JP3167418U - 工作機械の工具 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造により、十分な吸引空気流量を確保でき、切屑の回収効率を向上できる工作機械の工具を提供する【解決手段】工具ボディ１７に貫通形成された吸引孔１７ｃは、基端側開口から先端側開口１７ｂまで略一定の内径を有し、前記刃具１９は、前記先端側開口１７ｂを、前記軸心Ｏを通って横切るように、かつ縦向きに配置された略矩形板状の刃具本体２０と、該刃具本体２０の先端部に形成された切れ刃２１とを設ける。また、前記刃具本体２０には、その基端２０′から切れ刃側２１に凹状をなす切欠き部２０ａを形成する。【選択図】図５

Description

本考案は、工作機械の工具に関し、特に、加工時に発生する切屑の回収効率を向上できるようにした吸引構造の改善に関する。

工作機械の工具において、ワーク加工中に発生する切屑の回収効率を改善するための構造として、従来例えば特許文献１に提案されたものがある。この従来構造では、先端部に切れ刃が形成されたドリル本体に、切屑吸引孔を形成している。この切屑吸引孔は、軸心に沿って基端側に延びる大径の主孔部と、これの先端部に設けられた小径の細孔部と、これの先端部に設けられた吸引口とで構成されている。

特開２０１０−１２５２３号公報

ところで、前記従来構造は、吸引口と主孔部との間に小径の細孔部を設けることにより、流速を高めて吸引力を向上させるものである。しかし実際には、前記細孔部の直径，長さ及び吸引手段による吸引容量の如何によっては、吸引空気流量が不足し、十分な吸引力が得られない、といった問題が懸念される。

本考案は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、簡単な構造により、十分な吸引空気流量を確保でき、切屑の回収効率を向上できる工作機械の工具を提供することを課題としている。

請求項１の考案は、吸引孔が軸心を貫通するように設けられ、工作機械の主軸に工具ホルダを介して着脱可能に装着される工具ボディと、該工具ボディの先端部に固着された刃具とを有する工作機械の工具であって、前記吸引孔は、基端側開口から先端側開口まで略一定の内径を有し、前記刃具は、前記先端側開口を、前記軸心を通って横切るように、かつ縦向きに配置された略矩形板状の刃具本体と、該刃具本体の先端部に形成された切れ刃とを有し、前記刃具本体には、該刃具本体の基端から切れ刃側に凹状をなす切欠き部が形成されていることを特徴としている。

請求項２の考案は、請求項１に記載の工作機械の工具において、前記切欠き部は、前記吸引孔の内面に沿って軸心方向に延びる一対の側面と、該一対の側面同士を接続する山形の接続面とを有する多角形状に形成されていることを特徴としている。

請求項３の考案は、請求項２に記載の工作機械の工具において、前記吸引孔の先端部には、先端側ほど流路面積が大きくなる傾斜開口部が形成され、前記切欠き部の接続面部分には、横断面三角形状をなし、かつ前記傾斜開口部の内面の傾斜に沿う方向に傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴としている。

請求項４の考案は、請求項１ないし３の何れかに記載の工作機械の工具において、前記吸引孔の先端部には、先端側ほど流路面積が大きくなる傾斜開口部が形成され、該傾斜開口部は前記刃具本体により、前記軸心に対して略点対称をなす一対の開口半部に画成されており、前記切れ刃は、前記軸心に対して略点対称をなす一対の切れ刃半部を有し、前記各開口半部は、前記各切れ刃半部に対向するように前記軸心に対して径方向外側に偏位していることを特徴としている。

請求項１の考案によれば、前記吸引孔を、基端側開口から先端側開口まで略一定の内径を有するものとし、前記刃具を、先端側開口に前記軸心を通って横切るように、かつ縦向きに配置する構造としたので、吸引孔の流路面積を十分に確保して流路抵抗を最小限にできるため十分な吸引空気量を確保でき、切屑の回収効率を向上できる。

