(57)【要約】      （修正有）【課題】エアシリンダ装置を駆動源として、大きな切削力に十分耐えられ、これによって旋削機能に支障を与えずに油圧レス化が実現でき、省エネ，省資源を図れる画期的な旋盤における工具取付装置を提供する。【解決手段】旋削工具１のテーパシャンク部２が係合する取付係合部３をラム４に設け、このラム４にドローバー駆動装置５によって進退させるドローバークランプ機構７において、クランプ軸６を引動して工具１をラム４に取り付け固定した際、このクランプ軸６若しくはクランプ軸６と共に引動される引動部６Ａにクサビ係合部８を設け、このクサビ係合部８に係合するクサビ部９を進退自在に設け、クサビ駆動装置１０により進退させる前記クサビ部９を駆動若しくは付勢により移動させて前記クサビ係合部８に押圧係合することで、前記クランプ軸６の引動クランプ位置が係止保持されるクサビ機構１１を備えた旋盤における工具取付装置。【選択図】        図１
2004202659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋削工具の基端部に設けたテーパシャンク部が係合する取付係合部をラムに設け、このラムにドローバー駆動装置によって進退させるクランプ軸を駆動若しくは付勢により引動することで、前記テーパシャンク部のクランプ用突出部をクランプしてこのテーパシャンク部を前記取付係合部に押圧係合し前記工具をラムに着脱自在に取り付け固定するドローバークランプ機構を設けた旋盤における工具取付装置において、前記ドローバークランプ機構のクランプ軸を引動して工具をラムに取り付け固定した際、このクランプ軸若しくはクランプ軸と共に引動される引動部にクサビ係合部を設け、このクサビ係合部に係合するクサビ部を進退自在に設け、クサビ駆動装置により進退させる前記クサビ部を駆動若しくは付勢により移動させて前記クサビ係合部に押圧係合することで、前記クランプ軸の引動クランプ位置が係止保持されるクサビ機構を備えたことを特徴とする旋盤における工具取付装置。
【請求項２】
前記ドローバー駆動装置及び前記クサビ駆動装置を油圧シリンダ装置ではなく、エアシリンダ装置で構成したことを特徴とする請求項１記載の旋盤における工具取付装置。
【請求項３】
少なくとも前記クサビ係合部若しくは前記クサビ部の押圧係合部分に、クサビ部の進退方向に対して傾斜したクサビテーパ面を形成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の旋盤における工具取付装置。
【請求項４】
前記クサビ部を移動して前記クサビ係合部に押圧係合した際には、前記クランプ軸の引動クランプ位置が係止保持されて前記工具は前記ラムに強固に取り付け固定され、前記クサビ部を戻動させた際には、前記クランプ軸をクランプ方向とは逆方向のクランプ解除方向に移動し得るクランプ作動・解除用スペースが生じるように前記クサビ係合部並びに前記クサビ部を構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の旋盤における工具取付装置。
【請求項５】
前記クランプ軸若しくはこのクランプ軸と共に引動される引動部に前記クサビ係合部を移動調整自在に設けて、前記クサビ機構による前記クランプ軸の引動係止保持位置を微調整し得るように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の旋盤における工具取付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドローバー機構により旋削工具を着脱自在にラムに取り付ける旋盤における工具取付装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
旋盤における工具取付装置は、一般に次のような構成である。
【０００３】
旋削工具の基端部に設けたテーパシャンク部が係合するテーパ状の取付係合部をラムに設け、このラムにドローバー駆動装置によって進退させるクランプ軸を駆動若しくは付勢により引動することで、前記テーパシャンク部のクランプ用突出部をクランプしてこのテーパシャンク部を前記取付係合部に押圧係合し前記工具をラムに着脱自在に取り付け固定するドローバークランプ機構を設けた構成としている。
【０００４】
