JP6738767B2

JP6738767B2 - 主軸装置

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Publication number: JP6738767B2
Application number: JP2017088529A
Authority: JP
Inventors: 正生名越
Original assignee: モバック株式会社
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2020-08-12
Anticipated expiration: 2037-04-27
Also published as: JP2018183851A

Description

本発明は、ワークの洗浄用のノズルを備える主軸装置に関する。

工作機械において、洗浄水を吐出するノズルを備え、ワークを洗浄できるものがある。この際、ワークの形状などに応じて、洗浄水の吐出方向を切り替えたい場合があり（主軸の回転軸方向と回転軸の直交方向とに切り替える場合など）、そのための種々の方法が提案されている。たとえば、自動工具交換装置（ＡＴＣ）を備える工作機械では、主軸の先端に切削工具などに換えてノズルを取り付け、主軸を通して洗浄水を供給するが、吐出方向を切り替えるには、吐出方向の異なるノズルを用意しておき、ＡＴＣによりノズルを交換していた。また、特許文献１に示す装置では、予め複数のノズルを備えており、洗浄水の供給源側に設けたノズル切替装置により、供給先のノズルを適宜選択して、吐出方向を切り替えていた。

特開２００２−１２２２５４号公報

しかしながら、ＡＴＣによりノズルを交換する方法では、交換のために時間がかかる点が問題であった。また、特許文献１の装置では、供給源側のノズル切替装置が必要なので、切替機構が大型化し、既存の工作機械に適用し難い点が問題であった。

本発明は、上記事情を鑑みたものであり、ワークの洗浄用のノズルを備えるものであって、洗浄水の吐出方向が切替可能で、切替時間が短く、かつ切替機構がコンパクトな主軸装置を提供することを目的とする。

本発明のうち請求項１の発明は、外装部と、主軸と、ノズルと、接触部を備え、外装部は、主軸を収容する外殻であり、主軸は、外装部内で回転可能に支持されており、その先端部には切削工具を取り付けるためのツール装着部を形成してあり、ノズルは、主軸のツール装着部に対して着脱自在な構造で主軸と一体で回転可能であり、且つ洗浄水を吐出するための吐出口を有しており、接触部は、ノズルの外周側に位置しており、その根元部分は外装部に取り付けてあり、ノズルの先端部には、洗浄水の吐出方向を切り替えるため、方向の異なる二つの吐出口を設けてあり、且つ洗浄水が吐出する吐出口を切り替えるため、ノズルの内部には、弁体が組み込まれた分岐流路を設けてあり、ノズルの基端側から供給された洗浄水は、供給口から分岐流路に流入しており、弁体は、主軸の回転軸に対して直交する方向に移動することで洗浄水の流路を切り替え可能であり、少なくとも弁体の一端はノズルの側面から外周側に突出しており、主軸を特定の角度に回転させ、弁体の突出部分が接触部に接触することで、弁体がノズル内に向けて押し込まれ、流路が切り替えられるものであることを特徴とする。

本発明のうち請求項２の発明は、弁体を一端側に向けて付勢する付勢部材を有しており、弁体の一端がノズルの側面から外周側に突出するものであることを特徴とする。

本発明のうち請求項３の発明は、弁体が一端側に位置する状態で供給口と連通する吐出口の吐出方向が主軸の回転軸の直交方向であり、弁体が他端側に位置する状態で供給口と連通する吐出口の吐出方向が主軸の回転軸方向であることを特徴とする。

本発明のうち請求項４の発明は、弁体が一端側に位置する状態で供給口と連通する吐出口の吐出方向が主軸の回転軸方向であり、弁体が他端側に位置する状態で供給口と連通する吐出口の吐出方向が主軸の回転軸の直交方向であることを特徴とする。

本発明のうち請求項５の発明は、弁体のどちらか一端が常にノズルの側面から外周側に突出するものであって、接触部は外装部に対して移動可能としてあり、この移動により、接触部が弁体の突出部に接触可能である接触位置と、ノズルの角度位置に関わらず接触部が弁体の突出部分に接触しない退避位置と、に切替可能であることを特徴とする。

