(57)【要約】【課題】コスト高を招くことなく残留切削液の除去にかかる時間を短縮することができる上、エアーの消費量も低減することができる主軸装置を提供する。【解決手段】ドローバー９の前方に設置され、ドローバー９の進退動作によってコレット７を拡縮させる引き上げ軸８に、軸方向に沿って設けられた共有流路１０から分岐する接続路１２を径方向へと設けており、当該接続路１２にスルーエアー供給路１９を接続した。そのため、工具交換する際、工具ホルダ７０の供給路７２及び引き上げ軸８の共有流路１０の内部に残留するクーラントのみを除去すればよい。したがって、従来よりもクーラントの除去を短時間で行うことができ、加工効率を向上することができるし、クーラントの除去に必要なエアーも少量ですむため、エアーの消費量の低減、ひいてはコストの低減をも図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、そのハウジングに軸支され、前端に工具ホルダを装着して回転する主軸とを備えているとともに、前記主軸内に、軸方向へ進退動作するドローバーと、前記ドローバーの前側に設置され、前記ドローバーの進退動作に連動して軸方向へスライドする引き上げ軸と、前記引き上げ軸のスライドに応じて拡縮し、前記工具ホルダをクランプ／アンクランプするコレットとを設置するとともに、前記引き上げ軸及び前記ドローバーの軸心に、クランプ状態にある前記工具ホルダ内に切削液を供給するための切削液供給路を設けた主軸装置であって、
前記引き上げ軸に、前記流体供給路から分岐し前記主軸の径方向へ延びる接続路を設けるとともに、前記ハウジング及び前記主軸に、少なくともクランプ状態において前記接続路に連通し、前記接続路及び前記引き上げ軸内の前記切削液供給路を介して前記工具ホルダ内にエアーを供給するためのエアー供給路を設けたことを特徴とする主軸装置。
【請求項２】
前記エアー供給路を、前記ハウジング又は前記主軸の内部において２つの流路に分岐させており、
一方の流路を、前記接続路に連通するスルーエアー供給路とする一方、他方の流路を、前記工具ホルダが装着される装着穴の内周面に開設された開口に連通し、前記工具ホルダの交換時に前記装着穴内へエアーを供給するためのＡＴＣ用エアー供給路としたことを特徴とする請求項１に記載の主軸装置。
【請求項３】
アンクランプ状態においては、前記接続路が前記引き上げ軸と共にスライドしたことによって、前記接続路と前記エアー供給路との連通状態が遮断されることを特徴とする請求項１又は２に記載の主軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸の前端に装着される工具へ切削液及びエアーを供給する流体供給機構を備えた主軸装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械等に備えられる主軸装置には、たとえば特許文献１に開示されているように主軸装置の先端側へ切削液やエアー等の各種流体を供給するための流体供給機構が備えられている。そして、そのような流体供給機構としては、主軸に装着された工具へクーラント及びエアーを供給するためのものもある。
【０００３】
ここで、工具へクーラント及びエアーを供給する流体供給機構を備えた従来の主軸装置について、図４及び図５をもとに簡単に説明する。図４は、従来の主軸装置５１を示した説明図であり、図５は、図４中のＡ部の軸方向での断面を示した説明図である。なお、図４及び図５における左右方向を主軸装置５１の前後方向とし、左側を前側とする。
【０００４】
主軸装置５１は、ハウジング５２内に設置された複数の軸受５３、５３・・により、前後方向を軸として回転可能に軸支される中空状の主軸５４を備えてなるもので、該主軸５４の内部には、前後方向へ進退動作するドローバー５９、ドローバー５９の前側に位置し、ドローバー５９の進退動作に連動して前後方向へスライドする引き上げ軸５８、及び引き上げ軸５８のスライドに伴い拡縮動作するコレット５７が設置されている。また、主軸５４の前端には、工具を保持するテーパ形状の工具ホルダ７０を差し込み可能なテーパ穴５５が形成されており、工具ホルダ７０の後端に設けたプルスタッド７１をコレット５７によりクランプ／アンクランプ可能となっている。また、引き上げ軸５８及びドローバー５９の軸心部には、工具ホルダ７０をクランプした状態でプルスタッド７１の後端に同軸で当接する共有流路６０が軸方向に沿って形成されており、プルスタッド７１との当接状態でプルスタッド７１及び工具ホルダ７０の軸心に形成された供給路７２と連通するようになっている。
【０００５】
