WO2023189145A1 - 冷却流体供給構造 - Google Patents

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WO2023189145A1
WO2023189145A1 PCT/JP2023/007610 JP2023007610W WO2023189145A1 WO 2023189145 A1 WO2023189145 A1 WO 2023189145A1 JP 2023007610 W JP2023007610 W JP 2023007610W WO 2023189145 A1 WO2023189145 A1 WO 2023189145A1
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WO
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flow path
supply flow
main shaft
cooling fluid
supply
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PCT/JP2023/007610
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English (en)
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Inventor
隆史 星
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Dmg森精機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/70—Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/02—Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant

Definitions

  • the present invention relates to a cooling fluid supply structure for supplying cooling fluid to the surface of a grindstone in a machine tool equipped with a spindle to which a tool unit equipped with a grindstone can be attached and detached, and a spindle housing that rotatably holds the spindle. .
  • a tool unit that is detachably attached to the tip of a main spindle of a machine tool has been known (for example, see Patent Document 1).
  • This tool unit consists of a rotary output shaft that is rotatably installed in a tapered hole provided in the main shaft, a processing tool that rotates in conjunction with the rotary output shaft, a casing that rotatably supports the rotary output shaft, and a casing that rotatably supports the rotary output shaft. and a co-rotation prevention protrusion that is fixed to and engages with an engagement recess formed on the distal end surface of the main shaft housing.
  • Patent Document 2 discloses an example of a cooling fluid supply structure.
  • This cooling fluid supply structure includes an enclosure that is attached to the casing and surrounds the grindstone, an injection nozzle that is attached to the enclosure and injects coolant into the enclosure, and a connection between the injection nozzle and a coolant supply device. Coolant piping is disclosed. The coolant supplied from the coolant supply device passes through the coolant pipe and is injected into the enclosure from the injection nozzle, and the heat generating portion of the workpiece is cooled by the injected coolant.
  • the position of the enclosure and the position of the injection nozzle are fixed regardless of the shape of the grindstone used, so the coolant (cooling fluid) is supplied to an appropriate position (for example, during processing).
  • the coolant cooling fluid
  • a spray nozzle is fixed at the tip of the coolant pipe, and whenever the shape of the coolant pipe changes due to a change in the grindstone used, etc., the route of the coolant pipe is changed to supply coolant, which is a cooling fluid.
  • One possibility is to adjust the position.
  • the time spent adjusting the coolant supply position increases, and the setup work time increases.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to easily create an appropriate cooling fluid supply path according to the shape of the grindstone in conjunction with the work of attaching a tool unit equipped with a grindstone to the main shaft.
  • the objective is to provide a cooling fluid supply structure that can be established.
  • the main shaft has a tool mounting hole in its distal end surface for mounting a tool unit, and a main shaft housing that rotatably holds the main shaft, and the distal end of the main shaft housing is provided with an engagement recess that is recessed toward the proximal end thereof
  • the tool unit includes a rotary output shaft that is fitted into the tool mounting hole, a grindstone that rotates in conjunction with the rotation of the rotary output shaft, a casing that rotatably holds the rotary output shaft, and a casing that rotatably holds the rotary output shaft.
  • the machine tool has a fixed co-rotation prevention protrusion, and the co-rotation prevention protrusion engages with the engagement recess to prevent the casing from co-rotating with the rotation of the main shaft.
  • a cooling fluid supply structure for supplying cooling fluid to the surface of the grindstone, a first supply flow path portion passing through the interior of the main shaft housing and penetrating the wall surface of the engagement recess and supplying cooling fluid toward the engagement recess;
  • One end is formed through the co-rotation prevention protrusion, or is formed so as to pass through the co-rotation prevention protrusion and the casing, and in an engaged state in which the co-rotation prevention protrusion engages with the engagement recess.
  • the present invention relates to a cooling fluid supply structure including a third supply flow path section for supplying cooling fluid.
  • this cooling fluid supply passage consists of three parts: a first supply passage part, a second supply passage part, and a third supply passage part.
  • the second and third supply flow path sections are provided in the tool unit.
  • the first supply flow path portion penetrates through the wall surface of the engagement recess provided at the tip of the spindle housing, and the second supply flow path portion penetrates through the co-rotation prevention protrusion of the tool unit.
  • the anti-rotation protrusion and the casing are penetratingly formed.
  • the opening on the downstream side of the first supply passage and the opening on the one end side of the second supply passage communicate with. Since the second supply flow path section and the third supply flow path section are originally in communication regardless of whether or not the co-rotation prevention protrusion is engaged, as a result, the first to third supply flow path sections are connected at once. , a cooling fluid supply path to the grinding wheel surface is formed.
  • the cooling fluid supply path can be easily installed and removed in conjunction with the work of attaching and detaching the tool unit to the main shaft, and the setup work time can be shortened.
  • the wiring path of the third supply flow path section that discharges cooling fluid toward the grinding wheel appropriately in advance according to the shape of the grinding wheel, the shape of the grinding wheel can be changed by replacing the tool unit, etc. Even in this case, it is possible to establish an appropriate cooling fluid supply path according to the shape of the grindstone.
  • an appropriate cooling fluid supply path according to the shape of the grinding wheel is defined as, for example, a flow path that can supply cooling fluid to the heat generating part of the workpiece (the contact point with the grinding wheel in the workpiece). This definition is not limited to, and may be changed as appropriate depending on the usage status of the grindstone.
  • the first supply flow path section is formed inside the spindle housing, there is no need to separately secure piping space for the cooling fluid, and space efficiency can be improved. Furthermore, the first supply passage on the spindle side and the second supply passage on the tool unit side are brought into communication by the engagement of the co-rotation prevention protrusion provided on the tool unit and the engagement recess on the spindle housing. Because of this, the co-rotation prevention protrusion also serves as a connector for connecting the flow path. Therefore, there is no need to separately provide a connector for connecting the flow path to the tool unit, and there is no need to separately provide an adapter for connection on the front end surface of the spindle housing. Therefore, the number of parts can be reduced and manufacturing costs can be reduced.
  • the engagement recess is formed in a mounting member separate from the main shaft housing that is attached to the front end surface of the main shaft housing, and the first supply passage portion is formed in the main shaft interior formed in the main shaft housing. It is preferable that the main shaft external flow path is formed to penetrate through the mounting member.
  • the co-rotation prevention protrusion can be removed. Even if the position changes, this can be dealt with simply by replacing the mounting member with another mounting member with a different position of the engagement recess. Furthermore, by changing the shape of the spindle external flow path formed in the mounting member, the position of the downstream opening of the first supply flow path portion can be easily changed. Therefore, even if the position of the second supply flow path formed on the co-rotation prevention protrusion changes due to replacement of the tool unit, the first supply flow path and the second supply flow path can be changed by simply replacing the mounting member. The parts can be easily communicated with each other.
  • the mounting member is removably fixed to the tip surface of the spindle housing via a screw that engages with a screw hole formed in the tip surface of the spindle housing.
  • the first supply flow path section is a linear flow path extending in the axial direction of the main shaft.
  • the first supply flow path section in a straight line shape, it is possible to reduce the pipe resistance acting on the cooling fluid in the first supply flow path section. Thereby, the cooling fluid can be vigorously supplied from the first supply flow path section to the second supply flow path section connected to the downstream side thereof.
  • the second supply flow path section is a linear flow path extending in the axial direction of the main shaft in the engaged state.
  • the second supply flow path section in a straight line, it is possible to reduce the pipe resistance acting on the cooling fluid in the second supply flow path section. Thereby, the cooling fluid can be vigorously supplied from the second supply flow path section to the third supply flow path section connected to the downstream side thereof.
  • the first supply flow path section and the second supply flow path section extend linearly in the axial direction of the main shaft and are arranged coaxially with each other.
  • the first supply flow path section and the second supply flow path section are arranged coaxially, when the cooling fluid flows from the first supply flow path section to the second supply flow path section, can reduce pipe resistance.
  • the first supply flow path section and the second supply flow path section cooperate to form one straight fluid supply path extending in the axial direction of the main shaft, even if the fluid supply path is bent, In comparison, the pipe resistance acting on the cooling fluid can be significantly reduced.
  • the third supply flow path section is formed by flexible piping.
  • the location where the cooling fluid is supplied to the grindstone can be freely adjusted. Therefore, the cooling fluid can be accurately supplied toward, for example, the heat-generating portion of the workpiece.
  • the first supply passage passes through the inside of the spindle housing and penetrates the wall surface of the engagement recess at the tip thereof, and the first supply flow passage passes through the co-rotation prevention protrusion of the tool unit equipped with a grindstone as a processing tool.
  • the opening on one end side is connected to the first a second supply flow path section that communicates with the downstream opening of the supply flow path section; and a second supply flow path section provided outside the casing of the tool unit, with an opening at one end communicating with the downstream opening of the second supply flow path section; Since the opening on the other end side is provided with a third supply flow path portion located near the surface of the grinding wheel, the tool unit can be attached to the main spindle of the tool unit, and can be properly adjusted according to the shape of the grinding wheel. A cooling fluid supply path can be easily established. Therefore, the setup work time associated with tool unit replacement can be shortened as much as possible.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing a machine tool equipped with a coolant supply structure (an example of a cooling fluid supply structure) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the spindle head taken horizontally along its axis.
  • FIG. 2 is an external perspective view showing a tool unit equipped with a grindstone.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the spindle head with the tool unit mounted thereon, cut horizontally along its axis.
  • FIG. 5 is an enlarged view showing the V section of FIG. 4 in an enlarged manner.
  • (a) is a side view of the attachment member, and
  • (b) is a front view of the attachment member viewed from the engagement recess side. It is an explanatory view for explaining a mounting member concerning other embodiments. It is an explanatory view for explaining the composition of the 2nd supply channel part concerning other embodiments.
  • FIG. 1 is a right side view showing a machine tool 1 equipped with a coolant supply structure (an example of a cooling fluid supply structure) according to an embodiment.
  • This machine tool 1 is a horizontal machining center, and includes a bed 2, a column 3, a spindle head 4, a spindle 5, a table 6, and the like.
  • the entire machine tool 1 is covered by a splash guard 7 that forms its exterior. Note that in FIG. 1 showing the entire machine tool 1, only the main parts that are the main components of the machine tool 1 are shown.
