特許 6591607 加工機のカッター交換装置のカッター交換アーム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6591607

(24)【登録日】2019年9月27日

(45)【発行日】2019年10月16日

(54)【発明の名称】加工機のカッター交換装置のカッター交換アーム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/157 20060101AFI20191007BHJP

【ＦＩ】

   B23Q3/157 M

   B23Q3/157 S

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2018-86914(P2018-86914)

(22)【出願日】2018年4月27日

【審査請求日】2018年4月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】518151272

【氏名又は名称】柯 兼勝

(73)【特許権者】

【識別番号】518151294

【氏名又は名称】葉 文中

(73)【特許権者】

【識別番号】518151308

【氏名又は名称】陳 銘財

(74)【代理人】

【識別番号】110000198

【氏名又は名称】特許業務法人湘洋内外特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柯 兼勝

(72)【発明者】

【氏名】葉 文中

(72)【発明者】

【氏名】陳 銘財

【審査官】 村上 哲

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１８２９７１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５２−１０３０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０４７６４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ３／１５５−３／１５７

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工機のカッター交換装置のカッター交換アームであって、２個のアーム部を有し、それぞれ両側に位置し、各アーム部は、結合部を有し、各結合部は、開口を有し、２個の開口の方向は、反対を呈し、各アーム部には、横方向に移動可能なアーバー、及び縦方向に弾性移動可能な縦方向移動ブロックを設置し、前記各アーバーの末端には、横方向移動ブロックを有し、対応するアーバーと連動し、前記縦方向移動ブロックは、横方向移動ブロックと相互に嵌合し、これにより縦方向移動ブロックは、横方向移動ブロック中において、上下に移動し、縦方向移動ブロックと横方向移動ブロック間には、数個の接触表面を有し、各接触表面は、相互に平行な斜面接触を呈し、各縦方向移動ブロックは上下移動と同時に、数個の接触表面の牽引により、各横方向移動ブロックを、結合部方向へと近づけ或いは離れさせ、これにより、各アーバーの反対端は、結合部内部の設定位置に確実に進入し、結合部中に進入したカッター工具を確実に押さえ、こうしてカッター工具は落下せず、或いは結合部の内部から確実に離れ、こうしてカッター交換時に、結合部内部に進入したカッター工具と衝突を発生せず、
前記横方向移動ブロックには、上下に貫通した第一斜槽を形成し、第一斜槽の隣りには、相互に連通する欠口を形成し、欠口は、横方向移動ブロック外側辺へと貫通し、第一斜槽の幅は、欠口より大きく、第一斜槽の側面は、第一斜面を形成し、第一斜槽と相互に隣り合う横方向移動ブロック外側面は、第二斜面を形成し、第一斜面と第二斜面は、相互に平行で、
前記縦方向移動ブロックの頂端には、上方へと突出する頂ピンを形成し、縦方向移動ブロックの片側には、第一スライド動部を形成し、反対側には、第二スライド動部を形成し、第一スライド動部と第二スライド動部が相対する両側面間には、第二斜槽をそれぞれ形成し、第一スライド動部と第二スライド動部が相対する両側面には、第三斜面及び第四斜面をそれぞれ形成し、第三斜面と第四斜面は、相互平行を呈し、しかもまた横方向移動ブロックの第一斜面、第二斜面と相互に平行で、前記第一スライド動部は、横方向移動ブロックの第一斜槽中に嵌合し、縦方向移動ブロックは連結し連動され、前記第三斜面は第一斜面に密着し、前記第二斜面は第四斜面に密着する
ことを特徴とする加工機のカッター交換装置のカッター交換アーム。

【請求項2】

前記各アーバー上には、第一バネを嵌めて設置し、前記第一バネの両端は、アーム部及びアーバーの間にそれぞれ抵触し、これにより縦方向位置ブロックに押され、対応する結合部へと移動する時、第一バネは、その弾性作用力を上に加え、こうしてカッター工具に対して二重の押さえ力を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の加工機のカッター交換装置のカッター交換アーム。

