(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
緩いテーパのシャンク部を有するケナメタル工具を小さな力で取り出すためにツールマガジン等の工具装着部の工具取り出し位置近傍に配設される工具交換装置であって、前記ケナメタル工具側に形成される工具着脱用の係止溝に着脱可能に係合する把持部を先端側に形成する平板状のアームプレートと、装置の不動側に固定されるガイドシャフトに摺動自在に支持され、前記工具取り出し位置に近接又は離隔する方向に移動するブラケットと、該ブラケットの移動方向と直交する方向に前記アームプレートを移動すべく前記ブラケットに摺動可能に支持され前記アームプレートをその一端側に固持するシャフト部材と、前記アームプレートに当接して配置され、回転により前記アームプレートに押圧力を負荷して該アームプレートを微動させるカム機構部と、該カム機構部を作動する操作ハンドルとを設けることを特徴とするケナメタル工具交換装置。
【請求項２】
前記カム機構部が、円筒カムからなることを特徴とする請求項１に記載のケナメタル工具交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ツールマガジン等の工具収納機構部を有する工作機械等に使用されるケナメタル工具の交換装置に係り、特に、装着されたケナメタル工具の取り出しを小さな力で簡単に行うようにしたケナメタル工具交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加工具を保持する工具ホルダとしては７／２４のＢＴテーパを有するものが一般に使用されている。この工具ホルダの場合にはテーパが比較的急なためツールマガジンのポケット内に装着している該工具ホルダを取り出すことは比較的容易である。然し乍ら、ケナメタル工具１２は図９に示すように緩いテーパ（約１／１０）のシャンク部２５を形成するものからなり、この取り出しのためには大きな引き出し力が必要であったが、従来技術では簡便の引き出し用の工具がなかった。なお、ケナメタル工具１２は強力切削を必要とする加工具として使用するものであり、図９に示すように工具着脱用の係止溝１３を有する工具把持本体部２６とこれに一体的に連結され前記の緩いテーパを形成するシャンク部２５とからなり、シャンク部２５にはクランプ用孔２７が貫通形成される。
【０００３】
図６および図７はケナメタル工具１２の収納されるツールマガジンのリンクプレート２８の一部とケナメタル工具１２の装着されるポット部２９の把持構造の概要を示すものである。ポット部２９はリンクプレート２８に固定され、内部にケナメタル工具１２のシャンク部２５の装着されるテーパ穴３０を有するポット本体３１と、そのテーパ穴３０内に収納されるガイドピン３２と、ガイドピン３２にスプリング３３を介して支持されるボール３４等とからなる。
【０００４】
図８は、前記構造のポット部２９に図９に示したケナメタル工具１２を装着した状態を示すものである。ケナメタル工具１２のシャンク部２５はポット本体３１のテーパ穴３０とガイドピン３２との間の空隙内に挿入され、ボール３４がクランプ用孔２７に嵌まり込むことによりシャンク部２５はテーパ穴３０に嵌合し強力に固着把持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示したように、ポット部２９に装着されたケナメタル工具１２を取り出す場合、前記したようにテーパが緩いためテーパ嵌着力が強く、弱い力ではケナメタル工具１２をポット部２９から引き出すことはできない。そこで、従来では、図８に示すように、ケナメタル工具１２の工具把持本体部２６の肩部３５に押圧力を与えながらテーパ嵌合に弛みを与え、工具把持本体部２６を手で把持してポット部２９からケナメタル工具１２を引き出す手段が主に採用されていた。従って、取り出しに時間がかかり、且つ安全性を欠く問題点があった。更に、ケナメタル工具１２に大きな打撃力を負荷するため高価なケナメタル工具１２を損傷させたり、ポット部２９側に損傷を与える問題点があった。
【０００６】
