト機構と遮蔽カバーとの間に、該工具ポットシフト機構のシフト動作を利用して前記シャッタの開閉動作を行うシャッタ開閉機構を設けた工作機械の工具交換装置において、
前記シャッタ開閉機構をカム機構により構成したことを特徴とする工作機械の工具交換装置。
【請求項２】
請求項１において、前記シャッタは遮蔽カバーに対し支持軸を中心に回動して前記開口部を開閉可能に装着され、前記カム機構は工具ポットシフト機構により直線往復動されるカム板と、前記シャッタと一体的に前記支持軸から所定距離だけ離隔した位置に取り付けられ、かつ該カム板に形成されたカム溝に係合されたカムフォロアとより構成されていることを特徴とする工作機械の工具交換装置。
【請求項３】
請求項２において、前記カム板のカム溝は、工具ポットシフト機構により工具ポットが割出し位置に移動された状態において、前記シャッタを閉鎖位置に保持するための第１閉鎖用カム溝と、工具ポットシフト機構による工具ポットのシフト動作の途中において、前記シャッタを開放位置に保持するための開放用カム溝と、さらに、前記工具ポットが待機位置に移動された状態で、再び前記シャッタを閉鎖位置に保持するための第２閉鎖用カム溝と、前記第１閉鎖用カム溝と開放用カム溝を連結する第１開閉動作用カム溝及び前記開放用カム溝と第２閉鎖用カム溝とを連結する第２開閉動作用カム溝とにより構成され、前記第１閉鎖用カム溝と、第１開閉動作用カム溝とにより形成された部分は、前記開放用カム溝よりも短く形成され、前記工具ポットシフト機構により工具ポットを割出し位置から待機位置へ移動する動作の初期に前記シャッタを早期に開放するように構成されていることを特徴とする工作機械の工具交換装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記カム板には該カム板を案内移動するための案内機構が設けられていることを特徴とする工作機械の工具交換装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項において、前記シャッタには該シャッタを閉鎖位置に付勢保持する付勢手段が設けられていることを特徴とする工作機械の工具交換装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項において、前記シャッタが開放位置に移動される際の衝撃を緩和する開放衝撃吸収機構と、前記シャッタが閉鎖位置に移動される際の衝撃を緩和する閉鎖衝撃吸収機構とを備えていることを特徴とする工作機械の工具交換装置。
【請求項７】
請求項１において、前記シャッタは遮蔽カバーに対しスライドすることにより開閉可能に装着され、前記カム機構は工具ポットシフト機構により直線往復動されるカム板と、前記シャッタの基端部に取り付けられ、かつ該カム板に形成されたカム溝に係合されたカムフォロアとより構成されていることを特徴とする工作機械の工具交換装置。
【請求項８】
複数の工具ホルダを工具ポットに保持して収納する工具マガジンの割出し位置と加工機側の工具交換のための待機位置との間で、前記工具ポットを工具ポットシフト機構により移動可能に構成し、前記割出し位置と待機位置との間に工具マガジンを保護する遮蔽カバーを配設し、該遮蔽カバーに前記工具ポットが工具ホルダを保持した状態で通過可能な開口部を形成し、該開口部を開閉するシャッタを前記遮蔽カバーに装着し、前記工具ポットシフト機構と遮蔽カバーとの間に、該工具ポットシフト機構のシフト動作を利用して前記シャッタの開閉動作を行うシャッタ開閉機構を設けた工作機械の工具交換装置において、
前記シャッタ開閉機構をピニオン・ラック機構により構成したことを特徴とする工作機械の工具交換装置。
【請求項９】
