JP6770625B1 - 工具クランプ装置および工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】クランプされた工具を回転させることが可能な工具クランプ装置と、そのような工具クランプ装置を備える工作機械と、を提供する。【解決手段】刃物台３１は、クランプ機構部１３１と、第１ピストン６１とを備える。第１ピストン６１は、第１対向部６３および第２対向部６４を有し、クランプ機構部１３１は、レバー１３５を有する。第１ピストン６１は、レバー１３５および第１対向部６３が接触し、クランプ機構部１３１をクランプ状態に動作させる第１位置と、レバー１３５および第２対向部６４が接触し、クランプ機構部１３１をアンクランプ状態に動作させる第２位置との間で往復移動する。刃物台３１は、第１ピストン６１を第１位置および第２位置の間の第３位置に移動させる第２ピストン７１を備える。第１ピストン６１が第３位置にある場合に、レバー１３５が第１対向部６３および第２対向部６４から離間する。【選択図】図１１

Description

この発明は、工具クランプ装置および工作機械に関する。

たとえば、特開昭５８−１４９１５１号公報（特許文献１）には、タレット刃物台が開示されている。タレット刃物台には、マシニングセンタ用工具を旋盤用の工具として装着可能となるように、工具ホルダ取り付け部、アンクランプシリンダ機構およびクランプシリンダ機構が設けられている。

特開昭５８−１４９１５１号公報

上述の特許文献１に開示されるように、刃物台や工具主軸など、工具をクランプする機能を備えた工具クランプ装置が知られている。工具クランプ装置の構造としては、工具をクランプ可能なクランプ機構部と、クランプ機構部をクランプ動作およびアンクランプ動作させるためのピストンとを備えるものがある。このような工具クランプ装置においてクランプされた工具の回転を実現しようとすると、クランプ機構部の構造によっては、停止側のピストンと、工具とともに回転する回転側のクランプ機構部との接触が問題となる場合がある。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、クランプされた工具を回転させることが可能な工具クランプ装置と、そのような工具クランプ装置を備える工作機械とを提供することである。

この発明に従った工具クランプ装置は、回転工具が着脱可能に装着される工具クランプ装置である。工具クランプ装置は、クランプ機構部と、所定軸を中心にその軸方向に往復移動する第１ピストンとを備える。クランプ機構部は、所定軸の軸方向において対向する第１対向部および第２対向部と、第１対向部および第２対向部の間に配置される係止部とのいずれか一方を有する。第１ピストンは、第１対向部および第２対向部と、係止部とのいずれか他方を有する。第１ピストンは、係止部および第１対向部が接触し、クランプ機構部を、回転工具をクランプするクランプ状態に動作させる第１位置と、係止部および第２対向部が接触し、クランプ機構部を、回転工具をアンクランプするアンクランプ状態に動作させる第２位置との間で往復移動する。工具クランプ装置は、第１ピストンを、所定軸の軸方向において第１位置および第２位置の間に位置する第３位置に移動させる第２ピストンをさらに備える。第１ピストンが第３位置に位置決めされた場合に、クランプ機構部がクランプ状態に保持され、係止部が第１対向部および第２対向部から離間する。

また好ましくは、クランプ機構部は、所定軸の半径方向外側に向けて延出し、係止部に対応するレバーを有する。第１ピストンには、所定軸の半径方向外側に向けて窪む凹形状をなし、レバーが配置される凹部が設けられる。第１ピストンは、凹部の壁面を構成し、第１対向部および第２対向部にそれぞれ対応する第１壁面および第２壁面を有する。

また好ましくは、工具クランプ装置は、第１ピストンおよび第２ピストンが嵌め合わされ、第１ピストンを第１位置に移動させる場合に油圧が供給される第１油圧室と、第１ピストンを第２位置に移動させる場合に油圧が供給される第２油圧室とを区画形成するシリンダをさらに備える。第１ピストンおよび第２ピストンは、第１ピストンを第３位置に移動させるために油圧が供給される第３油圧室を区画形成する。第３油圧室は、第１油圧室および第２油圧室よりも、所定軸の半径方向内側に設けられる。

また好ましくは、工具クランプ装置は、第１ピストンに設けられ、第３油圧室に油圧が供給された場合に第２ピストンと係止されることによって、第１ピストンを第３位置に保持する係止部材をさらに備える。

また好ましくは、第２油圧室に油圧が供給された場合に、第２ピストンは、係止部材が第２ピストンと係止されることによって、第１ピストンと一体となって移動する。

この発明に従った工作機械は、上述のいずれかに記載の工具クランプ装置と、工具クランプ装置に装着される回転工具を交換するための自動工具交換装置とを備える。

この発明に従えば、クランプされた工具を回転させることが可能な工具クランプ装置と、そのような工具クランプ装置を備える工作機械とを提供することができる。

この発明の実施の形態における工作機械を示す斜視図である。 刃物台における工具の自動交換位置を示す側面図である。 刃物台における工具のワーク加工位置を示す側面図である。 刃物台を示す断面図である。 刃物台を示す別の断面図である。 回転工具用の第１工具ホルダを示す斜視図である。 固定工具用の第２工具ホルダを示す斜視図である。 図６中の第１工具ホルダを示す断面図である。 図７中の第２工具ホルダを示す断面図である。 第１工具ホルダが装着された刃物台（クランプ時）を示す断面図である。 第１工具ホルダが装着された刃物台（ワーク加工時）を示す断面図である。 第１工具ホルダが装着された刃物台（アンクランプ時）を示す断面図である。 第２工具ホルダが装着された刃物台（クランプ時）を示す断面図である。 図４中の２点鎖線ＸＩＶで囲まれた範囲のホルダ装着部を拡大して示す断面図である。 図１１中のＸＶ−ＸＶ線上の矢視方向に見た刃物台を示す断面図である。 図１０中の２点鎖線ＸＶＩで囲まれた範囲の刃物台を拡大して示す断面図である。 図１７は、図１６中のＸＶＩＩに示す方向に見た刃物台を示す図である。 図１５中の刃物台において、ホルダ装着部から第１工具ホルダを着脱する工程を示す断面図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、この発明の実施の形態における工作機械を示す斜視図である。図１中では、工作機械の外観をなすカバー体が透視されることにより、工作機械の内部構造が示されている。

図１を参照して、本実施の形態における工作機械１０は、回転するワークに工具を接触させることによって、ワーク加工を行なう旋盤である。工作機械１０には、停止するワークに回転する工具を接触させることによって、ワーク加工を行なうミーリング機能が備わっている。

工作機械１０は、コンピュータによる数値制御によって、ワーク加工のための各種動作が自動化されたＮＣ（Numerically Control）工作機械である。

まず、工作機械１０の全体構造について説明する。工作機械１０は、ベッド１１と、主軸台２１と、刃物台３１と、自動工具交換装置１８（後出の図２を参照）とを有する。

ベッド１１は、主軸台２１、刃物台３１および自動工具交換装置１８等を支持するためのベース部材であり、工場などの床面上に設置される。ベッド１１は、鋳鉄などの金属から形成されている。

主軸台２１は、ベッド１１に取り付けられている。主軸台２１は、主軸（不図示）を有する。主軸は、水平方向に延びるＺ軸に平行な中心軸１０１を中心に回転駆動する。主軸の先端には、ワークを着脱可能に保持可能なチャック機構が設けられている。チャック機構に保持されたワークは、主軸の回転駆動に伴って、中心軸１０１を中心に回転する。

刃物台３１は、カバー体（不図示）によって区画形成される加工エリア内に設けられている。刃物台３１は、タレット型刃物台であり、Ｚ軸に平行な中心軸（旋回中心軸）１０２を中心に旋回可能である。

刃物台３１は、刃物台ベース３２と、タレット３３と、複数の工具ホルダ１２１とを有する。刃物台ベース３２には、刃物台３１を旋回駆動させるためのモータ等が搭載されている。刃物台ベース３２は、後述する横送り台に取り付けられている。

