WO1998043767A1 - Tool holding device for machine tool - Google Patents

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WO1998043767A1
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Akitake Hashidate
Keita Misawa
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Sodick Co Ltd
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Sodick Co Ltd
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    • 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
    • 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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    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/309352—Cutter spindle or spindle support
    • Y10T409/309408—Cutter spindle or spindle support with cutter holder
    • Y10T409/309464—Cutter spindle or spindle support with cutter holder and draw bar

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool.
  • the present invention relates to a tool holding device that releasably holds a tool holder on a hollow rotary spindle.
  • a tapered shank tool holder having a knob at the taper end is releasably held in a tapered socket of a hollow rotating spindle complementary to the taper shank.
  • the spindle has a shaft hole that communicates with the taper socket.
  • the collet finger is pivotable between a clamped position gripping the knob and an unclamped position releasing the knob.
  • the door is movable in the axial direction of the spindle between an operating position in which the tool holder is held in the tapered socket of the spindle and a non-operating position in which the tool holder is released from the tapered socket.
  • the drawbar is normally biased to a working position by a strong spring force.
  • the rotation of the collet finger is restrained, and the collet finger remains at the clamp position. In this way, the knob gripped by the collet finger is pulled toward the drawbar's operating position, and the tapered shank fits tightly into the tapered socket of the spindle.
  • the machine tool controller When the machining with a tool is completed, the machine tool controller generates a tool release signal to remove the tool from the spindle.
  • the tool changer grips the tool holder mounted on the spindle with its arm.
  • the roller receives a confirmation signal indicating that the arm of the tool changer has gripped the tool holder, the roller is moved to the non-operation position by staking the draw bar by a spring force, for example, by an appropriate operating means such as an air cylinder. Command.
  • the drawbar By moving the drawbar to the inoperative position, the pulling force of the spring force is removed from the knob. With the movement of the drawbar, the collet finger is released from turning. Nevertheless, the tool holder is not dropped by its weight because it is gripped by the arm of the tool changer.
  • the controller of such a machine tool cannot command the movement of the drawbar until receiving the confirmation signal. If the arm of the tool changer does not grip the tool holder and the drawer moves to the non-operation position, the weight of the tool holder will release the knob from the collet finger and the taper shank will cause the taper shank of the spindle to rotate. This is because they may break away from the inner surface. Thus, in order to reliably prevent the tool holder from dropping, the machine tool controller needs time to wait for a confirmation signal. This waiting time reduces the efficiency of the tool change operation.
  • An object of the present invention is to provide a tool holding device that reliably holds a tool holder in a releasable manner without lowering the efficiency of a tool changing operation.
  • a tool holding device for a machine tool which releasably holds a tool holder having a knob on a spindle having a shaft hole
  • a number of collect fingers housed in a spindle bore of a spindle which can pivot between a clamp position for clamping the knob of the tool holder and an unclamping position for releasing the knob; a collect sleeve for restraining the rotation of the plurality of collect fingers. ;
  • One of the collet finger and collet sleeve should be An air cylinder that moves axially and allows the swing of the collect finger;
  • a first disc spring that provides a strong force to pull the knob to the spindle via the collect finger
  • a second disc spring that provides a force for maintaining the collect finger in the clamp position against the weight of the tool holder is provided.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a tool holding device according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view illustrating the sleeve of FIG.
  • FIG. 3A is an enlarged perspective view illustrating the circular arrangement of the collet fingers of FIG. 1.
  • FIG. 3B is a front view illustrating the circular arrangement of the collective fingers of FIG. 3A.
  • FIG. 3C is a bottom view illustrating the circular arrangement of the collet fingers of FIG. 3A.
  • FIG. 3D is a longitudinal sectional view illustrating the circular arrangement of the collet fingers of FIG. 3A taken along the plane of the line A—A of FIG. 3C.
  • FIG. 4A is an enlarged perspective view illustrating the collet sleeve of FIG.
  • FIG. 4B is a top view illustrating the collet sleeve of FIG. 4A.
