專利名稱：工具松開裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工具松開裝置，特別涉及在更換安裝在機(jī)床主 軸上的工具時(shí)能釋放固緊在主軸上的工具而使該工具成為松開 狀態(tài)的工具松開裝置。
背景技術(shù)：
以往公知有如下這樣的機(jī)床，該機(jī)床具有收納了工具的工 具庫(kù)、能自動(dòng)更換工具的工具更換裝置。這種機(jī)床的主軸具有 能自動(dòng)裝卸工具的結(jié)構(gòu)，從而可以由工具更換裝置自動(dòng)更換已 安裝在該主軸上的工具。
在更換已安裝在機(jī)床主軸上的工具時(shí)，有必要從機(jī)床主軸
上釋放工具，此時(shí)可使用工具裝卸裝置。在日本特開平6-63806號(hào)公報(bào)中記載有該工具裝卸裝置的一個(gè)例子。 專利文獻(xiàn)l:日本特開平6- 63806號(hào)/>才艮

發(fā)明內(nèi)容
在日本特開平6- 63806號(hào)公報(bào)中記載的工具裝卸裝置中， 由于用電動(dòng)馬達(dá)使凸輪旋轉(zhuǎn)而機(jī)械性地下壓牽引桿來釋放工具 保持件，因此，與用液壓缸驅(qū)動(dòng)牽引桿的情況相比，響應(yīng)性良
好且能高速動(dòng)作。
但是，只用來自電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)牽引桿，需要使 用能進(jìn)行高輸出的大型的馬達(dá)。因此，除了存在馬達(dá)設(shè)置位置 的自由度降低的問題之外，還存在工具裝卸裝置大型化這樣的 問題。
也就是說，在以往的工具裝卸裝置中，由于只用來自l個(gè) 驅(qū)動(dòng)源的動(dòng)力來釋放工具保持件，因此，不僅存在驅(qū)動(dòng)源設(shè)置
位置的自由度會(huì)降低的問題，還存在工具裝卸裝置自身也大型 化這樣的問題。
本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題而作出的，其目的在于 提供能進(jìn)行高輸出且緊湊化的工具松開裝置。
本發(fā)明的工具松開裝置，是能使固緊在機(jī)床主軸上的工具 成為松開狀態(tài)的工具松開裝置，具有殼體、輸出軸、動(dòng)力源、
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、輔助動(dòng)力源；上述輸出軸設(shè)置在上述殼體上，在使 上述工具成為松開狀態(tài)時(shí)能輸出必要的動(dòng)力；上述動(dòng)力源能給 出用于驅(qū)動(dòng)上述輸出軸的動(dòng)力；上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)把來自上述動(dòng)力 源的動(dòng)力傳遞給上述輸出軸；上述輔助動(dòng)力源能把輔助動(dòng)力給 予上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選是，上述動(dòng)力源包括能把機(jī)械力作為動(dòng)力給出的元件、 即馬達(dá)。另一方面，作為輔助動(dòng)力，既可以給出積4成力，也可 以給出機(jī)械力以外的動(dòng)力。輔助動(dòng)力的大小，典型的是小于來 自動(dòng)力源的動(dòng)力，但也可以與來自動(dòng)力源的動(dòng)力相等。
優(yōu)選是，上述輔助動(dòng)力源把從來自流體的壓力、來自彈性 構(gòu)件的彈力和電磁力中選出的至少一種力作為輔助動(dòng)力給予傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)。優(yōu)選是，上述輔助動(dòng)力源包括把來自容納在其內(nèi)部的 氣體的壓力給予傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的氣釭。
優(yōu)選是，上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有偏心凸輪、曲柄臂、連接構(gòu)件、 能轉(zhuǎn)動(dòng)的桿；上述偏心凸輪被來自上述動(dòng)力源的動(dòng)力旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)， 通過進(jìn)行推壓輸出軸等而能直接或間接地使輸出軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 上述曲柄臂設(shè)置成與上述偏心凸輪同軸；上述連接構(gòu)件是設(shè)置 在上述曲柄臂上的連接銷等；上述桿借助該連接構(gòu)件與上述曲 柄臂機(jī)械連接。在該情況下，優(yōu)選是使來自輔助動(dòng)力源的輔助 動(dòng)力作用在該桿上。但是，也可以考慮使來自輔助動(dòng)力源的輔
優(yōu)選是，在上述桿上設(shè)置分支部，使來自輔助動(dòng)力源的輔 助動(dòng)力作用在該分支部上。也可以在上述桿上設(shè)置可接納連接 構(gòu)件的凹部。在該情況下，該凹部最好包括在固緊工具時(shí)接納 連接構(gòu)件的第l部分和沿與該第l部分的延伸方向交叉的方向
延伸且在使工具成為松開狀態(tài)時(shí)接納連接構(gòu)件的第2部分。
