JPH09183039A - 工作機械の主軸ユニット - Google Patents

工作機械の主軸ユニット

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JPH09183039A
JPH09183039A JP8341788A JP34178896A JPH09183039A JP H09183039 A JPH09183039 A JP H09183039A JP 8341788 A JP8341788 A JP 8341788A JP 34178896 A JP34178896 A JP 34178896A JP H09183039 A JPH09183039 A JP H09183039A
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bush
spindle
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tightening
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械に対する短い、かつ密実な主軸ユニ
ットであって、ケーシング７内に回転自在に軸支され、
かつモーター８によって駆動され、工具を受け入れるよ
うになった主軸２と、作動装置を備えた締付けユニット
１１と、工具に対する内部冷却材供給装置１４、４９を
有する主軸ユニットを提供する。 【解決手段】 前記のような短い、かつ密実な主軸ユニ
ットは、内部冷却材供給装置１４、４９を締付けユニッ
ト１１内に組み入れ、かつ作動装置１２内に回転伝動装
置４９を配置し、定置供給管５０から、締付けユニット
１１に冷却材を供給するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は工作機械の主軸ユニ
ットであって、ケーシング内に回転自在に軸支され、か
つモーターによって駆動され、工具を受け入れるように
なった主軸と、作動装置を備えた締付けユニットと、工
具に対する内部冷却材供給装置とを有する主軸ユニット
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内部冷却材供給装置を備えた在来の主軸
ユニットは、作業時に定置配管から締付けユニットの回
転部分に冷却材を供給するための構造部材が、独立した
部材として、作動装置に連結されていた。したがって主
軸ユニット全体は相当長い構造となり、これは特に揺動
可能主軸ユニットの場合は、工作機械の作動空間を制限
するという結果を招いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、内部
冷却材供給装置を備えた、短くて密実な主軸ユニットを
提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、内部冷却材供給装置を、主軸ユニットと一体化し、
かつ作動装置内に回転伝動装置を配置することによって
解決される。
【０００５】冷却材供給装置を主軸ユニット内に組み入
れることによって、作動機構および回転伝動装置から、
非常に密実な構造ユニットが構成され、主軸ユニットを
長くしないで済む。したがってこのような主軸ユニット
は、特に揺動主軸として使用する場合に適する。その理
由は、工作機械の作動空間内において、揺動に要する場
所は一般的に或る制限を受けるからである。
【０００６】本発明による好適な形態は、作動機構が環
状円筒形ピストンを備えたシリンダ−ピストンユニット
として構成され、該ユニットが、ケーシング部分と、円
筒形内方部分の間の環状空間内に、配置されるようにな
っていることを特徴としている。回転伝動装置は円筒形
内方部分内において、環状円筒形ピストンを、同心的に
囲繞するように組入れられる。したがって作動機構も、
回転伝動装置も特に場所を節約し得るように配置するこ
とができる。
【０００７】定置供給管から、作動時に回転する締付け
ユニットの部分に冷却材を供給するために、回転伝動装
置は好適に、回転部分に結合された連結支柱と、冷却材
の圧力によってこの連結支柱に対して密封的に押圧され
るブッシュを有し、該ブッシュは供給管内に開口するよ
うになっている。ブッシュおよび連結支柱が相互に離隔
する端面には、好適に耐摩耗材料から成る摺動リングお
よび対向リングが配置されている。
【０００８】供給管の方に向いた、ブッシュの後方端面
には、作業時には内方冷却材供給装置によって冷却材圧
力が作用し、ブッシュを連結支柱に逆らって押圧する。
したがってブッシュと、連結支柱の間には、好適な密封
結合が生じる。冷却材を使用せずに作業する場合には、
ブッシュの後方端面には圧力が作用せず、したがってこ
のような好適な実施例の場合、該ブッシュに冷却材圧力
