JPH0137873Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は工作機械の主軸クランプ装置に関す
る。

従来の技術 工具を自動的に交換可能な工作機械では、工具
交換時に工具主軸がクランプされる必要があり、
従来の主軸クランプ装置は電磁ブレーキやデイス
クブレーキを利用していた。

考案が解決しようとする問題点 電磁ブレーキやデイスクブレーキを利用した従
来の主軸クランプ装置は構造が複雑であり且つ高
価であつた。又、高トルク時にはすべりが発生す
ることがあり、確実なクランプという点で問題が
あつた。また、実開昭52−40078号公報に記載さ
れているように、工具主軸に歯車を取付け、この
歯車に係合可能な歯形板により工具主軸をクラン
プするようにした主軸クランプ装置がある。この
主軸クランプ装置では、歯形板が工具主軸の歯車
に対して半径方向外方に配置された油圧シリンダ
のピストンロツドに支持され、ピストンロツドが
伸びるときに歯形板が歯車に係合して工具主軸を
クランプし、ピストンロツドが縮むときに歯形板
が歯車から離れて工具主軸をアンクランプするよ
うになつている。しかし、このように工具主軸の
歯車に対して半径方向外方に配置された油圧シリ
ンダを使用すると、歯車が回転しようとする力に
よつて油圧シリンダを押し戻す方向の力の成分が
発生し、クランプ力が弱くなりがちであつた。つ
まり、クランプ力は油圧シリンダの発生力に依存
していた。従つて強いクランプ力を得ようとする
と、それに応じて油圧シリンダが大形化するとい
う問題点があつた。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本考案による工
作機械の主軸クランプ装置は、工具主軸に同軸に
歯形円板を設け、該歯形円板に係合可能な歯形板
を前記歯形円板に対して接線方向に延びるクラン
プレバーの一端部に設け、前記クランプレバーの
他端部が前記工具主軸の軸線と平行な支点軸によ
り機械のフレームに回動可能に支持され、前記歯
形板を前記歯形円板にアクチユエータによつて係
合離脱させて前記工具主軸をクランプするように
した工作機械の主軸クランプ装置において、前記
歯形板は前記クランプレバーの支点軸中心から前
記歯形円板のピツチ円に引いた接線の接点よりも
前記支点軸から遠ざかる方向に略歯形の圧力角相
当の角度だけ回り込んだ位置で前記歯形円板と係
合するように前記クランプレバーに設けられ、前
記クランプレバー及び前記歯形板は前記工具主軸
の両方向クランプ用として一対設けられ、前記ア
クチユエータは前記各歯形板を前記歯形円板に係
合離脱させるために前記各クランプレバーを前記
支点軸の回りで回動するように設けられたことを
特徴とするものである。

実施例 以下本考案を図面を参照して実施例について説
明する。

第１図から第３図において、１は工作機械の工
具主軸を示し、第３図に示されるように、工具主
軸１は主軸ヘツド２に回転可能に支持されて図示
しない駆動源に連結される。主軸ヘツド２は図示
しない送り装置に連結される。工具主軸１には主
軸ヘツド２の上方で歯車３が取付けられる、歯車
３と工具主軸１とはキー等を用いて相互に回転し
ないように固定される。

歯車３の歯に対応するラツクを備えた２つの歯
形板４が、歯車３を両側から挟むように係合可能
に取付けられる。各歯形板４を支持するために、
歯車３の両側に２本のクランプレバー５がほぼ平
行に配置され、各クランプレバー５は一端部にお
いて工具主軸１と平行な支点軸６に回動可能に支
持される。支点軸６は図示しない機械フレームに
固定されている。歯形板４は各クランプレバー５
の他端部にボルト等により固着される。クランプ
レバー５はほぼ平板状であり、クランプレバー５
には直立片を有する連結板７がボルト８により連
結される。２つの連結板７の間にはソレノイドア
クチユエータ９が配置され、各連結板７の直立片
がソレノイドアクチユエータ９の出力軸１０に連
結される。クランプレバー５と連結板７とを連結
する前述のボルト８の頭部と、図示しない機械フ
レームに固定された軸１１との間には引張りばね
１２が懸けられている。然して、ソレノイドアク
チユエータ９を付勢すると出力軸１０は両側から
引込み、連結板７、クランプレバー５及びそれに
支持された歯形板４が両側から歯車３に近づいて
歯形板４が歯車３に噛合うようになる。支点軸を
中心としたクランプレバー５の回動動作によつて
歯形板４が円弧を描いて歯車３に噛み合う際、歯
同志が干渉しないように、歯車３の外径を若干小
さくするような工夫をしている。このときに、工
具主軸１に回転トルクが加わつても、歯形板４が
工具主軸１の回転を阻止する。斯くして、すべり
のない良好なクランプが達成される。

