JPH03264202A - 工作機械スピンドル内の工具または加工物クランプ装置用作動装置 - 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 この発明は、ばね装置の力の下でスピンドル内を締付方
向で軸方向に変位可能なクランプバーと、スピンドルと
クランプバーとの間で動作し３個の円錐面にそれぞれ係
止する移動自在なボールを有するくさび伝達装置であっ
て、第１円錐面が、ばね装置の力の下に締付方向で軸方
向にクランプバー上を変位自在なクランプスリーブ上に
設けられ、第２円錐面がクランプバーに接続したクラン
プリング上に設けられ、第３円錐面がスピンドルに対し
て静止配置された支持リング上に設けられ、クランプバ
ーが締付方向と反対方向に移動するとき、第２、第３円
錐面とその間のボールとの間に自己ロックが生じるよう
に、第２、第３円錐面が互いに傾斜している前記くさび
伝達装置と、締付方向とは反対方向のピストン解放行程
移動の第１段階で先ずクランプスリーブに作用し、第２
段階でクランプバーの環状肩部に作用するピストンを有
するピストンシリンダ装置とを備えた、工作機械スピン
ドル内の工具または加工物クランプ装置用作動装置に関
する。

従来の技術 この種の公知作動装置＆（エイ・オツド・ケンブテン社
の文献「精度のよい工具スパナ」、１９８６年版、第３
頁を参照）においては、くさび伝達装置が締付（クラン
プ）動作で働き、ばね装置からのクランプバーに作用す
る力を増大させて、工具または加工物クランプ装置の引
き込み力（締付力）を高めている。さらに、くさび伝達
装置は締付状態においてスピンドルに対してクランプバ
ーをロックする働きもするので、例えば、ばね破損によ
りばね装置が故障した場合や、大きな引き出し力が締付
方向と反対方向に工具や加工物に作用した場合でも、ク
ランプ装置によって締付けられた部材の位置を確実に保
持できる。

発明が解決しようとする課題 上記公知の作動装置では、ピストン／シリンダ装置はば
ね装置に応力を与えてクランプバーの前端のコレットを
開放するだけではなく、スピンドルから工具を取り外す
（エジェクトする）働きももする。ピストン／シリンダ
装置が与える力の大部分がバネ装置へ応力を与えるのに
使用されるので、工具の取り出しに利用できる力はごく
僅かである。しかし、急なテーパ角度を持つ工具の場合
、スピンドルの高速回転でスピンドルの円錐もしくはテ
−パ受は部が拡がり、ばね装置の作用のもとて上記円錐
もしくはテーパ受は部内へ工具がさらに引き込まれると
いう問題が生じる。したがって、工具引き出し動作は焼
ばめ式の嵌め合いに打ち勝たなければならない。さらに
、高速スピンドル回転では、遠心力の影響によりボール
は支持リングの円錐面とクランプリングとの間のくさび
型環状間隙に押入され、その結果クランプ力が異常に増
大する。したがって、工具を取り外すのに大きな取り外
し力が必要になる。この高エジェクション力を得るため
には、それ相応に大形であるか上記目的に合う高動作圧
力のピストン／シリンダ装置を作動装置に設ける必要が
ある。また、締付力を増大しようとすると、ばね装置の
大きさを増すしかなくそのためにはピストン／シリンダ
装置のサイズや動作圧力の大きさを増さなければならな
いという問題がある。

クランプ動作で充分なクランプバー締付行程移動を生じ
させるには、比較的長い構造のばね装置を必要とする。

さらに、公知のクランプ装置では解放行程移動の終わり
にクランプリングが支持リングに係合するので、締付行
程移動がボールの直径によって制限される。

締付行程移動は常にボール径よりも若干小さい。ボール
径を増すと大形化するばかりでなく、遠心力によって引
き起こされるクランプ力の異常増加が増大するという問
題もある。

したがって、この発明の目的は上記した問題点を解決し
、短い構造のばね装置を用いて高い取り外し力が得られ
、遠心力によるクランプ力の異常な増加がなく、締付行
程移動がボール径に依存しない工作機械スピンドル内の
工具または加工物クランプ用作動装置を提供するにある
。

