JP2019130618A - Machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工具を回すモータを備える工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool including a motor that rotates a tool.
従来から、主軸に工具を装着してワークに対する切削加工を行う工作機械において、切削加工中に発生する熱を冷却するために色々な方法を工夫している。 Conventionally, various methods have been devised to cool the heat generated during cutting in a machine tool that performs cutting on a workpiece by attaching a tool to a spindle.
例えば、特許文献1においては、切削加工中に主軸において発生する熱を冷却するために、主軸の外表面に少なくとも左、右側方及び前方を覆う冷却ジャケットを形成し、前記冷却ジャケットに工具装着側から冷却空気を供給し、該冷却空気を主軸の上側から排出する主軸冷却装置が開示されている。 For example, in Patent Document 1, in order to cool the heat generated in the main shaft during cutting, a cooling jacket that covers at least the left, right side, and front is formed on the outer surface of the main shaft, and a tool mounting side is formed on the cooling jacket. A spindle cooling device is disclosed in which cooling air is supplied from above and the cooling air is discharged from the upper side of the spindle.
一方、切削加工中にワークと工具の摩擦によって発生する熱を冷却する為、一般にはクーラントを噴射する方法を用いている。冷却に使用されたクーラントは回収して、所定の処理後再び使用される。 On the other hand, in order to cool the heat generated by the friction between the workpiece and the tool during cutting, a method of injecting coolant is generally used. The coolant used for cooling is recovered and used again after a predetermined treatment.
しかし、クーラントの一部分は被冷却個所の熱等によって気体化する。上述した特許文献1の主軸冷却装置は工具装着側から空気を冷却ジャケット内に吸い込むので、気体状のクーラントを多く含む空気を吸い込む。特許文献1の主軸冷却装置は、冷却ジャケット内に吸い込んだ空気を主軸の上側から排出するので、気体状のクーラントを多く含む空気が工作装置の外側に流れ出す。従って、クーラントの回収が難しくなるうえに、頻繁にクーラントを補充する必要が生じる。 However, a part of the coolant is gasified by the heat of the part to be cooled. Since the spindle cooling device of Patent Document 1 described above sucks air into the cooling jacket from the tool mounting side, it sucks air containing a large amount of gaseous coolant. Since the spindle cooling device of Patent Document 1 discharges air sucked into the cooling jacket from the upper side of the spindle, air containing a large amount of gaseous coolant flows out of the machine tool. Accordingly, it becomes difficult to collect the coolant and it is necessary to replenish the coolant frequently.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、気体状のクーラントを多く含む空気を冷却に用いることに起因して、クーラントの回収量が減少することを防止できる工作機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to reduce the amount of recovered coolant due to the use of air containing a large amount of gaseous coolant for cooling. The object is to provide a machine tool that can be prevented.
本発明に係る工作機械は、工具を回すモータを備えており、前記モータを空冷する空気が入る空気入口を側面に有するモータを備える工作機械において、前記モータの一側面部を除く他側面部の空気入口を覆う、着脱可能であるカバー部材と、前記モータの側面の前記空気入口を有しない部分を覆い、前記モータの前記一側面部と交差する方向に延びる側壁部とを備えることを特徴とする。 A machine tool according to the present invention includes a motor that rotates a tool, and a machine tool including a motor having an air inlet on a side surface through which air for cooling the motor enters air is provided on a side surface portion other than one side surface portion of the motor. A detachable cover member that covers the air inlet, and a side wall portion that covers a portion of the side surface of the motor that does not have the air inlet and extends in a direction intersecting the one side surface portion of the motor. To do.
