JP2005081489A - 工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 主軸のテーパ穴と工具ホルダのテーパシャンクの接触面の清掃を確実に行うことができるとともに、エア噴射ノズルの配列箇所を少なくでき、ワークの加工作業時には主軸の振れを抑制して加工精度を向上することができる工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃方法を提供する。
【解決手段】 主軸２３に連結された内側リング２８のテーパ穴２８ａに工具ホルダ５のテーパシャンク３４を嵌入しクランプ機構によって内側リング２８にテーパシャンク３４を固定可能に構成する。前記内側リング２８のテーパ穴２８ａとテーパシャンク３４の外周面３４ａとの間に、僅かな隙間Ｇ１を形成するとともに、内側リング２８の前端面２８ｂと工具ホルダ５の本体の後端面５ｃとの間にも僅かな隙間Ｇ２を形成した状態で、主軸２３を回転しながら内側リング２８に設けたエア噴射ノズル５６，５７，５８によってエアを噴射し外周面３４ａの清掃を行う。
【選択図】 図１

Description

この発明は、工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃方法及びその装置に関するものである。

一般に、工作機械の主軸装置においては、主軸ヘッドの内周面に主軸を回転可能に支持し、該主軸の先端部に形成したテーパ穴に工具ホルダのテーパシャンクを取り外し可能に装着し、主軸内に工具ホルダをクランプするクランプ機構を設けている。又、工作機械には主軸装置に対し前記工具ホルダを自動的に脱着交換するための交換装置が備えられている。さらに、主軸装置には、前記工具ホルダのテーパシャンクとテーパ穴の接触界面を清掃するための清掃用のエアを供給するエア供給機構が備えられている。

上記エア供給機構による清掃作業は、前記工具ホルダを交換装置の把持部材により把持するとともに、前記工具ホルダのテーパシャンクの外周面と、テーパ穴の内周面との間に僅かな隙間を形成する。そして、主軸のテーパ穴の内周面に開口されたエア噴射ノズルからエアを前記隙間に噴射して工具ホルダの外周面とテーパ穴の内周面の清掃作業を行うようになっている。（特許文献１参照）
特開平７−２１４４５４号公報

ところが、上記従来の工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃方法は、主軸が停止された状態でエア噴射ノズルからエアが噴射されるので、エア噴射ノズルと対応する工具ホルダのテーパシャンクの外周面及びテーパ穴の内周面は清掃されるが、それ以外の部分は清掃されない恐れがあった。清掃が不完全で工具ホルダが主軸に取付けられると、切粉などの付着物が工具ホルダのテーパシャンクと主軸のテーパ穴の密着部に噛み込むことにより工具ホルダ及び工具の振れ量の増大による主軸の振動や、それに起因するワークの加工精度が低下するという問題がある。

上記問題を解消するためエアの噴射圧力を高める増圧装置を設けたり、エア噴射ノズルの配列箇所を増加させたりすることが考えられる。しかし、増圧装置を用いた場合には、増圧分のエネルギーの損失、装置の設置スペースの増大、装置のコストが増大するという問題があった。一方、エア噴射ノズルの配列箇所を増加させる場合には、配管（エア供給経路）が複雑になり、無駄なスペースが増え、コストが増大するという問題があった。

