(57)【要約】【課題】工具ホルダを安定して保持でき、工具交換アームの把持が確実に行え、工具ホルダが工具ポット内で振動することを規制できる、工具ホルダを保持する工具ポットを提供することを課題とするものである。【解決手段】工具ホルダ１を保持する工具ポット２１は、前端部にフランジ２２ａを有する中空円筒状の工具ポット本体２２と、工具ポット本体２２に内蔵されて固定されたボール保持体２３と、ボール保持体２３に保持される複数のボール２４と、ボール保持体２３に内蔵されて軸方向に摺動し先端側にテーパ状のカム面２７ａを有するスライドピン２５と、スライドピン２５を後方に付勢するばね２８と、工具ポット本体２２のフランジ２２ａの前端側に取り付けられている環状の合成樹脂製のシール兼支持部材３２と、工具ポット本体２２の内周面に取り付けられている環状の合成樹脂製の支持部材３３とから構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にフランジを有し、該フランジに連続して外周がテーパ状で中空状のシャンク部を有し、該シャンク部の内周に係合穴が形成され、該係合穴の略中央部に長溝状のボール係合溝が形成され、該ボール係合溝の後端側にテーパ状のカム面が形成されている工具ホルダを保持する工具ポットにおいて、
前端部にフランジを有する中空円筒状の工具ポット本体と、該工具ポット本体に内蔵されて固定されたボール保持体と、該ボール保持体に保持される複数のボールと、前記ボール保持体に内蔵されて軸方向に摺動し先端側にテーパ状のカム面を有するスライドピンと、該スライドピンを後方に付勢するばねと、前記工具ポット本体の前記フランジの前端側に取り付けられている環状の合成樹脂製のシール兼支持部材と、前記工具ポット本体の内周面に取り付けられている環状の合成樹脂製の支持部材とから構成されることを特徴とする工具ホルダを保持する工具ポット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具ホルダを保持する工具ポット、さらに詳しくは、外周にフランジを有し、フランジに連続して外周がテーパ状で中空状のシャンク部を有し、シャンク部の内周に係合穴が形成され、係合穴の略中央部に長溝状のボール係合溝が形成され、ボール係合溝の後端側にテーパ状のカム面が形成されている工具ホルダを保持する工具ポットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マシニングセンタ等の工作機械においては、工具マガジンと自動工具交換装置を備えており、この工具マガジンは工具ホルダを保持する工具ポットを備えている。
【０００３】
従来、工具ホルダを保持する工具ポットの一例として、外周にフランジ２を有し、フランジ２に連続して外周がテーパ状で中空状のシャンク部３を有し、シャンク部３の内周に係合穴４が形成され、係合穴４の略中央部に長溝状のボール係合溝５が形成され、ボール係合溝５の後端側にテーパ状のカム面６が形成されている工具ホルダ１を保持する工具ポット１１において、前端部にフランジ１２ａを有する中空円筒状の工具ポット本体１２と、工具ポット本体１２に内蔵されて固定されたボール保持体１３と、ボール保持体１３に保持される複数のボール１４と、ボール保持体１３に内蔵されて軸方向に摺動し先端側にテーパ状のカム面１７ａを有するスライドピン１５と、スライドピン１５を後方に付勢するばね１８と、工具ポット本体１２のフランジ１２ａの前端側に取り付けられている環状の合成樹脂製のシール兼支持部材１９とから構成される工具ポット１１、がある。なお、詳細には、上記の工具ホルダ１のフランジ２の外周にはＶ溝８が形成され、フランジ２の前方には図示しないドリル等の切削刃具が取り付けられる円筒部９が形成されている。また、上記のボール保持体１３は、前端側に突出する小径で中空状の円筒部１３ａを有し、この円筒部１３ａの外周面は工具ホルダ１の係合穴４を案内する案内面１３ｂを形成しており、円筒部１３ａには各ボール１４を保持する複数のボール保持穴１３ｃが半径方向に貫通して形成されている。各ボール保持穴１３ｃは、各ボール１４が円筒部１３ａの外周から飛び出して脱落するのを防止するために、各ボール保持穴１３ｃの外側の穴径をボール１４の直径よりわずかに小さく形成している。なお、後述する図４に示す下方のボール保持穴１３ｃは、その形状を明瞭に示すために、ボール１４を取り除いて示している。