一方、ハウジング５２の後方側には共有管６１が、その下流端を共有流路６０の上流端に接続した状態で取り付けられている。また、共有管６１の上流端は２つの管に分岐されており、一方側がエアーを供給するためのエアー供給管６２、他方側がクーラントを供給するためのクーラント供給管６３となっている。そして、夫々の供給管６２、６３は、図示しないポンプやコンプレッサを介して各流体の供給源に接続されている。
【０００６】
また、ハウジング５２の外周部には、前後方向に延びるＡＴＣ専用エアー供給路６４が別途形成されている。当該ＡＴＣ専用エアー供給路６４の下流端はテーパ穴５５内周面に開設された開口６４ａに連通しており、工具交換時に、該ＡＴＣ専用エアー供給路６４を介して供給されたエアーをテーパ穴５５内や工具ホルダ７０側へ吹き付けることで、テーパ穴５５内への切粉等の侵入防止、及びテーパ穴５５内の清掃を可能としている。なお、ＡＴＣ専用エアー供給路６４の上流端は、ハウジング５２の後面に開口しており、図示しない供給管等を介して、上記エアーやクーラント同様、ハウジング５２の後方側からＡＴＣ専用エアー供給路６４内へエアーを供給するようになっている。
【０００７】
そして、以上のような主軸装置５１では、図示しない制御装置による制御のもと、工具ホルダ７０の装着時にはクーラント供給管６３及び共有管６１を介して共有流路６０へクーラントを供給する。すると、クーラントは、共有流路６０の前端からプルスタッド７１及び工具ホルダ７０の軸心に形成された供給路７２を介し、工具ホルダ７０の取り付けられている工具側へと供給される。また、工具交換をする際には、クーラントの供給を停止するとともに、エアー供給管６２から共有管６１を介して共有流路６０へエアーを供給する。そして、当該エアーによって供給路７２内に残留するクーラントを除去した後、工具ホルダ７０をアンクランプするとともに、ＡＴＣ専用エアー供給路６４へとエアーを供給し、テーパ穴５５内や工具ホルダ７０側へエアーを吹き付け、工具交換中にテーパ穴５５内への切粉等の侵入を防止しつつ、テーパ穴５５内の清掃を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２９１４９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の主軸装置５１では、ハウジング５２の後方側から残留クーラントを除去するためのエアーを供給するように構成されているため、引き上げ軸５８、ドローバー５９、及び共有管６１内に残留するクーラントを除去する必要があり、当該クーラントの除去に時間がかかる。したがって、加工効率が悪いという問題がある。また、供給するエアーの量が多く必要であるため、エアーの消費量が大きくコストがかかるといった問題もある。また、引き上げ軸５８の近傍に、供給路７２内に残留するクーラントを吸い出すための装置を備えるという構成も考えられるが、当該構成を採用しようとすると、大掛かりな装置が必要となるため、更なる高コスト化を招くにすぎない。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、コスト高を招くことなく残留切削液の除去にかかる時間を短縮することができる上、エアーの消費量も低減することができる主軸装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ハウジングと、そのハウジングに軸支され、前端に工具ホルダを装着して回転する主軸とを備えているとともに、前記主軸内に、軸方向へ進退動作するドローバーと、前記ドローバーの前側に設置され、前記ドローバーの進退動作に連動して軸方向へスライドする引き上げ軸と、前記引き上げ軸のスライドに応じて拡縮し、前記工具ホルダをクランプ／アンクランプするコレットとを設置するとともに、前記引き上げ軸及び前記ドローバーの軸心に、クランプ状態にある前記工具ホルダ内に切削液を供給するための切削液供給路を設けた主軸装置であって、前記引き上げ軸に、前記流体供給路から分岐し前記主軸の径方向へ延びる接続路を設けるとともに、前記ハウジング及び前記主軸に、少なくともクランプ状態において前記接続路に連通し、前記接続路及び前記引き上げ軸内の前記切削液供給路を介して前記工具ホルダ内にエアーを供給するためのエアー供給路を設けたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記エアー供給路を、前記ハウジング又は前記主軸の内部において２つの流路に分岐させており、一方の流路を、前記接続路に連通するスルーエアー供給路とする一方、他