(57)【要約】【課題】工作機械の工具グリップに装着した工具を、作業者が手作業で簡易に取り外すことを可能とする工具外し用具を提供する。【解決手段】第一回動部材１１０及び第二回動部材１３０の少なくとも一方が回動する場合、第一把持部１２２と第二把持部１４２が離隔するのに伴って第一作用部１２１と第二作用部１４１が近接し、第一把持部１２２と第二把持部１４２が近接するのに伴って第一作用部１２１と第二作用部１４１が離隔する。グリップアーム６０に工具ホルダ７を装着した場合、グリップアーム６０及び工具ホルダ７の間に隙間を形成する。互いに近接した状態の第一作用部１２１及び第二作用部１４１は、グリップアーム６０及び工具ホルダ７の間に形成する隙間に挿入可能である。【選択図】図３
2015024459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を着脱可能であり且つ装着した前記工具を回転可能な主軸と、前記工具を挿脱可能な開口部を介して前記工具を着脱可能な工具グリップとを備え、前記主軸に装着した前記工具を用いてワークの加工を行い、前記工具グリップを用いて前記主軸に装着した前記工具を交換する工作機械において、前記工具グリップに装着した前記工具を取り外すための工具外し用具であって、
一軸と直交する延設方向に延びる一対の部材であって、前記一軸を中心に回動可能に連結する第一回動部材及び第二回動部材を備え、
前記第一回動部材の一端側に設けた第一作用部及び前記第二回動部材の一端側に設けた第二作用部は、前記第一回動部材および前記第二回動部材の少なくとも一方の回動に伴って互いに近接または離隔し、
前記第一回動部材の他端側に設けた第一把持部及び前記第二回動部材の他端側に設けた第二把持部は、前記第一回動部材および前記第二回動部材の少なくとも一方の回動に伴って互いに近接または離隔し、
前記第一把持部と前記第二把持部とが互いに近接する方向に移動すると、前記第一作用部と前記第二作用部とが互いに離隔する方向に移動し、前記第一把持部と前記第二把持部とが互いに離隔する方向に移動すると、前記第一作用部と前記第二作用部とが互いに近接する方向に移動し、
互いに近接した状態の前記第一作用部及び前記第二作用部は、前記工具グリップと前記工具グリップに装着した前記工具との間に形成する隙間、且つ前記工具を挟んで前記開口部とは反対側に位置する前記隙間に挿入可能であり、
前記隙間に挿入した前記第一作用部は前記工具グリップに対向し、前記隙間に挿入した前記第二作用部は前記工具に対向することを特徴とする工具外し用具。
【請求項２】
前記工具グリップは、前記工具グリップに装着した前記工具との間に前記隙間を形成する溝部を備え、
前記第一作用部は、前記溝部に配置可能な突起であることを特徴とする請求項１に記載の工具外し用具。
【請求項３】
前記第一把持部及び前記第二把持部は、それぞれ前記延設方向と略平行に延びる板状部を含み、
前記第一把持部において前記一軸から最も離隔した部位は、前記第一作用部よりも前記一軸からの距離が大きく、
前記第二把持部において前記一軸から最も離隔した部位は、前記第二作用部よりも前記一軸からの距離が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の工具外し用具。
【請求項４】
前記第一把持部及び前記第二把持部は、それぞれ、前記一軸から前記延設方向に延びる第一板状部と、前記第一板状部から前記第一板状部とは異なる方向に延びる第二板状部とを含み、
前記一軸に対して巻回した巻バネであって、前記巻バネの一端部が前記第一把持部の前記第二板状部に係止し、前記巻バネの他端部が前記第二把持部の前記第二板状部に係止して、前記第一把持部及び前記第二把持部を互いに離隔する方向に付勢する前記巻バネを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の工具外し用具。
【請求項５】
前記第一把持部の前記第一板状部のうちで前記第二把持部と対向する端辺部は、前記一軸からの距離が大きくなるほど前記第二把持部から離隔する方向に延び、
前記第二把持部の前記第一板状部のうちで前記第一把持部と対向する端辺部は、前記一軸からの距離が大きくなるほど前記第一把持部から離隔する方向に延びることを特徴とする請求項４に記載の工具外し用具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械で使用する工具を工具グリップから取り外すための工具外し用具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主軸に装着した工具を用いて、ワークに対して「ネジ切り」「孔開け」「座ぐり」等の加工を実行する工作機械が公知である。工作機械は、工具を多数収納する工具マガジンを備える。工具マガジンは、工具を着脱可能な複数の工具グリップを備える。工作機械は複数の工具グリップを用いて、主軸に装着した工具を交換可能である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２９４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば工作機械のメンテナンス時に、工具グリップに装着した工具を、作業者が手作業で工具グリップから取り外すことがある。工具が作業者の手を傷つけたり、細軸の工具が破損したりする可能性がある。故に作業者は、工具グリップから工具を取り外す手作業を慎重に行う必要があった。
