JP3244777U - 加工機器の工具交換機構 - Google Patents

Abstract

【課題】コストが抑えられると共に製造し易い、加工機器の工具交換機構を提供する。【解決手段】起立式と横式との両者を兼用する加工機器に適用され、工具交換機構は、二つの位置間の位置を変えることができ、機器本体１０、工具交換アーム２０及び制動手段３０を含む。工具交換アームは、機器本体に結合されると共に、工具アームを有する。工具アームは、両端に工具ロッドを係合するための工具挟持群が設けられ、制動手段は、可動シリンダーと二つの制動ロッド３２を含み、可動シリンダーは、工具交換アームにおける回転軸２０１の外部を覆うように設けられると共に、中心線に沿って往復運動を行う。二つの制動ロッドは、回転軸の外側に架けるように設けられると共に、回転軸により工具アームを連動し回転する。二つの制動ロッドにより、工具ロッドに工具をロックさせたり解放させたりする構造を達成する。【選択図】図１

Description

本考案は、自動工具交換機構に関し、特に、起立式で加工し又は横式で加工する加工機器の工具交換機構に関する。

加工機器の自動工具交換機構は、主に、加工に必要な工具をマガジン（ｔｏｏｌ ｍａｇａｚｉｎｅ）から主軸（ｓｐｉｎｄｌｅ）の挟持機構に転送するものである。前記加工機器は、主軸を取り付ける形態によって、起立式となる加工機器及び横式となる加工機器に分けられてもよい。また、主軸の挟持頭を交換する形態により、起立式と横式との両者を兼用する加工機器を実現することができる。

そのうち、起立式と横式との両者を兼用する加工機器における工具交換機構に適用される工具交換アームは、工具を交換する異なる構造に適用されるように、二つの固定点間を制御により揺動して移行することができなければならない。前記二つの固定点とは、一般的に、垂直方向と水平方向における工具交換アームの回転軸の揺動に対するものである。故に、工具交換アームの両端における工具を挟む機構に対しては、良好さかつ安定性を持って工具をロックしたり解放したりする構造を有することが必要になる以外、各前記工具挟持構成を異なる機能に応じて制御することも必要になる。特に、横式で加工を行う工具交換作業を行う場合に、それが一層望ましい。

工具を挟持する構成を制御する既知の形態については、工具交換アームの内部に複雑なオイル通路を設けると共に、電磁弁の開閉に基づいて液圧液体を注ぐかどうかを制御することにより、工具をロックしたり解放したりするように独立して制御する目的を図る。しかしながら、前記電磁弁とオイル通路との組み合わせによりコストが増え、構成が複雑になって構造を製造する難しさが大きくなる。故に、従来の工具交換機構は、まだ完璧なものでなく、改良すべきところも存在している。

本考案は、このことに鑑み、コストが抑えられると共に製造がされ易い、加工機器の工具交換機構を提供することを目的とする。

本考案は、上記の目的を達成するために、機器本体、工具交換アーム及び制動手段を含んだ加工機器の工具交換機構を提供する。そのうち、前記工具交換アームは、工具アームと回転軸を含む。前記工具アームは、異なる両端を有すると共に各前記端にそれぞれ工具挟持群が設けられている。各前記工具挟持群は、少なくとも一つの工具挟みを含み、前記少なくとも一つの工具挟みは、両端を有すると共にそれぞれ接触端と工具当接端を構成する。前記回転軸は、一方端が前記工具アームに接続され、他方端が前記機器本体を穿設する。前記回転軸は、制御されると、中心線を中心に前記工具アームが回転するように連動可能である。前記制動手段は、可動シリンダーと二つの制動ロッドを含み、前記可動シリンダーは、前記回転軸を覆うように設けられると共に前記中心線に沿って第一位置と第二位置との間を移動可能である。前記可動シリンダーは、環状先端面を含み、前記環状先端面は、高低方向の落差によって高位置領域と低位置領域を有する。前記二つの制動ロッドは、前記中心線と平行して移動可能であるように前記回転軸の外側に架けて設けられると共に、前記工具アームの回転に伴って回転して前記回転軸を中心として回って回転可能である。各前記制動ロッドは、両端を有すると共にそれぞれ抵接端と押出端を構成する。

前記可動シリンダーが前記第一位置に位置している場合には、前記二つの制動ロッドにおける少なくとも一つの抵接端が前記環状先端面と接触していない。前記可動シリンダーは、前記第二位置に位置している場合には、前記二つの制動ロッドのうちの一つの抵接端が前記環状先端面の高位置領域に接触すると共に、その押出端が前記工具挟持群における前記少なくとも一つの工具挟みの接触端と当接して押し出す一方、前記二つの制動ロッドの他者の抵接端が前記環状先端面の低位置領域に接触すると共に、その押出端が他の前記工具挟持群における前記少なくとも一つの工具挟みの接触端と当接して押し出さない。

