(57)【要約】【課題】  主軸の旋回に伴って排出口が上方を向いた際でも、この排出口が切削液、切粉等の異物の侵入口となることを防止することができる旋回式主軸の排出口開閉装置を提供する。【解決手段】  主軸3が垂直姿勢から旋回を開始した旋回初期状態では、シャッター21は、後側係合部25が係合突起22に係合することで主軸3に対して主軸3の軸線回りに回転する。これにより、旋回によって相対的に上側に移動した前側排出口通路10の開口から前側の貫通孔26がずれて、相対的に上側に移動した前側排出通路10の開口が閉鎖される。さらに、主軸3が旋回した状態では、シャッター21は、後側係合部25と係合突起22との係合が外れることで、主軸3と一体で旋回し、これにより、相対的に上側に移動した前側排出通路10の開口が閉鎖された状態が維持される。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平な軸線回りに旋回するように支持体に支持されて主軸を回転可能に支持する主軸ハウジングと、主軸ハウジングに径方向外方に開口するように設けられている１対の排出口とを備えている旋回式の主軸に設けられて排出口を開閉する旋回式主軸の排出口開閉装置であって、
主軸が垂直姿勢にあるときには、１対の排出口の両方を開放し、主軸が垂直姿勢から所定角度以上旋回したときに、１対の排出口のうち相対的に上側にある排出口を閉鎖するシャッターを備えていることを特徴とする旋回式主軸の排出口開閉装置。
【請求項２】
シャッターは、主軸ハウジングの外周に主軸の軸線回りに回転可能に嵌められたリング部と、リング部に一体に設けられて径方向外方に突出し、主軸が垂直姿勢にある状態で、支持体の側壁に設けられた係合突起を旋回方向の両側から挟む１対の係合部とを備えており、
リング部に、これを径方向に貫通し、主軸が垂直姿勢にあるときに各排出口に臨まされる１対の貫通孔が設けられ、貫通孔の周方向長さは、排出口の周方向長さの２倍以上とされており、
主軸が垂直姿勢から旋回を開始した旋回初期状態では、シャッターは、いずれか一方の係合部が係合突起に係合することで主軸に対して主軸の軸線回りに回転し、これにより、旋回によって相対的に下側に移動した排出口には貫通孔が臨まされる状態が維持され、旋回によって相対的に上側に移動した排出口からは貫通孔が外れて、貫通孔の周縁部によって相対的に上側に移動した排出口が閉鎖され、
主軸が所定角度以上旋回した状態では、シャッターは、前記いずれか一方の係合部と係合突起との係合が外れることで、主軸と一体で旋回し、これにより、相対的に上側に移動した排出口が閉鎖された状態が維持されることを特徴とする請求項１の旋回式主軸の排出口開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、旋回可能な主軸を備えているマシニングセンターに適用される旋回式主軸の排出口開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンターにおいては、水平軸回りに旋回するように支持体に支持された主軸を備えており、１個の主軸ヘッドで５面以上の多面加工が可能な多面加工用主軸ヘッドが使用されている（特許文献１）。
【０００３】
このようなマシニングセンターの切削加工では、加工面に合わせた主軸方向で加工が行われるが、１台の主軸ヘッドでそれぞれの加工面の角度に合わせて加工ができる旋回式主軸を備えている上記のマシニングセンターの場合、主軸の旋回に伴って、主軸の姿勢が垂直、水平、傾斜等に変化し、主軸端部の軸受潤滑油、切削液、切粉等の排出用に設けた排出口もその姿勢が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２６６１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
旋回式主軸を備えているマシニングセンターにおいては、効率よく潤滑油等を排出させるために、排出口が重力落下方向に開口するように、それぞれの旋回方向に合わせた位置に排出口を設置する必要がある。この排出口は、従来、主軸が垂直姿勢にある際に、排出効果が最適となるように、その開口する向きが設定されている。したがって、特定の旋回位置では、排出口方向が反重力側となり、排出口が切削液、切粉等の異物の侵入口となり、主軸の軸受装置や他の機能部品の損傷、寿命低下のおそれがある。
