KR100482976B1 - 공작기계의 주축장치 - Google Patents

Abstract

정류부(14)보다 하류측의 분무상태 절삭액 내에서의 분무상태 절삭액의 액상화가 저지되는 동시에 그 분출의 개시 및 정지지령에 대한 응답성이 향상되고, 절삭액의 낭비를 방지할 수 있는 공작기계의 주축장치이다. 주축(1)으로부터 이것에 동체상으로 장착된 절삭공구(13)의 선단에 이르는 범위의 내부에 단일 형상의 통로 단면을 가지는 분무상태 절삭액 통로(e1, e2)를 형헝하고, 주축(1)측으로부터 공급된 분무상태 절삭액이 이 분무상태 절삭액 통로(e1, e2)를 거쳐 절삭공구(13) 선단으로부터 분출되도록 작동하는 공작기계의 주축장치에 있어서, 상기 분무상태 절삭액 통로(e1, e2)의 중간에 복수의 소경통로(h)를 형성한 정류부(14)를 설치한다.

Description

공작기계의 주축장치{SPINDLE DEVICE OF MACHINE TOOL}

본 발명은 분무상태 절삭액을 절삭공구 선단으로부터 분출시키는 공작기계의 주축장치에 관한 것이다.

공작기계에 의한 가공에서는 피가공물이나 절삭공구의 냉각 및 윤활, 또는 절삭칩의 제거 등을 위해 가공부에 절삭액을 다량으로 공급하고 있지만, 이렇게 하면, 절삭액에 의한 환경오염이나 인체 건강에의 악영향, 절삭액의 폐유처리에 따른 큰 비용, 피가공물의 과냉각에 의한 절삭공구 수명의 저하, 또는 절삭액 과다에 의한 절삭공구의 미세절삭깊이 가공시의 미끄럼마모 등의 문제가 있는 것 외에, 가공시에 다량의 절삭액이 절삭칩에 부착되기 때문에, 절삭칩의 처리나 재이용시, 이것에 부착된 절삭유를 분리하는 것이 필요하다.

이들 문제를 해결하기 위해, 최근에는 극미량의 절삭액을 분무상태로 하여 가공부에 공급하면서 절삭하는, 소위 건절삭(dry cutting)을 행하는 공작기계가 출현하고 있다.

본 출원인은, 이미, 건절삭을 행하기 위한 공작기계를 실시하고 있고, 그 주축장치는, 예를 들면, 도 11에 도시한 바와 같이, 절삭공구(13)의 고정된 공구홀더(4)를 그 테이퍼섕크부(taper shank portion)(5b)를 통해 주축(1)에 고정시킨 것으로 되어 있다.

이 때, 공구홀더(4)에는 단일형상 통로단면을 가지는 것으로 이루어진 곧은 형상의 홀더측 분무상태 절삭액 통로(e2)가 형성되어 있고, 이 통로(e2)는 풀 스터드(pull stud)(6)의 중심구멍(d), 홀더내부 연락관(8)의 내부구멍(f), 및, 절삭공구(13)의 두께부에 형성된 절삭공구 내부통로(g) 등으로 이루어져 있다. 또한, 주축(1)에는 이것의 회전중심부에 형성된 단일형상 통로단면을 가지는 것으로 이루어진 내관(內管)(3)의 내부구멍으로 이루어진 주축측 분무상태 절삭액 통로(e1)가 형성되어 있다.

그리고, 절삭공구(13)에 의한 가공 중에는, 주축(1) 부근에 형성된 분무상태 절삭액 발생장치에서 발생된 분무상태 절삭액이 주축측 분무상태 절삭액 통로(e1)의 원측(元側)부분에 공급되는 것으로서, 이 주축측 분무상태 절삭액 통로(e1)를 통과한 후, 홀더측 분무상태 절삭액 통로(e2)를 거쳐 절삭공구(13)의 선단으로부터 분출하게 된다.

상기 종래의 공작기계에서는, 분무상태 절삭액이 단일형상 통로단면을 가지는 분무상태 절삭액 통로(e1, e2)내부를 절삭공구(13)선단으로 향하여 유동하기 때문에, 이 유동중의 분무상태 절삭액은 그 점성이나 통로벽의 마찰 등에 의해, 통로단면상의 각 위치의 그 미소 요소의 속도를 나타내는 각 속도 벡터는 도 10a에 부호 i로 나타낸 바와 같이 통로중심에서 최대이고 통로 둘레벽으로 향해 포물선(m)을 그리며 작아지고, 통로 둘레벽면에서의 분무상태 절삭액의 속도는 이론상 0이 된다.

여기서, 중요한 점은 통로 둘레면 부근의 비교적 두꺼운 층에 대한 분무상태 절삭액의 속도가 통로 중심부의 속도에 비해 대폭 작아져, 액상화된 절삭액이 그 둘레벽면상에 체류하는 경향을 증대시키게 되고, 또한, 분무상태 절삭액의 안정적인 공급을 저해하거나 낭비를 발생시키는 것 외에, 분무상태 절삭액의 공급ㆍ정지의 전환작동시의 응답성을 저하시키게 되어 있다.

본 발명은, 이러한 문제점에 대처할 수 있는 공작기계의 주축장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1a는 본 발명의 제 1실시예에 관한 공작기계의 주축장치를 나타내는 측면단면도;

도 1b는 상기 주축장치의 주요부를 나타내는 확대단면도;

도 1c는 상기 주축장치의 정류부의 구성부재를 나타내는 도면;

도 2a는 본 발명의 제 2실시예에 관한 공작기계의 주축장치를 나타내는 측면단면도;

도 2b는 본 발명의 제 2실시예에 관한 공작기계의 주축장치를 나타내는 부분확대도;

도 3a는 본 발명의 제 3실시예에 관한 공작기계의 주축장치를 나타내는 측면단면도;

도 3b는 본 발명의 제 3실시예에 관한 공작기계의 주축장치를 나타내는 부분확대도;

도 4a는 본 발명의 제 4실시예에 관한 공작기계의 주축장치를 나타내는 측면단면도;

도 4b는 본 발명의 제 4실시예에 관한 공작기계의 주축장치를 나타내는 부분확대도;

도 5a는 상기 제 4실시예의 변형예를 나타내는 측면단면도;

도 5b는 상기 제 4실시예의 변형예를 나타내는 부분확대도;

도 6a는 상기 제 4실시예의 다른 변형예를 나타내는 측면단면도,

도 6b는 상기 제 4실시예의 다른 변형예를 나타내는 부분확대도;

도 7a는 본 발명의 제 5실시예에 관한 공작기계의 주축장치를 나타내는 측면단면도;

도 7b는 본 발명의 제 5실시예에 관한 공작기계의 주축장치를 나타내는 부분확대도;

도 8a는 상기 제 5실시예의 변형예를 나타내는 측면단면도;

도 8b는 상기 제 5실시예의 변형예를 나타내는 부분확대도;

도 9a는 상기 제 5실시예의 다른 변형예를 나타내는 측면단면도;

