JP6717678B2 - Spindle device - Google Patents

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本発明は、切削加工を行う際に用いられる主軸装置に関する。 The present invention relates to a spindle device used when performing cutting work.

旋盤、ボーリング加工機、歯車加工機等、ワークをスピンドル(「主軸」の意味である)によって保持してそのスピンドルを回転させつつ切削加工を行う加工機が存在する。例えば、下記特許文献に示す歯車加工装置は、その一種である。切削加工は、切削屑(いわゆる「切り粉」,「切り屑」)の発生を伴うものであり、例えば、その切削屑の処理が問題となる。例えば、切削屑が加工面に付着して残存すると、加工の妨げになったり、加工面を傷付けるといった問題にも繋がる。 There are processing machines, such as lathes, boring machines, and gear processing machines, which hold a workpiece by a spindle (meaning "spindle") and perform cutting while rotating the spindle. For example, the gear processing device shown in the following patent document is one of them. The cutting process involves the generation of cutting chips (so-called “chips”, “chips”), and for example, the processing of the cutting chips becomes a problem. For example, if cutting waste adheres to and remains on the machined surface, it may lead to problems such as hindering the machining and damaging the machined surface.

特開2015−127077号公報JP, 2005-127077, A

上記問題を解決するため、例えば、スピンドルに貫通穴を設けて、発生する切削屑をその貫通穴から排出することも検討されている。上記特許文献に記載の歯車加工装置においてもスピンドルに貫通穴が設けられているように思われるが、その真意は定かではない。たとえ貫通穴から切削屑を排出するように構成したとしても、その排出が適切に行われなければ、充分な技術とはなり得ない。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用的な主軸装置を提供することを課題とする。 In order to solve the above-mentioned problem, for example, providing a through hole in the spindle and discharging the generated cutting chips from the through hole is also under study. It seems that the spindle is also provided with a through hole in the gear machining device described in the above patent document, but the true meaning is not clear. Even if the chip is configured to be discharged from the through hole, it cannot be a sufficient technique unless the chip is properly discharged. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a practical spindle device.

本発明の主軸装置は、
ワークに対して切削加工を行う際に用いられる主軸装置であって、
前記ワークを一端部において保持するスピンドルと、そのスピンドルをそれの軸線まわりに回転可能に保持するホルダと、駆動源を有して前記スピンドルを前記軸線まわりに回転させる回転駆動機構とを備え、
前記スピンドルが、前記軸線に沿って延びる貫通穴を有する中空構造とされ、かつ、他端部が前記ホルダよりも延び出すように配置され、
前記スピンドルの前記他端部に取り付けられて前記スピンドルとともに回転し、前記貫通穴内の流体に前記一端部から前記他端部に向かう方向の流れを生じさせるために、その流体を遠心力によって外周から放出させるインペラを備え
前記ワークの切削加工の際の切削屑を、前記スピンドルの貫通穴に前記一端部から受け入れる状態で使用されることを特徴とする。
The spindle device of the present invention is
A spindle device used when cutting a workpiece,
A spindle for holding the work at one end, a holder for holding the spindle rotatably around its axis, and a rotary drive mechanism having a drive source for rotating the spindle around the axis,
The spindle is a hollow structure having a through hole extending along the axis, and is arranged so that the other end extends beyond the holder.
To generate the attached to the other end portion to rotate together with the spindle, the direction of flow toward the other end from the one end to the fluid in the through hole of the spindle, the outer periphery of the fluid by centrifugal force Equipped with an impeller to release ,
It is characterized in that it is used in a state in which cutting wastes at the time of cutting the work are received in the through hole of the spindle from the one end .

本発明の主軸装置によれば、切削屑がスピンドルの貫通穴を通って排出される際に、インペラによって生じる流体の流れ、つまり、例えば、クーラントの流れ、空気の流れ等によって、切削屑が効率的に排出されることになる。そのような機能を有することで、本発明の主軸装置は、実用的な主軸装置となる。 According to the spindle device of the present invention, when the cutting waste is discharged through the through hole of the spindle, the flow of the fluid generated by the impeller, that is, for example, the flow of the coolant, the flow of the air, etc., makes the cutting waste efficient. Will be discharged. By having such a function, the spindle device of the present invention becomes a practical spindle device.

