JP2004268212A

JP2004268212A - Main spindle device

Info

Publication number: JP2004268212A
Application number: JP2003063791A
Authority: JP
Inventors: So Okubo; 創大窪
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: JP4293807B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a main spindle device for reducing influence by shaft directional thermal displacement of a main spindle with high rigidity, highly accurately machining a work, and suitable for being mounted on a compact and small grinding machine. <P>SOLUTION: This main spindle device is provided with the cylindrical main spindle 3 for rotatably supporting both the front-rear end sides 3a, 3b by bearings 4 and 5, a driving means for rotatably driving this main spindle 3 around the axis, an openable-closable chuck part 14 for rotating around the axis integrally with the main spindle 3, and a chuck opening-closing mechanism 19 for opening-closing the chuck part 14. The chuck part 14 is installed in a flange part 18 existing in the central vicinity up to the main spindle rear end 3b side bearing 5 from the main spindle front end 3a side bearing 4 on the inside of the main spindle 3, and is arranged in a position recessed backward from a front end surface 4a of the main spindle front end 3a side bearing 4 or a position in the same as the front end surface 4a. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削盤等のワーク加工機械に搭載され、ワークをチャックし回転させる主軸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の主軸装置の主軸前端部側を示した断面図である。同図の主軸装置１は、主軸前端３ａ側の軸受４と同主軸後端側の軸受（図示省略）とで主軸３が支持され、かつ、その主軸３の前端に一体に設けたチャック部１４でワークＷをチャックする構造となっている。（例えば、特開２００３‐０１１００８号公報参照）。
【０００３】
しかしながら、上記従来の主軸装置１によると、主軸３の前端に、チャック部１４とこれを開閉するためのピストン等を設置してなる構造であるため、チャック部１４が主軸前端３ａ側の軸受４より前方に大きく張り出し、剛性が低く、また、主軸３の軸方向熱変位による影響が大きく、ワークＷの加工位置が変化しやすいため、高精度のワーク加工を行なうことが困難であり、さらに、主軸の軸心方向に大型で大きな設置スペースが必要となり、小型の研削盤に搭載することができない等の問題点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３‐１１００８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、高剛性で主軸の軸方向熱変位による影響が小さく、高精度のワーク加工を行なうことができ、かつ、コンパクトで小型の研削盤への搭載に好適な、主軸装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、前後両端側を軸受で回転可能に支持した筒状の主軸と、上記主軸をその軸心回りに回転駆動する駆動手段と、上記主軸と一体にその軸心回りに回転する開閉可能なチャック部と、上記チャック部を開閉するチャック開閉機構とを有し、上記チャック部は、上記主軸の内側であって上記主軸前端側の軸受から上記主軸後端側の軸受までの間の中央付近にあるフランジ部に取り付けられて、上記主軸前端側の軸受の前端面より後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面と同じ位置に配置されてなることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、上記構造の採用により、チャック部が主軸の内側空間で２つの軸受間に位置し、かつ、主軸前端側の軸受の前端面より少しも前方にチャック部が張り出さない、高剛性構造が得られる。
【０００８】
本発明において、上記チャック部については、上記主軸の内側に取り付け設置され、かつ押圧力の付与と解除で上記主軸の軸方向に弾性変形するダイヤフラムと、上記ダイヤフラムの表面に放射状に取り付けられた複数の爪とを有する構造からなる、いわゆるダイヤフラムチャックを採用することができる。
【０００９】
本発明において、上記チャック部については、上記主軸の内側に取り付け設置され、かつ押圧力の付与と解除で上記主軸の軸方向に弾性変形するダイヤフラムと、上記ダイヤフラムの表面に放射状に取り付けられた複数の爪とを有する構造からなる、いわゆるダイヤフラムチャックを採用し、かつ、上記チャック開閉機構については、上記主軸の内側に収容され、該主軸の内面に沿って主軸の軸心方向にスライド可能に設置されるとともに、そのスライドの推力で上記ダイヤフラムに押圧力を付与するピストンと、上記ピストンの外側に設けられるとともに、上記ピストンを上記ダイヤフラム方向へスライドさせるための推力を、上記ピストンの外部に発生させる第１の加圧室と、上記ピストンの内側に設けられるとともに、上記ピストンを上記ダイヤフラム方向へスライドさせるための推力を、上記ピストンの内部に発生させる第２の加圧室と、上記ピストンの推力を発生させるためのエアー圧を上記第１および第２の加圧室へ供給するエアー供給手段とを備えてなる構造を採用することができる。
【００１０】
本発明において、上記主軸の後端側は軸端部閉鎖部材により塞がれ、上記ピストンの内部は空洞に形成され、上記ピストン内の空洞部は、仕切り部によりピストン長手方向に仕切られてなり、上記第１の加圧室は、上記ピストンの後端面とこれに対向する軸端部閉鎖部材の内側面との間の空隙部からなり、上記第２の加圧室は、上記仕切り部の前面とこれに対向している上記ピストン内の空洞部前方壁面との間の隙間空間からなる構造を採用することができる。
