(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の上部に配置されてツールホルダーがセットされるツール架台と、該ツール架台の上方に上下動可能に配置された加熱コイルと、前記筐体内に設けられ前記加熱コイルに高周波電流を供給するトランジスタインバータとを備えたツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置において、
前記ツール架台は、前記筺体の上面に前記加熱コイルとの位置決めのために移動可能に配設され、該ツール架台に、焼きばめもしくは焼き抜きされたツールホルダーやツールを冷却し得る冷却機構を設けたことを特徴とするツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置。
【請求項２】
前記冷却機構は、前記ツール架台を構成するケースの下部に設けたファンで形成されていることを特徴とする請求項１記載のツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置。
【請求項３】
筐体の上部に配置されてツールホルダーがセットされるツール架台と、該ツール架台の上方に上下動可能に配置された加熱コイルと、前記筐体内に設けられ前記加熱コイルに高周波電流を供給するトランジスタインバータとを備えたツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置において、
前記ツール架台は、前記筺体の加熱位置から冷却位置まで移動可能に配設され、前記筐体に、焼きばめもしくは焼き抜きされたツールホルダーやツールを冷却し得る冷却機構を設けたことを特徴とするツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置。
【請求項４】
前記冷却機構は、前記筐体の内部に設けられた冷却ジャケットもしくは冷却槽を有することを特徴とする請求項３記載のツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置。
【請求項５】
前記冷却機構は、前記筐体の内部に配置された冷却液タンクから冷却液が循環供給されることを特徴とする請求項３または４記載のツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置。
【請求項６】
前記冷却機構は、焼きばめ焼き抜きされたツールホルダーやツールを、前記筐体の加熱位置から冷却位置まで移動させ得るツールホルダー等移動機構を有することを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載のツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばツールホルダーにエンドミル等のツールを、誘導加熱によって焼きばめしたり焼き抜きするツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、旋盤、フライス盤等の各種工作機械の回転部には、ドリルを含むエンドミル等からなる各種ツールを着脱するツールホルダーが設けられている。このツールホルダーは、工作機械の回転部にワンタッチで着脱し得るテーパ部と、工具が着脱し得る例えば円形孔からなるツール嵌合孔が設けられている。
【０００３】
そして、このような工作機械においては、加工精度の向上の観点から、ツールとツールホルダーのツール嵌合孔との芯出しが重要な作業となっている。また、ツールとして各種形状（例えば外径）のものがワークの加工部分に応じて適宜に選択されて使用されることから、このツールの取り替え作業も重要な作業となっているが、従来、このような工具の着脱作業は、工作機械を操作する作業者の経験や勘に頼っているのが実情である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなツールの着脱方法にあっては、ツールとツールホルダーのツール嵌合孔の芯出しを精度良く行うことができず、例えば工作機械によるワークの加工作業中にツールがツールホルダーのツール嵌合孔に対して動いて、ワークの精度良い加工が困難になるという問題点があった。また、ツールを取り替える際に、交換したツールの芯出しに時間が掛かると共に、芯出し不良によって不良品を加工してしまう場合があり、結果としてワークの加工作業の効率が低下し易いという問題点があり、特に、焼きばめ用ツールホルダーにおいて、その改善が望まれているのが実状である。