JP3182971U - ツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ツールとの衝突による金属衝突音の発生を防止し、関係部品の使用寿命を延ばすツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造を提供する。
【解決手段】両端にツール把持口１０と、中心近くの二側にそれぞれ収容室１１が設けられ、収容室とツール把持口を連通する開溝１２が設けられたツール交換アーム１と、各収容室にそれぞれ設置され、一側に凸部２２が設けられ、凸部に案内溝２３が設けられ、案内溝中にピン２４が設けられた二つのキャッチブロック２と、各開溝中にそれぞれ設置され、スライドシート３０後端にピンに枢接される耳部が設けられた二つの押圧部品３と、を包含する。ツール把持過程中に、キャッチブロックが移動する時、耳部と枢接されたピンが案内溝に沿って相対移動し、同時に押圧部品をツール交換アームに対して往復移動させ、ツールとの衝突による金属衝突音の発生を防止させる。
【選択図】図１

Description

本考案はツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アームの技術領域に係り、特に一種の、ツール把持時に、金属衝撃音を発生しないツール交換アーム構造に関する。

マシニングセンタは、工作物に対して多種類の異なる加工作業を実行するのに用いられ、これにより、加工主軸が配置されるほか、さらに、多種類の加工形態のツールを架設できるツールマガジンが配置されて、選択して加工主軸に取り付けられて、加工作業に使用される。ツール交換自動化の目的を達成するため、一般にマシニングセンターにはさらにツール交換機構（ＡＴＣ）が設置され、予め設定されたプログラムに基づき、ツールマガジンより各種のツールハンドルを取り出して主軸に取り付け、自動ツール交換作業を行う。

図５に示されるように、周知のツール交換機構は、マシンシート（６）の底端に、ツールアーム回転軸（６０）と押さえ板（６１）が設けられ、ツールアーム回転軸（６０）を利用してツール交換アーム（７）を駆動し、たとえば、ツール把持、直進ツール抜取り、１８０°ツール交換、後退ツール挿入と回転回復等のフローのツール交換作業を行う。そのうち、ツール交換アーム（７）のツールアーム回転軸（６０）に対向する部分には、収容室（７０）が設けられ、該収容室（７０）は上向きに突伸するキャッチ部品（９）を取り付けるのに用いられ、ツール交換アーム（７）の端部にはツール把持口（７１）が設けられ、ツール把持口（７１）に対向する部分には収容室（７０）と連通する開溝（７２）が設けられて、ツール交換アーム（７）に対して直線移動可能な押圧部品（８）が設けられ、押圧部品（８）の後端はキャッチ部品（９）の表面を押圧できる。

キャッチ部品（９）が押さえ板（６１）に押されて下向きに移動する時、収容室（７０）中に活動空間が形成され、押圧部品（８）は活動空間が増えたことで、後ろ向きに移動する活動範囲が増え、ツール交換アーム（７）を回転させてツール（５）を保持させ、押圧部品（８）はツール（５）に衝突する時に、後ろ向きに退避する機能を有し得る。

また、ツール把持完成後に、ツール引き抜きと回転ツール交換の動作を行う必要があれば、ツールアーム回転軸（６０）は下向きに移動し、該キャッチ部品（９）が押さえ板（６１）との接触より離脱し、並びにキャッチ部品（９）内の弾性部品（９０）の弾力により、キャッチ部品（９）が上向きに移動し、キャッチ部品（９）が押圧部品（８）と接触させられ、押圧部品（８）の後退の活動空間がなくなり、これにより、ツール（５）がツール把持口（７１）中に係止され、この後のツール交換アーム（７）の高速回転でツール（５）がはね飛ばされて、全体のツール交換の作業と安全性に影響が生じるのを防止し、これが全体の伝統的なツール交換作業の基本動作である。

ただし実施上は、ツール交換アーム（７）がツール（５）を把持する時に、カチンという金属衝突音が発生し、この音は、ツール（５）とツール把持口（７１）部分の押圧部品（８）の端部が相互に衝突することで発生する。常態時の押圧部品（８）は、その後端の弾性部品（８０）の端部がツール把持口（７１）より伸出させられ、ゆえに、ツール把持或いはツール交換作業のいずれでも、該ツール（５）は押圧部品（８）の端部と衝撃を発生し、これにより、金属衝突音が発生する。このほか、ツール（５）と押圧部品（８）に関しては、相互に経常的な衝突があり、このため関係部品の磨耗損壊が容易にもたらされ、使用寿命が短縮され、交換と修理のコストが増す。

