JPH09207010A - 工作機械の主軸装置 - Google Patents
工作機械の主軸装置Info
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- JPH09207010A JPH09207010A JP8016892A JP1689296A JPH09207010A JP H09207010 A JPH09207010 A JP H09207010A JP 8016892 A JP8016892 A JP 8016892A JP 1689296 A JP1689296 A JP 1689296A JP H09207010 A JPH09207010 A JP H09207010A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/02—Driving main working members
- B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/02—Chucks
- B23B31/24—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
- B23B31/26—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle
- B23B31/261—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2270/00—Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
- B23B2270/20—Internally located features, machining or gripping of internal surfaces
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 主軸の装着孔に対する工具の挿入を円滑にす
る。 【解決手段】 上半分に示す状態からプッシュロッド２
を左方に前進移動させると、筒部材２ｂがツールホルダ
（工具）Ｔのクーラント用接続筒部Ｔａに嵌合するとと
もに、押圧面２ｄ，２ｅが受圧面１２ｂ，１２ｃを押し
てコレット１２を拡径させ、固定部１２ｄを固定縁Ｔｂ
に係止させる。また後退用テーパ面２ｃが可動部材１７
を径方向外方に押し動かすので、後退部材１６が右方に
動いてコレット１２を後退させ、ツールホルダＴを主軸
１に引き付ける（下半分参照）。プッシュロッド２が後
退すると付勢ばね１８の作用で可動部材１７が元の状態
に戻る。
る。 【解決手段】 上半分に示す状態からプッシュロッド２
を左方に前進移動させると、筒部材２ｂがツールホルダ
（工具）Ｔのクーラント用接続筒部Ｔａに嵌合するとと
もに、押圧面２ｄ，２ｅが受圧面１２ｂ，１２ｃを押し
てコレット１２を拡径させ、固定部１２ｄを固定縁Ｔｂ
に係止させる。また後退用テーパ面２ｃが可動部材１７
を径方向外方に押し動かすので、後退部材１６が右方に
動いてコレット１２を後退させ、ツールホルダＴを主軸
１に引き付ける（下半分参照）。プッシュロッド２が後
退すると付勢ばね１８の作用で可動部材１７が元の状態
に戻る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の主軸に
工具を着脱自在に取り付ける主軸装置に関する。
工具を着脱自在に取り付ける主軸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】工作機械の主軸装置として図８に示すも
のが知られている。この主軸装置は、主軸３１に挿入さ
れ所要の移動手段によって左右に移動させられるパイプ
状のドローバー（バー本体）３２と、外周面に先広り状
の押圧面３３ａ，３３ｂを有し、ドローバー３２の先端
に固定された筒部材３３と、内周面に先広り状の受圧面
３４ａ，３４ｂが形成されるとともに外周面に固定部３
４ｃが形成され、上記筒部材３３の外周に拡径自在に嵌
合されたコレット３４とを主体とし、ツールホルダ（工
具）Ｔがクーラント用接続筒部Ｔａを筒部材３３に嵌め
入れて主軸３１の装着孔３１ａに挿入された状態におい
て（図８の上半分参照）、ドローバー３２を右に後退移
動させると、押圧面３３ａ，３３ｂで受圧面３４ａ，３
４ｂが押されてコレット３４が拡径し、図８の下半分の
ようにその固定部３４ｃを固定縁Ｔｂに係止してツール
ホルダＴを主軸３１に固定する構造となっている。
のが知られている。この主軸装置は、主軸３１に挿入さ
れ所要の移動手段によって左右に移動させられるパイプ
状のドローバー（バー本体）３２と、外周面に先広り状
の押圧面３３ａ，３３ｂを有し、ドローバー３２の先端
に固定された筒部材３３と、内周面に先広り状の受圧面
３４ａ，３４ｂが形成されるとともに外周面に固定部３
４ｃが形成され、上記筒部材３３の外周に拡径自在に嵌
合されたコレット３４とを主体とし、ツールホルダ（工
具）Ｔがクーラント用接続筒部Ｔａを筒部材３３に嵌め
入れて主軸３１の装着孔３１ａに挿入された状態におい
て（図８の上半分参照）、ドローバー３２を右に後退移
動させると、押圧面３３ａ，３３ｂで受圧面３４ａ，３
４ｂが押されてコレット３４が拡径し、図８の下半分の
ようにその固定部３４ｃを固定縁Ｔｂに係止してツール
ホルダＴを主軸３１に固定する構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の工作機械の
主軸装置は、ツールホルダＴを主軸３１の装着孔３１ａ
に挿入する際に、クーラント用接続筒部Ｔａが筒部材３
３に嵌め入れられる構成となっているので、工具Ｔを主
軸３１（筒部材３３）の中心軸線に沿って直線的に正確