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ツールホルダーに対するツールの芯出しを確実に行えてワークの高精度な加工が可能になると共に、加工作業の効率を向上させ、かつ精度良い焼きばめ等が得られるツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、筐体の上部に配置されてツールホルダーがセットされるツール架台と、該ツール架台の上方に上下動可能に配置された加熱コイルと、前記筐体内に設けられ前記加熱コイルに高周波電流を供給するトランジスタインバータとを備えたツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置において、前記ツール架台は、前記筺体の上面に前記加熱コイルとの位置決めのために移動可能に配設され、該ツール架台に、焼きばめもしくは焼き抜きされたツールホルダーやツールを冷却し得る冷却機構を設けたことを特徴とする。そして、前記冷却機構は、請求項２記載の発明のように、前記ツール架台を構成するケースの下部に設けたファンで形成されていることが好ましい。
【０００７】
また、請求項３記載の発明は、筐体の上部に配置されてツールホルダーがセットされるツール架台と、該ツール架台の上方に上下動可能に配置された加熱コイルと、前記筐体内に設けられ前記加熱コイルに高周波電流を供給するトランジスタインバータとを備えたツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置において、前記ツール架台は、前記筺体の加熱位置から冷却位置まで移動可能に配設され、前記筐体に、焼きばめもしくは焼き抜きされたツールホルダーやツールを冷却し得る冷却機構を設けたことを特徴とする。
【０００８】
そして、前記冷却機構は、請求項４記載の発明のように、前記筐体の内部に設けられた冷却ジャケットもしくは冷却槽を有することが好ましく、また、前記冷却機構は、請求項５記載の発明のように、前記筐体の内部に配置された冷却液タンクから冷却液が循環供給されることが好ましい。さらに、前記冷却機構は、請求項６に記載の発明のように、焼きばめ焼き抜きされたツールホルダーやツールを、前記筐体の加熱位置から冷却位置まで移動させ得るツールホルダー等移動機構を有することが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３において、ツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置１（以下、単に加熱装置１という）は、底面に設けたキャスター３で移動可能な直方体形状の筐体２を有し、この筐体２内には、トランジスタインバータ４（図２参照）が配置されると共に、筐体２の例えば後端部には、冷却水タンク及びポンプ等からなる冷却装置５が一体的に組み付けられている。また、筐体２の上面にはツール架台６と、加熱コイル７及びコイル移動装置８が配置され、筐体２の前面には操作盤９が配置されている。
【００１０】
前記トランジスタインバータ４は、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子を用いた図示しないインバータ回路と、出力トランス（変流器）等を有し、数ＫＨｚ〜数ＭＨｚの所定出力の高周波電流を、加熱コイル７に出力し得るように構成されている。また、前記冷却装置５は、トランジスタインバータ４の放熱板や加熱コイル７に、冷却水タンク内の冷却水を循環供給することにより、その発熱を抑えるように構成されている。
【００１１】
前記ツール架台６は、図５に示すように、ツールホルダー１０の鍔部を支持する支持板１１と、この支持板１１の外周端面に固定された筒状のケース１２と、このケース１２の下部に配置された冷却機構としての冷却ファン１３を有している。支持板１１には、使用するツールホルダー１０の外形形状に対応した支持孔１１ａが形成され、この支持孔１１ａの外周縁の十字形状の位置には、冷却ファン１３からの冷気を上方に良好に通気させるための溝１１ｂがそれぞれ形成されている。
【００１２】
また、このツール架台６は、図１〜図３に示すように、筐体２の上面２ａに移動可能に配置されており、この筐体２の上面２ａには、ツール架台６の後述する加熱コイル７に対する位置設定を容易にするための複数の位置決めブロック１４が固定されている。そして、ツール架台６の冷却ファン１３が作動することにより、冷気が上方に向けて流通され、この冷気で上方に位置するツールホルダー１０やツール（図示せず）が冷却されることになる。
【００１３】
前記加熱コイル７は、図５に示すように、表面が絶縁処理された銅パイプを平面視で円形に所定回数巻回することによって、そのコイル部７ａが略筒状で各種大きさのツールホルダー（ツール）に対応できるように形成されている。そして、この加熱コイル７は、上下左右のコイル固定用ガイド１５ａ〜１５ｄ（１５ｄは図示せず）及び前後板１６ａ、１６ｂに支持され、また、その銅パイプの両端部の端子板１７は、前記トランジスタインバータ４の出力端子に可撓性ケーブル４５（図７参照）を介して接続されると共に、銅パイプの両端部に固定されたホースコネクタ１８は、ビニールチューブ４６（図７参照）を介して前記冷却装置５に接続されている。
