(57)【要約】【課題】工具保持具の工具を交換するときに、作業者が工具保持具を手動で移動させることができる工具マガジンを提供することを課題とする。【解決手段】工具マガジン１であって、駆動装置１０と、駆動装置１０の出力軸１１ａに連結された内周部材２０と、内周部材２０に外嵌された外周部材３０と、外周部材３０に設けられた工具保持具４０と、内周部材２０の連結穴２３および外周部材３０の連結穴３３に出入自在な回り止めピン５０と、を備えている。【選択図】図１
2015013341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置と、
前記駆動装置の出力軸に連結された内周部材と、
前記内周部材に外嵌された外周部材と、
前記外周部材に設けられた工具保持具と、
前記内周部材の連結穴および前記外周部材の連結穴に出入自在な回り止めピンと、を備えていることを特徴とする工具マガジン。
【請求項２】
前記内周部材と前記外周部材との間に樹脂部材が介設されていることを特徴とする請求項１に記載の工具マガジン。
【請求項３】
前記内周部材および前記外周部材の一方から突出した係合部材と、
前記係合部材を突出方向に付勢する弾性部材と、を備え、
前記内周部材および前記外周部材の他方には、前記係合部材の先端部が係合する係合溝が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工具マガジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具マガジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＴＣ（Automatic Tool Changer）を有する工作機械には、ワークの加工に用いられる複数の工具を保持する工具マガジンが設けられている。工具マガジンは、駆動装置と、駆動装置の出力軸に連結された円板部材と、を備え、円板部材に複数の工具保持具が設けられている。
【０００３】
前記した工具マガジンにおいて、工具保持具に保持された工具を交換する場合には、作業者はマガジンカバーの工具交換用扉を開けて、マガジンカバー内の工具交換位置で工具保持具の工具を交換する（例えば、特許文献１参照）。したがって、工具保持具の工具を交換する場合には、作業の安全性を考慮して工作機械の電源をＯＦＦにすることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４０８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記した工具マガジンでは、工具保持具の工具を交換するときに、交換対象の工具保持具を工具交換位置に移動させる必要がある。しかしながら、工作機械の電源がＯＦＦの状態では、作業者が円板部材を手動で回転させようとしても、駆動装置の減速機等の抵抗力が円板部材に作用するため、作業者が手動で円板部材を回転させることは困難である。
【０００６】
本発明は、前記した問題を解決し、工具保持具の工具を交換するときに、作業者が工具保持具を手動で移動させることができる工具マガジンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、工具マガジンであって、駆動装置と、前記駆動装置の出力軸に連結された内周部材と、前記内周部材に外嵌された外周部材と、前記外周部材に設けられた工具保持具と、前記内周部材の連結穴および前記外周部材の連結穴に出入自在な回り止めピンと、を備えている。
【０００８】
この構成では、工作機械によってワークを加工するときには、内周部材の連結穴および外周部材の連結穴に回り止めピンを挿入することで、内周部材に対する外周部材の回り止めを構成することができる。これにより、内周部材に連動して外周部材を回転させることができる。
また、工具保持具の工具を交換するときには、内周部材の連結穴および外周部材の連結穴の少なくとも一方から回り止めピンを離脱させることで、内周部材に対して外周部材を周方向に回転させることができる。このようにして、外周部材を駆動装置から分離させることができるため、工作機械の電源がＯＦＦの状態であっても、外周部材を小さい力で容易に回転させることができる。
【０００９】
前記した工具保持具において、前記内周部材と前記外周部材との間に樹脂部材を介設した場合には、内周部材と外周部材との間の摩擦力が小さくなるため、内周部材に対して外周部材をより小さい力で回転させることができる。
【００１０】
前記した工具保持具において、前記内周部材および前記外周部材の一方から突出した係合部材と、前記係合部材を突出方向に付勢する弾性部材と、を備え、前記内周部材および前記外周部材の他方には、前記係合部材の先端部が係合する係合溝を形成してもよい。