도 9b는 상기 제 5실시예의 다른 변형예를 나타내는 부분확대도;

도 10a는 상기 각 실시예의 정류부에서의 분무상태 절삭액의 유동상황을, 정류부가 존재하지 않는 경우와 비교하여 나타내는 설명도로서의 측면단면도;

도 10a1은 상기 각 실시예의 정류부에서의 분무상태 절삭액의 유동상황을, 정류부가 존재하지 않는 경우와 비교하여 나타내는 설명도로서의 중앙측면도;

도 10b는 상기 각 실시예의 정류부에서의 분무상태 절삭액의 유동상황을, 정류부가 존재하지 않는 경우와 비교하여 나타내는 설명도로서의 측면단면도;

도 10b1은 상기 각 실시예의 정류부에서의 분무상태 절삭액의 유동상황을, 정류부가 존재하지 않는 경우와 비교하여 나타내는 설명도로서의 중앙측면도;

도 10c는 상기 각 실시예의 정류부에서의 분무상태 절삭액의 유동상황을, 정류부가 존재하지 않는 경우와 비교하여 나타내는 설명도로서의 측면단면도; 및

도 11은 종래예의 주축장치의 측면단면도이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본원의 청구항 1에 기재한 발명에서는, 주축 및 이 주축과 동체상으로 장착되는 동시에, 주축의 회전중심부에 설치된 내관의 절삭액 통로로부터 공구측의 절삭공구 선단에 이르는 범위의 절삭액 통로를 단일 형상의 통로 단면을 가지는 절삭액 통로로 형성하고, 주축측으로부터 공급된 분무상태 절삭액을 이들 절삭액 통로를 거쳐 절삭공구 선단으로부터 분출될 때, 상기 절삭액 통로 중 어느 한쪽 통로, 또는 각각에 원주부재에 의한 3∼900개의 소경(小徑)통로를 동심상으로 형성한 정류부(整流部)를 통해 행해지는 구성으로 된다.

이에 의하면, 정류부의 절삭액 입구측에서 분무상태 절삭액의 유동이 일시적이고 부분적으로 막히고, 그 후, 이 분무상태 절삭액은 각 소경 통로에 분할되어 유입하고 정류부의 절삭액 출구측에 다다른다. 이 때의 각 소경 통로내의 분무상태 절삭액의 유동상황은 정류부의 단면에서의 존재위치의 상위(相違)에도 불구하고 다른 소경 통로의 경우와 거의 동일하게 되어, 그 결과, 정류부의 절삭액 출구측에 대한 분무상태 절삭액 통로내의 단면 전체의 분무상태 절삭액의 유동은 균등화되는 동시에, 특히 분무상태 절삭액 통로의 통로 둘레벽 부근의 분무상태 절삭액의 유속은, 정류부보다 상류측의 유속에 비해, 정류부보다 하류측의 유속이 커진다. 이러한 정류부의 절삭액 출구측에 대한 분무상태 절삭액 통로내의 분무상태 절삭액의 유동은, 절삭공구 선단으로부터의 분무상태 절삭액의 분출을 안정화시키는 외에, 그 분출의 개시 및 정지지령에 대한 응답성을 향상시키는데 기여한다. 또한, 원통 단면내에서 각 소경통로의 인접 간격을 중심부나 주변부에서 거의 동등하게 되도록 분포할 수 있기 때문에, 이들 소경통로를 거친 후의 분무상태 절삭액은 그 통로 단면상에서의 유속의 균등화가 우수하고 또한 그 통로 둘레벽 근방에서의 유속을 정류부의 입구측의 유속보다 증대시키는 효과가 있다. 그리고, 청구항 2에 기재한 정류부는 본 발명자의 각종 실험결과로부터 각 소경통로를 거친 후의 분무상태 절삭액의 유속의 균등화가 우수하고 또한 그 통로 둘레벽 근방에서의 유속이 정류부의 입구측의 유속보다 증대되는 것이며, 이것은, 절삭공구 선단으로부터의 분무상태 절삭액의 분출을 안정화시키는 외에, 그 분출의 개시 및 정지지령에 대한 응답성을 향상시키는데 기여하는 것이다.

또한, 청구항 3에 기재한 발명에서는, 주축측의 정류부는 절삭액 통로의 선단부 부분에 구비된 구성으로 된다.

이렇게 하면, 주축에 대해 교환장착되는 절삭공구 및 그 관련부재는 종래 구조 그대로 지장이 없게 된다.

또한, 청구항 4에 기재된 바와 같이, 주축측의 절삭액 통로의 도중(途中) 부분에, 분무상태 절삭액을 생성하기 위한 분무상태 절삭액 생성부를 형성한다. 이에 의하면, 분무상태 절삭액 통로가 단축화되고, 이것이 분무상태 절삭액의 액상화를 억제하는 동시에, 그 분출의 개시 및 정지지령에 대한 응답성을 양호하게 한다.또한, 청구항 5에 기재한 바와 같이 상기 소경통로를 동일한 직경의 곧은 형상으로 한다.이에 의하면, 정류부의 제조가 간단해지고, 또한 분무상태 절삭액의 분출도 효과적으로 안정화된다.

우선, 본원 발명의 제 1실시예에 대해 설명한다.

도 1에 있어서, 참조부호 1은 둥근 봉 형상의 주축으로, 공작기계의 주축지지 프레임(2)에 도시되지 않은 베어링을 통해 주축(1)을 중심으로 회전가능하게 지지되어 있다. 이 주축(1)에는 중심구멍(1a)이 형성되어 있고, 이 중심구멍(1a)의 선단은 테이퍼(taper) 구멍(a)으로 되어 있다. 그리고 중심구멍(1a)내의 중심위치에는 내관(3)이 주축(1)과 동체상으로 고정되어 있다.

참조부호 4는 공구교환장치에 의한 탈착가능하게 되어 있는 공구홀더이고, 홀더 본체부(5)는 중앙부를 플랜지(flange)부(5a)로 이루어지고, 이 플랜지부(5a)보다 후측 부분을 테이퍼섕크부(5b)로 이루어 지고, 선측 부분을 둥근축 형상의 전측 돌출부(5c)로 이루어져 있다. 홀더 본체부(5)의 중심 부분에는 내부구멍(b)이 형성되어 있고, 이 내부구멍(b)의 후단부에 풀 스터드(6)가 나사장착되고, 내부구멍(b)의 전방부 부근에 비교적 긴 범위에 암나사(b1)가 형성되고, 최전방부는 테이퍼 구멍(b2)이 이루어져 있다. 그리고, 암나사(b1)에는 외주면에 수나사가 형성된 조정나사(adjust screw)(7)가 나사 삽입되어 있다. 조정나사(7)에는 중심구멍(c)이 형성되어 있고, 이 중심구멍(c)의 후방부와 풀 스터드(6)의 중심구멍(d)은 홀더내부 연락관(8)으로 연통되어 있다.

