JPH0743366U - 工作機械の切粉吸引装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドリルなどの刃具によりワークを比較的深く
穿孔する場合にも切粉を直ちに連続してワークから排除
することを可能とした工作機械の切粉吸引装置を提供す
る。 【構成】 主軸３に刃具装着部品７を介し装着されるド
リルなどの刃具１１の周囲に密閉空間を形成するための
フード手段１３をワークｗに対し摺動状態に設け、この
フード手段のワークと当接される先端側に開口を設ける
と共に、フード内空間から空気を吸引するための空気吸
引管１５を接続したものとなし、一方刃具の軸内には通
気孔１１ａを穿設し、その一端は刃具先端に開口させる
と共に他端は刃具装着部品７箇所で大気領域に開口させ
た通路ｐ１、ｐ２と連通させた構成となす。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ワークの加工中に刃具により生成される切粉を連続的に吸引除去す ることのできる工作機械の切粉吸引装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

転削工具や穴ぐりカッターを用いる工作機械において、加工中に生成される切 粉を空気の流れにより直ちに連続して吸引除去するものとした切粉吸引装置は存 在している（実開平２−１０４９１５号公報及び実開平３−１１７５１８号公報 参照）。

【０００３】 この切粉吸引装置は切粉の散乱による作業環境の悪化を防止する共に、切粉の 掃除の手間を不要となすほか、切粉の熱に起因してワークが歪むことによる製品 精度の悪化を阻止するなどの利益をもたらすものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ワークの加工中に生成される切粉を人為力を要せずして除去することはドリル 、リーマ又はタップなどの刃具の使用れる工作機械においても同様に要望される ことである。

【０００５】 しかし、ドリルなどの刃具はワークの比較的深い箇所で切粉を生成するため、 従来の切粉吸引装置では上記要望を実現することが困難となるのであり、特にワ ークがアルミ材などの場合においてその困難性が増大される。

【０００６】 本考案は斯かる問題点に鑑みてなされたもので、ドリルなどの刃具で生成され る切粉であっても空気の流れにより直ちに連続して排除し得るものとした工作機 械の切粉吸引装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】

上記目的を達成するため本考案では、主軸に刃具装着部品を介し装着されるド リルなどの刃具の周囲に密閉空間を形成するためのフード手段をワークに対し摺 動状態に設け、このフード手段のワークと当接される先端側に開口を設けると共 に、フード内空間から空気を吸引するための空気吸引管を接続したものとなし、 一方刃具の軸内には通気孔を穿設し、その一端は刃具先端に開口させると共に他 端は刃具装着部品箇所で大気領域に開口させた通路と連通させた構成となす。

【０００８】 これによれば、刃具による加工中において空気吸引管から密閉空間内の空気が 吸引されたさい、その吸引力により、大気が刃具装着部品の通路及び、刃具の通 気孔を通じて刃具の先端開口から密閉空間内に流入する。このさいの空気の流れ が刃具の先端などで生成される切粉を直ちに密閉空間内に噴出させ、その後は空 気吸引管内の空気の流れがその切粉を他所へ搬送する。また刃具の通気孔を流れ る大気は刃具の加工中に生成される熱を奪い、刃具を冷却するものとなる。

【０００９】 本考案においてフード手段を二重筒構造で主軸側へ固定される外筒部材とその 内方で一定距離の摺動変位する内筒部材とで形成し、内筒部材はスプリングなど の押圧力でワーク側へ付勢した構成となすのがよい。これによれば、外筒部材及 び筒部材が金属などの剛性材で形成し得るものとなり、加工中に比較的大きい外 力を受けることのあるフード手段の強度が増大されるのである。

【００１０】 また内筒部材の外周面には必要に応じて、大気を吸引するための透孔や切欠を 設ける。これによれば、刃具の通気孔からの大気の流入が十分でない場合であっ ても、透孔や切欠が密閉空間内への大気の流入を可能となし、大気の不足量を補 うものとなる。

