(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸ヘッドに回転可能に支持された主軸の先端部に対し、工具を支持するための工具把持体を複数の締付けボルトにより締付け固定し、前記複数の締付けボルトのうち少なくとも一つの締付けボルトの頭部に回転バランス調整用の錘を取り付けたことを特徴とする主軸の回転バランス調節構造。
【請求項２】
請求項１において、締付けボルトの頭部には、六角孔が設けられ、該六角孔の底面にはネジ孔が形成され、該ネジ孔には錘としてのバランス調整用ボルトが螺合されている主軸の回転バランス調節構造。
【請求項３】
請求項１において、締付けボルトの頭部には、六角孔が設けられ、該六角孔には錘が取り外し可能に嵌合されている主軸の回転バランス調節構造。
【請求項４】
請求項２において、前記バランス調整用ボルトは締付けボルトの頭部に形成された六角孔の底面から突出しないように螺合されている主軸の回転バランス調節構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、複数の締付けボルトには、バランス調整用の錘又はネジがそれぞれ設けられ、それらの一つの錘又はネジは、他の同じ重量に設定された錘又はネジよりも重量が若干異なるように設定されている主軸の回転バランス調節構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば工作機械に装備された主軸の回転バランス調節構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の主軸の回転バランス調節構造として特開平８−１７４３７０号公報に示すものが提案されている。このバランス調節構造は、外部に臨む部位における回転軸にネジ孔を形成し、該孔に回転バランス調整用の錘を埋め込み固定したものである。この錘は前記ネジ孔に螺合されるネジ部と、該ネジ部に連結した質量部とにより構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の回転バランス調節構造は、主軸の一部にバランス調節専用のネジ孔と錘を装着する構造を採っていたので、製造が面倒であると共に、部品点数が多くなって、組み付けを容易に行うことができないという問題があった。又、元々バランスが取れている主軸が何らかの原因でバランスが崩れてきて、バランス取りを追加しなければならなくなることがあった。
【０００４】
又、主軸の先端部の遊びスペースが狭くてバランス取り用のネジ孔を形成することができない複合加工装置の工具ホルダには、適用できないという問題があった。
【０００５】
この発明は上記従来の技術に存する問題点を解消して、製造を容易に行うことができると共に、部品点数を低減し、専用の錘を取り付けることができない工具ホルダにも適用することができる主軸の回転バランス調節構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、主軸ヘッドに回転可能に支持された主軸の先端部に対し、工具を支持するための工具把持体を複数の締付けボルトにより締付け固定し、前記複数の締付けボルトのうち少なくとも一つの締付けボルトの頭部に回転バランス調整用の錘を取り付けたことを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、締付けボルトの頭部には、六角孔が設けられ、該六角孔の底面にはネジ孔が形成され、該ネジ孔には錘としてのバランス調整用ボルトが螺合されていることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、締付けボルトの頭部には、六角孔が設けられ、該六角孔には錘が取り外し可能に嵌合されていることを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項２において、前記バランス調整用ボルトは締付けボルトの頭部に形成された六角孔の底面から突出しないように螺合されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、複数の締付けボルトには、バランス調整用の錘又はネジがそれぞれ設けられ、それらの一つの錘又はネジは、他の同じ重量に設定された錘又はネジよりも重量が若干異なるように設定されていることを要旨とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
