JPH03169501A - 数値制御ルータ機などの主軸ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 この発明は、切屑の排出通路を工夫することによって付
帯機構を簡単化した数値制御ルータ機などの主軸ヘッド
装置に関するものである。

（従来の技術） ワークと加工刃物の三次元的な相対運動により、切り抜
き、穴開け、彫刻などの加工を行う加工機械が知られて
おり、木材加工、建材加工分野などでは数値制御ルータ
（ＮＣルータ）と呼称されて広く使用されている。

例えば、実公昭６０−１３６０５号公報の図面第１図に
示されるものは、刃物を備えた複数の主軸ヘッドを横方
向に並設したもので、一般に並列タイプＮＣルータとい
われており、このものは、主軸ヘッドを同時にまたは切
換的に使用して前記の加工を行うものである． この加工機械の主軸ヘッドは、同公報第２図のエアシリ
ンダ（８）によって下降動作するとき、ワーク加工位置
へ設定され、この位置でワークに対して所要の加工を行
うようになっている。そして、このときブラシ（２ｌ）
内で生戒された切屑は、バキューム手段の吸引力によっ
てモータ外周の空気流路（２２〉から垂直の連結パイプ
（２３〉を経て水平の給気ダクト（２４〉に達し、そこ
から外方へ排出されるようになっている。

また、他方ワーク加工位置にない主軸ヘッド、すなわち
、退避位置のものは前記したバキューム手段に連通しな
いように、給気ダクト（２４〉内の弁機構（２５〉で遮
断されている。

また上記の主軸ヘッド装置は、実公平１−３３２９０号
公報によっても公知である。

（発明が解決しようとする課題〉 このように従来の構戒においては、空気流路が垂直方向
に真っすぐとなって切屑の排出性が良くなり、かつ空気
流をモータの周壁部に作用することでその冷却効果を挙
げることができ、また、弁機構によって無駄な箇所から
のバキュームを押えることができるなど、種々のメリッ
トを有している。しかし、垂直方向に長い連結パイプ（
２３）のために流路が長くなり、また、切屑を高所まで
吸い上げることになるために強い吸引力が要り、大容量
のバキューム装置を設置しなければならないという短所
があった。

また、それだけでなく構成部材である連結パイプ、吸引
ダクトなどが主軸ヘッドの上方空間を占有するために装
置全体が大型化し、＠械の外観デザインを悪くする原因
となっていた。また、大型化によりコストアップを招く
という問題点も避け得なかった。

さらに、この種の加工機においては、実公平１３３２９
０号公報の第２図に明示されるように、実作業上の操作
性を考慮して、加工位置の工具（８）の高さを微調整す
る調整手段を備えている。

これは、工具交換をした場合の高さ補正、多数の主軸ヘ
ッドを同時に作動した場合の各工具の高さ補正などに用
いられるものであるが、機械の前面側での操作を要する
ために、空気通路を貫通して回転軸〈１６〉を設け、こ
れにハンドル（１５）を突出して構成しなければならな
い。従って、軸（ｌ６〉が空気通路の妨げになることと
、全体構成が複雑になるという短所がある。

本発明は、上記した従来技術の問題点に着目してなされ
たもので、空気通路の構戒を見直すことによって吸塵作
用、モータの冷却作用が効果的に行われ、かつ、微調整
装置の組込みを簡単化できる数値制御ルータ機などの主
軸ヘッド装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、この発明に係る主軸ヘッ
ド装置は次のように構成したものである．すなわち、こ
の発明の要旨とするところは、スピンドルに加工刃物を
取り付けたモータと、このモー夕の外周を囲繞するケー
シングとによって構成した主軸ヘッドを水平方向に延び
る支持体に並列して配設し、かつ、これら主軸ヘッドに
各別に作動シリンダを関連して、ワーク加工位置と退避
位置に切り換え動作するようにした加工機械において、 上記ケーシングに空気通路を形成し、その一端を加工刃
物の加工位置に向けて開口し、他端を主軸ヘッドの後方
位置に向けて開口し、この他端開口に開閉バルブ機構を
介してバキューム手段を連絡すると共に、上記作動シリ
ンダにおけるピストンロッドの先端部および主軸ヘッド
上端部の何れか一方にねじ部を、何れか他方にねじ部に
螺合するナット部を設け、かつ、上記ねじ部かまたはナ
ット部を回転操作できるようにして、この回転部材に回
転量を視認できる目盛を設けるようにしたことにある。

