(57)【要約】【課題】電気式によらずに工具交換の確認を確実に行えるようにしてコストも低減させる。【解決手段】レバー５に、ホルダ９の退避位置でのみ操作ロッド１２の差込孔１１を開放する切欠１８を備えた案内部材１６を設けて、操作ロッド１２の外周に、切欠１８からの差込孔１１への所定の差込位置で案内部材１６が嵌合し、案内部材１６に沿った操作ロッド１２の前方へのスライドを許容するスライド溝２２を形成し、案内部材１６の切欠１８に係止片１９を、操作ロッド１２に、操作ロッド１２の挿脱方向で係止片１９が嵌合し、係止片１９がスライド溝２２に達するまで操作ロッド１２の前方へのスライドを規制する案内溝２１を夫々設けて、操作ロッド１２をホルダ９の退避位置でしか抜き差しできない構造とした。【選択図】図１
2008272884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マガジンフレームと、そのマガジンフレームに回転可能に支持され、工具を把持可能な把持具を外周に複数有して各工具を割り出し位置決め可能な無端状体とを備えた自動工具交換装置の工具マガジンにおいて、手動で前記工具を着脱するために設けられる手動工具着脱装置であって、
前記工具マガジン内への収納位置と、前記工具マガジンの側方へ突出する交換位置との間を出没可能な出没部材を設けると共に、その出没部材に、前記無端状体及び把持具より後方の退避位置と、前記把持具に把持された工具を保持可能な前進位置との間をスライド可能なホルダを設けて、そのホルダの側面へ挿脱可能に装着した操作ロッドによって前記ホルダのスライド操作と前記出没部材の交換位置への出没操作とを行うことで、前記把持具に対する工具の着脱を可能とする一方、
前記出没部材に、前記ホルダの側方に位置し、前記ホルダの退避位置でのみ前記操作ロッドの差込孔を開放する案内部を備えた案内部材を設けて、前記操作ロッドの外周に、前記案内部からの前記差込孔への所定の差込位置で前記案内部材が嵌合し、前記案内部材に沿った前記操作ロッドの前方へのスライドを許容するスライド溝を形成し、
前記案内部材の案内部と操作ロッドとに、前記操作ロッドの挿脱方向で互いに嵌合し、前記操作ロッドが前記所定の差込位置に達するまで前記操作ロッドの前方へのスライドを規制する規制部を夫々設けたことを特徴とする工具マガジンにおける手動工具着脱装置。
【請求項２】
案内部材を差込孔の上部を横切るように設けて、案内部を、前記案内部材の下端に設けられ、操作ロッドの通過を許容する切欠とし、規制部を、前記切欠の中央から垂下される係止片と、前記操作ロッドの上面で先端からスライド溝にかけて設けられ、前記操作ロッドの軸方向で前記係止片が通過可能な案内溝としたことを特徴とする請求項１に記載の工具マガジンにおける手動工具着脱装置。
【請求項３】
出没部材に、ホルダへの操作ロッドの未装着状態では前記ホルダに係止してその前進を規制し、前記ホルダへの前記操作ロッドの装着に伴い前記操作ロッドと干渉して前記ホルダとの係止を解除するロック部材を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の工具マガジンにおける手動工具着脱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に備えられた自動工具交換装置の工具マガジンにおいて、工具マガジンに保持される工具を手動で着脱可能とする手動工具着脱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械に備えられる自動工具交換装置においては、工具マガジンに装着されている工具を必要に応じて手動で直接交換可能となっている。例えば特許文献１には、周縁に工具を挟持して回転する工具マガジン体が設けられる固定盤に、揺動保護ポットを備えた揺動アームを開閉可能に設けて、工具を交換する際には、工具マガジン体から揺動保護ポットに一旦工具を収容させた後、揺動アームを開いて工具を取り外す一方、新たな工具を揺動保護ポットに収容して揺動アームを閉じ、工具マガジン体に受け渡すようにした工具マガジン装置が開示されている。