【０００５】
本発明は、工作機械の工具グリップに装着した工具を、作業者が手作業で簡易に取り外すことを可能とする工具外し用具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る工具外し用具は、工具を着脱可能であり且つ装着した前記工具を回転可能な主軸と、前記工具を挿脱可能な開口部を介して前記工具を着脱可能な工具グリップとを備え、前記主軸に装着した前記工具を用いてワークの加工を行い、前記工具グリップを用いて前記主軸に装着した前記工具を交換する工作機械において、前記工具グリップに装着した前記工具を取り外すための工具外し用具であって、一軸と直交する延設方向に延びる一対の部材であって、前記一軸を中心に回動可能に連結する第一回動部材及び第二回動部材を備え、前記第一回動部材の一端側に設けた第一作用部及び前記第二回動部材の一端側に設けた第二作用部は、前記第一回動部材および前記第二回動部材の少なくとも一方の回動に伴って互いに近接または離隔し、前記第一回動部材の他端側に設けた第一把持部及び前記第二回動部材の他端側に設けた第二把持部は、前記第一回動部材および前記第二回動部材の少なくとも一方の回動に伴って互いに近接または離隔し、前記第一把持部と前記第二把持部とが互いに近接する方向に移動すると、前記第一作用部と前記第二作用部とが互いに離隔する方向に移動し、前記第一把持部と前記第二把持部とが互いに離隔する方向に移動すると、前記第一作用部と前記第二作用部とが互いに近接する方向に移動し、互いに近接した状態の前記第一作用部及び前記第二作用部は、前記工具グリップと前記工具グリップに装着した前記工具との間に形成する隙間、且つ前記工具を挟んで前記開口部とは反対側に位置する前記隙間に挿入可能であり、前記隙間に挿入した前記第一作用部は前記工具グリップに対向し、前記隙間に挿入した前記第二作用部は前記工具に対向する。
【０００７】
本態様の工具外し用具は、主軸に装着した工具を用いてワークの加工を行い、工具グリップを用いて主軸に装着した工具を交換する工作機械において、工具グリップに装着した工具を取り外すための工具外し用具である。工具外し用具は、一軸を中心に回動可能に連結する第一、第二回動部材を備える。第一、第二回動部材の少なくとも一方が回動する場合、第一、第二把持部が互いに離隔するのに伴って第一、第二作用部が互いに近接し、第一、第二把持部が互いに近接するのに伴って第一、第二作用部が互いに離隔する。開口部を介して工具グリップに工具を装着した場合、工具と工具グリップとの間に、工具を挟んで開口部とは反対側に位置する隙間を形成する。互いに近接した状態の第一、第二作用部は、工具グリップと工具との間に形成する隙間に挿入可能である。隙間に挿入した第一作用部は工具グリップに対向し、隙間に挿入した第二作用部は工具に対向する。
【０００８】
これによれば、作業者が工具を工具グリップから取り外す場合、互いに近接した状態の第一、第二作用部を工具グリップと工具との隙間に挿入する。作業者は、互いに離隔した位置にある第一、第二把持部に対して、互いに近接する方向に移動するように力を加える。工具グリップは第一作用部の移動を規制するため、第二作用部が第一作用部から離隔する方向に移動する。第二作用部は工具を開口部に向けて押圧するため、工具は開口部を介して工具グリップから離脱する。故に工作機械の工具グリップに装着した工具を、作業者が手作業で簡易に取り外すことができる。
【０００９】
前記工具グリップは、前記工具グリップに装着した前記工具との間に前記隙間を形成する溝部を備え、前記第一作用部は、前記溝部に配置可能な突起であってもよい。この場合、工具を工具グリップに装着した場合に、互いに近接した状態の第一、第二作用部を挿入可能な隙間を確実に形成できる。
【００１０】
前記第一把持部及び前記第二把持部は、それぞれ前記延設方向と略平行に延びる板状部を含み、前記第一把持部において前記一軸から最も離隔した部位は、前記第一作用部よりも前記一軸からの距離が大きく、前記第二把持部において前記一軸から最も離隔した部位は、前記第二作用部よりも前記一軸からの距離が大きくてもよい。この場合、支点となる一軸を基準として、力点となる第一、第二把持部の各端部までの距離は、作用点となる第一、第二作用部までの距離よりも大きい。第二作用部は、作業者が第一、第二把持部に加えた力よりも大きな力で、工具を開口部に向けて押圧する。故に作業者が第一、第二把持部に加える力を抑制しつつ、工具を工具グリップから確実に取り外すことができる。
【００１１】
前記第一把持部及び前記第二把持部は、それぞれ、前記一軸から前記延設方向に延びる第一板状部と、前記第一板状部から前記第一板状部とは異なる方向に延びる第二板状部とを含み、前記一軸に対して巻回した巻バネであって、前記巻バネの一端部が前記第一把持部の前記第二板状部に係止し、前記巻バネの他端部が前記第二把持部の前記第二板状部に係止して、前記第一把持部及び前記第二把持部を互いに離隔する方向に付勢する前記巻バネを備えてもよい。この場合、作業者が第一、第二把持部に力を加えていない状態では、巻バネが第一、第二作用部を互いに近接した状態に保持する。故に作業者は、工具グリップと工具との隙間に、第一、第二作用部を挿入しやすい。
【００１２】
