JP6296232B2

JP6296232B2 - ホルダの着脱機構

Info

Publication number: JP6296232B2
Application number: JP2014036119A
Authority: JP
Inventors: 航山田; 可薫山田; 昌浩西尾
Original assignee: Tungaloy Corp
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: JP2015160269A

Description

本発明は、工作機械のタレット等に設けられたアダプタに切削工具のホルダを着脱自在に装着する機構に関する。

従来、工作機械においては、切削工具のホルダを着脱自在に装着することが可能な円形のタレット（刃物台）が設けられているものがある。そのようなタレットの一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に示されているように、タレットは円形の平板形状を有しており、その外周側面に沿って複数個のアダプタが固定されている。それらのアダプタにはホルダを挿入するための取付穴が形成されており、ホルダはその取付穴に固定される。タレットが回転することによって、切削加工に用いる切削工具が必要に応じて選択される。

ホルダを交換する際には、ＡＴＣ（オートツールチェンジャ）を用いる方法がある。これはプログラムにしたがって機械が自動的にホルダを交換するやり方である。これに対し、ＡＴＣが工作機械に組み込まれていない場合又はＡＴＣを使用したくない場合は、手動によってホルダの交換を行う必要がある。すなわち、タレットの外周側に環状に設置された複数個のアダプタに、作業者が手作業でそれぞれホルダを装着する。

特開２０１３−１２６７０２号公報

このような手作業によるホルダの交換においては、「ホルダの取り付け間違い」が生じることがある。すなわち、タレットに環状に設置されたアダプタには、それぞれ装着するべき切削工具が個別に指定されているのであるが（つまり、アダプタとホルダには個別の対応関係があるのだが）、作業者が誤って対応関係にないアダプタにホルダを装着してしまうことがあった。一般的に、アダプタは、汎用性を持たせるために様々なタイプのホルダと係合することが可能なように設計されているので、上述したような取り付け間違いが生じてしまうのである。

本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、手作業でホルダを交換する際においてホルダの取り付け間違いを確実に防止することが可能なホルダ着脱機構を提供することを目的とする。

本発明は、アダプタ２０に切削工具のホルダ３０を着脱自在に装着することが可能なホルダ着脱機構１０であって、アダプタ２０又はホルダ３０のいずれかには、予め決められた複数の凸部配置可能ポイント２６が規定されており、複数の凸部配置可能ポイント２６のうち、少なくとも１つに凸部５０が設けられており、アダプタ２０に凸部５０が設けられているときには、ホルダ３０に凸部５０と同数以上の凹部４４が設けられており、ホルダ３０に凸部５０が設けられているときには、アダプタ２０に凸部５０と同数以上の凹部４４が設けられており、アダプタ２０の凸部５０又は凹部４４とホルダ３０の凹部４４又は凸部５０とは対応関係にあって、ホルダ３０をアダプタ２０に装着したときに、ホルダ３０の凹部４４にアダプタ２０の凸部５０が位置する、又はアダプタ２０の凹部４４にホルダ３０の凸部５０が位置する、ことを特徴とする。

本発明によれば、アダプタとホルダの凹凸関係により、アダプタとホルダ間に複数の対応関係を作り出すことができる。そのために、作業者による手動でのホルダ交換において、ホルダの取り付け間違いを物理的に防止することが可能である。

本発明のホルダ着脱機構の一実施形態の斜視図及び正面図を示す。図１に記載されているアダプタの斜視図及び正面図を示す。図１に記載されているホルダの斜視図、上面図及び下面図を示す。図１に記載されている交換部材の斜視図及び側面図を示す。図１に記載されているピンの斜視図を示す。アダプタに交換部材を装着した状態の斜視図を示す。交換部材に設けられる凹部の配列パターンの一例を示す。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施形態のホルダ着脱機構１０は、図１に示されているように、アダプタ２０と、アダプタ２０に挿入されるホルダ３０と、ホルダ３０に装着される交換部材４０と、アダプタ２０に挿入されるピン５０と、から構成されている。