一方、前記刃具は、その配置構造上、吸引孔の流路面積を減少させる方向に作用することが懸念されるので、その軸心方向長さをできるだけ短くすることが望ましい。しかし短くするほど、刃具本体の工具ボディへのロウ付け等の接合長さが短くなる。本考案では、刃具本体に、基端から切れ刃側に凹状をなす切欠き部を形成したので、刃具本体の長さを長くして必要な接合長さを確保した上で、前記流路面積の減少を最小限に抑えることができ、切屑回収効率への悪影響を抑制できる。

特に、請求項２の考案によれば、切欠き部を多角形状としたので、より確実に刃具本体の接合長さを確保でき、かつ前記流路面積の減少を抑制できる。

また、請求項３の考案によれば、前記切欠き部の接続面部分に、横断面三角形状をなし、かつ前記傾斜開口部の内面の傾斜に沿う傾斜面を形成したので、流路面積をさらに大きく確保することができるとともに、吸引空気流の流れを良好にでき、切屑回収効率をより一層高めることができる。

請求項３及び４の考案によれば、前記吸引孔の先端部に先端側ほど流路面積が大きくなる傾斜開口部を形成したので、吸引孔の先端部に刃具本体が位置していることによる流路面積の減少を補うことができ、吸引孔の流路抵抗をさらに小さくでき、十分な吸引空気量を確保して切屑の回収効率をさらに向上できる。

また請求項４の考案によれば、前記傾斜開口部を、刃具本体により一対の開口半部に画成するとともに、該各開口半部を各切れ刃半部に対向するように径方向外側に偏位させたので開口半部と切れ刃半部とが近接し、各切れ刃半部から発生する切屑を各開口半部により効率良く吸引でき、この点からも切屑の回収効率を高めることができる。

本考案の実施例１に係る工具が装着された工作機械の全体斜視図である。 前記工具の主軸への装着状態を示す断面正面図である。 前記工具の正面斜視図である。 前記工具の切れ刃側から見た底面図である。 前記工具の図４におけるV-V線断面図である。 前記工具の図４におけるVI-VI線断面図である。 本考案の実施例２に係る工具の図４におけるV-V線断面相当図である。 前記実施例２の工具の図４におけるVI-VI線断面相当図である。 前記実施例２の工具の刃具本体の斜視図である。

以下、本考案の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

本考案の実施例１による工作機械の工具を説明するための図１ないし図６において、１は本実施例の工具を備える工作機械である。該工作機械１は、ベッド２と、該ベッド２の奥部分に立設されたコラム３と、該コラム３の前面に上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在に支持された主軸頭４と、前記ベッド２の手前部分に前後方向（Ｙ軸方向）に移動自在に支持されたサドル５と、該サドル５上に左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在に支持されたテーブル６とを備えている。

前記主軸頭４内には、主軸７が回転自在に支持されており、該主軸７の下端部には工具ホルダ１４を介して工具１０が着脱可能に装着されている。

前記工作機械１は、さらに、前記主軸７に装着された工具１０と次工程用工具とを自動的に交換する自動工具交換装置１１を備えている。この自動工具交換装置１１は、前記コラム３の側壁に配置された工具マガジン１２と、該工具マガジン１２と前記主軸７との間に配置された工具交換アーム１３とを有する。

そして本実施例の工作機械１は、前記主軸７に装着された工具１０によりワークＷを加工する際に発生する切屑を吸引する切屑吸引装置１５を備えている。

前記切屑吸引装置１５は、吸引力発生源を内蔵する切屑回収箱１５ｂと前記工具１０とを、該工具１０，前記工具ホルダ１４及び主軸７に形成された吸引路１８及び吸引パイプ１５ａにより接続した概略構造を有する。

前記主軸７は、軸心部に、前記吸引路１８の一部を構成する切屑排出孔７ａが貫通形成された筒状体からなり、前記主軸頭４に内蔵された駆動モータ（不図示）により回転駆動される。

