JP2002086304A - 主軸装置 - Google Patents
主軸装置Info
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- JP2002086304A JP2002086304A JP2000277717A JP2000277717A JP2002086304A JP 2002086304 A JP2002086304 A JP 2002086304A JP 2000277717 A JP2000277717 A JP 2000277717A JP 2000277717 A JP2000277717 A JP 2000277717A JP 2002086304 A JP2002086304 A JP 2002086304A
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- drawbar
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Abstract
を低減して振動の発生を抑制することができる主軸装置
を提供する。 【解決手段】 ハウジング2に回転可能に支持された主
軸5内に、ドローバー9を軸心方向へ進退動可能でかつ
圧縮コイルばね14a,14bにより常時後退する側に
付勢された状態で挿入し、油圧シリンダ16の伸縮作動
により前記ドローバー9を進退動させることで、主軸5
先端に対する工具ホルダー6のクランプ・アンクランプ
を可能にした主軸装置において、前記ドローバー9上に
巻装された圧縮コイルばね14a,14bと該圧縮コイ
ルばね14a,14bを前記ドローバー9上で担持する
スペーサー15a,15b,15cとをテーパ面部20
a,20bとテーパ面19とで接触させ、特に圧縮コイ
ルばね14a,14bの芯ずれを防止するようにした。
Description
交換装置)を備えたマシニングセンタ等工作機械の主軸
装置に関する。
は、例えば特公平7−106534号公報等に開示され
ているように、ハウジングに回転可能に支持された主軸
内にドローバーを軸線方向(長手方向)に進退動可能に
挿入し、ばね装置及び油圧シリンダの伸縮作動により前
記ドローバーを進退動させることで、主軸先端に対する
工具(又は工具を保持した工具ホルダー)のクランプ・
アンクランプを可能にしている。
ストンを伸び側(主軸の先端側)にストロークさせる
と、やがてピストンの前端部がドローバーのロッドエン
ドに当接して当該ドローバーをばね装置の付勢力に抗し
て前進動(押出し)させ、これにより主軸先端に組み付
けられたコレットチャックが解放動作して工具又は工具
ホルダーをアンクランプする。一方、工具又はホルダー
が主軸先端に挿入された状態で、油圧シリンダのピスト
ンを縮み側(主軸の後端側)にストロークさせると、ば
ね装置によるドローバーの後退動(引込み)よりコレッ
トチャックが係合動作して工具又は工具ホルダーをクラ
ンプするのである。
装置にあっては、前記ばね装置を構成する皿ばね等のば
ね部材が、その内径部とドローバー外周面との間に微小
な隙間を有して、ドローバー上に巻装され、一般に、組
付時には、主軸の端面にタップ等を埋め込んで当該主軸
のバランスどりを行っている。
による遠心力や工具交換(ドローバーのクランプ・アン
クランプ動作)時における頻繁な伸縮動作により、ばね
部材の芯ずれ(主軸の半径方向のずれ)や位相ずれ(主
軸の円周方向のずれ)が誘引され、これにより、前記主
軸のバランスの変化が大きくなって主軸が振動するとい
う問題点があった。即ち、前記主軸の振動により、加工
精度が低下し、工具寿命も短くなると共に、振動騒音発
生により作業環境が悪化するのである。
問題に鑑み提案されたもので、ばね部材のずれによる主
軸のバランスの変化を低減して振動の発生を抑制するこ
とができる主軸装置を提供することを目的とする。
めの請求項1に係る発明の主軸装置は、ハウジングに回
転可能に支持された主軸内に、ドローバーを軸心方向へ
進退動可能でかつばね部材により常時後退する側に付勢
された状態で挿入し、駆動手段により前記ドローバーを
進退動させることで、主軸先端に対する工具のクランプ
・アンクランプを可能にした主軸装置において、前記ド
ローバー上に巻装されたばね部材と該ばね部材を前記ド
