JPS6221403Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は工作機械の切削液供給装置に関し、特
に切削液の供給経路が主軸装置の内部および工具
シヤンク部内を経由して工具の先端部に切削液を
供給すると共に工具の着脱時に液漏れが生ずるこ
とのない切削液供給装置に関する。

従来技術 切削工具のうち特にドリル、エンドミル等で深
穴あるいは溝内を加工する場合、切削液を工具の
外側から供給していたのでは工具刃先部に切削液
が供給されない。そこで切削液の供給経路を主軸
装置内および工具シヤンク部内を経由して工具刃
先部に切削液を供給する装置が知られている。

このような公知のものの一つの装置は、工具シ
ヤンク部に取付けたプルスタツドと主軸装置内の
切削液の経路であるクーラントロツドとを突き合
せ、切削液の供給路を形成し、切削液を工具先端
部に供給するものである。この装置は工具を主軸
からはずしたとき、切削液供給路に残留している
切削液が主軸装置内に漏れて主軸装置内が汚れる
欠点がある。

別の公知切削液供給装置として、特開昭54−
114878号公報に開示されたものがある。これは、
工具ホルダ及びドローバーに切削液供給路を穿設
し、工具が主軸に装着されたとき、ドローバー前
端部に形成された突設部が工具ホルダのプルスタ
ツド内に形成された円筒孔に嵌入して切削液供給
路が連通し、ドローバー後方部から供給された切
削液が工具先端から噴出する構成になつている。
しかし一般的に、自動工具交換アームを用いて工
具を主軸へ自動装着する場合、工具重量のアンバ
ランスやグリツプ部のガタ等により、工具ホルダ
の軸心が工具主軸の軸心に対して傾いており、ド
ローバーの突設部とプルスタツドの円筒孔とがス
ムーズに嵌合されないという問題を生じる。その
結果、嵌合部のシール部材が痛んだり、嵌合部が
擦れ合つて徐々に摩耗して切削液の漏れが発生し
たり、最悪の場合は、プルスタツドが突設部にぶ
つかり、主軸に工具が締着されないという危険性
がある。

また、別の公知切削液供給装置として、プルス
タツド内部とクーラントロツドの先端部との双方
に逆止弁装置を設けて、工具を主軸からはずした
ときに切削液が主軸装置内に漏れないようにした
装置があるが、この逆止弁装置は主軸装置内の細
部に設けるため加工、組立等の製作が困難であ
り、かつ精度を要することから高価になるという
欠点があつた。

考案の目的、構成および作用効果 本考案の目的は従つて上述した従来の切削液供
給装置における諸欠点を解除し、装置の構造が簡
単で、主軸装置内に切削液が漏出しないような構
成とした切削液供給装置を提供せんとするもので
ある。

本考案によれば、切削液と圧力空気とを切換え
て主軸装置内部および工具シヤンク部内を経由し
て工具先端部に供給する切削液供給装置におい
て、前記工具シヤンク部内の切削液通路に連通し
た軸方向の貫通孔を有すると共に該貫通路が開口
した端面を有したプルスタツドと、前記主軸装置
の内部に工具装着部へ向けて貫挿されると共に主
軸と一体回転可能に設けられ、内部に切削液通路
が延設具備されたクーラントロツドと、前記クー
ラントロツドの前端面を前記プルスタツドの端面
に当接させたり離間させたりするクーラントロツ
ド往復動アクチユエータと、プルスタツドの端面
に前記クーラントロツドの前端面を当接して切削
液を流した時に前記プルスタツドの貫通孔と前記
クーラントロツドの切削液通路を液漏れなく連通
させるシール部材と、前記クーラントロツドの後
端部に装着され、前記クーラントロツドの切削液
通路を外部の静止流体路に接続するロータリージ
ヨイントと、前記主軸装置の外部から前記ロータ
リージヨイントに切削液を送出する切削液供給源
と、前記主軸装置の外部から前記ロータリージヨ
イントに圧力空気を送出する圧力空気送出源と、
前記切削液の供給と前記圧力空気の供給とを切換
える切換制御手段とを具備して構成される切削液
供給装置を提供せんとするものである。上述の構
成によれば、工具を主軸装置から離脱すべく、工
具シヤンク部およびプルスタツドを主軸装置から
はずす場合には、圧力空気を送つて供給通路内に
残留する切削液を排除してから工具離脱を開始さ
せ得るので、主軸装置内に切削液が漏出すること
がないのである。従つて残留切削液の漏出による
主軸装置内の汚れは完全に防止される。以下、本
考案を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。

