(57)【要約】【課題】切削屑を良好に吸引する。【解決手段】スピンドル１０では、モータ３８が駆動されて、駆動軸４４、平ベルト７２及びスピンドル軸６２が回転されることで、スピンドル軸６２下端の切削刃７０が切削対象を切削加工する。また、スピンドル軸６２の上端が吸引装置７４に接続されて、吸引装置７４が切削屑をスピンドル軸６２内を介してスピンドル軸６２の上端から吸引する。このため、切削屑の吸引経路を短くできると共に、切削屑の吸引がスピンドル軸６２の周壁に阻害されることを防止でき、切削屑を良好に吸引できる。【選択図】図１
2010023206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動されることで駆動軸が回転される駆動手段と、
前記駆動軸と分離して設けられると共に、中空軸状にされ、回転されることで先端において切削対象を切削する切削軸と、
前記駆動軸と前記切削軸とを連絡し、前記駆動軸が回転されることで前記切削軸を回転させる連絡手段と、
前記切削軸に接続され、前記切削対象の切削による切削屑を前記切削軸内を介して吸引する吸引手段と、
を備えた切削装置。
【請求項２】
駆動されることで駆動軸が回転される駆動手段と、
中空軸状にされ、回転されることで先端において切削対象を切削する切削軸と、
前記駆動軸と前記切削軸とを連絡し、前記駆動軸が回転されることで前記切削軸を回転させる連絡手段と、
前記切削軸の基端に接続され、前記切削対象の切削による切削屑を前記切削軸内を介して前記切削軸の基端から吸引する吸引手段と、
を備えた切削装置。
【請求項３】
前記連絡手段は、
環状にされ、前記駆動軸と前記切削軸とを連絡する連絡部材と、
前記駆動軸及び前記切削軸の少なくとも一方に押圧力を付与して前記駆動軸と前記切削軸とを離間させることで前記連絡部材に張力を付与する押圧手段と、
を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の切削装置。
【請求項４】
前記駆動軸と前記連絡部材との連絡位置と前記切削軸と前記連絡部材との連絡位置と前記押圧手段の位置とを前記駆動軸及び前記切削軸の軸方向において一致させた、ことを特徴とする請求項３記載の切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削対象を切削する切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削装置としては、コレットチャックにツールホルダが同軸的に取り付けられると共に、ツールホルダの先端に刃部が同軸的に取り付けられて、コレットチャック、ツールホルダ及び刃部が一体に回転されることで、刃部が被加工材に穴加工するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この切削装置では、コレットチャック、ツールホルダ及び刃部が中空軸状にされると共に、コレットチャックの軸方向中央に流通孔が貫通されており、被加工材の穴加工による切屑が刃部内、ツールホルダ内及びコレットチャック内を介して流通孔から吸引される。
【０００４】
しかしながら、この切削装置では、上述の如く、刃部内及びツールホルダ内のみならずコレットチャック内（駆動軸内）を介して切屑を吸引するため、切屑の吸引経路が長くなる可能性がある。さらに、回転されるコレットチャックの径方向外側へコレットチャック周壁の流通孔から切屑を吸引するため、切屑の吸引がコレットチャックの周壁に阻害される可能性がある。これにより、切屑を良好に吸引できない可能性がある。
