TW202339892A - 工具筒 - Google Patents

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吉田睦
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Abstract

[課題]本發明提供一種解消了所謂附著於工具筒上的污垢轉移到工具的接觸面的問題的工具筒。 [解決手段]工具筒11具備：內周保持部A，其係保持錐形柄部3的內周，防止工具1的軸向移動；端面保持部B，其係藉由鍵21防止工具1的旋轉，該鍵21係與設於錐形柄部3的端面3b上的鍵槽7嵌合；以及外周保持部C，其係與V形凸緣部2的外周對向，防止工具1的徑向移動。藉由內周保持部A、端面保持部B以及外周保持部C，在對於錐形柄部3的外周面3a以及V形凸緣部2的端面分別有間隙的狀態保持工具1。

Description

工具筒
本發明係關於一種在具有自動工具交換功能的加工中心機等工作機械保持工具的工具筒。
在本說明書，所謂「工具」的用語，有意味著工具單體的情況，以及合併意味著工具保持體與安裝於此工具保持體上的工具單體的情況。
例如，在加工中心機的自動工具交換裝置，作為使用於在工具庫與工具交換臂之間搬運工具用的準備站的工具筒、或使用於工具庫的工具筒，已知過去是將工具收納在與設於工具上的錐形柄部的圓錐形狀對應的錐形孔內，藉由使錐形面彼此密合而保持工具的工具筒。
工具根據柄的形狀，有BT型式、HSK型式等，專利文獻1上揭示了HSK型式的工具(設有錐形柄部的兩面拘束形的工具，該錐形柄部係連接於設有V形槽的V形凸緣部且做成中空狀)以及其工具筒。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-167514號公報
[發明欲解決之課題]
根據上述專利文獻1的工具筒，由於是HSK型式的工具的錐形柄部外周的錐形面以及V形凸緣部的端面與工具筒接觸的構造，所以附著於工具筒上的污垢會轉移到工具的接觸面，將工具安裝於主軸上時，有可能會引起加工不良的問題。
本發明的目的在於在以稱為HSK型式的兩面拘束形的工具為對象的工具筒，提供一種解消了所謂附著於工具筒上的污垢轉移到工具的接觸面的問題的工具筒。 [用以解決課題之手段]
根據本發明的工具筒，其特徵在於：係為保持工具的工具筒，該工具係設有連接於設有V形槽的V形凸緣部且做成中空狀的錐形柄部，該工具筒具備：內周保持部，其係保持前述錐形柄部的內周，防止前述工具的軸向移動；端面保持部，其係藉由鍵防止前述工具的旋轉，該鍵係與設於前述錐形柄部的反V形凸緣部側的端面上的鍵槽嵌合；以及外周保持部，其係與前述V形凸緣部的外周對向，防止前述工具的徑向移動；藉由前述內周保持部、前述端面保持部以及前述外周保持部，在對於前述錐形柄部的外周的錐形面以及前述V形凸緣部的端面分別有間隙的狀態保持前述工具。
根據本發明的工具筒，若使工具筒移動到保持工具的位置，則藉由內周保持部保持錐形柄部的內周，就可防止工具的軸向移動，藉由端面保持部的鍵與設於工具的錐形柄部的反V形凸緣部側的端面上的鍵槽嵌合，就可防止工具的旋轉，藉由外周保持部與V形凸緣部的外周對向，就可防止工具的徑向移動。藉此，工具被工具筒所確實保持。然後，當保持此工具時，藉由形成對於工具的錐形柄部的外周的錐形面以及V形凸緣部的端面分別有間隙的狀態，可解消所謂附著於工具筒上的污垢轉移到工具的接觸面的問題。
最好是前述內周保持部具有：保持體，其係具有位於前述錐形柄部的徑向內側的圓筒狀的周壁；多數個鋼球，其等係分別在設於前述保持體的前述周壁的錐形柄部對向部分的多數個貫穿孔內配置成可在徑向移動；以及推壓構件，其係將前述多數個鋼球向徑向外側推壓；藉由被前述推壓構件所推壓的前述多數個鋼球向徑向外側移動而將設於錐形柄部內周的錐形面向前述工具的軸線方向推壓，並且設於前述保持體的前述周壁上的凸緣部擋住前述錐形柄部的端面，防止前述工具的軸向移動。
