(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
該モータを収容するハウジングと、
該ハウジングに設けられ、切削液が貯蔵されるタンクと、
該モータにより回転駆動され、該ハウジングに軸心を中心に回転可能に支持される管状の支持部材と、
該支持部材内に一部が挿通された状態で該軸心方向に摺動可能に支持され回転刃が装着されるスピンドルと、
該タンクと連通し、該支持部材内で該軸心方向に延びて該支持部材に固定され、該回転刃に切削液を供給する切削液供給管と、
を有することを特徴とする回転切削装置。
【請求項２】
該スピンドルには該軸心方向に貫通するように貫通孔が形成されており、該切削液供給管の一部が該貫通孔に挿入され、該切削液供給管の該貫通孔に挿入されている部分の外径と該貫通孔の内径とは略同一であることを特徴とする請求項１に記載の回転切削装置。
【請求項３】
一部が該貫通孔に挿入され、該スピンドルに対して該軸心方向に摺動可能に支持され、被加工部材と当接可能なセンターピンと、
該センターピンを該被加工部材に当接する方向に付勢する付勢部材と、を有し、
該付勢部材の一端が該切削液供給管の反タンク側端面に当接し、他端が該センターピンと当接していることを特徴とする請求項２に記載の回転切削装置。
【請求項４】
該切削液供給管はオイルシールによって該ハウジングに回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
市場において、図５に示すような回転切削装置たるボール盤１０１が販売されている。ボール盤１０１は、切削液は貯蔵されたタンクから供給管１６４を通ってスピンドル１６２、センターピン１６３及びスピンドル１６２に着脱自在に設けられたホールソー１１０に供給される。供給管１６４は、一部がスピンドル１６２内に挿入されており、その挿入されている部分の周囲にはセンターピン１６３を付勢するバネ１６５が配置されている。供給管１６４は、本体ケース１０２によって回転不能に固定されており、供給管１６４の周囲に配置されるスピンドル１６２はモータによって回転される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の回転切削装置では、供給管１６４は本体ケース１０２に回転不能に固定されていたにも関わらず、供給管１６４の周囲のスピンドル１６２はモータによって回転駆動されていて、スピンドル１６２の周囲にはバネ１６５が配置されていた。つまり、回転しない供給管１６４の周囲にはモータにより回転されるスピンドル１６２やスピンドル１６２と一端が当接していることによりスピンドル１６２と共に回転するバネ１６５が配置されていた。これにより、供給管１６４が周囲の部材と接触して擦り音や振動などが発生していた。そこで本発明は、動作時の騒音を防止する回転切削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は  モータと、該モータを収容するハウジングと、該ハウジングに設けられ、切削液が貯蔵されるタンクと、該モータにより回転駆動され、該ハウジングに軸心を中心に回転可能に支持される管状の支持部材と、該支持部材内に一部が挿通された状態で該軸心方向に摺動可能に支持され回転刃が装着されるスピンドルと、該タンクと連通し、該支持部材内で該軸心方向に延びて該支持部材に固定され、該回転刃に切削液を供給する切削液供給管と、を有することを特徴とする回転切削装置を提供する。
【０００５】
このような構成によると、切削液供給管は支持部材に固定されているため、支持部材と一体で回転する。同時に、切削液供給管が挿入されているスピンドルも支持部材と一体で回転する。これにより、切削液供給管の周囲の部材が切削液供給管と共に回転することとなり、切削液供給管がハウジング内の部材と接触することにより発生していた騒音を防止することができる。
【０００６】