【００１１】
本発明において、上記エアー供給手段については、一端が上記第１の加圧室に連通し、他端がエアー供給装置側に連通する第１のエアー供給通路と、一端が上記第１の加圧室に連通し、他端が上記第２の加圧室に連通する第２のエアー供給通路とからなる構造を採用することができる。
【００１２】
本発明において、上記仕切り部の後面とこれに対向している上記ピストン内の空洞部後方壁面との間の隙間空間は、エアーダクト通路を介し外部に開放され、空気の出入りが自由となっている構造を採用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る主軸装置の実施形態について図１ないし図４を基に詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態である主軸装置の断面図、図２は図１のＡ矢視図、図３は図１のＢ矢視図である。
【００１５】
図１の主軸装置１はベース２上に横置きに設置された筒状の主軸３を有している。この筒状の主軸３はその前後両端３ａ、３ｂ側が軸受４、５で回転可能に支持されている。
【００１６】
主軸前端３ａの軸受４は完全に固定されているが、主軸後端３ｂの軸受５について主軸３の軸方向にスライド変位できるようにセットされている。これは、主軸３の先端側ではワークＷの加工が行なわれるが、その加工位置が主軸３の熱膨張によって変化すると所望のワークＷの加工精度が得られないため、主軸３の軸方向熱変位を主軸後端３ｂ側へ逃がすようにしたものである。
【００１７】
主軸３の前端３ａ側はその主軸３内部が見えるように開放されているが、同主軸３の後端３ｂ側は軸端部閉鎖部材６により塞がれている。
【００１８】
軸端部閉鎖部材６の中心部には、その軸端部閉鎖部材６の内外両面を貫通する形状の主軸センターロッド７が一体に設けられている。
【００１９】
主軸センターロッド７の先端７ａ側は、主軸前端３ａより少し奥に引っ込んだ位置付近まで突出し、同主軸センターロッド７の後端７ｂ側は主軸３の後端３ｂより後方に突出するように形成されている。
【００２０】
上記主軸センターロッド７の後端７ｂ側にはプーリ８が一体に取り付けられており、この主軸側プーリ８はベルト９を介してモータ１０のモータ軸側プーリ１２に連結されている（図３参照）。
【００２１】
モータ１０を起動すると、モータ軸側プーリ１２、ベルト９、主軸側プーリ８および軸端部閉鎖部材６を介し、主軸３側にモータの回転力が伝達され、これにより主軸３がその軸心回りに回転駆動される。
【００２２】
つまり、本実施形態では、モータ１０と、その回転力を主軸側に伝達するモータ軸側プーリ１２、ベルト９、主軸側プーリ８および軸端部閉鎖部材６等の動力伝達部材とにより、主軸３をその軸心回りに回転駆動する駆動手段が構成されている。
【００２３】
主軸３の内側空間には、該主軸３と一体にその軸心回りに回転する開閉可能なチャック部１４が収容されている。このチャック部１４は、前後の軸受４、５間の中央付近、すなわち主軸前端３ａ側の軸受４から同主軸後端３ｂ側の軸受５までの間の中央付近にあるフランジ部１８に取り付けられて、主軸前端３ａ側の軸受４の前端面４ａより後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面４ａと同じ位置に配置されている。
【００２４】
上記のようなチャック部１４と主軸前端３ａ側の軸受４との位置関係をモデル化して図示すると図４（ａ）のようになる。図４（ａ）からも分かるように、図１の主軸装置では、２つの軸受４、５間の中央付近にあるフランジ部１８にチャック部１４が取り付けられる構造のため、その２つの軸受４、５間の中央付近がチャック部１４の支持部となり、また、軸受４の前端面より前方に少しもチャック部１４は張り出していない。
【００２５】
尚、図４（ｂ）は図５に示す従来の主軸装置１におけるチャック部１４と主軸前端３ａ側の軸受４との位置関係をモデル化して図示したものであり、この図４（ｂ）から分かるように、図５の従来の主軸装置１では、チャック部１４が主軸３の外側に位置し、かつ、軸受４の前端面より前方にチャック部１４が大きく張り出している。
【００２６】
チャック部１４については、押圧力の付与と解除で複数の爪が開閉する構造が適用される。本実施形態では、その構造例として、ダイヤフラムチャック１５を採用している。
【００２７】
上記ダイヤフラムチャック１５は、ダイヤフラム１６と複数の爪１７、１７…とを有する構造であって（図２参照）、ダイヤフラム１６は、主軸３の内側に取り付け設置され、かつ、押圧力の付与と解除で主軸３の軸方向に弾性変形する構造となっている。また、複数の爪１７、１７…は、ダイヤフラム１６の表面に放射状に取り付けられている。
【００２８】
本実施形態の場合、ダイヤフラム１６は主軸３内側のフランジ部１８を利用して主軸３の内側に取り付け固定されている。
【００２９】
すなわち、主軸３の内周面には、その主軸３の軸方向略中央付近、具体的にはこの主軸３を両端支持する前後の上記軸受４、５間の中央付近に、環状のフランジ部１８が一体に形成されており、このフランジ部１８（以下、主軸内側フランジ部という。）の表面にダイヤフラム１６の支持部材１６‐１がボルトで固定されている。
【００３０】
主軸３の後端３ｂから前端３ａに向かう方向の押圧力がダイヤフラム１６の中央部に与えられると、ダイヤフラム１６は中央凸状に弾性変形し、これにより複数の爪１７、１７…が放射状に開く。この状態でダイヤフラムチャック１５は開となる。
【００３１】
また、上記押圧力が解除されると、ダイヤフラム１６の弾性復帰力によりダイヤフラム１６が元の形に戻り、これにより複数の爪１７、１７…が閉じる。この状態でダイヤフラムチャック１５は閉となる。
【００３２】
上記のようなダイヤフラムチャック１５の開閉動作は、主軸３の内側に内蔵されたチャック開閉機構１９により行なわれる。次に、このチャック開閉機構１９の構造を説明する。
【００３３】
主軸内側フランジ部１８と軸端部閉鎖部材６で挟まれた主軸３内の後方空間部Ｇ（以下、主軸内後方空間という。）には、内部が空洞のピストン２０が設置されており、このピストン２０は、主軸３の内周面に沿って主軸３の軸心方向にスライド可能に設置されている。そして、このようなピストン２０のスライドの推力によりダイヤフラム１６に対し押圧力が付与される。
【００３４】
本実施形態では、上記の如く主軸３がピストン２０のシリンダとしても機能する構造となっている。したがって、ピストン２０のために特別シリンダを設ける必要はない。
【００３５】
上記のように設置されたピストン２０の先端面２０ａは、ダイヤフラム１６の方向を向いて主軸内側フランジ部１８と対向するように配置され、また、同ピストン２０の後端面２０ｂは、軸端部閉鎖部材６の内側面６ａと対向するように配置されている。
【００３６】
主軸内後方空間部Ｇには上記の如く軸端部閉鎖部材６から突き出た主軸センターロッド７の一部が横たわっている。そして、その主軸センターロッド７を通すためのロッド通し穴２１がピストン２０の中心部に開設されており、ピストン２０はこのロッド通し穴２１を介して主軸センターロッド７に串刺し状にセットされている。