【０００６】
この発明の目的は、主軸の旋回に伴って排出口が上方を向いた際でも、この排出口が切削液、切粉等の異物の侵入口となることを防止することができる旋回式主軸の排出口開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による旋回式主軸の排出口開閉装置は、水平な軸線回りに旋回するように支持体に支持されて主軸を回転可能に支持する主軸ハウジングと、主軸ハウジングに径方向外方に開口するように設けられている１対の排出口とを備えている旋回式の主軸に設けられて排出口を開閉する旋回式主軸の排出口開閉装置であって、主軸が垂直姿勢にあるときには、１対の排出口の両方を開放し、主軸が垂直姿勢から所定角度以上旋回したときに、１対の排出口のうち相対的に上側にある排出口を閉鎖するシャッターを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明の旋回式主軸の排出口開閉装置によると、主軸が垂直姿勢にあるときには、１対の排出口（潤滑油等の排出口）の両方が開放されるので、従来と同等の排出効果を奏することができる。そして、主軸が垂直姿勢から所定角度以上旋回したときには、１対の排出口のうち相対的に上側にある排出口がシャッターによって閉鎖されるので、主軸の旋回に伴って排出口が上方を向いた際でも、この排出口が切削液、切粉等の異物の侵入口となることを防止することができる。
【０００９】
シャッターは、主軸ハウジングの外周に主軸の軸線回りに回転可能に嵌められたリング部と、リング部に一体に設けられて径方向外方に突出し、主軸が垂直姿勢にある状態で、支持体の側壁に設けられた係合突起を旋回方向の両側から挟む１対の係合部とを備えており、リング部に、これを径方向に貫通し、主軸が垂直姿勢にあるときに各排出口に臨まされる１対の貫通孔が設けられ、貫通孔の周方向長さは、排出口の周方向長さの２倍以上とされており、主軸が垂直姿勢から旋回を開始した旋回初期状態では、シャッターは、いずれか一方の係合部が係合突起に係合することで主軸に対して主軸の軸線回りに回転し、これにより、旋回によって相対的に下側に移動した排出口には貫通孔が臨まされる状態が維持され、旋回によって相対的に上側に移動した排出口からは貫通孔が外れて、貫通孔の周縁部によって相対的に上側に移動した排出口が閉鎖され、主軸が所定角度以上旋回した状態では、シャッターは、前記いずれか一方の係合部と係合突起との係合が外れることで、主軸と一体で旋回し、これにより、相対的に上側に移動した排出口が閉鎖された状態が維持されることが好ましい。
【００１０】
このようにすると、主軸の旋回に伴って、シャッター側の１対の係合部と支持体側の係合突起との係合および係合外れが生じ、シャッターが排出口開放位置と排出口閉鎖位置とに変化させられるので、簡単な構成でシャッターを自動開閉することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の旋回式主軸の排出口開閉装置によれば、旋回式主軸の旋回に伴って排出口が上方を向いた際でも、この排出口が切削液、切粉等の異物の侵入口となることを防止することができる。したがって、旋回式主軸の主軸の軸受装置や他の機能部品への切削液、切粉等の異物の侵入を防止でき、主軸の軸受装置および他機能部品の損傷を防止し、長寿命化を提供し、機械の経済効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、この発明の旋回式主軸の排出口開閉装置の１実施形態を示す正面図で、主軸が垂直姿勢にある状態を示している。
【図２】図２は、図１の側面図である。
【図３】図３は、図２のIII-III線に沿う横断面図である。
【図４】図４は、主軸が垂直姿勢からわずかに旋回した状態を示す図で、（ａ）は、図２に対応する側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図で、図３に対応している。
