特開 2024-71966 複合加工機用洗浄ツール

(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】P2024071966

(43)【公開日】2024-05-27

(54)【発明の名称】複合加工機用洗浄ツール

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20240520BHJP

   B23Q 3/12 20060101ALI20240520BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/00 N

B23Q3/12 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182512

(22)【出願日】2022-11-15

(71)【出願人】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100120400

【弁理士】

【氏名又は名称】飛田 高介

(74)【代理人】

【識別番号】100124110

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】余湖 健志

【テーマコード（参考）】

3C011

3C016

【Ｆターム（参考）】

3C011BB11

3C016FA00

(57)【要約】

【課題】複数のノズルを設けることなく複合加工機内の切り屑を好適に除去することができ、複合加工機の大型化を回避し且つ製造コストの削減を図る。
【解決手段】本発明にかかる複合加工機用洗浄ツール（洗浄ツール１００）は、工具主軸２１０に着脱自在であるとともに内部にクーラントの流路１１４が形成されたツールホルダ１１０と、ツールホルダに連続して配置されたケース１２０と、を含み、ケース１２０は、流路１１４に連通する球状の内部空間１２２と、内部空間における異なる箇所に形成されケースの外部と連通している２つの吐出ノズル（第１吐出ノズル１２４ａ・第２吐出ノズル１２４ｂ）と、各吐出ノズルの内部空間側の開口それぞれに形成されたくぼみ（第１くぼみ１２６ａ・第２くぼみ１２６ｂ）と、内部空間に収容され各くぼみのいずれかに嵌まって吐出ノズルの栓として機能する球体１３０と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複合加工機の工具主軸に着脱自在であるとともに内部にクーラントの流路が形成されたツールホルダと、
前記ツールホルダに連続して配置されたケースと、
を含み、
前記ケースは、
前記流路に連通する球状の内部空間と、
前記内部空間における異なる箇所に形成され前記ケースの外部と連通している２つの吐出ノズルと、
前記各吐出ノズルの前記内部空間側の開口にそれぞれ形成されたくぼみと、
前記内部空間に収容され前記各くぼみのいずれかに嵌まって前記吐出ノズルの栓として機能する球体と、
を備えたことを特徴とする複合加工機用洗浄ツール。

【請求項2】

前記２つの吐出ノズルは、前記ツールホルダの中心軸に対する傾き角が異なる箇所に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合加工機用洗浄ツール。

【請求項3】

前記２つの吐出ノズルのうち一方は、前記ツールホルダの中心軸上に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合加工機用洗浄ツール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複合加工機の工具主軸に取り付けられる複合加工機用洗浄ツールに関する。

【背景技術】

【0002】

複合加工機では、工具によってワークを加工する際に切り屑が生じる。この切り屑が、複合加工機の内部に残留していると、ワークを交換する際にワークとワーク主軸のチャックとの間に入り込む可能性があり、その場合、加工精度の低下を招いてしまう。このため、ワークを交換する前には、工具や複合加工機の内部を洗浄し、切り屑の除去を行うことが望ましい。

【0003】

例えば特許文献１には、「加工室を画定する側壁と、前記加工室内に配置される架台と、工具を保持する主軸と、前記加工室の中心に前後方向に延びる排出樋と、前記排出樋の上方に配置され、前後方向に移動可能なテーブルと、前記テーブルの下方に配置され、下向きに洗浄流体を噴出する第１ノズルと、前記第１ノズルに接続され、前記洗浄流体を供給するポンプと、前記洗浄流体の噴出を制御する制御装置と、を有する工作機械」が開示されている。

【0004】

また、上述のように下向きに配置された第１ノズルを用いて洗浄流体を噴出する構成であると、工作機械の加工室の下部の領域では切り屑を好適に除去できるが、それ以外の領域の切り屑を除去することは難しい。このため特許文献１では、右側第２ノズル、右側第３ノズル、左側第２ノズルおよび左側第３ノズルを更に追加で設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－１０９４８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら特許文献１のように加工室内に複数のノズルを設けると装置構成が複雑化し、且つ装置の製造コストが増大してしまうばかりか装置の大型化を招いてしまう。

【0007】

本発明は、このような課題に鑑み、複数のノズルを設けることなく複合加工機内の切り屑を好適に除去することができ、複合加工機の大型化を回避し且つ製造コストの削減を図ることが可能な複合加工機用洗浄ツールを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明にかかる複合加工機用洗浄ツールの代表的な構成は、複合加工機の工具主軸に着脱自在であるとともに内部にクーラントの流路が形成されたツールホルダと、ツールホルダに連続して配置されたケースと、を含み、ケースは、流路に連通する球状の内部空間と、内部空間における異なる箇所に形成されケースの外部と連通している２つの吐出ノズルと、各吐出ノズルの内部空間側の開口それぞれに形成されたくぼみと、内部空間に収容され各くぼみのいずれかに嵌まって吐出ノズルの栓として機能する球体と、を備える。

