JP4269470B2 - 工具収納装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動工具交換機能を備えた工作機械に装備される工具収納装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、マシニングセンターに装備される工具収納装置は、工具ポットを所定経路に沿って移送するとともに、所定の工具交換位置へ移送された工具ポットを工具の格納状態または工具の交換状態へと回動させる構造になっている。
【０００３】
また、このような工具収納装置として、例えば、特開平１１−４８０７６号公報に記載されているものが知られている。この特開平１１−４８０７６号公報に記載されている工具収納装置２０１は、図１８に示すように複数の工具ポット２１０を備え、この工具ポット２１０が、工作機械本体側に固定されたマガジンベース２１１の内側に配設された移送機構２１２に装着され、移送機構２１２は、マガジンベース２１１の内側に回転可能に配設された一対のスプロケット２１３，２１４と、このスプロケット２１３，２１４の間に掛け渡された無端状のチェーン２１６と、チェーン２１６の外周側に固着されたブラケット２１８などを備えている。
【０００４】
そして、上記複数の工具ポット２１０は、それぞれ上記ブラケット２１８に取り付けられて、一方のスプロケット２１３がモータ（図示略）によって回転駆動された際に、チェーン２１６とともに循環する経路を移送されるようになっている。
【０００５】
また、上記複数の工具ポット２１０は、いずれも上記ブラケット２１８に対して回動可能に取り付けられているが、工具ポット２１０の移送経路の大部分の範囲では、マガジンベース２１１外周部の内壁面２１１ａが工具ポット２１０に接触する状態にある。そのため、この内壁面２１１ａが工具ポット２１０の回動を規制する状態となり、工具ポット２１０は、工具Ｔを正面に向けた状態に維持されている。
【０００６】
一方、マガジンベース２１１の下端側には割出口２１１ｂが形成され、この割出口２１１ｂが形成された位置（工具交換位置）に限り、工具ポット２１０が、上記格納状態から工具Ｔを下方に向けた状態（図１８に二点鎖線で示す状態）まで回動可能となっている。そして、この工具交換位置には、工具ポット２１０を工具Ｔを正面に向けた状態または工具Ｔを下方に向けた状態へと回動させる傾倒機構（図示外）が配設されている。
【０００７】
このような、従来の工具収納装置２０１は、マガジンベース２１１の内側に配設されたチェーン２１６の外周側に固着されたブラケット２１８により工具ポット２１０を搬送する構造となっているため、マガジンベース２１１内で搬送される工具ポット２１０の数は、マガジンベース２１１の大きさにより規定されることになる。顧客の要望等により工具収納装置２０１に収納される工具ポット２１０の数を増やしたいときには、マガジンベース２１１をサイズの大きいものに変更し、スプロケット２１３，２１４等の間隔も広げる必要があり、容易に工具収納装置２０１に収納される工具ポット２１０の数を増やすことはできなかった。
【０００８】
そこで、本願の発明者は、工具収納装置２０１を、図１８に示すようなマガジンベース２１１の内側に配設されたチェーン２１６の外周側に固着されたブラケット２１８により工具ポット２１０を搬送するものではなく、金属の円盤の表面に工具ポットを軸支するブラケットを複数固定して、この円盤を回転させて、工具ポットを工具交換位置に移動させるようにする工具収納装置を考案した。この工具収納装置では、円盤の表面に固定する工具ポットを軸支するブラケットの数を任意に変更できるため工具収納装置に収納される工具の数の変更が容易になり、また、円盤を用いているために、マガジンベース２１１の内側に配設されたチェーンを用いるものよりも製造コストを抑制することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の円盤の表面に工具ポットを軸支するブラケットを複数固定して、回転させる工具収納装置においては、円盤の回転により、工具ポットに保持された工具に対して、遠心力が働くため、大型の工具を保持していると、遠心力によりブラケットに軸支されている工具ポットが回動して振動を生じて工具ポットから工具が脱落するという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、収納する工具の数を容易に変更でき、また、工具ポットから工具が脱落することを防止でき、且つ、製造コストを抑制可能な工具収納装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の工具収納装置は、工具を着脱可能に保持した工具ポットと、当該工具ポットを工具の格納状態の位置と工具の交換状態の位置との間で回動可能に軸支するポットホルダと、当該ポットホルダを複数保持し、前記ポットホルダに軸支された前記工具ポットを所定の工具交換位置へ、回動により案内するポットホルダ保持部材と、当該ポットホルダ保持部材を回動する回動手段と、前記工具交換位置以外の位置において前記工具ポットの回動を規制し、該工具ポットを工具の格納状態の位置に維持する回動規制手段とを備えている。また、前記工具ポットは、基部に第１の凸部を備え、当該第１の凸部が前記回動規制手段と当接することにより、前記工具交換位置以外の位置において前記工具ポットの回動を規制することを特徴とする。
【００１２】
この構成の工具収納装置では、回動手段がポットホルダ保持部材を回動させたときに、工具交換位置以外の位置においては、回動規制手段は、工具ポットがポットホルダに対して回動することを規制するので、工具ポットが工具に働く遠心力により回動して、工具が脱落してしまうことがない。また、工具交換位置以外の位置においては、回動規制手段は、工具ポットがポットホルダに対して回動することを規制するので、工具ポットに保持される工具をオペレータが取り替えるときに、工具ポットが不用意に回動してけが等をすることがない。また、前記工具ポットの基部に第１の凸部を備えるだけで、前記回動規制手段により、前記工具交換位置以外の位置において当該工具ポットの回動を規制することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の工具収納装置は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記ポットホルダ保持部材は、円盤状の板材により構成されていることを特徴とする構成となっている。
【００１４】
この構成の工具収納装置では、請求項１に記載の工具収納装置の作用に加えて、前記ポットホルダ保持部材は、円盤状の板材により構成されているので、円盤状の板材の表面に固定できる限りの任意の数のポットホルダを設けることができ、また、製造コストを抑制することができる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
また、請求項３に記載の工具収納装置は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、前記ポットホルダ保持部材は、表面に放射状にポットホルダを複数保持し、前記回動規制手段は、ポットホルダ保持部材に対して、裏面側に設けられた円盤状の板材から構成され、且つ、前記工具交換位置の部分に切欠きを備えたことを特徴とする構成となっている。
【００１８】
この構成の工具収納装置では、請求項１又は２に記載の工具収納装置の作用に加えて、前記回動規制手段は、ポットホルダ保持部材に対して、裏面側に設けられた円盤状の板材から構成されているので、簡易な構造である円盤状の板材により、工具ポットがポットホルダに対して回動することを規制することができ、また、前記回動規制手段は、前記工具交換位置の部分に切欠きを備えているので、前記工具交換位置においては、工具ポットがポットホルダに対して回動することの妨げにならない。
