JPH04125550U - 主軸ヘツドにおける切削剤供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マシニングセンターの主軸ヘッドにおいて、
回転継手を保守しやすい位置に配置し、供給される切削
剤がヘッド本体内の機構部に侵入するのを防止し、さら
に主軸先部を小径化する。 【構成】 ヘッド本体１１の支持ベースに回転継手６５
を固定する。回転継手６５から供給される切削剤は、カ
ップリング６２に対し軸方向へ摺動自在に設けられたク
ランプ軸３１内の供給孔Ｏ１を経て、主軸１４の下部の
傾斜した切削剤供給通路Ｏ４から排出部７０を介して工
具ホルダに供給される。回転継手６５の回転管６５ｃま
たはシールリング６３の部分から洩れた切削剤は、主軸
１４に固定された回転体２２の外周を流れ、遮蔽部材２
４の溝２４ｂに受けられて抜き穴２４ｃから排出され
る。よって回転体２２と遮蔽部材２４との隙間２４ａか
らヘッド本体１１内に切削剤が侵入するのが防止され
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、マシニングセンターなどの主軸ヘッドに係り、特に主軸内に設けら れたクランプ軸の基部からクランプ軸内を経て主軸先部に装着された工具ホルダ へ切削剤を供給するものにおいて、切削剤供給部の保守作業を容易にし、また切 削剤供給部などから洩れた切削剤が主軸回転機構などを収納するヘッド本体内に 侵入するのを防止でき、さらに主軸先部を小径にして高速回転を可能にした主軸 ヘッドにおける切削剤供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

マシニングセンターの主軸ヘッドは、先部に工具ホルダを装着した主軸がヘッ ド本体に支持され、ヘッド本体内に設けられた回転駆動機構により主軸が回転駆 動されるのが一般的である。この種の主軸ヘッドでは、主軸の先部に工具ホルダ をクランプするクランプ機構が設けられ、このクランプ機構をクランプとアンク ランプ方向へ駆動するクランプ軸が主軸内に進退自在に設けられている。 また主軸ヘッドでは、加工中に工具ホルダに切削剤（切削油を主体としたクー ラント）を供給する必要がある。この切削剤の供給経路として、切削剤供給部か ら前記クランプ軸内の通路に切削剤が供給され、このクランプ軸内の通路を経て 、主軸の先部から工具ホルダに切削剤が供給されるものがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記従来の主軸ヘッドの切削剤供給装置には以下に列記する問題 点がある。 （１）従来の切削剤供給部は、クランプ軸の中腹に設けられるなどして、外部か ら作業しにくい位置に配置されていたため、切削剤供給部の保守作業が困難であ った。また切削剤供給のための回転継手をクランプ軸の基部に連結した場合、ク ランプ機構のクランプならびにアンクランプ動作のためにクランプ軸が進退駆動 される際、このクランプ軸と共に回転継手が一緒に進退方向へ移動するため、回 転継手に対し軟質なホースにより配管する必要があり、また回転継手の進退動作 に応じてホースなどを移動させるための許容スペースを設ける必要があった。

【０００４】 （２）縦型のマシニングセンターの主軸ヘッドでは、回転継手から供給される切 削剤の供給経路からこの切削剤が洩れることがあり、この洩れた切削剤がクラン プ軸の外周面やさらにその外周に位置する機構部を伝わってヘッド本体まで流れ 落ちることがある。ヘッド本体内には前述のように、主軸ヘッドを回転させる回 転駆動機構が設けられ、この機構部は潤滑油の供給領域となっている。よって前 記の洩れた切削剤がヘッド本体内に侵入すると、切削剤が潤滑油内に混入し、機 構部の潤滑不良などの不都合が生じる。

【０００５】 （３）クランプ軸の内部の切削剤通路を通過した切削剤は、主軸の先部の内部に 形成された切削剤供給通路を通過して工具ホルダに送られるようになっている。 ところが、工具ホルダの先部には、工具ホルダのテーパシャンク部が装着される 穴が先端に行くにしたがって広がるようにテーパ状に形成されている。よって従 来の前記切削剤供給通路は、テーパ状の穴の最大直径部分よりも外側に位置する ようにして主軸の中心に平行に延びるように形成されていた。そのため主軸ヘッ ドの先部の外径が大きくなり、またこの外径を回転自在に支持するベアリングの 内輪の径も大きくなって、高速回転に不利な支持構造とせざるをえなかった。

