JPH0340495Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は自動工具交換装置を有する工作機械の
主軸内に装着されるツールクランプ装置に係り、
特に該ツールを強力に把持するに好適な倍力機構
を有するツールクランプ装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第８図に従来一般に採用されているツールクラ
ンプ装置の概要を示す。

主軸１３は軸受２０，２１を介し不動側２２
（又はクイル）に枢支される。主軸１３の前端側
に形成されるテーパ孔２３内にはツール２４が図
示しない自動工具交換装置等により挿着される。
ツール２４のクランプはツール２４のプルスタツ
ド２５に係止する爪２６と、これを開閉動作する
ドローバ１７等により行われる。ドローバ１７は
主軸１３内にその軸線に沿つて挿設され、その前
端側に爪２６を係着すると共に後端側にはナツト
２７が螺着される。ナツト２７は主軸１３の後端
に固定される止め具２８により保持されると共
に、主軸１３の内周に摺動可能に支持される。ナ
ツト２７と爪２６を保持するスリーブ２８内には
バネ１６が介設される。スリーブ２８は主軸１３
に固定されるためバネ１６はナツト２７を後方に
押圧する。すなわちドローバ１７を後方に向かつ
て押圧することになる。これにより爪２６がプル
スタツド２５に係止することになる。一方、ドロ
ーバ１７の後端（図面の右端）にはこれと対峙す
る位置にピストン１５が配設される。ピストン１
５は不動側２２に固定するシリンダ２９内に摺動
可能に支持される。シリンダ２９内に圧油を供給
することにより、ピストン１５が前進し、バネ１
６に抗してドローバ１７を前方（図面左方向）に
向つて押し出す。これにより爪２６とプラスタツ
ド２５との係合が開放され、ツール２４のクラン
プが開放される。

［考案が解決しようとする問題点］ 以上のツールクランプ装置においては、ツール
クランプ力はもっぱらバネ１６のバネ力に左右さ
れる。従つて強力なバネ１６が必要となり、高価
のものとなると共に、バネ力に抗してドローバ１
７を移動するために大きなシリンダ力が必要とな
る問題点が生ずる。更にバネ力の経年変化により
クランプ力が大きく変化する問題点が生ずる。ま
た前記シリンダ力は主軸を枢支する軸受に作用す
るため、シリンダ力が大きいとこれに耐える強度
の軸受が必要となり、切削抵抗から計算されるも
の以上の高剛性の軸受が必要となり、その分高価
のものとなる問題点をが生ずる。

本考案は以上の問題点を解決するもので、ドロ
ーバに楔作用に基づく大きなクランプ力を作用せ
しめ、強固のクランプ力を発生せしめると共に、
前記バネおよびシリンダ力を低減せしめ、かつク
ランプ力の安定化を図るようにした倍力機構を有
するツールクランプ装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案はこのためにドローバの後端側にドロー
バ外周に摺動可能に支持されると共に、その外周
に楔面を形成し、ドローバを前後移動させるピス
トンに当接係合する突部を形成してなる楔状摺動
部材と、該楔状摺動部材に緩挿されると共に、主
軸内周に摺動可能に保持され、前記楔状摺動部材
の前記楔面に当接する球状体を保持するスピース
ナツトと、前記主軸内周に形成され、前記楔面に
球状体が当接した際に、その外周が接触する傾斜
面とを設けてなる倍力機構を有するツールクラン
プ装置を構成する。

［作用］ 前記ピストンにより楔状摺動部材をバネ力に抗
して軸線方向に移動することにより楔状摺動部材
と主軸内周に形成される傾斜面間に球状体が介在
し、これ等に圧接係合することにより、大きな楔
力がドローバに作用する。これによりバネ力が小
さくとも、大きなクランプ力を得ることができ
る。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図は主軸１３の後部（図面右方向）のみを
示した図である。

第３図および第４図にも示す如く、楔状摺動部
材１はドローバ１７に摺動可能に挿着される孔４
を形成すると共に、外周側には楔面２を形成す
る。その後方側（図の右方）は両側面を切断した
細長な突部３が形成される。なお、孔４は突部３
側に底面５を形成し、楔面２は後方（図面右方
向）に向つて縮小する傾斜面から形成される。楔
状摺動部材１の前端面（図面左方向）にはバネ１
６が当接し、これをピストン１５側に押圧する。

第５図および第６図にも示す如く、スピースナ
ツト６は外周六角状でドローバ１７のネジ部１８
に螺合する雌ネジを形成する螺合部７と、主軸１
３の内周に摺動可能に保持され、球状体８が挿入
される多数個（図示では６個）の貫通孔９を穿設
する球体保持部１０とから概略形成される。また
螺合部７には球状体保持部１０の弾性変形を容易
にするためのスリツト１１，１２が適宜位置に穿
設される。

主軸１３のスピースナツト６の摺動係合する内
周には後方（図面右方向）に向つて拡がる傾斜面
１４が形成される。

球状体８は第１図に示す如く、スピースナツト
６の貫通孔９内に保持されるが、ピストン１５と
楔状摺動部材３とが当接しない状態では楔面２と
傾斜面１４間に介設されるが如く配置され、両者
に圧接係合すべく作用する。すなわち楔作用が球
状体８を介し楔面２と傾斜面１４間に形成され
る。この状態では前記した如く、突部３とピスト
ン１５は離れていると共に、孔４の底面５とドロ
ーバ１７の後端面間も寸法ｂだけ離れた状態にそ
れぞれ配置される。

