JP2004034225A - Removing mechanism of cutting strip in engraving device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、彫刻装置における切削片の除去機構に関し、さらに詳細には、数値制御による2次元形状あるいは3次元形状の彫刻装置において、被彫刻物の切削片を除去するために用いて好適な彫刻装置における切削片の除去機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、マイクロコンピューターと、熱可塑性樹脂材料や軽金属材料などの被彫刻物を切削するカッターなどの切削ツールと、上記したマイクロコンピューターの制御によって上記した切削ツールを被彫刻物に対して相対的に3次元方向に移動可能とするモーターなどの駆動装置とを備え、所定のプログラムに従ったマイクロコンピューターの制御によって、当該駆動装置を用いて当該切削ツールを移動することにより、被彫刻物に任意の文字や図形などを彫り込んだりすることができるようにした彫刻装置が知られている。
【0003】
上記したような2次元形状あるいは3次元形状の彫刻装置においては、切削ツールたるカッターが被彫刻物を切削した際に生じた切粉などの切削片を除去するために、エアーブローを行うようになされている。
【0004】
より詳細には、こうした彫刻装置においては、移動自在に配設されたツールヘッドの主軸に、ベアリングを介して回転自在に支持された回転軸によって切削ツールが支持されている。そして、所定の圧力で供給された空気により生起されるエアーブローによって、切削ツールを支持する回転軸などに付着した切削片を除去するようになされている。
【0005】
しかしながら、上記した従来の彫刻装置においては、切削片を除去するためのエアーブローが、回転軸を支持するベアリング内に流入してしまい、ベアリングのオイル切れを生じさせてしまう恐れがあるとともに、周囲にベアリングのオイルが飛散する恐れがあるという問題点があった。
【0006】
こうした従来の彫刻装置におけるベアリングのオイル切れを回避するためには、エアーブローとともにベアリングにオイルを供給するように構成することも考えられる。しかしながら、そうした場合には、ベアリング部に循環オイル潤滑の機構を備えなければならないので、構造の複雑化やコストの向上などの新たな問題点を招来することになってしまうとともに、オイルの飛散を解決することはできなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切削片を除去するためのエアーブローによるベアリングのオイル切れやオイルの飛散を防止できるようにした彫刻装置における切削片の除去機構を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、切削ツールの切削部により被彫刻物を切削する彫刻装置における切削片の除去機構において、略筒状体に形成されたスピンドルケースと、上記スピンドルケースの軸線方向と略直交する方向に延長されて、上記スピンドルケースの内周側に位置する内周側開口部と、上記スピンドルケースの外周側に位置する外周側開口部とにおいて開口する第1の流路と、上記スピンドルケースの上方側の端部の内周側に配設された第1のベアリングと、上記スピンドルケースの下方側の端部と上記第1の流路の上記内周側開口部との間の内周側に配設された第2のベアリングと、略筒状体に形成され、上記第1のベアリングと上記第2のベアリングとによって、上記スピンドルケースの内周側と所定の間隙を有した状態で上記スピンドルケースの内周側に回動自在に支持され、下方側の端部に位置する下方開口部で開口し内部に上記切削ツールの一端が位置する凹部を有するスピンドルシャフトと、上記スピンドルシャフトの軸線方向と略直交する方向に延長されて、上記スピンドルシャフトの上記凹部内に位置する凹部内開口部と、上記第2のベアリングの上方側の外周側に位置する凹部外開口部とにおいて開口する第2の流路と、上記スピンドルケースの上記第1の流路の上記外周側開口部に配設され、上記スピンドルケースの上記第1の流路と上記スピンドルシャフトの上記第2の流路とを介して、上記スピンドルシャフトの上記凹部内に所定の圧力で空気を供給し、上記凹部の内部に上記下方開口部へ向かう気流を生起させるエアー供給手段と、上記第2のベアリングの上方側に配設され、上記エアー供給手段によって供給された空気が、上記第2のベアリングの内部に流入することを防止するリード弁とを有するものである。
【0009】
従って、本発明のうち請求項1に記載の発明によれば、エアー供給手段によってスピンドルシャフトの凹部内に所定の圧力で空気が供給されると、凹部の内部には下方開口部へ向かう気流が生起されるが、第2のベアリングの上方側にはリード弁が配設されているので、エアー供給手段によって供給された空気が第2のベアリングの内部に流入することが防止され、切削片を除去するためのエアーブローによるベアリングのオイル切れやオイルの飛散を防止できる。
【0010】
また、本発明のうち請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記リード弁は、上記スピンドルケースの上記第2のベアリングの上方側の内周側に形成された側方凹部内に移動自在に配設され、上記エアー供給手段によって供給される空気の圧力によって、上記第2のベアリングの上方側に付勢されるようにしたものである。
【0011】
