JPH0819906A - 工具ホルダのクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャンクが筒状軸部となされた工具ホルダの
クランプ装置において工具ホルダを適当な一定力で非ロ
ック状態にクランプできるようになす。 【構成】 主軸２のシャンク孔２ａの内方に、複数のボ
ール３を主軸の半径方向へ案内するものとなされた筒状
案内部材４と、前記ボールに当接される楔面７ａを形成
され主軸中心線方向への作動可能に内挿されたクランプ
コーン７とを設け、クランプコーンの前記中心線方向の
作動によりボールが筒状軸部１ｂの楔面１ｃに押し付け
られるようにしたクランプ装置であって、前記ボールに
当接される楔面１９ａの形成されたスリーブ１９をクラ
ンプコーンに前記中心線方向への移動自在に外嵌させる
と共に、スリーブをボール側へ押圧してボールを筒状軸
部の楔面に適当力で圧接させるものとしたスプリング２
０を設けたものとなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マシンニングセンタな
どの主軸部に実施される工具ホルダのクランプ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の主軸に装着される工具ホルダ
として近年注目されているものに、図１に示すようにシ
ャンクをテーパ状の筒状軸部１ａとなし且つ被支持面と
しての端面１ｂを形成したものがあり、在来の７／２４
テーパとなされた中実シャンクを具備したものと較べ
て、次のような特徴を有する。

【０００３】即ち、 イ．主軸に筒状軸部１ａの周面と端面１ｂの二面で支持
されるため、取付精度、曲げ剛性及び、取付を繰り返す
さいの取付安定性が向上する。 ロ．筒状軸部であるため質量が軽くなると同時に遠心力
の影響を受けがたくなって、高速に適する。 ハ．質量が軽い上に、曲げ剛性が向上するため筒状軸部
を短くでき、工具交換に必要な機械のストロークを短く
なし得ると共に交換速度が上げられる。

【０００４】斯かる筒状軸部１ａを具備した工具ホルダ
のクランプ装置の代表例を示すと例えば次のようなもの
が存在している。

【０００５】先ず第一の例として図２に示すように、主
軸２のシャンク孔２ａの内方に、特定位置で複数のボー
ル３を主軸２の半径方向へ案内するものとなされた筒状
案内部材４と、前記ボール３にその内方から当接される
楔面５ａを形成され前記筒状案内部材４に主軸２の回転
中心線ｃ方向への作動可能に内挿されたクランプコーン
５とを設け、クランプコーン５の前記回転中心線ｃ方向
の作動により、ボール３がシャンク孔２ａに内嵌された
工具ホルダの筒状軸部１ａの内周面に形成された楔面１
ｃ（図１参照）に押し付けられるようにしたものがあ
る。

【０００６】また第二の例として図３に示すように、主
軸２のシャンク孔２ａの内方に、主軸２の回転中心線ｃ
廻りに配設され、楔面６ａが外周面の先部に形成され、
主軸２の特定位置を支点として前記回転中心線ｃを含む
面に沿って揺動自在となされた複数のクランプ片６と、
前記回転中心線ｃ方向へ作動可能となされ、楔面７ａが
外周面に形成され、前記回転中心線ｃ方向への作動によ
り前記クランプ片６をその楔面６ａが外方へ変位するよ
うに揺動させるものとしたクランプコーン７とを設け、
クランプコーン７の前記回転中心線ｃ方向の作動によ
り、クランプ片６の楔面６ａがシャンク孔２ａに内嵌さ
れた工具ホルダの筒状軸部１ａの内周面に形成された楔
面１ｃに押し付けられるようにしたものがある。

【０００７】さらに第三の例として図４に示すように、
主軸２のシャンク孔２ａの内方に、主軸２の回転中心線
ｃ廻りに配設され、楔面６ａが外周面の先部に形成さ
れ、主軸２の特定位置ｋ１に係止された係止楔体８に支
持させた可動楔体９の後面を支点として前記回転中心線
ｃを含む面に沿って揺動自在となされた複数のクランプ
片６と、前記回転中心線ｃ方向へ作動可能となされ、第
一楔面７ａ’と第二楔面７ｂが外周面に形成され、前記
回転中心線ｃ方向の作動により第一楔面７ａ’でクラン
プ片６をその楔面６ａが外方へ変位するように揺動させ
一方では第二楔面７ｂで前記可動楔体９の内周面に形成
された楔面９ａを主軸２の半径方向外方へ押圧するもの
となされたクランプコーン７とを設け、クランプコーン
７の前記回転中心線ｃ方向への作動により、クランプ片
６の楔面６ａがシャンク孔２ａに内嵌された工具ホルダ
の筒状軸部１ａの内周面に形成された楔面１ｃに押し付
けられると同時に係止楔体８と可動楔体９の楔作用によ
りクランプ片６を後方へ引張するようにしたものがあ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】主軸に設けられるクラ
ンプ装置において工具ホルダを完全に解放した状態とな
るアンクランプ状態と、工具ホルダを完全に把握してロ
ックした状態となるクランプ状態の二つの作動状態が得
られるようになされたものでは、クランプ状態となされ
た工具ホルダを自動的に交換するさい、主軸から工具ホ
ルダが落下するのを防ぐため、工具交換アームは工具ホ
ルダをクランプ状態で把握しアンクランプ状態となされ
た後それを主軸から抜き取るようにしなければならず、
また次に装着すべき工具ホルダを主軸に自動的に装着す
るさいは工具ホルダをアンクランプ状態で主軸に挿入し
クランプ状態となされた後それを解放するようにしなけ
ればならない。このためクランプ装置又は工具交換アー
ムはこれらのうちの一方が所要の動作を完了するまで待
機することが必要となり、迅速な工具交換が行えないの
である。

