JP2012096345A - 工具ポット - Google Patents

Abstract

【課題】工具ポットにおける工具ユニットの保持を良好に行うことができるようにする。
【解決手段】工具ポット３０は、先端に工具２２を具備してなる工具ユニット２０のシャンク本体２４を挿入可能に形成されたポット本体３１を備えている。ポット本体３１は工具ユニット２０を挿入可能な先端開口３４を有しており、この先端開口３４には工具ユニット２０のクランプ部２５に対して当該工具ユニット２０の挿入方向における先側から対向する開口フランジ部３７が形成されている。開口フランジ部３７には磁石５１が固定されており、当該磁石５１の磁力によってクランプ部２５が吸着されることにより、当該工具ユニット２０が工具ポット３０によって着脱可能に保持される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、工具ポットに関する。

マシニングセンタ等の工作機械においては、工具マガジンが設けられたものが知られている。工具マガジンには複数の工具ポットが設けられており、工具ホルダに一体化された工具（以下、この一体物を工具ユニットともいう）を工具ポットに保持させることで複数の工具が待機されている。工具ポットに保持された工具ユニットは、工具交換装置により工作機械の主軸に装着される。

当該工作機械として例えば特許文献１には、工具ユニットを工具ポットが一体化された状態で工具マガジンから取り出し工具交換位置に搬送する搬送用アームと、工具交換位置に搬送された工具ユニットを工具ポットから抜き取り主軸に既に装着されている工具ユニットと交換する交換用アームと、を備えた構成が開示されている。当該方式においては、交換用アームにより主軸から抜き取られた工具ユニットは工具ポットに再度装着されて、搬送用アームによる搬送を介して工具マガジンに戻される。

また、上記特許文献１には、工具ポットとして、バネなどの付勢力を利用して工具ユニットを保持する保持用の剛球を備えた構成が開示されている。工具マガジンに工具ユニットが待機されている状態や搬送用アームにより工具ユニットが搬送されている状況においては、剛球との係合により工具ユニットが工具ポットに保持されて、当該工具ポットからの工具ユニットの脱落が阻止される。また、主軸への交換に際しては、上記付勢力に抗する力により工具ユニットが工具ポットから引き抜かれる。

特開平７−３２２３８号公報

上述の如く剛球及びバネの組み合わせによって工具ユニットの全重量を受ける構成においては、例えば、工具ユニット装着時の負荷が大きくなることで工具ポットの保護や耐久性確保が難しくなる。また、剛球等の係合部材やそれに関連する構成に求められる強度が高くなることで、製造が難しくなったり、構成が大掛かりなものとなったりする。

本発明は、上記課題の少なくとも一方を解決することにより、工具ユニットの保持に関する構成をより好適なものとすることができる工具ポットの提供を目的とするものである。

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお以下においては、理解の容易のため、発明の実施の形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。

手段１．先端に工具を具備してなる工具ユニット（工具ユニット２０等）の少なくとも基端側を挿入可能に形成されたベース体（工具ポット３０等）を備え、
前記ベース体において前記工具ユニットと対峙している部分には、磁力によって前記工具ユニットを保持する保持部（磁石５１，７１や磁石ユニット６０）が設けられていることを特徴とする工具ポット。

手段１によれば、工具ユニットはベース体に設けられた保持部の磁力によって保持される。かかる構成を採用することにより、工具ユニットを装着する際に必要となる操作力（例えばベース体に工具ユニットを押し込む力）を低減し、工具ユニット装着時に生じる負荷が大きくなることを抑えることができる。また、保持力の増大を図ったとしても、それに起因して構成が大掛かりなものとなったり保持に関する構成が複雑化したりすることを抑制することができる。

手段２．前記ベース体は、前記工具ユニットの外周部に対して対向するとともに同工具ユニットの挿入方向に対して垂直となる対向部（開口フランジ部３７や底部４４等）を有し、
前記保持部は、前記対向部に配設されていることを特徴とする手段１に記載の工具ポット。

手段２によれば、挿入方向と垂直となる対向部に保持部を配設することにより、所望とする吸着方向と挿入方向とを揃えることができ、保持部の磁力を保持力として好適に活用することができる。

手段３．前記対向部は、前記工具ユニットに対して同工具ユニットの装着方向における先側から当接するようにして形成されていることを特徴とする手段２に記載の工具ポット。

手段３によれば、保持部以外の部位を工具ユニットに対して装着方向先側から当接させることにより、工具ユニットと保持部との干渉を抑えて同保持部を保護することが可能となり、保持機能の担保に貢献することができる。

手段４．前記対向部には、前記工具ユニットの装着方向における先側に凹み、前記保持部を収容可能に形成された設置部（凹部３８，４５，９８）が形成されており、
前記対向部は、当該対向部において少なくとも前記設置部を挟んだ両側となる部位が前記工具ユニットに対して同工具ユニットの挿入方向における先側から当接するようにして形成されていることを特徴とする手段２に記載の工具ポット。

手段４によれば、工具ユニットと保持部との干渉を抑えて同保持部を保護することが可能となり、保持機能の担保に貢献することができる。特に、対向部において少なくとも設置部を挟んだ両側となる部位に対して当接する機能を付与することにより、上記干渉抑制機能を一層好適に発揮させるとともに工具ユニットの保持姿勢のばらつきを好適に抑えることが可能となる。

手段５．前記ベース体には、前記工具ユニットの基端部分（例えばシャンク本体２４，８４）が挿入される挿入部（シャンク収容孔３３，９３やプルスタッド収容部４２）が形成されており、
前記保持部は、前記挿入部の入口部分（先端開口３４）を囲むようにして複数配されている又は前記入口部分を囲む環状をなすようにして形成されていることを特徴とする手段２乃至手段４のいずれか１つに記載の工具ポット。

