特許 7469542 刃物台および工作機械

(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】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】刃物台および工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/157 20060101AFI20240409BHJP

   B23B 29/24 20060101ALI20240409BHJP

   B23B 3/16 20060101ALI20240409BHJP

   B23Q 3/155 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/157 W

B23B29/24 A

B23B3/16 A

B23Q3/155 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023099938

(22)【出願日】2023-06-19

【審査請求日】2023-06-21

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 令和４年６月２４日 株式会社金久保製作所へ販売

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】水越 健一

(72)【発明者】

【氏名】疋田 功男

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特許第６９７０３２２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１９－１９５８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０５５９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４４８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２４４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０２５４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１２６５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－２７１１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５３－０２７１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭６０－００１９４８（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１３３９０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００９８１６５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５８１４７２０（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０４８０２２７４（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００５－１７７９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－００９２９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ３／１５５－３／１５７

Ｂ２３Ｂ ２７／００－２９／３４

Ｂ２３Ｂ １／００－２５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

刃物台であって、
複数の装着部を有するベース部と、
複数の前記装着部にそれぞれ着脱可能に装着され、工具を保持するための複数の工具ホルダとを備え、
前記装着部は、前記工具ホルダが着座する着座面を含み、さらに、
空気が供給される第１空気流路と、
前記第１空気流路から分岐し、複数の前記装着部に向けてそれぞれ延び、各々が各前記装着部の前記着座面に開口する複数の第２空気流路と、
前記第１空気流路の経路上に設けられ、空気流れの状態を検知可能な検知部とを備え、
複数の前記第２空気流路が前記第１空気流路から分岐する分岐部は、前記刃物台の内部に設けられる、刃物台。

【請求項2】

前記工具ホルダは、油圧により動作し、工具をクランプするためのクランプ機構を有し、さらに、
複数の前記装着部に向けてそれぞれ延び、前記クランプ機構の作動油が流れ、各々が各前記装着部の前記着座面に開口する複数の油流路を備える、請求項１に記載の刃物台。

【請求項3】

請求項２に記載の刃物台と、
前記検知部により検知された空気流れの状態に基づいて、複数の前記装着部のうちに前記工具ホルダが装着されていない前記装着部が生じていると判断した場合に、前記クランプ機構の動作を規制する制御部とを備える、工作機械。

【請求項4】

前記ベース部は、
旋回中心軸を中心とする筒形状を有し、複数の前記装着部が旋回中心軸の周方向に並んで設けられ、前記旋回中心軸を中心に旋回可能な旋回部と、
前記旋回部の内側に配置され、前記工具ホルダに保持された工具を回転させるためのモータと、
前記旋回中心軸の軸方向における前記旋回部の端部に接続され、前記旋回部とともに前記旋回中心軸を中心に旋回可能な蓋部とをさらに有し、
前記蓋部には、前記旋回中心軸を中心に放射状に延び、複数の前記第２空気流路をそれぞれ構成する複数の孔が設けられる、請求項１または２に記載の刃物台。

【請求項5】

前記旋回中心軸を中心とする軸形状を有する軸部をさらに備え、
前記蓋部は、前記軸部の外周上に嵌め合わされ、前記軸部に対して摺動しながら前記旋回中心軸を中心に旋回し、
前記旋回中心軸の半径方向における前記軸部および前記蓋部の間には、前記旋回中心軸の周方向に延び、前記第１空気流路を構成する環状溝が設けられる、請求項４に記載の刃物台。

【請求項6】

前記ベース部は、複数の前記装着部が旋回中心軸の周方向に並んで設けられ、前記旋回中心軸を中心に旋回可能な旋回部をさらに有し、さらに、
前記旋回中心軸からその半径方向外側に離れた位置であって、かつ、前記旋回中心軸の周方向における所定の角度位置に設けられ、前記旋回中心軸の軸方向において前記旋回部と隙間を設けて対向する配管ブロックと、
前記配管ブロックに内蔵され、前記旋回部の旋回時に前記旋回部と離間し、前記旋回部の停止時に前記旋回部に接続されるように、前記旋回中心軸の軸方向に進退可能であり、流体の流路を形成するピストン機構とをさらに備える、請求項１または２に記載の刃物台。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、刃物台および工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、特開２０２２－２０３６６号公報（特許文献１）には、刃物台と、マガジンと、刃物台およびマガジンに装着される工具を交換するための自動工具交換装置とを備える工作機械が開示されている。

【0003】

刃物台は、旋回中心軸を中心に旋回可能なタレットと、旋回中心軸の周方向に並んでタレットに装着され、工具を保持する複数の工具ホルダとを有する。複数の工具ホルダは、旋回中心軸の軸方向に工具が挿入される第１工具ホルダと、旋回中心軸の半径方向に工具が挿入される第２工具ホルダとを含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２２－２０３６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の特許文献１に開示されるように、タレット型刃物台においては、保持する工具の姿勢、位置または種類などに応じて、多種の工具ホルダが準備されている。ユーザは、そのうちからワーク加工の内容に合わせて複数の工具ホルダを選択し、これらを刃物台における複数の装着部にそれぞれ装着する。

【0006】

しかしながら、ユーザの不注意等により、複数の装着部のうちに工具ホルダが装着されない装着部が生じる場合がある。この場合、装着部における開口部を通じて刃物台の内部に切屑またはクーラント等が侵入する可能性がある。また、工具ホルダに油圧により動作するクランプ機構が備わる場合、本来、クランプ機構に向けて供給されるべき作動油が、刃物台の周囲に噴き出す可能性がある。

