JP2010017814A

JP2010017814A - マシニングセンタの清掃装置

Info

Publication number: JP2010017814A
Application number: JP2008181289A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Chiba; 康司千葉; Yasuhisa Takada; 泰久高田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2028-07-11
Also published as: JP5376849B2

Abstract

【課題】簡単な構成で、ブラシによって収容孔を払拭する際の接触抵抗が小さく、ブラシを回転移動させるための動力が小さくて済むマシニングセンタの清掃装置を提供する。
【解決手段】本発明のマシニングセンタの清掃装置１は、概略、マシニングセンタのツールホルダの収容孔Ｈに対して軸回りに相対的に回転移動することにより収容孔Ｈの内周面を払拭するブラシ２が所定の大きさの束で植設されてなるものであって、ブラシ２の先端部が収容孔Ｈの内周面に接することによってその植設された基端部よりも拡がるように、ブラシ２の長さＬがその植設された基端部から収容孔Ｈの内周面までの長さｌよりも長く設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、マシニングセンタの清掃装置に関し、特に、たとえば主軸、中間ポット、マガジンポットなど、マシニングセンタのツールホルダを収容する孔の内周面を清掃するための清掃装置に関するものである。

マシニングセンタの清掃装置に関連する従来の技術としては、特許文献１が知られている。特許文献１には、標準工具と等しい関係寸法のテーパ嵌合面およびチャック部を有し、マシニングセンタの主軸に設けられたテーパ形状を呈する主軸穴の大径側端部に嵌合する外部側ホルダ部材と、標準工具と等しい関係寸法のテーパ嵌合面およびプルスタッドを有し、マシニングセンタの主軸穴における小径側端部に嵌合する内部側ホルダ部材と、外部側ホルダ部材と内部側ホルダ部材との軸方向間隔を保持し、かつ外部側ホルダ部材を回転自在に支承するとともに、一本のボルトにより固定した軸受けを介して内部側ホルダ部材を回転自在に支承する軸部材と、軸部材に軸方向へ移動自在かつ回転不可能に支承されるとともに主軸穴の小径側端部に向けて付勢されるスリーブと、該スリーブに設けられ外周が主軸穴の内周面に倣ったテーパ形状を呈するブラシとを有し、主軸穴へ挿入した状態においてブラシの外周が主軸穴の内周面に圧接するよう構成された清掃部材と、主軸を支承するマシニングセンタのヘッドに軸部材を回転不可能に支持させる回り止め手段と、を備えて成ることを特徴とするマシニングセンタの主軸穴清掃装置が開示されている。

そして、特許文献１には（特許文献１に表記されている符号をそのまま記載する）、清掃部材15は、多数本の線材の集合体から成るブラシ15aと、このブラシ15aが外周面の全域に亘って植設されたスリーブ15bとから構成されていること（公報第２頁右欄第２６行〜同欄第２８行）、清掃部材15のブラシ15aの外周は、圧縮ばね17の付勢力によって、主軸穴100aの内周面に圧接されること（公報第３頁左欄第８行〜同欄第９行）などが記載されている。

また、特許文献１は、マシニングセンタの主軸穴を清掃するためのものであることから、上記装置１を、主軸穴100aに装着したのち、主軸100を回転させると、外側ホルダ12および内側ホルダ14は主軸100とともに回転するものの、清掃部材15は、軸部材10および回り止め手段20を介してヘッド110に支持されているため回転せず、この結果、主軸穴100aの内周面が清掃部材15のブラシ15aによって清掃されることが記載されている（公報第３頁左欄第１８行〜同欄第２３行）。

実公平７−４４４３３号公報

しかしながら、上記特許文献１にあっては、多数本の線材の集合体から成るブラシ15aは、その先端面のみが主軸穴100aの内周面に接するものであるために、ブラシ15aがスリーブ15bの外周面の全域に亘って植設されており、しかも、清掃部材15のブラシ15aの外周は、圧縮ばね17の付勢力によって、主軸穴100aの内周面に圧接されるものであったため、主軸穴100aの内周面と清掃部材15のブラシ15aとの間の接触抵抗が大きいという問題があった。さらに、特許文献1のように、清掃部材15を回り止め手段20によって回転させないようにした状態で、主軸100を回転させることにより、主軸穴100aの内周面を清掃部材15のブラシ15aによって清掃することはできるが、主軸を回転駆動するための大きな動力を消費するという問題があった。また、上記特許文献１にあっては、主軸を清掃するものであり、清掃装置が主軸に対して回転しないようにすることで清掃装置自体を回転駆動させるための手段を必要としないが、中間ポット、マガジンポットなど、主軸以外の回転駆動手段を持たないツールホルダの収容孔の内周面を清掃することはできなかった。