  • the bed 2 as a whole is formed into a substantially T-shape in plan view, and the table 6 is disposed on the bed 2 and is guided by a guide rail (not shown) in the front-rear direction of the bed 2, that is, in the horizontal direction. It is provided to move in the indicated Z-axis direction.
  • a work W to be processed (shown only in FIG. 1) is set on the table 6 via a pallet P.
  • the column 3 is disposed on the bed 2, guided by a guide rail 8, and is provided to move in the X-axis direction (perpendicular to the plane of the paper in FIG. 1) that is horizontally orthogonal to the Z-axis.
  • a spindle head 4 is supported on the column 3.
  • the spindle head 4 has a spindle housing 4a (see FIG. 2).
  • a main shaft 5 is rotatably held in the main shaft housing 4a via a bearing 11.
  • a processing tool K is removably attached to the main shaft 5 via a tool holder or as part of a tool unit 20 (see FIG. 3), which will be described later.
  • a case will be described in which the processing tool K is mounted on the spindle 5 as a part of the tool unit 20, as in the latter case.
  • the spindle head 4 is held by the column 3 so as to be movable in the vertical Y-axis direction perpendicular to the X-axis and Z-axis. In this way, the spindle head 4 moves within the X-axis-Y-axis plane.
  • the column 3 is fed and driven in the X-axis direction by an X-axis feed mechanism (not shown), the spindle head 4 is fed and driven in the Y-axis direction by a Y-axis feed mechanism (not shown), and the table 6 is fed and driven in the Y-axis direction by a Y-axis feed mechanism (not shown). It is fed and driven in the Z-axis direction by a feeding mechanism (not shown).
  • These X-axis feeding mechanism, Y-axis feeding mechanism, and Z-axis feeding mechanism are configured by, for example, a combination of a ball screw and a motor.
  • Each feed mechanism, the main shaft 5, and a main shaft motor (not shown) that drives the main shaft 5 function as a processing mechanism section 9.
  • the processing mechanism section 9 controls the workpiece W by changing the relative position between the processing tool K attached to the spindle 5 and the workpiece W set on the table 6 under the control of the control device 50 (see FIG. 2). Process into the desired shape.
  • the control device 50 is a computer having a CPU, ROM, and RAM, and controls the operation of the processing mechanism section 9 based on an NC program stored in a hard disk or the like.
  • the machine tool 1 further includes a coolant supply device 10 (see FIG. 2) that supplies coolant liquid into the machining area for purposes such as cooling and lubricating the machining area and discharging chips.
  • a coolant supply device 10 (see FIG. 2) that supplies coolant liquid into the machining area for purposes such as cooling and lubricating the machining area and discharging chips.
  • the coolant supply device 10 sucks the coolant liquid stored in the storage tank using a supply pump (not shown) and supplies the sucked coolant liquid to the processing portion of the workpiece W.
  • the supplied coolant liquid is collected into the storage tank via a return pipe connected to the lower part of the bed 2.
  • the operation of the coolant supply device 10 is controlled by the control device 50.
  • the main shaft housing 4a includes a substantially cylindrical housing main body 4b and a distal end cover portion 4c that covers the distal end side of the housing main body 4b.
  • the tip cover portion 4c has a spigot portion and is attached to the tip portion of the housing body portion 4b from the outside in the axial direction.
  • a through hole 4e is formed in the main shaft housing 4a.
  • the through hole 4e is located radially outward of the bearing 11 in the main shaft housing 4a, and extends parallel to the axis of the main shaft 5 across the housing main body portion 4b and the tip cover portion 4c.
  • One end of the through hole 4e is connected to the coolant supply device 10 via a solenoid valve 51, and the other end is open to the front end surface of the main shaft housing 4a.
  • the solenoid valve 51 is driven to open and close by the control device 50.
  • An O-ring groove 4f is formed in the contact surface of the housing body 4b with the tip cover 4c so as to surround the through hole 4e, and an O-ring 35 is fitted into the O-ring groove 4f.
  • the main shaft 5 is disposed radially inside the housing main body portion 4b and the tip cover portion 4c.
  • the main shaft 5 is rotatably supported by a bearing 11 fitted to the inner circumferential surface of the housing main body 4b.
  • Two bearings 11 are arranged at each of the distal end side and the proximal end side of the housing main body portion 4b.
  • the drawing is simplified and only two bearings 11 on the tip side are shown.
  • the number and arrangement of the bearings 11 are not limited to this.
  • the type of bearing 11 is not limited to a rolling bearing, and may be a sliding bearing, for example.
  • the main shaft 5 has a tool mounting hole 5a into which the tool unit 20 (see FIG. 3) is mounted, and a through hole 5b in which a collet 12 for holding the tool unit 20 on the main shaft 5 is accommodated.
  • the tool mounting hole 5a opens at the distal end surface of the main spindle 5, and tapers in diameter from the distal end side to the proximal end side of the main spindle 5.
  • the shank 21a of the tool unit 20 is fitted into the tool mounting hole 5a.
  • the work of attaching and detaching the tool unit 20 to the tool mounting hole 5a is automatically performed by an ATC (Automatic tool changer) device installed in the machine tool 1, but is not limited to this. may be performed manually.
  • ATC Automatic tool changer
  • the through hole 5b extends coaxially with the main shaft 5 in its axial direction, and communicates with the base end of the tool mounting hole 5a.
  • the collet 12 is housed in the through hole 5b so as to be movable in the axial direction of the main shaft 5.
  • the collet 12 is connected to a drawbar mechanism (not shown). When the collet 12 is moved to the base end side of the main shaft 5 by this drawbar mechanism, the collet 12 is closed, and the pull stud 21g of the tool unit 20 is gripped by the collet 12, and the pull stud 21g is moved toward the base end side of the main shaft 5. be drawn into.
  • the shank 21a of the tool unit 20 is firmly fitted into the tool mounting hole 5a, and the tool unit 20 is fixed to the main shaft 5.
  • the collet 12 is moved to the tip side of the main spindle 5 by the drawbar mechanism.
  • the collet 12 is opened, the grip of the shank 21a by the collet 12 is released, and the tool unit 20 can be pulled out from the tool mounting hole 5a.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of the tool unit 20 mounted on the spindle 5
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the tool unit 20 mounted on the spindle 5.
  • the workpiece W is omitted from the drawings.
  • the tip side and base end side of the tool unit 20 in the axial direction are defined as the front side of the unit and the rear side of the unit, respectively.
  • This tool unit 20 is equipped with a grindstone 22 as a processing tool K.
  • FIGS. 3 and 4 show an example in which the grindstone 22 is disc-shaped, the shape of the grindstone 22 is not limited to this, and may be, for example, conical.
  • a cooling flow path (see the white arrow in FIG. 4) for supplying coolant liquid to the grindstone 22 is formed.
  • This cooling channel is composed of a first supply channel section 101, a second supply channel section 102, and a third supply channel section 103. Details of each supply flow path section 101 to 103 will be described later.
  • the tool unit 20 includes a rotary output shaft 21, the grindstone 22 fixed to the tip of the rotary output shaft 21, a pair of bearings 23 that rotatably supports the rotary output shaft 21, and a pair of bearings 23 installed inside the rotary output shaft 21. It has a casing 24 housed in the casing 24, and a co-rotation prevention pin 25 connected to the casing 24.
  • the pair of bearings 23 are arranged at intervals in the axial direction of the rotation output shaft 21.
  • a spacer 26 is arranged between the pair of bearings 23 to regulate the distance between them.
  • the number and arrangement of the bearings 23 are not limited to this. Further, the type of bearing 23 is not limited to a rolling bearing, and may be a sliding bearing, for example.
  • the rotation output shaft 21 has a tapered shank 21a that can be fitted into the tool mounting hole 5a of the main shaft 5, and is connected to the tip of the shank 21a with a flange portion 21b interposed therebetween, and a pair of bearings 23 are fitted onto the outside.
  • the tool mounting shaft 21e has a tapered tool mounting shaft portion 21e, and a tip threaded portion 21f connected to the tip of the tool mounting shaft portion 21e.
  • a nut 28 for fixing the grindstone 22 is screwed into the tip threaded portion 21f.
  • a pull stud 21g which is detachably held by the collet 12, is connected to the base end of the shank 21a.
  • the BBT standard is adopted in the example shown in FIG.
  • the standard of the shank 21a is not limited to the BBT standard, and other standards such as the BT standard or the HSK standard may be adopted, for example.
  • the flange portion 21b has a groove portion 21h having a substantially V-shaped cross section and extending over the entire circumference of the outer peripheral surface.
  • the groove portion 21h is used when the tool unit 20 is automatically replaced by the ATC device. Specifically, when the tool unit 20 is automatically replaced, the claw portion of the ATC arm engages with the groove portion 21h, so that the tool unit 20 is held by the ATC arm.
  • the casing 24 includes a cylindrical bearing accommodating tube portion 24a that accommodates the pair of bearings 23, a tip cover portion 24b attached to one end of the bearing accommodating tube portion 24a in the axial direction, and a cylindrical bearing accommodating tube portion 24a that is attached to the bearing accommodating tube portion 24a.
  • a pin holding part 24c which is arranged apart from each other radially outward and holds the co-rotation prevention pin 25; and a connecting part 24d which connects the pin holding part 24c and the bearing housing cylinder part 24a to each other.
  • the pin holding portion 24c has a substantially cylindrical shape in appearance. As shown in FIG. 5, the pin holding portion 24c has a guide hole 24e that slidably guides the co-rotation prevention pin 25.
  • the axis of the guide hole 24e extends parallel to the axis of the rotation output shaft 21, and the distance between these two axes is equal to the axis of the main shaft 5 and the through hole 4e formed in the main shaft housing 4a (see FIG. 4). Equal to the distance from the axis.
  • the guide hole 24e is a blind hole that opens toward the rear of the unit.
  • the co-rotation prevention pin 25 is fitted into the guide hole 24e so that a portion of the tip side protrudes toward the rear side of the unit.
  • the co-rotation prevention pin 25 is guided by the guide hole 24e so as to be freely advanced and retracted in the axial direction thereof.
  • the edge of the tip of the co-rotation prevention pin 25 is chamfered at approximately 45 degrees.
  • a small diameter hole 25a and a large diameter hole 25c connected to the small diameter hole 25a via a stepped surface 25b are formed penetratingly in the pin axis direction.