手段５によれば、保持部を挿入部の入口部分を囲むようにして複数配する又は同入口部分を囲む環状をなすようにして形成することにより、磁力によって工具ユニットを挿入する際の挿入軌道がずれることを好適に抑えることができる。これにより、ベース体に対する工具ユニットの装着が難しくなることを抑制しつつ、保持機能を強化することができる。

手段６．前記ベース体には、前記工具ユニットの基端部分が挿入される挿入部（シャンク収容孔３３やプルスタッド収容部４２）が形成されており、
前記対向部は、前記ベース体における前記挿入部の入口部分側の端部に配されており、
前記対向部には、前記保持部が設置される設置部（凹部３８，４５，９８）が形成されており、
前記ベース体は、前記設置部に設置された前記保持部の前記挿入部内への露出を回避するようにして形成されていることを特徴とする手段２乃至手段５のいずれか１つに記載の工具ポット。

手段６によれば、挿入部内への保持部の露出を回避することにより、工具ユニットの装着作業時に同工具ユニットが保持部に対して干渉することを回避できる。また、挿入部と保持部との間にベース体の一部を介在させることにより、工具ユニットが磁力によって挿入部の中心部から内周面側へと引き寄せられることを抑制することができる。

手段７．前記ベース体には、前記工具ユニットの基端部分が挿入される挿入部（シャンク収容孔３３やプルスタッド収容部４２）が形成されており、
前記保持部は、前記挿入部の入口部分（先端開口３４）の周辺に設けられており、
前記保持部は、磁石（磁石５１）を有してなり、
少なくとも前記挿入部の入口部分と前記磁石との間には、当該磁石から同入口部分側へ向けて拡がる磁気の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部（対向板部６６）が配されていることを特徴とする手段１乃至手段６のいずれか１つに記載の工具ポット。

手段７に示すように、入口部分の周辺に保持部を配する構成とすれば、同保持部へのアクセスが容易となり、当該保持部にかかるメンテナンス作業等の容易化に貢献できる。しかしながら、入口部分の周辺に保持部（磁石）を配すると、工具ユニットをベース体に対して装着する際に同工具ユニットの基端部分が保持部に引き寄せられやすくなり、装着作業が難しくなると想定される。

そこで本特徴に示すように、遮蔽部によって入口部分側への磁気の拡がりを抑える構成とすれば、工具ユニットを装着する際に同工具ユニットの基端部分が保持部に引き寄せられることを抑制し、作業性の低下を抑制することができる。

手段８．前記保持部は、
磁石（磁石５１）と、
前記磁石とは別体で設けられているとともに同磁石よりも高強度に形成され、前記磁石による磁力を伝える磁性体（ホルダ６５）と
を有してなり、
前記磁性体は、前記磁石よりも前記工具ユニットの装着方向における手前側に突出するようにして形成されており、
前記磁性体に対して前記工具ユニットが当接することを特徴とする手段１乃至手段７のいずれか１つに記載の工具ポット。

手段８によれば、磁石の磁力が当該磁石よりも高強度の磁性体を介して工具ユニットに伝わることにより、磁石を保護しつつ磁力による保持機能を好適に発揮させることができる。

手段９．前記ベース体には、前記工具ユニットの基端部分が挿入される挿入部（シャンク収容孔３３やプルスタッド収容部４２）が形成されており、
前記保持部は、前記挿入部の入口部分（先端開口３４）の周辺に設けられており、
さらに、前記保持部は、
磁石（磁石６１）と、
前記磁石を挟んで相対向するようにして配され、磁性体によって構成された１組の対向壁部（対向板部６６，６７）と
を有し、
前記対向壁部は、前記磁石よりも前記工具ユニットの挿入方向における手前側へ延設されており、前記挿入方向における先側から前記工具ユニットに対して当接するように形成されていることを特徴とする手段１乃至手段８のいずれか１つに記載の工具ポット。

手段９によれば、磁性体によって構成された１組の対向壁部を磁石よりも工具ユニットの装着方向における手前側へ延設することにより、対向壁部によって磁石を保護するとともに磁力を保持力として好適に利用することが可能となる。

特に、両対向壁部が工具ユニットに当接する構成を採用することにより、工具ユニットを保持する際の保持力の担保と磁石の保護機能の向上とを実現しつつ、保持姿勢の安定化を図ることができる。

手段１０．前記ベース体には、前記工具ユニットの基端部分が挿入される挿入部（シャンク収容孔３３やプルスタッド収容部４２）が形成されており、
前記保持部は少なくとも、前記挿入部の奥側であって前記工具ユニットにおける基端側の端部に対して同工具ユニットの挿入方向における先側となる位置に配されており、
当該保持部によって、前記基端側の端部が吸着されるように構成されていることを特徴とする手段１乃至手段９のいずれか１つに記載の工具ポット。

ベース体に対して工具ユニットを装着する際には、工具ユニットの基端側の端部が保持部の磁力によって引き寄せられることとなる。これにより、工具ユニットが装着完了位置へと導くことができ、上記装着作業の容易化に貢献することができる。

第１の実施形態における工具ポットを示す部分破断図である。 図１のＡ矢視図である。 第２の実施の形態における工具ポットの特徴部分を示す概略図である。 第３の実施の形態における工具ポットの特徴部分を示す概略図である。 第４の実施の形態における工具ポットの特徴部分を示す概略図である。