請求項８において、前記シャッタは遮蔽カバーに対し支持軸を中心に回動して前記開口部を開閉可能に装着され、前記ピニオン・ラック機構は、工具ポットシフト機構により直線往復動されるラックと、前記シャッタの基端部に連結した前記支持軸に連結され、かつ前記ラックに噛み合わされたピニオンとにより構成されていることを特徴とする工作機械の工具交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の工具交換装置に係り、詳しくは工具を工具ホルダとともに収納する工具マガジンへの切削油や切粉等の侵入を防止するためのカバー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、工作機械の工具交換装置は、複数の工具ホルダを工具ポットに保持して収納する工具マガジンにおいて指定された工具ポットを工具マガジンを旋回移動することにより割出し位置へ配置する。この割出し位置に移動された工具ポットをシフト用シリンダにより加工機側の工具交換アームによる工具交換を行うための待機位置へ移動する。そして、工具交換アームを昇降及び旋回動作することにより主軸装置に装着された使用済み工具と、待機位置に移動された新工具とを把持して交換し、待機位置に移動された使用済み工具をシフト用シリンダにより待機位置から割出し位置へ移動する。
【０００３】
前記割出し位置と待機位置との間には、ワークの加工作業中に工具マガジンを切削油や切粉等から保護するための遮蔽カバーが配設されている。該遮蔽カバーには前記工具ポットが通過可能な開口部が形成され、該開口部にはシャッタがスライドして開閉可能に装着されている。前記シフト用シリンダにはレバー・リンク機構を介して前記シャッタが連結され、シフト用シリンダによる工具ポットのシフト動作に連動して前記シャッタの開閉動作が行われるようになっている。（特許文献１参照）
特許文献１の公報の第２図には、シフト用シリンダ（８）のロッド（８ｂ）を後方に突出し、その先端部に揺動リンク（１３）、第１揺動アーム（１４）、連結ロッド（１５）、第２揺動アーム（１６）及び該第２揺動アーム（１６）により昇降動作される軸（１７）を順次連結し、軸（１７）の上端でシャッタ（１１）を支持している。そして、シフト用シリンダ（８）による工具ポットのシフト動作の初期にシャッタ（１１）を早期に開放するとともに、シフト動作の終期に一旦開放したシャッタ（１１）を閉鎖することができるようになっている。
【特許文献１】実開昭６２−１３８５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に開示された工具マガジンのカバー装置は、シフト用シリンダによる工具ポットのシフト動作の初期にシャッタを早期に開放するとともに、シフト動作の終期に一旦開放したシャッタを閉鎖する機構を採用していたので、前記レバー・リンク機構の部品点数が非常に多くなり、製造及び組み付け作業が面倒で、コストの低減を図ることができないという問題があった。
【０００５】
又、シフト用シリンダのロッドの後端部と、シャッタとの間に複雑な構成のレバー・リンク機構よりなる伝動機構が連結されているので、シフト用シリンダから側方にレバー・リンク機構が張り出されて、占有スペースが増大し、装置の小型化を図ることができないという問題もあった。
【０００６】
さらに、前記工具マガジンのカバー装置は、レバー・リンク機構を採用する関係で、シフト用シリンダのロッドを後方に延長する必要が生じ、前述した割出し位置と待機位置の距離が長くなると、シフト用シリンダを長くした上に、シフト用シリンダのロッドをさらに後方に延長する必要がある。このため、前記割出し位置と待機位置の距離が長い構成の工具交換装置には適用が困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の技術に存する問題を解消して、部品点数を低減して、製造及び組み付け作業を容易に行い、コストの低減を図ることができるとともに、占有スペースを低減し、装置の小型化を図ることができ、さらに前記割出し位置と待機位置の距離が長い構成の工具交換装置にも容易に適用することができる工作機械の工具交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の工具ホルダを工具ポットに保持して収納する工具マガジンの割出し位置と、加工機側の工具交換のための待機位置との間で、前記工具ポットを工具ポットシフト機構により移動可能に構成し、前記割出し位置と待機位置との間に工具マガジンを保護する遮蔽カバーを配設