JP2002103183A - 回転工具保持確認装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間にわたり高い検出精度が維持できる回
転工具保持確認装置を提供する。 【解決手段】 工具ホルダＨの装着部５を装着させる回
転主軸２の装着孔４における密着内周面４Ａに、圧縮空
気Ｅの空気供給経路３０につながる空気吐出口４Ｂを設
け、上記工具ホルダが回転主軸に装着時に、上記空気吐
出口から吐出する圧縮空気Ｅを空気供給経路内の背圧変
化として密着確認センサ２４により検出し、工具ホルダ
の密着状態を確認する回転工具保持確認装置１００であ
り、上記回転主軸の空気吐出口への圧縮空気の空気供給
経路３０は、エア圧源Ｅｏ及び密着検出源となる固定側
ハウジングに配置した接合部３０Ａと、被検出側となる
回転主軸に配置した接合部３０Ｂとを、一定の微小隙間
Ｇにより接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械における
回転主軸の装着孔に装着される工具ホルダの装着部との
密着確認を、密着確認用エアのエア圧変動検出により行
う回転工具保持確認装置に係り、特に、エア圧源及び密
着検出源となる固定側ハウジングと、被検出側となる回
転主軸と、をつなぐ圧縮空気供給経路の改善を図ったも
のに関する。

【０００２】

【従来の技術】回転主軸の装着孔に装着する工具ホルダ
は、手動操作する工作機械や自動工具交換装置を備えた
工作機械において、交換された工具ホルダが主軸の装着
孔に正しく装着されていないと、加工時に工具が振れ回
転して、加工精度を低下させたり主軸や工具ホルダを損
傷する問題が発生する。この主な原因として、工具交換
時に切粉の付着した工具ホルダが主軸に装着され、主軸
の装着孔と工具ホルダの装着部との間に切粉が挟まった
状態で装着動作が行われたと推定される。

【０００３】そこで、工具交換時に、回転主軸の装着孔
や工具ホルダの装着部に切粉を付着させないようにエア
ブローを吹付けて切粉を積極的に排除する除去技術がい
ろいろ提案されている。しかし、切粉の付着を完璧に防
ぐことができない為、このエアブロー技術に付随して、
回転主軸に装着された工具ホルダが回転主軸に正常に装
着されたかどうかを加工前に判断する回転工具装着確認
装置が提供されている。この具体的事例として、実用新
案登録番号第２５９１４２８号公報「回転工具密着確認
装置」や特開平１０−２２５８４５号公報「工作機械の
主軸装置」などが提供されている。

【０００４】先ず、上記実用新案登録番号第２５９１４
２８号公報の「回転工具密着確認装置」は、スピンドル
の回転工具取付孔における工具位置決め面にエア吹出し
口を設け、このエア吹出し口に圧縮空気を送るエア供給
経路の背圧を検出して密着確認を行う密着検出センサを
設けたものである。上記エア供給経路における繋ぎ手段
は、スピンドルを支持したハウジングからエア吹出し口
に圧縮空気を送る経路としたものである。前記エア供給
経路となるスピンドル内のエア供給経路と、ハウジング
内のエア供給経路とは接触式のカップリングで接続す
る。

【０００５】上記カップリングは、上記スピンドル内の
エア供給経路の後ろ向きに開口したエア入口に連通する
前進位置と、上記スピンドルの上記エア入口から離れる
交代位置とに位置変更自在な孔開きのピストンを、上記
ハウジングのエア供給経路内に有し、上記ピストンの後
面は、上記ハウジングのエア供給経路に供給された密着
確認用の供給エアの圧力が作用する面と、上記ピストン
に設けられた孔の開口とを有し、上記ピストンは後退位
置にばねで弾性的に付勢され、かつ密着確認のエア供給
で上記弾性に抗して上記前進位置まで前進してエア供給
経路を形成し、エア吹出し口に圧縮空気を供給するもの
である。

