JPH1043990A - 工作機械の主軸端部清掃装置 - Google Patents

工作機械の主軸端部清掃装置

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JPH1043990A
JPH1043990A JP8198032A JP19803296A JPH1043990A JP H1043990 A JPH1043990 A JP H1043990A JP 8198032 A JP8198032 A JP 8198032A JP 19803296 A JP19803296 A JP 19803296A JP H1043990 A JPH1043990 A JP H1043990A
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coolant
tool
atc
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tapered hole
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JP8198032A
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Hideki Hayashi
英樹 林
Mamoru Akiyama
守 秋山
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ツールホルダ嵌合用テーパ孔の清掃を確実に
行うこと。 【解決手段】 主軸の先端部に形成されているツールホ
ルダ嵌合用テーパ孔５の奥部に着脱可能に嵌合して主軸
３と固定連結されるテーパ軸体２３と、テーパ軸体２３
に回転可能に連結されてツールホルダ嵌合用テーパ孔５
との間に隙間３５をおいてツールホルダ嵌合用テーパ孔
５内に位置し、ツールホルダ嵌合用テーパ孔５内にクー
ラント液、空気などを噴出する噴出口３７および内部通
路３９を有するテーパ軸状の固定側部材３３と、一端を
固定側部材３３に連結されて他端にて主軸頭１の先端部
に設けられたクーラント液・空気供給ブロック１３と接
続され、クーラント液・空気供給ブロック１３のクーラ
ント液・空気供給口１５と固定側部材３３の内部通路３
９とを連通接続する接続通路５３を有するクーラント液
・空気供給接続部材４９とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械の主軸
端部清掃装置に関し、特に主軸の先端部に形成されてい
るツールホルダ嵌合用テーパ孔の内周面、主軸先端面の
清掃を行う主軸端部清掃装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の工作機械では、主軸の先端部に形
成されているツールホルダ嵌合用テーパ孔の内周面に付
着した異物などを取り除く清掃は、コレットチャックな
どによる工具着脱機構を組み込まれ、ツールホルダ嵌合
用テーパ孔と軸方向に連通している主軸中心孔より、空
気をツールホルダ嵌合用テーパ孔へ向けて噴き出すこと
により行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の工
作機械における清掃では、ツールホルダ嵌合用テーパ孔
よりツールホルダが取り外された空（から）の状態で、
風圧によりツールホルダ嵌合用テーパ孔の内周面に付着
した異物を吹き飛ばす訳であるが、ツールホルダ嵌合用
テーパ孔の断面積が大きいことにより、ツールホルダ嵌
合用テーパ孔においてさほど大きい風速、風圧を得るこ
とが難しく、このために確実な清掃効果を得ることがで
きない。
【０００４】また上述のような清掃では、主軸先端面を
清掃することができず、このため、主軸先端面にフラン
ジ面を密着させるようなツールホルダを使用する場合に