実施例 第１図は本考案による切削液供給装置の要部の
構成を示す断面図である。

さて、同図において、工作機械の主軸頭１０に
設けられる本考案の切削液供給装置は、主軸１２
の先端に形成された周知のテーパ形状の工具受け
穴１４に工具Ｔのシヤンク部１６を受納したとき
に、プルスタツド１８の貫通孔２０、工具シヤン
ク部１６の中心孔２２を経て工具先端（図示な
し）に切削液を供給するものである。こゝで、工
具Ｔは主軸１２に対してキー２４により常に一定
の位置決めがなされ、後述するドローバー３４に
よつて工具受け穴１４に把持される。またプルス
タツド１８は工具シヤンク部１６の後端にねじ係
合によつて取付けられ、上述したプルスタツド１
８の貫通孔２０は該プルスタツド１８のボール係
合部１８ａにおける端面１８ｂに開口している。

他方、主軸装置には前述した主軸１２が主軸頭
１０に前端側をベアリング２６に支持され、また
後端側も図示されていないベアリングで支持され
ることにより切削回転可能に取付けられており、
切削回転は周知の方式、例えば、主軸頭の頭部に
設けた駆動モータ（図示なし）から歯車等の回転
伝達機構を介して付与されるように構成されてい
る。なお、２８，２９，３０はそれぞれ適宜配置
された間座である。主軸１２の内部にはボールコ
レツト３２を工具受け穴１４側の先端部に具備し
たドローバー３４が嵌挿されており、このドロー
バー３４の後端は主軸１２の後端に摺動可能に挿
入された押え金３６にねじ係合によつて一体結合
されている。また主軸１２の先端側においては、
該主軸１２とドローバー３４との間にコレツト受
け３８が主軸１２の内部に形成された肩部１２ａ
に対して軸線方向に係止した状態で設けられてお
り、このコレツト受け３８の最先端は外方に向け
て拡がるテーパ形状の逃げ穴として形成され、ド
ローバー３４が工具受け穴１４側に向けて工具離
脱位置まで移動すると、ボールコレツト３２がこ
の逃げ穴に逃げることができるようになつてい
る。つまり、この位置で工具Ｔを主軸１２から離
脱させることができる。これに対して、工具Ｔが
主軸１２の工具受け穴１４に装着されてプルスタ
ツド１８のボール係合部１８ａがボールコレツト
３２より内方に嵌入した状態でドローバー３４を
主軸１２の後方すなわち工具把持位置に向けて引
くと、ボールコレツト３２がプルスタツド１８の
ボール係合部１８ａに係合して、工具Ｔは主軸１
２の工具受け穴１４に把持されるのである。な
お、コレツト受け３８の後端には、ドローバー３
４の外周に挿入された環状受板４０が設けられ、
また前述の主軸１２の後端側に挿入された押え金
３６の内側にはカラー４２が設けられ、これら環
状受板４０とカラー４２との間には多数の皿ばね
４４が配設されてドローバー３４を常時、工具把
持位置に向けてばね押圧している。このために、
ドローバー３４を工具の離脱位置へ向けて押動す
る手段として、主軸頭１０の後端側に第一のシリ
ンダ４６が設けられている。この第一シリンダ４
６には油圧源５０から供給される圧油によつて軸
動するピストン４８が設けられており、このピス
トン４８が第１図の左方へ向けて前進軸動する
と、該ピストン４８の先端が押え金３６の端面を
押圧し、従つて皿ばね４４を圧縮してドローバー
３４を上述した工具の離脱位置に移動させるので
ある。勿論、第一シリンダ４６への圧油供給を切
換えてピストン４８を第１図の右方に向けて後退
軸動すると、ドローバー３４は皿ばね４４のばね
力で工具Ｔの装着の如何に係わりなく、工具把持
位置に移動する。

