JP4874663B2 - 主軸装置のエア圧力測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械における主軸装置の主軸に形成された工具ホルダ装着用のテーパ穴の内周面や前記工具ホルダのテーパシャンクの外周面の清掃を行うために前記テーパ穴の内周面に開口されたエア噴射孔から噴射されるエアの圧力を測定して、エア噴射孔の異常の有無を判定することができる主軸装置のエア圧力測定装置に関する。

一般に、工作機械の主軸装置においては、主軸ハウジングの内周面に軸受を介して主軸が回転可能に支持され、該主軸の先端部に形成されたテーパ穴に工具ホルダのテーパシャンクが取り外し可能に装着され、主軸内に形成された軸孔に前記工具ホルダをクランプするクランプ機構が設けられている。又、工作機械には前記主軸に対し前記工具ホルダを自動的に脱着交換するための工具交換装置が備えられている。この工具交換装置の工具交換アームに装着されたホルダ把持部によって、前記工具ホルダの外周面に形成された把持溝を把持した状態で、主軸に対する工具ホルダの脱着作業が行なわれるようになっている。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主軸のテーパ穴の接触面及び前記主軸の先端面と工具ホルダの前記フランジ部の端面との接触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。

上記エア供給機構は、前記主軸ハウジング及び主軸に形成されたエア供給経路から主軸のテーパ穴の内周面及び先端面にそれぞれ形成された複数のエア噴射孔からエアを噴射するようになっている。そして、工具ホルダを前記交換アームの把持部により把持するとともに、前記クランプ機構のクランプを解除して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及び主軸の先端面とフランジ部の端面との間に僅かな隙間を形成した状態で、前記エア噴射孔からエアを噴射して互いに接触される面の清掃作業を行う。（特許文献１参照）
ところで、ワークの加工中においては、例えば主軸ハウジングの内周面と主軸の外周面との隙間からクーラントが主軸装置内に侵入して、クーラントスラッジ溜りとなり、そのスラッジの一部が前記エア供給経路に侵入して、前記エア噴射孔の目詰まりが生じることがある。すると、前記エア噴射孔から前記隙間に適正にエアが噴射されないので、清掃作業が適正に行われず、切屑等の異物が残留する。この結果、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切屑等の異物の噛み込みが生じて、工具ホルダを正規の位置に保持することができず、ワークの加工精度が低下するという問題が生じる。

上記の問題を回避するために、作業者によってエア噴射孔の清掃が定期的に行われる。又、清掃した後にエア噴射孔が目詰まりを起こしているか否かを測定する作業も行われる。この測定作業には、コンパクトマノメータが用いられ、主軸のテーパ穴から工具ホルダを外し、注射針状の測定針を前記エア噴射孔に挿入した状態で、実際に前記エア噴射孔にエアを供給して、その圧力を測定し、測定圧力が設定値を下回ったか否かによりエア噴射孔の異常を判定するようになっている。
特開２００５−０８１４８９号公報

上記従来のコンパクトマノメータによるエア噴射孔の圧力の測定作業には、次のような問題があった。即ち、主軸の先端面に形成され、かつ工具ホルダのフランジ部の端面にエアを吹き付ける複数の端面ブロー用のエア噴射孔のそれぞれに対し、測定針を順次接続することにより圧力を測定する必要があるので、測定作業が非常に面倒で時間を要するという問題があった。又、主軸のテーパ穴の内周面に開口するエア噴射孔は、該テーパ穴の内奥に形成され、しかも楕円状に開口されているので、前記測定針の先端をエア噴射孔に接続することが非常に難しいため圧力の測定が極めて困難であるという問題があった。