ローバー上で担持する担持部材との接触面をテーパ加工
し、前記ばね部材のずれを防止することを特徴とする。
ハウジングに回転可能に支持された主軸内に、ドローバ
ーを軸心方向へ進退動可能でかつばね部材により常時後
退する側に付勢された状態で挿入し、駆動手段により前
記ドローバーを進退動させることで、主軸先端に対する
工具のクランプ・アンクランプを可能にした主軸装置に
おいて、前記ドローバー上に巻装されたばね部材と該ば
ね部材を前記ドローバー上で担持する担持部材との接触
面に摩擦増大手段を介設し、前記ばね部材のずれを防止
することを特徴とする。
ハウジングに回転可能に支持された主軸内に、ドローバ
ーを軸心方向へ進退動可能でかつばね部材により常時後
退する側に付勢された状態で挿入し、駆動手段により前
記ドローバーを進退動させることで、主軸先端に対する
工具のクランプ・アンクランプを可能にした主軸装置に
おいて、前記ドローバー上に巻装されたばね部材と該ば
ね部材を前記ドローバー上で担持する担持部材との接触
面をテーパ加工すると共に、前記ばね部材と担持部材と
の接触面に摩擦増大手段を介設し、前記ばね部材のずれ
を防止することを特徴とする。
例により図面を用いて詳細に説明する。
る主軸装置の縦断面図、図2は同じく要部拡大断面図、
図3は同じく圧縮コイルばねの説明図である。
装置)を備えたマシニングセンタの主軸ヘッド1はハウ
ジング2及び中間部材13を有してなる。
は、軸受3と軸受4とを介して主軸5が回転可能に収容
保持されている。この主軸5の先端部にはプルスタッド
6aを有した工具ホルダー6を引き込み、主軸5と一体
回転可能にするコレットチャック7が組み付けられる。
主軸5はモータ(ビルトインモータ)23によって回転
駆動される。
9が挿通されており、該ドローバー9は前記中心貫通孔
8内を長手方向に摺動可能なナット10に螺合させるこ
とによって、その中心軸線が主軸5の中心軸線と一致す
るようにセンタリング保持されている。また、ドローバ
ー9のナット10後方にはドローバー9と一体的に長手
方向に移動するロッドエンド12が嵌合される。
コレットチャック7で前記工具ホルダー6のプルスタッ
ド6aを引き込むことにより、図示しない工具を保持し
た工具ホルダー6を主軸5と一体的に固定(クランプ)
するようになっている。
の外周には、左巻きと右巻きの前後一対の圧縮コイルば
ね14a,14bが3個の筒状のスペーサー15a,1
5b,15cを介して巻装され、ドローバー9を常時引
き込み側に付勢している。
ンクランプ)するには、主軸5の後方に設けられた油圧
シリンダ16が使用される。この油圧シリンダ16は、
ハウジング2の後部(厳密には中間部材13)に一体的
に組み付けられたヘッド部17a,17b内をピストン
18が摺動自在に収装されてなる。
油圧供給源からの圧油により伸び側(主軸5の先端側)
に初期間隙Cを埋めるべくストロークすると、やがてピ
ストン18の前端部がドローバー9のロッドエンド12
に当接して当該ドローバー9を圧縮コイルばね14a,
14bの付勢力に抗して前進動(押出し)させ、これに
より主軸5先端に組み付けられたコレットチャック7が
解放動作して工具ホルダー6をアンクランプする。
された状態で、ピストン18を縮み側(主軸5の後端
側)にストロークさせると、圧縮コイルばね14a,1
4bの付勢力によるドローバー9の後退動(引込み)よ
りコレットチャック7が係合動作して工具ホルダー6を
クランプするようになっている。
ように、前記ドローバー9上に巻装された圧縮コイルば
ね14a,14bと該圧縮コイルばね14a,14bを
前記ドローバー9上で担持する担持部材としてのスペー
サー15a,15b,15cの接触面をテーパ加工する
と共に、前記スペーサー15a,15b,15cの接触
面に摩擦増大(発生)手段としてのOリング22を埋設
し、前記圧縮コイルばね14a,14bのずれを防止す
るようになっている。
15cの圧縮コイルばね14a,14bと接する端面
が、内径側が凹んだ所定のテーパ角θ(θ≒5°)のテ
ーパ面19に形成されると共に、圧縮コイルばね14
a,14bのスペーサー15a,15b,15cと接す
る端部に、内径側が突出した所定のテーパ角θ(θ≒5
°)のテーパ面部20a,20bが形成される。
