JPH03213202A - 切削装置の主軸装置 - Google Patents

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、切削装置の主軸装置に関する。

［従来の技術］ 従来の切削装置の主軸装置を第３図に示す。

この主軸装置は、軸穴８を有する主軸２を有しており、
軸穴８の先端部は工具６を摺動自在に保持する先広のテ
ーパ穴７となっている。軸穴８内には、ドローバー１２
が挿入されており、ドローバ−１２の両端部は軸穴８に
より軸方向へ摺動自在に保持されている。ドローバ−１
２には複数の皿バネ９がＦ！装されており、皿バ、ネ９
はドローバー１２を引抜き方向に付勢している。

ドローバ−１２の先端に設けられたコレット１１は工具
６の後端部に設けられたプルスタッド６ｂを掴み、ドロ
ーバ−１２が冊バネ９の弾性力によって工具クランプ方
向（第３図中、右方向）に引張られることにより主軸２
のテーパ穴７に工具６のテーパ部６ａが嵌合されて工具
６が主軸２にクランプされている。

［発明が解決しようとする課題］ ミーリングなどの重切削を行う切削装置の主軸装置では
、工具６に主軸２の軸心方向へ大きな引抜き力が掛かり
、この引抜き力に対抗して工具６を保持するために多数
の皿バネ９をドローバー１２に嵌装している。

しかしながら、多数の皿バネ９をドローバ−１２に嵌装
するためには、ドローバ−１２の軸長を増加する必要が
あるが、ドローバ−１２は高速回転するためにその軸長
増加により、ドローバー１２の固有振動数が低下して主
軸２の回転数に近づき、共振が生じる可能性がある。そ
のために、主軸装置を危険速度（共振を生じる回転速度
）以下で運転する必要があり、切削能力の限界となって
いた。

また、ドローバ−１２の軸長が増加すると、たとえ上記
危険速度以下であっても、ドローバ−１２の振動が増加
して加工精度を悪化させるという欠点もある。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、ドロー
バーの軸長増加にかかわらず、共振速度が高く、かつ、
ドローバーの振動を低減し得、かつ、構成が簡単な切削
装置の主軸装置を提供することを、その解決すべき課題
としている。

［１１題を解決するための手段］ 本発明の切削ａ置の主軸装置は、軸穴を有し該軸穴の先
端部が工具を摺動自在に保持する先広のテーパ穴となっ
ている主軸と、前記軸穴内に挿入され両端部が前記軸穴
により軸方向へ摺動自在に、保持される工具引込み用の
ドローバーと、前記軸穴内において前記ドローバーに嵌
装され前記ドローバーを引抜き方向に付勢する複数の皿
バネとを備える切削装置の主軸装置において、 軸方向に移動可能に前記ドローバーに嵌着され、両端部
が隣接する２枚の前記皿バネに個別に当接し、内外周面
が前記ドローバーの外周面及び前記軸穴に当接するとと
もに、径方向に弾性を有する吸振伝達部材を具備するこ
とを特徴としている。

この吸振伝達部材は、複数の部品で構成することができ
る。例えば、隣接する皿バネ間の弾性付勢力を軸方向に
伝達する軸方向へ移動可能な付勢力伝達部材と、この弾
性付勢力伝達部材の内外周面に嵌装されたＯリングから
なる径方向吸振部材とで構成することができる。

［作用］ 吸振伝達部材は、径方向に弾性を有し、かつ、内外周面
がドローバーの外周面及び軸穴に当接しているので、両
端部を主軸に支持されたドローバーの中間部分の振動を
低減（吸振）する。

また、吸振伝達部材は、軸方向に移動可能にドローバー
に嵌着され、両端面が隣接する２枚の皿バネに個別に当
接しているので、両側の皿バネ間で弾性付勢力を伝達す
る。

したがって、各皿バネの作用を妨害することなく、ドロ
ーバーの振動を低減する。

ｒ実施例］ 本発明の一実施例を第１図に示す。

この切削装置の主軸８に置は、軸穴８を有する主軸２、
軸穴８内に挿入されたドローバ−１２、ドローバ−１２
に１ｌｌｌ！装された複数の皿バネ９、本発明でいう吸
振伝達部材１８を構成する付勢力伝達部材及びＯリング
１９．２０を有している。

