JP5419596B2 - 回転工具のための流体供給機構 - Google Patents

Description

この発明は、回転工具のための流体供給機構に関し、更に詳細には、切削加工装置の回転軸に取付ける回転工具のボス部の厚みが、外周に歯部を有する台金部の厚みよりも大きいものに対して、ワーク加工時にも適切に潤滑油等の流体を供給可能で、該回転工具の良好な冷却および／または潤滑をなし得る流体供給機構に関するものである。

丸鋸等の回転工具は、丸鋸盤等の回転軸に取付けられて高速で回転されるが、ワーク切削中に摩擦熱により該回転工具の温度が異常上昇し、台金部や歯部が折損したり、歪んだりして寿命が低下する不都合を生ずる。そこでワーク加工中に、回転工具に対して
潤滑油や水等の流体を供給して、潤滑および／または冷却を行うようになっている。しかし回転工具に直接潤滑油等を浴びせて供給すると、潤滑効果や冷却効果は大きくなるが、加工中のワークが油で汚損したり、大量の流体を消費して不経済であったりする。
そこで回転工具が装着される回転軸から、潤滑油等の流体を空気圧下に送って、該回転工具を挟み固定する間座の流体通路を介して流体を該回転工具に供給する技術が実用化されている。これならば、少量の潤滑油等の流体を供給し得るため使用量も少なくてワークの汚損も最低限で済み、しかも潤滑能・冷却能の低下は小さいため大変有効である。

特開２００４−９８１８８号公報

本発明は、特許文献１に示す発明の構成を基本的に有しながら、該文献１では潤滑および冷却効果が充分に得られなかったボス部の肉厚な回転工具に対して、極めて有効な流体供給機構に関するものである。従って、本発明を理解する上で、特許文献１の発明の構成を知ることが有効と考えられるので、以下に図１３〜図２１を参照して、該文献１の発明をボス部の肉厚な回転工具に適用した場合を説明する。なお回転工具としては、丸鋸１０を例示するが、これに限定されるものでないことは勿論である。

図１３は、一般的な丸鋸１０の平面図であって、円板状で全体に等厚の台金１２の中心に、丸鋸装置(図示せず)の回転軸上のスリーブに装着する所要直径の円孔１４が開設されている。この台金１２の外周にはチップが接合された歯部１６が周方向に所要ピッチで設けられている。なお円孔１４に、直径方向に対設されている角形の切欠は、丸鋸１０を回転軸に装着されたスリーブに定位置で固定するキー(何れも図示せず)を挿入するためのキー溝１８である。この丸鋸１０は、図１４の側面図に示す如く、台金１２が等しい厚みになっているので、等厚型台金という。

図１５は、本発明の流体供給機構に使用される丸鋸１０であって、回転軸を挿入するボス部２０の厚みが、その外周に存在する台金１２の厚みよりも大きく設定されている(図１６参照)。このようにボス部２０の厚みが大きいと、ワークの重切削に耐えるので、対象ワークの種類によっては大変有用である。本発明では、これをボス厚型台金の丸鋸(またはボス厚の丸鋸)１０と言う。

次に、図１５に示したボス厚型台金の丸鋸１０を、特許文献１に示す流体供給機構に使用した場合につき、図１７および図１８を参照して説明する。丸鋸装置の回転軸２２には所要長のスリーブ２４が装着され、このスリーブ２４に、前記丸鋸１０が円孔１４を介して装着されている。またスリーブ２４には所要数のリング状間座２６が装着されて、前記丸鋸１０のボス部２０を両側から挟み固定するようになっている。
なお丸鋸１０は、間座２６の厚みに依存した間隔で、スリーブ２４の外周に軸方向へ複数枚取付けられて、所謂ギャングソーを構成するが、一枚の丸鋸１０だけであってもよいことは勿論である。また丸鋸１０と間座２６とスリーブ２４とは、前記丸鋸１０の円孔１４に形成したキー溝１８に所要長の角形キー２８を強制的に挿入することで、何れも周方向の定位置に固定される。