【０００６】また、上記特開平１０−２２５８４５号公
報の「工作機械の主軸装置」は、主軸工具保持部の工具
密着部に密着確認用のエア噴射孔を設け、密着確認用噴
射孔から密着確認用エアを噴射し、密着確認用エアのエ
ア圧を検出することにより工具密着部と工具ホルダとの
密着確認を行う工具保持確認装置を有し、上記エア圧
は、圧力変動を検出する密着確認センサにより検出さ
れ、工具の装着状態を判定するものである。そして、上
記主軸の密着確認用噴射孔への密着確認用エアの供給
は、主軸後部に複数の流体供給口を有するロータリージ
ョイントを取付け、主軸内に軸方向摺動自在に挿通され
たプルロッドの軸心に流体供給孔を設け、プルロッドに
設けた流体供給孔内にプルロッドの軸心を通る流体通過
用のパイプを設け、流体供給孔又はパイプの一方を密着
確認用エア流路とし、他方をクーラント用流路としてい
る。

【０００７】上記実用新案登録番号第２５９１４２８号
公報に見る回転工具密着確認装置は、エア供給経路にお
ける繋ぎ手段は、スピンドル内のエア供給経路と、ハウ
ジング内のエア供給経路とを、後退位置にばねで弾性的
に付勢されるピストンにより常時開口されたカップリン
グで接続されており、密着確認のエア供給でピストンを
ばねの弾性に抗してスピンドル内のエア供給経路面まで
前進して連通したエア供給経路を形成し、エア吹出し口
に圧縮空気を供給するものである。

【０００８】しかし、工具の密着確認は、その動作ごと
に、密着確認のエア供給でピストンをばねの弾性に抗し
てスピンドル内のエア供給経路面まで前進して連通させ
る作用を繰り返し行うことになる。このため、エア供給
経路の繋ぎ手段における可動部の部品点数が多くなるば
かりか、ピストンと当接するエア供給経路面に摩耗や凹
みを生じて、エア漏れの原因となる。実際に、エア供給
経路の繋ぎ手段にエア漏れが生じると、工具の密着確認
検出の精度を短期間に低下させるという装置の信頼性を
損なう問題点がある。

【０００９】そして、上記特開平１０−２２５８４５号
公報の「工作機械の主軸装置は、主軸後部に複数の流体
供給口を有するロータリージョイントを取付け、ここか
ら主軸内に挿通したプルロッドの軸心に流体供給孔を設
け、プルロッドに設けた流体供給孔内にプルロッドの軸
心を通る流体通過用のパイプを設け、流体供給孔又はパ
イプの一方を密着確認用エア流路とし、他方をクーラン
ト用流路としている。このため、ロータリージョイント
が高価で短期間に損耗し易く、エア供給経路が主軸後端
部から供給されてその経路が狭く煩雑となって流通抵抗
が増大し、工具の密着確認精度を低下させてしまい、装
置の信頼性を損なうと言う問題点がある。

【００１０】更に、上記各公報は、主軸工具保持部の工
具密着部（テーパー穴）に、密着確認用の１つのエア噴
射孔を設けただけのものであるから、工具密着部のエア
噴射孔が工具ホルダとの密着状態が良好でも、反対側の
密着状態が塵等の介入で不完全になっていても密着確認
が良好と判断される。そして、上記実用新案登録番号第
２５９１４２８号公報に見る回転工具密着確認装置のよ
うに、ハウジングのエア供給経路の軸心に、スピンドル
のエア供給経路の軸心が完全一致する関係で主軸が定位
置停止しないと、流通断面積が減少するため、エア供給
量が減少し、誤動作・誤検出の原因となっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、回転
スピンドル内のエア供給経路と、固定ハウジング内のエ
ア供給経路とを、係脱可能な可動ピストンを介在したエ
ア供給経路における問題点、および主軸後端のロータリ
ージョイントから主軸内に挿通したエア供給経路におけ
る問題点に鑑みてなされたものである。即ち、空気供給
経路における回転スピンドル内のエア供給経路と、固定
ハウジング内のエア供給経路との接続部を、非接触式の
接続口構造とすることで、長期間にわたり高い検出精度
が維持できる回転工具保持確認装置を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、請求項１は、工具ホルダの
装着部を装着させる回転主軸の装着孔における密着内周
面に、圧縮空気の空気供給経路につながる空気吐出口を
設け、上記工具ホルダが回転主軸に装着時に、上記空気
吐出口から吐出する圧縮空気を空気供給経路内の背圧変
化として密着確認センサにより検出し、工具ホルダの密
着状態を確認する回転工具保持確認装置において、上記
回転主軸の空気吐出口への圧縮空気の空気供給経路は、
エア圧源及び密着検出源となる固定側ハウジングに配置
した接合部と、被検出側となる回転主軸に配置した接合
部とを、一定の微小隙間により接続したことを特徴とす
る。

