WO2010146976A1 - 工具、チャック、クランプ機構等の把捉機構 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a gripping mechanism in which any of a tool, a chuck, and a clamping mechanism (hereinafter simply referred to as “chuck or the like”) can be attached to a spindle used as a spindle of a machine tool.
  • chuck a clamping mechanism
  • This type of chuck is configured to be detachable so that various types of processing and multi-step processing can be performed by a single machine.
  • Patent Document 1 there has been an invention related to a tool spindle (see, for example, Patent Document 1). However, these inventions can hold the pull stud of the tool holder, but cannot attach a chuck or a clamp mechanism. There was also an invention related to a chuck spindle (for example, see Patent Document 2). However, although these inventions can attach a chuck, they cannot hold a pull stud or a clamp mechanism of a tool holder.
  • machine tools such as a milling machine that attaches a tool to the spindle and machine it, and machine tools that attach a workpiece to the spindle such as a lathe or a grinding machine, are considered to be different machines. This is because the main spindle is configured.
  • a single machine tool can be used for various types of machining such as turning and milling, and after one side of the workpiece is machined by attaching a chuck to the spindle, one side of the machined workpiece is separated from the chuck. Or, if it is possible to perform multi-step machining while switching the spindle configuration, such as holding the clamp mechanism and attaching the tool to the spindle to machine the other side of the workpiece, it has been done with multiple machine tools in the past Machining can be performed with a single machine tool.
  • the chuck can only grip circular workpieces, but if a clamp mechanism can be attached to the spindle, it will be possible to grasp workpieces having various shapes including polygons and ellipses. Processing is possible without being limited by shape.
  • the conventional spindle to which a tool is attached has a tapered hole in the shaft, and the taper shank of the tool is inserted and held.
  • the size of the tapered hole is limited, and it has a bond strength that can withstand heavy cutting. There was a problem that was difficult to obtain.
  • this invention is an invention for attaching a sleeve to a tool holder, it is necessary to attach a sleeve to each tool holder, and various types of tool holders, chuck holders and clamp holders (hereinafter simply referred to as “each holder”) can be attached and detached. It was difficult to configure. In addition, if the taper surface of the shaft is damaged, it is necessary to replace the shaft of the spindle.
  • JP 2005-279874 A Japanese Patent No. 3724240 Japanese Patent Laid-Open No. 08-90315
  • Double gripping mechanism that enables attachment of many types of chucks to the same spindle in order to obtain a machine tool capable of processing various types of processing, multi-step processing and workpieces of various shapes Is to provide.
  • the present invention is to provide a holder holding mechanism and a holder holding device having a double gripping mechanism and a structure of coupling by surface contact at two places, and to utilize this.
  • the outer gripping portion and the inner gripping portion constitute a double gripping portion
  • the outer gripping mechanism and the inner gripping mechanism constitute a double gripping mechanism
  • the outer gripping portion and the outer gripping mechanism further.
  • a double gripping mechanism is configured by an outer gripping mechanism and an inner gripping mechanism including an inner gripping portion and an inner gripping mechanism.
  • the side where the chuck or the like is attached to the gripping mechanism is the front side
  • the outer gripping mechanism is the outer drawbar
  • the inner gripping mechanism is the inner drawbar.
  • the outer end of the outer drawbar is cylindrical near the front end, and there are multiple ball holes. An outer ball is provided at dawn, and the outer ball is held movable in the normal direction. Further, the vicinity of the front end portion of the inner draw bar is a cylinder, a plurality of ball holes are drilled to provide an inner ball, and the inner ball is held movably in the normal direction.
  • the outer gripping portion When the outer gripping mechanism and the inner gripping mechanism are opened, the outer gripping portion is inserted into the outer gripping mechanism, the inner gripping portion is inserted into the inner gripping mechanism, and the outer drawbar is moved to the rear side. It moves toward the grip part and enters the gripping state where the outer gripping part is gripped by the outer gripping mechanism.
  • the inner drawbar When the inner drawbar is moved to the rear side, the inner ball moves toward the inner gripping part, and the inner gripping mechanism. It is comprised so that it may become a grasping state which grasps an inner receptacle part by.
  • an inner sleeve having a tapered inner surface is provided on the spindle shaft, and the tapered outer surface of each holder and the tapered inner surface of the inner sleeve, and the abutting surface of the shaft and the mating surface of each holder are in close contact with each other.
  • a structure in which an outer sleeve having a tapered outer surface is provided on the shaft of the shaft, and at a position away from the shaft center, the outer surface of the outer sleeve and the tapered inner surface of each holder, and the contact surface of the shaft and the mating surface of each holder are in close contact with each other.
  • the taper inner surface of the inner sleeve attached to the spindle shaft and the taper outer surface of each holder and the contact surface of the shaft and the mating surface of each holder are in close contact with each other, so that a bonding strength that can withstand heavy cutting can be obtained. Became possible.
  • the sleeve Since the sleeve is attached to the spindle shaft, it is not necessary to attach the sleeve to each holder, so that each holder can be simply configured, and it is only necessary to replace the sleeve when it is damaged. No longer need to be replaced. Furthermore, a holder holding mechanism and a holder holding device having a double gripping mechanism and a coupling structure by surface contact at two locations were provided, and this could be utilized.
  • FIG. 23 is a sectional view taken along line JJ of FIG.
  • the outer gripping portion and the inner gripping portion constitute a double gripping portion, and the outer gripping mechanism having the outer ball and the outer drawbar and the inner gripping mechanism having the inner ball and the inner drawbar are double gripping mechanisms.
  • a double gripping mechanism is composed of an outer gripping mechanism consisting of an outer gripping part and an outer gripping mechanism, and an inner gripping mechanism consisting of an inner gripping part and an inner gripping mechanism. It is set as the structure which grasps an inner receptacle part in an outside draw bar.
  • the front end portion of the outer drawbar is a cylinder
  • a plurality of ball holes are drilled to provide an outer ball
  • the outer ball is held movably in the normal direction
  • the front end portion of the inner drawbar is a cylinder.
  • a plurality of ball holes are drilled to provide an inner ball, and the inner ball is held movable in the normal direction.
  • the outer gripping portion When the outer gripping mechanism and the inner gripping mechanism are opened, the outer gripping portion is inserted into the outer gripping mechanism, the inner gripping portion is inserted into the inner gripping mechanism, and the outer drawbar is moved to the rear side.
  • the inner drawbar When the inner drawbar is moved to the rear side, the inner ball moves toward the inner gripping portion, and the inner gripping mechanism It is comprised so that it may be in the grasping state which grasps an inner receptacle part.
  • the outer handle is an outer pull stud having an outer head and an outer neck, the outer pull stud is inserted into the outer draw bar, and the outer draw bar is moved to move the outer ball to the inner side.
  • An outer gripping mechanism in which the outer ball that has moved to the position grips the outer head can be considered.
  • the outer catch portion is formed as a substantially cylindrical portion having a catch groove on its inner surface, the outer cylindrical portion is inserted into the outer periphery of the outer draw bar, and the outer draw bar is moved to move the outer ball outward.
  • An outer gripping mechanism is also conceivable in which the outer ball moved to the position grips the receiving groove.
  • the inner handle is an inner pull stud having an inner head and an inner neck.
  • the inner pull stud is inserted into the inner draw bar, and the inner draw bar is moved to move the inner ball.
  • the inner gripping mechanism is preferably configured such that the inner ball moved inward grips the inner head.
  • the outer catching portion is an outer pull stud having an outer head and an outer neck
  • the inner catching portion is an inner pull stud having an inner head and an inner neck.
  • the outer gripping mechanism is composed of an outer large-diameter portion, an outer small-diameter portion, an outer drawbar and an outer ball
  • the inner gripping mechanism is provided on the outer drawbar with an inner large-diameter portion and an inner small-diameter portion, and further, an inner drawbar and an inner ball It shall consist of
  • the outer gripping mechanism is opened, and the outer pull stud is inserted into the outer gripping mechanism, the outer head pushes the outer ball outward in the normal direction, Widen the gap between them so that they can enter the outer space.
  • the outer drawbar is moved backward, the outer ball comes to be located in the outer small diameter part, the outer ball moves in the normal direction inner side and grabs the outer head, and the outer pull stud is grasped by the outer gripping mechanism. It is configured so as to be in the grasped state captured in step (b).
  • the inner gripping mechanism When the inner ball is positioned inside the inner large diameter portion, the inner gripping mechanism is opened, and the inner pull stud is inserted into the inner gripping mechanism, the inner head pushes the inner ball outward in the normal direction, The gap between them is widened so that it passes through the inner head space. After that, when the inner drawbar is moved backward, the inner ball comes to be positioned in the inner small diameter part, the inner ball moves in the normal direction inside, grabs the inner head, and grasps the inner pull stud. It is configured so as to be in the grasped state captured in step (b).
  • the outer and inner heads it is preferable to provide chamfered portions at the tips of the outer and inner heads so that the outer and inner balls move smoothly.
  • an inclined portion is formed between the outer head and the outer neck and between the inner head and the inner neck, and the inclined portion is pushed backward by the outer ball or the inner ball.
  • the outer large diameter portion and the outer small diameter portion and the inner large diameter portion and the inner small diameter portion are inclined surfaces so that the outer ball and the inner ball move smoothly.
  • the outer drawbar and the inner drawbar are double drawbars, the vicinity of the front end of the outer drawbar is a cylinder, a plurality of ball holes are drilled in the cylinder, and outer balls are provided respectively.
  • the inner large diameter portion is provided on the rear side of the outer head space, and the inner small diameter portion is provided on the rear side of the inner large diameter portion.
  • the inner end of the inner drawbar is a cylinder near the front end, a plurality of ball holes are drilled in the cylinder, each inner ball is provided, the rear side of the plurality of ball holes is the inner head space, and the inner drawbar is inserted into the outer drawbar.
  • the ball hole of the inner drawbar is configured to be movable from the inner large diameter portion to the inner small diameter portion.
  • the ball holes of the outer and inner drawbars have holes on the normal lines of the outer and inner drawbars, respectively, and have a truncated cone surface that increases slightly toward the outside. Do not fall. If the inner ball hole is a long hole, it is not necessary to synchronize the inner drawbar when moving the outer drawbar, and it is preferable that only the outer drawbar can be moved alone.
  • the outer gripping portion is a substantially cylindrical portion having a gripping groove on the inner surface thereof, a rear inclined surface is provided on the rear side of the gripping groove, and the inner gripping portion is formed on the inner head and the inner neck.
  • An internal pull stud having a portion.
  • the outer gripping mechanism is composed of a fixed guide having a plurality of guide holes, an outer drawbar and an outer ball provided inside the fixed guide, and the outer ball spans both the ball hole and the guide hole of the outer drawbar. Configure to fit.
  • a front inclined surface is provided on the front side and the outside of the ball hole, an inner large diameter portion is provided on the rear side and the inner side of the ball hole, and an inner small diameter portion is provided on the rear side of the inner large diameter portion.
  • the inner gripping mechanism is composed of an inner large-diameter portion, an inner small-diameter portion, an inner drawbar, and an inner ball.
  • the inner ball is positioned in the inner large-diameter portion, the inner gripping mechanism is opened, and the inner pull stud is When inserted into the inner gripping mechanism, the inner head pushes the inner ball outward in the normal direction, widens the gap between the inner balls, passes into the inner head space, and then moves the inner drawbar backward
  • the inner ball will be positioned inside the inner small diameter part, the inner ball will move to the inside in the normal direction, grab the inner head, and the inner drawbar will be grasped by the inner gripping mechanism. To do.
  • the outer drawbar and the inner drawbar are double drawbars
  • the vicinity of the front end of the outer drawbar is a cylinder
  • a plurality of ball holes are formed in the cylinder to provide outer balls.
  • an inclined surface is formed between the inner large diameter portion and the inner small diameter portion so that the inner ball moves smoothly.
  • the outer ball outward toward the front inclined surface it is not particular about the shape, but it is the front side from the center of the ball hole and has the center point outside the outer surface of the outer drawbar, And it is preferable to make it a part of a spherical surface having a diameter slightly larger than that of the outer ball or a surface including such a spherical surface. Furthermore, it is preferable to make it a part of a spherical surface circumscribing the outer ball when the substantially cylindrical portion is grasped by the outer gripping mechanism or a surface including such a spherical surface.
  • the vicinity of the front end of the inner drawbar is a cylinder, and a plurality of ball holes are drilled in the cylinder to provide inner balls.
  • the ball hole of the inner drawbar is configured to be movable from the inner large diameter portion to the inner small diameter portion.
  • the ball holes of the outer and inner drawbars have axial lines on the normal lines of the outer drawbar and the inner drawbar, respectively, and have a truncated cone surface that increases slightly toward the outside. Do not fall into.
  • the spindle case has a spindle case, a bearing attached to the spindle case, a shaft rotatably held by the bearing, an outer draw bar inserted into the shaft hole, and an inner draw bar. It is preferable to provide a small-diameter portion, and at this time, an inclined surface is provided between the outer large-diameter portion and the outer small-diameter portion so that the outer ball moves smoothly.
  • the outer drawbar has a cylindrical portion near the front end, and a plurality of ball holes are drilled in the cylinder to provide outer balls, and the outer balls are held movably in the normal direction.
  • a space is provided, an inner large diameter portion is provided on the rear side of the outer head space, and an inner small diameter portion is provided on the rear side of the inner large diameter portion.
  • a double gripping mechanism includes an outer gripping mechanism including an outer large diameter portion, an outer small diameter portion, an outer drawbar and an outer ball, and an inner gripping mechanism including an inner large diameter portion, an inner small diameter portion, an inner drawbar and an inner ball.
  • the spindle is configured.
  • spindle a spindle cylinder to which the spindle is attached, a motor that rotationally drives the spindle shaft, and an outer push / push mechanism and an inner push / push mechanism that push and pull the outer draw bar and the inner draw bar of the spindle, respectively.
  • a spindle having a push-pull mechanism is used.
  • the outer ball provided on the outer drawbar is located in the outer large diameter portion of the spindle shaft, and the outer gripping mechanism is opened.
  • the outer drawbar is pulled rearward by the pulling mechanism, the outer ball is positioned in the outer small diameter portion of the spindle shaft so that the outer gripping mechanism is in the gripping state.
  • the main shaft is configured as follows.
  • a spindle case a bearing attached to the spindle case, a shaft rotatably held by the bearing, and a spindle having an outer draw bar and an inner draw bar inserted into the bore of the shaft, and a fixed guide is provided in the front hole of the shaft Drill multiple guide holes in the fixed guide.
  • the front end portion of the outer drawbar is a cylinder, and a plurality of ball holes are drilled in the cylinder to provide outer balls, respectively, so that the outer balls can fit over both the ball holes and the guide holes of the outer drawbar.
  • the outer ball is held movably in the normal direction.
  • a front inclined surface is provided on the front side and outside of the ball hole, an inner large diameter portion is provided on the rear side and inner side of the ball hole, and an inner small diameter portion is provided on the rear side of the inner large diameter portion.
  • the vicinity of the front end of the inner drawbar is a cylinder, a plurality of ball holes are drilled in the cylinder, each inner ball is provided, the inner ball is held movably in the normal direction, and the inner head on the rear side of the inner ball A space is provided and the inner drawbar is inserted into the outer drawbar.
  • a double gripping mechanism is constituted by an outer gripping mechanism including a fixed guide, an outer drawbar and an outer ball, and an inner gripping mechanism including an inner large diameter portion, an inner small diameter portion, an inner drawbar and an inner ball.
  • spindle a spindle cylinder to which the spindle is attached, a motor that rotationally drives the spindle shaft, and an outer push / push mechanism and an inner push / push mechanism that push and pull the outer draw bar and the inner draw bar of the spindle, respectively.
  • a spindle having a push-pull mechanism is used.
  • the ball hole of the outer drawbar roughly matches the guide hole of the fixed guide, and the outer ball straddles both the hole hole of the outer drawbar and the guide hole.
  • the outer gripping mechanism is released, the outer gripping mechanism is opened, and when the outer drawbar is pulled backward by the outer push-pull mechanism, the outer ball is pushed by the front inclined surface of the outer drawbar and the outer ball moves outward in the normal direction.
  • the outer gripping mechanism is configured to be in a grasping state.
  • the inner ball provided on the inner drawbar is positioned in the inner large diameter portion of the outer drawbar and the inner gripping mechanism is opened.
  • the inner ball is positioned in the inner small diameter portion of the outer drawbar and the inner gripping mechanism is gripped.
  • the main shaft is configured as follows.
  • the vicinity of the front end portion of the shaft is a tapered hole because a highly centripetal connection is possible.
  • An inner sleeve having a tapered inner surface is attached near the front end of the shaft hole, and a spring is further attached to the rear side of the inner sleeve.
  • the inner surface of the inner sleeve has a tapered hole near the end of the shaft, and the inner sleeve is tapered. Enables a connection that can withstand heavy cutting by connecting the inner surface and the tapered outer surface of each holder and between the contact surface of the shaft and the mating surface of each holder by two surface contact. Is preferred.
  • a tapered outer surface on the outer periphery of the tip of the shaft, because a higher centripetal connection is possible at a position away from the shaft center.
  • an outer sleeve having a tapered outer surface is attached in the vicinity of the front end portion of the shaft, and a spring is attached to the rear side of the outer sleeve, between the tapered outer surface of the outer sleeve and the tapered inner surface of each holder, and between the abutting surface of the shaft and each holder. It is preferable to enable a bond that can withstand super heavy cutting by using a surface contact between two mating surfaces.
  • the configurations described from the row number [0058] to the previous row can also be used in other spindles or other spindles that do not have a dual gripping mechanism.
  • the holder holding mechanism has a holding base, an outer draw bar inserted into the hole of the holding base, and an inner draw bar.
  • the holder holding mechanism is different from the spindle in that the holding base does not rotate.
  • an outer large diameter portion and an outer small diameter portion are provided in the hole of the holding base.
  • the outer drawbar has a cylindrical portion near the front end, and a plurality of ball holes are drilled in the cylinder to provide outer balls, and the outer balls are held movably in the normal direction.
  • a space is provided, an inner large diameter portion is provided on the rear side of the outer head space, and an inner small diameter portion is provided on the rear side of the inner large diameter portion.
  • a double gripping mechanism includes an outer gripping mechanism including an outer large diameter portion, an outer small diameter portion, an outer drawbar and an outer ball, and an inner gripping mechanism including an inner large diameter portion, an inner small diameter portion, an inner drawbar and an inner ball. Is a holder holding mechanism.
  • a holder holding device having the above-described holder holding mechanism and a double push-pull mechanism composed of an outer push-pull mechanism and an inner push-pull mechanism that pushes and pulls the outer draw bar and the inner draw bar of the holder hold mechanism, respectively.
  • the holder holding device is different from the main shaft in that each holder is grasped in a non-rotating state.
  • the inner ball provided on the inner drawbar is positioned within the inner large diameter portion of the outer drawbar and the inner gripping mechanism is released.
  • the outer gripping mechanism is in the gripping state and the inner drawbar is pulled backward by the inner push-pull mechanism, the inner ball is positioned in the inner small diameter portion of the outer drawbar and the inner gripping mechanism is in the gripping state.
  • the holder holding device configured as described above is used.
  • the holder holding mechanism has a holding base, an outer drawbar inserted into the hole in the holding base, and an inner drawbar.
  • a fixed guide is provided in the front hole of the holding base, and a plurality of guide holes are made in the fixed guide.
  • the front end of the outer drawbar is formed in the vicinity of a cylinder, and a plurality of ball holes are formed in the cylinder to provide outer balls, respectively, so that the outer balls can be accommodated across both the ball holes and the guide holes of the outer drawbar.
  • the outer ball is held movably in the normal direction.
  • a front inclined surface is provided on the front side and outside of the ball hole, an inner large diameter portion is provided on the rear side and inner side of the ball hole, and an inner small diameter portion is provided on the rear side of the inner large diameter portion.
  • the inner drawbar has a cylinder near the front end, and a plurality of ball holes are drilled in the cylinder to provide an inner ball.
  • the inner ball is held movably in the normal direction. And insert the inner draw bar into the outer draw bar.
  • a holder holding mechanism in which a double gripping mechanism is constituted by an outer gripping mechanism including a fixed guide, an outer drawbar and an outer ball, and an inner gripping mechanism including an inner large diameter portion, an inner small diameter portion, an inner drawbar and an inner ball. And Furthermore, a holder holding device having the above-described holder holding mechanism and a double push-pull mechanism composed of an outer push-pull mechanism and an inner push-pull mechanism that pushes and pulls the outer draw bar and the inner draw bar of the holder hold mechanism, respectively.
  • the inner ball provided on the inner drawbar is positioned within the inner large diameter portion of the outer drawbar and the inner gripping mechanism is released.
  • the outer gripping mechanism is in the gripping state and the inner drawbar is pulled backward by the inner push-pull mechanism, the inner ball is positioned in the inner small diameter portion of the outer drawbar and the inner gripping mechanism is in the gripping state.
  • the holder holding device configured as described above is used.
  • the vicinity of the front end portion of the holding base is a tapered hole because a highly centripetal connection is possible.
  • an inner sleeve having a tapered inner surface is attached near the front end of the holding base hole, and a spring is attached to the rear side of the inner sleeve, and the inner end of the holding base is tapered by the inner surface of the inner sleeve. It is possible to withstand heavy cutting by using two surface contact between the taper inner surface of each holder and the taper outer surface of each holder and between the contact surface of the holding base and the mating surface of each holder. It is preferable to make it.
  • a tapered outer surface on the outer periphery of the distal end portion of the holding base, because a higher centripetal connection is possible at a position away from the center.
  • an outer sleeve having a tapered outer surface is attached in the vicinity of the front end of the holding base, a spring is attached to the rear side of the outer sleeve, the tapered outer surface of the outer sleeve and the tapered inner surface of each holder, and the holding surface of the holding base. It is preferable to enable a connection that can withstand super heavy cutting by using a surface contact between two surfaces of each holder.
  • the configurations described from the row number [0072] to the previous row can also be used in other holder holding mechanisms or other holder holding devices that do not have a double gripping mechanism.
  • the outer push / pull mechanism is an outer cylinder and the inner push / push mechanism is an inner cylinder, or the outer push / push mechanism is an outer electric cylinder.
  • the inner push / pull mechanism is either a double push / pull mechanism composed of an inner electric cylinder or a spindle or holder holding device.
  • the outer push mechanism is an outer cylinder and the inner push mechanism is an inner cylinder.
  • the outer cylinder has an outer piston and an outer rod, the outer rod is connected to the outer drawbar and pushed and pulled, the inner cylinder has an inner piston and an inner rod, and the inner rod is connected to the inner drawbar. It is configured to push and pull.
  • Cylinder may be either hydraulic or pneumatic.
  • the double push-pull mechanism is configured to rotate with the outer draw bar or the inner draw bar in accordance with the rotation of the spindle shaft.
  • the outer push / push mechanism is an external electric cylinder and the inner push / push mechanism is an inner electric cylinder.
  • the outer electric cylinder has an outer push-pull nut that is rotatably attached to the push-pull base via a bearing, and an outer ball screw that is attached to the outer draw bar via a bearing and a spring.
  • the outer push screw nut is rotated by an outer motor to slide the outer ball screw, and the outer draw bar is pushed and pulled by the outer ball screw.
  • the inner electric cylinder has an inner push / pull nut that is rotatably attached to the push / push base via a bearing, and an inner ball screw that is attached to the inner draw bar via a bearing and a spring.
  • the inner ball screw is slid by rotationally driving the pull nut, and the inner draw bar is pushed and pulled by the inner ball screw.
  • the push-pull base When attaching to the main shaft, it is preferable to attach the push-pull base to the spindle shaft or the shaft rotating together with the spindle shaft from the standpoint of maintaining strength and balance.
  • the push-pull base is attached to a spindle shaft or a shaft that rotates together with the spindle shaft via a bearing, and a stopper is provided to stop the push-pull base from rotating.
  • Both the outer ball screw and the inner ball screw are hollow ball screws.
  • the outer ball screw passes through the outer draw bar
  • the inner ball screw passes through the inner draw bar
  • bearings are provided on both sides of the outer draw bar and the inner draw bar, respectively. It is because the structure supported from is preferable.
  • the double push-pull mechanism in which the outer push / push mechanism is an outer electric cylinder and the inner push / push mechanism is an inner electric cylinder, is not only a double drawbar but also a push-pull material that requires push-pull.