本考案による効果は、前記環状先端面における高位置領域と低位置領域に高低方向の落差を備えている特徴を用いて、工具を交換する作業に工具をロックしたり解放したりする構造を同時に実現することができる、ということにある。

本考案の好ましい実施例に係る工具交換機構を含んだ加工機器の斜視図である。 図１に示されている加工機器の側面図であって、前記加工機器における工具交換機構が直立位置に位置していることを示すものである。 図１に示されている加工機器の側面図であって、前記加工機器における工具交換機構が水平位置に位置していることを示すものである。 本考案の上記好ましい実施例に係る工具交換機構を分解した図である。 図４に示されている工具交換機構において工具交換アームと共に一部の制動手段を分解した図である。 図４に示されている工具交換機構において工具交換アームを示した断面図である。 図６における７－７方向の断面図である。 図４に示されている工具交換機構において一部の制動手段を分解した図である。 図８に示されている制動手段において軸套を示した側面図である。 図８に示されている制動手段において一部の構件を分解した図である。 図１０に示されている制動手段において可動シリンダーの先端面を示した図である。 図２に示されている加工機器において工具交換機構を示した上面図である。 図１２に示されている１３－１３方向の断面図であって、工具交換機構が直立位置に位置していると共に、制動手段において可動シリンダーが第一位置に位置していることを示したものである。 図１３における１４－１４方向の断面図である。 図１３と同様に、制動手段における可動シリンダーが第二位置に位置していることを示す図である。 図１５における１６－１６方向の断面図である。 工具交換機構が水平位置に位置していると共に、制動手段において可動シリンダーが第二位置に位置していることを示した断面図である。

本考案を一層明確に説明するためには、好ましい実施例を挙げて図面を参照しながら以下に詳しく説明する。図１乃至図４に示すように、本考案の好ましい実施例に係る工具交換機構１００については、起立式と横式との両者を兼用する加工機器を例に、加工機器における主軸に位置している工具とマガジンにおける工具を交換するためのものである。前記工具交換機構１００は、駆動機構２００の連動により、軸線Ｌ１を中心として図２に示されている直立位置ＰＶと図３に示されている水平位置ＰＨとの間を揺動可能である。本実施例では、工具交換機構１００は、機器本体１０、工具交換アーム２０、制動手段３０及びモーター５０を含む。ただし、前記機器本体１０は、前記駆動機構２００における回転軸２０１に接続される。前記回転軸２０１は、前記機器本体１０を通った前記軸線Ｌ１を有する。前記回転軸２０１は、回転するように制御されると、前記工具交換機構１００が揺動するように同期連動する。また、前記駆動機構２００が本考案に考えられる重点でないことから、ここで繰り返して説明しない。

図５乃至図７に示されているように、工具交換アーム２０は、工具アーム２１と回転軸２２を含む。そのうち、前記工具アーム２１は、異なる両端に、それぞれ工具挟持群が設けられている。前記回転軸２２は、一方端が前記工具アーム２１の中央部分に固定するように接続されている一方、他方端が接続軸スリーブ２２ａ（図８参照）を介して連動軸２２ｂに固定するように接続されることにより、前記機器本体１０を穿設する。上記モーター５０は、前記機器本体１０に結合されたものであって、前記回転軸２２が中心線Ｌ２を中心として前記工具アーム２１が回転するように連動して制御するためのものである。

上記工具アーム２１は、両端がそれぞれ、開口が外へ向かっている工具挟持部２１Ａと工具挟持部２１Ｂになる。各前記工具挟持部は、一体化して形成された工具挟持板２１ａを有し、各前記工具挟持部における前記工具挟持板２１ａと対向している対向側に側方溝２１ｂが設けられ、側方溝２１ｂにおける溝底部において、水平方向に沿って、工具アーム２１を貫通しなかった受容穴２１ｃが設置されている。また、前記工具アーム２１における前記回転軸２２と接続されている部分の両側には、それぞれ垂直方向において先端面と底面を通り抜けた穿設穴２１ｄが設けられている。各前記工具挟持群について、それぞれ弾性部２３、工具挟み２４及び軸ピン２５が含まれている。そのうち、弾性部２３は、予め前記受容穴２１ｃに置かれておいた。工具挟み２４は、前記側方溝２１ｂに置かれている。軸ピン２５は、前記工具アーム２１と前記工具挟み２４を通り抜けて、工具挟み２４が前記軸ピン２５を支点として回転しながら揺動できるようになる。また、工具挟み２４は、前記軸ピン２５を境界として両端にそれぞれ工具当接端２４ａと接触端２４ｂを構成する。前記弾性部２３は、一方端が前記受容穴２１ｃの底部と当接する一方、他方端が前記工具挟み２４における前記軸ピン２５から前記接触端２４ｂまでの間の部分と当接する。そして、弾性部２３からの弾力は、前記工具挟み２４に作用すると、工具挟み２４における工具当接端２４ａが前記工具挟持板２１ａに寄せるまま維持される。