本発明は、主軸のテーパ穴と工具ホルダのテーパシャンクの接触面の清掃を確実に行うことができるとともに、主軸の振れを抑制し、エア噴射ノズルの配列箇所を少なくでき、配管を簡素化でき、コストの低減を図ることができる工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃方法及びその装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、主軸装置の主軸ヘッドの内周面に主軸を回転可能に支持し、該主軸の先端部に設けたテーパ穴に工具ホルダのテーパシャンクを取り外し可能に装着し、主軸内に工具ホルダをクランプするためのクランプ機構を設け、前記主軸に前記工具ホルダとテーパ穴の清掃用のエアを供給するエア噴射ノズルを形成し、前記工具ホルダの交換装置を備えた工作機械において、前記工具ホルダを交換装置の把持部材により把持するとともに、前記工具ホルダのテーパシャンクの外周面とテーパ穴の内周面との間に隙間を形成した状態で、前記主軸を回転させながらエア噴射ノズルからエアを前記隙間に噴射してテーパシャンクの外周面とテーパ穴の内周面の清掃作業を行うようにしたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、主軸装置の主軸ヘッドの内周面に主軸を回転可能に支持し、該主軸の先端部に設けたテーパ穴に工具ホルダのテーパシャンクを取り外し可能に装着し、主軸内に工具ホルダをクランプするクランプ機構を設け、前記主軸に前記工具ホルダとテーパ穴の清掃用のエアを供給するエア噴射ノズルを形成し、前記工具ホルダの交換装置を備えた工作機械において、前記工具ホルダを交換装置の把持部材により把持するとともに、前記テーパシャンクの外周面とテーパ穴の内周面との間に隙間を形成した状態で、前記主軸を回転させながらエア噴射ノズルからエアを前記隙間に噴射して工具ホルダの外周面とテーパ穴の内周面の清掃作業を行わせる主軸の回転制御手段を備えたことを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記主軸ヘッドの先端部の内周面と主軸の先端部の外周面との間には、主軸の回転中において主軸ヘッド側から主軸のエア噴射ノズルに連続的にエアを供給するための環状溝が形成されていることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３において、前記主軸の先端面と工具ホルダのフランジ部の主軸側の後端面との間には、工具ホルダのアンクランプ状態において、隙間が形成され、主軸の先端面に開口したエア噴射ノズルから清掃用のエアが供給されるようになっていることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項において、前記クランプ機構は主軸内に設けたドローイングバーと、このドローイングバーの先端部に形成した第一凹部に係合されたボールと、主軸に連結されたカラーに形成された保持孔と、前記第一凹部と対応してドローイングバーに形成された第二凹部と、前記工具ホルダのテーパシャンクに形成され、かつ前記保持孔に係合されたボールを係合可能な固定孔と、前記ドローイングバーを常には後方のクランプ位置に付勢するための付勢部材と、前記主軸ヘッドとドローイングバーの後端部に設けられ、該ドローイングバーをクランプ位置からアンクランプ位置に切り換えるための切換機構とにより構成され、該切換機構はドローイングバーの後端部に設けた作動部材と、前記主軸ヘッド内に設けられ、かつ前記作動部材を前方に移動するためのピストン部を備えた可動筒体とにより構成され、工具ホルダの清掃作業中に前記可動筒体をアンクランプ位置からクランプ位置に切り換えて作動部材から離隔するように構成されていることを要旨とする。

本発明によれば、主軸に対し工具ホルダをクランプするクランプ機構がアンクランプ状態となり、工具交換装置の把持部材により工具ホルダが把持された状態において、主軸のテーパ穴の内周面と工具ホルダのテーパシャンクの外周面との間に隙間を形成する。この状態で、主軸を回転しながらエア噴射ノズルからエアを前記隙間に噴射するようにした。このため、主軸のテーパ穴の内周面と工具ホルダのテーパシャンクの外周面の清掃を確実に行うことができる。従って、切粉などの付着を抑制することができるため、主軸に工具ホルダが適正に装着されるので、ワークの加工の際に、主軸の振れを抑制して加工精度を向上することができる。さらに、主軸を回転することでエア噴射ノズルを旋回させるので、該エア噴射ノズルの配列箇所を少なくでき、配管を簡素化でき、コストの低減を図ることができる。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図７に示すように、ベッド１上にはサドル２がＺ軸方向へ移動可能に配設されている。サドル２上にはコラム３がＸ軸方向（紙面直交方向）へ移動可能に支持され、このコラム３には主軸装置４がＹ軸（上下）方向へ移動可能に支持されている。主軸装置４には工具ホルダ５を介してドリル等の工具６が着脱可能に装着されている。そして、主軸装置４が図７に鎖線で示す下方の加工位置Ｐ１に移動配置された状態で、工具ホルダ５が回転されながら、サドル２が図示しないテーブル上のワークに対して接近離間移動されて、工具６によりワークに所定の加工が施される。

