JP3848813B2

JP3848813B2 - 主軸と工具ホルダとの間の嵌合部を清浄化する方法、工具ホルダとの間の嵌合部を清浄化する機能を備えた主軸装置およびこれらに使用する工具ホルダ

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Publication number: JP3848813B2
Application number: JP2000128365A
Authority: JP
Inventors: 浩一酒井; 正直加藤; 二郎川村; 淳二服部
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Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JP2001310229A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸と工具ホルダとの間の嵌合部を清浄化する方法、工具ホルダとの間の嵌合部を清浄化する機能を備えた主軸装置およびこれらに使用する工具ホルダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
マシニングセンタなどのように、工具を固着した複数の工具ホルダを主軸先端部のテーパ孔に交互に装着して工具交換を行うようにした工作機械においては、主軸のテーパ孔と工具ホルダのテーパ面に付着した切り屑や塵芥などを除去して両者の嵌合を密にする必要がある。このために従来は、例えば実公昭４８−４３１９３号公報、実開平７−４００５３号公報などに示すように、工具ホルダの交換時に主軸のテーパ孔あるいは端面と工具ホルダの間に生じる隙間に加圧エアーを噴出して、付着した切り屑や塵芥などの除去を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら噴出したエアーは直接当たる場所から離れるにつれて勢いが弱くなるので、上述した従来技術では切り屑などの除去が完全には行われないことがある。このような問題を解決する方法として、エアーの圧力を高くすることが考えられるが、通常は専用のエアー供給源を設けることなく工場で使用するエアーを利用しているので、充分な圧力のエアーを得ることはむずかしい。
【０００４】
これに対し、液体の方が切り屑などの除去効率がよいので、主軸および工具を通して直接加工箇所に加圧したクーラントを供給するスピンドルスルー方式の工作機械では、このクーラントにより嵌合面の切り屑などを除去して清浄化することも考えられる。しかしこのクーラントは高圧であるので、工具交換のために工具ホルダを緩め（アンクランプ）た際に、クーラントの圧力で工具ホルダがテーパ孔から抜け出して工具交換に支障を生じたり、また工具ホルダの離脱後にテーパ孔の内面に多量のクーラントが付着したままとなっているので次の工具ホルダをテーパ孔に装着する際の抵抗が増大してやはり工具交換の支障となることがある。このため現状では、加圧エアーによる清浄化しか行われていない。
【０００５】
本発明は、加圧エアーとクーラントとを組み合わせて清浄化することにより、このような各問題を解決することを目的とする。
【０００７】
【問題を解決するための手段】
本発明の請求項１による工具ホルダとの間の嵌合部を清浄化する機能を備えた主軸装置は、工具を固着した工具ホルダを着脱可能に装着するテーパ孔を先端部に形成した主軸と、この主軸に軸線方向に挿通した進退ロッドと、主軸の先端部内に設けられてテーパ孔に装着された工具ホルダを進退ロッドの進退により離脱可能に係止する係止機構を備えてなり、進退ロッド内に少なくとも一部が形成されたクーラント供給通路を通してクーラント供給源からのクーラントを供給するようにしてなる主軸装置において、主軸内に形成されクーラント供給通路から分岐されてテーパ孔の内面に開口する噴出孔に連通される清浄化通路と、クーラント供給通路を工具ホルダの装着時にはクーラント供給源にまた工具ホルダの交換時にはエアー供給源に選択的に連通する電磁切換弁と、進退ロッドの進退と連動して作動し電磁切換弁の出口側を係止機構が係止されている状態では係止機構側に係止機構が離脱されている状態では清浄化通路を介して噴出孔に選択的に連通する切換弁機構を備え、工具ホルダは係止機構が離脱された状態でも工具交換アームにより引き抜かれるまでは前記テーパ孔から離脱されることなく保持されるように装着したことを特徴とするものである。
