JP7231497B2 - 主軸装置 - Google Patents

Description

本発明は、主軸装置に関する。

工作機械に設けられる主軸装置において、工具の交換時には、工具を固定する主軸シャフトのテーパ面と工具のテーパ面との隙間に圧縮エアによるエアブローを行い、各テーパ面に付着する異物を除去することが行われている。

従来、主軸シャフトのテーパ面と工具のテーパ面とに付着する異物を除去する技術として、工具のテーパ部を受け入れるための主軸テーパ穴を有する主軸工具装着部と、清掃用圧力流体供給手段とを有し、工具の着脱動作中に、小径ピストンロッドとドローバーの後端面とが当接すると、清掃用圧力流体供給手段に連通する清掃用エア通路と、ドローバーに設けられたエア通路とが連通し、主軸テーパ穴や工具のテーパ部に付着する付着物を吹き飛ばして清掃する、という技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７－２８５０４６号公報

エアを常時流すことは不経済であるため、清掃用のエアブローのためのエアは、電磁弁等を含むエアブロー専用の機構によって、工具の交換時のみ流れるように制御される。しかし、清掃用のエアブロー専用の機構を主軸装置に常時装備することは、主軸装置の構造を複雑にし、主軸装置のコストを押し上げる要因となっている。従って、主軸装置においては、清掃用のエアブロー専用の機構を不要とし、主軸装置の構成を簡素にしてコストの削減を図ることが望まれている。

本開示の一態様は、軸方向に沿う軸孔を有する主軸ユニットと、前記主軸ユニットの前記軸孔内に回転可能に設けられ、第１テーパ面を先端の内部に有する主軸シャフトと、第２テーパ面を有し、前記主軸シャフトの先端に交換可能に固定される工具と、前記主軸シャフトの内部に設けられるドローバーであって、前記工具を把持した状態で前記主軸シャフトの前記第１テーパ面の側に引き込まれることにより前記第２テーパ面を前記第１テーパ面に当接させて前記工具を固定すると共に、前記主軸シャフトから押し出されることにより前記工具を前記主軸シャフトの先端から引き離すドローバーと、前記主軸ユニットの基部側に設けられ、前記主軸ユニット内を大気圧よりも大きい圧力に維持することにより、前記主軸ユニット内及び前記主軸シャフト内への異物の侵入を防止するエアパージ用の圧縮エアが収容されたエアパージ室と、を備え、前記主軸シャフトの基部及び前記ドローバーの基部は、それぞれ前記エアパージ室内に配置され、前記ドローバーは、その内部に、軸方向に延びて前記ドローバーの先端側に開放されるエアブロー流路を有し、前記工具の交換時に前記ドローバーが前記主軸シャフトから押し出された際に、前記エアブロー流路と前記エアパージ室の内部とを連通させ、前記エアブロー流路を通して、エアパージ用の前記圧縮エアを利用して前記工具の前記第２テーパ面と前記主軸シャフトの前記第１テーパ面との隙間をエアブローするように構成される、主軸装置である。

一態様によれば、主軸装置において、清掃用のエアブロー専用の機構を不要とし、構造簡素でコストの削減を図ることができる。

第１実施形態に係る主軸装置における工具の固定状態を模式的に示す縦断面図である。 図１における主軸装置の後端側の拡大図である。 第１実施形態に係る主軸装置おけるエアブロー状態を模式的に示す縦断面図である。 図２における主軸装置の後端側の拡大図である。 図２における主軸装置の先端側の拡大図である。 第２実施形態に係る主軸装置における工具の固定状態を模式的に示す縦断面図である。 第２実施形態に係る主軸装置におけるエアブロー状態の後端側を拡大して模式的に示す縦断面図である。 第３実施形態に係る主軸装置における工具の固定状態の後端側を拡大して模式的に示す縦断面図である。 第３実施形態に係る主軸装置におけるエアブロー状態の後端側を拡大して模式的に示す縦断面図である。

以下、本開示の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る主軸装置における工具の固定状態を模式的に示す縦断面図である。図２は、図１における主軸装置の後端側の拡大図である。図３は、第１実施形態に係る主軸装置におけるエアブロー状態を模式的に示す縦断面図である。図４は、図２における主軸装置の後端側の拡大図である。図５は、図２における主軸装置の先端側の拡大図である。

