JP2017221995A - Spindle device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a practical spindle device.SOLUTION: A spindle device 12 includes: a spindle 30 which holds a workpiece W at one end part; a holder 32 which holds the spindle so that the spindle can rotate around its axis L; and a rotation driving mechanism which has a driving source 34 and rotates the spindle around the axis L. The spindle device is used when cutting is performed to the workpiece W. The spindle is formed into a hollow structure having a through hole 40 extending along the axis, and an impeller 70 which rotates with the spindle and is used to generate flow in a direction from the one end part to the other end part to a fluid (for example, a coolant) in the through hole is attached to the other end part of the spindle. The fluid such as the coolant efficiently flows in the through hole and, for example, sawdust etc. is efficiently discharged by the fluid.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、切削加工を行う際に用いられる主軸装置に関する。   The present invention relates to a spindle device used when cutting.

旋盤、ボーリング加工機、歯車加工機等、ワークをスピンドル（「主軸」の意味である）によって保持してそのスピンドルを回転させつつ切削加工を行う加工機が存在する。例えば、下記特許文献に示す歯車加工装置は、その一種である。切削加工は、切削屑（いわゆる「切り粉」,「切り屑」）の発生を伴うものであり、例えば、その切削屑の処理が問題となる。例えば、切削屑が加工面に付着して残存すると、加工の妨げになったり、加工面を傷付けるといった問題にも繋がる。   There are processing machines such as a lathe, a boring machine, and a gear processing machine that hold a workpiece by a spindle (meaning “main shaft”) and perform cutting while rotating the spindle. For example, the gear processing apparatus shown in the following patent document is one type. Cutting involves generation of cutting waste (so-called “chip” and “chip”). For example, processing of the cutting waste becomes a problem. For example, if the cutting waste adheres to the processed surface and remains, this may cause problems such as hindering the processing or damaging the processed surface.

特開２０１５−１２７０７７号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-127077

上記問題を解決するため、例えば、スピンドルに貫通穴を設けて、発生する切削屑をその貫通穴から排出することも検討されている。上記特許文献に記載の歯車加工装置においてもスピンドルに貫通穴が設けられているように思われるが、その真意は定かではない。たとえ貫通穴から切削屑を排出するように構成したとしても、その排出が適切に行われなければ、充分な技術とはなり得ない。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用的な主軸装置を提供することを課題とする。   In order to solve the above-mentioned problem, for example, it has been studied to provide a through hole in the spindle and discharge the generated cutting waste from the through hole. In the gear machining apparatus described in the above-mentioned patent document, it seems that a through hole is provided in the spindle, but the true meaning is not certain. Even if the cutting waste is configured to be discharged from the through-hole, it cannot be a sufficient technique unless the discharge is properly performed. The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a practical spindle device.

本発明の主軸装置は、
ワークに対して切削加工を行う際に用いられる主軸装置であって、
前記ワークを一端部において保持するスピンドルと、そのスピンドルをそれの軸線まわりに回転可能に保持するホルダと、駆動源を有して前記スピンドルを前記軸線まわりに回転させる回転駆動機構とを備え、
前記スピンドルが、前記軸線に沿って延びる貫通穴を有する中空構造とされ、
前記スピンドルの他端部に取り付けられて前記スピンドルとともに回転し、前記貫通穴内の流体に前記一端部から前記他端部に向かう方向の流れを生じさせるためのインペラを備えたことを特徴とする。 The spindle device of the present invention is
A spindle device used when cutting a workpiece,
A spindle that holds the workpiece at one end, a holder that holds the spindle rotatably about its axis, and a rotation drive mechanism that has a drive source and rotates the spindle around the axis;
The spindle has a hollow structure having a through hole extending along the axis;
An impeller is provided that is attached to the other end portion of the spindle and rotates together with the spindle to cause the fluid in the through hole to flow in a direction from the one end portion toward the other end portion.

本発明の主軸装置によれば、切削屑がスピンドルの貫通穴を通って排出される際に、インペラによって生じる流体の流れ、つまり、例えば、クーラントの流れ、空気の流れ等によって、切削屑が効率的に排出されることになる。そのような機能を有することで、本発明の主軸装置は、実用的な主軸装置となる。   According to the spindle device of the present invention, when the cutting waste is discharged through the through hole of the spindle, the flow of the fluid generated by the impeller, i.e., the flow of the coolant, the flow of air, etc. Will be discharged. By having such a function, the spindle device of the present invention becomes a practical spindle device.

