JP2021011007A - 工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。【解決手段】本発明の工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造は、ケースと、ロック手段と、アンロック手段とを含み、ケースは、刃物棒を収容するためのものであり、ロック手段は、ケースの内に差し込まれた刃物棒の端部に軸方向の引っ張り力及び径方向の圧力を印加することにより、刃物棒がより安定的に刃物収容構造に差し込まれる。アンロック手段は、前記刃物棒をケースから退出させるとなるように、前記軸方向の引っ張り力を相殺する推力を印加して前記ロック手段による前記刃物棒への規制を解除する。【選択図】図1

Description

本発明は、工作機械の加工用刃物に関し、特に工作機械の刃物のロック及びアンロック構造に関する。
工作機械の工具マガジンは刃物棒を差し込んで実装するための複数の刃物ケースを備え、刃物棒にはそれぞれ異なる仕様の刃物が固定された。刃物棒を安定化するために、刃物棒が刃物ケースから不適切に離脱して刃物棒や刃物の損害を起こすことを避けるように、既知の刃物ケース構造は、その内部に通常、係止構造を設ける。係止構造は、刃物棒を刃物ケースに差し込む端を係止するように作用して、刃物棒の不適切的な離脱を防止する。台湾実用新案M477934号及びM439538号の「工作機械の刃物マガジンの刃物ケースに係わる構造の改良」に開示されたように、刃物ケースの後段部分に複数の径方向孔が設けられ、径方向孔にそれぞれ鋼ビーズとばねとを配置し、ばねを実装することにより鋼ビーズに対して径方向の付勢力を付与して、鋼ビーズを刃物棒の刃物ケースに差し込ませる一端に当接させる。当然、前記の係止構造は、刃物棒の位置を規制することができるが、刃物棒は、ばねによる径方向の付勢力だけでは、安定性を充分に確保することができない。逆に、刃物棒を刃物ケースに差し込んだ後の安定性を向上するため材料剛性の高いばねを利用すれば、刃物棒を取り外すとき、ばねの付勢力を克服するために大きな引っ張り力が必要であるが、取り外す時に力の制御が不適切になると操作者が負傷する恐れが有る。そのため、補助ツールを使用して刃物棒と刃物ケースとの間の隙間に挿入してツールを引っ張って刃物棒を刃物ケースから強制離脱すると、刃物棒を手動で取り外すことが多い、操作の不便が増える。
これに鑑みて、本発明は、刃物棒を差し込んだ後の安定性を向上させるとともに刃物棒が容易に退出することができる工作機械の刃物のロック及びアンロック構造を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、内部に刃物収容空間を有し、前記刃物収容空間を通過する軸線を定義し、前記刃物棒が前記軸線に沿って前記刃物収容空間を出入りするケースと、前記刃物収容空間に差し込んだ前記刃物棒の端部に、前記軸線と平行するとともに前記刃物棒から離れる方向に沿って、軸方向の引っ張り力を付与して前記刃物棒の前記刃物収容空間からの退出を規制するロック手段と、前記刃物棒を前記刃物収容空間から退出させるように、前記軸方向の引っ張り力を相殺する推力を印加して前記ロック手段による前記刃物棒への規制を解除するアンロック手段とを、含む工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造を提供する。
本発明の効果は、刃物棒に径方向及び軸方向の付勢力を付与して、刃物棒を刃物ケースに安定に差し込むことができるとともに、アンロック手段により刃物棒をより簡単に取り外す可能である。