【００１４】
そして、この加熱コイル７は、コイル移動装置８に上下動可能に取り付けられている。すなわち、コイル移動装置８は、下部（もしくは上部）にモータ２０（図２参照）を有し、このモータ２０の回転軸に連結された垂直なネジ軸２１に、前記側面のコイル固定用ガイド１５ｂに固定された加熱コイル支持板２２のネジ孔が螺合している。したがって、モータ２０でネジ軸２１が回転することにより、加熱コイル支持板２２（加熱コイル７）がネジ軸２１に沿って上下動し、ツール架台６との位置関係が適宜に調整される。
【００１５】
前記操作盤９は、図４に示すように、加熱時間を設定する加熱タイマー２４、この加熱タイマー２４を入り切りするセレクトスイッチ２５、加熱入りスイッチ２６、加熱切りスイッチ２７、冷却ファン１３を作動させる冷却ファンスイッチ２８、異常リセットスイッチ２９、各種表示灯３０、及び加熱コイル７を上昇もしくは下降させるジョイスティック３１等を有している。また、筐体２の前面下部には、図１に示すように、ブレーカ３２が配置されている。そして、これらの各部品は、前記トランジスタインバータ４、モータ２０、冷却装置５のポンプ、冷却ファン１３等に適宜に接続されることにより、制御部を形成している。
【００１６】
次に、上記加熱装置１の動作の一例について説明する。先ず、ジョイステック３１を操作して、加熱コイル７を所定位置まで上昇させた状態において、ツール架台６を筐体２の上面２ａで例えば前方側に適宜移動させて、ツール架台６の上部を開放し、そのツール嵌合孔が上方を向いた状態のツールホルダー１０を支持板１１の支持孔１１ａ部にセットする。ツール架台６にツールホルダー１０をセットしたら、ツール架台６を筐体２の上面２ａで移動させて、その後方側下部を位置決めブロック１４に当接させる。これにより、ツール架台６と加熱コイル７が位置決めされ、加熱コイル７のコイル部７ａの下部にツールホールダー１０が位置する。
【００１７】
この状態で、ジョイステック３１を操作してコイル移動装置８を作動させて加熱コイル７を加熱位置まで下降させ、操作盤９の加熱入りスイッチ２６をオンさせて、加熱コイル７にトランジスタインバータ４から高周波電流を加熱タイマー２４で設定した時間（例えば１０秒程度）供給する。この加熱コイル７への高周波電流の供給で、ツールホルダー１０に渦電流が誘起されて誘導加熱（例えば２５０℃程度まで加熱）されて、ツールホルダー１０が熱膨張してツール嵌合孔の内径が広がる。この加熱が所定時間行われると、ジョイステック３１を操作して加熱コイル７を上昇させ、ツール架台６を前方に移動させる。
【００１８】
そして、この加熱状態のツールホルダー１０のツール嵌合孔に所定のツールを嵌挿し、冷却ファンスイッチ２８をオンさせる。これにより、冷却ファン１３が作動して、冷気がツールホルダー１０に供給され該ツールホルダー１０が冷却される。この時、冷却ファン１３がツール架台６のケース１２の下部に設けられていることから、ツール架台６を筐体２の上面２ａで作業し易い位置まで移動させても、ケース１２に設けた冷却ファン１３でツールホルダー６の急速冷却を容易に行うことが可能になる。このツールホルダー１０の冷却で、そのツール嵌合孔の内径が縮小し、ツールがツールホルダー１０に焼きばめされる。
【００１９】
一方、ツールをツールホルダー１０から焼き抜きする場合は、先ず、ツールが嵌合された状態のツールホルダー１０をツール架台６にセットし、これを加熱コイル７の下部まで移動させて誘導加熱し、その後、ツール架台６を前方に移動する。そして、この加熱によりそのツール嵌合孔の内径が広くなったツールホルダー１０からツールを抜き取り、その後、ツールホルダー１０を冷却ファン１３で冷却する。
【００２０】
なお、以上の例では、ツール架台６を筐体２の上面２ａで手動により移動させる場合について説明したが、例えばツール架台６を機械的に移動させて焼きばめ作業等の自動化を図ることもできるし、より良好な加熱状態を得るためにツールホルダー１０を加熱中に回転させる回転機構を付与しても良い。また、加熱コイル７とツール架台６を複数種用意し、これらを択一的（交換可能）に設置して使用し得るように構成すれば、各種ツールホルダー１０に容易に対応することができる。
【００２１】
図６及び図７は、本発明に係わる加熱装置１の他の実施の形態を示し、以下、上記実施の形態と同一部位には同一符号を付して説明する。この加熱装置１の主な特徴は、焼きばめ焼き抜きされたツールホルダー１０等の冷却機構として、前記冷却ファン１３に代えて、冷却液が噴射される冷却ジャケット３３を使用した点にある。すなわち、筐体２の上面２ａにツールホルダー１０がセットされる適宜形状のツール架台６を配置し、このツール架台６にセットされたツールホルダー１０等を筐体２内の下部まで移動させるツールホルダー等移動機構３６を設けると共に、筐体２内に冷却槽３７を配置する。
