JPH11254267A - 切削油供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転継手から漏洩した切削油が主軸頭に侵入す
るのを防止することができる切削油供給装置を提供す
る。 【解決手段】工具の締結／解除用の駆動ロッド９に設け
た切削油供給路９ａに切削油を供給する装置であって、
駆動ロッド９の上端部に固設される回転部材３５と、回
転部材３５に対向して設けられる固定部材３１と、進退
自在に固定部材３１に嵌挿され、回転部材３５に当接し
て一連の切削油供給路を連通せしめる接続部材３２とか
らなる回転継手３０を備える。環状の凹溝と排出孔４５
とを備えた切削油排出部材４０を回転部材３５の下方位
置に設ける。回転部材３５に鍔部３７を設け、鍔部３７
外周縁に環状の垂下部３８を設ける。回転継手３０から
漏洩した切削油は回転部材の鍔部３７及び垂下部３８に
経由して切削油排出部材４０の凹溝に流入し、排出孔４
５から排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主軸を垂直に設け
てなる立形工作機械の当該主軸に装着された工具に切削
油を供給する切削油供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工具刃先の摩耗を抑制してその切削効率
を高めるためには、切削油が工具刃先に直接供給される
のが好ましい。このような観点から、従来より、切削油
を工具刃先に直接供給するための装置が種々検討されて
きた。

【０００３】その中の一つに、主軸前端部の工具を締結
／解除すべく主軸内に嵌挿された駆動ロッドに、工具に
設けた切削油吐出孔に連通する切削油供給路を設け、回
転継手を介して前記駆動ロッドの後端部から前記切削油
供給路に切削油を供給し、主軸に装着した工具の切削油
吐出孔から切削油を吐出するように設けた切削油供給装
置がある。

【０００４】そして、最近では、前記切削油供給路に連
通する貫通孔を有し、前記駆動ロッドの上端部に固設さ
れる回転部材と、この回転部材に対向して設けられ、切
削油供給源に連通した給油路を有する固定部材と、この
固定部材に進退自在に嵌挿され、且つ前記固定部材内が
昇圧された際に進出して前記回転部材と当接し、前記回
転部材の貫通孔と固定部材の給油路とを接続する接続部
材とからなる回転継手が用いられている。前記回転部材
と接続部材との接触部はセラミクスなどの硬質材料で形
成されており、回転部材及び接続部材が回転部材の回転
に伴って滑り接触により相互に接合して前記貫通孔と給
油路が連通され、この給油路及び貫通孔を介して前記切
削油供給源から前記駆動ロッドの切削油供給路に切削油
が供給される。この種の回転継手は、回転部を支持する
ベアリングを備えておらず、切削油の侵入による当該ベ
アリングの故障がないことから近年多く用いられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いくら
接触部をセラミクスなどの硬質材料で形成しているとは
いえ、回転部材の当接面が接続部材に対して滑動してい
る以上は、これによって同部が摩耗する点は否めない。
また、被加工物が鋳物或いはカーボンなどの場合には、
切削によって金属粉或いはカーボンなどの微粉を生じや
すく、これらが切削油に混入して回転部材と接続部材と
の当接部に入り込み、同部の摩耗を助長することもあ
る。

【０００６】いずれにしても、如上のような原因によっ
て回転部材と接続部材との当接部は経時的に摩耗し、同
部の密着性が損なわれて同部から切削油が漏洩すること
となる。そして、主軸が垂直に設けられた立形の工作機
械においては、漏洩した切削油が前記駆動ロッドなどを
伝って主軸頭内に侵入し、これによって主軸頭内に設け
たベアリングなどが損傷するといった問題を生じてい
た。

【０００７】また、この種の回転継手にあっては、回転
部材と接続部材との当接により両者を接続する他は特に
シールを行っていないので、元来、接続部から切削油が
漏れやすい構造となっている。