に移動させる必要がある。このため、円弧状の軌跡を描
いて工具を主軸３１の装着孔３１ａに挿し込むような高
速の自動工具交換装置ではその嵌合スキマを大きくする
必要が有り、クーラントのシーリングが難しくなる。
主軸装置は、ツールホルダＴを主軸３１の装着孔３１ａ
に挿入する際に、クーラント用接続筒部Ｔａが筒部材３
３に嵌め入れられる構成となっているので、工具Ｔを主
軸３１（筒部材３３）の中心軸線に沿って直線的に正確
に移動させる必要がある。このため、円弧状の軌跡を描
いて工具を主軸３１の装着孔３１ａに挿し込むような高
速の自動工具交換装置ではその嵌合スキマを大きくする
必要が有り、クーラントのシーリングが難しくなる。
【０００４】また、ドローバー３２の後退移動により、
コレット３４を拡径させることと、ツールホルダＴを主
軸３１に引き付けることを同時に行っている関係で、コ
レット３４の引付け後退移動量とクーラント用接続筒部
Ｔａの筒部材３３に対する最終的な挿入長さとによっ
て、ドローバー３２の最大後退移動量が制約を受けるた
め、押圧面３３ａ，３３ｂと受圧面３４ａ，３４ｂの傾
斜角度を小さくして倍力機能を高めることが難しい。
コレット３４を拡径させることと、ツールホルダＴを主
軸３１に引き付けることを同時に行っている関係で、コ
レット３４の引付け後退移動量とクーラント用接続筒部
Ｔａの筒部材３３に対する最終的な挿入長さとによっ
て、ドローバー３２の最大後退移動量が制約を受けるた
め、押圧面３３ａ，３３ｂと受圧面３４ａ，３４ｂの傾
斜角度を小さくして倍力機能を高めることが難しい。
【０００５】一定の掛代を確保するとスキマＡ，Ｂでク
ランプの余裕が決まるので、太線部の位置がずれると掛
代がなくなるかスキマが無くなりクランプができなくな
る為、加工精度が厳しく要求される。
ランプの余裕が決まるので、太線部の位置がずれると掛
代がなくなるかスキマが無くなりクランプができなくな
る為、加工精度が厳しく要求される。
【０００６】このため、ドローバー３２の後退移動力を
大きくしてコレット３４によるツールホルダＴの固定力
を強める為に皿ばねを用いているが、不連続体なので、
高速回転時に振動を生じやすくなる。また、コレット３
４を縮径させて工具を主軸３１から外す場合にヒステリ
シスのため大きな戻し力が必要で、仕事量が大きい。そ
の皿ばね３５を用いているが、その皿ばね３５は比較的
寿命が短いため、保守に注意する必要がある。
大きくしてコレット３４によるツールホルダＴの固定力
を強める為に皿ばねを用いているが、不連続体なので、
高速回転時に振動を生じやすくなる。また、コレット３
４を縮径させて工具を主軸３１から外す場合にヒステリ
シスのため大きな戻し力が必要で、仕事量が大きい。そ
の皿ばね３５を用いているが、その皿ばね３５は比較的
寿命が短いため、保守に注意する必要がある。
【０００７】更に、自動工具交換装置は比較的案内精度
が低く、主軸３１に対する工具の挿入軌跡が筒部材３３
の中心軸線からずれやすいので、円弧軌跡の前記工具交
換装置のみならず、直線挿入の工具交換装置であって
も、筒部材３３の内周面とこれに取り付けられたシール
部材３６が早期に摩耗しやすく、この点でも保守に手間
がかかる。
が低く、主軸３１に対する工具の挿入軌跡が筒部材３３
の中心軸線からずれやすいので、円弧軌跡の前記工具交
換装置のみならず、直線挿入の工具交換装置であって
も、筒部材３３の内周面とこれに取り付けられたシール
部材３６が早期に摩耗しやすく、この点でも保守に手間
がかかる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の少なくとも一つの
課題を解決するために、請求項１に係る工作機械の主軸
装置は、内周面に固定縁を備え主軸の装着孔に挿入され
たツールホルダを、外周面に固定部を有するコレットを
拡径させて上記固定部を上記固定縁に係止させることに
より主軸に固定する工作機械の主軸装置において、上記
コレットの内周面に、先窄り状の受圧面を形成し、上記
主軸に、ツールホルダに近づくように前進移動させられ
て外周面の先窄り状の押圧面でコレットの上記受圧面を
押しコレットを拡径させるプッシュロッドを設けた構成
とした。
課題を解決するために、請求項１に係る工作機械の主軸
装置は、内周面に固定縁を備え主軸の装着孔に挿入され
たツールホルダを、外周面に固定部を有するコレットを
拡径させて上記固定部を上記固定縁に係止させることに
より主軸に固定する工作機械の主軸装置において、上記
コレットの内周面に、先窄り状の受圧面を形成し、上記
主軸に、ツールホルダに近づくように前進移動させられ
て外周面の先窄り状の押圧面でコレットの上記受圧面を
押しコレットを拡径させるプッシュロッドを設けた構成
とした。
【０００９】プッシュロッドの先端部に、コレットを拡
径させるプッシュロッドの前進移動でツールホルダのク
ーラント用接続筒部に嵌合させられる筒状の嵌合部を形
成することが好ましい。また、プッシュロッドの嵌合部
に、可動筒と、ツールホルダのクーラント用接続筒部に
嵌合部を嵌合させるプッシュロッドの前進移動時に上記
可動筒をクーラント用接続筒部に押し付ける為、ばねが
設けてある。
径させるプッシュロッドの前進移動でツールホルダのク
ーラント用接続筒部に嵌合させられる筒状の嵌合部を形
成することが好ましい。また、プッシュロッドの嵌合部
に、可動筒と、ツールホルダのクーラント用接続筒部に
嵌合部を嵌合させるプッシュロッドの前進移動時に上記
可動筒をクーラント用接続筒部に押し付ける為、ばねが
設けてある。
【００１０】また、請求項３に係る発明は、請求項１等
に記載の工作機械の主軸装置において、コレットを主軸
の軸方向に移動自在に設け、プッシュロッドとコレット
との間に、コレットを拡径させるプッシュロッドの前進