  • the small diameter hole 25a opens at the distal end surface 25g (end surface on the protruding side) of the co-rotation prevention pin 25, and the large diameter hole 25c opens at the proximal end surface 25f of the co-rotation prevention pin 25.
  • a compression coil spring 34 is disposed in a compressed state between the stepped surface 25b and the inner end surface 24i of the guide hole 24e. The co-rotation prevention pin 25 is urged toward the rear of the unit by this compression coil spring 34.
  • the space inside the co-rotation prevention pin 25 and the space in the guide hole 24e on the bottom side of the base end surface 25f of the co-rotation prevention pin 25 is used for cooling during grinding as described later. filled with coolant fluid.
  • the surface dimensions of the co-rotation prevention pin 25 are set so that the co-rotation prevention pin 25 advances toward the rear side of the unit due to the pressure of this coolant liquid. That is, when the area of the step surface 25b of the co-rotation prevention pin 25 is A1, the area of the proximal end surface 25f is A2, and the area of the distal end surface 25g is A3, the relationship A1+A2>A3 is satisfied.
  • the thrust force toward the rear of the unit caused by coolant pressure acting on the step surface 25b and the base end surface 25f of the co-rotation pin is caused by the coolant pressure acting on the tip surface 25g of the co-rotation prevention pin 25.
  • An O-ring groove 25d is formed in the outer peripheral surface of the co-rotation prevention pin 25, which fits into the guide hole 24e.
  • An O-ring 33 is fitted into the O-ring groove 25d.
  • a through hole 24f is formed in the guide end wall 24j of the pin holding portion 24c that forms the inner end surface 24i of the guide hole 24e.
  • the through hole 24f is formed coaxially with the small diameter hole 25a and the large diameter hole 25c of the co-rotation prevention pin 25.
  • the through hole 24f has a pore portion 24m that opens at the inner end surface 24i of the guide hole 24e, and a female screw portion for connecting a pipe located on the inner peripheral surface of the pore portion 24m on the front side of the unit. It consists of a screw hole portion 24n.
  • One end of a flexible pipe 36 which will be described later, is screwed into the screw hole 24n.
  • a protruding plate 25e is formed on the outer circumferential surface of the co-rotation prevention pin 25, which protrudes toward the rotation center side of the tool unit 20 (toward the bearing housing cylinder portion 24a side).
  • the co-rotation prevention pin 25 is guided in a direction parallel to the axis of the guide hole 24e by a retaining pin 29 passing through the protruding plate 25e.
  • the retaining pin 29 is fixed by screwing a threaded portion at its tip into a threaded hole 24k formed on the rear side of the unit of the connecting portion 24d.
  • the co-rotation prevention pin 25 engages with the engagement recess 30d of the mounting member 30 fixed to the spindle housing 4a when the tool unit 20 is attached to the spindle 5. Through this engagement, the casing 24 of the tool unit 20 is connected to the main shaft housing 4a, which is a stationary member, via the co-rotation prevention pin 25 and the attachment member 30. This prevents the casing 24 from rotating together when the main shaft 5 rotates. In this way, the co-rotation prevention pin 25 functions as a co-rotation prevention protrusion.
  • the tip of the protruding plate 25e connected to the outer peripheral surface of the co-rotation prevention pin 25 is attached to the flange portion 21b of the rotation output shaft 21 when the tool unit 20 is not attached to the main shaft 5. It engages with the formed engagement groove 21i.
  • This engagement groove 21i is located on the outer circumferential portion of the flange portion 21b, and is open to the radially outer side of the flange portion 21b and to the front side of the unit. Then, the tip of the protruding plate 25e engages with the engagement groove 21i of the rotation output shaft 21, whereby the casing 24 is prevented from rotating relative to the rotation output shaft 21. Therefore, for example, when the tool unit 20 is housed in a tool magazine of an ATC device, it is possible to prevent the casing 24 from rotating unnecessarily with respect to the rotation output shaft 21.
  • the mounting member 30 includes a bracket portion 30a forming a mounting seat surface, and a cylindrical boss portion 30b protruding from the side opposite to the mounting seat surface of the bracket portion 30a. are doing.
  • the mounting member 30 has an engagement recess 30d that opens at the end face of the cylindrical boss portion 30b, and a communication hole 30g that is connected to the engagement recess 30d and opens to the mounting seat surface.
  • the communication hole 30g is formed so that the through hole 4e of the spindle housing 4a and the engagement recess 30d communicate with each other when the mounting member 30 is attached to the distal end surface of the spindle housing 4a.
  • the engagement recess 30d consists of a cylindrical hole 30e that is coaxial with the cylindrical boss 30b, and a tapered hole 30f that is connected to the cylindrical hole 30e and whose diameter decreases toward the mounting seat surface.
  • the cylindrical hole portion 30e is formed to fit into the outer peripheral surface of the co-rotation prevention pin 25.
  • the tapered hole portion 30f is formed to fit into a chamfered portion on the tip side of the co-rotation prevention pin 25.
  • An O-ring groove 30h is formed in the mounting seat surface of the mounting member 30 so as to surround the communication hole 30g.
  • An O-ring 32 is fitted into this O-ring groove 30h.
  • a pair of attachment holes 30c are formed in the bracket portion 30a, penetrating in the thickness direction.
  • the pair of attachment holes 30c are arranged symmetrically across the cylindrical boss portion 30b when viewed from the bracket thickness direction.
  • the mounting member 30 is fixed to the front end surface of the main shaft housing 4a by bolts 31 passing through each mounting hole 30c.
  • a screw hole 4d into which the bolt 31 is screwed is formed in the tip end surface of the main shaft housing 4a.
  • an existing screw hole formed in the front end surface of the main shaft housing 4a can be used.
  • this coolant supply structure includes a first supply flow path section 101, a second supply flow path section 102, and a third supply flow path section 103.
  • the first supply flow path section 101 is composed of a through hole 4e formed in the main shaft housing 4a and a communication hole 30g formed in the mounting member 30.
  • the through hole 4e corresponds to the main shaft internal flow path
  • the communication hole 30g corresponds to the main shaft external flow path.
  • the second supply flow path portion 102 passes through the co-rotation prevention pin 25 of the tool unit 20 and the guide end wall 24j of the casing 24.
  • the second supply flow path section 102 includes a small diameter hole 25a and a large diameter hole 25c formed inside the co-rotation prevention pin 25, and a through hole 24f formed in the guide end wall 24j. ing.
  • the small diameter hole 25a, the large diameter hole 25c, and the through hole 24f are arranged coaxially and linearly with each other along the axial direction of the main shaft 5. That is, the second supply channel section 102 is a linear channel extending parallel to the axial direction of the main shaft 5.
  • the opening at one end of the second supply channel section 102 communicates with the downstream opening of the first supply channel section 101 (ie, the downstream opening of the communication hole 30g).
  • the opening on the other end side of the second supply flow path section 102 communicates with a third supply flow path section 103, which will be described later.
  • the third supply flow path section 103 includes a flow path in the flexible pipe 36 connected to the through hole 24f and a flow path in the diverging nozzle 37 connected to the tip of the flexible pipe 36. It is configured.
  • the flexible piping 36 extends from the through hole 24f toward the front of the unit, bends radially outward along the side surface of the grindstone 22, and then bends toward the front of the unit to a position close to the outer peripheral surface of the grindstone 22. It is extending.
  • a diverging nozzle 37 is connected to the end of the flexible pipe 36 on the grindstone 22 side.
  • the wide-divergent nozzle 37 is a flat nozzle whose flow path width becomes wider toward the downstream side, and is arranged so that its discharge opening is located near the surface of the grindstone 22 .
  • the diverging nozzle 37 is arranged such that its discharge port faces the outer circumferential surface of the grindstone with a predetermined distance therebetween.
  • the predetermined interval is set within a range in which the coolant liquid can be supplied toward the heat generating location of the workpiece W (the contact location with the grindstone 22 on the workpiece W).
  • the discharge port of the wide-spread nozzle 37 faces the outer circumferential surface of the grindstone 22, but is not limited to this, and may also face the side surface of the grindstone 22, or They may be offset instead of facing each other.
  • the first supply flow path section 101 opens near the tip of the spindle 5, as shown in FIG. It does not function as a coolant supply path.
  • the co-rotation prevention pin 25 engages with the engagement recess 30d of the mounting member 30.
  • the downstream opening of the first supply flow path section 101 (the downstream opening of the communication hole 30g of the mounting member 30) and the upstream side of the second supply flow path section 102
  • the side opening (the opening on the upstream side of the small diameter hole 25a of the co-rotation prevention pin 25) communicates.
  • the second supply flow path section 102 and the third supply flow path section 103 are originally provided in the tool unit 20 and communicate with each other, the three supply flow path sections 101 to 103 are connected at once, and the coolant supply device
  • a coolant liquid supply channel (the channel indicated by the white arrow in FIG. 4) is formed from 10 to near the surface of the grindstone 22.
  • the solenoid valve 51 is excited and driven in the opening direction under the control of the control device 50, and the coolant liquid discharged from the coolant supply device 10 flows into the first supply flow path section 101. Thereafter, it is supplied to the heat generating portion of the workpiece W (the contact portion of the workpiece W with the grindstone 22) via the second supply flow path section 102 and the third supply flow path section 103 provided in the tool unit 20.
  • the control device 50 recognizes this based on the analysis content of the NC program and moves the solenoid valve 51 in the closing direction. Excitation drive. Therefore, during normal machining operations that do not require the co-rotation prevention pin 25, the coolant liquid is not unnecessarily sprayed from the tip of the first supply flow path section 101.
  • the first supply passage section 101 passes through the interior of the spindle housing 4a and the wall surface of the engagement recess 30d at the tip thereof, and the tool unit 20 In the engaged state in which the co-rotation prevention pin 25 and the casing 24 are interlocked, the opening on one end side is formed to penetrate the co-rotation prevention pin 25 and the casing 24.
  • a second supply flow path section 102 that communicates with the downstream opening, and an opening provided on the outside of the casing 24 of the tool unit 20, with an opening at one end communicating with the downstream opening of the second supply flow path section 102 and the other.
  • the opening on the end side is provided with the third supply passage section 103 located near the surface of the grinding wheel 22, coolant can be supplied to the grinding wheel 22 in conjunction with the attachment/detachment work of the tool unit 20 to the main shaft 5. Roads can be easily installed and removed. Therefore, the setup work time associated with replacing the tool unit 20 can be shortened as much as possible.