このスリーブ２４と間座２６には、潤滑油や冷却水等の流体を含む空気を圧力下に供給することで、丸鋸１０の回転時に台金１２へ該流体が供給される機構が設けられている。すなわち図２０に示す如く、スリーブ２４の内周には、例えば６０°の中心角で所定間隔離間させて、６条の溝状通路３０が軸方向に形成されている。また該スリーブ２４の外周には、前記溝状通路３０と半径方向に連通する通孔３２が所定間隔で設けられ、この通孔３２は、後述する間座２６の内周面に形成した通路３４に対応的に連通するようになっている。なお、図２０で、スリーブ２４の外周に軸方向に沿い形成した２条の角溝状のキー溝３６は、前記キー２８が挿入されるものである。

図１９に示すように、前記リング状間座２６の内周面には、例えば周方向に中心角６０°の所定間隔で、軸方向へ６条の通路３４(前述)が形成されている。また該間座２６の両側面には、前記夫々の通路３４と連通的に対応する溝部３８が設けられている(図示例では６条)。そして夫々の溝部３８の半径方向の先端は、間座２６の外周面に開放している。なお間座２６の内周面には、直径方向に対向する２つの位置に、前記スリーブ２４のキー溝３６と対応的に合致するキー溝４０が形成してある。

前述した構成に係るスリーブ２４および間座２６を使用して、図１３に示す等厚型台金の丸鋸１０を、図２１のように組み付ける。すなわち丸鋸１０をスリーブ２４に所要枚数だけ装着し、該スリーブ２４のキー溝３６，丸鋸１０のキー溝１８および間座２６のキー溝４０を対応的に整列させて、これらに前記キー２８を強制的に差し込むことで、スリーブ２４，丸鋸１０および間座２６の定位置決めが図られる。また、スリーブ２４の通孔３２と間座２６の通路３４とが対応的に連通する。

そして図２１において、スリーブ２４の一方の軸端から溝状通路３０へ、例えば潤滑油を含む空気を圧送機構(図示せず)を使用して圧送すると、該潤滑油を含む空気は通路３０→スリーブ２４の通孔３２→間座２６の通路３４→該間座２６の溝部３８を介して、丸鋸１０の台金１２へ供給される。このとき丸鋸１０は高速で回転しているので、間座２６の溝部３８から潤滑油は遠心力でミスト状になって台金１２の末端まで拡散的に供給され、これにより丸鋸１０の台金１２は有効に潤滑および冷却がなされる。

前述したように、特許文献１のミスト供給機構によれば、図１３および図１４に示した等厚型台金の丸鋸１０に対しては、非常に有効に潤滑油等の流体供給をなし得る。しかし、図１５および図１６で述べたボス厚型台金の丸鋸１０では、図１８から判明するように、間座２６の溝部３８は台金１２から離間して開放することになる。このため、溝部３８からの潤滑油は、丸鋸１０の台金１２から離れた位置に放出されてしまい、木材等のワーク４２を切削する際に、歯部１６や台金１２への流体供給が効果的に行われないという難点がある。

このため、潤滑油等による台金１２への潤滑および／または冷却を充分な効果があるものとするには、例えば潤滑剤を多く含む高濃度の流体を採用しなければならず、潤滑剤のコスト増大や作業環境を悪化させる等の負の影響が大きくなる欠点があった。

