JP2023002110A - 工具取付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】寸法の異なる工具に対応して流路を接続させる工具取付け構造を提供すること。
【解決手段】クーラントを噴出する流路が形成された工具と、貫通した取付け孔に挿入固定された前記工具に対しクーラントを供給するためのクーラント流路が形成された工具ホルダと、前記工具の挿入側の反対側で前記取付け孔を塞ぎ、前記クーラント流路と前記取付け孔とを連結する連結流路が形成された連結ブロックと、前記取付け孔にできた前記工具と前記連結ブロックとの間の調整スペースに嵌め込まれ、外側の嵌合部材に中心部を貫通した流路を備える流路部材が螺合した流路連結部材と、を有する工具取付け構造。
【選択図】図４

Description

本発明は、寸法の異なる工具に対応して流路を接続させる工具取付け構造に関する。

ワークの内径加工は、バイトがワーク内方に侵入するため、加工点に局所的な高圧のクーラントを供給することができない。そこで下記特許文献１の第１従来例は、工具を保持するスリーブにノズルが形成され、工具先端に近接した位置からクーラントを噴出する構成が開示されている。しかし、こうした従来技術は、スリーブにノズルを形成し、さらにスリーブを装着する工具ホルダに形成する流路からスリーブへ配管をつなぐなど、構成が複雑になっている。そこで、下記特許文献２の第２従来例には、シャンクにクーラントを流す流路を形成し、工具先端の噴射口（ノズル）からクーラントを噴出させる構成が開示されている。

実用新案登録第３１４３５４４号公報 特開２０１６－０５５３６０号公報 実開昭５７－１４０９１９号公報

前記第２従来例のように工具先端からクーラントを噴射させる場合、工具を装着する工具ホルダにクーラントを流す流路が形成され、その流路と工具に形成された流路とを接続する構成が必要になる。ワークの加工は様々であるため、工作機械の刃物台には複数の工具が取り付けられ、加工内容に応じて該当する工具が選択される。流路を連結する必要のある工具も複数あり、各々の寸法が異なることがある。そのため、共通の工具ホルダに様々な寸法の工具を取り付ける場合、工具ホルダに形成された流路と、寸法の異なる各々の工具に形成された流路とを接続するための流路連結部材が使用される。しかし、従来は寸法の違いに応じた数だけの流路連結部材を用意しなければならなかった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、寸法の異なる工具に対応して流路を接続させる工具取付け構造を提供することを目的とする。

本発明に係る工具取付け構造は、クーラントを噴出する流路が形成された工具と、貫通した取付け孔に挿入固定された前記工具に対しクーラントを供給するためのクーラント流路が形成された工具ホルダと、前記工具の挿入側の反対側で前記取付け孔を塞ぎ、前記クーラント流路と前記取付け孔とを連結する連結流路が形成された連結ブロックと、前記取付け孔にできた前記工具と前記連結ブロックとの間の調整スペースに嵌め込まれ、外側の嵌合部材に中心部を貫通した流路を備える流路部材が螺合した流路連結部材と、を有する。

前記構成によれば、工具ホルダの貫通した取付け孔に工具が挿入固定され、更にその取付け孔に対して、嵌合部材に流路部材が螺合した流路連結部材が嵌め込まれ、その流路連結部材側を塞ぐようにして工具ホルダに連結ブロックが固定される。その際、工具に応じて取付け孔における流路連結部材を入れるスペースが違ったとしても、流路連結部材は螺合した嵌合部材と流路部材とによって長さを調整することができる。これにより、工具の寸法が違ったとしても、工具ホルダのクーラント流路および連結ブロックの連結流路と、クーラントを噴出するため工具に形成された流路とが接続できる。

工作機械の内部構造を示した側面図である。 タレット装置の刃物台に設けられた工具取付け構造を簡略化して示した図である。 工具ホルダに構成された工具取付け構造を示した断面図である。 工具ホルダに構成された工具取付け構造を示した断面図である。 流路連結部材を示した拡大断面図である。