本発明の実施例である主軸装置が配備されたスカイビング加工機を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a skiving machine provided with a spindle device that is an embodiment of the present invention. 実施例の主軸装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the spindle device of an Example. 実施例の主軸装置が備えたインペラを示す底面図および断面図である。It is a bottom view and a sectional view showing an impeller with which a spindle device of an example was provided.

本発明の主軸装置は、上述した機能に鑑みれば、スピンドルの一端部から切削屑が貫通穴に受け入れられる状態で使用されることが望ましい。なお、スピンドルは、ワークを直接保持するものであってもよく、チャック,治具等が一端部に取り付けられる場合において、それらチャック,治具等を介してワークを間接的に保持するものであってもよい。 In view of the above-mentioned functions, the spindle device of the present invention is preferably used in a state where cutting waste is received in the through hole from one end of the spindle. The spindle may directly hold the work, and when the chuck, jig, etc. are attached to one end, the spindle indirectly holds the work via the chuck, jig, etc. May be.

インペラによって流れが生じることとなる流体は、湿式で加工が行われる場合においては、ワークに掛けられるクーラント,切削油等の液体であってもよく、乾式で加工が行われる場合においては、貫通穴に存在する若しくは受け入れられる空気等の気体であってもよい。例えば、特に、大量のクーラントがワークに掛けられる場合には、そのクーラントが貫通穴を通って効率よく排出させることが望まれる。詳しく言えば、例えば、クーラントが勢いよく流れない場合には、クーラントの一部が貫通穴に入りきらずに溢れ出し、その溢れ出したクーラントによって、切削屑がワークに付着してしまうことも予想される。そのようなことに鑑みれば、本発明の主軸装置は、加工の際にワークに掛けられるクーラントが貫通穴にスピンドルの一端部から受け入れられる状態で使用される主軸装置に好適である。 The fluid that causes a flow due to the impeller may be a liquid such as coolant or cutting oil applied to the workpiece when wet machining is performed, and a through hole when dry machining is performed. It may also be a gas, such as air, present in or accepted by the. For example, particularly when a large amount of coolant is applied to the work, it is desired that the coolant be efficiently discharged through the through holes. In detail, for example, if the coolant does not flow vigorously, it is expected that part of the coolant will not fit into the through hole and will overflow, causing cutting chips to adhere to the work due to the overflowed coolant. It In view of such a situation, the spindle device of the present invention is suitable for the spindle device used in a state in which the coolant applied to the work during machining is received in the through hole from one end of the spindle.

スピンドルの貫通穴を通って切削屑を排出させることは、ワークに設けられた穴の内周面、詳しく言えば、その穴の軸線がスピンドルの軸線と一致させられた状態においてその穴の内周面を切削するような際に、好適である。そのことに鑑みれば、本発明の主軸装置は、そのようなワークのそのような内周面を加工する際に用いる場合に、充分なメリットが発揮されることになる。 Discharging the cutting chips through the through hole of the spindle means that the inner peripheral surface of the hole provided in the workpiece, more specifically, the inner periphery of the hole when the axis of the hole is aligned with the axis of the spindle. It is suitable when cutting a surface. In view of this, the spindle device of the present invention exhibits sufficient merits when used when processing such an inner peripheral surface of such a work.

また、貫通穴を通って切削屑を排出させる場合、流体がクーラント等の液体である場合、重力をも利用できることを考慮すれば、本発明の主軸装置は、スピンドルが、それの軸線が上下方向に若しくは上下方向に対して傾斜した方向に延び、かつ、ワークを保持する一端部が上方に、インペラが設けられた他端部が下方に位置する姿勢となるようにして用いられることが望ましい。いわゆる縦型の加工機に用いられることが望ましいのである。なお、その場合、見方を変えれば、インペラは、重力による液体の流れを、助長し、若しくは、推進するという作用を発揮することになる。 In addition, when the cutting waste is discharged through the through hole, and when the fluid is a liquid such as a coolant, it is possible to use gravity as well. It is preferable that one end portion that extends in the vertical direction or the direction that is inclined with respect to the vertical direction and that the one end portion that holds the work is positioned above and the other end portion that is provided with the impeller be positioned below. It is desirable to be used for a so-called vertical processing machine. In that case, from a different point of view, the impeller exerts the action of promoting or promoting the flow of the liquid due to gravity.