課題を解決するための手段 この発明によると上記目的を達成するために、第３円錐
面とばね装置との間の支持リングの領域に、クランプバ
ーの軸に対して第３円錐面とは反対方向に傾斜し、かっ
ばね装置側へ円錐状に延びる第４円錐面を支持リング上
に設け、これによってばね装置が引き起こす締付行程移
動の開始時に、ボールが第４円錐面に当接して、クラン
プリングに作用して移動増大効果を生じ、締付行程移動
の第２段階でボールが第３円錐面に当接してクランプリ
ングに作用して力増大効果を生じ、反対向きの解放行程
移動の最終段階でボールが第４円錐面に当接し、ばね装
置の方向にクランプスリーブへ作用して力増大効果を生
じ、さらに、クランプリングの周囲でボールの近傍に該
リングと同軸にロック手段を介して設けられた解放リン
グにピストン／シリンダ装置のピストンを解除可能に接
続し、前記ロック手段が行程移動に応じて動作し、ピス
トンの解放行程移動の第１段階でスラストに抗するよう
に該ピストンを解放リングへ軸方向でロックし、ボール
が第３円錐面の径方向最狭位置に達する直前の行程移動
に応じて上記ロック動作を解除し、この時ピストンまた
はピストン延長部がクランプバー上の環状肩部に係合す
る。

作　　　用 この発明のクランプ装置においては、ばね装置が引き起
こす締付行程移動の開始時に移動増大効果が生じる。こ
のことは、極めて低い力しか必要とされない工具または
加工物の引き込みの第１段階において、クランプバーの
所望引き込みまたは締付移動を短いばね行程で行えると
いう利点を与える。ばね行程が短いとばねの長さは短く
てすむから、ばね装置の軸方向長さを従来の半分に減ら
すことができる。反対方向の解放行程移動の最終段階で
はボールが第４円錐面に当接してばね装置の方向でクラ
ンプスリーブに作用して力増大効果を生じるので、解放
行程移動の最終段階でばね装置に張力を与えるにはピス
トン力のほんの一部を要するだけである。ばね装置に予
応力を与えるのに要する力が小さくてすむから、ピスト
ン力の大部分を工具取り外しに利用できる。さらに、こ
の発明の作動装置の第３円錐面はクランプバーの軸に対
して比較的小さい傾斜角で傾斜させることができる。

その結果、高速回転時ボールに作用する遠心力がクラン
プリングに与える軸方向力は小さく、ばね装置が発生す
る軸方向力に比して無視でき殆どが摩擦吸収されてしま
う。したがってクランプ力の異常増加もない。さらに、
クランプリングの外径を支持リングの最狭位置における
該支持リングの内径よりも小さくできるから、クランプ
バーの締付行程移動はボールの直径に依存しない。した
がってクランプバーの行程移動は制限されない。

実施例 以下、実施例によりこの発明の詳細な説明する。

第１図は、工作機械スピンドル２内に嵌入される工具ク
ランプ装置１の全体を示す。第１図の上半部は工具クラ
ンプ装置１の解放位置を示し。下半部は締付位置を示す
。クランプバー３はその軸Ａの方向においてスピンドル
２に対して軸方向変位可能であり、工具側の端部にコレ
ット４を担持している。そしてコレット４は、例えば急
テーバ角のシャンク６を持つ工具の引き込み柱部５に係
合する。

一方、上記装置のシリンダハウジング７はスピンドル２
に螺合固定され、シリンダ７ａ内で摺動自在なピストン
８を持つ水圧ピストンシリンダ装置を収容している。シ
リンダハウジング７にはくさび伝達装置９も設けてあり
、この装置の構成、動作については後に詳細に説明する
。複数個の板ばねからなるばね装置１１もクランプバー
３を取り囲んでいる。ばね装置Ｉｆの一端はスピンドル
２の肩部２ａで支持され他端は、クランプバー３上を軸
方向に変位自在なクランプスリーブ１０によって支持さ
れている。

引き込みバー３に固定接続しているクランプバー１２は
該引き込みバー３と一体な構成とするのが好適である。

シリンダハウジング７に固定嵌入された支持リング１３
はシリンダハウジング７の環状肩部７ｂに係止している
。

くさび伝達装置９は複数個の移動自在なボール１４を有
し、それぞれのボールが３個の円錐面に係止している。

第１円錐面１５をクランプスリーブ１０に設ける。第２
円錐面１６をクランプリング１２に設ける。支持リング
１３には第３円錐面１７を設ける。さらに、第３円錐面
１７とばね装置１１との間にある支持リング１３の領域
に第４円錐面１８を設ける。第４円錐面１８は、クラン
プバーの軸Ａに対して第３円錐面とは反対方向に傾斜し
てばね装置側へ延びている。