앞쪽 돌출부(5c)의 선단부에는 콜릿(collet) 체결 기구(9)가 형성되어 있고, 이 기구(9)는 홀더 본체부(5)의 테이퍼 구멍(b2)에 결합된 콜릿(10), 전측 돌출부(5c)의 전단부에 나사결합된 체결 너트체(11) 및, 이 체결 너트체(11)와 콜릿(10)을 콜릿(10)의 둘레방향으로 상대 변위가능하게 결합하기 위한 고리형상 결합부재(12a, 12b)로 이루어져 있다. 그리고, 콜릿(10)의 중심구멍에는 절삭공구(13)가 끼워넣어져 있고, 이 절삭공구(13)는 후단부를 조정나사(7)의 내부구멍의 전방부에 끼워넣어져 후방으로의 이동이 규제된 상태로 지지되어 있는 동시에, 몸통부를 콜릿 체결 기구(9)로 홀더 본체부(5)의 중심위치에 견고하게 고정되어 있다.

이 공구홀더(4)는 주축(1)의 테이퍼 구멍(a)에 테이퍼섕크부(5b)를 밀착되게 결합시키고 풀 스터드(6)가 주축(1)의 중심구멍(1a)내에 설치된 도시하지 않은 클램프(clamp) 기구에 의해 후방으로 인장됨으로써 주축(1)에 견고하게 장착된 상태로 되어 있다.

이러한 상태에서, 내관(3)의 선단이 풀 스터드(6)의 후단면에 밀착되게 잡한 상태로 되어 있다.

상기 구성에 있어서, 내관(3)의 내부구멍이 주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)를 이루고 있고, 또한, 풀 스터드(6)의 중심구멍(d), 홀더내부 연락관(8)의 내부구멍(f), 조정나사(7)의 중심구멍(c), 및, 절삭공구(13)의 두께부에 형성된 절삭공구 내부통로(g)가 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)를 이루고 있다.

상기 공구홀더(1) 측의 분무상태 절삭액 통로(e2)의 도중에 있는 조정나사(7)의 중심구멍(b) 내에, 홀더내부 연락관(8)의 전단과 절삭공구(13)의 후단 사이 부분에는, 본 발명의 특징 부분을 이루는 정류부(14)가 형성되어 있다. 이 정류부(14)는 조정나사(7)의 중심구멍(c)내에 밀착되게 끼워넣어진 형상으로 된 도 1c에 도시된 바와 같은 원주(圓柱)부재(14a)에 전후방향의 소경통로(h)를 적당한 배열로 관통설치된 것으로 이루어져 있다.

이 때, 원주부재(14a)는 직경이 대략 5∼8mm 정도로 이루어져 있고, 또한, 각 소경통로(h)는 직경이 대략 0.03∼1.00mm 정도로 이루어지는 동시에, 조정나사(7)의 내부구멍(c)의 중심방향을 향하는 곧은 형상으로 이루어져 있다. 이들 소경통로(h)는 모두 9개로 이루어져 동일 직경의 동심상으로 배열되어 있다.

상기 주축장치의 사용에 있어서는, 분무상태 절삭액의 필요시에 그 공급개시지령이 공작기계의 제어부에 부여되고, 이에 관련하여, 주축장치 부근에 설치된 도시되지 않은 분무상태 절삭유 발생장치로부터, 주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)의 후단부에 압력이 대략 0.3MPa 정도의 분무상태 절삭액이 공급된다. 이 분무상태 절삭액은 곧 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2) 내에 이르고, 홀더내부 연락관(8), 정류부(14), 및 절삭공구 내부통로(g)를 거쳐 절삭공구(13) 선단으로부터 분출된다. 한편, 분무상태 절삭액이 불필요하게 되었을 때는 그 공급정지지령이 공작기계의 제어부에 부여되고, 이에 관련하여 분무상태 절삭유 발생장치로부터의 분무상태 절삭액 통로(e1)로의 분무상태 절삭액의 공급이 정지된다.

이하, 다른 실시예를 순서대로 설명하지만, 각 실시예에 관련된 설명 및 각 도면에 있어서 이미 설명한 부위와 실질적으로 동일한 부위에는 동일 부호를 사용한다.

본원 발명의 제 2실시예에 대해 설명하면, 도 2는 본 실시예에 관한 공작기게의 주축장치를 나타내는 측면 단면도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 주축(1)과 주축지지 프레임(2) 사이에는 주축(1)을 회전가능하게 지지하기 위한 베어링(15, 15)을 설치하는 동시에, 주축(1), 주축지지 프레임(2) 및 베어링(15, 15)의 상대위치를 규제하기 위한 스페이서(16a, 16b)가 설치되어 있다.

참조부호 17은 주축(1)의 중심구멍(1a)의 평행부내의 전방부에 삽입된 캐니스터(canister)로, 둘레벽에는 반경방향의 통과구멍을 적당수 형성하고, 각 통과구멍 내에 구(球)부재(18)를 둘레벽 반경방향으로 변위가능하게 안내하고 있다.이 캐니스터(17)의 둘레벽에는 주축(1)의 중심구멍(1a)에 전후변위가능하게 안내되는 통봉(筒棒)형상의 클램프 로드(clamp rod)(19)가 외삽되고, 이 로드(19)가 주축(1)에 대해 전방(f0)으로 변위함으로써 구부재(18)가 주축 반경방향 외측으로 변위가능하게 되고, 역으로 이 로드(19)가 주축(1)에 대해 후방으로 변위함으로써 구부재(18)가 이 로드(19)의 선단부에서 가압되어 주축 반경방향 내측으로 강제변위되도록 이루어져 있다.

내관(3)과 클램프 로드(19) 사이에서 캐니스터(17)의 후단면 부분에는 스프링받침 링부재(20)가 끼워져 있고, 이 스프링받침 링부재(20)는 이것의 후방에 장착된 압축상태의 접시스프링군(21)에 의해 캐니스터(17)의 후단면에 압접되어 그 위치를 유지하고 있다.

또한, 캐니스터(17)와 클램프 로드(19)의 사이 부분의 전방부에는 구부재(18)를 경사면부로 압압할 수 있게 되어 있는 압압용 링부재(22)가 클램프 로드(19)에 대해 전후변위가능하게 끼워져 있고, 이 링부재(22)와 스프링 받침 링부재(20) 사이에 압축상태의 스프링(23)이 장착되어 있고, 이 스프링(23)의 탄력에 의해 구부재(18)가 주축 반경방향 내측으로 가압되도록 이루어져 있다. 이 가압력은 클램프 로드(19)가 주축(1)에 대해 전방(f0)으로 변위되었을 때, 공구홀더(4)가 그 자중 등에 의해 주축(1)으로부터 빠지지 않도록 공구홀더(4)를 적당한 힘으로 지지하도록 작용한다.

