特開 2025-15013 工具ブラケット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025015013

(43)【公開日】2025-01-30

(54)【発明の名称】工具ブラケット

(51)【国際特許分類】

   B23D 79/00 20060101AFI20250123BHJP

   B23C 3/12 20060101ALI20250123BHJP

【ＦＩ】

B23D79/00 A

B23C3/12 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023118061

(22)【出願日】2023-07-20

(71)【出願人】

【識別番号】000132161

【氏名又は名称】株式会社スギノマシン

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京

(72)【発明者】

【氏名】柳原 裕介

(72)【発明者】

【氏名】石谷 彰浩

(72)【発明者】

【氏名】武藤 充

【テーマコード（参考）】

3C022

3C050

【Ｆターム（参考）】

3C022DD11

3C050FB09

3C050FB14

(57)【要約】

【課題】 スピンドル体を挿入し、スピンドル体が滑らかに傾動できる工具ブラケットを提供する。
【解決手段】 工具ブラケット１０は、シリンダ軸２方向に延びるシリンダ室１５ａを有するハウジング１５と、傾動中心１７ｅを中心に傾動する傾動軸３を有し、スピンドル体１１が装着され、シリンダ軸２に対して傾動可能な傾動ボディ１７と、傾動軸３から径方向に延び、傾動ボディ１７に配置される回り止め体１９ｂと、シリンダ軸２方向に沿って延び、ハウジング１５に配置される受容溝１９ａと、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダ軸方向に延びるシリンダ室を有するハウジングと、
傾動中心を中心に傾動する傾動軸を有し、スピンドル体が装着され、前記シリンダ軸に対して傾動可能な傾動ボディと、
前記傾動軸から径方向に延び、前記傾動ボディに配置される回り止め体と、
前記シリンダ軸方向に沿って延び、前記ハウジングに配置される受容溝と、
を有する、工具ブラケット。

【請求項2】

前記回り止め体は、前記傾動中心を通り、前記傾動軸に垂直な平面上に延びる、
請求項１に記載の工具ブラケット。

【請求項3】

前記受容溝は、前記シリンダ軸を通る平面である当接面を有する、
請求項１又は２に記載の工具ブラケット。

【請求項4】

前記回り止め体は、前記当接面と当接する膨出部を有する、
請求項１～３のいずれかに記載の工具ブラケット。

【請求項5】

前記膨出部は、球状である、
請求項４に記載の工具ブラケット。

【請求項6】

先端部に配置される作用部を有し、先端方向に付勢され、前記シリンダ室内を往復するピストンを更に有し、
前記傾動ボディは、前記シリンダ室内に配置され、前記作用部と当接するセンタリング部を有する、
請求項１～５のいずれかに記載の工具ブラケット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工具ブラケットに関する。

【背景技術】

【0002】

工具が傾動できるバリ取り工具が提案されている（特開２０２２－０７４２９２号公報。以下、特許文献１）。特許文献１のバリ取り工具１００は、シャンク軸１５に沿って配置されたシャンク１１を有するハウジング１と、伝達ロッド３と、傾動シャフト４と、傾き修正機構９を有する。傾動シャフト４は、フランジ部４１と、伝達ロッドが貫通する受容部４１ａと、刃物１０１を保持するロッド部４２と、シャンク軸１５上に傾動中心２５を有する球面ブッシュ２４とを有する。傾動シャフト４は、傾動中心２５を中心に傾動できる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

特許文献１のバリ取り工具は、マシニングセンタ等の回転主軸に装着される。そのため、特許文献１のバリ取り工具は、例えば、回転主軸を有しないロボットには適用できない。
本発明は、スピンドル体を挿入し、スピンドル体が滑らかに傾動できる工具ブラケット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】

【0004】

本発明の第１の観点は、
シリンダ軸方向に延びるシリンダ室を有するハウジングと、
傾動中心を中心に傾動する傾動軸を有し、スピンドル体が装着され、前記シリンダ軸に対して傾動可能な傾動ボディと、
前記傾動軸から径方向に延び、前記傾動ボディに配置される回り止め体と、
前記シリンダ軸方向に沿って延び、前記ハウジングに配置される受容溝と、
を有する、工具ブラケットである。