本発明にあっては、前記カバー部材が前記モータの一側面部を除く他側面部の空気入口を覆い、前記側壁部は前記モータの側面の一部分を覆いつつ、前記モータの前記一側面部と交差する方向に延びる。従って、前記モータの前記一側面部付近の空間が前記側壁部によって仕切ってあり、この空間の空気のみを前記モータの前記一側壁部の空気入口から吸い込む。 In the present invention, the cover member covers an air inlet of the other side surface except for one side surface portion of the motor, and the side wall portion covers a part of the side surface of the motor, and the one side surface portion of the motor. Extend in the intersecting direction. Therefore, a space near the one side surface portion of the motor is partitioned by the side wall portion, and only air in this space is sucked from an air inlet of the one side wall portion of the motor.
本発明に係る工作機械は、前記カバー部材は2つの部分からなることを特徴とする。 The machine tool according to the present invention is characterized in that the cover member is composed of two parts.
本発明にあっては、前記カバー部材を2つの部分に分割してある。従って、前記カバー部材の取り付け及び取外しが容易である。 In the present invention, the cover member is divided into two parts. Therefore, attachment and removal of the cover member are easy.
本発明に係る工作機械は、前記カバー部材は空気のみを通すフィルタ部を含むことを特徴とする。 The machine tool according to the present invention is characterized in that the cover member includes a filter portion through which only air passes.
本発明にあっては、前記フィルタ部が空気のみを通すので、例えば気体状のクーラント、切屑等が前記空気入口に入り込むことを事前に防止する。 In the present invention, since only the air passes through the filter portion, for example, gaseous coolant, chips and the like are prevented in advance from entering the air inlet.
本発明に係る工作機械は、前記フィルタ部はスチールウールからなることを特徴とする。 The machine tool according to the present invention is characterized in that the filter portion is made of steel wool.
本発明にあっては、前記スチールウールが空気のみを通すので、例えば気体状のクーラント、切屑等が前記空気入口に入り込むことを事前に防止する。 In the present invention, since the steel wool allows only air to pass therethrough, for example, gaseous coolant, chips and the like are prevented in advance from entering the air inlet.
本発明に係る工作機械は、前記カバー部材は、前記モータの側面に沿って前記他側面部の空気入口を覆う扁平部と、前記扁平部の下端から前記モータ側に張り出した張出部とを備え、前記空気入口及び前記扁平部の間には間隙が存在することを特徴とする。 In the machine tool according to the present invention, the cover member includes a flat portion that covers the air inlet of the other side surface portion along the side surface of the motor, and a protruding portion that protrudes from the lower end of the flat portion toward the motor side. And a gap exists between the air inlet and the flat portion.
本発明にあっては、前記空気入口及び前記カバー部材(扁平部)の間に間隙が存在するものの、前記張出部が前記間隙の縁を塞ぐ。従って、前記側壁部が仕切ってある空間の空気を、前記モータの前記一側面部の空気入口及び前記他側面部の空気入口を介して、前記モータが吸い込むことができる。この際、前記張出部によって、気体状のクーラント、切屑等が前記空気入口に入り込むことを防止する。 In the present invention, although the gap exists between the air inlet and the cover member (flat portion), the overhanging portion closes the edge of the gap. Therefore, the motor can suck in air in the space where the side wall is partitioned through the air inlet of the one side surface and the air inlet of the other side surface of the motor. At this time, the overhanging portion prevents gaseous coolant, chips, and the like from entering the air inlet.
本発明によれば、気体状のクーラントを多く含む空気を冷却に用いることに起因して、クーラントの回収量が減少すること、かつこれに伴いクーラントの補充回収が増えるという問題を解決できる。 According to the present invention, it is possible to solve the problem that the amount of coolant recovered is reduced due to the use of air containing a large amount of gaseous coolant for cooling, and the coolant replenishment recovery increases accordingly.