【請求項3】

前記アーバーは、長い棒状を呈し、その一端は、抵触ブロックを有し、それが対応する結合部の端に位置し、そのもう一つの末端は、横方向移動ブロックと固定され、それが対応するアーム部に置かれ、前記各アーム部中には、結合部へと貫通する通路を有し、結合部４２に隣接する通路４４端には、通孔４３を有し、各アーバーは、通路中に設置され、これにより抵触ブロックは、通孔の外側に位置し、通路は、横方向移動ブロック位置に対応し、第二収容室を形成し、前記横方向移動ブロックは、第二収容室中で横方向の往復移動を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の加工機のカッター交換装置のカッター交換アーム。

【請求項4】

前記縦方向移動ブロックの内部には、底面から上方へと貫通する沈孔を形成し、沈孔には第二バネを入れ、前記縦方向移動ブロック及び第二バネは、保護筒中に収納され、前記保護筒は、アーム部に対応する第二収容室の下方に固定され、アーム部上端面には、第二収容室に対応して、穿孔を設置し、これにより各頂ピンは、アーム部の穿孔から伸び出ることを特徴とする請求項１に記載の加工機のカッター交換装置のカッター交換アーム。

【請求項5】

前記アーバーの外表面には、階級縁を形成し、第一バネの一端は、前記階級縁に接触停止し、アーバーは、アーム部中に置かれ、前記各アーム部中には、結合部へと貫通する通路を有し、結合部に隣接する通路端には、通孔を有し、アーバーは、通路中に設置され、これにより抵触ブロックは、通孔の外側に位置し、通路は第一バネ位置に対応し、第一収容室を形成し、前記第一バネの反対端は、第一収容室の側壁面に抵触し、第一収容室中において伸び縮みする
ことを特徴とする請求項２に記載の加工機のカッター交換装置のカッター交換アーム。

【請求項6】

前記カッター交換アームは、カッター交換装置の駆動軸上に結合して固定する
ことを特徴とする請求項１に記載の加工機のカッター交換装置のカッター交換アーム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は加工機のカッター交換装置のカッター交換アームに関する。

【背景技術】

【0002】

自動カッター交換システムは、加工機の主軸上のカッター工具の交換に用いられ、これにより次の段階の加工作業に移ることができる。
自動カッター交換システムには、カッター交換アームを設置し、その両端には、カッター工具を結合する結合部をそれぞれ設置する。
しかも、カッター交換アームは、各結合部に対応し、アーバーを設置し、これによりカッター工具を、結合部中に緊密に組み付け、カッター工具の落下を回避する。

【0003】

特許文献１に開示する「自動カッター交換システムの無音カッター交換アーム構造」は、カッター交換アームにおいて、カッター交換時に、頂上カッタークリップがカッター工具にぶつかって発生する騒音問題、及び衝撃により主軸の精度が低下しやすいという問題を解決することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】台湾特許第Ｍ５１７０４６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１には、以下の問題が存在する。
一、バネ１３２が弾性疲労を起こした時、軸棒１３１第一端の抵触ブロック１３８は、カッター工具４と衝突しない位置まで、完全に収めることはできないため、カッター工具に衝突し騒音の問題と、加工主軸の精度低下という問題が発生する。
二、軸棒１３１第二端１３７は、点の方式で、頂ピン部材２１の錐セクション２１１と接触停止するため、軸棒１３１第二端１３７は極めて磨損しやすく、これにより頂上カッタークリップ１３全体の長さがやや減少し、頂ピン部材が、軸棒を結合部１２へと押して移動させる時、抵触ブロック１３８は、設計時の到達すべき位置まで確実に到達できない。よって、カッター工具４上を抑える力は低下し、高速回転しカッターを交換する過程において、カッター工具４落下の状況が発生しやすい。
三、頂ピン部材２１はバネ５３により上方へと押し上げられ、錐セクション２１１を利用して軸棒１３１を押して結合部へと移動させる時、バネ１３２は軸棒１３１移動時の抵抗力を構成し、これにより抵触ブロック１３８がカッター工具４上に加える力は低下し、高速回転しカッターを交換する過程において、カッター工具４落下の状況が起こる可能性があり、しかもバネ２２の弾性疲労を招きやすい。
四、バネ２２に弾性疲労が発生すると、もう一つのバネ１３２は軸棒１３１が結合部１２へと移動する時の抵抗力を構成し、頂ピン部材２１は軸棒１３１を押して予定の位置まで確実に到達させることができず、抵触ブロック１３８がカッター工具４上に加える力が大きく低下し、高速回転しカッターを交換する過程において、カッター工具４落下の確率は、大きく高まり、加工作業全体の効率が低下する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明はカッター交換アームのカッター交換時に、衝突騒音が発生せず主軸精度に影響する状況も発生せず、またカッター交換アームのカッター交換時に、二重のカッター固定力を有し、カッター交換アームではカッター工具落下の状況が発生しない加工機のカッター交換装置のカッター交換アームに関する。

