(57)【要約】      （修正有）【課題】工作機械への接続強度が高く、加工時の不必要な振動等が少なく、多種類の工具に対して安定して好適な動力源を供給することができる動力供給装置を提供する。【解決手段】回転式のマガジン５３を備えた工作機械５０に取り付けられて工具５７に動力源を供給する動力供給装置１であって、マガジン５３の回転中心近傍に取り付けられるロータリージョイント１０と、ロータリージョイント１０に接続される第１のチューブ１２と、一端がロータリージョイント１０に接続され他端が工具５７に接続される第２のチューブ１４と、を有し、ロータリージョイント１０は、フランジ部によってマガジン５３に固定されると共に、フランジ部からマガジン５３の外周方向に延在するアーム部１６によってマガジン５３の外周部近傍に固定される。これにより、工作機械５０への接続強度が高められ、安定した状態で工具５７に動力源を供給することができる。【選択図】図１
0003214808.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の工具が取り付けられる回転式のマガジンを備えた工作機械に取り付けられて前記工具に動力源を供給可能な動力供給装置であって、
前記マガジンの回転中心近傍に取り付けられるロータリージョイントと、
前記ロータリージョイントに接続されて前記動力源を前記ロータリージョイントに供給する第１のチューブと、
一端が前記ロータリージョイントに接続され他端が前記工具に接続されて前記動力源を前記ロータリージョイントから前記工具に供給する第２のチューブと、を有し、
前記ロータリージョイントは、フランジ部によって前記マガジンに固定されると共に、前記フランジ部から前記マガジンの外周方向に延在するアーム部によって前記マガジンの外周部近傍に固定されることを特徴とする動力供給装置。
【請求項２】
前記マガジンは、前記マガジンの外周部近傍に設けられて前記工具が収納される工具取付部材と、前記工具取付部材を覆うと共に前記マガジンの回転中心近傍まで延在するカバー部材と、を有し、
前記ロータリージョイントは、前記フランジ部を介して前記カバー部材に固定されると共に、前記アーム部を介して前記カバー部材及び前記工具取付部材に固定されることを特徴とする請求項１に記載の動力供給装置。
【請求項３】
一端が前記フランジ部に固定されて他端が前記工具に固定される保護レールを有し、
前記第２のチューブは、前記保護レールの内部に挿入されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の動力供給装置。
【請求項４】
前記第２のチューブは、前記工具となる超音波加振器に接続されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の動力供給装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、工作機械に取り付けられ、工作機械の工具に流体や電気、光等を供給することができる動力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンタ等の工作機械は、複数の工具が取り付けられるマガジンを有し、マガジンに取り付けられた工具から必要な工具を選択して利用することにより種々の形式で被加工物を加工することができる装置である。従来、マシニングセンタ等の工作機械のマガジンに取り付けられ、チューブ等を介して、加工に利用される工具に流体や電気、光等を供給する装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、工作機械の工具に、動力源となる空気、水、油等の複数の流体や電気又は光等を供給及び受給する装置が開示されている。同文献の装置は、工具ホルダ等を固定しているマガジンの回転中心近傍にフランジを介して固定されるロータリージョイントを有する。ロータリージョイントには、開閉調整器や分配機器等につながる連結チューブや電気ケーブルが接続されていると共に、工具ホルダにつながる供給パイプ等が接続されている。これにより、連結チューブ等から、ロータリージョイント、供給パイプ等を経由する流路を介して、工作機械に取り付けられた工具に対して必要な動力源を供給することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１８０２３４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来技術のように、マガジンの回転中心近傍にロータリージョイントが取り付けられる形態の動力供給装置では、ロータリージョイント等の工作機械への接続強度や安定性を高めるために改善の余地があった。
