JP4118211B2 - 自動工具交換装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械に使用される自動工具交換装置に関し、さらに詳しくは、循環走行する無端チェーンに９０度旋回可能な工具ポットを設けた、多数の工具を収納可能な自動工具交換装置に関する。

従来、工作機械に使用される自動工具交換装置としては、図７乃至図１１に示したような構造の自動工具交換装置（４００）が汎用されている。図７は、自動工具交換装置を正面から見た時の平面図であり、図８及び図９は、図７に示した自動工具交換装置に装着される転回型工具ポットの１つを示している。図８は、周回位置の状態にある工具ポットを示しており、図９は、転回位置の状態にある工具ポットを示している。また、図８及び図９において、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は斜視図である。図１０は、図７の転回位置（Ｒ）における断面図を示しており、図１１は、転回型工具ポットを転回させた時の転回位置における断面図を示している。

この自動工具交換装置（４００）は、図７に示すように、循環走行する無端チェーン（４１０）のプレートの１個おきに、９０度旋回可能な工具ポット（４２０）を固設することにより、各種の工具を無端チェーンに沿って周回可能に保持している。工具ポット（４２０）は、図８及び図９に示すように、工具が脱着可能に装着される工具フォルダ（４２２）と、この工具フォルダ（４２２）の後端部側を転回軸（４２６）により転回可能に軸支するフォルダガイド（４２４）を有しており、無端チェーン（４１０）の外プレートに延設されたアタッチメントプレート（４１２）にフォルダガイド（４２４）がボルト固定されている。無端チェーン（４１０）の連結ピン（４１４）の両端には、ガイドローラ（４１６）が回動自在に設けられており、これが、チェーンの周回軌道に合わせて設置した内側ガイドレール（４４０）内を走行することにより、工具ポットの走行を規制している。

工具フォルダ（４２２）の後端部側には、転回用ローラ（４２８）が枢設されており、工具フォルダ（４２２）が、周回軌道上の転回位置（Ｒ）に来た時に図１０に示すようにシリンダー（４３０）の転回ローラ受け部（４３２）と転回用ローラ（４２８）とが係合し、シリンダ（４３０）が縮退することにより、図１１に示すように工具フォルダ（４２２）が、転回軸（４２６）を回転軸として転回する。転回用ローラ（４２８）は、転回位置を通過するとき、転回ローラ受け部（４３２）に摺接し、転回位置以外ではフリーになっている。工具ポット（４２０）は、周回軌道上の転回位置以外の下側軌道を通過するとき、工具ポット（４２０）の外周面が工具ポット（４２０）の周回軌道の外側に設けられた外側ガイドレール（４４２）に摺接し、前述したガイドローラ（４１６）と協働して工具ポット（４２０）の荷重を支えると共に、転回位置以外で工具ポット（４２０）がその自重により転回するのを防止している（例えば、特許文献１参照）。
実公昭６３−４８３６４号公報

このような従来の自動工具交換装置にあっては、工具ポットは、周回軌道上の転回位置以外の下側軌道を通過するとき、工具ポットの外周面が、周回軌道の外側に設けられた外側ガイドレールに摺接するため、摩耗や騒音の発生や、摺動抵抗による負荷の増大が懸念されていた。また、工具ポットが転回位置を通過するとき、工具ポットの支持が外側ガイドレールから転回ローラ受け部に切り替わるため、振動や騒音の発生が懸念されていた。

さらに、内側ガイドレールに加えて、外側ガイドレールも敷設する必要があり、装置コストの増大を招いていた。しかも、工具ポットの後端部側に転回用ローラがあることによって、装置の保守や点検作業が繁雑になり、ランニングコストの増大をも招いていた。