本発明の実施例である主軸装置が配備されたスカイビング加工機を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the skiving processing machine by which the spindle apparatus which is an Example of this invention was arrange | positioned. 実施例の主軸装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the spindle apparatus of an Example. 実施例の主軸装置が備えたインペラを示す底面図および断面図である。It is the bottom view and sectional drawing which show the impeller with which the main axis | shaft apparatus of the Example was provided.

本発明の主軸装置は、上述した機能に鑑みれば、スピンドルの一端部から切削屑が貫通穴に受け入れられる状態で使用されることが望ましい。なお、スピンドルは、ワークを直接保持するものであってもよく、チャック，治具等が一端部に取り付けられる場合において、それらチャック，治具等を介してワークを間接的に保持するものであってもよい。   In view of the above-described function, the spindle device of the present invention is preferably used in a state where cutting waste is received in the through hole from one end of the spindle. The spindle may directly hold the workpiece. When the chuck or jig is attached to one end, the spindle indirectly holds the workpiece via the chuck or jig. May be.

インペラによって流れが生じることとなる流体は、湿式で加工が行われる場合においては、ワークに掛けられるクーラント，切削油等の液体であってもよく、乾式で加工が行われる場合においては、貫通穴に存在する若しくは受け入れられる空気等の気体であってもよい。例えば、特に、大量のクーラントがワークに掛けられる場合には、そのクーラントが貫通穴を通って効率よく排出させることが望まれる。詳しく言えば、例えば、クーラントが勢いよく流れない場合には、クーラントの一部が貫通穴に入りきらずに溢れ出し、その溢れ出したクーラントによって、切削屑がワークに付着してしまうことも予想される。そのようなことに鑑みれば、本発明の主軸装置は、加工の際にワークに掛けられるクーラントが貫通穴にスピンドルの一端部から受け入れられる状態で使用される主軸装置に好適である。   The fluid that is caused to flow by the impeller may be a liquid such as coolant or cutting oil that is applied to the workpiece when processing is performed in a wet manner. It may be a gas such as air present or accepted in For example, particularly when a large amount of coolant is applied to the workpiece, it is desired that the coolant be efficiently discharged through the through hole. More specifically, for example, when the coolant does not flow vigorously, a part of the coolant overflows without entering the through hole, and the overflowing coolant is expected to cause cutting waste to adhere to the workpiece. The In view of such a situation, the spindle device of the present invention is suitable for a spindle device that is used in a state where coolant that is hung on a workpiece during machining is received from one end of the spindle in the through hole.

スピンドルの貫通穴を通って切削屑を排出させることは、ワークに設けられた穴の内周面、詳しく言えば、その穴の軸線がスピンドルの軸線と一致させられた状態においてその穴の内周面を切削するような際に、好適である。そのことに鑑みれば、本発明の主軸装置は、そのようなワークのそのような内周面を加工する際に用いる場合に、充分なメリットが発揮されることになる。   Cutting chips through the through hole of the spindle means that the inner peripheral surface of the hole provided in the workpiece, more specifically, the inner periphery of the hole when the axis of the hole is aligned with the axis of the spindle. This is suitable when cutting a surface. In view of that, the spindle device of the present invention will exhibit sufficient merit when used when machining such an inner peripheral surface of such a workpiece.

また、貫通穴を通って切削屑を排出させる場合、流体がクーラント等の液体である場合、重力をも利用できることを考慮すれば、本発明の主軸装置は、スピンドルが、それの軸線が上下方向に若しくは上下方向に対して傾斜した方向に延び、かつ、ワークを保持する一端部が上方に、インペラが設けられた他端部が下方に位置する姿勢となるようにして用いられることが望ましい。いわゆる縦型の加工機に用いられることが望ましいのである。なお、その場合、見方を変えれば、インペラは、重力による液体の流れを、助長し、若しくは、推進するという作用を発揮することになる。   In addition, when the cutting waste is discharged through the through hole, if the fluid is a liquid such as a coolant, considering that gravity can also be used, the spindle device of the present invention has a spindle whose axis is in the vertical direction. Further, it is desirable to use such a posture that extends in a direction inclined with respect to the vertical direction, and that one end holding the workpiece is positioned upward and the other end provided with the impeller is positioned downward. It is desirable to use it for a so-called vertical processing machine. In this case, if the view is changed, the impeller exerts an action of promoting or propelling the flow of liquid due to gravity.

