JPS6284946A - 主軸構造 - 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】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は回転する主軸を有する工作機械に係り、特に主
軸から工具が抜は落ちることの無い主軸構造に関する。

（ｂ）、従来の技術 マシニングセンタ等の工作機械においては、４−　＋Ｊ
ング等を重切削で行うと、主軸の軸心方向に工具を主軸
から抜き取ろうとする力が作用する。

従来、こうした力に対抗するために主軸中に、皿バネ等
の弾性手段を設け、該皿バネによる弾性を利用して、工
具をドローバ−等を介して主軸中に保持していた。

（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点しかし、最近の
ように、重切削による加工が多くなると、従来の皿バネ
だけでは工具を主軸に保持出来なくなる危険性が生じる
。また、保持力を上げるために、皿バネの数をふやすと
、主軸の長さがその分長くなってしまい、大型化するば
かりか、皿バネの弾性により主軸が歪んでしまう不都合
が生じる。

本発明は、前述の欠点を解消すべく、重切削を行った場
合でも、工具が主軸から抜は落ちることが無く、シかも
主軸が歪んでしまうことの無い、信頼性の高い主軸構造
を提供することを目的とするものである。

（山６問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、主軸（１）の軸心方向に移動を拘束さ
れた形で前記主軸（１）に対して設けられ、ドローバ−
（３）と係合部（１３ａ）を介して当接係合自在に設け
られた係合手段（１３）を設け、前記係合手段（１３）
に、該係合手段（１３）を拘束し、前記係合手段（１３
）とドローバ−（３）との保合状態を維持し得る係合維
持手段（１０）を設けて構成される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではナイ。以下のｒ　（ｅ）
　、作用」の欄についても同様である。

（ｅ）０作用 上記した構成により、本発明は、係合手段（１３）及び
係合維持手段（１０）により、工具（２）を主軸（１）
に対して保持するドローバ−（３）の、工具（２）の抜
は落ちる方向（第１図矢印Ａ方向）への移動が機械的に
拘束されるように作用する。

（ｆ）、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明による主軸構造の一実施例を示す正断面
図、 第２図は第１図のｕ−’ｍｓによる断面図である。

マシニングセンタ等の工作機械の主軸１は、第１図に示
すように、筒状に形成されており、図示しない主軸頭に
複数のベアリング４を介して回転自在に支持されている
。主軸１の図中左方には、テーパ状に形成された工具保
持穴１ａが形成されており、工具保持穴１ａの右方には
内筒１ｂが主軸１を貫通する形で形成されている。内筒
１ｂには、工具２を脱着保持するためのドローバー３が
、略主軸１を貫通する形で、主軸軸心方向、即ち矢印Ａ
１Ｂ方向に移動自在に支持されてお９、更に内筒１ｂに
は段付き部１ｃが形成されている。段付き部ＩＣにはド
ローバー３に矢印Ａ、Ｂ方向に移動自在に嵌入係合した
リング５が係合しており、更にドローバ−３には調整ナ
ツト６が螺合している。調整ナツト６とリング５の間に
は多数の皿バネ７が、ドローバ−３を被覆する形で設け
られており、皿バネ７はドローバ−３を調整ナツト６を
介して矢印Ｂ方向に常時付勢している。一方、ドローバ
−３の図中左方には、コレット９が、ドローバ−３を被
覆する形で設けられており、コレット９はその先端の係
合部９ａがドローバ−３のＡ１Ｂ方向に動きに連動した
形で主軸軸心に対して放射状方向に開閉自在に設けられ
ている。

