JP3453674B2 - 工作機械の主軸装置 - Google Patents

工作機械の主軸装置

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JP3453674B2 JP17902099A JP17902099A JP3453674B2 JP 3453674 B2 JP3453674 B2 JP 3453674B2 JP 17902099 A JP17902099 A JP 17902099A JP 17902099 A JP17902099 A JP 17902099A JP 3453674 B2 JP3453674 B2 JP 3453674B2
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賢治 浜本
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新潟鉄工工作機械株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工具を主軸の中心
軸線と直交する方向に移動させて面加工や穴加工等を行
うことができる工作機械の主軸装置に関する。
【0002】
【従来の技術】主軸の先端に取り付けた回転面板に、工
具固定装置を備えたU軸スライダを、主軸の中心軸線に
対して直交する方向(U軸方向)に移動自在に取り付
け、回転面板に対するU軸スライダの移動で工具固定装
置を主軸の中心軸線と直交する方向に移動させて面加工
や穴加工を行うことができ工作機械の主軸装置が知られ
ている。
【0003】このような工作機械の主軸装置において
は、従来、回転面板に工具固定装置のテーパ孔に連絡し
てU軸スライダに形成されたエア通路にU軸スライダの
工具着脱位置において接続されるエア供給管と、U軸ス
ライダに設けられたクーラントノズルの切削液通路にU
軸スライダの位置に関係なく常時接続されたホースとを
設け、工具固定装置に対する工具の着脱時に、エア供給
管にエア供給源を接続してテーパ孔をエアで掃除し、ま
た加工時には、切削液(クーラント液)を主軸からクー
ラントノズルにホースと切削液通路を介して送り、加工
部分に噴射する構造が採られている(特開平7−124
845号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の工作機械の
主軸装置の構造では、エア供給源からエアノズルまでの
エア経路と、切削液供給源からクーラントノズルまでの
切削液経路が完全に独立して設けられているため、どう
しても構造が複雑になるという問題点がある。
【0005】本発明は、構造が簡単な工作機械の主軸装
置を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、
エアと切削液の切換えが容易な工作機械の主軸装置を提
供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の少なくも1つの目
的を達成するために、請求項1記載の発明は、主軸の先
端に取り付けられた回転面板に、テーパ孔に装入された
工具をアダプタの後退移動によって把持し、またアダプ
タの前進移動によって工具の把持を解除する工具固定装
置を備えたU軸スライダが、主軸の中心軸線に対して直
交する方向に移動自在に取り付けられ、上記主軸の中心
孔に、移動装置によりロッドガイドに沿って前進させら
れて上記工具固定装置のアダプタを前進移動させ、また
移動装置で後退させられてアダプタの後退移動を自由に
するプッシュロッドが挿入された工作機械の主軸装置に
おいて、上記プッシュロッドに、流体を流通させる後部
通路と前部通路を、互いの送出口と流入口をプッシュロ
ッドの外周面にそれぞれ開口させて設け、また上記アダ
プタに、上記テーパ孔に連通可能な連通孔を設け、上記
ロッドガイドに、プッシュロッドが移動装置で前進させ
られてアダプタに嵌合され、上記前部通路をアダプタの
連通孔に連通させた状態において上記送出口に流入口を
連絡する連絡溝と、プッシュロッドが移動装置で後退さ
せられてアダプタから離された状態においてプッシュロ
ッドの上記送出口に連通され、上記回転面板に設けられ
たノズルに流体を流通させる流路孔とを設けた構成とし
た。
【0007】上記の手段では、工具を工具固定装置で把
持したU軸スライダをセンタ位置につけ、プッシュロッ
ドを移動装置で前進させて工具固定装置のアダプタに嵌
合させると、プッシュロッドの後部通路に前部通路が連
絡溝を介して連絡される。したがって、後部通路に切削
液を送り込むと、連絡溝と前部通路を通ってアダプタの
連通孔に流れ、いわゆるセンタースルーとなって工具に
供給される。
【0008】上記の状態で、プッシュロッドを移動装置
により更に前進移動させると、工具固定装置が工具の把
持を解除する。工具をテーパ孔から抜き取る際、プッシ