本発明は、主軸の先端面及びテーパ穴の少なくとも一方に開口するエア噴射孔の圧力を容易に測定することができる主軸装置のエア圧力測定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、主軸装置の主軸に形成されたテーパ穴に嵌入されるテーパシャンクを備えた測定装置本体にエアの圧力を導入する複数の導圧通路を形成し、前記テーパ穴にテーパシャンクが嵌入された状態で、前記各導圧通路の入口が前記主軸のテーパ穴の内周面に開口された複数のエア噴射孔と連通されるように前記テーパシャンクの外周面に前記各導圧通路の入口を開口し、前記各導圧通路の出口ポートに前記複数のエア噴射孔内のエアの圧力を測定する圧力測定手段を設けたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、主軸装置の主軸に形成されたテーパ穴に嵌入されるテーパシャンク及びフランジ部を備えた測定装置本体にエアの圧力を導入する複数の導圧通路を形成し、前記テーパ穴にテーパシャンクが嵌入された状態で、前記複数の導圧通路の入口が前記主軸のテーパ穴の内周面及び該主軸の先端面のうち少なくとも一方に開口された複数のエア噴射孔と連通されるように前記テーパシャンクの外周面及びフランジ部の端面のうち少なくとも一方に前記複数の導圧通路の入口を開口し、前記複数の導圧通路の出口ポートに前記複数のエア噴射孔内のエアの圧力を測定する圧力測定手段を設けたことを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記測定装置本体と前記圧力測定手段との間には前記各出口ポートのいずれか一つの出口ポートと該圧力測定手段とを選択的に連通する連通ポートを有する連通ポート切換手段が設けら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３において、前記測定装置本体の前記テーパシャンク又は前記フランジ部の基端部には、前記連通ポート切換手段としての切換操作部材が位置切換可能に装着され、該切換操作部材には単一の導圧通路が形成され、該単一の導圧通路の入口側の連通ポートは、前記切換操作部材の位置切り換え動作により前記測定装置本体の複数の導圧通路の出口ポートと選択的に連通可能に形成され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４において、前記テーパシャンクの基端部と前記切換操作部材との間には、該切換操作部材を所定位置に係止し、かつ切換操作部材に手動による外力が作用した場合に係止状態が解除されるように構成された係止手段が設けられていることを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５において、前記切換操作部材には、前記単一の導圧通路と連通する前記測定装置本体の導圧通路の出口ポート以外の出口ポートを大気に開放するための大気開放通路が形成されていることを要旨とする。

請求項１に記載の発明は、主軸装置の主軸に形成されたテーパ穴に対し、測定装置本体のテーパシャンクを嵌入し、前記テーパ穴の内周面に開口された複数のエア噴射孔とテーパシャンクの外周面に開口するように形成された複数の導圧通路の入口とを連通する。この状態で、圧力測定手段により前記各エア噴射孔内のエアの圧力を測定することができるので、主軸のテーパ穴に開口する複数のエア噴射孔の異常を容易に判定することができる。

請求項２に記載の発明は、前記圧力測定手段によって前記主軸のテーパ穴の内周面及び該主軸の先端面のうち少なくとも一方に開口された複数のエア噴射孔内のエアの圧力を測定することができるので、各エア噴射孔の異常を容易に判定することができる。

請求項３に記載の発明は、前記測定装置本体と前記圧力測定手段との間には前記各出口ポートのいずれか一つの出口ポートと該圧力測定手段とを選択的に連通する連通ポートを有する連通ポート切換手段が設けられているので、前記複数のエア噴射孔の圧力を個別に容易に測定することができる。又、前記圧力測定手段を共通化して、構造を簡素化でき、部品点数を低減して、製造を容易に行い、コストを低減することができる。

請求項４に記載の発明は、前記単一の導圧通路及び圧力測定手段を一つにして、構造を簡素化でき、部品点数を低減して、製造を容易に行い、コストを低減することができる。
請求項５に記載の発明は、係止手段により前記切換操作部材が所定位置に係止されるので、導圧通路の各出口ポートのいずれか一つの出口ポートと単一の導圧通路が連通された状態を安定して保持することができる。

請求項６に記載の発明は、前記切換操作部材に形成した大気開放通路により測定していないエア噴射孔と連通する前記測定装置本体の導圧通路のエアが大気に開放されるので、測定しているエア噴射孔に連通する前記測定装置本体の導圧通路のエアの圧力が高くなるを抑制でき、エア噴射孔の異常を適正に判定することができる。

以下、本発明を具体化した工作機械における主軸装置のエア圧力測定装置の一実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。
最初に、図６及び図７に基づいて工作機械の主軸装置１１の構成について説明する。図６に示すように主軸装置１１の主軸ハウジング１２は、横円筒状をなすハウジング本体１３と、そのハウジング本体１３の前端面に接合固定されたリング状の蓋体１４とにより構成されている。前記ハウジング本体１３には、軸受１５を介して主軸１６が図示しないサーボモータ及び連動機構により回転可能に支持されている。前記主軸１６の先端部は、前記蓋体１４の中心穴の内周面に対し回転が許容されるように僅かな細隙（例えば０．１ｍｍ）をもって嵌入されている。