【００１９】
さらに、請求項４に記載の工具収納装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記ポットホルダには、前記工具ポットを前記工具の格納状態の位置に付勢する付勢手段を備え、前記工具ポットは、基部に、前記ポットホルダに当接することにより、前記付勢手段の付勢力に抗して、前記工具ポットを所定の工具の格納状態に保持する第２の凸部を備えている。
【００２０】
この構成の工具収納装置では、請求項１乃至３の何れかに記載の工具収納装置の作用に加えて、前記ポットホルダに設けられた付勢手段は、前記工具ポットを前記工具の格納状態の位置に付勢するが、第２の凸部が、前記工具ポットを所定の工具の格納状態に保持することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態の工具収納装置である工具マガジン１０が装着される工作機械の一種であるマシニングセンター１の正面図であり、図２は、マシニングセンター１の右側面図である。
【００２２】
図１に示すマシニングセンター１の正面には、扉２が設けられ、また、図２に示すマシニングセンター１の右側面には、図示外の被加工物であるワークを出し入れするための扉３，４が設けられている。さらに、マシニングセンター１には、工具マガジン１０へ工具を着脱するための図示外の扉も設けられている。なお、本発明の一実施の形態の工具マガジン１０は、扉３，４の内側に設けられている。
【００２３】
次に、本発明の一実施の形態の工具マガジン１０について図３乃至図６を参照して説明する。図３は、工具マガジン１０が装着された工具交換装置５の正面図であり、図４は、工具マガジン１０が装着された工具交換装置５の左側面図であり、図５は、工具交換装置５から工具マガジン１０を取り外した状態の正面図であり、図６は、工具マガジン１０の最下端の工具ポット１６が工具の交換状態に回動された状態を示す工具交換装置５の左側面図である。なお、工具交換装置５は、図１及び図２に示すマシニングセンター１の内部に設けられている。
【００２４】
図３に示すように、工具交換装置５には、フレーム６が設けられ、フレーム６の下部には、工具マガジン１０と主軸（図示外）との間で工具の交換を行う工具交換アーム１１が設けられている。また、工具交換装置５の上部には、工具交換アーム１１の旋回及び上下動を行うカムモータ１２が設けられている。また、工具交換装置５の上部には、工具マガジン１０を駆動するマガジンモータ１３及び後述するプッシュロッド３１の上下動を行うアクチュエータ１４が設けられている。
【００２５】
なお、工具交換アーム１１は、実線で描いている位置で、工具マガジン１０の最下端部の位置（以下「工具交換位置」という。）に回転して来た工具ポット１６に保持されている工具と、図示外の主軸に嵌装されている工具とを把持し、その後、２点鎖線で描いている位置まで降下して、工具ポット１６及び図示外の主軸に保持されている工具を引き抜く。その後、１８０度回転して、実線で描いている位置まで上昇して、主軸に工具を嵌装すると共に、工具ポット１６に主軸から引き抜いて来た工具を保持させるように構成されている。なお、工具の一例としては、図１８に示す工具Ｔ等がある。
【００２６】
次に、工具マガジン１０について説明する。工具交換装置５の中央部には、工具マガジン１０が設けられている。工具マガジン１０は、円形で所定の厚みを有する鋼等の金属製のベースプレート１５の表面に、工具を着脱可能に保持する工具ポット１６を軸支したポットホルダ１７を放射状に２６個、ボルトにより固定している。なお、ベースプレート１５の表面に固定されるポットホルダ１７の数は、２６個に限られず、ベースプレート１５の表面に固定できる数であれば、任意の数を固定できることは言うまでもない。
【００２７】
また、ベースプレート１５の中央には、円形の貫通孔１８が設けられ、この貫通孔１８を工具交換装置５のウォーム軸１９に嵌装し、固定リング２０を挟んで、４本のボルト２１により固定している。なお、ウォーム軸１９は、後述するウォームギア２６及びウォーム軸ギア２７等を介してマガジンモータ１３の駆動力により回動されるように構成されている。
【００２８】
次に、図４及び図５を参照して、工具交換装置５及び工具マガジン１０の構造の詳細を説明する。図４は、工具交換装置５の左側面図であるが、構造を分かりやすくするために、一部を断面図としている。また、図５は、工具交換装置５から工具マガジン１０及び後述するウォーム軸カバー３３を取り外した状態を示す正面図である。
【００２９】
図４及び図５に示すように、工具交換装置５のフレーム６の上部には、マガジンモータベース２２が設けられ、マガジンモータベース２２には、マガジンモータ１３が固定されている。また、マガジンモータ１３の回転軸には、継手２３が固定され、継手２３には回転軸２４が固定され、回転軸２４にはギア軸２５が固定されている。なお、ギア軸２５は、ボールベアリング軸受３４、３５により回動可能に支持され、ボールベアリング軸受３４と、ボールベアリング軸受３５との中間の部分のギア軸２５には、ウォームギア２６が固定されている。
【００３０】
このウォームギア２６は、図５に示すウォーム軸ギア２７に歯合している。ウォーム軸ギア２７は、ウォーム軸１９に固定されており、ウォームギア２６が回動することにより、ウォーム軸ギア２７が回動され、ウォーム軸１９が回動されてウォーム軸１９に固定されている工具マガジン１０が回動する。また、ウォーム軸ギア２７の周囲には、ボルト孔３０を４カ所有するウォーム軸ギア壁２９が設けられており、ウォーム軸ギア壁２９には、図４に示すウォーム軸カバー３３がボルト３６により固定されている。
【００３１】
また、図５において、マガジンモータ１３の右横にはアクチュエータ１４が設けられており、アクチュエータ１４からは下方にプッシュロッド３１が延設されており、プッシュロッド３１は、ウォーム軸１９裏側を貫通して、フレーム６の下部に設けられているリンク機構３２に接続されている。このリンク機構３２は、工具交換位置に停止している工具ポット１６の開口部が、図４に示すように右斜め下を向いた状態（以下「工具の格納状態」という。）と、工具交換位置に移動してきた工具ポット１６の開口部が、図６に示すように真下を向いた状態（以下、「工具の交換状態」という。）との間で、工具ポット１６をポットホルダ１７に対して回動させる働きを行う。
【００３２】
次に、図７乃至図１１を参照して、工具マガジン１０について説明する。図７は、工具マガジン１０の正面図であり、図８は、図７におけるＡ−Ａ’線の矢視方向の工具マガジン１０の断面図であり、図９は、工具ポット１６を回動可能に保持したポットホルダ１７の平面図であり、図１０は、工具ポット１６を回動可能に保持したポットホルダ１７の正面図であり、図１１は、工具ポット１６を回動可能に保持したポットホルダ１７の左側面図である。
【００３３】
図７に示すように、工具マガジン１０は、所定の厚みを有し、中央に貫通孔１８を備えた鋼等の金属の円盤から構成されたベースプレート１５の表面に工具ポット１６を回動可能に軸支したポットホルダ１７が複数個、放射状にボルトにより固定されて構成されている。図７に示す例では、ポットホルダ１７は２６個設けられているが、必ずしも２６個に限られず、ベースプレート１５の表面に固定できる数で有れば、任意の複数個設けることができる。
【００３４】
図８に示すように、ベースプレート１５にボルト３６により固定されたポットホルダ１７には、工具ポット１６が、軸３７により軸支され、工具ポット１６の先端部とポットホルダ１７との間には、コイルばね３８が張架され、例えば、図８に示す上部の工具ポット１６に対しては、矢印Ｂ方向の付勢力を与えている。なお、図８に示す工具ポット１６の傾斜状態は、工具の格納状態である。