そして、これら主軸以外の回転駆動されない収容孔を清掃することができるようにするためには、収容孔に対して清掃部材を回転駆動するための電動モータなどの手段を設けることが考えられる。しかしながら、清掃部材を回転駆動するための電動モータなどの手段の大きさは、清掃装置全体の大きさに相応したものとなる。すなわち、かかる電動モータの出力やその消費電力などは限定されることとなる。したがって、上述したようにブラシの接触抵抗が大きいと、単に主軸頭以外の回転駆動されない孔を清掃するために清掃部材を回転駆動するための電動モータを設ける場合には、かかる電動モータへの負荷が大きくなることから、出力が大きい電動モータを採用する必要があるために清掃装置が大型化し、また、このような出力の大きい電動モータでは消費電力が大きくなることから、特に電池によって電力を供給する場合には電池の容量も大きくする必要があり大型化すると共に、電池の消耗が早くなるなどの問題があった。

さらに、上記特許文献１のように線材からなるブラシを全域に亘って植設する必要性があると、上述したように収容孔に対する接触抵抗が大きいだけでなく、そのブラシの植設する量が多大となり、手間やコストがかかるなどの問題もあった。そして、特許文献１のようにブラシ15aをスリーブ15bに植設したものにあっては、ブラシ15aが摩耗した場合にはスリーブ15bも含めて清掃部材15全体を交換する必要があった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、ブラシによって収容孔を払拭する際の接触抵抗が小さく、もって、ブラシを回転移動させるための動力が小さくて済むマシニングセンタの清掃装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、たとえば中間ポットやマガジンポットなど、主軸以外の回転駆動されないツールホルダの収容孔の内周面を清掃することもできるマシニングセンタの清掃装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、収容孔の内周面の払拭面積や径の大きさの変化、あるいはブラシの摩耗など、必要に応じてブラシを交換することができるマシニングセンタの清掃装置を提供することを目的とする。

請求項１のマシニングセンタの清掃装置に係る発明は、上記目的を達成するため、マシニングセンタのツールホルダの収容孔に対して軸回りに相対的に回転移動することにより前記収容孔の内周面を払拭するブラシが所定の大きさの束で植設されてなる清掃装置であって、前記ブラシの束を、その先端部が収容孔の内周面に接することによって植設された基端部よりも拡がる長さに形成したことを特徴とするものである。
請求項２のマシニングセンタの清掃装置に係る発明は、上記目的を達成するため、マシニングセンタのツールホルダの収容孔に対して軸回りに相対的に回転移動することにより前記収容孔の内周面を払拭するブラシが所定の大きさの束で植設されてなる清掃装置であって、前記ブラシの束を、回転移動軌跡の方向に複数列で、各列のなかで所定間隔をおいて且つ各列の回転移動軌跡によって補完し得るように配列したことを特徴とするものである。
請求項３のマシニングセンタの清掃装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１または２に記載の発明において、前記収容孔に対してブラシを軸回りに回転移動させる回転駆動手段を有することを特徴とするものである。
請求項４のマシニングセンタの清掃装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、各ブラシの束の基端部がブラシ基体に対して着脱可能なベースに植設されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、ブラシの束を、その先端部が収容孔の内周面に接することによって植設された基端部よりも拡がる長さに形成したことにより、ブラシの束状に植設された本数の量を少なくした場合であっても、ブラシの収容孔内周面に接触する面積が植設された基端部よりも大きくなるため、ブラシの先端部の回転移動軌跡によって前記収容孔の内周面の必要払拭面積を確保することができることから、ブラシの収容孔に対する接触抵抗を減少させることができ、したがって、小さな駆動力で収容孔に対してブラシを相対的に回転移動させることができる。
請求項２の発明によれば、ブラシの束を、回転移動軌跡の方向に複数列で、各列のなかで所定間隔をおいて且つ各列の回転移動軌跡によって補完し得るように配列したことにより、少ない束のブラシで、ブラシの先端部の回転移動軌跡によって前記収容孔の内周面の必要払拭面積を確保することができることから、ブラシの収容孔に対する接触抵抗を減少させることができ、したがって、小さな駆動力で収容孔に対してブラシを相対的に回転移動させることができる。
請求項３の発明によれば、請求項１または２に記載の発明において、前記収容孔に対してブラシを軸回りに回転移動させる回転駆動手段を有することにより、たとえば中間ポットやマガジンポットなど、回転駆動手段を有していない主軸以外の収容孔の内周面も清掃することができる。
請求項４の発明によれば、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、各ブラシの束の基端部がブラシ基体に対して着脱可能なベースに植設されていることにより、各ブラシの束を、必要に応じてブラシ基体の必要な箇所に着脱可能に取り付け、また交換することができる。

（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（２）項が請求項２に相当し、（４）項が請求項３に相当し、（６）項が請求項４に相当する。

（１）マシニングセンタのツールホルダの収容孔に対して軸回りに相対的に回転移動することにより前記収容孔の内周面を払拭するブラシが所定の大きさの束で植設されてなる清掃装置であって、
前記ブラシの束を、その先端部が収容孔の内周面に接することによって植設された基端部よりも拡がる長さに形成したことを特徴とするマシニングセンタの清掃装置。