  • FIG. 4C is a longitudinal sectional view illustrating the collet sleeve of FIG. 4A taken along the plane of the line A—A of FIG. 4B.
  • FI G. 4D is a longitudinal sectional view illustrating the collet sleeve of FI G. 4 A, taken along the plane B-B of FI G. 4B.
  • FIGS. 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F, and 5G are views showing the operation of extracting a tool holder mounted on a spindle.
  • the cylindrical spindle 1 has a tapered socket 11 formed at one end of the spindle 1 for holding a tapered shank tool holder 2 and a shaft hole 12 communicating with the tapered socket 11.
  • the spindle 1 is rotatably supported by upper and lower angular bearings 30 and 31 with ceramic spheres.
  • the taper shank tool holder 2 has a taper shank 21 complementary to the tapered socket 11 and a knob 22 protruding at its tapered end.
  • the spindle 1 has two keys 13 formed on the periphery of the opening of the tapered socket 11 and fitted in the key groove of the tape tool holder 2, and one key formed on the other end of the spindle 1 and facing the axis thereof. It has a set of slots 14.
  • Each slot 14 extends in the axial direction of the spindle 1.
  • a pin or rod can penetrate the spindle 1 and move in the axial direction of the spindle 1 through this set of slots 2.
  • an annular shoulder 15 whose inner diameter changes is formed.
  • the motor 33 is connected to the upper end of the cylindrical frame 32 so that its rotation shaft 34 is arranged coaxially with the spindle 1.
  • the rotating shaft 34 of the motor 33 has a hole 34A for introducing pressurized air and coolant.
  • the coupling plate 35 is fixed to the rotating shaft 34.
  • the cylindrical coupling 36 is coupled to the coupling plate 35 at the upper end, and a concave portion is formed at the lower end where the upper end of the spindle 1 is fitted. Further, an elongated hole corresponding to the elongated hole 14 of the spindle 1 is formed at the lower end of the cylindrical coupling 36.
  • the pin 37 passes through the slot 14 of the spindle 1 and fits into the slot of the cylindrical coupling 36.
  • the pin 37 is movable in the axial direction of the spindle 1 relative to the spindle 1 and the cylindrical coupling 36. Both ends of the pin 37 are on the outer circumference of the cylindrical coupling 36. It is fixed to the provided annular plate 38.
  • the annular plate 38 is slidable on the cylindrical coupling 36 by, for example, an air cylinder. In this way, the rotational force of the motor 3 3 is controlled by the rotating shaft 34, the coupling plate 35, the cylindrical coupling 36, the pin 37, the spindle 1 and the taper shank tool holder 2 via the key 13. Is transmitted to One end of the connecting rod 39 is fitted to the rotating shaft 34 so as to be movable in the axial direction, and the other end is fixed to the connecting member 40.
  • the connecting member 40 having a through hole into which the pin 37 fits is screwed into the upper end of the draw bar 41.
  • the draw bar 41 has a coolant supply hole 41 A, and the hole 41 A is formed by a coolant supply hole formed in each of the connecting rod 39, the connecting member 40, and the pin 37.
  • the shaft 34 communicates with the hole 34 A of the rotating shaft 34.
  • the sleeve 42 is fixed to the annular shoulder 15 of the spindle 1.
  • a disc spring 43 surrounding the drawbar 41 is provided between the sleeve 42 and the connecting member 40 via annular collars 44, 45.
  • a disc spring 4 surrounding the shaft portion of the collect sleeve 6 is provided between the circular arrangement of the collect fingers 5 and the draw bar 41.
  • the circular arrangement of the collect fingers 5 receives a small spring force of the disc spring 46 via the piston 47.
  • FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D The ingers 5 are arranged in a circle at equal intervals.
  • the hook 51 that clamps the knob 22 of the tool holder 2 extending radially inward is formed at the lower end of the collect finger 5.
  • the collective finger 5 is pivotable between a clamp position where the knob 22 is clamped and an unclamped position where the clamp of the knob 22 is released.
