特開 2023-110471 工作機械用工具交換装置および工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023110471

(43)【公開日】2023-08-09

(54)【発明の名称】工作機械用工具交換装置および工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/155 20060101AFI20230802BHJP

   B23Q 11/08 20060101ALI20230802BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/155 G

B23Q11/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022011945

(22)【出願日】2022-01-28

(71)【出願人】

【識別番号】000152675

【氏名又は名称】コマツＮＴＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】神田 明

【テーマコード（参考）】

3C002

3C011

【Ｆターム（参考）】

3C002AA03

3C002AA08

3C002BB02

3C002DD14

3C002GG02

3C002KK04

3C011DD03

(57)【要約】

【課題】主軸に取り付ける工具を多数収納しつつ小型化でき、工具交換を効率良く行うことができる工作機械用工具交換装置および工作機械を提供する。
【解決手段】工具交換装置２は、第１のマガジン４と、第１のマガジン４の後方に並んで配置された第２のマガジン３と、マガジン３，４が配置された第１領域Ａ１と加工が行われる第２領域Ａ２とを区画する隔壁としての下壁６１と、を備える。下壁６１は、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とを連通させる開口を有する。マガジン３，４は、回転可能なマガジン本体３１，４１と、複数の工具保持部５と、をそれぞれ有する。第２のマガジン３のマガジン本体３１は、外周の一部が切り欠かれた切欠部を有する。工具保持部５は、マガジン本体３１，４１における切欠部以外の外周側に設けられている。第２のマガジン３のマガジン本体３１における切欠部以外の外周側に、前記開口を開閉するシャッタ７が取り付けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械の主軸に取り付けた工具を交換するための工作機械用工具交換装置であって、
前記工具を収納可能な第１のマガジンと、
前記主軸の軸方向に沿う先端側を前方、基端側を後方とした場合に前記第１のマガジンの後方に並んで配置され、前記工具を収納可能な第２のマガジンと、
前記第１のマガジンおよび前記第２のマガジンが配置された第１領域と、前記主軸に取り付けた前記工具による加工が行われる第２領域とを区画する隔壁と、を備え、
前記隔壁は、前記第１領域と前記第２領域とを連通させる開口を有し、
前記第１のマガジンおよび前記第２のマガジンは、前記主軸の軸方向に平行な中心軸を中心として回転可能なマガジン本体と、前記マガジン本体に設けられた複数の工具保持部と、をそれぞれ有し、
前記第２のマガジンの前記マガジン本体は、外周の一部が切り欠かれた切欠部を有し、
前記工具保持部は、前記マガジン本体における前記切欠部以外の外周側に設けられ、
前記第２のマガジンの前記マガジン本体における前記切欠部以外の外周側に、前記開口を開閉するシャッタが取り付けられていることを特徴とする工作機械用工具交換装置。

【請求項2】

前方から見て、前記第２のマガジンの前記マガジン本体の中心軸と前記切欠部の中央とを結ぶ直線と、該中心軸と前記シャッタの中央とを結ぶ直線との間の角度は、９０度以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械用工具交換装置。

【請求項3】

複数の前記マガジン本体は、中心軸が同一直線上に配置されており、外接円の直径が等しいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工作機械用工具交換装置。

【請求項4】

前記主軸は、前方から見て所定の間隔を置いて複数配置されており、
複数の前記工具保持部は、前方から見て前記主軸と同じ間隔を置いて配置された前記主軸と同じ個数の前記工具保持部を複数組有し、
前記主軸と同じ個数の前記工具保持部は、前方から見て前記マガジン本体の中心と前記主軸と同じ個数の前記工具保持部の並び方向の中央とを結ぶ直線に平行な中心線をそれぞれ有し、
前記主軸と同じ個数の前記工具保持部のうちの隣り合う前記工具保持部の間には、隣の組の前記主軸と同じ個数の前記工具保持部のうちの一つが配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の工作機械用工具交換装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の工作機械用工具交換装置を備えることを特徴とする工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械用工具交換装置および工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

自動工具交換装置（ＡＴＣ）を備える工作機械には、ワークの加工に用いられる複数の工具を保持するマガジンが設けられている。マガジンは、例えば、回転可能な円盤状のマガジン本体と、マガジン本体の外周側に設けられた複数の工具保持部とを有している。工作機械は、工作機械の主軸に取り付けられた工具と、マガジンに収納された工具とを自動的に交換しながら、ワークに種々の加工を連続して施す。

