JP2767918B2 - 工具マガジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複数の工具ポットを工具取出位置に割り出
し可能に支持する工具マガジンに関する。

［従来の技術］ 従来、複数の工具を交換しつつワークを加工する、い
わゆるマシニングセンタ等において、工具を収納する工
具マガジンを備えたものが知られている。この工具マガ
ジンは、通常、工具を着脱可能に収納する複数の工具ポ
ットを備え、これらを回転割り出し可能に支持し、ワー
ク加工工程に応じて必要な工具を取出位置へ移動する様
になされている。各工具ポットは、工具マガジン本体に
適宜の手段により取り付けられている。

こういった、従来の工具マガジンとしては、例えば特
開昭63-52942号がある。この公報記載の工具マガジン
は、第５図（イ）に示す様に、マガジン本体Ａに設けた
環状の案内溝Ｂに工具ポットＣの底部に形成した突部Ｄ
を嵌合させて取り付け、さらに、回転軸Ｅに取り付けた
円板Ｆに設けた放射上の溝Ｇを工具ポットＣに嵌合さ
せ、この円板Ｆを回転することにより、工具ポットＣを
回転割り出ししていた。かかる構造の工具マガジンで
は、通常、マガジン本体を組立式とし、例えば案内溝Ｂ
の下端両縁に対向してリング爪H,Iを取り付けて工具ポ
ットＣの切込み溝Ｊを挟む構成が考えられる。或は案内
溝Ｂの一部に嵌合用の誘導溝を設ける手法が考えられ
る。

また、例えば特開昭63-123646号公報には、工具ポッ
トを回転割り出し位置で工具取出方向へ揺動するタイプ
の工具マガジンが記載されている。この工具マガジン
は、第５図（ロ）に示す様に、工具ポットＰの一部に形
成したピン孔ＱにピンＲを挿通し、工具ポットＰをマガ
ジン本体ＳのポットアームＵ−Ｕ間に取り付けて組み立
てられており、小型のマシンニングセンタの加工ヘッド
の側部に一体に取り付けられている。

尚、この様な工具マガジンに取り付けられる工具ポッ
トは、通常、工具収納孔の底にバネ部材Ｖ等を装着して
工具のプルスタッドを保持する構成が取られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、工具マガジンは、永久に損傷しない訳ではな
く、特に工具ポットにおいては、プルスタッド保持用の
バネ部材等の欠損が考えられ、補修の必要が生じる。ま
た、工具ポット内に切削屑が侵入する場合があり、清掃
の必要も予想される。この様な場合に、上述の従来の工
具マガジンでは、例えば第５図（イ）のものは、マガジ
ン本体Ａを分解して、円板F,リング爪H,Iを取り外す必
要があった。また、第５図（ロ）のものは、ピンＲを抜
き取らないと工具ポットＰを取り外すことができず、作
業スペース等の問題から、結局はマガジン全体を取り外
して分解しなければならなかった。

この様に、従来のものは、僅か一つの工具ポットを取
り外すにも、工具割り出し機構等の内部機構をも分解し
なければならず、結局はマガジン全体を取り外し・分解
する等煩雑な手間を要し、迅速・容易に清掃・補修・交
換をすることができないという問題があった。その上、
取り外した工具ポットを再びマガジン本体に取り付ける
には、工具ポットを取り付け、工具マガジンを組み立
て、この工具マガジンを改めて工作機械に取り付けると
いった煩雑な手間を要した。

このため、工具ポットの清掃・補修・交換等が終了す
るまでは、ワークの加工作業を完全に停止しなければな
らず、生産性の面からも極めて不都合であった。

本発明の工具マガジンは、マガジン全体を分解・取り
外しすることなく、工具ポットの清掃・補修・交換を迅
速・容易に実行可能とすることを目的としている。

発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明の工具マガジンは、工具を夫々着脱可能に収納
する複数の工具ポットを備え、該工具ポットを支持する
工具マガジン本体を駆動して所望の工具ポットを工具取
出位置に割り出し可能に支持する工具マガジンにおい
て、前記工具ポットは、工具取付側とは反対側の面に設
けられた嵌合溝と、該嵌合溝の中央に設けられた段付貫
通孔と、前記段付貫通孔に嵌合される板状の基部と、該
基部の工具取付側の面に設けられ、挿入された工具を把
持するための把持部と、前記基部の工具取付側とは、反
対側の面に突設された突設部とを有する弾性把持部材
と、前記嵌合溝に嵌合される嵌合部材と、該嵌合部材に
設けられ、前記突設部と嵌合する嵌合孔とを有し、ポッ
トアームを介して工具マガジン本体に取り付けられるポ
ット底板とを備えたことを特徴とする。

