JP3215838U - 切削工具取替機構 - Google Patents

Abstract

【課題】自動加工機近傍での切削工具取替機構の待機時に、切削液の取替アーム内の進入を防止し、切削工具取替機構の動作を維持可能とする切削工具取替機構を提供する。【解決手段】切削工具マガジンと自動加工機との間で切削工具を取り替え可能な切削工具取替機構であって、ベース、及びベースに伴われて昇降及び回転する取替アームを含み、取替アームには昇降可能に摺動する押引部材４０が取り付けられ、押引部材は先端ロッド４１を備え、先端ロッドは取替アームの先端面を貫通して延伸する。取替アームの昇降移動時に先端ロッドはベースに圧接される。先端ロッドの外側には止水部材６０が覆設され、取替アームが上昇移動すると、止水部材は取替アームの上面３１とベースの被当接部２２の間に圧接され、先端ロッドと取替アームとの隙間を封止する。【選択図】図１１

Description

本考案は、自動加工機と切削工具マガジンとの間で切削工具を取り替えるための自動加工機における連動機械に関する。

切削工具取替機構は、自動加工機と切削工具マガジンとの間で切削工具を取り替えるために用いられる。切削工具の取り替え過程では、特に切削工具を加工機から取り外す際に、切削工具取替機構は一定の力で切削工具を挟持するだけでなく、切削工具が想定外に抜け落ちて落下することのないよう固定する必要がある。

図１及び図２を参照して、従来の切削工具取替機構は、ケーシング１１、主軸１２及びアーム１３を含む。ケーシング１１の底側には被当接部１４が備えられる。ケーシング１１内には、一定の順序で主軸１２を水平回転及び軸方向に垂直移動させるカム構造が設けられている。アーム１３は主軸１２に固着され、主軸１２とともに回転及び移動する。アーム１３両端の主軸１２から離開した箇所には円弧状の掛止部１５が形成されている。このほか、アーム１３には径方向に摺動可能な留め具１６と、軸方向に移動可能な係合片１７が装着されている。当該係合片１７の上端はアーム１３に開設される開孔１３１を貫通して伸出しており、主軸１２が上方へ移動する場合、当該係合片１７は上端が被当接部１４に圧接して内側に収縮する。留め具１６の一端は、主軸１２から離開するよう延伸して掛止部１５と対向し、掛止部１５とともに切削工具１８を挟持及び掛合可能である。また、留め具１６の他端は係合片１７と対向している。係合片１７が摺動して上方に移動する際、係合片１７は留め具１６に当接して摺動不能とすることから、留め具１６と掛止部１５の間に切削工具１８が安定的に挟持される。図３を参照して、主軸１２が上方に移動すると、係合片１７は被当接部１４に圧接することでアーム１３に対して下方に移動する。これにより、留め具１６は係合片１７からの当接がなくなり、径方向へ移動可能となる。結果、切削工具１８は留め具１６を押し開き、留め具１６及び掛止部１５から離脱可能となる。

上記の切削工具取替機構を使用する際には、切削工具を確実に固定できないとの事態が発生し得る。切削工具取替機構は自動加工機と連動することから、作業時間節約のため、必要時にはただちに切削工具を掛合して取り替えを実施する。そのため、切削工具取替機構は自動加工機の近傍において図３に示す状態で待機を維持する必要があるが、往々にして、自動加工機の作業現場には大量の切削液が四方に飛散している。切削液が係合片１７の上端と開孔１３１との隙間からアーム１３内に進入し、係合片１７の周囲を塞ぐと、係合片１７の移動が緩慢或いは困難となったり、所定の位置への確実な移動が不可能となったりする。これが留め具１６の摺動に影響を与え、切削工具は取り替え過程で切削工具取替機構から過度に早く或いは遅く解放されてしまう。結果、取り替え過程が影響を受け、切削工具や自動加工機の損傷につながる恐れすらある。

本考案は、自動加工機の作業現場において所定の動作機能を維持し、所定のストローク或いはタイミングで切削工具を固定及び解放可能な切削工具取替機構を提供することを目的とする。

