(57)【要約】      （修正有）【課題】スピンドルヘッドの取り外しを開始する前に液冷回路から冷却液を抜くことができるツールスピンドルを提供する。【解決手段】ツールスピンドルは、液冷ダクト２が延在するスピンドルモータハウジング３と、液冷ダクト４が延在するスピンドルヘッドハウジング５とを備え、液冷ダクト２，４がクーラント用の液冷回路を形成する二部構成型の動力作動型ツールスピンドルであり、スピンドルヘッドハウジング５またはスピンドルモータハウジング３における少なくとも１つの再シール可能な吐出孔１３に液冷回路からクーラントを送出可能である液体ダクト１２が、スピンドルモータハウジング３中の冷却液およびスピンドルヘッドハウジング５中の冷却液がツールスピンドルから重力下で流出可能であるように、スピンドルヘッドハウジング５における液冷ダクト４またはスピンドルモータハウジング３における液冷ダクト２から分岐している。【選択図】図１
2014200909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液冷ダクト（２）が延在するスピンドルモータハウジング（３）と、液冷ダクト（４）が延在するスピンドルヘッドハウジング（５）とを備え、前記液冷ダクト（２，４）がクーラント用の液冷回路を形成する、立形または横形マシニングセンタにおける切削による工作物の加工、特にフライス加工、穿孔加工および／または旋盤加工のための二部構成型の動力作動型ツールスピンドルであって、
前記スピンドルヘッドハウジング（５）または前記スピンドルモータハウジング（３）における少なくとも１つの再シール可能な吐出孔（１３）に前記液冷回路から前記クーラントを送出可能である液体ダクト（１２）が、前記スピンドルモータハウジング（３）中の冷却液および前記スピンドルヘッドハウジング（５）中の冷却液が前記ツールスピンドルから重力下で流出可能であるように、前記スピンドルヘッドハウジング（５）における前記液冷ダクト（４）または前記スピンドルモータハウジング（３）における前記液冷ダクト（２）から分岐している、
ことを特徴とするツールスピンドル。
【請求項２】
前記吐出孔（１３）が、手動または動力作動型逃し弁を介して再シール可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載のツールスピンドル。
【請求項３】
前記逃し弁が、開弁用の電磁石および閉弁用のバネを備える、
ことを特徴とする請求項２に記載のツールスピンドル。
【請求項４】
前記逃し弁が手動により開弁され、バネにより閉弁される、
ことを特徴とする請求項２に記載のツールスピンドル。
【請求項５】
前記吐出孔（１３）が、シールが設けられたプラグネジ（１４）により再シール可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載のツールスピンドル。
【請求項６】
前記吐出孔（１３）が、前記スピンドルヘッドハウジング（５）の液冷回路（４）における最も低い位置に設置される、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のツールスピンドル。
【請求項７】
前記吐出孔（１３）が、前記スピンドルモータハウジング（３）の液冷回路（２）における最も低い位置に設置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のツールスピンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液冷ダクトが延在するスピンドルモータハウジングと、液冷ダクトが延在するスピンドルヘッドハウジングとを備える、立形または横形マシニングセンタにおける切削による工作物の加工、特に、フライス加工、穿孔加工および／または旋盤加工のための二部構成型の動力作動型ツールスピンドルであって、液冷ダクトによりクーラントのための液冷回路が形成されるツールスピンドルに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明において、「二部構成型の動力作動型ツールスピンドル」という用語は、「スピンドルモータ」および「スピンドルヘッド」の二つのパーツで構成されるモータ駆動式ツールスピンドルを指す。スピンドルモータに組み込まれたモータシャフトおよびスピンドルヘッドに組み込まれたスピンドルシャフトが、各々が個別に回転可能であるよう配置されている。スピンドルモータによって生成されるトルクは継手を介してスピンドルヘッド内に位置するスピンドルシャフトに伝えられる。スピンドルヘッドは整備および保守作業のために取り外すことが可能であり、必要な場合には同様の構成のスピンドルヘッドと交換することができる。
【０００３】
本発明における「立形または横形マシニングセンタ」という用語は、垂直または水平に配置されたツールスピンドルによって工作物の加工が行われるマシニングセンタを指す。
【０００４】
国際公開第２０１１／０６８  ６３７  Ａ１号パンフレットには、マシニングセンタ用の単一構成型の動力作動型ツールスピンドルが記載されている。このスピンドルには、スピンドルモータだけでなくスピンドルヘッドも冷却されるように、スピンドルモータ用の液冷ダクトとスピンドルヘッド用の液冷ダクトとが備えられている。この２つの液冷ダクトは接続部を介して相互に接続されている。しかしながら、開示のツールスピンドルは単一構成型の動力作動型ツールスピンドルであり、スピンドルヘッドを別個のアセンブリとして外すまたは交換することによって補修がとりわけ簡単であるという利点は備えていない。
【０００５】
