JP2572096B2 - 主軸用工具クランプ装置 - Google Patents

主軸用工具クランプ装置

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JP2572096B2
JP2572096B2 JP63016000A JP1600088A JP2572096B2 JP 2572096 B2 JP2572096 B2 JP 2572096B2 JP 63016000 A JP63016000 A JP 63016000A JP 1600088 A JP1600088 A JP 1600088A JP 2572096 B2 JP2572096 B2 JP 2572096B2
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rod
disc spring
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tool
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明弘 松浦
利治 高島
浩之 中野
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Toyoda Koki KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/24Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/26Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle
    • B23B31/261Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank
    • B23B31/265Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank by means of collets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、主軸頭に回転自在に軸承した主軸の一端に
工具をクランプする主軸用工具クランプ装置に関する。
<従来の技術> 従来の主軸用工具クランプ装置においては、筒状の主
軸の軸穴にドローバーを主軸軸線方向に摺動自在に嵌挿
し、このドローバーの一端に複数個の鋼球を半径方向に
遊動自在に保持したホルダ又は半径方向に拡縮可能なコ
レットを設け、このドローバーを常に工具クランプ方向
に後退移動する皿バネをドローバーの軸線に沿って重ね
並設し、主軸の後端部に前記ドローバーを皿バネの力に
抗して前進押動するアンクランプ用のシリンダを配置
し、主軸の前端に形成されているテーパ穴に嵌合する工
具のプルスタッドを前記ホルダ又はコレットにより把持
して皿バネ力にて後退方向に引っ張られるドローバーに
より工具をクランプし、シリンダによるドローバーの前
進によりホルダ又はコレットを拡開し、ドローバーの先
端にてプルスタッドを押して工具をアンクランプする構
成である。(例えば、実公昭55−15942号公報参照) <発明が解決しようとする課題> 上記のような装置にあっては、プルスタッドの把持を
解放するためコレットの前進ストローク量を多く必要と
する。このコレットの前進ストローク量を多くするため
には皿バネの圧縮量を多くしなければならない。そのた
めに従来では皿バネのセット数を多くして必要な圧縮量
を得ている。
ところで、皿バネのセット数を多くすると、主軸の高
速回転時に皿バネが皿バネガイド部との隙間分で動きが
生じ、主軸バランスがくずれ、振動の原因となる。
本発明は、皿バネのセット数を少なくし、しかもコレ
ットの前進ストローク量を充分確保し、主軸回転バラン
スのよい工具クランプ装置を提供することを目的として
いる。
<課題を解決するための手段> 上記目的を達成するために、本発明の主軸用工具クラ
ンプ装置は、主軸頭に回転自在に軸承された筒状の主軸
の軸穴に同一軸線上で主軸軸線方向に進退軸動可能に嵌
合した第1及び第2ロッドと、前記第1ロッドの後端部
に固定した皿バネナットと、この皿バネナットと対向し
主軸軸穴に嵌装された皿バネ押えと、前記皿バネナット
と皿バネ押えとの間に介装され、前記第1ロッドを後退
方向に押動する皿バネと、前記第1ロッドの先端部に固
着された係合部材により第1ロッドの後退移動で縮小し
主軸先端のテーパ穴に嵌合された工具のプルスタッドを
把持クランプし、第1ロッドの前進移動で拡開し前記プ
ルスタッドの把持を解放するコレットと、前記第2ロッ
ドの先端に固着され第2ロッドの後退移動では前記皿バ
