JPH0544406U - 工作機械の主軸構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は門形マシニングセンタ等の主軸頭に
おいて中心よりクーラント液の供給とエアブローできる
主軸構造を提供する。 【構成】 工具引上げ棒１８と工具Ｔを把持するコレッ
ト２６との間に工具引上げ棒１８の軸方向の所定量移動
の余裕をもって係合するコレットピン２２と、コレット
ピン２２の先端中心に滑合されプルスタッドＴｂと接続
する中空接続ピン３３と、工具引上げ棒１８の中心穴に
滑合され先端テーパ部にクーラント液孔４４及び中程に
形成されたテーパ段差の先に空気穴を有する中空弁棒４
３と、中空弁棒４３に滑合しテーパ段差に当接して空気
孔を閉塞する弁座カラー４８と、弁座カラー４８と中空
接続ピン３３との間に介装された圧縮ばね４９と、中空
弁棒を突出させる圧縮ばね５０とで構成され、オイルホ
ールドリルのときは空気孔が閉塞されクーラント液孔が
開かれてクーラント液が噴出される。普通のドリル及び
工具の交換時には空気穴が開かれクーラント液孔が閉塞
されエアブローが行われる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は門形マシニングセンタ等の主軸頭で中心よりクーラント液供給とエア ブローが行える主軸構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

小形マシニングセンタにおいて図４に示すように、主軸１に装着するオイルホ ールドリル２にクーラント液を供給するには工具引上げ棒３の中心孔４を通し、 また工具交換時の工具装着のテーパ面５のエアブローは工具引上げ棒３の外周と 主軸穴との間６を通す二重構造となっていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

門形マシニングセンタのような大形機のラムタイプの主軸頭においては、主軸 と主軸駆動系との間に中間継手軸が介在するため二重構造とすることは困難であ る。そのため大形機のラムタイプの主軸頭では工具引上げ棒中心から切削液を通 す方式ではテーパ面のエアブローができないという問題があった。したがってア ダプタ方式の採用をよぎなくされていた。 本考案は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その目 的とするところはラムタイプ主軸頭の主軸構造においてオイルホールドリルの工 具引上げ棒中心よりの切削液の供給と工具交換時のエアブローが行える主軸構造 を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するために本考案は、コレットを介して主軸に工具を嵌着す る工具引上げ棒の中心よりクーラント液をオイルホール工具に供給するようにな した主軸において、前記工具引上げ棒の頭部で滑合するとともに軸方向の一定の 動き量を有して係合し前記コレットを開閉するためのコレットピンと、該コレッ トピンの中心穴に滑合して先端が工具のテーパ穴に嵌合するとともに後端部に弁 座が形成された中空接続ピンと、前記工具引上げ棒の中心孔と連通する中心穴を 有し途中にテーパ段部と空気吹出孔が設けられるとともに先端に前記弁座で閉塞 されるクーラント液孔が設けられた中空弁棒と、該中空弁棒に滑合されるととも に前記引き上げ棒の頭部に固定されテーパ段部に当接時前記空気吹出孔を閉塞す る弁座カラーと、前記中空接続ピンを工具側に付勢する第１圧縮ばねと、前記中 空弁棒を前記弁座側に付勢する第２圧縮ばねとを備えてなり、オイルホールドリ ル装着時に空気吹出孔を閉塞してクーラント液供給流路が形成され、工具交換時 にクーラント液孔を閉塞してエアブロー用流路が形成されるものである。

【０００５】

【作用】

工具引上げ棒でコレットを介してオイルホールドリルが嵌着されると、中空弁 棒先端と中空接続ピンのテーパ穴弁座が開いて中心流路が形成される。工具交換 で工具引上げ棒を介してコレットピンが押し出されてコレットを開き中空弁棒先 端のクーラント液孔がテーパ穴弁座で閉塞され一方弁座カラーがコレット引上げ 棒で押されて空気穴が開きエアブロー流路が形成される。普通の工具装着時はプ ルスタッドに中間接続ピンが押し戻されてクーラント液孔をテーパ穴弁座が閉塞 し弁棒も押されてテーパ段部が弁座カラーと離れ空気孔が開いてエアブロー流路 が形成される。

【０００６】

【実施例】

以下本考案の実施例を図１〜図３にもとづき説明する。 マシニングセンタの主軸１１の中心穴は下端に工具装着用のテーパ穴１２、次 いでコレット開放円周溝１３、ストレート穴１４、段部を経て大径穴１５と続い て穿設されている。大径穴１５には多数の皿ばね１７が納められており中心に挿 通された中空の工具引上げ棒１８を図示しない上端部においてカラー，ナットを 介して常時工具引上げ方向に付勢している。工具引上げ棒１８の下端には大径の 頭部１９が形成されており、中心穴３８の開口部が段付の大径穴となっている。 この頭部１９にはコレットピン２２がその中心穴大径部２３において滑合され、 途中の穴段と穴端の雌ねじに螺合するナット２４とによって軸方向に所定距離移 動可能に動きが規制されている。