欧州特許第１  ６０９  ５４９  Ｂ１号明細書および特開平３−１４２１４２号公報には、スピンドルモータハウジング中の液冷ダクトとスピンドルヘッドハウジング中の液冷ダクトとを備える二部構成型の動力作動型ツールスピンドルが開示されている。スピンドルモータおよびスピンドルヘッド中において接続された液冷ダクトを有するこの種の二部構成型ツールスピンドルの損傷の補修に際しては、補修作業のためにツールスピンドルからスピンドルヘッド部分を取り外す際に液冷回路が開放されてしまうため、冷却液が無制御に流出してしまうという欠点がある。このような状況においては、冷却液がスピンドルヘッドのマウントに浸入してしまう可能性がある一方、他方では、冷却液がツールスピンドルの作業空間に流れ込み、マシニングセンタの冷却滑剤が汚染されてしまう可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先行技術に基づき、本発明は、スピンドルヘッドの取り外しを開始する前に液冷回路から冷却液を抜くことができる上記のタイプのツールスピンドルを提供することを目的とする。これは、構造および製造の複雑性が低い装置により実現すべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、本発明のこの目的は、液冷ダクトが延在するスピンドルモータハウジングと、液冷ダクトが延在するスピンドルヘッドハウジングとを備え、液冷ダクトがクーラント用の液冷回路を形成する、立形または横形マシニングセンタにおける切削による工作物の加工、特に、フライス加工、穿孔加工および／または旋盤加工のための二部構成型の動力作動型ツールスピンドルであって、スピンドルヘッドハウジングまたはスピンドルモータハウジングにおける少なくとも１つの再シール可能な排出口に液冷回路からクーラントを送出可能である液体ダクトが、スピンドルモータハウジング中の冷却液およびスピンドルヘッドハウジング中の冷却液がツールスピンドルから重力下で流出可能であるように、スピンドルヘッドハウジングにおける液冷ダクトまたはスピンドルモータハウジングにおける液冷ダクトから分岐している、ツールスピンドルにおいて達成される。
【０００８】
本発明に係る構成により、上記のタイプのツールスピンドルにおける既述の欠点を排除するシンプルな解決法を提供する。ここでは、補修作業を開始する前に少なくとも１つの再シール可能な排出口を介して、制御された態様で液冷回路から冷却液を排出することが可能である。従って、冷却液は、スピンドルヘッドの影響を受けやすい部品に達することはない、すなわち、無制御に流出することはない。さらに、本発明によって、整備技師は、冷却液の皮膚への接触を防ぐために、排出される冷却液を可動式の容器で回収するという選択ができるため、整備技師にとってスピンドルヘッドの取り外し手順がより安全でより快適なものとなる。
【０００９】
有利な展開は従属請求項からもたらされ得る。
【００１０】
好ましい展開によれば、排出口は、手動型または動力作動型逃し弁を介して再シール可能である。
【００１１】
好ましい展開によれば、逃し弁は、開弁用の電磁石および閉弁用のバネを備える。
【００１２】
あるいは、逃し弁は手動により開弁され、バネにより閉弁されてもよい。
【００１３】
好ましい展開によれば、排出口は、シールが設けられたプラグネジにより再シール可能である。
【００１４】
好ましい展開によれば、排出口は、スピンドルヘッドハウジングの液冷回路における最も低い位置に設置される。
【００１５】
好ましい展開によれば、排出口は、スピンドルモータハウジングの液冷回路における最も低い位置に設置される。
【００１６】
以下、本発明のさらなる詳細、特性および長所について、図面を参照して記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、スピンドルモータおよびスピンドルヘッドが組まれた二部構成型ツールスピンドルの断面図である。
【図２】図２は、スピンドルモータとスピンドルとが互いに分離された二部構成型ツールスピンドルの断面図である。
【図３】図３は、スピンドルヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１〜３は、切削により工作物を加工する立形マシニングセンタ、特に、切削によるフライス加工、穿孔加工および／または旋盤加工用の多機能マシニングセンタにおいて用いられる二部構成型の動力作動型ツールスピンドルを示す。
【００１９】
二部構成型ツールスピンドルは、スピンドルモータ１およびスピンドルヘッド７から構成される。
【００２０】
スピンドルモータ１は、液冷ダクト２が形成された、実質的に円筒状の外見を有する管状のスピンドルモータハウジング３を備えている。液冷ダクト２は、シール２６および２７を介してスピンドルモータハウジング３に接触している冷却ジャケット２０によって外側が囲まれている。
【００２１】
ステータ２２がスピンドルモータハウジング３の内部に配置されており、ロータ２１を囲んでいる。モータシャフト１０は、ロータ２１内に設置されており、ツールクランプが収容される貫通孔１９が形成されている。
【００２２】
スピンドルモータハウジング３は、スピンドルヘッド７とは反対側の端部において、モータシャフト１０を支持するローラベアリング２３が保持されたベアリングシールド３５を備えている。ベアリングシールド３５にはさらに、ベアリングカバー２５と、クーラントを戻すための軸方向に延在するクーラントコネクタ２８が配置されている。
【００２３】
スピンドルモータハウジング３は、スピンドルヘッド７に対向する端部において、モータシャフト１０を支持するローラベアリング２４を保持するベアリング凹部２９を備えている。ローラベアリング２４は、ネジ部材３０，３１を介してベアリング凹部２９に保持されている。スピンドルモータハウジング３のスピンドルヘッド７に対向する端部にはさらに、径方向に延在するクーラント注入用のクーラントコネクタ１５が設けられている。
【００２４】