さて、本考案によれば、上述したドローバー３
４の内部に軸方向に主軸１２の後端側から前端側
へ向けて貫挿したクーラントロツド５２が設けら
れ、このクーラントロツド５２の後端側は主軸１
２の後端側から更に後方に突出し、前述した第一
シリンダ４６のピストン４８を貫通した後に、主
軸頭１０の後端部に上記第一シリンダ４６と並設
された第二のシリンダ６０のピストン６２にベア
リング６４，６４を介して回転可能に支持されて
いる。そしてこのクーラントロツド５２の後端は
更に該ピストン６２を貫通して後方に延長し、周
知のロータリジヨイント６６に突入している。ク
ーラントロツド５２はその中心に後端から前端に
向けて貫通した形状で切削液通路５４が形成され
ている。この切削液通路５４は、クーラントロツ
ド５２がプルスタツド１８の端面１８ｂに当接す
ると、プルスタツド１８の貫通路２０へ連通する
ように設けられているもので、このときプルスタ
ツド１８の端面１８ｂとクーラントロツド５２の
前端面５６との間にはシール部材７０が配設され
ることにより、当接面を気密かつ水密にシール
し、そこから後述する切削液や圧力空気が外部に
漏れ出ないようにしている。なお、シール部材７
０の配設方法としては、プルスタツド１８の端面
１８ｂまたは、クーラントロツド５２の前端面５
６に形成した環状凹溝に周知のＯリング部材を嵌
着した構成が簡単かつ良好なシール効果を得る構
成である。特にクーラントロツド５２の前端面５
６にＯリング部材を嵌着してプルスタツド１８の
端面１８ｂに当接するようにすれば、自動工具交
換形の工作機械の場合には、多数の工具Ｔの各プ
ルスタツド１８にＯリング部材を配する必要がな
くなる。第２図は、プルスタツド１８の端面１８
ｂとクーラントロツド５２の前端面５６との当接
構造部の拡大図である。

さて、切削液通路５４はクーラントロツド５２
の後端側では、前述したロータリジヨイント６６
の内部において、該ロータリジヨイント６６の静
止管６８に形成されている静止流体通路７２と常
時、接続されている。つまり、クーラントロツド
５２が主軸１２の回転に伴つてドローバー３４と
共に一体となつて回転しているときにも常に静止
管６８の静止流体通路７２から流入される流体は
クーラントロツド５２の切削液通路５４に供給さ
れる。そして、静止管６８の静止流体通路７２は
管路７４、逆止弁７６ａを介して切削液供給源７
８を形成するポンプ８０に接続されている。つま
り、ポンプ８０がモータＭで駆動されると、切削
液タンク８２内の切削液がフイルタ８４を介して
管路７４に向け切削液を送出するのである。そし
て切削液はその送出圧力で逆止弁７６ａを押し上
げ、静止流体通路７２に流入するのである。また
静止流体通路７２は管路７４から分岐した管路８
６、逆止弁７６ｂ、電磁作動の切換弁８８を介し
て圧力空気供給源９０、例えばコンプレツサに接
続している。依つて、切換弁８８が開路側に切換
えられるときは、逆止弁７６ｂを押し上げて圧力
空気供給源９０から管路８６を経て圧力空気が静
止流体通路７２に流入するように構成されてい
る。なお、既述した第二シリンダ６０は、そのピ
ストン６２の前面側には油圧源５０から圧油が送
入されたときに該ピストン６２がクーラントロツ
ド５２と共に主軸頭１０の後方側に向けて移動
し、上記油圧源５０からの圧油が除去されると、
ピストン６２の後面とシリンダ６０の内壁間に配
設された圧縮ばね６３のばね圧力を受けて、該ピ
ストン６２はクーラントロツド５２と共に主軸頭
１０の前方側に前進移動し、この結果、クーラン
トロツド５２の前端面５６は、工具Ｔが装着状態
のときにはプルスタツド１８の端面１８ｂに当接
するのである。つまり、第二シリンダ６０はクー
ラントロツド５２の前進、後退を制御する手段と
して設けられているのである。

