(57)【要約】【課題】小さな収納スペースで多くのボーリングバーを効率的に収納することができ、工作機械をコンパクトに設計することを可能とする実用的なボーリングバー収納装置を提供する。【解決手段】工作機械に設けられたボーリングバー収納装置３は、ボーリングバー１６を保持した状態でＺ軸方向（主軸方向）に沿って移動するササエ７−１〜７−４と、ササエ７−１，７−２をＸ軸方向（上下方向）に並設してなりＸ軸方向に移動可能なフレーム４−１と、ササエ７−３，７−４をＸ軸方向（上下方向）に並設してなりＸ軸方向に移動可能なフレーム４−２とを有している。【選択図】図３
2011073103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｚ軸周りに回転可能に保持されたワークに対しボーリングバーによって加工可能な工作機械において、前記ボーリングバーを収納するために非加工領域に設けられるボーリングバー収納装置であって、
ボーリングバーを保持した状態でＺ軸方向に沿って移動する複数の第一支持体と、
それらの第一支持体をＺ軸方向と直交するＸ軸方向に並設してなり、Ｘ軸方向に移動可能な第二支持体とを有することを特徴とするボーリングバー収納装置。
【請求項２】
Ｚ軸方向およびＸ軸方向のいずれにも直交するＹ軸方向に沿って、複数の第二支持体が並設されていることを特徴とする請求項１に記載のボーリングバー収納装置。
【請求項３】
第二支持体に、Ｙ軸方向に沿って、複数の第一支持体が並設されていることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載のボーリングバー収納装置。
【請求項４】
各第一支持体が、ボーリングバーを、その先端を加工領域の反対側に向けた状態で保持するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のボーリングバー収納装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のボーリングバー収納装置を備えており、ボーリングバーを装着した主軸頭が、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って移動可能であることを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボーリングバーを刃物台に取り付けて切削加工を行う工作機械において、取り替えたボーリングバーを収納するための収納装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作機械においてワークに深い中ぐり加工等を施す場合には、先端に刃物を固着させた長尺なボーリングバー（ロングボーリングバー）が使用される。当該ボーリングバーを刃物台に取り付けて切削加工を行う工作機械には、取り替えたボーリングバーを収納するための収納装置が付設される。そのようなボーリングバーの収納装置としては、特許文献１の如く、Ｚ軸方向（主軸方向）に移動可能なテーブル上にボーリングバーを載置したボーリングバー搬送装置をＹ軸方向（前後方向）に沿って２個併設したボーリングバー収納装置や、特許文献２の如く、４つのボーリングバーが着脱自在に取り付けられており、主軸と平行な軸を中心として旋回することによって各ボーリングバーを主軸位置に割り出すボーリングバーマガジンが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９０８４９５号公報
【特許文献２】特開２００５−１７７９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のボーリングバー収納装置は、各ボーリングバー搬送装置が、Ｘ軸方向（上下方向）に移動しない構造であるため、ボーリングバーの収納本数を増やしたい場合には、収納させたい本数分のボーリングバーの収納スペースをＹ軸方向（前後方向）に確保しなければならない。また、特許文献２のボーリングバーマガジンは、主軸と平行な軸を中心として旋回するものであるため、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の各方向において、ボーリングバー３基分以上に相当するボーリングバーの旋回スペースが不可欠である。