特開 2024-5886 アンクランプアーム及び工作機械

(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】P2024005886

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】アンクランプアーム及び工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23B 31/117 20060101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

B23B31/117 601A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022106320

(22)【出願日】2022-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104178

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100174344

【弁理士】

【氏名又は名称】安井 雅俊

(72)【発明者】

【氏名】天野 真仁

【テーマコード（参考）】

3C032

【Ｆターム（参考）】

3C032AA02

(57)【要約】

【課題】他部材との干渉を回避できるアンクランプアーム及び工作機械を提供する。
【解決手段】アンクランプアーム５０は右支点部６３、左支点部６４、カムフォロア５４、押圧部５７，５８を備える。右支点部６３と左支点部６４は主軸ヘッド内に回転可能に支持される。カムフォロア５４は主軸ヘッドの移動に連動して立柱に設けたカム面に接触して外力を受ける。押圧部５７，５８はカムフォロア５４が外力を受けて右支点部６３と左支点部６４を中心に回転することで、主軸内に設けたドローバのピンを押圧又は非押圧する。押圧部５７，５８は、右支点部６３及び左支点部６４とカムフォロア５４の間に位置し、右支点部６３及び左支点部６４と押圧部５７，５８は、主軸の軸方向と交差する直線上に位置し、カムフォロア５４は右支点部６３及び左支点部６４から立柱側に離れた場所に位置する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具を装着する主軸と、前記主軸の内部に設け且つ前記工具を前記主軸に固定又は解除する工具把持機構と、前記主軸を回転可能に保持する主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドを移動可能に支持する立柱とを備えた工作機械の前記主軸ヘッド内に回転可能に支持され、前記工具把持機構による前記工具の固定又は解除を操作するアンクランプアームにおいて、
前記主軸ヘッド内にて回転可能に支持される支点部と、
前記主軸ヘッドの移動に連動して前記立柱に設けた接触部に接触して外力を受ける力点部と、
前記力点部が前記外力を受けて前記支点部を中心に回転することで、前記工具把持機構を押圧又は非押圧し前記工具把持機構による前記工具の固定又は解除を操作する作用点部と
を備え、
前記作用点部は、前記支点部と前記力点部の間に位置し、
前記支点部と前記作用点部は、前記主軸の軸方向と交差する直線上に位置し、
前記力点部は、前記支点部から前記立柱側に離れた場所に位置すること
を特徴とするアンクランプアーム。

【請求項2】

前記軸方向は水平方向であること
を特徴とする請求項１に記載のアンクランプアーム。

【請求項3】

前記接触部にはカムが設けられ、
前記力点部には前記カムに摺動するローラが設けられたこと
を特徴とする請求項１又は２に記載のアンクランプアーム。

【請求項4】

前記支点部は、前記立柱の前記主軸ヘッドが移動する側の移動面から前記主軸側に離間する位置に配置し、
前記力点部は、前記主軸ヘッドの移動に連動して前記立柱の前記移動面に設けた前記接触部に接触して前記外力を受けること
を特徴とする請求項１又は２に記載のアンクランプアーム。

【請求項5】

前記作用点部と前記力点部の間には、前記直線と交差する方向で前記作用点部側から前記立柱側に延びる延設部を設けたこと
を特徴とする請求項１又は２に記載のアンクランプアーム。

【請求項6】

工具を装着する主軸と、前記主軸の内部に設け且つ前記工具を前記主軸に固定又は解除する工具把持機構と、前記主軸を回転可能に保持する主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドを移動可能に支持する立柱と、前記主軸ヘッド内に回転可能に支持され、前記工具把持機構による前記工具の固定又は解除を操作するアンクランプアームとを備えた工作機械において、
前記アンクランプアームは、
前記主軸ヘッド内にて回転可能に支持される支点部と、
前記主軸ヘッドの移動に連動して前記立柱に設けた接触部に接触して外力を受ける力点部と、
前記力点部が前記外力を受けて前記支点部を中心に回転することで、前記工具把持機構を押圧又は非押圧し前記工具把持機構による前記工具の固定又は解除を操作する作用点部と
を備え、
前記作用点部は、前記支点部と前記力点部の間に位置し、
前記支点部と前記作用点部は、前記主軸の軸方向と交差する直線上に位置し、
前記力点部は、前記支点部から前記立柱側に離れた場所に位置すること
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、アンクランプアーム及び工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は自動工具交換装置を開示する。自動工具交換装置は工作機械の工具交換を行う。工作機械は主軸ヘッド内にアンクランプレバーを回転自在に設ける。アンクランプレバーは上下方向に延びる直線状で、下部に支点部、上部にカム面、支点部とカム面との間に押圧部を備える。支点部は主軸ヘッド内に設けた支持軸に回動可能に取り付ける。押圧部は主軸内に設けたドローバのピンに当接する。カム面は立柱内部に設けたカムフォロアの下方に位置する。主軸ヘッドが上昇すると、主軸とカムフォロアとの距離が縮まり、カムフォロアにアンクランプレバーのカム面が当接する。カム面に沿ってカムフォロアが摺動することでカム面は前方に移動し、アンクランプレバーは支持軸を中心に揺動する。アンクランプレバーの押圧部はドローバのピンを前方に押し込む。ドローバはバネ力に抗して前進し、ドローバは主軸に装着する工具ホルダのクランプを解除する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６－７４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のアンクランプレバーは上下方向に延びる直線状なので、支点部、押圧部、カム面が上下方向に並ぶ。主軸ヘッド内において、主軸に対して支点部側とは反対側の領域が狭く、カム面の前方には主軸ヘッドを移動させるボールネジ等の他部材が位置する。カム面と他部材との間の距離が短い場合、アンクランプレバーが支点部を中心に前側に揺動したとき、カム面が他部材と干渉する可能性がある。