【0007】

本発明による加工機のカッター交換装置のカッター交換アームにおいて、該カッター交換アームの中央位置は、カッター交換装置の駆動軸上に結合して固定する。
該駆動軸は、カッター交換アームの回転或いは上下移動を連動し、カッター交換アームは駆動軸を中心として、等長で対称なアーム部に両端に区画される。
各アーム部は、結合部を有し、各結合部は、開口を有し、２個の開口の方向は、反対を呈する。
各アーム部には、横方向に移動可能なアーバー、及び縦方向に弾性移動可能な縦方向移動ブロックを設置し、該各アーバーの末端には、横方向移動ブロックを有し、アーバーと一緒に連動する。
該縦方向移動ブロックは、横方向移動ブロックと相互に嵌合し、これにより縦方向移動ブロックは、横方向移動ブロック中において、上下に移動し、縦方向移動ブロックと横方向移動ブロック間には、数個の接触表面を有し、各接触表面は、相互に平行な斜面接触を呈し、各縦方向移動ブロックは上下移動と同時に、数個の接触表面の牽引により横方向移動ブロックを、結合部方向へと近づけ、或いは離れさせる。
これにより、各アーバーの反対端は、結合部内部の設定位置に確実に進入し、結合部中に進入したカッター工具を確実に押さえ、こうしてカッター工具は落下せず、或いは結合部の内部から確実に離れ、こうしてカッター交換時に、結合部内部に進入したカッター工具と衝突を発生しない。

【0008】

該各アーバー上には、第一バネを嵌めて設置する。
該第一バネの両端は、アーム部及びアーバーの間にそれぞれ抵触し、これにより縦方向位置ブロックに押され、対応する結合部へと移動する時、第一バネは、その弾性作用力を上に加え、こうしてカッター工具に対して二重の押さえ力を有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】カッター交換装置のカッター交換アームが未下降の模式図である。

【図2】カッター交換装置のカッター交換アームが下降した模式図である。

【図3】本発明の立体分解図である。

【図4】本発明の組み立て立体図である。

【図5】本発明の縦方向移動ブロック、横方向移動ブロックの拡大図である。

【図6】本発明の縦方向移動ブロック、横方向移動ブロックの結合模式図である。

【図7】図４ＡＡ位置の局部断面動作図である。

【図8】図４ＡＡ位置の局部断面動作図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（一実施形態）
図１、２に示す通り、本発明一実施形態による加工機のカッター交換装置２０のカッター交換アーム４０において、カッター交換アーム４０は、カッター交換装置２０に固定される駆動軸２１を結合する。
駆動軸２１は、カッター交換アーム４０の回転を駆動し、その両端の結合部４１により、カッター収納庫１０上のカッター工具１０１及び主軸３０上のカッター工具３０１を置いて入れる。
駆動軸２１は、上下昇降でき、２個のカッター工具１０１、３０１を下向きに抜き出し、及びカッター工具を交換する位置まで回転後に再び上昇し、２個のカッター工具１０１、３０１を、カッター収納庫１０及び主軸３０上にそれぞれ収納し、これにより主軸３０は、次の段階の加工作業を継続して行うことができる。