し、該遮蔽カバーに前記工具ポットが工具ホルダを保持した状態で通過可能な開口部を形成し、該開口部を開閉するシャッタを前記遮蔽カバーに装着し、前記工具ポットシフト機構と遮蔽カバーとの間に、該工具ポットシフト機構のシフト動作を利用して前記シャッタの開閉動作を行うシャッタ開閉機構を設けた工作機械の工具交換装置において、前記シャッタ開閉機構をカム機構により構成したことを要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記シャッタは遮蔽カバーに対し支持軸を中心に回動して前記開口部を開閉可能に装着され、前記カム機構は工具ポットシフト機構により直線往復動されるカム板と、前記シャッタと一体的に前記支持軸から所定距離だけ離隔した位置に取り付けられ、かつ該カム板に形成されたカム溝に係合されたカムフォロアとより構成されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記カム板のカム溝は、工具ポットシフト機構により工具ポットが割出し位置に移動された状態において、前記シャッタを閉鎖位置に保持するための第１閉鎖用カム溝と、工具ポットシフト機構による工具ポットのシフト動作の途中において、前記シャッタを開放位置に保持するための開放用カム溝と、さらに、前記工具ポットが待機位置に移動された状態で、再び前記シャッタを閉鎖位置に保持するための第２閉鎖用カム溝と、前記第１閉鎖用カム溝と開放用カム溝を連結する第１開閉動作用カム溝及び前記開放用カム溝と第２閉鎖用カム溝とを連結する第２開閉動作用カム溝とにより構成され、前記第１閉鎖用カム溝と、第１開閉動作用カム溝とにより形成された部分は、前記開放用カム溝よりも短く形成され、前記工具ポットシフト機構により工具ポットを割出し位置から待機位置へ移動する動作の初期に前記シャッタを早期に開放するように構成されていることを要旨とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３において、前記カム板には該カム板を案内移動するための案内機構が設けられていることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項において、前記シャッタには該シャッタを閉鎖位置に付勢保持する付勢手段が設けられていることを要旨とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか一項において、前記シャッタが開放位置に移動される際の衝撃を緩和する開放衝撃吸収機構と、前記シャッタが閉鎖位置に移動される際の衝撃を緩和する閉鎖衝撃吸収機構とを備えていることを要旨とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１において、前記シャッタは遮蔽カバーに対しスライドすることにより開閉可能に装着され、前記カム機構は工具ポットシフト機構により直線往復動されるカム板と、前記シャッタの基端部に取り付けられ、かつ該カム板に形成されたカム溝に係合されたカムフォロアとより構成されていることを要旨とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、複数の工具ホルダを工具ポットに保持して収納する工具マガジンの割出し位置と加工機側の工具交換のための待機位置との間で、前記工具ポットを工具ポットシフト機構により移動可能に構成し、前記割出し位置と待機位置との間に工具マガジンを保護する遮蔽カバーを配設し、該遮蔽カバーに前記工具ポットが工具ホルダを保持した状態で通過可能な開口部を形成し、該開口部を開閉するシャッタを前記遮蔽カバーに装着し、前記工具ポットシフト機構と遮蔽カバーとの間に、該工具ポットシフト機構のシフト動作を利用して前記シャッタの開閉動作を行うシャッタ開閉機構を設けた工作機械の工具交換装置において、前記シャッタ開閉機構をピニオン・ラック機構により構成したことを要旨とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記シャッタは遮蔽カバーに対し支持軸を中心に回動して前記開口部を開閉可能に装着され、前記ピニオン・ラック機構は、工具ポットシフト機構により直線往復動されるラックと、前記シャッタの基端部に連結した前記支持軸に連結され、かつ前記ラックに噛み合わされたピニオンとにより構成されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の発明は、前記シャッタ開閉機構をカム機構により構成したので、部品点数を低減して、製造及び組み付け作業を容易に行い、コストの低減を図ることができる。