本発明に係る工具取付け構造の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、工作機械の内部構造を示した側面図である。工作機械１は、車輪を備えた可動ベッド３の上に組み付けられ、前後方向に移動可能な状態でベース２に搭載されている。工作機械１は、エンドミルやドリルなどの回転工具、或いはバイトなどの切削工具を備える刃物台１２を有し、その刃物台１２の旋回割出しが可能なタレット装置６が設けられている。そして、選択された工具がワークに対して移動するように、タレット装置６が駆動装置に搭載されている。

工作機械１は、可動ベッド３に主軸装置５が搭載され、ワークを把持する主軸チャック１１が回転可能な構成を有している。本実施形態では、機体前後に水平な方向がＺ軸方向であり、そのＺ軸に直交する機体上下の鉛直方向がＸ軸方向である。工作機械１は、タレット装置６をＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動装置７とＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動装置８とが設けられている。Ｚ軸駆動装置７およびＸ軸駆動装置８は、摺動可能なＺ軸スライド１３やＸ軸スライド１４を有し、各々サーボモータの回転出力をボールネジ機構によって直進運動に変換し、各スライド１３，１４を移動させるよう構成されている。

工作機械１には閉じられた加工室１０が構成され、その下のベース２内に貯留槽１５が設けられている。貯留槽１５にはスクリューコンベアが組み込まれ、スクリューの回転によって切屑が機体後方へと押し出され、外部の回収箱に切屑が回収されるようになっている。また、工作機械１は、ワークの加工に対する潤滑や切屑の洗い流しにクーラントが使用される。ベース２内の貯留槽１５には使用済のクーラントが溜められ、そこからクーラントタンク１６へと送られるようになっている。

切粉などを含んだクーラントは、フィルタによって異物が除かれて再生し、ポンプ１７によってクーラントタンク１６から送り出されることとなる。ポンプ１７に接続されたクーラント管１８は、図示するように加工室１０にまで延び、先端のノズルから吹き出すクーラントによって、加工時に発生するワークの切屑が流されるようになっている。また、クーラント管１８は、分岐した配管がタレット装置６にも延び、刃物台１２などから加工点へのクーラントの噴射が可能になっている。

図２は、タレット装置６の刃物台１２に設けられた工具取付け構造を簡略化して示した図である。特に、刃物台１２にバイトを取り付けた図であり、そのバイトへクーラントが供給される構成が示されている。タレット装置６は、刃物台１２に対して複数の工具が装着可能であり、旋回割出しによって加工を実行する工具の選択が行われる。このタレット装置６は、Ｚ軸スライド１３に装置本体２１が固定され、その装置本体２１に対して刃物台１２が割出し機構を介して組み付けられている。

タレット装置６は、装置本体２１および刃物台１２に形成されたクーラント流路２２，２３が接続され、刃物台１２に取り付けられた工具ホルダ２６へとクーラントが流れるよう構成されている。クーラント流路２２にはクーラント管１８が接続され、クーラントタンク１６からポンプ１７によってクーラントが送り込まれるようになっている。図面には多角形の刃物台１２の一か所に取り付けた工具２５が開示されているが、各取り付け箇所にもクーラント流路２２，２３が形成され、クーラントの供給が可能になっている。

刃物台１２には同じ種類の工具がサイズなどの違いによって複数取り付けられることがある。図示する工具２５はバイトであるが、サイズが違えばシャンク３１の長さが異なるため、それを保持するスリーブ３２の長さも異なる。一方で、刃物台１２に対して工具２５を取り付けるための工具ホルダ２６は、どのようなタイプの工具２５であっても取り付けられるように共通化されている。そのため、工具ホルダ２６に形成された取付け孔には調整スペース２８が生じるように構成されている。

しかし、調整スペース２８を通して工具２５側の流路へクーラントを直接送ることはできないため、従来の工具取付け構造は、異なる工具寸法の数に応じて、調整スペースを埋める流路連結部材が作成されていた。よって、異なる寸法の流路連結部材の数が多くなる従来の工具取付け構造は、コストがかかるほか保管管理が手間になっていた。そこで、本実施形態の工具取付け構造は、こうした課題を解決すものであって、刃物台１２に取り付けられる工具２５の寸法が異なったとしても、同じ流路連結部材によって異なる寸法の調整スペース２８を埋めて、クーラント流路の接続を可能にした構成を有している。