従って、本発明のうち請求項2に記載の発明によれば、エアー供給手段によってスピンドルシャフトの凹部内に所定の圧力で空気が供給されると、供給された空気の圧力によって、リード弁が第2のベアリングの上方側に付勢されるので、エアー供給手段によって供給された空気が第2のベアリングの内部に流入することが防止され、切削片を除去するためのエアーブローによるベアリングのオイル切れやオイルの飛散を防止できる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて、本発明による彫刻装置における切削片の除去機構の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【0013】
図1には、本発明による彫刻装置における切削片の除去機構の実施の形態の一例を備えた彫刻装置の概略構成説明図が示されており、図2には、図1に示す彫刻装置のスピンドルヘッドの断面構成説明図が示されており、図3には、図2に示すスピンドルヘッドの下端部側を拡大して示した断面構成説明図が示されており、図4には、図2に示すスピンドルヘッドの下端部側の一部を拡大して示した断面構成説明図が示されている。
【0014】
図1に示す彫刻装置10は、上下方向に延長した略四角柱状の一対の支持部12L、12Rと当該支持部12L、12Rを連結する底部12Bとを有して構成されて上方側を開口させたU字型状の門型アーム部12と、門型アーム部12の一対の支持部12L、12Rに両方の端部14L、14Rを支持された略三角柱状のレール部14と、レール部14に取り付けられた略長方体状のヘッド部16と、ヘッド部16の正面側に重ね合わされるようにして取り付けられた略長方体状のスピンドルヘッド18と、スピンドルヘッド18の底面側から突出した略棒状の切削ツール20と、門型アーム部12の底部12Bの中央部位から正面側ならびに背面側に延設された略長方形状の板状のフレーム部22と、フレーム部22の正面側に位置し各種操作用のツマミやスイッチが配設されたスイッチパネル部24と、フレーム部22の上面に配設されるとともに幅方向において門型アーム部12の一対の支持部12L、12R間の幅と略同一の幅を備えた略長方形状の板状の加工用テーブル26と、加工用テーブル26の上面26aに載置され複数の切削ツール20が収容されるツールケース28とを有して構成されている。
【0015】
また、門型アーム部12の底部12Bにおける底面側の両端部位と、フレーム部12の底面側とには、略円柱状の支持脚部30が配設されている。
【0016】
そして、加工用テーブル26の上面26aには、熱可塑性樹脂材料や軽金属材料などにより形成された立体たる被彫刻物100が固定的に載置されることになる。
【0017】
ここで、彫刻装置10においては、全体の動作をマイクロコンピューターにより制御されているものである。マイクロコンピューターによって所定の分解能に応じてモーター(図示せず)の駆動が制御され、切削ツール20を支持するスピンドルヘッド18が、ヘッド部16の上下方向に沿ってZ軸方向(図1に示す座標系を示す参考図参照)に移動され、また、ヘッド部16がレール部14に沿ってX軸方向(図1に示す座標系を示す参考図参照)に移動され、また、被彫刻物100が配設された加工用テーブル26がY軸方向(図1に示す座標系を示す参考図参照)に移動される。
【0018】
従って、スピンドルヘッド18に支持された切削ツール20と被彫刻物100との相対的な位置関係は、切削ツール20がX軸方向とZ軸方向とに移動可能であって、被彫刻物100がY軸方向に移動可能であるので、結局、切削ツール20は被彫刻物100に対してX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の3次元の方向で移動可能となされているものである。
【0019】
ここで、切削ツール20は、被彫刻物100を切削するものであり、略円柱状体の本体部20aと、下方側の端部に形成された切削部としての刃部20bと、本体部20aから延設された略円錐状体のテーパーシャンク部20cと、テーパーシャンク部20cから延設され端部に突起20eが形成されたプルボトル部20dとを有して構成されている。
【0020】
なお、この実施の形態においては、刃部20bの構成のみが異なる4種類の切削ツール20がツールケース28に収容されている。そして、彫刻装置10においては、マイクロコンピューターの制御によって、4本の切削ツール20のうちのいずれか1本がスピンドルヘッド18に支持されるように、切削ツール20の交換が自動的になされるものである。
【0021】
そして、切削ツール20を支持するスピンドルヘッド18は、略円筒状体に形成されたスピンドルケース40と、スピンドルケース40の上方側の端部40aの内周側40bに配設されたベアリング42と、スピンドルケース40の下方側の端部40cの内周側40bに配設されたベアリング44ならびにベアリング46と、ベアリンク44の上方側44eに配設されたリード弁48と、略円筒状体に形成され、ベアリング42、ベアリング44ならびにベアリング46を介してスピンドルケース40の内周側40bに回動自在に支持されたスピンドルシャフト50と、スピンドルシャフト50に対してネジ(図示せず)を用いて固定されたドローボルト52とを有して構成されている。
【0022】
ここで、スピンドルケース40の内周側40bは、スピンドルケース40の略中央部位における内径の大きさR1(図2参照)に比べて、上方側の端部40a近傍における内径R2(図2参照)や下方側の端部40c近傍における内径R3(図2参照)の方が大きくなっている。
【0023】
