JPH08197371A - 工作機械の切粉気流除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドリルなどの刃具を案内保持具で案内して行
う加工において生成される切粉を強大な空気流で特定の
場所へ積極的かつ連続的に除去することを可能とする。 【構成】 主軸４に装着されたドリルの如き刃具１１に
密状に外嵌されてその回転変位及び摺動変位を許容した
状態で同刃具１１の半径方向位置を一定となすように案
内するものとなされた案内保持具１２に同刃具の適当長
さ周面を包囲するものとした遮蔽空間室１４を形成する
と共に該空間室にはこれの内方の空気を吸引するための
空気吸引管１６を接続し、一方では刃具内の軸方向部位
に通気孔１１ａを穿設し、その一端は刃具先端に開口さ
せると共に他端は適宜な通気路８ａなどを介して外部の
圧縮空気供給管と接続させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、刃具の半径方向位置を
安定させるための案内保持具を用いた加工中に生成され
る切粉を空気流を利用して特定箇所へ連続的に排除する
ことのできる工作機械の切粉気流除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械加工において刃具により生成される
切粉を、その生成後、直ちに空気流により連続的に他所
へ除去するものとした工作機械の切粉吸引除去装置は存
在している（実開平２−１０４９１５号公報又は実開平
３−１１７５１８号公報参照）。

【０００３】一方、工作機械において主軸に装着された
ドリルなどの刃具が長いとワークの位置が一定位置に定
まり難く正確な加工を施すことができない。このため従
来では図６に示すように刃具１１の位置を安定させるべ
く、刃具周面を主軸ヘッド或いはワーク固定台に支持部
材１３を介して装着された案内保持具１２により、刃具
軸方向への摺動変位自在かつ同軸廻りへの回転変位自在
に案内するようにしている。

【０００４】同図中、２は主軸支持部材、３ａ及び３ｂ
は軸受、４は主軸、７は刃具ホルダ、１０は固定ネジ、
１２はチャック、ｗはワークである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したドリルなどの
刃具の周面を案内するための案内保持具を使用した加工
では、案内保持具が存在するため従来の切粉吸引除去装
置を装設することが困難であり、また刃具がワークの比
較的深い箇所を穿孔するため、同除去装置ではその吸引
力が不足して切粉を円滑に除去することができないので
ある。

【０００６】本出願人はこれに対処するための切粉除去
装置（実願平５−７６６８３号）を提案しており、これ
によって案内保持具を使用した加工中の切粉であっても
連続的に除去し得るものとなっている。

【０００７】本発明は上記提案品をさらに改良するもの
であって、切粉の除去能力がさらに増大されるものとし
た切粉気流除去装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明においては、主軸に装着されたドリルの如き刃具
に密状に外嵌されてその回転変位及び摺動変位を許容し
た状態で同刃具の半径方向位置を一定となすように案内
するものとなされた案内保持具に、同刃具の適当長さ周
囲を包囲するものとした遮蔽空間室を形成すると共に、
該空間室にはこれの内方の空気を吸引するための空気吸
引管を接続し、一方では刃具内の軸方向部位に通気孔を
穿設し、その一端は刃具先端に開口させると共に、他端
は適宜な通気路を介して外部の圧縮空気供給管と接続さ
せるようになす。

【０００９】このさい、刃具などの潤滑のため、前記通
気孔へ供給される圧縮空気に霧状の潤滑剤を混在させる
ための潤滑剤供給装置を設ける。

【００１０】また遮蔽空間室内へ適当量の大気を流入さ
せるための空気流入路を形成するのがよい。

【００１１】さらに案内保持具の刃具との接触部分は交
換可能な別部材で形成するのがよい。

【００１２】

【作用】ワークの加工中、空気吸引管は遮蔽空間室内の
空気を吸引する。また、圧縮空気供給管は圧縮空気を通
気孔へ供給し、潤滑剤供給装置は刃具先端から噴出され
る前の圧縮空気に霧状の潤滑剤を混在させる。