本発明のうち請求項１の発明によれば、主軸とともにノズルを回転させることで、流路が切り替わり、すなわち洗浄水の吐出方向が切り替わるので、切替時間が短い。また、切替機構は、ノズル内の分岐流路および弁体と、外装部に設けた接触部のみからなるので、コンパクトで、既存の工作機械にも適用できる。

本発明のうち請求項２の発明によれば、ノズルの回転により、弁体が接触部に接触する特定の角度領域と、弁体が接触部に接触しない略全周の角度領域とで、流路を切り替えることができる。

本発明のうち請求項３の発明によれば、弁体が一端側に位置する状態、すなわち弁体が接触部に接触していない状態で、供給口と連通する吐出口の吐出方向が主軸の回転軸の直交方向なので、弁体が接触部に接触しない、略全周に近い方向に、洗浄水を吐出できる。そして、弁体を接触部に接触させれば、流路が切り替わり、主軸の回転軸方向に洗浄水を吐出できる。

本発明のうち請求項４の発明によれば、弁体が一端側に位置する状態、すなわち弁体が接触部に接触していない状態で、主軸の回転軸方向に洗浄水を吐出できる。そして、弁体を接触部に接触させれば、流路が切り替わり、主軸の回転軸の直交方向に洗浄水を吐出できるものであって、洗浄水を吐出させたままノズルを回転させることで、水圧が付勢部材の付勢力に抗して弁体を他方側位置に固定するので、全周に洗浄水を吐出できる。

本発明のうち請求項５の発明によれば、弁体のどちらか一端が常にノズルの側面から外周側に突出するので、ノズルの回転によって、弁体を一端側と他端側のどちらにも動かすことが可能で、流路を切り替えられるものであり、切り替えた後で接触部を接触位置から退避位置へ移動させることで、どちらの流路を選択した状態でもノズルを自在に回転させられる。

主軸装置の第一実施形態の全体中心軸断面図である。主軸装置の第一実施形態の全体外観図である。（ａ）、（ｂ）は、主軸装置の第一実施形態における流路切替の説明図である。（ａ）〜（ｃ）は、主軸装置の第二実施形態における流路切替の説明図である。主軸装置の第三実施形態の全体中心軸断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、主軸装置の第三実施形態における流路切替の説明図である。

本発明の主軸装置の具体的な構成について、各図面に基づいて説明する。この主軸装置の第一実施形態は、図１および図２に示すように、外装部１と、主軸２と、ノズル３と、接触部４を備えるものであり、この主軸装置全体が三軸方向に移動可能であって、コンピュータにより制御されるものである。外装部１は、略円筒形状のものであって、中心軸が垂直向きであり、内側に主軸２が設けられている。主軸２は、外装部１と同軸上に位置していて、回転可能に支持されており、下側が先端側、上側が基端側である。中心軸に沿って洗浄水の流路２１が形成されており、流路２１の基端側は、洗浄水の供給源（図示省略）に接続されている。また、先端部には、テーパ孔形状のツール装着部２２が形成されている。さらに、基端側にかさ歯の主軸歯車２３を設けてあり、主軸歯車２３が、主軸２の回転軸に直交する向きのモータ駆動軸（図示省略）に設けたかさ歯のモータ歯車２４と噛み合っていて、モータの駆動により主軸２が回転する。