本発明の好ましい実施形態による工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造を示す斜視図である。 ロック部材がロック位置に位置する様子を示す、図1の2−2方向に沿う断面図である。 図1に示した構成における刃物ケース及びロック手段の分解図である。 刃物ケースとロック手段との組み合わせ関係を示す断面図である。 ロック部材が解放位置に位置し、刃物棒を徐々に取り出す過程を示す断面図である。 ロック部材が解放位置に位置し、刃物棒を徐々に取り出す過程を示す断面図である。 ロック部材が解放位置に位置し、刃物棒を徐々に取り出す過程を示す断面図である。 刃物棒が取り出された、ロック部材がロック位置に戻った状態を示す断面図である。 本発明の他の好ましい実施形態による工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造を示す斜視図である。 図9に示した構成の組み合わせを示す断面図である。 本発明のもう一つの好ましい実施形態による工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造を示す斜視図である。 図11に示した構成における刃物ケース及びロック手段の分解図である。 ロック部材がロック位置に位置する様子を示す、図11の13−13方向に沿う断面図である。 ロック部材が解放位置に位置している状態を示す断面図である。
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1ないし図4は、本発明の好ましい実施形態による工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造100を示す。それがチェーン式工作機械に適用できるが、これに限らない。本実施形態による刃物棒のロック及びアンロック構造100は、刃物棒を刃物ケースに安定させるとともに刃物棒を簡単に退出させる効果を有する。前記刃物棒200は、棒本体201、ネック部202及び端部203を順に連結してなり、その棒本体201の一端は刃物(図示せず)に固定して接続する。端部203の外径は、ネック部202の外径よりも大きく、且つ端部203は、傾斜しかつ環状に配置されているフロント押し面203aとリア傾斜面203bとを備える。
前記刃物棒のロック及びアンロック構造100は、刃物棒200を差し込むためのケース10、ケース10に結合されており、刃物棒200のケース10からの退出を規制するためのロック手段20、及びロック手段20の刃物棒200に対する規制を解除するためのアンロック手段30を含み、以下はケース10、ロック手段20、及びアンロック手段30を説明する。
図3及び図4に示したように、当該ケース10は、両端がそれぞれ開口を有する中空の筒体であり,当該ケース10の軸心を通過する軸線Lを定義されている。本実施形態のケース10は、フロントスリーブ12と、リアスリーブ14と、複数枚のボルト16とを有する。フロントスリーブ12の内部は、円錐孔からなる刃物収容空間12aを有し、その一端側に複数のボルト孔12bが設けられる。リアスリーブ14の内部は、軸孔14aを有し、その一端側には複数の貫通孔14b及びブラインドホール14cが設けられる。これらのボルト16はそれぞれ対応の貫通孔14bを貫通してフロントスリーブ12のボルト孔12bにロックされて、リアスリーブ14が自由に取り外すようにフロントスリーブ12に接続させる。軸孔14aは、刃物収容空間12aに連通する。また、リアスリーブ14は、フロントスリーブ12との接続端に対する他端に、当該軸線Lへ突出して伸びる障碍壁141が設けられ、障碍壁141の端縁が囲んで端孔14dを形成する。端孔14dは、軸孔14aに接続して、その孔径が軸孔14aの孔径よりも小さく、端孔14dと軸孔14aの壁との接続箇所には傾斜している内接面142が形成される。前記軸線Lは、刃物収容空間12a、軸孔14a及び端孔14dを通過する。刃物棒200は、当該軸線Lに沿って当該ケース10を出入りする。
当該刃物収容構造100の刃物ロック手段20は、当該リアスリーブ14に接合するとともに、ロック部材22と、バリア24と、ばね26と、押圧部材28とを含む。ロック部材22は、中心孔22aを有する円筒体であり、当該ケース10の端孔14dを貫通して、ロック部材22が当該軸線Lに沿って図2に示すロック位置P1及び図5に示す解放位置P2との間に前後移動できる。当該ロック部材22の一部は、軸孔14aに位置し、当該部分の周壁に当該中心孔22aに連通する複数の貫通孔22bが設けられる。ロック部材22の他部は、当該ケース10の外に露出して当該バリア24に接続する。本実施形態では、ロック部材22の周壁にはリング槽22cが設けられ、バリア24は、リング状スライスであり、ロック部材22の外面に外嵌している。C型ボタン23は、リング状槽22cに係合して、バリア24の離脱経路を規制している。