タレット３３は、刃物台ベース３２から、Ｚ軸方向において主軸台２１に近接する方向に突出するように設けられている。タレット３３は、旋回中心軸１０２の軸方向が厚み方向となる円盤形状を有する。タレット３３は、旋回中心軸１０２を中心に旋回可能である。

複数の工具ホルダ１２１は、タレット３３に装着されている。複数の工具ホルダ１２１は、ボルトを用いてタレット３３に締結されている。複数の工具ホルダ１２１は、旋回中心軸１０２の周方向に並んで設けられている。各工具ホルダ１２１は、工具を保持可能なように構成されている。

刃物台３１は、サドル１６および横送り台（不図示）を介して、ベッド１１に取り付けられている。サドル１６は、各種の送り機構や案内機構、サーボモータなどによって、Ｚ軸方向に移動可能である。横送り台は、各種の送り機構や案内機構、サーボモータなどによって、Ｚ軸に直交し、鉛直方向に対して傾斜するＸ軸方向に移動可能である。サドル１６および横送り台が、それぞれ、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に移動することによって、工具ホルダ１２１に保持された工具によるワークの加工位置をＺ軸−Ｘ軸平面内で移動させることができる。

図２は、刃物台における工具の自動交換位置を示す側面図である。図３は、刃物台における工具のワーク加工位置を示す側面図である。

図１から図３を参照して、タレット３３が旋回中心軸１０２を中心に旋回することによって、工具ホルダ１２１に保持された工具が旋回中心軸１０２の周方向に移動する。自動工具交換装置（ＡＴＣ：Automatic Tool Changer）１８は、工具を把持可能なダブルアーム等を有しており、加工エリア内の刃物台３１と、加工エリア外の工具マガジン（不図示）との間で工具を交換可能なように構成されている。

図２に示されるように、自動工具交換装置１８は、刃物台３１の機械前方側に設けられている。自動工具交換装置１８により刃物台３１における工具を交換する場合、交換対象となる工具を保持する工具ホルダ１２１は、図中の工具自動交換位置Ｊに位置決めされる。図３に示されるように、刃物台３１における工具によりワークＷの加工を行なう場合、加工に用いられる工具を保持する工具ホルダ１２１は、図中のワーク加工位置Ｋに位置決めされる。

なお、上記の工具自動交換位置Ｊおよびワーク加工位置Ｋの各位置は、特に限定されるものではない。たとえば、自動工具交換装置１８が機械後方側に設けられる場合、工具自動交換位置Ｊは、図３に示されるワーク加工位置Ｋから１８０°ずれた位置であってもよい。

続いて、刃物台３１のタレット３３側の構造について説明する。図４および図５は、刃物台を示す断面図である。図４および図５中には、工具ホルダ１２１が取り外された状態の刃物台３１が示されている。図４に示される断面は、図２中のＩＶ−ＩＶ線上の矢視方向に見た工具自動交換位置Ｊにおける刃物台３１の断面に対応している。図５に示される断面は、図３中のＶ−Ｖ線上の矢視方向に見たワーク加工位置Ｋにおける刃物台３１の断面に対応している。

図４および図５を参照して、刃物台３１（タレット３３）は、リング部材３４をさらに有する。リング部材３４は、旋回中心軸１０２を中心とするリング形状を有する。リング部材３４には、周回溝３５が設けられている。周回溝３５は、旋回中心軸１０２の半径方向内側に向けて凹み、旋回中心軸１０２を中心に周回する溝形状を有する。

刃物台３１は、エア供給部４１をさらに有する。エア供給部４１は、図４に示される工具自動交換位置Ｊにおける刃物台３１の断面位置に設けられている。エア供給部４１には、第１エア流路４３が設けられている。第１エア流路４３には、エア供給源４６からのエアが供給される。

リング部材３４には、ノズル挿入孔４４がさらに設けられている。ノズル挿入孔４４は、周回溝３５の溝底から、旋回中心軸１０２の半径方向内側に向けて凹む有底の孔である。エア供給部４１は、エアノズル４２を有する。エアノズル４２には、貫通孔４３ｈが設けられている。貫通孔４３ｈは、第１エア流路４３からのエアの吐出口をなしている。

刃物台３１は、モータ３６をさらに有する。モータ３６は、図５に示されるワーク加工位置Ｋにおける刃物台３１の断面位置に設けられている。モータ３６は、タレット３３に内蔵されている。

モータ３６は、ロータ軸３７を有する。ロータ軸３７は、旋回中心軸１０２の半径方向に延びる中心軸１０６に沿って軸状に延びている。ロータ軸３７は、中心軸１０６を中心に回転可能なように支持されている。ロータ軸３７の先端部には、係合溝３８が設けられている。係合溝３８は、ロータ軸３７の先端部の端面から凹み、一方向に延びる溝形状を有する。係合溝３８は、旋回中心軸１０２の周方向において、周回溝３５と一続きに設けられている。

なお、後で詳細に説明するが、エア供給部４１は、刃物台３１に装着される工具の自動交換時にエアパージを行なう。モータ３６は、刃物台３１に回転工具が装着された場合に、その回転工具に回転を出力する。

続いて、工具ホルダ１２１の構造について説明する。図６は、回転工具用の第１工具ホルダを示す斜視図である。図７は、固定工具用の第２工具ホルダを示す斜視図である。図８は、図６中の第１工具ホルダを示す断面図である。図９は、図７中の第２工具ホルダを示す断面図である。

なお、工具ホルダ１２１は、図４中の矢印２０１に示される方向から刃物台３１におけるホルダ挿入孔５８に挿入されることによって、刃物台３１に装着される。図６から図９中に示される中心軸１０６は、工具ホルダ１２１が刃物台３１に装着された場合に、図４および図５中に示される中心軸１０６と一致する。

以下の説明においては、ホルダ挿入孔５８に対する工具ホルダ１２１の挿入方向の奥側方向を、「中心軸１０６の軸方向の後方」ともいい、ホルダ挿入孔５８に対する工具ホルダ１２１の挿入方向の手前側方向を、「中心軸１０６の軸方向の前方」ともいう。

図６から図９を参照して、刃物台３１は、工具ホルダ１２１として、第１工具ホルダ１２１Ａおよび第２工具ホルダ１２１Ｂを有する。第１工具ホルダ１２１Ａは、回転工具を保持するための工具ホルダである。第２工具ホルダ１２１Ｂは、固定工具を保持するための工具ホルダである。

回転工具は、回転しながらワークを加工する工具であり、ドリル、エンドミルまたはリーマ等である。固定工具は、回転するワークを加工する工具であり、外径切削用バイト、内径切削用バイト、端面切削用バイトまたは突っ切りバイト等である。

第１工具ホルダ１２１Ａおよび第２工具ホルダ１２１Ｂの各々は、クランプ機構部１３１を有する。クランプ機構部１３１は、工具をクランプ可能なように構成されている。

クランプ機構部１３１は、ドローバ１３２と、コレット１３６と、スライド部材１３４とを有する。

ドローバ１３２は、中心軸１０６の軸上に設けられている。ドローバ１３２は、中心軸１０６の軸方向の前後方向にスライド移動が可能なように設けられている。コレット１３６は、ドローバ１３２の前端部に取り付けられている。コレット１３６は、中心軸１０６の軸方向の前後方向におけるドローバ１３２のスライド移動に伴って、中心軸１０６を中心に拡径または縮径するように変形する。

ドローバ１３２には、挿入孔１３２ｈが設けられている。挿入孔１３２ｈは、中心軸１０６の軸上で延び、中心軸１０６の軸方向の後方を向いて開口している。スライド部材１３４は、中心軸１０６の軸方向においてドローバ１３２と並んで設けられている。スライド部材１３４は、挿入孔１３２ｈに挿入されている。

