TWI704029B - 用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構 - Google Patents

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Abstract

一種用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，包括有刀套、鎖刀單元及解鎖單元。其中刀套用以收納刀桿，鎖刀單元用以對安插於刀套中的刀桿產生軸向拉力與徑向壓制力，使得刀桿穩定地安插於刀套中，解鎖單元則適時提供推力抵銷該軸向拉力以解除該鎖刀單元對該刀桿的限制，使得該刀桿可以退出刀套。

Description

用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構
本發明係與工具機之加工刀具有關；特別是指一種用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構。
按，工具機之刀庫包括有多數個刀套用以供刀桿安插，且各個刀桿上分別固接有不同規格的刀具。為了穩定刀桿，避免刀桿不當地自刀套上鬆脫而造成刀桿或是刀具的損壞，已知刀套在其內部通常設置有卡掣結構，用以對安插於刀套內之刀桿的一端產生卡抵作用，以防範刀桿的不當鬆脫，如臺灣專利第M477934號「刀套裝置」及M439538號「加工機刀庫之刀套結構改良」新型專利，該等專利技術揭示的卡掣結構包括在刀套後段處設置多數個徑向孔，於每一個徑向孔中設置有鋼珠及彈簧，彈簧裝設的方式對鋼珠提供了徑向力，迫使鋼珠抵壓刀桿插入刀套的一端。誠然前述卡掣結構可以限制刀桿位置，但刀桿僅賴以彈簧提供徑向的彈力以保持穩定性似有不足，反之，若為了強化刀桿安插於刀套之後的穩定性而選用材料鋼性較大的彈簧時，則在取出刀桿的過程中需施以較大的拉力方能克服彈簧的彈力，惟如此一來潛藏取出時力道控制失當而傷害工作人員，為此，工作人員多選擇使用輔助工具插入刀桿與刀套之間的縫隙中再以扳動方式強迫刀桿與刀套分離，接著再以手動方式取出刀桿，惟此方式徒增作業的不便。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，具有提高刀桿安插後的穩定性以及具備輕易退出刀桿之效。
緣以達成上述目的，本發明提供一種用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，其包括有刀套、鎖刀單元及解鎖單元。其中刀套具有一容刀空間，且定義有一軸線通過該容刀空間，該刀桿順沿該軸線進出該容刀空間；鎖刀單元用以對安插於該容刀空間中之刀桿的端部提供一軸向拉力以限制刀桿退出該容刀空間，其中該軸向拉力之力的方向平行該軸線且背離該刀桿；解鎖單元提供一推力抵銷該軸向拉力以解除該鎖刀單元對該刀桿的限制，使得該刀桿可以退出該容刀空間。
本發明之效果在於可以對刀桿提供徑向及軸向的作用力，實現穩定刀桿安插於刀套中的目的，而解鎖單元的設置使得刀桿的取出作業更為容易。
〔本發明一較佳實施例〕
100:刀桿鎖定暨解鎖結構
10:刀套
12:前套筒
12a:容刀空間
12b:螺孔
14:後套筒
141:擋垣
142:內接面
14a:軸孔
14b:穿孔
14c:盲孔
14d:端孔
16:螺栓
20:鎖刀單元
22:鎖刀件
22a:中心孔
22b:穿孔
22c:環槽
23:C型扣
24:擋片
26:彈簧
28:珠體
30:解鎖單元
32:頂桿
34:缸體
36:活塞
38:磁簧開關
200:刀桿
201:桿身
202:頸部
203:端部
203a:前推面
203b:後斜面
〔本發明另一較佳實施例〕
300:刀桿鎖定暨解鎖結構
40:刀套
42:內套筒
42a:軸孔
42b:擋垣
42c:穿孔
44:外套筒
46:螺栓
50:鎖刀單元
52:鎖刀件
52a:頭部
