特許 7608988 工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-23

(45)【発行日】2025-01-07

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/157 20060101AFI20241224BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/157 C

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021112665

(22)【出願日】2021-07-07

(65)【公開番号】P2023009413

(43)【公開日】2023-01-20

【審査請求日】2024-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】手嶋 俊行

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０５８１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０７４７３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００９－０５６５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０２３６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－０４４５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６１４９５６１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ３／１５５、１５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コラムと、
前記コラムに上下方向に移動可能に支持されたサドルと、
前記サドルに設けられ、先端に工具を保持する主軸頭と、
前記サドルの側方に設けられた側面カバーと、
前記サドルの上方に設けられ、窓を有する上面カバーと、
前記側面カバーの外側の側方に隣接して設けられ、工具長さが所定長さ以下である短尺工具を収納する短尺工具マガジンと、
前記短尺工具マガジンと前記主軸頭との間で前記短尺工具の工具交換を行う短尺工具交換装置と、
前記上面カバーの上方に設けられ、前記短尺工具よりも工具長さの長い長尺工具を保持し、前記窓を通過可能に構成された長尺工具保持部材と、
前記長尺工具保持部材と前記主軸頭との間で前記長尺工具の工具交換を行う長尺工具交換装置と、を備え、
前記長尺工具交換装置は、
前記長尺工具を保持した状態の前記長尺工具保持部材を、前記窓の上方位置と前記窓の下方位置との間で移動させる上下動装置と、
前記長尺工具を保持した状態の前記長尺工具保持部材を、前記主軸頭の回転中心の軸方向に平行な水平方向に移動させる水平動装置と、を備え、
前記長尺工具交換装置は、前記上下動装置により前記長尺工具保持部材を前記窓の下方位置に位置させた後に、前記水平動装置により前記長尺工具保持部材を前記主軸頭に接近する方向に移動することによって、前記長尺工具保持部材に保持された前記長尺工具を前記主軸頭に装着するように構成される、工作機械。

【請求項2】

前記長尺工具保持部材は、前記長尺工具を上面に載置する載置台により構成される、請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記長尺工具保持部材は、前記載置台に設けられ前記載置台に前記長尺工具を載置した状態を維持するために前記長尺工具に係止可能なロック機構を備える、請求項２に記載の工作機械。

【請求項4】

前記長尺工具保持部材は、前記長尺工具を把持可能な把持部材により構成される、請求項１に記載の工作機械。

【請求項5】

前記上下動装置は、前記水平動装置によって、前記長尺工具保持部材と一体的に水平方向に移動可能に構成される、請求項１～４のいずれか１項に記載の工作機械。

【請求項6】

前記長尺工具交換装置は、前記長尺工具保持部材の下方に固定され、前記窓を開閉可能に構成され、前記長尺工具保持部材と一体的に移動可能に構成された蓋部材を備え、
前記蓋部材は、
前記長尺工具保持部材が前記窓の上方位置に位置する状態において前記窓を閉塞し、
前記窓を閉塞する位置から下方へ移動することによって前記窓を開口する、請求項１～５のいずれか１項に記載の工作機械。

【請求項7】

コラムと、
前記コラムに上下方向に移動可能に支持されたサドルと、
前記サドルに設けられ、先端に工具を保持する主軸頭と、
前記サドルの側方に設けられた側面カバーと、
前記サドルの上方に設けられ、窓を有する上面カバーと、
前記側面カバーの外側の側方に隣接して設けられ、工具長さが所定長さ以下である短尺工具を収納する短尺工具マガジンと、
前記短尺工具マガジンと前記主軸頭との間で前記短尺工具の工具交換を行う短尺工具交換装置と、
前記上面カバーの上方に設けられ、前記短尺工具よりも工具長さの長い長尺工具を上面に載置する載置台であり、前記長尺工具を保持する長尺工具保持部材と、
前記長尺工具保持部材と前記主軸頭との間で前記長尺工具の工具交換を行う長尺工具交換装置と、を備え、
前記長尺工具交換装置は、
前記長尺工具を把持可能な把持部材と、
前記長尺工具を把持した状態の前記把持部材を、前記窓の上方位置と前記窓の下方位置の間で移動させる上下動装置と、
前記長尺工具保持部材の下方に固定され、前記上面カバーに対して水平方向に移動可能に設けられ、前記窓を開閉可能に構成され、前記長尺工具保持部材と一体的に移動可能に構成された蓋部材と、
前記長尺工具保持部材および前記蓋部材を、前記上面カバーに対して水平方向に移動させる窓開閉水平動装置と、を備える、工作機械。

【請求項8】

前記長尺工具交換装置は、さらに、前記長尺工具を把持した状態の前記把持部材を、前記主軸頭の回転中心の軸方向に平行な水平方向に移動させる把持部材水平動装置を備え、
前記長尺工具交換装置は、前記上下動装置により前記長尺工具を把持した状態の前記把持部材を前記窓の下方位置に位置させた後に、前記把持部材水平動装置により前記把持部材を前記主軸頭に接近する方向に移動することによって、前記把持部材に把持された前記長尺工具を前記主軸頭に装着するように構成される、請求項７に記載の工作機械。

【請求項9】

コラムと、
前記コラムに上下方向に移動可能に支持されたサドルと、
前記サドルに設けられ、先端に工具を保持する主軸頭と、
前記サドルの側方に設けられた側面カバーと、
前記サドルの上方に設けられ、窓を有する上面カバーと、
前記側面カバーの外側の側方に隣接して設けられ、工具長さが所定長さ以下である短尺工具を収納する短尺工具マガジンと、
前記短尺工具マガジンと前記主軸頭との間で前記短尺工具の工具交換を行う短尺工具交換装置と、
前記上面カバーの上方に設けられ、前記短尺工具よりも工具長さの長い長尺工具を上面に載置する載置台であり、前記長尺工具を保持する長尺工具保持部材と、
前記長尺工具保持部材と前記主軸頭との間で前記長尺工具の工具交換を行う長尺工具交換装置と、を備え、
前記長尺工具交換装置は、
前記長尺工具を把持可能な把持部材と、
前記長尺工具を把持した状態の前記把持部材を、前記窓の上方位置と前記窓の下方位置の間で移動させる上下動装置と、
前記長尺工具を把持した状態の前記把持部材を、前記主軸頭の回転中心の軸方向に平行な水平方向に移動させる把持部材水平動装置と、を備え、
前記長尺工具交換装置は、前記上下動装置により前記長尺工具を把持した状態の前記把持部材を前記窓の下方位置に位置させた後に、前記把持部材水平動装置により前記把持部材を前記主軸頭に接近する方向に移動することによって、前記把持部材に把持された前記長尺工具を前記主軸頭に装着するように構成される、工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