アダプタ２０は、図２に示されているように、正面視にて略長方形状を有する第１端面２１と、第１端面に対向する第２端面２２と、第１端面２１と第２端面２２とを接続する４つの側面２３と、から構成される略直方体形状を有している。第１端面２１は、ホルダ３０が取り付けられる側の面であり、第２端面２２は工作機械のタレットに取り付けられる側の面である。第１端面２２の略中央には、ホルダ３０を装着するための取付穴２４が設けられている。さらに、第１端面２１においては、その短手側の端部に沿って、第１端面２１と第２端面２２との間の厚さが他の領域よりも薄く形成された薄肉部２５が設けられている。薄肉部２５は短手側端部の両方に形成されており、その短手方向には４つのピン穴２６が並んで設けられている。したがって、アダプタ２０において、ピン穴２６は合計８つ設けられている。また、１つの端部領域にある４つのピン穴２６は一直線ではなく、平面視にてアダプタ２０の外方に膨らむ曲線状に配列されている。ピン穴２６の数はこれに限定されることはなく、アダプタ２０全体で２つ以上設けられていればよい。また、ピン穴２６の配置箇所もこれに限定されることはなく、適宜変更することが可能である。

図２に示されている本実施形態のアダプタ２０においては、工作機械のタレットに固定するためのボルト穴等が省略されているが、それらについては一般的なアダプタと同様の位置に設けることが可能である。また、アダプタ２０の全体形状については本実施形態に限定されることはなく、直方体形状以外の形状であっても構わない。また、ホルダ３０の取付穴２４の形状についても本実施形態に限定されることはなく、適宜変更することが可能である。また、薄肉部２５を設けずに、第１端面２１が一様な平面からなる構成も可能であるし、第２端面２２の形状もタレットに合わせて適宜変更することが可能である。

ホルダ３０は、図３に示されているように、円筒状の体部３１と、その一方の端部に設けられた、切削工具を取り付けるための工具保持部３２と、もう一方の端部に設けられた、アダプタ２０に挿入される取付部３３と、から構成されている。工具保持部３２には切削インサートを設置するためのインサート座３４が設けられている。本実施形態の場合、旋削用であるためインサート座３４の数は１つである。工具保持部３２の全体形状やインサート座３４の数や形状は、図示されているものに限定されることはなく、必要に応じて適宜変更することが可能である。体部３１の外周面には、交換部材４０を装着するための交換部材配置部３５が２か所設けられている。２か所の交換部材配置部３５は、体部３１の外周面上において、ホルダ３０の中心軸Ｏを中心として正反対の位置にそれぞれ設けられている。本実施形態において、交換部材配置部３５は、上方に位置する箇所と下方に位置する箇所の２か所に設けられている。ここにおける「上方」とは図１におけるＡ方向であり、「下方」とは図１におけるＢ方向のことを指す。しかしながら、これに限定されることはなく、ホルダ３０の中心軸Ｏを中心として１８０°ではない角度の位置になるようにそれぞれ配置されていても構わない。交換部材配置部３５は、円筒状の外周面を平坦に切り欠くようにして形成されており、その略中央には固定ボルトを挿入するための固定穴３６設けられている。

前述したホルダ３０の体部３１の全体形状は円筒状に限定されることはなく、適宜変更することが可能である。また、交換部材配置部３５の形状に関しても、本実施形態のような平坦面に限定されることはなく、必要に応じて変更することが可能である。また、取付部３３の形状も、図示されているものに限定されることはなく、適宜変更することが可能である。

交換部材４０は、図４に示されているように、平坦な第１端面４１と、第１端面４１に対向し且つ同様の形状を有する第２端面４２と、第１端面４１と第２端面４２とを接続する側面４３と、から構成される略直方体の全体形状を有している。そして、側面４３の一部には、切り欠かれるようにして凹部４４が形成されている。具体的には、平板状の略直方体形状における１つの側面４３１上に、平面視にて三角形形状の凹部４４が２つ並ぶように形成されている。２つの凹部４４は、それらが形成されている側面４３１において、一方の端部に偏って設けられている。すなわち、凹部４４が形成されている側面４３１を長手方向の中央において２分割するとき、凹部４４は一方の側に偏在しているのである。また、これらの２つの凹部４４のうち、端部側に位置している凹部４４の方が中央側に位置している凹部４４よりも切欠きの大きさが大きい。本実施形態においては、凹部４４の形状が三角形であるが、これに限定されることはなく、他の形状であっても構わない。また、凹部４４の数や位置についても上記実施形態に限定されることはなく、適宜変更することが可能である。また、凹部４４が設けられている側面４３１の略中央には、交換部材４０をホルダ３０に固定ボルトを通すための固定穴４５が設けられている。

