JPH02269511A

JPH02269511A - 工具クランプ装置

Info

Publication number: JPH02269511A
Application number: JP2019357A
Authority: JP
Inventors: Lars-Gunnar Asberg; ラルス―ギュンナル　オスベルイ
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1989-02-01
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1990-11-02
Also published as: EP0383735A2; EP0383735A3; DE69002172D1; SE8900342D0; DE69002172T2; EP0383735B1; US5037254A; SE462554B

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〕本発明は機械工作工具のクランプ装置、具体的にはスピ
ンドルの中を軸方向に往復動する引き棒を含み、この引
き棒（ドローパー）が円錐工具心棒（アーバ）を着脱可
能に共軸的にドローパーに連結されたスリーブによって
支持するように配設されている斯トる工具クランプ装置
に関する。

〔従来技術〕

工作機械に信頼性の高い工具クランプ装置に対する需要
は高まっている。通常、工具は円錐部分によって担持さ
れている。この円錐部分はスピンドルの中心に位置決め
し、工具に作用する半径方向と軸方向の力を吸収するこ
とを目的としている。

工作機械で工具の交換を自動的に可能にする装置の需要
も増大している。

〔発明の目的〕

本発明の目的は従来市販の装置の場合よりも大きな抗張
力の伝達を可能にする斯５る工具クランプ装置を提供す
ることにある。

本発明の第２の目的は従来の装置よりも占有するスペー
スが小さくなる斯５る工具クランプ装置を提供すること
にある。

本発明の第３の目的は工具取替えに際し、クランプスリ
ーブの軸方向移動を短くすることが出来る斯５るクラン
プ装置を提供することにある。

本発明の第４の目的は部品点数が少く従って構造を簡単
にすることが出来る斯＼るクランプ装置を提供すること
にある。

〔発明の構成、作用、効果〕

第１図〜第３図において、工作機械のスピンドル１０ぼ
従来の態様で作動され、従ってそのための手段は図示省
略されている。円錐形アーバ（心棒）は中心軸１１に関
し対称であるが、これは機械スピンドル１０の対応する
円錐形に形成された凹所１３に受容される。円錐アーバ
１２はその１端部分に工具（図示省略）を担持するよう
に企図されており、従ってこの１端部分には担持用のフ
ランジ１４が形成されている。反対側の他端部分におい
て、アーバ１２にはネジ切りボア１５が形成されている
。このボアにドロータップ１７が外ネジを形成されて配
位し、ボアとネジ結合するように企図されている。

或いは、ドロータップ１７の下端がアーバと一体成形さ
れたものでもよいし、ある種のクランプ手段で以ってア
ーバと解除可能に連結するようにしてもよい。

工具とアーバ１２を担持するクランプ装置は工作機械ス
ピンドル１０の内側に配置される。そして装置はドロー
バ′−１８を含んで成り、このバー１８の下端が半径方
向に延長したフランジ部分１９を有し、このフランジ部
分１９には外ネジ２０が形成されていて、この外ネジが
クランプ用のスリーブ２２の内ネジ部２１とネジ結合す
る。クランプスリーブ２２はドローバ−１８と共軸的に
配位し、弾性ロックリング２４がこのスリーブの内部凹
所２３に受容されている。

ロックリング２４はその解放位置において、凹所２３の
直径に相当する外径を有している。円錐バー１２はドロ
ータップ１７によって担持されている。このドロータッ
プ自（本は、ロックリング２４がドロータップの環状凹
所２５に部分的に受容され、他方半径内方へ延長したス
リーブのフランジ部分２７によりスリーブの入口ボアを
挾めることによって構成された当接面２６′　と当接支
持関係にある斯５る態様で、クランプスリーブ２２の中
でロックリング２４を介してスリーブに担持されている
。スリーブの当接面２６′はスリーブの中心孔（凹所）
２３とスリーブのフランジ部分２７の軸方向に延長した
内面２８との間に傾斜遷移面２６″の下端部分として提
供されている。当接面２６′がロックリング２４の外形
に出来るだけ対応する滑らかな円形の外形を有している
ことが重要である。それはこれが面圧を減じる充分大き
な接触面の提供を可能にするからである。

当接面２６′の材質、クランプリングの金属セグメント
３９の材質及びドロータップ１７の環状凹所２５の材質
がクランプ装置の所望寸法限界の維持を容易ならしめる
硬質材料で製作されていることも重要事項である。

支持要素２９は中心ネック部３０と半径方向に拡大した
下部３１から成り、この要素がスリーブ２２の孔に受容
されている。この下部３１は半径方向の当接が得られる
ように、拡大していて、この下部３１の面上にスプリン
グワッシャ３３が保留されている。

支持要素２９の下端面はロックリング２４に対し当接す
るように企図されている。スプリングワッシャ３３は支
持要素２９のネック部３０のまわりに配した半径方向に
延長したワッシャ３４に対して支持されている。このワ
ッシャ３４は環状スナップリング３５や類似のものによ
って軸方向に対して移動しないよう固定されている。

