JP5476864B2 - Guide mechanism for the rotary joint of the spindle unit - Google Patents
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Description
本発明は、主軸先端の工具ホルダにクーラントを供給するように構成した主軸装置のロータリージョイントのガイド機構に関する。 The present invention relates to a guide mechanism for a rotary joint of a spindle device configured to supply coolant to a tool holder at the tip of a spindle.
従来、主軸装置において、主軸ヘッドに回転可能に設けられた主軸(スピンドル)の先端に工具ホルダが装着され、軸方向移動により工具ホルダをクランプ、アンクランプするドローバーを主軸に設け、工具ホルダにクーラントを供給可能なクーラント供給孔をドローバーに設け、クーラント供給孔にクーラント供給装置からのクーラントを流通可能なロータリージョイントをドローバー後端に接続し、ロータリージョイントにホースを介してクーラント供給装置を接続して成る、軸芯給油(スピンドルスルークーラント)方式の主軸装置が知られている。これは、ワーク加工時に、クーラント供給装置からのクーラントをロータリージョイントとクーラント供給孔を介して工具ホルダに供給されたクーラントを切削用工具やワークに吹付けることで、工具先端及びワークの冷却を図ったり加工箇所から切粉の除去を行うようになっている。 Conventionally, in a spindle device, a tool holder is mounted on the tip of a spindle (spindle) that is rotatably provided on the spindle head, and a draw bar that clamps and unclamps the tool holder by axial movement is provided on the spindle. A coolant supply hole is provided in the draw bar, a rotary joint capable of circulating coolant from the coolant supply device is connected to the coolant supply hole at the rear end of the draw bar, and a coolant supply device is connected to the rotary joint via a hose. A spindle device of a spindle oil supply (spindle through coolant) system is known. This is to cool the tool tip and the workpiece by spraying the coolant supplied from the coolant supply device to the tool holder through the rotary joint and coolant supply hole on the cutting tool or workpiece during workpiece machining. Chips are removed from the machined parts.
前記主軸装置として、特許文献1のものが知られている。特許文献1のものでは、ロータリージョイントを支持する保持部材を主軸ヘッドに設けた構造となっている。ロータリージョイントは、回転側ジョイント部材を支持すると共にドローバーが摺動可能に嵌合する回転側支持部材が主軸に設けられ、固定側支持部材が主軸ヘッドに取付けられた保持部材によって下側から支持されている。よって、工具交換時におけるドローバーの軸方向の移動にもロータリージョイントは軸方向に移動しない構造となっている。
As the main spindle device, one disclosed in
また、前記主軸装置として、特許文献2のものが知られている。特許文献2のものでは、ロータリージョイントを支持する保持部材を設けていない構造となっている。これは、ロータリージョイントがドローバー後端に接続されていて、工具ホルダ交換時におけるドローバーの軸方向の移動に合わせて、ロータリージョイントが軸方向に移動する構造となっている。
Moreover, the thing of
近年、クーラント供給装置からのクーラント吐出圧の高圧化によって、ホースへのクーラント吐出圧の入り切り時の衝撃によりロータリージョイントに掛かる負荷が増加し、ロータリージョイントとドローバーの取付部やロータリージョイントとホースの取付部で破損する恐れが高くなってきた。これはホースが主軸、ドローバーの移動、あるいは、配管長さの余裕を考慮して、通常はU字状に弛ませて接続するのが一般的であり、これに高圧のクーラントを入り切りすると、クーラント吐出圧によりホースはU字状から直線状に伸びようとして大きく振動(波打ち現象)するためである。このとき、取付部にかかる負荷は軸方向に直交する方向に加わる。 In recent years, due to the increased coolant discharge pressure from the coolant supply device, the load applied to the rotary joint due to the impact of the coolant discharge pressure on and off of the hose has increased, and the rotary joint and drawbar mounting part and the rotary joint and hose mounting There is an increased risk of breakage at parts. The hose is usually connected by slacking it into a U-shape in consideration of the movement of the main shaft, drawbar, or piping length, and when high pressure coolant is turned on and off, This is because the hose vibrates greatly (wave phenomenon) as it extends from the U-shape to the linear shape due to the discharge pressure. At this time, the load applied to the mounting portion is applied in a direction orthogonal to the axial direction.