そして主軸２の先端には、ノズル３が取り付けられており、主軸２と一体になって回転する。図１〜図３に示すように、ノズル３は、ブロック状の基部３４と、基部３４の基端側に設けたツールシャンク部３５と、先端側に設けた延出部３６を備える。基部３４は、主軸側（基端側）の中心に開口する一つの供給口３１と、供給口３１から二つに分岐する分岐流路３３を有している。分岐流路３３は、供給口３１から周方向のある一方向（一方側）とその方向の反対方向（他方側）に向けて延びる周方向部３３１ａ，３３１ｂと、各周方向部３３１ａ，３３１ｂから先端側に向けて延びて開口する出口部３３２ａ，３３２ｂからなる。また、ツールシャンク部３５は、基端側にテーパ部３５１を有していて、テーパ部３５１が主軸２のツール装着部２２に挿入されてクランプされており、着脱自在となっている（クランプのための機構は公知のものであって、詳細は図示省略してある）。よって、このノズル３はＡＴＣにより他の工具と交換可能である。また、中心軸に沿って洗浄水の流路３５２が形成されており、流路３５２の基端側が主軸２の流路２１と接続されており、流路３５２の先端側が、基部３４の供給口３１と接続されている。さらに、延出部３６は、先端側に向けて延びる略円柱形状のものであって、内部に二本の洗浄水の流路３６１ａ，３６１ｂを形成してある。一方の流路３６１ａは、基端側が基部３４の分岐流路３３の一方側の周方向部３３１ａから延びる出口部３３２ａと接続されており、先端側が延出部３６の先端面の吐出口３２ａ（吐出方向が垂直下向き）に繋がっている。他方の流路３６１ｂは、基端側が基部３４の分岐流路３３の他方側の周方向部３３１ｂから延びる出口部３３２ｂと接続されており、先端側が延出部３６の先端部の側面の吐出口３２ｂ（吐出方向が水平向き）に繋がっている。

また、図１および図３に示すように、分岐流路３３の一方側と他方側の周方向部３３１ａ，３３１ｂには、それぞれ外周側端部からさらに外周側に向けて延び、基部３４の側面に開口する挿通孔３４１ａ，３４１ｂを形成してある。ただし、挿通孔３４１ａ，３４１ｂの直径は、周方向部３３１ａ，３３１ｂの直径よりも小さく、また一方側の挿通孔３４１ａよりも、他方側の挿通孔３４１ｂの方が、直径が大きくなっている。そして、このようにして連通した周方向部３３１ａ，３３１ｂおよび挿通孔３４１ａ，３４１ｂを貫通して弁体５を設けてある。弁体５は、基部３４内に略納まる長さであって、一方側端部が基部３４の側面から外周側に突出するもので、長手方向（主軸２の回転軸の直交方向）に移動可能となっている。両端部は、それぞれ一方側と他方側の挿通孔３４１ａ，３４１ｂに丁度嵌まる直径となっており、すなわち、一方側よりも他方側の方が太くなっていて、弁体５と両挿通孔３４１ａ，３４１ｂの間はシールされて水密が維持されている。そして、弁体５の長手方向の略中央部には、他所より直径が大きい切替部５１が形成されており、弁体５が長手方向の一方側に移動して、切替部５１が一方側の周方向部３３１ａの入口に当接することで、一方側の周方向部３３１ａは塞がれ、供給口３１と他方側の周方向部３３１ｂが連通し（図３（ａ））、弁体５が長手方向の他方側に移動して、切替部５１が他方側の周方向部３３１ｂの入口に当接することで、他方側の周方向部３３１ｂは塞がれ、供給口３１と一方側の周方向部３３１ａが連通する（図３（ｂ））。このようにして、弁体５が主軸２の回転軸の直交方向に移動して、流路を一方側と他方側とに切り替える。

また、他方側の周方向部３３１ｂ内には、コイルバネからなる付勢部材６を設けてある。付勢部材６は、一端が弁体５の切替部５１に当接し、他端が周方向部３３１ｂの外周側端に当接していて、弁体５を一方側に向けて付勢している。これにより、弁体５の切替部５１は一方側の周方向部３３１ａの入口に押し付けられ、流路は他方側に切り替わり、弁体５の一方側端部がノズル３の基部３４の側面から外周側に突出した状態となっている。なお、この付勢部材６の付勢力は、洗浄水の水圧により弁体５にかかる力よりは十分に小さなものとなっている。