前記主軸１６の中心部には貫通穴１６ａが形成され、その先端部には、工具ホルダ１７のテーパシャンク１７ａを装着するテーパ穴１６ｂが形成されている。前記工具ホルダ１７のテーパシャンク１７ａの先端部には、被クランプ部１７ｂが一体に形成されている。前記貫通穴１６ａには前記被クランプ部１７ｂをクランプするためのクランプ機構１８が装着されている。このクランプ機構１８は、軸方向の往復動可能に挿入されたクランプ用ロッド１９を備えている。このクランプ用ロッド１９の先端部には、前記被クランプ部１７ｂを挿入する挿入穴１９ａが形成され、この挿入穴１９ａと連通するように前記クランプ用ロッド１９には、複数のクランプ用ボール２０を保持するための保持孔１９ｂが貫通形成されている。

図６は前記クランプ用ロッド１９が付勢機構（図示略）により後方に移動され、ボール２０が貫通穴１６ａの前側の段差部１６ｃに乗り上げて、被クランプ部１７ｂに係合され、クランプ用ロッド１９によって工具ホルダ１７が後方に引っ張られて工具ホルダ１７が所定の位置にクランプされた状態を示す。この状態において、前記工具ホルダ１７が図示しない工具交換装置の工具交換アームに装着されたホルダ把持部２１により把持され、図７に示すように前記クランプ用ロッド１９が図示しない作動機構により付勢機構（図示略）の付勢力に抗して前方に移動されると、ボール２０によるクランプが解除されるとともに、テーパシャンク１７ａの外周面と主軸１６のテーパ穴１６ｂの内周面との間に若干の隙間Ｇが形成される。

図７に示すように、前記主軸ハウジング１２及び主軸１６には、前記テーパシャンク１７ａと主軸１６のテーパ穴１６ｂとの間に前記隙間Ｇが形成された状態で、該隙間Ｇにエアを供給して切屑等の清掃を行うためのエア供給機構３１が形成されている。主軸ハウジング１２には、第１エア供給通路３２が二箇所に形成され、それらの基端部は共通のエア供給源３３に接続されている。前記両第１エア供給通路３２の出口は、前記蓋体１４の中心穴１４ａの内周面に開口形成されている。

一方、前記主軸１６には、前記第１エア供給通路３２からエアを取り入れて前記隙間Ｇに噴射するための第２エア供給通路３４が二箇所に形成されている。両第２エア供給通路３４の入口は、主軸１６の外周面に開口するように形成され、前記隙間Ｇへのエアの供給時に主軸１６の割り出し回転によって、前記第１エア供給通路３２の出口に対向するようにしている。前記第２エア供給通路３４の入口は二箇所であるが、それらは各２経路に分岐され、その出口、つまり計四つの第１〜第４エア噴射孔ｈ１〜ｈ４は図２に示すようにテーパ穴１６ｂの内周面に周方向に等ピッチで開口形成されている。前記エア噴射孔は実際には例えば８箇所以上に形成されているが、この実施形態では、説明の都合上それらのうち四箇所のみについて説明する。

前記主軸１６の割り出し回転により、図７に示すように第２エア供給通路３４の入口が前記第１エア供給通路３２の出口と対応する位置に移動された状態で、第１〜第４エア噴射孔ｈ１〜ｈ４から清掃用のエアが前記隙間Ｇに供給され、テーパ穴１６ｂとテーパシャンク１７ａの清掃が行われる。

次に、前記主軸装置１１の主軸１６のテーパ穴１６ｂに装着された状態で、前記エア供給源３３から前記第１〜第４エア噴射孔ｈ１〜ｈ４に供給されるエアの圧力を測定して異常の有無を判定するためのエア圧力測定装置について説明する。

このエア圧力測定装置は概略的に見て、図１に示すように前記主軸１６のテーパ穴１６ｂに装着される測定ユニット４１と、該測定ユニット４１にチューブ５１を介して接続された圧力測定手段としての圧力測定器５２とにより構成されている。