【００３７】
さらに、上記ピストン２０の先端面２０ａにはその中心部に押圧ロッド２２が一体に突出形成されている。この押圧ロッド２２は、主軸内側フランジ部１８の内側を通り抜けて、上記ダイヤフラム１６の裏面中央部に当接する構造となっている。
【００３８】
尚、上記押圧ロッド２２の軸心にも主軸センターロッド７を通すためのロッド通し穴２１が設けられている。そして、上記の如く軸端部閉鎖部材６から突き出てピストン２０を貫通している主軸センターロッド７は、この押圧ロッド２２のロッド通し穴２１も突き抜けて爪１７、１７…の裏側付近まで突出する構造となっている。
【００３９】
ピストン２０の外側には第１の加圧室２３が設けられている。この第１の加圧室２３は、ピストン２０の後端面２０ｂとこれに対向する軸端部閉鎖部材６の内側面６ａとの間の空隙部からなる。
【００４０】
また、この第１の加圧室２３には、上記ピストン２０をダイヤフラムチャック１５のダイヤフラム１６方向に向かってスライドさせるためのエアーが供給される。
【００４１】
第１の加圧室２３の前方壁面を形成しているピストン後端面２０ｂは該ピストン２０全体の受圧面の一部を構成する。
【００４２】
第１の加圧室２３に所定のエアー圧が供給されると、そのエアー圧がピストン後端面２０ｂに作用し、これによりピストン２０がその外側からダイヤフラム１６方向に向かって押圧されスライドする。
【００４３】
従って、第１の加圧室２３（ピストン２０の後端面２０ｂとこれに対向する軸端部閉鎖部材６の内側面６ａとの間の空隙部）は、ピストン２０をダイヤフラム１６方向へスライドさせるための推力を、該ピストン２０の外部に発生させる手段として機能する。
【００４４】
ピストン２０内の空洞部２４には仕切り部２５が設けられている。この仕切り部２５は、ピストン２０内の空洞部２４を貫通している主軸センターロッド７の外周回りに環状に一体に形成され、かつ、ピストン２０内の空洞部２４をピストン長手方向に仕切っている。
【００４５】
ピストン２０内の空洞部２４は上記仕切り部２５により独立した２つの室に仕切られている。この２つの室とは、具体的には、▲１▼仕切り部２５の前面２５ａとこれに対向しているピストン内の空洞部前方壁面２４ａとの間の隙間空間からなるピストン内前方室２４‐１と、▲２▼同じ仕切り部２５の後面２５ｂとこれに対向しているピストン２０内の空洞部後方壁面２４ｂとの間の隙間空間からなるピストン内後方室２４‐２である。
【００４６】
上記ピストン内前方室２４‐１の前方壁面を形成しているピストン内の空洞部前方壁面２４ａは、前述のピストン後端面２０ｂと同様、ピストン２０全体の受圧面の一部を構成する。
【００４７】
上記ピストン内前方室２４‐１にエアーが供給されると、このピストン内前方室２４‐１の前方壁面を形成しているピストン内の空洞部前方壁面２４ａに、そのエアー圧が作用し、これによりピストン２０がその内側からダイヤフラム１６方向に向かって押圧されスライドする。
【００４８】
要するに、上記▲１▼のピストン内前方室２４‐１は、ピストン２０をダイヤフラム１６方向へスライドさせるための推力を、該ピストン２０の内部に発生させる室、すなわち第２の加圧室である。
【００４９】
上記▲２▼のピストン内後方室２４‐２は、エアーダクト通路２６を介し外部に開放され、空気の出入りが自由となっている。
【００５０】
エアーダクト通路２６は、主軸側プーリ８の端面側から主軸センターロッド７をその軸心方向に進んで上記ピストン内後方室２４‐２に連通する構造となっている。
【００５１】
第１の加圧室２３へのエアー供給は、主軸３に設けた第１のエアー供給通路２７を介して行なわれる。
【００５２】
第１のエアー供給通路２７は、一端２７ａ（エアー吐出口）が第１の加圧室２３に連通するように開口形成され、他端２７ｂ（エアー導入口）が図示しない工場内エアー供給装置側に接続されている。
【００５３】
従って、本実施形態では、工場内エアー供給装置から第１のエアー供給通路２７を介して第１の加圧室２３に所定の圧力のエアーが供給される。
【００５４】
ピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）へのエアー供給はピストン２０に設けた第２のエアー供給通路２８を介して行なわれる。
【００５５】
第２のエアー供給通路２８は、一端２８ａ（エアー吐出口）が第１の加圧室２３に連通するように開口形成され、他端２８ｂ（エアー導入口）がピストン内前方室２４‐１に連通するように開口形成されている。
【００５６】
従って、本実施形態では、第１の加圧室２３に供給されたエアーの一部が自動的に第２のエアー供給通路２８を介してピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）にも供給される。
【００５７】
ピストン２０のスライドの推力はピストン２０への供給エアー圧力と、これを受けるピストン２０の受圧面積で決定される。本実施形態では、第１の加圧室２３や第２の加圧室（ピストン内前方室２４‐１）に供給されるエアー供給圧力がピストン２０への供給エアー圧力となる。また、ピストン後端面２０ｂの面積とピストン内の空洞部前方壁面２４ａの面積との合計がピストン２０全体の受圧面積である。
【００５８】
本実施形態のように第１の加圧室２３と第２の加圧室（ピストン内前方室２４‐１）の双方から押圧されるピストン構造のものと、第１の加圧室２３しかないピストン構造のものとにおいて、そのピストンへの供給エアー圧力を一定としてピストンの推力を比較してみると、本実施形態のピストン構造の方が、そのピストン内の空洞部前方壁面２４ａの受圧面積分だけ大きな推力を得られる。
【００５９】
したがって、本実施形態のようなピストン構造によると、この主軸装置１全体を特に主軸３の径方向に小型化する場合に、ピストン２０も小径化されるが、その場合でも従来と同一の供給エアー圧力で従来同様またはそれ以上のピストン２０の推力をうることができ、ダイヤフラムチャック１５において十分な把持力を確保することが可能である。
【００６０】
次に、上記の如く構成された主軸装置の動作について図１を基に説明する。
【００６１】
図１の主軸装置では、ダイヤフラムチャック１５の爪１７でワークＷをチャックしクランプする。
【００６２】
このとき、ダイヤフラムチャック１５は主軸前端３ａ側の軸受４の前端面４ａより後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面４ａと同じ位置に配置されているので、ワークＷはその軸受４の前端面４ａより後方へ引っ込んだ位置、若しくはその前端面４ａと同じ位置でクランプされる。したがって、当該ワークＷの加工も主軸３の内側で行なわれることになる。
【００６３】
尚、実際にワークＷを加工する際は、モータ１０を起動し、主軸３を回転させるが、主軸３が回転すると、ダイヤフラムチャック１５とこれにチャックされているワークＷがその主軸３の軸心周りに回転する。
【００６４】
ダイヤフラムチャック１５からワークＷを取り外すときは、第１のエアー供給通路２７を介し第１の加圧室２３に所定の圧力のエアーを供給する。この際、第１の加圧室２３に供給されたエアーの一部が第２のエアー供給通路２８を介しピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）にも供給される。
【００６５】