내관(3)의 내부구멍 내의 약간 안쪽부분에는 분무상태 절삭액 생성부(24)가 형성되어 있고, 이 분무상태 절삭액 생성부(24)에는 이것의 후방으로 되는 내관(3)의 내부구멍을 거쳐 절삭액과 압축공기가 독립적으로 공급되도록 이루어져 있고, 분무상태 절삭액 생성부(24)는 이렇게 공급된 절삭액과 압축공기를 혼합 교반하여 분무상태 절삭액으로 되고, 이것을 전단의 개구부(24a)로부터 분사하도록 이루어져 있다.

내관(3)의 내부구멍 내에서 분무상태 절삭액 생성부(24)보다 앞쪽 부분은 약간 큰 직경으로 되어 있고, 이 앞쪽 부분의 안쪽으로 분무상태 절삭액 생성부(24)의 앞쪽부근에는 원통형상의 압축공기 공급밸브(25)가 전후변위가능하게 내삽되어 있고, 또한, 내관(3) 앞쪽 부분의 선단부 안쪽에는 연장연락관부재(26)가 빠짐방지통부재(27)를 통해 일정범위 내에서 전후변위가능하게 장착되어 있고, 또한, 연장연락관부재(26)와 압축공기 공급밸브(25) 사이에 압축상태의 스프링(28)이 배치되어 있다.

이 때, 스프링(28)은 연장연락관부재(26)를 전방(f0)으로 압압하는 동시에 압축공기 공급밸브(25)를 후방으로 압압한다. 그리고, 압축공기 공급밸브(25)는 내관(3) 내의 앞쪽 부분내의 압력이 저하되었을 때 전방으로 변위하고, 분무상태 절삭액 생성부(24)측의 압축공기가 압축공기 공급밸브(25)의 내부구멍 내에 공급되는 상태로 이루어져 있다.

그리고, 공구홀더(4)는 앞서의 실시예의 것으로부터 정류부(14)를 제거한 구조로 이루어져 있다.

상기 구성에 있어서, 주축(1)으로부터 분리된 공구홀더(4)를 주축(1)에 장착할 때에는, 클램프 로드(19)를 전방(f0)으로 변위시킨 상태하에서, 공구홀더(4)의 테이퍼섕크부(5b)를 주축(1)의 테이퍼 구멍(a) 내에 밀어넣고, 이로 인해 풀 스터드(6)가 구부재(18)를 주축 반경방향 외측으로 가압하여 변위시켜 캐니스터(17)에 대해 도 2에 나타내는 위치까지 진입한다. 이 진입 후, 클램프 로드(19)를 후방으로 끌어서 이동시키고, 이로 인해 구부재(18)는 주축반경방향 내측으로 압입되어, 클램프 로드(19)의 인장력을 풀 스터드(6)에 전달하게 되고, 공구홀더(4)는 주축(1)에 견고하게 고정된 상태로 된다.

한편, 주축(1)에 고정된 공구홀더(4)를 주축(1)으로부터 분리시킬 때는, 클램프 로드(19)를 전방(f0)으로 변위시킨 상태하에서, 공구홀더(4)를 전방(f0)으로 끌어내고, 이로 인해 풀 스터드(6)는 구부재(18)를 스프링(23)의 탄력에 대항하여 주축반경방향 외측으로 밀어 이동시키고 전방으로 빼내게 된다.

상기 구성에 있어서, 내관(3)의 내부구멍에서 분무상태 절삭액 생성부(24)보다 앞쪽부분이 주축(1)측의 분무상태 절삭 통로(e1)을 이루고 있고, 또한, 풀 스터드(6)의 중심구멍(d), 홀더내부 연락관(8)의 내부구멍(f), 조정나사(7)의 중심구멍(c), 및 절삭공구(13)의 두께부에 형성된 절삭공구 내부통로(g)가 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)를 이루고 있다.

상기 기술은 본 출원인의 선원(특원평 제 11-196231호 공보)에 개시된 것과 거의 동일하다.

또한, 본 실시예에서는, 주축(1)내에 있어서 분무상태 절삭액 생성부(24)와 공구홀더(4) 사이에 정류부(14)가 형성되어 있는 것으로, 이 정류부(14)는, 연장연락관 부재(26)의 내부구멍의 전단부에 도 1C에 나타낸 것과 동일한 원주부재(14a)를, 그 소경통로(h)가 주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)나 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)의 중심과 동일한 방향으로 되도록 내삽하고 고정시킨 것으로 되어 있다.

공구홀더(4)가 주축(1)에 고정된 상태에서는, 이 원주부재(14a)의 전단면은 풀 스터드(6)에 가압되어 스프링(28)의 탄력으로 풀 스터드(6)의 후단면에 밀착 압접하고, 각각의 소경통로(h)가 주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)와 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)를 연통한 상태로 되도록 이루어져 있다.

한편, 공구홀더(4)를 주축(1)으로부터 빼낸 상태에서는, 원주부재(14a)는 연장연락관 부재(26)와 함께 스프링(28)의 탄력으로 전방(f0)으로 가압되고, 연장연락관부재(26)의 이동범위의 앞쪽 규제위치까지 변위된 상태로 되도록 이루어져 있다.

상기 주축장치의 사용에 있어서는, 분무상태 절삭액의 필요시에 그 공급개시지령이 공작기계의 제어부에 부여되고, 이에 관련하여, 주축장치의 외측으로부터 압축공기와 절삭액이 주축(1)내의 분무상태 절삭액 생성부(24)에 공급된다. 이로 인해, 분무상태 절삭액 생성부(24)는 주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)내에 압력 약 0.3MPa 정도의 분무상태 절삭액을 공급한다. 이 분무상태 절삭액은 곧 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)내에 이르고, 홀더내부 연락관(8) 및 절삭공구 내부통로(g)를 거쳐 절삭공구(13) 선단으로부터 분출된다. 한편, 분무상태 절삭액이 불필요하게 되었을 때는 그 공급정지지령이 공작기계의 제어부에 부여되고, 이에 관련하여 분무상태 절삭액 생성부(24)로의 압축공기와 절삭액의 공급은 정지되고, 이로 인해 분무상태 절삭액 생성부(24)는 분무상태 절삭액을 생성하지 않게 되고, 분무상태 절삭액 통로(e1)로의 분무상태 절삭액의 공급은 정지된다.

다음으로, 본원 발명의 제 3실시예에 대해 설명하면, 도 3은 본 실시예에 관한 공작기계의 주축장치를 나타내는 측면 단면도이다.

이 도면에 의하면, 주축(1)의 중심구멍(1a)의 평행부의 최전방부에 캐니스터 안내통부재(29)를 밀착 내삽하고, 이 안내통부재(29)의 내부구멍에 클램프 로드(30)를 전후이동가능하게 내삽하고 있다. 이 클램프 로드(30)는 중심구멍(30a)을 형성하고 있어서, 전방부가 캐니스터부(30b)로 이루어져 있다. 캐니스터부(30b)는 그 전단부의 둘레벽부에 주축 반경방향으로의 변위가능하게 삽입되어 있다.