図１に示すように、前記測定ユニット４１は、前記主軸１６のテーパ穴１６ｂに取り外し可能に装着される測定装置本体としてのユニット本体４２を備えている。このユニット本体４２は、いわゆるＢＴタイプの前記工具ホルダ１７の外形形状とほぼ同一に形成されている。このユニット本体４２は前記テーパ穴１６ｂに接合固定されるテーパシャンク４２ａと、該テーパシャンク４２ａの基端部外周に一体形成され、前記ホルダ把持部２１により把持される把持溝４２ｃを有するフランジ部４２ｂとを備えている。又、前記テーパシャンク４２ａの先端にはロッド部４２ｄを介して前記被クランプ部１７ｂと同様の機能を有する被クランプ部４２ｅが一体に形成されている。そして、前記被クランプ部４２ｅを用いて前記クランプ機構１８によりユニット本体４２を主軸１６のテーパ穴１６ｂの所定位置にクランプすることができるようになっている。

前記ユニット本体４２には、該ユニット本体４２のテーパシャンク４２ａが主軸１６のテーパ穴１６ｂに嵌合された状態で、前記第１〜第４エア噴射孔ｈ１〜ｈ４にそれぞれ連通される第１〜第４導圧通路４３ａ〜４３ｄが形成されている。又、第１〜第４導圧通路４３ａ〜４３ｄの下流側の第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４は、前記ユニット本体４２の基端部に形成された平面状のポート形成面４２ｆに図４に示すように同一円周上に等ピッチで形成されている。

前記ユニット本体４２の前記ポート形成面４２ｆには、連通ポートの切換操作部材としての操作つまみ４４が接合され、該操作つまみ４４の基端部外周面に一体形成されたフランジ部４４ａがユニット本体４２の基端面にビス４５により取り付けられた位置規制リング４６によって位置規制され、操作つまみ４４がユニット本体４２に対し回動可能に装着されている。前記操作つまみ４４には、単一の導圧通路４４ｂが形成され、その入口側の連通ポートＰは、前記ユニット本体４２のポート形成面４２ｆに接触されたポート形成面４４ｃにおいて前記第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４が形成された前記同一円周上に開口されている。そして、前記操作つまみ４４がその軸線を中心に回転されると、前記連通ポートＰが前記第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４のいずれか一つのポートと順次連通されるようにしている。前記単一の導圧通路４４ｂの出口は図１に示すように操作つまみ４４の中心部において操作つまみ４４の先端面に開口されている。

前記ユニット本体４２のポート形成面４２ｆと、前記操作つまみ４４のポート形成面４４ｃとの間には、前記操作つまみ４４を所定の位置、つまり前記単一の導圧通路４４ｂの連通ポートＰが第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４のいずれか一つと連通した位置で順次係止するための係止手段としてのディテント機構４７が設けられている。このディテント機構４７は、ポート形成面４２ｆ側に設けられ、ばね４８によりポート形成面４４ｃに向かって付勢されたボール４９と、前記ポート形成面４４ｃの四箇所に形成された係止孔４４ｄとにより構成されている。そして、前記操作つまみ４４を回動して、単一の導圧通路４４ｂの連通ポートＰを前記第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４のいずれか一つのポートに連通した状態で前記四箇所の係止孔４４ｄのいずれか一つとの係合により操作つまみ４４がその位置に係止されるようにしている。

前記ユニット本体４２のポート形成面４２ｆには、前記第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４を囲繞するようにシールリング５０が配置されている。このシールリング５０により連通ポートＰと第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４のうちのいずれか一つの出口ポートとの連通状態におけるシール性を保持するようになっている。

前記操作つまみ４４の単一の導圧通路４４ｂの先端開口には、可撓性を有するチューブ５１を介して圧力測定器５２が接続されている。
図５に示すように、位置規制リング４６の前面には、前記第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４と対応するように、各ポートに対応した数字「１」〜「４」が表示されている。前記操作つまみ４４の外周寄り前面には、前記単一の導圧通路４４ｂの連通ポートＰの位置と対応した矢印４４ｅが刻設されている。そして、前記操作つまみ４４を回動して、矢印４４ｅを数字「１」〜「４」のいずれか一つに指向することにより、一系統の単一の導圧通路４４ｂの連通ポートＰが第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４のいずれかと連通されるようになっている。