  • the present invention can be used for the purpose of pushing and pulling a double pushed material comprising a material and an inner pushed material.
  • the tool holder has a holder base for holding the tool and an outer handle.
  • the outer gripping portion is an outer pull stud having an outer head and an outer neck portion
  • the outer pull stud is a tool holder provided with a hole through which the inner pull slat as the inner gripping portion can be passed. .
  • the outer receiving part is a substantially cylindrical part having a receiving groove on its inner surface, and a tool holder having a rear inclined surface on the rear side of the receiving groove.
  • the inner pull stud is passed through. This is a possible configuration.
  • the holder base has a tapered outer surface and further has a mating surface on the front side of the tapered outer surface.
  • the holder base has a tapered inner surface and a mating surface on the rear side of the tapered inner surface. Bonding that can withstand super heavy cutting by connecting the taper outer surface of the mounting partner and the taper inner surface of the tool holder and between the contact surface of the mounting partner and the mating surface of the tool holder by two surface contact. It is because it becomes possible to obtain.
  • the chuck holder has a holder base for holding the chuck.
  • the outer handle is an outer pull stud having an outer head and an outer neck
  • the inner holder is an inner pull stud having an inner head and an inner neck
  • the inner pull stud is an outer pull stud.
  • the hole provided in the holder base is penetrated, and the inner pull stud is attached to be slidable in the axial direction.
  • the inner pull stud can be connected to the jaw slide of the chuck.
  • the outer receiving part is a generally cylindrical part having a receiving groove on the inner surface, a rear inclined surface is provided on the rear side of the receiving groove, and the inner receiving part is connected to the inner head and the inner neck part.
  • the inner pull stud is inserted through the hole provided in the holder base, and the inner pull stud is slidably attached in the axial direction.
  • the inner pull stud can be connected to the jaw slide of the chuck.
  • the holder base has a tapered outer surface and has a mating surface on the front side of the tapered outer surface. Bonding that can withstand heavy cutting by connecting the taper inner surface of the mounting partner and the taper outer surface of the chuck holder and between the contact surface of the mounting partner and the mating surface of the chuck holder by two surface contact. It is because it becomes possible to obtain.
  • the holder base has a tapered inner surface and a mating surface on the rear side of the tapered inner surface. Coupling that can withstand ultra heavy cutting by connecting the taper outer surface of the mounting partner to the taper inner surface of the chuck holder and between the contact surface of the mounting partner and the mating surface of the chuck holder by two surface contact. It is because it becomes possible to obtain.
  • the outer handle is an outer pull stud having an outer head and an outer neck
  • the inner holder is an inner pull stud having an inner head and an inner neck
  • the inner pull stud is an outer pull stud.
  • the hole provided in the holder base is penetrated, and the inner pull stud is attached to be slidable in the axial direction.
  • the inner pull stud can be connected to the slide of the clamp mechanism.
  • the outer receiving part is a generally cylindrical part having a receiving groove on the inner surface, a rear inclined surface is provided on the rear side of the receiving groove, and the inner receiving part is connected to the inner head and the inner neck part.
  • the inner pull stud is passed through a hole provided in the substantially cylindrical portion and the holder base, and the inner pull stud is attached to be slidable in the axial direction.
  • the inner pull stud can be connected to the slide of the clamp mechanism.
  • the clamp mechanism is preferably a clamp base, a slide that moves in the front-rear direction as the inner pull stud moves in the front-rear direction, a reversal frame that reverses as the slide moves, and a front-rear direction that accompanies the reversal of the reversal frame It is assumed that a movable block that moves to the right and a clamp arm that reverses with the movement of the movable block are provided.
  • the clamp mechanism of the clamp arm is configured to press the workpiece against the clamp surface by moving the inner pull stud of the clamp holder in the backward direction.
  • the holder base has a tapered outer surface and a mating surface on the front side of the tapered outer surface.
  • the holder base has a tapered inner surface and a mating surface on the rear side of the tapered inner surface.
  • a machine tool having any one of the above-described main axes, including a Z-axis moving mechanism that moves the main axis in the Z-axis direction that is the main-axis axis direction, and the main axis in the X-axis direction that is perpendicular to the Z-axis.
  • Either the X-axis moving mechanism to move, or the Y-axis moving mechanism to move the main axis in the Y-axis direction that is perpendicular to the Z-axis and the X-axis, or the X-axis moving mechanism and Y A CNC machine tool having both an axis moving mechanism and a numerically controlled movement of the Z axis moving mechanism, the X axis moving mechanism, and the Y axis moving mechanism.
  • a workpiece held in a machining space that is a range in which a tool attached to the spindle moves can be processed by giving a feed motion and a cutting motion to the tool held by the spindle. it can.
  • a tool, a turret that holds multiple tools, a holder holding device that holds the tool holder, etc. are placed in the machining space where the workpiece grasped by the chuck or clamping mechanism attached to the spindle moves.
  • a tool or a rotating tool fixed to the workpiece it is possible to perform machining by giving a feed motion and a cutting motion to the workpiece grasped by the spindle.
  • any of the above-described main shafts is a second main shaft and a third main shaft, and is a combination of the second main shaft and the third main shaft, or a combination of the second main shaft and any one of the above holder holding devices.
  • the combination of the second spindle and the third spindle or the combination of the second spindle and the holder holding device has the same axis, and either the second spindle or the third spindle or the second spindle or the holder holding device. It is configured to be movable in the direction of the axial center.
  • both the second main shaft and the third main shaft or both the second main shaft and the holder holding device so as to move in the direction of the axial center, in addition to the movement stroke of the first main shaft, the second main shaft, It is preferable that the processing range can be increased by an amount corresponding to the movement of the three spindles or the holder holding device. Moreover, it is set as the CNC machine tool which has such a combination of a spindle or a combination of a spindle and a holder holding device.
  • a tool holder is attached to the first spindle
  • a chuck holder or a clamp holder is attached to the second spindle and the third spindle, respectively, and the workpiece is grasped by a chuck or a clamp mechanism attached to the second spindle
  • the workpiece is grasped by a chuck or a clamp mechanism attached to the third spindle, and the second of the workpiece is obtained with the tool attached to the first spindle. If the spindle side is machined, the entire surface of the workpiece can be machined automatically.
  • a tool holder is attached to the first spindle, a chuck holder is attached to the second spindle, a center holder is attached to the third spindle or the holder holding device, and the workpiece is grasped by the chuck attached to the second spindle, and the third spindle is Alternatively, if the workpiece is processed with the tool attached to the first spindle while the workpiece is centered by the center attached to the holder holding device, the workpiece can be processed while preventing the escape of the workpiece.
  • any one of the main axes described above is used as the first main axis, and the first main axis is provided so as to be movable with respect to the X axis, the Y axis, and the Z axis, and the movement of the three axes is numerically controlled.
  • One of the above-described main shafts is a second main shaft and a third main shaft, and the combination of the second main shaft and the third main shaft has the same axis.
  • the swing base is attached to each of the second main shaft and the third main shaft, and the swing base is attached between the swing holder attached to the second main shaft and the swing holder attached to the third main shaft.
  • a swing mechanism for swinging is configured. Any one of the main shafts described above is used as a fourth main shaft, the fourth main shaft is attached to the swing base, and the first main shaft and the fourth main shaft are opposed to each other.
  • a machine tool having such a combination of a spindle and a swinging mechanism.
  • the angle between the first spindle and the fourth spindle can be freely set by tilting the swing mechanism.
  • the tool holder is attached to the first spindle
  • the chuck holder or the clamp holder is attached to the fourth spindle
  • the workpiece is grasped by the chuck or the clamp mechanism attached to the fourth spindle
  • the workpiece and the tool are tilted by tilting the swing base. It is possible to perform machining while changing the relative angle between the workpiece and the tool while setting the relative angle to a free angle or swinging the swing base.
  • the combination of the second and third spindles is configured to be movable, the workpiece grasped by the chuck or clamping mechanism attached to the fourth spindle can be processed while moving and swinging the swing base. become.
  • the spindle 91 used for the main shaft 7a is provided with a flange portion on the front end surface of the spindle case 93 and has a substantially cylindrical shape except for the flange portion.
  • a shaft 90 is rotatably attached by a bearing 93a provided on the front side and a bearing 93b provided on the rear side, a front cover 93c is attached to the front surface of the spindle case 93, and a rear cover is attached to the rear surface.
  • the shaft 90 is attached to the front cover 93c. And the rear cover was penetrated and protruded outside.
  • the outer sleeve 16 having a tapered outer surface 16a is attached to the outer periphery of the front end portion of the shaft 90, the outer spring 17a is attached to the rear side of the outer sleeve 16, and the outer sleeve 16 is pushed forward by the outer spring 17a.
  • a shaft surface located on the rear outer periphery of the outer sleeve 16 was a rear abutting surface 90b, and a plurality of outer key members 94a were attached by bolting.
  • a hollow that penetrates the center of the shaft 90 is provided, an inner sleeve 18 having a tapered inner surface 18a is attached in the vicinity of the front end portion, an inner spring 17b is attached to the rear side of the inner sleeve 18, and the inner sleeve is moved forward by the inner spring 17b. I tried to push it.
  • the front end surface of the shaft located on the front outer periphery of the inner sleeve 18 was a front contact surface 90a, and a plurality of inner key members 94b were attached by bolting.
  • an outer large diameter portion 90e and an outer small diameter portion 90g are provided on the rear side of the tapered hole 90h formed by the tapered inner surface 18a, and an inclined portion 90f is provided between the outer large diameter portion 90e and the outer small diameter portion 90g to smoothly change the shape. I did it.
  • the outer draw bar 85 and the inner draw bar 84 were inserted into the cavity of the shaft 90.
  • the outer draw bar 85 has a cylindrical shape in the vicinity of the front end, and a plurality of ball holes 85d are opened to attach the outer balls 92a, and the rear side of the ball holes 85d is an outer head space 85a. Further, an inner large diameter portion 85b is provided on the rear side of the outer head space 85a, an inner small diameter portion 85c is provided on the rear side of the inner large diameter portion 85b, and an inclined surface 85f is provided between the inner large diameter portion 85b and the inner small diameter portion 85c. To change smoothly.
  • the ball hole 85d has an axis on the normal line of the outer draw bar 85, and the outer ball 92a is prevented from falling inward as a hole in a truncated cone that becomes slightly larger toward the outside.
  • the inner draw bar 84 has a central hole 84c, the vicinity of the front end portion is a cylinder, the plurality of ball holes 84b are opened and the inner balls 92b are respectively attached, and the rear side of the ball holes 84b is an inner head space 84a.
  • the ball hole 84b has an axis on the normal line of the inner draw bar 84, and is formed as a long hole having both ends of a truncated cone that becomes slightly larger toward the outside so that the inner ball 92b does not fall inward.
  • an outer gripping mechanism comprising an outer large diameter portion 90e, an outer small diameter portion 90g, an outer draw bar 85 and an outer ball 92a is formed, and the case where the outer ball 92a is located in the outer large diameter portion 90e is opened.
  • the case where the ball 92a is located in the outer small-diameter portion 90g was regarded as a grasping state.
  • an inner gripping mechanism comprising an inner large diameter portion 85b, an inner small diameter portion 85c, an inner draw bar 84, and an inner ball 92b is configured, and the inner ball 92b is positioned in the inner large diameter portion 85b to be in an open state. The case where the ball 92b is located in the inner small diameter portion 85c was set to the grasping state.
  • the connecting ring 76 was attached to the rear side of the shaft 90, and the shaft 90 and the spindle case 93 were fixed in the axial direction using a nut 77.
  • a key was attached between the connecting ring 76 and the shaft 90, and a connecting shaft B 74 was attached to the end surface of the connecting ring 76.
  • the inner draw bar 86 is different from the inner draw bar 84 in that the ball hole 86b is a conical hole that becomes slightly larger as it goes outward, but the rear side of the inner ball hole 86b is an inner head space 86a and a central hole 86c is provided.
  • Other configurations such as the above are the same as those of the inner draw bar 84.
  • the main shaft 7a includes a main cylinder 71 having a substantially cylindrical shape, a built-in motor 72 attached to the rear interior of the main cylinder 71, a connection shaft A73, a connection shaft B74, a spindle 91 attached to the front of the main cylinder 71, and a main shaft.
  • a double push-pull mechanism 9a attached to the rear outside of the cylinder 71 and a rotation detection unit 89 are used.
  • the connecting shaft A73 having a hollow hole is rotatably held by bearings 72a and 72b, the connecting shaft A73 is attached to the inside of the rotor of the built-in motor 72, and the connecting shaft A73 is rotationally driven by the built-in motor 72.
  • a rotation detection unit 89 and a cylinder base 88 are attached to the connecting shaft A73.
  • the outer draw bar 85 and the inner draw bar 84 were inserted into the hollow holes of the connecting shaft B 74, and the front end of the connecting shaft B 74 was attached to the connecting ring 76.
  • the connecting shaft B74 has a concave portion on the front side so that the end portion of the shaft 90 and the nut 77 are accommodated in the concave portion on the front side.
  • the spindle 91 After inserting the mechanical lock 75 in the recess on the rear side of the connecting shaft B74, the spindle 91 is inserted into the main shaft cylinder 71 from the front side while the outer draw bar 85 and the inner draw bar 84 are passed through the hollow hole of the connecting shaft A73. And it attached to the spindle cylinder 71 by bolting.
  • connection shaft A 73 With the end of the front side of the connection shaft A 73 inserted into the mechanical lock 75 in the recess on the rear side of the connection shaft B 74, a hand is inserted from the work hole 71 a of the spindle cylinder 71 and the bolt of the mechanical lock 75 is attached. Fastening and connecting the front end of the connecting shaft A73 and the recess on the rear side of the connecting shaft B.
  • the lock mechanism 19 is attached to the front cover 93c of the spindle case 93.
  • the lock mechanism 19 includes a lock cylinder 66 and a lock pin 60 having a piston 60a.
  • the lock pin 60 moves forward, and when the hydraulic pressure is introduced to the B port 66b, the lock pin 60 is moved. I moved backwards.
  • the double push-pull mechanism 9a is attached to the connecting shaft A73 via the cylinder base 88 and rotated together with the connecting shaft A73.
  • the double push-pull mechanism 9 a has an outer push-pull mechanism composed of the outer cylinder 82 and an inner push-pull mechanism composed of the inner cylinder 81.
  • the outer cylinder 82 has an outer piston 82a and an outer rod 82d.
  • the outer rod 82d is connected to the outer draw bar 85, and the outer draw bar 85 is pulled rearward by supplying hydraulic pressure to the A port 82b.
  • the outer draw bar 85 was pushed forward by supplying hydraulic pressure.
  • the inner cylinder 81 has an inner piston 81a and an inner rod 81d.
  • the inner rod 81d is connected to the inner draw bar 84, and hydraulic pressure is supplied to the A port 81b to pull the inner draw bar 84 rearward, and to the B port 81c.
  • the inner draw bar 84 is pushed forward by supplying hydraulic pressure.
  • a rotary joint 87 was attached to the inner rod 81d to perform compressed air piping.
  • Rotating force of the built-in motor 72 rotates the shaft 90 of the spindle 91 through the connecting shaft A 73, the mechanical lock 75, the connecting shaft B 74 and the connecting ring 76.
  • the compressed air supplied to the inner rod 81d is jetted into the tapered hole 90h of the shaft 90 through the inner rod 81d and the central hole 84c of the inner draw bar 84 to prevent dust and other dust from entering the tapered hole 90h.
  • a rear static pressure guide 53 and a front static pressure guide 54 that are supplied with lubricating oil are provided so that most of the circumference of the main shaft cylinder 71 is provided. It is set as the structure which guides.
  • a Z-axis moving mechanism 1c for moving the main shaft 7a in the Z-axis direction is provided by a Z-axis driving device including a Z nut 62a, a Z ball screw 62, a Z servo motor 61, and the like.
  • an X-axis movement mechanism 1b having an X-axis drive device and a Y-axis movement mechanism 1a having a Y-axis drive mechanism are attached, and the X-axis, Y-axis, and Z-axis are numerically controlled.
  • Example 2 of the tool holder will be described with reference to FIGS. 6 to 8 are views showing the state in which the tool holders 2a to 2c are grasped by the spindle 91.
  • FIG. All of the tool holders 2a to 2c have an outer pull stud 11 as an outer handle.
  • the tool holders 2a to 2c do not require an inner catch, but by using an outer pull stud 11 having a hole 11e through which the inner pull stud can be passed, it can be used for other holders. Is intended to be shared.
  • the outer pull stud 11 has an outer head portion 11a and an outer neck portion 11b, is provided with a chamfered portion 11c at the rear end portion, and is smoothly deformed as an inclined portion 11d between the outer head portion 11a and the outer neck portion 11b. And attached to the holder bases 12, 20, and 26.
  • the outer gripping mechanism is opened and the outer pull stud 11 is inserted, the outer head 11a of the outer pull stud 11 brings the outer ball 92a outward in the normal direction.
  • the gap between the outer balls 92a is widened to pass through the outer head space 85a.
  • the holder base 12 of the tool holder 2a (FIG. 6) has a small groove 12b, a tapered outer surface 12a having the same taper as the tapered inner surface 18a of the inner sleeve 18, a tool hole 12c, a front mating surface 12d, and a key groove 12e.
  • a tool such as an end mill 95a is inserted into the insert 14 attached to 12c, and the nut 13 is tightened to fix the tool such as the end mill 95a.
  • the inner key member 94b enters the key groove 12e, and when the outer head 11a enters the outer head space 85a, the tapered inner surface 18a and the tapered outer surface are inserted. 12a contacts, but a gap is formed between the front contact surface 90a of the shaft 90 and the front mating surface 12d.
  • the holder base 20 of the tool holder 2b (FIG. 7) has a large groove 20b, a tapered inner surface 20a having the same taper as the tapered outer surface 16a of the outer sleeve 16, a rear mating surface 20d, and a key groove 20e. It was set as the structure which attaches tools, such as.
  • the outer key member 94a enters the key groove 20e, and when the outer head 11a enters the outer head space 85a, the tapered outer surface 16a and the tapered inner surface 20a contacts, but a gap is formed between the rear abutment surface 90b of the shaft 90 and the rear mating surface 20d.
  • the outer sleeve 17 and the holder base 20 are pulled backward while the outer spring 17a is compressed, and the outer gripping mechanism is in the gripping state.
  • the tapered outer surface 16a and the tapered inner surface 20a, and the rear contact surface 90b and the rear mating surface 20d are brought into close contact with each other so that the shaft 90 and the holder base 20 are joined by surface contact at two locations.
  • the holder base 26 of the tool holder 2c (FIG. 8) has a small groove 26b, a tapered outer surface 26a having the same taper as the tapered inner surface 18a of the inner sleeve 18, a front mating surface 26f, and a key groove 26g, and a cutting tool in the mounting hole 26e. 95c was attached.
  • the inner key member 94b enters the key groove 26g, and when the outer head 11a enters the outer head space 85a, the tapered inner surface 18a and the tapered outer surface. 26a comes into contact with each other, but a gap is formed between the front contact surface 90a of the shaft 90 and the front mating surface 26f.
  • the outer gripping mechanism In the process of pulling the outer draw bar 85 rearward to bring the outer gripping mechanism into the gripping state, when the inner spring 17b is compressed and the inner sleeve 18 and the holder base 26 are pulled backward, the outer gripping mechanism is in the gripping state. Further, the taper inner surface 18a and the taper outer surface 26a, and the front contact surface 90a and the front mating surface 26f are in close contact with each other, and the shaft 90 and the holder base 26 are coupled by surface contact at two locations.
  • the holder base 26 has a flange 26d, and a positioning hole 26c is appropriately provided in the flange 26d, and the stop angle of the shaft 90 is numerically controlled so that the position of the positioning hole 26c is set to the lock pin of the lock mechanism 19 of the main shaft.
  • the tip of the lock pin 60 is inserted into the positioning hole 26c, and the cutting tool 95c with high angular accuracy can be held.
  • Example 3 of the chuck holder will be described with reference to FIGS. 9 to 12 show the state where the chuck holder is grasped by the spindle, FIG. 9 shows the state before grasping the workpiece with the chuck, and FIGS. 10 to 12 each grasp the workpiece with the chuck.
  • FIG. 9 shows the state before grasping the workpiece with the chuck
  • FIGS. 10 to 12 each grasp the workpiece with the chuck.
  • the chuck holders 6a to 6d all have holder bases 21, 25, 31, and 34, and the chucks 23 and 33 are attached to the attachment surfaces 21c, 25e, 31c, and 34e. Further, the outer pull stud 11 is used as the outer catch portion, and the inner pull studs 22 and 32 are used as the inner catch portion.
  • the outer pull stud 11 has an outer head portion 11a and an outer neck portion 11b, is provided with a chamfered portion 11c at the rear end portion, and is smoothly deformed as an inclined portion 11d between the outer head portion 11a and the outer neck portion 11b.
  • the inner pull studs 22 and 32 were inserted into the holes 11 e of the outer pull stud 11.
  • the inner pull studs 22 and 32 have inner head portions 22a and 32a and inner neck portions 22b and 32b, chamfered portions 22c and 32c are provided at the rear end portions, and the inner head portions 22a and 32a and the inner neck portions 22b, The portion between 32b was smoothly deformed as inclined portions 22d and 32d.
  • the inner pull stud 22 was attached to the jaw slide 23b of the chuck 23, and pushed by the reaction force of the spring 24 in the direction of opening the claw 23a.
  • the inner pull stud 32 was attached to the jaw slide 33b of the chuck 33 without attaching a spring.
  • the outer head 11a of the outer pull stud 11 pushes the outer ball 92a outward in the normal direction.
  • the gap between the outer balls 92a is widened to pass into the outer head space 85a.
  • the inner heads 22a and 32a of the inner pull studs 22 and 32 push the inner ball 92b outward in the normal direction so that the gap between the inner balls 92b is widened to pass into the inner head space 84a.
  • the chucks 23 and 33 are grasped by the spindle 91. Since the ball hole 84b of the inner draw bar 84 is a long hole, it is not necessary to move the inner draw bar 84 together when the outer draw bar 85 is moved.
  • the inner draw bar 84 When grasping the workpieces 96a and 96b with the chucks 23 and 33, the inner draw bar 84 is moved backward.
  • the inner draw bar 84 When the inner draw bar 84 is moved backward, the inner ball 92b is positioned in the inner small diameter portion 85c, the inner ball 92b moves inward in the normal direction, and the inclined portions 22d and 32d are moved to the inner ball 92b. Is held, the inner heads 22a and 32a are gripped, and the inner heads 22a and 32a are gripped by the inner gripping mechanism.
  • the jaw slides 23b and 33b are pulled later together with the inner pull studs 22 and 32, and the claws 23a and 33a are moved inward to grasp the workpieces 96a and 96b.
  • the inner draw bar 84 When removing the workpieces 96a and 96b, the inner draw bar 84 is moved forward, the jaw slides 23b and 33b are pushed forward together with the inner pull studs 22 and 32, and the claws 23a and 33a are moved outward. Since the springs 24 are attached to the chuck holders 6a and 6b and force is applied in the direction of opening the claws 23a, the responsiveness when the claws 23a are opened is excellent.
  • the holder bases 21 and 25 of the chuck holders 6a and 6b are tapered outer surfaces 21a and 25a having the same taper as the tapered inner surfaces 18a of the small grooves 21b and 25b and the inner sleeve 18, and front mating surfaces 21d and 25f.
  • the grooves 21e and 25g were provided.
  • the inner key member 94b enters the key grooves 21e and 25g, and the outer head space 85a enters the outer head space 85a.
  • the taper inner surface 18a and the taper outer surfaces 21a and 25a come into contact with each other, but between the front contact surface 90a of the shaft 90 and the front mating surfaces 21d and 25f. So that there is a gap.
  • the inner sleeve 17 and the holder bases 21 and 25 are pulled backward while the inner spring 17b is compressed, and the outer gripping mechanism is in the gripping state.
  • the taper inner surface 18a and the taper outer surfaces 21a and 25a, and the front contact surface 90a and the front mating surfaces 21d and 25f are brought into close contact with each other, and the shaft 90 and the holder bases 21 and 25 are joined by surface contact at two locations. I did it.
  • the holder base 25 of the chuck holder 6b has a flange 25d, and a positioning hole 25c is appropriately provided in the flange 25d.