上記構成の回転切削装置において、該スピンドルには該軸心方向に貫通するように貫通孔が形成されており、該切削液供給管の一部が該貫通孔に挿入され、該切削液供給管の該貫通孔に挿入されている部分の外径と該貫通孔の内径とは略同一であることが好ましい。
【０００７】
このような構成によると、切削液供給管の一部が貫通孔に挿入されていて、切削液供給管の貫通孔に挿入されている部分の外径と貫通孔の内径とは略同一であるため、切削作業時のスピンドル（回転刃）の芯ブレを防止することができる。
【０００８】
上記構成の回転切削装置において、一部が該貫通孔に挿入され、該スピンドルに対して該軸心方向に摺動可能に支持され、被加工部材と当接可能なセンターピンと、該センターピンを該被加工部材に当接する方向に付勢する付勢部材と、を有し、該付勢部材の一端が該切削液供給管の反タンク側端面に当接し、他端が該センターピンと当接していることが好ましい。
【０００９】
このような構成によると、付勢部材が切削液供給管とセンターピンとの間に位置することにより、付勢部材全体に切削液を供給することができる。
【００１０】
上記構成の回転切削装置において、該切削液供給管はオイルシールによって該ハウジングに回転可能に支持されていることが好ましい。
【００１１】
このような構成によると、切削液供給管はオイルシールによって支持されていることにより、ハウジングによって回転可能に支持することができ、タンクからの切削液を周囲に漏れることなく回転刃に供給することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の回転切削装置によれば、動作時の騒音を防止する回転切削装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る回転切削装置の側面断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る回転切削装置のホールソーと被加工部材当接時のスピンドル部周辺を表す側面部分断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る回転切削装置のホールソーの被加工部材穿孔時のスピンドル部周辺を表す側面部分断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る回転切削装置の図２のIV−IV線に沿った断面図。
【図５】従来の回転切削装置のスピンドル部周辺を表す側面部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態による回転切削装置について図１乃至図４に基づき説明する。図１に示される回転切削装置であるボール盤１は、本体ケース２と、電磁ベース３と、モータ４と、ギヤ機構５と、スピンドル部６と、送り機構部７と、から主に構成されており、被削物である金属板Ｓ上に設置され、スピンドル部６に装着されるホールソー（ｈｏｌｅ  ｓａｗ）１０によって金属板Ｓに孔を形成することができる。
【００１５】
本体ケース２は、電磁ベース３を介して、金属板Ｓ上に載置されており、モータ４等が内蔵される枠体２１と、スピンドル部収容部２２とから主に構成される。以下の説明においては、金属板Ｓから本体ケース２に向かう方向を上方向として上下方向を定義する。また上下方向と直交する方向であって本体ケース２からスピンドル部６に向かう方向を前方向として前後方向を定義する。また、図１において紙面手前側を左方向と定義し、反対を右方向として定義する。
【００１６】
枠体２１は、モータ４を収容するモータ収容部２１Ａと、電磁ベース３と接続しているベース部２１Ｂとから構成され、モータ収容部２１Ａの上部にはモータ４のＯＮ／ＯＦＦの制御を行う駆動源スイッチ２４が設けられている。スピンドル部収容部２２は、枠体２１の前側に位置しており、スピンドル部６が内蔵されている。またスピンドル部収容部２２の上には、スピンドル部６に供給される切削液である切削油が貯留されるタンク２３が配置されている。タンク２３の下部には、スピンドル部６へ供給される切削油の流量を調整する調整弁２３Ａが設けられている。