次に、前記のように構成した主軸装置１１のエア圧力測定装置の作用について説明する。
最初に、図１に示すように主軸１６を図示しないサーボモータにより割り出し回転し、第１エア供給通路３２の出口と、第２エア供給通路３４の入口を一致させて、主軸１６を停止し、サーボモータのロック機能により主軸１６をこの割り出し位置にロックする。次に、クランプ機構１８のアンクランプの状態で、手作業によりユニット本体４２のテーパシャンク４２ａを主軸１６のテーパ穴１６ｂに嵌入し、第１〜第４エア噴射孔ｈ１〜ｈ４と、第１〜第４導圧通路４３ａ〜４３ｄの入口ｅ１〜ｅ４をそれぞれ連通状態とする。この連通作業においては、前記主軸１６の先端面に形成された第１基準線（図示略）と、ユニット本体４２のフランジ部４２ｂの外周面に生成された第２基準線（図示略）とを一致させることにより行われる。その後、前記クランプ機構１８のクランプ用ロッド１９をアンクランプ状態からクランプ状態に切り換え、ユニット本体４２を主軸１６のテーパ穴１６ｂの所定位置に固定する。

次に、前記操作つまみ４４を回動して、図５に示すように、矢印４４ｅを位置規制リング４６に形成されたポート表示「１」に合わせて、第１導圧通路４３ａの第１出口ポートＰ１に単一の導圧通路４４ｂの連通ポートＰを連通させる。この状態で、エア供給源３３から第１エア供給通路３２及び第２エア供給通路３４へ所定圧力のエアを供給し、第１導圧通路４３ａのエアの圧力がチューブ５１を通して圧力測定器５２に作用される。この圧力測定器５２により第１エア噴射孔ｈ１及び第１導圧通路４３ａのエアの圧力が測定され、この測定圧力が圧力測定器５２に設けられた図示しない判定回路により予め設定された基準圧力以上か否かが判定され、第１エア噴射孔ｈ１から正常にエアが噴射されているか否かが判定される。

上記の判定動作の次に図５において前記操作つまみ４４を時計回り方向に回動して、矢印４４ｅをポート表示の「２」に指向させて、圧力測定器５２により第２導圧通路４３ｂと連通する第２エア噴射孔ｈ２の圧力測定が行なわれ、この測定圧力が基準圧力以上か否かが判定され、第２エア噴射孔ｈ２が正常に機能するか否かが判定される。以下、同様にして、第３〜第４エア噴射孔ｈ３〜ｈ４から正常にエアが噴射されているか否かが判定される。

第１〜第４エア噴射孔ｈ１〜ｈ４のいずれかに異常があれば、主軸１６のテーパ穴１６ｂからユニット本体４２を取り外した後に、異常（目詰まり）のあるエア噴射孔の清掃作業が行われる。これにより、主軸１６のテーパ穴１６ｂに工具ホルダ１７が図７に示すように僅かな隙間Ｇをもって装着された状態で、各第１〜第４エア噴射孔ｈ１〜ｈ４からエアが正常に噴射されて清掃が行われ、テーパ穴１６ｂ或いは工具ホルダ１７のテーパシャンク１７ａに付着した切屑が除去可能となる。

上記実施形態のエア圧力測定装置によれば、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１６のテーパ穴１６ｂにユニット本体４２のテーパシャンク４２ａを嵌入して、第１〜第４エア噴射孔ｈ１〜ｈ４と、第１〜第４導圧通路４３ａ〜４３ｄの入口をそれぞれ連通させ、操作つまみ４４を回動して、単一の導圧通路４４ｂの連通ポートＰと、第１〜第４導圧通路４３ａ〜４３ｄの第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４のいずれか一つを連通させて、圧力測定器５２によりエアの圧力を順次測定するようにした。このため、テーパ穴１６ｂの内周面に形成された第１〜第４エア噴射孔ｈ１〜ｈ４から正常にエアが噴射されているか否かを容易に判定することができる。

（２）上記実施形態では、ユニット本体４２の基端部のフランジ部４２ｂを手で把持して、主軸１６のテーパ穴１６ｂにテーパシャンク４２ａを嵌入することができるので、主軸１６のテーパ穴１６ｂへのユニット本体４２の装着を容易に行うことができる。

（３）上記実施形態では、ユニット本体４２の基端部に把持溝４２ｃを有するフランジ部４２ｂを形成したので、ユニット本体４２を図示しない自動工具交換装置の例えば工具交換アームのホルダ把持部２１（図１参照）に把持させて、主軸１６のテーパ穴１６ｂに対するユニット本体４２の脱着を容易に行うこともできる。

（４）上記実施形態では、図５に示すように、操作つまみ４４を回動して、矢印４４ｅをポート表示の数字「１」〜「４」のいずれかに順次対応させて、第１〜第４エア噴射孔ｈ１〜ｈ４に対し単一の導圧通路４４ｂの連通ポートＰを順次連通するようにしたので、連通ポートの切り換え作業を容易に行うことができるとともに、各エア噴射孔ｈ１〜ｈ４の異常を個別に判定することができる。

次に、この発明の別の実施形態について、前記実施形態と異なる構成について説明する。
図８及び図９に示す実施形態のエア圧力測定装置は、前記操作つまみ４４に対し、前記単一の導圧通路４４ｂと前記ユニット本体４２の導圧通路４３ａの第１出口ポートＰ１が連通する状態において、該第１出口ポートＰ１以外の第２〜第４出口ポートＰ２〜Ｐ４を大気に開放するための複数（三箇所）の大気開放通路４４ｅを形成したものである。

この実施形態では、測定する例えばエア噴射孔ｈ１以外の複数のエア噴射孔ｈ２〜ｈ４とそれぞれ連通する導圧通路４３ｂ〜４３ｄのエアが大気に開放されるので、測定するエア噴射孔ｈ１のエアの圧力が高くなるのが抑制されて適正圧力に保持され、エア噴射孔ｈ１の異常を適正に判定することができる。

図１０に示す実施形態のエア圧力測定装置は、主軸１６のテーパ穴１６ｂに嵌入されるユニット本体４２が、いわゆるＨＳＫタイプの工具ホルダ（図示略）の外形形状を模した形状となっている。ユニット本体４２のテーパシャンク４２ａのテーパ角は緩やかになっていて、フランジ部４２ｂの主軸１６側の端面は、主軸１６の先端面に接触されようになっている。又、主軸１６の貫通穴１６ａの内部に装着されるクランプ機構１８も、ＨＳＫタイプの工具ホルダの構造に適合した構造のものが装着されている。前記クランプ用ロッド１９の先端部には、スリーブ５５が嵌合固定され、このスリーブ５５の外周には、複数のクランプ部材５６が配設されている。そして、前記テーパシャンク４２ａの内周面に形成された段差部４２ｇにクランプ部材５６の突起５６ａが係止された状態で、前記クランプ用ロッド１９が引き込まれると、スリーブ５５を介してクランプ部材５６も引き込まれ、ユニット本体４２のフランジ部４２ｂの端面４２ｈが主軸１６の先端面１６ｄに押圧され、ユニット本体４２が主軸１６に固定される。

この実施形態においては、前記主軸１６の先端面１６ｄにも前記第２エア供給通路３４に連通された端面ブロー用の第５〜第８エア噴射孔ｈ５〜ｈ８（ｈ５，ｈ７のみ図示）が円周方向に等ピッチで形成され、前記ユニット本体４２には、前記各エア噴射孔ｈ５〜ｈ８とそれぞれ連通される第５〜第８導圧通路４３ｅ〜４３ｈ（４３ｅ，４３ｇのみ図示）が形成されている。第５〜第８導圧通路４３ｅ〜４３ｈの第５〜第８入口ポートｅ５〜ｅ８（ｅ５，ｅ７のみ図示）は、前記端面４２ｈに開口され、各エア噴射孔ｈ５〜ｈ８とそれぞれ連通するように形成されている。第５〜第８導圧通路４３ｅ〜４３ｈの第５〜第８出口ポートＰ５〜Ｐ８は、図１１に示すように前記第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４の外周側に位置するように形成されている。又、操作つまみ４４の単一の導圧通路４４ｂの連通ポートＰから該つまみ４４の半径方向外側に別の連通ポートＰ´が分岐形成されている。そして、操作つまみ４４が回転されると、連通ポートＰ´が前記第５〜第８出口ポートＰ５〜Ｐ８に順次連通され、各エア噴射孔ｈ５〜ｈ８の圧力を順次測定することができるようにしている。

