JP2002540956A - 工具スピンドル用の装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 工具スピンドルが、該スピンドルに工具を不動に取り付けるための、スピンドル１内を軸方向に変位可能の可動プルロッド３を有している。工具と反対側の、プルロッド３の端部１０がユニット４内へ延在し、該ユニットが、プルロッド端部を収容し、かつ回転するプルロッドに対し固定され、スピンドル１内でのプルロッドの軸方向位置を検知するための、プルロッド３を取り囲むスプール９を有している。プルロッド３は、工具先端へ圧力下で冷却剤を送るための中心孔６を備え、これにより冷却剤がプルロッド３の中心孔６に固定ユニットを介して供給される。プルロッド３は、また主軸１内に設けられたシリンダチャンバ１３内に収容されたピストン１１を備え、かつ軸方向の少なくとも第１孔１２ｂと第２孔１２ａとを有し、これらのうちの第１孔１２ｂは、シリンダチャンバ１３内のピストン１１の一方の側に開口し、第２孔１２ａは、シリンダチャンバ１３内のピストン１１の他方の側に開口している。また第１孔１２ｂは、ユニット４を介して圧力下で流体を供給され、それによりピストン１１と、ひいてはプルロッド３を一方の方向に変位させることで、工具が工具スピンドルに不動に取り付けられ、第２孔１２ａは、ユニット４を介して圧力下の流体を供給され、それによりピストン１１と、ひいてはプルロッド３を他方の方向に変位させることで、工具が取り外される。スピンドル１は、スピンドルとスピンドル上の回転子との冷却のため、少なくとも１つの事実上軸方向の第１と第２の通路２０ａ，２０ｂを備え、それにより、第１通路２０ｂが、ピストン１１の加圧側にシリンダチャンバ１３に狭窄部２１を介して開口しており、工具を不動に取り付ける方向にプルロッド３を変位させ、また第２通路２０ａが、流体をユニット４を介し流体源へ戻すため、プルロッド３の第２孔１２ａに開口している。プルロッドは、掃気を供給して、主軸１を介して主軸の工具先端に掃気を送るために、入口１７を介してユニット４と連通する少なくとも１つの孔１２ｃを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、スピンドルのスピンドル軸に工具を不動に取り付けるためのプルロ
ッドを有する全体として新規な工具スピンドルに関し、該プルロッドがスピンド
ル内を軸方向に変位可能であることにより、単純化され、かつ極めて高回転速度
でも工具の機能が保証される。本発明は、各請求項の特徴部分に記載された特徴
を有し、図面に記載の実施例により詳細に説明されている。

【０００２】 （本発明による工具スピンドルの一般的説明） 回転スピンドル軸が符号１で示され、図１に示した実施例では、符号２で示す
２つの玉軸受か、または２つの流体軸受２４（図５）によって軸受けされている
。軸方向に変位可能のプルロッド３は、スピンドル軸の中心に延在している。工
具（図示せず）は、スピンドル軸内を軸方向変位可能なプルロッド３に取り付け
られることで、自体公知の形式かつ詳細は図示されていない形式で、スピンドル
軸１に不動に取り付け可能である。工具とは反対側の、スピンドル軸１の端部で
は、プルロッド３がユニット４内へ突入している。ユニット４は、スピンドル１
の回転に対し不動である。

【０００３】 （工具の冷却） 管またはホースが接続される符号５で示す冷却剤用の接続部が、固定ユニット
４の中心に設けられている。該接続部を介して、冷却剤、例えば乳状液が、ポン
プによりプルロッド３の中心孔６を経て圧力下で供給される。冷却剤は、工具先
端を公知の形式で冷却するために、工具との接続部でプルロッドから排出される
。冷却剤は、既述のように、圧力下で供給される。これが、圧力下の流体を有す
る区域−中心孔６の入口前方の区域−から、冷却剤の供給圧力より低圧の第１出
口８へ、固定ユニット４と回転可能なプルロッド３との間隙を通じて、冷却剤（
流体）が漏出する理由である。間隙シールを形成するこの間隙は、シール機能を
発揮させる圧力降下を生じさせる。この間隙は小さいので、間隙を通過するのは
、冷却剤の全流量のうちの僅かな部分のみである。プルロッド３の回転中、間隙
内の流体は、流体動軸受として働き、回転中のプルロッド３に対し半径方向安定
力を作用させる。流体は、また流体動軸受内に発生する摩擦熱を除去する。流体
が出口８に達した場合に、プルロッド３と固定ユニット４とに沿った間隙に流入
しないように、気体、例えば空気（阻止空気）が、入口７から圧入され、固定ユ
ニット４内の半径方向平面内に分配される。その結果、この気体（空気）も、前
記間隙を通って、より低圧の区域へ向かうため、流体の漏れに抗して出口８へ向
かう。これにより出口８の区域に達した気体と流体とは、固定ユニット４を流出
し、この経路を通って、通路系（図示せず）から排出される。これと関連して、
既述の工具スピンドルに含まれる入口７と他の開口のそれぞれすべてが、間隙シ
ールにより半径方向で各側に境界づけられることを指摘しておかねばならない。

