(57)【要約】【課題】  ツールヘッド構造を組み立てる際にスピンドルが回転するので、軸受の固定やツールの固定作業に手間を要する。【解決手段】              ツール軸の回転仮止め機構は、係止ピン４、スピンドル３の窪み穴３ａ、円筒状ハウジング２の貫通穴２ａおよび塞ぎ蓋５で構成され、係止ピン４先端が前記スピンドルの窪み穴と前記円筒状ハウジングの貫通穴に亘って係止され、前記塞ぎ蓋５で係止ピン頭頂部が押さえられるので、スピンドルに嵌め込まれたベアリング軸受６，１０をベアリング押さえ６ｄ，１０ｄで固定する作業、ツール７を具備するツールフランジをスピンドルに嵌め込み固定する作業の際、スピンドル３が回転するのが防止される。【選択図】  図２
2012143834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状ハウジングの外周環状壁の略中央に円筒状ハウジングの回転軸芯に対して対称に一対の貫通穴を設けた円筒状ハウジング、
スピンドルの略中央にスピンドル軸芯に対して対称に一対の窪み穴を前記貫通穴位置にに対向する位置に設けたスピンドル、
前記円筒状ハウジングの貫通穴内および前記スピンドルの窪み穴に到達する長さを有する係止ピン、
前記円筒状ハウジングの一対の貫通穴を塞ぎ、かつ、この貫通穴に位置する前記係止ピンの頭頂部を押さえる機能を有する一対の塞ぎ蓋、
スピンドルの前側にベアリング軸受を嵌めこみ、これを前記円筒状ハウジング内に収納し、回転ツールが具備されるスピンドルのベアリング軸受をラビリンス部形成部材およびベアリング押さえで固定ボルトを用いて前記円筒状ハウジングの前縁環状壁に固定した前側ベアリング軸受、
前記スピンドルの先頭頂に回転ツールを固定したツールフランジを固定ナットで固定し、前記ベアリング押さえの輪状壁に圧力を掛けるように構成したツール軸、
および、
前記スピンドルの後尻頂の後ろ側軸受をベアリング押さえおよびＢＲナットで固定ボルトを用いて前記円筒状ハウジングの後ろ縁環状壁に前記ベアリング押さえを固定し、更に、プーリーを前記スピンドルの後尻頂に嵌め込み、前記ベアリング押さえの環状突起係止部材で係止してなるツール軸回転伝達機構、
を備えるツールヘッド構造。
【請求項２】
次の工程を経由してツールヘッドを組み立てる方法。
１）．スピンドル軸芯に対して対称に一対の窪み穴を前記貫通穴位置に設けたスピンドルの前側および後ろ側にベアリング軸受を嵌め込む。
２）．ベアリング軸受が前後に嵌め込まれた前記スピンドルを、外周環状壁の略中央に円筒状ハウジングの回転軸芯に対して対称に一対の貫通穴を設けた円筒状ハウジング内に挿入し、次いで、前記一対の貫通穴と一対の窪み穴の位置が直線上に位置するようスピンドルと円筒状ハウジングの位置決めを行う。
３）．円筒状ハウジングの貫通穴を通して係止ピンをスピンドルの窪み穴に到達させる。この工程は、少なくとも１本の係止ピンで行われてもよいし、２本の係止ピンを用いて円筒状ハウジングの一対の貫通穴を通してそれぞれの係止ピンをスピンドルの一対の窪み穴に到達させてもよい。
４）．一対の塞ぎ蓋を用い前記円筒状ハウジングの一対の貫通穴を塞ぐ。係止ピンの頭頂部は塞ぎ蓋により押さえられる。
５）．スピンドルの前側ベアリング軸受をラビリンス部形成部材およびベアリング押さえで固定ボルトを用いて前記円筒状ハウジングの前縁環状壁に固定する。
６）．前記スピンドルの先頭頂に回転ツールを固定したツールフランジの後壁で前記ベアリング押さえの輪状壁に圧力を掛ける固定構造としたツール軸を形成する。
７）．前記スピンドルの後尻頂の後ろ側ベアリング軸受をベアリング押さえおよびＢＲナットで固定ボルトを用いて前記円筒状ハウジングの後ろ縁環状壁にこのベアリング押さえを固定する。