この実施形態では、第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４の外側に第５〜第８出口ポートＰ５〜Ｐ８を配設したので、同一のポート形成面４２ｆに対しより多くの出口ポートを形成でき、測定すべきエア噴射孔が多数の場合にも対応することができる。

図１２に示す実施形態のエア圧力測定装置は、主軸１６のテーパ穴１６ｂに嵌入されるユニット本体４２が、いわゆるＫＭタイプの工具ホルダ（図示略）の外形形状を模した形状となっている。又、主軸１６の貫通穴１６ａの内部に装着されるクランプ機構１８も、ＫＭタイプの工具ホルダの構造に適合したものが装着されている。前記クランプ用ロッド１９の外周面と主軸１６の貫通穴１６ａの内周面との間にはクランプ用ボール２０の収容孔５７ａを有するボールホルダ５７が取り付けられている。そして、前記クランプ用ロッド１９が後方に引き込まれると、収容孔５７ａ内のクランプ用ボール２０がユニット本体４２のテーパシャンク４２ａに形成された係合孔４２ｉに係合されてユニット本体４２が所定位置に固定される。

この実施形態のその他の構成及び効果は、図１０及び図１１に示す実施形態の構成及び効果と同様である。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・図１３に示すように前記ユニット本体４２の各第１〜第４導圧通路４３ａ〜４３ｄの出口ポートＰ１〜Ｐ４に対し、連通ポート切換手段としての開閉弁６１〜６１をそれぞれ設けてもよい。この場合には各開閉弁６１のうちいずれか一つの開閉弁６１を開放することにより各エア噴射孔の圧力を測定することができる。

・図１４に示すように前記測定ユニット４１のユニット本体４２のポート形成面４２ｆに開口された第１〜第４出口ポートＰ１〜Ｐ４に対し、それぞれチューブ５１を接続し、各チューブにそれぞれ圧力測定器５２を接続してもよい。この実施形態では、第１〜第４エア噴射孔ｈ１〜ｈ４の圧力の測定作業を同時に行うことができるので、異常の判定作業の能率を向上することができる。

・図示しないが、工作機械の工具マガジンに前記測定ユニット４１を保管するとともに、測定ユニット４１にチューブ５１を介して接続された圧力測定器５２を工作機械のフレームに装着し、工具交換装置により測定ユニット４１を主軸装置１１の主軸１６のテーパ穴１６ｂに装着するようにしてもよい。この場合には、前記主軸１６に対する測定ユニット４１の脱着作業を迅速に行うことができる。

・図８及び図９に示す構成を、図１０及び図１２に示す構成に適用してもよい。図１３及び図１４に示す構成を、図１０及び図１２に示す構成に適用してもよい。
・前記チューブ５１を省略して、前記操作つまみ４４に圧力測定器５２を直接取り付けてもよい。

・連通ポート切換部材としての回転方式の前記操作つまみ４４に代えて、直線往復動方式の連通ポート切換部材を用いるようにしてもよい。
・前記操作つまみ４４を例えばサーボモータにより回転させて、圧力の測定を自動で順次行うようにしてもよい。

・前記第１〜第４導圧通路４３ａ〜４３ｄの入口ｅ１〜ｅ４を第１〜第４エア噴射孔ｈ１〜ｈ４よりも大きくしてもよい。この場合には主軸１６に対するユニット本体４２の嵌入位置に誤差があっても連通状態を確保することができる。

・前記操作つまみ４４とチューブ５１の基端部との間に両部材の相対回転を許容する継手を設けてもよい。
・前記各実施形態において、二つのエア噴射孔の圧力を同時に測定するようにしてもよい。

・圧力測定器５２により測定された圧力データを工作機械の制御装置に取り込んで、主軸１６に設けられたエア噴射孔の異常の経歴を記憶して保守点検に利用するようにしてもよい。

