(57)【要約】  【課題】工具ホルダー用焼嵌め装置において、工具ホルダーの材質に応じて消費電力を抑えながら、適切な加熱時間を実現することを課題とする。  【解決手段】工具ホルダー用焼嵌め装置として、工具ホルダーのホルダー部を外周から取り囲む加熱用コイルに高周波電流を供給する高周波回路部と、前記加熱用コイルのインダクタンスを示す値を検知するインダクタンス検知部と、インダクタンス検知部の検知結果に基づいて前記加熱用コイルを流れる電流値の値を制御する制御部とを設ける。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱用コイルを含む高周波電流を供給する高周波回路部を有する工具ホルダー用焼嵌装置において、
前記加熱用コイルが空芯状態時において、加熱用コイルに印加される周波数を２８kHz〜３０kHzに設定した
工具ホルダー用焼嵌装置。
【請求項２】
前記工具ホルダー用焼嵌装置において、
前記加熱用コイルに鋼鉄製のコアが挿入された状態時において、加熱用コイルに印加される周波数を１８kHz〜２０kHzに設定した
請求項１に記載の工具ホルダー用焼嵌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は工具ホルダーに工具を焼嵌めにより固定するための装置に関し、特に、高周波誘導加熱により工具ホルダーを加熱する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工具ホルダーに工具を固定する方法の一つとして、焼嵌めにより工具を固定する方法が存在する。焼嵌めによる固定は機構部分が無いので高い精度を維持することができるので、精密加工用の工作機械の工具ホルダーに適している。焼嵌めにより工具を固定するには、まず、工具ホルダーの穴が設けられたホルダー部分を加熱してホルダーの穴の内径を膨張させて、膨張した穴内に工具を挿入し、その後冷却させることで穴の径を縮小させて工具を締めつけ工具を固定する。ホルダー部分を加熱する装置は、高周波誘導によりホルダー部分に渦電流を発生させ、ジュール熱によりホルダーを加熱するものと、熱風をホルダー部分に吹き付けてホルダーを加熱するものとがあるが、高周波誘導によりホルダーを加熱する方がホルダー内部に熱を発生させることができ加熱時間が短くて済むのでより好ましい。高周波誘導によりホルダーを加熱する装置は、共振するコイル内にホルダー部分を挿入し、ホルダー内に磁界の変化を生じさせて、これによりホルダー内に渦電流を発生させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、高周波誘導により加熱する場合、コイル内に挿入する工具ホルダーが鋼鉄などの磁性材料で形成されている場合は、ヒステリシス加熱が加わるために加熱しやすくなり、ニッケル-クロム系ステンレスなどの非磁性材料で形成されている場合は、ヒステリシス加熱がないために加熱しにくくなる。このために、一つの装置で磁性材料で形成された工具ホルダーと非磁性材料で形成された工具ホルダーを加熱するようにすると、非磁性材料で形成された工具ホルダーの加熱時間が著しく長くなってしまうという問題が生じる。
以上のことを鑑みて、本発明は、高周波誘導を用いた工具ホルダー用焼嵌め装置において、非磁性材料の工具ホルダーの加熱時間をより減少させることを課題とする。
【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、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は、加熱用コイルを含む高周波電流を供給する高周波回路部を有する工具ホルダー用焼嵌装置において、前記加熱用コイルが空芯状態時において、加熱用コイルに印加される周波数を２８kHz〜３０kHzに設定した工具ホルダー用焼嵌装置である。
請求項２に記載の発明は、前記工具ホルダー用焼嵌装置において、前記加熱用コイルに鋼鉄製のコアが挿入された状態時において、加熱用コイルに印加される周波数を１８kHz〜２０kHzに設定したものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に係る工具ホルダー用焼嵌装置では、加熱用コイルが空芯状態のとき、即ち、加熱用コイル内に非磁性材料をホルダー部分とする工具ホルダーが挿入された場合は２８kHz〜３０kHzの周波数を用いて加熱を行う。この値においては、表面近傍の所定深さのみに渦電流が浸透し、表面近傍の一定範囲を集中して加熱することができる。これにより、非磁性材料のホルダー部分を最も効率良く加熱することができ、加熱時間を最短にすることができる。
請求項２に係る工具ホルダー用焼嵌装置では、加熱用コイルに鉄心のコアが挿入された状態のとき、即ち、加熱用コイル内に磁性材料をホルダー部分とする工具ホルダーが挿入された場合は１８kHz〜２０kHzの周波数を用いて加熱を行う。この値は、比較的内部にまで渦電流が発生するので、ヒステリシス熱を発生する鋼鉄製のホルダー部分を比較的効率よく加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に本発明の形態に係る工具ホルダー用焼嵌め装置Ｘの加熱部分を模式的に示す部分断面図を示す。本工具ホルダー用焼嵌め装置Ｘは、筐体１０の上面に形成される工具ホルダーHを保持する保持部１１に工具ホルダーHを保持させて、工具ホルダーＨのホルダー部分を囲むように加熱用コイル２０を被せ、加熱用コイル２０に高周波電流を流すことにより磁界を発生させてホルダー部分に渦電流を発生させることによりホルダー部分を加熱し、穴１１ａの径を拡大させて工具Ｔを穴１１ａ内に挿入できるようにする。