マシニングセンタなどの工作機械は、多数の工具を収容し、工具交換装置によって主軸に装着する工具を自動で交換することができるように構成されている。工作機械に使用される工具には、種々の工具長さを有する工具が存在する。例えば、エンドミル、ドリル、フライスカッタなどのように工具長さが短い短尺工具や、ボーリング工具などのように工具長さの長い長尺工具が存在する。

【0003】

そして、工作機械に設けられる工具マガジンには、収容可能な工具長さの上限が定められており、上限である所定の長さ以下の短尺工具であれば、工具マガジンに収容可能となる。しかし、所定の長さより長い長尺工具は、工具マガジンに収容することができない。

【0004】

そこで、特許文献１～４には、長尺工具を短尺工具マガジンとは別に設置して、長尺工具の工具交換が可能となるように構成された工作機械が記載されている。特許文献１に記載の工作機械においては、ベッド上に移動可能に設けられたテーブルの上面において、工作物と並列な位置に長尺工具を載置している。長尺工具の交換は、ガントリーローダによって行う。

【0005】

特許文献２に記載の工作機械においては、パレット交換装置の上面のうち、パレット交換装置における加工側パレットと待機側パレットとの間の角度領域に、長尺工具を載置している。長尺工具の工具交換は、回転工具の中心軸方向に移動可能なテーブルを用いて行われる。

【0006】

特許文献３に記載の工作機械においては、主軸の側方に、短尺工具マガジンが設置され、かつ、短尺工具マガジンに対して上下方向に並列に長尺工具マガジンが設置されている。特許文献４に記載の工作機械においては、主軸の回転中心の軸方向が縦方向に構成されており、であって、主軸頭およびコラムの後方に長尺工具を配置している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１５－１８２１３８号公報

【文献】特開２０１５－１８６１８６号公報

【文献】特開２０１７－５２０２３号公報

【文献】特開２０１８－５８２０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１に記載の工作機械においては、長尺工具をテーブル上に配置しており、テーブルが大型化する。特許文献２に記載の工作機械においては、隙間スペースに長尺工具を配置しているが、パレット交換装置の構造が複雑になってしまう。特許文献３に記載の工作機械においては、主軸の側方に、短尺工具マガジンおよび長尺工具マガジンが配置されているため、短尺工具マガジンの設置スペースが小さくなり、短尺工具の収容数が低減する可能性がある。特許文献４に記載の工作機械においては、主軸頭およびコラムの後方に配置しており、機械本体の設置スペースよりもさらに広いスペースが必要となり、工作機械全体が大型となる。

【0009】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、工作機械の設置スペースを拡大することを抑制しつつ、簡易な構成により長尺工具を設置して工具交換可能となる工作機械を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様は、
コラムと、
前記コラムに上下方向に移動可能に支持されたサドルと、
前記サドルに設けられ、先端に工具を保持する主軸頭と、
前記サドルの側方に設けられた側面カバーと、
前記サドルの上方に設けられ、窓を有する上面カバーと、
前記側面カバーの外側の側方に隣接して設けられ、工具長さが所定長さ以下である短尺工具を収納する短尺工具マガジンと、
前記短尺工具マガジンと前記主軸頭との間で前記短尺工具の工具交換を行う短尺工具交換装置と、
前記上面カバーの上方に設けられ、前記短尺工具よりも工具長さの長い長尺工具を保持し、前記窓を通過可能に構成された長尺工具保持部材と、
前記長尺工具保持部材と前記主軸頭との間で前記長尺工具の工具交換を行う長尺工具交換装置と、を備え、
前記長尺工具交換装置は、
前記長尺工具を保持した状態の前記長尺工具保持部材を、前記窓の上方位置と前記窓の下方位置との間で移動させる上下動装置と、
前記長尺工具を保持した状態の前記長尺工具保持部材を、前記主軸頭の回転中心の軸方向に平行な水平方向に移動させる水平動装置と、を備え、
前記長尺工具交換装置は、前記上下動装置により前記長尺工具保持部材を前記窓の下方位置に位置させた後に、前記水平動装置により前記長尺工具保持部材を前記主軸頭に接近する方向に移動することによって、前記長尺工具保持部材に保持された前記長尺工具を前記主軸頭に装着するように構成される、工作機械にある。
本発明の他の態様は、
コラムと、
前記コラムに上下方向に移動可能に支持されたサドルと、
前記サドルに設けられ、先端に工具を保持する主軸頭と、
前記サドルの側方に設けられた側面カバーと、
前記サドルの上方に設けられ、窓を有する上面カバーと、
前記側面カバーの外側の側方に隣接して設けられ、工具長さが所定長さ以下である短尺工具を収納する短尺工具マガジンと、
前記短尺工具マガジンと前記主軸頭との間で前記短尺工具の工具交換を行う短尺工具交換装置と、
前記上面カバーの上方に設けられ、前記短尺工具よりも工具長さの長い長尺工具を上面に載置する載置台であり、前記長尺工具を保持する長尺工具保持部材と、
前記長尺工具保持部材と前記主軸頭との間で前記長尺工具の工具交換を行う長尺工具交換装置と、を備え、
前記長尺工具交換装置は、
前記長尺工具を把持可能な把持部材と、
前記長尺工具を把持した状態の前記把持部材を、前記窓の上方位置と前記窓の下方位置の間で移動させる上下動装置と、
前記長尺工具保持部材の下方に固定され、前記上面カバーに対して水平方向に移動可能に設けられ、前記窓を開閉可能に構成され、前記長尺工具保持部材と一体的に移動可能に構成された蓋部材と、
前記長尺工具保持部材および前記蓋部材を、前記上面カバーに対して水平方向に移動させる窓開閉水平動装置と、を備える、工作機械にある。
本発明の他の態様は、
コラムと、
前記コラムに上下方向に移動可能に支持されたサドルと、
前記サドルに設けられ、先端に工具を保持する主軸頭と、
前記サドルの側方に設けられた側面カバーと、
前記サドルの上方に設けられ、窓を有する上面カバーと、
前記側面カバーの外側の側方に隣接して設けられ、工具長さが所定長さ以下である短尺工具を収納する短尺工具マガジンと、
前記短尺工具マガジンと前記主軸頭との間で前記短尺工具の工具交換を行う短尺工具交換装置と、
前記上面カバーの上方に設けられ、前記短尺工具よりも工具長さの長い長尺工具を上面に載置する載置台であり、前記長尺工具を保持する長尺工具保持部材と、
前記長尺工具保持部材と前記主軸頭との間で前記長尺工具の工具交換を行う長尺工具交換装置と、を備え、
前記長尺工具交換装置は、
前記長尺工具を把持可能な把持部材と、
前記長尺工具を把持した状態の前記把持部材を、前記窓の上方位置と前記窓の下方位置の間で移動させる上下動装置と、
前記長尺工具を把持した状態の前記把持部材を、前記主軸頭の回転中心の軸方向に平行な水平方向に移動させる把持部材水平動装置と、を備え、
前記長尺工具交換装置は、前記上下動装置により前記長尺工具を把持した状態の前記把持部材を前記窓の下方位置に位置させた後に、前記把持部材水平動装置により前記把持部材を前記主軸頭に接近する方向に移動することによって、前記把持部材に把持された前記長尺工具を前記主軸頭に装着するように構成される、工作機械にある。

