(57)【要約】【課題】  装置内への切削液や切削屑等の異物の浸入を確実に防止できるスピンドル装置を提供する。【解決手段】  ハウジング１１と、ハウジング１１に軸受を介して相対回転可能に支持される回転軸２０と、を備え、ハウジング１１の外周部に切削液の吐出口３７を設ける。【選択図】  図２
2006289594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングに軸受を介して相対回転可能に支持される回転軸と、を備え、
前記ハウジングの外周部に切削液の吐出口を設けることを特徴とするスピンドル装置。
【請求項２】
前記回転軸は、前記ハウジングの外周部まで設けられるフリンガを備え、
前記ハウジングの外周部に環状の凹溝を設けることを特徴とする請求項１に記載のスピンドル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械などに組み付けるスピンドル装置に関し、特に、切削液の供給位置の改良及びシール性能を向上するスピンドル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のスピンドル装置としては、例えば図３及び図４に示すものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
図３に示すように、特許文献１に記載のスピンドル装置１００は、主に、主軸ヘッド本体１０２と、主軸ベアリングケース１０３と、フロントキャップ１０４と、主軸１０５とから構成される主軸ヘッド１０１と、主軸ヘッド１０１にクーラントを供給するポンプユニット１０６とを備え、主軸ヘッド１０１には、フロントキャップ１０４に形成される環状供給通路１０４ａにクーラントを供給するクーラント供給通路１０１ａが形成される。また、フロントキャップ１０４には、環状供給通路１０４ａに連通するノズル取付穴１０４ｂが形成され、このノズル取付穴１０４ｂにはクーラントノズル１０４ｃが取り付けられる。
【０００４】
このスピンドル装置１００では、ポンプユニット１０６より供給されたクーラントは、主軸ヘッド１０１内のクーラント供給通路１０１ａに供給され、このクーラント供給通路１０１ａを経て、フロントキャップ１０４内の環状供給通路１０４ａに供給されて、この環状供給通路１０４ａに接続されたクーラントノズル１０４ｃからワークに向けて射出される。
【０００５】
図４に示すように、特許文献２に記載のスピンドル装置２００は、ハウジング２０１に回転自在に支持される主軸２０２と、ハウジング２０１の先端側に締結される蓋体２０３とを備え、主軸２０２には、蓋体２０３との間にラビリンス部２０４を設ける遮蔽板２０５が一体的に固定される。また、主軸２０２と蓋体２０３との間には、隙間２０６と連通するシールエアポケット部２０７が形成され、隙間２０６は、ラビリンス部２０４と連通する。さらに、蓋体２０３の先端面のうち清掃エアポケット部２０８の箇所にはスカート部２０９が設けられ、スカート部２０９には、工具ホルダ２１０に向かって傾斜する傾斜面２０９ａと、清掃エアポケット部２０８と連通する噴出穴２０９ｂが設けられる。
【０００６】
このスピンドル装置２００では、ラビリンス部２０４の形状と遮蔽板２０５の回転による遠心力の作用とが相俟って、ハウジング２０１内のシール効果が向上できる。また、ラビリンス部２０４から圧縮空気を噴出するように構成されており、ハウジング２０１内のシール効果がより向上する。さらに、蓋体２０３のスカート部２０９によって、ラビリンス部２０４へのクーラントの浸入を抑制し、工具ホルダ２１０を清掃できる。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１０３９３３号公報（第３−４頁、第３図）
【特許文献２】特開２００２−２６３９８２号公報（第４−５頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載のスピンドル装置１００では、フロントキャップ１０４の端面から切削液を射出するため、切削液がフロントキャップ１０４の端面に沿って流れ、フロントキャップ１０４と主軸１０５との隙間から主軸ヘッド１０１内に浸入し易く、軸受が潤滑不良になる。また、フロントキャップ１０４と主軸１０５との隙間が外部に開口しているため、切削液の他に、加工の際に発生する切削屑等の異物が主軸ヘッド１０１内に浸入し易い。
【０００９】
また、上記特許文献２に記載のスピンドル装置２００では、蓋体２０３の先端面にスカート部２０９が設けられるため、遮蔽板（フリンガ）２０５の外径がハウジング２０１及び蓋体２０３の外径より小さく制限される。これにより、蓋体２０３の先端面に隙間が開口することになるので、切削液のしぶき等がスピンドル装置２００内に浸入し易くなると共に、遮蔽板２０５の直径が小さいため、遮蔽板２０５の振り切り効果が低下してしまう。
【００１０】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、装置内への切削液や切削屑等の異物の浸入を確実に防止できるスピンドル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  ハウジングと、ハウジングに軸受を介して相対回転可能に支持される回転軸と、を備え、ハウジングの外周部に切削液の吐出口を設けることを特徴とするスピンドル装置。
