JP2010115755A

JP2010115755A - 工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置

Info

Publication number: JP2010115755A
Application number: JP2008291620A
Authority: JP
Inventors: Naoki Niwa; 直樹丹羽
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: JP5202237B2

Abstract

【課題】先端側ドローバーおよびコレットを、主軸の軸孔から先端側に簡単に引出す。
【解決手段】主軸13の軸孔12にドローバー14が挿入されている。ドローバー14は、ねじ機構によって一直線状に連結された基端側ドローバー31および先端側ドローバー32を有している。先端側ドローバー32の先端部に、工具クランプ用コレット15が先端側ドローバー32とともにその軸方向に移動しうるように支持されている。コレット交換用ジグ52により、先端側ドローバー32を回転させて、双方のドローバー31、32のねじ機構による連結を解除することによって、先端側ドローバー32がコレット15を支持したままの状態で、主軸13の軸孔12から先端側に引出可能となされている。コレット15の先端部に、内向き係合突起48が設けられている。ジグ52は、内向き係合突起48に基端側から係合しうる外向き係合突起86を有している。
【選択図】図３

Description

この発明は、マシニングセンターの主軸に工具をクランプする工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置、とくに、工具をクランプするためのコレットを主軸先端側から交換可能とする工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置に関する。

この種の装置としては、基端側ドローバーおよび先端側ドローバーが、ねじ機構によって一直線状に連結されており、先端側ドローバーの先端部に、工具クランプ用コレットが先端側ドローバーとともにその軸方向に移動しうるように支持されており、コレット交換用ジグにより、先端側ドローバーを回転させて、双方のドローバーのねじ機構による連結を解除することによって、先端側ドローバーがコレットを支持したままの状態で、主軸の軸孔から先端側に引出可能となされているものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）。

コレット交換用ジグにより、先端側ドローバーを回転させるときは、コレット交換用ジグおよび先端側ドローバーは、相対する端部における凹凸嵌合によって、双方の相対的回転は規制されるが、相互の軸方向の移動は自由とするように連結される。先端側ドローバーおよびコレットを、主軸の軸孔から先端側に引出す際に、コレット交換用ジグによって先端側ドローバーを引出そうとしても、双方の連結は解除されてしまうため、その引出し作業は容易ではない。とくに、主軸中心に切削液を通す構造を採用している場合、主軸および先端側ドローバー間にはシールリングが介在されることが一般的であり、シールリングの摺動抵抗によって、先端側ドローバーを引出し難くしている。
特開昭６２−１９９３０８号公報特公平３−７９１２５号公報特開２０００−１２６９１１号公報

この発明の目的は、先端側ドローバーおよびコレットを、主軸の軸孔から先端側に簡単に引出すことのできる工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置を提供することにある。

この発明による工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置は、主軸の軸孔にドローバーが挿入されており、ドローバーは、ねじ機構によって一直線状に連結された基端側ドローバーおよび先端側ドローバーを有しており、先端側ドローバーの先端部に、工具クランプ用コレットが先端側ドローバーとともにその軸方向に移動しうるように支持されており、コレット交換用ジグにより、先端側ドローバーを回転させて、双方のドローバーのねじ機構による連結を解除することによって、先端側ドローバーがコレットを支持したままの状態で、主軸の軸孔から先端側に引出可能となされている工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置において、コレットの先端部に、内向き係合突起が設けられており、ジグが、内向き係合突起に基端側から係合しうる外向き係合突起を有していることを特徴とするものである。

この発明による工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置では、コレットの内向き係合突起にジグの外向き係合突起を基端側から係合させることによって、ジグをそのまま先端側に引っ張れば、フロント側ドローバーをコレットとともに主軸孔から先端側に簡単に引き出すことができる。

さらに、主軸の軸孔の先端部に工具保持用テーパ部が形成されており、テーパ部に挿入可能であるコレット開止め用ガイドが工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置に備わっていると、テーパ部をコレットが通過させられる際に、ガイドによってコレットの開きが防止されるため、コレットの内向き係合突起およびジグの外向き係合突起の双方の係合が外れ難く、引出し作業を一層簡単かつ確実に行うことができる。

また、ガイドが、ガイド筒部の外面の大径部からガイド筒部半径方向外方に張出すように設けられかつ主軸の先端面およびこれに隣接する主軸頭の先端面にまたがって着脱自在に取付可能である取付板部を有していると、主軸および主軸頭に対するガイドの脱着を簡単に行うことができる。