  • the position of the positioning hole 25c is aligned with the lock pin 60 of the lock mechanism 19 of the main shaft, hydraulic pressure is introduced into the A port 66a, and the tip of the lock pin 60 is positioned at the positioning hole 25c. It is set as the structure inserted in.
  • the holder bases 31 and 34 of the chuck holders 6c and 6d are tapered grooves inner surfaces 31a and 34a and rear mating surfaces 31d and 34f having the same taper as the tapered outer surfaces 16a of the large grooves 31b and 34b and the outer sleeve 16.
  • the grooves 31e and 34g were provided.
  • the outer key member 94a enters the key grooves 31e and 34g, and the outer head space 85a enters the outer head space 85a.
  • the inner head portion 32a enters the inner head space 84a, the tapered outer surface 16a of the outer sleeve 16 and the tapered inner surfaces 31a and 34a of the holder bases 31 and 34 come into contact with each other. And a gap between the rear mating surfaces 31d and 34f.
  • the outer sleeve 17 and the holder bases 31 and 34 are pulled backward while the outer spring 17a is compressed, and the outer gripping mechanism is in the gripping state.
  • the taper outer surface 16a of the outer sleeve 16 and the taper inner surfaces 31a and 34a of the holder bases 31 and 34, and the rear contact surface 90b of the shaft 90 and the rear mating surfaces 31d and 34f of the holder bases 31 and 34 are in close contact with each other. The connection was made by surface contact at two locations.
  • the holder base 34 of the chuck holder 6d has a flange 34d, and a positioning hole 34c is appropriately provided in the flange 34d.
  • the position of the positioning hole 34c is aligned with the lock pin 60 of the lock mechanism 19 of the main shaft, hydraulic pressure is introduced into the A port 66a, and the tip of the lock pin 60 is positioned at the positioning hole 34c. It is set as the structure inserted in.
  • Example 4 of the clamp holder will be described with reference to FIGS.
  • FIGS. 13 and 14 both show a state in which the clamp holder is grasped by the spindle, and further a state in which the workpiece is grasped by a clamp mechanism attached to the clamp holder.
  • the clamp holders 8a and 8b have holder bases 41 and 67, and the clamp mechanisms 35a and 35b are attached to the attachment surfaces 41e and 67e.
  • the outer pull stud 11 is used as the outer catch portion, and the inner pull studs 42 and 55 are used as the inner catch portion.
  • the outer pull stud 11 has an outer head portion 11a and an outer neck portion 11b, is provided with a chamfered portion 11c at the rear end portion, and is smoothly deformed as an inclined portion 11d between the outer head portion 11a and the outer neck portion 11b.
  • the inner pull studs 42, 55 have inner head portions 42a, 55a and inner neck portions 42b, 55b, chamfered portions 42c, 55c are provided at the rear end portions, and the inner head portions 42a, 55a and inner neck portions are provided. 42b and 55b were smoothly deformed as inclined portions 42d and 55d.
  • the clamp mechanisms 35a and 35b include clamp bases 36a and 36b having cavities, slides 37a and 37b having recesses and movable in the front-rear direction, and moving blocks 39a and 39b having recesses and movable in the front-rear direction.
  • One end is inserted into the recess of the slides 37a and 37b and the other end is inserted into the recess of the moving blocks 39a and 39b, respectively, and the inversion frames 38a and 38b are attached.
  • the inversion frames 38a and 38b are configured to be swingable around the pin
  • the clamp arms 45 and 47 are attached to the moving blocks 39a and 39b by pin joints, the clamp arms 45 and 47 are attached so as to be swingable, and positioning pins 46a and 46b are provided.
  • the inner pull studs 42 and 55 and the slides 37a and 37b were connected.
  • the outer head 11a of the outer pull stud 11 pushes the outer ball 92a outward in the normal direction, The gap between the outer balls 92a is widened to pass into the outer head space 85a.
  • the inner heads 42a and 55a of the inner pull studs 42 and 55 push the inner ball 92b outward in the normal direction so that the gap between the inner balls 92b is widened to pass into the inner head space 84a. .
  • the outer ball 92a is positioned in the outer small diameter portion 90g, the outer ball 92a moves inward in the normal direction, and the outer ball 92a moves on the inclined portion 11d.
  • the outer head 11a is grasped in the pressed state, and the outer pull stud 11 is grasped by the outer grasping mechanism.
  • the clamp mechanisms 35a and 35b are grasped by the spindle 91.
  • the ball hole 84b of the inner draw bar 84 is a long hole, it is not necessary to move the inner draw bar 84 together when the outer draw bar 85 is moved.
  • the inner draw bar 84 When grasping the workpieces 96c, 96d with the clamp mechanisms 35a, 35b, the inner draw bar 84 is moved backward. When the inner draw bar 84 is moved backward, the inner ball 92b is positioned in the inner small diameter portion 85c, the inner ball 92b moves inward in the normal direction, and the inclined portions 42d and 55d are moved to the inner ball 92b. Is held, the inner heads 42a and 55a are grasped, and the inner pull studs 42 and 55 are grasped by the inner grasping mechanism.
  • the slides 37a and 37b are pulled backward together with the inner pull studs 42 and 55, and when the slides 37a and 37b are moved rearward, the reversing frames 38a and 38b are reversed to move the moving blocks 39a and 39b.
  • the moving blocks 39a and 39b are moved forward, the clamp arms 45 and 47 are reversed and the clamp surfaces 45a and 47a press the workpieces 96c and 96d against the clamp tables 36a and 36b.
  • the workpieces 96c and 96d are positioned by positioning pins 46a and 46b and clamped with high accuracy.
  • the holder base 41 of the clamp holder 8a (FIG. 13) has a small groove 41b, a tapered outer surface 41a having the same taper as the tapered inner surface 18a of the inner sleeve 18, a front mating surface 41f, and a key groove 41g.
  • the inner key member 94b enters the key groove 41g, and when the outer head 11a enters the outer head space 85a, the tapered inner surface 18a and the tapered outer surface are inserted. 41a comes into contact, but a gap is formed between the front contact surface 90a of the shaft 90 and the front mating surface 41f.
  • the holder base 41 has a flange 41d, and a positioning hole 41c is appropriately provided in the flange 41d.
  • the position of the positioning hole 41c is aligned with the lock pin 60 of the lock mechanism 19 of the main shaft, hydraulic pressure is introduced into the A port 66a, and the tip of the lock pin 60 is positioned at the positioning hole 41c. It is set as the structure inserted in.
  • the holder base 67 of the clamp holder 8b (FIG. 14) has a large groove 67b, a tapered inner surface 67a having the same taper as the tapered outer surface 16a of the outer sleeve 16, a rear mating surface 67f and a key groove 67g.
  • the outer key member 94a enters the key groove 67g, and when the outer head 11a enters the outer head space 85a, the tapered outer surface 16a and the tapered inner surface 67a contacts, but a gap is formed between the rear abutment surface 90b of the shaft 90 and the rear abutment surface 67f.
  • the holder base 67 has a flange 67d, and a positioning hole 67c is appropriately provided in the flange 67d.
  • the position of the positioning hole 67c is aligned with the lock pin 60 of the lock mechanism 19 of the main shaft, hydraulic pressure is introduced into the A port 66a, and the tip of the lock pin 60 is positioned at the positioning hole 67c. It is set as the structure inserted in.
  • clamp mechanism 35b is configured to hold the angular position with high accuracy, and when the workpiece 96d grasped by the clamp mechanism 35b is processed without being rotated, highly accurate processing is possible.
  • Example 5 of the main shaft will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 15 it is divided into left and right by a center dividing line 22e passing through the center of the inner pull stud 22, the outer gripping mechanism and the inner gripping mechanism in the opened state on the left side, and the gripping state of the outer gripping mechanism and the inner gripping mechanism on the right side.
  • the figure is shown.
  • the main shaft 7b of the fifth embodiment is different from the main shaft 7a of the first embodiment only in the outer gripping mechanism, the inner gripping mechanism, and the double push-pull mechanism 9b. A configuration different from the main shaft 7a will be described while avoiding repeated description.
  • the outer gripping mechanism of the main shaft 7b includes an outer draw bar 70, an outer ball 92a, and a fixed guide 69.
  • the inner gripping mechanism includes an inner large diameter portion 70c, an inner small diameter portion 70d, an inner draw bar 78, and an inner ball 92b. It consisted of
  • the fixing guide 69 has a cylindrical tube portion 69a and a flange portion 69c, and the flange portion 69c is fixed to the shaft 80 by bolting. Between the outer surface of the cylindrical portion 69a and the tapered inner surface 18a of the inner sleeve 18, there is provided a space for inserting the substantially cylindrical portion 68e, which is an outer handle, between the inner surface of the generally cylindrical portion 68e and the outer surface of the cylindrical portion 69a. A slight gap was provided.
  • the fixed guide 69 is provided with a convex portion 69d, and when the substantially cylindrical portion 68e is inserted, the convex portion 69d enters the concave portion 68c provided at the tip of the general cylindrical portion 68e, so The portion 68e is configured to prevent relative rotation.
  • a plurality of guide holes 69b are provided in the cylindrical portion 69a.
  • the guide hole 69b has an axis line on the normal line of the outer draw bar 70, and is a hole having a truncated cone that becomes slightly smaller toward the outside so that the outer ball 92a does not fall outward.
  • a plurality of ball holes 70b are provided in the vicinity of the front end portion of the outer draw bar 70 as a cylinder.
  • the ball hole 70b has an axis line on the normal line of the outer draw bar 70, and is a truncated cone hole that becomes slightly smaller inward so that the outer ball 92a does not fall inward.
  • an outer ball 92a is provided in each combination of the ball hole 70b and the guide hole 69b so as to fit over both the ball hole 70b and the guide hole 69b.
  • a front inclined surface 70a is provided on the front side of the ball hole 70b and outside the outer drawbar.
  • the front inclined surface 70a is constituted by a part of a spherical surface having a center point on the front side from the center of the ball hole 70b and outside the outer surface of the outer draw bar 70 and having a diameter slightly larger than the diameter of the outer ball 92a. did.
  • an inner large diameter portion 70c is provided on the rear side of the ball hole 70b and inside the outer draw bar 70, and the rear portion of the inner large diameter portion 70c is defined as an inner small diameter portion 70d.
  • An inclined surface 70e is provided between the portions 70d.
  • the inner draw bar 78 has a central hole 78c, the vicinity of the front end portion is a cylinder, a plurality of ball holes 78b are opened, the inner balls 92b are respectively attached, and the rear side of the ball holes 78b is an inner head space 78a.
  • the ball hole 78b has an axis on the normal line of the inner draw bar 78, and has a truncated cone surface that increases slightly toward the outside, so that the inner ball 92b does not fall into the inside of the cylinder.
  • the holder base 68 grasped by the grasping mechanism of the fifth embodiment has a small groove 68b, an approximately cylindrical portion 68e provided with a receiving groove 68f as an outer receiving portion, and further on the rear side of the receiving groove 68f.
  • the rear inclined surface 68g was provided.
  • an inner pull stud 22 having an inner head portion 22a and an inner neck portion 22b was provided as an inner catch portion.
  • the receiving groove 68f is positioned in front of the guide hole 69b.
  • a gap is formed between the front mating surface 68d of the holder base 68 and the front contact surface 80a of the shaft 80.
  • the substantially cylindrical portion 68e and the inner sleeve 18 pushed by the outer ball 92a are pulled backward while compressing the inner spring 17b, and the front mating surface 68d and the front contact surface 80a are brought into close contact and stopped. Then, the outer ball 92a pushed by the front inclined surface 70a of the outer draw bar 70 pushes the rear inclined surface 68g of the receiving groove 68f, and the gripping state is obtained in which the substantially cylindrical portion 68e is gripped by the outer gripping mechanism.
  • the double push / pull mechanism 9b has an outer push / pull mechanism composed of the outer electric cylinder 4a and an inner push / pull mechanism composed of the inner electric cylinder 4b.
  • the push-pull base 83a is attached to a connecting shaft A73 that rotates together with the spindle shaft 80 via a bearing 29, and a stopper 83b is attached so that the push-pull base 83a does not rotate.
  • the outer electric cylinder 4a includes an outer nut holder 56a attached to the push-pull base 83a via an outer bearing 49a, an outer push-pull nut 63a and an outer gear 64a that are rotatably attached together with the outer nut holder 56a.
  • a hollow outer ball screw 52a is attached to the outer draw bar 70 via an outer bearing 50a and an outer spring 51a so that the outer ball screw 52a does not rotate with the rotation of the outer draw bar 70.
  • the external reduction gear 58a and the external servo motor 57a were attached to the push-pull base 83a, and the external gear 65a and the external gear 64a attached to the output shaft of the external reduction gear 58a were engaged.
  • the outer push / pull nut 63a is rotationally driven by the outer servo motor 57a, and the outer ball screw 52a is linearly moved in the front-rear direction in accordance with the rotation of the outer push / pull nut 63a to push and pull the outer draw bar 70.
  • the inner electric cylinder 4b includes an inner nut holder 56b attached to the push / pull base 83a via an inner bearing 49b, an inner push / pull nut 63b rotatably attached together with the inner nut holder 56b, and an inner receiving gear 64b.
  • a hollow inner ball screw 52b is attached to the inner draw bar 78 via an inner bearing 50b and an inner spring 51b so that the inner ball screw 52b does not rotate with the rotation of the inner draw bar 78.
  • the internal reduction gear 58b and the internal servo motor 57b were attached to the push-pull base 83a, and the internal gear 65b and the internal gear 64b attached to the output shaft of the internal reduction gear 58b were engaged. Then, the inner push / pull nut 63b is rotationally driven by the inner servo motor 57b, and the inner ball screw 52b is linearly moved in the front-rear direction in accordance with the rotation of the inner push / pull nut 63b to push and pull the inner draw bar 78.
  • the holder holding device is composed of a holder holding mechanism and a double push-pull mechanism 9a.
  • the holder holding mechanism is a mechanism in which a holding base is attached in place of the spindle 90 of the first embodiment. Since the holding base does not need to be rotated, the length is shortened without attaching a bearing or the like, and the holding base is fixed in a non-rotating state.
  • the holding base is provided with a penetrating cavity, and an outer sleeve 16 having a tapered outer surface 16a and an outer spring 17a and a plurality of outer key members 94a are attached to the outer periphery of the front end portion, and in the vicinity of the front end portion on the front side of the holding base.
  • An inner sleeve 18 having a tapered inner surface 18a in the cavity, an inner spring 17b, and a plurality of inner key members 94b are attached; an outer large diameter portion and an outer small diameter portion are provided on the rear side of the tapered hole formed by the tapered inner surface 18a; Similar to the first embodiment, an inclined portion is provided between the outer large-diameter portion and the outer small-diameter portion so as to smoothly change the shape.
  • an outer draw bar having an outer ball 92a and an inner draw bar having an inner ball 92b were inserted into the cavity of the holding base.
  • the outer drawbar and the inner drawbar are different in that the length is shortened in accordance with the holding base, but other configurations are the same as the outer drawbar 85 and the inner drawbar 84.
  • an outer gripping mechanism including an outer large diameter portion, an outer small diameter portion, an outer draw bar, and an outer ball 92a is configured.
  • the outer ball 92a is located in the outer large diameter portion, the outer ball 92a is in an open state. It is the same as that of Example 1 that the case where it is located in the small diameter portion is set to the grasping state.
  • an inner gripping mechanism comprising an inner large diameter portion, an inner small diameter portion, an inner draw bar, and an inner ball 92b is configured.
  • the inner ball 92a is located in the inner large diameter portion, the inner ball 92b is opened. Similar to the first embodiment, the gripping state is set in the small diameter portion 85c.
  • the holder holding device has a double holding mechanism 9a attached to the holder holding mechanism, and the outer draw bar is pushed and pulled by the outer cylinder 82, and the inner draw bar is pushed and pulled by the inner cylinder 81 as in the first embodiment. It is the same.
  • a seventh embodiment of a combination of main shafts will be described with reference to FIGS.
  • the main shaft combinations 3a and 3b in Example 7 were both composed of the main shaft 7a described in Example 1.
  • the first main shaft 7c has an X-axis movement mechanism, a Y-axis movement mechanism, and a Z-axis movement mechanism, and was numerically controlled for three-axis movement.
  • the second main shaft 7d is assumed to have only a moving mechanism in the axial direction, and the movement is controlled numerically.
  • the third main shaft 7e has no moving mechanism, and the second main shaft 7d and the third main shaft 7e have the same axis.
  • the first spindle 7c is attached to the first spindle 7c by attaching the tool holder 2a holding the end mill 95a and attaching the tool holder 2c holding the cutting tool 95c. Machining can be performed while moving to the three axes of the axis, the Y axis, and the Z axis.
  • the workpiece 96e is grasped by the chuck 33 of the second main spindle 7d.
  • the surface on the third spindle 7e side is processed.
  • the second main shaft 7d is moved closer to the third main shaft 7e, and the workpiece 96e is transferred from the chuck 33 of the second main shaft to the chuck 33 of the third main shaft 7e.
  • the work piece 96e is grasped by the chuck 33 of the third main spindle 7e to process the surface on the second main spindle 7d side. By processing in this way, the entire surface of the workpiece 96e can be processed.
  • the chuck 33 grasps it.
  • the workpiece 96f can be processed while being centered at the center 30.
  • the center holder 2d is configured to attach the center 30 to the tool holder 2c instead of the cutting tool 95c.
  • the third main shaft does not have a moving mechanism, but it is also conceivable that the third main shaft also has a moving mechanism in the axial direction. Furthermore, the structure which moves a 2nd main axis
  • the combination 3c of the main shaft and the swing mechanism in the eighth embodiment is composed of the main shaft 7a described in the first embodiment.
  • the first main shaft 7c has an X-axis movement mechanism, a Y-axis movement mechanism, and a Z-axis movement mechanism, and was numerically controlled for three-axis movement.
  • the second main shaft 7e, the third main shaft 7e, and the fourth main shaft 7f have no moving mechanism, and the second main shaft 7e and the third main shaft 7e have the same axis.
  • a swing holder 5 comprising a holder base 44 and an outer pull stud 11 is attached to each of the second main shaft 7e and the third main shaft 7e, and an L-shaped bracket 40 is attached to each of the holder bases 44 and attached to the second main shaft 7e.
  • the swing base 43 By attaching the swing base 43 between the L-shaped bracket 40 and the L-shaped bracket 40 attached to the third main shaft 7e, the swing base 43 is swung around the axis of the second main shaft 7e and the third main shaft 7e.
  • a rocking mechanism to be moved was constructed, and the fourth main shaft 7f was attached to the rocking base 43 so as to face the first main shaft 7c.
  • the first main shaft can be used to transfer the workpiece 96g, such as transferring the workpiece 96g from the chuck 23 of the first main shaft 7c to the chuck 23 of the fourth main shaft 7f.
  • the first main shaft 7c is attached to the X-axis, Y-axis and Z-axis by attaching the tool holder 2a holding the end mill 95a to the first main shaft 7c and attaching the tool holder 2c holding the cutting tool 95c.
  • the workpiece 96g is machined by moving to three axes.
  • machining is performed by positioning the angle between the shaft center of the fourth main shaft 7f and the shaft center of the first main shaft 7c at an arbitrary angle, or the fourth main shaft 7f. It is possible to perform machining while changing the angle between the axis of the first spindle 7c and the axis of the first main shaft 7c.
  • Example 8 the second main shaft and the third main shaft do not have a moving mechanism, but the second main shaft and the third main shaft are moved in the axial direction or a direction perpendicular to the axial direction.
  • a configuration having a moving mechanism is also conceivable. This is because by moving the swing mechanism in addition to the movement stroke of the first spindle, the machining range of the workpiece grasped by the fourth spindle can be increased. It is also possible to select various processing methods.
  • the machining center 15 of the ninth embodiment has the main shaft 7 described in the first embodiment.
  • the machining center 15 includes a bed 10a, a ceiling plate 10b, a support wall 10c, and the like.
  • the Y axis moving mechanism 1a is attached to the ceiling plate 10b
  • the X axis moving mechanism 1b is attached to the Y axis moving mechanism 1a
  • the X axis moving mechanism is further provided.
  • a Z-axis moving mechanism 1c was attached to 1b.
  • the Z-axis moving mechanism 1c is provided with a rear static pressure guide 53 and a front static pressure guide 54 which are supplied with lubricating oil, and the main shaft. While guiding most of the circumference of the cylinder 71, the Z ball screw 62 is rotated by the Z servo motor 61, and the spindle 7 is moved up and down together with the spindle cylinder 71 connected to the Z nut 62a.
  • a magazine 79 was provided, and a plurality of tool holders 2a and 2c, chuck holders 6a and 6b, a clamp holder 8a, and the like were stored by a configuration in which the receiving portion was inserted into the common small grooves 12b, 26b, 21b, 25b, and 41b.
  • a conveyor 97 is provided that passes through the opening 10d of the support wall 10c and through which two rows of chains reciprocate on the bed 10a.
  • a stopper 98 and a holding device 99 for the workpiece 96 are attached in the middle of the conveyor 97.
  • a position where the workpiece 96 is stopped by the stopper 98 is defined as an A station 97a, and a B station 97b is provided in front of the A station 97a in the conveying direction.
  • a cutting tool or a rotary tool is attached to the machining space where the workpiece grasped by the chuck holders 6a, 6b or the clamp holder 8a moves. .
  • Workpiece 96 travels on conveyor 97 and stops at station A 97a by stopper 98. Subsequently, the workpiece 96 is held by the holding device 99, and the spindle unit 7 is moved in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions while rotating a tool such as an end mill 95a attached to the spindle unit 7, thereby causing the workpiece to move.
  • the tool can be machined by applying a feed motion and a cutting motion to the tool.
  • the spindle unit 7 When machining using other tools, the spindle unit 7 is moved, and the used tool holder 2a is placed in an empty storage section of the magazine 79 at the tool replacement position 79a and stored in the magazine 79.
  • the tool holder 2c can be attached to the spindle unit 7 and further processed by other tools such as a cutting tool 95c.
  • the magazine 79 stores various types of tool holders, machining using various types of tools is possible.
  • the processed workpiece 96 is carried out by the conveyor 97.
  • the chuck holders 6a, 6b or the clamp holder 8a are attached to the spindle unit 7, and the workpiece 96 is grasped by the chuck holders 6a, 6b or the clamp holder 8a and provided in the machining space.
  • the workpiece 96 is machined while giving a feed motion and a cutting motion to the cutting tool and rotating tool.
  • the machined workpiece 96 is placed in the B station 97b, and the next work piece 96 is carried in at the same time and the machined work piece 96 is carried out at the same time, or the next work piece 96 to be machined is previously placed. It is possible to carry out various and efficient processing steps such as a step of carrying in the A station 97a.
  • the tool holder 2b, chuck holders 6c, 6d and the clamp holder 8b are stored and attached to the spindle 7 for processing. It becomes possible to do. It is also possible to install both small and large groove magazines and a common magazine.
  • the present invention is used not only in an industry for manufacturing and selling machine tools and an industry for manufacturing machined products, but also in an industry for manufacturing and selling tools, chucks, clamp mechanisms and spindles, and an industry for engineering machining plants. .
