JPS59196103A - 工作機械のスピンドルヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発明は工作機械のスピンドルヘッドに係り、とりわけ
工具交換可能なスピンドルヘッドのエアー供給機構の改
良に関する。

〔発明の技術的背景とその間萌点〕

従来、工具交換可能なスピンドルヘッドにおいては、ス
ピンドルの先端に、工具装着のための結合用穴、例えば
チー・ξ穴を形成し、このテーノ？穴に対して工具？保
持する工具ホルダのチー・ξシャンク部を嵌挿し、さら
にチー・？シャンク部の後端に固着されたプルスタッド
を、ドローバーの先端部に設けられたコレットで把持し
、弾性部材（通常は　はね）によシ弾力引張保持するこ
とにより工具の装着かなされている。このような構造の
工具装着．機構を備えたスピンドルヘッドにおいては、
工具を交換する際には、ドローバクーの後端を油圧ピス
トンにより押し、ドローバ々−を弾性部材の弾力に抗し
て前進させ、プルスタッドとコレットのとの間に異物が
存在しないようにされる。このエアーは、通常、油圧ピ
ストンを貫通して設けられた空気吹出孔と、ドローバー
の後端面から先端部まで貫通形成された空気通路とを、
ドローパー押出時に連通させることによシ供給される。

このため、エアーがドローバーの空気通路を通ってスピ
ンドル前方部に供給されるのは、ドローバ−後端面と油
圧ピストンとが接触している時、すなわちスピンドルの
回転が停止している時に限られる。

したがって、もし、スピンドル回転中にエアーをスピン
ドル前方部に供給する場合には、油圧ピストンを前進さ
せ、ドローパー後端面と接触させる必要があるが、ドロ
ーバーはスピンドルとともに高速回転しているので、こ
の接触部は摩擦による焼伺きを生ずるおそれがある。ま
た、ドローバ−後端とピストンの先端とを回転継手によ
り連結し、空気心路乞形成する方法も考えられるが、構
造が複雑であり、スピンドルヘッド自体が大型化すると
いう欠点がある。

一方、近年開発されている複合生産システムにおいては
、回転動作中の工具自体に対してエアーを供給する必要
のある場合がある。このような場合、従来は、工具自体
にスぎンドルヘッド先端付近に設けられたエアー供給源
からホース乞接続して供給する方法がとられていたが、
この方法によれば、ホースの接続を人間が手作業で行わ
なければならないという欠点があり、工具交換装置＜Ａ
ＴＣ）付の工作機械においては著しくその作業効率乞低
下させることになる。また、工具自体の側面とスピンド
ルヘッド先端付近とにエアー接続用のコネクタを取付け
、これらのエアーコネクタを自動的に着脱させる方法も
行われているが、結合のため工具の取付方向が決るとと
もに結合器を設けねばならないため、工具、、スピンド
ルヘッドの設計が繁雑となる。また、スピンドルヘッド
の構造も複雑となり、作業が難しく、高価であるととも
に、スピンドルヘッドの移動による他部品との衝突も考
慮しなければならないなどの欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点乞考慮してなされたものであり、
スピンドル回転中においても、装着された工具に対しエ
アーを供給することのできる工作機械のスピンドルヘッ
ドヲ提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明（Ｃよる工作機械のスピンドルヘッドは、ドロー
〜ぐ−の後端面に設けられている空気通路入口ト、ドｏ
−パー押出用ピストンのドローパー後端面に当接する当
接部に設けられている空気吹出孔とを、シール部材を用
いて密封された空間内に開口したことを特徴としている
。

本発明によれば、ピストンの空気吹出孔から密封空間内
に吹出されたエアーは、ドローパー後端面の空気通路入
口がらｌ’Ｄ／々−の空気通路内へ導入され、ドローバ
−の先端部からスピンドルに装着されている所要の工具
へエアーの供給がなされる。この場合、・ドローパー後
端面とピストンの当接部とは離間されていても良く、し
たがってスピンドルの回転中においても呈アーンスピン
ドルに装着されている工具に対して供給することが可能
である。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明によるスピンドルヘッドの主要部を示す
断面図であり、第２図は第１図に鎖円■る。スヒ０ント
ゞル１１の先端には、工具ホルダｊ４のチー・？ンヤン
ク部Ｉ５が嵌挿されるテーパ穴１６カ形成されている。