【0011】

図３〜６に示す通り、本実施形態のカッター交換アーム４０は、概ね細長い扁平体を呈し、その中央位置は、カッター交換装置２０の駆動軸２１と結合して固定され、その中央位置の両側には、等長で対称のアーム部４０１をそれぞれ構成する。
各アーム部４０１の末端には、開口４２を有する結合部４１をそれぞれ設置する。
２個の開口４２の方向は、反対を呈する。
各アーム部４０１には、横方向移動可能なアーバー５０、及びアーバー５０を往復移動させる縦押し部材６０を取り付ける。
アーバー５０は、長い棒状を呈し、その一端には、抵触ブロック５１を有し、それが対応する結合部４１一端に位置し、そのもう一つの末端は、横方向移動ブロック５４と、ボルト５４５により固定され、その外表面には、階級縁５２を形成する。
アーバー５０上には、第一バネ５３を嵌めて設置する。
第一バネ５３の一端は、階級縁５２に接触停止する。
各アーバー５０は、それが対応するアーム部４０１中に置かれ、各アーム部４０１中には、結合部４２へと貫通する通路４４を有し、結合部４２に隣接する通路４４端には、通孔４３を有する。
アーバー５０は、通路４４中に設置され、これにより抵触ブロック５１は、通孔４３の外側に位置し、通路４４は第一バネ５３位置に対応し、第一収容室４５を形成する。
通路４４は、横方向移動ブロック５４位置に対応し、第二収容室４６を形成する。
横方向移動ブロック５４は、第二収容室４６中において横方向の往復移動を行う。
第一バネ５３の反対端は、第一収容室４５の側壁面４５１に抵触し、第一収容室４５中において伸び縮みする。

【0012】

横方向移動ブロック５４には、上下に貫通した第一斜槽５４４を形成し、第一斜槽５４４の隣りには、相互に連通する欠口５４３を形成する。
欠口５４３は、横方向移動ブロック５４外側辺まで貫通し、第一斜槽５４４の幅は、欠口５４３より大きい。
第一斜槽５４４の側面は、第一斜面５４１に形成され、第一斜槽５４４と相互に隣り合う横方向移動ブロック５４外側面は、第二斜面５４２に形成され、第一斜面５４１と第二斜面５４２は、相互に平行である。

【0013】

縦押し部材６０は、少なくとも縦方向移動ブロック６１及び第二バネ６２を有する。
縦方向移動ブロックの頂端には、上方へと突出する頂ピン６１６を形成する。
縦方向移動ブロック６１の片側には、第一スライド動部６１１を形成し、反対側には、第二スライド動部６１２を形成する。
第一スライド動部６１１と第二スライド動部６１２が相対する両側面間には、第二斜槽６１５をそれぞれ形成する。
第一スライド動部６１１と第二スライド動部６１２が相対する両側面には、第三斜面６１３及び第四斜面６１４をそれぞれ形成する。
第三斜面６１３と第四斜面６１４は、相互平行を呈し、しかもまた横方向移動ブロック５４の第一斜面５４１、第二斜面５４２と相互平行を呈し、縦方向移動ブロック６１の内部には、底面から上方へと貫通する沈孔６１７を形成する。
沈孔６１７には、第二バネ６２を設置する。
縦方向移動ブロック６１及び第二バネ６２は、保護筒６３中に収納される。
保護筒６３は、アーム部４０１の第二収容室４６の下方に対応して固定され、同時に頂ピン６１６は、アーム部４０１の穿孔４７に伸び出る。
各保護筒６３は、通孔４８１を有する底板４８により、下から上方へと対応するアーム部４０１底面に螺合固定され、保護筒６３を、アーム部４０１底部に固定し、及び同時に通路４４中に位置するアーバー５０を蓋封する。
第一スライド動部６１１は、横方向移動ブロック５４の第一斜槽５４４中に嵌合され、これによりアーバー５０と縦方向移動ブロック６１は連結し連動される。
第三斜面６１３は、第一斜面５４１に密着し、第二斜面５４２は、第四斜面に密着する。

【0014】

上記は本発明一実施形態による加工機のカッター交換装置のカッター交換アーム４０の各部構成部材及びその組み立て方式の紹介である。
続いては、その使用特徴について紹介する。
図１、図２に合わせて図５〜図８に示す通り、本実施形態のカッター交換アーム４０は、カッター交換装置２０に固定される駆動軸２１を結合する。
駆動軸２１は、カッター交換前或いはカッター交換時に、カッター交換アーム４０を上方へと引き上げる。
カッター交換アーム４０の各アーム部４０１の突出する頂ピン６１６は、カッター交換装置２０底部の抵触部２２の圧迫を受け、各縦方向移動ブロック６１を下向きに移動させる。
同時に、第二バネ６２を圧縮し、これにより第二バネ６２は弾性作用力を蓄積し、しかも各横方向移動ブロック５４の第一斜面５４１は、第一スライド動部６１１の第三斜面６１３に押され、各アーバー５０は駆動軸２１方向へと移動する。
これにより、各抵触ブロック５１は、対応する結合部４１の開口４２中に進入せず、第一バネ５３は、アーバー５０階級縁５２の圧縮を受けて、弾性作用力を蓄積する。
これにより、カッター交換アーム４０が回転しカッター交換を行う時、カッター収納庫１０のカッター工具１０１及び主軸３０のカッター工具３０１が結合部４１の開口４２に進入し、２個のカッター工具１０１、３０１は、各抵触ブロック５１と衝突を発生せず、しかも衝突の騒音は発生しない。