本実施形態における主軸装置１は、主軸ユニット２と、主軸シャフト３と、ドローバー４と、押圧部材５と、エアパージ室６と、を備える。主軸シャフト３の先端に、工具７が装着される。主軸装置１は、工作機械（図示せず）に設けられており、工具７を回転駆動させてワーク（図示せず）に対して所定の加工を行う。なお、各図中に矢視する方向において、Ｄ１方向は、主軸装置１、主軸ユニット２、主軸シャフト３、ドローバー４、押圧部材５及び工具７のそれぞれの先端の方向を示し、Ｄ２方向は、主軸装置１、主軸ユニット２、主軸シャフト３、ドローバー４、押圧部材５、エアパージ室６及び工具７のそれぞれの基部（後端）の方向を示す。

主軸ユニット２は、筒状に設けられ、その中心に、先端から後端に亘って貫通する軸孔２１を有する。
主軸シャフト３は、主軸ユニット２の軸孔２１内に軸受け２２を介して、主軸ユニット２の軸周りに回転可能であり、且つ、主軸ユニット２の軸方向（Ｄ１－Ｄ２方向）には移動不能に設けられる。主軸シャフト３は、円筒状であり、その中心に、後述するドローバー４を収容するドローバー収容孔３１を有する。ドローバー収容孔３１は、主軸シャフト３の全長に亘って貫通している。ドローバー収容孔３１の先端側の内周面には、後述する工具７の第２テーパ面７１の形状に沿う形状の第１テーパ面３２が、設けられている。

ドローバー４は、工具７を把持して主軸シャフト３の先端に固定するためのものであり、主軸シャフト３の軸方向（Ｄ１－Ｄ２方向）に沿って長尺に形成されている。ドローバー４は、主軸シャフト３のドローバー収容孔３１内に、主軸シャフト３の軸周りに回転不能であり、且つ、主軸シャフト３の軸方向に沿って進退移動可能に設けられる。ドローバー４の先端には、工具７の後端（基部）に設けられたプルスタッド７２を把持するためのボールやコレット等からなる把持機構部４１が設けられる。このような把持機構部４１は一般によく知られたものであるため、各図においては、把持機構部４１を簡易的に示している。

ドローバー４は、主軸シャフト３のドローバー収容孔３１とドローバー４との間に設けられる皿ばねやコイルばね等の弾性部材（図示せず）によって、主軸シャフト３に対して後端側（主軸シャフト３の第１テーパ面３２の側）に引き込まれる方向（Ｄ２方向）に常時付勢されている。ドローバー４は、図１に示すように、工具７を把持した状態で、主軸シャフト３に対して後端側に引き込まれるように移動することにより、把持した工具７の第２テーパ面７１と主軸シャフト３の先端の第１テーパ面３２とを当接させて、工具７を主軸シャフト３の先端に固定する。工具７が主軸シャフト３の先端に固定された状態では、図１及び図２に示すように、ドローバー４の後端は主軸シャフト３の後端から突出している。このときの主軸シャフト３に対するドローバー４の位置は、工具７を固定する固定位置である。

一方、ドローバー４は、主軸シャフト３に対して、弾性部材の付勢力に抗して先端側に押し出されるように移動することにより、把持した工具７の第２テーパ面７１と主軸シャフト３の先端の第１テーパ面３２とを離隔させて、工具７を主軸シャフト３の先端から引き離す。工具７は、主軸シャフト３の先端から引き離されることにより、主軸装置１から取り外され、工作機械に装備される工具マガジン（図示せず）に格納された別の工具と交換可能とされる。このように工具７が主軸装置１から取り外されるときの主軸シャフト３に対するドローバー４の位置は、工具７の固定を解除する解除位置である。

押圧部材５は、ドローバー４の後方に配置された柱状部材であり、ドローバー４の軸線方向（Ｄ１－Ｄ２方向）に沿って移動可能に設けられる。工具７が主軸シャフト３の先端に固定された状態（ドローバー４の固定位置）では、図１及び図２に示すように、押圧部材５は、ドローバー４の後端面４ａ（基部）を押圧しておらず、押圧部材５の先端面５ａはドローバー４の後端面４ａから離隔している。しかし、工具７が主軸シャフト３の先端から引き離されると、図３及び図４に示すように、押圧部材５の先端面５ａは、ドローバー４の後端面４ａに当接してドローバー４を押圧する。ドローバー４は、この押圧部材５によって押圧されることにより、弾性部材の付勢力に抗して先端側（Ｄ１方向側）に移動する。