スライド部材１３４は、レバー（係止部）１３５を有する。レバー１３５は、中心軸１０６の半径方向外側に向けて延出するレバー形状を有する。スライド部材１３４は、複数のレバー１３５を有する。スライド部材１３４は、３つのレバー１３５を有する。複数のレバー１３５は、中心軸１０６の周方向に互いに間隔を設けて配置されている。複数のレバー１３５は、中心軸１０６の周方向において等間隔に設けられている（後出の図１５を参照のこと）。

複数のレバー１３５に対して、中心軸１０６の軸方向の後方に向けた外力が加わると、スライド部材１３４が中心軸１０６の軸方向の後方にスライド移動する。このとき、スライド部材１３４とともにドローバ１３２が中心軸１０６の軸方向の後方にスライド移動することによって、コレット１３６が中心軸１０６を中心に拡径するように変形する。工具が、コレット１３６により把持され、中心軸１０６の軸方向の後方に引き込まれることによって、工具のクランプ状態が得られる。

複数のレバー１３５に対して、中心軸１０６の軸方向の前方に向けた外力が加わると、スライド部材１３４が中心軸１０６の軸方向の前方にスライド移動する。このとき、スライド部材１３４とともにドローバ１３２が中心軸１０６の軸方向の前方にスライド移動することによって、コレット１３６が中心軸１０６を中心に縮径するように変形する。コレット１３６による工具の把持が解除され、工具が中心軸１０６の軸方向の前方に押し出されることによって、工具のアンクランプ状態が得られる。

ドローバ１３２は、楔機構部１３３を有する。工具のクランプ時、スライド部材１３４が中心軸１０６の軸方向の後方にスライドすると、スライド部材１３４から楔機構部１３３に中心軸１０６の半径方向外側に向けた力が作用し、楔機構部１３３において楔効果が発生する。これにより、複数のレバー１３５に対する中心軸１０６の軸方向の後方に向けた力の付加が解消された場合であっても、工具のクランプ状態が保持される。

図６および図８を参照して、第１工具ホルダ１２１Ａは、外側ハウジング（第２ハウジング部材）１４１と、内側ハウジング１４３と、第１軸受け１４２と、リヤメンバ１５１とをさらに有する。

内側ハウジング１４３は、中心軸１０６を中心とする円筒形状を有する。内側ハウジング１４３の内側には、クランプ機構部１３１が設けられている。内側ハウジング１４３には、工具挿入孔１４５が設けられている。工具挿入孔１４５は、中心軸１０６の軸方向の前方を向いて開口している。工具挿入孔１４５には、クランプ機構部１３１におけるドローバ１３２およびコレット１３６が配置されている。工具挿入孔１４５には、クランプ機構部１３１によりクランプされる回転工具が挿入される。

内側ハウジング１４３には、複数の開口部１４４が設けられている。開口部１４４は、中心軸１０６の半径方向において内側ハウジング１４３を貫通している。複数の開口部１４４は、中心軸１０６を中心に複数のレバー１３５に対応する位相位置にそれぞれ設けられている。複数のレバー１３５は、それぞれ、複数の開口部１４４を通じて、内側ハウジング１４３の外部に延出している（後出の図１５を参照のこと）。

外側ハウジング１４１は、中心軸１０６を中心とする円筒形状を有する。外側ハウジング１４１は、内側ハウジング１４３の外周上に設けられている。外側ハウジング１４１は、中心軸１０６の軸方向において、第１工具ホルダ１２１Ａの前端部寄りの位置に設けられている。刃物台３１に対する第１工具ホルダ１２１Ａの装着時に、外側ハウジング１４１は、図４および図５に示される後出のフロントハウジング５７に締結される。

第１軸受け１４２は、内側ハウジング１４３および外側ハウジング１４１の間に介挿されている。第１軸受け１４２は、中心軸１０６の軸方向において、第１工具ホルダ１２１Ａの前端部寄りの位置に設けられている。クランプ機構部１３１は、内側ハウジング１４３を介して、第１軸受け１４２により中心軸１０６を中心に回転可能に支持されている。第１軸受け１４２は、アンギュラ玉軸受けである。

リヤメンバ１５１は、第１工具ホルダ１２１Ａの後端部に設けられている。リヤメンバ１５１は、内側ハウジング１４３に締結されている。リヤメンバ１５１は、中心軸１０６の軸方向の後方を向いて開口する内側ハウジング１４３の開口を閉塞するように設けられている。

リヤメンバ１５１は、第１接続部１５２を有する。第１接続部１５２は、中心軸１０６の軸上で延び、中心軸１０６の軸方向の後方に向けて突出している。第１接続部１５２は、中心軸１０６に直交する平面により切断された場合に矩形断面を有するキー形状を有する。

第１接続部１５２には、第２エア流路１５３が設けられている。第２エア流路１５３は、中心軸１０６の軸上で延び、中心軸１０６の軸方向の後方を向いて開口している。第２エア流路１５３は、第１接続部１５２から、リヤメンバ１５１および内側ハウジング１４３の内部を順に延びて、工具挿入孔１４５を規定する内側ハウジング１４３の内周面に開口している。

図７および図９を参照して、第２工具ホルダ１２１Ｂは、ハウジング１７１と、リヤメンバ１６１とをさらに有する。

ハウジング１７１は、中心軸１０６を中心とする円筒形状を有する。ハウジング１７１の内側には、クランプ機構部１３１が設けられている。ハウジング１７１には、工具挿入孔１７５が設けられている。工具挿入孔１７５は、中心軸１０６の軸方向の前方を向いて開口している。工具挿入孔１７５には、クランプ機構部１３１におけるドローバ１３２およびコレット１３６が配置されている。工具挿入孔１７５には、クランプ機構部１３１によりクランプされる固定工具が挿入される。

ハウジング１７１には、複数の開口部１７４が設けられている。複数の開口部１７４は、第１工具ホルダ１２１Ａの内側ハウジング１４３における複数の開口部１４４と同様の形態により設けられている。

リヤメンバ１６１は、第２工具ホルダ１２１Ｂの後端部に設けられている。リヤメンバ１６１は、ハウジング１７１に締結されている。リヤメンバ１６１は、中心軸１０６の軸方向の後方を向いて開口するハウジング１７１の開口を閉塞するように設けられている。

リヤメンバ１６１は、第２接続部１６２を有する。第２接続部１６２は、中心軸１０６の軸上で延び、中心軸１０６の軸方向の後方に向けて突出している。第２接続部１６２は、中心軸１０６に直交する平面により切断された場合に円形断面を有するピン形状を有する。

第２接続部１６２には、第３エア流路１６３が設けられている。第３エア流路１６３は、中心軸１０６の軸上で延び、中心軸１０６の軸方向の後方を向いて開口している。第３エア流路１６３は、第２接続部１６２から、リヤメンバ１６１およびハウジング１７１の内部を延びて、工具挿入孔１７５を規定するハウジング１７１の内周面に開口している。

図６から図９を参照して、第１工具ホルダ１２１Ａおよび第２工具ホルダ１２１Ｂは、略同一の外観をなしている。第１工具ホルダ１２１Ａおよび第２工具ホルダ１２１Ｂは、全体として、中心軸１０６の軸方向の前方側から後方側に向かうほど直径が小さくなる外観をなしている。

続いて、工具ホルダ１２１（１２１Ａ，１２１Ｂ）が装着されるホルダ装着部５０の構造について説明する。

図１０は、第１工具ホルダが装着された刃物台（クランプ時）を示す断面図である。図１１は、第１工具ホルダが装着された刃物台（ワーク加工時）を示す断面図である。図１２は、第１工具ホルダが装着された刃物台（アンクランプ時）を示す断面図である。

図１０中には、回転工具のクランプ時であって、図２中の工具自動交換位置Ｊにおける刃物台３１の断面が示されている。図１１中には、回転工具によるワーク加工時であって、図３中のワーク加工位置Ｋにおける刃物台３１の断面が示されている。図１２中には、回転工具のアンクランプ時であって、図２中の工具自動交換位置Ｊにおける刃物台３１の断面が示されている。

