(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構造で加工工具に加工対象物の穴の内径を計測するためのエアを供給できる工作機械の主軸装置を提供する。【解決手段】加工対象物の穴の内面を切削すると共に内部に工具側エア通路を有した加工工具を回転させる主軸と、前記主軸を回転可能に収容したハウジングと、前記ハウジングに形成されており、前記穴の内径を計測するためのエアが供給される主軸側エア通路と、前記ハウジングに設けられた伸縮部材３０と、を備え、前記伸縮部材は、支持部３１、３３と、前記支持部に対して進退自在に支持された可動部３５と、前記可動部を後退側に付勢した付勢部材と、前記支持部及び可動部に形成され前記ハウジングの前記主軸側エア通路と連通した連通通路と、を備え、前記可動部は、前記主軸側エア通路を介して供給されるエアを受けて前進することにより、前記可動部と前記加工工具とが接触して、前記連通通路と工具側エア通路とが連通する。【選択図】図２
2019195895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物の穴の内面を切削すると共に内部に工具側エア通路を有した加工工具を回転させる主軸と、
前記主軸を回転可能に収容したハウジングと、
前記ハウジングに形成されており、前記穴の内径を計測するためのエアが供給される主軸側エア通路と、
前記ハウジングに設けられた伸縮部材と、を備え、
前記伸縮部材は、
前記ハウジングに支持された支持部と、
前記支持部に対して進退自在に支持された可動部と、
前記可動部を後退側に付勢した付勢部材と、
前記支持部及び可動部に形成され前記ハウジングの前記主軸側エア通路と連通した連通通路と、を備え、
前記可動部は、前記主軸側エア通路を介して供給されるエアを受けて前記付勢部材の付勢力に抗して当該可動部が前進するための受圧部を有し、
前記可動部が前進することにより、前記可動部と前記加工工具とが接触して、前記連通通路と工具側エア通路とが連通する、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、工作機械の主軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の主軸装置の主軸には、加工対象物の穴の内面を切削する加工工具が固定されて使用される場合がある。例えば特許文献１の主軸装置には、加工対象物の穴の内径を計測するためのエアを加工工具に供給するためのエア供給接続ユニットが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０８１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のエア供給接続ユニットは、油圧を利用して加工工具に接続される。このため、主軸装置には油圧回路を設ける必要があり、構造が複雑化する。
【０００５】
そこで本発明は、簡易な構造で加工工具に加工対象物の穴の内径を計測するためのエアを供給できる工作機械の主軸装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、加工対象物の穴の内面を切削すると共に内部に工具側エア通路を有した加工工具を回転させる主軸と、前記主軸を回転可能に収容したハウジングと、前記ハウジングに形成されており、前記穴の内径を計測するためのエアが供給される主軸側エア通路と、前記ハウジングに設けられた伸縮部材と、を備え、前記伸縮部材は、前記ハウジングに支持された支持部と、前記支持部に対して進退自在に支持された可動部と、前記可動部を後退側に付勢した付勢部材と、前記支持部及び可動部に形成され前記ハウジングの前記主軸側エア通路と連通した連通通路と、を備え、前記可動部は、前記主軸側エア通路を介して供給されるエアを受けて前記付勢部材の付勢力に抗して当該可動部が前進するための受圧部を有し、前記可動部が前進することにより、前記可動部と前記加工工具とが接触して、前記連通通路と工具側エア通路とが連通する、工作機械の主軸装置によって達成できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易な構造で加工工具に加工対象物の穴の内径を計測するためのエアを供給できる工作機械の主軸装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、工作機械の主軸装置の説明図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、伸縮部材の断面図である。