【０００９】本出願人は主にこのようなことを解消する
ため、主軸のクランプ装置においてそのアンクランプ状
態に代えて、工具ホルダを抜き差し可能で主軸から落下
させないように適当力で把握し得る状態である仮クラン
プ状態が得られるようにしたもの（特開平３−１１１，
１１０号参照）を案出したのであり、現在多いに好評を
博している。

【００１０】しかし、筒状軸部のシャンクを具備した近
年の工具ホルダのクランプ装置においても在来のものと
同様に仮クランプ状態の必要性のあることに変わりはな
いにも拘らず、未だ仮クランプ状態の得られるものは存
在していないのである。

【００１１】本発明は斯かる実情に鑑みて、筒状軸部を
具備した工具ホルダのクランプ装置において仮クランプ
状態の得られるものとした新規な工具ホルダのクランプ
装置を提供することも目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段及びその作用】上記目的を
達成するため、第一の発明においては主軸のシャンク孔
の内方に、特定位置で複数のボールを主軸の半径方向へ
案内するものとなされた筒状案内部材と、前記ボールに
その内方から当接される楔面を形成され前記筒状案内部
材に主軸中心線方向の作動可能に内挿されたクランプコ
ーンとを設け、クランプコーンの前記中心線方向の作動
により、ボールがシャンク孔に内嵌された筒状軸部の内
周面に形成された楔面に押し付けられるようになしたク
ランプ装置であって、前記ボールに当接される楔面の形
成されたスリーブをクランプコーンに前記中心線方向へ
の移動自在に外嵌させると共に、このスリーブをボール
側へ押圧してボールを筒状軸部の楔面に適当力で圧接さ
せるものとしたスプリングなどの押圧手段を設けたこと
を特徴とする。

【００１３】本発明によれば、クランプコーンが主軸中
心線方向の特定方向へ移動されると、ボールはクランプ
コーンの楔面に当接し筒状案内部材に案内されつつ筒状
軸部の半径方向外方へ移動され、遂には筒状軸部の内周
面に形成された楔面に所要大きさの力で押しつけられ、
工具ホルダはシャンク孔の奥側へ強大な力で引っ張られ
るものとなり、クランプ状態が形成される。

【００１４】一方、クランプコーンが前述とは逆方向へ
移動されると、ボールはクランプコーンの楔面との関係
では筒状軸部の半径方向内方へ移動可能な状態となる
が、クスリーブの楔面がスプリングなどの力でボールを
筒状軸部の半径方向外方へ常に押圧するため、ボールと
筒状軸部の楔面との間に楔作用が生じ、これにより工具
ホルダはシャンク孔の奥側へ適当な力で引っ張られるも
のとなり、仮クランプ状態が形成される。

【００１５】また第二の発明においては主軸のシャンク
孔の内方に、主軸中心線廻りに配設され楔面が外周面の
先部に形成され主軸の特定位置を支点として前記中心線
を含む面に沿って揺動自在となされた複数のクランプ片
と、前記中心線方向へ作動可能となされ楔面が外周面に
形成され前記中心線方向への作動によりクランプ片をそ
の楔面が外方へ変位するように揺動させるものとなされ
たクランプコーンとを設け、クランプコーンの前記中心
線方向への作動により、クランプ片の楔面がシャンク孔
に内嵌された筒状軸部の内周面に形成された楔面に押し
付けられるようになしたクランプ装置であって、前記ク
ランプ片の後端に当接される楔面の形成されたスリーブ
をクランプコーンに前記中心線方向への移動自在に外嵌
させると共に、このスリーブをクランプ片側へ向けて押
圧しクランプ片の楔面を筒状軸部の楔面に適当力で圧接
させるものとしたスプリングなどの押圧手段を設けたこ
とを特徴とする。