さらに、図１および図２に示すように、外装部１には、接触部４を取り付けてある。接触部４は、カムフォロアからなるものであって、ノズル３の基部３４の外周側の、挿通孔３４１ａ，３４１ｂに対向する位置に設けてあり、その回転軸は主軸２の回転軸と平行である。上記のように、弁体５は付勢部材６に付勢されて、一方側端部がノズル３の基部３４の側面から外周側に突出した状態となっているが（図３（ａ））、ノズル３（主軸２）を回転させることで、弁体５の突出部分（一方側端部）が接触部４に接触する。そして、弁体５はノズル３の回転に伴い、付勢部材６の付勢力に抗して、ノズル３内に向けて（他方側に向けて）押し込まれ、弁体５の切替部５１が他方側の周方向部３３１ｂの入口に押し付けられ、流路は一方側に切り替わる（図３（ｂ））。こうして、ノズル３の回転により流路が他方側から一方側へ切り替えられる。なお、この状態で、弁体５の他方側端部はノズル３の基部３４の側面から突出せず、弁体５は基部３４内に略納まっている。

この第一実施形態の主軸装置において、図３（ａ）に示すように、通常時、すなわち、弁体５が接触部４に接触していない状態（弁体５が一方側に位置する状態）においては、流路が他方側に切り替わっており、他方側の出口部３３２ｂは、延出部３６の他方側の流路３６１ｂと接続されていて、その先端側は延出部３６の先端部の側面の吐出口３２ｂに繋がっている。よって、この状態で吐出口３２ｂの吐出方向は主軸２の回転軸の直交方向であり、弁体５が接触部４に接触する特定の角度領域を除いた、略全周の角度領域（本実施形態では、３４９°の範囲）で、ノズル３（主軸２）を自在に回転させることができ、その範囲内の水平方向の任意の向きに洗浄水を吐出できる。一方、図３（ｂ）に示すように、ノズル３を回転させて弁体５が接触部４に接触した状態（弁体５が他方側に位置する状態）においては、流路が一方側に切り替わっており、一方側の出口部３３２ａは、延出部３６の一方側の流路３６１ａと接続されていて、その先端側は延出部３６の先端面の吐出口３２ａに繋がっている。よって、この状態で吐出口３２ａの吐出方向は主軸２の回転軸方向であり、垂直下向きに洗浄水を吐出できる。

このように構成した第一実施形態の主軸装置によれば、主軸２とともにノズル３を回転させることで、流路が切り替わり、すなわち洗浄水の吐出方向が切り替わるので、切替時間が短い。また、切替機構は、ノズル３内の分岐流路３３および弁体５と、外装部１に設けた接触部４のみからなるので、コンパクトで、既存の工作機械にも適用できる。そして、ノズル３の回転により、弁体５が接触部４に接触する特定の角度領域と、弁体５が接触部４に接触しない略全周の角度領域とで、流路を切り替えることができる。特にこの第一実施形態では、弁体５が一方側に位置する状態、すなわち弁体５が接触部４に接触していない状態で、供給口３１と連通する吐出口３２ｂの吐出方向が主軸２の回転軸の直交方向なので、弁体５が接触部４に接触しない、略全周に近い方向に、洗浄水を吐出できる。そして、弁体５を接触部４に接触させれば、流路が切り替わり、主軸２の回転軸方向に洗浄水を吐出できる。通常時から流路を切り替える際には、付勢部材６の付勢力に抗して常に接触部４により弁体５を機械的に押す状態となるので、信頼性が高い。また、仮に接触部４の位置が摩耗や誤差などにより不正確となり、弁体５が十分に押し込まれず、供給口３１に対して両方の周方向部３３１ａ，３３１ｂが連通する状態になったとしても、弁体５の一方側よりも他方側の方が太いので、一方側からの水圧が他方側からの水圧より大きくなり、弁体５は付勢部材６の付勢力に抗して他方側へ移動して、流路が切り替わる。