上記及びその他の目的を達成すべく、本考案は、ベース、取替アーム、少なくとも１つの押引部材、及び少なくとも１つの止水部材を含む切削工具取替機構を提供する。当該ベースは伝動軸を備え、当伝動軸を軸方向に移動させる。当該取替アームは当該伝動軸に設けられ、当該伝動軸に伴われて、当該ベースに近接する第１位置と、当該ベースから離開する第２位置との間で移動する。当該取替アームは、当該ベースに面する上面を備えるとともに、当該上面に位置する開孔を備え、当該上面と当該ベースとの間に軸方向移動空間を有する。当該押引部材は先端ロッドを備える。当該押引部材は摺動するよう当該取替アームに設けられ、当該開孔を貫通して当該軸方向移動空間内に延伸する。当該止水部材は覆設孔を備える。当該止水部材は当該軸方向移動空間に収容され、当該先端ロッドが当該覆設孔に挿設される。当該止水部材の軸方向の高さは、当該取替アームが当該第１位置に位置する際の当該軸方向移動空間の高さ以上である。

以上より、本考案で提供する切削工具取替機構は切削工具マガジンと自動加工機に取り付け可能である。切削工具マガジンと自動加工機との間で切削工具を取り替えて自動加工機で加工する際に、切削工具取替機構は自動加工機の近傍で待機するが、止水部材を取替アームとベースの間に介在させることで、押引部材の先端ロッドと取替アームとの隙間が封止される。これにより、取替アーム内への切削液の進入が回避される結果、切削工具取替機構の動作フローが正常に維持される。

図１は、従来の切削工具取替機構を側面から見た部分断面図である。 図２は、従来の切削工具取替機構を上方から見た部分断面図である。 図３は、従来の切削工具取替機構を他の動作時に側面から見た部分断面図である。 図４は、本考案の第１実施例における切削工具取替機構を側面から見た部分断面図である。 図５は、図４の部分拡大図である。 図６は、本考案の第１実施例における切削工具取替機構を上方から見た部分断面図である。 図７は、本考案の第１実施例における押引部材と止水部材の分解斜視図である。 図８は、本考案の他の実施例における止水部材の断面図である。 図９は、本考案の別の実施例における止水部材の断面図である。 図１０は、本考案の第１実施例における切削工具取替機構を他の動作時に側面から見た部分断面図である。 図１１は、図１０の部分拡大図である。 図１２は、本考案の第２実施例における切削工具取替機構を側面から見た部分断面図である。 図１３は、図１２の部分拡大図である。 図１４は、本考案の第２実施例における切削工具取替機構を他の動作時に側面から見た部分断面図である。 図１５は、図１４の部分拡大図である。

本実施例は、自動加工機の切削工具を貯蔵する切削工具マガジンと自動加工機の主軸との間で切削工具を取り替え可能であり、切削工具マガジン内の切削工具と自動加工機の主軸における切削工具を交換することで、自動加工機における切削工具の取り替えとの使用機能を実現する切削工具取替機構を提供する。図４〜図７を参照して、本実施例の切削工具取替機構は、ベース２０、取替アーム３０、２つの押引部材４０、２つの挟持部材５０及び２つの止水部材６０を含む。

当該ベース２０は、底部を貫通して外部に延伸する伝動軸２１を備え、伝動軸２１によって軸方向が規定されている。当該ベース２０内には、伝動軸２１を所定の順序で軸方向に移動及び軸方向周りに回動させるよう、モータ又はその他の動力装置によって駆動されるカム群が設けられている。このほか、ベース２０の底部には被当接部２２が備わっている。被当接部２２は伝動軸２１とともに軸方向に移動することがないため、他の部材からの当接を受け止め可能である。

取替アーム３０は伝動軸２１に設けられており、伝動軸２１の移動又は回動に伴われて移動する。取替アーム３０は、被当接部２２に面する上面３１を備える。また、当該取替アーム３０は当該上面３１に位置する開孔３１１を備え、上面３１と被当接部２２の間に軸方向移動空間を有する。取替アーム３０の両端は伝動軸２１から径方向に延伸している。取替アーム３０は２つの掛止部３２を備え、２つの掛止部３２はそれぞれ取替アーム３０の両端に位置している。掛止部３２は切削工具９０に密着可能なように、円弧状の凹口を有している。

押引部材４０は取替アーム３０に設けられ、取替アーム３０に対して軸方向に移動可能である。押引部材４０は先端ロッド４１を備える。先端ロッド４１は、取替アーム３０の上面３１に開設された開孔３１１を貫通し、上面３１と被当接部２２の間の軸方向移動空間に延伸している。このほか、当該押引部材４０はバネ４２を含む。バネ４２は、押引部材４０及び先端ロッド４１を随時上方へ位置回復させるよう、取替アーム３０を付勢している。