【００１１】
この構成では、係合部材の先端部が係合溝に係合することで、内周部材に対して外周部材を位置決めすることができるため、工具保持具の工具を交換するときの作業性を向上させることができる。
また、外周部材に対して回転方向に力を付与すると、係合溝の内面が係合部材を押して、係合部材が内周部材または外周部材の内部に押し込まれる。これにより、係合部材と係合溝との係合が解除されるため、内周部材に対して外周部材を回転させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の工具マガジンでは、内周部材および外周部材から回り止めピンを離脱させることで、外周部材を駆動装置から分離させることができる。したがって、工具保持具の工具を交換するときに、工作機械の電源がＯＦＦの状態であっても、作業者が工具保持具を手動で移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の工具マガジンを示した側断面図である。
【図２】本実施形態の工具マガジンを示した平面図である。
【図３】（ａ）は回り止めピンを両連結穴に挿入した状態の側断面図、（ｂ）は回り止めピンを両連結穴から離脱させた状態の側断面図である。
【図４】（ａ）は係合部材を係合溝に係合させた状態の側断面図、（ｂ）は係合部材を係合溝から離脱させた状態の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の工具マガジン１は、図２に示すように、ＡＴＣを有する工作機械Ｍに用いられるものである。工具マガジン１は、ワークの加工に用いられる複数の工具Ｔを保持している。
工具マガジン１は、工作機械Ｍの主軸（図示せず）から工具Ｔを受け取るとともに、他の工具Ｔを主軸に供給するものである。工具マガジン１はマガジンカバー２内に収容されている。マガジンカバー２には、工具交換用開口部２ａが開口しており、工具交換用開口部２ａには工具交換用扉２ｂが開閉自在に設けられている。
【００１５】
工具マガジン１は、図１に示すように、駆動装置１０と、駆動装置１０の減速機１２に連結された内周部材２０と、内周部材２０に外嵌された外周部材３０と、外周部材３０の外周部に設けられた複数の工具保持具４０と、内周部材２０の連結穴２３および外周部材３０の連結穴３３に出入自在な回り止めピン５０と、外周部材３０に設けられたラッチ６０と、を備えている。
【００１６】
駆動装置１０は、駆動モータ１１と、駆動モータ１１の出力軸１１ａに連結された減速機１２と、を備えている。減速機１２は、工作機械Ｍのベース部材３の上面に取り付けられている。また、駆動モータ１１は、減速機１２の上面に取り付けられている。
駆動装置１０では、出力軸１１ａの回転駆動力が減速機１２に伝達され、減速機１２の回転部１２ａが上下軸回りに回転するように構成されている。駆動モータ１１の駆動は、工作機械Ｍの制御装置（図示せず）によって制御される。
【００１７】
内周部材２０は、円筒部材２１と、円筒部材２１の外周面の全周に形成されたフランジ部２２と、円筒部材２１の上端面に取り付けられた上端部材２４と、を有している。
円筒部材２１の中央穴２１ａには、駆動装置１０が挿通されている。円筒部材２１の下端部の内周部は、回転部１２ａの外周部に複数のボルト（図示せず）によって取り付けられている。これにより、内周部材２０は回転部１２ａに連動して上下軸回りに回転する。
【００１８】
フランジ部２２には、図２に示すように、三つの連結穴２３が形成されている。連結穴２３は後記する回り止めピン５０が挿入される貫通穴である（図３（ａ）参照）。
本実施形態では、三つの連結穴２３が内周部材２０の周方向において９０度の範囲内に配置されている。
また、フランジ部２２の周方向に並設された三つの連結穴２３のうち、中央に配置された連結穴２３と一方の連結穴２３との間隔は、中央に配置された連結穴２３と他方の連結穴２３との間隔よりも大きくなっている。これにより、三つの連結穴２３を工具交換用開口部２ａの近くに配置したときに、後記する工具交換装置４の両側に各連通穴２３が配置される。
連結穴２３の下部には、図３（ｂ）に示すように、下方に向かうに従って拡径された拡径部２３ａが形成されている。
【００１９】
上端部材２４は、図２に示すように、円板状の部材であり、円筒部材２１の中央穴２１ａと同径の開口部２４ａが形成されている。上端部材２４の外周部は、円筒部材２１よりも外側に突出している（図１参照）。
上端部材２４の外周部には、五つの取付穴２４ｂが周方向に等間隔に形成されている。取付穴２４ｂは後記するラッチ６０が螺合されるねじ穴である。
【００２０】
