JP2003145323A - Tool holding device - Google Patents
Tool holding deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械において
工具を保持するために主軸に設けられる工具保持装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool holding device provided on a spindle for holding a tool in a machine tool.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２は従来の主軸の縦断面図で、主軸１
は、図示しないハウジング内で回動可能に軸支され、そ
の軸心に形成された貫通孔２内には、主軸１の前端（図
２の左側）で工具ホルダ３を装着する工具保持装置５が
設けられている。工具保持装置５は、貫通孔２内に軸方
向へ前後移動可能に収容された進退ロッドとしての引き
上げ軸６と、引き上げ軸６の先端に設けられる把持機構
としてのコレット７と、引き上げ軸６に遊挿される複数
の皿バネ８，８・・とからなる。皿バネ８，８・・は、
貫通孔２の段部９に当接する第１ストッパ１０と、引き
上げ軸６の後方で一体に設けられる第２ストッパ１１と
の間で軸方向へ整列して設けられ、引き上げ軸６を同図
の後退位置に付勢している。また、コレット７は、引き
上げ軸６の後退位置では、引き上げ軸６と共に後退して
収縮し、工具ホルダ３の後端に突設されたプルスタッド
４を把持する。一方、引き上げ軸６が主軸１の後方に設
けられた図示しない駆動機構により、図３に示すように
皿バネ８，８・・の付勢に抗して前進すると、コレット
７は前進しながら拡大してプルスタッド４の把持を解除
する。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a conventional spindle.
Is rotatably supported in a housing (not shown), and a tool holding device 5 for mounting a tool holder 3 at the front end (left side in FIG. 2) of the spindle 1 in a through hole 2 formed in the shaft center. Is provided. The tool holding device 5 includes a pull-up shaft 6 as an advancing / retreating rod housed in the through hole 2 so as to be movable back and forth in the axial direction, a collet 7 as a gripping mechanism provided at the tip of the pull-up shaft 6, and a pull-up shaft 6. It is composed of a plurality of disc springs 8, 8 ... The disc springs 8, 8 ...
The first stopper 10 that abuts on the stepped portion 9 of the through hole 2 and a second stopper 11 that is integrally provided behind the pull-up shaft 6 are axially aligned, and the pull-up shaft 6 is shown in FIG. It is biased to the retracted position. Further, at the retracted position of the pull-up shaft 6, the collet 7 retracts and contracts together with the pull-up shaft 6, and grips the pull stud 4 provided at the rear end of the tool holder 3. On the other hand, when the pull-up shaft 6 is moved forward by the drive mechanism (not shown) provided behind the main shaft 1 against the bias of the disc springs 8, 8 ... As shown in FIG. 3, the collet 7 is expanded while moving forward. Then, the grip of the pull stud 4 is released.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】皿バネ８，８・・は、
通常同じバネ定数のものが使用され、繰り返し荷重によ
る寿命計算は、全ての皿バネ８，８・・が同じ量だけた
わむものと考えて計算されている。しかし、実際には皿
バネ８，８・・の全てが一様にたわむのではなく、皿バ
ネ８の位置によってたわみ量は相違する。例えば、高速
で引き上げ軸６を前進させた場合には、後方側の皿バネ
８，８・・（図３のＡ部）が先にたわみ、前方側の皿バ
ネ８，８・・（同図のＢ部）に比べてたわみ量が大きく
なっている。よって、後方側Ａ部の皿バネ８，８・・が
先に疲労破壊することとなり、寿命は計算値よりも短く
なってしまう。The disc springs 8, 8 ...
Normally, the same spring constant is used, and the life calculation by repeated load is calculated by assuming that all the disc springs 8, 8 ... However, actually, not all of the disc springs 8, 8 ... Deform uniformly, but the amount of deflection differs depending on the position of the disc spring 8. For example, when the pull-up shaft 6 is advanced at a high speed, the disc springs on the rear side 8, 8 ... (A in FIG. 3) bend first, and the disc springs 8 on the front side 8, 8. The amount of deflection is larger than that of (Part B). Therefore, the disc springs 8, 8 ... of the rear side A portion are fatigue-destructed first, and the life becomes shorter than the calculated value.