前記工具ホルダ１４は、軸心Ｏ部に、前記工具１０が装着される支持穴１４ｂ及び前記吸引路１８の一部を構成する切屑排出孔１４ａが貫通形成され、前記主軸７の下端部に着脱可能に装着されている。

前記工具１０は、前記工具ホルダ１４に着脱可能に支持された筒状の支持部材１６と、該支持部材１６に結合された工具ボディ１７と、該工具ボディ１７の先端部に固着された刃具１９とを有する。

前記工具ボディ１７は、その基端側部分の内周面に形成された角形雌ねじ１７ｄを前記支持部材１６の先端側部分の外周面に形成された角形雄ねじ１６ａに螺合させるとこにより支持部材１６に一体的に結合されている。なお、１７ｉは、前記結合時にスパナを掛けるための切欠き部である。

前記工具ボディ１７は、円柱状部材に、前記吸引路１８の一部を構成する吸引孔１７ｃを軸心Ｏを貫通するように形成してなる円筒状のものである。前記吸引孔１７ｃは、基端側開口１７ａから先端近傍の先端側開口１７ｂまで同一内径を有する。ここで、前記吸引孔１７ｃはできるだけ大径にすべきであり、後述する刃具本体２０の厚さの２倍以上とするのが望ましい。

さらに、前記吸引孔１７ｃの先端部には、傾斜開口部１７ｅが形成されている。この傾斜開口部１７ｅは、先端側ほど徐々に流路面積が大きくなるように拡径された漏斗状をなしている。

前記刃具１９は、超硬合金製であり、前記工具ボディ１７の先端部に固着された略矩形板状の刃具本体２０と、該刃具本体２０の先端部に一体形成された切れ刃２１とを有する。

前記工具ボディ１７の先端部には、一対のスリット１７ｆ，１７ｆが、前記軸心Ｏ方向に延びるように、かつ該軸心Ｏを挟んで対向するように形成されている。前記刃具本体２０は、前記一対のスリット１７ｆ，１７ｆ内に、前記先端側開口１７ｂの一部及び前記傾斜開口部１７ｅを、前記軸心Ｏを通って横切るように、かつ縦向きに、つまり軸心Ｏ方向に向けて配置され、ロウ付けにより前記工具ボディ１７に固着されている。

そして前記刃具本体２０には、該刃具本体２０の基端２０′から切れ刃２１側に凹状をなす切欠き部２０ａが形成されている。この切欠き部２０ａは、前記吸引孔１７ｃの内面に沿って軸心Ｏ方向に平行に延びる一対の側面２０ｃ，２０ｃと、該一対の側面２０ｃ，２０ｃの先端同士を山形に接続する接続面２０ｄ，２０ｄとを有する多角形状に形成されている。本実施例の場合、図６に示すように、前記側面２０ｃ，２０ｃの下端同士を接続する直線ｃを底辺とする五角形をなしている。

また前記刃具本体２０の前記側面２０ｃに対応する縁部２０ｂ，２０ｂが前記スリット１７ｆ，１７ｆの内面にロウ付けされている。

図４に示すように、前記切れ刃２１は、前記軸心Ｏに対して点対称をなす一対の切れ刃半部２１ａ，２１ａを有し、さらに該各切れ刃半部２１ａ，２１ａは、軸心Ｏ側に位置する中心部２１ｂと、その外側に段落ち形成された外周部２１ｃとを有し、軸心Ｏを頂点とする山形をなしている。また前記切れ刃半部２１ａ，２１ａのエッジａ，ａは、前記軸心Ｏ方向に見たとき、該軸心Ｏを通る一直線をなしている。なお、２１ｄは、前記エッジａに隣接するように段落ち形成され、発生する切屑を短く切断するための破砕部である。なお、本実施例における前記切れ刃２１は、工具ボディ１７に固着された状態で、回転砥石による研削加工で形成される。