この発明の主軸装置のエア噴射孔の異常の有無を判定するエア圧力測定装置を示す縦断面図。 図１の１−１線断面図。 エア圧力測定装置の測定ユニットを示す縦断面図。 図３の２−２線断面図。 エア圧力測定装置の測定装置本体を軸方向から見た正面図。 主軸装置の工具ホルダのクランプ状態の縦断面図。 主軸装置の工具ホルダのアンクランプ状態の縦断面図。 この発明の別の実施形態を示すエア圧力測定装置の部分縦断面図。 図８のエア圧力測定装置を軸方向から見た正面図。 この発明の別の実施形態を示すエア圧力測定装置の縦断面図。 図１０のエア圧力測定装置の横断面図。 この発明の導圧通路の配列構造の別例を示す縦断面図。 この発明のエア圧力測定装置の別例を示す縦断面図。 この発明のエア圧力測定装置の別例を示す縦断面図。

符号の説明

ｈ１〜ｈ８…第１〜第８エア噴射孔、１１…主軸装置、１６…主軸、１６ｂ…テーパ穴、４２…測定装置本体としてのユニット本体、４２ａ…テーパシャンク、４２ｂ…フランジ部、４２ｃ…把持溝、４３ａ〜４３ｄ…第１〜第４導圧通路、４４…連通ポートの切換操作部材としての操作つまみ、４４ｂ…単一の導圧通路、４４ｅ…大気開放通路、４７…係止手段としてのディテント機構、５２…圧力測定手段としての圧力測定器。

Claims (6)

1. 主軸装置の主軸に形成されたテーパ穴に嵌入されるテーパシャンクを備えた測定装置本体にエアの圧力を導入する複数の導圧通路を形成し、前記テーパ穴にテーパシャンクが嵌入された状態で、前記各導圧通路の入口が前記主軸のテーパ穴の内周面に開口された複数のエア噴射孔と連通されるように前記テーパシャンクの外周面に前記各導圧通路の入口を開口し、前記各導圧通路の出口ポートに前記複数のエア噴射孔内のエアの圧力を測定する圧力測定手段を設けたことを特徴とする主軸装置のエア圧力測定装置。
2. 主軸装置の主軸に形成されたテーパ穴に嵌入されるテーパシャンク及びフランジ部を備えた測定装置本体にエアの圧力を導入する複数の導圧通路を形成し、前記テーパ穴にテーパシャンクが嵌入された状態で、前記複数の導圧通路の入口が前記主軸のテーパ穴の内周面及び該主軸の先端面のうち少なくとも一方に開口された複数のエア噴射孔と連通されるように前記テーパシャンクの外周面及びフランジ部の端面のうち少なくとも一方に前記複数の導圧通路の入口を開口し、前記複数の導圧通路の出口ポートに前記複数のエア噴射孔内のエアの圧力を測定する圧力測定手段を設けたことを特徴とする主軸装置のエア圧力測定装置。
3. 請求項１又は２において、前記測定装置本体と前記圧力測定手段との間には前記各出口ポートのいずれか一つの出口ポートと該圧力測定手段とを選択的に連通する連通ポートを有する連通ポート切換手段が設けられていることを特徴とする主軸装置のエア圧力測定装置。
4. 請求項３において、前記測定装置本体の前記テーパシャンク又は前記フランジ部の基端部には、前記連通ポート切換手段としての切換操作部材が位置切換可能に装着され、該切換操作部材には単一の導圧通路が形成され、該単一の導圧通路の入口側の連通ポートは、前記切換操作部材の位置切り換え動作により前記測定装置本体の複数の導圧通路の出口ポートと選択的に連通可能に形成されていることを特徴とする主軸装置のエア圧力測定装置。
5. 請求項４において、前記テーパシャンクの基端部と前記切換操作部材との間には、該切換操作部材を所定位置に係止し、かつ切換操作部材に手動による外力が作用した場合に係止状態が解除されるように構成された係止手段が設けられていることを特徴とする主軸装置のエア圧力測定装置。
6. 請求項４又は５において、前記切換操作部材には、前記単一の導圧通路と連通する前記測定装置本体の導圧通路の出口ポート以外の出口ポートを大気に開放するための大気開放通路が形成されていることを特徴とする主軸装置のエア圧力測定装置。

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