JP3330043B2 - スピンドルの部品クランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、マシニングセン
タなどの工作機械のスピンドルに、工具が装着された工
具ホルダなどの部品をクランプする、スピンドルの部品
クランプ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作機械のスピンドルの前端部
に、工具が嵌合固定された工具ホルダのテーパシャンク
を嵌合させ、テーパシャンクの後端から突出したプルス
タッドの係止部をスピンドルに嵌合させたドローバーに
係止部材を介して係止させ、前記ドローバーを多数の皿
ばねによって後側に引き込むクランプ装置が一般に用い
られている。このクランプ装置では、ドローバーによる
プルスタッドの引き込み力を大きくすることが好ましい
が、このために、前記皿ばねの枚数を増加させると、ス
ピンドルの全長が長くなり、また強い皿ばねを用いると
皿ばねが疲労して劣化しやすい。そこで、ドローバーの
前部に、周方向に４等分など複数に分割したコレットを
設け、増力機構を構成したものを、この発明の出願人は
特願平７−２３４８９８号として平成７年９月１３日付
けで特許出願し、ドローバーの前進時に、コレットの前
部を強制的に開き、またコレットの後端部を強制的に縮
径方向に付勢することで、コレットの破損を防止でき、
かつ強い皿ばねを使用したり、皿ばねの枚数を増加した
りする必要のない、スピンドルの部品クランプ装置を提
案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、出願人が
先に提案した部品クランプ装置をさらに改良して効率を
よくすると共に、ドローバーの進退量を少なくでき、ま
た製作が容易にできる、スピンドルの部品クランプ装置
を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るス
ピンドルの部品クランプ装置は、工作機械のスピンドル
に進退可能に嵌挿され皿ばね等のばね力で後退動作され
るドローバーと、周方向に分割した開閉可能な複数の分
割片からなり前記ドローバーの前部外周側に嵌めた進退
可能なコレットと、前記コレットの外周側に配置して前
記スピンドル内に嵌合固定した筒状の増力スリーブと、
前記スピンドル内に固定して前記増力スリーブの前側に
配置したセパレータとを備え、前記セパレータの前側に
位置する前記スピンドルの前部箇所に工具ホルダなどの
部品のテーパ部が嵌合するテーパ孔を形成し、前記ドロ
ーバーの前部外周面に小外径部を形成し、この小外径部
の前側に外径が緩傾斜で増大するテーパ部を連ね、前記
コレットの各分割片の後端部外周に設けた凹溝にコレッ
トの後部を縮径方向に付勢する環状のばねを嵌め、各分
割片の後部に形成したボール嵌合孔にロックボールを転
動可能にそれぞれ嵌合させ、前記増力スリーブの後端部
に後側が急傾斜で大内径になる後端部テーパ面を形成す
るとともに前記増力スリーブの前端部に大内径部を形成
し、前記セパレータは環状体と、この環状体に前記コレ
ット側へ向け突出され前記各分割片間にそれぞれ挿入さ
れる複数の位置決め板と、前記位置決め板間に位置して
前記環状体に突出され各分割片の前端部内面に外側傾斜
面が当接するコレット拡開用突起とを有し、前記増力ス
リーブ、前記ドローバーのテーパ部、前記コレットの分
割片、およびこれらの分割片に嵌合させたロックボール
によって増力機構を構成し、前記ドローバーの皿ばね等
のばね力による後退動作に連動して前記コレットを後退
させることにより、前記各分割片の前端部を縮径方向に
動作させて該分割片の前内側突出部を前記部品のテーパ
部後方に突出するプルスタッドの軸部後端に設けた該軸
部より大外径の係止部に係止させ、かつ前記コレットの
各分割片に嵌合させたロックボールを前記ドローバーの
テーパ部および増力スリーブの後端部テーパ面に圧接さ
せることで前記増力機構を動作させるように構成し、前
記ドローバーの前進に連動して前記コレットを前進さ
せ、前記セパレータのコレット拡開用突起の外側傾斜面
に前記コレットの各分割片の前端部傾斜面を押し付ける
ことにより、該各分割片の前端部をプルスタッドの係止
部より外側に拡開させるようにしたことを特徴とする。