ばね26は複数を有し、リアスリーブ14の各ブラインドホール14cに収容されており、その一端は、ブラインドホール14cの底面に当接し、他端はバリア24に当接して、ばねの弾性力は当該作用力を構成する。ばね26がバリア24に軸線に平行するとともにケース10から離れるような作用力を付与して、間接に、ロック部材22が該ロック位置P1へ移動させるように維持する。押圧部材は、丸ビーズ28であり、ロック部材22の各貫通孔22bには、それぞれ一つのビーズ28が収容される。ケース10の軸孔14aの壁から当該ロック部材22の外周面までの距離Dは、当該ビーズ28の直径よりも小さい。
図2は、刃物棒200がケース10に差し込まれた状態を示す。この状態で刃物棒200の端部203が当該ロック部材22の中心孔22a内に位置し、ロック部材22は、ばね26の作用力の影響を間接に受けてロック位置P1に保持する。ビーズ28は、当該リアスリーブ14の内接面142と当該端部203のリア傾斜面203bに同時に当接し、かつロック部材22の外へ移動させるような押しを受けて端部203に軸方向の引っ張り力Fxを発生するだけではなく、当該内接面142の規制を受けて、該端部203に径方向の圧力Fyを発生する。これによって、刃物棒200は、より安定に刃物収容構造100の中に差し込まれるので、容易に刃物収容空間12aから退出することがない。
以上は、ロック手段20が刃物棒200のナイフスリーブ10からの退出を規制する構造を説明した。ロック手段20の刃物棒200に対する規制を解除するためのアンロック手段30について以下に説明する。
図2に示すように、アンロック手段30は、ロック部材22に対して推力F(図5参照)を生成するように操作される先端棒32を含み、推力Fによりロック部材22を解放位置P2に移動させる。本実施形態のアンロック手段30は、圧力源によって発生する推力を制御するための装置であり、工作機械の特定の位置のケースの後に設置された。具体的には、アンロック手段30は、シリンダー本体34と、シリンダー本体34内を摺動するピストン36とを含む。先端棒32の一端はピストン36に連結され、他端はシリンダー本体34から延出しロック手段20のロック部材22に向けており、空気圧または油圧の変化を制御することにより、ロック部材22を解放位置P2に向かって押すように先端棒32を前方に移動させ、または先端棒32を後方に退避させる。さらに、先端棒32の正確な移動を保証するために、アンロック手段30は、シリンダー本体34の外部にリードスイッチ38を配置してピストン36の位置を確認してもよい。なお、上記の伸縮シリンダーに加えて、例えばピニオンとラックを利用し、ラックの一端を先端棒に接続するような他の配置も、ピニオンの正逆回転を制御することによっても、伸縮シリンダーと同様な作動効果を達成できる。
図5に示すように、刃物棒200を取り外す場合、作業者は圧力源を作動させてピストン36を移動させ、先端棒32の先端をロック部材22に当接させ、ピストン36が移動し続けて、発生する推力Fは刃物棒200の端部203に対してロック手段20の印加した軸方向の引っ張り力Fxを相殺すると、先端棒32はロック部材22を押して刃物棒200に向かって解放位置P2に移動させる。このとき、ばね26は圧縮状態にあり、ビーズ体28はロック部材22にもはや押されず、自由に貫通孔22bの中に移動できる。図6に示すように、ロック部材22の外周面とケース10の軸孔14aの壁との間には距離Dがあるので、刃物棒200の端部203の最大径の部分がビーズ体28に通過するとき、ビーズ体28は外へ押されて刃物棒200の端部203がビーズ体28を通過できる。図7は刃物棒200がロック部材20に規制されることなく簡単に取り外せることを示す。図8は、刃物棒200が既にケース10から取り外され、先端棒32が再び操作されて後退し、ばね26が貯蔵している圧縮エネルギーを解放してロック部材22をロック位置P1に戻したことを示す。
上述により分かるように、本発明の好ましい実施形態による刃物棒のロック及びアンロック構造100は、刃物棒200に径方向及び軸方向の作用力を付与して、刃物棒200がケース10に差し込まれる場合の安定性の向上を実現する。さらに、アンロック手段30を配置することにより刃物棒をより簡単かつ確実に取り外す可能である。