また図４に示すように、前記吸引孔１７ｃの先端部に形成された前記傾斜開口部１７ｅは、前記刃具本体２０により、前記軸心Ｏに対して点対称をなす一対の開口半部１７ｅ′，１７ｅ′に画成されている。さらにまた前記各開口半部１７ｅ′，１７ｅ′は、前記各切れ刃半部２１ａ，２１ａの該切れ刃２１の長手方向（図４上下方向）における中央部分に対向するように前記軸心Ｏに対して径方向外側にＯ′だけ偏位している。

さらにまた、前記各開口半部１７ｅ′，１７ｅ′の先端縁部１７ｇのうち、前記各切れ刃半部２１ａ，２１ａのエッジａに対向する部分には、前記研削加工時における回転砥石との干渉を回避するための切欠き１７ｇ′が形成されている。従ってこの切欠き１７ｇ′は、前記破砕部２１ｄの形状に沿うように形成されている。

本実施例装置では、前記工具１０を図４の矢印Ａ方向に回転させることによりワークＷに穴明け加工が施される。この場合、前記各切れ刃半部２１ａのエッジａ部分により発生した切屑は、前記破砕部２１ｄにより細かく破砕され、前記傾斜開口部１７ｅの各開口半部１７ｅ′から吸引孔１７ｃを通って吸引され、切屑回収箱１５ｂに回収される。

このように本実施例では、前記吸引孔１７ｃを、基端側開口１７ａから先端側開口１７ｂまで略一定の内径を有するものとし、さらに先端側開口１７ｂ部分に先端側ほど流路面積が大きくなる傾斜開口部１７ｅを形成したので、吸引孔１７ｃの通路面積を十分に確保して流路抵抗を最小限にでき、吸引空気流ｄの流れがスムーズとなり、十分な吸引空気流量を確保でき、切屑の回収効率を向上できる。

ここで、図５，図６に示すように、前記刃具１９を、吸引孔１７ｃ内に配設する構造上、該刃具本体２０の軸心Ｏ方向長さを長くするほど吸引孔１７ｃの流路面積を減少させる恐れがある。しかし、本実施例では、刃具本体２０に、基端２０′から切れ刃２１側に凹状をなす五角形状の切欠き部２０ａを形成したので、刃具本体２０の軸心方向長さを長くしても前記流路面積の減少を最小限に抑えることができ、切屑回収効率への悪影響を抑制できる。

また本実施例では、刃具本体２０の軸心方向長さを長くできるので、切欠き部２０ａの側面２０ｃに対応した縁部２０ｂを長くでき、工具ボディ１７へのロウ付け長さを確保でき、刃具１９の取付け強度を確保できる。

また本実施例では、前記吸引孔１７ｃの先端部に先端側ほど流路面積が大きくなる傾斜開口部１７ｅを形成し、該傾斜開口部１７ｅ内に刃具本体１９を配置しているので、刃具本体１９の配置による流路面積の減少を傾斜開口部１７ｅの流路面積の増大により補うことができ、その結果、流路抵抗をさらに小さくして切屑の回収効率を一層向上できる。

また前記傾斜開口部１７ｅを、刃具本体１９により一対の開口半部１７ｅ′，１７ｅ′に画成するとともに、該各開口半部１７ｅ′，１７ｅ′を各切れ刃半部２１ａ，２１ａに対向するように径方向外側に偏位させたので、開口半部が切れ刃半部に近接し、各切れ刃半部２１ａから発生する切屑を各開口半部１７ｅ′により効率良く吸引でき、この点からも切屑の回収効率を高めることができる。

図７〜図９は本考案の実施例２に係る工具を説明するための図であり、図中、図１〜図６と同一符号は同一又は相当部分を示す。

本実施例２では、前記切欠き部２０ａの、接続面２０ｄ，２０ｄ部分に、横断面三角形状の傾斜面２０ｄ′，２０ｄ′を形成している。この傾斜面２０ｄ′は、前記傾斜開口部１７ｅの内面の傾斜に沿う方向に傾斜している。