これを鑑み、本考案の主要な目的は、一種のツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造を提供し、それにより、ツールを把持する時、金属衝撃音声を発生せず、同時に関係部品の衝撃により発生する磨耗を防止でき、これにより使用寿命を延長することにある。

上述の目的により、本考案のツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造は、
ツール交換アームであって、その両端にそれぞれツール把持口が設けられ、該ツール交換アームの中心に近い二側に、それぞれツール交換アームの軸線に垂直な収容室が設けられ、該ツール交換アームの、ツール把持口と収容室の間にそれぞれ開溝が開設され、該開溝の一端は該収容室に連通し、他端は該ツール交換アーム端部の貫通孔を介してツール把持口に連通し、該開溝の底面にはストッパブロックが設けられた、上記ツール交換アームと、
二つのキャッチブロックであって、それぞれ該ツール交換アームの収容室中に設置され、その上端にツール交換アームを貫通する押し棒が設けられ、その底端に、該収容室の底側と接触する第１弾性部品が設けられ、該キャッチブロックの該開溝に向いた一側に凸部が設けられ、該凸部に案内溝が開設され、該案内溝の両端にロック解除端とロック端が設けられ、該案内溝中にピンが収容された、上記二つのキャッチブロックと、
二つの押圧部品であって、該押圧部品はそれぞれ該ツール交換アームの開溝中に置かれ、それは、
スライドシートであって、その前端底側に、該ストッパブロックを収容する収容溝が開設され、該スライドシートの後端に、該キャッチブロックの凸部両側を挟持するように設けられる二つの耳部が設けられ、並びに該ピンに枢接されて、連動関係を形成する、上記スライドシートと、
押しブロックであって、それは該開溝前端において該ツール把持口に隣接する部分に置かれる、上記押しブロックと、
連接棒であって、該ツール交換アーム端部の貫通孔に通され、その二端はそれぞれ該押しブロックと該スライドシートの前端に固定される、上記連接棒と、
弾性部品であって、該スライドシートの収容溝に置かれ、その両端は、該ストッパブロックと該収容溝の壁面に当接する、上記弾性部品と、
を包含する、上記二つの押圧部品と、
を包含する。

該キャッチブロックが該収容室の軸方向に移動する時、該耳部と枢接されたピンは、案内溝の行程により相対移動し、これによりスライドシートを駆動して前後に移動させ、並びに押しブロックに該ツール交換アーム前端と該ツール把持口に臨む部分との間を往復移動させ、これにより、把持の効果を達成する。ツール把持の過程で、本考案は金属衝突音を発生せず、同時に、ツールと押圧部品が相互に衝突することで発生する磨耗損壊を防止でき、これにより、関係部品の使用寿命を延長し、修理交換のコストを減らすことができる。

本考案の好ましい実施例の局部断面図である。 本考案の好ましい実施例の組立表示図である。 本考案の好ましい実施例のツール把持準備時の断面図である。 本考案の好ましい実施例のツール把持後の断面図である。 周知の技術の表示図である。

本考案の技術内容、構造特徴、達成する目的を詳細に説明するため、以下に実施例を挙げ並びに図面を組み合わせて説明する。図中には、前後、左右、上下、上部と底部及び水平と垂直に関する参考が示されるが、説明の便のために記述されており、上述の位置或いは空間方向に限定されるわけではない。図面及び明細書に示されるサイズは、本考案の請求範囲の技術特徴から離れずに、具体的実施と設計の要求に基づき変化し得る。

図１と図２を参照されたい。本考案のツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造は、ツール交換アーム（１）、二つのキャッチブロック（２）及び二つの押圧部品（３）を包含する。そのうち、ツール交換アーム（１）の両端の構造は、同じで、相対し、ゆえに、図面中ではわずかにツール交換アーム（１）の一端をとりあげて、文字説明を組み合わせる。

該ツール交換アーム（１）は、その両端にフック状のツール把持口（１０）が設けられ、二つのツール把持口（１０）の開口方向は背向し、ツール（５）を把持するのに用いられる。ツール交換アーム（１）の中心部分の二側には、それぞれツール交換アーム（１）の軸線に垂直な収容室（１１）が設けられ、且つこれら二つの収容室（１１）は、キャッチブロック（２）を収容するのに用いられる。ツール交換アーム（１）の、ツール把持口（１０）と収容室（１１）の間には、それぞれ開溝（１２）が開設されて、押圧部品（３）を収容するのに用いられ、該開溝（１２）の一端は、該収容室（１１）に連通し、他端は、ツール交換アーム（１）端部に開設された貫通孔（１３）を介して、該ツール把持口（１０）に連通し、貫通孔（１３）内縁に密封効果を高められるシールリング（１７）が設けられて、加工屑或いは液体がツール交換アーム（１）中に進入してツール交換アーム（１）と押圧部品（３）の動作効果と順調性に影響を及ぼすのを防止する。また、開溝（１２）の底面は、結合ピン（１４）でストッパブロック（１５）に固定され、且つ開溝（１２）と収容室（１１）の隣接部分には、階段状を呈する係止部（１６）が凹設され、該押圧部品（３）の方向と移動量を案内及び制限するのに用いられる。