【0005】

本発明の目的は、他部材との干渉を回避できるアンクランプアーム及び工作機械を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１のアンクランプアームは、工具を装着する主軸と、前記主軸の内部に設け且つ前記工具を前記主軸に固定又は解除する工具把持機構と、前記主軸を回転可能に保持する主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドを移動可能に支持する立柱とを備えた工作機械の前記主軸ヘッド内に回転可能に支持され、前記工具把持機構による前記工具の固定又は解除を操作するアンクランプアームにおいて、前記主軸ヘッド内にて回転可能に支持される支点部と、前記主軸ヘッドの移動に連動して前記立柱に設けた接触部に接触して外力を受ける力点部と、前記力点部が前記外力を受けて前記支点部を中心に回転することで、前記工具把持機構を押圧又は非押圧し前記工具把持機構による前記工具の固定又は解除を操作する作用点部とを備え、前記作用点部は、前記支点部と前記力点部の間に位置し、前記支点部と前記作用点部は、前記主軸の軸方向と交差する直線上に位置し、前記力点部は、前記支点部から前記立柱側に離れた場所に位置することを特徴とする。アンクランプアームの力点部は支点部から立柱側に離れた位置に配置する。故に主軸ヘッドの移動に連動してアンクランプアームが回転したときに、力点部は干渉領域を回避できる。干渉領域とは、主軸に対して支点部側とは反対側の領域であって、他部材と干渉する可能性のある領域である。アンクランプアームの作用点部は、支点部と力点部の間に位置するので、支点部と力点部を結ぶ腕部分と、支点部と作用点部を結ぶ腕部分とを一つの形状内に集約できる。故にこれら２つの腕部分が別形状で成り立つ構成と比較して、アンクランプアームをコンパクトに設計できる。「工具」とは、工具を保持する工具ホルダを含む概念である。なお、力点部は支点部から立柱側に離れ且つ主軸の軸方向と直交する方向に離れた場所に位置してもよい。

【0007】

請求項２のアンクランプアームが適用される工作機械の主軸の前記軸方向は水平方向でもよい。軸方向は水平方向なので、アンクランプアームが設けられる工作機械は横形である。横形の工作機械では、主軸の上側に干渉領域が位置する場合がある。この場合、支点部を主軸の下方に配置することで、力点部を干渉領域から立柱側に離れた位置に配置できる。

【0008】

請求項３のアンクランプアームが適用される工作機械の前記接触部にはカムが設けられ、前記力点部には前記カムに摺動するローラが設けられてもよい。主軸ヘッドの移動に伴い、アンクランプアームの力点部に設けられたローラが、立柱側に設けられたカムを摺動することによって、アンクランプは支点部を中心に良好に回転できる。

【0009】

請求項４のアンクランプアームの前記支点部は、前記立柱の前記主軸ヘッドが移動する側の移動面から前記主軸側に離間する位置に配置し、前記力点部は、前記主軸ヘッドの移動に連動して前記立柱の前記移動面に設けた前記接触部に接触して前記外力を受けるようにしてもよい。接触部を立柱の移動面に設けた構成では、アンクランプアームを立柱の外側に配置する必要がある。支点部を立柱の移動面から主軸側に離間する位置に配置することで、アンクランプアームを立柱の外側に配置した状態で、力点部を接触部に接触させることができる。故にアンクランプアームは、力点部が接触部に接触して外力を受けることで、支点部を中心に揺動でき、力点部は干渉領域を回避できる。

【0010】

請求項５のアンクランプアームの前記作用点部と前記力点部の間には、前記直線と交差する方向で前記作用点部側から前記立柱側に延びる延設部を設けてもよい。故にアンクランプアームは、作用点部と力点部の間に延設部を備えるので、力点部を支点部から立柱側に離れた位置に容易に配置できる。