工具を結合した工具ロッドＴは、前記工具挟持板２１ａと前記工具挟み２４における前記工具当接端２４ａとにより形成された挟持空間Ｓに進出された場合に、工具ロッドＴが前記工具当接端２４ａと接触して押し出すことにより、前記工具挟み２４を少々回転しながら揺動させてから、前記工具ロッドＴを円滑に前記挟持空間Ｓへ進出することができる。そのうち、工具ロッドＴが前記挟持空間Ｓに進入した場合には、前記工具挟み２４が、前記弾性部２３からの弾力により、その工具当接端２４ａを前記工具ロッドＴに係合して、前記工具ロッドＴを安定に挟持することができる。前記工具ロッドＴを挟持することを実現するための形態は、一体化にして形成された工具挟持板２１ａと、回転しながら揺動可能である工具挟み２４との両者により配置され構成されたものであるが、実際に、前記工具アームにおける一方端の側方溝が左右方向において対称的に設置された二つのものであってもよい。工具挟みは、同様に、二つであって、それぞれ、前記側方溝にピン接合されることにより、二つの前記工具挟み間に工具ロッドを係合してもよい。

前記制動手段３０は、回転盤３１、二つの制動ロッド３２、二つのリセット部３３、二つの底部蓋３４及び二つの上部蓋３５を含む。そのうち、前記回転盤３１は、同一の高さ位置にそのまま維持される形態で、前記回転軸２２の外部を覆うように設けられると共に、前記回転軸２２を中心として回転可能である。本実施例において、回転盤３１は、中空部３１ａを有すると共に前記中空部３１ａの両側に位置している二つのすり抜け穴３１ｂを有する。前記二つの制動ロッド３２は、それぞれ、長棒本体３２ａ、接続手段３２ｂ及び制動ブロック３２ｃを有する。前記二つの長棒本体３２ａは、一方端がそれぞれ前記底部蓋３４を通り抜けてから前記回転盤３１における前記すり抜け穴３１ｂを通り抜けた後に、前記接続手段３２ｂに接続される一方、他方端が前記制動ブロック３２ｃに接続される。前記底部蓋３４は、前記工具アーム２１の底面に固定して接続されることから、前記制動ブロック３２ｃが前記工具アーム２１の穿設穴２１ｄに位置する。以上より、制動ロッド３２は、両端に位置する接続手段３２ｂと制動ブロック３２ｃが前記回転盤３１の両側に分けて位置する。そのうち、前記制動ブロック３２ｃにより本考案に係る押出端を構成し、前記接続手段３２ｂにより本考案に係る抵接端を構成するとして定義する。また、前記接続手段３２ｂと前記制動ブロック３２ｃは、前記長棒本体３２ａに対して離れる形態で、それと接続されて交換性を備えるようになる。

前記二つのリセット部３３は、ばねとされ、それぞれ前記穿設穴２１ｄに設置される。前記二つの上部蓋３５は、前記工具アーム２１の先端面に固定して接続されると共に、それぞれ、前記リセット部３３を穿設穴２１ｄに制限する。前記リセット部３３は、押力を提供して前記制動ロッド３２に作用することにより、各前記制動ロッド３２が外方向に沿って移動するように維持される。前記により分かるように、組み合わせられた前記二つの制動ロッド３２は、前記回転盤３１により、前記中心線Ｌ２と平行して移動可能である形態により、前記回転軸２２の外側に架ける。前記工具アーム２１が回転している場合において、工具アーム２１は、前記二つの制動ロッド３２が前記回転盤３１と連動することにより、前記回転軸２２を中心として回って回転するように連動する。

図８に示されているように、前記制動手段３０は、軸管３６、可動シリンダー３７、支持管３８及び案内盤３９をさらに含む。前記軸管３６は、前記可動シリンダー３７の内部に取り付けられる。説明を便宜にするためには、先に、前記軸管３６の構成を説明してから、前記可動シリンダー３７を以下に説明する。そのうち、軸管３６は、先端面と底面を貫通した複数の貫通穴３６ａを有すると共に、その外周面において径方向に沿って突出した環状部３６ｂを有する。図９を再度参照すると、示されているように、軸管３６の内部において、同士が連通しない通路３６１と通路３６２が設けられていると共に、前記二つの通路の両端は、それぞれ、第一端口と第二端口となる。そのうち、通路３６１の第一端口３６１ａと通路３６２の第一端口３６２ａが軸管３６の底部に位置すると共に、それぞれ接続口４０を介して外部の圧力源（不図示）に連通可能である。通路３６１の第二端口３６１ｂと通路３６２の第二端口３６２ｂは、軸管３６の外周面に形成されると共に、第二端口３６１ｂと第二端口３６２ｂが前記環状部３６ｂの両側に分けて位置する。