＜第１の実施の形態＞
以下、発明を具体化した第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１は工具ポットを示す部分破断図である。なお、図１においては便宜上、工具ポットに装着された工具ユニットを２点鎖線によって表示している。

先ず、工具ユニット２０について説明する。工具ユニット２０は、全体として略円柱状をなす工具ホルダ２１を備えており、この工具ホルダ２１の先端に工具（例えばスライスカッタやドリル等のツール）２２が装着されてなる。工具ホルダ２１は、工具２２の装着部分とは反対側に延びるシャンク部２３を備えている。シャンク部２３は、工具ホルダ２１の基端（すなわち工具２２とは反対側）に向けて先細り形状をなすシャンク本体２４と、工具ホルダ２１を工具ポット３０に着脱する際に交換用のアーム等により把持されるクランプ部２５とを有している。シャンク部２３においては、クランプ部２５の外径がシャンク本体２４の外径よりも大きく設定されており、それらシャンク本体２４及びクランプ部２５の間に段差が生じている。クランプ部２５においてシャンク本体２４の基端側を向いている面（以下、環状平面２５ａと称する）は、シャンク本体２４を囲む環状をなすとともに同シャンク本体２４の中心軸線方向に対して垂直となる平面状をなしている。

シャンク本体２４の先端部分には、シャンク部２３の最基端部を形成するプルスタッド２６が形成されている。このプルスタッド２６が工作機械の主軸によって把持されることにより、工具ユニット２０が同工作機械に一体化される。

工具ポット３０は、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いて略円筒状に形成さたポット本体３１を主要構成部品として備えている。なお、ポット本体３１には、その外壁に多数のリブ３２が一体形成されており、同ポット本体３１の強度の向上が図られている。

ポット本体３１には、工具ユニット２０のシャンク部２３の大半（詳しくはシャンク本体２４）が収容されるシャンク収容孔３３が形成されている。シャンク収容孔３３には、その先端開口３４から工具ユニット２０のシャンク部２３が挿入される。

シャンク収容孔３３の基端部分、すなわち上記プルスタッド２６が収容される部分には、基端側に向けて除々に孔径が小さくなるテーパ部３３ａが形成されている。工具ポット３０への工具ユニット２０の装着に際しては、先端開口３４から基端開口３６に向けて工具ユニット２０が差し込まれることとなる。仮に、工具ユニット２０の装着軌道が上記軸線からずれた場合であっても、プルスタッド２６の基端部がテーパ部３３ａに当たり、上記装着軌道のずれが抑えられることとなる。これにより、工具ユニット２０が所定の装着完了位置へと誘導される。

ここで、図１及び図２を参照し、工具ポット３０に装着された工具ユニット２０を着脱可能な状態で保持する保持部について説明する。図２は図１のＡ矢視図であり、当該図２においても図１と同様に工具ユニット２０を２点鎖線によって表示している。

図１に示すように、ポット本体３１の先端開口３４には、放射方向に凸となる開口フランジ部３７が一体形成されている。開口フランジ部３７は、先端開口３４の開口縁に沿って延びる環状をなしており、工具ユニット２０のクランプ部２５に対して同工具ユニット２０の装着方向における先側から対向している。開口フランジ部３７におけるその対向部分には、上記保持部を構成する磁石５１が取り付けられている。

具体的には、開口フランジ部３７にはクランプ部２５とは反対側に凹む凹部３８が形成されており、同凹部３８に対して磁石５１（詳しくはネオジウム磁石等の永久磁石）が収容された状態で固定されている。より詳しくは、磁石５１に形成された貫通孔に対して挿入されたネジ５５が開口フランジ部３７に形成されたネジ孔に対して螺着されることで、磁石５１がポット本体３１に対して一体化されている。なお、磁石５１の脱落を防止できるのあれば、接着剤等の他の固定手段を用いてポット本体３１及び磁石５１を一体化してもよい。

凹部３８は、先端開口３４の開口縁から離れた位置に形成されており、当該凹部３８に収容された磁石５１と先端開口３４（シャンク収容孔３３）との間には、ポット本体３１の肉部が介在する構成となっている。このように、先端開口３４側への露出を抑えるようにして磁石５１を配置することにより、磁力によって工具ユニット２０が工具ポット３０に対する挿入方向と交差する方向へ引き寄せられることを抑制している。

凹部３８は当該凹部３８からの磁石５１の突出が回避されるように形成されている。より詳しくは、開口フランジ部３７においてクランプ部２５（詳しくは環状平面２５ａ）と対向している面（以下、対向面３７ａと称する）は環状平面２５ａと平行となるように形成されており、この対向面３７ａと同一平面上に磁石５１の表面が位置するように形成されている。

工具ポット３０に対して工具ユニット２０が装着完了位置に配された状態では、同工具ユニット２０のクランプ部２５が上記対向面３７ａに対して当接し、当該クランプ部２５が磁石５１の磁力によって吸着されることで工具ユニット２０が保持されている。

ここで、磁石５１及びネジ５５関係について補足説明する。磁石５１には、ネジ５５の頭部を収容する収容凹部が形成されており、同ネジ５５の環状平面２５ａ側への突出が回避されている。これにより、上述の如く環状平面２５ａと対向面３７ａとが当接している状態では、同環状平面２５ａに対して磁石５１の表面が当接することとなる。つまり、環状平面２５ａは対向面３７ａにおいて少なくとも凹部３８を囲っている範囲を含む部位と、磁石５１との両者に対して当接している。このように磁石５１以外にも装着方向先側から当接する部位を設けることで、当該磁石５１に生じる負荷を分散させている。