は、手作業で主軸先端面を清掃しなければならなくなる
ことがあり、工作機械の自動運転を阻害かることにな
る。
【０００５】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、ツールホルダ嵌合用テーパ孔の内
周面、主軸先端面の清掃を、自動的に、確実に行い、ま
た一つのＡＴＣ用ツールとして取り扱うことができる主
軸端部清掃装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【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、請求項１の工作機械の主軸端部清掃装置は、主軸
の先端部に形成されているツールホルダ嵌合用テーパ孔
の奥部に着脱可能に嵌合して主軸と固定連結されるテー
パ軸体と、前記テーパ軸体に当該テーパ軸体の中心軸線
周りに回転可能に連結され、前記ツールホルダ嵌合用テ
ーパ孔との間に隙間をおいてツールホルダ嵌合用テーパ
孔内に位置し、前記ツールホルダ嵌合用テーパ孔内にク
ーラント液、空気などを噴出する噴出口および内部通路
を有するテーパ軸状の固定側部材と、一端を前記固定側
部材に連結され、他端にて主軸頭の先端部に設けられた
クーラント液供給用ホルダのためのクーラント液・空気
供給ブロックと接続され、前記クーラント液・空気供給
ブロックに設けられているクーラント液・空気供給口と
前記固定側部材の内部通路とを連通接続する接続通路を
有するクーラント液・空気供給接続部材とを有している
ものである。
【０００７】この発明による工作機械の主軸端部清掃装
置では、テーパ軸体が、主軸のツールホルダ嵌合用テー
パ孔の奥部に嵌合し、主軸と固定連結された状態で、ク
ーラント液・空気供給ブロックのクーラント液・空気供
給口よりクーラント液が、クーラント液・空気供給接続
部材の接続通路、固定側部材の内部通路を通って噴出口
に供給されることにより、クーラント液が噴出口よりツ
ールホルダ嵌合用テーパ孔内に噴出する。このクーラン
ト液は、固定側部材とツールホルダ嵌合用テーパ孔との
間の隙間を流れてツールホルダ嵌合用テーパ孔の前方開
放端より外部に流出するが、固定側部材とツールホルダ
嵌合用テーパ孔との間の隙間を流れる際に、絞り効果に
より増速、増圧され、ツールホルダ嵌合用テーパ孔の内
周面に付着している異物を洗い落す。
【０００８】最後にクーラント液に代えて空気を吹き付
けることにより、ツールホルダ嵌合用テーパ孔の内周面
に付着しているクーラント液を吹き飛ばすことができ
る。
【０００９】上述のようなクーラント液、空気の噴出
は、主軸を回転させた状態で行うことができ、この場合
には主軸回転に対して静止している固定側部材の噴出口
よりクーラント液の噴出が行われることで、遠心力と主
軸による連れ回りによりクーラント液が増速され、この
クーラント液がツールホルダ嵌合用テーパ孔の内周面に
付着している異物を洗い落す。
【００１０】なお、ここでのクーラント液は、クーラン
ト液供給用ホルダのためのクーラント液以外に、専用の
清掃液であってもよい。
【００１１】請求項２の工作機械の主軸端部清掃装置
は、請求項１に記載の工作機械の主軸端部清掃装置にお
いて、前記固定側部材は前記ツールホルダ嵌合用テーパ
孔より前方に突出した部分にストレート軸部を有し、当
該ストレート軸部にリング状のＡＴＣ（自動工具交換装
置）用ツール把持部材が回転可能に取り付けられ、前記
ＡＴＣ用ツール把持部材は一方の端面にて主軸先端面に
所定の隙間をおいて対向しているものである。
【００１２】この発明による工作機械の主軸端部清掃装
置では、ＡＴＣ用ツール把持部材が設けられていること
により、当該主軸端部清掃装置が一つのＡＴＣ用ツール
として取り扱われ得るようになり、ＡＴＣによって主軸
端部清掃装置の着脱がツールと同様に行われ得るように
なる。
【００１３】またＡＴＣ用ツール把持部材が一方の端面