【０００８】本発明は、以上の実情に鑑みなされたもの
であって、回転継手から漏洩した切削油が主軸頭内に侵
入するのを防止することができ、また、摩耗によって回
転継手が寿命に至ったことを検知することのできる切削
油供給装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明の請求項１に係る発明は、垂直に
設けた主軸内に嵌挿され該主軸とともに一体的に回転す
る駆動ロッドによって主軸下端部の工具を締結／解除す
るように設けてなり、前記駆動ロッド内に設けた切削油
供給路を介して切削油を供給して、主軸下端部に装着し
た工具から切削油を吐出するように設けてなる立形工作
機械の、前記切削油供給路に切削油を供給する装置であ
って、前記切削油供給路に連通する貫通孔を有し、前記
駆動ロッドの上端部に固設される回転部材と、該回転部
材に対向して設けられ、切削油供給源に連通した給油路
を有する固定部材と、進退自在に前記固定部材に嵌挿さ
れ、且つ前記固定部材内が昇圧された際に進出して前記
回転部材に当接し、前記回転部材の貫通孔と固定部材の
給油路とを接続する接続部材とからなる回転継手を備え
た切削油供給装置において、前記駆動ロッドの上端部が
挿入される内側円筒部と、その外側に設けた外側円筒部
と、該内側円筒部と外側円筒部とを連結する底部とを備
え、該内側円筒部，外側円筒部及び底部により上方が開
口した環状の凹溝を形成してなり、且つ該外側円筒部に
排出孔を備えてなる切削油排出部材を前記回転部材の下
方位置に設けるとともに、前記回転部材に鍔部を設け、
且つ前記切削油排出部材の内側円筒部と外側円筒部との
間に向けて該鍔部外周縁から垂下する環状の垂下部を設
けて、該回転部材を略椀形状に形成したことを特徴とす
るものである。

【００１０】この発明によれば、切削油供給源から切削
油が供給され固定部材内部が昇圧すると、これによって
接続部材が進出して回転部材と当接し回転部材の貫通孔
と固定部材の給油路とが接続され、これら給油路及び貫
通孔を介して駆動ロッドの切削油供給路に切削油供給源
から切削油が供給され、工具から切削油が吐出される。

【００１１】そして、前記回転部材と接続部材との接触
部が摩耗するなどして、同部から切削油が漏洩した場合
には、当該漏洩した切削油は、まず、前記回転部材の鍔
部及び垂下部を経由して、前記切削油排出部材の内側円
筒部，底部及び外側円筒部で形成される環状の凹溝内に
流入する。ついで、凹溝内に流入した切削油は前記外側
部材に設けた排出孔から適宜場所に排出される。

【００１２】このように、本発明よれば、回転継手から
漏洩した切削油を回転部材の鍔部及び垂下部に経由せし
めた後、前記切削油排出部材の凹溝内に導くように構成
したので、漏洩した切削油が駆動ロッドなどを伝って主
軸頭内に侵入するのを防止することができ、切削油の侵
入によって主軸頭内に設けたベアリングなどが損傷する
といった不具合を防止することができる。

【００１３】また、請求項２に係る発明は、前記請求項
１の発明における切削油排出部材に、前記凹溝内に流入
して貯留される切削油を検知する検知手段を設けてなる
ものである。

【００１４】回転継手の回転部材と接続部材との当接部
が摩耗して寿命に至ると、同部から多量の切削油が漏洩
する。切削油排出部材の外側円筒部には排出孔が設けて
あり、如上の如く、漏洩した切削油は切削油排出部材の
凹溝内に流入し、ついで前記排出孔から排出されるが、
切削油の漏洩量が排出孔からの排出量よりも多い場合に
は、この凹溝に切削油が貯留される。この発明によれ
ば、凹溝内に流入し貯留される切削油を検知する検知手
段を設けているので、多量に切削油が漏洩し凹溝内に貯
留される場合には、当該検知手段によりこれを検知する
ことができる。換言すれば、検知手段により前記凹溝内
に貯留される切削油を検知した場合には、回転継手が摩
耗により寿命に至ったものと認識することができ、回転
継手の交換を促すアラームを出すなどの対応をとること
ができる。