モータシャフト１０には、スピンドルヘッド７に対向する端部領域において、図示の実施形態に示すように、特にスプラインによりインボリュート歯形が設けられたリングギヤ部材３６が設けられている。
【００２５】
スピンドルヘッド７は、実質的に円錐台形状の外見を有する管状のスピンドルヘッドハウジング５を備えている。スピンドルヘッドハウジング５には液冷ダクト４が設けられており、この液冷ダクト４は、シール部材１１を備える接続部を介してスピンドルモータハウジング３における液冷ダクト２に接続することができる。スピンドルヘッドハウジング５における液冷ダクト４は、シールを備えたプラグネジ１４を用いてシール可能である、再シール可能な排出口１３に開口する液体ダクト１２に接続されている。
【００２６】
補修作業の際には、このプラグネジ１４を用いて液冷回路から冷却流体を抜くことができる。
【００２７】
図１〜３から分かるとおり、スピンドルヘッドハウジング５の液冷ダクト４と液体ダクト１２との間に冷却リング３２が配置されており、これは、例えばロッドシールとして形成されているシール３３および３４を介してスピンドルヘッドハウジング５からシールされている。
【００２８】
スピンドルシャフト９は、スピンドルヘッドハウジング５中においてローラベアリング１６および１７を介して保持されており、ツールクランプを収容するための貫通孔１８が設けられている。スピンドルモータハウジング３に対向する端部に、スピンドルシャフト９は、スピンドルシャフト９とモータシャフト１０とを係合する軸方向に変位可能な継手８を備えている。この目的のために、モータシャフト１０に対向するスピンドルシャフト９の端部には、図示の実施形態に示すように特にスプラインによりインボリュート歯形が設けられた歯付ハブ３７が設けられている。接続の際には、この歯付ハブ３７がモータシャフト１０に設けられたリングギヤ部材３６に係合する。
【００２９】
図示の実施形態において、スピンドルシャフト９とモータシャフト１０との間の接続は、特にスプラインを備えるインボリュート歯形の形態によるものであるが、例えばピン継手、多角形形状の継手、咬合継手等を用いる他の種類の接続を用いて実現されてもよい。
【００３０】
軸方向に変形可能なインパクトプロテクタ６がスピンドルヘッドハウジング５中にさらに配置されており、これは、機械が故障した場合の潜在的な衝突力を吸収するためのものである。インパクトプロテクタ６は、スピンドルヘッドハウジング５中の凹部３９に配置された締付けネジ３８を備えていると共に軸方向にスピンドルヘッドハウジング５を超えて突出しており、その突出領域には圧縮スリーブ４０が設けられている。
【００３１】
図面に図示されている実施形態において、液体ダクト１２および排出口１３はスピンドルヘッドハウジング５に配置されている。しかしながら、液体ダクト１２および排出口１３がスピンドルモータハウジング３に配置されている実施形態も考えられる。
【００３２】
実施形態に応じて、排出口１３は、スピンドルヘッドハウジング５の液冷ダクト４における一番低い位置、または、スピンドルモータハウジング３の液冷ダクト２における一番低い位置に設けられる。
【００３３】
また、排出口１３には動力駆動型の逃し弁がさらに設けられていてもよい。例えば、開弁用の電磁石および閉弁用のバネが設けられていてもよい。あるいは、逃し弁は手動により開弁されて、バネにより閉弁されてもよい。
【００３４】
本発明の上記の記載は単なる例示を目的とするものであり、本発明を限定するものではない。本発明の範囲およびその均等物から逸脱することなく、本発明の文脈を伴わずに様々な変更および修正が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１    スピンドルモータ
２    スピンドルモータハウジング内の液冷ダクト
３    スピンドルモータハウジング
４    スピンドルヘッドハウジング内の液冷ダクト
５    スピンドルヘッドハウジング
６    インパクトプロテクタ
７    スピンドルヘッド
８    継手
９    スピンドルシャフト
１０    モータシャフト
１１    シール部材
１２    液体ダクト
１３    排出口
１４    プラグネジ
１５    注入用クーラントコネクタ
１６    ローラベアリング
１７    ローラベアリング
１８    貫通孔
１９    貫通孔
２０    冷却ジャケット
２１    ロータ
２２    ステータ
２３    ローラベアリング
２４    ローラベアリング
２５    ベアリングカバー
２６    シール
２７    シール
２８    戻り用クーラントコネクタ
２９    ベアリング凹部
３０    ネジ部材
３１    ネジ部材
３２    冷却リング
３３    シール
３４    シール
３５    ベアリングシールド
３６    リングギヤ部材
３７    歯付ハブ
３８    締付けネジ
３９    凹部
４０    圧縮スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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2014200909.tif 000008
2014200909.tif 000009
2014200909.tif 000010
2014200909.tif 000011
2014200909.tif 000012
2014200909.tif 000013
2014200909.tif 000014
【図１】
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【図２】
2014200909.tif 000016
【図３】
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