図３および図４は、工具ホルダ２６に構成された工具取付け構造を示した断面図である。工具ホルダ２６は、刃物台１２に取り付け可能なブロック体であり、取り付け面４１の下には位置決めのための下顎部４２が形成されている。工具ホルダ２６にはクーラント流路４３が形成され、下顎部４２の位置決めによって刃物台１２に形成されたクーラント流路２３と開口部同士が重なるようになっている。クーラント流路４３は分岐し、その一方には工具２５の隣に開口部４４が形成され、工具側から加工点にクーラントを噴き付けるためのノズル、あるいは開口部４４を塞ぐ栓が取り付けられるようになっている。

分岐したクーラント流路４３の他方は、連結ブロック４５に形成された連結流路４６が接続されている。連結流路４６は、工具２５を挿入する取付け孔４７にクーラントを導くものである。取付け孔４７は工具ホルダ２６を上下に貫通し、そこに寸法（中心線方向の長さ）の異なる工具２５が挿入可能になっている。工具２５は、ワークに対する加工深さの違いによって、チップ３３を先端に固定したシャンク３１の長さが異なり、同様にシャンク３１が保持されるスリーブ３２の長さも異なる。一方、取付け孔４７に対するスリーブ３２の径寸法は統一されている。

取付け孔４７に挿入されたスリーブ３２は、そのフランジ部３２１が工具ホルダ２６の下面に突き当てられて位置決めされる。サイズが異なる工具２５は、スリーブ３２の長さが異なるため、スリーブ３２の端部と連結ブロック４５との間に生じる調整スペース２８の寸法Ｌｘが異なる。従来は、この寸法Ｌｘに対応して調整スペース２８を埋める流路連結部材が別々に作成されていた。この点、本実施形態では、寸法Ｌｘに合わせて長さの調整が可能な共通の流路連結部材２７が用いられる。

ところで前記第３特許文献には、フライスの取り付け幅をアーバが貫通した状態で調整するカラーが開示されている。このカラーは、同一長さで形成されたカラー本体とリング体とが一体になり、螺合する雄ネジと雌ネジとによって幅方向の寸法を調整するものである。一方、本実施形態の流路連結部材２７は、クーラントを工具先端から噴出するためシャンク３１に形成された流路と連結流路４６とを連結するものである。

図５は、流路連結部材２７を示した拡大断面図である。流路連結部材２７は、嵌合部材３５と流路部材３６とがネジによって結合し、一つの部品として構成されている。円筒形状の嵌合部材３５には内周面に雌ネジ５１が切られ、同じく円筒形状の流路部材３６の外周面には雄ネジ５２が切られている。流路連結部材２７は、雌ネジ５１と雄ネジ５２の螺合により、嵌合部材３５に対して流路部材３６が中心線Ｏに沿って相対的に変位することで長さの調整が可能になっている。

また、嵌合部材３５は、取付け孔４７の径に対応する外形寸法で設計され、その外周面には環状溝５３が形成され、Ｏリング３７が入れられている。よって、嵌合部材３５のＯリング３７が弾性変形して密着することにより、流路連結部材２７は、気密な状態で取付け孔４７の内部に嵌め込まれるようになっている。

流路部材３６は、中心の貫通孔が調整用流路５５であり、その貫通孔には抜きタップ５５１と六角穴５５３が形成されている。抜きタップ５５１は、調整スペース２８内の流路連結部材２７がＯリング３７の気密な嵌まり込みによって容易に取り出せなくなくため、抜き取り用の引っ掛け部として形成されている。すなわち、雄ネジを切った抜き取り部材を抜きタップ５５１に螺合させることにより、調整スペース２８内の流路連結部材２７が引き抜かれるようになっている。六角穴５５３は、六角レンチを使用して流路部材３６を回転させ、流路連結部材２７の長さＳｘを調整するためのものである。

流路部材３６は、嵌合部材３５に対して回転することにより、回転方向に応じて中心線Ｏに沿った所定方向に移動する。これにより流路連結部材２７は、その長さＳｘが調整スペース２８の寸法Ｌｘに合わせられる。長さＳｘの調整が行われた流路連結部材２７は、図４に示すように、調整スペース２８内に嵌合部材３５を嵌め合わせるようにして取り付けられる。取り付け後であっても、六角レンチを使用して流路部材３６を回転させることにより微調整が可能である。その後、連結ブロック４５が工具ホルダ２６へのボルト締めによって固定される。