ボス厚型台金の丸鋸を使用する場合に、潤滑剤の配合濃度を高める必要がなく、コストや環境に負の影響を与えることなく、良好な流体供給を行って、丸鋸の潤滑および／または冷却をなし得る流体供給機構を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本発明に係る回転工具のための流体供給機構は、回転軸の外周面上に直接またはスリーブを介して装着される所要数の間座と、該回転軸に前記間座と同様に装着されて該間座により両側を挟み固定される回転工具とからなり、
前記回転軸または前記スリーブに形成した流体供給用の通路に連通する前記間座の流体供給用の通路を、該間座の内周面側から外周方向へ延ばすとともに該通路の終端部を前記間座の半径方向外方に形成し、外部から前記回転軸または前記スリーブに形成した流体供給用の通路を介して流体を圧送し、
前記間座の流体供給用の通路の前記終端部から前記回転工具に該流体を供給して、ワーク加工時における回転工具の冷却および／または潤滑を行うようにした回転工具のための流体供給機構において、
前記間座の流体供給用の通路の半径方向外方における終端部を、該間座の外周縁の手前に位置させ、
前記間座の流体供給用の通路は、前記間座の内部に内周面側から外周方向へ延ばした管状孔に形成された連通孔であり、該連通孔の終端部は前記間座の外周縁の手前に開口していることを特徴とする。
また、前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の別の発明に係る回転工具のための流体供給機構は、回転軸の外周面上に直接またはスリーブを介して装着される所要数の間座と、該回転軸に前記間座と同様に装着されて該間座により両側を挟み固定される回転工具とからなり、
前記回転軸または前記スリーブに形成した流体供給用の通路に連通する前記間座の流体供給用の通路を、該間座の内周面側から外周方向へ延ばすとともに該通路の終端部を前記間座の半径方向外方に形成し、外部から前記回転軸または前記スリーブに形成した流体供給用の通路を介して流体を圧送し、
前記間座の流体供給用の通路の前記終端部から前記回転工具に該流体を供給して、ワーク加工時における回転工具の冷却および／または潤滑を行うようにした回転工具のための流体供給機構において、
前記間座の流体供給用の通路の半径方向外方における終端部を、該間座の外周縁の手前に位置させ、
前記回転工具には、前記間座により両側から挟まれるボス部が該ボス部の半径方向外側に存在する台金の部分より肉厚に設定されていることを特徴とする。
なお、ここで間座とは広義に把握されるべきものであって、回転工具を挟み固定する円盤状部品を広く指称し、回転工具を片面で支持する所謂フランジも含まれる。また、流体とはミストや液滴を混入した気体、あるいは液体そのものを指称する。

ボス厚型台金の丸鋸に対しても、間座を交換するだけで、特許文献１に開示された従来の流体供給機構をそのまま利用することができ、コストや作業環境への負の影響を回避できる。なお、ボス厚型台金の丸鋸は、等厚型台金の丸鋸より歯部付近の剛性は向上するので、歯厚を小さくすることができる。従って切削動力、切削屑、粉塵が低減し、ワークの歩留まり向上が期待できる。

本発明の実施例１に係る流体供給機構の半体横断平面図である。 本発明の実施例１に係る流体供給機構の半体縦断側面図である。 本発明の実施例２に係る流体供給機構の半体横断平面図である。 本発明の実施例２に係る流体供給機構の半体縦断側面図である。 本発明の実施例３に係る流体供給機構の半体横断平面図である。 本発明の実施例３に係る流体供給機構の半体縦断側面図である。 本発明の実施例４に使用する間座の斜視図である。 本発明の実施例４に使用する回転軸の要部の斜視図である。 本発明の実施例４に係る流体供給機構の半体縦断側面図である。 本発明の実施例５に使用する間座の斜視図である。 本発明の実施例５に使用する回転軸の要部の斜視図である。 本発明の実施例５に係る流体供給機構の半体縦断側面図である。 台金が等厚な丸鋸の平面図である。 図１３の丸鋸の縦断側面図である。 ボス厚型の台金を使用した丸鋸の平面図である。 図１５の丸鋸の縦断側面図である。 従来の流体供給機構をボス厚型台金の丸鋸に使用した場合の半体横断平面図である。 図１７の流体供給機構の半体縦断側面図である。 従来の流体供給機構に使用される間座の斜視図である。 従来の流体供給機構に使用されるスリーブの斜視図である。 従来の流体供給機構を等厚型台金の丸鋸に使用した場合の半体縦断側面図である。

次に本発明に係る回転工具のための流体供給機構につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、前述した如く、図１６に示すボス厚型台金を採用した丸鋸１０への使用を前提としている。また流体供給機構の基本的な構成は、図１７〜図２１で説明した通りであるので、対応の部材については既出の符号と同一の符号を付し、本発明に特有の構成についてのみ重点的に述べることにする。