にて主軸先端面に所定の隙間をおいて対向していること
により、ツールホルダ嵌合用テーパ孔の前方開放端より
外部に流出しようとするクーラント液、空気がその隙間
を流れ、主軸先端面の清掃も行われる。
【００１４】請求項３による工作機械の主軸端部清掃装
置は、請求項２に記載の工作機械の主軸端部清掃装置に
おいて、前記ＡＴＣ用ツール把持部材は主軸先端部にキ
ー係合し、前記クーラント液・空気供給接続部材には係
止部材が設けられ、前記係止部材はばねのばね力により
前記ＡＴＣ用ツール把持部材との係合側に付勢されて前
記テーパ軸体および前記固定側部材がツールホルダ嵌合
用テーパ孔より取り外された状態では前記ＡＴＣ用ツー
ル把持部材と係合して前記ＡＴＣ用ツール把持部材の回
転を禁止し、前記テーパ軸体および前記固定側部材がツ
ールホルダ嵌合用テーパ孔内に挿入された状態では前記
クーラント液・空気供給ブロックとの当接により前記ば
ねのばね力に抗して前記ＡＴＣ用ツール把持部材の側と
は反対側に移動して前記ＡＴＣ用ツール把持部材との係
合より離脱するものである。
【００１５】この発明による工作機械の主軸端部清掃装
置では、ツールホルダ嵌合用テーパ孔よりの取り外し状
態では、係止部材がばねのばね力によりＡＴＣ用ツール
把持部材と係合してＡＴＣ用ツール把持部材の回転を禁
止する。これにより取り外し状態で、ＡＴＣ用ツール把
持部材のキー係合位置とクーラント液・空気供給接続部
材との回転位置関係が変動することが避けられる。
【００１６】主軸端部清掃装置のテーパ軸体および固定
側部材がツールホルダ嵌合用テーパ孔内に挿入された状
態では、クーラント液・空気供給ブロックとの当接によ
りばねのばね力に抗してＡＴＣ用ツール把持部材の側と
は反対側に移動し、ＡＴＣ用ツール把持部材との係合よ
り離脱するから、主軸とキー係合しているＡＴＣ用ツー
ル把持部材および主軸の回転が阻害されることがない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面を用いて詳細に説明する。
【００１８】図１はこの発明による工作機械の主軸端部
清掃装置の一つの実施の形態を示している。図１におい
て、符号１は主軸頭を示しており、主軸頭１に主軸３が
回転可能に設けられている。主軸３は、従来のものと同
様に、先端部のツールホルダ嵌合用テーパ孔５と、コレ
ットチャックなどによる図示省略の工具着脱機構を組み
込まれてツールホルダ嵌合用テーパ孔５と軸方向に連通
している主軸中心孔７とを有している。また主軸３の先
端部にはキー係合部１１が設けられている。
【００１９】主軸頭１の先端部にはクーラント液供給用
ホルダのためのクーラント液・空気供給ブロック１３が
固定されている。クーラント液・空気供給ブロック１３
の先端面にはクーラント液・空気供給口１５が開口して
いる。
【００２０】主軸端部清掃装置は全体を符号２１により
示されている。主軸端部清掃装置２１は、ツールホルダ
嵌合用テーパ孔５の奥部に着脱可能に嵌合するテーパ軸
体２３を有している。テーパ軸体２３は、プルスタッド
２５を有し、プルスタッド２５を主軸中心孔７内の図示
されていない工具着脱機構により把持されることによっ
て主軸３と固定連結され、主軸３と一体的に回転する。
【００２１】なお、テーパ軸体２３には後述のクーラン
ト液が主軸中心孔７側へ流れることを防止するＯリング
２７が取り付けられている。
【００２２】テーパ軸体２３はツールホルダ嵌合用テー
パ孔５の開放端側に支持軸部２９を有しており、支持軸
部２９にはボール軸受部材３１によってテーパ軸状の固
定側部材３３が回転可能に取り付けられている。
【００２３】固定側部材３３は、テーパ軸体２３の中心
軸線周りに回転可能に連結され、ツールホルダ嵌合用テ
ーパ孔５との間に隙間３５をおいてツールホルダ嵌合用
テーパ孔５内に位置し、先端面に開口してツールホルダ
嵌合用テーパ孔５内にクーラント液、空気などを噴出す