【特許文献１】特開平３−６６５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、切削屑を良好に吸引できる切削装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の切削装置は、駆動されることで駆動軸が回転される駆動手段と、前記駆動軸と分離して設けられると共に、中空軸状にされ、回転されることで先端において切削対象を切削する切削軸と、前記駆動軸と前記切削軸とを連絡し、前記駆動軸が回転されることで前記切削軸を回転させる連絡手段と、前記切削軸に接続され、前記切削対象の切削による切削屑を前記切削軸内を介して吸引する吸引手段と、を備えている。
【０００７】
請求項２に記載の切削装置は、駆動されることで駆動軸が回転される駆動手段と、中空軸状にされ、回転されることで先端において切削対象を切削する切削軸と、前記駆動軸と前記切削軸とを連絡し、前記駆動軸が回転されることで前記切削軸を回転させる連絡手段と、前記切削軸の基端に接続され、前記切削対象の切削による切削屑を前記切削軸内を介して前記切削軸の基端から吸引する吸引手段と、を備えている。
【０００８】
請求項３に記載の切削装置は、請求項１又は請求項２に記載の切削装置において、前記連絡手段は、環状にされ、前記駆動軸と前記切削軸とを連絡する連絡部材と、前記駆動軸及び前記切削軸の少なくとも一方に押圧力を付与して前記駆動軸と前記切削軸とを離間させることで前記連絡部材に張力を付与する押圧手段と、を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の切削装置は、請求項３に記載の切削装置において、前記駆動軸と前記連絡部材との連絡位置と前記切削軸と前記連絡部材との連絡位置と前記押圧手段の位置とを前記駆動軸及び前記切削軸の軸方向において一致させた、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の切削装置では、駆動手段の駆動軸と切削軸とを連絡手段が連絡しており、駆動手段が駆動されて、駆動軸が回転されることで、連絡手段が切削軸を回転させて、切削軸が先端において切削対象を切削する。
【００１１】
ここで、切削軸が駆動軸と分離して設けられており、切削軸に接続された吸引手段が、切削対象の切削による切削屑を切削軸内を介して吸引する。このため、切削屑の吸引経路を短くすることができ、切削屑を良好に吸引することができる。
【００１２】
請求項２に記載の切削装置では、駆動手段の駆動軸と切削軸とを連絡手段が連絡しており、駆動手段が駆動されて、駆動軸が回転されることで、連絡手段が切削軸を回転させて、切削軸が先端において切削対象を切削する。
【００１３】
ここで、切削軸内の基端に接続された吸引手段が、切削対象の切削による切削屑を切削軸内を介して切削軸の基端から吸引する。このため、切屑の吸引が切削軸の周壁に阻害されることを抑制でき、切削屑を良好に吸引することができる。
【００１４】
請求項３に記載の切削装置では、環状にされた連絡部材が駆動軸と切削軸とを連絡する。
【００１５】
ここで、押圧手段が、駆動軸及び切削軸の少なくとも一方に押圧力を付与して、駆動軸と切削軸とを離間させることで、連絡部材に張力が付与される。このため、連絡部材の張力の調整を容易に行うことができる。
【００１６】
請求項４に記載の切削装置では、駆動軸と連絡部材との連絡位置と切削軸と連絡部材との連絡位置と押圧手段の位置とが、駆動軸及び切削軸の軸方向において一致されている。このため、駆動軸及び切削軸に連絡部材から作用する張力を駆動軸及び切削軸の軸方向において均一化することができ、駆動軸と切削軸とが偏磨耗することを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１には、本発明の実施の形態に係る切削装置としてのスピンドル１０が右方から見た断面図（図３の１−１線断面図）にて示されている。さらに、図２には、スピンドル１０が前方から見た断面図（図３の２−２線断面図）にて示されており、図３には、スピンドル１０が上方から見た平面図にて示されている。なお、図面では、スピンドル１０の前方を矢印ＦＲで示し、スピンドル１０の右方を矢印ＲＨで示し、スピンドル１０の上方を矢印ＵＰで示す。
【００１８】