【００１３】通気孔内の圧縮空気は自身の正圧と、空気
吸引管内の負圧との関連で刃具先端から極めて大きな速
度で噴出し急激に膨張した後、遮蔽空間室へ向かうもの
となる。かくして形成された強大な空気流はワークの深
い箇所で生成される切粉を連続的にしかも確実かつ迅速
に遮蔽空間室内へ搬送し、続いて空気吸引管を通じて他
所へ排出する。

【００１４】圧縮空気に混在した潤滑剤はワークの深い
箇所に達した刃具摩擦部分全体に均等に供給され、刃具
を効果的に潤滑するものとなる。

【００１５】空気流入路は遮蔽空間室内に流入する空気
量が不足しない程度に適当量の大気を同室内へ流入させ
るものとなり、したがって、たとえ刃具先端から遮蔽空
間室内へ向かう空気が不足しても遮蔽空間室内から空気
吸引管へ向かう最低限の空気流は確保され、遮蔽空間室
内の切粉は外方へ排出される。

【００１６】

【実施例】以下、図１〜図５を参照して第一〜第三の実
施例を説明するが、各図において実質的に同一となる部
位には同一符号を付すものとする。

【００１７】図１は本発明の第一実施例に係る工作機械
の加工ヘッドの周辺を示す断面視説明図である。

【００１８】図において、１は工作機械の加工ヘッドで
あり、主軸支持部材２には軸受３ａ、３ｂなどを介して
主軸４を回転駆動可能に支持させてある。このさい、主
軸４は加工ヘッド１の移動と同体的にその軸方向へ移動
されるものとなす。５はシールリングパッキン、６はス
ペーサリングである。

【００１９】主軸４は、先端に大径部４ａを形成すると
共にその中心箇所に刃具ホルダ７の嵌挿される挿入穴８
及び、この挿入穴８と連通された通気路８ａを設け、同
周壁部先端寄りの二箇所には刃具ホルダ７を締結するた
めの固定ネジ１０の螺合されるネジ孔を設けたものとな
してある。

【００２０】刃具ホルダ７は挿入穴８に挿入されるシャ
ンク７ａと、ドリルなどの刃具１１を把握させるための
チャック１２を具備したものとなしてある。そしてシャ
ンク７ａは、先端に主軸４の先端面と当接される鍔部ｋ
を設けると共に、周面部に前記固定ネジ１０の先端と係
合される主軸方向の溝ｍを設けるほか刃具１１の基端部
の挿入される刃具挿入穴ｇを設け、さらに刃具挿入穴ｇ
に連続して同穴よりも小径の空気通路ｐを設け、この通
路ｐの上端をシャンク７ａの背後の空間ｓに開口させた
ものとなしてある。

【００２１】ドリルなどの刃具１１はこれの軸方向箇所
に通気孔１１ａを設け、その一端を刃具先端に開口さ
せ、他端を刃具１１の基端で前記空気通路ｐと連通され
る位置に開口させたものとなしてある。図示のように刃
具１１がドリルであるときは、通気孔１１ａはドリルの
螺旋形状に沿わせた二つの孔となすのがよい。

【００２２】一方、１２は図示しないワーク固定台の近
傍に支持部材１３を介して固定された案内保持具で、こ
れの上部には刃具１１の一定長さ周面を包囲するものと
なした遮蔽空間室１４が形成してある。

【００２３】案内保持具１２にはドリルなどの刃具１１
の周面に密状に外嵌され同周面をその軸方向への摺動変
位自在かつ同軸廻りへの回転変位自在に案内するものと
した案内用透孔１２ａが設けてあり、このさいワークｗ
と当接される先端面に空気流入路としての半径方向の切
欠１２ｂを形成し、ワークｗの加工中、大気側と案内用
透孔１２ａ内及び遮蔽空間室１４内とが連通するように
なす。

【００２４】遮蔽空間室１４は、室壁１４ａに開口ｐ１
を設けると共にこの開口ｐ１にジョイント１５を介して
遮蔽空間室１４内の空気を吸引するための空気吸引管１
６を接続したものとなしてある。