【0003】

特許文献１には、マガジン配置領域と加工時移動領域とを隔てる隔壁を設けると共に、該隔壁に開口を形成し、マガジン本体に、該マガジンの旋回に伴って前記開口を開閉するシャッタを着脱可能に装着した自動工具交換装置が開示されている（引用文献１の請求項１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－０１２３０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の工具交換装置は、シャッタを開いた状態で工具交換を行い、シャッタを閉じた状態で加工を行うことで、切り屑がマガジン側に飛散するのを防止している。この工具交換装置では、次工程工具を工具交換位置に割り出すことによりシャッタが自動的に開位置に移動させることができ、シャッタ専用の駆動機構およびシャッタの開閉を検知するセンサを不要にできる。

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の工具交換装置では、マガジン本体の外周側に工具保持部が設けられているため、主軸に取り付ける工具を多数収納する場合には、マガジン本体の径が大きくなってしまう。このため、工具交換装置が大型化し、これを搭載する工作機械の設置スペースを広く確保する必要があるという大きな制約が発生する。また、マガジン本体が大径化すると動作速度が遅くなって工作機械の非加工時間が増加するため、生産性が低下する。

【0007】

この問題を解決するために、主軸の軸方向に沿って複数のマガジンを並べて配置する構成が考えられる。しかし、複数のマガジンの各々にシャッタを取り付けると、工具交換の際に、シャッタ開閉のために複数のマガジン本体の回転制御をそれぞれ行う必要がある。また、工具交換のために主軸が一方のマガジン本体の工具保持部に接近する際に、主軸がシャッタおよび他方のマガジン本体に干渉しないようにする必要がある。

【0008】

本発明は、主軸に取り付ける工具を多数収納しつつ小型化でき、工具交換を効率良く行うことができる工作機械用工具交換装置および工作機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するため、本発明は、工作機械の主軸に取り付けた工具を交換するための工作機械用工具交換装置である。前記工作機械用工具交換装置は、前記工具を収納可能な第１のマガジンと、前記工具を収納可能な第２のマガジンと、隔壁と、を備えている。前記第２のマガジンは、前記主軸の軸方向に沿う先端側を前方、基端側を後方とした場合に前記第１のマガジンの後方に並んで配置されている。前記隔壁は、前記第１のマガジンおよび前記第２のマガジンが配置された第１領域と、前記主軸に取り付けた前記工具による加工が行われる第２領域とを区画する。前記隔壁は、前記第１領域と前記第２領域とを連通させる開口を有している。前記第１のマガジンおよび前記第２のマガジンは、前記主軸の軸方向に平行な中心軸を中心として回転可能なマガジン本体と、前記マガジン本体に設けられた複数の工具保持部と、をそれぞれ有している。前記第２のマガジンの前記マガジン本体は、外周の一部が切り欠かれた切欠部を有している。前記工具保持部は、前記マガジン本体における前記切欠部以外の外周側に設けられている。前記第２のマガジンの前記マガジン本体における前記切欠部以外の外周側に、前記開口を開閉するシャッタが取り付けられている。
また、本発明は、前記工作機械用工具交換装置を備えることを特徴とする工作機械である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、主軸に取り付ける工具を多数収納しつつ小型化でき、工具交換を効率良く行うことができる工作機械用工具交換装置および工作機械を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る工作機械用工具交換装置を搭載した工作機械を示す側面図である。

【図2】図１に示す工具交換装置を搭載した工作機械の正面図である。

【図3】図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶに沿う断面図である。

【図5】シャッタが閉じた状態における工具交換装置を右前方の斜め上から見た、カバーの一部を破断して示す斜視図である。

【図6】シャッタが閉じた状態におけるマガジンを左後方の斜め下から見た斜視図である。

【図7】図３においてシャッタが開いた状態を示す断面図である。

【図8】図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図であり、図４においてシャッタが開いた状態を示す。

【図9】図５においてシャッタが開いた状態を示す斜視図である。

【図10】本発明の他の実施形態に係る工具交換装置を搭載した工作機械の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各図において、共通する構成要素または同種の構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。