本実施の形態に係るスピンドル１０は、設置部材としての矩形板状の設置台１２（固定ベース）を備えている。
【００１９】
設置台１２の前側部分には、モータ部１４が設けられている。
【００２０】
設置台１２上の前側部分には、右端及び左端において、直方体形柱状の固定柱１６が固定されており、固定柱１６は、前後方向に沿って配置されている。固定柱１６の左右方向内側面には、調整手段のスライド手段を構成する断面矩形状のスライド溝１８が形成されており、スライド溝１８は、固定柱１６の前後方向全体に亘り、前後方向に沿って配置されている。
【００２１】
設置台１２上には、前端において、係止手段としての直方体形柱状の係止柱２０が固定されており、係止柱２０は、左右方向に沿って配置されると共に、左右両端部に固定柱１６の前端が当接されている。
【００２２】
設置台１２上の前側部分には、支持手段としての略円筒状の支持筒２２（移動ベース）が設けられており、支持筒２２内には、上部において、略円板状の貫通板２４が一体に設けられている。支持筒２２の周壁には、後端部の下側部分において、略矩形状の支持孔２６が貫通形成されており、支持孔２６は、支持筒２２の下端から開放されている。
【００２３】
支持筒２２の外周には、下部において、スライド手段を構成する外形矩形板状のスライド板２８が一体に設けられており、スライド板２８は、前端及び後端がそれぞれ支持筒２２の前端及び後端と前後方向位置を一致されると共に、右端及び左端がそれぞれ支持筒２２の右端及び左端から左右方向外側へ突出されている。スライド板２８の後端部には、左右方向中央部において、スライド孔３０が貫通形成されており、スライド孔３０は、支持筒２２の支持孔２６に連通されると共に、スライド板２８の後端から開放されている。
【００２４】
設置台１２上には、支持筒２２の後側において、調整手段を構成する移動手段としての直方体形柱状の移動柱３２が設けられており、移動柱３２は、左右方向に沿って配置されている。移動柱３２の左右両端面は、固定柱１６に当接されており、移動柱３２の前面は、スライド板２８の後端に当接されている。移動柱３２の左右方向中央部には、矩形状の移動孔３４が貫通形成されており、移動孔３４は、支持筒２２の支持孔２６及びスライド板２８のスライド孔３０に連通されると共に、後側に開放されている。移動柱３２の左右両端面は、スライド手段を構成する断面矩形状のスライド突起３６が一体に設けられており、スライド突起３６は、前後方向に沿って配置されている。
【００２５】
スライド板２８の左右両端及び移動柱３２の一対のスライド突起３６は、それぞれ一対の固定柱１６のスライド溝１８に嵌合されており、スライド板２８の左右両端及び一対のスライド突起３６がそれぞれ一対のスライド溝１８に沿ってスライドされることで、支持筒２２（スライド板２８）及び移動柱３２が前後方向にスライド可能にされている。また、支持筒２２及びスライド板２８が係止柱２０に当接されることで、支持筒２２（スライド板２８）及び移動柱３２の前方へのスライドが係止可能にされている。
【００２６】
支持筒２２には、駆動手段としての略円柱状のモータ３８が支持されており、モータ３８の下部には、円環板状の支持板４０が一体に設けられている。支持板４０は、支持筒２２の上側に配置された状態で、支持筒２２に固定されており、これにより、モータ３８が、支持筒２２内に嵌合された状態で、支持筒２２に固定されている。モータ３８の上端には、所定数の配管４２が接続されており、配管４２内は、モータ３８の内部に連通されている。配管４２は、送風装置（図示省略）に接続されており、送風装置から空気（冷却用空気）が配管４２を介してモータ３８内へ送風されてモータ３８外へ排出されることで、当該空気によってモータ３８が冷却される。また、当該空気は、所謂エアーパージ機能を有しており、モータ３８外からモータ３８内へ異物が流入することが当該空気によって抑制される。
【００２７】