なお、内径R2と内径R3とは略一致するものであり、以下の説明においては、「内径R2の範囲の内周側40b」を「内周側40b−R2」と、「内径R3の範囲の内周側40b」を「内周側40b−R3」と適宜称することとする。
【0024】
そして、スピンドルケース40の内周側40b−R2においては、ベアリング42の支持のためにスプリング54が配設され、上方側の端部40a側にベアリング42が配設されている。
【0025】
一方、スピンドルケース40の内周側40b−R3においては、下方側の端部40c側にベアリング46が配設され、ベアリング46の上方側46eにベアリング44が配設されている。
【0026】
ここで、ベアリング42、ベアリング44ならびにベアリング46はそれぞれ、同一の構成を備えており、外輪42a,44a,46aと内輪42b,44b,46bと転動体42c,44c,46cとを有するものである。そして、外輪42a,44a,46aと内輪42b,44b,46bとの間隙42d,44d,46dは転動体42c,44c,46cの回転のために、グリス潤滑なされている。
【0027】
そして、外輪42a,44a,46aならびに内輪42b,44b,46bの軸線方向がスピンドルケース40の軸線方向と一致するようにして、ベアリング42、ベアリング44ならびにベアリング46はそれぞれ、スピンドルケース40の内周側40bに配設されている。この際、スピンドルケース40の内周側40b−R3に配設されたベアリング44の間隙44dとベアリング46の間隙46dとは連通している。
【0028】
また、スピンドルケース40の下方側には、スピンドルケース40の軸線方向と略直交する方向に延長されて、内周側40bに位置する内周側開口部40dと外周側40eに位置する外周側開口部40fとにおいて開口する流路40gが形成されている。
【0029】
より詳細には、この流路40gの内周側開口部40dは、スピンドルケース40の内周側40b−R3より上方の内周側40bにおいて開口している。つまり、内周側40b−R3に位置しているベアリング44とベアリング46とは、スピンドルケース40の下方側の端部40cと流路40gの内周側開口部40dとの間の内周側40bに配設されているものである。
【0030】
スピンドルシャフト50は、スピンドルケース40の内周側40bと所定の間隙H(図2ならびに図3参照)を有した状態で、ベアリング42、ベアリング44ならびにベアリング46によって、スピンドルケース40の内周側40bに回動自在に支持されている。
【0031】
この際、スピンドルシャフト50の外周側50aにネジ56を用いて固定されたベアリングナット58によって、ベアリング44ならびにベアリング46の位置決めがなされている。なお、このベアリングナット58とベアリング44との間には、後述する流路50h−1の凹部外開口部50g−1に対応する位置に孔60aが穿設され、流路50h−2の凹部外開口部50g−2に対応する位置に孔60bが穿設された間座60が配設されている。
【0032】
そして、スピンドルシャフト50の内周側50bには、ドローボルト52がスプリング62を介して支持されており、ドローボルト52の下端52aより下方側には、凹部50cが形成されている。
【0033】
この凹部50cは、スピンドルシャフト50の下方側の端部50dに位置する下方開口部50eで開口している。また、凹部50cの内部は、下方開口部50e側より内挿される切削ツール20のテーパーシャンク部20cの形状に応じて略円錐形状に形成されている。
【0034】
一方、凹部50cの底部50f側に位置するドローボルト52の下端52aは、下方開口部50e側より内挿される切削ツール20のプルボトル部20dの突起20eが係合するための凹型溝部52bと、凹型溝部52b内に配設された鋼球64とを有して構成されている。
【0035】
このドローボルト52は、図示しないエアーシリンダーの圧力の調整とスプリング62のバネ力とにより、ヘッド部16の上下方向に沿ってZ軸方向(図1に示す座標系を示す参考図参照)移動自在となされている。また、ドローボルト52の凹型溝部52b内に配設された鋼球64の位置に応じて、スピンドルシャフト50の凹部50cの底部50f側には突部50ffが形成されている。
【0036】
また、スピンドルシャフト50の下方側には、スピンドルシャフト50の軸線方向と略直交する方向に延長されて、スピンドルシャフト50の凹部50c内に位置する凹部内開口部50fと、外周側50aに位置する凹部外開口部50gとにおいて開口する流路50h(50h−1,50h−2)が形成されている。
【0037】
より詳細には、流路50hは、凹部50cの底部50f近傍の凹部内開口部50f−1と外周側50aの凹部外開口部50g−1とのおいて開口する流路50h−1と、凹部50cの底部50f近傍の凹部内開口部50f−2と外周側50aの凹部外開口部50g−2とのおいて開口する流路50h−2とから構成されている。そして、この流路50h−1の凹部外開口部50g−1は、ベアリング44の上方側44eの外周側50aに位置するものである。
【0038】
ここで、スピンドルシャフト50とスピンドルケース40との間隙Hやスピンドルケース40の内周側40b−R3におけるベアリング46ならびにベアリング44の配設位置によって、流路50h−1の凹部外開口部50g−1側には中空のエリアAが形成されており、流路50h−2の凹部外開口部50g−2側には中空のエリアBが形成されている。
【0039】