【0007】

そこでこの発明の目的は、簡易な構成により、工具ホルダの未装着を防ぐことが可能な刃物台と、そのような刃物台を備える工作機械とを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明に従った刃物台は、複数の装着部を有するベース部と、複数の装着部にそれぞれ着脱可能に装着され、工具を保持するための複数の工具ホルダとを備える。装着部は、工具ホルダが着座する着座面を含む。刃物台は、空気が供給される第１空気流路と、第１空気流路から分岐し、複数の装着部に向けてそれぞれ延び、各々が各装着部の着座面に開口する複数の第２空気流路と、第１空気流路の経路上に設けられ、空気流れの状態を検知可能な検知部とをさらに備える。

【発明の効果】

【0009】

この発明に従えば、簡易な構成により、工具ホルダの未装着を防ぐことが可能な刃物台と、そのような刃物台を備える工作機械とを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】この発明の実施の形態における刃物台を備える工作機械を示す斜視図である。

【図2】図１中の刃物台を示す斜視図である。

【図3】図１中の刃物台を示す別の斜視図である。

【図4】図３中の２点鎖線ＩＶで囲まれた範囲の刃物台（装着部）を示す斜視図である。

【図5】図１中の刃物台を示す断面図である。

【図6】図６は、図１中の刃物台において、工具ホルダの着座確認のための機構を示す回路図である。

【図7】図１中の刃物台を示す別の断面図である。

【図8】図１中の刃物台を示すさらに別の断面図である。

【図9】図２中の配管ブロックを示す斜視図である。

【図10】図２中の配管ブロックの内部構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0012】

図１は、この発明の実施の形態における刃物台を備える工作機械を示す斜視図である。図中では、工作機械の外観をなすカバー体が透視されることにより、工作機械の内部構造が示されている。図２は、図１中の刃物台を示す斜視図である。

【0013】

図１および図２を参照して、工作機械１００は、回転するワークに工具を接触させることによって、ワーク加工を行なう旋盤である。工作機械１００には、停止するワークに回転する工具を接触させることによって、ワーク加工を行なうミーリング機能が備わっている。

【0014】

工作機械１００は、コンピュータによる数値制御によって、ワーク加工のための各種動作が自動化されたＮＣ（Numerically Control）工作機械である。

【0015】

本明細書においては、工作機械１００の左右方向（幅方向）に平行で、水平方向に延びる軸を「Ｚ軸」といい、工作機械１００の前後方向（奥行き方向）に平行で、水平方向に延びる軸を「Ｙ軸」といい、上下方向に延びる軸を「Ｘ軸」という。

【0016】

なお、工作機械１００と、工作機械１００に備わる刃物台５０との構造を説明する便宜上、上記のとおりＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定したが、これらは、旋盤で定義されるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸と必ずしも一致するものではない。

【0017】

まず、工作機械１００の構造について説明する。工作機械１００は、ベッド１１と、第１主軸台２１と、第２主軸台２６と、刃物台５０と、マガジン１１０と、自動搬送装置１３０とを有する。

【0018】

ベッド１１は、第１主軸台２１、第２主軸台２６、刃物台５０、マガジン１１０および自動搬送装置１３０等を支持するためのベース部材であり、工場などの床面に設置されている。ベッド１１は、鋳鉄などの金属から形成されている。

【0019】

第１主軸台２１および第２主軸台２６は、ベッド１１に取り付けられている。第１主軸台２１および第２主軸台２６の各主軸台は、ワーク主軸（不図示）を有する。ワーク主軸の先端には、ワークを着脱可能に保持するチャックが設けられている。第１主軸台２１のワーク主軸は、Ｚ軸に平行な回転中心軸１０６を中心に回転駆動する。第２主軸台２６のワーク主軸は、Ｚ軸に平行な回転中心軸１０７を中心に回転駆動する。第１主軸台２１および第２主軸台２６は、回転中心軸１０６および回転中心軸１０７が一直線上に延びるように、Ｚ軸方向において対向して配置されている。

【0020】

刃物台５０は、加工エリア内に設けられている。加工エリアは、ワークの加工が行なわれる空間であり、ワーク加工に伴う切屑または切削油等の異物が加工エリアの外側に漏出しないようにカバー体により略密閉されている。刃物台５０は、複数の工具を保持可能なように構成されている。刃物台５０は、保持する複数の工具を旋回中心軸１０１の周方向に移動させて、加工に用いる工具を割り出すタレット型刃物台である。旋回中心軸１０１は、Ｚ軸方向に延びている。

【0021】

刃物台５０は、ベース部５１を有する。ベース部５１は、全体として、旋回中心軸１０１の軸方向が厚み方向となる円盤形状の外観をなしている。ベース部５１は、刃物台ベース５８に取り付けられている。

【0022】

ベース部５１は、旋回部６３と、複数の装着部５２とを有する。旋回部６３は、全体として、旋回中心軸１０１を中心とする円筒形状をなしている。旋回部６３は、図示しないモータ６４からの回転が入力されることによって、旋回中心軸１０１を中心に旋回可能である。

【0023】

複数の装着部５２は、旋回中心軸１０１の周方向に並んで旋回部６３に設けられている。複数の装着部５２は、旋回部６３と一体に設けられている。複数の装着部５２は、旋回部６３の外周面に設けられている。複数の装着部５２は、旋回中心軸１０１の周方向において、等間隔に設けられている。複数の装着部５２は、旋回部６３とともに、旋回中心軸１０１を中心に旋回可能である。本実施の形態では、ベース部５１が、１２個の装着部５２を有する。