外周部材３０は、円板状の部材であり、中央部に円形の開口部３０ａが形成されている。開口部３０ａの内径は、内周部材２０の円筒部材２１の上端部の外径よりも僅かに大きく形成されている（図１参照）。
【００２１】
外周部材３０は、図１に示すように、円筒部材２１の上端部に外嵌されている。外周部材３０の内周部の下面は、フランジ部２２の上面に対して間隔を空けて対峙している。また、外周部材３０の内周部の上面は、上端部材２４の下面に対して間隔を空けて対峙している。このように、外周部材３０の内周部は、フランジ部２２と上端部材２４との間に挟み込まれている。
【００２２】
外周部材３０と内周部材２０との間には、複数の樹脂部材７０が介設されている。
樹脂部材７０は、摩擦係数が小さく、表面の摺動性に優れた矩形の板である。樹脂部材７０の材料は限定されるものではなく、例えば、フッ素樹脂や四フッ化エチレン樹脂等を用いることができる。
樹脂部材７０は、接着剤によって円筒部材２１の上端部の外周面およびフランジ部２２の上面に貼り付けられている。
【００２３】
本実施形態では、円筒部材２１の上端部の外周面に貼り付けられた一枚の樹脂部材７０と、フランジ部２２の上面に貼り付けられた二枚の樹脂部材７０とが、外周部材３０の径方向に間隔を空けて並べられている。この三枚一組の樹脂部材７０が、図２に示すように、内周部材２０および外周部材３０の周方向に９０度間隔に配置されている。すなわち、内周部材２０と外周部材３０との間には十二枚の樹脂部材７０が介設されている。
【００２４】
外周部材３０には、三つの連結穴３３が形成されている。連結穴３３は後記する回り止めピン５０が挿入される貫通穴である（図３（ａ）参照）。
外周部材３０の各連結穴３３は、内周部材２０の各連結穴２３に連通するように配置されている（図３（ｂ）参照）。外周部材３０の各連結穴３３の内径は、内周部材２０の各連結穴２３の上端開口部の内径と同じ大きさに形成されている。
【００２５】
外周部材３０の内周部の上面には、複数の係合溝３４が周方向に等間隔に形成されている。係合溝３４は、図４（ａ）に示すように、逆円錐形状に形成された窪み（凹部）である。係合溝３４は後記するラッチ６０の係合部材６２が係合される部位である。
【００２６】
外周部材３０の外周部には、図２に示すように、複数の工具保持具４０が周方向に等間隔に取り付けられている。
工具保持具４０は、左右一対の挟持部材４１，４１を備えている。両挟持部材４１，４１の先端部は、外周部材３０の外周縁部よりも径方向の外側に突出している。
両挟持部材４１，４１の中間部は、外周部材３０の上面に上下軸回りに回動自在に取り付けられている。これにより、両挟持部材４１，４１の先端部および基端部が開閉自在となっている。
【００２７】
両挟持部材４１，４１の基端部の間には、両挟持部材４１，４１の基端部を押し広げるばね部材４２が介設されている。これにより、両挟持部材４１，４１の先端部は、ばね部材４２によって閉方向に付勢されている。工具保持具４０では、両挟持部材４１，４１の先端部の間に工具ＴのシャンクＴ１が挟み込まれる（図１参照）。
【００２８】
マガジンカバー２内には、工具保持具４０に工具Ｔを着脱させるときに、両挟持部材４１，４１の先端部を開方向に移動させるための工具交換装置４が設けられている。工具交換装置４は、マガジンカバー２の工具交換用開口部２ａの内側に配置されている。
工具交換装置４の先端部は外周部材３０の上方に配置されている。工具交換装置４の先端部が配置されている領域は、工具保持具４０に工具Ｔを着脱させる工具交換位置となっている。
【００２９】
工具交換装置４の基端部は、工具交換用開口部２ａの近傍に配置されている。工具交換装置４の基端部には操作レバー４ａが設けられている。
工具交換位置に工具保持具４０を配置した状態で、作業者が操作レバー４ａを工具マガジン１から離れる方向に移動させると、工具交換装置４の先端部に設けられた当接部材（図示せず）が基端部側に移動する。そして、当接部材が両挟持部材４１，４１の基端部に左右方向から当接することで、両挟持部材４１，４１の基端部が閉方向に移動し、両挟持部材４１，４１の先端部は開方向に移動する。これにより、両挟持部材４１，４１の先端部の間から工具Ｔを取り外すことができる。
【００３０】
回り止めピン５０は、図３（ａ）に示すように、内周部材２０の連結穴２３および外周部材３０の連結穴３３に出入自在な部材である。回り止めピン５０は外周部材３０の上方から両連結穴２３，３３に挿入される（図３（ｂ）参照）。
【００３１】
回り止めピン５０は、円筒状のピン本体部５１と、ピン本体部５１の上端面に設けられた回転ノブ５２と、ピン本体部５１の外周面に対して出入自在な複数の突起部材５３と、を備えている。ピン本体部５１の上端部には、外周部材３０の連結穴３３よりも拡径されたフランジ部５１ａが形成されている。
