JPH01193106A

JPH01193106A - 主軸用工具クランプ装置

Info

Publication number: JPH01193106A
Application number: JP1600088A
Authority: JP
Inventors: Takahito Yoshimi; 吉見　隆仁; Akihiro Matsuura; 松浦　明弘; Toshiji Takashima; 利治高島; Hiroyuki Nakano; 浩之中野
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1988-01-28
Filing date: 1988-01-28
Publication date: 1989-08-03
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JP2572096B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、主軸頭に回転自在に軸承した主軸の一端に工
具をクランプする主軸用工具クランプ装置に関する。

〈従来の技術〉従来の主軸用工具クランプ装置においては、筒状の主軸
の軸穴にドローバーを主軸軸線方向に摺動自在に嵌挿し
、このドローバ−の一端に複数個の鋼球を半径方向に遊
動自在に保持したホルダ又は半径方向に拡縮可能なコレ
ットを設け、このドローバ−を常に工具クランプ方向に
後退移動する皿バネをドローバーの軸線に沿つ鵡て重ね並設し、主軸の後Ｎ部に前記ドローバーを皿バネ
の力に抗して前進押動するアンクランプ用のシリンダを
配置し、主軸の前端に形成されているテーパ穴に嵌合す
る工具のプルスタッドを前記ホルダ又はコレットにより
把持して皿バネ力にて後退方向に引っ張られるドローバ
−により工具をクランプし、シリンダによるドローバー
の前進によりホルダ又はコレットを拡開し、ドローバー
の先端にてプルスタッドを押して工具をアンクランプす
る構成である。（例えば、実公昭５５−１５９４２号公
報参照）〈発明が解決しようとする課題〉上記のような装置にあっては、プルスタッドの把持を解
放するためコレットの前進ストローク量を多く必要とす
る。このコレットの前進ストローク量を多くするために
は皿バネの圧縮量を多くしなければならない、そのため
に従来では皿バネのセット数を多くして必要な圧縮量を
得ている。

ところで、皿バネのセット数を多くすると、主軸の高速
回転時に皿バネが皿バネガイド部との隙間分で動きが生
じ、主軸バランスがくずれ、振動の原因となる。

本発明は、皿バネのセット数を少なくし、しかもコレッ
トの前進ストローク量を充分確保し、主軸回転バランス
のよい工具クラン１装置を提供することを目的としてい
る。

く課題を解決するための手段〉上記目的を達成するために、本発明の主軸用工具クラン
プ装置は、主軸頭に回転自在の軸承された筒状の主軸の
軸穴に同一軸線上で主軸軸線方向に進退軸動可能に嵌合
した第１及び第２ロッドと、前記第１ロッドの後端部に
固定した皿バネナツトと、この皿バネナツトと対向し主
軸軸穴に嵌装された皿バネ押えと、前記皿バネナツトと
皿バネ押えとの間に介装され、前記第１ロッドを後退方
向に押動する皿バネと、前記第１ロッドの先端部に固着
された係合部材により第１ロッドの後退移動で縮小し主
軸先端のテーパ穴に嵌合された工具のプルスタッドを把
持クランプし、第１ロッドの前進移動で拡開し前記プル
スタッドの把持を解放するコレットと、前記第２ロッド
の先端に固着され第２ロッドの後退移動では前記皿バネ
押えに係合し前進移動では第１ロッドに当接して第１ロ
ッドを前進方向に押動する駒と、前記第１ロッドと主軸
軸穴との間に主軸軸線方向に摺動可能に嵌合されコイル
スプリングにより常に後退方向に押圧し前記駒に当接し
ているロックリングと、このロックリングと主軸軸穴と
の間に半径方向に拡縮移動可能に介在され前記ロックリ
ングの後退端で拡張して前記皿バネ押えの移動を拘束し
ロックリングの前進移動で縮小して皿バネ押えの移動を
許容するロック用ボールと、前記第２ロッドを前進方向
に押動するアンクランプ用のシリンダとから構成されて
いるものである。

く作　用〉工具のクランプは、シリンダによる第２ロッドの後退移
動により駒が皿バネ押えを後退させ皿バネを圧縮して第
１ロッドを皿バネの圧縮力により後退移動する。これに
よりコレットを閉じ工具のプルスタッドを把持して後方
に引っ張り、工具を主軸のテーパ穴にクランプする。こ
のときロックリングがコイルスプリングにより後退させ
られ、ロック用ボールをロック位置に移動拡張し皿バネ
押えをロックする。