52b:抵接面
54:擋片
56:彈簧
58:珠體
60:解鎖單元
62:頂桿
400:刀桿
401:環壁
402:端部
402a:內勾面
〔本發明又一較佳實施例〕
500:刀桿鎖定暨解鎖結構
70:刀套
72:外套筒
72a:徑向孔
74:內套筒
74a:軸孔
74b:擋垣
76:滾輪
80:鎖刀單元
82:鎖刀件
82a:頭部
82b:抵接面
83:凸桿
84:彈簧
86:擋片
88:珠體
90:解鎖單元
92:頂桿
D:軸孔孔壁至鎖刀件外周面的距離
F:推力
Fx:軸向拉力
Fy:徑向壓制力
P1、P3、P4:鎖刀位置
P2、P5:鬆刀位置
L:軸線
S:容刀空間
圖1為本發明一較佳實施例之用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構的立體圖；圖2為圖1之2-2方向剖視圖，揭示鎖刀件位於鎖刀位置；圖3為圖1所示結構當中的刀套及鎖刀單元的分解圖；圖4為剖視圖，揭示刀套及鎖刀單元的組合關係；圖5至圖7為剖視圖，揭示鎖刀件位於鬆刀位置且逐步取出刀桿；圖8為為剖視圖，揭示刀桿被取出且鎖刀件回復至鎖刀位置； 圖9為本發明另一較佳實施例之用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構的立體圖；圖10為圖9所示結構的組合暨剖視圖；圖11為本發明又一較佳實施例之用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構的立體圖；圖12為圖11所示結構當中的刀套及鎖刀單元的分解圖；圖13為圖11之13-13方向剖視圖，揭示鎖刀件位於鎖刀位置；以及圖14為剖視圖，揭示鎖刀件位於鬆刀位置。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。圖1至圖4所示為本發明一較佳實施例之用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構100，其適用但不限於鏈條式工具機使用，該刀桿鎖定暨解鎖結構100係用以穩定刀桿200並且具備輕易退出刀桿200的效果，所述刀桿200依序由桿身201、頸部202及端部203連接組成，桿身201一端可固接刀具(圖未示)，端部203的外徑大於頸部202外徑，且端部203具有呈斜設且環狀設置的前推面203a與後斜面203b。
該刀桿鎖定暨解鎖結構100包括刀套10、鎖刀單元20及解鎖單元30。其中刀套10係供刀桿200安插，鎖刀單元20結合於刀套10且用以限制刀桿200退出刀套10，解鎖單元30則是用以解除鎖刀單元20對該刀桿200的限制，使得刀桿200可以退出刀套10。以下分別就刀套10、鎖刀單元20及解鎖單元30敘述如後。
如圖3及圖4所示，刀套10為兩端各具有開口的中空筒體，且定義有一軸線L通過刀套10的軸心，本實施例的刀套10包括有前 套筒12、後套筒14與多數根螺栓16，其中前套筒12內部具有圓錐孔構成的容刀空間12a，且一側端面設有多數個螺孔12b；後套筒14內部具有一軸孔14a且其一側端面設有多數個穿孔14b及盲孔14c，該些螺栓16分別穿過一對應的穿孔14b並鎖入螺孔12b中，使得後套筒14以可拆離的方式與前套筒12對接，且軸孔14a連通容刀空間12a。另外，後套筒14在相對於對接前套筒12的另一端具有朝向該軸線L突伸的擋垣141，擋垣141的端緣圍設形成一端孔14d，端孔14d與軸孔14a相連通且其孔徑小於軸孔14a孔徑，使得在端孔14d與軸孔14a之孔壁相連接處形成一斜設的內接面142。前述軸線L即通過容刀空間12a、軸孔14a與端孔14d，刀桿200即順沿該軸線L進出該刀套10。