次に、本発明の主軸装置の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態と比べて、ノズル３の先端の二つの吐出口３２ａ，３２ｂの吐出方向が入れ替わった点のみが異なっており、その他、外装部１、主軸２、ノズル３の基部３４およびツールシャンク部３５、接触部４、弁体５ならびに付勢部材６の構成は同じである。以下、第一実施形態との相違点について示す。

図４に示すように、第二実施形態のノズル３の延出部３６は、先端側に向けて延びる略円柱形状のものであって、内部に二本の洗浄水の流路３６１ａ，３６１ｂを形成してある。一方の流路３６１ａは、基端側が基部３４の分岐流路３３の一方側の周方向部３３１ａから延びる出口部３３２ａと接続されており、先端側が延出部３６の先端部の側面の吐出口３２ａ（吐出方向が水平向き）に繋がっている。他方の流路３６１ｂは、基端側が基部３４の分岐流路３３の他方側の周方向部３３１ｂから延びる出口部３３２ｂと接続されており、先端側が延出部３６の先端面の吐出口３２ｂ（吐出方向が垂直下向き）に繋がっている。

この第二実施形態の主軸装置において、図４（ａ）に示すように、通常時、すなわち、弁体５が接触部４に接触していない状態（弁体５が一方側に位置する状態）においては、流路が他方側に切り替わっており、他方側の出口部３３２ｂは、延出部３６の他方側の流路３６１ｂと接続されていて、その先端側は延出部３６の先端面の吐出口３２ｂに繋がっている。よって、この状態で吐出口３２ｂの吐出方向は主軸２の回転軸方向であり、垂直下向きに洗浄水を吐出できる（この状態において、弁体５が接触部４に接触する特定の角度領域を除いた、略全周の角度領域（本実施形態では、３４９°の範囲）で、ノズル３（主軸２）を自在に回転させることができる）。一方、図４（ｂ）に示すように、ノズル３を回転させて弁体５が接触部４に接触した状態（弁体５が他方側に位置する状態）においては、流路が一方側に切り替わっており、一方側の出口部３３２ａは、延出部３６の一方側の流路３６１ａと接続されていて、その先端側は延出部３６の先端部の側面の吐出口３２ａに繋がっている。よって、この状態で吐出口３２ａの吐出方向は主軸２の回転軸の直交方向であり、水平向きに洗浄水を吐出できる。そして、水平向きに洗浄水を吐出した状態では、洗浄水の水圧が弁体５の切替部５１にかかり、付勢部材６の付勢力に抗して弁体５を他方側に押し付けているので、図４（ｃ）に示すように、洗浄水を吐出したままノズル３を回転させれば、弁体５の位置はそのまま維持される。すなわち、一旦弁体５を接触部４に接触させ、流路を一方側に切り替えて、水平向きに洗浄水を吐出した後であれば、そのままノズル３を３６０°全周自在に回転させることができる。この際、弁体５はノズル３の基部３４内に略納まっているので、弁体５が接触部４に接触することはない。その後、洗浄水を止めれば、弁体５は付勢部材６の付勢力により一方側に移動し、図４（ａ）に示す通常状態となる。

このように構成した第二実施形態の主軸装置によれば、主軸２とともにノズル３を回転させることで、流路が切り替わり、すなわち洗浄水の吐出方向が切り替わるので、切替時間が短い。また、切替機構は、ノズル３内の分岐流路３３および弁体５と、外装部１に設けた接触部４のみからなるので、コンパクトで、既存の工作機械にも適用できる。そして、ノズル３の回転により、弁体５が接触部４に接触する特定の角度領域と、弁体５が接触部４に接触しない略全周の角度領域とで、流路を切り替えることができる。特にこの第二実施形態では、弁体５が他方側に位置する状態、すなわち弁体５が接触部４に接触した状態で、供給口３１と連通する吐出口３２ａの吐出方向が主軸２の回転軸の直交方向であり、弁体５を接触部４に接触させて流路を切り替え、洗浄水を吐出させたままノズル３を回転させることで、水圧が付勢部材６の付勢力に抗して弁体５を他方側位置に固定するので、全周に洗浄水を吐出できる。そして、弁体５が接触部４に接触しない通常時には、弁体５が一方側に位置し、主軸の回転軸方向に洗浄水を吐出できる。また、仮に接触部４の位置が摩耗や誤差などにより不正確となり、弁体５が十分に押し込まれず、供給口３１に対して両方の周方向部３３１ａ，３３１ｂが連通する状態になったとしても、弁体５の一方側よりも他方側の方が太いので、一方側からの水圧が他方側からの水圧より大きくなり、弁体５は付勢部材６の付勢力に抗して他方側へ移動して、流路が切り替わる。