【００３５】
次に、図９乃至図１１を参照して、工具ポット１６及びポットホルダ１７の構造を詳細に説明する。図９乃至図１１に示すように、ポットホルダ１７は、鉄板を折り曲げて形成した断面略Ｕ字状のフレームで、底面１７ａと、側壁１７ｂと、側壁１７ｃとから構成され、側壁１７ｃ側には、切欠部１７ｄが形成され、底面１７ａには、３カ所のボルト孔１７ｆと、２カ所の位置合わせ突起１７ｅが形成されている。また、側壁１７ｂには、ばね孔１７ｇが設けられ、側壁１７ｃにも、ばね孔１７ｈが設けられている。さらに、ポットホルダ１７の側壁１７ｂと側壁１７ｃ間には、軸３７が設けられ、この軸３７により、工具ポット１６が回動可能に軸支されている。なお、ベースプレート１５には、位置合わせ突起１７ｅが挿入される孔（図示外）が形成されている。
【００３６】
なお、ポットホルダ１７には、切欠部１７ｄが設けられているため、ポットホルダ１７をベースプレート１５に放射状に取り付けたときに、ベースプレート１５の中心方向側のポットホルダ１７の底面１７ａの幅が狭くなるので、ポットホルダ１７の取り付けピッチを詰めることができ、より多くのポットホルダ１７を、ベースプレート１５に固定することができる。
【００３７】
次に、工具ポット１６について説明する。図１０及び図１１に示すように、工具ポット１６には、工具を嵌装する挿入孔１６ａが設けられ、挿入孔１６ａの奥部には、工具を把持する鋼球４０が、３カ所設けられ、鋼球４０は、図示外のばねにより付勢されて、挿入孔１６ａの内面に退出可能になっている。
【００３８】
また、工具ポット１６には、腕状の基部４１が並列に２本設けられ、基部４１の先端部には、軸受部４１ａが設けられ、軸受部４１ａは、軸３７により回動可能に軸支されている。さらに、基部４１の軸受部４１ａの部分からは、基部４１の長手方向に対して、略７０度の角度で、第１の凸部であるレバー部４１ｂが突設されている。このレバー部４１ｂは、板状のものであるが、必ずしも板状のものに限られない。さらに、各基部４１の側面には、第２の凸部である凸部４１ｃが外向きに各々突設されている。
【００３９】
基部４１の軸受部４１ａ近傍の構造を図１２を参照して説明する。図１２は、図１０に示すＣ−Ｃ’線の矢視方向の断面図である。
【００４０】
図１２に示すように、軸受部４１ａ内には、軸３７が貫入され、軸３７は、側壁１７ｂ，１７ｃにより保持されている。従って、基部４１は、軸受部４１ａにより軸３７の回りに回動可能に軸支されている。
【００４１】
また、図１０及び図１１に示すように、工具ポット１６の先端部には、ばね係止部１６ｂが突設され、ばね係止部１６ｂとばね孔１７ｇ，１７ｇの間には、各々、コイルばね３８が張架されており、工具ポット１６を図１０に示す矢印Ｃ方向に付勢しているが、基部４１の側面には、凸部４１ｃが突設されているので、工具ポット１６が図１０に示す矢印Ｃ方向に回動しても、凸部４１ｃ，４１ｃが、ポットホルダ１７の側壁１７ｂ，１７ｃに各々当接する位置以上には回動しない。
【００４２】
次に、図４、図５及び図１３を参照して、ウォーム軸カバー３３について説明する。図１３は、ウォーム軸カバー３３の正面図である。
【００４３】
図４に示すように、ウォーム軸カバー３３は、工具マガジン１０の裏面側に固定されている。このウォーム軸カバー３３は、図１３に示すように、所定の厚みを有する円形の鋼等の金属板で、中心部に、円形の開口部３３ａを有し、下部に、切欠部３３ｂが形成され、また、開口部３３ａを囲んで４個のボルト孔３３ｃが形成されている。ウォーム軸カバー３３は、図４及び図５に示すウォーム軸ギア壁２９にボルト３６により固定されている。
【００４４】
上記のウォーム軸カバー３３は、工具マガジン１０が回動した場合に、工具ポット１６が工具（図示外）に働く遠心力により図１０に示す矢印Ｆ方向に回転することを防ぐために設けられているもので、遠心力により工具ポット１６が図１０に示す矢印Ｆ方向に回転した場合には、レバー部４１ｂがウォーム軸カバー３３の外縁部に当接して、それ以上の矢印Ｆ方向への回転を防止することができる。また、ウォーム軸カバー３３の下部には、切欠部３３ｂが形成されているので、工具交換位置に移動している工具ポット１６は、レバー部４１ｂがウォーム軸カバー３３の外縁部に当接することなく、回動することができる。
【００４５】
次に、図１４及び図１５を参照して、リンク機構３２の構造を説明する。図１４はリンク機構３２の正面図であり、図１５は、図１４におけるＢ−Ｂ’線の矢視方向断面図である。
【００４６】
リンク機構３２は、側壁４３ａ，４３ｂを有するリンクベース４３をフレーム６に固定し、側壁４３ａ及び側壁４３ｂ間に軸４４を架設し、軸４４によりリンク４７を回動可能に軸支している。また、リンクベース４３の上部には、貫通孔４３ｃが設けられている。この貫通孔４３ｃは、Ｕ字型の窪みとフレーム６とで孔を形成している。この貫通孔４３ｃには、プッシュロッド３１が貫通し、プッシュロッド３１の下端部には、可動子４５が固着され、可動子４５は、プッシュロッド３１の上下動に付随して、リンクベース４３内において、図１４及び図１５における上下方向に移動可能となっている。また、可動子４５には、軸４６が設けられ、可動子４５とリンク４７は、軸４６により接続されている。
【００４７】
リンク４７は、図１４及び図１５に示すように、左右一対の下部アーム４７ａ，４７ｂと、左右一対の上部アーム４７ｃ，４７ｄと、軸受部４７ｅとから構成されている。軸受部４７ｅには、軸４４が貫通して、リンク４７は、図１５に、実線で示す位置と２点鎖線で示す位置との間で回動可能に軸支されている。
【００４８】
従って、プッシュロッド３１が下降すると、可動子４５が、図１５に２点鎖線で示す位置まで下降し、可動子４５に軸４６で接続されている上部アーム４７ｃ，４７ｄが下降するので、リンク４７は、軸４４の周りに回転して、下部アーム４７ａ，４７ｂが、図１５に２点鎖線で示す位置まで上昇する。
【００４９】
また、リンク４７の下部アーム４７ａ，４７ｂの先端部には、軸４８により回動自在に軸支されたローラ４９が設けられている。このローラ４９が、工具ポット１６のレバー部４１ｂを押し上げることにより、ポットホルダ１７に工具の格納状態で軸支されている工具ポット１６を、図６に示すように工具の交換状態に回動することができる。
【００５０】
ここで、リンク４７は、下部アーム４７ａ，４７ｂの先端部に、軸４８により回動自在に軸支されたローラ４９を備えているので、工具ポット１６のレバー部４１ｂを押し上げるときに、レバー部４１ｂをスムーズに押し上げることができる。また、リンク４７の下部アーム４７ａ，４７ｂの先端部に、ローラ４９を備えているので、工具ポット１６のレバー部４１ｂ側に、ローラを備える必要がない。
【００５１】
次に、本実施の形態の工具マガジン１０を備えた工具交換装置５の作用について、図４、図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は、工具マガジン１０の作用を説明する参考図であり、図１７は、リンク４７の動作を示す図である。
【００５２】
工具交換のために、工具マガジン１０が回動する場合には、図４に示すように工具ポット１６が、工具の格納状態になった状態で、マガジンモータ１３が回動すると、ギア軸２５のウォームギア２６が回動し、ウォームギア２６に歯合するウォーム軸ギア２７が回動してウォーム軸１９が回動する。従って、ウォーム軸１９に固定されているベースプレート１５が回動する。このとき、特に図示しないが、各工具ポット１６には各種の工具が各々保持されている。例えば、ドリル、タップ、エンドミルを始めとする各種フライス等、直径、長さ、重さの異なるものをランダムに保持している。