前記ベッド１上にはフレーム７が立設されている。主軸装置４の軸線方向へ平行に延びるように、フレーム７の前後両側部には一対の工具マガジン８が配設され、その上部には複数の工具収納部８ａが形成されている。そして、各工具マガジン８の工具収納部８ａには、種類、長さ、太さ等の異なった工具６が工具ポット９に嵌挿した状態で着脱可能に保持されて、一直線状に配置されている。

前記主軸装置４と工具マガジン８との間に位置するように、フレーム７の側面には工具交換のための待機部１０が設けられている。この待機部１０には、一対の保持体１１が主軸装置４の上方位置において上下方向へ延びるように配設されている。そして、工具マガジン８から工具ホルダ５が工具ポット９とともに移送されたとき、工具ポット９が保持体１１に係合されて、工具ホルダ５が待機部１０に待機保持される。

前記主軸装置４と待機部１０との間に位置するように、フレーム７には工具交換装置１２が配設されている。この工具交換装置１２は、主軸装置４の軸線と平行な軸線上で回動可能及び軸線方向へ進退移動可能に支持された工具交換アーム１３を備え、その両端には工具把持部１３ａが形成されている。そして、主軸装置４が図７に実線で示す上方の工具交換位置Ｐ２に移動配置された状態で、工具交換アーム１３が水平軸線を中心として回動した後にＺ軸方向に進退移動されることにより、主軸装置４に装着された工具ホルダ５と、待機部１０の工具ホルダ５とが、工具把持部１３ａにて把持されて同時に脱着交換される。

前記待機部１０と工具マガジン８との間に位置するように、フレーム７上には工具受け渡し装置１４が配設されている。そして、この工具受け渡し装置１４により、工具ホルダ５が工具ポット９とともに移動されて、待機部１０と工具マガジン８との間で工具ホルダ５の受け渡しが行われる。

次に、主軸装置４の構成について説明する。
図１は主軸装置４の先端部の部分拡大断面で、工具ホルダ５がアンクランプ状態となりその清掃作業が可能な状態を示す。図２は主軸装置４の前半分の断面で、同じく工具ホルダ５がアンクランプ状態で工具ホルダ５が主軸２３から取り外された状態を示す。又、図３は図２と同じ状態の主軸装置４の後半部の断面を示す。図４は主軸装置４の前半分の断面で、工具ホルダ５のクランプ状態を示し、図５は図４と同じクランプ状態の主軸装置４の後半部の断面を示す。

図２及び図３に示すように、主軸装置４の主軸ヘッド２１は外筒２２Ａ及び内筒２２Ｂから構成され、その内筒２２Ｂの内側には主軸２３が複数のベアリング２４を介して回転可能に支持されている。主軸２３の軸心に沿って形成された貫通孔２３ａ内にはドローイングバー２５が配設されている。このドローイングバー２５は、主軸２３の貫通孔２３ａ内を前後方向に摺動可能に挿通されている。該バー２５は貫通孔２３ａ内に収容された付勢部材としての皿バネ２６によって後退方向（図１，２，３の右方）、つまりクランプ位置に付勢されている。

図１及び図２に示すように、主軸ヘッド２１の前端面には外側リング２７が固着され、主軸２３の前端面には内側リング２８が固着されている。図２に示すように、内側リング２８の内方において主軸２３の前端部には横円筒状をなすカラー２９が連結され、そのカラー２９の前端部の径方向に関して対向する位置には、一対の保持孔３０が穿設されている。各保持孔３０内にはボール３１がそれぞれ嵌入されている。