次に、本発明の主軸装置の第三実施形態について説明する。第三実施形態は、図５に示すように、外装部１と、主軸２と、ノズル３と、接触部４を備えるものであり、この主軸装置全体が三軸方向に移動可能であって、コンピュータにより制御されるものである。外装部１は、略円筒形状のものであって、中心軸が垂直向きであり、内側に主軸２が設けられている。主軸２は、外装部１と同軸上に位置していて、回転可能に支持されており、下側が先端側、上側が基端側である。中心軸に沿って洗浄水の流路２１が形成されており、流路２１の基端側は、洗浄水の供給源（図示省略）に接続されている。また、基端側にかさ歯の主軸歯車２３を設けてあり、主軸歯車２３が、主軸２の回転軸に直交する向きのモータ駆動軸（図示省略）に設けたかさ歯のモータ歯車２４と噛み合っていて、モータの駆動により主軸２が回転する。

そして主軸２の先端には、ノズル３が取り付けられており、主軸２と一体になって回転する。図５および図６に示すように、ノズル３は、ブロック状の基部３４と、基部３４の先端側に設けた延出部３６を備える。基部３４は、主軸２の先端に直接固定してあり、主軸側（基端側）の中心に開口する一つの供給口３１と、供給口３１から二つに分岐する分岐流路３３を有していて、供給口３１が主軸２の流路２１と接続されている。分岐流路３３は、供給口３１から周方向のある一方向（一方側）とその方向の反対方向（他方側）に向けて延びる周方向部３３１ａ，３３１ｂと、各周方向部３３１ａ，３３１ｂから先端側に向けて延びて開口する出口部３３２ａ，３３２ｂからなる。また、延出部３６は、先端側に向けて延びる略円柱形状のものであって、内部に二本の洗浄水の流路３６１ａ，３６１ｂを形成してある。一方の流路３６１ａは、基端側が基部３４の分岐流路３３の一方側の周方向部３３１ａから延びる出口部３３２ａと接続されており、先端側が延出部３６の先端面の吐出口３２ａ（吐出方向が垂直下向き）に繋がっている。他方の流路３６１ｂは、基端側が基部３４の分岐流路３３の他方側の周方向部３３１ｂから延びる出口部３３２ｂと接続されており、先端側が延出部３６の先端部の側面の吐出口３２ｂ（吐出方向が水平向き）に繋がっている。

また、図５および図６に示すように、分岐流路３３の一方側と他方側の周方向部３３１ａ，３３１ｂには、それぞれ外周側端部からさらに外周側に向けて延び、基部３４の側面に開口する挿通孔３４１ａ，３４１ｂを形成してある。ただし、挿通孔３４１ａ，３４１ｂの直径は、周方向部３３１ａ，３３１ｂの直径よりも小さく、また一方側の挿通孔３４１ａよりも、他方側の挿通孔３４１ｂの方が、直径が大きくなっている。そして、このようにして連通した周方向部３３１ａ，３３１ｂおよび挿通孔３４１ａ，３４１ｂを貫通して弁体５を設けてある。弁体５は、どちらか一端が常に基部３４の側面から外周側に突出する長さのもので、長手方向（主軸２の回転軸の直交方向）に移動可能となっている。両端部は、それぞれ一方側と他方側の挿通孔３４１ａ，３４１ｂに丁度嵌まる直径となっており、すなわち、一方側よりも他方側の方が太くなっていて、弁体５と両挿通孔３４１ａ，３４１ｂの間はシールされて水密が維持されている。そして、弁体５の長手方向の略中央部には、他所より直径が大きい切替部５１が形成されており、弁体５が長手方向の一方側に移動して、切替部５１が一方側の周方向部３３１ａの入口に当接することで、一方側の周方向部３３１ａは塞がれ、供給口３１と他方側の周方向部３３１ｂが連通し（図６（ａ））、弁体５が長手方向の他方側に移動して、切替部５１が他方側の周方向部３３１ｂの入口に当接することで、他方側の周方向部３３１ｂは塞がれ、供給口３１と一方側の周方向部３３１ａが連通する（図６（ｂ）、ただし（ａ）とは一方側と他方側が逆）。このようにして、弁体５が主軸２の回転軸の直交方向に移動して、流路を一方側と他方側とに切り替える。