【0024】

刃物台５０は、複数の工具ホルダ６１をさらに有する。工具ホルダ６１は、刃物台５０において工具を保持するための装置である。複数の工具ホルダ６１は、複数の装着部５２にそれぞれ着脱可能に装着されている。複数の工具ホルダ６１は、ボルトを用いて、複数の装着部５２にそれぞれ締結されている。

【0025】

複数の工具ホルダ６１は、旋回中心軸１０１の周方向に並んで設けられている。工具ホルダ６１は、工具を保持可能に構成されている。複数の工具ホルダ６１は、工具の挿入方向に関して分類した場合に、旋回中心軸１０１の軸方向に工具が挿入される第１工具ホルダ６１Ｓと、旋回中心軸１０１の半径方向に工具が挿入される第２工具ホルダ６１Ｔとを含む。

【0026】

工具ホルダ６１は、油圧により動作し、工具をクランプするためのクランプ機構７９（後出の図６を参照）を有する。工具ホルダ６１により保持可能な工具のシャンク規格は、たとえば、ＣＡＰＴＯである。工具ホルダ６１は、ベース部５１の側から回転が入力されることにより、工具を回転させる回転機構部を内蔵してもよい。

【0027】

なお、ユーザが、特定箇所の装着部５２に工具ホルダ６１を装着する必要がないと判断する場合がある。この場合、装着部５２には、工具ホルダ６１に替わって、図２に示される蓋体６２が装着される。

【0028】

旋回部６３が旋回中心軸１０１を中心に旋回することによって、工具ホルダ６１に保持された工具が旋回中心軸１０１の周方向に移動する。工具ホルダ６１は、第１主軸台２１または第２主軸台２６のワーク主軸に保持されたワークを加工する場合、ワーク加工位置Ｗに位置決めされる。工具ホルダ６１は、後述する自動搬送装置１３０と工具交換する場合、刃物台側工具交換位置Ｋに位置決めされる。ワーク加工位置Ｗおよび刃物台側工具交換位置Ｋは、旋回中心軸１０１の周方向において、互いに隣り合って位置している。

【0029】

刃物台ベース５８は、サドル５７および横送り台（不図示）を介して、ベッド１１により支持されている。サドル５７は、各種の送り機構、案内機構およびサーボモータなどによって、Ｚ軸方向に移動可能である。横送り台（不図示）は、各種の送り機構、案内機構およびサーボモータなどによって、Ｚ軸に直交し、Ｘ軸およびＹ軸に対して傾斜する軸方向（「Ｘａ軸方向」という）に移動可能である。サドル５７および横送り台（不図示）が、それぞれ、Ｚ軸方向およびＸａ軸方向に移動することによって、工具ホルダ６１に保持された工具によるワークの加工位置をＺ軸－Ｘａ軸平面内で移動させることができる。

【0030】

マガジン１１０は、加工エリア外に設けられている。マガジン１１０は、刃物台５０からＺ軸方向に離れた位置に設けられている。刃物台５０は、Ｚ軸方向において、第１主軸台２１およびマガジン１１０の間に配置されている。

【0031】

マガジン１１０は、加工目的に応じて工具を順次、加工エリアに供給するため、複数の工具を格納する装置である。マガジン１１０には、刃物台５０における工具ホルダ６１に装着されるドリル、エンドミルもしくはフライス等の回転工具、または、外径切削工具、内径切削工具もしくは溝入れ工具等の固定工具が格納されている。

【0032】

マガジン１１０は、支持プレート１１１と、複数の工具ポット１２０と、モータ（不図示）とを有する。支持プレート１１１は、Ｙ軸に平行な旋回中心軸１０３を中心とする円盤形状を有する。複数の工具ポット１２０は、支持プレート１１１に取り付けられている。複数の工具ポット１２０は、旋回中心軸１０３を中心とする円周経路に沿って一定間隔で並んでいる。

【0033】

支持プレート１１１は、モータ（不図示）により、旋回中心軸１０３を中心にして旋回可能である。支持プレート１１１が旋回中心軸１０３を中心に旋回することによって、工具ポット１２０が旋回中心軸１０３の周方向に搬送される。工具ポット１２０は、後述する自動工具交換装置３１と工具交換する場合、マガジン側工具交換位置に配置される。

【0034】

自動搬送装置１３０は、工具を搬送するための装置である。自動搬送装置１３０は、支持フレーム１４により支持されている。支持フレーム１４は、第２主軸台２６の上方でＺ軸方向に延びている。自動搬送装置１３０は、Ｚ軸方向に移動することによって、加工エリア内における刃物台５０と、加工エリア外におけるマガジン１１０との間で工具を搬送する。

【0035】

自動搬送装置１３０は、第１基台１５と、第２基台１６とを有する。第１基台１５は、支持フレーム１４に対して、各種の送り機構、案内機構およびサーボモータなどにより、Ｚ軸方向に移動可能である。第２基台１６は、第１基台１５に対して、各種の送り機構、案内機構およびサーボモータなどにより、Ｙ軸方向に移動可能である。このような構成により、自動搬送装置１３０は、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の各方向に移動可能に構成されている。

【0036】

自動搬送装置１３０は、工具交換部１４０をさらに有する。工具交換部１４０は、刃物台５０において刃物台側工具交換位置Ｋに位置決めされた工具ホルダ６１と工具交換し、マガジン１１０においてマガジン側工具交換位置に位置決めされた工具ポット１２０と工具交換する。

【0037】

工具交換部１４０は、把持部１４６を有する。把持部１４６は、工具を着脱可能に把持する。把持部１４６は、工具を把持可能な爪形状を有する。工具交換部１４０は、把持部１４６として、一対の把持部１４６を有し、同時に２つの工具を保持可能なダブルアームタイプである。工具交換部１４０は、同時に１つの工具を保持可能なシングルアームタイプであってもよい。

