特許ウォッチ

公開番号2024006585
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-01-17
出願番号2022107627
出願日2022-07-04
発明の名称工具交換アーム
出願人株式会社FUJI
代理人個人
主分類B23Q 3/157 20060101AFI20240110BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】工具との衝突時の衝撃を低減させる工具交換アームを提供すること。
【解決手段】中央の回転軸を中心に工具の把持位置が対称的に構成されたアーム本体と、前記アーム本体の両端部に形成された固定爪と、前記アーム本体に揺動可能に軸支された可動爪と、前記可動爪の先端部に一端が軸着された第1連結部材と、前記第1連結部材の他端に一端が軸着され、他端が前記アーム本体に軸支された第2連結部材と、を備え、前記アーム本体の回転によって、前記第2連結部材の中間部が前記工具の進入側部に当接して押し込まれ、前記第2連結部材に軸着された前記第1連結部材を介して前記可動爪を揺動させ、前記固定爪とともに前記工具を把持する工具交換アーム。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
中央の回転軸を中心に工具の把持位置が対称的に構成されたアーム本体と、
前記アーム本体の両端部に形成された固定爪と、
前記アーム本体に揺動可能に軸支された可動爪と、
前記可動爪の先端部に一端が軸着された第１連結部材と、
前記第１連結部材の他端に一端が軸着され、他端が前記アーム本体に軸支された第２連結部材と、を備え、
前記アーム本体の回転によって、前記第２連結部材の中間部が前記工具の進入側部に当接して押し込まれ、前記第２連結部材に軸着された前記第１連結部材を介して前記可動爪を揺動させ、前記固定爪とともに前記工具を把持する
工具交換アーム。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記可動爪を開動作する方向に付勢するためのバネ部材と、前記可動爪の閉状態を維持するロック機構と、を有する請求項１に記載の工具交換アーム。
【請求項３】
前記第２連結部材は、前記工具側に屈曲した形状である請求項１または請求項２に記載の工具交換アーム。
【請求項４】
前記アーム本体の回転によって前記第２連結部材の中間部に前記工具の進入側部が当たる位置は、前記アーム本体の停止位置まで残りの回転角度が１°分である請求項１または請求項２に記載の工具交換アーム。
【請求項５】
前記ロック機構は、前記可動爪に対して前記第１連結部材とは反対側に、遊嵌された連結ピンによってスライド部材が軸着され、前記スライド部材には位置決め孔が形成され、前記可動爪の閉動作によってロック用バネに付勢されたロックピンが前記位置決め孔に嵌まり込むことでロック状態を形成する請求項１に記載の工具交換アーム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転して工具を把持する際、その工具と衝突することによって発生する衝撃を低減させるようにした工具交換アームに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
工作機械は、工具主軸装置の工具の取り換えが可能な構成を有するものがあり、そこには自動で工具の交換を行う自動工具交換装置が設けられている。そして、自動工具交換装置には、両端部の工具チャックによって工具を把持する工具交換アームを有し、例えば１８０°回転させることによって工具の交換を行う構成がとられたものがある。下記特許文献１には従来の工具交換アームが開示されている。この工具交換アームは、両端部に把持爪の開閉を可能にした工具チャックが構成され、各々によって交換する工具を把持することが可能になっている。
【０００３】
工具交換アームの工具チャックは、固定の把持爪（固定爪）に対して把持爪（可動爪）が揺動可能に軸支された工具チャックが構成されている。可動爪の端にはカムフォロアーが取り付けられ、圧縮コイルバネによって付勢された揺動可能な押圧部材に当接している。押圧部材を介して伝達される圧縮コイルバネの付勢力は、可動爪が固定爪との関係では開く方向に作用している。従って、工具交換の際には、工具交換アームが回転し、可動爪が開いた把持部に工具が当たり、それによって可動爪が閉じて工具が把持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１０－１１８８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
工具交換アームは、回転することによって工具を把持することになるが、可動爪に対して工具が相対的に衝突することになる。その際、工具が可動爪に衝突する位置が工具交換アームの回転を停止する位置から遠く、回転速度が落ちる前に衝突が生じてしまっていた。そのため、工具交換アームが受ける衝撃も大きくなってしまい、そのときの衝撃音が大きくなるほか、繰り返し行われる把持動作によって破損を引き起こすことで寿命を短くしてしまうこともあった。一方で、衝撃を小さくするには回転速度を落とすことも考えられるが、工具交換にかける時間を短縮することが望ましいため、一定程度の速度になってしまい解決が困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、工具との衝突時の衝撃を低減させる工具交換アームを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る工具交換アームは、中央の回転軸を中心に工具の把持位置が対称的に構成されたアーム本体と、前記アーム本体の両端部に形成された固定爪と、前記アーム本体に揺動可能に軸支された可動爪と、前記可動爪の先端部に一端が軸着された第１連結部材と、前記第１連結部材の他端に一端が軸着され、他端が前記アーム本体に軸支された第２連結部材と、を備え、前記アーム本体の回転によって、前記第２連結部材の中間部が前記工具の進入側部に当接して押し込まれ、前記第２連結部材に軸着された前記第１連結部材を介して前記可動爪を揺動させ、前記固定爪とともに前記工具を把持するものである。
【発明の効果】
【０００８】
前記構成によれば、中央の回転軸を中心に対称的に構成されたアーム本体が回転することにより、その両端部に構成された固定爪と可動爪からなる把持部によって工具を把持することができるが、その際、把持部内に相対的に進入した工具はその進入側部が第２連結部材の中間部に当接し、工具が衝突した第２連結部材の揺動が第１連結部材および可動爪に伝達されて工具が把持される。そして、回転する工具交換アームの停止位置直前で工具が第２連結部材に当接するため、衝撃を低減させることができる
【図面の簡単な説明】
【０００９】
ツールチェンジャの一例を示した斜視図である。
工具交換アームを示した平面図である。
工具交換アームを示した斜視図である。
図３に示す閉動作時の工具チャックを拡大して示した斜視図である。
工具チャックのロック機構を示した図２のＮ－Ｎ断面図である
カム装置におけるタイミング線図である。
可動爪の閉動作における変位を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る工具交換アームの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態の工具交換アームは、工作機械においてツールマガジンの工具を自動で交換する自動工具交換装置に組み込まれたものであり、特に工具主軸装置に対する直接の工具交換を行うツールチェンジャを構成するものである。図１は、そのツールチェンジャの一例を示した斜視図である。このツールチェンジャ１では、ツールマガジンから運ばれた新たな工具と、それまで工具主軸装置で使用された工具との移し換えが行われる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許