【０００４】 この間隙シールにより次のことが実現される： １．構成部品の摩耗なしに高回転速度時に発揮されるシール機能、 ２．半径方向安定力をプルロッド３に作用させるプルロッドの動軸受、 ３．動軸受内に発生する摩擦熱の除去、 ４．異なる種類の流体の相互混合の防止、 ５．シールからの漏れ流の処理と各ポンプユニットへの戻し。

【０００５】 （連結ロッドの軸方向位置のセンサ） 既述のように、工具は、プルロッド３によりスピンドルに不動に取り付けられ
る。該プルロッドをスピンドル内へ引き込むと、スピンドルに工具がロックされ
る。工具を外すには、プルロッド３を一定距離だけ押し出すことで、工具を取り
外すことができる。スピンドル軸の回転中に工具が弛むようなことがあれば、重
大な損傷や事故が起こり得る。したがって、極めて重要なことは、工具が実際に
堅く正しくスピンドル軸に取り付けられることだが、これまでは、それが難しか
った。

【０００６】 本発明によれば、図２に示すように、プルロッド３の軸方向位置を決定するこ
とができ、かつまた工具が正しくスピンドル軸に取り付けられているか否かを確
認することもできる。この目的のため、ユニット４はスプール９を備え、該スプ
ールの開口内へ、図では、ユニット４内にあるプルロッド３の端部が突入してい
る。スプール９は、プルロッド３の軸方向変位に対し定置され、スプール９内の
プルロッドの軸方向位置に応じて異なる電流を発生させる。スプール９内のプル
ロッド３の軸方向位置に応じて、この、位置に所属し、かつ位置に起因する特定
の電流により、十分な精度をもってスプール９内のプルロッドの軸方向位置を確
定でき、それによって、工具が交換できる場合、または工具が正しくスピンドル
軸に取り付けられ、使用され得る場合に、制限を設けることができる。周囲の影
響による障害に対する敏感度を低減するには、プルロッド３の位置情報を担う信
号は、例えば実際のデータユニットがスピンドル軸内に配置されている場合、自
体公知の技術によりアクセス可能な情報に変換するために、光ファイバにより、
スピンドルの外部のユニット、例えばコンピュータその他の制御装置へ導かれる
。これと関連して、スプール９は、原則としてプルロッド３をどの箇所ででも、
その箇所のプルロッドが材料の有意な変化をする限りにおいて、取り囲み得るこ
とを理解せねばならない。本発明の枠内で、言うまでもなく、２個以上のスプー
ル９を使用することができる。

【０００７】 （スピンドルへの工具の液圧式取り付けおよび除去） 図１は工具スピンドルを示しているが、これから明らかなことは、プルロッド
３がピストン１１を備え、ピストン１１と一体化されている点である。中心孔６
に加えて、プルロッド３も中心の周囲に分配された孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃを
有している。ピストン１１は、スピンドル軸１内に設けられたシリンダチャンバ
１３内を変位可能である。図３に示す位置では、プルロッド３はスピンドル軸１
に引き込まれており、これにより工具（図示せず）が堅持される。この位置で工
具を取り外すには、液圧液が、圧力下でユニット４の入口１６に供給され、プル
ロッド３の少なくとも１つの第１孔１２ａ内へ導入される。この第１孔は入口１
６に隣接して開口している。既述のように、入口７を介して供給された圧力下の
気体は、左方へ（図で見て）も間隙シールを通過して浸入しようとし、出口８’
から流出する。この出口８’と出口８’の左側の間隙シールとにより、入口１６
を介して加圧される区域は、流体が気体（阻止空気）と一緒に出口８’を介して
ユニット４を出るさいに、制限される。液圧液は、孔１２ａを介して、ピストン
１１の右側（図１で見て）のシリンダチャンバ１３内へ導入され、ピストンを左
方へ強制移動させる。プルロッド３は、これにより左方へ変位し、工具の取り外
しが可能になる。