本発明の主軸装置は、用いられる加工機の種類が限定されるものではない。旋盤を始め、ボーリング盤，歯切り盤等、種々の加工機に用いることができるが、特に、スカイビング加工機に用いる場合に、好適である。スカイビング加工機による切削加工、つまり、歯を形成するための加工においては、その切削屑は、比較的小さな片状のものとなることから、例えば、先に述べたように、クーラントが貫通穴から適切に排出されない場合に、そのような切削屑は、溢れ出したクーラントによってワークに付着してしまうことが予想される。そのような事象が発生する可能性を考慮した場合、本発明の主軸装置は、スカイビング加工機、特に、リングギヤの加工等、内周面に内歯を形成するようなスカイビング加工機に配備される場合に、極めて有効である。   The spindle device of the present invention is not limited to the type of processing machine used. Although it can be used for various processing machines such as a lathe, a boring machine, a gear cutting machine, etc., it is particularly suitable when used for a skiving machine. In cutting by a skiving machine, that is, processing for forming teeth, the cutting waste is a relatively small piece, so for example, as described above, the coolant is a through hole. If it is not properly discharged from the machine, such cutting waste is expected to adhere to the workpiece due to the overflowing coolant. In consideration of the possibility of such an event, the spindle device of the present invention is installed in a skiving machine, particularly a skiving machine that forms internal teeth on the inner peripheral surface, such as ring gear machining. It is extremely effective when used.

なお、スカイビング加工機等のようにギヤ歯を形成するような加工機では、主軸をカッターに対して傾けることが行われる。種々のワークに対してそのような加工を行うことを考えた場合には、本発明の主軸装置は、スピンドルの軸線の傾きを変更するための軸線傾斜変更機構を備えることが望ましいのである。   In a processing machine such as a skiving machine that forms gear teeth, the main shaft is tilted with respect to the cutter. In consideration of performing such machining on various workpieces, it is desirable that the spindle device of the present invention includes an axis inclination changing mechanism for changing the inclination of the spindle axis.

インペラの構造，形状に関しては特に限定されるものではない。例えば、インペラを、i）基板と、ii）その基板と間隔を隔ててその基板と対向し、前記スピンドルの貫通穴に繋がる穴が中央に設けられた対向板と、iii）基板と対向板との間において、それら基板と対向板とに渡され、放射状に延びる複数の羽根板とを含んで構成されたようなインペラを採用することが可能である。そのようなインペラは、羽が３次元的に曲がるようなインペラと異なり、簡単な板金加工によって形成することが可能であり、インペラの製造コストの低減に繋がるものとなる。   The structure and shape of the impeller are not particularly limited. For example, an impeller includes: i) a substrate, ii) a counter plate that is spaced from the substrate and is opposed to the substrate, and a hole connected to the through hole of the spindle is provided in the center; iii) the substrate and the counter plate It is possible to employ an impeller configured to include a plurality of blades extending between the substrates and the counter plate and extending radially. Such an impeller can be formed by simple sheet metal processing unlike an impeller whose wings bend three-dimensionally, leading to a reduction in the manufacturing cost of the impeller.

以下に、本発明の一実施例となる主軸装置を、図面を参照しつつ、その主軸装置が配備されたスカイビング加工機を簡単に説明した上で、説明する。なお、本発明の主軸装置は、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。   Hereinafter, a spindle device according to an embodiment of the present invention will be described with a simple description of a skiving machine provided with the spindle device with reference to the drawings. The spindle device of the present invention can be implemented in various forms in addition to the following embodiments, various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.

［Ａ］スカイビング加工機の全体構成
実施例の主軸装置が配備されているスカイビング加工機は、図１に示すように、(a) 本体１０と、(b) 本体１０の前面に配設された実施例の主軸装置１２と、(c) 概して円筒状のワークＷに内歯を形成するためのカッタ１４を回転可能に保持するとともに、そのカッタ１４を回転させるカッタ回転機構を有する加工ヘッド１６と、(d) 本体１０に支持されて、加工ヘッド１６を上下，左右に移動させるヘッド移動機構１８とを含んで構成される。 [A] Overall configuration of skiving machine The skiving machine in which the spindle device of the embodiment is provided is arranged as shown in FIG. 1 (a) a main body 10 and (b) a front surface of the main body 10. And a machining head having a cutter rotating mechanism for rotating the cutter 14 while rotatably holding a cutter 14 for forming internal teeth on a generally cylindrical workpiece W. 16, and (d) a head moving mechanism 18 that is supported by the main body 10 and moves the machining head 16 up and down and left and right.