ところで、主軸内筒１ｂの、第１図右方に（よ、筒状に
形成きれたロックスリーブ１０が主軸１に装着されたキ
ー１２により矢印Ａ、Ｂ方向にのみ摺動自在に設けられ
ており、ロックスリーブ１０と調整ナツト６との間には
コイルスプリング１１が縮設されている。また、ロック
スリーブ１０の内側には、ロッキングコレット１３が、
先端の係合部１３ａを主軸軸心に対して放射状方向に自
らの弾性により開放し得る形で設けられており、ロッキ
ングコレット１３の第１図右端は、フランジ部１３ｂを
介してロックナツト１５により主軸１に固定されている
。ロッキングコレット１３のフランジ部１３ｂには、第
２図に示すように、１８０°ピツチで溝１３ｃ、１３ｃ
が形成されており、該１１１３ｃには、前述のロックス
リーブ１０の後端部が、その先端を、主軸１の第１図右
方に突出させた形で嵌入係合している。

なお、主軸１の、第１図右方には、ドローバ−３駆動用
の、駆動シリンダのピストンロッド１６が矢印ＡＸＢ方
向に突出後退自在に設けられており、更に主軸１の外周
部には、主軸１−を回転駆動するためのギヤ１７が嵌着
されている。また、主軸１に装着される工具２は、第１
図に示すように、工具保持穴１ａのテーパ面と所定の接
触圧力で当接する、テーパ状に形成されたシャンク部２
ａを有しており、その図中右端にはプルスタッド２ｂが
設けられている。

主軸１等は以上のような構成を有するので、工具２を主
軸１に装着して加工を行う場合には、まずピストンロッ
ド１６を矢印Ａ方向に突出駆動させる。すると、ピスト
ンロッド１６とロックスリーブ１０が当接係合し、ロッ
クスリーブ１０をコイルスプリング１１の弾性に抗した
形で矢印入方向に移動させる。ロックスリーブ１０が、
第１図想像線に示すように移動すると、ロックスリーブ
１０の内筒部の図中左端部にテーパ状に形成された係合
部１０ａとロッキングコレット１３の係合部１３ａとの
係合関係が解除され、係合部１３ａは、自らの弾性によ
り主軸軸心に対して外方に移動し、それまでの段付き部
３ａとの当接係合状態は解除される。

また、ピストンロッド１６は、ロックスリーブ１０と当
接した後も、Ａ方向に駆動され続け、今度はドローバ−
３の右端部と当接係合し、ドローバ−３を矢印Ａ方向に
、皿バネ７の弾性に抗する形で移動させる。この際、ロ
ッキングコレット１３の係合部１３ａは、既に述べたよ
うに開放状態にあるので、ドローバ−３のＡ方向への移
動は円滑に行われる。ドローバ−３がＡ方向に移動する
と、ドローバ−３の第１図左方に装着されたコレット９
の係合部９ａが、Ａ方向に移動しつつ、主軸軸心に対し
て放射状方向の外側に開放される。

その状態で、主軸１の工具保持穴１ａに、第１図左方か
ら工具２を、シャンク部２ａを工具保持穴１ａに挿入す
る形で嵌入させ、シャンク部２ａと工具保持穴１ａを両
者のテーパ面を介して密着させる。そこで、ピストンロ
ッド１６を、矢印Ｂ方向に後退させろと、ドローバー３
は皿バネ７の弾性によりＢ方向に移動し、それによりコ
レット９もその先端の保合部９ａがＢ方向に移動しっっ
、主軸軸心方向に収斂し、係合部９ａとプルスタッド２
ｂが係合し、工具２を矢印Ｂ方向に引き込む形で、工具
２を工具保持穴１ａに確実に保持する。

ピュ）、ンロッド１６のＢ方向への後退により、ロック
スリーブ１０もコイルスプリング１１の弾性によ）ＩＢ
力方向移動を開始し、係合部１０ａと係合部１３ａが再
度当接係合して、係合部１３ａをその弾性に抗して主軸
軸心方向に収斂させる。

すると、係合部１３ａと段付き部３ａが当接係合し、更
に、コイルスプリング１１の弾性が、係合部１０ａを介
して係合部１３ａと段付き部３ａとの当接係合関係が保
持されるように作用し、ドローバ−３のＡ方向への移動
は機械的に強固に拘束される。