前記ドローイングバー２５の前端部には、前記カラー２９の保持孔３０と対応する位置に、一対の第一凹部３２が半球状に窪んだ形状に穿設されるとともに、各第一凹部３２の前方には第二凹部３３がテーパ状に形成されている。図１及び図２に示すように、これら第一凹部３２及び第二凹部３３は、前記一対のボール３１と係合することができるようになっている。内側リング２８の内周面は、前端側（図２の左方）ほど拡がるテーパ形状に形成されたテーパ穴２８ａとなっている。

図４に示すように、主軸２３の前端部には工具６を装着した工具ホルダ５が嵌脱可能に装着されている。図２に示すように、この工具ホルダ５のフランジ部５ａの外周面には前記工具把持部１３ａにより把持される把持溝５ｂが形成されている。工具ホルダ５のフランジ部５ａの後端面５ｃにはテーパシャンク３４が一体に突出されている。前記テーパシャンク３４の中央部には、前記カラー２９の保持孔３０と対応する位置に一対の固定孔３５が穿設され、前記一対のボール３１と係合可能になっている。

従って、ドローイングバー２５が皿バネ２６の付勢力に抗して図１，２に示すように前方へ移動された状態では、カラー２９に形成された保持孔３０内のボール３１が第一凹部３２に落ち込み、テーパシャンク３４の固定孔３５からボール３１が離脱して工具ホルダ５がアンクランプ状態となる。反対に、ドローイングバー２５が皿バネ２６の付勢力によって図４に示すように後方へ移動された状態では、保持孔３０内のボール３１が第二凹部３３によって第一凹部３２から離れて固定孔３５へ嵌入され、工具ホルダ５がクランプ状態となる。

次に、図３及び図５に基づいて、前記ドローイングバー２５を皿バネ２６の付勢力に抗して図４に示すクランプ位置から図２に示すアンクランプ位置に切り換え動作するための切換機構３６について説明する。

図３に示すように前記ドローイングバー２５の後端部には横円筒状をなす筒体３７が直列に連結され、この筒体３７の前端面はドローイングバー２５の外周面に嵌合したスリーブ３８の後端面に当接され、このスリーブ３８の前端面に前記皿バネ２６が押圧されている。前記筒体３７には作動部材３９が貫通支持され、この作動部材３９は前記主軸２３に形成した前後方向に指向する案内溝２３ｂを貫通して主軸２３の外方に突出されている。

前記外筒２２Ａの後端寄り内周面には可動筒体４０が前後方向の往復動可能に収容され、外筒２２Ａの後端部には蓋体４１がボルト４２によって固定されている。前記可動筒体４０の後端面には位置規制リング４３がボルト４４によって固定され、位置規制リング４３が蓋体４１に当接することで可動筒体４０の前進位置が規制されるようになっている。前記可動筒体４０の内周面には前記作動部材３９の後端面３９ａに当接可能な段差部４０ａが一体に形成されている。前記可動筒体４０の外周面にはピストン部４０ｂが一体に膨出形成され、このピストン部４０ｂの後端面と前記蓋体４１の前面との間には第１加圧室４５が形成され、ピストン部４０ｂの前端面と外筒２２Ａの内周面に形成した段差面２２ｃとの間には第２加圧室４６が形成されている。前記第１加圧室４５又は第２加圧室４６には外筒２２Ａに設けた通路４７又は通路４８から作動油が供給されるようになっている。

この実施形態では、前記ドローイングバー２５、皿バネ２６、カラー２９、保持孔３０、ボール３１、第一凹部３２、第二凹部３３、テーパシャンク３４、固定孔３５及び切換機構３６等により前記工具ホルダ５のクランプ機構を構成している。

