(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンドルハウジング内でローターとベアリングとによって回転可能に装着されるスピンドル、
前記スピンドル内部で加工ツールを直接結合させたり分離させるコレット、
前記スピンドル内部でスリーブを通じてコレットにその一端が連結されてコレットを作動させ、前記スピンドルと共に回転駆動するドローバー、
前記ドローバーと連結されてこれを前後進作動させるためのピストン及びシリンダー、
前記スピンドルに切削油を供給するためのロータリージョイント、及び
前記ドローバーの後端と前記ロータリージョイントとを前記スピンドルに対して前後進可能になるように一体に連結するアダプティング手段、
を含んで構成されることを特徴とする工作機械用スピンドルアセンブリー。
【請求項２】
スピンドルハウジング内でローターとベアリングとによって回転可能に装着されるスピンドル、
前記スピンドル内部で加工ツールを直接結合させたり分離させるコレット、
前記スピンドル内部でスリーブを通じてコレットにその一端が連結されてコレットを作動させ、前記スピンドルと共に回転駆動するドローバー、
前記ドローバーと連結されてこれを前後進作動させるためのピストン及びシリンダー、
前記スピンドルに切削油を供給するためのロータリージョイント、
前記スピンドルの後端部内側で前記ドローバーの後端外周側に連結され、前記ドローバーの後端をスピンドルの長軸方向に作動可能に支持する連結アダプター、
前記スピンドルの後端部外側で前記連結アダプターと前記ロータリージョイントの一側とを連結し、前記スピンドルの後端部内側に一部挿脱可能に設けられたプッシャー、
前記連結アダプターと前記プッシャーの各外周面と前記スピンドルの内周面との間に介され、前記連結アダプターとプッシャーを前記スピンドルの内周面に沿い、その長軸方向に案内する環状ブッシュ、
を含むことを特徴とする工作機械用スピンドルアセンブリー。
【請求項３】
前記プッシャーは、前記スピンドルの後端部外側において、その外周一側が前記スピンドルの後端部内側の一定の区間だけ挿入されるように、外周面一側に沿って一体で突出するストッパーを含むことを特徴とする、請求項２に記載の工作機械用スピンドルアセンブリー。
【請求項４】
前記ブッシュとスピンドルの内面間の間隙は０．００７〜０．０４０ｍｍであることを特徴とする、請求項２に記載の工作機械用スピンドルアセンブリー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工作機械用スピンドルアセンブリーに係り、より詳しくは、工作機械においてツール（ｔｏｏｌ）を装着し、これを加工物に対して回転させることによって加工するための工作機械用スピンドルアセンブリーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の工作機械は正確でかつ迅速に加工物を加工することを目標にして自動化、高速化されていく傾向にある。中ぐり盤（ｂｏｒｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）、フライス盤（ｍｉｌｌｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）、ボール盤（ｄｒｉｌｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ）、そして中ぐり盤・フライス盤・ボール盤を一つに複合したマシニングセンター（ｍａｃｈｉｎｉｎｇ  ｃｅｎｔｅｒ）などはこのような傾向を示す例である。
【０００３】
中ぐり盤（ｂｏｒｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）は加工物に既に穿たれた孔を丸く削って広げる作業を主目的とし、フライス盤（ｍｉｌｌｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）は適当なフライスカッターを回転させて平面切削、溝切削、切断など複雑な切削を可能とし、ボール盤（ｄｒｉｌｌｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）は回転するスピンドルにドリルなど切削工具を装着し、スピンドルを回転させてながら上下運動させて工作物に孔を穿つことを目的とする。
【０００４】
そして、マシニングセンターは直線運動、回転運動及び主軸回転運動を通じて、一回だけのセッティングでも多軸加工及び多工程加工が可能な工作機械である。数値制御工作機械（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｍａｃｈｉｎｅ  ｔｏｏｌ）とも称されるマシニングセンターは、切削工具の動きや主軸（スピンドル）の回転数などを設計図の要求通りに予めパンチテープに記録しておき、それを制御装置に入れて加工することによって複雑な形状を正確に自動的に加工することができ、またこのテープを保存することにより、同一物品をいつでも複製することができるという利点がある。
【０００５】
