JP4099438B2

JP4099438B2 - ツール等の取付け装置

Info

Publication number: JP4099438B2
Application number: JP2003300716A
Authority: JP
Inventors: 良雄杉田
Original assignee: ワイエス電子工業株式会社
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2023-08-26
Also published as: JP2005066772A

Description

本発明は、主に細い軽い切削ドリルや棒状の部品などのツール等を所定に位置に嵌合保持等することが確実に行えるようにしたツール等の取付け装置に関する。

従来の部品や切削工具などのツール等を焼嵌により、ドリルホルダーであるホルダーのツール等挿入部に決められた長さだけ挿入する方法においては、ツール等挿入部に挿し込んだツール等の自重により所定の位置まで降下させてセットするもので、（１）ホルダーを加熱して熱膨張によりツール等挿入部をわずかにツール等の径より拡径した状態にして、ツール等の挿入を止める位置にＥワッシャーを手作業でセットし、ツール等挿入部にＥワッシャーがホルダーに当るまで挿入し、冷却固定後にＥワッシャーを外す方法、（２）ホルダーをセット保持するホルダー支持部に位置決めピンを設け、この位置決めピンに切削ドリル等が当るまで挿入させ冷却固定保持する方法、が知られている。

上述したいずれの従来技術も、切削刃部位が０．１ミリと言うような極細のツール等である場合においては、把持胴部が３ミリ程度であり全体の重量も極めて軽量であり、ホルダーのツール等を挿し込み把持する挿し込み部と差し込まれたツール等との間の隙間は数ミクロンという極微細なものであるため、ツール等の自重では所定の位置まで降下して行かない場合が有る、この場合には、切削刃部位先端を作業者が抑えて挿入進行させて行く方法となり、切削刃を損傷させてしまう危険が大きいという欠点があり、またツール等を横から挿入するあるいは下方から上げ挿入することが殆どでき難いものであるため装置の構成レイアウトなどの選択域が狭いなどの欠点を有するものであった。
また、慎重にツール等をツール等挿入部に抑え挿入して行くために、取付け作業に時間がかかり作業性が悪いという欠点も有するものであった。
また、ツール等の把持胴部の全体をホルダー内に納め固定する場合は、バネやＥワッシャ‐などは使用できず、刃の上部を押さえ押込むということをしなければならないという欠点があった。

本発明は以上のような従来技術の欠点に鑑み、ツール等をどのような方向からでも安全且つ速やか確実にホルダーの所定位置に嵌合位置させることができるツール等の取付け装置を提供することを目的としている。

本発明の前記ならびのそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

記目的を達成するために、本発明は部品や切削工具などのツール等を挿し込むツール等挿し込み部を有し該ツール等挿し込み部に挿し込まれた該ツール等を焼嵌により保持するホルダー本体、このホルダー本体に設けられた前記ツール等挿し込み部に連絡して該ツール等挿し込み部の奥側に形成されたあるいは形成される負圧形成部とからなるホルダーに前記ツール等を取付ける取付け装置であって、前記負圧形成部内の空気やガスを吸出し該負圧形成部内を負圧にするためのガス吸引部と、移動自在に設けられた、先端側を前記負圧形成部内の指示された位置に止めることができ且つ前記ツール等挿し込み部に挿し込まれた該ツール等が当り該ツール等をその当り位置に位置させるための位置決め部と、この位置決め部の先端を指令された位置に行くように動作させる位置決め部制御手段とからなり、前記ツール等挿し込み部に前記ツール等を挿し込んだ状態や近接状態等で、前記ガス吸引部から負圧形成装置により前記負圧形成部内の空気やガスを吸出し該負圧形成部内を負圧にすることにより、前記ツール等を吸い込み奥に移動させて前記位置決め部に当て位置決めし、加熱により拡径した前記ツール等挿し込み部の冷めることによる縮径により圧着保持するようにしてなるツール等の取付け装置を構成している。

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。

（１）すなわち、ツール等挿入部に一部が挿し込まれた状態のあるいは該ツール等挿入部の口元に近接状態等で位置させられたツール等を負圧形成部の負圧化により、位置決め部に当るまでツール等を吸い込み進行させるものであるので、ツール等をどのような方向からでも安全且つ速やか確実にホルダーの所定位置に位置させ保持等することができるという効果を得ることができる。

また、ツール等の把持胴部全体をホルダーに納めるということを、自動的に安全、確実、素早く行えるという効果を得ることができる。

以下、図面に示す発明を実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。

図１ないし図５に示す本発明を実施するための最良の第１の形態において１はツール等取付け装置であり、このツール等取付け装置１はツール等取付け部２と、格納部３と、搬送手段４とから構成されている。

