JP2007196361A

JP2007196361A - 工具折損検出装置

Info

Publication number: JP2007196361A
Application number: JP2006063324A
Authority: JP
Inventors: Akira Matsuhashi; 章松橋
Original assignee: Metrol Co Ltd
Current assignee: Metrol Co Ltd
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】直動プランジャ方式で工具折損検知を行う方式において、クーラントの悪環境下で耐久性よく、スペース少なくかつ安価な装置を提供する。
【解決手段】電動モータを使用せず、エア駆動方式としたので切削剤の浸入に対して故障が少なく、スペースもとらず電気制御部が不要なので低価格にできた。また、工具に当接する接触子２を有するプランジヤ３はエアシリンダ状エア駆動部のピストンとコイルばねを介して連結しているので接触子が工具に当たる接触力はエア圧によらず、コイルばね圧に軽減できる。また、センサはプランジヤ軸内と内ケースに取り付けられ外部に露出していないので外部の悪環境による故障の原因を免れるようになった。また、プランジャを押しこんだときのエンド位置でプランジヤに設けた保護カバーと外ケース１に設けたフランジにシールを介して圧接することによりクーラント、塵に対する保護構造を高めた。
【選択図】図２

Description

本発明は、ドリル、リーマ、タップなどの工具の折損の有無を検出するための直動式工具折損検出装置に関する。

従来、この種の装置として電動モータにより駆動される回動軸端に方向変換機構を設け、直角方向に接触子を有する直動プランジャ（以下プランジャと略す）がそのストローク範囲内にある工具の側面に当接するか否かを検知し、停止するか、停止しないで通過したかで折損を検出する。また、市販のセンサ付直動式エアシリンダを用いピストンロッドの先端に接触子を設け、直接、工具に接触させ工具の折損を検知する方法も用いられた。

以下、図５により従来の直動式工具折損検出知装置について説明する。図において、３０は電動モータを内蔵し、回動軸を有するケースで、取付部を兼ねる。３１は接触子３２を有するプランジャでケース３３内を軸方向に直動する。プランジヤの動きはケース３０とケース３３が直角に固定された部分に設けられた方向変換機構３４によってケース３０内の電動モータの回動軸に変換されている。回動軸に変換された回動の停止、通過は電動モータの制御装置（図示せず）において処理され信号として出力される。

図６は市販のセンサ付直動エアシリンダを用いたもので３６はエアシリンダ、３７はピストンロッド、３８は接触子、３９は外付けセンサである。３８は圧縮エアの取入口である。

発明が解決しょうとする課題

図５の装置は回動運動を直角方向の直動運動に変換するので効率が悪く、一定の接触力を得るために電動モータに大きな負荷がかかる。また構造も複雑になり、スペースをとり、コストがかかる。また上記装置は、切削剤が多量にふりかかる悪循環で使用されることが多い。切削剤は浸透性、腐食性が強いので防水のためにゴム製のＯリング、パッキングなどを用いるが防水性をよくするためつぶし代を大きくすると回動力が低下してしまう。そのため回動力をあげることにより電気的過負荷による発熱など故障の原因となる。

また、切削剤は腐食性が極めて強いので機内に侵入すると電動モータのコイル絶縁不良、断線が起こり易い。また電動モータの制御装置が必要なので極めて高価である。
また、電動モータを利用したものは回動する機構があるためスペースを取った。

市販の直動シリンダを用いる場合は接触子３２とピストンロッド３７と内部のピストンは一体となり、接触子３２は工具の側面にエア圧の推力で接触するので工具に損傷を与えることが起る。市販のエアシリンダを用いる場合はピストンに磁石を設け、磁気センサ３９はケースの外側に取り付けられるので悪環境の使用条件ではクーラントや切粉などによる故障の原因になった。

問題を解決する手段

本発明は上記目的を達成するために請求項１に記載のように電動モータによる回動機構を用いず、直動するプランジャをエア駆動機構のみによって動作し、電気制御を必要としないセンサのＯＮ、ＯＦＦ信号によって工具折損の有無を検知するものである。
さらに、工具に当てるプランジヤの接触力はエア駆動部の推力を直接当てることなくコイルバネを介して当てることにより接触時の衝撃力を緩和するようにした。

また、磁気センサのマグネットは、プランジャ軸の中心に設け、磁気センサは内ケース凹部のマグネットに反応する位置に設けられているので、外部の悪環境による故障が回避できるようにした。

さらに、請求項３に記載のようにプランジャを後退させたとき、プランジャ軸に設けられたカバーがケースの前部に当接し、プランジャおよび内部へのクーラントや切粉の侵入を防止し、防塵、防水を完全にした。

発明の効果

上述したように本発明の工具折損検出装置は接触子を有するプランジャを、電動モータを使用せずにエア駆動により行うので効率が良く切削剤のかかる悪環境においても故障が少ない。また直動プランジャの動きはピストンとコイルばねを介して連結し、二段構造のため工具に当たる衝撃、接触力が少なくできる。さらに、スペースをとらず低価格にできる。また磁石はプランジャの軸内に設け，磁気センサは内ケースに設けられているので悪環境による故障から免れるようにした。

次に、本発明の請求項２の実施形態を図面に基づいて説明する。図１はプランジヤがスタート位置まで引き込まれた時の外観図で、図２はその時のＡ−Ａ断面図である。図３はプランジャがストロークエンド位置まで押し出された時のＡ−Ａ断面図である。１は外ケースで２は接触子、３はプランジャ、４，４′は圧縮エアの取り入れ口、５は信号出力用のコードである。