【００１５】また、請求項３に係る発明は、前記請求項
１に係る発明において、排出孔を有し、前記切削油排出
部材から排出しきれずに漏れ出た切削油を受けて該排出
孔から排出する第２の切削油排出部材を設けるととも
に、該第２の切削油排出部材内に流入し貯留される切削
油を検知する検知手段を該第２の切削油排出部材に設け
てなるものである。

【００１６】通常、主軸頭の上端部には前記駆動ロッド
を駆動するための機構などが設けられており、極めて空
き空間の狭い状態になっている。したがって、請求項２
の発明における検知手段を前記切削油排出部材に設ける
ことができない場合もある。本発明によれば、前記切削
油排出部材とは別に第２の切削油排出部材を設けるとと
もに、この第２の切削油排出部材に検知手段を設け、切
削油の漏洩量が前記切削油排出部材からの排出量よりも
多く、前記切削油排出部材の凹溝に貯留され、やがて当
該切削油排出部材からあふれ出て前記第２の切削油部材
内に貯留される切削油を前記検知手段により検知するよ
うにしているので、上述のように切削油排出部材に検知
手段を設けることができない場合であっても、回転継手
の摩耗による寿命を検出することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。図１は本発明の一
実施形態に係る切削油供給装置を設けた立形マシニング
センタの主軸頭部を示す断面図であり、図２はそのＡ部
を拡大して示す拡大図である。

【００１８】同図に示すように、この立形マシニングセ
ンタの主軸頭部は、主軸頭１と、この主軸頭１内に垂直
に設けた主軸２とを備えてなるものである。３は主軸頭
１の下端部に設けた支持部材であり、また、１６は主軸
頭１の上端部に設けた軸受ハウジングであり、この支持
部材３内に設けたベアリング４，５及び軸受ハウジング
１６内に設けたベアリング１７によって前記主軸２がそ
の軸中心に回転自在に支持されている。

【００１９】９は前記主軸２を軸方向に貫通して設けら
れる駆動ロッドで、下部側が小径に設けられており、そ
の先端部にプッシュプルロッド７が締結し、更に、プッ
シュプルロッド７の先端にコレット８が係合している。
この駆動ロッド９は上下方向に移動自在となっており、
前記小径部に設けた皿バネ１０によって上方に付勢され
ている。また、この駆動ロッド９には一方端が上端面に
開口し、他方端が下端部の外周面に開口する切削油供給
路９ａが設けられている。一方、主軸２にも一方端がそ
の内周面に開口し、他方端がその下端部に設けた切削油
供給プランジャ１２に接続する切削油供給路２ａが設け
られており、カラー１３を介して切削油供給路９ａと切
削油供給路２ａとが連通されている。尚、切削油供給プ
ランジャ１２は工具（図示せず）が主軸２に装着された
際、当該工具（図示せず）の切削油受給口に接続し、同
部に切削油を供給するようになっている。

【００２０】支持部材３の下端部には下部カバー６が設
けられており、支持部材３の外周部にはカバーリング１
１が設けられている。また、前記軸受ハウジング１６に
は上部カバー１５が設けられており、上部カバー１５に
はセンタカバー１４が設けられている。

【００２１】１９は油圧シリンダ（図示せず）に接続し
た駆動パイプであり、当該油圧シリンダ（図示せず）に
よって上下方向に駆動される。また、４０は前記駆動パ
イプ１９の下端部に設けられた切削油排出部材である。
この切削油排出部材４０は、環状に設けられる底部４３
と、この底部４３の上面内周縁に立設した内側円筒部４
１と、外周縁に立設した外側円筒部４２と、底部４３下
面の内周縁に垂下せしめた環状のスカート部４４とから
なり、これら内側円筒部４１，外側円筒部４２及び底部
４３により上方が開口した環状の凹溝が形成されてい
る。そして、この切削油排出部材４０の内側円筒部４１
に前記駆動ロッド９の上端部が挿入されている。また、
前記外側円筒部４２には、内周面から外周面に貫通する
排出孔４５が設けられ、検知面が前記凹溝内に露出した
液面センサ５０が設けられている。また、前記排出孔４
５には排出管４６が接続している。