方の流路を、前記工具ホルダが装着される装着穴の内周面に開設された開口に連通し、前記工具ホルダの交換時に前記装着穴内へエアーを供給するためのＡＴＣ用エアー供給路としたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、アンクランプ状態においては、前記接続路が前記引き上げ軸と共にスライドしたことによって、前記接続路と前記エアー供給路との連通状態が遮断されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、引き上げ軸に、流体供給路から分岐し主軸の径方向へ延びる接続路を設けるとともに、ハウジング及び主軸に、少なくともクランプ状態において接続路に連通し、接続路及び引き上げ軸内の切削液供給路を介して工具ホルダ内にエアーを供給するためのエアー供給路を設けているため、工具交換する際、工具ホルダの供給路及び引き上げ軸の切削液供給路の内部に残留する切削液のみを除去すればよい。したがって、従来よりも切削液の除去を短時間で行うことができ、加工効率を向上することができるし、切削液の除去に必要なエアーも少量ですむため、エアーの消費量の低減、ひいてはコストの低減をも図ることができる。また、供給路内の切削液を吸い出すような装置も必要としないため、コスト高も抑えることができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、エアー供給路を、ハウジング又は主軸の内部において２つの流路に分岐させており、一方の流路を、接続路に連通するスルーエアー供給路とする一方、他方の流路を、工具ホルダが装着される装着穴の内周面に開設された開口に連通し、工具ホルダの交換時に装着穴内へエアーを供給するためのＡＴＣ用エアー供給路としているため、構成の合理化を図ることができ、エアー供給路の形成にかかるコストを低減することができる。
さらに、請求項３に記載の発明によれば、アンクランプ状態においては、接続路が引き上げ軸と共にスライドしたことによって、接続路とエアー供給路との連通状態が遮断されるように構成しているため、工具交換時にドローバーの前端際に切削液が残っていたとしても、当該切削液がエアーと共に噴き出したりしない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】工具ホルダをクランプした状態における主軸装置の軸方向での断面を示した説明図である。
【図２】ＡＴＣ用エアー供給路が現れる位置での主軸装置の軸方向での断面を示した説明図である。
【図３】工具ホルダをアンクランプした状態における主軸装置の軸方向での断面を示した説明図である。
【図４】従来の主軸装置を示した説明図である。
【図５】図４中のＡ部の軸方向での断面を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態となる主軸装置について、図面にもとづき詳細に説明する。
図１は、工具ホルダ７０をクランプした状態における主軸装置１の軸方向での断面を示した説明図であり、図２は、ＡＴＣ用エアー供給路２０が現れる位置での主軸装置１の軸方向での断面を示した説明図である。図３は、工具ホルダ７０をアンクランプした状態における主軸装置１の軸方向での断面を示した説明図である。
【００１５】
主軸装置１は、主軸４を軸支する構成や工具ホルダ７０をクランプ／アンクランプする構成に関しては従来周知な主軸装置と同様の構成を備えており、ハウジング２内に設置された複数の軸受３、３・・により、前後方向を軸として回転可能に軸支される中空状の主軸４を備えてなる。また、主軸４の内部には、前後方向へ進退動作するドローバー９、ドローバー９の前側に位置し、ドローバー９の進退動作に連動して前後方向へスライドする引き上げ軸８、及び引き上げ軸８のスライドに伴い拡縮動作するコレット７が設置されている。さらに、主軸４の前端には、工具を保持するテーパ形状の工具ホルダ７０を差し込み可能なテーパ穴５が形成されている。そして、図示しない制御装置による制御のもと、ドローバー９が進退動作することによって引き上げ軸８がスライドし、ひいてはコレット７が拡縮して、テーパ穴５へ差し込まれた工具ホルダ７０のプルスタッド７１をクランプ／アンクランプするようになっている。なお、プルスタッド７１及び工具ホルダ７０の軸心には供給路７２が設けられており、該供給路７２内へ供給された流体を工具側へ導くようになっている。
【００１６】
ここで、本発明の要部となる供給路７２へクーラント及びエアーを供給する構成、及び工具交換時にテーパ穴５内へエアーを供給する構成に関して詳述する。