本発明の主軸装置は、用いられる加工機の種類が限定されるものではない。旋盤を始め、ボーリング盤,歯切り盤等、種々の加工機に用いることができるが、特に、スカイビング加工機に用いる場合に、好適である。スカイビング加工機による切削加工、つまり、歯を形成するための加工においては、その切削屑は、比較的小さな片状のものとなることから、例えば、先に述べたように、クーラントが貫通穴から適切に排出されない場合に、そのような切削屑は、溢れ出したクーラントによってワークに付着してしまうことが予想される。そのような事象が発生する可能性を考慮した場合、本発明の主軸装置は、スカイビング加工機、特に、リングギヤの加工等、内周面に内歯を形成するようなスカイビング加工機に配備される場合に、極めて有効である。 The spindle device of the present invention is not limited to the type of processing machine used. It can be used for various processing machines such as lathes, boring machines, gear cutting machines, and the like, and is particularly suitable for use in skiving processing machines. In cutting by a skiving machine, that is, in the processing for forming teeth, the cutting dust is a relatively small piece, so that, for example, as described above, the coolant has a through hole. If not properly discharged from the machine, such cutting chips are expected to adhere to the work due to the overflowed coolant. In consideration of the possibility that such an event may occur, the spindle device of the present invention is provided in a skiving machine, particularly a skiving machine that forms internal teeth on the inner peripheral surface, such as ring gear machining. When it is done, it is extremely effective.

なお、スカイビング加工機等のようにギヤ歯を形成するような加工機では、主軸をカッターに対して傾けることが行われる。種々のワークに対してそのような加工を行うことを考えた場合には、本発明の主軸装置は、スピンドルの軸線の傾きを変更するための軸線傾斜変更機構を備えることが望ましいのである。 In a processing machine that forms gear teeth, such as a skiving processing machine, the main shaft is tilted with respect to the cutter. In consideration of performing such processing on various works, it is desirable that the spindle device of the present invention includes an axis inclination changing mechanism for changing the inclination of the axis of the spindle.

インペラの構造,形状に関しては特に限定されるものではない。例えば、インペラを、i)基板と、ii)その基板と間隔を隔ててその基板と対向し、前記スピンドルの貫通穴に繋がる穴が中央に設けられた対向板と、iii)基板と対向板との間において、それら基板と対向板とに渡され、放射状に延びる複数の羽根板とを含んで構成されたようなインペラを採用することが可能である。そのようなインペラは、羽が3次元的に曲がるようなインペラと異なり、簡単な板金加工によって形成することが可能であり、インペラの製造コストの低減に繋がるものとなる。 The structure and shape of the impeller are not particularly limited. For example, an impeller is i) a substrate, ii) a facing plate that is opposed to the substrate at a distance from the substrate, and has a hole at the center that is connected to the through hole of the spindle, and iii) a substrate and a facing plate. In between, it is possible to employ an impeller configured to include a plurality of radially extending vane plates that are passed over the substrate and the counter plate. Such an impeller can be formed by a simple sheet metal working, unlike an impeller whose wings are three-dimensionally bent, which leads to a reduction in the manufacturing cost of the impeller.

以下に、本発明の一実施例となる主軸装置を、図面を参照しつつ、その主軸装置が配備されたスカイビング加工機を簡単に説明した上で、説明する。なお、本発明の主軸装置は、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。 Hereinafter, a spindle device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, after briefly describing a skiving machine provided with the spindle device. The spindle device of the present invention can be implemented in various modes other than the following examples, with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.