【００１７】
電磁ベース３は、ベース部２１Ｂの下方に位置して金属板Ｓ表面上に設置されており、内部に通電することにより磁力を発する電磁石を有している。電磁ベース３は、磁力によって金属板Ｓに吸着することができ、ボール盤１を金属板Ｓ上に安定して載置することが可能になる。電磁ベース３には、電磁ベース３の電磁石の起動・停止を行う図示せぬ電磁石スイッチが設けられている。
【００１８】
モータ４はモータ収容部２１Ａ内に内蔵されており、回転力を出力する出力軸４１が前後方向を軸方向とするように配置されている。駆動源スイッチ２４により、モータ４の回転が制御されている。出力軸４１には、モータ４を冷却するための冷却ファン４２が同軸回転可能に設けられている。
【００１９】
ギヤ機構５は、スピンドル部６とモータ４との間に介在し、ピニオンギヤ５１と、接続ギヤ部５２と、リングギヤ５３とから主に構成されている。ピニオンギヤ５１は出力軸４１の前端部分に設けられており、出力軸４１と同軸一体回転している。接続ギヤ部５２は、枠体２１に回転可能に支承され前後方向を軸方向とする軸部５２Ａと、軸部５２Ａの後端側に配置されてピニオンギヤ５１と噛合する平ギヤ５２Ｂと、軸部５２Ａの前端側に配置されて平ギヤ５２Ｂと同軸一体回転する傘歯ギヤ５２Ｃとを有している。リングギヤ５３は、スピンドル部６と同軸回転可能であり、傘歯ギヤ５２Ｃと噛合してモータ４の回転力をスピンドル部６へと伝達している。またリングギヤ５３も傘歯状のギヤであるため、傘歯ギヤ５２Ｃと噛合することにより、その回転軸の方向を上下方向に変換している。
【００２０】
本体ケース２には、送り機構部７を操作する操作レバー２５が回動可能に設けられている。操作レバー２５は、回転軸２５Ａを中心に回動する。回転軸２５Ａを回動させることにより、図示せぬガイドに案内されて送り機構部７が上下動するように構成されている。ベース部２１Ｂには、モータ４、電磁ベース３に電力を供給する電源ケーブル２７が接続されている。
【００２１】
図２に示すように、スピンドル部６は、スピンドルケース６１と、スピンドル６２と、センターピン６３と、供給管６４とから主に構成されている。スピンドルケース６１は、略円筒形状であって上下方向に挿通孔６１ａが形成され、一対のベアリング６１Ａ、６１Ａを介してスピンドル部収容部２２に回転可能に支承されている。スピンドルケース６１の外周には、前述のリングギヤ５３が同軸一体回転するように設けられている。挿通孔６１ａの上部には、後述する供給管６４の拡径部６４Ｂが圧入される拡径受部６１ｂが設けられ、拡径受部６１ｂの内径は、挿通孔６１ａの内径よりも大きくなるように構成されている。挿通孔６１ａの内周面には、スピンドルケース６１の半径内方に突出し上下方向に延びる複数のリブ６１Ｂが設けられている。スピンドルケース６１は支持部材の一例として機能する。
【００２２】
スピンドル６２は、筒状部６２Ａと切削刃保持部６２Ｂとから主に構成されている。筒状部６２Ａの外周部分には、筒状部６２Ａの半径方向外方に突出し上下方向に延びる複数のリブ６２Ｃが設けられている。このリブ６２Ｃがスピンドルケース６１の複数のリブ６１Ｂとスプライン係合するように筒状部６２Ａは、スピンドルケース６１内に収容されている。筒状部６２Ａがスピンドルケース６１とスプライン係合するため、スピンドル６２は、スピンドルケース６１に対して上下方向に摺動可能であると共に回転不能に構成されており、スピンドルケース６１と同軸一体回転する。筒状部６２Ａの内部には、供給管６４の一部が挿入される切削液通路６２ａが形成されている。
【００２３】