（作　用〉 主軸ヘッドが退避位置から加工位置へ作動したとき、開
閉バルブ機構を開放すると、空気通路がバキューム手段
に連通ずる。

従って、バキューム手段を駆動すると切削加工の際に生
成された切屑は、ブラシ内からモータ外周部の空気通路
を経て他端開口に至り、そして、そこから外部へ排除さ
れる。

このように空気通路が主軸ヘッドの後方に向けて開口し
ており、この開口に水平方向でバキューム手段が連通し
ているので、切屑の通路において必要以上の立ち上がり
がなく、最短の排出経路を横戒することができる。また
、上記の空気通路を切屑が通過するとき、モータの外周
壁を冷却することができる。

さらに、主軸ヘッドを加工位置から退避位置へ作動した
ときバルブ機構を閉塞すると、バキューム手段と空気通
路が遮断する。このバルブ切換動作によって無駄な箇所
からの吸引を無くすることができ、バキューム手段の負
担を軽減することができる。

また、空気通路を主軸ヘッドの後方に開口することによ
って、主軸ヘッドの上方に空間を設けることができる。

従って、空気通路を邪魔することがなくそこの部分にシ
ンプルに主軸ヘッドの上下微調整手段を構成することが
できる。

（実施例） 以下、この発明に係る主軸ヘッド装置を一実施例につい
て具体的に説明する。

第ｌ図は本発明の集塵装置を備えた数値制御式ルータの
正面図、第２図は測面図をそれぞれ示すもので、１はフ
レーム　２、２はフレーム１の上面部に配設した前後方
向くＸ軸方向〉のガイドレール　３は軸受４、４を介し
て上記のガイドレール２、２に移動自在としたテーブル
本体　上記テーブル本体３は、上方が開口した箱状に構
成するもので、開口平面の上部に全面を覆うようにテー
ブル板５を設ける。上記のテーブル板５にはテーブル本
体内に通じる多数の小孔６・・・を穿設し、またテーブ
ル本体内にはホース７を介して機外のバキューム装置（
図示省略）を連結する．Ｗはテーブル板５上に吸着固定
したワークである。

次に８はネジ式の送り機構９を介してテーブル本体３に
連係したサーボモータ　１０は両側のコラム１１−　１
１によってフレーム１を跨ぐように配設した上部フレー
ム　１２、１２は上部フレームｌ４の前面に配設した左
右方向くＹ軸方向）のガイドレールｌ３はガイドレール
１２、１２に移動自在に係合した移動ベース　上記移動
ベース１３にはネジ式の送り機構１４を介してサーボモ
ータ１５が連結される。

１６は移動ベース１３の前面部にして垂直方向（Ｚ軸方
向）に配設した両側一対のガイドレール　１７はガイド
レール１６に移動自在に係合した支持体で、この支持体
１７は左右方向に延びて構成される。

この支持体１７にはネジ式の送り機１ｉ１８を介してサ
ーボモータ１９が連結される。

上記の支持体１７の前面側には、左右方向のアリ形ガイ
ド２０を設けるもので、このアリ形ガイド２０に多数（
実施例では４基〉の取付ベース２１・・・を並列して取
り付ける。

第３図を参照して更に説明すると、２２・・・は取付ベ
ース２１の前面部に設けた昇降ガイド　Ａはスライド軸
受２３、２３を介して昇降ガイド２２に係合した主軸ヘ
ッドで、この主軸ヘッドＡはスピンドル２４を下向きに
設けたモータ２５と、このモータ２５を囲繞支持（内蔵
）する筒状のケーシング２６によって楕或する。

上記のスピンドル２４の下端にはチャック２７を介して
加工刃物Ｔを取り付ける。また、ケーシング２６の下端
には加工刃物Ｔの外周を覆うようにブラシ２８を収り付
ける。

さらにケーシング２６内には、モータ２５の外周部を包
囲するように空気通路ａを形成するもので、この空気通
路ａの一端は上記したブラシ２８に囲まれた加工刃物Ｔ
に向けて開口ｂし、他端はケーシング２６の外壁を延び
出して突出部２６ａを形成し、主軸ヘッドＢの後方に開
口Ｃさせる。

上記の他端開口Ｃの詳細については後述するが、その端
部は前記支持体ｌ７内において開放する。

次に、２９は取付ベース２１の上端のマウント金具３０
に下向きに配設した昇降作動用の空圧シリンダ３１は空
圧シリンダ２９のピストンロッドで、上下微調整手段Ｂ
を介して主軸ヘッドＡの上端に連結する。　上記の空圧
シリンダ２９は、ピストンロッド３１の収縮作動時に主
軸ヘッドＡを“上端の退避位置に設定し、伸長作動時に
下端の加工位置に設定するように移動操作する。

