JPH10202464A - マシニングセンタにおける回転主軸のクリーニング用アタッチメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マシニングセンタの回転主軸の結合孔のクリ
ーニングが安全に短時間で行えるクリーニング用のアタ
ッチメントを提供すること。 【解決手段】 クリーニングヘッドを上端側に備えたベ
ースフレームと、ベースフレームの一部を形成する部分
に同軸上で回転自在に外挿され回転主軸に係合して一体
に回転可能なケーシングと、クリーニングヘッドの上端
から上に突き出る長さを持って同軸上に回転自在に内挿
され且つ上端をマシニングセンタのコレットに係合可能
とするとプルスタットシャフトと、ベースフレームに内
蔵されてプルスタットシャフトを下向きに付勢する弾性
手段とを備え、クリーニングヘッドの外周には、結合孔
の内周面に倣って密着するスクレーパをクリーニングヘ
ッドの外周面から突き出して弾性付勢して備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
の回転主軸の工具シャンク結合用のテーパ結合孔をクリ
ーニングするためのアタッチメントに関する。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンタの回転主軸は、シャン
クを持つ各種の工具を自動交換によって着脱するための
テーパ状の結合孔を下端に開口させたものがごく普通に
使用されている。この結合孔には自動工具交換によって
各種の工具のシャンクを差し込んで結合した後に、回転
主軸の回転とともに工具を回転させることによって、そ
れぞれの機械加工を行う。

【０００３】このように回転主軸に工具を交換しながら
加工するものでは、切削加工時等の微小な切子等の塵埃
や切削油の噴霧状となったものが結合孔のテーパ面に付
着する。このような塵埃や切削油の付着は、交換する工
具のシャンクの結合精度に影響を与える結果、ワークに
対する加工精度も不良となってしまう。

【０００４】そこで、従来では結合孔の中を定期的にク
リーニングするため、たとえば結合孔の内部形状にフィ
ットするコーン状のクリーナを差し込み、このクリーナ
を手で回すか回転主軸を低速で回しながらクリーナの周
面によって結合孔の内周面を掃除する作業を行ってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、コーン状の
クリーナを差し込んで手で回すだけでは、クリーナの表
面を結合孔の内周面にきっちりと当てながら付着物をこ
すり取ることは困難であり、作業負担も大きい。

【０００６】また、回転主軸を回転駆動しながらクリー
ニングする方法では、回転速度が低速とはいってもクリ
ーナの差し込み方向が適正でなかったりするとクリーナ
が折損したりすることになり、作業の安全性の面から見
ると問題が大きい。

【０００７】さらに、このような障害を解決するものと
して、より好適なクリーニングのためのアタッチメント
を専用治具として備えるようにすることも既に提案され
ているが、より安全で効率的なクリーニングを可能とす
るまでには至っていない。

【０００８】本発明において解決すべき課題は、回転主
軸の結合孔のクリーニングが安全に短時間で自動的且つ
定期的に行えるクリーニング用のアタッチメントを提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、マシニングセ
ンタの回転主軸のテーパ状結合孔の内周をクリーニング
するためのアタッチメントにおいて、マシニングセンタ
に着脱自在であって装着時には絶対静止し且つ結合孔の
中に差し込むテーパ状のクリーニングヘッドを上端側に
備えたベースフレームと、クリーニングヘッドよりも下
位であってベースフレームの一部を形成する部分に同軸
上で回転自在に外挿され回転主軸に係合して一体に回転
可能なケーシングと、クリーニングヘッドの上端から上
に突き出る長さを持って同軸上に回転自在に内挿され且
つ上端をマシニングセンタのコレットに係合可能とする
プルスタットシャフトと、ベースフレームに内蔵されて
プルスタットシャフトを下向きに付勢する弾性手段とを
備え、更にクリーニングヘッドの外周には、結合孔の内
周面に倣って密着するスクレーパをクリーニングヘッド
の外周面から突き出して弾性付勢してなることを特徴と
する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明においては、スクレーパを
クリーニングヘッドの回転方向とほぼ直交する線分上に
配置するとともに、クリーニングヘッドの外周面には僅
かに外に突き出る厚さを持つ緩衝パッドをスクレーパと
同じ方向性を持たせてクリーニングヘッドの周方向に複
数配列したものとすることができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明のクリーニング用アタッチメン
トの縦断面図、図２は図１の左側面縦断面図、図３は図
１のＡ−Ａ線矢視による横断面図、図４は図２の平面図
である。