【0011】

請求項６の工作機械は、工具を装着する主軸と、前記主軸の内部に設け且つ前記工具を前記主軸に固定又は解除する工具把持機構と、前記主軸を回転可能に保持する主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドを移動可能に支持する立柱と、前記主軸ヘッド内に回転可能に支持され、前記工具把持機構による前記工具の固定又は解除を操作するアンクランプアームとを備えた工作機械において、前記アンクランプアームは、前記主軸ヘッド内にて回転可能に支持される支点部と、前記主軸ヘッドの移動に連動して前記立柱に設けた接触部に接触して外力を受ける力点部と、前記力点部が前記外力を受けて前記支点部を中心に回転することで、前記工具把持機構を押圧又は非押圧し前記工具把持機構による前記工具の固定又は解除を操作する作用点部とを備え、前記作用点部は、前記支点部と前記力点部の間に位置し、前記支点部と前記作用点部は、前記主軸の軸方向と交差する直線上に位置し、前記力点部は、前記支点部から前記立柱側に離れた場所に位置することを特徴とする。故に工作機械は請求項１と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】工作機械１の斜視図。

【図2】工作機械１（シャッタ１０３：閉）の斜視図。

【図3】工作機械１（シャッタ：開）の斜視図。

【図4】工作機械１（マガジンカバー省略）の斜視図。

【図5】工作機械１（マガジンカバー省略）の右側面図。

【図6】主軸ヘッド６の一部を断面で示した立柱５周辺の右側面図。

【図7】図６の状態からアンクランプアーム５０が前方に揺動した状態を示す図。

【図8】アンクランプアーム５０の斜視図。

【図9】アンクランプアーム５０の右側面図。

【図10】加工直後の工作機械１の右側面図。

【図11】図１０の状態から主軸７が後進した状態を示す図。

【図12】主軸７がＹ軸ＡＴＣ原点まで上昇した状態を示す図。

【図13】主軸７がＡＴＣ位置に後進した状態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の一実施形態を説明する。以下説明は図中に矢印で示す左右、上下、前後を使用する。工作機械１の左右方向、上下方向、前後方向は夫々工作機械１のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向である。図１に示す工作機械１は後述の主軸７（図２，図６参照）が前後方向（Ｚ軸方向）に延びる横形であり、後述の立柱５がＸ軸方向とＺ軸方向に移動する。

【0014】

図１～図７を参照し、工作機械１の構造を説明する。図１，図２に示すように、工作機械１はベース２、立柱５、主軸ヘッド６、主軸７（図２，図６参照）、制御箱８、回転テーブル９、Ｘ軸移動機構１１、Ｚ軸移動機構１２、Ｙ軸移動機構１３（図６参照）、ＡＴＣ装置３０（図４参照）、マガジンカバー１０等を備える。ベース２はＺ軸方向に長い平面視略矩形状の鉄製土台である。Ｘ軸移動機構１１はベース２上面後部に設け、キャリッジ１５をＸ軸方向に移動可能に支持する。Ｚ軸移動機構１２はキャリッジ１５上面に設け、立柱５をＺ軸方向に移動可能に支持する。

【0015】

立柱５は上下方向に延びる立柱である。立柱５は貫通口５Ａ（図４参照）を備える。貫通口５Ａは正面視縦長矩形状であり、立柱５の前面と後面を前後方向に貫通する。枠カバー２０は立柱５前面に取り付ける。枠カバー２０は正面視縦長矩形状の枠体であり、立柱５と後述の主軸ヘッド６の間の隙間を外方から覆う。Ｙ軸移動機構１３は立柱５の前面５Ｂ（図６，図７参照）に設け、主軸ヘッド６を立柱５の前面５Ｂに沿ってＹ軸方向に移動可能に支持する（図６参照）。故に立柱５は主軸ヘッド６を移動可能に支持する。Ｘ軸移動機構１１、Ｚ軸移動機構１２、Ｙ軸移動機構１３は例えばガイド、ボールネジ、モータを備え、モータの動力で対象部品（キャリッジ１５、立柱５、主軸ヘッド６）をガイドに沿って移動する。

【0016】

主軸ヘッド６はＺ軸方向に延び、前端側は略円柱状、後端側は略直方体状である。工作機械１は加工領域とＡＴＣ領域を備える（図５参照）。Ｙ軸方向において、主軸ヘッド６は加工領域とＡＴＣ領域の間を移動可能である。加工領域はＹ軸原点よりもベース２側（下側）の空間に設ける。Ｙ軸原点とはＹ軸の機械座標が０の位置である。加工領域は回転テーブル９上面に固定されたワークの加工を行う領域である。ＡＴＣ領域はＹ軸原点に対して加工領域とは反対側（上側）の空間に設ける。ＡＴＣ領域はＡＴＣ装置３０により工具交換を行う領域である。ＡＴＣ領域は加工領域の上側で且つＺ軸方向にて加工領域と重なる位置に設ける。

