JP5734386B2 - カバーを持つ工具交換装置 - Google Patents

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Description

本発明は、工具交換装置に関し、特にタレット内部への異物の侵入を防ぐカバーを持つ工具交換装置に関する。
工作機械の主軸に取り付けられる工具を自動的に交換する工具交換装置が従来から用いられている。この工具交換装置には、作業に必要な複数の工具が予めセットされており、工作機械の主軸に取り付ける工具を、加工状態に応じて指定された工具に自動的に交換するように構成されている。
このような、工具を自動的に交換する自動工具交換装置を備えた工作機械として、特許文献１に開示されているような、工具を把持する複数のグリップを有するタレットを具備するものがある。
特開２０１０−９９７６６号公報
特許文献１に開示されている技術は、複数の工具が装着されたタレットを有し、該タレットを割り出して主軸に装着された工具を交換するため、高速かつ的確に工具の交換を行うことができる。しかしながら、タレットにおいて、タレット前面側とタレットベースとの間は単に間を開けて結合しているのみであるため、加工中に発生する切粉や切削液が、タレットの内部に侵入するおそれがあった。
ワークを加工する際に、切粉や切削液がタレットの内部に侵入することを防止するため、タレットにカバーを設けることがある。図１１は、従来技術のカバーを持つ工作機械の概略側面図であり、１は工作機械、２は自動工具交換装置である。自動工具交換装置２は、主軸３と、主軸３を駆動する主軸モータ５を備えており、主軸３の先端部に工具４が取り付けられている。また、主軸３にはＺ軸ボールネジ１０を介してＺ軸モータ１１が接続されており、Ｚ軸モータ１１により主軸３は上下に駆動可能とされている。さらに、工具４を交換するための部材としてタレット６を具備している。
タレット６は、タレット６の内部の図示しない構造部に影響を及ぼさないように、正面カバー６１と背面カバー６２を設けており、正面カバー６１は、タレット６の正面からの切粉や切削液の侵入を防ぐ役割を果たしており、背面カバー６２は、背面からの切粉や切削液の侵入を防ぐ役割を果たしている。
ここで、背面カバー６２の形状によっては、その円筒状部６４の上側（部位Ａ）に切粉や切削液がたまりやすくなってしまうことがある。そして、工具４の交換をする際には、Ｚ軸モータ１１によって主軸３を上下に駆動することになるが、その際に主軸３にはカム７が設けられているため、主軸３を上下に移動する際に、カム７に従うカムフォロア８によりタレット６は揺動動作が行われ、この揺動動作の際に、背面カバー６２の円筒状部６４の上側（部位Ａ）にたまった切粉や切削液が、経路Ｂとして示されたように、正面カバー６１と背面カバー６２との間の隙間６５からタレット６の内部に侵入してしまい、タレット６の内部の構造部に悪影響を及ぼすおそれがある。
そこで本発明は、工作機械の工具交換装置において、タレット内部への切粉や切削液の侵入を防ぐカバーを持つ工具交換装置を提供することを目的とする。
本願の請求項１に係る発明では、工具を保持するためのグリップが複数設けられたタレットを備え、前記タレットを旋回させて、所望の工具を割り出して工作機械の主軸に装着された工具の交換を行う工作機械の工具交換装置であって、前記タレットの前記工作機械の主軸と対向しない側の面を覆う主軸反対側カバーと、前記タレットの前記工作機械の主軸と対向する側の面を覆う主軸側カバーと、を備え、工具非交換時の位置において、前記主軸反対側カバーと前記主軸側カバーは、隙間を空けて、前記主軸側カバーの上端部が前記主軸反対側カバーの上端部よりも高い位置となるように構成されており、前記工具非交換時の位置において、前記主軸側カバーの前記上端部側の上面部に、切削液や切粉を前記隙間に向かう方向とは異なる方向に導く流路を形成する凹部を有することを特徴とする工具交換装置が提供される。
請求項１に係る発明では、ワークを加工する際に発生する切粉や、加工時に用いる切削液が、凹部に沿って落下するため、正面カバーと背面カバーとの間の隙間からタレットの内部に侵入することを防止することが可能となる。
本願の請求項２に係る発明では、前記凹部は、半円型凹部、Ｕ型凹部、Ｖ型凹部、台形型凹部のいずれかの形状を有することを特徴とする請求項１に記載の工具交換装置が提供される。
本発明により、工作機械の工具交換装置において、タレット内部への切粉や切削液の侵入を防ぐカバーを持つ工具交換装置を提供することができる。
