JP2022081446A - 多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン - Google Patents

Abstract

【課題】多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジンを提供する。【解決手段】多軸マシニングセンター２００は少なくとも１個の主軸２０１、２０２によりツールホルダー３００を直接取り出しでき、駆動部材、回転フレーム２０、複数のツールクランプ３０を有し、回転フレームは中心に回転軸２１を設置し、周辺側２２の複数のベース２３は環状排列を呈し、間隔を開けて設置され、駆動部材は回転フレームに連結し回転を連動し、複数のツールクランプは回転軸の軸方向に沿ってパラレル排列され各ベースに設置され、同一のベースの各ツールクランプはツールクランプ口が回転フレームの周辺側の接線方向に平行で貫通し、各ツールクランプに設置されるツールホルダーの加工ツールはすべて所在位置において回転フレームの周辺側に寄って伏せた状態を呈し、より多くのツールホルダーを収容してツールマガジン１００の体積を相対的に縮小できる。【選択図】図１

Description

本発明はツールマガジンに関し、特に多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジンに関する。

マシニングセンターに対応し、加工過程でスムーズにツールを交換するため、通常は対応するツールマガジンを脇に設置する。
常用されるのはカルーセル式、ディスク式、チェーン式、タレット式など形態のツールマガジンで、各加工ツールの収容と設置、及び製造工程計画に対応する。
ツールマガジンは、異なる加工タイプの加工ツールをセットすることで、マシニングセンターが、加工物件の加工過程において、ツールを交換して使用できるため、マシニングセンターにとってなくてはならない重要な装置となっている。
そして、ツールマガジンの設計及び刷新の趨勢は、マシニングセンターそのものを凌ぐ勢いを見せている。

従来のツールマガジンとして、特許文献１に開示する「ガントリー型マシニングセンターのツールマガジン旋回ユニット」がある。
特許文献１が開示するのは、ディスク式ツールマガジンであり、ツールディスク上には、周辺側に沿って、環状に排列するツールクランプ部があり、ここにツールを設置することができる。
ツールとツールディスクの軸方向が平行であるため、設置しようとするツールの数が多く、さらにツールの取り出し時に相互に干渉しないことを考慮すれば、ツールディスクは、必然的により大きな直径を必要とし、これによりツールマガジンの体積は増大し、より大きなスペースを占拠することとなる。

特許文献２は「ツールポット（登録商標）移出式同期モーション開門ツールマガジン」を開示する。
特許文献２が開示するのは、チェーン式ツールマガジンであり、駆動装置により、チェーンプレートにより構成されるツールチェーンの回転を連動することでツールポットの移動を連動する。
ツールポットと駆動装置の軸方向が平行であるため、ツールポットの数はチェーンプレートが構成するツールチェーンの大きさにより決まる。
そのため、さらに多くのツールポットを設置しようとすれば、ツールチェーンの長さを拡大せざるを得ず、これにより体積も増大し、より大きなスペースを占拠することとなる。

従来のツールマガジンには、上述の問題の他に、さらなる問題がある。
特許文献１は、単一主軸のマシニングセンターにおける加工ツールのツール交換にしか適用できず、マシニングセンターが多軸マシニングセンターである時には、２個以上の主軸に同時にツール交換を行わせることができない。
さらに、特許文献２は、２個以上の主軸に同時にツール交換を行わせることができないほか、ツール交換アームを含むツール交換機構がなければ、ツール交換を行うことができず、また直接主軸によってツール交換を行うことができない。

台湾特許第Ｉ６５８８９６号明細書 台湾特許第Ｍ５３４０５６号明細書

前記の先行技術には、多数のツールを設置すればツールマガジンの体積が増大し、また単一主軸のマシニングセンターにおける加工ツールのツール交換にしか適用できないという欠点がある。

本発明はツールマガジンがドラム式を呈する構造で、加工ツールに設置するツールホルダーをセットでき、さらにマシニングセンターの主軸によりツールを取り出す、或いはツールを戻す動作を行う多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジンに関する。