また、上記のスライドピン１５は、スライドピン本体１６と先端部材１７とから構成され、スライドピン本体１６と先端部材１７はボルトにより連結されている。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２９８３１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許第２９８３１５４号公報に記載された工具ポットにおいては、次のような問題がある。図４は上記特許第２９８３１５４号公報に開示された従来の工具ポットに図２の工具ホルダを保持した状態を一部断面で示す側面図である。図５は図２の工具ホルダを保持した図４に示す従来の工具ポットを取り付けた工具マガジンの概略正面図である。従来の工具ポット１１は、上記の説明及び図４に示すような構成を有している。そして、従来の工具ポット１１は、図５に示すように、工具マガジン４１を構成するチェーン４２のプレート４２ａに軸線が水平になるように取り付けられる。そして、図２に示す工具ホルダ１が工具ポット１１内に装着される。しかし、工具ホルダ１は工具ポット１１内で環状の合成樹脂製のシール兼支持部材１９の下側を支点として、各ボール１４及びボール保持体１３と接触することにより支持されている。したがって、自重による工具ホルダ１の円筒部９側が下がる向きのモーメントが作用して、工具ホルダ１の軸線が水平にならなくなる。そのため、図４に示すように、工具ホルダ１のフランジ２とシール兼支持部材１９の端面との間に隙間Ｃが生じ、また、図５に示すように、垂れ量Ａが生じる。したがって、工具交換時、工具交換アーム４３の把持部４３ａによって工具ホルダ１を確実に把持することができない場合がある。また、工具ホルダ１は工具ポット１１内で環状の合成樹脂製のシール兼支持部材１９の下側を支点として、各ボール１４及びボール保持体１３と接触することにより支持されているので、工具ホルダ１の保持が不安定であり、工具ホルダ１が振動しやすく、振動により工具ホルダ１の係合穴４がボール保持体１３の案内面１３ｂに接触し、工具ホルダ１に傷が付きやすく、振動により最悪の場合工具ホルダ１が落下の危険性がある。また、工具ホルダ１の保持の安定性を確保するためには、工具交換時の工具交換アーム４３による引抜力を高く設定しなければならない。
【０００５】
そこで、本発明は、工具ホルダを安定して保持でき、工具交換アームの把持が確実に行え、工具ホルダが工具ポット内で振動することを規制できる、工具ホルダを保持する工具ポットを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、外周にフランジを有し、該フランジに連続して外周がテーパ状で中空状のシャンク部を有し、該シャンク部の内周に係合穴が形成され、該係合穴の略中央部に長溝状のボール係合溝が形成され、該ボール係合溝の後端側にテーパ状のカム面が形成されている工具ホルダを保持する工具ポットにおいて、前端部にフランジを有する中空円筒状の工具ポット本体と、該工具ポット本体に内蔵されて固定されたボール保持体と、該ボール保持体に保持される複数のボールと、前記ボール保持体に内蔵されて軸方向に摺動し先端側にテーパ状のカム面を有するスライドピンと、該スライドピンを後方に付勢するばねと、前記工具ポット本体の前記フランジの前端側に取り付けられている環状の合成樹脂製のシール兼支持部材と、前記工具ポット本体の内周面に取り付けられている環状の合成樹脂製の支持部材とから構成されるものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、次のような効果を有する。すなわち、工具ホルダのシャンク部を環状の合成樹脂製のシール兼支持部材と環状の合成樹脂製の支持部材と各ボールで支持することにより、工具ホルダの軸線を水平に維持することができ、工具ホルダを安定して保持でき、工具交換アームの把持が確実に行える。また、工具ホルダが工具ポット内で振動することを規制でき、振動による工具ホルダの係合穴とボール保持体の案内面との接触が防止できる。そのため、工具ホルダに傷が付きにくい。また、引抜力を高くしなくても工具ホルダを安定して保持できるため、工具交換アームの引抜力を低めに設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