  • the collet finger 5 is kept in the clamping position by receiving the spring force of the disc spring 46 on the upper surface 52 thereof. Hook extending radially outward 53 force formed at the upper end of collet finger 5.
  • the collet finger 15 is prevented from dropping.
  • the collet finger 5 is rotatable radially around an inner corner 54 of the hook 53.
  • the collet finger 5 is movable relative to the sleeve 42 by the length of a straight outer surface 55 that is continuous with the inner corner 54.
  • the collect sleeve 6 includes a sleeve body 61 having a hole for accommodating the knob 22 of the tool holder 2 and a drawbar 41 for the sleeve body 61.
  • a sleeve body 61 having a hole for accommodating the knob 22 of the tool holder 2 and a drawbar 41 for the sleeve body 61.
  • Formed from a shaft 62 that connects to The shaft 62 has a coolant supply hole 63 communicating with the hole 41A of the draw bar 41.
  • the outer surface 64 of the sleeve body 61 can slide on the inner surface of the spindle 1.
  • the sleeve body 61 has an opening 65 at the bottom.
  • the knob 22 of the tool holder 2 passes through the opening 65 and faces the ejector surface 66 which is the ceiling of the sleeve body 61.
  • windows 67 are formed in the side wall of the sleeve body 61. These windows 67 extend to the upper surface of the sleeve body 61, as best shown in FIG. 4A.
  • the hooks 51 of each of the four collet fingers 5 are inserted into the holes of the sleeve body 61 from these windows 67.
  • An annular ridge 68 extending radially inward is formed on the side wall of the sleeve body 61.
  • the tapered inner surface of the ridge 68 coincides with the tapered outer surface of the hook 51 of the collet finger 5.
  • FIG. 5A shows a state in which the combination of the drawbar 41 and the collet sleeve 6 is most raised by the spring force of the disc spring 43, for example, 700 kgf.
  • the assembly of drawbar 41 and collet sleeve 6 in FIG. 5A is in the operating position.
  • the taper shank 22 fits into the taper socket 11 of the spindle 1, and the knob 22 is clamped to the collet finger 5. Since the tapered inner surface of the ridge 68 of the collet sleeve 6 is in contact with the tapered outer surface of the hook 51 of the collect finger 5, the pulling force of the disc spring 43 is applied to the knob 22 of the tool holder 2.
  • the draw bar 41 and collet sleeve 6 assembly are compressed by an air cylinder (not shown) to the pulling force of the disc spring 43 so that it is irritated during FIG. 5B. It is pushed down in the axial direction, for example by 1.5 mm.
  • the axial movement of the draw bar 41 is transmitted to the collect finger 5 via the disc spring 46 and the piston 47. Since the collective finger 5 moves downward while the taper shank 21 is fitted in the taper socket 11, the hook 51 of the collective finger 5 is 1.5 mm away from the knob 22. In this way, the pulling force of the disc spring 46 is removed from the knob 22.
  • the ejector surface 66 of the collet sleeve 6 contacts the top surface of the knob 22.
  • the tool holder 2 away from the taper socket 11 drops 1.5 mm, and the hook 51 of the collet finger 5 receives the weight of the tool holder 2 again.
  • the contact between the ridge 68 of the collet sleeve 6 and the hook 51 of the finger 5 is maintained, so that the collect finger 5 remains at the clamp position.
  • the ejector surface of collet sleeve 6 66 Is pushed down a further 1.5 mm, the ejector surface 66 again contacts the top surface of the knob 22. Further downward movement of the collet sleeve 6 causes the ridge 6 8 of the collet sleeve 6 to move away from the hook 51. As a result, the collet finger 5 can pivot to the unclamping position without being restricted by the collet sleeve 6. However, the spring force of the countersink 46 keeps the collet finger 5 in the clamped position against the weight of the tool holder, so that the tool holder does not drop even if it is not gripped by the arm of the tool changer.
  • the arm of the tool changer can start extracting the tool holder 2 immediately after grasping the tool holder 2 in response to the tool release signal.