移動によってコレットを後退させるコレット後退手段を
設けた構成とした。
に記載の工作機械の主軸装置において、コレットを主軸
の軸方向に移動自在に設け、プッシュロッドとコレット
との間に、コレットを拡径させるプッシュロッドの前進
移動によってコレットを後退させるコレット後退手段を
設けた構成とした。
【００１１】コレット後退手段を、プッシュロッドと一
緒に前進移動させられる後退用テーパ面と、主軸に前進
移動を止めて設けられた停止部材に保持されプッシュロ
ッドの前進移動時に上記後退用テーパ面で押されてプッ
シュロッドの径方向に動かされる可動部材と、上記コレ
ットに止着されて主軸の軸方向に移動自在に設けられ、
プッシュロッドの前進移動による可動部材の径方向の移
動で後退用傾斜面を可動部材で押されてコレットと一緒
に後退移動する後退部材と、該後退部材を前進方向に付
勢する付勢手段とによって構成することができる。
緒に前進移動させられる後退用テーパ面と、主軸に前進
移動を止めて設けられた停止部材に保持されプッシュロ
ッドの前進移動時に上記後退用テーパ面で押されてプッ
シュロッドの径方向に動かされる可動部材と、上記コレ
ットに止着されて主軸の軸方向に移動自在に設けられ、
プッシュロッドの前進移動による可動部材の径方向の移
動で後退用傾斜面を可動部材で押されてコレットと一緒
に後退移動する後退部材と、該後退部材を前進方向に付
勢する付勢手段とによって構成することができる。
【００１２】また、コレット後退手段を、コレットに止
着されるとともにプッシュロッドの太径部を液密に挿通
させて主軸の軸方向に移動自在に設けられたシリンダ状
の後退部材と、プッシュロッドの細径部を液密に挿通さ
せて主軸に前進移動を止めて設けられるとともに液体が
封入されるシリンダ室を形成して上記後退部材に液密に
かつ後退部材に対して移動自在に装入された停止部材
と、上記後退部材を前進方向に付勢する付勢手段とによ
って構成することもできる。
着されるとともにプッシュロッドの太径部を液密に挿通
させて主軸の軸方向に移動自在に設けられたシリンダ状
の後退部材と、プッシュロッドの細径部を液密に挿通さ
せて主軸に前進移動を止めて設けられるとともに液体が
封入されるシリンダ室を形成して上記後退部材に液密に
かつ後退部材に対して移動自在に装入された停止部材
と、上記後退部材を前進方向に付勢する付勢手段とによ
って構成することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】発明の実施形態を実施例にもとづ
き図面を参照して説明する。図１において、主軸１の中
心孔に、プッシュロッド２が同心状に挿入されている。
プッシュロッド２は、パイプ状のロッド本体２ａの先端
外周面に、筒部材２ｂを螺着して成り、所要の移動手段
（図示せず）によって図１で左右に移動させられる構成
となっている。ロッド本体２ａと筒部材２ｂの螺合幅を
変えてプッシュロッド２の長さを調節スペーサ３で調節
することができる。シール部材４は、ロッド本体２ａと
筒部材２ｂとの接合を液密にしている。
き図面を参照して説明する。図１において、主軸１の中
心孔に、プッシュロッド２が同心状に挿入されている。
プッシュロッド２は、パイプ状のロッド本体２ａの先端
外周面に、筒部材２ｂを螺着して成り、所要の移動手段
（図示せず）によって図１で左右に移動させられる構成
となっている。ロッド本体２ａと筒部材２ｂの螺合幅を
変えてプッシュロッド２の長さを調節スペーサ３で調節
することができる。シール部材４は、ロッド本体２ａと
筒部材２ｂとの接合を液密にしている。
【００１４】ロッド本体２ａの外周面には、ロッド本体
２ａの先端に近づくにしたがって窄まる先窄り状の後退
用テーパ面２ｃが形成されている。また、筒部材２ｂの
外周面には、筒部材２ｂの先端に近づくにしたがって窄
まる先窄り状の押圧面２ｄ，２ｅが形成され、筒部材２
ｂの開口端部は、主軸１の装着孔１ｂに挿入されたツー
ルホルダＴのクーラント用接続筒部Ｔａに嵌合させられ
る嵌合部材２ｆとなっている。
２ａの先端に近づくにしたがって窄まる先窄り状の後退
用テーパ面２ｃが形成されている。また、筒部材２ｂの
外周面には、筒部材２ｂの先端に近づくにしたがって窄
まる先窄り状の押圧面２ｄ，２ｅが形成され、筒部材２
ｂの開口端部は、主軸１の装着孔１ｂに挿入されたツー
ルホルダＴのクーラント用接続筒部Ｔａに嵌合させられ
る嵌合部材２ｆとなっている。
【００１５】また、筒部材２ｂの内部には、可動筒５と
戻しばね６が設けられ、嵌合部２ｆの先端内周面にはシ
ール部材７が装着されている。可動筒５は、図２に示す
ように、押しばね９で弁座５ａに押し付けられて可動筒
５を閉じる弁１０を備える。この弁１０は、プッシュロ
ッド２の前進移動で嵌合部２ｆをクーラント用接続筒部
Ｔａに嵌合させる際に、図２のように筒部Ｔａで押され
て弁座５ａから離れ、クーラントの流れを自由にする構
成となっている。
戻しばね６が設けられ、嵌合部２ｆの先端内周面にはシ
ール部材７が装着されている。可動筒５は、図２に示す
ように、押しばね９で弁座５ａに押し付けられて可動筒
５を閉じる弁１０を備える。この弁１０は、プッシュロ
ッド２の前進移動で嵌合部２ｆをクーラント用接続筒部
Ｔａに嵌合させる際に、図２のように筒部Ｔａで押され
て弁座５ａから離れ、クーラントの流れを自由にする構
成となっている。
【００１６】戻しばね６は、プッシュロッド２を前進移
動させて嵌合部２ｆをクーラント用接続筒部Ｔａに嵌合
させる場合に、可動筒５に押し付けられて圧縮される。
シール部材７は、クーラント用接続筒部Ｔａの外周面に
接して筒部材２ｂと筒部Ｔａとの嵌合を液密にする。
動させて嵌合部２ｆをクーラント用接続筒部Ｔａに嵌合
させる場合に、可動筒５に押し付けられて圧縮される。