本発明による多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジンにより、マシニングセンターは少なくとも１個の主軸により加工ツールのツールホルダーを直接取り出しでき、駆動部材、回転フレーム、複数のツールクランプを有する。
該回転フレームは中心に回転軸を設置し、さらに円形を呈する周辺側を有し、また複数のベースを有し周辺側に沿って環状排列を呈し、さらに間隔を開けて設置し、駆動部材は回転フレームに連結し、回転を連動する。
該複数のツールクランプは、回転軸の軸方向に沿ってパラレル排列され、各ベースに設置され、ツールホルダーを把持して設置し、同一のベースの各ツールクランプは、ツール把持方向が同一のツールクランプ口を有し、さらに各ツールクランプ口は、該周辺側の接線方向に平行で、所在のツールクランプを貫通し、使各ツールクランプに設置されるツールホルダーの加工ツールはすべて所在位置において該回転フレームの周辺側に寄って伏せた状態を呈する。

以上により、本発明のツールマガジンは、複数のベースが円形周辺側の回転フレームにおいて環状排列を呈し、さらに各ベースは複数のツールクランプを有しパラレル排列で設置される。よって回転フレームの周辺側すべてがツールクランプで、さらにツールクランプのツールクランプ口は、回転フレーム周辺側の接線方向に平行に貫通し、これにより設置されるツールホルダーの加工ツールはすべて回転フレームに寄る。この構造によって、回転フレームは長さ或いは直径をいくらか拡大するだけで、回転フレームの周辺側にもっとたくさんのツールクランプを設置でき、空間を有効活用でき、より多数のツールホルダーを収容でき、把持して設置するツールホルダーの数が多くても、ツールマガジンが占拠するスペースを相対的に節減する効果を達成できる。
また、同一のベースの各ツールクランプは、パラレル排列で、さらにツールクランプ口が、同様のツール把持方向を有するため、本発明のツールマガジンに設置するマシニングセンターが多軸マシニングセンターで、ツール交換アームによらずにツール交換できるなら、２個以上の主軸は、同時にかつ直接、同一のベース上にパラレル排列されるツールクランプに設置されるツールホルダーに対して、ツールを取り出す或いはツールを戻す動作を行うことができ、単一主軸、或いはツール交換アームを用いなければツール交換が行えない従来のマシニングセンターに比べ、加工過程において、ツール交換時間を大幅に短縮でき、これにより製造工程の効率を効果的に高めることができる。

本発明実施形態のツールマガジンをマシニングセンターに取り付けた立体模式図で、図中のマシニングセンターは主軸が２個の多軸式マシニングセンターである。 本発明実施形態のツールマガジンをマシニングセンターに取り付けた正視模式図である。 本発明実施形態のツールマガジンをマシニングセンターに取り付けた側視模式図で、図中の駆動部材は回転フレームの正回転或いは逆回転を連動することができる。 本発明実施形態のツールクランプがベースに従いツールマガジンに設置される様子を示す模式図である。 本発明実施形態のツールクランプのベース上における分解配置図である。 図４の６－６線でカットした断面図である。 図４の７－７線でカットした断面図である。 本発明実施形態中のマシニングセンターの２個の主軸が横方向に移動し定位される様子を示す模式図で、この時すでに回転フレームは駆動部材に連動されてツールホルダーを取り出そうとする位置まで旋回している。 本発明実施形態中のマシニングセンターの主軸が続いて横に移動しツールを取り、縦方向に下へ移動する様子を示す模式図である。 本発明実施形態中の２個の主軸が同時に同一のベース上の２個のツールクランプのツールホルダーに正対応する時の模式図である。 本発明実施形態中の主軸がツールクランプへ伸び、ツールホルダーに接合する様子を示す模式図である。 本発明実施形態中の主軸がツールホルダーに接合する時、プレス部材を通してピン部材を押して押さえ、ロック解除ポジションにある様子を示す模式図である。 本発明実施形態中の主軸がツールホルダーに接合する時、プレス部材を通してピン部材を押して押さえ、ロック解除ポジションにある様子を示す別の角度からの模式図である。 本発明実施形態中のマシニングセンターの主軸がツールホルダーを連動しツールクランプへ向かいツールを戻す様子を示す模式図で、この時プレス部材はガイド角に従い、ロック解除ポジションへとピン部材を押して押さえる。 本発明実施形態中の主軸がさらに同時に同一のベース上の別の２個のツールクランプのツールホルダーに正対応する時の模式図である。

（一実施形態）
上述の発明内容において開示した中心思想について説明するため、以下では具体的実施形態を用いる。
実施形態中の各種物件は、説明に適した比率、大きさ、変形量或いは移動量で表示し、実際の部品の比率に基づいた表示でないことを、ここに明記する。

図１～図１５に示す通り、本発明による多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン１００において、ツールマガジン１００は、駆動部材１０、回転フレーム２０、複数のツールクランプ３０を有する。