【００１６】本発明によれば、クランプコーンが主軸中
心線方向の特定方向へ移動されると、クランプ片はクラ
ンプコーンの楔面に当接し、クランプ片の外周面の楔面
が筒状軸部の半径方向外方へ移動され、筒状軸部の内周
面に形成された楔面に所要大きさの力で押しつけられる
ため、クランプ片の外周面の楔面と筒状軸部の楔面との
間に楔作用が生じ、工具ホルダはシャンク孔の奥側へ強
大な力で引っ張られるものとなり、クランプ状態が形成
される。

【００１７】一方、クランプコーンが前述とは逆方向へ
移動されると、クランプ片はクランプコーンの楔面との
関係では筒状軸部の半径方向内方へ移動可能な状態とな
るが、スリーブの楔面がスプリングなどの力でクランプ
片の後端を押圧してクランプ片の外周面の楔面を筒状軸
部の半径方向外方へ移動させ筒状軸部の内周面に形成さ
れた楔面に適当力で押しつけるため、クランプ片の外周
面の楔面と筒状軸部の楔面との間に楔作用が生じ、工具
ホルダはシャンク孔の奥側へ適当力で引っ張られるもの
となり、仮クランプ状態が形成される。

【００１８】さらに第三の発明においては主軸のシャン
ク孔の内方に、主軸中心線廻りに配設され、楔面が外周
面の先部に形成され、主軸の特定位置に係止された係止
楔体に支持させた可動楔体の後面を支点として前記中心
線を含む面に沿って揺動自在となされた複数のクランプ
片と、前記中心線方向へ作動可能となされ、第一楔面と
第二楔面が外周面に形成され、前記中心線方向の特定方
向への作動により第一楔面でクランプ片をこれの楔面が
外方へ変位するように揺動させると共に第二楔面で前記
可動楔体の内周面に形成された楔面を主軸の半径方向外
方へ押圧するものとなされたクランプコーンとを設け、
クランプコーンの特定方向への作動により、クランプ片
の楔面がシャンク孔に内嵌された筒状軸部の内周面に形
成された楔面に押し付けられると同時に係止楔体と可動
楔体の間に生じる楔作用によりクランプ片を後方へ引張
するようになしたクランプ装置であって、前記クランプ
片の後端に当接される楔面の形成されたスリーブをクラ
ンプコーンに前記中心線方向への移動自在に外嵌させる
と共に、このスリーブをクランプ片側へ押圧してクラン
プ片の楔面を筒状軸部の楔面に適当力で圧接させるもの
としたスプリングなどの押圧手段を設けたことを特徴と
する。

【００１９】本発明によれば、クランプコーンが主軸中
心線方向の特定方向へ移動されると、クランプ片の先端
はクランプコーンの第一楔面に押し上げられてクランプ
片の楔面を筒状軸部の半径方向外方へ移動させ、筒状軸
部の内周面に形成された楔面に所要大きさの力で押しつ
けるものとなり、一方では第二楔面が可動楔体の内周面
の楔面との間の楔作用により可動楔体を主軸の半径方向
外方へ移動させ、このさい係止楔体と可動楔体との間の
楔作用によりクランプ片が可動楔体の後面で後方へ押さ
れるため、クランプ片の外周面の楔面は筒状軸部の楔面
を所要大きさの力で後方へ押圧し、工具ホルダはシャン
ク孔の奥側へ強大な力で引っ張られるものとなり、クラ
ンプ状態が形成される。

【００２０】他方、クランプコーンが前述とは逆方向へ
移動されると、クランプ片はクランプコーンの第一楔面
との関係では筒状軸部の半径方向内方へ移動可能な状態
となるが、スリーブの楔面がスプリングなどの力でクラ
ンプ片の後端を押圧し、クランプ片の外周面の楔面を筒
状軸部の半径方向外方へ移動させて筒状軸部の内周面に
形成された楔面に適当力で押しつけるため、クランプ片
の外周面の楔面と筒状軸部の楔面との間に楔作用が生
じ、工具ホルダはシャンク孔の奥側へ適当力で引っ張ら
れるものとなり、仮クランプ状態が形成される。

【００２１】

【実施例】図５は本発明に係るクランプ装置の第一実施
例を示す主軸部の縦断面図、図６はその作動状態を示す
図、図７は同作動状態を示す拡大図である。

【００２２】図において、１０は主軸ヘッドのフレーム
である。主軸２はフレーム１０に軸受１２・・・を介し
て回転自在に支持されている。シャンク孔２ａは主軸２
の先端に形成されていて１／１０テーパとなされてい
る。１６はプーリで主軸２の後端に固定されモータなど
の回転を入力されるものとなされている。１１ａ及び１
１ｂは前記フレーム１０の端面に固定されたリング部材
である。