外周にフランジ２を有し、フランジ２に連続して外周がテーパ状で中空状のシャンク部３を有し、シャンク部３の内周に係合穴４が形成され、係合穴４の略中央部に長溝状のボール係合溝５が形成され、ボール係合溝５の後端側にテーパ状のカム面６が形成されている工具ホルダ１を保持する工具ポット２１において、工具ポット２１は、前端部にフランジ２２ａを有する中空円筒状の工具ポット本体２２と、工具ポット本体２２に内蔵されて固定されたボール保持体２３と、ボール保持体２３に保持される複数のボール２４と、ボール保持体２３に内蔵されて軸方向に摺動し先端側にテーパ状のカム面２７ａを有するスライドピン２５と、スライドピン２５を後方に付勢するばね２８と、工具ポット本体２２のフランジ２２ａの前端側に取り付けられている環状の合成樹脂製のシール兼支持部材３２と、工具ポット本体２２の内周面に取り付けられている環状の合成樹脂製の支持部材３３とから構成される。その実施例を以下に説明する。
【実施例】
【０００９】
本発明の実施例を図１，２，３に基づいて説明する。図１は本発明の実施例の工具ポットを一部断面で示す側面図である。図２は図１の工具ポットに保持される工具ホルダを一部断面で示す側面図である。図３は図１の工具ポットに図２の工具ホルダを保持した状態を一部断面で示す側面図である。
【００１０】
図１に示す本発明の実施例の工具ポット２１は、図２に示す工具ホルダ１を使用するマシニングセンタ等において、複数の工具を収納する工具マガジン４１（図５参照）に装着され、各工具の工具ホルダ１を着脱可能に保持するものである。
【００１１】
図１の工具ポット２１に保持される工具ホルダ１は、金属製でできており、図２に示すように、外周にフランジ２を有し、フランジ２に連続して外周がテーパ状で中空状のシャンク部３を有し、シャンク部３の内周に係合穴４が形成され、係合穴４の略中央部に長溝状のボール係合溝５が形成され、ボール係合溝５の後端側にテーパ状のカム面６が形成されている。また、シャンク部３の先端部には一対のキー溝７が設けられ、フランジ２の外周にはＶ溝８が形成されている。また、工具ホルダ１は、フランジ２の前方の円筒部９に図示しないドリル等の切削刃具が取り付けられることにより工具を構成している。
【００１２】
工具ホルダ１が保持される工具ポット２１は、図１に示すように、前端部にフランジ２２ａを有する中空円筒状の工具ポット本体２２と、工具ポット本体２２に内蔵されて固定されたボール保持体２３と、ボール保持体２３に保持される複数のボール２４と、ボール保持体２３に内蔵されて軸方向に摺動し先端側にテーパ状のカム面２７ａを有するスライドピン２５と、スライドピン２５を後方に付勢するばね２８と、工具ポット本体２２のフランジ２２ａの前端側に取り付けられている環状の合成樹脂製のシール兼支持部材３２と、工具ポット本体２２の内周面に取り付けられている環状の合成樹脂製の支持部材３３とから構成される。
【００１３】
前端部にフランジ２２ａを有する円筒状の工具ポット本体２２は、金属製であり、その内周面の略中央部に内向き鍔部２２ｂが形成され、その外周面の後端部に止め輪用溝２２ｃが形成されている。
【００１４】
ボール保持体２３は、金属製であり、前端側に突出する小径で中空状の円筒部２３ａを有し、この円筒部２３ａの外周面は工具ホルダ１の係合穴４を案内する案内面２３ｂを形成している。また、円筒部２３ａには各ボール２４を保持する複数のボール保持穴２３ｃが半径方向に貫通して形成されている。各ボール保持穴２３ｃは、各ボール２４が円筒部２３ａの外周から飛び出して脱落するのを防止するために、各ボール保持穴２３ｃの外側の穴径をボール２４の直径よりわずかに小さく形成している。なお、図１及び図３に示すように、下方のボール保持穴２３ｃは、その形状を明瞭に示すために、ボール２４を取り除いて示している。そして、ボール保持体２３は、一端が工具ポット本体２２の内周面の内向き鍔部２２ｂに当接し、他端（後端）が止め輪２９で位置決めされ、工具ポット本体２２内に固定される。
【００１５】
