クリーニングツール、これを備えたツール交換装置、及びツール交換方法
【課題】ワーク加工精度を高めることができるクリーニングツールを提供する。
【解決手段】工作機械におけるツール駆動主軸２のツール装着面２５をエアの吸引によって清掃するためのエア吸引器３２Ｃを有し、エア吸引器３２Ｃのエア吸引による清掃状態においてツール駆動主軸２のツール装着面２５に接近する位置に配置されている。これにより、ツール装着面２５全体の清掃を確実に行うことができ、ツール装着面２５に対する加工ツール４の良好な装着精度を得ることができる。
【解決手段】工作機械におけるツール駆動主軸２のツール装着面２５をエアの吸引によって清掃するためのエア吸引器３２Ｃを有し、エア吸引器３２Ｃのエア吸引による清掃状態においてツール駆動主軸２のツール装着面２５に接近する位置に配置されている。これにより、ツール装着面２５全体の清掃を確実に行うことができ、ツール装着面２５に対する加工ツール４の良好な装着精度を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面を清掃するためのクリーニングツール、これを備えたツール交換装置、及びツール交換方法に関する。
【０００２】
周知のように、工作機械には研削盤及び旋盤・フライス盤等があり、これら各種の工作機械はその加工内容に応じて選択的に用いられる。
【０００３】
このような工作機械においては、砥石，切削工具等の加工ツールを保持する主軸や、ワークを保持するテーブル等を所望の位置に移動させたり、所望の角度で回動させたりすることにより、ワークと加工ツールとを相対的に変位させて研削や切削等の加工が行われる。
【０００４】
従来、この種の工作機械には、複数の加工ツールを着脱可能に保持するツールマガジンを有し、ツールマガジンと主軸との間で加工ツールを交換するツール交換装置を備えたものが知られている。
【０００５】
このような工作機械における加工ツールの交換は、主軸のツール装着面に装着された加工ツールを離脱してツールマガジンに回収した後、ツールマガジンに保持された複数の加工ツールのうち所望の加工ツールを主軸のツール装着面に装着することにより行われる。
【０００６】
ところで、この種の工作機械においては、ワーク加工時に発生する切り屑や塵埃等が主軸のツール装着面に付着すると、ツール交換時に主軸のツール装着面に加工ツールを密接した状態で装着することができない。
【０００７】
このため、従来の工作機械の主軸には、ツール装着面に開口するエア供給用の通路が設けられている（特許文献１）。これにより、ツール交換時に加工ツールを主軸のツール装着面に接近させた際、エア供給用の通路からクリーニング用のエアを加工ツール側に吐き出し、ツール装着面に付着した切り屑や塵埃等を除去することが行われる。
【特許文献１】特開２００１−３１０２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示す工作機械によると、ツール装着面のクリーニングが主軸側から加工ツール側にクリーニング用のエアを吐き出して行われるため、ツール装着面全体を確実に清掃することが困難であった。この結果、ツール装着面に対する加工ツールの装着精度が悪くなり、ワーク加工精度が低下するという問題があった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、ツール装着面に対する加工ツールの良好な装着精度を得ることができ、もってワーク加工精度を高めることができるクリーニングツール、これを備えたツール交換装置、及びツール交換方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明は、上記目的を達成するために、工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面をエアの吸引によって清掃するためのエア吸引器を有し、前記エア吸引器のエア吸引による清掃状態において前記ツール駆動主軸のツール装着面に接近する位置に配置されていることを特徴とするクリーニングツールを提供する。
【００１１】
（２）本発明は、上記目的を達成するために、工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面に着脱可能に保持された主軸側の加工ツールと、ツールマガジンに着脱可能に保持されたマガジン側の加工ツールとを交換するツール交換装置であって、前記ツールマガジンに取り付けられたクリーニングツールを備え、前記クリーニングツールは、前記ツール駆動主軸のツール装着面をエアの吸引によって清掃するためのエア吸引器を有し、前記エア吸引器のエア吸引による清掃状態において前記ツール駆動主軸のツール装着面に接近する位置に配置されていることを特徴とするツール交換装置を提供する。
【００１２】
（３）本発明は、上記目的を達成するために、工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面に着脱可能に保持された主軸側の加工ツールと、ツールマガジンに着脱可能に保持されたマガジン側の加工ツールとを交換する方法であって、前記主軸側の加工ツールを前記ツール駆動主軸との装着を解除して前記ツールマガジンに装着する第１ステップと、予め前記ツールマガジンに取り付けられたクリーニングツールを前記ツール駆動主軸のツール装着面に相対的に接近させた後、前記クリーニングツールによって前記ツール駆動主軸のツール装着面を清掃する第２ステップと、前記クリーニングツールを前記ツール駆動主軸のツール装着面から相対的に離間させた後、前記マガジン側の加工ツールを前記ツール駆動主軸のツール装着面に装着する第３ステップとを備えたことを特徴とするツール交換方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、ツール装着面に対する加工ツールの良好な装着精度を得ることができ、ワーク加工精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[実施の形態]
図１は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸に対するクリーニングツールの嵌合状態を説明するために示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸に対する加工ツールの装着状態を説明するために示す断面図である。なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれＺ軸方向（図１における主軸方向）及びＸ軸方向（図１における紙面に平行しかつＺ軸に直交する方向）・Ｙ軸方向（Ｘ軸及びＺ軸に直交する方向）とする。
【００１５】
〔ツール交換装置の全体構成〕
図１及び図２において、符号１で示すツール交換装置は、ツール駆動主軸２及びツール保持具ユニット３とを備え、Ｘ軸及びＺ軸を２軸とする直交座標平面内に配置されている。そして、ツール駆動主軸２とツール保持具ユニット３との間で主軸側の加工ツール４，４と保持具ユニット側の加工ツール４とを交換するように構成されている。
【００１６】
（ツール駆動主軸２の構成）
図３は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸を説明するために示す断面図である。図４は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸に対する加工ツールの装着状態を示す断面図である。
【００１７】
ツール駆動主軸２は、図３及び図４に示すように、その内部に圧力室（図示せず）を形成するための圧力壁２０を有し、Ｘ軸ステージ（図示せず）上に搭載されたＺ軸ステージ２１に主軸ヘッド２２及び軸受押え２３を介して配置され、かつ主軸ヘッド２２及び軸受押え２２内に軸受（ボールベアリング）２４，２４，…を介して回転可能に支持され、全体がツール嵌合側に開口する截頭円錐形状の空間（テーパ孔）をもつ円筒体によって形成されている。そして、回転用アクチュエータ（図示せず）によってＺ軸と平行な軸線の回りに回転するように、Ｘ軸ステージ移動用のアクチュエータ（図示せず）及びＺ軸ステージ移動用のアクチュエータ（図示せず）によってＸ軸とＺ軸に沿う方向に移動するように構成されている。
【００１８】
ツール駆動主軸２の開口端部には、加工ツール４を着脱可能に保持するツール装着面２５が設けられている。ツール装着面２５は、加工ツール４又はクリーニングツール３Ｃ（後述）の各先端面に対向する扁平なツール受面２５０と、加工ツール４又はクリーニングツール３Ｃの各開口端部外周面に適合するツール嵌合面２５１とによって形成されている。ツール受面２５０はツール駆動主軸２の開口端面に、またツール嵌合面２５１はツール駆動主軸２の開口内周面にそれぞれ配置されている。
【００１９】
ツール駆動主軸２には、その内周面に開口し、かつ係止爪５Ｂ，５Ｂ，…（後述）の凸部５０Ｂ，５０Ｂ，…を移動可能に案内する凹部２６，２６，…（実施の形態では４個）が円周方向に等間隔をもって設けられている。
【００２０】
ツール駆動主軸２の内部空間には、加工ツール４を着脱可能に把持するツール把持装置５が収容されている。
【００２１】
ツール把持装置５は、ツール駆動主軸２内にその中心軸線に沿って進退可能に位置するピストンロッド５Ａ、このピストンロッド５Ａ上で加工ツール４を係脱する複数の係止爪５Ｂ，５Ｂ，…（実施の形態では４個）、これら係止爪５Ｂ，５Ｂ，…をピストンロッド５Ａの径方向に進退させるための楔状部材５Ｃ、この楔状部材５Ｃをツール側に押圧するプッシャー５Ｄ、このプッシャー５Ｄに楔状部材５Ｃの反ツール把持側でツール把持側に向かって弾撥力を付与するスプリング５Ｅ、このスプリング５Ｅの弾撥力を圧力壁２０のツール把持側で受けるスプリング受け５Ｆ等を有し、ツール駆動主軸２と共にクランプユニットとして機能するように構成されている。
【００２２】
（ツール保持具ユニット３の構成）
図５は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール保持具ユニットを説明するために示す断面図である。図６は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのツール保持具を説明するために示す断面図である。図７は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのクリーニングツールを説明するために示す断面図である。図８は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのクリーニングツールを説明するために示す平面図である。図９は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのクリーニングツールを説明するために示す側面図である。図１０は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置における交換対象としての加工ツールを示す断面図である。
【００２３】
ツール保持具ユニット３は、図５に示すように、ツールマガジン３Ａ及びツール保持具３Ｂ，３Ｂ，…（実施の形態では３個）・クリーニングツール３Ｃ等を有し、ツール駆動主軸２の移動平面（Ｘ−Ｚ軸平面）内に配置されている。
【００２４】
<ツールマガジン３Ａの構成>
ツールマガジン３Ａは、図５に示すように、円周方向に並列する複数（実施の形態では３個）の保持具取付部３０Ａ〜３２Ａ、及びこれら複数の保持具取付部３０Ａ〜３２Ａのうち円周方向両端側の保持具取付部３０Ａ，３２Ａ間に介在するツール取付部３３Ａを有し、全体がＹ軸と平行な軸線の回りに回転する平面略円形状の回転体によって形成されている。そして、サーボモータ（図示せず）によって回転するように構成されている。保持具取付部３０Ａ〜３２Ａ及びツール取付部３３Ａは、円周方向に等間隔（９０°）をもって並列し、ツールマガジン３Ａの外周縁に配置されている。
【００２５】
<ツール保持具３Ｂ，３Ｂ，…の構成>
ツール保持具３Ｂ，３Ｂ，…は、図５に示すように、ツールマガジン３Ａの保持具取付部３０Ａ〜３２Ａに配置され、加工ツール４，４，…を着脱可能に保持するように構成されている。
【００２６】
ツール保持具３Ｂ，３Ｂ，…は略同一の構成であるため、単一のツール保持具３Ｂのみについて説明する。ツール保持具３Ｂは、図６に示すように、保持具本体３０Ｂ及び保持具ソケット３１Ｂを有し、ツールマガジン３Ａの保持具取付部３１Ａに取り付けられている。
【００２７】