【００３２】
ピン本体５１の下部の外周面には、複数の開口部が周方向に等間隔に形成されている。各開口部には、突起部材５３が挿入されている。そして、回転ノブ５２を正逆方向に回転させることで、ピン本体部５１の各開口部に対して球状の各突起部材５３の一部が出入する（図３（ｂ）参照）。なお、各突起部材５３をピン本体５１の外周面に対して出入させる機構は公知の機構を用いている。
【００３３】
回り止めピン５０を両連結穴２３，３３に挿入する場合には、図３（ｂ）に示すように、各突起部材５３をピン本体部５１に入り込ませた状態で、ピン本体部５１を外周部材３０の上方から両連結穴２３，３３に挿入し、フランジ部５１ａを外周部材３０の上面に当接させる。
その後、図３（ａ）に示すように、回転ノブ５２を回転させ、各突起部材５３をピン本体部５１から突出させ、各突起部材５３を内周部材２０の連結穴２３の拡径部２３ａの内面に係合させる。これにより、両連結穴２３，３３に対する回り止めピンの抜け止めが構成される。
【００３４】
回り止めピン５０が両連結穴２３，３３に挿入されると、内周部材２０に対して外周部材３０が固定される。すなわち、回り止めピン５０によって、内周部材２０に対する外周部材３０の回り止めが構成される。
【００３５】
本実施形態では、図２に示すように、三つの回り止めピン５０によって、内周部材２０に対して外周部材３０が固定される。三つの連結穴２３，３３に挿入された各回り止めピン５０は、内周部材２０および外周部材３０の周方向において９０度の範囲内に配置される。さらに、各回り止めピン５０は工具交換装置４の両側に配置される。
このように、三つの回り止めピン５０が近くに配置されているため、各回り止めピン５０を同時にマガジンカバー２の工具交換用開口部２ａの近くに配置することができる。
【００３６】
ラッチ６０は、図４（ａ）に示すように、内周部材２０の上端面に取り付けられた上端部材２４の取付穴２４ｂに螺合される有底円筒状の収容部６１と、収容部６１に収容された係合部材６２および弾性部材６３と、を備えている。
【００３７】
係合部材６２の先端部は、半球面に形成されており、収容部６１の下端開口部から下方に突出している。
弾性部材６３は、一端は収容部６１の底面に当接し、他端は係合部材６２の基端部に当接しているコイルばねである。弾性部材６３によって係合部材６２が突出方向に付勢されている。
【００３８】
係合部材６２の先端部が係合溝３４に係合することで、内周部材２０に対して外周部材３０が位置決めされる。本実施形態では、係合部材６２の先端部が係合溝３４に係合したときに、一つの工具保持具４０が工具交換位置に位置決めされるように設定されている（図２参照）。
【００３９】
外周部材３０に対して回転方向に力を付与すると、図４（ｂ）に示すように、係合溝３４の内面が係合部材６２を押し上げる。これにより、係合部材６２が弾性部材６３の付勢力に抗して収容部６１内に押し込まれ、係合部材６２と係合溝３４との係合が解除される。したがって、内周部材２０に対して外周部材３０を回転させることができる。
【００４０】
次に、前記した工具マガジン１の工具保持具４０の工具Ｔを交換する手順について説明する。
まず、工作機械Ｍによってワーク（図示せず）を加工するときには、図２に示すように、内周部材２０の各連結穴２３および外周部材３０の各連結穴３３に各回り止めピン５０がそれぞれ挿入する。そして、制御装置（図示せず）によって駆動装置１０を駆動させることで、内周部材２０に連動して外周部材３０を回転させ、主軸（図示せず）から工具保持具４０に工具Ｔを受け取るとともに、工具保持具４０に保持された工具Ｔを主軸に供給する。
【００４１】
ワークの種類を交換する場合や工具Ｔが磨耗した場合など、工具保持具４０の工具Ｔを交換する場合には、三つの回り止めピン５０が工具交換用開口部２ａの近くに配置されるように、内周部材２０および外周部材３０を停止させる。さらに、工作機械Ｍの電源をＯＦＦの状態にする。
【００４２】
その後、作業者は工具交換用扉２ｂを開けて、腕を工具交換用開口部２ａからマガジンカバー２内に挿入し、各連結穴２３，３３から各回り止めピン５０を離脱させる。
このとき、各回り止めピン５０は、マガジンカバー２の工具交換用開口部２ａの近くに配置されているため、作業者はマガジンカバー２の外部から工具交換用開口部２ａを通じて、各連結穴２３，３３から各回り止めピン５０を容易に離脱させることができる。
さらに、各回り止めピン５０は工具交換装置４の両側に配置されるため、作業者が各回り止めピン５０を各連結穴２３，３３から離脱し易くなっている。
【００４３】
これにより、内周部材２０に対して外周部材３０が回転自在となる。作業者は外周部材３０を手動で回転させ、交換対象の工具保持具４０を工具交換位置に移動させる。