また、主軸の先端面に、工具位置決部材が設けられており、取付板部に、工具位置決部材を挿通させうる主軸回止孔が形成されていると、ジグによって先端側ドローバーを回転させる際、主軸の連れ回りを防止することができる。

この発明によれば、先端側ドローバーおよびコレットを、主軸の軸孔から先端側に簡単に引出すことのできる工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置が提供される。

この発明の実施の形態を図面を参照しながらつぎに説明する。

図１を参照すると、主軸頭11に回転自在に支持されかつ工具Tを下端部に装着している軸孔12を有している垂直状主軸13と、軸孔12に挿入されかつ図示しない油圧シリンダによって進退させられる垂直状ドローバー14と、ドローバー14の下端部に吊下状に支持されている工具クランプ用コレット15とが示されている。

主軸頭11から主軸13は下方に突出させられていて、主軸頭11の下端面より主軸13の下端面が低レベルに位置させられている。

図４に詳細に示すように、工具Tは、テーパ状シャンクSと、シャンクS大径部に隣接させられているフランジFと、シャンクS小径部に隣接させられているプルスタッドPとを有している。フランジFには一対の位置め用切欠Nが形成されている。

軸孔12の下端部には、シャンクS外面に合致させられたテーパ部21が形成されている。テーパ部21の開口縁部には、シャンクSの切欠Nにはめ入れられた一対の下方突出ブロック状工具位置決部材22が固定されている。軸孔12のテーパ部21の上方には２つの環状コレット逃げ溝23、24が平行に形成されている。

ドローバー14は、上側ドローバー31および下側ドローバー32よりなる。上側ドローバー31の下端部には雌ねじ33が軸方向に形成されている。下側ドローバー32の上端部には、雌ねじ33にねじ入れられた雄ねじ34が形成されている。

図５に、下側ドローバー32およびコレット15が詳細に示されている。

下側ドローバー32外面の下端近くには環状コレット保持溝35が形成されている。下側ドローバー32外面のコレット保持溝35の下方には互いに反対方向を向いた一対の下方開放係合凹部36が形成されている。

コレット15は、分割面を挟んで相対しかつ合体させられた状態で円筒状をなす一対の分割片41よりなる。両分割片41上部の分割面を挟んだ両側にはコレット開閉間隙42が、その下部にはジグ挿入間隙43がそれぞれ形成されている。両分割片41の内面上部には、コレット保持溝35内に入り込んで半径方向にのびかつ内向きに突出させられた支持ベース部44が設けられている。支持ベース部44を支点として、両分割片41は、その下端を離隔・接近させるように開閉させられる。両分割片41の外面上の、支持ベース部44より上方レベルに、両分割片41を開く方向に付勢するリング状圧縮ばね45が取付けられている。両分割片41の外面下部には、２つの環状コレット開閉突条46、47が設けられている。両分割片41の内面下部には、工具TのプルスタッドPをクランプしている工具クランプ用内向き係合突起48が設けられている。

図１は、ドローバー14がクランプ位置に位置させられている状態を示している。コレット開閉突条46、47は、両コレット逃げ溝23、24に隣接してそれぞれのすぐ上方に位置させられている。この状態から、ドローバー14を下降させると、図２に示すように、ドローバー14がアンクランプ位置に位置させられる。両コレット逃げ溝23、24内にコレット開閉突条46、47がそれぞれ入り込み、コレット15の両分割片41は開かれている。この状態で、工具TのプルスタッドPを工具クランプ用内向き係合突起48はクランプ解除可能である。

図２では、工具Tは既に取外されており、工具Tに代わり、コレット15の交換に際して用いられるコレット開止め用ガイド51およびコレット交換用ジグ52が示されている。

コレット開止め用ガイド51は、図６に詳細に示すように、テーパ部21に挿入されているガイド筒部61と、ガイド筒部61の下端から水平方向に拡がっているフランジ状取付板部62とよりなる。

ガイド筒部61は、テーパ部21内面に合致しうるテーパ状外面71と、軸孔12とほぼ同径の円筒状内面72とを有している。

取付板部62は、主軸頭11の下端面に当接させられた上壁部73と、主軸13の下端面に当接させられた下壁部74と、上壁部73および下壁部74の段差の部分を連絡している段差壁部75とよりなる。上壁部73および下壁部74の適所にはボルト孔76があけられている。ボルトBがボルト孔76を通じて主軸頭11の下端面にねじ込まれることにより、主軸頭11に対するガイド51の取付が果たされている。下壁部74にはガイド筒部61の内面と合致させられたジグ挿通孔77が形成されている。ジグ挿通孔77から段差壁部75に近い部分には、位置決部材22を挿入する四角形状位置決孔78があけられている。