回転フレーム２０の中心には、回転軸２１を設置し、回転軸２１は軸方向Ｘを有し、さらに回転フレーム２０は、円形を呈する周辺側２２を有する。
回転フレーム２０は、複数のベース２３を有し、複数のベース２３は、周辺側２２に沿って環状排列を呈し、さらにベース２３の間は、周辺側２２において、間隔を開けて設置される。
駆動部材１０により回転フレーム２０を連結し、駆動部材１０により回転フレーム２０の回転を連動する。
ここで言う回転の方向とは、正回転と逆回転を含む。

本実施形態中において、回転フレーム２０は、回転軸２１の両端に、それぞれ固定台２４を設置する。
回転軸２１は、両端の固定台２４に対して回転でき、回転フレーム２０は、固定台２４により、マシニングセンター２００の頂部に結合される。
本実施形態の回転フレーム２０は、２個のツールディスクを有し、共に円形を呈する第一ツールディスク２５と第二ツールディスク２６を有する。
さらに、第一ツールディスク２５と第二ツールディスク２６の外径は同じで、回転軸２１に固定して接続する。
第一ツールディスク２５と第二ツールディスク２６は、回転軸２１上で、回転軸２１両端の固定台２４にそれぞれ接近する。
周辺側２２は、本実施形態中では、第一ツールディスク２５と第二ツールディスク２６の周囲の軸方向Ｘに沿ってつなげた範囲であるが、本発明はこれに限定するものではない。
周辺側２２は、第一ツールディスク２５と第二ツールディスク２６が占める長さの円筒の周囲、或いは３個以上のツールディスクの周囲により構成することとすることもできる。

駆動部材１０は、本実施形態中では、モーター１１を有し、ガイド部材１２に連結する（図３参照）。
本実施形態の第一ツールディスク２５は、複数の軸受２７を有し、回転軸２１を中心として、等距離に環状排列する（図３、図４参照）。
各軸受２７は、第一ツールディスク２５に従い回転し、それぞれガイド部材１２に接続する。
モーター１１は、ガイド部材１２の旋回を連動し、接続する各軸受２７の交替移動を導引し、第一ツールディスク２５を駆動し、回転軸２１と第二ツールディスク２６の同期回転を連動する。
好ましくは、本実施形態の軸受２７は、ハンドルベアリングで、ガイド部材１２は、カム或いはワームにより接続し、さらに各軸受２７を導引する。
この他、本実施形態のモーター１１とガイド部材１２は、複数の内の一つの固定台２４に設置される。

複数のツールクランプ３０は、回転軸２１の軸方向Ｘに沿ってパラレル排列され、各ベース２３に設置され、ツールホルダー３００を把持して設置する。
同一のベース２３の各ツールクランプ３０は、ツール把持方向が同一のツールクランプ口３１を有し、各ツールクランプ口３１は、周辺側２２の接線方向Ｙに平行に、所在のツールクランプ３０を貫通する。
各ツールクランプ３０に設置されるツールホルダー３００の加工ツール３０１はすべて所在位置において回転フレーム２０の周辺側２２に寄って伏せた状態を呈する。
詳細に言えば、ツールクランプ口３１は、貫通方向Ｙ^，により、所在のツールクランプ３０において貫通し、貫通方向Ｙ^，は接線方向Ｙに平行である（図９参照）。
ツールホルダー３００に加工ツール３０１があり、ツールクランプ口３１において、ツールクランプ３０により把持して設置されると、ツールホルダー３００の軸方向は、貫通方向Ｙ^，と同じで、また接線方向Ｙに平行であり、軸方向Ｘに平行でない。
即ち、本案のツールマガジン１００は従来のツールマガジンとは明確に異なる。

本実施形態中において、回転フレーム２０の周辺側２２には、計８個のベース２３を設置する（図９参照）。
各ベース２３は、細長い形状を呈し、第一ツールディスク２５と第二ツールディスク２６を跨いで接続し、さらに固定される。
さらに、各ベース２３は本実施形態中では６個のツールクランプ３０を有し、パラレル排列で設置されるため、本実施形態のツールマガジン１００は、計４８個のツールクランプ３０を有し、４８個のツールホルダー３００を把持して設置することができる。