図１３は、第２工具ホルダが装着された刃物台（クランプ時）を示す断面図である。図１３中には、代表的に、固定工具のクランプ時であって、図２中の工具自動交換位置Ｊにおける刃物台３１の断面が示されている。

図４および図５ならびに図１０から図１３を参照して、刃物台３１は、複数のホルダ装着部５０をさらに有する。

複数のホルダ装着部５０は、タレット３３の外周面に設けられている。複数のホルダ装着部５０は、旋回中心軸１０２の周方向に並んで設けられている。複数のホルダ装着部５０は、互いに同一の構造を有する。

ホルダ装着部５０は、第１工具ホルダ１２１Ａおよび第２工具ホルダ１２１Ｂのいずれか一方が選択的に装着されるように構成されている。すなわち、ユーザは、工作機械１０において実行するワーク加工の内容に合わせて、各ホルダ装着部５０に、回転工具を保持するための第１工具ホルダ１２１Ａを装着することも可能であるし、固定工具を保持するための第２工具ホルダ１２１Ｂを装着することも可能である。

図１４は、図４中の２点鎖線ＸＩＶで囲まれた範囲のホルダ装着部を拡大して示す断面図である。

図４および図１４を参照して、ホルダ装着部５０は、シリンダ５２と、フロントハウジング（第１ハウジング部材）５７と、ベアリングハウジング５６とを有する。

シリンダ５２は、円筒部５３と、後壁部５４とを有する。円筒部５３は、中心軸１０６を中心とする円筒形状を有する。

円筒部５３は、第１内周面５３ｐと、第２内周面５３ｑと、第３内周面５３ｒとを有する。第１内周面５３ｐ、第２内周面５３ｑおよび第３内周面５３ｒは、挙げた順に、中心軸１０６の軸方向の前方側から後方側に向けて並んでいる。第２内周面５３ｑは、第３内周面５３ｒよりも大きい内径を有する。第１内周面５３ｐは、第２内周面５３ｑよりも大きい内径を有する。

後壁部５４は、中心軸１０６の軸方向の後方における円筒部５３の開口を塞ぐ壁形状をなしている。後壁部５４には、連通孔５５が設けられている。連通孔５５は、中心軸１０６の軸方向において後壁部５４を貫通する貫通孔からなる。連通孔５５は、円筒部５３の内外を連通させるように設けられている。

フロントハウジング５７は、シリンダ５２の前端部（円筒部５３）に接続されている。フロントハウジング５７は、第１内周面５３ｐの内側に嵌め合わされている。ベアリングハウジング５６は、シリンダ５２の後端部（後壁部５４）に接続されている。ベアリングハウジング５６は、円筒部５３の内側から連通孔５５に嵌め合わされている。

ホルダ装着部５０には、ホルダ挿入孔５８が設けられている。ホルダ挿入孔５８は、中心軸１０６の軸上において延び、中心軸１０６の軸方向の前方を向いて開口している。ホルダ挿入孔５８は、フロントハウジング５７に設けられている。ホルダ挿入孔５８には、ホルダ装着部５０に装着される工具ホルダ１２１（第１工具ホルダ１２１Ａ，第２工具ホルダ１２１Ｂ）が挿入される。図４中の矢印２０１に示す方向が、ホルダ挿入孔５８に対する工具ホルダ１２１（第１工具ホルダ１２１Ａ，第２工具ホルダ１２１Ｂ）の挿入方向である。

ホルダ装着部５０は、第２軸受け９１をさらに有する。第２軸受け９１は、ホルダ装着部５０の後端部に設けられている。第２軸受け９１は、ベアリングハウジング５６の内側に嵌め合わされている。第２軸受け９１は、円筒部５３の内側に配置されている。

図１０から図１２を参照して、ホルダ装着部５０には、回転工具を保持するための第１工具ホルダ１２１Ａが装着されている。第１工具ホルダ１２１Ａの外側ハウジング１４１は、ホルダ装着部５０のフロントハウジング５７の内側に嵌め合わされている。

リヤメンバ１５１は、第２軸受け９１の内側に挿入されている。第２軸受け９１は、第１軸受け１４２よりも、ホルダ挿入孔５８に対する第１工具ホルダ１２１Ａの挿入方向の奥側に配置されている。第２軸受け９１は、中心軸１０６の軸方向において、タレット３３と対向して設けられている。中心軸１０６を中心とする第２軸受け９１の直径Ｄ２は、中心軸１０６を中心とする第１軸受け１４２の直径Ｄ１よりも小さい（図４および図８を参照のこと）。

第２軸受け９１は、ニードル軸受けである。第２軸受け９１は、外輪９２と、複数のコロ９３とを有する。

外輪９２は、中心軸１０６を中心とする円筒形状を有する。外輪９２は、ベアリングハウジング５６の内側に嵌め合わされている。複数のコロ９３は、外輪９２によって支持されている。各コロ９３は、中心軸１０６の軸方向に軸状に延びている。複数のコロ９３は、中心軸１０６の周方向において互いに間隔を設けて配置されている。複数のコロ９３は、第１工具ホルダ１２１Ａと接触している。複数のコロ９３は、リヤメンバ１５１の外周面と接触している。

第２軸受け９１は、第１工具ホルダ１２１Ａを中心軸１０６を中心に回転可能なように支持している。第１工具ホルダ１２１Ａは、ホルダ挿入孔５８に対する第１工具ホルダ１２１Ａの挿入方向における手前側において、第１軸受け１４２により回転可能に支持され、第１工具ホルダ１２１Ａの挿入方向における奥側において、第２軸受け９１により回転可能に支持されている。

第１接続部１５２は、タレット３３の旋回動作に伴って、周回溝３５の内部を移動する。図１０および図１２中に示される工具自動交換位置Ｊにおける刃物台３１の断面において、第１接続部１５２は、エア供給部４１に接続される。第１接続部１５２は、ノズル挿入孔４４内のエアノズル４２と対向して位置決めされる。これにより、タレット３３側における第１エア流路４３と、第１工具ホルダ１２１Ａ側における第２エア流路１５３とが連通する。

第１工具ホルダ１２１Ａに保持される回転工具の自動交換時、エア供給源４６からの空気が第１エア流路４３および第２エア流路１５３を順に流れる。第２エア流路１５３を流れる空気は、工具挿入孔１４５に対して挿抜される回転工具と、工具挿入孔１４５を規定する内側ハウジング１４３の内周面との間の隙間に噴出される。

図１１に示されるワーク加工位置Ｋにおける刃物台３１の断面において、第１接続部１５２は、ロータ軸３７の係合溝３８に配置される。このとき、第１接続部１５２は、矩形断面を有するため、係合溝３８と係合する。これにより、モータ３６において出力される回転が、ロータ軸３７からリヤメンバ１５１に伝達されるため、第１工具ホルダ１２１Ａに保持された回転工具を回転させることができる。

図１３を参照して、ホルダ装着部５０には、固定工具を保持するための第２工具ホルダ１２１Ｂが装着されている。第２工具ホルダ１２１Ｂのハウジング１７１は、ホルダ装着部５０のフロントハウジング５７の内側に嵌め合わされている。

リヤメンバ１６１は、第２軸受け９１の内側に挿入されている。第２工具ホルダ１２１Ｂは、ホルダ挿入孔５８に対する第２工具ホルダ１２１Ｂの挿入方向における手前側において、フロントハウジング５７により支持され、第２工具ホルダ１２１Ｂの挿入方向における奥側において、第２軸受け９１により支持されている。

第２接続部１６２は、タレット３３の旋回動作に伴って、周回溝３５の内部を移動する。図１３中に示される工具自動交換位置Ｊにおける刃物台３１の断面において、第２接続部１６２は、ノズル挿入孔４４内のエアノズル４２と対向して位置決めされる。これにより、タレット３３側における第１エア流路４３と、第２工具ホルダ１２１Ｂ側における第３エア流路１６３とが連通する。