  • the wiring path of the third supply flow path section 103 that discharges coolant toward the grindstone 22 according to the shape of the grindstone 22 it is possible to remove the coolant from the grindstone by replacing the tool unit 20, etc. Even if the shape of the grindstone 22 is changed, an appropriate coolant supply path can be established according to the shape of the grindstone 22.
  • the first supply flow path section 101 is formed inside the main shaft housing 4a, there is no need to separately secure piping space for the coolant liquid, and space efficiency can be improved. Also, due to the engagement between the co-rotation prevention pin 25 provided on the tool unit 20 and the engagement recess 30d, the first supply flow path section 101 on the main spindle 5 side and the second supply flow path section 102 on the tool unit 20 side are connected. The co-rotation prevention pin 25 also serves as a connector for connecting the flow path. Therefore, it is possible to standardize parts and reduce costs.
  • the engagement recess 30d is formed in a mounting member 30 that is separate from the main shaft housing 4a and is attached to the front end surface of the main shaft housing 4a, and the first supply flow path section 101 is formed on the main shaft housing 4a. It consists of a through hole 4e as a main shaft internal flow path and a communication hole 30g as a main shaft external flow path formed through the mounting member 30.
  • the mounting member 30 is removably fixed to the tip surface of the spindle housing 4a by a bolt 31 that is screwed into a screw hole 4d formed in the tip surface.
  • the work of replacing the mounting member 30 can be easily performed.
  • this screw hole 4d an existing screw hole formed in the front end surface of the main shaft housing 4a can be used.
  • the first supply channel section 101 is a linear channel extending in the axial direction of the main shaft 5.
  • the pipe resistance within the first supply flow path section 101 can be reduced.
  • the coolant liquid can be vigorously supplied from the first supply flow path section 101 toward the second supply flow path section 102 connected to the downstream side thereof.
  • the second supply flow path section 102 is formed to extend linearly in the axial direction of the main shaft 5 when the co-rotation prevention pin 25 is engaged with the engagement recess 30d of the mounting member 30.
  • the pipe resistance within the second supply flow path section 102 can be reduced.
  • the coolant liquid can be vigorously supplied from the second supply flow path section 102 toward the third supply flow path section 103 connected to the downstream side thereof.
  • the first supply flow path section 101 and the second supply flow path section 102 extend linearly in the axial direction of the main shaft 5 when the co-rotation prevention pin 25 is engaged with the engagement recess 30d of the mounting member 30. are arranged coaxially with each other.
  • the coolant liquid flows from the first supply flow path section 101 to the second supply flow path section 102. It is possible to reduce the conduit resistance when In addition, since the first supply flow path section 101 and the second supply flow path section 102 cooperate to form one linear fluid supply path, the pipe resistance acting on the coolant liquid is reduced as much as possible. can do.
  • the third supply flow path section 103 is formed by flexible piping 36.
  • the location where the coolant liquid is supplied to the grindstone 22 can be freely adjusted. Therefore, the coolant liquid can be accurately supplied to the heat-generating portions of the workpiece W, and the cooling efficiency thereof can be improved.
  • the tool unit 20 is configured such that the axis of the main spindle 5 and the axis of the grindstone 22 face in the same direction; however, the axis line of the main spindle 5 and the axis of the grindstone 22 are not limited to this. may be configured to intersect at a predetermined angle (for example, 90°). In this case, a gear mechanism for intersecting the rotation axes may be added inside the casing 24.
  • the cooling fluid for cooling the grindstone 22 is a coolant liquid, but the cooling fluid is not limited to this.
  • the cooling fluid may be, for example, cooling air or an inert gas.
  • the through hole 4e formed in the spindle housing 4a and the co-rotation prevention pin 25 of the tool unit 20 are located coaxially, but for example, as shown in FIG.
  • the axis of the pin 25 may be offset to the outside in the radial direction of the main shaft housing 4a (lower side in FIG. 7) with respect to the axis of the through hole 4e.
  • the communication hole 30g can rotate together with the through hole 4e.
  • the small diameter hole 25a in the prevention pin 25 communicates with the small diameter hole 25a through the communication hole 30g. Therefore, the same effects as those of the embodiment described above can be obtained.
  • the second supply flow path section 102 is formed to extend across the co-rotation prevention pin 25 and the guide end wall 24j of the casing 24, but is not limited to this, and for example, As shown in FIG. 8, only the co-rotation prevention pin 25 may be penetrated.