（１）項の発明では、ブラシの束を、その先端部が収容孔の内周面に接することによって植設された基端部よりも拡がる長さに形成したことにより、収容孔内にブラシを挿入すると、ブラシの収容孔内周面に接触する面積が植設された基端部よりも大きくなるため、ブラシの束状に植設された本数の量を少なくした場合であっても、接触部が収容孔の内周面と接した状態で収容孔に対して軸回りに相対的に回転移動すると、ブラシの先端部の回転移動軌跡によって前記収容孔の内周面の必要払拭面積を確保することができることから、ブラシの収容孔に対する接触抵抗を減少させることができ、したがって、小さな駆動力で収容孔に対してブラシを相対的に回転移動させることができる。なお、ブラシの長さなどによっては、その先端部が所定の長さにわたって収容孔の内周面と接する接触部が構成される。この場合には、ブラシの収容孔内周面に接触する面積を植設された基端部よりも確実に拡大させることができる。

（２）マシニングセンタのツールホルダの収容孔に対して軸回りに相対的に回転移動することにより前記収容孔の内周面を払拭するブラシが所定の大きさの束で植設されてなる清掃装置であって、
前記ブラシの束を、回転移動軌跡の方向に複数列で、各列のなかで所定間隔をおいて且つ各列の回転移動軌跡によって補完し得るように配列したことを特徴とするマシニングセンタの清掃装置。

（２）項の発明では、ブラシの束を、回転移動軌跡の方向に複数列で、各列のなかで所定間隔をおいて且つ各列の回転移動軌跡によって補完し得るように配列したことにより、全体に少ない数の束のブラシで、ブラシの先端部の回転移動軌跡によって前記収容孔の内周面の必要払拭面積を確保することができることから、接触抵抗を減少させることができ、したがって、小さな駆動力で収容孔に対してブラシを相対的に回転移動させることができる。

（３）マシニングセンタのツールホルダを収容する孔に対して軸回りに相対的に回転移動することにより前記孔の内周面を払拭するブラシが所定の大きさの束で植設されてなる清掃装置であって、
前記ブラシの束を、その先端部が収容孔の内周面に接することによって植設された基端部よりも拡がる長さに形成すると共に、回転移動軌跡の方向に複数列で、各列のなかで所定間隔をおいて且つ各列の回転移動軌跡によって補完し得るように配列したことを特徴とするマシニングセンタの清掃装置。

（３）の発明では、ブラシの束を、その先端部が収容孔の内周面に接することによって植設された基端部よりも拡がる長さに形成することにより、収容孔内にブラシを挿入すると、ブラシの収容孔内周面に接触する面積が植設された基端部よりも大きくなるため、ブラシの束状に植設された本数の量を少なくした場合であっても、接触部が収容孔の内周面と接した状態で収容孔に対して軸回りに相対的に回転移動すると、ブラシの先端部の回転移動軌跡によって前記収容孔の内周面の必要払拭面積を確保することができることから、ブラシの収容孔に対する接触抵抗を減少させることができ、したがって、小さな駆動力で収容孔に対してブラシを相対的に回転移動させることができる。なお、ブラシの長さなどによっては、その先端部が所定の長さにわたって収容孔の内周面と接する接触部が構成される。この場合には、ブラシの収容孔内周面に接触する面積を植設された基端部よりも確実に拡大させることができる。そしてさらに、ブラシの束を、回転移動軌跡の方向に複数列で、各列のなかで所定間隔をおいて且つ各列の回転移動軌跡によって補完し得るように配列したことにより、全体に少ない数の束のブラシで、ブラシの先端部の回転移動軌跡によって前記収容孔の内周面の必要払拭面積を確保することができる。そのため、ブラシの収容孔に対する接触抵抗を減少させることができ、したがって、小さな駆動力で収容孔に対してブラシを相対的に回転移動させることができる。

（４）前記収容孔に対してブラシを軸回りに回転移動させる回転駆動手段を有することを特徴とする（１）〜（３）項のいずれか１項に記載のマシニングセンタの清掃装置。

（４）項の発明では、（１）〜（３）項のいずれか１項に記載の発明において、前記収容孔に対してブラシを軸回りに回転移動させる回転駆動手段を有することにより、たとえば中間ポットやマガジンポットなど、回転駆動手段を有していない主軸以外の収容孔の内周面も清掃することができ、しかも、上述したようにブラシの収容孔に対する接触抵抗を減少させることができることから、収容孔に対してブラシを相対的に回転移動させるための回転駆動手段を比較的小さな出力のものとすることができる。

（５）回転駆動手段が電池を含むことを特徴とする（４）に記載のマシニングセンタの清掃装置。

（５）項の発明では、（４）項に記載の発明において、回転駆動手段が電池を含むことにより、回転駆動手段が電源を必要とするものであるにもかかわらず、たとえば中間ポットやマガジンポットなど、近くに電源がないような場合であっても、収容孔の内周面も清掃することができ、しかも、上述したようにブラシの収容孔に対する接触抵抗を減少させることができることから、収容孔に対してブラシを相対的に回転移動させるための回転駆動手段に電力を供給する電池を比較的小さな容量のものとすることができる。