如此一來，藉由使推壓構件移動到前進位置(接近工具的方向)，多數個鋼球向徑向(與工具的軸線正交的方向)外側移動，將設於錐形柄部內周的錐形面向工具的軸線方向推壓，所以藉由以設於保持體的周壁上的凸緣部擋住錐形柄部的端面，藉此可防止工具的軸線方向的移動。當防止此工具的軸線方向的移動時，不需要以面接觸保持工具的錐形柄或者V形凸緣部，可容易在對於錐形柄部外周的錐形面以及V形凸緣部的端面有間隙的狀態保持工具。
最好是前述推壓構件係形成前端部的外周做成錐形面的軸狀，以藉由供給壓縮空氣而在軸向移動的方式配置於氣缸室，藉由前述推壓構件的前端部向前端方向移動，而其前述錐形面使前述多數個鋼球向徑向外側移動。
如此一來，藉由切換供給壓縮空氣給氣缸室而使推壓構件在軸向移動，可容易得到推壓構件在前端方向且多數個鋼球位於徑向外側保持工具的狀態、以及推壓構件在反前端方向且多數個鋼球位於徑向內側未保持工具的狀態，可簡單進行工具保持於工具筒的作業。
最好是前述外周保持部係由與前述V形凸緣部的外周面對向的多數個銷構成。
如此一來，藉由外周保持部，可在保持著工具的狀態防止V形凸緣部向徑向外側移動，並且可進行工具被保持於工具筒內時的引導，藉此，可確實保持V形凸緣部。 [發明之效果]
根據本發明的工具筒，可解消所謂附著於工具筒上的污垢轉移到工具的接觸面的問題。
[用以實施發明的形態]
以下，參照圖面說明本發明的實施形態。在以下的說明，係將各圖的上下稱為上下。再者，雖然工具筒(11)對於工具(1)的上下方向(軸向)移動是相對的，但以下是作為工具(1)進行上下移動而進行說明。
圖1顯示工具(1)向下方移動的中途的狀態(工具(1)被保持於工具筒(11)前的狀態)，圖2顯示工具(1)移動到最下方而工具(1)被保持於工具筒(11)的狀態，圖3係為了比較工具(1)保持前後的狀態，以實線顯示作為推壓構件的桿(15)位於上方而工具(1)被保持於工具筒(11)的狀態，以兩點鏈線顯示桿(15)位於下方的狀態。
工具筒(11)係例如在加工中心機的自動工具交換裝置，在工具庫與工具交換臂之間交接工具(1)時所使用。
本實施形態的工具筒(11)是以稱為HSK型式的兩面拘束形中空錐形柄的工具(1)為對象的工具筒，工具(1)具有：V形凸緣部(2)，其係設有剖面V字形的環狀的V形槽(2a)；以及中空形的錐形柄部(3)，其係連接於此V形凸緣部(2)的下方。
錐形柄部(3)係外周面(3a)做成隨著向下端去而直徑變小的錐形面，並且下端面(3b)做成對於錐形面的軸線垂直，其內周面(3c)具備：下側圓筒面(4)，其係從下端面(3b)向上方延伸，與下端面(3b)垂直；錐形面(5)，其係延伸成隨著從下側圓筒面(4)的上端向上方去而直徑變大；以及上側圓筒面(6)，其係從錐形面(5)的上端向上方延伸。
錐形柄部(3)的大徑側的外徑做成小於V形凸緣部(2)的外徑。在錐形柄部(3)的下端面(3b)上，在周上的一處(至少一處)設有鍵槽(7)。
工具筒(11)具備：基座構件(12)，其係位於下端側(離工具(1)最遠之側)；氣缸室(13)，其係設於基座構件(12)上；圓筒狀的保持體(14)，其係固定於基座構件(12)的上面；圓柱狀的桿(15)，其係跨越氣缸室(13)內與保持體(14)內的兩方，配置成可上下移動；對向構件(16)，其係與基座構件(12)對向，位於上端側(承接工具(1)的V形凸緣部(2)之側)；導承(17)，其係配置於氣缸室(13)的下端部，引導桿(15)的下部(15b)；以及連結構件(18)，其係連結基座構件(12)與對向構件(16)。
基座構件(12)係由長方體狀的本體(12a)、以及設於本體(12a)的下端部且插通著螺栓(12c)的凸緣部(12b)構成。
氣缸室(13)係由下列者構成：小徑部(13a)，其係設置成上下貫穿基座構件(12)的本體(12a)，位於上端部，有最小的直徑；中間徑部(13b)，其係連接於小徑部(13a)的下側；以及大徑部(13c)，其係連接於中間徑部(13b)的下側。