また、キャッチブロック（２）は、その上端に、ツール交換アーム（１）を突き抜ける押し棒（２０）が延設され、底端に第１弾性部品（２１）が設置され、第１弾性部品（２１）の他端は収容室（１１）の底側に当接する。また、キャッチブロック（２）の、開溝（１２）に向いた一側は、加工により凸部（２２）が形成され、該凸部（２２）に案内溝（２３）が開設され、該案内溝（２３）の両端に、それぞれロック解除端（２３ａ）とロック端（２３ｂ）が設けられる。そのうち、該ロック解除端（２３ａ）はロック端（２３ｂ）より高く、且つツール交換アーム（１）の中心により接近する。案内溝（２３）中に、横置きされたピン（２４）が設けられる。

押圧部品（３）は、開溝（１２）に設置されるスライドシート（３０）、ツール把持口（１０）に臨む押しブロック（３１）、貫通孔（１３）に通されて押しブロック（３１）とスライドシート（３０）の前端を固定する連接棒（３２）、及び第２弾性部品（３３）を包含する。そのうち、該スライドシート（３０）の前端には接合孔が設けられて、連接棒（３２）の一端を固定するのに用いられ、連接棒（３２）の他端は押しブロック（３１）の後端に固定され、本考案の好ましい実施例では、この固定方式は螺合方式で達成される。スライドシート（３０）の前端底側に収容溝（３００）が開設されて、開溝（１２）底面のストッパブロック（１５）と該第２弾性部品（３３）を収容するのに用いられ、該第２弾性部品（３３）の両端は、それぞれ該ストッパブロック（１５）及び収容溝（３００）前側壁面に当接する。スライドシート（３０）の後端底側には、係止部（１６）に対応し係止される係止凸部（３０１）が形成され、これにより、該押圧部品（３）の方向と移動量を案内及び制限する。また、スライドシート（３０）の後端より二つの耳部（３０２）が延伸され、それぞれキャッチブロック（２）の凸部（２２）両側を挟持し、該ピン（２４）に枢接され、同時にキャッチブロック（２）と押圧部品（３）の間に連動関係を形成する。該開溝（１２）は押圧部品（３）の挿入後に、さらにカバー板（１８）で閉じられる。

図３を参照されたい。本考案は、マシンシート（４）の下方にあって、ツールアーム回転軸（４０）及び該ツールアーム回転軸（４０）に嵌合された押さえ板（４１）が組み合わされる。前述のツール交換アーム（１）は、中心を以て、該ツールアーム回転軸（４０）の端部に固定され、該押さえ板（４１）は、ツール交換アーム（１）の表面に対向し、並びに二つの位置決め孔（４１０）が設けられ、且つ該位置決め孔（４１０）は、同一直径上の相対位置に位置する。

ツール把持準備の状態では、該キャッチブロック（２）の押し棒（２０）は該押さえ板（４１）側面を押さえ、強制的にキャッチブロック（２）を収容室（１１）の底側に向けて移動させ、第１弾性部品（２１）はキャッチブロック（２）と収容室（１１）の圧迫により、圧縮されてエネルギーを蓄積した状態にあり、同時に、該ピン（２４）は案内溝（２３）のロック解除端（２３ａ）に位置し、ピン（２４）と枢接された二つの耳部（３０２）により、押圧部品（３）のスライドシート（３０）が後ろ向きに引っ張られ、これに連帯して連接棒（３２）を介して連結された押しブロック（３１）が、ツール把持口（１０）に臨む部分からツール交換アーム（１）の前端に退縮し、第２弾性部品（３３）がすなわち、ストッパブロック（１５）と収容溝（３００）の圧迫により、圧縮されてエネルギー蓄積の状態となる。押しブロック（３１）がツール把持口（１０）より離脱することにより、ツール把持の瞬間に、ツール（５）と衝突を発生する状況が防止され得る。

ツールアーム回転軸（４０）がツール交換アーム（１）を駆動し所定の角度まで回転させる時、該ツール交換アーム（１）のツール把持口（１０）は、それぞれ加工軸とツールマガジン中のツール（５）をそれぞれ把持し、これがすなわち、ツール交換作業の回転ツール把持プロセスである。