【００１２】図において、クリーニング用アタッチメン
トは、ベースフレーム１とこれに一体に連結したクリー
ニングヘッド２，このクリーニングヘッド２に同軸上に
配置され軸線周りの回転及び軸線方向の移動を可能とし
たプルスタットシャフト３及びクリーニングヘッド２周
りに相対回転可能に連接したケーシング４を主な部材と
して構成されたものである。

【００１３】ベースフレーム１にはその側方に突き出し
た部分に軸線と平行な姿勢として位置決めピン１ａを備
え、この位置決めピン１ａの周りにはロックリング１ｂ
を外挿してこれをコイルスプリング１ｃにより図におい
て上向きに付勢している。位置決めピン１ａは、マシニ
ングセンタの機械側に設けられるブロックの溝（図示せ
ず）に挿入されるものであり、ロックリング１ｂはこの
差し込みの際に上端が機械側に突き当たって下側に移動
可能である。そして、ロックリング１ｂには、ケーシン
グ４の外周面側に向けてロックピン１ｄを突き出し、回
転主軸に装着しないときにはロックリング１ｂは図示の
位置にあり、ロックピン１ｄはケーシング４の外周に一
体に設けた位置決めリング４ａの係合溝４ｂの中に入り
込んでこのケーシング４の回転をロックしている。

【００１４】クリーニングヘッド２は、ベースフレーム
１に連結したスリーブ５を中間部材としてベースフレー
ム１に一体に結合させたもので、２個のラジアル軸受５
ａによってケーシング４を回転可能に連接している。こ
のケーシング４はその上端側の外周に形成したほぼＶ字
状のクランプ溝４ｃにマシニングセンタ及び自動工具交
換装置のハンドに装着可能としたものであり、上端には
機械側との位置決めのための複数のスタッド４ｄを突き
出している。

【００１５】プルスタットシャフト３は、スリーブ５内
で回転自在且つ軸線方向に移動可能に組み込まれ、下端
にはスラスト軸受６の一方の側のベアリング環６ａをナ
ット６ｃによって一体に固定し、他方のベアリング環６
ｂにはコイルスプリング７の一端を突き当てている。ま
た、プルスタットシャフト３には下端が開放した流路３
ａを軸線方向に設け、この流路３ａの下端開放部分を位
置決めピン１ａからの空気の供給流路１ｅに連通させて
いる。そして、プルスタットシャフト３がクリーニング
ヘッド２の中に入り込んでいる部分の一部を小径部３ｂ
としてこの部分に図３に示すように半径方向に切開した
流出孔３ｃを開口させ、この流出孔３ｃから小径部３ｂ
とクリーニングヘッド２の内周面との間に空気を放出可
能としている。

【００１６】クリーニングヘッド２は回転主軸の結合孔
にほぼ等しい外郭プロフィルを持つもので、図３に示す
ように、プルスタットシャフト３の小径部３ｂに対応す
る部分には３本の流路２ａを半径方向に形成するととも
に、これらの流路２ａには図２に示すように上に立ち上
がる連絡流路２ｂを形成し、更にこの連絡流路２ｂには
下側に向けて流路軸線を傾斜させてクリーニングヘッド
２の外周面に開口する放出孔２ｃを連通させている。そ
して、これらの放出孔２ｃの少し上には、回転主軸の結
合孔にクリーニングヘッド２を挿入したときにこの結合
孔の内周面に密着するＯリング２ｄを取り付けている。

【００１７】更に、クリーニングヘッド２の外周面には
緩衝パッド８とスクレーパ９とをそれぞれ３個ずつ備え
る。緩衝パッド８はたとえば硬質の合成樹脂を素材とし
た板状材であって、クリーニングヘッド２の軸線方向に
沿う姿勢として配置されたものである。そして、これら
の緩衝パッド８はその表面がクリーニングヘッド２の周
面よりも僅かに突き出るようにビス８ａによってクリー
ニングヘッド２に固定されている。

【００１８】また、スクレーパ９は軟質の合成樹脂また
は硬質のゴム等を素材とし、クリーニングヘッド２の周
面から出る部分を四角形の横断面形状としたものであ
る。そして、図３に示すように、クリーニングヘッド２
の周面に切欠した保持溝２ｅの中を半径方向に摺動可能
なホルダ９ａによって保持され、このホルダ９ａとクリ
ーニングヘッド２との間には圧縮のコイルスプリング１
０を２箇所に介装している。

