(57)【要約】【課題】パレット交換体の旋回駆動とパレット割出し段取台の旋回駆動とをコンパクト、且つ低コストな構成で行うことができるパレット交換装置を提供する。【解決手段】昇降シリンダ６に接続されたパレット交換アーム３には交換体旋回歯車７を取り付ける。またパレット割出し段取台８に設けられた段取台旋回軸９には段取台旋回歯車１０を取り付ける。パレット交換アーム３とパレット割出し段取台８との間に動力源に接続された中間軸１１を設置し、中間軸１１には交換体旋回歯車７と噛合可能な第１の中間歯車１２と、段取台旋回歯車１０と噛合可能な第２の中間歯車１３とを取り付ける。昇降シリンダ６のピストン部６ａを昇降させることにより、交換体旋回歯車７と第１の中間歯車１２との接続或いは切り離しの切換を行うものとした。【選択図】  図１
2004338054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械に隣接して設けられ、工作物を取り付けたパレットを支持して移動可能なパレット交換体と、パレットを支持して回転割出し可能なパレット割出し段取台とを備えたパレット交換装置であって、
単一の動力源と、その動力源の動力をパレット交換体へ伝達してパレット交換体を駆動させる第１の動力伝達手段と、前記動力源の動力をパレット割出し段取台へ伝達してパレット割出し段取台を旋回させる第２の動力伝達手段とを設け、
前記単一の動力源でパレット交換体とパレット割出し段取台とをそれぞれ駆動可能としたことを特徴とするパレット交換装置。
【請求項２】
前記動力源から少なくとも一方の動力伝達手段への動力の伝達とその遮断とを切換可能な切換手段が設けられており、
パレット交換体が昇降装置によって昇降するものにあっては、前記切換手段を、前記パレット交換体の昇降に伴う動力伝達手段との結合と離反とによるものとしたことを特徴とする請求項１に記載のパレット交換装置。
【請求項３】
第１の動力伝達手段が、動力源によって回転する中間軸と、その中間軸に設けられ、パレット交換体に備えられた交換体旋回歯車と前記パレット交換体の上昇位置で噛合する第１の中間歯車とからなり、
第２の動力伝達手段が、前記中間軸に設けられ、パレット割出し段取台に備えられた段取台旋回歯車と噛合する第２の中間歯車とからなることを特徴とする請求項２に記載のパレット交換装置。
【請求項４】
（前記段取台旋回歯車の歯数／前記第２の中間歯車の歯数）対（前記交換体旋回歯車の歯数／前記第１の中間歯車の歯数）の比が偶数倍となっていることを特徴とする請求項３に記載のパレット交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パレット交換体及びパレット割出し段取台を備えたパレット交換装置に関するものであり、特にパレット交換体及びパレット割出し段取台の駆動方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、パレットが比較的小型である場合には、例えば特許文献１に開示されているようなパレット交換装置を使用して、作業員が手動でパレットを旋回させていた。しかしながら、近年、より大型のパレットを用いる工作機械の登場、或いは作業員の負荷軽減の要求に応えるため等の理由により、例えば引用文献２に開示されたもののように、パレット割出し段取台に割出し段取台を旋回させるための専用の動力源を備えることがある。
【０００３】
【特許文献１】
実公昭６３−４３０１２号公報
【特許文献２】
特公平６−５７３８５号公報
【０００４】
ここで、図３を用いて、従来使用されているパレット割出し段取り台に専用の動力源が備えられたパレット交換装置について説明する。図３は従来のパレット交換装置の縦断面図である。パレット交換装置５０は、パレット交換装置本体５１、パレット交換アーム５３、及びパレット割出し段取台５７とからなっている。パレット交換アーム５３は、交換装置本体５１内に備えられた昇降シリンダ５６のピストン部５６ａに対して旋回可能に設けられており、昇降シリンダ５６によってピストン部５６ａとともに上下に昇降することができる。また、パレット交換アーム５３は、旋回するための動力源となるアーム旋回用モータ５５と接続されている。５２はワークを載置するパレットであり、５４はワークである。