주축(1)의 중심구멍(1a) 내에서 캐니스터 안내통부재(29)의 뒤쪽에는 압축상태의 접시스프링군(21)이 내삽되어 있고, 이 접시스프링군(21)은 캐니스터 안내통부재(29)를 앞쪽으로 압압하는 한편, 클램프 로드(30)를 전후이동범위 내의 뒤쪽 규제위치를 향해 압압하게 되어 있다. 이로 인해, 캐니스터 안내통부재(29)는 주축(1)내에서 도 3a에 나타낸 위치에 유지된 상태로 되어 있다.

클램프 로드(30)의 캐니스터부(30b)의 뒤쪽의 중심구멍(30a) 부분에는 연장연락관 부재(31)가 설치되어 있고, 이 부재(31)는 중심구멍(30a) 내에 나사장착된 빠짐방지링 부재(32)를 통해 일정범위내의 전후이동 가능하게 안내되는 동시에, 이 부재(32)의 뒤쪽에 장착된 압축 형상의 스프링(33)으로 전방(f0)으로 압압된 상태로 되어 있다.

공구홀더(4)는 풀 스터드(6)의 중심구멍(d)과 절삭공구 내부통로(g)를 홀더본체(5)의 중심구멍(b)에서 연통시킨 것으로 이루어져 있다.

상기 구성에 있어서, 주축(1)으로부터 분리된 공구홀더(4)를 주축(1)에 장착할 때는, 클램프 로드(30)를 전방(f0)으로 변위시킨 상태하에서, 공구홀더(4)의 테이퍼섕크부(5b)를 주축(1)의 테이퍼 구멍 내에 압입되고, 이로 인해 풀 스터드(6)가 구부재(18)를 주축 반경방향 외측으로 가압 변위시켜 캐니스터 안내통부재(29)에 대해 도 3a에 나타낸 위치까지 진입한다. 이 때, 클램프 로드(30)는 구부재(18)가 캐니스터 안내통부재(29)의 내부구멍의 전단의 직경확대부(29a) 내에 위치할 때 까지 전방(f0)으로 이동된다. 그 후, 클램프 로드(30)를 후방으로 끌어 이동시키고, 이로 인해 구부재(18)는 상기 직경확대부(29a)의 뒤쪽에 연속한 경사면부(29b)에 의해 주축 반경방향 내측으로 압입되어, 클램프 로드(6)의 직경축소부에 끼워지고, 후방으로의 인장력을 풀 스터드(6)에 전달하게 되고, 공구홀더(4)는 주축(1)에 견고하게 고정된 상태로 된다.

한편, 주축(1)에 고정된 공구홀더(4)를 주축(1)으로부터 분릭시킬 때는, 클램프 로드(30)를 전방(f0)으로 변위시킨 상태하에서, 공구홀더(4)를 전방(f0)으로 끌어내고, 이로 인해 풀 스터드(6)는 구부재(18)를 주축 반경방향 외측으로 가압 이동시켜 전방(f0)으로 빼내게 된다.

상기 구성에 있어서, 클램프 로드(30)의 중심구멍(30a)이나, 연장연락관(31)의 내부구멍의 일부가 주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)를 이루고 있고, 또한, 풀 스터드(6)의 중심구멍(d), 홀더본체(5)의 중심구멍(b), 및, 절삭공구(13)의 두께부에 형성된 절삭공구 내부통로(g)가 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)를 이루고 있다.

또한, 본 실시예에 있어서도, 제 2실시예의 경우와 마찬가지로, 주축(1)내에 정류부(14)가 설치되어 있고, 이 정류부(14)는, 연장연락관 부재(31)의 내부구멍의 전단부에 도 1c에 나타낸 것과 동일한 원주부재(14a)를, 그 소경통로(h)가 주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)나 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)의 중심과 동일 방향으로 되도록 고정형상으로 내삽되어 있다.

공구홀더(4)가 주축(1)에 고정된 상태에서는, 이 원주부재(14a)의 전단면은 풀 스터드(6)에 가압되어 스프링(33)의 탄력에 대해 조금 후방으로 변위한 상태로 되어, 스프링(33)의 탄력으로 풀 스터드(6)의 후단면에 밀착상태로 압접하고, 각각의 소경통로(h)가 주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)와 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)를 연통한 상태로 되도록 이루어져 있다.

한편, 공구홀더(4)를 주축(1)으로부터 빼낸 상태에서는, 원주부재(14a)는 연장연락관 부재(31)와 함께 스프링(33)의 탄력으로 전방(f0)으로 압압되고, 연장연락관 부재(31)의 이동범위의 앞쪽 규제위치까지 변위된 상태로 되도록 이루어져 있다.

상기 주축장치의 사용에 대한 분무상태 절삭액의 공급 등은 제 1실시예의 경우에 준하여 행해진다.

다음으로 본원 발명의 제 4실시예에 대해 설명하면, 도 4는 본 실시예에 관한 공작기계의 주축장치를 나타내는 측면 단면도이다.

이 도면에 나타낸 바와 같이, 주축(1)의 중심구멍(1a)의 전방부는 단차가 형성된 구멍부로 되고, 이 단차가 형성된 구멍부에 고리형 지지부재(34)를 끼워넣어 볼트 고정하고 있다. 이 고리형 지지부재(34)의 내부구멍은 테이퍼 구멍(a)으로 되어 있다. 주축(1)의 중심구멍(1a) 내의 안쪽 부분은 통형 안내부재(35)가 고정상태로 끼워져 있고, 이 통형 안내부재(35)의 내부구멍에 견인봉(draw bar)(36)이 전후이동 가능하게 내삽되어 있다.

견인봉(36)의 선단부에는 통형 클램프부재(37)가 나사장착되어 있고, 이 클램프 부재(37)와 통형 안내부재(35) 사이가 되는 중심구멍(1a) 내에는 스프링받침 부재(38)가 내삽되는 동시에 통형 압압부재(39)가 전후 변위가능하게 내삽되어 있고, 또한, 통형 압압부재(39)의 외주면과 중심구멍(1a)의 둘레벽 사이에는 콜릿(40)이 장착되어 있다. 통형 압압부재(39)의 내부구멍의 전방부는 그 전방부에 비해 직경이 커지고, 이 후방부의 내방(內方)에서 스프링받침 부재(38)의 앞쪽에는 압축상태의 접시스프링군(21)이 장착되어 있고, 이 접시스프링군(21)은 그 탄력으로 통형 압압부재(39)를 전방(f0)으로 압압하게 되어 있다. 그리고, 통형 압압부재(39)는 그 전단의 경사면(39a)에서 콜릿(40)의 후단경사면(40a)을 압압하게 되어 있고, 이 통형 압압부재(39)의 압압력이 콜릿(40)의 전방부를 직경이 축소시키도록 되어 있다. 이 때, 참조부호 41은 클램프부재(37)의 중심구멍에 형성된 암나사에 나사결합된 잠금나사 부재로, 클램프부재(37)와 견인봉(36)을 고정상태로 체결하는 것이다.