（６）各ブラシの束の基端部がブラシ基体に対して着脱可能なベースに植設されていることを特徴とする（１）〜（５）項のいずれか１項に記載のマシニングセンタの清掃装置。

（６）項の発明では、（１）〜（５）項のいずれか１項に記載の発明において、各ブラシの束の基端部をベースに植設すると共に、このベースを着脱可能に受ける部分をブラシ基体に複数設けることにより、収容孔の内周面の払拭面積や径の大きさの変化やブラシが摩耗したときなど、各ブラシの束を、必要に応じてブラシ基体の必要な箇所に着脱可能に取り付け、また交換することができる。

（７）前記ブラシ基体の前記ベースを着脱可能に受ける部分が回転移動軌跡の方向に複数で、回転移動軌跡と交差する方向に所定間隔をおいて形成されており、
各ブラシが回転移動軌跡によって補完し得るように、各ベースを受ける部分の列に対してベースが間隔をおいて配列されていることを特徴とする（６）項に記載のマシニングセンタの清掃装置。

（７）項の発明では、（６）項に記載の発明において、前記ブラシ基体の前記ベースを着脱可能に受ける部分が回転移動軌跡の方向に複数で、回転移動軌跡と交差する方向に所定間隔をおいて形成されており、各ブラシが回転移動軌跡によって補完し得るように、各ベースを受ける部分の列に対してベースが間隔をおいて配列されていることにより、ブラシが束で植設されたベースが全体に少ない数で、ブラシの先端部の回転移動軌跡によって前記収容孔の内周面の必要払拭面積を確保することができる。そのため、ブラシの収容孔に対する接触抵抗を減少させることができ、したがって、小さな駆動力で収容孔に対してブラシを相対的に回転移動させることができ、しかも、収容孔の内周面の払拭面積や径の大きさの変化やブラシが摩耗したときなど、各ブラシの束を、必要に応じてブラシ基体の必要な箇所に着脱可能に取り付け、また交換することができる。

（８）各ブラシの基端部から収容孔内周面までの距離が回転移動軸方向で等しいことを特徴とする（１）〜（７）項のいずれか１項に記載のマシニングセンタの清掃装置。

（８）項の発明では、（１）〜（７）項のいずれか１項に記載の発明において、各ブラシの基端部から収容孔の内周面までの距離が、回転移動の軸方向に関して等しくなっていることにより、収容孔の内周面に対して各束となって植設されたブラシを均等に接触させ撓んだ状態で回転移動させることができる。

本発明による第１の実施の形態を、図１〜図６に基づいて詳細に説明する。なお、図において同じ符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明のマシニングセンタの清掃装置１は、概略、マシニングセンタのツールホルダの収容孔Ｈに対して軸回りに相対的に回転移動することにより収容孔Ｈの内周面を払拭するブラシ２が所定の大きさの束で植設されてなるものであって、ブラシ２の先端部が収容孔Ｈの内周面に接することによってその植設された基端部よりも拡がるように、ブラシ２の長さＬがその植設された基端部から収容孔Ｈの内周面までの長さｌよりも長く設定されている。

図１および図２は、本発明の清掃装置１と、これにより払拭されるマシニングセンタの収容孔Ｈの実施の一形態を示したもので、収容孔Ｈは、マシニングセンタの主軸や、自動工具交換装置（以下、ＡＴＣという）の一時的に工具を保持する中間ポット、あるいは、複数種類の工具をそれぞれ収容する工具マガジンのマガジンポットなどに形成されるものである。収容孔Ｈは、保持するツールホルダの形状に応じて形成されるが、図に示した実施の形態の場合では、先端開口部（図の左方）から、奥（図の右方）に向かって漸次縮径するテーパ状に形成されている。

この実施の形態における清掃装置１は、プルスタッド１０と、ＡＴＣのアームが係合されるＶ溝を外周に形成されたフランジ１１と、プルスタッド１０とフランジ１１との間に延びる軸（図２）１２と、軸１２に対してベアリング１３を介して軸回りに回転可能に支持されたブラシ２を保持するためのブラシ取付け体１４と、ブラシ取付け体１４のブラシ２を収容孔Ｈに対して軸回りに回転駆動する電動回転駆動手段１５とを備えている。

軸１２の一端は、プルスタッド１０がねじ込まれた小径フランジ２０が設けられており、他端は、電動回転駆動手段１５のハウジング３０を貫通して延びるねじ部１２ａが形成されている。ブラシ取付け体１４は、その外周面が収容孔Ｈの内周面に対して一定の間隔ｌ´（図２）を形成するように、収容孔Ｈの内径よりも小径で相似形のテーパ状に形成されている。ブラシ取付け体１４は、ベアリング１３により、軸１２に支持されている。ブラシ取付け体１４の大径側の端部には、電動回転駆動手段１５に含まれる環状のスプロケット２１が取り付けられている。スプロケット２１は、その中央の開口部に軸１２が干渉することなく通されており、後述するように電動回転駆動手段１５によって回転駆動されることによりブラシ取付け体１４を軸回りに回転させる。この収容孔Ｈの内周面に対してブラシ取り付け体１４のブラシ２を回転移動させるための電池などを含む回転駆動手段１５については、他の実施の形態にも共通の構成とすることができるものであるため、後述することとする。

