特許 5944257 切屑吸引装置用工具ホルダ及び該工具ホルダを備えた工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5944257

(24)【登録日】2016年6月3日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】切屑吸引装置用工具ホルダ及び該工具ホルダを備えた工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20160621BHJP

【ＦＩ】

   B23Q11/00 M

【請求項の数】5

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-164434(P2012-164434)

(22)【出願日】2012年7月25日

(65)【公開番号】特開2014-24129(P2014-24129A)

(43)【公開日】2014年2月6日

【審査請求日】2015年5月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】富士重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087619

【弁理士】

【氏名又は名称】下市 努

(72)【発明者】

【氏名】秀田 守弘

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 康児

(72)【発明者】

【氏名】大出 久幸

(72)【発明者】

【氏名】松尾 晋哉

(72)【発明者】

【氏名】中畑 達雄

【審査官】 五十嵐 康弘

(56)【参考文献】

【文献】 特許第３０５５０１９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００６−３２０９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４５２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／００４１７１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２０３６７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１０２００７０３０８５８（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １１／００

Ｂ２３Ｂ ４７／２６

Ｂ２３Ｂ ４７／３４

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

切屑吸引装置を備えた工作機械に装着される工具ホルダであって、
該工具ホルダに、前記切屑吸引装置の切屑吸引経路のホルダ側部分を設け、該ホルダ側部分と、前記切屑吸引経路の機械本体に設けられた本体側部分との接続部は、該両接続部の軸芯が一致し、非吸引時及び吸引時の何れにおいても非接触構造となっていることを特徴とする切屑吸引装置用工具ホルダ。

【請求項2】

請求項１に記載の切屑吸引装置用工具ホルダにおいて、
前記接続部は、前記ホルダ側部分の下流端を雄テーパ状に形成し、前記本体側部分の上流端を雌テーパ状に形成し、該雌テーパ状と雄テーパ状との間に隙間を設けた構成となっていることを特徴とする切屑吸引装置用工具ホルダ。

【請求項3】

請求項2に記載の切屑吸引装置用工具ホルダにおいて、
前記工具ホルダは、工作機械の主軸に自動工具交換機構によって着脱可能に装着され、
前記接続部は、前記ホルダ側部分の下流端と前記本体側部分の上流端とを前記主軸の軸線方向に隙間を設けて対向するように配置した構成となっていることを特徴とする切屑吸引装置用工具ホルダ。

【請求項4】

請求項2又は3に記載の切屑吸引装置用工具ホルダにおいて、
前記切屑吸引経路は、前記工具ホルダの内部から径方向外方に向かい、前記機械本体側へと向かうよう形成されていることを特徴とする切屑吸引装置用工具ホルダ。

【請求項5】

請求項1ないし４の何れかに記載の切屑吸引装置用工具ホルダを備えた工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、切屑吸引装置用工具ホルダに関し、詳細には、加工雰囲気中の切屑吸引及び主軸への装着性の改善に関する。

【背景技術】

【0002】

切屑吸引装置では、工具ホルダ及び主軸の外部を通るように設けた外部吸引タイプの吸引経路を備えたものがある。この種の外部吸引経路を備えた場合、工具ホルダを主軸に装着する際に、工具ホルダ側の吸引通路と主軸側の吸引通路とを気密に接続する必要がある。この場合、両通路の接続部に切屑が残存していると接続が確実に行われないという問題がある。

【0003】

そこで特許文献１では、吸引通路の、工具ホルダ側部分と主軸側部分とを隙間を空けて対向配置し、かつ何れか一方を伸縮変形可能に形成し、吸引負圧が所定値以上になると両部分が密着するように構成している。これにより吸引開始時に接続部に残った切屑を吸い込むことで切屑が挟まれるのを防止し、両部分の接続を確実に行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３０５５０１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで切屑吸引装置を備えた工作機械では、加工ポイントで発生する切屑を吸引排出するのは勿論、吸引されずに加工雰囲気中に漂うように残存する切屑等についても吸引排出することが要請される。この要請に応えるため、従来の切屑吸引装置では、加工ポイントで発生する切屑については前記特許公報に記載の吸引装置で吸引し、加工雰囲気中に漂う切屑については別途専用の吸引装置を設けるのが一般的である。従って、吸引装置が複数必要となる分、装置コストが増加するという問題がある。