【００５３】
ベースプレート１５が回転するとこれらの工具には、重さに応じた遠心力が生じるので、工具ポット１６には、図１６に示す矢印Ｇ方向の分力が働き、工具ポット１６は、矢印Ｇ方向に回動しようとする。このとき、工具ポット１６の基部４１から突設しているレバー部４１ｂが、ウォーム軸カバー３３の外縁部３３ｄに当接する。従って、工具ポット１６は矢印Ｇ方向に回動しない。よって、工具ポット１６の意図しない矢印Ｇ方向への回動動作により、工具ポット１６に保持されている工具が脱落してしまうことを防止することができる。
【００５４】
また、ウォーム軸カバー３３の下端部には、切欠部３３ｂを設けているので、工具交換位置では、ウォーム軸カバー３３が、リンク４７の動作を邪魔することがない。
【００５５】
さらに、図１７に示すように、工具交換位置で、工具ポット１６を工具の格納状態から工具の交換状態に回動させるためには、リンク４７の下部アーム４７ａ，４７ｂに軸４８により軸支されたローラ４９が、工具ポット１６の基部４１から突設しているレバー部４１ｂを押し上げるだけなので、工具ポット１６を工具の格納状態から工具の交換状態に、スムーズに回動することができる。
【００５６】
また、工具ポット１６の基部４１から突設しているレバー部４１ｂには、ローラ等を設けていないので、工具ポット１６の構造が簡単になり、製造も容易で、製造コストを抑制することができる。
【００５７】
なお、上記の実施の形態では、ウォーム軸カバー３３は、所定の厚みを有する円形の鋼等の金属板を用いているが、必ずしも、板状の物に限られず、工具ポット１６の基部４１から突設しているレバー部４１ｂに当接して、工具ポット１６の意図しない回動動作を規制できる物で有れば、各種の構造のものを用いることができることは言うまでもない。例えば、パイプでリングを作って、そのリングを保持部材にてウォーム軸ギア壁２９に固定してもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明の工具収納装置では、前記工具ポットの基部に第１の凸部を備えるだけで、回動手段がポットホルダ保持部材を回動させたときに、工具交換位置以外の位置においては、回動規制手段は、工具ポットがポットホルダに対して回動することを規制するので、工具ポットが工具に働く遠心力により回動して、工具が脱落してしまうことを防止することができる。また、工具交換位置以外の位置においては、回動規制手段は、工具ポットがポットホルダに対して回動することを規制するので、工具ポットに保持される工具をオペレータが取り替えるときに、工具ポットが不用意に回動してけが等をすることを防止できる。
【００５９】
また、請求項２に係る発明の工具収納装置では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、ポットホルダ保持部材は、円盤状の板材により構成されているので、円盤状の板材の表面に固定できる限りの任意の数のポットホルダを設けることができ、また、製造コストを抑制することができる。
【００６０】
【００６１】
また、請求項３に記載の工具収納装置は、請求項１又は２に記載の工具収納装置の効果に加えて、回動規制手段は、ポットホルダ保持部材に対して、裏面側に設けられた円盤状の板材から構成されているので、簡易な構造である円盤状の板材により、工具ポットがポットホルダに対して回動することを規制することができる。また、回動規制手段は、前記工具交換位置の部分に切欠きを備えているので、工具交換位置においては、工具ポットがポットホルダに対して回動することの妨げにならない。
【００６２】
さらに、請求項４に記載の工具収納装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加えて、前記ポットホルダに設けられた付勢手段は、前記工具ポットを前記工具の格納状態の位置に付勢しているが、第２の凸部が、前記工具ポットを所定の工具の格納状態に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の一実施の形態の工具収納装置が装着される工作機械の一種であるマシニングセンター１の正面図である。
【図２】 図２は、マシニングセンター１の右側面図である。
【図３】 図３は、工具マガジン１０が装着された工具交換装置５の正面図である。
【図４】 図４は、工具マガジン１０が装着された工具交換装置５の左側面図である。
【図５】 図５は、工具交換装置５から工具マガジン１０を取り外した状態の正面図である。
【図６】 図６は、工具マガジン１０の最下端の工具ポット１６が工具の交換状態に回動された状態を示す工具交換装置５の左側面図である。
【図７】 図７は、工具マガジン１０の正面図である。
【図８】 図８は、図７におけるＡ−Ａ’線の矢視方向の工具マガジン１０の断面図である。
【図９】 図９は、工具ポット１６を回動可能に保持したポットホルダ１７の平面図である。
【図１０】 図１０は、工具ポット１６を回動可能に保持したポットホルダ１７の正面図である。
【図１１】 図１１は、工具ポット１６を回動可能に保持したポットホルダ１７の左側面図である。
【図１２】 図１２は、図１０に示すＣ−Ｃ’線の矢視方向の断面図である。
【図１３】 図１３はウォーム軸カバー３３の正面図である。
【図１４】 図１４はリンク機構３２の正面図である。
【図１５】 図１５は、図１４におけるＢ−Ｂ’線の矢視方向断面図である。
【図１６】 図１６は、工具マガジン１０の作用を説明する参考図である。
【図１７】 図１７は、リンク４７の動作を示す図である。
【図１８】 図１８は、従来技術の工具収納装置の正面図である。
【符号の説明】
１ マシニングセンター
５ 工具交換装置
６ フレーム
１０ 工具マガジン
１１ 工具交換アーム
１２ カムモータ
１３ マガジンモータ
１４ アクチュエータ
１５ ベースプレート
１６ 工具ポット
１７ ポットホルダ
１８ 貫通孔
１９ ウォーム軸
２０ 固定リング
２１ ボルト
２２ マガジンモータベース
２３ 継手
２４ 回転軸
２５ ギア軸
２６ ウォームギア
２７ ウォーム軸ギア
２９ ウォーム軸ギア壁
３０ ボルト孔
３３ ウォーム軸カバー
３１ プッシュロッド
３２ リンク機構
３３ ウォーム軸カバー
３３ａ 開口部
３３ｂ 切欠部
３３ｃ ボルト孔
３４、３５ ボールベアリング軸受
３６ ボルト
３７ 軸
３８ コイルばね
１７ａ 底面
１７ｂ，１７ｃ 側壁
１７ｄ 切欠部
１７ｅ 位置合わせ突起
１７ｆ ボルト孔
１７ｇ ばね孔
１６ａ 挿入孔
４０ 鋼球
４１ 基部
４１ａ 軸受部
４１ｂ レバー部
４３ リンクベース
４３ａ 側壁
４３ｂ 側壁
４３ｃ 貫通孔
４４ 軸
４５ 可動子
４６ 軸
４７ リンク
４７ａ，４７ｂ 下部アーム
４７ｃ，４７ｄ 上部アーム
４７ｅ 軸受部
４８ 軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動工具交換機能を備えた工作機械に装備される工具収納装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、マシニングセンターに装備される工具収納装置は、工具ポットを所定経路に沿って移送するとともに、所定の工具交換位置へ移送された工具ポットを工具の格納状態または工具の交換状態へと回動させる構造になっている。
【０００３】
また、このような工具収納装置として、例えば、特開平１１−４８０７６号公報に記載されているものが知られている。この特開平１１−４８０７６号公報に記載されている工具収納装置２０１は、図１８に示すように複数の工具ポット２１０を備え、この工具ポット２１０が、工作機械本体側に固定されたマガジンベース２１１の内側に配設された移送機構２１２に装着され、移送機構２１２は、マガジンベース２１１の内側に回転可能に配設された一対のスプロケット２１３，２１４と、このスプロケット２１３，２１４の間に掛け渡された無端状のチェーン２１６と、チェーン２１６の外周側に固着されたブラケット２１８などを備えている。