【0017】

主軸ヘッド６は上部カバー２８と鎧カバー８５を備える。上部カバー２８は正面視略矩形状の金属板である。上部カバー２８下端部は主軸ヘッド６上面後端部に固定する。
上部カバー２８は主軸ヘッド６上面後端部から上方に延出する。上部カバー２８は主軸ヘッド６と一体して上下動することで、立柱５前面の主軸ヘッド６よりも上側の領域を前方から常時覆う。鎧カバー８５は主軸ヘッド６下面後端部に吊り下げた状態で固定する。鎧カバー８５は複数の金属板を上下方向に並べて備え、主軸ヘッド６の高さに応じて上下方向にテレスコピックに伸縮することで、立柱５前面の主軸ヘッド６よりも下側の領域を前方から常時覆う。

【0018】

図６に示すように、主軸７は主軸ヘッド６内に設け、主軸ヘッド６と同軸且つＺ軸方向に延びる。主軸ヘッド６は主軸７を回転可能に支持する。主軸ヘッド６は主軸モータ２６を保持する。主軸モータ２６の出力軸２６Ａは前方に延び、カップリング２５を介して主軸７後端部と同軸上に連結する。主軸ヘッド６内には、アンクランプアーム５０を設ける。アンクランプアーム５０は主軸７に装着する工具ホルダ９０のクランプ（把持）の固定と解除を行う。アンクランプアーム５０の具体的形状と動作は後述する。

【0019】

主軸７は工具装着穴４０、ホルダ把持部４１、ドローバ４２を備える。工具装着穴４０は主軸７前端部に設ける（図１，図６参照）。工具装着穴４０は主軸７前端部に向けて拡径する略円錐状のテーパ穴である。ホルダ把持部４１は工具装着穴４０の奥側（後端側）に設ける。ドローバ４２は主軸７の軸穴に同軸上に挿入し且つ前後方向に移動自在に設ける。主軸７は後端側の外周面にガイド穴４４を設ける。ガイド穴４４は主軸７の軸方向に平行に延びる長穴であり、軸方向に直交する方向に貫通する。ドローバ４２は後端部にピン４３を備える。ピン４３はドローバ４２の軸方向に直交する方向に延び、主軸７のガイド穴４４を介して主軸７の外側に突出する。ガイド穴４４はピン４３を軸方向に平行にガイドする。

【0020】

工具ホルダ９０は工具装着穴４０に着脱自在に装着する。工具ホルダ９０は一端側に工具９１を保持し、他端側にテーパ部９２とプルスタッド９３を備える。テーパ部９２は工具装着穴４０に対応する略円錐状であり、工具９１側とは反対側に離間する方向に縮径する。プルスタッド９３はテーパ部９２頂上部からテーパ部９２から離れる方向に突出する。テーパ部９２は主軸７の工具装着穴４０に密着して装着する。工具装着穴４０にテーパ部９２が装着すると、ホルダ把持部４１はプルスタッド９３を把持する。その状態で、ホルダ把持部４１が図示外のバネで後方に引っ張られることにより、プルスタッド９３の把持がロックされる。主軸７の軸穴内にてドローバ４２がホルダ把持部４１を前方に押圧すると、ホルダ把持部４１はバネ力に抗して前方に移動し、プルスタッド９３の把持が解除される。

【0021】

図４に示すように、ベース２は後部に一対の支持部材１７，１８を備える。支持部材１７，１８は左右方向に互いに離間し且つ上方に延び、制御箱８を下方から支持する。制御箱８は内部に制御盤（図示略）を収納する。制御盤は工作機械１の動作を制御する。図１，図４，図５に示すように、ベース２は上面前側に固定台１６を設ける。回転テーブル９は固定台１６上に回転可能に支持される。回転テーブル９は主軸ヘッド６前方に位置する。回転テーブル９は上面にワーク（図示略）を治具（図示略）で固定し、Ｙ軸方向に平行な回転軸を中心に３６０°回転及び位置決め可能である。

【0022】

図４に示すように、ベース２は上面前側で且つ左右両側に一対の支持柱２１，２２を備える。支持柱２１はベース２上面右側から上方に延び且つ上部が左方に略９０°屈曲する。支持柱２２はベース２上面左側から上方に延び且つ上部が右方に略９０°屈曲する。連結板２３は正面視略矩形状であり、支持柱２１と２２の互いに対向する夫々の上部の間に固定する。