【0005】

本発明の第２の観点は、
シリンダ軸方向に延びるシリンダ室を有するハウジングと、
圧縮性流体によって先端方向に付勢され、前記シリンダ室内を往復するピストンであって、先端部に配置される作用部を有するピストンと、
傾動軸を有し、前記シリンダ室内に配置され、前記シリンダ軸に対して傾動可能な傾動ボディであって、基端部に配置され、前記作用部と当接するセンタリング部であって、前記傾動軸が前記シリンダ軸から傾斜するときに、前記シリンダ軸を作用線として、前記ピストンを押し出すセンタリング部を有する傾動ボディと、
を有する、工具ブラケットである。

【発明の効果】

【0006】

本発明の工具ブラケットによれば、スピンドル体を挿入し、スピンドル体が滑らかに傾動できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】傾動していない状態の実施形態１のバリ取り工具の縦断面図

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線断面図

【図3】図２のＩＩＩ部拡大図

【図4】傾動した状態の実施形態１のバリ取り工具の縦断面図

【図5】図４のＶ－Ｖ線断面図

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜実施形態１＞
図１に示すように、本実施形態のバリ取り工具１０は、工具ブラケット１３と、スピンドル体１１と、を有する。図１は、図２のＩ－Ｉ線断面図である。図１は、スピンドル体１１が傾動していない状態を示す。図１において、シリンダ軸２（図４参照）と、傾動軸３（図４参照）は一致している。
バリ取り工具１０は、ロボット６やエア源８と接続される。

【0009】

工具ブラケット１３は、ハウジング１５と、ピストン２１と、傾動ボディ１７と、カップリング１８と、回り止め１９と、基端カバー２７と、先端カバー２５と、を有する。
ハウジング１５は、中空形状である。ハウジング１５の内部に、基端から、ピストン２１と、傾動ボディ１７と、回り止め１９と、が配置される。

【0010】

ハウジング１５は、基端部から、シリンダ室１５ａと、座面１５ｃと、先端開口１５ｄと、を順に有する。ハウジング１５は、例えば、ロボット６のアームの先端に取り付けられる。図２に示すように、ハウジング１５は、直方体状の外形を有しても良い。シリンダ室１５ａは、シリンダ軸２を中心に配置される。図１に示すように、シリンダ室１５ａは、シリンダ部１５ａ２と、小径案内部１５ａ１とを有する。シリンダ部１５ａ２は、ハウジング１５の中央部に配置される。小径案内部１５ａ１は、シリンダ部１５ａ２よりも小径である。小径案内部１５ａ１は、シリンダ部１５ａ２に接続され、ハウジング１５の基端に開口する。座面１５ｃは、ハウジング１５の先端部に配置される。座面１５ｃは、シリンダ軸２に垂直な平面である。座面１５ｃは、回り止め１９を介して、シリンダ室１５ａに接続される。先端開口１５ｄは、座面１５ｃからハウジング１５の先端に開口する。好ましくは、先端開口１５ｄは、先端に向かうにつれて径が大きくなる。

【0011】

ハウジング１５は、流体ポート１５ｆを有する。流体ポート１５ｆは、シリンダ部１５ａ２に接続される。流体ポート１５ｆは、エア源８と接続される。エア源８は、流体ポート１５ｆを介して、シリンダ部１５ａ２に圧縮空気を供給する。

【0012】

ピストン２１は、中空円筒状である。ピストン２１は、ヘッド部２１ｂと、スリーブ２１ａと、凹部（作用部）２１ｄと、基端開口２１ｃと、シール２１ｅと、シール２１ｆと、を有する。ヘッド部２１ｂは、中空円筒であり、シリンダ部１５ａ２内を往復する。凹部２１ｄは、先端方向に進むにつれて大径である。凹部２１ｄは、例えば、シリンダ軸２を中心とする円錐面である。スリーブ２１ａは、ヘッド部２１ｂの基端部に接続される。スリーブ２１ａは、小径案内部１５ａ１に案内される。基端開口２１ｃは、スリーブ２１ａの内面である。基端開口２１ｃは、基端方向に進むにつれて大径となる円錐面でも良い。基端開口２１ｃは、凹部２１ｄに接続される。シール２１ｅは、ヘッド部２１ｂの外円筒面に装着される。シール２１ｆは、スリーブ２１ａの外円筒面に装着される。

