JP2005059165A - 工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 通常のワークの仕上げ加工作業を行う場合と、精密仕上げ加工作業を行う場合に応じて、適正な圧力の清掃用エアを供給する工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置を提供する。
【解決手段】 主軸装置11の主軸ヘッド12に回転可能に支持された主軸13のテーパ穴13aに対し、工具ホルダ14のテーパシャンク14aを嵌合する。主軸13にエア通路13bとエア噴射ノズル13cを設ける。エア通路13bにエア供給装置16から清掃用エアを供給する。圧力エア供給源21に通常圧エア供給経路L1と高圧エア供給経路L2を並列に接続し、高圧エア供給経路L2に増圧装置42及びタンク43を接続する。両供給経路L1,L2の合流部22hにエア圧力切換機構47を設ける。通常のワークの仕上げ加工作業を行う場合には、エア供給経路L1から通常圧力のエアを、精密仕上げ加工作業を行う場合には、高圧力のエアを供給する。
【選択図】 図1
【解決手段】 主軸装置11の主軸ヘッド12に回転可能に支持された主軸13のテーパ穴13aに対し、工具ホルダ14のテーパシャンク14aを嵌合する。主軸13にエア通路13bとエア噴射ノズル13cを設ける。エア通路13bにエア供給装置16から清掃用エアを供給する。圧力エア供給源21に通常圧エア供給経路L1と高圧エア供給経路L2を並列に接続し、高圧エア供給経路L2に増圧装置42及びタンク43を接続する。両供給経路L1,L2の合流部22hにエア圧力切換機構47を設ける。通常のワークの仕上げ加工作業を行う場合には、エア供給経路L1から通常圧力のエアを、精密仕上げ加工作業を行う場合には、高圧力のエアを供給する。
【選択図】 図1
Description
この発明は、工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置に関するものである。
一般に、工作機械の主軸装置においては、主軸ヘッドの内周面に主軸を回転可能に支持し、該主軸の先端部に形成したテーパ穴に工具ホルダを取り外し可能に装着し、主軸内に工具ホルダをクランプするクランプ機構を設けている。又、工作機械には主軸装置に対し前記工具ホルダを自動的に脱着交換するための交換装置が備えられている。さらに、主軸装置には、主軸のテーパ穴と工具ホルダのテーパシャンクを清掃するための清掃用エアを供給するエア供給装置が備えられている。
上記エア供給装置による清掃作業は、前記工具ホルダを交換装置の把持部材により把持するとともに、前記テーパ穴の内周面とテーパシャンクの外周面との間に僅かな隙間を形成する。そして、主軸のテーパ穴の内周面に開口されたエア噴射ノズルからエアを前記隙間に噴射してテーパ穴の内周面と工具ホルダの外周面との清掃作業を行うようになっている。(特許文献1参照)
特開平7−214454号公報
ところが、上記従来の工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置は、エア供給装置から工具の種類に無関係に一定の圧力(例えば、0.3MPa)で清掃用のエアを噴射するようになっていたので、次のような問題があった。即ち、工具ホルダに装着される工具が通常仕上げ用のものである場合には、ワークの加工精度がそれほど厳しくないので、主軸のテーパ穴の内周面と工具ホルダのテーパシャンクの外周面との密着状態がそれほど問題とならない。しかし、テーパシャンク部の清掃が不完全で工具ホルダが主軸に取付けられると、工具ホルダ及び工具の振れ量の増大による主軸の振動や、それに起因するワークの加工精度が低下する。このため、ワークの精密仕上げ加工作業を行うための仕上げ用工具を新たに装着してワークの仕上げ加工作業を行う場合には、ワークの高い加工精度を確保するため、工具ホルダの嵌合部の清掃作業に高い精度が要求される。前述した一定の通常圧力では、圧力が低いので、工具ホルダの嵌合部の清掃を確実に行うことができないという問題があった。
上記問題を解消するため、一定の通常の低い圧力の清掃用エアに代えて、清掃能力の高い例えば0.5MPa程度の高圧力の清掃用エアを用いることも考えられるが、この場合には、エネルギーの消費量が増大し、ワークの加工コストの低減を図ることができないという問題があった。
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、通常のワークの仕上げ加工作業を行う場合と、精密仕上げ加工作業を行う場合に応じて、適正な圧力の清掃用エアを供給することができる工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置を提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、主軸装置の主軸ヘッドに回転可能に支持された主軸の先端部のテーパ穴に工具ホルダを取り外し可能に装着し、前記主軸に前記工具ホルダの嵌合部の清掃用エアを供給するエア噴射ノズルを形成し、圧力エア供給源から前記エア噴射ノズルに清掃用エアを供給するエア供給装置を備えた工作機械において、前記圧力エア供給源と前記エア噴射ノズルとの間に設けられた通常の低い圧力のエアを供給する通常圧エア供給経路に対して、通常圧力のエアの圧力を増圧する増圧装置を含む高圧エア供給経路を並列に接続し、前記通常圧エア供給経路と高圧エア供給経路の合流部に通常圧力のエアと高圧力のエアを交互に切り換えて前記エア噴射ノズルに供給するためのエア圧力切換機構を設けたことを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記増圧装置の下流側には高圧力の清掃用エアを貯留するためのタンクが設けられていることを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記エア圧力切換機構は、前記通常圧エア供給経路に設けられた第1電磁切換弁と、前記高圧エア供給経路に設けられた第2電磁切換弁と、前記両エア供給経路の合流部に設けられた切換弁とによって構成されていることを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記エア圧力切換機構は、前記通常圧エア供給経路に設けられた第1電磁切換弁と、前記高圧エア供給経路に設けられた第2電磁切換弁と、前記両エア供給経路の合流部に設けられた切換弁とによって構成されていることを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3において、前記切換弁はシャトル弁であることを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項において、前記増圧装置は増圧弁であることを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項において、前記増圧装置は増圧弁であることを要旨とする。
本発明によれば、ワークの通常の仕上げ加工作業を行う場合には、低圧の清掃用エアを使用し、ワークの精密仕上げ加工作業を行う場合には、高圧の清掃用エアを用いて工具ホルダの嵌合部の清掃を確実に行うことができ、この結果、エネルギーの消費量を増大することなく、ワークの精密仕上げ加工作業の加工精度を向上することができる。
以下、本発明を具体化した工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図1は工作機械に用いられる主軸装置11とエア供給装置を簡略化して示す。前記主軸装置11は主軸ヘッド12と、この主軸ヘッド12の内周面に嵌合され、図示しないモーターによって回転される主軸13とを備えている。前記主軸13の前端部にはテーパ穴13aが形成され、工具ホルダ14に設けられたテーパシャンク14aが嵌合され、主軸13内に設けた図示しないクランプ機構によって主軸13に工具15を備えた工具ホルダ14をクランプするようになっている。前記主軸13にはエア通路13bが設けられ、その先端にはエア噴射ノズル13cが接続されている。そして、テーパ穴13aの内周面とテーパシャンク14aの外周面との間に所定の隙間Gを保持した状態で、エア噴射ノズル13cから隙間Gにエアを噴射してテーパ穴13aの内周面及びテーパシャンク14aの外周面の清掃を行うようになっている。
図1は工作機械に用いられる主軸装置11とエア供給装置を簡略化して示す。前記主軸装置11は主軸ヘッド12と、この主軸ヘッド12の内周面に嵌合され、図示しないモーターによって回転される主軸13とを備えている。前記主軸13の前端部にはテーパ穴13aが形成され、工具ホルダ14に設けられたテーパシャンク14aが嵌合され、主軸13内に設けた図示しないクランプ機構によって主軸13に工具15を備えた工具ホルダ14をクランプするようになっている。前記主軸13にはエア通路13bが設けられ、その先端にはエア噴射ノズル13cが接続されている。そして、テーパ穴13aの内周面とテーパシャンク14aの外周面との間に所定の隙間Gを保持した状態で、エア噴射ノズル13cから隙間Gにエアを噴射してテーパ穴13aの内周面及びテーパシャンク14aの外周面の清掃を行うようになっている。
前記主軸13のエア通路13bには清掃用エアを供給するためのエア供給装置16が設けられている。このエア供給装置16は圧力エア供給源21から前記エア通路13bに通常の圧力の清掃用エアを供給する通常圧エア供給経路L1を備えている。この通常圧エア供給経路L1に対し、通常圧力よりも高い清掃用エアを供給するための高圧エア供給経路L2が並列に接続されている。又、高圧エア供給経路L2には増圧装置42が接続されている。この増圧装置42として市販の増圧弁又は増圧器を用いている。増圧装置42の下流側配管22gには増圧された清掃用エアを貯留するためのタンク43が接続されている。そして、通常圧エア供給経路L1と高圧エア供給経路L2との下流側の合流部22hにエア圧力切換機構47を設け、エア噴射ノズル13cに対し通常圧力の清掃用エア又は高圧力の清掃用エアを選択的に供給するようにしている。
次に、図2に基づいて、上記エア供給装置16の具体的構成について説明する。
圧力エア供給源21にはエア配管22を介して調質器23が接続されている。この調質器23は水やゴミを取り除くフィルタ24と、減圧弁25とにより構成され、圧力エア供給源21から供給されるエアの圧力を設定圧力(例えば0.3MPa)に調節するようになっている。