即ち、例えばバネによる付勢によってクランプ軸が引動されると、チャック部がテーパシャンク部のクランプ用突出部（プルトップ）をチャックしつつ引動し、このテーパシャンク部をラム下端のテーパ状の取付係合部に引き寄せ係合して工具をクランプ固定し、逆にこの引動付勢に抗してドローバー駆動装置の駆動によってクランプ軸を押圧すると、チャックが外れて工具を外せるように構成している。
【０００５】
また、バネの付勢によってのみ引動チャックする構成とせずに、ドローバー駆動装置の駆動によってクランプ軸を引動して（勿論バネ付勢に加えて引動するようにしても良い。）チャックし、逆方向への駆動によってクランプ軸を押動すれば（バネ付勢に抗して押動するようにしても良い。）チャックが外れるように構成するものもある。
【０００６】
いずれにしても、ドローバー機構のクランプ軸を引動することで工具をチャック保持する構成である。
【０００７】
しかしながら、旋削工具をチャック固定して施削する場合、この工具の自重のみならず、旋削時には大きな負荷がかかる。
【０００８】
即ち、大きな切削力が工具に加わるため、大きなクランプ力を必要とする。
【０００９】
そのため、大きな引動力でクランプ軸を引動しなければならないため、これを引動駆動あるいはバネ付勢で引動する場合でも解除時にはこのバネ付勢に抗してクランプ軸を押動駆動する必要があることからこの押動駆動を行なうドローバー機構のドローバー駆動装置は、大きな駆動力の出せる大径の油圧シリンダ装置を用いなければならず、またそのため油圧二段シリンダとするものもある。
【００１０】
従って、従来の旋盤における工具取付装置は、必ず油圧シリンダ装置を必要とするために油圧レス化できず、省エネや省資源が図れない。
【００１１】
本発明は、油圧レス化の大きな阻害要因となっていた旋盤における工具取付装置の駆動源に着目し、従来の固定観念を打破してエアシリンダ装置によって旋盤における工具取付装置を実現できるようにしたもので、直に加わる大きな切削力に対して直接対向できる駆動力は生じ得ないエアシリンダ装置を駆動源としても、大きな切削力に十分耐えられ、これによって旋削機能に支障を与えずに油圧レス化が実現でき、省エネ，省資源を図れる画期的な旋盤における工具取付装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１３】
旋削工具１の基端部に設けたテーパシャンク部２が係合する取付係合部３をラム４に設け、このラム４にドローバー駆動装置５によって進退させるクランプ軸６を駆動若しくは付勢により引動することで、前記テーパシャンク部２のクランプ用突出部２Ａをクランプしてこのテーパシャンク部２を前記取付係合部３に押圧係合し前記工具１をラム４に着脱自在に取り付け固定するドローバークランプ機構７を設けた旋盤における工具取付装置において、前記ドローバークランプ機構７のクランプ軸６を引動して工具１をラム４に取り付け固定した際、このクランプ軸６若しくはクランプ軸６と共に引動される引動部６Ａにクサビ係合部８を設け、このクサビ係合部８に係合するクサビ部９を進退自在に設け、クサビ駆動装置10により進退させる前記クサビ部９を駆動若しくは付勢により移動させて前記クサビ係合部８に押圧係合することで、前記クランプ軸６の引動クランプ位置が係止保持されるクサビ機構11を備えたことを特徴とする旋盤における工具取付装置に係るものである。
【００１４】
また、前記ドローバー駆動装置５及び前記クサビ駆動装置10を油圧シリンダ装置ではなく、エアシリンダ装置で構成したことを特徴とする請求項１記載の旋盤における工具取付装置に係るものである。
【００１５】
また、少なくとも前記クサビ係合部８若しくは前記クサビ部９の押圧係合部分に、クサビ部９の進退方向に対して傾斜したクサビテーパ面12を形成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の旋盤における工具取付装置に係るものである。
【００１６】
また、前記クサビ部９を移動して前記クサビ係合部８に押圧係合した際には、前記クランプ軸６の引動クランプ位置が係止保持されて前記工具１は前記ラム４に強固に取り付け固定され、前記クサビ部９を戻動させた際には、前記クランプ軸６をクランプ方向とは逆方向のクランプ解除方向に移動し得るクランプ作動・解除用スペースが生じるように前記クサビ係合部８並びに前記クサビ部９を構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の旋盤における工具取付装置に係るものである。
【００１７】