前記可動シリンダー３７は、前記軸管３６に対して前記中心線Ｌ２に沿って移動可能である。図１０を参照すると、示されているように、本実施例に係る可動シリンダー３７は、円環状となった昇降座３７１、シリンダー管３７２及び案内蓋３７３を含む。組立てを行う際には、さきに、前記シリンダー管３７２により前記軸管３６を覆うように設置してから、前記昇降座３７１と前記案内蓋３７３により、上下方向において前記シリンダー管３７２を挟みながら、複数のネジ３７４を介して前記案内蓋３７３における各すり抜け穴３７３ａを通り抜けて前記昇降座３７１における対応する螺合穴３７１ａへロックする。そうすると、前記シリンダー管３７２を前記昇降座３７１と前記案内蓋３７３との間に固定して接続することができる。それと同時に、前記軸管３６における環状部３６ｂを介して、前記可動シリンダー３７の内部を、同士が連通しない第一空間Ｓ１（図１３参照）と第二空間Ｓ２（図１５参照）に分ける。つまり、前記案内蓋３７３より前記環状部３６ｂとの間の空間が前記第一空間Ｓ１を構成しており、前記昇降座３７１より前記環状部３６ｂとの間の空間が前記第二空間Ｓ２を構成する。しかも、上記通路３６１の第二端口３６１ｂが前記第一空間Ｓ１と連通しており、上記通路３６２の第二端口３６２ｂが前記第二空間Ｓ２と連通する。

なお、前記可動シリンダー３７における前記昇降座３７１の先端面は、さらに、高低方向において落差と起伏の変化を有した環状先端面３７５として設計される。図１０と図１１に示されているように、前記環状先端面３７５は、円心Ｃを頂点とし、中心角θが９０～１５０度という範囲を低位置領域３７５ａとして定義すると、低位置領域３７５ａ以外の部分が高位置領域３７５ｂとなる。本実施例において、前記中心角θが１２０度である例を説明する。低位置領域３７５ａは、中央部位へ段々と凹んだ曲面となる一方、高位置領域３７５ｂが平面となる。前記低位置領域３７５ａを構成した曲面の中央箇所（つまり、θ＝６０度）は、高位置領域３７５ｂを構成した平面に対して、最低点となる。

図８に示されているように、前記支持管３８は、長筒形となった管体であり、突出した肩部３８ａを管胴体に有すると共に外部突縁３８ｂを底部に形成する。また、前記外部突縁３８ｂには、複数のすり抜け穴３８ｃが設けられている。前記案内盤３９は、前記支持管３８を覆うように設置するための中空部３９ａを有する。前記案内盤３９は、前記中空部３９ａの外周に、複数の通り抜け穴３９ｂが設けられると共に外へ伸びた二つの翼部３９ｃを有する。各前記翼部３９ｃには、すり抜け穴３９ｄが設けられている。組立てを行う際に、先に、前記案内盤３９を前記軸管３６と前記支持管３８との間に置いてから、長ロッド形状となった複数のネジ４１の一方端を前記軸管３６の貫通穴３６ａ、前記案内盤３９の通り抜け穴３９ｂ及び前記支持管３８のすり抜け穴３８ｃから通り抜け、前記機器本体１０にロックする。これにより、前記軸管３６と前記支持管３８とは、固定して動けないように前記機器本体１０に接続される。ネジ４１が螺合して締め付けていくことに伴って、前記軸管３６の底部により、前記案内盤３９を前記外部突縁３８ｂにしっかりと当接することになり、前記案内盤３９が回転しないようになる。なお、前記案内盤３９は、次に、二つのネジ４２を介して、それぞれ前記すり抜け穴３９ｄを通り抜けて案内ロッド４３とロックすると共に、各前記案内ロッド４３がそれぞれ前記案内蓋３７３における通り抜け穴３７３ｂを通り抜ける。それにより、前記可動シリンダー３７が前記軸管３６に対して不当的に回転してしまうのを防ぐ目的を達成することができる。

上記において、組立てられた支持管３８は、前記回転軸２２の外部を覆うように設置されると共に、底部が前記機器本体１０に固定するように設置される一方、先端部が前記工具アーム２１と近いものの前記工具アーム２１の回転に妨げることがない。前記軸管３６は、前記支持管３８の外部を覆うように設置される。前記可動シリンダー３７は、前記軸管３６に対して移動可能であるが回転できないという形態で前記軸管３６を覆うように設置される。前記二つの制動ロッド３２は、前記工具アーム２１と前記可動シリンダー３７における前記昇降座３７１との間に位置している。なお、前記支持管３８の肩部３８ａと前記回転盤３１との間にシャフト４４（図７参照）が覆われて設置されている。それにより、前記回転盤３１が同一の高さ位置に維持されると共に前記回転軸２２を中心に回転可能であるという目的を達成することができる。

