JPH0419741Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、電動機内蔵型工具において、該工具
に設けた電動機用コネクタと工作機械側に設けた
受コネクタとを互いに電気的接続を行うためのコ
ネクタ装置に関する。

（従来技術及びその問題点） 自動工具交換装置を有した工作機械において、
電動機を内蔵した工具を工作機械本体の主軸に自
動的に装着するようにした場合に、工具側と主軸
とにそれぞれコネクタを取り付けておき、工具の
装着と同時にコネクタが差し込まれて工具の電動
機が電気的に駆動制御されるようにしておく。こ
の場合において、前述の工具以外の工具が主軸に
取り付けられて加工が行われているときには、こ
れによる切粉や切削油が主軸側のコネクタに付着
するため、前述の工具を主軸に装着するときに付
着した切粉などがコネクタの間にはさまり、接触
不良やコネクタの破損という事態を招く欠点があ
つた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上述の事情に鑑み、電動機内蔵型工
具側コネクタや工作機械側受コネクタに切粉やゴ
ミなどが付着していてもコネクタを互いに接触す
る前にそれらの切粉やゴミなどを払い落し、接触
不良や破損を防止することができる電動機内蔵型
工具のコネクタ装置を提供することを目的として
おり、そのための技術的手段は、第１図及び第２
図に示す参照符号を付して示せば、工作機械に着
脱可能に装着され、内部に回転刃駆動用電動機９
を内蔵すると共に、装着時に工作機械側受けコネ
クタ１２に接続される電動機用コネクタ１１を備
えてなる電動機内蔵型工具４ａにおいて、電動機
用コネクタ１１には１個または複数個のピン状の
雄電極１１ａが突出して設けられており、工作機
械側受けコネクタ１２には、電磁弁１５を介して
空気圧源１６に連通される嵌入穴１２ｃと、該嵌
入穴内に設けられ前記ピン状雄電極１１ａと着脱
可能に接続されると共に嵌入穴内部と外部とにわ
たつて貫通するリング状の雌電極１２ａとが設け
られてなることを特徴とするものである。

（作用） 電動機内蔵型工具４ａが工作機械に装着される
直前に電磁弁１５が開放されて、空気圧源１６か
らの圧縮空気は工作機械側受けコネクタ１２の嵌
入穴１２ｃに導入され、該嵌入穴１２ｃに設けた
リング状雌電極１２ａの内周面と、該雌電極に装
着される直前のピン状雄電極１１ａの表面とを吹
きつけるようにして圧縮空気がリング状雌電極１
２ａ内を通過し外部に放出される。

（実施例） 第１図において、数値制御工作機械１は、主軸
２を有した工作機械本体３、多数の工具４ａ，４
ａ…を有した自動工具交換装置４、これらを加工
指令や工具交換指令などによつて制御する数値制
御装置５などから成つている。主軸２には、自動
工具交換装置４の図示しないマニピユレータによ
つて工具４ａが装着されており、工具４ａの先端
に取り付けられた微小径のドリル６によつてワー
クＷに微小径の穴を明けるようとしている。工具
４ａには、テーパシヤンク部７およびマニピユレ
ータによる把持部８が設けられており、同軸状に
高速回転可能な高周波電動機９が内蔵され、チヤ
ツク部１０の先端に前述のドリル刃６が取り付け
られている。工具４ａの軸心からずれた位置に、
高周波電動機９に結線するためのコネクタ１１が
設けられており、工具４ａが主軸２に装着される
と同時に工作機械本体３に設けられた受けコネク
タ１２に接続されるようになつている。

第２図をも参照にして、受けコネクタ１２には
下方に開口する嵌入穴１２ｃおよびリング電極１
２ａが設けられており、このリング電極１２ａか
ら空気を吹き出させるための流路１２ｂが設けら
れ、この流路１２ｂに接続具１３を介してチユー
ブ１４、電磁開閉弁１５および空気圧源１６が接
続されている。これは、工具４ａが主軸２に装着
される直前、すなわちコネクタ１１のピン電極１
１ａがリング電極１２ａに挿入される直前に、電
磁開閉弁１５が短時間だけオンして空気がリング
電極１２ａから吹き出し、これによつて切粉、ゴ
ミ、油などをエアーパージして電気的接続をより
確実にするためのものである。