【００１９】コイルスプリング１０によって弾性付勢れ
たスクレーパ９は、外側から内側に押し込む負荷がない
ときには図１及び図３に示すようにクリーニングヘッド
２の外周面から最大量突き出た位置に保持される。そし
て、外側からの負荷があれば、コイルスプリング１０の
収縮によってスクレーパ９はクリーニングヘッド２の内
側に移動し、負荷の大きさに比例してその移動量が変化
する。また、コイルスプリング１０をスクレーパ９の上
下の両端側に配置したことによって、スクレーパ９に対
する姿勢の設定の自由度を上げることが可能となる。

【００２０】以上の構成において、アタッチメントのマ
シニングセンタ回転主軸への装着は、通常の工具と同様
に自動工具交換装置によってケーシング４のクランプ溝
４ｃをクランプしてクリーニングヘッド２を結合孔の中
に差し込む。これにより、マシニングセンタに装備され
ているコレットがプルスタットシャフト３の上端をチャ
ッキングし、このプルスタットシャフト３を図１及び図
２において上に引き上げる。

【００２１】このチャッキング動作のときには、予め位
置調整された位置決めピン１ａがマシニングセンタ側の
ブロックの係合溝の中に嵌め合わされる。そして、アタ
ッチメント全体がマシニングセンタの回転主軸に引かれ
ることによってケーシング４の上端のスタッド４ｄが回
転主軸の下端面に突き当たり、クリーニングヘッド２及
びケーシング４の軸方向の位置が決まる。一方、ロック
リング１ｂは、位置決めピン１ａを拘束しているぶろの
下端に突き当たるようになり、これによってロックリン
グ１ｂが下降してそのロックピン１ｄがケーシング４の
位置決めリング４ａの係合溝４ｂから下に抜け出る。し
たがって、位置決めピン１ａによってマシニングセンタ
側に対して絶対静止するベースフレーム１に対してケー
シング４及びプルスタットシャフト３は回転できるよう
になる。

【００２２】このようなアタッチメントの装着の際、プ
ルスタットシャフト３がコレットによって上に引かれる
ときにケーシング４の上端は回転主軸の下端面に突き当
たってその上昇が停止するが、コレットを更に上昇させ
るとプルスタットシャフト３はコイルスプリング７を収
縮変形させながら上に変位する。したがって、回転主軸
にアタッチメントを装着完了したときには、プルスタッ
トシャフト３に設けたフランジ３ｄの下面とクリーニン
グヘッド２の上端面との間には少し隙間ができた状態と
なる。すなわち、プルスタットシャフト３はコレットに
よってマシニングセンタ側に対して軸線方向の位置が拘
束されるが、クリーニングヘッド２はコイルスプリング
７の変形によってその軸線方向の位置を或る範囲で自由
に変えることができる。

【００２３】ここで、マシニングセンタの回転主軸を低
速で回転させると、ベースフレーム１，スリーブ５及び
クリーニングヘッド２は停止した状態を保ち、ケーシン
グ４とプルスタットシャフト３だけが回転主軸と同じ回
転速度で回転する。したがって、回転主軸の結合孔はク
リーニングヘッド２に対して相対的に回転し、これによ
ってスクレーパ９が結合孔の内周を滑ってその表面付着
した塵埃等を擦り取っていく。

【００２４】一方、位置決めピン１ａには、各種の工具
を装着するときのエアーの供給路がこの位置決めピン１
ａの接合部に準備されているので、中空構造とした位置
決めピン１ａから供給流路１ａを経由して圧縮空気を供
給することができる。この圧縮空気は符３の流路３ａか
らクリーニングヘッド２の流路２ａに供給され、放出孔
２ｃから放出される。したがって、この空気の放出とス
クレーパ９による付着物の除去によって、擦り取られた
付着物は結合孔の下端側に押しやられて外部に排出され
る。

【００２５】このようなスクレーパ９による付着物の除
去において、プルスタットシャフト３はその軸線方向の
位置が変化しないように拘束されているのに対し、クリ
ーニングヘッド２はコイルスプリング７の弾性支持によ
り軸線方向の自由度を持つ。したがって、緩衝パッド８
がクリーニングヘッド２の外周面から僅かに突き出てい
るので結合孔に差し込んだときにはこの緩衝パッド８が
スペーサとなって結合孔の内周面に対してこれらの緩衝
パッド８の周面が摺動する。このように、クリーニング
ヘッド２の外周面と結合孔の内周面との間には隙間がで
きた状態となるので、コイルスプリング１０によって付
勢されたスクレーパ９はその先端側を結合孔の内周面に
倣いながら表面の付着物を掻き落とすことができる。そ
して、コイルスプリング１０の弾性付勢によって、スク
レーパ９を結合孔の内周に常に適度な力で密着させるの
で、付着物の確実な除去が可能となる。

