(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械に設置されるハウジングと、
このハウジングに支持された工具交換軸と、
この工具交換軸を周方向に回転駆動すると共に軸方向に進退駆動する第１の駆動機構部と、
前記工具交換軸の先端部に取り付けられた回動部と、
この回動部に前記工具交換軸を挟んで前記工具交換軸と平行に支持された一対の回動軸と、
前記回動部の回動動作に連動して前記回動軸を前記工具交換軸の回転方向と逆方向に周方向に駆動する第２の駆動機構部と、
前記回動軸の先端部に取り付けられた一対の旋回部と、
これらの旋回部に前記工具交換軸を挟んで前記回動軸と平行に支持された一対の旋回軸と、
前記回動部の回動動作に連動して前記旋回軸を前記回動軸の回転方向と同一方向に回転駆動する第３の駆動機構部と、
前記旋回軸の先端部に取り付けられた一対の工具把持手段とを備えてなる工具交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械の加工ヘッドに装着された工具を他種類の工具と交換する工具交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の加工ヘッドに装着された工具を交換する装置として、特公昭６３−６５４６５号公報に記載された工具交換装置が知られている。この種の工具交換装置は、工作機械の架台等に取り付けられるハウジングと、このハウジングに回転可能に支持された工具交換軸とを備えており、この工具交換軸をハウジング内に設けられた駆動機構により周方向に回転駆動すると共に軸方向に進退駆動して加工ヘッドに装着された工具を所望の工具と交換している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の工具交換装置にあっては、工具交換軸の先端部に工具交換ア−ムを取り付け、この工具交換ア−ムの両端部に設けられたフック部に工具を係合させて工具の着脱を行っているため、工具交換ア−ムが旋回可能な広いスペ−スを必要とし、加工ヘッドの周辺スペースが狭い場合には適用できないという問題があった。
【０００４】
この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、加工ヘッドの周辺スペースが狭くても工具交換を確実に行うことのできる工具交換装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、この発明に係る工具交換装置は、工作機械に設置されるハウジングと、このハウジングに支持された工具交換軸と、この工具交換軸を周方向に回転駆動すると共に軸方向に進退駆動する第１の駆動機構部と、前記工具交換軸の先端部に取り付けられた回動部と、この回動部に前記工具交換軸を挟んで前記工具交換軸と平行に支持された一対の回動軸と、前記回動部の回動動作に連動して前記回動軸を前記工具交換軸の回転方向と逆方向に周方向に駆動する第２の駆動機構部と、前記回動軸の先端部に取り付けられた一対の旋回部と、これらの旋回部に前記工具交換軸を挟んで前記回動軸と平行に支持された一対の旋回軸と、前記回動部の回動動作に連動して前記旋回軸を前記回動軸の回転方向と同一方向に回転駆動する第３の駆動機構部と、前記旋回軸の先端部に取り付けられた一対の工具把持手段とを備えてなるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図１１はこの発明の一実施形態を示す図であり、図１はこの発明の一実施形態に係る工具交換装置の正面図、図２は同装置の側面図である。
図１及び図２において、符号１は図示しない工作機械に設置されるハウジングであり、このハウジング１内には、図３に示すように、ハウジング１に鉛直に支持された工具交換軸２を周方向に回転駆動すると共に軸方向に進退駆動する第１の駆動機構部３が設けられている。
【０００７】
上記第１の駆動機構部３は工具交換軸２と一体に形成されたスプライン軸４の外周に嵌合する筒状部材５と、この筒状部材５の外周に設けられた複数のカムボール６とを備えており、上記筒状部材５の外周面には、カムボール６と係合する複数の係合凹部７（図４参照）が形成されている。
さらに、第１の駆動機構部３はカムボール６を介して筒状部材５に回転力を付与するウォームカム８と、このウォームカム８を回転駆動する駆動軸９と、この駆動軸９に取り付けられたウォームホイール１０と、このウォームホイール１０をウォームギヤ１１を介して駆動する駆動モータ１２とを備えており、ウォームカム８の外周面には、カムボール６と係合する複数本のカム溝１３が形成されている。
【０００８】
また、第１の駆動機構部３は軸１４を介してハウジング１に回動可能に支持された第１のローラ支持部材１５と、軸１６を介してハウジング１に回動可能に支持された第２のローラ支持部材１７とを備えており、上記第１のローラ支持部材１５には、ピン１８を介して連結部材１９の一端部が回動可能に連結されていると共にローラ２０が取り付けられている。
上記ローラ２０は、図５及び図６に示すように、ウォームホイール１０の端面に形成されたカム溝２１に係合しており、ウォームホイール１０の回転動作に伴って工具交換軸２の軸方向に変位するようになっている。
【０００９】
一方、第２のローラ支持部材１７には、上記連結部材１９の他端部がピン２２を介して回動可能に連結されていると共にローラ２３（図７参照）が取り付けられている。このローラ２３はカラー２４の外周面に形成された環状溝２４ａ（図１参照）に係合しており、上記カラー２４は工具交換軸２の外周に嵌着されている。
したがって、駆動モータ１２の回転力がウォームギヤ１１を介してウォームホイール１０に伝わると、第１のローラ支持部材１５及び第２のローラ支持部材１７がそれぞれ軸１４，１６を支点として回動動作することにより工具交換軸２が軸方向に進退動作するようになっている。また、駆動モータ１２の回転力がウォームギヤ１１、ウォームホイール１０、駆動軸９、ウォームカム８及びカムボール６を介して筒状部材５に伝わると、工具交換軸２が図８中反時計方向に回転するようになっている。