第２工具ホルダ１２１Ｂに保持される固定工具の自動交換時、エア供給源４６からの空気が第１エア流路４３および第３エア流路１６３を順に流れる。第３エア流路１６３を流れる空気は、工具挿入孔１７５に対して挿抜される固定工具と、工具挿入孔１７５を規定するハウジング１７１の内周面との間の隙間に噴出される。

第２工具ホルダ１２１Ｂがワーク加工位置Ｋに位置決めされた場合、第１工具ホルダ１２１Ａがワーク加工位置Ｋに位置決めされた場合と同様に、第２接続部１６２は、ロータ軸３７の係合溝３８に配置される。このとき、第２接続部１６２は、円形断面を有するため、係合溝３８と係合しない。これにより、仮にモータ３６から回転が出力されることがあっても、その回転が第２工具ホルダ１２１Ｂに伝達されることはない。

続いて、クランプ機構部１３１を動作させるための油圧シリンダ機構部５１について説明する。

図１０から図１３を参照して、ホルダ装着部５０は、油圧シリンダ機構部５１を有する。油圧シリンダ機構部５１は、油圧が供給されることによって、工具ホルダ１２１（第１工具ホルダ１２１Ａ，第２工具ホルダ１２１Ｂ）におけるクランプ機構部１３１を、工具をクランプするクランプ状態と、工具をアンクランプするアンクランプ状態とに動作させる。

図４および図１４を参照して、油圧シリンダ機構部５１は、既に説明したシリンダ５２に加えて、第１ピストン６１と、第２ピストン７１とを有する。

第１ピストン６１および第２ピストン７１は、中心軸１０６を中心とする円筒形状を有する。第１ピストン６１および第２ピストン７１は、シリンダ５２に嵌め合わされている。第１ピストン６１および第２ピストン７１は、中心軸１０６の軸方向においてスライド移動が可能なように設けられている。

第１ピストン６１および第２ピストン７１は、中心軸１０６の軸方向に並んで設けられている。第２ピストン７１は、第１ピストン６１よりも、ホルダ挿入孔５８に対する工具ホルダ１２１の挿入方向の奥側に配置されている。

第１ピストン６１は、前段部６５と、第１中段部６６と、第２中段部６７と、後段部６８とを有する。

前段部６５、第１中段部６６、第２中段部６７および後段部６８は、挙げた順に、ホルダ挿入孔５８に対する工具ホルダ１２１の挿入方向の手前側から奥側に向けて並んでいる。前段部６５は、第１ピストン６１の前端部に設けられている。後段部６８は、第１ピストン６１の後端部に設けられている。

前段部６５、第１中段部６６、第２中段部６７および後段部６８は、第１ピストン６１の外周面に段差形状をなしている。第１中段部６６は、第１ピストン６１において最大の外径（直径）を有する。前段部６５および第２中段部６７は、第１中段部６６よりも小さい外径（直径）を有する。後段部６８は、前段部６５および第２中段部６７よりも小さい外径（直径）を有する。後段部６８は、第１ピストン６１において最小の外径（直径）を有する。

第１中段部６６の外周面は、シリンダ５２の第２内周面５３ｑと摺接している。前段部６５の外周面は、フロントハウジング５７の内周面と摺接している。

第２ピストン７１は、前段部７２と、中段部７３と、後段部７４とを有する。前段部７２、中段部７３および後段部７４は、挙げた順に、ホルダ挿入孔５８に対する工具ホルダ１２１の挿入方向の手前側から奥側に向けて並んでいる。前段部７２は、第２ピストン７１の前端部に設けられている。後段部７４は、第２ピストン７１の後端部に設けられている。

前段部７２、中段部７３および後段部７４は、第２ピストン７１の内周面に段差形状をなしている。中段部７３は、第２ピストン７１において最小の内径を有する。後段部７４は、中段部７３よりも大きい内径を有する。前段部７２は、後段部７４よりも大きい内径を有する。前段部７２は、第２ピストン７１において最大の内径を有する。中段部７３は、後段部７４および前段部７２から、中心軸１０６の半径方向内側に向けて突出する凸形状を有する。

第２ピストン７１（前段部７２、中段部７３および後段部７４）の外周面は、シリンダ５２の第３内周面５３ｒと摺接している。前段部７２の内周面は、第１ピストン６１における第２中段部６７の外周面と摺接している。中段部７３の内周面は、第１ピストン６１における後段部６８の外周面と摺接している。

ホルダ装着部５０（油圧シリンダ機構部５１）は、係止ブロック（係止部材）７６をさらに有する。係止ブロック７６は、第１ピストン６１に設けられている。係止ブロック７６は、第１ピストン６１の後端部（後段部６８）に設けられている。係止ブロック７６は、ボルト７７により第１ピストン６１に締結されている。係止ブロック７６は、後段部６８の外周面よりも中心軸１０６の半径方向外側に突出するように設けられている。その中心軸１０６の半径方向外側に突出する係止ブロック７６の部分は、中心軸１０６の軸方向において、第１ピストン６１の第２中段部６７と間隔を設けて対向している。

第２ピストン７１の中段部７３は、中心軸１０６の軸方向において、中心軸１０６の半径方向外側に突出する係止ブロック７６の部分と、第１ピストン６１の第２中段部６７との間に配置されている。

中心軸１０６の軸方向における係止ブロック７６および第２中段部６７の間の距離Ｈ１は、中心軸１０６の軸方向における中段部７３の長さＨ２よりも大きい。このような構成により、第２ピストン７１は、第１ピストン６１に対して、中段部７３が係止ブロック７６および第２中段部６７の間で移動する範囲においてスライド移動が可能である。係止ブロック７６は、第１ピストン６１および第２ピストン７１の相互の抜け止めとして設けられている。

シリンダ５２は、第１油圧室８１と、第２油圧室８２とを区画形成している。第１ピストン６１および第２ピストン７１は、第３油圧室８３を区画形成している。

第１油圧室８１、第２油圧室８２および第３油圧室８３の各油圧室は、バルブ８６を介して、油圧供給源８７に接続されている。バルブ８６が開閉制御されることによって、油圧供給源８７からの油圧が、第１油圧室８１、第２油圧室８２または第３油圧室８３に供給される（図４および図５を参照のこと）。

第１油圧室８１は、中心軸１０６の半径方向において、第１ピストン６１（前段部６５）と、シリンダ５２（第２内周面５３ｑ）との間に形成されている。第１油圧室８１は、中心軸１０６の軸方向において、フロントハウジング５７と、第１ピストン６１（第１中段部６６）との間に形成されている。第１油圧室８１に油圧が供給されると、第１ピストン６１が、ホルダ挿入孔５８に対する工具ホルダ１２１の挿入方向の手前側から奥側に向かってスライド移動する。

第２油圧室８２は、中心軸１０６の半径方向において、第１ピストン６１（第２中段部６７）と、シリンダ５２（第２内周面５３ｑ）との間に形成されている。第２油圧室８２は、中心軸１０６の軸方向において、第１ピストン６１（第１中段部６６）と、シリンダ５２（第２内周面５３ｑと第３内周面５３ｒとの段差部分）および第２ピストン７１（前段部７２）との間に形成されている。第１油圧室８１および第２油圧室８２は、中心軸１０６の軸方向において、第１中段部６６を挟んで並んでいる。第２油圧室８２に油圧が供給されると、第１ピストン６１が、ホルダ挿入孔５８に対する工具ホルダ１２１の挿入方向の奥側から手前側に向かってスライド移動する。

第３油圧室８３は、中心軸１０６の半径方向において、第１ピストン６１（後段部６８）と、第２ピストン７１（前段部７２）との間に形成されている。第３油圧室８３は、中心軸１０６の軸方向において、第１ピストン６１（第２中段部６７）と、第２ピストン７１（中段部７３）との間に形成されている。

第１ピストン６１には、プランジャー挿入孔８４が設けられている。プランジャー挿入孔８４は、第１ピストン６１の前端部（前段部６５）の端面から中心軸１０６の軸方向に延び、第３油圧室８３に連通している。