さらに、図４を参照されたい。回転ツール把持実施期間に、該キャッチブロック（２）はツール交換アーム（１）に伴い、マシンシート（４）に対して回転する。ツール交換アーム（１）が敢然なツール把持位置に至り、すなわち、ツール把持口（１０）がツール（５）を把持する時、該キャッチブロック（２）はちょうど押さえ板（４１）の位置決め孔（４１０）と同軸で対応し、このとき、第１弾性部品（２１）の弾性回復力に、押圧部品（３）の耳部（３０２）が凸部（２２）両側を挟持する位置制限効果が組み合わされて、強制的にキャッチブロック（２）が、第１時間直線方向上において、その押し棒（２０）が位置決め孔（４１０）中に突伸して位置決めを形成する。同一時間に、耳部（３０２）と枢接されたピン（２４）は、案内溝（２３）の行程により、相対移動してロック端（２３ｂ）に至り、このとき、第２弾性部品（３３）の弾性回復力により、連帯して押圧部品（３）のスライドシート（３０）が前向きに押動され、これにより、連接棒（３２）を介して連結された押しブロック（３１）が、ツール交換アーム（１）の前端より延伸されて再びツール把持口（１０）に臨む部分に至り、ツール（５）の固定及び位置決めの目的を達成し、ツール（５）が皇族作業時に、ツール交換アーム（１）上より脱落するのを防止する。

押圧部品（３）がツール（５）を把持した後、ツールアーム回転軸（４０）はツール交換アーム（１）を駆動して下向きに適当な位置に移動させた後、把持したツール（５）を加工軸及びツールマガジンより抜取り、これがすなわち、ツール交換作業の直進ツール引き抜きプロセスである。この時、キャッチブロック（２）と押圧部品（３）は、すなわち、それぞれ続けて第１弾性部品（２１）と第２弾性部品（３３）の押圧作用を受け、これにより、押圧部品（３）の押しブロック（３１）は外向き突伸状態を保持し、これにより、ツール（５）はツール把持口（１０）より離脱することがない。

ツール引き抜き動作が完成した後、ツールアーム回転軸（４０）はさらに続けてツール交換アーム（１）を駆動し定位まで回転させた後、上向きに適宜位置へと移動し、加工軸より抜き取ったツールをツールマガジンに戻し、ツールマガジンより抜き取ったツールを加工軸に挿入し、これがすなわち、後退ツール挿入のプロセスである。その後、ツール交換アーム（１）をもとの位置まで回転させ、ツール交換の全てのステップを完成し、次のツール交換作業に待機する。

総合すると、ツール（５）がツール把持口（１０）に進入する前に、該押圧部品（３）の押しブロック（３１）はキャッチブロック（２）の案内溝（２３）の牽引により、ツール把持口（１０）に臨む部分よりツール交換アーム（１）の前端に退縮し、これにより、ツール交換アーム（１）が回転し並びにツール把持口（１０）がツール（５）を把持する時、対応するツール（５）が押しブロック（３１）と衝突して金属衝突音を発生することがない。

続いて、キャッチブロック（２）がツール交換アーム（１）に伴い完全なツール把持位置に至る時、キャッチブロック（２）はちょうど押さえ板（４１）の位置決め孔（４１０）と同軸対応し、該キャッチブロック（２）は第１弾性部品（２１）の弾性回復力により上向きに突伸定位され、並びに案内溝（２３）とピン（２４）の相対動作に、第２弾性部品（３３）の弾性回復力が組み合わされることで、押圧部品（３）の押しブロック（３１）がさらにツール交換アーム（１）の前端より延伸されてツール把持口（１０）に臨む部分に至り、適時にツール（５）を保持及び位置決めする。

総合すると、本考案は実施上、以下の効果に帰納し得る。
１．ツール把持時に、押圧部品（３）の押しブロック（３１）がキャッチブロック（２）の案内溝（２３）の牽引によりツール交換アーム（１）の前端に退縮し、これにより押しブロック（３１）がツール（５）と衝突することによる不快な金属衝撃音を発生することがない。
２．第１項を受け、本考案はツール（５）と押圧部品（３）の相互衝突による磨耗損壊の状況の発生を防止でき、ゆえに、関係部品の使用寿命を延長でき、交換と修理のコストを減らせる。
３．ツール交換アーム（１）の貫通孔（１３）と押圧部品（３）の連接棒（３２）の間にシールリング（１７）が設けられ、加工屑或いは液体がツール交換アーム（１）中に進入して、ツール交換アーム（１）と押圧部品（３）の動作効果と順調性に影響を与えるのを防止できる。