【0009】

上記２つの吐出ノズルは、ツールホルダの中心軸に対する傾き角が異なる箇所に形成されているとよい。また上記２つの吐出ノズルのうち一方は、ツールホルダの中心軸上に形成されているとよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、複数のノズルを設けることなく複合加工機内の切り屑を好適に除去することができ、複合加工機の大型化を回避し且つ製造コストの削減を図ることが可能な複合加工機用洗浄ツールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施の形態の複合加工機用洗浄ツールが着脱自在な複合加工機の構成を例示する斜視図である。

【図2】本実施形態にかかる複合加工機用洗浄ツールを説明する図である。

【図3】図２の洗浄ツールの使用態様を説明する図である。

【図4】図２の洗浄ツールの図３とは異なる使用態様を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0013】

図１は、本実施の形態の複合加工機用洗浄ツールが着脱自在な複合加工機の構成を例示する斜視図である。図１に例示するように複合加工機２００は、壁２０２ａにおいてコラム２０４がレール２３０ａによってＺ軸方向（左右方向）に走行可能に備えられている。コラム２０４には、回転テーブル２０６がＹ軸方向（上下方向）に移動可能に備えられている。

【0014】

回転テーブル２０６には工具主軸２１０が取り付けられていて、回転テーブル２０６がＲ方向に回転することによって工具主軸２１０の角度（姿勢）を設定することができる。工具主軸２１０には工具（不図示）が交換可能に取り付けられる（図１では後述する洗浄ツール１００を取り付けて示している）。工具主軸２１０はモータを内蔵していて、工具を回転させて切削などの加工を行うことができる。

【0015】

ワーク主軸２２０は壁２０２ｂに形成されたレール２３０ｂによってＸ軸方向（前後方向）に移動可能である。ワーク主軸２２０はモータを内蔵していて、交換可能に取り付けたワーク（不図示）を回転させることができる。以下、複合加工機２００において工具主軸２１０やワーク主軸２２０が配置されている空間を加工室２００ａと称する。

【0016】

図２は、本実施形態にかかる複合加工機用洗浄ツール（以下、洗浄ツール１００と称する）を説明する図であり、図１に示す洗浄ツールの模式的な断面を例示している。本実施形態の洗浄ツール１００は、図１に示すように複合加工機２００の工具主軸２１０に取り付けられ、クーラントを噴射して加工室２００ａを洗浄する。

【0017】

図２に示すように本実施形態の１００は、ツールホルダ１１０およびケース１２０を含んで構成される。ツールホルダ１１０は、ツール交換時に使用されるＡＴＣ用溝１１２を有する。これにより、ツールホルダ１１０は複合加工機２００の工具主軸２１０に着脱自在となる。またツールホルダ１１０の内部には、クーラントが通過する流路１１４が形成されていて、工具主軸２１０を通じてクーラントが供給される（いわゆるセンタースルークーラント）。

【0018】

ケース１２０は、ツールホルダ１１０に連続して配置されていて、ツールホルダ１１０の流路１１４に連通する球状の内部空間１２２を有する。内部空間１２２には、内部空間１２２から外部すなわち加工室２００ａと連通している２つの吐出ノズル（第１吐出ノズル１２４ａ・第２吐出ノズル１２４ｂ）がそれぞれ異なる場所に形成されている。第１吐出ノズル１２４ａ・第２吐出ノズル１２４ｂの内部空間１２２側の開口には、球面のくぼみ（第１くぼみ１２６ａ・第２くぼみ１２６ｂ）がそれぞれ形成されている。

【0019】

またケース１２０の内部空間１２２には球体１３０が収容されている。かかる球体１３０は、第１くぼみ１２６ａ・第２くぼみ１２６ｂのいずれかに嵌まって第１吐出ノズル１２４ａ・第２吐出ノズル１２４ｂの一方の栓として機能する。

【0020】

詳細には、第１吐出ノズル１２４ａ・第２吐出ノズル１２４ｂ（２つの吐出ノズル）は、ツールホルダ１１０の中心軸Ｓに対する傾き角が異なる箇所に形成されている。これにより、球体１３０が嵌るくぼみを異ならせることで、複数の方向にクーラントを吐出することができる。

【0021】

本実施形態では特に、第１吐出ノズル１２４ａはツールホルダ１１０の中心軸Ｓ上、すなわちツールホルダ１１０の中心軸Ｓに対する傾き角が０°の位置に形成されている。第２吐出ノズル１２４ｂは、ツールホルダ１１０の中心軸Ｓから傾き角θ（図示では約６０°）の位置に形成されている。

【0022】

図２に示すように工具主軸２１０が垂直な状態となっていると、第１吐出ノズル１２４ａは内部空間１２２の下部に位置し、第２吐出ノズル１２４ｂは第１吐出ノズル１２４ａの側方に位置する。そして球体１３０は、重力によって第１くぼみ１２６ａに嵌った状態となる。第２くぼみ１２６ｂには球体１３０は嵌っていないため、第２吐出ノズル１２４ｂは加工室２００ａと連通された状態となっている。