【０００６】 本考案は上記従来の課題を解決するものであり、マシニングセンターの主軸ヘ ッドにおいて、切削剤供給部を保守しやすい位置に配置でき、且つ洩れた切削剤 がヘッド本体内へ侵入するのを防止でき、さらに主軸の先部を小径にして高速回 転に適する軸受支持を可能にした主軸ヘッドにおける潤滑剤供給装置を提供する ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案による主軸ヘッドにおける切削剤供給装置は、ヘッド本体に、先部に工 具ホルダのクランプ機構を有する主軸と、この主軸を回転させる回転駆動機構と 、主軸内部に進退自在に挿入され且つその基部が主軸の基端部から外方へ突出す るクランプ軸と、この突出したクランプ軸を介して前記クランプ機構をクランプ およびアンクランプ方向へ駆動するクランプ駆動機構と、このクランプ駆動機構 よりもさらにクランプ軸の基部側に位置し且つクランプ軸内に形成された切削剤 通路を介して前記工具ホルダに切削剤を送る切削剤供給部とが設けられており、 前記切削剤供給部は、前記ヘッド本体に設けられた支持部に固定された回転継手 と、この回転継手の回転部に設けられたカップリングとを有し、前記クランプ軸 の基端は、このカップリングに対し回転方向に結合され且つ軸方向へ摺動自在に 連結されていることを特徴とするものである。

【０００８】 また本考案は、主軸の基端部には、この主軸と共に回転する回転体が設けられ 、前記ヘッド本体の外部には前記回転体を囲む形状の遮蔽部材が固定されており 、この遮蔽部材には、前記回転体に対向して、洩れた切削剤を受ける溝が形成さ れていることを特徴とするものである。

【０００９】 さらに本考案は、主軸の内部には、基部が前記クランプ軸内の切削剤通路に連 通し且つ先部が工具ホルダへの切削剤供給部に連通する切削剤供給通路が形成さ れており、この切削剤供給通路は、主軸の先端に行くにしたがって主軸の中心か ら離れる方向へ傾斜して形成されていることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

上記第１の手段では、切削剤供給部がクランプ軸の最も基部の部分に設けられ ている。よって外部から切削剤供給部への保守が容易である。また切削剤供給部 の回転継手がヘッド本体に設けられた支持部に固定され、クランプ軸の進退動作 がカップリングとクランプ軸との軸方向の摺動により許容されるため、回転継手 がクランプ軸の動作と共に移動することがなく、よって回転継手への配管が容易 である。

【００１１】 上記第２の手段では、回転継手などの切削剤供給部のシール不良などにより切 削剤が外部に洩れ、この洩れた切削剤がクランプ軸の外周面やその外周の機構部 を伝わって流れ落ちた場合、この切削剤は、まず主軸ヘッドの上端に設けられた 回転体のフランジ部を伝わって、さらに遮蔽部材の溝内に流れ落ちる。よってこ の洩れた切削剤がヘッド本体内に侵入することがなく、ヘッド本体内にて潤滑油 に切削剤が混入することが防止できる。

【００１２】 上記第３の手段では、主軸の先部内にて切削剤供給通路が傾斜して延びている ため、主軸の先部を小径にでき、高速回転に適する軸受支持が可能になる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面により説明する。 図１は本考案による切削剤遮蔽装置が設けられた縦型マシニングセンターの主 軸ヘッドを示す断面図、図２はその上部の構造を拡大して示す断面図、図３は下 部の構造を拡大して示す断面図である。 この縦型マシニングセンターの主軸ヘッド１０では、ヘッド本体１１の下部に 円筒形状の回転支持部１２が固定されている。この回転支持部１２内に設けられ た軸受１３ならびにヘッド本体１１内に設けられた他の軸受により主軸１４が回 転自在に支持されている。ヘッド本体１１はケース状に形成されており、その内 部に主軸１４を回転させる回転駆動機構Ｍ１が収納されている。この回転駆動機 構Ｍ１は、ヘッド本体１１に保持された軸受１５に支持されて図示しないモータ により駆動される軸１６、この軸１６に固定された歯車１７、この歯車１７と噛 み合い且つキー１８により前記主軸１４の外周に固定された歯車１９などから構 成されている。またヘッド本体１１の内部には潤滑油が供給されている。