切削刃保持部６２Ｂは、スピンドル６２の下部に設けられていて、ホールソー１０が着脱可能に装着される。ホールソー１０の詳細な着脱動作は後述する。切削刃保持部６２Ｂには、切削液通路６２ａと連通し、切削液通路６２ａの内径よりも大きな内径を有する孔部６２ｂが形成され、孔部６２ｂ内には保持空間６２ｃが規定される。保持空間６２ｃは、保持空間６２ｃを画成する上端面で切削液通路６２ａと連通している。よって切削液通路６２ａを介して、保持空間６２ｃ内に切削油を供給することが可能になる。保持空間６２ａには、切削液通路６２ａから孔部６２ｂへ拡径する部分と密着して切削液通路６２ａの開口周囲に配置されるシール部材６６が設けられている。孔部６２ｂには、孔部６２ｂの内周面から切削刃保持部６２Ｂの外周面へ連通する連通孔６２ｄが形成されており、後述するボール７３がスピンドル６２の半径方向に移動可能に配置される。
【００２４】
供給管６４は、スピンドル部収容部２２に回転支持される回転支持部６４Ａと、拡径部６４Ｂと、その一部が切削液通路６２ａ内に挿入される挿入部６４Ｃとにより構成され、略円筒形状を成し上下方向に貫通する内部通路６４ａが形成されている。回転支持部６４Ａは、スピンドル部収容部２２にオイルシール２２Ａを介して回転可能に支持されていて、内部通路６４ａの上端はタンク２３と連通している。調整弁２３Ａは、回転支持部６４Ａとタンク２３との間に設けられており、タンク２３内の切削油は調整弁２３Ａによって流量を調整されて内部通路６４ａ内に供給される。拡径部６４Ｂは、回転支持部６４Ａ及び挿入部６４Ｃと比べて外径が大きく構成されており、拡径受部６１ｂに圧入固定される。これにより、供給管６４とスピンドルケース６１とは同軸一体回転するように構成される。挿入部６４Ｃは、切削液通路６２ａ内に挿入されており、切削液通路６２ａの内径と挿入部６４Ｃの外径とは略同一に構成される。ここでいう略同一とは、挿入部６４Ｃがスピンドル６２に対して円滑に摺動可能であるとともに、スピンドル６２の回転中心と供給管６４の回転中心とがブレない程度をいう。スピンドルケース６１と、スピンドル６２と、供給管６４と、ホールソー１０とは同一の軸心（図２の一点鎖線）を中心に回転駆動する。
【００２５】
センターピン６３は、棒状に構成され、上端が切削液通路６２ａ内に上下動可能に挿入されている。センターピン６３の最下端は鋭角に尖っており、ボール盤１で金属板Ｓに穿孔する際の芯だしに用いられている。センターピン６３において、シール部材６６と嵌合する位置には、上下方向と直交する断面で円形を成しシール部材６６と全周に亘って密着する弁部６３Ａと、弁部６３Ａの下側に位置してシール部材６６との間に隙間を形成する隙間形成部６３Ｂとが規定されている。よってセンターピン６３がシール部材６６に対して下側から上側へと移動することにより、切削液通路６２ａと保持空間６２ｃとの間を連通した状態にすることができる（図２）。
【００２６】
センターピン６３の上方に位置する切削液通路６２ａ内にはバネ６５が内蔵されている。バネ６５は、上端が供給管６４の下面に当接し、下端がセンターピン６３の弁部６３Ａの上面に当接するように切削液通路６２ａ内に配置されている。バネ６５によりセンターピン６３が下方へと付勢されている。図１に示すようにセンターピン６３が下方に付勢されている状態では、弁部６３Ａがシール部材６６と嵌合して切削液通路６２ａと保持空間６２ｃとの間が遮断された状態に保たれる。このとき、センターピン６３の下端はホールソー１０の下端より下方に位置することになる。
【００２７】
送り機構部７は、主に移動部材７１と、操作スリーブ７２とボール７３とから構成されている。移動部材７１は、ベアリング７１Ａを介してスピンドル６２を回転可能に支承している。移動部材７１には、図示せぬ２本のガイドがスピンドル６２の回転中心を挟んで両側に位置するように設けられている。操作レバー２５を回動することにより、移動部材７１は図示せぬガイドに案内されて本体ケース２に対して上下方向に移動する。
【００２８】
図４に示すように、孔部６２ｂの内周面に形成された連通孔６２ｄは、周方向に３箇所均等配置されており、その連通孔６２ｄ内にそれぞれボール７３が挿入されている。
【００２９】