引き上げ軸８の軸心部には、工具ホルダ７０をクランプした状態でプルスタッド７１の後端に同軸で当接する共有流路１０が軸方向に沿って形成されており、プルスタッド７１との当接状態で供給路７２と連通するようになっている。また、ドローバー９の軸心部には、引き上げ軸８の共有流路１０から同軸で延びるクーラント供給路１１が軸方向に沿って延設されている。また、引き上げ軸８の前後方向での略中央部には、共有流路１０から主軸４の径方向へ延びる接続路１２が設けられており、該接続路１２内には、クーラントが接続路１２を越えて後述するスルーエアー供給路１９側へ流入することを防止するためのチェック弁１３が設置されている。なお、クーラント供給路１１はハウジング２の後端部まで延設されており、図示しないクーラント供給管と接続されている。また、クーラント供給路１１内には、図示しないチェック弁が設置されており、クーラント供給路１１へのクーラントの供給を停止した際、クーラント供給路１１内においてチェック弁よりも上流側にあるクーラントが、チェック弁を越えて下流側へ流入する事態を防止可能となっている。
【００１７】
一方、ハウジング２の前端部には、主軸４を挿通させた状態でハウジング２の前面を覆うように取り付けられたキャップ３０が設けられており、キャップ３０には、第１エアー供給路１５が主軸４の径方向に沿って設けられている。そして、該第１エアー供給路１５は、その外周側部（下流側の端部）において、ハウジング２の外周部に設けられた第２エアー供給路１６と接続されている。なお、第２エアー供給路１６は、主軸４の軸方向に沿ってハウジング２の後端部まで延設されており、図示しないエアー供給管等に接続されている。
【００１８】
また、主軸４の前端部には、ハウジング２への軸支状態において第１エアー供給路１５の内周側と連通する分岐路１７が、主軸４の径方向に沿って設けられており、該分岐路１７内には、クーラントが分岐路１７を越えて第１エアー供給路１５側へ流入することを防止するためのチェック弁１８が設置されている。さらに、分岐路１７は、その下流端において２つの流路に分岐しており、一方の流路は、供給路７２へエアーを供給するためのスルーエアー供給路１９となっている。該スルーエアー供給路１９は、主軸４の前部内を前後方向へ延設されており、その下流部は、主軸４の径方向内側へ屈曲した後、主軸４の内周面における引き上げ軸８のスライド範囲内であって、工具ホルダ７０のクランプ時（引き上げ軸８が後退位置にある時）に接続路１２と連通する位置に開口している。また、他方の流路は、工具交換時にテーパ穴５内への切粉等の侵入防止やテーパ穴５内の清掃用のエアーを供給するためのＡＴＣ用エアー供給路２０となっており、該ＡＴＣ用エアー供給路２０の下流端は、テーパ穴５の内周面に開設された開口２０ａに連通している。
【００１９】
上記流体供給機構を備えた主軸装置１では、工具ホルダ７０をクランプして加工を行っている間、図示しない制御装置による制御のもと、クーラント供給路１１へクーラントを供給し、共有流路１０を介して供給路７２内へ、ひいては工具側へクーラントを供給する。このとき接続路１２とスルーエアー供給路１９とは連通しているが、チェック弁１３によってクーラントのスルーエアー供給路１９への流入は阻止されている。
【００２０】
その後、工具交換を行う段になると、クーラント供給路１１へのクーラントの供給を停止するとともに、第２エアー供給路１６へとエアーを供給する。すると、供給されたエアーは、第２エアー供給路１６から第１エアー供給路１５を介して分岐路１７へ至り、スルーエアー供給路１９を通ってチェック弁１３を通過し、接続路１２から共有流路１０へと流れ込み、最終的に供給路７２内へと至るため、共有流路１０及び供給路７２内に残留するクーラントは当該エアーによって除去される。このとき、ＡＴＣ用エアー供給路２０へもエアーは流れ込もうとするものの、開口２０ａは工具ホルダ７０によって閉塞されているため、エアーは効率よくスルーエアー供給路１９へと流入する。
【００２１】
そして、クーラントの除去が終了すると、ドローバー９を介して引き上げ軸８を前方へスライドさせ、コレット７を拡開させて工具ホルダ７０をアンクランプとし、別の工具ホルダに装着された工具に工具交換する。このとき、引き上げ軸８のスライドに伴って接続路１２も前方へ移動するため、スルーエアー供給路１９と接続路１２との連通状態が遮断され、共有流路１０へのエアーの供給が停止となる。したがって、工具ホルダ７０を引き抜く際にドローバー９の前端際にクーラントが残っていたとしても、当該クーラントがエアーと共に噴き出したりしない。また、工具ホルダ７０の引き抜きに伴い、第２エアー供給路１６へと供給されるエアーは、第１エアー供給路１５から分岐路１７をへて、今度はＡＴＣ用エアー供給路２０を通って開口２０ａからテーパ穴５内へ吹き出す。したがって、工具交換中は、当該エアーにより、テーパ穴５内への切粉等の侵入を防止しつつ、テーパ穴５内が清掃されることになる。