シール部材７は、クーラント用接続筒部Ｔａの外周面に
接して筒部材２ｂと筒部Ｔａとの嵌合を液密にする。
【００１７】プッシュロッド２の筒部材２ｂには、コレ
ット１２が嵌め付けられている。コレット１２は、内周
面に先窄り状の受圧面１２ｂ，１２ｃを形成するととも
に外周面に固定部１２ｄと係止溝１２ｅを形成した８個
のコレット片１２ａを、コイルばねよりなる２本の結束
リング１３で筒状に束ねたものであり、プッシュロッド
２を図１で左に前進移動させると、受圧面１２ｂ，１２
ｃを筒部材２ｂの押圧面２ｄ，２ｅで押されて図１と図
３及び図４の下半分のように拡径し、プッシュロッド２
が後退すると、図１と図３及び図４の上半分のように縮
径するようになっている。
ット１２が嵌め付けられている。コレット１２は、内周
面に先窄り状の受圧面１２ｂ，１２ｃを形成するととも
に外周面に固定部１２ｄと係止溝１２ｅを形成した８個
のコレット片１２ａを、コイルばねよりなる２本の結束
リング１３で筒状に束ねたものであり、プッシュロッド
２を図１で左に前進移動させると、受圧面１２ｂ，１２
ｃを筒部材２ｂの押圧面２ｄ，２ｅで押されて図１と図
３及び図４の下半分のように拡径し、プッシュロッド２
が後退すると、図１と図３及び図４の上半分のように縮
径するようになっている。
【００１８】固定部１２ｄは、主軸１の装着孔１ｂに挿
入されたツールホルダＴの内周面の固定縁Ｔｂをコレッ
ト１２の拡径状態において係止し、ツールホルダＴを主
軸１に固定するものである。
入されたツールホルダＴの内周面の固定縁Ｔｂをコレッ
ト１２の拡径状態において係止し、ツールホルダＴを主
軸１に固定するものである。
【００１９】主軸１の中心孔１ａには、停止部材１５と
後退部材１６とが、プッシュロッド２のロッド本体２ａ
を透孔１５ａ，１６ａに挿通させて装入されている。停
止部材１５の装着孔１ｂ側の一端には４個の停止脚１５
ｂが、また他端には６個の保持部１５ｃが図４と図５に
示すようにそれぞれの所定の間隔で設けられている。各
停止脚１５ｂは、主軸１の段部１ｃに突き当てられ、停
止部材１５の図１の左方への前進移動を止めている。
後退部材１６とが、プッシュロッド２のロッド本体２ａ
を透孔１５ａ，１６ａに挿通させて装入されている。停
止部材１５の装着孔１ｂ側の一端には４個の停止脚１５
ｂが、また他端には６個の保持部１５ｃが図４と図５に
示すようにそれぞれの所定の間隔で設けられている。各
停止脚１５ｂは、主軸１の段部１ｃに突き当てられ、停
止部材１５の図１の左方への前進移動を止めている。
【００２０】そして、各保持部１５ｃには、鋼球よりな
る可動部材１７が保持されている。各可動部材１７に
は、ロッド本体２ａの径方向に移動自在とされ、プッシ
ュロッド２の前進移動時に後退用テーパ面２ｃでロッド
本体２ａの径方向外方に押し動されるようになってい
る。
る可動部材１７が保持されている。各可動部材１７に
は、ロッド本体２ａの径方向に移動自在とされ、プッシ
ュロッド２の前進移動時に後退用テーパ面２ｃでロッド
本体２ａの径方向外方に押し動されるようになってい
る。
【００２１】後退部材１６には、先端内周面に係止突起
１６ｂを有する４個の胴体片１６ｃが所定の間隔で設け
られ、可動部材１７に向き合う面がコレット１２に近づ
くにしたがって広がる後退用傾斜面１６ｄとされてい
る。後退部材１６は、各胴体片１６ｃを停止部材１５の
停止脚１５ｂ，１５ｂの間に入れて係止突起１６ｂをコ
レット１２の係止溝１２ｅに係止するとともに、後退用
傾斜面１６ｄを可動部材１７に触れさせて設けられてお
り、コイル状の付勢ばね（付勢手段）１８によって前進
側に付勢されている。
１６ｂを有する４個の胴体片１６ｃが所定の間隔で設け
られ、可動部材１７に向き合う面がコレット１２に近づ
くにしたがって広がる後退用傾斜面１６ｄとされてい
る。後退部材１６は、各胴体片１６ｃを停止部材１５の
停止脚１５ｂ，１５ｂの間に入れて係止突起１６ｂをコ
レット１２の係止溝１２ｅに係止するとともに、後退用
傾斜面１６ｄを可動部材１７に触れさせて設けられてお
り、コイル状の付勢ばね（付勢手段）１８によって前進
側に付勢されている。
【００２２】可動部材１７は、プッシュロッド２の前進
移動時に後退用テーパ面２ｃでプッシュロッド２の径方
向外方に押し動かされて後退用傾斜面１６ｄを押し、後
退部材１６と一緒にコレット１２を後退させるものであ
る。
移動時に後退用テーパ面２ｃでプッシュロッド２の径方
向外方に押し動かされて後退用傾斜面１６ｄを押し、後
退部材１６と一緒にコレット１２を後退させるものであ
る。
【００２３】次に上記の構成とされた本発明に係る工作
機械の主軸装置の作用を説明する。図１の上半分はツー
ルホルダＴの固定解除状態を示すもので、この状態から
プッシュロッド２を左に前進移動させると、一方におい
て、押圧面２ｄ，２ｅがコレット１２の受圧面１２ｂ，
１２ｃを押すので、コレット１２は拡径して固定部１２
ｄをツールホルダＴの固定縁Ｔｂに係止させるととも
に、筒部材２ｂがツールホルダＴのクーラント用接続筒
部Ｔａに嵌合される。
機械の主軸装置の作用を説明する。図１の上半分はツー
ルホルダＴの固定解除状態を示すもので、この状態から
プッシュロッド２を左に前進移動させると、一方におい
て、押圧面２ｄ，２ｅがコレット１２の受圧面１２ｂ，
１２ｃを押すので、コレット１２は拡径して固定部１２
ｄをツールホルダＴの固定縁Ｔｂに係止させるととも
に、筒部材２ｂがツールホルダＴのクーラント用接続筒
部Ｔａに嵌合される。
【００２４】また他方においては、プッシュロッド２の
後退用テーパ面２ｃが可動部材１７を径方向外方に押し
動かすので、後退部材１６は可動部材１７によって後退
用傾斜面１６ｄを図１で右に押されてコレット１２と一