第２円錐面１６と第３円錐面１７とは相互に傾斜してい
る。したがって、クランプバー３が締付方向と反対方向
に移動するとき、円錐面１６、１７とその間に配置した
ボール１４との間に自己ロック作用が生じるようになっ
ている。

図示の実施例では、クランプバーの軸Ａに対して第２円
錐面】６は約４５″の傾斜角αで傾斜し、第３円錐面１
７は約３０″の傾斜角βで傾斜している。クランプバー
の軸Ａに対する第３円錐面の傾斜角βは同軸Ａに対する
第４円錐面１８の傾斜角αよりも小さい。第１円錐面Ｉ
５と第４円錐面１８とは傾斜が異なる。したがって、ク
ランプスリーブ１０がＳ方向に締付行程移動するとき、
円錐面１５．１８とその間のボール１４との間に自己ロ
ック効果が生じない。図示の実施例ではクランプバーの
軸Ａに対する第１円錐面１５の傾斜角γは約７５°であ
り、一方、クランプバーの軸Ａに対する第４円錐面の傾
斜角αは約４５″である。

さらに、クランプバーの軸Ａに対する第３円錐面１７の
傾斜角βは、支持リング１３の最狭位置１３ａにおいて
ばね装置側へ減少しており、これを達成するために２個
の円錐面１７．１８間で面取りを行っている。角βが最
狭位置１３ａ側へ減少しているので、この領域において
は第２、第３円錐面１６．１７とボール１４との間に自
己ロック効果が生じない。

ボール１４の直径に関わり無い締付行程移動を行うには
、支持リングの径方向最狭位置において、クランプリン
グの外径りが支持リングの内径Ｄ１よりも小さいことが
望ましい。

その結果、第２図の下半部に示すように、クランプリン
グ１２は解放行程移動において支持リング１３を軸方向
に通過できる。

第４図に示す構成にすると、クランプバー３の締付行程
移動の大きさを任意の値にすることができる。この実施
例では、第３円錐面１７と第４円錐面１８との間の支持
リング１３’が円筒状面１９を有しその軸がクランプバ
ーの軸Ａと一致している。円筒状面１９の軸方向長さを
増すことによって、引き込みバー３の締付行程移動の長
さを相応に増すことが可能である。

クランプバー３が締付方向Ｓと反対方向に移動するとき
円錐面１６．１７とその間のボール１４との間に自己ロ
ック効果が生じるので、解放行程移動においてクランプ
バー３はクランプリングと共に締付方向Ｓと反対の左側
へ変位できない。そのためボール１４の領域に解放リン
グ２０が必要である。第２図、第５図、第６図、第７図
を参照して後に詳述するように解放リング２０は、移動
距離に応じて作用するロック手段２１．２２．２３．２
４を介してピストン８に接続する。各ロック手段が動作
することによって、ピストン８の解放行程移動の第１段
階において、該ピストン８は解放リング２０に軸方向で
ロックされてスラスト力に抗するようになり、解放行程
移動においてボール１４が第３円錐面の径方向最狭位置
１７ａに達する直前における移動に応じてロック動作が
解除される。

第２図、第５図、第６図、第７図に示す種々のロック手
段を詳細に説明する前に、第１図ないし第３図によりま
ず作動装置の一般的動作を説明する。

作動装置のの解放行程移動とクランプバー３の取り外し
行程移動の終わりには、角部材は第２図の下半部、第１
図の上半部に示す位置にある。工具をスピンドル２内へ
引き込むためにシリンダ７ａ内の圧力を除去する。クラ
ンプスリーブ１０はばね装置１１の力の下で締付方向Ｓ
である右側へ変位する。支持リング１３上の第４円錐面
１８が設けられているため、クランプスリーブ１０が右
へ移動するとき、ボールは径方向内側へ押されクランプ
リング】２上の第２円錐面を押圧する。これにより移動
増大効果が得られてクランプリング１２はクランプスリ
ーブ１０よりも長距離だけ右側へ変位され、クランプス
リーブ１０とクランプリング１２との間の軸方向スペー
スが増大する。この動作によって以下の利点が得られる
。すなわち、極めて低い力だけが必要とされる工具引き
込み動作の第１段階において、クランプバー３の所望の
長い引き込み移動を僅かなばね行程で達成できる。ばね
行程が短いので、ばね装置１１の軸方向長さを公知の工
具クランプ装置の約半分に低減できる。