  • the co-rotation prevention pin 25 is fixed to the casing 24, the flexible piping 36 is connected to the co-rotation prevention pin 25 from the radial outside (side), and the small diameter hole in the co-rotation prevention pin 25 is 25a and a flow path within the flexible piping 36 are in communication.
  • the first supply channel section 101 can also be used for a tool unit equipped with a cutting tool such as a drill as the processing tool K.
  • the coolant liquid supplied to the first supply flow path section 101 passes through a flow path in the casing and a flow path formed inside the rotary output shaft by a well-known method such as a center-through method or a side-through method. It is supplied to the tip of the processing tool K.
  • the coolant supply structure can be simplified by using the first supply passage section 101 for both the tool unit adopting the center-through method or the side-through method and the tool unit 20 of the above embodiment equipped with the grindstone 22. can be used to reduce costs.
  • the co-rotation prevention pin 25 is configured as a separate member from the casing 24, but is not limited to this, and may be integrally formed with the casing 24.
  • the engagement recess 30d is formed in the mounting member 30 separate from the spindle housing 4a, but the engagement recess 30d is not limited to this. Good too.
  • the flexible piping 36 is used to form the third supply flow path section 103, but it is not necessary to use the flexible piping 36, and instead it is preferable to use a fixed piping with a fixed shape. It's okay. Moreover, the wide-divergent nozzle 37 may be abolished.
  • the machine tool 1 is a horizontal machining center, it is not limited to this, and may be, for example, a vertical machining center or a multi-tasking machine.
  • Machine tool 4a Main shaft housing 4d Screw hole 5 Main shaft 5a Tool mounting hole 20 Tool unit 21 Rotary output shaft 22 Grindstone 24 Casing 25 Co-rotation prevention pin (co-rotation prevention protrusion) 30 Mounting member 30d Engagement recess 36 Flexible piping 101 First supply flow path section 102 Second supply flow path section 103 Third supply flow path section

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Abstract

冷却流体供給構造は、主軸ハウジング（４ａ）の内部を通ってその先端部の係合凹部（３０ｄ）の壁面を貫通する第１供給流路部（１０１）と、砥石（２２）を具備する工具ユニット（２０）の共回り防止突部（２５）に貫通形成され、又は、該工具ユニット（２０）の共回り防止突部（２５）及びケーシング（２４）に跨って貫通形成され、共回り防止突部（２５）が係合凹部（３０ｄ）に係合する係合状態において、一端側の開口が第１供給流路部（１０１）の下流側開口に連通する第２供給流路部（１０２）と、工具ユニット（２０）のケーシング（２４）よりも外側に設けられ、一端側の開口が第２供給流路部（１０２）の下流側開口に連通するとともに他端側の開口が砥石（２２）の表面付近に位置する第３供給流路部（１０３）と備えている。

Description

冷却流体供給構造
　本発明は、砥石を具備する工具ユニットを着脱可能な主軸と該主軸を回転自在に保持する主軸ハウジングとを備えた工作機械において前記砥石の表面に冷却流体を供給するための冷却流体供給構造に関する。
　従来より、工作機械の主軸の先端に着脱可能に装着される工具ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。この工具ユニットは、主軸に設けられたテーパ孔に回転一体に装着される回転出力軸と、回転出力軸に連動して回転する加工工具と、回転出力軸を回転自在に支持するケーシングと、ケーシングに固定されて主軸ハウジングの先端面に形成された係合凹部に係合する共回り防止突部とを有している。
　前記加工工具として砥石を採用した場合には、研削加工時の発熱を抑制するための冷却流体供給構造が必要になる。特許文献２には冷却流体供給構造の一例が開示されている。この冷却流体供給構造は、ケーシングに付設されて砥石の周辺を包囲する包囲体と、包囲体に取り付けられて該包囲体内にクーラントを噴射する噴射ノズルと、噴射ノズルとクーラント供給装置とを接続するクーラント配管とが開示されている。クーラント供給装置より供給されたクーラントは、クーラント配管を通って噴射ノズルから包囲体内に噴射され、この噴射されたクーラントによって加工物（ワーク）の発熱部が冷却される。
特開２００４－１３０４２３号公報 実用新案登録第３１５８８７２号公報
　特許文献２に示す冷却流体供給構造を採用した場合、工具ユニットを主軸のテーパ孔に装着する作業に加えて、クーラント配管（流体供給路）を噴射ノズルに接続する作業が必要になる。このため、クーラント供給準備が整うまでの作業時間が長くなるという問題がある。
　また、特許文献２に示す冷却流体供給構造では、使用する砥石の形状に拘わらず、包囲体の位置及び噴射ノズルの位置が固定されているため、クーラント（冷却流体）を適切な位置（例えば加工物の発熱箇所）に精度良く供給することができないという問題がある。この問題に対して、クーラント配管の先端に噴射ノズルを固定しておき、使用する砥石の変更等によりその形状が変わる度にクーラント配管の配索経路を変更して、冷却流体であるクーラントの供給位置を調整することが考えられる。しかしこの場合、クーラント供給位置の調整に費やす時間が長くなり、段取り作業時間が増加するという問題がある。
　本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであって、砥石を具備する工具ユニットの主軸への装着作業に連動して、当該砥石の形状に応じた適切な冷却流体供給路を容易に確立することができる冷却流体供給構造を提供することを、その目的とする。
　前記課題を解決するための本発明の一局面は、
　工具ユニットを装着する工具装着孔を先端面に有する主軸と、該主軸を回転自在に保持する主軸ハウジングとを備え、前記主軸ハウジングの先端部にその基端側に凹む係合凹部が設けられ、前記工具ユニットは、前記工具装着孔に嵌合される回転出力軸と、該回転出力軸の回転に連動して回転する砥石と、該回転出力軸を回転自在に保持するケーシングと、該ケーシングに固定された共回り防止突部とを有していて、該共回り防止突部が前記係合凹部に係合することで前記主軸の回転に伴う前記ケーシングの共回りが防止される工作機械において前記砥石の表面に冷却流体を供給するための冷却流体供給構造であって、
　前記主軸ハウジングの内部を通って前記係合凹部の壁面を貫通し、該係合凹部内に向けて冷却流体を供給する第１供給流路部と、
　前記共回り防止突部に貫通形成され、又は、該共回り防止突部及び前記ケーシングに跨って貫通形成され、前記共回り防止突部が前記係合凹部に係合する係合状態において、一端側の開口が前記第１供給流路部の下流側開口に連通する第２供給流路部と、
　前記ケーシングよりも外側に設けられ、一端側の開口が前記第２供給流路部の下流側開口に連通するとともに他端側の開口が前記砥石の表面付近に位置し、該砥石の表面に向けて冷却流体を供給する第３供給流路部とを備えている冷却流体供給構造に係る。
　この冷却流体供給構造によれば、加工工具として砥石を具備する工具ユニットを主軸に装着すると砥石表面への冷却流体供給路が自動的に確立される。すなわち、この冷却流体供給路は、第１供給流路部と第２供給流路部と第３供給流路部との３つからなり、第１供給流路部は主軸ハウジングに設けられ、第２及び第３供給流路部は工具ユニットに設けられている。ここで、第１供給流路部は主軸ハウジングの先端部に設けられた係合凹部の壁面に貫通しており、第２供給流路部は工具ユニットの共回り防止突部に貫通形成されるか、又は該共回り防止突部及びケーシングに跨って貫通形成されている。したがって、工具ユニットの主軸への装着に際して共回り防止突部を主軸ハウジングの係合凹部に係合させると、第１供給流路部の下流側開口と第２供給流路部の一端側の開口とが連通する。第２供給流路部と第３供給流路部とは共回り防止突部の係合の有無に拘わらず元から連通しているので、結果として第１～第３供給流路部が一気に繋がり、砥石表面への冷却流体供給路が形成される。
　したがって、工具ユニットの主軸への着脱作業に連動して冷却流体供給路の設置及び撤去を容易に行うことができ、段取り作業時間を短縮することができる。また、砥石に向けて冷却流体を吐出する第３供給流路部の配索経路を砥石の形状に応じて予め適切に設定しておくことで、工具ユニットの交換等により砥石の形状が変更されたとしても、当該砥石の形状に応じた適切な冷却流体供給路を確立することができる。尚、砥石の形状に応じた適切な冷却流体供給路とは、例えば、加工物の発熱箇所（加工物における砥石との接触箇所）に冷却流体を供給可能な流路と定義されるが、これに限定されず、この定義は砥石の使用状況等に応じて適宜変更される。
　しかも、第１供給流路部は主軸ハウジングの内部に形成されているので、冷却流体の配管スペースを別途確保する必要がなく、スペース効率を向上させることができる。また、工具ユニットに設けられた共回り防止突部と主軸ハウジングの係合凹部との係合により主軸側の第１供給流路部と工具ユニット側の第２供給流路部とが連通するようになっていることから、共回り防止突部は流路接続用のコネクタとしての役割も果たしている。したがって、工具ユニットに流路接続用のコネクタを別途設ける必要がなく、また主軸ハウジングの先端面に接続用のアダプタを別途設けたりする必要もない。よって部品点数を削減して製造コストを低減することができる。