【発明の効果】

【0011】

上記工作機械によれば、短尺工具マガジンは、側面カバーの外側の側方に隣接して設けられている。そして、短尺工具交換装置によって、短尺工具マガジンと主軸頭との間で、短尺工具の工具交換が行われる。一方、長尺工具は、上面カバーの上方に設けられた長尺工具保持部材に保持されている。そして、長尺工具交換装置によって、長尺工具保持部材と主軸頭との間で長尺工具の工具交換が行われる。

【0012】

長尺工具保持部材は、短尺工具マガジンとは独立した別の位置に設けられている。そして、上述したように、短尺工具マガジンは、側面カバーの外側の側方に設けられ、長尺工具保持部材は、上面カバーの上方に設けられる。そのため、長尺工具保持部材は、上面カバーの上方であるため、工作機械の設置スペースを大きくする必要がない。

【0013】

さらに、長尺工具保持部材を上面カバーの上方に設けることにより、長尺工具保持部材および長尺工具交換装置が、他の装置構成に影響を及ぼすことがなく設置可能となる。例えば、工作物を載置するテーブル、パレット交換装置、短尺工具マガジンなどとは無関係に、長尺工具保持部材および長尺工具交換装置が設けられている。従って、長尺工具保持部材および長尺工具交換装置の構成が簡易となる。そして、短尺工具マガジンへの影響がないことから、短尺工具マガジンの収容数を少なくすることも必要ない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第一実施形態の工作機械の側方（Ｘ軸方向）から見た断面図である。

【図2】図１における工作機械の紙面上方（Ｙ軸方向）から見た断面図である。

【図3】図１における工作機械の紙面右側、すなわち工作機械の後方（Ｚ軸方向）から見た部分断面図である。

【図4】第一実施形態において長尺工具の交換動作のうち長尺工具保持部材を下降させた状態を示す図である。

【図5】図４の工作機械の紙面右側（工作機械の後方）から見た部分断面図である。

【図6】第一実施形態において長尺工具の交換動作のうち長尺工具を主軸頭に装着させた状態を示す図である。

【図7】第一実施形態において長尺工具の交換動作のうち長尺工具を長尺工具保持部材から離脱させた状態を示す図である。

【図8】図７の工作機械の紙面右側（工作機械の後方）から見た部分断面図である。

【図9】第一実施形態において長尺工具の交換動作のうち交換完了状態を示す図である。

【図10】第二実施形態の工作機械の後方（Ｚ軸方向）から見た部分断面図であって、長尺工具保持部材を下降させた状態を示す図である。

【図11】第三実施形態の工作機械の後方（Ｚ軸方向）から見た部分断面図であって、長尺工具保持部材を下降させた状態を示す図である。

【図12】第四実施形態の工作機械の側方（Ｘ軸方向）から見た断面図である。

【図13】図１２の工作機械の紙面右側（工作機械の後方）から見た部分断面図である。

【図14】第四実施形態において一方の長尺工具保持部材により長尺工具を保持した状態で、載置台および蓋部材を水平方向に移動させて、上面カバーの窓を開口させた状態を示す図である。

【図15】第四実施形態において長尺工具保持部材を下降させた状態を示す図である。

【図16】図１５の工作機械の紙面右側（工作機械の後方）から見た部分断面図である。

【図17】第四実施形態において長尺工具の交換動作のうち長尺工具を主軸頭に装着させた状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（１．第一実施形態）
（１－１．工作機械１の構成）
工作機械１の構成について図１～図３を参照して説明する。図１に示すように、工作機械１は、少なくとも工具Ｔ（回転工具Ｔ）の中心軸（主軸頭の回転中心軸）が水平方向となる位置に位置決め可能なマシニングセンタを例にあげる。

【0016】

従って、本形態においては、工作機械１は、工具Ｔの中心軸が水平方向に一致するように構成される場合を例にあげる。つまり、本形態における工作機械１は、水平方向の直交２軸のうち工具Ｔの中心軸に一致する方向をＺ軸方向とし、水平方向の直交２軸の他方であってＺ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とし、鉛直方向をＹ軸方向とする。

【0017】

なお、工作機械１は、以下に説明する構成の他に、工具Ｔの中心軸が水平方向に一致する姿勢に加えて、工具Ｔの中心軸が水平方向とは異なる方向となるように、工具Ｔの姿勢を変更可能な構成とすることも可能である。この場合、工作機械１は、例えば、工具Ｔを保持する主軸頭５（後述する）の姿勢を変更するための旋回機構を備え、工具Ｔの中心軸が、水平方向と垂直方向との間で変化するようにされる。

【0018】

本形態における工作機械１は、ベッド２、コラム３、サドル４、主軸頭５、テーブル６、一対のパレット７ａ，７ｂ、パレット交換装置８、全体カバー９を備える。ここで、本形態における工作機械１においては、工具Ｔを保持する主軸頭５が、ベッド２に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に移動し、工作物Ｗａ，Ｗｂを保持するテーブル６がベッド２に対してＺ軸方向に移動する構成を例にあげる。ただし、工作機械１は、少なくとも主軸頭５がＹ軸方向に移動する構成とし、主軸頭５およびテーブル６のいずれがＸ軸方向およびＺ軸方向に移動する構成としても良い。

【0019】

ベッド２は、工作機械１の設置面上に設置される。本形態においては、ベッド２は、例えば、長方形状の上面を有する。ただし、ベッド２の形状は、任意の形状とすることができる。ベッド２の上面には、Ｘ軸方向（図１の紙面垂直方向）に延在するＸ軸ガイド２１、Ｚ軸方向（図１の左右方向）に延在するＺ軸ガイド２２が設けられている。