第３図をも参照にして、受けコネクタ１２に
は、数値制御装置５からの制御信号を受けて高周
波電動機９を制御し駆動するためのコントローラ
１７の出力が接続されている。コントローラ１７
は、数値制御装置５からの制御信号を入力するた
めのフオトカプラからなるインタフエース部１
８、IO部１９、数値制御装置５へACK信号を出
力するリレーなどからなる信号出力部２０、マイ
クロプロセツサなどからなる中央処理部２１、記
憶部２２，２３、IO部２４、デイジタル信号を
解読しそれによつて指定された周波数の正弦波信
号を出力するDF変換部２５、DF変換部２５から
の出力によつて３相交流を発生するデバイダ部２
６、デバイダ部２６からの出力を電力増幅して高
周波電動機９を駆動するドライブ部２７、デバイ
ダ部２６とドライブ部２７とからなる駆動部２
８、回転数を表示するためのデコーダ部２９およ
び表示部３０、とからなつている。

数値制御装置５では、例えばプログラムされた
紙テープからの指令を読み込み、その内容に応じ
て工作機械本体３および自動工具交換装置４を制
御し、またはコントローラ１７へ制御信号を出力
する。例えば第４図に示すプログラムについて作
用を説明する。数値制御装置５が紙テープから
「50」を読み込むと、「50」に相当するBCD信号
とINH信号とが出力され、REQ信号がオンのタ
イミングでコントローラ１７は「50」を読み込
む。中央処理部２１は「50」を解読してコントロ
ーラ１７を動作状態とし、それ以後の命令を有効
としそれ以前の命令を無効にすると共に、信号出
力部２０からACK信号を出力を出力する。次に、
「60」を読み込むと、これが回転数の設定の命令
であることを認識すると共に、予めメモリ２２内
に記憶された回転数テーブルから「60」に対応す
る回転数（例えば35000rpm）を読み出し、表示
部３０に「35」を表示する。「53」を読み込むと
これを正転起動の命令であることを認識し、DF
変換部２５、駆動部２８が作動して高周波電動機
９が設定回転数35000rpmで回転しはじめる。そ
の後、工作機械本体３への指令によつてワークＷ
または主軸２が移動し、ドリル刃６によつてワー
クＷの所定の位置に穴があけられる。そして、
「M55」を読み込むと高周波電動機９が停止し、
さらに「M51」を読み込むことによつてコントロ
ーラ１７は待機状態となる。この間において、主
軸２は回転せずに停止しており、高周波電動機９
の高速回転によつて加工が行われる。工具４ａに
よる加工が終了すると、自動工具交換装置４が工
具交換指令を受け、工具４ａを他の次に工具と交
換する。

上述の実施例によると、ワークＷへの穴の加工
は主軸２の回転によらず高周波電動機９の回転に
よるものであるから、主軸２では回転不可能な高
速回転によつて加工することができて加工速度か
が速く、主軸２の回転による振動が発生せず、加
工精度が向上し、主軸２を傷めないため主軸２の
寿命が延び、消費電力を節約するこができる。高
周波電動機９を内蔵した工具４ａは、工具交換装
置４によつて他の工具４ｂ，４ｃ…などと同様に
交換可能であると共に、高周波電動機９の回転速
度の設定や起動停止などの命令を数値制御装置５
からの制御信号によつて自由に行え、全自動によ
る運転が可能である。Ｍ信号を用いているのでプ
ログラムの作成および数値制御装置５による読込
が容易であり、コントローラ１７を準備するだけ
で数値制御装置５には何らの変更を加えることな
く工具４ａを制御することも可能である。回転速
度の設定は、予めメモリ２２内に記憶された回転
数テーブルから読み出すので、プログラムのミス
による異常な高速または低速となるおそれが少な
い。このような回転数テーブルを、ワークＷの材
料や使用する工具４ａの仕様などに応じて作成す
るようにしておけば、プログラムが容易になると
共に加工のための最適回転速度の設定が容易に行
われる。コネクタ１１が挿入される前に受けコネ
クタ１１から空気が吹き出すので、切粉やゴミの
付着がなくなり接続が確実となつて接触不良やコ
ネクタ１１または受けコネクタ１２の破損するこ
とが防止される。