【００２５】１７は圧縮空気供給源であり、これから延
出された圧縮空気供給管１８は適宜な回転継手通路など
を介して主軸４の通気路８ａと接続させてある。

【００２６】１９は通気孔１１ａ内の圧縮空気を霧状の
潤滑剤の混在された状態となすための潤滑剤供給装置
で、図示例では圧縮空気供給管１８内を流れる圧縮空気
に霧状の潤滑剤を供給するものとなしてある。

【００２７】次に上記した本実施例装置の使用例及びそ
の作動を説明すると、ワークｗを図示しないワーク固定
台に固定して案内保持具１２の先端面をワークｗ表面に
当接させると共に、空気吸引管１６を通じて遮蔽空間室
１４内の空気を別途に用意した空気吸引装置により吸引
させる。一方では圧縮空気供給管１８から通気路８ａな
どを経て通気孔１１ａ内へ圧縮空気を供給して刃具１１
の先端から圧縮空気の噴出される状態となし、また潤滑
剤供給装置１９を作動させて圧縮空気に霧状の潤滑剤を
混在させる。

【００２８】この後、ワークｗから離れた位置に退避し
た状態の加工ヘッド１の主軸３を回転させると共に、加
工ヘッド１を移動させることにより、刃具１１先端を案
内用透孔１２ａに案内させた状態でワークｗへ近接させ
る。

【００２９】加工ヘッド１の移動量が一定値以上になる
と、刃具１１はワークｗを切削し始め、切粉が生成され
る。このさい、通気孔１１ａ内の圧縮空気の正圧と、空
気吸引管１６内の負圧との関連で、刃具１１の軸方向溝
内には刃具先端から遮蔽空間室１４へ向かう強大な空気
流が形成される。このため、切粉はこの空気流に乗って
遮蔽空間室１４内に達し、続いて空気吸引管１６を通じ
て他所へ排出される。また圧縮空気中の潤滑剤は刃具１
１とワークｗとの摩擦部分を潤滑するものとなる。

【００３０】加工が進み、刃具先端がワークｗの深い箇
所に達した状態となったときは、刃具先端で生成される
切粉は排出し難くなるが、前記した強大な空気流が切粉
を確実かつ迅速に遮蔽空間室１４内へ搬送するものとな
り、また刃具１１はワークｗとの摩擦力が大となって発
熱しようとするが、強大な空気流の存在や、圧縮空気が
通気孔１１ａから急激に噴出して膨張することにより刃
具１１、切粉及びワークｗなどは効果的に冷却されると
共に、霧状の潤滑剤が刃具１１の摩擦部分全体に均等に
供給されて効果的な潤滑を行うため、刃具１１やワーク
ｗは過度に温度上昇するものとならない。

【００３１】加工条件によって刃具先端から遮蔽空間室
１４へ向かう空気量が不足することがあるが、このよう
な場合は遮蔽空間室１４内の負圧により空気流入路１２
ｂから流入するものとなる大気がその不足量を補って必
要な空気流を生じさせ、空気吸引管１６を通じての切粉
の円滑な排出を維持するものとなる。

【００３２】次に本発明の第二実施例を説明すると、図
２は同実施例に斯かる工作機械の加工ヘッド周辺を示す
断面視説明図、図３は同実施例の加工ヘッド周辺を案内
保持具の下方よりも見た図である。

【００３３】加工ヘッド１は多軸形となされており、各
主軸４に関連する構成は先の実施例と同様なものとなし
てある。

【００３４】案内保持具１２は複数の主軸４の各々に装
着されたドリルなどの刃具１１の周面に密状に外嵌され
て同刃具１１を案内するものとなる案内部材１２Ａと、
これら案内部材１２Ａに関連して設けられた一つの遮蔽
空間室１４からなる。