【００１４】 主軸１４は中空部１４ｂを有する軸であり、その下端には工具ホルダが嵌装さ れるテーパ穴（装着穴）１４ａが形成され、また主軸１４の下端面には、工具ホ ルダを位置決めするためのキー２１が一体に突設されている（図３参照）。主軸 １４の上端は、図１と図２に示すように、ヘッド本体１１の上面１１ａよりもわ ずかに上方へ突出している。主軸１４の上端部外周面には回転体２２がねじ部２ ２ｃにより螺装され、弛み止めナット２３により固定されている。また回転体２ ２の上部には外周へ張り出すフランジ部２２ａが一体に形成されている。またヘ ッド本体１１の上面１１ａには遮蔽部材２４が固定されている。この遮蔽部材２ ４の内周面と前記回転体２２の外周面との間には隙間２４ａが形成されている。 前記回転駆動機構Ｍ１により主軸１４が回転すると、これと共に回転体２２も回 転するが、固定側に設けられている遮蔽部材２４に対し回転体２２は隙間を開け て回転することになる。

【００１５】 遮蔽部材２４は、前記回転体２２の外周を囲む形状であり、前記フランジ部２ ２ａの下方に対向する部分には後述の切削剤を受ける溝２４ｂが形成され、この 溝２４ｂは抜き穴２４ｃにより外部に通じている。溝２４ｂ内に受けられた切削 剤は抜き穴２４ｃからヘッド本体１１の外面に逃がされるが、図２に示すように 、ヘッド本体１１の外面の（ａ）と（ｂ）で示す部分はヘッド本体１１の上面１ １ａよりも低くなるように形成されており、前記抜き穴２４ｃから流れ出た切削 剤が、上面１１ａを伝わってヘッド本体１１内に侵入できないようになっている 。また遮蔽部材２４の図示上端にはシリンダ２５が固定されている。

【００１６】 主軸１４内の前記テーパ穴１４ａの内側にはプルスタッド式のクランプ機構３ ０が設けられ、主軸１４の内部には前記クランプ機構３０をクランプまたはアン クランプ状態に切換えるためのクランプ軸３１が進退自在に設けられている。図 ２に示すように、主軸１４の上端の開口内部にはばね受けリング３２が設けられ ている。このばね受けリング３２とその上に設けられた支持部材３３ならびに被 押圧ナット３４はクランプ軸３１の外周に固定され、クランプ軸３１と一体に進 退動作する。主軸１４の中空部１４ｂ内で且つクランプ軸３１の外側には皿ばね ３５が収納されている。皿ばね３５の上端はクランプ軸３１に固定された前記ば ね受けリング３２に当接し、皿ばね３５の下端は図３に示すように、主軸１４の 内部フランジ１４ｃに接触している。この皿ばね３５は前記ばね受けリング３２ を介してクランプ軸３１を上方へ付勢している。クランプ軸３１が皿ばね３５の 付勢力により上方向へ移動しているとき、前記クランプ機構３０は工具ホルダを クランプする状態となり、皿ばね３５の弾性力に対抗してクランプ軸３１が下方 向へ駆動されると、工具ホルダのクランプが解除される。

【００１７】 図３に示すように、主軸１４内の前記テーパ穴１４ａの内側（図示上側）にお いて、クランプ軸３１の下端にはクランプ部材３６が一体に形成され、このクラ ンプ部材３６はシールリング３８を介して主軸１４の内周面を摺動する。クラン プ部材３６には複数箇所の穴３６ａが形成され、この穴３６ａ内にクランプボー ル３７が挿入されている。

【００１８】 図３において、符号Ｔは工具であり、Ｔａは工具ホルダである。この工具ホル ダＴａにはテーパシャンク部Ｔｂとその上端部のプルスタッドＴｃが設けられて いる。また工具ホルダＴａのフランジ部の外周には前記キー２１に嵌着される位 置決め溝Ｔｄが形成され、さらに周囲には、工具交換アーム（図示せず）にて保 持される保持溝Ｔｅが形成されている。さらに工具ホルダＴａ内には、ホルダの 上面に開口する切削剤通路Ｔ１が形成されている。

【００１９】 皿ばね３５の付勢力によりクランプ軸３１ならびにクランプ部材３６が図示上 方向（クランプ方向）へ移動している状態では、前記クランプボール３７がプル スタッドＴｃを上方向へ引き、テーパシャンク部Ｔｂがテーパ穴１４ａに密着し てクランプ状態となる。また、クランプ軸３１ならびにクランプ部材３６が下方 向（アンクランプ方向）へ駆動されると、クランプボール３７が主軸１４の内面 のテーパ面１４ｄの位置に至り、工具ホルダＴａの保持が解除されてアンクラン プ状態となる。