パレット割出し段取台５７には段取台旋回軸５８が設けられており、段取台旋回用モータ５９に接続されている。段取台旋回用モータ５９を駆動させると、段取台旋回軸５８と共にパレット割出し段取台５７を旋回させることができる。そして、パレット割出し段取台５７上に設置されるパレット５２及びワーク５４も共に旋回させ、任意の角度に旋回割出しすることができる。
【０００５】
次に、このパレット交換装置５０を用いたパレットの交換動作を説明する。シリンダ５６の後室内に流体供給装置６０から油圧等の流体を供給することにより、ピストン部５６ａとともにパレット交換アーム５３を上昇させて、パレット５２をパレット交換アーム５３上に載置させる。アーム旋回用モータ５５を駆動することにより、パレット交換アーム５３を旋回させ、パレット５２をパレット割出し段取台５７の上方に移動させる。そして、昇降シリンダ５６の前室内に流体供給装置６０から流体を供給しピストン部５６ａ及びパレット交換アーム５３を下降させ、パレット５２をパレット割出し段取台５７上に設置する。その後、段取台旋回用モータ５９を駆動させ、パレット割出し段取台５７を段取台旋回軸５８を中心に旋回させ、任意の角度に旋回割出しし、段取りを行った後、また元の位置に戻す。そしてパレット交換アーム５３を上昇させ、アーム上にパレットを載置させた状態で旋回させ、パレットを交換することでパレットの交換動作が完了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のパレット割出し段取台を備えたパレット交換装置は、パレット交換アームを旋回させるための動力源とパレット割出し段取台を旋回させるための動力源との二つの動力源を個別に設ける必要がある。したがって、従来のパレット交換装置を用いると、動力源の為のスペースが二つ分必要となるという問題が発生する。その上、動力源を構成する部品や駆動する為の配線及び制御装置等といったものも二つ分必要となるため、コスト高の要因ともなる。
【０００７】
そこで、本発明は、パレット交換アームの旋回駆動とパレット割出し段取台の旋回駆動とをコンパクト、且つ低コストな構成で行うことができるパレット交換装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、工作機械に隣接して設けられ、工作物を取り付けたパレットを支持して移動可能なパレット交換体と、パレットを支持して回転割出し可能なパレット割出し段取台とを備えたパレット交換装置であって、単一の動力源と、その動力源の動力をパレット交換体へ伝達してパレット交換体を駆動させる第１の動力伝達手段と、前記動力源の動力をパレット割出し段取台へ伝達してパレット割出し段取台を旋回させる第２の動力伝達手段とを設け、前記単一の動力源でパレット交換体とパレット割出し段取台とをそれぞれ駆動可能としたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、前記動力源から少なくとも一方の動力伝達手段への動力の伝達とその遮断とを切換可能な切換手段が設けられており、パレット交換体が昇降装置によって昇降するものにあっては、前記切換手段を、前記パレット交換体の昇降に伴う動力伝達手段との結合と離反とによるもの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２の目的に加えて、第１の動力伝達手段が、動力源によって回転する中間軸と、その中間軸に設けられ、パレット交換体に備えられた交換体旋回歯車と前記パレット交換体の上昇位置で噛合する第１の中間歯車とからなり、第２の動力伝達手段が、前記中間軸に設けられ、パレット割出し段取台に備えられた段取台旋回歯車と噛合する第２の中間歯車とからなることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３の目的に加えて、（前記段取台旋回歯車の歯数／前記第２の中間歯車の歯数）対（前記アーム旋回歯車の歯数／前記第１の中間歯車の歯数）の比が偶数倍となっていることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるパレット割出し段取台を備えた２面旋回式のパレット交換装置について図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１及び図２はどちらもパレット交換装置３０の概略図であって、図１はパレット２及びワーク４がパレット割出し段取台８上に設置され旋回割出し可能となっている状態を表しており、図２はパレット交換体であるパレット交換アーム３上にパレット２及びワーク４が載置され、パレット交換アーム３と共に旋回可能となっている状態を表している。
