(57)【要約】      （修正有）【課題】  簡単な構成であって、工具ホルダに供給されるクーラントを用いて工具ホルダやテーパ孔に付着した切粉を除去するようにした主軸装置を提供する。【解決手段】  ドローバー４に設けた大径部４ｃの前端面と貫通孔１１に設けた大径孔１１ｂの前端面との間にシリンダ室２３を形成し、そのシリンダ室２３とテーパ孔１０とを連通する洗浄用通路２５を設け、工具ホルダ５の交換時に、主軸６に装着された工具ホルダ５に供給するクーラントの一部が前記シリンダ室２３から工具ホルダ５とテーパ孔１０との間の隙間に供給される。【選択図】  図１
2007307679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸の先端部に工具ホルダが着脱可能に装着されるテーパ孔を形成し、そのテーパ孔に連続するように穿設された貫通孔に、テーパ孔に装着された工具ホルダをクランプする保持部を備えたドローバーが軸方向移動可能に挿入され、前記保持部に工具ホルダのクーラント流路に連通可能なクーラント用通路を設け、その通路にクーラントを供給可能なクーラント供給孔を前記ドローバーに設けて成る主軸装置において、ドローバーに設けた大径部の前端面と貫通孔に設けた大径孔の前端面との間にシリンダ室を形成し、主軸に装着された工具ホルダに供給するクーラントの一部が前記シリンダ室から工具ホルダとテーパ孔との間の隙間に供給されるように洗浄用通路を設けたことを特徴とする主軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸のテーパ孔に装着される工具ホルダにクーラントを供給するようにした主軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主軸の先端部に工具ホルダが着脱可能に装着されるテーパ孔を形成し、そのテーパ孔に連続するように穿設された貫通孔に、テーパ孔に装着された工具ホルダをクランプする保持部を備えたドローバーが軸方向移動可能に挿入され、前記保持部に工具ホルダのクーラント流路に連通可能なクーラント用通路を設け、その通路にクーラントを供給可能なクーラント供給孔を前記ドローバーに設けて成る主軸装置が知られている。
上記主軸装置を用いてワークの加工を行う場合、クーラントを切削用工具やワークに吹付けることで、工具先端及びワークの冷却を図ったり加工箇所から切粉の除去を行うようになっている。また、ワークの加工箇所が変わる毎に、ワークの加工箇所に対応する切削用工具を保持した工具ホルダをテーパ孔に装着するようになっている。ところが、工具ホルダの交換中に、ワークの加工中に飛び散ったクーラントが主軸に装着される前の工具ホルダやテーパ孔に付着する。そのクーラントに切粉が含まれる場合やクーラントに切粉が付着する場合があり、この切粉を除去しないと工具ホルダの装着精度（工具の同軸又は同心度）に影響を与えワークの加工精度を低下させることから、特許文献１に記載のように、工具ホルダとテーパ孔の間に生じる隙間に、進退ロッドに設けた進退ロッド内通路に溜まったクーラントを主軸に設けた清浄化通路から前記隙間に噴出させ、後にクーラントに加圧エアを混合したものを噴出させることでテーパ孔に付着した切粉の除去を行なうものや、特許文献２に記載のように、スピンドル（主軸）を通って延びる内部通路を通して工具ホルダや工具収容部（テーパ孔）内部に冷却剤（クーラント）を吹き付けることで、工具収容部に付着した切粉の除去を行なうものが知られている。
【特許文献１】特開２００１−３１０２２９号公報
【特許文献２】特開平１１−９０７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の進退ロッド内通路は、切換弁機構を介して第１連通路と第２連通路とを連結したものであって、工具ホルダにクーラントを供給する場合には切換弁機構により第１連通路と第２連通路とを連通させ、隙間にクーラントを供給する場合には切換弁機構により第１連通路と清浄化通路とを連通させるようになっている。ところが、切換弁機構は主軸内を移動する進退ロッドの移動により作動するので、切換弁機構の作動を組み付け時確認できないことから、クーラントを確実に隙間に噴出させることができないおそれがあった。また、特許文献２のように、工具ホルダの交換時、内部通路から工具ホルダと工具収容部との間に生じる隙間に冷却剤を吹き付ける場合、内部通路から工具収容部の先端位置まで充分な冷却剤を吹き付けられず、隙間からテーパ孔に付着しようとする切粉を確実に除去できないおそれがあった。
そこで本発明の課題は、上記問題点を解決するもので、簡単な構成であって、工具ホルダに供給されるクーラントを用いて工具ホルダやテーパ孔に付着した切粉を除去するようにした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】