それゆえ、特許文献１のボーリングバー収納装置や、特許文献２のボーリングバーマガジンでは、工作機械をコンパクトに設計することが困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来のボーリングバー収納装置が有する上記問題点を解消し、小さな収納スペースで多くのボーリングバーを効率的に収納することができ、工作機械をコンパクトに設計することを可能とする実用的なボーリングバー収納装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内、請求項１に記載された発明は、Ｚ軸周りに回転可能に保持されたワークに対しボーリングバーによって加工可能な工作機械において、前記ボーリングバーを収納するために非加工領域に設けられるボーリングバー収納装置であって、ボーリングバーを保持した状態でＺ軸方向（主軸方向）に沿って移動する複数の第一支持体と、それらの第一支持体をＺ軸方向と直交するＸ軸方向（上下方向）に並設してなり、Ｘ軸方向に移動可能な第二支持体とを有することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、Ｚ軸方向およびＸ軸方向のいずれにも直交するＹ軸方向（前後方向）に沿って、複数の第二支持体が並設されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載された発明は、請求項１、または請求項２に記載された発明において、第二支持体に、Ｙ軸方向に沿って、複数の第一支持体が並設されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかに記載された発明において、各第一支持体が、ボーリングバーを、その先端を加工領域の反対側に向けた状態で保持するものであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のボーリングバー収納装置を備えており、ボーリングバーを装着した主軸頭が、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って移動可能であることを特徴とする工作機械である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載のボーリングバー収納装置は、複数の第一支持体を併設した第二支持体がＸ軸方向に移動可能であるため、特にＹ方向において、少ない収納スペースで、多くのボーリングバー（ロングボーリングバー）を効率的に収納することができる。したがって、請求項１に記載のボーリングバー収納装置によれば、工作機械をコンパクトに構築することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載のボーリングバー収納装置は、Ｙ軸方向に沿って併設された各第二支持体が別々にＸ軸方向に移動可能であるため、より少ない収納スペースで、多くのボーリングバー（ロングボーリングバー）を非常に効率的に収納することができる。
【００１３】
請求項３に記載のボーリングバー収納装置は、各第二支持体がＸ軸方向に移動することによって、一度に複数の第一支持体の位置を変更することができるので、使い終えたボーリングバーを短時間の内に他のボーリングバーと交換することができる。
【００１４】
請求項４に記載のボーリングバー収納装置によれば、刃物台を移動させることによって第一支持体のＺ軸移動量を低減することが可能となるため、使い終えたボーリングバーを短時間の内に他のボーリングバーと交換することが可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の工作機械は、設置されたボーリングバー収納装置が少ない収納スペースで多くのボーリングバーを効率的に収納するため、非常にコンパクトに構築することができる。また、主軸頭がＺ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って移動することによって、使い終えたボーリングバーをきわめて短時間の内に他のボーリングバーと交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】工作機械を示す説明図（正面図）である。
【図２】ボーリングバー収納装置を示す説明図（正面図）である。
【図３】ボーリングバー収納装置を示す説明図（左側面図）である。