圧力エア供給源21にはエア配管22を介して調質器23が接続されている。この調質器23は水やゴミを取り除くフィルタ24と、減圧弁25とにより構成され、圧力エア供給源21から供給されるエアの圧力を設定圧力(例えば0.3MPa)に調節するようになっている。
前記調質器23にはエアマスターバルブ26が接続されている。このエアマスターバルブ26は切換弁27と、該切換弁27に直列に接続された開閉弁28と、開閉弁28に並列に接続された逆止弁29及び可変絞り弁30とによって構成されている。そして、このエアマスターバルブ26によって清掃用エアの供給がなされる。
前記エアマスターバルブ26には分岐エア配管22a,22b,22c,22d,22e,22fが接続されている。分岐エア配管22aは、電磁弁マニホールド31のエア通路32に通常圧力の清掃用エアを供給するようになっている。この電磁弁マニホールド31にはエア通路32と平行にエア排出通路33,34が設けられている。前記電磁弁マニホールド31には通常エア供給ポート35a及びドレンポート35bの間で切り換え可能な第1電磁切換弁35が取り付けられている。この第1電磁切換弁35はエア通路36aによって前記エア通路32に接続され、この第1電磁切換弁35には、エア通路36b及びエア配管36cを介して切換弁としてのシャトル弁37が接続されている。このシャトル弁37は弁本体38と、該弁本体38の内部に往復動可能に収容されたボール弁39とによって構成されている。このシャトル弁37の吐出口はエア配管40によって前記主軸13のエア通路13bに接続されている。又、前記第1電磁切換弁35はドレン通路36d,36eによって前記エア排出通路33,34に接続されている。第1電磁切換弁35にはエア排出通路36fが接続され、その先端は常には閉鎖されている。
この実施形態では、前記分岐エア配管22a、電磁弁マニホールド31のエア通路32、エア通路36a,36b及びエア配管36c等によって前記通常圧エア供給経路L1が形成されている。
従って、前記第1電磁切換弁35の通常エア供給ポート35aに切り換え保持された状態では、分岐エア配管22a内のエアが通常圧エア供給経路L1を通してシャトル弁37内に供給され、ボール弁39を開放してエア配管40からエア通路13b及びエア噴射ノズル13cに通常圧力の清掃用エアが供給されるようになっている。反対に、第1電磁切換弁35がドレンポート35bに切り換えられると、通常圧力の清掃用エアが供給停止になる。
前記分岐エア配管22b,22c,22d,22eはクーラントバルブのパイロットエア、オイルミスト装置、着座パネル、エアカーテン等にエアを供給するものである。
前記分岐エア配管22fにはミストセパレータ41が接続され、このミストセパレータ41には増圧装置42が直列に接続されている。この増圧装置42には例えば0.5MPaに増圧されたエアを貯留するためのタンク43が直列に接続されている。なお、タンク43には常閉弁44が接続されている。
前記分岐エア配管22fにはミストセパレータ41が接続され、このミストセパレータ41には増圧装置42が直列に接続されている。この増圧装置42には例えば0.5MPaに増圧されたエアを貯留するためのタンク43が直列に接続されている。なお、タンク43には常閉弁44が接続されている。
前記電磁弁マニホールド31には高圧エア供給ポート45a及びドレンポート45bの間で切り換え可能な第2電磁切換弁45が取り付けられている。この第2電磁切換弁45は下流側配管22g及びエア通路46aによって前記タンク43に接続されている。前記第2電磁切換弁45はエア通路46b及びエア配管46cによつて前記シャトル弁37と接続されている。又、第2電磁切換弁45はドレン通路46d,46eによって前記エア排出通路33,34に接続されている。第2電磁切換弁45にはエア排出通路46fが接続され、その先端は常には閉鎖されている。
この実施形態では、前記分岐エア配管22f、下流側配管22g、エア通路46a,46b及びエア配管46c等によって高圧エア供給経路L2が形成されている。
従って、前記第1電磁切換弁35がドレンポート35bに切り換えられ、かつ第2電磁切換弁45が高圧エア供給ポート45aに切り換えられた状態では、タンク43内に貯留された高圧力のエアが高圧エア供給経路L2を通してシャトル弁37の内部に供給され、ボール弁39がエア配管36cを閉鎖する位置に切り換えられる。そして、シャトル弁37からエア配管40を通してエア噴射ノズル13cに高圧力のエアが供給される。又、前記第1電磁切換弁35がエア供給ポート35aに切り換えられた状態では、第2電磁切換弁45がドレンポート45bに切り換えられ、ボール弁39がエア配管46cを閉鎖する位置に移動される。
従って、前記第1電磁切換弁35がドレンポート35bに切り換えられ、かつ第2電磁切換弁45が高圧エア供給ポート45aに切り換えられた状態では、タンク43内に貯留された高圧力のエアが高圧エア供給経路L2を通してシャトル弁37の内部に供給され、ボール弁39がエア配管36cを閉鎖する位置に切り換えられる。そして、シャトル弁37からエア配管40を通してエア噴射ノズル13cに高圧力のエアが供給される。又、前記第1電磁切換弁35がエア供給ポート35aに切り換えられた状態では、第2電磁切換弁45がドレンポート45bに切り換えられ、ボール弁39がエア配管46cを閉鎖する位置に移動される。