【００１１】

【実施例】

先ず第一実施例を説明すると、図１は本実施例に係る工作機械（ボール盤など ）の加工ヘッド部分を示す説明図である。

【００１２】 図において、１はボール盤の加工ヘッドを形成する主軸支持部材であり、この 部材１の内孔には玉軸受２などを介して主軸３が一定位置での回転駆動可能に装 着されている。４は主軸支持部材１の先端面にボルト固定された止めリング部材 、５は主軸３先端の細径部に嵌合されボルト固定された覆いリング部材、そして ６及び６は主軸３に嵌着された刃具装着部品（ホルダ）７の回転を規制するため の二つのキーで、その各々はボルトを介して主軸３端面に張出状に固定されてい る。

【００１３】 前記ホルダ７は基端側にテーパシャンク８を具備したものとなされており、こ のシャンク８は主軸３の中心部に形成された孔に嵌入されるものとなされている 。シャンク８の先端にはプルスタッド９が設けてあって、ホルダ７の固定状態で は図示しないドローバーと係合して主軸３の後方へ引張されるものとなされてお り、一方ホルダ７の抜き取りのさいはドローバーにより主軸３の先端側へ押し出 されドローバーとの係合を解除されるものとなされている。

【００１４】＾ ホルダ７の概ね中央部には鍔部材１０が設けられていて、主軸３側端面の二箇 所に前記二つのキー６、６と嵌合するものとなされた凹み部１０ａ、１０ａが形 成されるほか、周面部に環状凹み溝１０ｂが形成されている。

【００１５】 またホルダ７の先端部は張出状となされていて、ここにはドリル、タップ或い はリーマなどの刃具１１の挿入される中心孔７ａが形成されると共に、この中心 孔７ａに嵌挿された刃具１１の基部を把握させるための把持手段１２が設けられ ている。

【００１６】 しかしてドリルなどの刃具１１の周囲には密閉空間を形成するための剛性材か らなるフード手段１３が設けられるのであって、具体的には次のようになされて いる。

【００１７】 即ち、ホルダ７の周囲を包囲するものとした金属製の筒形フード本体部材（外 筒部材）１４を止めリング部材４の外端面にボルト固定する。このさい外筒部材 １４は、内側中央箇所に縮径状の仕切り壁１４ａを設けると共に先端外周部に段 差１４ｂを設けて小径部１４ｃを形成するほか、仕切り壁１４ａよりも先端側の 周面箇所で仕切り壁１４ａに近い箇所に空気吸引管１５をネジ接続したものとな す。

【００１８】 小径部１４ｃの内側には金属製の内筒部材１６を摺動変位自在かつ気密状に嵌 挿すると共に内筒部材１６の外周にはこれの軸方向に沿わせた細溝１６ａを形成 し、一方では小径部１４ｃの周面部に案内ネジ体１７を螺着固定してこのネジ体 １７の先端部を細溝１６ａ内に係合させ、内筒部材１６をその周方向の回転の規 制された状態でしかも細溝１６ａの長さの範囲内でフード本体部材１４に対し自 在に出入りするものとなす。

【００１９】 内筒部材１６の先端にはフランジ部１６ｂを設け、このフランジ部１６ｂと前 記段差１４ｂとの間の小径部１４ｃには圧縮されたスプリング１８を装着し、こ のスプリング力で内筒部材１６をその先端側へ押圧させる。

【００２０】 このさい、内筒部材１６の内側にはやはり金属製の張出長さ調整用筒部材１９ を摺動変位自在に嵌挿すると共に前者筒部材１６の周面部に固定用ネジ２０を螺 着し、この固定用ネジ２０の操作により後者筒部材１９の前後方向ｆ１の位置変 更調整を可能となすのがよい。また必要であれば後者筒部材１９の先端開口端面 １９ａの周方向適当間隔位置にこれの内方と大気側とを連通させるための切欠ｋ を設けるようになす。この切欠ｋは筒部材１９先端に設けられた透孔で置き換え てもよい。