【0013】

図１は、本発明の実施形態に係る工作機械用工具交換装置（以下、単に「工具交換装置」ともいう）を搭載した工作機械１００を示す側面図である。図２は、図１に示す工具交換装置２を搭載した工作機械１００の正面図である。以下、説明の都合上、主軸１１の軸方向に沿う先端側を前方、その反対側である基端側を後方とする。図１～図２において、Ｘ軸方向は左右方向（横方向）、Ｙ軸方向は上下方向（鉛直方向）、Ｚ軸方向は前後方向（奥行き方向）に相当する。

【0014】

図１、図２に示すように、本実施形態では、工作機械１００は、主軸１１を有している。この工作機械１００は、主軸１１が水平方向に沿うように配置される横形の工作機械である。

【0015】

工作機械１００は、ベース１０１と、コラム１０２と、サドル１０３と、主軸装置１と、ワーク支持装置１０４と、工具交換装置２と、制御装置（図示せず）とを備えている。主軸装置１は、主軸１１を有しており、主軸１１はモータ（図示せず）によって回転させられる。

【0016】

ベース１０１には、コラム１０２がベース１０１に対してＸ軸方向（左右方向）に移動可能に設けられている。コラム１０２は、モータ（図示せず）によるねじ軸１０６の正逆回転によってねじ送りされることで、Ｘ軸方向に沿って移動させられる。サドル１０３は、コラム１０２に対してＹ軸方向（上下方向）に移動可能に設けられている。サドル１０３は、モータ１０７によるねじ軸（図示せず）の正逆回転によってねじ送りされることで、Ｙ軸方向に沿って移動させられる。主軸装置１は、サドル１０３に対してＺ軸方向（前後方向）に移動可能に設けられている。主軸装置１は、サドル１０３に取り付けられたモータ１０８によるねじ軸１０９の正逆回転によってねじ送りされることで、Ｚ軸方向に沿って移動させられる。

【0017】

ワーク支持装置１０４は、加工対象のワークＷを支持する。ワーク支持装置１０４は、ワークＷを保持するワーク保持部１０５を備えている。ワーク保持部１０５は、例えば、Ｘ軸に平行な軸を中心として揺動可能に、Ｙ軸に平行な軸を中心として旋回可能に構成される。

【0018】

工作機械１００は、主軸装置１における回転する主軸１１の先端に取り付けた工具Ｔによって、ワークＷに対して加工を行う。また、工具交換装置２によって、工具Ｔの交換動作が行われるようになっている。工作機械１００の各部の動作は、制御装置（図示せず）によって統括的に制御される。

【0019】

図１に示すように、工具Ｔは、主軸１１に取り付けられるホルダＴａと、ホルダＴａに固定される刃部Ｔｂとから構成されている。主軸１１の先端部には、工具Ｔが取り外し可能に装着される。なお、理解の容易化のため、図１、図２は、前方のマガジン４と後方のマガジン３とにそれぞれ１本ずつの工具Ｔが保持された図とした。

【0020】

図１、図２に示すように、工具交換装置２は、工作機械１００の主軸１１に取り付けた工具Ｔを交換するための工作機械用工具交換装置である。工具交換装置２は、本実施形態では、前後方向に並んで配置された２個のマガジン３，４と、マガジン３，４を収容するカバー６とを備えている。マガジン３，４は、工具Ｔを収納可能に構成されている。ここでは、マガジン４は、前方のマガジン（第１のマガジン）、マガジン３は、後方のマガジン（第２のマガジン）に相当する。

【0021】

図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶに沿う断面図である。図５は、シャッタ７が閉じた状態における工具交換装置２を右前方の斜め上から見た、カバー６の一部を破断して示す斜視図である。図６は、シャッタ７が閉じた状態におけるマガジン３，４を左後方の斜め下から見た斜視図である。ただし、図３、図４では、主軸装置１および工具交換装置２以外の部材の図示を省略し、断面で示す部材はカバー６のみとした。また、カバー６の厚みは誇張して大きく表した。

【0022】

図４に示すように、マガジン３，４は、マガジン本体３１，４１と、複数の工具保持部５と、モータ３２，４２と、をそれぞれ有している。マガジン本体３１，４１は、主軸１１の軸方向に平行な中心軸ＣＬを中心としてそれぞれ独立して回転可能な板状体である。マガジン本体３１，４１は、本実施形態では、前方から見て円盤状を呈している。