【００１１】
パレット交換装置３０は、主にパレット交換装置本体１、パレット交換アーム３、パレット割出し段取台８、及び中間軸１１とからなっている。パレット交換装置本体１内には昇降装置である昇降シリンダ６が固着されており、昇降シリンダ６のピストン部６ａの上端にパレット交換アーム３がピストン部６ａに対して旋回可能に接続されている。そのため、昇降シリンダ６に流体供給装置１５から油圧等の流体を供給すると、パレット交換アーム３はピストン部６ａと共に上昇下降する。パレット交換アーム３はアームが軸から中心角１８０度の方向にそれぞれ伸びたものであって、このパレット交換アーム３の下部（ピストン部６ａとの接続部付近）には交換体旋回歯車７が取り付けられている。
【００１２】
パレット割出し段取台８は、パレット交換装置本体１上であって、パレットの交換位置からパレット交換アーム３のアームを１８０度旋回させた位置に設置されている。パレット割出し段取台８の下面中央には、パレット交換装置本体１内へと伸びた段取台旋回軸９が備えられており、段取台旋回軸９を回転させることで、パレット割出し段取台８を旋回させることが可能となっている。したがって、パレット割出し段取台８上に設置されるパレット２及びワーク４も共に旋回することとなり、割出し旋回角度を任意に旋回割出しすることが可能となる。また、段取台旋回軸９の下部には段取台旋回歯車１０が取り付けられている。
【００１３】
また、パレット交換アーム３の中心とパレット割出し段取台８との間には、中間軸１１が、パレット交換装置本体１を貫いた状態で設けられている。中間軸１１の上部であって、パレット交換装置本体１から突き出た部分には、交換体旋回歯車７と噛合可能な第１の中間歯車１２が取り付けられている。また、中間軸１１の中部であって、パレット交換装置本体１内部に収まっている部分には、段取台旋回歯車１０と噛合している第２の中間歯車１３が取り付けられている。第１の中間歯車１２と第２の中間歯車１３との垂直間距離は、パレット交換アーム３を油圧等により旋回位置まで上昇させた時の交換体旋回歯車７と段取台旋回歯車１０との垂直間距離と等しくなっている。したがって、パレット交換アーム３を上昇させ旋回させる時には、第１の中間歯車１２は交換体旋回歯車７と噛合し、第２の中間歯車１３は段取台旋回歯車１０と噛合した状態となる。
また、中間軸１１の下部はパレット交換装置本体１内部に設けられた支持部１４により支持されている。さらに、中間軸１１は動力源である旋回用モータ５と接続されており、旋回用モータ５を駆動させることで、中間軸１１は回転することができる。
尚、上述した中間軸１１、第１の中間歯車１２、及び交換体旋回歯車７が第１の動力伝達手段であって、また中間軸１１、第２の中間歯車１３、及び段取台旋回歯車１０が第２の動力伝達手段である。
【００１４】
ここで、図１及び図２に沿って、パレット交換装置３０を用いて行うパレット交換動作について説明する。
まず図１において、割出し段取りされるワーク４を載せたパレット２をパレット交換アーム３上に着座させた状態で、昇降シリンダ６の前室に流体供給装置１５から油圧等の流体を供給し、ピストン部６ａを降下させる。パレット交換アーム３を下降位置まで降下させると、パレット交換アーム３上のパレット２はパレット割出し段取台８上に設置された状態となる。この時、中間軸１１に取り付けられている第２の中間歯車１３は段取台旋回歯車１０と噛合しているが、第１の中間歯車１２と交換体旋回歯車７とは噛み合いが外れた状態となっている。
【００１５】