ュロッドの後部通路にエアを送ってアダプタの連通孔か
らテーパ孔に流し、テーパ孔を掃除する。工具をテーパ
孔に装入するときもテーパ孔にエアを流してテーパ孔と
工具のシャンク部を掃除する。
【0009】工具をセンタ位置から主軸の中心軸線に対
して直交する偏心位置に移動させる場合は、流路孔にプ
ッシュロッドの送出口が連通されるまでプッシュロッド
を移動装置で後退させてアダプタから離し、U軸スライ
ダを回転面板に沿って動かす。この状態での加工に際し
ては、切削液を主軸の後部通路に送り込む。その切削液
は、後部通路の送出口から流路孔に流れ、ノズルから加
工部分に噴射される。
【0010】このように、エア経路と切削液経路とは、
U軸スライダ(工具)のセンタ位置では一致し、U軸ス
ライダの偏心位置では、プッシュロッドの後部通路が両
経路に共用される。また、プッシュロッドと移動装置
が、工具固定装置の操作と流体経路の切換えに兼用され
る。
【0011】請求項1記載の工作機械の主軸装置におい
て、移動装置を、プッシュロッドを前進させてアダプタ
に嵌合させる接続用シリンダと、アダプタに嵌合された
プッシュロッドを上記接続用シリンダと一緒に前進させ
てアダプタを前進移動させることにより、工具固定装置
を解除状態にする解除用シリンダとを備えた構成とする
ことが好ましい(請求項2)。この構成では、プッシュ
ロッドの前進と後退は接続用シリンダ及び/又は解除用
シリンダによって行なわれる。したがって、プッシュロ
ッドを所定位置に精度よく的確に動かすことができる。
【0012】請求項1又は2記載の工作機械の主軸装置
において、プッシュロッドの後部通路に、ロータリジョ
イントを介して切削液供給源とエア供給源を接続するこ
とができる(請求項3)。この構成では、エアと切削液
の供給系が単純になり、またプッシュロッドの回転と停
止に関係なく、エア又は切削液をプッシュロッドの後部
通路に円滑に送り込むことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を添付図面を参
照して説明する。図1ないし図4は本発明に係る工作機
械の主軸装置の実施の形態を示す。本主軸装置は、主軸
1と、回転面板2と、U軸スライダ3と、工具固定装置
4、ロッドガイド5と、プッシュロッド6と、移動装置
7と、ロータリジョイント8とを備えている。
【0014】主軸1は中心孔1aを持ち、ハウジング1
0内に軸受11によって回転自在に支持されている。回
転面板2は、主軸1の先端に固定されており、主軸1と
一緒に回転する。また、U軸スライダ3は、リテーナ1
3,13によって回転面板2に取り付けられ、主軸1の
中心軸線に直交する方向にリテーナ13,13に沿って
移動させて任意の位置に固定することができるようにさ
れている。なお、上記の主軸装置の構造は周知のもので
ある。
【0015】工具固定装置4はU軸スライダ3に設けら
れており、固定筒15と、可動管16と、係止部材17
と、コレット18と、接続パイプ19と、アダプタ20
と、付勢ばね21とを主体としている。固定筒15は、
工具T(工具ホルダを含む)のシャンク部が装入される
テーパ孔(装着孔)15aと貫通孔15bとを有し、U
軸スライダ3に多数のボルト23(図1には1本しか示
されていない。)で固定されている。また、可動管16
と係止部材17とは、可動管16を主軸1側に配して固
定筒15の貫通孔15bに移動自在に挿入されている。
そして、可動管16の端部にはアダプタ20が取り付け
られ、係止部材17には接続パイプ19が挿通されてい
る。
【0016】アダプタ20は連通孔20aを有し、皿ば
ねより成る付勢ばね21で主軸1側に付勢された口金2
4に固定されている。コレット18は、その基端を係止
部材17に係止して設けられており、図1の上半分のよ
うに、付勢ばね21の付勢力で係止部材17がアダプタ
20と可動管16を介して主軸1側に動かされると、先
端を小さく窄めて工具Tの突起Taを把持し、また、ア
ダプタ20を付勢ばね21の付勢力に抗して図1で左に
押し動かすと、図1の下半分のように先端を開いて突起
Taの把持を解くようになっている。また、接続パイプ
19は、工具Tの透孔Tbに挿入されるようになってい
る。
【0017】ロッドガイド5は主軸1に固定され、プッ
シュロッド6を主軸1の中心に前後(図1で左側が前、
右側が後である。)に移動自在に支承している。ロッド
ガイド5には、流路孔5aと連絡溝5bが形成されてい
る。流路孔5aは、リテーナ13に取り付けられたクー
ラントノズル26に、回転面板2とリテーナ13に形成
された連絡孔2a,13aを介して連絡されている。
【0018】プッシュロッド6は、先端部材6aと中間
部材6b及び後部部材6cを一体に嵌合して成る。プッ
シュロッド6には、流体を流通させる後部通路6dと前
部通路6eが、互いの送出口6doと流入口6eoをプ
ッシュロッド6の外周面に開口させて形成されている。
