JP6133353B2

JP6133353B2 - 工具保持部材

Info

Publication number: JP6133353B2
Application number: JP2015080540A
Authority: JP
Inventors: 琢磨細貝; 雄介児玉
Original assignee: Senqcia Corp
Current assignee: Senqcia Corp
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2035-04-10
Also published as: JP2016198851A

Description

本発明は、工作機械用の工具を保持する工具保持部材に関するものである。

マシニングセンタのように、切削や研削などにより金属等の３次元形状の加工を行う工作機械においては、各種の加工のために多くの種類の先端工具が必要となる。従って、このような工作機械は各種の先端工具を保持し、これらを必要に応じて搬送するための工具マガジンを具備していることが多い。

このような工具マガジンの例として、チェーンとスプロケットを具備し、チェーンに複数の保持金具を設け、この保持金具に工具を保持する工具保持部材を脱着可能に設けたものがある。工作機械側の制御装置が、工具マガジン側に対して特定の工具を送るように指示すると、工具マガジン側はスプロケットを回転駆動させて必要な工具を工具保持部材ごと所定の位置まで移動させる。

そして、アーム等が工具保持部材を保持金具から抜き出し、さらに工具保持部材から工具を抜き出して工作機械側に搬送する（例えば特許文献１）。

特許４８２７６３０号

図５（ａ）は、従来の工具保持部材１００を示す図である。工具保持部材１００は、本体１０３、スライドピン１０７、弾性部材１０９、操作部１１１、保持部材１１５等から構成される。本体１０３は、有底筒状の部材である。本体１０３の前方側には工具１１９が挿入される穴部１１７が設けられる（以下、本体１０３の穴部１１７の開口側を前方とし、操作部１１１側を後方とする）。

本体１０３の内部にはスリーブ１０５が設けられる。スリーブ１０５は筒状の部材であり、先端部が穴部１１７に突出する。この先端部の側面には孔が設けられ、工具１１９を保持するための保持部材１１５が配置される。保持部材１１５は、例えば鋼球である。

また、スリーブ１０５の内部にはスライドピン１０７と弾性部材１０９が収納される。弾性部材１０９は、スライドピン１０７の後方に配置され、スライドピン１０７を前方に押圧する。スライドピン１０７の先端外縁部には、テーパ部が設けられ、スライドピン１０７は、テーパによって、孔に配置された保持部材１１５を外側に押し出す方向に押圧する。なお、保持部材１１５は孔から外に脱落することはない。

また、スライドピン１０７の後方には、本体１０３を貫通して操作部１１１が接続される。操作部１１１によって、本体１０３の外部から、スライドピン１０７を弾性部材１０９に対抗して後方へ引き戻すことができる。

工具１１９を工具保持部材１００に装着する際には、工具１１９の挿入部１２１を穴部１１７に挿入する。挿入部１２１が保持部材１１５と接触すると、保持部材１１５は、スリーブ１０５の孔の内側に押し込まれる。なお、保持部材１１５によってスライドピン１０７は後方に移動する。保持部材１１５がスリーブの内側に押し込まれることで、挿入部１２１が穴部１１７へ挿入される。

図５（ｂ）に示すように、完全に工具１１９が工具保持部材１００に挿入されると、スライドピン１０７によって保持部材１１５が外側に押し戻される。これにより、工具１１９が工具保持部材１００に固定される。

同様に、工具１１９を強く引き抜くことで、前述と逆の工程で、保持部材１１５が孔に押し込まれ、工具１１９が完全に引き抜かれると、保持部材１１５が元の位置に戻る。このように、スライドピン１０７が前後にスライド移動することで、保持部材１１５がスリーブ１０５に対して径方向に移動可能となり、工具１１９の脱着および保持が可能となる。

ところで、通常、保持部材１１５は常にスライドピン１０７と接触し、スライドピン１０７によって、スリーブ１０５の外側に向けて力を受けている。このため、保持部材１１５がスリーブ１０５の内部に脱落することはない。しかし、工具の脱着を容易にするため、操作部１１１によってスライドピン１０７を移動させる場合がある。例えば、工具１１９を脱着する際に、操作部１１１を引き戻しておくことで、保持部材１１５がスリーブ１０５に落ち込み、保持部材１１５の抵抗を受けずに、工具１１９を脱着することができる。