［作用］ 本発明の工具マガジンは、工具収納面側から取付手段
を取り付け方向に操作することにより工具ポットを工具
マガジン本体に取り付け、この取付手段を工具収納面側
から取り外し方向に操作することにより工具ポットを工
具マガジン本体から取り外す。この結果、工具ポットの
取付・取り外しは、露出面側からの操作により実行さ
れ、工具ポット単体を必要に応じて迅速・容易に取り外
すことが可能である。また、工具ポットに設けられた嵌
合溝とポット底板に設けられた嵌合部材との嵌合によ
り、工具ポットのポット底板に対する回転方向の位置決
めがなされ、更に、工具ポットが、弾性把持部材を介し
てポット底板に嵌合されることにより、工具ポットのポ
ット底板に対する上下及び左右方向の位置決めがなされ
いる。この結果、工具ポットのポット底板に対する装着
は、回転方向のみならず、上下及び左右方向の高精度な
位置決めにより行われる。

［実施例］ 次に、本発明を具体化した実施例を図面に基づき詳細
に説明する。

第１図（イ）〜（ハ）に実施例の工具マガジンの正面
図、Ｘ−Ｘ縦断面図及び背面図を示す。

工具マガジン１は、背面に設けたハイポイドギア３を
介して図示しない駆動モータにより回転駆動されるもの
であって、８個の工具ポット５を放射状に備えている。
工具ポット５は、マガジン本体７に取り付けられたポッ
トアーム９に揺動可能に軸支されている。

工具ポット５とポットアーム９との取り付け関係を第
２図に示す。また、第３図（イ）〜（ニ）に工具ポット
５の断面図を示す。

工具ポット５は、工具11を収納する貫通孔13を有する
円筒状のポット本体15と、この貫通孔13の底を形成する
帯板状のポット底板17と、貫通孔13の底の部分で工具11
のプルスタッド19を把持する弾性把持部材21と、工具11
に設けられたキー溝23に嵌合するポットキー25とを備
え、これらを２本の長い６角穴付きのボルト27と１本の
短い６角穴付きのネジ29にて連結されて組み立てられ
る。

弾性把持部材21は組立式であり、板バネを折り曲げて
形成した把持部としての把持爪31と、基板部としての大
径円板部33と突設部としての小径円筒部35とからなる基
部37とをリベット39にて結合して形成される。

ポット本体15は、下部に大径基部41を備え、この大径
基部41には軸方向にボルト43,43が２箇所に貫通されて
いる。また、大径基部41の底面には、ポット底板17の幅
と同じ幅の嵌合溝45が刻設されている。さらにこの嵌合
溝45の底には、弾性把持部材21の大径円板部33の外周面
と嵌合する円形溝47が、この大径円板部33の肉厚分の深
さで設けられている。なお、上記貫通孔13と円形溝47と
は、その境界が段部となり、段付貫通孔を形成してい
る。

ポット底板17は、ポット本体15に設けられた嵌合溝45
と嵌合する幅を有する嵌合部材としての帯板部49と、こ
の帯板部49の背面の両縁部分から伸びる二枚の対向する
支持板部材51とからなる。帯板部49の長さはポット本体
15の大径基部41の直径と略同一であり、帯板部49の中央
には、弾性把持部材21の小径短円筒部35と嵌合する嵌合
孔53が穿設されている。また、帯板部49の長手方向両端
部分には、それぞれ、ポット本体15の大径基部41を挿通
されたボルト27,27と螺合するネジ孔55,55が設けられて
いる。また、各支持板部材51,51には突出部57が形成さ
れており、ここには、工具取り出しの際に、図示しない
揺動機構に把持される把持棒59が軸支されている。

工具ボルト５の組み立ては、第２図に示す様に、弾性
把持部材21をポット本体15の円形溝47及びポット底板17
の嵌合孔53の両方に嵌合させ、２本のボルト27をポット
本体15のボルト孔43に工具収納面側から挿通させ、さら
にこのボルト27をポット底板17のネジ孔55に螺着して行
われる。ポットキー25は、ポット本体15の側部に設けら
れた溝61にネジ29を介して固定される。

こうして組み立てられた工具ポット５は、ポット底板
17の支持部材51を挿通させたピン63にてポットアーム９
に軸支される。なお、ピン63の両端はＥ形止め輪65,65
にて抜け止めされる。また、把持棒59も、ピン67,E形止
め輪69,69にて二枚の支持板部材51,51間に取り付けられ
る。