前記第一把持部の前記第一板状部のうちで前記第二把持部と対向する端辺部は、前記一軸からの距離が大きくなるほど前記第二把持部から離隔する方向に延び、前記第二把持部の前記第一板状部のうちで前記第一把持部と対向する端辺部は、前記一軸からの距離が大きくなるほど前記第一把持部から離隔する方向に延びてもよい。この場合、第一、第二把持部が互いに近接する方向に移動した場合に、第一、第二把持部が接触することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】工作機械１および工具交換装置２の要部を示す縦断面図である。
【図２】工具ホルダ７を装着したグリップアーム６０の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線矢視方向断面図である。
【図４】閉状態の工具外し用具１００の斜視図である。
【図５】工具外し用具１００の部品展開図である。
【図６】工具外し用具１００の正面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。
【図８】開状態の工具外し用具１００の斜視図である。
【図９】工具ホルダ７を取り外したグリップアーム６０の平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線矢視方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。以下説明において、図１の左側を工作機械１の前側とし、右側を工作機械１の後ろ側とし、紙面手前側を工作機械１の右側とし、紙面奥行き側を工作機械１の左側とする。
【００１５】
図１を参照して、工作機械１の構成を概略的に説明する。工作機械１は、土台となるベース（図示外）と、ベースの上部後方に立設する柱状のコラム１０と、コラム１０の前面に沿って昇降可能な主軸ヘッド２４と、主軸ヘッド２４の内側に回転可能な主軸３０と、主軸３０に装着する工具本体５の交換を自動的に行う工具交換装置２を主体とする。
【００１６】
コラム１０の左右両側面に、主軸ヘッド２４を内側に挟むようにして前方に延びるフレーム１８（図１では、一枚のフレーム１８のみ図示）を各々設ける。一対のフレーム１８の前端部に、マガジン支持台３７を固定する。マガジン支持台３７は、工具交換装置２のマガジン本体４１を支持する。マガジン支持台３７の上部に、マガジン本体４１を覆って保護するための断面略Ｌ字型のマガジンカバー１９を固定する。
【００１７】
主軸ヘッド２４の上部に、主軸３０を回転させるためのサーボモータ２２を固定する。ベース上に、ワークをＸＹ方向に移動可能に保持するテーブル装置（図示外）を設置する。工作機械１は、主軸ヘッド２４が昇降すると共に、高速回転する主軸３０に装着した工具ホルダ７に取り付けた工具本体５がワークに接触することで、テーブル装置が保持するワークに所望の加工を施す。工作機械１は、図１に示す主軸ヘッド２４の位置（Ｚ軸原点位置）よりも下方の加工領域で、ワークに対する加工動作を行い。工作機械１は、Ｚ軸原点位置よりも上方の工具交換領域（ＡＴＣ領域）で、工具本体５の交換動作を行う。
【００１８】
主軸ヘッド２４の昇降機構を説明する。コラム１０の前面では、上下方向に延設するボールねじ１２を、上側軸受部１４と下側軸受部１５とが回転可能に支持する。主軸ヘッド２４の背面に固定したナット１３に対して、ボールねじ１２をねじ込んで挿通する。ボールねじ１２の上端部は、上側軸受部１４の上部に固定したサーボモータ（図示外）の駆動軸に対して、カップリング（図示外）を介して連結する。ボールねじ１２は、サーボモータの駆動によって正逆両方向に回転する。ボールねじ１２が正逆方向に回転すると、ボールねじ１２に螺合するナット１３が昇降するのに伴って、ナット１３に連結する主軸ヘッド２４が昇降移動する。
【００１９】
主軸ヘッド２４の内部構造を説明する。主軸ヘッド２４の前方下部の内側に、上下方向に回転軸を有する主軸３０を回転可能に支持する。主軸３０は、主軸ヘッド２４の上部に固定したサーボモータ２２の駆動軸に対して、カップリング２３を介して連結する。主軸３０は、サーボモータ２２の回転駆動によって回転する。主軸３０の先端部（下端部）に、後述のテーパ装着部７ａを装着するためのテーパ穴３１を設ける。テーパ穴３１にテーパ装着部７ａを装着すると、主軸３０の内部に設けたホルダ挟持部材３２が後述のプルスタッド７ｂを挟持（クランプ）する。主軸３０の中心を通る孔の中に同軸上に挿通するドローバー３４が、ホルダ挟持部材３２を下方に押圧すると、ホルダ挟持部材３２はプルスタッド７ｂのクランプを解除する。
【００２０】
主軸ヘッド２４の後方上部の内側に、右側面視略Ｌ字型のクランプレバー２０を、支軸２１を介して揺動自在に軸支する。クランプレバー２０は、垂直方向に延びる垂直レバー２０ｂと、垂直レバー２０ｂの下端部から前方に向かって略水平に延びる水平レバー２０ａを有する。水平レバー２０ａの先端部は、ドローバー３４に直交して突設されたピン３５に対して係合可能である。垂直レバー２０ｂの背面上部に、板カム体３６を固定する。板カム体３６は、上側軸受部１４に固定したカムフォロア１７と接離可能である。垂直レバー２０ｂと主軸ヘッド２４との間に、引張コイルバネ（図示外）を弾力的に介装する。クランプレバー２０を右側面から見た場合、引張コイルバネはクランプレバー２０を時計回りに常時付勢するので、水平レバー２０ａによるピン３５の下方への押圧を常時解除する。
【００２１】