【０００６】
具体的には、ロータリージョイントやチューブ等の重さによる荷重や、マガジンの回転や工具による加工動作によるロータリージョイントへの荷重等よって、ロータリージョイントやその接続部分となるフランジ等に負荷が掛かり易い。そのため、ロータリージョイントやフランジ、チューブ等について、荷重による不要な振動や変形が起こり易く、不安定になるという問題点があった。
【０００７】
また、ロータリージョイント等が不安定であるため、取り付け可能な工具が制限され、サイズや荷重の大きい工具、例えば、超音波加振器等、を取り付けることが困難であった。特に、大型で負荷の大きい工具が接続されると、ロータリージョイント等の不必要な振動等が大きくなり、ロータリージョイント等が工作機械から外れてしまう等の問題も起こり得る。
【０００８】
本考案は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、工作機械への接続強度が高く、加工時の不必要な振動等が少なく、多種類の工具に対して安定して好適な動力源を供給することができる動力供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案の動力供給装置は、複数の工具が取り付けられる回転式のマガジンを備えた工作機械に取り付けられて前記工具に動力源を供給可能な動力供給装置であって、前記マガジンの回転中心近傍に取り付けられるロータリージョイントと、前記ロータリージョイントに接続されて前記動力源を前記ロータリージョイントに供給する第１のチューブと、一端が前記ロータリージョイントに接続され他端が前記工具に接続されて前記動力源を前記ロータリージョイントから前記工具に供給する第２のチューブと、を有し、前記ロータリージョイントは、フランジ部によって前記マガジンに固定されると共に、前記フランジ部から前記マガジンの外周方向に延在するアーム部によって前記マガジンの外周部近傍に固定されることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の動力供給装置によれば、複数の工具が取り付けられる回転式のマガジンを備えた工作機械に取り付けられる動力供給装置であって、マガジンの回転中心近傍に取り付けられるロータリージョイントと、ロータリージョイントに接続されて動力源をロータリージョイントに供給する第１のチューブと、一端がロータリージョイントに接続され他端が工具に接続されて動力源をロータリージョイントから工具に供給する第２のチューブと、を有し、ロータリージョイントは、フランジ部によってマガジンに固定されると共に、フランジ部からマガジンの外周方向に延在するアーム部によってマガジンの外周部近傍に固定される。これにより、マガジンに固定されたアーム部によって、ロータリージョイントの取り付け強度を高めることができ、ロータリージョイントやフランジ部、第２のチューブ等の安定性を高めて振動を抑えることができる。また、ロータリージョイント等が外れ難くなるので、工具の大型化や加工速度の高速化、工具交換時間の短縮等が可能となり、工作機械の加工効率を高めることができる。
【００１１】
また、本考案の動力供給装置によれば、マガジンは、マガジンの外周部近傍に設けられて工具が収納される工具取付部材と、工具取付部材を覆うと共にマガジンの回転中心近傍まで延在するカバー部材と、を有し、ロータリージョイントは、フランジ部を介してカバー部材に固定されると共に、アーム部を介してカバー部材及び工具取付部材に固定されても良い。これにより、マガジンの回転中心近傍が樹脂製のカバー部材等によって形成されている工作機械についても、本考案の動力供給装置をロータリージョイント等の変動が少なく安定した状態で取り付けることができ、加工の高速化を図ることができる。
【００１２】
また、アーム部は、工作機械のカバー部材を工具取付部材に固定するために形成されている既存の固定具に共締めされることによってマガジンに固定されても良い。これにより、アーム部を固定するためのねじ孔等をマガジンに新たに形成する必要がなくなり、動力供給装置の取り付けが容易になる。
【００１３】
また、本考案の動力供給装置によれば、一端がフランジ部に固定されて他端が工具に固定される保護レールを有し、第２のチューブは、保護レールの内部に挿入されても良い。これにより、工作機械で使用されている工具とロータリージョイントとの接合強度が保護レールによって高められ、第２のチューブや工具等の振動が抑えられる。また、工具が安定的に支持されることから、工作機械における工具交換性能や加工性能を高めることができる。
【００１４】