ホルダ装着部５０（油圧シリンダ機構部５１）は、プランジャー８５をさらに有する。プランジャー８５は、中心軸１０６の軸方向において円筒状に延びている。プランジャー８５は、プランジャー挿入孔８４に挿入されている。プランジャー８５は、プランジャー挿入孔８４内において、中心軸１０６の軸方向にスライド移動が可能である。プランジャー８５は、プランジャー挿入孔８４から、ホルダ挿入孔５８に対する工具ホルダ１２１の挿入方向の手前側に突出している。プランジャー８５は、フロントハウジング５７に接続されている。

油圧供給源８７からの油圧は、プランジャー８５およびプランジャー挿入孔８４を通じて第３油圧室８３に供給される。第３油圧室８３に油圧が供給されると、第１ピストン６１および第２ピストン７１は、第２中段部６７および中段部７３が互いに離れる方向において、相互にスライド移動する。

第１油圧室８１、第２油圧室８２および第３油圧室８３は、挙げた順に、ホルダ挿入孔５８に対する工具ホルダ１２１の挿入方向の手前側から奥側に配置されている。

第３油圧室８３は、第１油圧室８１および第２油圧室８２よりも、中心軸１０６の半径方向内側に設けられている。第３油圧室８３の外周壁は、第２油圧室８２の内周壁と、中心軸１０６を中心に同一の半径位置にある。第３油圧室８３の外周壁は、第１油圧室８１の内周壁より、中心軸１０６の半径方向内側の位置にある。

図１５は、図１１中のＸＶ−ＸＶ線上の矢視方向に見た刃物台を示す断面図である。図１１および図１５を参照して、第１ピストン６１は、第１対向部６３と、第２対向部６４とを有する。

第１対向部６３および第２対向部６４は、中心軸１０６の軸方向において互いに間隔を設けて対向している。第１対向部６３は、第２対向部６４よりも、ホルダ挿入孔５８に対する第１工具ホルダ１２１Ａの挿入方向の手前側に位置している。

第１ピストン６１には、凹部６２が設けられている。凹部６２は、第１ピストン６１の内周面から、中心軸１０６の半径方向外側に向けて窪む凹形状をなしている。凹部６２は、中心軸１０６の周方向に延びる環状溝である。

第１ピストン６１は、第１壁面６２ｍと、第２壁面６２ｎとを有する。第１壁面６２ｍおよび第２壁面６２ｎは、凹部６２の壁面に対応している。第１壁面６２ｍおよび第２壁面６２ｎは、中心軸１０６に直交する平面からなる。第１壁面６２ｍは、ホルダ挿入孔５８に対する第１工具ホルダ１２１Ａの挿入方向の奥側を向いている。第２壁面６２ｎは、ホルダ挿入孔５８に対する第１工具ホルダ１２１Ａの挿入方向の手前側を向いている。第１壁面６２ｍは、第１対向部６３に対応している。第２壁面６２ｎは、第２対向部６４に対応している。

複数のレバー１３５は、第１対向部６３（第１壁面６２ｍ）および第２対向部６４（第２壁面６２ｎ）の間に配置されている。中心軸１０６の軸方向における第１対向部６３（第１壁面６２ｍ）および第２対向部６４（第２壁面６２ｎ）の間の距離は、中心軸１０６の軸方向におけるレバー１３５の長さ（厚み）よりも大きい。

図１０から図１２および図１４を参照して、第１ピストン６１は、レバー１３５および第１対向部６３（第１壁面６２ｍ）が接触し、クランプ機構部１３１を、回転工具をクランプするクランプ状態に動作させる第１位置（図１０に示される位置）と、レバー１３５および第２対向部６４（第２壁面６２ｎ）が接触し、クランプ機構部１３１を、回転工具をアンクランプするアンクランプ状態に動作させる第２位置（図１２に示される位置）との間で往復移動する。

第２ピストン７１は、第１ピストン６１を、中心軸１０６の軸方向において第１位置（図１０に示される位置）および第２位置（図１２に示される位置）の間に位置する第３位置（図１１に示される位置）に移動させる。第１ピストン６１が第３位置（図１１に示される位置）に位置決めされた場合に、クランプ機構部１３１がクランプ状態に保持され、レバー１３５が第１対向部６３（第１壁面６２ｍ）および第２対向部６４（第２壁面６２ｎ）から離間する。

より具体的には、第１工具ホルダ１２１Ａに対する回転工具の装着時、クランプ機構部１３１を、アンクランプ状態からクランプ状態に動作させる。この場合、図１０に示されるように、油圧供給源８７から第２油圧室８２への油圧供給が停止され、油圧供給源８７から第１油圧室８１に油圧が供給される。第１油圧室８１に油圧が供給されると、第１ピストン６１が、中心軸１０６の軸方向の後方に向けてスライド移動する。

これにより、第１ピストン６１は、ボルト７７がシリンダ５２の後壁部５４に当接する中心軸１０６の軸方向の後方側のスライド端まで移動する。第２ピストン７１も、第１ピストン６１とともに、後段部７４がシリンダ５２の後壁部５４に当接する中心軸１０６の軸方向の後方側のスライド端まで移動する。係止ブロック７６と、第２ピストン７１の中段部７３とは、中心軸１０６の軸方向において互いに離れている。

第１ピストン６１のスライド移動に伴って、第１対向部６３（第１壁面６２ｍ）が複数のレバー１３５と接触する。第１対向部６３（第１壁面６２ｍ）が複数のレバー１３５を中心軸１０６の軸方向の後方に向けて押すことによって、複数のレバー１３５に対して、中心軸１０６の軸方向の後方に向けた外力が加わる。これにより、クランプ機構部１３１が回転工具をクランプするクランプ状態が得られる。

回転工具をクランプするクランプ状態が得られた後、図１１に示されるように、油圧供給源８７から第１油圧室８１への油圧供給が停止され、油圧供給源８７から第３油圧室８３に油圧が供給される。第３油圧室８３に油圧が供給されると、第１ピストン６１が、中心軸１０６の軸方向の前方に向けてスライド移動する。

これにより、第１ピストン６１は、係止ブロック７６が第２ピストン７１の中段部７３に当接する位置まで移動する。第２ピストン７１は、後段部７４がシリンダ５２の後壁部５４に当接する中心軸１０６の軸方向の後方側のスライド端に停止している。

第１ピストン６１のスライド移動に伴って、第１対向部６３（第１壁面６２ｍ）がレバー１３５から離れる。レバー１３５は、第１対向部６３（第１壁面６２ｍ）および第２対向部６４（第２壁面６２ｎ）と非接触となる。すなわち、本工程における第１ピストン６１の移動長さは、図１０に示される、中心軸１０６の軸方向におけるレバー１３５および第２対向部６４（第２壁面６２ｎ）の隙間の長さよりも小さい。

クランプ機構部１３１は、既に説明した楔機構部１３３における楔効果によって回転工具のクランプ状態を保持している。第１工具ホルダ１２１Ａに保持された回転工具を回転させつつ、ワークのミーリング加工を実施する。この際、複数のレバー１３５と、第１対向部６３（第１壁面６２ｍ）および第２対向部６４（第２壁面６２ｎ）とを接触させることなく、回転工具を回転させることができる。

第１工具ホルダ１２１Ａからの回転工具の取り外し時、クランプ機構部１３１を、アンクランプ状態に動作させる。この場合、図１２に示されるように、油圧供給源８７から第３油圧室８３への油圧供給が停止され、第２油圧室８２に油圧が供給される。第２油圧室８２に油圧が供給されると、第１ピストン６１が、中心軸１０６の軸方向の前方に向けてスライド移動する。

これにより、第１ピストン６１は、前段部６５が外側ハウジング１４１およびフロントハウジング５７に当接する中心軸１０６の軸方向の前方側のスライド端まで移動する。係止ブロック７６が第２ピストン７１（中段部７３）と係止されることによって、第２ピストン７１も第１ピストン６１と一体となって移動する。