保持具本体３０Ｂは、軸線２方向に開口する無底円筒状の筐体３００Ｂ、及びこの筐体３００Ｂの両開口部のうち加工ツール着脱側と反対側の開口部を閉塞する円板状の蓋体３０１Ｂからなり、全体が加工ツール着脱側に開口する略円筒状の中空構造体によって形成されている。保持具本体３０Ｂ内には、その軸線方向に移動して保持具ソケット３１Ｂを加工ツール着脱側に押圧する略円筒状の押圧ピース３０２Ｂ、及びこの押圧ピース３０２Ｂを加工ツール着脱側への移動を規制する移動規制ピース３０３Ｂが収容されている。
【００２８】
筐体３００Ｂは、その外周面に円周方向に所定の等間隔をもって並列する１対の取付片３０００Ｂ，３０００Ｂを有し、これら取付片３０００Ｂ，３０００Ｂを介してツールマガジン３Ａのツール取付部３１Ａに取り付けられている。筐体３００Ｂの軸線方向略中央部には、その内周面に突出し、かつ保持具ソケット３１Ｂの加工ツール着脱側への移動を規制する内フランジ３００１Ｂが一体に設けられている。
【００２９】
蓋体３０１Ｂは、軸線方向に開口するねじ孔３０１０Ｂ、このねじ孔３０１０Ｂに連通する貫通孔３０１１Ｂ、及び径方向に突出する鍔部３０１２Ｂを有し、このうち鍔部３０１２Ｂを介して筐体３００Ｂの片側開口端面に取り付けられている。蓋体３０１Ｂには、ねじ孔３０１０Ｂに螺合するスプリング受けとしてのストッパねじ３０４Ｂが取り付けられている。ストッパねじ３０４Ｂと押圧ピース３０２Ｂとの間には弾性体としてのスプリング３０５Ｂが弾装されている。これにより、保持具ソケット３１Ｂにスプリング３０５Ｂの加工ツール着脱側への弾撥力が押圧ピース３０２Ｂを介して付与される。蓋体３０１Ｂには、加工ツール着脱側に突出するソケット案内用のピン３１５Ｂが取り付けられている。
【００３０】
保持具ソケット３１Ｂは、第１ソケットエレメント３１０Ｂ〜第３ソケットエレメント３１２Ｂを有し、保持具本体３０Ｂ内にＸ軸，Ｚ軸，Ｙ軸の３軸線方向及びこれら３軸線方向に沿った軸線の回りに動作可能にスプリング３０５Ｂ及びＯリング３０６Ｂ，３１４Ｂを介して収容されている。これにより、保持具ソケット３１Ｂが保持具本体３０Ｂにスプリング３０５Ｂ及びＯリング３０６Ｂ，３１４Ｂを介してＸ軸，Ｚ軸，Ｙ軸の３軸線方向及びこれら３軸線方向に沿った軸線の回りに動作可能に保持される。
【００３１】
第１ソケットエレメント３１０Ｂは、保持具本体３０Ｂの蓋体側に配置され、全体が保持具ソケット３１Ｂの軸線２方向に開口する環状体によって形成されている。第１ソケットエレメント３１０Ｂには、エレメント外周面に開口する環状のシール取付用凹部３１００Ｂ、及びピン３１５Ｂに嵌合する凹孔３１０１Ｂが設けられている。また、第１ソケットエレメント３１０Ｂには、シール取付用凹部３１００Ｂの底面（内周面）と筐体３００Ｂの内周面との間に介在する弾性体としてのＯリング３０６Ｂが弾装されている。
【００３２】
第２ソケットエレメント３１１Ｂは、各外径が互いに異なる大小２つの胴部３１１０Ｂ，３１１１Ｂからなり、ツール保持具３０Ｂの加工ツール着脱側に配置され、かつ保持具本体３０Ｂ内に収容されている。そして、全体が断面略Ｔ字状の無底円筒体によって形成されている。
【００３３】
小径の胴部３１１０Ｂには、第２ソケットエレメント３１１Ｂの内部をその軸線方向に沿って２空間３１１２Ｂ，３１１３Ｂに仕切る隔壁３１１４Ｂが一体に設けられている。隔壁３１１４Ｂには、その中心軸線に沿って開口する貫通孔３１１５Ｂが設けられている。隔壁３１１４Ｂには、貫通孔３１１５Ｂを挿通して球面状の凹部３０７０Ｂを先端面に有するボルト３０７Ｂ、及びこのボルト３０７Ｂの先端部に螺合するナット３０８Ｂが取り付けられている。ボルト３０７Ｂにおける凹部３０７０Ｂの底面と押圧ピース３０２Ｂの先端面との間には球体３０９Ｂが介装されている。
【００３４】
空間３１１２Ｂは、第２ソケットエレメント３１１Ｂの蓋体側に配置され、全体が貫通孔３１１５Ｂに連通する円柱状の凹部によって形成されている。空間３１１３Ｂは、第２ソケットエレメント３１１Ｂの加工ツール着脱側に配置され、全体が空間３１１２Ｂに貫通孔３１１５Ｂを介して連通する段状の凹部によって形成されている。空間３１１３Ｂの開口内周面は、加工ツール４におけるツール本体４Ａの嵌合面４０３Ａに嵌合可能なテーパ面３１１７Ｂで形成されている。
【００３５】
大径の胴部３１１１Ｂには、その外周面及び空間３１１３Ｂの内周面に開口するねじ孔３１１６Ｂが設けられ、またこのねじ孔３１１６Ｂに螺合するスプリング受け３１３Ｂが装着されている。スプリング受け３１３Ｂには、ツール連結部材としてのプルスタットボルト７Ａと共にツール位置決め機構７を構成し、かつねじ孔３１１６Ｂ内を進退するボールプランジャ７Ｂが装着されている。
【００３６】
位置決め機構７は、プルスタットボルト７Ａ（図４に示す）及びボールプランジャ７Ｂを有し、保持具ソケット３１Ｂ（第２ソケットエレメント３１１Ｂ）と加工ツール４との間に配置されている。そして、第２ソケットエレメント３１１Ｂに加工ツール４を係脱可能に位置決めするように構成されている。
【００３７】
プルスタットボルト７Ａは、各外径が互いに異なる大小２つの胴部７０Ａ，７１Ａからなり、加工ツール４のツール本体４Ａに取り付けられている。
【００３８】
大径の胴部７０Ａは、その先端部側（小径の胴部７１Ａと反対側）で外周面に突出する鍔部７２Ａ、及び小径の胴部７１Ａ側で外周面に開口するシール取付用の凹部７３Ａが設けられている。鍔部７２Ａは、胴部７１Ａ側の端面が凸状のテーパ面７２０Ａで形成されている。
【００３９】
小径の胴部７１Ａは、外周面にねじ部７１０Ａを有し、このねじ部７００Ｂがツール本体４Ａに螺着されている。
【００４０】
ボールプランジャ７Ｂは、ボール７０Ｂ及びスプリング７１Ｂからなり、第２ソケットエレメント３１１Ｂの胴部３１１１Ｂに配置されている。
【００４１】
ボール７０Ｂは、スプリング７１Ｂの先端部に胴部３１１１Ｂの空間３１１３Ｂとねじ孔３１１６Ｂとの間を出没可能に取り付けられている。そして、プルスタットボルト７Ａのテーパ面７２０Ａへの圧接によるソケット保持具３１Ｂ側への引き込み力によって加工ツール４を係止するように構成されている。
【００４２】
スプリング７１Ｂは、胴部３１１１Ｂのねじ孔３１１６Ｂ内に収容され、かつスプリング受け３１３Ｂに取り付けられている。そして、ボール７０Ｂに対してその一部が胴部３１１１Ｂの空間３１１３Ｂに露出する方向の弾撥力を付与するように構成されている。
【００４３】
第３ソケットエレメント３１２Ｂは、各外径が互いに異なる大小２つの胴部３１２０Ｂ，３１２１Ｂからなり、第２ソケットエレメント３１１Ｂの周囲に配置され、かつ第１ソケットエレメント３１０Ｂの加工ツール側端面と胴部３１１１Ｂの蓋体側端面との間に介装されている。
【００４４】
大径の胴部３１２０Ｂは、加工ツール着脱側に開口して第２ソケットエレメント３１１Ｂの胴部３１１１Ｂに嵌合する凹部３１２２Ｂを有し、保持具本体３０Ｂ（筐体３００Ｂ）の内フランジ３００１Ｂに対向する位置に配置されている。胴部３１２０Ｂの外周面には、第３ソケットエレメント３１２Ｂの外周面に開口する環状のシール取付用凹部３１２３Ｂが設けられている。また、胴部３１２０Ｂの外周面には、シール取付用凹部３１２３Ｂの底面（内周面）と筐体３００Ｂの内周面との間に介在する弾性体としてのＯリング３１４Ｂが弾装されている。
【００４５】
小径の胴部３１２１Ｂは、大径の胴部３１２０Ｂの凹部３１２２Ｂに連通して第２ソケットエレメント３１１Ｂの胴部３１１０Ｂを挿通させる挿通孔３１２４Ｂを有し、胴部３１１０Ｂの外周面と保持具本体３０Ｂの内フランジ３００１Ｂとの間に配置されている。
【００４６】
<クリーニングツール３Ｃの構成>
クリーニングツール３Ｃは、図７に示すように、ツール本体３０Ｃ及び吸引器ホルダ３１Ｃ・エア吸引器３２Ｃを有し、ツールマガジン３Ａのツール取付部３３Ａに取り付けられている。そして、エア吸引器３２Ｃのエア吸引による清掃状態においてツール駆動主軸２のツール装着面２５に接近する位置に配置されている。
【００４７】
ツール本体３０Ｃは、軸線２方向に開口する無底円筒状の筐体３００Ｃ、及びこの筐体３００Ｃの両開口部のうち主軸着脱側と反対側の開口一部を閉塞する環状の蓋体３０１Ｃからなり、全体が主軸着脱側に開口する略円筒状の中空構造体によって形成されている。
【００４８】
筐体３００Ｃは、その外周面に円周方向に所定の等間隔をもって並列する１対の取付片３０００Ｃ，３０００Ｃを有し、これら取付片３０００Ｃ，３０００Ｃを介してツールマガジン３Ａのツール取付部３３Ａに取り付けられている。筐体３００Ｃの軸線方向略中央部には、その内周面に突出し、かつ吸引器ホルダ３１Ｃの主軸着脱側への移動を規制する内フランジ３００１Ｃが一体に設けられている。
【００４９】
蓋体３０１Ｃは、径方向に突出する鍔部３０１０Ｃを有する環状体からなり、鍔部３０１０Ｃを介して筐体３００Ｃの片側開口端面に取り付けられている。蓋体３０１Ｃには、主軸着脱側に突出するホルダ案内用のピン３０２Ｃが固定されている。
【００５０】
吸引器ホルダ３１Ｃは、第１ホルダエレメント３１０Ｃ及び第２ホルダエレメント３１１Ｃを有し、ツール本体３０Ｃ内にＸ軸，Ｚ軸，Ｙ軸の３軸線方向及びこれら３軸線方向に沿った軸線の回りに動作可能にスプリング３０３Ｃ及びＯリング３０４Ｃ，３０５Ｃを介して収容されている。これにより、吸引器ホルダ３１Ｃがツール本体３０Ｃにスプリング３０３Ｃ及びＯリング３０４Ｃ，３０５Ｃを介してＸ軸，Ｚ軸，Ｙ軸の３軸線方向及びこれら３軸線方向に沿った軸線の回りに動作可能に保持される。
【００５１】
第１ホルダエレメント３１０Ｃは、吸引器ホルダ３１Ｃの軸線２方向に開口する段状の内孔３１００Ｃを有する環状体からなり、筐体３００Ｃの内フランジ３００１Ｃと蓋体３０１Ｃの主軸着脱側端面との間に配置され、かつツール本体３０Ｃ内に収容されている。
【００５２】
第１ホルダエレメント３１０Ｃには、スプリング３０３Ｃを内部に収容するスプリング収容孔３１０２Ｃ、及びピン３０２Ｃに遊嵌する凹孔３１０３Ｃが設けられている。また、第１ホルダエレメント３１０Ｃには、そのエレメント外周面に開口する環状のシール取付用凹部３１０４Ｃが設けられている。シール取付用凹部３１０４Ｃの底面（内周面）と筐体３００Ｃの内周面との間には、弾性体としてのＯリング３０４Ｃが弾装されている。
【００５３】
第２ホルダエレメント３１１Ｃは、各外径が互いに異なる大中小３つの胴部３１１０Ｃ〜３１１２Ｃからなり、ツール本体３０Ｃの主軸着脱側に配置され、かつ一部がツール本体３００Ｃの筐体３００Ｃ内に収容されている。
【００５４】
小径の胴部３１１０Ｃには、第２ホルダエレメント３１１Ｃの内部をその軸線方向に沿って２空間３１１２Ｃ1，３１１２Ｃ2に仕切る隔壁３１１３Ｃが一体に設けられている。隔壁３１１３Ｃには、図８に示すように、空間３１１２Ｃ1に連通するねじ孔３１１４Ｃ、及びこのねじ孔３１１４Ｃに連通する第１エア吸引路３１１５Ｃ、及びこの第１エア吸引路３１１５Ｃに連通して胴部３１１０Ｃの外周面に開口する通孔３１１６Ｃが設けられている。また、胴部３１１０Ｃには、第１エア吸引路３１１５Ｃに連通し、かつ胴部３１１０Ｃの先端面に開口する第２エア吸引路３１１７Ｃが隔壁３１１３Ｃに跨って設けられている。なお、通孔３１１６Ｃは栓体３３Ｃによって閉塞されている。
【００５５】
胴部３１１０Ｃの先端面外周縁には、ツール駆動主軸２のツール受面２５０に当接可能な環状の第１凸部３１１８Ｃ1が設けられている。胴部３１１０Ｃの先端面内周縁（空間３１１２Ｃの開口周縁）には、ツール駆動主軸２の開口部内に嵌合可能な環状の第２凸部３１１８Ｃ2が設けられている。第２凸部３１１８Ｃ2は、図８及び図９に示すように、円周方向に延在する環状のベース３１１９Ｃ1、及び円周方向に所定の間隔をもって並列する複数（実施の形態では４個）のリブ３１１９Ｃ2からなり、全体がツール駆動主軸２のツール嵌合面２５１に適合するテーパ状の部材によって形成されている。これにより、第１凸部３１１７Ｃ1がツール受面２５０に当接するとともに、第２凸部３１１９Ｃ2がツール嵌合面２５１に嵌合すると、胴部３１１０Ｃの先端面とツール駆動主軸２のツール受面２５０との間に第２エア吸引路３１１７Ｃに連通する空間ａが形成されるとともに、第２凸部３１１８Ｃ2の外周面とツール駆動主軸２のツール嵌合面２５１との間に空間ａに連通する空間ｂが形成される。
【００５６】
大径の胴部３１１１Ｃは、第２ホルダエレメント３１１Ｃの胴部３１１０Ｃと胴部３１１２Ｃとの間に介在して筐体３００Ｃ内に収容されている。胴部３１１１Ｃの外周面には、第２ホルダエレメント３１１Ｃの外周面に開口する環状のシール取付用凹部３０５Ｃが設けられている。シール取付用凹部３０５Ｃの底面（内周面）と筐体３００Ｃの内周面との間に介在する弾性体としてのＯリング３０６Ｃが弾装されている。
【００５７】
大径の胴部３１１１Ｃと小径の胴部３１１０Ｃとの間の中間径の胴部３１１２Ｃは、第１ホルダエレメント３１０Ｃの内孔３１００Ｃに嵌合して筐体３００Ｃの内フランジ３００１Ｃに挿通され、かつ第２ホルダエレメント３１１Ｃの胴部３１１０Ｃに胴部３１１１Ｃを介して連設されている。