この工具マガジン１を用いた小型のマシニングセンタ
70を第４図に示す。

マシニングセンタ70は、加工に用いる工具11nowを着
脱可能に保持する加工ヘッド71を、ワークテーブル73に
対して近接・離間可能にコラム75に支持し、加工ヘッド
71の側部において、前述の構成からなる工具マガジン１
を加工主軸Ｌに直交するマガジン軸Ｍに回転自在に一体
に組み付けてなる。工具マガジン１は、切削屑の侵入を
防止するためのマガジンカバー77が取り付けられてお
り、工具収納面側を除き、完全に覆われている。

マシニングセンタ70では、工具マガジン１に収納され
た複数の工具を自動交換しつつ、ワークの連続加工が実
行される。加工時は、主軸モータ81を駆動し、加工ヘッ
ド71に保持した現工程の工具11nowを回転してワークを
加工する。工具交換タイミングになると、上下動モータ
83を駆動して加工ヘッド71を上方へ退避させ、さらに主
軸モータ81を駆動して主軸オリエンテーションを実行す
る。続いて、マガジンモータ85を駆動して工具マガジン
１を回転して次工程の工具11nextを収納した工具ポット
5nextを取出位置NPへ移動してその把持棒59を図示しな
い揺動機構の把持指間に挿入し、揺動用モータ87を駆動
して揺動機構を作動させて工具ポット5nextを下方へ揺
動する。さらに、交換アーム用モータ89を駆動して交換
用アーム90を作動させ、現工程工具11now及び次工程工
具11nextを同時に把持・抜取・回転・挿入・開放動作を
実行して工具を交換する。これら一連の動作を繰り返し
てワークの連続加工が実行される。

この加工工程を担当回数繰り返すと、例えばいずれか
の工具ポット５において、弾性把持部材21の把持爪31が
欠損する場合がある。この場合には、工具収納面側から
２本のボルト27を緩めてポット底板17との螺合を解き、
これをポット本体15から抜き取る。この後、ポット本体
15をポット底板17から取り外す。すると、弾性把持部材
21は、ポット本体15或はポット底板17のいずれかに嵌合
したまま露出され、容易に取り外し・交換が行われる。
また、マガジンカバー77により覆われているものの、切
削屑等の異物の侵入を完全に防げるわけではない。そこ
で、切削屑が侵入した様な場合には、前述と同様にして
ポット本体15を取り外し、清掃台等で清掃を実行すれ
ば、この様な切削屑を容易に除去できる。また、ポット
本体15を取り外すと、マシニングセンタ70内部に備えた
揺動機構等の内部装置の点検・補修のための開口を形成
することもできる。

製造・補修・交換が終了すると、ポット本体15の円形
溝47に弾性把持部材21の大径円板部33を嵌合させ、さら
にポット底板17の帯板部49とポット本体15の嵌合溝45と
を嵌合させると共に、小径短円筒部35をポット底板17の
嵌合孔53に嵌合させて組み付け、ボルト27を締め付けて
固定する。ポット本体15は、その嵌合溝45とポット底板
17の帯板部49外側面とにより構成される第１の印ろう部
にて回転位置関係が決定され、さらに弾性把持部材21の
大径円板部33とポット本体15の円形溝47とにより構成さ
れる第２の印ろう部，及び弾性把持部材21の小径短円筒
部35とポット底板17の嵌合孔53とにより構成される第３
の印ろう部とにより中心軸合わせがなされる。従って、
工具ポット５は、当初組み立てられていたのと全く同じ
位置へ修復される。この結果、工具ポット５の清掃・補
修・交換等を一般の作業者が実行する場合にも、工具交
換の際の工具11のキー溝23と主軸との位置関係は常に正
しく合わされる。従って、工具交換の際に次工程工具11
nextが、加工ヘッド71にうまく保持できないといった事
態は、一切発生しない。同様に、現工程の工具11nowが
工具マガジン１にうまく収納できないといった事態も一
切発生しない。

以上説明したように、本実施例によれば、工具ポット
５の清掃・補修・交換等の必要が生じた場合には、僅か
２本のボルト27を、作業の容易な工具収納面側の開放さ
れた領域（第４図左側）から操作して工具ポット５を取
り外すことができる。従って、工具マガジン１を取り外
したり、分解したりする必要がない。この結果、極めて
迅速・容易な清掃・補修・交換等の作業を可能にしてい
る。

また、第1,第2,第３の印ろう部を構成してポット本体
5,弾性把持部材21,ポット底板17を常に正確な位置関係
に組み立てることができ、一般作業者等であっても、容
易に工具ポット５の取り外し・組立を実行することが可
能である。

さらに、実施例の工具マガジン１は、本体の側面及び
背面をマガジンカバー77等にて覆ってしまっても上述の
ように迅速・容易に工具ポット５の補修等を行えるか
ら、小型のマシニングセンタ70等として加工ヘッド71と
一体型に形成するのに適している。しかも、この様な小
型の工作機械においては、工具ポット５を前述のように
取り外すことにより内部点検用の開口を形成することも
できる。従って、機械の内部点検も容易である。

