JPH035921B2

JPH035921B2 -

Info

Publication number: JPH035921B2
Application number: JP16421283A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Wada
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1983-09-08
Filing date: 1983-09-08
Publication date: 1991-01-28
Also published as: JPS6056808A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、クイルの進退運動により、スピンド
ルを加工位置または退避位置に移動させるための
クイルの支持クランプ装置に関する。

工作機械のスピンドルは、通常、ヘツドの内部
でクイルにより回転可能な状態で支持されてい
る。そして可動式のクイルは、ヘツドに対し進退
自在に支持されており、前進位置でスピンドルの
加工位置を設定し、また後退位置でスピンドルの
退避位置を与える。

ところで、従来のほとんどのこの種の装置は、
クイルの前進位置でロツク手段を備えていない。
このためクイルの加工位置での芯ずれが起きやす
く、また加工位置での割り出しの再現性が高精度
に行えない状況にある。

したがつて本発明の目的は、ヘツドとクイルと
の調芯およびクランプを短時間に同時に行い、ま
たクイルの前進位置での位置決めおよびその再現
性を高い精度のもとに行えるようにすることであ
る。

上記目的のもとに、本発明は、ヘツドのシリン
ダ室にクイルの後端部分のピストン部およびコレ
ツト状のピストンを挿入するとともに、クイルの
ピストン部の前後端周面を円錐状のテーパ面と
し、シリンダ室前端およびコレツト状のピストン
に上記テーパに対応するそれぞれのテーパ面を形
成し、クイルの前進方向への駆動を上記ピストン
で行い、上記テーパ部分で調芯機能を営ませ、か
つピストンのコレツト部分でロツク機能を果たす
ようにしている。

以下、本発明の構成および作用を図に示す一実
施例に基づいて具体的に説明する。

まず、第１図は、本発明にかかるクイルの支持
クランプ装置１を示している。このクイルの支持
クランプ装置１は、主要部として、ヘツド２、ク
イル３、コレツト状のピストン４およびスピンド
ル５を備えている。

上記ヘツド２は、全体として円筒状であり、そ
の前端面で環状のヘツドカバー６を、また内部の
後端面で円筒状のハウジング７を締付けボルトな
どによりそれぞれ固定的に保持し、それらの間で
シリンダ室８を形成している。そしてこのシリン
ダ室８の内部に、上記コレツト状のピストン４お
よびクイル３の後端部分すなわちピストン部９が
密閉用のＯリングなどを介在させながら軸線方向
に摺動自在にはめ込まれている。また、上記ハウ
ジング７は、シリンダ室８の内部で筒状部１０を
形成しているが、上記ピストン４は、ピストン部
９の後方にあつて、上記筒状部１０に対しても密
閉用のＯリングなどを介在させた状態で摺動自在
にはまり合つている。

そして上記ピストン部９の前端部分は、ヘツド
カバー６に対する抜け止め部となつており、後方
で大きな外径の円錐状のテーパ面１１を形成して
おり、これに対応してヘツドカバー６は、その後
端内周面で同様に後方で大径のテーパ面１２を形
成している。またピストン部９の後端部分は、後
方側で小さな外径の円錐状のテーパ面１３を形成
しており、ピストン４の前面のテーパ面１４と対
応している。このピストン４は、第２図に示すよ
うに、テーパ面１４の側で複数の母線方向のスリ
ツトを形成し、これにより全周に弾性変形可能な
コレツト爪１５を多数形成している。

また、上記クイル３は、その中心孔の前後でベ
アリング１６によりスピンドル５を回転自在に支
持している。このスピンドル５の前端部分は、キ
ー溝付の工具取付け孔１７を形成しており、また
後端部分は、円筒状の回り止め１８およびハウジ
ング７の筒状部１０の内部を通つて、回転筒２０
の内部に臨み、２つのキー１９により回転筒２０
の内部のキー溝２１に対し軸線方向に摺動可能な
状態で回り止めされている。この回転筒２０は、
ハウジング７の軸受け部分の内部でベアリング２
２により回転自在に支持され、かつ後端部分でＶ
プーリ２３を備えている。このＶプーリ２３は、
Ｖベルト２４によつて外部の駆動源から回転力を
取り入れ、スピンドル５に切削のための回転運動
を与える。

また、上記回り止め１８は、クイル３の後端部
内側部分に取付けボルトなどにより固定されてお
り、第３図および第４図に示すように、後端部で
中心孔２５の回りに後端面から見て小判状のはま
り合い部２６を一体的に形成している。これに対
応して、前記筒状部１０の先端部分は、第５図お
よび第６図に示すように、前端面で左右一対の回
り止め部２７を一体的に形成している。すなわち
この回り止め部２７の端面は、上記はまり合い部
２６の左右の面取り部に対応し、回り止め状態
で、軸線方向に摺動自在にはまり合つている。こ
のようにしてシリンダ室８の内部がピストン４お
よびピストン部９によつて前後に分割されてお
り、前方のシリンダ室８は、ヘツド２の通路２８
に通じており、また後方のシリンダ室８は、同様
に通路２９に通じている。それらの通路２８，２
９には、それぞれクイル戻し用の流体３０および
クイル進出用の流体３１がそれぞれ導かれてい
る。