【００５８】
エア吸引器３２Ｃは、エア導入部３２０Ｃ及びエア導出部３２１Ｃ・エア吸引部３２２Ｃを有し、その一部をツール本体３０Ｃ及び吸引器ホルダ３１Ｃ内に挿入して配置され、エア吸引部３２２Ｃが吸引器ホルダ３１Ｃのねじ孔３１１４Ｃに螺着されている。そして、ツール駆動主軸２のツール装着面２５をエアの吸引によって清掃するように構成されている。エア吸引器３２Ｃとしては、圧縮エアをエア導入部３２０Ｃから内部に導入してエア導出部３２１Ｃから外部に導出することにより吸引力を発生させるノズルが用いられる。
【００５９】
<加工ツール４の構成>
加工ツール４は、図１０に示すように、ツール本体４Ａ及び砥石ホイール４Ｂを有する砥石車からなり、ツール保持具３Ｂ又はツール駆動主軸２に着脱可能に保持されている。そして、ツール駆動主軸２に対する装着状態において、ツール回転主軸２と共にＺ軸と平行な軸線の回りに回転するように構成されている。また、加工ツール４は、ツール保持具３Ｂに対する装着状態において、ツール保持具３Ｂと共にＹ軸と平行な軸線の回りにツール保持具ユニット３のツールマガジン３Ａ（後述）を介して回転するように構成されている。
【００６０】
ツール本体４Ａは、砥石ホイール４Ｂの中心部を挿通する胴部４０Ａ、及び砥石ホイール４Ｂの片側端面に当接する鍔部４１Ａからなり、全体が加工ツール４のベース部材として機能するように構成されている。
【００６１】
胴部４０Ａは、プルスタットボルト７Ａの胴部７０Ａに嵌合する第１凹部４００Ａ、この第１凹部４００Ａに連通してプルスタットボルト７Ａのねじ部７１０Ａに螺合するねじ孔４０１Ａ、このねじ孔４０１Ａに連通してツール把持装置５における楔部材５Ｃの先端部に遊嵌する第２凹部４０２Ａ、及びこの第２凹部４０２Ａの内周面に開口してツール把持装置５におけるピストンロッド５Ａの進退によって係止爪６Ｂ，６Ｂ，…の先端部を出没させる第３凹部４０３Ａを有し、全体が段状の略円筒体によって形成されている。
【００６２】
胴部４０Ａの一方側端部は、その軸線方向中間部から先端部に向かって外径が漸次小さくなるテーパ部４０４Ａで形成されている。胴部４０Ａの他方側端部は、その中間部から先端部に向かって外径が漸次小さくなり、かつツール駆動主軸２のツール嵌合面２５１に嵌合可能なテーパ状の嵌合面４０５Ａで形成されている。
【００６３】
鍔部４１Ａは、胴部４０Ａの軸線方向中間部の外周面に一体に設けられている。鍔部４１Ａの両端面のうち砥石ホイール４Ｂ側と反対側の端面は、ツール駆動主軸２のツール受面２５０に当接可能な扁平な当接面４０６Ａで形成されている。これにより、当接面４０６Ａがツール受面２５０に当接するとともに、胴部４０Ａの嵌合面４０５Ａがツール嵌合面２５１に嵌合すると、加工ツール４がツール駆動主軸２に対する所謂２面拘束タイプの工具として機能する。
【００６４】
砥石ホイール４Ｂは、ツール本体４Ａの胴部４０Ａの周囲に配置され、かつツール本体４Ａの鍔部４１Ａに固定され、全体が砥石４０Ｂを外周面に有する環状体によって形成されている。
【００６５】
次に、本実施の形態に示すツール交換装置１を工作機械（複合加工機）に適用する場合につき、図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置を複合加工機に適用する場合について説明するために示す平面図である。
【００６６】
図１１において、符号１０で示す複合加工機は、加工機本体２０及び付属装置（図示せず）等からなり、ベッド１０００上に載置されている。
【００６７】
加工機本体２０は、ワークＷを主軸１０５で支持して回転駆動するワーク支持駆動ユニット１００と、加工ツール４を着脱可能に保持して回転駆動するツール駆動主軸ユニット２００と、ツール駆動主軸ユニット２００と共にツール交換装置１を構成するツール保持具ユニット３とを備えている。
【００６８】
ワーク支持駆動ユニット１００は、主軸台ベース１０１及び左右２つの主軸台１０３，１０３を有し、ベッド１０００上の前方端部（図１１では下側）に載置されている。
【００６９】
主軸台ベース１０１の背面部（図１１では上側）には、左右（Ｚ軸）方向に所定の間隔をもって互いに並列し、かつＺ軸方向に延在する２つの主軸台スライドガイド１０２，１０２が配設されている。
【００７０】
主軸台１０３，１０３は、それぞれが対応する主軸台スライドガイド１０２，１０２上にＺ軸方向に沿って移動自在に配設されている。そして、それぞれが各主軸台スライドガイド１０２，１０２上における所定の位置に位置決めされ、その両中心部間でワークＷを挟持するように構成されている。主軸台１０３，１０３には、それぞれ主軸１０５，１０５を所定の回転数で回転駆動する主軸駆動モータ１０４，１０４が搭載されている。
【００７１】
ツール駆動主軸ユニット２００は、加工ツール４の被把持部を把持可能なツール駆動主軸２、及びこのツール駆動主軸２を回転駆動するツール駆動主軸回転モータ２０３を有し、ベッド１０００上のＸ軸ステージ３０１にＺ軸ステージ２１を介して搭載されている。そして、ツール駆動主軸回転モータ２０３の回転駆動力をツール駆動主軸２に伝達し、さらにツール駆動主軸２上の加工ツール４を所定の回転数で回転駆動するように構成されている。
【００７２】
一方、付属装置は、オイル供給装置・冷却装置・エア供給装置・クーラント供給装置と、これら装置を加工機本体２に接続するダクト装置等とから構成されている。
【００７３】
このように構成された複合加工機１０においては、全体の動作がコンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ）によって制御される。このため、主軸１０５，１０５によって支持されたワークＷがツール駆動主軸ユニット２００の加工ツール４によって自動的に加工される。また、ツール駆動主軸２とツール保持具ユニット３との間における主軸側の加工ツール４，４と保持具ユニット側の加工ツール４との交換も自動的に行われる。
【００７４】
〔ツール交換方法装置１によるツール交換方法〕
次に、本実施の形態に係るツール交換装置を用いたツール交換方法につき、図１２〜図１５を用いて説明する。
【００７５】
図１２〜図１４は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法を説明するために示す断面図である。図１５は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法を説明するために示すフローチャートである。
【００７６】
本実施の形態に示すツール交換方法は、「加工ツールのツールマガジンへの回収」及び「ツール駆動主軸のクリーニング」・「加工ツールのツール駆動主軸への装着」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。
【００７７】
「加工ツールのツールマガジンへの回収」
図１２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法における加工ツールのツールマガジンへの回収について説明するために示す断面図である。図１２（ａ）は加工ツール回収前の状態を、図１２（ｂ）は加工ツール回収状態を、また図１２（ｃ）は加工ツール回収後の状態それぞれ示す。
【００７８】
なお、予めツール保持具ユニット３のサーボモータを駆動制御してツールマガジン３Ａを回転させ、ツールマガジン３Ａ上のツール保持具３Ｂ，３Ｂ，…のうち加工ツール４の保持されていないツール保持具３Ｂがツール駆動主軸上の加工ツール４（交換対象としての使用済み加工ツール４）をツールマガジン３Ａに回収可能な位置（ツール交換位置）に配置されているものとする。
【００７９】
先ず、図１２（ａ）に示すように、交換対象としての使用済み加工ツール４がツール把持装置５を介して装着されたツール駆動主軸２をＸ軸方向及びＺ軸方向に沿ってそれぞれ所定のストローク量だけ移動させ、ツール交換位置に対応するツール交換待機位置に位置決めする（図１５のステップＳ１）。
【００８０】
次いで、図１２（ｂ）に示すように、ツール駆動主軸２をそのツール交換待機位置からツール交換位置のツール保持具３Ｂに向かってＺ軸方向に所定のストローク量だけ往動させ、このツール交換位置でツール駆動主軸２からツール保持具３Ｂに使用済み加工ツール４を移し替える（図１５のステップＳ２）。この加工ツール４の移し替えは、保持具ソケット３１Ｂの空間部３１１３Ｂにプルスタットボルト７Ａの胴部７０Ａ及び加工ツール４の胴部４０Ａを挿入することにより行われる。この際、スタットボルト７Ａの保持具ソケット３１Ｂへの挿入によってボールプランジャ７Ｂのボール７０Ｂがスタットボルト７Ａをそのテーパ面７２０Ａに圧接すると、ソケット保持具側に引き込んだ状態で加工ツール４を係止する。また、加工ツール４の保持具ソケット３１Ｂへの挿入によってそのテーパ部４０４Ａが空間部３１１３Ｂのテーパ面３１１７Ｂに嵌合する。そして、加工ツール４がツール交換位置でツール保持具３Ｂに装着されると、ツール把持装置５の作動によってツール駆動主軸２に対する装着状態を解除し、ツール駆動主軸２から離脱される。これにより、使用済み加工ツール４がツールマガジン３Ａに回収される。
【００８１】
しかる後、図１２（ｃ）に示すように、ツール駆動主軸２をツール交換位置から離間する方向にＺ軸方向に沿って所定のストロークだけ復動させ、ツール交換位置に対応するツール交換待機位置に位置決めする（図１５のステップＳ３）。
【００８２】
「ツール駆動主軸のクリーニング」
図１３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法におけるツール駆動主軸のクリーニングについて説明するために示す断面図である。図１３（ａ）はツールクリーニング前の状態を、図１３（ｂ）はツールクリーニング状態を、また図１３（ｃ）はツールクリーニング後の状態それぞれ示す。
【００８３】
先ず、図１３（ａ）に示すように、ツール保持具ユニット３のサーボモータを駆動制御してツールマガジン３Ａを時計回りに１８０°回転させ、ツール駆動主軸２のツール装着面２５（ツール受面２５０及びツール嵌合面２５１）を清掃可能な位置（ツール交換位置）にツールマガジン３Ａ上のクリーニングツール３Ｃを位置決めする（図１５のステップＳ４）。
【００８４】
次いで、図１３（ｂ）に示すように、ツール駆動主軸２をそのツール交換待機位置からツール交換位置のツール保持具３Ｂに向かってＺ軸方向に所定のストローク量だけ往動させ、このツール交換位置でツールマガジン３Ａ上のクリーニングツール３Ｃに接近させる（図１５のステップＳ５）。このツール駆動主軸２のクリーニングツール３Ｃへの接近は、吸引器ホルダ３１Ｃの第２凸部３１１８Ｃ2をツール駆動主軸２の開口部内に、またツール把持装置５の楔状部材５Ｃを吸引器ホルダ３１Ｃの空間３１１２Ｃ2にそれぞれ挿入することにより行われる。この際、吸引器ホルダ３１Ｃへのツール駆動主軸２の挿入（ツール駆動主軸２への吸引器ホルダ３１Ｃの挿入）によって第１凸部３１１７Ｃ1がツール駆動主軸２のツール受面２５０に当接するとともに、第２凸部３１１８Ｃ2がツール嵌合面２５１に嵌合すると、胴部３１１０Ｃの先端面とツール駆動主軸２のツール受面２５０との間に第２エア吸引路３１１７Ｃに連通する空間ａが形成されるとともに、第２凸部３１１８Ｃ2の外周面とツール駆動主軸２のツール嵌合面２５１との間に空間ａに連通する空間ｂが形成される。そして、圧縮エアをエア吸引器３２Ｃのエア導入部３２０Ｃから内部に導入してエア導出部３２１Ｃから外部に導出することにより吸引力を発生させ、ツール駆動主軸２のツール装着面２５（ツール受面２５０及びツール嵌合面２５１）をエアの吸引によって清掃する（図１５のステップＳ６）。これにより、ツール駆動主軸２のツール装着面２５に付着した加工屑や塵埃等が取り除かれる。
【００８５】
しかる後、図１３（ｃ）に示すように、ツール駆動主軸２をツール交換位置から離間する方向にＺ軸方向に沿って所定のストロークだけ復動させ、ツール交換位置に対応するツール交換待機位置に位置決めする（図１５のステップＳ７）。
【００８６】
「加工ツールのツール駆動主軸への装着」
図１４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法における加工ツールのツール駆動主軸への装着について説明するために示す断面図である。図１４（ａ）は加工ツール装着前の状態を、図１４（ｂ）は加工ツール装着状態を、また図１４（ｃ）は加工ツール装着後の状態それぞれ示す。
【００８７】
先ず、図１４（ａ）に示すように、ツール保持具ユニット３のサーボモータを駆動制御してツールマガジン３Ａを時計回りに９０°回転させ、ツール駆動主軸２のツール装着面２５（ツール受面２５０及びツール嵌合面２５１）に装着可能な位置（ツール交換位置）にツールマガジン３Ａ上の加工ツール４（未使用加工ツール４）を位置決めする（図１５のステップＳ８）。