緒に右に後退し、ツールホルダＴを主軸１に引き付け
る。これによってツールホルダＴは図１の下半分のよう
に主軸１に強固に固定される。
後退用テーパ面２ｃが可動部材１７を径方向外方に押し
動かすので、後退部材１６は可動部材１７によって後退
用傾斜面１６ｄを図１で右に押されてコレット１２と一
緒に右に後退し、ツールホルダＴを主軸１に引き付け
る。これによってツールホルダＴは図１の下半分のよう
に主軸１に強固に固定される。
【００２５】なお、プッシュロッド２の筒部材２ｂがツ
ールホルダＴのクーラント用接続筒部Ｔａに嵌合される
と、弁１０が筒部Ｔａで押されて弁座５ａから離れ、工
具に対するクーラントの供給を可能にする。
ールホルダＴのクーラント用接続筒部Ｔａに嵌合される
と、弁１０が筒部Ｔａで押されて弁座５ａから離れ、工
具に対するクーラントの供給を可能にする。
【００２６】プッシュロッド２が後退すると、コレット
１２は結束リング１３の弾性によって縮径してツールホ
ルダＴの固定縁Ｔｂから固定部１２ｄを離すとともに、
後退部材１６が付勢ばね１８の力で前進し、コレット１
２をツールホルダＴ側に突き出す。この作動でツールホ
ルダＴの固定が完全に解除される。なお、クーラント用
接続筒部Ｔａが可動筒５から離されると、弁１０が押し
ばね９の作用で弁座５ａに当接して可動筒５を閉じる。
１２は結束リング１３の弾性によって縮径してツールホ
ルダＴの固定縁Ｔｂから固定部１２ｄを離すとともに、
後退部材１６が付勢ばね１８の力で前進し、コレット１
２をツールホルダＴ側に突き出す。この作動でツールホ
ルダＴの固定が完全に解除される。なお、クーラント用
接続筒部Ｔａが可動筒５から離されると、弁１０が押し
ばね９の作用で弁座５ａに当接して可動筒５を閉じる。
【００２７】図６に示される実施例では、鋼製コレット
１２Ａの各コレット片１２ａはリング部材１２ｆに一体
に設けられ、自体に付与された弾性によって拡径（縮
径）自在となっている。そしてコレット１２Ａは、図７
に示すように後退部材１６Ａの４個の胴体片１６ｃにリ
ング部材１２ｆを螺着された上でビス２１によって後退
部材１６Ａに固定されている。胴体片１６ｃとリング部
１２ｆの螺合幅を変えて後退部材１６Ａに対するコレッ
ト１２Ａの位置を調節することができる。
１２Ａの各コレット片１２ａはリング部材１２ｆに一体
に設けられ、自体に付与された弾性によって拡径（縮
径）自在となっている。そしてコレット１２Ａは、図７
に示すように後退部材１６Ａの４個の胴体片１６ｃにリ
ング部材１２ｆを螺着された上でビス２１によって後退
部材１６Ａに固定されている。胴体片１６ｃとリング部
１２ｆの螺合幅を変えて後退部材１６Ａに対するコレッ
ト１２Ａの位置を調節することができる。
【００２８】後退部材１６Ａはシリンダ状とされ、プッ
シュロッド２Ａのロッド本体２ａの太径部２ｇを透孔１
６ａにシール部材２２で液密にして挿通させている。ま
た、停止部材１５Ａは、プッシュロッド２Ａのロッド本
体２ａの細径部２ｈを透孔１５ａにシール部材２３で液
密にして挿通させるとともに、油等の液体が封入される
シリンダ室Ｓを形成して後退部材１６Ａにシール部材２
４で液密にかつ後退部材１６Ａに対して移動自在に装入
されている。この実施例の主軸装置の他の構造は図１の
主軸装置と同一であるので、同一の符号を付して詳しい
説明は省略する。
シュロッド２Ａのロッド本体２ａの太径部２ｇを透孔１
６ａにシール部材２２で液密にして挿通させている。ま
た、停止部材１５Ａは、プッシュロッド２Ａのロッド本
体２ａの細径部２ｈを透孔１５ａにシール部材２３で液
密にして挿通させるとともに、油等の液体が封入される
シリンダ室Ｓを形成して後退部材１６Ａにシール部材２
４で液密にかつ後退部材１６Ａに対して移動自在に装入
されている。この実施例の主軸装置の他の構造は図１の
主軸装置と同一であるので、同一の符号を付して詳しい
説明は省略する。
【００２９】図６の主軸装置においては、図６の上半分
に示すツールホルダＴの固定解除状態からプッシュロッ
ド２Ａを前進させると、一方においては図１の主軸装置
と同様に、押圧面２ｄが受圧面１２ｂを押してコレット
１２Ａを拡径させる。また他方においては、プッシュロ
ッド２Ａの前進移動でシリンダ室Ｓ内への太径部２ｇの
侵入度合が大きくなってシリンダ室Ｓの容積を小さくす
るので、シリンダ室Ｓの容積が一定に保たれるように後
退部材１６Ａが後退する。これによってコレット１６Ａ
が図６で右に移動してツールホルダＴを主軸１に引き付
ける。図６の下半分はこの状態を示すものであり、上記
の作動によってツールホルダＴが主軸１に固定される。
に示すツールホルダＴの固定解除状態からプッシュロッ
ド２Ａを前進させると、一方においては図１の主軸装置
と同様に、押圧面２ｄが受圧面１２ｂを押してコレット
１２Ａを拡径させる。また他方においては、プッシュロ
ッド２Ａの前進移動でシリンダ室Ｓ内への太径部２ｇの
侵入度合が大きくなってシリンダ室Ｓの容積を小さくす
るので、シリンダ室Ｓの容積が一定に保たれるように後
退部材１６Ａが後退する。これによってコレット１６Ａ
が図６で右に移動してツールホルダＴを主軸１に引き付
ける。図６の下半分はこの状態を示すものであり、上記
の作動によってツールホルダＴが主軸１に固定される。
【００３０】ツールホルダＴの固定状態からプッシュロ
ッド２Ａが後退すると、コレット１２Ａが縮径して固定
部１２ｄを固定縁Ｔｂから離す。また後退部材１６Ａは
付勢ばね１８で押されて移動し、コレット１２Ａを前進
させる。
ッド２Ａが後退すると、コレット１２Ａが縮径して固定
部１２ｄを固定縁Ｔｂから離す。また後退部材１６Ａは
付勢ばね１８で押されて移動し、コレット１２Ａを前進
させる。
【００３１】図１の主軸装置においては、後退用テーパ