【0020】

コラム３は、ベッド２の上面に支持される。本形態においては、コラム３は、ベッド２におけるＸ軸ガイド２１に支持されている。そして、コラム３は、ベッド２に対してＸ軸方向（水平方向）に移動可能に支持されている。コラム３は、ボールねじ装置やリニアモータなどのＸ軸駆動装置（図示せず）により直動駆動される。ただし、コラム３は、ベッド２に固定されるようにしても良いし、ベッド２に対してＺ軸方向に移動可能に設けられるようにしても良い。また、コラム３は、図１に示すように、Ｚ軸方向（図１の左右方向）を法線とする面に、Ｙ軸方向に延在するＹ軸ガイド３１を備える。

【0021】

サドル４は、コラム３におけるＹ軸ガイド３１に支持されている。そして、サドル４は、コラム３に対してＹ軸方向（上下方向）に移動可能に支持されている。サドル４は、ボールねじ装置やリニアモータなどのＹ軸駆動装置（図示せず）により直動駆動される。主軸頭５は、サドル４に設けられ、先端に工具Ｔを保持する。主軸頭５は、工具Ｔを着脱可能である。従って、主軸頭５に装着される工具Ｔは、交換可能となる。主軸頭５は、主軸ハウジングと、主軸ハウジングに回転可能に支持された主軸とを備えており、主軸の先端に工具Ｔが保持される。

【0022】

ここで、主軸頭５に保持される工具Ｔには、短尺工具Ｔａおよび長尺工具Ｔｂが存在する。従って、主軸頭５には、短尺工具Ｔａが装着されたり、長尺工具Ｔｂが装着されたりする。図１には、主軸頭５が短尺工具Ｔａを保持する状態を示している。

【0023】

短尺工具Ｔａは、工具長さが所定長さ以下の工具であって、長尺工具Ｔｂは、工具長さが所定長さよりも長い工具である。本形態において、所定長さは、後述する短尺工具マガジン１３に収容可能な工具長さの上限値に設定されている。短尺工具Ｔａは、例えば、エンドミル、ドリル、フライスカッタ、ギヤスカイビングカッタ、ホブカッタなどの回転工具である。長尺工具Ｔｂは、ボーリング工具などの回転工具である。

【0024】

テーブル６は、工作物Ｗａ，Ｗｂの一方を支持する。ただし、本形態においては、テーブル６は、後述するパレット７ａ，７ｂの一方を介して、工作物Ｗａ，Ｗｂの一方を支持する。

【0025】

テーブル６は、ベッド２におけるＺ軸ガイド２２に支持されている。そして、テーブル６は、ベッド２に対してＺ軸方向に移動可能に支持されている。従って、テーブル６は、主軸頭５に対して、水平方向において相対的に接近したり離間したりする。ただし、テーブル６は、ベッド２に固定されるようにしても良いし、ベッド２に対してＸ軸方向に移動可能に設けられるようにしても良い。

【0026】

テーブル６は、テーブル本体４１と、回転テーブル４２とを備える。テーブル本体４１は、Ｚ軸ガイド２２に支持され、ベッド２に対してＺ軸方向に移動する。回転テーブル４２は、テーブル本体４１の上面に、鉛直軸線回り（Ｂ軸）に回転可能に支持されている。テーブル本体４１は、ボールねじ装置やリニアモータなどのＺ軸駆動装置（図示せず）により直動駆動される。回転テーブル４２は、モータなどのＢ軸駆動装置（図示せず）により回転駆動される。

【0027】

パレット７ａ，７ｂは、工作物Ｗａ，Ｗｂを支持する。パレット７ａ，７ｂは、工作物取付用治具（図示せず）を介して、工作物Ｗａ，Ｗｂを固定しても良い。さらに、パレット７ａ，７ｂは、テーブル６の上面に対して着脱可能に設けられている。本形態においては、パレット７ａ，７ｂは、回転テーブル４２の上面に対して着脱可能である。

【0028】

パレット交換装置８は、鉛直軸線回りに旋回可能な一対の旋回アーム８ａ，８ｂを有し、一対のパレット７ａ，７ｂを保持可能である。パレット交換装置８は、一対の旋回アーム８ａ，８ｂの鉛直軸線回りの１８０度の旋回動作によって、Ｚ軸方向において主軸頭５側に位置するテーブル６への設置位置と、主軸頭５から遠い側に位置する段取位置の載置台８ｃとの間で、一対のパレット７ａ，７ｂを交換する。ただし、図１は、パレット交換装置８が、一方のパレット７ｂを保持し、他方のパレット７ａをテーブル６に引き渡した後の状態であって当該パレット７ａを保持していない状態を示す。

【0029】

全体カバー９は、ベッド２に取り付けられており、工作機械１のベッド２上の要素を囲むカバーである。特に、全体カバー９は、加工領域ＭＡ、非加工領域ＵＡ、段取領域ＰＡを囲む。本形態においては、全体カバー９は、左前面カバー５１、右前面カバー５２、左側面カバー５３、右側面カバー５４、背面カバー５５、上面カバー５６を備える。

【0030】

左前面カバー５１および右前面カバー５２は、工作機械１の前面（図１の左側）の一部に設けられている。左前面カバー５１と右前面カバー５２との間は、パレット交換装置８における段取位置の載置台８ｃに位置するパレット７ｂ上の工作物Ｗｂを交換する作業場所となる。左前面カバー５１と右前面カバー５２との間には、前面扉（図示せず）が設けられている。

【0031】

左側面カバー５３および右側面カバー５４は、コラム３およびサドル４が配置されている非加工領域ＵＡの側方、加工領域ＭＡの側方、および、パレット交換装置８における段取領域ＰＡの側方を覆うように設けられている。

【0032】

左側面カバー５３には、加工領域ＭＡに対応する位置に、短尺工具Ｔａの工具交換用の窓５３ａを備える。右側面カバー５４には、加工領域ＭＡに対応する位置に、作業者による作業用窓５４ａを備える。作業用窓５４ａには、開閉するための作業用扉５４ｂが設けられている。背面カバー５５は、コラム３が配置されている非加工領域ＵＡの背面を覆う。上面カバー５６は、ベッド２の上方を全面に亘って覆う。上面カバー５６には、長尺工具Ｔｂの工具交換用の窓５６ａを備える。

【0033】

ここで、加工領域ＭＡは、左側面カバー５３および右側面カバー５４に加えて、パレット交換装置８を構成する旋回カバー８ｄにより区画されている。さらに、工作機械１は、加工領域区画カバー１１，１２を備える。加工領域区画カバー１１，１２は、例えば、テレスコピックカバーや蛇腹カバーなどにより構成されている。加工領域区画カバー１１，１２は、加工領域ＭＡと、コラム３およびサドル４が配置されている非加工領域ＵＡとを区画する。さらに、加工領域区画カバー１１，１２は、主軸頭５のＸ軸方向およびＹ軸方向の移動に追従する。