【０００８】
前項の発明は請求項２に示すように、テーパ孔に対する工具ホルダの保持は、テーパ孔内に部分的に突出するようにスプリングにより付勢されたボールを有する抜け止めホルダを主軸に設け、工具ホルダのテーパ面をテーパ孔に隙間なく嵌合させた状態ではボールがテーパ面に形成した小穴と係合することにより行うことが好ましい。
【０００９】
また本発明の請求項３による工具ホルダは、前各項の発明の主軸先端のテーパ孔に装着して使用する工具ホルダであって、係止機構側から工具側にクーラントを供給することが可能な連通孔と、この連通孔から工具を介することなく外部に連通する逃がし孔を形成したものである。
【００１０】
前項の発明は請求項４に示すように、逃がし孔は着脱可能な埋め栓により閉塞可能とすることが好ましい。
【００１１】
また請求項５による主軸と工具ホルダとの間の嵌合部を清浄化する方法は、請求項１または請求項２に記載の主軸装置において、工具ホルダに固着される工具にクーラントが導入されるクーラント供給孔が設けられていない場合には、工具ホルダの交換前に電磁切換弁を介してクーラント供給源からクーラントを供給してクーラント供給通路内の少なくとも一部にクーラントを溜めるサイクルを実行し、工具ホルダの交換時に電磁切換弁を介してクーラント供給通路にエアー供給源からの加圧エアーを供給して、クーラント供給通路内に溜まっているクーラントを加圧エアーとともに主軸とと工具ホルダの間の嵌合部に生じる隙間に噴出することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
先ず、図１〜図５に示す第１の実施の形態により本発明の説明をする。図１および図２は、この実施の形態の主軸装置の構造を示している。この主軸装置は、主軸ヘッド１０、主軸１４、係止機構２０、進退ロッド２５、工具ホルダ３０、進退ロッド内通路４２、清浄化通路４３、切換弁機構４５などにより構成されている。
【００１３】
主軸ヘッド１０はボールベアリング１２を介して主軸１４を軸承し、その先端には軸受押え１１が固定されている。主軸１４は、互いに同軸的に一体結合された主軸本体１５とボールホルダ１６とリング部材１７よりなり、その最先端部材であるリング部材１７には、工具ホルダ３０を装着するテーパ孔１４ａが同軸的に形成され、ボールホルダ１６先端の円筒部１６ａは隙間をおいてテーパ孔１４ａ内に同軸的に突出している。円筒部１６ａには円周方向複数箇所（通常は２箇所）に均等に、係止機構２０のボール２３を実質的に隙間なく保持する半径方向の保持孔１６ｂが形成されている。主軸本体１５には内孔１５ａが同軸的に形成されている。
【００１４】
主軸本体１５の内孔１５ａとボールホルダ１６の中心孔を通して軸線方向に進退可能に設けられた進退ロッド２５は、互いに一体的にねじ込み結合された後半のドローバー２５ａと前半のスプール２５ｂよりなり、スプール２５ｂのボールホルダ１６より後方に突出する部分は、内孔１５ａ内に液密に嵌合固定されたスリーブ２６により、液密かつ摺動自在に嵌合されている。スリーブ２６の後端に当接したワッシャ２７とドローバー２５ａの後端に固定したスプリング受け（図示省略）の間には、内孔１５ａ内に位置する多数の皿ばね２８が介装され、これにより進退ロッド２５は後向きに弾性的に付勢されている。主軸本体１５の後部には、皿ばね２８に抗して進退ロッド２５を前向きに移動させる作動装置（図示省略）が設けられている。
【００１５】