【0006】

また従来装置では、切屑吸引経路の工具ホルダ側部分と主軸側部分とを密着させるのが前提であるため、両部分の寸法精度を高く維持しておかないと工具ホルダの確実な装着が困難になるという問題もある。

【0007】

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、加工ポイントで発生する切屑だけでなく加工雰囲気中に漂うように残存する切屑についても吸引排出でき、さらに主軸に工具ホルダを装着する際の切屑吸引経路のずれを吸収できる切屑吸引装置用工具ホルダ及び該工具ホルダを備えた工作機械を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項1の発明は、切屑吸引装置を備えた工作機械に装着される工具ホルダであって、
該工具ホルダに、前記切屑吸引装置の切屑吸引経路のホルダ側部分を設け、該ホルダ側部分と、前記切屑吸引経路の機械本体に設けられた本体側部分との接続部は、該両接続部の軸芯が一致し、非吸引時及び吸引時の何れにおいても非接触構造となっていることを特徴としている。

【0009】

請求項２の発明は、請求項１に記載の切屑吸引装置用工具ホルダにおいて、
前記接続部は、前記ホルダ側部分の下流端を雄テーパ状に形成し、前記本体側部分の上流端を雌テーパ状に形成し、該雌テーパ状と雄テーパ状との間に隙間を設けた構成となっていることを特徴としている。

【0010】

請求項３の発明は、請求項2に記載の切屑吸引装置用工具ホルダにおいて、
前記工具ホルダは、工作機械の主軸に自動工具交換機構によって着脱可能に装着され、
前記接続部は、前記ホルダ側部分の下流端と前記本体側部分の上流端とを前記主軸の軸線方向に隙間を設けて対向するように配置した構成となっていることを特徴としている。

【0011】

請求項４の発明は、請求項2又は3に記載の切屑吸引装置用工具ホルダにおいて、
前記切屑吸引経路は、前記工具ホルダの内部から径方向外方に向かい、前記機械本体側へと向かうよう形成されていることを特徴としている。

【0012】

請求項５の発明は、請求項1ないし４の何れかに記載の切屑吸引装置用工具ホルダを備えた工作機械である。

【発明の効果】

【0013】

請求項１の発明によれば、屑吸引経路の、ホルダ側部分と本体側部分との接続部を非接触構造としたので、つまり請求項２に記載のように両接続部の間に隙間を設けたので、この隙間の部分から加工雰囲気に漂う切屑を吸引でき、加工雰囲気吸引専用の吸引装置を別途設けなくても加工雰囲気の吸引排出を実現できる。

【0014】

また両部分が非接触構造となっているので、工具ホルダを主軸に装着する場合に両者の接続部にずれがあっても前記隙間により吸収でき、従って両者の接続部の寸法精度をそれほど高くする必要がない。

【0015】

また請求項３の発明では、切屑吸引経路の、ホルダ側部分の下流端と本体側部分の上流端とを主軸の軸線方向に隙間を設けて対向するように配置したので、軸線方向のずれがあっても前記隙間で吸収でき、両部分の寸法精度を高くすることなく、より確実に工具ホルダを主軸に装着することができる。

【0016】

請求項４の発明によれば、切屑吸引経路を、工具ホルダの内部から径方向外方に向かい、前記機械本体側へと向かうよう形成したので、機械本体側へと向かう部分において、請求項２，３における構成を容易確実に実現できる。