견인봉(36)에는 중심구멍이 형성되어 있고, 이 중심구멍의 안쪽부분에 분무상태 절삭액 생성부(24)를 고정상태로 형성하고, 이 생성부(24)의 앞쪽에 중심구멍(1a) 부분은 직경확대부로 되고, 여기에 통형 압축공기 공급밸브(25)가 전후이동 가능하게 장착되어 있다. 이 압축공기 공급밸브(25)의 외주는 단차가 형성된 면으로 되어 있고, 그 최전방부의 세경부(細徑部)(25a)가 잠금나사 부재(41)의 중심구멍 내에 전후변위 가능하게 삽입 관통되고, 또한, 중간부(25b)와 중심구멍(1a) 부분의 둘레벽 가이에서 잠금나사 부재(41)의 뒤쪽에 압축상태로 된 스프링(42)이 압축공기 공급밸브(25)를 후방으로 압압하돌고 장착되어 있다.

공구홀더(4)는 이면 구속 HSK형으로서 테이퍼축부(43)와 반경면(半徑面)(44)을 가지고, 테이퍼축부(43)의 내부구멍 내의 전단면 부분에서 홀더 본체(5)의 중심구멍(b)의 후단부에 연장 연락통로 부재(45)를 끼워넣고, 통나사부재(46)를 통해, 홀더 본체(4)에 고정시키게 되어 있다.

상기 구성에 있어서, 주축(1)으로부터 분리된 공구홀더(4)를 주축(1)에 장착할 때는, 견인봉(36) 및 클램프부재(37)를 전방(f0)으로 변위시킨 상태하에서, 공구홀더(4)의 테이퍼축부(43)를 주축(1)측의 테이퍼 구멍(a) 내에 압입하여, 도 4a에 나타낸바와 같이 반경면부(44)를 고리형 지지부재(34)의 전단면에 밀접시킨다. 이 때, 압축공기 공급밸브(25)의 세경부(25a)의 선단은 공구홀더(4)측의 연장연락관(45)의 후단의 내부구멍 내에 원활하게 들어가게 된다.

그 후, 견인봉(36)을 후방으로 끌어 이동시키고, 이로 인해, 클램프부재(37)의 선단 팽대부(膨大部)가 콜릿(40)의 전단부의 내면을 주축 반경방향 외측으로 가압하여 변위시키고, 이 변위가 콜릿(40)의 선단부의 외면의 경사면(40b)을 테이퍼축부(43)의 후단부 내면의 경사면에 압접시킨다. 이 압접은 테이퍼축부(43)를 뒤쪽으로 끌어당기는 힘을 발생시키고, 테이퍼축부(43)를 주축(1)측의 테이퍼 구멍(a)에 압접시키는 동시에 반경면부(44)를 고리형 지지부재(34)의 전단면에 압접시켜, 이로 인해 공구홀더(4)는 주축(1)에 견고하게 고정된 상태로 된다.

한편, 주축(1)에 고정된 공구홀더(4)를 주축(1)으로부터 분리시킬 때는, 견인봉(36) 및 클램프부재(37)를 전방(f0)으로 변위시켜, 이로 인해 콜릿(40)은 테이퍼축부(43)의 내면을 구속하지 않게 된다. 이 상태하에서, 공구홀더(4)를 전방(f0)으로 끌어내고, 주축(1)측으로부터 분리시킨다.

상기 구성에 있어서, 압축공기 공급밸브(25)의 주심구멍이 주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)를 이루고 있고, 또한, 연장 연락관부재(45)의 내부구멍, 홀더내부 연락관(8)의 내부구멍(f), 조정나사(7)의 중심구멍(c), 및, 절삭공구(13)의 두께부에 형성된 절삭공구 내부통로(g)가 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)를 이루고 있다.

또한, 본 실시예에서는, 공구홀더(4)의 내부에 정류부(14)가 형성되어 있고, 이 정류부(14)는, 조정나사(7)의 중심구멍(c)에서 홀더내부 연락관(8)과 절삭공구(13) 사이 부분에 도 1c에 나타낸 것과 동일한 원주부재(14a)를, 그 소경통로(h)가 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)의 중심과 동일방형으로 되도록 내삽하고 고정시키게 되어 있다.

상기 주축장치의 사용에 대한 분무상태 절삭액의 공급 등은 상기 제 2실시예의 경우에 준해 행해진다.

도 5는 본 실시예의 변형예를 나타내고 있다. 이 변형예에서는 정류부(14)를 주축(1)내에 있어서 분무상태 절삭액 생성부(24)와 공구홀더(4) 사이에 형성된 것이고, 구체적으로는 압축공기 공급밸브(25)의 전방부의 세경부(25a)의 내부구멍 내에 도 1c에 나타낸 것과 동일한 원주부재(14a)를, 그 소경통로(h)가 주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)나 공구 홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)의 중심과 동일방향으로 되도록 내삽하고 고정시키게 되어 있다. 한편, 공구홀더(4)의 내부의 정류부(14)는 제거되어 있다.

도 6은 본 실시예의 다른 변형예를 나타내고 있다. 이 변형예에서는 분무상태 절삭액 생성부(24) 및 이것에 압축공기나 절삭액을 공급하기 위한 공급로가 제거되어 있다. 그리고, 견인봉(36)의 중심구멍내에 내관(47)을 견인봉(36)과 동체상으로 설치하는 동시에, 상기 압축공기 공급밸브(25) 대신에 이것과 동일한 형태의 연장 연락관부재(251)를 견인봉(36)의 중심구멍의 전방부의 직경확대부 내에 전후이동 가능하게 내삽하고, 공구홀더(4)가 주축(1)에 고정된 상태에서는 내관(47)의 선단면이 스프링(42)의 탄력에 의해 연장 연락관 부재(251)의 후단면에 압접된 상태로 되어, 내관(47)의 내부구멍과 연장연락관부재(251)의 내부구멍이 연통되도록 되어 있다. 이 주축장치의 사용에 대한 분무상태 절삭액의 공급 등은 제 1실시예의 경우에 준해 행해진다.

다음으로 본원 발명의 제 5실시예에 대해 설명하면, 도 7은 본 실시예에 관한 공작기계의 주축장치를 나타내는 측면 단면도이다.

이 도면에 나타낸 바와 같이, 주축(1)의 중심구멍(1a)의 전방부는 직경확대부로 되어 있고, 이 직경확대부에 고리형 지지부재(34)를 끼워넣어 볼트고정하고 있다. 이 고리형 지지부재(34)의 뒤쪽에는 통형 캐니스터(48)가 고리형 지지부재(34)와 동심선상에 볼트고정되어 있다. 캐니스터(48)의 내부구멍에는 클램프부재(49)가 전후이동 가능하게 내삽되어 있고, 이 클램프 부재(49)의 둘레면에는 구부재(18)에 관련된 반구형 오목부(49a)나 경사면(49b)이 형성되어 있다.