前記の上下微調整千段Ｂは、第４図のようにピストンロ
ッド３ｌの先端に設けたおねじ部３２、このおねじ部３
２に螺合するナット部３５ａをもち、かつスラストベア
リング３３ａ、３３ｂによって主軸ヘッドＡ測の軸受筒
３４に回転だけ自由に支承した回転体３５、回転体３５
の外周部に取り付けた目盛板３６、目盛板３６に対応し
て軸受筒３４に設けた指標３６ａによって構戒する。　
３２ａはピストンロッド３１に係合した回り止めビンで
ある。

しかして、ピストンロッド３ｌの伸長作動によって主軸
ヘッドＡが加工位置に移動したとき、そのストロークエ
ンドにおいて回転体３５を回転操作することにより、主
軸ヘッドＡの高さ調整を行う。

次に、３７ａ、３７ｂは取付ベース２１の縦孔３８を覆
うように設突出部２６ａと取付ベース２１との間に設け
た蛇腹式のカバー板　３９は支持体１７の前面部を覆う
ように設けた左右スライド式のカバー板　４０は支持体
１７内に形戊した中空室で、前記空気通路ａの他端開口
Ｃがこの内部に挿入されている。

Ｄは他端開口Ｃを開閉ずるバルブｖ１構で、開口Ｃに対
して開放傾向に付勢して取り付けた弁板４１と、この弁
板４１に設けた作動片４２およびこの作動片４２に対応
して設けた支持体側の当接板４３によって構戒する。

上記の当接板４３は、主軸ヘッドＡが退避位置にあると
き作動片４２に当接して弁板４１を回動操作し他端開口
Ｃを閉塞する。（第５図）また、主軸ヘッドＡが加工位
置にあるとき当接を解除して、弁板４ｌを開放する。（
第３図） ４４は中空室４０の一端部に設けた排出口　４５は排出
口４４に連結したダクトホースで、図示省略のバキュー
ム手段に連なるものである。

なお、前記した取付ベース２１・・・には主軸ヘッドＡ
・・・をアリ形ガイド２０の方向で移動し、その間隔を
個々に調整するネジ送り式の調整千段（図示省略）を備
えるものとする。

一実施例に係る主軸ヘッド装置の構成は上記の通りであ
るので、ワークＷの加工時においては、使用する主軸ヘ
ッドＡの空圧シリンダ２９をＮＣ制御によって作動し、
そのピストンロッド３１を伸長動（トする。

この伸長動作によって、該当する主軸ヘッドＡが第３図
のように加工位置へ移動し、残る他の主軸ヘッドＡ・・
・が図面第５図のように退避位置に設定される。

上記の加工位置にある主軸ヘッドＡは、開閉バルブ機ｔ
ｌＩＤの作動によって中空室４０内の他端開口Ｃが開放
するので、バキューム手段が空％通路ａを介して加工位
置に連通ずる。また、退避位置にある主軸ヘッドＡ・・
・は他端開口Ｃが閉塞するので、空気通路ａヘバキュー
ムは作用しない。（第５図）而して、上記の状態でモー
タ２５を駆動して加工刃物ＴによってワークＷを切削加
工すると共に、図示省略のバキューム手段を駆動して中
空室４０を吸引すると、加工位置の主軸ヘッドにおいて
ブラシ２８内で生成する切屑は、一端開口ｂ一空気通路
ａ→他端開口Ｃ一中空室４０と流通し、排出口４４がら
外部へ排除されるものである。また　このときの空気の
流れはモータ２５の周壁部に作用するので、モータ２５
の冷却作用を発揮することができる。このため、発熱に
よるスピンドル２４の回転精度の低下、モータ効率の低
下などを効果的に抑えることができる。

また、上記の切屑排出経路において、他端開口Ｃは主軸
ヘッドＡから後方に向けて設けてあり、中空室４０はこ
れに接続するように水平向きになっているので、立上り
部が短く、効率的かっ、スムーズな切屑の排除が行える
。

さらに、退避位置にある主軸ヘッドＡ・・・においては
、これに対応する他端開口Ｃ・・・が閉じているので、
そこからの無駄な空気の流入がない。従って、バキュー
ム効率の低下がなく強力な集塵を行うことができる。

また、主軸ヘッドＡが下端の加工位置に作動したとき、
目盛板３６を視認しながら回転体３５を回転操作すると
、この回転体３５に螺合するおねじ部３２の作用によっ
て、回転体３５側すなわち、主軸ヘッドＡを上下方向に
微調整することができる。