上述の実施例において、数値制御装置５からコ
ントローラ１７への制御信号の方式および内容は
他の種々のものとすることができる。回転速度の
設定において、メモリ２２内の回転数テーブルを
用いたが、複数のデイジタルスイツチや可変抵抗
器などを用いた予め設定しておき、制御信号によ
つてその設定された値を選択するようにしてもよ
い。また、Ｍ信号でなくマクロIO信号などを用
い、回転速度をプログラムにより直接的に設定す
るようにしてもよい。このときに、例えば
1000rpm単位で設定するようにすることによつ
て、プログラムの命令および制御信号線の数が少
なくなる。高周波電動機９に代えて例えば直流電
動機を用いる場合には、それに応じた駆動部２８
を用い、且つDF変換部２５に代えてDA変換器
などを用いればよい。なお、コントローラ１７は
マイクロプロセツサーからなる中央処理部２１を
用いたが、これに代えてハードロジツクで構成す
ることも可能である。

上述の実施例において、コネクタ１１のピン電
極１１ａおよび受けコネクタ１２のリング電極１
２ａの形状や極数は任意であつてよい。カバー部
１１ｂは省略してもよく、また受けコネクタ１２
側に設けてもよい。電磁開閉弁１５の開閉を、例
えばピン電極１１ａがリング電極１２ａに挿入さ
れる前に数回にわたつて行つてもよく、また、電
磁開閉弁１５または他の電磁開閉弁によつて空気
の流通を２段階に調整し、ピン電極１１ａが挿入
されていない間は少流量の空気を流通させて受け
コネクタ１２内へのゴミなどの侵入を防止すると
共に、ピン電極１１ａを挿入する直前に大流量の
空気を流通させて確実なエアーパージを行い、ピ
ン電極１１ａを挿入後は空気を停止させるように
してもよい。

（考案の効果） 電動機内蔵型工具を工作機械に装着する際に、
工具側コネクタの雄電極と工作機械側受けコネク
タの雌電極とには圧縮空気が直接に吹きつけられ
るようになつているため、これらの電極に付着し
た切粉やゴミなどを払い落とすことが出来、切粉
などの発生し易い工作機械作業現場においても接
触不良や破損の発生を確実に防止することができ
る。

従つて自動工具交換装置付工作機械において、
電動機内蔵型工具を安定して自動交換することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は数値制
御工作機械を模式的に示す図、第２図はコネクタ
の部分を拡大して示す断面図、第３図はコントロ
ーラのブロツク回路図、第４図はプログラムの一
例を示す図である。 ９……回転刃駆動用電動機、１１……電動機用
コネクタ、１１ａ……ピン状の雄電極、１２……
工作機械側コネクタ、１２ａ……リング状の雌電
極、１２ｃ……嵌入穴、１５……電磁弁、１６…
…空気圧源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工作機械に着脱可能に装着され、内部に回転刃
   駆動用電動機を内蔵すると共に、装着時に工作機
   械側受けコネクタに接続される電動機用コネクタ
   を備えてなる電動機内蔵型工具において、電動機
   用コネクタには１個または複数個のピン状の雄電
   極が突出して設けられており、工作機械側受けコ
   ネクタには、電磁弁を介して空気圧源に連通され
   る嵌入穴と、該嵌入穴内に設けられ前記ピン状雄
   電極と着脱可能に接続されると共に嵌入穴内部と
   外部とにわたつて貫通するリング状の雌電極とが
   設けられてなる電動機内蔵型工具のコネクタ装
   置。