モータ３８には、略円軸状の駆動軸４４が設けられており、駆動軸４４は、上下方向に平行に配置されると共に、モータ３８から下側へ突出されている。駆動軸４４は、モータ３８内に回転可能に支持されており、駆動軸４４は、モータ３８が駆動されることで、回転可能にされている。
【００２８】
駆動軸４４の下端部以外の部分は、出力軸４６にされており、出力軸４６は、支持筒２２内の貫通板２４に、略嵌合された状態で、貫通されている。出力軸４６の下端には、中心軸に沿って把持孔（図示省略）が収縮可能に設けられており、出力軸４６の下端外周には、ナット４８（コレットナット方式）が螺合されている。
【００２９】
駆動軸４４の下端部は、連絡手段を構成する駆動部としての駆動プーリ５０にされており、駆動プーリ５０の上端部が出力軸４６下端の把持孔に挿入されて、出力軸４６の下端外周にナット４８が締結されることで、当該把持孔が収縮されて、出力軸４６の下端に駆動プーリ５０の上端部が所謂コレット方式によって把持固定されている。これにより、駆動プーリ５０が出力軸４６と一体に回転可能にされている。
【００３０】
設置台１２上には、移動柱３２の後側における右端部及び左端部において、略直方体形柱状の係合柱５２が固定されており、係合柱５２と移動柱３２との間には、調整手段を構成する押圧手段（付勢手段）としての略矩形柱状の圧縮コイルスプリング５４が架け渡されている。圧縮コイルスプリング５４は、前後方向に沿って配置されており、圧縮コイルスプリング５４は、移動柱３２、支持筒２２（スライド板２８）及びモータ３８を前方へ付勢（押圧）している。
【００３１】
設置台１２の後側部分には、スピンドル部５６が設けられている。
【００３２】
設置台１２の後側部分には、固定手段としての略円柱状の支持柱５８が設けられており、支持柱５８は、設置台１２に貫通されている。支持柱５８の上端には、外形略矩形板状の固定板６０が一体に設けられており、固定板６０が、設置台１２の上側に配置された状態で、設置台１２に固定されることで、支持柱５８が設置台１２に固定されている。
【００３３】
支持柱５８内には、切削軸（加工軸）としての円軸状のスピンドル軸６２が回転自在に支持されており、スピンドル軸６２は、上下方向に平行に配置されると共に、支持柱５８から上下方向両側へ突出されている。
【００３４】
スピンドル軸６２の下端部以外の部分は、受動軸６４にされている。受動軸６４には、支持柱５８の上側において、連絡手段を構成する受動部としての受動プーリ６６が固定されており、受動プーリ６６は、受動軸６４と一体に回転可能にされている。受動軸６４の下端には、中心軸に沿って把持孔（図示省略）が収縮可能に設けられており、出力軸４６の下端外周には、ナット６８（コレットナット方式）が螺合されている。
【００３５】
スピンドル軸６２の下端部は、切削部としての切削刃７０にされており、切削刃７０の上端部が受動軸６４下端の把持孔に挿入されて、受動軸６４の下端外周にナット６８が締結されることで、当該把持孔が収縮されて、受動軸６４の下端に切削刃７０の上端部が所謂コレット方式によって把持固定されている。これにより、切削刃７０が受動軸６４と一体に回転可能にされている。
【００３６】
駆動軸４４の駆動プーリ５０とスピンドル軸６２の受動プーリ６６との間には、支持筒２２の支持孔２６、スライド板２８のスライド孔３０及び移動柱３２の移動孔３４を介して、連絡手段を構成する連絡部材としての無端帯状（環状）の平ベルト７２（ベルト）が掛け回されており、上述の如く圧縮コイルスプリング５４がモータ３８（駆動プーリ５０）を前方へ付勢することで、平ベルト７２に張力（テンション）が付与されて、平ベルト７２の緩みが防止されている。平ベルト７２は、モータ３８が駆動されて駆動軸４４（出力軸４６及び駆動プーリ５０）が回転されることで、回転されて、スピンドル軸６２（受動プーリ６６、受動軸６４及び切削刃７０）を回転させる。これにより、切削刃７０が例えば樹脂製（ガラスエポキシ樹脂製等）の基板等である切削対象（図示省略）に当接されることで、切削刃７０が切削対象を切削加工（穴あけ加工、溝堀加工、カッティング加工等）可能にされている。