この状態において、旋回用モータ５を駆動させ中間軸１１を回転させると、第２の中間歯車１３と段取台旋回歯車１０とが噛合しているため、旋回用モータ５による中間軸１１の回転駆動が伝達され、段取台旋回軸９及びパレット割出し段取台８が旋回することになる。したがって、パレット割出し段取台８上に設置されたパレット２及びワーク４の割出し旋回角度を任意に割出すことが可能になる。しかしながら、この状態では、第１の中間歯車１２と交換体旋回歯車７とは噛み合いが外れた状態となっているため、たとえ中間軸１１が回転したとしても、その回転駆動はパレット交換アーム３に伝達されない。
【００１６】
次に図２において、段取りを終えると、昇降シリンダ６の後室に流体供給装置１５から油圧等の流体を供給し、ピストン部６ａを上昇させてパレット交換アーム３を旋回位置とする。パレット交換アーム３上には、ワーク４を載せたパレット２が載置されている。この時、中間軸１１に取り付けられている第１の中間歯車１２と交換体旋回歯車７とが噛合する。また、第２の中間歯車１２と段取台旋回歯車１０とは噛合したままである。そして、この状態において、旋回用モータ５を駆動させると、第１の中間歯車１２と交換体旋回歯車７とが噛合しているため、中間軸１１が回転することにより、回転駆動がパレット交換アーム３に伝達され、パレット交換アーム３が旋回する。そして、パレット交換アーム３を１８０度旋回させた後パレット２を交換し、パレット交換動作が完了する。
【００１７】
図２の状態においては、第１の中間歯車１２も第２の中間歯車１３もそれぞれ交換体旋回歯車７或いは段取台旋回歯車１０に噛合しているため、パレット交換アーム３を旋回させると、同時にパレット割出し段取台８も旋回することになる。ここで、パレット交換アーム３が次のパレットを載置した状態で旋回して次のパレットを運んできた際、パレット割出し段取台８がパレット交換アーム３と共に旋回したために、次のパレットを設置可能な角度でない状態となるおそれがある。そこで、パレット交換アーム３と同時に旋回する際のパレット割出し段取台８の旋回角度を求めると旋回角度は、（段取台旋回歯車１０の歯数／第２の中間歯車１３の歯数）／（交換体旋回歯車７の歯数／第１の中間歯車１２の歯数）×１８０度となる。したがって、（段取台旋回歯車１０の歯数／第２の中間歯車１３の歯数）対（交換体旋回歯車７の歯数／第１の中間歯車１２の歯数）の比を偶数倍とすることによって、パレット交換アーム３を旋回させパレットを交換する際、パレット割出し段取台８は３６０度の整数倍の回数旋回することになる。つまり、常にパレット割出し段取台８はパレット２を設置可能な状態でパレット２を待ち受けることができる。
【００１８】
上記の如く構成されたパレット交換装置を用いると、パレット交換アーム及びパレット割出し段取台を旋回させるための動力源となるモータをそれぞれ別個に用意する必要はなく、単一の動力源でパレット交換アーム及びパレット割出し段取台の両方を旋回させることができる。したがって、動力源が複数の装置と比べると、動力源のためのスペースが狭くてすみ、動力源にかかるコストも安価に収めることができる。
また、（段取台旋回歯車の歯数／第２の中間歯車の歯数）対（交換体旋回歯車の歯数／第１の中間歯車の歯数）の比が偶数倍となっているため、第１の中間歯車をアーム旋回歯車と噛合させた際、第２の中間歯車と段取台旋回歯車との噛み合いを外さなくとも、パレット割出し段取台は常にパレットを設置可能な状態でパレットを待ち受けることができる。ひいては、第１の中間歯車と交換体旋回歯車とが噛合する際に、第２の中間歯車の噛み合いを外す必要がないため、噛み合いを外すための機構や装置を設ける必要もなく、装置が簡易な構成となり、装置のコストも安価に収めることができる。加えて、段取台旋回歯車と第２の中間歯車とは、絶えず噛合した状態となっているため、接続或いは切り離し等による歯の損傷等を抑えることができる。
【００１９】
さらに、中間軸に第１及び第２の中間歯車を取り付け、またパレット交換アームに交換体旋回歯車を、段取台旋回軸に段取台旋回歯車を取り付けて、パレット交換アームの昇降により第１の中間歯車とアーム旋回歯車とを接続する或いは切り離す等の作業を行う構成としたため、該作業を行うための装置等を別途必要とはしない。
【００２０】