【００８８】
次いで、図１４（ｂ）に示すように、ツール駆動主軸２をそのツール交換待機位置からツール交換位置のツール保持具３Ｂに向かってＺ軸方向に所定のストローク量だけ往動させ、このツール交換位置でツール駆動主軸２にツール保持具３Ｂから未使用加工ツール４を移し替える（図１５のステップＳ９）。この加工ツール４の移し替えは、加工ツール４の第２凹部４０２Ａ内にツール把持装置５の楔状部材５Ｃを、またツール駆動主軸２の開口部内に加工ツール４のテーパ部４０４Ａを挿入することにより行われる。この際、加工ツール４のツール駆動主軸２内への挿入によってテーパ部４０４Ａの嵌合面４０５Ａがツール駆動主軸２のツール嵌合面２５１に嵌合するとともに、鍔部４１Ａの当接面４０６Ａがツール駆動主軸２のツール受面２５０に当接すると、ツール駆動主軸２が加工ツール４を所謂２面拘束して保持する。そして、加工ツール４がツール交換位置でツール駆動主軸２に保持されると、ツール把持装置５の作動によって係止爪５Ｂ，５Ｂが加工ツール４の第３凹部４０３Ａを係止する。これにより、加工ツール４がツール駆動主軸２にツール把持装置５を介して装着される。
【００８９】
しかる後、図１４（ｃ）に示すように、加工ツール４がツール把持装置５を介して装着されたツール駆動主軸２をツール交換位置から離間する方向にＺ軸方向に沿って所定のストロークだけ復動させ、ツール交換位置に対応するツール交換待機位置に位置決めして待機する（図１５のステップＳ１０）。
【００９０】
[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００９１】
（１）ツール駆動主軸２のツール装着面２５がクリーニングツール３Ｃ（エア吸引器３２Ｃ）によるエアの吸引によって清掃され、ツール装着面２５全体の清掃を確実に行うことができる。また、ツール駆動主軸２に対する加工ツール４の装着時にツール本体４Ａの中心軸線とツール嵌合面２５１の中心軸線とがずれても、この位置ずれをツール保持具３Ｂが動作して吸収することができ、ツール本体４Ａのツール嵌合面２５１への当接による損傷の発生を抑制することができる。これにより、ツール駆動主軸２のツール装着面２５に対する加工ツール４の良好な装着精度を得ることができ、ワーク加工精度を高めることができる。
【００９２】
（２）通常は工場内には圧縮エアが供給されているので、この圧縮エアをエア吸引器３２Ｃの内部に導入して外部に導出することにより吸引力を発生させ、ツール駆動主軸２のツール装着面２５を清掃することができる。これにより、ツール駆動主軸２のツール装着面２５を清掃するにあたり、特別なバキューム装置等を必要としないという利点がある。
【００９３】
以上、本発明のツール交換装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００９４】
（１）本実施の形態では、吸引器ホルダ３１Ｃ（胴部３１１０Ｃ）に清掃状態においてツール駆動主軸２の開口部内（ツール嵌合面２５１）に嵌合する第２凸部３１１８Ｃ2が設けられている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ツール駆動主軸の開口端部（外周面）に嵌合する凹部を吸引器ホルダに設けてもよい。
【００９５】
（２）本実施の形態では、ツールマガジン３Ａに対しツール駆動主軸２をＸ軸及びＺ軸方向に沿って移動させることによりツール交換が行われる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ツール駆動主軸に対しツールマガジンをＸ軸及びＺ軸に沿って移動させることによりツール交換を行うものでもよい。すなわち要するに、本発明は、ツール駆動主軸とツールマガジンとをＸ軸及びＺ軸方向に沿って相対的に移動させることによりツール交換を行うものであればよい。
【００９６】
（３）本実施の形態では、砥石を加工ツール４とする工作機械（複合加工機１０）に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば旋削用電着ホイール等の旋削工具あるいは熱処理工具・表面仕上げ工具等を加工ツールとする他の工作機械にも本実施の形態と同様に適用可能である。
【００９７】
（４）本実施の形態では、同種の加工ツール４をツールマガジン３Ａに保持されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、複数種の加工ツールをツールマガジンに保持してもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸に対するクリーニングツールの嵌合状態を説明するために示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸に対する加工ツールの装着状態を説明するために示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸を説明するために示す断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸に対する加工ツールの装着状態を示す断面図。
【図５】本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール保持具ユニットを説明するために示す断面図。
【図６】本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのツール保持具を説明するために示す断面図。
【図７】本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのクリーニングツールを説明するために示す断面図。
【図８】本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのクリーニングツールを説明するために示す平面図。
【図９】本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのクリーニングツールを説明するために示す側面図。
【図１０】本発明の実施の形態に係るツール交換装置における交換対象としての加工ツールを示す断面図。
【図１１】本発明の実施の形態に係るツール交換装置を複合加工機に適用する場合について説明するために示す平面図。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法における加工ツールのツールマガジンへの回収について説明するために示す断面図。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法におけるツール駆動主軸のクリーニングについて説明するために示す断面図。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法における加工ツールのツール駆動主軸への装着について説明するために示す断面図。
【図１５】本発明の実施の形態に係るツール交換方法を説明するために示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９９】
１…ツール交換装置
２…ツール駆動主軸、２０…圧力壁、２１…Ｚ軸ステージ、２２…主軸ヘッド、２３…軸受押え、２４…軸受、２５…ツール装着面、２５０…ツール受面、２５１…ツール嵌合面、２６…凹部
３…ツール保持具ユニット
３Ａ…ツールマガジン、３０Ａ〜３２Ａ…保持具取付部、３４Ａ…ツール取付部
３Ｂ…ツール保持具、３０Ｂ…保持具本体、３００Ｂ…筐体、３０００Ｂ…取付片、３００１Ｂ…内フランジ、３０１Ｂ…蓋体、３０１０Ｂ…ねじ孔、３０１１Ｂ…貫通孔、３０１２Ｂ…鍔部、３０２Ｂ…押圧ピース、３０３Ｂ…移動規制ピース、３０４Ｂ…ストッパねじ、３０５Ｂ…スプリング、３０６Ｂ…Ｏリング、３０７Ｂ…ボルト、３０７０Ｂ…凹部、３０８Ｂ…ナット、３０９Ｂ…球体、３１Ｂ…保持具ソケット、３１０Ｂ…第１ソケットエレメント、３１００Ｂ…シール取付用凹部、３１０１Ｂ…凹孔、３１１０Ｂ…小径の胴部、３１１１Ｂ…大径の胴部、３１１２Ｂ，３１１３Ｂ…空間、３１１４Ｂ…隔壁、３１１５Ｂ…貫通孔、３１１６Ｂ…ねじ孔、３１１７Ｂ…テーパ面、３１１Ｂ…第２ソケットエレメント、３１２Ｂ…第３ソケットエレメント、３１２０Ｂ…大径の胴部、３１２１Ｂ…小径の胴部、３１２２Ｂ…凹部、３１２３Ｂ…シール取付用凹部、３１２４Ｂ…挿通孔、３１３Ｂ…スプリング受け，３１４Ｂ…Ｏリング，３１５Ｂ…ソケット案内用のピン
３Ｃ…クリーニングツール、３０Ｃ…ツール本体、３００Ｃ…筐体、３０００Ｃ…取付片、３００１Ｃ…内フランジ、３０１Ｃ…蓋体、３０１０Ｃ…鍔部、３０２Ｃ…ホルダ案内用のピン、３０３Ｃ…スプリング、３０４Ｃ…Ｏリング、３１Ｃ…吸引器ホルダ、３１０Ｃ…第１ホルダエレメント、３１００Ｃ…内孔、３１０１Ｃ…内フランジ、３１０２Ｃ…スプリング収容孔、３１０３Ｃ…凹孔、３１０４Ｃ…シール取付用凹部、３１１Ｃ…第２ホルダエレメント、３１１０Ｃ…小径の胴部、３１１１Ｃ…大径の胴部、３１１２Ｃ…中間径の胴部、３１１２Ｃ1，３１１２Ｃ2…空間、３１１９Ｃ1…ベース、３１１９Ｃ2…リブ、３１１３Ｃ…隔壁、３１１４Ｃ…ねじ孔、３１１５Ｃ…第１エア吸引路，３１１６Ｃ…通孔、３１１７Ｃ…第２エア吸引路、３１１８Ｃ1…第１凸部、３１１８Ｃ2…第２凸部、３２０Ｃ…エア導入部、３２１Ｃ…エア導出部、３２２Ｃ…エア吸引部、３２Ｃ…エア吸引器、３３Ｃ…栓体、３０５Ｃ…シール取付用凹部，３０６Ｃ…Ｏリング
４…加工ツール
４Ａ…ツール本体、４０Ａ…胴部、４００Ａ…第１凹部、４０１Ａ…ねじ孔、４０２Ａ…第２凹部、４０３Ａ…第３凹部、４０４Ａ…テーパ部、４０５Ａ…嵌合面、４０６Ａ…当接面、４１Ａ…鍔部
４Ｂ…砥石ホイール、４０Ｂ…砥石
５…ツール把持装置、５Ａ…ピストンロッド、５Ｂ…係止爪、５Ｃ…楔状部材、５Ｄ…プッシャー、５Ｅ…スプリング、５Ｆ…スプリング受け
７…位置決め機構
７Ａ…プルスタットボルト、７０Ａ…大径の胴部、７１Ａ…小径の胴部、７１０Ａ…ねじ孔、７２Ａ…鍔部、７２０Ａ…テーパ面、７３Ａ…凹部
７Ｂ…ボールプランジャ、７０Ｂ…ボール、７１Ｂ…スプリング
１０…複合加工機
２０…加工機本体
１００…ワーク支持駆動ユニット、１０１…主軸台ベース、１０２…主軸台スライドガイド、１０３…主軸台、１０４…主軸駆動モータ、１０５…主軸
２００…ツール駆動主軸ユニット、２０３…ツール駆動主軸モータ
３０１…Ｘ軸ステージ
１０００…ベッド
Ｗ…ワーク
ａ，ｂ…空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面を清掃するためのクリーニングツール、これを備えたツール交換装置、及びツール交換方法に関する。
【０００２】
周知のように、工作機械には研削盤及び旋盤・フライス盤等があり、これら各種の工作機械はその加工内容に応じて選択的に用いられる。
【０００３】
このような工作機械においては、砥石，切削工具等の加工ツールを保持する主軸や、ワークを保持するテーブル等を所望の位置に移動させたり、所望の角度で回動させたりすることにより、ワークと加工ツールとを相対的に変位させて研削や切削等の加工が行われる。
【０００４】
従来、この種の工作機械には、複数の加工ツールを着脱可能に保持するツールマガジンを有し、ツールマガジンと主軸との間で加工ツールを交換するツール交換装置を備えたものが知られている。
【０００５】
このような工作機械における加工ツールの交換は、主軸のツール装着面に装着された加工ツールを離脱してツールマガジンに回収した後、ツールマガジンに保持された複数の加工ツールのうち所望の加工ツールを主軸のツール装着面に装着することにより行われる。
【０００６】
ところで、この種の工作機械においては、ワーク加工時に発生する切り屑や塵埃等が主軸のツール装着面に付着すると、ツール交換時に主軸のツール装着面に加工ツールを密接した状態で装着することができない。
【０００７】
このため、従来の工作機械の主軸には、ツール装着面に開口するエア供給用の通路が設けられている（特許文献１）。これにより、ツール交換時に加工ツールを主軸のツール装着面に接近させた際、エア供給用の通路からクリーニング用のエアを加工ツール側に吐き出し、ツール装着面に付着した切り屑や塵埃等を除去することが行われる。