【図４】シリンダを示す説明図である。
【図５】ボーリングバー収納装置にボーリングバーが収納された状態を示す説明図（正面図）である。
【図６】刃物台にボーリングバーを保持させた状態を示す説明図である。
【図７】刃物台に通常の工具を保持させた状態を示す説明図である。
【図８】ボーリングバー収納装置の作動内容を示す説明図（正面図）である。
【図９】ボーリングバー収納装置の作動内容を示す説明図（正面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るボーリングバー収納装置（以下、単に収納装置という）の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
＜収納装置の構造＞
図１は、本発明に係る収納装置を搭載した工作機械の概略を示したものである。なお、図１においては、左右方向がＺ軸方向になっており、上下方向がＸ軸方向になっており、紙面と垂直な方向がＹ軸方向になっている。工作機械Ｍは、主軸台１と、ボーリングバー（ロングボーリングバー）１６を保持可能で三方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に移動可能かつ旋回割出し可能な刃物台２と、収納装置３とが設けられている。収納装置３は、カバーにより切削空間と分離されており、そのカバーにはシャッター２１が取付られている。
【００１９】
図２、図３は、それぞれ、収納装置３の正面、左側面を示したものである。収納装置３は、ボーリングバー１６を収納可能な第一ステーション（ＳＴ１）および第二ステーション（ＳＴ２）を上下に並設した第一収納機構３１と、ボーリングバー１６を収納可能な第四ステーション（ＳＴ４）および第三ステーション（ＳＴ３）を上下に並設した第二収納機構３２とを、Ｙ軸に沿って並設した構造を有している。また、収納装置３は、工作機械Ｍのベッド（図示略）に固定された支柱（図示略）により固定されており、最大で３本（３基）のロングボーリングバー１６，１６・・を収納することができるようになっている。
【００２０】
第一収納機構３１には、第二支持体であるフレーム４−１が、Ｘ軸方向に沿って立設されており、当該フレーム４−１に、第一支持体であるササエ７−１およびササエ７−２が上下に並べて固着されている。また、フレーム４−１には、ガイドレール５およびシリンダ６が、上下２段に設けられており、上側のガイドレール５およびシリンダ６によって、ササエ７−１が、左右方向（Ｚ軸方向）に移動可能になっており、下側のガイドレール５およびシリンダ６によって、ササエ７−２が、ササエ７−１と同様に、左右方向（Ｚ軸方向）に移動可能になっている。さらに、フレーム４−１には、ガイドレール８およびシリンダ９が設けられており、それらのガイドレール８、シリンダ９によって、フレーム４−１が、上下方向（Ｘ軸方向）に移動可能になっている。
【００２１】
また、第二収納機構３２は、第一収納機構３１と略対称（前後対称）となるように設けられたものである。かかる第二収納機構３２には、第二支持体であるフレーム４−２が、Ｘ軸方向に沿って立設されており、当該フレーム４−２に、第一支持体であるササエ７−４およびササエ７−３が上下に並べて固着されている。また、フレーム４−２にも、ガイドレール５およびシリンダ６が、上下２段に設けられており、上側のガイドレール５およびシリンダ６によって、ササエ７−４が、左右方向（Ｚ軸方向）に移動可能になっており、下側のガイドレール５およびシリンダ６によって、ササエ７−３が、ササエ７−４と同様に左右方向（Ｚ軸方向）に移動可能になっている。さらに、フレーム４−２にも、ガイドレール８およびシリンダ９が設けられており、それらのガイドレール８、シリンダ９によって、フレーム４−２が、上下方向（Ｘ軸方向）に移動可能になっている。
【００２２】
収納装置３においては、上記した構造によって、ササエ７−１、ササエ７−２、ササエ７−３、ササエ７−４が、それぞれ独立して左右方向（Ｚ軸方向）に移動可能になっている。また、前方側の第一収納機構３１においては、ササエ７−１とササエ７−２とが、一緒に上下方向（Ｘ軸方向）に移動するようになっており、後方側の第二収納機構３２においては、ササエ７−３と７−４とが、一緒に上下方向（Ｘ軸方向）に移動するようになっている。
【００２３】