主軸３０のテーパ穴３１に工具ホルダ７のテーパ装着部７ａを装着した状態において、主軸ヘッド２４が上昇すると、クランプレバー２０に設けた板カム体３６がカムフォロア１７に摺動する。クランプレバー２０は、右側面から見た場合に、支軸２１を中心に反時計回りに回転する。これに伴って、水平レバー２０ａはピン３５を下方に押圧し、ドローバー３４を介してホルダ挟持部材３２を下方に付勢する。ホルダ挟持部材３２は、プルスタッド７ｂの挟持を解除する。故に工具本体５を保持する工具ホルダ７は、主軸３０に対して着脱可能である。
【００２２】
工具交換装置２の構造を説明する。工具交換装置２は、鍔付き円筒状のマガジン本体４１と、マガジン本体４１の鍔部４２の裏面の外周に沿って放射状に設けた複数のグリップアーム６０（図１では、上下二本のグリップアーム６０のみを図示）を主体とする。フレーム１８に固定したマガジン支持台３７は、工作機械１の前側に向かって斜め下方に延びる支軸４５を回転可能に支持する。支軸４５に対して、マガジン本体４１を外挿する。マガジン本体４１は、工作機械１の前方に円形状の鍔部４２の正面を向けた配置で、支軸４５を中心に回転可能である。
【００２３】
マガジン本体４１を説明する。マガジン本体４１は、支軸４５を内挿する筒状のボス部４３と、ボス部４３の外周面の前端側に鍔状に設けた鍔部４２を主体とする。ボス部４３の後端部に、支軸４５を中心とする割出円板４７を外挿して固定する。割出円板４７の背面側（主軸ヘッド２４に対向する面）に、ローラ形状のカムフォロア（図示外）が複数のグリップアーム６０の配設位置に対応して各々設ける。
【００２４】
マガジン支持台３７の上部に、ケーシング５１を固定する。ケーシング５１の上部に、マガジン本体４１の回転割出用のサーボモータ５０を固定する。ケーシング５１の内側では、サーボモータ５０の回転軸に対して、複数のギヤ（図示外）とカム（図示外）からなる回転割出機構の一部を連結する。回転割出機構のカムに形成したカム溝（図示外）に対して、割出円板４７の複数のカムフォロアが順次嵌合している。故に割出円板４７は間欠的な割出回転を実行でき、複数のグリップアーム６０の中の１つを割り出して、マガジン本体４１の最下端に位置決めできる。図示しないが、工作機械１の制御装置（図示外）に接続するエンコーダを、サーボモータ５０に固定する。工作機械１は、エンコーダの出力信号に基づいて、サーボモータ５０のフィードバック制御を行うことで、マガジン本体４１の回転割出位置を制御する。
【００２５】
図１〜図３を参照して、グリップアーム６０の構造を説明する。図１に示すように、グリップアーム６０は、マガジン本体４１の鍔部４２の裏面の外周側に、所要の中心角で周方向に複数本（例えば、１４本）固定する。グリップアーム６０は、マガジン本体４１の鍔部４２の裏面の外周側に固定した支点台６２（図２及び図３参照）を揺動動作の支点とする。
【００２６】
図２及び図３に示すように、支点台６２に設けた支持軸６７は、グリップアーム６０を軸支する。グリップアーム６０は、略Ｌの字型で延びるアーム本体６１と、把持部６３と、カムフォロア支持部６５を主体とする。把持部６３は、アーム本体６１の自由端となる先端側に設けたＹ字型状の部材であり、工具ホルダ７を挟持可能である。カムフォロア支持部６５は、アーム本体６１の後端側における支持軸６７が軸支する部分から主軸ヘッド２４側に突出し、カムフォロア６６を回転自在に支持する。
【００２７】
把持部６３は、後述のＶ溝７ｅを挟持するための非開閉式の二股部６９と、二股部６９の内端部に設けた一対の支持ピン７６とを有する。二股部６９が取り囲む略円形の開口領域である工具装着口６３ａに対して、工具ホルダ７を着脱可能である。支持ピン７６は、圧縮コイルバネ（図示外）によって弾力的に後退可能に収納する。一対の支持ピン７６の間に形成する開口部が、工具ホルダ７を工具装着口６３ａに対して把持部６３の先端側から挿脱するための工具挿脱口７７である。
【００２８】
二股部６９の両側に分かれる各端部の外側に、支持ピン７６の中心を回転中心とするカムフォロア７５を各々設ける。カムフォロア７５は、主軸ヘッド２４の先端部（下端部）に設けた固定カム２９（図１参照）のカム面に沿って摺動する。把持部６３を主軸３０に装着した工具ホルダ７のＶ溝７ｅへガイドしつつ、工具ホルダ７を工具挿脱口７７から挿入する。ガイドした把持部６３の二股部６９をＶ溝７ｅに位置合わせすると、一対の支持ピン７６がＶ溝７ｅに当接し、圧縮コイルバネを押し戻しながら後退することによって、把持部６３が工具ホルダ７を挟持する。
【００２９】
カムフォロア６６は、主軸ヘッド２４の前面に固定した可動カム２８（図１参照）のカム面に沿って摺動する。可動カム２８は、支軸（図示外）によって主軸ヘッド２４の前面に軸支する。可動カム２８と主軸ヘッド２４の間に、可動カム２８を弾力的に浮いた状態で支持する圧縮コイルバネ（図示外）を配設する。カムフォロア６６が可動カム２８のカム面を摺動すると、アーム本体６１が支持軸６７を中心に揺動する。これにより、二股部６９の端部に設けたカムフォロア７５を、主軸ヘッド２４の先端部に設けた固定カム２９（図１参照）のカム面に向かって弾力的に押圧する。
【００３０】
工具交換装置２（図１参照）は、主軸ヘッド２４の昇降動作に合わせて、上述のカム機構を利用することで、複数のグリップアーム６０のうちでマガジン本体４１の最下方位置に割り出した１本のグリップアーム６０のみを揺動する。この割出位置のグリップアーム６０の把持部６３が、主軸３０に近接する「近接位置」と、主軸３０から離隔する「退避位置」との間を移動する。