ボール】４が支持リング１３の最狭位置１３ａに達する
と直ちに、移動増大効果は生じなくなる。クランプスリ
ーブ１０とクランプリング１２とは共に同じ距離すなわ
ち最狭位置１３ａの軸方向長さに相当する長さだけ右側
へ変位する。

第４図の実施例では上記移動は円筒状面１９の軸方向長
さに相当する。この円筒状面１９の長さをａとすると、
増大比およびボール１４の直径を変えることなくクラン
プバー３の長線付行程さえも得ることが可能である。ボ
ールが右側へ押されて第３円錐面１７に係合するにいた
ると、力増大効果が発生する。ボール１４はクランプス
リーブ１０上の円錐面１５によって押され、円錐面１６
．１７間でピストン８側へ減少している環状間隙内へ入
り込む。この時、ばね装置Ｉｆの力の増倍力に相当する
締付力によって、工具シャンクはスピンドルの円錐受は
部２ｂ内へ引き込まれる。締付行程移動が終わると、各
部材は第２図の上半部、第１図の下半部に示す位置を取
る。円錐面１６．１７とその間のボール１４との間に自
己ロック効果が働くので、工具が締付力の増倍力に相当
する力を受けても、該工具が締付方向Ｓとは反対方向に
円錐受は部２ｂから引き抜かれることはない。

工具交換に際しては、シリンダ７ａへ圧力を加えこの圧
力の下でピストン８を左側へ押す。解放リング２０はス
ラスト力に対抗するようにロック手段２Ｉを介してピス
トン８に接続されていて、ボール１４に係合する。解放
リング２０はボール１４を左へ押しやることによってク
ランプスリーブ１０も左側へ押して、ばね装置に応力を
与える。解放行程移動をさらに説明する前にロック手段
２１についてまず説明する。

ピストンの軸方向延長部２６内の軸方向環状溝２５内で
、解放リング２０は該環状溝２５内のばねの力に抗して
軸方向に変位自在である。解放リング２０内には複数個
の径方向穴２８が形成され、これらの穴は解放リング２
０およびピストン延長部２６のロック位置において延長
部２６内の径方向穴２９と整列する。ピストン延長部２
６の各径方向穴２９に制御ピン３０が設けられ、解放リ
ング２０内の各径方向穴２８にロックピン３１が設けら
れている。ロックピン３１は巧縮ばね３２によって径方
向外側への押圧習性が与えられている。その結果、ロッ
ク位置でロックピン３１の一部がピストン延長部２６の
径方向穴２９に係合する。しかして、解放リング２０と
ピストン延長部２６とはスラストに対抗するようにロッ
クピン３１を介して相互に接続される。

解放行程移動の第１段階で制御ピン３０はシリンダ７ａ
の壁に係合する。支持リング１３には円錐面３３も形成
されている。

ピストン８の解放行程移動の第１段階で該ピストンは左
方に向かい、解放リング２０はロックピン３１によって
ピストン延長部２６に固定ロックされる。したがって解
放行程移動の第１段階では、前方のボール１４を押圧す
る解放リング２０にのみピストン力が作用する。ピスト
ン８はクランプリング１２側へ移動し、終には外リング
の環状肩部１２ａに係合する。ここで解放行程移動の第
２段階となり、ピストン力の大部分を伝える解放リング
２０とクランプバー３とがそれぞれ同距離だけ左へ変位
される。支持リング１３の最狭位置１３ａにボール１４
が到達する直前に解放行程移動の第２段階が終わり、こ
のときにボール１４は円錐面１７の面取り領域１７ａに
入り込む。この領域では自己ロック効果は生じない。こ
のとき円錐面１６もボール１４に係合して、ピストン力
についての力増大作用対象が解放リング２０からクラン
プリング１２へと変わる。この様にしてロック手段２】
の負荷が軽減される。解放行程移動の第２段階の終わり
を第３図の上半部に示す。この段階で制御ピン３０は制
御面３３によって径方向内方へ押されて、ロックピン３
１をピストン延長部２６の径方向穴２９から外す。した
がって、解放リング２０とピストン延長部２６との間の
ロック効果が解除される。支持リングの最狭位置１３ａ
を通過したボール１４は第４円錐面１８に係合する。円
錐面１８．１５間の環状間隙はテーパをなして減少して
おり、ボール１４はクランプリング１２の円錐面１６に
よって外間隙へ押入される。力増大効果が生じ増大力の
下でクランプスリーブ１０はばね装置に抗してさらに左
側へ押される。この状態を第３図の下半部に示す。力増
大効果があるから、ばね装置１１へ予応力をあたえるた
めになお必要とされる力はピストン力のほんの一部です
む。したがって、殆ど全ピストン力を工具の取り外しに
使用できる。このピストン力は環状肩部を介してクラン
プバー３に加えられ、このとき第１図の上半部に示すよ
うに引き込み柱部５に係着しているコレットホルダー４
ａが大きなエジェクション力をもって工具を円錐受は部
から外す。解放行程移動のこの最終段階でボール１４は
円錐面１６．１８上を径方向外方へ動く。