上述した構成からなる、本考案の主軸装置の切
削液供給装置の作用を工具Ｔの挿入からその離脱
までの過程に亘つて以下に説明する。

さて、工具Ｔをそのシヤンク部１６に取付けら
れたプルスタツド１８から主軸１２の工具受け穴
１４に向けて挿入する。この時点では、第一シリ
ンダ４６のピストン４８を左動させてドローバー
３４のボールコレツト３２を逃避させておけば、
プルスタツド１８のボール係合部１８ａがボール
コレツト３２より内方に嵌入することができる。
工具Ｔの装着が終えると、第一シリンダ４６では
圧油の供給を切り換えて、ピストン４８を右動さ
せる。この結果、ドローバー３４は皿ばね４４の
ばね圧力によつて後方へ移動し、ボールコレツト
３２とプルスタツド１８のボール係合部１８ａが
係合して工具Ｔは主軸１２に締着（クランプ）さ
れる。このとき、ピストン４８の左・右動をリミ
ツトスイツチ等の適宜の検出器で検出すれば、工
具Ｔのクランプを信号として取り出すことができ
る。

工具Ｔのクランプが完了した時点で、第二シリ
ンダ６０のピストン６２を左動させれば、クーラ
ントロツド５２が前進してその前端面５６がプル
スタツド１８の端面１８ｂに当接し、シール部材
７０の密封作用のもとに切削液通路５４、プルス
タツド１８の貫通孔２０、および工具シヤンク部
１６の中心孔２２が一列に整列する。次いで切削
液供給源７８におけるポンプ８０を作動させる
と、切削液タンク８２から切削液がロータリジヨ
イント６６を経て、クーラントロツド５２の切削
液通路５４に流入し、究極的には工具Ｔの先端に
供給される。従つて工具Ｔによつて工作機械のテ
ーブル上に設置したワークに対し、切削液を吹出
しながら加工を施すことができるのである。な
お、この間には圧力空気供給源９０からの圧力空
気は、切換弁８８を閉路側に切換えて切削液通路
５４に供給されないようにしておく。工具Ｔによ
るワークの機械加工が完了すると、先ずポンプ８
０を停止させて切削液の供給を停止する。然しな
がら、ポンプ８０から工具Ｔの先端に到る切削液
の通路には従前に供給されていた切削液が多量に
残存した状態にある。依つてこの時点で、圧力空
気の供給路における切換弁８８を開路側に切換え
ると圧力空気供給源９０から送出される圧力空気
が切削液の通路に残存している切削液を全て工具
Ｔの先端から吹き飛ばすように押し出す。充分に
圧力空気を送つて残存切削液を排除した時点で切
換弁８８を再度、閉路側に切換える。このとき、
切換弁８８の開路時間はタイマー等の時間設定手
段で制御すれば、自動的に圧力空気の吹き出しを
制御できる。次に第二シリンダ６０のピストン６
２を圧油の供給によつて右動させると、クーラン
トロツド５２は後退動作し、工具Ｔのプルスタツ
ド１８の端面１８ｂから離間する。このとき、既
に先に圧力空気の吹き込みによつて切削液は除去
されているから、上記離間部分から切削液が主軸
装置の内部に漏出することはないのである。次い
で第一シリンダ４６のピストン４８を左動させて
ドローバー３４を主軸１２の前方に向けて押圧す
ると、ボールコレツト３２とプルスタツド１８の
ボール係合部１８ａとの係合は解離し、工具Ｔの
クランプが解放される。従つて工具Ｔを主軸１２
の工具受け穴１４から離脱させることができる。

切削液の供給と圧力空気の供給とを切換える切
換制御手段の他の実施例として、ロータリジヨイ
ント６６と切削油供給源７８とを結ぶ管路７４、
およびロータリジヨイント６６と圧力空気供給源
９０とを結ぶ管路８６にまたがつて電磁式の三方
切換弁を設けたものがある。この三方切換弁は、
中立位置にあるときは切削油も圧力空気も流れ
ず、一方位置に切換えると切削油だけがロータリ
ジヨイント６６に供給され、他方位置に切換える
と圧力空気だけがロータリジヨイント６６に供給
されるように作動するものである。このような構
成にしても前述の実施例と同様の過程で主軸装置
へ切削油を供給することができる。