８）．プーリーを前記スピンドルの後尻頂に嵌め込み、前記ベアリング押さえの環状突起係止部材をプーリー環状凹部内に嵌め込んでプーリーを係止させてツール軸回転伝達機構を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドル（主軸）の頭部に工具（ツール）を嵌め、これをフランジで固定し、前記スピンドルをベアリングで軸受けして円筒状ハウジングに収納したツールヘッドの組み立て方法、およびこのツールヘッドの組み立ての際、スピンドルが回転しないように係止するツール軸の回転仮止め機構に関わる。
【背景技術】
【０００２】
砥石車または外周回転刃などのツールをスピンドルの頭頂部に嵌め、このツール軸をフランジで固定し、前記スピンドルをベアリング軸受けして円筒状ハウジングに収納したツールヘッド（砥石ヘッド）が研削装置や切削装置等の工作機械に利用されている。
【０００３】
例えば、特開２００１−２３２５６３号公報（特許文献１）、特開２００２−３０１６４４号公報（特許文献２）および特開２００５−１１８９４１号公報（特許文献３）は、砥石軸を備えた研削ヘッドを、特開２００８−３０７６４６号公報（特許文献４）は切削回転ブレードをスピンドルに備えた切削装置を開示する。
【０００４】
上記研削装置や切削装置のツール軸の後部プーリー部にはモーターにより回転駆動する伝動ベルトが掛けられ、スピンドルを回転させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３２５６３号公報の図１
【特許文献２】特開２００２−３０１６４４号公報の図２
【特許文献３】特開２００５−１１８９４１号公報の図１および図５
【特許文献４】特開２００８−３０７６４６号公報の図２および図３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１乃至特許文献４に開示されるツールヘッドは、ツール軸の前後にベアリング軸受を嵌めこみ、これを円筒状ハウジング（ケース）内に収納し、回転ツール（砥石車、回転ブレード）が具備されるツール軸の前側軸受をラビリンス部形成部材およびベアリング押さえで固定ボルトを用いて前記円筒状ハウジングの前縁環状壁に固定し、ツール軸の先頭頂に回転ツールを固定したツールフランジを固定ボルトで前記ベアリング押さえの輪状壁に固定して前記ベアリング押さえの回転移動を防ぎ、前記ツール軸の後尻頂の後ろ側軸受をベアリング押さえおよび加圧フランジで固定ボルトを用いて前記円筒状ハウジングの後ろ縁環状壁にベアリング押さえを固定し、更に、プーリーを前記ツール軸の後尻頂に嵌め込み、前記ベアリング押さえの環状突起係止部材で係止して組み立てられている。
【０００７】
上記ツールヘッドの組み立て作業において、ベアリング押さえを固定ボルトで円筒状ハウジングの縁環状壁に固定する際、および、ツールフランジを固定ボルトで前記ベアリング押さえの輪状壁に固定する際にツール軸が回転するので固定ボルトの位置決めおよび固定作業に手間を要していた。
【０００８】
本発明は、前記ベアリング押さえを固定ボルトで円筒状ハウジングの縁環状壁に固定する際、および、ツールフランジを固定ボルトで前記ベアリング押さえの輪状壁に固定する際にツール軸が回転しないように仮止め機構を備えるツールヘッドの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１は、
円筒状ハウジングの外周環状壁の略中央に円筒状ハウジングの回転軸芯に対して対称に一対の貫通穴を設けた円筒状ハウジング、
スピンドルの略中央にスピンドル軸芯に対して対称に一対の窪み穴を前記貫通穴位置にに対向する位置に設けたスピンドル、