ブラシ取付け体１４の外周面には、ブラシ２を植設したブラシ基体３が、周方向に等間隔で取り付けられる。図３に示すように、ブラシ基体３は、裏面側に取り付け部３ａが設けられており、取付け部３ａの先端の爪を基台４に食い込ませることによって、基台４に着脱可能に取り付けられている。基台４は、細長い板状のもので、ブラシ取付け体１４に対して軸方向に延びるように配置されて、ボルトなどによって周方向に等間隔で取り付けられる。ブラシ取付け体１４に取り付けるブラシ基体３の数（すなわち軸方向に配列されるブラシ２の列の周方向の数）は、単数または複数とすることができ、任意である。ブラシ２は、細長い板状のブラシ基体３に対して、所定間隔をおいて束状に植設されている。ブラシ２は、その１本１本がたとえば合成樹脂からなり、所定の太さで、所定の硬さ（剛性）を有する線材からなるもので、所定の大きさの径（図４では直径：２ｒで示されている）を有する円形または円環状などの束状で植設されている。

上述したように、ブラシ基体３の表面からブラシ２の先端までの長さＬは、ブラシ基体３の表面から収容孔Ｈの内周面のまでの長さｌよりも長く設定されている。そのため、図４または図５に示した実施の形態では、清掃装置１を収容孔Ｈに収容した状態で、ブラシ２が収容孔Ｈの内周面に当接して湾曲または屈曲するように弾性撓み変形し、ブラシ２の先端部が所定長さにわたって収容孔Ｈの内周面と接する接触部２ａを構成している。そして、この接触部２ａは、ブラシ基体３に対して植設された基端部の径２ｒよりも拡がった直径：２Ｒを有することとなり、ブラシ一束あたり払拭面積が基端部の断面積よりも拡大することとなる。なお、図４は、ブラシ２の先端部が収容孔Ｈの内周面に当接することにより、その基端部が放射状に外側へ拡がると共に先端が放射状に内側へ収束する所謂茶せん状に弾性変形した場合を示したものであり、図５は、ブラシ２が基端部から収容孔Ｈの内周面に向かって直線状に延び、ブラシ２の先端部が収容孔Ｈの内周面に当接することにより、その先端部が放射状に外側へ拡がるように弾性変形した場合を示したものである。

図６は、従来の技術のように基端部から収容孔Ｈの内周面までの長さと等しいか僅かに長く形成して先端面のみが収容孔Ｈに当接するブラシ２´と、本発明の基端部から収容孔Ｈの内周面までの長さよりも所定長さだけ長く形成し接触部２ａを構成したブラシ２とにより、説明上展開して示したテーパ状の収容孔Ｈの内周面の同じ面積を払拭する場合を比較して示したものである。ここで、収容孔Ｈの内周面の軸方向長さをＰとする。

先端面のみが収容孔に当接する従来のブラシ２´は、収容孔Ｈの内周面全体を払拭するために、互いに隣接する束が軸方向に沿って長さＰにわたって間隔を置くことなく密に配列されている。この長さＰにわたって密に配列された従来のブラシ２´の束の数をｎとする。したがって、従来のブラシ２´一束あたりの径は、Ｐ／ｎであらわすことができる。

これに対して、本発明によるブラシ２は、先端部に接触部２ａが構成されていることにより、基端部における径の大きさ２ｒが従来のブラシ２´の大きさ２ｒと同じであっても、一束あたりの収容孔Ｈと接する面積（払拭面積）が基端部よりも拡大しているために、互いに隣接するブラシ２の束の接触部２ａ、２ａ間に隙間が生じない程度に、ブラシ２の束が間隔をおいて配列されている。この長さＰにわたって間隔をおいて配列された本発明のブラシ２の束の数をＮとする。したがって、本発明のブラシ２の一束あたりの収容孔Ｈと接する径２Ｒは、Ｐ／Ｎであらわすことができる。

ここで、ブラシ２の長さＬの近似的な求め方について説明する。図４に示したようにブラシ２が所謂茶せん状に弾性変形する場合、ブラシ２の長さＬは、接触部２ａの長さｘと、ブラシ基体３に植設された基端部から外側に拡がって接触部２ａとの境界となる屈曲部までの部分２ｂの長さｙとの合計となる（Ｌ＝ｘ＋ｙ）。また、接触部２ａの長さｘは、ブラシ２の収容穴Ｈと接する半径Ｒから基端部の半径ｒを差し引いた長さとなる（ｘ＝Ｒ−ｒ）。ブラシ２の部分２ｂの長さｙは次の数式のようにあらわすことができる。

