JP6591263B2

JP6591263B2 - 切屑吸引用カバーおよび工作機械

Info

Publication number: JP6591263B2
Application number: JP2015223737A
Authority: JP
Inventors: 恵介伊海
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2035-11-16
Also published as: US20170136592A1; JP2017087383A; DE202016006675U1; US10569375B2

Description

この発明は、切屑吸引用カバーおよび工作機械に関する。

従来の切屑吸引用カバーに関して、たとえば、特開２００３−９４２１６号公報には、ワークのずれや浮き上がりを防ぐ機能を損なうことなく、切粉の吸引に必要な空気の流入量を十分に確保して、切粉を確実に吸引除去することを目的とした、ワーク押え装置が開示されている（特許文献１）。

特許文献１に開示されたワーク押え装置は、主軸に装着されたドリルが挿通するブッシュ体を備える。ブッシュ体の内周面には、ワークに当接する４つのリブが、半径方向内向きに突出するように設けられている。４つのリブの先端部間には、ドリルが通過できるだけの間隔が設けられている。ブッシュ体の下端の周縁には、外向きに開口する吸気溝が、隣り合うリブ間の溝状空間に連通するように設けられている。

特開２００３−９４２１６号公報

上述の特許文献１に開示されるように、ワーク加工に伴って発生する切屑を吸引するため、主軸に装着された工具に対してカバー体を装着する手法が知られている。しかしながら、ワークの加工位置やワーク加工の種類などによっては、カバー体の開口部が部分的にワーク表面からはみ出す場合がある。このような場合、主軸に装着された工具の周囲に閉空間を設けることができないため、切屑の吸引力が十分に上がらず、切屑が周囲に飛散するという問題が生じる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ワーク加工に伴って発生する切屑の吸引効率が向上する切屑吸引用カバー、および、そのような切屑吸引用カバーを備える工作機械を提供することである。

この発明の１つの局面に従った切屑吸引用カバーは、工具を回転させ、その回転中心軸の軸方向に延びるスルーホールが設けられる主軸と、工具の回転に伴って発生したワークの切屑を、スルーホールを通じて吸引する吸引機構部とを備える工作機械に用いられる。切屑吸引用カバーは、主軸の回転中心軸の軸上に配置される開口部を有し、工具を取り囲むように設けられる筒体と、開口部を部分的に閉塞するように筒体に設けられ、主軸の回転中心軸の軸方向から見た場合に、工具の先端部の一部を覆い、工具の先端部の残りの部分を露出させる蓋体とを備える。工具には、主軸の回転中心軸の軸方向において、主軸によりクランプされる工具の基部を貫通し、スルーホールに連通する切屑導入孔が設けられる。蓋体は、主軸の回転中心軸の軸方向から見た場合に、工具の基部における切屑導入孔の開口の一部を覆い、切屑導入孔の開口の残りの部分を露出させるように設けられる。
この発明の別の局面に従った切屑吸引用カバーは、工具を回転させる主軸と、工具の回転に伴って発生したワークの切屑を吸引する吸引機構部とを備える工作機械に用いられる。切屑吸引用カバーは、主軸の回転中心軸の軸上に配置される開口部を有し、工具を取り囲むように設けられる筒体と、開口部を部分的に閉塞するように筒体に設けられ、主軸の回転中心軸の軸方向から見た場合に、工具の先端部の一部を覆い、工具の先端部の残りの部分を露出させる蓋体とを備える。

このように構成された切屑吸引用カバーによれば、ワークの加工時、筒体の開口部がワーク表面からはみ出す場合があっても、そのはみ出した開口部の部分に蓋体を配置することにより、筒体の内側を閉空間に近づけることができる。これにより、ワーク加工に伴って発生する切屑の吸引効率を向上させることができる。

また好ましくは、蓋体は、主軸の回転中心軸の軸方向において、工具の先端部よりも突出するように設けられる。

このように構成された切屑吸引用カバーによれば、蓋体を、主軸の回転中心軸の軸方向から見た場合に、工具の先端部の一部を覆い、工具の先端部の残りの部分を露出させるように設けることができる。

また好ましくは、蓋体は、筒体に対して着脱可能に設けられる。
このように構成された切屑吸引用カバーによれば、ワークの加工状況に合わせて、蓋体を筒体に対して着脱することができる。

この発明に従った工作機械は、工具を回転させる主軸と、工具の回転に伴って発生したワークの切屑を吸引する吸引機構部と、上述のいずれかに記載の切屑吸引用カバーとを備える。