【００２０】 上記クランプ軸３１をクランプ解除方向へ駆動するクランプ駆動機構４０は、 ヘッド本体１１の上方に設けられた前記シリンダ２５内に設けられている。前述 のようにこのシリンダ２５は遮蔽部材２４を介してヘッド本体１１の上面１１ａ に固定されているものである。図２に示すように、シリンダ２５の内部には、駆 動部材４１がシールリング４２ａ，４２ｂ，４２ｃならびに４２ｄなどを介して 上下に摺動自在に保持されている。駆動部材４１のほぼ中腹の外周にはピストン ４３が装着されナット４４によって固定されている。ピストン４３の外周面はシ ールリング４５を介して、シリンダ２５内のシリンダ室２５ａ内を摺動する。シ リンダ室２５ａ内はピストン４３により加圧室Ｐ１とＰ２に区切られており、シ リンダ２５にはそれぞれの加圧室Ｐ１とＰ２に連通する油圧ポート２５ｂと２５ ｃが形成されている。また駆動部材４１の図示下端には、押圧部材４６が固定さ れており、これが前記クランプ軸３１の外周面に固定された被押圧ナット３４の 上方に対向している。

【００２１】 図１と図２では、シリンダ２５内の加圧室Ｐ１が加圧されてピストン４３なら びに駆動部材４１は上昇しており、押圧部材４６が被押圧ナット３４からΔだけ 上方に離れている。シリンダ２５内の加圧室Ｐ２が加圧され、ピストン４３なら びに駆動部材４１が下降すると、押圧部材４６が被押圧ナット３４を図示下方向 に押し、被押圧ナット３４と共にクランプ軸３１が皿ばね３５の弾性力に対抗し て下降し、前記クランプ機構３０はアンクランプ状態となる。

【００２２】 前記駆動部材４１はシリンダ２５の上方へ突出しているが、この突出している 部分にドグアーム４７が装着され、ナット４８により固定されている。図１に示 すように、ドグアーム４７の先端には検知ドグ４９ａと４９ｂが固定されている 。またシリンダ２５に支持されたスイッチ支持板５１には検知スイッチＳ１とＳ ２が設けられており、駆動部材４１の動作状態がドグ４９ａ，４９ｂならびにス イッチＳ１，Ｓ２により検知できるようになっている。

【００２３】 図１ならびに図２に示すように、最上部には切削剤供給部６０が設けられてい る。図４（Ａ）（Ｂ）は、切削剤供給部６０とクランプ軸３１の上端部との連結 構造を断面図により示しており、図５（Ａ）は図４（Ａ）のＡ矢視端面、図５（ Ｂ）は図４（Ｂ）のＢ矢視端面を示している。

【００２４】 前記ヘッド本体１１の上面１１ａからは上方へ一体に延びる支持ベース１１ｂ が設けられている。この支持ベース１１ｂには軸受６１ａと６１ｂにより、カッ プリング６２が回転自在に支持されている。このカップリング６２の下部外周面 ６２ａは前記駆動部材４１の上部内周面に対して隙間６４を有して回転するよう になっている。図４（Ａ）と図５（Ａ）に示すように、カップリング６２の内部 には摺動穴６２ｂが形成されて、その内周面のやや下部位置にシールリング６３ が装着されている。またカップリング６２の下端開口部には内幅がＷ１の平行平 面６２ｃ，６２ｃが形成されている。一方、図４（Ｂ）と図５（Ｂ）に示すよう に、クランプ軸３１の上端には摺動軸部３１ａが形成され、その下方位置には対 向幅寸法がＷ２の対向平面３１ｂ，３１ｂが形成されている。前記幅寸法Ｗ２は 前記内幅寸法Ｗ１よりもわずかに小さくなっている。

【００２５】 クランプ軸３１の上端の摺動軸部３１ａは、カップリング６２の摺動穴６２ｂ に対し最小の隙間にて挿入され、シールリング６３に密着して軸方向へ摺動でき るようになっている。またクランプ軸３１の対向平面３１ｂ，３１ｂは、カップ リング６２の平行平面６２ｃ，６２ｃに嵌合される。よって、クランプ軸３１と カップリング６２は一緒に回転できるように連結され、且つクランプ軸３１はカ ップリング６２に対し軸方向へ相対的に摺動できるように連結されている。