【０００８】 入口１６と関連して述べたものとは異なり、入口１６に隣接する端部を密封さ
れた少なくとも１つの第２孔１２ｂ（図２）は、１個以上の開口１４’を備え、
該開口が、半径方向平面内で周方向に分配され、かつユニット４の入口１４と常
に連通するように配置されている。入口１４は、半径方向平面内で分割され、間
隙シール１４"によって入口１６から軸方向に分離されている。圧力下の液圧液
は、入口１４に供給され（それにより入口１６は、当然、圧力下にはなくなる）
、第２孔１２ｂを介してピストン１１の左方のシリンダチャンバ１３内へ導入さ
れ（図２）、ピストン１１を右方へ強制移動させ、それによってプルロッドを右
方へ変位させ、工具が固定される。プルロッド３は、この位置に、ピストン左側
に連続的に作用する加圧液圧液により維持される。冷却液に関連して既に述べた
ように、液圧液は、またユニット４とプルロッド３との間の間隙シール内へ、図
で見て左右両方向に漏出しようとする。入口１４から供給される加圧液圧液は、
左方（図２）へは、間隙シールと出口１８または大気圧を有する通路とにより制
限され、間隙シールの右方へは、間隙シールと既述のように今や圧力下にはない
入口１６とにより制限される。圧縮空気（阻止空気）は、また半径方向平面内で
分割されている、ユニット４の入口１７からも供給され、これによって更に左方
（図で見て）への液圧液の漏出を防止し、漏れ液圧液と一緒に出口１８を経てユ
ニット４から流出する。入口１７からスピンドル本体内への圧縮空気漏れを低減
または阻止するために、より低圧（大気圧）を有する出口１９が、入口１７の左
に設けられている。

【０００９】 孔１２ａは、入口１７に開口し、かつピストン１１の右方に開口しているのに
対し、第２孔１２ｂは、開口１４’を備え、入口１６に隣接する端部が密封され
、かつピストン１１の左側のシリンダチャンバ１３内に開口している。 流体軸受２４が使用されていて（図５参照）、スピンドルが、図示の設計を有
する場合、液圧液は、圧力下で入口１６と孔１２ａとを通じて導かれ、工具が取
り外される。工具を不動に取り付けるには、孔１２ｂに入口１４を介して圧力下
で液圧液を供給し、ピストン１１を図面の右方へ変位させる。こうすることで、
ピストンの右方に所在する液圧液が、孔１２ａ内に見出されることになり、今や
圧力降下した入口１６から圧出される。工具が外されると、逆のことが行われ、
液圧液が、今や圧力降下した入口１４から圧出される。

【００１０】 （ロータへの接続部でのスピンドル冷却） 既述のように、工具（図示せず）が、工具スピンドル内へのプルロッド３の変
位により不動に取り付けられる。これが、図２に示すように、ユニット４の入口
１４から第２孔１２ｂを経て、シリンダチャンバ１３の、ピストンの工具側に供
給される圧力下の液圧液により行われる。スピンドル軸１には、図示のように、
多数の、例えば１２個の軸方向通路２０ａ，２０ｂが周方向に分配され（図６参
照）、該通路が、シリンダチャンバ１３に開口している。これら１２個の通路の
うちの６個の通路２０ｂは、シリンダチャンバ内の圧力を維持するために、かつ
通路２０ａ内の目標流量を制御するために、シリンダチャンバ１３との接続部に
狭窄部２１を有しており、また該通路２０ｂは、狭窄部とは反対側の端部で、シ
リンダチャンバ１３への開口が密封されている他方の６個の通路２０ａと接続さ
れている。その代わり、これらの６個の通路２０ａは、これらの条件下では不働
のプルロッド３の第１孔１２ａに開口し、工具取り付け中は不働の入口１１６か
ら液圧液を排出する。