【特許文献１】特開２００１−３１０２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示す工作機械によると、ツール装着面のクリーニングが主軸側から加工ツール側にクリーニング用のエアを吐き出して行われるため、ツール装着面全体を確実に清掃することが困難であった。この結果、ツール装着面に対する加工ツールの装着精度が悪くなり、ワーク加工精度が低下するという問題があった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、ツール装着面に対する加工ツールの良好な装着精度を得ることができ、もってワーク加工精度を高めることができるクリーニングツール、これを備えたツール交換装置、及びツール交換方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明は、上記目的を達成するために、工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面をエアの吸引によって清掃するためのエア吸引器を有し、前記エア吸引器のエア吸引による清掃状態において前記ツール駆動主軸のツール装着面に接近する位置に配置されていることを特徴とするクリーニングツールを提供する。
【００１１】
（２）本発明は、上記目的を達成するために、工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面に着脱可能に保持された主軸側の加工ツールと、ツールマガジンに着脱可能に保持されたマガジン側の加工ツールとを交換するツール交換装置であって、前記ツールマガジンに取り付けられたクリーニングツールを備え、前記クリーニングツールは、前記ツール駆動主軸のツール装着面をエアの吸引によって清掃するためのエア吸引器を有し、前記エア吸引器のエア吸引による清掃状態において前記ツール駆動主軸のツール装着面に接近する位置に配置されていることを特徴とするツール交換装置を提供する。
【００１２】
（３）本発明は、上記目的を達成するために、工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面に着脱可能に保持された主軸側の加工ツールと、ツールマガジンに着脱可能に保持されたマガジン側の加工ツールとを交換する方法であって、前記主軸側の加工ツールを前記ツール駆動主軸との装着を解除して前記ツールマガジンに装着する第１ステップと、予め前記ツールマガジンに取り付けられたクリーニングツールを前記ツール駆動主軸のツール装着面に相対的に接近させた後、前記クリーニングツールによって前記ツール駆動主軸のツール装着面を清掃する第２ステップと、前記クリーニングツールを前記ツール駆動主軸のツール装着面から相対的に離間させた後、前記マガジン側の加工ツールを前記ツール駆動主軸のツール装着面に装着する第３ステップとを備えたことを特徴とするツール交換方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、ツール装着面に対する加工ツールの良好な装着精度を得ることができ、ワーク加工精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[実施の形態]
図１は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸に対するクリーニングツールの嵌合状態を説明するために示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸に対する加工ツールの装着状態を説明するために示す断面図である。なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれＺ軸方向（図１における主軸方向）及びＸ軸方向（図１における紙面に平行しかつＺ軸に直交する方向）・Ｙ軸方向（Ｘ軸及びＺ軸に直交する方向）とする。
【００１５】
〔ツール交換装置の全体構成〕
図１及び図２において、符号１で示すツール交換装置は、ツール駆動主軸２及びツール保持具ユニット３とを備え、Ｘ軸及びＺ軸を２軸とする直交座標平面内に配置されている。そして、ツール駆動主軸２とツール保持具ユニット３との間で主軸側の加工ツール４，４と保持具ユニット側の加工ツール４とを交換するように構成されている。
【００１６】
（ツール駆動主軸２の構成）
図３は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸を説明するために示す断面図である。図４は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸に対する加工ツールの装着状態を示す断面図である。
【００１７】
ツール駆動主軸２は、図３及び図４に示すように、その内部に圧力室（図示せず）を形成するための圧力壁２０を有し、Ｘ軸ステージ（図示せず）上に搭載されたＺ軸ステージ２１に主軸ヘッド２２及び軸受押え２３を介して配置され、かつ主軸ヘッド２２及び軸受押え２２内に軸受（ボールベアリング）２４，２４，…を介して回転可能に支持され、全体がツール嵌合側に開口する截頭円錐形状の空間（テーパ孔）をもつ円筒体によって形成されている。そして、回転用アクチュエータ（図示せず）によってＺ軸と平行な軸線の回りに回転するように、Ｘ軸ステージ移動用のアクチュエータ（図示せず）及びＺ軸ステージ移動用のアクチュエータ（図示せず）によってＸ軸とＺ軸に沿う方向に移動するように構成されている。
【００１８】
ツール駆動主軸２の開口端部には、加工ツール４を着脱可能に保持するツール装着面２５が設けられている。ツール装着面２５は、加工ツール４又はクリーニングツール３Ｃ（後述）の各先端面に対向する扁平なツール受面２５０と、加工ツール４又はクリーニングツール３Ｃの各開口端部外周面に適合するツール嵌合面２５１とによって形成されている。ツール受面２５０はツール駆動主軸２の開口端面に、またツール嵌合面２５１はツール駆動主軸２の開口内周面にそれぞれ配置されている。
【００１９】
ツール駆動主軸２には、その内周面に開口し、かつ係止爪５Ｂ，５Ｂ，…（後述）の凸部５０Ｂ，５０Ｂ，…を移動可能に案内する凹部２６，２６，…（実施の形態では４個）が円周方向に等間隔をもって設けられている。
【００２０】
ツール駆動主軸２の内部空間には、加工ツール４を着脱可能に把持するツール把持装置５が収容されている。
【００２１】
ツール把持装置５は、ツール駆動主軸２内にその中心軸線に沿って進退可能に位置するピストンロッド５Ａ、このピストンロッド５Ａ上で加工ツール４を係脱する複数の係止爪５Ｂ，５Ｂ，…（実施の形態では４個）、これら係止爪５Ｂ，５Ｂ，…をピストンロッド５Ａの径方向に進退させるための楔状部材５Ｃ、この楔状部材５Ｃをツール側に押圧するプッシャー５Ｄ、このプッシャー５Ｄに楔状部材５Ｃの反ツール把持側でツール把持側に向かって弾撥力を付与するスプリング５Ｅ、このスプリング５Ｅの弾撥力を圧力壁２０のツール把持側で受けるスプリング受け５Ｆ等を有し、ツール駆動主軸２と共にクランプユニットとして機能するように構成されている。
【００２２】
（ツール保持具ユニット３の構成）
図５は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール保持具ユニットを説明するために示す断面図である。図６は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのツール保持具を説明するために示す断面図である。図７は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのクリーニングツールを説明するために示す断面図である。図８は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのクリーニングツールを説明するために示す平面図である。図９は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのクリーニングツールを説明するために示す側面図である。図１０は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置における交換対象としての加工ツールを示す断面図である。
【００２３】
ツール保持具ユニット３は、図５に示すように、ツールマガジン３Ａ及びツール保持具３Ｂ，３Ｂ，…（実施の形態では３個）・クリーニングツール３Ｃ等を有し、ツール駆動主軸２の移動平面（Ｘ−Ｚ軸平面）内に配置されている。
【００２４】
<ツールマガジン３Ａの構成>
ツールマガジン３Ａは、図５に示すように、円周方向に並列する複数（実施の形態では３個）の保持具取付部３０Ａ〜３２Ａ、及びこれら複数の保持具取付部３０Ａ〜３２Ａのうち円周方向両端側の保持具取付部３０Ａ，３２Ａ間に介在するツール取付部３３Ａを有し、全体がＹ軸と平行な軸線の回りに回転する平面略円形状の回転体によって形成されている。そして、サーボモータ（図示せず）によって回転するように構成されている。保持具取付部３０Ａ〜３２Ａ及びツール取付部３３Ａは、円周方向に等間隔（９０°）をもって並列し、ツールマガジン３Ａの外周縁に配置されている。
【００２５】
<ツール保持具３Ｂ，３Ｂ，…の構成>
ツール保持具３Ｂ，３Ｂ，…は、図５に示すように、ツールマガジン３Ａの保持具取付部３０Ａ〜３２Ａに配置され、加工ツール４，４，…を着脱可能に保持するように構成されている。
【００２６】
ツール保持具３Ｂ，３Ｂ，…は略同一の構成であるため、単一のツール保持具３Ｂのみについて説明する。ツール保持具３Ｂは、図６に示すように、保持具本体３０Ｂ及び保持具ソケット３１Ｂを有し、ツールマガジン３Ａの保持具取付部３１Ａに取り付けられている。
【００２７】
保持具本体３０Ｂは、軸線２方向に開口する無底円筒状の筐体３００Ｂ、及びこの筐体３００Ｂの両開口部のうち加工ツール着脱側と反対側の開口部を閉塞する円板状の蓋体３０１Ｂからなり、全体が加工ツール着脱側に開口する略円筒状の中空構造体によって形成されている。保持具本体３０Ｂ内には、その軸線方向に移動して保持具ソケット３１Ｂを加工ツール着脱側に押圧する略円筒状の押圧ピース３０２Ｂ、及びこの押圧ピース３０２Ｂを加工ツール着脱側への移動を規制する移動規制ピース３０３Ｂが収容されている。
【００２８】
筐体３００Ｂは、その外周面に円周方向に所定の等間隔をもって並列する１対の取付片３０００Ｂ，３０００Ｂを有し、これら取付片３０００Ｂ，３０００Ｂを介してツールマガジン３Ａのツール取付部３１Ａに取り付けられている。筐体３００Ｂの軸線方向略中央部には、その内周面に突出し、かつ保持具ソケット３１Ｂの加工ツール着脱側への移動を規制する内フランジ３００１Ｂが一体に設けられている。
【００２９】
蓋体３０１Ｂは、軸線方向に開口するねじ孔３０１０Ｂ、このねじ孔３０１０Ｂに連通する貫通孔３０１１Ｂ、及び径方向に突出する鍔部３０１２Ｂを有し、このうち鍔部３０１２Ｂを介して筐体３００Ｂの片側開口端面に取り付けられている。蓋体３０１Ｂには、ねじ孔３０１０Ｂに螺合するスプリング受けとしてのストッパねじ３０４Ｂが取り付けられている。ストッパねじ３０４Ｂと押圧ピース３０２Ｂとの間には弾性体としてのスプリング３０５Ｂが弾装されている。これにより、保持具ソケット３１Ｂにスプリング３０５Ｂの加工ツール着脱側への弾撥力が押圧ピース３０２Ｂを介して付与される。蓋体３０１Ｂには、加工ツール着脱側に突出するソケット案内用のピン３１５Ｂが取り付けられている。
【００３０】
保持具ソケット３１Ｂは、第１ソケットエレメント３１０Ｂ〜第３ソケットエレメント３１２Ｂを有し、保持具本体３０Ｂ内にＸ軸，Ｚ軸，Ｙ軸の３軸線方向及びこれら３軸線方向に沿った軸線の回りに動作可能にスプリング３０５Ｂ及びＯリング３０６Ｂ，３１４Ｂを介して収容されている。これにより、保持具ソケット３１Ｂが保持具本体３０Ｂにスプリング３０５Ｂ及びＯリング３０６Ｂ，３１４Ｂを介してＸ軸，Ｚ軸，Ｙ軸の３軸線方向及びこれら３軸線方向に沿った軸線の回りに動作可能に保持される。
【００３１】
第１ソケットエレメント３１０Ｂは、保持具本体３０Ｂの蓋体側に配置され、全体が保持具ソケット３１Ｂの軸線２方向に開口する環状体によって形成されている。第１ソケットエレメント３１０Ｂには、エレメント外周面に開口する環状のシール取付用凹部３１００Ｂ、及びピン３１５Ｂに嵌合する凹孔３１０１Ｂが設けられている。また、第１ソケットエレメント３１０Ｂには、シール取付用凹部３１００Ｂの底面（内周面）と筐体３００Ｂの内周面との間に介在する弾性体としてのＯリング３０６Ｂが弾装されている。
【００３２】
第２ソケットエレメント３１１Ｂは、各外径が互いに異なる大小２つの胴部３１１０Ｂ，３１１１Ｂからなり、ツール保持具３０Ｂの加工ツール着脱側に配置され、かつ保持具本体３０Ｂ内に収容されている。そして、全体が断面略Ｔ字状の無底円筒体によって形成されている。
【００３３】