[A]スカイビング加工機の全体構成
実施例の主軸装置が配備されているスカイビング加工機は、図1に示すように、(a) 本体10と、(b) 本体10の前面に配設された実施例の主軸装置12と、(c) 概して円筒状のワークWに内歯を形成するためのカッタ14を回転可能に保持するとともに、そのカッタ14を回転させるカッタ回転機構を有する加工ヘッド16と、(d) 本体10に支持されて、加工ヘッド16を上下,左右に移動させるヘッド移動機構18とを含んで構成される。
[A] Overall Configuration of Skiving Machine As shown in FIG. 1, a skiving machine provided with a spindle device of the embodiment has (a) a main body 10 and (b) a front surface of the main body 10. And a spindle head 12 of the embodiment described above, and (c) a machining head having a cutter rotating mechanism that rotatably holds a cutter 14 for forming internal teeth on a generally cylindrical work W and that rotates the cutter 14. 16 and (d) a head moving mechanism 18, which is supported by the main body 10 and moves the processing head 16 up, down, left and right.

本スカイビング加工機は、ワークWに歯を成形することが可能であり、そのために、主軸装置12は、自身の軸線、つまり、後に説明するスピンドルの軸線を前後方向に延びる軸線まわりに任意の角度だけ傾斜させ、かつ、その角度を変更するための軸線傾斜変更機構20を備えている。ワークWは、後に詳しく説明するように、主軸装置12の上端部、詳しく言えば、スピンドルの上端部に保持される。図示を省略するが、主軸装置12に保持されたワークWに対して加工時にクーラントを上方から掛けるためのノズルが、設けられている。 The skiving machine is capable of forming teeth on the work W, and therefore, the spindle device 12 has an arbitrary axis around its own axis, that is, an axis extending in the front-rear direction about the axis of the spindle described later. An axis tilt changing mechanism 20 for tilting at an angle and changing the angle is provided. The work W is held at the upper end of the spindle device 12, more specifically, at the upper end of the spindle, as described in detail later. Although illustration is omitted, a nozzle for applying a coolant from above to the workpiece W held by the spindle device 12 during processing is provided.

[B]主軸装置の構成
主軸装置12は、図2に示すように、大まかには、スピンドル30と、スピンドル30をそれの軸線Lまわりに回転可能に保持するホルダ32と、スピンドル30を回転させるためにスピンドル30とホルダ32との間に設けられた主軸モータ34と、スピンドル30の上端部に取り付けられてワークWを保持するチャック36とを含んで構成されている。なお、それらスピンドル30,ホルダ32,主軸モータ34,チャック36は、複数の部材が締結されて構成されているが、それら部材どうしの締結構造については、図では、省略されている。
[B] Configuration of Spindle Device As shown in FIG. 2, the spindle device 12 roughly rotates a spindle 30, a holder 32 that holds the spindle 30 rotatably around its axis L, and a spindle 30. For this purpose, a spindle motor 34 provided between the spindle 30 and the holder 32 and a chuck 36 attached to the upper end of the spindle 30 for holding the work W are configured. The spindle 30, the holder 32, the spindle motor 34, and the chuck 36 are configured by fastening a plurality of members, but the fastening structure between these members is omitted in the drawing.

スピンドル30は、軸線Lに沿って延びる貫通穴40が設けられた中空構造、つまり、筒状のものとされており、上端部にフランジが設けられている。ホルダ32は、スピンドル30を回転可能に支持する筐体として機能し、ころ軸受け44および玉軸受け46を介して、スピンドル30を、軸線Lの延びる方向(以下、「軸線方向」と言う場合がある)に移動不能に、かつ、回転可能に支持している。ちなみに、上述の軸線傾斜変更機構20は、ホルダ32を回転させることによって、スピンドル30の軸線Lを任意の角度だけ回転させるように構成されている。したがって、一端部である上端部においてチャック36を介してワークWを保持するスピンドル30は、軸線Lが上下方向に若しくは上下方向に対して傾斜した方向に延び、かつ、一端部が上方に、他端部である下端部が下方に位置する姿勢とされるのである。 The spindle 30 has a hollow structure in which a through hole 40 extending along the axis L is provided, that is, a cylindrical shape, and a flange is provided at the upper end portion. The holder 32 functions as a housing that rotatably supports the spindle 30, and through the roller bearing 44 and the ball bearing 46, the spindle 30 extends in the direction in which the axis L extends (hereinafter, may be referred to as “axial direction”). ) Is immovably and rotatably supported. Incidentally, the above-mentioned axis line inclination changing mechanism 20 is configured to rotate the axis line L of the spindle 30 by an arbitrary angle by rotating the holder 32. Therefore, the spindle 30 that holds the workpiece W via the chuck 36 at the upper end, which is one end, extends in the vertical direction or in the direction inclined with respect to the vertical direction, and the one end moves upward. That is, the lower end, which is the end, is positioned downward.