【００２１】 一方、ホルダ７の外周にはデイスク部材２１を外嵌させるのであり、このデイ スク部材２１は一端を鍔部材１０に当接させ、他端をホルダ７の外周に形成した ネジ部ｍに螺合させたナット体２２で締めつけることにより固定させる。ここで ２３はディスク部材２１とナット体２２の間に介在させたワッシャである。そし て仕切り壁１４ａの前側端面には環状溝ｎを設け、これにシールパッキン２４を 嵌着し、このパッキン２４とデイスク部材２１の半径方向面とを当接させ、ホル ダ７の回転可能状態下での気密を保持させるようになす。

【００２２】 以上がフード手段１３の構成であり、かくして刃具１１の周囲にはフード手段 １３で囲まれた遮蔽空間となるべき空間が形成される。

【００２３】 本考案ではこのフード手段１３の遮蔽空間となるべき空間内に大気を流入させ るための手段が必要となるのであるが、このため刃具１１の軸方向部位には通気 孔１１ａが設けられている。本実施例では刃具１１をドリルとなしてあるため、 通気孔１１ａはドリルの螺旋形状に沿った二つの孔となしてある。このさい通気 孔１１ａの一端は刃具１１の先端面に開口させ、他端は刃具１１の後端面に開口 させるのである。

【００２４】 しかして刃具１１の後端面の開口は大気に開口させる必要があるのであり、こ のためホルダ７にそのための通路が設けられている。この通路は前記通気孔１１ ａと連通されるようになされた中心孔ｐ１と、この中心孔ｐ１に連通された横孔 ｐ２からなり、横孔ｐ２は環状溝１０ｂ箇所でフード手段１３の外方となる大気 領域に開放されている。

【００２５】 上記の如く構成した本考案装置の使用例及びその作動を説明する。 図示しない作業テーブル上にワークｗを固定すると共に、固定用ネジ２０の操 作により筒部材１９の前方側への張出寸法を適当に設定する。この後、工作機械 を作動状態として、加工ヘッドを移動させることにより、主軸３をワークｗに近 接移動させる。一方では別途に用意した空気吸引装置により、空気吸引管１５を 通じてフード手段１３の内側空間内の空気を連続的に吸引させる。

【００２６】 主軸３が一定量移動すると、筒部材１９の先端の開口端面１９ａがワークｗと 当接し、刃具１１の周囲にはフード本体部材１４、内筒部材１６、筒部材１９、 デイスク部材２１などで囲まれた遮蔽空間が形成される。その後の主軸３の前方 への移動に伴って、内筒部材１６及び筒部材１９は一体となってスプリング１８ の伸長力に抗して外筒部材１４の内方へ押し込まれる。この状態ではフード手段 １３内の遮蔽空間は内部の空気を空気吸引管１５で吸引されるにも拘らず大気の 自由な流入を制限されるものとなり、その内部圧力は負圧となる。このため、フ ード手段１３の内方には横孔ｐ２、中心孔ｐ１、通気孔１１ａを通じることによ り大気が強制的に流入され、その後空気吸引管１５から排出されるものとなる。

【００２７】 主軸３の移動がさらに増大したとき、刃具１１の先端はワークの表面に達し、 ワークｗの切削が開始される。このとき、切粉が生成されるものとなるが、大気 が刃具１１の先端から勢いよく流入し空気吸引管１５内へ吸引されるため、切粉 はその空気の流れに乗って移動し特定の場所へ搬出される。この後、刃具１１が ワークｗを深く穿孔した状態となったときも、やはり大気は刃具１１の先端から 連続的に流入するものとなるため、切粉はその流動を妨げられず、刃具１１の切 刃箇所から直ちにかつ円滑にワークｗの外方へ排除される。

【００２８】 このように熱を持った切粉が大気で冷却されつつ直ちにワークｗから除去され ることは、切粉によるワークの温度上昇を阻止するものとなってワークの歪を防 止し加工精度を向上させるのであり、また切粉が刃具１１の切刃部分から直ちに 取り除かれることは、切粉によるワーク加工面の損傷を防止する上で寄与するの である。