　前記係合凹部は、前記主軸ハウジングの先端面に取付けられた該主軸ハウジングとは別体の取付部材に形成されており、前記第１供給流路部は、前記主軸ハウジングに形成された主軸内部流路と、前記取付部材に貫通形成された主軸外部流路とからなることが好ましい。
　この構成によれば、共回り防止突部が係合する係合凹部を、主軸ハウジングとは別体の取付部材に形成するようにしたことで、例えば工具ユニットの交換により共回り防止突部の位置が変化したとしても、取付部材を、係合凹部の位置が異なる他の取付部材に交換するだけで対応することができる。また、取付部材に形成される主軸外部流路の形状を変更することで、第１供給流路部の下流側開口の位置を容易に変更することができる。よって、工具ユニットの交換に伴い共回り防止突部に形成された第２供給流路部の位置が変化したとしても、取付部材を交換するだけで第１供給流路部と第２供給流路部とを容易に連通させることができる。
　前記取付部材は、前記主軸ハウジングの先端面に形成された螺子孔に螺合する螺子を介して該先端面に着脱可能に固定されていることが好ましい。
　この構成によれば、取付部材の交換作業を容易に行うことができる。
　前記第１供給流路部は、前記主軸の軸線方向に延びる直線状の流路であることが好ましい。
　この構成によれば、第１供給流路部を直線状に形成することで該第１供給流路部にて冷却流体に作用する管路抵抗を低減することができる。これにより、冷却流体を、第１供給流路部からその下流側に接続される第２供給流路部に向けて勢い良く供給することができる。
　前記第２供給流路部は、前記係合状態において、前記主軸の軸線方向に延びる直線状の流路であることが好ましい。
　この構成によれば、第２供給流路部を直線状に形成することで該第２供給流路部にて冷却流体に作用する管路抵抗を低減することができる。これにより、冷却流体を、第２供給流路部からその下流側に接続される第３供給流路部に向けて勢い良く供給することができる。
　前記第１供給流路部と第２供給流路部とは、前記係合状態において、前記主軸の軸線方向に直線状に延びて互いに同軸に配置されていることが好ましい。
　この構成によれば、前記第１供給流路部と第２供給流路部とが同軸に配置されているので、冷却流体が第１供給流路部から第２供給流路部に流入する際の管路抵抗を低減することができる。また、第１供給流路部と第２供給流路部とが協働して主軸の軸線方向に延びる１つの直線状の流体供給路を形成するので、流体供給路が屈曲している場合に比べて冷却流体に作用する管路抵抗を格段に低減することができる。
　前記第３供給流路部は、フレキシブル配管によって形成されることが好ましい。
　この構成によれば、フレキシブル配管の湾曲形状を変更することで、砥石に対する冷却流体の供給箇所を自由に調整することができる。よって、冷却流体を、例えば加工物の発熱箇所に向けて精度良く供給することができる。
　本発明によれば、主軸ハウジングの内部を通ってその先端部の係合凹部の壁面を貫通する第１供給流路部と、砥石を加工工具として具備する工具ユニットの共回り防止突部に貫通形成され、又は、該工具ユニットの共回り防止突部及びケーシングに跨って貫通形成され、共回り防止突部が前記係合凹部に係合する係合状態において、一端側の開口が前記第１供給流路部の下流側開口に連通する第２供給流路部と、工具ユニットのケーシングよりも外側に設けられ、一端側の開口が前記第２供給流路部の下流側開口に連通するとともに他端側の開口が前記砥石の表面付近に位置する第３供給流路部とを備えるようにしたことで、前記工具ユニットの主軸への装着作業に連動して、砥石の形状に応じた適切な冷却流体供給路を容易に確立することができる。よって、工具ユニットの交換に伴う段取り作業時間を可及的に短縮することができる。
本発明の実施形態に係るクーラント供給構造（冷却流体供給構造の一例）を備えた工作機械を示す概略側面図である。 主軸頭をその軸線に沿って水平に切断した部分断面図である。 砥石を具備した工具ユニットを示す外観斜視図である。 工具ユニットを装着した主軸頭をその軸線に沿って水平に切断した部分断面図である。 図４のＶ部を拡大して示す拡大図である。 （ａ）は取付部材の側面図であり、（ｂ）は取付部材を係合凹部側から見た正面図である。 他の実施形態に係る取付部材を説明するための説明図である。 他の実施形態に係る第２供給流路部の構成を説明するための説明図である。
　以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　《実施形態》
　図１は、実施形態におけるクーラント供給構造(冷却流体供給構造の一例)を備えた工作機械１を示す右側面図である。この工作機械１は、横型のマシニングセンタであって、ベッド２、コラム３、主軸頭４、主軸５、及びテーブル６などを備えている。工作機械１は、その外観を構成するスプラッシュガード７により機械全体が覆われている。尚、工作機械１の全体を示す図１では、工作機械１の主要な構成要素となる要部のみを示している。
　ベッド２は全体として平面視略Ｔ字状に形成されており、前記テーブル６は前記ベッド２上に配設され、不図示のガイドレールに案内されてベッド２の前後方向、即ち、水平な矢示Ｚ軸方向に移動するように設けられている。テーブル６上には、加工対象となるワークＷ（図１にのみ示す）がパレットＰを介してセットされる。
　前記コラム３は、ベッド２上に配設され、ガイドレール８に案内されて、前記Ｚ軸と水平に直交するＸ軸方向（図１の紙面垂直方向）に移動するように設けられている。コラム３には主軸頭４が支持されている。前記主軸頭４は主軸ハウジング４ａ（図２参照）を有している。主軸ハウジング４ａには、主軸５が軸受１１を介して回転自在に保持されている。主軸５には加工工具Ｋが、ツールホルダを介して又は後述する工具ユニット２０（図３参照）の一部として、着脱可能に装着される。以下では、特に断らない限り、後者のように加工工具Ｋが工具ユニット２０の一部として主軸５に装着される場合について説明する。
　主軸頭４は、前記Ｘ軸及びＺ軸に直交する鉛直な矢示Ｙ軸方向に移動可能に前記コラム３に保持されている。斯くして、主軸頭４はＸ軸－Ｙ軸平面内で移動する。
　前記コラム３は、Ｘ軸送り機構（図示省略）によってＸ軸方向に送り駆動され、主軸頭４は、Ｙ軸送り機構（図示省略）によってＹ軸方向に送り駆動され、テーブル６は、Ｚ軸送り機構（図示省略）によってＺ軸方向に送り駆動される。これらＸ軸送り機構、Ｙ軸送り機構、及びＺ軸送り機構は、例えばボール螺子とモータとの組み合せによって構成される。そして、各送り機構と前記主軸５と該主軸５を駆動する主軸モータ（図示省略）とが加工機構部９として機能する。
　加工機構部９は、制御装置５０（図２参照）による制御の下、主軸５に装着された加工工具Ｋと、テーブル６上にセットされたワークＷとの相対位置を変化させることでワークＷを所望の形状に加工する。制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有するコンピュータであって、ハードディスク等に記憶されたＮＣプログラムに基づいて加工機構部９の作動を制御する。
　前記工作機械１は、加工部位の冷却及び潤滑並びに切屑の排出などの目的でクーラント液を加工エリア内に供給するクーラント供給装置１０（図２参照）をさらに有している。
　クーラント供給装置１０は、貯留タンクに貯留されたクーラント液を供給ポンプ（図示省略）により吸引して、吸引したクーラント液をワークＷの加工部位に供給する。供給後のクーラント液は、ベッド２の下部に接続された戻り管を介して前記貯留タンクに回収される。クーラント供給装置１０は前記制御装置５０により作動制御される。
　［主軸構造の詳細］
　図２に示すように、主軸ハウジング４ａは、略円筒状のハウジング本体部４ｂと、ハウジング本体部４ｂの先端側を覆う先端カバー部４ｃとで構成されている。先端カバー部４ｃは、インロー部を有していてハウジング本体部４ｂの先端部に軸方向の外側から装着されている。
　主軸ハウジング４ａには貫通孔４ｅが形成されている。貫通孔４ｅは、主軸ハウジング４ａにおける軸受１１よりも径方向外側に位置していて、ハウジング本体部４ｂと先端カバー部４ｃとに跨って主軸５の軸線と平行に延びている。貫通孔４ｅは、一端が前記クーラント供給装置１０に電磁弁５１を介して接続され、他端が主軸ハウジング４ａの先端面に開口している。電磁弁５１は前記制御装置５０により開閉駆動される。電磁弁５１が開方向に励磁駆動されると、クーラント供給装置１０より貫通孔４ｅ内にクーラント液が供給される。ハウジング本体部４ｂにおける先端カバー部４ｃとの当接面には、貫通孔４ｅを囲むようにＯリング溝４ｆが形成されており、Ｏリング溝４ｆにはＯリング３５が嵌め込まれている。
　主軸５は、ハウジング本体部４ｂ及び先端カバー部４ｃの径方向内側に配置されている。主軸５は、ハウジング本体部４ｂの内周面に嵌装された軸受１１により回転自在に支持されている。軸受１１は、ハウジング本体部４ｂの先端側と基端側とにそれぞれ２つずつ配置されている。図２では、図面を簡略化して先端側の２つの軸受１１のみを示している。軸受１１の個数及び配置構成はこれに限定されない。また、軸受１１の種類は転がり軸受に限定されず、例えば滑り軸受であってもよい。
　主軸５は、工具ユニット２０（図３参照）が装着される工具装着孔５ａと、工具ユニット２０を主軸５に保持するためのコレット１２が収容された貫通孔５ｂとを有している。
　工具装着孔５ａは、主軸５の先端面に開口していて、主軸５の先端側から基端側に向かってテーパ状に縮径している。工具ユニット２０を主軸５に装着する際には、工具ユニット２０のシャンク２１ａが工具装着孔５ａに嵌合される。本例では、工具装着孔５ａへの工具ユニット２０の着脱作業は、工作機械１に搭載されたＡＴＣ（Automatic tool changer）装置によって自動で行われるが、これに限ったものではなく、例えば作業者が手動で行うようにしてもよい。
　貫通孔５ｂは、主軸５と同軸にその軸線方向に延びていて、工具装着孔５ａの基端部に連通している。コレット１２は、貫通孔５ｂ内において主軸５の軸線方向に移動可能に収容されている。コレット１２は、不図示のドローバ機構に接続されている。このドローバ機構によりコレット１２を主軸５の基端側に移動させると、コレット１２が閉じられて、当該コレット１２により工具ユニット２０のプルスタッド２１ｇが把持され、プルスタッド２１ｇが主軸５の基端側に引き込まれる。これにより、工具ユニット２０のシャンク２１ａが工具装着孔５ａに強固に嵌合し、工具ユニット２０が主軸５に固定される。工具ユニット２０を主軸５から取り外す際には、ドローバ機構によりコレット１２を主軸５の先端側に移動させる。これにより、コレット１２が開かれて、コレット１２によるシャンク２１ａの把持が開放され、工具ユニット２０を工具装着孔５ａから引き抜くことが可能になる。
　図３は、主軸５に装着される工具ユニット２０の一例を示す斜視図であり、図４は、当該工具ユニット２０を主軸５に装着した状態を示す縦断面図である。図３及び図４では、ワークＷを省略して描いている。尚、以下の説明におおいて、工具ユニット２０の軸線方向の先端側及び基端側をそれぞれユニット前方側及びユニット後方側と定義する。
　この工具ユニット２０は、加工工具Ｋとして砥石２２を具備している。図３及び図４では、砥石２２が円板状である例を示しているが、砥石２２の形状はこれに限定されず、例えば円錐状等であってもよい。工具ユニット２０を主軸５に装着した状態では、砥石２２に冷却用のクーラント液を供給するための冷却流路（図４の白抜き矢印参照）が形成される。この冷却流路は、第１供給流路部１０１と第２供給流路部１０２と第３供給流路部１０３とで構成される。各供給流路部１０１～１０３の詳細は後述する。
　前記工具ユニット２０は、回転出力軸２１と、回転出力軸２１の先端部に固定された前記砥石２２と、回転出力軸２１を回転可能に支持する一対の軸受２３と、一対の軸受２３を内部に収容するケーシング２４と、ケーシング２４に連結された共回り防止ピン２５とを有している。
　一対の軸受２３は、回転出力軸２１の軸線方向に間隔を空けて配置されている。一対の軸受２３の間には、両者の間隔を規制する間座２６が配置されている。軸受２３の個数及び配置構成はこれに限定されない。また、軸受２３の種類は転がり軸受に限定されず、例えば滑り軸受であってもよい。