加えて、補修等の必要な工具ポットのみを取り外せる
構成であるから、修理すべき工具ポットを取り外した
後、他の正常な工具ポットを利用した工具交換・ワーク
加工作業をそのまま続行してもよく、生産性向上の効果
も多大である。

さらに、ポット本体15とポット底板17とを分離した構
成とし、ポット底板17にてポットアーム９と連結したか
ら、回転割り出し位置にて工具ポット５を揺動する複雑
な機構を有するにも係わらず、工具ポット５の工具収納
面側からの取り外し作業を可能にしている。

なお、実施例においては、第１の印ろう部をポット本
体15の嵌合溝45とポット底板17の帯板部49とにより構成
したが、ポット本体15とポット底部17の間の回転位置関
係を所定に併せることができればよく、円形以外の印ろ
う部であれば如何なる形状であってもよい。

また、工具収納面側から操作できれば、いかなる取付
手段を採用することもでき、例えば、クランプにより取
り付けるもの、或はポット本体の外周面に雄ネジを刻設
し、ポット底板に雌ネジを刻設してこれにねじ込む構成
としてもよい。

さらに、例えば揺動機構を有しない工具マガジンにあ
っては、工具ポットをポットアームに直接ボルトにより
締結する構成とし、取り外しの際には工具ポット全体を
取り外す構成としてもよい。

この場合には、工具ポットは、本体、把持部材及び底
板に分離できないものであってもよい。

以上本発明の実施例を説明したが、本発明は何らこれ
に限定されず、例えば、楕円状の軌道上を回転割り出し
して工具ポットを工具取出位置に移動する構成，ラック
状の往復移動部材により工具を取り出す構成等、その要
旨を逸脱しない範囲の種々なる態様採用できる。

発明の効果 本発明によれば、ポット本体とポット底板とが、弾性
把持部材を介して嵌合される構成としたため、ポット本
体のポット底板に対する回転方向のみならず、上下及び
左右方向の位置決めがなされるため、工具ポットの高精
度な組み付けが実現できるという効果が得られる。ま
た、工具ポットを、工具収納面側から操作することによ
り工具マガジン本体に取り付ける構成としたから、広い
空間のある露出面側からの操作により工具ポット単体を
迅速・容易に取り外すことが可能になった。しかし、工
具マガジン本体を分解したり、内部の機構、例えば割り
出し機構等を分解したり、或は工具マガジンを工具機械
から取り外したりする必要がない。従って、工具ポット
単体の製造・補修・交換が極めて容易となり、作業性を
著しく向上させ、生産性向上にも著しい効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は実施例の工具マガジンの正面図、第１図
（ロ）はそのＸ−Ｘ縦断面図、第１図（ハ）は工具マガ
ジンの背面図、第２図は工具ポットの組立状態を現す斜
視図、第３図（イ）は工具ポットの縦断面図、第３図
（ロ）はポット本体の縦断面図、第３図（ハ）はそのＹ
−Ｙ横断面図、第３図（ニ）は同じくＺ−Ｚ横断面図、
第４図は実施例の工具マガジンを用いた小型のマシニン
グセンタの斜視図、第５図（イ），（ロ）は各々従来例
の工具マガジンの一部の断面とさらにその一部を他の方
向から見た説明図である。 １……工具マガジン、５……工具ポット ７……マガジン本体、９……ポットアーム 11……工具、13……貫通孔 15……ポット本体、17……ポット底板 21……弾性把持部材、25……ポットキー 27……ボルト、33……大径円板部 35……小径短円筒部、43……ボルト孔 45……嵌合溝、47……円形溝 53……嵌合孔、55……ネジ孔

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工具を夫々着脱可能に収納する複数の工具
   ポットを備え、該工具ポットを支持する工具マガジン本
   体を駆動して所望の工具ポットを工具取出位置に割り出
   し可能に支持する工具マガジンにおいて、 前記工具ポットは、 工具取付側とは反対側の面に設けられた嵌合溝と、 該嵌合溝の中央に設けられた段付貫通孔と、 前記段付貫通孔に嵌合される板状の基板部と、該基板部
   の工具取付側の面に設けられ、挿入された工具を把持す
   るための把持部と、前記基板部の工具取付側とは反対側
   の面に突設された突設部とを有する弾性把持部材と、 前記嵌合溝に嵌合される嵌合部材と、該嵌合部材に設け
   られ、前記突設部と嵌合する嵌合孔とを有し、ポットア
   ームを介して工具マガジン本体に取り付けられるポット
   底板と、 を備えたことを特徴とする工具マガジン。