一方、ソレノイドアクチユエータ９が消勢され
ると、引張りばね１２のばね力によつてクランプ
レバー５が外側に開き、歯形板４が歯車３から離
れる。然して、工具主軸１は自由に回転できる状
態になる。さらに、機械のフレームにはストツパ
１３が取付けてあり、ストツパ１３はクランプレ
バー５を適切な位置で係止するようになつてお
り、従つて、ソレノイドアクチユエータ９はわず
かのストロークだけクランプレバー５を駆動する
ものであれば良い。

さらに、歯形板４の歯面は歯車の圧力角に相当
する角度（通常20゜）だけクランプレバー５の延
びる方向に対して傾斜して取付けられており、工
具主軸１の回転トルクに対する歯形板４への作用
力が支点軸６にクランプレバー５の延びる方向に
作用するので、クランプレバー５を開かせる向き
の力の成分が非常に小さくなつており、従つて、
ソレノイドアクチユエータ９がクランプのために
大きな駆動力を必要としないようになつている。
つまり、クランプ力はソレノイドアクチユエータ
９の駆動力に依存されない。ソレノイドアクチユ
エータ９はただクランプレバー５を回動させるた
めだけに用いられ、クランプ力はクランプレバー
５自体と支点軸６の強度で受け持つことになり、
比較的小形の構成で大きなクランプ力を得ること
ができる。

考案の効果 以上説明したように、本考案によれば、クラン
プレバーの支点軸中心から歯形円板のピツチ円に
引いた接線の接点よりも支点軸から遠ざかる方向
に略歯形の圧力角相当の角度だけ回り込んだ位置
で歯形板が歯形円板に係合するので、工具主軸の
回転トルクによる歯形板への作用力の方向が丁度
支点軸を通るのでクランプレバーを回動させるモ
ーメントが作用しない。よつてクランプレバーを
開かせる向きの力の成分がなく、クランプレバー
回動用アクチユエータは、クランプ力を受け持つ
必要がない。ただクランプレバーを回動させる力
さえあればよいので小形、安価なもので済む。そ
してクランプ力はクランプレバー及び支点軸の強
度で決まるので、確実なクランプ力を簡単な構造
で容易に得ることができる。さらに、一対のクラ
ンプレバー及び歯形板により、工具主軸を正転、
逆転両方向にクランプすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による主軸クランプ装置の平面
図、第２図は工具主軸を省略した第１図の線−
に沿つた断面図、第３図は第１図の装置の概略
断面図である。 １……工具主軸、３……歯車、４……歯形板、
５……クランプレバー、６……支点軸、９……ア
クチユエータ、１２……引張りばね、１３……ス
トツパ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工具主軸に同軸に歯形円板を設け、該歯形円板
   に係合可能な歯形板を前記歯形円板に対して接線
   方向に延びるクランプレバーの一端部に設け、前
   記クランプレバーの他端部が前記工具主軸の軸線
   と平行な支点軸により機械のフレームに回動可能
   に支持され、前記歯形板を前記歯形円板にアクチ
   ユエータによつて係合離脱させて前記工具主軸を
   クランプするようにした工作機械の主軸クランプ
   装置において、前記歯形板は前記クランプレバー
   の支点軸中心から前記歯形円板のピツチ円に引い
   た接線の接点よりも前記支点軸から遠ざかる方向
   に略歯形の圧力角相当の角度だけ回り込んだ位置
   で前記歯形円板と係合するように前記クランプレ
   バーに設けられ、前記クランプレバー及び前記歯
   形板は前記工具主軸の両方向クランプ用として一
   対設けられ、前記アクチユエータは前記各歯形板
   を前記歯形円板に係合離脱させるために前記各ク
   ランプレバーを前記支点軸の回りで回動するよう
   に設けられたことを特徴とする工作機械の主軸ク
   ランプ装置。