小径の胴部３１１０Ｂには、第２ソケットエレメント３１１Ｂの内部をその軸線方向に沿って２空間３１１２Ｂ，３１１３Ｂに仕切る隔壁３１１４Ｂが一体に設けられている。隔壁３１１４Ｂには、その中心軸線に沿って開口する貫通孔３１１５Ｂが設けられている。隔壁３１１４Ｂには、貫通孔３１１５Ｂを挿通して球面状の凹部３０７０Ｂを先端面に有するボルト３０７Ｂ、及びこのボルト３０７Ｂの先端部に螺合するナット３０８Ｂが取り付けられている。ボルト３０７Ｂにおける凹部３０７０Ｂの底面と押圧ピース３０２Ｂの先端面との間には球体３０９Ｂが介装されている。
【００３４】
空間３１１２Ｂは、第２ソケットエレメント３１１Ｂの蓋体側に配置され、全体が貫通孔３１１５Ｂに連通する円柱状の凹部によって形成されている。空間３１１３Ｂは、第２ソケットエレメント３１１Ｂの加工ツール着脱側に配置され、全体が空間３１１２Ｂに貫通孔３１１５Ｂを介して連通する段状の凹部によって形成されている。空間３１１３Ｂの開口内周面は、加工ツール４におけるツール本体４Ａの嵌合面４０３Ａに嵌合可能なテーパ面３１１７Ｂで形成されている。
【００３５】
大径の胴部３１１１Ｂには、その外周面及び空間３１１３Ｂの内周面に開口するねじ孔３１１６Ｂが設けられ、またこのねじ孔３１１６Ｂに螺合するスプリング受け３１３Ｂが装着されている。スプリング受け３１３Ｂには、ツール連結部材としてのプルスタットボルト７Ａと共にツール位置決め機構７を構成し、かつねじ孔３１１６Ｂ内を進退するボールプランジャ７Ｂが装着されている。
【００３６】
位置決め機構７は、プルスタットボルト７Ａ（図４に示す）及びボールプランジャ７Ｂを有し、保持具ソケット３１Ｂ（第２ソケットエレメント３１１Ｂ）と加工ツール４との間に配置されている。そして、第２ソケットエレメント３１１Ｂに加工ツール４を係脱可能に位置決めするように構成されている。
【００３７】
プルスタットボルト７Ａは、各外径が互いに異なる大小２つの胴部７０Ａ，７１Ａからなり、加工ツール４のツール本体４Ａに取り付けられている。
【００３８】
大径の胴部７０Ａは、その先端部側（小径の胴部７１Ａと反対側）で外周面に突出する鍔部７２Ａ、及び小径の胴部７１Ａ側で外周面に開口するシール取付用の凹部７３Ａが設けられている。鍔部７２Ａは、胴部７１Ａ側の端面が凸状のテーパ面７２０Ａで形成されている。
【００３９】
小径の胴部７１Ａは、外周面にねじ部７１０Ａを有し、このねじ部７００Ｂがツール本体４Ａに螺着されている。
【００４０】
ボールプランジャ７Ｂは、ボール７０Ｂ及びスプリング７１Ｂからなり、第２ソケットエレメント３１１Ｂの胴部３１１１Ｂに配置されている。
【００４１】
ボール７０Ｂは、スプリング７１Ｂの先端部に胴部３１１１Ｂの空間３１１３Ｂとねじ孔３１１６Ｂとの間を出没可能に取り付けられている。そして、プルスタットボルト７Ａのテーパ面７２０Ａへの圧接によるソケット保持具３１Ｂ側への引き込み力によって加工ツール４を係止するように構成されている。
【００４２】
スプリング７１Ｂは、胴部３１１１Ｂのねじ孔３１１６Ｂ内に収容され、かつスプリング受け３１３Ｂに取り付けられている。そして、ボール７０Ｂに対してその一部が胴部３１１１Ｂの空間３１１３Ｂに露出する方向の弾撥力を付与するように構成されている。
【００４３】
第３ソケットエレメント３１２Ｂは、各外径が互いに異なる大小２つの胴部３１２０Ｂ，３１２１Ｂからなり、第２ソケットエレメント３１１Ｂの周囲に配置され、かつ第１ソケットエレメント３１０Ｂの加工ツール側端面と胴部３１１１Ｂの蓋体側端面との間に介装されている。
【００４４】
大径の胴部３１２０Ｂは、加工ツール着脱側に開口して第２ソケットエレメント３１１Ｂの胴部３１１１Ｂに嵌合する凹部３１２２Ｂを有し、保持具本体３０Ｂ（筐体３００Ｂ）の内フランジ３００１Ｂに対向する位置に配置されている。胴部３１２０Ｂの外周面には、第３ソケットエレメント３１２Ｂの外周面に開口する環状のシール取付用凹部３１２３Ｂが設けられている。また、胴部３１２０Ｂの外周面には、シール取付用凹部３１２３Ｂの底面（内周面）と筐体３００Ｂの内周面との間に介在する弾性体としてのＯリング３１４Ｂが弾装されている。
【００４５】
小径の胴部３１２１Ｂは、大径の胴部３１２０Ｂの凹部３１２２Ｂに連通して第２ソケットエレメント３１１Ｂの胴部３１１０Ｂを挿通させる挿通孔３１２４Ｂを有し、胴部３１１０Ｂの外周面と保持具本体３０Ｂの内フランジ３００１Ｂとの間に配置されている。
【００４６】
<クリーニングツール３Ｃの構成>
クリーニングツール３Ｃは、図７に示すように、ツール本体３０Ｃ及び吸引器ホルダ３１Ｃ・エア吸引器３２Ｃを有し、ツールマガジン３Ａのツール取付部３３Ａに取り付けられている。そして、エア吸引器３２Ｃのエア吸引による清掃状態においてツール駆動主軸２のツール装着面２５に接近する位置に配置されている。
【００４７】
ツール本体３０Ｃは、軸線２方向に開口する無底円筒状の筐体３００Ｃ、及びこの筐体３００Ｃの両開口部のうち主軸着脱側と反対側の開口一部を閉塞する環状の蓋体３０１Ｃからなり、全体が主軸着脱側に開口する略円筒状の中空構造体によって形成されている。
【００４８】
筐体３００Ｃは、その外周面に円周方向に所定の等間隔をもって並列する１対の取付片３０００Ｃ，３０００Ｃを有し、これら取付片３０００Ｃ，３０００Ｃを介してツールマガジン３Ａのツール取付部３３Ａに取り付けられている。筐体３００Ｃの軸線方向略中央部には、その内周面に突出し、かつ吸引器ホルダ３１Ｃの主軸着脱側への移動を規制する内フランジ３００１Ｃが一体に設けられている。
【００４９】
蓋体３０１Ｃは、径方向に突出する鍔部３０１０Ｃを有する環状体からなり、鍔部３０１０Ｃを介して筐体３００Ｃの片側開口端面に取り付けられている。蓋体３０１Ｃには、主軸着脱側に突出するホルダ案内用のピン３０２Ｃが固定されている。
【００５０】
吸引器ホルダ３１Ｃは、第１ホルダエレメント３１０Ｃ及び第２ホルダエレメント３１１Ｃを有し、ツール本体３０Ｃ内にＸ軸，Ｚ軸，Ｙ軸の３軸線方向及びこれら３軸線方向に沿った軸線の回りに動作可能にスプリング３０３Ｃ及びＯリング３０４Ｃ，３０５Ｃを介して収容されている。これにより、吸引器ホルダ３１Ｃがツール本体３０Ｃにスプリング３０３Ｃ及びＯリング３０４Ｃ，３０５Ｃを介してＸ軸，Ｚ軸，Ｙ軸の３軸線方向及びこれら３軸線方向に沿った軸線の回りに動作可能に保持される。
【００５１】
第１ホルダエレメント３１０Ｃは、吸引器ホルダ３１Ｃの軸線２方向に開口する段状の内孔３１００Ｃを有する環状体からなり、筐体３００Ｃの内フランジ３００１Ｃと蓋体３０１Ｃの主軸着脱側端面との間に配置され、かつツール本体３０Ｃ内に収容されている。
【００５２】
第１ホルダエレメント３１０Ｃには、スプリング３０３Ｃを内部に収容するスプリング収容孔３１０２Ｃ、及びピン３０２Ｃに遊嵌する凹孔３１０３Ｃが設けられている。また、第１ホルダエレメント３１０Ｃには、そのエレメント外周面に開口する環状のシール取付用凹部３１０４Ｃが設けられている。シール取付用凹部３１０４Ｃの底面（内周面）と筐体３００Ｃの内周面との間には、弾性体としてのＯリング３０４Ｃが弾装されている。
【００５３】
第２ホルダエレメント３１１Ｃは、各外径が互いに異なる大中小３つの胴部３１１０Ｃ〜３１１２Ｃからなり、ツール本体３０Ｃの主軸着脱側に配置され、かつ一部がツール本体３００Ｃの筐体３００Ｃ内に収容されている。
【００５４】
小径の胴部３１１０Ｃには、第２ホルダエレメント３１１Ｃの内部をその軸線方向に沿って２空間３１１２Ｃ1，３１１２Ｃ2に仕切る隔壁３１１３Ｃが一体に設けられている。隔壁３１１３Ｃには、図８に示すように、空間３１１２Ｃ1に連通するねじ孔３１１４Ｃ、及びこのねじ孔３１１４Ｃに連通する第１エア吸引路３１１５Ｃ、及びこの第１エア吸引路３１１５Ｃに連通して胴部３１１０Ｃの外周面に開口する通孔３１１６Ｃが設けられている。また、胴部３１１０Ｃには、第１エア吸引路３１１５Ｃに連通し、かつ胴部３１１０Ｃの先端面に開口する第２エア吸引路３１１７Ｃが隔壁３１１３Ｃに跨って設けられている。なお、通孔３１１６Ｃは栓体３３Ｃによって閉塞されている。
【００５５】
胴部３１１０Ｃの先端面外周縁には、ツール駆動主軸２のツール受面２５０に当接可能な環状の第１凸部３１１８Ｃ1が設けられている。胴部３１１０Ｃの先端面内周縁（空間３１１２Ｃの開口周縁）には、ツール駆動主軸２の開口部内に嵌合可能な環状の第２凸部３１１８Ｃ2が設けられている。第２凸部３１１８Ｃ2は、図８及び図９に示すように、円周方向に延在する環状のベース３１１９Ｃ1、及び円周方向に所定の間隔をもって並列する複数（実施の形態では４個）のリブ３１１９Ｃ2からなり、全体がツール駆動主軸２のツール嵌合面２５１に適合するテーパ状の部材によって形成されている。これにより、第１凸部３１１７Ｃ1がツール受面２５０に当接するとともに、第２凸部３１１９Ｃ2がツール嵌合面２５１に嵌合すると、胴部３１１０Ｃの先端面とツール駆動主軸２のツール受面２５０との間に第２エア吸引路３１１７Ｃに連通する空間ａが形成されるとともに、第２凸部３１１８Ｃ2の外周面とツール駆動主軸２のツール嵌合面２５１との間に空間ａに連通する空間ｂが形成される。
【００５６】
大径の胴部３１１１Ｃは、第２ホルダエレメント３１１Ｃの胴部３１１０Ｃと胴部３１１２Ｃとの間に介在して筐体３００Ｃ内に収容されている。胴部３１１１Ｃの外周面には、第２ホルダエレメント３１１Ｃの外周面に開口する環状のシール取付用凹部３０５Ｃが設けられている。シール取付用凹部３０５Ｃの底面（内周面）と筐体３００Ｃの内周面との間に介在する弾性体としてのＯリング３０６Ｃが弾装されている。
【００５７】
大径の胴部３１１１Ｃと小径の胴部３１１０Ｃとの間の中間径の胴部３１１２Ｃは、第１ホルダエレメント３１０Ｃの内孔３１００Ｃに嵌合して筐体３００Ｃの内フランジ３００１Ｃに挿通され、かつ第２ホルダエレメント３１１Ｃの胴部３１１０Ｃに胴部３１１１Ｃを介して連設されている。
【００５８】
エア吸引器３２Ｃは、エア導入部３２０Ｃ及びエア導出部３２１Ｃ・エア吸引部３２２Ｃを有し、その一部をツール本体３０Ｃ及び吸引器ホルダ３１Ｃ内に挿入して配置され、エア吸引部３２２Ｃが吸引器ホルダ３１Ｃのねじ孔３１１４Ｃに螺着されている。そして、ツール駆動主軸２のツール装着面２５をエアの吸引によって清掃するように構成されている。エア吸引器３２Ｃとしては、圧縮エアをエア導入部３２０Ｃから内部に導入してエア導出部３２１Ｃから外部に導出することにより吸引力を発生させるノズルが用いられる。
【００５９】
<加工ツール４の構成>
加工ツール４は、図１０に示すように、ツール本体４Ａ及び砥石ホイール４Ｂを有する砥石車からなり、ツール保持具３Ｂ又はツール駆動主軸２に着脱可能に保持されている。そして、ツール駆動主軸２に対する装着状態において、ツール回転主軸２と共にＺ軸と平行な軸線の回りに回転するように構成されている。また、加工ツール４は、ツール保持具３Ｂに対する装着状態において、ツール保持具３Ｂと共にＹ軸と平行な軸線の回りにツール保持具ユニット３のツールマガジン３Ａ（後述）を介して回転するように構成されている。
【００６０】
ツール本体４Ａは、砥石ホイール４Ｂの中心部を挿通する胴部４０Ａ、及び砥石ホイール４Ｂの片側端面に当接する鍔部４１Ａからなり、全体が加工ツール４のベース部材として機能するように構成されている。
【００６１】
胴部４０Ａは、プルスタットボルト７Ａの胴部７０Ａに嵌合する第１凹部４００Ａ、この第１凹部４００Ａに連通してプルスタットボルト７Ａのねじ部７１０Ａに螺合するねじ孔４０１Ａ、このねじ孔４０１Ａに連通してツール把持装置５における楔部材５Ｃの先端部に遊嵌する第２凹部４０２Ａ、及びこの第２凹部４０２Ａの内周面に開口してツール把持装置５におけるピストンロッド５Ａの進退によって係止爪６Ｂ，６Ｂ，…の先端部を出没させる第３凹部４０３Ａを有し、全体が段状の略円筒体によって形成されている。
【００６２】
胴部４０Ａの一方側端部は、その軸線方向中間部から先端部に向かって外径が漸次小さくなるテーパ部４０４Ａで形成されている。胴部４０Ａの他方側端部は、その中間部から先端部に向かって外径が漸次小さくなり、かつツール駆動主軸２のツール嵌合面２５１に嵌合可能なテーパ状の嵌合面４０５Ａで形成されている。
【００６３】
鍔部４１Ａは、胴部４０Ａの軸線方向中間部の外周面に一体に設けられている。鍔部４１Ａの両端面のうち砥石ホイール４Ｂ側と反対側の端面は、ツール駆動主軸２のツール受面２５０に当接可能な扁平な当接面４０６Ａで形成されている。これにより、当接面４０６Ａがツール受面２５０に当接するとともに、胴部４０Ａの嵌合面４０５Ａがツール嵌合面２５１に嵌合すると、加工ツール４がツール駆動主軸２に対する所謂２面拘束タイプの工具として機能する。
【００６４】
砥石ホイール４Ｂは、ツール本体４Ａの胴部４０Ａの周囲に配置され、かつツール本体４Ａの鍔部４１Ａに固定され、全体が砥石４０Ｂを外周面に有する環状体によって形成されている。
