(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却用の空気を流通させる冷却流路が内部に形成された加工機用治具の冷却構造において、
前記冷却流路を形成する内壁には、表面積を拡大させる冷却フィン部が設けられており、
前記冷却フィン部は、前記内壁に圧入された複数の環状部材からなっていて、
前記環状部材は、一部が切断されかつ斜めに折り曲げられた形状の傾斜部を有しており、複数の前記環状部材が、互いの傾斜部同士が螺旋状をなすように配置されていることを特徴とする加工機用治具の冷却構造。
【請求項２】
前記環状部材はアルミニウムからなることを特徴とする請求項１記載の加工機用治具の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却用の空気を流通させる冷却流路が内部に形成された加工機用治具の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷却用の空気を流通させる冷却流路が内部に形成された加工機用治具の冷却構造に関する技術として、例えば、特開２００１−４７３１１号公報に開示されたものがある。この公報には、切削油を使用せずに切削を行うドライカット方式を採用した場合に、加工軸に発生する熱歪みの影響が大きくなるため、ワークを支持する加工軸の内部に冷却用の空気を流通させる冷却流路を形成することで、熱歪みを抑えて加工精度を確保するホブ盤が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、切削油を使用せずに切削を行うドライカット方式を採用した場合には、上記公報のように加工軸の内部に冷却流路を形成して冷却用の空気を流通させたとしても十分に冷却ができない場合があった。特に、平歯車の歯切り加工において加工効率を向上させるためワークを複数積み重ねた状態で一度に加工する積み重ね加工を行うと、当然のことながら加工中にワークおよびワークを支持する治具等の温度が一層上昇することになり、上記した公報の冷却構造では温度上昇を十分に抑えることができない。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、加工中の温度上昇を十分に抑えることができる加工機用治具の冷却構造の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の加工機用治具の冷却構造は、冷却用の空気を流通させる冷却流路（例えば実施の形態における冷却流路１４ａ，１５ａ）が内部に形成されたものであって、前記冷却流路を形成する内壁（例えば実施の形態における内壁１４ｂ，１５ｂ）には、表面積を拡大させる冷却フィン部（例えば実施の形態における冷却フィン部２４）が設けられており、前記冷却フィン部は、前記内壁に圧入された複数の環状部材（例えば実施の形態における環状部材２５）からなっていて、前記環状部材は、一部が切断されかつ斜めに折り曲げられた形状の傾斜部（例えば実施の形態における傾斜部３１）を有しており、複数の前記環状部材が、互いの傾斜部同士が螺旋状をなすように配置されていることを特徴としている。
【０００６】
このように、冷却流路を形成する内壁には、表面積を拡大させる冷却フィン部が設けられているため、流通する冷却用の空気による冷却効率を向上させることができる。
また、冷却フィン部が内壁に圧入される複数の環状部材からなるため、複数の環状部材を別途作製して圧入すれば良く、特に冷却流路の断面積を大きくとれる場合であって大きな冷却フィン部を形成する場合の製造が容易となる。
さらに、複数の環状部材が、一部が切断されかつ斜めに折り曲げられた形状の傾斜部をそれぞれ有し、それぞれの傾斜部同士が螺旋状をなすように配置されているため、傾斜部で案内される冷却用の空気が螺旋状に流れることになり、この空気による冷却効率をさらに向上させることができる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の加工機用治具の冷却構造は、請求項１記載のものに関して、前記環状部材はアルミニウムからなることを特徴としている。
【００１２】