特許文献1に記載のものでは、ホースへのクーラント吐出圧の入り切り時の振動によりロータリージョイントに軸方向に直交する方向に負荷が掛かると、軸方向に直交する下方向への負荷はロータリージョイントが下側から保持部材により支持されるが、この保持部材はロータリージョイント全周を支持しているものではなく、それ以外の方向への負荷は支持されず、ホースにどの方向にクーラント吐出圧の入り切り時の振動が起きるかわからないために、ロータリージョイントとホースとの取付部に大きな負荷が掛かりロータリージョイントが破損する恐れがある。また、ロータリージョイントに対してドローバーが軸方向移動するようになっているので、その主軸装置専用の特殊なロータリージョイントを使うことになり、市販品が使えない問題がある。
In the one described in
特許文献2に記載のものでは、ロータリージョイントが軸方向に移動するためドローバー後端に接続されているだけであり、保持部材により支持されていないので、クーラント吐出圧によるホースの振動によりロータリージョイントに軸方向に直交する方向に負荷が掛かると、ロータリージョイントとホースとの取付部に大きな負荷が掛かり、またロータリージョイントとドローバーとの取付部にも大きな負荷が掛かって、ロータリージョイントやドローバーが取付部で破損する恐れがある。
In the thing of
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、小型で簡単な構造でロータリージョイントを支持し、ホースの振動を抑え、ホースからの衝撃による取付部の破損を防止できる主軸装置のロータリージョイントのガイド機構を提供することを目的とする。 Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides a rotary joint guide mechanism for a spindle device that supports a rotary joint with a small and simple structure, suppresses vibration of the hose, and prevents damage to the mounting portion due to impact from the hose. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、第1の課題解決手段は、回転可能に設けられた主軸の先端に工具ホルダが装着され、軸方向移動により工具ホルダをクランプ、アンクランプするドローバーを主軸に設け、工具ホルダにクーラントを供給可能なクーラント供給孔をドローバーに設け、クーラント供給孔にクーラント供給装置からのクーラントを流通可能なロータリージョイントをドローバー後端に接続し、ロータリージョイントを支持する保持部材を主軸ボディに設け、ロータリージョイントにホースを介してクーラント供給装置を接続し、クーラント供給装置からのクーラントをロータリージョイントとクーラント供給孔を介して工具ホルダに供給するように構成した主軸装置のロータリージョイントのガイド機構において、ガイド機構は、主軸ボディに設けた複数の支柱と、その支柱に軸方向移動可能に取り付けられ、ロータリージョイントを挟み込む2つの挟持部材から成る保持部材とから構成され、ガイド機構に支持されるロータリージョイントの後端にはホースの一端が接続され、そのホースの他端は揺動可能な揺動継手を介して前記クーラント供給装置にホースの略弛みを無くすように直線的に接続され、クーラント供給装置から供給されるクーラントの圧力により、ホースからの負荷や振動によりロータリージョイントが軸方向と直交方向に移動するのを防止するようにしたことである。 In order to achieve the above object, a first problem-solving means includes a tool holder mounted on the tip of a spindle that is rotatably provided, and a draw bar that clamps and unclamps the tool holder by axial movement is provided on the spindle. A coolant supply hole that can supply coolant to the tool holder is provided in the draw bar. The guide mechanism of the rotary joint of the main spindle device is configured to connect the coolant supply device to the rotary joint via a hose and supply the coolant from the coolant supply device to the tool holder via the rotary joint and the coolant supply hole. in, guide mechanism, main It consists of a plurality of pillars provided on the body and a holding member consisting of two clamping members attached to the pillars so as to be movable in the axial direction, and sandwiching the rotary joint. One end of a hose is connected, and the other end of the hose is linearly connected to the coolant supply device via a swingable swing joint so as to eliminate the looseness of the hose, and is supplied from the coolant supply device. This prevents the rotary joint from moving in the direction orthogonal to the axial direction due to the load and vibration from the hose .
