JP5310860B2 - くし刃旋盤 - Google Patents

Description

関連出願

本出願は、２００９年８月２４日出願の特願２００９−１９２７４９の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。

この発明は、複数の工具が主軸の軸心方向と直交する進退方向にくし刃状に並んで配置され、各工具を支持する刃物台が前記進退方向に進退することにより、主軸に支持されたワークを、各工具のうちの選択された１つの工具で加工するくし刃旋盤に関する。

従来、この種のくし刃旋盤では、加工時に、冷却や切粉除去用のクーラント、エア等の流体を、加工に用いられる工具だけでなく全ての工具に向けて吐出させていた。その理由は、共通の流体供給源から供給される流体を各工具に分岐して送る配管を刃物台の内部に設けた場合、くし刃旋盤は加工時に刃物台が前記進退方向に進退するため、流体供給源側の配管と刃物台の内部の配管とを接続させるのが難しく、加工に用いる工具にだけ流体をうまく供給することができなかったからである。

なお、タレット型の刃物台を有する旋盤は、工具の割出しと連係させることで、流体供給源側の配管と刃物台の内部の配管とを接続させるのが容易である。また、進退方向と交差する方向に複数の工具が配置されたくし刃旋盤では、各工具を支持する刃物台を工具の並び方向に移動させることで、加工に用いる任意の工具にだけ流体を吐出できるものがある（例えば特許文献１）。

特許第３３９０２６１号公報

上記従来のように、加工に用いられない工具にも流体を吐出させるのは、流体用のポンプの動力が無駄に使われて、個々の工具に対する流体吐出力が低下する。十分な吐出力を得るためには、大きな容量のポンプを使用しなければならない。

工具数に分岐させた刃物台内部の配管のそれぞれにバルブを設ければ、任意の工具に流体を吐出させることができるが、それは配管構造が複雑になると共に、コストの上昇につながる。

この発明の目的は、簡素な配管構造で、加工に用いる工具に対してだけクーラント等の流体を供給することが可能なくし刃旋盤を提供することである。
この発明の他の目的は、さらに簡素な配管構造とすることである。
この発明のさらに他の目的は、異なる工具の配置に対して対応可能とすることである。

この発明のくし刃旋盤は、ワークを支持して回転させる主軸と、ベッドに進退自在に設置されて進退方向に複数の工具が工具ホルダを介して並べて取付けられており、前記進退方向の位置によって前記ワークに接触可能な工具が切り換わる刃物台とを備える。このくし刃旋盤において、前記刃物台および工具ホルダに渡り、前記各工具に対して先端がそれぞれ開口する複数の流体経路を設け、これら各流体経路の入口を、前記刃物台に前記進退方向に並べて設け、流体供給源に接続される供給口を有する供給口形成部材を前記ベッドに固定して設け、前記供給口は、前記各流体経路の入口に対して前記刃物台の進退位置によって切り換わって連通可能であって、前記ワークに接触可能な位置にある工具、すなわち加工に使用する工具に対して流体を吐出する流体経路の入口と連通する位置に配置され、前記各流体経路の入口は、前記ワークに接触可能な工具が変らない範囲で前記刃物台が進退しても前記供給口と連通状態を維持する前記進退方向の幅を有するものとする。

上記構成によれば、各流体経路の入口は進退方向に所定の幅を有し、ワークに接触可能な工具が変らない範囲で刃物台が進退しても供給口と連通状態を維持するので、流体供給源から供給されるクーラント、エア等の流体が、供給口形成部材の供給口から、ワークを加工している工具に対応する流体経路に送られ、その流体経路の先端の開口から工具に向けて吐出される。このように、加工に用いる工具に対してだけクーラント等の流体を供給できるので、小さな容量のポンプでも十分な吐出力で流体を吐出させられる。また、バルブやその他の流体経路切換用の部品等が不要であり、簡素な配管構造とすることができる。

この発明において、前記刃物台に対して交換自在に取付けられた流体入口形成部材に、前記複数の流体経路の各入口を形成しても良い。
複数の流体経路の各入口が刃物台とは別体の流体入口形成部材に形成してあれば、流体入口形成部品を交換することにより、工具によって異なる加工時の進退範囲に応じて各流体経路の入口の進退方向幅を容易に変更することができる。