  • the tool changer stakes the tool holder 2 against the spring force of the disc spring 46 and lowers it by, for example, 0.5 mm, as illustrated in FIG. 5F.
  • the collet finger 5 pivots to the unclamping position around the vertex of the ridge 42A of the sleeve 42 as a fulcrum.
  • the tool changer further lowers the tool holder 2 so that the collet finger 5 reaches the unclamping position.
  • the knob 22 of the tool holder 2 is released from the tightening of the collect finger 5.
  • the knob 22 is disengaged from the collet finger 5
  • the collet finger 5 returns to the clamp position again as illustrated in FIG. 5E.
  • annular ridge 42 A extending inward in the radial direction is formed on the sleeve 42, but a similar ridge is formed on the spindle 1 without providing the sleeve 42. It may be formed on the inner surface.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Description

明細書
工作機械の工具保持装置 技術分野
本発明は、 工作機械に関する。 特に、 工具ホルダを中空の回転スピンドルに解放可 能に保持する工具保持装置に関する。
背景技術
一般に、 テ一パ端にノブを有するテーパシャンク工具ホルダは、 そのテ一パシャン クに相補的な、 中空の回転スピンドルのテーパソケット中に解放可能に保持される。 スピンドルはそのテ一パソケットに連通する軸孔を有し、 テーパシャンク工具ホルダ のノブを把持するコレツトフインガーとそのコレツトフインガーに連結されたドロー バーが、 その軸孔に摺動可能に収容される。 コレットフィンガーは、 ノブを把持する クランプ位置とノブを解放するアンクランプ位置の間で旋回可能である。 ド口一バー は、 工具ホルダがスピンドルのテーパソケット中に保持される動作位置と、 工具ホル ダがテーパソケットから解放される非動作位置の間でスピンドルの軸方向に移動可能 である。
工具ホルダを確実にスピンドルのテーパソケット中に保持するため、 ドローバーは、 通常、 強いばね力によって動作位置へバイアスがかけられている。 この時、 コレット フィンガーの旋回は拘束され、 コレットフィンガーはクランプ位置にとどまる。 この ようにして、 コレットフィンガーによって把持されたノブはドローバーの動作位置の 側へ引っ張られ、 テーパシャンクはスピンドルのテーパソケット中にきつく嵌まり込 む。
ある工具による加工が終了すると、 工作機械のコントローラは、 その工具をスピン ドルから抜き取る工具解放信号を発生する。 工具交換装置は、 この工具解放信号に応 答して、 スピンドルに装着された工具ホルダをそのアームによって把持する。 コント ローラは、 工具交換装置のアームが工具ホルダを把持したことを示す確認信号を受け 取ると、 ドローバーをばね力に杭して非動作位置へ移動するよう、 例えばエアシリン ダのような適当な作動手段に指令する。 ドローバーが非動作位置へ移動することによ つて、 ばね力による引っ張り力がノブから取り除かれる。 ドロ一バーの移動に伴なつ て、 コレットフィンガーの旋回の拘束は解除される。 にもかかわらず、 工具ホルダは 工具交換装置のアームによって把持されているので、 その重量によって落下すること はない。