ーサ15a,15bと異なり、ドローバー9にねじ21
で固定されている。これにより、圧縮コイルばね14
a,14bの縮んだ際に発生する捩じりトルク(左巻き
ばねは左、右巻きばねは右)を、中段のスペーサ15b
が摺動し易くなることでキャンセルしている。
ーバー外周面との間に微小な隙間を有してドローバー上
に巻装された圧縮コイルばね14a,14bにおいて
は、主軸5のバランスどりの後においても、主軸5の高
速回転による遠心力や工具交換(ドローバー9のクラン
プ・アンクランプ動作)時における頻繁な伸縮動作の作
用下では、芯ずれ(主軸の半径方向のずれ)や位相ずれ
(主軸の円周方向のずれ)が誘引される。
っても、スペーサー15a,15b,15cのテーパ面
19と圧縮コイルばね14a,14bのテーパ面部20
a,20bとの接触による所謂くさび作用で、特に圧縮
コイルばね14a,14bの芯ずれが防止される。ま
た、スペーサー15a,15b,15cのテーパ面19
に埋設したOリング22により、両部材の接触面間にお
ける摩擦係数が増大して、特に圧縮コイルばね14a,
14bの位相ずれが防止される。
低減して振動の発生が効果的に抑制され、依って、本マ
シニングセンタにおける加工精度が向上し、工具寿命も
長くなると共に、振動騒音低減により作業環境の悪化が
回避される。
発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であるこ
とはいうまでもない。例えば、摩擦増大手段として、O
リング22に代えて図3中に符号30で示した回り止め
キーを使用したり、両部材の接触面にダイヤモンドコー
ティングを施したりしても良い。また、ばね部材とし
て、圧縮コイルばね14a,14bに代えて多数の皿ば
ねを用いた場合、位相ずれは誘引されないので摩擦増大
手段は特に必要はない。また、本発明の主軸装置は、A
TCやビルトインモータを有しない工作機械の主軸装置
にも適用することができる。
発明の主軸装置によれば、ハウジングに回転可能に支持
された主軸内に、ドローバーを軸心方向へ進退動可能で
かつばね部材により常時後退する側に付勢された状態で
挿入し、駆動手段により前記ドローバーを進退動させる
ことで、主軸先端に対する工具のクランプ・アンクラン
プを可能にした主軸装置において、前記ドローバー上に
巻装されたばね部材と該ばね部材を前記ドローバー上で
担持する担持部材との接触面をテーパ加工し、前記ばね
部材のずれを防止することを特徴とするので、特にばね
部材の芯ずれ(主軸の半径方向のずれ)を効果的に防止
でき、主軸のバランスの変化を低減して振動の発生を抑
制することができる。この結果、加工精度が向上し、工
具寿命も長くなると共に、振動騒音低減により作業環境
の悪化が回避できる。
ば、ハウジングに回転可能に支持された主軸内に、ドロ
ーバーを軸心方向へ進退動可能でかつばね部材により常
時後退する側に付勢された状態で挿入し、駆動手段によ
り前記ドローバーを進退動させることで、主軸先端に対
する工具のクランプ・アンクランプを可能にした主軸装
置において、前記ドローバー上に巻装されたばね部材と
該ばね部材を前記ドローバー上で担持する担持部材との
接触面に摩擦増大手段を介設し、前記ばね部材のずれを
防止することを特徴とするので、特にばね部材の位相ず
れ(主軸の円周方向のずれ)を効果的に防止でき、主軸
のバランスの変化を低減して振動の発生を抑制すること
ができる。この結果、加工精度が向上し、工具寿命も長
くなると共に、振動騒音低減により作業環境の悪化が回
避できる。
ば、ハウジングに回転可能に支持された主軸内に、ドロ
ーバーを軸心方向へ進退動可能でかつばね部材により常
時後退する側に付勢された状態で挿入し、駆動手段によ
り前記ドローバーを進退動させることで、主軸先端に対
する工具のクランプ・アンクランプを可能にした主軸装
置において、前記ドローバー上に巻装されたばね部材と
該ばね部材を前記ドローバー上で担持する担持部材との
接触面をテーパ加工すると共に、前記ばね部材と担持部
材との接触面に摩擦増大手段を介設し、前記ばね部材の
ずれを防止することを特徴とするので、特にばね部材の
芯ずれと位相ずれの両方を効果的に防止でき、主軸のバ
ランスの変化を低減して振動の発生を抑制することがで
きる。この結果、加工精度が向上し、工具寿命も長くな