このように構成された工作機械によれば、ワーク加工に伴って発生する切屑の吸引効率を向上させることができる。

以上に説明したように、この発明に従えば、ワーク加工に伴って発生する切屑の吸引効率が向上する切屑吸引用カバー、および、そのような切屑吸引用カバーを備える工作機械を提供することができる。

この発明の実施の形態における切屑吸引用カバーを備える工作機械を部分的に示す図である。図１中の切屑吸引用カバーを下方から見た斜視図である。図１中の切屑吸引用カバーを示す底面図である。図３中の蓋体の変形例を示す底面図である。

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。

図１は、この発明の実施の形態における切屑吸引用カバーを備える工作機械を部分的に示す図である。図２は、図１中の切屑吸引用カバーを下方から見た斜視図である。図３は、図１中の切屑吸引用カバーを示す底面図である。

図１から図３を参照して、本実施の形態における工作機械１０は、立型マシニングセンタである。工作機械１０は、主軸頭３１と、テーブル（不図示）と、切屑吸引用カバー２１と、吸引機構部４１とを有する。

主軸頭３１は、主軸ハウジング３３および主軸３２を有する。主軸３２は、鉛直方向に延びる中心軸１０１を中心にして、回転駆動可能に設けられている。中心軸１０１は、主軸３２の回転中心軸である。主軸３２は、主軸ハウジング３３に挿通されている。主軸３２には、工具５１がクランプされている。工具５１は、主軸３２の回転に伴って中心軸１０１を中心に回転する。

テーブル（不図示）上のパレットには、ワーク１１０が搭載されている。本実施の形態では、ワーク１１０が、頂面１１０ｍと、外周面１１０ｎとを有する円柱形状を有する。主軸頭３１およびテーブルの少なくともいずれか一方が移動することによって、工具５１によるワーク１１０の加工位置が変化する。代表的な例として、主軸頭３１が、鉛直軸方向に移動する。テーブルが、互いに直交する水平２軸方向に移動し、テーブル上のパレットが、鉛直軸を中心に旋回する。

工具５１の種類は、特に限定されないが、例を挙げれば、研削工具やフライス、エンドミルなどである。本実施の形態では、工具５１が研削工具であり、工具５１によりワーク１１０の頂面１１０ｍを研削加工する場合について説明する。

工具５１は、その構成部位として、基部５２と、砥石部５３とを有する。基部５２は、金属から形成されている。基部５２は、主軸３２によりクランプされている。基部５２は、主軸３２から中心軸１０１の軸方向に向けて突出し、その先端で円形の受け皿形状を有する。砥石部５３は、研削砥石からなる。砥石部５３は、基部５２の先端に固定されている。砥石部５３は、中心軸１０１を中心に帯状に周回するように設けられている。

工具５１は、先端部５１ａを有する。先端部５１ａは、工具５１の、中心軸１０１の軸方向における先端に設けられている。先端部５１ａは、研削加工時にワーク１１０との接点となる砥石部５３の表面から構成されている。先端部５１ａは、中心軸１０１に直交する平面内に配置されている。

切屑吸引用カバー２１は、後述する吸引機構部４１による切屑の吸引時に、切屑の飛散を防ぐためのカバー体である。

切屑吸引用カバー２１は、筒体２６および蓋体６１を有する。筒体２６は、主軸頭３１（主軸ハウジング３３）に取り付けられている。筒体２６は、主軸頭３１（主軸ハウジング３３）に対して着脱可能に設けられている。

筒体２６は、工具５１を取り囲むように設けられている。筒体２６は、開口部２７を有する。開口部２７は、中心軸１０１の軸上に配置されている。筒体２６は、主軸頭３１（主軸ハウジング３３）から中心軸１０１を中心に筒状に延びる形状を有し、その先端で開口部２７が開口している。開口部２７は、円形状の開口面を有する。ワーク１１０の研削加工時、開口部２７の開口面は、ワーク１１０の頂面１１０ｍと対向する。

筒体２６は、中心軸１０１を中心に筒状に延びる先端に先端部２６ａを有する。工具５１の先端部５１ａは、中心軸１０１の軸方向において、筒体２６の先端部２６ａよりも突出している。筒体２６および工具５１の間には、隙間が設けられている。