【図３】図３は、変形例の主軸装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１Ａ及び図１Ｂは、工作機械の主軸装置１０の説明図である。主軸装置１０は、ハウジング１２、主軸１５、及び伸縮部材３０等を有している。ハウジング１２は、主軸１５を回転可能に収納し、主軸１５を回転させるための不図示のアクチュエータを内蔵している。主軸１５の先端には、加工工具７０が固定されている。加工工具７０は、加工対象物の穴内で回転することにより穴の内面を切削するための工具である。主軸１５が回転することにより、加工工具７０も回転する。加工工具７０は、例えばボーリング加工やホーニング加工に用いられる。ハウジング１２の先端側には、主軸１５から径方向外側に離れた位置に伸縮部材３０が固定されている。ハウジング１２及び伸縮部材３０内にはそれぞれエア通路１７及び連通通路３７が形成されており、エア通路１７と連通通路３７とは連通している。エア通路１７及び連通通路３７には、詳しくは後述するが、不図示のエア供給源から、加工工具７０により加工された加工対象物の穴の内径を計測するためのエアが供給される。また、詳しくは後述するが、伸縮部材３０は、主軸１５の軸心方向と同一方向に伸縮可能であり、後述する加工工具７０の基端部７５に接触可能である。
【００１０】
加工工具７０について説明する。加工工具７０は、本体部７１と基端部７５とを有している。本体部７１の先端の外周面には、穴の内面を切削する刃具７２が周方向に間隔を空けて複数固定されている。基端部７５は、本体部７１よりも主軸１５側に位置し、主軸１５の先端に固定され、本体部７１よりも外径が大きい。基端部７５の少なくとも一部分は、主軸１５の軸心方向で伸縮部材３０に対向している。加工工具７０内にはエア通路７７が形成されている。基端部７５の主軸装置１０に対向する側の面には、エア通路７７の導入口７７１が開口している。エア通路７７は、基端部７５内で導入口７７１から径方向内側に延び、基端部７５から本体部７１の中央付近まで軸心方向に延び、途中で径方向外側に延びるように分岐している。本体部７１の外周面には、エア通路７７の排出口７７８が開口している。
【００１１】
次に、加工対象物の穴の内径の測定について説明する。主軸１５が回転して加工工具７０による穴の加工がおこなわれている最中では、エア通路１７にエアは供給されずに、図１Ａに示すように伸縮部材３０は基端部７５には接触していない状態にある。これに対して、主軸１５の回転が停止されている最中に、エア通路１７にエアが供給されると、詳しくは後述するが伸縮部材３０が主軸１５の軸心方向と同じ方向に伸縮して基端部７５に接触して、エア通路１７、連通通路３７、及びエア通路７７が連通する。これにより、エアはエア通路７７の排出口７７８から穴の内面へ噴射される。この際のエアの背圧を検出し、この背圧からエアの流量を算出し、このエアの流量と、予め記憶されているエアの流量と穴の内径の関係を表すデータに基づいて加工対象物の穴の内径の寸法が測定される。
【００１２】
次に、伸縮部材３０について説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、伸縮部材３０の断面図である。図２Ａは、伸縮部材３０にエアが供給されていない状態を示しており、図２Ｂは、伸縮部材３０にエアが供給されている状態を示している。
【００１３】
図２Ａに示すように、伸縮部材３０は、固定板３１、支持筒３３、及び可動体３５を有している。固定板３１は、主軸装置１０のハウジング１２の先端側に固定されており、略平板状である。固定板３１には、先端側に凹部３１２が形成されている。固定板３１には、主軸装置１０のエア通路１７と連通した通路３１７が形成されている。
【００１４】
支持筒３３は、フランジ部３３２及び筒部３３５を有している。フランジ部３３２は、略平板状である。フランジ部３３２は、固定板３１の凹部３１２に不図示のボルトで固定されている。筒部３３５は、フランジ部３３２から加工工具７０側に延びた略筒状である。筒部３３５内には、収納室３３１及び３３７と支持内面３３９とが形成されている。収納室３３１は、収納室３３７よりも基端側に開口して形成されており、収納室３３７よりも内径が大きい。支持内面３３９は、収納室３３７よりも先端側に形成されており、円筒内面状であり、収納室３３７よりも内径が小さい。可動体３５は、支持内面３３９に対して摺動可能に、収納室３３１及び３３７内に収納されている。固定板３１及び支持筒３３は、ハウジング１２に支持された支持部の一例である。
【００１５】