この式に上記ｘ＝Ｒ−ｒを代入すると、部分２ｂの長さｙは次の数式のようにあらわすことができる。

この式にさらに上記ブラシ２一束あたりの径ＲにＰ／Ｎ、Ｐ／ｎを代入して変形すると、部分２ｂの長さｙは次の数式のようにあらわすことができる。

そして、ブラシ２の全体の長さＬは、上述したようにｙ＋ｘであるから、次の数式のようにあらわすことができる。

なお、本発明では、ブラシ２の先端部が収容孔Ｈの内周面に接することによって植設された基端部よりも拡がるものであればよく、したがって、その必要最低長さＬとしては、基端部から拡がって収容孔Ｈの内周面と接触する部分２ｂの長さｙとなり（Ｌ＝ｙ）、上記の数式３を採用することもできる。

このように長さＬが設定された本発明のブラシ２では、その先端部が収容孔Ｈの内周面に接することによって植設された基端部よりも拡がる。特に、ブラシ２の先端が所定長さにわたって収容孔Ｈの内周面に接する接触部２ａを構成する場合には、収容孔Ｈに接触する面積が確実に大きく拡大することとなる。そのために、ブラシ２の接触部の回転移動軌跡によって収容孔Ｈの内周面の必要払拭面積を確保することができることから、ブラシ基体３の長手方向に植設するブラシ２の束の数を従来よりも大幅に削減することができ、したがって、収容孔Ｈに対する接触抵抗を低減させることができる。そして、本発明のブラシ２では、各束においてブラシ２が放射状に拡がるように弾性変形するため、ブラシ２を円形形状に植設するだけでなく円環状に植設したり、各束において植設するブラシ２自体の本数を減らすなどして、一束あたりの植設するブラシ２の数を削減させることもできる。さらに、本発明のブラシ２では、ブラシ２が放射状に拡がるように弾性変形するため、植設されたブラシ基体３の長さや幅を超えた領域でブラシ２の先端部が収容孔Ｈに接触することができるため、ブラシ２を植設する位置の自由度が向上し、確実に収容孔Ｈの内周面全体を払拭することができる。また、ブラシ２として植設される線材は、先端が内向きあるいは外向きに曲がるなどのように所定の方向に弾性変形しやすくなるように予め癖をつけたり、その剛性を調整することもできる。

本発明のブラシ２の長さＬは、具体的には、基端部から収容孔Ｈの内周面までの長さｌよりも長く且つｌの２倍まで、より好ましくは、長さｌの１．４倍から１．６倍程度とすることができる。しかしながら、本発明によるブラシ２の長さＬは、上述したようにその先端部が収容孔Ｈの内周面に接することによって植設された基端部よりも拡がって、収容孔Ｈに対する接触抵抗を低減しうるように設定されればよく、基端部から収容孔Ｈの内周面までの長さｌに対する倍率に限定されることはない。

次に、本発明による第２の実施の形態を、主に図７および図８に基づいて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明することとする。
本発明のマシニングセンタの清掃装置１は、概略、マシニングセンタのツールホルダの収容孔Ｈに対して軸回りに相対的に回転移動することにより収容孔Ｈの内周面を払拭するブラシ２が所定の大きさの束で植設されてなるものであって、ブラシ２の束を、回転移動軌跡の方向に複数列で、各列のなかで所定間隔をおいて且つ各列の回転移動軌跡によって補完し得るように配列したものである。

上述した実施の形態と同様に、ブラシ２はブラシ基体３に束状に植設されており、ブラシ基体３は、ブラシ取付け体１４の外周面に対して、周方向すなわち回転移動軌跡の方向（図７における鎖線の延びている方向）に等間隔で、その長手方向が回転移動軌跡の方向と直交する方向に沿って延びるようにして取り付けられている。図７に示した実施の形態では、ブラシ取付け体１４の外周面に対して３つのブラシ基体３が取り付けられている場合を示している。図７に示すように、互いに隣接するブラシ基体３には、ブラシ２が束状で、回転移動軌跡に対する位相が順次ずれるようにそれぞれ間隔をおいて植設されている。そのため、図７に矢印で示したように回転移動軌跡の方向から見たと想定した場合、図８に示すように収容孔Ｈの内周面の軸方向長さＰにわたって、ブラシ２が束で植設されているのと同様となっている。しかしながら、実際には、各ブラシ基体３に対してブラシ２の束が所定の間隔をおいて植設されているため、ブラシ２の植設されている本数は従来と比較して大幅に削減されている。そのため、収容孔Ｈの内周面に対する接触抵抗を低減させることができ、しかも、確実に収容孔Ｈ全体を払拭することができる。なお、図７に示した実施の形態においては、ブラシ２の長さＬは、従来の技術と同様に基端部から収容孔Ｈの内周面までの長さｌと同じか僅かに長く設定することができる。しかしながら、上述した実施の形態のようにブラシ２の長さＬを基端部から収容孔Ｈの内周面までの長さｌよりも長く設定して接触部２ａを構成する場合には、各ブラシ基体３に対して束状のブラシ２を図７に示した実施の形態よりもさらに間隔をおいて植設することができる。

次に、本発明の別の実施の形態を図９および図１０に基づいて説明する。なお、この実施の形態は、上述した第１および第２の実施の形態のいずれにも適用することができる。
この実施の形態における発明は、概略、各ブラシ２の束の基端部がブラシ基体３に対して着脱可能なベース５に植設されている。