上記より、本実施例に係る工具交換機構１００は、起立式と横式との両者を兼用する加工機器に適用されると、直立位置ＰＶ（図２参照）と水平位置ＰＨ（図３参照）との間を揺動するように制御される。以下、それぞれ、前記工具交換機構１００を、起立式で加工し又は横式で加工する例に適用し、その工具交換アーム２０と制動手段３０との連動関係を説明する。

まず、図２、図１２乃至図１４を参照すると、示されているように、係る前記工具交換機構１００が、起立式で加工することに適用されるため、前記直立位置ＰＶに位置する。この工程においては、前記工具アーム２１の工具挟持部により、直立で設けられた工具ロッドＴを円滑に係合するために、前記可動シリンダー３７が、相当的に、前記工具アーム２１から遠く離れた一方側に位置しているままで維持されるように制御されることが必要になる。そして、前記二つの制動ロッド３２が各前記リセット部３３により下へ押される場合に、制動ロッド３２が、下へ移動する空間を十分に備えて、その制動ブロック３２ｃが、工具挟み２４が回転しながら揺動する経路から離れるように連動することができる。ひいては、工具挟み２４が、回転しながら揺動する空間を有して、工具ロッドＴが前記挟持空間Ｓを進出するように備えることを確保することができる。前記状態にある可動シリンダー３７が第一位置Ｐ１に位置していると定義する。この時、工具挟み２４は、弾性部２３からの弾力により作用されるが、依然として、運動して回転しながら揺動する状態（図６参照）にも維持される。そして、工具ロッドＴが前記挟持空間Ｓへ進入した後に、前記工具挟持板２１ａと前記工具挟み２４との支持を受けて、自体の重力により落下してしまうことが無くなる。しかも、工具挟み２４は、継続的に、弾性部２３からの弾力により、その工具当接端２４ａが工具挟持板２１ａと近づいてそれと共に工具ロッドＴを挟持し、弾性部２３からの弾力が、前記工具アーム２１の回転際に、工具ロッドＴに対する遠心力よりも大きいように設定されたことから、工具ロッドＴが、前記工具挟持板２１ａと前記工具挟み２４との間に効果良く保持される。また、工具ロッドＴが水平方向に前記挟持空間Ｓを進出して前記工具当接端２４ａと接触する場合に、工具挟み２４が偏向して、弾性部２３を変形させるように圧縮することにより、前記工具ロッドＴが前記挟持空間Ｓを円滑に進出するようになる。

上記に、制動ロッド３２における一方端の制動ブロック３２ｃが、工具挟み２４が回転しながら揺動することに妨げないように確保するために設定された前記可動シリンダー３７の下へ移動する固定点位置は、前記二つの制動ロッド３２の接続手段３２ｂが、前記可動シリンダー３７における環状先端面３７５と接触しないほうが好ましい。しかしながら、前記工具交換機構１００を横式で加工することにも適用するということを考えると、本実施例に係る前記可動シリンダー３７の第一位置Ｐ１を図１３に示されている位置に設定し、前記可動シリンダー３７における環状先端面３７５の高位置領域３７５ｂを、前記工具交換機構１００と同じ方向へ回転しながら揺動する同一側に保持する。図１３の例を挙げると、工具交換機構１００が左方向へ回転しながら揺動する場合には、前記環状先端面３７５の高位置領域３７５ｂを左側に設計する。また、説明を便宜にするためには、前記二つの制動ロッドを、以下に、第一制動ロッド３２Ａと第二制動ロッド３２Ｂとして、それぞれ呼ぶ。故に、前記可動シリンダー３７が第一位置Ｐ１に位置している場合には、前記環状先端面３７５の高位置領域３７５ｂが前記第一制動ロッド３２Ａの接続手段３２ｂとちょっと接触する一方、環状先端面３７５の低位置領域３７５ａが前記第二制動ロッド３２Ｂの接続手段３２ｂと接触しない。また、本実施例において、前記可動シリンダー３７が前記第一位置Ｐ１まで移動するように制御して実現するための形態は、高圧ガスを入力して前記通路３６１に沿って前記第一空間Ｓ１に注ぐ（それと同時に、前記第二空間Ｓ２における気体を前記通路３６２より排出する）ことによりなされたものである。前記軸管３６が固定して動けないことを基に、前記第一空間Ｓ１の内部圧力が前記第二空間Ｓ２の内部圧力よりも大きい場合に、高圧ガスにより前記可動シリンダー３７が下へ移動して前記第一位置Ｐ１にそのまま維持されるように押すことができる。