る噴出口３７と内部通路３９とを有している。
【００２４】固定側部材３３の先端部と支持軸部２９と
の間にはクーラント液が固定側部材３３の軸受部に流入
することを防止するシール部材４１が取り付けられてい
る。
【００２５】固定側部材３３のテーパ孔開放端側にはボ
ルト４３によってストレート軸部材４５が固定連結され
ている。ストレート軸部材４５はツールホルダ嵌合用テ
ーパ孔５より前方に突出しており、この突出端にはボル
ト４７によってクーラント液・空気供給接続部材４９が
固定装着されている。
【００２６】クーラント液・空気供給接続部材４９は、
ステープル状をなし、一端をストレート軸部材４５を介
して固定側部材３３に連結され、他端にてクーラント液
・空気供給ブロック１３の先端部と接続される。クーラ
ント液・空気供給接続部材４９にはクーラント液・空気
供給ブロック１３のクーラント液・空気供給口１５と固
定側部材３３の内部通路３９とをストレート軸部材４５
の内部通路５１を介して連通接続する接続通路５３が設
けられている。
【００２７】ストレート軸部材４５にはボール軸受部材
５５によってリング状のＡＴＣ用ツール把持部材５７が
回転可能に取り付けられている。ＡＴＣ用ツール把持部
材５７は、キー係合部５９によって主軸３のキー係合部
１１に係合し、一方の端面６１にて主軸先端面１７に所
定の隙間６３をおいて対向している。
【００２８】ストレート軸部材４５とＡＴＣ用ツール把
持部材５７との間にはクーラント液がＡＴＣ用ツール把
持部材５７の軸受部に流入することを防止するシール部
材６４が取り付けられている。
【００２９】クーラント液・空気供給接続部材４９には
係止部材６５が設けられている。係止部材６５は、突起
部６７とクーラント液・空気供給接続部材４９の凹部６
９との係合により回り止めされ、ばね７１のばね力によ
りＡＴＣ用ツール把持部材５７との係合側に付勢され、
テーパ軸体２３および固定側部材３３がツールホルダ嵌
合用テーパ孔５より取り外された状態では、突起部７３
をもってＡＴＣ用ツール把持部材５７の凹部７５と係合
し、ＡＴＣ用ツール把持部材５７の回転を禁止する。
【００３０】これにより、取り外し状態で、ＡＴＣ用ツ
ール把持部材５７のキー係合位置とクーラント液・空気
供給接続部材４９との回転位置関係が変動することが避
けられ、ＡＴＣ用ツール把持部材５７が図示されている
ように、主軸３とキー係合すれば、クーラント液・空気
供給接続部材４９がクーラント液・空気供給ブロック１
３と接続されることが保証される。
【００３１】係止部材６５は、図示されているように、
テーパ軸体２３および固定側部材３３がツールホルダ嵌
合用テーパ孔５内に挿入された状態では、クーラント液
・空気供給ブロック１３との当接によりばね７１のばね
力に抗してＡＴＣ用ツール把持部材５７の側とは反対側
に移動し、突起部７３が凹部７５より抜け出し、ＡＴＣ
用ツール把持部材５７との係合より離脱する。
【００３２】これにより、主軸３とキー係合しているＡ
ＴＣ用ツール把持部材５７および主軸３の回転が阻害さ
れることがない。
【００３３】主軸端部清掃装置２１による主軸端部の清
掃時には、予め工具マガシンに収納されている主軸端部
清掃装置２１を図示されていないＡＴＣによって主軸３
に自動装着する。
【００３４】この自動装着により、主軸端部清掃装置２
１のテーパ軸体２３が主軸３のツールホルダ嵌合用テー
パ孔５の奥部に嵌合し、プルスタッド２５が主軸中心孔
７内の図示されていない工具着脱機構により把持される
ことによってテーパ軸体２３が主軸３と固定連結され
る。またＡＴＣ用ツール把持部材５７がキー係合部５９
によって主軸３のキー係合部１１に係合し、クーラント
液・空気供給接続部材４９がクーラント液・空気供給ブ
ロック１３と当接し、クーラント液・空気供給ブロック
１３のクーラント液・空気供給口１５がクーラント液・
空気供給接続部材４９の接続通路５３、ストレート軸部