また、スピンドル１１内には、ドローバ−１８か軸線方
向に移動可能に保持されている。

ドローバパー１８の先端部には、コレット１９が取付け
られ、ドローバー１８を後方（第１７右方向）に移動さ
せることにより、工具ボルダ１４のプルスタンド２０娶
クランプし得るようになっている。スピンドル１１の後
方部には、スリーブ状ガイド２Ｊを介して多数枚の皿は
ね２２が装着され、この皿ばね２２の後端は、ドローバ
パー１８の後端に螺着された締付ナツト２３ニｊｙ　７
−２４を介して押付けられている。ドロー−Ｓ　−ＩＳ
の後方側には、油圧により駆動されるドローバ−押出用
ピストン５が、ドローパー１８ト同−軸線方向に摺動可
能に配設されている。ピストン部には、ドローバー１８
の後端面１８ａ（第２図参照）に邑接する凸状をした当
接部２５ａが設けられているとともに、との当接部２！
５ａの側に、大径の同心円５２５ｂか形成されている。

すなわち、ピストン２５は、との同心円７５ｂが形成さ
れることにより、ドローパー１８側か中空シリンダ状に
され、この同心円；うｂ内にドローバー１８の後端に螺
着された円板状の締付ナツト２３が挿入されている。同
心円２５ｂの内周と締付ナツト２３の外周との間にｌａ
／一層部材２６が装着され、このシール部セ；２Ｇによ
り締付ナツト２３とピストン部の同心円２５ｂとの間に
密封された空間２７が形成されている、本実施例におい
ては、シール部材２６としてニトリルゴム製のＷＴ面Ｘ
型のＸ　’Ｊソング日本バルカー工業株式会社の登録商
標）が用いられている。ピストン部はシリンダ２８内に
摺動自在に配設されている。シリンダ２８はさらにドロ
ーパー１８側に延長されて、ドロ７パー１８．皿ばね２
２の外周囲を取シ囲むカッζ−シリンダ２８ａとされて
いる。符号２９；　は、シリンダ四の端部７塞ぐための
シリンダ蓋であり、この蓋２９を貫通してピストン部の
後方部２５ｃが突出配置されている。

ドローバー１８には、後端面１８ａがら先端部まで貫通
する空気通路３０が設けられている。符号３０ａは、後
端面１８ａに設けられた空気通路入口であ皆、符号：３
０　ｂは先端部に設けられた空気通路出口で元る。空気
通路出口３０ｂは、コレット１９にクランプされたプル
スタンド２０の端部が位置する空間３１内に開口されて
いる。

一方、ピストン部には、ピストン後方部２５ｃから当接
部２５ａに向けて、ドローバー１８に設けられた空気通
路３０と同一線上に空気通路３２が設けられておシ、当
接部２５ａには、この空気通路３２からの空気吹出孔３
３が設けられている。空気通路３２には、空気供給ホー
ス３４が接続され、空気供給源（図示せず）からのエア
ーを導入し得るようにされている。

ピストン乙の前後位置には、それぞれ油圧供給・？イブ
３５　、３６が接続されている。符号３７ば、カバーシ
リンダ２８ａに設けられた排気孔であシ、符号３８ば、
スピンドル１１の回転駆動用ギアである。

次にこのよう彦構成からなる本実施例の作用について説
明する。第１図および第２図に示すように、油圧供給・
ξイブ３６から圧力油を供給し、ピストン２５を後退さ
ぜ、ドロ−パー１８０後端面１８ａとピストン２５０当
接部２５ａとの接触を解除すると、ドローパー１８は皿
はね′２２の弾発力により後方（第１図右方向）に移動
させられる。これにより、コレット１９によるゾルスタ
ッド２０の引張保持動作がなされ、工具ホルダ１４がス
ピンドル１１の先端にしっかりと装着される。この状態
でスピンドル】１を回転きせれは、スピンドル１１に装
着された工具も回転駆動される。この場合、スピンドル
１１に、プルスタッド２０の端部から工具ホルダ１４ヲ
貫通して工具の所要箇所捷で達する空気通路３９を備え
た％−殊工具を装着しておき、空気供給ホｉス３４から
ピストン５の空気通路３２内にエアーを供給すれば、エ
アーは、空気吹出孔３３から密封空間２７内に吹出され
、続いてドロ−パー１８０後端面１８ａに設けられた入
口３０ａから空気通路３０内に入り、出口３０ｂから空
間３１内に放出され、さらにプルスタッド２０側から空
気通路３９ヲ通って工具の所要箇所に供給される。この
供給されたエアーによシ、工具は回転駆動されつつ所要
の仕事を行うことができる。