【０００５】請求項２の発明は、請求項１に記載のスピ
ンドルの部品クランプ装置において、前記ドローバーの
中心部に軸方向に沿う流体供給孔を形成し、この流体供
給孔と連通する流体送り管を前記ドローバーの前部に軸
方向に摺動可能に嵌合させ、前記ドローバー内に前記流
体送り管を前方に付勢する押しばねを設け、前記ドロー
バーの前端から突出した前記流体送り管の前端部に、前
記部品のプルスタッドなどの軸部後端に設けた係止部を
着脱可能に嵌合させ、前記部品のクランプ状態で、前記
スピンドル外に設けた流体供給源から切削液などの流体
を、前記流体供給孔および流体送り管を経て前記部品内
に設けた流体通路に圧送し、前記部品の前方に供給する
ようにしたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の第１実施形態に
つき図を参照して説明する。図１において、１はマシニ
ングセンタなどの工作機械のスピンドルであり、スピン
ドル１に形成した貫通孔２にドローバー３を進退可能に
嵌挿し、ドローバー３の後部にこれを後方に付勢する複
数の皿ばね（図示省略）を設け、またドローバー３の後
端部にこれを前方に押し出す油圧シリンダ機構（図示省
略）を設けてあり、前記スピンドル１は工作機械のスピ
ンドルヘッド（図示省略）に回動可能に支持してある。

【０００７】前記スピンドル１の前端大径部１ａには、
貫通孔２の前端と環状の内側突起部１ｂ内とを介して連
なるテーパ孔２ａを形成し、テーパ孔２ａには工具（図
示省略）を装着した工具ホルダ５の把持部５ａ後側に突
出するテーパシャンク５ｂを着脱可能に嵌合するように
構成してある。なお、内側突起部１ｂは後面をスピンド
ル１の軸方向と直交させ、内側突起部１ｂの前面側は前
拡がりに傾斜させてある。

【０００８】工具ホルダ５のテーパシャンク５ｂ後方に
はプルスタッド６を突出させ、プルスタッド６の軸部６
ａ後端にこれより大外径の係止部６ｂを一体に設け、係
止部６ｂは、後端部が後側に小径になる円錐台部を形成
し、前端面を軸部６ａの後端からその軸方向と直角に外
周側に突出させてある。前記スピンドル１の軸方向の適
所には、貫通孔２内に突出する後部スリーブ７を固定し
て嵌め、後部スリーブ７前方の貫通孔２内には、中間ス
リーブ８を介して筒状の増力スリーブ９を嵌合固定し、
これらの中心側にドローバー３の前部外周側に嵌めたコ
レット１０を配置し、増力スリーブ９の前側にセパレー
タ１１を配置し、これらを同軸にスピンドル１内に固定
してある。なお、中間スリーブ８の前端部８ａは大内径
にしてある。

【０００９】前記ドローバー３は、前部外周面に小外径
部３ａと、前側に外径が大きくなるテーパ部３ｂと、等
径部３ｅ，中外径部３ｃと、前端小外径部３ｄとが、後
側から前側に向かって連続形成してある。前記コレット
１０は図２〜図４の各図にも示すように、円周方向に等
分して４分割し、これらの分割片１０₁ の内周面には、
後側から前側に向けて、後内側突出部１０ａ、ガイド突
出部１０ｂ、係合突出部１０ｃ、および前内側突出部１
０ｄを軸方向に間隔を設けてそれぞれ突出させ、各分割
片１０₁ の外周面には、後部凹溝１０ｅ、前部テーパ凹
部１０ｆ、前外側突出部１０ｇをそれぞれ形成させてあ
る。

【００１０】また、前内側突出部１０ｄは後面を軸方向
に対し直角とし、各分割片１０₁ には、後部凹溝１０ｅ
の前側にボール嵌合孔１０ｈをそれぞれ半径方向に形成
し、前内側突出部１０ａには後側が拡径するテーパ凹部
すなわち前端部傾斜面１０ｉを形成してある。そして、
コレット１０は、筒状金属材に前記突出部１０ａ〜１０
ｄ，１０ｇおよび凹溝１０ｅを切削などによって加工
し、さらに嵌合孔１０ｈを穿った後、軸方向の全長にわ
たり切り込んで周方向に４分割し、各分割片１０₁ を作
成している。前記コレット１０の各分割片１０₁ に設け
た凹溝１０ｅには、両端部が連結された環状のコイルば
ね１３を嵌合させて、各分割片１０₁ の後部を縮径方向
に付勢していると共に、各分割片１０₁ のボール嵌合孔
１０ｈには鋼製のロックボール１２をそれぞれ転動可能
に嵌合させ、これらのボール１２が各分割片１０₁の
内，外周面から突出するようにしてある。

【００１１】前記コイルばね１３は、図５に示すよう
に、コイル状に密着巻きした弾性金属線材１３ａの両端
部に２重巻きした環状の連結部１３ｂ，１３ｃを直交す
るように突出させ、これらを引っ掛けてコイルばね１３
の両端部を連結し、コイルばね１３を環状にしてある。