本スカイビング加工機は、ワークＷに歯を成形することが可能であり、そのために、主軸装置１２は、自身の軸線、つまり、後に説明するスピンドルの軸線を前後方向に延びる軸線まわりに任意の角度だけ傾斜させ、かつ、その角度を変更するための軸線傾斜変更機構２０を備えている。ワークＷは、後に詳しく説明するように、主軸装置１２の上端部、詳しく言えば、スピンドルの上端部に保持される。図示を省略するが、主軸装置１２に保持されたワークＷに対して加工時にクーラントを上方から掛けるためのノズルが、設けられている。   The present skiving machine can form teeth on the workpiece W. For this reason, the main spindle device 12 can freely move around its own axis, that is, an axis extending in the front-rear direction on the axis of a spindle described later. An axis inclination changing mechanism 20 for inclining by an angle and changing the angle is provided. As will be described in detail later, the workpiece W is held at the upper end portion of the spindle device 12, more specifically, the upper end portion of the spindle. Although not shown, a nozzle is provided for applying coolant from above to the workpiece W held by the spindle device 12 during processing.

［Ｂ］主軸装置の構成
主軸装置１２は、図２に示すように、大まかには、スピンドル３０と、スピンドル３０をそれの軸線Ｌまわりに回転可能に保持するホルダ３２と、スピンドル３０を回転させるためにスピンドル３０とホルダ３２との間に設けられた主軸モータ３４と、スピンドル３０の上端部に取り付けられてワークＷを保持するチャック３６とを含んで構成されている。なお、それらスピンドル３０，ホルダ３２，主軸モータ３４，チャック３６は、複数の部材が締結されて構成されているが、それら部材どうしの締結構造については、図では、省略されている。 [B] Configuration of Spindle Device As shown in FIG. 2, the spindle device 12 roughly rotates the spindle 30, a holder 32 that rotatably holds the spindle 30 about its axis L, and the spindle 30. Therefore, a spindle motor 34 provided between the spindle 30 and the holder 32 and a chuck 36 that is attached to the upper end portion of the spindle 30 and holds the workpiece W are configured. The spindle 30, the holder 32, the spindle motor 34, and the chuck 36 are configured by fastening a plurality of members, but the fastening structure between these members is omitted in the drawing.

スピンドル３０は、軸線Ｌに沿って延びる貫通穴４０が設けられた中空構造、つまり、筒状のものとされており、上端部にフランジが設けられている。ホルダ３２は、スピンドル３０を回転可能に支持する筐体として機能し、ころ軸受け４４および玉軸受け４６を介して、スピンドル３０を、軸線Ｌの延びる方向（以下、「軸線方向」と言う場合がある）に移動不能に、かつ、回転可能に支持している。ちなみに、上述の軸線傾斜変更機構２０は、ホルダ３２を回転させることによって、スピンドル３０の軸線Ｌを任意の角度だけ回転させるように構成されている。したがって、一端部である上端部においてチャック３６を介してワークＷを保持するスピンドル３０は、軸線Ｌが上下方向に若しくは上下方向に対して傾斜した方向に延び、かつ、一端部が上方に、他端部である下端部が下方に位置する姿勢とされるのである。   The spindle 30 has a hollow structure in which a through hole 40 extending along the axis L is provided, that is, has a cylindrical shape, and a flange is provided at an upper end portion. The holder 32 functions as a housing that rotatably supports the spindle 30, and the spindle 30 may be referred to as a direction in which the axis L extends (hereinafter referred to as “axial direction”) via the roller bearing 44 and the ball bearing 46. ) Is immovable and is rotatably supported. Incidentally, the above-described axis inclination changing mechanism 20 is configured to rotate the axis L of the spindle 30 by an arbitrary angle by rotating the holder 32. Therefore, the spindle 30 that holds the workpiece W via the chuck 36 at the upper end that is one end extends in the direction in which the axis L is vertically or inclined with respect to the vertical direction, and the other end is upward. The lower end, which is the end, is positioned downward.