【0034】

さらに、工作機械１は、短尺工具マガジン１３、短尺工具交換装置１４、長尺工具保持部材１５、長尺工具交換装置１６を備える。短尺工具マガジン１３および短尺工具交換装置１４は、工作機械１の側方に設けられ、長尺工具保持部材１５および長尺工具交換装置１６は、工作機械１の上方に設けられる。

【0035】

短尺工具マガジン１３は、複数のツールポット（登録商標）６１を有しており、複数のツールポット（登録商標）６１に複数の短尺工具Ｔａを収納する。短尺工具マガジン１３は、左側面カバー５３の外側の側方に隣接して設けられる。より詳細には、短尺工具マガジン１３は、コラム３、サドル４および主軸頭５の側方に位置する。短尺工具マガジン１３は、例えば、円盤のタレットタイプ、チェーンタイプ、マトリックスタイプなどを適用できる。

【0036】

短尺工具マガジン１３は、複数の短尺工具Ｔａを保持可能な複数のツールポット（登録商標）６１を備えており、ツールポット（登録商標）６１が移動可能に設けられている。短尺工具マガジン１３は、例えば、短尺工具Ｔａがツールポット（登録商標）６１に保持された状態において、短尺工具Ｔａの中心軸方向が側方（Ｘ軸方向）に向くように構成されている。従って、短尺工具マガジン１３のＸ軸方向の幅は、短尺工具Ｔａに分類される最大長さに対応する。また、短尺工具マガジン１３は、外側を覆うマガジンカバー６２を備える。

【0037】

短尺工具交換装置１４は、短尺工具マガジン１３と主軸頭５との間で短尺工具Ｔａの工具交換を行う。短尺工具Ｔａの工具交換とは、短尺工具マガジン１３から搬出された短尺工具Ｔａを主軸頭５に装着し、かつ、主軸頭５から取り外した短尺工具Ｔａを短尺工具マガジン１３に搬入することである。

【0038】

短尺工具交換装置１４は、例えば、ターン装置７１、交換アーム７２およびシャッター７３を備える。ターン装置７１は、所定位置（交換アーム７２に最も近い位置）に位置するツールポット（登録商標）６１の姿勢を変更する。詳細には、ターン装置７１は、所定位置に位置するツールポット（登録商標）６１の中心軸をＸ軸方向に向いている状態から、図Ｚ軸方向に向く状態へ旋回させる。

【0039】

交換アーム７２は、例えば、Ｓ字状に形成され、両端に短尺工具Ｔａを保持可能に構成されている。交換アーム７２の一端が、主軸頭５に保持された短尺工具Ｔａを保持し、他端が、ターン装置７１に保持された短尺工具Ｔａを保持する。そして、交換アーム７２が旋回することにより、主軸頭５とターン装置７１との間で短尺工具Ｔａを工具交換する。

【0040】

短尺工具交換装置１４のシャッター７３は、全体カバー９の左側面カバー５３のうち、交換アーム７２に近接する位置に設けられた窓を開閉可能に設けられている。シャッター７３は、交換アーム７２により短尺工具Ｔａの工具交換を行うタイミングにて、窓を開口させる。一方、シャッター７３は、工具交換を行わないときには、窓を閉塞している。

【0041】

長尺工具保持部材１５は、長尺工具Ｔｂを保持する。長尺工具Ｔｂを上面に載置する載置台８１により構成される。載置台８１は、例えば、長尺工具Ｔｂのホルダ部分と、長尺工具Ｔｂの工具軸部分とを保持する。より詳細には、載置台８１は、長尺工具Ｔｂのホルダ部分のうち、係止溝部分（交換アーム７２に係止される係止溝と同様の形状部分）や、主軸頭５に嵌合されるシャンク部分などを保持することができる。載置台８１は、例えば、Ｖ字状、Ｕ字状、円弧凹状などに形成される。

【0042】

また、長尺工具保持部材１５は、載置台８１に設けられたロック機構８２を備える。ロック機構８２は、載置台８１におけるＶ字状などの両先端部分に、載置台８１に長尺工具Ｔｂを載置した状態を維持するために長尺工具Ｔｂに係止可能に構成されている。ロック機構８２は、例えば、プランジャなどにより構成される。

【0043】

長尺工具保持部材１５は、基準状態においては、上面カバー５６の上方に設けられている。基準状態とは、長尺工具Ｔｂの工具交換を行っていない状態である。詳細には、長尺工具保持部材１５は、加工領域ＭＡの上方に設けられている。また、本形態においては、工作機械１は、複数（２個）の長尺工具保持部材１５を備える。複数の長尺工具保持部材１５は、上面カバー５６の上方において、長尺工具Ｔｂの中心軸方向が主軸頭５の回転中心の軸方向に一致する姿勢で、長尺工具Ｔｂを保持する。そして、複数の長尺工具保持部材１５が、Ｘ軸方向に並列して設けられている。

【0044】

また、長尺工具保持部材１５は、長尺工具Ｔｂを保持した状態で、上面カバー５６の窓５６ａを通過可能に構成されている。本形態においては、２個の長尺工具保持部材１５が、同時に、上面カバー５６の窓５６ａを通過可能に構成されている。

【0045】

長尺工具交換装置１６は、長尺工具保持部材１５と主軸頭５との間で長尺工具Ｔｂの工具交換を行う。長尺工具Ｔｂの工具交換とは、上面カバー５６の上方において長尺工具保持部材１５に保持された状態の長尺工具Ｔｂを主軸頭５に装着し、かつ、主軸頭５から取り外した長尺工具Ｔｂを、上面カバー５６の上方において長尺工具保持部材１５に保持された状態にすることである。

【0046】

長尺工具交換装置１６は、基準状態においては、長尺工具保持部材１５と同様に、上面カバー５６の上方に設けられている。長尺工具交換装置１６は、長尺工具Ｔｂを保持した状態の長尺工具保持部材１５を、上面カバー５６の窓５６ａの上方位置と下方位置との間で上下方向に移動可能に構成されると共に、主軸頭５の回転中心の軸方向に一致する水平方向に移動可能に構成される。長尺工具交換装置１６は、蓋部材９１、水平動装置９２、上下動装置９３を備える。

【0047】

蓋部材９１は、長尺工具保持部材１５を構成する載置台８１の下方に固定される。蓋部材９１は、上面カバー５６の窓５６ａよりも下方、すなわち加工領域ＭＡ側に位置する。そして、蓋部材９１は、長尺工具保持部材１５が窓５６ａの上方位置に位置する状態において上面カバー５６の窓５６ａを閉塞する。