図３は通路４７から第１加圧室４５内に作動油が供給され、可動筒体４０が前方へ移動して、段差部４０ａによって作動部材３９の後端面３９ａが前方へ押動され、皿バネ２６の付勢力に抗してドローイングバー２５及び筒体３７が前方へ移動され、図１，２に示すように工具ホルダ５がアンクランプ状態となっている。この状態において前記通路４７による第１加圧室４５内への作動油の供給を停止すると、皿バネ２６の蓄勢力によってドローイングバー２５、筒体３７、スリーブ３８及び作動部材３９等が図５に示すように最後退位置に移動され、工具ホルダ５がクランプ状態となる。さらに、前記通路４８から第２加圧室４６内に作動油が供給されると、可動筒体４０が後方に移動され、作動部材３９の後端面３９ａから可動筒体４０の段差部４０ａが離隔される。

次に、この発明の要部の構成について説明する。
図２に示すように、外筒２２Ａ、内筒２２Ｂ及び外側リング２７には、圧力エア供給源５０から送られた圧力エアを主軸２３の先端部に取り付けた内側リング２８側へ導くためのエア供給通路５１，５２，５３が形成されている。前記内側リング２８の内部にはエア供給通路５３に連通するようにエア供給通路５４が形成され、このエア供給通路５４には前後方向に指向するエア通路５５が連通するように形成され、このエア通路５５には第１、第２及び第３エア噴射ノズル５６，５７，５８が連通されている。前記圧力エア供給源５０の出口側には開閉弁５９が設けられている。前記第１エア噴射ノズル５６は工具ホルダ５の本体の後端面５ｃに圧力エアを吹き付けてその清掃を行うようになっている。又、第２、第３エア噴射ノズル５７，５８は前記テーパシャンク３４の外周面３４ａにそれぞれエアを吹きつけてその清掃を行うようになっている。前記エア噴射ノズル５６，５７，５８は図６に示すように、この実施形態では８箇所に設けられている。

前記主軸２３は図示しないサーボモータによって回転されるようになっていて、工具ホルダ５のアンクランプ状態において、図示しない回転制御手段としての制御装置からの制御信号により低速で回転が制御されるようになっている。

上記実施形態の工作機械の作用について以下に説明する。
この工作機械の加工運転時には、図４に示すように主軸２３の先端にドリル等の所定の工具６が装着された状態で、主軸装置４が図７に鎖線で示す下方の加工位置Ｐ１に移動配置される。この状態で、工具ホルダ５が回転されながら、サドル２が図示しないテーブル上のワークに対して接近離間移動されて、工具６によりワークに対し穿孔等の所定の加工が施される。

この加工終了後に、主軸装置４に装着されている工具６を、工具マガジン８の工具収納部８ａに保持されている別の工具６と交換する場合には、主軸装置４が図７に実線で示す上方の工具交換位置Ｐ２に移動される。この状態で、工具交換装置１２の工具交換アーム１３が回動及び進退移動され、主軸装置４に装着されている工具ホルダ５と、待機部１０の保持体１１に保持された工具ホルダ５とが同時に脱着交換される。

図４及び図５は主軸２３に工具ホルダ５が装着されたクランプ状態の主軸装置４を示す。この状態において、工具ホルダ５を交換する場合には、まず、主軸２３が工具交換位置にオリエンテーションされる。図４に示されるようにこの状態で主軸装置４各部の動作を制御する図示しない制御装置からの制御信号により前記切換機構３６の第１加圧室４５内に作動油が供給されて、可動筒体４０及び作動部材３９が前進され、ドローイングバー２５が皿バネ２６の付勢力に抗して前進される。このとき、ドローイングバー２５の前端部の第二凹部３３に係合されていた一対のボール３１は、いずれもカラー２９の外周面よりも内方に移動されて第一凹部３２と係合され、図１，２，３に示されるようなアンクランプ状態になる。

次に、工具交換装置１２の工具交換アーム１３により工具ホルダ５を主軸２３の前端部から引き抜くことによって、工具ホルダ５のテーパシャンク３４がテーパ穴２８ａから図２に示すように離間される。