なお、押圧部材５の移動は、例えば、主軸装置１の後方（Ｄ２方向）に設けられる空圧又は油圧により動作するシリンダや、押圧部材５と当接して押圧方向（Ｄ１方向）に移動させる適宜の移動機構によって行うことができる。これらの構成はよく知られたものであるため、本実施形態においては図示を省略している。

エアパージ室６は、箱型の隔壁６１によって形成され、主軸ユニット２の後端側（基部側）に設けられる。隔壁６１において、主軸ユニット２と接する先端側の壁部６１ａには、主軸シャフト３の後端側、詳しくは、主軸シャフト３の後端部３ａ（基部）を貫通させる開口部６２ａが設けられると共に、壁部６１ａと対向する後端側の壁部６１ｂには、押圧部材５を貫通させる開口部６２ｂが設けられる。主軸シャフト３の後端部３ａ及びドローバー４の後端部４ｂは、開口部６２ａを通ってエアパージ室６内に配置されている。また、押圧部材５の先端側は、開口部６２ｂを通ってエアパージ室６内に配置されている。開口部６２ａと主軸シャフト３の外周面との間及び開口部６２ｂと押圧部材５の外周面との間の摺動部位は、環状のシール部材（接触シールまたは非接触シール）６３ａ，６３ｂによってそれぞれシールされている。

隔壁６１には、圧縮エア流入口６４が設けられている。エアパージ室６には、主軸装置１の外部に設けられる圧縮エア供給部（図示せず）から圧縮エア流入口６４を介して供給される圧縮エア６０が、収容されて満たされている。なお、図１において、圧縮エア流入口６４は、隔壁６１の壁部６１ｂに配置されているが、圧縮エア流入口６４の位置は図示する位置に制限されない。

エアパージ室６内に満たされる圧縮エア６０は、主軸ユニット２内及び主軸シャフト３内に主軸装置１の外部から異物が侵入することを防止するためのエアパージ用のエアである。即ち、エアパージ室６は、圧縮エア供給部から圧縮エア流入口６４を介して圧縮エア６０が供給され続けることにより、大気圧よりも僅かに大きい圧力（例えば大気圧＋０．１ＭＰａ）に維持されている。これにより、各シール部位を通って主軸装置１の外部から主軸ユニット２及び主軸シャフト３内に外気や水分が侵入することが防止され、主軸ユニット２内及び主軸シャフト３内への異物の侵入を防止するように機能する。このように異物の侵入を防止するためのエアパージ室は、主軸装置においてよく知られた構成である。

主軸シャフト３の後端部３ａには、第１の横孔３３が設けられている。第１の横孔３３は、エアパージ室６内に配置される主軸シャフト３の後端部３ａに配置されており、主軸シャフト３の壁部を貫通することにより、外側のエアパージ室６と内側のドローバー収容孔３１とを連通させている。なお、本実施形態において、第１の横孔３３は主軸シャフト３に１つだけ設けられているが、主軸シャフト３の周方向に複数設けられてもよい。

ドローバー４の内部には、軸方向に延びるエアブロー流路４２が設けられている。エアブロー流路４２の先端側は、図１に示すように、ドローバー４の先端側に開放され、ドローバー４に把持される工具７の第２テーパ面７１に対向している。エアブロー流路４２の後端側は、ドローバー４の後端面４ａによって閉鎖されている。

図２に示すように、エアパージ室６内に配置されるドローバー４の後端部４ｂには、後端部４ｂの外周面全周に亘る環状溝４３が設けられている。環状溝４３内には、ドローバー４の壁部を貫通して、ドローバー４の外周側とエアブロー流路４２とを連通させる第２の横孔４４が設けられている。主軸シャフト３とドローバー４との間において、環状溝４３及び第２の横孔４４は、これら環状溝４３及び第２の横孔４４を挟んで上下にそれぞれ配置される２つの環状のシール部材４５ａ，４５ｂによって、軸方向に気密状にシールされている。本実施形態では、第２の横孔４４は、環状溝４３内に１つだけ設けられているが、環状溝４３の周方向に複数設けられてもよい。

