JP4417508B2 - ツールホルダ着脱部材保持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ツールホルダ着脱部材を着脱可能に保持するツールホルダ着脱部材保持装置の改良に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えばマシニングセンタにおいて使用する複数の工具をストックしておいて適宜供給する装置として、いわゆるマガジンがある。図１０には、マガジンの一例を示している。このマガジン１は、スプロケット２と円弧ガイド２ａとの間にチェーン３を掛渡して構成された搬送装置４を備え、この搬送装置４のチェーン３にツールホルダ着脱部材５を支持するツールホルダ着脱部材支持装置６を設けている。なお、前記ツールホルダ着脱部材５には、図示しない工具が取付けられるようになっている。
【０００３】
このツールホルダ着脱部材支持装置６について、図１１及び図１２を参照して説明する。チェーン３には、板部材７、８が対向状態に取付けられている。各板部材７、８には二股状をなすように位置決め片部７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂが形成されている。さらに各板部材７、８間には、板ばね９が取付軸１０、１０を介して取付けられている。この板ばね９は、全体形状としては「Ω」状をなしている。この板ばね９において、下部対向両側には、内方側へ「く」字形に突出する係合部９ａ、９ｂが形成されており、係合部９ａは、位置決め片部７ａ、８ａとの先端部分から内方へ突出し、係合部９ｂは、位置決め片部７ｂ、８ｂの先端部分から内方へ突出している。
【０００４】
ツールホルダ着脱部材５には、前記位置決め片部７ａ、７ｂと嵌合する溝部１１ａ、１１ｂが形成されていると共に、位置決め片部８ａ、８ｂと嵌合する溝部１２ａ、１２ｂが形成されている。
【０００５】
上記構成において、ツールホルダ着脱部材５をツールホルダ着脱部材支持装置６により支持させるについては、図１１に示すように、各溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂを各位置決め片部７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂに嵌合させるようにして矢印Ａ方向へ押し込む。この際に、板ばね９の係合部９ａ、９ｂを拡開させつつ押し込む。押し込んだ後は、板ばね９の弾性復帰力により係合部９ａ、９ｂがツールホルダ着脱部材５を支え保持する。なお、ツールホルダ着脱部材５を板部材７、８から取り外すには、図示しない押出治具によりツールホルダ着脱部材５を強制的に反矢印Ａ方向へ押し出す。この際、係合部９ａ、９ｂが拡開変形してツールホルダ着脱部材５が押し出される。
【０００６】
しかしながら、上記従来構成では、板ばね９を特異な形状に形成しなければならず、製作が面倒でコスト高を来す。また、係合部９ａ、９ｂそのものが板ばね９により形成されているため、係合部９ａ、９ｂが拡開変形及び弾性復帰変形を繰り返し、係合部９ａ、９ｂが変形して係合機能が損なわれたり、あるいは、必要な係合力が低下したりし、使用寿命が短く、また信頼性に劣るといった欠点があった。しかも、板ばね９には、係合保持状態で係合部としての形状をキープする必要があるため、板ばね９の板厚を厚くしてばね力を強くしており、このため、係合保持力以上に強いばね力となってしまい、ツールホルダ着脱部材５の装着及び取外しに必要以上に大きな力を要する不具合があった。
【０００７】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用寿命が長く、また信頼性も向上し、ツールホルダ着脱部材の装着及び取外しに過大な力を必要としないツールホルダ着脱部材保持装置を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
【００１０】