前記工具交換機構１００が、横式で加工する、工具を交換する作業に適用される場合には、前記工具交換機構１００が、前記直立位置ＰＶにある状態を維持しながらマガジンから離開すると共に、加工機器の主軸と近づくと、先に、制御により、前記制動手段３０の可動シリンダー３７が前記工具アーム２１の方向へ固定点まで移動してから、前記工具交換機構１００が前記水平位置ＰＨ（図３参照）まで揺動するように制御する。前記可動シリンダー３７が前記工具アーム２１の方向へ移動して到着した固定点を、第二位置Ｐ２として定義し（図１５参照）、前記可動シリンダー３７が前記第二位置Ｐ２まで移動するように制御して実現する形態は、同様に、高圧ガスを入力して前記可動シリンダー３７を押すことを採用したものであるが、上記との相違点は、この時、高圧ガスを前記通路３６２に沿って前記第二空間Ｓ２に注ぐ（それと同時に、前記第一空間Ｓ１における気体を前記通路３６１より排出する）。同様に、前記軸管３６が固定して動けないことを基に、前記第二空間Ｓ２の内部圧力が前記第一空間Ｓ１の内部圧力よりも大きい場合には、高圧ガスにより前記可動シリンダー３７が上へ移動しながら前記第二位置Ｐ２に維持されるように押すことができる。

前記環状先端面３７５は、低位置領域３７５ａと高位置領域３７５ｂが高低方向に落差を有することから、上記可動シリンダー３７が上へ移動している際に、その環状先端面３７５の高位置領域３７５ｂが継続的に、前記第一制動ロッド３２Ａが上へ移動するように押し、前記第一制動ロッド３２Ａの制動ブロック３２ｃが前記接触端２４ｂと接触する（図１６参照）場合に、前記工具挟み２４が回転しながら揺動できなくなり、前記工具挟み２４の工具当接端２４ａと前記工具挟持板２１ａとの両者により、工具ロッドＴをしっかりと挟持して、前記工具ロッドＴについて工具をロックする目的を図ることができる。それと同時に、低位置領域３７５ａは、前記第二制動ロッド３２Ｂの接続手段３２ｂと接触しているが、前記第二制動ロッド３２Ｂが上へ移動するように押さない。故に、前記第二制動ロッド３２Ｂの制動ブロック３２ｃは、前記リセット部３３からの押力により、図１４に示されているように、前記接触端２４ｂと接触しない状態にあるまま維持される。この時、第二制動ロッド３２Ｂの制動ブロック３２ｃは、工具挟み２４が回転しながら揺動することに邪魔しないが、この箇所に位置している工具挟み２４が弾性部２３からの弾力により工具ロッドＴを依然として係合する。

上記可動シリンダー３７が前記第二位置Ｐ２まで到着した場合にのみ、前記工具交換機構１００が前記水平位置ＰＨまで揺動するように制御される。図１７に示されているように、この時、前記工具アーム２１における低位置に位置している工具挟持部２１Ａの開口が下へ向かっているものの、前記箇所に位置している工具挟み２４が、前記第一制動ロッド３２Ａからの押出により、水平方向に設けられた工具ロッドＴについて工具をロックする状態にあることから、工具ロッドＴが前記工具挟持部２１Ａより抜け落ちてしまうことを防ぐことができる。それと同時に、前記工具アーム２１における高位置に位置している工具挟持部２１Ｂの開口が上へ向かっていることから、加工機器主軸における工具ロッドＴをそれに置くことが便宜になり、前記箇所に位置している工具ロッドＴが前記工具挟持部２１Ｂから支持されていることから、自体の重力により落下してしまうことが無いと共に、前記工具挟持部２１Ｂにおける弾性部２３の弾力により、前記箇所に位置している工具ロッドＴが安定的な状態にあるようになる。

工具を交換する作業を行うために前記工具アーム２１が１８０度だけ回転するように制御する場合には、前記第一制動ロッド３２Ａと前記第二制動ロッド３２Ｂとが前記工具アーム２１の回転に伴って円形状の軌跡に従って前記回転軸２２回りに回転し、前記二つのリセット部３３からの押し力により、前記第一制動ロッド３２Ａと前記第二制動ロッド３２Ｂとの抵接端（つまり、接続手段３２ｂ）が常に、前記環状先端面３７５と接触したままように、維持される。低位置にある工具挟持部２１Ａから高位置（そもそも高位置に位置している工具挟持部２１Ｂが低位置に変換する）に変換する過程に、前記第一制動ロッド３２Ａと前記第二制動ロッド３２Ｂとが同期に位置を変換することになる。つまり、前記第一制動ロッド３２Ａは、抵接端が前記高位置領域３７５ｂに沿って前記低位置領域３７５ａに滑り込んで、次第に、前記工具挟持部２１Ａについて工具を解放することができる。前記第二制動ロッド３２Ｂは、抵接端が低位置領域３７５ａにおける最低点の位置より前記高位置領域３７５ｂへ移動することにより、前記工具挟持部２１Ｂについて工具をロックすることになる。それにより、前記構成の関係により、前記工具アーム２１が回転している場合には、その工具挟持部２１Ａと工具挟持部２１Ｂが水平に設けられた工具ロッドＴについて工具を適時に解放したりロックしたりすることができ、そして、工具を交換する作業に円滑性を持たせるように確保することができる。