【０００４】
そして、上記複数の工具ポット２１０は、それぞれ上記ブラケット２１８に取り付けられて、一方のスプロケット２１３がモータ（図示略）によって回転駆動された際に、チェーン２１６とともに循環する経路を移送されるようになっている。
【０００５】
また、上記複数の工具ポット２１０は、いずれも上記ブラケット２１８に対して回動可能に取り付けられているが、工具ポット２１０の移送経路の大部分の範囲では、マガジンベース２１１外周部の内壁面２１１ａが工具ポット２１０に接触する状態にある。そのため、この内壁面２１１ａが工具ポット２１０の回動を規制する状態となり、工具ポット２１０は、工具Ｔを正面に向けた状態に維持されている。
【０００６】
一方、マガジンベース２１１の下端側には割出口２１１ｂが形成され、この割出口２１１ｂが形成された位置（工具交換位置）に限り、工具ポット２１０が、上記格納状態から工具Ｔを下方に向けた状態（図１８に二点鎖線で示す状態）まで回動可能となっている。そして、この工具交換位置には、工具ポット２１０を工具Ｔを正面に向けた状態または工具Ｔを下方に向けた状態へと回動させる傾倒機構（図示外）が配設されている。
【０００７】
このような、従来の工具収納装置２０１は、マガジンベース２１１の内側に配設されたチェーン２１６の外周側に固着されたブラケット２１８により工具ポット２１０を搬送する構造となっているため、マガジンベース２１１内で搬送される工具ポット２１０の数は、マガジンベース２１１の大きさにより規定されることになる。顧客の要望等により工具収納装置２０１に収納される工具ポット２１０の数を増やしたいときには、マガジンベース２１１をサイズの大きいものに変更し、スプロケット２１３，２１４等の間隔も広げる必要があり、容易に工具収納装置２０１に収納される工具ポット２１０の数を増やすことはできなかった。
【０００８】
そこで、本願の発明者は、工具収納装置２０１を、図１８に示すようなマガジンベース２１１の内側に配設されたチェーン２１６の外周側に固着されたブラケット２１８により工具ポット２１０を搬送するものではなく、金属の円盤の表面に工具ポットを軸支するブラケットを複数固定して、この円盤を回転させて、工具ポットを工具交換位置に移動させるようにする工具収納装置を考案した。この工具収納装置では、円盤の表面に固定する工具ポットを軸支するブラケットの数を任意に変更できるため工具収納装置に収納される工具の数の変更が容易になり、また、円盤を用いているために、マガジンベース２１１の内側に配設されたチェーンを用いるものよりも製造コストを抑制することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の円盤の表面に工具ポットを軸支するブラケットを複数固定して、回転させる工具収納装置においては、円盤の回転により、工具ポットに保持された工具に対して、遠心力が働くため、大型の工具を保持していると、遠心力によりブラケットに軸支されている工具ポットが回動して振動を生じて工具ポットから工具が脱落するという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、収納する工具の数を容易に変更でき、また、工具ポットから工具が脱落することを防止でき、且つ、製造コストを抑制可能な工具収納装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の工具収納装置は、工具を着脱可能に保持した工具ポットと、当該工具ポットを工具の格納状態の位置と工具の交換状態の位置との間で回動可能に軸支するポットホルダと、当該ポットホルダを複数保持し、前記ポットホルダに軸支された前記工具ポットを所定の工具交換位置へ、回動により案内するポットホルダ保持部材と、当該ポットホルダ保持部材を回動する回動手段と、前記工具交換位置以外の位置において前記工具ポットの回動を規制し、該工具ポットを工具の格納状態の位置に維持する回動規制手段とを備えている。また、前記工具ポットは、基部に第１の凸部を備え、当該第１の凸部が前記回動規制手段と当接することにより、前記工具交換位置以外の位置において前記工具ポットの回動を規制することを特徴とする。
【００１２】
この構成の工具収納装置では、回動手段がポットホルダ保持部材を回動させたときに、工具交換位置以外の位置においては、回動規制手段は、工具ポットがポットホルダに対して回動することを規制するので、工具ポットが工具に働く遠心力により回動して、工具が脱落してしまうことがない。また、工具交換位置以外の位置においては、回動規制手段は、工具ポットがポットホルダに対して回動することを規制するので、工具ポットに保持される工具をオペレータが取り替えるときに、工具ポットが不用意に回動してけが等をすることがない。また、前記工具ポットの基部に第１の凸部を備えるだけで、前記回動規制手段により、前記工具交換位置以外の位置において当該工具ポットの回動を規制することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の工具収納装置は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記ポットホルダ保持部材は、円盤状の板材により構成されていることを特徴とする構成となっている。
【００１４】
この構成の工具収納装置では、請求項１に記載の工具収納装置の作用に加えて、前記ポットホルダ保持部材は、円盤状の板材により構成されているので、円盤状の板材の表面に固定できる限りの任意の数のポットホルダを設けることができ、また、製造コストを抑制することができる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
また、請求項３に記載の工具収納装置は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、前記ポットホルダ保持部材は、表面に放射状にポットホルダを複数保持し、前記回動規制手段は、ポットホルダ保持部材に対して、裏面側に設けられた円盤状の板材から構成され、且つ、前記工具交換位置の部分に切欠きを備えたことを特徴とする構成となっている。
【００１８】
この構成の工具収納装置では、請求項１又は２に記載の工具収納装置の作用に加えて、前記回動規制手段は、ポットホルダ保持部材に対して、裏面側に設けられた円盤状の板材から構成されているので、簡易な構造である円盤状の板材により、工具ポットがポットホルダに対して回動することを規制することができ、また、前記回動規制手段は、前記工具交換位置の部分に切欠きを備えているので、前記工具交換位置においては、工具ポットがポットホルダに対して回動することの妨げにならない。
【００１９】
さらに、請求項４に記載の工具収納装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記ポットホルダには、前記工具ポットを前記工具の格納状態の位置に付勢する付勢手段を備え、前記工具ポットは、基部に、前記ポットホルダに当接することにより、前記付勢手段の付勢力に抗して、前記工具ポットを所定の工具の格納状態に保持する第２の凸部を備えている。
【００２０】
この構成の工具収納装置では、請求項１乃至３の何れかに記載の工具収納装置の作用に加えて、前記ポットホルダに設けられた付勢手段は、前記工具ポットを前記工具の格納状態の位置に付勢するが、第２の凸部が、前記工具ポットを所定の工具の格納状態に保持することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態の工具収納装置である工具マガジン１０が装着される工作機械の一種であるマシニングセンター１の正面図であり、図２は、マシニングセンター１の右側面図である。
