JP2003080409A - 工作機械の主軸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成であって、工具ホルダが主軸の先
端部に正しく装着しているか否かを確認できる工作機械
の主軸装置を提供する。 【解決手段】 ハウジング３に工具ホルダ装着確認用空
気孔２０を設け、ドローバー９には、ドローバー９の引
込みで主軸５の先端部に工具ホルダ７が正常に装着され
た時にのみ前記空気孔２０と対向するように検出部２４
ａを設け、空気孔２０から検出部２４ａに向けて噴射さ
れる圧縮空気圧と、空気孔２０から検出部２４ａ以外に
向けて噴射される圧縮空気圧とを検知するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハウジングに軸受
を介して回転可能に支持された主軸の先端部に、軸方向
後方に付勢されたドローバーによって工具ホルダを装着
するようにした工作機械の主軸装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ドローバーの後部に円板部材を取
り付け、ドローバーの移動による前記円板部材の軸方向
の位置を検出するように２個の近接スイッチがハウジン
グに設置してある工作機械の主軸装置が知られている
（特許第３１５９９２３号）。この工作機械の主軸装置
では、工具交換装置等により主軸の先端部に工具ホルダ
が挿入され、軸方向後方に付勢されたドローバーによっ
て工具ホルダが主軸の先端部に装着されるときに、ドロ
ーバーの移動による円板部材の軸方向位置が２個の近接
スイッチによって検出され、２個の近接スイッチのオン
・オフ状態により、工具ホルダが主軸の先端部に正しく
装着しているか否かを確認するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した工作機械の主
軸装置では、第１の近接スイッチがオン状態・第２の
近接スイッチがオフ状態の場合では、工具ホルダが主軸
の先端部に挿入された後、工具ホルダが正しく主軸の先
端部に装着されたことが確認される。第１・２の近接
スイッチがオフ状態の場合では、工具ホルダが主軸の先
端部に挿入された後、工具ホルダが正しく主軸の先端部
に装着されていないことが確認される。第１の近接ス
イッチがオフ状態・第２の近接スイッチがオン状態の場
合では、工具ホルダが主軸の先端部に挿入されていない
ことが確認される。このように、２個の近接スイッチを
設置したことで〜のことが確認される。ところが、
またはのどちらかが確認されると、作業者が不具合
を解消するために主軸装置を見ることから、かの確
認が作業者によって行われるので、上記を区別する
ために２個の近接スイッチを設置する必要がない。ま
た、ハウジング後部の限られたスペースに２個の近接ス
イッチを設置すると、主軸装置の後部が複雑な構成とな
る。そこで、本発明の課題は、簡単な構成であって、工
具ホルダが主軸の先端部に正しく装着しているか否かを
確認できる工作機械の主軸装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題解決のために、
本願は、ハウジングに軸受を介して回転可能に支持され
た主軸の先端部に、軸方向後方に付勢されたドローバー
によって工具ホルダを装着するようにした工作機械の主
軸装置において、前記ハウジングにドローバーに向けて
工具ホルダ装着確認用空気孔を設け、ドローバーには、
ドローバーの引込みで主軸の先端部に工具ホルダが正常
に装着された時にのみ前記空気孔と対向する検出部を備
えた検出部材を設け、前記空気孔から工具ホルダ装着確
認用圧縮空気を検出部に向けて噴射し、その圧縮空気圧
を検知する検出手段を備えた。前記検出部はリング状で
あり、検出部は空気孔径と略同じ幅とした。

【０００５】

【発明の実施の形態】実施の形態について図面を参照し
て説明する。図１に示す工作機械の主軸装置１は、主軸
駆動用モータ２の前方に、ハウジング３内に設けた複数
の軸受４を介して回転自在に支持された主軸５を連結し
て構成されたものである。主軸駆動用モータ２によって
回転する主軸５の先端部にはテーパ孔６が形成されてお
り、そのテーパ孔６には、工具マガジン（図示しない）
から工具交換装置（図示しない）により、工具Ｔが取付
けられた工具ホルダ７が挿入される。前記テーパ孔６に
連続するように主軸５の軸心には、前方が小径孔である
貫通孔８が穿設されており、その貫通孔８にはドローバ
ー９が軸方向摺動自在に挿通されている。