該鎖刀單元20結合於後套筒14，且包括有鎖刀件22、擋片24、彈簧26以及迫緊件。其中，鎖刀件22為具有一中心孔22a的圓筒體且穿設於刀套10的端孔14d中，鎖刀件22可以沿著該軸線L於圖2所示的鎖刀位置P1以及圖5所示的鬆刀位置P2之間前後移動，該鎖刀件22的一部分位於軸孔14a中且該部分的周壁具有數個穿孔22b連通中心孔22a，鎖刀件22的另一部分突露於刀套10外並且連結該擋片24，在本實施例中，鎖刀件22的周壁設有環槽22c，擋片24為圓環型片體並且套設於鎖刀件22外部，一C型扣23嵌卡於環槽22c中，限制了擋片24脫落的路徑。另外，彈簧26為多數個且分別容設於後套筒14的各個盲孔14c中，彈簧26的一端抵於盲孔14c底面，另一端抵於擋片24，彈簧26提供作用力於擋片24並且間接促使該鎖刀件22維持往該鎖刀位置P1移動，前述作用力的方向係平行軸線L且背離刀套10；迫緊件為圓形的珠體28，鎖刀件22的每一個穿孔22b中分別容置一個珠體28，刀套10之軸孔14a孔壁至鎖刀件22的外周面之間的距離D係小於該珠體28的直徑。
請配合圖2所示，係表示刀桿200安插於刀套10，此際刀桿200的端部203位於該鎖刀件22之中心孔22a內，鎖刀件22因為間接受到彈簧26的作用力影響而保持在鎖刀位置P1，在此狀態下的珠體28同時抵接該後套筒14的內接面142與該端部203的後斜面203b，且承受著鎖刀件22維持往外移動的推擠而對該端部203產生軸向拉力Fx，更因為在被推擠的過程中遭受到該內接面142侷限所致而同時對該端部203產生有徑向壓制力Fy，據此使得刀桿200以更穩定的方式安插於刀套10中而不會恣意地鬆脫退出容刀空間12a。
上述為鎖刀單元20用以達成限制刀桿200退出刀套10的結構說明，以下說明用以解除鎖刀單元20對刀桿200的限制的解鎖單元30。
如圖2所示，該解鎖單元30包括有一頂桿32，該頂桿32係受操控移動以對該鎖刀件22產生推力F(圖5參照)，該推力F推動該鎖刀件22移動至該鬆刀位置P2。本實施例的解鎖單元30為一種以壓力源控制產生推力的裝置，其安裝在工具機之特定位置的刀套後方處，具體而言係包括有缸體34及在缸體34內滑動的活塞36，頂桿32一端連結活塞36，另一端穿出缸體34並對準鎖刀單元20的鎖刀件22，透過控制氣壓或是液壓的變化來驅使頂桿32往前突伸頂推鎖刀件22往鬆刀位置P2移動，或者是驅使頂桿32往後退縮。另外，為了確保頂桿32的確切移動行程，該解鎖單元30可選擇地在缸體34外部加裝磁簧開關38以檢視活塞36的位置。再說明的是，用以達成操控頂桿32前後移動的方式除了上述以伸縮壓缸為之之外，其他如利用齒輪搭配排齒，排齒一端連接頂桿的配置方式，通過控制齒輪的正反轉動即能達到相同伸縮壓缸的作動效果。
請配合圖5所示，當欲取下刀桿200時，工作人員啟動壓力源驅使活塞36移動並造成頂桿32前端抵接鎖刀件22，隨著活塞36繼續移動所產生的推力F抵銷該鎖刀單元20施予該刀桿200端部203的軸向拉力Fx，即可造成頂桿32推壓鎖刀件22朝向刀桿200移動至鬆刀位置P2，此時彈簧26呈壓縮狀態，珠體28則因不再受到鎖刀件22的推擠而可自由地在穿孔22b中移動；自圖6揭示可以知道，由於鎖刀件22外周面至刀套10之軸孔14a孔壁間仍有距離D，因此當刀桿200端部203的最大徑處通過珠體28時，珠體28被往外推動使得刀桿200端部203可以通過珠體28，圖7揭示刀桿200在不受到鎖刀單元20限制的情況下輕易地被取出；圖8顯示刀桿200已自刀套10中被取出，頂桿32再受操控往後退縮，彈簧26釋放壓縮儲能而將鎖刀件22帶回至鎖刀位置P1。
由上述說明可以知道，本發明較佳實施例的刀桿鎖定暨解鎖結構100不僅可以對刀桿200提供徑向及軸向的作用力，實現了提高刀桿200安插於刀套10中的穩定性，該解鎖單元30的設置使得刀桿200的取出作業更為容易及確實。
另外請再參閱圖9及圖10所示之本發明另一較佳實施例的刀桿鎖定暨解鎖結構300，其適用於不同結構型態的刀桿400使用，所述刀桿400一側具有環壁401，環壁401的端緣朝向軸線L突伸形成有端部402，端部402內側形成一內勾面402a。