面２ｃと、可動部材１７と、後退部材１６と、付勢ばね
１８等がコレット後退手段を構成し、また図６の主軸装
置においては、後退部材１６Ａと、停止部材１５Ａと、
付勢ばね１８等がコレット後退手段を構成している。
面２ｃと、可動部材１７と、後退部材１６と、付勢ばね
１８等がコレット後退手段を構成し、また図６の主軸装
置においては、後退部材１６Ａと、停止部材１５Ａと、
付勢ばね１８等がコレット後退手段を構成している。
【００３２】コレット１２，１２Ａのコレット片１２ａ
の数、停止部材１５，１５Ａの停止脚１５ｂの数、後退
部材１６，１６Ａの胴体片１６ｃの数、或いは各構成部
材の形成等は図のものに限られるものではなく、種々設
計変更が可能である。
の数、停止部材１５，１５Ａの停止脚１５ｂの数、後退
部材１６，１６Ａの胴体片１６ｃの数、或いは各構成部
材の形成等は図のものに限られるものではなく、種々設
計変更が可能である。
【００３３】
【発明の効果】請求項１に係る工作機械の主軸軸装置
は、内周面に固定縁を備え主軸の装着孔に挿入されたツ
ールホルダを、外周面に固定部を有するコレットを拡径
させて上記固定部を上記固定縁に係止させることにより
主軸に固定する工作機械の主軸装置において、上記コレ
ットの内周面には、先窄り状の受圧面が形成され、上記
主軸には、ツールホルダに近づくように前進移動させら
れて外周面の先窄り状の押圧面でコレットの上記受圧面
を押しコレットを拡径させるプッシュロッドが設けられ
た構成とされ、プッシュロッドの固定（前進）移動量が
他の要素によって規制されないので、押圧面と受圧面の
倍力機能を充分に高めることができる。
は、内周面に固定縁を備え主軸の装着孔に挿入されたツ
ールホルダを、外周面に固定部を有するコレットを拡径
させて上記固定部を上記固定縁に係止させることにより
主軸に固定する工作機械の主軸装置において、上記コレ
ットの内周面には、先窄り状の受圧面が形成され、上記
主軸には、ツールホルダに近づくように前進移動させら
れて外周面の先窄り状の押圧面でコレットの上記受圧面
を押しコレットを拡径させるプッシュロッドが設けられ
た構成とされ、プッシュロッドの固定（前進）移動量が
他の要素によって規制されないので、押圧面と受圧面の
倍力機能を充分に高めることができる。
【００３４】倍力機能を高めたことにより、ばねのエネ
ルギーが小さくでき、不連続の皿ばねを用いる必要がな
くなり、振動抑止と耐久性に優れたコイルバネを用いる
ことができ、保守の点で有利である。また、前進のバネ
エネルギーが少ないので、後退に要するエネルギー（油
圧）も少なく経済的である。なお、図８の従来装置の倍
力能力は３倍程度であるが、本発明では７倍まで高める
ことができた。
ルギーが小さくでき、不連続の皿ばねを用いる必要がな
くなり、振動抑止と耐久性に優れたコイルバネを用いる
ことができ、保守の点で有利である。また、前進のバネ
エネルギーが少ないので、後退に要するエネルギー（油
圧）も少なく経済的である。なお、図８の従来装置の倍
力能力は３倍程度であるが、本発明では７倍まで高める
ことができた。
【００３５】プッシュロッドの先端部に、コレットを拡
径させるプッシュロッドの前進移動でツールホルダのク
ーラント用接続筒部に嵌合させられる筒状の嵌合部を形
成した構成とすると、ツールホルダを主軸の装着孔に挿
入する際に、筒部材が後退していて邪魔にならず、ツー
ルホルダの挿入軌跡が筒部材の中心軸線に正確に一致し
ている必要がないので、案内精度が低くてツールホルダ
の挿入軌跡がその都度ばらつくような自動工具交換装置
はもとより、円弧軌跡の高速自動工具交換装置でも、工
具を常に円滑に主軸の装着孔に挿入することができる。
径させるプッシュロッドの前進移動でツールホルダのク
ーラント用接続筒部に嵌合させられる筒状の嵌合部を形
成した構成とすると、ツールホルダを主軸の装着孔に挿
入する際に、筒部材が後退していて邪魔にならず、ツー
ルホルダの挿入軌跡が筒部材の中心軸線に正確に一致し
ている必要がないので、案内精度が低くてツールホルダ
の挿入軌跡がその都度ばらつくような自動工具交換装置
はもとより、円弧軌跡の高速自動工具交換装置でも、工
具を常に円滑に主軸の装着孔に挿入することができる。
【００３６】拡径機能と引付機能が別々の動作で行われ
る為、コレットとツールホルダの位置関係が多少ずれて
も掛代は変わらず、クランプ余裕も大きくとれることに
より、従来技術より製作が容易になり、押圧面、受圧面
が摩耗しても余裕が出て、経済性と保守の点で有利であ
る。
る為、コレットとツールホルダの位置関係が多少ずれて
も掛代は変わらず、クランプ余裕も大きくとれることに
より、従来技術より製作が容易になり、押圧面、受圧面
が摩耗しても余裕が出て、経済性と保守の点で有利であ
る。
【００３７】コレット後退手段を、プッシュロッドと一
緒に前進移動させられる後退用テーパ面と、主軸に前進
移動を止めて設けられた停止部材に保持されプッシュロ
ッドの前進移動時に上記後退用テーパ面で押されてプッ
シュロッドの径方向に動かされる可動部材と、上記コレ
ットに止着されて主軸の軸方向に移動自在に設けられ、
プッシュロッドの前進移動による可動部材の径方向の移
動で後退用傾斜面を可動部材で押されてコレットと一緒
に後退移動する後退部材と、該後退部材を前進方向に付
勢する付勢手段とによって構成すると、コレットの拡径
と引込み後退移動のタイミングを、例えば後退用テーパ
面の位置設定を変えることにより、最適に調節すること
が可能となる。
緒に前進移動させられる後退用テーパ面と、主軸に前進
移動を止めて設けられた停止部材に保持されプッシュロ
ッドの前進移動時に上記後退用テーパ面で押されてプッ
シュロッドの径方向に動かされる可動部材と、上記コレ
ットに止着されて主軸の軸方向に移動自在に設けられ、