一方、工具交換アームと、例えば一対のスプロケット間に張設されたチェーン等の無端状体の外周に工具の把持具を複数連続的に備えた工具マガジンとを用いて、工具マガジンに対して工具交換アームを旋回及び進退動させることで工具の抜き差しを行う自動工具交換装置も知られている。この場合、工具マガジンの工具を手動で交換する際には、所定の交換位置でポットを進退動させて工具の交換を行うことになるが、交換終了後のポットの退避が確実に行われないまま工具マガジンが旋回しないように、ポットの退避を検知するリミットスイッチや近接スイッチを設けている。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６３−６７０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前者の工具マガジン装置においては、工具マガジン体が回転及び回転軸方向に進退動して工具の抜き差しを行うため、工具交換に要する時間が長くなるが、後者の自動工具交換装置においては、質量の小さい工具交換アームが旋回等して工具の抜き差しを行うため、工具交換時間が短縮される利点がある。しかし、手動による工具交換の確認を電気式に依存しているため、スイッチ不良や断線が発生した際には工具交換の確認が行えず、確実性や信頼性が低下してしまう。また、スイッチの採用によるコストアップの問題もある。
【０００５】
そこで、本発明は、無端状体を用いた自動工具交換装置の工具マガジンにおいて、電気式によらずに工具交換の確認が確実に行え、コストの低減も期待できる手動工具着脱装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、マガジンフレームと、そのマガジンフレームに回転可能に支持され、工具を把持可能な把持具を外周に複数有して各工具を割り出し位置決め可能な無端状体とを備えた自動工具交換装置の工具マガジンにおいて、手動で前記工具を着脱するために設けられる手動工具着脱装置であって、前記工具マガジン内への収納位置と、前記工具マガジンの側方へ突出する交換位置との間を出没可能な出没部材を設けると共に、その出没部材に、前記無端状体及び把持具より後方の退避位置と、前記把持具に把持された工具を保持可能な前進位置との間をスライド可能なホルダを設けて、そのホルダの側面へ挿脱可能に装着した操作ロッドによって前記ホルダのスライド操作と前記出没部材の交換位置への出没操作とを行うことで、前記把持具に対する工具の着脱を可能とする一方、前記出没部材に、前記ホルダの側方に位置し、前記ホルダの退避位置でのみ前記操作ロッドの差込孔を開放する案内部を備えた案内部材を設けて、前記操作ロッドの外周に、前記案内部からの前記差込孔への所定の差込位置で前記案内部材が嵌合し、前記案内部材に沿った前記操作ロッドの前方へのスライドを許容するスライド溝を形成し、前記案内部材の案内部と操作ロッドとに、前記操作ロッドの挿脱方向で互いに嵌合し、前記操作ロッドが前記所定の差込位置に達するまで前記操作ロッドの前方へのスライドを規制する規制部を夫々設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、案内部及び規制部を簡単に形成するために、案内部材を差込孔の上部を横切るように設けて、案内部を、前記案内部材の下端に設けられ、操作ロッドの通過を許容する切欠とし、規制部を、前記切欠の中央から垂下される係止片と、前記操作ロッドの上面で先端からスライド溝にかけて設けられ、前記操作ロッドの軸方向で前記係止片が通過可能な案内溝としたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の目的に加えて、誤操作のより確実な防止を図るために、出没部材に、ホルダへの操作ロッドの未装着状態では前記ホルダに係止してその前進を規制し、前記ホルダへの前記操作ロッドの装着に伴い前記操作ロッドと干渉して前記ホルダとの係止を解除するロック部材を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、操作ロッドはホルダの退避位置でしか抜き差しできない構造となるため、工具の交換後のホルダは確実に退避位置に位置することになる。