  • Y-axis movement mechanism 1b X-axis movement mechanism 1c: Z-axis movement mechanism 2a: Tool holder 2b: Tool holder 2c: Tool holder 2d: Center holder 3a: Spindle combination 3b: Spindle combination 3c: Spindle and swing Mechanism combination 4a: outer electric cylinder 4b: inner electric cylinder 5: swing holder 6a: chuck holder 6b: chuck holder 6c: chuck holder 6d: chuck holder 7: spindle
  • Holder base 21a Tapered outer surface 21b: Small groove 21c: Mounting surface 21d: Front mating surface 21e: Key groove 22: Inner pull stud 22a: Inner head portion 22b: Inner neck portion 22c: Chamfered portion 22d: Inclined portion 22e : Center parting line 23: Chuck 23a: Claw 23b: Jaw slide 24: Spring 25: Holder base 25a: Tapered outer surface 25b: Small groove 25c: Positioning hole
  • Rear static pressure guide 54 Front static pressure guide 55: Inner pull stud 55a: Inner head 55b: Inner neck 55c: Chamfered part 55d: Inclined part 56a: Outer nut holder 56b: Inner nut holder 57a: Outer servo Motor 57b: Inner servo motor 58a: Outer reducer 58b: Inner reducer 60: Lock pin 60a: Piston 61: Z servo motor 62: Z ball screw 62a: Z nut
  • 68b small groove 68c: concave portion 68d: front mating surface 68e: roughly cylindrical portion 68f: catching groove 68g: rear inclined surface 69: fixed guide 69a: tube portion 69b: guide hole 69c: flange portion 69d: convex portion 70: outside Drawbar 70a: Front inclined surface 70b: Ball hole 70c: Inner large diameter portion 70d: Inner small diameter portion 70e: Inclined surface 71: Spindle cylinder 71a: Working hole 72: Built-in motor 72a: Bearing
  • 82a Outer piston 82b: A port 82c: B port 82d: Outer rod 83a: Push-pull base 83b: Stopper 84: Inner drawbar 84a: Inner head space 84b: Ball hole 84c: Central hole 85: Outer drawbar 85a: Outer head Subspace 85b: inner large diameter portion 85c: inner small diameter portion 85d: ball hole 85f: inclined surface 86: inner drawbar 86a: inner head space 86b: ball hole

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Abstract

 2重の受把部と2重の掴み機構からなる2重の把捉機構、2重の掴み機構を有するスピンドル、ホルダ保持機構、主軸、及びホルダ保持装置並びに工具ホルダ、チャックホルダ及びクランプホルダを提供する。 外プルスタッド11と内プルスタッド22、32、42、55で2重の受把部を構成し、外大径部90e、外小径部90g、外ドローバ85及び外ボール92aからなる外掴み機構と、内大径部85b、内小径部85c、内ドローバ84及び内ボール92bからなる内掴み機構とで2重の掴み機構を構成する。そして外プルスタッド11を有する工具ホルダ2a~2c、外プルスタッド11と内プルスタッド22、32を有するチャックホルダ6a~6d及び外プルスタッド11と内プルスタッド42、55を有するクランプホルダ8a、8bとする。

Description

工具、チャック、クランプ機構等の把捉機構
 本発明は工作機械の主軸に使用するスピンドルに対して工具、チャック、クランプ機構(以下単に「チャック等」という。)のいずれも取り付け可能に構成した把捉機構に係わり、同一のスピンドルに対して多くの種類のチャック等を着脱可能に構成することにより、多種類の加工や多工程の加工を単一の機械で行うことを可能とすることに関するものである。
 従来から工具用スピンドルに関する発明があった(例えば、特許文献1参照。)。しかしこれらの発明は工具ホルダのプルスタッドを保持することはできても、チャックやクランプ機構を取り付けることはできなかった。
 またチャック用スピンドルに関する発明もあった(例えば、特許文献2参照。)。しかしこれらの発明はチャックを取り付けることはできても、工具ホルダのプルスタッドやクランプ機構を保持することはできなかった。
 従来ではフライス盤など主軸に工具を取り付けて加工する工作機械と、旋盤や研削盤など主軸に工作物を取り付けて加工する工作機械は別の機械と考えられており、それぞれの使用目的と用途に合わせた主軸の構成にしていたからである。
 しかし単一の工作機械で、旋削加工やフライス加工など多種類の加工が可能になり、さらに主軸にチャックを取り付けて工作物の片側を加工した後に、加工した工作物の片側を別置きのチャック又はクランプ機構で保持し、主軸に工具を取り付けて工作物の他側を加工するなど、主軸の構成を切り替えつつ多工程の加工が可能になれば、従来においては複数の工作機械で行っていた加工を、単一の工作機械で加工することが可能になる。
 またチャックでは円形状の工作物しか掴むことはできないが、主軸にクランプ機構を取り付けることができれば、多角形や楕円を含む多様な形状を有する工作物を把捉することが可能になり、工作物の形状に制限されることなく加工が可能になる。
 さらに、従来の工具を取り付けるスピンドルでは軸にテーパー穴を設け、工具のテーパーシャンクを挿入して保持していたが、テーパー穴の大きさには限界があって、重切削に耐えられる結合強度を得ることが困難となる問題があった。
 また軸のテーパー面と工具ホルダのシャンク部に取り付けたスリーブのテーパー面との間の面接触、及び、軸の端面と工具ホルダのフランジ部端面との間の面接触の、2箇所の面接触により結合させる構成とすることにより、重切削に耐えられる結合強度を得る発明(例えば、特許文献3参照。)があった。
 しかし係る発明は工具ホルダにスリーブを取り付ける発明であるため、工具ホルダ毎にスリーブを取り付ける必要があり、多種類の工具ホルダ、チャックホルダ及びクランプホルダ(以下単に「各ホルダ」という。)を着脱可能に構成することは困難であった。また軸のテーパー面に傷がついた場合にはスピンドルの軸を取り替える必要があるため、過大な作業を要する問題があった。
 さらに軸の穴ではなく軸心から離れた位置において、軸の外周に設けたテーパー面と各ホルダのテーパー内面との間の面接触、及び、軸の当面と各ホルダの合面との間の面接触の、2箇所の面接触により結合させることにより超重切削が可能になるが、そのような発明はなかった。
特開2005-279874号公報 特許第3724240号公報 特開平08-90315号公報
 多種類の加工、多工程の加工及び多様な形状の工作物の加工が可能な工作機械を得るため、同一のスピンドルに対して多くの種類のチャック等を取り付け可能にした、2重の把捉機構を提供することにある。
 また各ホルダ毎にスリーブを取り付ける必要をなくすことにより、各ホルダの構成の単純化を図りつつ、スピンドルと各ホルダとを2箇所の面接触による結合として、重切削を可能としたチャック等の把捉機構を提供することにある。
 さらに2重の把捉機構や2箇所の面接触による結合の構成を有するホルダ保持機構やホルダ保持装置を提供し、これを活用することにある。
 外受把部と内受把部とで2重の受把部を構成し、外掴み機構と内掴み機構とで2重の掴み機構を構成し、さらに外受把部と外掴み機構とからなる外把捉機構と、内受把部と内掴み機構とからなる内把捉機構とで2重の把捉機構を構成する。
 把捉機構に対してチャック等を取り付ける側を前側とし、外掴み機構は外ドローバを内掴み機構は内ドローバをそれぞれ有するものとし、外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、複数のボール穴を明けて外ボールを設け、外ボールを法線方向に移動可能に保持する。また内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、複数のボール穴を明けて内ボールを設け、内ボールを法線方向に移動可能に保持する。
 そして外掴み機構及び内掴み機構を開放状態にして、外受把部を外掴み機構に内受把部を内掴み機構にそれぞれ挿入し、外ドローバを後側に移動させると外ボールが外受把部に向かって移動して、外掴み機構により外受把部を把捉する把捉状態となり、内ドローバを後側に移動させると内ボールが内受把部に向かって移動して、内掴み機構により内受把部を把捉する把捉状態になるよう構成する。
 またスピンドルの軸にテーパー内面を有する内スリーブを設け、各ホルダのテーパー外面と内スリーブのテーパー内面、及び、軸の当面と各ホルダの合面の2箇所で密着させる構成とし、さらには、スピンドルの軸にテーパー外面を有する外スリーブを設け、軸心から離れた位置において、外スリーブのテーパー外面と各ホルダのテーパー内面、及び、軸の当面と各ホルダの合面の2箇所で密着させる構成とする。
 2重の掴み機構を有するスピンドルや主軸の発明と、2重の受把部を有する各ホルダの発明を組み合わせることにより、多種類のチャック等を同一の主軸に取り付けることが可能になった。
 このため、主軸に多種類の工具を順次把捉させて工作物を加工することにより、同一の工作機械によって旋削加工、フライス加工、研削加工など多種類の機械加工が可能になり、さらに、主軸に取り付けたチャックやクランプ機構で工作物を把捉して加工することにより、同一の工作機械によって多工程の機械加工が可能になった。
 スピンドルの軸に取り付けた内スリーブのテーパー内面と各ホルダのテーパー外面、及び、軸の当面と各ホルダの合面の2箇所で密着させる構成としたので、重切削に耐えられる結合強度を得ることが可能になった。
 また軸心から離れた位置において、軸に取り付けた外スリーブのテーパー外面と各ホルダのテーパー内面、及び、軸の当面と各ホルダの合面の2箇所で密着させる構成としたので、超重切削に耐えられる結合強度を得ることが可能になった。
 スピンドルの軸にスリーブを取り付けたので、各ホルダにスリーブを取り付ける必要がなくなり各ホルダを単純な構成にすることができた、また傷がついたときにスリーブを交換するだけで済み、スピンドルの軸を交換する必要がなくなった。
 さらに2重の把捉機構や2箇所の面接触による結合の構成を有するホルダ保持機構やホルダ保持装置を提供し、これを活用することができた。
主軸の断面図である。 スピンドルの前部の部分断面図である。 主軸の後部の部分断面図である。 内ドローバ及び外ドローバの部分断面図である。 内ドローバ及び外ドローバの部分断面図である。 工具ホルダ及びスピンドルの部分断面図である。
工具ホルダ及びスピンドルの部分断面図である。 工具ホルダ及びスピンドルの部分断面図である。 チャックホルダ及びスピンドルの部分断面図である。 チャックホルダ及びスピンドルの部分断面図である。 チャックホルダ及びスピンドルの部分断面図である。 チャックホルダ及びスピンドルの部分断面図である。
クランプホルダ及びスピンドルの部分断面図である。 クランプホルダ及びスピンドルの部分断面図である。 2重の把捉機構の部分断面図である。 内ドローバ及び外ドローバの部分断面図である。 主軸の後部の部分断面図である。 主軸の組み合わせの部分断面図である。
主軸の組み合わせの部分断面図である。 主軸と揺動機構の組み合わせの部分断面図である。 マシニングセンタの正面図である。 マシニングセンタの側面図である。 図22のJ-J視断面図である。
 外受把部と内受把部とで2重の受把部を構成し、外ボールと外ドローバを有する外掴み機構と、内ボールと内ドローバを有する内掴み機構とで2重の掴み機構を構成し、さらに外受把部と外掴み機構とからなる外把捉機構と、内受把部と内掴み機構とからなる内把捉機構とで2重の把捉機構を構成し、内掴み機構は外ドローバの中において内受把部を把捉する構成とする。
 また外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、複数のボール穴を明けて外ボールを設け、外ボールを法線方向に移動可能に保持し、内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、複数のボール穴を明けて内ボールを設け、内ボールを法線方向に移動可能に保持する。
 そして外掴み機構及び内掴み機構を開放状態にして、外受把部を外掴み機構に内受把部を内掴み機構にそれぞれ挿入し、外ドローバを後側に移動させると外ボールが外受把部に向かって移動し、外掴み機構により外受把部を把捉する把捉状態となり、さらに内ドローバを後側に移動させると内ボールが内受把部に向かって移動し、内掴み機構により内受把部を把捉する把捉状態になるよう構成する。
 外受把部を外頭部と外頸部を有する外プルスタッドとし、外プルスタッドを外ドローバの中に挿入し、外ドローバを移動させることによって外ボールが内側に押されて移動し、内側に移動した外ボールが外頭部をつかむ構成の外掴み機構が考えられる。
 また外受把部をその内面に受把溝を有する概円筒部として、概円筒部を外ドローバの外周に挿入し、外ドローバを移動させることによって外ボールが外側に押されて移動し、外側に移動した外ボールが受把溝をつかむ構成の外掴み機構も考えられる。
 内受把部については、内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとし、内プルスタッドを内ドローバの中に挿入し、内ドローバを移動させることによって内ボールが内側に押されて移動し、内側に移動した内ボールが内頭部をつかむ構成の内掴み機構とすることが好ましい。
 2重の把捉機構において、外受把部を外頭部と外頸部を有する外プルスタッドとし、内受把部を内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとする。外掴み機構を外大径部、外小径部、外ドローバ及び外ボールとからなるものとし、内掴み機構を外ドローバに設けた内大径部と内小径部、さらに、内ドローバ及び内ボールとからなるものとする。
 また外ボールを外大径部の中に位置させ外掴み機構を開放状態にして、外プルスタッドを外掴み機構に挿入すると、外頭部が外ボールを法線方向外側に押し、外ボールの間の隙間を広げて通過して外頭部空間に中に入るようにする。その後外ドローバを後方向に移動させると、外ボールが外小径部の中に位置するようになり、外ボールが法線方向内側に移動して外頭部をつかみ、外プルスタッドを外掴み機構で把捉した把捉状態になるように構成する。
 また内ボールを内大径部の中に位置させ内掴み機構を開放状態にして、内プルスタッドを内掴み機構に挿入すると、内頭部が内ボールを法線方向外側に押し、内ボールの間の隙間を広げて通過して内頭部空間に中に入るようにする。その後内ドローバを後方向に移動させると、内ボールが内小径部の中に位置するようになり、内ボールが法線方向内側に移動して内頭部をつかみ、内プルスタッドを内掴み機構で把捉した把捉状態になるように構成する。
 前記構成においては、外頭部及び内頭部の先端に面取部を設けて外ボール及び内ボールがスムーズに動くようにすることが好ましい。また外頭部と外頸部の間及び内頭部と内頸部の間をそれぞれ傾斜部とし、傾斜部を外ボールや内ボールによって後方に押すようにすることが好ましい。さらに外大径部と外小径部の間及び内大径部と内小径部の間をそれぞれ傾斜面とし、外ボール及び内ボールがスムーズに動くようにすることが好ましい。
 また外ドローバと内ドローバを2重のドローバとし、外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、円筒に複数のボール穴を明けてそれぞれ外ボールを設け、複数のボール穴の後側を外頭部空間とし、外頭部空間の後側に内大径部を設け、さらに内大径部の後側に内小径部を設ける。
 また内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、円筒に複数のボール穴を明けそれぞれ内ボールを設け、複数のボール穴の後側を内頭部空間とし、内ドローバを外ドローバの中に挿入したときに、内ドローバのボール穴が内大径部の中から内小径部の中まで移動可能に構成する。
 外・内ドローバのボール穴は、それぞれ外ドローバ及び内ドローバの法線上に軸線を持ち、外に向かうにつれ僅かに大きくなる円錐台の面を有する穴として、外ボール及び内ボールが円筒の内側に落下しないようにする。そして内ボール穴を長穴にすると、外ドローバを移動させるときに内ドローバを同調させる必要がなくなり、外ドローバだけを単独で移動させることが可能になり好ましい。
 2重の把捉機構において、外受把部をその内面に受把溝を有する概円筒部とし、受把溝の後側には後傾斜面を設け、内受把部を内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとする。
 外掴み機構を複数のガイド穴を有する固定ガイドと、固定ガイドの内側に設けた外ドローバ及び外ボールとからなるものとし、外ボールが外ドローバのボール穴とガイド穴の両方の穴にまたがって収まるよう構成する。
 また外ドローバにおいてボール穴の前側かつ外側に前傾斜面を設け、ボール穴の後側かつ内側に内大径部を設け、さらに内大径部の後側に内小径部を設ける。
 そして外ドローバのボール穴とガイド穴とが概一致した状態を開放状態とし、開放状態において概円筒部を固定ガイドの外周に挿入するときに、外ボールはボール穴とガイド穴の両方の穴に収まって概円筒部の挿入を阻害せず、挿入後に受把溝はガイド穴より前側に位置するよう構成する。
 その後外ドローバを後方向に移動させると、外ボールが外ドローバの前傾斜面に押されて法線方向外側に移動し、外ボールが受把溝の後傾斜面を後方向に押し、外ボールに押されて概円筒部は引き込まれ、前傾斜面に押された外ボールが後傾斜面を押す状態でつかみ、外掴み機構により概円筒部を把捉する把捉状態になるようにする。
 また内掴み機構を内大径部、内小径部、内ドローバ及び内ボールとからなるものとし、内ボールを内大径部の中に位置させ内掴み機構を開放状態にして、内プルスタッドを内掴み機構に挿入すると、内頭部が内ボールを法線方向外側に押し、内ボールの間の隙間を広げて通過して内頭部空間に中に入り、その後内ドローバを後方向に移動させると内ボールが内小径部の中に位置するようになり、内ボールが法線方向内側に移動して内頭部をつかみ、内ドローバを内掴み機構で把捉した把捉状態になるように構成する。
 このとき外ドローバと内ドローバを2重のドローバとし、外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、円筒に複数のボール穴を明けそれぞれ外ボールを設ける。さらに内大径部と内小径部の間を傾斜面とし、内ボールがスムーズに動くようにすることが好ましい。
 前傾斜面について、外ボールを外側に向かって押し出す機能があれば、その形状についてこだわるものではないが、ボール穴の中心より前側であって、外ドローバの外面より外側に中心点を有し、かつ、外ボールより僅かに大きな直径を有する球面の一部とするか又はそのような球面を含む面とすることが好ましい。さらに外掴み機構によって概円筒部を把捉したときの外ボールに外接する球面の一部とするか又はそのような球面を含む面とすることが好ましい。
 また内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、円筒に複数のボール穴を明けそれぞれ内ボールを設ける。さらに内ドローバを外ドローバの中に挿入したときに、内ドローバのボール穴が内大径部の中から内小径部の中まで移動可能に構成する。そして外・内ドローバのボール穴は、それぞれ外ドローバ及び内ドローバの法線上に軸線を持ち、外に向かうにつれ僅かに大きくなる円錐台の面を有する穴として、外ボール及び内ボールが円筒の内側に落下しないようにする。
 スピンドルケースと、スピンドルケースに取り付けた軸受と、軸受により回転自由に保持した軸と、軸の穴の中に挿入した外ドローバ及び内ドローバを有するスピンドルとし、軸の穴に外大径部と外小径部を設ける、このとき外大径部と外小径部の間を傾斜面とし、外ボールがスムーズに動くようにすることが好ましい。
 また外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、円筒に複数のボール穴を明けてそれぞれ外ボールを設け、外ボールを法線方向に移動可能に保持し、外ボールの後側に外頭部空間を設け、外頭部空間の後側に内大径部を設け、内大径部の後側に内小径部を設ける。
 また内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、円筒に複数のボール穴を明けてそれぞれ内ボールを設け、内ボールを法線方向に移動可能に保持し、内ボールの後側に内頭部空間を設け、外ドローバの中に内ドローバを挿入する。そして外大径部、外小径部、外ドローバ及び外ボールとからなる外掴み機構と、内大径部、内小径部、内ドローバ及び内ボールとからなる内掴み機構とで2重の掴み機構を構成したスピンドルとする。
 さらに前記したスピンドルと、スピンドルを取り付ける主軸筒と、スピンドルの軸を回転駆動するモータと、スピンドルの外ドローバと内ドローバをそれぞれ押し引きする、外押引機構と内押引機構とからなる2重押引機構を有する主軸とする。
 そして外押引機構により外ドローバを前方に押したときに、外ドローバに設けた外ボールがスピンドルの軸の外大径部の中に位置して外掴み機構が開放状態となり、また、外押引機構により外ドローバを後方に引いたときに、外ボールがスピンドルの軸の外小径部の中に位置して外掴み機構が把捉状態になるよう構成する。
 さらに外掴み機構を開放状態にして内押引機構により内ドローバを前方に押したときに、内ドローバに設けた内ボールが外ドローバの内大径部の中に位置して内掴み機構が開放状態となり、また、外掴み機構を把捉状態にして内押引機構により内ドローバを後方に引いたときに、内ボールが外ドローバの内小径部の中に位置して内掴み機構が把捉状態になるよう構成した主軸とする。
 スピンドルケースと、スピンドルケースに取り付けた軸受と、軸受により回転自由に保持した軸と、軸の穴の中に挿入した外ドローバ及び内ドローバを有するスピンドルとし、軸の前側の穴に固定ガイドを設け、固定ガイドに複数のガイド穴を明ける。
 また外ドローバの前側の端部近傍を円筒として、円筒に複数のボール穴を明けてそれぞれ外ボールを設け、外ドローバのボール穴とガイド穴の両方の穴にまたがって外ボールが収まるようにすると共に、外ボールを法線方向に移動可能に保持する。そして外ドローバにおいてボール穴の前側かつ外側に前傾斜面を設け、ボール穴の後側かつ内側に内大径部を設け、さらに内大径部の後側に内小径部を設ける。
 また内ドローバの前側の端部近傍を円筒として、円筒に複数のボール穴を明けてそれぞれ内ボールを設け、内ボールを法線方向に移動可能に保持し、内ボールの後側に内頭部空間を設け、外ドローバの中に内ドローバを挿入する。
 そして固定ガイド、外ドローバ及び外ボールとからなる外掴み機構と、内大径部、内小径部、内ドローバ及び内ボールとからなる内掴み機構とで2重の掴み機構を構成したスピンドルとする。
 さらに前記したスピンドルと、スピンドルを取り付ける主軸筒と、スピンドルの軸を回転駆動するモータと、スピンドルの外ドローバと内ドローバをそれぞれ押し引きする、外押引機構と内押引機構とからなる2重押引機構を有する主軸とする。
 そして外押引機構により外ドローバを前方に押したときに、外ドローバのボール穴が固定ガイドのガイド穴と概一致して、外ドローバのボール穴とガイド穴の両方の穴にまたがって外ボールが収まることにより外握り機構が開放状態となり、また、外押引機構により外ドローバを後方に引いたときに、外ドローバの前傾斜面に押されて外ボールが法線方向外側に移動し、外握り機構が把捉状態になるよう構成する。
 さらに外握り機構を開放状態として内押引機構により内ドローバを前方に押したときに、内ドローバに設けた内ボールが外ドローバの内大径部の中に位置して内握り機構が開放状態となり、また、外握り機構を把捉状態にして内押引機構により内ドローバを後方に引いたときに、内ボールが外ドローバの内小径部の中に位置して内握り機構が把捉状態になるよう構成した主軸とする。
