JPS5820742B2 - 工具マガジンの工具ロツクアンロツク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工具マガジンの工具ロックアンロック装置に関
するものである。

本発明の目的は、工具マガジンに枢動可能に保持された
多数の工具ソケットに着膨可能に挿着される工具が交換
アームにより把持されるまで工具のロックを確保して工
具ソケットからの工具の脱落を防止することである。

本発明の他の目的は、工具のロックおよびアンロックを
交換アームの旋回動作を利用して行い得るようにするこ
とである。

本発明のさらに他の目的は、各工具ソケットに設けたロ
ック軸を工具ソケットの転倒により、前記交換アームに
て回動される１つの動作駒に作動的に連結するようにし
て工具ソケットの構成を簡潔にすることである。

竪形工作機械に装備される工具交換装置においては、一
般に工具を着膨可能に挿着した多数の工具ソケットを枢
動可能に保持する工具マガジンが備えられる。

この工具マガジンは通常工具ソケットを水平に保持し、
所要の工具を挿着した工具ソケットが交換位置に割出さ
れると、工具ソケットが水平状態より主軸に平行な垂直
状態に転倒され、この工具ソケットと主軸との間で交換
アームにより工具交換される。

従ってこのような竪形工作機械に用いられる工具マガジ
ンにおいては、工具ソケットからの工具の脱落を防止す
るロック装置およびこのロック装置を工具交換時に解除
するアンロック装置が必要となる。

よって本発明は、工具マガジンに枢動可能に保持された
多数の工具ソケットに工具をロックするロック軸を設け
、このロック軸を工具ソケットの転倒により作動駒に作
動的に連結し、この作動駒を交換アームの措持、り帰の
旋回動作を利用して回動して工具をロックおよびアンロ
ックするようにしたものである。

以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図および第２図において、１０は工作機械のコラム
（図示せず）の側面に設置されたチェーン式１具マガジ
ンを示し、この工具マガジン１０のベース１１には駆動
モータに連結された駆動スプロケット１２と凹陥の従動
ホイールが間隔を存して軸承され、この駆動スプロケッ
ト１２に噛合する無端状のチェーン１３が従動ホイール
との間で懸張されている。

チェーン１３を構成するチェーンリンクには等間隔にソ
ケット支持体１４が一体的に形成され、これらソケット
支持体１４に工具ソケット１５が第３図に示すように一
対の枢支ピン１６により枢動可能に保持されている。

各工具ソケット１５はその運動軌跡に沿って配設された
ガイドレール１７により軸線を水平に保持されているが
、ガイドレール１７は交換位置ＣＰにおいて切欠かれ、
この交換位置ＣＰに割出された工具ソケット１５の側転
を可能にしている。

前記各工具ソケット１５には第１図においては図示省略
したが工具２０が着脱可能に挿着され、この工具２０の
プルスタッド２１にスプリング２２により平径方向に弾
発された一対の保持ピン２３が係合される。

一方の保持ピン２３の一端は工具ソケット１５に固設さ
れたブロック２５内に突入され、このブロック２５に保
持ピン２３を横切る方向、すなわち工具ソケット１５の
軸線と平行にロック軸２６が回転可能に嵌装されている
。

ロック軸２６の先端には角形の係合頭部２１が形成され
、またロック軸２６の外周面一部には保持ピン２３が対
応して切欠き２８が形成されている。

ロック軸２６はその切欠き２８が保持ピン２３に対面す
る角度位置（アンロック位置）と、その外周面が保持ピ
ン２３に対接する角度位置（ロック位置］との間で回転
されるようになっており、ロック軸２６のアンロック位
置においては保持ピン２３の後退が許容されて工具ソケ
ット１５からの工具２０の離脱を可能にする。

しかしながら、通常は第３図に示すようにロック軸２６
はロック位置に保持され、これにより保持ピン２３の後
退を阻止して工具ソケット１５からの工具２０の脱落を
防止している。