優(yōu)選是，上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)含有用于推壓輸出軸的第l偏心凸 輪以及把來自設(shè)置在與該第l偏心凸輪同軸或不同的軸上的輔 助動(dòng)力源的輔助動(dòng)力傳遞給第1偏心凸輪的第2偏心凸輪。傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)也可以含有能轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在輔助動(dòng)力源和第2偏心凸輪之 間的、在中央部具有推壓部的桿。在該情況下，使來自輔助動(dòng) 力源的輔助動(dòng)力作用在桿的頂端部，借助推壓部使輔助動(dòng)力作 用在第2偏心凸輪上。優(yōu)選是，在第2偏心凸輪的表面設(shè)置用于 接納推壓部的一部分的凹部。
由于本發(fā)明的工具松開裝置具有動(dòng)力源和輔助動(dòng)力源，因 此可以利用來自這些動(dòng)力源的動(dòng)力。由此，不需要使用能進(jìn)行 高輸出的大型的單一的動(dòng)力源，可以提高動(dòng)力源設(shè)置位置的自 由度，同時(shí)可以使各動(dòng)力源小型化。其結(jié)果是，能得到高輸出 且緊湊化的工具松開裝置。


圖l是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的工具松開裝置的局 部剖切俯S見圖。
圖2是圖l所示的工具松開裝置的局部剖切側(cè)視圖。
圖3是表示能使用圖l所示的工具松開裝置的機(jī)床的主軸 及其附近的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。
圖4是表示圖l所示的工具松開裝置中的松開動(dòng)作的第l步 驟的圖。
圖5是表示圖l所示的工具松開裝置中的松開動(dòng)作的第2步 驟的圖。圖6是表示圖1所示的工具松開裝置中的松開動(dòng)作的第3步圖7是表示圖l所示的工具松開裝置中的固緊動(dòng)作的第l步 驟的圖。圖8是表示圖l所示的工具松開裝置中的固緊動(dòng)作的第2步驟的圖。圖9是表示圖l所示的工具松開裝置中的固緊動(dòng)作的第3步 驟的圖。圖IO是表示氣缸的結(jié)構(gòu)例的局部剖面圖。圖ll是表示本發(fā)明的另 一實(shí)施方式的工具松開裝置的一部分的局部剖切主視圖。圖12是表示圖ll所示的工具松開裝置的一部分的剖視圖。圖13是表示圖12所示的結(jié)構(gòu)的變型例的剖視圖。圖14是表示圖ll所示的工具松開裝置的變型例的局部剖面圖。附圖標(biāo)記說明1工具松開裝置，2、 4a殼體，3馬達(dá)，3a驅(qū)動(dòng)軸，4氣 缸，4b氣體容納空間，4c推壓部，5、 6a、 7齒輪，6、 8a 旋轉(zhuǎn)軸，8偏心凸輪，9、 13、 30、 39凸4侖從動(dòng)輪，10、 34螺 旋彈簧，11輸出軸，lla擴(kuò)徑部，lib凹部，llc腳部，12、 31桿，12a分支部，12b、 40a、 40b凹部，12bl第l部分， 12b2第二部分，14、 38軸部，15連接銷，16曲柄臂，17突 壁部，18主軸，19牽引桿，20主軸頭，21碟形彈簧，22筒 夾，23拉桿，24工具保持件，25工具，26滾珠，27凹部， 28、 29箭頭，32輔助偏心凸輪，33機(jī)架，35板，36支承
螺栓，37推壓部，41保持構(gòu)件，42支承構(gòu)件
具體實(shí)施例方式
下面，用圖1~圖IO對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖l是 本發(fā)明的l個(gè)實(shí)施方式中的工具松開裝置的局部俯視圖，圖2是 表示本實(shí)施方式中的工具松開裝置的特征性內(nèi)部結(jié)構(gòu)的局部剖 切側(cè)^L圖。
本實(shí)施方式中的工具松開裝置是能使安裝在機(jī)床主軸上的 工具從固緊狀態(tài)成為松開狀態(tài)的裝置，典型的是具有下述功能 的裝置，即，通過把從輸出部輸出的力施加到其他構(gòu)件上、使 安裝在機(jī)床主軸上的工具從固緊狀態(tài)成為松開狀態(tài)。
如圖1所示，本實(shí)施方式中的工具松開裝置l具有殼體2; 輸出軸ll,在使設(shè)置在該殼體2上的工具從固緊狀態(tài)成為松開 狀態(tài)時(shí)，該輸出軸ll能輸出必要的動(dòng)力；馬達(dá)(動(dòng)力源)3，其能 給出用于驅(qū)動(dòng)輸出軸ll的動(dòng)力；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其把來自馬達(dá)3的 動(dòng)力傳遞給輸出軸ll;氣缸(輔助動(dòng)力源)4,其能把輔助動(dòng)力給 予傳動(dòng)纟幾構(gòu)。
如上述那樣，在本實(shí)施方式中，工具松開裝置l具有作為 動(dòng)力源的馬達(dá)3和作為輔助動(dòng)力源的氣缸4。也就是說，本實(shí)施 方式中的工具松開裝置l具有多個(gè)動(dòng)力源。因此，可以利用來
自多個(gè)動(dòng)力源的動(dòng)力，而不需要使用能進(jìn)行高輸出的大型的單 一的動(dòng)力源。其結(jié)果是，可以提高作為動(dòng)力源的馬達(dá)3、氣缸4 的設(shè)置位置的自由度，同時(shí)可以使馬達(dá)3、氣缸4自身小型化。 其結(jié)果是，能得到高輸出且緊湊化的工具松開裝置l。
