(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、そのハウジングに軸支され、端部に工具を装着して回転駆動する主軸と、その主軸の回転を制御する制御装置とを備え、前記主軸内に、前記工具に切削液を供給する切削液供給路を、前記ハウジング及び主軸に、前記端部にエアーを供給するエアー供給路をそれぞれ設けて、前記制御装置は、前記主軸の回転中に前記切削液供給路への前記切削液の供給制御を、前記主軸の回転停止時に前記エアー供給路への前記エアーの供給制御をそれぞれ行う工作機械の主軸装置であって、
前記エアー供給路内の流体圧を検出する圧力センサを備えて、前記制御装置は、前記主軸の回転中に前記圧力センサにより前記エアー供給路内の所定の流体圧を検出すると、前記切削液供給路からの前記切削液の漏洩と判断することを特徴とする工作機械の主軸装置。
【請求項２】
前記圧力センサは、前記主軸端部への工具の着座確認用圧力センサであることを特徴とする請求項１に記載の工作機械の主軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マシニングセンタ等の工作機械に設けられ、工具を装着して回転する主軸を備えた主軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２に、マシニングセンタ等の工作機械に用いられる主軸装置の一例を示す。この主軸装置１は、ハウジング２に軸受４，４・・によって軸支される中空状の主軸３を備え、その主軸３の内部に、図示しないドローバーの進退動によって拡縮動作するコレット５が設けられている。主軸３の下端（図２の下側）には、工具を保持するテーパ形状の工具ホルダ７を差し込み可能なテーパ穴６が形成されて、工具ホルダ７の後端に設けたプルスタッド８をコレット５でクランプ可能となっている。
また、主軸３の軸心には、工具ホルダ７がクランプされた状態でプルスタッド８の後端に同軸で当接する切削液の供給ロッド９が配置されている。この供給ロッド９の軸心には切削液の供給路１０が形成されて、プルスタッド８への当接状態でプルスタッド８及び工具ホルダ７の軸心に形成された供給路１１と連通し、実線矢印で示すように工具側へ切削液を供給可能となっている。供給ロッド９の前端における供給路１０の開口際には、プルスタッド８の後端に当接して切削液の漏れを防止するシールリング１２が設けられている。
【０００３】
一方、主軸装置１には、ハウジング２及び主軸３に形成した複数の貫通孔を接続することで、エアーを外部から供給してテーパ穴６の端部近傍から工具ホルダ７側へ吹き付けるエアーブロー用のエアー供給路１３が形成されている。このエアー供給路１３は、工具交換時に主軸３内部に点線矢印で示すようにエアーを供給することで、工具ホルダ７とテーパ穴６との間にごみ等が侵入することを防止するものである。
このエアーブローを行うためのコンプレッサや、切削液を供給するポンプ、主軸３を回転させるサーボモータ等の制御は、図示しない制御装置によって行われる。
【０００４】
このような主軸装置１においては、供給ロッド９に設けたシールリング１２の劣化やプルスタッド８の当接不良等に起因して、供給ロッド９とプルスタッド８との間から切削液が漏れるおそれがある（二点鎖線矢印Ａ）。漏れた切削液は、主軸３の後部でドローバーを付勢する皿ばね部に入り込んだり、エアー供給路１３内に流入して軸受４に侵入したりして、構成部の損傷や劣化の原因になる。そこで、特許文献１では、エアー供給路の途中に、主軸の端面に開口する出口通孔と、その出口通孔を常態でバネ付勢によって閉塞するボールとを設けて、侵入した切削液の圧力によってボールが押圧されて出口通孔から排出されるようにすることで、切削液の漏洩を目視可能とする発明を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−９４９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、加工中には大量の切削液が工具から供給されて主軸の前端にも飛散することから、出口通孔から漏洩している切削液を工具から供給される切削液と区別して判断することは難しく、確実な確認が行えないおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、切削液の漏洩を確実に検知することができる工作機械の主軸装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エアー供給路内の流体圧を検出する圧力センサを備えて、制御装置は、主軸の回転中に圧力センサによりエアー供給路内の所定の流体圧を検出すると、切削液供給路からの切削液の漏洩と判断することを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、圧力センサは、主軸端部への工具の着座確認用圧力センサであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、圧力センサを利用して切削液の漏洩を確実に検出可能となる。よって、主軸が損傷する前にシール不良部を交換等することができ、機械の損傷による停止時間や交換修理に掛かるコストを削減することが可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、着座確認用の圧力センサをそのまま切削液の漏洩判断に用いることができるため、既存の圧力センサを利用した合理的な構成となり、コスト面で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】主軸装置の一部断面図である。