【００２３】１８は主軸２の中心孔２ｂに内挿されたド
ローバーで、大径部１８ａと小径部１８ｂを具備し、小
径部１８ｂの先端にはネジ部ｍが形成され、大径部１８
ａの後端にはアンクランプ力受け金具１３が軸受１４な
どを介して回転自在に装着されてなる。

【００２４】筒状案内部材４は図７に示すように周面に
段部４ａが形成され、この段部４ａは主軸２の中心孔２
ｂの段部ｋで支持されており、シャンク孔２ａ内に張り
出させた先端部の周方向適当間隔位置にはその半径方向
へ案内孔４ｂが形成されている。このさい各案内孔４ｂ
には内方からボール３が嵌入されている。

【００２５】１５は筒状案内部材４の後端面に支持され
るバネ受けリングで、ドローバー１８の小径部１８ｂに
外嵌された状態で主軸２の中心孔２ｂ内に挿入されてい
る。そして、このリング１５とドローバー１８の大径部
１８ａの前端面との間には皿バネ１６が圧縮状態で積み
重ねてあり、また主軸２の後端にはドローバー１８の抜
け出しを係止するための係止リング部材１７が螺着して
ある。

【００２６】クランプコーン７は筒状となされて前記ネ
ジ部ｍに螺着されており、先端膨大部の外周面には先方
へ向かうほど高くなる楔面７ａを形成し、この楔面７ａ
がボール３の内方に当接されるようになされている。

【００２７】１９はクランプコーン７に主軸中心線方向
への移動自在に外嵌されたスリーブで先端にはボール３
を筒状案内部材４の半径方向外方へ押し上げるものとし
た楔面１９ａが形成されている。

【００２８】２０はスリーブ１９を前方へ向けて適当力
で押圧するための押圧手段で、図示例ではスリーブ１９
の後端とバネ受けリング１５の間に圧縮状に設けられた
スプリングとなしてある。

【００２９】工具ホルダ１はシャンクをなす筒状軸部１
ａと主軸２の先端面に当接される端面１ｂとを具備する
と共に周面に工具交換アームにより把握される溝部１ｄ
を設けたものとなされている。そして筒状軸部１ａの内
周面には環状凹み部が形成されていて、これの後部に楔
面１ｃが形成してあり、また中心部には突出状の案内筒
１ｅが設けてあって、筒状軸部１ａがシャンク孔２ａに
嵌挿された状態でクランプコーン７の内孔に嵌挿されク
ランプコーン７を主軸中心線方向へ案内するものとなさ
れている。

【００３０】上記の如く構成した本実施例の使用例並び
にその作動を説明する。工具ホルダ１の筒状軸部１ａが
図５及び図７（ａ）に示すようにシャンク孔２ａ内に完
全に挿入された状態で、アンクランプ力受け金具１３に
何等の操作力も作用しないときは、クランプコーン７は
皿バネ１６の弾力で後方へ引張された状態となる。

【００３１】このため、クランプコーン７の楔面７ａは
主軸２と同体に保持された筒状案内部材４の案内孔４ａ
に案内されたボール３の内方と当接し、ボール３を筒状
軸部材１ａの半径方向外方へその楔作用により移動させ
ようとする。このさい、これらボール３は筒状軸部１ａ
の内周面の楔面１ｃに押しつけられるため、筒状軸部１
ａの楔面１ｃとボール３との間に楔作用が生じ、これに
より工具ホルダ１はシャンク孔２ａの奥側へ強大な力で
引っ張られるものとなり、クランプ状態が形成される。
かくして工具ホルダ１は筒状軸部１ａの外周面をシャン
ク孔２の内面に圧接されると同時に端面１ｂを主軸２の
先端面に圧接されて二箇所で拘束された状態となる。こ
の状態で主軸２が高速回転しシャンク孔２ａが拡径変形
しても、これに追随して筒状軸部１ａも自身の弾性で拡
大するため、筒状軸部１ａはシャンク孔２ａに密接した
状態を保持される。

【００３２】一方、ドローバー１８がアンクランプ力受
け金具１３を介して押圧力を受けて主軸２の先端側へ移
動されたときは、クランプコーン７が図６（ａ）及び図
７（ｂ）に示すように変位されるため、ボール３はクラ
ンプコーン７の楔面７ａとの関係では筒状軸部１ａの半
径方向内方へ自由に移動し得る状態となるが、一方でス
リーブ１９がスプリング２０の力によりその先端側へ押
圧されるため、先端の楔面１９ａとボール３との間に楔
作用が生じ、同ボール３は筒状軸部１ａの半径方向外方
へ適当力で押しつけられ、工具ホルダ１は適当力でシャ
ンク孔２ａの奥側へ引っ張られるものとなり、仮クラン
プ状態が形成される。