【0048】

蓋部材９１は、窓５６ａを閉塞する状態から下方へ移動可能である。蓋部材９１は、窓５６ａから下方へ離れることによって、窓５６ａを開口した状態にする。このように、蓋部材９１は、窓５６ａを開閉可能に構成される。また、蓋部材９１は、長尺工具保持部材１５に固定されているため、長尺工具保持部材１５と一体的に移動可能に構成されている。そのため、蓋部材９１を移動させるための専用の駆動装置が不要となる。

【0049】

水平動装置９２は、上面カバー５６の上方に設けられ、長尺工具保持部材１５を主軸頭５の回転中心の軸方向に平行な水平方向に移動可能に構成される。水平動装置９２は、一対のフレーム１０１、一対の水平ガイド１０２、水平移動体１０３、駆動装置１０４を備える。

【0050】

一対のフレーム１０１は、上面カバー５６の上面に支持されており、Ｚ軸方向に延在するように設けられる。また、一対のフレーム１０１は、Ｘ軸方向に離間して設けられる。一対の水平ガイド１０２は、一対のフレーム１０１のそれぞれに、Ｚ軸方向に延在するように設けられている。一対の水平ガイド１０２は、一対のフレーム１０１の上面に設けられるようにしても良いし、一対のフレーム１０１の側面に設けられるようにしても良い。

【0051】

水平移動体１０３は、一対の水平ガイド１０２に跨って支持されている。そして、水平移動体１０３は、Ｚ軸方向に移動可能に支持されている。水平移動体１０３は、例えば、水平面上に平行な板状に形成されている場合を例にあげるが、任意の形状とすることができる。

【0052】

駆動装置１０４は、一対のフレーム１０１に設けられており、水平移動体１０３を一対のフレーム１０１に対して一対の水平ガイド１０２に沿って移動する。駆動装置１０４は、例えば、油圧や空圧のシリンダにより構成される。駆動装置１０４は、ボールねじ機構やリニアモータなどにより構成されるようにしても良い。駆動装置１０４は、制御装置の指令に基づいて駆動される。

【0053】

上下動装置９３は、上面カバー５６の上方に設けられ、長尺工具保持部材１５を窓５６ａの上方位置と下方位置との間で上下方向に移動可能に構成される。上下動装置９３は、水平動装置９２によって、長尺工具保持部材１５と一体的に水平方向に移動可能に構成される。上下動装置９３は、上下動壁部材１１１、一対の上下動ガイド１１２、上下移動体１１３、支持軸部材１１４、駆動装置１１５を備える。

【0054】

上下動壁部材１１１は、水平移動体１０３に固定されており、上下方向に延在する壁状に設けられている。上下動壁部材１１１における壁面の法線方向がＺ軸方向に一致するように設けられているが、当該構成に限定されるものではない。上下動壁部材１１１は、一対のフレーム１０１の間（Ｘ軸方向の間）に位置し、一対のフレーム１０１に対して上方位置から下方位置に亘って延在する。

【0055】

一対の上下動ガイド１１２は、上下動壁部材１１１の壁面に、上下方向に延在するように設けられている。上下移動体１１３は、一対の上下動ガイド１１２に跨って支持されている。そして、上下移動体１１３は、上下方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持されている。

【0056】

支持軸部材１１４は、上下移動体１１３に固定されており、上下方向に延在する軸部材である。支持軸部材１１４の下端は、蓋部材９１の上面に固定されており、蓋部材９１を上下動させる。また、蓋部材９１は、長尺工具保持部材１５に固定されているため、支持軸部材１１４は、蓋部材９１を介して長尺工具保持部材１５に固定されており、長尺工具保持部材１５を上下方向に移動させるように構成されている。

【0057】

駆動装置１１５は、上下動壁部材１１１に設けられおり、上下移動体１１３および支持軸部材１１４を上下動壁部材１１１に対して一対の上下動ガイド１１２に沿って移動する。駆動装置１１５は、例えば、ボールねじ機構やリニアモータなどにより構成される。駆動装置１１５は、油圧や空圧のシリンダにより構成されるようにしても良い。駆動装置１１５は、制御装置の指令に基づいて駆動される。

【0058】

（１－２．工作機械１の動作）
工作機械１の動作、特に、長尺工具Ｔｂの交換に関する動作について、図４～図９を参照して説明する。まず、動作の開始状態としての基準状態では、蓋部材９１が上面カバー５６の窓５６ａを閉塞している。従って、長尺工具保持部材１５は、上面カバー５６の上方に位置し、かつ、水平動装置９２および上下動装置９３も上面カバー５６の上方に位置する。

【0059】

さらに、図４に示すように、主軸頭５およびサドル４を、Ｙ軸方向に移動することによって、コラム３における上方位置に位置する長尺工具交換位置に移動する。さらに、テーブル６を、Ｚ軸方向に移動することによって、主軸頭５およびサドル４から離間させた長尺工具交換位置、すなわちパレット交換位置に移動する。

【0060】

そして、図４および図５に示すように、上下動装置９３により、長尺工具Ｔｂを保持した状態の長尺工具保持部材１５を、上面カバー５６の窓５６ａの下方位置に下降させる。蓋部材９１は、長尺工具保持部材１５の載置台８１の下面に固定されており、上下動装置９３の支持軸部材１１４の下端に固定されている。従って、上下動装置９３により、長尺工具保持部材１５を下降させると、蓋部材９１も一緒に下降して、上面カバー５６の窓５６ａが開口する。そのため、長尺工具保持部材１５は、開口した窓５６ａを通過することができる。そして、上下動装置９３により、長尺工具保持部材１５を、長尺工具保持部材１５により保持された長尺工具Ｔｂの中心軸が主軸頭５の中心軸に一致する位置に位置決めする。

【0061】

続いて、図６に示すように、水平動装置９２により、長尺工具Ｔｂを保持した状態の長尺工具保持部材１５を、主軸頭５の回転中心の軸方向のうち主軸頭５に接近する方向に水平移動させる。この動作によって、長尺工具保持部材１５に保持された長尺工具Ｔｂが、主軸頭５に装着される。なお、主軸頭５において、装着された長尺工具Ｔｂは、図示しないクランプ機構などによってクランプされる。

【0062】

ここで、水平動装置９２は、長尺工具保持部材１５のみならず、蓋部材９１および上下動装置９３も水平移動させる。つまり、加工領域ＭＡにおいて、長尺工具保持部材１５に加えて、蓋部材９１および上下動装置９３の支持軸部材１１４も主軸頭５に接近する。ただし、長尺工具Ｔｂが主軸頭５に装着されるまでの間において、蓋部材９１および支持軸部材１１４は、主軸頭５や周囲の部材に干渉しないように構成されている。