工具ホルダ３０にはその後端面３１から突出する円筒状の係合突起３２が同軸的に一体形成され、係合突起３２の外周には主軸１４先端のテーパ孔１４ａと隙間なく嵌合可能なテーパ面３２ａが形成されている。この実施の形態では、テーパ面３２ａとテーパ孔１４ａとが隙間なく嵌合した状態では、工具ホルダ３０の後端面３１と主軸１４の前端面１４ｂも互いに隙間なく当接されるようになっており、この状態でボールホルダ１６の各保持孔１６ｂと対応する係合突起３２の内周面には、各保持孔１６ｂに保持された各ボール２３と係合可能な複数の係止凹部３３が形成されている。工具ホルダ３０には、そのチャック部３０ａを介して、中心にクーラント供給孔Ｔａを形成したドリルなどの工具Ｔが固着されている。またチャック部３０ａを含む工具ホルダ３０には、クーラント供給孔Ｔａを係合突起３２の内側に連通する連通孔３４と、この連通孔３４を外部に連通する逃がし孔３４ａが形成されている。この逃がし孔３４ａは、通常は埋め栓をねじ込むことにより閉塞されている。
【００１６】
係止機構２０は主軸１４の先端部内に位置しており、進退ロッド２５のスプール２５ｂの先端に一体形成されたプルスタッド２１と、その外周面にボールホルダ１６の保持孔１６ｂと対応して形成された複数の逃がし凹部２２と、保持孔１６ｂにより保持されたボール２３により構成されている。前述した作動装置を作動させて、図１および図２の上半部に示したように、皿ばね２８に抗してプルスタッド２１を進退ロッド２５とともに前向きに移動させた状態では、ボール２３はボールホルダ１６の円筒部１６ａの外周面から突出しないように逃がし凹部２２内に入ることができ、係止機構２０は、工具ホルダ３０の係合突起３２が主軸１４先端のテーパ孔１４ａに対し係合離脱可能な離脱状態となる。工具ホルダ３０のテーパ面３２ａを主軸１４先端のテーパ孔１４ａに隙間なく嵌合させた状態で、作動装置を不作動としてプルスタッド２１を進退ロッド２５とともに皿ばね２８により後向きに弾性的に付勢させれば、図１および図２の下半部に示したように、保持孔１６ｂ内に保持された各ボール２３は、逃がし凹部２２の前側に連続して形成した傾斜面２２ａにより半径方向外向きに押し出されて係合突起３２内面の係止凹部３３に押圧され、係止機構２０は、工具ホルダ３０の係合突起３２が主軸１４先端のテーパ孔１４ａに離脱不能に係止される係止状態となる。
【００１７】
なお主軸１４先端のリング部材１７には、テーパ孔１４ａに開口する先端部を絞った孔１８ｄを形成してその中にボール１８ｃを入れ、孔１８ｄの口元にねじ込み固定したキャップ１８ａとの間にスプリング１８ｂを介装してボール１８ｃがテーパ孔１４ａ内に部分的に突出するように付勢してなる抜け止めホルダ１８を設けてある。工具ホルダ３０のテーパ面３２ａを主軸１４先端のテーパ孔１４ａに隙間なく嵌合させた状態では、この抜け止めホルダ１８のボール１８ｃはテーパ面３２ａに形成した小穴と係合し、係止機構２０が離脱された状態（図１および図２の上半部参照）でも、ある程度の外力を加えなければ工具ホルダ３０は離脱されないようになっている。
【００１８】
次に進退ロッド内通路４２、清浄化通路４３および切換弁機構４５の説明をする。進退ロッド内通路４２は、ドローバー２５ａの後端部（図示省略）に開口する第１連通路４２ａと、プルスタッド２１の先端に開口する第２連通路４２ｂよりなり、それぞれ進退ロッド２５内の中心軸線にそって形成され、その境界部はスプール２５ｂ内に位置して切換弁機構４５を介して連結されている。清浄化通路４３はスリーブ２６および主軸１４内に形成された分岐路４３ａ、連通路４３ｂ〜４３ｅおよび分配通路４３ｆからなり、切換弁機構４５を介して進退ロッド内通路４２から分岐され、先端部となる分配通路４３ｆはテーパ孔１４ａの内面に開口される噴出孔４４ａと、主軸１４の前端面１４ｂで工具ホルダ３０の後端面３１に当接される部分に開口する噴出孔４４ｂに連通されている。この実施の形態では、清浄化通路４３および噴出孔４４ａ，４４ｂはそれぞれ１個だけを図示しているが、実際にはそれぞれ複数個が円周方向に沿って均等に配置されている。
【００１９】