又、占有スペースを低減し、装置の小型化を図ることができる。さらに、工具ポットの割出し位置と待機位置の距離が長い構成の工具交換装置にも工具ポットシフト機構を構成する例えばシフト用シリンダのロッドを後方に延長しなくても済み、容易に適用することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、前記シャッタが遮蔽カバーに対し支持軸を中心に回動開閉可能に装着されているので、スライド式のシャッタと比べてシャッタの開放を迅速に行うことができ、工具ポットのシフト動作を迅速に行うことができ、工具交換動作の能率を向上することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、第１閉鎖用カム溝と、第１開閉動作用カム溝とにより形成された部分を、前記開放用カム溝よりも短く形成したので、前記工具ポットシフト機構により工具ポットを割出し位置から待機位置へシフトする動作の初期に前記シャッタを早期に開放することができる。このため、工具ポットの移動をさらに迅速に行うことができ、工具交換動作の能率をさらに向上することができる。又、前記工具ポットが割出し位置から待機位置へ移動された状態で、前記シャッタが第２開閉動作用カム溝により閉鎖状態に切り換えられるので、工具交換動作中に切削油や切粉等が工具マガジンに侵入するのを防止することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、前記案内機構によりカム板を安定して移動することができ、シャッタの開閉動作をより円滑に行うことができる。
請求項５に記載の発明は、付勢手段によってシャッタが開口部の閉鎖位置に付勢保持されるので、シール性を向上することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、シャッタが開放位置又は閉鎖位置に移動される際に衝撃を緩和することができる。
請求項８又は９に記載の発明は、前記シャッタ開閉機構がピニオン・ラック機構により構成されているので、請求項１に記載の発明の効果と同様の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した工作機械の工具交換装置の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図７に示すようにベッド１１の上面には、ワークを支持するテーブル１２が装設され、このテーブル１２の上面にはワークＷが図示しないクランプ機構によってクランプされるようになっている。前記ベッド１１の中央部上面には、加工機１３が装着され、その主軸装置１４に設けられた主軸１５の下端部には工具１６を保持する工具ホルダ１７が取り外し可能に装着されている。加工機１３の平面を表す図１に示すように、コラム１８の前面（下側）には昇降サドル１９が昇降機構（図示略）によって上下方向の往復動可能に装着されている。前記昇降サドル１９に前記主軸装置１４が取り付けられている。
【００２２】
図１に示すように加工機１３の左側方には、前記主軸１５に装着された工具ホルダ１７を工具１６と共に交換するための工具交換装置２１が装着されている。この工具交換装置２１は多種類の新工具１６をストックするための工具格納装置２２と、工具格納装置２２内において、工具１６の割出し位置Ｐ１に移動された新工具１６を工具ポット３４とともに工具交換を行うための待機位置Ｐ２に移動するための工具ポットシフト機構２３と、前記待機位置Ｐ２に移動された工具１６を、前記主軸１５に装着された使用済みの工具１６と交換するための工具交換アーム機構２４とによって構成されている。