【００３５】このさい、各案内部材１２Ａは円筒部１２
Ａ″と鍔部１２Ａ′を具備したものとなす共に鍔部１２
Ａ′を介して遮蔽空間室１４の周壁にボルトなどで固定
させる。そして円筒部１２Ａ″の案内用透孔１２ａは刃
具１１をその軸方向への摺動変位自在かつ同軸廻りへの
回転変位自在に挿通されるものとなし、またこの円筒部
１２Ａ″の先側部分は刃具１１の全周囲を包囲してこれ
の主たる案内部となし、この案内部の上方となる円筒部
周壁にはその一部を切除して開口ｍを形成する。

【００３６】遮蔽空間室１４は各案内部材１２Ａの開口
ｍの全てをボックス形の周壁１４ａで包囲したものとな
し且つ内方の空気を吸引するための空気吸引管１６の接
続される接続口ｐ２を設けたものとなしてある。

【００３７】本実施例では接続口ｐ２が一つであるの
で、前記開口ｍは全てこの接続口ｐ２へ向けてある。こ
の接続口ｐ２は複数設けることもできるのであり、この
場合には各開口ｍの向きは適当に決定される。

【００３８】ワーク固定台２０はワークｗの位置される
凹み２０ａを有すると共にワークｗを締結するための締
結ボルト２１を装着したものとなしてあり、上記した案
内保持具１２はこの台２０の上面に遮蔽空間室１４の張
出部位１４ｂを介して固定してある。

【００３９】本実施例装置によりワークｗを加工するさ
いは、加工ヘッド１を移動させて複数の主軸４を同体的
にワークｗへ向けて移動させ、複数の案内部材１２Ａに
同時に全ての刃具１１を案内させるようになし、また遮
蔽空間室１４内の空気を接続口ｐ２から空気吸引管１６
を通じて吸引させる。

【００４０】一方では圧縮空気供給源１７から圧縮空気
が圧縮空気供給管１８、通気路８ａ及び空気通路ｐを通
じて通気孔１１ａへ供給され、この後、案内用透孔１２
ａ及び開口ｍを経て遮蔽空間室１４内に流入するものと
なり、先の実施例の場合と同様に強大な空気流が形成さ
れる。

【００４１】ワークｗの加工中に各刃具１１で生成され
た切粉はこの強大な空気流により遮蔽空間室１４内に導
かれ、続いて空気吸引管１６を通じて他所へ除去され
る。

【００４２】次に本発明の第三実施例を説明すると、図
４は同実施例に斯かる工作機械の加工ヘッド周辺を示す
断面視説明図、図５は刃具を示す図である。

【００４３】主軸１４には刃具ホルダ７′を介して刃具
１１の一種である公知のガンドリルが固定してある。

【００４４】ガンドリル１１はシャンクｄ２の周面にＶ
形溝ｄ３が設けられると共に先端にチップｄ１が設けら
れ、また中心部には基端から先端に達した透孔ｄ４が設
けられたものとなされており、このさい透孔ｄ４は一般
には通油孔として使用されるのであるが、本実施例では
通気孔１１ａとして使用するものとする。

【００４５】案内保持具１２の案内部材１２Ａは遮蔽空
間室１４の前壁のみに固定してあり、同室１４の後壁に
は刃具１１の挿通される透孔１４ｃが設けてある。

【００４６】２２は前記透孔１４ｃより大きな直径とな
されたシーリングディスクで刃具周面上に摺動変位自在
に外嵌されている。

【００４７】ワーク固定台２０はワークｗを、その加工
面が案内部材１２Ａの前端面に接するように固定される
ものとなしてある。

【００４８】加工中、ガンドリル１１が回転され、チッ
プｄ１で切粉を生成するものとなり、一方では圧縮空気
が透孔ｄ４を通じてガンドリル先端から噴出されると共
に遮蔽空間室１４へ流入した空気が空気吸引管１６から
外方へ排出されるため、他の実施例と同様にガンドリル
先端からＶ形溝ｄ３を通じて遮蔽空間室１４内へ向かう
強大な空気流が形成される。この空気流はチップｄ１で
生成された切粉を遮蔽空間室１４内へ確実かつ迅速に搬
送し、続いて空気吸引管１６を通じて他所へ排出するも
のとなる。