（２）  回転軸は、ハウジングの外周部まで設けられるフリンガを備え、ハウジングの外周部に環状の凹溝を設けることを特徴とする（１）に記載のスピンドル装置。
【００１２】
（１）の構成によれば、ハウジングと、ハウジングに軸受を介して相対回転可能に支持される回転軸と、を備え、ハウジングの外周部に切削液の吐出口を設けるため、ハウジングの外側から切削液を射出できると共に、ハウジングへの切削液の垂れを防止できる。
（２）の構成によれば、回転軸は、ハウジングの外周部まで設けられるフリンガを備え、ハウジングの外周部に環状の凹溝を設けるため、フリンガの外径を大きくすることができ、ハウジングと回転軸との間に形成される隙間を覆い隠しながら、フリンガの振り切り効果を向上することができ、装置内に切削液や切削屑等の異物が浸入することを確実に防止できる。さらに、ハウジングの外周部に飛散した切削液を凹溝を通じて外部に排出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のスピンドル装置によれば、切削液をスピンドル装置の先端付近から吐出する機能を保ちながら、装置内への切削液や切削屑等の異物の浸入を確実に防止できるスピンドル装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るスピンドル装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図示の例では、モータの出力軸がハウジングの外側で、カップリングを介して連結されるスピンドル装置に本発明を適用した場合を示している。
【００１５】
図１に示すように、スピンドル装置１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１に複数の軸受１７を介して相対回転可能に支持される回転軸２０と、ハウジング１１を固定するブラケット２が一体に形成される機台１と、を備える。ハウジング１１は、軸方向に順に、フロントカバー１２と、前蓋１３と、外筒１４と、ハウジング本体１６と、を有し、ハウジング本体１６をブラケット２に嵌合し、ボルト４で締結することでブラケット２に固定される。軸受１７は、複数の間座１８及びナット１９を介してそれぞれ配置されており、外輪を外筒１４に、内輪を回転軸２０にそれぞれ嵌合させている。なお、軸受１７としては、アンギュラ玉軸受を使用しているが、種々の軸受を使用してもよい。また、軸受１７には、転がり軸受を使用することが好ましく、その種類については任意である。さらに、軸受１７が配置される場所には、任意の組み合わせが適用できる。
【００１６】
また、回転軸２０の内部には、回転軸２０に軸方向に相対移動可能に装着されるドローバ２２と、ドローバ２２が工具ホルダ２１を軸方向内方に引き込むように、ドローバ２２に外装され、軸方向において回転軸２０とドローバ２２の大径部２２ａとの間に圧縮可能に配置されるバネ２３と、が配置される。なお、バネ２３としては、皿バネを使用しているが、コイルバネや螺旋皿バネ等を使用してもよい。
【００１７】
回転軸２０は、ドローバ２２の先端を軸方向に相対移動可能に収容するように円筒状に形成されており、その内周面には、工具ホルダ２１のテーパ状の外周面と嵌合するテーパ部２０ａと、軸方向においてテーパ部２０ａの後方に位置するクランプ凹部２０ｂとが形成される。
【００１８】
ドローバ２２の先端には、ボール２４ａを保持して工具ホルダ２１のプルスタッド２１ａをクランプするコレット２４がねじ締結されている。また、また、コレット２４及びドローバ２２の内部には、切削液やエアが供給される貫通孔２９ａ，２９ｂがそれぞれ形成される。なお、本実施形態では、ドローバ２２の先端にコレット２４をネジ締結する形式のドローバを使用するが、これに限定されず、コレットとドローバを一体化して、後端にドローバナットをねじ締結する形式のドローバを使用してもよい。
【００１９】
また、ドローバ２２の後端には、アンクランプバー２６がボルト２７により締結固定されており、回転軸２０の後端部に形成される長孔２８から径方向に突出している。そして、ハウジング本体１６には、押さえ蓋１５の後方にアンクランプピストン３０が設けられており、アンクランプピストン３０は、工具ホルダ２１を交換する際に、アンクランプバー２６を軸方向前方にスライド移動させて、ドローバ２２を工具ホルダ２１側に押し出す。
【００２０】
さらに、回転軸２０の後端には、連結部材３１が嵌合されており、ハウジング１１と軸方向に並んで配置されるモータ３２の出力軸３３と連結部材３１とがカップリング３４を介して連結されている。
【００２１】
そして、図１及び図２に示すように、前蓋１３及び外筒１４には、切削液供給ポンプ７を接続する切削液供給路３５，３６がそれぞれ形成され、前蓋１３の外周部には、切削液供給路３６と連通する切削液の吐出口３７が形成される。また、切削液供給通路３５，３６は、前蓋１３と外筒１４との接合面に配置されるＯリング３８により水密に接続される。さらに、フロントカバー１２、前蓋１３及び外筒１４の接合面もＯリング３９ａ，３９ｂによりそれぞれ水密にシールされている。なお、吐出口３７は、ハウジング１１の外周部に形成されていればよく、その形成位置、個数は任意である。
【００２２】