切換弁機構４５は、進退ロッド内通路４２の第１および第２連通路４２ａ，４２ｂの各接近端から半径方向に延びて進退ロッド２５のスプール２５ｂの外周面に開口する各複数の連通路４５ａ，４５ｂと、この各連通路４５ａ，４５ｂと関連してスリーブ２６の内周面に形成された環状溝４５ｃを備えている。なお連通路４５ａは第１連通路４２ａと連通し、連通路４５ｂは第２連通路４２ｂと連通されている。切換弁機構４５はまた、清浄化通路４３の分岐路４３ａと関連する軸線方向位置において第１連通路４２ａから半径方向に延びてスプール２５ｂの外周面に開口する連通路４５ｄを備えている。係止機構２０が係止されている状態（図１および図２の下半部参照）では、環状溝４５ｃは第１および第２連通路４２ａ，４２ｂの両連通路４５ａ，４５ｂに連通され、第１連通路４２ａの連通路４５ｄは分岐路４３ａに連通されないので、第１連通路４２ａは係止機構２０の一部であるプルスタッド２１の先端に開口する第２連通路４２ｂには連通されるが、噴出孔４４ａ，４４ｂに連通される清浄化通路４３には連通されない。また、係止機構２０が離脱されている状態（図１および図２の上半部参照）では、環状溝４５ｃは第１連通路４２ａの連通路４５ａだけに連通され、第１連通路４２ａの連通路４５ｄは分岐路４３ａに連通されるので、第１連通路４２ａは清浄化通路４３を介して噴出孔４４ａ，４４ｂには連通されるが、係止機構２０の一部であるプルスタッド２１の先端に開口する第２連通路４２ｂには連通されない。すなわち切換弁機構４５は、第１連通路４２ａを、係止機構２０が係止されている状態では係止機構２０側に、係止機構２０が離脱されている状態では清浄化通路４３を介してテーパ孔１４ａの内面に開口される噴出孔４４ａ，４４ｂに、選択的に連通する。
【００２０】
進退ロッド内通路４２の後端にはディストリビュータ（図示省略）を介して耐圧ホース４１の一端が接続され、この耐圧ホース４１と進退ロッド内通路４２がクーラント供給通路４０を構成している。耐圧ホース４１の他端は３ポート３位置電磁切換弁４８の出口ポート４８ａ（出口側）に接続されている。この電磁切換弁４８は、次に述べるように、クーラント供給通路４０を、クーラント供給源４６に接続された状態と、エアー供給源４７に接続された状態と、この両者４６，４７のいずれにも接続されない状態に選択的に切り換えるものである。
【００２１】
次に図３〜図５により、上述した第１の実施の形態の作動の説明をする。この実施の形態では、クーラント供給孔Ｔａを有する工具Ｔを固着した工具ホルダ３０を使用している。この場合は逃がし孔３４ａは埋め栓により閉塞されている。
【００２２】
先ず工具ホルダ３０を装着して係止機構２０により係止した主軸１４を工具交換位置から移動して加工開始位置に位置決めし、電磁切換弁４８をクーラント供給源４６側に切り換えてクーラント供給通路４０にクーラント供給源４６からのクーラントを供給し、主軸１４を回転駆動して工具Ｔによる工作物の加工を開始する（図３のステップ１０１，１０２）。クーラントの供給は、工具交換位置からの移動開始時から行ってもよい。クーラント供給通路４０に供給されたクーラントは、工具Ｔのクーラント供給孔Ｔａから加工部に供給される。加工が終了すれば電磁切換弁４８を切り換えてクーラント供給通路４０へのクーラントの供給を遮断し、主軸１４を停止して工具交換位置に戻す（ステップ１０３，１０４）。そして加工すべき次の工作物があるか否かを判断して（ステップ１０５）、なければ加工装置を停止し、あれば次のステップ１０６に進む。
【００２３】
ステップ１０６では、次の工作物の加工のために工具を交換する必要があるか否かを判断し、必要がなければ上述したステップ１０１〜ステップ１０４の加工を繰り返し、ステップ１０５およびステップ１０６の判断を繰り返す。ステップ１０６で工具を交換する必要があれば、先ず作動装置により進退ロッド２５を前進させて係止機構２０による工具ホルダ３０の係止を離脱させて緩め、電磁切換弁４８をエアー供給源４７側に切り換えてクーラント供給通路４０にエアー供給源４７からの加圧エアーを供給し（ステップ１０７）、テーパ孔１４ａに装着されていた工具ホルダ３０を工具交換アーム（図示省略）の一方の腕に把持させて引き抜き（ステップ１０８）、工具交換アームを回動させて他方の腕に把持されていた次の工具ホルダ３０をテーパ孔１４ａに挿入し、電磁切換弁４８を切り換えてクーラント供給通路４０への加圧エアーの供給を遮断し（ステップ１０９）、次いで進退ロッド２５を後退させて係止機構２０により工具ホルダ３０を係止して締める（ステップ１１０）。そしてステップ１０１に戻って交換された工具Ｔによる加工を行い（ステップ１０１〜１０４）、ステップ１０５およびステップ１０６の判断を繰り返す。工具交換アームによりそれまでの工具ホルダ３０を引き抜いて次に使用する工具ホルダ３０を挿入するまでの時間は、例えば１秒程度である。