【０００４】そこで、請求項１に記載の発明は、皿バネ
の耐久力を向上させ、全体の寿命を延ばすことができる
工具保持装置を提供することを目的としたものである。Therefore, an object of the present invention is to provide a tool holding device capable of improving the durability of the disc spring and extending the entire life thereof.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、皿バネは、異なるバネ定
数のものを用いたことを特徴とするものである。また、
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、荷
重に応じたより効果的な配置とするために、皿バネは、
後方側では前方側よりもバネ定数の大きいものを配置し
たことを特徴とするものである。また、請求項３に記載
の発明は、請求項１又は２の目的に加えて、荷重に応じ
たより効果的な配置とするために、皿バネは、両端では
中央よりもバネ定数の大きいものを配置したことを特徴
とするものである。In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 is characterized in that disc springs having different spring constants are used. Also,
According to the invention described in claim 2, in addition to the object of claim 1, in order to achieve a more effective arrangement according to the load, the disc spring is
The rear side is characterized by having a spring constant larger than that of the front side. Further, in addition to the object of claim 1 or 2, the invention according to claim 3 has a disc spring having a larger spring constant at both ends than at the center in order to achieve a more effective arrangement according to the load. It is characterized by being arranged.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、工作機械の主軸の縦断面
図で、主軸１及び貫通孔２、引き上げ軸６、コレット７
等、図２，３で説明したのと同じ符号は同じ構成要素を
示すため、重複する説明は省略する。また、工具保持装
置５においても、引き上げ軸６に遊挿されて引き上げ軸
６を後退位置へ付勢する皿バネが、引き上げ軸６の軸方
向へ整列して設けられているが、ここでの皿バネは、後
方側のＡ部の皿バネ１２，１２・・と、その前方側のＢ
部の皿バネ１３，１３・・とでバネ定数が異なったもの
が用いられており、皿バネ１２，１２・・が皿バネ１
３，１３・・よりもバネ定数は大きくなっている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a spindle of a machine tool, showing a spindle 1, a through hole 2, a pulling shaft 6, and a collet 7.
Since the same reference numerals as those described with reference to FIGS. 2 and 3 indicate the same components, duplicate description will be omitted. Also in the tool holding device 5, disc springs that are loosely inserted in the pull-up shaft 6 and urge the pull-up shaft 6 to the retracted position are provided in alignment with the pull-up shaft 6 in the axial direction. The disc springs are the disc springs 12, 12, ...
, Which have different spring constants are used. The disc springs 12, 12, ...
The spring constant is larger than 3,13 ...
【０００７】以上の如く構成された工具保持装置５にお
いては、皿バネ１２，１３は、異なるバネ定数のものを
配置したことで、荷重に応じた適切な使用が可能とな
る。すなわち、工具ホルダ３の取り外しの際、引き上げ
軸６が高速で前進して後方側の皿バネ１２，１２・・に
大きな荷重が加わることがあっても、図１のようにＡ部
及びＢ部にかかわりなく各皿バネ１２，１３は全体に亘
ってたわみ量の不均等さが減少する。よって、皿バネ１
２，１３の耐久力が向上し、一部の皿バネが先に疲労破
壊を起こすことがなく、全体の寿命を延ばすことができ
る。また、疲労破壊による機械停止も防止可能となる。
特にここでは、後方側では前方側よりもバネ定数の大き
いものとしたことで、後方側へ大きく加わる荷重に応じ
た効果的な配置となっている。In the tool holding device 5 configured as described above, the disc springs 12 and 13 having different spring constants can be used appropriately according to the load. That is, when the tool holder 3 is removed, even if the pull-up shaft 6 moves forward at high speed and a large load is applied to the disc springs 12, 12, ... on the rear side, as shown in FIG. Irrespective of the above, the nonuniformity of the amount of deflection is reduced throughout the disc springs 12 and 13. Therefore, disc spring 1
The durability of Nos. 2 and 13 is improved, some of the disc springs do not undergo fatigue failure first, and the entire life can be extended. In addition, it is possible to prevent machine stoppage due to fatigue failure.
In particular, here, the rear side has a larger spring constant than the front side, so that it is effectively arranged according to the load applied to the rear side.
【０００８】また、他の実施形態として、皿バネは、両
端には中央よりもバネ定数の大きいものを配置させる。
これにより、工具ホルダ３の取り外しの際、引き上げ軸
６が前進してストッパ１０，１１付近の両端に大きな荷
重が加わることがあっても、皿バネは全体に亘ってたわ
み量の不均等さが減少する。よって、この場合も両端に
大きく加わる荷重に応じた効果的な配置となり、皿バネ
全体の寿命を延ばすことができる。Further, as another embodiment, as the disc springs, those having a larger spring constant than the center are arranged at both ends.
As a result, when the tool holder 3 is removed, even if the pull-up shaft 6 moves forward and a large load is applied to both ends near the stoppers 10 and 11, the disc spring has a non-uniform amount of deflection. Decrease. Therefore, also in this case, the arrangement is effective according to the load applied to both ends, and the life of the entire disc spring can be extended.