【００３７】
駆動プーリ５０の平ベルト７２掛回部分（円柱状部分）の径は、受動プーリ６６の平ベルト７２掛回部分（円柱状部分）の径に対し、２倍にされており、駆動軸４４の回転数に対し、スピンドル軸６２の回転数が、２倍にされる。このため、例えば、駆動軸４４の回転数が２００００回／分である場合には、スピンドル軸６２の回転数が４００００回／分になる。
【００３８】
駆動プーリ５０の平ベルト７２掛回部分の上下方向中央、受動プーリ６６の平ベルト７２掛回部分の上下方向中央、及び、圧縮コイルスプリング５４の上下方向中央（中心軸）は、上下方向位置が一致されており、平ベルト７２の張力は、駆動プーリ５０及び受動プーリ６６に上下方向において均一に作用する。平ベルト７２は、内部にグラスファイバコード（図示省略）が設けられて、軽量かつ高強度にされており、平ベルト７２は、疲労による伸びを抑制されて、駆動プーリ５０及び受動プーリ６６への平ベルト７２の新たな張り直し等のメンテナンスが抑制（少なく）される。
【００３９】
スピンドル軸６２（受動軸６４及び切削刃７０）は、中空軸にされており、スピンドル軸６２内は、スピンドル軸６２の下端（切削刃７０の下端）及びスピンドル軸６２の上端（受動軸６４の上端）から開放されている。スピンドル軸６２の上端は、接続手段としてのロータリジョイント（図示省略）を介して、吸引手段としての吸引装置７４に回転可能に接続されており、吸引装置７４がスピンドル軸６２の下端からスピンドル軸６２内及びスピンドル軸６２の上端を介して空気を吸引可能にされている。これにより、吸引装置７４が切削対象の切削加工による切削屑（切削粉や切削塵等）をスピンドル軸６２の下端からスピンドル軸６２内及びスピンドル軸６２の上端を介して吸引可能にされると共に、スピンドル軸６２及び支持柱５８を冷却可能にされている。
【００４０】
スピンドル軸６２内（受動軸６４内及び切削刃７０内）の周面は、研磨処理や金属メッキ処理（例えばクロムメッキ処理）等が施されて、低摩擦化処理されており、スピンドル軸６２内の周面の摩擦抵抗は、低くされている。
【００４１】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００４２】
以上の構成のスピンドル１０では、モータ３８が駆動されて、駆動軸４４（出力軸４６及び駆動プーリ５０）が高速回転されることで、平ベルト７２が高速回転されて、スピンドル軸６２（受動プーリ６６、受動軸６４及び切削刃７０）が高速回転される。これにより、切削刃７０が切削対象に当接されることで、切削刃７０が切削対象を切削加工する。
【００４３】
また、スピンドル軸６２の上端（受動軸６４の上端）がロータリジョイントを介して吸引装置７４に接続されており、吸引装置７４が切削対象の切削加工による切削屑をスピンドル軸６２の下端（切削刃７０の下端）からスピンドル軸６２内及びスピンドル軸６２の上端を介して吸引する。
【００４４】
このように、スピンドル軸６２が駆動軸４４から分離されると共に、吸引装置７４がスピンドル軸６２の上端に接続されて、吸引装置７４が切削屑をスピンドル軸６２内を介してスピンドル軸６２の上端から吸引する。このため、切削屑の吸引経路をスピンドル軸６２内のみにできて短くすることができると共に、切削屑の吸引がスピンドル軸６２の周壁に阻害されることを防止できる。これにより、切削屑の吸引経路が細く吸引装置７４による空気吸引力（発生負圧）が低い場合でも、切削屑を良好に吸引する（切削屑の詰りを良好に抑制する）ことができる。
【００４５】
さらに、スピンドル軸６２内の周面が低摩擦化処理されている。このため、切削屑を一層良好に吸引することができる。また、切削屑の吸引経路がスピンドル軸６２内のみにされて短くされているため、切削屑の吸引経路の周面に低摩擦化処理を容易に行うことができる。
【００４６】