従って、流路50h−1の凹部外開口部50g−1、凹部外開口部50g−1に位置する間座60の孔60aならびに凹部外開口部50g−1に近接するスピンドルケース40の流路40gの内周側開口部40dはいずれも、中空のエリアAに位置している。また、流路50h−2の凹部外開口部50g−2と凹部外開口部50g−2に位置する間座60の孔60bとは、中空のエリアBに位置している。
【0040】
そして、リード弁48は、ベアリンク44の上方側44eに配設されており、エリアAならびにエリアBに位置するものである。
【0041】
より詳細には、リード弁48は略リング状体に形成されており、ベアリング44の間隙44dの上方側の開口部44ddを塞ぐ大きさに寸法設定されている。このリード弁48は、例えば、ポリアミドの様な樹脂、薄い金属板により形成することができる。
【0042】
リード弁48の外周縁部48aは、スピンドルケース40のベアリンク44の上方側44eの内周側40b−R3に形成された側方凹部40bb内に位置し、内周縁部48bは、間座60に形成された係止凹部60c内に位置するようになされている。従って、リード弁48は、側方凹部40bb内ならびに係止凹部60c内において、側方凹部40bbならびに係止凹部58cの上下方向の範囲内で移動自在に配設されているものである。
【0043】
符号66は、スピンドルケース40の流路40gの外周側開口部40fに配設された空気配管であり、図示しないエアー供給手段に接続されている。従って、エアー供給手段から所定の圧力で供給される空気は、空気配管66を介して、外周側開口部40fから流路40gに至るようになされている。
【0044】
なお、スピンドルケース40の下方側の端部40c側には、介在部材68を介して、前蓋70が配設されている。また、符号72は、スピンドルシャフト50の下方側の端側50dの外周側50aに配設されたフリンガであり、符号74と符号76はスペーサーである。符号78は、スピンドルケース40の上方側の端部40aに位置してスピンドルシャフト50に対してネジ80を用いて固定されたプーリーである。
【0045】
以上の構成において、上記した彫刻装置10において被彫刻物100を切削する際には、まず、マイクロコンピューターの制御によって自動的に、ツールケース28に収容されている切削ツール20のいずれかが、スピンドルヘッド18に支持される。
【0046】
より詳細には、ヘッド部16が所定の方向に移動して、スピンドルヘッド18の底面側にツールケース28が位置するようになる。そして、スピンドルヘッド18がZ軸方向における下方側に移動して、ツールケース28に収容されている切削ツール20のテーパーシャンク部20cが、スピンドルシャフト50の下方開口部50e側より凹部50cの内部に内挿される。
【0047】
さらに、図示しないエアーシリンダーの圧力を調整することにより、ドローボルト52が下方に移動し、切削ツール20のプルボトル部20dの突起20eが、鋼球64を外側に逃がしてドローボルト52の凹型溝部52b内に嵌合する。そして、エアーシリンダーの圧力を止めると、スプリング62のバネ力によってドローボルト52が上方に移動する。この際、鋼球62が凹部50cの突部50ffに沿って凹型溝部52b内を内側に移動して、切削ツール20が固定的にスピンドルヘッド18に支持される。
【0048】
そして、ベルト(図示せず)を介してモーター(図示せず)の回転力をプーリー78に伝達してプーリー78を回転すると、プーリー78の回転に伴いスピンドルシャフト50が軸線回りに回転し、スピンドルシャフト50の回転に伴い切削ツール20が軸線回りに回転する。
【0049】
こうして切削ツール20を回転させた状態で所定の方向に移動させることにより、切削ツール20の刃部20bによって被彫刻物100が切削される。
【0050】
そして、切削ツール20よる被彫刻物100の切削が終了すると、スピンドルヘッド18に支持されていた切削ツール20はツールケース28に収容され、スピンドルヘッド18は切削ツール20を支持していない状態になる。
【0051】
この際、スピンドルヘッド18には、切削ツール20が被彫刻物100を切削した際に生じた切粉などの切削片が付着しており、これら切削片を除去するために、エアーブローがなされる。なお、図4においては、エアーブローの際に生じる気流が矢印で示されている。
【0052】
図示しないエアー供給手段から供給された空気が、空気配管66を介して、スピンドルケース40の外周側開口部40fから流路40gに流入する。流路40gに流入した空気は、スピンドルシャフト50の流路50hを介して、スピンドルシャフト50の凹部50c内やエリアA、エリアBに至る。
【0053】
より詳細には、スピンドルケース40の流路40gに流入した空気は、内周側開口部40dからエリアAに至り、間座60の孔60aを通って、スピンドルシャフト50の凹部外開口部50g−1から流路50h−1に流入する。そして、流路50h−1に流入した空気は、凹部内開口部50f−1から凹部50cの内部に至る。
【0054】
このため、スピンドルシャフト50の凹部50c内には、所定の圧力で空気が供給され、凹部50cの内部に下方開口部50eへ向かう気流が生起される。この気流によって、スピンドルシャフト50の凹部50c内に付着している切削片が、下方開口部50eから外部に除去される。
【0055】
ここで、スピンドルケース40の流路40gからエリアAに至った空気は、流路50h−1を介して凹部50cの内部には流入するが、ベアリング44ならびにベアリング46の内部には流入することはない。
【0056】
より詳細には、エアー供給手段から供給された空気が、流路40gの内周側開口部40dからエリアAに流入すると、流入した空気の圧力によって、側方凹部40bb内ならびに係止凹部60c内に移動自在に配設されているリード弁48がベアリンク44側に移動して、ベアリング44の上方側44eに付勢される。