【００２２】
図１に示すマシニングセンター１の正面には、扉２が設けられ、また、図２に示すマシニングセンター１の右側面には、図示外の被加工物であるワークを出し入れするための扉３，４が設けられている。さらに、マシニングセンター１には、工具マガジン１０へ工具を着脱するための図示外の扉も設けられている。なお、本発明の一実施の形態の工具マガジン１０は、扉３，４の内側に設けられている。
【００２３】
次に、本発明の一実施の形態の工具マガジン１０について図３乃至図６を参照して説明する。図３は、工具マガジン１０が装着された工具交換装置５の正面図であり、図４は、工具マガジン１０が装着された工具交換装置５の左側面図であり、図５は、工具交換装置５から工具マガジン１０を取り外した状態の正面図であり、図６は、工具マガジン１０の最下端の工具ポット１６が工具の交換状態に回動された状態を示す工具交換装置５の左側面図である。なお、工具交換装置５は、図１及び図２に示すマシニングセンター１の内部に設けられている。
【００２４】
図３に示すように、工具交換装置５には、フレーム６が設けられ、フレーム６の下部には、工具マガジン１０と主軸（図示外）との間で工具の交換を行う工具交換アーム１１が設けられている。また、工具交換装置５の上部には、工具交換アーム１１の旋回及び上下動を行うカムモータ１２が設けられている。また、工具交換装置５の上部には、工具マガジン１０を駆動するマガジンモータ１３及び後述するプッシュロッド３１の上下動を行うアクチュエータ１４が設けられている。
【００２５】
なお、工具交換アーム１１は、実線で描いている位置で、工具マガジン１０の最下端部の位置（以下「工具交換位置」という。）に回転して来た工具ポット１６に保持されている工具と、図示外の主軸に嵌装されている工具とを把持し、その後、２点鎖線で描いている位置まで降下して、工具ポット１６及び図示外の主軸に保持されている工具を引き抜く。その後、１８０度回転して、実線で描いている位置まで上昇して、主軸に工具を嵌装すると共に、工具ポット１６に主軸から引き抜いて来た工具を保持させるように構成されている。なお、工具の一例としては、図１８に示す工具Ｔ等がある。
【００２６】
次に、工具マガジン１０について説明する。工具交換装置５の中央部には、工具マガジン１０が設けられている。工具マガジン１０は、円形で所定の厚みを有する鋼等の金属製のベースプレート１５の表面に、工具を着脱可能に保持する工具ポット１６を軸支したポットホルダ１７を放射状に２６個、ボルトにより固定している。なお、ベースプレート１５の表面に固定されるポットホルダ１７の数は、２６個に限られず、ベースプレート１５の表面に固定できる数であれば、任意の数を固定できることは言うまでもない。
【００２７】
また、ベースプレート１５の中央には、円形の貫通孔１８が設けられ、この貫通孔１８を工具交換装置５のウォーム軸１９に嵌装し、固定リング２０を挟んで、４本のボルト２１により固定している。なお、ウォーム軸１９は、後述するウォームギア２６及びウォーム軸ギア２７等を介してマガジンモータ１３の駆動力により回動されるように構成されている。
【００２８】
次に、図４及び図５を参照して、工具交換装置５及び工具マガジン１０の構造の詳細を説明する。図４は、工具交換装置５の左側面図であるが、構造を分かりやすくするために、一部を断面図としている。また、図５は、工具交換装置５から工具マガジン１０及び後述するウォーム軸カバー３３を取り外した状態を示す正面図である。
【００２９】
図４及び図５に示すように、工具交換装置５のフレーム６の上部には、マガジンモータベース２２が設けられ、マガジンモータベース２２には、マガジンモータ１３が固定されている。また、マガジンモータ１３の回転軸には、継手２３が固定され、継手２３には回転軸２４が固定され、回転軸２４にはギア軸２５が固定されている。なお、ギア軸２５は、ボールベアリング軸受３４、３５により回動可能に支持され、ボールベアリング軸受３４と、ボールベアリング軸受３５との中間の部分のギア軸２５には、ウォームギア２６が固定されている。
【００３０】
このウォームギア２６は、図５に示すウォーム軸ギア２７に歯合している。ウォーム軸ギア２７は、ウォーム軸１９に固定されており、ウォームギア２６が回動することにより、ウォーム軸ギア２７が回動され、ウォーム軸１９が回動されてウォーム軸１９に固定されている工具マガジン１０が回動する。また、ウォーム軸ギア２７の周囲には、ボルト孔３０を４カ所有するウォーム軸ギア壁２９が設けられており、ウォーム軸ギア壁２９には、図４に示すウォーム軸カバー３３がボルト３６により固定されている。
【００３１】
また、図５において、マガジンモータ１３の右横にはアクチュエータ１４が設けられており、アクチュエータ１４からは下方にプッシュロッド３１が延設されており、プッシュロッド３１は、ウォーム軸１９裏側を貫通して、フレーム６の下部に設けられているリンク機構３２に接続されている。このリンク機構３２は、工具交換位置に停止している工具ポット１６の開口部が、図４に示すように右斜め下を向いた状態（以下「工具の格納状態」という。）と、工具交換位置に移動してきた工具ポット１６の開口部が、図６に示すように真下を向いた状態（以下、「工具の交換状態」という。）との間で、工具ポット１６をポットホルダ１７に対して回動させる働きを行う。
【００３２】
次に、図７乃至図１１を参照して、工具マガジン１０について説明する。図７は、工具マガジン１０の正面図であり、図８は、図７におけるＡ−Ａ’線の矢視方向の工具マガジン１０の断面図であり、図９は、工具ポット１６を回動可能に保持したポットホルダ１７の平面図であり、図１０は、工具ポット１６を回動可能に保持したポットホルダ１７の正面図であり、図１１は、工具ポット１６を回動可能に保持したポットホルダ１７の左側面図である。
【００３３】
図７に示すように、工具マガジン１０は、所定の厚みを有し、中央に貫通孔１８を備えた鋼等の金属の円盤から構成されたベースプレート１５の表面に工具ポット１６を回動可能に軸支したポットホルダ１７が複数個、放射状にボルトにより固定されて構成されている。図７に示す例では、ポットホルダ１７は２６個設けられているが、必ずしも２６個に限られず、ベースプレート１５の表面に固定できる数で有れば、任意の複数個設けることができる。
【００３４】
図８に示すように、ベースプレート１５にボルト３６により固定されたポットホルダ１７には、工具ポット１６が、軸３７により軸支され、工具ポット１６の先端部とポットホルダ１７との間には、コイルばね３８が張架され、例えば、図８に示す上部の工具ポット１６に対しては、矢印Ｂ方向の付勢力を与えている。なお、図８に示す工具ポット１６の傾斜状態は、工具の格納状態である。
【００３５】
次に、図９乃至図１１を参照して、工具ポット１６及びポットホルダ１７の構造を詳細に説明する。図９乃至図１１に示すように、ポットホルダ１７は、鉄板を折り曲げて形成した断面略Ｕ字状のフレームで、底面１７ａと、側壁１７ｂと、側壁１７ｃとから構成され、側壁１７ｃ側には、切欠部１７ｄが形成され、底面１７ａには、３カ所のボルト孔１７ｆと、２カ所の位置合わせ突起１７ｅが形成されている。また、側壁１７ｂには、ばね孔１７ｇが設けられ、側壁１７ｃにも、ばね孔１７ｈが設けられている。さらに、ポットホルダ１７の側壁１７ｂと側壁１７ｃ間には、軸３７が設けられ、この軸３７により、工具ポット１６が回動可能に軸支されている。なお、ベースプレート１５には、位置合わせ突起１７ｅが挿入される孔（図示外）が形成されている。
【００３６】