この場合、操作部１１１を引き戻し過ぎると、保持部材１１５がスリーブ１０５の内側からの支えを失うため、スリーブ１０５の内部に脱落する恐れがある。また、操作部１１１を操作しない場合でも、工具１１９を勢いよく脱着した場合には、保持部材１１５がスリーブ１０５の内部に脱落する恐れがある。

これを防止するためには、操作部１１１は、所定量以上引き戻すことができないように設計される。具体的には、本体を貫通するロッド部には、本体１０３に形成された貫通孔よりも径の大きな拡径部１１１ａが設けられ、拡径部１１１ａが本体１０３の内面と接触すると、それ以上、操作部１１１を引き戻すことができない。一方、スライドピン１０７の先端には、凸部１１６が設けられる。これにより、スライドピン１０７が仮に最大量引き戻されたとしても、凸部１１６によって、保持部材１１５がスリーブ１０５の内部に脱落することを防止することができる。

一方、図６に示すように、クーラントパイプ１２３を有する工具１１９ａを用いる場合がある。このようなクーラントパイプ１２３を有する工具１１９ａを工具保持部材１００に装着しようとすると、クーラントパイプ１２３と凸部１１６とが干渉する。したがって、工具１１９ａを工具保持部材１００に保持することができない。しかし、前述のように、凸部１１６をなくしてしまうと、保持部材１１５の脱落を防止することができなくなる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、保持部材の脱落を防止し、クーラントパイプを具備する工具であっても保持することが可能な工具保持部材を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するための本発明は、工具を脱着可能に保持する工具保持部材であって、本体の一方の側に設けられ、工具が挿入可能な穴部と、前記本体の内部に設けられるスリーブと、前記スリーブの孔に設けられ、工具を保持する保持部材と、前記保持部材と接触し、前記スリーブの内部において、弾性部材によって、前記保持部材を前記スリーブの外方に突出する方向に押圧するスライドピンと、前記スライドピンの先端側に突出し、前記保持部材が脱落することを防止する凸部と、を具備し、前記スライドピンは、工具によって前記保持部材が前記スリーブの内側に押し込まれると、前記本体に対して相対的に軸方向にスライドし、前記凸部は、前記スライドピンの先端に突出する方向に弾性部材で押圧され、前記凸部が、前記スライドピンに対してスライド移動可能であることを特徴とする工具保持部材である。

前記スライドピンを押圧する弾性部材の押圧力よりも、前記凸部を押圧する弾性部材の押圧力が弱いことが望ましい。

前記凸部には、軸方向に貫通する孔が形成されてもよい。

前記スライドピンの後方には、前記スライドピンを前記本体の外部でスライド動作させることが可能な操作部が設けられてもよい。

本発明によれば、操作部の操作量が規制されているとともに、スライドピンの先端に凸部を有するため、操作部を最大量で操作しても保持部材が本体内部に脱落することがない。また、凸部が、スライドピンに対してスライド移動可能であるため、クーラントパイプを有する工具を用いた場合に、クーラントパイプによって凸部がスライドピンの内部に移動する。このため、クーラントパイプを有する工具であっても、確実に保持することが可能である。

また、凸部を押圧する弾性部材の押圧力が、スライドピンを押圧する弾性部材の押圧力よりも弱いため、クーラントパイプと接触した凸部が移動する際、スライドピンが動くことがない。

また、凸部に孔が設けられることで、スライドピン内部の空気抜きの機能を発揮させることができる。したがって、凸部をスライドピンに押し込む際に、抵抗なく凸部をスライド移動させることができる。

また、スライドピンの後方に、スライドピンを本体の外部でスライド動作させることが可能な操作部を設けることで、スライドピンを外部から操作することができる。

本発明によれば、保持部材の脱落を防止し、クーラントパイプを具備する工具であっても保持することが可能な工具保持部材を提供することができる。

工具保持部材１を示す図。工具保持部材１を示す図。工具保持部材１を示す図。工具保持部材１ａを示す図。（ａ）、（ｂ）は、従来の工具保持部材１００を示す図。工具保持部材１００を示す図。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、工具保持部材１を示す断面図である。工具保持部材１は、主に、本体３、スライドピン７、弾性部材９、保持部材１５、凸部１６等から構成される。本体３は、有底筒状の部材である。本体３の前方側には工具１９が挿入される穴部１７が設けられる（以下、本体３の穴部１７の開口側を前方とし、操作部１１側を後方とする）。

