JPH048450A - 工作機械の主軸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、マシニングセンタ、中ぐり盤他において使用
される工具及び工具ホルダの主軸との着脱に際するエア
ー吹き、切削加工時のクーラント液を供給できる主軸装
置の改良に関する。

「従来技術と問題点」 主軸のドローインタボルトの中心孔にクーラント供給路
を形成し、コレットと工具尾端のプルスタットとの接続
部から工具のセンタ孔でクーラント液を噴出するセンタ
ースルークーラン１一方式が提供されている。また、上
記ニー、ホルダの交換時に主軸テーパ穴の内面をエアー
吹きす八く、上記クーラント供給路に対して切換弁によ
りエアー供給源から圧縮空気を吹き込み、テーパ穴を清
掃する主軸清掃装置が提供されている。このクーラント
液及びエアの両供給方式は、ドローインタボルトのクー
ラント供給路に溜るクーラント液をエアー吹きの際に一
緒に吹き出してミス１〜状とし、テーパ穴内面を濡らし
てしまい、せっかくのエアー吹きの効果を低下する問題
点がある。

そこで１例えば実公平１−１１４０８号に見るよう、ク
ーラント液の供給路とエアー供給路とを別経路とし、エ
アー吹きの際のクーラント液のテーパ面濡らしを解消し
ている。しかし、ドローインタボルトの先端と工具ホル
ダ尾端との接続部にクーラント液が残留していて、逆止
弁の存在に係りなく滴下したりエアー吹きに誘引さ才し
て主軸テーバ穴を濡らすことが完全に解消されていない
。

また、上記二つの供給通路を皿バネの内側ドローインタ
ボルトに貫設しなければならないため、ドローインタボ
ルトの肉厚を極端に薄くしてその強度を低下させ、ドロ
ーインタボルトの引張力十分耐えられないことや、皿バ
ネの内孔を大きくしてドローインタボルトの軸径を太く
することは特殊な皿バネを特別に製造しなければならず
製造コストを高める問題点が新たに発生する。また、２
ａの回転継手を必要とし、主軸の全長を長くしている６ 「発明が解決する課題と手段」 本発明はＬ記問題点に鑑みてなされたもので。

クーラント液供給路とエアー供給路とを完全な別経路と
するほか、クーラント液の主軸テーパ穴への滴下が完全
になく且つドローインタボルトの肉厚を薄くすることの
ない各種供給源を備えた主軸装置を供給することを課題
と目的とする。

そして、上記Ｍ題を具体化する手段は、主軸内に挿備す
るドローインタボルトにクーラント通路を穿設すると共
に、該ドローインタボルト内のクーラント通路は主軸先
端側を主軸内に穿設したクーラント通路に結んで主軸前
端面から工具ホルダのクーラント通路に連絡し、前記ド
ローインタボルト内のクーラ〉・ト通路の極端側はアン
ランプ部材に押動される押込環から回転継手を介してク
ーラント供給源に連絡され、前記主軸内に穿設してコレ
ットの空間に開口するエア通路は主軸後部に内装する皿
バネの外周側に空気導入筒を挿嵌して主軸内周面との間
に空気通路を形成し、更に主軸尾端の押込環の背面に開
口する前記エア通路はアンクランプ部材の押圧筒に穿設
してエア源に連絡するエア通路とアンクランプ時に連接
する主軸装置としたものである。

上記手段により、本発明の主軸装置ではドローインタボ
ルトのセンター孔から工具ホルダのフランジ部、工具へ
とクーラント液を供給でき、工具ホルダの着脱に関して
の主軸テーパ穴へのクーラント液の滴下がなく。また、
エアー供給路が皿バネの外周側に挿嵌した空気導入筒の
外周隙間で形成され、大径な空気導入筒で空気流通抵抗
もなくテーバ穴の奥部へ圧縮空気を安定して供給できる
。

「実施例」 第１図は本発明の主軸装置を示す断面図、第２図は主軸
装置の後部に備えるアンクランプ装置とクーラント液及
びエア供給継部を開示する断面図を示している。

第１図において、ｌは主軸スリーブで外側を主軸頭１０
に固定され、内側は複数列の軸受３．４により回転自在
に主軸２を承持している、と記主軸２は中心貫通穴２ａ
の先端に工具ホルダ（工具）ＴＨのテーバシャンク５を
嵌着するテーバ穴２ｂを波設し、またコレットチャック
の球６を外径方向へ逃がす空間２ｃが波設されていると
共に、中腰から尾端に亘り皿バネ７や空気導入筒８を納
める広い空１ｖ！２ｄを波設している。９は上記中心貫
通穴２ａがら空間２ｂに亘って挿通させたドローインタ
ボルトで、中心貫通穴２ａとは気密性が保たれる様に、
シール材を介在させて嵌通しており。