ると共に、振動騒音低減により作業環境の悪化が回避で
きる。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ハウジングに回転可能に支持された主軸
内に、ドローバーを軸心方向へ進退動可能でかつばね部
材により常時後退する側に付勢された状態で挿入し、駆
動手段により前記ドローバーを進退動させることで、主
軸先端に対する工具のクランプ・アンクランプを可能に
した主軸装置において、前記ドローバー上に巻装された
ばね部材と該ばね部材を前記ドローバー上で担持する担
持部材との接触面をテーパ加工し、前記ばね部材のずれ
を防止することを特徴とする主軸装置。 - 【請求項2】 ハウジングに回転可能に支持された主軸
内に、ドローバーを軸心方向へ進退動可能でかつばね部
材により常時後退する側に付勢された状態で挿入し、駆
動手段により前記ドローバーを進退動させることで、主
軸先端に対する工具のクランプ・アンクランプを可能に
した主軸装置において、前記ドローバー上に巻装された
ばね部材と該ばね部材を前記ドローバー上で担持する担
持部材との接触面に摩擦増大手段を介設し、前記ばね部
材のずれを防止することを特徴とする主軸装置。 - 【請求項3】 ハウジングに回転可能に支持された主軸
内に、ドローバーを軸心方向へ進退動可能でかつばね部
材により常時後退する側に付勢された状態で挿入し、駆
動手段により前記ドローバーを進退動させることで、主
軸先端に対する工具のクランプ・アンクランプを可能に
した主軸装置において、前記ドローバー上に巻装された
ばね部材と該ばね部材を前記ドローバー上で担持する担
持部材との接触面をテーパ加工すると共に、前記ばね部
材と担持部材との接触面に摩擦増大手段を介設し、前記
ばね部材のずれを防止することを特徴とする主軸装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000277717A JP3776700B2 (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 主軸装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP3776700B2 JP3776700B2 (ja) | 2006-05-17 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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---|---|
JP (1) | JP3776700B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1632300A2 (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-08 | Fanuc Ltd | Clamping mechanism for tool holder |
JP2007296636A (ja) * | 2007-08-14 | 2007-11-15 | Nsk Ltd | 主軸装置 |
US20170129020A1 (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | Ott-Jakob Spanntechnik Gmbh | Clamping device |
JP7366777B2 (ja) | 2020-01-31 | 2023-10-23 | コマツNtc株式会社 | 主軸装置 |
-
2000
- 2000-09-13 JP JP2000277717A patent/JP3776700B2/ja not_active Expired - Fee Related
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EP1632300A3 (en) * | 2004-09-01 | 2006-06-07 | Fanuc Ltd | Clamping mechanism for tool holder |
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