本体３の内部にはスリーブ５が設けられる。スリーブ５は筒状の部材であり、先端部が穴部１７に突出する。この先端部の側面には孔が設けられ、工具１９を保持するための保持部材１５が配置される。保持部材１５は、例えば鋼球である。

スリーブ５の内部にはスライドピン７と弾性部材９が収納される。弾性部材９は、スライドピン７の後方に配置され、スライドピン７を前方に押圧する（図中矢印Ａ）。スライドピン７の先端外縁部には、テーパ部が設けられ、スライドピン７は、テーパによって、孔に配置された保持部材１５を外側に押し出す方向に押圧する（図中矢印Ｂ）。なお、保持部材１５は孔から外に脱落することはない。

また、スライドピン７の後方には、必要に応じて、本体３を貫通して操作部１１が接続される。操作部１１によって、本体３の外部から、スライドピン７を弾性部材９に対抗して後方へ引き戻すことができる。なお、操作部１１の本体３を貫通するロッド部には、本体３に形成された貫通孔よりも径の大きな拡径部１１ａが設けられる。したがって、操作部１１を後方に引き戻す際、拡径部１１ａが本体３の内面と接触するまでは、操作部１１を操作可能であるが、拡径部１１ａが本体３の内面と接触すると、それ以上、操作部１１を引き戻すことはできなくなる。すなわち、操作部１１は、所定量以上引き戻すことができないように設計される。

スライドピン７の内部には、凸部１６と弾性部材１３が収納される。弾性部材１３は、凸部１６の後方に配置され、凸部１６が、スライドピン７の先端に突出する方向に弾性部材１３で押圧される（図中矢印Ｃ）。したがって、スライドピン７は、本体３に対して相対的に軸方向にスライド移動可能であり、凸部１６は、スライドピン７に対して相対的に軸方向にスライド移動可能である。

なお、弾性部材１３は、弾性部材９よりもばね定数が小さいことが望ましい。すなわち、弾性部材１３による凸部１６の押圧力は、弾性部材９によるスライドピン７の押圧力よりも小さいことが望ましい。より厳密には、凸部１６が完全にスライドピン７内に押し込まれた状態における、弾性部材１３の押圧力は、弾性部材９によるスライドピン７の押圧力よりも小さいことが望ましい。このようにすることで、スライドピン７を動かすことなく、凸部１６のみをスライドピン７に対して移動させることができる。

図２に示すように、工具１９を工具保持部材１に装着する際には、工具１９の挿入部２１を穴部１７に挿入する。挿入部２１が保持部材１５と接触すると、保持部材１５は、スリーブ５の孔の内側に押し付けられる。したがって、保持部材１５によってスライドピン７が後方に移動して（図中矢印Ｆ）、保持部材１５がスリーブ５の内側に押し込まれることで（図中矢印Ｅ）、挿入部２１が穴部１７へ挿入される（図中矢印Ｄ）。

図３に示すように、さらに工具１９の挿入部２１を穴部１７に挿入すると（図中矢印Ｄ）、工具１９のクーラントパイプ２３が凸部１６と接触する。凸部１６は、クーラントパイプ２３（工具１９）によって後方に押し戻されて、スライドピン７の内部に押し込まれる（図中矢印Ｇ）。完全に工具１９が工具保持部材１に装着されると、スライドピン７によって保持部材１５が外側に押し戻される（図中矢印Ｂ）。これにより、工具１９が工具保持部材１に固定される。

また、工具１９を強く引き抜くことで、前述と逆の工程で、保持部材１５が孔に押し込まれ、工具１９が完全に引き抜かれると、保持部材１５が元の位置に戻る。この際、凸部１６が前方に突出する。このように、凸部１６およびスライドピン７が前後にスライド移動することで、工具１９の脱着および保持が可能となる。