先端コレットチャックに複数の球６を膨縮可能に環状配
置している。そし、で、図示の如く、ドローインタボル
ト９が皿バネ７の弾発力で工具ホルダＴＨのプルスタッ
ド尾端５ａを球６で握持して弓き込んでおり、後記のア
ンクランプ部材３０がドローインタボルト９を工具ホル
ダＴＨの方向へ少産推進すると、球６が広い空ｌ７ｊ１
２　ｃへ逃げて工具ホルダのプルスタッド５ａを開放す
る。」―記ドローインタボルト９の中腹から尾端側には
多数枚の皿バネ７・・・が嵌植され、主軸先端側の皿バ
ネ７を段壁２ｅに当接しに端側の皿バネはドローインタ
ボルト９の尾端螺子部９ａに螺着する押込環１１の押圧
鍔１１ａに係止されている。しかして、ドローインタボ
ルト９は、内蔵する皿バネ７の弾発力で工具ホルダＴＨ
を引き込み、工具ホルダＴＩ（側への押込環］１のアン
クラン部材３０からの押込み力で皿バネを縮めてドロー
インタボルトを押し込み、工具ホルダを解放する公知の
構成と同じである。尚、１２の係止ピンは、主軸尾端に
螺着され、皿バネによって主軸後端側へ推進するドロー
インタボルトを押込環１１の規制ミゾｌｌｂでそのスト
ロークを制限し、また、主軸の回転力は、主軸尾端側の
ギヤ１３への駆動源からの動力伝達系で与えられる。

上記主軸内におけるドローインタボルト９の中心軸に穿
設したクーラント液の通路（孔）Ｐｌは、主軸先端側で
主軸の軸心方向と直交する連絡孔Ｐ２から軸心方向の連
絡孔Ｐ、を介して逆止弁Ｖに至り、主軸前端面２ｆに開
口する。ここで工具ホルダＴＨのクランプ５ａの背面に
開口する通孔Ｐ４と接続される。Ｐ、の尾端側は、押込
環１１の背面中央から回転継手ＲＪを介して配Ｉｒ！１
４でクーラント液供給源（図示なし）ノ＼連絡している
。

方、エア通路（孔）Ｅ２は、テーパ穴２ｂの奥部空間２
Ｃに開口しており、また皿バネ７が挿嵌する空間内に空
気導入筒８を嵌合し、この窪んだ外周面と空間２ｄとで
形成される環状空間（ｅ）で空気通路を形成する。上記
環状空間（ｅ）は連絡孔Ｅ３で通路（孔）Ｅ２と結ばれ
、主軸尾端側は押込環１１の片側に穿設した通路Ｅ１に
結ばれ、押込円板１　］、　ｃの背面片側に開口してい
る。

次に、上記ドローインタボルト９のアンクランプ部材３
０を説明する。主軸頭１０の尾端に連結筒３１連設し、
これにシリンダ筒３２を軸心−激させて連設させ、ハウ
ジングを構成している。上記連結［３１内には前記押込
環１］が存在し５その接続口１１ｃｌに回転継手ＲＪを
取付け、配管工４を備えている。一方、シリンダ筒３２
内には、その後側にシリンダＣを備え、ピストン３４が
フランジ３３と承持環３２ａによって気密に軸承されて
いる。このピストン３４の前端面３４ａには、押圧筒３
５の後端面３５ａを螺着させ、該押圧筒の開口内部に前
記回転継手ＲＪを備え、ピストン３４の進退動により押
込環１１を押圧筒３５が押動することで、工具ホルダＴ
Ｈをアンクランプする。図示は、ピストン３４が後退し
て押圧筒３５が押込環１１から離れて、主軸回転に対し
て押圧筒が干渉しない関係をなし、回転継手ＲＪからの
クーうント液の供給を実行することができる。

上記押圧筒３５には、エア供給源からのエアを受けるコ
ネクター３６を備え、これが通孔３Ｇａに連結して押圧
筒３５の前端面３５ｂに開口している。従って１図示の
状態ではエアを主軸２側に供給できないが、鎖線で示す
アンクランプ時の押圧筒３５が押込環１１に押圧時は、
前記通孔３６ａと抑込環１１の通路Ｅ□とが接結され、
エア供給源からの圧縮空気を圧送することができる。