前記円筒状ハウジングの貫通穴内および前記スピンドルの窪み穴に到達する長さを有する係止ピン、
前記円筒状ハウジングの一対の貫通穴を塞ぎ、かつ、この貫通穴に位置する前記係止ピンの頭頂部を押さえる機能を有する一対の塞ぎ蓋、
スピンドルの前側にベアリング軸受を嵌めこみ、これを前記円筒状ハウジング内に収納し、回転ツールが具備されるスピンドルのベアリング軸受をラビリンス部形成部材およびベアリング押さえで固定ボルトを用いて前記円筒状ハウジングの前縁環状壁に固定した前側ベアリング軸受、
前記スピンドルの先頭頂に回転ツールを固定したツールフランジを固定ナットで固定し、前記ベアリング押さえの輪状壁に圧力を掛けるように構成したツール軸、
および、
前記スピンドルの後尻頂の後ろ側軸受をベアリング押さえおよびＢＲナットで固定ボルトを用いて前記円筒状ハウジングの後ろ縁環状壁に前記ベアリング押さえを固定し、更に、プーリーを前記スピンドルの後尻頂に嵌め込み、前記ベアリング押さえの環状突起係止部材で係止してなるツール軸回転伝達機構、
を備えるツールヘッド構造を提供するものである。
【００１０】
本発明の請求項２は、次の工程を経由してツールヘッドを組み立てる方法を提供するものである。
１）．スピンドル軸芯に対して対称に一対の窪み穴を前記貫通穴位置に設けたスピンドルの前側および後ろ側にベアリング軸受を嵌め込む。
２）．ベアリング軸受が前後に嵌め込まれた前記スピンドルを、外周環状壁の略中央に円筒状ハウジングの回転軸芯に対して対称に一対の貫通穴を設けた円筒状ハウジング内に挿入し、次いで、前記一対の貫通穴と一対の窪み穴の位置が直線上に位置するようスピンドルと円筒状ハウジングの位置決めを行う。
３）．円筒状ハウジングの貫通穴を通して係止ピンをスピンドルの窪み穴に到達させる。この工程は、少なくとも１本の係止ピンで行われてもよいし、２本の係止ピンを用いて円筒状ハウジングの一対の貫通穴を通してそれぞれの係止ピンをスピンドルの一対の窪み穴に到達させてもよい。
４）．一対の塞ぎ蓋を用い前記円筒状ハウジングの一対の貫通穴を塞ぐ。係止ピンの頭頂部は塞ぎ蓋により押さえられる。
５）．スピンドルの前側ベアリング軸受をラビリンス部形成部材およびベアリング押さえで固定ボルトを用いて前記円筒状ハウジングの前縁環状壁に固定する。
６）．前記スピンドルの先頭頂に回転ツールを固定したツールフランジの後壁で前記ベアリング押さえの輪状壁に圧力を掛ける固定構造としたツール軸を形成する。
７）．前記スピンドルの後尻頂の後ろ側ベアリング軸受をベアリング押さえおよびＢＲナットで固定ボルトを用いて前記円筒状ハウジングの後ろ縁環状壁にこのベアリング押さえを固定する。
８）．プーリーを前記スピンドルの後尻頂に嵌め込み、前記ベアリング押さえの環状突起係止部材をプーリー環状凹部内に嵌め込んでプーリーを係止させてツール軸回転伝達機構を形成する。
【発明の効果】
【００１１】
ツール軸の回転仮止め機構は、係止ピン、スピンドルの窪み穴、円筒状ハウジングの貫
通穴および塞ぎ蓋で構成され、係止ピン先端が前記スピンドルの窪み穴と前記円筒状ハウジングの貫通穴に亘って係止され、前記塞ぎ蓋で係止ピン頭頂部が押さえられるので、スピンドルに嵌め込まれたベアリング軸受をベアリング押さえで固定する作業、ツールを具備するツールフランジをスピンドルに嵌め込み、固定する作業の際、スピンドルが回転するのが防止される。
【００１２】