図５～図７に示す通り、各ツールクランプ３０は、２個の挟持体４０及びピン部材５０を有する。
２個の挟持体４０は、同様の構造を備え、それぞれ連接部４１及び爪部４２を有する。
２個の連接部４１は重なり、さらに軸部材４３により貫通するように設置され、ピボット動するようにベース２３に連接される。
２個の爪部４２は２個の連接部４１に従い相対してピボット動し開閉し、連接部４１は、挟持体４０の、厚さが薄い方の側板に相対する。
本実施形態の２個の挟持体４０は、反対に設置され、２個の連接部４１により重なり、こうして２個の爪部４２の位置は対称となる。
本実施形態中において、２個の連接部４１は共に、ピン孔４１１を有し、２個のピン孔４１１の孔径は相等で、２個のピン孔４１１は、２個の連接部４１が重なると正対応する。

ピン部材５０はベース２３に設置され、軸部材４３と平行で、さらにピン部材５０の、ベース２３における所在位置は、軸部材４３の位置とは異なる。
ピン部材５０は、重なって正対応するピン孔４１１に通して設置され、ピン部材５０は、軸方向に沿って移動し、ベース２３に相対し、ロック解除ポジションＰ１（図１２、図１３参照）、或いはロッキングポジションＰ２に位置する（図６、図７参照）。

上記のように、２個の挟持体４０が、ピン部材５０において、ロック解除ポジションＰ１にある時、２個の挟持体４０は相対してピボット動できる。
ツールホルダー３００が主軸２０１、２０２に接合し、これに従い移動すると、２個の爪部４２に対して外力を加え、２個の爪部４２を開かせる。これによりツールホルダー３００は、ツールクランプ３０上から離され、或いはツールホルダー３００をツールクランプ３０へ戻すことができる。
また、２個の挟持体４０は、ピン部材５０がロッキングポジションＰ２にある時、２個の挟持体４０は、ピン部材５０により制限され、相対してピボット動せず、ツールホルダー３００はこの時、２個の爪部４２に挟持され固定される。
２個の挟持体４０は、相対してピボット動できる。２個の挟持体４０は２個ともピボット動でき、或いは１個の挟持体４０は不動で、もう１個の挟持体４０はそれに相対してピボット動する。いずれも、本発明が開示する２個の挟持体４０が相対してピボット動する形態である。

ピン部材５０は、大径セクション５１と小径セクション５２を有し、大径セクション５１は、２個のピン孔４１１と凡そ等しい径の幅を備え、小径セクション５２の幅は、２個のピン孔４１１より小さい。
ピン部材５０がロッキングポジションＰ２にある時、大径セクション５１により、２個のピン孔４１１中で２個の挟持体４０を制限し、相対してピボット動しない。
ピン部材５０がロック解除ポジションＰ１にある時、小径セクション５２は、少なくとも１個のピン孔４１１中にあり、さらに間隙Ｇを備え（図１２、図１３参照）、間隙Ｇにより、２個の挟持体４０に、相対してピボット動する空間を提供する。

好ましくは、本実施形態は定位台６０をさらに有し、ベース２３に固定され、さらに定位台６０は２個の連接部４１上に重ねて設置される。
定位台６０とベース２３間には、２個の挟持体４０が動けるピボット動の空間を保留する。
定位台６０は、穿孔６１を有し、穿孔６１が定位台６０において、ベース２３に固定される時、２個のピン孔４１１に正対応し、穿孔６１と小径セクション５２の幅は等しい。
ピン部材５０がロッキングポジションＰ２にある時、大径セクション５１は２個のピン孔４１１中に位置し、小径セクション２は穿孔６１中に位置し、小径セクション５２は露出セクション５２１を穿孔６１外に伸ばす。
露出セクション５２１が穿孔６１に押し入れられると、ピン部材５０は、ロッキングポジションＰ２からロック解除ポジションＰ１へと移動する。

本実施形態中において、ベース２３は、ピン槽２３１を有し、ピン部材５０を収容して設置する。さらにピン槽２３１内に、復位弾性部材５３を設置し、本実施形態中では、圧縮バネである。
ピン部材５０は、ピン槽２３１中で、復位弾性部材５３により、大径セクション５１に接続する。
ピン部材５０は、復位弾性部材５３により常態的に押し上げられ、ロッキングポジションＰ２に位置し、ピン部材５０がロック解除ポジションＰ１まで移動すると、復位弾性部材５３は圧縮されて予備力を産生し、復位弾性部材５３の被圧縮の力が消えると、予備力をピン部材５０に提供し、ロッキングポジションＰ２へと復位させる。