その後、工具交換アーム１３により交換用の別の工具ホルダ５のテーパシャンク３４をテーパ穴２８ａ内に挿入した後、図３に示す切換機構３６の第１加圧室４５への作動油の供給を停止し、かつ第２加圧室４６内に作動油を供給する。すると、皿バネ２６の蓄勢力によってドローイングバー２５が後方に摺動される。このとき、ドローイングバー２５の前端部の両第一凹部３２と係合されていた一対のボール３１は、図４に示すようにドローイングバー２５の摺動に伴って、第二凹部３３と係合されるとともに、テーパシャンク３４の固定孔３５と係合されることによって、工具ホルダ５を主軸２３の前端部に抜け止め係止することができる。その結果、主軸装置４は再び図４に示されるような工具ホルダ５のクランプ状態になる。

次に、工具ホルダ５のテーパシャンク３４の外周面３４ａの清掃作業を行う行う場合について説明する。
この清掃作業は、次のようにして行われる。前記主軸２３から工具ホルダ５を取り外す際に、工具ホルダ５がアンクランプ状態になった後、図１に示すように内側リング２８のテーパ穴２８ａから工具ホルダ５のテーパシャンク３４を軸方向に僅かに離隔する。この動作は、工具ホルダ５の把持溝５ｂが工具交換アーム１３の工具把持部１３ａによって把持された状態で、主軸装置４又は工具交換アーム１３を図７においてＺ軸方向に僅かに移動することによって行われる。この主軸装置４の移動によってテーパ穴２８ａの内周面とテーパシャンク３４の外周面３４ａとの間に僅かな隙間Ｇ１が形成され、かつ内側リング２８の前端面２８ｂと工具ホルダ５のフランジ部５ａの後端面５ｃとの間にも僅かな隙間Ｇ２が形成される。この状態で、図示しないサーボモータにより主軸２３、ドローイングバー２５及びカラー２９が低速で回転されるとともに開閉弁５９が開放される。すると、内側リング２８に設けたエア噴射ノズル５６，５７，５８から高圧のエアが工具ホルダ５のフランジ部５ａの後端面５ｃ及びテーパシャンク３４の外周面３４ａに吹き付けられ、後端面５ｃ及び外周面３４ａに付着していた切粉が吹き飛ばされてその清掃が行われる。又、内側リング２８のテーパ穴２８ａの内周面と前端面２８ｂの清掃も行われる。

図１に示す工具ホルダ５のアンクランプ状態においては、図３に示すように切換機構３６の可動筒体４０の段差部４０ａが作動部材３９の後端面３９ａに接触された状態にある。従って、主軸２３及び作動部材３９の回転動作中に段差部４０ａと後端面３９ａが摺動接触するので、その摩耗が生じる。これを防止する場合には次の動作を行う。即ち、前記工具ホルダ５の前方への引き出し距離を多くして、テーパシャンク３４の内周面３４ｂがボール３１と対応するようにする。次に、図１に示す工具ホルダ５のアンクランプ状態で、図３において切換機構３６の第２加圧室４６に作動油を供給し、可動筒体４０を後退させる。これによって後端面３９ａから段差部４０ａが離隔され、主軸２３及び作動部材３９の回転中に作動部材３９が可動筒体４０に摺動接触して摩耗するのが防止される。なお、可動筒体４０が後退されてもボール３１が内周面３４ｂに接触するので、ドローイングバー２５はアンクランプ位置とほぼ同じ位置に保持される。工具ホルダ５の清掃作業中に主軸２３が回転されてもボール３１がテーパシャンク３４の内周面３４ｂに転動接触されることになりボール３１及び内周面３４ｂの摩耗が防止される。

以上の清掃作業が終了した後、切換機構３６の可動筒体４０が前進されて、ドローイングバー２５がアンクランプ位置に切り換えられ、この状態で工具交換アーム１３が主軸２３から離隔されて、工具ホルダ５が主軸２３から引き離される。

工具ホルダ５の清掃作業は、主軸装置４の主軸２３に工具ホルダ５を装着する際に、図１に示すようにテーパ穴２８ａとテーパシャンク３４の外周面３４ａとの間に前記隙間Ｇ１，Ｇ２を形成することにより前述した清掃作業と同様に行うこともできる。