【０００６】ドローバー９はネジ部を形成した軸部９ａ
の後方に、後述する付勢手段１１が当接する当接部９ｂ
が形成されたものである。前記ネジ部には、ドローバー
９の軸方向後方移動により工具ホルダ７のプルスタッド
７ａと係合する保持部１０が螺合されている。ドローバ
ー９の当接部９ｂの前端面と貫通孔８の段部端面との間
には、付勢手段として例示する多数の皿バネ１１が積層
されている。この皿バネ１１のバネ力によってドローバ
ー９が軸方向後方に付勢されており、前記テーパ孔６に
挿入された工具ホルダ７のプルスタッド７ａと係合した
保持部１０が貫通孔８の軸方向後方に引込まれて、工具
ホルダ７が主軸５の先端部（テーパ孔６）に装着される
ようになっている。

【０００７】主軸５の後部には、主軸５の先端部（テー
パ孔６）に装着された工具ホルダ７の装着状態を解除す
る解除機構１２が備えられている。その解除機構１２
は、ドローバー９の当接部９ｂを貫通し、両端が主軸５
の外周面から外方に突出したピン部材１３を、主軸５外
周面に沿って前後方向に摺動自在に取付けられた移動部
材１４を介して軸方向前方に押し出すことで、工具ホル
ダ７のプルスタッド７ａと係合している保持部１０を貫
通孔８の軸方向前方に押し出し、工具ホルダ７のプルス
タッド７ａと保持部１０との係合を解除するようにした
ものである。前記移動部材１４は、図示しない駆動装置
により前方に揺動される揺動アーム１５によって軸方向
前方に移動し、工具ホルダ７が主軸５の先端部（テーパ
孔６）に挿入されると、軸方向後方に付勢されるドロー
バー９によって軸方向後方に移動するようになってい
る。

【０００８】本実施形態では、ハウジング３にドローバ
ー９に向けて工具ホルダ装着確認用空気孔２０が設けて
ある。その空気孔２０には空気供給路２１を介して空気
供給源２２から工具ホルダ装着確認用圧縮空気が供給さ
れ、空気孔２０からドローバー９に向けて圧縮空気を噴
射するようにしてある。空気供給路２１には圧縮空気圧
を検知する検出手段２３が備えてあり、その検出手段２
３によって、工具ホルダ装着確認用空気孔２０からドロ
ーバー９に向けて噴射される圧縮空気圧が検知される。
ドローバー９には、ピン部材１３を覆うように配置した
検出部材２４がネジ部材２５を介して移動部材１４に固
定してある。その検出部材２４には、空気孔２０直径と
略同じ幅であるリング状の検出部２４ａが形成してあ
り、検出部２４ａが、ドローバー９の引込みで主軸５の
先端部（テーパ孔６）に工具ホルダ７が正常に装着され
た時にのみ前記空気孔２０と微小隙間Ｌ１を介して対向
するようにしてある（図３の状態）。そして、検出部２
４ａが正しく空気孔２０と対向した時に検知されるべき
圧縮空気圧が、予め検出手段２３に設定させてあり、ド
ローバー９が後退して、工具ホルダ７を主軸５の先端部
に装着したタイミングで前記圧縮空気圧以外が検知され
ると、外部に異常を知らせるようにしてある。

【０００９】上記した工作機械の主軸装置１では、工具
マガジン（図示しない）から工具交換装置（図示しな
い）によって、工具ホルダ７が主軸５の先端部に挿入さ
れた後、ドローバー９が後退して、工具ホルダ７を主軸
５の先端部に装着したタイミングで、空気孔２０からド
ローバー９に向けて圧縮空気を噴射するようにした。す
ると、検出手段２３に検知される圧縮空気圧が、（１）
予め検出手段２３に設定させた圧縮空気圧であるとき
と、（２）前記圧縮空気圧以外であるときの２通りが確
認されるようになる。先ず、図３に示すように、ドロー
バー９に設けた検出部２４ａが微小隙間Ｌ１を介して空
気孔２０と対向する位置にあると、圧縮空気圧が（１）
の圧縮空気圧まで上昇するので、工具ホルダ７は主軸５
の先端部（テーパ孔６）に正しく装着された状態である
と確認される。