【0057】
その結果、リード弁48が、ベアリング44の間隙44dの上方側の開口部44ddを塞ぐようになり、エアー供給手段から供給された空気が、間隙44d,46dなどのベアリング44ならびにベアリング46の内部に流入することはない。
【0058】
また、スピンドルケース40の流路40gからエリアAに至った空気は、流路50h−1を介して凹部50cの内部に流入するとともに、凹部50cの底部50f近傍の凹部内開口部50f−2から流路50h−2に流入する。そして、流路50h−2に流入した空気は、凹部外開口部50g−2から間座60の孔60bを通り、凹部外開口部50f−2からエリアBに至る。
【0059】
この際、エリアBにおいてもエリアAと同様に、エリアBに流入した空気の圧力によって、リード弁48が移動してベアリング44の上方側44eに付勢されて、ベアリング44の開口部44ddを塞ぎ、エアー供給手段から供給された空気が、間隙44d,46dなどのベアリング44ならびにベアリング46の内部に流入することはない。
【0060】
上記したようにして、本発明による彫刻装置における切削片の除去機構の実施の形態の一例を備えた彫刻装置10においては、スピンドルヘッド18のベアリンク44の上方側44eに、リード弁48を配設するようにしたため、切削片を除去するためのエアーブローの際に、ベアリング44ならびにベアリング46の内部に空気が流入せず、ベアリング44,46のグリスが吹き飛ばされることがないので、エアーブローによるベアリングのオイル切れを防止することができるとともに外部への飛散が防止される。
【0061】
また、本発明による彫刻装置における切削片の除去機構によれば、単に、ベアリンク44の上方側44eにリード弁48を配設するだけでよく、簡単な構成であって、しかも安価である。さらに、ベアリング部に循環オイル潤滑の機構を備える必要もないので、構造の複雑化やコストの向上などの問題点を招来することもない。
【0062】
ここで、本発明による彫刻装置における切削片の除去機構のように、ベアリンク44の上方側44eにリード弁48を配設するのとは異なり、ベアリング44,46としてシールドの施されたベアリングを用いることも考えられる。しかしながら、そのようなシールドされたベアリングであっても、微小な隙間から内部に空気が流入する恐れがあり、本発明による彫刻装置における切削片の除去機構のよれば、一層確実にベアリング44,46内への空気の流入を防止でき、ベアリング44,46のグリスが吹き飛ばされることがない。
【0063】
そして、本発明による彫刻装置における切削片の除去機構の実施の形態の一例を備えた彫刻装置10においては、エアーブローによってベアリング44,46のグリスが吹き飛ばされることがないので、ベアリング44,46の動作状態が良好に保たれ、高品質の切削を行うことができる。
【0064】
また、彫刻装置10においては、ベアリング44,46のようにグリス潤滑のベアリングを用いているので、ドライ加工としての特性が生かされ、オフィス環境などでの使用が可能となされる。
【0065】
さらに、彫刻装置10においては、切削ツール20を交換する毎にエアーブローされ、スピンドルシャフト50の凹部50c内に付着している切削片が、下方開口部50eから外部に除去された後に、新たに切削ツール20がスピンドルヘッド18に支持されるようになる。このため、こうしたオートツールチェンジの際にも、切削片によってがたつくことなしに、切削ツール20がスピンドルヘッド18に正確に支持されて、一層高品質の切削を行うことができる。
【0066】
なお、上記した実施の形態は、以下の(1)乃至(4)に説明するように変形することができる。
【0067】
(1)上記した実施の形態において、例えば、図5に示すようにして各種寸法の設定を行い、図示しないエアー供給手段からおよそ0.7l/secで空気が供給されるようにすると、リード弁48によりベアリング44ならびにベアリング46の内部への空気の流入を防止できる。なお、各種寸法の変更に応じてエアー供給手段からの空気の供給量を変更するとよい。
【0068】
(2)上記した実施の形態においては、流路40gを備え、流路50hは流路50h−1と流路50h−2とからなるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、スピンドルシャフト50の凹部50cの内部からの切削片の除去が可能な気流が生起されるように、流路の位置や大きさ、数などは適宜変更してもよい。例えば、流路50h−2を形成しなくてもよいし、あるいは、スピンドルシャフト50とスピンドルケース40との所定の間隙H(図2ならびに図3参照)に、上方への気流を遮断する遮蔽部材を配設するようにしてもよい。
【0069】
(3)上記した実施の形態においては、リード弁48は、側方凹部40bb内ならびに係止凹部60c内において移動自在に配設されるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、ベアリング44の上方側44eに固定的に配設してもよい。また、ベアリング44,46としては各種ベアリングを用いてよいことは勿論である。
【0070】