清掃作業終了後に主軸２３をオリエンテーションさせる。
上記実施形態の工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃方法によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）上記実施形態では、主軸２３に対し工具ホルダ５をクランプするクランプ機構のアンクランプ状態において、内側リング２８と工具ホルダ５の間に隙間Ｇ１，Ｇ２を形成する。又、主軸２３を回転しながらエア噴射ノズル５６，５７，５８からエアを工具ホルダ５の本体の後端面５ｃ及びテーパシャンク３４の外周面３４ａに噴射するようにした。このため、工具ホルダ５の本体の後端面５ｃ及びテーパシャンク３４の外周面３４ａ全域にわたってエアを噴射することができ、清掃作業を迅速かつ確実に行うことができる。従って、主軸２３に工具ホルダ５が適正に装着されるので、ワークの加工の際に、主軸２３の振れを抑制して加工精度を向上することができる。

（２）上記実施形態では、外側リング２７の内周面２７ａに対し環状溝２７ｂを形成してエア供給通路５４とエア供給通路５３が主軸回転時においても常に連通されるようにした。このため、工具ホルダ５の清掃作業中にエアを連続的に供給することができ、清掃作業能率を向上することができる。

（３）上記実施形態では、主軸２３及び内側リング２８を回転することにより第１、第２及び第３エア噴射ノズル５６，５７，５８を旋回するようにしたので、エア噴射ノズルの配置カ所を少なくすることができる。このため、清掃用エアの配管（供給経路）を簡素化して、製造を容易に行い、コストの低減を図ることができる。

（４）上記実施形態では、工具ホルダ５の清掃作業中において、切換機構３６の可動筒体４０を後退動作させ、作動部材３９の後端面３９ａから可動筒体４０の段差部４０ａが離隔されようにした。このため、清掃作業中の主軸２３の回転中に作動部材３９と可動筒体４０が摺動するのをなくして摩耗を防止することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 作動部材３９の後端面３９ａ及び可動筒体４０の段差部４０ａに相当する部分を摩擦係数が低い材質に置き換え、アンクランプ状態のまま主軸２３を回転させるようにしてもよい。

○ 前記実施形態では、主軸装置４がコラム３とともにＺ軸方向に往復動されるようにしたが、コラム３に対し主軸装置４のみをＺ軸方向に往復動するクイル移動タイプの構成としてもよい。

○ 前記実施形態では、工具交換装置１２の工具交換アーム１３を用いて工具ホルダ５を把持した状態で、清掃作業を行うようにしたが、この工具交換アーム１３を用いることなく、直線状又は円盤状に装設された工具マガジンに把持された工具ホルダに主軸装置４を進退させて、工具ホルダの脱着を行う方式の工作機械に具体化してもよい。

○ 前記クランプ機構の構成を適宜に変更してもよい。
○ 前記エア噴射ノズル５６を内側リング２８の先端面の幅方向に複数カ所に形成してもよい。この場合には工具ホルダ５の本体の後端面５ｃの清掃を効率的に行うことができる。

○ エアブロー及び主軸２３の回転は、工具交換動作中常に行ってもよい。但し、この場合には、新しい工具を挿入する前に主軸２３をオリエンテーションさせる必要がある。

工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃方法を説明する要部拡大断面図。 主軸装置の前半部の工具ホルダのアンクランプ状態を示す拡大断面図。 主軸装置の後半部の工具ホルダのアンクランプ状態を示す拡大断面図。 主軸装置の前半部の工具ホルダのクランプ状態を示す拡大断面図。 主軸装置の後半部の工具ホルダのクランプ状態を示す拡大断面図。 主軸装置の主軸付近の拡大正面図。 工作機械全体を示す側面図。