プッシュロッドの前進移動による可動部材の径方向の移
動で後退用傾斜面を可動部材で押されてコレットと一緒
に後退移動する後退部材と、該後退部材を前進方向に付
勢する付勢手段とによって構成すると、コレットの拡径
と引込み後退移動のタイミングを、例えば後退用テーパ
面の位置設定を変えることにより、最適に調節すること
が可能となる。
【００３８】コレット後退手段を、コレットに止着され
るとともにプッシュロッドの太径部を液密に挿通させて
主軸の軸方向に移動自在に設けられたシリンダ状の後退
部材と、プッシュロッドの細径部を液密に挿通させて主
軸に前進移動を止めて設けられるとともに液体が封入さ
れるシリンダ室を形成して上記後退部材に液密にかつ後
退部材に対して移動自在に装入された停止部材と、上記
後退部材を前進方向に付勢する付勢手段とによって構成
すると、ツールホルダに対する液体の封入量を変えるこ
とによって、例えば付勢手段の付勢力を調節することが
可能になる。
るとともにプッシュロッドの太径部を液密に挿通させて
主軸の軸方向に移動自在に設けられたシリンダ状の後退
部材と、プッシュロッドの細径部を液密に挿通させて主
軸に前進移動を止めて設けられるとともに液体が封入さ
れるシリンダ室を形成して上記後退部材に液密にかつ後
退部材に対して移動自在に装入された停止部材と、上記
後退部材を前進方向に付勢する付勢手段とによって構成
すると、ツールホルダに対する液体の封入量を変えるこ
とによって、例えば付勢手段の付勢力を調節することが
可能になる。
【図１】 本発明に係る工作機械の主軸装置の一実施例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図２】 クーラント用接続筒部と可動部材の関係を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３】 図１の（III−III）線方向に見たコレットの
図である。
図である。
【図４】 コレットと停止脚及び係止突起の関係を示
す、図１の（IV−IV）断面図である。
す、図１の（IV−IV）断面図である。
【図５】 可動部材の保持部による保持状態を示す、図
１の（Ｖ−Ｖ）断面図である。
１の（Ｖ−Ｖ）断面図である。
【図６】 本発明に係る工作機械の主軸装置の他の実施
例を示す縦断面図である。
例を示す縦断面図である。
【図７】 リング部と胴体片等の関係を示す、図６の
（VII−VII）断面図である。
（VII−VII）断面図である。
【図８】 従来の工作機械の主軸装置を示す縦断面図で
ある。
ある。
１ 主軸 １ｂ 装着孔 ２，２Ａ プッシュロッド ２ｂ 筒部材 ２ｃ 後退用テーパ面 ２ｄ，２ｅ 押圧面 ２ｆ 嵌合部 ２ｇ 太径部 ２ｈ 細径部 ５ 可動筒 ６ 戻しばね １２，１２Ａ コレット １２ｂ，１２ｃ 受圧面 １２ｄ 固定部 １５，１５Ａ 停止部材 １６，１６Ａ 後退部材 １６ｄ 後退用傾斜面 １７ 可動部材 １８ 付勢ばね（付勢手段） Ｓ シリンダ室 Ｔ ツールホルダ（工具） Ｔａ クーラント接続筒部 Ｔｂ 固定縁
Claims (5)
- 【請求項１】 内周面に固定縁を備え主軸の装着孔に挿
入されたツールホルダを、外周面に固定部を有するコレ
ットを拡径させて上記固定部を上記固定縁に係止させる
ことにより主軸に固定する工作機械の主軸装置におい
て、上記コレットの内周面には、先窄り状の受圧面が形
成され、上記主軸には、ツールホルダに近づくように前
進移動させられて外周面の先窄り状の押圧面でコレット
の上記受圧面を押しコレットを拡径させるプッシュロッ
ドが設けられたことを特徴とする工作機械の主軸装置。 - 【請求項２】 プッシュロッドの先端部には、コレット
を拡径させるプッシュロッドの前進移動でツールホルダ
のクーラント用接続筒部に嵌合させられる筒状の嵌合部
が形成されたことを特徴とする請求項１記載の工作機械
の主軸装置。 - 【請求項３】 コレットが主軸の軸方向に移動自在に設
けられ、プッシュロッドとコレットとの間に、コレット
を拡径させるプッシュロッドの前進移動によってコレッ
トを後退させるコレット後退手段が設けられたことを特
徴とする請求項１又は２記載の工作機械の主軸装置。 - 【請求項４】 コレット後退手段は、プッシュロッドと
一緒に前進移動させられる後退用テーパ面と、主軸に前
進移動を止めて設けられた停止部材に保持されプッシュ
ロッドの前進移動時に上記後退用テーパ面で押されてプ
ッシュロッドの径方向に動かされる可動部材と、上記コ
レットに止着されて主軸の軸方向に移動自在に設けら
れ、プッシュロッドの前進移動による可動部材の径方向
の移動で後退用傾斜面を可動部材で押されてコレットと
一緒に後退移動する後退部材と、該後退部材を前進方向
に付勢する付勢手段とを具備したことを特徴とする請求
項３記載の工作機械の主軸装置。 - 【請求項５】 コレット後退手段は、コレットに止着さ
れるとともにプッシュロッドの太径部を液密に挿通させ
て主軸の軸方向に移動自在に設けられたシリンダ状の後
退部材と、プッシュロッドの細径部を液密に挿通させて
主軸に前進移動を止めて設けられるとともに液体が封入
されるシリンダ室を形成して上記後退部材に液密にかつ
後退部材に対して移動自在に装入された停止部材と、上
記後退部材を前進方向に付勢する付勢手段とを具備した
ことを特徴とする請求項３記載の工作機械の主軸装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01689296A JP3785544B2 (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | 工作機械の主軸装置 |