【００２３】
そこで、前記工具格納装置２２、工具ポットシフト機構２３及び工具交換アーム機構２４の構成を順次説明する。
（工具格納装置２２）
図１に示すように、前記コラム１８の左側面には、ブラケット３１が水平に片持ち固定され、そのブラケット３１の先端部下面には、外周に多数の把持凹部３２ａを有する工具マガジン３２が数値制御されるＮＣモータ３３によって垂直軸線Ｏ１の回りで回転可能に支持されている。前記把持凹部３２ａには新工具１６を保持した工具ホルダ１７を把持するための工具ポット３４が脱着可能に装着されている。
【００２４】
従って、前記ＮＣモータ３３によって工具マガジン３２が所定角度回転されると、指定された把持凹部３２ａの工具ポット３４が割出し位置Ｐ１に移動され、工具ポット３４の割り出し動作が行われる。
（工具ポットシフト機構２３）
図１，２に示すように前記コラム１８及びブラケット３１には、取付枠体４１が水平に取り付けられ、この取付枠体４１には、前記工具ポット３４を前記割出し位置Ｐ１と待機位置Ｐ２の間で案内移動するための一対の案内レール４２，４３が互いに平行に、かつ水平方向に敷設されている。前記ブラケット３１の先端部に一体に形成された取付台座４４と、前記取付枠体４１の上面にはシフト用シリンダ４５が前記案内レール４２，４３と平行に、かつ水平に支持されている。このシフト用シリンダ４５のロッド４６の先端部には可動取付部材４７が連結され、この可動取付部材４７の一側面には電磁ソレノイド４８が取り付けられ、該電磁ソレノイド４８には前記割出し位置Ｐ１に移動された工具ポット３４の上端部に係合される係合部材４９が装着されている。前記取付枠体４１の上面には、前記案内レール４２，４３と平行に、かつ水平に前記可動取付部材４７を摺動案内するための案内レール５０が敷設されている。さらに、前記取付枠体４１の待機位置Ｐ２側の上面には、ブラケット５１を介して案内ロッド５２が前記案内レール４２，４３と平行に、かつ水平に連結され、この案内ロッド５２には前記可動取付部材４７が摺動可能に嵌合されている。
【００２５】
従って、前記シフト用シリンダ４５のロッド４６が前進されると、前記可動取付部材４７、電磁ソレノイド４８及び係合部材４９を介して、前記割出し位置Ｐ１に移動されている工具ポット３４が前記案内レール４２，４３に案内されて待機位置Ｐ２に移動される。又、待機位置Ｐ２にある使用済みの工具１６を割出し位置Ｐ１へ移動することも可能である。
【００２６】
（工具交換アーム機構２４）
図１に示すように、前記取付枠体４１の側面には取付筐体５５が装着され、この取付筐体５５には工具交換アーム５６を垂直軸線Ｏ２の回りで水平方向に旋回させるためのモータ５７が装着されている。又、取付筐体５５には前記工具交換アーム５６を昇降動作させるための昇降用シリンダ５８が装着されている。前記工具交換アーム５６の両端部には前記工具ホルダ１７を把持するための一対の把持部５６ａ，５６ｂが設けられている。
【００２７】
従って、前記モータ５７及び昇降用シリンダ５８が駆動されて、工具交換アーム５６が垂直軸線Ｏ２の回りで旋回されて、前記待機位置Ｐ２に移動された新工具１６の工具ホルダ１７が一方の把持部５６ａにより把持され、工具交換位置Ｐ３（主軸装置１４）側の使用済み工具１６の工具ホルダ１７が他方の把持部５６ｂにより把持される。その後、工具交換アーム５６が下降された後、旋回され、さらに上昇されることにより主軸１５に装着された使用済み工具１６と待機位置Ｐ２側の新工具１６が工具ホルダ１７とともに交換される。
【００２８】
次に、本発明の要部構成について説明する。
図１に示すように、前記工具格納装置２２の工具マガジン３２は、保護カバー６１によって遮蔽されている。前記保護カバー６１の割出し位置Ｐ１側の壁面には、前記取付枠体４１を割出し位置Ｐ１側から待機位置Ｐ２側へ導出するとともに、前記工具１６及び工具ホルダ１７を工具ポット３４とともに移動させるための開口部６１ａが形成されている。前記保護カバー６１には、開口部６１ａを開閉するためのシャッタ開閉機構６２が装着されている。
【００２９】