このように、環状部材は熱伝導率の高いアルミニウムからなるため、流通する冷却用の空気による冷却効率をさらに向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
第１参考例の加工機用治具の冷却構造を図１〜図３を参照して以下に説明する。
【００１８】
第１参考例の加工機用治具は、切削油を使用せずに切削を行うドライカット方式であって、しかも加工効率を向上させるためワークを複数段に積み重ねた状態で一度に歯切り加工する積み重ね加工を行う歯切り盤（ホブ盤）用のもので、具体的には、図１に示すように円環状のワーク１１を複数重ね合わせた状態でその内周側を嵌合させ心出ししつつ支持する加工軸１２である。
【００１９】
この加工軸１２は、その下端部が歯切り盤の支持台１３に上側から挿入された状態で把持されるとともに軸方向における中間部にワーク１１を嵌合させる加工軸本体１４と、この加工軸本体１４の上側に取り付けられる上部連結部材１５とを有しており、この上部連結部材１５の上側には空気導入部材１６が取り付けられている。
【００２０】
空気導入部材１６には冷却用の空気を導入するための空気流路１６ａが形成されており、上部連結部材１５にも、その内部（具体的には中央部）に上記空気流路１６ａを介して導入される空気を流す空気流路１５ａが形成されている。さらに、加工軸本体１４にも、その内部（具体的には中央部）に上記空気流路１５ａを介して導入される空気を流す空気流路１４ａが形成されている。加えて、支持台１３にも上記空気流路１４ａを介して導入される空気を流す空気流路１３ａが形成されている。
【００２１】
加工軸１２は、加工軸本体１４の上部外側に配置される内側スリーブ１８と、この内側スリーブ１８の外側に配置される外側スリーブ１９と、外側スリーブ１９の外側に配置されて、加工軸本体１４に嵌合されるワーク１１を上側から押さえる押さえ部材２０と等を有している。他方、支持台１３の上側にはワーク１１を下側から支持する支持部材２１が取り付けられている。
【００２２】
上記の加工軸１２には、その加工軸本体１４に複数のワーク１１が嵌合されることになり、この状態で複数のワーク１１は、支持台１３上の支持部材２１で下側が支持されるとともに加工軸１２の押さえ部材２０で上側から押さえられることになる。この状態でワークは軸線方向および半径方向に位置決めされることになる。そして、この状態で図示せぬホブカッタで歯切り加工が行われる。
【００２３】
このとき、歯切り加工によるワーク１１の温度上昇およびこの温度上昇に起因して生じる加工軸１２の温度上昇を防止するため、冷却空気が、空気導入部材１６の空気流路１６ａから導入されて、加工軸１２の上部連結部材１５の空気流路１５ａおよび加工軸１２の加工軸本体１４の空気流路１４ａを通過することによりこれら上部連結部材１５および加工軸本体１４に伝わった熱を奪い、支持台１３の空気流路１３ａを介して排出される。
【００２４】
そして、第１参考例においては、加工軸１２の上部連結部材１５の冷却流路１５ａを形成する内壁１５ｂと、加工軸１２の加工軸本体１４の冷却流路１４ａを形成する内壁１４ｂとに、表面積を拡大させる冷却フィン部２４がそれぞれ設けられている。
【００２５】
この冷却フィン部２４は、内壁１４ｂ，１５ｂに圧入される複数のカップ状の環状部材２５からなっている。環状部材２５は、図２および図３に示すように、中央に穴部２６が形成された円板部２７と、この円板部２７の外周端縁部から円板部２７に対し垂直方向に折り曲げられる円筒部２８とを有するオリフィスの形状をなすもので、熱伝導率の高いアルミニウムからプレス成形で製造される。
【００２６】
このような環状部材２５が、複数、それぞれ円筒部２８を上側とし円板部２７を冷却流路１４ａ，１５ａの軸線方向に直交させ、しかも隣り合うもの同士が冷却流路１４ａ，１５ａの軸線方向に所定の間隔をあけるようにして、冷却流路１４ａ，１５ａの内壁１４ｂ，１５ｂに圧入されて固定されている。なお、冷却流路１４ａ，１５ａは内径が異なっているため、冷却流路１４ａ用の環状部材２５と、冷却流路１５ａ用の環状部材２５とは大きさが異なっているが、形状は同様である。
【００２７】
