(57)【要約】【課題】気体状のクーラントを多く含む空気を用いた空冷によって、クーラントの量が減少することを防止できる工作機械を提供する。【解決手段】工具を回すモータ１２１であって、モータ１２１を空冷する空気が入る空気入口を側面に有するモータ１２１を備える工作機械１００において、モータ１２１の一側面部を除く他側面部の空気入口を覆う、着脱可能であるカバー部材１１と、モータ１２１の側面の空気入口を有しない部分を覆い、モータ１２１の前記一側面部と交差する方向に延びる側壁部１３とを備える。【選択図】図２
2019130618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を装着する主軸を回転し、且つ、空冷する空気が入る空気入口を側面に有するモータを備える工作機械において、
前記モータの一側面部を除く他側面部の空気入口を覆う、着脱可能であるカバー部材と、
前記モータの側面の前記空気入口を有しない部分を覆い、前記モータの前記一側面部と交差する方向に延びる側壁部とを備えることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記カバー部材は２つの部分からなることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記カバー部材は空気のみを通すフィルタ部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記フィルタ部はスチールウールからなることを特徴とする請求項３に記載の工作機械。
【請求項５】
前記カバー部材は、
前記モータの側面に沿って前記他側面部の空気入口を覆う扁平部と、
前記扁平部の下端から前記モータ側に張り出した張出部とを備え、
前記空気入口及び前記扁平部の間には間隙が存在することを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具を回すモータを備える工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、主軸に工具を装着してワークに対する切削加工を行う工作機械において、切削加工中に発生する熱を冷却するために色々な方法を工夫している。
【０００３】
例えば、特許文献１においては、切削加工中に主軸において発生する熱を冷却するために、主軸の外表面に少なくとも左、右側方及び前方を覆う冷却ジャケットを形成し、前記冷却ジャケットに工具装着側から冷却空気を供給し、該冷却空気を主軸の上側から排出する主軸冷却装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３５５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、切削加工中にワークと工具の摩擦によって発生する熱を冷却する為、一般にはクーラントを噴射する方法を用いている。冷却に使用されたクーラントは回収して、所定の処理後再び使用される。
【０００６】
しかし、クーラントの一部分は被冷却個所の熱等によって気体化する。上述した特許文献１の主軸冷却装置は工具装着側から空気を冷却ジャケット内に吸い込むので、気体状のクーラントを多く含む空気を吸い込む。特許文献１の主軸冷却装置は、冷却ジャケット内に吸い込んだ空気を主軸の上側から排出するので、気体状のクーラントを多く含む空気が工作装置の外側に流れ出す。従って、クーラントの回収が難しくなるうえに、頻繁にクーラントを補充する必要が生じる。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、気体状のクーラントを多く含む空気を冷却に用いることに起因して、クーラントの回収量が減少することを防止できる工作機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る工作機械は、工具を回すモータを備えており、前記モータを空冷する空気が入る空気入口を側面に有するモータを備える工作機械において、前記モータの一側面部を除く他側面部の空気入口を覆う、着脱可能であるカバー部材と、前記モータの側面の前記空気入口を有しない部分を覆い、前記モータの前記一側面部と交差する方向に延びる側壁部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、前記カバー部材が前記モータの一側面部を除く他側面部の空気入口を覆い、前記側壁部は前記モータの側面の一部分を覆いつつ、前記モータの前記一側面部と交差する方向に延びる。従って、前記モータの前記一側面部付近の空間が前記側壁部によって仕切ってあり、この空間の空気のみを前記モータの前記一側壁部の空気入口から吸い込む。