ツール等取付け部２は、切削ドリルや切削リーマー等からなるツール等５をツール等挿し込み部６に挿し込み焼嵌挟持する刃物ホルダーからなるホルダー７が着脱自在に嵌合セットされる上下移動可能に制御されたホルダー支持部８と、二本のエアーシリンダーの組み合わせからなる負圧形成装置９と、高周波電流の電流が流れる誘導加熱コイル１０を備えた誘導加熱手段１１と、ツール等５を挟持してツール等挿し込み部６に挿し込んだり該６上に近接止めたりし且つツール等挿し込み部６からツール等５を抜き取る動作をするように制御されたツール等着脱部１２とからなっている。
ホルダー７は、ホルダー本体１３と、該１３の上部に形成されたツール等が挿し込まれ焼嵌挟持するツール等挿し込み部６と、該６に連絡して底部に開口してなる負圧形成部１４と、ホルダー本体１３の外側に設けられた挟持受け部１５とからなっている。
ホルダー支持部８は、負圧形成部１４に嵌合してホルダー７をホルダー支持部８上に支持する嵌合凸部１６と、該１６内を貫通して設けられた負圧形成部１４内の空気やガスを抜くためのガス吸引部１７と、ホルダー支持部８に嵌合凸部１６を貫いて移動自在に設けられた、先端側を負圧形成部内１４の指示された位置に止めることができ且つツール等挿し込み部６に挿し込まれたツール等５が当り該５をその当り位置に位置させるためのピンからなる位置決め部１８と、この位置決め部１８の先端を指令された位置に行くように動作させる制御された位置決め部制御手段１９と、位置決め部１８の中途に設けられたスイッチング素子や圧電素子等からなるツール等５が位置決め部１８の先端に当ったことや当っていることを感知する当り感知部２０とからなっている。
位置きめ部１８は保持したツール等５をホルダー７から外すときの、熱膨張したツール等挿し込み部６から外に向けて突き出す突き出しピンとしても機能するようになっている。
負圧形成装置９は一体となって同一方向動作を行う連結されたシリンダー２１、２２を有するエアーシリンダー２３、２４からなっていて、エアーシリンダー２３にコンプレッサー等（図示せず）からエアーが注入されるとエアーシリンダー２４の側は負圧になるようになっている。エアーシリンダー２４はフレキシブル管２５でガス吸引部１７と連絡されていて、エアーシリンダー２３にエアーが注入されると負圧形成部１４の空気は吸引され該１４内は負圧となり、ツール等挿し込み部６から外気を吸い込もうとして挿し込まれているツール等５を吸い込むようになっている。
ツール等着脱部１２は、制御されて上下にスライドする横軌条２６と、該２６に案内されて制御されて左右にスライドするスライダー２７と、該２７の右横には刃部２８と胴部２９からなるツール等５の該２９を挟み把持する二本の指体からなるハンド３０とからなっている。
ツール等仮置き部３１にセットされたツール等５を、ハンド３０は把持して誘導加熱コイル１０上方に行き、該１０内に上部をセットされたホルダー７のツール等挿し込み部６に下降してツール等５の根元を該６に挿し込む。また、使用済みとなって突き上げられたツール等５の胴部２９を把持し引抜き、ツール等仮置き部３１に搬送しセットする。引き抜きおよび挿し込みは、ホルダー７が加熱されツール等挿し込み部６が拡径した状態で行われる。
負圧形成装置は電気掃除機のような吸引装置により吸引するなど多様な形態がある。
誘導加熱コイル１０に流す高周波電流は１．８メガヘルツ〜３メガヘルツ程度で、略２メガヘルツがよいが、電磁波・電波漏洩防止のシールドを施した場所や装置においては、より高周波数の高周波電流を使用することができ、電流の周波数の高い電流ほど導体の表側を流れるという表皮効果を得ることでき、より細いツール等あるいはより肉薄の被加工物を適宜な状態に過熱することができる。

格納部３は、ツール等５ａ〜５ｎを格納するツール等格納部３２と、ホルダー７ｉ〜７ｎを格納するホルダー格納部３３とからなっている。
搬送手段４は、格納部３からツール等取付け部２に跨って横走行する横走行体３４と、該３４に案内されて昇降走行する昇降体３５と、該３５に設けられた、ツール等５ａ〜５ｎおよびホルダー７ｉ〜７ｎを挟み把持して前後に制御され移動するハンド３６とからなっている。
３７はツール等装着済みホルダーを格納する装着済みホルダー格納部であり、３８はツール等が使用済みの場合に点灯する使用済み表示灯である。