工具のアンクランプは、シリンダにより第２ロッドを前
進移動させ、駒によってロックリングを前進しロック用
ボールを縮小させて皿バネ押えのロックを解除すると共
に、第１ロッドを前進押動する。これによりコレットが
開きプルスタッドを押して工具をアンクランプする。こ
のとき皿バネ押えはロック解除されていて第２ロッドと
共に前進移動し、皿バネは圧縮されない。

〈実施例〉以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１図
及び第２図において、１は主軸頭、２は前記主軸頭１に
回転自在に軸承された主軸である。この主軸２は軸線方
向の軸穴２ａを有する筒状軸であり、先端にはプルスタ
ッド５を備えた工具４がテーバ嵌合されるテーパ穴３が
形成されている。また、この主軸２はモータ６の回転を
ベルト７により伝達して回転駆動される。

前記軸穴２ａには、主軸１の前方側に第１ロッド８が、
また後方側に第２ロッド９が同一軸線上で主軸軸線方向
に進退軸動可能に嵌合されている。さらに詳しく説明す
ると、第１ロッド８の後方は筒部８ａが形成されており
、この筒部８ａに第２ロッド９の前方の一部が摺動自在
に貫通している。

前記第１ロッド８の後端部に皿バネナツト１０が固定さ
れ、この皿バネナツト１０と対向する皿バネ押え１１が
軸穴２ａに摺動可能に嵌装されている。そして、前記皿
バネナツト１０と皿バネ押え１１との間に皿バネ１２が
介在されている。

前記第１ロッド８の先端部には前記工具４のプルスタッ
ド５を把持するコレット１４が開閉可能に設けられてい
る。このコレット１４の開閉は、コレット１４側に設け
た突起１５と軸穴２ａ側に設けた突起１６によりコレッ
ト１４を前方の押動で開き、後方へ引くことで閉じられ
るようになっている。

このコレット１４を押し引きする係合部材１３が第１ロ
ッド８の先端に固着されている。

一方、第２ロッド９の先端には駒１７が固着されている
。この駒１７は第２ロッド９の後退移動では皿バネ押え
１１に係合し、第２ロッド９の前進移動では第１ロッド
８に当接し、第１ロッド８を前進方向に押動するもので
ある。

さらに、第１ロッド８と軸穴２ａとの間にロックリング
１８が主軸軸線方向に摺動可能に嵌挿され、コイルスプ
リング２１によって常に駒１７に押圧当接している。こ
のロックリング１８の外周面と軸穴２ａとの間にロック
用ボール２０が半径方向に拡縮移動可能に介在され、ロ
ックリング１８によりこのロック用ボール２０を拡張し
たときに皿バネ押え１１の移動を拘束し、縮小したとき
には移動を許容する。その手段としては、皿バネ押え１
１をロックする位置の軸穴２ａ側に拡張したロック用ボ
ール２０を係止する係止凹部１９が設けられ、ロックリ
ング１８の後端外周にロック用ボール２０を縮小移動さ
せる凹溝１８ａが形成されている。

前記第２ロッド９の後方にはアンクランプ用のシリンダ
２６が設置され、そのピストンロッド端のジヨイント２
２と第２ロッド９の後端の係合部２３とが軸方向に遊び
を持って連繋されている。

２４はピストンの外周に設けられた凹溝、２５は前記凹
溝２４に係合するノツチであり、シリンダ２６の後退方
向の圧力を抜いたときにスプリング２７によってピスト
ンロッドをわずかに前進させノツチ２５を凹溝２４に係
合させ、係合部２３とジヨイント２２との係合を解放位
置するものである。

次に本発明の動作について説明する。第１図は工具４を
クランプした状態を示す。

このクランプ状態よりアンクランプするときは、シリン
ダ２６のピストンロッドを前進させる。

これにより第２ロッド９が押されて前進し、この第２ロ
ッド９の先端の駒１７によりロックリング１８をコイル
スプリング２１のバネ力に抗して前進移動する。第２図
で示すように、ロックリング１８の前進移動でロック用
ボール２０が凹溝１８ａに落ち込み拡張されていたロッ
ク用ボール２０は縮小移動し係止凹部１９より外れる。