【００２２】
前記ツールホルダー等移動機構３６は、筐体２内に上下方向に沿った配設されたレール３８と、このレール３８に係合して上下動するガイド３９と、このガイド３９に連結されたチャック４０と、ガイド３９及びチャック４０を作動させる駆動部４１等を有している。そして、駆動部４１が作動することによって、加熱位置のツール架台６にセットされているツールホルダー１０がチャック４０でチャックされ、この状態でガイド３９が下降して、ツールホルダー１０等が前記冷却槽３７内に位置することになる。
【００２３】
前記冷却槽３７は、筐体２の加熱位置の下方底部に配置され、その内部の例えば対向位置には２個（もしくは複数個）の冷却ジャケット３３が、その噴射孔を内側に向けた状態で配置されている。この冷却ジャケット３３の噴射孔は、例えば全て水平方向の同一方向に指向させることもできるし、上下方向において噴射する向きを調整し得るように構成することもできる。
【００２４】
そして、冷却槽３７は、排液管４２を介して冷却液タンク４７に接続されると共に、例えば供給管４３に設けた循環ポンプ４４によって、冷却液タンク４７内の冷却液４８が冷却ジャケット３３に供給され、この冷却液４８で冷却槽３７内にセットされたツールホルダー１０等が冷却されることになる。なお、冷却液４８としては、例えば防塵油、潤滑油等の油や冷却水等が使用される。また、冷却液タンク４７の例えば上部（もしくは側部）には、加熱コイル７やトランジスタインバータ４の放熱板等を冷却するための、前記冷却装置５の冷却水タンク４９が一体（もしくは別体で）配置されている。
【００２５】
また、この加熱装置１は、操作盤９が筐体２の側面上方に接続管５０を介して配置されることにより、操作性の向上が図られている。さらに、筐体２の上面２ａには、コイル移動装置８を覆う状態で、保護カバー５１が配置されており、この保護カバー５１で加熱時にツールホルダー１０等の加熱部分への作業者の接触が防止されて、作業上の安全性向上が図られている。
【００２６】
この加熱装置１によれば、加熱位置のツール架台６にセットされたツールホルダー１０等に対して加熱コイル７が下降して所定位置にセットされ、この状態でトランジスタインバータ４から高周波電流が供給されてツールホルダー１０とツールが例えば焼きばめされる。そして、この焼きばめの終了と同時に、駆動部４１の作動でチャック４０によりツールホルダー１０がチャックされて、ガイド３９と共にレール３８に沿って冷却槽３７内まで下降する。
【００２７】
この位置で循環ポンプ４４が作動して冷却ジャケット３３から冷却液４８がツールホルダー１０等の加熱部分に所定時間噴射されて冷却される。この冷却されたツールホルダー１０等は、駆動部４１の作動でガイド３９と共にレール３８に沿って加熱位置まで上昇してツール架台６に再びセットされると共に、チャック４０がアンチャックされ、ツール架台６から取出可能な状態となって、焼きばめ作業が終了する。
【００２８】
このように、この実施の形態の加熱装置１においても、基本的に上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、冷却槽３７や冷却ジャケット３３等の使用により次のような作用効果が得られる。すなわち、冷却機構に防塵油等の冷却液４８を使用し、これを冷却ジャケット３３から加熱部分に向けて効果的に噴射して冷却するため、加熱後のツールホルダー１０等を冷却ファン１３に比較して短時間に冷却できて、最適な焼きばめ状態を得ることができると共に、冷却時の錆の発生等を確実に防止できて、ツールホルダー１０の長期に亘る使用が可能になる。
【００２９】
また、冷却作業自体が筐体２内で行われることから、作業者が加熱部分に接触する機会を極力少なくすることができ、前記保護カバー５１と合わせ、焼きばめ等の作業の安全性向上を図ることが可能になると共に、冷却液４８が循環使用（リサイクル）されるため、冷却液の効率的な使用が可能になる。
【００３０】
