JP5752282B2 - カバーを持つ工具交換装置 - Google Patents

Description

本発明は、工具交換装置に関し、特にタレット内部への異物の侵入を防ぐカバーを持つ工具交換装置に関する。

工作機械の主軸に取り付けられる工具を自動的に交換する工具交換装置が従来から用いられている。この工具交換装置には、作業に必要な複数の工具が予めセットされており、工作機械の主軸に取り付ける工具を、加工状態に応じて指定された工具に自動的に交換するように構成されている。
このような、工具を自動的に交換する自動工具交換装置を備えた工作機械として、特許文献１〜５に開示されているような、工具を把持する複数のグリップを有するタレットを具備するものがある。

ワークを加工する際に、切粉や切削液がタレットの内部に侵入することを防止するため、タレットにカバーを設けることが従来から行われている。図１１は、従来技術の、カバーを持つ工作機械の概略側面図であり、１は工作機械、２は主軸であり、主軸２の先端部には図示しない工具が取り付けられる。また、主軸２には、Ｚ軸ボールネジを介してＺ軸モータ３が接続されており、Ｚ軸モータ３により主軸２は上下に駆動可能とされている。さらに、工具を交換するための部材としてタレット６を備えている。

主軸２には、タレットカム４とカムフォロワ５とが備えられており、タレットカム４とカムフォロワ５によって、タレット６の角度を変更可能である。また、タレット６は、タレット機構部６０４とタレット内側機構部６０６を備えており、タレット機構部６０４とタレット内側機構部６０６によって、タレット６を回転させることができる。

また、タレット内側機構部６０６に切粉や切削液が侵入して悪影響を及ぼすことを防止するために、タレット６の正面側に正面カバー６０１、背面側に背面カバー６０２を備えている。さらに、背面カバーには、錘状部６０５と、さらにその背後に外側背面６０３を有している。
ここで、主軸２にタレットカム４を設けているため、主軸２を直上下に移動する際に、タレットカム４に従うカムフォロワ５によって、タレット６に揺動動作が付与される。

特開２０１０−９９７６６号公報 特開平５−３８６５１号公報 特開平６−７３９号公報 特許第３９９０４４１号公報 特開２００６−１２３１１６号公報

特許文献１〜５に開示されている技術は、複数の工具が装着されたタレットを有し、該タレットを割り出して主軸に装着された工具を交換するため、高速かつ的確に工具の交換を行うことができる。しかしながら、タレットにおいて、タレット前面側とタレットベースとの間は単に間を開けて結合しているのみであるため、加工中に発生する切粉や切削液が、タレットの各部に影響を与えるおそれがあった。

また、図１１に示された従来技術においても、ワークを加工する際に発生した切粉や、加工の際に使用した切削液が、図１２における矢印Ｂとして示されているように、背面カバー６０２において外側背面６０３に沿って落ちて、タレット機構部６０４に侵入することがある。さらに、タレット６が揺動動作をするときに、背面カバー６０２の錘状部６０５の上側（Ａ部）に溜まった切粉や切削液が同様にタレット機構部６０４に侵入するおそれがある。
このように、従来技術における背面カバーは、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入を十分に防ぐことができないおそれがあった。

そこで本発明は、工作機械の工具交換装置において、タレット機構部への切粉や切削液の侵入を防ぐカバーを持つ工具交換装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、工具を保持するためのグリップが複数設けられたタレットを備え、前記タレットを旋回させて、所望の工具を割り出して工具交換を行う工具交換装置であって、前記タレットの正面を覆う正面カバーと、外部に外側背面部を備え、前記タレットの背面を覆う背面カバーと、前記タレットを旋回動作させるための駆動源と、前記外側背面部上に設けられ、前記駆動源からの力を伝達し、前記タレットを旋回させるタレット機構部と、を備え、前記背面カバーの前記外側背面部には、前記タレット機構部よりも上方である領域に、前記背面カバーを正面視した場合の左右方向の位置で前記タレット機構部と重なる位置から、前記タレット機構部と重ならない外部位置に向かって流れる形状の流路を形成する凸部または凹部の少なくとも一方を有することを特徴とする工具交換装置が提供される。