吸引機構部４１は、工具５１の回転に伴って発生したワーク１１０の切屑を吸引する。より具体的に説明すると、吸引機構部４１は、集塵機４２と、配管４６，４７と、切屑吸引管部４３とを有する。

集塵機４２は、工作機械１０の機外に設置されている。配管４６は、集塵機４２および主軸３２の間を接続するように設けられている。主軸３２には、中心軸１０１の軸方向に延びるスルーホール３６が形成されている。工具５１（基部５２）には、切屑導入孔５４が形成されている。切屑導入孔５４は、中心軸１０１の軸方向において工具５１（基部５２）を貫通し、スルーホール３６に連通する。

配管４７は、集塵機４２および切屑吸引管部４３の間を接続するように設けられている。切屑吸引管部４３は、筒体２６に連結されている。筒体２６および工具５１の間の隙間により、切屑導入路４４が形成されている。切屑導入路４４は、切屑吸引管部４３に連通する。

工具５１の回転に伴って発生したワーク１１０の切屑は、切屑導入孔５４、スルーホール３６および配管４６を通じて、集塵機４２に吸引され（主軸吸引）、切屑導入路４４、切屑吸引管部４３および配管４７を通じて、集塵機４２に吸引される（外部吸引）。

なお、本実施の形態では、吸引機構部４１が、主軸吸引および外部吸引の両方によってワーク１１０の切屑を吸引する場合について説明したが、これに限られず、主軸吸引および外部吸引のいずれか一方のみを備える構成であってもよい。

続いて、切屑吸引用カバー２１が有する蓋体６１の構造について詳細に説明する。
蓋体６１は、筒体２６に取り付けられている。蓋体６１は、複数のボルト６６により筒体２６に締結されている。これにより、蓋体６１は、筒体２６に対して着脱可能に設けられている。

蓋体６１は、開口部２７を部分的に閉塞するように設けられている。中心軸１０１の軸方向から見た場合に、蓋体６１は、工具５１の先端部５１ａの一部を覆い、工具５１の先端部５１ａの残りの部分を露出させるように設けられている。

より具体的には、蓋体６１は、その構成部位として、ベース部６２と、平板部６３とを有する。ベース部６２は、中心軸１０１を中心にその周方向に帯状に延びて設けられている。ベース部６２は、筒体２６の先端部２６ａに重ね合わされている。ベース部６２は、先端部２６ａから一定の厚みを有して設けられている。蓋体６１のうちのベース部６２が筒体２６に締結されている。

平板部６３は、中心軸１０１に直交する面内で平板状に延在する。平板部６３は、ベース部６２から、中心軸１０１を中心とする半径方向内側に向けて延出している。平板部６３は、中心軸１０１の軸方向において工具５１と隙間を設けて対向している。蓋体６１（平板部６３）は、中心軸１０１の軸方向において、工具５１の先端部５１ａよりも突出するように設けられている。

平板部６３には、切り欠き部６４が形成されている。工具５１の先端部５１ａは、中心軸１０１の軸方向において切り欠き部６４と対向する位置で蓋体６１から露出している。中心軸１０１の軸方向から見た場合に、切り欠き部６４は、平板部６３の外周縁の１箇所が切り欠かれることにより構成されている。切り欠き部６４は、ワーク１１０の外周面１１０ｎに沿う形状、すなわち円弧形状の切り欠き縁を有する。切り欠き部６４の切り欠き縁の曲率と、ワーク１１０の外周面１１０ｎの曲率とは、互いに等しい。

ワーク１１０の研削加工時、ワーク１１０を切り欠き部６４に配置する。このとき、切り欠き部６４の切り欠き縁が、ワーク１１０の外周面１１０ｎに沿って延びる。ワーク１１０が切り欠き部６４に配置された状態を維持しながら、たとえば、ワーク１１０を、図３中の矢印１０２に示す方向に旋回させることにより、ワーク１１０の頂面１１０ｍを工具５１によって研削加工する。

本実施の形態では、ワーク１１０の頂面１１０ｍからはみ出した筒体２６の開口部２７の部分が、蓋体６１によって閉塞されるため、筒体２６の内側を閉空間に近づけることができる。これにより、ワーク１１０の切屑の吸引効率を向上させ、切屑の飛散を防止することができる。

図４は、図３中の蓋体の変形例を示す底面図である。図４を参照して、本変形例では、ワーク１１０が、平面形状の側面１１０ｐを有する。切り欠き部６４は、ワーク１１０の側面１１０ｐに沿う形状、すなわち直線形状の切り欠き縁を有する。