また、前記クランプ軸６若しくはこのクランプ軸６と共に引動される引動部６Ａに前記クサビ係合部８を移動調整自在に設けて、前記クサビ機構11による前記クランプ軸６の引動係止保持位置を微調整し得るように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の旋盤における工具取付装置に係るものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
好適と考える本発明の実施の形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいてその作用効果を示して簡単に説明する。
【００１９】
工具１をクランプ固定する場合は、従来通りドローバークランプ機構７によってクランプ固定、即ち、クランプ軸６を付勢若しくはドローバー駆動機構５の駆動によって引動してクランプ固定するが、この際、更にこの引動した状態でクサビ機構11によってこのクランプ軸６の引動位置を係止保持する。
【００２０】
即ち、クランプ軸６を引動した際、クサビ係合部８も所定の位置まで引動され、このクサビ係合部８に対してクサビ部９を付勢若しくは押圧駆動装置10の駆動により、例えばクランプ軸６の進退方向と直交する方向に移動させてクサビ係合部８にクサビ部９を押圧係合させる。
【００２１】
これにより工具１はクランプ軸６の引動によって取付係合部３に係合固定される上、クサビ機構11によってこのクランプ軸６の引動位置がクサビロックされることとなるため、旋削加工時に大きな切削力がこの工具１に加わった場合、この大きな切削力に対してクランプ軸６を引動した付勢力やドローバー駆動装置５の駆動力が直接には対向できなくても、クサビ機構11のクサビ係合部８とクサビ部９との係合によってこのクランプ軸６の引動位置がロックされているため、たとえ大きな切削力でもこの力が直ちにこのクサビ係合部８とクサビ部９との係合を離脱させる力とならないため、クサビ係合部８とクサビ部９との係合のための付勢力や駆動力が十分に大きくなくても、またクランプ軸６の引動のための付勢力や駆動力が十分に大きくなくても、大きな切削力に十分に抗し得ることとなる。
【００２２】
従って、ドローバー駆動装置５もクサビ駆動装置10も大きな切削力に直接対向し得るような大きな力を生じ得る油圧シリンダ装置でなくても、エアシリンダ装置でも構成でき、油圧レス化を実現できることとなる。
【００２３】
即ち、言い換えれば、従来は工具を直接引っ張り上げていたため、切削力に対向する大きな力を必要としたが、クランプ装置にクサビ機構を持たせることにより、クサビのセルフロック機構によって、外力とクランプ軸６の軸力が作用・反作用の関係となり、シリンダの推力に依存しないため、シリンダ推力の小さなエアシリンダで十分となり、油圧レスが可能となると共に、クサビそのものが工具１の落下防止となるため安全性にも秀れる。
【００２４】
【実施例】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００２５】
本実施例では、ドローバークランプ機構７のドローバー駆動装置５も、クサビ機構11のクサビ駆動装置10も、油圧シリンダ装置ではなく、エアシリング装置で構成し油圧レス化を実現した実施例であって、いずれもこのエアシリンダ装置によりクランプ軸６あるいはクサビ部９を進退駆動制御する構成としている。
【００２６】
即ち、移動制御自在に設けたラム４の下端部にテーパ状の取付係合部３を設け、ドローバークランプ機構７のドローバー駆動装置５によって進退させるクランプ軸６を引動駆動することで、テーパシャンク部２のクランプ用突出部２Ａをクランプしてこのテーパシャンク部２を前記取付係合部３に押圧係合し前記工具１をラム４に着脱自在に取り付け固定するドローバークランプ機構７を設けた構成とし、このドローバークランプ機構７のクランプ軸６を引動して工具１をラム４に取り付け固定した際、クランプ軸６と共に引動されて所定位置に位置する引動部６Ａにクサビ係合部８を設け、このクサビ係合部８に係合するクサビ部９をクサビ駆動装置10によりクランプ軸６の進退方向と直交する方向に進退駆動させて前記クサビ係合部８に押圧係合することで、前記クランプ軸６の引動クランプ位置が係止保持されるクサビ機構11を設けた構成としている。
【００２７】