【０００７】 コレットピン２２の下端部は主軸１１の中心穴１４に挿入された二つ割でリン グばね２５で開き方向に付勢された公知のコレット２６の顎部２７に係合する小 径の首部３０を有する中径頭部３１となっている。そして中心穴は大径部２３， 中径部２８，小径部２９と段差によって連続され、大径部２３と中径部２８との 段差及び中径部２８から軸方向に首部３０に開口する空気孔３２が穿設されてい る。コレットピン２２先端の中心穴小径部２９には中空接続ピン３３が摺動可能 に滑合されており、中空接続ピン先端は装着されるオイルホールドリルＴ等のテ ーパシャンクＴａに螺着されたプルスタッドＴｂの中心穴Ｔｃ端のテーパ穴に嵌 合するテーパ３４に形成され、後端にフランジ３６が突設されるとともに中心穴 の中径部４１と小径部４２との境の段差がテーパ穴弁座３７となっている。

【０００８】 さらに工具引上げ棒１８の頭部１９の中心穴３８及び中空接続ピン３３の中心 穴の中径部４１に摺動可能に中空弁棒４３が滑合されている。中空弁棒４３は工 具引上げ棒１８の中心穴３８の滑合部より先が小径部となり中空弁棒４３の弁頭 のテーパに中心穴４５に通じるクーラント液孔４４が穿設され、弁頭がテーパ穴 弁座３７に当接したときクーラント液孔が閉塞される。また中空弁棒４３は工具 引上げ棒１８の中心孔３８の滑合部から小径の弁頭へ続くテーパ段部４６が形成 されており、コレットピン２２の中径中心穴２８内のテーパ段部４６端に空気孔 ４７がほぼ軸直角方向に穿設されている。

【０００９】 さらに中空弁棒４３の小径部にはテーパ段部４６と嵌合して空気孔４７を閉塞 する弁座カラー４８が相対移動可能に滑合しているとともに工具引上げ棒１８の 頭部１９に止め棒４０で固定されている。この弁座カラー４８は工具引上げ棒１ ８の頭部１９の中心穴３８の開口部の段部との当接面に半径方向に空気溝が削設 されている。弁座カラー４８と中空接続ピン３３のフランジ３６との間には圧縮 ばね４９が介装されていて、中空接続ピン３３がプルスタッドＴＣ側に付勢され ている。また中空弁棒４３の弁頭を中空接続ピン３３のテーパ穴弁座３７と当接 する方向に付勢する圧縮ばね５０が工具引上げ棒１８の中心穴２０に挿入されて いる。そして各滑合部にはクーラント液，空気漏れのないようにＯリングが介装 されている。

【００１０】 このように構成された本考案の作動を説明する。 主軸１１の中心テーパ穴１２にオイルホールドリル付工具ホルダＴが装着され ると、プルスタッドＴｂはコレット２６の先端把持部で引っかけられる位置にお いて、皿ばね１７の力で引かれている工具引上げ棒１８の頭部１９と係合するコ レットピン２２の首部で顎部２７が引っかけられて引き上げられるコレット２６ で工具ホルダＴのプルスタッドＴｂが把持され、テーパシャンクＴａはテーパ穴 １２に嵌着される。この状態で弁座カラー４８が圧縮ばね５０の力で中空弁棒４ ３のテーパ段部４６に嵌合して空気孔４７を閉塞している。

【００１１】 また圧縮ばね４９は中空接続ピン３３のフランジ３６を介して先端テーパ３４ をプルスタッドＴｂの中心テーパ穴に嵌合していて、中空弁棒４３先端と中空接 続ピン３３のテーパ穴弁座３７とが離れてクーラント液孔４４が開かれており、 工具引上げ棒１８の中心孔２０，３８、中空弁棒４３の中心穴４５から通じるク ーラント液孔４４、中空接続ピン３３の中心穴４２、工具ホルダＴの中心穴Ｔｃ が連通されている。 切削加工の指令で主軸１１が回転されると図示しない切換弁はクーラント液側 に切り換えられ圧力クーラント液が工具引上げ棒１８の中心穴２０に送られドリ ルホールからクーラント液が噴出される（図１）。

【００１２】 加工が完了し工具交換指令が出されると、図示しない切換弁が切り換えられク ーラント液に替え圧力空気が供給される。図示しない油圧ピストン装置が作動さ れて工具引上げ棒１８が皿ばね１７の力に抗して突き出される。 このため工具引上げ棒１８の頭部１９端がコレットピン２２を押し出す。コレ ットピン２２はコレット２６を移動させてコレット把持先端を円周溝１３内に落 とし、リングばね２５が把持部を開いてプルスタッドＴｂの把持を開放する。工 具引上げ棒１８の移動により圧縮ばね４９の力に抗して弁座カラー４８も移動さ れ、この移動につれ圧縮ばね５０の力で中空弁棒４３も移動しテーパ嵌合を保ち 空気孔４７が閉塞された状態を保ち、弁頭が中空接続ピン３３のテーパ弁座３７ に当接される。