【0019】移動装置7は、プッシュロッド6を前進さ
せてその前端をアダプタ20に嵌め入れる接続用シリン
ダ28と、上記の状態でプッシュロッド6を接続用シリ
ンダ28と一緒に前進させてアダプタを付勢ばね21の
弾力に抗して前進移動させる解除用シリンダ29とから
構成されている。
【0020】プッシュロッド6の後部部材6cは、接続
用シリンダ28のピストン28aに、該ピストン28a
に対する軸方向の微小移動をストッパリング等(図示せ
ず)で自由にして周方向に回転自在に挿通され、また接
続用シリンダ28は解除用シリンダ29のピストンとな
っている。後部部材6cとピストン28aの間には、コ
イルばねよりなる押圧ばね30が設けられている。押圧
ばね30は、接続用シリンダ28のピストン28aでプ
ッシュロッド6を前進させてその先端をアダプタ20の
連通孔20aに嵌め入れた場合に、プッシュロッド6を
ピストン28aに対して許容幅だけ微小量前進させて、
アダプタ20とプッシュロッド6の嵌合を弾力的に保持
するものである。
【0021】ここで、プッシュロッド6の送出口6do
及び流入口6eoとロッドガイド5の流路孔5a及び連
絡溝5b等の関係を説明する。解除用シリンダ29のピ
ストン(接続用シリンダ28)と接続用シリンダ28の
ピストン28aの両方が図1のように後退した状態で
は、図1と図2に示すように、プッシュロッド6が後退
してアダプタ20から離されるとともに、ロッドガイド
5の流路孔5aにプッシュロッド6の送出口6doが一
致する。
【0022】また、上記の状態から、接続用シリンダ2
8が作動してそのピストン28aが前進すると、プッシ
ュロッド6が図3のように前進してその先端をアダプタ
20の連通孔20aに嵌め入れるとともに、プッシュロ
ッド6の送出口6doと流入口6eoが共にロッドガイ
ド5の連絡溝5bに一致して後部通路6dに前部通路6
eが連絡される。更に、ピストン28aが前進した上記
の状態で解除用シリンダ29が作動して接続用シリンダ
28を前進させると、プッシュロッド6でアダプタ20
が押されて前進移動し(図4参照)、コレット18を開
かせて工具Tの把持を解除させる。
【0023】ロータリジョイント8は、プッシュロッド
6の後部部材6cに設けられている。ロータリジョイン
ト8には、切削液供給源32とエア供給源33が逆止弁
34,35を介してそれぞれ接続されており、切削液と
エアを択一的にプッシュロッド6の後部通路6dに送り
込むことができるようになっている。
【0024】次に、上記の構成とされた工作機械の主軸
装置の作用を説明する。図1と図2は解除用シリンダ2
9と接続用シリンダ28の両ピストンが後退した状態を
示すもので、前述のようにプッシュロッド6がアダプタ
20から離れ、またロッドガイド5の流路孔5aにプッ
シュロッド6の送出口6doが連絡している。この状態
で切削液供給源32を作動させると、切削液は、逆止弁
34、ロータリジョイント8、プッシュロッド6の後部
通路6d、ロッドガイド5の流路孔5a、回転面板2及
びリテーナ13の連絡孔2a,13aを通ってクーラン
トノズル26に流れ、クーラントノズル26から加工部
位に噴射される。この場合、前記のように、アダプタ2
0からプッシュロッド6が離れているので、U軸スライ
ダ3の位置に関係なく切削液を切削個所に供給すること
ができる。
【0025】U軸スライダ3をセンタ位置につけ、接続
用シリンダ28を後退位置で作動させてプッシュロッド
6を前進させると、図3のように、プッシュロッド6か
アダプタ20に嵌合するとともに、プッシュロッド6の
後部通路6dに前部通路6eが連絡溝5bを介して連絡
される(ロッドガイド5の流路孔5aはプッシュロッド
6によって閉じられる。)。したがって、この場合は、
切削液は逆止弁34、ロータリジョイント8、プッシュ
ロッド6の後部通路6d、ロッドガイド5の連絡溝5
b、プッシュロッド6の前部通路6e、アダプタ20の
連通孔20a、接続パイプ19の順に流れて工具Tの透
孔Tbに送り込まれ、透孔Tbを通って加工箇所に供給
される。なお、この際、押圧ばね30がプッシュロッド
6を押してアダプタ20に圧着させるが、その力は付勢
ばね21よりも十分小さくされているため、アダプタ2
0が前進移動することはない。
【0026】工具Tを工具固定装置4から外すときは、
上記の状態で切削液供給源32からの切削液の供給を止
め、エア供給源33からエアを工具Tの透孔Tbに流通
させて経路中の切削液を排出してから、解除用シリンダ
29で接続用シリンダ28を前進させることにより、プ
ッシュロッド6でアダプタ20を前進移動させてコレッ
ト18による工具Tの把持を解除する。工具Tがテーパ
孔1aから引き抜かれると同時に、エアが接続パイプ1
9からテーパ孔15aに噴出され、テーパ孔15aと工
具Tのシャンク部を掃除する。
【0027】上記から理解されるように、本主軸装置に
おいては、切削液の流通経路とエアの流通経路とはU軸