材４５の内部通路５１、固定側部材３３の内部通路３９
を介して噴出口３７と連通する。
【００３５】またこの時には、係止部材４９がばね７１
のばね力に抗してＡＴＣ用ツール把持部材５７の側とは
反対側に移動し、突起部７３が凹部７５より抜け出し、
ＡＴＣ用ツール把持部材５７との係合より離脱する。
【００３６】上述のような状態で、主軸３を所定の回転
数で回転させ、クーラント液・空気供給ブロック１３の
クーラント液・空気供給口１５よりクーラント液を、接
続通路５３、内部通路５１、３９を介して噴出口３７に
供給する。
【００３７】クーラント液が噴出口３７に供給されるこ
とにより、クーラント液は噴出口３７よりツールホルダ
嵌合用テーパ孔５内に噴出し、固定側部材３３とツール
ホルダ嵌合用テーパ孔５との間の隙間３５を流れてツー
ルホルダ嵌合用テーパ孔の前方開放端へ向かい、更にＡ
ＴＣ用ツール把持部材５７の一方の端面６１と主軸先端
面１７との間の隙間６３を流れて外部に流出する。
【００３８】クーラント液は、固定側部材３３とツール
ホルダ嵌合用テーパ孔５との間の隙間３５を流れる際
に、絞り効果により増速、増圧され、また主軸回転に対
して静止している固定側部材３３の噴出口３７より噴出
されることにより、遠心力と主軸による連れ回りにより
増速され、ツールホルダ嵌合用テーパ孔５の内周面に付
着している異物を効果的に洗い落す。
【００３９】またクーラント液は、ＡＴＣ用ツール把持
部材５７の一方の端面６１と主軸先端面１７との間の隙
間６３を流れる際に、絞り効果により増速、増圧され、
また主軸回転に対して静止している固定側部材３３の噴
出口３７より噴出されていることにより、遠心力と主軸
による連れ回りにより増速され、主軸先端面１７に付着
している異物を効果的に洗い落す。
【００４０】最後にクーラント液に代えて空気をの噴出
口３７より吹き付けることにより、ツールホルダ嵌合用
テーパ孔５の内周面や主軸先端面１７に付着しているク
ーラント液の吹き飛ばしが行われる。
【００４１】清掃が完了すれば、ＡＴＣにより主軸端部
清掃装置２１を主軸３より取り外し、主軸端部清掃装置
２１を工具マガシンに戻すことにより清掃工程が完結す
る。
【００４２】以上に於ては、この発明を特定の実施の形
態について詳細に説明したが、この発明は、これに限定
されるものではなく、この発明の範囲内にて種々の実施
の形態が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項
１による工作機械の主軸端部清掃装置によれば、主軸に
対する装着状態で、固定側部材の噴出口よりツールホル
ダ嵌合用テーパ孔内に２か出されたクーラント液が固定
側部材とツールホルダ嵌合用テーパ孔との間の隙間を流
れることにより、ツールホルダ嵌合用テーパ孔の内周面
に付着している異物を洗い落すから、ツールホルダ嵌合
用テーパ孔の内周面の清掃が自動的に、確実に行われ
る。
【００４４】クーラント液の噴出が主軸を回転させた状
態で行われることにより、遠心力と主軸による連れ回り
によりクーラント液が増速され、このクーラント液がツ
ールホルダ嵌合用テーパ孔の内周面に付着している異物
を洗い落す効果が増大し、ツールホルダ嵌合用テーパ孔
の内周面の清掃が確実に行われる。
【００４５】請求項２の工作機械の主軸端部清掃装置に
よれば、ＡＴＣ用ツール把持部材が設けられていること
により、当該主軸端部清掃装置が一つのＡＴＣ用ツール
として取り扱われ得るようになり、ＡＴＣによって主軸
端部清掃装置の着脱がツールと同様に行われ得るように
なり、またＡＴＣ用ツール把持部材が一方の端面にて主
軸先端面に所定の隙間をおいて対向していることによ
り、ツールホルダ嵌合用テーパ孔の前方開放端より外部
に流出しようとするクーラント液、空気がその隙間を流
れ、主軸先端面の清掃も、手作業を要することなく、自
動的に、確実に行われるようになる。