特に、クランプ部２５は対向面３７ａにおいて少なくとも凹部３８を挟んだ両側となる部位（より詳しくは凹部３８を囲っている範囲を含む部位）と当接している。これにより、保持バランスの向上を図っている。

なお、磁石５１を凹部３８内に完全に埋没させることにより、磁石５１とクランプ部２５との当接を回避する構成を採用することも可能である。かかる構成によれば、磁石５１がクランプ部２５に対して触れないため、当該磁石５１が磨耗したり変形したりするといった不都合を好適に回避することができる。

また、本実施の形態においては磁石５１が複数（詳しくは４つ）採用されており、それら磁石５１は、図２に示すように、先端開口３４を囲むようにして環状に配置されている。より詳しくは、それら磁石５１は、先端開口３４の中心からの距離が同等となるようにして、且つ隣り合う２つの磁石５１の距離が同等となるようにして配列されている。これにより、工具ユニット２０の保持機能の安定化が図られている。

なお、工具ユニットはその用途等に応じて大きさが異なっている。このため、それら各種工具ユニットに対応する保持力についても、例えば大型の工具ユニットに対応するものでは５０ｋｇｆ〜７０ｋｇｆ、小型の工具ユニットの対応するものでは１０ｋｇｆ〜１５ｋｇｆとなるように設定されている。因みに、大型の工具ユニットについては小型の工具ユニットと比較してシャンク本体やクランプ部等の外径が大きくなり、大型の工具ユニットに対応する工具ポットにおいては先端開口や開口フランジ部の径が大きくなる。そこで、大型の工具ユニットに対応する工具ポットにおいては環状に配列された磁石５１の数を増やすことで上記保持力を確保するとよい。

以上詳述した工具ポット３０は、工作機械等に設けられた工具マガジンに配設されている。具体的には、工具ポット３０（ポット本体３１）の基端部分に工具マガジンに対する固定部が設けらており、当該固定部を介して工具ポット３０が工具マガジンに装着されることで同工具マガジンに工具ユニット２０が待機された状態となっている。このように、固定部を基端側に配することにより、工具ポット３０を傾ける等して工具ユニット２０ごと姿勢変更を可能としている。

工具マガジンは複数の工具ポット３０が装着可能となっており、各工具ポット３０がスライスカッタやドリル等の各種工具（工具ユニット２０）を具備することにより、多数の工具が待機された状態となっている。そして、これら待機された工具ユニットは自動工具交換装置により工作機械の主軸との間で自動交換される。

以上詳述した第１の実施の形態によれば、以下の優れた効果を有する。

筒状の工具ポット３０（ポット本体３１）に対して工具ユニット２０の基端側を挿入した状態で保持し、ポット本体３１に形成されたシャンク収容孔３３によって上記挿入方向と交差する方向への工具ユニット２０の変位を規制する構成を採用することにより、工具ユニット２０の姿勢を安定化させる機能がポット本体３１に付与されている。保持部（磁石５１）は取外方向への工具ユニット２０の変位を規制すれば足りるため、工具ユニット２０の姿勢の安定化機能を保持部に相当する構成に全て委ねる構成と比較して保持部の構成の簡素化を実現可能となっている。

工具ユニット２０は工具ポット３０に設けられた磁石５１の磁力によって保持され、当該工具ポット３０からの脱落が規制される。かかる構成を採用することにより、工具ユニット２０装着時の荷重を低減することができる。また、工具ユニット２０を保持するための構成を簡素化でき、保持機能を担保しつつ工具ポットの製造の容易化や製造コストの低減に貢献することが可能となる。

また、磁石による磁力によって工具ユニット２０が装着完了位置へと引き寄せられることで、当該装着完了位置への配置が容易となる。

工具ポット３０において工具ユニット２０の挿入方向と垂直となる部分（開口フランジ部３７）に磁石５１を配設することにより、磁力による吸着方向と挿入方向とを揃えることが可能となる。これにより、磁石５１の磁力を保持力として好適に作用させることができる。

開口フランジ部３７に形成された凹部３８に磁石５１を収容して、同磁石５１の露出を抑えることにより、磁石５１の保護を図っている。特に、開口フランジ部３７（詳しくは対向面３７ａ）において凹部３８を囲む部位と工具ユニット２０のクランプ部２５とが当接する構成が採用されており、工具ユニット２０と磁石５１との干渉が抑えられている。これにより、磁石５１が削れたり変形したりするといった不都合を生じにくくしている。また、工具ユニット２０との接触面積を稼ぐことで当該工具ユニット２０の保持姿勢の安定化を実現している。

工具ポット３０の先端開口３４付近に磁石５１を配する場合には、工具ユニット２０のシャンク本体２４を先端開口３４を通じて挿入する際に、同シャンク本体２４が磁石５１の磁力によって引っ張られ、挿入軌道がずれるといった不都合が生じやすくなる。このような不都合は、保持力の強化を狙って磁石５１の磁力を強力なものとすることで顕著になり得る。

この点、上記実施の形態に示すように、磁石５１を先端開口３４の中心部分から距離が同一となるように且つ隣り合う他の磁石との間隔が同一となるように配設すれば、保持力の偏りを抑え、保持機能をバランスよく発揮させることができるだけでなく上述したような磁力の影響による挿入軌道のずれを好適に抑えることができる。特に、上述の如く筒状の工具ポット３０の基端部分に固定部を配する構成においては、工具ユニット２０を同工具ポット３０に対して装着する際に同工具ユニット２０を工具ポット３０内に挿入する必要があるが、挿入方向のばらつきを抑制することにより工具ユニット２０の着脱を好適に行うことができる。