主軸モータ34は、スピンドル30を軸線Lまわりに回転させる回転駆動機構の駆動源として機能するものであり、ホルダ32に保持されたコイル50と、スピンドル30の外周に付設された磁石52とを含んで構成されている。主軸モータ34は、図示を省略するエンコーダからの信号に基づいて、当該主軸モータ34の回転速度,回転位置、すなわち、スピンドル30の回転速度,回転位置が制御されるようになっている。 The spindle motor 34 functions as a drive source of a rotary drive mechanism that rotates the spindle 30 around the axis L, and includes a coil 50 held by a holder 32 and a magnet 52 attached to the outer periphery of the spindle 30. It is composed of. The spindle motor 34 is configured to control the rotation speed and rotation position of the spindle motor 34, that is, the rotation speed and rotation position of the spindle 30, based on a signal from an encoder (not shown).

チャック36は、大まかには、ハウジング56と、ピストン58と、把持筒60とを含んで構成されている。ハウジング56は、上下2つの部材が締結されてなる概ね有底円筒形状をなしている。ピストン58は、ハウジング56の内部に配設されている。詳しく言えば、ピストン58は、フランジを有する円筒形状をなしており、そのフランジがハウジング56に形成された円環状の溝に収容されるようにして、配設されている。ピストン58のフランジの上下には、それぞれ、作動液が収容される液室62,64が形成されており、それら液室62,64に対して作動液が導入・排出されることにより、ピストン58が上下に動くようになっている。ピストン58には、ハウジング56を貫通してフランジから上方に延び出す複数の掛合ロッド66が付設されている。把持筒60は、ハウジング56の上端側に内装されており、掛合ロッド66は、把持筒60に掛合している。ピストン58が下方に移動すると、ハウジング56に形成された傾斜面の作用により、把持筒60は、縮径してワークWを把持する。逆に、ピストン58が上方に移動すると、把持筒60は自身の弾性力で拡径して、ワークWの把持が解除される。そのような構造のチャック36を介して、スピンドル30は、自身の一端部である上端部においてワークWを保持するのである。なお、液室62,64に対する作動液の導入・排出のための液通路は、図では省略されている。 The chuck 36 roughly includes a housing 56, a piston 58, and a grip cylinder 60. The housing 56 has a substantially bottomed cylindrical shape in which upper and lower members are fastened together. The piston 58 is arranged inside the housing 56. More specifically, the piston 58 has a cylindrical shape with a flange, and is arranged so that the flange is housed in an annular groove formed in the housing 56. Liquid chambers 62 and 64 for accommodating the hydraulic fluid are formed above and below the flange of the piston 58. Is designed to move up and down. The piston 58 is provided with a plurality of engaging rods 66 penetrating the housing 56 and extending upward from the flange. The grip cylinder 60 is internally mounted on the upper end side of the housing 56, and the engaging rod 66 is engaged with the grip cylinder 60. When the piston 58 moves downward, the grip cylinder 60 contracts and grips the work W by the action of the inclined surface formed on the housing 56. Conversely, when the piston 58 moves upward, the grip cylinder 60 expands in diameter by its own elastic force and the grip of the work W is released. Through the chuck 36 having such a structure, the spindle 30 holds the work W at the upper end which is one end of itself. The liquid passages for introducing/discharging the hydraulic fluid to/from the liquid chambers 62 and 64 are omitted in the figure.

チャック36のハウジング56の底部には、中央に穴が形成されており、その穴によって、本主軸装置12では、スピンドル30の貫通穴40とチャック36の内部とが繋がっている。つまり、チャック36とスピンドル30とを貫くようにして、上下に延びる流体の流路が形成されている。 A hole is formed in the center of the bottom of the housing 56 of the chuck 36, and the through hole 40 of the spindle 30 and the inside of the chuck 36 are connected to each other by the hole in the center spindle device 12. In other words, a fluid passage extending vertically is formed so as to penetrate the chuck 36 and the spindle 30.

