(57)【要約】 【課題】  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】  主軸６のテーパ孔１０に装着される工具ホルダ５をクランプするドローバー４の保持部１３にドローバー４のクーラント供給孔１２に連通する連通孔１４を半径方向に開口させ、ドローバー４のアンクランプ位置において前記連通孔１４が一方がテーパ孔１０に開口する洗浄用通路２１の他方と連通し、ドローバー４のクランプ位置において前記連通孔１４が一方が主軸６先端面に開口するクーラント用通路１７の他方と連通するようにした。【選択図】  図２
2007307651.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、主軸に一方が主軸先端面に開口してテーパ孔に装着される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、ドローバーの保持部にクーラント供給孔に連通する連通孔を半径方向に開口させ、主軸に一方がテーパ孔に開口する洗浄用通路を設け、その洗浄用通路の他方をドローバーのアンクランプ位置において連通孔と連通可能に開口させ、前記クーラント用通路の他方をドローバーのクランプ位置において連通孔と連通可能に開口させて成る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し、特に、主軸に設けた通路とドローバーに設けたクーラント供給孔を介して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、主軸に一方が主軸先端面に開口してテーパ孔に装着される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、工具ホルダとドローバーとがアンクランプ状態の時に、工具ホルダとテーパ孔にエアを吹付けることで切粉の除去を行なうことや、特許文献２に記載のように、クーラント供給通路に溜まったクーラントを加圧エアによって工具ホルダとテーパ孔に噴出させ、次いで加圧エアを噴出させることで切粉の除去を行なうことが知られている。
【特許文献１】特開２００２−２８８０６号公報
【特許文献２】特開２００１−３１０２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし特許文献１のように、工具ホルダとテーパ孔にエアを吹付けるのみではクーラントによって工具ホルダやテーパ孔に付着した切粉を完全に除去することができない場合がある。そこでエア圧を高圧にすることが考えられるが、主軸装置に用いるエアは工場に設置されるエア供給源から供給されることから切粉除去のために専用のエア供給源が必要となり、装置全体の大型化や高価なものとなるおそれがあった。また、特許文献２のように、テーパ孔から取り出す工具ホルダにクーラント供給通路に溜まったクーラントを加圧エアにより噴出させた後、次に主軸に装着される工具ホルダに再びクーラントを噴出させるためには、僅かな時間である工具ホルダ交換中に、クーラント・エア・クーラントと電磁切換弁の切り換えを複数回行なわなければならない煩わしさがあった。
そこで本発明の課題は、上記問題点を解決するもので、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、主軸に一方が主軸先端面に開口してテーパ孔に装着される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、ドローバーの保持部にクーラント供給孔に連通する連通孔を半径方向に開口させ、主軸に一方がテーパ孔に開口する洗浄用通路を設け、その洗浄用通路の他方をドローバーのアンクランプ位置において連通孔と連通可能に開口させ、前記クーラント用通路の他方をドローバーのクランプ位置において連通孔と連通可能に開口させて成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、主軸のテーパ孔に装着される工具ホルダをクランプするドローバーの保持部にドローバーのクーラント供給孔に連通する連通孔を半径方向に開口させ、ドローバーのアンクランプ位置において前記連通孔が一方がテーパ孔に開口する洗浄用通路の他方と連通し、ドローバーのクランプ位置において前記連通孔が一方が主軸先端面に開口するクーラント用通路の他方と連通するようにしたことで、工具ホルダの交換中、クーラントをテーパ孔に供給し続けることが可能となり、主軸から取り出す工具ホルダやテーパ孔にクーラントを吹付けると共に、テーパ孔の前方に配置される次に装着される工具ホルダに対してもクーラントを吹付けることで、クーラントの液圧により工具ホルダやテーパ孔に付着した切粉を確実に除去することになる。
【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が複数（２本）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に連通する連通孔１４が半径方向に開口されている。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、多数の皿バネ１５が積層されており、この皿バネ１５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１６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】