上記から分かるように、本実施例に係る前記工具交換機構１００は、起立式と横式との両者を兼用する加工機器に適用された場合に、起立式で加工するか、それとも、横式で加工するかにかかわらず、いずれも、前記工具ロッドＴについて工具をロックし又は解放する構造を効果的に実現することができる。なお、本実施例は、前記可動シリンダー３７が第一位置Ｐ１と第二位置Ｐ２との間を移動するように制御して実現するための手段について、グリーンとして環境に優しいように、気圧による制御を採用したが、必要に応じて、液圧による手段を採用してもよい。また、上記工具交換アーム２０と制動手段３０の各構件との間には、設置の必要性に応じて、シャフト又は密封部を設置することにより、係る構件が作動している際に円滑性と優れた密封効果とを確保してもよい。再度説明するのは、上記実施例に係る工具挟み２４を、回転しながら揺動するという形態で設計したが、実際に、工具挟みを、直線方向において前後を移動可能であるように設計することにより、工具をロックしたり解放したりする目的を達成してもよい。

以上の記載は、本考案における好ましい実施可能実施例に過ぎず、本考案の明細書と実用新案登録請求の範囲に基づいてなされた均等置換があれば、いずれも本考案の範囲に属される言うまでもない。

１００ 工具交換機構
１０ 機器本体
２０ 工具交換アーム
２１ 工具アーム
２１Ａ、２１Ｂ 工具挟持部
２１ａ 工具挟持板
２１ｂ 側方溝
２１ｃ 受容穴
２１ｄ 穿設穴
２２ 回転軸
２２ａ 接続軸スリーブ
２２ｂ 連動軸
２３ 弾性部
２４ 工具挟み
２４ａ 工具当接端
２４ｂ 接触端
２５ 軸ピン
３０ 制動手段
３１ 回転盤
３１ａ 中空部
３１ｂ すり抜け穴
３２ 制動ロッド
３２ａ 長棒本体
３２ｂ 接続手段
３２ｃ 制動ブロック
３３ リセット部
３４ 底部蓋
３５ 上部蓋
３６ 軸管
３６ａ 貫通穴
３６ｂ 環状部
３６１、３６２ 通路
３６１ａ、３６２ａ 第一端口
３６１ｂ、３６２ｂ 第二端口
３７ 可動シリンダー
３７１ 昇降座
３７１ａ 螺合穴
３７２ シリンダー管
３７３ 案内蓋
３７３ａ すり抜け穴
３７３ｂ 通り抜け穴
３７４ ネジ
３７５ 環状先端面
３７５ａ 低位置領域
３７５ｂ 高位置領域
３８ 支持管
３８ａ 肩部
３８ｂ 外部突縁
３８ｃ すり抜け穴
３９ 案内盤
３９ａ 中空部
３９ｂ 通り抜け穴
３９ｃ 翼部
３９ｄ すり抜け穴
４０ 接続口
４１ ネジ
４２ ネジ
４３ 案内ロッド
４４ シャフト
５０ モーター
２００ 駆動機構
２０１ 回転軸
Ｃ 円心
θ 中心角
Ｌ１ 軸線
Ｌ２ 中心線
ＰＶ 直立位置
ＰＨ 水平位置
Ｓ 挟持空間
Ｓ１ 第一空間
Ｓ２ 第二空間
Ｔ 工具ロッド

Claims (10)