挟持部材５０は取替アーム３０内に設けられ、取替アーム３０に対し摺動可能とされる。挟持部材５０は一端に突起５１を備える。突起５１と掛止部３２の凹口は対向しており、切削工具９０が掛止部３２から任意に分離することのないよう、突起５１と掛止部３２の凹口の間に切削工具９０を挟み込み可能となっている。挟持部材５０が任意に移動しないよう、挟持部材５０の他端は取替アーム３０に沿って延伸し、押引部材４０と対向するとともに、押引部材４０に当接している。また、押引部材５０は、押引部材５０が掛止部３２に向かって随時位置回復するよう取替アーム３０を付勢する弾性部材５２を備える。

当該止水部材６０としては、ゴム、プラスチック、或いはゴム又はプラスチックを含む複合材料が可能である。例えば、図８を参照して、止水部材６０はゴムの内部に金属を含有するか、その他のブロック体をゴムで被覆する。或いは、図９を参照して、止水部材６０は、先端部に位置する耐摩擦層６１と、底部に位置するゴム層６２を備える。例えば、当該耐摩擦層６１の材質は金属であり、耐摩擦層６１とゴム層６２が連なっている。また、耐摩擦層６１のうち上方を向く面はベースの被当接部に面している。図４〜図７を参照して、当該止水部材６０は覆設孔６３を備える。覆設孔６３は貫通孔であり、且つ、押引部材４０の先端ロッド４１に覆設されるよう、覆設孔６３の形状はいずれも押引部材４０の先端ロッド４１に対応した円形となっている。止水部材６０の外表面は円柱状としてもよいし、多角柱形状としてもよい。止水部材６０は、被当接部２２と上面３１の間の軸方向移動空間に収容される。押引部材４０の先端ロッド４１は、止水部材６０が先端ロッド４１に覆設されるよう覆設孔６３に挿設されている。本実施例の覆設孔６３の孔径は、先端ロッド４１の外径と同等か僅かに小さい。そのため、止水部材６０は先端ロッド４１の先端に位置し、先端ロッドとともに移動することになる。覆設孔６３の孔径が先端ロッド４１の外径よりも大きい場合、止水部材６０は重力によって上面３１上に落下するが、これでも可能である。

前記切削工具取替機構の使用時には、例えば電力やモータといった外部からの動力がベース２０に入力される。ベース２０は伝動軸２１を軸方向に移動させ、これに伴って取替アーム３０も移動する。図１０を参照して、取替アーム３０は、第１位置への移動に際してベース２０及び被当接部２２に近接するよう移動し、押引部材４０の先端ロッド４１が被当接部２２に圧接する。これにより、押引部材４０は取替アーム３０に対して下方に移動するため、挟持部材５０に対する押引部材４０からの当接がなくなる。結果、挟持部材５０が取替アーム３０に沿って移動可能となり、切削工具９０は力を受けると挟持部材５０と突起５１を押動して、掛止部３２から分離するか、或いは、外部から掛止部３２と突起５１の間に進入可能となる。図１０及び図１１を参照して、取替アーム３０が第１位置まで移動すると、被当接部２２と上面３１との軸方向移動空間が止水部材６０の軸方向の高さと同等か僅かに小さくなる。これにより、止水部材６０は取替アーム３０の上面３１とベース２０の被当接部２２の間に挟持されるとともに、先端ロッド４１のうち軸方向移動空間に露出した部分を取り囲む。止水部材６０は先端ロッド４１と取替アーム３０の開孔３１１との隙間を封止可能なため、自動加工機近傍での切削工具取替機構の待機時に、取替アーム３０内への切削液の進入を回避可能となり、取替アーム３０内における押引部材４０の滑らかな移動が維持される。

図４〜図６を参照して、ベース２０は伝動軸２１を伴って第２位置まで継続的に移動可能である。このとき、伝動軸２１は軸方向に下方へと移動することから、押引部材４０の先端ロッド４１に対する被当接部２２からの当接がなくなり、押引部材４０は上方へと位置回復して挟持部材５０に当接する。これにより、挟持部材５０が任意に移動不能となるため、切削工具９０は挟持部材５０を押動できず、掛止部３２から分離不可能となる。このとき、切削工具取替機構が交換作業を実施中であることから、自動加工機は切削液の吹き付けを停止している。また、伝動軸２１が切削工具の交換に伴って取替アーム３０を回動させるため、遠心力の作用によって上面３１に残留していた切削液が振り落とされる。結果、切削工具取替機構による取り替え作業の際に、残留切削液が先端ロッド４１と取替アーム３０の開孔３１１との隙間から取替アーム３０内に進入することがなくなり、押引部材４０の移動経路をクリーンに保つことが可能となる。