【００１１】 工具が取り付けられ、圧縮流体がピストン１１の左側に作用しているかぎり、
流体の一部は、狭窄部２１を介しスピンドル軸１内の通路２０ｂを通り、通路２
０ａ内を戻って、第１孔１２ａを通過し、不働の入口１６から流出する。これに
より、スピンドル軸と、スピンドル軸外側に配置され、スピンドル駆動用モータ
の一部をなす回転子とが冷却される。工具が取り外され、プルロッド３が図で見
て左方へ変位すると、液圧液が流れ方向を変え、同じようにスピンドル１を冷却
する。

【００１２】 （工具の吹き付け清掃用掃気） 図３に示すユニット４の圧縮空気入口１７は、半径方向平面内で分割され、使
用中、連続的圧縮空気を切り替えられ、プルロッド３の少なくとも１つの第３孔
１２ｃに接続されている。該第３孔は、図で見て右側端部が密封されている。プ
ルロッド３が、工具を取り外すために、左方へ変位されると、この場合は掃気と
呼ばれる圧縮空気が、符号２３で示すように、自動的にスピンドル軸１内の１つ
以上の通路からスピンドルの工具端部へ向けて放出され、工具円錐形部の接触面
が、許容される形式で吹き付け清掃される。プルロッド３を引込めて工具を取り
付けるさいは、圧縮空気流が、円錐形部と、通路２３を密閉するフランジとを有
する工具を自動的に押しのけて流れる。

【００１３】 （スピンドル軸と流体支持工具軸回転子との冷却） 図５は、符号２４で略示した流体軸受により支持された工具スピンドル１に適
用される本発明を示している。原則として、この実施例には、玉軸受に関連して
既に述べたことが妥当するが、異なる点は、通路２０ｂが、シリンダチャンバ１
３に開口しておらず、シリンダチャンバ側の端部を例えば密封されている。冷却
水は、半径方向平面内で分割された入口２５からユニット４を介して、図で見て
右端が密封されたプルロッド３の孔１２ｄへ供給され、これらの孔１２ｄを経て
、スピンドル１の中心軸線を中心として等しく分配された冷却通路２６内へ導入
される。該冷却通路の出口端部は、通路内の目標流量水準を得るために狭窄部２
７を備え、冷却水は、通路２６のところでスピンドルから排出される。この場合
、流体軸受の使用により、スピンドルは、圧力下の雰囲気、例えば連続供給され
る圧縮空気により取り囲まれて、ハウジング３３内に密封され、言い換えると、
圧力下の空気が、プルロッド３とユニット４との間の間隙シール２９’内へ連続
的に導入され、このことは、間隙内へ漏れる冷却水が、該間隙内への強制漏出を
阻止され、ユニット４から前方へ運ばれるように出口２８内に捕集されることを
意味する。

【００１４】 同じように、圧力下の空気が、スピンドル周囲の加圧空間３３のため、間隙シ
ールに供給され、左側の軸受２４を通過した流体、またはスピンドル内の狭窄部
２７を通過した冷却剤が、この間隙を介して圧入されるのが防止される。流体は
空間３０に集められ、阻止空気と一緒に、スピンドルユニットから、スピンドル
内の固定子をも冷却している数個の流路３１を介して排出される。右側の流体軸
受からの流体漏れは、軸受のいずれかの側の通路に集められ、ハウジング３３の
内圧により、管路（図示せず）を介してハウジング外へ、例えば通路３１の接続
部を経て排出される。

【００１５】 （供給システム） 既述のようにスピンドルを機能させるための重要な手段として流体（液体、気
体）を利用する場合のスピンドルの１つの問題は、高い信頼性ある作動を達成し
、流体が、意図する機能を目標体積および圧力をもって確実に果たす必要がある
ことである。 モニタシステムおよび制御システムの妨害時、またはスピンドルへの流体供給
の故障時、スピンドルの損傷発生前に、またはスピンドルの作動に危険が及ぶ前
に、スピンドルを停止する必要がある。 前記スピンドルの確実な作動は、互いに独立している供給通路を介して、特に
、例えば可とう性の接続部を必要とする極めて敏感な部分を介して行われる各機
能に対して流体が供給されることで達せられる。