【００１０】
本発明に係る工作機械は、前記カバー部材は２つの部分からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、前記カバー部材を２つの部分に分割してある。従って、前記カバー部材の取り付け及び取外しが容易である。
【００１２】
本発明に係る工作機械は、前記カバー部材は空気のみを通すフィルタ部を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、前記フィルタ部が空気のみを通すので、例えば気体状のクーラント、切屑等が前記空気入口に入り込むことを事前に防止する。
【００１４】
本発明に係る工作機械は、前記フィルタ部はスチールウールからなることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、前記スチールウールが空気のみを通すので、例えば気体状のクーラント、切屑等が前記空気入口に入り込むことを事前に防止する。
【００１６】
本発明に係る工作機械は、前記カバー部材は、前記モータの側面に沿って前記他側面部の空気入口を覆う扁平部と、前記扁平部の下端から前記モータ側に張り出した張出部とを備え、前記空気入口及び前記扁平部の間には間隙が存在することを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、前記空気入口及び前記カバー部材（扁平部）の間に間隙が存在するものの、前記張出部が前記間隙の縁を塞ぐ。従って、前記側壁部が仕切ってある空間の空気を、前記モータの前記一側面部の空気入口及び前記他側面部の空気入口を介して、前記モータが吸い込むことができる。この際、前記張出部によって、気体状のクーラント、切屑等が前記空気入口に入り込むことを防止する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、気体状のクーラントを多く含む空気を冷却に用いることに起因して、クーラントの回収量が減少すること、かつこれに伴いクーラントの補充回収が増えるという問題を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１に係る工作機械の主軸ヘッドの付近を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る工作機械の主軸ヘッドを示す斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る工作機械の主軸ヘッドを一部分解した、部分分解図である。
【図４】実施の形態１に係る工作機械のカバー部材を示す図である。
【図５】図２におけるI‐I線による部分的断面図である。
【図６】実施の形態２に係る工作機械のカバー部材を示す斜視図である。
【図７】実施の形態３に係る工作機械のカバー部材を示す図である。
【図８】実施の形態３に係る工作機械のカバー部材を主軸ヘッドに装着した状態を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態に係る工作機械を、図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る工作機械の主軸ヘッドの付近を示す斜視図である。実施の形態１に係る工作機械１００はコラム３０、主軸ヘッド１０、工具交換装置４０等を備え、ワークに対する切削などの加工を行う。工具交換装置４０の後側には主軸ヘッド１０が配置している。主軸ヘッド１０の後側にはコラム３０が配置している。
【００２１】
図２は、実施の形態１に係る工作機械１００の主軸ヘッド１０を示す斜視図、図３は、実施の形態１に係る工作機械１００の主軸ヘッド１０を一部分解した、部分分解図である。
【００２２】
工具交換装置４０は円盤状をなしており、工具を保持・交換するマガジン４２を有する。コラム３０から前方に、二つの支持板４３が突出している。二つの支持板４３は左右に並んでいる。支持板４３は工具交換装置４０を支持する。マガジン４２は複数の把持部４１を有しており、把持部４１が工具を保持する。工具交換装置４０は、把持部４１が保持した工具を主軸１５に装着する。
【００２３】
マガジン４２は、所定のモータ（図示略）の駆動により軸周りに回転する。複数個の把持部４１は、マガジン４２の外周上に周方向に並設してある。各把持部４１は、工具を着脱可能に収容する。工具交換装置４０は、マガジン４２を回転し、次に使用する工具を装着した把持部４１を工具交換位置へ移動する。工具交換装置４０は、主軸ヘッド１０の主軸１５に装着した工具を外し、工具交換位置にある把持部４１に装着した工具を主軸１５に装着する。