図９に示した実施の形態においても、ブラシ取付け体１４の外周面に対して３つのブラシ基体３が取り付けられている場合を示している。各ブラシ基体３は、その長手方向がブラシ取付け体１４の軸方向に沿って配置され、ブラシ取付け体１４の周方向にすなわち回転移動軌跡の方向に等間隔で取り付けられる。図９に示すように、各ブラシ基体３には、ブラシ２が植設されたベース５を受けるための孔６がその長手方向に沿って、すなわち回転移動軌跡の方向と直交を含む交差する方向に、複数穿設されている。図１０に示すように、各孔６の内周面には、ベース５の係合突起７を係合するための凹部８が形成されている。

ベース５には、その表面に上述したような所定の長さＬを有するブラシ２が束状でそれぞれ植設されている。図１０に示したように、ベース５の外側面には、ブラシ基体３の孔６の内周面の凹部８と係合する係合突起７が凹部８と対応して形成されている。ベース５の係合突起７は、ブラシ基体３の孔６に対してベース５を着脱する際に弾性変形可能となっている。ブラシ基体３の孔６にブラシ２が植設されたベース５を嵌めこむと、凹部８に係合突起７が係合され、ベース５を孔６に容易に保持させることができる。また、ブラシ基体３に保持されたベース５のブラシ２を引っ張るなどして凹部８から係合突起６を外すと、孔６からベース５を容易に取り外すことができる。このように、凹部８と係合突起７とは、ブラシ基体３の孔６に対してブラシ２が植設されたベース５を着脱可能に保持する保持機構を構成している。しかしながら、保持機構は、この実施の形態に限定されることはなく、たとえば面ファスナやスナップなど、他の構成とすることもできる。

この実施の形態では、ブラシ２が異なる長さで植設された複数のベース５を用意しておき、収容孔Ｈの大きさやブラシ２の摩耗などによってブラシ基体３に対して容易に交換したり、またブラシ２の配置を容易に変更することができる。ベース５に植設するブラシ２の長さＬは、収容孔Ｈの径や形状などに応じて設定することができる。そして、上述した第２の実施の形態と同様に、ブラシ２の長さＬが基端部から収容孔Ｈの内周面までの長さｌと同じか僅かに長く設定されており、図９の鎖線に参照されるように、互いに隣接するブラシ基体３，３間でブラシ２の回転移動軌跡に対する位相が順次ずれ且つその回転移動によって軌跡が互いに補完し得るように、各ブラシ基体３の対応する孔６に対してベース５を嵌め込み保持させて、ブラシ２を配列させることができる。

また、この実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同様に、ベース５に植設するブラシの長さＬを、基端部から収容孔Ｈの内周面までの長さｌよりも長く設定することもできる。そしてこの場合においては、ブラシ基体３の各孔６にそれぞれベース５を嵌め込み保持させることもできるが、上述した第２の実施の形態と同様に、互いに隣接するブラシ基体３，３間でブラシ２の回転移動軌跡に対する位相が順次ずれ且つその回転移動によって軌跡が互いに補完し得るように、各ブラシ基体３の対応する孔６に対してベース５を嵌め込み保持させて、ブラシ２を配列させることができる。

次に、本発明の清掃装置の、収容孔Ｈの内周面に対してブラシ取り付け体１４のブラシ２を回転移動させるための回転駆動手段１５について、図１および図２に基づいて詳細に説明する。
回転駆動機構１５は、ブラシ取付け体１４に設けられたスプロケット２１を回転させるための電動モータ３１と、電動モータ３１に電力を供給する電池３２と、電動モータ３１と電池３２との間の回路を開閉制御する制御手段（後述する）とを備えている。この実施の形態における制御手段は、清掃装置１が収容孔Ｈに差し込まれたことを感知する近接スイッチ３３と、電動モータ３１に対して供給された電力を所定時間経過後に遮断するためのタイマを備えたマイコン３４とを備えている。さらに、この実施の形態においては、収容孔Ｈ内でブラシ２が回転駆動されている状態を確認するために、電動モータ３１が回転してい状態で点灯する回転確認用ランプ３５と、電池３２が消耗したときに点灯する電池消耗確認用ランプ３６とを備えている。