【００２６】 前記主軸１４が回転駆動されると、クランプ軸３１も一緒に回転し、さらにカ ップリング６２も軸受６１に支持されてクランプ軸３１と一緒に回転する。ただ し工具ホルダのアンクランプ動作では、回転が停止した状態で、前記駆動部材４ １の駆動力によりクランプ軸３１が下方向へ駆動されるが、このときにはクラン プ軸３１の上部の摺動軸部３１ａがシールリング６３にシールされた状態にてカ ップリング６２内を摺動して下降することになる。

【００２７】 符号６５は回転継手である。この回転継手６５の外部ケース６５ａの上端部６ ５ｂは、支持ベース１１ｂから上方に延びる支持板６６の先端６６ａにより挟ま れるようにして回転しないように支持されている。また回転継手６５の下部に突 出する回転管６５ｃは前記カップリング６２内に挿入されて相互にねじ止め固定 されている。図１に示す供給管６７から送られる切削剤は回転継手６５内にて回 転管６５ｃの内部へ供給され、さらにカップリング６２内から、クランプ軸３１ の軸内に形成された切削剤供給孔Ｏ１に供給される。

【００２８】 図の実施例では、カップリング６２が支持ベース１１ｂに支持され、さらにカ ップリング６２に連結される回転継手６５の外部ケース６５ａが支持板６６によ り回転しないように支持され、しかもクランプ軸３１がカップリング６２内を軸 方向へ摺動する構造である。このように、回転継手６５の外部ケース６５ａが回 転せず、また外部ケース６５ａがクランプ軸３１と共にアンクランプ方向へ動か ないため、前記供給管６７を硬質配管にすることが可能である。また回転継手６ ５が支持ベース１１ｂの上方にあり、下部の各機構から離れて上方に位置してい るため、回転継手６５のメンテナンスが容易である。

【００２９】 前記のように、クランプ軸３１内の切削剤供給孔Ｏ１内に供給される切削剤は 、この供給孔Ｏ１内を通過してクランプ軸３１の下部に至る。図３に示すように 、クランプ軸３１の下部の前記クランプ部材３６が形成されている部分には、前 記供給孔Ｏ１と連通してクランプ部材３６の外面に開口する横断通路Ｏ２が形成 されている。さらに主軸１４の内部には前記横断通路Ｏ２に連通する切削剤室Ｏ ３が形成されている。さらに主軸１４の下部にはその基部が前記切削剤室Ｏ３と 横断通路Ｏ２を介して供給孔Ｏ１に連通し、さらに図の下方向に行くにしたがっ て主軸１４の中心から離れる方向に傾斜して延びる切削剤供給通路Ｏ４が形成さ れている。前記切削剤は、供給孔Ｏ１、横断通路Ｏ２、切削剤室Ｏ３、切削剤供 給通路Ｏ４内を通過して排出部７０に至る。

【００３０】 図３に排出部７０が示され、図６にはさらに排出部７０が拡大して断面図によ り示されている。 図６に示すように、主軸１４の下部には下端面に開口する断面が円形の凹部１ ４ｆが形成されている。凹部１４ｆ内にはフロート部材７２が設けられている。 このフロート部材７２はその外周部に撞着されたシールリング７１を介して凹部 １４ｆの内周面に摺動自在に支持されている。凹部１４ｆの内上部にはリテーナ ７３が装着され、フロート部材７２とリテーナ７３との間にスプリング７４が介 装されている。符号７５は固定部材である。この固定部材７５は先端の雌ねじ部 ７５ｂが主軸１４内に螺着されて固定され、基部には六角穴７５ｃが形成された 頭部７５ａが一体に形成されている。固定部材７５の中央部は摺動軸部７５ｄで あり、フロート部材７２は摺動軸部７５ｄに摺動自在に挿通されている。主軸１ ４に形成された凹部１４ｆは断面が円形で、フロート部材７２はこの凹部１４ｆ 内を摺動する円柱形状である。摺動軸部７５ｄは凹部１４ｆとフロート部材７２ に対し中心軸から外れた位置に固定されている。よってフロート部材７２は凹部 １４ｆ内にて回り止めされた状態で摺動軸部７５ｄに対し軸方向へ摺動できるよ うになっている。なお図６においてδで示す寸法がフロート部材７２の摺動量で ある。