【００２４】
工具ホルダ３０の交換時であってエアー供給源４７からの加圧エアーがクーラント供給通路４０に供給されているステップ１０７〜１０９の当初は、電磁切換弁４８の出口ポート４８ａと切換弁機構４５の間のクーラント供給通路４０に溜まっていたクーラントは加圧エアーにより弾性的に押されているが、それまで装着されていた工具ホルダ３０が工具交換アームにより引き抜かれるまでは抜け止めホルダ１８により装着位置に保持されているので、噴出孔４４ａ，４４ｂから洩れる量は僅かである。工具交換アームにより工具ホルダ３０が引き抜かれて主軸１４のテーパ孔１４ａおよび前端面１４ｂと工具ホルダ３０のテーパ面３２ａと後端面３１の間に隙間が生じれば、クーラント供給通路４０内に溜まってエアー供給源４７からの加圧エアーにより弾性的に押されていたクーラントはこの隙間内に噴出される。この場合のクーラントの噴出流量は、図５に示すように噴出開始当初は多いが、そのうち加圧エアーが混合されるので次第に減少する。クーラント供給通路４０内に溜まっていたこのクーラントは加圧エアーにより弾性的に押されているので、工具交換アームにより工具ホルダ３０が引き抜かれて主軸１４のテーパ孔１４ａおよび前端面１４ｂと工具ホルダ３０のテーパ面３２ａと後端面３１の間に隙間が生じれば、クーラントは噴出当初は破裂的に広がってこの隙間内に噴出され、また後には加圧エアーが混合されて噴出されるので、やはり破裂的に広がって噴出される。したがって、圧力の高い専用のエアー供給源を使わなくても、単にクーラントを供給するものに比して、主軸１４と工具ホルダ３０の間に付着した切り屑や塵芥などを除去して清浄化する効果は大きくなる。
【００２５】
また、工具ホルダ３０の交換時の最後で、次に使用する工具ホルダ３０を挿入する頃には主として加圧エアーが噴出し、これにより主軸１４と次の工具ホルダ３０の間のクーラントはほとんど除去されるので、次の工具ホルダ３０のテーパ孔１４ａへの装着は支障なく行われる。
【００２６】
また上述した実施の形態では、工具ホルダ３０の交換のために係止機構２０を離脱した状態では、切換弁機構４５が清浄化通路４３側に選択され、クーラントおよび加圧エアーは清浄化通路４３を介してテーパ孔１４ａおよび前端面１４ｂに開口された噴出孔４４ａ，４４ｂだけから噴出され、クーラント供給通路４０内に溜まっていたクーラントがプルスタッド２１側に流れて消費されることはないので、清浄化の効率は向上する。
【００２７】
なお上述した実施の形態では、工具ホルダ３０のテーパ面３２ａと後端面３１は主軸１４のテーパ孔１４ａおよび前端面１４ｂに同時に隙間なく当接するようにしているが、本発明は工具ホルダ３０のテーパ面３２ａが主軸１４のテーパ孔１４ａに嵌合された状態では後端面３１と前端面１４ｂの間に隙間が残るようにして実施することもできる。なおこの場合には、清浄化通路４３からのクーラントと加圧エアーを噴出する噴出孔は、主軸１４のテーパ孔１４ａと前端面１４ｂの両方に設けてもよいし、テーパ孔１４ａだけに設けてもよい。
【００２８】
次に、図３および図６により、クーラント供給孔Ｔａが設けられていない工具Ｔを固着した工具ホルダ３０を使用する場合の第２の実施の形態について説明をする。この場合は上述したのと同じ工具ホルダ３０を使用するが、逃がし孔３４ａは埋め栓を取り外して外部に解放されている。この場合は加工箇所に供給するクーラントをクーラント供給通路４０を介して供給することは不要であるので、主軸１４を工具交換位置から加工開始位置に移動する間あるいは加工開始時初期の短時間だけ、電磁切換弁４８をクーラント供給源４６側に切り換えてクーラント供給通路４０にクーラント供給源４６からのクーラントを供給することにより、クーラント供給通路４０内にクーラントを溜めるサイクルを実行する（図３のステップ２０１）。すなわち、クーラントを供給している間は、クーラント供給通路４０内のエアーおよびクーラント供給源４６からのクーラントは、クーラント供給通路４０内を通って工具ホルダ３０に設けられた逃がし孔３４ａから排出され、クーラント供給通路４０内にクーラントが溜められる。