しかしながら、 このような工作機械のコントローラは、 確認信号を受け取るまで、 ドローバ—の移動を指令できない。 なぜなら、 工具交換装置のアームが工具ホルダを 把持しないままドロ一バ一が非動作位置へ移動すると、 工具ホルダの重量によって、 そのノブはコレットフィンガーから解放されテーパシャンクはスピンドルのテ一パソ ケットの内面から離脱するかもしれないからである。 このように、 工具ホルダの落下 を確実に防止するため、 工作機械のコントローラは、 確認信号を待つ時間を必要とす る。 この待ち時間は、 工具交換動作の効率を低下させる。
発明の開示
本発明の目的は、 工具交換動作の効率を低下させることなく、 確実に工具ホルダを 解放可能に保持する工具保持装置を提供することである。
その他の本発明の目的は、 以下に続く説明の中に述べられ、 発明を実践することに より、 当業者に明らかになるであろう。
上述の目的を達成するため、 軸孔を有するスピンドルに、ノブを有する工具ホルダ を解放可能に保持する、 本発明の工作機械の工具保持装置は、
工具ホルダのノブをクランプするクランプ位置とノブを解放するアンクランプ 位置の間で旋回可能な、 スピンドルの軸孔に収容された多数のコレツトフインガー； 多数のコレツ トフインガーの旋回を拘束するコレツトスリーブ；
コレットフィンガーとコレットスリーブの一方を他方に相対的にスピンドルの 軸方向に移動しコレツ トフインガーの旋回を許容するエアシリンダ；
コレツトフインガーを介してノブをスピンドルに引き付ける強い力を提供する 第 1の皿ばね；
第 1の皿ばねの引き付け力を取り除くエアシリンダ；及び
コレツトフインガーの旋回が許容され第 1の皿ばねの引き付け力が取り除かれ ても、 工具ホルダの重さに抗してコレツトフインガーをクランプ位置に維持する力を 提供する第 2の皿ばねを含む。
図面の簡単な説明
F I G. 1は、 本発明による工具保持装置をイラストする縦断面図である。
F I G. 2は、 F I G. 1のスリーブをイラストする拡大された縦断面図である。 F I G. 3 Aは、 F I G. 1のコレットフィンガーの円状配列をイラストする拡大 された斜視図である。
F I G. 3Bは、 F I G. 3 Aのコレッ トフィンガーの円状配列をイラストする正 面図である。
F I G. 3Cは、 F I G. 3 Aのコレットフィンガーの円状配列をイラストする下 面図である。
F I G. 3Dは、 F I G. 3 Aのコレットフィンガーの円状配列をイラストする、 F I G. 3 Cの A— Aラインの平面でとらえた縦断面図である。
F I G. 4 Aは、 F I G. 1のコレッ トスリーブをイラストする拡大された斜視図 である。
F I G, 4Bは、 F I G. 4 Aのコレッ トスリーブをイラス トする上面図である。 F I G. 4Cは、 F I G. 4 Aのコレッ トスリーブをイラストする、 F I G. 4 B の A— Aラインの平面でとらえた縦断面図である。
F I G. 4Dは、 F I G. 4 Aのコレッ トスリーブをイラストする、 F I G. 4 B の B— Bラインの平面でとらえた縦断面図である。 F I G S . 5 A、 5 B、 5 C、 5 D、 5 E、 5 F及び 5 Gは、 スピンドルに装着さ れた工具ホルダを抜き取る動作を示す図である。
発明を実施するための最良な形態
F I G S . 1、 2、 3 A、 3 B、 3 C、 3 D、 4 A、 4 B、 4 C及び 4 Dを参照し て、 本発明による工具保持装置の一実施例が説明される。