「作用」 本発明の主軸装置１００は、前記の如く構成され１図示
の工具ホルダＴＨが子−バ穴２ｂにクランプされた状態
から説明する。この状態にて主軸２は回転、停止が自在
であり、回転継手ＲＪ　、通ｍｐ、、　ｐ２．　ｐ３．
から逆止弁■を介して工具ホルダのフランジ５ｂに開口
する通路Ｐ４から工具のセンタ孔（図示なし）へとクー
ラント液を供給する。このクーラント液の通路は５コレ
ツト及びプルスタット５ａの空間２ｃに開口せず、工具
交換時におけるテーパ穴のエア吹きにもクーラント液が
テーパ穴に影響しない。一方、工具交換時のテーパ穴２
ｂのエア吹きは、アンクランプ動作で。

ピストン３４の押圧筒３５が主軸２側の押込環１］を皿
バネ７の弾発力に抗して押圧するとき、両通路３６ａ、
Ｅ□が接続され、この状態にてエア源から圧縮空気を供
給することで行われる。即ち、エアの流れは、押込環１
］の通路Ｅ、から空気導入筒８の外周通路（ｅ）を通り
、主軸前部の通路Ｅ、、　Ｅ、を経由して空間２ｃに流
出する。このエア流出で、空間２ｏ内の圧力が上昇し、
テーパ穴２ｂを「なめる」ようにして外部へ梳出すると
き、テーパ穴が清掃される。

この後、工具ホルダＴＨをクランプすべく、ピストン３
４を後退勤すると、押圧筒３５が押込環１１から離れ、
エア供給が終了する。

「変更実施例」 本発明は上記一実施例に限定されることなく。

その要旨内での設計変更が可能である０例えば、逆止弁
■の設置箇所をドローインタボルト９の先端内部（イ）
に別途設置して、ドローインタボルト９の通路Ｐ１から
主軸２の通路Ｐ２への「つなぎ」のＰ、側でクーラント
液を切るようにしてもよい。

尚、この時は工具ホルダの尾端に逆止力を開Ｌ１する解
除棒を設け、工具着脱に応じて開閉動作させることにな
る。また、空気導入筒８と主軸空間２ｄとで形成される
環状空間（ｅ）は、空気導入筒の外周を窪ませる方法に
替えて、主軸２の内周面側を拡げて形成してもよい。

「効果」 本発明によるときは、前述のように構成したから、クー
ラント液がコレットとプルスタッドの空間内に漏れるこ
とがなく安定したクーラント供給を保証できる。また、
エア供給手段における主軸内通路を皿バネの外側におけ
る空気導入筒と主軸内周面との広い空間で形成されてい
るため、空気流通抵抗が極めて低く、安定して多量の空
気供給を保証するほか、ドローインタボルトの肉厚を極
度に薄くしてその強度を低下させたり皿バネの内径を必
要以上に拡大して特殊仕様の皿バネを必要とするなどの
問題を一掃でき、主軸全長の短い筒潔な構成の主軸装置
を提供できる。更に、主軸へのエア供給経路をアンクラ
ンプ部材の押圧筒とドローインタボルト側の押込環との
切離部材に共用しているため、エア供給路に回転継手を
不要としエア漏れの無い耐久性に優れた主軸全長の短い
主軸装置とするなど、多くの効果を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工作機械の主軸装置を示す断面図、第
２図はアンクランプ部材を示す断面図である。 １００・・・主軸装置、１０・・・主軸頭、２・・・主
軸、２ｂ・・・テーパ穴、２Ｃ・・・空間、２ｆ・・・
前端面、ＴＨ・・・工具ホルダ、５ａ・・・プルスタッ
ド−５ｂ・・・フランジ、７・・・皿バネ、８・・・空
気導入筒、９・・・ドローインタボルト、］１・・・押
込環、３０・・・アンクランプ部材、３４・・・ピスト
ン、３５・・・押圧筒、ＲＪ−・一回転継手、３６ａ　
、　Ｅｌｌ　　（ｅ）、Ｅ７．Ｅ、・・・エア通路、Ｐ
ＸＩ　Ｐ２９　Ｐ３９Ｐ４・・・クーラント通路、■・
・・逆止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）主軸内に挿備するドローインタボルトにクーラン
   ト通路を穿設すると共に、該ドローインタボルト内のク
   ーラント通路は主軸先端側を主軸内に穿設したクーラン
   ト通路に結んで主軸前端面から工具ホルダのクーラント
   通路に連絡し、前記ドローインタボルト内のクーラント
   通路の後端側はアンランプ部材に押動される押込環から
   回転継手を介してクーラント供給源に連絡され、前記主
   軸内に穿設してコレットの空間に開口するエア通路は主
   軸後部に内装する皿バネの外周側に空気導入筒を挿嵌し
   て主軸内周面との間に空気通路を形成し、更に主軸尾端
   の押込環の背面に開口する前記エア通路はアンクランプ
   部材の押圧筒に穿設してエア源に連絡するエア通路とア
   ンクランプ時に連接する構成とした工作機械の主軸装置
   。