　前記回転出力軸２１は、主軸５の工具装着孔５ａに嵌合可能なテーパ状のシャンク２１ａと、シャンク２１ａの先端部にフランジ部２１ｂを挟んで接続され、一対の軸受２３が外嵌される軸本体部２１ｃと、該一対の軸受２３を固定するためのナット２７が螺合されるナット係合軸部２１ｄと、ナット係合軸部２１ｄの軸先端側に接続されて砥石２２が装着されるテーパ状の工具装着軸部２１ｅと、工具装着軸部２１ｅの先端部に接続された先端螺子部２１ｆとを有している。先端螺子部２１ｆには、砥石２２を固定するためのナット２８が螺合される。
　シャンク２１ａの基端部には、前記コレット１２によって係脱自在に把持されるプルスタッド２１ｇが連結されている。シャンク２１ａの形状としては様々な規格が用意されているが、図３の例ではＢＢＴ規格を採用している。尚、シャンク２１ａの規格はＢＢＴ規格に限ったものではなく、例えば、ＢＴ規格やＨＳＫ規格等の他の規格を採用してもよい。
　フランジ部２１ｂは、外周面の全周に亘って延びる断面略Ｖ字状の溝部２１ｈを有している。溝部２１ｈは、前記ＡＴＣ装置により工具ユニット２０を自動交換する際に利用される。具体的には、工具ユニット２０の自動交換時にはＡＴＣアームの爪部がこの溝部２１ｈに係合することで工具ユニット２０がＡＴＣアームに保持される。
　前記ケーシング２４は、一対の軸受２３を収容する円筒状の軸受収容筒部２４ａと、軸受収容筒部２４ａの軸方向の一端側に装着される先端カバー部２４ｂと、軸受収容筒部２４ａに対して径方向外側に離間して配置され、前記共回り防止ピン２５を保持するピン保持部２４ｃと、ピン保持部２４ｃと前記軸受収容筒部２４ａとを互いに連結する連結部２４ｄとを有している。
　ピン保持部２４ｃは外観視が略円柱状をなしている。ピン保持部２４ｃは、図５に示すように、共回り防止ピン２５をスライド可能にガイドするガイド穴２４ｅを有している。ガイド穴２４ｅの軸線は、回転出力軸２１の軸線と平行に延びており、この２つの軸線の離間距離は、主軸５の軸線と主軸ハウジング４ａに形成された貫通孔４ｅ（図４参照）の軸線との離間距離に等しい。ガイド穴２４ｅは、ユニット後方側に開口する止まり穴からなる。共回り防止ピン２５は、先端側の一部がユニット後方側に突出するようにガイド穴２４ｅに嵌挿されている。そして、共回り防止ピン２５は、ガイド穴２４ｅによってその軸線方向に進退自在にガイドされている。共回り防止ピン２５の先端部のエッジは略４５度に面取りされている。
　共回り防止ピン２５の内部には、小径孔２５ａと該小径孔２５ａに段差面２５ｂを介して接続された大径孔２５ｃとがピン軸線方向に貫通形成されている。小径孔２５ａは、共回り防止ピン２５の先端面２５ｇ（突出側の端面）に開口し、大径孔２５ｃは共回り防止ピン２５の基端面２５ｆに開口している。前記段差面２５ｂと、ガイド穴２４ｅの奥側端面２４ｉとの間には圧縮コイルスプリング３４が圧縮状態で配置されている。共回り防止ピン２５は、この圧縮コイルスプリング３４によってユニット後方側に付勢されている。
　図５に示すように、共回り防止ピン２５の内側の空間、及び、ガイド穴２４ｅにおける共回り防止ピン２５の基端面２５ｆよりも穴底側の空間は、後述するように研削加工時には冷却用のクーラント液で満たされる。共回り防止ピン２５は、このクーラント液の圧力によってユニット後方側に進出するように表面寸法が設定されている。すなわち、共回り防止ピン２５の段差面２５ｂの面積をＡ１とし、基端面２５ｆの面積をＡ２とし、先端面２５ｇの面積をＡ３としたとき、Ａ１＋Ａ２＞Ａ３の関係を満たしている。これによれば、共回りピンの段差面２５ｂ及び基端面２５ｆにクーラント圧が作用することで生じるユニット後方側への推力が、共回り防止ピン２５の先端面２５ｇにクーラント圧が作用することで生じるユニット前方側への推力を上回る。したがって、共回り防止ピン２５を、そのユニット後方側に位置する取付部材３０の係合凹部３０ｄにしっかりと密着させてクーラント液の漏れを防止することができる。
　共回り防止ピン２５の外周面におけるガイド穴２４ｅに嵌合する面部にはＯリング溝２５ｄが形成されている。Ｏリング溝２５ｄにはＯリング３３が嵌め込まれている。
　ピン保持部２４ｃのうちガイド穴２４ｅの奥側端面２４ｉを形成するガイド端壁２４ｊには、貫通孔２４ｆが形成されている。貫通孔２４ｆは、共回り防止ピン２５の小径孔２５ａ及び大径孔２５ｃと同軸に形成されている。貫通孔２４ｆは、ガイド穴２４ｅの奥側端面２４ｉに開口する細孔部２４ｍと、該細孔部２４ｍよりもユニット前方側に位置して内周面に配管接続用の雌螺子部が形成された螺子孔部２４ｎとからなる。螺子孔部２４ｎには、後述するフレキシブル配管３６の一端部が螺合している。
　共回り防止ピン２５の外周面には、工具ユニット２０の回転中心側（軸受収容筒部２４ａ側）に突出する突出板２５ｅが形成されている。共回り防止ピン２５は、突出板２５ｅを貫通する抜止めピン２９によってガイド穴２４ｅの軸線と平行な方向にガイドされている。抜止めピン２９は、その先端部の螺子部を、連結部２４ｄのユニット後方側面に形成された螺子孔２４ｋに螺合して固定されている。この抜止めピン２９の頭部が突出板２５ｅに当接することで、共回り防止ピン２５のユニット後方側への移動量が規制され、共回り防止ピン２５がガイド穴２４ｅから抜け出さないようになっている。
　共回り防止ピン２５は、工具ユニット２０を主軸５に装着した状態で、主軸ハウジング４ａに固定された取付部材３０の係合凹部３０ｄに係合する。この係合により、工具ユニット２０のケーシング２４が、共回り防止ピン２５及び取付部材３０を介して静止部材である主軸ハウジング４ａに連結される。これにより、主軸５の回転時におけるケーシング２４の共回りが防止される。こうして共回り防止ピン２５は共回り防止突部として機能する。
　共回り防止ピン２５の外周面に接続された突出板２５ｅの先端部は、図３に示すように、工具ユニット２０が主軸５に装着されていない状態では、回転出力軸２１のフランジ部２１ｂに形成された係合溝２１ｉに係合している。この係合溝２１ｉは、フランジ部２１ｂの外周部に位置していて、当該フランジ部２１ｂの径方向外側及びユニット前方側に開放している。そうして突出板２５ｅの先端部が回転出力軸２１の係合溝２１ｉに係合することで、ケーシング２４が回転出力軸２１に対して回り止めされる。よって、例えば工具ユニット２０をＡＴＣ装置の工具マガジンに収容した状態において、ケーシング２４が回転出力軸２１に対して不必要に回転してしまうのを防止することができる。
　一方、図４に示すように工具ユニット２０が主軸５に装着されると、共回り防止ピン２５が、取付部材３０の係合凹部３０ｄに係合するとともに、該係合凹部３０ｄからの当接反力を受けて、圧縮コイルスプリング３４の付勢力に抗しながらユニット前方側（図４の右側）に僅かに移動する。この結果、共回り防止ピン２５に接続された突出板２５ｅの先端部が、回転出力軸２１の係合溝２１ｉの外側に移動して、上述した突出板２５ｅによる回り止め機能が解除される。これにより、回転出力軸２１は、ケーシング２４に支持された状態で当該ケーシング２４とは独立に回転可能になる。
　［取付部材の構成］
　図５及び図６に示すように、取付部材３０は、取付座面を形成するブラケット部３０ａと、ブラケット部３０ａにおける取付座面側とは反対側面に突設された円筒ボス部３０ｂとを有している。
　取付部材３０は、円筒ボス部３０ｂの端面に開口する係合凹部３０ｄと、係合凹部３０ｄに連接されて取付座面に開口する連通孔３０ｇとを有している。連通孔３０ｇは、取付部材３０を主軸ハウジング４ａの先端面に取り付けた状態で、該主軸ハウジング４ａの貫通孔４ｅと前記係合凹部３０ｄとを連通させるように形成されている。
　係合凹部３０ｄは、円筒ボス部３０ｂと同軸をなす円筒孔部３０ｅと、円筒孔部３０ｅに連接されて取付座面側ほど縮径するテーパ孔部３０ｆとからなる。円筒孔部３０ｅは、共回り防止ピン２５の外周面に嵌合するように形成されている。テーパ孔部３０ｆは、共回り防止ピン２５の先端側の面取り部に嵌合するように形成されている。
　取付部材３０の取付座面には、連通孔３０ｇを囲むようにＯリング溝３０ｈが形成されている。このＯリング溝３０ｈにはＯリング３２が嵌め込まれている。
　ブラケット部３０ａには、厚さ方向に貫通する一対の取付孔３０ｃが形成されている。一対の取付孔３０ｃは、ブラケット厚さ方向から見て円筒ボス部３０ｂを挟んで対称に配置されている。取付部材３０は、各取付孔３０ｃを貫通するボルト３１によって主軸ハウジング４ａの先端面に固定されている。主軸ハウジング４ａの先端面には、このボルト３１に螺合する螺子孔４ｄが形成されている。螺子孔４ｄは、主軸ハウジング４ａの先端面に形成された既存の螺子孔を流用することができる。取付部材３０を主軸ハウジング４ａの先端面に固定した状態では、主軸ハウジング４ａに形成された貫通孔４ｅが、取付部材３０の連通孔３０ｇを介して係合凹部３０ｄに連通する。
　［クーラント供給構造］
　次に、砥石２２の表面に冷却流体であるクーラント液を供給するためのクーラント供給構造について説明する。尚、各図に示す白抜き矢印はクーラント液の流れを模式的に示している。
　このクーラント供給構造は、図４に示すように、第１供給流路部１０１と、第２供給流路部１０２と、第３供給流路部１０３とを含んでいる。
　第１供給流路部１０１は、図４に示すように、主軸ハウジング４ａに形成された貫通孔４ｅと、取付部材３０に形成された連通孔３０ｇとで構成される。貫通孔４ｅが主軸内部流路に相当し、連通孔３０ｇが主軸外部流路に相当する。
　第２供給流路部１０２は、図４及び図５に示すように、工具ユニット２０の共回り防止ピン２５とケーシング２４のガイド端壁２４ｊとに跨って貫通している。具体的には、第２供給流路部１０２は、共回り防止ピン２５の内部に形成された小径孔２５ａ及び大径孔２５ｃと、ガイド端壁２４ｊに形成された貫通孔２４ｆとで構成されている。これら小径孔２５ａ、大径孔２５ｃ及び貫通孔２４ｆは、主軸５の軸線方向に沿って互いに同軸に直線状に配置されている。すなわち、第２供給流路部１０２は、主軸５の軸線方向と平行に延びる直線状の流路である。第２供給流路部１０２の一端側の開口は、第１供給流路部１０１の下流側開口（つまり連通孔３０ｇの下流側開口）に連通している。第２供給流路部１０２の他端側の開口は、後述する第３供給流路部１０３に連通している。
　第３供給流路部１０３は、図４に示すように、貫通孔２４ｆに接続されたフレキシブル配管３６内の流路と、フレキシブル配管３６の先端に接続された末広ノズル３７内の流路とで構成されている。フレキシブル配管３６は、貫通孔２４ｆからユニット前側に向かって延びた後、砥石２２の側面に沿って径方向外側に屈曲し、その後、ユニット前側に屈曲して砥石２２の外周面に近接する位置まで延びている。フレキシブル配管３６の砥石２２側の端部には末広ノズル３７が接続されている。末広ノズル３７は、下流側ほど流路幅が広くなる扁平なノズルであって、吐出開口が砥石２２の表面付近に位置するように配置されている。具体的には、末広ノズル３７は、その吐出口が、砥石外周面に所定間隔を空けて対向するように配置されている。ここで、所定間隔は、ワークＷの発熱箇所（ワークＷにおける砥石２２との当接箇所）に向けてクーラント液を供給可能な範囲に設定される。本例では、末広ノズル３７の吐出口は、砥石２２の外周面に対向しているが、これに限ったものではなく、砥石２２の側面に対向していてもよいし、砥石２２の表面に対向せずにオフセットしていてもよい。
　以上のように構成された工作機械１において、主軸５に工具ユニット２０を装着していない状態では、図２に示すように、第１供給流路部１０１は主軸５の先端部付近に開口しているだけでクーラント液の供給路としては機能していない。一方、図４に示すように、工具ユニット２０を主軸５に装着した状態では、共回り防止ピン２５が取付部材３０の係合凹部３０ｄに係合する。共回り防止ピン２５が係合凹部３０ｄに係合すると、第１供給流路部１０１の下流側開口（取付部材３０の連通孔３０ｇの下流側開口）と、第２供給流路部１０２の上流側開口（共回り防止ピン２５の小径孔２５ａの上流側開口）とが連通する。第２供給流路部１０２と第３供給流路部１０３とは、工具ユニット２０に設けられて元々連通しているので、結局、３つの供給流路部１０１～１０３が一気に繋がり、クーラント供給装置１０から砥石２２の表面付近に至るクーラント液の供給流路（図４の白抜き矢印で示す流路）が形成される。