また、各ササエ７−１〜７−４の中心には、ボーリングバー１６の先端を挿通させるための開口部３３が設けられている。さらに、各ササエ７−１〜７−４の上端際の左右には、シリンダ１０，１０が設けられており、各ササエ７−１〜７−４の下端際の左右には、受け１１，１１が設けられている。それらのシリンダ１０，１０の先端および受け１１，１１の先端は、開口部３３の周囲に配置された状態になっている。そして、各ササエ７−１〜７−４と、それらの各ササエ７−１〜７−４に付設されたシリンダ１０，１０、および受け１１，１１とによって、ボーリングバー１６を保持するための各ステーションＳＴ１〜ＳＴ４が構成された状態になっている。
【００２４】
図４は、シリンダ１０を示したものであり、当該シリンダ１０は、ピストン１２、蓋１３、当て金１４を有している。また、ピストン１２の基端側には、油室１０ａおよび油室１０ｂが設けられている。そして、油室１０ａに作動油が供給されると、当て金１４が前進するようになっており、油室１０ｂに作動油が供給されると、当て金１４が後退するようになっている。また、シリンダ１０には、ジグ１５が、ピストン１２と同一方向に移動可能に設けられており、ピストン１２が、当て金１４を介して当該ジグ１５と連結されている。それゆえ、ピストン１２は、軸回りに旋回しないようになっている。
【００２５】
図５は、上記の如く構成された収納装置３内にボーリングバー１６が収納された状態を示したものである。収納装置３は、各ステーション（ＳＴ１〜ＳＴ４）において、ササエ７の開口部３３にボーリングバー１６を挿通させた状態で、各シリンダ１０，１０の油室１０ａに作動油を供給し、各受け１１，１１によって支承されたボーリングバー１６に、ピストン１２によって付勢された当て金１４，１４を押し付けることによって、当該ボーリングバー１６を保持することができる。
【００２６】
なお、各当て金１４，１４および各受け１１，１１は、ボーリングバー１６と接触する部分が、先端面を傾斜させた凸形状になっており、その凸形状の部分を、ボーリングバー１６に設けられた凹形状（底面を傾斜させた凹形状）の部分に嵌合させることができるようになっている。それゆえ、各ステーション（ＳＴ１〜ＳＴ４）にボーリングバー１６が保持された状態においては、左右方向（Ｚ軸方向）の位置が規制される。また、各ササエ７−１〜７−４にはシリンダ１０および受け１１が２個ずつ設けられているため、各ステーション（ＳＴ１〜ＳＴ４）にボーリングバー１６が保持された状態においては、上下方向（Ｘ軸方向）、前後方向（Ｙ軸方向）、および旋回方向（Ｃ軸方向）の位置が規制される。したがって、収納装置３は、各ステーション（ＳＴ１〜ＳＴ４）において、ボーリングバー１６を、常に同じ位置に精度良く保持することができる。
【００２７】
一方、刃物台２は、ボーリングバー１６および通常の工具を保持することができるようになっている。図６は、刃物台２にボーリングバー１６を保持させた状態を示したものである。刃物台２は、先端側の周縁際に、コレット爪１７，１７・・が設けられており、それらのコレット爪１７，１７・・によって、ボーリングバー１６の基端に設けられたプルスタッドを引き込むことによって、ボーリングバー１６を保持することができるようになっている。また、刃物台２は、図１の如く、Ｙ軸回りに旋回可能に設けられており、保持されたボーリングバー１６を主軸台１側（すなわち、加工領域側）および収納装置３側の双方に向けることができるようになっている。
【００２８】
また、図７は、刃物台２からロングボーリングバー１６を取り外し、刃物台２に通常の工具を保持させた状態を示したものである。刃物台２は、中心に主軸１８が設けられており、当該主軸１８の先端に設けられたコレット爪（図示略）によって、工具１９を保持することができるようになっている。また、そのように刃物台２に通常の工具を保持させる場合には、刃物台２の先端にカバー２０が取り付けられることによって、コレット爪１７，１７が保護される。カバー２０は、基端面にプルスタッドが設けられており、それらのプルスタッドをコレット爪１７，１７・・によって引き込ませることによって、刃物台２に取り付けられる。
【００２９】
＜収納装置の作動内容＞
以下、工作機械Ｍにおける収納装置３の作動内容について説明する。図８は、カバー２０を第四ステーション（ＳＴ４）の位置に収納し、第一ステーション（ＳＴ１）にあるボーリングバー１６を刃物台２に装着する場合の動作手順（すなわち、横ステーンョン同士でのボーリングバー交換手順）を示したものである。