この移動の際、ボールはロック解除された解放リングを
ばね２７の力に抗してピストン延長部２６の環状溝２５
に押入する。次の締付行程移動でシリンダ７ａ内の圧力
が除去されると、ばね２７はピストン８を漸次右方へ押
すので各部材の右方向移動につれて、ロックピン３１が
ピストン延長部２６の径方向穴２９に再度入り込み、解
放リング２０ピストン延長部２６との間に解除作用を与
えるために必要なロック動作を回復する。

第５図〜第７図に示す作動装置の実施例は、上記した実
施例とロック手段２２．２３．２４の構成が異なるのみ
である。したがって、第１図〜第３図に示す作動装置の
動作モードについての上記の説明は、第５図〜第７図の
実施例にも同様にあてはまる。そのため同一作用の部材
には同一参照番号を付す。

第５図の実施例では解放リングはピストン８側に複数個
の案内ピン３４を有する。これらのピンは軸と平行に延
びかつピストン延長部２６内の軸に平行に延びる案内穴
３５内で変位自在に案内される。各案内ピン３４には環
状溝３４ａが設けである。また、ピストン延長部２６の
解放リング側面には径方向外向き溝付きロックリング３
６を設ける。各案内ピン３４の領域でロックリング３６
は貫通穴３７を有し、この穴を通って各案内ピンが延在
する。さらに、ロックリング３６の外周に、支持リング
１３の制御面３３と協働する制御縁部３６ａを形成して
いる。

案内穴３５内には圧縮ばね３８も設ける。またピストン
延長部とクランプリング１２との間に圧縮ばね３９を設
ける。

ピストン８が左側に向かう解放行程移動の開始時に、解
放リング２０はロック手段２２を介してスラストに対抗
するように接続している。

溝付きロックリング３６はその予応力のために径方向外
方へ習性が与えられて、案内ピン３４の軸方向溝３４ａ
内に係合する。ピストン８が左へ移動すると制御縁３６
ａも制御面３３の領域に入るので、ばねリング３６はそ
の径方向予応力に抗して径方向内方へ押される。このよ
うにしてロックリング３６は環状溝３４ａから押出され
る。リング３６の貫通穴３７が案内穴３５と整列すると
ロック効果が直ちに除去されるので、解放リング２０は
小圧縮ばね３８の力に抗してピストン延長部２６側へ変
位できるようになる。

ピストン延長部２６に係止する圧縮ばね３９はクランプ
リング１２を左側へ押圧するので、該延長部の円錐面１
６はボール１４との接触を保ち、ボールに対して実質的
な力を加えることはない。小圧縮ばね３８があるので、
締付行程移動に際して解放リング２０はそのロック位置
に戻り、この位置でロックリング３６が案内ピン３４の
環状溝３４ａ内に再度係合する。