　そして、砥石２２による研削加工時には、制御装置５０による制御の下、電磁弁５１が開方向に励磁駆動されて、クーラント供給装置１０から吐出されたクーラント液が第１供給流路部１０１に流入した後、工具ユニット２０に設けられた第２供給流路部１０２及び第３供給流路部１０３を経由してワークＷの発熱箇所（ワークＷにおける砥石２２との当接箇所）に供給される。
　尚、共回り防止ピン２５を有さない通常のツールホルダを主軸５に装着した加工動作では、制御装置５０がＮＣプログラムの解析内容を基にそのことを認識して電磁弁５１を閉方向に励磁駆動する。したがって、共回り防止ピン２５を必要としない通常の加工動作時には第１供給流路部１０１の先端からクーラント液が不必要に噴射されることはない。
　［本実施形態の作用効果］
　以上説明したように、本実施形態のクーラント供給構造によれば、主軸ハウジング４ａの内部を通ってその先端部の係合凹部３０ｄの壁面を貫通する第１供給流路部１０１と、工具ユニット２０の共回り防止ピン２５及びケーシング２４に跨って貫通形成され、共回り防止ピン２５が前記係合凹部３０ｄに係合する係合状態において、一端側の開口が前記第１供給流路部１０１の下流側開口に連通する第２供給流路部１０２と、工具ユニット２０のケーシング２４よりも外側に設けられ、一端側の開口が前記第２供給流路部１０２の下流側開口に連通するとともに他端側の開口が前記砥石２２の表面付近に位置する第３供給流路部１０３とを備えるようにしたことで、工具ユニット２０の主軸５への着脱作業に連動して砥石２２へのクーラント供給路の設置及び撤去を容易に行うことができる。よって、工具ユニット２０の交換に伴う段取り作業時間を可及的に短縮することができる。また、砥石２２に向けてクーラント液を吐出する第３供給流路部１０３の配索経路を砥石２２の形状に応じて予め適切に設定しておくことで、工具ユニット２０の交換等により砥石２２の形状が変更されたとしても、当該砥石２２の形状に応じた適切なクーラント供給路を確立することができる。
　しかも、第１供給流路部１０１はその殆どが主軸ハウジング４ａの内部に形成されているので、クーラント液の配管スペースを別途確保する必要がなく、スペース効率を向上させることができる。また、工具ユニット２０に設けられた共回り防止ピン２５と前記係合凹部３０ｄとの係合により主軸５側の第１供給流路部１０１と工具ユニット２０側の第２供給流路部１０２とが連通するようになっており、共回り防止ピン２５は流路接続用のコネクタとしての役割も果たしている。したがって、部品の共通化を図ってコストを低減することができる。
　また、前記係合凹部３０ｄは、主軸ハウジング４ａの先端面に取付けられた該主軸ハウジング４ａとは別体の取付部材３０に形成されており、第１供給流路部１０１は、主軸ハウジング４ａに形成された主軸内部流路としての貫通孔４ｅと、取付部材３０に貫通形成された主軸外部流路しての連通孔３０ｇとからなる。
　これによれば、共回り防止ピン２５が係合する係合凹部３０ｄを、主軸ハウジング４ａとは別体の取付部材３０に形成するようにしたことで、例えば工具ユニット２０の交換により共回り防止ピン２５の位置が変化したとしても、取付部材３０に形成される係合凹部３０ｄ及び連通孔３０ｇの形状を変更するだけで対応することができる（後述する図７参照）。
　前記取付部材３０は、主軸ハウジング４ａの先端面に形成された螺子孔４ｄに螺合するボルト３１により該先端面に着脱可能に固定されている。
　これによれば、取付部材３０の交換作業を容易に行うことができる。この螺子孔４ｄとしては、主軸ハウジング４ａの先端面に形成された既存の螺子孔を利用することができる。
　第１供給流路部１０１は、主軸５の軸線方向に延びる直線状の流路とされている。
　この構成によれば、第１供給流路部１０１を直線状に形成することで第１供給流路部１０１内の管路抵抗を低減することができる。これにより、クーラント液を、第１供給流路部１０１からその下流側に接続される第２供給流路部１０２に向けて勢い良く供給することができる。
　第２供給流路部１０２は、共回り防止ピン２５が取付部材３０の係合凹部３０ｄに係合した状態では、主軸５の軸線方向に直線状に延びるように形成されている。
　この構成によれば、第２供給流路部１０２を直線状に形成することで該第２供給流路部１０２内の管路抵抗を低減することができる。これにより、クーラント液を、第２供給流路部１０２からその下流側に接続される第３供給流路部１０３に向けて勢い良く供給することができる。
　前記第１供給流路部１０１と第２供給流路部１０２とは、共回り防止ピン２５が取付部材３０の係合凹部３０ｄに係合した状態では、主軸５の軸線方向に直線状に延びて互いに同軸に配置される。
　これによれば、第１供給流路部１０１と第２供給流路部１０２とが同軸に配置されているので、クーラント液が第１供給流路部１０１から第２供給流路部１０２に流入する際の管路抵抗を低減することができる。また、第１供給流路部１０１と第２供給流路部１０２とが協働して１つの直線状の流体供給路を形成するので、クーラント液に作用する管路抵抗を可及的に低減することができる。
　また、第３供給流路部１０３は、フレキシブル配管３６によって形成されている。
　これによれば、フレキシブル配管３６の湾曲形状を変更することで、砥石２２に対するクーラント液の供給箇所を自由に調整することができる。よって、クーラント液をワークＷの発熱箇所に精度良く供給してその冷却効率を向上させることができる。
　《他の実施形態》
　前記実施形態では、工具ユニット２０は、主軸５の軸線と砥石２２の軸線とが同方向を向くように構成されているが、これに限ったものではなく、主軸５の軸線と砥石２２の軸線とが所定角度（例えば９０°）で交差するように構成されていてもよい。この場合、ケーシング２４内には、回転軸線を交差させるためのギア機構を追加すればよい。
　前記実施形態では、砥石２２を冷却するための冷却流体はクーラント液とされているが、これに限ったものではない。冷却流体は、例えば、冷却空気や不活性ガス等であってもよい。
　前記実施形態では、主軸ハウジング４ａに形成された貫通孔４ｅと、工具ユニット２０の共回り防止ピン２５とが同軸に位置する例を説明したが、例えば、図７に示すように、共回り防止ピン２５の軸線が、貫通孔４ｅの軸線に対して主軸ハウジング４ａの径方向外側（図７の下側）にオフセットしていてもよい。この場合、取付部材３０に形成される連通孔３０ｇの位置を、このオフセットを吸収する方向、つまり主軸ハウジング４ａの径方向内側に（図６の上側）にずらすことで、貫通孔４ｅと共回り防止ピン２５内の小径孔２５ａとが連通孔３０ｇを介して連通する。よって、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
　前記実施形態では、第２供給流路部１０２は、共回り防止ピン２５とケーシング２４のガイド端壁２４ｊとに跨がって貫通形成されているが、これに限ったものでなく、例えば、図８に示すように、共回り防止ピン２５のみを貫通していてもよい。図８の例では、共回り防止ピン２５はケーシング２４に固定され、フレキシブル配管３６は共回り防止ピン２５に対して径方向外側（側方）から接続され、共回り防止ピン２５内の小径孔２５ａとフレキシブル配管３６内の流路とが連通している。
　前記実施形態において、第１供給流路部１０１は、加工工具Ｋとしてドリルなどの切削工具を具備した工具ユニットに対しても使用することができる。この場合、第１供給流路部１０１に供給されたクーラント液は、ケーシング内の流路及び回転出力軸の内部に形成された流路を通ってセンタースルー方式やサイドスルー方式など周知の方式により加工工具Ｋの先端部に供給される。このように、センタースルー方式やサイドスルー方式を採用した工具ユニットと、砥石２２を具備した前記実施形態の工具ユニット２０とで、第１供給流路部１０１を兼用することでクーラント供給構造を簡素化してコストを低減することができる。
　前記実施形態では、共回り防止ピン２５は、ケーシング２４とは別部材で構成されているが、これに限ったものではなく、ケーシング２４に一体形成されていてもよい。
　前記実施形態では、係合凹部３０ｄは、主軸ハウジング４ａとは別体の取付部材３０に形成されているが、これに限ったものではなく、主軸ハウジング４ａの先端面に直接形成するようにしてもよい。
　前記実施形態では、第３供給流路部１０３を形成するためにフレキシブル配管３６を使用しているが、必ずしもフレキシブル配管３６を使用する必要はなく、形状が固定された固定配管を使用するようにしてもよい。また、末広ノズル３７は廃止してもよい。
　前記実施形態では、工作機械１は横型のマシニングセンタとされているが、これに限ったものではなく、例えば縦型のマシニングセンタや複合加工機であってもよい。
　尚、上述した実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
１　　　　工作機械
４ａ　　　主軸ハウジング
４ｄ　　　螺子孔
５　　　　主軸
５ａ　　　工具装着孔
２０　　　工具ユニット
２１　　　回転出力軸
２２　　　砥石
２４　　　ケーシング
２５　　　共回り防止ピン（共回り防止突部）
３０　　　取付部材
３０ｄ　　係合凹部
３６　　　フレキシブル配管
１０１　　第１供給流路部
１０２　　第２供給流路部
１０３　　第３供給流路部

Claims (7)

  1. 　工具ユニットを装着する工具装着孔を先端面に有する主軸と、該主軸を回転自在に保持する非回転の主軸ハウジングとを備え、前記主軸ハウジングの先端部にその基端側に凹む係合凹部が設けられ、前記工具ユニットは、前記工具装着孔に嵌合される回転出力軸と、該回転出力軸の回転に連動して回転する砥石と、該回転出力軸を回転自在に保持するケーシングと、該ケーシングに固定された共回り防止突部とを有していて、該共回り防止突部が前記係合凹部に係合することで前記主軸の回転に伴う前記ケーシングの共回りが防止される工作機械において前記砥石の表面に冷却流体を供給するための冷却流体供給構造であって、
    　前記主軸ハウジングの内部を通って前記係合凹部の壁面を貫通し、該係合凹部内に向けて冷却流体を供給する第１供給流路部と、
    　前記共回り防止突部に貫通形成され、又は、該共回り防止突部及び前記ケーシングに跨って貫通形成され、前記共回り防止突部が前記係合凹部に係合する係合状態において、一端側の開口が前記第１供給流路部の下流側開口に連通する第２供給流路部と、
    　前記ケーシングよりも外側に設けられ、一端側の開口が前記第２供給流路部の下流側開口に連通するとともに他端側の開口が前記砥石の表面付近に位置し、該砥石の表面に向けて冷却流体を供給する第３供給流路部とを備えていることを特徴とする冷却流体供給構造。
  2. 　前記係合凹部は、前記主軸ハウジングの先端面に取付けられた該主軸ハウジングとは別体の取付部材に形成されており、
    　前記第１供給流路部は、前記主軸ハウジングに形成された主軸内部流路と、前記取付部材に貫通形成された主軸外部流路とからなることを特徴とする請求項１記載の冷却流体供給構造。
  3. 　前記取付部材は、前記主軸ハウジングの先端面に形成された螺子孔に螺合する螺子を介して該先端面に着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項２記載の冷却流体供給構造。
  4. 　前記第１供給流路部は、前記主軸の軸線方向に延びる直線状の流路であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の冷却流体供給構造。
  5. 　前記第２供給流路部は、前記係合状態において、前記主軸の軸線方向に延びる直線状の流路であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の冷却流体供給構造。
  6. 　前記第１供給流路部と前記第２供給流路部とは、前記係合状態において、前記主軸の軸線方向に直線状に延びて互いに同軸に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の冷却流体供給構造。
  7. 　前記第３供給流路部は、フレキシブル配管によって形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の冷却流体供給構造。
     
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