以下に、本発明の実施の形態に係る工作機械を、図面に基づいて説明する。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る工作機械の主軸ヘッドの付近を示す斜視図である。実施の形態1に係る工作機械100はコラム30、主軸ヘッド10、工具交換装置40等を備え、ワークに対する切削などの加工を行う。工具交換装置40の後側には主軸ヘッド10が配置している。主軸ヘッド10の後側にはコラム30が配置している。
Hereinafter, a machine tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing the vicinity of the spindle head of the machine tool according to the first embodiment. A
図2は、実施の形態1に係る工作機械100の主軸ヘッド10を示す斜視図、図3は、実施の形態1に係る工作機械100の主軸ヘッド10を一部分解した、部分分解図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the
工具交換装置40は円盤状をなしており、工具を保持・交換するマガジン42を有する。コラム30から前方に、二つの支持板43が突出している。二つの支持板43は左右に並んでいる。支持板43は工具交換装置40を支持する。マガジン42は複数の把持部41を有しており、把持部41が工具を保持する。工具交換装置40は、把持部41が保持した工具を主軸15に装着する。
The
マガジン42は、所定のモータ(図示略)の駆動により軸周りに回転する。複数個の把持部41は、マガジン42の外周上に周方向に並設してある。各把持部41は、工具を着脱可能に収容する。工具交換装置40は、マガジン42を回転し、次に使用する工具を装着した把持部41を工具交換位置へ移動する。工具交換装置40は、主軸ヘッド10の主軸15に装着した工具を外し、工具交換位置にある把持部41に装着した工具を主軸15に装着する。
The
コラム30は上下方向に延びており、主軸ヘッド10はコラム30の前面に沿って上下方向に昇降可能である。
コラム30の上部には主軸ヘッド10の上下方向への移動の為、上下動モータ20が設けてある。上下動モータ20の回転によって、主軸ヘッド10は上下方向に移動する。
The
A
主軸ヘッド10は、工具を取り付ける為の主軸15、主軸15を保持する主軸保持部16を有している。主軸15の下端部は工具を装着する装着部である。
主軸保持部16の上側には、主軸15を回す主軸モータ部12が配置している。主軸モータ部12は、主軸15を回すモータ121を有する。
The
A
主軸保持部16は柱状をなし、主軸15を回転可能に保持する。主軸15の下端部には工具を取り付ける。主軸15の上端部はモータ121の軸に連結してあり、主軸保持部16の上端は主軸モータ部12の下段に連設している。モータ121の回転軸及び主軸15は同一の軸心上に位置する。従って、モータ121の回転によって、主軸15及び主軸15の下端部の工具が回転する。
The main
主軸保持部16は主軸保持部16の前面側にカム機構14が固定してある。カム機構14は主軸保持部16の前面から突出し、且つ上下方向に長い短冊状である。
The main
主軸モータ部12は、モータ121の上側にファン124を有する。ファン124はモータ121を空冷するための空気を吸い込む。
The
モータ121は、下部の側面に、モータ121を空冷する空気が入る空気入口122を形成している。空気入口122は、下部の側面に沿って周設してある。ファン124の上部は、空気入口122から入った空気を排出する空気出口123となっている。
空気入口122と空気出口123は、モータ121側面に形成した空気路(図示略)によってつながっている。
The
The
実施の形態1に係る工作機械100が稼働する場合、即ち、モータ121が回転する場合、ファン124の回転によって、外部の空気が各空気入口122からモータ121内に流れ込む。モータ121中に流れ込んだ空気は、ファン124の回転によって、空気出口123からモータ121の外に出る。この際、空気はモータ121で発生する熱を奪う。
When the
主軸ヘッド10は、モータ121の側面を覆う側壁部13を有する。側壁部13は板状であり、主軸モータ部12の左方側面付近及び右方側面付近を夫々覆う。
The
側壁部13は、前方の端部がモータ121の側面に沿って曲がっている。側壁部13は後方の端部がモータ121の後方側面(一側面部)と交差する方向に、かつコラム30まで延びている。以下、2つの側壁部13のうち、モータ121の前方側面の一部及び左方側面を覆うものを側壁部13aといい、モータ121の前方側面の一部及び右方側面を覆うものを側壁部13bという。
側壁部13a及び側壁部13bは、空気入口122を塞ぐことなくモータ121の側面の一部を覆う。
The
The
側壁部13a及び側壁部13b相互間の距離は後方に行くほど広くなる。即ち、側壁部13a及び側壁部13bの端部間の距離は、後方の端部間の距離が、前方の端部間の距離より長い。
