(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸を保持し水平方向に進退自在なラムを有する主軸頭を備えた工作機械において、前記ラムの端面に取り付けられるアタッチメントを交換する際に新たなアタッチメントがラム端面の間に切屑を噛み込むことを防止するための装置であって、
前記ラムは方形断面を有し、前記ラムが遊嵌する窓部を有するカバーを前記ラムが出入りする主軸頭前面の開口部の周囲を覆うように取り付け、
前記ラムの本体表面と前記カバーの窓部の周縁部の間には、前記周縁部で該ラムの本体表面に付着した切り屑を掻き落とすことを可能にするとともにエアの流速を高める所定の隙間を形成し、
前記主軸頭内部のエア回路から供給されるエアを前記ラムに向けて噴出するノズルを、前記ラムの先端部にアタッチメントとの位置合わせのために形成されたキー溝の位置に対応させて少なくともラムの上面を指向してエアを噴出するように前記カバー内に配置したことを特徴とするアタッチメントの切屑噛込防止装置。
【請求項２】
前記所定の隙間は、約０．２mmであることを特徴とする請求項１に記載のアタッチメントの切屑噛込防止装置。
【請求項３】
前記ノズルは、音速でエアを噴出して周辺の二次空気を誘因させてエアを増幅する機能を有するノズルであることを特徴とする請求項１に記載のアタッチメントの切屑噛込防止装置。
【請求項４】
前記ノズルとともに、ラムの上面および／または側面に摺接するスクレーパーを併設したことを特徴とする請求項１に記載のアタッチメントの切屑噛込防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アタッチメントの切屑噛込防止装置に係り、一層詳細には、例えば、主軸頭のラムに対してアタッチメントを必要に応じて交換する横フライス中ぐり盤等の工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
横フライス中ぐり盤では、コラムがベッドの案内に沿って左右方向に送られ（Ｘ軸）、主軸頭がコラムの案内に沿って昇降し（Ｙ軸）、主軸頭に組み込まれているラムは水平方向（Ｚ軸）に前後に送られるようになっている。
【０００３】
横フライス中ぐり盤では、多様な加工機能を付加するために、種々のアタッチメントが利用される。アタッチメントには、アングルヘッド、フェーシングヘッド、ユニバーサルヘッド、５軸ヘッドなど、様々な種類があり、加工の態様に応じて適当なものがラムに取り付けられる。
【０００４】
アタッチメントは、ラムの端面を取付面として取り付けられる構造になっており、ラムの端面の四隅には、アタッチメントとの着脱機構が設けられている。通常、アタッチメントを取り付けていない場合には、ラムの端面には、アタッチメント取付面を保護するためのカバーが装着されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
横フライス中ぐり盤でワークを加工する間、ラムは次第に繰り出されていくため、主軸頭から外に出た部分のラムの上面には次第に切屑が付着しあるいはたまっていく。
【０００６】
切屑の噛込が主として問題となるのは、アタッチメントを利用している加工の場合である。アタッチメント交換指令に基づいてアタッチメントの交換動作の最中に、振動等により、ラムの上面にたまっている切屑がラム端面のアタッチメント取付面に付着したままアタッチメントを取り付けてしまうと、切屑を噛み込むことによって、正常に取り付けた場合に較べるとアタッチメントがわずかに傾斜することになり、アタッチメントの装着した工具の位置に誤差が生じ、加工精度の低下、加工不良に直結する。
【０００７】
従来、このような切屑の噛込を防止するために、アタッチメント交換指令が実行される前に加工状況を監視するオペレータがラムを手作業で清掃しているのが現状である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、アタッチメントの交換に際して前もってラムの動きを利用してラムに付着しあるいはたまった切屑を除去するようにして、切屑の噛込を確実に防止することのできるようにしたアタッチメントの切屑噛込防止装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、主軸を保持し水平方向に進退自在なラムを有する主軸頭を備えた工作機械において、前記ラムの端面に取り付けられるアタッチメントを交換する際に新たなアタッチメントがラム端面の間に切屑を噛み込むことを防止するための装置であって、前記ラムは方形断面を有し、前記ラムが遊嵌する窓部を有するカバーを前記ラムが出入りする主軸頭前面の開口部の周囲を覆うように取り付け、前記ラムの本体表面と前記カバーの窓部の周縁部の間には、前記周縁部で該ラムの本体表面に付着した切り屑を掻き落とすことを可能にするとともにエアの流速を高める所定の隙間を形成し、前記主軸頭内部のエア回路から供給されるエアを前記ラムに向けて噴出するノズルを、前記ラムの先端部にアタッチメントとの位置合わせのために形成されたキー溝の位置に対応させて少なくともラムの上面を指向してエアを噴出するように前記カバー内に配置したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１の発明において前記所定の隙間は、約０．２mmであることを特徴としている。