第６図の実施例においては、板ばね４０によって負荷さ
れた複数個の軸方向両腕ロック爪４１が、解放リング２
０の軸方向スロット内で該解放リング上の軸４２に枢着
されている。各ロック爪４１の一方の腕４１ａは、ピス
トン８に対して解放リング２０をロックする働きをし、
他方の腕４１ｂは制御面と協働する。この実施例では制
御面は支持リング１３の第３円錐面１７によって形成さ
れている。ロック位置でロック爪４１は腕４１ａがピス
トン８に係止した状態で支持されるから、該ピストンは
解放リング２０に抗スラスト接続する。圧縮ばね３９は
先の実施例と同様な機能を果たす。すなわち、ばね３９
によってクランプリング１２はボール１４に接触するが
、該ボールに実質的な力を与えてはいない。ボール１４
が支持リング１３の最狭位置１３ａの近傍に入、ると、
腕４１ｂが円錐面１７に直ちに係合するので鉄腕は径方
向内方へ押され、その結果腕４Ｉが径方向外方にに回動
してロック動作を解除する。締付行程移動に際しては、
ロック爪は板ばね４０によって回動され再度ロック位置
に戻ることができる。締付行程移動に際しては、ピスト
ンは圧縮ばね３９によって再度クランプリング１２から
離間移動されるので、ロック爪４１はロック位置へ戻る
ことができる。

第７図の実施例では、解放リング２０がピストン８の軸
方向環状延長部２６に軸方向変位自在に取り付けられて
いる。延長部２６は複数個の径方向穴４３を有しこれら
の穴の中にロックボール４４が配置されている。ロック
位置でロックボール４４は解放リング２０の環状溝４５
に係合する。延長部２６と同軸な制御リング４７には、
弱い圧縮ばね４６による負荷が与えられている。

制御リング４７は先ずロックボール４４を径方向外方へ
押して環状溝４５内へ押入するので、解放リング２０は
ピストン延長部２６へ抗スラスト接続する。ピストン８
とクランプリング１２との間の民宿ばね３９は先の実施
例で記載した機能を果たす。

ピストン８の左方への解放行程移動に際し、先の実施例
と同様に、ボール１４は解放リング２０によって自己ロ
ック状態から脱して左側へ押しやられる。ボール１４が
支持リング１３の径方向最狭位置１３ａの直前に来ると
、制御リング４７がクランプリング１２の環状肩部１２
ａに係着する。さらに移動が進むと制御リング４７がピ
ストン８内の凹部４８に押入される。その結果ロックボ
ール４４が解除されて径方向内方に移動して径方向穴４
３に滑入する。このようにして解放リング２０とピスト
ン８との間の接続が解除される。ピストン延長部２６は
環状肩部１２ａに係合し、先の実施例と同様にクランプ
リング１２およびクランプバー３を左へ押しやる。

締付行程移動に際しては、圧縮ばね３９によってクラン
プリング１２とピストン８とが再度相互に離間される。

このとき解放リング２０は、該解放リング２０の径方向
内向き環状肩部２０ａとクランプリング１２の環状肩部
１２ｂとによって確実に保持されている。ピストン８が
第７図の上半部に示す限界位置に達すると直ちに、制御
リング４７がロックボール４４を解放リング２０の環状
溝４５に再度押入してロック効果を回復する。