また、圧縮コイルスプリング５４が、移動柱３２及び支持筒２２（スライド板２８）を介してモータ３８を付勢して、駆動軸４４の駆動プーリ５０をスピンドル軸６２の受動プーリ６６から前後方向において離間させることで、平ベルト７２に張力が付与される。このため、圧縮コイルスプリング５４が、平ベルト７２の張力調整機能を有して、平ベルト７２に常に略一定の張力を付与することができ、平ベルト７２に付与する張力を調整する作業を容易にする（当該作業工数を低減する）ことができる。これにより、平ベルト７２の伸び等により平ベルト７２の張力が低下した状態で平ベルト７２が回転されることを抑制でき、駆動プーリ５０や受動プーリ６６の磨耗による発熱や故障を抑制することができると共に、平ベルト７２の発熱を抑制できて平ベルト７２の寿命を長くすることができる。
【００４７】
さらに、駆動プーリ５０の平ベルト７２掛回部分の上下方向中央、受動プーリ６６の平ベルト７２掛回部分の上下方向中央、及び、圧縮コイルスプリング５４の上下方向中央の上下方向位置が一致されて、平ベルト７２の張力が駆動プーリ５０及び受動プーリ６６に上下方向において均一に作用する。このため、平ベルト７２と駆動プーリ５０及び受動プーリ６６とが相対的に傾いて平ベルト７２の張力が駆動プーリ５０及び受動プーリ６６に上下方向において不均一に作用することによる駆動プーリ５０及び受動プーリ６６の偏磨耗及び破損を抑制することができる。
【００４８】
また、駆動プーリ５０の平ベルト７２掛回部分の径と受動プーリ６６の平ベルト７２掛回部分の径との比を調整することで、駆動軸４４の回転数とスピンドル軸６２の回転数との比を調整することができる。このため、駆動軸４４の回転数が低い場合でも、スピンドル軸６２の回転数を高くすることができ、モータ３８のコストを低減することができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、駆動軸４４に駆動プーリ５０を設けると共に、スピンドル軸６２に受動プーリ６６を設けて、駆動プーリ５０と受動プーリ６６とを平ベルト７２によって連絡した構成としたが、駆動軸４４に駆動スプロケット（駆動部）を設けると共に、スピンドル軸６２に受動スプロケット（受動部）を設けて、駆動スプロケットと受動スプロケットとを環状のチェーン（連絡部材）によって連絡した構成としてもよい。さらに、駆動軸４４に駆動ギヤ（駆動部）を設けると共に、スピンドル軸６２に受動ギヤ（受動部）を設けて、駆動ギヤと受動ギヤとを直接噛合又はギヤ機構を介して連絡した構成としてもよい。
【００５０】
また、本実施の形態では、圧縮コイルスプリング５４が移動可能にされた駆動軸４４を付勢して駆動軸４４の駆動プーリ５０とスピンドル軸６２の受動プーリ６６とを離間させる構成としたが、圧縮コイルスプリング５４が移動可能にされた駆動軸４４及びスピンドル軸６２の少なくとも一方を付勢して駆動軸４４の駆動プーリ５０とスピンドル軸６２の受動プーリ６６とを離間させる構成であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係るスピンドルを示す右方から見た断面図（図３の１−１線断面図）である。
【図２】本発明の実施の形態に係るスピンドルを示す前方から見た断面図（図３の２−２線断面図）である。
【図３】本発明の実施の形態に係るスピンドルを示す上方から見た平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    スピンドル（切削装置）
３８    モータ（駆動手段）
４４    駆動軸
５０    駆動プーリ（連絡手段）
５４    圧縮コイルスプリング（押圧手段）
６２    スピンドル軸（切削軸）
６６    受動プーリ（連絡手段）
７２    平ベルト（連絡手段、連絡部材）
７４    吸引装置（吸引手段）
【図１】
2010023206.tif 000003
【図２】
2010023206.tif 000004
【図３】
2010023206.tif 000005