＜ツール等のホルダーへの取付け＞
ツール等取付け装置１は全体として次のように動作する。
指定されたツール等５ａをハンド３６で把持しツール等仮置き部３１にセットする。ツール等５ａをハンド３０で把持し誘導加熱コイル１０の上方に位置させる。（図５の（ａ）、（ｂ））
指定されたホルダー７ｉをハンド３６で把持しホルダー支持部８にセットする。（図５の（ｃ））
入力されたツール等５ａの長さ計測情報と記憶されているツール等５ａおよびホルダー７ｉの規格情報により位置決め部１８の先端の位置決めを決定し位置決め部制御手段１９が動作して位置決めを行う。
ホルダー支持部８を上昇させホルダー７ｉの加熱部分を誘導加熱コイル１０の加熱位置にセットし、ホルダー７ｉを加熱してツール等挿し込み部６を拡径させ、ハンド３０を下降させツール等５ａの根元を拡径したツール等挿し込み部６に挿入する。（図５の（ｄ）および図２）
エアーシリンダー２３、２４を動作させ負圧形成部１４内を負圧にしてツール等５ａを奥に吸い込み位置きめ部１８に当て、該当てた状態で冷却手段（図示せず）で加熱部分を急冷してツール等挿し込み部６を縮径させツール等５ａを圧着保持する。（図５の（ｅ）および図３）
ホルダー支持部８が降下したらハンド３６でホルダー７ｉを把持して装着済みホルダー格納部３７に搬送し格納する。（図５の（ｆ））
ツール等５ａをホルダー７ｉのツール等挿し込み部６の口元に接触寸前くらいに近接させた状態にして、加熱してツール等挿し込み部６を拡径して吸引を行いツール等５ａをツール等挿し込み部６から位置決め部１８も当るよう吸込む方法もよい。
また、吸引を継続できる負圧形成装置による吸引の場合は、ツール等５ａのツール等挿し込み部６へのセット前から吸引を開始し、その吸引力によりツール等挿し込み部６の口元にツール等５ａを吸い付けておきながら、加熱拡径して継続されている吸引力によりツール等５ａをツール等挿し込み部６に吸込みさらに位置決め部１８に当るまで到達させる方法もよい。

誘導加熱はホルダーのツール等挿し込み部部位だけを一瞬にして加熱膨張させるものであり、ツール等が細い場合はその肉厚は薄く、すぐに温度低下収縮をきたすもので、ツール等の挿し込みチャンスは数秒以内と短時間である。本発明にあっては、吸引ガス流による急冷が行われるので温度低下収縮はより短時間でとなるので、ツール等の挿し込み中に収縮による不具合が生じる場合がある。
上記問題を解消するためいに、ホルダーが加熱され誘導加熱動作が遮断され該加熱部分が熱膨張しツール等の吸込みが行われ、ツール等のツール等挿し込み部への吸込み途中で温度低下し収縮して挿し込みに障害をきたさないように、前記加熱部分を再加熱動作して熱膨張させるようにするのがよい。
また、ホルダーが所定の熱膨張を得る状態まで誘導加熱手段により加熱が行われ且つツール等挿し込み部への吸込み中で挿し込みに障害を与えるような温度低下収縮が行われないように、誘導電流を低下させて誘導加熱手段による温度低下阻止加熱を継続おこなうようにするのもよい。位置決め部にツール等が当ったことを感知した場合は、誘導加熱は遮断されホルダーにはエアー噴射による強制急冷が行われる。

＜ツール等のホルダーからの取り外し＞（図示なし）
ホルダー支持部８に使用済みのツール等５ａを圧着保持したホルダー７ｉをセットする。
ホルダー支持部８を上昇させホルダー７ｉの加熱部分を誘導加熱コイル１０の加熱位置にセットする。
ホルダー７ｉを加熱してツール等挿し込み部６を拡径させ、位置決め部１８を上昇させツール等５ａを突き上げる。
控えていたハンド３０でツール等５ａの胴部２９を把持してツール等仮置き部３１に置く。
ハンド３６によりホルダー７ｉとツール等５ａは格納部３にセットされていた格納部位に置かれ、ツール等５ａがツール等格納部の所定の格納場所に格納されると、その格納場所の使用済み表示灯３８が点滅して使用済みツール等であることを知らせる。