【００１０】
工具交換軸２の下端部は、図１に示すように、ハウジング１に形成された下部フランジ２５から下方に向かって延出されている。この工具交換軸２の下端部には回動部２６が取り付けられており、上記回動部２６には、図８に示すように、回動軸２７，２７が鉛直に且つ軸受を介して回転可能に支持されている。これらの回動軸２７，２７は工具交換軸２を挟んで回動部２６に支持されており、回動部２６内に設けられた第２の駆動機構部２８（図９参照）により所定方向（工具交換軸２の回転方向と逆方向）に回転駆動されるようになっている。
【００１１】
上記第２の駆動機構部２８は、図９に示すように、工具交換軸２の下端部外周に軸受２９，２９を介して回動可能に設けられた駆動ギヤ３０を備えており、この駆動ギヤ３０には、回動軸２７，２７の外周面に形成された従動ギヤ３２，３２がアイドラギヤ３１，３１を介して係合している。ここで、駆動ギヤ３０と従動ギヤ３２とのギヤ比は２：１に設定されており、駆動ギヤ３０が１回転すると、従動ギヤ３２が２回転するようになっている。
また、駆動ギヤ３０には複数の係合孔３２が工具交換軸２の軸方向に沿って穿設されており、これらの係合孔３２には、下部フランジ２５に固定された固定ピン３３が引き抜き可能に挿入されている。
【００１２】
回動軸２７，２７の下端部は回動部２６の下方に延出しており、これら回動軸２７，２７の下端部に取り付けられた旋回部３４，３４には、図１０に示すように、旋回軸３５，３５が鉛直に且つ軸受を介して回転可能に支持されている。これらの旋回軸３５，３５は工具交換軸２を挟んで旋回部３４，３４に支持されており、旋回部３４，３４内に設けられた第３の駆動機構部３６，３６（図１１参照）により所定方向（回動軸２７の回転方向と同一方向）に回転駆動されるようになっている。
【００１３】
上記第３の駆動機構部３６は、図１０及び図１１に示すように、回動軸２７の下端部に取り付けられた駆動ギヤ３７と、この駆動ギヤ３７にアイドラギヤ３８を介して係合する従動ギヤ３９とから構成されており、従動ギヤ３９は旋回軸３５の外周面に形成されている。ここで、駆動ギヤ３７と従動ギヤ３９のギヤ比は１：２に設定されており、駆動ギヤ３７が１回転すると、従動ギヤ３２が１／２回転するようになっている。
【００１４】
旋回軸３５，３５の下端部は旋回部３４，３４の下方に突出しており、これら旋回軸３５，３５の下端部には、工具把持手段としての工具グリッパ４０，４０が取り付けられている。また、上記旋回部３４，３４は回動軸２７の中心と旋回軸３５の中心とを通る直線が工具交換軸２の中心と回動軸２７の中心とを通る直線に対して３０ °の角度で交差するように旋回軸３５，３５に取り付けられている。
【００１５】
このような構成の工具交換装置では、工具交換軸２が図８中反時計方向に所定角度（例えば７５°）だけ回動すると、回動部２６が工具交換軸２と一体に回動するとともに、回動軸２７，２７が第２の駆動機構部２８により駆動され、図８中時計方向に所定角度（例えば１５０°）だけ回動する。そして、回動軸２７，２７が図８時計方向に所定角度だけ回動すると、旋回部３４，３４が回動軸２７，２７と一体に回動するとともに、旋回軸３５，３５が第３の駆動機構部３６，３６により駆動され、図８中時計方向に所定角度（例えば７５°）だけ回動する。
【００１６】
このように回動部２６の回動動作に連動して回動軸２７，２７及び旋回軸３５，３５が所定方向に所定角度だけ回動すると、旋回軸３５，３５の下端部に取り付けられた工具グリッパ４０，４０が工具交換軸２の半径方向に沿って図８中実線で示す位置から一点鎖線で示す位置に変位するため、加工ヘッド等に装着された工具を工具グリッパ４０により把持することができる。
したがって、上述した実施形態では、工具交換軸２の下端部に工具交換アームを取り付けなくても工具を加工ヘッドから脱着することができ、これにより加工ヘッドの周辺スペースが狭くても工具交換を確実に行うことができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、工具交換軸の先端部に工具交換アームを取り付けなくても工具を加工ヘッドから脱着することができ、これにより加工ヘッドの周辺スペースが狭くても工具交換を確実に行うことのできる工具交換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る工具交換装置の正面図である。
【図２】同実施形態に係る工具交換装置の側面図である。
【図３】図１に示すハウジングの縦断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図である。
【図７】図３のＤ−Ｄ線に沿う矢視断面図である。
【図８】図１のＥ−Ｅ線に沿う矢視断面図である。
【図９】図８のＦ−Ｆ線に沿う矢視断面図である。
【図１０】図９のＧ−Ｇ線に沿う矢視断面図である。
【図１１】図１０のＨ−Ｈ線に沿う矢視断面図である。
【符号の説明】
１    ハウジング
２    工具交換軸
３    第１の駆動機構部
１２  駆動モータ
２６  回動部
２７  回動軸
２８  第２の駆動機構部
３４  旋回部
３５  旋回軸
３６  第３の駆動機構部
４０  工具グリッパ
【図１】
0003874504.tif 000002
【図２】
0003874504.tif 000003
【図３】
0003874504.tif 000004
【図４】
0003874504.tif 000005
【図５】
0003874504.tif 000006
【図６】
0003874504.tif 000007
【図７】
0003874504.tif 000008
【図８】
0003874504.tif 000009
【図９】
0003874504.tif 000010
【図１０】
0003874504.tif 000011
【図１１】
0003874504.tif 000012