【００６５】
次に、本実施の形態に示すツール交換装置１を工作機械（複合加工機）に適用する場合につき、図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の実施の形態に係るツール交換装置を複合加工機に適用する場合について説明するために示す平面図である。
【００６６】
図１１において、符号１０で示す複合加工機は、加工機本体２０及び付属装置（図示せず）等からなり、ベッド１０００上に載置されている。
【００６７】
加工機本体２０は、ワークＷを主軸１０５で支持して回転駆動するワーク支持駆動ユニット１００と、加工ツール４を着脱可能に保持して回転駆動するツール駆動主軸ユニット２００と、ツール駆動主軸ユニット２００と共にツール交換装置１を構成するツール保持具ユニット３とを備えている。
【００６８】
ワーク支持駆動ユニット１００は、主軸台ベース１０１及び左右２つの主軸台１０３，１０３を有し、ベッド１０００上の前方端部（図１１では下側）に載置されている。
【００６９】
主軸台ベース１０１の背面部（図１１では上側）には、左右（Ｚ軸）方向に所定の間隔をもって互いに並列し、かつＺ軸方向に延在する２つの主軸台スライドガイド１０２，１０２が配設されている。
【００７０】
主軸台１０３，１０３は、それぞれが対応する主軸台スライドガイド１０２，１０２上にＺ軸方向に沿って移動自在に配設されている。そして、それぞれが各主軸台スライドガイド１０２，１０２上における所定の位置に位置決めされ、その両中心部間でワークＷを挟持するように構成されている。主軸台１０３，１０３には、それぞれ主軸１０５，１０５を所定の回転数で回転駆動する主軸駆動モータ１０４，１０４が搭載されている。
【００７１】
ツール駆動主軸ユニット２００は、加工ツール４の被把持部を把持可能なツール駆動主軸２、及びこのツール駆動主軸２を回転駆動するツール駆動主軸回転モータ２０３を有し、ベッド１０００上のＸ軸ステージ３０１にＺ軸ステージ２１を介して搭載されている。そして、ツール駆動主軸回転モータ２０３の回転駆動力をツール駆動主軸２に伝達し、さらにツール駆動主軸２上の加工ツール４を所定の回転数で回転駆動するように構成されている。
【００７２】
一方、付属装置は、オイル供給装置・冷却装置・エア供給装置・クーラント供給装置と、これら装置を加工機本体２に接続するダクト装置等とから構成されている。
【００７３】
このように構成された複合加工機１０においては、全体の動作がコンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ）によって制御される。このため、主軸１０５，１０５によって支持されたワークＷがツール駆動主軸ユニット２００の加工ツール４によって自動的に加工される。また、ツール駆動主軸２とツール保持具ユニット３との間における主軸側の加工ツール４，４と保持具ユニット側の加工ツール４との交換も自動的に行われる。
【００７４】
〔ツール交換方法装置１によるツール交換方法〕
次に、本実施の形態に係るツール交換装置を用いたツール交換方法につき、図１２〜図１５を用いて説明する。
【００７５】
図１２〜図１４は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法を説明するために示す断面図である。図１５は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法を説明するために示すフローチャートである。
【００７６】
本実施の形態に示すツール交換方法は、「加工ツールのツールマガジンへの回収」及び「ツール駆動主軸のクリーニング」・「加工ツールのツール駆動主軸への装着」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。
【００７７】
「加工ツールのツールマガジンへの回収」
図１２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法における加工ツールのツールマガジンへの回収について説明するために示す断面図である。図１２（ａ）は加工ツール回収前の状態を、図１２（ｂ）は加工ツール回収状態を、また図１２（ｃ）は加工ツール回収後の状態それぞれ示す。
【００７８】
なお、予めツール保持具ユニット３のサーボモータを駆動制御してツールマガジン３Ａを回転させ、ツールマガジン３Ａ上のツール保持具３Ｂ，３Ｂ，…のうち加工ツール４の保持されていないツール保持具３Ｂがツール駆動主軸上の加工ツール４（交換対象としての使用済み加工ツール４）をツールマガジン３Ａに回収可能な位置（ツール交換位置）に配置されているものとする。
【００７９】
先ず、図１２（ａ）に示すように、交換対象としての使用済み加工ツール４がツール把持装置５を介して装着されたツール駆動主軸２をＸ軸方向及びＺ軸方向に沿ってそれぞれ所定のストローク量だけ移動させ、ツール交換位置に対応するツール交換待機位置に位置決めする（図１５のステップＳ１）。
【００８０】
次いで、図１２（ｂ）に示すように、ツール駆動主軸２をそのツール交換待機位置からツール交換位置のツール保持具３Ｂに向かってＺ軸方向に所定のストローク量だけ往動させ、このツール交換位置でツール駆動主軸２からツール保持具３Ｂに使用済み加工ツール４を移し替える（図１５のステップＳ２）。この加工ツール４の移し替えは、保持具ソケット３１Ｂの空間部３１１３Ｂにプルスタットボルト７Ａの胴部７０Ａ及び加工ツール４の胴部４０Ａを挿入することにより行われる。この際、スタットボルト７Ａの保持具ソケット３１Ｂへの挿入によってボールプランジャ７Ｂのボール７０Ｂがスタットボルト７Ａをそのテーパ面７２０Ａに圧接すると、ソケット保持具側に引き込んだ状態で加工ツール４を係止する。また、加工ツール４の保持具ソケット３１Ｂへの挿入によってそのテーパ部４０４Ａが空間部３１１３Ｂのテーパ面３１１７Ｂに嵌合する。そして、加工ツール４がツール交換位置でツール保持具３Ｂに装着されると、ツール把持装置５の作動によってツール駆動主軸２に対する装着状態を解除し、ツール駆動主軸２から離脱される。これにより、使用済み加工ツール４がツールマガジン３Ａに回収される。
【００８１】
しかる後、図１２（ｃ）に示すように、ツール駆動主軸２をツール交換位置から離間する方向にＺ軸方向に沿って所定のストロークだけ復動させ、ツール交換位置に対応するツール交換待機位置に位置決めする（図１５のステップＳ３）。
【００８２】
「ツール駆動主軸のクリーニング」
図１３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法におけるツール駆動主軸のクリーニングについて説明するために示す断面図である。図１３（ａ）はツールクリーニング前の状態を、図１３（ｂ）はツールクリーニング状態を、また図１３（ｃ）はツールクリーニング後の状態それぞれ示す。
【００８３】
先ず、図１３（ａ）に示すように、ツール保持具ユニット３のサーボモータを駆動制御してツールマガジン３Ａを時計回りに１８０°回転させ、ツール駆動主軸２のツール装着面２５（ツール受面２５０及びツール嵌合面２５１）を清掃可能な位置（ツール交換位置）にツールマガジン３Ａ上のクリーニングツール３Ｃを位置決めする（図１５のステップＳ４）。
【００８４】
次いで、図１３（ｂ）に示すように、ツール駆動主軸２をそのツール交換待機位置からツール交換位置のツール保持具３Ｂに向かってＺ軸方向に所定のストローク量だけ往動させ、このツール交換位置でツールマガジン３Ａ上のクリーニングツール３Ｃに接近させる（図１５のステップＳ５）。このツール駆動主軸２のクリーニングツール３Ｃへの接近は、吸引器ホルダ３１Ｃの第２凸部３１１８Ｃ2をツール駆動主軸２の開口部内に、またツール把持装置５の楔状部材５Ｃを吸引器ホルダ３１Ｃの空間３１１２Ｃ2にそれぞれ挿入することにより行われる。この際、吸引器ホルダ３１Ｃへのツール駆動主軸２の挿入（ツール駆動主軸２への吸引器ホルダ３１Ｃの挿入）によって第１凸部３１１７Ｃ1がツール駆動主軸２のツール受面２５０に当接するとともに、第２凸部３１１８Ｃ2がツール嵌合面２５１に嵌合すると、胴部３１１０Ｃの先端面とツール駆動主軸２のツール受面２５０との間に第２エア吸引路３１１７Ｃに連通する空間ａが形成されるとともに、第２凸部３１１８Ｃ2の外周面とツール駆動主軸２のツール嵌合面２５１との間に空間ａに連通する空間ｂが形成される。そして、圧縮エアをエア吸引器３２Ｃのエア導入部３２０Ｃから内部に導入してエア導出部３２１Ｃから外部に導出することにより吸引力を発生させ、ツール駆動主軸２のツール装着面２５（ツール受面２５０及びツール嵌合面２５１）をエアの吸引によって清掃する（図１５のステップＳ６）。これにより、ツール駆動主軸２のツール装着面２５に付着した加工屑や塵埃等が取り除かれる。
【００８５】
しかる後、図１３（ｃ）に示すように、ツール駆動主軸２をツール交換位置から離間する方向にＺ軸方向に沿って所定のストロークだけ復動させ、ツール交換位置に対応するツール交換待機位置に位置決めする（図１５のステップＳ７）。
【００８６】
「加工ツールのツール駆動主軸への装着」
図１４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法における加工ツールのツール駆動主軸への装着について説明するために示す断面図である。図１４（ａ）は加工ツール装着前の状態を、図１４（ｂ）は加工ツール装着状態を、また図１４（ｃ）は加工ツール装着後の状態それぞれ示す。
【００８７】
先ず、図１４（ａ）に示すように、ツール保持具ユニット３のサーボモータを駆動制御してツールマガジン３Ａを時計回りに９０°回転させ、ツール駆動主軸２のツール装着面２５（ツール受面２５０及びツール嵌合面２５１）に装着可能な位置（ツール交換位置）にツールマガジン３Ａ上の加工ツール４（未使用加工ツール４）を位置決めする（図１５のステップＳ８）。
【００８８】
次いで、図１４（ｂ）に示すように、ツール駆動主軸２をそのツール交換待機位置からツール交換位置のツール保持具３Ｂに向かってＺ軸方向に所定のストローク量だけ往動させ、このツール交換位置でツール駆動主軸２にツール保持具３Ｂから未使用加工ツール４を移し替える（図１５のステップＳ９）。この加工ツール４の移し替えは、加工ツール４の第２凹部４０２Ａ内にツール把持装置５の楔状部材５Ｃを、またツール駆動主軸２の開口部内に加工ツール４のテーパ部４０４Ａを挿入することにより行われる。この際、加工ツール４のツール駆動主軸２内への挿入によってテーパ部４０４Ａの嵌合面４０５Ａがツール駆動主軸２のツール嵌合面２５１に嵌合するとともに、鍔部４１Ａの当接面４０６Ａがツール駆動主軸２のツール受面２５０に当接すると、ツール駆動主軸２が加工ツール４を所謂２面拘束して保持する。そして、加工ツール４がツール交換位置でツール駆動主軸２に保持されると、ツール把持装置５の作動によって係止爪５Ｂ，５Ｂが加工ツール４の第３凹部４０３Ａを係止する。これにより、加工ツール４がツール駆動主軸２にツール把持装置５を介して装着される。
【００８９】
しかる後、図１４（ｃ）に示すように、加工ツール４がツール把持装置５を介して装着されたツール駆動主軸２をツール交換位置から離間する方向にＺ軸方向に沿って所定のストロークだけ復動させ、ツール交換位置に対応するツール交換待機位置に位置決めして待機する（図１５のステップＳ１０）。
【００９０】
[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００９１】
（１）ツール駆動主軸２のツール装着面２５がクリーニングツール３Ｃ（エア吸引器３２Ｃ）によるエアの吸引によって清掃され、ツール装着面２５全体の清掃を確実に行うことができる。また、ツール駆動主軸２に対する加工ツール４の装着時にツール本体４Ａの中心軸線とツール嵌合面２５１の中心軸線とがずれても、この位置ずれをツール保持具３Ｂが動作して吸収することができ、ツール本体４Ａのツール嵌合面２５１への当接による損傷の発生を抑制することができる。これにより、ツール駆動主軸２のツール装着面２５に対する加工ツール４の良好な装着精度を得ることができ、ワーク加工精度を高めることができる。
【００９２】
（２）通常は工場内には圧縮エアが供給されているので、この圧縮エアをエア吸引器３２Ｃの内部に導入して外部に導出することにより吸引力を発生させ、ツール駆動主軸２のツール装着面２５を清掃することができる。これにより、ツール駆動主軸２のツール装着面２５を清掃するにあたり、特別なバキューム装置等を必要としないという利点がある。
【００９３】
以上、本発明のツール交換装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００９４】