【００３３】この仮クランプ状態では、工具ホルダ１は
主軸２に適当力で固定された状態を維持するのであり、
このさい同ホルダ１に一定大きさ以上の抜き出し力が作
用すると、筒状軸部１ａの楔面１ｃがその楔作用により
スプリング２０の力に打ち勝って図６（ｂ）及び図７
（ｃ）に示すようにボール３を筒状軸部１ａの半径方向
内方へ移動させるものとなり、工具ホルダ１はシャンク
孔２ａから抜き出される。

【００３４】この状態ではボール３は図６（ｃ）及び図
７（ｄ）に示すように依然としてスプリング２０の力で
スリーブ１９を介して筒状軸部１ａの半径方向外方へ押
されているため図６（ｄ）にも示すように案内孔４ａの
最外位置まで移動されて案内孔４ａの外端で係止された
状態となる。

【００３５】この後、次に装着すべき工具ホルダ１の筒
状軸部１ａがシャンク孔２ａ内へ一定大きさ以上の力で
押し込まれると、筒状軸部１ａの内周面がボール３をス
プリング２０の力に打ち勝って筒状軸部１ａの半径方向
内方へ移動させ、この状態の下で筒状軸部１ａが最奥部
まで押し込まれたとき、スプリング２０力を受けていい
るボール３は筒状軸部１ａの楔面１ｃに圧接して図７
（ｂ）の状態に復し、工具ホルダ１は適当力でシャンク
孔２ａの奥側へ引っ張られ、仮クランプ状態が形成され
る。

【００３６】次に図８は本発明のクランプ装置の第二実
施例を示す縦断面図、図９は同実施例のクランプ片を示
す図、図１０はその作動状態を示す図、図１１は同作動
状態を示す拡大図である。

【００３７】本実施例においてクランプ片６は図９に示
すようなものとなされてクランプコーン７の周方向へ配
設されており、それぞれは外周面の先端部に楔面６ａを
形成されると共に外周面のやや後寄り位置には主軸２の
中心孔２ｂの周面に形成された凹み部ｋ１に嵌合される
突部６ｂを形成され、この突部６ｂを支点として主軸中
心線を含む面に沿って揺動自在となされている。

【００３８】スリーブ１９の先端部には図１１に示すよ
うに楔面１９ｂが形成してあり、この楔面１９ｂはクラ
ンプ片６の後端部をスプリング２０の力で押圧し、クラ
ンプ片６の楔面６ａを筒状軸部１ａの半径方向外方へ移
動させるものとなしてある。

【００３９】スプリング２０はその後端を主軸２の段部
ｋ２前面に支持され、またバネ受けリング１５は段部ｋ
２後面に支持されている。

【００４０】その他の部位は先の実施例と同一であり、
以後の説明において対応した符号を使用するものとす
る。

【００４１】上記の如く構成した本実施例の使用例並び
にその作動を説明する。工具ホルダ１の筒状軸部１ａが
図８及び図１１（ａ）に示すようにシャンク孔２ａ内に
完全に挿入された状態で、アンクランプ力受け金具１３
に何等の操作力も作用しないときは、先の実施例と同様
にクランプコーン７は皿バネ１６の弾力で後方へ引張さ
れた状態となる。

【００４２】このため、クランプコーン７の楔面７ａは
クランプ片６の先端内周面と当接し、同クランプ片６の
楔面６ａを筒状軸部材１ａの半径方向外方へその楔作用
により移動させようとする。このため、これらクランプ
片６の楔面６ａは工具ホルダ１の筒状軸部１ａの内周面
の楔面１ｃに押しつけられ、筒状軸部１ａの楔面１ｃと
クランプ片６の楔面６ａとの間に楔作用が生じ、工具ホ
ルダ１はシャンク孔２ａの奥側へ強大な力で引っ張られ
るものとなり、先の実施例と同様なクランプ状態が形成
される。

【００４３】一方、ドローバー１８が主軸２の先端側へ
移動されたときは、クランプコーン７が図１０（ａ）及
び図１１（ｂ）に示すように変位されるため、クランプ
片６はクランプコーン７の楔面７ａとの関係では筒状軸
部１ａの半径方向内方へ自由に移動し得る状態となる
が、一方でスリーブ１９がスプリング２０の力により先
端側へ押圧され、その先端の楔面１９ｂとクランプ片６
の後端との間に楔作用が生じ、同クランプ片６の楔面６
ａは筒状軸部１ａの半径方向外方へ移動されてその楔面
１ｃに適当力で押しつけられ、工具ホルダ１は適当力で
シャンク孔２ａの奥側へ押され、前述同様な仮クランプ
状態が形成される。