そこで、本発明の目的は、摩耗、騒音及び振動の発生を抑制し、装置コスト・ランニングコストを低減した自動工具交換装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、循環走行する無端チェーンに工具を保持する複数の工具ポットを装着した自動工具交換装置において、前記工具ポットは、前記工具を脱着可能に保持する工具フォルダと、前記工具フォルダの後方部を回動自在に軸支するフォルダガイドを有し、前記フォルダガイドは、前記無端チェーンの対向する一対のプレートに固着され、前記無端チェーンの連結ピンには、回動自在に保持されたガイドローラを有しており、前記工具フォルダの前方部には、転回用ローラが回動自在に保持されており、前記無端チェーンの周回軌道上の少なくとも１箇所の転回位置において、シリンダの一端に設けられた転回用ローラ受け部と前記転回用ローラが係合し、前記シリンダの伸縮により、前記工具フォルダが９０度転回し、前記工具フォルダの非転回時において、前記転回用ローラと前記２つのガイドローラとが同じガイドレール内を走行する構成をしている。

本発明の自動工具交換装置は、上述のような構成をしているため、工具フォルダが周回軌道上の転回位置以外の下側軌道を通過するときに、工具ポットの外周面が、周回軌道の外側に設けられた外側ガイドレールに摺接することがなく、摩耗や騒音の発生が軽減されると共に、摺動抵抗による負荷の増大も回避することができる。また、工具ポットは、周回軌道を走行中、常に内側ガイドレールによって支持されるため、転回位置通過時においても、支持手段の切り替えに伴う振動や騒音が発生しない。しかも、これまで必要であった外側ガイドレールの敷設が不要となるため、装置構成の簡略化や装置コストの削減が図られる。さらに、工具ポットの前方部に転回用ローラを設けたため、装置の保守や点検作業が容易になり、ランニングコストの低減が図られる。

本発明の自動工具交換装置の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、自動工具交換装置（１００）を正面から見た時の平面図であり、図２及び図３は、自動工具交換装置に装着される転回型工具ポット（１２０）の１つを示している。図２は、周回位置の状態（非転回状態）を示しており、図３は、転回位置の状態（転回状態）を示している。図２及び図３において、（ａ）が側面図であり、（ｂ）が斜視図である。図４は、図１の転回位置（Ｒ）における断面図を示しており、図５は、転回型工具ポットを転回させた時の転回位置（Ｒ）における断面図を示している。

この自動工具交換装置（１００）は、図１に示すように、循環走行する無端チェーン（１１０）の対向する一対のプレートの１個おきに、９０度旋回可能な転回型工具ポット（１２０）を固設することにより、各種の工具を無端チェーンに沿って周回可能に保持している。工具ポット（１２０）は、図２及び図３に示すように、工具が脱着可能に装着される工具フォルダ（１２２）と、この工具フォルダ（１２２）の後端部側を転回軸（１２６）により転回可能に軸支するフォルダガイド（１２４）を有しており、無端チェーン（１１０）の対向する一対のプレートに延設されたアタッチメントプレート（１１２）にフォルダガイド（１２４）がボルト固定されている。無端チェーン（１１０）の連結ピン（１１４）の両端には、ガイドローラ（１１６）が回動自在に設けられており、これが、無端チェーンの周回軌道に合わせて、無端チェーンを挟持するように設置した内側ガイドレール（１４０）内を走行することにより、工具ポットの走行を規制している（図４、図５参照）。また、工具フォルダ（１２２）の前方部には、転回用ローラ取付部（１２７）が延設されており、その先端部に転回用ローラ（１２８）が枢設されている。この実施例においては、１つの工具ポットを、図４、図５に示すように前後２つずつガイドローラ（１１６）と、工具フォルダ（１２２）の前方部に枢設した転回用ローラ（１２８）の合計５つのローラによって支持しているが、ガイドローラ（１１６）の数は、４つに限定されることはなく、工具ポットの重量や形態、使用する無端チェーンの形式に応じて適宜変更することが可能である。