請求項１の発明は、対向する一対の板部材から構成されツールホルダ着脱部材を保持してマガジン内で移動するツールホルダ着脱部材保持体と、
前記各板部材の内面から外面へと順次径小となる形態に開通する配置孔と、
前記各板部材の内面にそれぞれ前記配置孔と対応して配設された二つの筒状ホルダと、
各筒状ホルダ内に移動可能に設けられ一部が前記配置孔から突出する球体からなる二つの押圧体と、
前記各筒状ホルダ内に設けられ前記押圧体をその突出方向へ付勢する付勢手段と、
前記ツールホルダ着脱部材の外面の２か所に取着され相互の内面間寸法が前記一対の板部材の外面間寸法より僅かに大きく設定された二つの被係合体と、
前記各被係合体にそれぞれ形成され前記各押圧体の突出部が嵌入係合する二つの円錐状の凹部と
を具備し、
各押圧体と各凹部との係合を前記付勢手段により保持して前記ツールホルダ着脱部材を前記ツールホルダ着脱部材保持体に保持させるに保持させるようにしてなるものである。
【００１１】
この構成においては、ツールホルダ着脱部材の凹部と係合する係合部である押圧体と、付勢手段とが別部品であるから、付勢手段が変形したり、付勢力が低下することを極力防止できるようになる。しかも、付勢手段自体は係合部としての機能は必要とせず、押圧体と凹部との係合を保持するに足りる弾性力があればすむようになり、従って、ツールホルダ着脱部材の装着及び取外しに過大な力を必要としないようになる。
【００１２】
特に、押圧体を球体から構成し、被係合部を円錐状の凹部から構成したから、両者の係合が極めて円滑で、しかも、構成及び製作が極めて簡単である。さらには、筒状ホルダ内に押圧体と付勢手段とを設けたので、押圧体及び付勢手段の脱落を防止できると共に、これら押圧体及び付勢手段の取付けも簡単となる。
【００１３】
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１において、二つの筒状ホルダが連結具によって連結され、かつこの連結具によって筒状ホルダが相対する板部材内面に押圧固定される構成となっているところに特徴を有する。この構成においては、二つの筒状ホルダを一つの連結具によって両板部材に固定でき、取付け作業の簡単化を図ることができるようになる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１において、係合状態における押圧体の凹部に対する接触角度は６０°〜９８°の範囲内であるところに特徴を有する。この構成においては、比較的係合が容易で、係合保持にも優れ、かつツールホルダ着脱部材の取外しも容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例につき図１乃至図９を参照しながら説明する。図２には、マガジン２１を示している。このマガジン２１は、スプロケット２２と円弧ガイド２２ａとの間にチェーン２３を掛渡して構成された搬送装置２４を備え、この搬送装置２４のチェーン２３にツールホルダ着脱部材２５を支持するツールホルダ着脱部材保持装置２６を設けている。なお、前記ツールホルダ着脱部材２５には、図示しない工具が取付けられるようになっている。
【００１７】
このツールホルダ着脱部材保持装置２６について、図１、図３乃至図９を参照して説明する。チェーン２３には、ツールホルダ着脱部材保持体２７を構成する一対の板部材２８、２９が対向状態に取付けられている。各板部材２８、２９には二股状をなすように位置決め片部２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂが形成されている。さらに前記各板部材２８、２９の中間部には、内面から外面へと順次径小となるテーパー形態に開通する配置孔３０、３１がそれぞれ形成されている。そして、この各板部材２８、２９の内面において、その配置孔３０、３１周囲には円形の位置決め凹部２８ｃ、２９ｃが形成されている。
【００１８】