次に、第２図により本実施例の作用を更に詳し
く説明する。

第２図は中心の２点鎖線の上方が第１図と同じ
状態、すなわちツールクランプの状態を示し、下
方はピストン１８により楔状摺動部材１の突部３
を押圧した状態、すなわちツールクランプを開放
した状態を示している。

前記した如く、ツールクランプはバネ１６の押
圧力によつて後方に押された楔状摺動部材１の楔
面２に球状体８が圧接し、球状体８が傾斜面１４
に圧接することにより行われる。楔面２と傾斜面
１４間に生ずる楔力によりスピースナツト６は後
方に向つて強力に押圧され、図示の如き所定位置
に固持される。スピースナツト６とドローバ１７
とは前記した如く、螺合状態にあるためドローバ
１７が後方に向つて強力に押圧され強力なクラン
プ力が発生する。なおスピースナツト６はスリツ
ト１１，１２が楔力の発生を助成し、より強力な
力の発生に機能する。

クランプ力を開放するには第２図の下方に示す
如く、まずピストン１５を前進せしめ、突部３を
前方（図面左方向）に押し、底面１５とドローバ
１７の後端面を接触せしめ、更に寸法ａだけピス
トン１５を前進せしめる。これによりドローバ１
７は寸法ａだけ前進するが、楔状摺動部材１はａ
＋ｂ＝ｍだけ前進する。これにより、球状体８と
楔面２および傾斜面１４との接触が解除され、ド
ローバ１７の寸法ａの移動によりドローバ１７の
前端に係合する爪２６が開き、ツールクランプが
開放される。以上の構造により、バネ１６のバネ
力が弱くとも、前記した楔力の発生により大きな
クランプ力が得られる。このため比較的バネ常数
の低いバネ１６を使用すればよく、ピストン１５
の押圧力も小さくてすむ。これによりシリンダ容
量を低減でき安価に形成される。また楔状摺動部
材１およびスピースナツト６は普通の機械加工技
術により容易に製作し得るもので、特に高価のも
のでない。

第１図に示した実施例のクランプ装置は第８図
の如きクランプ装置の後方に形成されてもよい
が、第７図に示す如く、他の倍力機構１９と併用
しても構わない。倍力機構１９はプルスタツドに
直接係止する楔状爪３０と、これに係合するテー
パ部３１を有するドローバ１７ａおよび楔状爪３
０との間で楔作用を発生させるスリーブ２８ａ等
とから構成されるもので、公知の技術である。ド
ローバ１７ａの移動により楔状爪３０の楔力がプ
ルスタツド２５に作用し、強力なクランプ力が与
えられるものである。

以上の倍力機構１９に本実施例の倍力機構を設
けることにより倍力機構１９で従来の５倍の倍力
が得られることに加えて更に５倍の倍力が与えら
れ、結果として５×５＝25倍の倍力が得られるこ
とになる。換言すると従来のバネ力の1/25で同一
のクランプ力が得られることになる。また図示し
ていないが、第７図に示す従来の倍力機構を主軸
の中間部に設け、本実施例の倍力機構を後方に設
けるように配置してもよい。

［考案の効果］ 以上の説明によつて明らかな如く、本考案によ
れば比較的簡単な構造のもので強力なツールクラ
ンプ力が得られると共に、ドローバに作用するバ
ネおよびピストンを低機能のものから形成でき、
安価に実施できると共に、経年変化を低減でき、
安定したツールクランプ力を維持できる効果が上
げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案一実施例の一部軸断面図、第２
図は実施例の作用を説明するための一部軸断面
図、第３図は実施例に使用される楔状摺動部材の
平面図、第４図は第３図の矢視の側面図、第５
図は実施例に使用されるスピースナツトの平面
図、第６図は第５図の矢視の側面図、第７図は
本考案の他の実施例の軸断面図、第８図は従来の
ツールクランプ装置の軸断面図である。 １……楔状摺動部材、２……楔面、３……突
部、４……孔、５……底面、６……スピースナツ
ト、７……螺合部、８……球状体、９……貫通
孔、１０……球状体保持部、１１，１２……スリ
ツト、１３……主軸、１４……傾斜面、１５……
ピストン、１６……バネ、１７，１７ａ……ドロ
ーバ、１８，１８ａ……ねじ部、１９……倍力機
構、２０，２１……軸受、２２……不動側、２３
……テーパ孔、２４……ツール、２５……プルス
タツド、２６，３０……爪、２７……ナツト、２
８……止め具、２９……シリンダ、３１……テー
パ部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主軸に挿着されるツールをクランプすべく前記
   主軸軸線に沿つて該主軸内に挿設され、当接する
   ピストンの押圧力により、バネ力に抗してツール
   クランプ用の爪を開閉動作するドローバの後端部
   に設けられる倍力機構であつて、前記ドローバの
   外周に摺動可能に挿着され、その外周側に後方に
   向かつて縮小する楔面を形成すると共に前記ピス
   トンと当接係合すべくピストン側に向かつて突出
   形成される突部を有し、その前端面を前記にバネ
   に接触せしめて配設される楔状摺動部材と前記ド
   ローバに螺合すると共に、前記楔状摺動部材の外
   周側に緩挿され、主軸内周に摺動可能に支持さ
   れ、前記楔状摺動部材の楔面に当接する球状体を
   保持するスピースナツトと、該スピースナツトを
   保持する前記主軸内周に設けられ、前記球状体が
   前記楔面に当接する際に該球状体外周に圧接すべ
   く形成され、後向に拡張する傾斜面とを有するこ
   とを特徴とする倍力機構を有するツールクランプ
   装置。