工具ポット（１２０）が、周回軌道上の転回位置（Ｒ）に来た時に図４に示すようにシリンダー（１３０）の先端に回動自在に取り付けられた転回ローラ受け部（１３２）と転回用ローラ（１２８）とが係合し、シリンダ（１３０）が伸長することにより、図５に示すように工具フォルダ（１２２）が、転回軸（１２６）を回転軸として転回する。一方、非転回時には、転回用ローラ（１２８）は、図１に示すように２つのガイドローラ（１１６）の間に位置し、２つのガイドローラ（１１６）と共に内側ガイドレール（１４０）を走行する。このため、２つのガイドローラ（１１６）が走行するレールと、転回用ローラ（１２８）が走行するレールが共用され、これまで転回用ローラの走行用に設けていた外側ガイドレールが不要になる。さらに、周回軌道の下側軌道において、工具ポット（４２０）の外周面と外側ガイドレール（４４２）とが摺接することがなくなるため、騒音や振動の発生が低減されると共にチェーンの駆動負荷が低減する。

なお、上述した実施例では、非転回時に２つのガイドローラ（１１６）と転回用ローラ（１２８）は、一直線上に並びローラの直径と略同じ幅の内側ガイドレール内を走行する構成をしているが、図６に示すように、転回用ローラ取付部の長さを短くし、非転回時に２つのガイドローラ（１１６）と転回用ローラ（１２８）とが三角形の頂点に位置するようにし、２つのガイドローラを内側ガイドレール（１４０）の内周面に接触させ、転回用ローラを内側ガイドレールの外周面に接触させることも可能である。このようにすることにより、各工具ポットが３つのローラにより三点支持され、周回時における工具ポットの安定性が向上する。

本発明に係る自動工具交換装置の正面図を示す。 （ａ）は、非転回時における工具ポットの側面図であり、（ｂ）は、その斜視図である。 （ａ）は、転回時における工具ポットの側面図であり、（ｂ）は、その斜視図である。 図１の転回位置Ｒにおける非転回状態での断面図である。 図１の転回位置Ｒにおける転回状態での断面図である。 本発明の別の実施例である自動工具交換装置の正面図を示す。 従来の自動工具交換装置の正面図を示す。 （ａ）は、非転回時における従来の自動工具交換装置の工具ポットの側面図であり、（ｂ）は、その斜視図である。 （ａ）は、転回時における従来の自動工具交換装置の工具ポットの側面図であり、（ｂ）は、その斜視図である。 図７の転回位置Ｒにおける非転回状態での断面図である。 図７の転回位置Ｒにおける転回状態での断面図である。

符号の説明

１００，４００ ・・・ 自動工具交換装置
１１０，４１０ ・・・ 無端チェーン
１１２，４１２ ・・・ 取付用アタッチメント
１１４，４１４ ・・・ 連結ピン
１１６，４１６ ・・・ ガイドローラ
１２０，４２０ ・・・ 工具ポット
１２２，４２２ ・・・ 工具フォルダ
１２４，４２４ ・・・ フォルダガイド
１２６，４２６ ・・・ 転回軸
１２８，４２８ ・・・ 転回用ローラ
１４０，４４０ ・・・ 内側ガイドレール
４４２ ・・・ 外側ガイドレール

Claims (1)

1. 循環走行する無端チェーンに工具を保持する複数の工具ポットを装着した自動工具交換装置において、
   前記工具ポットは、前記工具を脱着可能に保持する工具フォルダと、
   前記工具フォルダの後方部を回動自在に軸支するフォルダガイドを有し、
   前記フォルダガイドは、前記無端チェーンの対向する一対のプレートに固着され、
   前記無端チェーンの連結ピンには、回動自在に保持されたガイドローラを有し、
   前記工具フォルダの前方部には、転回用ローラが回動自在に保持され、
   前記無端チェーンの周回軌道上の少なくとも１箇所の転回位置において、
   シリンダの一端に設けられた転回用ローラ受け部と前記転回用ローラが係合し、
   前記シリンダの伸縮により、前記工具フォルダが９０度転回し、
   前記工具フォルダの非転回時において、前記転回用ローラと前記ガイドローラとが同じガイドレール内を走行すること
   を特徴とする自動工具交換装置。
   

Images