第１の横孔３３は、図１及び図２に示すように、ドローバー４が工具７を固定する固定位置にあるときには、ドローバー４の環状溝４３及び第２の横孔４４よりも先端側（Ｄ１方向側）に配置されている。このとき、第１の横孔３３は、シール部材４５ｂと、このシール部材４５ｂよりも更に先端側に配置される環状のシール部材４５ｃとの間に挟まれている。これにより、主軸シャフト３とドローバー４との間において、第１の横孔３３は、２つのシール部材４５ｂ，４５ｃによって、軸方向に気密状にシールされている。このため、主軸シャフト３の第１の横孔３３とドローバー４の第２の横孔４４とは連通しない。しかし、図３、図４及び図５に示すように、ドローバー４が押圧部材５によって押圧されて先端側に移動すると、その過程で、第１の横孔３３と第２の横孔４４とは連通する。このとき、ドローバー４のエアブロー流路４２とエアパージ室６の内部とは、第１の横孔３３及び第２の横孔４４を介して連通する。

なお、第１の横孔３３と第２の横孔４４とが連通したときのドローバー４の押し出し位置は、工具７の固定を完全に解除して取り外し可能な解除位置に未だ達していない位置である。このときのドローバー４は、工具７を固定する固定位置と工具７の固定を完全に解除する解除位置との間の中間位置に配置されている。この中間位置では、図５に示すように、工具７はドローバー４によって把持されているが、主軸シャフト３の第１テーパ面３２と工具７の第２テーパ面７１とは僅かに離れており、第１テーパ面３２と第２テーパ面７１との間に隙間Ｓが形成されている。

次に、主軸装置１の作用について説明する。
まず、図１及び図２に示すように、ドローバー４が後端側に引き込まれて工具７を固定しているドローバー４の固定位置では、第１の横孔３３と第２の横孔４４とは連通しないため、ドローバー４内のエアブロー流路４２にはエアパージ室６から圧縮エア６０が流入しない。主軸装置１は、この状態で工具７を回転駆動させることにより所定の加工を実行する。このとき、エアパージ室６内に満たされる圧縮エア６０の圧力によって、主軸ユニット２内及び主軸シャフト３内への異物の侵入が防止される。

次に、工具７の交換時には、ドローバー４は押圧部材５によって押圧されることにより先端側に押し出され、解除位置に向けて移動する。この移動の過程で、ドローバー４は、固定位置と解除位置との間の中間位置に配置される。ドローバー４が中間位置に配置されると、図３及び図４に示すように、主軸シャフト３の第１の横孔３３とドローバー４の第２の横孔４４とが連通する。これにより、ドローバー４内のエアブロー流路４２とエアパージ室６とが連通し、図４中の矢印で示すように、エアパージ室６内の圧縮エア６０がエアブロー流路４２内に流入する。第２の横孔４４は、環状溝４３内に配置されているため、第１の横孔３３と第２の横孔４４との位置が、ドローバー４及び主軸シャフト３の周方向に沿って完全に一致していなくても、エアパージ室６内の圧縮エア６０を、第１の横孔３３から環状溝４３を介して第２の横孔４４内に流入させることができる。

エアブロー流路４２内に流入した圧縮エア６０は、エアブロー流路４２の先端から流出し、図５に示すように、主軸シャフト３の第１テーパ面３２と工具７の第２テーパ面７１との間の隙間Ｓを通過して主軸装置１の外部に流出する。圧縮エア６０が隙間Ｓを通過する過程で隙間Ｓをエアブローし、主軸シャフト３の第１テーパ面３２と工具７の第２テーパ面７１とに付着する異物を清掃する。圧縮エア６０のエアブローによる清掃の後、ドローバー４が解除位置まで押し出されると、工具７は主軸シャフト３の先端から取り外される。

また、工具マガジン（図示せず）から新たな工具７がドローバー４の先端に配置され、ドローバー４が解除位置から固定位置に向けて移動する過程で中間位置に配置されると、主軸シャフト３の第１の横孔３３とドローバー４の第２の横孔４４とが再び連通するため、上記同様に、圧縮エア６０のエアブローによる清掃が行われる。

従って、この主軸装置１によれば、ドローバー４が中間位置に配置されるたびに、異物の侵入を防止するためのエアパージ室６内に満たされた圧縮エア６０を利用して、主軸シャフト３の第１テーパ面３２と工具７の第２テーパ面７１とに付着する異物の清掃を行うことができる。清掃用のエアブロー専用の機構を別途設ける必要がなくエアブローを行うことができるため、主軸装置１を構造簡素に構成することができると共にコストの削減を図ることができる。