上記シャッタ開閉機構６２のシャッタ６３は図３に示すように板材をプレス成型して形成され、その基端部に折曲げ形成された取付板部６３ａには補助カバー６４の取付板部６４ａが溶接により連結されている。前記シャッタ６３の取付板部６３ａの外側面にはアングル状の補強板６５が溶接によって接合されている。前記取付板部６３ａ，６４ａ、補強板６５には、回動支持軸６６の中間部がボルト６７によって連結されている。前記回動支持軸６６の上端部は固定位置に設けられた軸受６８によって回動可能に支持されている。又、回動支持軸６６の下端部は同じく固定位置に設けられた軸受６９によって回動可能に支持されている。
【００３０】
前記回動支持軸６６の上端部には作動板７０の中間部がボルト７１によって一体回動可能に連結されている。前記作動板７０の一端部に取り付けた係止ピン７２にはコイル状をなす付勢手段としてのバネ７３の一端が係止され、バネ７３の他端は、固定位置（後述する取付台座８４）に設けられた係止ピン７４に係止されている。
【００３１】
従って、前記シャッタ６３は、前記バネ７３によって、回動支持軸６６を中心に図３において、反時計回り方向に付勢され、図５に示すように前記保護カバー６１に設けた開口部６１ａを閉鎖するようにしている。
【００３２】
前記作動板７０の端部上面には、後述するカム板８１のカム溝８３に嵌入されるカムフォロア７５が取り付けられている。
次に、前記作動板７０のカムフォロア７５を作動して、前記シャッタ６３を開閉するためのカム機構よりなる開閉駆動機構８０について、図４を中心に説明する。
【００３３】
前記シフト用シリンダ４５によって往復直線移動される前記可動取付部材４７の上面には、カム板８１がボルト８２によって連結されている。前記カム板８１には、前記カムフォロア７５を嵌入するためのカム溝８３が形成されている。このカム溝８３はシフト用シリンダ４５のロッド４６が後退されて、電磁ソレノイド４８及び工具ポットが割出し位置Ｐ１に移動された状態において、前記シャッタ６３を閉鎖位置に保持するための第１閉鎖用カム溝８３ａと、シフト用シリンダ４５による工具ポット３４のシフト動作の途中において、前記シャッタ６３を開放位置に保持するための開放用カム溝８３ｂと、さらに、前記工具ポット３４が待機位置Ｐ２に移動された状態で、再び前記シャッタ６３を閉鎖位置に保持するための第２閉鎖用カム溝８３ｃとを備えている。又、前記カム溝８３は、前記第１閉鎖用カム溝８３ａと開放用カム溝８３ｂを連結する第１開閉動作用カム溝８３ｄ及び前記開放用カム溝８３ｂと第２閉鎖用カム溝８３ｃとを連結する第２開閉動作用カム溝８３ｅとを備えている。
【００３４】
前記ブラケット３１の先端面には、取付台座８４が水平方向に片持ち固定されている。この取付台座８４の上面には、ガイドブロック８５が取り付けられている。前記カム板８１の下面には、前記ガイドブロック８５によって案内移動されるガイドレール８６が前記シフト用シリンダ４５と平行に敷設されている。
【００３５】
図５に示すように、保護カバー６１の内側の所定位置には、前記シャッタ６３が閉鎖位置に移動されたときに、その衝撃を緩和するための閉鎖衝撃吸収機構としてのショックアブソーバ９１が設けられている。又、前記補助カバー９４の下側面には、前記シャッタ６３が開放位置に移動されたときに、その衝撃を緩和するための開放衝撃吸収機構としてのショックアブソーバ９２が設けられている。図１に示すように前記取付枠体４１、案内レール４２，４３，５０、案内ロッド５２、ブラケット５１及びショックアブソーバ９２等は、取付枠体４１及び保護カバー６１に装着した前記補助カバー９４によって遮蔽され、両案内レール４２，４３の隙間のみが下方に開口されている。
【００３６】
次に、前記のように構成した工作機械の工具交換装置２１について、その動作を説明する。
図１及び図５は工具マガジン３２の指定された把持凹部３２ａに把持された新工具１６を保持した工具ポット３４が割出し位置Ｐ１に割り出され、前記シフト用シリンダ４５のロッド４６が後退され、工具交換アーム機構２４の工具交換アーム５６がアーム待機位置に保持された状態を示す。
【００３７】