が働かない時は、ブッシュはばねによって連結支柱から
逆に押圧されるようになる。その結果、連結支柱および
ブッシュによって相互に離隔される端面に配置された圧
力リングは、内方冷却材の供給を必要とし、したがって
密封的結合を必要とする場合のみ、相互に摺動する。し
たがってまた、両リングの間の強い摩擦が避けられる。
【０００９】ピストンから締付けユニットの締付け棒に
対する力伝達は、軸線方向に移動し得る圧力リングによ
って効果的に行われ、この圧力リングには主軸ユニット
に作用する円筒形ピンが固定されている。円筒形ピンは
主軸の後端に螺着された中間ブッシュの、対応する孔の
中に案内される。
【００１０】主軸ユニットの、特に密実な構造は、該主
軸ユニットをモーター軸として形成することによって達
成される。この場合主軸はモーターによって同心な関係
に囲繞され、該モーターの回転子は、主軸に連結されて
共に回転する。
【００１１】本発明の他の特徴および利点は、添付図面
によって次に説明する好適な実施例によって明らかとな
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】両図において、主軸ユニットと一
体化された締付けユニットは、それぞれ図の左半分にお
いてはその釈放状態が示され、右半分においては締付け
状態が示されている。
【００１３】図１に示された万能工作機械の主軸ユニッ
ト１は、中空軸として形成された主軸２を有し、該主軸
は軸受装置３、４によって、主軸ケーシング７の二つの
端面側の、軸受カバー５、６内に、回転自在に軸支され
ている。主軸２の駆動は、主軸ケーシング７を貫通し
て、両軸受カバー５、６の間に配置された駆動モーター
８によって行われ、該モーターの回転子９は、主軸２を
同心な関係で囲繞し、かつこの主軸に連結されて共に回
転する。
【００１４】主軸ユニット１は、作動機構１２を有する
締付けユニット１１を含んでいる。締付けユニット１１
は中空の締付けブッシュ１３を含み、該ブッシュは主軸
ユニットの前端において、貫通孔１４を備えかつ皿ばね
パック１５によって締付けられた締付け棒１６によって
固定されている。締付けブッシュ１３の前端には、横方
向に振動し得る把持装置１７が配置され、該把持装置は
締付け位置においては、突起１８によって主軸２の内壁
と当接し、工具または工具受入部材の対応する溝の内方
に押圧されるようになっている。皿ばねパック１５はそ
の一方が、主軸２の環状肩１９の上に支持され、その他
方が締付け棒１６の後方領域のフランジ２０上に支持さ
れている。
【００１５】特に第２図によって明らかなように、作動
装置１２は液圧シリンダーピストンユニットとして形成
され、該ユニットは後方軸受カバー６に装架されたケー
シング部分２１内に収納されている。ケーシング部分２
１の後方開放端は、カバー２２によって閉鎖され、該カ
バーはケーシング部分２１の後方端面に触座する連結フ
ランジ２３と、ケーシング部分２１内に突出する円筒形
内方部分２４を有している。円筒形内方部分２４の套面
は、ケーシング部分２１の内壁と共に、環状室２５を画
成し、該環状室内には環状円筒形ピストン２６が、軸線
方向に移動し得るように配置されている。ピストン２６
は主軸２の方に向いた、外径の小さな前方部分２７と、
外径の大きな後方部分２８を有している。環状端面２９
は、両領域部分間の推移部分において、ピストン面とし
て働き、ピストン２６を上方に押圧するようになってい
る。ケーシング部分２１内には、環状端面２９に通じる
流体管路３０が形成されている。部分２８の後方端面３
１はピストン面を形成し、ピストンを下方に押圧する。
端面３１には、連結フランジ２３内に配置された流体管
路３２が導かれている。ケーシング部分２１の内壁は、
環状肩３３へと推移して、該肩３３には、ピストン２６
が完全に下方位置に達した時に、環状端面２９と接触す
るようになる。ピストン２６の後方部分２８には、密封
部材３４が嵌入され、ピストン２６を円筒形内方部分２
４に対して密封するようになっている。ケーシング部分
２１内に配置された密封部材３５は、外側において、ピ
ストン２６の前方部分２７に当接している。
【００１６】ピストン２６が下降する時、軸線方向に移
動し得る圧力リング３６を押圧し、該圧力リング上に
は、締付け棒１６に作用する円筒形ピン３７が固定され
ている。円筒形ピン３７の後方ねじピン３８は、圧力リ
ング３６内の対応するねじ孔にねじ込まれ、かつその端
面３９によって、締付け棒１６の後方環状フランジ４０
に当接している。円筒形ピン３７は、その外周におい
て、中間ブッシュ４２の孔４１内に案内され、該中間ブ
ッシュは主軸２の後端に螺着されている。中間ブッシュ
４２の後方円筒形肩４３の上には、圧力リング３６が、
その内方孔４４によって、軸線方向に移動し得るように
案内され、かつ円筒形肩４３の端部に配置されたばねリ
ングによって軸線方保持されている。中間ブッシュ４２