【００２４】
コラム３０は上下方向に延びており、主軸ヘッド１０はコラム３０の前面に沿って上下方向に昇降可能である。
コラム３０の上部には主軸ヘッド１０の上下方向への移動の為、上下動モータ２０が設けてある。上下動モータ２０の回転によって、主軸ヘッド１０は上下方向に移動する。
【００２５】
主軸ヘッド１０は、工具を取り付ける為の主軸１５、主軸１５を保持する主軸保持部１６を有している。主軸１５の下端部は工具を装着する装着部である。
主軸保持部１６の上側には、主軸１５を回す主軸モータ部１２が配置している。主軸モータ部１２は、主軸１５を回すモータ１２１を有する。
【００２６】
主軸保持部１６は柱状をなし、主軸１５を回転可能に保持する。主軸１５の下端部には工具を取り付ける。主軸１５の上端部はモータ１２１の軸に連結してあり、主軸保持部１６の上端は主軸モータ部１２の下段に連設している。モータ１２１の回転軸及び主軸１５は同一の軸心上に位置する。従って、モータ１２１の回転によって、主軸１５及び主軸１５の下端部の工具が回転する。
【００２７】
主軸保持部１６は主軸保持部１６の前面側にカム機構１４が固定してある。カム機構１４は主軸保持部１６の前面から突出し、且つ上下方向に長い短冊状である。
【００２８】
主軸モータ部１２は、モータ１２１の上側にファン１２４を有する。ファン１２４はモータ１２１を空冷するための空気を吸い込む。
【００２９】
モータ１２１は、下部の側面に、モータ１２１を空冷する空気が入る空気入口１２２を形成している。空気入口１２２は、下部の側面に沿って周設してある。ファン１２４の上部は、空気入口１２２から入った空気を排出する空気出口１２３となっている。
空気入口１２２と空気出口１２３は、モータ１２１側面に形成した空気路（図示略）によってつながっている。
【００３０】
実施の形態１に係る工作機械１００が稼働する場合、即ち、モータ１２１が回転する場合、ファン１２４の回転によって、外部の空気が各空気入口１２２からモータ１２１内に流れ込む。モータ１２１中に流れ込んだ空気は、ファン１２４の回転によって、空気出口１２３からモータ１２１の外に出る。この際、空気はモータ１２１で発生する熱を奪う。
【００３１】
主軸ヘッド１０は、モータ１２１の側面を覆う側壁部１３を有する。側壁部１３は板状であり、主軸モータ部１２の左方側面付近及び右方側面付近を夫々覆う。
【００３２】
側壁部１３は、前方の端部がモータ１２１の側面に沿って曲がっている。側壁部１３は後方の端部がモータ１２１の後方側面（一側面部）と交差する方向に、かつコラム３０まで延びている。以下、２つの側壁部１３のうち、モータ１２１の前方側面の一部及び左方側面を覆うものを側壁部１３ａといい、モータ１２１の前方側面の一部及び右方側面を覆うものを側壁部１３ｂという。
側壁部１３ａ及び側壁部１３ｂは、空気入口１２２を塞ぐことなくモータ１２１の側面の一部を覆う。
【００３３】
側壁部１３ａ及び側壁部１３ｂ相互間の距離は後方に行くほど広くなる。即ち、側壁部１３ａ及び側壁部１３ｂの端部間の距離は、後方の端部間の距離が、前方の端部間の距離より長い。
【００３４】
上述のように、側壁部１３ａ、側壁部１３ｂの前方の端部がモータ１２１の左方側面及び右方側面を夫々覆い、後方の端部がコラム３０まで延びている。従って、側壁部１３ａ及び側壁部１３ｂは、側壁部１３ａ及び側壁部１３ｂの間に位置する空間（以下、仕切り空間と言う）を仕切っている。
【００３５】
実施の形態１に係る工作機械１００においては、ワークに対する切削加工の場合、前記ワーク及び工具に向けてクーラントが噴射される。この際、側壁部１３ａ及び側壁部１３ｂは、モータ１２１の後方側面の空気入口１２２ａ及び前記仕切り空間内にクーラントが飛び散ることを防ぐ。以下においては、モータ１２１の後方側面に位置する空気入口１２２を空気入口１２２ａとも言い、空気入口１２２ａを除く他の空気入口１２２を空気入口１２２ｂとも言う。
【００３６】
主軸モータ部１２は、空気入口１２２を覆うカバー部材１１を有する。図４は、実施の形態１に係る工作機械１００のカバー部材１１を示す図である。図４Ａはカバー部材１１の斜視図、図４Ｂはカバー部材１１の底面図である。
【００３７】
カバー部材１１は、矩形の板状の板部１１１、断面視Ｌ字状の屈曲部１１２からなり、結合機構によって一体に合体する。図４においては、便宜上、板部１１１及び屈曲部１１２の結合機構は図示を省略している。板部１１１及び屈曲部１１２が合体した場合、全体としてカバー部材１１は平面視Ｕの字の形状をなす。
【００３８】
カバー部材１１はモータ１２１の前方側面、左方側面、右方側面の空気入口１２２ｂを覆う。カバー部材１１はモータ１２１の後方側面の空気入口１２２ａは覆わない。カバー部材１１は着脱可能である。