磁石５１が凹部３８に収容されている状態では、ポット本体３１の一部が当該磁石５１とシャンク収容孔３３との間に介在し、同磁石５１のシャンク収容孔３３内への露出が回避される構成となっている。シャンク収容孔３３へ工具ユニット２０を挿入する際に、プルスタッド２６等が磁石５１に引っ掛かることを回避することができる。これにより、磁石５１を好適に保護することができる。更には、磁力がシャンク本体２４をシャンク収容孔３３の内周面側に引き寄せるようにして作用することを抑制し、上述した挿入軌道のずれを好適に抑えることができる。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態の工具ポット３０Ｘにおいては、磁石６１及び当該磁石６１を保持する磁石ホルダ６５によって磁石ユニット６０を構成し、当該磁石ユニット６０を保持部として利用している。以下、図３を参照して磁石ユニット６０について説明する。図３は磁石ユニット６０の構成を示す概略図であり、図１を援用したものである。なお、工具ポット３０Ｘのポット本体３１Ｘ及び磁石６１については、上記第１の実施の形態におけるポット本体３１及び磁石５１と同様であるため、詳細な説明は省略する。

磁石ホルダ６５は、磁石６１を挟んで相対向する１組の対向板部６６，６７とそれら対向板部６６，６７を連結する連結板部６８とを有してなり、磁性体（詳しくは鉄製の板材）を略コ字状に折り曲げて形成されている。磁石６１は、対向板部６６，６７の間に配置された状態で、自身の磁力によって同磁石ホルダ６５と一体化されている。

磁石ユニット６０は、固定手段としてのネジ６９を用いてポット本体３１Ｘに固定されている。具体的には、連結板部６８には磁石６１の上記貫通孔に連通する連通孔が形成されており、これら両孔に沿って挿通されたネジ６９が開口フランジ部３７に形成されたネジ孔に螺着されることで、ポット本体３１Ｘに対して一体化されている。

磁石ユニット６０が凹部３８に固定された状態では、その大部分が同凹部３８内に嵌まった状態となっており、対向板部６６，６７の先端部分のみが凹部３８から突出している。このようして凹部３８から突出している部分に対して工具ユニット２０のクランプ部２５（環状平面２５ａ）が上記工具ユニット２０の装着方向における手前側から当接している。つまり、上記第１の実施の形態においてはクランプ部２５の当接対象が開口フランジ部３７（詳しくは対向面３７ａ）及び磁石５１となっていたのに対して、本実施の形態においては当該当接対象が対向板部６６，６７となっている。

このように、対向板部６６，６７を磁石６１よりも工具ユニット２０のクランプ部２５側に延設することにより、磁石６１とクランプ部２５との干渉を回避している。かかる構成によれば、磁石６１とクランプ部２５との間に隙間が生じさせたとしても、対向板部６６，６７によって磁力を好適に利用することができ、保持力を担保することが可能となる。特に、磁石６１を挟むようにして形成された対向板部６６，６７の両者がクランプ部２５の環状平面２５ａに対して当接することにより、保持姿勢の安定化を実現するとともに上記干渉回避機能を一層好適なものとしている。

また、上記対向板部６６，６７はシャンク収容孔３３の中心軸線に対して放射方向に並んだ状態となっている。つまり、一方の対向板部６６が磁石６１よりも先端開口３４に近い側に位置し、他方の対向板部６７が磁石６１よりも先端開口３４から遠い側に位置するように構成されている。このように磁石６１に対して先端開口３４側となる位置に対向板部６６を配することにより、磁石６１の磁気が先端開口３４側へ拡がることを抑制している。つまり、先端開口３４側の対向板部６６には、先端開口３４側へ拡がる磁気の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽機能が付与されている。これにより、工具ユニット２０を挿入する際にシャンク本体２４が磁石６１に引き寄せられることを抑制し、挿入軌道のズレを生じにくくしている。

＜第３の実施の形態＞
本実施の形態においては、保持部を工具ポット３０Ｙの基端開口３６Ｙ側に配置している。以下、図４を参照して、保持部の配置について説明する。図４は保持部の配置を示す概略図であり、図１を援用したものとなっている。なお、磁石７１については上記第１の実施の形態におけ磁石５１と同様であり、工具ポット３０Ｙのポット本体３１Ｙについては上記第１の実施の形態におけるポット本体３１と類似であるため、当該類似部分についての詳細な説明は省略する。

工具ポット３０Ｙは、ポット本体３１Ｙとリング４１とを主要構成部品として備えている。ポット本体３１Ｙには、工具ユニット２０のシャンク部２３の大半（詳しくはシャンク本体２４）が収容されるシャンク収容孔３３Ｙが形成されている。シャンク収容孔３３Ｙの基端側にはリング収容孔３５Ｙが形成されている。リング収容孔３５Ｙはシャンク収容孔３３Ｙに対して連通されているとともに同シャンク収容孔３３Ｙに対して拡径されており、基端側に開放されている。リング収容孔３５Ｙには基端開口３６Ｙから挿入されてリング４１が収容されており、同リング４１は、ボルト等の固定手段を用いてポット本体３１Ｙに一体化されている。

リング４１は銅などの硬質金属を用いて略円筒状に形成されている。リング４１には、工具ユニット２０の挿入方向先側へ凹むプルスタッド収容部４２がシャンク収容孔３３Ｙに対して同一軸線上となるようにして形成されている。プルスタッド収容部４２には工具ユニット２０のプルスタッド２６が収容される。なお、当該リング４１とポット本体３１Ｙとによって工具ポット３０Ｙのベース体３０ａＹが構成されている。