なお、前述した様に、凸部１６が設けられることで、保持部材１５がスリーブ５の内部に脱落することはない。例えば、操作部１１を最大量で引き戻した場合でも、保持部材１５が、凸部１６によって、スリーブ５の内部に脱落することを防止することができる。

また、クーラントパイプ２３を有する工具１９であっても、クーラントパイプ２３と凸部１６とが接触すると、まず、凸部１６がスライドピン７の内部に押し込まれる。このため、クーラントパイプ２３を有する工具１９であっても、装着することができる。

以上説明したように、本実施形態の工具保持部材１によれば、凸部１６を設けることで、保持部材１５がスリーブ５の内部に脱落することを防止することができる。また、クーラントパイプ２３を有する工具１９であっても、凸部１６がスライドピン７に対してスライド移動可能であるため、クーラントパイプ２３とスライドピン７とが干渉することがない。

また、弾性部材１３による凸部１６の押圧力が、弾性部材９によるスライドピン７の押圧力よりも小さいため、クーラントパイプ２３との接触で、確実に凸部１６のみを移動させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態の工具保持部材１ａについて説明する。図４は、第２の実施形態の工具保持部材１ａを示す図である。なお、以下の説明において、工具保持部材１と同様の機能を奏する構成については、図１〜図３と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

工具保持部材１ａは、工具保持部材１とほぼ同様の構成であるが、凸部１６に孔２５が形成される点で異なる。孔２５は、凸部１６を貫通する。

孔２５は、凸部１６の摺動面の給油等に利用することができる。また、クーラントパイプ２３が接触して凸部１６が移動した際に、スライドピン７の内部のエア抜きとしても機能する。

例えば、孔２５を有さない場合には、クーラントパイプ２３が接触して、凸部１６がスライドピン７に押し込まれると、内部のエアが抜けにくいため、凸部１６をスライドピン７内に押し込む抵抗となる。このため、凸部１６を押し込むと、スライドピン７ごと移動するおそれがある。これに対し、孔２５を設けることで、クーラントパイプ２３と凸部１６とが接触した際に、クーラントパイプ２３の孔と孔２５とが連続して、スライドピン７内のエアを抜くことができる。

以上説明した第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、第２の実施形態では、凸部１６に孔２５が設けられるため、スライドピン７内の給油が容易であるととともに、凸部１６がスライドピン７に対してスライド移動する際に、スライドピン７内部のエア抜きとして機能する。

以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ………工具保持部材
３………本体
５………スリーブ
７………スライドピン
９………弾性部材
１１………操作部
１１ａ………拡径部
１３………弾性部材
１５………保持部材
１６………凸部
１７………穴部
１９………工具
２１………挿入部
２３………クーラントパイプ
２５………孔
１００………工具保持部材
１０３………本体
１０５………スリーブ
１０７………スライドピン
１０９………弾性部材
１１１………操作部
１１１ａ………拡径部
１１５………保持部材
１１６………凸部
１１７………穴部
１１９、１１９ａ………工具
１２１………挿入部
１２３………クーラントパイプ

Claims

工具を脱着可能に保持する工具保持部材であって、
本体の一方の側に設けられ、工具が挿入可能な穴部と、
前記本体の内部に設けられるスリーブと、
前記スリーブの孔に設けられ、工具を保持する保持部材と、
前記保持部材と接触し、前記スリーブの内部において、弾性部材によって、前記保持部材を前記スリーブの外方に突出する方向に押圧するスライドピンと、
前記スライドピンの先端側に突出し、前記保持部材が脱落することを防止する凸部と、
を具備し、
前記スライドピンは、工具によって前記保持部材が前記スリーブの内側に押し込まれると、前記本体に対して相対的に軸方向にスライドし、
前記凸部は、前記スライドピンの先端に突出する方向に弾性部材で押圧され、前記凸部が、前記スライドピンに対してスライド移動可能であることを特徴とする工具保持部材。
前記スライドピンを押圧する弾性部材の押圧力よりも、前記凸部を押圧する弾性部材の押圧力が弱いことを特徴とする請求項１記載の工具保持部材。
前記凸部には、軸方向に貫通する孔が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工具保持部材。
前記スライドピンの後方には、前記スライドピンを前記本体の外部でスライド動作させることが可能な操作部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の工具保持部材。