なお、ポットホルダ１７には、切欠部１７ｄが設けられているため、ポットホルダ１７をベースプレート１５に放射状に取り付けたときに、ベースプレート１５の中心方向側のポットホルダ１７の底面１７ａの幅が狭くなるので、ポットホルダ１７の取り付けピッチを詰めることができ、より多くのポットホルダ１７を、ベースプレート１５に固定することができる。
【００３７】
次に、工具ポット１６について説明する。図１０及び図１１に示すように、工具ポット１６には、工具を嵌装する挿入孔１６ａが設けられ、挿入孔１６ａの奥部には、工具を把持する鋼球４０が、３カ所設けられ、鋼球４０は、図示外のばねにより付勢されて、挿入孔１６ａの内面に退出可能になっている。
【００３８】
また、工具ポット１６には、腕状の基部４１が並列に２本設けられ、基部４１の先端部には、軸受部４１ａが設けられ、軸受部４１ａは、軸３７により回動可能に軸支されている。さらに、基部４１の軸受部４１ａの部分からは、基部４１の長手方向に対して、略７０度の角度で、第１の凸部であるレバー部４１ｂが突設されている。このレバー部４１ｂは、板状のものであるが、必ずしも板状のものに限られない。さらに、各基部４１の側面には、第２の凸部である凸部４１ｃが外向きに各々突設されている。
【００３９】
基部４１の軸受部４１ａ近傍の構造を図１２を参照して説明する。図１２は、図１０に示すＣ−Ｃ’線の矢視方向の断面図である。
【００４０】
図１２に示すように、軸受部４１ａ内には、軸３７が貫入され、軸３７は、側壁１７ｂ，１７ｃにより保持されている。従って、基部４１は、軸受部４１ａにより軸３７の回りに回動可能に軸支されている。
【００４１】
また、図１０及び図１１に示すように、工具ポット１６の先端部には、ばね係止部１６ｂが突設され、ばね係止部１６ｂとばね孔１７ｇ，１７ｇの間には、各々、コイルばね３８が張架されており、工具ポット１６を図１０に示す矢印Ｃ方向に付勢しているが、基部４１の側面には、凸部４１ｃが突設されているので、工具ポット１６が図１０に示す矢印Ｃ方向に回動しても、凸部４１ｃ，４１ｃが、ポットホルダ１７の側壁１７ｂ，１７ｃに各々当接する位置以上には回動しない。
【００４２】
次に、図４、図５及び図１３を参照して、ウォーム軸カバー３３について説明する。図１３は、ウォーム軸カバー３３の正面図である。
【００４３】
図４に示すように、ウォーム軸カバー３３は、工具マガジン１０の裏面側に固定されている。このウォーム軸カバー３３は、図１３に示すように、所定の厚みを有する円形の鋼等の金属板で、中心部に、円形の開口部３３ａを有し、下部に、切欠部３３ｂが形成され、また、開口部３３ａを囲んで４個のボルト孔３３ｃが形成されている。ウォーム軸カバー３３は、図４及び図５に示すウォーム軸ギア壁２９にボルト３６により固定されている。
【００４４】
上記のウォーム軸カバー３３は、工具マガジン１０が回動した場合に、工具ポット１６が工具（図示外）に働く遠心力により図１０に示す矢印Ｆ方向に回転することを防ぐために設けられているもので、遠心力により工具ポット１６が図１０に示す矢印Ｆ方向に回転した場合には、レバー部４１ｂがウォーム軸カバー３３の外縁部に当接して、それ以上の矢印Ｆ方向への回転を防止することができる。また、ウォーム軸カバー３３の下部には、切欠部３３ｂが形成されているので、工具交換位置に移動している工具ポット１６は、レバー部４１ｂがウォーム軸カバー３３の外縁部に当接することなく、回動することができる。
【００４５】
次に、図１４及び図１５を参照して、リンク機構３２の構造を説明する。図１４はリンク機構３２の正面図であり、図１５は、図１４におけるＢ−Ｂ’線の矢視方向断面図である。
【００４６】
リンク機構３２は、側壁４３ａ，４３ｂを有するリンクベース４３をフレーム６に固定し、側壁４３ａ及び側壁４３ｂ間に軸４４を架設し、軸４４によりリンク４７を回動可能に軸支している。また、リンクベース４３の上部には、貫通孔４３ｃが設けられている。この貫通孔４３ｃは、Ｕ字型の窪みとフレーム６とで孔を形成している。この貫通孔４３ｃには、プッシュロッド３１が貫通し、プッシュロッド３１の下端部には、可動子４５が固着され、可動子４５は、プッシュロッド３１の上下動に付随して、リンクベース４３内において、図１４及び図１５における上下方向に移動可能となっている。また、可動子４５には、軸４６が設けられ、可動子４５とリンク４７は、軸４６により接続されている。
【００４７】
リンク４７は、図１４及び図１５に示すように、左右一対の下部アーム４７ａ，４７ｂと、左右一対の上部アーム４７ｃ，４７ｄと、軸受部４７ｅとから構成されている。軸受部４７ｅには、軸４４が貫通して、リンク４７は、図１５に、実線で示す位置と２点鎖線で示す位置との間で回動可能に軸支されている。
【００４８】
従って、プッシュロッド３１が下降すると、可動子４５が、図１５に２点鎖線で示す位置まで下降し、可動子４５に軸４６で接続されている上部アーム４７ｃ，４７ｄが下降するので、リンク４７は、軸４４の周りに回転して、下部アーム４７ａ，４７ｂが、図１５に２点鎖線で示す位置まで上昇する。
【００４９】
また、リンク４７の下部アーム４７ａ，４７ｂの先端部には、軸４８により回動自在に軸支されたローラ４９が設けられている。このローラ４９が、工具ポット１６のレバー部４１ｂを押し上げることにより、ポットホルダ１７に工具の格納状態で軸支されている工具ポット１６を、図６に示すように工具の交換状態に回動することができる。
【００５０】
ここで、リンク４７は、下部アーム４７ａ，４７ｂの先端部に、軸４８により回動自在に軸支されたローラ４９を備えているので、工具ポット１６のレバー部４１ｂを押し上げるときに、レバー部４１ｂをスムーズに押し上げることができる。また、リンク４７の下部アーム４７ａ，４７ｂの先端部に、ローラ４９を備えているので、工具ポット１６のレバー部４１ｂ側に、ローラを備える必要がない。
【００５１】
次に、本実施の形態の工具マガジン１０を備えた工具交換装置５の作用について、図４、図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は、工具マガジン１０の作用を説明する参考図であり、図１７は、リンク４７の動作を示す図である。
【００５２】
工具交換のために、工具マガジン１０が回動する場合には、図４に示すように工具ポット１６が、工具の格納状態になった状態で、マガジンモータ１３が回動すると、ギア軸２５のウォームギア２６が回動し、ウォームギア２６に歯合するウォーム軸ギア２７が回動してウォーム軸１９が回動する。従って、ウォーム軸１９に固定されているベースプレート１５が回動する。このとき、特に図示しないが、各工具ポット１６には各種の工具が各々保持されている。例えば、ドリル、タップ、エンドミルを始めとする各種フライス等、直径、長さ、重さの異なるものをランダムに保持している。
【００５３】
ベースプレート１５が回転するとこれらの工具には、重さに応じた遠心力が生じるので、工具ポット１６には、図１６に示す矢印Ｇ方向の分力が働き、工具ポット１６は、矢印Ｇ方向に回動しようとする。このとき、工具ポット１６の基部４１から突設しているレバー部４１ｂが、ウォーム軸カバー３３の外縁部３３ｄに当接する。従って、工具ポット１６は矢印Ｇ方向に回動しない。よって、工具ポット１６の意図しない矢印Ｇ方向への回動動作により、工具ポット１６に保持されている工具が脱落してしまうことを防止することができる。
【００５４】
また、ウォーム軸カバー３３の下端部には、切欠部３３ｂを設けているので、工具交換位置では、ウォーム軸カバー３３が、リンク４７の動作を邪魔することがない。
【００５５】