【００１３】請求項２は、請求項１記載の回転工具保持
確認装置において、上記微小隙間は、０．０１ｍｍ〜
０．５ｍｍまでの範囲内における所定隙間としたことを
特徴とする。

【００１４】請求項３は、請求項１または２記載の回転
工具保持確認装置において、上記装着孔にあけた空気吐
出口は、密着内周面上の複数箇所に設けてなることを特
徴とする。

【００１５】請求項４は、請求項１または２記載の回転
工具保持確認装置において、上記装着孔にあけた空気吐
出口は、密着内周面上の全周面に開口する環状溝とした
ことを特徴とする。

【００１６】請求項５は、請求項１または２または３ま
たは４記載の回転工具保持確認装置において、上記固定
側ハウジングに配置した接合部は、密着内周面上の円周
方向に長く開口する長孔開口としたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明の請求項１は、工具ホルダの装着部を装
着させる回転主軸の装着孔の密着内周面に、圧縮空気の
空気供給経路につながる空気吐出口を設けており、上記
工具ホルダが回転主軸に装着時に、回転主軸が定位置停
止する。ここで、エア圧源及び密着検出源となる固定側
ハウジングに配置した接合部に、被検出側となる回転主
軸に配置した接合部が一致し、一定の微小隙間のもとに
接続される。上記接続後に、圧縮空気が空気供給経路に
送り込まれて接合部の微小隙間を介して、回転主軸の装
着孔に開口する空気吐出口に至る。この時、接合部の微
小隙間から微量のエアー漏れを発生するも、一定量に制
約されているから、空気吐出口から吐出する圧縮空気
は、その圧力・空気量が一定値に維持される。従って、
固定側ハウジングから送り込まれる圧縮空気は、微小隙
間で若干の圧力低下と流量低下を来すが、空気吐出口か
ら吐出する圧縮空気となる。これで、工具着座不良にな
る空気漏れは、空気供給経路内の背圧変化として密着確
認センサにより検出され、工具ホルダの密着状態が確認
される。

【００１８】即ち、空気供給経路における接合部の微小
隙間から微量のエアー漏れが発生した状態において、正
常な工具密着確認ができるように、初期設定は次のよう
にして行われる。先ず、回転主軸の装着部に、マスター
となる工具ホルダを装着し、装着部の空気吐出口から噴
出する圧縮空気と、装着部に密着する工具ホルダーの隙
間が許容限度以上（０．０１ｍｍ以上）の隙間となった
場合に、異常信号を発するように予め密着確認センサの
感度調整が行われる。この感度調節は、供給空気圧、供
給配管径、ノズル径、ハウジング側圧縮空気供給経路と
主軸側圧縮空気供給経路の微少隙間を、実験によって確
認し設定値の範囲が定められる。更に、上記微少隙間
は、回転主軸の回転によって摩耗せず隙間が変動しない
から、長期間にわたり工具の密着確認が高精度に維持さ
れる。

【００１９】請求項２は、微小隙間を、０．０１ｍｍ〜
０．５ｍｍまでの範囲内における任意な所定値とするこ
とができるから、空気供給経路における接合部の微小隙
間から漏れるエアー漏れを数値管理できる。これによ
り、微小隙間から漏れるエアー漏れが有っても、工具の
着座不良が正確・確実に検出できる。

【００２０】請求項３は、装着孔にあけた空気吐出口に
ついて、密着内周面上の複数箇所に設けられているか
ら、回転主軸の装着部に、工具ホルダが偏心して挿入密
着（円周上の片側が密着し、他方側が塵を噛んで隙間が
残る）した場合において、どれか１つの空気吐出口から
のエアー漏れがあり、回転工具の保持確認がエラーする
ことなく、正確・確実に検出できる。