第１の加圧室２３に供給されたエアーの圧力は、ピストン２０の後端面２０ｂに作用し、該ピストン２０をその外側からダイヤフラム１６方向に向かって押圧する力となる。また、ピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）に供給されたエアーの圧力は、ピストン内の空洞部前方壁面２４ａに作用し、該ピストン２０をその内側からダイヤフラム１６方向に向かって押圧する力となる。
【００６６】
上記の如くピストン２０の内外で発生した２つの力により、ピストン２０がダイヤフラム１６方向に押圧されスライドする。そして、このようにスライドするピストン２０の推力により、そのピストン先端面２０ａの押圧ロッド２２でダイヤフラム１６が押されて中央凸状に弾性変形し、かつ爪１７が放射状に開き、ダイヤフラムチャック１５が開となる。この時点で、ダイヤフラムチャック１５からワークＷを取り外すことが可能となる。
【００６７】
ところで、上記の如くピストン２０がダイヤフラム１６方向に向かってスライド前進すると、そのスライド前進ストローク分だけピストン内の空洞部後方壁面２４ｂが仕切り部２５の後面２５ｂに接近する。このとき、その接近移動するピストン内の空洞部後方壁面２４ｂによってピストン内後方室２４‐２のエアーがエアーダクト通路２６を介し外部へ押し出されるので、エアーダクト通路２６のエアーによりピストン２０のスライド前進動作が妨げられることはなく、ピストン２０はスムーズにスライド前進できる。
【００６８】
また、上記の如くダイヤフラムチャック１５の開状態で爪１７の内側にワークＷをセットし、その後、第１の加圧室２３とピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）の双方のエアー圧を抜くと、ダイヤフラム１６が弾性復帰し、爪１７が元の位置に戻って当該ワークＷをクランプする。
【００６９】
このとき、ダイヤフラム１６の弾性復帰力により押圧ロッド２２を介しピストン２０が押し戻されてスライド後退する。この際、ピストン内の空洞部後方壁面２４ｂは仕切り部２５の後面２５ｂから遠ざかるが、このとき、エアーダクト通路２６を介してピストン内後方室２４‐２に外部エアーが取り込まれるので、ピストン内の空洞部後方壁面２４ｂと仕切り部２５の後面２５ｂとの間にバキューム力が働くことはなく、よって、ピストン２０のスライド後退動作もスムーズに行なうことができる。
【００７０】
本実施形態の主軸装置１によると、ダイヤフラムチャック１５は、主軸３を支持する前後２つの軸受４、５間の中央付近にある主軸内側フランジ部１８に取り付けられて、主軸前端３ａ側の軸受４の前端面４ａより後方へ引っ込んだ位置に配置される構造を採用した。このため、ダイヤフラムチャック１５の支持部が２つの軸受４、５間の中央付近となり、しかも、主軸前端側の軸受４の前端面４ａより少しも前方にダイヤフラムチャック１５が張り出していないから、剛性が高く、また主軸３の軸方向熱変位による影響が小さく、ワークＷの加工位置が変化し難いため、高精度のワーク加工を行なうことが可能であり、さらに、主軸３の軸方向にコンパクトで設置スペースをとらず、小型の研削盤への搭載に好適である。
【００７１】
また、本実施形態の主軸装置１は、チャック開閉機構１９の構造として、ピストン２０の内外両側でこのピストン２０をスライドさせる推力が発生する構造を採用したため、ピストン２０を大径にすることなく、チャック部１４を開閉するための十分なピストンの推力をうることができ、主軸３の径方向にもコンパクトで、特に主軸装置１全体を小型化する場合に好適である。
【００７２】
【発明の効果】
本発明に係る主軸装置によると、チャック部は、主軸の内側であって主軸前端側の軸受から主軸後端側の軸受までの間の中央付近にあるフランジ部に取り付けられて、主軸前端側の軸受の前端面より後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面と同じ位置に配置される構造を採用した。このため、チャック部の支持部が２つの軸受間の中央付近となり、かつ、主軸前端側の軸受の前端面より少しも前方にチャック部が張り出していないから、剛性が高く、また主軸の軸方向熱変位による影響が小さく、ワークの加工位置が変化し難いため、高精度のワーク加工を行なうことが可能であり、さらに、主軸の軸方向にコンパクトで設置スペースをとらず、小型の研削盤への搭載に好適な主軸装置を提供しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である主軸装置の断面図。
【図２】図１のＡ矢視図。
【図３】図１のＢ矢視図。
【図４】図４（ａ）は本発明に係る主軸装置おけるチャック部と軸受との位置関係の説明図、図４（ｂ）は従来の主軸装置におけるチャック部と軸受との位置関係の説明図である。
【図５】従来の主軸装置の断面図。
【符号の説明】
１主軸装置
２ベース
３主軸
３ａ主軸前端
３ｂ主軸後端
４主軸前端の軸受
４ａ主軸前端の軸受の前端面
５主軸後端の軸受
６軸端部閉鎖部材
７主軸センターロッド
８主軸側プーリ
９ベルト
１０モータ
１２モータ軸側プーリ
１４チャック部
１５ダイヤフラムチャック
１６ダイヤフラム
１６‐１ダイヤフラムの支持部材
１７爪
１８フランジ部（主軸内側フランジ部）
１９チャック開閉機構
２０ピストン
２０ａピストン先端面
２０ｂピストン後端面
２１ロッド通し穴
２２押圧ロッド
２３第１の加圧室
２４空洞部
２４ａピストン内の空洞部前方壁面
２４ｂピストン内の空洞部後方壁面
２４‐１ピストン内前方室（第２の加圧室）
２４‐２ピストン内後方室
２５仕切り部
２５ａ仕切り部の前面
２６エアーダクト通路
２７第１のエアー供給通路
２７ａ第１のエアー供給通路の一端
２７ｂ第１のエアー供給通路の他端
２８第２のエアー供給通路
２８ａ第２のエアー供給通路の一端
２８ｂ第２のエアー供給通路の他端
Ｇ主軸内後方空間[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a spindle device that is mounted on a work processing machine such as a grinding machine and chucks and rotates a work.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a sectional view showing a spindle front end side of a conventional spindle device. In the spindle device 1 shown in the figure, the spindle 3 is supported by a bearing 4 on the front end 3a of the spindle and a bearing (not shown) on the rear end of the spindle, and a chuck portion 14 integrally provided at the front end of the spindle 3. The work W is chucked. (See, for example, JP-A-2003-011008).