本実施形態中において、ピン部材５０は、大径セクション５１の片側に、フラット面５４を有し、このフラット面５４は、ピン部材５０の軸方向に沿って、大径セクション５１で陥没して形成される。定位部材７０は、ピン槽２３１において、ベース２３の横に設置され、フラット面５４に密着して揃う。
ここで言う定位部材７０とは、本実施形態中では円柱ある。さらにベース２３は、溝部２３２を有し、これに定位部材７０を収容して定位する。
ピン部材５０が、ベース２３に相対して、軸方向に沿って移動すると、定位部材７０によりピン部材５０を制限し偏向させない。

上記のように、ピン部材５０がロック解除ポジションＰ１にある時、小径セクション５２は相対的に上にある挟持体４０のピン孔４１１中において、間隙Ｇを有し、相対的に上にある挟持体４０のピボット動の幅は、相対的に下にある挟持体４０より大きい。しかし、本発明はこれに限定されない。
小径セクション５２は、２個の挟持体４０のピン孔４１１中において、共に間隙Ｇを有し（図示なし）、これにより、２個の挟持体４０は、同様のピボット動の幅を備えることもできる。

本実施形態中において、ピン部材５０は、開槽５２２を有し、この開槽５２２は、露出セクション５２１に位置する。
ローラー５５は、開槽５２２中で回転するように設置され、露出セクション５２１に位置する。ピン部材５０は、本実施形態在では、露出セクション５２１の頂端に、ガイド角５２３を有する。
このガイド角５２３は、開槽５２２の片側に偏向し、弧状曲線を呈する。
ローラー５５は、ピン部材５０の頂端の、ガイド角５２３を有する片側に露出し、ローラー５５が押されると、露出セクション５２１は穿孔６１中に押し入れられる。

図５に示す通り、本実施形態の各挟持体４０は、復位弾性部材８０を有し、その外側に接続し、この復位弾性部材８０は、本実施形態では圧縮バネである。
２個の挟持体４０が、相対してピボット動すると、外へとピボット動する挟持体４０は、それが接続する復位弾性部材８０を圧縮し、さらにそれが接続する復位弾性部材８０の戻りに従い復位する。
この復位弾性部材８０は、任意の２個のツールクランプ３０の間に設置され、両端は、隣り合う２個のツールクランプ３０の挟持体４０間にそれぞれ接続する。
復位弾性部材８０の一端は、２個の内の１個のツールクランプ３０の挟持体４０に接続し、反対端は、ベース２３上に設置する停止ブロック２３３に接続する。
ここで言う停止ブロック２３３とは、本実施形態中では、ベース２３上に３個あり、その内の２個は、ベース２３の最も両端のツールクランプ３０の外側に設置し、ベース２３の中央にも、１個の停止ブロック２３３を設置する。
本実施形態の復位弾性部材８０は、停止ブロック２３３により、ツールクランプ３０の挟持体４０はピボット動後に復位できる。

本実施形態において、ツールマガジン１００に組み合わせて使用するマシニングセンター２００は、二列型マシニングセンターで、このマシニングセンター２００は、本実施形態では、２個の主軸２０１、２０２を有する。
この２個の主軸２０１、２０２は、マシニングセンター２００上で、縦方向移動及び横方向移動し、さらにツール交換アーム不使用の状況下で、加工ツール３０１を有するツールホルダー３００を直接取り出しできる。
２個の主軸２０１、２０２にツールがない状態で、用いようとするツールホルダー３００を、ツールクランプ３０上から取り出す時、ツールマガジン１００の回転フレーム２０回転（図３参照）、及び２個の主軸２０１、２０２の、マシニングセンター２００での移動を通して、２個の主軸２０１、２０２は取り出そうとする加工ツール３０１のツールホルダー３００に正対応し、向かって移動する（図８～図１０参照）。
２個の主軸２０１、２０２はさらに、プレス部材２０３を通して、露出セクション５２１に接触し、ローラー５５上を押し、これにより露出セクション５２１は穿孔６１中に押し入れられ、ピン部材５０は、ロック解除ポジションＰ１に位置する。
この時、小径セクション５２とピン孔４１１中に留保された間隙Ｇにより、挟持体４０はピボット動し（図１２、図１３参照）、２個の爪部４２は、これにより開き、各ツールホルダー３００は、２個の主軸２０１、２０２に従い移動し、ツールクランプ３０から離れる。