請求項１に係る発明では、タレットの背面カバーに、背面カバーを正面視したときに、背面カバーの左右方向中央部から左右方向外側に向かって流れる形状の流路を形成する凸部または凹部の少なくとも一方を備えることにより、タレットの背面カバーに付着した切粉や切削液が、外側に向かう流路に沿って落下しやすくなり、切粉や切削液が背面カバーの外側背面を流れてタレット機構部に侵入することを防ぐことが可能となる。
また、工具交換時にタレットを揺動動作させる方式の工作機械においては、ワークを加工する際に発生する切粉や、使用した切削液が背面カバーの上側に溜まった場合にも、工具交換時の揺動動作により切粉や切削液が流路に沿って誘導されて落ちるため、タレット機構部への切粉や切削液の侵入を抑えることができる。

請求項２に係る発明では、前記凸部または凹部の断面形状は、半円型、三角形、四角形のいずれかの形状であることを特徴とする請求項１に記載の工具交換装置が提供される。

本発明により、工作機械の工具交換装置において、タレット機構部への切粉や切削液の侵入を防ぐカバーを持つ工具交換装置を提供することができる。

第１の実施形態における背面カバーの概略図である。 第１の実施形態の変形例における背面カバーの概略図である。 第１の実施形態の変形例における背面カバーの概略図である。 第１の実施形態の変形例における背面カバーの概略図である。 第１の実施形態の変形例における背面カバーの概略図である。 第１の実施形態の変形例における背面カバーの概略図である。 第１の実施形態における凸部の断面形状の他の例を示した図である。 第２の実施形態における背面カバーの概略図である。 第２の実施形態の変形例における背面カバーの概略図である。 第２の実施形態における凹部の断面形状の他の例を示した図である。 従来技術のカバーを持つ工作機械の概略側面図である。 従来技術のカバーを持つ工作機械における背面カバーを示した図である。

（第１の実施形態）
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における背面カバー６０２の概略図である。背面カバー６０２の上部に、凸部６０７が設けられている。凸部６０７は、断面が半円形に構成されており、中央部が高く、両端部が低くなるように配置され、全体でへの字形状となるように設けられている。これにより、切粉や切削液は図１に矢印Ｃ，Ｄで示されたように、背面カバー６０２と凸部６０７とによって形成された流路に沿って落ちるため、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入を防ぐことが可能となる。また、工具交換時にタレット６が揺動動作する方式の工作機械においては、切粉や切削液が背面カバー６０２の外側の錘状部６０５の上側に溜まった場合にも、タレット６の揺動動作の際に、溜まった切粉や切削液が図１の矢印Ｃ，Ｄに示された流路に沿って落ちるため、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入を防ぐことが可能となる。

図１には、凸部として断面が半円形の形状の凸部６０７を全体でへの字形状となるように形成した例を示したが、この形状のみに限られたものではない。以下、図面に基づいて変形例について説明する。
図２は、断面が半円形の形状の凸部６０８を、中央部が高く、両端部が低くなるように配置し、全体が曲線状に曲がっている例を示している。本変形例においても、切粉や切削液は中央部から外側に向かって落ちるため、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入を防ぐことが可能となる。

図３は、さらに別の変形例を示しており、断面が四角形状の凸部６０９を、上辺を水平に配置し、左右を外側が低くなるように配置され、全体で台形状となるように設けられている。本変形例においても、切粉や切削液は上辺に溜まった後に、左右において外側に向かって落ちるため、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入を防ぐことが可能となる。

図４は、さらに別の変形例を示しており、凸部６１０を上部において、中央部が高く、端部が低くなるように配置し、全体が曲線状に曲がった形状とされており、端部からタレット機構部６０４の左右に鉛直方向に凸部６１０が設けられている。本変形例においては、切粉や切削液は中央部から外側に向かって落ちた後、タレット機構部６０４の左右に設けられた凸部６１０によって、背面カバー６０２に沿って落下するため、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入をより防ぐことが可能となる。また、図４に示された例のさらなる変形例として、図５に示されているように、上部に設けられている凸部６１１と左右に設けられている凸部６１１を別体として設けるようにすることもできる。

図６は、図４に示された例のさらなる変形例を示している。図６に示された例では、図４に示された例の凸部６１０に加えて、背面カバー６０２の錘状部６０５にも凸部６１２が設けられている。本変形例においては、錘状部６０５に落下した切粉や切削液は、凸部６１２によって形成された流路によって、凸部６１０に誘導され、その後中央部から外側に向かって落ちるため、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入を防ぐことが可能となる。