ピン５０は、図５に示されているように、略円筒形状の長細い部材であり、一方の端面にはレンチ等の取付工具を挿入することが可能な工具穴５１が形成されている。これによって、ピン５０を取付工具を用いてアダプタ２０のピン穴２６に確実に挿入させることが可能となる。ピン５０の形状はこれに限定されることはなく、必要に応じて適宜変更することが可能である。

次に、ホルダ３０と交換部材４０の組み立てについて説明する。図６に示されているように、交換部材４０は、ホルダ３０の交換部材配置部３５の平坦面に、その凹部４４が形成されている側面４３１と対向する側面４３が当接するように配置される。そして、凹部４４が形成されている側面４３１にある固定穴４５に固定ボルトを通すことによって、交換部材４０はホルダ３０に固定される。前述したとおり、ホルダ３０には２か所の交換部材配置部３５が存在しているので、ホルダ３０には２つの交換部材４０が取り付けられる。また、本実施形態では、ホルダ３０の上側に装着された交換部材４０１も下側に装着された交換部材４０２も、図４に記載されているものと同一であり、凹部４４が左側に位置するように固定されている。ここにおける「左側」とは、図１におけるＣ方向のことを指す。

次に、交換部材４０が取り付けられたホルダ３０のアダプタ２０への組み付けについて説明する。アダプタ２０には、図１に示されているように、ピン穴２６にピン５０が挿入されている。具体的には、アダプタ２０の上側に設けられた４つのピン穴２６においては、左側の２つだけにピン５０が挿入されている。同様に、下側に設けられた４つのピン穴２６においても、左側の２つだけにピン５０が挿入されている。そして、このようにピン５０が挿入されたアダプタ２０に、交換部材が装着されたホルダ３０が取り付けられる。すなわち、ホルダ３０の取付部３３がアダプタ２０の取付穴２４に挿入されるのである。前述したように、ホルダ３０に装着された交換部材４０の凹部４４もピン５０と同じように左側に位置しているので、図１に示されているように、ホルダ３０をアダプタ２０に装着したとき、交換部材４０の凹部４４をアダプタ２０のピン５０が接触することなく通過する。本実施形態の場合、ホルダ３０の上側の交換部材４０１においては、左側に偏って配置された２つの凹部４４にそれぞれピン５０が通過している。下側の交換部材４０２においても、左側に偏って配置された２つの凹部４４にそれぞれピン５０が通過している。

以上のようにホルダ３０はアダプタ２０へと組み付けられるのであるが、このようなホルダ着脱機構１０によって次の効果を得ることができる。

前述したように、工作機械のタレットに環状に設置されたアダプタ２０にはそれぞれ装着するべきホルダ３０が個別に指定されている、すなわち、アダプタ２０とホルダ３０には個別の対応関係がある。したがって、特定のアダプタ２０には特定のホルダ３０を装着することが求められているのである。本実施形態においては、ホルダ３０に取り付けられた交換部材４０の凹部４４と、アダプタ２０に取り付けられたピン５０と、の対応関係によって、アダプタ２０とホルダ３０の個別の対応関係を規定することが可能である。例えば、図１に示されているように、ピン５０がアダプタ２０の左側の２つのみに取り付けられている場合、交換部材４０の左側に凹部４４が２つ設けられたホルダ３０でなければ、ホルダ３０をアダプタ２０に装着することができない。なぜなら、アダプタ２０のピン５０と、ホルダ３０の交換部材４０の凹部４４との対応する位置関係がずれていると、ピン５０が交換部材４０の第１端面４１又は第２端面４２にぶつかってホルダ３０の取付部３３をアダプタ２０の取付穴２４に挿入することができないからである。このように、本実施形態のホルダ着脱機構１０を用いると、アダプタ２０とホルダ３０との個別の対応関係を形状的に規定することが可能となるので、作業者が対応関係の異なるホルダ３０をアダプタ２０に装着することが物理的にできなくなる。したがって、手動でホルダ３０を交換する際における取り付け間違いを確実に防止することが可能である。