[0003]
However, according to the above-described conventional spindle device 1, since the chuck portion 14 and a piston for opening and closing the chuck portion 14 are installed at the front end of the spindle 3, the chuck portion 14 has the bearing 4 on the spindle front end 3a side. Since it protrudes farther forward, the rigidity is low, and the influence of the axial thermal displacement of the main shaft 3 is large, and the processing position of the work W is easily changed, it is difficult to perform high-precision work processing. There is a problem that a large and large installation space is required in the direction of the axis of the main shaft, and it cannot be mounted on a small grinding machine.
[0004]
[Patent Document 1]
JP, 2003-11008, A
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has as its object the purpose of the present invention is to perform high-precision work processing with high rigidity and a small effect due to axial thermal displacement of a spindle, An object of the present invention is to provide a spindle device suitable for mounting on a compact and small grinding machine.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a cylindrical main shaft rotatably supported at both front and rear ends by bearings, a driving unit for driving the main shaft to rotate around its axis, and an integral part of the main shaft. An openable and closable chuck portion that rotates about an axis; and a chuck opening and closing mechanism that opens and closes the chuck portion. The chuck portion is disposed inside the main shaft and at a position between the bearing at the front end of the main shaft and the rear end of the main shaft. Attached to a flange portion near the center between the bearings on the side of the main shaft, and is disposed at a position retracted from the front end surface of the bearing on the front end side of the main shaft or at the same position as the front end surface. .
[0007]
In the present invention, by adopting the above structure, the chuck portion is located between the two bearings in the inner space of the main shaft, and the chuck portion does not protrude slightly forward of the front end surface of the bearing at the front end side of the main shaft, and has high rigidity. The structure is obtained.
[0008]
In the present invention, the chuck portion is attached and installed inside the main shaft, and a diaphragm elastically deformed in the axial direction of the main shaft by applying and releasing a pressing force, and a plurality of chucks radially mounted on the surface of the diaphragm. A so-called diaphragm chuck having a structure having a claw can be employed.
[0009]
In the present invention, the chuck portion is attached and installed inside the main shaft, and a diaphragm elastically deformed in the axial direction of the main shaft by applying and releasing a pressing force, and a plurality of chucks radially mounted on the surface of the diaphragm. A so-called diaphragm chuck having a structure having a claw is adopted, and the chuck opening / closing mechanism is housed inside the main shaft and slidably mounted in the axial direction of the main shaft along the inner surface of the main shaft. A piston that applies a pressing force to the diaphragm with the thrust of the slide, and a thrust that is provided outside the piston and that slides the piston in the direction of the diaphragm, is generated outside the piston. A first pressurizing chamber, provided inside the piston, and A second pressurizing chamber for generating a thrust for sliding in the direction of the diaphragm inside the piston and an air pressure for generating a thrust of the piston are supplied to the first and second pressurizing chambers. And a structure provided with an air supply means.
[0010]
In the present invention, the rear end side of the main shaft is closed by a shaft end closing member, the inside of the piston is formed in a cavity, and the cavity in the piston is partitioned in the piston longitudinal direction by a partition. The first pressurizing chamber comprises a gap between a rear end surface of the piston and an inner surface of a shaft end closing member opposed thereto, and the second pressurizing chamber includes A structure including a clearance space between the front surface and the front wall surface of the cavity in the piston facing the front surface can be adopted.
[0011]
In the present invention, the air supply means has a first air supply passage having one end communicating with the first pressurizing chamber and the other end communicating with the air supply device, and one end having the first pressurizing chamber. A structure including a second air supply passage communicating with the chamber and the other end communicating with the second pressurizing chamber can be employed.
[0012]
In the present invention, a clearance space between the rear surface of the partition portion and the cavity rear wall surface in the piston facing the partition portion is opened to the outside through an air duct passage, so that air can freely enter and exit. Can be adopted.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a spindle device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0014]
1 is a cross-sectional view of a spindle device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view as viewed from an arrow A in FIG. 1, and FIG. 3 is a view as viewed from an arrow B in FIG.
[0015]
The spindle device 1 shown in FIG. 1 has a tubular spindle 3 installed horizontally on a base 2. The cylindrical main shaft 3 is rotatably supported at its front and rear ends 3 a and 3 b by bearings 4 and 5.
[0016]
The bearing 4 at the front end 3a of the main shaft is completely fixed, but the bearing 5 at the rear end 3b of the main shaft is set so as to be slidable in the axial direction of the main shaft 3. This is because the work W is machined on the tip end side of the spindle 3, but if the machining position changes due to thermal expansion of the spindle 3, desired machining accuracy of the work W cannot be obtained. To the main shaft rear end 3b side.
[0017]
The front end 3a of the main shaft 3 is open so that the inside of the main shaft 3 can be seen, while the rear end 3b side of the main shaft 3 is closed by a shaft end closing member 6.
[0018]
At the center of the shaft end closing member 6, a main shaft center rod 7 having a shape penetrating both inside and outside surfaces of the shaft end closing member 6 is integrally provided.
[0019]
The front end 7a side of the spindle center rod 7 projects to a position near a position retracted slightly behind the spindle front end 3a, and the rear end 7b side of the spindle center rod 7 projects rearward from the rear end 3b of the spindle 3. ing.
[0020]
A pulley 8 is integrally attached to the rear end 7b side of the main shaft center rod 7, and the main shaft pulley 8 is connected to a motor shaft side pulley 12 of a motor 10 via a belt 9 (see FIG. 3). ).
[0021]
When the motor 10 is started, the rotational force of the motor is transmitted to the main shaft 3 via the motor shaft side pulley 12, the belt 9, the main shaft side pulley 8, and the shaft end closing member 6, whereby the main shaft 3 is rotated around its axis. Is driven to rotate.
[0022]
That is, in the present embodiment, the motor 3 and the power transmission members such as the motor shaft side pulley 12, the belt 9, the main shaft side pulley 8, and the shaft end closing member 6 which transmit the rotational force to the main shaft side are used. Is driven around the axis thereof.
[0023]
An openable / closable chuck portion 14 that rotates around the axis of the main shaft 3 integrally with the main shaft 3 is housed in the inner space of the main shaft 3. The chuck portion 14 is attached to a flange portion 18 near the center between the front and rear bearings 4 and 5, that is, near the center between the bearing 4 on the main shaft front end 3a side and the bearing 5 on the main shaft rear end 3b side. It is arranged at a position retracted from the front end face 4a of the bearing 4 on the main shaft front end 3a side or at the same position as the front end face 4a.