第３図は本発明によるスピンドルヘッドに装着使用され
る特殊工具の一例を示す断面図である。

この実施例はゼルト外し工具として用いられるものであ
り、工具ホルダ１４に対し、先端にゼルト頭部の穴に嵌
合する部分４１ａの形成されたロッド４１が、軸線方向
移動可能に保持されている。符号４２はシリンダ部材で
あり、このシリンダ部材４２にロッド４１の後端がシー
ル部材４２ａによりシールされた状態で摺動可能に挿入
され、同時に、ロッド４】の後方に形成されたフランジ
４１ｂ’ｒ用いてロッド４１に固着されたリング部材４
３の内周と、シリンダ１壁４２の外周とが、スズライン
４４によシ係合連結されている。ロッド４１の後端は、
シリンダ部材４２先端の嵌合部分４１ａｌで貫通する空
気通路か設けられている。１−なわち、ゾルスタッド２
０を貫通１−る空気通路４８ａ、工具ホルダ１４のチー
ノミシャンク部１５欠貫通する空気通路４８ｂ、ニジリ
ンダ部材・１２内の空気通路４８Ｃ，ロッド４１を貫通
して設け（つれた空気通路／１８ｄが互い（Ｃ連通し、
プルスタッド２０側から供給σれたエアーが、嵌合部分
４１ａから吹き出されるようになっている。したがって
、との」？、ｌシト外し工具４１本発明によるスピンド
ルヘソドニ装着し、スピンドル１１を回転しつつ空気供
給’ｈ−ス３４からエアーを供給すると、コンド４１０
回転により嵌合部分４１ａに嵌合された約しトは、そσ
つ締付は位置から引抜かれ、Ｎルト取付面（例えばカバ
ー表面）から外れると、エアーにより吹き飛ばされて、
確実にロッド先端の嵌合部分４１ａから外れる。これに
よシ、−ルト外し工具４０は続いてダ端壁５２ａおよび
シリンダ蓋２９に軸線方向移動可能に支持されている。

ドロー、Ｓ　−１８０後端面に当接スルピストン５１の
当゛接部５１ｂＨ、ヒストン前方部５１ａの先端に形成
されている。シリンダ１壁５２ａを境にしてピストン５
１か摺動可會目に自己膜された油圧シリンダ５２の反対
側に、ドロー、＜　−１８およびこれに装着された　は
ね２２の外周ケ取り囲む力バーシＩＪンダ５３が、シリ
ンダ端壁５２ａに連結自装置され、このカッ９−シリン
ダ５３の内周と、ドローノく−１８の後端に螺着された
円板状部材力・らなる締付ナツト２３の外周あるいはカ
ラー２４の外周との間：／′Ｃシール部材２６が装着さ
れている。こ０）シール音β材２６ヲ設けることにより
、締付ナツト２３の後端面とシリンダ端壁５２ａとの間
の空間５４は密封空間とされる。ドローバー１８および
ピストン５１には、この密封空間５４内に開口するよう
、空気通路３０および３２が貫通して設けられている。

これにより、空気供給ホース３１１から供給されたエア
ーは、空気通路：３２ケ通って密封空間５４内に吹き出
され、さらに空気通路：３０ン通ってドローバー１８の
先端部丑で供給される。

第５図は本発明の他の実施例を示す部分；◇〒面図であ
る（、駆動用ギアは省略しである）。この実施例におい
ては、スピンドル６］の後方部は中空シリンダ状とされ
、この中空シリンダ部り１ａ内に、ドロー　パー　１８
の後方部に締付ナツト２：３を用いて取付保持すれた皿
はね２２か挿入配役きれている。また、ドローパー押出
用ピストン５］は、第４図に示した実施例と同様、ドロ
ーバー１８の後方に、軸線方向と直交して配置婆れたシ
リンダ端壁５２ａとシリンダ蓋２９との間に配設され、
ピストン前方部５１ａとピストン後方部５１ｃとが、そ
れぞれシリンダ端壁５２ａおよびシリンダ蓋２９に軸線
方向移動可能に支持され七いる。シリンダ端壁５２ａを
境に、して、油圧シリンダ５２０反対側には、スピンド
ル６１の後方部（中空シリンダ部６］ａ）を覆うように
カバーシリンダ６２が、シリンダ端壁５２ａに連結配置
され、このカバーシリンダ６２の内周と、スピンドル６
１の中空シリンダ６１ａの外周との間にンール部材２６
が装着されている。また、中空シリンダ部６１ａの内　
　　　　・の後端面とピストン５１０当接部とが離れた
状態にあっても連通状態ケ得ることができる。

この実施例は、比較的小型のスピンドルヘッドに適して
おり、スピンドル回転中に、スピンドル内の微小隙間を
通ってエアーがわずかに漏れるととがあっても差支えな
い場合には特に好適である。

また、この実施例においては、シール部材２６は回転摺
動摩擦のみ受け、軸方向への摺動摩擦が々いので、シー
ル部材の選択が比較的容易である。

以上説明した本発明の実施例においては、シール部材と
してＸ　１，１ングを用いた例な示したが、このシール
部羽は回転および軸方向移動の際の摺動）Ｓ擦に削え得
るものであれば良く、次のようなものも使用することが
できる。