【００２１】請求項４は、装着孔にあけた空気吐出口
は、密着内周面上の全周面に開口する環状溝としたか
ら、回転主軸の装着部に、工具ホルダが偏心して挿入密
着（円周上の片側が密着し、他方側が塵を噛んで隙間が
残る）した場合において、円周上のどこか１箇所の隙間
からのエアー漏れがある。これにより、回転工具の保持
確認がエラーすることなく、正確・確実に検出できる。

【００２２】請求項５は、固定側ハウジングに配置した
接合部は、密着内周面上の円周方向に長く開口する長孔
開口としたから、回転主軸の定位置停止が若干不正確で
あっても、空気供給経路の接続部が確実に接続され、空
気吐出口から吐出する圧縮空気は、その圧力・空気量が
一定値に維持される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る回転工具保持
確認装置の実施形態を図１から図８に基づいて説明す
る。

【００２４】図１は、本発明の代表的な実施形態を示
し、主軸装置１０の概略断面視図と密着確認センサ２４
の回路図である。上記主軸装置１０には、自動工具交換
装置（図示なし）を備えており、工具マガジン（図示な
し）の工具と、回転主軸２の装着孔４に装着される工具
Ｔ１とを、自動工具交換装置の工具交換アーム（図示な
し）で交換される。この時、スピンドルモータ（図示な
し）により、定位置の停止位置（ｉ）に停止された回転
主軸２は、その先端縁２Ａに取付けたドライブキーＫ
に、工具ホルダＨに設けたキー溝Ｋ１を嵌合させる。

【００２５】そして、回転主軸２の装着孔４に装着され
る工具ホルダＨの装着部（テーパー面）５は、公知の皿
ばね（図示なし）によって所定の締付力でクランプされ
るとき、回転主軸の軸心位置（О）に調芯されて位置決
めされる。即ち、正常に回転主軸に工具ホルダが調芯位
置決めされた状態では、工具ホルダの装着部（テーパー
面）５が回転主軸２の装着孔４に一様に密着していなけ
ればならない。

【００２６】本発明の回転工具保持確認装置１００は、
上記回転主軸２の装着孔４に装着される工具ホルダＨの
装着部（テーパー面）５の密着状態を、密着確認センサ
２４により検出するものである。その全体構成は、図
１，図７に示すように、工具ホルダＨの装着部５を装着
させる回転主軸２の装着孔４における密着内周面４Ａ
に、圧縮空気Ｅの空気供給経路３０につながる空気吐出
口４Ｂを設けている。上記工具ホルダが回転主軸２に装
着時に、上記空気吐出口から吐出する圧縮空気Ｅ３を空
気供給経路３０内の背圧変化として、密着確認センサ２
４により検出される。

【００２７】尚、上記空気吐出口４Ｂは、図２，図３に
示すように、例えば、回転主軸２の装着孔４における円
周上の３箇所（１２０度間隔）に開口させた構成とする
ことが望ましい。また、図４，図５に示すように、上記
空気吐出口４Ｂは、回転主軸２の装着孔４における円周
上に設けた環状溝４Ｃに開口させた構成としても良い。

【００２８】上記回転主軸２の空気吐出口４Ｂへの圧縮
空気Ｅ（実際に到達する圧縮空気Ｅ３）の空気供給経路
３０は、エア圧源Ｅｏとなる固定側ハウジング１に配置
した接合部３０Ａと、被検出側となる回転主軸２の外周
面に配置した接合部３０Ｂとを、一定の微小隙間Ｇのも
とに接続されている。上記微小隙間Ｇは、０．０１ｍｍ
〜０．５ｍｍまでの範囲内における任意な所定値にでき
ることを、試験結果から把握した。その詳細は後記す
る。

【００２９】所で、上記回転主軸２の外周面に配置した
接合部３０Ｂは、ＮＣ制御装置により正確な定位置停止
が実行されるから、固定側ハウジング１に配置した接合
部３０Ａに、回転主軸２の外周面に配置した接合部３０
Ｂが軸心を一致させて停止する。しかし、両接続部３０
Ａ，３０Ｂの取付け位置や配管の内径に狂いがあった
り、回転主軸２の定位置停止に若干の狂いが発生するこ
とがある。この場合は、図６に示すように、固定側ハウ
ジング１に配置した接合部３０Ａを回転方向に長い長孔
形状３０Ｃとし、回転主軸２の定位置停止位置（ｉ）が
回転方向の前後に或る角度（α）だけズレても圧縮空気
Ｅの空気供給経路３０に変化が起きないように構成する
ことが望ましい。