円筒状のスピンドル 1は、 スピンドル 1の一端に形成されテーパシャンク工具ホル ダ 2を保持するテーパソケット 1 1と、 テーパソケット 1 1に連通する軸孔 1 2を有 する。 スピンドル 1は、 セラミック球を有する上側及び下側アンギユラベアリング 3 0及び 3 1によって回転可能に支持される。 テ一パシャンク工具ホルダ 2は、 テーパ ソケット 1 1に相補的なテ一パシャンク 2 1と、 そのテーパ端で突出するノブ 2 2を 有する。 さらに、 スピンドル 1は、 テーパソケット 1 1の開口の周縁に形成されテー パシヤンク工具ホルダ 2のキー溝に嵌合する 2つのキー 1 3と、 スピンドル 1の他端 に形成されその軸線に関して対向する一組の長孔 1 4を有する。 それぞれの長孔 1 4 は、 スピンドル 1の軸線方向に延びる。 ピン又は棒状体が、 この一組の長孔 2によつ て、 スピンドル 1を貫通可能でありスピンドル 1の軸線方向に移動可能である。 スピ ンドル 1の中央部に、 その内径が変化する環状の肩部 1 5が形成されている。
モ一タ 3 3は、 その回転軸 3 4がスピンドル 1と同軸状に配置されるよう筒状枠 3 2の上端に連結される。 モータ 3 3の回転軸 3 4は、 加圧空気及ぴクーラントを導入 する孔 3 4 Aが形成されている。 カツプリングプレート 3 5は回転軸 3 4に固定され る。 円筒カップリング 3 6は、 その上端でカップリングプレート 3 5に結合され、 そ の下端にスピンドル 1の上端が嵌まり合う凹部が形成されている。 さらに、 円筒カツ プリング 3 6の下端に、 スピンドル 1の長孔 1 4に対応する長孔が形成されている。 ピン 3 7は、 スピンドル 1の長孔 1 4を貫通し、 円筒カップリング 3 6の長孔に嵌ま り合う。 ピン 3 7は、 スピンドル 1及ぴ円筒カップリング 3 6に相対的にスピンドル 1の軸線方向に移動可能である。 ピン 3 7の両端は、 円筒カップリング 3 6の外周に 設けられた環状プレート 3 8に固定される。 環状プレート 3 8は、 例えばエアシリン ダによって円筒カップリング 3 6に摺動可能である。 このようにして、 モータ 3 3の 回転力は、 回転軸 3 4、 カップリングプレート 3 5、 円筒カップリング 3 6、 ピン 3 7、 スピンドル 1及ぴそのキー 1 3を介してテーパシャンク工具ホルダ 2へ伝達され る。 連結ロッド 3 9は、 一端でその軸線方向に移動可能に回転軸 3 4に嵌まり合い、 他端で連結部材 4 0に固定される。 ピン 3 7が嵌まり合う貫通孔を有する連結部材 4 0は、 ドローバー 4 1の上端に螺合する。 このようにして、 例えばエアシリンダが環 状プレート 3 8を駆動する力は、 ピン 3 7及び連結部材 4 0を介してドローバー 4 1 へ伝達される。 ドローバー 4 1は、 クーラント供給用の孔 4 1 Aを有し、 その孔 4 1 Aは、 連結ロッド 3 9、 連結部材 4 0及びピン 3 7のそれぞれに形成されたクーラン ト供給用の孔によって、 回転軸 3 4の孔 3 4 Aに連通する。 スリーブ 4 2は、 スピン ドル 1の環状の肩部 1 5に固定される。 ドローバー 4 1を取り囲む皿ばね 4 3が、 環 状のカラー 4 4、 4 5を介して、 スリーブ 4 2と連結部材 4 0の間に設けられる。 ェ 具ホルダ 2のノブ 2 2を把持する 4個のコレツトフインガー 5力 スリーブ 4 2の内 面に摺動可能に設けられる。 F I G . 2中にイラス トされるように、 径方向に内向き に延びる環状のうね部 4 2 Aがスリーブ 4 2に形成されている。 4個のコレツ トフィ ンガ一 5はスピンドル 1の軸線を中心に円状に配列され、 その円状の配列は、 その全 周にわたってコレットスリーブ 6によって取り囲まれる。 コレットスリーブ 6は、 そ のシャフト部によってドローバー 4 1の下端に連結される。 このようにして、 工具ホ ルダ 2を軸方向に引っ張り上げる、 皿ばね 4 3の大きな保持力は、 連結部材 4 0、 ド ローバー 4 1及びコレツトスリーブ 6を介してコレツ トフインガ一 5へ伝達される。 コレツ トスリーブ 6のシャフト部を取り囲む皿ばね 4 6力 コレツトフインガ一 5の 円状の配列とドローバー 4 1の間に設けられる。 コレツ トフインガー 5の円状の配列 は、 ピストン 4 7を介して皿ばね 4 6の小さいばね力を受ける。