【００４４】この仮クランプ状態において、工具ホルダ
１に一定大きさ以上の抜き出し力が作用すると、筒状軸
部１ａの楔面１ｃがスプリング２０の力に打ち勝って図
１０（ｂ）及び図１１（ｃ）に示すようにクランプ片６
の楔面６ａを筒状軸部１ａの半径方向内方へ突部６ｂを
支点としてその楔作用により移動させるものとなり、工
具ホルダ１はシャンク孔２ａから抜き出される。

【００４５】このときクランプ片６の楔面６ａは依然と
してスプリング２０の力で筒状軸部１ａの半径方向外方
へ押されているため図１０（ｃ）及び図１１（ｄ）に示
すように突部６ｂを支点として最外位置まで移動され
る。

【００４６】この後、次に装着すべき工具ホルダ１の筒
状軸部１ａがシャンク孔２ａ内へ一定大きさ以上の力で
押し込まれると、筒状軸部１ａの内周面がクランプ片６
の楔面６ａをスプリング２０の力に打ち勝って筒状軸部
１ａの半径方向内方へ移動させ、この状態の下で同筒状
軸部１ａが最奥部まで押し込まれたとき、スプリング２
０力によりクランプ片６の楔面６ａが筒状軸部１ａの楔
面１ｃに圧接されて図１１（ｂ）の状態に復し、工具ホ
ルダ１は適当力でシャンク孔２ａの奥側へ引っ張られる
ものとなり、仮クランプ状態が形成される。

【００４７】次に図１２は本発明のクランプ装置の第二
実施例を示す縦断面図、図１３は同実施例のクランプ片
を示す図、図１４はその作動状態を示す図、図１５は同
作動状態を示す拡大図である。

【００４８】本実施例において、クランプコーン７は図
１５などに示すようにその先端部に第一楔面７ａ’を、
そしてその後方に第二楔面７ｂを形成したものとなされ
ている。

【００４９】クランプ片６は図１３に示すようなものと
なされてクランプコーン７の周方向へ配設されており、
それぞれは外周面の先端部に楔面６ａを形成されると共
に外周面のやや後寄り位置でクランプコーン７の半径方
向へ透孔ｐを形成され、この透孔ｐ内には主軸２の中心
孔２ｂの周面に形成された凹み部ｋ１に係止された係止
楔体８と、この楔体８の後面をなす楔面に支持させた可
動楔体９とを内嵌すると共に可動楔体９の内周面に形成
された楔面９ａをクランプコーン７の第二楔面７ｂで支
持されるものとなすほか、可動楔体９の後面を支点とし
て主軸中心線を含む面に沿って揺動自在となされてい
る。

【００５０】その他の部位は第二実施例と同一であり、
以後の説明において対応した符号を使用するものとす
る。

【００５１】上記の如く構成した本実施例の使用例並び
にその作動を説明する。工具ホルダ１の筒状軸部１ａが
図１２及び図１５（ａ）に示すようにシャンク孔２ａ内
に完全に挿入された状態で、アンクランプ力受け金具１
３に何等の操作力も作用しないときは、クランプコーン
７は前述同様に皿バネ１６の弾力で後方へ引張される。

【００５２】このさい、クランプ片６の内周面はクラン
プコーン７の外周面に支持され、同クランプ片６の楔面
６ａは工具ホルダ１の筒状軸部１ａの楔面１ｃと当接さ
れた状態となる。そして一方ではクランプコーン７の第
二楔面７ｂが可動楔体９の内周面をなす楔面９ａをこれ
らの楔作用により筒状軸部１ａの半径方向外方へ押し上
げ、このさい可動楔体９は係止楔体８との楔作用により
強大な力で後方へ移動され、クランプ片６は可動楔体９
の後面で透孔ｐ内面を後方へ押され、同クランプ片６の
楔面６ａは筒状軸部１ａの楔面１ｃを押圧するため、工
具ホルダ１は強大な力でシャンク２ａの奥側へ引っ張ら
れるものとなり、前述同様にクランプ状態が形成され
る。

【００５３】一方、ドローバー１８がアンクランプ力を
受けて主軸２の先端側へ移動されたときは、クランプコ
ーン７が図１４（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように変
位されるため、クランプ片６はクランプコーン７の第一
楔面７ａ’との関係では筒状軸部１ａの半径方向内方へ
自由に移動し得る状態となるが、一方でスリーブ１９が
スプリング２０の力によりクランプコーン１５上をその
先端側へ押圧され、その先端の楔面１９ａとクランプ片
６の後端との間に楔作用が生じ、同クランプ片６は可動
楔体９の後面を支点として筒状軸部１ａの半径方向外方
へ揺動しようとし、クランプ片６の楔面６ａは筒状軸部
１ａの楔面１ｃに適当力で押しつけられるため、工具ホ
ルダ１は適当力でシャンク孔２ａの奥側へ引っ張られる
ものとなり、前述同様な仮クランプ状態が形成される。