２個の主軸２０１、２０２が加工を完了後、新しい加工ツール３０１を取ろうとする時、ツールホルダー３００は元のツールクランプ３０に戻る。
この時、プレス部材２０３は、ガイド角５２３に従い露出セクション５２１に接触し、ローラー５５上を押し（図１４参照）、同様に露出セクション５２１を穿孔６１中に押し入れ、ピン部材５０は、ロック解除ポジションＰ１に位置する。
２個の爪部４２もこれにより開き、ツールホルダー３００は再び主軸２０１、２０２に従い移動し、ツールクランプ３０に戻る。
新しい加工ツール３０１も同一のベース２３にあるなら、回転フレーム２０は回転する必要はなく、２個の主軸２０１、２０２を横方向に新しい加工ツール３０１の所在位置まで移動させる（図１５参照）。
こうして、前述のツールを取り出す動作を繰り返せば、新しい加工ツール３０１をツールクランプ３０から取り出すことができる。
但し、新しい加工ツール３０１と元の加工ツール３０１が同一のベース２３にない時には、回転フレーム２０を回転させて、２個の主軸２０１、２０２を新しい加工ツール３０１のツールホルダー３００に新たに正対応させ、前述のツールを取り出す動作を繰り返し、新しい加工ツール３０１をツールクランプ３０から取り出す必要がある。

上記のように、ツールクランプ３０がツールホルダー３００において戻り、或いは離された後、ピン部材５０復位弾性部材５３により常態的に押し上げられロッキングポジションＰ２に位置し、大径セクション５１により、その幅と凡そ等しい径の２個のピン孔４１１中において、２個の挟持体４０を制限し、相対したピボット動を行わせない。
よって、ツールクランプ３０上に、ツールホルダー３００を設置するなら、ツールホルダー３００は２個の爪部４２に挟持され固定され、ピン部材５０が再びロック解除ポジションＰ１へと移動しない限り、ツールホルダー３００は、２個の爪部４２により取り出されず、こうしてツールホルダー３００の、ツールクランプ３０上での定位を確保する。

上述の説明により明らかな本発明の特徴は以下の通りである。
１．本発明のツールマガジン１００は、複数のベース２３が回転フレーム２０の円形の周辺側２２において環状排列を呈し、さらに複数のツールクランプ３０は、各ベース２３において、パラレル排列で設置される。よって回転フレーム２０の周辺側２２の空間はツールクランプ３０で、ツールホルダー３００を設置でき、さらにツールクランプ３０のツールクランプ口３１は、平行回転フレーム２０の周辺側２２の接線方向Ｙを貫通する。これにより設置されるツールホルダー３００の加工ツール３０１はすべて回転フレーム２０に寄り、加工ツール３０１が回転フレーム２０から離れスペースを占拠することを回避できる。回転フレーム２０の周辺側２２に、より多くのツールクランプ３０を設置し、ツールホルダー３００を固定しようとする場合、回転フレーム２０は、長さ或いは直径をいくらか拡大するだけでよい。本発明のツールマガジン１００の構造は、空間を有効活用でき、より多数のツールホルダー３００を収容でき、把持して設置するツールホルダー３００の数が多くても、ツールマガジン１００が占拠するスペースを相対的に節減する効果を達成できる。
２．本発明のツールマガジン１００は、同一のベース２３の各ツールクランプ３０はパラレル排列で、さらにツールクランプ口３１は、同様のツール把持方向を有するため、本発明のツールマガジン１００に設置するマシニングセンター２００は多軸マシニングセンター（即ち主軸が２個以上）で、ツール交換アームによらずにツール交換できる。このため、２個以上の主軸２０１、２０２は、同時にかつ直接、同一のベース２３上にパラレル排列されるツールクランプ３０に設置されるツールホルダー３００に対して、ツールを取り出す或いはツールを戻すことができ、単一主軸、或いはツール交換アームを用いなければツール交換が行えない従来のマシニングセンターに比べ、加工過程において、ツール交換時間を大幅に短縮でき、これにより製造工程の効率を効果的に高めることができる。
３．本発明のツールクランプ３０は、安全ツールロックメカニズムをさらに提供するため、２個の挟持体４０が、ピン部材５０において、ロック解除ポジションＰ１にある時でなければ、ツールホルダー３００が２個の爪部４２を開くことはなく、ツールホルダー３００を、ツールクランプ３０上から取り出し、或いはツールホルダー３００をツールクランプ３０に戻すことはできない。ピン部材５０がロッキングポジションＰ２にある時、２個の挟持体４０は制限されて、相対したピボット動ができず、つまり２個の挟持体４０は、ピン部材５０により制限され、２個の爪部４２は開かれない。よって、ツールホルダー３００に対して力を加えても、ツールホルダー３００を、ツールクランプ３０から離すことはできないため、ツールホルダー３００が外力を受け、ツールクランプ３０から離脱し落下する問題の発生を回避できる。