另外，由于使用能產(chǎn)生機(jī)械力的馬達(dá)3作為動(dòng)力源，因此， 與把油壓用作動(dòng)力的情況相比，不需要各種配管、閥、罐等設(shè) 備，可以簡(jiǎn)化設(shè)備并可使設(shè)備小型化。既可以提高響應(yīng)性，又
可以避免漏油問題。如上述那樣，由于設(shè)置有作為輔助動(dòng)力源的氣缸4，因此 馬達(dá)3可以使用比較小型的400W的齒輪馬達(dá)。由于該馬達(dá)結(jié)構(gòu) 緊湊且重量輕，因此可以在主軸單元上設(shè)置馬達(dá)3。該馬達(dá)3具 有驅(qū)動(dòng)軸3a,在該驅(qū)動(dòng)軸3a的外周形成有齒輪。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有旋轉(zhuǎn)軸6、旋轉(zhuǎn)軸8a、偏心凸輪8、凸輪從動(dòng) 輪9、桿12、旋轉(zhuǎn)軸14、凸輪從動(dòng)輪13、連接銷(連接構(gòu)件)15 和曲柄臂16。旋轉(zhuǎn)軸6把來自馬達(dá)3的動(dòng)力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸8a。該旋轉(zhuǎn)軸6 在一 端設(shè)有與設(shè)在馬達(dá)3的驅(qū)動(dòng)軸3a外周上的齒輪嚙合的齒輪 (減速齒輪)5,在另一端設(shè)有齒4侖6a。旋轉(zhuǎn)軸8a具有偏心凸輪8 和與設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸6另 一 端的齒輪6 a嚙合的齒輪7 。偏心凸輪8利用來自馬達(dá)3的動(dòng)力推壓被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的輸出 軸11而使其往復(fù)移動(dòng)。該偏心凸輪8具有半徑相對(duì)較大的大徑 部(向徑向外方鼓出的鼓出部推壓部)和半徑相對(duì)較小的小徑 部，通過用大徑部推壓輸出軸ll,可以使輸出軸ll向下方前進(jìn)， 當(dāng)小徑部位于輸出軸ll上方時(shí)，可以使輸出軸ll向上方后退。 在圖l的例子中，偏心凸輪8和輸出軸11借助連接機(jī)構(gòu)被機(jī)械連 才妄，通過該連4矣才幾構(gòu):帔偏心凸4侖8間接「地4侏壓，由此，專敘出軸 ll可以進(jìn)退(往復(fù)移動(dòng))，也可以由偏心凸輪8直接推壓輸出軸ll 而使其往復(fù)移動(dòng)。作為將偏心凸輪8和輸出軸11機(jī)械連接的連 接^/l構(gòu)，可以采用能在偏心凸輪8和tr出軸ll之間傳遞動(dòng)力的 各種各樣的元件，但在圖l的例子中，作為上述連接機(jī)構(gòu)的一 部分而設(shè)置有凸輪從動(dòng)輪9。該凸輪從動(dòng)輪9設(shè)置在偏心凸輪8 和輸出軸ll之間，包括軸部和安裝在該軸部外周的能旋轉(zhuǎn)的環(huán) 狀構(gòu)件。如圖l和圖2所示，桿12能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸14的周圍，
具有接納連接銷15的凹部12b。該凹部12b是彎曲狀，具有第l 部分12bl和第2部分12b2,第l部分12bl和第2部分12b2都是直 線狀，第2部分12b2在與第l部分12bl延伸方向交叉的方向上延 伸。該第l部分12bl和第2部分12b2的夾角角度e例如是150度 左右。如上述那樣，通過使凹部12b為彎曲狀，可以在工具的固 緊動(dòng)作時(shí)和松開動(dòng)作時(shí)把連接銷15導(dǎo)向到適當(dāng)?shù)奈恢谩＞唧w地 講，在工具的固緊動(dòng)作時(shí)，在第l部分12bl內(nèi)接納連接銷15, 可以使連接銷15沿該第l部分12bl移動(dòng)，在工具的松開動(dòng)作時(shí)， 在第2部分12b2內(nèi)接納連接銷15,可以使連接銷15沿該第2部分 12b2移動(dòng)。在圖1和圖2的例子中，說明了在桿12上設(shè)有接納連 接銷15的凹部12 b的情況，但是也可以設(shè)置貫通孔來代替凹部 12b。如圖2所示，桿12具有分支部(突出部)12a。該分支部12a 被設(shè)置成從桿12主體上突出，在頂端部附近具有凸輪從動(dòng)輪 13。在本實(shí)施方式中，使來自氣缸4的輔助動(dòng)力作用在該分支 部12a上。但是，也可以考慮使輔助動(dòng)力作用在桿12的分支部 12a以外的部位。另外，也可以考慮使來自氣缸4的輔助動(dòng)力作 用在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)的桿12以外的元件上。曲柄臂16被設(shè)置成與偏心凸輪8同軸，在該曲柄臂16上設(shè) 有上述連接銷15。利用該連接銷15將曲柄臂16和桿12機(jī)械連接 起來。如圖1和圖2所示，連接銷15由環(huán)狀構(gòu)件構(gòu)成，該環(huán)狀構(gòu) 件自由旋轉(zhuǎn)地安裝在已安裝于曲柄臂16上的軸部的外周。作為 將曲柄臂16和桿12連接起來的連接構(gòu)件的一個(gè)例子，雖然舉出 的是連接銷15，但只要是能將曲柄臂16和桿12連接起來的元 件，可以采用連接銷15以外的各種元件。作為加在傳動(dòng)^/L構(gòu)上的輔助動(dòng)力，可以是才幾;喊力，也可以