F I G S . 3 A、 3 B、 3 C及び 3 D中にイラストされるように、 4個のコレッ ト インガー 5は、 等間隔に円状に配列されている。 径方向に内向きに延びる、 工具ホル ダ 2のノブ 22をクランプする鉤 51力 S、コレツトフインガー 5の下端に形成される。 コレツトフインガ一 5は、 ノブ 22がクランプされるクランプ位置とノブ 22のクラ ンプが解放されるアンクランプ位置の間で旋回可能である。 F I G. 1の実施例にお いて、 コレッ トフィンガー 5は、 その上面 52に皿ばね 46のばね力を受けることに よって、 クランプ位置に保たれる。 径方向に外向きに延びる鈎 53力 コレットフィ ンガー 5の上端に形成される。 鈎 53はスリーブ 42のうね部 42 Aに係合可能であ るので、 コレットフィンガ一 5の落下が防止される。 コレットフィンガー 5は、 鉤 5 3の内側コーナ 54を中心に径方向に旋回可能である。 コレットフィンガー 5は、 内 側コーナ 54に連続する直線的な外面 55の長さだけ、 スリーブ 42に相対的に移動 可能である。
F I GS. 4A、 4B、 4 C及び 4 D中にイラストされるように、 コレツトスリー ブ 6は、 工具ホルダ 2のノブ 22を収容する孔を有するスリーブ体 6 1と、 スリーブ 体 6 1をドローバー 41につなぐシャフト 62から形成される。 シャフト 62は、 ド ローバー 41の孔 41 Aに連通するクーラント供給用の孔 63を有する。 スリ一ブ体 6 1の外面 64はスピンドル 1の内面に摺動可能である。 スリーブ体 61は、 その底 部に開口 65を有する。 工具ホルダ 2のノブ 22はその開口 65を貫通し、 スリーブ 体 6 1の天井であるェジェクタ面 66に向かい合う。 4つの窓 67が、 スリーブ体 6 1の側壁に形成されている。 F I G. 4 Aに最も良く示されるように、 これら窓 67 はスリーブ体 6 1の上面へ延びる。 4つのコレットフィンガー 5のそれぞれの鉤 5 1 は、 これら窓 67からスリーブ体 6 1の孔へ揷入されている。 径方向に内向きに延び る環状のうね部 68力 スリーブ体 61の側壁に形成される。 うね部 68のテーパ内 面は、 コレットフィンガ一 5の鉤 51のテーパ外面に一致する。
F I GS. 5A、 5B、 5 C、 5D、 5E、 5 F及び 5Gを参照して、 スピンドル 1に装着された工具ホルダ 2が解放されるプロセスが説明される。 F I G. 5Aは、 ドローバ一 41とコレットスリーブ 6の組品が、 皿ばね 43のば ね力、 例えば 700 k g f によって最も引き上げられている状態を示している。 言い 換えれば、 F I G. 5 A中のドローバー 41とコレッ トスリーブ 6の組品は、 動作位 置にある。 テーパシャンク 22はスピンドル 1のテーパソケット 1 1中に嵌合し、 ノ ブ 22はコレットフィンガー 5にクランプされている。 コレットスリーブ 6のうね部 68のテーパ内面はコレツトフインガー 5の鉤 51のテーパ外面に接触しているので、 皿ばね 43の引っ張り力は工具ホルダ 2のノブ 22にかかっている。
工作機械のコントローラが工具解放信号を指令すると、 F I G. 5B中にイラス ト されるように、 ドローバー 41とコレットスリーブ 6の組品は、 エアシリンダ （図示 されない） によって皿ばね 43の引っ張り力に抗して軸方向に、 例えば 1. 5mm押 し下げられる。 ドローバー 41の軸方向の移動は、 皿ばね 46とピストン 47を介し てコレツトフインガー 5へ伝えられる。 テーパシャンク 21がテーパソケット 1 1中 に嵌合したままコレツトフインガー 5が下向きに移動するので、 コレツトフインガー 5の鉤 51はノブ 22から 1. 5mm離れる。 このようにして、 皿ばね 46の引っ張 り力がノブ 22から取り除かれる。 そして、 コレッ トスリーブ 6のェジェクタ面 66 は、 ノブ 22の頂面に接触する。