この状態で、ギヤ１７を介して主軸１を工具２と共に回
転させて、１ソ］定の加工を行うが、切削の途中で、工
具２に、当該工具２を主軸１から抜き取ろうとする力、
即ち矢印Ａ方向の力が作用したとしても、工具２を主軸
１に保持するコレット９、従ってドローバ−３は、皿バ
ネ７の弾性によりＢ方向に付勢され、かっＡ方向へはロ
ッキングコレット１３及びロックスリーブ１０により機
械的にその移動が拘束されているので、移動することは
無く、工具２は確実に主軸１中に保持される。

なお、コレット９は、ドローバー３の段付き部３ｄ及び
リング１９等からなる公知の機構により、主軸内筒１ｂ
とドローバ−３の間で、ドローバ−３に対する相対的な
矢印ＡＳＢ方向の移動を拘束された形で設けられている
ので、ドローバ−３がＡ、Ｂ方向に移動しない限り、単
独でＡ、Ｂ方向に移動することは無い。

加工後に、工具２を交換する場合には、工具２の装着時
と同様に、ピストンロッド１６をＡ方向に移動駆動し、
ロックスリーブ１０をＡ方向に移動させてロッキじグコ
レット１３を開放し、更に、ドローバ−３をＡ方向に移
動させてコレット９を開放して、係合部９ａと工具２の
プルスタッド２ｂとの係合状態を解除する。その状態で
、更にＡ方向に移動駆動されるドローバ−３の先端をプ
ルスタッド２ｂに当接させて工具２をＡ方向に工具保持
穴１ａから外方へ押し出し、主軸１から取り外す。工具
２が主軸１から取り外されたところで、新たに装着すべ
き工具２を工具保持穴１ａに、既に述べた手順で装着し
て、当該工具２についての加工を行う。

（ｇ）０発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、主軸１の軸心
方向に移動を拘束された形で前記主軸１に対して設けら
れ、ドローバー３と係合部１３ａを介して当接係合自在
に設けられたロッキングコレット１３等の係合手段を有
し、前記係合手段に、該係合手段の係合部１３ａを拘束
し、前記係合手段とドローバ−３との係合状態を維持し
得るロックスリーブ１０等の係合維持手段を設けて構成
したので、工具２を主軸１に装着した状態では、工具２
を主軸１に保持するドローバ−３のＡ方向の移動は、係
合手段及び係合維持手段により機械的に拘束されるので
、工具２に工具２を主軸１から抜き取ろうとするＡ方向
の軸力が作用しても、ドローバー３は移動することは無
く、重切削にも耐えられる主軸構造の提供が可能となる
。また、皿バネ７をふやすよりも、主軸１の長さを短く
することが可能となるばかりか、主軸１に皿バネ７によ
る高い軸力を作用させる必要も無いので、主軸１が歪ん
でしまうようなことも無く、信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による主軸構造の一実施例を示す正断面
図、 第２図は第１図の■−■線による断面図である。 １・・・・・・主軸 １ａ・・・・・・工具保持穴 ２・・・・・・工具 ３・・・・・・ドローバー １０・・・・・・係合維持手段（ロックスリーブ）１３
・・・・・・４合手段（ロッキングコレット）１３ａ・
・・・・・係合部 出願人　　株式会社　出画鉄工所 代理人　　弁理士　　相１）伸二 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 工具保持穴が形成された主軸を有し、前記 主軸にドローバーを、前記工具保持穴に挿入された工具
   を引き込み保持自在に設けた主軸構造において、 主軸の軸心方向に移動を拘束された形で前 記主軸に対して設けられ、ドローバーと係合部を介して
   当接係合自在に設けられた係合手段を設け、 前記係合手段に、該係合手段の係合部を拘 束し、前記係合手段とドローバーとの係合状態を維持し
   得る係合維持手段を設けて構成した主軸構造。