【００３０】
かかる場合には、まず、刃物台２をＳＴ４の前面に移動させ（ａの状態）、シャッター２１を開き、ササエ７−４を前進（Ｚ軸方向）させる（ｂの状態）。しかる後、刃物台２を左右方向（Ｚ軸方向）に移動させるとともに、上下方向（Ｘ軸方向）に移動させ、カバー２０に設けられた凹部を、受け１１の凸部に接触させた状態で、シリンダ１０の油室１０ａに作動油を供給することによって、ＳＴ４にカバー２０を保持させる（ｃの状態）。そして、コレット爪１７をアンクランプ状態にして、ササエ７−４を後退（Ｚ軸方向）させ（ｄの状態）、刃物台２を左右方向（Ｚ軸方向）に移動させるとともに、前後方向（Ｙ軸方向）に移動させて、ＳＴ１の前面に位置させる（ｅの状態）。
【００３１】
しかる後、ボーリングバー１６を収納したササエ７−１を、前進（Ｚ軸方向）させて（ｆの状態）、刃物台２を左右方向（Ｚ軸方向）に移動させて、ボーリングバー１６と刃物台２を接合させた後に、コレット爪１７，１７・・をクランプ状態にする（ｇの状態）。さらに、シリンダ１０の油室１０ｂに作動油を供給し、当て金１４を後退させ、刃物台２を上下方向（Ｘ軸方向）に移動させるとともに、左右方向（Ｚ軸方向）に移動させる（ｈの状態）。そして、ササエ７−１を後退（Ｚ軸方向）させてから、シャッター２１を閉じることによって一連の動作を完了する（ｉの状態）。
【００３２】
一方、図９は、カバー２０をＳＴ４の位置に収納し、ＳＴ３にあるボーリングバー１６を刃物台２に装着する動作手順（すなわち、縦ステーンョン同士でのボーリングバー交換手順）を示したものである。
【００３３】
かかる場合には、まず、刃物台２をＳＴ４の前面に移動させ（ａの状態）、シャッター２１を開き、ササエ７−４を前進（Ｚ軸方向）させる（ｂの状態）。しかる後、刃物台２を左右方向（Ｚ軸方向）に移動させるとともに、上下方向（Ｘ軸方向）に移動させ、カバー２０の凹部を、受け１１の凸部に接触させた状態で、シリンダ１０の油室１０ａに作動油を供給し、供給することによって、ＳＴ４にカバー２０を保持させる（ｃの状態）。そして、コレット爪１７，１７・・をアンクランプ状態にして、ササエ７−４を後退（Ｚ軸方向）させ（ｄの状態）、刃物台２を左右方向（Ｚ軸方向）に移動させ、ササエ７−３を上下方向（Ｘ軸方向）に移動させる（ｅの状態）。
【００３４】
しかる後、ボーリングバー１６を収納したササエ７−３を前進（Ｚ軸方向）させ（ｆの状態）、刃物台２を左右方向（Ｚ軸方向）に移動させて、ボーリングバー１６と刃物台２を接合させた後に、コレット爪１７，１７・・をクランプ状態にする（ｇの状態）。さらに、シリンダ１０の油室１０ｂに作動油を供給し、当て金１４を後退させ、刃物台２を上下方向（Ｘ軸方向）に移動させるとともに、左右方向（Ｚ軸方向）に移動させる（ｈの状態）。そして、ササエ７−３を後退（Ｚ軸方向）させ、シャッター２１を閉じることによって一連の動作を完了する（ｉの状態）。
【００３５】
＜ボーリングバー収納装置の効果＞
収納装置３は、上記の如く、ボーリングバー１６を保持した状態でＺ軸方向（主軸方向）に沿って移動する複数の第一支持体（ササエ７−１〜７−４）と、第一支持体（ササエ７−１，７−２）をＸ軸方向（上下方向）に並設してなりＸ軸方向に移動可能な第二支持体（フレーム４−１）と、第一支持体（ササエ７−３，７−４）をＸ軸方向（上下方向）に並設してなりＸ軸方向に移動可能な第二支持体（フレーム４−２）とを有するため、特にＹ方向において、少ない収納スペースで、多くのボーリングバー１６，１６・・を効率的に収納することができる。
【００３６】
また、収納装置３は、Ｙ軸方向（前後方向）に沿って、２つの第二支持体（フレーム４−１，４−２）を並設したものであるため、より少ない収納スペースで、多くのボーリングバー１６，１６・・を非常に効率的に収納することができる。
【００３７】
さらに、収納装置３は、各第一支持体（ササエ７−１〜７−４）が、ボーリングバー１６を、その先端を加工領域の反対側に向けた状態で保持するものであるため、刃物台２を移動させることによって各第一支持体（ササエ７−１〜７−４）のＺ軸移動量を低減することができるので、使い終えたボーリングバー１６を短時間の内に他のボーリングバー１６と交換することが可能となる。
【００３８】