【図５】図５は、主軸が図４の状態からさらに旋回した状態を示す図で、（ａ）は、図２に対応する側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図で、図３に対応している。
【図６】図６は、主軸が図５の状態からさらに旋回した状態を示す図で、（ａ）は、図２に対応する側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図で、図３に対応している。
【図７】図７は、主軸が図６の状態からさらに旋回した状態を示す図で、（ａ）は、図２に対応する側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図で、図３に対応している。
【図８】図８は、主軸が図７の状態からさらに旋回して、最大旋回位置に到達した状態を示す図で、（ａ）は、図２に対応する側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図で、図３に対応している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、この発明の１実施形態について説明する。以下の説明において、図１（すなわち、旋回式の主軸(3)が垂直姿勢にあって紙面手前側および奥側に向かって旋回する状態）の上下・左右を上下・左右というものとし、図２（すなわち、旋回式の主軸(3)が垂直姿勢にあって紙面上を時計回りおよび反時計回りに旋回する状態）の上下・左右を上下・前後というものとする。
【００１４】
この発明の旋回式主軸の排出口開閉装置(5)は、図１から図３までに示すように、マシニングセンターの多面加工用主軸ヘッド(1)に適用されるもので、多面加工用主軸ヘッド(1)は、支持体(2)に旋回可能に支持された旋回式の主軸(3)と、主軸(3)を回転可能に支持する主軸ハウジング(4)と、主軸ハウジング(4)に設けられた径方向排出通路(10)(11)の開口（排出口）を自動で開閉する旋回式主軸の排出口開閉装置(5)とを備えている。
【００１５】
支持体(2)は、左右の側壁(2a)(2b)および頂壁(2c)を有しており、主軸ハウジング(4)は、左右の側壁(2a)(2b)間に水平に渡された旋回軸(6)回りに旋回可能なように、支持体(2)に支持されている。主軸(3)は、図２に示すように、軸受装置(7)によって回転可能に主軸ハウジング(4)に支持されている。
【００１６】
主軸(3)の先端には、加工物(W)を加工するための工具(8)が取り付けられる。そして、主軸(3)および主軸ハウジング(4)が図１から図３までに示す垂直姿勢を基準として、図４から図８までに示すように前後に旋回することで、１個の主軸ヘッド(1)で多面加工を行うことができる。
【００１７】
主軸ハウジング(4)には、工具(8)の先端部に向けて先端面から切削液を吐出する複数の吐出部(9)と、軸受装置(7)の端面に連なって設けられて軸受装置(7)の潤滑油などを排出する環状排出通路(10)と、環状排出通路(10)に連なって設けられて軸受装置(7)の潤滑油などを径方向外方に排出する前後の径方向排出通路(11)(12)と、環状排出通路(10)に連なって設けられて軸受装置(7)の潤滑油などを先端に排出する前後の補助排出通路(13)(14)とが設けられている。
【００１８】
前側および後側の径方向排出通路(11)(12)は、主軸(3)が垂直姿勢にある状態では、水平方向にのびており、径方向排出通路(11)(12)内にある軸受装置(7)の潤滑油などは、図１から図３までにそれぞれ矢印で示すように、自重によって容易に排出される。
【００１９】
図４から図８までに示すように、主軸(3)が垂直姿勢から所要角度前方に旋回した場合、前側の径方向排出通路(11)の開口が斜め上方に向き、後側の径方向排出通路(12)の開口が斜め下方に向く。この場合、下方に向いた後側の径方向排出通路(12)の開口からは、自重によって潤滑油などが排出されるものの、上方に向いた前側の径方向排出通路(11)の開口からは、自重によって潤滑油などが排出されなくなり、逆に、切削液、切粉などがその自重によって前側の径方向排出通路(11)内に入り、軸受装置(7)内や主軸(3)と主軸ハウジング(4)との間に侵入するおそれがある。
【００２０】