【００２９】 刃具１１はワークｗの加工中、摩擦熱で温度上昇しようとするが、通気孔１１ ａを流れる大気がこれを効果的に冷却しその温度上昇を阻止するのであり、この ため刃具１１は熱による形状変化を阻止されて正確な加工を施すものとなる。

【００３０】 工作機械の構造やワークの加工条件によっては、フード手段１３の密閉空間内 に流入すべき大気が、刃具１１の先端から流入するものだけでは不充分となるこ とがあるが、このような場合、切欠ｋはフード手段１３の密閉空間内に大気を流 入させてその不足を補うものとなる。

【００３１】 フード手段１３はワークｗに当接した状態で主軸３と直交する方向へ引きずら れたり、壁面を鋭利な切粉で勢いよく叩かれるものとなるが、金属などの剛性材 で形成された外筒部材１４や、内筒部材１６及び筒部材１９はこれに十分耐え得 るのである。

【００３２】 次に本考案の第二実施例を説明すると、図２は本実施例に係る工作機械（マシ ンニングセンタなど）の加工ヘッド部分の説明図である。

【００３３】 本実施例では外筒部材１４の一部１４Ａを横方向へ張り出させてあり、この張 り出させた部分にホルダ７の半径方向へ向いた空気通路Ｓ１とホルダ７の軸方向 へ向いた空気通路ｓ２が形成されている。そして空気通路ｓ２の外端部には口金 部材２５が固定されている。

【００３４】 ホルダ７は外筒部材１４に玉軸受２ａ、２ｂを介して一定位置での回転変位自 在に装着されており、このさい玉軸受２ａの一端はホルダ７に設けた突条７ａに 係止させ、他方の玉軸受２ｂはデイスク部材２１の端面に係止させる。４ａは外 筒部材１４にボルト固定された止めリング部材である。

【００３５】 ２６は実開平２−１０４９１５号公報に開示されているものと実質的に同一も のとなされた係合手段であって、外筒部材１４の孔に圧縮スプリング２７を介し て嵌挿された棒部材２８、キャップ部材２９を介して棒部材２８にボルト固定さ れた係合部材３０からなり、係合部材３０の先端３０ａは鍔部材１０に設けられ たホルダ軸方向の図示しない溝に係合可能となされる共に、同部材３０の基端部 ３０ｂは口金部材２５に設けた主軸３方向の溝２５ａに係合され、後述の刃具組 立品の脱着にさいして所要の機能を奏するものとなされている。

【００３６】 止めリング部材４には空気吸引管１５と接続された口金部材１５Ａが固定され ている。この口金部材１５Ａの外端面にはパッキン３１が嵌着されており、この パッキン３１は前記口金部材２５の外端面と口金部材１５Ａの外端面とを気密状 に接続させるように関連するものとなしてある。また口金部材１５Ａの外端面の 特定箇所には主軸３の半径方向へ向けた係止溝ｇが設けてあって、係合手段２６ のキャップ部材２９を嵌合されるようになされている。

【００３７】 このさいホルダ７、フード手段１３、刃具１１、口金部材２５及び係合手段２ ６は、刃具組立品として独立状の一体構造となしてある。

【００３８】 この他の部分の構造は先の実施例と同一であるので説明を省略する。

【００３９】 本実施例装置の使用のさいは、刃具組立品はマガジン内に単体として収納され 、必要に応じて自動工具交換装置の工具交換アームがホルダ７の環状溝１０を把 握してこの刃具組立品を適当に移動させる。

【００４０】 この組立品の主軸３への装着時において、ホルダ７は係合部材３０の先端３０ ａと鍔部材１０の特定箇所との係合によりその回転方向位置を特定角度に規制さ れているため、ホルダ７の凹み部１０ａ、１０ａは主軸３のオリエンテーション 機能でその回転方向の特定位置に停止された状態のキー６、６と正確に対向する ものとなる。