スライドピン２５は、スライドピン本体２６と先端部材２７とから構成され、スライドピン本体２６と先端部材２７はボルト３１により連結されている。スライドピン本体２６は、後端側に外向きの鍔部２６ａが一体的に形成されている。先端部材２７は、その先端側の外周にテーパ状のカム面２７ａを有している。スライドピン本体２６は、ボール保持体２３内に軸方向に摺動するように挿入され、外向きの鍔部２６ａとボール保持体２３との間に配置されたばね２８により後方に付勢され、スライドピン２５は先端部材２７のテーパ状のカム面２７ａと各ボール２４が当接することにより後方への移動が規制されている。そして、スライドピン本体２６と先端部材２７とから構成されるスライドピン２５が、ボール保持体２３内に組み込まれることにより、テーパ状のカム面２７ａに続く先端部材２７の外周面とボール保持体２３の円筒部２３ａの内周面との間に間隙２７ｂが形成されている。
【００１６】
環状の合成樹脂製のシール兼支持部材３２は、断面略Ｌ形をしており、工具ポット本体２２のフランジ２２ａの前端側に接着等により取り付けられている。また、環状の合成樹脂製の支持部材３３は、断面略台形をしており、工具ポット本体２２の内周面に接着等により取り付けられている。これらシール兼支持部材３２及び支持部材３３は工具ポット本体２２に取り付けられた後、工具ポット本体２２とともに機械加工で仕上げることにより、その寸法及び形状の精度をよくすることができる。
【００１７】
そして、図示されていないが、従来の工具ポット１１と同様に、工具ポット２１は、工具ポット本体２２に形成した止め輪用溝２２ｃに嵌め込んだ止め輪と、工具ポット本体２２のフランジ２２ａとにより、その中心軸線が水平になるように工具マガジン４１を構成するチェーン４２のプレート４２ａに取り付けられる（図５参照）。
【００１８】
なお、工具ポット２１が取り付けられる工具マガジン４１は、図示されていないが、スライドピン２５を構成するスライドピン本体２６の後端に対向してスライドピン２５をばね２８の付勢力に抗して前方に前進させ各ボール２４の拘束を解除するボール拘束解除部材と、このボール拘束解除部材を前方に駆動する駆動手段とを備えていてもよい。
【００１９】
次に、上記のように構成した本発明の実施例の工具ポット２１の作用について説明する。工具交換アーム４３（図５参照）による工具交換時に、工具ホルダ１を工具ポット２１から引き抜く場合について説明する。まず、図５に示すように、工具交換アーム４３を反時計方向に回動して、工具交換アーム４３の把持部４３ａを工具ホルダ１のフランジ２のＶ溝８に嵌める。この際、工具ホルダ１は工具ポット２１内に、シール兼支持部材３２と支持部材３３と各ボール２４とにより工具ホルダ１の軸線が水平になるように支持されているので、従来の工具ポット１１のように工具ホルダ１の軸線が傾斜することがなく、工具交換アーム４３の把持部４３ａのフランジ２のＶ溝８への嵌め込みが確実に行われる。その後、工具交換アーム４３に把持された工具ホルダ１を工具ポット２１から軸方向に引き抜く。この際、工具ホルダ１が工具交換アーム４３に把持された状態で所定値以上の軸線方向の力で前方に引っ張られると、各ボール２４は、ばね２８の付勢力に抗してボール係合溝５のテーパ状のカム面６により内側に押動されて係合穴４の通過を許容し、工具ホルダ１は工具ポット２１から抜き出される。そして、工具ホルダ１の引抜力を従来のように大きく設定する必要がなく、工具交換アーム４３により簡単に工具ホルダ１を引き抜くことができる。
【００２０】
また、工具ホルダ１が工具ポット２１から引き抜かれた後の工具ホルダ１の未装着の状態において、スライドピン２５がばね２８により常時後方に付勢されているため、各ボール２４は先端部材２７のカム面２７ａとの接触によって各ボール保持穴２３ｃ内を外方に押し出されようとするが、各ボール保持穴２３ｃの外側の穴径をボール２４の直径よりわずかに小さく形成しているため、各ボール２４は円筒部２３ａの外周から飛び出して脱落することはない。
【００２１】