【００２２】
以上のような構成を有する主軸装置１によれば、ドローバー９の前方に設置され、ドローバー９の進退動作によってコレット７を拡縮させる引き上げ軸８に、軸方向に沿って設けられた共有流路１０から分岐する接続路１２を径方向へと設けており、当該接続路１２にスルーエアー供給路１９を接続している。そのため、工具交換する際、工具ホルダ７０の供給路７２及び引き上げ軸８の共有流路１０の内部に残留するクーラントのみを除去すればよい。したがって、従来よりもクーラントの除去を短時間で行うことができ、加工効率を向上することができるし、クーラントの除去に必要なエアーも少量ですむため、エアーの消費量の低減、ひいてはコストの低減をも図ることができる。また、供給路７２内のクーラントを吸い出すような装置も必要としないため、コスト高も抑えることができる。
【００２３】
また、第１エアー供給路１５の下流側に分岐路１７を設けており、一方をスルーエアー供給路１９、他方をＡＴＣ用エアー供給路２０とし、第１エアー供給路１５及び第２エアー供給路１６を共用する構成としているため、構成の合理化を図ることができ、エアーの供給に係る各供給路１５、１６、１９、２０の形成にかかるコストを低減することができる。
さらに、引き上げ軸８のスライドに伴って接続路１２も前方へ移動することを利用して、アンクランプ状態においてはスルーエアー供給路１９と接続路１２との連通状態が遮断され、共有流路１０へのエアーの供給が停止となるように構成している。したがって、工具ホルダ７０を引き抜く際にドローバー９の前端際にクーラントが残っていたとしても、当該クーラントがエアーと共に噴き出したりしない。
加えて、接続路１２や分岐路１７の内部にチェック弁１３、１８が設置されているため、クーラントのエアー供給路内への侵入を防止することができる。
【００２４】
なお、本発明に係る主軸装置は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、クーラントやエアー等といった各流体の供給に係る構成について、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
【００２５】
たとえば、上記実施形態では、同じ第１エアー用流路１５、及び第２エアー用流路１６からスルーエアー用流路１９とＡＴＣ用エアー流路２０とを分岐させるように構成しているが、分岐させるのではなく、スルーエアー用流路１９とＡＴＣ用エアー流路２０とを夫々別途独立にエアーの供給源まで延設するように構成することも可能であるし、ＡＴＣ用エアー流路２０を設けないとしても何ら問題はない。
【００２６】
また、上記実施形態では、工具ホルダ７０のアンクランプ時に、引き上げ軸８のスライドに伴い共有流路１０とスルーエアー用流路１９との連通状態が遮断されるように構成しているが、たとえばスルーエアー用流路１９の下流端の開口を軸方向に長い長円状としたり、下流端に分岐部を設けて２つの開口を開設する等によって、アンクランプ時も共有流路１０とスルーエアー用流路１９との連通状態が維持されるように構成することも可能である。
さらに、上記実施形態では、ドローバー９内に設けられている切削液流路にクーラントを供給するように構成しているが、潤滑油等の他の切削液を供給するように構成することも可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１・・主軸装置、２・・ハウジング、３・・軸受、４・・主軸、５・・テーパ穴（装着穴）、７・・コレット、８・・引き上げ軸、９・・ドローバー、１０・・共有流路（切削液供給路）、１１・・クーラント供給路（切削液供給路）、１２・・接続路、１３・・チェック弁、１５・・第１エアー供給路（エアー供給路）、１６・・第２エアー供給路（エアー供給路）、１７・・分岐路（エアー供給路）、１８・・チェック弁、１９・・スルーエアー供給路（エアー供給路）、２０・・ＡＴＣ用エアー供給路（エアー供給路）、２０ａ・・開口、３０・・キャップ（ハウジング）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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