【0063】

続いて、図７および図８に示すように、上下動装置９３により、長尺工具保持部材１５を少し下降させる。このとき、長尺工具Ｔｂは主軸頭５に装着されている。長尺工具保持部材１５は、載置台８１の先端部分にロック機構８２を備える。ロック機構８２が長尺工具Ｔｂに係止することによって、長尺工具Ｔｂが載置台８１に載置された状態が維持される。

【0064】

そして、長尺工具保持部材１５の下降により、ロック機構８２による長尺工具Ｔｂに対する係止が解除されて、長尺工具保持部材１５が、主軸頭５に装着された長尺工具Ｔｂから離脱する。ロック機構８２は、例えば、プランジャなどにより構成されるため、容易に係止状態を解除できる。

【0065】

続いて、図９に示すように、水平動装置９２および上下動装置９３により、長尺工具保持部材１５を元の位置、すなわち上面カバー５６の上方位置に移動する。具体的には、まず、水平動装置９２により、長尺工具保持部材１５を、主軸頭５の回転中心の軸方向のうち主軸頭５から離間する方向に水平移動させる。

【0066】

続いて、上下動装置９３により、長尺工具保持部材１５を上昇させて、上面カバー５６の窓５６ａを通過させて上面カバー５６の上方位置に位置決めする。この状態において、長尺工具保持部材１５の載置台８１の下面に固定されている蓋部材９１が、上面カバー５６の窓５６ａを閉塞する。つまり、蓋部材９１は、加工領域ＭＡと上面カバー５６の上方領域とを区画する。このようにして、長尺工具保持部材１５および長尺工具交換装置１６は、基準状態に戻る。そして、長尺工具Ｔｂによる工作物Ｗａに対する加工が開始される。

【0067】

主軸頭５に装着されている長尺工具Ｔｂを取り外す場合には、上記の動作の逆の動作を行う。また、主軸頭５に長尺工具Ｔｂが装着されている状態を初期状態として、主軸頭５に別の長尺工具Ｔｂを装着する場合には、次のように行われる。

【0068】

まず、水平動装置９２および上下動装置９３を動作させることにより、長尺工具Ｔｂを保持していない一方の長尺工具保持部材１５に、主軸頭５に装着されている長尺工具Ｔｂを載置して、主軸頭５から長尺工具Ｔｂを取り外す。続いて、水平動装置９２および上下動装置９３を動作させることにより、他方の長尺工具保持部材１５に保持されている交換用の長尺工具Ｔｂを、主軸頭５に装着する。そして、長尺工具保持部材１５を上面カバー５６の上方位置に移動させる。

【0069】

（１－３．効果）
第一実施形態の工作機械１によれば、短尺工具マガジン１３は、左側面カバー５３の外側の側方に隣接して設けられている。そして、短尺工具交換装置１４によって、短尺工具マガジン１３と主軸頭５との間で、短尺工具Ｔａの工具交換が行われる。一方、長尺工具Ｔｂは、上面カバー５６の上方に設けられた長尺工具保持部材１５に保持されている。そして、長尺工具交換装置１６によって、長尺工具保持部材１５と主軸頭５との間で長尺工具Ｔｂの工具交換が行われる。

【0070】

長尺工具保持部材１５は、短尺工具マガジン１３とは独立した別の位置に設けられている。そして、上述したように、短尺工具マガジン１３は、左側面カバー５３の外側の側方に設けられ、長尺工具保持部材１５は、上面カバー５６の上方に設けられる。そのため、長尺工具保持部材１５は、上面カバー５６の上方であるため、工作機械１の設置スペースを大きくする必要がない。

【0071】

さらに、長尺工具保持部材１５を上面カバー５６の上方に設けることにより、長尺工具保持部材１５および長尺工具交換装置１６が、他の装置構成に影響を及ぼすことがなく設置可能となる。例えば、工作物Ｗａ，Ｗｂを載置するテーブル６、パレット交換装置８、短尺工具マガジン１３などとは無関係に、長尺工具保持部材１５および長尺工具交換装置１６が設けられている。従って、長尺工具保持部材１５および長尺工具交換装置１６の構成が簡易となる。そして、短尺工具マガジン１３への影響がないことから、短尺工具マガジン１３の収容数を少なくすることも必要ない。

【0072】

また、長尺工具保持部材１５は、長尺工具Ｔｂを上面に載置する載置台８１により構成されている。従って、長尺工具保持部材１５の構成が容易な構成となると共に、長尺工具Ｔｂを長時間安定して保持することが可能となる。さらに、長尺工具保持部材１５は、ロック機構８２を備えることにより、長尺工具Ｔｂを載置台８１に載置した状態を確実に維持することができる。

【0073】

さらに、長尺工具交換装置１６は、長尺工具保持部材１５の下方に固定され、上面カバー５６の窓５６ａを開閉可能に構成され、長尺工具保持部材１５と一体的に移動可能に構成された蓋部材９１を備える。従って、蓋部材９１を駆動する機構が、長尺工具保持部材１５を駆動する機構と兼用できる。

【0074】

さらに、長尺工具交換装置１６は、上下動装置９３に加えて、水平動装置９２を備える。つまり、長尺工具交換装置１６は、長尺工具保持部材１５を上下方向かつ水平方向に移動することができる。このような構成により、長尺工具保持部材１５と主軸頭５との間で、長尺工具Ｔｂの工具交換を容易に行うことができる。

【0075】

（２．第二実施形態）
第二実施形態の工作機械２００について図１０を参照して説明する。第二実施形態の工作機械２００は、第一実施形態の工作機械１に対して、長尺工具保持部材２１０のみ相違する。他の共通する構成は、同一符号を付して説明を省略する。

【0076】

長尺工具保持部材２１０は、上下動装置９３の支持軸部材１１４に固定されたベース部２１１と、ベース部２１１の下方に設けられた複数の把持部材２１２とを備える。ベース部２１１は、例えば、水平方向に延在する平板により構成される。

【0077】

把持部材２１２は、長尺工具Ｔｂを把持可能に構成される。把持部材２１２は、例えば、把持爪や把持アームなどにより構成される。把持部材２１２は、下端が開口するように設けられている。把持部材２１２は、長尺工具Ｔｂを把持すると共に、把持状態を解放することができる。把持部材２１２は、ベース部２１１に対して揺動可能に設けても良いし、スライド可能に設けても良い。