前記切削工具取替機構を用いれば、自動加工機近傍での切削工具取替機構の待機時において、自動加工機が加工時に使用した切削液が止水部材により妨げられるため、取替アーム内における押引部材の移動経路に進入することがなくなる。そのため、切削液による押引部材の移動経路の詰まりが回避され、押引部材のスムーズな移動を維持可能となる。結果、所定の方式による挟持部材の動作が確実に保証され、切削工具取替機構の動作機能が維持される。

図１２〜図１５を参照して、本考案の第２実施例において、切削工具取替機構の部材及びこれらの接続関係は図４〜図７に示す本考案の第１実施例の切削工具取替機構と類似している。ただし、止水部材６０の覆設孔は盲穴となっており、先端ロッド４１が止水部材６０の覆設孔に挿設されることで、止水部材６０が先端ロッド４１の先端に覆設される。図１４及び図１５を参照して、取替アーム３０が第１位置に移動する際、止水部材６０は先端ロッド４１の周囲を取り囲むだけでなく、先端ロッド４１の先端部も取り囲むことで第１実施例と類似の使用機能を発揮可能である。

以上述べたように、本考案で開示する切削工具取替機構は自動加工機の近傍で待機するが、待機時に切削液が取替アーム内に進入することがないよう効果的に防止可能である。これにより、切削工具取替機構本来の動作機能が維持されるため、良好な使用効果が奏される結果、自動機による加工に極めて有益となる。なお、以上の実施例は本考案の技術内容を説明及び詳述するためのものにすぎず、本考案の範囲は本考案の実用新案登録請求の範囲に準じるものとする。

１１ ケーシング
１２ 主軸
１３ アーム
１３１ 開孔
１４ 被当接部
１５ 掛止部
１６ 留め具
１７ 係合片
１８ 切削工具
２０ ベース
２１ 伝動軸
２２ 被当接部
３０ 取替アーム
３１ 上面
３１１ 開孔
３２ 掛止部
４０ 押引部材
４１ 先端ロッド
４２ バネ
５０ 挟持部材
５１ 突起
５２ 弾性部材
６０ 止水部材
６１ 耐摩擦層
６２ ゴム層
６３ 覆設孔
９０ 切削工具

Claims (9)

1. 伝動軸を備え、当伝動軸を軸方向に移動させるベース、
   当該伝動軸に設けられ、当該ベースに近接する第１位置と、当該ベースから離開する第２位置との間で移動する取替アームであって、当該ベースに面する上面を備えるとともに、当該上面に位置する開孔を備え、当該上面と当該ベースとの間に軸方向移動空間を有する取替アーム、
   先端ロッドを備え、摺動するよう当該取替アームに設けられ、当該開孔を貫通して当該軸方向移動空間内に延伸する少なくとも１つの押引部材、
   覆設孔を備え、当該軸方向移動空間に収容されるとともに、当該先端ロッドが当該覆設孔に挿設され、軸方向の高さが、当該取替アームが当該第１位置に位置する際の当該軸方向移動空間の高さ以上である少なくとも１つの止水部材、を含む切削工具取替機構。
2. 当該覆設孔は当該止水部材を貫通している請求項１記載の切削工具取替機構。
3. 当該止水部材が当該押引部材とともに移動するよう、当該覆設孔の内径は当該先端ロッドの外径に対応している請求項２記載の切削工具取替機構。
4. 当該止水部材の覆設孔は盲穴である請求項１記載の切削工具取替機構。
5. 当該止水部材は、プラスチック、ゴム、或いはプラスチック又はゴムを含む複合材料である請求項１記載の切削工具取替機構。
6. 当該止水部材は、互いに連なる耐摩擦層とゴム層を含み、当該耐摩擦層が当該ベースに面している請求項１記載の切削工具取替機構。
7. 当該止水部材の外表面は円柱状である請求項１記載の切削工具取替機構。
8. 当該取替アームは掛止部を備え、当該切削工具取替機構は更に挟持部材を含み、当該挟持部材は摺動するよう当該取替アームに設けられ、当該挟持部材の一端は当該掛止部と対向しており、当該挟持部材の他端は当該押引部材と対向するとともに当該押引部材に当接される請求項１〜７のいずれかに記載の切削工具取替機構。
9. 当該取替アームは２つの掛止部を備え、当該切削工具取替機構は２つの押引部材と２つの止水部材を含むとともに、更に２つの挟持部材を含み、各当該挟持部材は摺動するよう当該取替アームに設けられ、各当該挟持部材は、一端が一方の掛止部と対向しており、他端が一方の押引部材と対向するとともに当該押引部材に当接される請求項１〜７のいずれかに記載の切削工具取替機構。