【００５４】この仮クランプ状態において、工具ホルダ
１に一定大きさ以上の抜き出し力が作用すると、筒状軸
部１ａの楔面１ｃがスプリング２０の力に打ち勝って図
１４（ｂ）及び図１５（ｃ）に示すようにクランプ片６
の楔面６ａを可動楔体９の後面を支点として筒状軸部１
ａの半径方向内方へその楔作用により移動させるものと
なり、工具ホルダ１はシャンク孔２ａから抜き出され
る。

【００５５】このときクランプ片６の楔面６ａは依然と
してスプリング２０の力で筒状軸部１ａの半径方向外方
へ押されているため図１４（ｃ）及び図１５（ｄ）に示
すように最外位置まで移動される。

【００５６】この後、次に装着すべき工具ホルダ１の筒
状軸部１ａがシャンク孔２ａ内へ一定大きさ以上の力で
押し込まれると、筒状軸部１ａの内周面がクランプ片６
の楔面６ａをスプリング２０の力に打ち勝って筒状軸部
１ａの半径方向内方へ移動させ、この状態で同筒状軸部
１ａが最奥部まで押し込まれたとき、第二実施例の場合
に準じてクランプ片６の楔面６ａが筒状軸部１ａの楔面
１ｃに圧接して図１１（ｂ）の状態に復するものとな
り、仮クランプ状態が形成される。

【００５７】なお、第一〜第三実施例において仮クラン
プ状態からクランプ状態となすには、ドローバー１８に
作用させたアンクランプ力を除去すればよい。

【００５８】上記実施例の主軸は回転されるものとなし
たが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば旋
盤のように工作物が回転し工具が回転しないものにも適
用し得るものである。

【００５９】

【発明の効果】上記の如く構成した本発明によれば、シ
ャンクが筒状軸部となされた工具ホルダのクランプ装置
であっても、スリーブ及びこれを移動させるための押圧
手段を設けることにより、完全なアンクランプ状態に代
えて仮クランプ状態が得られるものとなってアンクラン
プ操作時に工具ホルダが主軸から抜け落ちることを防止
できるのであり、このため自動的な工具交換を行うさい
に工具交換アームがクランプ状態の工具ホルダを把握す
る前にアンクランプ操作して仮クランプ状態となすこと
ができ、また仮クランプ状態となされた工具ホルダをク
ランプ状態となす前に工具交換アームを開放させること
ができ、工具交換アームとクランプ装置の作動タイミン
グの自在性が向上するものとなり、自動工具交換動作が
簡素化されるほか、工具ホルダのシャンクを筒状軸部と
したことによる利点と相まって一層迅速な工具交換を可
能となすものである。

【００６０】また仮クランプ状態において工具ホルダは
主軸から自然に落下しないものとなるため、工具ホルダ
を手作業で脱着する形式の工作機において、工具ホルダ
を脱着するさい、先ずアンクランプ操作して仮クランプ
可能な状態となした後、両手で工具ホルダを主軸に挿入
するか、或いはアンクランプ操作することにより仮クラ
ンプ状態でクランプされた工具ホルダを両手で主軸から
抜き出すように実施でき、安全確実な作業が行えるもの
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクランプ装置の第一実施例を示す
縦断面図である。

【図２】その作動状態を示す図である。

【図３】同作動状態を示す拡大図である。

【図４】本発明に係るクランプ装置の第二実施例を示す
縦断面図である。

【図５】同実施例のクランプ片を示す図である。

【図６】同実施例の作動状態を示す図である。このさい
（ｄ）は（ｃ）のｘ−ｘ部分の断面図である。

【図７】その作動状態を示す拡大図である。

【図８】本発明に係るクランプ装置の第三実施例を示す
縦断面図である。

【図９】同実施例のクランプ片を示す図である。

【図１０】同実施例の作動状態を示す図である。

【図１１】その作動状態を示す拡大図である。

【符号の説明】

１ａ 筒状軸部 １ｃ 楔面 ２ 主軸 ２ａ シャンク孔 ３ ボール ４ 筒状案内部材 ６ クランプ片 ６ａ 楔面 ８ 係止楔体 ９ 可動楔体 ９ａ 楔面 ７ クランプコーン ７ａ 楔面 ７ａ’ 第一楔面 ７ｂ 第二楔面 １９ スリーブ １９ａ 楔面 ２０ スプリング

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１１月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来に於ける工具ホルダの断面説明図である。