図9及び図10に示す本発明の他の好ましい実施形態の刃物のロック及びアンロック構造300は、異なる構造形態の刃物棒400に適用する。前記刃物棒400の一端はリング状壁401を有する。リング状壁401の端縁は、軸線Lへ突出して端部402を形成する。端部402の内側には内斜面402aが形成される。
本実施形態による刃物のロック及びアンロック構造300のケース40は、インナースリーブ42とアウタースリーブ44からなり、当該インナースリーブ42は、複数のボルト46によりアウタースリーブ44の内部に固定される。インナースリーブ42の外周面とアウタースリーブ44の内壁面との間は、刃物収容空間Sを構成する。インナースリーブ42は軸孔42aを有し、かつその内壁における大抵中部には軸線Lへ突出して伸びるように障碍壁42bが形成される。インナースリーブ42の周壁には、軸孔42aに連通する複数の貫通孔42cが取り囲む形に設けられる。
刃物のロック及びアンロック構造300のロック手段50は、ロック部材52と、バリア54と、ばね56と、ビーズ体58とを含む。ロック部材52は、ヘッド部52aを有する丸棒体であり、ロック部材52は、軸孔42aを貫通する本体にはリング状のバリア54を設ける。当該ヘッド部52aは、当接面52bを有する。ばね56は、ロック部材42本体に外嵌し、一端は障碍壁42bに当接し、他端は当該バリア54に当接することにより当該ロック部材52に作用力を付与する。当該作用力により、ロック部材52が図10に示すロック位置P3へ移動するように維持する。ビーズ体58はインナースリーブ42の貫通孔42cに収容される。
刃物棒400のリング状壁401がケース40の刃物収容空間S中に差し込まれてロック部材52がロック位置P3に位置するとき、ビーズ体58は、刃物棒400の端部402における内斜面402aとロック部材52の当接面52bの両方に同時に当接する。前記構造関係により、ビーズ体58が刃物棒400の端部402に軸方向の引っ張り力及び径方向の圧力を同時に発生させて、刃物棒400がケース40に差し込まれた後の安定性を確保する。前述の実施形態に係るアンロック手段30と同様に、刃物のロック及びアンロック構造300のアンロック手段60は、工作機械の特定の位置のケースの後に設置されており、先端棒62を介してロック部材52に刃物棒400への推力Fを付勢すれば、刃物ロック手段50による刃物棒400の端部402への規制を解除することにより、刃物棒400を順調にケース40から取り出すことができる。その具体的な連動関係及び効果は、上記の実施形態の記述と同じであるので、重複説明を省略する。
図11ないし図14に示す本発明のもう一つの好ましい実施形態の刃物のロック及びアンロック構造500は、刃物棒400に適用する。本実施形態による刃物のロック及びアンロック構造500のケース70は、前記他の好ましい実施形態によるケース40はと同様に、アウタースリーブ72とアウタースリーブ72の内部に固定されるインナースリーブ74とを含むが、該アウタースリーブ72が円盤式の工具マガジンに適用するものであって、後端にローラ76が連結され、また、径方向孔72aを備える。
刃物のロック及びアンロック構造500のロック手段80は、前記他の好ましい実施形態によるロック手段50はと同様に、丸棒体であるロック部材82は、インナースリーブ74の軸孔74aを貫通し、一端はロッド83と連結する。ばね84は、一端がインナースリーブ74の内の障碍壁74bに当接し、他端は当該バリア86に当接することによりロック部材82に作用力を付与する。当該作用力により、ロック部材82が図13に示すロック位置P4へ移動するように維持する。
この場合、ロック部材82の一端に連結されたロッド83は径方向孔72aに延出し、ビーズ体88は、ロック部材82により刃物棒400から離れる方向へ押され、刃物棒400の端部402に軸方向の引っ張り力を付与するとともに、ロック部材82のヘッド部82aの当接面82bに規制され、端部402に径方向の圧力を付与するので、刃物棒400の安定性を確保する。