さらに、図１７に示すように、工具交換位置で、工具ポット１６を工具の格納状態から工具の交換状態に回動させるためには、リンク４７の下部アーム４７ａ，４７ｂに軸４８により軸支されたローラ４９が、工具ポット１６の基部４１から突設しているレバー部４１ｂを押し上げるだけなので、工具ポット１６を工具の格納状態から工具の交換状態に、スムーズに回動することができる。
【００５６】
また、工具ポット１６の基部４１から突設しているレバー部４１ｂには、ローラ等を設けていないので、工具ポット１６の構造が簡単になり、製造も容易で、製造コストを抑制することができる。
【００５７】
なお、上記の実施の形態では、ウォーム軸カバー３３は、所定の厚みを有する円形の鋼等の金属板を用いているが、必ずしも、板状の物に限られず、工具ポット１６の基部４１から突設しているレバー部４１ｂに当接して、工具ポット１６の意図しない回動動作を規制できる物で有れば、各種の構造のものを用いることができることは言うまでもない。例えば、パイプでリングを作って、そのリングを保持部材にてウォーム軸ギア壁２９に固定してもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明の工具収納装置では、前記工具ポットの基部に第１の凸部を備えるだけで、回動手段がポットホルダ保持部材を回動させたときに、工具交換位置以外の位置においては、回動規制手段は、工具ポットがポットホルダに対して回動することを規制するので、工具ポットが工具に働く遠心力により回動して、工具が脱落してしまうことを防止することができる。また、工具交換位置以外の位置においては、回動規制手段は、工具ポットがポットホルダに対して回動することを規制するので、工具ポットに保持される工具をオペレータが取り替えるときに、工具ポットが不用意に回動してけが等をすることを防止できる。
【００５９】
また、請求項２に係る発明の工具収納装置では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、ポットホルダ保持部材は、円盤状の板材により構成されているので、円盤状の板材の表面に固定できる限りの任意の数のポットホルダを設けることができ、また、製造コストを抑制することができる。
【００６０】
【００６１】
また、請求項３に記載の工具収納装置は、請求項１又は２に記載の工具収納装置の効果に加えて、回動規制手段は、ポットホルダ保持部材に対して、裏面側に設けられた円盤状の板材から構成されているので、簡易な構造である円盤状の板材により、工具ポットがポットホルダに対して回動することを規制することができる。また、回動規制手段は、前記工具交換位置の部分に切欠きを備えているので、工具交換位置においては、工具ポットがポットホルダに対して回動することの妨げにならない。
【００６２】
さらに、請求項４に記載の工具収納装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加えて、前記ポットホルダに設けられた付勢手段は、前記工具ポットを前記工具の格納状態の位置に付勢しているが、第２の凸部が、前記工具ポットを所定の工具の格納状態に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の一実施の形態の工具収納装置が装着される工作機械の一種であるマシニングセンター１の正面図である。
【図２】 図２は、マシニングセンター１の右側面図である。
【図３】 図３は、工具マガジン１０が装着された工具交換装置５の正面図である。
【図４】 図４は、工具マガジン１０が装着された工具交換装置５の左側面図である。
【図５】 図５は、工具交換装置５から工具マガジン１０を取り外した状態の正面図である。
【図６】 図６は、工具マガジン１０の最下端の工具ポット１６が工具の交換状態に回動された状態を示す工具交換装置５の左側面図である。
【図７】 図７は、工具マガジン１０の正面図である。
【図８】 図８は、図７におけるＡ−Ａ’線の矢視方向の工具マガジン１０の断面図である。
【図９】 図９は、工具ポット１６を回動可能に保持したポットホルダ１７の平面図である。
【図１０】 図１０は、工具ポット１６を回動可能に保持したポットホルダ１７の正面図である。
【図１１】 図１１は、工具ポット１６を回動可能に保持したポットホルダ１７の左側面図である。
【図１２】 図１２は、図１０に示すＣ−Ｃ’線の矢視方向の断面図である。
【図１３】 図１３はウォーム軸カバー３３の正面図である。
【図１４】 図１４はリンク機構３２の正面図である。
【図１５】 図１５は、図１４におけるＢ−Ｂ’線の矢視方向断面図である。
【図１６】 図１６は、工具マガジン１０の作用を説明する参考図である。
【図１７】 図１７は、リンク４７の動作を示す図である。
【図１８】 図１８は、従来技術の工具収納装置の正面図である。
【符号の説明】
１ マシニングセンター
５ 工具交換装置
６ フレーム
１０ 工具マガジン
１１ 工具交換アーム
１２ カムモータ
１３ マガジンモータ
１４ アクチュエータ
１５ ベースプレート
１６ 工具ポット
１７ ポットホルダ
１８ 貫通孔
１９ ウォーム軸
２０ 固定リング
２１ ボルト
２２ マガジンモータベース
２３ 継手
２４ 回転軸
２５ ギア軸
２６ ウォームギア
２７ ウォーム軸ギア
２９ ウォーム軸ギア壁
３０ ボルト孔
３３ ウォーム軸カバー
３１ プッシュロッド
３２ リンク機構
３３ ウォーム軸カバー
３３ａ 開口部
３３ｂ 切欠部
３３ｃ ボルト孔
３４、３５ ボールベアリング軸受
３６ ボルト
３７ 軸
３８ コイルばね
１７ａ 底面
１７ｂ，１７ｃ 側壁
１７ｄ 切欠部
１７ｅ 位置合わせ突起
１７ｆ ボルト孔
１７ｇ ばね孔
１６ａ 挿入孔
４０ 鋼球
４１ 基部
４１ａ 軸受部
４１ｂ レバー部
４３ リンクベース
４３ａ 側壁
４３ｂ 側壁
４３ｃ 貫通孔
４４ 軸
４５ 可動子
４６ 軸
４７ リンク
４７ａ，４７ｂ 下部アーム
４７ｃ，４７ｄ 上部アーム
４７ｅ 軸受部
４８ 軸
Claims (4)
- 工具を着脱可能に保持した工具ポットと、
当該工具ポットを工具の格納状態の位置と工具の交換状態の位置との間で回動可能に軸支するポットホルダと、
当該ポットホルダを複数保持し、前記ポットホルダに軸支された前記工具ポットを所定の工具交換位置へ、回動により案内するポットホルダ保持部材と、
当該ポットホルダ保持部材を回動する回動手段と、
前記工具交換位置以外の位置において前記工具ポットの回動を規制し、該工具ポットを工具の格納状態の位置に維持する回動規制手段と
を備え、
前記工具ポットは、基部に第１の凸部を備え、
当該第１の凸部が前記回動規制手段と当接することにより、前記工具交換位置以外の位置において前記工具ポットの回動を規制することを特徴とする工具収納装置。 - 前記ポットホルダ保持部材は、円盤状の板材により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の工具収納装置。
- 前記ポットホルダ保持部材は、表面に放射状にポットホルダを複数保持し、
前記回動規制手段は、ポットホルダ保持部材に対して、裏面側に設けられた円盤状の板材から構成され、且つ、前記工具交換位置の部分に切欠きを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の工具収納装置。 - 前記ポットホルダには、前記工具ポットを前記工具の格納状態の位置に付勢する付勢手段を備え、
前記工具ポットは、基部に、前記ポットホルダに当接することにより、前記付勢手段の付勢力に抗して、前記工具ポットを所定の格納状態に保持する第２の凸部を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の工具収納装置。
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