【００１６】 圧力モニタおよび流量モニタを用いて、異なる機能、すなわち各通路内の圧力
や流量を連続的にモニタして、それらの値を目標限界内に引き下げることができ
る。これにより、スピンドルが回転していず、目標値が限界値以内にないことを
指示器が示すか、またはモニタユニットの機能不全を指示器が示す場合、スピン
ドルは始動できないようにすることが可能である。またスピンドルの回転中に、
影響値が目標限界値以内に降下しないこと、またはモニタユニットが機能不全で
あることを、信号が示した場合には、スピンドルのスイッチが切られる。その場
合、重要なことは、非常システムを容易に利用できて、流体供給が中止される前
に、スピンドルがそれ自体で停止できることである。

【００１７】 システム内での故障発生時に極めて重要なことは、スピンドルが停止可能なこ
とであり、また制御不能な仕方で流体が拡散し、流体の所在の能動的制御が停止
することで障害が生じる恐れのある箇所から流体を除去し得ることである。 図８は、本発明による、工具スピンドルへの機能的供給用の供給ユニットＦを
略示した図である。該ユニットは、既述のように、スピンドル１と、スピンドル
の玉軸受２または流体軸受と、間隙シールとを含んでいる。 工具スピンドルのところのスプール９から電流信号または光信号用の受信・処
理システム９Ｆが、図８の右側に示されている。該システムにより、プルロッド
３の軸方向位置が検出できる。 工具を冷却するため、圧力１０〜１４０バールの冷却流体が、工具冷却システ
ム５Ａに供給される。該システムは、流れ方向で見て、締め切り弁５０１、逆止
め弁５０２、圧力モニタ５０３から成り、圧力モニタは、前記圧力が予め定めた
限界内に降下しているかどうかを検出する。間隙シールを通過して工具スピンド
ルへ供給された冷却流体は排出され、その流れが矢印５０４の記号で示されてい
る。

【００１８】 ６バールの最低圧を有する保護空気または阻止空気が、入口７から締め切り弁
７０１を経て、阻止空気の経路７Ｆプラス圧力モニタ７０２、逆止め弁７０３、
蓄圧器７０４、調整器７０５に供給される。調整器は、排出圧を調節して目標圧
を維持する。調整器７０５からの管路は、互いに独立した少なくとも２つの供給
通路７０６に接続されており、それぞれが圧力モニタを有し、工具スピンドルの
入口７に接続されている。圧力モニタ７０２は、回路７Ｆ内に正しい圧力が支配
しているか否かをモニタする。蓄圧器７０４内には、圧力６〜７バールの一定量
の空気が蓄積される。阻止空気が消失すると、その圧力降下を圧力モニタ７０２
が検知し、工具スピンドル作動用のエネルギー供給を中止する信号が発せられる
と同時に、回路７Ｆ内の蓄圧器７０４が自動的に接続される。蓄圧器は、連続的
に空にされ、望ましくない箇所に所在する流体を、スピンドルの停止までの時間
と停止に続く時間にわたり、除去する能力を有している。

【００１９】 スピンドル−回転子２２の冷却のため、冷却剤が、例えば圧力６バールで回路
１６Ｆを介して供給される。この回路には、流れ方向の順に、回路内が十分な流
量水準か否かを検出する流量モニタ１６１、既述の圧力モニタ１６２、逆止め弁
１６３、蓄圧器１６４、調整器１６５プラス逆止め弁１６６が配置され、次いで
、この回路が、互いに独立した供給通路１６７に接続されるか、または冷却剤を
供給される。該供給通路は、それぞれ圧力モニタを有し、工具スピンドルの入口
１４，１６に接続されている。蓄圧器１６４は、圧力６〜７バールの一定量の流
体を保有している。この蓄圧器１６４は、原則として、回路７Ｆの蓄圧器７０４
と等しい形式で作動するので、スピンドル−回転子２２に、スピンドルの回転時
に冷却流体を確実に供給する。調整器１６５は、排出圧を調節して目標圧、例え
ば６バールにする。冷却流体は、通路３１（図５も参照のこと）を経てスピンド
ルから排出される。

【００２０】 工具スピンドルの流体軸受２４への流体供給用の供給システム２４Ｆは、図８
の最も左側に示されている。流体は、例えば圧力１００バールでシステムに供給
され、圧力モニタ２４１、逆止め弁２４２、蓄圧器２４３、好ましくは流量モニ
タ２４４、逆止め弁２４５を経てから、少なくとも２つの供給通路２４６を介し
てスピンドルへ導かれる。該供給通路は、互いに独立し、それぞれ圧力モニタ２
４７を含んでいる。各構成要素は、原則として、システム７Ｆと１６Ｆに関連し
て既に説明した機能に相当する機能を有している。流量モニタ２４４の機能は、
正しい量の流体流が通過するか否かを記録することである。