 上記したいずれかのスピンドル又は主軸において、軸の前側端部近傍をテーパー穴とすると、求心性の高い結合が可能になるため好ましい。
 また軸の穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに内スリーブの後側にバネを取り付け、内スリーブのテーパー内面によって軸の端部近傍をテーパー穴とし、内スリーブのテーパー内面と各ホルダのテーパー外面との間、及び、軸の当面と各ホルダの合面との間の、2箇所の面接触による結合とすることにより、重切削に耐えられる結合を可能にすることが好ましい。
 また軸の先端部の外周にテーパー形状の外面を設けると、軸心から離れた位置においてさらに求心性の高い結合が可能になるため好ましい。さらに軸の前側端部近傍にテーパー外面を有する外スリーブを取り付け、外スリーブの後側にバネを取り付け、外スリーブのテーパー外面と各ホルダのテーパー内面との間、及び、軸の当面と各ホルダの合面との間の、2箇所の面接触による結合とすることにより、超重切削に耐えられる結合を可能にすることが好ましい。
 行の番号[0058]から前の行までに記載した構成は、2重の掴み機構を持たない他のスピンドル又は他の主軸においても利用することが可能である。 
 保持ベースと、保持ベースの穴の中に挿入した外ドローバ及び内ドローバを有するホルダ保持機構とする。ホルダ保持機構は保持ベースが回転しない点でスピンドルと異なるものである。ホルダ保持機構では保持ベースの穴に外大径部と外小径部を設ける。
 また外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、円筒に複数のボール穴を明けてそれぞれ外ボールを設け、外ボールを法線方向に移動可能に保持し、外ボールの後側に外頭部空間を設け、外頭部空間の後側に内大径部を設け、内大径部の後側に内小径部を設ける。
 また内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、円筒に複数のボール穴を明けてそれぞれ内ボールを設け、内ボールを法線方向に移動可能に保持し、内ボールの後側に内頭部空間を設け、外ドローバの中に内ドローバを挿入する。そして外大径部、外小径部、外ドローバ及び外ボールとからなる外掴み機構と、内大径部、内小径部、内ドローバ及び内ボールとからなる内掴み機構とで2重の掴み機構を構成したホルダ保持機構とする。
 さらに前記したホルダ保持機構と、ホルダ保持機構の外ドローバと内ドローバをそれぞれ押し引きする、外押引機構と内押引機構とからなる2重押引機構を有するホルダ保持装置とする。ホルダ保持装置は各ホルダを非回転の状態で把捉する点で主軸と異なる。
 そして外押引機構により外ドローバを前方に押したときに、外ドローバに設けた外ボールが保持ベースの外大径部の中に位置して外握り機構が開放状態となり、また、外押引機構により外ドローバを後方に引いたときに、外ボールが保持ベースの外小径部の中に位置して外握り機構が把捉状態になるよう構成する。
 さらに外握り機構を開放状態にして内押引機構により内ドローバを前方に押したときに、内ドローバに設けた内ボールが外ドローバの内大径部の中に位置して内握り機構が開放状態となり、また、外握り機構を把捉状態にして内押引機構により内ドローバを後方に引いたときに、内ボールが外ドローバの内小径部の中に位置して内握り機構が把捉状態になるよう構成したホルダ保持装置とする。
 保持ベースと、保持ベースの穴の中に挿入した外ドローバ及び内ドローバを有するホルダ保持機構とし、保持ベースの前側の穴に固定ガイドを設け、固定ガイドに複数のガイド穴を明ける。
 また外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、円筒に複数のボール穴を明けてそれぞれ外ボールを設け、外ドローバのボール穴とガイド穴の両方の穴にまたがって外ボールが収まるようにすると共に、外ボールを法線方向に移動可能に保持する。そして外ドローバにおいてボール穴の前側かつ外側に前傾斜面を設け、ボール穴の後側かつ内側に内大径部を設け、さらに内大径部の後側に内小径部を設ける。
 また内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、円筒に複数のボール穴を明けて内ボールを設け、内ボールを法線方向に移動可能に保持し、内ボールの後側に内頭部空間を設け、外ドローバの中に内ドローバを挿入する。
 そして固定ガイド、外ドローバ及び外ボールとからなる外握り機構と、内大径部、内小径部、内ドローバ及び内ボールとからなる内握り機構とで2重の掴み機構を構成したホルダ保持機構とする。
 さらに前記したホルダ保持機構と、ホルダ保持機構の外ドローバと内ドローバをそれぞれ押し引きする、外押引機構と内押引機構とからなる2重押引機構を有するホルダ保持装置とする。
 そして外押引機構により外ドローバを前方に押したときに、外ドローバのボール穴が固定ガイドに設けたガイド穴と概一致して外握り機構が開放状態となり、また、外押引機構により外ドローバを後方に引いたときに、外ドローバの前傾斜面に押されて外ボールが法線方向外側に移動し、外握り機構が把捉状態になるよう構成する。
 さらに外握り機構を開放状態にして内押引機構により内ドローバを前方に押したときに、内ドローバに設けた内ボールが外ドローバの内大径部の中に位置して内握り機構が開放状態となり、また、外握り機構を把捉状態にして内押引機構により内ドローバを後方に引いたときに、内ボールが外ドローバの内小径部の中に位置して内握り機構が把捉状態になるよう構成したホルダ保持装置とする。
 上記したいずれかのホルダ保持機構又はホルダ保持装置において、保持ベースの前側端部近傍をテーパー穴とすると、求心性の高い結合が可能になるため好ましい。
 また保持ベースの穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに内スリーブの後側にバネを取り付け、内スリーブのテーパー内面によって保持ベースの端部近傍をテーパー穴とし、内スリーブのテーパー内面と各ホルダのテーパー外面との間、及び、保持ベースの当面と各ホルダの合面との間の、2箇所の面接触による結合とすることにより、重切削に耐えられる結合を可能にすることが好ましい。
 また保持ベースの先端部の外周にテーパー形状の外面を設けると、中心から離れた位置においてさらに求心性の高い結合が可能になるため好ましい。さらに保持ベースの前側端部近傍にテーパー外面を有する外スリーブを取り付け、外スリーブの後側にバネを取り付け、外スリーブのテーパー外面と各ホルダのテーパー内面との間、及び、保持ベースの当面と各ホルダの合面との間の、2箇所の面接触による結合とすることにより、超重切削に耐えられる結合を可能にすることが好ましい。
 行の番号[0072]から前の行までに記載した構成は、2重の掴み機構を持たない他のホルダ保持機構又は他のホルダ保持装置においても利用することが可能である。
 上記した主軸又はホルダ保持装置のいずれかであって、外押引機構が外シリンダからなり内押引機構が内シリンダからなる2重押引機構、又は、外押引機構が外電動シリンダからなり内押引機構が内電動シリンダからなる2重押引機構の、いずれかである主軸又はホルダ保持装置とする。
 外押引機構が外シリンダからなり内押引機構が内シリンダからなる2重押引機構とする場合。外シリンダは外ピストンと外ロッドを有するものとし、外ロッドを外ドローバに連結して押し引きする構成とし、内シリンダは内ピストンと内ロッドを有するものとし、内ロッドを内ドローバに連結して押し引きする構成とする。
 シリンダは油圧又は空圧のどちらを使用しても構わない。主軸に取り付ける場合においては、2重押引機構をスピンドルの軸の回転に合わせて、外ドローバや内ドローバと共に回転するよう構成することが好ましい。
 外押引機構が外電動シリンダからなり内押引機構が内電動シリンダからなる2重押引機構とする場合。外電動シリンダは、押引ベースに軸受を介して回転可能に取り付けた外押引ナットと、外ドローバに対して軸受とバネを介して取り付けた外ボールネジを有するものとする。そして外モータにより外押引ナットを回転駆動することにより外ボールネジをスライドさせ、外ボールネジによって外ドローバを押し引きする構成とする。
 また内電動シリンダは、押引ベースに軸受を介して回転可能に取り付けた内押引ナットと、内ドローバに対して軸受とバネを介して取り付けた内ボールネジを有するものとし、内モータにより内押引ナットを回転駆動することにより内ボールネジをスライドさせ、内ボールネジによって内ドローバを押し引きする構成とする。
 主軸に取り付ける場合には、押引ベースをスピンドルの軸又はスピンドルの軸と共に回転する軸に取り付けることが、強度上の理由やバランスを維持する点で好ましい。この場合は押引ベースを軸受を介してスピンドルの軸又はスピンドルの軸と共に回転する軸に取り付け、さらに押引ベースが回転しないよう止めるストッパを設けることが好ましい。
 外ボールネジ及び内ボールネジは共に中空ボールネジとする、外ボールネジには外ドローバを内ボールネジには内ドローバを貫通させ、それぞれ外ドローバ及び内ドローバの両側に軸受を設けて、外ボールネジ及び内ボールネジを両側から支持する構成が好ましいからである。
 外押引機構が外電動シリンダからなり内押引機構が内電動シリンダからなる2重押引機構は、2重のドローバだけでなく押し引きを要する被押引材であって、外被押引材と内被押引材とからなる2重の被押引材を押し引きする用途に利用することが可能である。
 工具を保持するためのホルダベースと外受把部を有する工具ホルダとする。そして行の番号[0046]から[0052]の前の行までに記載したスピンドル若しくは主軸、又は、行の番号[0060]から[0066]の前の行までに記載したホルダ保持機構若しくはホルダ保持装置に取り付ける場合は、外受把部を外頭部と外頸部を有する外プルスタッドとし、外プルスタッドに内受把部たる内プルスラッドを貫通させることが可能な穴を設けた工具ホルダとする。
 また行の番号[0052]から[0058]の前の行までに記載したスピンドル若しくは主軸、又は、行の番号[0066]から[0072]の前の行までに記載したホルダ保持機構若しくはホルダ保持装置に取り付ける場合は、外受把部をその内面に受把溝を有する概円筒部とし、受把溝の後側に後傾斜面を設けた工具ホルダとする。
 工具ホルダには内受把部を取り付ける必要はないが、チャックホルダやクランプホルダとの部品の共通化を図り、同一の主軸やホルダ保持装置に取り付け可能にするために、内プルスタッドを貫通させることが可能な構成としたものである。
 またホルダベースがテーパ外面を有し、さらにテーパ外面の前側に合面を有するものとすることが好ましい。取り付け相手のテーパー内面と工具ホルダのテーパー外面との間、及び、取り付け相手の当面と工具ホルダの合面との間の、2箇所の面接触による結合とすることにより、重切削に耐えられる結合を得ることが可能になるからである。
 さらにホルダベースがテーパ内面を有し、テーパー内面の後側に合面を有するものとすることが好ましい。取り付け相手のテーパー外面と工具ホルダのテーパー内面との間、及び、取り付け相手の当面と工具ホルダの合面との間の、2箇所の面接触による結合とすることにより、超重切削に耐えられる結合を得ることが可能になるからである。
 チャックを保持するためのホルダベースを有するチャックホルダとする。そして行の番号[0046]から[0052]の前の行までに記載したスピンドル若しくは主軸、又は、行の番号[0060]から[0066]の前の行までに記載したホルダ保持機構若しくはホルダ保持装置に取り付ける場合は、外受把部を外頭部と外頸部を有する外プルスタッドとし、内受把部を内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとし、内プルスタッドを外プルスタッド及びホルダベースに設けた穴を貫通させ、内プルスタッドを軸方向にスライド可能に取り付ける。そして内プルスタッドはチャックのジョースライドに連結可能な構成とする。
 また行の番号[0052]から[0058]の前の行までに記載したスピンドル若しくは主軸、又は、行の番号[0066]から[0072]の前の行までに記載したホルダ保持機構若しくはホルダ保持装置に取り付ける場合は、外受把部をその内面に受把溝を有する概円筒部とし、受把溝の後側には後傾斜面を設け、内受把部を内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとし、内プルスタッドをホルダベースに設けた穴を貫通させ、内プルスタッドを軸方向にスライド可能に取り付ける。そして内プルスタッドはチャックのジョースライドに連結可能な構成とする。
 またホルダベースがテーパ外面を有し、テーパ外面の前側に合面を有するものとすることが好ましい。取り付け相手のテーパー内面とチャックホルダのテーパー外面との間、及び、取り付け相手の当面とチャックホルダの合面との間の、2箇所の面接触による結合とすることにより、重切削に耐えられる結合を得ることが可能になるからである。
 さらにホルダベースがテーパ内面を有し、テーパー内面の後側に合面を有するものとすることが好ましい。取り付け相手のテーパー外面とチャックホルダのテーパー内面との間、及び、取り付け相手の当面とチャックホルダの合面との間の、2箇所の面接触による結合とすることにより、超重切削に耐えられる結合を得ることが可能になるからである。
 クランプ機構を保持するためのホルダベースを有するクランプホルダとする。そして行の番号[0046]から[0052]の前の行までに記載したスピンドル若しくは主軸、又は、行の番号[0060]から[0066]の前の行までに記載したホルダ保持機構若しくはホルダ保持装置に取り付ける場合は、外受把部を外頭部と外頸部を有する外プルスタッドとし、内受把部を内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとし、内プルスタッドを外プルスタッド及びホルダベースに設けた穴を貫通させ、内プルスタッドを軸方向にスライド可能に取り付ける。そして内プルスタッドをクランプ機構のスライドに連結可能な構成とする。
 また行の番号[0052]から[0058]の前の行までに記載したスピンドル若しくは主軸、又は、行の番号[0066]から[0072]の前の行までに記載したホルダ保持機構若しくはホルダ保持装置に取り付ける場合は、外受把部をその内面に受把溝を有する概円筒部とし、受把溝の後側には後傾斜面を設け、内受把部を内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとし、内プルスタッドを概円筒部及びホルダベースに設けた穴を貫通させ、内プルスタッドを軸方向にスライド可能に取り付ける。そして内プルスタッドをクランプ機構のスライドに連結可能な構成とする。
 またクランプ機構として好ましくはクランプ台と、内プルスタッドの前後方向の移動に伴って前後方向に移動するスライドと、スライドの移動に伴って反転する反転フレームと、反転フレームの反転に伴って前後方向に移動する移動ブロック及び移動ブロックの移動に伴って反転するクランプアームを有するものとする。
 そしてクランプホルダの内プルスタッドを後方向に移動させることにより、クランプアームのクランプ面が工作物をクランプ面に押し付ける構成のクランプ機構とすることが考えられる。またホルダベースがテーパ外面を有し、テーパ外面の前側に合面を有するものとすることが好ましい。
 取り付け相手のテーパー内面とクランプホルダのテーパー外面との間、及び、取り付け相手の当面とクランプホルダの合面との間の、2箇所の面接触による結合とすることにより、重切削に耐えられる結合を得ることが可能になるからである。
 さらにホルダベースがテーパ内面を有し、テーパー内面の後側に合面を有するものとすることが好ましい。取り付け相手のテーパー外面とクランプホルダのテーパー内面との間、及び、取り付け相手の当面とクランプホルダの合面との間の、2箇所の面接触による結合とすることにより、超重切削に耐えられる結合を得ることが可能になるからである。
 上記したいずれかの主軸を有する工作機械であって、主軸軸線方向であるZ軸方向に主軸を移動させるZ軸移動機構を有し、かつ、Z軸と直角方向であるX軸方向に主軸を移動させるX軸移動機構、若しくは、Z軸及びX軸に対して直角方向であるY軸方向に主軸を移動させるY軸移動機構の内のいずれかを有するか、又は、X軸移動機構とY軸移動機構の両方を有するものとし、Z軸移動機構、X軸移動機構、Y軸移動機構の移動を数値制御したCNC工作機械とする。
 係るCNC工作機械では、主軸に取り付けた工具が移動する範囲である加工空間の中に保持した工作物に対して、主軸で保持した工具に送り運動と切込運動を与えて加工を行うことができる。また多種類の工具を取り替えながら多種類の加工を自動的に行うことが可能である。
 さらに、主軸に取り付けたチャックやクランプ機構で把握した工作物が移動する範囲である加工空間に工具、複数の工具を保持するタレット、工具ホルダを保持するホルダ保持装置などを置き、加工空間の中に固定した工具や回転工具などに対して、主軸で把捉した工作物に送り運動と切込運動を与えて加工を行うことができる。
 このため従来複数の工作機械を使用して行っていた多工程の加工を、1台の工作機械で加工することが可能になった。また工作物の形状に合わせたクランプ機構を取り付けることができるため、工作物の形状について限定されずに多工程の加工が可能になった。
 また上記したいずれかの主軸を第1主軸とし、第1主軸をX軸、Y軸及びZ軸の3軸について移動可能に設け3軸の移動を数値制御する。さらに上記したいずれかの主軸を第2主軸及び第3主軸とし、第2主軸と第3主軸の組み合わせとする、又は、第2主軸と上記したいずれかのホルダ保持装置の組み合わせとする。
 そして第2主軸と第3主軸の組み合わせ又は第2主軸とホルダ保持装置の組み合わせは同一の軸心を有するものとし、第2主軸若しくは第3主軸のいずれか又は第2主軸若しくはホルダ保持装置のいずれかが軸心の方向に移動可能に構成する。
 さらには第2主軸と第3主軸の両方又は第2主軸とホルダ保持装置の両方が軸心の方向に移動可能に構成することにより、第1主軸の移動ストロークに加えて、第2主軸、第3主軸又はホルダ保持装置が移動する分だけ、余分に加工範囲を大きくすることが可能であり好ましい。またそのような主軸の組み合わせ又は主軸とホルダ保持装置の組み合わせを有するCNC工作機械とする。
 係る工作機械では、例えば第1主軸に工具ホルダを取り付け、第2主軸及び第3主軸にそれぞれチャックホルダ又はクランプホルダを取り付け、第2主軸に取り付けたチャックやクランプ機構により工作物を把握して、第1主軸に取り付けた工具により工作物の第3主軸側を加工した後に、工作物を第3主軸に取り付けたチャックやクランプ機構で把握し、第1主軸に取り付けた工具により工作物の第2主軸側を加工すれば、自動的に工作物の全面を加工することが可能になる。
 また第1主軸に工具ホルダを取り付け、第2主軸にチャックホルダを取り付け、第3主軸又はホルダ保持装置にセンタホルダを取り付け、第2主軸に取り付けたチャックにより工作物を把握して、第3主軸又はホルダ保持装置に取り付けたセンタにより工作物をセンタリングしながら、第1主軸に取り付けた工具により工作物を加工すれば、工作物の逃げ防止をしつつ加工することが可能になる。
 上記したいずれかの主軸を第1主軸とし、第1主軸をX軸、Y軸及びZ軸の3軸について移動可能に設け3軸の移動を数値制御する。また上記したいずれかの主軸を第2主軸及び第3主軸とし、第2主軸と第3主軸の組み合わせは同一の軸心を有するものとする。
 そして第2主軸と第3主軸のそれぞれに揺動ホルダを取り付け、第2主軸に取り付けた揺動ホルダと第3主軸に取り付けた揺動ホルダの間に揺動ベースを取り付けることにより、揺動ベースを揺動させる揺動機構を構成する。そして上記したいずれかの主軸を第4主軸とし、揺動ベースに第4主軸を取り付け、第1主軸と第4主軸とを対向させる。
 またそのような主軸と揺動機構の組み合わせを有する工作機械とする。係る工作機械では揺動機構を傾斜させることにより、第1主軸と第4主軸の間の角度を自由に設定することができる。
 例えば第1主軸に工具ホルダを取り付け、第4主軸にチャックホルダやクランプホルダを取り付け、第4主軸に取り付けたチャックやクランプ機構で工作物を把握し、揺動ベースを傾斜させて工作物と工具の相対角度を自由な角度に設定し、又は揺動ベースを揺動させながら、工作物と工具の相対角度を変化させつつ加工することが可能になる。
 さらに第2主軸と第3主軸の組合せを移動可能に構成すれば、揺動ベースを移動かつ揺動させながら、第4主軸に取り付けたチャックやクランプ機構で把捉した工作物を加工することが可能になる。
 本発明の主軸の実施例1を図1~図4に示し説明する。主軸7aに使用したスピンドル91は、スピンドルケース93の前側の端面にフランジ部を設け、フランジ部以外は概略円筒形状を有するものとした。
 また前側に設けた軸受93aと後側に設けた軸受93bにより軸90を回転自由に取り付け、スピンドルケース93の前面には前カバ93cを後面には後カバをそれぞれ取り付け、軸90は前カバ93c及び後カバを貫通して外に突出させた。
 軸90の前側先端部の外周にテーパー外面16aを有する外スリーブ16を取り付け、外スリーブ16の後側に外バネ17aを取り付け、外バネ17aにより外スリーブ16を前方に押すようにした。外スリーブ16の後方外周に位置する軸の面を後当面90bとし、複数個の外キー部材94aをボルト締めにより取り付けた。
 軸90の中心を貫通する空洞を設け、前側の先端部近傍にテーパー内面18aを有する内スリーブ18を取り付け、内スリーブ18の後側に内バネ17bを取り付け、内バネ17bにより内スリーブを前方に押すようにした。そして内スリーブ18の前方外周に位置する軸の先端面を前当面90aとし、複数個の内キー部材94bをボルト締めにより取り付けた。
 またテーパー内面18aにより構成したテーパー穴90hの後側に外大径部90eと外小径部90gを設け、外大径部90eと外小径部90gの間に傾斜部90fを設け滑らかに形状変更するようにした。
 軸90の空洞に外ドローバ85と内ドローバ84を挿入した。外ドローバ85は前側端部近傍を円筒とし、複数のボール穴85dを明けてそれぞれ外ボール92aを取り付け、ボール穴85dの後側を外頭部空間85aとした。また外頭部空間85aの後側に内大径部85bを設け、内大径部85bの後側に内小径部85cを設け、内大径部85bと内小径部85cの間に傾斜面85fを設け滑らかに変化するようにした。ボール穴85dは外ドローバ85の法線上に軸線を持ち、外に向かうにつれ僅かに大きくなる円錐台の穴として外ボール92aが内側に落下しないようにした。
 また内ドローバ84は中央穴84cを有するものとし、前側端部近傍を円筒とし、複数のボール穴84bを明けてそれぞれ内ボール92bを取り付け、ボール穴84bの後側を内頭部空間84aとした。ボール穴84bは内ドローバ84の法線上に軸線を持ち、外に向かうにつれ僅かに大きくなる円錐台の半面を両端に有する長穴として、内ボール92bが内側に落下しないようにした。
 そして外大径部90e、外小径部90g、外ドローバ85及び外ボール92aとからなる外掴み機構を構成し、外ボール92aが外大径部90eの中に位置する場合を開放状態とし、外ボール92aが外小径部90gの中に位置する場合を把捉状態とした。
 また内大径部85b、内小径部85c、内ドローバ84及び内ボール92bとからなる内掴み機構を構成し、内ボール92bが内大径部85bの中に位置する場合を開放状態とし、内ボール92bが内小径部85cの中に位置する場合を把捉状態とした。
 そして軸90の後側に連結リング76を取り付け、ナット77を使用して軸90とスピンドルケース93との軸方向の固定を行った。また連結リング76と軸90との間にキーを取り付け、連結リング76の端面に連結シャフトB74を取り付けた。
 本実施例の内ドローバ84に代えて図5に示したように内ドローバ86を使うことも可能である。内ドローバ86はボール穴86bを外に向かうにつれ僅かに大きくなる円錐台の穴とした点で内ドローバ84と異なるが、内ボール穴86bの後側を内頭部空間86aとし中央穴86cを設けた点など他の構成は内ドローバ84と同様である。
 内ドローバ86を使用した場合は外ドローバ85を移動させるときに内ドローバ86を同調させて移動させる必要がある。これに対して内ドローバ84を使用した場合は、内ドローバ84を外ドローバ85に同調させる必要がなくなり、外ドローバ85だけを単独で移動させることが可能である。
 主軸7aは概円筒形状を有する主軸筒71と、主軸筒71の後方内部に取り付けたビルトインモータ72と、連結シャフトA73と、連結シャフトB74と、主軸筒71の前方に取り付けたスピンドル91と、主軸筒71の後方外部に取り付けた2重押引機構9a及び回転検知ユニット89などで構成した。
 中空穴を有する連結シャフトA73を軸受72a、72bにより回転自由に保持し、ビルトインモータ72のロータの内側に連結シャフトA73を取り付け、ビルトインモータ72により連結シャフトA73を回転駆動する構成とした。また連結シャフトA73に回転検知ユニット89とシリンダ台88を取り付けた。
 外ドローバ85と内ドローバ84を連結シャフトB74の中空穴に挿入し、連結リング76に連結シャフトB74の前側の端部を取り付けた。連結シャフトB74は前側に凹部を有するものとし、軸90の端部とナット77が前側の凹部の中に収まるようにした。
 また連結シャフトB74の後側の凹部の中にメカロック75を入れた後に、外ドローバ85と内ドローバ84を連結シャフトA73の中空穴に貫通させつつ、スピンドル91を前側から主軸筒71の中に挿入し、ボルト締めにより主軸筒71に取り付けた。
 そして連結シャフトB74の後側の凹部の中にあるメカロック75の中に連結シャフトA73の前側の端部を挿入した状態にして、主軸筒71の作業穴71aから手を入れてメカロック75のボルトを締め、連結シャフトA73の前側の端部と連結シャフトBの後側の凹部とを連結した。
 さらにスピンドルケース93の前カバ93cにロック機構19を取り付けた。ロック機構19はロックシリンダ66とピストン60aを有するロックピン60とからなるものとし、Aポート66aに油圧を導入するとロックピン60が前方に前進し、Bポート66bに油圧を導入するとロックピン60が後方に後退するようにした。