次に、工具ホルダ１を工具ポット２１に装着する場合について説明する。工具ホルダ１を工具ポット２１に装着するには、工具交換アーム４３に把持された工具ホルダ１を工具ポット２１に差し込むと、工具ホルダ１のシャンク部３の係合穴４がボール保持体２３の円筒部２３ａの案内面２３ｂにガイドされながら工具ポット２１に挿入される。そして、工具ホルダ１のフランジ２の端面が環状の合成樹脂製のシール兼支持部材３２の端面に当接されるまで挿入されると、工具ホルダ１のシャンク部３の後端外周面が環状の合成樹脂製の支持部材３３の内周面に嵌め込まれて支持される。このとき、シャンク部３のフランジ２側の外周面も環状の合成樹脂製のシール兼支持部材３２によって支持されている。したがって、自重による工具ホルダ１の円筒部９側が下がる向きのモーメントが作用しても、工具ホルダ１は環状の合成樹脂製のシール兼支持部材３２と環状の合成樹脂製の支持部材３３と各ボール２４とによって支持されているので、工具ホルダ１の円筒部９側が下がるようなことはなく、工具ホルダ１はその軸線を水平方向に維持した状態で工具ホルダ２１内に支持される。そして、この状態では、スライドピン２５はばね２８の付勢力により後方に後退する。このばね２８の付勢力によるスライドピン２５の後退により、先端部材２７のカム面２７ａが各ボール２４を外側に移動させ、各ボール２４はボール係合溝５内に嵌りカム面６とカム面２７ａとにより拘束される。これにより、工具ホルダ１は工具ホルダ２１内に保持される。
【００２２】
また、上記のように、工具マガジン４１に、ボール拘束解除部材（不図示）と、このボール拘束解除部材を前方に駆動する駆動手段（不図示）とを備えている場合には、工具ホルダ１の工具ホルダ２１からの引き抜き時及び工具ホルダ２１への装着時に、ボール拘束解除部材を使用する。すなわち、工具ホルダ１の工具ホルダ２１からの引き抜き時及び工具ホルダ２１への装着時に、事前に駆動手段によりボール拘束解除部材を駆動してスライドピン２５をばね２８の付勢力に抗して前進させ、先端部材２７のカム面２７ａによる各ボール２４の拘束を解除しておくことができる。このように、先端部材２７のカム面２７ａによる各ボール２４の拘束を解除しておくことにより、工具ホルダ１の工具ホルダ２１からの引き抜き及び工具ホルダ２１への挿入がより容易になる。
【００２３】
上記のように構成される上記実施例によれば、次のような効果を有する。すなわち、工具ホルダ１のシャンク部３を環状の合成樹脂製のシール兼支持部材３２と環状の合成樹脂製の支持部材３３と各ボール２４とで支持することにより、工具ホルダ１の軸線を水平に維持することができ、工具ホルダ１を安定して保持でき、工具交換アーム４３の把持が確実に行える。また、工具ホルダ１が工具ポット２１内で振動することを規制でき、振動による工具ホルダ１の係合穴４とボール保持体２３の案内面２３ｂとの接触が防止できる。そのため、工具ホルダ１に傷が付きにくい。また、引抜力を高くしなくても工具ホルダ１を安定して保持できるため、工具交換アーム４３の引抜力を低めに設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例の工具ポットを一部断面で示す側面図である。
【図２】図１の工具ポットに保持される工具ホルダを一部断面で示す側面図である。
【図３】図１の工具ポットに図２の工具ホルダを保持した状態を一部断面で示す側面図である。
【図４】従来の工具ポットに図２の工具ホルダを保持した状態を一部断面で示す側面図である。
【図５】図２の工具ホルダを保持した図４に示す従来の工具ポットを取り付けた工具マガジンの概略正面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  工具ホルダ
２  フランジ
３  シャンク部
４  係合穴
５  ボール係合溝
６  カム面
７  キー溝
８  Ｖ溝
９  円筒部
２１  工具ポット
２２  中空円筒状の工具ポット本体
２２ａ  フランジ
２２ｂ  鍔部
２２ｃ  止め輪用溝
２３  ボール保持体
２３ａ  円筒部
２３ｂ  案内面
２３ｃ  ボール保持穴
２４  ボール
２５  スライドピン
２６  スライドピン本体
２６ａ  鍔部
２７  先端部材
２７ａ  カム面
２７ｂ  間隙
２８  ばね
２９  止め輪
３１  ボルト
３２  環状の合成樹脂製のシール兼支持部材
３３  環状の合成樹脂製の支持部材
４１  工具マガジン
４２  チェーン
４２ａ  プレート
４３  工具交換アーム
４３ａ  把持部
Ｃ  隙間
Ａ  垂れ量
【図１】
2005313256.tif 000003
【図２】
2005313256.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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