可動体３５は、太軸部３５２、細軸部３５５を有している。太軸部３５２は、基端側に形成されており、細軸部３５５よりも外径が大きい。太軸部３５２は、収納室３３１内に位置している。太軸部３５２の外径は、収納室３３７の内径よりも大きく、かつ収納室３３１の内径よりも小さく形成されており、これにより、太軸部３５２が収納室３３１内でのみ軸心方向に移動可能に収納されている。収納室３３１及び収納室３３７と、可動体３５の細軸部３５５との間には、コイルバネ３９が配置されている。コイルバネ３９は、可動体３５の細軸部３５５を包囲するように配置されている。コイルバネ３９の付勢力により、可動体３５は、固定板３１及び支持筒３３に対して、基端側、即ちハウジング１２側に付勢されている。コイルバネ３９は、可動体３５を後退側に付勢した付勢部材の一例である。
【００１６】
また、可動体３５内には、軸心方向に延びた通路３５７が形成されている。太軸部３５２の基端側の端面には、僅かに凹んだ受圧部３５１が形成されている。通路３５７の基端は、受圧部３５１に開口するように形成されている。受圧部３５１の径方向の大きさは、通路３５７及び３１７の各内径よりも大きい。通路３１７と通路３５７とは、受圧部３５１により画定される空間を介して連通している。この通路３１７及び３５７や受圧部３１５により画定される空間により、上述した伸縮部材３０内の連通通路３７が画定されている。可動体３５は、固定板３１及び支持筒３３に対して進退自在に支持された可動部の一例である。
【００１７】
ここで、上述したように主軸装置１０のエア通路１７にエアが供給されると、エアは通路３１７内を流れ、受圧部３５１はこのエアからの圧力を受ける。この受圧部３１５が受けるエアからの力がコイルバネ３９の付勢力を超えると、図２Ｂに示すように、可動体３５は先端側に前進する。これにより可動体３５の先端は、図１Ｂに示したように加工工具７０の基端部７５に接触する。ここで、エア通路１７からのエアは、通路３１７及び３５７を介して、加工工具７０のエア通路７７に供給される。また、エア通路１７からのエアの供給が停止されると、コイルバネ３９の付勢力に従って可動体３５は固定板３１側に後退して、可動体３５は加工工具７０から離間する。
【００１８】
以上のように、計測用のエアの圧力とコイルバネ３９の付勢力を利用して伸縮部材３０は伸縮し、このような簡易な構造で加工工具７０にエアを供給できる。このため、例えばエア供給のための油圧回路や電動アクチュエータを用いる場合と比較して、主軸装置１０の製造コストの増大が抑制されており、小型化や軽量化が図られている。また、このような加工工具の基端側にエア供給のための回転ジョイントを設ける必要がない。このため、回転ジョイント部が設けられた加工工具と比較して、加工工具７０の軸心方向での長さを小さくできる。これにより加工工具７０の剛性が確保されており、加工時での加工工具７０の回転中心を安定させることができる。従って、加工精度、具体的には穴の真円度や真直度の精度の低下が抑制される。また、エアの供給を停止することによりコイルバネ３９の付勢力により伸縮部材３０の可動体３５は、直ちに加工工具７０から退避するため、エアの供給の停止後に直ちに加工工具７０よる穴の内面の加工を再開することができ、作業性にも優れている。
【００１９】
図３は、変形例の主軸装置１０ａの説明図である。主軸装置１０ａのハウジング１２には、支持部材１９が固定されている。支持部材１９は伸縮部材３０を支持している。支持部材１９には、主軸装置１０ａのエア通路１７と伸縮部材３０の連通通路３７とを連通させる中継通路１９７が形成されている。上述した主軸装置１０とは異なり、主軸装置１０ａでは、伸縮部材３０が主軸１５の軸心方向とは交差する方向に伸縮するような姿勢で支持されている。また、加工工具７０ａの基端部７５ａは、上述した基端部７５ａとは異なり、本体部７１と外径が略同じである。また、基端部７５ａの外周側面に導入口７７１ａが開口している。このように、加工工具７０ａの形状やその他主軸装置１０ａが使用される環境等を考慮して、図３のような姿勢で伸縮部材３０を設置してもよいし、図１Ａ及び図１Ｂのような姿勢で伸縮部材３０を設置してもよい。尚、本変形例のように、伸縮部材３０は、ハウジング１２に直接固定されている必要はなく、所定の部材を介在させて支持されていればよい。
【００２０】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  主軸装置
１２  ハウジング
１５  主軸
３０  伸縮部材
３１  固定板（支持部）
３３  支持筒（支持部）
３５  可動体（可動部）
３９  スプリング（付勢部材）
１７、７７  エア通路
７０  加工工具
７２  刃具
【図１】
2019195895.tif 000003
【図２】
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【図３】
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