 2重押引機構9aをシリンダ台88を介して連結シャフトA73に取り付け、連結シャフトA73と共に回転させる構成とした。2重押引機構9aは外シリンダ82からなる外押引機構と内シリンダ81からなる内押引機構を有するものとした。
 外シリンダ82は外ピストン82aと外ロッド82dを有するものとし、外ロッド82dを外ドローバ85に連結して、Aポート82bに油圧を供給することにより外ドローバ85を後方に引き、Bポート82cに油圧を供給することにより外ドローバ85を前方に押すようにした。
 内シリンダ81は内ピストン81aと内ロッド81dを有するものとし、内ロッド81dを内ドローバ84に連結して、Aポート81bに油圧を供給することにより内ドローバ84を後方に引き、Bポート81cに油圧を供給することにより内ドローバ84を前方に押すようにした。さらに内ロッド81dに回転継手87を取り付けて圧縮空気の配管を行った。
 主軸7aはビルトインモータ72の回転力が、連結シャフトA73、メカロック75、連結シャフトB74及び連結リング76を介してスピンドル91の軸90を回転させる。また内ロッド81dに供給した圧縮空気は内ロッド81d、内ドローバ84の中央穴84cを通って軸90のテーパー穴90hに噴出し、テーパー穴90hの中に切り粉などのゴミが入ることを防止する。
 実施例1の主軸7aをマシニングセンタ15などの工作機械に使用する場合は、潤滑油を供給してなる後静圧ガイド53と前静圧ガイド54を設けて、主軸筒71の円周の大部分をガイドする構成とする。さらにZナット62aとZボールネジ62とZサーボモータ61などからなるZ軸駆動装置により、主軸7aをZ軸方向に移動させるZ軸移動機構1cを設けた。さらにX軸駆動装置を有するX軸移動機構1b、Y軸駆動機構を有するY軸移動機構1aを取り付け、X軸、Y軸及びZ軸の3軸について数値制御する構成とする。
 工具ホルダの実施例2を図6~図8に示し説明する。図6~図8はいずれもスピンドル91によって工具ホルダ2a~2cを把捉した状態を表した図である。工具ホルダ2a~2cはいずれも外受把部として外プルスタッド11を有している。工具ホルダ2a~2cには内受把部は必要ないが、内プルスタッドを貫通させることが可能な穴11eを有する外プルスタッド11とすることにより、他の各ホルダにも使用可能にして部品の共通化を図ったものである。
 外プルスタッド11は外頭部11aと外頸部11bを有するものとし、後端部に面取部11cを設け、外頭部11aと外頸部11bとの間を傾斜部11dとしてスムーズに変形させ、ホルダベース12、20、26に取り付けた。
 外ボール92aを外大径部90eの中に位置させ、外掴み機構を開放状態にして外プルスタッド11を挿入すると、外プルスタッド11の外頭部11aが外ボール92aを法線方向外側に押し、外ボール92aの間の隙間を広げて通過して外頭部空間85aに中に入るようにした。
 その後外ドローバ85を後方向に移動させると、外ボール92aが外小径部90gの中に位置するようになり、外ボール92aが法線方向内側に移動して、傾斜部11dを外ボール92aが押す状態で外頭部11aをつかみ、外プルスタッド11を外掴み機構で把捉した状態である把捉状態になるようにした。
 工具ホルダ2a(図6)のホルダベース12は小型溝12b、内スリーブ18のテーパー内面18aと同じテーパーのテーパー外面12a、工具穴12c、前合面12d及びキー溝12eを有するものとし、工具穴12cに取り付けたインサート14の中にエンドミル95aなどの工具を挿入して、ナット13を締めることによりエンドミル95aなどの工具を固定する構成とした。
 また開放状態の外掴み機構に外プルスタッド11を挿入するときに内キー部材94bがキー溝12eに入り、外頭部空間85aに外頭部11aが入ったときに、テーパー内面18aとテーパー外面12aとが接触するが、軸90の前当面90aと前合面12dとの間に隙間が生じるようにする。
 そして外ドローバ85を後方に引いて外掴み機構を把捉状態にする過程で、内バネ17bが圧縮しつつ内スリーブ18とホルダベース12が後方に引き込まれ、外掴み機構が把捉状態になったときに、テーパー内面18aとテーパー外面12a、及び、前当面90aと前合面12dが共に密着し、軸90とホルダーベース12とが2箇所の面接触による結合となるようにした。
 工具ホルダ2b(図7)のホルダベース20は大型溝20b、外スリーブ16のテーパー外面16aと同じテーパーのテーパー内面20a、後合面20d及びキー溝20eを有するものとし、取付面20cにフライス95bなどの工具を取り付ける構成とした。
 また開放状態の外掴み機構に外プルスタッド11を挿入するときに外キー部材94aがキー溝20eに入り、外頭部空間85aに外頭部11aが入ったときに、テーパー外面16aとテーパー内面20aとが接触するが、軸90の後当面90bと後合面20dとの間に隙間が生じるようにする。
 そして外ドローバ85を後方に引いて外掴み機構を把捉状態にする過程で、外バネ17aが圧縮しつつ外スリーブ16とホルダベース20が後方に引き込まれ、外掴み機構が把捉状態になったときに、テーパー外面16aとテーパー内面20a、及び、後当面90bと後合面20dが共に密着し、軸90とホルダーベース20とが2箇所の面接触による結合となるようにした。
 工具ホルダ2c(図8)のホルダベース26は小型溝26b、内スリーブ18のテーパー内面18aと同じテーパーのテーパー外面26a、前合面26f及びキー溝26gを有するものとし、取付穴26eに切削工具95cを取り付ける構成とした。
 また開放状態の外掴み機構に外プルスタッド11を挿入するときに内キー部材94bがキー溝26gに入り、外頭部空間85aに外頭部11aが入ったときに、テーパー内面18aとテーパー外面26aとが接触するが、軸90の前当面90aと前合面26fとの間に隙間が生じるようにする。
 そして外ドローバ85を後方に引いて外掴み機構を把捉状態にする過程で、内バネ17bが圧縮しつ内スリーブ18とホルダベース26が後方に引き込まれ、外掴み機構が把捉状態になったときに、テーパー内面18aとテーパー外面26a、及び、前当面90aと前合面26fが共に密着し、軸90とホルダーベース26とが2箇所の面接触による結合となるようにした。
 さらにホルダーベース26はフランジ26dを有するものとし、フランジ26dに適宜位置決穴26cを設け、軸90の停止角度を数値制御することにより、位置決穴26cの位置を主軸のロック機構19のロックピン60に合わせ、Aポート66aに油圧を導入することにより、ロックピン60の先端を位置決穴26cに挿入し、角度精度の高い切削工具95cの保持を可能にした。
 チャックホルダの実施例3を図9~図12に示し説明する。図9~図12はいずれもスピンドルによってチャックホルダを把捉した状態であって、図9はチャックで工作物を把握する前の状態を表し、図10~図12はいずれもチャックで工作物を把握した状態を表した図である。
 チャックホルダ6a~6dはいずれもホルダベース21、25、31、34を有し、取付面21c、25e、31c、34eにチャック23、33を取り付ける。また外受把部として外プルスタッド11を内受把部として内プルスタッド22、32を有している。
 外プルスタッド11は外頭部11aと外頸部11bを有するものとし、後端部に面取部11cを設け、外頭部11aと外頸部11bとの間を傾斜部11dとしてスムーズに変形させ、外プルスタッド11の穴11eに内プルスタッド22、32を挿入した。
 内プルスタッド22、32は内頭部22a、32aと内頸部22b、32bを有するものとし、後端部に面取部22c、32cを設け、内頭部22a、32aと内頸部22b、32bとの間を傾斜部22d、32dとしてスムーズに変形させた。
 また内プルスタッド22をチャック23のジョースライド23bに取り付け、バネ24の反力により爪23aを開く方向に押した。一方、内プルスタッド32にはバネを付けずにチャック33のジョースライド33bに取り付けた。
 そして外掴み機構と内掴み機構を開放状態にして、外プルスタッド11と内プルスタッド22、32をそれぞれ挿入すると、外プルスタッド11の外頭部11aが外ボール92aを法線方向外側に押し、外ボール92aの間の隙間を広げて通過して外頭部空間85aの中に入るようにした。また内プルスタッド22、32の内頭部22a、32aが内ボール92bを法線方向外側に押し、内ボール92bの間の隙間を広げて通過し内頭部空間84aの中に入るようにした。
 その後外ドローバ85を後方向に移動させると、外ボール92aが外小径部90gの中に位置するようになり、途中外ボール92aが法線方向内側に移動して、傾斜部11dを外ボール92aが押す状態で外頭部11aをつかみ、外頭部11aを外掴み機構で把捉した把捉状態になるようにした。
 外頭部11aを外掴み機構で把捉したことにより、チャック23、33をスピンドル91で把捉した状態になる。内ドローバ84のボール穴84bが長穴であるので、外ドローバ85を移動させるときに内ドローバ84を一緒に移動させる必要はない。
 工作物96a、96bをチャック23、33で把捉するときは、内ドローバ84を後方に移動させる。内ドローバ84を後方向に移動させると、内ボール92bが内小径部85cの中に位置するようになり、内ボール92bが法線方向内側に移動して、傾斜部22d、32dを内ボール92bが押す状態で内頭部22a、32aをつかみ、内頭部22a、32aを内掴み機構で把捉した状態である把捉状態になる。さらに内ドローバ84を後方に移動させると内プルスタッド22、32と共にジョースライド23b、33bが後に引かれ爪23a、33aが内側に移動して工作物96a、96bを把捉する。
 工作物96a、96bを取り外すときは内ドローバ84を前方向に移動させ、内プルスタッド22、32と共にジョースライド23b、33bを前に押して、爪23a、33aを外側に移動させる。チャックホルダ6a、6bにはバネ24を取り付け爪23aを開く方向に力をかけたので、爪23aを開くときの応答性に優れている。
 チャックホルダ6a、6b(図9、図10)のホルダベース21、25は小型溝21b、25bと内スリーブ18のテーパー内面18aと同じテーパーのテーパー外面21a、25aと前合面21d、25f及びキー溝21e、25gを有するものとした。
 また開放状態の外掴み機構に外プルスタッド11を、内掴み機構に内プルスタッド22をそれぞれ挿入するときに内キー部材94bがキー溝21e、25gに入り、外頭部空間85aに外頭部11aが内頭部空間84aに内頭部22aがそれぞれ入ったときに、テーパー内面18aとテーパー外面21a、25aとが接触するが、軸90の前当面90aと前合面21d、25fとの間に隙間が生じるようにする。
 そして外ドローバ85を後方に引いて外掴み機構を把捉状態にする過程で、内バネ17bが圧縮しつつ内スリーブ18とホルダベース21、25が後方に引き込まれ、外掴み機構が把捉状態になったときに、テーパー内面18aとテーパー外面21a、25a、及び、前当面90aと前合面21d、25fが共に密着し、軸90とホルダーベース21、25とが2箇所の面接触による結合となるようにした。
 またチャックホルダ6bのホルダベース25は、フランジ25dを有するものとし、フランジ25dに適宜位置決穴25cを設けた。軸90の停止角度を数値制御することにより、位置決穴25cの位置を主軸のロック機構19のロックピン60に合わせ、Aポート66aに油圧を導入し、ロックピン60の先端を位置決穴25cに挿入する構成としたものである。
 チャック23の角度位置について精度高く保持することを可能な構成とし、チャック23で把捉した工作物96aを回転させることなく加工するときに、精度の高い加工を可能にするためである。
 チャックホルダ6c、6d(図11、図12)のホルダベース31、34は大型溝31b、34bと外スリーブ16のテーパー外面16aと同じテーパーのテーパー内面31a、34aと後合面31d、34f及びキー溝31e、34gを有するものとした。
 また開放状態の外掴み機構に外プルスタッド11を、内掴み機構に内プルスタッド32をそれぞれ挿入するときに外キー部材94aがキー溝31e、34gに入り、外頭部空間85aに外頭部11aが内頭部空間84aに内頭部32aがそれぞれ入ったときに、外スリーブ16のテーパー外面16aとホルダベース31、34のテーパー内面31a、34aとが接触するが、軸90の後当面90bと後合面31d、34fとの間に隙間が生じるようにする。
 そして外ドローバ85を後方に引いて外掴み機構を把捉状態にする過程で、外バネ17aが圧縮しつつ外スリーブ16とホルダベース31、34が後方に引き込まれ、外掴み機構が把捉状態になったときに、外スリーブ16のテーパー外面16aとホルダベース31、34のテーパー内面31a、34a、及び、軸90の後当面90bとホルダベース31、34の後合面31d、34fが共に密着し、2箇所の面接触による結合とした。
 またチャックホルダ6dのホルダベース34は、フランジ34dを有するものとし、フランジ34dに適宜位置決穴34cを設けた。軸90の停止角度を数値制御することにより、位置決穴34cの位置を主軸のロック機構19のロックピン60に合わせ、Aポート66aに油圧を導入し、ロックピン60の先端を位置決穴34cに挿入する構成としたものである。
 チャック33を角度位置について精度高く保持することを可能な構成とし、チャック33で把捉した工作物96bを回転させることなく加工するときに、精度の高い加工を可能にするためである。
 クランプホルダの実施例4を図13、図14に示し説明する。図13、図14はいずれもスピンドルによってクランプホルダを把捉した状態であって、さらにクランプホルダに取り付けたクランプ機構によって工作物を把捉した状態を表している。
 クランプホルダ8a、8bはいずれもホルダベース41、67を有し、その取付面41e、67eにクランプ機構35a、35bを取り付けた。また外受把部として外プルスタッド11を内受把部として内プルスタッド42、55を有している。外プルスタッド11は外頭部11aと外頸部11bを有するものとし、後端部に面取部11cを設け、外頭部11aと外頸部11bとの間を傾斜部11dとしてスムーズに変形させ、内プルスタッド42、55は内頭部42a、55aと内頸部42b、55bを有するものとし、後端部に面取部42c、55cを設け、内頭部42a、55aと内頸部42b、55bとの間を傾斜部42d、55dとしてスムーズに変形させた。
 クランプ機構35a、35bは、空洞を有するクランプ台36a、36bと、凹部を有し前後方向に移動可能なスライド37a、37bと、凹部を有し前後方向に移動可能な移動ブロック39a、39bを有するものとし、片端をスライド37a、37bの凹部に他端を移動ブロック39a、39bの凹部にそれぞれ挿入して反転フレーム38a、38bを取り付け、反転フレーム38a、38bはピンを中心として揺動可能に構成し、また移動ブロック39a、39bに対してピンジョイント結合させてクランプアーム45、47を取り付け、クランプアーム45、47を揺動可能に取り付けると共に、位置決ピン46a、46bを設けた。そして内プルスタッド42、55とスライド37a、37bを連結した。
 さらに外掴み機構と内掴み機構を開放状態にして、外プルスタッド11と内プルスタッド42、55を挿入すると、外プルスタッド11の外頭部11aが外ボール92aを法線方向外側に押し、外ボール92aの間の隙間を広げて通過して外頭部空間85aに中に入るようにした。また内プルスタッド42、55の内頭部42a、55aが内ボール92bを法線方向外側に押し、内ボール92bの間の隙間を広げて通過し内頭部空間84aに中に入るようにした。
 その後外ドローバ85を後方向に移動させると、外ボール92aが外小径部90gの中に位置するようになり、外ボール92aが法線方向内側に移動して、傾斜部11dを外ボール92aが押す状態で外頭部11aをつかみ、外プルスタッド11を外掴み機構で把捉した把捉状態になるようにした。
 外プルスタッド11を外掴み機構で把捉したことにより、クランプ機構35a、35bをスピンドル91で把捉した状態になる。本実施例では内ドローバ84のボール穴84bが長穴であるので、外ドローバ85を移動させるときに内ドローバ84を一緒に移動させる必要はない。
 工作物96c、96dをクランプ機構35a、35bで把捉するときは、内ドローバ84を後方に移動させる。内ドローバ84を後方向に移動させると、内ボール92bが内小径部85cの中に位置するようになり、内ボール92bが法線方向内側に移動して、傾斜部42d、55dを内ボール92bが押す状態で内頭部42a、55aをつかみ、内プルスタッド42、55を内掴み機構で把捉した状態である把捉状態になる。
 さらに内ドローバ84を後方に移動させると内プルスタッド42、55と共にスライド37a、37bが後に引かれ、スライド37a、37bが後方に移動すると反転フレーム38a、38bが反転して移動ブロック39a、39bを前方に押し出し、移動ブロック39a、39bが前方に移動するとクランプアーム45、47が反転してクランプ面45a、47aが工作物96c、96dをクランプ台36a、36bに押し付ける。工作物96c、96dは位置決ピン46a、46bによって位置決めされ精度の高い状態でクランプされる。
 クランプホルダ8a(図13)のホルダベース41は小型溝41bと、内スリーブ18のテーパー内面18aと同じテーパーのテーパー外面41aと、前合面41f及びキー溝41gを有するものとした。
 また開放状態の外掴み機構に外プルスタッド11を挿入するときに内キー部材94bがキー溝41gに入り、外頭部空間85aに外頭部11aが入ったときに、テーパー内面18aとテーパー外面41aとが接触するが、軸90の前当面90aと前合面41fとの間に隙間が生じるようにする。
 そして外ドローバ85を後方に引いて外掴み機構を把捉状態にする過程で、内バネ17bが圧縮しつつ内スリーブ18とホルダベース41が後方に引き込まれ、外掴み機構が把捉状態になったときに、テーパー内面18aとテーパー外面41a、及び、前当面90aと前合面41fが共に密着し、軸90とホルダーベース41とが2箇所の面接触による結合となるようにした。
 またホルダベース41はフランジ41dを有するものとし、フランジ41dに適宜位置決穴41cを設けた。軸90の停止角度を数値制御することにより、位置決穴41cの位置を主軸のロック機構19のロックピン60に合わせ、Aポート66aに油圧を導入し、ロックピン60の先端を位置決穴41cに挿入する構成としたものである。
 クランプ機構35aの角度位置について精度高く保持する構成とし、クランプ機構35aで把捉した工作物96cを回転させることなく加工するときに、精度の高い加工を可能にするためである。
 クランプホルダ8b(図14)のホルダベース67は大型溝67bと、外スリーブ16のテーパー外面16aと同じテーパーのテーパー内面67aと、後合面67f及びキー溝67gを有するものとした。
 また開放状態の外掴み機構に外プルスタッド11を挿入するときに外キー部材94aがキー溝67gに入り、外頭部空間85aに外頭部11aが入ったときに、テーパー外面16aとテーパー内面67aとが接触するが、軸90の後当面90bと後合面67fとの間に隙間が生じるようにする。
 そして外ドローバ85を後方に引いて外掴み機構を把捉状態にする過程で、外バネ17aが圧縮しつつ外スリーブ16とホルダベース67が後方に引き込まれ、外掴み機構が把捉状態になったときに、テーパー外面16aとテーパー内面67a、及び、後当面90bと後合面67fが共に密着し、軸90とホルダーベース67とが2箇所の面接触による結合となるようにした。
 またホルダベース67はフランジ67dを有するものとし、フランジ67dに適宜位置決穴67cを設けた。軸90の停止角度を数値制御することにより、位置決穴67cの位置を主軸のロック機構19のロックピン60に合わせ、Aポート66aに油圧を導入し、ロックピン60の先端を位置決穴67cに挿入する構成としたものである。
 クランプ機構35bを角度位置について精度高く保持する構成とし、クランプ機構35bで把捉した工作物96dを回転させることなく加工するときに、精度の高い加工を可能にするためである。  
 主軸の実施例5を図15~図17に示し説明する。図15では内プルスタッド22の中心を通る中心分割線22eで左右に分割し、左側に外掴み機構及び内掴み機構の開放状態の図を、右側に外掴み機構及び内掴み機構の把捉状態の図を示した。また実施例5の主軸7bは実施例1の主軸7aに対して外掴み機構、内掴み機構及び2重押引機構9bが異なるだけである。重複した記載を避け主軸7aと異なる構成について記載する。
 実施例5の主軸7bの外掴み機構は外ドローバ70、外ボール92a及び固定ガイド69からなるものとし、内掴み機構を内大径部70c、内小径部70d、内ドローバ78及び内ボール92bとからなるものとした。
 固定ガイド69は円筒形状の筒部69aとフランジ部69cを有するものとし、フランジ部69cをボルト締めすることにより軸80に固定した。筒部69aの外面と内スリーブ18のテーパー内面18aの間には外受把部である概円筒部68eを挿入する空間を設け、概円筒部68eの内面と筒部69aの外面との間に僅かな隙間を設けた。
 また固定ガイド69に凸部69dを設けて、概円筒部68eを挿入したときに凸部69dが概円筒部68eの先端に設けた凹部68cに入るようにして、固定ガイド69に対して概円筒部68eが相対的に回転することを防止する構成とした。そして筒部69aに複数のガイド穴69bを設けた。ガイド穴69bは外ドローバ70の法線上に軸線を持ち、外に向かうにつれ僅かに小さくなる円錐台の穴として、外ボール92aが外側に落下しないようにした。
 そして外ドローバ70を固定ガイド69の中に挿入した。外ドローバ70の前側の端部近傍を円筒として複数のボール穴70bを設けた。ボール穴70bは外ドローバ70の法線上に軸線を持ち、内に向かうにつれ僅かに小さくなる円錐台の穴として、外ボール92aが内側に落下しないようにした。そしてボール穴70bとガイド穴69bの両方にまたがって収まるようにして、ボール穴70bとガイド穴69bの組み合わせのそれぞれに外ボール92aを設けた。
 またボール穴70bの前側であって外ドローバの外側に前傾斜面70aを設けた。そしてボール穴70bの中心より前側であって外ドローバ70の外面より外側に中心点を有し、かつ、外ボール92aの直径より僅かに大きな直径を有する球面の一部で前傾斜面70aを構成した。
 またボール穴70bの後側であって外ドローバ70の内側に内大径部70cを設け、さらに内大径部70cの後側の部分を内小径部70dとし、内大径部70cと内小径部70dの間に傾斜面70eを設けた。
 内ドローバ78は中央穴78cを有するものとし、前側の端部近傍を円筒とし複数のボール穴78bを明けてそれぞれ内ボール92bを取り付け、ボール穴78bの後側を内頭部空間78aとした。ボール穴78bは内ドローバ78の法線上に軸線を持ち、外に向かうにつれ僅かに大きくなる円錐台の面を有する穴として、内ボール92bが円筒の内側に落下しないようにした。
 そして外ドローバ70のボール穴70bと固定ガイド69のガイド穴69bとが概一致した状態を開放状態とし、開放状態において概円筒部68eを固定ガイド69の筒部69aの外周に挿入するときに、外ボール92aはボール穴70bとガイド穴69bの両方の穴にまたがって収まり、概円筒部68eの挿入を阻害しないようにする。
 実施例5の把捉機構に把捉されるホルダベース68は小型溝68bを有し、外受把部として受把溝68fを設けた概円筒部68eを有し、さらに受把溝68fの後側に後傾斜面68gを有するものとした。また内受把部として内頭部22aと内頸部22bを有する内プルスタッド22を設けた。
 開放状態において概円筒部68eを外掴み機構に挿入して、内スリーブ18のテーパー内面18aと概円筒部68eのテーパー外面68aが接触したときに、受把溝68fはガイド穴69bより前側に位置し、ホルダベース68の前合面68dと軸80の前当面80aとの間に隙間が生じるように構成した。
 概円筒部68eを挿入した状態で外ドローバ70を後方向に移動させると、外ボール92aがボール穴70bの前傾斜面70aに押されて法線方向外側に移動し、外ボール92aが受把溝68fの後傾斜面68gを後方向に押すようにする。
 さらに外ボール92aに押された概円筒部68eと内スリーブ18は、内バネ17bを圧縮しながら後方に引き込まれ、前合面68dと前当面80aとが密着して停止する。そして外ドローバ70の前傾斜面70aに押された外ボール92aが受把溝68fの後傾斜面68gを押し、概円筒部68eを外掴み機構で掴んだ把捉状態になる。
 2重押引機構9bは外電動シリンダ4aからなる外押引機構と、内電動シリンダ4bからなる内押引機構を有するものとした。また押引ベース83aをスピンドルの軸80と共に回転する連結シャフトA73に軸受29を介して取り付け、押引ベース83aが回転しないようストッパ83bを取り付けた。
 外電動シリンダ4aは、押引ベース83aに外軸受49aを介して取り付けた外ナットホルダ56aと、外ナットホルダ56aと共に回転可能に取り付けた外押引ナット63a及び外受歯車64aを有するものとした。また外ドローバ70に外軸受50aと外バネ51aを介して中空の外ボールネジ52aを取り付け、外ドローバ70の回転に伴って外ボールネジ52aが回転しないようにした。
 さらに押引ベース83aに外減速機58aと外サーボモータ57aを取り付け、外減速機58aの出力軸に取り付けた外駆歯車65aと外受歯車64aをかみあわせた。そして外サーボモータ57aにより外押引ナット63aを回転駆動し、外押引ナット63aの回転に従って外ボールネジ52aが前後方向に直線移動し、外ドローバ70を押し引きする構成とした。
 内電動シリンダ4bは、押引ベース83aに内軸受49bを介して取り付けた内ナットホルダ56bと、内ナットホルダ56bと共に回転可能に取り付けた内押引ナット63b及び内受歯車64bを有するものとした。また内ドローバ78に内軸受50bと内バネ51bを介して中空の内ボールネジ52bを取り付け、内ドローバ78の回転に伴って内ボールネジ52bが回転しないようにした。