ネ押えに係合し前進移動では第1ロッドに当接して第1
ロッドを前進方向に押動する駒と、前記第1ロッドと主
軸軸穴との間に主軸軸線方向に摺動可能に嵌合されコイ
ルスプリングにより常に後退方向に押圧し前記駒に当接
しているロックリングと、このロックリングと主軸軸穴
との間に半径方向に拡縮移動可能に介在され前記ロック
リングの後退端で拡張して前記皿バネ押えの移動を拘束
しロックリングの前進移動で縮小して皿バネ押えの移動
を許容するロック用ボールと、前記第2ロッドを前進方
向に押動するアンクランプ用のシリンダとから構成され
ているものである。
<作用> 工具のクランプは、シリンダによる第2ロッドの後退
移動により駒が皿バネ押えを後退させ皿バネを圧縮して
第1ロッドを皿バネの圧縮力により後退移動する。これ
によりコレットを閉じ工具のプルスタッドを把持して後
方に引っ張り、工具を主軸のテーパ穴にクランプする。
このときロックリングがコイルスプリングにより後退さ
せられ、ロック用ボールをロック位置に移動拡張し皿バ
ネ押えをロックする。
工具のアンクランプは、シリンダにより第2ロッドを
前進移動させ、駒によってロックリングを前進しロック
用ボールを縮小させて皿バネ押えのロックを解除すると
共に、第1ロッドを前進押動する。これによりコレット
が開きプルスタッドを押して工具をアンクランプする。
このとき皿バネ押えはロック解除されていて第2ロッド
と共に前進移動し、皿バネは圧縮されない。
<実施例> 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図及び第2図において、1は主軸頭、2は前記主軸頭1
に回転自在に軸承された主軸である。この主軸2は軸線
方向の軸穴2aを有する筒状軸であり、先端にはプルスタ
ッド5を備えた工具4がテーパ嵌合されるテーパ穴3が
形成されている。また、この主軸2はモータ6の回転を
ベルト7により伝達して回転駆動される。
前記軸穴2aには、主軸1の前方側に第1ロッド8が、
また後方側に第2ロッド9が同一軸線上で主軸軸線方向
に進退軸動可能に嵌合されている。さらに詳しく説明す
ると、第1ロッド8の後方は筒部8aが形成されており、
この筒部8aに第2ロッド9の前方の一部が摺動自在に貫
通している。
前記第1ロッド8の後端部に皿バネナット10が固定さ
れ、この皿バネナット10と対向する皿バネ押え11が軸穴
2aに摺動可能に嵌装されている。そして、前記皿バネナ
ット10と皿バネ押え11との間に皿バネ12が介在されてい
る。
前記第1ロッド8の先端部には前記工具4のプルスタ
ッド5を把持するコレット14が開閉可能に設けられてい
る。このコレット14の開閉は、コレット14側に設けた突
起15と軸穴2a側に設けた突起16によりコレット14を前方
の押動で開き、後方へ引くことで閉じられるようになっ
ている。このコレット14を押し引きする係合部材13が第
1ロッド8の先端に固着されている。
一方、第2ロッド9の先端には駒17が固着されてい
る。この駒17は第2ロッド9の後退移動では皿バネ押え
11に係合し、第2ロッド9の前進移動では第1ロッド8
に当接し、第1ロッド8を前進方向に押動するものであ
る。
さらに、第1ロッド8と軸穴2aとの間にロックリング
18が主軸軸線方向に摺動可能に嵌挿され、コイルスプリ
ング21によって常に駒17に押圧当接している。このロッ
クリング18の外周面と軸穴2aとの間にロック用ボール20
が半径方向に拡縮移動可能に介在され、ロックリング18
によりこのロック用ボール20を拡張したときに皿バネ押
え11の移動を拘束し、縮小したときには移動を許容す
る。その手段としては、皿バネ押え11をロックする位置
の軸穴2a側に拡張したロック用ボール20を係止する係止
凹部19が設けられ、ロックリング18の後端外周にロック
用ボール20を縮小移動させる凹溝18aが形成されてい
る。
前記第2ロッド9の後方にはアンクランプ用のシリン
ダ26が設置され、そのピストンロッド端のジョイント22
と第2ロッド9の後端の係合頭23とが軸方向に遊びを持
って連繋されている。24はピストンの外周に設けられた
凹溝、25は前記凹溝24に係合するノッチであり、シリン
ダ26の後退方向の圧力を抜いたときにスプリング27によ
ってピストンロッドをわずかに前進させノッチ25を凹溝
24に係合させ、係合頭23とジョイント22との係合を解放
位置するものである。
次に本発明の動作について説明する。第1図は工具4
をクランプした状態を示す。
このクランプ状態よりアンクランプするときは、シリ
ンダ26のピストンロッドを前進させる。これにより第2
ロッド9が押されて前進し、この第2ロッド9の先端の
駒17によりロックリング18をコイルスプリング21のバネ