ＯＴシリンダ日本・々ルカーエ業株式会社の登録商標）
ニドＩ／ルゴム製、断面Ｔ字型の弾性シール部材 ・Ｘ　＋）ングと同様、簡易に密封空間が得られる。

０オイルレス軸受、ラビリンスシール、メカニカルシー
ル ・わずか々エアー漏れが許容される場 合に適する。シール部材の寿命が長 い。

また、シール部材を装着する位置は、ドロー・・りた空
間内に開口するという条件を満１−限り、ドローバ−押
出用ピストンの構造等に応じて任意に定めることができ
る。

また、工具装着のための結合用穴としてチー・ξ六７示
したが、この他に例えはストレートシャンフケ挿着する
ストレート穴であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれ（（−１、スピンド
ル回転中に、スピンドルに装着された工具に対しエアー
を供給し、所要の機能を発揮させることかできる。本発
明に上るスピンドルヘッドは、従来のスピンドルヘッド
を部分的（Ｃ改良するタケテ得ることかでき、構造が簡
単であるとともに安イ曲で７ある。また、工具に供給さ
れるエアーは、通常の自動工具交換可能なスピンドルヘ
ッドに設けられている清掃用エアーを兼用すること力に
でき、この面からも構造の簡単化，価格の低減イヒを図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第」図は本発明に゛よるスピンドルヘッドの一実施例を
示す断面図、第２図は第１図録円ｒ■の部分拡大断面図
、第３図は本発明によるスピンドルヘッドに装着される
特殊工具の一例を示す断面１図、第４図および第・５図
は本発明の他の実施例を示す部分断面図である。 １１・・・スピンドル、１４・・・工具ホルダ、１８・
・ドローパー、１８ａ・・・後端’１ｍ］　、１９・・
・コレンｌ−１２０・・・プルスタット″、２２・・・
皿はね、２３・・・締付ナツト、５・・　ドローパー押
出用ピストン、２５ａ・・・当４ｉ＆［，２６・・シー
ル部側、２７・・密封空間、２８ａ・・・カバーシリン
ダ、３０・・・空気通路、３０ａ・・・空気通路入口、
３２・・・空気通路、３３・・・空気吹出孔、３４・・
・空気供給ホース。。 特開昭５９−１９６１０３　（６） 第３図 ４５　　　　　　　　　　　　４８Ｃ 第４目 １ａ 第５菌 １０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １先端に工具ホルダ装着のための結合用穴の形成されて
   いるスピンドルと、前記スピンドル内に軸線方向移動可
   能に保持されておシ、先端部に工具ホルダクランプ用コ
   ンソトが数句けられ、後端面から先端部まで空気通路が
   貫通形成されているドローバ−と、前記ドローバ−の後
   方側に１−″ローパーと同一軸線方向に摺動可能に配設
   されており、前記ドローバ−の後端面に当接する当接部
   ７有するとともに、との当接部にドローバーの空気通路
   と同一線上にある空気吹出孔が設けられているドローパ
   ー押出用ピストンと７備えた工作機械のスピンドルヘッ
   ドにおいて、前記ドローパー後端面の空気通路入口と前
   記ぼストンの当接部の空気吹出孔とは、シール部材を用
   いて密個された空間内に開口されていることを特徴とす
   るスピンドルヘッド。 ２　ドローパー押出用ピストンの当接部側に形成された
   大径の同心穴内にドローバーの後端に装着された円板状
   部材を挿入し、前記同心穴内周と円板状部材の外周との
   間にシール部材を装着することにより密封空間を形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスピン
   ドルヘッド。 ３　ドローパー押出用ピストンの当接部がドローバーに
   向けて摺動可能に貫通している端壁を有するカバーシリ
   ンダ内に、ドローバーの後端に固着された円板状部材を
   挿入し、前記シリンダ内周と円板状部材の外周との間に
   シール部材ケ装着することにより密封空間を形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスピンドル
   ヘッド。 ４　ドローパー押出用ピストンの当接部がドローバ−に
   向けて摺動可能に貫通している端壁を有するシリンダ内
   に、スピンドルの後方部を挿入し、前記シリンダ内周と
   スピンドル外周との間にシール部材を装着することによ
   り密封空間を形成したこと乞特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のスピンドルヘラ１５゜ ５　シール部材はゴム製の弾性シールであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のスピンドルヘッド。 ６シ一ル部相はオイルレス軸受であることｗ％徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のスピンドルヘッド。 ７　シール部材はラビリンスシールであること乞特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のスピンドルヘッド。 ８　シール部材はメカニカルシールであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のスピンドルヘッド。