【００４９】このさいシーリングディスク２１は遮蔽空
間室１４内の空気が透孔２２を通じて外方へ漏れ出るの
を阻止する。

【００５０】圧縮空気に混在された霧状の潤滑剤はガン
ドリル１１の摩擦部分の全体へ均等に供給され、効果的
に潤滑するものとなる。

【００５１】この切粉の除去処理において上述してない
点については先の実施例と同様に行われる。

【００５２】上記した第一〜第三の各実施例において加
工ヘッド１を移動させる代わりに、ワーク固定台２０と
共にワークを移動させてもよいのであり、また案内保持
具１２は加工ヘッド１を介して支持するものとなしても
よい。

【００５３】

【発明の効果】以上の如く構成した本発明によれば、刃
具を案内保持具で案内して行う加工において生成される
切粉を、負圧のみならず圧縮空気の正圧をも利用した強
大な空気流により積極的かつ連続的にワークから除去し
て特定の場所へ集めることを可能となすものである。

【００５４】したがってワークの深い箇所で生成される
切粉であってもこれを実願平５−７６６８３号のものよ
りもさらに確実かつ迅速に排除することができ、また圧
縮空気が加工中の刃具などを効果的に冷却すると共に切
粉がワークから直ちに除去されるため刃具やワークの熱
歪が防止されて加工精度が向上すると共にワーク加工面
の切粉による損傷が防止されるものとなる。

【００５５】請求項２に記載したものによれば、刃具や
ワークの摩擦部分へ、空気流を損なうことなく潤滑剤を
均等に供給でき、効果的な潤滑が行えるものとなる。

【００５６】請求項３に記載したものによれば、刃具の
先端から遮蔽空間室内へ流入する空気が不足したとき、
空気流入路から遮蔽空間室内へ大気が流入してその不足
を補い必要な空気流を維持させるものとなる。

【００５７】請求項４に記載したものによれば、刃具周
面との接触部分のみを異なる材質となすことができ、ま
た同接触部分の摩耗に対しその部分のみの取り替えが可
能となって安価に対処し得るものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る工作機械の加工ヘッ
ドの周辺を示す断面視説明図である。

【図２】本発明の第二実施例に係る工作機械の加工ヘッ
ドの周辺を示す断面視説明図である。

【図３】同実施例の加工ヘッドの周辺を案内保持具の下
方から見た図である。

【図４】本発明の第三実施例に係る工作機械の加工ヘッ
ドの周辺を示す断面視説明図である。

【図５】同実施例に係る刃具の説明図である。

【図６】従来例を示す図である。

【符号の説明】

４ 主軸 １１ 刃具 １１ａ 通気孔 ８ａ 通気路 １２ 案内保持具 １２ｂ 空気流入路 １４ 遮蔽空間室 １６ 空気吸引管 １９ 潤滑剤供給装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸に装着されたドリルの如き刃具に密
   状に外嵌されてその回転変位及び摺動変位を許容した状
   態で同刃具の半径方向位置を一定になすように案内する
   ものとなされた案内保持具に、同刃具の適当長さ周囲を
   包囲するものとした遮蔽空間室を形成すると共に、該空
   間室にはこれの内方の空気を吸引するための空気吸引管
   を接続し、一方では刃具内の軸方向部位に通気孔を穿設
   し、その一端は刃具先端に開口させると共に、他端は適
   宜な通気路を介して外部の圧縮空気供給管と接続させた
   ことを特徴とする工作機械の切粉気流除去装置。
2. 【請求項２】 通気孔に供給される圧縮空気に霧状の潤
   滑剤を混在させるための潤滑剤供給装置を設けたことを
   特徴とする請求項１記載の工作機械の切粉気流除去装
   置。
3. 【請求項３】 遮蔽空間室内へ適当量の大気を流入させ
   るための空気流入路を形成したことを特徴とする請求項
   １記載の工作機械の切粉気流除去装置。
4. 【請求項４】 案内保持具の刃具との接触部分を交換可
   能な別部材で形成したことを特徴とする請求項１、２又
   は３の何れかに記載の工作機械の切粉気流除去装置。