本實施例之刀桿鎖定暨解鎖結構300的刀套40是由一內套筒42與一外套筒44組成，內套筒42透過多數螺栓46而鎖固於外套筒44內部，內套筒42的外周面與外套筒44的內壁面之間構成容刀空間S，內套筒42具有軸孔42a，且其內壁接近中段的部位朝向軸線L突伸形成有擋垣42b，內套筒42的周壁則環繞設置有多數個穿孔42c連通軸孔42a。
該刀桿鎖定暨解鎖結構300的鎖刀單元50包括有鎖刀件52、擋片54、彈簧56及珠體58。其中，鎖刀件52為具有一頭部52a的圓桿體，鎖刀件52穿過軸孔42a的身部設置有圓環狀的擋片54，該頭部52a具有一抵接面52b；彈簧56套設於鎖刀件52身部且一端抵於該擋垣42b，另一端透過抵於該擋片54而對該鎖刀件52提供了作用力，該作用力促使鎖刀件52維持往圖10所示的鎖刀位置P3移動；珠體58容置於內套筒42的穿孔42c中。
當刀桿400之環壁401安插至刀套40的容刀空間S中且鎖刀件52位於鎖刀位置P3時，珠體58同時抵接刀桿400端部402的內勾面402a與鎖刀件52的抵接面52b，前述結構關係造成珠體58對刀桿400端部402同時產生了軸向拉力與徑向壓制力而確保了刀桿400安插刀套40之後的穩定性。刀桿鎖定暨解鎖結構300當中的解鎖單元60同樣安裝在工具機之特定位置的刀套後方處，其結構相同上述實施例的解鎖單元30，該解鎖單元60同樣透過頂桿62對鎖刀件52施以朝向刀桿400的推力以解除鎖刀單元50對於刀桿400端部402的限制，使得刀桿400可以順利地相對刀套40被抽出，其具體的連動關係及達成功效如上述實施例所述，於此不予贅述。
圖11至圖14所示為本發明又一較佳實施例的刀桿鎖定暨解鎖結構500，其適用刀桿400，該刀桿鎖定暨解鎖結構500的刀套70組成類似上述另一較佳實施例的刀套40而在一外套筒72內部固設一內套筒74，不同處在於該外套筒72的型體是適用於圓盤式刀庫使用，故而外套筒72後端接設有滾輪76，另外，外套筒72具有一徑向孔72a。
刀桿鎖定暨解鎖結構500的鎖刀單元80亦類似上述另一較佳實施例的鎖刀單元50，同樣是以圓桿體的鎖刀件82穿過內套筒74的 軸孔74a，且鎖刀件82一端連接一凸桿83，彈簧84一端抵於內套筒74內部的擋垣74b，另一端抵於擋片86並且對鎖刀件82提供了作用力以使鎖刀件82維持往圖13所示的鎖刀位置P4移動，在此狀態下的鎖刀件82一端連接的凸桿83突伸至該徑向孔72a中，珠體88則是受到鎖刀件82朝向背離刀桿400的方向推擠而對刀桿400的端部402產生軸向拉力，並且受到鎖刀件82頭部82a的抵接面82b的侷限而同時對該端部402產生有徑向壓制力，據以實現穩定刀桿400的目的。
刀桿鎖定暨解鎖結構500當中的解鎖單元90安裝在圓盤式刀庫之特定位置的刀套一側，其同樣是以控制一頂桿92朝外突伸且伸至該徑向孔72a中而頂推該鎖刀件82移動至圖14所示的鬆刀位置P5，據以解除鎖刀單元80對於刀桿400端部402的限制。前述鎖刀單元80及解鎖單元90的連動關係及達成功效如上述另一實施例所陳，於此不予贅述。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
100:刀桿鎖定暨解鎖結構
10:刀套
12:前套筒
14:後套筒
20:鎖刀單元
30:解鎖單元
32:頂桿
38:磁簧開關
200:刀桿

Claims (10)

  1. 一種用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，所述刀庫包括有多數個刀套用以供刀桿安插，每一個刀套具有一容刀空間及一軸孔連通該容刀空間，定義有一軸線通過該容刀空間與該軸孔，該刀桿順沿該軸線進出該容刀空間，該刀桿具有一端部，該鎖定暨解鎖結構的特徵在於：每一個刀套內設置一鎖刀單元，該鎖刀單元包括一鎖刀件及至少一迫緊件，該鎖刀件穿設於該刀套之該軸孔，且可沿著該軸線於一鎖刀位置及一鬆刀位置之間移動，該鎖刀件位於該鎖刀位置時推擠該至少一迫緊件對該刀桿的端部產生一軸向拉力及一徑向壓制力，其中該軸向拉力之力的方向平行該軸線且背離該刀桿；以及一解鎖單元，係安裝在該工具機之特定位置的刀套的一側處，該解鎖單元包括一缸體、一活塞與一頂桿，其中該活塞能夠在該缸體內滑動，該頂桿一端連結該活塞且受操控移動以對該鎖刀件產生一推力，該推力推動該鎖刀件移動至該鬆刀位置，使得該刀桿可以退出該容刀空間。