【００３９】
モータ１２１にカバー部材１１を取り付けた場合、カバー部材１１の板部１１１の内側面はモータ１２１の左方側面と接触し、屈曲部１１２の内側面はモータ１２１の前方側面、右方側面と接触する。従って、カバー部材１１は空気入口１２２ｂを塞ぐ。
【００４０】
板部１１１及び屈曲部１１２は、主軸保持部１６上部への取り付けのための貫通孔Ｈ１を２つずつ有する。主軸保持部１６上部は、板部１１１及び屈曲部１１２のＨ１に対応するネジ孔Ｈ２を有する。
【００４１】
図５は、図２におけるI‐I線による部分的断面図である。図５は、主軸ヘッド１０にカバー部材１１を取り付けた状態を示す。
板部１１１及び屈曲部１１２のＨ１を介して雄ネジを主軸保持部１６上部のネジ孔Ｈ２に回し込むことによって、カバー部材１１（板部１１１、屈曲部１１２）が主軸保持部１６上部に螺合する。カバー部材１１の上部は側壁部１３と重畳する。
【００４２】
上述の如く、実施の形態１に係る工作機械１００においては、主軸保持部１６の下側に工具を取り付ける。ワークに対する切削加工の場合、前記工具にクーラントを噴射するので、ワークの被加工部の熱等によって一部のクーラントが気体化する。
【００４３】
切削加工の場合、モータ１２１の空冷の為、空気が空気入口１２２を介してモータ１２１中に流れ込む。気体状のクーラントを多く含む空気がモータ１２１内に流れ込んだ場合、回収できるクーラントの量が減少するうえに、頻繁にクーラントを補充する必要が生じる。
【００４４】
これに対して、実施の形態１に係る工作機械１００は、上述の如く、カバー部材１１を取り付けることによって、モータ１２１の後方側面の空気入口１２２ａを除く、モータ１２１の前方側面、左方側面、右方側面の空気入口１２２ｂを塞いでいる。カバー部材１１によってクーラント及び気体状のクーラントを多く含む空気が前記仕切り空間に入りにくくなっている。即ち、前記仕切り空間内の空気は、前記仕切り空間外の空気に比べて気体状のクーラントの量が著しく少ない。
【００４５】
実施の形態１に係る工作機械１００においては、モータ１２１の空冷の際、モータ１２１の後方側面の空気入口１２２ａを介して前記仕切り空間内の空気のみを吸い込む。これにより、気体状のクーラントを多く含む空気がモータ１２１に流れ込むことによるクーラントの減少を極力抑制できる。
【００４６】
以上の記載においては、カバー部材１１を板部１１１及び屈曲部１１２に２分している場合を例に挙げて説明したが、実施の形態１に係る工作機械１００はこれに限るものでなく、板部１１１及び屈曲部１１２を一体に構成しても良い。
【００４７】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２に係る工作機械１００のカバー部材１１Ａを示す斜視図である。実施の形態２に係る工作機械１００のカバー部材１１Ａは、実施の形態１と同様の形状を有するが、フィルタ部１９を有する点において相違する。
【００４８】
カバー部材１１Ａは気体状のクーラントを除いて、空気のみを通すフィルタ部１９を３つの面に夫々有している。カバー部材１１Ａの各面に矩形の窓１８を形成している。各窓１８は、カバー部材１１Ａの装着時に、モータ１２１の前方側面、左方側面、右方側面の空気入口１２２ｂに対応する位置に夫々形成してある。
【００４９】
窓１８はカバー部材１１Ａを内外に貫通する。窓１８には、窓１８の内側又は外側にフィルタ部１９が装着してある。フィルタ部１９は窓１８に倣う矩形であり、窓１８より少し大きい大きさを有する。フィルタ部１９は、例えば、溶接によって窓１８に固定する。
【００５０】
フィルタ部１９は、例えば、スチールウールからなる。この他、不織布等の布系を用いても良い。
【００５１】
実施の形態２に係る工作機械１００はカバー部材１１Ａがフィルタ部１９を有するので、フィルタ部１９を介してモータ１２１の前方側面、左方側面、右方側面の空気入口１２２ｂからも空気を吸い込むことができる。フィルタ部１９は気体状のクーラントの入り込みを遮蔽する。
【００５２】
従って、実施の形態２に係る工作機械１００においては、クーラントの量を減らすことなく、モータ１２１を空冷する為の空気を十分に確保できる。
【００５３】
実施の形態２に係る工作機械１００はこれに限るものでない。窓１８の内側及び外側の両方にフィルタ部１９を設けて二重層にしても良い。これによって、気体状のクーラントがモータ１２１内に流れ込むことを確実に防止できる。
【００５４】
また、カバー部材１１Ａの全体をフィルタ部１９と同様の材料にて構成しても良い。
【００５５】