よって、リミットスイッチ等の電気式によらずに工具交換の確認が確実に行え、信頼性が向上すると共に、コストの低減も期待できる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、案内部材及び操作ロッドの僅かな設計変更で案内部及び規制部が簡単に形成可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、操作ロッドを確実に装着しないとホルダのスライドが行えない構成となり、誤操作がより確実に防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の手動工具着脱装置の一例を示す分解斜視図で、手動工具着脱装置（以下単に「着脱装置」という。）１は、工作機械の自動工具交換装置における工具マガジンのマガジンフレーム３０に設けられる。なお、工具マガジンは、図２に示すように、図示しない上下一対のスプロケット間に張設された無端状体としてのマガジンチェーン３１の外周に、工具Ｔをスプロケットの回転軸に平行な状態で弾性的に把持するＣ字状の把持具３２，３２・・を複数個連続的に備えた周知の構成となっており、マガジンチェーン３１の回転により所定位置への把持具３２の割り出し位置決めを行うと共に、図示しない工具交換アームの旋回及び旋回軸方向の前後動によって、主軸との間で工具の受け渡しが可能となっている。
なお、本明細書では、工具Ｔの先端（刃）側を前方、その逆を後方とし、この前後方向に直交する水平方向を側方とする。
【００１０】
まず、マガジンフレーム３０の所定位置には、把持具３２に把持された工具の後方に位置して側方に開口する切欠３３が形成され、その切欠３３部分に、同じく側方に開口する切欠３を有したベース２が後面（図１の左下側を前方とする）から取り付けられている。ベース２には、下方に設けた前後方向の旋回軸４によって出没部材としてのレバー５が軸着されて、旋回軸４を中心として、ベース２に固着されたストッパ６に当接してマガジンフレーム３０内に収まる収納位置と、レバー５に螺合された位置決めボルト７が切欠３３の下縁に当接するまでマガジンフレーム３０の側方へ突出する交換位置との間を旋回してマガジンフレーム３０から出没可能となっている。２５は、ベース２の後面で切欠３の上方に取り付けられてレバー５の出没動作をガイドするガイド板である。
【００１１】
また、レバー５の側方上側の側縁には、上下一対の平行な案内軸８，８が前方へ向けて突設され、この案内軸８，８が、工具Ｔを挿入保持可能な短筒状のホルダ９の基端部を遊挿して前後へスライド可能に支持している。案内軸８，８の先端間には、両案内軸８，８を連結してホルダ９の前方へのスライドを規制するストッパ板１０が連結されている。
さらに、ホルダ９の基端部側面には、下向きに開口する差込孔１１が形成され、その差込孔１１に、先端が先細り状のテーパ部１３となる操作ロッド１２が挿脱可能となっている。
【００１２】
レバー５及びストッパ板１０の側面には、上面を差込孔１１と同じ角度で斜め下方へ向けた傾斜状の切除溝１４，１４が夫々形成され、両者の間に位置するホルダ９の側面にも、切除溝１４と同じ角度で下向きとなる切除溝１５が、切除溝１４と同じ高さで形成されて、レバー５及びストッパ板１０の両切除溝１４，１４間に、断面逆Ｌ字状の板体である案内部材１６が傾斜状に架設されて、ボルト１７，１７によって固定されている。よって、ホルダ９の切除溝１５には案内部材１６が嵌合し、ホルダ９は案内部材１６に沿って前後へスライドする格好となる。
【００１３】
ここで、切除溝１５は差込孔１１の上部と連通して、案内部材１６の下端が差込孔１１を横切って内部へ突出するようになっており、案内部材１６の下縁において差込孔１１内への突出部分には、図３にも示すように、差込孔１１の上部に合わせた円弧状を呈し、中央に係止片１９を垂下させた案内部としての切欠１８が形成されている。
一方、操作ロッド１２のテーパ部１３の上面には、差込孔１１への挿脱に伴って案内部材１６の切欠１８と当接可能な湾曲状の案内面２０，２０が形成されると共に、案内面２０，２０の間に、係止片１９が通過可能な案内溝２１が、先端面から軸方向に形成されて、案内溝２１の終端には、案内部材１６の下端が嵌合可能なスライド溝２２が直交状に連設されている。この案内溝２１と係止片１９とが本発明の規制部となる。
【００１４】