【００１１】
さらに、請求項３に係る発明は、請求項１の発明において前記ノズルは、音速でエアを噴出して周辺の二次空気を誘因させてエアを増幅する機能を有するノズルであることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１の発明においてノズルとともに、ラムの上面および／または側面に摺接するスクレーパーを併設したことを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるアタッチメント交換時の切屑噛込防止装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態による切屑噛込防止装置が適用される横フライス中ぐり盤を示す。
【００１５】
参照符号１０はコラムを示す。このコラム１０は、Ｘ軸を制御軸としてベッド１１の案内に沿って移動する。１２はコラムの案内面に沿ってＹ軸を制御軸に上下に昇降する主軸頭である。主軸頭主軸頭１２には、ラム１４がＺ軸を制御軸として水平方向に移動可能に設けられている。主軸１６はラム１４に組み込まれ保持ている。１３は自動工具交換装置、１５は工具マガジンである。１７は種々のアタッチメントが収納されているアタッチメントストッカである。
【００１６】
次に、図２は、本実施形態による切屑噛込防止装置のカバーの外形を示す。
ラム１４は、方形の横断面形状を有する角形のラムで、主軸頭１２にはクローズドタイプのラム案内面が構成され、高剛性の構造となっている。切屑噛込防止装置を構成するカバー２０は、主軸頭１２の正面からラム１４が出入りする開口部２１を三方から取り囲むように主軸頭１２に取り付けられている。
【００１７】
この実施形態では、カバー２０はラム１４の輪郭に対応して全体としてコ字形を呈している金属板製のカバーである。正面には、大きく四角形の窓部２２が形成されている。この窓部２２には、ラム１４が遊嵌し、円滑に移動できるようになっている。詳細には、窓部２２の三方の縁部とラム１４の上面および両側面との間には所定の隙間ｓが設定されている。この隙間は、好ましくは、０．２mm程度である。この隙間ｓがあるのは、窓部２２の縁部で、スクレーパのように掻き落とすとともに、隙間から中に入った切屑を後述するようにエアやワイパで除去できるようにするためである。なお、カバー２０の下部は開放されている。
【００１８】
次に、図３は、カバー２０の一部断面を示す。カバー２０の内部には、ラム１４の上面より上の位置に配置される上ノズル２４と、それぞれラム１４の左右両側面側に配置される側ノズル２５、２５とからなる合計３つのノズルが設けられている。上ノズル２４の取付位置は、アタッチメントとの位置合わせのためにラム１４の先端部に形成されているキー溝２６の位置に対応させている。同じく、側ノズル２５の取付位置は、キー溝２７の高さに対応させている。図３の位置にラム１４がある場合には、上ノズル２４はキー溝２６を狙った向きになっており、同様に側ノズル２５はキー溝２７を狙った向きになっている。これらの上ノズル２４、側ノズル２５、２５は、主軸頭１２の内部に配管されている図示しないエア供給回路のエア配管と接続されている。上ノズル２４、側ノズル２５については、ノズル内部にリング状のオリフィスを内蔵し、エアを円錐のノズル表面を音速で噴出して周辺の二次空気を誘因してエアを２０〜２５倍程度に増幅して噴射する増幅機能をもったノズルを用いることが好ましい。
【００１９】
なお、図２において、参照符号２８は、ラム１４の端面の四隅に組み込まれているアタッチメント着脱機構で、３０がアタッチメントである。
【００２０】
次に、以上のように構成される本実施形態の作用並びに効果について説明する。
ラム１４にアタッチメント３０を取り付けて加工を継続していくと、繰り出されるラム１４の上面には工具から周囲に飛び散った切屑がしだいにたまってくることになる。
【００２１】
この状態のままアタッチメント３０を別のアタッチメントに交換すると、交換するときの振動等で切屑を噛み込む虞があるため、次のようにして、アタッチメントの交換動作を実際に行う前に、上ノズル２４、側ノズル２５からエアを噴出してラム１４の上面および両側面の切屑を吹き飛ばすことができる。図４（ａ）に示すように、最初、ラム１４は前進限に繰り出された状態である。
【００２２】
そこで、まず、上ノズル２４、側ノズル２５からエアの噴出を開始すると同時に、ゆっくりとラム１４の後退を開始する。ラム１４の後退の間、図４（ｂ）に示すように、窓部２２の端縁は切屑をかきおとし、上ノズル２４、側ノズル２５から噴出されたエアは、ラム１４の上面および左右両側面に斜めに吹き付けられ隙間ｓから入った切屑等の異物をカバー２０から外部に吹き飛ばす。この場合、上ノズル２４、側ノズルからは、周囲の空気を誘因し増幅してエアが噴射されるので、確実に異物を吹き飛ばすことができる。こうしてラム１４が後退するにしたがってラム１４の上面および左右両側面にある切屑等の異物を末端から先端部にいたるまで除去し吹き飛ばしていく。
【００２３】