なお、この実施例においては、冷却機構の冷却媒体として冷却液４８を使用し、これを冷却槽３７内に配置した冷却ジャケット３３の噴射孔から噴射させて冷却したが、例えば冷却媒体として冷却ガス等の冷却気体を使用しても良いし、冷却ジャケット３３を使用することなく、冷却槽３７内に貯留された冷却液４８中にツールホルダー１０等を浸漬させて冷却することもできる。また、ツールホルダー等移動機構３６の構成、冷却液タンク４７や冷却水タンク４９、冷却槽３７の配置形態、操作盤９の配置位置、保護カバー５１の形状等も一例であって、適宜に変更することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明によれば、ツールホルダーに対するツールの取り付けや取り外しを誘導加熱を利用して、焼きばめしたり焼き抜きすることができるため、芯出し作業等の面倒な手作業が不要となり、ワークの加工作業の効率を向上させることができると共に、取り付けられたツールによってワークを高精度に加工することができ、かつ効果的な冷却によりツールホルダーとツールの焼きばめ精度等を向上させることができる。また、ツールホルダーのセット時に、ツール架台を作業がし易い位置まで移動させることができ、ツールホルダー等のセット作業が容易になって、その作業性を向上させることができると共に、加熱装置自体の構成をより簡略化することができる。
【００３２】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、冷却機構がツール架台を構成するケースの下部に設けたファンで形成されているため、冷却機構の構成の簡略化が図れて、加熱装置自体を安価に形成することができると共に、ツールホルダー等をより近い位置でかつケース内に配置した状態で急速冷却できて、その冷却効率を高めることができる。
【００３３】
また、請求項３記載の発明によれば、ツールホルダーに対するツールの取り付けや取り外しを誘導加熱を利用して、焼きばめしたり焼き抜きすることができるため、芯出し作業等の面倒な手作業が不要となり、ワークの加工作業の効率を向上させることができると共に、取り付けられたツールによってワークを高精度に加工することができ、かつ効果的な冷却によりツールホルダーとツールの焼きばめ精度等を向上させることができる。また、焼きばめや焼き抜き後のツールやツールホルダーを効果的に冷却できると共に、焼きばめ焼き抜き作業時の安全性を向上させることができる。
【００３４】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明の効果に加え、冷却機構が筐体内に設けた冷却ジャケットや冷却槽を有するため、冷却作業自体を筐体内で行うことが可能となり、冷却時の加熱部分への作業者の接触を確実に防止できて安全性の一層の向上が図れると共に、冷却効率を向上させることができて、より精度良い焼きばめ等を行うことができる。
【００３５】
また、請求項５記載の発明によれば、請求項３または４記載の発明の効果に加え、冷却液が循環使用されるため、冷却液の効率的な使用（リサイクル）が可能になって、例えば加熱装置の運用コストを低減させることができる。
【００３６】
また、請求項６記載の発明によれば、請求項３ないし５記載の発明の効果に加え、焼きばめ焼き抜きされたツールホルダー等を移動させる移動機構を有するため、ツールホルダー等の加熱位置から冷却位置への移動をスムーズに行うことができて、素早く冷却できる等、冷却効率をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わるツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置の一実施の形態を示す正面図
【図２】  同その側面図
【図３】  同その平面図
【図４】  同図１のＡ部の拡大図
【図５】  同図２のＢ部の拡大図
【図６】  本発明に係わるツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置の他の実施の形態を示す一部破断した概略正面図
【図７】  同その側面から見た内部構成図
【符号の説明】
１  ツール焼きばめ焼き抜き用加熱装置
２  筐体
２ａ  上面
４  トランジスタインバータ
５  冷却装置
６  ツール架台
７  加熱コイル
７ａ  コイル部
８  コイル移動装置
９  操作盤
１０  ツールホルダー
１１  支持板
１１ａ  支持孔
１２  ケース
１３  冷却ファン
１４  位置決めブロック
２０  モータ
２１  ネジ軸
３３  冷却ジャケット
３６  ツールホルダー等移動機構
３７  冷却槽
３８  レール
３９  ガイド
４０  チャック
４４  循環ポンプ
４７  冷却液タンク
４８  冷却液
４９  冷却水タンク
５１  保護カバー
【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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【図６】
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【図７】
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