第１ピストン６１のスライド移動に伴って、第２対向部６４（第２壁面６２ｎ）が複数のレバー１３５と接触する。第２対向部６４（第２壁面６２ｎ）がレバー１３５を中心軸１０６の軸方向の前方に向けて押すことによって、複数のレバー１３５に対して、中心軸１０６の軸方向の前方に向けた外力が加わる。これにより、クランプ機構部１３１が回転工具をアンクランプするアンクランプ状態が得られる。

なお、以上においては、ホルダ装着部５０に第１工具ホルダ１２１Ａが装着された場合のクランプ機構部１３１の動作を説明したが、ホルダ装着部５０に第２工具ホルダ１２１Ｂが装着された場合のクランプ機構部１３１の動作も同様である。

続いて、ホルダ装着部５０に対する工具ホルダ１２１（１２１Ａ，１２１Ｂ）の取り付け構造について説明する。

図１６は、図１０中の２点鎖線ＸＶＩで囲まれた範囲の刃物台を拡大して示す断面図である。図１７は、図１６中のＸＶＩＩに示す方向に見た刃物台を示す図である。

図１６および図１７を参照して、第１工具ホルダ１２１Ａの外側ハウジング１４１と、ホルダ装着部５０のフロントハウジング５７とには、複数の窪み部１８１（１８１Ｊ，１８１Ｋ）が設けられる。複数の窪み部１８１は、中心軸１０６の周方向に互いに間隔を設けて配置されている。

窪み部１８１は、外側ハウジング１４１およびフロントハウジング５７に跨がって設けられている。窪み部１８１は、第１工具ホルダ１２１Ａの挿入方向の手前側から奥側に向けて凹む凹形状を有する。外側ハウジング１４１には、窪み部１８１Ｊが設けられている。フロントハウジング５７には、窪み部１８１Ｋが設けられている。窪み部１８１Ｊおよび窪み部１８１Ｋは、中心軸１０６の半径方向において繋がって、窪み部１８１を構成している。

刃物台３１は、複数のブロック部材１８６をさらに有する。複数のブロック部材１８６は、それぞれ、複数の窪み部１８１に嵌め合わされている。ブロック部材１８６の端面は、中心軸１０６の軸方向において、外側ハウジング１４１およびフロントハウジング５７の端面と面一である。ブロック部材１８６は、ボルト１８７によりフロントハウジング５７に締結されている。

なお、ホルダ装着部５０および第２工具ホルダ１２１Ｂ間の締結構造は、上記のホルダ装着部５０および第１工具ホルダ１２１Ａ間の締結構造と同様である。図７に示されるように、第２工具ホルダ１２１Ｂにおいては、窪み部１８１を構成する窪み部１８１Ｊがハウジング１７１に設けられている。

図１８は、図１５中の刃物台において、ホルダ装着部から第１工具ホルダを着脱する工程を示す断面図である。

図１２、図１５および図１８を参照して、第１ピストン６１には、複数の切り欠き６９がさらに設けられている。切り欠き６９は、凹部６２から中心軸１０６の軸方向に延びて開口している。切り欠き６９は、中心軸１０６の軸方向の前方を向いて開口している。切り欠き６９は、中心軸１０６の軸方向の後方において、凹部６２の底壁に連なっている。

複数の切り欠き６９は、中心軸１０６の周方向に互いに間隔を設けて配置されている。複数の切り欠き６９は、中心軸１０６の周方向において、複数のレバー１３５と等ピッチで配置されている。中心軸１０６の周方向において互いに隣り合う切り欠き６９間には、第１対向部６３（第１壁面６２ｍ）を有する壁部７０が設けられている。

ホルダ装着部５０から第１工具ホルダ１２１Ａを取り外す場合、まず、ホルダ装着部５０および第１工具ホルダ１２１Ａ間を締結するボルト１８７およびブロック部材１８６（図１６および図１７を参照のこと）を取り外す。次に、油圧供給源８７からの油圧供給をオフにする。次に、第１工具ホルダ１２１Ａを中心軸１０６の周方向において回転可能とするために、第１工具ホルダ１２１Ａを中心軸１０６の軸方向の手前側に所定ストロークだけ引き出す。

次に、第１工具ホルダ１２１Ａを中心軸１０６を中心に６０度回転させる。これにより、レバー１３５を、中心軸１０６の軸方向において壁部７０と対向する位置から、切り欠き６９と対向する位置に移動させる。次に、第１工具ホルダ１２１Ａを中心軸１０６の軸方向の手前側に引き出すことによって、第１工具ホルダ１２１Ａの取り外しが完了する。

ホルダ装着部５０に第１工具ホルダ１２１Ａを装着する場合、上記の工程を逆の順番で行なうとよい。ホルダ装着部５０に対する第２工具ホルダ１２１Ｂの着脱については、ホルダ装着部５０に対する第１工具ホルダ１２１Ａの着脱と同様である。

本実施の形態では、油圧シリンダ機構部５１が工具ホルダ１２１の側ではなくホルダ装着部５０の側に設けられるため、ホルダ装着部５０から工具ホルダ１２１が取り外されたとしても、油圧シリンダ機構部５１がホルダ装着部５０に残る。これにより、工具ホルダ１２１の交換時に油圧シリンダ機構部５１における油圧経路がホルダ装着部５０および工具ホルダ１２１の間で分断されるということがないため、工具ホルダ１２１の交換時の作業性を良好にできる。

なお、本実施の形態では、工具が刃物台３１の旋回中心軸１０２の半径方向外側に延出するように装着される工具ホルダ１２１について説明したが、これに限られず、工具が刃物台３１の旋回中心軸１０２の軸方向に延出するように装着される工具ホルダであってもよい。

以下において、本実施の形態における刃物台３１および工作機械１０の構成と作用効果とについてまとめる。

本実施の形態における刃物台３１は、回転工具が着脱可能に装着される工具クランプ装置である。刃物台３１は、クランプ機構部１３１と、所定軸としての中心軸１０６を中心にその軸方向に往復移動する第１ピストン６１とを備える。クランプ機構部１３１は、第１対向部６３および第２対向部６４の間に配置される係止部としてのレバー１３５を有する。第１ピストン６１は、中心軸１０６の軸方向において対向する第１対向部６３および第２対向部６４を有する。第１ピストン６１は、レバー１３５および第１対向部６３が接触し、クランプ機構部１３１を、回転工具をクランプするクランプ状態に動作させる第１位置と、レバー１３５および第２対向部６４が接触し、クランプ機構部１３１を、回転工具をアンクランプするアンクランプ状態に動作させる第２位置との間で往復移動する。刃物台３１は、第１ピストン６１を、中心軸１０６の軸方向において第１位置および第２位置の間に位置する第３位置に移動させる第２ピストン７１をさらに備える。第１ピストン６１が第３位置に位置決めされた場合に、クランプ機構部１３１がクランプ状態に保持され、レバー１３５が第１対向部６３および第２対向部６４から離間する。

このような構成によれば、第２ピストン７１により第１ピストン６１を第３位置に移動させることによって、レバー１３５と、第１対向部６３および第２対向部６４とを接触させることなく、クランプされた回転工具を回転させることができる。

また、クランプ機構部１３１は、中心軸１０６の半径方向外側に向けて延出し、係止部に対応するレバー１３５を有する。第１ピストン６１には、中心軸１０６の半径方向外側に向けて窪む凹形状をなし、レバー１３５が配置される凹部６２が設けられる。第１ピストン６１は、凹部６２の壁面を構成し、第１対向部６３および第２対向部６４にそれぞれ対応する第１壁面６２ｍおよび第２壁面６２ｎを有する。

このような構成によれば、第２ピストン７１により第１ピストン６１を第３位置に移動させることによって、レバー１３５と、第１壁面６２ｍおよび第２壁面６２ｎとを接触させることなく、クランプされた回転工具を回転させることができる。