前記各板部材２８、２９の内面には、有底筒状ホルダ３２、３３が前記配置孔３０、３１と対応する形態に配設されている。この場合、各筒状ホルダ３２、３３の先端部は前記位置決め凹部２８ｃ、２９ｃに嵌合位置決めされている。各筒状ホルダ３２、３３のうち、一方の筒状ホルダ３２の外面には右ねじ形の雄ねじ部３２ａが形成されていると共に回り止め用の一対の平坦面３２ｂ（一方のみ図示）が形成されている。また、他方の筒状ホルダ３３の外面には左ねじ形の雄ねじ部３３ａが形成されていると共に回り止め用の一対の平坦面３３ｂ（一方のみ図示）が形成されている。
【００１９】
そして、この二つの筒状ホルダ３２、３３は筒状の連結具３４によって連結されている。すなわち、この連結具３４の内面のほぼ右半分には右ねじ形の雌ねじ部３４ａが、またほぼ左半分には左ねじ形の雌ねじ部３４ｂが形成され、そして、中央壁部には、ねじ回しのための孔部３４ｃが形成されている。この連結具３４の各雌ねじ部３４ａ、３４ｂを各筒状ホルダ３２、３３の雄ねじ部３２ａ、３３ａに螺合して両筒状ホルダ３２、３３を連結し、そして、適宜螺合操作することにより、筒状ホルダ３２、３３を相対する板部材２８、２９の内面に存する位置決め凹部２８ｃ、２９ｃに押圧固定している。
【００２０】
前記筒状ホルダ３２、３３内には、予め球体からなる押圧体３５、３６が付勢手段たる圧縮コイルばね３７、３８と共に設けられている。上記押圧体３５、３６は、筒状ホルダ３２、３３内を移動可能であり、通常は、その一部が、圧縮コイルばね３７、３８によりそれぞれ配置孔３０、３１から外部へ突出するように押圧されている。この突出量は、外部からの押し込み力により可変するものである。
【００２１】
一方、ツールホルダ着脱部材２５は内部にツールホルダ３９を着脱（挿入装着及び抜脱）し得るように構成されており、このツールホルダ着脱部材２５の外面には、前記位置決め片部２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂと嵌入係合する位置決め溝部４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂが形成されている。さらに、このツールホルダ着脱部材２５の外面のうち軸方向（前後方向）の２か所には、被係合体たる被係合片部４２、４３が取着されており、これら被係合片部４２、４３の内面間寸法は、前記板部材２８、２９の外面間寸法より僅かに大きく設定されている。そして、この被係合片部４２、４３には、前記押圧体３５、３６と係合する被係合部たる円錐状の凹部４２ａ、４３ａがそれぞれ形成されている。この場合、係合状態における押圧体３５の凹部４２ａに対する接触角度α（図６参照）はほぼ６０°〜９８°の範囲内の値に設定しており、係合状態における別の押圧体３６の凹部４３ａに対する接触角度もこれと同じである。
【００２２】
また、前記マガジン２１において、図２に示すように、チェーン２３の走行路中の下部中央の着脱ポジションＰ１と、その下方の待機ポジションＰ２とにかけて、ツールホルダ着脱部材着脱具４４が図示しないアクチュエータにより移動し得るように設けられており、これは、図９に示すように、ツールホルダ着脱部材２５の下部を受ける受部４４ａと、上部後部を押える押え部４４ｂとを有する。
【００２３】
上記構成において、ツールホルダ着脱部材２５をツールホルダ着脱部材保持体２７を構成する一対の板部材２８、２９に取付ける場合には、例えば図９（ｂ）に示す位置において、ツールホルダ着脱部材着脱具４４を上昇させることにより、ツールホルダ着脱部材２５の位置決め溝部４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂが、位置決め片部２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂに嵌合させ、そして、凹部４２ａ、４３ａを押圧体３５、３６と嵌入係合させる。この場合、押圧体３５、３６は、圧縮コイルばね３７、３８のばね力を受けて凹部４２ａ、４３ａと係合し、かつその係合状態が保持される（図１参照）。
【００２４】