【００３１】 フロート部材７２の下端には、接合部材７６が固定されている。この接合部材 ７６はしんちゅうなどの軟質な材料により形成され、工具ホルダＴａの上面が当 たるときにこの上面を傷つけないようになっている。工具ホルダＴａが装着され ていないときには、フロート部材７２と接合部材７６はスプリング７４の付勢力 によりδの量だけ図示下方向へ突出している。工具ホルダＴａがクランプされる と、工具ホルダＴａの上面により接合部材７６が押され、接合部材７６とフロー ト部材７２とが図示上方へ後退する。フロート部材７２のδで示す移動余裕によ り、工具ホルダＴａのテーパシャンク部Ｔｂと主軸１４のテーパ穴１４ａとの接 合による上下方向の位置の誤差が吸収され、またスプリング７４の付勢力により 接合部材７６が工具ホルダＴａの上面に密着する。

【００３２】 前記傾斜した切削剤供給通路Ｏ４内から排出部７０に至った切削剤は、切削剤 室Ｏ５と通路Ｏ６内を経て工具ホルダＴａの切削剤通路Ｔ１内に送られ、工具Ｔ に供給される。

【００３３】 工具ホルダＴａに形成された切削剤通路Ｔ１の位置は規格により決められてお り、よって排出部７０の接合部材７６の中心軸からの距離Ｒは決められている。 そこで図の実施例では、通路Ｏ４が切削剤室Ｏ３の位置から下方向へ広がるよう に斜めに延び、その下部が排出部７０に連通されている。このように通路Ｏ４を 斜めに形成することにより、主軸１４の下部の軸受１３により保持されている部 分の直径Ｄを小さくできることになる。よって軸受１３の配置径も小さくなり、 図３に示す機構部分の小径化を図ることができ、さらに回転部の径を小さくでき ることから、高速回転が可能になる。

【００３４】 さらに上記実施例では、固定部材７５が図の下方向から螺着され、固定部材７ ５の軸方向が主軸１４の軸方向と平行になっている。よって加工動作中に主軸１ ４が高速回転しても、遠心力により固定部材７５に弛み方向の力が作用しない。 一方、フロート部材７２の移動量を規制する部材を図６の側方から螺着している 場合には、主軸１４の遠心力により規制する部材が弛む場合がある。このように 図の実施例では、固定部材７５の弛みが防止でき、信頼性を向上できるようにな る。

【００３５】 また図の実施例では、前記クランプ駆動機構４０によりクランプが解除され、 工具交換装置の交換アームにより工具ホルダＴａがテーパ穴１４ａから引き抜か れたときに、テーパ穴１４ａの内面を清掃するためのエアーが供給される。以下 、このエアーの供給経路を説明する。

【００３６】 このエアーの供給は、アンクランプ動作のとき、すなわちシリンダ２５内の加 圧室Ｐ２が加圧されて駆動部材４１が下降し押圧部材４６が被押圧ナット３４を 加圧してクランプ軸３１を下降させ、駆動部材４１の下端面４１ａが回転体２２ の上面２２ｂに密着しているときに行われる。このとき図２に示す、シリンダ２ ５に形成されたエアー通路Ｅ１からシールリング４２ａと４２ｂの間に形成され た空間を経て駆動部材４１内部のエアー通路Ｅ２にエアーが供給される。エアー は押圧部材４６に形成された通路Ｅ３から駆動部材４１の下部内空間Ｅ４、回転 体２２に形成された通路Ｅ５、さらにばね受けリング３２に形成された溝Ｅ６を 経て、皿ばね３５が収納されている主軸１４の中空部１４ｂ内に供給される。さ らに、図３に示すように、前記中空部１４ｂと連通してクランプ軸３１の下部に 形成されたエアー通路Ｅ７からテーパ穴１４ａ内に噴射される。

【００３７】 次に上記実施例の動作について説明する。 各図は工具ホルダＴａがクランプされた状態を示している。 このとき、図１と図２に示すように、シリンダ２５内の加圧室Ｐ１が加圧され てピストン４３と駆動部材４１は上昇しており、駆動部材４１に設けられた押圧 部材４６は、クランプ軸３１に固定された被押圧ナット３４からΔの距離だけ離 れている。よって皿ばね３５の付勢力によりクランプ軸３１が上昇しており、図 ３に示すように、クランプ軸３１の下部に一体に形成されたクランプ部材３６が クランプボール３７を引き上げ、このクランプボール３７により工具ホルダＴａ のプルスタッドＴｃが引かれ、テーパシャンク部Ｔｂがテーパ穴１４ａの内面に 密着されて工具ホルダＴａがクランプされている。