【0038】

なお、工具交換部１４０は、工具ホルダ６１に対する工具の挿入方向に合わせて把持部１４６の姿勢を変化させるために、Ｘ軸方向に延びる旋回中心軸を中心にして旋回可能に構成されている。

【0039】

続いて、刃物台５０のより具体的な構造について説明する。図３は、図１中の刃物台を示す別の斜視図である。図３中では、刃物台５０を透視することにより、刃物台５０の内部配管の一部が示されている。図４は、図３中の２点鎖線ＩＶで囲まれた範囲の刃物台（装着部）を示す斜視図である。図５は、図１中の刃物台を示す断面図である。

【0040】

図３から図５を参照して、刃物台５０は、ハウジング６５と、モータ６４とをさらに有する。ハウジング６５は、旋回部６３の内側で固定されている。旋回部６３が旋回中心軸１０１を中心に旋回可能な回転側であるのに対して、ハウジング６５は固定側である。

【0041】

モータ６４は、工具ホルダ６１に保持された工具を回転させるためのミーリングモータである。モータ６４は、旋回部６３の内側に配置されている。モータ６４は、複数の装着部５２に対して、旋回中心軸１０１の半径方向内側に配置されている。モータ６４のステータは、ハウジング６５に固定されている。モータ６４のロータは、ハウジング６５により、回転中心軸１０２を中心に回転可能なように支持されている。モータ６４の回転中心軸１０２は、旋回中心軸１０１と９０°の角度をなして交わっている。

【0042】

刃物台５０は、軸部６９と、蓋部６６とをさらに有する。軸部６９は、旋回中心軸１０１を中心とする軸（シャフト）形状を有する。軸部６９は、ハウジング６５に接続されている。軸部６９は、旋回部６３（装着部５２）から旋回中心軸１０１の軸方向に突出した位置に設けられている。

【0043】

蓋部６６は、旋回中心軸１０１の軸方向における旋回部６３の端部に接続されている。蓋部６６は、旋回中心軸１０１の軸方向を向いて開口する旋回部６３の端部に接続されている。蓋部６６は、旋回中心軸１０１の軸方向において、ハウジング６５およびモータ６４と対向して設けられている。蓋部６６は、旋回部６３ととともに旋回中心軸１０１を中心に旋回可能である。

【0044】

蓋部６６は、軸部６９の外周上に嵌め合わされている。蓋部６６は、旋回中心軸１０１の半径方向において軸部６９および旋回部６３の間に生じている開口部分を閉塞するように設けられている。蓋部６６は、軸部６９に対して摺動しながら旋回中心軸１０１を中心に旋回する。

【0045】

蓋部６６は、ハウジング部６７と、テーパ部６８とを有する。ハウジング部６７は、全体として、旋回中心軸１０１を中心とする円筒形状を有する。ハウジング部６７は、旋回中心軸１０１の軸方向において、旋回部６３から離れた位置に設けられている。旋回部６３の旋回に伴って、ハウジング部６７の内周面６７ｔが、軸部６９の外周面６９ｕと摺接する。

【0046】

テーパ部６８は、ハウジング部６７から、旋回中心軸１０１の軸方向であって、旋回部６３に近づく方向に突出している。テーパ部６８は、旋回中心軸１０１を中心とする筒形状を有する。テーパ部６８は、旋回中心軸１０１の軸方向に対して傾斜する周面を有するテーパ形状を有する。旋回中心軸１０１を中心とするテーパ部６８の直径は、旋回中心軸１０１の軸方向においてハウジング部６７から旋回部６３に近づくほど大きくなる。小径側のテーパ部６８の端部が、ハウジング部６７に連なり、大径側のテーパ部６８の端部が、旋回部６３に接続されている。

【0047】

装着部５２は、着座面５３を有する。工具ホルダ６１は、着座面５３に着座する。装着部５２に装着された工具ホルダ６１は、着座面５３と面接触する。着座面５３は、平面からなる。着座面５３は、複数の装着部５２の数に対応する正多角形（本実施の形態では、正十二角形）の角柱が有する各側面に対応している。

【0048】

図４に示されるように、装着部５２には、第１孔２１１と、第２孔２１２と、第３孔２１３と、第４孔２１４と、第５孔２１５と、第６孔２１６とが設けられている。第１孔２１１、第２孔２１２、第３孔２１３、第４孔２１４、第５孔２１５および第６孔２１６は、着座面５３に開口している。第１孔２１１、第２孔２１２、第３孔２１３、第４孔２１４、第５孔２１５および第６孔２１６の各孔は、円形の開口形状を有する。

【0049】

第１孔２１１には、着座面５３に対する工具ホルダ６１（蓋体６２）の着座を確認するための空気が流通する。装着部５２に対する工具ホルダ６１（蓋体６２）の装着時、着座面５３における第１孔２１１の開口部２１１ａが工具ホルダ６１によって閉塞される。このため、第１孔２１１における空気流れが規制される。一方、装着部５２に対する工具ホルダ６１（蓋体６２）の未装着時、着座面５３における第１孔２１１の開口部２１１ａが大気に開放される。このため、第１孔２１１における空気流れが許容される。

【0050】

第２孔２１２には、工具ホルダ６１に内蔵されるクランプ機構７９をクランプ動作させる作動油が流通する。第３孔２１３には、工具ホルダ６１に内蔵されるクランプ機構７９をアンクランプ動作させる作動油が流通する。第２孔２１２および第３孔２１３の各孔には、弁体３１２が挿入されている。弁体３１２は、装着部５２に対する工具ホルダ６１の装着時に、第２孔２１２および第３孔２１３からの作動油の流出を許容し、装着部５２に対する工具ホルダ６１の未装着時に、第２孔２１２および第３孔２１３からの作動油の流出を規制するように動作する。