プルスタッド収容部４２の内周面には軸線方向の途中位置からシャンク収容孔３３Ｙ側の端部に向けて除々に孔径が大きくなるテーパ部４３が形成されている。テーパ部４３はプルスタッド収容部４２がシャンク収容孔３３Ｙに連通する位置まで延びている。工具ポット３０Ｙへの工具ユニット２０の装着に際しては、先端開口３４から基端開口３６Ｙに向けて工具ユニット２０が差し込まれることとなる。仮に、工具ユニット２０の装着軌道が上記軸線からずれた場合であっても、プルスタッド２６の基端部がリング４１のテーパ部４３に当たり、上記装着軌道のずれが抑えられることとなる。これにより、工具ユニット２０が所定の装着完了位置へと誘導される。

ポット本体３１Ｙの基端開口３６Ｙに配されたリング４１において工具ユニット２０の装着方向における先側の端部には、具体的にはプルスタッド収容部４２の底部４４は、プルスタッド２６の先端面２６ａに対して対向する対向面４４ａを有している。対向面４４ａは、シャンク収容孔３３Ｙの中心軸線（工具ユニット２０の挿入方向）に対して垂直となる平面状をなしている。

底部４４（対向面４４ａ）には上記装着方向における先側に向けて凹む凹部４５が複数形成されている。これら凹部４５は底部４４に形成されたプルスタッド２６用の貫通孔４６を囲むようにして配設されている。各凹部４５には、それぞれ磁石７１が収容されており、それら磁石７１がリング４１に対して固定されている。なお、凹部４５及び磁石７１の関係や磁石７１の固定方法については、上記第１の実施の形態における凹部３８及び磁石５１の関係と同様であるため説明を省略する。

磁石７１及び対向面４４ａは、プルスタッド２６の先端面２６ａに当接しており、かかる当接状態では磁石７１によってプルスタッド２６が吸着され、工具ポット３０Ｙによって工具ユニット２０が保持されている。これにより、工具ポット３０Ｙからの工具ユニット２０の脱落が阻止されている。

以上詳述したように、保持部を構成する磁石７１を工具ポット３０Ｙの基端開口３６Ｙ側に配することにより、工具ユニット２０を装着する際に磁力によって挿入方向がずれるといった不都合を生じにくくすることができる。

上記第１の実施の形態や本実施の形態に示すように磁力を用いて工具ユニット２０を保持する構成においては、工具ユニット２０を工具ポット３０Ｙに対して装着する際の抵抗が生じにくいため、鋼球やバネを使用した従来の工具ポットと比較して、装着時に必要となる操作力が大きくなりにくい。これにより、例えば、手作業による工具ユニット２０の装着が許容されることとなる。工具ユニット２０を工具ポット３０Ｙに装着する際には、先端開口３４→シャンク収容孔３３Ｙを通じてプルスタッド収容部４２に到達したプルスタッド２６が磁石７１の磁力によって装着完了位置（磁石７１及び対向面４４ａに当接する位置）へと引き寄せられる（誘導される）こととなる。これにより、工具ユニット２０の装着作業の容易化に貢献することができる。また、上述の如く磁力に起因した装着軌道のずれを抑えることができるため、装着作業の更なる容易化が期待できる。

＜第４の実施の形態＞
上記第１の実施形態では所謂ＭＡＳタイプの工具ポット３０に対して磁石を用いた保持部を適用したが、本実施形態では所謂ＨＳＫタイプの工具ポット９０に対して同保持部を適用している。以下、当該構成を、図５を参照しながら説明する。図５は、工具ポット９０の縦断面図である。なお、図５においては便宜上、工具ポット９０に装着された工具ユニット８０を２点鎖線によって表示している。

工具ポット９０の説明に先立ち、工具ユニット８０について説明すると、当該工具ユニット８０は工具ホルダ８１の先端に工具８２が装着されてなる。工具ホルダ８１は、工具８２の装着部分とは反対側に延びるシャンク部８３を備えている。シャンク部８３は、工具ポット９０に嵌る略円筒状のシャンク本体８４と、工具ホルダ８１を工具ポット９０に着脱する際に交換用により把持されるクランプ部８５とを有してなり、クランプ部８５の外径がシャンク本体８４の外径よりも大きく設定されることで、それらシャンク本体８４及びクランプ部８５の間に段差が生じている。

シャンク本体８４の先端部分には、シャンク本体８４の内周面から内方に突出するようにして環状凸部８６が一体形成されている。この環状凸部８６は、工作機械の主軸に対して工具ユニット２０を一体化するための機能が付与されている。

工具ポット９０は、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂により略筒状に形成されたポット本体９１を備えている。ポット本体９１には、シャンク部８３のほぼ全域（詳しくはシャンク本体８４）が収容されるシャンク収容孔９３が形成されている。シャンク収容孔９３には、その先端開口９４から工具ユニット８０のシャンク本体８４が挿入される。

シャンク収容孔９３の基端側には連通孔９５が形成されている。連通孔９５は、シャンク収容孔９３に対して同一軸線上で連なっているとともに、その内径がシャンク収容孔９３の内径よりも小さく設定されている。このため、シャンク本体２４の内周面は段差状をなしている。

連通孔９５はポット本体９１の基端側に開放されている。連通孔９５には筒状部材１０１が基端開口９６側から挿入されており、当該筒状部材１０１が連通孔９５及びシャンク収容孔９３内に収容された状態となっている。筒状部材１０１はポット本体９１に対してボルトを用いて一体化されおり、これら筒状部材１０１及びポット本体９１によって本工具ポット９０のベース体９０ａが構成されている。