この発明において、前記工具ホルダを前記進退方向に対して取付位置変更可能に取付ける取付レールを前記刃物台に設けることができる。その場合、前記流体経路を、前記刃物台に設けられた刃物台部経路と、前記工具ホルダに設けられたホルダ部経路とに分け、前記刃物台に、前記刃物台部経路および前記ホルダ部経路を連通する中継口を前記流体経路毎に設け、前記各中継口は、前記取付レールに対する前記工具ホルダの取付位置を変更しても、前記刃物台部経路および前記ホルダ部経路を連通状態に維持可能なだけの前記進退方向の幅を有するようにするのが良い。
工具ホルダを進退方向に対して取付位置変更可能に取付ける取付レールを刃物台に設けることにより、工具の種類、寸法等に応じた刃物台の適正な進退方向位置に、工具ホルダを介して工具を取付けることができる。その場合、刃物台に上記中継口が設けられていれば、刃物台に対する工具ホルダの取付位置を進退方向に変更しても、常に刃物台部経路とホルダ部経路とを連通状態に維持することができるので、異なる工具の配置に対して対応可能である。

また、前記中継口は、前記刃物台に対して交換自在に取り付けられた中継口形成部材に形成されていることが好ましい。
この構成によれば、中継口を中継口形成部材に形成しているので、中継口の加工が容易となる。また、中継口の前記進退方向幅または位置が異なる複数種類のものを準備しておき、任意の中継口形成部材に交換するだけで、異なる工具ホルダに対応できる。

この発明において、それぞれが前記流体供給源、流体経路、流体経路の入口、供給口形成部材および供給口を有する第１および第２流体吐出機構を備え、前記第１流体吐出機構の流体が前記工具およびワークを冷却するためのクーラントであり、前記第２流体吐出機構の流体が加工により発生した切粉を除去するためのエアとすることができる。

この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。
この発明の一実施形態にかかるくし刃旋盤の平面図である。 同くし刃旋盤の破断側面図である。 同くし刃旋盤の加工手段の一部を省略して示した斜視図である。 同加工手段の一部を断面で示した斜視図である。 同加工手段のクーラント吐出機構を示す展開断面図である。 同加工手段の流体入口形成部品の斜視図である。 同加工手段の中継口形成部品の斜視図である。 同加工手段のホルダ部経路入口形成部品の斜視図である。 異なるクーラント吐出機構を示す展開断面図である。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１および図２に示すように、このくし刃旋盤は、ベッド１に設置された一対の前後案内レール２上に、主軸３を回転自在に支持した主軸台４が前後方向（Ｚ軸方向）に進退自在に設けられている。主軸３の軸心Ｏは前後方向を向いており、その前端に主軸チャック５が設けられている。主軸台４は、主軸台４の内部に設けた主軸モータ（図示せず）により、主軸３を回転させる。また、主軸台４は、主軸台４の外部に設けた前後移動モータ（図示せず）により、前後案内レール２に沿って前後方向に移動する。

主軸３の前方には、加工手段６が設けられている。加工手段６は、左右方向（Ｘ軸方向）にくし刃状に並んで配置された複数のバイトである工具７と、これらの工具７をそれぞれ個別に支持する複数の工具ホルダ８と、各工具ホルダ８を支持する刃物台９とを備える。刃物台９は、ベッド１に設置された一対の左右案内レール１０上に設けられ、左右移動モータ（図示せず）により、左右案内レール１０に沿って左右方向に進退する。刃物台９の左右方向の進退位置によりワークＷに接触可能な工具７、すなわち加工に使用する工具７が切り換わる。

この例では、刃物台９の主軸３を向く面が、主軸３側に下がる傾斜面９ａとされ、この傾斜面９ａに各工具ホルダ８が取付けられている。詳しくは、図３および図４に示すように、刃物台９の傾斜面９ａに左右方向に沿う上下一対の溝状の取付レール１１が形成されており、この取付レール１１の左右方向の任意の位置に工具ホルダ８が取付位置変更可能に取付けられる。工具ホルダ８の取付けは、例えばボルト等（図示せず）によって行われる。取付レール１１となる溝は底部側の溝幅が広い形状であり、この溝幅の広い部分に刃物台９の一部（図示せず）を係合させることで、刃物台９が取付レール１１から外れないようにしている。また、工具ホルダ８は、左右一方の側面に工具保持凹部８ａを有し、この工具保持凹部８ａに挿入した工具７のシャンク部を、固定ボルト１２により固定する。

図３に示すように、工具ホルダ８の主軸３に対向する面にクーラント吐出口１３Ａ，１３Ｂおよびエア吐出口１４が設けられており、加工時には工具７の刃先またはその付近に向けて、クーラント吐出口１３Ａ，１３Ｂからクーラントが吐出されると共に、エア吐出口１４からエアが吐出されるようになっている。なお、クーラント吐出口１３Ａ，１３Ｂは互いにクーラントの吐出方向が異ならせてあり、工具７等に合わせていずれか一方からだけクーラントを吐出させる。使用しないクーラント吐出口１３Ａ，１３Ｂは、例えば栓（図示せず）等により塞がれる。