ジグ52は、把持部81および先端丸棒状操作部82よりなる。図５に示すように、操作部82の先端には、これから軸方向に突き出した丸棒状軸部83と、軸部83の頂部から半径方向に張り出した略楕円状頭部84とよりなる。頭部84の長軸方向両端部には、一対の係合凸部85が軸方向に突き出すように設けられている。これら凸部85は、下側ドローバー32外面の係合凹部36に係合可能である。軸部83外面および頭部84底面の交差する２箇所には下向きの段差がそれぞれ生じており、これらの段差を形成している部分に、一対のコレット交換用外向き係合突起86が設けられている。

主軸13から工具Tを取外し、主軸頭11および主軸13にまたがってガイド51を取付けた後、ガイド51のガイド筒部61に操作部82を挿入する。このときに、頭部84の長さ方向をコレット15の分割片41のジグ挿入間隙43の方向に向けて、頭部84をジグ挿入間隙43に通すようにする。

係合凹部36に係合凸部85を係合させると、ジグ52によって下側ドローバー32を回転させ、下側ドローバー32の雄ねじ34を、上側ドローバー31に雌ねじ33から抜け出させる。

雄ねじ34および雌ねじ33のねじ連結が解除されると、ジグ52を引下げればよいが、このときに、ジグ52を必要に応じて回転させて、工具クランプ用内向き係合突起48およびコレット交換用外向き係合突起86をしっかりと係合させ、確実に、ジグ52によって、コレット15を引き下ろす。

図３に示すように、引き下ろされるコレット15がガイド51のガイド筒部61内を通過する際に、コレット15が軸孔12内に位置させられているときと同様に、それ以上開かれることがないため、工具クランプ用内向き係合突起48およびコレット交換用外向き係合突起86の係合が外れる心配はない。

以上によって、下側ドローバー32およびコレット15を、主軸13の軸孔12から下方側に簡単に引出すことができる。

ところが、もし仮に、コレット15を引き出す際に、ガイド51を用いなければ、図７に示すように、コレット15が軸孔12のテーパ部21まで引き出されると、大きく開いてしまい、工具クランプ用内向き係合突起48およびコレット交換用外向き係合突起86の係合が外れてしまう可能性が大である。上記のように、ガイド51を使用することにより、その心配は皆無となる。

この発明による工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置の、工具クランプ時の垂直縦断面図である。同工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置の、工具アンクランプ時の垂直縦断面図である。同工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置の、工具引出時の垂直縦断面図である。同工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置によってクランプされる工具の斜視図である。同工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置のガイドの斜視図である。同クランプ装置が備えられたドローバー、コレットおよびジグの分解斜視図である。同クランプ装置の比較例を示す図３相当の断面図である。

符号の説明

12 軸孔
13 主軸
14 ドローバー
15 コレット
31 基端側ドローバー
32 先端側ドローバー
33、34 ねじ機構
ジグ52
48 内向き係合突起
86 外向き係合突起

Claims

主軸の軸孔にドローバーが挿入されており、ドローバーは、ねじ機構によって一直線状に連結された基端側ドローバーおよび先端側ドローバーを有しており、先端側ドローバーの先端部に、工具クランプ用コレットが先端側ドローバーとともにその軸方向に移動しうるように支持されており、コレット交換用ジグにより、先端側ドローバーを回転させて、双方のドローバーのねじ機構による連結を解除することによって、先端側ドローバーがコレットを支持したままの状態で、主軸の軸孔から先端側に引出可能となされている工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置において、
コレットの先端部に、内向き係合突起が設けられており、ジグが、内向き係合突起に基端側から係合しうる外向き係合突起を有していることを特徴とする工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置。
主軸の軸孔の先端部に工具保持用テーパ部が形成されており、テーパ部に挿入可能であるコレット開止め用ガイドを備えている請求項１に記載の工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置。
ガイドが、ガイド筒部の外面の大径部からガイド筒部半径方向外方に張出すように設けられかつ主軸の先端面およびこれに隣接する主軸頭の先端面にまたがって着脱自在に取付可能である取付板部を有している請求項２に記載の工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置。
主軸の先端面に、工具位置決部材が設けられており、取付板部に、工具位置決部材を挿通させうる主軸回止孔が形成されている請求項３に記載の工具クランプ装置の先端側ドローバー交換装置。