【0023】

ＡＴＣ装置３０は連結板２３前面に固定する。ＡＴＣ装置３０は支持柱２１，２２により、主軸ヘッド６上方に支持する。図４，図５に示すように、ＡＴＣ装置３０は工具マガジン３１、減速機３２、マガジンモータ３３等を備える。工具マガジン３１はマガジンベース３７と複数のグリップアーム３８を備える。マガジンベース３７は略円盤状であり、Ｚ軸方向に平行な一軸線を中心に連結板２３前面にて回転可能に支持する。減速機３２とマガジンモータ３３はマガジンベース３７に取り付ける。マガジンモータ３３の出力軸（図示略）は減速機３２を介してマガジンベース３７の回転軸（図示略）と接続する。故にマガジンモータ３３の動力は減速機３２を介してマガジンベース３７の回転軸に伝達する。複数のグリップアーム３８はマガジンベース３７外周部に沿って並び、径方向外側に向けて放射状に延びる。グリップアーム３８の先端部は、工具ホルダ９０を水平に寝かせた姿勢で、工具ホルダ９０に直交する方向から工具ホルダ９０を把持する。工具マガジン３１の工具交換位置は工具マガジン３１の最下部の位置である。主軸７と工具交換を行うグリップアーム３８は工具マガジン３１の回転により工具交換位置に割り出される

【0024】

図１～図３に示すように、マガジンカバー１０は、支持柱２１，２２の夫々の上部の前面に固定する。マガジンカバー１０は箱状であり工具マガジン３１の周囲を覆う。マガジンカバー１０は切粉と切削液の飛沫が工具マガジン３１に付着するのを防止する。マガジンカバー１０の底壁１０１には開口１０２を設ける。開口１０２は底面視矩形状であり、工具マガジン３１の工具交換位置の直下に位置する。開口１０２にはシャッタ１０３を設ける。シャッタ１０３は制御盤の制御により開口１０２を開閉する。

【0025】

図６，図７を参照し、アンクランプアーム５０の形状を説明する。アンクランプアーム５０は右側面視上下逆の略Ｌ字状に形成し、下から順に二股部５１、アーム部５２、カムフォロア支持部５３、カムフォロア５４を備える。

【0026】

二股部５１は正面視下方に向けて左右両側に分離する二股状である。二股部５１は中央部６０、右側部６１と左側部６２を備える。中央部６０は二股部５１の上部を形成し且つ左右方向に延びる。右側部６１は中央部６０右端部から垂下し、下部に右支点部６３を備える。右支点部６３は右側部６１下部から前側にて斜め下方に右側面視半円弧状に膨出する。右支点部６３は支持穴６３１を備える。支持穴６３１は右側面視円形状であり、右支点部６３の中央を左右方向に貫通する。右側部６１は前面上側に段部６１１を備える。段部６１１は前方に突出し、その前面に正面視円形状の押圧部５７を備える。

【0027】

左側部６２は中央部６０左端部から垂下し、下部に左支点部６４を備える。左支点部６４は左側部６２下部から前側にて斜め下方に左側面視半円弧状に膨出する。左支点部６４は支持穴６４１を備える。支持穴６４１は左側面視円形状であり、左支点部６４を左右方向に貫通する。左側部６２は前面上側に段部６２１を備える。段部６２１は前方に突出し、その前面に正面視円形状の押圧部５８を備える。押圧部５７，５８の材質は限定しないが、例えば樹脂、ゴム等の弾性部材を用いてもよい。支持穴６３１，６４１には、主軸ヘッド６内に設けた支点軸４５（図６参照）が左右方向に挿入する。右側部６１の左面と左側部６２の右面との左右方向の離間幅は、主軸７の外径よりも長い。

【0028】

アーム部５２は、二股部５１の中央部６０の上部から後方（立柱５側）に向けて延びる。アーム部５２は右側面視前後方向の略中間部にて略Ｖ字状に鈍角に折れ曲がる。アーム部５２は斜め方向部６５、横方向部６６、角柱部５５、係止ピン５６を備える。斜め方向部６５は、二股部５１の中央部６０上部から後ろ側にて斜め上方に傾斜して延設する。横方向部６６は斜め方向部６５後端部から後方に略水平に延設する。角柱部５５は、斜め方向部６５と横方向部６６の連結部分の上側に設け、該連結部分の左右両面から左右両側に突出する。係止ピン５６は角柱部５５左端面から左方に突出する。係止ピン５６には、引っ張りバネ７２の一端部が係止する。引っ張りバネ７２の他端部は主軸ヘッド６内に固定する。引っ張りバネ７２は、係止ピン５６を後方に常時引っ張る。引っ張りバネ７２はコイルバネでもよい。