是機(jī)械力以外的力。在本實(shí)施方式中，設(shè)有作為輔助動(dòng)力源的
氣缸4，使來自氣體的壓力作為輔助動(dòng)力作用在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上。 在圖10中示出該氣缸4的結(jié)構(gòu)。
如圖10所示，氣缸4具有殼體4a、氣體容納空間4b和推壓 部4c。在氣體容納空間4b內(nèi)填充例如氮?dú)獾葰怏w。該氣體的初 始填充壓力例如可以為3 14MPa左右。推壓部4c能進(jìn)退(往復(fù) 運(yùn)動(dòng))地安裝在殼體內(nèi)，能得到與推壓部4c的行程量相對(duì)應(yīng)的希 望的緩沖力。作為該氣缸4，可以使用高度50mm 200mm左右、 寬度30mm 40mm左右、重量0.2Kg lKg左右的小型、重量輕 的氣缸。
作為輔助動(dòng)力，除了上述那樣的來自于流體的壓力以外， 也可以考慮使用來自彈性構(gòu)件的彈力、電》茲力或者組合它們而 成的力。例如，可以釆用彈簧等彈性構(gòu)件來代替氣缸4。從氣 缸4等得到的輔助動(dòng)力的大小通常小于來自馬達(dá)3的動(dòng)力，但也 可以與來自馬達(dá)3的動(dòng)力相等。
在圖l和圖2的例子中，輸出軸ll能進(jìn)退(往復(fù)運(yùn)動(dòng))地安裝 在從殼體2突出設(shè)置的突壁部17中。突壁部17從殼體2突出，并 在內(nèi)部形成彈簧容納空間，在該突壁部17的內(nèi)部設(shè)置有螺旋彈 簧10等彈性構(gòu)件。更詳細(xì)地講，螺旋彈簧10設(shè)置在已安裝于輸 出軸ll一端的擴(kuò)徑部(基端部)lla和在突壁部17處彎曲的頂端 部之間，始終向殼體2的內(nèi)方側(cè)推壓輸出軸11。
接著，用圖3對(duì)實(shí)際上固緊了工具的狀態(tài)的機(jī)床主軸和其 附近的結(jié)構(gòu)的 一 個(gè)例子進(jìn)行說明。
如圖3所示，機(jī)床主軸單元配置在工具松開裝置l的下方， 從而使后述牽引桿19位于上述工具松開裝置1的輸出軸11的正 下方。
機(jī)床的主軸18具有中空結(jié)構(gòu)，被插入到主軸頭20內(nèi)。在該 主軸18的外周面和主軸頭20的內(nèi)周面之間設(shè)置有軸承，主軸18 ^皮該軸7K支岸、。
牽引桿19插入到主軸18內(nèi)，在牽引桿19的周圍設(shè)置有多個(gè) 碟形彈簧21 ?？梢杂稍摰螐椈?1始終對(duì)牽引桿19向上方(工 具松開裝置l一側(cè))施力。牽引桿19能在上下方向移動(dòng)，可以通 過使工具松開裝置l的輸出軸ll向下方移動(dòng)并推壓牽引桿19而 向下方驅(qū)動(dòng)牽引桿19,通過使輸出軸ll上升，由碟形彈簧21的 作用力(彈力)向上方驅(qū)動(dòng)牽引桿19。
在牽引桿19的下端設(shè)有筒夾(collet)22。在圖3的例子中， 在筒夾22中安裝有滾珠26。在主軸18的內(nèi)周面設(shè)有凹部27,可 以在用工具松開裝置1的輸出軸ll推壓牽引桿19而使其向下方 移動(dòng)時(shí)在凹部27內(nèi)接納筒夾22的頂端部。當(dāng)筒夾22的頂端部移 動(dòng)到凹部27內(nèi)時(shí)，筒夾22的頂端部張開，并且，保持在筒夾22 上的滾珠26向外方移動(dòng)。由此，工具的固緊狀態(tài)被解除，實(shí)現(xiàn) 了工具的松開狀態(tài)。
在主軸18的內(nèi)周面的下端部設(shè)有錐部，如圖3所示，可以 在與該錐部接觸的狀態(tài)下在主軸18上保持工具保持件24。工具 保持件24具有拉桿23,可以用上述筒夾22固緊并保持該拉桿23 的頂端部。在工具保持件24上保持工具25。
接著，用圖4 圖9對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的工具松開裝置1的動(dòng)作 進(jìn)行說明。
首先，對(duì)松開工具25時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行說明。使馬達(dá)3從圖2所 示的初始狀態(tài)開始動(dòng)作，借助傳動(dòng)機(jī)構(gòu)向圖4所示的箭頭28的 方向稍微旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪8。松開動(dòng)作可以從自圖2所示的初 始狀態(tài)使偏心凸輪8稍微旋轉(zhuǎn)了的圖4所示的狀態(tài)開始。
使馬達(dá)3從圖4所示的狀態(tài)進(jìn)一步動(dòng)作，如圖5所示，向箭 頭28所示的方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪8。此時(shí)，來自氣缸4的推壓