しかも、本実施形態の主軸装置１は、それぞれエアパージ室６内に配置される主軸シャフト３の後端部３ａに第１の横孔３３を設け、ドローバー４の後端部４ｂに第２の横孔４４を設けるだけでエアブロー機構を構成することができるため、最も簡単な構造で、且つドローバー４の移動だけで、異物の清掃を自動的に行うことが可能である。

ドローバー４のエアブロー流路４２には、把持機構部４１に近接する先端側に、流路径を部分的に小さくした小径部４６が設けられてもよい。エアブロー流路４２内の圧縮エア６０の流速が、小径部４６を通過する際に大きくなるため、隙間Ｓを通過する圧縮エア６０の流速を大きくでき、エアブローによる異物の清掃効果を向上させることができる。

主軸装置１の押圧部材５の先端側（Ｄ１方向側）への移動は、図３に代表的に示したように、制御装置８によって制御可能に構成されてもよい。圧縮エア６０のエアブローによる異物の清掃状態は、隙間Ｓの大きさ（主軸シャフト３の第１テーパ面３２と工具７の第２テーパ面７１との間の距離）や圧縮エア６０が隙間Ｓを流れている時間（第１の横孔３３と第２の横孔４４とが連通している時間）によっても変化するため、制御装置８によって、主軸シャフト３の先端に対するドローバー４の押し出し位置（中間位置）、押し出し速度及び押し出し位置（中間位置）における停止時間のうちの少なくとも１つを調整することにより、エアパージ室６内の圧縮エア６０によって更に効果的な異物の清掃が可能である。制御装置８は、例えば工作機械（図示せず）内に設けることができる。

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態に係る主軸装置における工具の固定状態を模式的に示す縦断面図である。図７は、第２実施形態に係る主軸装置におけるエアブロー状態の後端側を拡大して模式的に示す縦断面図である。図１～図５に示した第１実施形態に係る主軸装置と同一符号の部位は同一構成を示しているため、それらの説明は第１実施形態における上記説明を援用し、以下の説明では省略する。
本実施形態の主軸装置１Ａは、工具７の中心軸に沿って貫通するクーラント用の貫通流路７３が設けられたスルースピンドルタイプの主軸装置を示している。

エアパージ室６内に配置されるドローバー４の後端面４ａの中央には、エアブロー流路４２に連通する貫通孔４７が設けられている。エアパージ室６内に配置される押圧部材５の先端には、先端突部５１が設けられている。先端突部５１の外径は、押圧部材５の外径よりも小径であり、貫通孔４７の内径にほぼ等しく形成されている。先端突部５１は、ドローバー４の貫通孔４７内に常時挿入されている。即ち、図７に示すように、押圧部材５がドローバー４を押圧してドローバー４が中間位置に配置されたとき（第１の横孔３３と第２の横孔４４とが連通したとき）、先端突部５１はドローバー４の貫通孔４７内に挿入されている。また、図６に示すように、押圧部材５がドローバー４を押圧せず、ドローバー４が固定位置にあるときでも、先端突部５１は、ドローバー４の貫通孔４７内に挿入されたままとされる。

押圧部材５には、押圧部材５を軸方向に沿って貫通して先端突部５１の先端に開口するクーラント用流路５２が設けられている。押圧部材５の先端突部５１はドローバー４の貫通孔４７内に常時挿入されているため、クーラント用流路５２は、ドローバー４のエアブロー流路４２内を介して、工具７の貫通流路７３と連通している。

クーラント用流路５２は、主軸装置１Ａの外部においてクーラント供給部（図示せず）に連通している。これにより、主軸装置１Ａは、工具７の回転駆動時に、クーラント供給部から供給されるクーラントを、クーラント用流路５２、エアブロー流路４２及び貫通流路７３を通って、工具７の先端から流出させるように構成される。

このようにクーラントを、ドローバー４のエアブロー流路４２を利用して、工具７の貫通流路７３から流出可能に構成する場合には、通常、クーラントとエアブロー用の圧縮エア６０との流路を切り換えるための切り換え弁等の切り換え機構が必要とされる。また、クーラントが圧縮エア６０の流路に逆流しないようにするための逆止弁等の逆流防止機構も必要とされる。しかし、この主軸装置１Ａによれば、ドローバー４の位置によってエアブロー流路４２への圧縮エア６０の流通／遮断が行われるため、クーラント供給部はクーラントの供給又は停止を制御するだけで済み、流路の切り換え機構や逆流防止機構を別途設ける必要はない。このため、異物の清掃機能を有するスルースピンドルタイプの主軸装置１Ａを、構造簡単で低コストに構成することができる。