また、吐出口３７には、工具ホルダ２１に固定される工具６の先端に切削液を射出するホース４０が接続されており、ホース４０は、基部４０ａを吐出口３７に螺着することによって前蓋１３に固定される。なお、ホース４０としては、所望の位置に切削液を射出することができるホースであればよく、種々のホースを任意に使用できるが、長さ及び角度を可変自在なフレキシブルホースを使用した方がより好ましい。また、図中４０ｂはホース４０の先端に接続されるノズルである。
【００２３】
また、回転軸２０は、先端部に、ハウジング１１のフロントカバー１２の外周部まで設けられるフリンガ４１を備える。フリンガ４１は、円環板状体で、フロントカバー１２の先端面及び外周面を覆うように形成されており、フロントカバー１２と回転軸２０との間に形成される隙間を覆い隠し、この隙間を外部に曝露させないようにしている。
【００２４】
さらに、フロントカバー１２の外周部には、フロントカバー１２と前蓋１３を接合させることにより設けられる環状の凹溝４２が形成されており、凹溝４２は、フリンガ４１の後端面と凹溝４２の前壁面とが略面一になるように形成される。なお、凹溝４２は、ハウジング１１の外周部で、且つフリンガ４１よりも後方に形成されていればよく、その形成位置、本数については任意である。
【００２５】
このように構成されるスピンドル装置１０では、吐出口３７から吐出された切削液は、ハウジング１１に垂れることなく、ホース４０により工具６の先端に射出される。そして、ワークを加工する際に飛散し、フリンガ４１に付着した切削液や切削屑は、フリンガ４１の遠心力によって外部に振り飛ばされ、また、ハウジング１１の外周部に付着した切削液は、凹溝４２に沿って下方に流れて外部に排出される。
【００２６】
従って、本実施形態のスピンドル装置１０によれば、前蓋１３の外周部に切削液の吐出口３７を設けるため、ハウジング１１の外側から切削液を射出できると共に、ハウジング１１への切削液の垂れを防止できる。これにより、装置１０内に切削液や切削屑等の異物が浸入することを確実に防止できる。
【００２７】
また、本実施形態のスピンドル装置１０によれば、回転軸２０は、フロントカバー１２の外周部まで設けられるフリンガ４１を備えるため、フリンガ４１の外径を大きくすることができ、ハウジング１１と回転軸２０との間に形成される隙間を覆い隠しながら、フリンガ４１の振り切り効果を向上することができ、装置１０内に切削液や切削屑等の異物が浸入することを確実に防止できる。
【００２８】
また、本実施形態のスピンドル装置１０によれば、ハウジング１１のフロントカバー１２の外周部に環状の凹溝４２を設けるため、ハウジング１１の外周部に付着した切削液を凹溝４２を通じて外部に排出することができるので、装置１０内に切削液が浸入することを確実に防止できる。
【００２９】
さらに、本実施形態のスピンドル装置１０によれば、吐出口３７から吐出された切削液をホース４０で射出するので、工具６の先端に切削液を射出することができる。これにより、切削液がハウジング１１に垂れることを防止できるので、装置１０内に切削液や切削屑等の異物が浸入することを確実に防止できる。
【００３０】
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、モータの出力軸がカップリングを介して回転軸に連結されるスピンドル装置を例示したが、これに限定されず、ハウジング内にモータが内蔵されるスピンドル装置に本発明を適用してもよい。
【００３１】
その他、機台、ブラケット、ハウジング、フロントカバー、前蓋、外筒、ハウジング本体、軸受、間座、ナット、回転軸、工具ホルダ、ドローバ、バネ、コレット、アンクランプバー、アンクランプピストン、連結部材、モータ、カップリング、切削液供給路、吐出口、Ｏリング、ホース、フリンガ及び凹溝の各部材の材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るスピンドル装置を説明するための一部切欠断面図である。
【図２】本発明に係るスピンドル装置の要部拡大断面図である。
【図３】従来のスピンドル装置を説明するための断面図である。
【図４】従来の他のスピンドル装置を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０          スピンドル装置
１１          ハウジング
１２          フロントカバー
１３          前蓋
１４          外筒
１６          ハウジング本体
１７          軸受
２０          回転軸
２１          工具ホルダ
２２          ドローバ
２３          バネ
２４          コレット
２６          アンクランプバー
３０          アンクランプピストン
３１          連結部材
３２          モータ
３４          カップリング
３５，３６    切削液供給路
３７          吐出口
３８          Ｏリング
４０          ホース
４０ａ        基部
４０ｂ        ノズル
４１          フリンガ
４２          凹溝
【図１】
2006289594.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006289594.tif 000005
【図４】
2006289594.tif 000006