【００２１】 液圧回路１４Ｆは、工具の取り付け、または取り外しのため、ピストン１１の
異なる側に圧力設定する液圧システムを調節するように構成されている。回路２
４Ｆ内には、調整器１４１と逆止め弁１４２とが接続される分岐管路が、蓄圧器
２４３に後置され、かつ流量モニタ２４４に前置されている。該流量モニタ後方
では、分岐管路が多方弁、いわゆる４ポート２位置弁、交差−平行弁のいずれか
に接続されている。調整器は、例えば圧力６０バールに調節される。圧縮冷却流
体は、圧力モニタを備えた互いに独立している少なくとも２つの供給通路１４４
を経て弁１４３から排出され、かつまた工具スピンドルの入口１４から流入して
、ピストン１１を右方へ（図参照）変位させ、工具が取り付けられる。この過程
の間、弁１４３から工具スピンドル入口１６へ接続される管路１４５は、圧力下
にないので、液圧流体は排出され得る。工具を取り外すには、弁１４３を転回し
、圧力を供給通路１４４から逃がし、管路１４５を加圧する。管路１４５が目標
圧になったことを検出するために、圧力モニタ１４６が該管路に配置されている
。前記液圧流体の戻り流は、管路１４７を経て排出される。

【００２２】 システム７Ｆからは、逆止め弁５０２と圧力モニタ５０３との間でシステムに
接続されている分岐管路７０７の一方の部分が、調整器７０５の後方の逆止め弁
７０８を経て延在している。分岐管路７０７の他方の部分は、その供給通路２４
７の上流で、逆止め弁７０８ａを介してシステム２４Ｆに接続されている。分岐
管路７０７は、また逆止め弁７０９を介してシステム１４Ｆの弁１４３に接続さ
れ、同じように、システム１６Ｆに、その逆止め弁１６６の下流で逆止め弁７１
０を介して接続されている。 例えばシステム５Ｆに故障が発生すると、該システム内の圧力が、例えば４バ
ール未満に降下し、この圧力が分岐管路７０７内を支配し、スピンドルが停止す
ると、初期圧力４バールのシステムからの空気が、システム７Ｆからスピンドル
の孔６へ流入し、冷却流体をスピンドルの影響部分から除去し、ある程度まで、
工具の冷却に寄与する。逆止め弁７０８は、当然、システム５Ｆ内の冷却流体が
分岐管路７０７に侵入するのを防止する。

【００２３】 システム４Ｆ内の圧力が４バール未満に降下するか、別の故障が生じてスピン
ドルが停止した場合も、相応の形式で、システム７Ｆからの空気が、逆止め弁７
１０を開き、スピンドル内をその時点で支配している流体を強制的に排除し、あ
る程度まで工具の冷却に寄与する。 許容されない圧力降下時または他の故障時には、相応に、システム７からの圧
縮空気供給が、逆止め弁７０９および弁１４３を介してシステム１４Ｆに対して
、および／または逆止め弁７０８ａを介してシステム２４Ｆに対して行われ、不
適切な流体が排除される。 前記圧力モニタと流量モニタとは、支配的な値が、意図した限界の外にある場
合、信号を発し、スピンドルへのエネルギー供給を中止する。

【００２４】 （代替実施例） 本明細書で説明した本発明は、工具の主軸は当然別の構成も可能なので、説明
した設計だけに限定されるものではない。例えばスピンドル１は、固定ユニット
４内へ延在するようにして、固定ユニットに収容することも可能である。それに
よって、間隙シールは、固定ユニットとスピンドル１との間に設けられることに
なる。この場合、プルロッド３の代わりにスピンドル１内に液圧流体用の軸方向
孔１２ａ，１２ｂを設けることが可能である。 既述の供給システムとの関連で特定した圧力は、適当なものだが、もっぱら例
として挙げた値であり、言うまでもなく、パラメータの相違に応じて変更するこ
とができる。部品２４４〜２４７は、玉軸受を用いる場合には使用せず、システ
ムには、代わりに玉軸受の潤滑剤モニタが付加される。 同じように、略示した玉軸受２や流体軸受２４は、それぞれ自体公知の軸受け
機能を有していることを強調しておくべきであるが、それについては、説明およ
び図面が必要以上に複雑にならないように、省略した。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による工具スピンドルの略示図であり、該スピンドルは、回転対称であ
るため、半部のみを断面にて示す。