工作機械のコラム（図示略）には主軸ヘッド１１が上下方向へ移動可能に支持され、図示しないモータ及びボールネジを含む駆動機構により移動される。前記主軸ヘッド１１にはスラスト軸受１２及びラジアル軸受１３を介して筒状の主軸１４が回転可能に支持され、図示しないモータにより回転されるようになっている。前記主軸１４には工具１８を支持するための工具把持体としてのホルダ支持機構１５が装着されている。このホルダ支持機構１５を構成する支持ブロック１７は締付けボルト１６により主軸１４の先端部に締付け固定されている。前記支持ブロック１７の先端部に嵌合固定された工具ホルダ１９には工具１８が装着されている。前記工具１８が回転され、図示しないテーブル上のワークに向って接近移動されることにより、ワークに穿孔等の加工が施される。
【００１２】
前記工具ホルダ１９には、溝部１９ａが形成され、工具交換アーム２０によって交換されるようになっている。
前記主軸１４の先端内部には保持筒２１が嵌入固定され、その周壁には複数の係合ボール２２が半径方向へ移動可能に保持されている。工具ホルダ１９の基部には係止筒２３が突設され、その周壁内面には前記係合ボール２２に係合可能な係合凹部２３ａが形成されている。前記主軸１４内にはクーラントロッド２４が軸線方向へ移動可能に嵌装され、図示しないバネにより主軸１４内に没入する方向へ移動付勢されている。クーラントロッド２４の先端にはロックロッド２５が取り付けられ、その外周面には傾斜面２５ａ及び凹部２５ｂが形成されている。
【００１３】
そして、図１に示すように、クーラントロッド２４が主軸１４内に没入付勢された状態では、ロックロッド２５の傾斜面２５ａが各係合ボール２２に係合して、それらの係合ボール２２が係止筒２３の係合凹部２３ａに係合される。この係合により工具１８の基端の工具ホルダ１９が主軸１４に対する装着状態に係止保持される。又、この係止状態で図示しないシリンダによりクーラントロッド２４が主軸１４の先端側に移動されたときには、ロックロッド２５の凹部２５ｂが各係合ボール２２に対応して、係止筒２３の係合凹部２３ａからの係合ボール２２の離脱が許容される。この離脱により、主軸１４に対する工具ホルダ１９の係止が解除されて主軸１４からの工具ホルダ１９の抜き取りが可能になる。
【００１４】
前記クーラントロッド２４及びロックロッド２５の中心にはクーラント供給流路２６が形成されている。又、各工具１８及び工具ホルダ１９の中心にもクーラント供給流路２７が形成されている。そして、工具１８及び工具ホルダ１９が主軸１４に装着された状態で、クーラント供給流路２６，２７が互いに接続されてワークの加工時に、このクーラント供給流路２６，２７を介して、工具１８の刃先部にクーラントが供給されるようになっている。
【００１５】
次に、この発明の要部構成を図２，３に基づいて説明する。
前記締付けボルト１６は図２に示すように４箇所に形成されている。前記４本の締付けボルト１６は主軸１４に対しホルダ支持機構１５の支持ブロック１７を締付け固定する機能を有している。各締付けボルト１６は、支持ブロック１７に形成した貫通孔１７ａを貫通して主軸１４の先端面に形成したネジ孔１４ａに螺合されるネジ部１６ａと、六角孔１６ｃ付きの頭部１６ｂとにより構成されている。前記頭部１６ｂは貫通孔１７ａの外端部に形成した大径の収容穴１７ｂに収容され、収容穴１７ｂと貫通孔１７ａの境界に形成された段差部１７ｃに締付け固定されている。前記六角孔１６ｃの底面１６ｄにはネジ孔１６ｅが形成され、該ネジ孔１６ｅに回転バランス調整用のネジ３１が螺合されている。このネジ３１はネジ部３１ａと、頭部３１ｂと、該頭部３１ｂに形成した六角孔３１ｃとにより形成されている。
【００１６】
次に、前記のように構成した主軸装置についてその動作を説明する。