具体的には前記クサビ係合部８および前記クサビ部９の押圧係合部分にクサビ部９の進退方向に対して傾斜したクサビテーパ面12を形成している。即ち、クサビ係合部８は、クランプ軸６と連動して進退させるクサビ係合部形成部材８Ａを引動部６Ａとしてクランプ軸６に固定し、この形成部材８Ａとクランプ軸６の軸受部８Ｂとによって、クサビ部９が挿入進退できる凹部あるいは孔部を形成することで構成し、この係合部（凹部あるいは孔部）の内面の一方に前記テーパ面12を形成し他方をストレート面（本実施例では形成部材８Ａにテーパ面12を形成し、不動の軸受部８Ｂの前記形成部材８Ａと対向する端面をストレート面）とすると共に、クサビ部９の一方の外面は前記ストレート面をガイドとして進退するようにストレート面とし、対向側の外面には、前記テーパ面12とテーパ面接するテーパ面12を形成している。
【００２８】
従って、クサビ部９が移動してこのテーパ面12同志が押圧面接することでクサビ係合部８にクサビ部９がクサビ係止するように構成している。
【００２９】
また、前記クサビ部９を移動して前記クサビ係合部８に押圧係合（クサビ係止）した際には、前記クランプ軸６の引動クランプ位置が係止保持されて前記工具１は前記ラム４に強固に取り付け固定され、前記クサビ部９を戻動させた際には、前記クランプ軸６をクランプ方向とは逆方向のクランプ解除方向に移動し得るクランプ作動・解除用スペースが生じるように前記クサビ係合部８並びに前記クサビ部９の形状を設定している。
【００３０】
具体的には、クサビ係合部形成部材８Ａに軸受部８Ｂの端面との対向距離が変化することとなる段差部８Ｃをクランプ軸６をまたいで対向位置に２箇所設けると共に、クサビ部９にはその先端面が押圧係合部となる突出部９Ａを前記対向方向にクランプ軸６をまたいだ２箇所に突出形成し、クサビ部９をクサビ駆動装置10によりクランプ軸６の進退方向と直交する方向に引動駆動した際、このクサビ部９の突出部９Ａが段差部８Ｃ上に乗り上がり、この段差部８Ｃ近傍に設けたテーパ面12と突出部９Ａ先端面に設けたテーパ面12同志がテーパ面接してクサビ係止するように構成し、逆にクサビ駆動装置10によって反対方向に押圧駆動するとテーパ面12同志の係止が外れ、クサビ部９の突出部９Ａは段差部８Ｃより落ち、このクサビ部９に対して、クランプ軸６に設けた形成部材８Ａの移動が許容されるクリアランスが形成される構成とし、突出部９Ａが段差部８Ｃから外れ落ちて押圧係合が解除された状態では、クランプ作動・解除用のスペースが確保される形状にクサビ係合部８とクサビ部９を設計している。
【００３１】
また、本実施例では、クサビ係合部８、即ちクサビ係合部形成部材８Ａを移動調整自在に設けて、前記クサビ機構11による前記クランプ軸６の引動係止保持位置を微調整し得るように構成している。即ち、クサビ係合部８を形成する前記形成部材８Ａはクランプ軸６に設けたネジ部に螺動自在に設けられ、この螺動調整した位置をダブルナット方式で固定ナット８Ｄで固定する構成しと、クランプ軸６を引動して工具１を取付固定した位置で、工具１が弛み外れることなく、クサビ機構11のクサビ係合によって更に微妙に引き上げロックされてクサビ係止が確実に行なわれるように構成している。
【００３２】
また、前記クサビ部９若しくは前記クサビ係合部８には転動部13（例えばローラ）を設け、この転動部13がテーパ面12に圧接してクサビ部９とクサビ係合部８とが押圧係合してクサビの食い付きを防止するように構成しても良い。
【００３３】
例えば、前記転動部13は前記クサビ係合部８の対向内面若しくは前記クサビ部９の対向外面の一側のクサビ部９の進退方向に複数設け、反対側にも複数若しくは前記一側の複数の転動部13間の対向位置に少なくとも設け、例えば、できるだけクサビ部９自体に回動力が生じないようにし、仮にクサビ部９に回動力が生じても転動部13で受け、スムーズにクサビ部９の進退駆動が行え、クサビ係合の係脱がスムーズに行えるようにしても良い。
【００３４】
また、クサビ駆動装置10の引動駆動力と押動駆動力が同等である場合（転動部13によって圧接してクサビ係合する構成とせず）、単なるテーパ面接によるクサビ係合とすると、動摩擦より静止摩擦の方がはるかに大きくなってしまうため、引動してクサビ係合させる場合、同等の力で押動駆動してもクサビ係合が外れない場合がある。
【００３５】
そのため、エアシリンダ装置の受圧面積が多少異なる程度ではこの問題が解消し得ないことから動摩擦と静止摩擦に大きな差がある場合には、クサビ係合させる方向（例えば引動）の駆動力を弱める減圧回路を必要とする場合がある。
【００３６】
この点転動部13によって圧接しクサビ係合させることで動摩擦と静止摩擦の差や静止摩擦を極力小さくできることから、このような減圧回路を構じる必要もなく、常にスムーズにクサビ駆動装置10の駆動によりクサビ係合の係脱が行えることとなる。