【００２６】また、マシニングセンタの機種によっては
プルスタットシャフト３を引き上げるコレットの移動量
が様々に変化する。これに対し、カラー６ｃの螺合量を
調節することによってコイルスプリング７の付勢力を調
整することができるので、たとえば引き上げ量が大きい
場合には図１及び図２においてカラー６ｃを上に移動さ
せてコイルスプリング７に対する圧縮負荷を大きくして
おけば、回転主軸に取り付けたときにこの回転主軸から
受けるクリーニングヘッド２の軸線方向の負荷を小さく
することができる。したがって、クリーニングヘッド２
及びアタッチメント全体に対して過大な負荷が加わるこ
とがなく、全体の剛性を高くしないでも装置の保全が図
られる。

【００２７】更に、クリーニングヘッド２にはその外周
面から僅かに突き出る緩衝パッド８を取り付けているの
で、回転主軸の結合孔に差し込むときにクリーニングヘ
ッド２が傾斜したりしていても結合孔の内周面を損傷さ
せることがない。すなわち、クリーニングヘッド２は先
端が先細りするテーパ状の外郭形状なので、図４に示す
ように３本の緩衝パッド８を配置しておけば、結合孔に
斜めにクリーニングヘッド２が差し込まれてもいずれか
１本の緩衝パッド８が結合孔の内周に当たることなり、
これによって結合孔だけでなくクリーニングヘッド２自
身の損傷も防止することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明では、マシニングセンタの回転主
軸の結合孔の中にクリーニングヘッドを差し込んで回転
主軸を回転させるだけで結合孔の内周に付着した塵埃や
切削油等を確実に除去することができ、従来の手作業に
よる場合に比べると安全に効率良くクリーニングするこ
とが可能となる。

【００２９】また、スクレーパを弾性付勢する構成とす
ることで、結合孔の内周面にスクレーパを密着させて確
実に付着物を除去でき、更に緩衝パッドを備えることに
よって回転主軸及びアタッチメント自身の損傷を防ぐこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のクリーニング用アタッチメントの縦
断面図である。

【図２】 図１の左側面縦断面図である。

【図３】 図１のＡ−Ａ線矢視による横断面図である。

【図４】 図２の平面図である。

【符号の説明】

１ ：ベースフレーム １ａ：位置決めピン １ｂ：ロックリング １ｃ：コイルスプリング １ｄ：ロックピン １ｅ：供給流路 ２ ：クリーニングヘッド ２ａ：流路 ２ｃ：放出孔 ３ ：プルスタットシャフト ４ ：ケーシング ４ａ：位置決めリング ４ｃ：クランプ溝 ５ ：スリーブ ５ａ：ラジアル軸受 ６ ：スラスト軸受 ７ ：コイルスプリング ８ ：緩衝パッド ９ ：スクレーパ ９ａ：ホルダ １０ ：コイルスプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マシニングセンタの回転主軸のテーパ状
   結合孔の内周をクリーニングするためのアタッチメント
   において、 マシニングセンタに着脱自在であって装着
   時には絶対静止し且つ結合孔の中に差し込むテーパ状の
   クリーニングヘッドを上端側に備えたベースフレーム
   と、クリーニングヘッドよりも下位であってベースフレ
   ームの一部を形成する部分に同軸上で回転自在に外挿さ
   れ回転主軸に係合して一体に回転可能なケーシングと、
   クリーニングヘッドの上端から上に突き出る長さを持っ
   て同軸上に回転自在に内挿され且つ上端をマシニングセ
   ンタのコレットに係合可能とするプルスタットシャフト
   と、ベースフレームに内蔵されてプルスタットシャフト
   を下向きに付勢する弾性手段とを備え、更にクリーニン
   グヘッドの外周には、結合孔の内周面に倣って密着する
   スクレーパをクリーニングヘッドの外周面から突き出し
   て弾性付勢して備えてなるマシニングセンタにおける回
   転主軸のクリーニング用アタッチメント。
2. 【請求項２】 スクレーパをクリーニングヘッドの回転
   方向とほぼ直交する線分上に配置するとともに、クリー
   ニングヘッドの外周面には僅かに外に突き出る厚さを持
   つ緩衝パッドをスクレーパと同じ方向性を持たせてクリ
   ーニングヘッドの周方向に複数配列してなる請求項１記
   載のマシニングセンタにおける回転主軸のクリーニング
   用アタッチメント。