流路連結部材２７は、嵌合部材３５と流路部材３６の反対側端面が連結ブロック４５やスリーブ３２に強固に押し当てられ、気密な接触状態となって、連結流路４６から調整用流路５５および、調整用流路５５からシャンク３１に形成された流路に流れるクーラントの漏れを防いでいる。また、雌ネジ５１と雄ネジ５２は、嵌合部材３５と流路部材３６が互いに反力を受け、中心線Ｏの方向に沿ってネジ山同士が強く押し付け合って気密な状態になっている。そのため、雌ネジ５１と雄ネジ５２の螺合部分でクーラントが漏れるようなこともない。

以上のように流路連結部材２７が組付けられた工具ホルダ２６は、クーラント流路４３に連結流路４６および調整用流路５５が接続され、工具２５のシャンク３１に形成された流路にクーラントが流される。刃物台１２に取り付けられる他の工具２５が図示するものとは異なり、シャンク３１およびスリーブ３２の長さが違うものであったとしても、長さＳｘを調整スペース２８の寸法Ｌｘに合わせて調整した流路連結部材２７は、同じように組み込まれて工具側の流路にクーラントを流すことができる。

よって、本実施形態の工具取付け構造は、寸法が異なる複数の工具２５が刃物台１２に取り付けられる場合であっても、複数の同じ流路連結部材２７によって対応することができる。従って、調整可能な流路連結部材２７によれば、工具２５の寸法に応じて流路連結部材を作成する必要がなくなった。また、流路連結部材２７は、異なる調整スペース２８の寸法Ｌｘに長さＳｘを合わせて挿入すればよく、特に路部材３６の六角穴５５３に六角レンチを使用して回転させることにより、流路連結部材２７の長さＳｘを簡単に調整することができる。

流路連結部材２７は、弾性変形したＯリング３７が取付け孔４７の内側面に密着して嵌め込まれるため、シャンク３１に形成された流路に対して調整用流路５５の位置合わせが行われる。また、流路連結部材２７は、取付け孔４７ないに強固に嵌め込まれるが、抜きタップ５５１に螺合させた抜き取り部材を引っ張ることにより簡単に取り出すことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、バイトを例に挙げて工具２５の取付け構造を説明したが、クーラントを通す必要のある構造のものであれば他の工具であってもよい。

１…工作機械 ６…タレット装置 １２…刃物台 ２５…工具 ２６…工具ホルダ ２７…流路連結部材 ２８…調整スペース ３１…シャンク ３２…スリーブ ３５…嵌合部材 ３６…流路部材 ３７…Ｏリング ４３…クーラント流路 ４５…連結ブロック ４６…連結流路 ４７…取付け孔 ５１…雌ネジ ５２…雄ネジ ５５１…抜きタップ ５５３…六角穴

Claims (4)

1. クーラントを噴出する流路が形成された工具と、
   貫通した取付け孔に挿入固定された前記工具に対しクーラントを供給するためのクーラント流路が形成された工具ホルダと、
   前記工具の挿入側の反対側で前記取付け孔を塞ぎ、前記クーラント流路と前記取付け孔とを連結する連結流路が形成された連結ブロックと、
   前記取付け孔にできた前記工具と前記連結ブロックとの間の調整スペースに嵌め込まれ、外側の嵌合部材に中心部を貫通した流路を備える流路部材が螺合した流路連結部材と、
   を有する工具取付け構造。
2. 前記流路連結部材は、円筒形状の前記嵌合部材の内周面に雄ネジが形成され、前記流路部材の外周面に雌ネジが形成された請求項１に記載の工具取付け構造。
3. 前記嵌合部材の外周面には環状溝が形成され、そこに前記取付け孔の内側面に弾性変形によって密着するＯリングが入れられた請求項２に記載の工具取付け構造。
4. 前記流路部材の流路を構成する貫通孔には抜きタップと六角穴が形成された請求項２または請求項３に記載の工具取付け構造。
   

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