前述した本発明の実施形態は本発明を限定するものではなく、本発明により保護される範囲は後述される特許請求の範囲を基準とする。

１００ ツールマガジン
２００ マシニングセンター
２０１ 主軸
２０２ 主軸
２０３ プレス部材
３００ ツールホルダー
３０１ 加工ツール
１０ 駆動部材
１１ モーター
１２ ガイド部材
２０ 回転フレーム
２１ 回転軸
２２ 周辺側
２３ ベース
２３１ ピン槽
２３２ 溝部
２３３ 停止ブロック
２４ 固定台
２５ 第一ツールディスク
２６ 第二ツールディスク
２７ 軸受
３０ ツールクランプ
３１ ツールクランプ口
４０ 挟持体
４１ 連接部
４１１ ピン孔
４２ 爪部
４３ 軸部材
５０ ピン部材
５１ 大径セクション
５２ 小径セクション
５２１ 露出セクション
５２２ 開槽
５２３ ガイド角
５３ 復位弾性部材
５４ フラット面
５５ ローラー
６０ 定位台
６１ 穿孔
７０ 定位部材
８０ 復位弾性部材
Ｇ 間隙
Ｐ１ ロック解除ポジション
Ｐ２ ロッキングポジション
Ｘ 軸方向
Ｙ 接線方向
Ｙ^， 貫通方向

Claims (12)