以上に述べた第１参考例によれば、加工軸１２の上部連結部材１５の冷却流路１５ａを形成する内壁１５ｂと、加工軸１２の加工軸本体１４の冷却流路１４ａを形成する内壁１４ｂとに、表面積を拡大させる冷却フィン部２４がそれぞれ設けられているため、空気導入部材１６の空気流路１６ａから導入され、加工軸１２の上部連結部材１５の空気流路１５ａおよび加工軸１２の加工軸本体１４の空気流路１４ａを通過することにより加工軸１２の上部連結部材１５および加工軸本体１４に伝わった熱を奪う冷却用の空気による冷却効率を向上させることができる。したがって、ワーク１１および加工軸１２の加工中の温度上昇を十分に抑えることができる。すなわち、切削油を使用せずに切削を行うドライカット方式であり、しかもワーク１１を複数積み重ねた状態で一度に加工する積み重ね加工を行う上記場合であっても、ワーク１１および加工軸１２の加工中の温度上昇を十分に抑えることができる。
【００２８】
また、冷却フィン部２４が内壁１４ｂ，１５ｂに圧入される複数の環状部材２５からなるため、複数の環状部材２５を別途作製して圧入すれば良く、特に冷却流路１４ａ，１５ａの断面積を大きくとれる場合であって大きな冷却フィン部２４を形成する場合の製造が容易となる。
【００２９】
さらに、環状部材２５は熱伝導率の高いアルミニウムからなるため、流通する冷却用の空気による冷却効率をさらに向上させることができる。したがって、ワーク１１および加工軸１２の加工中の温度上昇をさらに十分に抑えることができる。なお、環状部材２５は熱伝導率の高いものであればアルミニウム以外の材質としても良い。
【００３０】
次に、本発明の一実施形態の加工機用治具の冷却構造を図４および図５を参照して以下に第１参考例との相違部分を中心に説明する。なお、第１参考例と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００３１】
本実施形態は、環状部材２５の形状が第１参考例との相違点である。
すなわち、本実施形態の環状部材２５は、第１参考例と同様、円板部２７と円筒部２８とを有するアルミニウム製のものであるが、図４および図５に示すように、その円板部２７の一部に、半径方向に沿って内端から円筒部２８の方向に延在した後円板部２７の円筒部２８との境界近傍で円筒部２８に沿って円弧状に延在する形状の切れ目３０によって切断され、かつ軸線方向において円筒部２８に対し反対側に突出ししかも先端側ほど突出量が大きくなるように斜めに折り曲げられた形状の傾斜部３１を有している。
【００３２】
そして、図示は略すが、このような環状部材２５が複数、互いの傾斜部３１同士が同一の螺旋状をなすように順次円周方向の位相をずらして配置されている。すなわち、空気流路１４ａにおいては、空気流路１４ａの軸線を中心とした同一の仮想の螺旋上に、すべての環状部材２５の傾斜部３１が配置されており、空気流路１５ａにおいても、空気流路１５ａの軸線を中心とした同一の仮想の螺旋上に、すべての環状部材２５の傾斜部３１が配置されている。
【００３３】
以上に述べた本実施形態によれば、複数の環状部材２５が、一部が切断されかつ斜めに折り曲げられた形状の傾斜部３１をそれぞれ有し、それぞれの傾斜部３１同士が螺旋状をなすように配置されているため、傾斜部３１で案内される冷却用の空気が螺旋状に流れることになり、この空気による冷却効率をさらに向上させることができる。したがって、ワーク１１および加工軸１２の加工中の温度上昇をさらに十分に抑えることができる。
【００３４】
次に、第２参考例の加工機用治具の冷却構造を図６を参照して以下に第１参考例との相違部分を中心に説明する。なお、第１参考例と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００３５】
第２参考例は、冷却フィン部２４が環状部材ではなく、加工軸１２の上部連結部材１５の空気流路１５ａを形成する内壁１５ｂおよび加工軸１２の加工軸本体１４の空気流路１４ａを形成する内壁１４ｂにそれぞれ形成されたネジ山３４からなっている。
【００３６】
このような第２参考例によれば、冷却フィン部２４が、冷却流路１４ａ，１５ａの内壁１４ｂ，１５ｂに形成されたネジ山３４からなるため、特に冷却流路１４ａ，１５ａの流路断面積を大きくとれない場合であっても、容易に冷却フィン部２４を形成することができる。
【００３７】