旋回式主軸の排出口開閉装置(5)は、重力作用下で、切削液、切粉などがその自重によって開口が上方に向いた側の径方向排出通路(11)(12)の開口（排出口）に侵入することを防止するためのもので、主軸ハウジング(4)に回転可能に支持されたシャッター(21)と、支持体(2)の右側壁(2b)に設けられてシャッター(21)の移動を規制する円柱状の係合突起(22)とを備えている。
【００２１】
シャッター(21)は、主軸ハウジング(4)の外周に嵌められたＣ状のリング部(23)と、リング部(23)の外周から径方向外方に突出しかつ上方にのびるように設けられて、主軸(3)が垂直姿勢にある状態で、係合突起(22)を旋回方向の前後両側から挟む１対の係合部（前側の係合部(24)および後側の係合部(25)）とを備えている。
【００２２】
リング部(23)と主軸ハウジング(4)との嵌め合いは、リング部(23)に接線方向の外力（リング部(23)を回転させる力）が作用したときには、リング部(23)が主軸ハウジング(4)に対して主軸(3)の軸線回りに回転可能で、リング部(23)に接線方向の外力が作用しないときには、リング部(23)が主軸ハウジング(4)と一体で旋回可能な程度の嵌め合いとされている。リング部(23)の主軸ハウジング(4)に対する軸方向への移動は不可能とされている。
【００２３】
図３において、シャッター(21)の前側の係合部(24)および後側の係合部(25)と、係合突起(22)との間には、両者が相対的に摺動可能な隙間が設けられている。したがって、主軸(3)が前側（図３の左側）に旋回すると、係合突起(22)からシャッター(21)には後側の係合部(25)を介して後向きの力が作用し、これにより、シャッター(21)は、時計方向に回転する。これとは逆に、主軸(3)が後側（図３の右側）に旋回すると、係合突起(22)からシャッター(21)には前側の係合部(24)前向きの力が作用し、これにより、シャッター(21)は、反時計方向に回転する。
【００２４】
リング部(23)に、これを径方向に貫通し、主軸(3)が垂直姿勢にあるときに前側および後側の径方向排出通路(11)(12)の開口に臨まされる１対の貫通孔（前側の貫通孔(26)および後側の貫通孔(27)）が設けられている。
【００２５】
図３に示すように、ちょうど１８０°の角度をなして対向状に設けられている前側および後側の径方向排出通路(11)(12)に対して、各貫通孔(26)(27)の周方向中央位置同士がなす角度は、１８０°よりも小さくなされている。これにより、各貫通孔(26)(27)は、その周方向長さが径方向排出通路(11)(12)の開口の周方向長さの２倍以上とされて、径方向排出通路(11)(12)の開口に対向する周方向外側半部(26a)(27a)と、周方向外側半部(26a)(27a)の周方向内側にある周方向内側半部(26b)(27b)とからなるものとされている。各貫通孔(26)(27)の周方向外側半部(26a)(27a)の周方向外側には、この周方向外側半部(26a)(27a)と同程度の周方向長さを有するリング部(23)の外周縁部(23a)(23b)が設けられている。
【００２６】
図３に示す主軸(3)の垂直姿勢時には、前側の貫通孔(26)の周方向外側半部(26a)が前側の径方向排出通路(11)の開口に、後側の貫通孔(27)の周方向外側半部(27a)が後側の径方向排出通路(12)の開口に、それぞれ対向することで、１対の径方向排出通路(11)(12)の開口の両方ともが開放される。
【００２７】
そして、主軸(3)が垂直姿勢時から前方（シャッター(21)を時計回りに回転させる方向）に図４、図５および図６の順で所定量前方に旋回することで、主軸(3)の旋回に伴って、シャッター(21)が回転し、シャッター(21)は、前側の径方向排出通路(11)の開口を閉じ始める。さらに、主軸(3)が旋回することにより、図５および図６に示すように、前側の貫通孔(26)の周方向外側にあるリング部(23)の外周縁部(23a)が前側の径方向排出通路(11)の開口に、後側の貫通孔(27)の周方向内側半部(27b)が後側の径方向排出通路(12)の開口に、それぞれ対向することになり、１対の径方向排出通路(11)(12)の開口の一方（後側の径方向排出通路(12)の開口）が開放されたまま、他方（前側の径方向排出通路(11)の開口）が閉鎖される。