[0024]
FIG. 4A illustrates a model of the positional relationship between the chuck portion 14 and the bearing 4 on the spindle front end 3a side as described above. As can be seen from FIG. 4 (a), the spindle device of FIG. 1 has a structure in which the chuck portion 14 is attached to the flange portion 18 near the center between the two bearings 4, 5, so that the two bearings 4, The vicinity of the center between the five portions 5 serves as a support portion of the chuck portion 14, and the chuck portion 14 does not protrude at all in front of the front end surface of the bearing 4.
[0025]
FIG. 4 (b) is a model diagram of the positional relationship between the chuck portion 14 and the bearing 4 on the front end 3a of the spindle in the conventional spindle device 1 shown in FIG. 5, and FIG. As can be seen, in the conventional spindle device 1 of FIG. 5, the chuck portion 14 is located outside the main shaft 3, and the chuck portion 14 protrudes largely forward of the front end surface of the bearing 4.
[0026]
As the chuck portion 14, a structure in which a plurality of claws are opened and closed by applying and releasing the pressing force is applied. In the present embodiment, the diaphragm chuck 15 is employed as a structural example.
[0027]
The diaphragm chuck 15 has a structure having a diaphragm 16 and a plurality of claws 17, 17... (See FIG. 2). The diaphragm 16 is attached and installed inside the main shaft 3, and applies and releases a pressing force. Thus, the main shaft 3 is elastically deformed in the axial direction. The plurality of claws 17 are radially attached to the surface of the diaphragm 16.
[0028]
In the case of the present embodiment, the diaphragm 16 is attached and fixed inside the main shaft 3 by using a flange portion 18 inside the main shaft 3.
[0029]
That is, an annular flange portion 18 is provided on the inner peripheral surface of the main shaft 3 in the vicinity of substantially the center of the main shaft 3 in the axial direction, specifically, in the vicinity of the center between the bearings 4 and 5 before and after supporting both ends of the main shaft 3. Are formed integrally, and a support member 16-1 of the diaphragm 16 is fixed to a surface of the flange portion 18 (hereinafter, referred to as a main shaft inner flange portion) with bolts.
[0030]
When a pressing force in the direction from the rear end 3b to the front end 3a of the main shaft 3 is applied to the central portion of the diaphragm 16, the diaphragm 16 is elastically deformed to have a convex shape at the center, whereby a plurality of claws 17, 17,. . In this state, the diaphragm chuck 15 is opened.
[0031]
When the pressing force is released, the diaphragm 16 returns to its original shape due to the elastic restoring force of the diaphragm 16, whereby the plurality of claws 17, 17,... Are closed. In this state, the diaphragm chuck 15 is closed.
[0032]
The opening / closing operation of the diaphragm chuck 15 as described above is performed by a chuck opening / closing mechanism 19 incorporated inside the main shaft 3. Next, the structure of the chuck opening / closing mechanism 19 will be described.
[0033]
A piston 20 having a hollow interior is installed in a rear space portion G (hereinafter, referred to as a main shaft rear space) in the main shaft 3 sandwiched between the main shaft inner flange portion 18 and the shaft end closing member 6. The piston 20 is installed so as to be slidable in the axial direction of the main shaft 3 along the inner peripheral surface of the main shaft 3. Then, a pressing force is applied to the diaphragm 16 by the thrust of the slide of the piston 20.
[0034]
In the present embodiment, as described above, the main shaft 3 functions as a cylinder of the piston 20. Therefore, it is not necessary to provide a special cylinder for the piston 20.
[0035]
The front end surface 20a of the piston 20 installed as described above is arranged so as to face the main shaft inner flange portion 18 in the direction of the diaphragm 16, and the rear end surface 20b of the piston 20 is closed at the shaft end. It is arranged so as to face the inner side surface 6 a of the member 6.
[0036]
A part of the main shaft center rod 7 protruding from the shaft end closing member 6 as described above lies in the main shaft rear space portion G. A rod through hole 21 for passing the main shaft center rod 7 is formed at the center of the piston 20, and the piston 20 is set in the main shaft center rod 7 through the rod through hole 21 in a skewered manner. .
[0037]
Further, a pressing rod 22 is integrally formed at the center of the distal end surface 20a of the piston 20 so as to protrude therefrom. The pressing rod 22 has a structure passing through the inside of the main spindle inner flange portion 18 and abutting against the center of the rear surface of the diaphragm 16.
[0038]
Note that a rod through hole 21 for passing the main shaft center rod 7 is also provided in the axis of the pressing rod 22. The main shaft center rod 7 protruding from the shaft end closing member 6 and penetrating the piston 20 as described above also protrudes through the rod through hole 21 of the pressing rod 22 and protrudes to the vicinity of the back side of the claws 17, 17. It has a structure.
[0039]
A first pressurizing chamber 23 is provided outside the piston 20. The first pressurizing chamber 23 is formed of a gap between the rear end face 20b of the piston 20 and the inner side face 6a of the shaft end closing member 6 opposed thereto.
[0040]
The first pressurizing chamber 23 is supplied with air for sliding the piston 20 in the direction of the diaphragm 16 of the diaphragm chuck 15.
[0041]
The rear end face 20b of the piston that forms the front wall surface of the first pressurizing chamber 23 constitutes a part of the pressure receiving surface of the entire piston 20.
[0042]
When a predetermined air pressure is supplied to the first pressurizing chamber 23, the air pressure acts on the piston rear end face 20b, whereby the piston 20 is pressed from the outside thereof toward the diaphragm 16 to slide.
[0043]
Accordingly, the first pressurizing chamber 23 (the gap between the rear end face 20b of the piston 20 and the inner side face 6a of the shaft end closing member 6 opposed thereto) slides the piston 20 in the direction of the diaphragm 16. Function as means for generating the thrust force outside the piston 20.
[0044]
A partition part 25 is provided in a hollow part 24 in the piston 20. The partition portion 25 is formed integrally in an annular shape around the outer periphery of the main shaft center rod 7 penetrating the hollow portion 24 in the piston 20, and partitions the hollow portion 24 in the piston 20 in the longitudinal direction of the piston. .
[0045]
The cavity 24 in the piston 20 is partitioned by the partition 25 into two independent chambers. Specifically, these two chambers are: (1) a front chamber in the piston 24-formed by a clearance space between the front surface 25 a of the partition 25 and the cavity front wall surface 24 a in the piston opposed thereto. 1 and (2) a piston inner rear chamber 24-2 formed by a clearance space between a rear surface 25b of the same partition 25 and a hollow rear wall surface 24b in the piston 20 opposed thereto.