【0029】

カムフォロア支持部５３は、横方向部６６後端部から後ろ側にて斜め上方に突出する。カムフォロア支持部５３は、カムフォロア５４を回転可能に支持する。カムフォロア支持部５３は正面視略Ｕ字状であり、下側部６７、右支持部６８、左支持部６９を備える。下側部６７はアーム部５２の横方向部６６後端部から後ろ側にて斜め上方に傾斜し且つ左右方向に延びる。右支持部６８は下側部６７右端部から斜め上方に突出する。右支持部６８は上部に支持穴６８１を備える。支持穴６８１は右側面視円形状であり右支持部６８上部を左右方向に貫通する。左支持部６９は下側部６７左端部から斜め上方に突出する。左支持部６９は上部に支持穴（図示略）を備える。該支持穴は、右支持部６８の支持穴６８１と同一形状である。右支持部６８と左支持部６９は左右方向にて互いに対向する。

【0030】

カムフォロア５４は回転軸５４１を備える。回転軸５４１はカムフォロア５４の中心部の軸穴（図示略）を左右方向に貫通する。回転軸５４１右端部は右支持部６８の支持穴６８１に挿入固定し、回転軸５４１左端部は左支持部６９の支持穴（図示略）に挿入固定する。カムフォロア５４は右支持部６８と左支持部６９の間に配置し回転軸５４１を中心に回転する。

【0031】

図６，図７を参照し、主軸ヘッド６内におけるアンクランプアーム５０の配置について説明する。主軸ヘッド６は内側底部に支点軸４５を備える。支点軸４５は丸棒であり、主軸７下方にてＸ軸方向に延設する。二股部５１の右側部６１と左側部６２は、主軸７の右側と左側に配置する。右支点部６３と左支点部６４は主軸７よりも下方に配置する。支点軸４５は、右支点部６３の支持穴６３１と左支点部６４の支持穴６４１を左右方向に挿通する。故にアンクランプアーム５０は支点軸４５を中心に揺動自在である。押圧部５７，５８は、右支点部６３と左支点部６４の上方に位置する。押圧部５７，５８は、主軸７のガイド穴４４から突出するピン４３の両端部に対して後方から接触する。

【0032】

斜め方向部６５は、二股部５１上部から斜め上方に傾斜し、干渉領域Ｍ（図６，図９参照）の直下まで延びる。干渉領域Ｍは、主軸７に対して右支点部６３及び左支点部６４とは反対側の上側の空間であって、上部カバー２８、ＡＴＣ装置３０、支持柱２１，２２の夫々の上部等、他部材と干渉する可能性のある領域である。横方向部６６は、干渉領域Ｍ直下を立柱５前面側に向けて延びる。故にアーム部５２は干渉領域Ｍを回避できる（図６参照）。

【0033】

図６に示すように、カム固定台５０１は立柱５前面上部に設ける。カム固定台５０１は前側にＹ軸方向に平行な固定面を有する。カム部材８０は該固定面にネジで固定する。カム部材８０のカム面８１は前方に対向配置する。カム面８１は下方から上方に向かうに従って前方に向けて緩やかに傾斜する傾斜面である。主軸ヘッド６が加工領域に位置するとき、カムフォロア支持部５３が支持するカムフォロア５４は、干渉領域Ｍよりも後方で且つカム面８１の下方に位置する。引っ張りバネ７２（図８参照）は、係止ピン５６を立柱５前面側に向けて常時引っ張る。故にアンクランプアーム５０は支点軸４５を中心に右側面視時計回りに常時付勢される。

【0034】

工作機械１のＡＴＣ動作を説明する。図１０～図１３は、工具ホルダ９０と支持柱２１の図示を省略する。本実施例はＡＴＣ動作における主軸７の位置を説明するため、主軸ヘッド６の移動を主軸７の移動として説明する。図１０に示すように、ワーク加工中、主軸７は加工領域内に位置する。マガジンカバー１０のシャッタ１０３は閉じた状態である（図２参照）。主軸７の工具装着穴４０には、現工具を保持する工具ホルダ９０のテーパ部９２が装着する。ホルダ把持部４１は工具ホルダ９０のプルスタッド９３を把持しバネ力でロックされる（図６参照）。

【0035】

制御盤のＣＰＵはＮＣプログラムの工具交換指令を読込む。図１１に示すように、主軸７はＺ軸において回転テーブル９上のワークと治具（図示略）に工具９１が接触しない位置まで後退する。マガジンカバー１０のシャッタ１０３が開く（図３参照）。工具交換位置のグリップアーム３８が開口１０２を介して下方に露出する。工具交換位置のグリップアーム３８は工具ホルダ９０を把持しない空の状態である。

【0036】

主軸７は上昇を開始し、Ｙ軸ＡＴＣ原点に向けて移動する。Ｙ軸ＡＴＣ原点とは、Ｙ軸方向においてＡＴＣ原点と同一座標の位置であって、ＡＴＣ原点の前方である。ＡＴＣ原点とは、ＡＴＣ領域内に設ける工具交換時の基準点であり、工具マガジン３１が回転可能な位置である。図１２に示すように、主軸７の上昇により、主軸７に装着した工具ホルダ９０はマガジンカバー１０の開口１０２を介して、工具交換位置のグリップアーム３８に下方から押し込まれる。主軸７がＹ軸ＡＴＣ原点に到達すると、グリップアーム３８は工具ホルダ９０を把持する。