図１に示すように、内周部材２０と外周部材３０との間には複数の樹脂部材７０が介設されており、内周部材２０と外周部材３０との間の摩擦力が小さいため、内周部材２０に対して外周部材３０を小さい力で容易に回転させることができる。
また、図４（ａ）に示すように、ラッチ６０の係合部材６２の先端部が、外周部材３０の係合溝３４に係合することで、内周部材２０に対して外周部材３０が位置決めされるため、工具保持具４０を工具交換位置に確実に位置決めすることができる。
【００４４】
図２に示すように、作業者は工具交換装置４を用いて工具保持具４０の両挟持部材４１，４１の先端部を開方向に移動させ、両挟持部材４１，４１の先端部の間から工具Ｔを取り外す。また、作業者は両挟持部材４１，４１の先端部の間に他の工具Ｔを配置する。さらに、作業者は両挟持部材４１，４１の先端部を閉方向に移動させ、工具保持具４０に他の工具Ｔを保持させる。
【００４５】
作業者は、前記した工具保持具４０の工具Ｔを交換する手順と同様に、他の工具保持具４０を順次に工具交換位置に移動させ、他の工具保持具４０の工具Ｔを交換する。
【００４６】
続いて、作業者は各連結穴２３，３３に各回り止めピン５０をそれぞれ挿入し、内周部材２０に対して外周部材３０を固定する。その後、作業者は工具交換用扉２ｂを閉めるとともに、工作機械Ｍの電源をＯＮにする。これにより、工作機械Ｍによってワークを加工することができる。
【００４７】
以上のような工具マガジン１では、図１に示すように、内周部材２０および外周部材３０から回り止めピン５０を離脱させることで、外周部材３０を駆動装置１０から分離させることができる。したがって、工具保持具４０の工具Ｔを交換するときに、工作機械Ｍの電源がＯＦＦの状態であっても、作業者が工具保持具４０を手動で移動させることができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態では、図２に示すように、三つの回り止めピン５０によって内周部材２０に外周部材３０を固定しているが、回り止めピン５０の数は限定されるものではない。
【００４９】
また、複数の回り止めピン５０の配置も限定されるものではないが、作業者が回り止めピン５０を連結穴２３，３３に挿入または離脱させるときの作業性を考慮して、各回り止めピン５０が外周部材３０の周方向の１８０度の領域内、好ましくは外周部材３０の周方向の９０度の領域内に配置されていることが望ましい。
【００５０】
回り止めピン５０の構成は限定されるものではなく、例えば、回り止めピンの外周面に雄ねじを形成するとともに、連結穴の内周面に雌ねじを形成し、回り止めピンを連結穴に螺合させてもよい。
【００５１】
本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、内周部材２０の連結穴２３および外周部材３０の連結穴３３の両方から回り止めピン５０を離脱させているが、両連結穴２３，３３の少なくとも一方から回り止めピン５０を離脱させることで、内周部材２０に対して外周部材３０を回転させることができる。
【００５２】
本実施形態では、図２に示すように、内周部材２０と外周部材３０との間に十二枚の樹脂部材７０を介設しているが、その数、形状および配置は限定されるものではない。
【００５３】
本実施形態では、図４（ａ）に示すように、内周部材２０にラッチ６０が設けられているが、外周部材３０にラッチを設け、内周部材２０に係合溝を形成してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１      工具マガジン
２      マガジンカバー
２ａ    工具交換用開口部
２ｂ    工具交換用扉
４      工具交換装置
１０    駆動装置
１１    駆動モータ
１１ａ  出力軸
１２    減速機
１２ａ  回転部
２０    内周部材
２１    円筒部材
２２    フランジ部
２３    連結穴
２４    上端部材
２４ｂ  取付穴
３０    外周部材
３３    連結穴
３４    係合溝
４０    工具保持具
４１    挟持部材
５０    回り止めピン
５１    ピン本体部
５２    回転ノブ
５３    突起部材
６０    ラッチ
６１    収容部
６２    係合部材
６３    弾性部材
７０    樹脂部材
Ｍ      工作機械
Ｔ      工具
【図１】
2015013341.tif 000003
【図２】
2015013341.tif 000004
【図３】
2015013341.tif 000005
【図４】
2015013341.tif 000006