力(輔助動(dòng)力)經(jīng)由推壓部4c和凸輪從動(dòng)輪13作用在桿12的分支 部12a上，但可以借助該推壓力將箭頭29所示的方向的力作用 在連接銷15上。如圖4和圖5所示，該箭頭29所示的方向的力具 有與箭頭28所示的方向相同方向的分力，因此，可以由來自氣 缸4的推壓力(輔助動(dòng)力)對(duì)連接銷15作用與箭頭28所示的方向 相同方向的力。也就是說，可以用來自馬達(dá)3的動(dòng)力和來自氣 缸4的輔助動(dòng)力這兩個(gè)力朝箭頭2 8的方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪8 。 其結(jié)果如圖5所示，可以使輸出軸11比圖4的狀態(tài)更向下方突 出。
然后，如圖6所示，由來自馬達(dá)3的動(dòng)力和來自氣缸4的輔 助動(dòng)力這兩個(gè)力進(jìn)一 步朝箭頭28的方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪8, 使輸出軸11比圖5的狀態(tài)更向下方突出。此時(shí)，氣缸4的推壓部 4c比圖5的狀態(tài)更向下方突出。
如上述那樣，通過使輸出軸ll向下方突出，從而可以用輸 出軸11向下方推壓圖3所示的主軸18內(nèi)的牽引桿19,可以克服 來自碟形彈簧21的推壓力(彈力)而使?fàn)恳龡U19下降規(guī)定量。由 此，可以使筒夾22的頂端部向圖3所示的凹部27內(nèi)移動(dòng)，可以 解除筒夾22對(duì)工具保持件24的拉桿23的固緊狀態(tài)。其結(jié)果是， 可以使保持在工具保持件24上的工具25成為松開狀態(tài)，從而可 以更換工具25。
接著，對(duì)解除工具25的松開狀態(tài)后轉(zhuǎn)移到固緊狀態(tài)時(shí)的動(dòng) 作進(jìn)行說明。
當(dāng)使馬達(dá)3從圖6所示的狀態(tài)進(jìn)一 步動(dòng)作并向箭頭28的方 向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪8時(shí)，成為圖7所示的狀態(tài)。可以從該狀態(tài) 開始工具25的固緊動(dòng)作。
使馬達(dá)3從圖7所示的狀態(tài)進(jìn)一步動(dòng)作，如圖8所示，向箭 頭28的方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪8。在該階段中，來自氣缸4的推
壓力(輔助動(dòng)力)經(jīng)由推壓部4 c和凸輪從動(dòng)輪13作用在桿12的分 支部12a上，但如圖7和圖8中箭頭29所示的那樣，朝從馬達(dá)3 得到的與箭頭28方向的力的反方向作用被該推壓力作用于連 接銷15上的力。但是，通過使從馬達(dá)3得到的動(dòng)力大于來自氣缸4的推壓力 (輔助動(dòng)力)，可以向箭頭28所示的方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪8。在 進(jìn)行固緊動(dòng)作時(shí)，不需要能使輸出軸ll克服來自螺旋彈簧10的 彈力而下降那樣大的動(dòng)力，與松開動(dòng)作時(shí)相比，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心 凸輪8所需要的動(dòng)力是較小的動(dòng)力就足夠了。因而，只由來自 馬達(dá)3的動(dòng)力就可以向箭頭28的方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪8。其結(jié) 果如圖8所示，偏心凸輪8的大徑部(向徑向外方鼓出的鼓出部 推壓部)遠(yuǎn)離凸輪從動(dòng)輪9，可以主要由螺旋彈簧10的彈力使輸 出軸11比圖7的狀態(tài)更向上方移動(dòng)。此時(shí)，與圖7的狀態(tài)相比， 氣釭4的推壓部4c被更向氣缸4的殼體內(nèi)推入。然后，如圖9所示，主要由來自馬達(dá)3的動(dòng)力進(jìn)一步向箭頭 28的方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪8。由此，與圖8的狀態(tài)相比，可以 進(jìn)一步向上方移動(dòng)輸出軸ll，并且，與圖8的狀態(tài)相比，可以 進(jìn)一步向氣缸4的殼體內(nèi)推入氣缸4的推壓部4c。通過如上述那樣使輸出軸ll向上方移動(dòng)，可以阻止從輸出 軸ll向下方推壓的推壓力施加到圖3所示的主軸18內(nèi)的牽引桿 19上。由此，可以由碟形彈簧21的彈力使?fàn)恳龡U19上升，可以 從圖3所示的凹部27內(nèi)上拉筒夾22的頂端部。其結(jié)果是，可以 由筒夾22固緊工具保持件24的拉桿23,可以與工具保持件24 一起把工具25保持在主軸18上。接著，用圖11~圖14對(duì)本發(fā)明的另 一實(shí)施方式和其變型例 進(jìn)行說明。圖ll是另 一個(gè)實(shí)施方式中的工具松開裝置l的局部 剖面圖，圖12是從側(cè)面看圖ll所示的工具松開裝置l的殼體2時(shí)的剖視圖。
如圖11所示，工具松開裝置1具有殼體2、馬達(dá)3、氣缸4、 機(jī)架33、主軸18、牽引桿19、主軸頭20和碟形彈簧21。
在殼體2內(nèi)裝入有作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)而發(fā)揮功能的各種元件。 具體地講，在殼體2內(nèi)設(shè)置有能旋轉(zhuǎn)地支承在殼體2上的旋轉(zhuǎn)軸 8a、安裝在該旋轉(zhuǎn)軸8a的外周上的偏心凸輪(第l偏心凸輪板 凸輪)8和輔助偏心凸輪(第2偏心凸輪凸輪板)32、桿31、安裝 在該桿31上的凸輪從動(dòng)輪30、 39、被偏心凸輪8推壓并被輸出 軸11保持的凸輪從動(dòng)輪9。