【００３１】
一対の二股部６９の基部６９ａ上に、工具装着口６３ａに装着した工具ホルダ７を位置決めするためのキー部材９０を、ボルト９５で固定する。キー部材９０の先端部は、基部６９ａから工具装着口６３ａに突出し、後述のキー溝７ｆに嵌合可能である。基部６９ａにおけるキー部材９０の反対側に、工具装着口６３ａと対向する溝部６９ｂを設ける。工具ホルダ７を工具装着口６３ａに装着した場合、溝部６９ｂは工具ホルダ７との間に隙間を形成する。この隙間は、工具装着口６３ａに装着した工具ホルダ７を挟んで、工具挿脱口７７とは反対側に位置する。
【００３２】
グリップアーム６０は板状のアームカバー９９を備える。アームカバー９９は、後述のワーク加工時に飛散する切屑等がアーム本体６１に付着することを防止する板状部材である。アームカバー９９は、第一カバー部９９ａ、一対の第二カバー部９９ｂ及び開放部９９ｃを備える。第一カバー部９９ａは、アーム本体６１と対向する位置に固定する。一対の第二カバー部９９ｂは、第一カバー部９９ａからカムフォロア７５と対向する位置まで延びる。開放部９９ｃは、一対の第二カバー部９９ｂが取り囲む空間であり、且つ第一カバー部９９ａとは反対側（図２では左側）に開放している。把持部６３及び溝部６９ｂは、開放部９９ｃを介して主軸３０とは反対側（図３では下側）に露出する。
【００３３】
図２及び図３を参照して、工具ホルダ７を説明する。工具ホルダ７は、その本体部であるテーパ装着部７ａ（テーパシャンク部）と、テーパ装着部７ａの一端部に一体形成したプルスタッド７ｂと、テーパ装着部７ａの他端部に一体形成した鍔状部７ｃ等を有する。鍔状部７ｃに、プルスタッド７ｂとは反対側に延びる工具本体５を装着する。グリップアーム６０で保持するための環状のＶ溝７ｅ（図３参照）と一対のキー溝７ｆ（図２参照）を、鍔状部７ｃに凹設する。
【００３４】
図１〜図３を参照して、工具交換装置２が実行する工具交換動作を説明する。工具交換時には、加工領域に位置する主軸ヘッド２４が、Ｚ軸原点位置（図１参照）に移動する。割出位置のグリップアーム６０が、先述したように、退避位置から近接位置に移動する。主軸ヘッド２４がＺ軸原点位置に到達すると、グリップアーム６０の把持部６３において、使用済みの工具本体５を取付けた工具ホルダ７が、工具挿脱口７７を介して工具装着口６３ａに嵌まり込む。一対の支持ピン７６がバネ力によってＶ溝７ｅに係止し、且つキー部材９０がキー溝７ｆに嵌合して、工具ホルダ７を工具挿脱口７７内に位置決めする。その後、主軸ヘッド２４がＡＴＣ領域内を上昇するのに伴って、ホルダ挟持部材３２がドローバー３４を押圧してプルスタッド７ｂに対するクランプを解除する。これにより、グリップアーム６０の把持部６３が保持する工具ホルダ７を、主軸３０から下方に抜き取る。
【００３５】
次に、マガジン本体４１が回転して、次のワーク加工で使用する工具本体５を取付けた工具ホルダ７を保持したグリップアーム６０を割出位置に位置決めする。主軸ヘッド２４がＡＴＣ領域内を下降するのに伴って、次のワーク加工で使用する工具本体５が主軸３０内に下方から挿入する。ホルダ挟持部材３２がドローバー３４の押圧を中断してプルスタッド７ｂをクランプすることで、工具本体５を主軸３０に装着する。その後、主軸ヘッド２４がＺ軸原点位置から加工領域内を下降するのに伴って、割出位置のグリップアーム６０が近接位置から退避位置に移動する。加工領域では、新たな工具本体５を使用してワーク加工を実行する。
【００３６】
例えば工作機械１のメンテナンス時に、グリップアーム６０に装着した工具ホルダ７を、作業者が手作業でグリップアーム６０から取り外すことがある。作業者は、図４に示す工具外し用具１００を用いて、グリップアーム６０から工具ホルダ７を取り外す。図４〜図８を参照して、工具外し用具１００を説明する。
【００３７】
図４に示すように、工具外し用具１００は、第一回動部材１１０、第二回動部材１３０及び連結部材１５０を備える。第一回動部材１１０及び第二回動部材１３０は、一軸（後述するボルト１５１の胴部１５１ｂ）と直交する延設方向（図４では上下方向）に延びる一対の部材である。第一回動部材１１０及び第二回動部材１３０は、一軸の延びる軸線方向（図５に示す一点鎖線の延びる方向）に対向配置した、延設方向の長さが略等しい一対の板状体である。連結部材１５０は、第一回動部材１１０及び第二回動部材１３０を、一軸を中心に回動可能に連結支持する部材である。以下の説明では、第一回動部材１１０及び第二回動部材１３０の回転中心を「一軸」と表記する。
【００３８】
図５及び図６に示すように、第一回動部材１１０は、第一板部１１１、第二板部１１２及び第三板部１１３を有する。第一板部１１１は、軸線方向に対して略垂直に延びる平板部である。第一板部１１１は、作用側部１１１ａ、連結部１１１ｂ、把持側部１１１ｃ及び挿通孔１１５を有する。挿通孔１１５は、後述するボルト１５１の胴部１５１ｂを挿通可能な、第一板部１１１を軸線方向に貫通する円形孔である。作用側部１１１ａは、挿通孔１１５から延設方向の一方側（図６では上側）に延びる平板部である。連結部１１１ｂは、挿通孔１１５から後述の第二板部１１２とは反対側（図６では右下側）に延びる平板部である。把持側部１１１ｃは、連結部１１１ｂにおいて挿通孔１１５から離隔する方向の端部（図６では、連結部１１１ｂの右下端部）から、延設方向の他方側（図６では下側）に延びる平板部である。