 さらに押引ベース83aに内減速機58bと内サーボモータ57bを取り付け、内減速機58bの出力軸に取り付けた内駆歯車65bと内受歯車64bをかみあわせた。そして内サーボモータ57bにより内押引ナット63bを回転駆動し、内押引ナット63bの回転に従って内ボールネジ52bが前後方向に直線移動し、内ドローバ78を押し引きする構成とした。
 ホルダ保持装置の実施例6について図示せずに説明する。ホルダ保持装置はホルダ保持機構と2重押引機構9aとからなるものとした。ホルダ保持機構は実施例1のスピンドルの軸90に変えて保持ベースを取り付けたものである。保持ベースは回転させる必要がないので、軸受などは取り付けずに長さを短くし、非回転の状態に固定したものである。
 保持ベースには貫通する空洞を設け、前側先端部の外周にテーパー外面16aを有する外スリーブ16と外バネ17a及び複数個の外キー部材94aを取り付けたこと、保持ベースの前側の先端部近傍の空洞にテーパー内面18aを有する内スリーブ18と内バネ17b及び複数個の内キー部材94bを取り付けたこと、テーパー内面18aにより構成したテーパー穴の後側に外大径部と外小径部を設け、外大径部と外小径部の間に傾斜部を設け滑らかに形状変更するようにしたことは実施例1と同様である。
 さらに保持ベースの空洞に外ボール92aを有する外ドローバと内ボール92bを有する内ドローバを挿入した。外ドローバと内ドローバは保持ベースに合わせて長さを短くした点で異なるが、その他の構成は外ドローバ85、内ドローバ84と同じである。
 そして外大径部、外小径部、外ドローバ及び外ボール92aとからなる外掴み機構を構成し、外ボール92aが外大径部の中に位置する場合を開放状態とし、外ボール92aが外小径部の中に位置する場合を把捉状態としたことも実施例1と同様である。
 また内大径部、内小径部、内ドローバ及び内ボール92bとからなる内掴み機構を構成し、内ボール92aが内大径部の中に位置する場合を開放状態とし、内ボール92bが内小径部85cの中に位置する場合を把捉状態としたことも実施例1と同様である。
 ホルダ保持装置はホルダ保持機構に2重押引機構9aを取り付けたもので、外シリンダ82で外ドローバを押し引きし、内シリンダ81で内ドローバを押し引きする構成としたことは実施例1と同様である。
 主軸の組合の実施例7について図18及び図19に示し説明する。実施例7の主軸の組合3a、3bは、いずれも実施例1に記載した主軸7aからなるものとした。
 第1主軸7cはX軸移動機構、Y軸移動機構及びZ軸移動機構を有するものとし、3軸の移動について数値制御した。また第2主軸7dは軸心方向の移動機構のみ有するものとし移動について数値制御した。また第3主軸7eは移動機構を有さないものとし、第2主軸7dと第3主軸7eは同一の軸心を有するものとした。
 主軸の組合3a、3bを有する工作機械では、第1主軸7cにエンドミル95aを保持する工具ホルダ2aを取り付け、また削工具95cを保持する工具ホルダ2cを取り付けるなどして、第1主軸7cをX軸、Y軸及びZ軸の3軸に移動させながら加工することができる。
 そして第2主軸7dと第3主軸7eにそれぞれチャック33を保持するチャックホルダ6dを取り付けた主軸の組合3a(図18)とすれば、第2主軸7dのチャック33に工作物96eを把捉させて第3主軸7e側の面を加工する。その後第2主軸7dを第3主軸7eに接近させて、工作物96eを第2主軸のチャック33から第3主軸7eのチャック33に移し替える。さらに第3主軸7eのチャック33に工作物96eを把捉させて第2主軸7d側の面を加工する。このように加工することにより工作物96eの全面を加工することが可能になる。
 また第2主軸7dにチャック33を保持するチャックホルダ6dを取り付け、第3主軸7eにセンタ30を保持するセンタホルダ2dを取り付けた主軸の組合3b(図19)とすれば、チャック33で把捉した工作物96fをセンタ30でセンタリングしながら加工することができる。センタホルダ2dは工具ホルダ2cに対して、切削工具95cに変えてセンタ30を取り付ける構成にしたものである。
 実施例7では、第3主軸を移動機構を有さないものとしたが、第3主軸も軸心方向の移動機構を有する構成とすることも考えられる。さらに軸心方向に対して直角の方向に第2主軸と第3主軸を移動させる構成も考えられる。第1主軸の移動ストロークに加えて、第2主軸と第3主軸を移動させることにより、工作物の加工範囲を大きくすることができるからである。また多様な加工方法の選択が可能になるからである。
 また第3主軸に代えて実施例6に記載したホルダ保持装置を取り付けると、主軸とホルダ保持装置の組み合わせを得ることができる。
 主軸と揺動機構の組合の実施例8について図20に示し説明する。実施例8の主軸と揺動機構の組合3cは、いずれも実施例1に記載した主軸7aからなるものとした。
 第1主軸7cはX軸移動機構、Y軸移動機構及びZ軸移動機構を有するものとし、3軸の移動について数値制御した。第2主軸7e、第3主軸7e及び第4主軸7fはいずれも移動機構を有さず、第2主軸7eと第3主軸7eは同一の軸心を有するものとした。
 第2主軸7eと第3主軸7eのそれぞれに、ホルダベース44と外プルスタッド11とからなる揺動ホルダ5を取り付け、ホルダーベース44にそれぞれL形ブラケット40を取付け、第2主軸7eに取り付けたL形ブラケット40と第3主軸7eに取り付けたL形ブラケット40の間に揺動ベース43を取り付けることにより、第2主軸7eと第3主軸7eの軸心を中心として、揺動ベース43を揺動させる揺動機構を構成し、揺動ベース43に第4主軸7fを第1主軸7cに対向させて取り付けた。
 主軸と揺動機構の組合3cを有する工作機械では、第1主軸7cと第4主軸7fにそれぞれチャック23を保持するチャックホルダ6bを取り付ければ、第1主軸7cのチャック23で工作物96gを把捉して第4主軸7fに運び、工作物96gを第1主軸7cのチャック23から第4主軸7fのチャック23に移し替えるなど、第1主軸を工作物96gの移し替えに使用することができる。
 さらにその後に、第1主軸7cにエンドミル95aを保持する工具ホルダ2aを取り付け、また切削工具95cを保持する工具ホルダ2cを取り付けるなどして、第1主軸7cをX軸、Y軸及びZ軸の3軸に移動させて工作物96gを加工する。
 主軸と揺動機構の組合3cを有する工作機械では、第4主軸7fの軸心と第1主軸7cの軸心との間の角度を任意の角度に位置決めして加工したり、第4主軸7fの軸心と第1主軸7cの軸心との間の角度を変化させながら加工することが可能である。
 実施例8では、第2主軸と第3主軸が移動機構を有さないものとしたが、第2主軸と第3主軸が、軸心方向又は軸心方向に対して直角の方向に移動させる、移動機構を有する構成とすることも考えられる。第1主軸の移動ストロークに加えて、揺動機構を移動させることにより、第4主軸で把捉した工作物の加工範囲を大きくすることができるからである。また多様な加工方法の選択が可能になるからである。
 マシニングセンタの実施例9について図21~図23に示し説明する。実施例9のマシニングセンタ15は実施例1に記載した主軸7を有している。
 マシニングセンタ15はベッド10a、天井板10b、支持壁10cなどを有するものとし、天井板10bにY軸移動機構1aを取り付け、Y軸移動機構1aにX軸移動機構1bを取り付け、さらにX軸移動機構1bにZ軸移動機構1cを取り付けた。
 行の番号[0132]から[0133]の前の行までに記載したように、Z軸移動機構1cには潤滑油を供給してなる後静圧ガイド53と前静圧ガイド54を設け、主軸筒71の円周の大部分をガイドしつつ、Zサーボモータ61によりZボールネジ62を回転させ、Zナット62aに連結した主軸筒71と共に主軸7を上下昇降させる構成とした。
 またマガジン79を設け、共通の小型溝12b、26b、21b、25b、41bに受け部を差し込む構成により、複数の工具ホルダ2a、2c、チャックホルダ6a、6b及びクランプホルダ8aなどを保管させた。さらに支持壁10cの開口10dを貫通させてベッド10aの上を2列のチェンが往復とも通過するコンベア97を設けた。またコンベア97の途中には工作物96のストッパ98と保持装置99を取り付けた。そしてストッパ98によって工作物96が止まる位置をAステーション97aとし、Aステーション97aの搬送方向前方にBステーション97bを設けた。
 また主軸7にチャックホルダ6a、6b又はクランプホルダ8aを取り付けた場合に、チャックホルダ6a、6b又はクランプホルダ8aで把捉した工作物が移動する範囲である加工空間に切削工具や回転工具を取り付けた。
 工作物96はコンベア97上を走行し、ストッパ98によりAステーション97aに停止する。続いて保持装置99により工作物96を保持し、主軸ユニット7に取り付けたエンドミル95aなどの工具を回転させながら、主軸ユニット7をX軸、Y軸、Z軸方向に移動させることにより、工作物96に対して工具に送り運動と切込運動を与えて加工を行うことができる。
 また他の工具を使用して加工する場合は、主軸ユニット7を移動させ工具の交換位置79aにおいて、マガジン79の空いた保管部に使用済みの工具ホルダ2aを入れ、マガジン79に保管していた工具ホルダ2cを主軸ユニット7に取り付け、さらに切削工具95cなど他の工具による加工を行うことができる。
 マガジン79には多種類の工具ホルダを保管させているので、多種類の工具を使用した加工が可能である。保持装置99に保持させて加工が完了した場合は、加工後の工作物96をコンベヤ97により搬出させる。
 さらに他の工程による加工を必要とする場合は、主軸ユニット7にチャックホルダ6a、6b又はクランプホルダ8aを取り付け、チャックホルダ6a、6b又はクランプホルダ8aで工作物96を把捉し、加工空間に設けた切削工具や回転工具に対して送り運動と切込運動を与えつつ工作物96を加工する。
 この場合は加工後の工作物96をBステーション97bに置き、次に加工する工作物96の搬入と加工済みの工作物96の搬出を同時に行う工程、又は、次に加工する工作物96を予めAステーション97aに搬入しておく工程など、多様で効率的な加工工程を実施することが可能である。
 また共通の大型溝20b、31b、34b、67bに合わせた受け部を有するマガジンを取り付ければ、工具ホルダ2bやチャックホルダ6c、6d及びクランプホルダ8bを保管させて、これらを主軸7に取り付けて加工することが可能になる。さらに小型溝用と大型溝用の両方のマガジンや共用のマガジンを取り付けることも可能である。
 本発明は工作機械を製造販売する産業や機械加工品を製造する産業だけでなく、工具やチャックやクランプ機構やスピンドルを製造販売する産業や、機械加工プラントをエンジニヤリングする産業においても利用される。
 1a:Y軸移動機構  1b:X軸移動機構  1c:Z軸移動機構  2a:工具ホルダ  2b:工具ホルダ  2c:工具ホルダ  2d:センタホルダ  3a:主軸の組合  3b:主軸の組合  3c:主軸と揺動機構の組合  4a:外電動シリンダ  4b:内電動シリンダ  5:揺動ホルダ  6a:チャックホルダ  6b:チャックホルダ  6c:チャックホルダ  6d:チャックホルダ  7:主軸
 7a:主軸  7b:主軸  7c:主軸  7d:主軸  7e:主軸  7f:主軸  8a:クランプホルダ  8b:クランプホルダ  9a:2重押引機構  9b:2重押引機構  10a:ベッド  10b:天井板  10c:支持壁  10d:開口  11:外プルスタッド  11a:外頭部  11b:外頸部  11c:面取部  11d:傾斜部  11e:穴  12:ホルダベース  12a:テーパー外面
 12b:小型溝  12c:工具穴  12d:前合面  12e:キー溝  13:ナット  14:インサート  15:マシニングセンタ  16:外スリーブ  16a:テーパー外面  17a:外バネ  17b:内バネ  18:内スリーブ  18a:テーパー内面  19:ロック機構  20:ホルダベース  20a:テーパー内面  20b:大型溝  20c:取付面  20d:後合面  20e:キー溝
 21:ホルダベース  21a:テーパー外面  21b:小型溝  21c:取付面  21d:前合面  21e:キー溝  22:内プルスタッド  22a:内頭部  22b:内頸部  22c:面取部  22d:傾斜部  22e:中心分割線  23:チャック  23a:爪  23b:ジョースライド  24:バネ  25:ホルダベース  25a:テーパー外面  25b:小型溝  25c:位置決穴
 25d:フランジ  25e:取付面  25f:前合面  25g:キー溝  26:ホルダベース  26a:テーパー外面  26b:小型溝  26c:位置決穴  26d:フランジ  26e:取付穴  26f:前合面  26g:キー溝  29:軸受  30:センタ  31:ホルダベース  31a:テーパー内面  31b:大型溝  31c:取付面  31d:後合面  31e:キー溝  
 32:内プルスタッド  32a:内頭部  32b:内頸部  32c:面取部  32d:傾斜部  33:チャック  33a:爪  33b:ジョースライド  34:ホルダベース  34a:テーパー内面  34b:大型溝  34c:位置決穴  34d:フランジ部  34e:取付面  34f:後合面  34g:キー溝  35a:クランプ機構  35b:クランプ機構  36a:クランプ台
 36b:クランプ台  37a:スライド  37b:スライド  38a:反転フレーム  38b:反転フレーム  39a:移動ブロック  39b:移動ブロック  40:L形ブラケット  41:ホルダベース  41a:テーパー外面  41b:小型溝  41c:位置決穴  41d:フランジ  41e:取付面  41f:前合面  41g:キー溝  42:内プルスタッド  42a:内頭部
 42b:内頸部  42c:面取部  42d:傾斜部  43:揺動ベース  44:ホルダベース  45:クランプアーム  45a:クランプ面  46a:位置決ピン  46b:位置決ピン  47:クランプアーム  47a:クランプ面  49a:外軸受  49b:内軸受  50a:外軸受  50b:内軸受  51a:外バネ  51b:内バネ  52a:外ボールネジ  52b:内ボールネジ
 53:後静圧ガイド  54:前静圧ガイド  55:内プルスタッド  55a:内頭部  55b:内頸部  55c:面取部  55d:傾斜部  56a:外ナットホルダ  56b:内ナットホルダ  57a:外サーボモータ  57b:内サーボモータ  58a:外減速機  58b:内減速機  60:ロックピン  60a:ピストン  61:Zサーボモータ  62:Zボールネジ  62a:Zナット
 63a:外押引ナット  63b:内押引ナット  64a:外受歯車  64b:内受歯車  65a:外駆歯車  65b:内駆歯車  66:ロックシリンダ  66a:Aポート  66b:Bポート  67:ホルダベース  67a:テーパー内面  67b:大型溝  67c:位置決穴  67d:フランジ  67e:取付面  67f:後合面  67g:キー溝  68:ホルダベース  68a:テーパー外面
 68b:小型溝  68c:凹部  68d:前合面  68e:概円筒部  68f:受把溝  68g:後傾斜面  69:固定ガイド  69a:筒部  69b:ガイド穴  69c:フランジ部  69d:凸部  70:外ドローバ  70a:前傾斜面  70b:ボール穴  70c:内大径部  70d:内小径部  70e:傾斜面  71:主軸筒  71a:作業穴  72:ビルトインモータ  72a:軸受
 72b:軸受  73:連結シャフトA  74:連結シャフトB  75:メカロック  76:連結リング  77:ナット  78:内ドローバ  78a:内頭部空間  78b:ボール穴  78c:中央穴  79:マガジン  79a:交換位置  80:軸  80a:前当面  81:内シリンダ  81a:内ピストン  81b:Aポート  81c:Bポート  81d:内ロッド  82:外シリンダ
 82a:外ピストン  82b:Aポート  82c:Bポート  82d:外ロッド  83a:押引ベース  83b:ストッパ  84:内ドローバ  84a:内頭部空間  84b:ボール穴  84c:中央穴  85:外ドローバ  85a:外頭部空間  85b:内大径部  85c:内小径部  85d:ボール穴  85f:傾斜面  86:内ドローバ  86a:内頭部空間  86b:ボール穴
 86c:中央穴  87:回転継手  88:シリンダ台  89:回転検知ユニット  90:軸  90a:前当面  90b:後当面  90e:外大径部  90f:傾斜部  90g:外小径部  90h:テーパー穴  91:スピンドル  92a:外ボール  92b:内ボール  93:スピンドルケース  93a:軸受  93b:軸受  93c:前カバ  94a:外キー部材  94b:内キー部材
 95a:エンドミル  95b:フライス  95c:切削工具  96:工作物  96a:工作物  96b:工作物  96c:工作物  96d:工作物  96e:工作物  96f:工作物  96g:工作物  97:コンベア  97a:Aステーション  97b:Bステーション  98:ストッパ  99:保持装置

Claims (47)

  1.  外受把部と内受把部とで2重の受把部を構成し、外ボールと外ドローバを有する外掴み機構と、内ボールと内ドローバを有する内掴み機構とで2重の掴み機構を構成し、さらに前記外受把部と前記外掴み機構とからなる外把捉機構と、前記内受把部と前記内掴み機構とからなる内把捉機構とで2重の把捉機構を構成し、前記内掴み機構は前記外ドローバの中において前記内受把部を把捉する構成とし、
     前記外掴み機構に対して工具、チャック、クランプ機構等を取り付ける側を前側とし、前記外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、複数のボール穴を明けて前記外ボールを設け、前記外ボールを法線方向に移動可能に保持し、また前記内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、複数のボール穴を明けて前記内ボールを設け、前記内ボールを法線方向に移動可能に保持し、
     前記外掴み機構及び前記内掴み機構を開放状態にして、前記外受把部を前記外掴み機構に前記内受把部を前記内掴み機構にそれぞれ挿入し、前記外ドローバを後側に移動させると前記外ボールが前記外受把部に向かって移動し、前記外掴み機構により前記外受把部を把捉した把捉状態になり、さらに前記内ドローバを後側に移動させると前記内ボールが前記内受把部に向かって移動し、前記内掴み機構により前記内受把部を把捉した把捉状態になるよう構成したことを特徴とする2重の把捉機構。
  2.  請求項1に記載した2重の把捉機構において、外受把部を外頭部と外頸部を有する外プルスタッドとし、内受把部を内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとし、外掴み機構を外大径部、外小径部、外ドローバ及び外ボールとからなるものとし、内掴み機構を前記外ドローバに設けた内大径部と内小径部、さらに、内ドローバ及び内ボールとからなるものとし、
     前記外ボールを前記外大径部の中に位置させ前記外掴み機構を開放状態にして、前記外プルスタッドを前記外掴み機構に挿入すると、前記外頭部が前記外ボールを法線方向外側に押し、前記外ボールの間の隙間を広げて通過して外頭部空間の中に入り、その後前記外ドローバを後方向に移動させると、前記外ボールが前記外小径部の中に位置するようになり、前記外ボールが法線方向内側に移動して前記外頭部をつかみ、前記外プルスタッドを前記外掴み機構で把捉した把捉状態になるように構成し、
     前記内ボールを前記内大径部の中に位置させ前記内掴み機構を開放状態にして、前記内プルスタッドを前記内掴み機構に挿入すると、前記内頭部が前記内ボールを法線方向外側に押し、前記内ボールの間の隙間を広げて通過して内頭部空間の中に入り、その後前記内ドローバを後方向に移動させると、前記内ボールが前記内小径部の中に位置するようになり、前記内ボールが法線方向内側に移動して前記内頭部をつかみ、前記内プルスタッドを前記内掴み機構で把捉した把捉状態になるように構成したことを特徴とする2重の把捉機構。
  3.  請求項1に記載した2重の把捉機構において、外受把部をその内面に受把溝を有する概円筒部とし、前記受把溝の後側には後傾斜面を設け、内受把部を内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとし、
     外掴み機構を複数のガイド穴を有する固定ガイドと、前記固定ガイドの内側に設けた外ドローバ及び外ボールとからなるものとし、前記外ボールが前記外ドローバのボール穴と前記ガイド穴の両方の穴にまたがって収まるように構成し、
     前記外ドローバにおいて、前記ボール穴の前側かつ外側に前傾斜面を設け、前記ボール穴の後側かつ内側に内大径部を設け、さらに前記内大径部の後側に内小径部を設け、内掴み機構を前記内大径部、前記内小径部、内ドローバ及び内ボールとからなるものとし、
     外ドローバの前記ボール穴と前記ガイド穴とが概一致した状態を開放状態とし、前記開放状態において前記概円筒部を前記固定ガイドの外周に挿入するときに、前記外ボールは外ドローバの前記ボール穴と前記ガイド穴の両方の穴に収まって前記概円筒部の挿入を阻害しないものとし、
     前記概円筒部を挿入した後に、前記外ドローバを後方向に移動させると、前記外ボールが前記前傾斜面に押されて法線方向外側に移動し、前記外ボールが前記受把溝の前記後傾斜面を後方向に押し、前記前傾斜面に押された前記外ボールが前記後傾斜面を押す状態でつかみ、前記外掴み機構により前記概円筒部を把捉する把捉状態になり、
     前記内ボールを前記内大径部の中に位置させ前記内掴み機構を開放状態にして、前記内プルスタッドを前記内掴み機構に挿入すると、前記内頭部が前記内ボールを法線方向外側に押し、前記内ボールの間の隙間を広げて通過して内頭部空間の中に入り、その後内ドローバを後方向に移動させると、前記内ボールが前記内小径部の中に位置するようになり、前記内ボールが法線方向内側に移動して前記内頭部をつかみ、前記内プルスタッドを前記内掴み機構で把捉した状態である把捉状態になるように構成したことを特徴とする2重の把捉機構。
  4.  外ドローバと内ドローバとからなる2重のドローバであって、前記外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、前記円筒に複数のボール穴を明け、前記複数のボール穴の後側を外頭部空間とし、前記外頭部空間の後側に内大径部を設け、さらに前記内大径部の後側に内小径部を設け、
     前記内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、前記円筒に複数のボール穴を明け、前記複数のボール穴の後側を内頭部空間とし、前記内ドローバを前記外ドローバの中に挿入したときに、前記内ドローバの前記ボール穴が前記内大径部の中から前記内小径部の中まで移動可能に構成したことを特徴とする2重のドローバ。
  5.  請求項4に記載した2重のドローバであって、内ドローバに明けたボール穴を長穴としたことを特徴とする2重のドローバ。
  6.  外ドローバと内ドローバとからなる2重のドローバであって、前記外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、前記円筒に複数のボール穴を明け、
     前記外ドローバにおいて、前記複数のボール穴の前側かつ外側にそれぞれ前傾斜面を設け、前記ボール穴の後側かつ内側に内大径部を設け、さらに前記内大径部の後側に内小径部を設け、
     前記内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、前記円筒に複数のボール穴を明け、前記複数のボール穴の後側を内頭部空間とし、前記内ドローバを前記外ドローバの中に挿入したときに、前記内ドローバの前記ボール穴が前記内大径部の中から前記内小径部の中まで移動可能に構成したことを特徴とする2重のドローバ。
  7.  スピンドルケースと、前記スピンドルケースに取り付けた軸受と、前記軸受により回転自由に保持した軸と、前記軸の穴の中に挿入した外ドローバ及び内ドローバを有するスピンドルであって、前記軸の穴に外大径部と外小径部を設け、
     前記外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、前記円筒に複数のボール穴を明けて外ボールを設け、前記外ボールを法線方向に移動可能に保持し、前記外ボールの後側に外頭部空間を設け、前記外頭部空間の後側に内大径部を設け、前記内大径部の後側に内小径部を設け、
     前記内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、前記円筒に複数のボール穴を明けて内ボールを設け、前記内ボールを法線方向に移動可能に保持し、前記内ボールの後側に内頭部空間を設け、前記外ドローバの中に前記内ドローバを挿入し、
     前記外大径部、前記外小径部、前記外ドローバ及び前記外ボールとからなる外掴み機構と、前記内大径部、前記内小径部、前記内ドローバ及び前記内ボールとからなる内掴み機構とで2重の掴み機構を構成したことを特徴とするスピンドル。
  8.  スピンドルケースと、前記スピンドルケースに取り付けた軸受と、前記軸受により回転自由に保持した軸と、前記軸の穴の中に挿入した外ドローバ及び内ドローバを有するスピンドルであって、
     前記軸の穴の中に固定ガイドを設け、前記固定ガイドに複数のガイド穴を明け、前記外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、前記円筒に複数のボール穴を明け、外ドローバの前記ボール穴と前記ガイド穴の両方にまたがって収まるように外ボールを設けると共に、前記外ボールを法線方向に移動可能に保持し、
     前記外ドローバにおいて、前記複数のボール穴の前側かつ外側にそれぞれ前傾斜面を設け、前記ボール穴の後側かつ内側に内大径部を設け、さらに前記内大径部の後側に内小径部を設け、