【0078】

第二実施形態の工作機械２００による長尺工具Ｔｂの工具交換は、第一実施形態に対して、長尺工具保持部材２１０により長尺工具Ｔｂを離脱する場合および把持する場合の動作が異なるのみで、他は同一である。長尺工具保持部材２１０による長尺工具Ｔｂの離脱および把持の動作は、把持部材２１２の開閉動作により行われる。第二実施形態の工作機械２００においても、第一実施形態の工作機械１と同様の効果を奏する。

【0079】

（３．第三実施形態）
第三実施形態の工作機械３００について図１１を参照して説明する。第三実施形態の工作機械３００は、第二実施形態の工作機械２００に対して、蓋部材３１０のみ相違する。他の共通する構成は、同一符号を付して説明を省略する。

【0080】

第三実施形態の工作機械３００において、蓋部材３１０は、長尺工具保持部材２１０を固定されていない。蓋部材３１０は、上面カバー５６に沿ってスライド可能となるように、上面カバー５６に設けられており、上面カバー５６の窓５６ａを開閉可能に構成されている。本形態においては、長尺工具Ｔｂの工具交換は、蓋部材３１０が水平方向にスライドして窓５６ａを開口した状態で行われ、工具交換が終了した場合に、蓋部材３１０がスライドして窓５６ａを閉塞する。

【0081】

（４．第四実施形態）
第四実施形態の工作機械４００について図１２～図１７を参照して説明する。第四実施形態の工作機械４００は、第一実施形態の工作機械１に対して、長尺工具保持部材４１０、蓋部材４２０、窓開閉水平動装置４３０、長尺工具交換装置１６を構成する把持ユニット４４０が相違する。他の共通する構成は、同一符号を付して説明を省略する。

【0082】

図１２および図１３に示すように、長尺工具保持部材４１０は、第一実施形態の長尺工具保持部材１５と同様の形状に形成されている。つまり、長尺工具保持部材４１０は、載置台８１（図３に示す）およびロック機構８２により構成される。長尺工具保持部材４１０は、上面カバー５６の窓５６ａの上方に常に位置する。

【0083】

蓋部材４２０は、長尺工具保持部材４１０の下面に固定されている。蓋部材４２０は、上面カバー５６の上方において、上面カバー５６にスライド可能に設けられており、上面カバー５６の窓５６ａを開閉可能に構成されている。本形態においては、長尺工具Ｔｂの工具交換は、蓋部材３１０がスライドして窓５６ａを開口した状態で行われ、工具交換が終了した場合に、蓋部材３１０がスライドして窓５６ａを閉塞する。また、蓋部材４２０は、長尺工具保持部材４１０に固定されているため、蓋部材４２０のスライドに伴って、長尺工具保持部材４１０も上面カバー５６に対してスライドする。

【0084】

窓開閉水平動装置４３０は、上面カバー５６の上面に設けられ、上面カバー５６に対して蓋部材４２０をスライドする。つまり、窓開閉水平動装置４３０によって、蓋部材４２０がスライドし、窓５６ａを開閉する。窓開閉水平動装置４３０は、シリンダ、ボールねじ、リニアモータなどを適用できる。

【0085】

把持ユニット４４０は、上下動装置９３の支持軸部材１１４に固定されたベース部４４１と、ベース部４４１に設けられた複数の把持部材４４２とを備える。把持ユニット４４０のベース部４４１は、上下動装置９３の支持軸部材１１４に固定されているため、把持ユニット４４０は、上下動装置９３の支持軸部材１１４と一体的に移動する。

【0086】

ベース部４４１は、例えば、水平方向に延在する平板により構成される。把持部材４４２は、長尺工具Ｔｂを把持可能に構成される。把持部材４４２は、例えば、把持爪や把持アームなどにより構成される。把持部材４４２は、長尺工具Ｔｂを把持すると共に、把持状態を解放することができる。把持部材４４２は、ベース部４４１に対して揺動可能に設けても良いし、スライド可能に設けても良い。

【0087】

次に、第四実施形態の工作機械４００において長尺工具Ｔｂの交換に関する動作について説明する。図１４に示すように、把持ユニット４４０の把持部材４４２により、長尺工具保持部材４１０に保持されている１つの長尺工具Ｔｂを把持する。続いて、上下動装置９３（把持部材上下動装置）により、把持ユニット４４０を上昇させる。つまり、把持ユニット４４０が、１つの長尺工具Ｔｂを把持した状態で持ち上げる。

【0088】

続いて、図１４に示すように、窓開閉水平動装置４３０により、蓋部材４２０を上面カバー５６に対してスライドさせて、上面カバー５６の窓５６ａを開口する。上述したように、把持ユニット４４０によって１つの長尺工具Ｔｂが把持されているため、蓋部材４２０と一緒にスライドする１つの長尺工具保持部材４１０には、長尺工具Ｔｂが保持されていない。

【0089】

続いて、図１５および図１６に示すように、上下動装置９３により、長尺工具Ｔｂを把持した状態の把持ユニット４４０を下降させる。把持ユニット４４０および把持ユニット４４０に把持されている長尺工具Ｔｂは、上面カバー５６の窓５６ａを通過して加工領域ＭＡに進入する。そして、上下動装置９３により、把持ユニット４４０を、把持ユニット４４０により把持された長尺工具Ｔｂの中心軸が主軸頭５の中心軸に一致する位置に位置決めする。

【0090】

続いて、図１７に示すように、水平動装置９２（把持部材水平動装置）により、長尺工具Ｔｂを把持した状態の把持ユニット４４０を、主軸頭５の回転中心の軸方向のうち主軸頭５に接近する方向に水平移動させる。この動作によって、把持ユニット４４０に把持された長尺工具Ｔｂが、主軸頭５に装着される。なお、主軸頭５において、装着された長尺工具Ｔｂは、図示しないクランプ機構などによってクランプされる。

【0091】

続いて、把持ユニット４４０の把持部材４４２が長尺工具Ｔｂを解放した状態にして、上記の逆の動作を行う。このようにして、長尺工具保持部材４１０に保持されていた長尺工具Ｔｂが、主軸頭５に装着される。また、主軸頭５に装着されている長尺工具Ｔｂを取り外す場合には、上記の動作の逆の動作を行う。第四実施形態においても、第一実施形態と同様の効果を奏する。

【符号の説明】

【0092】

１，２００，３００，４００ 工作機械
３ コラム
４ サドル
５ 主軸頭
１３ 短尺工具マガジン
１４ 短尺工具交換装置
１５，２１０，４１０ 長尺工具保持部材
１６ 長尺工具交換装置
５３ 左側面カバー
５３ａ 短尺工具交換用の窓
５６ 上面カバー
５６ａ 長尺工具交換用の窓
Ｔａ 短尺工具
Ｔｂ 長尺工具

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】