主軸モータ３４は、スピンドル３０を軸線Ｌまわりに回転させる回転駆動機構の駆動源として機能するものであり、ホルダ３２に保持されたコイル５０と、スピンドル３０の外周に付設された磁石５２とを含んで構成されている。主軸モータ３４は、図示を省略するエンコーダからの信号に基づいて、当該主軸モータ３４の回転速度，回転位置、すなわち、スピンドル３０の回転速度，回転位置が制御されるようになっている。   The main shaft motor 34 functions as a drive source of a rotation drive mechanism that rotates the spindle 30 around the axis L, and includes a coil 50 held by the holder 32 and a magnet 52 attached to the outer periphery of the spindle 30. It consists of The spindle motor 34 is configured to control the rotation speed and rotation position of the spindle motor 34, that is, the rotation speed and rotation position of the spindle 30, based on a signal from an encoder (not shown).

チャック３６は、大まかには、ハウジング５６と、ピストン５８と、把持筒６０とを含んで構成されている。ハウジング５６は、上下２つの部材が締結されてなる概ね有底円筒形状をなしている。ピストン５８は、ハウジング５６の内部に配設されている。詳しく言えば、ピストン５８は、フランジを有する円筒形状をなしており、そのフランジがハウジング５６に形成された円環状の溝に収容されるようにして、配設されている。ピストン５８のフランジの上下には、それぞれ、作動液が収容される液室６２，６４が形成されており、それら液室６２，６４に対して作動液が導入・排出されることにより、ピストン５８が上下に動くようになっている。ピストン５８には、ハウジング５６を貫通してフランジから上方に延び出す複数の掛合ロッド６６が付設されている。把持筒６０は、ハウジング５６の上端側に内装されており、掛合ロッド６６は、把持筒６０に掛合している。ピストン５８が下方に移動すると、ハウジング５６に形成された傾斜面の作用により、把持筒６０は、縮径してワークＷを把持する。逆に、ピストン５８が上方に移動すると、把持筒６０は自身の弾性力で拡径して、ワークＷの把持が解除される。そのような構造のチャック３６を介して、スピンドル３０は、自身の一端部である上端部においてワークＷを保持するのである。なお、液室６２，６４に対する作動液の導入・排出のための液通路は、図では省略されている。   The chuck 36 is roughly configured to include a housing 56, a piston 58, and a gripping cylinder 60. The housing 56 has a generally bottomed cylindrical shape formed by fastening two upper and lower members. The piston 58 is disposed inside the housing 56. Specifically, the piston 58 has a cylindrical shape having a flange, and is disposed so that the flange is received in an annular groove formed in the housing 56. Liquid chambers 62 and 64 for storing hydraulic fluid are respectively formed above and below the flange of the piston 58, and the hydraulic fluid is introduced into and discharged from the fluid chambers 62 and 64, whereby the piston 58 is provided. Moves up and down. The piston 58 is provided with a plurality of engaging rods 66 penetrating the housing 56 and extending upward from the flange. The gripping cylinder 60 is built in the upper end side of the housing 56, and the engaging rod 66 is engaged with the gripping cylinder 60. When the piston 58 moves downward, the gripping cylinder 60 is reduced in diameter by the action of the inclined surface formed in the housing 56 to grip the workpiece W. On the contrary, when the piston 58 moves upward, the gripping cylinder 60 is expanded in diameter by its own elastic force, and the gripping of the workpiece W is released. Through the chuck 36 having such a structure, the spindle 30 holds the workpiece W at the upper end portion which is one end portion of the spindle 30. Note that the liquid passage for introducing and discharging the hydraulic fluid to and from the liquid chambers 62 and 64 is omitted in the drawing.

チャック３６のハウジング５６の底部には、中央に穴が形成されており、その穴によって、本主軸装置１２では、スピンドル３０の貫通穴４０とチャック３６の内部とが繋がっている。つまり、チャック３６とスピンドル３０とを貫くようにして、上下に延びる流体の流路が形成されている。   A hole is formed in the center of the bottom of the housing 56 of the chuck 36, and the through hole 40 of the spindle 30 and the inside of the chuck 36 are connected to each other in the spindle device 12 by the hole. That is, a fluid flow path extending vertically is formed so as to penetrate the chuck 36 and the spindle 30.