【００３０】続いて、上記密着確認センサ２４の詳細構
成を説明する。図１，図７に示すように、エアー源Ｅｏ
からの圧縮空気Ｅは、フィルターＦ、レギュレータＲ、
微風回路用ニードル付き電磁弁Ｖを介して、空気供給経
路（配管）３０により差圧を感知する空気式ブリッジ回
路Ｂに接続されている。上記空気式ブリッジ回路Ｂは、
密着確認センサ２４の中枢を成し、以下のように構成さ
れている。エアー源Ｅｏから取り込んだ圧縮空気Ｅは、
その一方が第１固定絞り弁Ｖ１と、可動絞り弁（ギャッ
プスイッチ：ニードルタイプとノズル・隙間円板タイプ
がある）Ｖ２と、を経て大気に放出される比較空気通路
３０Ｘに接続されている。また、他方は、第２固定絞り
弁Ｖ３と、微小隙間Ｇの接合部３０Ａおよび接合部３０
Ｂと、回転主軸２の装着孔４に明けた空気吐出口４Ｂと
を経て大気に放出される検知空気通路３０（３０Ｄ）に
接続されている。

【００３１】そして、上記空気式ブリッジ回路Ｂのダイ
ヤフラム室Ｄは、その上側室が上記第１固定絞り弁Ｖ１
と可動絞り弁Ｖ２との中間位置からの分岐通路と接続さ
れている。また、ダイヤフラム室Ｄの下側室は、上記第
２固定絞り弁Ｖ３と微小隙間Ｇとの中間位置からの分岐
通路と接続されている。これで、ダイヤフラム室Ｄに比
較空気通路３０Ｘからの圧力（背圧）と検知空気通路３
０（３０Ｄ）からの圧力（背圧）とを導き、これら両圧
力の相対差に応じて位置移動する膜Ｍの微少変位を近接
センサ（無接点スイッチ）ＳＷが感知する構成になって
いる。

【００３２】本発明の回転工具保持確認装置１００は、
概ね上記構成からなる。続いて、固定側ハウジング１の
接合部３０Ａと回転主軸２の接合部３０Ｂとを一定の微
小隙間Ｇ（０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍまでの範囲内）に
おける任意な所定値に設定した状態で、工具の着座隙間
の検出精度を０．０１ｍｍに保証するための検出条件を
説明する。

【００３３】論理的に説明すると、上記空気式ブリッジ
回路Ｂのダイヤフラム室Ｄは、比較空気通路３０Ｘから
の圧力と検知空気通路３０（３０Ｄ）からの圧力との相
対差に応じて膜Ｍを微少変位させ、これを近接センサ
（無接点スイッチ）ＳＷにより感知するものである。従
って、検知空気通路３０（３０Ｄ）に形成される微小隙
間Ｇが０．０１ｍｍの時は、空気吐出口４Ｂを完全閉塞
した状態で、比較空気通路３０Ｘの可動絞り弁（ギャッ
プスイッチ）Ｖ２から大気へ放出される圧縮空気Ｅの漏
れ量Ｅ１を、微小隙間Ｇ（０．０１ｍｍ）から大気へ放
出される圧縮空気Ｅの漏れ量Ｅ２に一致するように、可
動絞り弁（ギャップスイッチ）Ｖ２の絞り量を微調節す
れば良いことを意味する。この時、ダイヤフラム室Ｄ
は、比較空気通路３０Ｘからの圧力（背圧）と検知空気
通路３０（３０Ｄ）からの圧力（背圧）との相対差が等
しくなり膜Ｍを変位させず、近接センサ（無接点スイッ
チ）ＳＷは感知信号を発信しない。