図１は、本発明の実施例１に係る流体供給機構の半体横断平面図であり、図２は、同機構の半体縦断側面図である。本実施例の間座２６の直径は、丸鋸１０のボス部２０の直径よりも僅かに大きく設定してある。そして間座２６の両側面に形成した溝部３８の半径方向における外方の終端部３８ａは、該間座２６の外周縁の手前で、かつ前記丸鋸１０のボス部２０の外径を超える位置に留めるようにしてある。すなわち溝部３８の終端部３８ａは、間座２６の外周部を超えて開放するものではないが、丸鋸１０におけるボス部２０の外部直径を超えて開放している。また溝部３８の終端部３８ａは斜めにカーブさせて、丸鋸１０の両側を前記間座２６で挟み固定した際に、該終端部３８ａを丸鋸１０の台金１２に指向させてある。

このように構成したことで、例えば潤滑油を含む空気が圧送されると、該空気は溝部３８の終端部３８ａにより台金１２に向けて案内され、丸鋸１０の高速回転により潤滑油が有効に台金１２へ供給される。すなわち図１８に関して説明したような流体の有効供給ができない、という欠陥が解消される。

図３は、本発明の実施例２に係る流体供給機構の半体横断平面図であり、図４は、同機構の半体縦断側面図である。本実施例の間座２６の直径は、丸鋸１０のボス部２０の直径と略等しいか、または僅かに小さく設定してある。また、肉厚ボス部２０の外周には、溝部３８の終端部３８ａと対応する位置に半径方向へ入り込む窪み４４を設けている。そして間座２６の両側面に形成した溝部３８の半径方向における外方の終端部３８ａは、該間座２６の外周縁の手前で留めてある。すなわち溝部３８の終端部３８ａは、間座２６の外周部を超えて開放するものではないが、丸鋸１０のボス部２０の外周に設けた前記窪み４４の位置に開放している。また溝部３８の終端部３８ａを斜めにカーブさせて、丸鋸１０の両側を間座２６で挟み固定した際に、該終端部３８ａから放出される流体が丸鋸１０の窪み４４に連なる台金１２に指向するようにしている。これにより、例えば潤滑油を含む空気が圧送されると、溝部３８の終端部３８ａにより台金１２に向けて案内され、丸鋸１０の高速回転により潤滑油が有効に台金１２へ供給される。

図５は、本発明の実施例３に係る流体供給機構の半体横断平面図であり、図６は、同機構の半体縦断側面図である。本実施例では、間座２６と丸鋸１０のボス部２０との大きさの関係および間座２６に形成される溝部３８の形状は、実施例２の場合と同じである。但し、ボス部２０には、実施例２に示した窪み４４は形成されていない。

また、丸鋸１０の台金１２には、ボス部２０の外周より僅かに内方を起点として、半径方向外方へ所要長だけ延びるスリット４６が台金１２を貫通して形成してある。このスリット４６の数は、間座２６に形成される溝部３８の数と一致させてあり、本実施例では６本である。そして間座２６における溝部３８の終端部３８ａは、前記スリット４６の起点(開始端)に対応的に一致させてある。これにより溝部３８を圧送された潤滑油を含む空気は、その終端部３８ａから丸鋸１０のスリット４６に向けて潤滑油が供給され、これにより台金１２の潤滑および／または冷却が効果的に達成される。なお本実施例は、ボス厚型台金の丸鋸１０のみならず、等厚型台金の丸鋸１０にも応用できる。

図７〜図９は、先の実施例１〜３とは異なり、スリーブを必要とすることなく、回転軸２２から間座２６への流体供給がなされる機構に関するものである。図８の回転軸２２は、例えば丸鋸盤に設けられており、この回転軸２２に図示しない流体圧送装置が連結されて、潤滑油等の流体を該回転軸２２へ圧送し得るようになっている。

すなわち回転軸２２の中心には、軸方向に延びる所要径の流体通路５２が形成されている。この流体通路５２は、回転軸２２の一端において閉塞して、所謂ブラインドホールになっている。また流体通路５２の開放端は、前記流体圧送装置に、例えばロータリーシールジョイントを介して連結されるようになっている。また回転軸２２には、前記流体通路５２と半径方向に連通して、該回転軸２２の外周に開口する連通孔５８が開設されている。この場合、回転軸２２の外周には、例えば中心角６０°で軸方向に延在する縦溝５６が６本形成され、夫々の縦溝５６に前記連通孔５８が開口するようになっている。なお、図８において符号５４は、後述する間座２６のキー溝４０とを整合させて丸鋸１０を前記キー２８により位置決め固定するキー溝である。