【０００４】
本発明の主軸装置は、主軸の先端部に工具ホルダが着脱可能に装着されるテーパ孔を形成し、そのテーパ孔に連続するように穿設された貫通孔に、テーパ孔に装着された工具ホルダをクランプする保持部を備えたドローバーが軸方向移動可能に挿入され、前記保持部に工具ホルダのクーラント流路に連通可能なクーラント用通路を設け、その通路にクーラントを供給可能なクーラント供給孔を前記ドローバーに設けて成る主軸装置において、ドローバーに設けた大径部の前端面と貫通孔に設けた大径孔の前端面との間にシリンダ室を形成し、主軸に装着された工具ホルダに供給するクーラントの一部が前記シリンダ室から工具ホルダとテーパ孔との間の隙間に供給されるように洗浄用通路を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、ドローバーに設けた大径部の前端面と貫通孔に設けた大径孔の前端面との間にシリンダ室を形成し、主軸に前記シリンダ室とテーパ孔とを連通する洗浄用通路を設け、テーパ孔に装着された工具ホルダにクーラントが供給されると、クーラントの一部がシリンダ室を介して洗浄用通路に供給され、工具ホルダ交換時にドローバーが軸方向前方に押出されると、工具ホルダとテーパ孔との間に隙間が生じることで、工具ホルダとテーパ孔にドローバー側から吹付けられるクーラントの他に、洗浄用通路からクーラントが吹付けられるから、テーパ孔の先端側に確実にクーラントが吹付けられ、隙間からテーパ孔に付着しようとする切粉が確実に除去される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１に示す主軸装置１は、主軸駆動用モータ２の後方にクーラント供給手段３を接続し、前方にはドローバー４により工具ホルダ５がクランプされる主軸６を連結して構成されたものである。主軸装置１には、工具ホルダ５の交換を行なうために、ドローバー４を軸方向前方へ押出すことで、工具ホルダ５のクランプ状態を解除できる保持状態解除機構７が備えてある。先ず主軸６について説明する。主軸６は、主軸ヘッド８内に設けた複数の軸受９に回動自在に支持されている。この主軸６の先端部にはテーパ孔１０が形成されており、テーパ孔１０には工具交換装置（図示しない）によって工具マガジン（図示しない）からワークの加工箇所に対応した切削用工具Ｔ（例えばドリル）を保持した工具ホルダ５が装着される。工具ホルダ５には、切削用工具Ｔを介して外方にクーラントを供給するためにクーラント流路５ａが設けられている。前記テーパ孔１０に連続するように主軸６の軸心には前方が小径孔１１ａである貫通孔１１が穿設されており、その貫通孔１１の後方には主軸６後方に開口した大径孔１１ｂが連設されている。貫通孔１１にはドローバー４が軸方向移動可能に挿入されている。ドローバー４には、クーラント供給手段３から供給されるクーラントが流れるクーラント供給孔１２が穿設されている。
【０００７】
前記ドローバー４は、軸方向に伸びる段付きの軸部材であって小径部４ａの先端側にネジ部が形成されている。ネジ部にはドローバー４の軸方向後方への移動により工具ホルダ５後端部をクランプする保持部１３が螺合されている。保持部１３にはドローバー４のクーラント供給孔１２に連通する段付き孔から成るクーラント用通路１４が設けられている。通路１４の大径孔１４ａには、バネ部材１５により前方に付勢される連通部材１６が軸線方向に移動可能に嵌め込まれている。連通部材１６は、保持部１３に嵌め込んだ止め部材１７によって前方へ抜け出さないようになっている。よって、連通部材１６をバネ部材１５により前方へ付勢して連通部材１６の前端面を工具ホルダ５の後端面に圧着させることで、クーラントが保持部１３外部に漏れることなくクーラント流路５ａに供給されることになる。
小径部４ａに連続して形成された当接部４ｂの前端面と貫通孔１１の端面との間には、付勢手段として例示する多数の皿バネ１８が積層されており、この皿バネ１８のバネ力によってドローバー４が軸方向後方（クランプ方向）に付勢されると、保持部１３がテーパ孔１０に装着された工具ホルダ５後端部をクランプしながら軸方向後方へ移動することで、工具ホルダ５とドローバー４とはクランプ状態となる。また、保持状態解除機構７により、当接部４ｂに連続して形成された大径部４ｃに嵌め込んだピン部材１９を介してドローバー４が軸方向前方（アンクランプ方向）に押出されると、保持部１３が工具ホルダ５後端部とのクランプ状態を解除しながら軸方向前方へ移動することで、工具ホルダ５とドローバー４とはアンクランプ状態となる。
【０００８】