本願の請求項1の発明では、ガイド機構は、主軸ボディに設けた複数の支柱と、その支柱に軸方向移動可能に取り付けられ、ロータリージョイントを挟み込む2つの挟持部材から成る保持部材とから構成され、ガイド機構に支持されるロータリージョイントの後端にはホースの一端が接続され、そのホースの他端は揺動可能な揺動継手を介して前記クーラント供給装置にホースの略弛みを無くすように直線的に接続され、クーラント供給装置から供給されるクーラントの圧力により、ホースからの負荷や振動によりロータリージョイントが軸方向と直交方向に移動するのを防止するようにした。これによれば、保持部材がロータリージョイントを保持した状態でドローバーの軸方向の移動に合わせてロータリージョイントも軸方向に移動できると共に、ロータリージョイントの軸方向に直交する方向に掛かる負荷を抑えることができ、ホースへのクーラント吐出圧の入り切り時の振動によるロータリージョイントやドローバーの破損を防止できる。
In the invention of
本願発明の実施の形態について、図1〜図6により説明する。図1に示す主軸装置1は周知のものであり、その概要を説明すると、主軸ヘッド2aと主軸ボディ2b内に設けた複数の軸受3に回動自在に支持された主軸4と、主軸4を回転する主軸駆動用モータ5と、主軸4に軸方向移動可能に設けられ、主軸4に工具ホルダ6をクランプ、アンクランプするドローバー7と、ドローバー7の後端に接続されクーラント供給装置8からのクーラントをドローバー7に流通可能なロータリージョイント9と、主軸4から工具ホルダ6を交換するためにドローバー7を前方に押し出すことで、工具ホルダ6のクランプ状態を解除できるアンクランプシリンダ10から構成されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The
前記主軸4には貫通孔11が穿設されており、貫通孔11には多数の皿バネ12が積層されており、皿バネ12のバネ力によりドローバー7が軸方向後方(クランプ方向)に付勢されて、工具ホルダ6がドローバー7によって主軸4にクランプされた状態となる。また、主軸4には工具ホルダ6にクーラントを供給するための通孔13が設けられている。ドローバー7にはクーラント供給孔14が設けれらており、ドローバー7によって工具ホルダ6が主軸4にクランプ状態で通孔13とクーラント供給孔14とが連通するようになっている。ドローバー7の後端7aはアンクランプシリンダ10を貫通してアンクランプシリンダ10の後方に突出している。そのドローバー7の後端7aにはロータリージョイント9の前端が接続されており、ロータリージョイント9に設けられた図示しない流路がクーラント供給孔14と連通するようになっている。
A through
ロータリージョイント9の後端には、フレキシブルホース16(以下ホースと記載する)の一端が接続されている。ホース16の他端は、図4〜6に示すように、揺動可能な揺動継手17を介して主軸ボディ2bに固定されたターミナル2cに接続されたパイプ18に接続され、パイプ18を介してクーラント供給装置8に接続されている。揺動継手17は、例えばスイベルジョイントであり特開2009−79636号等で周知のものである。ホース16はロータリージョイント9とスイベルジョイント17との間に略緩みを無くすように直線的に接続されている。これにより、クーラント供給装置8からクーラントが供給されたとき、従来のようなクーラント吐出圧によってホース16が直線的に伸びようとすることによりロータリージョイント9に軸方向に直交する方向へ負荷が掛かるのを防止するようになっている。ホース16は、スイベルジョイント17により工具ホルダ6のアンクランプ(図6)、クランプ(図5)時にドローバー7と一緒にロータリージョイント9が軸方向に移動した際に揺動可能となっていることで、前記直線的に接続できる。図6においてアンクランプ時のホース16を実線で、クランプ時のホース16を2点鎖線で示している。
One end of a flexible hose 16 (hereinafter referred to as a hose) is connected to the rear end of the