【００２２】２０は水平辺２０ａ及び垂直辺２０ｂから
なる略逆Ｌ字形状をしたブラケットであり、水平辺２０
ａの先端部が前記駆動パイプ１９の開口部１９ａからそ
の内部に挿入され、垂直辺２０ｂの下端部が上部カバー
１５上に固設されている。

【００２３】３０は固定部材３１，ステータ３２及びロ
ータ３５からなる回転継手であり、固定部材３１は前記
ブラケット２０の水平辺２０ａの下面に固設され、ロー
タ３５は前記駆動ロッド９の上端部に固設されており、
これら固定部材３１及びロータ３５は相互に対向した状
態に設けられている。

【００２４】また、前記ブラケット２０には切削油供給
ポンプ（図示せず）に接続した切削油供給路２１が設け
られており、この切削油供給路２１が前記固定部材３１
内に設けた切削油供給路（図示せず）に連通している。

【００２５】前記ロータ３５は、当接部３６と、この当
接部３６の下面に設けた軸部３９と、当接部３６の外周
に設けた鍔部３７と、鍔部３７の外周縁に設けられ、前
記切削油排出部材４０の内側円筒部４１と外側円筒部４
２との間に向けて垂下する環状のスカート部３８とから
なるものであり、軸部３９が前記駆動ロッド９の上端部
に嵌挿された状態で固設されている。

【００２６】また、前記ステータ３２は軸部３３と当接
部３４とからなるものであり、軸部３３が前記固定部材
３１に嵌挿され、上下方向に移動自在に設けられるとと
もに、バネなどの付勢手段（図示せず）により上方に付
勢されている。そして、前記切削油供給ポンプ（図示せ
ず）から切削油が供給されて固定部材３１の切削油供給
路内の内圧が上昇するとこれによってステータ３２が下
方に付勢され、前記付勢手段（図示せず）の付勢力に抗
して下方に突出し、その当接部３４が前記ロータ３５の
当接部３６と当接して、自体をそれぞれ貫通して設けら
れるステータ３２及びロータ３５の切削油供給路（図示
せず）同士が連通し、この結果、切削油供給路２１と切
削油供給路９ａとが連通されるようになっている。尚、
ステータ３２の当接部３４及びロータ３５の当接部３６
はセラミクスなどの硬質材料で形成されている。

【００２７】以上の構成を備えた本実施形態に係る立形
マシニングセンタによれば、前記油圧シリンダ（図示せ
ず）の作動により駆動パイプ１９を下方に駆動すると、
この駆動パイプ１９とともに切削油排出部材４０が下方
に移動して、そのスカート部４４の下端部が駆動ロッド
９の上端部の肩部９ｂに当接しこれを下方に押し下げ
る。駆動ロッド９は皿バネ１０によって上方に付勢され
ているが、この付勢力に抗して下方に移動し、これにと
もなってプッシュプルロッド７及びコレット８が下方に
移動してコレット８が開状態となり、主軸２に装着され
た工具（図示せず）がアンクランプされる。このように
駆動パイプ１９及び切削油排出部材４０が下方に移動し
て駆動ロッド９が下方に押し下げられた状態を図３に示
す。

【００２８】一方、前記油圧シリンダ（図示せず）の作
動により駆動パイプ１９を上方に駆動すると、この駆動
パイプ１９とともに切削油排出部材４０が上方に移動
し、これにともなって、駆動ロッド９，プッシュプルロ
ッド７及びコレット８が皿バネ１０の付勢力によって上
方に移動してコレット８が閉状態となり、主軸２に装着
された工具（図示せず）がクランプされる。尚、図１は
この状態を示している。