【0017】

請求項５の発明によれば、請求項1ないし４の何れかに記載の切屑吸引装置用工具ホルダを備えた工作機械であるので、前記各項における効果を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施例１に係る工具ホルダを備えた工作機械の正面斜視図である。

【図2】前記工具ホルダの断面正面図である。

【図3】前記工具ホルダの接続部の拡大断面図である。

【図4】前記工具ホルダの正面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【実施例1】

【0020】

図において、１は本発明の実施例１による切屑吸引装置用工具ホルダを備えた工作機械である。この工作機械１は、ベッド２と、該ベッド２の正面から見て奥部分に立設されたコラム３と、該コラム３の前面に上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持された主軸頭４と、前記ベッド２の手前部分に前後方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持されたサドル５と、該サドル５上に左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能に支持されたテーブル６とを備えている。また前記コラム３の側面には、工具マガジン１２，工具交換アーム１３等を有する工具交換装置１１が配設されている。

【0021】

前記主軸頭４内には、主軸７が挿入配置され、回転可能に支持されている。そして前記主軸７の下端部には工具ホルダ８が着脱可能に装着されている。

【0022】

また前記工作機械１は切屑吸引装置９を備えている。この切屑吸引装置９は、前記工具ホルダ８に装着された吸引カバー１０と、機外に配設された吸引源２１と、該吸引源２１と前記吸引カバー１０を連通接続する吸引経路２２とを備えている。

【0023】

前記工具ホルダ８の基端部には、前記主軸７の下端部に形成された工具嵌合孔７ａに嵌合するテーパ部８ａが形成され、先端部には工具３３が装着されている。この工具３３の本体部３３ａの先端には刃具３３ｂが固定され、また軸心部には吸引孔３３ｃが貫通するように形成されている。

【0024】

また前記吸引カバー１０は、前記工具ホルダ８により軸受３４を介して相対回転自在に支持される基部１０ａと、該基部１０ａの下端部に前記工具３３を囲み、ワークＷの加工面に対向するように形成されたカバー部１０ｂと、前記主軸７に対して係合し、該吸引カバー１０の回転を阻止する回り止め部１０ｃを有する。該回り止め部１０ｃは後述する吸引経路２２の本体側部分１５が形成された接続具１６の係合凹部１６ｂに係合している。

【0025】

前記吸引経路２２は、前記工具ホルダ８側に形成されたホルダ側部分１４と、前記主軸７側に形成された本体側部分１５とで構成されている。

【0026】

前記ホルダ側部分１４は、前記カバー部１０ｂにより形成された吸引室１０ｄに連通し、径方向に延びる径方向吸引孔１４ａと、ここから主軸軸線方向に延びる接続孔１４ｂとを有する。前記径方向吸引孔１４ａは前記吸引カバー１０に形成されたホルダ側吸引部１０ｅ内に形成され、前記接続孔１４ｂは接続部１０ｆ内に形成されている。

【0027】

前記吸引経路２２の本体側部分１５は、主軸軸線Ａ方向に少し延びた後、径方向に延びる接続孔１５ａと、該接続孔１５ａから主軸軸線Ａ方向に延びる軸線方向孔１５ｂと、該軸線方向孔１５ｂと前記吸引源２１とを接続する吸引ホース１５ｃとを有する。前記接続孔１５ａは前記主軸７の下端に固定された接続具１６の接続部１６ａ内に形成され、前記軸線方向孔１５ｂは前記吸引ホース１５ｃが接続されるホース接続部１５ｄ内に形成されている。

【0028】

前記吸引経路２２の、前記ホルダ側部分１４と本体側部分１５との接続部２２ａは非接触構造となっている。詳細には、前記ホルダ側の接続部１０ｆの下流端１０ｆ′と前記本体側部分の接続部１６ａの上流端１６ａ′とは、主軸軸線Ａ方向に、かつ間に隙間ａを空けて対向するように配置されている。また前記下流端１０ｆ′は雄テーパ状に形成され、前記上流端１６ａ′は雌テーパ状に形成されており、その結果、前記隙間ａは外気を下流側に向けて導入する導入路となっている。