주축(1)의 중심구멍(1a)의 안쪽 부분에는 견인봉(36)이 전후방향으로 이동가능하게 내삽되어 있고, 이 견인봉(36)은 이 선단에 나사 장착된 통형 결합부재(50) 및 잠금너트(51)를 통해 클램프부재(49)의 후단부에 끼워맞춰진 형태로 결합되어 있다. 그리고, 주축(1)의 중심구멍(1a)의 둘레벽과 견인봉(36) 사이에는 견인봉(36)을 뒤쪽으로 압압하기 위한 압축상태의 접시나사군(21)이 장착되어 있다.

견인봉(36)의 중심구멍(36a) 내에는 분무상태 절삭액 생성부(24)가 고정상태로 형성되어 있고, 중심구멍(36a)의 전방부는 직경확대부로 되어 있어서, 이 직경확대부에 통형의 압축공기 공급밸브(25)가 전후변위 가능하게 내삽되어 있다. 압축공기 공급밸브(25)와 클램프부재(49)의 후단면 사이의 중심구멍(36a) 부분에는 압축상태로 된 스프링(42)이 장착되어 있고, 이 스프링(42)의 탄력으로 압축공기 공급밸브(25)가 후방으로 압압되도록 되어 있다. 그리고, 견인봉(36)의 중심구멍(36a)과 압축공기 공급밸브(25)의 내부구멍은 일선(一線)상에 연통되어 있다.

이면 구속 KM형으로 된 공구홀더(4)의 중심구멍(b)의 후방부는 직경확대부(b1)으로 되어 있고, 이 직경확대부(b1)의 내방(內方)에 홀더내부 연락관(8)의 후방부와 연통된 통로부재(52)를 삽입하는 동시에 이 통로부재(52)의 세경부에 구금부재(53)를 전후이동 가능하게 외삽시키고, 구금부재(53)와 통로부재(52) 사이가 되는 직경확대부(b1)내에 압축상태로 된 스프링(54)을 장착하고 이 스프링(54)의 탄력이 구금부재(53)를 후방으로 압압하도록 만드는 외에, 구금부재(53)가 직경확대부(b1)로부터 빠지는 것을 규제하기 위한 걸림고리부재(55)를 직경확대부(b1) 후단부에 고정하고 있다.

상기 구성에 있어서, 주축(1)으로부터 분리된 공구홀더(4)를 주축(1)에 장착할 때는, 견인봉(36) 및 클램프부재(49)를 전방(f0)으로 변위시킨 상태하에서, 공구홀더(4)의 테이퍼축부(43)를 주축(1)측의 테이퍼 구멍(a) 내에 압입하여, 도 7a에 나타낸 바와 같이 반경면부(44)를 고리형 지지부재(34)의 전단면에 밀착시킨다. 이 때, 구부재(18)는 주축 반경방향 내측으로 변위되어 클램프부재(49)의 반구형 오목부(49a) 내에 들어가도록 변위하여, 공구홀더(4)의 테이퍼축부(43)가 주축(1)측의 테이퍼 구멍(a)내에 들어가는 것을 허용한다.

그 후, 견인봉(36)을 후방으로 끌어 이동시키고, 이로 인해 클램프부재(49)의 경사면(49b)이 각각의 구부재(18)를 주축 반경방향 외측으로 가압하여 변위시키고, 이 변위에 의해 구부재(18)가 테이퍼축부(43)의 둘레벽의 결합구멍(43a)의 경사면에 도 7a에 나타낸 바와 같이 압접한다. 이 압접은 테이퍼축부(43)를 뒤쪽으로 끌어당시는 힘을 발생시키고, 테이퍼축부(43)를 주축(1)측의 테이퍼 구멍(a)에 압접시키는 동시에 반경면부(44)를 고리형 지지부재(34)의 전단면에 압접시키고, 이로 인해 공구홀더(4)는 주축(1)에 견고하게 고정된 상태로 된다.

한편, 주축(1)에 고정된 공구홀더(4)를 주축(1)으로부터 분리시킬 때는, 견인봉(36) 및 클램프부재(49)를 전방(f0)으로 변위시키고, 이로 인해 각각의 구부재(18)는 주축 반경방향 내측으로 이동하여 반구형 오목부(49a)내에 들어가게 되어 테이퍼축부(43)를 구속하지 않게 된다. 이 상태하에서, 공구홀더(4)를 전방(f0)으로 끌어내고, 주축(1)측으로부터 분리시킨다.

상기 구성에 있어서, 압축송기 공급밸브(25)의 내부구멍이나, 클램프 로드(49)의 중심구멍이 주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)를 이루고 있고, 또한, 구금부재(53)의 내부구멍, 통로부재(52)의 내부구멍, 홀더내부 연락관(8)의 내부구멍(f), 조정나사(7)의 중심구멍(c), 및, 절삭공구(13)의 두께부에 형성된 절삭공구 내부통로(g)가 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)를 이루고 있다.

또한, 본 실시예에서는, 공구홀더(4)의 내부에 정류부(14)가 형성되어 있고, 이 정류부(14)는 제 4실시예의 경우에 준해 이루어진다.

그리고, 상기 주축장치의 사용에 대한 분무상태 절삭액의 공급 등은 상기 제 2실시예의 경우에 준해 행해진다.

도 8은 본 실시예의 변형예를 나타내고 있다. 이 변형예에서는 정류부(14)가 주축(1)내에 있어서 분무상태 절삭액 생성부(24)와 공구홀더(4) 사이에 형성되고, 구체적으로는, 클램프부재(49)의 중심구멍의 후단부 내에 도 1c에 나타낸 것과 동일한 원주부재(14a)를, 그 소경통로(h)가 주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)나 공구홀더(4)측의 분무상태 절삭액 통로(e2)의 중심과 동일방향으로 되도록 내삽하고 고정시키게 되어 있다. 한편, 공구홀더(4)의 내부의 정류부(14)는 제거되어 있다.

도 9는 본 실시예의 다른 변형예를 나타내고 있다. 이 변형예에서는 분무상태 절삭액 생성부(24) 및 이것에 압축공기나 절삭액을 공급하기 위한 공급로가 제거되어 있다. 그리고, 견인봉(36)의 중심구멍 내에 내관(47)을 견인봉(36)과 동체상으로 설치하는 동시에, 상기 압축공기 공급밸브(25) 대신에 이것과 동일한 형태의 연락관부재(251)를 견인봉(36)의 중심구멍의 전방부의 직경확대부(36a)내에 전후이동 가능하게 내삽하고, 내관(47)의 선단면이 스프링(42)의 탄력에 의해 연락관부재(25)의 후단면에 압접된 상태로 되어, 내관(47)의 내부구멍과 클램프부재(49)의 내부구멍이 연통되도록 이루어져 있다. 이 주축장치의 사용에 대한 분무상태 절삭액의 공급 등은 제 1실시예의 경우에 준해 행해진다.

다음은 상기 각 실시예에 있어서 분무상태 절삭액이 정류부(14) 주변을 통과할 때의 유동상황에 대해 도 10을 참조하여 설명한다. 여기에서, 도 10은 정류부(14)에서의 분무상태 절삭액의 유동상황을, 정류부(14)가 존재하지 않는 경우에 비교하여 나타내는 설명도이다.