ここで、本主軸装置12が保持するワークW、つまり、スカイビング加工に供されるワークWは、図に2点鎖線で示すように、概して円筒形状のものであり、内周面に歯を形成するための加工が行われる。つまり、ワークWは、穴を有し、その穴の軸線を上記軸線Lと一致させた状態で保持され、その穴の内周面に切削加工が施されるのである。 Here, the work W held by the main spindle device 12, that is, the work W to be subjected to skiving processing, has a generally cylindrical shape, as shown by a two-dot chain line in the figure, and has teeth on its inner peripheral surface. Processing for forming is performed. That is, the work W has a hole, is held with the axis of the hole aligned with the axis L, and the inner peripheral surface of the hole is cut.

本主軸装置12では、スピンドル30の他端部である下端部に、インペラ70が取り付けられている。インペラ70は、図3に示すように、(A) 基板72と、(B) その基板72と間隔を隔ててその基板72と対向し、スピンドル30の貫通穴40に繋がる穴74が中央に設けられた対向板76と、(C) 基板72と対向板76との間において、それら基板72と対向板76とに渡され、放射状に延びる複数の羽根板78a,78b,78cとを含んで構成されている。ちなみに、図3(a)は、図3(b)におけるIIIa−IIIa断面である。 In the main spindle device 12, the impeller 70 is attached to the lower end which is the other end of the spindle 30. As shown in FIG. 3, the impeller 70 includes a (A) substrate 72, and (B) a substrate 72 facing the substrate 72 with a space therebetween, and a hole 74 connected to the through hole 40 of the spindle 30 in the center. And a (C) a plurality of blade plates 78a, 78b, 78c extending radially between the substrate 72 and the counter plate 76 between the substrate 72 and the counter plate 76. Has been done. Incidentally, FIG. 3A is a IIIa-IIIa cross section in FIG. 3B.

羽根板78a,78b,78cは、それぞれに長さが異なるものの、外周端が、基板72,対向板76の外周端と一致している。そのため、羽根板78a,78b,78cの内周端の位置は、それぞれに異なっている。詳しく言えば、最も長い4枚の羽根板78aが、等角度ピッチで配設されており、中間の長さの4枚の羽根板78bが、羽根板78aのちょうど中間に、最も短い羽根板78cが、羽根板78aと羽板板78bとのちょうど中間に、それぞれ配設されている。 Although the vane plates 78a, 78b, 78c have different lengths, their outer peripheral ends coincide with the outer peripheral ends of the substrate 72 and the counter plate 76. Therefore, the positions of the inner peripheral ends of the vane plates 78a, 78b, 78c are different from each other. More specifically, the four longest blades 78a are arranged at an equal angular pitch, and the four blades 78b having an intermediate length are arranged in the middle of the blades 78a and the shortest blade 78c. Are arranged exactly in the middle between the blade plate 78a and the blade plate 78b.

羽根板78a,78b,78cは、いずれも、内周端側の部分が環状部80として形成されている。各羽根板78a,78b,78cは、基板72と対向板76との両者に接合されて、基板72と対向板76とを互いに固定するものとなっているが、基板72と対向板76は、短い羽根板78cの環状部80を利用して、ボルト82およびナット84によって締結されている。また、インペラ70は、長い羽根板78aの環状部80を利用して、ボルト86によって、スピンドル30の下端に取り付けられている。 Each of the vane plates 78a, 78b, 78c is formed as an annular portion 80 on the inner peripheral end side. The blade plates 78a, 78b, 78c are joined to both the substrate 72 and the counter plate 76 to fix the substrate 72 and the counter plate 76 to each other. The annular portion 80 of the short blade 78c is used to fasten the bolts 82 and nuts 84. Further, the impeller 70 is attached to the lower end of the spindle 30 by a bolt 86 using the annular portion 80 of the long blade plate 78a.

上述のような構造のインペラ70であることで、本主軸装置12では、スピンドル30の貫通穴40と、インペラ70の外周とが、羽根板78a,78b,78cの間の空間を介して繋がり、流体の流路が形成されている。インペラ70は、スピンドル30の回転により、スピンドル30と一体的に回転する。 With the impeller 70 having the structure as described above, in the main spindle device 12, the through hole 40 of the spindle 30 and the outer periphery of the impeller 70 are connected via the space between the blade plates 78a, 78b, 78c, A fluid flow path is formed. The impeller 70 rotates integrally with the spindle 30 as the spindle 30 rotates.