なお、本発明にかかるパレット交換装置の構成は、上記した実施例の態様に何ら限定されるものではなく、パレット交換体や歯車の歯数等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
例えば、パレット交換体をアーム状とはせずに、円盤状としても何等問題はない。また、アーム状のものであっても、アームの中心角を９０度とし、（段取台旋回歯車の歯数／第２の中間歯車の歯数）対（交換体旋回歯車の歯数／第１の中間歯車の歯数）の比を１対４としてもよい。
【００２１】
また、実施例ではパレット交換体を昇降するものとしたが、パレット割出し段取台を昇降させるパレット交換装置としてもよいし、中間軸を昇降させる装置としてもよい。さらに、旋回用モータと中間軸とをベルト状のもので接続するのではなく、旋回用モータに直接中間軸及び第１、２の中間歯車を取り付けてもよい。さらにまた、中間軸を中間歯車とは直交に回転する歯車としてもよい。加えて、支持部を第１の中間歯車と第２の中間歯車との間に設けてもよいし、交換体旋回歯車と第１の中間歯車とをパレット交換装置本体内で接続する構成としてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、パレット交換体及びパレット割出し段取台を旋回させるための動力源をそれぞれ別個に用意する必要はなく、単一の動力源でパレット交換体及びパレット割出し段取台の両方を旋回させることができる。したがって、動力源が複数の装置と比べると、動力源のためのスペースが狭くてすみ、動力源にかかるコストも安価に収めることができる。
請求項２及び３に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、中間軸に第１及び第２の中間歯車を取り付け、またパレット交換体に交換体旋回歯車を、パレット割出し段取台に段取台旋回歯車を取り付けて、パレット交換体の昇降により第１の中間歯車と交換体旋回歯車とを接続する或いは切り離す等の切換作業を行う構成としたため、該作業を行うための装置等を別途必要とはしない。
請求項４に記載の発明によれば、上記効果に加えて、（段取台旋回歯車の歯数／第２の中間歯車の歯数）対（交換体旋回歯車の歯数／第１の中間歯車の歯数）の比が偶数倍となっているため、第１の中間歯車を交換体旋回歯車と噛合させた際、第２の中間歯車と段取台旋回歯車との噛み合いを外さなくとも、パレット割出し段取台は常にパレットを設置可能な状態でパレットを待ち受けることができる。ひいては、第１の中間歯車と交換体旋回歯車とが噛合する際に、第２の中間歯車の噛み合いを外す必要がないため、噛み合いを外すための機構や装置を設ける必要もなく、装置が簡易な構成となり、装置のコストも安価に収めることができる。加えて、段取台旋回歯車と第２の中間歯車とは、絶えず噛合した状態となっているため、接続或いは切り離し等による歯の損傷等を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】パレット交換装置の概略図であって、パレット交換アームが下降位置にある状態を表しているものである。
【図２】パレット交換装置の概略図であって、パレット交換アームが旋回位置にある状態を表しているものである。
【図３】従来のパレット交換装置の概略図である。
【符号の説明】
１・・パレット交換装置本体、２・・パレット、３・・パレット交換アーム、４・・ワーク、５・・モータ、６・・昇降シリンダ、６ａ・・ピストン部、７・・交換体旋回歯車、８・・パレット割出し段取台、９・・段取台旋回軸、１０・・段取台旋回歯車、１１・・中間軸、１２・・第１の中間歯車、１３・・第２の中間歯車、１４・・支持部、１５・・流体供給装置、３０・・パレット交換装置、５０・・パレット交換装置、５１・・パレット交換装置本体、５２・・パレット、５３・・パレット交換アーム、５４・・ワーク、５５・・アーム旋回用モータ、５６・・昇降シリンダ、５７・・パレット割出し段取台、５８・・段取台旋回軸、５９・・段取台旋回旋回用モータ、６０・・流体供給装置。
【図１】
2004338054.tif 000003
【図２】
2004338054.tif 000004
【図３】
2004338054.tif 000005