The distance between the
上述のように、側壁部13a、側壁部13bの前方の端部がモータ121の左方側面及び右方側面を夫々覆い、後方の端部がコラム30まで延びている。従って、側壁部13a及び側壁部13bは、側壁部13a及び側壁部13bの間に位置する空間(以下、仕切り空間と言う)を仕切っている。
As described above, the front end portions of the
実施の形態1に係る工作機械100においては、ワークに対する切削加工の場合、前記ワーク及び工具に向けてクーラントが噴射される。この際、側壁部13a及び側壁部13bは、モータ121の後方側面の空気入口122a及び前記仕切り空間内にクーラントが飛び散ることを防ぐ。以下においては、モータ121の後方側面に位置する空気入口122を空気入口122aとも言い、空気入口122aを除く他の空気入口122を空気入口122bとも言う。
In the
主軸モータ部12は、空気入口122を覆うカバー部材11を有する。図4は、実施の形態1に係る工作機械100のカバー部材11を示す図である。図4Aはカバー部材11の斜視図、図4Bはカバー部材11の底面図である。
The
カバー部材11は、矩形の板状の板部111、断面視L字状の屈曲部112からなり、結合機構によって一体に合体する。図4においては、便宜上、板部111及び屈曲部112の結合機構は図示を省略している。板部111及び屈曲部112が合体した場合、全体としてカバー部材11は平面視Uの字の形状をなす。
The
カバー部材11はモータ121の前方側面、左方側面、右方側面の空気入口122bを覆う。カバー部材11はモータ121の後方側面の空気入口122aは覆わない。カバー部材11は着脱可能である。
The
モータ121にカバー部材11を取り付けた場合、カバー部材11の板部111の内側面はモータ121の左方側面と接触し、屈曲部112の内側面はモータ121の前方側面、右方側面と接触する。従って、カバー部材11は空気入口122bを塞ぐ。
When the
板部111及び屈曲部112は、主軸保持部16上部への取り付けのための貫通孔H1を2つずつ有する。主軸保持部16上部は、板部111及び屈曲部112のH1に対応するネジ孔H2を有する。
The
図5は、図2におけるI‐I線による部分的断面図である。図5は、主軸ヘッド10にカバー部材11を取り付けた状態を示す。
板部111及び屈曲部112のH1を介して雄ネジを主軸保持部16上部のネジ孔H2に回し込むことによって、カバー部材11(板部111、屈曲部112)が主軸保持部16上部に螺合する。カバー部材11の上部は側壁部13と重畳する。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view taken along line II in FIG. FIG. 5 shows a state in which the
The cover member 11 (
上述の如く、実施の形態1に係る工作機械100においては、主軸保持部16の下側に工具を取り付ける。ワークに対する切削加工の場合、前記工具にクーラントを噴射するので、ワークの被加工部の熱等によって一部のクーラントが気体化する。
As described above, in the
切削加工の場合、モータ121の空冷の為、空気が空気入口122を介してモータ121中に流れ込む。気体状のクーラントを多く含む空気がモータ121内に流れ込んだ場合、回収できるクーラントの量が減少するうえに、頻繁にクーラントを補充する必要が生じる。
In the case of cutting, air flows into the
これに対して、実施の形態1に係る工作機械100は、上述の如く、カバー部材11を取り付けることによって、モータ121の後方側面の空気入口122aを除く、モータ121の前方側面、左方側面、右方側面の空気入口122bを塞いでいる。カバー部材11によってクーラント及び気体状のクーラントを多く含む空気が前記仕切り空間に入りにくくなっている。即ち、前記仕切り空間内の空気は、前記仕切り空間外の空気に比べて気体状のクーラントの量が著しく少ない。
On the other hand, the
実施の形態1に係る工作機械100においては、モータ121の空冷の際、モータ121の後方側面の空気入口122aを介して前記仕切り空間内の空気のみを吸い込む。これにより、気体状のクーラントを多く含む空気がモータ121に流れ込むことによるクーラントの減少を極力抑制できる。
In the
以上の記載においては、カバー部材11を板部111及び屈曲部112に2分している場合を例に挙げて説明したが、実施の形態1に係る工作機械100はこれに限るものでなく、板部111及び屈曲部112を一体に構成しても良い。
In the above description, the case where the
(実施の形態2)