【００１３】 弁頭がテーパ弁座３７に当接した時点で中空弁棒４３の移動が止められテーパ 段部４６と弁座カラー４８とのテーパ嵌合が外され空気孔４７から圧力空気が弁 座カラー４８の先端当接面の半径方向の空気溝，コレットピン２２の空気穴３２ ，コレット２６の間を通って工具のテーパシャンクＴａのテーパ嵌合部に噴出す る。工具引上げ棒１８，コレットピン２２の引き続く押し出しによりコレットピ ン頭部３１が工具ＴのプルスタッドＴｂ端にうち当たり衝撃によって工具のテー パ嵌合をゆるめる。圧力空気はテーパ嵌合部の隙間を通り噴出して異物の侵入を 防ぐ。

【００１４】 このあとＡＴＣによって工具が抜き取られると中空接続ピン３３は更に前進移 動するがフランジ部３６で前進端が規制され、この位置で圧縮ばね５０で押され る中空弁棒４３の弁頭とテーパ穴弁座３７は当接状態でクーラント液孔４４が閉 塞されテーパ段部４６も弁座カラー４８に当接して空気孔４７も閉塞されている 。 新しい工具がテーパ穴１２に挿入されてきてテーパ嵌合面の隙間は次第に小さ くなりプルスタッドＴｂが中空接続ピン３３を押し始めると中空接続ピン３３， 中空弁棒４３が押されて後退しテーパ段部４６と弁座カラー４８との間に隙間が 生じる。圧力空気は空気孔４７より弁座カラー４８の端面の空気溝、コレットピ ン２２の空気孔３２、コレット２６の間を通ってテーパ嵌合面の小さな隙間より 噴出してテーパ面を清掃するとともに異物の付着，侵入を防止する（図２）。

【００１５】 指令で工具引上げ棒１８を押していた油圧ピストンの力が除かれ皿ばね１７の 力で工具引上げ棒１８が引上げられ、コレットピン２２，コレット２６によりプ ルスタッドＴｂが把持されて引かれ工具ＴのテーパシャンクＴａが主軸１１のテ ーパ面に嵌着される。 次に普通工具が装着される場合はオイルホールドリルの装着される場合と同じ であるが、工具引上げ棒１８が工具を引き上げた状態においても、プルスタッド Ｔｂには中心テーパ穴がないので端面によって中空接続ピン３３が押され中空弁 棒４３の弁頭のクーラント液孔４４を閉塞したまま押し上げ、テーパ段差４６と 弁座カラー４８との嵌合を外し空気孔４７が開いて圧力空気が工具のテーパ嵌合 面に供給される状態にある。そこで圧力源との接続は図示しない切換弁により遮 断されるものである。

【００１６】

【考案の効果】

上述のようであるので本考案は以下の効果を奏する。 門形マシニングセンタのような大形機でラム形主軸頭においても工具引上げ棒 の中心流路よりオイルホールドリルへのクーラント液の供給、及びＡＴＣによる 工具交換時のエアブローをクーラント液と圧力空気との切り換えによって両立さ せうることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の主軸構造の縦断面図で、装着されたオ
イルホールドリルにクーラント液を供給している状態を
示す図である。

【図２】同じく工具装着時の断面図でエアブローの状態
を示す図である。

【図３】普通の工具を装着した状態を示す図である。

【図４】従来のエアブロー，クーラント液供給の二重構
造を示す図である。

【符号の説明】

１１ 主軸 １８ 工
具引上げ棒 ２２ コレットピン ２６ コ
レット ３３ 中空接続ピン ４３ 弁
棒 ４８ 弁座カラー ４９，５
０ 圧縮ばね Ｔｂ プルスタッド

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コレットを介して主軸に工具を嵌着する
   工具引上げ棒の中心よりクーラント液をオイルホール工
   具に供給するようになした主軸において、前記工具引上
   げ棒の頭部で滑合するとともに軸方向の一定の動き量を
   有して係合し前記コレットを開閉するためのコレットピ
   ンと、該コレットピンの中心穴に滑合して先端が工具の
   テーパ穴に嵌合するとともに後端部に弁座が形成された
   中空接続ピンと、前記工具引上げ棒の中心孔と連通する
   中心穴を有し途中にテーパ段部と空気吹出孔が設けられ
   るとともに先端に前記弁座で閉塞されるクーラント液孔
   が設けられた中空弁棒と、該中空弁棒に滑合されるとと
   もに前記引き上げ棒の頭部に固定されテーパ段部に当接
   時前記空気吹出孔を閉塞する弁座カラーと、前記中空接
   続ピンを工具側に付勢する第１圧縮ばねと、前記中空弁
   棒を前記弁座側に付勢する第２圧縮ばねとを備えてな
   り、オイルホールドリル装着時に空気吹出孔を閉塞して
   クーラント液供給流路が形成され、工具交換時にクーラ
   ント液孔を閉塞してエアブロー用流路が形成されること
   を特徴とする工作機械の主軸構造。