組み立てられたツールヘッドを工作機械に運び込み、ツールヘッドのスピンドル後ろ部に設けられたプーリー部に無端（ループ）状伝達ベルトを掛け、この無端（ループ）状伝達ベルトの他方側ループを駆動モーターの回転主軸に掛け渡すことによりスピンドルはモーター駆動により回転可能となる。次いで、塞ぎ蓋を開き、係止ピンを円筒状ハウジング外へ取り出し、再び円筒状ハウジングの貫通穴を前記塞ぎ蓋で塞ぐことにより、円筒状ハウジング外から切削屑、風塵などの異物や冷却液体が円筒状ハウジング内に侵入するのが妨げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１はツールヘッドの正面断面図である。
【図２】図２はツール軸の回転仮止め機構の側面断面図で、図１においてＡ−Ａ矢視から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１および図２に示すツールヘッド１は、円筒状ハウジング２の外周環状壁の略中央に円筒状ハウジングの回転軸芯に対して対称に一対の貫通穴２ａ，２ａを設けた円筒状ハウジング２、スピンドル３の略中央にスピンドル軸芯３ｃに対して対称に二対の窪み穴３ａ，３ａ，３ｂ，３ｂを前記貫通穴位置に対向する位置に設けたスピンドル３、前記円筒状ハウジング２の貫通穴２ａ内および前記スピンドル３の窪み穴３ａに到達する長さを有する係止ピン４、前記円筒状ハウジング２の一対の貫通穴２ａ，２ａを塞ぎ、かつ、この貫通穴に位置する前記係止ピン４の頭頂部４ａを押さえる機能を有する一対の塞ぎ蓋５，５、前記スピンドル３の前側にベアリング軸受６を嵌めこみ、これを前記円筒状ハウジング２内に収納し、前記スピンドル３のベアリング軸受６のベアリング球６ｋの軌道構成部材の内輪６ａと外輪６ｂをラビリンス部材６ｃ１、６ｃ２およびベアリング押さえ６ｄで、丸ナット６ｅおよび固定ボルト６ｆを用いて前記円筒状ハウジング２の前縁環状壁に固定した前側ベアリング軸受６、前記スピンドル３の先頭頂に回転ツール７をツールフランジ８の環状凹部８ａにワッシャ８ｂおよび固定ボルト８ｃで固定具備したツールフランジ８を固定ナット８ｄでスピンドル３の頭頂部先端に固定し、このフランジ８の後部で前記ベアリング押さえ６ｄの輪状壁に圧力を掛ける構造としたツール軸１ａ、および、前記スピンドル３の後尻頂の後ろ側ベアリング軸受１０のベアリング球１０ｋの軌道構成部材の内輪１０ａと外輪１０ｂをベアリング押さえ（後部カバー）１０ｄおよびＢＲナット１０ｅで固定ボルト１０ｆを用いて前記円筒状ハウジング２の後ろ縁環状壁に前記ベアリング押さえ１０ｄを固定し、更に、プーリー１１を前記スピンドルの後尻頂に嵌め込み、前記ベアリング押さえ１０ｄの環状突起係止部材１０ｄｓで係止してツール軸回転伝達機構部を構成する。図中、１０ｐは、前記円筒状ハウジング２の後ろ縁環状壁部分を保護する加圧フランジである。
【００１５】
図１では、スピンドル３の後尻頂部にプーリー１１を具備させるツールヘッド構造を示したが、プーリに換えてスピンドル３の後尻頂部にローターとステイターを供える公知のビルトインモータ構造としてもよい。
【００１６】
図１に示すツールヘッド１は、次の工程を経由して組み立てられる。
【００１７】
１）．スピンドル軸芯３ｃに対して対称に一対の窪み穴３ａ，３ａを後記円筒状ハウジン
グ２に設けた貫通穴２ａ，２ａ位置に対応する位置に設けたスピンドル３の前側および後ろ側にベアリング軸受６，１０を嵌め込む。
【００１８】
２）．ベアリング軸受６，１０が前後に嵌め込まれた前記スピンドル３を、外周環状壁の略中央に円筒状ハウジングの回転軸芯に対して対称に一対の貫通穴２ａ，２ａを設けた円筒状ハウジング２内に挿入し、次いで、前記一対の貫通穴２ａ，２ａと一対の窪み穴３ａ，３ａの位置が直線上に位置するようスピンドル３と円筒状ハウジング２の位置決めを行う。
【００１９】
３）．円筒状ハウジングの貫通穴２ａを通して係止ピン４を前記スピンドルの窪み穴３ａに到達させる。この工程は、少なくとも１本の係止ピン４で行われてもよいし、２本の係止ピン４，４を用いて円筒状ハウジングの一対の貫通穴２ａ，２ａを通してそれぞれの係止ピン４，４をスピンドルの一対の窪み穴３ａ，３ａに到達させてもよい。