【0051】

第４孔２１４および第５孔２１５には、クーラントと、テーパエアブロー用の空気とのいずれか一方が選択的に流通する。第４孔２１４および第５孔２１５を通じて工具ホルダ６１に供給されたクーラントは、工具ホルダ６１に保持された工具の内部を通って、工具の刃先から吐出される。第４孔２１４および第５孔２１５を通じて工具ホルダ６１に供給された空気は、工具のシャンク部を受ける工具ホルダ６１のテーパ面に向けて噴射される。

【0052】

第６孔２１６には、図１中の刃物台側工具交換位置Ｋおよびワーク加工位置Ｗに位置決めされた工具ホルダ６１において、工具のクランプを確認するための空気が流通する。第６孔を通じて工具ホルダ６１に供給された空気は、工具ホルダ６１のホルダ端面に開口する開口部から吐出される。工具ホルダ６１における工具のクランプ時、その開口部が工具のシャンク部の端面によって閉塞される。

【0053】

装着部５２には、第７孔２１７がさらに設けられている。第７孔２１７は、着座面５３に開口している。第７孔２１７は、円形の開口形状を有する。第７孔２１７の開口面積は、第１孔２１１、第２孔２１２、第３孔２１３、第４孔２１４、第５孔２１５および第６孔２１６の各孔の開口面積よりも大きい。第１孔２１１、第２孔２１２、第３孔２１３、第４孔２１４、第５孔２１５および第６孔２１６は、第７孔２１７の周りで、第７孔２１７の円周方向に並んで開口している。

【0054】

図５に示されるように、複数の工具ホルダ６１は、工具回転の可否で分類した場合に、回転工具を保持可能な第３工具ホルダ６１Ｕと、固定工具を保持可能な第４工具ホルダ６１Ｖとを含む。第３工具ホルダ６１Ｕは、クラッチ軸４１を有する。第７孔２１７には、クラッチ軸４１が挿入されている。第３工具ホルダ６１Ｕが図１中のワーク加工位置Ｗに位置決めされている時、クラッチ軸４１の先端部が、モータ６４のロータ軸に連結される。

【0055】

続いて、着座面５３に対する工具ホルダ６１の着座を確認するための機構について、さらに詳細に説明する。

【0056】

図３および図５に示されるように、蓋部６６には、複数の第１放射状孔２４０（本発明における「複数の孔」に対応）が設けられている。複数の第１放射状孔２４０は、旋回中心軸１０１を中心に放射状に延びている。蓋部６６を旋回中心軸１０１の軸方向に見た場合に、複数の第１放射状孔２４０は、旋回中心軸１０１の周方向に互いに間隔を開けながら、旋回中心軸１０１の半径方向に延びている。

【0057】

複数の第１放射状孔２４０は、第１区間部２４１と、第２区間部２４２とを含む。第１区間部２４１は、複数の第１放射状孔２４０における空気流れの上流側に位置し、第２区間部２４２は、複数の第１放射状孔２４０における空気流れの下流側に位置している。第１区間部２４１は、ハウジング部６７に設けられている。第２区間部２４２は、ハウジング部６７およびテーパ部６８の間に渡って設けられている。

【0058】

第１区間部２４１は、ハウジング部６７の内周面６７ｔから旋回中心軸１０１の半径方向外側に向けて延びている。第２区間部２４２は、旋回中心軸１０１の軸方向においてハウジング部６７から旋回部６３に近づきながら、旋回中心軸１０１の半径方向外側に向けて延びている。空気流れの上流側における第２区間部２４２の端部は、第１区間部２４１に連通し、空気流れの下流側における第２区間部２４２の端部は、装着部５２における第１孔２１１に連通している。

【0059】

旋回中心軸１０１の半径方向における軸部６９および蓋部６６の間には、第１環状溝２２４（本発明における「環状溝」に対応）が設けられている。第１環状溝２２４は、旋回中心軸１０１の周方向に延びている。第１環状溝２２４には、複数の第１放射状孔２４０（第１区間部２４１）が接続されている。

【0060】

蓋部６６および軸部６９には、それぞれ、凹部６７ｇおよび凹部６９ｇが設けられている。凹部６７ｇは、ハウジング部６７の内周面６７ｔから凹み、旋回中心軸１０１の周方向に延びている。凹部６９ｇは、軸部６９の外周面６９ｕから凹み、旋回中心軸１０１の半径方向において凹部６７ｇと対向しながら、旋回中心軸１０１の周方向に延びている。第１環状溝２２４は、凹部６７ｇおよび凹部６９ｇにより区画形成されている。

【0061】

このような構成によって、旋回中心軸１０１を中心とする蓋部６６の旋回時に、第１環状溝２２４と、複数の第１放射状孔２４０とが互いに連通した状態が維持されるロータリージョイントが構成されている。

【0062】

ハウジング６５には、第１配管２２１が接続されている。第１配管２２１は、旋回中心軸１０１の軸方向において軸部６９とは反対側から、ハウジング６５に接続されている。ハウジング６５には、第１配管２２１と連通する孔２２２が設けられている。軸部６９には、孔２２２および第１環状溝２２４の間で延びる孔２２３が設けられている。第１配管２２１には、図示しないエアコンプレッサから空気が供給される。空気は、孔２２２、孔２２３、第１環状溝２２４および複数の第１放射状孔２４０を挙げた順に通って、装着部５２における第１孔２１１に供給される。