筒状部材１０１はその外周面が、シャンク収容孔９３の内周面に対して隙間をへだてて対向しており、これら両周面の間に上記シャンク本体８４が収容されている。シャンク本体８４は、その外周面がシャンク収容孔９３の内周面に対して当接しているとともに上記環状凸部８６が筒状部材１０１の外周面に対して当接しており、ポット本体９１と筒状部材１０１によって挟まれた状態となっている。

本実施の形態におけるポット本体９１についても、先端開口９４に工具ユニット８０のクランプ部８５に装着方向における先側から対向するようにして開口フランジ部９７が形成されている。そして、開口フランジ部９７に形成された凹部９８に磁石１１１が配設されている。これら開口フランジ部９７（凹部９８）及び磁石１１１にかかる構成については、上記第１の実施の形態に示した開口フランジ部３７（凹部３８）及び磁石５１と同様であるため詳細な説明は省略する。

工具ユニット８０が工具ポット９０に対して装着された状態では、磁石１１１の磁力によって工具ユニット８０が保持され、先端開口９４からの工具ユニット８０の脱落が阻止されることとなる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記各実施形態の記載内容に限定されず例えば次のように実施しても良い。

（１）上記各実施形態においては、装着方向に対して垂直となる部分に「保持部」としての磁石５１等を配置したが、これに限定されるものではない。磁石５１等は少なくとも工具ユニット２０と対峙する部分に配されていればよく、例えばシャンク収容孔３３の内周面に代表されるように工具ユニット２０の装着経路に沿うようにして延びている部分に磁石５１等を配することも可能である。

（２）上記各実施の形態においては、「保持部」としての磁石５１，１１１等を複数採用し、それら磁石５１，１１１を先端開口３４，９４の中心部を挟むようにして配置したが、必ずしも当該中心部を挟むようにして磁石５１，１１１を配置する必要はない。少なくとも、磁力の偏りが抑えられ先端開口３４，９４の中心に向けてシャンク本体２４，８４が挿入された際に同シャンク本体２４を挿入方向とは異なる特定の方向へと引き寄せる力が生じない又は生じにくいように設定されるのであれば、各磁石５１，１１１等の配置は任意である。例えば、複数かつ奇数（３，５，７・・・）の磁石５１，１１１を先端開口３４，９４を囲むようにして配する場合には、それら磁石５１を等間隔となるように配置するとよい。

また、複数の磁石５１，１１１等を環状に並べて配置したが、これに限定されるものではない。「保持部」として１の磁石を採用するとともに、当該磁石を環状に形成することも可能である。例えば、第１の実施の形態においては、磁石５１を先端開口３４を囲むリング状に形成することも可能である。

（３）上記各実施形態においては、「設置部」としての凹部３８，４５，９８から「保持部」としての磁石５１，７１，１１１が突出しない構成としたが、磁石５１，７１，１１１を突出させる構成としてもよい。

（４）上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態に示した技術的思想と上記第３の実施の形態に示した技術的思想を組み合せることも可能である。例えば第３の実施の形態に示した工具ポット３０Ｙにおいて、開口フランジ部３７に磁石５１及び磁石ユニット６０の少なくとも何れかを配する構成とすることも可能である。これにより、工具ポット３０からの工具ユニット２０の脱落を一層好適に抑制することができ、さらには、工具ユニット２０の姿勢を好適に安定化させることができる。

また、上記第４の実施の形態に対して上記第３の実施の形態に示した技術的思想を適用することも可能である。すなわち、シャンク収容孔９３においてシャンク部８３の端部に対して工具ユニット８０の装着方向における先側から対峙する壁部に磁石５１を移設することも可能である。さらには、当該壁部及び開口フランジ部３７の両者に磁石を配設し、シャンク部８３及びクランプ部８５の両者を吸着する構成とすることも可能である。

（５）上記第２の実施の形態においては、磁石ホルダ６５を略コ字状に形成したが、これに限定されるものではない。少なくとも、先端開口３４と磁石６１との間に存在している対向板部６６に相当する構成を有していればよく、磁石ホルダ６５の形状については任意である。例えば装着方向における手前側に開放された箱状とすることも可能である。

（６）上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態に示した工具ポット３０と、第４の実施の形態に示した工具ポット９０とを共通化し、第１の実施の形態〜第３の実施の形態に示した工具ユニット２０と第４の実施の形態に示した工具ユニット８０とを同じ工具ポットを適用することも可能である。例えば、工具ユニット２０，８０についてはともにクランプ部２５を有しており、工具ポット３０，９０の開口フランジ部９７に配された磁石５１，１１１によって同クランプ部２５を吸着する構成となっている。そこで、両工具ポット３０，９０において共通となるポット本体３１，９１の先端側を除き基端側となる部分等を省略するとよい。例えば、第１の実施の形態に示す工具ポット３０の基端側の凡そ半分（詳しくはシャンク本体２４の周面と当接していない部分）を省略したり、第４の実施の形態に示す工具ポット９０の基端側の凡そ半分（詳しくはシャンク本体２４の周面と当接していない部分）及び筒状部材１０１を省略したりするとよい。

（７）上記各実施の形態においては、永久磁石を用いて保持部を構成したが、これに代えて電磁石を用いて保持部を構成することも可能である。

（８）上記各実施の形態では、「対向部」としての開口フランジ部３７や底部４４に凹部３８，４５を形成して同凹部３８，４５，９８に「保持部」としての磁石５１，７１，１１１や磁石ユニット６０等を配置したが、これに限定されるものではない。開口フランジ部３７の対向面３７ａや底部４４の対向面４４ａに対してそれら磁石５１等を外付けし、それら対向面３７ａ，４４ａ等から保持部全体が突出する構成としてもよい。