ロータリージョイント9は、図2に示すように、ガイド機構19に支持されている。ガイド機構19は、保持部材20と複数(本願実施の形態では2本)の支柱21とから構成されている。支柱21は主軸ボディ2bに固定されたアンクランプシリンダ10の後端にプレート27を介して軸方向後方に向かって並行に設けられている。保持部材20は左右の挟持部材22から構成されており、図3に示すように、左右の挟持部材22によりロータリージョイント9の外周9aを挟み込んで保持するようになっている。左右の挟持部材22は、図3に示すように、ボルト23により連結される。保持部材20はロータリージョイント9の外周9aを挟み込んで保持することでロータリージョイント9の外形寸法のばらつきがあったとしても、寸法のばらつきに関係なく保持できるようになっている。これにより外形寸法にばらつきのある一般的な市販品のロータリージョイントを使うことができる。左右の挟持部材22はリニアブッシュ24が夫々設けられており、リニアブッシュ24が各支柱21に軸方向移動可能に案内されている。
As shown in FIG. 2, the
ワークの加工時には、クーラント供給装置8からのクーラントが、パイプ18とスイベルジョイント17とホース16とロータリージョイント9の流路とドローバー7のクーラント供給孔14と主軸4の通孔13を介して、工具ホルダ6に供給、停止される。従来は、このときのクーラント吐出圧の入り切りによりホース16に負荷や振動が発生し、ホース16とロータリージョイント9の取付部25やロータリージョイント9とドローバー7の取付部26に負荷や振動により衝撃が加わり破損する恐れがあった。しかし、このときガイド機構19によりロータリージョイント9が全周方向即ち軸線方向と直交する方向全てに対して主軸ボディ2bに保持されているので、ホース16からの負荷や振動によりロータリージョイント9が軸方向と直交方向に移動することがないので、前記取付部25,26で破損することがない。また、ホース16をスイベルジョイント17とロータリージョイント9間に略直線的に接続したので、従来のようにU字状に弛ませて接続した場合に比べてホース16の振動を抑える効果があり、これによっても取付部25,26での破損が防止できる。
When machining the workpiece, the coolant from the
また、工具ホルダ6の交換時には、ドローバー7が軸方向に移動するが、ロータリージョイント9は支柱21と保持部材20により軸方向に移動可能に保持されているので、ロータリージョイント9はドローバー7と一体に移動できるので、一般的な市販品のロータリージョイントを使うことができ、従来のように、ロータリージョイントに対してドローバーが分離して移動するようにした特殊なロータリージョイントを使い支持するようにしなくても良くなり、安価に実施できる。尚、クーラント供給路14と工具ホルダ6とを接続してクーラントを供給するようにしてもよい。また、保持部材20にはリニアブッシュ24を設けて支柱21に移動可能としたが、保持部材20を直接支柱21に移動可能に設けても良い。
Further, when the
1 主軸装置
2b 主軸ボディ
4 主軸
6 工具ホルダ
7 ドローバー
7a ドローバー後端
8 クーラント供給装置
9 ロータリージョイント
9a ロータリージョイント外周
14 クーラント供給孔
16 ホース(フレキシブルホース)
17 揺動継手(スイベルジョイント)
19 ガイド機構
20 保持部材
21 支柱
DESCRIPTION OF
17 Swing joint (swivel joint)
19
Claims (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2009197813A JP5476864B2 (en) | 2009-08-28 | 2009-08-28 | Guide mechanism for the rotary joint of the spindle unit |
Publications (2)
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