図6は、実施の形態2に係る工作機械100のカバー部材11Aを示す斜視図である。実施の形態2に係る工作機械100のカバー部材11Aは、実施の形態1と同様の形状を有するが、フィルタ部19を有する点において相違する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a perspective view showing a
カバー部材11Aは気体状のクーラントを除いて、空気のみを通すフィルタ部19を3つの面に夫々有している。カバー部材11Aの各面に矩形の窓18を形成している。各窓18は、カバー部材11Aの装着時に、モータ121の前方側面、左方側面、右方側面の空気入口122bに対応する位置に夫々形成してある。
11 A of cover members have the
窓18はカバー部材11Aを内外に貫通する。窓18には、窓18の内側又は外側にフィルタ部19が装着してある。フィルタ部19は窓18に倣う矩形であり、窓18より少し大きい大きさを有する。フィルタ部19は、例えば、溶接によって窓18に固定する。
The
フィルタ部19は、例えば、スチールウールからなる。この他、不織布等の布系を用いても良い。
The
実施の形態2に係る工作機械100はカバー部材11Aがフィルタ部19を有するので、フィルタ部19を介してモータ121の前方側面、左方側面、右方側面の空気入口122bからも空気を吸い込むことができる。フィルタ部19は気体状のクーラントの入り込みを遮蔽する。
In
従って、実施の形態2に係る工作機械100においては、クーラントの量を減らすことなく、モータ121を空冷する為の空気を十分に確保できる。
Therefore, in the
実施の形態2に係る工作機械100はこれに限るものでない。窓18の内側及び外側の両方にフィルタ部19を設けて二重層にしても良い。これによって、気体状のクーラントがモータ121内に流れ込むことを確実に防止できる。
The
また、カバー部材11Aの全体をフィルタ部19と同様の材料にて構成しても良い。
Further, the
実施の形態1と同様の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。 About the part similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
(実施の形態3)
実施の形態3に係る工作機械100は、カバー部材11の形状において、実施の形態1,2と相違する。
(Embodiment 3)
The
図7は、実施の形態3に係る工作機械100のカバー部材11Bを示す図である。図7Aはカバー部材11Bの斜視図、図7Bはカバー部材11Bの底面図である。便宜上、板部111B及び屈曲部112Bの結合機構は図示を省略する。
FIG. 7 is a diagram illustrating a
実施の形態3において、カバー部材11Bの板部111Bは、モータ121への装着時にモータ121の側面と対向する扁平板状の扁平部111a、扁平部111aの下端に設けてある張出部113を有する。
カバー部材11Bの屈曲部112Bは、モータ121への装着時にモータ121の側面と対向する扁平板状の扁平部112aを二つ有し、扁平部112aの下端に設けてある張出部113を有する。板部111及び屈曲部112の張出部113は一体に形成してある。
In Embodiment 3, the
The
張出部113は、扁平部111a及び扁平部112aの下端から内側の方に、扁平部111a及び扁平部112aに対して夫々交差する方向に張り出している。即ち、カバー部材11Bをモータ121に装着した場合、張出部113は扁平部111a及び扁平部112aの下端からモータ121に向けて張り出す。従って、板部111B及び屈曲部112Bは縦断面視Lの字の形状をなす。
The overhanging
実施の形態3におけるカバー部材11Bは、実施の形態1、2のカバー部材11、11Aに比べて、前後方向及び左右方向における寸法が少し大きい。従って、カバー部材11Bをモータ121に取り付けた場合、扁平部111a及び扁平部112aと、モータ121の側面との間に間隙G(例えば、1〜2mm)を設けることができる。即ち、カバー部材11Bの内側面とモータ121の側面(空気入口122)の間には間隙Gが存在する。
The
図8は、実施の形態3に係る工作機械100のカバー部材11Bを主軸ヘッド10に装着した状態を表す図である。図8Aは主軸モータ部12の正面図、図8Bは図8AのII‐II線による断面図、図8Cは図8AのIV‐IV線による断面図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the
カバー部材11Bを主軸ヘッド10に取り付けた場合、扁平部111a及び扁平部112aは、モータ121の前方側面、左方側面、右方側面の空気入口122bを覆う。モータ121の前方側面、左方側面、右方側面と扁平部111a及び扁平部112aとの間には、上述の如く間隙Gが介在する(図8C参照)。
When the