【００３９】
第二板部１１２は、作用側部１１１ａの端縁部に沿って延設方向に延びる。第二板部１１２は、作用側部１１１ａから軸線方向の一方側（図５では左下側）に向けて、軸線方向と略平行に所定幅突出する。第二板部１１２は、軸線方向長さを短辺、且つ延設方向長さを長辺とする矩形状の平板部である。
【００４０】
第三板部１１３は、把持側部１１１ｃの端縁部に沿って延設方向に延びる。第三板部１１３は、軸線方向の一方側よりも軸線側（図５では左側）へ若干傾斜するように、把持側部１１１ｃから所定幅突出する。第三板部１１３は、軸線方向に対して若干傾斜した方向の長さを短辺、且つ延設方向長さを長辺とする矩形状の平板部である。把持側部１１１ｃと第三板部１１３が接続する位置に、延設方向と略平行に伸びる屈曲部１１４を形成する。屈曲部１１４は、把持側部１１１ｃと第三板部１１３が鋭角をなし且つ延設方向と略平行に伸びる溝部を有する。
【００４１】
第一作用部１２１は、グリップアーム６０から工具ホルダ７を取り外す場合にグリップアーム６０に当接する部位であり、第一回動部材１１０における延設方向の一端側（図５では上側）に設ける。第一作用部１２１は、第二板部１１２における延設方向の一端側端部（図５では上端部）に設けた突起部である。第一把持部１２２は、グリップアーム６０から工具ホルダ７を取り外す場合に作業者が把持する部位であり、第一回動部材１１０における延設方向の他端側（図５では下側）に設ける。第一把持部１２２は、把持側部１１１ｃ、第三板部１１３、屈曲部１１４から成る持ち手である。尚、第一把持部１２２において軸線から最も離隔した部位（第一把持部１２２の他端側端部）は、第一作用部１２１よりも軸線からの距離が大きい。
【００４２】
図５及び図６に示すように、第二回動部材１３０は、第一板部１３１及び第二板部１３２を有する。第一板部１３１は、軸線方向に対して略垂直な平板部である。第一板部１３１は、挿通孔１３５を有する。挿通孔１３５は、後述するボルト１５１の胴部１５１ｂを挿通可能な、第一板部１３１を軸線方向に貫通する円形孔である。第二板部１３２は、第一板部１３１の端縁部に沿って延設方向に延びる。第二板部１３２は、第一板部１３１から軸線方向の一方側に向けて、軸線方向と略平行に所定幅突出する。第二板部１３２は、軸線方向長さを短辺、且つ延設方向長さを長辺とする矩形状の平板部である。
【００４３】
第二作用部１４１は、グリップアーム６０から工具ホルダ７を取り外す場合に工具ホルダ７に当接する部位であり、第二回動部材１３０における延設方向の一端側（図５では上側）に設ける。第二作用部１４１は、第二板部１３２における延設方向の一端側端部（図５では上端部）に設けた突起部である。尚、第二作用部１４１の突出端は、第一作用部１２１の突出端よりも軸線から離隔した位置まで延びる。第二作用部１４１の軸線方向長さは、第一作用部１２１の軸線方向長さよりも小さい。
【００４４】
第二把持部１４２は、グリップアーム６０から工具ホルダ７を取り外す場合に作業者が把持する部位であり、第二回動部材１３０における延設方向の他端側（図５では下側）に設ける。第二把持部１４２は、第一板部１３１及び第二板部１３２のうちで、軸線よりも延設方向の他端側（図５では下側）の部分から成る持ち手である。尚、第二把持部１４２において軸線から最も離隔した部位（第二把持部１４２の他端側端部）は、第二作用部１４１よりも軸線からの距離が大きい。
【００４５】
図５及び図７に示すように、連結部材１５０は、ボルト１５１、支持部材１５２、巻バネ１５３及びナット１５４を備える。ボルト１５１は、頭部１５１ａと、ナット１５４に締結可能な胴部１５１ｂを有する。支持部材１５２は、頭部１５１ａよりも径が大きい座金１５２ａと、座金１５２ａと連通する円筒部１５２ｂを有する。円筒部１５２ｂは、胴部１５１ｂを挿通可能である。巻バネ１５３は、金属線を巻回した巻回部１５３ａと、巻回部１５３ａの両端から異なる方向に延出する一対の腕部１５３ｂ，１５３ｃを有する。巻回部１５３ａは、座金１５２ａよりも径が小さく、且つ円筒部１５２ｂを挿通可能である。
【００４６】
第一回動部材１１０及び第二回動部材１３０は、第一板部１１１を第一板部１３１に対して軸線方向の一方側（図５では左下側）に重ねて、挿通孔１１５，１３５が連通するように対向配置する。支持部材１５２の円筒部１５２ｂは、巻バネ１５３の巻回部１５３ａに挿通し、且つ第一板部１１１に対して軸線方向の一方側で挿通孔１１５，１３５と連通する。ボルト１５１の胴部１５１ｂは、軸線方向の一方側から円筒部１５２ｂ及び挿通孔１１５，１３５に挿通する。挿通した胴部１５１ｂの先端部は、第二回動部材１３０から軸線方向の他方側（図５では右上側）に突出して、ナット１５４に締結する。
【００４７】
工具外し用具１００の一端側（図５では上側）では、第一作用部１２１及び第二作用部１４１が対向する。第一作用部１２１及び第二作用部１４１は、第一回動部材１１０及び第二回動部材１３０の少なくとも一方の回動に伴って互いに近接または離隔する。工具外し用具１００の他端側（図５では下側）では、第一把持部１２２及び第二把持部１４２が対向する。第一把持部１２２及び第二把持部１４２は、第一回動部材１１０及び第二回動部材１３０の少なくとも一方の回動に伴って互いに近接または離隔する。第一把持部１２２と第二把持部１４２が互いに近接する方向に移動すると、第一作用部１２１と第二作用部１４１が互いに離隔する方向に移動する。第一把持部１２２と第二把持部１４２が互いに離隔する方向に移動すると、第一作用部１２１と第二作用部１４１が互いに近接する方向に移動する。