[C]インペラによる作用
本スカイビング加工機では、ワークWの内周面に歯切り加工を行う際、多くの量のクーラントがワークWに向かって放出され、図2から解るように、その放出されたクーラントの大部分は、スピンドル30の貫通穴40を通って、下方に排出される。加工によって生じる切削屑は、小片のものであり、その切削屑は、クーラントとともに貫通穴40を通って下方に排出されるべきである。しかしながら、クーラントの量が相当に多くなる場合には、貫通穴40を通るクーラントの流れが充分ではないことが予想される。極端に言えば、クーラントがワークWの上方に溢れ出ることも考えられるのである。そのような場合には、切削屑は、特にそれが小片状である場合には、ワークWの内部に漂ったり、ワークWの内周面、つまり、加工面に付着する虞がある。その場合、その切削屑が原因して、切削された歯の表面等に傷が付くこともあり得るのである。
[C] Action by Impeller With this skiving machine, when gear cutting is performed on the inner peripheral surface of the work W, a large amount of coolant is discharged toward the work W, and as shown in FIG. Most of the generated coolant is discharged downward through the through hole 40 of the spindle 30. The chips produced by the machining are small pieces, and the chips should be discharged downward together with the coolant through the through hole 40. However, when the amount of the coolant becomes considerably large, it is expected that the flow of the coolant through the through hole 40 is not sufficient. In extreme terms, the coolant may overflow above the work W. In such a case, the cutting chips may drift inside the work W or adhere to the inner peripheral surface of the work W, that is, the machined surface, especially when it is in the form of small pieces. In that case, the cutting scraps may cause scratches on the surfaces of the cut teeth.

上述のような事態を回避するために、インペラ70は効果的である。具体的に言えば、図2において太矢印で示すように、スピンドル30が回転してインペラ70が回転すると、インペラ70内部のクーラントが遠心力によってインペラ70の外周から勢い良く放出され、それによって、貫通穴40の内部のクーラントが下方に吸い寄せられる。その結果、貫通穴40の内部のクーラントの流れ、詳しく言えば、流速が推進されることになる。そのことによって、クーラントは勢い良く下方に流れ、そのクーラントの流れによって、切削屑も、適切に、換言すれば、効率的に排出されることになるのである。 The impeller 70 is effective in avoiding the above situation. Specifically, as shown by the thick arrow in FIG. 2, when the spindle 30 rotates and the impeller 70 rotates, the coolant inside the impeller 70 is vigorously discharged from the outer periphery of the impeller 70 by the centrifugal force, whereby The coolant inside the through hole 40 is sucked downward. As a result, the flow of the coolant inside the through hole 40, specifically, the flow velocity is promoted. As a result, the coolant vigorously flows downward, and the flow of the coolant also discharges the cutting chips properly, in other words, efficiently.

上述のように、スピンドル30の他端部(下端部)に取り付けられたインペラ70は、貫通穴40内の流体、具体的には、クーラントに、一端部(上端部)から他端部に向かう方向の流れを生じさせるために有効な手段となる。換言すれば、その流れを助長するために有効な手段となるのである。したがって、本主軸装置12、つまり、上述のような作用を発揮するインペラ70がスピンドル30に取り付けられた主軸装置12を採用することで、本スカイビング加工機によって加工されたワークは、加工による傷が抑制されたものとなるのである。 As described above, the impeller 70 attached to the other end (lower end) of the spindle 30 moves from one end (upper end) to the other end toward the fluid in the through hole 40, specifically, the coolant. It is an effective means to generate directional flow. In other words, it is an effective means for promoting the flow. Therefore, by adopting the main spindle device 12, that is, the main spindle device 12 in which the impeller 70 exhibiting the above-described action is attached to the spindle 30, the workpiece machined by the skiving machine is not damaged by the machining. Is suppressed.