この操作によって、ワークＷに対する加工刃物Ｔの切込
み位置を微妙に設定することができるので、ＮＣ装置の
パラメータによって工具長を補正するなどの手間が要ら
ず、実作業における利便性を発揮することができる。

なお、上記の一実施例では全ての主軸ヘッドＡ・・・の
背面制に直接開口Ｃを設けたものである。しかし、並列
した場合にあって、両端部の一方または両方のヘッドに
おいては、側方または側方を迂回して後方に開口を設け
ることができる。さらに、他端開口Ｃを内装した中空室
４０は、支持体１７を直接に利用して構成したが、支持
体に付設する形で別体で構成してもよい。

また一実施例では、開閉バルブ機構を開放傾向の弁板と
これに対応する当接片によって構成したが、第６図のよ
うに空圧シリンダ５０のピストンロッド５１に弁板４１
を取り付け、このピスＩ〜ンロッド５１の収縮、伸長動
作によって開口Ｃを開閉操作するようにしてもよい。

さらに、一実施例では汎用の空圧シリンタを用いた結果
、ピストンロッド測におねじ部３２を設け、主軸ヘッド
測にナット部を設けたが、両者の配設関係を逆にしてよ
いことは勿論である。また、実施例においておねじ部側
を回転し、ナット部側を固定して配設することは容易で
ある。

（発明の効果〉 以上のように本発明の主軸ヘッド装置は、ケ−シング内
に設けた空気通路を主軸ヘッドの後方において開口させ
、そして、この開口を開閉バルブ機構を介してバキュー
ム手段に連通し、そこから排除するようにしたので、排
塵経路の立上りがなくなり効率の良い強力な集塵を行う
ことができる。

また、この構成によれば、従来の主軸ヘッド上方の連結
パイプや吸気ダクトを削除することができるので、構成
の大幅簡単化、コストの低減を図ることができる。加え
て、主軸ヘッドの上方に空間部を設けることができるの
で、そこにコンパクトに上下＠調整手段を組み込むこと
ができるという効果を発揮しうる。

なお本発明の集塵装置は、スピンドルが垂直のルータヘ
ッドの外にスピンドルを水平に設けた鉋軸ヘッド、のこ
軸ヘッドなどにおいて例外なく適用することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る木工機械などの集塵装置の一実施
例を示すもので、第１図は正面図　第２図は劇面図　第
３図は主軸ヘッド装置の構成を示す縦断側面図　第４図
は上下微調整手段の構成を拡大して示す縦断側面図　第
５図は開閉バルブ機構の動作説明図　第６図は開閉バル
ブ機構の池の実施例を示す説明図である。 １：フレーム　３：テーブル本体　Ｗ：ワーク１２、１
６：ガイドレール　１３：移動ベース　１７：支持体　
２０；アリ形ガイド　２１：取付ベース　２２：昇降ガ
イド　Ａ：主軸ヘッド　２４：スピンドル２５：モータ
　２６：ケーシング　２６ａ：突出部　下：加工刃物　
２８：ブラシ　ａ：空気通路　ｂ：一端開口　Ｃ：他端
開口　　２９：空圧シリンダ（作動シリンダ）３１：ピ
ストンロット　Ｂ：上下微調整手段　３２：おねじ部　
３５ａ：ナット部３４：軸受筒　３５：回転体　３６：
目盛板　３６ａ：指標　３７ａ、３７ｂ：蛇腹式のカバ
ー板　３８：縦孔４０：中空室　Ｄ：開閉バルブ機構　
４１＝弁板　４２；作動片　４３：当接板　４４：排出
口　４５：ダクトホース　５０：空圧シリンダ　５１：
ピストン口ッド第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スピンドルに加工刃物を取り付けたモータと、このモー
   タの外周を囲繞するケーシングとによつて構成した主軸
   ヘッドを水平方向に延びる支持体に並列して配設し、か
   つ、これら主軸ヘッドに各別に作動シリンダを関連して
   、ワーク加工位置と退避位置に切換動作するようにした
   加工機械において、 上記ケーシングに空気通路を形成し、その一端を加工刃
   物の加工位置に向けて開口し、他端を主軸ヘッドの後方
   位置に向けて開口し、この他端開口に開閉バルブ機構を
   介してバキューム手段を連絡すると共に、上記作動シリ
   ンダにおけるピストンロッドの先端部および主軸ヘッド
   上端部の何れか一方にねじ部を、何れか他方にねじ部に
   螺合するナット部を設け、かつ、上記ねじ部かまたはナ
   ット部を回転操作できるようにして、この回転部材に回
   転量を視認できる目盛を設けるようにした数値制御ルー
   タ機などの主軸ヘッド装置。