さらに、本実施形態においては、アダプタ２０に取り付けるピン５０の位置や数と、ホルダ３０の交換部材４０に設ける凹部４４の位置や数と、を変更することによって、アダプタ２０とホルダ３０間に複数の対応関係を規定することができる。例えば、ピン５０を２つ使用する場合（すなわち、交換部材４０の凹部４４も２つの場合）においては、図７に示されているように、上側の交換部材４０１の凹部４４は６つの配置パターンを作り出すことが可能である。すなわち、左側から順に凹部４４を１，２，３，４と位置付けるとき、「１，２」「３，４」「２，３」「１，４」「１，３」「２，４」の６つのパターンを作ることができる。凹部４４に位置するようにピン５０が装着されることでアダプタ２０とホルダ３０の対応関係が生まれるので、この場合、アダプタ２０とホルダ３０間に６つの個別の対応関係を作り出すことができる。また、交換部材４０を裏返すことによって１つの交換部材４０で２つのパターンを作り出すことが可能な凹部４４の配列が存在するため、必要とされる交換部材は、図６における（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）の４種類である。すなわち、４種類の交換部材４０で６つの配置パターンを作り出すことができる。さらに、下側の交換部材４０２においても、上側の交換部材４０１と同様にして６つの配置パターンを作り出すことが可能である。そのため、上側の交換部材４０１の６パターンと下側の交換部材４０２の６パターンを組み合わせることによって、合計３６パターンもの対応関係を作り出すことができる。このようにして、作業者は、ホルダ３０に取り付ける交換部材４０の形状と、アダプタ２０に取り付けるピン５０の数と、を適宜変更することによって、アダプタ２０とホルダ３０間に求められる個別の対応関係の数を簡便かつ臨機応変に増加又は減少させることが可能となる。

本実施形態においては、ピン５０の数及び交換部材４０の凹部４４の数はそれぞれ４つであるが、これに限定されることはなく、１つ以上の任意の数に設定することが可能である。例えば、ピン５０及び凹部４４の数がそれぞれ１つの場合、ピン穴２６がアダプタ２０に４つ形成されているならば、１つの交換部材４０において４つの配列パターンを作り出すことができる。このとき、上側の交換部材４０１と下側の交換部材４０２を組み合わせることによって、対応関係は合計１６パターンになる。また、ピン穴２６も４つに限定されることはなく、アダプタ２０全体で２つ以上設けられていればよい。さらには、作り出すことが可能な対応関係の数は減少してしまうけれども、ピン５０の数と凹部４４の数が一致していなくてもよい。すなわち、交換部材４０の凹部４４の数がピン５０と同数以上あればよい。また、ホルダ３０に取り付けることが可能な交換部材４０の数も、本実施形態のように２つに限定されることはなく、１つ以上あればよい。

また、交換部材４０に設ける凹部４４は、本実施形態のような切欠き形状ではなく、貫通穴や止まり穴であってもよい。すなわち、ホルダ３０をアダプタ２０に装着したときに、アダプタ２０に取り付けられたピン５０と接触しないように逃げている形状であればよい。また、アダプタ２０に取り付けられるのは、図５に示されているようなピン５０に限定されることはなく、多角形形状の断面等を有する他の凸状の部材であっても構わない。

さらに、本実施形態では、交換部材４０がホルダ３０に対して着脱自在に構成されているけれども、これに限定されることはなく、凹部４４が形成された交換部材４０がホルダ３０と一体的に形成されていてもよい。この場合、交換部材４０を交換することができないので、一度規定したアダプタ２０とホルダ３０の対応関係を後から変更することはできなくなる。同様に、ピン５０とアダプタ２０を一体的に形成することも可能である。すなわち、アダプタ２０に凸状の部分を一体的に設ける構成も可能である。この場合においても、ピン５０の位置を変更することができないので、一度規定したアダプタ２０とホルダ３０の対応関係を後から変更することはできなくなる。当然ながら、上記の一体形成においては、ホルダ３０に直接凹部４４を設ける構成も含まれている。

また、アダプタ２０ではなくホルダ３０の方にピン５０を設け、ホルダ３０ではなくアダプタ２０の方に凹部４４を設ける構成も可能である。すなわち、図１にて示されている構成とは、凹凸の関係を反対にしたものである。このように構成したとしても、本発明の効果を完全に発揮することができる。