保持體(14)係由圓筒狀的周壁(14a)、以及設於周壁(14a)的下端部的凸緣部(14b)構成。
周壁(14a)的外徑做成可滑接於錐形柄部(3)的內周面(3c)的下側圓筒面(4)的大小。
在周壁(14a)上，在周向以適當的間隔(例如等間隔)形成有多數個(在本實施形態為3個)徑向貫穿孔(19)，在各徑向貫穿孔(19)中，分別可在徑向移動地插入有鋼球(20)。
在凸緣部(14b)的上面，固定有與鍵槽(7)嵌合的鍵(21)。
桿(15)係由下列者構成：上部(15a)，其係被保持體(14)的周壁(14a)的內周面以及氣缸室(13)的小徑部(13a)所引導；下部(15b)，其係形成為比上部(15a)小徑，被導承(17)所引導；以及中間部(15c)，其係設於上部(15a)與下部(15b)之間，被氣缸室(13)的中間徑部(13b)所引導。
在桿(15)的上部(15a)的上端部，形成有上端面側小徑的錐形面(22)。
桿(15)的中間部(15c)係由下列者構成：大徑部(24)，其係嵌入設於中央的O形環槽中的O形環(23)滑接於氣缸室(13)的中間徑部(13b)；以及上側與下側的小徑部(25)(26)，其等係做成小於大徑部(24)的直徑，設於大徑部(24)的上下兩側。
中間部(15c)的上側小徑部(25)做成比桿(15)的上部(15a)大徑，藉此，在桿(15)的上部(15a)的下端部以及中間部(15c)的上側小徑部(25)與氣缸室(13)的中間徑部(13b)之間，形成有做成上側的空氣導入室(27)的間隙。同樣地，中間部(15c)的下側小徑部(26)做成比桿(15)的下部(15b)大徑，藉此，在桿(15)的下部(15b)的上端部以及中間部(15c)的下側小徑部(26)與氣缸室(13)的中間徑部(13b)之間，形成有做成下側的空氣導入室(28)的間隙。
在上側以及下側空氣導入室(27)(28)，分別通有連接供給壓縮空氣用的空氣導入配管的上側以及下側的空氣導入通路(27a)(28a)。導入上側空氣導入室(27)的壓縮空氣將桿(15)的中間部(15c)(上側小徑部(25)的上面以及大徑部(24)的上面)向下方推壓。此外，導入下側空氣導入室(28)的壓縮空氣將桿(15)的中間部(15c)(下側小徑部(26)的下面以及大徑部(24)的下面)向上方推壓。因此，藉由切換供給壓縮空氣給各空氣導入室(27)(28)，可使桿(15)上下移動。桿(15)向下方移動的狀態顯示於圖1，桿(15)向上方移動的狀態顯示於圖2。
桿(15)的上端部的錐形面(22)以及保持體(14)的周壁(14a)的徑向貫穿孔(19)，係形成為桿(15)向上方移動時，使3個鋼球(20)向徑向外側移動，各鋼球(20)可登上設於錐形柄部(3)的內周面(3c)上的錐形面(5)，藉此，使桿(15)向上方移動，藉由經由鋼球(20)的錐形面(5)(22)彼此的互推，可使工具(1)向下方(以保持體(14)的凸緣部(14b)上面承接錐形柄部(3)的下端面(3b)的方向)移動。桿(15)向下方移動而各鋼球(20)未將錐形面(5)向下方推壓的狀態顯示於圖1，桿(15)向上方移動而各鋼球(20)將錐形面(5)向下方推壓的狀態顯示於圖2。
對向構件(16)做成板狀，設有插入錐形柄部(3)用的圓形的貫穿孔(16a)。貫穿孔(16a)形成為對於錐形柄部(3)的外周的錐形面(3a)形成間隙的大小。此外，對向構件(16)的上端面形成為對於V形凸緣部(2)的下端面有間隙。
在對向構件(16)上，設有與V形凸緣部(2)的外周面對向的多數個(在本實施形態為3個)銷(29)，該銷(29)係以向上方突出的方式在周向以適當的間隔(例如等間隔)設置。多數個銷(29)被定位成與V形凸緣部(2)的外周大略接觸，當保持工具之際，在工具筒(11)的上下方向移動時引導V形凸緣部(2)，其後可防止工具(1)的徑向移動。