その結果、ロック用ボール２０でロックされていた皿バ
ネ押え１１のロックが解除され軸方向の移動を許容する
状態になる。さらに、シリンダ２６を前進させると、第
２ロッド９の先端の駒１７は第１ロッド８に当接し第１
ロッド８を前進移動させ、係合部材１３によりコレット
１４を前方に押動し、突起１５．１６によってコレット
１４は開かれ、プルスタッド５の把持を解放すると共に
、係合部材１３はプルスタッド５を押して工具４をテー
パ穴３の喰い付きを放しアンクランプとする。このとき
、皿バネ１２は皿バネ押え１１のロック解除により第１
ロッド８に固定されている皿バネナツト１０に押されて
第１ロッド８と共に前進し圧縮力を受けることがない。

第２図のアンクランプ状態よりクランプするときは、シ
リンダ２６を後退させ第２ロッド９を引っ張って後退移
動する。これにより駒１７が皿バネ押え１１に係合して
皿バネ押え１１も後退し皿バネ１２を圧縮させ、この皿
バネ１２の圧縮力により皿バネナツト１０を押して第１
ロッド８を後退する。第１ロッド８の後退によってコレ
ット１４が閉じられ、工具４のプルスタッド５を把持す
ると共に後方に引っ張り、工具４をテーバ穴３にクラン
プする。このとき、ロックリング１８はコイルスプリン
グ２１により後退させられ、ロック用ボール２０を押し
上げて凹溝１９に拡張係合し、皿バネ押え１１をロック
して皿バネ１２の圧縮力を保持させる。すなわち、工具
４のクランプ状態を皿バネ１２の圧縮力にて確保する。

シリンダ２６の後退端で圧力を抜き、スプリング２７に
てピストンロッドを少しばかり前進し、第２０ヴド９の
後端の係台頭２３とジヨイント２２との係合を解放し、
ボールノツチ２５によってその位置を確保するものであ
る。

〈発明の効果〉以上のように本発明によると、工具アンクランプ時に皿
バネ押えのロックを解除し、第１ロッドと共に前進移動
させるため、皿バネが圧縮されず、従って皿バネのセッ
ト数を少なくすることができ、しかも第１ロッドをコレ
ットの開開に充分なストローク量が得られる。よって、
皿バネのセット数の減少により主軸の高速回転時におけ
る皿バネの移動による主軸アンバランス発生がなくなり
高速回転時の振動が防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工具クランプ状態の断面図、第２図は
工具アンクランプ状態の断面図である。ｌ・・・主軸頭、２・・・主軸、２ａ・・・軸穴、３・
・・テーパ穴、４・・・工具、５・・・プルスタッド、
８・・・第１ロッド、９・・・第２ロッド、１０・・・
皿バネナツト、１１・・・皿バネ押え、１２・・・皿バ
ネ、１３・・・係合部材、１４・・・コレット、１７・
・・駒、１８・・・ロックリング、２０・・・ロック用
ボール、２１・・・コイルスプリング、２６・・・シリ
ンダ。

Claims

【特許請求の範囲】

主軸頭に回転自在に軸承された筒状の主軸の軸穴に同一
軸線上で主軸軸線方向に進退軸動可能に嵌合した第１及
び第２ロッドと、前記第１ロッドの後端部に固定した皿
バネナットと、この皿バネナットと対向し主軸軸穴に嵌
装された皿バネ押えと、前記皿バネナットと皿バネ押え
との間に介装され、前記第１ロッドを後退方向に押動す
る皿バネと、前記第１ロッドの先端部に固着された係合
部材により第１ロッドの後退移動で縮小し主軸先端のテ
ーパ穴に嵌合された工具のプルスタッドを把持クランプ
し、第１ロッドの前進移動で拡開し前記プルスタッドの
把持を解放するコレットと、前記第２ロッドの先端に固
着され第２ロッドの後退移動では前記皿バネ押えに係合
し前進移動では第１ロッドに当接して第１ロッドを前進
方向に押動する駒と、前記第１ロッドと主軸軸穴との間
に主軸軸線方向に摺動可能に嵌合されコイルスプリング
により常に後退方向に押圧し前記駒に当接しているロッ
クリングと、このロックリングと主軸軸穴との間に半径
方向に拡縮移動可能に介在され前記ロックリングの後退
端で拡張して前記皿バネ押えの移動を拘束しロックリン
グの前進移動で縮小して皿バネ押えの移動を許容するロ
ック用ボールと、前記第２ロッドを前進方向に押動する
アンクランプ用のシリンダとから構成されている主軸用
工具クランプ装置。