このような工作機械はいずれも、モータ（通常スピンドルモータという）によって回転するスピンドルに適当なツールを装着し、これを加工物に対して回転することによって加工物を加工する。ツールが装着されるスピンドル１０５は、例えば図３に示すように、スピンドルハウジング（図示せず）内に装着されるが、係止突起１０１を有するツール１０３を結合してこれを保護及び支持するスピンドル１０５の内部には、ツール１０３の係止突起１０１によってこれを直接結合させたり分離させるコレット（ｃｏｌｌｅｔ）１０７が設置され、コレット１０７の上部にはこのコレット１０７が滑らかに動くように、前後流動可能にガイドの役割を果たすスリーブ（ｓｌｅｅｖｅ）１０９が嵌合される。
【０００６】
又、長い棒状のドローバー１１１がスピンドル１０５内に設けられる。ドローバー１１１はスリーブ１０９を介してコレット１０７に連結され、前後移動可能な構造を有している。
そして、ツール１０３が嵌合されるスピンドル１０５先端の構造は、コレット１０７の方向に行くほど幅が狭くなるテーパー形状であって、コレット１０７に至るまで連結される装着口１１３が形成されており、この装着口１１３のテーパー面に対応してツール１０３の装着部もまたテーパー面を有して形成されている。
【０００７】
この時、スピンドル１０５とスピンドルハウジング（図示せず）との間には先端と後端に各々複数個のベアリング１１５、１１６が介され、それをもってスピンドルハウジング（図示せず）に対してスピンドル１０５が回転可能となり、その駆動力を与えるローター１３１がスピンドル１０５の一側に構成される。
【０００８】
また、スピンドル１０５の後端部では、ドローバー１１１がロッド１１７によってロータリージョイント１１９と連結され、ロッド１１７とシリンダー１２３間にピストン１２１が挿入されている状態で、ニードルベアリング１２５がロッド１１７の他面とシリンダー１２３間に挿入されており、潤滑油注入口１２７を通じて潤滑油の供給を受けるように構成される。
【０００９】
しかし、前記のような従来の工作機械用スピンドルは、コレットを作動させるためのドローバー１１１とロータリージョイント１１９とを連結するためのロッド１１７がシリンダー１２３との間でニードルベアリング１２５を通じて設置されるが、この時、ロッド１１７は前後進運動及び回転運動をするため、ロッド１１７の外径とニードルベアリング１２５の外輪との間には所定の隙間がなければならない。しかし、隙間はスピンドル１０５の回転速度を高めて高速作動させる場合、回転振動を誘発して工作物の加工精密度を悪くしたり、騷音を発生するので、ニードルベアリングの潤滑及び冷却のための潤滑油を供給する必要があるなどの問題点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献１】
特表２００２−５０２７１２
【特許文献２】
特開平１０−５０９９２０
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような従来の問題点を解決するために発明されたものであって、本発明の目的は、高速でも工作機械の加工精密度が維持され、したがって、工作機械の操作可能な回転範囲を拡大することができる工作機械用スピンドルアセンブリーを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための本発明による工作機械用スピンドルアセンブリーは、スピンドルハウジング内でローターとベアリングとによって回転可能に装着されるスピンドル、前記スピンドル内部で加工ツールを直接結合させたり分離させるコレット、前記スピンドル内部で前記スリーブを通じてコレットとその一端が連結されてコレットを作動させ、前記スピンドルと共に回転駆動するドローバー、前記ドローバーと連結されてコレットを前後進作動させるためのピストン及びシリンダー、前記スピンドルに切削油を供給するためのロータリージョイント、を含んで構成される工作機械用スピンドルアセンブリーであって、
前記ドローバーは、その後端で前記スピンドルに対して前後進可能であるように、前記一体に連結するアダプティング手段、を含んで構成される工作機械用スピンドルアセンブリーロータリージョイントとアダプティング手段とを通じて一体に連結されることを特徴とする。
【００１２】
前記アダプティング手段は、前記スピンドルの後端部内側で前記ドローバーの後端外周側に連結され、前記ドローバーの後端をスピンドルに対して軸方向に作動可能に支持する連結アダプター、前記スピンドルの後端部外側で前記連結アダプターと前記ロータリージョイントの一側とを連結し、その外周一側が前記スピンドルの後端部内側に一部挿脱可能に構成されたプッシャー、前記連結アダプターと前記プッシャーの各外周面と前記スピンドルの後端部内周面との間に介され、前記連結アダプターとプッシャーを前記スピンドルの内周面に対して軸方向に案内する環状からなるブッシュ、を含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施例による工作機械用スピンドルアセンブリーがハウジングに装着された全体断面図であって、中心線の左側はスピンドルにツールが結合された状態を、中心線の右側はスピンドルにツールが結合できるようにドローバー１７が下向きに作動された状態を各々示す。
【００１４】
本発明の実施例によるスピンドルアセンブリーの拡大断面図を図２に示す。
本発明の実施例による工作機械用スピンドルアセンブリーは、中ぐり盤、フライス盤、ボール盤、そして中ぐり盤・フライス盤・ボール盤を一つに複合したマシニングセンターなどにユニットとして適用されて切削加工、溝加工などの加工作業を行う回転体であって、スピンドルモータ（図示せず）によって高速回転し、下部に該当加工用ツール３を装着してこれを加工物に対して回転することによって加工作業を行う。