【００３７】
尚、本実施例のクサビ係合部８は、不動となる（固定された）軸受部８Ｂの端面に対してクランプ軸６と共に移動するクサビ係合部形成部材８Ａを（引動部６Ａとしてあるいは引動部６Ａに設ける構成として）対向状態に設けて、この軸受部８Ｂとクサビ係合部形成部材８Ａとでクサビ係合部８を構成したが、クランプ軸６に固定する引動部６Ａにクサビ部９が挿入される係合部を形成し、このクサビ部９をクサビ係合時には固定されるように構成して、軸受部８Ｂによらずにクサビ係合部８を構成するように設計しても良い。
【００３８】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したから、直に加わる大きな切削力に対して直接対向できる駆動力は生じ得ないエアシリンダ装置を駆動源としても、大きな切削力に十分耐えられ、これによって旋削機能に支障を与えずに油圧レス化が実現でき、省エネ，省資源を図れる画期的な旋盤における工具取付装置となる。
【００４０】
即ち、工具はクランプ軸の引動によって取付係合部に係合固定される上、クサビ機構によってこのクランプ軸の引動位置が係合保持されることとなるため、旋削加工時に大きな切削力がこの工具に加わった場合、この大きな切削力に対してクランプ軸を引動した付勢力やドローバー駆動装置の駆動力が直接には対向できなくても、クサビ機構のクサビ係合部とクサビ部との係合によってこのクランプ軸の引動位置がロックされているため、たとえ大きな切削力でもこの力が直ちにこのクサビ係合部とクサビ部との係合を離脱させる力とならないため、クサビ係合部とクサビ部との係合のための付勢力や駆動力が十分に大きくなくても、またクランプ軸の引動のための付勢力や駆動力が十分に大きくなくても、大きな切削力に十分に抗し得ることとなる。
【００４１】
従って、ドローバー駆動装置もクサビ駆動装置も大きな切削力に直接対向し得るような大きな力を生じ得る油圧シリンダ装置でなくても、引動チャックでき、またクサビ係脱し得るに十分なエアシリンダ装置でも構成でき、油圧レス化を実現できる画期的な旋盤における工具取付装置となる。
【００４２】
また、請求項２，３，４記載の発明においては、簡易な構成にして前記作用・効果が確実に発揮される本発明を一層容易に実現できる実用性に秀れた画期的な旋盤における工具取付装置となる。
【００４３】
また、請求項５記載の発明においては、クランプ機能が常に保持され、且つ良好なクサビ機能が係脱自在に発揮されるように微調整できるため、極めて実用性に秀れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のクランプ時のクサビ係止状態の説明正断面図である。
【図２】本実施例のクランプ時のクサビ係止状態の要部の拡大正断面図である。
【図３】本実施例のクランプ時のクサビ係止状態の要部の拡大説明平断面図である。
【図４】本実施例の（クサビ係止解除時での）クランプ解除状態を示す説明正断面図である。
【図５】本実施例の（クサビ係止解除時での）クランプ解除状態を示す要部の拡大説明正断面図である。
【図６】本実施例の（クサビ係止解除時での）クランプ解除状態を示す要部の拡大説明平断面図である。
【符号の説明】
１  工具
２  テーパシャンク部
２Ａ  クランプ用突出部
３  取付係合部
４  ラム
５  ドローバー駆動装置
６  クランプ軸
６Ａ  引動部
７  ドローバークランプ機構
８  クサビ係合部
９  クサビ部
10  クサビ駆動装置
11  クサビ機構
12  テーパ面
13  転動部
【図１】
2004202659.tif 000003
【図２】
2004202659.tif 000004
【図３】
2004202659.tif 000005
【図４】
2004202659.tif 000006
【図５】
2004202659.tif 000007
【図６】
2004202659.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月13日(2003.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本実施例では、ドローバークランプ機構７のドローバー駆動装置５も、クサビ機構11のクサビ駆動装置10も、油圧シリンダ装置ではなく、エアシリンダ装置で構成し油圧レス化を実現した実施例であって、いずれもこのエアシリンダ装置によりクランプ軸６あるいはクサビ部９を進退駆動制御する構成としている。