同様に、刃物のロック及びアンロック構造500のアンロック手段90は、円盤式の工具マガジンの特定の位置のケースの側に設置されており、先端棒92を径方向孔72aに延びさせてロック部材82を押して解放位置P2に移動させることにより、刃物ロック手段80による刃物棒400の端部402への規制を解除する。ロック手段80とアンロック手段90の具体的な連動関係及び効果は、上記の実施形態の記述と同じであるので、重複説明を省略する。
上述したものは本発明の好ましい実施形態に過ぎず、本発明の明細書及び特許請求の範囲の均等な変化はすべて、本発明の特許請求の範囲内に含まれるべきである。
本発明の好ましい実施形態
100刃物棒のロック及びアンロック構造
10ケース
12フロントスリーブ 12a刃物収容空間 12bボルト孔
14リアスリーブ 141障碍壁 142内接面
14a軸孔 14b貫通孔 14cブラインドホール
14d端孔 16ボルト
20ロック手段
22ロック部材 22a中心孔 22b貫通孔
22cリング状槽 23 C型ボタン 24バリア
26ばね 28ビーズ体
30アンロック手段
32先端棒 34シリンダー本体 36ピストン
38リードスイッチ
200刃物棒
201 本体部 202ネック部 203端部
203aフロント押し面 203b後斜面

本発明の他の好ましい実施形態
300刃物棒のロック及びアンロック構造
40ケース
42インナースリーブ 42a軸孔 42b障碍壁
42c貫通孔 44アウタースリーブ 46ボルト
50ロック手段
52ロック部材 52aヘッド部 52b当接面
54バリア 56ばね58ビーズ体
60アンロック手段
62先端棒
400刃物棒
401リング状壁 402端部 402a内斜面

本発明のもう一つの好ましい実施形態
500刃物棒のロック及びアンロック構造
70ケース
72アウタースリーブ 72a径方向孔 44インナースリーブ
74a軸孔 74b障碍壁 76ローラ
80ロック手段
82ロック部材 82aヘッド部 82b当接面
83ロッド 84ばね 86バリア
88ビーズ体
90アンロック手段
92先端棒
D軸孔の壁からロック部材の外周面までの距離
F推力 Fx軸方向引っ張り力 Fy径方向圧力
P1、P3、P4 ロック位置
P2、P5 解放位置
L軸線 S刃物収容空間

Claims (12)

  1. 端部を有する刃物棒のロック及びアンロック構造であって、
    内部に刃物収容空間を有し、前記刃物収容空間を通過する軸線を定義し、前記刃物棒が前記軸線に沿って前記刃物収容空間を出入りするケースと、
    前記刃物収容空間に差し込んだ前記刃物棒の端部に、前記軸線と平行するとともに前記刃物棒から離れる方向に沿って、軸方向の引っ張り力を付与して前記刃物棒の前記刃物収容空間からの退出を規制するロック手段と、
    前記刃物棒を前記刃物収容空間から退出させるように、前記軸方向の引っ張り力を相殺する推力を印加して前記ロック手段による前記刃物棒への規制を解除するアンロック手段とを、
    含む工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。
  2. 前記ロック手段は、さらに、前記刃物収容空間に差し込んだ前記刃物棒の端部に径方向の圧力を付与する、請求項1に記載の工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。
  3. 前記ケースは、前記軸線に位置し前記刃物収容空間に連通する軸孔を有し、
    前記ロック手段は、前記ケースの前記軸孔を挿入して前記軸線に沿ってロック位置と解放位置との間に移動可能であるロック部材と、少なくとも一つの押圧部材とを有し、
    前記ロック部材が前記ロック位置に位置するとき、前記少なくとも1つの押圧部材を押して前記刃物棒の端部に前記軸方向の引っ張り力及び前記径方向の圧力を付与し、
    前記アンロック手段は、前記ロック部材を前記解放位置に移動させるため該ロック部材に対して推力を付与するように操作される先端棒を含む、請求項2に記載の工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。
  4. 前記刃物ロック手段の前記刃物ロック部材の一端が前記ケースの外に突出し露出して、バリアに接続し、