力に抗して前進移動する。第2図で示すように、ロック
リング18の前進移動でロック用ボール20が凹溝18aに落
ち込み拡張されていたロック用ボール20は縮小移動し係
止凹部19より外れる。その結果、ロック用ボール20でロ
ックされていた皿バネ押え11のロックが解除され軸方向
の移動を許容する状態になる。さらに、シリンダ26を前
進させると、第2ロッド9の先端の駒17は第1ロッド8
に当接し第1ロッド8を前進移動させ、係合部材13によ
りコレット14を前方に押動し、突起15、16によってコレ
ット14は開かれ、プルスタッド5の把持を解放すると共
に、係合部材13はプルスタッド5を押して工具4をテー
パ穴3の喰い付きを放しアンクランプとする。このと
き、皿バネ12は皿バネ押え11のロック解除により第1ロ
ッド8に固定されている皿バネナット10に押されて第1
ロッド8と共に前進し圧縮力を受けることがない。
第2図のアンクランプ状態よりクランプするときは、
シリンダ26を後退させ第2ロッド9を引っ張って後退移
動する。これにより駒17が皿バネ押え11に係合して皿バ
ネ押え11も後退し皿バネ12を圧縮させ、この皿バネ12の
圧縮力により皿バネナット10を押して第1ロッド8を後
退する。第1ロッド8の後退によってコレット14が閉じ
られ、工具4のプルスタッド5を把持すると共に後方に
引っ張り、工具4をテーパ穴3にクランプする。このと
き、ロックリング18はコイルスプリング21により後退さ
せられ、ロック用ボール20を押し上げて凹溝19に拡張係
合し、皿バネ押え11をロックして皿バネ12の圧縮力を保
持させる。すなわち、工具4のクランプ状態を皿バネ12
の圧縮力にて確保する。
シリンダ26の後退端で圧力を抜き、スプリング27にて
ピストンロッドを少しばかり前進し、第2ロッド9の後
端の係合頭23とジョイント22との係合を解放し、ボール
ノッチ25によってその位置を確保するものである。
<発明の効果> 以上のように本発明によると、工具アンクランプ時に
皿バネ押えのロックを解除し、第1ロッドと共に前進移
動させるため、皿バネが圧縮されず、従って皿バネのセ
ット数を少なくすることができ、しかも第1ロッドをコ
レットの開閉に充分なストローク量が得られる。よっ
て、皿バネのセット数の減少により主軸の高速回転時に
おける皿バネの移動による主軸アンバランス発生がなく
なり高速回転時の振動が防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の工具クランプ状態の断面図、第2図は
工具アンクランプ状態の断面図である。 1…主軸頭、2…主軸、2a…軸穴、3…テーパ穴、4…
工具、5…プルスタッド、8…第1ロッド、9…第2ロ
ッド、10…皿バネナット、11…皿バネ押え、12…皿バ
ネ、13…係合部材、14…コレット、17…駒、18…ロック
リング、20…ロック用ボール、21…コイルスプリング、
26…シリンダ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主軸頭に回転自在に軸承された筒状の主軸
    の軸穴に同一軸線上で主軸軸線方向に進退軸動可能に嵌
    合した第1及び第2ロッドと、前記第1ロッドの後端部
    に固定した皿バネナットと、この皿バネナットと対向し
    主軸軸穴に嵌装された皿バネ押えと、前記皿バネナット
    と皿バネ押えとの間に介装され、前記第1ロッドを後退
    方向に押動する皿バネと、前記第1ロッドの先端部に固
    着された係合部材により第1ロッドの後退移動で縮小し
    主軸先端のテーパ穴に嵌合された工具のプルスタッドを
    把持クランプし、第1ロッドの前進移動で拡開し前記プ
    ルスタッドの把持を解放するコレットと、前記第2ロッ
    ドの先端に固着され第2ロッドの後退移動では前記皿バ
    ネ押えに係合し前進移動では第1ロッドに当接して第1
    ロッドを前進方向に押動する駒と、前記第1ロッドと主
    軸軸穴との間に主軸軸線方向に摺動可能に嵌合されたコ
    イルスプリングにより常に後退方向に押圧し前記駒に当
    接しているロックリングと、このロックリングと主軸軸
    穴との間に半径方向に拡縮移動可能に介在され前記ロッ
    クリングの後退端で拡張して前記皿バネ押えの移動を拘
    束しロックリングの前進移動で縮小して皿バネ押えの移
    動を許容するロック用ボールと、前記第2ロッドを前進
    方向に押動するアンクランプ用のシリンダとから構成さ
    れている主軸用工具クランプ装置。
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