[0046]
The cavity front wall surface 24a in the piston that forms the front wall surface of the piston front chamber 24-1 forms a part of the pressure receiving surface of the entire piston 20, similarly to the piston rear end surface 20b described above.
[0047]
When air is supplied to the front chamber 24-1 in the piston, the air pressure acts on the front wall surface 24a in the cavity in the piston forming the front wall surface of the front chamber 24-1 in the piston. As a result, the piston 20 is pressed from the inside thereof toward the diaphragm 16 and slides.
[0048]
In short, the front chamber 24-1 in the above-mentioned (1) is a chamber for generating a thrust for sliding the piston 20 toward the diaphragm 16 inside the piston 20, that is, a second pressurizing chamber.
[0049]
The rear chamber 24-2 in the above-mentioned (2) is opened to the outside through the air duct passage 26, so that air can freely enter and exit.
[0050]
The air duct passage 26 has a structure in which the main shaft center rod 7 advances from the end face side of the main shaft side pulley 8 in the axial direction thereof and communicates with the rear chamber 24-2 in the piston.
[0051]
Air is supplied to the first pressurizing chamber 23 through a first air supply passage 27 provided in the main shaft 3.
[0052]
The first air supply passage 27 is formed so that one end 27a (air discharge port) communicates with the first pressurizing chamber 23, and the other end 27b (air inlet) is on the side of a factory air supply device (not shown). It is connected to the.
[0053]
Therefore, in the present embodiment, air at a predetermined pressure is supplied to the first pressurizing chamber 23 from the factory air supply device via the first air supply passage 27.
[0054]
Air is supplied to the front chamber 24-1 (second pressurizing chamber) in the piston via a second air supply passage 28 provided in the piston 20.
[0055]
The second air supply passage 28 is formed so that one end 28a (air discharge port) communicates with the first pressurizing chamber 23, and the other end 28b (air inlet) is formed in the front chamber 24-1 inside the piston. An opening is formed so as to communicate.
[0056]
Therefore, in the present embodiment, a part of the air supplied to the first pressurizing chamber 23 is automatically transmitted through the second air supply passage 28 to the front chamber 24-1 in the piston (the second pressurizing chamber 23). ) Is also supplied.
[0057]
The thrust of the slide of the piston 20 is determined by the supply air pressure to the piston 20 and the pressure receiving area of the piston 20 receiving the pressure. In the present embodiment, the air supply pressure supplied to the first pressurizing chamber 23 and the second pressurizing chamber (the front chamber 24-1 in the piston) is the supply air pressure to the piston 20. The sum of the area of the piston rear end surface 20b and the area of the cavity front wall surface 24a in the piston is the pressure receiving area of the entire piston 20.
[0058]
As shown in the present embodiment, there is only a first pressurizing chamber 23 with a piston structure which is pressed from both the first pressurizing chamber 23 and the second pressurizing chamber (front chamber 24-1 in the piston). When the thrust of the piston is compared with that of the piston structure while the supply air pressure to the piston is kept constant, the piston structure of the present embodiment has the same pressure receiving area as the cavity front wall surface 24a in the piston. Only a large thrust can be obtained.
[0059]
Therefore, according to the piston structure as in the present embodiment, when the entire spindle device 1 is reduced in size in the radial direction of the spindle 3 in particular, the diameter of the piston 20 is also reduced. The same or higher thrust of the piston 20 can be obtained by the pressure as before, and it is possible to secure a sufficient gripping force in the diaphragm chuck 15.
[0060]
Next, the operation of the spindle device configured as described above will be described with reference to FIG.
[0061]
In the spindle device of FIG. 1, the work W is chucked and clamped by the claws 17 of the diaphragm chuck 15.
[0062]
At this time, since the diaphragm chuck 15 is disposed at a position retracted rearward from the front end surface 4a of the bearing 4 on the main shaft front end 3a side or at the same position as the front end surface 4a, the work W is moved from the front end surface 4a of the bearing 4 It is clamped at a position retracted rearward or at the same position as its front end face 4a. Therefore, the work W is also processed inside the main shaft 3.
[0063]
When the work W is actually processed, the motor 10 is started to rotate the main shaft 3. When the main shaft 3 rotates, the diaphragm chuck 15 and the work W being chucked by the diaphragm chuck 15 are moved along the axis of the main shaft 3. Rotate around.
[0064]
When removing the work W from the diaphragm chuck 15, air at a predetermined pressure is supplied to the first pressurizing chamber 23 via the first air supply passage 27. At this time, a part of the air supplied to the first pressurizing chamber 23 is also supplied to the front chamber 24-1 (second pressurizing chamber) in the piston via the second air supply passage 28.
[0065]
The pressure of the air supplied to the first pressurizing chamber 23 acts on the rear end face 20 b of the piston 20, and serves as a force for pressing the piston 20 from the outside toward the diaphragm 16. The pressure of the air supplied to the front chamber 24-1 (the second pressurizing chamber) in the piston acts on the front wall surface 24a of the hollow portion in the piston, and moves the piston 20 from the inside toward the diaphragm 16 from the inside. Force.
[0066]
As described above, the piston 20 is pressed in the direction of the diaphragm 16 and slid by the two forces generated inside and outside the piston 20. The thrust of the piston 20 that slides in this manner pushes the diaphragm 16 by the pressing rod 22 of the piston tip end surface 20a to be elastically deformed into a central convex shape, and the claws 17 open radially, and the diaphragm chuck 15 opens. It becomes. At this point, the work W can be removed from the diaphragm chuck 15.
[0067]
When the piston 20 slides forward in the direction of the diaphragm 16 as described above, the cavity rear wall surface 24b in the piston approaches the rear surface 25b of the partition 25 by the sliding advance stroke. At this time, the air in the piston rear chamber 24-2 is pushed out to the outside through the air duct passage 26 by the cavity rear wall surface 24b in the approaching piston, so that the piston 20 slides forward by the air in the air duct passage 26. The operation is not hindered, and the piston 20 can smoothly slide forward.
[0068]
In addition, the work W is set inside the claw 17 with the diaphragm chuck 15 opened as described above, and thereafter, both the first pressurizing chamber 23 and the front chamber 24-1 (second pressurizing chamber) in the piston. When the air pressure is released, the diaphragm 16 elastically returns, and the pawl 17 returns to the original position to clamp the work W.