【0023】

工具保持部５は、マガジン本体３１，４１に設けられている。工具保持部５は、工具ＴのホルダＴａを例えば弾性力により挟み込むことによって、工具Ｔを保持する。モータ３２，４２は、マガジン本体３１，４１を、中心軸ＣＬを中心としてそれぞれ独立して所定角度回転させることができる。図１に示すように、モータ３２，４２は、ベース１０１上に設置された門型の支持部１１１，１１２の上にそれぞれ固定されている。

【0024】

図６に示すように、後方のマガジン３のマガジン本体３１は、外周の一部が切り欠かれた切欠部３３を有している。ここでは、切欠部３３は、マガジン本体３１の外周の一部が直線状にカットされた平坦部である。ただし、切欠部３３は、このような形状に限定されるものではなく、例えば外周の一部が内側に凹状に切り欠かれて形成された凹状部であってもよい。つまり、切欠部３３は、主軸１１が工具交換のために前方のマガジン４に近接離反することを許容するための逃げ構造として機能する。

【0025】

本実施形態では、工具保持部５は、マガジン本体３１，４１における切欠部３３以外の外周側に設けられている。ここでは、工具保持部５は、後方のマガジン本体３１の切欠部３３以外の外周側に１４個設けられており（図６参照）、前方のマガジン本体４１の外周側に２４個設けられている（図３参照）。なお、マガジン本体３１，４１に設けられる工具保持部５の個数は適宜変更可能である。

【0026】

図４に示すように、２個のマガジン本体３１，４１は、中心軸ＣＬが同一直線上に配置されており、外接円の直径（ここでは外径）が等しいことが好ましい。マガジン本体３１，４１は、ここでは円盤状を呈しているが、例えば多角形状を呈していてもよい。

【0027】

図３～図５に示すように、カバー６は、外形が直方体の箱状を呈しており、下壁６１、上壁６２、左壁６３、右壁６４、前壁６５および後壁６６を備えている。カバー６は、例えば支持部１１２に固定されている。下壁６１は、２個のマガジン３，４が配置された第１領域Ａ１（図１参照、以下同様）と、主軸１１に取り付けた工具Ｔによる加工が行われる第２領域Ａ２（図１参照、以下同様）とを区画する隔壁を構成している。なお、カバー６を構成する下壁６１以外の壁のいずれかは省略されてもよい。

【0028】

下壁６１は、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とを連通させる開口６７を有している。開口６７は、下壁６１の後端から前方に延びて形成された例えば矩形状の孔であり、開口６７の後端は後方に向けて開放されている。また、後壁６６は、第１領域Ａ１とその後方の領域とを連通させる開口６８（図４参照、以下同様）を有している。開口６８は、後壁６６の下端から上方に延びて形成された例えば矩形状の孔であり、開口６８の下端は下方に向けて開放されている。つまり、開口６７，６８は、主軸１１が工具交換のためにマガジン３，４に近接離反することを許容するための逃げ構造として機能する。

【0029】

下壁６１の開口６７は、シャッタ７によって開閉される。シャッタ７は、後方のマガジン本体３１における切欠部３３以外の外周側に取り付けられている。シャッタ７は、開口６７を閉じた状態で覆う本体部７１と、本体部７１の後端側と後方のマガジン本体３１とを接続する接続部７２とを有している。本体部７１は、前方から見て後方のマガジン本体３１の中心軸ＣＬを中心とした円筒の一部を構成している。

【0030】

図６に示すように、本実施形態では、シャッタ７は、切欠部３３の近傍に取り付けられる。具体的には、前方から見て、後方のマガジン本体３１の中心軸ＣＬと切欠部３３の中央とを結ぶ直線Ｒ１と、中心軸ＣＬとシャッタ７の中央とを結ぶ直線Ｒ２との間の角度αは、９０度以下に設定されている（図７参照）。

【0031】

次に、このように構成された工作機械１００の動作について説明する。
例えば、マガジン本体３１，４１の各工具保持部５に、各種の工具Ｔがそれぞれ保持されているとする。ここでは、後方のマガジン３には１４個の工具Ｔが収納され、前方のマガジン４には２４個の工具Ｔが収納される。

【0032】

まず、工具Ｔが未だ取り付けられていない状態の主軸１１に、前方のマガジン４に収納された工具Ｔが取り付けられる場合の動作の一例について説明する。
図３～図５に示すように、初期状態では、後方のマガジン本体３１のシャッタ７は、下方位置にあって、下壁６１の開口６７を閉じているとする。このとき、図６に示すように、後方のマガジン本体３１の切欠部３３は、略左方位置にある。