次に図７に示す間座２６は、図１および図２の実施例１の間座と基本的な構造が共通しているが、この実施例１の間座２６が備える内面に軸方向へ形成した通路３４は有していない。すなわち間座２６の両側面には、例えば周方向に中心角６０°の所定間隔でキー溝３６が形成されている。但し、前記溝部３８の半径方向における外方の終端部３８ａは、該間座２６の外周縁の手前で、かつ前述した丸鋸１０のボス部２０の外径を超える位置に留めるようにしてある。従って、この溝部３８の終端部３８ａの構成は、実施例１の間座２６に示したところと同じである。

前述した回転軸２２に前記間座２６を使用して、ボス厚丸鋸１０を取り付けた状態を図９に示す。すなわち回転軸２２に、間座２６，ボス厚丸鋸１０，間座２６，ボス厚丸鋸１０・・・を順次装着して、これら間座２６により丸鋸１０を両側から挟み固定することで取り付けされる。なお、回転軸２２のキー溝５４，間座２６のキー溝４０および丸鋸１０のキー溝１８を軸方向に整列させて、キー２８を挿し込むことにより、図９に示すように回転軸２２の連通孔５８および間座２６の溝部３８が連通的に整列する。

そして前記回転軸２２の流体通路５２へ流体、例えば潤滑油を流体圧送装置(図示せず)により圧力下に供給すると、該潤滑油は回転軸２２の流体通路５２→連通孔５８→縦溝５６→間座２６の溝部３８を経て、丸鋸１０の台金１２へ供給される。なお、間座２６の溝部３８は、該間座２６で丸鋸１０を挟み固定した際に、該丸鋸１０のボス部２０により塞がれるが、前述の如く、溝部３８の終端部３８ａは前記ボス部２０の外径を超える位置に存在しているから、圧送された潤滑油は前記終端部３８ａから有効に丸鋸１０の台金１２へ供給されるため、該丸鋸１０の潤滑または／および冷却が有効になされるものである。

図１０〜図１２は、実施例４と同じく、スリーブを必要としない流体供給機構に関するものである。本実施例に使用する回転軸２２(図１１)は、実施例４の図８に示す実施例と同じ構成であるので、その説明は省略する。間座２６は、図１０および図１１に示す通りである。

すなわち間座２６は、その内周面に開口して半径方向に延在する第１の連通孔６０ａと、該間座２６の両側面または片側面に開口し、かつ間座内部で前記第１の連通孔６０ａに交差的に連通する第２の連通孔６０ｂとを有している。そして、これら第１の連通孔６０ａおよび第２の連通孔６０ｂにより流体供給通路６０を構成している。なお、第１の連通孔６０ａおよび第２の連通孔６０ｂは、例えば間座２６の周方向に中心角６０°の所定間隔で６本形成される。従って第１の連通孔６０ａおよび第２の連通孔６０ｂからなる流体供給通路６０は、図１２に示すように、間座２６の内部でＴ字形あるいはＬ字形をなしている。

この場合も、間座２６の両側面または片側面に開口する第２の連通孔６０ｂの終端部６０ｃは、該間座２６の外周縁の手前に位置している。また前記終端部６０ｃは、前記ボス厚丸鋸１０のボス部２０の外周縁に臨むか、またはその外周縁を超えた個所に位置していることが好ましい。

このように構成することで、第５実施例において回転軸２２に間座２６および丸鋸１０を順次装着して軸端のナットなどで固定すると、図１２の断面図に示す構成となる。すなわち流体として、例えば潤滑油を回転軸２２の流体通路５２へ圧送すると、潤滑油は連通孔５８→縦溝５６→間座２６の第１連通孔６０ａ→第２連通孔６０ｂを経て、丸鋸１０の台金１２へ供給される。