また、ツールホルダ着脱部材２５を一対の板部材２８、２９から取外す場合には、例えば図９（ａ）に示す位置において、ツールホルダ着脱部材２５を待機ポジションＰ２に移動させる場合には、ツールホルダ着脱部材着脱具４４を下降させることにより、ツールホルダ着脱部材２５を下方へ移動させる。このとき、圧縮コイルばね３７、３８の押圧力に抗して凹部４２ａ、４３ａが押圧体３５、３６から外れ、係合が解除される。
【００２５】
このような本実施例によれば、ツールホルダ着脱部材２５の凹部４２ａ，４３ａと係合する押圧体３５、３６と、付勢手段である圧縮コイルばね３７、３８とが別部品であるから、圧縮コイルばね３７、３８が変形したり、付勢力（ばね力）が低下することを極力防止できる。しかも、圧縮コイルばね３７、３８自体は係合部としての機能は必要とせず、押圧体３５、３６と凹部４２ａ、４３ａとの係合を保持するに足りるばね力があればすむようになり、従って、ツールホルダ着脱部材２５の装着及び取外しに過大な力を必要としない。この結果、使用寿命を長くすることができる。
【００２６】
特に本実施例によれば、押圧体３５、３６を球体から構成し、被係合部を円錐状の凹部４２ａ、４３ａから構成したから、両者の係合が極めて円滑で、しかも、構成及び製作が極めて簡単である。さらには、一方の筒状ホルダ３２内に、押圧体３５と圧縮コイルばね３７とを設け、他方の筒状ホルダ３３内に、押圧体３６と圧縮コイルばね３８とを設けたので、これら押圧体３５、３６及び圧縮コイルばね３７、３８の脱落を防止できると共に、これら押圧体３５、３６及び圧縮コイルばね３７、３８の取付けも簡単となる。
【００２７】
さらには、付勢手段が圧縮コイルばね３７、３８からなるから、いわゆる市販品のばねを使用でき、製作の面倒さを省き得ると共にコストの低廉化を図ることができる。
【００２８】
さらにまた本実施例によれば、二つの筒状ホルダ３２、３３が連結具３４によって連結され、かつこの連結具３４によってそれぞれ筒状ホルダ３２、３３が相対する板部材２８、２９内面に押圧固定される構成となっているから、二つの筒状ホルダ３２、３３を一つの連結具３４によって両板部材２８、２９に固定でき、取付け作業の簡単化を図ることができる。
【００２９】
また、本実施例によれば、係合状態における押圧体３５、３６のそれぞれ凹部４２ａ、３２ａに対する接触角度を６０°〜９８°の範囲内に設定したから、比較的係合が容易で、係合保持にも優れ、かつツールホルダ着脱部材２５の取外しも容易となる。すなわち、この接触角度が上記６０°より小さいと係合に要する力（圧縮コイルばね３７、３８を圧縮させる力）は小さくてすむが、係合代β（図６参照）が小さく係合の信頼性に乏しい。また、接触角度が上記９８°より大きいと、係合代βは多くて係合の信頼性は高いが、係合に要する力（圧縮コイルばね３７、３８を圧縮させる力）が大きくなると共に、図６に示す突出量γも大きくなって、押圧体３５、３６が配置孔３０、３１から抜け出てしまうおそれもある。この点、本実施例では、上述したように、係合状態における押圧体３５、３６のそれぞれ凹部４２ａ、３２ａに対する接触角度を６０°〜９８°の範囲内に設定したから、比較的係合が容易で、係合保持にも優れ、かつツールホルダ着脱部材２５の取外しも容易となる。さらに、各板部材２８、２９に位置決め凹部２８ｃ、２９ｃを形成したから、各筒状ホルダ３２、３３を位置決めできると共に、落ち止めすることもできる。
【００３０】
なお、押圧体としては、球体が好ましいが、これに限られず、例えば先端部が円弧状をなす棒状体でも良い。また、付勢手段としては、圧縮コイルばねが好ましいが、これに限られず、例えば板ばねあるいはねじりばねを用いて押圧体を押圧付勢する構成としても良い。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、次の効果を得ることができる。請求項１の発明によれば、ツールホルダ着脱部材の被係合部と係合する押圧体と、付勢手段とが別部品であるから、この付勢手段が変形したり、付勢力が低下することを極力防止でき、しかも、付勢手段として、押圧体と被係合部との係合を保持するに足りる付勢力があれば良く、ツールホルダ着脱部材の装着及び取外しに過大な力を必要としない。この結果使用寿命を長くできる。