【００１０】次に、図４（ａ）に示すように、加工によ
り発生した切屑や加工領域に飛散した切削油などが工具
ホルダ７及び、主軸５の先端部（テーパ孔６）に付着し
たままドローバー９が後退したために、検出部２４ａ以
外の検出部材２０外周面が隙間Ｌ２を介して空気孔２０
と対向する位置にあると、圧縮空気圧が（１）の圧縮空
気圧まで上昇しないので、工具ホルダ７は主軸５の先端
部（テーパ孔６）に正しく装着されていない状態である
と確認される。また、図４の（ｂ）に示すように、工具
ホルダ７が主軸５の先端部に挿入されていないままドロ
ーバー９が後退したために、ドローバー９に設けた検出
部材２４が空気孔２０と対向する位置にないと、圧縮空
気圧が（１）の圧縮空気圧まで上昇しないので、工具ホ
ルダ７は主軸５の先端部（テーパ孔６）に正しく装着さ
れていない状態であると確認される。尚、本実施形態で
は、工具ホルダ７が主軸５の先端部（テーパ孔６）に正
しく装着されていないと確認されると、作業者が不具合
の解消のために主軸装置１を見ることで、工具ホルダ７
が主軸５の先端部に正常に装着されていないか、或い
は、工具ホルダ７が主軸５の先端部に装着されていない
かを判断するようにしてある。

【００１１】従って、ドローバー９に、ドローバー９の
引込みで主軸５の先端部に工具ホルダ７が正常に装着さ
れた時にのみ前記空気孔２０と微小隙間Ｌ１を介して対
向する検出部２４ａを設け、ハウジング３に設けた空気
孔２０からドローバー９に向けて圧縮空気を噴射したと
きに、前記検出部２４ａに向けて噴射された圧縮空気圧
か、それ以外の圧縮空気圧のどちらかであるかを確認す
るだけで、主軸５の先端部に工具ホルダ７が正常に装着
されたか否かの確認が容易に行えることになる。そし
て、１つの空気孔２０から噴射した圧縮空気圧を検知す
るだけの簡単な構成である。

【００１２】

【発明の効果】以上のように本発明は、ハウジングに工
具ホルダ装着確認用空気孔を設け、ドローバーには、ド
ローバーの引込みで主軸の先端部に工具ホルダが正常に
装着された時にのみ前記空気孔と対向するように検出部
を設け、空気孔から検出部に向けて噴射される圧縮空気
圧と、空気孔から検出部以外に向けて噴射される圧縮空
気圧とを検知することで、主軸の先端部に工具ホルダが
正常に装着されたか否かの確認が行える。また、主軸に
よって回転する移動部材に取付けた検出部材にリング状
の検出部を形成したことで、円周方向のどの位置におい
ても空気孔から噴射される圧縮空気が確実に検出部に吹
き付けられるため、空気孔の形成箇所の自由度が増す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工作機械の主軸装置を示す図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。

【図３】主軸の先端部に工具ホルダが正常に装着された
状態を示す図である。

【図４】主軸の先端部に工具ホルダが正常に装着されな
い状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 主軸装置 ３ ハウジング ４ 軸受 ５ 主軸 ７ 工具ホルダ ９ ドローバー ２０ 工具ホルダ装着確認用空気孔 ２３ 検出手段 ２４ 検出部材 ２４ａ 検出部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに軸受を介して回転可能に支
   持された主軸の先端部に、軸方向後方に付勢されたドロ
   ーバーによって工具ホルダを装着するようにした工作機
   械の主軸装置において、前記ハウジングにドローバーに
   向けて工具ホルダ装着確認用空気孔を設け、ドローバー
   には、ドローバーの引込みで主軸の先端部に工具ホルダ
   が正常に装着された時にのみ前記空気孔と対向する検出
   部を備えた検出部材を設け、前記空気孔から工具ホルダ
   装着確認用圧縮空気を検出部に向けて噴射し、その圧縮
   空気圧を検知する検出手段を備えたことを特徴とする工
   作機械の主軸装置。
2. 【請求項２】 検出部はリング状であり、検出部は空気
   孔径と略同じ幅であることを特徴とする請求項１記載の
   工作機械の主軸装置。