支持要素２９は係合中にロックリング２４に当接する機
能を有している。従って、この支持要素は軸方向力より
も大きな保持力を実現させる。この軸方向力は、面２６
の円錐角の摩擦と衝撃により、クランプスリーブが後退
したときにロックリングに感作用をおよぼす。従って、
支持要素２９はフランジ部分１９のまわりに配したボア
３６に入れた多数のピン３７により軸方向に関して固定
しなければならない。このフランジ部分１９はワッシャ
３４と付勢されたスプリングワッシャ３３を介して支持
要素２９をスピンドル１０に対し相対的に位置付ける。

工具アーバ１２とこれに連結したドロータップ１７を担
持するためにロックリング２４を設けている。

このロックリング２４は、第２図に示す態様に加硫ゴム
セグメント群４０とその間にＯ−リング状に組合せた多
数の金属セグメント群３９から成るＱ　　ＩＪソング状
が好ましい。これはアーバ１２をドロータップ１７を介
して軸方向に担持するような担持能力を充分発揮しなが
らリング２４に被圧縮能力を与える。

ドロータップ１７は、軸方向に延長したガイド面４１．
４２の間に形成されているロックリング２４を受容する
環状凹所２５を有している。下位ガイド面４１はクラン
プスリーブ２２の内面に対して滑動出来るように遊隙を
以って適合している。他方上位ガイド面４２は組込に際
しクランプスリーブの内面２８に対して同様に滑動出来
るように設計されている。

ドロータップ１７は人口端のベベル（傾斜）部分４４を
有し、このベベルの軸方向長はドローバ−１８による工
具アーバ１２のクランプが完成したときに中心軸１１か
ら直角に延長するドロータップ１７の上端面４５が支持
要素２９の中央底面４６と当接するに至るように寸法設
計される。ドロータップ１７の凹所２５の深さは、ロッ
クリング２４のリング断面の直径の半分かそれより幾分
小さくするのが好ましい。更にドロータップ１７の両ガ
イド面４１．４２はドロータップのクランプスリーブ２
２への挿入と組合せが容易になるように、同一直径で且
つ共軸であるべきである。円錐工具アーバ１２に対し相
対的にドロータップを軸方向で明確に位置決め出来るよ
うにするため、ドロータップ１７はネジ部１６の上端と
ガイド面４１の間に配位する半径方向に延長したフラン
ジ４７を具備しており、しかもこのフランジ４７がスピ
ンドルに面したアーバ１２の端面４Ｂに当接するように
設計されている。

図示の本発明例では、ドローバ−１８はスプリングワッ
シャ３３のパッケージの背後（軸方向の）に配置されて
いる。ドローバ−１８とこれにかたく連結しているクラ
ンプスリーブ２２を軸方向下方へ押圧するだけの適度の
押力をドローバ−１８に作用させることによりクランプ
の解除動作が生じる。この作用により、ロックリング２
４が遷移面２６’の傾斜により拡張され、第４図で中心
軸１１の右側に示す位置関係になる。従って、ロックリ
ング２４は、ドロータップ１７の環状凹所２５から外出
して工具の交換のためにドロータップが軸方向に関し解
放される斯＼る位置まで自然に拡張することが出来るの
で、遷移面２６″に沿って滑動出来る能力を具備するこ
とになる。

新な工具アーバ１２がスピンドル１０に装着されるとき
には、ドローバ−１８を軸方向に関し後退（図面上では
上方へ）させる。これによって生じた事態は、ロックリ
ング２４が遷移面２６″に沿って滑動することによって
圧縮され、第４図上の中心軸の左側に示す通りの当接面
２６′に当接する位置に到着する事態である。

真の抗張力がドローバー１８に与えられるき、アーバ１
２がスピンドル１０の円錐孔１３の中の固定位置まで移
動する。ドローバ−１８の必要な短い移動距離はスピン
ドル１０に対し相対的に支持要素２９の軸方向に関する
後退に必要な距離と同じである。この支持要素の移動は
第４図において中心軸の左側に示す位置まで圧縮される
スプリングワッシャ３３のパッケージによって吸収され
る。