以下、順次説明する。

ハウジング５０両端間口の軸穴５１と、軸穴５１を貫通
する主軸２との間に、６個のベアリング４が嵌装されて
おり、前側の４個のベアリング４と後側２個のベアリン
グ４との間にはベアリング間隔を保持するためのスリー
ブ５２が介設されている。

主軸２の後端部（第１図右側）外周に固定された動力伝
達部（ここではプーリ）３を介して、主軸２はモータ（
図示せず）に連結されている。

主軸２には軸穴８が軸方向に貫設されており、軸穴８の
先端部には先広のテーパ穴７が形成されている。また、
軸穴８には、テーパ穴７側の一部が若干小径に形成され
ており、その結果として、軸穴８のテーパ穴７近傍にリ
ング状の段差８ａが形成されている。

テーパ穴７にはクランプするべき工具６のテーパ部６ａ
が嵌合しており、工具６の後端のプルスタッド６ｂはコ
レット１１によりクランプされている。

コレット１１の後端壁１１Ｃの中心には小孔が軸方向に
貫設されており、後端壁１１Ｃの外周縁から軸心と平行
方向前方に複数の弾性壁１１ａが延設されている。弾性
壁１１ａは後端壁１１ｃを支点として径方向に弾性変形
可能に形成されており、弾性壁１１ａの先端部にはプル
スタッド６ｂを係合するための係合部１１ｂが径内方向
へ突設されている。

コレット１１は、先端開口有底の円筒形状をもつホルダ
１０内に軸方向摺動自在に保持されており、プルスタッ
ド６ｂを掴んだ状態でコレット１１の係合部１１ｂはホ
ルダ１０の内周面に当接している。したがって、係合部
１１ｂは径外方向へ拡がることができないため、プルス
タッド６ｂが係合部１１ｂから離脱することはない。

ホルダ１０は、テーパ穴７近傍において軸穴８内に埋設
されており、ホルダ１０の前端外周縁は段差８ａに当接
している。ホルダ１０の後端壁の中心にも小孔が軸方向
に貫設されている。

軸穴８内には、コレット１１を介して工具６をクランプ
するための長棒状のドローバ−１２が挿入されており、
このドローバー１２の先端は、ホルダ１０の後端壁の上
記小孔及びコレット１１の後端壁の上記小孔を貫通して
コレット１１の内部に達し、コレット１１に図示しない
ナツトにより結合されている。

軸穴８内においてドローバ−１２に後退方向への引張り
力を付与するための複数の皿バネ９が嵌装されており、
先端の皿バネ９はホルダ１０の後端壁に係止されており
、後端の皿バネ９は円柱形状のシフタ（可動部材）１７
の前端壁に係止されている。

有孔円柱形状のシフタ（可動部材）１７は主軸２の軸穴
８の後端部に軸方向摺動自在に嵌入されており、ドロー
バ−１２の後端部はシフタ１７の中心部に軸方向に貫設
された小孔を挿通している。

そして、ドローバ−１２の後端に螺着されたナツト１４
が、シフタ１７の軸方向の位置を調節することにより、
ドローバー１２に加わる皿バネ９の付勢力を決定される
。

コレット１１の係合部１１ｂからプルスタッド６ｂを外
す際には、ドローバ−１２を前進方向へ押圧して係合部
１１ｂが外方へ拡がることのできる位置まで、ドローバ
−１２とともにコレット１１を主軸２の先端側へ前進移
動させる。コレット１１の係合部１１ｂをホルダ１０の
開成端よりテーパ穴７側へ前進移動させると、係合部１
１ｂが外方へ拡がり、プルスタッド６ｂを外すことがで
きる。