    前記ロック手段は少なくとも一つのばねを含み、該少なくとも一つのばねの一端が前記ケースに当接し、他端が前記バリアに当接し、前記ロック部材が前記ロックの位置へ移動することを維持するように、前記刃物ロック部材に作用力を付与する、請求項3に記載の工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。
  5. 前記ケースは、フロントスリーブとリアスリーブとを含み、前記フロントスリーブは前記刃物収容空間を有し、前記リアスリーブは前記軸孔を有し、自由に取り外すように前記フロントスリーブに当接し、前記少なくとも一つのばねは一端が前記フロントスリーブに当接し、他端が前記バリアに当接する、請求項4に記載の工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。
  6. 前記ロック部材は、中心孔を有する円筒体であり、前記ロック部材の周囲壁に、前記中心孔に連通する少なくとも一つの貫通孔が設けられ、前記少なくとも一つの押圧部材は、前記貫通孔に収容されるビーズ体を含み、前記ケースの前記軸孔の壁から前記ロック部材の外周面までの距離は、前記ビーズ体の直径よりも小さい、請求項4又は5に記載の工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。
  7. 前記刃物棒は、棒本体を含み、前記棒本体と前記端部との間にネック部が連結され、前記端部の外径は、前記ネック部の外径よりも大きく、前記刃物収容空間に差し込んだとき前記ロック部材の前記中心孔内に伸び、前記ビーズ体は、前記刃物棒が前記刃物収容空間から出入りするとき、前記端部の押圧により前記貫通孔を移動する、請求項6に記載の工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。
  8. 前記ケースは前記軸線へ突出して伸びる障碍壁を有し、前記障碍壁は内接面を有し、前記刃物棒の前記端部は、互いに反対側に向いているフォワード押圧面とリア傾斜面とを有し、前記ビーズ体は、前記ロック部材がロック位置に位置するとき、前記内接面と前記リア傾斜面との両方に当接する、請求項7に記載の工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。
  9. 前記ロック手段の前記ロック部材は、円柱体であって前記軸孔を貫通し、前記ロック手段は、一端が前記ケースに当接し、他端が前記ロック部材に作用するように前記ロック部材に外嵌するばねを含む、請求項3に記載の工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。
  10. 前記ケースは、インナースリーブとアウタースリーブを含み、前記インナースリーブは、前記アウタースリーブの内部に設けられ、前記インナースリーブと前記アウタースリーブとの間が、前記刃物収容空間を構成し、前記インナースリーブは前記軸孔を有し、前記インナースリーブの内壁は、前記軸線へ突出して伸びるように障碍壁を形成し、前記ロック部材の本体にはバリアが設けられ、前記ばねの一端は、前記障碍壁に当接し、他端は前記バリアに当接する、請求項9に記載の工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。
  11. 前記刃物棒はリング状壁を有し、前記リング状壁の端縁は、前記軸線へ突出して伸びるように前記端部を形成し、前記端部は、内斜面を有し、前記ロック部材は、当接面を有するヘッド部を有し、前記インナースリーブ周壁には、軸孔に連通する少なくとも一つの貫通孔が設けられ、前記少なくとも一つの押圧部材は、前記貫通孔に収容されるビーズ体を含み、前記ビーズ体は、前記ロック部材が前記ロック位置に位置するとき、前記内斜面と前記当接面との両方に同時に当接する、請求項10に記載の工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。
  12. 前記アウタースリーブは径方向孔を有し、前記ロック部材がロック位置に位置するときその一端が突出して前記径方向孔に伸び、前記先端棒が径方向孔に延び前記ロック部材を押して前記解放位置、請求項10または11に記載の工作機械の刃物棒のロック及びアンロック構造。
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