【００３２】
請求項２の発明によれば、上記発明と同様の効果が得られる他に、押圧体を球体から構成し、被係合部を円錐状の凹部から構成したから、両者の係合が極めて円滑で、しかも、構成及び製作が極めて簡単となり、さらには、筒状ホルダ内に押圧体と付勢手段とを設けたので、押圧体及び付勢手段の脱落を防止できると共に、これら押圧体及び付勢手段の取付けも簡単となる。
【００３３】
請求項３の発明によれば、付勢手段が、圧縮コイルばねから構成されているから、いわゆる市販品のばねを使用でき、製作の面倒さを省き得ると共にコストの低廉化を図ることができる。請求項４の発明によれば、二つの筒状ホルダが連結具によって連結され、かつこの連結具によって筒状ホルダが相対する板部材内面に押圧固定される構成となっているから、二つの筒状ホルダを一つの連結具によって両板部材に固定でき、取付け作業の簡単化を図ることができる。請求項５の発明によれば、係合状態における押圧体の凹部に対する接触角度を６０°〜９８°の範囲内としたから、係合の容易さ及び係合保持に優れ、かつツールホルダ着脱部材の取外しも容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示すツールホルダ着脱部材保持装置部分の縦断側面図
【図２】 マガジンの正面図
【図３】 ツールホルダ着脱部材保持装置配列状態の部分的正面図
【図４】 図３の矢印Ｑ−Ｑ方向からみた下面図
【図５】 ツールホルダ着脱部材保持装置の分解斜視図
【図６】 押圧体部分の縦断側面図
【図７】 ツールホルダ着脱部材保持装置の斜視図
【図８】 ツールホルダ着脱部材の斜視図
【図９】 （ａ）はツールホルダ着脱部材が着脱ポジションに存する状態での縦断側面図、（ｂ）はツールホルダ着脱部材が待機ポジションに存する状態での縦断側面図
【図１０】 従来例を示す図２相当図
【図１１】 図３相当図
【図１２】 図４相当図
【符号の説明】
２１はマガジン、２４は搬送装置、２５はツールホルダ着脱部材、２６はツールホルダ着脱部材保持装置、２７はツールホルダ着脱部材保持体、２８、２９は板部材、３０、３１は配置孔、３２、３３は筒状ホルダ、３４は連結具、３５、３６は押圧体、３７、３８は圧縮コイルばね（付勢手段）、４２、４３は被係合片部、４２ａ、４３ａは凹部（被係合部）を示す。

Claims (3)

1. 対向する一対の板部材から構成されツールホルダ着脱部材を保持してマガジン内で移動するツールホルダ着脱部材保持体と、
   前記各板部材の内面から外面へと順次径小となる形態に開通する配置孔と、
   前記各板部材の内面にそれぞれ前記配置孔と対応して配設された二つの筒状ホルダと、
   各筒状ホルダ内に移動可能に設けられ一部が前記配置孔から突出する球体からなる二つの押圧体と、
   前記各筒状ホルダ内に設けられ前記押圧体をその突出方向へ付勢する付勢手段と、
   前記ツールホルダ着脱部材の外面の２か所に取着され相互の内面間寸法が前記一対の板部材の外面間寸法より僅かに大きく設定された二つの被係合体と、
   前記各被係合体にそれぞれ形成され前記各押圧体の突出部が嵌入係合する二つの円錐状の凹部と
   を具備し、
   各押圧体と各凹部との係合を前記付勢手段により保持して前記ツールホルダ着脱部材を前記ツールホルダ着脱部材保持体に保持させるようにしてなるツールホルダ着脱部材保持装置。
2. 前記二つの筒状ホルダは連結具によって連結され、かつこの連結具によって筒状ホルダが相対する板部材内面に押圧固定される構成となっていることを特徴とする請求項１記載のツールホルダ着脱部材保持装置。
3. 係合状態における押圧体の凹部に対する接触角度は６０°〜９８°の範囲内であることを特徴とする請求項１記載のツールホルダ着脱部材保持装置。

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