【0033】

図７は、図３においてシャッタ７が開いた状態を示す断面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図であり、図４においてシャッタが開いた状態を示す。図９は、図５においてシャッタ７が開いた状態を示す斜視図である。

【0034】

主軸１１に前方のマガジン４に収納された工具Ｔを取り付ける場合、図７～図９に示すように、後方のマガジン３のマガジン本体３１は、切欠部３３が下方位置に来るように回転させられる。これに伴って同時に、シャッタ７が略右方位置に来て、下壁６１の開口６７を開ける。また、図８に示す待機位置にある主軸装置１は、主軸１１が前方のマガジン４に収納された取付対象の工具Ｔの保持高さに一致するまで上昇させられる。この状態は、後方のマガジン３を前方から見た場合、主軸装置１の先端側の部分が切欠部３３を通して完全に見える状態である。

【0035】

続いて、主軸装置１の先端側が後方のマガジン３の切欠部３３を通過して前方に移動させられる。そして、前方のマガジン４に収納された工具Ｔが、主軸１１の先端に装着され、クランプ機構（図示せず）のクランプ動作によってクランプされることで取り付けられる。なお、前方のマガジン４の取付対象の工具Ｔが正面視でマガジン本体４１の下端部に無い場合には、マガジン本体４１の下端部に来るように、マガジン本体４１が回転させられる。

【0036】

続いて、主軸１１に工具Ｔが取り付けられた主軸装置１がマガジン本体４１の径方向外側（下方）に移動させられることで、工具Ｔが工具保持部５から取り外される。これにより、工具Ｔが未だ取り付けられていない状態の主軸１１への前方のマガジン４に収納された工具Ｔの取付けが完了する。その後、工作機械１００は、主軸装置１を移動させながら、主軸１１に取り付けた工具ＴによってワークＷを加工する。

【0037】

次に、主軸１１に取り付けられた使用済の工具Ｔを、次に使用する別の工具Ｔに交換する場合の動作の一例について説明する。ここでは、取付対象の別の工具Ｔは、正面視でマガジン本体４１の下端部にある工具保持部５よりも一つ右側に隣接する位置にある工具保持部５に保持されているとする。

【0038】

この場合、使用済の工具Ｔが主軸１１に取り付けられた主軸装置１が移動させられて、該工具Ｔが元々保持されていた空の工具保持部５に向けて下から上に移動させられることで工具Ｔが元の工具保持部５に保持される。

【0039】

続いて、主軸１１の先端への使用済の工具Ｔのクランプがクランプ機構のアンクランプ動作によって解除された後、主軸装置１が後方に所定距離移動させられることで、使用済の工具Ｔは主軸１１の先端から取り外される。

【0040】

続いて、マガジン本体４１は、隣接する工具保持部５間の角度だけ正面視で時計回りに回転させられる。この状態において、主軸１１の先端は、正面視でマガジン本体４１の下端部にある工具保持部５に保持された取付対象の別の工具Ｔの真後ろに位置する。

【0041】

続いて、主軸装置１が前方に移動させられると、取付対象の別の工具Ｔが、主軸１１の先端に装着され、クランプ機構（図示せず）のクランプ動作によってクランプされることで取り付けられる。

【0042】

続いて、主軸１１に取付対象の別の工具Ｔが取り付けられた主軸装置１がマガジン本体４１の径方向外側（下方）に移動させられることで、工具Ｔが工具保持部５から取り外される。これにより、主軸１１に取り付けられた使用済の工具Ｔを、次に使用する別の工具Ｔに交換する作業が完了する。