【００４８】
巻バネ１５３の腕部１５３ｂの先端部は、屈曲部１１４の溝部に配置し、且つ巻回部１５３ａの付勢力によって第三板部１１３に係止する。巻バネ１５３の腕部１５３ｃの先端部は、挿通孔１３５よりも延設方向の他端側に配置し、且つ巻回部１５３ａの付勢力によって第二板部１３２に係止する。腕部１５３ｂ，１５３ｃは、それぞれ第一把持部１２２及び第二把持部１４２を互いに離隔する方向に付勢する。第一回動部材１１０及び第二回動部材１３０は、第二板部１１２，１３２が互いに接触する位置まで、ボルト１５１の胴部１５１ｂを中心に回動する。第一把持部１２２及び第二把持部１４２に外力を加えていない状態では、第一把持部１２２及び第二把持部１４２は互いに離隔する位置に保持し、第一作用部１２１及び第二作用部１４１は互いに近接する位置に保持する。図４に示すように、工具外し用具１００は閉状態となる。
【００４９】
把持側部１１１ｃの端辺部１１９（図６参照）は、第一把持部１２２のうちで最も第二把持部１４２と近接した位置にある。端辺部１１９は、一軸からの距離が大きくなるほど第二把持部１４２から離隔する方向に延びる。第一板部１３１の端辺部１３９（図６参照）は、第二把持部１４２のうちで最も第一把持部１２２と近接した位置にある。端辺部１３９は、一軸からの距離が大きくなるほど第一把持部１２２から離隔する方向に延びる。端辺部１１９，１３９は、一軸から離隔する方向に向けて、互いに離隔する方向に傾斜している。
【００５０】
図８に示すように、 例えば作業者が第一把持部１２２及び第二把持部１４２を把持して力を加えると、第一把持部１２２及び第二把持部１４２は巻バネ１５３の付勢力に抗って互いに近接する方向に移動する。第一回動部材１１０及び第二回動部材１３０は、第二板部１１２，１３２が互いに離隔するように、ボルト１５１の胴部１５１ｂを中心に回動する。これにより、第一把持部１２２及び第二把持部１４２に外力を加えた状態では、第一把持部１２２及び第二把持部１４２は互いに近接する位置に移動し、第一作用部１２１及び第二作用部１４１は互いに離隔する位置に移動する。工具外し用具１００は開状態となる。
【００５１】
図２、図３、図９、図１０を参照して、工具外し用具１００の使用例を説明する。まず工作機械１は、主軸ヘッド２４をＡＴＣ領域に上昇し、対象のグリップアーム６０を割出位置に移動する。これにより、作業者が手作業で割出位置のグリップアーム６０から工具ホルダ７を取り外すことが可能な状態となる。
【００５２】
図２及び図３に示すように、作業者は第一把持部１２２及び第二把持部１４２を把持して、互いに近接した状態の第一作用部１２１及び第二作用部１４１を、アームカバー９９の開放部９９ｃに下方から挿入して、溝部６９ｂと工具ホルダ７との間に形成する隙間に配置する。第一作用部１２１よりも上方に延びる第二作用部１４１は、基部６９ａの下面に当接する。第一作用部１２１はグリップアーム６０の溝部６９ｂに対向し、第二作用部１４１は工具ホルダ７の鍔状部７ｃに対向する。
【００５３】
図９及び図１０に示すように、作業者は第一把持部１２２及び第二把持部１４２が近接するように握力を加える。第一作用部１２１は溝部６９ｂに係止するため、第二作用部１４１のみが第一作用部１２１から離隔する方向に移動する。第二作用部１４１は、基部６９ａの下面に沿って工具装着口６３ａ側に移動し、工具ホルダ７の鍔状部７ｃに接触して工具挿脱口７７側に押圧する。これにより工具ホルダ７は、工具装着口６３ａから工具挿脱口７７側に離脱する。作業者は、工具装着口６３ａから離脱した工具ホルダ７を回収する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態に係る工具外し用具１００は、主軸３０に装着した工具本体５を用いてワークの加工を行い、グリップアーム６０を用いて主軸３０に装着した工具本体５を交換する工作機械１において、グリップアーム６０に装着した工具本体５を取り外すために用いる。工具外し用具１００は、一軸を中心に回動可能に連結する第一回動部材１１０及び第二回動部材１３０を備える。第一回動部材１１０及び第二回動部材１３０の少なくとも一方が回動する場合、第一把持部１２２と第二把持部１４２が離隔するのに伴って第一作用部１２１と第二作用部１４１が近接し、第一把持部１２２と第二把持部１４２が近接するのに伴って第一作用部１２１と第二作用部１４１が離隔する。工具挿脱口７７を介してグリップアーム６０に工具ホルダ７を装着した場合、グリップアーム６０と工具ホルダ７の間に、工具ホルダ７を挟んで工具挿脱口７７とは反対側に位置する隙間を形成する。互いに近接した状態の第一作用部１２１及び第二作用部１４１は、グリップアーム６０と工具ホルダ７の間に形成する隙間に挿入可能である。隙間に挿入した第一作用部１２１はグリップアーム６０に対向し、隙間に挿入した第二作用部１４１は工具ホルダ７に対向する。
【００５５】