【００４１】 そしてキャップ部材２９が係止溝ｇに嵌まった状態において工具交換アームが 主刃具組立品を図２中左側へ押圧するように作動するため、係合部材３０の先端 ３０ａは鍔部材１０の特定箇所に対してキャップ部材２９と同体的に変位してホ ルダ７の回転規制を解除し、ホルダ７を回転自在な状態となす。これと同時にホ ルダ７は図示しないドローバーとの関連で主軸３に固定された状態となる。この さいキャップ部材２９と係止溝ｇの嵌合はフード手段１３の主軸３廻りへの回転 を規制するのである。

【００４２】 このようにして主軸３に刃具組立品が装着された後は、先の実施例に準じてワ ークの加工が実施されるのであり、このさいフード手段１３の内方の空気は空気 吸引管１５及び空気通路ｓ２、ｓ１を通じて吸引されるものとなる。

【００４３】 作業が終了すると、主軸３はそのオリエンテーション機能により再び装着時の 位置に停止し、続いて工具交換アームが装着時の逆の手順で刃具組立品を主軸３ から取り外し、マガジン内に収納する。このさいキャップ部材２９に作用してい た図２中右側への押圧力が消失し係合部材３０がスプリング２７力により原位置 に復帰されるため、ホルダ７の特定箇所は係合部材３０の先端３０ａと係合し、 再びその回転方向位置を特定角度に規制される。かくしてホルダ７は主軸３への 次の装着に備えられるのである。

【００４４】

【考案の効果】

以上の如く構成した本考案によれば、刃具の先端から大気がフード手段の内方 へ流入するためワークを比較的深く穿孔する場合にも切刃で生成された切粉を直 ちに連続して円滑に排除でき、したがって特にアルミ材のように切粉が刃具の溝 などに詰まり易いワークに対し効果的に作用するものとなるのであり、また刃具 の通気孔を通過する大気が刃具の温度上昇を阻止するように作用して加工精度を 向上させるものとなるほか、加熱された切粉がワークから直ちに排出されるため ワークの熱歪が防止されて加工精度を一層向上させると共に切粉による加工面の 損傷を防止して加工の品質を向上させるものである。

【００４５】 請求項２に記載のものによれば、フード本体部材や筒部材を金属などの剛性材 で形成することによりフード手段の強度を向上させ得るものである。

【００４６】 請求項３に記載のものによれば、刃具の先端から流入する大気の量の不足を切 欠から流入する大気で補うことのできるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例に係る工作機械の加工ヘッ
ドの一部を示す断面視説明図である。

【図２】本考案の第二実施例に係る工作機械の加工ヘッ
ドの一部を示す断面視説明図である。

【符号の説明】

３ 主軸 １１ 刃具 １１ａ 通気孔 １３ フード手段 １４ フード本体部材 １５ 空気吸引管 １６及び１９ 筒部材 １８ スプリング ｋ 切欠 ｐ１及びｐ２ 通路 ｗ ワーク

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸に刃具装着部品を介し装着されるド
   リルなどの刃具の周囲に密閉空間を形成するためのフー
   ド手段をワークに対し摺動状態に設け、このフード手段
   のワークと当接される先端側に開口を設けると共に、フ
   ード内空間から空気を吸引するための空気吸引管を接続
   したものとなし、一方刃具の軸内には通気孔を穿設し、
   その一端は刃具先端に開口させると共に他端は刃具装着
   部品箇所で大気領域に開口させた通路と連通させた構成
   を特徴とする工作機械の切粉吸引装置。
2. 【請求項２】 フード手段が二重筒構造で主軸側へ固定
   される外筒部材とその内方で一定距離の摺動変位する内
   筒部材とからなり、内筒部材はスプリングなどの押圧力
   でワーク側へ付勢した構成となされていることを特徴と
   した請求項１記載の工作機械の切粉吸引装置。
3. 【請求項３】 内筒部材の外周面に大気を吸引するため
   の透孔や切欠を設けたことを特徴とする請求項２記載の
   工作機械の切粉吸引装置。