【0037】

一方、主軸７の上昇に伴い、カムフォロア５４はカム面８１下部に接触し、カム面８１を上側に向けて摺動する（図７参照）。引っ張りバネ７２はアンクランプアーム５０を右側面視時計回りに常時付勢する。故にカムフォロア５４はカム面８１に密着する。カムフォロア５４はカム面８１を上方に摺動するにつれて前方に移動する。故にアンクランプアーム５０は支点軸４５を中心に、引っ張りバネ７２のバネ力に抗して右側面視反時計回りに揺動する。押圧部５７，５８はドローバ４２のピン４３の両端に後方から接触し、ドローバ４２を前方に押圧する。本実施形態は、グリップアーム３８を右側方から見たとき、右支点部６３と左支点部６４の支点中心とピン４３の右面（押圧部５７，５８の夫々の前面）を、上下方向に延びる直線上に配置するので、押圧部５７，５８はピン４３の両端を主軸７と平行に押圧できる。ドローバ４２はホルダ把持部４１を前方に付勢する。ホルダ把持部４１はプルスタッド９３のロックを解除する。工具ホルダ９０は主軸７の工具装着穴４０から取り外し可能となる。

【0038】

グリップアーム３８が主軸７に装着する工具ホルダ９０を挟持した状態で、主軸７はＹ軸ＡＴＣ原点からＡＴＣ位置に後退する（図１３参照）。工具ホルダ９０は工具装着穴４０から抜ける。その後、工具マガジン３１は回転し、次工具を保持する工具ホルダを把持するグリップアーム３８を工具交換位置に割り出して位置決めする。次工具とは、工具交換指令が指定する次に主軸７に装着する工具である。次工具の工具ホルダ９０のテーパ部９２は、主軸７の工具装着穴４０の前方に位置する。

【0039】

主軸７はＡＴＣ位置からＹ軸ＡＴＣ原点に向けて前進する（図１２参照）。工具ホルダ９０のテーパ部９２は工具装着穴４０に挿入し、ホルダ把持部４１はプルスタッド９３を把持する。カムフォロア５４はカム面８１を上方から下方に摺動する。カムフォロア５４は後方に移動するので、アンクランプアーム５０は支点軸４５を中心に右側面視時計回りに揺動する。押圧部５７，５８はピン４３の両端から後方に離れ、ドローバ４２の前方への押圧を解除する。ドローバ４２はホルダ把持部４１の前方への付勢を解除するので、ホルダ把持部４１はプルスタッド９３の把持をロックする。これでＡＴＣ動作が完了したので、主軸７は加工領域まで下降し、次のワーク加工に進む。

【0040】

以上説明にて、ホルダ把持部４１とドローバ４２は本発明の工具把持機構の一例である。右支点部６３及び左支点部６４は本発明の支点部の一例である。カムフォロア５４は本発明の力点部の一例、及びローラの一例である。押圧部５７，５８は本発明の作用点部の一例である。立柱５前面上部に固定したカム部材８０は本発明の接触部の一例である。立柱５の前面５Ｂは本発明の移動面の一例である。

【0041】

以上説明したように、本実施形態の工作機械１は主軸７、ホルダ把持部４１、ドローバ４２、主軸ヘッド６、立柱５、アンクランプアーム５０を備える。立柱５は主軸ヘッド６を移動可能に支持する。主軸ヘッド６は主軸７を回転可能に保持する。主軸７は工具ホルダ９０を装着する。ホルダ把持部４１とドローバ４２は、主軸７内に設け且つ工具ホルダ９０を主軸７に固定又は解除する。アンクランプアーム５０は、主軸ヘッド６内に回転可能に支持され、主軸ヘッド６の移動に連動してドローバ４２のピン４３を押圧又は非押圧することで、ホルダ把持部４１による工具ホルダ９０の固定又は解除を操作する。アンクランプアーム５０は右支点部６３、左支点部６４、カムフォロア５４、押圧部５７，５８を備える。右支点部６３及び左支点部６４は主軸ヘッド６内に設けた支点軸４５に回転可能に支持される。カムフォロア５４は主軸ヘッド６の移動に連動して立柱５に設けたカム面８１に接触して外力を受ける。押圧部５７，５８はカムフォロア５４が外力を受けて右支点部６３と左支点部６４を中心に回転することで、ドローバ４２のピン４３を押圧又は非押圧する。このようなアンクランプアーム５０において、右支点部６３及び左支点部６４、押圧部５７，５８、カムフォロア５４の順に配置し、右支点部６３及び左支点部６４と押圧部５７，５８は、主軸７の軸方向と交差する直線上に配置し、カムフォロア５４は右支点部６３及び左支点部６４から立柱５側に離れた位置に配置する。