１０ 丸鋸
１２ 台金
１４ 円孔
１６ 歯部
１８ キー溝
２０ ボス部
２２ 回転軸
２４ スリーブ
２６ 間座
２８ キー
３０ 溝状通路
３２ 通孔
３４ 通路
３６ キー溝
３８ 溝部
３８ａ 終端部
４０ キー溝
４２ ワーク(木材)
４４ 窪み
４６ スリット
５２ 流体通路
５４ キー溝
５６ 縦溝
５８ 連通孔
６０ 流体供給通路
６０ａ 第１連通孔
６０ｂ 第２連通孔
６０ｃ 終端部

Claims (5)

1. 回転軸(22)の外周面上に直接またはスリーブ(24)を介して装着される所要数の間座(26)と、該回転軸に前記間座と同様に装着されて該間座(26)により両側を挟み固定される回転工具(10)とからなり、
   前記回転軸(22)または前記スリーブ(24)に形成した流体供給用の通路(30,32,52,58)に連通する前記間座(26)の流体供給用の通路(60)を、該間座(26)の内周面側から外周方向へ延ばすとともに該通路(60)の終端部を前記間座(26)の半径方向外方に形成し、外部から前記回転軸(22)または前記スリーブ(24)に形成した流体供給用の通路(30,32,52,58)を介して流体を圧送し、
   前記間座(26)の流体供給用の通路(60)の前記終端部から前記回転工具(10)に該流体を供給して、ワーク加工時における回転工具(10)の冷却および／または潤滑を行うようにした回転工具のための流体供給機構において、
   前記間座(26)の流体供給用の通路(60)の半径方向外方における終端部(60c)を、該間座(26)の外周縁の手前に位置させ、
   前記間座(26)の流体供給用の通路(60)は、前記間座(26)の内部に内周面側から外周方向へ延ばした管状孔に形成された連通孔(60)であり、該連通孔(60)の終端部(60c)は前記間座(26)の外周縁の手前に開口している
   ことを特徴とする回転工具のための流体供給機構。
2. 回転軸(22)の外周面上に直接またはスリーブ(24)を介して装着される所要数の間座(26)と、該回転軸に前記間座と同様に装着されて該間座(26)により両側を挟み固定される回転工具(10)とからなり、
   前記回転軸(22)または前記スリーブ(24)に形成した流体供給用の通路(30,32,52,58)に連通する前記間座(26)の流体供給用の通路(38,60)を、該間座(26)の内周面側から外周方向へ延ばすとともに該通路(38,60)の終端部を前記間座(26)の半径方向外方に形成し、外部から前記回転軸(22)または前記スリーブ(24)に形成した流体供給用の通路(30,32,52,58)を介して流体を圧送し、
   前記間座(26)の流体供給用の通路(38,60)の前記終端部から前記回転工具(10)に該流体を供給して、ワーク加工時における回転工具(10)の冷却および／または潤滑を行うようにした回転工具のための流体供給機構において、
   前記間座(26)の流体供給用の通路(38,60)の半径方向外方における終端部(38a,60c)を、該間座(26)の外周縁の手前に位置させ、
   前記回転工具(10)には、前記間座(26)により両側から挟まれるボス部(20)が該ボス部(20)の半径方向外側に存在する台金(12)の部分より肉厚に設定されている
   ことを特徴とする回転工具のための流体供給機構。
3. 前記間座(26)の外部直径は、前記回転工具(10)のボス部(20)の外部直径より大きく設定してあることを特徴とする請求項２記載の回転工具のための流体供給機構。
4. 前記回転工具(10)のボス部(20)の外周には、前記間座(26)の流体供給用の通路(38,60)の終端部(38a,60c)と対応する部位に半径方向内側に向かう切欠き状の窪み(44)が形成されていることを特徴とする請求項２記載の回転工具のための流体供給機構。
5. 前記回転工具(10)の台金(12)には、前記間座(26)の流体供給用の通路(38,60)の終端部(38a,60c)と対応する部位を起点とし外周方向へ延びる所要長のスリット(46)が形成されていることを特徴とする請求項２記載の回転工具のための流体供給機構。

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