また、本考案の動力供給装置によれば、第２のチューブは、工具となる超音波加振器に接続されても良い。これにより、工作機械における超音波加振器の自動交換が容易になり、工作機械の高性能化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案の実施形態に係る動力供給装置が工作機械に取り付けられている状態を示す斜視図である。
【図２】本考案の実施形態に係る動力供給装置が取り付けられているマガジンの（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
以下、本考案の実施形態に係る動力供給装置を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本考案の実施形態に係る動力供給装置１が工作機械５０に取り付けられている状態を示す斜視図であり、動力供給装置１及び工作機械５０を簡略的に表している。動力供給装置１は、工作機械５０に設けられた複数の工具５７に対して、流体や電気、光等の動力源を供給する装置である。
【００１７】
図１に示すように、動力供給装置１が取り付けられる工作機械５０は、例えば、小型３軸マシニングセンタ等である。工作機械５０は、複数の工具５６、５７が取り付けられるマガジン５３と、マガジン５３から選択された工具５６、５７が取り付けられて加工を行う主軸５１と、被加工物となるワークＷが載置されるテーブル５２と、を有する。
【００１８】
主軸５１は、例えば、図示しないモータ等を有しており、該モータ等によって主軸５１に固定された工具５６、５７を回転させることができる。これにより、工具５６、５７は、ワークＷの切削加工等を行うことができる。また、主軸５１は、上下方向に移動可能に設けられている。
【００１９】
テーブル５２は、例えば、図示しないチャック装置等を備えており、該チャック装置等によってワークＷをテーブル５２の上面に固定することができる。また、テーブル５２は、水平方向に移動可能に設けられている。
【００２０】
マガジン５３は、複数の工具５６、５７を収納する略円盤状に形成された回転式の装置であり、複数の工具５６、５７が取り付けられる工具取付部材５４と、工具取付部材５４を覆うカバー部材５５と、を有する。
【００２１】
マガジン５３は、図示しない制御装置やモータ等からなる自動工具交換装置に接続されており、自動工具交換装置によって左右方向に回転させられる。また、自動工具交換装置によって、マガジン５３は、その下部が前後方向に移動可能である。
【００２２】
次に、主軸５１に取り付けられる工具５６、５７の交換方法について説明する。初めに、主軸５１に取り付けられた工具５６、５７が取り外される。具体的には、自動工具交換装置によってマガジン５３の下部を後方に移動させることにより、主軸５１に取り付けられていた工具５６、５７は、マガジン５３の工具取付部材５４に挟み込まれて収納される。そして、マガジン５３の下部を前方に移動させることにより、主軸５１から工具５６、５７が取り外される。
【００２３】
次に、自動工具交換装置は、主軸５１に新たに取り付けられる工具５６、５７が下部に位置するようにマガジン５３を回転させる。そして、工具５６、５７を主軸５１から取り外す場合と逆の手順によって、新たな工具５６、５７が主軸５１に取り付けられる。上記の動作によって、工具５６、５７の交換が行われる。
【００２４】
動力供給装置１は、工作機械５０に取り付けられた工具５７に動力源を供給する装置である。詳しくは、動力供給装置１は、マガジン５３に固定されるロータリージョイント１０と、動力源をロータリージョイント１０に供給する第１のチューブ１２と、ロータリージョイント１０から工具５７に動力源を供給する第２のチューブ１４と、を有する。
【００２５】
ロータリージョイント１０は、第１のチューブ１２から供給された動力源を第２のチューブ１４に供給するための部材であり、マガジン５３の回転中心近傍に取り付けられている。
【００２６】
第１のチューブ１２及び第２のチューブ１４は、例えば、可撓性のチューブやホース、パイプ、配線等であり、例えば、空気を供給するエアホースや、水や油等の液体を供給するチューブ、電気ケーブル、光通信等の通信用のケーブル等である。
【００２７】
第１のチューブ１２は、複数のチューブや配線等が束ねられて、カバー用パイプ１３の内側に収納されている。カバー用パイプ１３は、例えば、コイルホースや伸縮シリンダ等によって形成されている。これにより、切削屑等の異物等から第１のチューブ１２を保護することができる。
【００２８】
第１のチューブ１２若しくはカバー用パイプ１３には、動力源発生装置２０、分配機器２１及び開閉調整器２２等が接続されても良い。