1. 多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジンであって、これにより前記マシニングセンターは少なくとも１個の主軸により加工ツールのツールホルダーを直接取り出しでき、
   駆動部材、回転フレームを有し、
   前記回転フレームは、中心に回転軸を設置し、円形を呈する周辺側を有し、複数のベースを有し、前記周辺側に沿って環状排列を呈し、間隔を開けて設置され、
   前記駆動部材は、前記回転フレームに連結しかつ連動し、前記回転軸の両端には、前記マシニングセンターを結合する固定台をそれぞれ設置し、
   前記回転フレームは、円形で、外径が同じ２個のツールディスクを有し、前記回転軸を固定して接続し、前記２個のツールディスクの周囲は、前記軸方向に沿ってつながる範囲を前記周辺側とし、前記２個のツールディスクは、前記回転軸上で、前記回転軸両端の固定台にそれぞれ接近し、
   複数のツールクランプは、前記回転軸の軸方向に沿ってパラレル排列され、各前記ベースに設置され、前記ツールホルダーを把持して設置し、同一のベースの各前記ツールクランプは、ツール把持方向が同一のツールクランプ口を有し、各前記ツールクランプ口は、前記周辺側の接線方向に平行で、所在のツールクランプを貫通し、
   各前記ツールクランプに設置されるツールホルダーの加工ツールはすべて所在位置において前記回転フレームの周辺側に寄って伏せた状態を呈することを特徴とする、
   多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン。
2. 前記２個のツールディスクは、第一ツールディスクと第二ツールディスクを有し、前記第一ツールディスクは、複数の軸受を有し、前記回転軸を中心として、等距離に環状排列し、前記駆動部材は、モーターを有し、ガイド部材に連結し、各前記軸受は、前記第一ツールディスクに従い回転し、それぞれ前記ガイド部材に接続し、前記モーターは、前記ガイド部材の旋回を連動し、接続する各前記軸受の交替移動を導引し、前記第一ツールディスクを駆動し、前記回転軸と前記第二ツールディスクの同期回転を連動することを特徴とする、請求項１に記載の多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン。
3. 前記各ベースは、細長い形状を呈し、前記２個のツールディスクを跨いで接続しかつ固定され、各前記ツールクランプは、２個の挟持体を有し、各前記挟持体は、それぞれ連接部及び爪部を有し、前記２個の連接部は重なりかつ軸部材により貫通するように設置され、所在のベースにおいてピボット動するように連接され、前記２個の爪部は、前記２個の連接部に従い、相対してピボット動し開閉することを特徴とする、請求項１に記載の多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン。
4. 前記各ツールクランプは、ピン部材を有し、前記軸部材と平行で、所在のベースに設置され、前記ピン部材は、前記軸部材の位置と異なり、前記２個の連接部に通して設置され、前記ピン部材は、軸方向に沿って移動し、所在のベースに相対し、ロック解除ポジション或いはロッキングポジションに位置し、前記２個の挟持体は、前記ピン部材が前記ロック解除ポジションにある時には、相対してピボット動でき、前記ツールホルダーは前記２個の爪部を開き、取り出され、或いは戻され、前記２個の挟持体は、前記ピン部材が前記ロッキングポジションにある時には、制限されて、相対してピボット動をせず、前記ツールホルダーは、前記２個の爪部に挟持され固定されることを特徴とする、請求項３に記載の多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン。
5. 前記２個の連接部は共に、ピン孔を有し、前記２個のピン孔の孔径は相等で、かつ前記２個の連接部が重なると正対応し、前記ピン部材により通して設置され、前記ピン部材は、大径セクションと小径セクションを有し、前記大径セクションは、前記２個のピン孔と凡そ等しい径の幅を備え、前記小径セクションの幅は、前記２個のピン孔より小さく、前記ピン部材が前記ロッキングポジションにある時、前記大径セクションにより、２個のピン孔中で２個の挟持体を制限し、相対してピボット動せず、前記ピン部材が前記ロック解除ポジションにある時には、前記小径セクションは、少なくとも１個の前記ピン孔中にありかつ間隙を備え、前記間隙により、前記２個の挟持体は相対してピボット動できることを特徴とする、請求項４に記載の多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン。
6. 前記各ベースは、ピン槽を有し、前記ピン部材を収容して設置し、前記ピン部材は、前記ピン槽中において復位弾性部材を接続し、前記ピン部材は、前記復位弾性部材に常態的に押し上げられ、前記ロッキングポジションに位置し、前記ピン部材が前記ロック解除ポジションへと移動すると、前記復位弾性部材は圧縮されて予備力を産生し、前記予備力をピン部材に提供し、ロッキングポジションへと復位させることを特徴とする、請求項５に記載の多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン。
7. 前記多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジンは、定位台をさらに有し、前記２個の連接部上に重ねて設置し、前記ベースに固定して接続し、前記定位台は、穿孔を有し、前記２個のピン孔に正対応し、前記穿孔と前記小径セクションの幅は等しく、前記ピン部材が前記ロッキングポジションにある時、前記大径セクションは、前記２個のピン孔中に位置し、前記小径セクションは、前記穿孔に位置し、露出セクションを伸ばし、前記露出セクションが前記穿孔に押し入れられると、前記ピン部材は、前記ロッキングポジションより、前記ロック解除ポジションへと移動することを特徴とする、請求項６に記載の多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン。
8. 前記ピン部材は、開槽を有し、前記露出セクションに位置し、ローラーは、前記開槽中で、回転するように露出セクションに設置され、前記ローラーが押されることで、前記露出セクションが前記穿孔中に押し入れられることを特徴とする、請求項７に記載の多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン。
9. 前記ピン部材は、前記露出セクションの頂端においてガイド角を有し、前記ガイド角は、前記開槽の片側に偏向し、かつ弧状曲線を呈し、前記ローラーは、前記ピン部材の頂端において、前記ガイド角の片側に露出することを特徴とする、請求項８に記載の多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン。
10. 前記ピン部材は、前記大径セクションの片側において、軸方向に沿って陥没しフラット面を形成し、定位部材は前記ピン槽において、前記ベースの横に設置され、前記フラット面に密着して揃い、これにより前記定位部材により前記ピン部材を制限し、前記ベースに相対して軸方向に沿って移動しても、偏向しないことを特徴とする、請求項６に記載の多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン。
11. 前記各挟持体は、復位弾性部材を有し、その外側に接続し、少なくとも１個の前記挟持体が、外へとピボット動すると、それが接続する復位弾性部材を圧縮し、かつそれが接続する復位弾性部材の戻りに従い、復位することを特徴とする、請求項４に記載の多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン。
12. 前記復位弾性部材は、任意の２個の前記ツールクランプの間に設置し、両端は、隣り合う２個のツールクランプの挟持体間にそれぞれ接続し、前記復位弾性部材の一端は、２個の内の１個のツールクランプの挟持体に接続し、反対端は、前記ベース上に設置する停止ブロックに接続することを特徴とする、請求項１１に記載の多軸マシニングセンターに適用されるドラム式ツールマガジン。

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