【0043】

前記したように、本実施形態に係る工具交換装置２は、工作機械１００の主軸１１に取り付けた工具Ｔを交換するためのものである。工具交換装置２は、工具Ｔを収納可能な第１のマガジン４と、工具Ｔを収納可能な第２のマガジン３と、隔壁としての下壁６１と、を備えている。第２のマガジン３は、第１のマガジン４の後方に並んで配置されている。下壁６１は、マガジン３，４が配置された第１領域Ａ１と、主軸１１に取り付けた工具Ｔによる加工が行われる第２領域Ａ２とを区画する。下壁６１は、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とを連通させる開口６７を有している。マガジン３，４は、主軸１１の軸方向に平行な中心軸ＣＬを中心として回転可能なマガジン本体３１，４１と、マガジン本体３１，４１に設けられた複数の工具保持部５と、をそれぞれ有している。第２のマガジン３のマガジン本体３１は、外周の一部が切り欠かれた切欠部３３を有している。工具保持部５は、マガジン本体３１，４１における切欠部３３以外の外周側に設けられている。第２のマガジン３のマガジン本体３１における切欠部３３以外の外周側に、開口６７を開閉するシャッタ７が取り付けられている。

【0044】

本実施形態では、第１のマガジン４に収納された工具Ｔを主軸１１に取り付ける際には、マガジン本体４１の回転によってマガジン４における取付対象の工具Ｔを保持した工具保持部５が交換位置（下方位置）に位置する。また、主軸１１に取り付けられた工具Ｔを第１のマガジン４に収納する際には、マガジン本体４１の回転によって工具Ｔを保持させるべき空の工具保持部５が交換位置（下方位置）に位置する。そして、第２のマガジン３におけるマガジン本体３１の回転によって切欠部３３が交換位置（下方位置）に位置することに伴って同時に、シャッタ７が下壁６１の開口６７を開けることになる。したがって、第２のマガジン３におけるマガジン本体３１の切欠部３３、および下壁６１の開口６７が、主軸１１に対する逃げ構造の機能を発揮する。これにより、主軸１１は、第２のマガジン３に干渉すること無く第１のマガジン４に近接離反できる。このため、第１のマガジン４を使用した工具交換が妨げられることはない。

【0045】

また、シャッタ７が下壁６１の開口６７を閉じた状態で加工を行うことで、切り屑などがマガジン３，４側に飛散するのを防止できる。加工時には、第１のマガジン４のマガジン本体４１を回転させるか否かは任意であり、シャッタ７が開口６７を閉じたまま第１のマガジン４のマガジン本体４１を回転させて次工程の準備を行うことも可能である。

【0046】

一方、２個のマガジン３，４が備えられている場合にはマガジン３よりも後方に他のマガジンが無い。また、後方のマガジン３において取付対象の工具Ｔを保持した工具保持部５または工具Ｔを保持させるべき空の工具保持部５を交換位置（下方位置）に位置させることで、シャッタ７は開口６７を開ける。このため、後方のマガジン３を使用した工具交換は、主軸１１の干渉が無く、通常通り行われる。このとき、第１のマガジン４のマガジン本体４１を回転させるか否かは任意であり、回転させて次工程の準備を行うことも可能である。

【0047】

このように本実施形態は、第２のマガジン３の切欠部３３を下方位置に位置させると、第２のマガジン３のマガジン本体３１における切欠部３３以外の外周側に取り付けられたシャッタ７が開口６７を開ける。このため、複数のマガジン３，４のいずれを使用する場合でも、主軸１１の干渉が無く、しかも効率良く工具交換ができる。また、本実施形態は、多重に配置されたマガジン３，４によって、マガジン本体３１，４１が大径化することなく、より多くの工具Ｔを収納できる。
すなわち、本実施形態によれば、主軸１１に取り付ける工具Ｔを多数収納しつつ小型化でき、工具交換を効率良く行うことができる工具交換装置２を提供できる。

【0048】

また、本実施形態では、前方から見て、第２のマガジン３のマガジン本体３１の中心軸ＣＬと切欠部３３の中央とを結ぶ直線Ｒ１と、中心軸ＣＬとシャッタ７の中央とを結ぶ直線Ｒ２との間の角度αは、９０度以下に設定されている。シャッタ７が下方位置にあって開口６７を閉じた状態から第１のマガジン４に収納された工具Ｔを主軸１１が取りに行く際には、切欠部３３を下方に位置させる必要がある。この場合、前記した構成では切欠部３３がシャッタ７の近くにあるため、切欠部３３を下方に位置させるための後方のマガジン本体３１の回転時間を削減できる。これにより、サイクルタイムを短縮でき、生産性が向上する。

【0049】

また、本実施形態では、複数のマガジン本体３１，４１は、中心軸ＣＬが同一直線上に配置されており、外接円の直径が等しい。この構成では、複数のマガジン３，４は、最小限の占有スペースでありながら、より多くの工具を収納できる。