以上の説明から明らかなように、本考案による
切削液供給装置は、ドローバー内にクーラントロ
ツドを軸線方向に進退可能に設けたので、プルス
タツド端面にクーラントロツドの前端面を当接し
て切削液を供給することができる。そして、工具
交換動作中はクーラントロツドを退避位置へ後退
させておき、完全に工具が主軸に締着してからク
ーラントロツドを前進させてプルスタツドに当接
させることができる。このように工具姿勢が不確
定の工具着脱時にプルスタツドとクーラントロツ
ドとが干渉し合うことがない。つまり、プルスタ
ツドとクーラントロツドとがこじれたり、こすれ
合つたりすることがなく、よつてシール部材の傷
みや当接部分の摩耗が少なく、切削液漏れの危険
性がない。また工具装着ミスが起こる原因となる
ことも無い。クーラントロツドに設けた密封構造
と、切削液供給源、圧力空気供給源間の巧みな切
換えによつて、工具Ｔの切削加工動作中には、工
具Ｔの先端に所望量の切削液を供給することが可
能であり、他方、工具の離脱時には切削液の残存
を迅速にかつ確実に除去して主軸装置内部への切
削液の漏出が全く生じないようにしているのであ
る。従つて、主軸先端の工具受け穴のテーパ部が
切削油でぬれて切粉等のゴミが付着し工具を装着
した時かじりが発生するという不具合がなくな
り、加工精度が向上する。また、工具交換中工具
を主軸から抜き取つた時、工具受け穴から切削液
がたれるという見苦しい現象も起きない。更に、
主軸装置内部の汚れ原因が解消され、主軸装置の
耐用寿命を一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による切削液供給装置の全体構
成を示す断面図、第２図は同装置の一部要部の部
分拡大図。 １２……主軸、１６……工具シヤンク、１８…
…プルスタツド、１８ｂ……端面、２０……貫通
孔、３２……ボールコレツト、３４……ドローバ
ー、４６……第一シリンダ、５０……油圧源、５
２……クーラントロツド、５４……切削液通路、
５６……前端面、６０……第二シリンダ、６６…
…ロータリジヨイント、６８……静止管、７０…
…シール部材、７８……切削液供給源、７６ａ，
７６ｂ……逆止弁、８８……切換弁、９０……圧
力空気供給源、Ｔ……工具。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 切削液と圧力空気とを切換えて主軸装置内部
   および工具シヤンク部内を経由して工具先端部
   に供給する切削液供給装置において、前記工具
   シヤンク部内の切削液通路に連通した軸方向の
   貫通孔を有すると共に該貫通路が開口した端面
   を有したプルスタツドと、前記主軸装置の内部
   に工具装着部へ向けて貫挿されると共に主軸と
   一体回転可能に設けられ、内部に切削液通路が
   延設具備されたクーラントロツドと、前記クー
   ラントロツドの前端面を前記プルスタツドの端
   面に当接させたり離間させたりするクーラント
   ロツド往復動アクチユエータと、前記プルスタ
   ツドの端面に前記クーラントロツドの前端面を
   当接して切削液を流した時に前記プルスタツド
   の貫通孔と前記クーラントロツドの切削液通路
   を液漏れなく連通させるシール部材と、前記ク
   ーラントロツドの後端部に装着され、前記クー
   ラントロツドの切削液通路を外部の静止流体路
   に接続するロータリージヨイントと、前記主軸
   装置の外部から前記ロータリージヨイントに切
   削液を送出する切削液供給源と、前記主軸装置
   の外部から前記ロータリージヨイントに圧力空
   気を送出する圧力空気送出源と、前記切削液の
   供給と前記圧力空気の供給とを切換える切換制
   御手段とを具備して構成される切削液供給装
   置。 ２ 前記シール部材は、前記クーラントロツドの
   前端面に装着したＯリング部材からなる実用新
   案登録請求の範囲第１項に記載の切削液供給装
   置。 ３ 前記切換制御手段は、前記ロータリージヨイ
   ントと前記圧力空気供給源との間に電磁切換弁
   を配設した実用新案登録請求の範囲第１項に記
   載の切削液供給装置。