| EP97400194A EP0787549B1 (en) | 1996-02-01 | 1997-01-28 | Main spindle device for machine tools |
| TW086100928A TW357110B (en) | 1996-02-01 | 1997-01-28 | Main spindle device for machine tools |
| DE69711737T DE69711737T2 (de) | 1996-02-01 | 1997-01-28 | Hauptspindeleinrichtung für Werkzeugmaschinen |
| US08/791,219 US5860776A (en) | 1996-02-01 | 1997-01-31 | Main spindle device for machine tools |
| CN97101276A CN1074338C (zh) | 1996-02-01 | 1997-01-31 | 用于机床的主轴装置 |
| KR1019970003121A KR100201568B1 (ko) | 1996-02-01 | 1997-01-31 | 기구용 주축 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01689296A JP3785544B2 (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | 工作機械の主軸装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09207010A true JPH09207010A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3785544B2 JP3785544B2 (ja) | 2006-06-14 |
Family
ID=11928820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01689296A Expired - Lifetime JP3785544B2 (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | 工作機械の主軸装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5860776A (ja) |
| EP (1) | EP0787549B1 (ja) |
| JP (1) | JP3785544B2 (ja) |
| KR (1) | KR100201568B1 (ja) |
| CN (1) | CN1074338C (ja) |
| DE (1) | DE69711737T2 (ja) |
| TW (1) | TW357110B (ja) |
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002036010A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-02-05 | Chiron Werke Gmbh & Co Kg | 工作機械内の主軸 |
| JP2002326105A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-12 | Yukiwa Seiko Inc | 工具ホルダー挟持装置 |
| JP2002355705A (ja) * | 2001-05-30 | 2002-12-10 | Kuroda Precision Ind Ltd | 工具保持具装着装置 |
| JP2008272885A (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Riken Seiki Kk | ワーク保持装置 |
| JP2009536103A (ja) * | 2006-05-09 | 2009-10-08 | ジーエスアイ グループ リミテッド | 工具保持スピンドル |
| KR100970558B1 (ko) * | 2003-12-27 | 2010-07-16 | 두산인프라코어 주식회사 | 중공형 공구의 스핀들 콜렛장치 |
| JP2011110690A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Riken Seiki Kk | 工具ホルダー保持体 |
| KR101131456B1 (ko) * | 2010-06-09 | 2012-04-12 | 박성원 | 툴 클램핑 장치 |
| CN106903341A (zh) * | 2017-05-01 | 2017-06-30 | 桐乡市百宝电子商务有限公司 | 一种棒材侧销孔的加工装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US6059353A (en) * | 1998-04-03 | 2000-05-09 | Radloc Enterprises, Llc | Apparatus for releasably securing a vehicle component |
| US6089674A (en) * | 1998-04-03 | 2000-07-18 | Radloc Enterprises, Llc | Lockable wheel spindle assembly |
| JP3118512B2 (ja) * | 1999-04-13 | 2000-12-18 | ファナック株式会社 | 工具クランプ機構及びプルスタッド |
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