なお図示していないが、ロック軸２６を前記ロック位置
とアンロック位置との２位置で位置決めするために、ブ
ロック２５にはロック軸２６に形成した各係合溝に離脱
可能に係合する保合ボールがスプリングで付勢されて内
装されている。

前記マガジンベース１１には前記交換位置ＣＰに対応し
てソケット転倒用シリンダ３０が形成され、このシリン
ダ３０にピストン３１が上下方向に摺動可能に嵌装され
ている。

ピストン３１のロッド端には係合部材３２が固着され、
この係合部材３２にＵ字形の係合溝３３が形成されてい
る。

係合溝３３には交換位置ＣＰに割出された工具ソケット
１５のブロック２５に軸承せる係合ローラ３４が通過可
能に係合され、これによりガイドレール１７による保持
作用力）ら開放された工具ソケット１５は係合部材３２
との係合により同様な角度保持が引き続き確保される。

交換位置ＣＰに割出された工具ソケット１５はソケット
転倒用シリンダ３０の作動による保合部材３２の上下動
により前記枢支ピン１６を支点として垂直面内で枢動さ
れ、これによって工具ソケット１５はその軸線が水平か
ら垂直に９０°転倒される。

またマガジンベース１１には前記係合部材３２に離脱可
能に係合するピストンロッド３５を水平方向に摺動可能
に嵌装した拘束用シリンダ３６が設置されている。

かかるピストンロッド３５は通常スプリング３１の発力
により前進端に保持されて係合部材３２に係合され、こ
れにより係合部材３２の上昇を阻止して交換位置ＣＰに
割出された工具ソケット１５および工具２０の自重によ
る工具ソケット１５の倒れを防止している。

しかるにピストンロッド３５は流体圧作用によりスプリ
ング３１に抗して後退されるようになっており、これに
より係合部材３２より離間されて工具ソケット１５の転
倒を可能にする。

さらに前記マガジンベース１１には前述した如く交換位
置ＣＰにおいて垂直に転倒された工具ソケット１５を受
入れる受は口４０を形成したプレ−ト４１が固着され、
このプレート４１に操作軸４２が垂直軸線のまわりに回
転可能に支持されている。

操作軸４２の上端には工具ソケット１５が垂直に転倒さ
れた際そのロック軸２６の角形係合頭部２７に係合する
スリット４３が形成されている。

操作軸４２の下端には第４図に示すような切欠き溝４４
を形成した作動駒４５が固着され、この作動駒４５は扇
形をなし、この両端が前記プレート４１の段差部４１ａ
にそれぞれ係合する角度範囲で回動可能であり、その各
回動端で作動駒４５はスプリング４６で付勢された規制
ピン４１により保持される。

かかる作動駒４５は後述する交換アームの旋回動を利用
して回動される。

第１図および第５図において、５０は前記コラムの前面
に上下動可能に装架された主軸頭を示し、この主軸頭５
０には主軸５１が垂直軸線のまわりに回転可能に軸承さ
れ、この主軸５１の下端に工具２０が着脱可能に挿着さ
れる。

また５２は前記交換位置ＣＰにおいて垂直に転倒された
工具ソケット１５と前記主軸５１との間で工具２０を交
換する交換アームを示し、この交換アーム５２は前記マ
ガジンベース１１の背面に固設された支持体５３に可逆
回転かつ軸方向移動可能に支持されている。

交換アーム５２の両端には半円形状の工具把持部５５，
５６が形成され、これら工具把持部５５．５６と、交換
アーム５２の両端部にスプリングで付勢されて進退可能
に嵌装された押え棒５７．５８とにより工具２０を把持
する。

交換アーム５２にはまた前記作動駒４５の切欠き溝４４
に係合して作動駒４５を回動させる作動ピン５９゜６０
が突設されている。

次に上述したように構成された本発明装置の動作につい
て説明する。

主軸５１に挿着された工具２０により工作物の加工が行
われている間に、次に使用する工具２０を交換位置ＣＰ
に割出すべく凹陥の駆動モータにより駆動スプロケット
１２が駆動され、チェーン１３が周回される。