주축(1)측의 분무상태 절삭액 통로(e1)에 공급된 분무상태 절삭액이 정류부(14)을 향해 유동할 때는, 분무상태 절삭액 통로(e1 또는 e2)의 단면이 단일로 비교적 크기 때문에, 통로 단면상의 각부의 분무상태 절삭액의 속도 벡터(i)의 선단을 연결한 선은 도 10a에 나타낸 바와 같은 포물선(m)으로 되고, 즉, 통로 중심의 그 속도는 크고, 통로 둘레벽 부근의 그 속도는 분무상태 절삭액의 점성에 의한 마찰이나 통로벽면과의 마찰에 의해 약간 줄어든다.

그러나, 분무상태 절삭액이 정류부(14)의 절삭액 입구 부근에 이르면, 분무상태 절삭액은 원주부재(14a)의 존재에 의해 그 일부가 막혀지고, 상기 절삭액 입구 부근에 그 통로 단면 전체의 각 위치에 대한 그 미소요소의 에너지나 운동상황을 균등화시켜, 이 상태로 된 분무상태 절삭액이 각 소역통로(h)에 분할되어 유입하게 된다.

따라서, 각 소경통로(h) 내에 유입된 분무상태 절삭액은 도 10a에 속도벡터(j)로 나타낸 바와 같이 되고 다른 소경통로(h) 사이에서의 속도의 편차가 적은 상태로 정류부(14)의 절삭액 출구측으로부터 유출하게 되고, 이는 소경통로(h)를 구성시키지 않은 것에 비해, 정류부(14)의 절삭액 출구측으로부터 유출하는 분무상태 절삭액의 최대값이 정류부(14)의 절삭액 입구측에서의 대응한 위치의 값에 비해 커지는 경향으로 된다.

구체적으로는, 즉, 정류부(14)의 원주부재(14a)가 도 10b에 나타낸 바와 같이 정류부(14)의 전후의 분무상태 절삭액 통로(e1 또는 e2)의 단면과 동일한 면적 및 동일한 길이를 가지는 원통부재(14b)로 치환된 것으로 한 경우, 정류부(14)의 출구측에서의 분무상태 절삭액의 각부의 유출속도를 나타내는 속도 벡터(j1)의 선단을 연결한 선은, 포물선(m1)으로 표시된다.

이제, 도 10a에 대한 속도 벡터(j)와 도 10b에 대한 속도 벡터(j1)를 비교하기 위해 이것을 동일 도면에 표시하면, 도 10c에 나타낸 바와 같이 된다.

이 도면으로부터 판단되는 바와 같이, 정류부(14)로부터 유출된 분무상태 절삭액은 특히 분무상태 절삭액 통로(e1 또는 e2)의 둘레벽 부근에 있어서 그 유동속도의 증대화율이 커지고, 정류부(14)의 유출측의 분무상태 절삭액 통로(e1 또는 e2)의 둘레벽 부근의 유동속도가 전체적으로 증대되어, 이로 인해 분무상태 절삭액의 통로 둘레벽에서의 액상화가 효과적으로 저지된다. 또한, 각 소경통로(h)로부터 분무상태 절삭액이 유출할 때에 통로의 확대화에 따른 분무화 작용이 얻어져, 이것도 분무상태 절삭액의 액상화를 저지하는데 효과적으로 기여한다.

또한, 정류부(14)의 유출측의 부눔상태 절삭액 통로(e1 또는 e2)의 단면 전체의 유동속도가 균등화되기 때문에, 분무상태 절삭액의 공급개시 지령이나 공급정지 지령과, 이들 지령에 대한 실제의 유효한 작동 사이에서의 응답성이 향상된다.

이상과 같이 구성한 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 얻어진다.

즉, 청구항 1의 발명에 의하면, 정류부의 절삭액 출구측에 대한 분무상태 절삭액 통로내의 단면 전체의 분무상태 절삭액의 유속이 균등화되는 동시에, 특히 분무상태 절삭액 통로의 통로 둘레벽 부근의 분무상태 절삭액의 유속이 정류부보다 상류측의 유속에 비해, 정류부보다 하류측의 유속이 커지고, 절삭공구 선단으로부터의 분무상태 절삭액의 분출이 안정화되어, 그 결과, 정류부보다 하류측의 분무상태 절삭액 통로 내에서의 분무상태 절삭액의 액상화가 저지되는 동시에 그 분출의 개시 및 정지지령에 대한 응답성이 향상되고, 절삭액의 낭비를 방지할 수 있는 동시에, 효율적이고 고정밀의 가공이 행해지게 된다.또한, 특히 소경통로를 거친 후의 분무상태 절삭액이 그 통로 단면상에서의 유속을 균등화시키고 또한 그 통로 둘레벽 근방에서의 유속을 정류부의 입구측의 유속보다 증대시키게 된다.

청구항 3에 기재한 발명에 의하면, 주축에 교환장착되는 절삭공구 및 그 관련부재는 종래구조 그대로 바뀌지 않게 된다.

청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 분무상태 절삭액 통로가 단축화되기 때문에, 분무상태 절삭액의 액상화가 효과적으로 억제되는 동시에, 그 분출의 개시 및 정지지령에 대한 응답성이 양호하게 된다.청구항 5에 기재한 발명에 의하면, 정류부를 저렴하게 제조하고 또한 분무상태 절삭액의 액상화를 효과적으로 저지할 수 있다.

Claims (5)

1. 주축(1) 및 상기 주축에 동체상으로 장착되는 동시에, 상기 주축(1)의 회전중심부에 형성된 내관(3)의 절삭액 통로(e1)로부터 공구측의 절삭공구(13) 선단에 이르는 범위의 절삭액 통로(e2)를 단일 형상의 통로 단면을 가지는 절삭액 통로로 형성하고, 상기 주축(1)측으로부터 공급된 분무상태 절삭액을 이들 상기 절삭액 통로(e1, e2)를 거쳐 상기 절삭공구(13) 선단으로부터 분출시킬 때, 상기 절삭액 통로(e1 또는 e2) 중 어느 한 통로, 또는 각각에, 원주부재에 의한 3∼900개의 소경통로(h)를 동심상으로 형성한 정류부(14)를 통해 행해지는 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 정류부(14)의 원주부재(14a)의 직경은 5mm∼8mm이고, 또한 각 소경통로(h)의 직경은 0.03mm∼1.00mm로 이루어진 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 주축(1)측의 상기 정류부(14)는 절삭액 통로(e1)의 선단부 부분에 구비된 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 주축(1)측의 상기 절삭액 통로(e1)의 중간 부분에, 상기 분무상태 절삭액을 생성하기 위한 분무상태 절삭액 생성부(24)를 구비하는 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 정류부(14)의 상기 소경통로(h)가 동일한 직경의 곧은 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공작기계의 주축장치.