【００４６】請求項３による工作機械の主軸端部清掃装
置によれば、ツールホルダ嵌合用テーパ孔よりの取り外
し状態では、係止部材がばねのばね力によりＡＴＣ用ツ
ール把持部材と係合してＡＴＣ用ツール把持部材の回転
を禁止するから、取り外し状態で、ＡＴＣ用ツール把持
部材のキー係合位置とクーラント液・空気供給接続部材
との回転位置関係が変動することが避けられ、ＡＴＣに
よる主軸端部清掃装置の自動着脱が支障なく確実に行わ
れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による工作機械の主軸端部清掃装置の
一つの実施の形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 主軸頭 ３ ツールホルダ嵌合用テーパ孔 １１ キー係合部 １３ クーラント液・空気供給ブロック １７ 主軸先端面 ２１ 主軸端部清掃装置 ２３ テーパ軸体 ２９ 支持軸部 ３３ 固定側部材 ３７ 噴出口 ３９ 内部通路 ３５ 隙間 ４５ ストレート軸部材 ４９ クーラント液・空気供給接続部材 ５１ 内部通路 ５３ 接続通路 ５７ ＡＴＣ用ツール把持部材 ６１ 端面 ６３ 隙間 ６５ 係止部材 ７１ ばね

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主軸の先端部に形成されているツールホ
    ルダ嵌合用テーパ孔の奥部に着脱可能に嵌合して主軸と
    固定連結されるテーパ軸体と、 前記テーパ軸体に当該テーパ軸体の中心軸線周りに回転
    可能に連結され、前記ツールホルダ嵌合用テーパ孔との
    間に隙間をおいてツールホルダ嵌合用テーパ孔内に位置
    し、前記ツールホルダ嵌合用テーパ孔内にクーラント
    液、空気などを噴出する噴出口および内部通路を有する
    テーパ軸状の固定側部材と、 一端を前記固定側部材に連結され、他端にて主軸頭の先
    端部に設けられたクーラント液供給用ホルダのためのク
    ーラント液・空気供給ブロックと接続され、前記クーラ
    ント液・空気供給ブロックに設けられているクーラント
    液・空気供給口と前記固定側部材の内部通路とを連通接
    続する接続通路を有するクーラント液・空気供給接続部
    材と、 を有していることを特徴とする工作機械の主軸端部清掃
    装置。
  2. 【請求項２】 前記固定側部材は前記ツールホルダ嵌合
    用テーパ孔より前方に突出した部分にストレート軸部を
    有し、当該ストレート軸部にリング状のＡＴＣ用ツール
    把持部材が回転可能に取り付けられ、前記ＡＴＣ用ツー
    ル把持部材は一方の端面にて主軸先端面に所定の隙間を
    おいて対向していることを特徴とする請求項１に記載の
    工作機械の主軸端部清掃装置。
  3. 【請求項３】 前記ＡＴＣ用ツール把持部材は主軸先端
    部にキー係合し、前記クーラント液・空気供給接続部材
    には係止部材が設けられ、前記係止部材はばねのばね力
    により前記ＡＴＣ用ツール把持部材との係合側に付勢さ
    れて前記テーパ軸体および前記固定側部材がツールホル
    ダ嵌合用テーパ孔より取り外された状態では前記ＡＴＣ
    用ツール把持部材と係合して前記ＡＴＣ用ツール把持部
    材の回転を禁止し、前記テーパ軸体および前記固定側部
    材がツールホルダ嵌合用テーパ孔内に挿入された状態で
    は前記クーラント液・空気供給ブロックとの当接により
    前記ばねのばね力に抗して前記ＡＴＣ用ツール把持部材
    の側とは反対側に移動して前記ＡＴＣ用ツール把持部材
    との係合より離脱することを特徴とする請求項２に記載
    の工作機械の主軸端部清掃装置。
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