本発明は、以上の問題点を解決するために創案されたものであり、比較的小さな力でケナメタル工具をポット部側から取り出すことができ、作業効率の向上が図れると共に、安全性の向上が図れるケナメタル工具交換装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の目的を達成するために、緩いテーパのシャンク部を有するケナメタル工具を小さな力で取り出すためにツールマガジン等の工具装着部の工具取り出し位置近傍に配設される工具交換装置であって、前記ケナメタル工具側に形成される工具着脱用の係止溝に着脱可能に係合する把持部を先端側に形成する平板状のアームプレートと、装置の不動側に固定されるガイドシャフトに摺動自在に支持され、前記工具取り出し位置に近接又は離隔する方向に移動するブラケットと、該ブラケットの移動方向と直交する方向に前記アームプレートを移動すべく前記ブラケットに摺動可能に支持され前記アームプレートをその一端側に固持するシャフト部材と、前記アームプレートに当接して配置され、回転により前記アームプレートに押圧力を負荷して該アームプレートを微動させるカム機構部と、該カム機構部を作動する操作ハンドルとを設けるケナメタル工具交換装置を構成するものである。また、前記カム機構部が、円筒カムからなることを特徴とするものである。
【０００８】
ツールマガジン等の工具収納機構部の工具取り出し位置近傍に配置された本発明のケナメタル工具交換装置のブラケットをガイドシャフトに沿って手動で前記工具取り出し位置側に移動させ、ブラケットに支持されているシャフト部材に固持されるアームプレートの把持部をケナメタル工具の係止溝に係合せしめる。ここでカム機構部を操作ハンドルにより回動させることによりカム作用によりアームプレートが微動しケナメタル工具が工具収納機構部から外れる。ここでシャフト部材に固持されているアームプレートを大きく移動させ、ケナメタル工具を工具収納機構部側から取り出す。アームプレートからケナメタル工具を取り外し、全体を元の位置に復帰させる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のケナメタル工具交換装置の実施の形態を図面を参照して詳述する。図１はマシニングセンタのような工作機械に付設されるツールマガジン３６およびツールマガジン３６内の工具を図略の工作機械側のスピンドル３７と自動工具交換する自動工具交換装置３８の概要構造と、前記ツールマガジン３６の工具取り出し位置の近傍に配設される本発明のケナメタル工具交換装置１を示す図である。
【００１０】
ツールマガジン３６は、モータ３９により回転される駆動側ホイール４０と、テンション機構４１を有する被駆動側ホイール４２と、両ホイール間に架設されるリンクプレート２８等とからなる。リンクプレート２８には図７等に示したポット部２９が設けられている。ポット部２９にはケナメタル工具１２が装着されるが、ケナメタル工具１２はツールマガジン３６の工具取り出し位置４３等で着脱される。
【００１１】
自動工具交換装置３８は、ツールマガジン３６側の工具を直接着脱する中間アーム部４５と、工具の一時プール部４６と、一時プール部４６とスピンドル３７との間で工具の着脱を行うアーム部４７等とからなる。これ等の詳細構造の説明は省略するが、中間アーム部４５は図１の紙面上の左右方向および紙面直角方向に移動自在に支持され、一時プール部４６は上下方向に沿って移動自在に支持され、アーム部４７は左右方向に移動自在に、且つ回動自在に夫々支持される。
【００１２】
本発明に係るケナメタル工具交換装置１は、ツールマガジン３６の工具取り出し位置４３の近傍に固定される。ツールマガジン３６内に装着された図略のケナメタル工具はこの位置で取り出される。なお、ケナメタル工具のツールマガジン３６の装着は本発明のケナメタル工具交換装置１を用いる必要は特になく、工具取り出し位置４３において手動で行ってもよく、図示の工具装着位置４４で手動で行ってもよい。
【００１３】
次に、図２乃至図５により本発明のケナメタル工具交換装置１の構造を説明する。ケナメタル工具交換装置１は大別して、アームプレート２，ブラケット３，カム機構部４および操作ハンドル５等とからなる。まず、図３に示すように、ツールマガジン３６のフレーム４８側には固定板６が固定され、固定板６側にはガイドレール７が水平方向に沿って配設される。
【００１４】