【００３４】上記均衡状態にある両通路３０Ｘ，３０
（３０Ｄ）に対して、空気吐出口４Ｂに工具ホルダＨの
装着部（テーパー面）５との密着隙間が０．０１ｍｍと
なった時、この密着隙間（０．０１ｍｍ）から漏れる圧
縮空気Ｅの漏れ量Ｅ３で、比較空気通路３０Ｘの圧力
（背圧）よりも検知空気通路３０（３０Ｄ）の圧力（背
圧）が僅かに減少し、その相対差が崩れて膜Ｍを変位さ
せる。この変位を近接センサ（無接点スイッチ）ＳＷが
感知して感知信号を発信し、着座不完全を感知する。

【００３５】上記微小隙間Ｇは、（０．０１ｍｍ〜０．
５ｍｍまでの範囲内）における任意な所定値に設定した
状態において、比較空気通路３０Ｘの可動絞り弁（ギャ
ップスイッチ）Ｖ２から大気へ放出される圧縮空気Ｅの
漏れ量Ｅ１を、微小隙間Ｇから大気へ放出される圧縮空
気Ｅの漏れ量Ｅ２に一致するように、可動絞り弁（ギャ
ップスイッチ）Ｖ２の絞り量を微調節すれば、工具の着
座隙間の検出精度を０．０１ｍｍに維持できることが、
下記試験結果から確認された。

【００３６】続いて、図８に示すように、微小隙間Ｇを
各種寸法（０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍまで）に設定した
場合について、工具の着座隙間の検出精度を検証した。
先ず、設定条件は、空気供給経路３０の配管長：５ｍ
（メートル）、配管径：φ６×φ４、供給圧力：５０ｋ
Ｐａ，１００ｋＰａ，２００ｋＰａ、ノズル径（空気吐
出口４Ｂの孔径）：φ１．５、微小隙間Ｇの隙間孔径：
φ３．０とした。

【００３７】図８には、上記微小隙間Ｇの隙間寸法：
０．０１ｍｍ，０．０２ｍｍ，０．１ｍｍ，０．２ｍ
ｍ，０．５ｍｍ，０．６ｍｍの各隙間設定時について、
工具の着座隙間の検出精度（５回検出した平均値）を示
している。各微小隙間Ｇの隙間寸法において、供給圧力
を：５０ｋＰａ，１００ｋＰａ，２００ｋＰａと変化さ
せた時、工具ホルダＨの装着部（テーパー面）５との密
着隙間の検出精度は、０．００５ｍｍ〜０．０１７ｍｍ
の範囲内にあることが確認された。また、上記試験結果
から、微小隙間Ｇの隙間寸法：０．６ｍｍの隙間設定時
において、工具の着座隙間の検出精度は、０．０１９ｍ
ｍを上回り、要求される工具の着座隙間の検出精度：
０．０１ｍｍ台が保証されないことが判明した。

【００３８】従って、本発明による回転工具保持確認装
置１００において、微小隙間Ｇは、各種寸法（０．０１
ｍｍ〜０．５ｍｍまで）の範囲内に設定した場合につい
て、要求される工具の着座隙間の検出精度：０．０１ｍ
ｍ台が保証されることが明らかとなり、実用範囲の微小
隙間Ｇが確定される。勿論、空気供給経路３０の配管長
等など各種の設定条件を変更すれば、微小隙間Ｇとして
適用できるその寸法範囲（０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍま
で）は、若干変動することが容易に予測できる。

【００３９】尚、本発明の回転工具保持確認装置１００
において、工具の着座隙間の検出精度：０．０１ｍｍを
低下させる要因として、（１） 、回転主軸２の装着孔
４に設ける空気吐出口４Ｂが１つだけであると、装着孔
４に装着される工具が片当りしていると、正確な着座確
認ができない。この対策として、上記空気吐出口４Ｂ
は、図２，図３に示すように、回転主軸２の装着孔４に
おける円周上の３箇所（１２０度間隔）に開口させた
り、図４，図５に示すように、上記空気吐出口４Ｂを回
転主軸２の装着孔４における円周上に設けた環状溝４Ｃ
に開口させる。この対策にて、より一層正確な着座確認
の検出ができることを実験的に確認した。