【0015】

駆動棒２１が下向きに移動し、カッターを抜く際に、２個の頂ピン６１６が抵触部２２から離脱する瞬間、各第二バネ６２は、その弾性作用力により、縦方向移動ブロック６１を上方へと押し上げる。
各縦方向移動ブロック６１の第四斜面６１４は、横方向移動ブロック５４の第二斜面５４２を押し、これにより各アーバー５０は、それが対応する結合部４１方向へと移動し、結合部４１の開口４２中に進入し、カッター工具１０１、３０１上に抵触する。
これにより、各カッター工具１０１、３０１を緊密に締める。
各第一バネ５３は、それが対応するアーバー５０において、結合部４１へと移動すると同時に、その弾性作用力により、アーバー５０に対して、相同方向の力で押す。
これにより、各アーバー５０が、カッター工具１０１、３０１上に加える力は、二重の力を有する。
これにより、カッター交換アーム４０が、高速でカッターを抜いた後のカッター交換動作時に、高速回転下でもカッターが落下する状況は発生しない。
カッター交換アーム４０は、カッターを抜いた後のカッター交換動作を完成後、上方へと元の位置に移動し、カッターを挿す動作を行う必要がある。
２個の頂ピン６１６は抵触部２２の圧縮を受け、各縦方向移動ブロック６１は下向きに移動し、各アーバー５０を、各結合部４１の開口４２中に進入しない位置へと引き戻す。
同時に第二バネ６２を圧縮し、第二バネ６２は弾性作用力を蓄積し、及び第一バネ５３はアーバー５０階級縁５２の圧縮を受け、弾性作用力を蓄積し、カッター交換アーム４０は再度回転し、準備の位置を回復し、次のカッター交換作業に備える。

【0016】

前述した本発明の実施形態は本発明を限定するものではなく、よって、本発明により保護される範囲は後述される特許請求の範囲を基準とする。

【符号の説明】

【0017】

１０ カッター収納庫
１０１ カッター工具
２０ カッター交換装置
２１ 駆動軸
２２ 抵触部
３０ 主軸
３０１ カッター工具
４０ カッター交換アーム
４０１ アーム部
４１ 結合部
４２ 開口
４３ 通孔
４４ 通路
４５ 第一収容室
４５１ 側壁面
４６ 第二収容室
４７ 穿孔
４８ 底板
４８１ 貫通孔
５０ アーバー
５１ 抵触ブロック
５２ 階級縁
５３ 第一バネ
５４ 横方向移動ブロック
５４１ 第一斜面
５４２ 第二斜面
５４３ 欠口
５４４ 第一斜槽
５４５ ボルト
６０ 縦押し部材
６１ 縦方向移動ブロック
６１１ 第一スライド動部
６１２ 第二スライド動部
６１３ 第三斜面
６１４ 第四斜面
６１５ 第二斜槽
６１６ 頂ピン
６１７ 沈孔
６２ 第二バネ
６３ 保護筒

【要約】      （修正有）

【課題】カッター交換アームのカッター交換時に、衝突騒音が発生せず主軸精度に影響する状況も発生せず、またカッター工具落下の状況が発生しない加工機のカッター交換装置のカッター交換アームを提供する。
【解決手段】カッター交換装置のカッター交換アームは対称な２個のアーム部４０１を有し、各アーム部４０１は結合部４１を有し、各結合部４１は開口４２を有し、２個の開口４２の方向は反対を呈する。各アーム部４０１には横方向に移動可能なアーバー５０、及び縦方向に弾性移動可能な縦方向移動ブロック６１を設置し、アーバー５０の末端には横方向移動ブロック５４を有し、一緒に連動され、縦方向移動ブロック６１は横方向移動ブロック５４と相互に嵌合し、縦方向移動ブロック６１は上下移動と同時に数個の接触表面の牽引により横方向移動ブロック５４を、結合部４１方向へと近づけ或いは離れさせる。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】