F I G. 5 C中にイラストされるように、 ノブ 22に接触しているェジェクタ面 6 6が更に lmm押し下げられると、 テーパシャンク 21はテーパソケット 1 1から離 れる。 そして、 鉤 53はスリーブ 42のうね部 42 Aに係合し、 コレットフィンガー 5はもはや下方へ移動できない。
F I G. 5 D中にイラストされるように、 テ一パソケット 1 1から離れた工具ホル ダ 2は 1. 5 mm落下し、 コレットフィンガー 5の鉤 51は再び工具ホルダ 2の重さ を受け止める。 この時、 コレットスリーブ 6のうね部 68とフィンガー 5の鉤 51の 接触が維持されているので、 コレツトフインガー 5はクランプ位置にとどまる。
F I G. 5E中にイラストされるように、 コレットスリーブ 6のェジェクタ面 66 が更に 1 . 5 mm押し下げられると、 ェジェクタ面 6 6は再びノブ 2 2の頂面に接触 する。 コレッ トスリーブ 6の更なる下方への移動によって、 コレットスリーブ 6のう ね部 6 8は鉤 5 1から離れる。 その結果、 コレットフィンガー 5は、 コレットスリ一 ブ 6に拘束されることなくアンクランプ位置へ旋回可能になる。 しかしながら、 皿ば ね 4 6のばね力は、 工具ホルダの重量に抗してコレットフィンガー 5をクランプ位置 に保つので、 工具ホルダは工具交換装置のアームによって把持されていなくても落下 しない。
一方、 工具交換装置のアームは、 工具解放信号に応答して工具ホルダ 2を把持する と直ちに工具ホルダ 2の抜き取りを開始できる。 工具交換装置は、 F I G . 5 F中に イラストされるように、 工具ホルダ 2を皿ばね 4 6のばね力に杭して例えば 0 . 5 m m引き下げる。 その結果、 コレットフィンガー 5は、 スリーブ 4 2のうね部 4 2 Aの 頂点を支点にアンクランプ位置へ旋回する。 F I G . 5 G中にイラストされるように、 工具交換装置が工具ホルダ 2をさらに引き下げることによって、 コレットフィンガー 5はアンクランプ位置に到達する。 その結果、 工具ホルダ 2のノブ 2 2はコレツトフ インガー 5の締め付けから解放される。 ノブ 2 2がコレットフィンガー 5から離脱す ると、 フコレットインガー 5は、 F I G . 5 E中にイラストされるように、 再びクラ ンプ位置へ復帰する。
本発明を開示されたフォームに限定することは意図されていない。 上述の記述を参 照して多くの改良及びバリエーションが可能であることは明らかである。 例えば、 実 施例おいて、 径方向に内向きに延びる環状のうね部 4 2 Aがスリーブ 4 2に形成され ているが、 スリーブ 4 2を設けることなく同様のうね部がスピンドル 1の内面に形成 されてもよい。
ィラストされた実施例は、発明の本質とその実用的な応用を説明するために選ばれ た。 発明の範囲は、 添付の特許請求の範囲によって定義される。

Claims

請求の範囲
1 . 軸孔を有するスピンドルに、 ノブを有する工具ホルダを解放可能に保持する、 ェ 作機械の工具保持装置であって、
工具ホルダのノブをクランプするクランプ位置とノブを解放するアンクランプ 位置の間で旋回可能な、 スピンドルの軸孔に収容されたノブクランプ手段；
前記ノブクランプ手段の旋回を拘束する手段；
前記ノブクランプ手段と前記拘束手段の一方を他方に相対的にスピンドルの軸 方向に移動し前記ノブクランプ手段の旋回を許容する手段；
前記ノブクランプ手段を介してノブをスピンドルに引き付ける力を提供する第 1のバイアス手段；
前記第 1のバイアス手段の引き付け力を取り除く手段；及び
前記ノブクランプ手段の旋回が許容され前記第 1のバイアス手段の引き付け力 が取り除かれても、 工具ホルダの重さに抗して前記ノブクランプ手段をクランプ位置 に維持する力を提供する第 2のバイアス手段を含む。
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