【００４０】また、（２）、上記回転主軸２の接合部３
０Ｂは、ＮＣ制御装置により固定側ハウジング１の接合
部３０Ａに、正確な定位置停止のもとに軸心を一致させ
て停止される。しかし、両接続部３０Ａ，３０Ｂの取付
け位置や配管の内径に狂いがあったり、回転主軸２の定
位置停止に若干の狂いが発生することがある。この対策
として、図６に示すように、接合部３０Ａを回転方向に
長い長孔形状３０Ｃとし、回転主軸２の定位置停止位置
（ｉ）が回転方向の前後に或る角度（α）だけズレても
圧縮空気Ｅの空気供給経路３０に変化が起きないように
構成した。これにより、回転主軸の定位置停止が若干不
正確であっても、空気供給経路の接続部が確実に接続さ
れる。従って、空気吐出口から吐出する圧縮空気Ｅ３
は、その圧力・空気量が一定値に維持され、正確な着座
確認の検出を実行する作用・効果が発揮されることを確
認した。

【００４１】本発明の回転工具保持確認装置１００は、
以上のように、空気供給経路を非接触式の接続口構造と
し、空気式ブリッジ回路Ｂのダイヤフラム室Ｄを使用し
た密着確認センサ２４の採用により、長期間にわたり高
い検出精度が維持できる回転工具保持確認装置を提供す
ることが可能となった。

【００４２】上記回転工具保持確認装置１００は、本発
明の実施形態についての１つの具体的な事例を図示した
ものであり、本発明はこの実施形態例に限定されない。
例えば、工具とこれを装着する回転主軸は、二面拘束タ
イプの工具装着装置においても実施できる。即ち、主軸
の前端面に空気吐出口４Ｂを開口し、これに二面拘束の
工具ホルダの背面を密着させ、その密着度合いで回転工
具の保持確認を行なわせるものにも適用できる。上記主
軸の前端面に設ける空気吐出口４Ｂは、図１〜図５に示
すように、１つ孔の他、複数孔、環状溝との組合せ構成
としても良い。

【００４３】更に、上記密着確認センサ２４は、空気式
ブリッジ回路Ｂのダイヤフラム室Ｄを採用したものであ
るが、これ以外の公知となっている任意な形式の密着確
認センサが採用できる。例えば、比較空気通路３０Ｘか
らの圧力と検知空気通路３０（３０Ｄ）からの圧力との
相対差は、直接に各通路３０Ｘ，３０（３０Ｄ）の圧力
を検出する圧力センサで電気的に検出し、２つの信号レ
ベルの大小により微妙な相対差を演算する方式としても
良い。

【００４４】

【発明の効果】本発明の請求項１は、回転主軸の空気吐
出口への圧縮空気の空気供給経路は、エア圧源及び密着
検出源となる固定側ハウジングに配置した接合部と、被
検出側となる回転主軸に配置した接合部とを、一定の微
小隙間のもとに接続されているから、接合部の微小隙間
から微量のエアー漏れを発生するも、空気吐出口から吐
出する圧縮空気は、その圧力・空気量が一定値に維持さ
れ、空気供給経路内の背圧変化として密着確認センサに
より検出でき、工具ホルダの密着状態が正確に確認検出
できる効果が発揮される。

【００４５】更に、上記微少隙間は、回転主軸の回転に
よって摩耗して隙間が変動しないから、長期間にわたり
密着確認が高精度に維持される。

【００４６】請求項２は、空気供給経路における接続部
の微小隙間を、０．０１ｍｍから０．５ｍｍの範囲内に
おける所定値とすることができるから、空気供給経路に
おける接合部の微小隙間から漏れるエアー漏れを数値管
理できる。これにより、微小隙間から漏れるエアー漏れ
が有っても、工具の着座不良が正確・確実に検出でき
る。

【００４７】請求項３は、回転主軸の装着孔にあけた空
気吐出口について、密着内周面上の複数箇所に設けられ
ているから、回転主軸の装着部に、工具ホルダが偏心し
て挿入密着（円周上の片側が密着し、他方側が塵を噛ん
で隙間が残る）した場合において、どれか１つの空気吐
出口からのエアー漏れが起き、工具の保持確認がエラー
することなく、正確・確実に検出できる。