次に、主軸６後方には主軸駆動用モータ２が設置されている。その主軸駆動用モータ軸２ａは中空軸であり、中空軸２ａ後端部にはクーラント供給手段３を接続し、中空軸２ａ前端部には連結部材２０を介して主軸６が連結されている。そして、中空軸２ａ前端部には接続部材２１が固定してあり、上記保持状態解除機構７によりドローバー４が軸方向前方に移動しても、接続部材２１の先端側がドローバー４のクーラント供給孔１２から外れないようにしてある。また、ドローバー４の大径部４ｃと貫通孔１１に夫々シール部材２２を備えることで、大径部４ｃ前端面と大径孔１１ｂの前端面との間にシリンダ室２３が形成されている。そのシリンダ室２３にクーラント供給手段３から工具ホルダ５に供給されるクーラントの一部を供給するように、ドローバー４の当接部４ｂに連通路２４が設けられている。
主軸６にシリンダ室２３とテーパ孔１０とを連通させる洗浄用通路２５が複数（例えば２本）設けられている。テーパ孔１０に装着された工具ホルダ５にクーラントが供給されると、クーラントの一部がシリンダ室２３を介して各洗浄用通路２５に供給される。各洗浄用通路２５のテーパ孔１０側開口部は工具ホルダ５によって塞がれているので（図１の状態）、シリンダ室２３の作用によりドローバー４を軸方向後方へ移動させる力が生じる。この力は、クーラントの液圧によりクーラント供給孔１２、連通部材１６などで生じるドローバー４を軸方向前方へ押出す力よりも大きな力である。よって、工具ホルダ５に供給されるクーラントの液圧により生じるドローバー４を軸方向前方へ押出す力を打ち消すのみならず、工具ホルダ５をクランプするクランプ力を増力するようになっている。
【０００９】
上記構成の主軸装置１の作動について説明する。ワークの加工箇所に対応する切削用工具Ｔを保持した工具ホルダ５が主軸６のテーパ孔１０に装着され、皿バネ１５のバネ力によってドローバー４が軸方向後方に付勢されると、保持部１３がテーパ孔１０に装着された工具ホルダ５後端部をクランプしながら軸方向後方へ移動することで、工具ホルダ５とドローバー４とはクランプ状態となる。そして、主軸駆動用モータ２の駆動と共にクーラント供給手段３からクーラントがクーラント供給孔１２、クーラント用通路１４を介して工具ホルダ５に供給され、クーラントにより加工箇所を冷却しながら工具ホルダ５に保持された切削用工具Ｔによってワークの加工が行われる。ワークの加工が終わると次のワークの加工箇所に対応した工具ホルダ５の交換が必要な場合、主軸駆動用モータ２が停止し、保持状態解除機構７によりドローバー４が軸方向前方に押出されると、保持部１３が工具ホルダ５後端部とのクランプ状態を解除しながら軸方向前方へ移動することで、工具ホルダ５とドローバー４とはアンクランプ状態となる。その後、使用した工具ホルダ５と次のワークの加工箇所に対応した工具ホルダ５とが工具交換装置（図示しない）によって交換され、再びワークの加工が行われる。この動作はワークの加工が終了するまで繰り返される。
【００１０】
テーパ孔１０に装着された工具ホルダ５にクーラント供給手段３からクーラントが供給されると、クーラントの一部がシリンダ室２３を介して洗浄用通路２５に供給される。洗浄用通路２５のテーパ孔１０側開口部は工具ホルダ５によって塞がれているので、洗浄用通路２５とシリンダ室２３にはクーラントが充填された状態となる。図１から図２のように、工具ホルダ５交換時にドローバー４が軸方向前方に押出されると、工具ホルダ５とテーパ孔１０との間に隙間Ｈが生じることで、工具ホルダ５とテーパ孔１０にクーラント用通路１４から吹付けられるクーラントの他に、洗浄用通路２５からクーラントが吹付けられる。その後、図３のようにテーパ孔１０から工具ホルダ５が離れた状態においても、クーラント用通路１４と洗浄用通路２５からクーラントがテーパ孔１０に吹付けられる。従って、従来のように保持部１３に複雑な機構を備えることなく、洗浄用通路２５からテーパ孔１０の先端側に確実にクーラントを吹付けることで、隙間Ｈからテーパ孔１０に付着しようとする切粉を確実に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の主軸装置の断面図であって、工具ホルダのクランプ状態を示す。
【図２】主軸の先端側の拡大図であって、工具ホルダのアンクランプ状態を示す。
【図３】工具ホルダが主軸から取り外される又は装着される状態を示す図である。
【符号の説明】
【００１２】
１        主軸装置
４        ドローバー
４ｃ      大径部
５        工具ホルダ
５ａ      クーラント流路
６        主軸
１０      テーパ孔
１１      貫通孔
１１ｂ    大径孔
１２      クーラント供給孔
１３      保持部
１４      クーラント用通路
２３      シリンダ室
２５      洗浄用通路
Ｈ        隙間
【図１】
2007307679.tif 000003
【図２】
2007307679.tif 000004
【図３】
2007307679.tif 000005