【0050】

図１０は、本発明の他の実施形態に係る工具交換装置２を搭載した工作機械１００ａの正面図である。この実施形態では、図１～図９に示す実施形態と相違する点を主に説明し、共通する点の説明を省略する。なお、理解の容易化のため、図１０では、工具Ｔ（図１等参照、以下同様）の図示を省略した。

【0051】

図１０に示すように、工作機械１００ａの主軸装置１ａは、前方から見て所定の間隔Ａを置いて２個配置された主軸１１，１２を有している。複数の工具保持部５は、前方から見て主軸１１，１２と同じ間隔Ａを置いて配置された一対の工具保持部５，５を複数組有している。一対の工具保持部５，５は、前方から見てマガジン本体３１，４１の中心軸ＣＬと該一対の工具保持部５，５の並び方向の中央とを結ぶ直線Ｌに平行な中心線Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ有している。そして、一対の工具保持部５ａ，５ａの間には、隣の組の一対の工具保持部５ｂ，５ｂのうちの一つが配置されている。

【0052】

この構成では、一対の工具保持部５，５のそれぞれの中心線Ｌ１，Ｌ２は、中心軸ＣＬを中心とした放射状を呈しておらず、直線Ｌに平行となっている。このため、主軸装置１ａ（主軸１１，１２）を上下方向に移動させることで、一対の工具保持部５，５に２個の工具Ｔが一度に着脱され得る。すなわち、この実施形態では、２個の主軸１１，１２に取り付けた２個の工具Ｔを同時に交換できる。

【0053】

なお、図１０では、２個の主軸１１，１２が工作機械１００ａに配置され、これに対応して一対の工具保持部５，５がマガジン本体３１，４１にそれぞれ複数組配置されているが、これに限定されるものではない。例えば３個の主軸が工作機械に配置され、これに対応して３個の工具保持部がマガジン本体３１，４１にそれぞれ複数組配置されていてもよい。

【0054】

以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に記載した構成に限定されるものではない。本発明は、前記実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

【0055】

例えば、工具交換装置２は、前記した実施形態では２個のマガジン３，４を備えているが、これに限定されるものではなく、３個以上のマガジンを備えていてもよい。なお、３個以上のマガジンが備えられている場合で工具交換に使用するマガジンの後方に他のマガジンが有るとき、工具交換時には、当該他のマガジンのマガジン本体の切欠部が交換位置（下方位置）に位置する。これにより、工具交換が妨げられることはない。
マガジン本体３１，４１は、前記した実施形態では円盤状を呈しているが、これに限定されるものではなく、六角形状等の多角形状を呈していてもよい。
複数のマガジン本体３１，４１は、前記した実施形態では切欠部３３の有無を除けば正面視で同一形状であるが、これに限定されるものではなく、形状およびサイズの両方または一方が異なっていてもよい。
シャッタ７の本体部７１は、円筒形状に限られず、平板状であってもよい。
シャッタ７の本体部７１は、該本体部７１の後端からマガジン本体３１の中心軸ＣＬの方向、すなわち径方向内側に延びる端板部を有し、全体としてＬ字形状を呈していてもよい。この場合、シャッタ７は、閉じた状態において開口６７，６８を覆うことができる。

【0056】

工作機械１００，１００ａは、前記した実施形態では横形の工作機械であるが、これに限定されるものではなく、主軸が鉛直方向に沿うように配置される縦形の工作機械であってもよい。この場合、工具交換装置２は、上下方向に並んで配置された複数のマガジンを備えているとよい。
ワーク支持装置１０４は、Ｚ軸方向（前後方向）およびＸ軸方向（左右方向）の両方または一方の方向に移動可能に設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１，１ａ 主軸装置
１１，１２ 主軸
２ 工具交換装置
３ マガジン（第２のマガジン）
３１ マガジン本体
３３ 切欠部
４ マガジン（第１のマガジン）
４１ マガジン本体
５ 工具保持部
６ カバー
６１ 下壁（隔壁）
６７ 開口
７ シャッタ
１００，１００ａ 工作機械
Ａ 間隔
Ａ１ 第１領域
Ａ２ 第２領域
ＣＬ 中心軸
Ｒ１，Ｒ２ 直線
α 角度
Ｌ 直線
Ｌ１，Ｌ２ 中心線
Ｔ 工具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】