さらに、図５に示すように、外装部１には、エアシリンダからなる移動装置７を取り付けてあって、移動装置７の先端部に接触部４を取り付けてある。接触部４は、カムフォロアからなるものであって、その回転軸は主軸２の回転軸と直交している。そして、接触部４は移動装置７により主軸２の回転軸方向に移動可能であり、主軸２の先端側に移動したときに、ノズル３の基部３４の外周側の、挿通孔３４１ａ，３４１ｂに対向する位置となり、この位置を接触部４の接触位置とする。一方、主軸２の基端側に移動したときの位置を接触部４の退避位置とする。上記のように、弁体５はどちらか一端が常に基部３４の側面から外周側に突出した状態となっているが、接触部４を退避位置にした状態で、ノズル３（主軸２）を回転させ、弁体５の突出側端部と接触部４の角度位置を合わせ、接触部４を退避位置から接触位置に移動させれば、弁体５はノズル３内に向けて押し込まれ、流路が切り替わる。

この第三実施形態の主軸装置において、図６（ａ）に示すように、弁体５が接触部４に接触しておらず、弁体５が一方側に位置する状態においては、流路が他方側に切り替わっており、他方側の出口部３３２ｂは、延出部３６の他方側の流路３６１ｂと接続されていて、その先端側は延出部３６の先端部の側面の吐出口３２ｂに繋がっている。よって、この状態で吐出口３２ｂの吐出方向は主軸２の回転軸の直交方向であり、洗浄水が吐出されている限り、洗浄水の水圧によって弁体５の位置が固定される。そして、接触部４が退避位置にあれば、弁体５が接触部４に接触することはないので、ノズル３を３６０°全周自在に回転させることができる。この状態から流路を切り替えるには、図６（ｂ）に示すように、ノズル３の基部３４の側面から突出した弁体５の一方側端部の角度位置を接触部４に合わせ（図中のＡ）、洗浄水を停止して、接触部４を退避位置から接触位置に移動させる（図中のＢ）。すると、弁体５はノズル内に向けて押し込まれ、他方側に移動して、流路が一方側に切り替わる（図中のＣ）。一方側の出口部３３２ａは、延出部３６の一方側の流路３６１ａと接続されていて、その先端側は延出部３６の先端面の吐出口３２ａに繋がっている。よって、この状態で吐出口３２ａの吐出方向は主軸２の回転軸方向であり、洗浄水が吐出されている限り、洗浄水の水圧によって弁体５の位置が固定される。そして、図６（ｃ）に示すように、接触部４を接触位置から退避位置に移動させれば、弁体５が接触部４に接触することはないので、ノズル３を３６０°全周自在に回転させることができる。このように、洗浄水の吐出方向が何れの場合においても、ノズル３を自在に回転させられる。