［第３実施形態］
図８は、第３実施形態に係る主軸装置における工具の固定状態の後端側を拡大して模式的に示す縦断面図である。図９は、第３実施形態に係る主軸装置におけるエアブロー状態の後端側を拡大して模式的に示す縦断面図である。図１～図５に示した第１実施形態に係る主軸装置と同一符号の部位は同一構成を示しているため、それらの説明は第１実施形態における上記説明を援用し、以下の説明では省略する。
本実施形態の主軸装置１Ｂは、エアパージ室６内の圧縮エア６０をドローバー４のエアブロー流路４２内に流入させるための構造が、第１実施形態の主軸装置１と相違する。

本実施形態において、エアパージ室６内に配置されるドローバー４の後端面４ａに、エアパージ室６とドローバー４内のエアブロー流路４２とを連通させる縦孔４８が設けられている。ドローバー４の後端面４ａは、ドローバー４の後端に螺着された端部キャップ４０の後端面によって構成されている。端部キャップ４０は、ドローバー４の後端に螺着されることにより、縦孔４８とエアブロー流路４２との間に、開閉弁収容空間４０ａを形成している。

開閉弁収容空間４０ａ内には、縦孔４８をエアブロー流路４２側から常時閉塞する開閉弁４９が設けられている。本実施形態の開閉弁４９は、縦孔４８よりも大径のボール弁体４９ａと、このボール弁体４９ａを縦孔４８に常時押し付けて縦孔４８を閉塞するコイルばね等の弾性部材４９ｂと、で構成される。

エアパージ室６内に配置される押圧部材５の先端には、第２実施形態の押圧部材５と同様に、縦孔４８内に挿入可能な先端突部５３が設けられている。但し、本実施形態の先端突部５３は、図８に示すように、押圧部材５がドローバー４を押圧せず、ドローバー４が固定位置にあるときには、縦孔４８内に挿入されていない。このとき、縦孔４８は開閉弁４９によって閉塞されている。しかし、図９に示すように、先端突部５３は、押圧部材５がドローバー４を押圧してドローバー４が中間位置に配置されたときに、ドローバー４の縦孔４８内に挿入されるように構成されている。先端突部５３が縦孔４８内に挿入されると、先端突部５３が開閉弁４９のボール弁体４９ａを弾性部材４９ｂによる付勢力に抗して押し下げ、縦孔４８を開放させる。

本実施形態の押圧部材５は、エアパージ室６内に配置される押圧部材５の外周面から先端突部５３の先端に亘って貫通するように設けられた内部連通孔５４を有する。内部連通孔５４は、図９に示すように、先端突部５３が開閉弁４９のボール弁体４９ａを押し下げた際に、開閉弁収容空間４０ａを介して、エアパージ室６とエアブロー流路４２とを連通させ、エアパージ室６内の圧縮エア６０をエアブロー流路４２内に流入させるように構成される。

よって、図８に示すように、押圧部材５がドローバー４から離隔した工具７の固定時には、ドローバー４の縦孔４８は開閉弁４９によって閉塞され、エアパージ室６内の圧縮エア６０がエアブロー流路４２内に流入することはない。一方、図９に示すように、押圧部材５がドローバー４を押圧する際には、先端突部５３が縦孔４８内に挿入して開閉弁４９を開放することにより、エアパージ室６が内部連通孔５４を介してエアブロー流路４２と連通する。これにより、圧縮エア６０によるエアブローが行われる。従って、この主軸装置１Ｂによっても、第１実施形態の主軸装置１と同様の効果が得られる。

１、１Ａ、１Ｂ 主軸装置
２ 主軸ユニット
２１ 軸孔
３ 主軸シャフト
３ａ （主軸シャフトの）後端部（基部）
３２ （主軸シャフトの）第１テーパ面
３３ 第１の横孔
４ ドローバー
４ａ （ドローバーの）後端面
４ｂ （ドローバーの）後端部（基部）
４２ エアブロー流路
４４ 第２の横孔
４６ 小径部
４７ 貫通孔
４８ 縦孔
４９ 開閉弁
５ 押圧部材
５１、５３ 先端突部
５２ クーラント用流路
５４ 内部連通孔
６ エアパージ室
６０ 圧縮エア
７ 工具
７１ （工具の）第２テーパ面
７３ 貫通流路
８ 制御装置