[0069]
At this time, the piston 20 is pushed back via the pressing rod 22 by the elastic restoring force of the diaphragm 16, and slides backward. At this time, the cavity rear wall surface 24b in the piston moves away from the rear surface 25b of the partition 25. At this time, external air is taken into the piston rear chamber 24-2 through the air duct passage 26, so that the inside of the piston is No vacuum force acts between the rear wall surface 24b of the hollow portion and the rear surface 25b of the partition portion 25, and therefore, the sliding movement of the piston 20 can be smoothly performed.
[0070]
According to the spindle device 1 of the present embodiment, the diaphragm chuck 15 is attached to the spindle inner flange portion 18 near the center between the front and rear two bearings 4 and 5 that support the spindle 3, and the bearing 4 on the spindle front end 3a side. The structure which is arrange | positioned at the position which retracted | retracted from the front end surface 4a of this was employ | adopted. For this reason, the support of the diaphragm chuck 15 is located near the center between the two bearings 4 and 5, and the diaphragm chuck 15 does not protrude slightly ahead of the front end face 4a of the bearing 4 on the front end side of the main shaft. High, the influence of thermal displacement of the main shaft 3 in the axial direction is small, and the processing position of the work W is hard to change. Therefore, high-precision work processing can be performed. It is suitable for mounting on a small grinding machine without taking up space.
[0071]
In addition, the spindle device 1 of the present embodiment employs a structure in which a thrust for sliding the piston 20 is generated on both the inner and outer sides of the piston 20 as the structure of the chuck opening / closing mechanism 19, so that the piston 20 does not have a large diameter. A sufficient thrust of the piston for opening and closing the chuck portion 14 can be obtained, and it is also compact in the radial direction of the main shaft 3, which is particularly suitable for downsizing the entire main shaft device 1.
[0072]
【The invention's effect】
According to the spindle device according to the present invention, the chuck portion is attached to the flange portion near the center inside the spindle and between the bearing at the front end side of the spindle and the bearing at the rear end side of the spindle, and the chuck portion at the front end side of the spindle. A structure is employed in which the bearing is disposed at a position retracted rearward from the front end face or at the same position as the front end face. For this reason, the support portion of the chuck portion is located near the center between the two bearings, and the chuck portion does not protrude slightly ahead of the front end surface of the bearing on the front end side of the spindle, so that the rigidity is high and the axial direction of the spindle is high. Since the influence of thermal displacement is small and the machining position of the workpiece is hard to change, it is possible to perform high-precision workpiece machining. And a spindle device suitable for mounting the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a spindle device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 1;
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 1;
FIG. 4A is an explanatory view of a positional relationship between a chuck portion and a bearing in a spindle device according to the present invention, and FIG. 4B is a description of a positional relationship between a chuck portion and a bearing in a conventional spindle device. FIG.
FIG. 5 is a sectional view of a conventional spindle device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main shaft device 2 Base 3 Main shaft 3a Main shaft front end 3b Main shaft rear end 4 Main shaft front end bearing 4a Front end surface of main shaft front end bearing 5 Main shaft rear end bearing 6 Shaft end closing member 7 Main shaft center rod 8 Main shaft side pulley 9 Belt 10 Motor 12 Motor shaft side pulley 14 Chuck portion 15 Diaphragm chuck 16 Diaphragm 16-1 Diaphragm support member 17 Claw 18 Flange portion (main shaft inner flange portion)
19 Chuck opening / closing mechanism 20 Piston 20a Piston tip end face 20b Piston rear end face 21 Rod through hole 22 Press rod 23 First pressurizing chamber 24 Cavity part 24a Cavity front wall face 24b in piston Cavity rear wall face 24-1 in piston Front chamber in piston (second pressurizing chamber)
24-2 Piston rear chamber 25 Partition section 25a Front face of partition section 26 Air duct passage 27 First air supply passage 27a One end of first air supply passage 27b Second end of first air supply passage 28 Second air Supply passage 28a One end 28b of the second air supply passage The other end G of the second air supply passage Rear space in the main shaft

Claims

A cylindrical main shaft rotatably supported by bearings at both front and rear ends,
Driving means for rotating the main shaft about its axis,
An openable and closable chuck portion that rotates about the axis with the main shaft,
A chuck opening and closing mechanism for opening and closing the chuck section,
The chuck portion is attached to a flange portion near the center between the bearing on the front end side of the spindle and the bearing on the rear end side of the spindle inside the spindle and a front end face of the bearing on the front end side of the spindle. A spindle device which is disposed at a position further retracted or at the same position as a front end surface thereof.

The chuck section is
A diaphragm attached and installed inside the main shaft, and elastically deformed in the axial direction of the main shaft by applying and releasing a pressing force,
The spindle device according to claim 1, wherein the main shaft device has a structure having a plurality of claws radially attached to a surface of the diaphragm.

The chuck section is
A diaphragm attached and installed inside the main shaft, and elastically deformed in the axial direction of the main shaft by applying and releasing a pressing force,
It has a structure having a plurality of claws radially attached to the surface of the diaphragm,
The chuck opening / closing mechanism is
A piston that is housed inside the main shaft, is installed so as to be slidable in the axial direction of the main shaft along the inner surface of the main shaft, and applies a pressing force to the diaphragm with a thrust of the slide.
A first pressurizing chamber that is provided outside the piston and generates a thrust force for sliding the piston in the direction of the diaphragm outside the piston;
A second pressurizing chamber that is provided inside the piston and generates a thrust force inside the piston to slide the piston in the direction of the diaphragm;
2. The spindle device according to claim 1, further comprising air supply means for supplying air pressure for generating thrust of the piston to the first and second pressurizing chambers.

The rear end side of the main shaft is closed by a shaft end closing member,
The interior of the piston is formed in a cavity,
The cavity in the piston is partitioned by a partition in the longitudinal direction of the piston,
The first pressurizing chamber includes a gap between a rear end surface of the piston and an inner surface of a shaft end closing member opposed thereto,
4. The spindle device according to claim 3, wherein the second pressurizing chamber includes a clearance space between a front surface of the partition and a front wall surface of a cavity in the piston facing the partition. 5. .

The air supply means,
A first air supply passage having one end communicating with the first pressure chamber and the other end communicating with the air supply device;
4. The spindle device according to claim 3, wherein one end of the spindle device communicates with the first pressurizing chamber, and the other end includes a second air supply passage communicating with the second pressurizing chamber. 5.

The clearance space between the rear surface of the partition and the rear wall surface of the cavity in the piston facing the partition is open to the outside via an air duct passage so that air can enter and exit freely. The spindle device according to claim 4, wherein