ここで、本主軸装置１２が保持するワークＷ、つまり、スカイビング加工に供されるワークＷは、図に２点鎖線で示すように、概して円筒形状のものであり、内周面に歯を形成するための加工が行われる。つまり、ワークＷは、穴を有し、その穴の軸線を上記軸線Ｌと一致させた状態で保持され、その穴の内周面に切削加工が施されるのである。   Here, the work W held by the main spindle device 12, that is, the work W to be used for skiving is generally cylindrical as shown by a two-dot chain line in the figure, and teeth are provided on the inner peripheral surface. Processing to form is performed. That is, the workpiece W has a hole, is held in a state where the axis of the hole is aligned with the axis L, and the inner peripheral surface of the hole is cut.

本主軸装置１２では、スピンドル３０の他端部である下端部に、インペラ７０が取り付けられている。インペラ７０は、図３に示すように、(A) 基板７２と、(B) その基板７２と間隔を隔ててその基板７２と対向し、スピンドル３０の貫通穴４０に繋がる穴７４が中央に設けられた対向板７６と、(C) 基板７２と対向板７６との間において、それら基板７２と対向板７６とに渡され、放射状に延びる複数の羽根板７８ａ，７８ｂ，７８ｃとを含んで構成されている。ちなみに、図３（ａ）は、図３（ｂ）におけるIIIa−IIIa断面である。   In the main spindle device 12, an impeller 70 is attached to a lower end portion that is the other end portion of the spindle 30. As shown in FIG. 3, the impeller 70 is provided with (A) a substrate 72, (B) a hole 74 that faces the substrate 72 at a distance from the substrate 72 and is connected to the through hole 40 of the spindle 30. And (C) a plurality of blades 78a, 78b, 78c extending between the substrate 72 and the counter plate 76 and extending radially, between the substrate 72 and the counter plate 76. Has been. Incidentally, FIG. 3A is a IIIa-IIIa cross section in FIG.

羽根板７８ａ，７８ｂ，７８ｃは、それぞれに長さが異なるものの、外周端が、基板７２，対向板７６の外周端と一致している。そのため、羽根板７８ａ，７８ｂ，７８ｃの内周端の位置は、それぞれに異なっている。詳しく言えば、最も長い４枚の羽根板７８ａが、等角度ピッチで配設されており、中間の長さの４枚の羽根板７８ｂが、羽根板７８ａのちょうど中間に、最も短い羽根板７８ｃが、羽根板７８ａと羽板板７８ｂとのちょうど中間に、それぞれ配設されている。   Although the blade plates 78 a, 78 b and 78 c have different lengths, the outer peripheral ends thereof coincide with the outer peripheral ends of the substrate 72 and the counter plate 76. Therefore, the positions of the inner peripheral ends of the blades 78a, 78b, 78c are different from each other. Specifically, the four longest blades 78a are arranged at an equiangular pitch, and the four blades 78b having an intermediate length are located in the middle of the blades 78a. Are disposed just in the middle between the blade plate 78a and the blade plate 78b.

羽根板７８ａ，７８ｂ，７８ｃは、いずれも、内周端側の部分が環状部８０として形成されている。各羽根板７８ａ，７８ｂ，７８ｃは、基板７２と対向板７６との両者に接合されて、基板７２と対向板７６とを互いに固定するものとなっているが、基板７２と対向板７６は、短い羽根板７８ｃの環状部８０を利用して、ボルト８２およびナット８４によって締結されている。また、インペラ７０は、長い羽根板７８ａの環状部８０を利用して、ボルト８６によって、スピンドル３０の下端に取り付けられている。   Each of the blades 78a, 78b, 78c is formed as an annular portion 80 on the inner peripheral end side. Each of the blades 78a, 78b, 78c is joined to both the substrate 72 and the counter plate 76 to fix the substrate 72 and the counter plate 76 to each other. It is fastened by bolts 82 and nuts 84 using the annular portion 80 of the short blade 78c. The impeller 70 is attached to the lower end of the spindle 30 by a bolt 86 using the annular portion 80 of the long blade plate 78a.