（１）本実施の形態では、吸引器ホルダ３１Ｃ（胴部３１１０Ｃ）に清掃状態においてツール駆動主軸２の開口部内（ツール嵌合面２５１）に嵌合する第２凸部３１１８Ｃ2が設けられている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ツール駆動主軸の開口端部（外周面）に嵌合する凹部を吸引器ホルダに設けてもよい。
【００９５】
（２）本実施の形態では、ツールマガジン３Ａに対しツール駆動主軸２をＸ軸及びＺ軸方向に沿って移動させることによりツール交換が行われる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ツール駆動主軸に対しツールマガジンをＸ軸及びＺ軸に沿って移動させることによりツール交換を行うものでもよい。すなわち要するに、本発明は、ツール駆動主軸とツールマガジンとをＸ軸及びＺ軸方向に沿って相対的に移動させることによりツール交換を行うものであればよい。
【００９６】
（３）本実施の形態では、砥石を加工ツール４とする工作機械（複合加工機１０）に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば旋削用電着ホイール等の旋削工具あるいは熱処理工具・表面仕上げ工具等を加工ツールとする他の工作機械にも本実施の形態と同様に適用可能である。
【００９７】
（４）本実施の形態では、同種の加工ツール４をツールマガジン３Ａに保持されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、複数種の加工ツールをツールマガジンに保持してもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸に対するクリーニングツールの嵌合状態を説明するために示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸に対する加工ツールの装着状態を説明するために示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸を説明するために示す断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール駆動主軸に対する加工ツールの装着状態を示す断面図。
【図５】本発明の実施の形態に係るツール交換装置のツール保持具ユニットを説明するために示す断面図。
【図６】本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのツール保持具を説明するために示す断面図。
【図７】本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのクリーニングツールを説明するために示す断面図。
【図８】本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのクリーニングツールを説明するために示す平面図。
【図９】本発明の実施の形態に係るツール交換装置におけるツール保持具ユニットのクリーニングツールを説明するために示す側面図。
【図１０】本発明の実施の形態に係るツール交換装置における交換対象としての加工ツールを示す断面図。
【図１１】本発明の実施の形態に係るツール交換装置を複合加工機に適用する場合について説明するために示す平面図。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法における加工ツールのツールマガジンへの回収について説明するために示す断面図。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法におけるツール駆動主軸のクリーニングについて説明するために示す断面図。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るツール交換方法における加工ツールのツール駆動主軸への装着について説明するために示す断面図。
【図１５】本発明の実施の形態に係るツール交換方法を説明するために示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９９】
１…ツール交換装置
２…ツール駆動主軸、２０…圧力壁、２１…Ｚ軸ステージ、２２…主軸ヘッド、２３…軸受押え、２４…軸受、２５…ツール装着面、２５０…ツール受面、２５１…ツール嵌合面、２６…凹部
３…ツール保持具ユニット
３Ａ…ツールマガジン、３０Ａ〜３２Ａ…保持具取付部、３４Ａ…ツール取付部
３Ｂ…ツール保持具、３０Ｂ…保持具本体、３００Ｂ…筐体、３０００Ｂ…取付片、３００１Ｂ…内フランジ、３０１Ｂ…蓋体、３０１０Ｂ…ねじ孔、３０１１Ｂ…貫通孔、３０１２Ｂ…鍔部、３０２Ｂ…押圧ピース、３０３Ｂ…移動規制ピース、３０４Ｂ…ストッパねじ、３０５Ｂ…スプリング、３０６Ｂ…Ｏリング、３０７Ｂ…ボルト、３０７０Ｂ…凹部、３０８Ｂ…ナット、３０９Ｂ…球体、３１Ｂ…保持具ソケット、３１０Ｂ…第１ソケットエレメント、３１００Ｂ…シール取付用凹部、３１０１Ｂ…凹孔、３１１０Ｂ…小径の胴部、３１１１Ｂ…大径の胴部、３１１２Ｂ，３１１３Ｂ…空間、３１１４Ｂ…隔壁、３１１５Ｂ…貫通孔、３１１６Ｂ…ねじ孔、３１１７Ｂ…テーパ面、３１１Ｂ…第２ソケットエレメント、３１２Ｂ…第３ソケットエレメント、３１２０Ｂ…大径の胴部、３１２１Ｂ…小径の胴部、３１２２Ｂ…凹部、３１２３Ｂ…シール取付用凹部、３１２４Ｂ…挿通孔、３１３Ｂ…スプリング受け，３１４Ｂ…Ｏリング，３１５Ｂ…ソケット案内用のピン
３Ｃ…クリーニングツール、３０Ｃ…ツール本体、３００Ｃ…筐体、３０００Ｃ…取付片、３００１Ｃ…内フランジ、３０１Ｃ…蓋体、３０１０Ｃ…鍔部、３０２Ｃ…ホルダ案内用のピン、３０３Ｃ…スプリング、３０４Ｃ…Ｏリング、３１Ｃ…吸引器ホルダ、３１０Ｃ…第１ホルダエレメント、３１００Ｃ…内孔、３１０１Ｃ…内フランジ、３１０２Ｃ…スプリング収容孔、３１０３Ｃ…凹孔、３１０４Ｃ…シール取付用凹部、３１１Ｃ…第２ホルダエレメント、３１１０Ｃ…小径の胴部、３１１１Ｃ…大径の胴部、３１１２Ｃ…中間径の胴部、３１１２Ｃ1，３１１２Ｃ2…空間、３１１９Ｃ1…ベース、３１１９Ｃ2…リブ、３１１３Ｃ…隔壁、３１１４Ｃ…ねじ孔、３１１５Ｃ…第１エア吸引路，３１１６Ｃ…通孔、３１１７Ｃ…第２エア吸引路、３１１８Ｃ1…第１凸部、３１１８Ｃ2…第２凸部、３２０Ｃ…エア導入部、３２１Ｃ…エア導出部、３２２Ｃ…エア吸引部、３２Ｃ…エア吸引器、３３Ｃ…栓体、３０５Ｃ…シール取付用凹部，３０６Ｃ…Ｏリング
４…加工ツール
４Ａ…ツール本体、４０Ａ…胴部、４００Ａ…第１凹部、４０１Ａ…ねじ孔、４０２Ａ…第２凹部、４０３Ａ…第３凹部、４０４Ａ…テーパ部、４０５Ａ…嵌合面、４０６Ａ…当接面、４１Ａ…鍔部
４Ｂ…砥石ホイール、４０Ｂ…砥石
５…ツール把持装置、５Ａ…ピストンロッド、５Ｂ…係止爪、５Ｃ…楔状部材、５Ｄ…プッシャー、５Ｅ…スプリング、５Ｆ…スプリング受け
７…位置決め機構
７Ａ…プルスタットボルト、７０Ａ…大径の胴部、７１Ａ…小径の胴部、７１０Ａ…ねじ孔、７２Ａ…鍔部、７２０Ａ…テーパ面、７３Ａ…凹部
７Ｂ…ボールプランジャ、７０Ｂ…ボール、７１Ｂ…スプリング
１０…複合加工機
２０…加工機本体
１００…ワーク支持駆動ユニット、１０１…主軸台ベース、１０２…主軸台スライドガイド、１０３…主軸台、１０４…主軸駆動モータ、１０５…主軸
２００…ツール駆動主軸ユニット、２０３…ツール駆動主軸モータ
３０１…Ｘ軸ステージ
１０００…ベッド
Ｗ…ワーク
ａ，ｂ…空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面をエアの吸引によって清掃するためのエア吸引器を有し、前記エア吸引器のエア吸引による清掃状態において前記ツール駆動主軸のツール装着面に接近する位置に配置されている
ことを特徴とするクリーニングツール。
【請求項２】
前記エア吸引器は、圧縮エアを内部に導入して外部に導出することにより吸引力を発生させるノズルによって形成されている請求項１に記載のクリーニングツール。
【請求項３】
工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面に着脱可能に保持された主軸側の加工ツールと、ツールマガジンに着脱可能に保持されたマガジン側の加工ツールとを交換するツール交換装置であって、
前記ツールマガジンに取り付けられたクリーニングツールを備え、
前記クリーニングツールは、前記ツール駆動主軸のツール装着面をエアの吸引によって清掃するためのエア吸引器を有し、前記エア吸引器のエア吸引による清掃状態において前記ツール駆動主軸のツール装着面に接近する位置に配置されている
ことを特徴とするツール交換装置。
【請求項４】
前記クリーニングツールは、前記エア吸引器を保持する吸引器ホルダを有し、前記吸引器ホルダに前記清掃状態において前記ツール駆動主軸のツール装着面に嵌合する凹部又は凸部が設けられている請求項３に記載のツール交換装置。
【請求項５】
工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面に着脱可能に保持された主軸側の加工ツールと、ツールマガジンに着脱可能に保持されたマガジン側の加工ツールとを交換する方法であって、
前記主軸側の加工ツールを前記ツール駆動主軸との装着を解除して前記ツールマガジンに装着する第１ステップと、
予め前記ツールマガジンに取り付けられたクリーニングツールを前記ツール駆動主軸のツール装着面に相対的に接近させた後、前記クリーニングツールによって前記ツール駆動主軸のツール装着面を清掃する第２ステップと、
前記クリーニングツールを前記ツール駆動主軸のツール装着面から相対的に離間させた後、前記マガジン側の加工ツールを前記ツール駆動主軸のツール装着面に装着する第３ステップと
を備えたことを特徴とするツール交換方法。
【請求項１】
工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面をエアの吸引によって清掃するためのエア吸引器を有し、前記エア吸引器のエア吸引による清掃状態において前記ツール駆動主軸のツール装着面に接近する位置に配置されている
ことを特徴とするクリーニングツール。
【請求項２】
前記エア吸引器は、圧縮エアを内部に導入して外部に導出することにより吸引力を発生させるノズルによって形成されている請求項１に記載のクリーニングツール。
【請求項３】
工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面に着脱可能に保持された主軸側の加工ツールと、ツールマガジンに着脱可能に保持されたマガジン側の加工ツールとを交換するツール交換装置であって、
前記ツールマガジンに取り付けられたクリーニングツールを備え、
前記クリーニングツールは、前記ツール駆動主軸のツール装着面をエアの吸引によって清掃するためのエア吸引器を有し、前記エア吸引器のエア吸引による清掃状態において前記ツール駆動主軸のツール装着面に接近する位置に配置されている
ことを特徴とするツール交換装置。
【請求項４】
前記クリーニングツールは、前記エア吸引器を保持する吸引器ホルダを有し、前記吸引器ホルダに前記清掃状態において前記ツール駆動主軸のツール装着面に嵌合する凹部又は凸部が設けられている請求項３に記載のツール交換装置。
【請求項５】
工作機械におけるツール駆動主軸のツール装着面に着脱可能に保持された主軸側の加工ツールと、ツールマガジンに着脱可能に保持されたマガジン側の加工ツールとを交換する方法であって、
前記主軸側の加工ツールを前記ツール駆動主軸との装着を解除して前記ツールマガジンに装着する第１ステップと、
予め前記ツールマガジンに取り付けられたクリーニングツールを前記ツール駆動主軸のツール装着面に相対的に接近させた後、前記クリーニングツールによって前記ツール駆動主軸のツール装着面を清掃する第２ステップと、
前記クリーニングツールを前記ツール駆動主軸のツール装着面から相対的に離間させた後、前記マガジン側の加工ツールを前記ツール駆動主軸のツール装着面に装着する第３ステップと
を備えたことを特徴とするツール交換方法。
【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】
【公開番号】特開２００９−２９１８９２（Ｐ２００９−２９１８９２Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４８４２１（Ｐ２００８−１４８４２１）
【出願日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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