【0063】

図６は、図１中の刃物台において、工具ホルダの着座確認のための機構を示す回路図である。図６を参照して、刃物台５０は、第１空気流路７１と、複数の第２空気流路７２とを有する。第１空気流路７１には、空気が供給される。複数の第２空気流路７２は、第１空気流路７１から分岐している。複数の第２空気流路７２は、それぞれ、複数の装着部５２に向けて延びている。第２空気流路７２は、着座面５３に開口している。

【0064】

第１空気流路７１は、図５中の第１配管２２１、孔２２２、孔２２３および第１環状溝２２４によって構成されている。第２空気流路７２は、図５中の第１放射状孔２４０および第１孔２１１により構成されている。

【0065】

旋回部６３の内側には工具を回転させるためのモータ６４が内蔵されるため、スペースに大きな制約がある。本実施の形態では、旋回中心軸１０１の軸方向における旋回部６３の端部に接続される蓋部６６に、第１放射状孔２４０を設けることによって、上記のスペース上の制約を回避しつつ、各装着部５２に対して空気を供給するための第２空気流路７２を構成することができる。また、旋回中心軸１０１を中心とする軸形状を有し、蓋部６６が外周上に嵌め合わされる軸部６９に、第１環状溝２２４を設けることによって、蓋部６６の旋回動作に拘わらず、複数の第２空気流路７２と連通する状態が維持される第１空気流路７１を構成することができる。

【0066】

着座面５３における工具ホルダ６１の着座を確認する手段としては、工具ホルダ６１により押下されるスイッチを各装着部５２に設ける方法がある。この場合、旋回中心軸１０１の半径方向における軸部６９および蓋部６６の間に、蓋部６６の旋回時に電気的な接点が維持されるロータリージョイントを設けるとともに、第１空気流路７１および複数の第２空気流路７２と同様の経路で電気配線を配索する。一方、本実施の形態では、着座面５３における工具ホルダ６１の着座を確認する機構として、空気配管が用いられるため、かかる機構を、簡易かつ安価に構築することができる。

【0067】

刃物台５０は、検知部７６をさらに有する。検知部７６は、第１空気流路７１の経路上に設けられている。検知部７６は、たとえば、第１配管２２１に接続されている。検知部７６は、第１空気流路７１における空気流れの状態を検知可能である。検知部７６は、検知部７６よりも第１空気流路７１における空気流れの上流側（１次側）の空気の圧力と、検知部７６よりも第１空気流路７１における空気流れの下流側（２次側）の空気の圧力との差を検知可能な差圧センサである。

【0068】

複数の装着部５２の全てに工具ホルダ６１が装着されている場合、着座面５３における第２空気流路７２の開口（第１孔２１１の開口部２１１ａ）が工具ホルダ６１により閉塞される。この場合、検知部７６により、第１空気流路７１における１次側および２次側の間に所定の閾値以上の差圧が検知される。一方、複数の装着部５２のうちに、工具ホルダ６１が装着されなていない装着部５２が少なくとも１つでも生じると、その装着部５２において、着座面５３における第２空気流路７２の開口（第１孔２１１の開口部２１１ａ）を通じて空気が流出する。この場合、検知部７６により、第１空気流路７１における１次側および２次側の間に所定の閾値以上の差圧が検知されない。

【0069】

なお、検知部７６は、差圧センサに限られず、たとえば、第１空気流路７１における空気流量を検知可能な流量センサであってもよい。

【0070】

工作機械１００は、制御部７７をさらに有する。検知部７６は、検知された第１空気流路７１における空気流れの状態（１次側および２次側の間の差圧）を制御部７７に出力する。

【0071】

制御部７７は、検知部７６により検知された空気流れの状態に基づいて、複数の装着部５２のうちに工具ホルダ６１が装着されていない装着部５２が生じているか否かを判断する。すなわち、制御部７７は、検知部７６により第１空気流路７１における１次側および２次側の間に所定の閾値以上の差圧が検知された場合に、複数の装着部５２の全てに工具ホルダ６１が装着されていると判断する。制御部７７は、第１空気流路７１における１次側および２次側の間に所定の閾値以上の差圧が検知されなかった場合に、複数の装着部５２のうちに工具ホルダ６１が装着されていない装着部５２が生じていると判断する。

【0072】

制御部７７は、複数の装着部５２のうちに工具ホルダ６１が装着されていない装着部５２が生じていると判断した場合に、クランプ機構７９の動作を規制する。より具体的には、制御部７７は、ＮＣプログラムの記載に基づいて自動工具交換（ＡＴＣ）の実行が指令された場合にあっても、クランプ機構７９に対して作動油を供給するためのオイルポンプ７８を稼働させない。制御部７７は、複数の装着部５２のうちに工具ホルダ６１が装着されていない装着部５２が生じていると判断した場合に、ＮＣプログラムの実行を停止させる制御を行なってもよい。

【0073】

本実施の形態では、検知部７６が、第１空気流路７１の経路上に設けられている。このような構成により、複数の第２空気流路７２の各々の経路上に検知部７６が設けられる場合と比較して、簡易な構成で、装着部５２に対する工具ホルダ６１に未装着を検知することができる。

【0074】

また、装着部５２に対する工具ホルダ６１に未装着を検知することによって、着座面５３に開口する第２孔２１２および第３孔２１３からクランプ機構７９の作動油が噴き出すことを防止できる。さらに、着座面５３に開口する第７孔１２７等を通じて刃物台５０の内部に切屑またはクーラント等が侵入することを防止できる。