図２及び図３においては、凸部の断面が半円形状と四角形状であったが、凸部の断面はこれに限られたものではない。図７には、凸部の断面形状のその他の例が示されており、図７（ａ）、図７（ｆ）は四角形状が突出した形状、図７（ｂ）、図７（ｃ）は三角形が突出した形状、図７（ｄ）、図７（ｇ）は台形が突出した形状、図７（ｅ）、図７（ｈ）は半円が突出した形状とされている。これらの図７に示されているような種々の形状を用いても、いずれも本実施形態や変形例に示したように、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入を防ぐことが可能となる。

（第２の実施形態）
図８は、本実施形態における背面カバー６０２の概略図である。背面カバー６０２の上部に、凹部６１３が設けられている。凹部６１３は、断面が半円形に構成されており、中央部が高く、両端部が低くなるように配置され、全体でへの字形状となるように設けられている。これにより、切粉や切削液は図８に矢印Ｅ，Ｆで示されたように、背面カバー６０２と凹部６１３とによって形成された流路に沿って落ちるため、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入を防ぐことが可能となる。また、工具交換時にタレット６が揺動動作する方式の工作機械においては、切粉や切削液が背面カバー６０２の外側の錘状部６０５の上側に溜まった場合にも、タレット６の揺動動作の際に、溜まった切粉や切削液が図８の矢印Ｅ，Ｆに示された流路に沿って落ちるため、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入を防ぐことが可能となる。

図９は、変形例を示しており、凹部６１４を上部において、中央部が高く、端部が低くなるように配置し、全体でへの字形状となるように設けられており、端部からタレット機構部６０４の左右に別体で鉛直方向に凹部６１４が設けられている。さらに、背面カバー６０２の錘状部６０５にも凹部６１５が設けられている。本変形例においては、錘状部６０５に落下した切粉や切削液は、凹部６１５によって形成された流路によって、凹部６１４に誘導され、その後中央部から外側に向かって落ちるため、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入を防ぐことが可能となる。さらに、上部の凹部と左右の凹部を一体としたり、錘状部６０５における凹部をなくしたりと適宜変形することも可能である。

図８及び図９においては、凹部の断面が半円形状であったが、凹部の断面はこれに限られたものではない。図１０には、凹部の断面形状のその他の例が示されており、図１０（ａ）は三角形が突出した形状、図１０（ｂ）四角形状が突出した形状、図１０（ｃ）は半円が突出した形状、図１０（ｄ）は台形が突出した形状とされている。これらの図１０に示されているような種々の形状を用いても、いずれも本実施形態や変形例に示したように、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入を防ぐことが可能となる。

なお、これらの実施形態と変形例においては、流路を形成する凸部または凹部を、外側背面の上部または上部と左右部に設けた例で説明したが、上部に他の部材が設けられている場合などは、左右部のみに流路を形成する凸部または凹部を設けるだけでも、タレット機構部６０４への切粉や切削液の侵入を防止することが可能である。

また、これらの実施形態と変形例においては、流路を形成する部材として、凸部と凹部のいずれかのみを用いているが、凸部と凹部を混在させて用いるようにすることも可能である。

１ 工作機械
２ 主軸
３ Ｚ軸モータ
４ タレットカム
５ カムフォロワ
６ タレット
６０１ 正面カバー
６０２ 背面カバー
６０３ 外側背面
６０４ タレット機構部
６０５ 錘状部
６０６ 内側機構部
６０７，６０８，６０９，６１０，６１１，６１２ 凸部
６１３，６１４，６１５ 凹部

Claims (2)

1. 工具を保持するためのグリップが複数設けられたタレットを備え、
   前記タレットを旋回させて、所望の工具を割り出して工具交換を行う工具交換装置であって、
   前記タレットの正面を覆う正面カバーと、
   外部に外側背面部を備え、前記タレットの背面を覆う背面カバーと、
   前記タレットを旋回動作させるための駆動源と、
   前記外側背面部上に設けられ、前記駆動源からの力を伝達し、前記タレットを旋回させるタレット機構部と、を備え、
   前記背面カバーの前記外側背面部には、前記タレット機構部よりも上方である領域に、前記背面カバーを正面視した場合の左右方向の位置で前記タレット機構部と重なる位置から、前記タレット機構部と重ならない外部位置に向かって流れる形状の流路を形成する凸部または凹部の少なくとも一方を有することを特徴とする工具交換装置。
2. 前記凸部または凹部の断面形状は、半円型、三角形、四角形のいずれかの形状であることを特徴とする請求項１に記載の工具交換装置。