     前記内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、前記円筒に複数のボール穴を明けて内ボールを設け、前記内ボールを法線方向に移動可能に保持し、前記内ボールの後側に内頭部空間を設け、前記外ドローバの中に前記内ドローバを挿入し、
     前記固定ガイド、前記外ドローバ及び前記外ボールとからなる外掴み機構と、前記内大径部、前記内小径部、前記内ドローバ及び前記内ボールとからなる内掴み機構とで2重の掴み機構を構成したことを特徴とするスピンドル。
  9.  保持ベースと、前記保持ベースの穴の中に挿入した外ドローバ及び内ドローバを有するホルダ保持機構であって、前記保持ベースの穴に外大径部と外小径部を設け、
     前記外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、前記円筒に複数のボール穴を明けて外ボールを設け、前記外ボールを法線方向に移動可能に保持し、前記外ボールの後側に外頭部空間を設け、前記外頭部空間の後側に内大径部を設け、前記内大径部の後側に内小径部を設け、
     前記内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、前記円筒に複数のボール穴を明けて内ボールを設け、前記内ボールを法線方向に移動可能に保持し、前記内ボールの後側に内頭部空間を設け、前記外ドローバの中に前記内ドローバを挿入し、
     前記外大径部、前記外小径部、前記外ドローバ及び前記外ボールとからなる外掴み機構と、前記内大径部、前記内小径部、前記内ドローバ及び前記内ボールとからなる内掴み機構とで2重の掴み機構を構成したことを特徴とするホルダ保持機構。
  10.  保持ベースと、前記保持ベースの穴の中に挿入した外ドローバ及び内ドローバを有するホルダ保持機構であって、
     前記保持ベースの穴の中に固定ガイドを設け、前記固定ガイドに複数のガイド穴を明け、前記外ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、前記円筒に複数のボール穴を明け、前記外ドローバの前記ボール穴と前記ガイド穴の両方にまたがって収まるように外ボールを設けると共に、前記外ボールを法線方向に移動可能に保持し、
     前記外ドローバにおいて、前記複数のボール穴の前側かつ外側にそれぞれ前傾斜面を設け、前記ボール穴の後側かつ内側に内大径部を設け、さらに前記内大径部の後側に内小径部を設け、
     前記内ドローバの前側の端部近傍を円筒とし、前記円筒に複数のボール穴を明けて内ボールを設け、前記内ボールを法線方向に移動可能に保持し、前記内ボールの後側に内頭部空間を設け、前記外ドローバの中に前記内ドローバを挿入し、
     前記固定ガイド、前記外ドローバ及び前記外ボールとからなる外掴み機構と、前記内大径部、前記内小径部、前記内ドローバ及び前記内ボールとからなる内掴み機構とで2重の掴み機構を構成したことを特徴とするホルダ保持機構。
  11.  請求項7又は請求項8のいずれかに記載したスピンドルであって、前記スピンドルの軸の穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに前記内スリーブの後側にバネを取り付け、前記内スリーブのテーパー内面によって前記軸の端部近郊をテーパー穴としたことを特徴とするスピンドル。
  12.  請求項9又は請求項10のいずれかに記載したホルダ保持機構であって、保持ベースの穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに前記内スリーブの後側にバネを取り付け、前記内スリーブのテーパー内面によって前記保持ベースの端部近郊をテーパー穴としたことを特徴とするホルダ保持機構。
  13.  請求項7又は請求項8に記載したスピンドル、
     請求項7又は請求項8に記載したスピンドルであって、前記スピンドルの軸の穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに前記内スリーブの後側にバネを取り付け、前記内スリーブのテーパー内面によって前記軸の端部近郊をテーパー穴としたスピンドル、
     以上に記載したいずれかのスピンドルであって、前記スピンドルの軸の先端部の外周に、テーパー形状の外面を設けたことを特徴とするスピンドル。
  14.  請求項9又は請求項10に記載したホルダ保持機構、
     請求項9又は請求項10に記載したホルダ保持機構であって、保持ベースの穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに前記内スリーブの後側にバネを取り付け、前記内スリーブのテーパー内面によって前記保持ベースの端部近郊をテーパー穴としたホルダ保持機構、
     以上に記載したいずれかのホルダ保持機構であって、前記ホルダ保持機構の保持ベースの先端部の外周に、テーパー形状の外面を設けたことを特徴とするホルダ保持機構。
  15.  請求項7又は請求項8に記載したスピンドル、
     請求項7又は請求項8に記載したスピンドルであって、前記スンドルの軸の穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに前記内スリーブの後側にバネを取り付け、前記内スリーブのテーパー内面によって前記軸の端部近郊をテーパー穴としたスピンドル、
     以上に記載したいずれかのスピンドルであって、前記スピンドルの軸の前側端部近傍の外周に、テーパー外面を有する外スリーブを取り付け、さらに前記外スリーブの後側にバネを取り付けたことを特徴とするスピンドル。
  16.  請求項9又は請求項10に記載したホルダ保持機構、
     請求項9又は請求項10に記載したホルダ保持機構であって、保持ベースの穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに前記内スリーブの後側にバネを取り付け、前記内スリーブのテーパー内面によって前記保持ベースの端部近郊をテーパー穴としたホルダ保持機構、
     以上に記載したいずれかのホルダ保持機構であって、保持ベースの前側端部近傍の外周に、テーパー外面を有する外スリーブを取り付け、さらに前記外スリーブの後側にバネを取り付けたことを特徴とするホルダ保持機構。
  17.  請求項7に記載したスピンドル、
     請求項7に記載したスピンドルであって、前記スピンドルの軸の穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに前記内スリーブの後側にバネを取り付け、前記内スリーブのテーパー内面によって前記軸の端部近郊をテーパー穴としたスピンドル、
     請求項7に記載したスピンドルであって、前記スピンドルの軸の前側端部近傍の外周に、テーパー外面を有する外スリーブを取り付け、さらに前記外スリーブの後側にバネを取り付けたスピンドル、
     以上に記載したいずれかのスピンドルと、前記スピンドルを取り付ける主軸筒と、前記スピンドルの軸を回転駆動するモータと、前記スピンドルの外ドローバと内ドローバをそれぞれ押し引きする、外押引機構と内押引機構とからなる2重押引機構を有し、
     前記外押引機構により外ドローバを前方に押したときに、前記外ドローバに設けた外ボールがスピンドルの軸の外大径部の中に位置して外掴み機構が開放状態となり、また、前記外押引機構により外ドローバを後方に引いたときに、前記外ボールがスピンドルの軸の外小径部の中に位置して外掴み機構が把捉状態になるよう構成し、
     前記外掴み機構を開放状態にして前記内押引機構により内ドローバを前方に押したときに、前記内ドローバに設けた内ボールが外ドローバの内大径部の中に位置して内掴み機構が開放状態となり、また、前記外掴み機構を把捉状態にして前記内押引機構により内ドローバを後方に引いたときに、前記内ボールが外ドローバの内小径部の中に位置して内掴み機構が把捉状態になるよう構成したことを特徴とする主軸。
  18.  請求項8に記載したスピンドル、
     請求項8に記載したスピンドルであって、前記スピンドルの軸の穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに前記内スリーブの後側にバネを取り付け、前記内スリーブのテーパー内面によって前記軸の端部近郊をテーパー穴としたスピンドル、
     請求項8に記載したスピンドルであって、前記スピンドルの軸の前側端部近傍の外周に、テーパー外面を有する外スリーブを取り付け、さらに前記外スリーブの後側にバネを取り付けたスピンドル、
     以上に記載したいずれかのスピンドルと、前記スピンドルを取り付ける主軸筒と、前記スピンドルの軸を回転駆動するモータと、前記スピンドルの外ドローバと内ドローバをそれぞれ押し引きする、外押引機構と内押引機構とからなる2重押引機構を有し、
     前記外押引機構により外ドローバを前方に押したときに、前記外ドローバのボール穴が固定ガイドのガイド穴と概一致して外掴み機構が開放状態となり、また、前記外押引機構により外ドローバを後方に引いたときに、外ドローバの前傾斜面に押されて前記外ボールが法線方向外側に移動し、前記外掴み機構が把捉状態になるよう構成し、
     前記外掴み機構を開放状態にして前記内押引機構により内ドローバを前方に押したときに、前記内ドローバに設けた内ボールが外ドローバの内大径部の中に位置して、内掴み機構が開放状態となり、また、前記外掴み機構を把捉状態にして前記内押引機構により内ドローバを後方に引いたときに、前記内ボールが外ドローバの内小径部の中に位置して内掴み機構が把捉状態になるよう構成したことを特徴とする主軸。
  19.  請求項9に記載したホルダ保持機構、
     請求項9に記載したホルダ保持機構であって、保持ベースの穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに前記内スリーブの後側にバネを取り付け、前記内スリーブのテーパー内面によって前記保持ベースの端部近郊をテーパー穴としたホルダ保持機構、
     請求項9に記載したホルダ保持機構であって、保持ベースの前側端部近傍の外周に、テーパー外面を有する外スリーブを取り付け、さらに前記外スリーブの後側にバネを取り付けたホルダ保持機構、
     以上に記載したいずれかのホルダ保持機構と、前記ホルダ保持機構の外ドローバと内ドローバをそれぞれ押し引きする、外押引機構と内押引機構とからなる2重押引機構を有し、
     前記外押引機構により外ドローバを前方に押したときに、前記外ドローバに設けた外ボールが保持ベースの外大径部の中に位置して外掴み機構が開放状態となり、また、前記外押引機構により外ドローバを後方に引いたときに、前記外ボールが保持ベースの外小径部の中に位置して外掴み機構が把捉状態になるよう構成し、
     前記外掴み機構を開放状態にして前記内押引機構により内ドローバを前方に押したときに、前記内ドローバに設けた内ボールが外ドローバの内大径部の中に位置して内掴み機構が開放状態となり、また、前記外掴み機構を把捉状態にして前記内押引機構により内ドローバを後方に引いたときに、前記内ボールが外ドローバの内小径部の中に位置して内掴み機構が把捉状態になるよう構成したことを特徴とするホルダ保持装置。
  20.  請求項10に記載したホルダ保持機構、
     請求項10に記載したホルダ保持機構であって、保持ベースの穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに前記内スリーブの後側にバネを取り付け、前記内スリーブのテーパー内面によって前記保持ベースの端部近郊をテーパー穴としたホルダ保持機構、
     請求項10に記載したホルダ保持機構であって、保持ベースの前側端部近傍の外周に、テーパー外面を有する外スリーブを取り付け、さらに前記外スリーブの後側にバネを取り付けたホルダ保持機構、
     以上に記載したいずれかのホルダ保持機構と、前記ホルダ保持機構の外ドローバと内ドローバをそれぞれ押し引きする、外押引機構と内押引機構とからなる2重押引機構を有し、
     前記外押引機構により外ドローバを前方に押したときに、前記外ドローバのボール穴が固定ガイドのガイド穴と概一致して外掴み機構が開放状態となり、また、前記外押引機構により外ドローバを後方に引いたときに、外ドローバの前傾斜面に押されて前記外ボールが法線方向外側に移動し、前記外掴み機構が把捉状態になるよう構成し、
     前記外掴み機構を開放状態にして前記内押引機構により内ドローバを前方に押したときに、前記内ドローバに設けた内ボールが外ドローバの内大径部の中に位置して内掴み機構が開放状態となり、また、前記外掴み機構を把捉状態にして前記内押引機構により内ドローバを後方に引いたときに、前記内ボールが外ドローバの内小径部の中に位置して内掴み機構が把捉状態になるよう構成したことを特徴とするホルダ保持装置。
  21.  請求項17又は請求項18のいずれかに記載した主軸であって、2重押引機構の外押引機構が外シリンダからなり、内押引機構が内シリンダからなることを特徴とする主軸。
  22.  請求項19又は請求項20のいずれかに記載したホルダ保持装置であって、2重押引機構の外押引機構が外シリンダからなり、内押引機構が内シリンダからなることを特徴とするホルダ保持装置。
  23.  請求項17又は請求項18のいずれかに記載した主軸であって、2重押引機構の外押引機構が外電動シリンダからなり、内押引機構が内電動シリンダからなるものとし、
     外電動シリンダは、押引ベースに軸受を介して回転可能に取り付けた外押引ナットと、外ドローバに対して軸受とバネを介して取り付けた外ボールネジを有するものとし、外モータにより前記外押引ナットを回転駆動することにより前記外ボールネジをスライドさせ、前記外ボールネジによって前記外ドローバを押し引きする構成とし、
     内電動シリンダは、押引ベースに軸受を介して回転可能に取り付けた内押引ナットと、内ドローバに対して軸受とバネを介して取り付けた内ボールネジを有するものとし、内モータにより前記内押引ナットを回転駆動することにより前記内ボールネジをスライドさせ、前記内ボールネジによって前記内ドローバを押し引きする構成としたことを特徴とする主軸。
  24.  請求項19又は請求項20のいずれかに記載したホルダ保持装置であって、2重押引機構の外押引機構が外電動シリンダからなり、内押引機構が内電動シリンダからなるものとし、
     外電動シリンダは、押引ベースに軸受を介して回転可能に取り付けた外押引ナットと、外ドローバに対して軸受とバネを介して取り付けた外ボールネジを有するものとし、外モータにより前記外押引ナットを回転駆動することにより前記外ボールネジをスライドさせ、前記外ボールネジによって前記外ドローバを押し引きする構成とし、
     内電動シリンダは、押引ベースに軸受を介して回転可能に取り付けた内押引ナットと、内ドローバに対して軸受とバネを介して取り付けた内ボールネジを有するものとし、内モータにより前記内押引ナットを回転駆動することにより前記内ボールネジをスライドさせ、前記内ボールネジによって前記内ドローバを押し引きする構成としたことを特徴とするホルダ保持装置。
  25.  ホルダベースと外受把部を有する工具ホルダであって、前記ホルダベースは工具を保持することが可能なものとし、
     前記外受把部を外頭部と外頸部を有する外プルスタッドとし、前記外プルスタッドに内受把部たる内プルスラッドを貫通させることが可能な穴を設けたことを特徴とする工具ホルダ。
  26.  ホルダベースと外受把部を有する工具ホルダであって、前記ホルダベースは工具を保持することが可能なものとし、
     前記外受把部をその内面に受把溝を有する概円筒部とし、前記受把溝の後側に後傾斜面を設けたことを特徴とする工具ホルダ。
  27.  請求項25又は請求項26のいずれかに記載した工具ホルダであって、ホルダベースがテーパー外面を有し、前記テーパー外面の前側に前合面を有することを特徴とする工具ホルダ。
  28.  請求項25又は請求項26のいずれかに記載した工具ホルダであって、ホルダベースがテーパー内面を有し、前記テーパー内面の後側に後合面を有することを特徴とする工具ホルダ。
  29.  ホルダベース、外受把部及び内受把部を有するチャックホルダであって、前記ホルダベースはチャックを取り付けることが可能とし、前記外受把部は外頭部と外頸部を有する外プルスタッドとし、前記内受把部は内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとし、
     前記内プルスタッドを、前記外プルスタッド及び前記ホルダベースに設けた穴を貫通させて取り付け、前記内プルスタッドをチャックのジョースライドに連結可能に構成したことを特徴とするチャックホルダ。
  30.  ホルダベース、外受把部及び内受把部を有するチャックホルダであって、前記ホルダベースはチャックを取り付けることが可能とし、前記外受把部はその内面に受把溝を有する概円筒部とし、前記内受把部は内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとし、
     前記概円筒部の前記受把溝の後側には後傾斜面を設け、前記内プルスタッドを前記概円筒部及び前記ホルダベースに設けた穴を貫通させて取り付け、前記内プルスタッドをチャックのジョースライドに連結可能に構成したことを特徴とするチャックホルダ。
  31.  請求項29又は請求項30のいずれかに記載したチャックホルダであって、ホルダベースがテーパー外面を有し、前記テーパー外面の前側に前合面を有することを特徴とするチャックホルダ。
  32.  請求項29又は請求項30のいずれかに記載したチャックホルダであって、ホルダベースがテーパー内面を有し、前記テーパー内面の後側に後合面を有することを特徴とするチャックホルダ。
  33.  ホルダベース、外受把部及び内受把部を有するクランプホルダであって、前記ホルダベースはクランプ機構を取り付けることが可能とし、前記外受把部は外頭部と外頸部を有する外プルスタッドとし、前記内受把部は内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとし、
     前記内プルスタッドを、前記外プルスタッド及び前記ホルダベースに設けた穴を貫通させて取り付け、前記内プルスタッドをクランプ機構のスライドに連結可能に構成したことを特徴とするクランプホルダ。
  34.  ホルダベース、外受把部及び内受把部を有するクランプホルダであって、前記ホルダベースはクランプ機構を取り付けることが可能とし、前記外受把部はその内面に受把溝を有する概円筒部とし、前記内受把は内頭部と内頸部を有する内プルスタッドとし、
     前記概円筒部の前記受把溝の後側には後傾斜面を設け、前記内プルスタッドを前記概円筒部及び前記ホルダベースに設けた穴を貫通させて取り付け、前記内プルスタッドをクランプ機構のスライドに連結可能に構成したことを特徴とするクランプホルダ。
  35.  請求項33又は請求項34のいずれかに記載したクランプホルダであって、ホルダベースがテーパー外面を有し、前記テーパー外面の前側に前合面を有することを特徴とするクランプホルダ。
  36.  請求項33又は請求項34のいずれかに記載したクランプホルダであって、ホルダベースがテーパー内面を有し、前記テーパー内面の後側に後合面を有することを特徴とするクランプホルダ。
  37.  請求項33又は請求項34に記載したクランプホルダ、
     請求項33又は請求項34に記載したクランプホルダであって、ホルダベースがテーパー外面を有し、前記テーパー外面の前側に前合面を有するクランプホルダ、
     請求項33又は請求項34に記載したクランプホルダであって、ホルダベースがテーパー内面を有し、前記テーパー内面の後側に後合面を有するクランプホルダ、
     以上に記載したいずれかのクランプホルダと、クランプ機構の組合せであって、前記クランプ機構はクランプ台と、前記クランプホルダの内プルスタッドの前後方向の移動に伴って移動するスライドと、前記スライドの前後方向の移動に伴って反転する反転フレームと、前記反転フレームの反転に伴って前後方向に移動する移動ブロック及び前記移動ブロックの移動に伴って反転するクランプアームを有するものとし、
     前記クランプ機構は、前記クランプホルダの内プルスタッドを前後方向に移動させることにより、前記クランプアームのクランプ面が工作物を前記クランプ台に押し付ける構成であることを特徴とするクランプホルダとクランプ機構の組合。
  38.  請求項17又は請求項18に記載した主軸、
     請求項17又は請求項18に記載した主軸であって、2重押引機構の外押引機構が外シリンダからなり、内押引機構が内シリンダからなる主軸、
     請求項17又は請求項18に記載した主軸であって、2重押引機構の外押引機構が外電動シリンダからなり、内押引機構が内電動シリンダからなるものとし、外電動シリンダは、押引ベースに軸受を介して回転可能に取り付けた外押引ナットと、外ドローバに対して軸受とバネを介して取り付けた外ボールネジを有するものとし、外モータにより前記外押引ナットを回転駆動することにより前記外ボールネジをスライドさせ、前記外ボールネジによって前記外ドローバを押し引きする構成とし、内電動シリンダは、押引ベースに軸受を介して回転可能に取り付けた内押引ナットと、内ドローバに対して軸受とバネを介して取り付けた内ボールネジを有するものとし、内モータにより前記内押引ナットを回転駆動することにより前記内ボールネジをスライドさせ、前記内ボールネジによって前記内ドローバを押し引きする構成とした主軸、
     以上に記載したいずれかの主軸を有する工作機械であって、主軸軸線方向であるZ軸方向に前記主軸を移動させるZ軸移動機構を有し、かつ、前記Z軸と直角方向であるX軸方向に前記主軸を移動させるX軸移動機構、若しくは、前記Z軸及び前記X軸に対して直角方向であるY軸方向に前記主軸を移動させるY軸移動機構の内のいずれかを有するか、又は、前記X軸移動機構と前記Y軸移動機構の両方を有するものとし、前記Z軸移動機構、前記X軸移動機構、前記Y軸移動機構の移動を数値制御したことを特徴とするCNC工作機械。
  39.  第1主軸をX軸、Y軸及びZ軸の3軸について移動可能に設け、前記3軸の移動を数値制御し、さらに第2主軸と第3主軸の組み合わせを設け、前記第2主軸と前記第3主軸の組み合わせは同一の軸心を有するものとし、
     前記第2主軸若しくは前記第3主軸のいずれかが又は前記第2主軸と前記第3主軸の両方ともが、前記軸心の方向に移動可能に構成したことを特徴とする主軸の組み合わせ。
  40.  第1主軸をX軸、Y軸及びZ軸の3軸について移動可能に設け、前記3軸の移動を数値制御し、さらに第2主軸とホルダ保持装置の組み合わせを設け、前記第2主軸と前記ホルダ保持装置の組み合わせが同一の軸心を有するものとし、
     前記第2主軸若しくは前記ホルダ保持装置のいずれかが、又は前記第2主軸と前記ホルダ保持装置の両方ともが、前記軸心の方向に移動可能に構成したことを特徴とする主軸とホルダ保持装置の組み合わせ。
  41.  第1主軸をX軸、Y軸及びZ軸の3軸について移動可能に設け、前記3軸の移動を数値制御し、さらに第2主軸と第3主軸の組み合わせを設け、前記第2主軸と前記第3主軸の組み合わせは同一の軸心を有するものとし、
     前記第2主軸と前記第3主軸のそれぞれに揺動ホルダを取り付け、第2主軸に取り付けた前記揺動ホルダと第3主軸に取り付けた前記揺動ホルダとの間に揺動ベースを取付けることにより揺動機構を構成し、
     さらに前記揺動ベースに第4主軸を取り付け、前記第1主軸と前記第4主軸とを対向させたことを特徴とする主軸と前記揺動機構の組み合わせ。
  42.  請求項39に記載した主軸の組み合わせ、請求項40に記載した主軸とホルダ保持機構の組み合わせ又は請求項41に記載した主軸と揺動機構の組み合わせの、いずれかを有することを特徴とするCNC工作機械。
  43.  外被押引材と内被押引材とで構成した2重の被押引材を押し引きするための、外電動シリンダからなる外押引機構と、内電動シリンダからなる内押引機構とを有する2重押引機構であって、
     外電動シリンダは、押引ベースに軸受を介して回転可能に取り付けた外押引ナットと、外ドローバに軸受とバネを介して取り付けた外ボールネジを有するものとし、外モータにより前記外押引ナットを回転駆動することにより前記外ボールネジをスライドさせ、前記外ボールネジによって前記外被押引材を押し引きする構成とし、
     内電動シリンダは、押引ベースに軸受を介して回転可能に取り付けた内押引ナットと、内ドローバに軸受とバネを介して取り付けた内ボールネジを有するものとし、内モータにより前記内押引ナットを回転駆動することにより前記内ボールネジをスライドさせ、前記内ボールネジによって前記内被押引材を押し引きする構成としたことを特徴とする2重押引機構。
  44.  スピンドルの軸の穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに前記内スリーブの後側にバネを取り付け、前記内スリーブのテーパー内面によって前記軸の端部近郊をテーパー穴としたことを特徴とするスピンドル。
  45.  スピンドルの軸の前側端部近傍の外周にテーパー外面を有する外スリーブを取り付け、さらに前記外スリーブの後側にバネを取り付けたことを特徴とするスピンドル。
  46.  保持ベースの穴の前側端部近傍にテーパー内面を有する内スリーブを取り付け、さらに前記内スリーブの後側にバネを取り付け、前記内スリーブのテーパー内面によって前記保持ベースの端部近郊をテーパー穴としたことを特徴とするホルダ保持機構。
  47.  保持ベースの前側端部近傍の外周にテーパー外面を有する外スリーブを取り付け、さらに前記外スリーブの後側にバネを取り付けたことを特徴とするホルダ保持機構。
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