【図２】図１の工具ホルダに於けるクランプ例の説明図
である。

【図３】図１の工具ホルダに於けるクランプ例の説明図
である。

【図４】図１の工具ホルダに於けるクランプ例の説明図
である。

【図５】本発明に係るクランプ装置の第一実施例を示す
縦断面図である。

【図６】その作動状態を示す図である。

【図７】同作動状態を示す拡大図である。

【図８】本発明に係るクランプ装置の第二実施例を示す
縦断面図である。

【図９】同実施例のクランプ片を示す図である。

【図１０】同実施例の作動状態を示す図である。このさ
い（ｄ）は（ｃ）のｘ−ｘ部分の断面図である。

【図１１】その作動状態を示す拡大図である。

【図１２】本発明に係るクランプ装置の第三実施例を示
す縦断面図である。

【図１３】同実施例のクランプ片を示す図である。

【図１４】同実施例の作動状態を示す図である。

【図１５】その作動状態を示す拡大図である。

【符号の説明】 １ａ 筒状軸部 １ｃ 楔面 ２ 主軸 ２ａ シャンク孔 ３ ボール ４ 筒状案内部材 ６ クランプ片 ６ａ 楔面 ８ 係止楔体 ９ 可動楔体 ９ａ 楔面 ７ クランプコーン ７ａ 楔面 ７ａ’ 第一楔面 ７ｂ 第二楔面 １９ スリーブ １９ａ 楔面 ２０ スプリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸のシャンク孔の内方に、特定位置で
   複数のボールを主軸の半径方向へ案内するものとなされ
   た筒状案内部材と、前記ボールにその内方から当接され
   る楔面を形成され前記筒状案内部材に主軸中心線方向の
   作動可能に内挿されたクランプコーンとを設け、クラン
   プコーンの前記中心線方向の作動により、ボールがシャ
   ンク孔に内嵌された筒状軸部の内周面に形成された楔面
   に押し付けられるようになしたクランプ装置であって、
   前記ボールに当接される楔面の形成されたスリーブをク
   ランプコーンに前記中心線方向への移動自在に外嵌させ
   ると共に、このスリーブをボール側へ押圧してボールを
   筒状軸部の楔面に適当力で圧接させるものとしたスプリ
   ングなどの押圧手段を設けたことを特徴とする工具ホル
   ダのクランプ装置。
2. 【請求項２】 主軸のシャンク孔の内方に、主軸中心線
   廻りに配設され楔面が外周面の先部に形成され主軸の特
   定位置を支点として前記中心線を含む面に沿って揺動自
   在となされた複数のクランプ片と、前記中心線方向へ作
   動可能となされ、楔面が外周面に形成され、前記中心線
   方向への作動によりクランプ片をその楔面が外方へ変位
   するように揺動させるものとなされたクランプコーンと
   を設け、クランプコーンの前記中心線方向への作動によ
   り、クランプ片の楔面がシャンク孔に内嵌された筒状軸
   部の内周面に形成された楔面に押し付けられるようにな
   したクランプ装置であって、前記クランプ片の後端に当
   接される楔面の形成されたスリーブをクランプコーンに
   前記中心線方向への移動自在に外嵌させると共に、この
   スリーブをクランプ片側へ向けて押圧しクランプ片の楔
   面を筒状軸部の楔面に適当力で圧接させるものとしたス
   プリングなどの押圧手段を設けたことを特徴とする工具
   ホルダのクランプ装置。
3. 【請求項３】 主軸のシャンク孔の内方に、主軸中心線
   廻りに配設され、楔面が外周面の先部に形成され、主軸
   の特定位置に係止された係止楔体に支持させた可動楔体
   の後面を支点として前記中心線を含む面に沿って揺動自
   在となされた複数のクランプ片と、前記中心線方向へ作
   動可能となされ、第一楔面と第二楔面が外周面に形成さ
   れ、前記中心線方向の特定方向への作動により第一楔面
   でクランプ片をこれの楔面が外方へ変位するように揺動
   させると共に第二楔面で前記可動楔体の内周面に形成さ
   れた楔面を主軸の半径方向外方へ押圧するものとなされ
   たクランプコーンとを設け、クランプコーンの特定方向
   への作動により、クランプ片の楔面がシャンク孔に内嵌
   された筒状軸部の内周面に形成された楔面に押し付けら
   れると同時に係止楔体と可動楔体の間に生じる楔作用に
   よりクランプ片を後方へ引張するようになしたクランプ
   装置であって、前記クランプ片の後端に当接される楔面
   の形成されたスリーブをクランプコーンに前記中心線方
   向への移動自在に外嵌させると共に、このスリーブをク
   ランプ片側へ押圧してクランプ片の楔面を筒状軸部の楔
   面に適当力で圧接させるものとしたスプリングなどの押
   圧手段を設けたことを特徴とする工具ホルダのクランプ
   装置。