（９）上記各実施の形態においては、工具ユニット２０，８０の基端側の全域が工具ポット３０，９０によって覆われる構成としたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、工具ユニット２０，８０の基端側の一部が覆われない構成とすることも可能である。

例えば、工具ユニット２０，８０のプルスタッド２６や環状凸部８６等が工具ポット３０，９０の基端開口３６，９６から工具ポット３０，９０の外部に突出する構成としてもよい。

（１０）工具ユニット２０，８０を保持する構成として、従来の工具ポットに採用されているような係合部材（例えば鋼球）及び係合部材用の付勢部材（例えばバネ）を用いた保持機構を併用してもよい。例えば、各工具ユニット２０，８０の基端側となる部分（プルスタッド２６や環状突部８６）と係合部材とが係合する構成とすればよい。

第１の実施の形態に示すように工具ユニット２０がプルスタッド２６を有する構成においては、シャンク収容孔３３の中心軸線に対する放射方向へ変位可能となるようにして上記係合部材を工具ホルダ２１に配設し、当該係合部材をシャンク収容孔３３からシャンク部２３の収容領域に突出する側へ付勢する。そして、シャンク収容孔３３内へ突出した係合部材がプルスタッド２６と係合する構成とすればよい。

また、第４の実施の形態に示すように工具ポット９０が筒状部材１０１を有する構成においては、シャンク収容孔９３の中心軸線に対する放射方向へ変位可能となるようにして上記係合部材を筒状部材１０１に配設し、当該係合部材を筒状部材１０１からシャンク部８３の収容領域に突出する側へ付勢する。そして、筒状部材１０１から突出した係合部材が環状凸部８６と係合する構成とすればよい。

少なくとも磁石による保持機能が付与されていることで、工具ユニット２０，８０を装着する際の負荷（上記係合部材と工具ユニット２０，８０を係合させる際の負荷）を抑えることができる。

２０…工具ユニット、２１…工具ホルダ、２２…工具、２３…シャンク部、２５…クランプ部、３０，３０Ｘ，３０Ｙ…工具ポット、３０ａ，３０ａＹ…ベース体、３３…挿入部を構成するシャンク収容孔、３４…入口部分としての先端開口、３７…対向部としての開口フランジ部、３７ａ…対向面、３８…設置部としての凹部、４１…リング、４２…挿入部を構成するプルスタッド収容部、４４…対向部としての底部、４５…設置部としての凹部、５１…保持部としての磁石、６０…保持部としての磁石ユニット、６１…保持部を構成する磁石、６５…保持部を構成するホルダ、６６…遮蔽部又は対向壁部としての対向板部、６７…対向壁部としての対向板部、７１…保持部としての磁石、８０…工具ユニット、８５…クランプ部、９０…工具ポット、９７…対向部としての開口フランジ部、９８…設置部としての凹部、１１１…保持部としての磁石。

Claims (8)

1. 先端に工具を具備してなる工具ユニットの少なくとも基端側を挿入可能に形成されたベース体を備え、
   前記ベース体において前記工具ユニットと対峙している部分には、磁力によって前記工具ユニットを保持する保持部が設けられていることを特徴とする工具ポット。
2. 前記ベース体は、前記工具ユニットの外周部に対して対向するとともに同工具ユニットの挿入方向に対して垂直となる対向部を有し、
   前記保持部は、前記対向部に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の工具ポット。
3. 前記対向部は、前記工具ユニットに対して同工具ユニットの装着方向における先側から当接するようにして形成されていることを特徴とする請求項２に記載の工具ポット。
4. 前記対向部には、前記工具ユニットの装着方向における先側に凹み、前記保持部を収容可能に形成された設置部が形成されており、
   前記対向部は、当該対向部において少なくとも前記設置部を挟んだ両側となる部位が前記工具ユニットに対して同工具ユニットの挿入方向における先側から当接するようにして形成されていることを特徴とする請求項２に記載の工具ポット。
5. 前記ベース体には、前記工具ユニットの基端部分が挿入される挿入部が形成されており、
   前記保持部は、前記挿入部の入口部分を囲むようにして複数配されている又は前記入口部分を囲む環状をなすようにして形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載の工具ポット。
6. 前記ベース体には、前記工具ユニットの基端部分が挿入される挿入部が形成されており、
   前記対向部は、前記ベース体における前記挿入部の入口部分側の端部に配されており、
   前記対向部には、前記保持部が設置される設置部が形成されており、
   前記ベース体は、前記設置部に設置された前記保持部の前記挿入部内への露出を回避するようにして形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１つに記載の工具ポット。
7. 前記ベース体には、前記工具ユニットの基端部分が挿入される挿入部が形成されており、
   前記保持部は、前記挿入部の入口部分の周辺に設けられており、
   前記保持部は、磁石を有してなり、
   少なくとも前記挿入部の入口部分と前記磁石との間には、当該磁石から同入口部分側へ向けて拡がる磁気の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部が配されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の工具ポット。
8. 前記保持部は、
   磁石と、
   前記磁石とは別体で設けられているとともに同磁石よりも高強度に形成され、前記磁石による磁力を伝える磁性体と
   を有してなり、
   前記磁性体は、前記磁石よりも前記工具ユニットの装着方向における手前側に突出するようにして形成されており、
   前記磁性体に対して前記工具ユニットが当接することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の工具ポット。

Images