動力源発生装置２０は、動力源を工具５７に送るための装置であり、例えば、空気を送風するコンプレッサや液体等を供給する油圧装置、電気を送るための電気設備、工具５７と光通信等を行う通信装置等である。これにより、空気や液体、電気、光等の動力源を工具５７に供給することができる。そのため、例えば、エアノズルやエアチャック、電気ドライバ、検査用工具、高速スピンドル、超音波加振器等、様々な種類の工具を、工具５７として用いることができる。
【００２９】
分配機器２１は、動力源発生装置２０から供給された動力源を任意の工具５７に分配するための装置である。
また、開閉調整器２２は、動力源発生装置２０から供給された動力源の量を調節するための装置である。
【００３０】
動力源発生装置２０、分配機器２１及び開閉調整器２２は、図示しない制御装置に接続されている。制御装置は、例えば、通信装置によって得られた工具５７の状態や入力等に基づき、工作機械５０、動力源発生装置２０、分配機器２１及び開閉調整器２２の制御を行う。これにより、工具５７に供給される動力源を好適に調節することができる。
【００３１】
また、動力源発生装置２０、分配機器２１及び開閉調整器２２と、工具５７とは、第１のチューブ１２及び第２のチューブ１４によって接続されている。これにより、例えば、無線通信等における通信不良や接点接触等における接触不良等の不具合を防止することができ、工作機械５０の精度を高めることができる。
【００３２】
図２（Ａ）は、動力供給装置１が取り付けられているマガジン５３の平面図であり、マガジン５３のロータリージョイント１０が取り付けられている面を見た図である。図２（Ｂ）は、動力供給装置１が取り付けられているマガジン５３の正面図であり、マガジン５３の外周部等をマガジン５３の回転軸に垂直な方向から見た図である。
【００３３】
図２（Ｂ）に示すように、マガジン５３は、マガジン５３の外周部近傍に設けられた工具取付部材５４と、マガジン５３の外周部近傍から回転中心近傍まで延在するカバー部材５５と、を有する。
【００３４】
工具取付部材５４は、工具５６、５７が収納される部材である。工具取付部材５４は、例えば、金属等を材料として略中空円盤状に形成されており、工具取付部材５４の外周部に工具５６、５７が収納される工具取付部が略等間隔に形成されている。
【００３５】
カバー部材５５は、例えば、合成樹脂等を材料として略円盤状に形成されており、工具取付部材５４を覆うように、固定具１７、１８によって工具取付部材５４に固定されている。カバー部材５５が設けられることにより、切削屑等による工具取付部材５４の汚れ等を防止することができる。なお、固定具１７、１８は、例えば、ねじ等であり、固定具１７は、カバー部材５５と工具取付部材５４を固定し、固定具１８は、カバー部材５５と工具取付部材５４に後述するアーム部１６を固定している。
【００３６】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、ロータリージョイント１０は、略円柱状の形態を成し、その一端近傍がマガジン５３の回転中心近傍に固定されている。詳しくは、ロータリージョイント１０は、略円板状若しくは略円柱状のフランジ部１１によってマガジン５３のカバー部材５５に固定されている。なお、ロータリージョイント１０、フランジ部１１及びカバー部材５５の固定には、例えば、図示しないねじ等が利用されても良い。
【００３７】
マガジン５３に固定されたロータリージョイント１０は、マガジン５３が回転する際に、ロータリージョイント１０に接続されている第１のチューブ１２及び第２のチューブ１４の絡まりやねじれを防止することができる。
【００３８】
第２のチューブ１４は、一端がロータリージョイント１０に接続されており、他端が工具５７に接続される。第２のチューブ１４は、接続される工具５７に適したチューブや配線等である。例えば、工具５７がエアスピンドルである場合、そのエアスピンドルには、第２のチューブ１４として、空気用のエアチューブ、送電用のケーブル及び通信用のケーブル等が接続される。
【００３９】
上記のように、第２のチューブ１４が複数の工具５７に接続される構成により、様々な種類の工具５７を工作機械５０（図１参照）に設けることができ、工作機械５０は、様々な加工作業を行うことができる。
【００４０】
また、第２のチューブ１４は、ねじ等によって一端がフランジ部１１に固定されて他端が工具５７に固定される保護レール１５の内部に挿入されており、保護レール１５によって覆われている。保護レール１５は、略チェーン状に形成されたダクト等であり、具体的には、合成樹脂等によって形成された略筒状の部材が複数接続されて形成されている。