【００２９】
そして、主軸１４を回転駆動して工具Ｔによる工作物の加工を開始する（図３のステップ２０２，２０３）。この際、加工箇所に別途設けたノズルからクーラントを供給するようにしてもよいし、クーラントなしのドライ加工でもよい。
【００３０】
その他の作用は前述した、クーラント供給孔Ｔａを有する工具Ｔを固着した工具ホルダ３０を使用する場合と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００３１】
なお、図３および図６において、クーラント供給通路４０内にクーラントを溜めるサイクルは、工具交換位置から加工開始位置に移動する間あるいは加工開始時の初期に行うように設定されているが、このクーラントを溜めるサイクルは図６における最初の工具交換位置から工具緩めの寸前までの間Ｐに行えばよい。
【００３２】
この第２の実施の形態によれば、スピンドルスルー方式の工作機械の主軸装置をそのまま使用して、従来のスピンドルスルー方式でない工具Ｔ工具ホルダ３０に取り付けても、クーラント供給通路４０内にクーラントを溜めるサイクルが実行できるため、主軸１４と工具ホルダ３０の間に付着した切り屑や塵芥などを効率よく除去して清浄化することが可能となる。
【００３３】
したがって本願発明は、前述した第１の実施の形態だけでなく、前記第２の実施の形態についても発明の主要な１形態である。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、工具ホルダの交換時の当初は係止機構が離脱されてもある程度の外力を加えなければ工具ホルダは離脱されないので、クーラント供給通路内に溜まってエアー供給源からの加圧エアーにより弾性的に押されているクーラントは、工具ホルダが引き抜かれれば主軸と工具ホルダの間の嵌合部に生じる隙間に破裂的に広がって噴出され、次いで加圧エアーが混合されて噴出される。従って、単にクーラントを供給するものに比して主軸と工具ホルダの間を清浄化する効果が向上する。また工具ホルダの交換時の最後には主として加圧エアーが噴出し、これにより主軸と次に使用する工具ホルダの間のクーラントはほとんど除去されるので、次の工具ホルダのテーパ孔への装着は支障なく行われる。さらに工具ホルダの交換のために係止機構を離脱した状態では、クーラントおよび加圧エアーは清浄化通路を介してテーパ孔の内面に開口される噴出孔だけから噴出され、クーラントおよび加圧エアーが係止機構側に送られることはないので、主軸と工具ホルダの間の清浄化の効率は一層向上する。
【００３５】
請求項２の発明によれば、係止機構が離脱されてもある程度の外力を加えなければ工具ホルダは抜け止めホルダにより離脱されることなく確実に保持されるので、クーラントは先ず破裂的に広がって噴出され次いで加圧エアーが混合されて噴出されるという作用は一層確実に行われる。
【００３７】
また請求項３の発明によれば、クーラントを通す通路を備えていない工具を工具ホルダに取り付けた場合でも、クーラント供給源からのクーラントは逃がし孔を通ることによりクーラント供給通路内に溜められるので、前各項の発明と同様、主軸と工具ホルダの間を清浄化する効果が得られる。
【００３８】
請求項４の発明によれば、逃がし孔を閉塞する埋め栓を着脱することにより、クーラントを通す通路を備えた工具にも、そのような通路を備えていない工具にも使用できる工具ホルダが得られる。
【００３９】
請求項５の発明によれば、スピンドルスルー方式でない工具を工具ホルダに固着した場合であっても、工具ホルダの交換前までにクーラント供給通路内にクーラントを溜めるサイクルを実行することができるため、第１項から第３項の発明と同様に、主軸と工具ホルダとの間を効率よく清浄化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による主軸と工具ホルダとの間の嵌合部を清浄化する方法に使用する主軸装置の全体構成を示す図である