【0029】

ここで前記工具ホルダ８を主軸７に装着する場合、前記工具交換装置１１の工具交換アーム１３が工具ホルダ８を把持して主軸軸線Ａ方向に移動させることにより、工具ホルダ８のテーパ部８ａが主軸７の工具嵌合孔７ａに嵌合し、回り止め部１０ｃが係合凹部１６ｂに係合する。この後、工具ホルダ８は、図示しないクランプ機構により上方に引き上げられ、主軸７にクランプされる。

【0030】

このとき、ホルダ側部分１４の接続部１０ｆの下流端１０ｆ′が本体側部分１５の接続部１６ａの上流端１６ａ′に隙間ａを空けて対向する。

【0031】

加工時には、切屑吸引装置９が起動し、加工ポイントで発生した切屑は吸引室１０ｄから吸引経路２２のホルダ側部分１４，本体側部分１５を経て吸引源２１に吸引される。

【0032】

一方、前記接続部２２ａの隙間ａから外気が吸引経路２２内に吸引され、これにより加工雰囲気、特に工具ホルダ８の主軸７への装着部付近に漂うように残存する切屑は、前記隙間ａから吸引され吸引経路２２を経て吸引源２１に吸引される。

【0033】

このように本実施例では、切屑吸引経路２２の、ホルダ側部分１４と本体側部分１５との接続部２２ａを非接触構造としたので、つまりホルダ側の接続部１０ｆの下流端１０ｆ′と本体側の接続部１６ａの上流端１６ａ′との間に隙間ａを設けたので、この隙間ａ部分から加工雰囲気に漂う切屑を吸引でき、加工雰囲気吸引用の吸引装置を別途設けなくても加工雰囲気の吸引排出を実現できる。この場合、前記接続部２２ａを、雄テーパ状の下流端１０ｆ′と雌テーパ状の上流端１６ａ′とで構成したので、前記隙間ａが外気を下流側にスムーズに導入する導入路として機能し、外気吸引効果を高めることができる。

【0034】

また前記下流端１０ｆ′と上流端１６ａ′とが非接触構造となっているので、工具ホルダ８を主軸７に装着する場合に両者の寸法精度をそれほど高くする必要がない。即ち、両者が軸直角方向にずれた場合でも、前記隙間ａによりこのずれを吸収できるので、吸引経路２２の接続に支障が生じるのを防止できる。

【0035】

また切屑吸引経路２２の、ホルダ側部分１４の下流端１０ｆ′と本体側部分１５の上流端１６ａ′とを主軸の軸線Ａ方向に隙間ａを設けて対向するように配置したので、軸線方向にずれが生じた場合でもこのずれを前記隙間ａにより吸収でき、工具ホルダ８をより確実に主軸７に装着することができる。

【0036】

なお、本実施例では、工具３３の軸心に吸引孔３３ｃを形成したので、前記外部吸引経路に加えて内部吸引経路を構成することもできる。この場合、内部吸引経路と外部吸引経路とを途中で接続し、両経路の何れか又は両方を作動させる切換えバルブを設けることが望ましい。

【符号の説明】

【0037】

１ 工作機械
７ 主軸
８ 工具ホルダ
９ 切屑吸引装置
１０ｆ′ ホルダ側部分の下流端
１１ 自動工具交換機構
１２ 切屑吸引経路
１２ａ 接続部
１４ ホルダ側部分
１４ａ 径方向吸引孔（工具ホルダの内部から径方向外方に向かう）い、前記機械本体側１４ｂ軸線方向吸引孔（主軸軸線方向へと向かう）
１５ 本体側部分
１６ａ′ 本体側部分の上流端
ａ 隙間
Ａ 主軸の軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】