前記テーパ孔１０以外に主軸６の先端部には、一方が主軸６先端面に開口してテーパ孔１０に装着された工具ホルダ５にクーラントを供給するためのクーラント用通路１７が複数（２本）設けられている。各クーラント用通路１７の一方（主軸６先端側）には、バネ部材１８により主軸６先端方向に付勢される連通部材１９が軸線方向に移動可能に嵌め込まれている。連通部材１９は、主軸６前端面に固定された固定部材２０によって主軸６先端方向へ抜け出さないようになっている。よって、連通部材１９をバネ部材１８により主軸６先端方向に付勢し、連通部材１９の前端面を工具ホルダ５に圧着させることで、クーラント用通路１７からクーラントが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。主軸６の先端部には一方（主軸６先端側）がテーパ孔１０に開口する洗浄用通路２１が複数（２本以上）設けられている。洗浄用通路２１の他方（主軸６後端側）をドローバー４のアンクランプ位置（図２の状態）において連通孔１４と連通可能に開口してある。また、クーラント用通路１７の他方（主軸６後端側）をドローバー４のクランプ位置（図１の状態）において連通孔１４と連通可能に開口してある。尚、貫通孔１１の小径孔１１ａには２つの環状溝２２が形成してあり、各環状溝２２はドローバー４のクランプ・アンクランプ位置において連通孔１４と連通するように設けられている。
【０００９】
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２３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２４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２４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２５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２６が形成されている。そのシリンダ室２６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２７が設けられている。シリンダ室２６にクーラントの一部を供給することでドローバー４に作用する力が、クーラントの液圧によりクーラント供給孔１２、連通孔１４、連通部材１９などで生じるドローバー４を軸方向前方へ押出す力を打ち消すようになっている。尚、本実施形態では、前記力を打ち消すためにクーラントの一部を供給するシリンダ室２６を形成したが、前記力が生じないものであればシリンダ室２６を設ける必要はない。
【００１０】
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、連通孔１４、クーラント用通路１７を介して工具ホルダ５に供給され、クーラントを工具Ｔ先端及びワークに吹付けながらワーク加工が行われる。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。
【００１１】
上記ドローバー４がクランプ位置からアンクランプ位置に移動すると、クーラント用通路１７に連通していた保持部１３の連通孔１４が洗浄用通路２１と連通するので、クーラント供給孔１２、クーラント用通路１７を介して工具ホルダ５に供給されていたクーラントが、クーラント供給孔１２、洗浄用通路２１を介してテーパ孔１０に供給されることになる。よって、工具ホルダ５の交換中、クーラントをテーパ孔１０に供給し続けることが可能となり、図２のような主軸６から取り出す工具ホルダ５やテーパ孔１０にクーラントを吹付けると共に、図３のようなテーパ孔１０の前方に配置される工具ホルダ５に対してもクーラントを吹付けることにより、従来のエア圧で完全に除去できなかったテーパ孔１０や工具ホルダ５に付着した切粉をクーラントの液圧で除去することができる。尚、次に装着される工具ホルダ５がテーパ孔１０に装着され始めた時（図３から図２の状態）には、クーラント供給手段３からクーラントの供給を停止するようにしたので、クーラントの液圧によって工具ホルダ５を押出すような装着に対する影響を与えることはない。また、工具ホルダ５に供給されるクーラントをドローバー４の移動のみで工具ホルダ５やテーパ孔１０の洗浄に用いることが可能となり、従来のように、僅かな時間である工具ホルダ５の交換中に、電磁切換弁を複数回切り換えるような煩わしさがない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】
【００１３】
１        主軸装置
４        ドローバー
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
１２      クーラント供給孔
１３      保持部
１４      連通孔
１７      クーラント用通路
２１      洗浄用通路
【図１】
2007307651.tif 000003
【図２】
2007307651.tif 000004
【図３】
2007307651.tif 000005