また、扁平部111a及び扁平部112aの下端の張出部113は、主軸保持部16のフランジ下面と略面一状態にて、フランジ下面を覆う。即ち、扁平部111a及び扁平部112aの下端における主軸保持部16との間隙Gの下端を張出部113が遮蔽する。
Further, the flat portion 111 a and the overhanging
以上のような構成を有することから、実施の形態3に係る工作機械100は、切削加工を行う場合、モータ121の空冷の時、空気入口122aのみでなく、間隙Gを介して、空気入口122bからも前記仕切り空間内の空気がモータ121内に流れ込むことができる。間隙Gから気体状のクーラントを多く含む空気が空気入口122bに入り込むことを張出部113が防ぐ。
従って、実施の形態3に係る工作機械100においては、クーラントの量を減らすことなく、モータ121を空冷する為の空気を十分に確保できる。
Since the
Therefore, in the
即ち、張出部113は、クーラントの噴射場所に近い、扁平部111a及び扁平部112aの下端における主軸保持部16との間隙Gの下端を遮蔽している。従って、気体状のクーラントを多く含む空気が間隙Gを介して空気入口122bに入り込むことを抑制できる。
That is, the overhanging
実施の形態3に係る工作機械100はこれに限るものでない。扁平部111a及び扁平部112aとモータ121の間に、実施の形態2のフィルタ部19と同様の材料を装着した構成にしても良い。
The
実施の形態1,2と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 The same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
11 カバー部材
13 側壁部
19 フィルタ部
100 工作機械
111a,112a 扁平部
113 張出部
121 モータ
122a,122b 空気入口
G 間隙
11
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記モータの一側面部を除く他側面部の空気入口を覆う、着脱可能であるカバー部材と、
前記モータの側面の前記空気入口を有しない部分を覆い、前記モータの前記一側面部と交差する方向に延びる側壁部とを備えることを特徴とする工作機械。 In a machine tool including a motor that rotates a spindle on which a tool is mounted and has an air inlet on a side surface through which air to be air-cooled enters,
A detachable cover member that covers the air inlet of the other side surface except one side surface of the motor;
A machine tool comprising: a side wall portion that covers a portion of the side surface of the motor that does not have the air inlet and extends in a direction intersecting with the one side surface portion of the motor.
前記モータの側面に沿って前記他側面部の空気入口を覆う扁平部と、
前記扁平部の下端から前記モータ側に張り出した張出部とを備え、
前記空気入口及び前記扁平部の間には間隙が存在することを特徴とする請求項1から4の何れか一つに記載の工作機械。 The cover member is
A flat portion covering the air inlet of the other side surface portion along the side surface of the motor;
A projecting portion projecting from the lower end of the flat portion to the motor side;
The machine tool according to any one of claims 1 to 4, wherein a gap exists between the air inlet and the flat portion.
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JP (1) | JP2019130618A (en) |
Citations (6)
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- 2018-01-31 JP JP2018015161A patent/JP2019130618A/en active Pending
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