第１の実施形態のカバーを持つ工作機械の概略側面図である。 第１の実施形態における凹部を設けるカバーの概略斜視図である。 第１の実施形態の変形例のカバーを持つ工作機械の概略側面図である。 第１の実施形態の変形例のカバーを持つ工作機械の概略側面図である。 第１の実施形態の変形例のカバーを持つ工作機械の概略側面図である。 第１の実施形態の変形例のカバーを持つ工作機械の概略側面図である。 第２の実施形態のカバーを持つ工作機械の概略側面図である。 第２の実施形態の変形例のカバーを持つ工作機械の概略側面図である。 第２の実施形態の変形例のカバーを持つ工作機械の概略側面図である。 第２の実施形態の変形例のカバーを持つ工作機械の概略側面図である。 従来技術のカバーを持つ工作機械の概略側面図である。
（第１の実施形態）
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の工作機械の概略側面図である。図１１に示された従来技術との相違点は、背面カバー６２の上面部に、半円型凹部６６を設けた点である。これにより、ワークを加工する際に発生する切粉や、ワークを加工する際に用いる切削液は、図２において矢印Ｃ、Ｄに示されているように、正面カバー６１に対して左右方向に誘導され、正面カバー６１と背面カバー６２との間に形成された隙間６５からタレット６の内部に侵入することを防止することができる。
また、工具４を交換する際に、Ｚ軸モータ１１により主軸３は上下に動くように駆動されている。その際に、主軸３にカム７を設けているため、主軸３を上下移動する際に、カム７に従うカムフォロア８により、タレット６は揺動動作が行われる。この揺動動作により、背面カバー６２の円筒状部６４の上側に堆積した切粉は、半円型凹部６６に沿ってタレット６の外部に落とされる。また、背面カバー６２の円筒状部６４の上側に溜まった切削液もタレット６の内部に侵入せず、半円型凹部６６に沿ってタレット６の外部に落とされる。これにより、タレット６の内部に切粉や切削液が侵入せず、タレット６内部の図示しない構造部へ影響を与えることを防止できる。
図３は、本実施形態の変形例を示した図である。本変形例の、本実施形態との相違点は、背面カバー６２に設けた凹部の形状を、Ｕ型凹部６７とした点である。本変形例においても、凹部の機能は本実施形態と同様であり、ワークを加工する際に発生する切粉や、ワークを加工する際に用いる切削液は、図２において矢印Ｃ、Ｄに示されているように、正面カバー６１に対して左右方向に誘導され、正面カバー６１と背面カバー６２との間に形成された隙間６５からタレット６の内部に侵入することを防止することができる。
図４は、本実施形態の変形例を示した図である。本変形例の、本実施形態との相違点は、背面カバー６２に設けた凹部の形状を、Ｖ型凹部６８とした点である。本変形例においても、凹部の機能は本実施形態と同様であり、ワークを加工する際に発生する切粉や、ワークを加工する際に用いる切削液は、図２において矢印Ｃ、Ｄに示されているように、正面カバー６１に対して左右方向に誘導され、正面カバー６１と背面カバー６２との間に形成された隙間６５からタレット６の内部に侵入することを防止することができる。
図５は、本実施形態の変形例を示した図である。本変形例の、本実施形態との相違点は、背面カバー６２に設けた凹部の形状を、台形型凹部６９とした点である。本変形例においても、凹部の機能は本実施形態と同様であり、ワークを加工する際に発生する切粉や、ワークを加工する際に用いる切削液は、図２において矢印Ｃ、Ｄに示されているように、正面カバー６１に対して左右方向に誘導され、正面カバー６１と背面カバー６２との間に形成された隙間６５からタレット６の内部に侵入することを防止することができる。
本実施形態及び変形例においては、背面カバー６２に設ける凹部として、半円型凹部、Ｕ型凹部、Ｖ型凹部、台形型凹部としているが、ワークを加工する際に発生する切粉や、ワークを加工する際に用いる切削液を左右方向に誘導できる形状であれば、その他の形状の凹部であってもよい。また、本実施形態及び変形例においては、背面カバー６２の上面部付近のみに凹部を設けるようにしているが、これに限定されるものではなく、背面カバー６２の全周に設けるようにすることもできる。また、背面カバー６２に凹部を設けることに代えて、図６に示されたように、正面カバー６１と背面カバー６２の双方に凹部を設けるようにすることもできる。
（第２の実施形態）