12:主軸装置 20:軸線傾斜変更機構 30:スピンドル 32:ホルダ 34:主軸モータ〔回転駆動機構〕〔駆動源〕 36:チャック 40:貫通穴 70:インペラ 72:基板 74:穴 76:対向板 78a,78b,78c:羽根板 W:ワーク L:スピンドルの軸線 12: Spindle device 20: Axis inclination changing mechanism 30: Spindle 32: Holder 34: Spindle motor [rotary drive mechanism] [driving source] 36: Chuck 40: Through hole 70: Impeller 72: Substrate 74: Hole 76: Opposing plate 78a , 78b, 78c: vane W: work L: spindle axis

Claims (7)

ワークに対して切削加工を行う際に用いられる主軸装置であって、
前記ワークを一端部において保持するスピンドルと、そのスピンドルをそれの軸線まわりに回転可能に保持するホルダと、駆動源を有して前記スピンドルを前記軸線まわりに回転させる回転駆動機構とを備え、
前記スピンドルが、前記軸線に沿って延びる貫通穴を有する中空構造とされ、かつ、他端部が前記ホルダよりも延び出すように配置され、
前記スピンドルの前記他端部に取り付けられて前記スピンドルとともに回転し、前記貫通穴内の流体に前記一端部から前記他端部に向かう方向の流れを生じさせるために、その流体を遠心力によって外周から放出させるインペラを備え
前記ワークの切削加工の際の切削屑を、前記スピンドルの貫通穴に前記一端部から受け入れる状態で使用されることを特徴とする主軸装置。
A spindle device used when cutting a workpiece,
A spindle for holding the work at one end, a holder for holding the spindle rotatably around its axis, and a rotary drive mechanism having a drive source for rotating the spindle around the axis,
The spindle is a hollow structure having a through hole extending along the axis, and is arranged so that the other end extends beyond the holder.
To generate the attached to the other end portion to rotate together with the spindle, the direction of flow toward the other end from the one end to the fluid in the through hole of the spindle, the outer periphery of the fluid by centrifugal force Equipped with an impeller to release ,
A spindle device, which is used in a state in which cutting waste generated during cutting of the work is received in the through hole of the spindle from the one end .
前記インペラが、
基板と、
その基板と間隔を隔ててその基板と対向し、前記スピンドルの貫通穴に繋がる穴が中央に設けられた対向板と、
前記基板と前記対向板との間において、それら基板と対向板とに渡され、放射状に延びる複数の羽根板と
を含んで構成された請求項1に記載の主軸装置。
The impeller is
Board,
An opposing plate that faces the substrate with a distance from the substrate, and has a hole connected to the through hole of the spindle in the center,
The spindle device according to claim 1, further comprising: a plurality of blade plates extending between the substrate and the counter plate and extending radially between the substrate and the counter plate.
切削加工の際に前記ワークに掛けられるクーラントを、前記スピンドルの貫通穴に一端部から受け入れる状態で使用される請求項1または請求項2に記載の主軸装置。 The spindle device according to claim 1 or 2, wherein the spindle device according to claim 1 or 2 is used in a state in which a coolant to be applied to the work during cutting is received in a through hole of the spindle from one end. 前記ワークが穴を有し、その穴の軸線を前記スピンドルの軸線と一致させた状態でその穴の内周面を切削加工する際に用いられる請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の主軸装置。 The workpiece has a hole, in any one of claims 1 to 3 used in cutting an inner peripheral surface of the hole the axis of the hole while being coincident with the axis of the spindle The described spindle device. 前記スピンドルが、それの前記軸線が上下方向に若しくは上下方向に対して傾斜した方向に延び、かつ、前記一端部が上方に、前記他端部が下方に位置する姿勢となるようにして用いられる請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の主軸装置。 It said spindle extends inclined direction with respect to the axis of it or vertical direction in the vertical direction, and said one end upward, used the other end so as to become an attitude that is located below The spindle device according to any one of claims 1 to 4 . 前記スピンドルの前記軸線の傾きを変更する軸線傾斜変更機構を備えた請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の主軸装置。 The spindle device according to any one of claims 1 to 5, further comprising an axis tilt changing mechanism that changes a tilt of the axis of the spindle. スカイビング加工機に配備される請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の主軸装置。 Spindle device according to any one of claims 1 to 6 Ru deployed in skiving machine.
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