【００３８】 加工動作では、ヘッド本体１１内に設けられた回転駆動機構Ｍ１により主軸１ ４が回転駆動される。この加工動作中に、回転継手６５の回転管６５ｃからカッ プリング６２の内部を経てクランプ軸３１の供給孔Ｏ１に切削剤が供給される。 この切削剤は図３に示す横断通路Ｏ２、切削剤室Ｏ３、傾斜した切削剤供給通路 Ｏ４を経て排出部７０に送られ、通路Ｏ６から工具ホルダＴａの切削剤通路Ｔ１ から工具Ｔに供給される。

【００３９】 この加工中において、回転継手６５内のシール不良などにより、切削剤が回転 管６５ｃの外周部から洩れることがある。この洩れた切削剤はカップリング６２ の外周を伝わり、カップリング６２と駆動部材４１の上部との隙間６４から駆動 部材４１の内周面に流れ落ちる。また図２に示すカップリング６２の内周のシー ルリング６３のシール不良がある場合には、切削剤はクランプ軸３１の外周面に 沿って駆動部材４１の内部を流れ落ちる。駆動部材４１の内面ならびにクランプ 軸３１の外周面を伝わって流れ落ちる切削剤は、駆動部材４１の下部の隙間６８ から被押圧ナット３４の位置まで流れ、さらに回転体２２の上面２２ｂからフラ ンジ部２２ａの外周面に沿って流れる。その後は遮蔽部材２４に形成された溝２ ４ｂ内に切削剤が流れ落ち、抜き穴２４ｃからヘッド本体１１の外面の（ａ）（ ｂ）で示す部分へ流れ落ち、ヘッド本体１１内に侵入しない。よって切削剤が、 回転体２２と遮蔽部材２４との隙間２４ａなどを伝わってヘッド本体１１の内部 に流れるのを防止でき、ヘッド本体１１内部の潤滑油に切削剤が混入するのを防 止できる。

【００４０】 なお、前記被押圧ナット３４に流れた切削剤の一部はＥ５とＥ６で示すエアー 通路を通過して主軸１４の内部空間に流れるが、これは図３に示すエアーの通路 Ｅ７を経て主軸１４のテーパ穴１４ａ内に流れ出るために問題はない。また皿ば ね３５に付着して切削剤が残ったとしても、後のエアー噴射の際に、エアーと一 緒に切削剤がテーパ穴１４ａ内に吹きだされることになる。

【００４１】 次にアンクランプ動作について説明する。 工具ホルダのアンクランプ動作は、主軸１４の回転が停止したときに行われる 。このときシリンダ２５の加圧室Ｐ２が加圧され、ピストン４３と駆動部材４１ が下降する。そして駆動部材４１に設けられた押圧部材４６が被押圧ナット３４ に当たってこれを押し下げ、被押圧ナット３４とともにクランプ軸３１が皿ばね ３５の弾性力に対抗して下降させられ、図３に示すクランプボール３７が下降し て工具ホルダＴａのクランプが解除される。このとき工具交換装置に設けられた 交換アームにより工具ホルダＴａの保持溝Ｔｅが保持され、テーパ穴１４ａから 工具ホルダＴａが抜き出される。このとき駆動部材４１の下端面４１ａが回転体 ２２の上面２２ｂに密着し、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、１４ｂ、Ｅ ７の経路からテーパ穴１４ａ内にエアーが噴射され、テーパ穴１４ａの内面が清 掃される。

【００４２】

【考案の効果】

以上のように請求項１記載の本考案によれば、切削剤供給部がクランプ軸の基 部にてクランプ機構よりも外側に設けられているため、切削剤供給部の保守作業 が容易である。また切削剤供給部の回転継手がヘッド本体の支持部に固定され、 クランプ軸の進退動作はクランプ軸とカップリングとの摺動により吸収されるた め、回転継手が移動することがなく、回転継手への配管が容易であり、例えば固 定配管にすることも可能である。

【００４３】 請求項２記載の本考案によれば、回転継手からクランプ軸の内部に供給される 切削剤の洩れがあったとしても、これはヘッド本体内の機構部に侵入せず、よっ てヘッド本体内の潤滑油に切削剤が混入するのを防止できるようになる。

【００４４】 請求項３記載の本考案によれば、主軸の工具保持部の外径寸法を最小にでき、 高速回転に適する軸受支持ができるようになる。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示すものであり、切削剤遮蔽
装置を備えた縦型マシニングセンターの主軸ヘッド部を
示す断面図、