以上述べたことは、本考案の実施例にすぎず、本考案の実施の範囲を限定するものではなく、本考案の実用新案登録請求の範囲に基づきなし得る同等の変化と修飾は、いずれも本考案の実用新案登録請求範囲のカバーする範囲内に属するものとする。

１ ツール交換アーム
１０ ツール把持口
１１ 収容室
１２ 開溝
１３ 貫通孔
１４ 結合ピン
１５ ストッパブロック
１６ 係止部
１７ シールリング
１８ カバー板
２ キャッチブロック
２０ 押し棒
２１ 第１弾性部品
２２ 凸部
２３ 案内溝
２３ａ ロック解除端
２３ｂ ロック端
２４ ピン
３ 押圧部品
３０ スライドシート
３００ 収容溝
３０１ 係止凸部
３０２ 耳部
３１ 押しブロック
３２ 連接棒
３３ 第２弾性部品
４ マシンシート
４１ 押さえ板
４１０ 位置決め孔
５ ツール
６ マシンシート
６０ ツールアーム回転軸
６１ 押さえ板
７ ツール交換アーム
７０ 収容室
７１ ツール把持口
７２ 開溝
８ 押圧部品
８０ 弾性部品
９ キャッチ部品
９０ 弾性部品

Claims (7)

1. ツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造において、
   ツール交換アームであって、その両端にそれぞれツール把持口が設けられ、該ツール交換アームの中心に近い二側に、それぞれツール交換アームの軸線に垂直な収容室が設けられ、該ツール交換アームの、ツール把持口と収容室の間にそれぞれ開溝が開設され、該開溝の一端は該収容室に連通し、他端は該ツール交換アーム端部の貫通孔を介してツール把持口に連通し、該開溝の底面にはストッパブロックが設けられた、上記ツール交換アームと、
   二つのキャッチブロックであって、それぞれ該ツール交換アームの収容室中に設置され、その上端にツール交換アームを貫通する押し棒が設けられ、その底端に、該収容室の底側と接触する第１弾性部品が設けられ、該キャッチブロックの該開溝に向いた一側に凸部が設けられ、該凸部に案内溝が開設され、該案内溝の両端にロック解除端とロック端が設けられ、該案内溝中にピンが収容された、上記二つのキャッチブロックと、
   二つの押圧部品であって、該押圧部品はそれぞれ該ツール交換アームの開溝中に置かれ、それは、
   スライドシートであって、その前端底側に、該ストッパブロックを収容する収容溝が開設され、該スライドシートの後端に、該キャッチブロックの凸部両側を挟持するように設けられる二つの耳部が設けられ、並びに該ピンに枢接されて、連動関係を形成する、上記スライドシートと、
   押しブロックであって、それは該開溝前端において該ツール把持口に隣接する部分に置かれる、上記押しブロックと、
   連接棒であって、該ツール交換アーム端部の貫通孔に通され、その二端はそれぞれ該押しブロックと該スライドシートの前端に固定される、上記連接棒と、
   弾性部品であって、該スライドシートの収容溝に置かれ、その両端は、該ストッパブロックと該収容溝の壁面に当接する、上記弾性部品と、
   を包含する、上記二つの押圧部品と、
   を包含し、該キャッチブロックが該収容室の軸方向に沿って移動する時、該耳部と枢接されたピンは、案内溝の行程により相対移動し、これによりスライドシートを駆動して前後に移動させ、並びに押しブロックに該ツール交換アーム前端と該ツール把持口に臨む部分との間を往復移動させ、これにより、把持の機能を達成することを特徴とする、ツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造。
2. 請求項１記載のツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造において、該案内溝のロック解除端はロック端より高く、且つ該ツール交換アームの中心に接近することを特徴とする、ツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造。
3. 請求項１記載のツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造において、該ツール交換アームのこれら収容室は、同一直径上の二つの相対位置に位置することを特徴とする、ツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造。
4. 請求項１記載のツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造において、該開溝と該収容室の隣接部分に、係止部が凹設されたことを特徴とする、ツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造。
5. 請求項４記載のツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造において、該スライドシートの後端底側に、該係止部に対応し係止可能な係止凸部が設けられ、これにより該押圧部品の方向と移動量を案内及び制限することを特徴とする、ツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造。
6. 請求項１記載のツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造において、該貫通孔の内縁にさらにシールリングが設けられて密封効果を高めたことを特徴とする、ツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造。
7. 請求項１記載のツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造において、該開溝がカバー板で封じられたことを特徴とする、ツールマガジンの無音ツールホルダのツール交換アーム構造。

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