【００４８】請求項４は、装着孔にあけた空気吐出口
は、密着内周面上の全周面に開口する環状溝としたか
ら、回転主軸の装着部に、工具ホルダが偏心して挿入密
着（円周上の片側が密着し、他方側が塵を噛んで隙間が
残る）した場合において、全周面のどこかで空気吐出口
からのエアー漏れが起き、工具の保持確認がエラーする
ことなく、正確・確実に検出できる。

【００４９】請求項５は、、固定側ハウジングに配置し
た接合部は、密着内周面上の円周方向に長く開口する長
孔開口としたから、回転主軸の定位置停止が若干不正確
であっても、空気供給経路の接続部が確実に接続さ
れ、、空気吐出口から吐出する圧縮空気は、その圧力・
空気量が一定値に維持され、正確・確実な着座確認の検
出を実行できる効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示し、回転主軸装置および
回転工具保持確認装置のシステム図である。

【図２】本発明の実施形態を示し、回転主軸に明けられ
た空気吐出口の変形例の断面図である。

【図３】図２をＸーＸ線方向に見た断面図である。

【図４】本発明の実施形態を示し、回転主軸に明けられ
た空気吐出口の変形例の断面図である。

【図５】図４をＸーＸ線方向に見た断面図である。

【図６】本発明の実施形態を示し、ハウジングおよび回
転主軸に明けられた接続部の断面図とＹ―Ｙ線方向に見
た平面図である。

【図７】本発明の回転工具保持確認装置における密着確
認センサ全体の検出回路図である。

【図８】着座検知確認テストのデータ図である。

【符号の説明】

１ 固定側ハウジング ２ 回転主軸 ２Ａ 先端縁 ４ 装着孔 ４Ａ 密着内周面 ４Ｂ 空気吐出口 ４Ｃ 環状溝 ５ 装着部 １０ 主軸装置 ２４ 密着確認センサ ３０ 空気供給経路 ３０Ａ，３０Ｂ 接続部 ３０Ｃ 長孔形状 ３０Ｘ 比較空気通路 ３０（３０Ｄ） 検知空気通路 Ｂ 空気式ブリッジ回路 Ｄ ダイヤフラム室 Ｅо エア圧源 Ｅ 圧縮空気 Ｅ１ 可動絞り弁での漏れ量 Ｅ２ 微小隙間出の漏れ量 Ｅ３ 工具密着面での漏れ量 Ｇ 微小隙間 Ｈ 工具ホルダ Ｋ ドライブキー Ｋ１ キー溝 Ｍ 膜 ＳＷ 近接センサ（無接点スイッ
チ） Ｖ１ 第１固定絞り弁 Ｖ２ 可動絞り弁 Ｖ３ 第２固定絞り弁 ｉ 定位置の停止位置 α 角度 １００ 回転工具保持確認装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工具ホルダの装着部を装着させる回転主軸
   の装着孔における密着内周面に、圧縮空気の空気供給経
   路につながる空気吐出口を設け、上記工具ホルダが回転
   主軸に装着時に、上記空気吐出口から吐出する圧縮空気
   を空気供給経路内の背圧変化として密着確認センサによ
   り検出し、工具ホルダの密着状態を確認する回転工具保
   持確認装置において、上記回転主軸の空気吐出口への圧
   縮空気の空気供給経路は、エア圧源及び密着検出源とな
   る固定側ハウジングに配置した接合部と、被検出側とな
   る回転主軸に配置した接合部とを、一定の微小隙間のも
   とに接続したことを特徴とする回転工具保持確認装置。
2. 【請求項２】上記微小隙間は、０．０１ｍｍ〜０．５ｍ
   ｍまでの範囲内における所定隙間としたことを特徴とす
   る請求項１記載の回転工具保持確認装置。
3. 【請求項３】上記装着孔にあけた空気吐出口は、密着内
   周面上の複数箇所に設けてなることを特徴とする請求項
   １または２記載の回転工具保持確認装置。
4. 【請求項４】上記装着孔にあけた空気吐出口は、密着内
   周面上の全周面に開口する環状溝としたことを特徴とす
   る請求項１または２記載の回転工具保持確認装置。
5. 【請求項５】上記固定側ハウジングに配置した接合部
   は、密着内周面上の円周方向に長く開口する長孔開口と
   したことを特徴とする請求項１または２または３または
   ４記載の回転工具保持確認装置。