【００２０】
４）．一対の塞ぎ蓋５，５を用い前記円筒状ハウジングの一対の貫通穴２ａ，２ａを塞ぐ。係止ピン４の頭頂部４ａに設けた凹溝は、塞ぎ蓋５裏面に受けた設けた嵌め込み突起５ａおよびこの突起廻りに挿入したコイルバネ５ｂにより押さえられる。
【００２１】
５）．スピンドルの前側ベアリング軸受６をラビリンス部形成部材６ｃ１，６ｃ２およびベアリング押さえ６ｄで固定ボルト６ｆおよび丸ナット６ｅを用いて前記円筒状ハウジング２の前縁環状壁に固定する。
【００２２】
６）．前記スピンドル３の先頭頂に回転ツール７をワッシャ８ｂおよび固定ボルト８ｃで固定したツールフランジ８を固定ナット８ｄで先頭頂先端部に締め固定し、前記ベアリング押さえ６ｄの輪状壁に締め付け圧を掛ける構造のツール軸１ａを形成する。
【００２３】
７）．前記スピンドル３の後尻頂の後ろ側ベアリング軸受１０をベアリング押さえ１０ｄおよびＢＲナット１０ｅで固定ボルト１０ｆを用いて前記円筒状ハウジング２の後ろ縁環状壁にこのベアリング押さえ１０ｄを固定する。
【００２４】
８）．プーリー１１を前記スピンドル３の後尻頂に嵌め込み、前記ベアリング押さえ１０ｄの環状突起係止部材１０ｄｓをプーリー環状凹部１１ｄ内に嵌め込んでプーリー１１を係止させてツール軸回転伝達機構部１１ａを形成する。
【００２５】
このようにして組み立てられたツールヘッド１は、工作機械に運び込まれ、ツールヘッドのスピンドル後ろ部に設けられたプーリー１１に無端状伝達ベルトを掛け、この無端状伝達ベルトの他方側ループを駆動モーターの回転主軸に掛け渡すことによりスピンドル３はモーター駆動により回転可能となる。
【００２６】
次いで、塞ぎ蓋５を開き、係止ピン４を円筒状ハウジング２外へ取り出し、再び円筒状ハウジングの貫通穴２ａを前記塞ぎ蓋５で塞ぐことにより、駆動モーターの稼動によりスピンドルは回転可能とされる。また、塞ぎ蓋５で円筒状ハウジングの貫通穴２ａが塞がれたことにより前記円筒状ハウジング２外から切削屑、風塵などの異物や冷却液体が円筒状ハウジング内に侵入するのが妨げられる。
【００２７】
上記塞ぎ蓋５の素材としては、エンジニアプラスチック（ナイロン６、ナイロン６１０、ＰＥＥＫ、ポリアセタール、ポリ四弗化エチレンなど）、耐熱性ゴム（塩化ゴム、臭化ゴム、弗化ゴムなど）、金属（銅、真鍮、アルミニウム、鋼）、セラミック（炭化珪素、窒化珪素、アルミナなど）コーティング金属製蓋などが利用される。
【００２８】
係止ピン４の素材としては、エンジニアリングプラスチック（ナイロン６、ナイロン６１０、ＰＥＥＫ、ポリアセタール、ポリ四弗化エチレンなど）、金属（銅、真鍮、鉄鋼、ステンレス）、プラスチック被覆金属製ピン、セラミックコーティング金属製ピンなどが利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のツール軸の回転仮止め機構を利用したツールヘッドの組み立て方法は、ツールヘッドの組み立て作業時にスピンドルが回転するのが妨げられるので、ベアリング押さえやツールのスピンドルへの装着作業を容易になすことができる。
ある。
【符号の説明】
【００３０】
１  ツールヘッド
２  円筒状ハウジング
２ａ  貫通穴
３  スピンドル
３ａ  窪み穴
４  係止ピン
５  塞ぎ蓋
６  前側ベアリング軸受
６ｄ  ベアリング押さえ
７  回転ツール
８  ツールフランジ
１０  後ろ側ベアリング軸受
１０ｄ  ベアリング押さえ
１１  プーリー
【図１】
2012143834.tif 000003
【図２】
2012143834.tif 000004