ブラケット３はガイドレール７に摺動自在に支持されるガイド部３ａと水平方向に沿って配設される平板部３ｂとからなり、且つ後方のリミットスイッチ８を動作するストッパ９（図５）が設けられている。
【００１５】
ブラケット３には、シャフト部材１０が垂直方向に沿って摺動自在に支持され、その下端にはアームプレート２が固定される。アームプレート２は平板状の板部材からなり、一端側には把持部１１が形成される。把持部１１は、図９に示したケナメタル工具１２の係止溝１３に係着可能な形状からなる。
【００１６】
図５に示すように、カム機構部４は操作ハンドル５により回動される円筒カム１４と、円筒カム１４とアームプレート２間に介設される当接部１５と、円筒カム１４とブラケット３の平板部３ｂとの間に介設されて円筒カム１４側と一体的構造に形成される中間部材１６と、アームプレート２に一端側を係着して垂直方向に立設するシャフト１７と、シャフト１７の上方側に形成される鍔部１８と前記中間部材１６のスラスト軸受１９間に介設される可撓部材２０等からなる。
【００１７】
以上の構造により、操作ハンドル５を回動すると円筒カム１４が回動し、アームプレート２が可撓部材２０を変形させて図の下方側に押圧力を与えるカム作用が生ずる。
【００１８】
また、アームプレート２には移動用ハンドル２１が取り付けられ、且つアームプレート２を安定支持するための支持軸２２（図２，図３）が周縁に配設される。また、ガイドレール７のツールマガジン３６に近い側には前方のリミットスイッチ２３が設けられる。また、装着全体はカバー２４により覆われている。
【００１９】
次に、ケナメタル工具交換装置１によるケナメタル工具１２の取り出し作用を説明する。まず、ケナメタル工具１２は図８に示すようにポット部２９に装着されツールマガジン３６の工具取り出し位置４３に位置決めされる。この状態でケナメタル工具交換装置１のアームプレート２等は図３のように工具取り出し位置４３から離れた位置に配置される。移動用ハンドル２１を把持し、アームプレート２等をブラケット３をガイドレール７に案内させてケナメタル工具１２側に移動し、アームプレート２の把持部１１を図３の点線に示すようにケナメタル工具１２の係止溝１３に嵌め込みケナメタル工具１２を把持する。この位置はリミットスイッチ２３とブラケット３の当接により確認される。なお、アームプレート２等はカバー２４とブラケット３間に架設されるチェーン４９により落下防止される。
【００２０】
次に、操作ハンドル５を図２に示すように回動させるとカム機構部４の円筒カム１４が当接部１５を介しアームプレート２を押圧する。図５に示すようにアームプレート２はシャフト１７および可撓部材２０を介して中間部材１６に支持され、円筒カム１４も中間部材１６と当接して配置されるため円筒カム１４の回動によるカムの押圧力によりアームプレート２は可撓部材２０を変位させながら微動され、大きな押圧力がアームプレート２に作用する。本例ではカムとして円筒カム１４を使用するため大きな力が均一にアームプレート２に作用する。
【００２１】
アームプレート２の微動により把持部１１が係合する係止溝１３に引き出し方向の力が作用し、ケナメタル工具１２のシャンク部２５のテーパがポット部２９のテーパ穴３０から解除されケナメタル工具１２はポット部２９側から取り出し可能になる。この状態で操作ハンドル５等を把持してアームプレート２を図３の下方に押圧するとアームプレート２はシャフト１７をブラケット３に案内させた状態に大きく下方に移動し、図３の点線で示した取り出し位置まで下る。従って、手動等によりアームプレート２はケナメタル工具１２を取り外すことができる。ケナメタル工具１２を取り外したら移動用ハンドル２１等を把持し、アームプレート２を上方に引き上げてアームプレート２等を元の位置に引き戻す。なお、引き戻し位置はストッパ９とリミットスイッチ８との当接により確認される。以上によりポット部２９内のケナメタル工具１２を容易に、且つ小さな力が取り出すことができる。また、取り出し作業中はケナメタル工具１２を手で移動させる動作が殆どなく危険性は皆無である。
【００２２】