(4)上記した実施の形態ならびに上記(1)乃至(3)に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【0071】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、切削片を除去するためのエアーブローによるベアリングのオイル切れを防止できるようになるとともに、外部へのオイルの飛散を防止できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による彫刻装置における切削片の除去機構の実施の形態の一例を備えた彫刻装置を示す概略構成説明図である。
【図2】図1に示す彫刻装置のスピンドルヘッドを示す断面構成説明図である。
【図3】図2に示すスピンドルヘッドの下端部側を拡大して示した断面構成説明図である。
【図4】図2に示すスピンドルヘッドの下端部側の一部を拡大して示した断面構成説明図である。
【図5】図3に対応する図面であり寸法設定の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
10 彫刻装置
18 スピンドルヘッド
20 切削ツール
40 スピンドルケース
40g 流路
42,44,46 ベアリング
48 リード弁
50 スピンドルシャフト
50c 凹部
50e 下方開口部
50h(50h−1,50h−2) 流路
52 ドローボルト
100 被彫刻物[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutting piece removing mechanism in an engraving apparatus, and more particularly, to an engraving apparatus suitable for removing a cutting piece of an object to be engraved in a two-dimensional or three-dimensional engraving apparatus by numerical control. The present invention relates to a mechanism for removing a cutting piece in an apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a microcomputer, a cutting tool such as a cutter for cutting an object to be engraved such as a thermoplastic resin material or a light metal material, and the cutting tool described above under the control of the microcomputer relative to the object to be engraved. A driving device such as a motor capable of moving in a three-dimensional direction, and by controlling the microcomputer according to a predetermined program, by moving the cutting tool using the driving device, an arbitrary 2. Description of the Related Art An engraving device capable of engraving characters, figures, and the like is known.
[0003]
In a two-dimensional or three-dimensional engraving apparatus as described above, air blow is performed to remove cutting pieces such as cutting chips generated when a cutter as a cutting tool cuts an object to be engraved. Has been done.
[0004]
More specifically, in such an engraving apparatus, a cutting tool is supported by a rotating shaft rotatably supported via bearings on a main shaft of a tool head movably disposed. Then, a cutting piece attached to a rotating shaft or the like that supports the cutting tool is removed by air blow generated by air supplied at a predetermined pressure.
[0005]
However, in the above-described conventional engraving apparatus, air blow for removing cutting pieces may flow into the bearing that supports the rotating shaft, causing the bearing to run out of oil. However, there is a problem that the oil of the bearing may be scattered.