【００１５】
ツール３が装着されるスピンドル１の先端部と、スピンドルハウジング１０間に４個のベアリング７が挿入され、スピンドル１の後端部とハウジング１０間には一つのベアリング９が挿入されている。スピンドルハウジング１０内でスピンドル１がローター５とベアリング７、９によって回転駆動するように構成される。
【００１６】
そしてスピンドル１の内部には、ツール３の係止突起１１によってこれを直接結合あるいは分離するコレット（ｃｏｌｌｅｔ）１３が設けられ、コレット１３の上部にはこのコレット１３が滑らかに動くように、前後移動可能にガイドの役割を果たすスリーブ（ｓｌｅｅｖｅ）１５が結合される。
また、コレット１３には、スピンドル１の内部でドローバー１７がスリーブ１０を介してコレット１３に前後移動可能なようにに結合される。
【００１７】
ここで、ツール３が挿入されるスピンドル１先端構造は、コレット１３の方向に行くほど幅が狭くなるテーパー形状で装着口１９が形成され、この装着口１９のテーパー面に対応してツール３の装着部またテーパー面が形成される。
そして、ドローバー１７の後端部には、ドローバー１７と連結してこれを前後進作動するためのピストン２１と、その外側にシリンダー２３とが備えられ、ピストン２１の内側には切削油を供給するためのロータリージョイント２５が配置されてドローバー１７と連結される。
【００１８】
ここで、ドローバー１７とロータリージョイント２５は、ドローバー１７の後端（図面の上部）でスピンドル１に対して前後進できるように、ロータリージョイント２５とアダプティング手段３０とを通じて一体に連結される。アダプティング手段３０は、スピンドル１の後端部（図面の上部）内側でドローバー１７の後端外周側に連結アダプター３１によって連結され、連結アダプター３１は、ドローバー１７の後端をスピンドル１に対して軸方向に作動可能なように支持する。
【００１９】
そして、スピンドル１の後端部外側で、連結アダプター３１とロータリージョイント２５の一側とをプッシャー３３が連結し、プッシャー３３は、その外周一側がスピンドル１の後端部内側に一部挿脱可能に配置される。
また、連結アダプター３１とプッシャー３３の夫々の外周面と、スピンドル１の後端部（図面の上部）の内周面との間に、環状のブッシュ３５を介して、連結アダプター３１とプッシャー３３とをスピンドル１の内周面に対して軸方向にスライディング可能なようにする。
【００２０】
連結アダプター３１及びプッシャー３３はブッシュ３５を介してスピンドル１に密接するが、実験によれば、ブッシュ３５とスピンドル１の内面との間の間隙は０．００７〜０．０４０ｍｍ程度であることが好ましい。
そしてプッシャー３３には、スピンドル１の後端部外側でその外周一側がスピンドル１の後端部内側の所定の区間だけ挿入できるように、外周面一側に沿って一体で突出するストッパー３７が設けられる。
ここで、ロータリージョイント２５とプッシャー３３、連結アダプター３１及びドローバー１７には、各軸中心に沿って貫通して切削油が供給されるように管路４０を形成する。
【００２１】
前記構成を有する工作機械用スピンドルでは、ロータリージョイント２５とドローバー１７とを連結するための従来ロッド（図３の１１７）及びニードルベアリング（図３の１２５）などを削除して、従来に比べて全体的な工作機械用スピンドルの長さを短縮させ、これにより、従来の回転振動を誘発させる隙間（従来のローダーの前後進運動と回転運動のためのローダーの外径とニードルベアリングの外輪との間に要求されていた所定の隙間）を除去することができる。従って、スピンドル１の回転速度を高めて高速作動させる場合でも回転振動が発生せず、これによって工作物の加工精度を改善し、騷音を低減させると同時に、従来のニードルベアリングの潤滑及び冷却のために必要であった構成を排除することができるなどの効果がある。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の実施例による工作機械用スピンドルアセンブリーは、スピンドルによる工作物の加工精度を高め、ベアリングの耐久性を向上させ、加工速度を高めて生産性向上にも寄与する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による工作機械用スピンドルアセンブリーがハウジングに装着された全体断面図である。
【図２】図１の工作機械用スピンドルアセンブリーの断面図である。
【図３】従来の技術による工作機械用スピンドルの断面図である。
【符号の説明】
１、１０５    スピンドル
３、１０３    ツール
５、１３１    ローター
７、９、１１５、１１６    ベアリング
１０    スピンドルハウジング
１１、１０１    係止突起
１３、１０７    コレット
１５、１０９    スリーブ
１７、１１１    ドローバー
１９、１１３    装着口
２１、１２１    ピストン
２３、１２３    シリンダー
２５、１２５    ニードルベアリング
３０    アダプティング手段
３１    連結アダプター
３３    プッシャー
３５    ブッシュ
４０    管路
１１７    ロッド
１１９    ロータリージョイント
１２７    潤滑油注入口
【図１】
0003713686.tif 000002
【図２】
0003713686.tif 000003
【図３】
0003713686.tif 000004