Claims (6)

1. 軸方向に沿う軸孔を有する主軸ユニットと、
   前記主軸ユニットの前記軸孔内に回転可能に設けられ、第１テーパ面を先端の内部に有する主軸シャフトと、
   第２テーパ面を有し、前記主軸シャフトの先端に交換可能に固定される工具と、
   前記主軸シャフトの内部に設けられるドローバーであって、前記工具を把持した状態で前記主軸シャフトの前記第１テーパ面の側に引き込まれることにより前記第２テーパ面を前記第１テーパ面に当接させて前記工具を固定すると共に、前記主軸シャフトから押し出されることにより前記工具を前記主軸シャフトの先端から引き離すドローバーと、
   前記主軸ユニットの基部側に設けられ、前記主軸ユニット内を大気圧よりも大きい圧力に維持することにより、前記主軸ユニット内及び前記主軸シャフト内への異物の侵入を防止するエアパージ用の圧縮エアが収容されたエアパージ室と、を備え、
   前記主軸シャフトの基部及び前記ドローバーの基部は、それぞれ前記エアパージ室内に配置され、
   前記ドローバーは、その内部に、軸方向に延びて前記ドローバーの先端側に開放されるエアブロー流路を有し、前記工具の交換時に前記ドローバーが前記主軸シャフトから押し出された際に、前記エアブロー流路と前記エアパージ室の内部とを連通させ、前記エアブロー流路を通して、エアパージ用の前記圧縮エアを利用して前記工具の前記第２テーパ面と前記主軸シャフトの前記第１テーパ面との隙間をエアブローするように構成される、主軸装置。
2. 前記エアブロー流路は、流路径を部分的に小さくした小径部を有する、請求項１に記載の主軸装置。
3. 前記エアパージ室内に配置される前記主軸シャフトの基部に、前記エアパージ室と前記主軸シャフトの内部とを連通させる第１の横孔を有し、
   前記エアパージ室内に配置される前記ドローバーの基部に、前記ドローバーの外周側と前記エアブロー流路とを連通させる第２の横孔を有し、
   前記第１の横孔と前記第２の横孔とは、前記ドローバーが前記主軸シャフトの前記第１テーパ面の側に引き込まれた際には連通せず、前記ドローバーが前記主軸シャフトから押し出された際に連通して、前記エアパージ室内の前記圧縮エアを前記エアブロー流路に流通させるように配置される、請求項１又は２に記載の主軸装置。
4. 前記工具は、その中心軸に沿って貫通する貫通流路を有し、
   前記エアパージ室内に配置される前記ドローバーの基部に、前記エアブロー流路に連通する貫通孔を有し、
   前記エアパージ室内に配置され、前記工具の交換時に前記ドローバーの基部に当接して押圧することにより、前記ドローバーを前記主軸シャフトから押し出す押圧部材を有し、
   前記押圧部材は、前記貫通孔内に常時挿入されている先端突部を有すると共に、前記先端突部の先端に開口し、前記エアブロー流路内を介して前記工具の前記貫通流路と連通するクーラント用流路を有する、請求項３に記載の主軸装置。
5. 前記エアパージ室内に配置される前記ドローバーの基部に、前記エアパージ室と前記エアブロー流路とを連通させる縦孔と、前記縦孔を前記エアブロー流路側から常時閉塞する開閉弁と、を有し、
   前記エアパージ室内に配置され、前記工具の交換時に前記ドローバーの基部に当接して押圧することにより、前記ドローバーを前記主軸シャフトから押し出す押圧部材を有し、
   前記押圧部材は、前記ドローバーの基部に当接した際に前記縦孔内に挿入して前記開閉弁を開放可能な先端突部と、前記押圧部材の外周面から前記先端突部の先端に亘って設けられた内部連通孔と、を有し、
   前記工具の交換時に前記押圧部材が前記ドローバーの基部に当接した際に、前記先端突部が前記縦孔内に挿入して前記開閉弁を開放することにより、前記エアパージ室が前記内部連通孔を介して前記エアブロー流路と連通し、前記エアパージ室内の前記圧縮エアを前記エアブロー流路に流通させるように構成される、請求項１又は２に記載の主軸装置。
6. 前記主軸シャフトの先端に対する前記ドローバーの押し出し位置、押し出し速度、及び押し出し位置における停止時間のうちの少なくとも１つを調整可能な制御装置を更に備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の主軸装置。

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