この実施形態では、前記電磁弁マニホールド31、第1電磁切換弁35、シャトル弁37及び第2電磁切換弁45等によって通常圧エア供給経路L1と高圧エア供給経路L2のエア圧力切換機構47を構成している。
以上詳述したエア供給装置16によって、第1及び第2電磁切換弁35,45を相互に切り換え動作することによりエア噴射ノズル13cに対し通常圧力の清掃用エア又は高圧力の清掃用エアを選択して供給することができる。このため、ワークの通常の仕上げ加工作業を行う場合には、主軸13のエア噴射ノズル13cから通常圧力の清掃用エアを吹き出して工具ホルダ14のテーパシャンク14aの嵌合部の清掃が行われる。又、工具ホルダ14を交換して精密仕上げ加工作業を行う工具15を装着した工具ホルダ14をテーパ穴13aに装着する場合には、高圧力の清掃用エアを噴き出してテーパシャンク14aの嵌合部の清掃が確実に行われる。
上記実施形態の工作機械における清掃装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、工具ホルダ14の交換に際して、通常の仕上げ加工作業と精密仕上げ加工作業に用いる工具ホルダ14(工具15)の種類に応じて清掃用エアの圧力を切り換えて使用するようにしたので、ワークの精密仕上げ加工作業の加工精度を向上することができる。
(1)上記実施形態では、工具ホルダ14の交換に際して、通常の仕上げ加工作業と精密仕上げ加工作業に用いる工具ホルダ14(工具15)の種類に応じて清掃用エアの圧力を切り換えて使用するようにしたので、ワークの精密仕上げ加工作業の加工精度を向上することができる。
(2)上記実施形態では、複数の工作機械にそれぞれ供給される共通のエア供給源としての圧力エア供給源21の容量は、通常圧力のエアを供給する容量とし、各工作機械にそれぞれ対応する高圧エア供給経路L2に増圧装置42を設けた。このため、圧力エア供給源21として大容量のものを用いる必要がなく、エネルギーの消費効率を向上することができる。
(3)上記実施形態では、増圧装置42の下流側にタンク43を設けたので、増圧された清掃用エアを貯留することができ、高圧力の清掃用エアを安定して供給することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 前記シャトル弁37に代えて電磁切換弁を用いてもよい。
○ 前記増圧装置42として電動式のものを用いてもよい。
○ 前記シャトル弁37に代えて電磁切換弁を用いてもよい。
○ 前記増圧装置42として電動式のものを用いてもよい。
L1…通常圧エア供給経路、L2…高圧エア供給経路、11…主軸装置、12…主軸ヘッド、13…主軸、13a…テーパ穴、13c…エア噴射ノズル、14…工具ホルダ、14a…テーパシャンク、16…エア供給装置、21…圧力エア供給源、22h…合流部、27…切換弁、35…第1電磁切換弁、37…切換弁としてのシャトル弁、42…増圧装置、43…タンク、45…第2電磁切換弁、47…エア圧力切換機構。
Claims (5)
- 主軸装置の主軸ヘッドに回転可能に支持された主軸の先端部のテーパ穴に工具ホルダを取り外し可能に装着し、前記主軸に前記工具ホルダの嵌合部の清掃用エアを供給するエア噴射ノズルを形成し、圧力エア供給源から前記エア噴射ノズルに清掃用エアを供給するエア供給装置を備えた工作機械において、
前記圧力エア供給源と前記エア噴射ノズルとの間に設けられた通常圧力のエアを供給する通常圧エア供給経路に対して、通常圧力のエアの圧力を増圧する増圧装置を含む高圧エア供給経路を並列に接続し、前記通常圧エア供給経路と高圧エア供給経路の合流部に通常圧力のエアと高圧力のエアを交互に切り換えて前記エア噴射ノズルに供給するためのエア圧力切換機構を設けたことを特徴とする工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置。 - 請求項1において、前記増圧装置の下流側には高圧力の清掃用エアを貯留するためのタンクが設けられている工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置。
- 請求項1又は2において、前記エア圧力切換機構は、前記通常圧エア供給経路に設けられた第1電磁切換弁と、前記高圧エア供給経路に設けられた第2電磁切換弁と、前記両エア供給経路の合流部に設けられた切換弁とによって構成されている工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置。
- 請求項3において、前記切換弁はシャトル弁である工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項において、前記増圧装置は増圧弁である工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置。
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
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