本変形例においても、ワーク１１０の研削加工時に、ワーク１１０を切り欠き部６４に配置する。このとき、切り欠き部６４の切り欠き縁が、ワーク１１０の側面１１０ｐに沿って延びる。ワーク１１０が切り欠き部６４に配置された状態を維持しながら、たとえば、ワーク１１０を、図４中の矢印１０３に示す方向に移動させることにより、ワーク１１０の頂面１１０ｍを工具５１によって研削加工する。

蓋体６１に形成される切り欠き部６４の形状は、特に限定されず、加工対象となるワークの形状に合わせて適宜変更される。

以上に説明した、この発明の実施の形態における切屑吸引用カバー２１の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における切屑吸引用カバー２１は、工具５１を回転させる主軸３２と、工具５１の回転に伴って発生したワーク１１０の切屑を吸引する吸引機構部４１とを備える工作機械１０に用いられる。切屑吸引用カバー２１は、主軸３２の回転中心軸の軸上に配置される開口部２７を有し、工具５１を取り囲むように設けられる筒体２６と、開口部２７を部分的に閉塞するように筒体２６に設けられ、工具５１の先端部５１ａの一部を覆い、工具５１の先端部５１ａの残りの部分を露出させる蓋体６１とを備える。

このように構成された、この発明の実施の形態における切屑吸引用カバー２１および工作機械１０によれば、ワークの端部の加工時などに、切屑吸引用カバー２１がワークからはみ出す場合があっても、蓋体６１により工具５１の周りを閉空間に近づけることができる。これにより、切屑の吸引効率を向上させて、切屑の飛散を防ぐことができる。結果、加工終了後の切屑の清掃作業が容易となる。

なお、本実施の形態では、筒体２６および蓋体６１が別体に設けられる切屑吸引用カバー２１について説明したが、本発明は、これに限られず、筒体および蓋体が一体に設けられる切屑吸引用カバーであってもよい。本発明における切屑吸引用カバーは、研削工具やフライスを用いたワークの平面加工により好適に適用される。

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。

この発明は、主に、ワークの切屑を吸引する吸引機構を備えた工作機械に適用される。

１０工作機械、２１切屑吸引用カバー、２６筒体、２６ａ，５１ａ先端部、２７開口部、３１主軸頭、３２主軸、３３主軸ハウジング、３６スルーホール、４１吸引機構部、４２集塵機、４３切屑吸引管部、４４切屑導入路、４６，４７配管、５１工具、５２基部、５３砥石部、５４切屑導入孔、６１蓋体、６２ベース部、６３平板部、６４切り欠き部、６６ボルト、１０１中心軸、１１０ワーク、１１０ｍ頂面、１１０ｎ外周面、１１０ｐ側面。

Claims

工具を回転させ、その回転中心軸の軸方向に延びるスルーホールが設けられる主軸と、前記工具の回転に伴って発生したワークの切屑を、前記スルーホールを通じて吸引する吸引機構部とを備える工作機械に用いられる切屑吸引用カバーであって、
前記主軸の回転中心軸の軸上に配置される開口部を有し、前記工具を取り囲むように設けられる筒体と、
前記開口部を部分的に閉塞するように前記筒体に設けられ、前記主軸の回転中心軸の軸方向から見た場合に、前記工具の先端部の一部を覆い、前記工具の先端部の残りの部分を露出させる蓋体とを備え、
前記工具には、前記主軸の回転中心軸の軸方向において、前記主軸によりクランプされる前記工具の基部を貫通し、前記スルーホールに連通する切屑導入孔が設けられ、
前記蓋体は、前記主軸の回転中心軸の軸方向から見た場合に、前記工具の基部における前記切屑導入孔の開口の一部を覆い、前記切屑導入孔の開口の残りの部分を露出させるように設けられる、切屑吸引用カバー。
前記蓋体は、前記主軸の回転中心軸の軸方向において、前記工具の先端部よりも突出するように設けられる、請求項１に記載の切屑吸引用カバー。
前記蓋体は、前記筒体に対して着脱可能に設けられる、請求項１または２に記載の切屑吸引用カバー。
工具を回転させる主軸と、
前記工具の回転に伴って発生したワークの切屑を吸引する吸引機構部と、
請求項１から３のいずれか１項に記載の切屑吸引用カバーとを備える、工作機械。