【図２】 本発明による工具スピンドルの略示図であり、該スピンドルは、回転対称であ
るため、半部のみを断面にて示す。

【図３】 本発明による工具スピンドルの略示図であり、該スピンドルは、回転対称であ
るため、半部のみを断面にて示す。

【図４】 本発明による工具スピンドルの略示図であり、該スピンドルは、回転対称であ
るため、半部のみを断面にて示す。

【図５】 本発明の別の設計を示す断面図である。

【図６】 図４のＶＩ−ＶＩ線およびＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って主軸を截断して示す断面
図である。

【図７】 図４のＶＩ−ＶＩ線およびＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って主軸を截断して示す断面
図である。

【図８】 本発明による主軸に接続された供給ユニットの略示図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ 【要約の続き】 変位させることで、工具が工具スピンドルに不動に取り 付けられ、第２孔１２ａは、ユニット４を介して圧力下 の流体を供給され、それによりピストン１１と、ひいて はプルロッド３を他方の方向に変位させることで、工具 が取り外される。スピンドル１は、スピンドルとスピン ドル上の回転子との冷却のため、少なくとも１つの事実 上軸方向の第１と第２の通路２０ａ，２０ｂを備え、そ れにより、第１通路２０ｂが、ピストン１１の加圧側に シリンダチャンバ１３に狭窄部２１を介して開口してお り、工具を不動に取り付ける方向にプルロッド３を変位 させ、また第２通路２０ａが、流体をユニット４を介し 流体源へ戻すため、プルロッド３の第２孔１２ａに開口 している。プルロッドは、掃気を供給して、主軸１を介 して主軸の工具先端に掃気を送るために、入口１７を介 してユニット４と連通する少なくとも１つの孔１２ｃを 有している。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スピンドルに工具を不動に取り付けるための、スピンドル（
   １）内を軸方向に移動可能な可動プルロッド（３）を有する工具スピンドルにお
   いて、 工具と反対側のプルロッド（３）の端部（１０）が、プルロッドの回転に対し
   て固定されたユニット（４）内へ突入し、該ユニットがプルロッド端部を受容し
   ており、ユニット（４）内では、スピンドル（１）内でのプルロッド軸方向位置
   検出用のスプール（９）が、プルロッド（３）を取り巻いており、 プルロッドが、工具先端へ圧力下で冷却剤を送るための軸方向中心孔（６）を
   備え、それにより圧力下の冷却剤が固定ユニット（４）を介してプルロッド（３
   ）の中心孔（６）に供給され、 プルロッド（３）が、スピンドル（１）内に設けられたシリンダチャンバ（１
   ３）内に収容されたピストン（１１）を備え、かつ少なくとも第１（１２ｂ）と
   第２（１２ａ）の軸方向孔を有しており、それらのうちの第１の孔（１２ｂ）が
   、シリンダチャンバ（１３）内のピストン（１１）の一方の側に開口し、第２の
   孔（１２ａ）が、ピストン（１１）の他方の側に開口しており、 第１の孔（１２ｂ）が、ユニット（４）を介し流体を圧力下で供給されること
   によりピストン（１１）を、ひいてはプルロッド（３）を一方の方向へ変位させ
   ることで、工具スピンドルに工具が固定的に取り付けられ、かつまた第２の孔（
   １２ａ）が、ユニット（４）を介し流体を圧力下で供給されることにより、ピス
   トン（１１）を、ひいてはプルロッド（３）を他方の方向へ変位させることで、
   工具が取り外され、 スピンドル（１）が、スピンドルおよびスピンドル上に取り付けられた回転子
   （２２）の冷却用に、少なくとも１つの事実上軸方向の第１と第２の通路（２０
   ａ，２０ｂ）を備え、それにより第１通路（２０ｂ）が、シリンダチャンバ（１
   ３）内に、それも工具を不動に取り付ける方向にプルロッド（３）を変位させる
   ために加圧されるピストン（１１）の側に、狭窄部（２１）を介して開口してお
   り、 第２通路（２０ａ）が、ユニット（４）を介して流体を流体源に戻すために、