【００２９】そして、このように駆動ロッド９が上方に
移動し工具（図示せず）がクランプされた状態で、前記
切削油供給ポンプ（図示せず）から切削油供給路２１に
切削油が供給されると、前記固定部材３１の切削油供給
路（図示せず）内の内圧が上昇してステータ３２が下方
に突出し、その当接部３４がロータ３５の当接部３６に
当接し両者が接合する。これによりステータ３２及びロ
ータ３５のそれぞれに設けた切削油供給路（図示せず）
同士が連通し、これを介して切削油供給路２１と切削油
供給路９ａとが連通され、この切削油供給路９ａに連通
する切削油供給路２ａを通じて切削油供給プランジャ１
２から工具（図示せず）に切削油が供給される。

【００３０】主軸２が軸中心に回転すると、これととも
に駆動ロッド９及び回転継手３０のロータ３５が回転す
るが、ステータ３２は固定部材３１内の内圧によってロ
ータ３５側に付勢されており、ステータ３２の当接部３
４とロータ３５の当接部３６は滑り接触（摺接）によっ
てその連結状態が維持される。

【００３１】ところで、上述のように、ステータ３２の
当接部３４及びロータ３５の当接部３６はセラミクスな
どの硬質材料で形成されてはいるが、当然に両者の接触
部は摩擦によって経時的な摩耗を生じる。このように当
接部３４と当接部３６との接触部が摩耗すると、同部に
隙間を生じこの隙間から切削油が漏洩することとなる。
また、ステータ３２の当接部３４とロータ３５の当接部
３６とは滑り接触によって連結されているので、構造的
にも当該接触部から切削油が漏れやすくなっている。

【００３２】斯くして当接部３４と当接部３６との接触
部などから切削油が漏れた場合、漏れた切削油は直接或
いはロータ３５の鍔部３７，スカート部３８を伝わって
切削油排出部材４０の内側円筒部４１，外側円筒部４２
及び底部４３で形成される凹溝に流入する。そして、当
該凹溝に流入した切削油は排出孔４５から排出管４６を
通って適宜位置に設けた切削油タンク等に回収される。
このようにこの切削油供給装置によれば、回転継手３０
から漏洩した切削油を切削油排出部材４０の凹溝に受け
た後、適宜位置に設けた切削油タンク等に回収され得る
ように設けているので、漏洩した切削油が駆動ロッド９
などを伝って主軸頭１内に侵入するのを防止することが
でき、切削油の侵入によって主軸頭１内に設けたベアリ
ング４，５，１７などが損傷するといった不具合を防止
することができる。

【００３３】また、前記ステータ３２の当接部３４とロ
ータ３５の当接部３６との接触部が使用に耐えないほど
摩耗した場合、同部から多量の切削油が漏洩するが、こ
の漏洩量が前記排出孔４５からの排出量よりも多い場合
には、前記凹溝に切削油が貯留され、貯留された切削油
が液面センサ５０によって検出される。このように、こ
の切削油供給装置によれば、前記凹溝内に貯留された切
削油を液面センサ５０により検出するようにしているの
で、回転継手３０の摩耗による寿命を検出することがで
き、回転継手３０の交換を促すアラームを出すなどの対
応をとることができる。

【００３４】また、図１に示すように、切削油排出部材
４０の内側円筒部４１とロータ３５のスカート部３８と
の係合関係をラビリンス構造にしているので、切削油が
当該係合部から主軸頭１内へ侵入し難いものとなってい
る。

【００３５】尚、本例では液面センサ５０を切削油排出
部材４０に設けたが、これに限るものではなく、図４に
示すように構成しても良い。この例では、上部カバー１
５の外周面に第２の切削油排出部材６０を設け、前記液
面センサ５０をこの第２の切削油排出部材６０に設けて
いる。また、第２の切削油排出部材６０には排出孔６１
が設けられ、前記切削油排出部材４０にはその外側円筒
部４２の全周に亘って、貯留された切削油を流し出すた
めのスリット（図示せず）が排出孔４５の上部高さ付近
に複数設けられている。尚、この排出孔６１の口径は前
記排出孔４５の口径に比べて小径となっており、排出孔
６１からの排出量は前記排出孔４５のそれよりも少量と
なっている。