作業者が工具ホルダ７をグリップアーム６０から取り外す場合、互いに近接した状態の第一作用部１２１及び第二作用部１４１をグリップアーム６０と工具ホルダ７との隙間に挿入する。作業者は、互いに離隔した位置にある第一把持部１２２及び第二把持部１４２に対して、互いに近接する方向に移動するように力を加える。グリップアーム６０は第一作用部１２１の移動を規制するため、第二作用部１４１が第一作用部１２１から離隔する方向に移動する。第二作用部１４１は工具ホルダ７を工具挿脱口７７に向けて押圧するため、工具ホルダ７は工具挿脱口７７を介してグリップアーム６０から離脱する。故に工作機械１のグリップアーム６０に装着した工具ホルダ７を、作業者が手作業で簡易に取り外すことができる。
【００５６】
グリップアーム６０は、グリップアーム６０に装着した工具ホルダ７との間に隙間を形成する溝部６９ｂを備える。第一作用部１２１は、溝部６９ｂに配置可能な突起である。故に工具ホルダ７をグリップアーム６０に装着した場合に、互いに近接した状態の第一作用部１２１及び第二作用部１４１を挿入可能な隙間を確実に形成できる。
【００５７】
第一把持部１２２は、延設方向と略平行に延びる第三板部１１３を含む。第二把持部１４２は、延設方向と略平行に延びる第二板部１３２の一部を含む。第一把持部１２２において一軸から最も離隔した部位は、第一作用部１２１よりも一軸からの距離が大きい。第二把持部１４２において一軸から最も離隔した部位は、第二作用部１４１よりも一軸からの距離が大きい。これにより、工具外し用具１００は支点となる一軸を基準として、力点となる第一把持部１２２及び第二把持部１４２の各端部までの距離が、作用点となる第一作用部１２１及び第二作用部１４１までの距離よりも大きい。第二作用部１４１は、作業者が第一把持部１２２及び第二把持部１４２に加えた力よりも大きな力で、工具ホルダ７を工具挿脱口７７に向けて押圧する。故に作業者が第一把持部１２２及び第二把持部１４２に加える力を抑制しつつ、工具ホルダ７をグリップアーム６０から確実に取り外すことができる。
【００５８】
第一把持部１２２は、一軸から延設方向に延びる第一板部１１１の把持側部１１１ｃと、把持側部１１１ｃから把持側部１１１ｃとは異なる方向に延びる第三板部１１３を含む。第二把持部１４２は、一軸から延設方向に延びる第一板部１３１の一部と、第一板部１３１から第一板部１３１とは異なる方向に延びる第二板部１３２の一部を含む。一軸に対して巻回した巻バネ１５３は、腕部１５３ｂが第三板部１１３に係止し、腕部１５３ｃが第二板部１３２に係止して、第一把持部１２２及び第二把持部１４２を互いに離隔する方向に付勢する。これにより、作業者が第一把持部１２２及び第二把持部１４２に力を加えていない状態では、巻バネ１５３が第一作用部１２１及び第二作用部１４１を互いに近接した状態に保持する。故に作業者は、グリップアーム６０と工具ホルダ７との隙間に、第一作用部１２１及び第二作用部１４１を挿入しやすい。
【００５９】
第一把持部１２２の把持側部１１１ｃのうちで第二把持部１４２と対向する端辺部１１９は、一軸からの距離が大きくなるほど第二把持部１４２から離隔する方向に延びる。第二把持部１４２の第一板部１３１のうちで第一把持部１２２と対向する端辺部１３９は、一軸からの距離が大きくなるほど第一把持部１２２から離隔する方向に延びる。 故に第一把持部１２２及び第二把持部１４２が互いに近接する方向に移動した場合に、第一把持部１２２と第二把持部１４２が接触することを抑制できる。
【００６０】
上記実施形態において、工具ホルダ７は本発明の「工具」に相当する。工具挿脱口７７は本発明の「開口部」に相当する。グリップアーム６０は本発明の「工具グリップ」に相当する。溝部６９ｂは本発明の「溝部」に相当する。第三板部１１３及び第二板部１３２の一部は、それぞれ本発明の「板状部」に相当する。第一板部１１１の把持側部１１１ｃ及び第一板部１３１の一部は、それぞれ本発明の「第一板状部」に相当する。第三板部１１３及び第二板部１３２の一部は、それぞれ本発明の「第二板状部」に相当する。
【００６１】
本発明の工具交換装置は、上記実施形態に限らず、各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、隙間に挿入した第一作用部１２１は、グリップアーム６０において溝部６９ｂと異なる部分（例えば、二股部６９の基部６９ａ、アームカバー９９の第一カバー部９９ａ等）に対向してもよい。隙間に挿入した第二作用部１４１は、工具ホルダ７において鍔状部７ｃとは異なる部分（例えば、工具本体５等）に対向してもよい。巻バネ１５３に替えて、他の弾性部材（例えば、板バネ等）を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１    工作機械
２    工具交換装置
７    工具ホルダ
３０    主軸
６０    グリップアーム
６９ｂ    溝部
７７    工具挿脱口
１００    工具外し用具
１１０    第一回動部材
１１１    第一板部
１１１ｃ    把持側部
１１３    第三板部
１１９    端辺部
１２１    第一作用部
１２２    第一把持部
１３０    第二回動部材
１３１    第一板部
１３２    第二板部
１３９    端辺部
１４１    第二作用部
１４２    第二把持部
１５３    巻バネ
【図１】
2015024459.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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