クーラント吐出口１３Ａ，１３Ｂからクーラントを吐出させるクーラント吐出機構（第１流体吐出機構）１５も、エア吐出口１４からエアを吐出させるエア吐出機構（第２流体吐出機構）１６も、基本的には同じ構造である。以下、図３〜図５と共にクーラント吐出機構１５を説明する。

図３のクーラント吐出機構１５は、流体供給源２０（図１）から供給されるクーラントを、刃物台９および工具ホルダ８に渡ってその内部に設けた図４の流体経路２１を経由して、流体経路２１の先端に開口する図３のクーラント吐出口１３Ａ，１３Ｂから吐出させるものである。流体経路２１は、左右方向すなわち刃物台９の進退方向に並んで工具７と同数だけ設けられている。

流体経路２１の入口２２が開口する図５の面２３には、支持部材２４（図２）によりベッド１に固定された供給口形成部材２５の後面が接している。供給口形成部材２５は、前記流体供給源２０にホースまたはパイプからなる供給側配管２６を介して接続された供給口２７を有する。この供給口２７は、各流体経路２１の入口２２のうちの１つと、刃物台９の左右位置によって切り換わって連通する。流体経路２１の入口２２は、加工作業中に、ワークＷに接触可能な工具７が変らない範囲で刃物台９が左右に移動しても、供給口２７と連通状態を維持するだけの左右方向の幅Ａ１〜Ａ４を有する。幅Ａ１〜Ａ４は、すべて同じであっても、それぞれ異なっていてもよい。また、供給口形成部材２５における供給口２７から左右端までの長さＬ，Ｒは、供給口２７がいずれの流体経路２１の入口２２と連通する状態であっても、その入口２２を供給口２７との連通部分以外を塞ぐ長さ以上とされている。

各流体経路２１の入口２２は、刃物台９に対して交換自在に取付けられた流体入口形成部材２８に形成されている。よって、流体経路２１の入口２２が開口する前記面２３は、流体入口形成部材２８の前面のことである。図６に示すように、流体入口形成部材２８は、流体経路２１の入口２２となる開口２８ａを有する板状の部材であり、例えば四隅に設けた貫通孔２８ｂに挿通したボルト（図示せず）により刃物台９に取付けられる。このように、複数の流体経路２１の各入口２２が刃物台９に対して交換自在な流体入口形成部材２８に形成してあれば、工具７によって異なる加工時の進退範囲に応じて各流体経路２１の入口２２の進退方向幅を容易に変更することができる。すなわち、開口２８ａの前記進退方向幅または位置が異なる複数種類の流体入口形成部材２８を準備しておき、任意の流体入口形成部材２８に交換すればよい。
流体入口形成部材２８を設けずに、刃物台９に流体経路２１の入口２２を直接設けてもよい。その場合、流体経路２１の入口２２が開口する面２３は、刃物台９の前面になる。

図５において、各流体経路２１は、刃物台９に設けられた刃物台部経路２１ａと工具ホルダ８に設けられたホルダ部経路２１ｂとに分かれる。これら刃物台部経路２１ａとホルダ部経路２１ｂとは、刃物台９に設けた中継口３０を介して互いに連通している。この中継口３０は、取付レール１１（図３）に対する工具ホルダ８の取付位置を変更しても、刃物台部経路２１ａおよびホルダ部経路２１ｂを連通状態に維持可能なだけの左右方向の幅Ｂ１〜Ｂ４を有する。幅Ｂ１〜Ｂ４は、すべて同じであっても、それぞれ異なっていてもよい。

各流体経路２１の中継口３０は、刃物台９に対して交換自在に取付けられた中継口形成部材３１に形成されている。この中継口形成部材３１は、図７に示すように、中継口３０となる開口３１ａを有する板状の部材である。また、図５において、中継口形成部材３１と工具ホルダ８との間には、中継口形成部材３１の開口３１ａの後面側を塞ぐ蓋部材３２が設けられている。この蓋部材３２は、図８に示すように、ホルダ部経路２１ｂの基端部となる連通孔３２ａを有する板状の部材である。連通孔３２ａは、取付レール１１に対して工具ホルダ８を取付ける際に、その取付位置に合わせて現場にて開けられる。