第７図に示すロック手段２４の実施例の変形として、ピ
ストン延長部を解放リングの周りにこれと動軸に配置し
、最外周の制御リングをピストン延長部２６の周りにこ
れと同軸に配置する。この場合、支持リング１３は制御
リング４７の支え部材として機能できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は工具クランプ装置の全体を示す縦断面図、第２
図はこの発明の作動装置の第１実施例の要部の縦断面図
で、上半部は締付行程移動の終わりを、下半部は解放行
程移動の終わりを示す図面、第３図は、第２図に示す作
動装置が解放行程移動で取る２個の異なる中間位置を示
す縦断面図、第４図は同第２実施例の要部を示す縦断面
図、第５図は同第３実施例の要部の縦断面図で、上半部
は締付行程移動の終わりを、下半部は解放行程移動の終
わりを示す図面、第６図は同作動装置の第４実施例の要
部の縦断面図で、上半部に締付行程移動の終わりを、下
半部は解放行程移動の終わりを示す図面、第７図は同作
動装置の第５実施例の要部の縦断面図で、上半部は締付
行程移動の終わりを、下半部は解放行程移動の終わりを
示す図面である。 ２・・・スピンドル ８・・・ピストン Ｏ・・・クランプスリーブ ２・・・クランプリング ４・・・ボール ５．１６，１７．１８・・・第１、第２、第３、第４円
錐面９・・・円筒状面　　　　　　２ｏ・・・解放リン
グ２１〜２４・・・ロック手段　　　２５・・・環状溝
２６・・・ピストン延長部　　　２７・・・ば　　ね２
８．２９，４３・・・径方向穴　　　３ｏ・・・制御ピ
ン３１・・・ロックピン　　　　　３２．３８．３９・
・・圧縮ばね３３・・・制御面　　　　　３４・・・案
内ピン３５・・・案内穴　　　　　　３６・・・ロック
リング３７・・・貢通孔　　　　　　４１・・・ロック
爪４４・・・ロックボール　　　　４５・・・環状溝４
７・・・負荷制御リング ３・・・クランプバー ９・・・くさび伝達装置 】１・・・ばね装置 Ｉ３・・・支持リング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ばね装置の力の下でスピンドル内を締付方向で軸方
   向に変位可能なクランプバーと、スピンドルとクランプ
   バーとの間で動作し３個の円錐面にそれぞれ係止する移
   動自在なボールを有するくさび伝達装置であって、第１
   円錐面が、ばね装置の力の下に締付方向で軸方向にクラ
   ンプバー上を変位自在なクランプスリーブ上に設けられ
   、第２円錐面がクランプバーに接続したクランプリング
   上に設けられ、第３円錐面がスピンドルに対して静止配
   置された支持リング上に設けられ、クランプバーが締付
   方向と反対方向に移動するとき、第２、第３円錐面とそ
   の間のボールとの間に自己ロックが生じるように第２、
   第３円錐面が互いに傾斜している前記くさび伝達装置と
   、締付方向とは反対方向のピストン解放行程移動の第１
   段階で先ずクランプスリーブに作用し、第２段階でクラ
   ンプバーの環状肩部に作用するピストンを有するピスト
   ン／シリンダ装置とを備えた、工作機械スピンドル内の
   工具または加工物クランプ装置用作動装置であって、第
   ３円錐面（１７）とばね装置（１１）との間の支持リン
   グ（１３）の領域に、クランプバーの軸（Ａ）に対して
   第３円錐面（１７）とは反対方向に傾斜し、かつばね装
   置側へ円錐状に延びる第４円錐面を支持リング上に設け
   、これによってばね装置（１１）が引き起こす締付行程
   移動の開始時にボール（１４）が第４円錐面（１８）に
   当接し、クランプリング（１２）に作用して移動増大効
   果を生じ、締付行程移動の第２段階でボール が第３円錐面（１７）に当接し、クランプリング（１２
   ）に作用して力増大効果を生じ、反対向きの解放行程移
   動の最終段階でボールが第４円錐面（１８）に当接し、
   ばね装置（１１）の方向にクランプスリーブ（１０）へ
   作用して力増大効果を生じ、さらに、クランプリング（
   １２）の周囲でボール（１４）の近傍に該リングと同軸
   にロック手段（２１〜２４）を介して設けられた解放リ
   ング（２０）にピストン／シリンダ装置のピストンを解
   除可能に接続し、前記ロック手段が行程移動に応じて動
   作し、ピストン（８）の解放行程移動の第１段階でスラ
   ストに抗するように該ピストンを解放リング（２０）へ
   軸方向でロックし、ボール（１４）が第３円錐面（１７
   ）の径方向最狭位置（１７ａ）に達する直前の行程移動
   に応じて上記ロック動作を解除し、この時ピストン（８
   ）またはピストン延長部（２６）がクランプバー（３）
   上の環状肩部（１２ａ）に係合してなる、工作機械スピ
   ンドル内の工具または加工物クランプ装置用作動装置。 ２、請求項１において、クランプバーの軸（Ａ）に対す
   る第３円錐面（１７）の傾斜角（β）がクランプバーの
   軸（Ａ）に対する第４円錐面の傾斜角（α）よりも小さ