【0075】

続いて、工具ホルダ６１に各種流体を供給するための配管構造について説明する。図７および図８は、図１中の刃物台を示す別の断面図である。

【0076】

図７を参照して、蓋部６６には、複数の第２放射状孔２５０がさらに設けられている。複数の第２放射状孔２５０は、複数の第１放射状孔２４０と同様の形態により設けられている。複数の第２放射状孔２５０は、旋回中心軸１０１の周方向において、複数の第１放射状孔２４０からずれた角度位置に設けられている。

【0077】

旋回中心軸１０１の半径方向における軸部６９および蓋部６６の間には、第２環状溝２３４がさらに設けられている。第２環状溝２３４は、第１環状溝２２４と同様の形態により設けられている。第２環状溝２３４は、旋回中心軸１０１の軸方向において、第１環状溝２２４からずれた位置に設けられている。第２環状溝２３４には、複数の第２放射状孔２５０が接続されている。第２環状溝２３４は、複数の第２放射状孔２５０とともに、ロータリージョイントを構成している。

【0078】

ハウジング６５には、第２配管２３１が接続されている。第２配管２３１は、旋回中心軸１０１の軸方向において軸部６９とは反対側から、ハウジング６５に接続されている。ハウジング６５には、第２配管２３１と連通する孔２３２が設けられている。軸部６９には、孔２３２および第２環状溝２３４の間で延びる孔２３３が設けられている。第２配管２３１には、図６中のオイルポンプ７８から作動油が供給される。作動油は、孔２３２、孔２３３、第２環状溝２３４および複数の第２放射状孔２５０を挙げた順に通って、旋回部６３の内部配管（不図示）に供給される。

【0079】

旋回部６３には、切り替えバルブ８０（図６を参照のこと）が内蔵されている。複数の第２放射状孔２５０は、旋回部６３の内部配管により、切り替えバルブ８０を介して図４中の第２孔２１２および第３孔２１３に連通している。切り替えバルブ８０は、工具のクランプ時に作動油が図４中の第２孔２１２に供給され、工具のアンクランプ時に作動油が図４中の第３孔２１３に供給されるように、作動油の流路を切り替える。

【0080】

図８を参照して、蓋部６６には、複数の第３放射状孔２６０がさらに設けられている。複数の第３放射状孔２６０は、複数の第１放射状孔２４０と同様の形態により設けられている。複数の第３放射状孔２６０は、旋回中心軸１０１の周方向において、複数の第１放射状孔２４０および複数の第２放射状孔２５０からずれた角度位置に設けられている。

【0081】

旋回中心軸１０１の半径方向における軸部６９および蓋部６６の間には、第３環状溝２３９がさらに設けられている。第３環状溝２３９は、第１環状溝２２４と同様の形態により設けられている。第３環状溝２３９は、旋回中心軸１０１の軸方向において、第１環状溝２２４および第２環状溝２３４からずれた位置に設けられている。第３環状溝２３９には、複数の第３放射状孔２６０が接続されている。第３環状溝２３９は、複数の第３放射状孔２６０とともに、ロータリージョイントを構成している。

【0082】

ハウジング６５には、第３配管２３６が接続されている。第３配管２３６は、旋回中心軸１０１の軸方向において軸部６９とは反対側から、ハウジング６５に接続されている。ハウジング６５には、第３配管２３６と連通する孔２３７が設けられている。軸部６９には、孔２３７および第３環状溝２３９の間で延びる孔２３８が設けられている。

【0083】

クランプ機構７９のクランプ動作およびアンクランプ動作に伴って、クランプ機構７９から作動油が排出される。作動油は、旋回部６３の内部配管を通じて、複数の第３放射状孔２６０に導かれる。作動油は、複数の第３放射状孔２６０、第３環状溝２３９、孔２３８、孔２３７および第３配管２３６を挙げた順に通って、図示しないオイルタンクに回収される。

【0084】

図９は、図２中の配管ブロックを示す斜視図である。図１０は、図２の配管ブロックの内部構造を示す断面図である。

【0085】

図２、図９および図１０を参照して、刃物台５０は、配管ブロック８１と、複数のピストン機構８６（８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄ）とをさらに有する。

【0086】

配管ブロック８１は、旋回中心軸１０１からその半径方向外側に離れた位置であって、かつ、旋回中心軸１０１の周方向における所定の角度位置に設けられている。配管ブロック８１は、旋回中心軸１０１の軸方向において、旋回部６３を挟んで蓋部６６の反対側に設けられている。配管ブロック８１は、旋回中心軸１０１の軸方向において、旋回部６３と隙間を開けて対向している。

【0087】

配管ブロック８１は、刃物台ベース５８に取り付けられている。旋回部６３が旋回中心軸１０１を中心に旋回可能な回転側であるのに対して、配管ブロック８１は、固定側である。

【0088】

ピストン機構８６は、配管ブロック８１に内蔵されている。ピストン機構８６は、旋回部６３の旋回時に旋回部６３と離間し、旋回部６３の停止時（旋回停止時）に旋回部６３と接続されるように、旋回中心軸１０１の軸方向に進退可能に設けられている。

【0089】

より具体的には、配管ブロック８１は、対向面８２を有する。対向面８２は、旋回中心軸１０１と直交する平面からなり、旋回中心軸１０１の軸方向において旋回部６３と隙間を開けて対向している。配管ブロック８１には、ピストン挿入孔８３が設けられている。ピストン挿入孔８３は、旋回中心軸１０１の軸方向に延び、対向面８２に開口している。

【0090】

ピストン機構８６は、ピストン８７を有する。ピストン８７は、ピストン挿入孔８３に挿入されている。ピストン８７は、対向面８２から突出している。ピストン８７は、空圧または油圧等の流体圧によって、旋回中心軸１０１の軸方向にスライド動作する。ピストン８７には、流路８８が設けられている。流路８８には、配管ブロック８１の内部配管を通じて各種の流体が供給される。流路８８は、旋回中心軸１０１の軸方向において旋回部６３と対向する側のピストン８７の先端部に開口している。