【００２８】
なお、図４から図８までにおいて、相対的に大きい矢印は、主軸(3)の旋回方向およびシャッター(21)の回転方向を示し、相対的に小さい矢印は、径方向排出通路(12)における潤滑油などの排出方向を示している。
【００２９】
図示省略するが、これとは逆に、主軸(3)が垂直姿勢時から後方（シャッター(21)を反時計回りに回転させる方向）に所定量旋回すると、前側の貫通孔(26)の周方向内側半部(26b)が前側の径方向排出通路(11)の開口に、後側の貫通孔(27)の周方向外側にあるリング部(23)の外周縁部(23b)が後側の径方向排出通路(12)の開口に、それぞれ対向することになり、１対の径方向排出通路(11)(12)の開口の一方（前側の径方向排出通路(11)の開口）が開放されたまま、他方（後側の径方向排出通路(12)の開口）が閉鎖される。
【００３０】
こうして、旋回によって相対的に上側に移動した径方向排出通路(11)(12)の開口から貫通孔(26)(27)が外れ、相対的に上側に移動した径方向排出通路(11)(12)の開口がリング部(23)の外周縁部(23a)(23b)によって閉鎖される。
【００３１】
図５に示した状態から、主軸(3)がさらに図６および図７の順で所定量前方に旋回すると、図６（ｂ）および図７（ｂ）に示すように、シャッター(21)の後側係合部(25)と係合突起(22)との係合が外れる。この係合外れにより、シャッター(21)を主軸ハウジング(4)に対して回転させる力が作用しなくなり、この状態がシャッター(21)の回転完了位置でかつ径方向排出通路(11)の閉鎖完了位置となる。係合外れは、主軸(3)の旋回角度が可能な限り小さい角度で起きるようにすることが好ましい。
【００３２】
シャッター(21)の回転が完了して、径方向排出通路(11)の閉鎖が完了した後は、相対的に上側に移動した前側の径方向排出通路(11)の開口が閉鎖された状態で主軸(3)が旋回して、図８の最大旋回位置に至る。
【００３３】
図示省略するが、これとは逆に、主軸(3)が所定量後方に旋回すると、シャッター(21)の前側係合部(24)と係合突起(22)との係合が外れ、これにより、シャッター(21)を主軸ハウジング(4)に対して回転させる力が作用しなくなり、この後は、相対的に上側に移動した後側の径方向排出通路(12)の開口が閉鎖された状態で主軸(3)が旋回して、図８とは反対側の最大旋回位置に至る。
【００３４】
こうして、シャッター(21)は、主軸(3)が垂直姿勢にあるときには、１対の径方向排出通路(11)(12)の開口の両方を開放し、主軸(3)が垂直姿勢から所定角度以上旋回したときに、１対の径方向排出通路(11)(12)の開口のうち相対的に上側にある径方向排出通路(11)(12)の開口を閉鎖するので、主軸(3)の旋回に伴って径方向排出通路(11)(12)の開口が上方を向いた際でも、この径方向排出通路(11)(12)の開口が切削液、切粉等の異物の侵入口となることを防止することができる。したがって、旋回式の主軸(3)の軸受装置(7)や他機能部品への切削液、切粉等の異物の侵入を防止できるため、軸受装置(7)および他機能部品の損傷を防止し、長寿命化を提供し、機械の経済効果を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３５】
(2) ：支持体
(2a)(2b)：側壁
(3) ：旋回式の主軸
(4) ：主軸ハウジング
(5) ：旋回式主軸の排出口開閉装置
(6) ：旋回軸
(10)：環状通路
(11)(12)：排出通路
(21)：シャッター
(22)：係合突起
(23)：リング部
(24)(25)：係合部
(26)(27)：貫通孔
【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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【図６】
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【図７】
2017154203.tif 000009
【図８】
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