【0013】

傾動ボディ１７は、中空円筒状又は球状である。傾動ボディ１７は、凸球面（センタリング部）１７ａと、ヘッド面１７ｂと、スリーブ１７ｃと、挿通孔１７ｄと、を有する。凸球面１７ａは、傾動ボディ１７の基端部に配置される。凸球面１７ａは、凹部２１ｄに当接し、摺動する。凸球面１７ａは、傾動中心１７ｅを有する。傾動中心１７ｅは、凸球面１７ａの中心である。傾動軸３は、傾動中心１７ｅを通る。ヘッド面１７ｂは、傾動ボディ１７の先端部に配置される。ヘッド面１７ｂは、例えば、平面である。平面であるヘッド面１７ｂは、傾動軸３に垂直である。スリーブ１７ｃは、ヘッド面１７ｂから先端方向に延びる。スリーブ１７ｃは、中空直円筒状である。挿通孔１７ｄは、スリーブ１７ｃの内面である。挿通孔１７ｄは、傾動軸３を中心とし、傾動ボディ１７を貫通する。挿通孔１７ｄは、円筒孔である。

【0014】

スピンドル体１１は、挿通孔１７ｄに挿入される。スピンドル体１１は、工具ブラケット１３を貫通する。スピンドル体１１は、ボディ１１ａと、スピンドル１１ｂと、スピンドルモータ１１ｃと、を有する。スピンドル１１ｂは、傾動軸３を中心に、ボディ１１ａに回転可能に支持される。スピンドル１１ｂには、先端工具１が装着される。スピンドルモータ１１ｃは、ボディ１１ａに配置され、スピンドル１１ｂに接続される。例えば、スピンドルモータ１１ｃは、スピンドル１１ｂを回転方向５（先端方向から見て反時計回り）に回転する。

【0015】

カップリング１８は、中空円筒状である。カップリング１８は、スリーブ１７ｃとスピンドル体１１とを締結する。カップリング１８は、例えば、リジッドカップリングである。

【0016】

図１～図３に示すように、回り止め１９は、複数の受容溝１９ａと、複数の回り止めピン１９ｂと、ピン穴１９ｃと、を有する。
複数の受容溝１９ａは、ハウジング１５の内径部に、シリンダ軸２に対して回転対称に配置される。各受容溝１９ａは、シリンダ軸２と平行に延びる角溝であり、矩形の断面を有する。当接面１９ａ１は、回転方向５の反対側の受容溝１９ａの側面である。当接面１９ａ１は、シリンダ軸２を通る平面である。

【0017】

複数のピン穴１９ｃが、傾動ボディ１７に配置される。各ピン穴１９ｃは、傾動中心１７ｅを通り、傾動軸３に垂直な平面上で、当接面１９ａ１に平行に延びる。ピン穴１９ｃは、円筒穴である。
回り止め１９は、受容溝１９ａと同数の回り止めピン１９ｂを有する。複数の回り止めピン１９ｂは、傾動軸３に対して回転対称に配置される。回り止めピン１９ｂは、軸部１９ｂ１と、膨出部１９ｂ２とを有する。軸部１９ｂ１は、ピン穴１９ｃに挿入される。膨出部１９ｂ２は、傾動ボディ１７から、径方向に突出する。膨出部１９ｂ２と受容溝１９ａの間には、遊び（隙間）が設けられる。好ましくは、回り止めピン１９ｂは、当接球面１９ｂ３を有する。

【0018】

基端カバー２７は、ハウジング１５の基端面と、スピンドル体１１との間を覆う。基端カバー２７は、シリンダ室１５ａや基端開口２１ｃと、スピンドル体１１との間に異物や切削クーラント等が進入することを抑制する。

【0019】

先端カバー２５は、ハウジング１５の先端面と、スピンドル体１１又はカップリング１８との間を覆う。先端カバー２５は、スピンドル体１１と先端開口１５ｄとの間に異物や切削クーラント等が進入することを抑制する。

【0020】

図１～図５を参照して、バリ取り工具１０の使用状態について述べる。図４及び図５は、バリ取り工具１０が、ワーク７のバリ取りを実施している状況を示す。図４は、図５のＩＶ－ＩＶ線断面図である。図４及び図５に示すように、ワーク７は、バリ７ａを有する。ここで、図５におけるバリ７ａの二点鎖線は、落とされた部分の形状を示す。ワーク７の側面は、シリンダ軸２に沿って基端方向から見て、バリ取り工具１０に向かって凸の曲面を有する。バリ７ａは、ワーク７の側面から突出する。スピンドル１１ｂは、回転方向５に回転する。エア源８は、圧縮空気をシリンダ室１５ａに供給する。