【0091】

旋回中心軸１０１を中心とする旋回部６３の旋回時、ピストン機構８６は、対向面８２からのピストン８７の突出長さが小さくなるように短縮動作する。ピストン８７が旋回部６３から離間することによって、旋回する旋回部６３と、ピストン８７との干渉を回避することができる。旋回部６３の旋回が停止すると、ピストン機構８６は、対向面８２からのピストン８７の突出長さが大きくなるように伸張動作する。ピストン８７が旋回部６３と接続されることによって、流路８８と、旋回部６３の内部配管９１とを互いに連通する。

【0092】

ピストン機構８６Ａは、テーパエアブロー用の空気を旋回部６３に向けて供給する。ピストン機構８６Ｂは、図１中の刃物台側工具交換位置Ｋに位置決めされた工具ホルダ６１において工具のクランプを確認するための空気を、旋回部６３に向けて供給する。ピストン機構８６Ｃは、クーラントを旋回部６３に向けて供給する。ピストン機構８６Ｄは、図１中のワーク加工位置Ｗに位置決めされた工具ホルダ６１において工具のクランプを確認するための空気を、旋回部６３に向けて供給する。

【0093】

刃物台５０は、ピストン機構９６をさらに有する。ピストン機構９６は、ピストン９７を有する。ピストン機構９６は、ピストン９７に流路８８が設けられないことを除いて、ピストン機構８６と同様の構造を有する。ピストン機構９６は、伸張動作することによって、切り替えバルブ８０を切り替え動作させるためのスイッチ９２を押す。切り替えバルブ８０は、スイッチ９２が押されることによって、図４中の第２孔２１２に向かう工具クランプのための作動油の流路を、図４中の第３孔２１３に向かう工具アンクランプのための作動油の流路に切り替える。

【0094】

以上に説明したように、本実施の形態では、旋回中心軸１０１の軸中心からその半径方向に放射状に延びる流体経路と、旋回中心軸１０１の周方向における特定の角度位置に設けられ、旋回中心軸１０１の軸方向に延びる流体経路との２種類の流体経路を用いて、工具ホルダ６１に対して各種の流体が供給されている。特に、着座面５３に対する工具ホルダ６１（蓋体６２）の着座を確認するための空気は、複数の工具ホルダ６１の全てに対して継続して供給される必要があるため、そのような継続的な流体の供給が可能となる前段の流体経路が利用されている。

【0095】

このような構成によれば、刃物台５０におけるスペース上の制約を回避しつつ、工具ホルダ６１で用いられる流体の用途に合わせて、工具ホルダ６１に対して多種の流体を供給することができる。

【0096】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0097】

１１ ベッド、１４ 支持フレーム、１５ 第１基台、１６ 第２基台、２１ 第１主軸台、２６ 第２主軸台、３１ 自動工具交換装置、４１ クラッチ軸、５０ 刃物台、５１ ベース部、５２ 装着部、５３ 着座面、５７ サドル、５８ 刃物台ベース、６１ 工具ホルダ、６１Ｓ 第１工具ホルダ、６１Ｔ 第２工具ホルダ、６１Ｕ 第３工具ホルダ、６１Ｖ 第４工具ホルダ、６２ 蓋体、６３ 旋回部、６４ モータ、６５ ハウジング、６６ 蓋部、６７ ハウジング部、６７ｇ，６９ｇ 凹部、６７ｔ 内周面、６８ テーパ部、６９ 軸部、６９ｕ 外周面、７１ 第１空気流路、７２ 第２空気流路、７６ 検知部、７７ 制御部、７８ オイルポンプ、７９ クランプ機構、８０ 切り替えバルブ、８１ 配管ブロック、８２ 対向面、８３ ピストン挿入孔、８６，８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄ ピストン機構、８７ ピストン、８８ 流路、９１ 内部配管、１００ 工作機械、１０１，１０３ 旋回中心軸、１０２，１０６，１０７ 回転中心軸、１１０ マガジン、１１１ 支持プレート、１２０ 工具ポット、１３０ 自動搬送装置、１４０ 工具交換部、１４６ 把持部、２１１ 第１孔、２１１ａ 開口部、２１２ 第２孔、２１３ 第３孔、２１４ 第４孔、２１５ 第５孔、２１６ 第６孔、２１７ 第７孔、２２１ 第１配管、２２２，２２３，２３２，２３３，２３７，２３８ 孔、２２４ 第１環状溝、２３１ 第２配管、２３４ 第２環状溝、２３６ 第３配管、２３９ 第３環状溝、２４０ 第１放射状孔、２４１ 第１区間部、２４２ 第２区間部、２５０ 第２放射状孔、２６０ 第３放射状孔、３１２ 弁体、Ｋ 刃物台側工具交換位置、Ｗ ワーク加工位置。

【要約】

【課題】簡易な構成により、工具ホルダの未装着を防ぐことが可能な刃物台と、そのような刃物台を備える工作機械と、を提供する。
【解決手段】刃物台は、複数の工具ホルダが着脱可能にそれぞれ装着される複数の装着部５２を備える。装着部５２は、工具ホルダが着座する着座面を含む。刃物台は、空気が供給される第１空気流路７１と、第１空気流路７１から分岐し、複数の装着部５２に向けてそれぞれ延び、各々が各装着部５２の着座面に開口する複数の第２空気流路７２と、第１空気流路７１の経路上に設けられ、空気流れの状態を検知可能な検知部７６とをさらに備える。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】