上述のような構造のインペラ７０であることで、本主軸装置１２では、スピンドル３０の貫通穴４０と、インペラ７０の外周とが、羽根板７８ａ，７８ｂ，７８ｃの間の空間を介して繋がり、流体の流路が形成されている。インペラ７０は、スピンドル３０の回転により、スピンドル３０と一体的に回転する。   With the impeller 70 having the above-described structure, in the main spindle device 12, the through hole 40 of the spindle 30 and the outer periphery of the impeller 70 are connected via a space between the blade plates 78a, 78b, and 78c. A fluid flow path is formed. The impeller 70 rotates integrally with the spindle 30 by the rotation of the spindle 30.

［Ｃ］インペラによる作用
本スカイビング加工機では、ワークＷの内周面に歯切り加工を行う際、多くの量のクーラントがワークＷに向かって放出され、図２から解るように、その放出されたクーラントの大部分は、スピンドル３０の貫通穴４０を通って、下方に排出される。加工によって生じる切削屑は、小片のものであり、その切削屑は、クーラントとともに貫通穴４０を通って下方に排出されるべきである。しかしながら、クーラントの量が相当に多くなる場合には、貫通穴４０を通るクーラントの流れが充分ではないことが予想される。極端に言えば、クーラントがワークＷの上方に溢れ出ることも考えられるのである。そのような場合には、切削屑は、特にそれが小片状である場合には、ワークＷの内部に漂ったり、ワークＷの内周面、つまり、加工面に付着する虞がある。その場合、その切削屑が原因して、切削された歯の表面等に傷が付くこともあり得るのである。 [C] Action by Impeller In this skiving machine, when gear cutting is performed on the inner peripheral surface of the work W, a large amount of coolant is discharged toward the work W, and as shown in FIG. Most of the coolant thus discharged passes through the through hole 40 of the spindle 30 and is discharged downward. The cutting waste generated by processing is a small piece, and the cutting waste should be discharged downward through the through hole 40 together with the coolant. However, when the amount of coolant is considerably large, it is expected that the coolant flow through the through hole 40 is not sufficient. In an extreme case, it is possible that the coolant overflows above the workpiece W. In such a case, there is a possibility that the cutting waste drifts inside the workpiece W or adheres to the inner peripheral surface of the workpiece W, that is, the machining surface, particularly when it is a small piece. In that case, the surface of the cut tooth may be damaged due to the cutting waste.

上述のような事態を回避するために、インペラ７０は効果的である。具体的に言えば、図２において太矢印で示すように、スピンドル３０が回転してインペラ７０が回転すると、インペラ７０内部のクーラントが遠心力によってインペラ７０の外周から勢い良く放出され、それによって、貫通穴４０の内部のクーラントが下方に吸い寄せられる。その結果、貫通穴４０の内部のクーラントの流れ、詳しく言えば、流速が推進されることになる。そのことによって、クーラントは勢い良く下方に流れ、そのクーラントの流れによって、切削屑も、適切に、換言すれば、効率的に排出されることになるのである。   In order to avoid the above situation, the impeller 70 is effective. Specifically, as shown by a thick arrow in FIG. 2, when the spindle 30 rotates and the impeller 70 rotates, the coolant inside the impeller 70 is vigorously released from the outer periphery of the impeller 70 by centrifugal force, thereby The coolant inside the through hole 40 is sucked downward. As a result, the coolant flow inside the through hole 40, more specifically, the flow velocity is promoted. As a result, the coolant flows vigorously downward, and the cutting waste is appropriately discharged, in other words, efficiently by the flow of the coolant.

上述のように、スピンドル３０の他端部（下端部）に取り付けられたインペラ７０は、貫通穴４０内の流体、具体的には、クーラントに、一端部（上端部）から他端部に向かう方向の流れを生じさせるために有効な手段となる。換言すれば、その流れを助長するために有効な手段となるのである。したがって、本主軸装置１２、つまり、上述のような作用を発揮するインペラ７０がスピンドル３０に取り付けられた主軸装置１２を採用することで、本スカイビング加工機によって加工されたワークは、加工による傷が抑制されたものとなるのである。   As described above, the impeller 70 attached to the other end (lower end) of the spindle 30 is directed to the fluid in the through hole 40, specifically, to the coolant from one end (upper end) to the other end. This is an effective means for producing a directional flow. In other words, it becomes an effective means for promoting the flow. Therefore, by adopting the main spindle device 12, that is, the main spindle device 12 in which the impeller 70 that exhibits the above-described action is attached to the spindle 30, the workpiece processed by the skiving machine can be damaged by processing. Is suppressed.