スライダ3がセンタ位置にあるときは互いに一致し、U
軸スライダ3が偏心位置に移動している場合はプッシュ
ロッド6の後部通路6dが両経路に共用される。このた
め、切削液とエアの経路構成が単純になる。また、プッ
シュロッド6と移動装置7が工具固定装置4の操作と流
体経路の切換えに兼用されているので、この点でも構造
が簡単になり、しかもエアと切削液の切換えが容易にな
る。
【0028】本発明において、工具固定装置4と移動装
置7は図のものに限らず任意であり、種々設計変更する
ことができる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、エアと切削液の流通経路の構造が簡単で、
しかもそれらの切換えが容易な工作機械の主軸装置を提
供することができる。
【0030】請求項1記載の工作機械の主軸装置におい
て、移動装置を、プッシュロッドを前進させてアダプタ
に嵌合させる接続用シリンダと、アダプタに嵌合された
プッシュロッドを上記接続用シリンダと一緒に前進させ
てアダプタを前進移動させることにより、工具固定装置
を解除状態にする解除用シリンダとを備えた構成とする
と、接続用シリンダと解除用シリンダの単純なオンオフ
制御によってプッシュロッドを所定位置に精度よく移動
させることができるようになる。
【0031】請求項1又は2記載の工作機械の主軸装置
において、プッシュロッドの後部通路に、ロータリジョ
イントを介して切削液供給源とエア供給源を接続とする
と、エアと切削液の流通経路の共通部分が長くなり、そ
れだけエアと切削液の供給系が単純になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る工作機械の主軸装置の実施の形
態を示す断面図である。
【図2】 プッシュロッドがアダプタから離れて後退し
た状態を示す断面図である。
【図3】 プッシュロッドが前進してアダプタに嵌合し
た状態を示す断面図である。
【図4】 プッシュロッドがアダプタを押し動かして前
進した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 主軸 1a 中心孔 2 回転面板 3 U軸スライダ 4 工具固定装置 5 ロッドガイド 5a 流路孔 5b 連絡溝 6 プッシュロッド 6d 後部通路 6do 送出口 6e 前部通路 6eo 流入口 7 移動装置 8 ロータリジョイント 15a テーパ孔 20 アダプタ 20a 連通孔 26 クーラントノズル 28 接続用シリンダ 29 解除用シリンダ 32 切削液供給源 33 エア供給源 T 工具

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主軸の先端に取り付けられた回転面板
    に、テーパ孔に挿入された工具をアダプタの後退移動に
    よって把持し、またアダプタの前進移動によって工具の
    把持を解除する工具固定装置を備えたU軸スライダが、
    主軸の中心軸線に対して直交する方向に移動自在に取り
    付けられ、上記主軸の中心孔に、移動装置によりロッド
    ガイドに沿って前進させられて上記工具固定装置のアダ
    プタを前進移動させ、また移動装置で後退させられてア
    ダプタの後退移動を自由にするプッシュロッドが挿入さ
    れた工作機械の主軸装置において、 上記プッシュロッドには、流体を流通させる後部通路と
    前部通路が、互いの送出口と流入口をプッシュロッドの
    外周面にそれぞれ開口させて設けられ、 また上記アダプタには、上記テーパ孔に連通可能な連通
    孔が設けられ、 上記ロッドガイドには、プッシュロッドが移動装置で前
    進させられてアダプタに嵌合され、上記前部通路をアダ
    プタの連通孔に連通させた状態において上記送出口に流
    入口を連絡する連絡溝と、プッシュロッドが移動装置で
    後退させられてアダプタから離された状態においてプッ
    シュロッドの上記送出口に連通され、上記回転面板に設
    けられたノズルに流体を流通させる流路孔とが設けられ
    たことを特徴とする工作機械の主軸装置。
  2. 【請求項2】 移動装置は、プッシュロッドを前進させ
    てアダプタに嵌合させる接続用シリンダと、アダプタに
    嵌合されたプッシュロッドを上記接続用シリンダと一緒
    に前進させてアダプタを前進移動させることにより、工
    具固定装置を解除状態にする解除用シリンダとを備えた
    ことを特徴とする請求項1記載の工作機械の主軸装置。
  3. 【請求項3】 プッシュロッドの後部通路に、ロータリ
    ジョイントを介して切削液供給源とエア供給源が接続さ
    れたことを特徴とする請求項1又は2記載の工作機械の
    主軸装置。
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