本実施例２では、前記切欠き部２０ａの接続面２０ｄに傾斜面２０ｄ′を形成したので、流路面積をさらに大きく確保することができるとともに、吸引空気流ｄの流れを良好にでき、切屑回収効率をより一層高めることができる。

なお、前記実施例では、傾斜開口部１７ｅを画成してなる開口半部１７ｅ′の先端縁部１７ｇのうち、切れ刃半部２１ａのエッジａに対向する部分に、切欠き部１７ｇ′を形成したが、本考案では、この切欠き部１７ｇ′の形成は必須ではない。

例えば、切れ刃を別体とし、ボルト等で固定する構成を採用した場合、切れ刃を工具ボディに固着した後に研削加工を施す必要がなくなるので、図３に二点鎖線１７ｈで示すように、切欠き部を設けずに先端縁部１７ｇをそのまま刃具本体２０まで延長する構造を採用できる。

切欠き部をなくした場合は、切欠き部から外部空気が吸引されることがなくなるので、切屑の回収効率をより一層高めることができる。

また前記実施例では、前記工具１０が、支持部材１６に工具ボディ１７をねじ結合したものである場合を説明したが、この支持部材１６と工具ボディ１７とを一体形成しても勿論構わない。

１ 工作機械
７ 主軸
１０ 工具
１４ 工具ホルダ
１７ 工具ボディ
１７ａ 基端側開口
１７ｂ 先端側開口
１７ｃ 吸引孔
１７ｅ 傾斜開口部
１７ｅ′ 開口半部
１９ 刃具
２０ 刃具本体
２０′ 刃具本体の基端
２０ａ 切欠き部
２０ｃ 側面
２０ｄ 接続面
２０ｄ′ 傾斜面
２１ 切れ刃
２１ａ 切れ刃半部
Ｏ 軸心
Ｏ′ 偏位

Claims (4)

1. 吸引孔が軸心を貫通するように設けられ、工作機械の主軸に工具ホルダを介して着脱可能に装着される工具ボディと、該工具ボディの先端部に固着された刃具とを有する工作機械の工具であって、
   前記吸引孔は、基端側開口から先端側開口まで略一定の内径を有し、
   前記刃具は、前記先端側開口を、前記軸心を通って横切るように、かつ縦向きに配置された略矩形板状の刃具本体と、該刃具本体の先端部に形成された切れ刃とを有し、
   前記刃具本体には、該刃具本体の基端から切れ刃側に凹状をなす切欠き部が形成されている
   ことを特徴とする工作機械の工具。
2. 請求項１に記載の工作機械の工具において、
   前記切欠き部は、前記吸引孔の内面に沿って軸心方向に延びる一対の側面と、該一対の側面同士を接続する山形の接続面とを有する多角形状に形成されている
   ことを特徴とする工作機械の工具。
3. 請求項２に記載の工作機械の工具において、
   前記吸引孔の先端部には、先端側ほど流路面積が大きくなる傾斜開口部が形成され、
   前記切欠き部の接続面部分には、横断面三角形状をなし、かつ前記傾斜開口部の内面の傾斜に沿う方向に傾斜する傾斜面が形成されている
   ことを特徴とする工作機械の工具。
4. 請求項１ないし３の何れかに記載の工作機械の工具において、
   前記吸引孔の先端部には、先端側ほど流路面積が大きくなる傾斜開口部が形成され、該傾斜開口部は前記刃具本体により、前記軸心に対して略点対称をなす一対の開口半部に画成されており、
   前記切れ刃は、前記軸心に対して略点対称をなす一対の切れ刃半部を有し、
   前記各開口半部は、前記各切れ刃半部に対向するように前記軸心に対して径方向外側に偏位している
   ことを特徴とする工作機械の工具。

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