【0021】

図１に示すように、先端工具１がワーク７から離間しているとき、先端工具１は、大きなモーメント荷重Ｆ１（図４参照）を受けていない。ピストン２１は、シリンダ室１５ａに供給された圧縮空気により、先端に移動する。このとき、ヘッド面１７ｂは座面１５ｃに当接する。これにより、スピンドル体１１が傾動することが抑制される。そして、傾動軸３は、シリンダ軸２に実質的に一致する。このとき、ヘッド面１７ｂと座面１５ｃが平面であるため、傾動軸３が安定しやすい。

【0022】

スピンドル１１ｂが回転を始めると、スピンドル体１１も回転しようとする。図３に示すように、回り止めピン１９ｂの膨出部１９ｂ２は、受容溝１９ａの当接面１９ａ１に当接して、スピンドル体１１の回転が抑制される。

【0023】

次に、先端工具１をワーク７に接触させて、バリ取りを行う。図５に示すように、ロボット６は、ハウジング１５を位置１５ｐから位置１５ｑに向かって直線の軌跡４１に沿って移動する。すると、図４及び図５に示すように、スピンドル体１１が傾動しながら、先端工具１は、ワーク７の側面の形状をなぞるように、軌跡４２を描いて位置１ｐから位置１ｑへ移動する。先端工具１は、バリ７ａを削り落とす。

【0024】

図４に示すように、先端工具１にモーメント荷重Ｆ１が作用すると、ヘッド面１７ｂの周囲の一点４３を中心として、傾動ボディ１７とスピンドル体１１が一体となって傾こうとする。そして、凸球面１７ａが凹部２１ｄに当接したまま、ピストン２１を基端方向に押し上げる。このとき、凸球面１７ａが凹部２１ｄに摺動しながら、傾動ボディ１７が傾動する。傾動中心１７ｅは、シリンダ軸２に沿って基端方向へ移動する。凹部２１ｄは、シリンダ軸２を中心とする円形断面を有する。そのため、凸球面１７ａと凹部２１ｄは、実質的に全周で接触する。傾動ボディ１７は、傾動中心１７ｅを作用点として、ピストン２１をシリンダ軸２に沿って押し上げる。すなわち、傾動ボディ１７がピストン２１に与える付勢力Ｆ２は、シリンダ軸２を作用線とする。空気は、圧縮性流体である。そのため、ピストン室に供給されている圧縮空気の圧力に抗して、ピストン２１は、基端方向に移動できる。ピストン２１は、シリンダ軸２に沿って付勢力Ｆ２を受けるため、ピストン２１の傾きは抑制される。そのため、ピストン２１は、シリンダ軸２に沿って滑らかに移動できる。なお、ピストン２１は、圧縮空気の圧力によって、傾動ボディ１７を先端方向に付勢する。そのため、傾動ボディ１７は、座面１５ｃに接触した状態を保つ。

【0025】

傾動軸３がシリンダ軸２から傾動すると、膨出部１９ｂ２と受容溝１９ａは、ねじれながら当接する。本実施形態によれば、当接球面１９ｂ３が当接面１９ａ１と点接触するため、膨出部１９ｂ２と受容溝１９ａとの接触抵抗が小さい。そのため、傾動ボディ１７は、スムーズに傾動しやすい。

【0026】

作業者は、ロボット６を教示して、バリ取り工具１０の軌跡４１や速度を決定する。好ましくは、ロボット６の教示は、傾動軸３がシリンダ軸２に実質的に一致した状態で行われる。前述のように、ヘッド面１７ｂが座面１５ｃに当接して、スピンドル体１１の姿勢が安定しやすい。そのため、作業者は、ロボット６を教示しやすい。また、ロボット６がバリ取り工具１０を移動するときに、傾動軸３の姿勢が安定しているため、バリ取り工具１０がワーク７や安全柵や作業者に接触することが抑制される。

【0027】

本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0028】

１ 先端工具
２ ピストン軸
３ 傾動軸
７ 対象物
１１ スピンドル体
１３ 工具ブラケット
１５ ハウジング
１５ａ シリンダ室
１７ 傾動ボディ
１７ｅ 傾動中心
１９ａ 受容溝
１９ｂ 回り止め体
２１ ピストン
２１ｄ 作用部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】