偏心凸輪8和輔助偏心凸輪3 2與旋轉(zhuǎn)軸8 a —起旋轉(zhuǎn)。在圖 ll的例子中，偏心凸4侖8和輔助偏心凸輪32被一體化，但也可 以分別形成偏心凸4侖8和輔助偏心凸4侖32。在圖ll的例子中， 偏心凸輪8和輔助偏心凸輪32實(shí)質(zhì)上具有相同的形狀(輪廓曲線 實(shí)質(zhì)上相同)，但也可以使偏心凸輪8的形狀和輔助偏心凸輪32 的形狀不同。而且，也可以考慮使偏心凸4侖8和輔助偏心凸壽侖 32的大小不同。例如，也可以^使偏心凸4侖8和輔助偏心凸4侖32 為相似的形狀。在圖ll的例子中，偏心凸輪8和輔助偏心凸輪 32的各旋轉(zhuǎn)角中的位移量一致，但也可以使偏心凸輪8和輔助 偏心凸輪32的各旋轉(zhuǎn)角中的位移量不同。在圖ll的例子中，把 偏心凸輪8和輔助偏心凸4侖32設(shè)置在同 一軸上，但也可以將它 們分別設(shè)置在不同的旋轉(zhuǎn)軸上，并借助齒輪等將各旋轉(zhuǎn)軸相互 連接，從而能相互傳遞動(dòng)力。
如圖ll和圖12所示，桿31是借助軸部38能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在殼 體2內(nèi)、并組合l組才反狀構(gòu)件而構(gòu)成的。該桿31配置在氣缸4和 輔助偏心凸輪32之間的空間內(nèi)，其頂端部具有凸輪從動(dòng)輪30， 其中央部具有凸輪從動(dòng)輪39。在本說明書中，該"中央部"是指 桿31中的位于其頂端部和軸部38之間的部分。凸輪從動(dòng)輪30是被氣缸4的推壓部推壓的部分，具有作為 桿31的輔助動(dòng)力作用部的功能。因而，只要能由氣缸4的推壓 部推壓，可以釆用凸輪從動(dòng)輪30以外的任意結(jié)構(gòu)。另 一方面，凸輪從動(dòng)輪39具有通過推壓輔助偏心凸輪32而 把來自氣缸4的輔助動(dòng)力傳遞給輔助偏心凸輪32的推壓部的功 能。因而，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的元件，可以采用凸輪從動(dòng) 輪39以外的任意結(jié)構(gòu)。在圖12的例子中，凸輪從動(dòng)輪39的設(shè)置 位置是桿31的大致中央部，但只要是在軸部38和凸輪從動(dòng)輪30 之間，可以設(shè)置在靠近軸部38和凸輪從動(dòng)4侖30中任一方的位置 上。這樣，由于把凸輪從動(dòng)輪39設(shè)置在軸部38和凸輪從動(dòng)輪30 之間，即使從氣缸4輸出的輔助動(dòng)力是比較小的值，也可以把 較大的輔助動(dòng)力傳遞到輔助偏心凸4侖32。從這一觀點(diǎn)出發(fā)，可 以說優(yōu)選把凸輪從動(dòng)輪3 9配置在靠近軸部3 8的位置。在圖ll的例子中，偏心凸輪8借助凸輪從動(dòng)輪9推壓輸出軸 11。該輸出軸ll具有凹部llb和腳部llc，并被穿插到機(jī)架33 內(nèi)。在腳部llc上設(shè)有貫通孔，在該貫通孔內(nèi)接納板35。板35 固定在機(jī)架33上，該機(jī)架33借助支承螺栓36支承在主軸頭20 上。在上述板35上設(shè)有油通路，可以使油通過牽引桿19的內(nèi)部 向主軸18內(nèi)供油。在輸出軸ll的凹部llb內(nèi)設(shè)置有支承構(gòu)件42,還設(shè)置了板 35，該板35也貫通支承構(gòu)件42。在支承構(gòu)件42和輸出軸11之間 設(shè)有螺旋彈簧34，支承構(gòu)件42支承螺旋彈簧34的一端，由螺旋 彈簧34對(duì)輸出軸ll向偏心凸輪8—側(cè)施力。由于設(shè)置在輸出軸ll的腳部llc上的貫通孔的寬度(輸出軸 ll的軸向?qū)挾葓Dll中的上下方向的寬度)比板35的厚度大， 因此輸出軸ll可以沿軸向(圖11中的上下方向)移動(dòng)。在腳部llc 的頂端安裝有推壓部37,可以由該推壓部37推壓牽引桿19。上
述結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)與上述的實(shí)施方式大致相同。
接著，對(duì)本實(shí)施方式中的工具松開裝置l的動(dòng)作進(jìn)行說明。
使馬達(dá)3從圖ll所示的狀態(tài)開始動(dòng)作，借助傳動(dòng)機(jī)構(gòu)向圖 12所示的箭頭的方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪8和輔助偏心凸輪32。 由此，可以借助凸輪從動(dòng)輪9來推壓輸出軸ll。此時(shí)，來自氣
上，輔助偏心凸輪32被該推壓力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。該壓力成為輔助轉(zhuǎn) 矩，可以用來自馬達(dá)3的轉(zhuǎn)矩和輔助轉(zhuǎn)矩這兩個(gè)轉(zhuǎn)矩推壓輸出 軸ll。由此，可以使輸出軸ll向圖ll中的下方移動(dòng)，可以借助 推壓部37向下方推壓牽引桿19。