   プルロッド（３）の第２孔（１２ａ）に開口しており、 プルロッドが、入口（１７）を介してユニット（４）と連通する少なくとも１
   つの孔（１２ｃ）を有し、これにより掃気が供給され、かつ掃気がスピンドル（
   １）を介してスピンドルの工具端部へ導かれることを特徴とする、可動プルロッ
   ドを有する工具スピンドル。
2. 【請求項２】 スピンドルに工具を不動に取り付けるために、スピンドル（
   １）内を軸方向に変位可能な可動プルロッド（３）を有する工具スピンドルにお
   いて、 工具と反対側のプルロッド（３）の端部（１０）が、スピンドル（１）の外部
   でユニット（４）内へ延在し、該ユニットが、プルロッドの端部を収容し、かつ
   プルロッドの回転に対して固定されており、該ユニット内に、スピンドル（１）
   内でのプルロッド軸方向位置検知用の、プルロッド（３）を取り巻くスプール（
   ９）が備えられ、 プルロッドが、工具先端へ圧力下で冷却剤を送るための軸方向中心孔（６）を
   備え、それにより圧力下の冷却剤が固定ユニット（４）を介してプルロッド（３
   ）の中心孔（６）に供給され、 プルロッド（３）が、スピンドル軸（１）内に設けられたシリンダチャンバ（
   １３）内に収容されたピストン（１１）を備え、かつ少なくとも第１（１２ｂ）
   と第２（１２ａ）の軸方向孔を有し、それらのうちの第１の孔（１２ｂ）が、シ
   リンダチャンバ（１３）内のピストン（１１）の一方の側に開口し、第２の孔（
   １２ａ）が、シリンダチャンバ（１３）内のピストン（１１）の他方の側に開口
   しており、 第１の孔（１２ｂ）が、ユニット（４）を介し流体を圧力下で供給されること
   により、ピストン（１１）を、ひいてはプルロッド（３）を一方の方向へ変位さ
   せ、それによって工具スピンドルに工具が固定的に取り付けられ、かつまた第２
   の孔（１２ａ）が、ユニット（４）を介し流体を圧力下で供給されることにより
   ピストン（１１）を、ひいてはプルロッド（３）を他方の方向へ変位させ、それ
   によって工具が取り外され、 スピンドル（１）が、スピンドルとスピンドル上に取り付けられたロータ（２
   ２）との冷却用に、１つ以上の事実上軸方向の冷却通路（２６）を備え、該冷却
   通路が、プルロッド内に設けられた少なくとも１つの軸方向孔（１２ｄ）と連通
   し、該軸方向孔が、ユニット（４）の冷却剤用入口（２５）と接続され、かつま
   た冷却通路（２６）が、冷却剤を排出するために、スピンドルの外側に開口して
   いることを特徴とする、可動プルロッドを有する工具スピンドル。
3. 【請求項３】 スピンドル（１）とその電動機（２２，３２）が、電動機（
   ２２，３２）内への冷却剤の浸入を防止するため、電動機のいずれかの側に、工
   具スピンドルの回転部分（１，３）に対する間隙シールを有する定置ハウジング
   （３３）により封じ込められた圧力下の雰囲気により取り囲まれていることを特
   徴とする、請求項２に記載された工具スピンドル。
4. 【請求項４】 入口（５）が、中心孔（６）へ圧力下で冷却剤を導入するよ
   うに構成され、入口（１４，１６）が、第１と第２の孔（１２ｂ，１２ａ）へ圧
   力下で冷却剤を導入するように構成され、これによって、圧力下の気体用の入口
   （７，１７）が、各入口（５；１４，１６）の少なくとも一方の側に設けられ、
   かつ出口（８，８’，１８）が、圧力下の気体用の各入口（７，１７）の間に設
   けられ、圧力下の冷却材と流体用の入口（５；１４，１６）が、冷却材および流
   体の圧力より低圧に連通しており、これにより入口（７，１７）内の圧力下の気
   体が、出口（８，８’，１８）内の圧力より高い圧力を有することを特徴とする
   、請求項１に記載された工具スピンドル。
5. 【請求項５】 前記工具スピンドルが、玉軸受（２）により支承されている
   ことを特徴とする、請求項１または請求項４に記載された工具スピンドル。
6. 【請求項６】 前記工具スピンドルが、液体軸受（２４）により支承されて
   いることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載された工具スピンドル。