操作スリーブ７２は、図４に示されるように環状であって、その環状の内周面７２Ａの内径が孔部６２ｂの外形と略同一に構成されている。操作スリーブ７２の内周面７２Ａには、三箇所の連通孔６２ｄに対応する位置にそれぞれ凹部７２ａが形成されており、それぞれの凹部７２ａには底面７２Ｂが規定されている。
【００３０】
操作スリーブ７２には、図示せぬバネが孔部６２ｂと操作スリーブ７２との間に介在している。図示せぬバネは、連通孔６２ｄの開口が凹部７２ａ以外の内周面７２Ａと対峙した位置（連通孔６２ｄの開口が凹部７２ａと対峙していない状態）になるように操作スリーブ７２を付勢している。よって操作スリーブ７２をスピンドル６２に対して回転するように操作し、連通孔６２ｄの開口に凹部７２ａが対峙する位置に回転させたとしても、図示せぬバネの付勢力により操作スリーブ７２は凹部７２ａ以外の内周面７２Ａが連通孔６２ｄの開口と対峙する位置に戻ろうとする。
【００３１】
ボール７３は、それぞれの連通孔６２ｄに配置されており、内周面７２Ａと当接した状態で一部が保持空間６２ｃ内に突出し、凹部７２ａ内に配置された状態で、保持空間６２ｃから離脱するように構成されている。
【００３２】
ボール盤１に装着されるホールソー１０（スチールコア、環状カッタともいう）は、筒状の切削刃１０Ａと、切削刃１０Ａに接続される被保持部１０Ｂとから構成されており、筒状の切削刃１０Ａによって金属板Ｓを円形に切り抜いて穿孔することができる。被保持部１０Ｂには、図４に示すようにまたホールソー１０の中心軸位置には、被保持部１０Ｂの上面から切削刃１０Ａ内を貫通し、センターピン６３が挿通される貫通孔１０ａが形成されている。この貫通孔１０ａの径は、センターピン６３の外形と略同一に構成されている。また被保持部１０Ｂの外周部分には、ボール７３の一部を挿入可能な穿孔１０ｂが複数のボール７３の数と同数形成されている。
【００３３】
上記構成のボール盤１にホールソー１０を装着するには、操作スリーブ７２を時計回り、若しくは反時計回りに回転させて凹部７２ａを連通孔６２ｄの開口と対峙する配置する。これにより、連通孔６２ｄ内のボール７３は凹部７２ａ内に退避することができる。この状態で被保持部１０Ｂを保持空間６２ｃ内であってシール部材６６に突き当たる位置まで上側に向けて挿入し、その後に操作スリーブ７２を元に戻すことにより、ボール７３の一部が穿孔１０ｂ内に挿入される。操作スリーブ７２を元に戻すことにより内周面７２Ａが連通孔６２ｄの開口と対峙するため、ボール７３は内周面７２Ａと接触して保持空間６２ｃから離脱することができなくなる。よってボール７３が穿孔１０ｂ内から離脱することが無く、保持空間６２ｃ内に被保持部１０Ｂが保持されてホールソー１０が保持部７に装着される。
【００３４】
尚、ホールソー１０を外す時は、装着時と同様に操作スリーブ７２を回転操作してボール７３を凹部７２ａ内に移動可能にすることによって、容易に保持空間６２ｃから被保持部１０Ｂを離脱させることができる。即ち、操作スリーブ７２の操作により、ボール７３を介してホールソー１０を固定することができるので、ホールソー１０の着脱時における信頼性を向上させることができる。
【００３５】
次に、ボール盤１の動作について説明する。ホールソー１０を装着した後に、図示せぬ電磁石スイッチをＯＮにして電磁ベース３を金属板Ｓに吸着させ、その後に駆動源スイッチ２４をＯＮにしてモータ４を駆動し、ホールソー１０を回転させる。このとき、リングギヤ５３の回転がスピンドルケース６１に伝わることにより、スピンドルケース６１と、スピンドル６２と、供給管６４と、操作スリーブ７２と、ホールソー１０とが一体的に回転駆動する。操作ハンドル２５を操作して送り機構部７を介してスピンドル６２及びホールソー１０を押し下げ穿孔を開始する。操作ハンドル２５を操作する前では、センターピン６３の弁部６３Ａがシール部材６６と嵌合しており、切削液通路６２ａと保持空間６２ｃとは連通していない。この時に、センターピン６３が先ず金属板Ｓに当接し、その後に切削刃１０Ａが金属板Ｓに当接するため、図２に示されるようにセンターピン６３は保持部７に対して上側に移動する。この移動に伴い、センターピン６３のシール部材６６と嵌合している箇所が、弁部６３Ａから隙間形成部６３Ｂへと変わり、切削液通路６２ａと保持空間６２ｃとが連通する。これにより、タンク２３内の切削油が挿通孔６１ａ、切削液通路６２ａ、貫通孔１０ａを通って切削刃１０Ａに供給される。