【０００７】
筐体１０内には、加熱コイル２０を含む駆動回路１００が内蔵されている。図２に当該駆動回路１００を模式的に表すブロック図を示す。駆動回路１００は、電源部１１０、インバーター部１２０、高周波回路部１３０、制御部１４０から構成される。電源部１１０は商用電源からの交流電力を直流電力に変換する。インバーター部１２０は、変換された直流電力を高周波スイッチングにより高周波電力へ変換する。
高周波回路部１３０では、インバーター部１２０の出力を前記加熱用コイル２０と共振コンデンサ１３０ｂとから形成される共振回路へ供給している。高周波回路部１３０は加熱用コイル２０が空芯状態において、共振回路の共振周波数が２８ｋHｚ〜３０ｋHzとなるように設定されている。この値において、ニッケル-クロム系ステンレス製の工具ホルダーは表面の適切な範囲のみ加熱されることにより、最も効率よく加熱することができる。また、高周波回路部１３０は鋼鉄製のホルダー部分が加熱用コイル２０に挿入された状態においては、共振周波数は１８ｋHｚ〜２０ｋＨｚとなるように設定されている。この値においては、鋼鉄製の工具ホルダーは表面からより深い場所にまで渦電流が発生し、広い範囲に渡ってヒステリシス熱により加熱を行うことで効率のよい加熱を行うことができる。
制御部１４０は、ＣＰＵにより制御され、所定のプログラムに従ってインバーター部１２０に対して制御信号を発信する他、種々の制御を行う。制御部１４０には、高周波回路部１３０の電流量を検知する電流センサ１４０ａが接続されており、この電流センサ１４０ａの値を加熱用コイル２０のインダクタンスを示す値として、この値に基づいて制御部１４０はインバーター部１２０の動作時間を制御する。即ち、加熱用コイル２０に磁性材料が挿入された状態では加熱用コイル２０のインダクタンスが大きくなり、結果として検知される電流値は大きくなるので、所定の閾値以上の電流値が制御部１４０に入力された場合は、磁性材料の工具ホルダーであって比較的早く加熱が終了するので短い設定時間だけ加熱を行い、加熱用コイル２０に例えば非磁性材料が挿入された状態では加熱用コイル２０のインダクタンスが小さくなり、結果として検知される電流値も小さくなるので、所定の閾値より小さいの電流値が制御部１４０に入力された場合は、非磁性材料の工具ホルダーであって加熱に時間がかかるので長い設定時間だけ加熱を行う。
【０００８】
次に、このような構成を有する工具ホルダー用加熱装置Ｘの使用方法および動作について以下に説明する。図３に制御部１４０の動作を表すフローチャートを示す。まず、使用者は、加熱しようとする工具ホルダーＨを筐体１０の保持部１１に保持させて、加熱用コイル２０を工具ホルダーＨの加熱部に被せ工具ホルダー用加熱装置Ｘのスイッチを入れる。すると、制御部１４０は所定の周波数を有する高周波電流をインバーター部１２０から発生させる。これにより、高周波回路部１３０にも高周波電流が流れるが、この電流は、加熱用コイル２０により挿入されている工具ホルダーＨの材質により電流値が異なる。そこで、この電流値を電流センサ１４０ａにより検知し、制御部１４０はこれを受け付ける（ｓ１０１）。そして、この受け付けた電流値が所定の閾値よりも大きいか否かを判断し（ｓ１０２）、小さい場合は非磁性材料であるものとして、比較的長い設定時間（第一の設定時間）をタイマーで計測し、時間が経過すると、制御部１０３はインバーター部からの出力を停止し、図示しない通知用のＬＥＤを点灯させて加熱の終了を使用者に通知する（ｓ１０３）。一方、制御部１４０が電流センサ１４０ａが検知した電流値が所定の閾値よりも大きいと判断した場合は、磁性材料であるものとして、比較的短い設定時間（第二の設定時間）をタイマーで計測し、時間が経過すると、制御部１０３はインバーター部からの出力を停止し、図示しない通知用のＬＥＤを点灯させて加熱の終了を使用者に通知する（ｓ１０４）。通知用のＬＥＤが点灯すると使用者は、工具Ｔを工具ホルダーＨのホルダー内に挿入する。その後、工具ホルダーＨが冷えて工具Ｔがホルダーに固定されれば作業を完了する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る工具ホルダー用焼嵌め装置の加熱部分を模式的に示す部分断面図である。
【図２】加熱コイルの駆動回路の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】制御部の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００１０】
X        工具ホルダー用焼嵌め装置
２０      加熱用コイル
１００    駆動回路
１１０    電源部
１２０    インバーター部
１３０    高周波回路
１４０    制御部
１４０ａ  電流センサ
【図１】
2007196320.tif 000003
【図２】
2007196320.tif 000004
【図３】
2007196320.tif 000005