また、刃物台３１は、第１ピストン６１および第２ピストン７１が嵌め合わされ、第１ピストン６１を第１位置に移動させる場合に油圧が供給される第１油圧室８１と、第１ピストン６１を第２位置に移動させる場合に油圧が供給される第２油圧室８２とを区画形成するシリンダ５２をさらに備える。第１ピストン６１および第２ピストン７１は、第１ピストン６１を第３位置に移動させるために油圧が供給される第３油圧室８３を区画形成する。第３油圧室８３は、第１油圧室８１および第２油圧室８２よりも、中心軸１０６の半径方向内側に設けられる。

このような構成によれば、第３油圧室８３が、第１油圧室８１および第２油圧室８２よりも中心軸１０６の半径方向内側に設けられるため、第１ピストン６１とともに第３油圧室８３を区画形成する第２ピストン７１の直径を、第１油圧室８１および第２油圧室８２に供給される油圧によって動作する第１ピストン６１の直径よりも小さく設定することができる。これにより、第２ピストン７１の追加に起因して、中心軸１０６の半径方向における刃物台３１のサイズが大きくなることを抑制できる。

また、刃物台３１は、第１ピストン６１に設けられ、第３油圧室８３に油圧が供給された場合に第２ピストン７１と係止されることによって、第１ピストン６１を第３位置に保持する係止部材としての係止ブロック７６をさらに備える。

このような構成によれば、第３油圧室８３に油圧が供給された場合に、その油圧に抗して第１ピストン６１を第３位置に保持することができる。

また、第２油圧室８２に油圧が供給された場合に、第２ピストン７１は、係止ブロック７６が第２ピストン７１と係止されることによって、第１ピストン６１と一体となって移動する。

このような構成によれば、第１油圧室８１に油圧が供給された場合に、第２ピストン７１が第１ピストン６１と一体となって移動するため、中心軸１０６の軸方向における第１ピストン６１および第２ピストン７１の掛かり代を短く設定することができる。これにより、中心軸１０６の軸方向における刃物台３１のサイズを小さく抑えることができる。

この発明に従った工作機械は、刃物台３１と、刃物台３１に装着される回転工具を交換するための自動工具交換装置１８とを備える。

このような構成によれば、自動工具交換装置１８により回転工具が自動的に交換される刃物台３１において、レバー１３５と、第１対向部６３および第２対向部６４とを接触させることなく、クランプされた回転工具を回転させることができる。

なお、本実施の形態では、クランプ機構部が係止部を有し、第１ピストンが第１対向部および第２対向部を有する構成を説明したが、クランプ機構部が第１対向部および第２対向部を有し、第１ピストンが係止部を有する構成であってもよい。また、本発明における工具クランプ装置は、刃物台に限られず、たとえば、マシニングセンタまたは複合加工機における工具主軸に適用されてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、たとえば、工作機械に搭載される刃物台と、工作機械とに適用される。

１０ 工作機械、１１ ベッド、１６ サドル、１８ 自動工具交換装置、２１ 主軸台、３１ 刃物台、３２ 刃物台ベース、３３ タレット、３４ リング部材、３５ 周回溝、３６ モータ、３７ ロータ軸、３８ 係合溝、４１ エア供給部、４２ エアノズル、４３ 第１エア流路、４３ｈ 貫通孔、４４ ノズル挿入孔、４６ エア供給源、５０ ホルダ装着部、５１ 油圧シリンダ機構部、５２ シリンダ、５３ 円筒部、５３ｐ 第１内周面、５３ｑ 第２内周面、５３ｒ 第３内周面、５４ 後壁部、５５ 連通孔、５６ ベアリングハウジング、５７ フロントハウジング、５８ ホルダ挿入孔、６１ 第１ピストン、６２ 凹部、６２ｍ 第１壁面、６２ｎ 第２壁面、６３ 第１対向部、６４ 第２対向部、６５，７２ 前段部、６６ 第１中段部、６７ 第２中段部、６８，７４ 後段部、７０ 壁部、７１ 第２ピストン、７３ 中段部、７６ 係止ブロック、７７，１８７ ボルト、８１ 第１油圧室、８２ 第２油圧室、８３ 第３油圧室、８４ プランジャー挿入孔、８５ プランジャー、８６ バルブ、８７ 油圧供給源、９１ 第２軸受け、９２ 外輪、９３ コロ、１０１，１０６ 中心軸、１０２ 旋回中心軸、１２１ 工具ホルダ、１２１Ａ 第１工具ホルダ、１２１Ｂ 第２工具ホルダ、１３１ クランプ機構部、１３２ ドローバ、１３２ｈ 挿入孔、１３３ 楔機構部、１３４ スライド部材、１３５ レバー、１３６ コレット、１４１ 外側ハウジング、１４２ 第１軸受け、１４３ 内側ハウジング、１４４，１７４ 開口部、１４５，１７５ 工具挿入孔、１５１，１６１ リヤメンバ、１５２ 第１接続部、１５３ 第２エア流路、１６２ 第２接続部、１６３ 第３エア流路、１７１ ハウジング、１８１，１８１Ｊ，１８１Ｋ 窪み部、１８６ ブロック部材。

Claims (6)

1. 回転工具が着脱可能に装着される工具クランプ装置であって、
   クランプ機構部と、
   所定軸を中心にその軸方向に往復移動する第１ピストンとを備え、
   前記クランプ機構部は、
   前記所定軸の軸方向において対向する第１対向部および第２対向部と、
   前記第１対向部および前記第２対向部の間に配置される係止部と、のいずれか一方を有し、
   前記第１ピストンは、
   前記第１対向部および前記第２対向部と、
   前記係止部と、のいずれか他方を有し、
   前記第１ピストンは、前記係止部および前記第１対向部が接触し、前記クランプ機構部を、回転工具をクランプするクランプ状態に動作させる第１位置と、前記係止部および前記第２対向部が接触し、前記クランプ機構部を、回転工具をアンクランプするアンクランプ状態に動作させる第２位置との間で往復移動し、さらに、
   前記第１ピストンを、前記所定軸の軸方向において前記第１位置および前記第２位置の間に位置する第３位置に移動させる第２ピストンを備え、
   前記第１ピストンが前記第３位置に位置決めされた場合に、前記クランプ機構部が前記クランプ状態に保持され、前記係止部が前記第１対向部および前記第２対向部から離間する、工具クランプ装置。
2. 前記クランプ機構部は、前記所定軸の半径方向外側に向けて延出し、前記係止部に対応するレバーを有し、
   前記第１ピストンには、前記所定軸の半径方向外側に向けて窪む凹形状をなし、前記レバーが配置される凹部が設けられ、
   前記第１ピストンは、前記凹部の壁面を構成し、前記第１対向部および前記第２対向部にそれぞれ対応する第１壁面および第２壁面を有する、請求項１に記載の工具クランプ装置。
3. 前記第１ピストンおよび前記第２ピストンが嵌め合わされ、前記第１ピストンを前記第１位置に移動させる場合に油圧が供給される第１油圧室と、前記第１ピストンを前記第２位置に移動させる場合に油圧が供給される第２油圧室とを区画形成するシリンダをさらに備え、
   前記第１ピストンおよび前記第２ピストンは、前記第１ピストンを前記第３位置に移動させるために油圧が供給される第３油圧室を区画形成し、
   前記第３油圧室は、前記第１油圧室および前記第２油圧室よりも、前記所定軸の半径方向内側に設けられる、請求項１または２に記載の工具クランプ装置。
4. 前記第１ピストンに設けられ、前記第３油圧室に油圧が供給された場合に前記第２ピストンと係止されることによって、前記第１ピストンを前記第３位置に保持する係止部材をさらに備える、請求項３に記載の工具クランプ装置。
5. 前記第２油圧室に油圧が供給された場合に、前記第２ピストンは、前記係止部材が前記第２ピストンと係止されることによって、前記第１ピストンと一体となって移動する、請求項４に記載の工具クランプ装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の工具クランプ装置と、
   前記工具クランプ装置に装着される回転工具を交換するための自動工具交換装置とを備える、工作機械。

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