【００３６】
ホールソー１０による穿孔が終わった後（図３）、センターピン６３は、バネ６５の付勢力により自動的に下方へと移動する。この移動により、センターピン６３のシール部材６６と嵌合している箇所が、隙間形成部６３Ｂから弁部６３Ａへと変わり、シール部材６６とセンターピン６３との間の隙間が消滅する。これにより、切削油が不要に流れ出ることが抑制される。
【００３７】
上記のような構成によると、供給管６４はスピンドルケース６１に固定されているため、スピンドルケース６１と一体で回転する。同時に、供給管６４が挿入されているスピンドル６２もスピンドルケース６１と一体で回転する。これにより、供給管６の周囲の部材が供給管６４と共に回転することとなり、供給管６４が切削液通路６２ａの内周面やバネ６５等と接触することにより発生していた騒音を防止することができる。
【００３８】
また、供給管６４の一部が切削液通路６２ａ内に挿入されていて、供給管６４の挿入部６４Ｃの外径と切削液通路６２ａの内径とは略同一であるため、供給管６４とスピンドル６１とによって回転中心の芯が維持され、切削作業時のスピンドル６２（ホールソー１０）の芯ブレを防止することができる。
【００３９】
また、ハネ６５が供給管６４の下端面とセンターピン６３との間に位置することにより、バネ６５全体に切削液を供給することができる。
【００４０】
また、供給管６４はオイルシールによって支持されていることにより、スピンドル部収容部２２によって回転可能に支承することができ、タンク２３からの切削液を周囲に漏れることなくホールソー１０の切削刃１０Ａに供給することができる。
【００４１】
本発明による回転切削装置は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本発明の実施の形態では、スピンドルケース６１と供給管６４とは、拡径部６４Ｂがスピンドルケース６１に圧入されることにより両者が固定されていたが、スピンドルケース６１と供給管６４とはネジによって固定されていてもよい。その際は、切削液が漏れ出さないようにスピンドルケース６１と供給管６４との間にはＯリング等のシール部材が設けられていることが望ましい。
【符号の説明】
【００４２】
１・・ボール盤  ２・・本体ケース  ３・・電磁ベース  ４・・モータ  ５・・ギヤ機構  ６・・スピンドル部  ７・・送り機構部    １０・・ホールソー  １０Ａ・・刃部  １０Ｂ・・被保持部  ２１・・枠体  ２２・・スピンドル部収容部  ２３・・タンク  ２４・・駆動源スイッチ  ２５・・操作レバー  ２７・・電源ケーブル  ２８・・伸延部材  ２９・・ノブ  ４１・・出力軸  ４２・・冷却ファン  ５１・・ピニオンギヤ  ５２・・接続ギヤ部  ５２Ａ・・軸部  ５２Ｂ・・平ギヤ  ５２Ｃ・・傘歯ギヤ  ５３・・リングギヤ  ６１・・スピンドルケース  ６１Ａ・・ベアリング  ６１Ａ・・リブ  ６２・・スピンドル  ６２Ａ・・筒状部  ６２Ｂ・・切削刃保持部  ６２Ｃ・・リブ  ６２ａ・・切削液通路  ６３・・センターピン  ６３Ａ・・弁部  ６３Ｂ・・隙間形成部  ６４・・供給管  ６５・・バネ  ６６・・シール部材  ７１・・移動部材  ７１Ａ・・ベアリング  ７２・・操作スリーブ  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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