而且，當(dāng)克服來自碟形彈簧21的推壓力(彈力)而使?fàn)恳龡U 19下降規(guī)定量時(shí)，可以使筒夾(未圖示)的頂端部向凹部?jī)?nèi)移動(dòng) 并張開，可以解除由筒夾對(duì)工具保持件的拉桿的固緊狀態(tài)。其 結(jié)果是，可以使保持在工具夾中的工具成為松開狀態(tài)，從而可 以更換工具。
當(dāng)使馬達(dá)3從上述狀態(tài)進(jìn)一步動(dòng)作、并向圖12的箭頭方向 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪8時(shí)，從偏心凸輪8向輸出軸11推壓的推壓力 逐漸減小。在該階段中，來自氣缸4的推壓力作用在輔助偏心 凸輪32上，但由于來自馬達(dá)3的動(dòng)力比來自氣缸4的推壓力大， 因此可以與偏心凸輪8 —起向圖12的箭頭的方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輔助 偏心凸輪32。其結(jié)果是，偏心凸輪8中的大徑部(向徑向外側(cè)鼓 出的鼓出部推壓部)遠(yuǎn)離凸輪從動(dòng)輪9，可以由螺旋彈簧34的 推壓力使輸出軸11向上方移動(dòng)。
通過上述那樣使輸出軸11向上方移動(dòng)，從輸出軸11向下方 推壓的推壓力沒有施加在牽引桿19上，可以由碟形彈簧21的作 用力使?fàn)恳龡U19上升。由此，可以從上述凹部?jī)?nèi)上拉筒夾的頂 端部，可以由筒夾固緊工具保持件的拉桿，可以與工具保持件一起把工具保持在主軸18上。接著，用圖13對(duì)輔助偏心凸輪32的變型例進(jìn)行說明。 如圖13所示，也可以在輔助偏心凸輪32的表面設(shè)置凹部 40a、 40b。該凹部40a、 40b接納作為推壓部的凸輪從動(dòng)輪39 的一部分，通過4企測(cè)凹部40a、 40b的位置，可以才全測(cè)輔助偏心 凸輪32的旋轉(zhuǎn)角。在圖13的例子中，由于在使旋轉(zhuǎn)角錯(cuò)開180 度的位置設(shè)置2個(gè)凹部40a、 40b，因此可以檢測(cè)例如旋轉(zhuǎn)角為O 度的初始位置和從初始位置旋轉(zhuǎn)了 180度的位置。在圖13的例 子中，由于偏心凸輪8和輔助偏心凸輪32是同一形狀，旋轉(zhuǎn)角 度也一致。因此可以容易地檢測(cè)偏心凸輪8的旋轉(zhuǎn)角度。凹部 的數(shù)量可以任意地設(shè)定，例如，可以考慮在使旋轉(zhuǎn)角錯(cuò)開90度 的位置設(shè)置4個(gè)凹部。接著，用圖14對(duì)本實(shí)施方式的變型例進(jìn)行說明。 如圖14所示，在本實(shí)施方式中，不借助桿，而是借助保持 凸輪從動(dòng)輪30的保持構(gòu)件41使來自氣缸4的輔助動(dòng)力直接作用 在輔助偏心凸輪3 2上。在殼體2的上表面突出設(shè)置引導(dǎo)保持構(gòu) 件41的筒狀的引導(dǎo)壁，除此以外的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式基本相 同。如本變型例那樣，在氣缸4的正下方配置輔助偏心凸輪32 來作用輔助動(dòng)力時(shí)，難以像借助桿作用輔助動(dòng)力的情況那樣作 用較大的動(dòng)力，但可以用簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)使必要的輔助動(dòng)力作用在 輔助偏心凸輪32上。在本變型例的情況下，也是可以通過在輔 助偏心凸輪32的表面設(shè)置旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)用的凹部來檢測(cè)輔助 偏心凸輪32和偏心凸輪8的旋轉(zhuǎn)角度。如上所述，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但從一開始 就明確了可以適當(dāng)?shù)亟M合上述各實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。另外，應(yīng)認(rèn)為這次示出的實(shí)施方式在所有方面都是示例，
而不限定于這些示例。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書示出，包含 與權(quán)利要求書均等的意思和范圍內(nèi)的全部的變型。 產(chǎn)業(yè)可利用性
本發(fā)明被有效地用于可以在更換安裝于機(jī)床主軸上的工具 時(shí)使用的工具松開裝置。
權(quán)利要求
1.一種工具松開裝置，該工具松開裝置能使固緊在機(jī)床主軸上的工具成為松開狀態(tài)，具有殼體(2)、輸出軸(11)、動(dòng)力源(3)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、輔助動(dòng)力源(4)；上述輸出軸(11)設(shè)置在上述殼體(2)上，在使上述工具成為松開狀態(tài)時(shí)能輸出必要的動(dòng)力；上述動(dòng)力源(3)能給出用于驅(qū)動(dòng)上述輸出軸(11)的動(dòng)力；上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)把來自上述動(dòng)力源(3)的動(dòng)力傳遞給上述輸出軸(11)；上述輔助動(dòng)力源(4)能把輔助動(dòng)力給予上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工具松開裝置，其中， 