１２：主軸装置 ２０：軸線傾斜変更機構 ３０：スピンドル ３２：ホルダ ３４：主軸モータ〔回転駆動機構〕〔駆動源〕 ３６：チャック ４０：貫通穴 ７０：インペラ ７２：基板 ７４：穴 ７６：対向板 ７８ａ，７８ｂ，７８ｃ：羽根板 Ｗ：ワーク Ｌ：スピンドルの軸線   12: Spindle device 20: Axis tilt changing mechanism 30: Spindle 32: Holder 34: Spindle motor [rotation drive mechanism] [drive source] 36: Chuck 40: Through hole 70: Impeller 72: Substrate 74: Hole 76: Counter plate 78a , 78b, 78c: Blades W: Workpiece L: Spindle axis

Claims (8)

ワークに対して切削加工を行う際に用いられる主軸装置であって、
前記ワークを一端部において保持するスピンドルと、そのスピンドルをそれの軸線まわりに回転可能に保持するホルダと、駆動源を有して前記スピンドルを前記軸線まわりに回転させる回転駆動機構とを備え、
前記スピンドルが、前記軸線に沿って延びる貫通穴を有する中空構造とされ、
前記スピンドルの他端部に取り付けられて前記スピンドルとともに回転し、前記貫通穴内の流体に前記一端部から前記他端部に向かう方向の流れを生じさせるためのインペラを備えたことを特徴とする主軸装置。 A spindle device used when cutting a workpiece,
A spindle that holds the workpiece at one end, a holder that holds the spindle rotatably about its axis, and a rotation drive mechanism that has a drive source and rotates the spindle around the axis;
The spindle has a hollow structure having a through hole extending along the axis;
A main shaft comprising an impeller attached to the other end portion of the spindle and rotating together with the spindle to cause the fluid in the through hole to flow in a direction from the one end portion toward the other end portion. apparatus. 前記インペラが、
基板と、
その基板と間隔を隔ててその基板と対向し、前記スピンドルの貫通穴に繋がる穴が中央に設けられた対向板と、
前記基板と前記対向板との間において、それら基板と対向板とに渡され、放射状に延びる複数の羽根板と
を含んで構成された請求項１に記載の主軸装置。 The impeller is
A substrate,
Opposite plate that is opposed to the substrate at a distance from the substrate and has a hole connected to the through hole of the spindle in the center;
2. The spindle device according to claim 1, comprising a plurality of blades extending radially between the substrate and the counter plate and extending between the substrate and the counter plate. 前記ワークの切削加工の際の切削屑を、前記スピンドルの貫通穴にそれの一端部から受け入れる状態で使用される請求項１または請求項２に記載の主軸装置。   The spindle device according to claim 1 or 2, wherein the spindle device is used in a state in which cutting scraps at the time of cutting the workpiece are received from one end of the through hole of the spindle. 切削加工の際に前記ワークに掛けられるクーラントを、前記スピンドルの貫通穴に一端部から受け入れる状態で使用される請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の主軸装置。   The spindle device according to any one of claims 1 to 3, wherein the spindle device is used in a state in which coolant applied to the workpiece during cutting is received from one end of the through hole of the spindle. 前記ワークが穴を有し、その穴の軸線を前記軸線と一致させた状態でその穴の内周面を切削加工する際に用いられる請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の主軸装置。   5. The method according to claim 1, wherein the workpiece has a hole, and is used when the inner peripheral surface of the hole is cut in a state where the axis of the hole coincides with the axis. Spindle device. 前記スピンドルが、前記軸線が上下方向に若しくは上下方向に対して傾斜した方向に延び、かつ、前記一端部が上方に、前記他端部が下方に位置する姿勢となるようにして用いられる請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の主軸装置。   The spindle is used such that the axis extends in a vertical direction or in a direction inclined with respect to the vertical direction, and the one end portion is positioned upward and the other end portion is positioned downward. The spindle device according to any one of claims 1 to 5. 前記スピンドルの前記軸線の傾きを変更する軸線傾斜変更機構を備えた請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の主軸装置。   The spindle apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising an axis inclination changing mechanism that changes an inclination of the axis of the spindle. スカイビング加工機に配備される請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の主軸装置。   The spindle device according to any one of claims 1 to 7, which is provided in a skiving machine.
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