以下、本発明の特徴部分について説明する。

軸方向に配列された多数の皿バネ９の中間部には本発明
でいう付勢力伝達部材を構成する輪板１８が介設されて
おり、輪板１８はドローバ−１２に軸方向１呂動自在に
嵌着されている。そして、輪板１８の内外周面には本発
明でいう径方向吸振部材を構成するＯリング１９．２０
が嵌装されている。これら輪板１８及びＯリング１９．
２０は、本発明でいう吸振伝達部材を構成している。

以下、本実施例の輪板１８及びＯリング１９．２０の作
用を説明する。ただし、ドローバ−１２の外径と皿バネ
９の内径との局には微小クリアランスがあり、また、皿
バネ９の外径と軸穴８との間にもクリアランスが設けら
れている。

輪板１８は両側の皿バネ９間において付勢力を軸方向に
伝達し、かつ、０リング１９．２０を径方向伸縮可能か
つ軸方向摺動可能に支持している。

そして、０リング１９．２０は、ドローバ−１２と皿バ
ネ９から伝達される径方向の加振力を低減してそれらの
振動を減らす。

詳しく説明すれば、この実施例では各皿バネ９の中央部
に設けられているために、０リング１９．２０は、軸長
りを半波長とする振動周波数ｆ１（及び、皿バネ９とド
ローバ−１２との一体系の振動周波数ｆ２をも含む）を
中心吸振周波数とするダンパとして作用し、その結果、
周波数ｆ１を共振周波数とする共振は大幅に低減される
。

そして重要なことは、０リング１９．２０の存在のため
に、輪板１８の内・外径の精度を上げることなく、ドロ
ーバ−１２の振動低減が可能となることである。

もちろん、０リング１９．２０の伯に、伯の径方向吸振
部材を採用することも当然可能である。

輪板１８に振動吸収材をコーティングすることも可能で
あり、カラー１８及びＯリング１９．２０を軸方向に複
数箇所に設置してもよい。

また、主軸２に回転出力を伝達する際に、主軸２に固定
された動力伝達部品３を介して行ったが、ビルトインモ
ータにより主軸２を回転させる方法、あるいは主動力源
と主軸２とを直結して主軸２を回転させる方法などであ
ってもよい。

工具６のプルスタッド６ｂを掴むため（ドロパー１２の
先端部にコレット１１を設けたが、ドローバ−１２の進
退移動に伴って複数個の鋼球を半径方向に拡縮させるこ
とによりプルスタッド６ｂを掴むようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の切削装置の主軸装置は、
軸方向に移動可能にドローバーに嵌着され、両端面が隣
接する２枚の皿バネに個別に当接し、内外周面がドロー
バーの外周面及び軸穴に当接するとともに、径方向に弾
性を有する吸振伝達部材を具備しているので、高精度の
加工を要せず振動質口もほとんど増加させずに、主軸の
振動を抑制、吸収し主軸の高速化を可能とする。すなわ
ち、ドローバ−と皿バネとの一体共振と、ドローバーの
単独共振の両方を抑制することができ、主軸装置本来の
機能を害することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の切削装置の主軸装置の一実施例を示す
断面図、第２図はその要部拡大断面図である。第３図は
従来の主軸装置の一例を示す断面図である。 ２・・・主軸 ７・・・テーパ穴 ８・・・軸穴 ９・・・皿バネ １２・・・ドローバ− １８・・・輪板（吸振伝達部材）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 軸穴を有し該軸穴の先端部が工具を摺動自在に保持する
   先広のテーパ穴となっている主軸と、前記軸穴内に挿入
   され両端部が前記軸穴により軸方向へ摺動自在に保持さ
   れる工具引込み用のドローバーと、前記軸穴内において
   前記ドローバーに嵌装され前記ドローバーを引抜き方向
   に付勢する複数の皿バネとを備える切削装置の主軸装置
   において、 軸方向に移動可能に前記ドローバーに嵌着され、両端面
   が隣接する２枚の前記皿バネに個別に当接し、内外周面
   が前記ドローバーの外周面及び前記軸穴に当接するとと
   もに、径方向に弾性を有する吸振伝達部材を具備するこ
   とを特徴とする切削装置の主軸装置。