これにより工具２０を挿着した各工具ソケット１５が順
次交換位置ＣＰに割出されるとともに、その係合ローラ
３４が係合部材３２に順次係合される。

そして所要の工具２０を挿着した工具ソケット１５が交
換位置ＣＰに割出されると、チェーン１３の同口運動が
停止され、その状態で主軸５１に挿着された工具２０に
よる加工が完了するまで待機する。

前記主軸５１に挿着された工具２０による所定の加工が
完了すると、主軸頭５０が工具交換のために上昇端位置
まで移動され、同時に交換位置ＣＰに割出された工具ソ
ケット１５の転倒が行われる。

すなわち前記加工が完了すると、まず拘束用シリンダ３
６には圧力流体が供給されてピストンロッド３５がスプ
リング３１に抗して後退され、係合部材３２より離間さ
れる。

続いてソケット転倒用シリンダ３０に圧力流体が供給さ
れてピストン３１とともに係合部材３２が上昇され、こ
れにより工具ソケット１５を一対の枢支ピン１６を支点
にして第２図の実線で示す水平状態から２点鎖線で示す
垂直状態に９０°転倒する。

工具ソケット１５が９０°転倒されると、ロック軸２６
の角形係合頭部２７が操作軸４２のスリット４３に係合
される。

前記主軸頭５０が上昇端に位置決めされ、かつ交換位置
ＣＰの工具ソケット１５が垂直状態に転倒されると、交
換アーム５２が第５図の時計廻りに所定角度旋回され、
その両端部に設けられた工具把持部５５，５６と押え棒
５７，５８とにより主軸５２および工具ソケット１５に
それぞれ挿着された工具２０．２０を把持する。

この際交換アーム５２の把持旋回動作によりそれに突設
された作動ピン６０が作動駒４５の切欠き溝４４に係合
して作動駒４５を第４図の反時計廻りに所定角度回動す
る。

かかる作動駒４５の回動により操作軸４２が一体的に回
動され、そのスリット４３に係合する係合頭部２７を介
してロック軸２６を所定角度回動する。

これによりロック軸２６はその切欠き２８が保持ピン２
３に対面するアンロック位置に回転され、保持ピン２３
を後退できるようにして工具ソケット１５に挿着された
工具２０のロックを解除する。

このような工具２０のロックの解除作用は前記交換アー
ム５２の旋回終端部において遂行され、工具２０のロッ
クが解除された状態においては工具把持部５６および押
え棒５８が工具２０に係合しており、工具２０が工具ソ
ケット１５より脱落する虞れは全くない。

一方主軸５１においては工具２０の締付けが解除される
。

続いて交換アーム５２が軸方向に所定量前進（下降）さ
れ、この両端に把持した工具２０゜２０を主軸５１およ
び工具ソケット１５よりそれぞれ離脱し、しかる後交換
アーム５２は１８０゜旋回されるとともに、軸方向に所
定量後退（上昇）される。

これにより主軸５１より離脱された使用済の工具２０が
工具ソケット１５に挿着され、また工具ソケット１５よ
り離脱された次期工具２０が主軸５１に挿着され、同時
に作動ピン５９が作動駒４５の切欠き溝４４に係合され
る。

主軸５１に挿着された工具２０は主軸５１に一体的に締
付けられ、その後交換アーム５２は第５図の反時計廻り
に所定角度旋回され、原位置に復帰する。

前記交換アーム５２の復帰旋回動作により前記作動ピン
６０にて作動駒４５が第４図の時計廻りに所定角度回動
され、これにより操作軸４２および係合頭部２７を介し
てロック軸２６が第３図の時計廻りに所定角度回動され
る。

従ってロック軸２６の切欠き２８が保持ピン２３より退
避され、保持ピン２３はロック軸２６の外周面により再
び後退を阻止されるに至り、工具ソケツＨ５に挿着され
た工具２０がロックされる。