図２は、本実施形態の工作機械の概略側面図である。本実施形態においては、凹部を設けることに代えて、凸部を設けるようにした点が第１の実施形態と異なっている。本実施形態においては、背面カバー６２の上側の外周において、三角型凸部７０を設けている。これにより、ワークを加工する際に発生する切粉や、ワークを加工する際に用いる切削液は、図２において矢印Ｃ、Ｄに示されているように、正面カバー６１に対して左右方向に誘導され、正面カバー６１と背面カバー６２との間に形成された隙間６５からタレット６の内部に侵入することを防止することができる。
また、工具４を交換する際に、Ｚ軸モータ１１により主軸３は上下に動くように駆動されている。その際に、主軸３にカム７を設けているため、主軸３を上下移動する際に、カム７に従うカムフォロア８により、タレット６は揺動動作が行われる。この揺動動作により、背面カバー６２の円筒状部６４の上側に堆積した切粉は、三角型凸部７０に沿ってタレット６の外部に落とされる。また、背面カバー６２の円筒状部６４の上側に溜まった切削液もタレット６の内部に侵入せず、三角型凸部７０に沿ってタレット６の外部に落とされる。これにより、タレット６の内部に切粉や切削液が侵入せず、タレット６内部の図示しない構造部へ影響を与えることを防止できる。
図８は、本実施形態の変形例を示した図である。本変形例の、本実施形態との相違点は、背面カバー６２に設けた凸部の形状を、台形型凸部７１とした点である。本変形例においても、凸部の機能は本実施形態と同様であり、ワークを加工する際に発生する切粉や、ワークを加工する際に用いる切削液は、図２において矢印Ｃ、Ｄに示されているように、正面カバー６１に対して左右方向に誘導され、正面カバー６１と背面カバー６２との間に形成された隙間６５からタレット６の内部に侵入することを防止することができる。
本実施形態及び変形例においては、背面カバー６２に設ける凸部として、三角型凸部、台形型凸部としているが、ワークを加工する際に発生する切粉や、ワークを加工する際に用いる切削液を左右方向に誘導できる形状であれば、その他の形状の凸部であってもよい。また、本実施形態及び変形例においては、背面カバー６２の上面部付近のみに凸部を設けるようにしているが、これに限定されるものではなく、図９に示されたように背面カバー６２の全周に設けるようにすることもできる。また、背面カバー６２に凸部を設けることに代えて、図１０に示されたように、正面カバー６１に凸部を設けるようにすることもできるし、正面カバー６１と背面カバー６２の双方に凸部を設けるようにすることもできる。さらに、正面カバー６１と背面カバー６２のいずれか一方に凹部を設け、他方に凸部を設けるようにすることもできる。
１ 工作機械
２ 自動工具交換装置
３ 主軸
４ 工具
５ 主軸モータ
６ タレット
６１ 正面カバー
６２ 背面カバー
６３ 工具交換位置
６４ （背面カバーの）円筒状部
６５ 隙間
６６ （背面カバーの）半円型凹部
６７ （背面カバーの）Ｕ型凹部
６８ （背面カバーの）Ｖ型凹部
６９ （背面カバーの）台形型凹部
７０ （背面カバーの）三角型凸部
７１ （背面カバーの）台形型凸部
７２ （正面カバーの）Ｖ型凹部
７３ 流路
７４ （正面カバーの）三角型凸部
７５ （背面カバーの）三角型凸部
７ カム
８ カムフォロア
９ タレットアーム
１０ Ｚ軸ボールネジ
１１ Ｚ軸モータ

Claims (2)

  1. 工具を保持するためのグリップが複数設けられたタレットを備え、
    前記タレットを旋回させて、所望の工具を割り出して工作機械の主軸に装着された工具の交換を行う工作機械の工具交換装置であって、
    前記タレットの前記工作機械の主軸と対向しない側の面を覆う主軸反対側カバーと、
    前記タレットの前記工作機械の主軸と対向する側の面を覆う主軸側カバーと、を備え、
    工具非交換時の位置において、前記主軸反対側カバーと前記主軸側カバーは、隙間を空けて、前記主軸側カバーの上端部が前記主軸反対側カバーの上端部よりも高い位置となるように構成されており、
    前記工具非交換時の位置において、前記主軸側カバーの前記上端部側の上面部に、切削液や切粉を前記隙間に向かう方向とは異なる方向に導く流路を形成する凹部を有することを特徴とする工具交換装置。
  2. 前記凹部は、半円型凹部、Ｕ型凹部、Ｖ型凹部、台形型凹部のいずれかの形状を有することを特徴とする請求項１に記載の工具交換装置。
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