1. 機器本体と、
   工具アームと回転軸を含み、前記工具アームは、異なる両端を有すると共に各前記端にそれぞれ工具挟持群が設けられ、各前記工具挟持群は、少なくとも一つの工具挟みを含み、前記少なくとも一つの工具挟みは、両端を有すると共にそれぞれ接触端と工具当接端を構成しており、前記回転軸は、一方端が前記工具アームに接続される一方、他方端が前記機器本体を穿設し、前記回転軸は、制御されると、中心線を中心に前記工具アームが回転するように連動可能である、工具交換アームと、
   可動シリンダーと二つの制動ロッドを含み、前記可動シリンダーは、前記回転軸を覆うように設けられると共に前記中心線に沿って第一位置と第二位置との間を移動可能であり、前記可動シリンダーは、環状先端面を有し、前記環状先端面は、高低方向の落差によって高位置領域と低位置領域に分けられ、前記二つの制動ロッドは、前記中心線と平行して移動可能である形態で前記回転軸の外側に掛けるように設置されると共に前記工具アームの回転に伴って前記回転軸を中心として回って回転可能であり、各前記制動ロッドは、両端を有すると共にそれぞれ抵接端と押出端を構成する、制動手段を含み、
   前記可動シリンダーが前記第一位置に位置している場合には、前記二つの制動ロッドの少なくとも一つの抵接端が前記環状先端面と接触しておらず、前記可動シリンダーが前記第二位置に位置している場合には、前記二つの制動ロッドの一つの抵接端が前記環状先端面の高位置領域と接触すると共に、その押出端が前記工具挟持群の前記少なくとも一つの工具挟みの接触端と当接して押し出し、前記二つの制動ロッドのもう一つの抵接端が前記環状先端面の低位置領域と接触すると共に、その押出端が他の前記工具挟持群の前記少なくとも一つの工具挟みの接触端と当接して押し出さない、ことを特徴とする加工機器の工具交換機構。
2. 前記工具交換アームは、各前記工具挟持群における前記少なくとも一つの工具挟みが支点を中心として回転しながら揺動可能であり、前記可動シリンダーが前記第一位置に位置している場合に、そのうちの一つの前記制動ロッドの抵接端が前記環状先端面の高位置領域に接触するが、他の一つの前記制動ロッドの抵接端が前記環状先端面の低位置領域に接触していない一方、前記可動シリンダーが前記第二位置に位置している場合に、前記高位置領域の制動ロッドの押出端と接触して前記少なくとも一つの工具挟みが、回転しながら揺動することができない状態にあり、前記低位置領域の制動ロッドの押出端と接触して、他の前記少なくとも一つの工具挟みが回転しながら揺動することができない状態にあるようになることを特徴とする請求項１に記載の加工機器の工具交換機構。
3. 前記制動手段は、軸管を含み、前記軸管は、前記回転軸を覆うように設けられると共に前記機器本体に固定して接続され、
   前記可動シリンダーは、前記軸管の外部を覆うように設けられ、
   前記軸管は、外周面において径方向に沿って突出した環状部を有し、前記環状部は、前記可動シリンダーにおける内部空間を、同士が連通していない第一空間と第二空間に分け、前記第一空間の内部圧力が前記第二空間の内部圧力よりも大きい場合に、前記可動シリンダーが前記第一位置に位置することになり、前記第二空間の内部圧力が前記第一空間の内部圧力よりも大きい場合に、前記可動シリンダーが前記第二位置に位置することになる、ことを特徴とする請求項２に記載の加工機器の工具交換機構。
4. 前記可動シリンダーは、動けない形態で前記軸管の外部を覆うように設けられ、
   前記軸管は、内部に二つの通路が設けられ、前記二つの通路は、それぞれ、外部の圧力源まで連通するための第一端口を有し、前記二つの通路は、それぞれ、第二端口を有し、そのうちの一つの前記通路の第二端口が前記第一空間と連通すると共に、他の一つの前記通路の第二端口が前記第二空間と連通する、ことを特徴とする請求項３に記載の加工機器の工具交換機構。
5. 前記制動手段は、支持管を含み、前記支持管は、前記回転軸を覆うように設置され、一方端が前記機器本体に固定するように接続され、他方端が、前記工具アームが前記支持管に対して転回可能であるように前記工具アームに接続され、
   前記軸管は、前記支持管の外部を覆うように設置されると共に前記支持管に固定するように接続される、ことを特徴とする請求項３に記載の加工機器の工具交換機構。
6. 各前記工具挟持群は、弾性部と軸ピンを含み、前記弾性部は、前記工具アームの内部に設置され、前記軸ピンは、前記少なくとも一つの工具挟みを穿設し、前記少なくとも一つの工具挟みは、前記軸ピンを支点として回転しながら揺動可能であり、
   前記弾性部は、前記少なくとも一つの工具挟みに作用する弾力を提供して、前記少なくとも一つの工具挟みにおける前記工具の当接端が所定方向へ移動するように維持する、ことを特徴とする請求項２に記載の加工機器の工具交換機構。
7. 前記工具アームは、両端にそれぞれ少なくとも、側方溝、受容穴及び穿設穴が設けられており、前記少なくとも一つの側方溝に前記少なくとも一つの工具挟みが設けられ、前記弾性部が前記受容穴に設置され、前記二つの制動ロッドにおける押出端は、それぞれ、前記穿設穴まで突出するように伸びており、
   前記制動手段は、それぞれ前記穿設穴に設置された二つのリセット部を含み、各前記リセット部は、前記制動ロッドにおける押出端に作用する押し力を提供して、各前記制動ロッドが前記可動シリンダーの方向へ移動するように維持する、ことを特徴とする請求項６に記載の加工機器の工具交換機構。
8. 前記制動手段は回転盤を含み、
   前記回転盤は、同一の高さ位置を維持できるという形態で前記回転軸を覆うように設置され、前記回転軸を中心に回転可能であり、
   前記二つの制動ロッドは、それぞれ、前記回転盤を通って、抵接端及び押出端がそれぞれ前記回転盤の両側に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載の加工機器の工具交換機構。
9. 前記可動シリンダーは、前記環状先端面の高位置領域が平面となり、前記環状先端面の低位置領域が次第に凹んだ曲面となる、ことを特徴とする請求項１に記載の加工機器の工具交換機構。
10. 前記可動シリンダーに円心を定義すると、前記環状先端面における低位置領域は、中心角が９度～１５０度の範囲にある、ことを特徴とする請求項９に記載の加工機器の工具交換機構。