導承(17)被從基座構件(12)下端的開口側插入，以便關閉氣缸室(13)的大徑部(13c)的下端開口，藉由螺栓固定於基座構件(12)上。
導承(17)的上面形成為當桿(15)向下方移動時，可承接桿(15)的中間部(15c)的下側小徑部(26)的下面。
連結構件(18)係由配置成夾住基座構件(12)的一對板狀構件構成，各板狀構件的下端面固定於基座構件(12)上，上端面固定於對向構件(16)上。
由上述實施形態的工具筒(11)所進行的工具(1)的保持以及拆卸係如下進行。
要藉由工具筒(11)保持工具(1)，首先，使工具(1)相對於工具筒(11)向下方移動。圖1顯示了移動中途的狀態，保持體(14)的周壁(14a)的外周面被引導到工具(1)的錐形柄部(3)的內周面(3c)的下側圓筒面(4)，多數個銷(29)離開工具(1)的V形凸緣部(2)，鍵(21)離開工具(1)端面的鍵槽(7)。若從圖1的狀態使工具(1)對於工具筒(11)更向下方移動，多數個銷(29)就會滑接於V形凸緣部(2)的外周，鍵(21)與鍵槽(7)嵌合下去。然後，在錐形柄部(3)的下端面(3b)被以保持體(14)的凸緣部(14b)上面擋住的時點，工具筒(11)的移動被停止。如此一來，多數個銷(29)與V形凸緣部(2)的外周對向，藉此防止工具(1)向徑向的移動，鍵(21)與鍵槽(7)嵌合，藉此防止工具(1)的旋轉。在此狀態，將空氣導入上側的空氣導入室(27)，藉此，桿(15)位於下方，多數個鋼球(20)在與桿(15)的錐形面(22)接觸的狀態位於徑向內方。
若工具(1)向下方的移動結束，就從上側的空氣導入室(27)排出空氣，將空氣導入下側的空氣導入室(28)。藉此，桿(15)對於保持體(14)向上方移動。
當向上方移動時，桿(15)係其上部(15a)被保持體(14)的周壁(14a)的內周面引導，其中間部(15c)被氣缸室(13)的中間徑部(13b)引導，其下部(15b)被導承(17)引導。隨著此桿(15)向上方移動，受到徑向貫穿孔(19)規制而可在徑向移動的多數個鋼球(20)被推到桿(15)的錐形面(22)而在徑向貫穿孔(19)內向徑外側移動，登上工具(1)內周的錐形面(5)而去。如此一來，藉由經由多數個鋼球(20)的錐形面(5)(22)彼此的互推，工具(1)被向下方移動。藉此，將錐形柄部(3)的下端面(3b)強推到保持體(14)的凸緣部(14b)的上面，防止工具(1)的軸線方向的移動，並且以輔助由鍵(21)與鍵槽(7)的嵌合所進行的旋轉防止的形式，對於工具(1)的旋轉也被防止。圖2顯示了此狀態，到此，工具(1)對工具筒(11)的安裝完畢。
從工具筒(11)上卸下工具(1)時，係從下側的空氣導入室(28)排出空氣，將空氣導入上側的空氣導入室(27)。藉此，桿(15)向下方移動。向徑向外側移動的多數個鋼球(20)不從桿(15)的錐形面(22)受力，而可在徑向貫穿孔(19)內在徑向移動，以被推到工具(1)內周的錐形面(5)的形式向徑向內方移動。藉此，工具(1)可向上方移動，所以使工具(1)向上方移動到工具筒(11)與工具(1)不干擾的位置，可從工具筒(11)上卸下工具(1)。
圖3中以實線顯示工具(1)對於工具筒(11)不可上下移動的狀態，以兩點鏈線顯示工具(1)對於工具筒(11)可上下移動的狀態。如從此圖可理解，總而言之，本實施形態的工具筒(11)在下述之點有最大的特徵：可切換成藉由將空氣導入下側的空氣導入室(28)，桿(15)向上方移動，藉由經由多數個鋼球(20)的錐形面(5)(22)彼此的互推，工具(1)對於工具筒(11)不可上下移動的狀態，以及藉由將空氣導入上側的空氣導入室(27)，沒有經由多數個鋼球(20)的錐形面(5)(22)彼此的互推，工具(1)對於工具筒(11)可上下移動的狀態。