【００３６】回転継手３０から漏洩される切削油量が、
排出孔４５から排出される排出量よりも多量である場合
には、漏洩した切削油は前記切削油排出部材４０の凹溝
に貯留され、前記外周円筒部４２のスリット（図示せ
ず）から流れ出る。そして、その量が前記排出孔６１か
らの排出量よりも多量である場合には、切削油は第２の
切削油排出部材内に貯留され、液面センサ５０によって
これが検出される。このように、この例によっても上例
と同様に、回転継手３０の摩耗による寿命を検出するこ
とができ、回転継手３０の交換を促すアラームを出すな
どの対応をとることができる。尚、本例の態様は、配設
スペースの関係から上記切削油排出部材４０に液面セン
サ５０を設けることができない場合に特に効果的であ
る。

【００３７】以上本発明の一実施形態に係る切削油供給
装置について説明したが、本発明の具体的な態様がこれ
に限られるものでないことは言うまでもないことであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る切削油供給装置を設
けた立形マシニングセンタの主軸頭部を示す断面図であ
る。

【図２】図１におけるＡ部を拡大して示す拡大図であ
る。

【図３】切削油排出部材などの作動状態説明するための
説明図である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る切削油供給装置
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 主軸頭 ２ 主軸 ２ａ 切削油供給路 ９ 駆動ロッド ９ａ 切削油供給路 １９ 駆動パイプ ２０ ブラケット ２１ 切削油供給路 ３０ 回転継手 ３１ 固定部材 ３２ ステータ ３３ 軸部 ３４ 当接部 ３５ ロータ ３６ 当接部 ３７ 鍔部 ３８ スカート部 ３９ 軸部 ４０ 切削油排出部材 ４１ 内側円筒部 ４２ 外側円筒部 ４３ 底部 ４４ スカート部 ４５ 排出孔 ４６ 排出管 ５０ 液面センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直に設けた主軸内に嵌挿され該主軸と
   ともに一体的に回転する駆動ロッドによって主軸下端部
   の工具を締結／解除するように設けてなり、前記駆動ロ
   ッド内に設けた切削油供給路を介して切削油を供給し
   て、主軸下端部に装着した工具から切削油を吐出するよ
   うに設けてなる立形工作機械の、前記切削油供給路に切
   削油を供給する装置であって、 前記切削油供給路に連通する貫通孔を有し、前記駆動ロ
   ッドの上端部に固設される回転部材と、該回転部材に対
   向して設けられ、切削油供給源に連通した給油路を有す
   る固定部材と、進退自在に前記固定部材に嵌挿され、且
   つ前記固定部材内が昇圧された際に進出して前記回転部
   材に当接し、前記回転部材の貫通孔と固定部材の給油路
   とを接続する接続部材とからなる回転継手を備えた切削
   油供給装置において、 前記駆動ロッドの上端部が挿入される内側円筒部と、そ
   の外側に設けた外側円筒部と、該内側円筒部と外側円筒
   部とを連結する底部とを備え、該内側円筒部，外側円筒
   部及び底部により上方が開口した環状の凹溝を形成して
   なり、且つ該外側円筒部に排出孔を備えてなる切削油排
   出部材を前記回転部材の下方位置に設けるとともに、 前記回転部材に鍔部を設け、且つ前記切削油排出部材の
   内側円筒部と外側円筒部との間に向けて該鍔部外周縁か
   ら垂下する環状の垂下部を設けて、該回転部材を略椀形
   状に形成したことを特徴とする切削油供給装置。
2. 【請求項２】 前記凹溝内に流入して貯留される切削油
   を検知する検知手段を前記切削油排出部材に設けた請求
   項１記載の切削油供給装置。
3. 【請求項３】 排出孔を有し、前記切削油排出部材から
   排出しきれずに漏れ出た切削油を受けて該排出孔から排
   出する第２の切削油排出部材を設けるとともに、 該第２の切削油排出部材内に流入し貯留される切削油を
   検知する検知手段を該第２の切削油排出部材に設けた請
   求項１記載の切削油供給装置。