つぎに上記クイルの支持クランプ装置１の作用
を説明する。

第１図は、ヘツド２の内部でクイル３を前進さ
せ、加工位置に設定した状態を示している。従つ
てこの状態では、通路２９に進出用の流体３１が
導かれており、ピストン４およびピストン部９
は、その流体３１の圧力を受けて前進方向に移動
している。このときピストン部９のテーパ面１１
がヘツドカバー６のテーパ面１２に圧接し、かつ
その後方でテーパ面１３，１４どうしが圧接する
ことにより、自動的に調芯位置に割り出されるた
め、クイル３の軸線すなわちスピンドル５および
その工具取付け孔１７の工具３２の軸線は、高い
精度のもとに位置決めされる。しかもその位置決
めは、安定で、再現性に優れているため、長期間
にわたつて高い精度の位置決めを確保できる状態
にある。またピストン４がクイル３のピストン部
９を前進方向に押すとき、テーパ面１３，１４の
斜面の原理によつて、そのコレツト爪１５をシリ
ンダ室８の内周面に圧接する方向すなわち拡径す
る方向に変形をする。この結果、ピストン４は、
クイル３を前進限に押し当てた状態で、コレツト
爪１５とヘツド２の内周面との摩擦的な係止力に
よつてロツク状態となる。このようにしてクイル
３は、前進限の位置でヘツド２に対し調芯状態で
支持され、かつクランプ状態となる。もちろんク
イル３が前進する過程で、回り止め１８は、筒状
部１０に対し回り止め状態で前進方向に移動す
る。同様にスピンドル５は、回転筒２０に対しキ
ー１９およびキー溝２１によつて滑りながら案内
されることになる。

この状態でスピンドル５がＶプーリ２３および
Ｖベルト２４によつて駆動されると、その回転
は、回転筒２０、キー溝２１およびキー１９を経
てスピンドル５に切削回転として与えられる。こ
の間にヘツド２は、送りテーブルなどの加工送り
運動によつて、スピンドル５に送り運動を与えて
いる。このようにしてスピンドル５の先端の工具
３２は、対応のワークに高精度の機械加工を施
す。

一方、クイル３を戻すとき、すなわち後退させ
るときには、通路２８に戻し用の流体３０が供給
される。また、一方の通路２９より進出用の流体
３１を後方のシリンダ室８から流出させることに
より、後方のシリンダ室８の流体圧力が減圧され
る。これによつてシリンダ室８の前方部分に流体
圧がかかり、後方のシリンダ室８が減圧される
と、ピストン４を前進限に押し当てる力が弱ま
り、テーパ面１３，１４どうしの圧接が解除され
て、コレツト爪１５が縮径し、ヘツド２に対し軸
線方向に摺動自在となるので、シリンダ室８の前
方部分に流体圧をかけると、クイル３およびピス
トン４は、後退方向に移動し、ピストン４の後端
部分がハウジング７のボス部分に当たつて停止状
態となる。これがクイル３の退避位置となる。

なお、上記実施例は、１つのヘツド２について
説明しているが、これらのヘツド２は、通常、
NC三次限加工の送りテーブル上に複数取付けら
れる。そしてクイル３の後退位置への退避は、一
方のスピンドル５を後退させておき、他方のヘツ
ド２のスピンドル５のみで必要な加工を施す場合
などに必要とされる。しかし本発明は、多軸のも
のに限らず、当然単軸のものにも適用できる。ま
た上記実施例は、テーパ面１２をヘツドカバー６
の一部で形成しているが、このテーパ面１２は、
ヘツド２の部分で構成することもできる。またク
イル３の回り止め手段（筒状部１０および回り止
め１８）および回転伝達手段（キー１９および回
転筒２０）などは、上記の実施例に限らず、例え
ばスプライン形式のものであつてもよい。

本発明では、下記の特有の効果がある。クイル
の位置決めがそのピストン部の前後端のテーパ部
分で同時に行われ、しかもピストンが拡径方向に
変形し、外周の摺動面でヘツドのシリンダ室に対
し隙間のない状態でロツク状態となるため、クイ
ルの割り出しおよびその再現性が高い精度で、し
かも短時間に行え、ラジアル荷重を受けても高精
度が維持できる。またクイルのピストン部の前後
端が同時に調芯状態となるため、摺動部分に摩耗
が発生しても、クイルの停止位置の精度がそれに
影響されない。また構造が簡単であり、その装置
がヘツドの内部に納められるから、実施が容易で
あり、また多軸ヘツドへの組み込みが容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクイルの支持クランプ装置の
断面図、第２図はコレツト状のピストンの一部破
断側面図、第３図は回り止めの断面図、第４図は
回り止めの背面図、第５図はハウジングの筒状部
の正面図、第６図はハウジングの筒状部の水平断
面図である。１……クイルの支持クランプ装置、２……ヘツ
ド、３……クイル、４……ピストン、５……スピ
ンドル、６……ヘツドカバー、７……ハウジン
グ、８……シリンダ室、９……ピストン部、１
１，１２，１３，１４……テーパ面、１８……回
り止め、１９……キー、２０……回転筒。

Claims

【特許請求の範囲】

１ヘツドにクイルを進退自在に支持し、必要時
に進出させるクイルの支持クランプ装置におい
て、クイルの後端をピストン部とし、ヘツドを筒
状にしてシリンダ室を形成し、このシリンダ室の
前方にクイルのピストン部を摺動自在に嵌め、上
記シリンダ室の後方にコレツト状のピストンを摺
動自在に収納し、上記シリンダ室前端のクイルの
抜け止め部およびクイルの対向している部分を後
方が大径のテーパ面で対向させ、クイルの後端
と、コレツト状のピストンのコレツト部との対向
部をそれぞれ後方が小径のテーパ面で対向させ、
クイルにスピンドルを回転自在に支持してなり、
コレツト状のピストンの前進によりクイルを前進
させて調芯状態でクランプするようにしたことを
特徴とするクイルの支持クランプ装置。