以上の点をまとめると、本発明のホルダ着脱機構１０は、次の特徴を有する。

第一に、アダプタ２０又はホルダ３０のいずれかには、ピン穴２６のような、予め決められた複数の凸部配置可能ポイント２６が規定されている。このように、ピン５０のような凸部５０を配置することが可能なポイントが複数個規定されていることで、アダプタ２０とホルダ３０との対応関係を複数作り出すことができる。

第二に、複数の凸部配置可能ポイント２６のうち、少なくとも１つに凸部５０が設けられており、アダプタ２０に凸部５０が設けられているときには、ホルダ３０に凸部５０と同数以上の凹部４４が設けられており、ホルダ３０に凸部５０が設けられているときには、アダプタ２０に凸部５０と同数以上の凹部４４が設けられている。凸部５０としては、ピン５０のように着脱自在な部材であることが好ましい。なぜなら、アダプタ２０とホルダ３０の対応関係の設定に大きな自由度が生まれるからである。

第三に、ホルダ２０の凹部４４又は凸部５０とアダプタ３０の凸部５０又は凹部４４とは対応関係にあって、ホルダ３０をアダプタ２０に装着したときに、ホルダ２０の凹部４４にアダプタ２０の凸部５０が位置する、又はアダプタ２０の凹部４４にホルダ２０の凸部５０が位置する。このようにして、アダプタ２０とホルダ３０が対応関係にあるときのみ、ホルダ２０はアダプタ３０に装着可能となるである。

以上、本発明の代表的な実施形態について説明した。しかし、本発明は種々の変更が可能であり、本願の請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、置換、変更が可能である。

１０ホルダ着脱機構
２０アダプタ
２１第１端面
２２第２端面
２３側面
２４取付穴
２５薄肉部
２６ピン穴（凸部配置可能ポイント）
３０ホルダ
３１体部
３２工具保持部
３３取付部
３４インサート座
３５交換部材配置部
３６固定穴
４０交換部材
４０１上側の交換部材
４０２下側の交換部材
４１第１端面
４２第２端面
４３側面
４３１凹部が形成されている側面
４４凹部
４５固定穴
５０ピン（凸部）
５１工具穴

Claims

アダプタ（２０）に切削工具のホルダ（３０）を着脱自在に装着することが可能なホルダの着脱機構（１０）であって、
前記ホルダ（３０）が前記アダプタ（２０）に装着されると、前記ホルダ（３０）に取り付けられた切削工具の姿勢が固定され、
前記アダプタ（２０）には、予め決められた複数の凸部配置可能ポイント（２６）が規定され、前記複数の凸部配置可能ポイント（２６）のうち少なくとも１つに、凸部（５０）が取り外し自在に設けられており、
前記ホルダ（３０）は、前記アダプタ（２０）に形成された取付穴（２４）に挿入される取付部（３３）と、前記取付部（３３）に連続して設けられる体部（３１）と、切削工具を取り付けるための工具保持部（３２）と、を有し、前記体部（３１）に１つ以上の板状の交換部材（４０）が着脱自在に設けられており、前記交換部材（４０）には前記凸部（５０）に対応する凹部（４４）が前記凸部（５０）と同数以上形成され、
前記ホルダ（３０）を前記アダプタ（２０）に装着したときに、前記交換部材（４０）の前記凹部（４４）に前記アダプタ（２０）の前記凸部（５０）が位置する
ことを特徴とするホルダの着脱機構（１０）。
前記交換部材（４０）は、前記ホルダ（３０）に二つ以上設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載のホルダの着脱機構（１０）。
前記交換部材（４０）には、前記凹部（４４）が各々二つずつ設けられており、
前記アダプタ（２０）には、前記凸部配置可能ポイント（２６）が、４つ一組となった状態で、前記交換部材（４０）の数と同数の組数設けられている、
ことを特徴とする請求項２に記載のホルダの着脱機構（１０）。
前記凸部（５０）はピンであり、
前記凸部配置可能ポイント（２６）はピン穴である、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のホルダの着脱機構（１０）。
前記凹部（４４）の形成位置が異なる複数種の交換部材（４０）を備える
請求項２から４のいずれかに記載のホルダの着脱機構（１０）。