次に、スピンドル３７内に装着されていたケナメタル工具１２を工具取り出し位置４３に位置決めする方法を図１により簡単に説明する。まず、アーム部４７によりスピンドル３７内のケナメタル工具１２を引き出す。なお、アーム部４７の引き出し力は強力のためケナメタル工具１２の引き出しは円滑に行われる。アーム部４７を回動して一時プール部４６に引き渡す。引き続き中間アーム部４５を回動し、一時プール部４６にあるケナメタル工具１２を把持し、元の位置に回動し、ツールマガジン３６側に移動する。ツールマガジン３６のリンクプレート２８を移動させ、空のポット部２９を中間アーム部４５と相対応する位置に位置決めする。ここで中間アーム部４５に把持されているケナメタル工具１２をリンクプレート２８のポット部２９間に収納する。リンクプレート２８を移動させ、ケナメタル工具１２の装着されているポット部２９を工具取り出し位置４３にセットする。なお、ケナメタル工具１２をスピンドル３７内に装着する方法は工具装着位置４４でポット部２９内にケナメタル工具１２を装着し、前記した逆の動作を行うことにより簡単に行われる。
【００２３】
【発明の効果】
１）本発明の請求項１に記載のケナメタル工具交換装置によれば、カム機構を有するケナメタル工具交換装置のアームプレートをケナメタル工具の係止溝に係合して前記カム機構部のカムによる押圧力を作用させるため、テーパの緩いケナメタル工具でも比較的簡単に、且つ小さな操作力で取り出すことができる。また、取り出し作業中に危険な手作業がなく、安全性の向上が図れる。
２）本発明の請求項２に記載のケナメタル工具交換装置によれば、カム機構部として円筒カムを採用することにより大きな引き出し力が平均して作用し、円滑な引き出し作業が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のケナメタル工具交換装置を設けた工作機械のツールマガジンおよび自動工具交換装置まわりの概要構造を示す正面図。
【図２】本発明のケナメタル工具交換装置の全体構造を示す平面図。
【図３】本発明のケナメタル工具交換装置の全体構造を示す図２の側面図。
【図４】本発明のケナメタル工具交換装置のアームプレートおよびブラケットまわりの構造を説明するための部分断面図。
【図５】本発明のケナメタル工具交換装置のカム機構部まわりの構造を説明するための部分断面図。
【図６】ツールマガジンのリンクプレートとポット部とを示す部分正面図。
【図７】ケナメタル工具の装着されるポット部の概要構造を示す部分軸断面図。
【図８】ポット部に装着されたケナメタル工具を示す部分軸断面図。
【図９】ケナメタル工具の軸断面図。
【符号の説明】
１    ケナメタル工具交換装置
２    アームプレート
３    ブラケット
３ａ  ガイド部
３ｂ  平板部
４    カム機構部
５    操作ハンドル
６    固定板
７    ガイドレール
８    リミットスイッチ
９    ストッパ
１０  シャフト部材
１１  把持部
１２  ケナメタル工具
１３  係止溝
１４  円筒カム
１５  当接部
１６  中間部材
１７  シャフト
１８  鍔部
１９  スラスト軸受
２０  可撓部材
２１  移動用ハンドル
２２  支持軸
２３  リミットスイッチ
２４  カバー
２５  シャンク部
２６  工具把持本体部
２７  クランプ用孔
２８  リンクプレート
２９  ポット部
３０  テーパ穴
３１  ポット本体
３２  ガイドピン
３３  スプリング
３４  ボール
３５  肩部
３６  ツールマガジン
３７  スピンドル
３８  自動工具交換装置
３９  モータ
４０  駆動側ホイール
４１  テンション機構
４２  被駆動側ホイール
４３  工具取り出し位置
４４  工具装着位置
４５  中間アーム部
４６  一時プール部
４７  アーム部
４８  フレーム
４９  チェーン
【図１】
0003865092.tif 000002
【図２】
0003865092.tif 000003
【図３】
0003865092.tif 000004
【図４】
0003865092.tif 000005
【図５】
0003865092.tif 000006
【図６】
0003865092.tif 000007
【図７】
0003865092.tif 000008
【図８】
0003865092.tif 000009
【図９】
0003865092.tif 000010