前述したように交換アーム５２が原位置に復帰されると
、主軸頭５０は工作物の加工のために下降され、また工
具ソケット１５はソケット転倒用シリンダ３０の作用に
より垂直状態より再び水平状態に起こされ、その状態で
次に使用すべき工具２０を交換位置ＣＰに割出すべくマ
ガジンが駆動される。

以上述べたように本発明は、工具マガジンに枢動可能に
保持された各工具ソケットに、これら工具ソケットに着
脱可能に挿着される工具のプルスタッドに係合する進退
可能な保持ピンと、この保持ピンをロック、アンロック
する回動可能なロック軸とを設けるとともに、工具マガ
ジンのベースに、交換位置において水平から垂直に転倒
された工具ソケットの前記ロック軸に係合する操作軸と
、この操作軸に固着され交換アームの旋回動作により回
動される作動駒とを設けた構成であるので、工具ソケッ
トに挿着された工具は交換アームによって把持されると
き以外はロック軸によるロック作用の下に工具ソケット
からの脱落を確実に防止される効果を有し、しかも各工
具ソケットにはロック軸を付設するだけでよいので、多
数設けられる工具ソケットの構成を簡潔にできるととも
に、工具のロック、アンロックが交換アームの旋回動作
を第１１用して行うので、特別に駆動源を必要としない
等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は工具マガ
ジンの一部欠截した正面図、第２図は第１図の■−■線
に泊って切断した拡大断面図、第３図および第４図は第
２図の■−■線および■−バ線に泊ってそれぞれ矢絣し
た各断面図、第５図は第１図のＶ方向から見た交播アー
ムを示す図である。 １０・・・・−・工具マガジン、１１・・・・・・マガ
ジンベース、１４・・・・・・ソケット支持体、１５・
・・・・・工具ソケット、１６・・・・・・枢支ピン、
２０・・・・・・工具、２１・・・・・・プルスタッド
、２３・・・・・・保持ピン、２６・・・・・・ロック
軸、２７・・・・・・係合頭部、２８・・・・・・切欠
き、３０・−・・・・ソケット転倒用シリンダ、４２・
・・・・・操作軸、４３・・・・・・スリット、４５・
・・・・・作動駒、５０・・・・・・主軸頭、５１・・
・・・・主軸、５２・・・・・・交換アーム、５５．５
６・・・・・・工具把持部、５９，６０・・・・・・作
動ピン、ＣＰ・・・・・・交換位置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工具を着膨可能に挿着した枢動可能な多数の工具ソ
   ケットを水平に保持した工具マガジンを備え、この工具
   マガジンの交換位置において前記工具ソケットを垂直に
   転倒して交換アームにより工具交換するようにした工具
   交換装置において、前記各工具ソケットに工具のプルス
   タッドに係合する保持ピンを進退可能に設け、また前記
   各工具ソケットに前記保持ピンに係合するロック軸をロ
   ック位置とアンロック位置との間で回動可能に設け、前
   記工具マガジンのベースには前記工具ソケットが垂直に
   転倒された際前記ロック軸の一端に係合する操作軸を回
   動可能に設け、この操作軸の一端に前記交換アームの把
   持旋回動作および復帰旋回動作によって可逆回動される
   作動駒を固着してなり、この作動駒の正逆回動により操
   作軸を介してロック軸をロック位置とアンロック位置と
   の間で回動するようにしたことを特徴とする工具マガジ
   ンの工具ロックアンロック装置。 ２ 前記ロック軸の外周面一部に切欠きを設け、ロック
   軸のロック位置においてはその外周面を前記保持ピンに
   対応させて保持ピンの後退を阻止し、ロック軸のアンロ
   ック位置においては前記切欠きを前記保持ピンに対応さ
   せて保持ピンの後退を許容するようにしてなる特許請求
   の範囲第１項に記載の工具マガジンの工具ロックアンロ
   ック装置。 ３ 前記操作軸の一端にスリットを形成し、前記ロック
   軸の一端に前記スリットに離税可能に係合する角形係合
   頭部を形成してなる特許請求の範囲第１項に記載の工具
   マガジンの工具ロックアンロック装置。