そして、案内部材１６の外側には、ロック部材２３が設けられている。このロック部材２３は、前端がボルト１７によって回転可能に軸着され、案内部材１６の外面に沿って後端が上下に揺動可能となる板体で、水平状態で後端が案内部材１６の切欠１８を覆う長さを有している。また、ロック部材２３の下端中央には、ロック片２４が下向きに突設されている。このロック片２４は、退避位置にあるホルダ９の前面に位置してホルダ９の前方へのスライドを規制するものである。なお、ガイド板２５には、退避位置にあるホルダ９の側面上方に位置してホルダ９の側方への移動を規制する規制片２６が設けられている。
【００１５】
以上の如く構成された着脱装置１においては、自動工具交換装置の動作状態では、図４に実線で示すように、ホルダ９は退避位置にあり、ロック部材２３は、後端がホルダ９の切除溝１５に係止して、案内部材１６の切欠１８の外側で差込孔１１の上部を閉塞している。この状態では、前述のようにロック片２４がホルダ９の前面に係止しているため、ホルダ９の前方へのスライドは規制される。
ここで、工具マガジンから工具を取り外す場合、まずマガジンチェーン３１を回転させて取り外す工具Ｔをホルダ９の前方に割り出し位置決めした後、操作ロッド１２のテーパ部１３の先端をホルダ９の差込孔１１に、案内溝２１を上にして差し込む。すると、図５及び図６（Ａ）に示すように、案内溝２１に切欠１８の係止片１９が嵌合した状態で操作ロッド１２の挿入がガイドされると共に、案内面２０，２０によってロック部材２３の後端が押し上げられる。この差し込み途中において、操作ロッド１２は、案内溝２１と係止片１９との干渉によって前方へスライドすることができない。また、案内面２０の湾曲形状により、ロック部材２３が押し上げられる量は僅か（図５の二点鎖線２３ａの位置であるので、ロック片２４がホルダ９との係止を解除するに至らない。
【００１６】
ここから操作ロッド１２をさらに差込孔１１へ挿入すると、図６（Ｂ）に示すように、係止片１９が相対的に案内溝２１の奥側へ進入すると共に、ロック部材２３は案内面２０によってさらに上方へ押し上げられ、テーパ部１３を越えて操作ロッド１２の軸部に乗り上がる。よって、ロック片２４はホルダ９の前面から離反する（図５の二点鎖線２３ｂの位置）。そして、図６（Ｃ）に示すように、係止片１９を含む案内部材１６の下端がスライド溝２２に達すると、係止片１９と案内溝２１との干渉が解除されるため、操作ロッド１２の前方へのスライドが許容される。
【００１７】
よって、操作ロッド１２を図４，５の二点鎖線で示すように前方へ平行移動させると、ホルダ９もこれに追従して前進し、ホルダ９が工具Ｔの後端を把持する。このとき、案内部材１６の下端は操作ロッド１２のスライド溝２２に嵌合した状態であるため、操作ロッド１２が抜けることはない。
次に、操作ロッド１２を押し下げるように下方へ操作すると、図７に示すように、ホルダ９及び案内軸８，８を介してレバー５が旋回軸４を中心に交換位置へ旋回し、ホルダ９も側方へ突出して工具Ｔを把持具３２から取り外す。よって、ホルダ９から工具Ｔを抜き取ることができる。
【００１８】
一方、工具を装着する場合は逆の手順となる。すなわち、交換位置のレバー５と共に側方へ突出したホルダ９に工具Ｔを挿入保持させ、操作ロッド１２を押し上げると、レバー５が収納位置へ旋回して工具Ｔを把持具３２に把持させる。
次に、操作ロッド１２を後方へスライド移動させると、把持具３２に把持された工具Ｔからホルダ９が離れて退避位置へ移動する。そして、操作ロッド１２が案内部材１６の切欠１８に達すると、案内溝２１の外側に係止片１９が位置しているため、ここで操作ロッド１２を差込孔１１から抜き取ることができる。
なお、操作ロッド１２の抜き取りを忘れた状態では、工作機械の背面カバーを閉めることができないので、そのまま工作機械が稼働することはない。特に通常背面カバーの開閉状態はセンサで監視されているため、操作ロッド１２の抜き取り忘れのまま工作機械が誤動作することは防止される。
【００１９】
このように、上記形態の着脱装置１によれば、レバー５に、ホルダ９の側方に位置し、ホルダ９の退避位置でのみ操作ロッド１２の差込孔１１を開放する案内部（切欠１８）を備えた案内部材１６を設けて、操作ロッド１２の外周に、切欠１８からの差込孔１１への所定の差込位置で案内部材１６が嵌合し、案内部材１６に沿った操作ロッド１２の前方へのスライドを許容するスライド溝２２を形成し、案内部材１２の切欠１８と操作ロッド１２とに、操作ロッド１２の挿脱方向で互いに嵌合し、操作ロッド１２が所定の差込位置に達するまで操作ロッド１２の前方へのスライドを規制する規制部（係止片１９及び案内溝２１）を夫々設けたことで、操作ロッド１２はホルダ９の退避位置でしか抜き差しできない構造となるため、工具の交換後のホルダ９は確実に退避位置に位置することになる。よって、リミットスイッチ等の電気式によらずに工具交換の確認が確実に行え、信頼性が向上すると共に、コストの低減も期待できる。