次に、図２、図３の断面図によって構造を説明する。１は外ケースで中心軸上に接触子２を有するプランジャ３があり内部の後端は二段にほそくなり、ピストン６に連結している。プランジャ３の先端側３′は内ケース７の軸受８を摺動する。プランジャ３の中心部には磁石９が埋め込まれている。内ケース７の切欠部１０には磁気センサ１１が少なくとも３個以上、所定の位置で信号が出るように配置されている。ここでは、センサを磁気センサで説明するが、光電スイッチなどでも差し支えない。

図２ａはピストン６の詳細を一例として示す。
プランジャ３の後端はコイルばね１２のガイド部３′とプランジャ３のガイド部３″止め輪１３よりなっている。ピストン６の外径は内ケース６のピストン内径１４をシール１５を介して摺動する。後蓋１７にはピストンのスタートエンド（後退端）１６があり、ピストン６とピストン内径１４および後蓋１７に囲まれた第一の空間１８には外ケース１に通じるエア取り入れ口４′がある。また、内ケース７にはピストン６のストロークエンド（前進端）１９があり、ピストン６のストロークエンドで内ケース６に生ずる第二の空間２０には外ケース１に通じるエア取り入れ口４がある。磁気センサ１１に接続されたコードは切欠部１０を通り内ケース７の外壁に設けられたコード溝２１を通り後蓋１７の裏側でコード５に接続される。

次に動作を説明する。終了スイッチをいれたとき、エア取り入れ口４にエアを印加して、ピストン６をスタートエンド（後退端）１６に移動させる。磁気センサ１１″よりスタート位置確認信号が発信される。次回からは、開始スイッチでこの状態からスタートする。

次にエア取り入れ口４′に圧縮エアを印加するとピストン６は前進し、ストロークエンド（前進端）１９方向に移動する。ピストン６と接触子２はコイルバネ１２を介して押し出される。工具が正常であれば、プランジヤ３は工具の側面に当たって止まり、磁気センサ１１′より工具が折損していないことを示す信号が発信される。その時接触子２が工具に与える接触力はコイルばね１２の付勢力によるので過大な力は加わらない。工具が折損しているときは、ピストン位置にかかわらずプランジヤ軸３はコイルばね１２のたわみ量だけ前進して止まり、磁気スイッチ１１より工具が折損していることを示す工具折損信号を発信する。なお、本図に示していないが、ピストン故障確認のためピストン６のストロークエンド（前進端）１６確認をする磁気センサを追加して設けることも可能である。

図４は請求項３の構造図である。請求項６との相違は、第二の空間２０にコイルばね２２を設け、エア取入口４は排気穴２３とする。

次に動作を説明する。常時は第一の空間１８には圧縮エアは印加されないとコイルばね２２によりピストン６は押されプランジャ３は引きこまれてスタートエンド（後退端）１６に移動する。開始スイッチにより第一の空間１８にコイルばね２２の圧力を越える圧縮エアを印加するとピストン６は押されて前進し、コイルばね１２を介してプランジャ３は押し出され接触子２が工具に当って止まるか否かによって工具折損の有無を判定する。

図４は請求項５を示す。保護カバー２４はプランジャ３に２個の止め輪２５により固定されている。プランジャ３が引きこまれた位置で外ケース１の前端面に設けたシール２６に当接し、クーラントや切粉がプランジヤ３の軸上および内部へ侵入することを防止する。２７は外ケース１につけられた補助用保護カバーでまた２８は軸シールである。プランジャ引き込み時の防塵防水構造は本図に限定されるものではない。

本発明の実施形態を示す工具折損検出装置の側方から示す外観図同工具折損検出裝置のスタート位置のＡ−Ａ断面図同ストロークエンド位置のＡ−Ａ断面図同請求項３のスタート位置断面図同請求項５を示す部分断面図従来例図同

符合の説明

１．外ケース
２．接触子
３．プランジャ
４．エア取り入れ口
５．コード
６．ピストン
７．内ケース
８．軸受け
９．磁石
１０．切欠部
１１．磁気センサ
１２．コイルばね
１３．止め輪
１４．ピストン内径
１５．シール
１６．スタートエンド
１７．後蓋
１８．第一の空間
１９．ストロークエンド
２０．第二の空間
２１．コード溝
２２．コイルばね
２３．排気口
２４．保護カバー
２６．シール

Claims

筒形ケースの軸方向に突出し、先端に接触子を有する直動プランジヤが工具に当接することにより折損の有無を付属のセンサにより検出する工具折損検出装置において、前記、直動プランジヤは内蔵するエア駆動部のピストンとコイルばねを介して連結し、押しだされるようにした工具折損検出装置。
上記ピストンの前進、後退は共に圧縮エア圧により駆動するようにした請求項１に記載の工具折損検出装置
上記ピストンの前進は圧縮エア圧により駆動し後退はコイルばねを内蔵し、概当する空間部へのエア取入口を設けない請求項１に記載の工具折損検出装置。
上記付属のセンサはケースに内蔵され、外部に露出されていない請求項１〜３項に記載の工具折損検出装置。
前記、直動プランジヤが押し込まれた後退端では直動プランジヤに設けた保護カバーがケース前面に設けられたフランジとシールを介して圧接する位置であって、すぐれた保護構造を有する請求項１〜４項に記載の工具折損検出装置。