[0006]
In order to avoid running out of oil in the bearing in such a conventional engraving apparatus, it is conceivable to supply oil to the bearing together with air blow. However, in such a case, it is necessary to provide a circulating oil lubrication mechanism in the bearing part, which leads to new problems such as a complicated structure and an increase in cost, and the scattering of oil. It could not be solved.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described various problems of the related art, and has as its object the purpose of removing the oil of the bearing or removing the oil from the bearing by air blowing to remove cutting pieces. An object of the present invention is to provide a cutting piece removing mechanism in an engraving device capable of preventing scattering.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Means for Solving the Problems To achieve the above object, an invention according to
[0009]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, when air is supplied at a predetermined pressure into the recess of the spindle shaft by the air supply means, an airflow toward the lower opening is formed inside the recess. However, since the reed valve is disposed above the second bearing, the air supplied by the air supply means is prevented from flowing into the second bearing, and the cut pieces are removed. It is possible to prevent the bearing from running out of oil and oil splatter due to air blow for removal.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the reed valve is formed on an inner peripheral side of the spindle case above the second bearing. The second bearing is movably disposed in the concave portion, and is urged to the upper side of the second bearing by the pressure of the air supplied by the air supply means.
[0011]
Therefore, according to the invention described in
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of a cutting piece removing mechanism in an engraving device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
FIG. 1 is a schematic structural explanatory view of an engraving apparatus provided with an example of an embodiment of a cutting piece removing mechanism in an engraving apparatus according to the present invention, and FIG. 2 shows the engraving apparatus shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory cross-sectional configuration diagram of the spindle head, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional configuration diagram showing the lower end side of the spindle head shown in FIG. 2, and FIG. 2 is an explanatory cross-sectional configuration diagram showing an enlarged part of the lower end side of the spindle head shown in FIG.
[0014]
The
[0015]
In addition, substantially
[0016]
Then, on the upper surface 26a of the processing table 26, the three-dimensional object to be engraved 100 formed of a thermoplastic resin material, a light metal material, or the like is fixedly placed.
[0017]
Here, the entire operation of the
[0018]
Therefore, the relative positional relationship between the cutting
[0019]
Here, the cutting
[0020]
In this embodiment, four types of
[0021]
The
[0022]
Here, the inner
[0023]
Note that the inner diameter R2 and the inner diameter R3 are substantially the same, and in the following description, “the
[0024]
On the inner
[0025]
On the other hand, on the inner
[0026]
Here, the
[0027]
Then, the
[0028]
Further, on the lower side of the
[0029]
More specifically, the inner
[0030]
The
[0031]
At this time, the
[0032]
A
[0033]
The
[0034]
On the other hand, the lower end 52a of the
[0035]
The
[0036]
Further, on the lower side of the
[0037]
More specifically, the
[0038]
Here, depending on the clearance H between the
[0039]
Therefore, the
[0040]
The
[0041]
More specifically, the
[0042]
The outer peripheral edge 48a of the
[0043]
[0044]
A
[0045]
In the above configuration, when cutting the object to be engraved 100 in the
[0046]
More specifically, the
[0047]
Further, by adjusting the pressure of an air cylinder (not shown), the
[0048]
When the
[0049]
By moving the
[0050]
Then, when the cutting of the object to be engraved 100 by the cutting
[0051]
At this time, cutting pieces such as chips generated when the
[0052]
Air supplied from air supply means (not shown) flows into the flow path 40g from the outer
[0053]
More specifically, the air that has flowed into the flow path 40g of the
[0054]
Therefore, air is supplied at a predetermined pressure into the
[0055]
Here, the air that has reached the area A from the flow path 40g of the
[0056]
More specifically, when the air supplied from the air supply means flows into the area A from the inner
[0057]
As a result, the
[0058]
In addition, the air that has reached the area A from the flow path 40g of the
[0059]
At this time, in the area B, similarly to the area A, the pressure of the air flowing into the area B causes the
[0060]
As described above, in the
[0061]
Further, according to the cutting piece removing mechanism in the engraving device according to the present invention, it is sufficient to simply dispose the
[0062]
Here, unlike a mechanism for removing a cutting piece in the engraving device according to the present invention, unlike the case where a
[0063]
In the
[0064]
Further, in the
[0065]
Furthermore, in the
[0066]
The above embodiment can be modified as described in the following (1) to (4).
[0067]
(1) In the above embodiment, for example, when various dimensions are set as shown in FIG. 5 and air is supplied from an air supply unit (not shown) at about 0.7 l / sec, the
[0068]
(2) In the above-described embodiment, the flow path 40g is provided, and the
[0069]
(3) In the above-described embodiment, the
[0070]
(4) The above-described embodiment and the modifications described in (1) to (3) above may be appropriately combined.