【0042】

故に主軸ヘッド６の移動に連動してアンクランプアーム５０が回転したときに、カムフォロア５４は干渉領域Ｍを回避できるので、他部材と干渉する可能性を低減できる。アンクランプアーム５０は、下から上に向かって、右支点部６３及び左支点部６４、押圧部５７，５８、カムフォロア５４の順に配置するので、右支点部６３及び左支点部６４からカムフォロア５４までの腕部分と、右支点部６３及び左支点部６４から押圧部５７，５８までの腕部分とを一つの形状内に集約できる。故にこれら２つの腕部分が別形状で成り立つ構成と比較して、アンクランプアーム５０をコンパクトに設計できる。

【0043】

工作機械１は横形なので主軸７の軸方向は水平方向である。干渉領域Ｍは主軸７の上側に位置するＡＴＣ装置３０、上部カバー２８等の他部材を含む領域である。アンクランプアーム５０の右支点部６３及び左支点部６４は主軸７下方に配置する。故にアンクランプアーム５０は、右支点部６３及び左支点部６４の上方に押圧部５７，５８を配置できると共に、カムフォロア５４を右支点部６３及び左支点部６４から立柱５側に離れた位置に配置できる。故にカムフォロア５４は干渉領域Ｍを回避できる。

【0044】

主軸ヘッド６の上下動に伴い、カムフォロア５４はカム面８１を摺動する。カム面８１を摺動することでカムフォロア５４は外力を受けるので、アンクランプアーム５０は右支点部６３及び左支点部６４を中心に滑らかに且つ安定して揺動できる。

【0045】

右支点部６３及び左支点部６４は、立柱５前面から前方に離間する位置に配置する。カムフォロア５４は、主軸ヘッド６の上下動に連動して立柱５前面に設けたカム面８１に摺動して外力を受ける。故にアンクランプアーム５０はカムフォロア５４がカム面８１に接触して外力を受けることで、右支点部６３及び左支点部６４を中心に揺動できる。

【0046】

アンクランプアーム５０は、押圧部５７，５８とカムフォロア５４との間にアーム部５２を備える。アーム部５２は斜め方向部６５と横方向部６６を備える。斜め方向部６５は押圧部５７，５８側から立柱５前面側に向かって斜め上方に延び、横方向部６６は斜め方向部６５の上端部から立柱５側である後方に延びる。故にアンクランプアーム５０はカムフォロア５４を右支点部６３及び左支点部６４から立柱５側に離れた位置に容易に配置できる。

【0047】

本発明は上記実施形態に限らず各種変形が可能である。上記実施形態の工作機械１は横形であるが、主軸の軸方向が上下方向である立形でもよい。工作機械１はＸ軸移動機構１１の上にＺ軸移動機構１２を備えるが、Ｘ軸移動機構１１とＺ軸移動機構１２の上下の位置を逆にしてもよい。工作機械１は立柱５がＸ軸方向とＺ軸方向に移動する立柱が、ベース２に対して立柱５の位置を固定し、ワークを支持するテーブルをＸ軸方向とＺ軸方向に移動させてもよい。

【0048】

上記実施形態は、アンクランプアーム５０の力点部にカムフォロア５４、立柱５前面上部にカム部材８０を設け、主軸ヘッド６の上下動に伴い、カムフォロア５４がカム部材８０のカム面８１を摺動するが、例えばカムフォロアとカム部材を相互に入れ替えた構成としてもよい。

【0049】

アンクランプアーム５０は下側に二股部５１を備えるが、二股状に分かれていなくてもよい。二股部５１は右側部６１と左側部６２の夫々の下部に２つの右支点部６３と左支点部６４を備え、夫々の全面に２つの押圧部５７，５８を備えるが、支点部と押圧部の数は一つでも複数でもよい。

【0050】

アンクランプアーム５０のアーム部５２は、斜め方向部６５と横方向部６６の２つの部位からなるが、二股部５１の中央部６０の上部から後方（立柱５側）に向けて延びていれば形状は限定しない。例えば、アーム部５２は略中間部にて略Ｖ字状に鈍角に折れ曲がるが、滑らかに湾曲していてもよい。二股部５１の中央部６０の上部から後方に屈曲してそのまま立柱５側に延びていてもよい。

【符号の説明】

【0051】

１ 工作機械
５ 立柱
５Ｂ 前面
６ 主軸ヘッド
７ 主軸
４１ ホルダ挟持部
４２ ドローバ
４３ ピン
５０ アンクランプアーム
５２ アーム部
５４ カムフォロア
５７，５８ 押圧部
６３ 右支点部
６４ 左支点部
６５ 方向部
６６ 横方向部
８０ カム部材
９０ 工具ホルダ
９１ 工具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】