は貫通孔４６を有し、大きな内径を有するその前方領域
に、締付け棒１６の円筒形端部肩４７が密封的に、かつ
軸線方向に移動し得るように案内されている。直径の小
さな管通孔４６の後方領域には、回転伝動装置４９の連
結支柱４８が密封的に嵌入されている。
【００１７】回転伝動装置４９は、加圧された冷却材
を、定置供給管５０から、作業時に主軸２と共に回転す
る締付けユニット１１に導くためのもので、冷却材はこ
の締付けユニットを通して、工具に通じる冷却材管路に
送られる。冷却材に対する供給管５０は、連結フランジ
２３内に配置され、かつ回転伝動装置４９の入口に導か
れる。
【００１８】冷却材を密封的に供給するために、回転伝
動装置４９は、連結支柱４８の後方端面に固定された対
向リング５１を有し、該対向リングは軸線方向に移動し
得るブッシュ５４の、円板状に拡開する部分５３の前方
端面に設けられた摺動リング５２に当接する。対向リン
グ５１、および摺動リング５２は好ましくはセラミック
によって形成される。ブッシュ５４は、その後方円筒形
部分５５によって、受入ブッシュ５６の対応する孔の中
に、移動自在に導かれ、かつ密封リング５７によって密
封されている。ブッシュ５４の円板状に拡開した部分５
３は、拡大された部分５８に受入れられ、かつばね５９
によって摺動リング５２および対向リング５１を離すよ
うに作動される。ブッシュ５４を心決めし、かつ回転を
阻止するために、受入ブッシュ５６内には心決め棒６０
が固定され、該棒の上には円板状拡開部分５３が、対応
する孔６１を通して移動自在に案内されている。
【００１９】受入ブッシュ５６はねじ６２によって、対
応する凹所６３内において、密封リング６４により、カ
バー２２の内側に密封的に装架されている。主軸の方に
向いたカバー２２の端面には、密封部材６６を備えた閉
鎖リング６５が配置されている。
【００２０】冷却材は給管５０を通って主軸ヘッド１に
導かれ、かつ回転伝動装置４９の入口に達する。冷却材
の圧力は、ブッシュ５４の後方端面６７に作用し、した
がってブッシュ５４の前端の摺動リング５２を、対向リ
ング５１に対して押圧する。したがってまた非回転ブッ
シュ５４と、作業時に主軸２と共に回転する回転伝動装
置４９の連結支柱４８の間が密封的に連結される。冷却
潤滑材は、中空の連結支柱４８、および中間ブッシュ４
２内の貫通孔を通って中空締付け棒１６の中に達し、こ
こから締付けブッシュ１３を通って工具に達する。冷却
材が供給されなければブッシュ５４の後方端面６７には
冷却材圧力が働かず、したがって該ブッシュはばね５９
によって対向リング５１から離される。したがって内方
冷却材供給が必要とされ、かつ密封的な決合が要求され
る時だけ、摺動リングおよび対抗リングは、相互に摩擦
し合う。したがって摺動リングおよび対抗リングの摩耗
を最小限にとどめることができる。
【００２１】中間ブッシュ４２の外周には外ねじ６８が
切られ、このねじには、主軸位置の決定に必要なねじ回
しが係合する。さらにケーシング部分２１の外側には、
圧力リング３６の方に向いたリミットスイッチ６９が配
置され、工具締付け機の位置を決定するようになってい
る。
【００２２】工具を釈放するためには、ピストン２６が
流体管路３２を通る圧力流体の作用を受け、この時工具
は図２の右半分に示された締付け位置から、左半分に示
された釈放位置に動かされる。ピストン２６は締付け棒
１６を、圧力リング３６および円筒形ピン３７によって
前方、すなわち図２の下方に押動し、この時皿ばねパッ
ク１５は相互に押圧される。したがって締付けブッシュ
１３は下方に移動し、この時把持装置１７は拡開した部
分に致達する。把持装置はここからばねによって外方に
開かれ、工具を釈放する。
【００２３】工具を締付けるには、流体管路３０に圧力
を加え、ピストン２６が釈放位置から締付け位置に移動
し、かつ締付け棒１６が締付けブッシュ１３と共に、皿
ばねパック１５の作用によって、主軸２内に引き入れら
れるようにする。これによって把持装置１７も、内方に
押圧され、かつ主軸２内に挿入された工具のリング溝の
中に係合する。ピストン２６はその前方端面が、圧力リ
ング３６によって締付け位置を占めるように移動する。
したがって作業時に主軸２と共に回転する圧力リング
が、ピストンを摩擦し、かつ摩耗を発生させる現象が避
けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による主軸ユニットの縦断面図；
【図２】一体化された冷却材供給装置を備えた締付けユ
ニットに対する、作動機構の拡大断面図。
【符号の説明】