【００２０】
特に、案内部材１６を差込孔１１の上部を横切るように設けて、案内部を、案内部材１６の下端に設けられ、操作ロッド１２の通過を許容する切欠１８とし、規制部を、切欠１８の中央から垂下される係止片１９と、操作ロッド１２の上面で先端からスライド溝２２にかけて設けられ、操作ロッド１２の軸方向で係止片１９が通過可能な案内溝２１としたことで、案内部材１６及び操作ロッド１２の僅かな設計変更で案内部及び規制部が簡単に形成可能となる。
そして、レバー５に、ホルダ９への操作ロッド１２の未装着状態ではホルダ９に係止してその前進を規制し、ホルダ９への操作ロッド１２の装着に伴い操作ロッド１２と干渉してホルダ９との係止を解除するロック部材２３を設けたことで、操作ロッド１２を確実に装着しないとホルダ９のスライドが行えない構成となり、誤操作がより確実に防止される。
【００２１】
なお、上記形態では、規制部となる係止片と案内溝とを１つずつ設けているが、複数あっても差し支えない。また、規制部として、案内部材の切欠に係止片を、操作ロッドに案内溝を夫々設けているが、例えば操作ロッドの案内溝をなくして周面に軸方向の突条を突設し、案内部材の切欠に、突条が嵌合する凹部を連設して、操作ロッドの挿脱の際に位置を合わせて嵌合させることでも同様の作用が得られる。
さらに、案内部材は、切除溝によって差込孔の途中を横切るように設けているが、差込孔の開口の外側を横切るように設けてもよい。加えて、案内部材の形状も板体に限らず、棒体等の採用も可能である。これはロック部材においても同様で、ロック片をピン形状としたり等の形状変更は可能で、ロック部材を省略することもできる。
その他、ホルダのスライドを、断面多角形の軸やキー結合、スプライン結合等によって単一の案内軸でガイドしたり、出没部材を旋回でなく側方へ平行に出し入れさせる形態とする等、適宜変更可能である。
そして、上記形態の着脱装置は、板状のマガジンフレームに設けた切欠に配置しているが、マガジンフレームとの位置関係が固定のものであれば、例えばマガジンフレームがベッドに固定されているような場合にはベッドに設ける等、工作機械の他の構成要素に取り付けても構わない。勿論その場合にはマガジンフレームは板状でなくてもよく、切欠を設ける必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】着脱装置の分解斜視図である。
【図２】着脱装置の説明図で、左が背面、右が側面を夫々示す。
【図３】操作ロッド及び案内部材の斜視図である。
【図４】着脱装置の操作手順を示す斜視図である。
【図５】差込孔部分の拡大図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、夫々操作ロッドの差込孔への差し込み状態を示す説明図である。
【図７】レバーを交換位置へ旋回した状態を正面から示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１・・手動工具着脱装置、２・・ベース、３・・切欠、４・・旋回軸、５・・レバー、８・・案内軸、９・・ホルダ、１１・・差込孔、１２・・操作ロッド、１４，１５・・切除溝、１３・・テーパ部、１６・・案内部材、１８・・切欠、１９・・係止片、２０・・案内面、２１・・案内溝、２２・・スライド溝、２３・・ロック部材、２４・・ロック片、３０・・マガジンチェーン、３２・・把持具、Ｔ・・工具。
【図１】
2008272884.tif 000003
【図２】
2008272884.tif 000004
【図３】
2008272884.tif 000005
【図４】
2008272884.tif 000006
【図５】
2008272884.tif 000007
【図６】
2008272884.tif 000008
【図７】
2008272884.tif 000009