清掃装置１は、収容孔Ｈ内に挿入されてプルスタッド１０がロックされると、フランジ１１の端面が収容孔Ｈの開口周囲の端縁に接合して、芯合わせされるとともに軸方向に位置決めされるようになっている。電動モータ３１は、その回転軸にピニオン３７を有しており、ピニオン３７がブラシ取付け体１４のスプロケット２１に噛合されるように、フランジ１１内に設けられている。またフランジ１１の端面には近接スイッチ３３が設けられている。近接スイッチ３３は、清掃装置１が収容孔Ｈ内に挿入されプルスタッド１０がロックされることにより収容孔Ｈの開口周囲に対してフランジ１１が接合されたことを検知するもので、この検知結果はマイコン３４に出力される。マイコン３４は、近接スイッチ３３からの出力に基づいて電動モータ３１と電池３２との間の回路を閉じて電池３２から電動モータ３１に電力を所定時間供給し、タイマによって所定時間経過後に回路を開放して電動モータ３１に対する電力の供給を遮断する。また、マイコン３４は、電動モータ３１に電力を供給するのと同時に、回転確認用ランプ３５にも電力を供給し点灯させる。なお、回転確認用ランプ３５は、フランジ１１の周囲に凹部３８を形成して、この凹部３８内に配置されていることが好ましい。また、電池消耗確認用ランプ３６も、フランジ１１の周囲に形成された凹部３９内に配置することが望ましい。このように、回転確認用ランプ３５および電池消耗確認用ランプ３６を凹部３８，３９内に配置することによって、ＡＴＣアームの爪がフランジ１１のＶ溝を把持する際に両ランプ３５，３６と接触してこれらを破損させることが回避できる。なお、両ランプはＬＥＤによって構成することが消費電力を抑えるうえで好ましい。回転確認用ランプ３５は緑色で発光し、電池消耗確認用ランプ３６は赤色で発光するものとすることができる。

このように構成された回転駆動手段１５では、清掃装置１を収容孔Ｈ内に挿入してプルスタッド１０がロックされると、収容孔Ｈの開口周囲に対してフランジ１１が接合されたことを近接スイッチ３３が検知し、その検知結果をマイコン３４に出力する。この検知結果を受けてマイコン３４は、電池３２から電力を電動モータ３１および回転確認用ランプ３５に供給する。電力が供給されることによって電動モータ３１の軸に設けられたピニオン３７が回転して、これに噛合されたスプロケット２１を所定の減速比で回転させ、これによって軸１２にベアリング１３を介して支持されたブラシ取付け体１４が軸１２回りに一定時間回転駆動され、ブラシ取付け体１４に取り付けられたブラシ２が収容孔Ｈの内周面を払拭することとなる。このとき、回転確認用ランプ３５は緑色で発光されている。また、電池３２の容量が低下した場合には、マイコン３４は電池消耗確認用ランプ３６に電力を供給して赤色で発光させる。この場合には、ナット４０を軸から外してハウジング３０をフランジ１１から離脱させることにより、電池３２を交換することができる。電動モータ３１への電力供給が所定時間経過すると、マイコン３４は、そのタイマによって電動モータ３１への電力の供給を遮断する。

なお、本発明の清掃装置１では、上述したようにブラシ２を構成することにより、収容孔Ｈの内周面に対するブラシ２の接触抵抗を低減させることができるため、電動モータ３１として、出力の高いものを使用する必要がなく、したがって、電池３２も容量の大きなものである必要がない。これにより、比較的小型の電動モータ３１と電池３２を使用して小型化を図ることができるようになるため、マシニングセンタの回転駆動される主軸だけでなく、回転駆動源を有しない中間ポットやマガジンポットなどの収容孔Ｈを払拭し清掃することができる。

マシニングセンタの収容孔に本発明の清掃装置を挿入した状態を示す断面図である。本発明の回転駆動手段を説明するために、図１の一部を拡大して概略的に示した断面図である。本発明の第１の実施の形態を示した側面図である。図３に示したブラシの先端部が外側から内側に向かって弾性変形し接触部が構成された状態の実施の形態を説明するために示した拡大側面図である。図３に示したブラシの先端部が内側から外側に向かって弾性変形し接触部が構成された状態の実施の形態を説明するために示した拡大側面図である。本発明のブラシと従来のブラシの接触面積を比較するために示した概念図である。本発明の第２の実施の形態を説明するために示した概念図である。図７に示したブラシを回転移動軌跡の方向から見た状態を説明するために示した側面図である。本発明の第３の実施の形態を説明するために示した概念図である。図９に示したブラシ基体とこれに着脱可能に支持されるベースとを説明するために示した部分拡大断面図である。

符号の説明

Ｈ：収容孔、１：清掃装置、２：ブラシ、３：ブラシ基体、５：ベース、６：孔、１４：ブラシ取付け体、１５：電動回転駆動手段、３１：電動モータ、３２：電池

Claims

マシニングセンタのツールホルダの収容孔に対して軸回りに相対的に回転移動することにより前記収容孔の内周面を払拭するブラシが所定の大きさの束で植設されてなる清掃装置であって、
前記ブラシの束を、その先端部が収容孔の内周面に接することによって植設された基端部よりも拡がる長さに形成したことを特徴とするマシニングセンタの清掃装置。
マシニングセンタのツールホルダの収容孔に対して軸回りに相対的に回転移動することにより前記収容孔の内周面を払拭するブラシが所定の大きさの束で植設されてなる清掃装置であって、
前記ブラシの束を、回転移動軌跡の方向に複数列で、各列のなかで所定間隔をおいて且つ各列の回転移動軌跡によって補完し得るように配列したことを特徴とするマシニングセンタの清掃装置。
前記収容孔に対してブラシを軸回りに回転移動させる回転駆動手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のマシニングセンタの清掃装置。
各ブラシの束の基端部がブラシ基体に対して着脱可能なベースに植設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマシニングセンタの清掃装置。