１ 主軸ユニット ２ 主軸 ３、４ 軸受装置 ５、６ 軸受カバー ７ 主軸ケーシング ８ 駆動モーター ９ 回転子 １１ 締付けユニット １２ 作動機構 １３ 締付けブッシュ １４ 貫通孔 １５ 皿ばねパック １６ 締付け棒 １７ 把持装置 １８ 突起 １９ 環状肩 ２０ フランジ ２１ ケーシング部分 ２２ カバー ２３ 連結フランジ ２４ 内方部分 ２５ 環状室 ２６ ピストン ２７ 前方部分 ２８ 後方部分 ２９ 端面 ３０ 流体管路 ３１ 端面 ３２ 流体管路 ３３ 環状肩 ３４、３５ 密封部材 ３６ 圧力リング ３７ 円筒形ピン ３８ ねじピン ３９ 端面 ４０ 環状フランジ ４１ 孔 ４２ 中間ブッシュ ４３ 円筒形肩 ４４ 内部孔 ４５ ばねリング ４６ 貫通孔 ４７ 端部肩 ４８ 連結支柱 ４９ 回転伝動装置 ５０ 供給管 ５１ 対向リング ５２ 摺動リング ５３ 拡開部分 ５４ ブッシュ ５５ 円筒形部分 ５６ 受入ブッシュ ５７ 密封リング ５８ 拡大部分 ５９ ばね ６０ 心決めピン ６１ 孔 ６２ ねじ ６３ 凹所 ６４ 密封リング ６５ 閉鎖リング ６６ 密封リング ６７ 後方端面 ６８ 外ねじ ６９ リミットスイッチ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工作機械に対する主軸ユニットであっ
    て、 ケーシング（７）内に回転自在に軸支され、かつモータ
    ー（８）によって駆動され、工具を受入れるようになっ
    た主軸（２）と、 作動装置（１２）を備えた締付けユニット（１１）と、 工具に対する内部冷却材供給装置（１４、４９）を有す
    る主軸ユニットにおいて、前記締付けユニット（１１）
    と一体化された内部冷却材供給装置（１４、４９）と、
    前記作動装置（１２）内に配置され、定置管（５０）か
    ら前記締付けユニット（１１）に冷却材を供給する回転
    伝動装置（４９）とを有することを特徴とする主軸ユニ
    ット。
  2. 【請求項２】 前記作動装置（１２）が、シリンダ−ピ
    ストンユニットであって、環状室（２５）内において、
    ケーシング部分（２１）および円筒形内方部分（２４）
    の間に配置された環状円筒形ピストン（２６）として形
    成されているピストンユニットを有し、この時回転伝動
    装置（４９）が前記円筒形内方部分（２４）内に組み入
    れられている請求項１に記載された主軸ユニット。
  3. 【請求項３】 前記回転伝動装置（４９）が、連結支柱
    （４８）と、冷却材圧力によって該連結支柱（４８）に
    対して押圧されるブッシュ（５４）とを有している請求
    項１または請求項２に記載された主軸ユニット。
  4. 【請求項４】 前記ブッシュ（５４）が供給管（５０）
    内に開口する円筒形部分（５５）を有し、該円筒形部分
    の端面側（６７）が冷却材圧力によって加圧される請求
    項３に記載された主軸ユニット。
  5. 【請求項５】 前記ブッシュ（５４）および前記連結支
    柱（４８）が相互に離隔する端面に、耐摩耗摺動リング
    （５２）および対向リング（５１）が配置されている請
    求項３または請求項４に記載された主軸ユニット。
  6. 【請求項６】 前記ブッシュ（５４）内に、前記連結支
    柱（４８）から、該ブッシュ（５４）を押し除けるため
    のばね（５９）が配置されている請求項３または請求項
    ４に記載された主軸ユニット。
  7. 【請求項７】 前記連結支柱（４８）が、密封的に、中
    空中間ブッシュ（４２）内に挿入され、該中間ブッシュ
    が主軸（２）の後端に螺着されている請求項３から請求
    項６までの何れか１項に記載された主軸ユニット。
  8. 【請求項８】 ピストン（２６）が、円筒形ピン（３
    ７）を備えた圧力リング（３６）を通じて前記締付けユ
    ニット（１１）の締付け棒（１６）に作用する請求項２
    から請求項７までの何れか１項に記載された主軸ユニッ
    ト。
  9. 【請求項９】 前記円筒形ピン（３７）が、前記中間ブ
    ッシュ（４２）の対応する孔の中に、軸線方向に移動し
    得るように案内されている請求項８に記載された主軸ユ
    ニット。
  10. 【請求項１０】 圧力リング（３６）が、その内方孔
    （４４）によって前記中間ブッシュ（４２）の後方円筒
    形肩（４３）上に軸線方向に移動し得るように案内さ
    れ、かつばねリング（４５）によって、軸線方向移動を
    阻止されている請求項８または請求項９に記載された主
    軸ユニット。
  11. 【請求項１１】 モーター（８）が、前記主軸（２）を
    同心的に囲繞し、かつ該モーターの回転子（９）が、主
    軸（２）と回転するように結合されている請求項１から
    請求項１０までの何れか１項に記載された主軸ユニッ
    ト。
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