実施の形態１と同様の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る工作機械１００は、カバー部材１１の形状において、実施の形態１，２と相違する。
【００５７】
図７は、実施の形態３に係る工作機械１００のカバー部材１１Ｂを示す図である。図７Ａはカバー部材１１Ｂの斜視図、図７Ｂはカバー部材１１Ｂの底面図である。便宜上、板部１１１Ｂ及び屈曲部１１２Ｂの結合機構は図示を省略する。
【００５８】
実施の形態３において、カバー部材１１Ｂの板部１１１Ｂは、モータ１２１への装着時にモータ１２１の側面と対向する扁平板状の扁平部１１１ａ、扁平部１１１ａの下端に設けてある張出部１１３を有する。
カバー部材１１Ｂの屈曲部１１２Ｂは、モータ１２１への装着時にモータ１２１の側面と対向する扁平板状の扁平部１１２ａを二つ有し、扁平部１１２ａの下端に設けてある張出部１１３を有する。板部１１１及び屈曲部１１２の張出部１１３は一体に形成してある。
【００５９】
張出部１１３は、扁平部１１１ａ及び扁平部１１２ａの下端から内側の方に、扁平部１１１ａ及び扁平部１１２ａに対して夫々交差する方向に張り出している。即ち、カバー部材１１Ｂをモータ１２１に装着した場合、張出部１１３は扁平部１１１ａ及び扁平部１１２ａの下端からモータ１２１に向けて張り出す。従って、板部１１１Ｂ及び屈曲部１１２Ｂは縦断面視Ｌの字の形状をなす。
【００６０】
実施の形態３におけるカバー部材１１Ｂは、実施の形態１、２のカバー部材１１、１１Ａに比べて、前後方向及び左右方向における寸法が少し大きい。従って、カバー部材１１Ｂをモータ１２１に取り付けた場合、扁平部１１１ａ及び扁平部１１２ａと、モータ１２１の側面との間に間隙Ｇ（例えば、１〜２ｍｍ）を設けることができる。即ち、カバー部材１１Ｂの内側面とモータ１２１の側面（空気入口１２２）の間には間隙Ｇが存在する。
【００６１】
図８は、実施の形態３に係る工作機械１００のカバー部材１１Ｂを主軸ヘッド１０に装着した状態を表す図である。図８Ａは主軸モータ部１２の正面図、図８Ｂは図８ＡのII‐II線による断面図、図８Ｃは図８ＡのIV‐IV線による断面図である。
【００６２】
カバー部材１１Ｂを主軸ヘッド１０に取り付けた場合、扁平部１１１ａ及び扁平部１１２ａは、モータ１２１の前方側面、左方側面、右方側面の空気入口１２２ｂを覆う。モータ１２１の前方側面、左方側面、右方側面と扁平部１１１ａ及び扁平部１１２ａとの間には、上述の如く間隙Ｇが介在する（図８Ｃ参照）。
【００６３】
また、扁平部１１１ａ及び扁平部１１２ａの下端の張出部１１３は、主軸保持部１６のフランジ下面と略面一状態にて、フランジ下面を覆う。即ち、扁平部１１１ａ及び扁平部１１２ａの下端における主軸保持部１６との間隙Ｇの下端を張出部１１３が遮蔽する。
【００６４】
以上のような構成を有することから、実施の形態３に係る工作機械１００は、切削加工を行う場合、モータ１２１の空冷の時、空気入口１２２ａのみでなく、間隙Ｇを介して、空気入口１２２ｂからも前記仕切り空間内の空気がモータ１２１内に流れ込むことができる。間隙Ｇから気体状のクーラントを多く含む空気が空気入口１２２ｂに入り込むことを張出部１１３が防ぐ。
従って、実施の形態３に係る工作機械１００においては、クーラントの量を減らすことなく、モータ１２１を空冷する為の空気を十分に確保できる。
【００６５】
即ち、張出部１１３は、クーラントの噴射場所に近い、扁平部１１１ａ及び扁平部１１２ａの下端における主軸保持部１６との間隙Ｇの下端を遮蔽している。従って、気体状のクーラントを多く含む空気が間隙Ｇを介して空気入口１２２ｂに入り込むことを抑制できる。
【００６６】
実施の形態３に係る工作機械１００はこれに限るものでない。扁平部１１１ａ及び扁平部１１２ａとモータ１２１の間に、実施の形態２のフィルタ部１９と同様の材料を装着した構成にしても良い。
【００６７】
実施の形態１，２と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【００６８】
１１  カバー部材
１３  側壁部
１９  フィルタ部  
１００  工作機械
１１１ａ，１１２ａ  扁平部
１１３  張出部
１２１  モータ
１２２ａ，１２２ｂ  空気入口
Ｇ  間隙
【図１】
2019130618.tif 000003
【図２】
2019130618.tif 000004
【図３】
2019130618.tif 000005
【図４】
2019130618.tif 000006
【図５】
2019130618.tif 000007
【図６】
2019130618.tif 000008
【図７】
2019130618.tif 000009
【図８】
2019130618.tif 000010