[0071]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it is possible to prevent running out of oil in the bearing due to air blow for removing cutting pieces, and it is possible to prevent oil from scattering to the outside. To play.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration explanatory view showing an engraving apparatus provided with an example of an embodiment of a cutting piece removing mechanism in an engraving apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional configuration explanatory view showing a spindle head of the engraving apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional configuration diagram showing an enlarged lower end portion side of the spindle head shown in FIG. 2;
FIG. 4 is an explanatory cross-sectional configuration diagram showing an enlarged part of a lower end portion side of the spindle head shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 3, and is an explanatory diagram showing an example of dimension setting.
[Explanation of symbols]
10 Engraving equipment
18 spindle head
20 Cutting tools
40 spindle case
40g channel
42,44,46 Bearing
48 Reed valve
50 spindle shaft
50c recess
50e Lower opening
50h (50h-1, 50h-2) channel
52 draw bolt
100 sculpture
Claims (2)
略筒状体に形成されたスピンドルケースと、
前記スピンドルケースの軸線方向と略直交する方向に延長されて、前記スピンドルケースの内周側に位置する内周側開口部と、前記スピンドルケースの外周側に位置する外周側開口部とにおいて開口する第1の流路と、
前記スピンドルケースの上方側の端部の内周側に配設された第1のベアリングと、
前記スピンドルケースの下方側の端部と前記第1の流路の前記内周側開口部との間の内周側に配設された第2のベアリングと、
略筒状体に形成され、前記第1のベアリングと前記第2のベアリングとによって、前記スピンドルケースの内周側と所定の間隙を有した状態で前記スピンドルケースの内周側に回動自在に支持され、下方側の端部に位置する下方開口部で開口し内部に前記切削ツールの一端が位置する凹部を有するスピンドルシャフトと、
前記スピンドルシャフトの軸線方向と略直交する方向に延長されて、前記スピンドルシャフトの前記凹部内に位置する凹部内開口部と、前記第2のベアリングの上方側の外周側に位置する凹部外開口部とにおいて開口する第2の流路と、
前記スピンドルケースの前記第1の流路の前記外周側開口部に配設され、前記スピンドルケースの前記第1の流路と前記スピンドルシャフトの前記第2の流路とを介して、前記スピンドルシャフトの前記凹部内に所定の圧力で空気を供給し、前記凹部の内部に前記下方開口部へ向かう気流を生起させるエアー供給手段と、
前記第2のベアリングの上方側に配設され、前記エアー供給手段によって供給された空気が、前記第2のベアリングの内部に流入することを防止するリード弁と
を有する彫刻装置における切削片の除去機構。In the removal mechanism of the cutting piece in the engraving device that cuts the object to be engraved by the cutting part of the cutting tool,
A spindle case formed in a substantially cylindrical body,
The spindle case is extended in a direction substantially perpendicular to the axial direction and opens at an inner peripheral opening located at an inner peripheral side of the spindle case and an outer peripheral opening located at an outer peripheral side of the spindle case. A first flow path;
A first bearing disposed on an inner peripheral side of an upper end of the spindle case;
A second bearing disposed on the inner peripheral side between the lower end of the spindle case and the inner peripheral opening of the first flow path;
The first bearing and the second bearing are formed in a substantially cylindrical body, and are rotatable toward the inner peripheral side of the spindle case with a predetermined gap from the inner peripheral side of the spindle case. A spindle shaft which is supported and has a recess in which an opening is formed at a lower opening located at a lower end and one end of the cutting tool is located therein;
An opening in the recess extending in the direction substantially perpendicular to the axial direction of the spindle shaft and located in the recess of the spindle shaft, and an opening outside the recess located on the outer periphery of the upper side of the second bearing A second flow path opening at and
The spindle shaft is disposed in the outer peripheral opening of the first flow passage of the spindle case, and is provided through the first flow passage of the spindle case and the second flow passage of the spindle shaft. Air supply means for supplying air at a predetermined pressure into the concave portion, and generating an airflow toward the lower opening inside the concave portion,
Removal of a cutting piece in an engraving device having a reed valve disposed above the second bearing and configured to prevent air supplied by the air supply means from flowing into the interior of the second bearing. mechanism.
前記リード弁は、前記スピンドルケースの前記第2のベアリングの上方側の内周側に形成された側方凹部内に移動自在に配設され、前記エアー供給手段によって供給される空気の圧力によって、前記第2のベアリングの上方側に付勢される
ものである彫刻装置における切削片の除去機構。A removing mechanism of a cutting piece in the engraving device according to claim 1,
The reed valve is movably disposed in a lateral recess formed on an inner peripheral side of the spindle case above the second bearing, and is controlled by pressure of air supplied by the air supply unit. A cutting piece removing mechanism in an engraving device that is urged upward from the second bearing.
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