【０００９】なお、上記形態では、皿バネは２種類のバ
ネ定数のものを使用しているが、３種類以上で夫々バネ
定数が前方へ向けて順に小さくなるものを使用すること
もできる。また、バネ定数ごとに設ける皿バネの割合
も、後方側への荷重に合わせて適宜選択可能である。ま
た、後方側が最も大きなバネ定数で、前方が次に大きな
バネ定数で、中央が最も小さなバネ定数とすることもで
きる。さらに、上記形態では、皿バネは進退ロッドとし
ての引き上げ軸に同軸で遊挿されているが、この形態に
限らず、進退ロッドの側方で平行に配列されるものであ
っても本発明は適用可能である。この場合、一列に限ら
ず、複数列であっても同様にバネ定数を変えれば良い。In the above embodiment, the disc springs have two kinds of spring constants, but three or more disc springs each having a smaller spring constant in the forward direction may be used. Further, the proportion of the disc spring provided for each spring constant can be appropriately selected according to the load on the rear side. Further, the rear side may have the largest spring constant, the front side may have the next largest spring constant, and the center may have the smallest spring constant. Further, in the above-described embodiment, the disc spring is loosely inserted coaxially with the pull-up shaft as the advancing / retreating rod, but the present invention is not limited to this embodiment, and the present invention is not limited to the case where the advancing / retreating rods are arranged parallel to each other. Applicable. In this case, the spring constant may be similarly changed not only in one row but also in a plurality of rows.
【００１０】[0010]
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、皿バネ
は、異なるバネ定数のものを用いたことで、荷重に応じ
た適切な使用が可能となる。すなわち、工具の取り外し
の際、進退ロッドが高速で前進して皿バネに不均等な荷
重が加わることがあっても、皿バネは全体に亘ってたわ
み量の不均等さが減少する。よって、皿バネの耐久力が
向上し、一部の皿バネが先に疲労破壊を起こすことがな
く、全体の寿命を延ばすことができる。また、疲労破壊
による機械停止も防止可能となる。請求項２，３に記載
の発明によれば、請求項１の効果に加えて、荷重に応じ
た皿バネのより効果的な配置が可能となる。According to the invention described in claim 1, since the disc springs having different spring constants are used, the disc spring can be properly used according to the load. That is, even if the advancing / retreating rod moves forward at high speed and an uneven load is applied to the disc spring when the tool is removed, the unevenness of the deflection amount of the disc spring is reduced throughout. Therefore, the durability of the disc springs is improved, some of the disc springs do not undergo fatigue fracture first, and the entire life can be extended. In addition, it is possible to prevent machine stoppage due to fatigue failure. According to the invention described in claims 2 and 3, in addition to the effect of claim 1, more effective arrangement of the disc springs according to the load becomes possible.
【図１】主軸の縦断面図である(工具ホルダ保持解除状
態）。FIG. 1 is a vertical sectional view of a spindle (a tool holder holding release state).
【図２】従来の主軸の縦断面図である(工具ホルダ保持
状態）。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a conventional spindle (with a tool holder held).
【図３】従来の主軸の縦断面図である（工具ホルダ保持
解除状態）FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a conventional spindle (with the tool holder held released).
１・・主軸、２・・貫通孔、５・・工具保持装置、６・
・引き上げ軸、７・・コレット、１２，１３・・皿バ
ネ。1 ... Main spindle, 2 through hole, 5 tool holding device, 6
・ Pull-up shaft, 7 ・ ・ Collet, 12, 13 ・ ・ Disc spring.
Claims (3)
られた進退ロッドと、その進退ロッドに連動し、前記進
退ロッドの後退位置で工具を把持し、前進位置で前記工
具の把持を解除する把持機構と、前記進退ロッドの軸方
向へ整列して設けられ、前記進退ロッドを前記後退位置
へ付勢する複数の皿バネとからなる工具保持装置であっ
て、 前記皿バネは、異なるバネ定数のものを用いたことを特
徴とする工具保持装置。1. An advancing / retreating rod provided inside the main shaft so as to be movable back and forth in the axial direction, and interlocking with the advancing / retreating rod, gripping the tool at the retracted position of the advancing / retreating rod and releasing the gripping of the tool at the advancing position. And a plurality of disc springs that are arranged in the axial direction of the advancing / retreating rod and urge the advancing / retreating rods to the retracted position, wherein the disc springs are different springs. A tool holding device characterized by using a constant number.
定数の大きいものを配置した請求項１に記載の工具保持
装置。2. The tool holding device according to claim 1, wherein the disc spring has a larger spring constant on the rear side than on the front side.
の大きいものを配置した請求項１又は２に記載の工具保
持装置。3. The tool holding device according to claim 1, wherein the disc springs are arranged such that both ends thereof have a larger spring constant than the center.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001355009A JP2003145323A (en) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | Tool holding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001355009A JP2003145323A (en) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | Tool holding device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003145323A true JP2003145323A (en) | 2003-05-20 |
Family
ID=19166776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001355009A Pending JP2003145323A (en) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | Tool holding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003145323A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015528396A (en) * | 2012-08-30 | 2015-09-28 | シェンク ロテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Clamping device |
-
2001
- 2001-11-20 JP JP2001355009A patent/JP2003145323A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015528396A (en) * | 2012-08-30 | 2015-09-28 | シェンク ロテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Clamping device |
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