【0023】

この状態で工具主軸２１０からクーラントが供給されると、クーラントは、流路１１４を通過して内部空間１２２に流れる。内圧によって球体１３０が第１くぼみ１２６ａに押し付けられて第１吐出ノズル１２４ａを塞ぐため、第１吐出ノズル１２４ａの栓として機能する。したがってクーラントは、第２吐出ノズル１２４ｂのみから吐出される。これにより、加工室２００ａ内の側方の切り屑が除去される。

【0024】

図３は、図２の洗浄ツール１００の使用態様を説明する図である。図２に示したように内圧をかけた状態では、球体１３０が第１くぼみ１２６ａに固定されている。内圧をかけたまま回転テーブル２０６を回転させて工具主軸２１０の傾きを変えると、図３（ａ）に示すように洗浄ツール１００も傾斜する。すると球体１３０が第１くぼみ１２６ａに嵌った状態が維持されたまま、第２吐出ノズル１２４ｂから吐出するクーラントの方向を変更することができる。

【0025】

さらに図３（ａ）に示す状態から工具主軸２１０によって洗浄ツール１００を回転させると、第２吐出ノズル１２４ｂを図３（ｂ）に示すように第１吐出ノズル１２４ａの上方に向けたり、加工室２００ａの前方や後方に向けたりすることができる。このように、内圧をかけている限りは、工具主軸２１０の可動範囲（Ｙ軸、Ｚ軸、Ｒ方向回転）と工具主軸２１０による洗浄ツール１００の回転によって第２吐出ノズル１２４ｂを向けることが可能な全方向に第２吐出ノズル１２４ｂからクーラントを吐出することができる。

【0026】

図４は、図２の洗浄ツール１００の図３とは異なる使用態様を説明する図である。図４（ａ）では、回転テーブル２０６を回転させて、工具主軸２１０および洗浄ツール１００を水平状態としている。図４（ａ）では、第２くぼみ１２６ｂを下方に配置することによって球体１３０が第２くぼみ１２６ｂに嵌っている。この状態でクーラントが内部空間１２２に供給されると、内圧によって球体１３０が第２くぼみ１２６ｂに押し付けられて第２吐出ノズル１２４ｂを塞ぐため、球体１３０が第２吐出ノズル１２４ｂの栓として機能する。したがってクーラントは第１吐出ノズル１２４ａのみから洗浄ツール１００の先端方向（中心軸Ｓ方向）に吐出される。

【0027】

図４（ａ）に示す状態から、内圧をかけたまま回転テーブル２０６を回転させて工具主軸２１０を傾斜させると、図４（ｂ）に示すように洗浄ツール１００が立った状態となっても球体１３０は第２くぼみ１２６ｂに嵌まった状態が維持される。このように、内圧をかけている限りは、工具主軸２１０の可動範囲（Ｙ軸、Ｚ軸、Ｒ方向回転）によって第１吐出ノズル１２４ａを向けることが可能な全方向に第１吐出ノズル１２４ａからクーラントを吐出することができる。

【0028】

上記説明したように本実施形態の洗浄ツール１００によれば、内圧をかけずに洗浄ツール１００の姿勢を変化させることにより、球体１３０が嵌るくぼみを変えることができ、内圧をかければ球体１３０の位置を固定することができる。これにより、第１吐出ノズル１２４ａ・第２吐出ノズル１２４ｂの内部空間１２２との連通および封止を適宜変更することができ、１つの洗浄ツール１００で複数の方向へクーラントを吐出することが可能となる。

【0029】

また２つの吐出ノズルを、工具主軸２１０のツールホルダ１１０の中心軸Ｓに対する傾き角が異なる箇所に形成することにより、加工室２００ａ内の広い範囲を網羅することができる。したがって、複数のノズルを設けることなく装置内（加工室２００ａ）の切り屑を好適に除去することができ、装置の大型化を回避し且つ装置コストの削減を図ることが可能である。

【0030】

また本実施形態では、洗浄用のノズルを加工室２００ａ内に固定設置するのではなく、洗浄ツール１００を工具に替えて工具主軸２１０に取り付ける。したがって、洗浄用のノズルを固定設置する場合に比して、装置の小型化を図ることが可能である。

【0031】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は斯かる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0032】

本発明は、複合加工機の工具主軸に取り付けられる複合加工機用洗浄ツールとして利用することができる。

【符号の説明】

【0033】

１００…洗浄ツール、１１０…ツールホルダ、１１２…ＡＴＣ用溝、１１４…流路、１２０…ケース、１２２…内部空間、１２４ａ…第１吐出ノズル、１２４ｂ…第２吐出ノズル、１２６ａ…第１くぼみ、１２６ｂ…第２くぼみ、１３０…球体、２００…複合加工機、２００ａ…加工室、２０２ａ…壁、２０２ｂ…壁、２０４…コラム、２０６…回転テーブル、２１０…工具主軸、２２０…ワーク主軸、２３０ａ…レール、２３０ｂ…レール、Ｓ…中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】