この状態において、工具交換動作が開始されると、前記シフト用シリンダ４５が作動されて、ロッド４６によって可動取付部材４７が前進され、工具ポット３４が割出し位置Ｐ１から待機位置Ｐ２に向かって移動される。この移動動作の初期において、前記可動取付部材４７によって、カム板８１が同方向に移動され、カム溝８３の第１閉鎖用カム溝８３ａに嵌入されていたカムフォロア７５が第１開閉動作用カム溝８３ｄを介して、開放用カム溝８３ｂに移動される。この結果、作動板７０及びカムフォロア７５が前記回動支持軸６６を中心に図５において時計回り方向に回動され、図６に示すようにシャッタ６３が開口部６１ａを開放する開放位置に回動される。このため、前記工具ポット３４が開放された開口部６１ａを通過して、待機位置Ｐ２に向かって移動される。
【００３８】
前記可動取付部材４７及び工具ポット３４が待機位置Ｐ２付近に移動すると、カムフォロア７５がカム溝８３の第２開閉動作用カム溝８３ｅを介して第２閉鎖用カム溝８３ｃに案内移動されるので、前記作動板７０及びカムフォロア７５が、回動支持軸６６を中心に反時計回り方向に回動され、シャッタ６３が閉鎖位置に回動される。
【００３９】
前記可動取付部材４７によって工具ポット３４が待機位置Ｐ２に移動されると、前記工具交換アーム５６がモータ５７及び昇降用シリンダ５８によって旋回されるとともに、昇降動作され、前記工具交換アーム５６の一方の把持部５６ａによって、待機位置Ｐ２側の工具ポット３４の工具ホルダ１７が把持されるとともに、他方の把持部５６ｂによって、工具交換位置Ｐ３（主軸装置１４）側の工具ホルダ１７が把持される。そして、前述したように使用済みの工具１６が主軸１５から取り外され、新工具１６が工具ポット３４から取り外され、新工具１６が主軸１５に装着されるとともに、使用済み工具１６が待機位置Ｐ２の工具ポット３４に装着される。
【００４０】
その後、前記工具交換アーム５６は図１に示すアーム待機位置に移動停止され、前記待機位置Ｐ２にある使用済み工具１６を受け取った工具ポット３４はシフト用シリンダ４５のロッド４６が後退されることによって、割出し位置Ｐ１側に移動される。この工具ポット３４の後退動作においては、前記可動取付部材４７の移動によってカム板８１のカム溝８３が後退され、前述した前進動作と全く逆の動作によりシャッタ６３が後退動作の初期に一旦開放され、前記工具ポット３４が割出し位置Ｐ１に移動された状態で、シャッタ６３が閉鎖位置に回動される。
【００４１】
上記実施形態の工作機械の工具交換装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、前記シフト用シリンダ４５のロッド４６の先端部に連結した可動取付部材４７にカム板８１を連結し、カム板８１に設けたカム溝８３に対し、シャッタ６３に連結した回動支持軸６６の上端部に連結した作動板７０の端部に取り付けたカムフォロア７５を嵌入した。このため、前記シャッタ６３の開閉駆動機構８０の部品点数を低減して、製造及び組み付け作業を容易に行い、コストの低減を図ることができる。
【００４２】
又、シャッタ６３の開閉駆動機構８０の占有スペースを低減し、装置の小型化を図ることができる。さらに、工具ポット３４の割出し位置Ｐ１と待機位置Ｐ２の距離が長い構成の工具交換装置にもシフト用シリンダ４５のロッド４６を後方に延長しなくても済み、容易に適用することができる。
【００４３】
（２）上記実施形態では、前記カム板８１に設けたカム溝８３の第１閉鎖用カム溝８３ａと、第１開閉動作用カム溝８３ｄでなる部分のストロークを短く設定して、前記ロッド４６による工具ポット３４のシフト動作の初期にシャッタ６３を完全に開放するようにした。このため、工具ポット３４のシフト動作を迅速に行い、工具交換作業の能率を向上することができる。
【００４４】
（３）上記実施形態では、回動支持軸６６に連結した作動板７０の一端にバネ７３を係止して、シャッタ６３を常には閉鎖位置に付勢するようにした。このため、保護カバー６１の開口部６１ａの閉鎖状態を安定化してシール性を向上し、切削油や切粉等の保護カバー６１内への侵入を確実に防止することができる。
【００４５】