對於保持著工具(1)的錐形柄部(3)的外周面(3a)以及V形凸緣部(2)的端面的習知的工具筒，上述實施形態的工具筒(11)在具備保持錐形柄部(3)的內周面(3c)的內周保持部(A)、保持工具(1)的端面的端面保持部(B)、以及保持V形凸緣部(2)的外周的外周保持部(C)之點上不同。
內周保持部(A)是保持錐形柄部(3)的內周面(3c)，以防止工具(1)的軸向移動的構件，保持體(14)、多數個鋼球(20)以及桿(推壓構件)(15)被作為此內周保持部(A)的構成要素。
端面保持部(B)是保持為工具(1)端面的錐形柄部(3)的下端面(反V形凸緣部側端面)(3b)，防止工具(1)的旋轉的構件，鍵(21)被作為此端面保持部(B)的構成要素。
外周保持部(C)是與V形凸緣部(2)的外周對向，防止工具(1)的徑向移動的構件，多數個銷(29)被作為此外周保持部(C)的構成要素。
根據上述實施形態的工具筒(11)，上述內周保持部(A)以及端面保持部(B)在對於錐形柄部(3)的外周面(3a)以及V形凸緣部(2)的端面分別有間隙的狀態可保持工具(1)，可解消所謂在保持著工具(1)的錐形柄部(3)的外周面(3a)以及V形凸緣部(2)的端面的習知的工具筒成為問題的附著於工具筒上的污垢轉移到工具的接觸面的問題。
1:工具 2:V形凸緣部 2a:V形槽 3:錐形柄部 3a:外周面(外周的錐形面) 3b:下端面(反V形凸緣部側的端面) 3c:內周面 5:錐形面 7:鍵槽 11:工具筒 13:氣缸室 14:保持體 14a:周壁 14b:凸緣部 15:桿(推壓構件) 19:貫穿孔 20:鋼球 21:鍵 22:錐形面 29:銷 A:內周保持部 B:端面保持部 C:外周保持部
圖1為顯示根據本發明的工具筒的實施形態的垂直剖面圖，顯示保持工具之前的狀態。 圖2為顯示同保持著工具的狀態。 圖3為顯示工具保持前後的狀態的放大垂直剖面圖。
1:工具
2:V形凸緣部
3:錐形柄部
3a:外周面
3b:下端面
3c:內周面
4:下側圓筒面
5:錐形面
6:上側圓筒面
7:鍵槽
11:工具筒
14:保持體
14a:周壁
14b:凸緣部
15:桿
15a:上部
16:對向構件
16a:貫穿孔
18:連結構件
19:貫穿孔
20:鋼球
21:鍵
22:錐形面
29:銷
A:內周保持部
B:端面保持部
C:外周保持部

Claims (4)

  1. 一種工具筒，係保持工具的工具筒，該工具係設有連接於設有V形槽的V形凸緣部且做成中空狀的錐形柄部，其特徵在於： 具備：內周保持部，其係保持前述錐形柄部的內周，防止前述工具的軸向移動；端面保持部，其係藉由鍵防止前述工具的旋轉，該鍵係與設於前述錐形柄部的反V形凸緣部側的端面上的鍵槽嵌合；以及外周保持部，其係與前述V形凸緣部的外周對向，防止前述工具的徑向移動； 藉由前述內周保持部、前述端面保持部以及前述外周保持部，以對於前述錐形柄部的外周的錐形面以及前述V形凸緣部的端面分別有間隙的狀態保持前述工具。
  2. 如請求項1之工具筒，其中， 前述內周保持部具有：保持體，其係具有位於前述錐形柄部的徑向內側的圓筒狀的周壁；多數個鋼球，其等係分別在設於前述保持體的前述周壁的錐形柄部對向部分的多數個貫穿孔內配置成可在徑向移動；以及推壓構件，其係將前述多數個鋼球向徑向外側推壓； 藉由被前述推壓構件所推壓的前述多數個鋼球向徑向外側移動而將設於前述錐形柄部內周的錐形面向前述工具的軸線方向推壓，同時設於前述保持體的前述周壁上的凸緣部擋住前述錐形柄部的端面，防止前述工具的軸向移動。
  3. 如請求項2之工具筒，其中， 前述推壓構件係形成前端部的外周做成錐形面的軸狀，以藉由供給壓縮空氣而在軸向移動的方式配置於氣缸室，藉由前述推壓構件的前端部向前端方向移動，而其前述錐形面使前述多數個鋼球向徑向外側移動。
  4. 如請求項1至3中任一項之工具筒，其中， 前述外周保持部係由與前述V形凸緣部的外周面對向的多數個銷構成。
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