本発明のクランプ装置はロータリツール用のツールクラ
ンプシステムにおいて有用であるが、工作機械に固定旋
削工具を連結するためにも有用であり、また従前のアー
バとは違ったタイプのツールホルダとの関係で使用して
も有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクランプ装置と工作機械のスピンドル
の長手方向の断面図、第２図はクランプ装置の１部品で
あるクランプリングを示す第１図の線■−■における平
面図、第３図はクランプ装置の１部品である引き棒を示
す側面図、及び第４図は中心線より左側にクランプ位置
にあるクランプ装置さ中心線より右側にクランプ解除位
置にあるクランプ装置を示すクランプ装置の部分断面説
明図である。図において、１０・・・工作機械のスピンドノペ１２・・・円錐状工具アーバ（心棒）、１３・・・スピ
ンドルの円錐状凹所、１４・・・アーバのフランジ、１５・・・ネジ付きボア、１６・・・外ネジ、１７・・・ドロータップ、１８・・・ドローバー、１９・・・ドローバーのフランジ部、２０・・・外ネジ、２１・・・スリーブの内ネジ部、２２・・・クランプスリーブ、２３・・・スリーブの内部凹所、２４・・・ロックリング、２５・・・ドロータップの環状凹状（溝）、２６・・・
遷移面、２６’、２６’・・・当接面、２７・・・スリーブのフランジ部、２８・・フランジ部内面、２９・・・支持要素、３０・・・支持要素のネック部、３１・・・拡大部、３２・・・当接面、３３・・・スプリングワッシャ、３４・・・ワッシャ、３５・・・スナップリング、３９・・・０−リングの金属セグメント、４０・・・Ｏ
−リングのゴムセグメント、４１・４２・・・ガイド面
、４４・・・ベベル面、４５・・・上端面、４６・・・中央端面。

Claims

【特許請求の範囲】１、工作機械のスピンドル（１０）の中で軸方向に可動
であって着脱可能に共軸的にドローバーに連結されてい
るクランプ用スリーブ（２２）によって工具アーバ（１
２）を支持するように配設された斯ゝるドローバー（１
８）を含んで成る工具クランプ装置において、工具アーバ（１２）がスリーブ（２２）に連結されたド
ロータップ（１７）によって担持され、ドロータップ（
１７）のアーバに対面した側の部分がアーバ（１２）に
着脱可能に連結され或いは一体成形されており、ドロー
タップ（１７）の反対側の端部がスリーブの内部当接面
（２６′）に当接されたロックリング（２４）を介して
スリーブによって担持され、しかもロックリング（２４
）がそのロック位置においてドロータップ（１７）に形
成された環状凹所に部分的に受容されるようにしたこと
を特徴とする工具クランプ装置。２、ドロータップ（１７）の下端が工具アーバ（１２）
に形成した内ネジと係合する外ネジ部を有することを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の工具クランプ装
置。３、ロックリング（２４）が実質的にＯ−リング形状に
成形された金属セグメント群（３９）によって相互連結
されたゴムセグメント群（４０）から成ることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の工具クランプ装置。４、スプリングワッシャ（３３）のパッケージによって
付勢されている支持要素（２９）がロックリング（２４
）と当接関係にあるスリーブ（２２）の内側に配置され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
工具クランプ装置。５、支持要素（２９）がスプリングワッシャパッケージ
の内側中央に配位するネック部（３０）及びスプリング
ワッシャを支持する半径方向に延長した当接面（３２）
を有するフランジ部（３１）を有しており、当該フラン
ジ部（３１）の軸方向に延長した部分がスリーブ（２２
）の内孔壁（２３）に対し滑動するようにスリーブに嵌
合しており、該フランジ部（３１）の先端面がロックリ
ング（２４）と当接関係にあるようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第４項に記載の工具クランプ装置。６、クランプ用スリーブ（２２）には内孔壁（２３）と
当接面（２６′）の間に遷移面（２６″）が形成されて
いて、当該遷移面がスリーブの長手軸に対して傾斜して
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第５項の
いづれか１項に記載の工具クランプ装置。７、ロックリング（２４）とドロータップ（１７）上の
環状リング受容凹所（２５）が滑らかに丸い断面形状で
あり、ロックリングが受容状に当接する当接面（２６′
）がリングに対応した断面形状を有していることを特徴
とする特許請求の範囲第１項〜第６項のいづれか１項に
記載の工具クランプ装置。８、ドロータップ（１７）の凹所（２５）の深さがロッ
クリング（２４）の直径と実質的に同じかそれ以下であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の工具
クランプ装置。９、スピンドル（１０）に対し反対向きに配向したスリ
ーブ（２２）の入口が半径方向内方に延長したフランジ
部（２７）によって狭められ、当該フランジ部（２７）
の軸方向に延長する内面（２８）がドロータップ（１７
）のガイド面（４１）に対する摺動面として形成されて
いて、該内面（２８）と孔壁（２３）の間の遷移面がロ
ックリング（２４）受容当接すべき当接面（２６′）と
それに後続する前記傾斜当接面（２６″）を含んでいる
ことを特徴とする工作具クランプ装置。１０、ドロータップ（１７）が軸方向に関し離間した装
着を容易にするための第１と第２のガイド面（４１、４
２）を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１
項〜第９項のいづれか１項に記載の工具クランプ装置。１１、ドロータップ（１７）が軸方向に延長した部分を
有し、工具クランプ装置がクランプ位置にあるときに、
当該延長部分の軸方向に見ての上端面が支持要素（２９
）の下端面（４６）と当接するようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項〜第１０項のいづれか１項に
記載の工具クランプ装置。