図４（ｃ）に示すように、ラム１４が後退限に近づくと、ラム１４において最も切屑等の異物の溜まりやすいキー溝２６、２７の周辺も直接エアを吹き付けられ異物が除去される。ラム１４が後退限まで後退後、約５０ｍｍ繰り出して上ノズル２４、側ノズル２５からのエアの噴出を停止する。
【００２４】
以上のようにしてラム１４が後退する行程を経て、ラム１４の全体に亘ってエアにより切屑等の異物を除去しラム全体の清掃が終了する。
【００２５】
しかる後、図１において、コラム１０がアタッチメントストッカ１７に対峙する交換位置まで移動して停止し、ラム１４を繰り出してアタッチメント３０の交換が行われる。この間、上記のようにラム１４の清掃が完了しているため、ラム１４の端面の取付面とアタッチメント３０の間に切屑等の異物を噛み込むことなく、円滑にアタッチメント３０の交換を行うことができる。
【００２６】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態による切屑噛込防止装置について、図５を参照しながら説明する。
第１実施形態では、上ノズル２４、側ノズル２５からエアを噴出して切屑等を吹き飛ばすようにした実施形態であるが、この第２実施形態では、エアの替わりに切削剤を噴出して切屑等を吹き飛ばすようにした実施形態である。
【００２７】
図５において、参照符号３２がエアと切削剤とを切り替える電磁方向切換弁である。この電磁方向切換３２のＡポートには主軸頭１２内部のエア供給配管３３が接続され、もう一つのＢポートには切削剤供給ユニットから延びる切削剤供給配管３４が接続されている。Ｐポートは上ノズル２４、側ノズル２５とつながっている配管３５が接続されている。この電磁方向切替弁３２では、ソレノイド３２ａが励磁されると、エアが上ノズル２４、側ノズル２５に供給され、ソレノイド３２ｂが励磁されると切削剤が上ノズル２４、側ノズル２５から噴出されるようになっている。
【００２８】
上ノズル２４、側ノズル２５から切削剤をラム１４に向けて噴出してラム１４を清掃する際のラム１４の動きは、第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００２９】
以上のような第２実施形態によれば、切削剤の方が切屑を吹き飛ばす力が大きいので、大きな切屑が生じた場合のラム１４の清掃に好適であり、また、切屑等の状態に応じてエアと切削剤を適宜切り替えることができる。
【００３０】
第３実施形態
次に、図６は、本発明の第３実施形態による切屑噛込防止装置を示す図である。
この第３実施形態では、ノズルとともにワイパーを併設した実施の形態である。
図６において、参照符号３６が上ノズル２４の下側に取り付けられた上ワイパーである。この上ワイパー３６は、ゴムあるいは合成樹脂からなる可撓性のある帯状の板で、取付ブラケット３７を用いて水平に支持されている。上ワイパー３６の幅は、ラム１４の幅よりも少し広くなっている。
【００３１】
同様に、側ノズル２５の内側に側ワイパー３８が取付ブラケット３９を介して垂直に支持されている。
【００３２】
以上のような第３実施形態においても、上ノズル２４からエアをラム１４に向けて噴出してラム１４を清掃する際のラム１４の動きは、第１実施形態と同様である。
【００３３】
上ワイパー３６、側ワイパー３８は、ラム１４が後退すると、ラム１４の上面、側面に付着した切屑等を前側に押し出し落下させる。しかもラム１４上面では特に押し出された切屑等は上ノズル２４から噴出されたエアによってカバー２０の外部に吹き飛ばされる。このようにワイパー３６、３８を設けることによって、ワイパー３６、３８がエアを補完してより細かな切屑までも確実に除去することができる。
【００３４】
以上、本発明について、断面四角形のラムを有する横フライス中ぐり盤を例に説明したが、本発明は、断面丸形のクイルを有する横中ぐり盤等の工作機械にも適用することが可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、アタッチメントの交換に先だって、ラムの動きを利用してラム付着した切屑を確実に除去することができ、切屑の噛込を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアタッチメントの切屑噛込防止装置が適用される横フライス中ぐり盤の正面図。
【図２】本発明の一実施形態によるアタッチメントの切屑噛込防止装置が取り付けられた主軸頭の斜視図。
【図３】図２の切屑噛込防止装置のカバーを示す一部切欠図。
【図４】本実施形態による切屑噛込防止装置の作用を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態による切屑噛込防止装置の一部切欠図。
【図６】本発明の第３の実施形態による切屑噛込防止装置を示す図で、図６（ａ）は一部切欠図、図６（ｂ）は横断面図。
【符号の説明】
１０  コラム
１１  ベッド
１２  主軸頭
１４  ラム
１５  工具マガジン
１６  主軸
１７  アタッチメントストッカ
２０  カバー
２２  窓部
２４  上ノズル
２５  側ノズル
【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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