【図２】図１の上部の構造を拡大して示す断面図、

【図３】図１の下部の構造を拡大して示す断面図、

【図４】カップリングとクランプ軸上端との連結部を示
すものであり、（Ａ）はカップリングの断面図、（Ｂ）
はクランプ軸上端の側面図、

【図５】（Ａ）は図４（Ａ）のＡ矢視の端面図、（Ｂ）
は図４（Ｂ）のＢ矢視の端面図、

【図６】主軸の先部の切削剤排出部を示す図３の一部拡
大図。

【符号の説明】

Ｔ 工具 Ｔａ 工具ホルダ Ｔｂ テーパシャンク部 Ｔｃ プルスタッド Ｍ１ 回転駆動機構 １１ ヘッド本体 １４ 主軸 １４ａ テーパ穴 ２２ 回転体 ２２ａ フランジ部 ２４ 遮蔽部材 ２４ｂ 溝 ２４ｃ 抜き穴 ３０ クランプ機構 ３１ クランプ軸 ３４ 被押圧ナット ３５ 皿ばね ３６ クランプ部材 ３７ クランプボール ４０ クランプ駆動機構 ４１ 駆動部材 ４３ ピストン ４６ 押圧部材 ６０ 切削剤供給部 ６２ カップリング ６５ 回転継手 ７０ 排出部 ７２ フロート部材 ７４ スプリング ７５ 固定部材 Ｏ１ 切削剤供給孔 Ｏ２ 横断通路 Ｏ３ 切削剤室 Ｏ４ 通路

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【手続補正書】

【提出日】平成４年４月１日

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッド本体に、先部に工具ホルダのクラ
   ンプ機構を有する主軸と、この主軸を回転させる回転駆
   動機構と、主軸内部に進退自在に挿入され且つその基部
   が主軸の基端部から外方へ突出するクランプ軸と、この
   突出したクランプ軸を介して前記クランプ機構をクラン
   プおよびアンクランプ方向へ駆動するクランプ駆動機構
   と、このクランプ駆動機構よりもさらにクランプ軸の基
   部側に位置し且つクランプ軸内に形成された切削剤通路
   を介して前記工具ホルダに切削剤を送る切削剤供給部と
   が設けられており、前記切削剤供給部は、前記ヘッド本
   体に設けられた支持部に固定された回転継手と、この回
   転継手の回転部に設けられたカップリングとを有し、前
   記クランプ軸の基端は、このカップリングに対し回転方
   向に結合され且つ軸方向へ摺動自在に連結されているこ
   とを特徴とする主軸ヘッドにおける切削剤供給装置。
2. 【請求項２】 ヘッド本体に、先部に工具ホルダのクラ
   ンプ機構を有する主軸と、この主軸を回転させる回転駆
   動機構と、主軸内部に進退自在に挿入され且つその基部
   が主軸の基端部から外方へ突出するクランプ軸と、この
   突出したクランプ軸を介して前記クランプ機構をクラン
   プおよびアンクランプ方向へ駆動するクランプ駆動機構
   と、このクランプ駆動機構よりもさらにクランプ軸の基
   部側に位置し且つクランプ軸内に形成された切削剤通路
   を介して前記工具ホルダに切削剤を送る切削剤供給部と
   が設けられており、前記主軸の基端部にはこの主軸と共
   に回転する回転体が設けられ、前記ヘッド本体の外部に
   は前記回転体を囲む形状の遮蔽部材が固定されており、
   この遮蔽部材には、前記回転体に対向して、洩れた切削
   剤を受ける溝が形成されていることを特徴とする主軸ヘ
   ッドにおける切削剤供給装置。
3. 【請求項３】 ヘッド本体に、先部に工具ホルダのクラ
   ンプ機構を有する主軸と、この主軸を回転させる回転駆
   動機構と、主軸内部に進退自在に挿入され且つその基部
   が主軸の基端部から外方へ突出するクランプ軸と、この
   クランプ軸を介して前記クランプ機構をクランプおよび
   アンクランプ方向へ駆動するクランプ駆動機構と、この
   クランプ駆動機構よりもさらにクランプ軸の基部側に位
   置し且つクランプ軸内に形成された切削剤通路を介して
   前記工具ホルダに切削剤を送る切削剤供給部とが設けら
   れており、前記主軸の内部には、基部が前記クランプ軸
   内の切削剤通路に連通し且つ先部が工具ホルダへの切削
   剤供給部に連通する切削剤供給通路が形成されており、
   この切削剤供給通路は、主軸の先端に行くにしたがって
   主軸の中心から離れる方向へ傾斜して形成されているこ
   とを特徴とする主軸ヘッドにおける切削剤供給装置。