（４）上記実施形態では、シャッタ６３と対応して、ショックアブソーバ９１，９２を設けたので、シャッタ６３が閉鎖位置に移動されたとき、又は開放位置に移動された際の衝撃を緩和することができる。
【００４６】
（５）上記実施形態では、固定位置にガイドブロック８５を配置し、前記カム板８１の下面に前記ガイドブロック８５にガイドされるガイドレール８６を設けたので、ロッド４６によってカム板８１を迅速かつ安定して往復動することができ、シャッタ６３の開閉動作を円滑に行うことができる。
【００４７】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○図８に示すように、シャッタ６３の回動支持軸６６にピニオン９５を連結し、前記可動取付部材４７にラック９６を取り付けるとともに、このラック９６に前記ピニオン９５を噛み合わせるようにしてもよい。このピニオン・ラック機構を用いた場合には、前記シフト用シリンダ４５によってロッド４６が前進動作されると、可動取付部材４７によってラック９６が前進動作され、これによってラック９６に噛み合わされたピニオン９５が回動されてシャッタ６３が開放動作される。
【００４８】
○図９に示すように、保護カバー６１の開口部６１ａに対して、シャッタ６３を図示しない案内機構によって、スライド移動させるとともに、このシャッタ６３に、第２ラック９８を連結し、前記第１ラック９６と第２ラック９８の間に複数のピニオン９９，１０５，１０１を順次噛み合わせるようにしてもよい。このピニオン・ラック機構を用いた場合には、前記第１ラック９６が前進移動されると、前記第２ラック９８が矢印方向に移動され、シャッタ６３が開放位置に移動される。
【００４９】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○図１０に示すようにスライド式のシャッタ６３の端部にカムフォロア７５を設け、シフト用シリンダ４５により直線往復動されるカム板８１のカム溝８３に前記カムフォロア７５を嵌入するようにしてもよい。
【００５０】
○前記実施形態では工具格納装置２２にシフト用シリンダ４５を用いたが、このシフト用シリンダ４５に代えて、例えば、ボールねじと、ボールねじナット等のシフト用アクチュエーターを用いてもよい。
【００５１】
○前記実施形態では、主軸装置１４が上下方向に指向し、工具交換アーム機構２４の工具交換アーム５６が水平方向に回転する工作機械に適用したが、前記主軸装置１４が水平方向に指向し、工具交換アーム機構２４の工具交換アーム５６が水平軸線の回りで旋回されるタイプの工作機械に前記工具交換装置２１を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の工作機械における工具交換装置の１実施形態を示す平断面図。
【図２】工具交換装置の縦断面図。
【図３】シャッタ開閉機構の斜視図。
【図４】シャッタの開閉駆動機構の斜視図。
【図５】シャッタ付近のシャッタが閉鎖された状態を示す拡大平断面図。
【図６】シャッタ付近のシャッタが開放された状態を示す拡大平断面図。
【図７】工作機械全体を示す略体正面図。
【図８】この発明の別の実施形態を示す部分平断面図。
【図９】この発明の別の実施形態を示す部分平断面図。
【図１０】この発明の別の実施形態を示す部分平断面図。
【符号の説明】
【００５３】
Ｐ１…割出し位置、Ｐ２…待機位置、１３…加工機、１７…工具ホルダ、２１…工具交換装置、２３…工具ポットシフト機構、３２…工具マガジン、３４…工具ポット、６１…保護カバー、６１ａ…開口部、６２…シャッタ開閉機構、６３…シャッタ、７５…カムフォロア、８１…カム板、８３…カム溝、８３ａ…第１閉鎖用カム溝、８３ｂ…開放用カム溝、８３ｃ…第２閉鎖用カム溝、８３ｄ，８３ｅ…第１及び第２開閉動作用カム溝、９５，９９，１０１，１０５…ピニオン、９６…第１ラック、９８…第２ラック。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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