図１はホルダ支持機構１５の支持ブロック１７に対し工具１８及び工具ホルダ１９が装着され、係合ボール２２が係止筒２３の係合凹部２３ａに係合されて装着位置に把持された状態を示す。この状態において主軸１４が回転されると、ホルダ支持機構１５及び工具１８が回転され、ワークに穿孔等の加工が施される。前記主軸１４及びホルダ支持機構１５は、各部品の製造及び組み付け誤差により工具１８の回転軸線における重量バランスがとれていない場合が多い。この場合には締付けボルト１６に螺合したネジ３１を、異なった重量のネジ３１と交換することにより回転軸線周りにおける主軸１４の回転バランスを調整する。なお、この回転バランスの良否は例えば主軸ヘッド１１に取り付けた振動計を用いて、その振動が予め設定した振幅に収束した状態を適正な回転バランス状態と判定することにより行われる。
【００１７】
次に、前記のように構成した主軸装置の回転バランス調節構造について、その効果を記載する。
（１）前記実施形態では主軸１４に対しホルダ支持機構１５の支持ブロック１７を締付け固定する締付けボルト１６に対し、回転バランス調節用のネジ３１を螺合した。このため、締付けボルト１６を取り外すことなく回転バランスの調整作業を行うことが可能となる。又、支持ブロック１７の締付けボルト１６を挿入する貫通孔１７ａの他にネジ孔を形成する必要がなく、部品点数を低減し、製造及びコストを低減することができる。
【００１８】
（２）前記実施形態では締付けボルト１６の六角孔１６ｃの内底面にネジ孔１６ｅを形成し、そのネジ孔１６ｅにネジ３１のネジ部３１ａを螺合するようにした。このため、市販の安価なボルトを用いて回転バランスを容易に調整することができる。
【００１９】
（３）締付けボルト１６の六角孔１６ｃ内にネジ３１の頭部３１ｂが収容されるようにしたので、締付けボルト１６の頭部１６ｂからネジ３１が突出するのをなくして、ネジ３１の占有するスペースの増大を皆無とすことができる。
【００２０】
なお、前記実施形態は以下のように変更して具体化することもできる。
・  図４に示すように、前記締付けボルト１６の六角孔１６ｃ内に取り外し可能に係合される回転バランス調整用の重錘３２を取り付けるようにしてもよい。
【００２１】
・  図５に示すように前記締付けボルト１６の六角孔１６ｃの底面１６ｄに対し、ネジ３１の頭部３１ｂを省略したネジ３１を螺合し、ネジ３１が底面１６ｄから突出しないようにしてもよい。この場合には、締付けボルト１６の取り外し作業時にネジ３１を取り外す必要がなく、支持ブロック１７の取り外し作業を迅速に行うことができる。
【００２２】
・  図示しないが締付けボルト１６は、三箇所以上に配置され、それらに取り付けられた錘又はネジ３１のうち一つの錘又はネジ３１は、他の同じ重量に設定された錘又はネジ３１よりも重量が若干大きく又は小さくなるように設定してもよい。この場合には、錘又はネジ３１の配置位置を変更することにより回転バランスを調整することができる。
【００２３】
・  図示しないが前記主軸１４に対し工具１８を装着した工具ホルダ１９を締付けボルト１６により直接締付け固定する方式の工具ホルダを備えた主軸装置に具体化してもよい。
【００２４】
・  六角孔付きネジ３１に代えて、三角孔あるいは四角孔付きネジを用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明は回転バランス調整用の専用のスペースをなくすことができるので、複合加工装置の遊びスペースの少ない工具ホルダに適用することができると共に、部品点数を少なくして製造及び組み付け作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明を具体化した主軸装置の要部の拡大断面図。
【図２】  主軸装置全体を示す縦断面図。
【図３】  主軸装置の左方向から見た正面図。
【図４】  この発明の別例を示す要部の断面図。
【図５】  この発明の別例を示す要部の断面図。
【符号の説明】
１１…主軸ヘッド、１４…主軸、１５…工具把持体を構成するホルダ支持機構、１６…締付けボルト、１６ａ…ネジ部、１６ｂ…頭部、１６ｃ…六角孔、１６ｄ…底面、１６ｅ…ネジ孔、１９…工具ホルダ、３１…回転バランス調整のネジ、３１ａ…ネジ部、３１ｂ…頭部、３１ｃ…六角孔、３２…重錘。
【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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