符号の説明

Ｇ１，Ｇ２…隙間、４…主軸装置、５…工具ホルダ、５ａ…フランジ部、５ｃ，３９ａ…後端面、２１…主軸ヘッド、２３…主軸、２５…ドローイングバー、３４ｂ…内周面、２７ｂ…環状溝、２８ａ…テーパ穴、２９…カラー、３０…保持孔、３１…ボール、３２…第一凹部、３３…第二凹部、３４…テーパシャンク、３４ａ…外周面、３５…固定孔、３６…切換機構、３９…作動部材、４０…可動筒体、４０ｂ…ピストン部、５６，５７，５８…エア噴射ノズル。

Claims (5)

1. 主軸装置の主軸ヘッドの内周面に主軸を回転可能に支持し、該主軸の先端部に設けたテーパ穴に工具ホルダのテーパシャンクを取り外し可能に装着し、主軸内に工具ホルダをクランプするためのクランプ機構を設け、前記主軸に前記工具ホルダとテーパ穴の清掃用のエアを供給するエア噴射ノズルを形成し、前記工具ホルダの交換装置を備えた工作機械において、
   前記工具ホルダを交換装置の把持部材により把持するとともに、前記工具ホルダのテーパシャンクの外周面とテーパ穴の内周面との間に隙間を形成した状態で、前記主軸を回転させながらエア噴射ノズルからエアを前記隙間に噴射してテーパシャンクの外周面とテーパ穴の内周面の清掃作業を行うようにしたことを特徴とする工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃方法。
2. 主軸装置の主軸ヘッドの内周面に主軸を回転可能に支持し、該主軸の先端部に設けたテーパ穴に工具ホルダのテーパシャンクを取り外し可能に装着し、主軸内に工具ホルダをクランプするクランプ機構を設け、前記主軸に前記工具ホルダとテーパ穴の清掃用のエアを供給するエア噴射ノズルを形成し、前記工具ホルダの交換装置を備えた工作機械において、
   前記工具ホルダを交換装置の把持部材により把持するとともに、前記テーパシャンクの外周面とテーパ穴の内周面との間に隙間を形成した状態で、前記主軸を回転させながらエア噴射ノズルからエアを前記隙間に噴射して工具ホルダの外周面とテーパ穴の内周面の清掃作業を行わせる主軸の回転制御手段を備えたことを特徴とする工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置。
3. 請求項２において、前記主軸ヘッドの先端部の内周面と主軸の先端部の外周面との間には、主軸の回転中において主軸ヘッド側から主軸のエア噴射ノズルに連続的にエアを供給するための環状溝が形成されている工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置。
4. 請求項２又は３において、前記主軸の先端面と工具ホルダのフランジ部の主軸側の後端面との間には、工具ホルダのアンクランプ状態において、隙間が形成され、主軸の先端面に開口したエア噴射ノズルから清掃用のエアが供給されるようになっている工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置。
5. 請求項２〜４のいずれか一項において、前記クランプ機構は主軸内に設けたドローイングバーと、このドローイングバーの先端部に形成した第一凹部に係合されたボールと、主軸に連結されたカラーに形成された保持孔と、前記第一凹部と対応してドローイングバーに形成された第二凹部と、前記工具ホルダのテーパシャンクに形成され、かつ前記保持孔に係合されたボールを係合可能な固定孔と、前記ドローイングバーを常には後方のクランプ位置に付勢するための付勢部材と、前記主軸ヘッドとドローイングバーの後端部に設けられ、該ドローイングバーをクランプ位置からアンクランプ位置に切り換えるための切換機構とにより構成され、該切換機構はドローイングバーの後端部に設けた作動部材と、前記主軸ヘッド内に設けられ、かつ前記作動部材を前方に移動するためのピストン部を備えた可動筒体とにより構成され、工具ホルダの清掃作業中に前記可動筒体をアンクランプ位置からクランプ位置に切り換えて作動部材から離隔するように構成されている工作機械における主軸装置の工具ホルダ嵌合部の清掃装置。

Images