   い作動装置。 ３、請求項１または２において、クランプスリーブ（１
   ０）の締付行程移動時に、第１第４円錐面（１５、１８
   ）とその間のボール（１４）との間にロック動作が生じ
   ないように第１、第４円錐面が相互に傾斜している作動
   装置。 ４、請求項１〜３のいずれかにおいて、クランプバーの
   軸（Ａ）に対する第３円錐面（１７）の傾斜角（β）が
   支持リング（１３）の径方向最狭位置（１３ａ）の近傍
   でばね装置（１１）側へ減少し、この領域において第２
   、第３円錐面（１６、１７）とその間のボール（１４）
   との間の自己ロック作用が除去されている作動装置。 ５、請求項１〜４のいずれかにおいて、円筒状面（１９
   ）を持つ支持リング（１３′）を第３、第４円錐面の間
   に設け、該円筒状面の軸をクランプバーの軸（Ａ）に一
   致させてなる作動装置。 ６、請求項１〜５のいずれかにおいて、クランプリング
   （１２）の外径（Ｄ）が支持リング（１３）の径方向最
   狭位置（１３ａ）における内径（Ｄ１）よりも小さい作
   動装置。 ７、請求項６においてクランプリング（１２）とクラン
   プバー（３）とが一体である作動装置。 ８、請求項１〜７のいずれかにおいて、支持リング（１
   ３）に設けた制御面（３３）を介してロック手段（２１
   、２２、２３）のロックを解除する作動装置。 ９、請求項８において制御面は第３円錐面（１７）によ
   って形成されている作動装置。 １０、請求項１〜９のいずれかにおいて、解放リング（
   ２０）はピストン（８）の軸方向延長部（２６）内の軸
   方向環状溝（２５）内でばね（２７）の力に抗して軸方
   向に変位自在であり、解放リング （２１）とピストン延長部（２６）とに、外リング（２
   ０）、延長部（２６）の両部材のロック位置でそれぞれ
   相互に整列する複数個の径方向穴（２８、２９）を設け
   、ピストン延長部（２６）の各径方向穴（２９）内に制
   御ピンを配置し、圧縮ばね（３２）によって径方向外方
   へ習性が与えられているロックピン（３１）を解放リン
   グ（２０）の各径方向穴（２８）内に配置し、ロック位
   置でロックピン（３１）がピストン延長部（２６）の径
   方向穴（２９）内に部分的に係合する作動装置。 １１、請求項１０においてばね（２７）が環状溝（２５
   ）内に配置されている作動装置。 １２、請求項１〜１１のいずれかにおいて、解放リング
   （２０）は、ピストン延長部（２６）内で軸に対して平
   行に延在する案内穴（３５）中を変位自在に案内される
   複数個の軸平行案内ピンをピストン（８）側に有し、各
   案内ピン（３４）が環状溝（３４ａ）を有し、ピストン
   延長部の解放リング（２０）側端部に溝付き径方向外向
   き弾撥ロックリング（３６）を配置し、このロックリン
   グは各案内ピン（３４）の領域に貫通穴（３７）を持ち
   、各案内ピンがこの貫通穴中を延在し、ロックリング（
   ３６）は外周に制御縁（３６ａ）を有し、この制御縁が
   制御面（３３）と協働することにより、解放リング（２
   ０）をピストン（８）へロックする際、ロックリング（
   ３６）がその径方向予応力によって案内ピン（３４）の
   環状溝（３４ａ）内に係合する作動装置。 １３、請求項１〜１２のいずれかにおいて、ピストン（
   ８）と解放リング（２０）との間に少なくとも１個の軸
   方向作動圧縮バネ（２７、３８）を設けた作動装置。 １４、請求項１〜１３のいずれかにおいて、複数個の軸
   方向、ばね負荷、両腕ロック爪（４１）を解放リング（
   ２０）に枢着し、一方の腕（４１ａ）がピストン（８）
   の軸方向延長部（２６）に係合して解放リング（２０）
   をピストンへロックし、他方の腕（４１ｂ）が制御面（
   １７）と協働する作動装置。 １５、請求項１〜１４のいずれかにおいて、解放リング
   （２０）がピストン（８）の軸方向環状延長部（２６）
   に軸方向変位自在に取り付けられ、該延長部（２６）に
   複数個の径方向穴（４３）を形成してこれらの穴にロッ
   クボール（４４）を配置し、該ロックボールは解放リン
   グ（２０）とピストン（８）とのロック位置で解放リン
   グ（２０）の環状溝（４５）内に係合し、延長部（２６
   ）と同軸なばね負荷制御リング（４７）を設け、このリ
   ングはロック位置でロックボール（４４）を環状溝（４
   ５）に押入し、ピストン（８）が部分的に解放行程移動
   した後に、制御リング（４７）が支え部材（１２ａ）に
   係着するときロックボールを解除して径方向に移動させ
   てなる作動装置。 １６、請求項１５において支え部材はクランプバーまた
   はクランプリング（１２）上の環状肩部（１２ａ）によ
   って形成されている作動装置。 １７、請求項１〜１６のいずれかにおいて、ピストン（
   ８）またはピストン延長部（２６）とクランプリング（
   １２）との間に圧縮ばねを設けた作動装置。