このように、図５の刃物台部経路２１ａとホルダ部経路２１ｂとを上記中継口３０を介して連通させれば、刃物台９に対する工具ホルダ８の取付位置を刃物台９の進退方向に変更しても、常に刃物台部経路２１ａとホルダ部経路２１ｂとを連通状態に維持することができる。また、中継口３０を、中継口３０となる開口３１ａを有する板状の中継口形成部材３１と、この中継口形成部材３１の後面側を塞ぐ蓋部材３２とで構成すれば、中継口３０の加工が容易である。蓋部材３２は、ホルダ部経路２１ｂの基端部となる連通孔３２ａが現場にて開けられるため、取付レール１１に対して工具ホルダ８を取付ける際の対応がしやすい。中継口形成部材３１についても、前記流体入口形成部材２８の場合と同様に、中継口３０となる開口３１ａの前記進退方向幅または位置が異なる複数種類のものを準備しておき、任意の中継口形成部材３１に交換すればよい。

図３のエア吐出機構１６は、クーラント吐出機構１５と同じ構造であるので、説明を省略する。図３には、エア吐出機構１６のエア吐出口１４と蓋部材３２Ａとだけが示されている。

このくし刃旋盤は、図１の主軸台４の前後移動と、加工手段６の左右移動とにより、主軸５に支持されたワークＷに対して工具７の送り方向および切り込み方向の移動が与えられて、切削加工が行われる。切削加工時には、流体供給源２０から供給されるクーラントが、供給側配管２６、供給口形成部材２５、刃物台９および工具ホルダ８内の流体経路２１（図５）を通って、流体経路２１の先端のクーラント吐出口１３Ａ，１３Ｂのいずれから、工具７の刃先またはその付近に向けて吐出される。同様に、エア吐出口１４からエアが吐出される。これらクーラントおよびエアの作用により、工具７およびワークＷを冷却し、かつ加工により発生した切粉を円滑に除去する。

図５の供給口形成部材２５の供給口２７は、各流体経路２１の入口２２に対して刃物台９の進退位置によって切り換わって連通可能であって、ワークＷに接触可能な位置にある工具７に対する流体経路２１の入口２２と連通する。また、各流体経路２１の入口２２は前記進退方向に所定の幅を有し、ワークＷに接触可能な工具７が変らない範囲で刃物台９が進退しても供給口３０と連通状態を維持する。このため、上記構成によれば、流体供給源２０から供給されるクーラント、エア等の流体が、供給口形成部材２５の供給口２７から、ワークＷを加工している工具７に対応する流体経路２１に送られ、その流体経路２１の先端の開口である、図３のクーラント吐出口１３Ａ，１３Ｂまたはエア吐出口１４から、工具に向けて吐出される。このように、加工に用いる工具７に対してだけ流体を供給できるので、小さな容量のポンプでも十分な吐出力で流体を吐出させられる。また、バルブやその他の流体経路切換用の部品等が不要であり、簡素な配管構造とすることができる。

この実施形態では、図５の流体経路２１の刃物台部経路２１ａの左右幅が、入口２２の左右幅Ａ１〜Ａ４および中継口３０の左右幅Ｂ１〜Ｂ４よりも極端に狭くなっているが、もっと広くしてもよく、場合によっては入口２２の左右幅や中継口３０の左右幅と同じにしてもよい。つまり、刃物台部経路２１ａの左右幅は、必要な流体の流量を確保でき、刃物台９の剛性を損なわない範囲内で任意に決めることができる。

図９はクーラント吐出機構の異なる構成を示す。このクーラント吐出機構１５Ａは、前記実施形態のようにホルダ部経路２１ｂが工具ホルダ８を貫通して設けられておらず、ホルダ部経路２１ｂの先端が工具ホルダ８の中間部までとされている。そして、そのホルダ部経路２１ｂの先端に向けて、工具ホルダ８の外側面からねじ孔４０が開けられ、このねじ孔４０に金属パイプ等からなる外部配管４１の基端のねじ部４１ａが螺合している。外部配管４１は所定の形状に曲げられて、その先端が工具７の刃先またはその付近を向くクーラント吐出口１３になっている。この構成であれば、外部配管４１の曲げ具合を調整することで、クーラント吐出口１３の向きを任意に変更することができる。
なお、図示は省略するが、刃物台部経路２１ａについても、刃物台９の外部に設けた配管で構成してもよい。