【図２】図１に示す主軸装置の要部を示す長手方向断面図である。
【図３】図１に示す主軸装置の作動の一例を説明するフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートの作動に対応するタイムチャートである。
【図５】清浄化通路を通るクーラントの噴出流量の時間的変化を示す図表である。
【図６】図１に示す主軸装置の図３とは異なる場合の作動を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１４…主軸、１４ａ…テーパ孔、１８…抜け止めホルダ、１８ｂ…スプリング、１８ｃ…ボール、２０…係止機構、２５…進退ロッド、３０…工具ホルダ、３４…連通孔、３４ａ…逃がし孔、４０…クーラント供給通路、４３…清浄化通路、４４ａ…噴出孔、４５…切換弁機構、４６…クーラント供給源、４７…エアー供給源、４８…電磁切換弁、Ｔ…工具、Ｔａ…クーラント供給孔。

Claims

工具を固着した工具ホルダを着脱可能に装着するテーパ孔を先端部に形成した主軸と、この主軸に軸線方向に挿通した進退ロッドと、前記主軸の先端部内に設けられて前記テーパ孔に装着された前記工具ホルダを前記進退ロッドの進退により離脱可能に係止する係止機構を備えてなり、前記進退ロッド内に少なくとも一部が形成されたクーラント供給通路を通してクーラント供給源からのクーラントを供給するようにしてなる主軸装置において、前記主軸内に形成され前記クーラント供給通路から分岐されて前記テーパ孔の内面に開口する噴出孔に連通される清浄化通路と、前記クーラント供給通路を前記工具ホルダの装着時には前記クーラント供給源にまた前記工具ホルダの交換時にはエアー供給源に選択的に連通する電磁切換弁と、前記進退ロッドの進退と連動して作動し前記電磁切換弁の出口側を前記係止機構が係止されている状態では前記係止機構側に前記係止機構が離脱されている状態では前記清浄化通路を介して前記噴出孔に選択的に連通する切換弁機構を備え、前記工具ホルダは前記係止機構が離脱された状態でも工具交換アームにより引き抜かれるまでは前記テーパ孔から離脱されることなく保持されるように装着したことを特徴とする工具ホルダとの間の嵌合部を清浄化する機能を備えた主軸装置。
前記テーパ孔に対する前記工具ホルダの保持は、前記テーパ孔内に部分的に突出するようにスプリングにより付勢されたボールを有する抜け止めホルダを前記主軸に設け、前記工具ホルダのテーパ面を前記テーパ孔に隙間なく嵌合させた状態では前記ボールがテーパ面に形成した小穴と係合することにより行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の工具ホルダとの間の嵌合部を清浄化する機能を備えた主軸装置。
請求項１または請求項２に記載の主軸先端のテーパ孔に装着して使用する工具ホルダであって、前記係止機構側から前記工具側にクーラントを供給することが可能な連通孔と、この連通孔から前記工具を介することなく外部に連通する逃がし孔を形成したことを特徴とする工具ホルダ。
前記逃がし孔は着脱可能な埋め栓により閉塞可能である請求項３に記載の工具ホルダ。
請求項１または請求項２に記載の主軸装置において、前記工具ホルダに固着される工具にクーラントが導入されるクーラント供給孔が設けられていない場合には、前記工具ホルダの交換前に前記電磁切換弁を介してクーラント供給源からクーラントを供給して前記クーラント供給通路内の少なくとも一部にクーラントを溜めるサイクルを実行し、前記工具ホルダの交換時に前記電磁切換弁を介して前記クーラント供給通路にエアー供給源からの加圧エアーを供給して、前記クーラント供給通路内に溜まっているクーラントを前記加圧エアーにより前記主軸とと工具ホルダの間の嵌合部に生じる隙間に噴出することを特徴とする主軸と工具ホルダとの間の嵌合部を清浄化する方法。