（発明を実施するための異なる形態）
次に、図６ないし７図に示す本発明を実施するための異なる形態について説明する。なお、これら本発明を実施するための異なる形態の説明に当たって、本発明を実施するための最良の第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図６に示す本発明を実施するための第２の形態において前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、負圧形成装置をソレノイド部４２によりシリンダー４３を吸引動作させるソレノイドシリンダーからなる負圧形成装置４４にした点にある。

図７に示す本発明を実施するための第３の形態において前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、ガス吸引部の構成を直線的に貫通してなるジェット噴射ガス流路４５と、該４５にガス流路方向に向けて連絡してなるガス吸引路４６とからなるガス吸引部４７とし、負圧形成装置をジェットガス噴射装置からなる負圧形成装置４８にした点にある。
ジェット噴射ガス流路４５に連絡された噴射部５０からジェット噴射ガス流路４５を高速で突き抜ける高速ガスに引っ張られてガス吸引路４６内が負圧となり該４６に連絡された負圧形成部１４内の空気が吸引され該１４内が負圧となる。
位置きめ部１８の位置きめ部位にツール等５を当てた状態を吸引しつづけて維持しつづけることができるので、ホルダー７の冷却圧着完了までを確実に行うことができる。
また、負圧形成装置４８からもう一経路の冷却用噴射部４９を設けることにより、ホルダー７の冷却装置としても使用している。

本発明は主に切削加工産業で利用される。

本発明を実施するための最良の第１の形態の部分断面図。図１のツール等を挿入した状態図。図２のツール等を吸込んだ状態図。本発明を実施するための最良の第１の形態の全体図。本発明を実施するための最良の第１の形態の動作図。本発明を実施するための第２の形態の部分断面図。本発明を実施するための第３の形態の部分断面図。

符号の説明

１：ツール等取付け装置、２：ツール等取付け部、
３：格納部、４：搬送手段、
５、５ａ〜５ｎ：ツール等、６：ツール等挿し込み部、
７、７ａ〜７ｎ：ホルダー、８：ホルダー支持部、
９：負圧形成装置、１０：誘導加熱コイル、
１１：誘導加熱手段、１２：ツール等着脱部、
１３：ホルダー本体、１４：負圧形成部、
１５：挟持受け部、１６：嵌合凸部、
１７：ガス吸引部、１８：位置決め部、
１９：位置決め部制御手段、２０：当り感知部、
２１：シリンダー、２２：シリンダー、
２３：エアーシリンダー、２４：エアーシリンダー、
２５：フレキシブル管、２６：横軌条、
２７：スライダー、２８：刃部、
２９：胴部、３０：ハンド、
３１：ツール等仮置き部、３２：ツール等格納部、
３３：ホルダー格納部、３４：横走行体、
３５：昇降体、３６：ハンド、
３７：装着済みホルダー格納部、３８：使用済み表示灯、
４２：ソレノイド部、４３：シリンダー、
４４：負圧形成装置、４５：ジェット噴射ガス流路、
４６：ガス吸引路、４７：ガス吸引部、
４８：負圧形成装置、４９：冷却用噴射部、
５０：噴射部。

Claims

部品や切削工具などのツール等を挿し込むツール等挿し込み部を有し該ツール等挿し込み部に挿し込まれた該ツール等を焼嵌により保持するホルダー本体、このホルダー本体に設けられた前記ツール等挿し込み部に連絡して該ツール等挿し込み部の奥側に形成されたあるいは形成される負圧形成部とからなるホルダーに前記ツール等を取付ける取付け装置であって、
前記負圧形成部内の空気やガスを吸出し該負圧形成部内を負圧にするためのガス吸引部と、
移動自在に設けられた、先端側を前記負圧形成部内の指示された位置に止めることができ且つ前記ツール等挿し込み部に挿し込まれた該ツール等が当り該ツール等をその当り位置に位置させるための位置決め部と、
この位置決め部の先端を指令された位置に行くように動作させる位置決め部制御手段とからなり、
前記ツール等挿し込み部に前記ツール等を挿し込んだ状態や近接状態等で、前記ガス吸引部から負圧形成装置により前記負圧形成部内の空気やガスを吸出し該負圧形成部内を負圧にすることにより、前記ツール等を吸い込み奥に移動させて前記位置決め部に当て位置決めし、加熱され拡径した前記ツール等挿し込み部の冷めることによる縮径により圧着保持するようにしてなることを特徴とするツール等の取付け装置。
位置決め部は保持したツール等をホルダーから外すときの突き出しピンとしても機能するようになっていることを特徴とする請求項１記載のツール等の取付け装置。
ツール等が位置決め部の先端に当ったことや当っていることを感知する当り感知部を該位置決め部に設けたことを特徴とする請求項１、２いずれか記載のツール等の取付け装置。