上述動(dòng)力源包括馬達(dá)(3);上述輔助動(dòng)力源(4)把從來自流體的壓力、來自彈性構(gòu)件的 彈力和電磁力中選出的至少一種力作為上述輔助動(dòng)力給予上述 傳動(dòng)纟幾構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工具松開裝置，其中， 上述輔助動(dòng)力源(4)包括把來自容納在其內(nèi)部的氣體的壓力給予上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的氣缸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工具松開裝置，其中， 上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有偏心凸輪(8)、曲柄臂(16)、連接構(gòu)件(15) 、能轉(zhuǎn)動(dòng)的桿(12);上述偏心凸輪(8)被來自上述動(dòng)力源(3) 的動(dòng)力旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，使上述輸出軸(ll)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；上述曲柄臂(16) 設(shè)置成與上述偏心凸輪(8)同軸；上述連接構(gòu)件(15)設(shè)置在上述(16) 機(jī)械連接；上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使來自上述輔助動(dòng)力源(4)的輔助動(dòng)力作用 在上述桿(12)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具松開裝置，其中， 在上述桿(12)上設(shè)有分支部，使來自上述輔助動(dòng)力源(4)的 輔助動(dòng)力作用在該分支部上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具松開裝置，其中，在上述桿(12)上設(shè)有可接納上述連接構(gòu)件(15)的凹部 (12b);上述凹部(12b)包括第l部分(12bl)和第2部分(12b2)，上述 第l部分(12bl)在固緊上述工具時(shí)接納上述連接構(gòu)件(15),上述 第2部分(12b2)沿與該第l部分(12bl)的延伸方向交叉的方向延 伸、并在使上述工具成為松開狀態(tài)時(shí)接納上述連接構(gòu)件(15)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工具松開裝置，其中，上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第1偏心凸輪(8)和第2偏心凸輪(32);上 述第l偏心凸輪(8)用于推壓上述輸出軸(ll);上述第2偏心凸輪 (32)用于向上述第l偏心凸輪(8)傳遞來自上述輔助動(dòng)力源(4)的 輔助動(dòng)力。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的工具松開裝置，其中， 上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括桿(31)，該桿(31)能轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在上述輔助動(dòng)力源(4)與上述第2偏心凸輪(32)之間、其中央部具有推 壓部；上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)把來自上述輔助動(dòng)力源(4)的輔助動(dòng)力作用 在上述桿(31)的頂端部，使上述輔助動(dòng)力經(jīng)由上述推壓部作用 在上述第2偏心凸輪(32)上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的工具松開裝置，其中， 在上述第2偏心凸輪(32)的表面設(shè)有用于接納上述推壓部的一部分的凹部(40a、 40b)。
全文摘要
工具松開裝置(1)能使固緊在機(jī)床主軸上的工具成為松開狀態(tài)，具有殼體(2)；輸出軸(11)，其設(shè)置在上述殼體(2)上，在使上述工具成為松開狀態(tài)時(shí)能輸出必要的動(dòng)力；馬達(dá)(3)，其作為動(dòng)力源，能給出用于驅(qū)動(dòng)上述輸出軸(11)的動(dòng)力；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其把來自上述馬達(dá)(3)的動(dòng)力傳遞給上述輸出軸(11)；氣缸(4)，其作為輔助動(dòng)力源，能把輔助動(dòng)力給予該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)B23B31/10GK101111339SQ200680003700
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月20日
發(fā)明者北浦一郎, 町田善弘 申請(qǐng)人:帕斯卡工程株式會(huì)社