一方、工作機械Mは、設置された収納装置３が少ない収納スペースで多くのボーリングバー１６，１６・・を効率的に収納するため、非常にコンパクトに構築することができる（すなわち、３本のボーリングバー１６，１６・・を収納する場合でも、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に２本分の収納スペースがあれば良い）。また、刃物台２がＺ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って移動することによって、使い終えたボーリングバー１６をきわめて短時間の内に他のボーリングバー１６と交換することができる。
【００３９】
＜ボーリングバー収納装置の変更例＞
本発明に係る収納装置の構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、ササエ、フレーム等の形状、構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。また、収納装置を設置する工作機械の構成も、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、主軸台、刃物台等の形状、構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
【００４０】
たとえば、収納装置は、上記実施形態の如く、３本のボーリングバーを収納するものに限定されず、２本あるいは４本以上のボーリングバーを収納可能な構造に変更することも可能である。すなわち、収納装置は、上記実施形態の如く、各フレームがＸ方向に２つずつのササエを並設したものに限定されず、片方のフレームがＸ方向に１つのササエを設け、他方のフレームがＸ方向に２つのササエを並設したものや、各フレームがＸ方向に３つ以上のササエを並設したもの等に変更することも可能である。
【００４１】
加えて、収納装置は、上記実施形態の如く、各フレームがＹ方向に１つのみのササエを設けたものに限定されず、各フレームがＹ方向に複数のササエを並設したもの（たとえば、各フレームがＹ方向に２つ、Ｘ方向に２つの合計４つのササエを設けたもの）等に変更することも可能である。かかる構成を採用した場合には、各フレームがＸ軸方向に移動することによって、一度に複数のササエの位置を変更することができるので、使い終えたボーリングバーをきわめて短時間の内に他のボーリングバーと交換することが可能となる。
【００４２】
また、収納装置は、上記実施形態の如く、各ステーションにおいて、２つのシリンダと２つの受けとによってボーリングバーを保持するものに限定されず、ボーリングバーを保持するシリンダや受けの個数を必要に応じて適宜変更することができる。
【００４３】
また、シリンダは、上記実施形態の如く、ピストンとジグとを連結することによってピストンの旋回を規制したものに限定されず、ピストンに突起が設けられているとともにシリンダ本体に凹溝が設けられており、シリンダ本体の凹溝に突起を係合させた状態でピストンを作動させることによって、ピストンの旋回を規制したもの等に変更することも可能である。また、シリンダは、上記実施形態の如く、油圧によって作動するものに限定されず、空気等の別の流体を作動媒体とするものでも良い。
【００４４】
一方、収納装置は、上記実施形態の如き手順によって、ボーリングバーを交換するものに限定されず、ボーリングバーの交換手順を必要に応じて適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の収納装置は、上記の如く優れた効果を奏するものであるから、ボーリングバーによって切削加工を行う工作機械において好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１・・主軸台
２・・刃物台
３・・収納装置
４−１，４−２・・フレーム
７−１，７−２，７−３，７−４・・ササエ
Ｍ・・工作機械
【図１】
2011073103.tif 000003
【図２】
2011073103.tif 000004
【図３】
2011073103.tif 000005
【図４】
2011073103.tif 000006
【図５】
2011073103.tif 000007
【図６】
2011073103.tif 000008
【図７】
2011073103.tif 000009
【図８】
2011073103.tif 000010
【図９】
2011073103.tif 000011