次に、第３参考例の加工機用治具の冷却構造を図７および図８を参照して以下に第１参考例との相違部分を中心に説明する。なお、第１参考例と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００３８】
第３参考例は、冷却フィン部２４が環状部材ではなく、加工軸１２の上部連結部材１５の空気流路１５ａを形成する内壁１５ｂおよび加工軸１２の加工軸本体１４の空気流路１４ａを形成する内壁１４ｂにそれぞれ圧入されたハニカムコア３７からなっている。ここで、このハニカムコア３７は、空気流路１４ａ，１５ａの軸線方向に直交する断面が六角形状をなすように、言い換えればハニカムの両端開口部を空気流路１４ａ，１５ａの軸線方向における両側に配置する姿勢で空気流路１４ａ，１５ａにそれぞれ圧入されている。
【００３９】
このような第３参考例によれば、冷却フィン部２４が、冷却流路１４ａ，１５ａの内壁１４ｂ，１５ｂにそれぞれ圧入されたハニカムコア３７からなるため、容易に冷却フィン部２４を形成することができる。
【００４０】
なお、実施形態では、それぞれ加工軸１２の上部連結部材１５の空気流路１５ａを形成する内壁１５ｂおよび加工軸１２の加工軸本体１４の空気流路１４ａを形成する内壁１４ｂに同じ構造の冷却フィン部２４を設ける場合を例にとり説明したが、これらを適宜組み合わせて異なる構造の冷却フィン部２４を設けることも勿論可能である。また、加工軸１２の上部連結部材１５の空気流路１５ａを形成する内壁１５ｂのみに冷却フィン部２４を設けたり、加工軸１２の加工軸本体１４の空気流路１４ａを形成する内壁１４ｂのみに冷却フィン部２４を設けたりしても良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の加工機用治具の冷却構造によれば、冷却流路を形成する内壁に、表面積を拡大させる冷却フィン部が設けられているため、流通する冷却用の空気による冷却効率を向上させることができる。したがって、加工中の温度上昇を十分に抑えることができる。
冷却フィン部が内壁に圧入される複数の環状部材からなるため、複数の環状部材を別途作製して圧入すれば良く、特に冷却流路の断面積を大きくとれる場合であって大きな冷却フィン部を形成する場合の製造が容易となる。
複数の環状部材が、一部が切断されかつ斜めに折り曲げられた形状の傾斜部をそれぞれ有し、それぞれの傾斜部同士が螺旋状をなすように配置されているため、傾斜部で案内される冷却用の空気が螺旋状に流れることになり、この空気による冷却効率をさらに向上させることができる。したがって、加工中の温度上昇をさらに十分に抑えることができる。
【００４４】
本発明の請求項２記載の加工機用治具の冷却構造によれば、環状部材は熱伝導率の高いアルミニウムからなるため、流通する冷却用の空気による冷却効率をさらに向上させることができる。したがって、加工中の温度上昇をさらに十分に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１参考例の加工機用治具の冷却構造を示す正断面図である。
【図２】  第１参考例の加工機用治具の冷却構造の環状部材を示す正断面図である。
【図３】  第１参考例の加工機用治具の冷却構造の環状部材を示す平面図である。
【図４】  本発明の一実施形態の加工機用治具の冷却構造の環状部材を示す正断面図である。
【図５】  本発明の一実施形態の加工機用治具の冷却構造の環状部材を示す平面図である。
【図６】  第２参考例の加工機用治具の冷却構造を示す正断面図である。
【図７】  第３参考例の加工機用治具の冷却構造を示す正断面図である。
【図８】  第３参考例の加工機用治具の冷却構造のハニカムコア等を示す平断面図である。
【符号の説明】
１２  加工軸（加工機用治具）
１４ａ，１５ａ  冷却流路
１４ｂ，１５ｂ  内壁
２４  冷却フィン部
２５  環状部材
３１  傾斜部
【図１】
0003742002.tif 000002
【図２】
0003742002.tif 000003
【図３】
0003742002.tif 000004
【図４】
0003742002.tif 000005
【図５】
0003742002.tif 000006
【図６】
0003742002.tif 000007
【図７】
0003742002.tif 000008
【図８】
0003742002.tif 000009