  2. 如請求項1所述用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，其中該鎖刀件一端突露於該刀套外並且連結一擋片，該鎖刀單元包括至少一彈簧，該至少一彈簧一端抵於該刀套，另一端抵於該擋片，該至少一彈簧提供一作用力於該擋片以驅使該鎖刀件維持往該鎖刀位置移動。
  3. 如請求項2所述用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，其中該刀套包括一前套筒與一後套筒，該前套筒具有該容刀空間，該後套筒具有該軸孔且以可拆離方式與該前套筒對接，該至少一彈簧一端抵於該後套筒，另一端抵於該擋片。
  4. 如請求項2或3所述用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，其中該鎖刀件為具有一中心孔的圓筒體，該鎖刀件周壁設置至少一穿孔連通該中心孔，該至少一迫緊件包括一珠體，該珠體容置於該穿孔中；該刀套之該軸孔孔壁至該鎖刀件的外周面之間的距離小於該珠體的直徑。
  5. 如請求項4所述用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，其中該刀桿包括一桿身，該桿身與該端部之間連接一頸部，該端部之外徑大於該頸部外徑且在該刀桿安插於該刀套中時伸至該鎖刀件之該中心孔內；該珠體在該刀桿進出該容刀空間時受到該端部的抵推而在該穿孔中移動。
  6. 如請求項5所述用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，其中該刀套具有朝向該軸線突伸的擋垣，該擋垣具有一內接面，該刀桿之該端部具有相背對之一前推面與一後斜面，其中該珠體在該鎖刀件位於該鎖刀位置時，該珠體同時抵接該內接面與該後斜面。
  7. 如請求項1所述用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，其中該鎖刀單元之該鎖刀件為圓桿體且穿設於該軸孔中，該鎖刀單元包括一彈簧，該彈簧套設該鎖刀件且一端抵於該刀套，另一端作用於該鎖刀件。
  8. 如請求項7所述用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，其中該刀套包括一內套筒設置在一外套筒內部，該內套筒與該外套筒之間構成該容刀空間，該內套筒具有該軸孔，其中該內套筒之內壁朝向該軸線突伸形成有一擋垣，該鎖刀件之身部設置一擋片，該彈簧一端抵於該擋垣，另一端抵於該擋片。
  9. 如請求項8所述用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，其中該刀桿具有一環壁，該環壁端緣朝向該軸線突伸形成該端部，該端部具有一內勾面；該鎖刀件具有一頭部，該頭部具有一抵接面；該內套筒周壁設置至少一穿孔連通該軸孔，該至少一迫緊件包括一珠體，該珠體容置於該穿孔中；其中該珠體在該鎖刀件位於該鎖刀位置時同時抵接該內勾面與該抵接面。
  10. 如請求項8或9所述用於工具機之刀庫使用的刀桿鎖定暨解鎖結構，其中該外套筒具有一徑向孔，該鎖刀件位於該鎖刀位置時其一端突伸至該徑向孔中，該頂桿伸至該徑向孔中用以頂推該鎖刀件移動至該鬆刀位置。
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