【図２】従来の主軸装置の一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、マシニングセンタの主軸装置１の一例を示す一部断面図で、基本的な構造は図２で説明した従来の主軸装置１と同様であるため、同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
この主軸装置１にも、供給ロッド９の供給路１０と工具ホルダ７の供給路１１とにより、外部に設けたポンプから工具へ切削液を供給する切削液供給路が形成されている。
また、ハウジング２及び主軸３に形成した複数の貫通孔を接続することで、外部に設けたコンプレッサからエアーを供給してテーパ穴６の端部近傍から工具ホルダ７部側へ吹き付けるエアーブロー用のエアー供給路１３が形成されている。
【００１２】
ここで、ハウジング２におけるエアー供給路１３は、軸方向の貫通孔１４と、その貫通孔１４の前端で繋がる半径方向の貫通孔１５とで形成されているが、貫通孔１５の外端には、プラグに代えて、先端を貫通孔１４との接続部に突出させた圧力センサ１６が設けられている。
【００１３】
この圧力センサ１６は、主軸３を回転させるサーボモータや切削液を供給路１０に供給するポンプ、エアー供給路１３へ空気を圧送するコンプレッサ等を制御する図示しない制御装置に接続されて、エアー供給路１３内の流体圧を検出可能となっている。
ここで、主軸３が回転しない工具交換時には、０．３〜０．５Ｍｐａ程度のエアーがエアー供給路１３内に供給されるが、制御装置は、主軸３が回転停止中であれば圧力センサ１６がエアー圧力を検出しても切削液の漏洩と判断しない。
【００１４】
一方、主軸３の回転中は工具交換が行われず、エアー供給路１３にエアーが供給されないため、圧力センサ１６に流体圧は加わらない。しかし、シールリング１２の劣化等によって供給路１０から主軸３の内部に切削液が漏れた際には、二点鎖線矢印Ｂで示すように遠心力によってエアー供給路１３内に切削液が進入し、圧力センサ１６に流体圧が加わる。よって、制御装置は、この主軸３回転中の流体圧の検出によって切削液の漏洩と判断する。特に、切削液の供給圧は１〜７Ｍｐａとエアー供給路１３へのエアー圧力よりも高圧であるから、圧力センサ１６がこれを検出することで切削液の漏洩は確実に判断可能となる。なお、切削液の漏洩判断後は、直ちに主軸３の回転を停止させてもよいが、ランプや警告音等による報知にとどめるようにしてもよい。
【００１５】
このように、上記形態の主軸装置１によれば、エアー供給路１３内の流体圧を検出する圧力センサ１６を備えて、制御装置は、主軸３の回転中に圧力センサ１６によりエアー供給路１３内の所定の流体圧を検出すると、切削液供給路からの切削液の漏洩と判断するようにしたことで、圧力センサ１６を利用して切削液の漏洩を確実に検出可能となる。よって、主軸３が損傷する前にシール不良部を交換等することができ、機械の損傷による停止時間や交換修理に掛かるコストを削減することが可能となる。
【００１６】
なお、上記形態では、エアーブロー用のエアー供給路内に圧力センサを設けた例を説明しているが、本発明はこれに限らず、例えばエアーと圧力センサとを工具の着座確認用として使用している主軸装置でも適用できる。この主軸装置では、工具交換時、主軸のテーパ穴６に所定圧のエアーを供給し、その圧力を圧力センサによって検出することにより、工具ホルダ７が主軸のテーパ穴６へ確実に着座したか確認するものである。よって、確実に着座が行われている状態では、エアー圧と同等の圧力（０．３〜０．５Ｍｐａ程度）が圧力センサに加わり、着座が不完全でエアーが漏れている場合は、圧力が０．２Ｍｐａ程度以下に低下することで制御装置が着座を確認することになるが、この着座確認も主軸の回転中は行われない（エアー供給路にエアーが供給されない）ので、主軸回転中に流体圧が検出されると、先の形態と同様に切削液の漏洩と判断できる。
【００１７】
このように、着座確認用の圧力センサを切削液の漏洩の判断に用いても、先の形態と同様に切削液の漏洩を確実に検出可能となる。よって、主軸が損傷する前にシール不良部を交換等することができ、機械の損傷による停止時間や交換修理に掛かるコストを削減することが可能となる。
特にここでは、着座確認用の圧力センサをそのまま切削液の漏洩判断に用いることができるため、既存の圧力センサを利用した合理的な構成となり、新たに圧力センサを用いる先の形態よりコスト面で有利となる。
【００１８】
その他、切削液供給路やエアー供給路等の具体的な構造は上記形態に限らず、適宜変更可能で、圧力センサも、逆流した切削液による圧力を検出することからハウジングに設けることが望ましいが、ハウジングに接続したエアー配管に組み込む等してハウジングの外部に設けることは可能である。
また、圧力センサによる流体圧の検出とその後の処理も、例えば流体圧を第一の圧力と、その圧力値より高い第二の圧力として、第一の圧力を検出した際には報知にとどめ、第二の圧力を検出すると主軸の回転を停止させるといった変更が可能である。
【００１９】
さらに、圧力センサは一箇所に限らず、複数箇所に設けて、全ての圧力センサが所定の流体圧を検出した場合にのみ切削液の漏洩と判断したり、切削液供給路に近い側の圧力センサが所定の流体圧が検出した際には報知にとどめ、遠い側の圧力センサも所定の流体圧を検出した際に主軸の回転を停止させたりする態様も考えられる。
【符号の説明】
【００２０】
１・・主軸装置、２・・ハウジング、３・・主軸、６・・テーパ穴、７・・工具ホルダ、８・・プルスタッド、９・・供給ロッド、１０，１１・・供給路、１２・・シールリング、１３・・エアー供給路、１４，１５・・貫通孔、１６・・圧力センサ。
【図１】
0005457958.tif 000002
【図２】
0005457958.tif 000003