以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

１…ベッド
３…主軸
４…主軸台
６…加工手段
７…工具
８…工具ホルダ
９…刃物台
１１…取付レール
１３，１３Ａ，１３Ｂ…クーラント吐出口
１４…エア吐出口
２０…流体供給源
２１…流体経路
２１ａ…刃物台部経路
２１ｂ…ホルダ部経路
２２…入口
２５…供給口形成部材
２７…供給口
２８…流体入口形成部材
３０…中継口
３１…中継口形成部材
３２…蓋部材

Claims (4)

1. ワークを支持して回転させる主軸と、ベッドに進退自在に設置されて進退方向に複数の工具がそれぞれ工具ホルダを介して並べて取付けられており、前記進退方向の位置によって前記ワークに接触可能な工具が切り換わる刃物台とを備えたくし刃旋盤において、
   前記刃物台および工具ホルダに渡り、前記各工具に対して先端がそれぞれ開口する複数の流体経路を設け、これら各流体経路の入口を、前記刃物台に前記進退方向に並べて設け、
   流体供給源に接続される供給口を有する供給口形成部材を前記ベッドに固定して設け、前記供給口は、前記各流体経路の入口に対して前記刃物台の進退位置によって切り換わって連通可能であって、前記ワークに接触可能な位置にある工具に対して流体を吐出する流体経路の入口と連通する位置に配置され、前記各流体経路の入口は、前記ワークに接触可能な工具が変らない範囲で前記刃物台が進退しても前記供給口と連通状態を維持する前記進退方向の幅を有し、
   前記刃物台に対して交換自在に取付けられた流体入口形成部材に、前記複数の流体経路の各入口を形成したくし刃旋盤。
2. ワークを支持して回転させる主軸と、ベッドに進退自在に設置されて進退方向に複数の工具がそれぞれ工具ホルダを介して並べて取付けられており、前記進退方向の位置によって前記ワークに接触可能な工具が切り換わる刃物台とを備えたくし刃旋盤において、
   前記刃物台および工具ホルダに渡り、前記各工具に対して先端がそれぞれ開口する複数の流体経路を設け、これら各流体経路の入口を、前記刃物台に前記進退方向に並べて設け、
   流体供給源に接続される供給口を有する供給口形成部材を前記ベッドに固定して設け、前記供給口は、前記各流体経路の入口に対して前記刃物台の進退位置によって切り換わって連通可能であって、前記ワークに接触可能な位置にある工具に対して流体を吐出する流体経路の入口と連通する位置に配置され、前記各流体経路の入口は、前記ワークに接触可能な工具が変らない範囲で前記刃物台が進退しても前記供給口と連通状態を維持する前記進退方向の幅を有し、
   前記工具ホルダを前記進退方向に対して取付位置変更可能に取付ける取付レールを前記刃物台に設け、前記流体経路を、前記刃物台に設けられた刃物台部経路と、前記工具ホルダに設けられたホルダ部経路とに分け、前記刃物台に、前記刃物台部経路および前記ホルダ部経路が連通する中継口を前記流体経路毎に設け、前記各中継口は、前記取付レールに対する前記工具ホルダの取付位置を変更しても、前記刃物台部経路および前記ホルダ部経路を連通状態に維持可能なだけの前記進退方向の幅を有するくし刃旋盤。
3. 前記中継口は、前記刃物台に対して交換自在に取り付けられた中継口形成部材に形成されている請求項２記載のくし刃旋盤。
4. ワークを支持して回転させる主軸と、ベッドに進退自在に設置されて進退方向に複数の工具がそれぞれ工具ホルダを介して並べて取付けられており、前記進退方向の位置によって前記ワークに接触可能な工具が切り換わる刃物台とを備えたくし刃旋盤において、
   前記刃物台および工具ホルダに渡り、前記各工具に対して先端がそれぞれ開口する複数の流体経路を設け、これら各流体経路の入口を、前記刃物台に前記進退方向に並べて設け、
   流体供給源に接続される供給口を有する供給口形成部材を前記ベッドに固定して設け、前記供給口は、前記各流体経路の入口に対して前記刃物台の進退位置によって切り換わって連通可能であって、前記ワークに接触可能な位置にある工具に対して流体を吐出する流体経路の入口と連通する位置に配置され、前記各流体経路の入口は、前記ワークに接触可能な工具が変らない範囲で前記刃物台が進退しても前記供給口と連通状態を維持する前記進退方向の幅を有し、
   それぞれが前記流体供給源、流体経路、流体経路の入口、供給口形成部材および供給口を有する第１および第２流体吐出機構を備え、
   前記第１流体吐出機構の流体が前記工具およびワークを冷却するためのクーラントであり、前記第２流体吐出機構の流体が加工により発生した切粉を除去するためのエアであるくし刃旋盤。

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