このように構成した第三実施形態の主軸装置によれば、主軸２とともにノズル３を回転させ、接触部を移動させることで、流路が切り替わり、すなわち洗浄水の吐出方向が切り替わるので、切替時間が短い。また、切替機構は、ノズル３内の分岐流路３３および弁体５と、外装部１に設けた接触部４および移動装置７のみからなるので、コンパクトで、既存の工作機械にも適用できる。そして、弁体５のどちらか一端が常にノズル３の基部３４の側面から外周側に突出するので、ノズル３の回転によって、弁体５を一端側と他端側のどちらにも動かすことが可能で、流路を切り替えられるものであり、切り替えた後で接触部４を接触位置から退避位置へ移動させることで、どちらの流路を選択した状態でもノズル３を自在に回転させられる。また、仮に接触部４の位置が摩耗や誤差などにより不正確となり、弁体５が十分に押し込まれず、供給口３１に対して両方の周方向部３３１ａ，３３１ｂが連通する状態になったとしても、弁体５の一方側よりも他方側の方が太いので、一方側からの水圧が他方側からの水圧より大きくなり、弁体５は他方側へ移動して、中途半端な状態が解消される。

本発明は、上記の実施形態に限定されない。たとえば、二つの吐出口の洗浄水の吐出方向は、垂直下向きと水平向きに限られず、ワークの形状などに応じて適宜変更できる。また、ノズルは、ツールシャンクを有し主軸に着脱自在なものでも、主軸に固定されたものでもよく、ツールシャンクを有する場合、その形状は既存の種々のものを適用できる。さらに、第一実施形態および第二実施形態における付勢部材は、コイルバネに限られず、弁体を付勢できるものであればどのようなものであってもよい。また、第三実施形態においても、付勢部材を設けてもよい。

１外装部
２主軸
３ノズル
４接触部
５弁体
６付勢部材
３１供給口
３２ａ，３２ｂ吐出口
３３分岐流路

Claims

外装部と、主軸と、ノズルと、接触部を備え、
外装部は、主軸を収容する外殻であり、
主軸は、外装部内で回転可能に支持されており、その先端部には切削工具を取り付けるためのツール装着部を形成してあり、
ノズルは、主軸のツール装着部に対して着脱自在な構造で主軸と一体で回転可能であり、且つ洗浄水を吐出するための吐出口を有しており、
接触部は、ノズルの外周側に位置しており、その根元部分は外装部に取り付けてあり、
ノズルの先端部には、洗浄水の吐出方向を切り替えるため、方向の異なる二つの吐出口を設けてあり、且つ洗浄水が吐出する吐出口を切り替えるため、ノズルの内部には、弁体が組み込まれた分岐流路を設けてあり、ノズルの基端側から供給された洗浄水は、供給口から分岐流路に流入しており、
弁体は、主軸の回転軸に対して直交する方向に移動することで洗浄水の流路を切り替え可能であり、少なくとも弁体の一端はノズルの側面から外周側に突出しており、主軸を特定の角度に回転させ、弁体の突出部分が接触部に接触することで、弁体がノズル内に向けて押し込まれ、流路が切り替えられるものであることを特徴とする主軸装置。
弁体を一端側に向けて付勢する付勢部材を有しており、弁体の一端がノズルの側面から外周側に突出するものであることを特徴とする請求項１記載の主軸装置。
弁体が一端側に位置する状態で供給口と連通する吐出口の吐出方向が主軸の回転軸の直交方向であり、弁体が他端側に位置する状態で供給口と連通する吐出口の吐出方向が主軸の回転軸方向であることを特徴とする請求項２記載の主軸装置。
弁体が一端側に位置する状態で供給口と連通する吐出口の吐出方向が主軸の回転軸方向であり、弁体が他端側に位置する状態で供給口と連通する吐出口の吐出方向が主軸の回転軸の直交方向であることを特徴とする請求項２記載の主軸装置。
弁体のどちらか一端が常にノズルの側面から外周側に突出するものであって、
接触部は外装部に対して移動可能としてあり、この移動により、接触部が弁体の突出部分に接触可能である接触位置と、ノズルの角度位置に関わらず接触部が弁体の突出部分に接触しない退避位置と、に切替可能であることを特徴とする請求項１記載の主軸装置。