【００４１】
保護レール１５が設けられることにより、工作機械５０で使用されている工具５７とロータリージョイント１０との接合強度が高められ、第２のチューブ１４や工具５７等の振動が抑えられる。第２のチューブ１４の不適切な折り曲がりやねじれ等が防止され、工具５７が安定的に支持されることから、工作機械５０における工具５６、５７の交換性能、加工性能、メンテナンス性及び安全性が高められる。
【００４２】
また、動力供給装置１は、一端がロータリージョイント１０のフランジ部１１に接続され、他端が工具取付部材５４の外周面近傍に接続されるアーム部１６を有する。即ち、ロータリージョイント１０は、フランジ部１１からマガジン５３の外周方向に延在するアーム部１６によってマガジン５３の外周部近傍に固定される。
【００４３】
アーム部１６は、例えば、金属や高強度の合成樹脂材料等を材料として、略板状に形成されている。また、アーム部１６には、工具取付部材５４の外周面に略沿うように曲折された折曲部１６ａが形成されている。折曲部１６ａは、固定具１８によってマガジン５３のカバー部材５５及び工具取付部材５４に固定される。
【００４４】
なお、固定具１８は、カバー部材５５と工具取付部材５４を固定するための固定具１７と略同等のねじ等であり、アーム部１６は、固定具１７等を取り付けるために予めカバー部材５５及び工具取付部材５４に形成されたねじ孔等に固定されても良い。
【００４５】
即ち、アーム部１６は、マガジン５３に形成されている既存のねじ孔等を利用してマガジン５３に固定されても良い。これにより、アーム部１６を固定するためのねじ孔等をマガジン５３に新たに形成する必要がなくなり、動力供給装置１の取り付けが容易になる。
【００４６】
アーム部１６が設けられることにより、ロータリージョイント１０の取り付け強度を高めることができ、ロータリージョイント１０やフランジ部１１、第２のチューブ１４、保護レール１５等の安定性を高めて振動を抑えることができる。
【００４７】
特に、本実施形態で例示した工作機械５０ように、マガジン５３の回転中心近傍が樹脂製のカバー部材５５等によって形成されている工作機械についても、動力供給装置１をロータリージョイント１０等の変動が少なく安定した状態で取り付けることができる。
【００４８】
また、アーム部１６で固定されることにより、ロータリージョイント１０等が外れ難くなるので、従来よりも大型の工具５７の取り付けや、加工速度の高速化、工具５６、５７の交換時間の短縮等が可能となり、工作機械５０の加工効率を高めることができる。
【００４９】
例えば、保護レール１５及びアーム部１６が設けられた本考案に係る動力供給装置１では、第２のチューブ１４は、従来よりも大きな工具５７となる超音波加振器に接続されても良い。これにより、工作機械５０における超音波加振器の自動交換が容易になり、工作機械５０の高性能化を図ることができる。
【００５０】
なお、本実施形態の説明において、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、動力供給装置１が取り付けられるマガジン５３として、工具５６及び工具５７の収納数が合計で２１個である例を示しているが、工具５６、５７の数は、これに限定されるものではない。
【００５１】
また、図２（Ａ）等では、アーム部１６が４本形成されている例を示しているが、アーム部１６の本数は、これに限定されるものではない。例えば、アーム部１６の本数を多くすることにより、ロータリージョイント１０等の強度及び安定性を高めることができる。また、動力供給装置１の取り付け作業を容易にするため、アーム部１６の本数を少なくすることも可能である。
【００５２】
本考案は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本考案の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１      動力供給装置
１０    ロータリージョイント
１１    フランジ部
１２    第１のチューブ
１３    カバー用パイプ
１４    第２のチューブ
１５    保護レール
１６    アーム部
１６ａ  折曲部
１７    固定具
１８    固定具
２０    動力源発生装置
２１    分配機器
２２    開閉調整器
５０    工作機械
５１    主軸
５２    テーブル
５３    マガジン
５４    工具取付部材
５５    カバー部材
５６    工具
５７    工具
【図１】
0003214808.tif 000003
【図２】
0003214808.tif 000004