【００１２】前記増力スリーブ９は、図１，図２に示す
ように、金属製の円筒体の後端部に、後側が大内径とな
る後端部テーパ面９ａを形成し、前記円筒体の内周面の
前端部に大内径部９ｂを形成し、後端部テーパ面９ａ、
大内径部９ｂの後面を、軸線に対し４５°傾斜させてあ
り、増力スリーブ９の前部には周方向の４箇所に等間隔
で軸方向に沿う切り込み溝９ｃを形成し、これらの溝９
ｃが円筒体の前端に開口させてある。

【００１３】前記セパレータ１１は、金属製であり、図
１，図２に示すように、環状体１１ａを有し、環状体１
１ａの後面に矩形状の４枚の位置決め板１１ｂを等間隔
で放射状に突出させ、位置決め板１１ｂの外側端部を環
状体１１ａの外周から突出させ、環状体１１ａの後面に
直角三角形のコレット拡開用突起１１ｃを突出させ、こ
れらの拡開用突起１１ｃが位置決め板１１ｂ間の中央に
それぞれ配置してある。

【００１４】前記拡開用突起１１ｃは、環状体１１ａの
前側が大径となるテーパ孔１１ｄの後面周縁に直角を挾
む一辺を環状体１１ａに直立させて、直角を挾む他辺を
環状体１１ａの後面に固着し、斜辺を軸線に対し５０°
程度傾斜させて、後側が低くなるように外側傾斜面を形
成して環状体１１ａの中央に近い部分に配置してある。

【００１５】そして、スピンドル１に形成した貫通孔２
の前部にセパレータ１１と増力スリーブ９とを嵌合さ
せ、セパレータ１１の位置決め板１１ｂの前端をスピン
ドル１の内側突起部１ｂ後面に当接させると共に、増力
スリーブ９の切り込み溝９ｃに位置決め板１１ｂをそれ
ぞれ係合させて、増力スリーブ９の前端をスピンドル１
の内側突起部１ｂ後面に当接させてある。

【００１６】前記増力スリーブ９内にコイルばね１３が
装着されたコレット１０を嵌め、コレット１０の分割片
１０₁ 間にセパレータ１１の位置決め板１１ｂを挿入
し、スピンドル１の内側突起部１ｂと後部スリーブ７お
よび中間スリーブ８とによって増力スリーブ９およびセ
パレータ１１をスピンドル１の前部に固定してある。そ
して、増力スリーブ９、ドローバー３のテーパ部３ｂ、
コレット１０の各分割片１０₁ 、および分割片１０₁ に
嵌合させたロックボール１２によって、増力機構１４を
構成してある。なお、増力スリーブ９の後端部テーパ面
９ａを４５°の急傾斜にし、ドローバー３のテーパ部３
ｂ外周面を１５°の緩傾斜にすることが好ましい。

【００１７】次に、第１実施形態に係るスピンドルの部
品クランプ装置の使用について説明する。前記油圧シリ
ンダ機構を動作させ、前記複数の皿ばねのばね力に抗し
てドローバー３を前進させ、図６（ａ）に示すように、
ドローバー３の等径部３ｅの前端面をコレット１０の各
分割片１０₁ に設けた係合突出部１０ｃの後端に支持さ
せて各分割片１０₁ を前進させて、これらの前外側突出
部１０ｇをスピンドル１の前部内に嵌合固定した増力ス
リーブ９前端の大内径部９ｂに位置させる。

【００１８】この際、コレット１０の各分割片１０₁ の
前内側突出部１０ｄの前側に拡径する前端部傾斜面１０
ｉをセパレータ１１の前記拡開用突起１１ｃの外側傾斜
面１１ｅに支持させて、各分割片１０₁の前端側を拡開
させ、また、コレット１０の各分割片１０₁ の外周面に
設けた後部凹溝１０ｅに縮径方向に付勢する環状のコイ
ルばね１３を嵌合させてあるので、各分割片１０₁ を前
端側が拡開した傾斜状態に保たせる。

【００１９】この状態で、図示省略した工具自動交換装
置を動作させて、部品である工具ホルダ５の把持部５ａ
を把持し、そのテーパシャンク５ｂをスピンドル１のテ
ーパ孔２ａに嵌合させ、把持部５ａの後面をスピンドル
１の前端面に近接させ、テーパシャンク５ｂの後端から
突出したプルスタッド６の軸部６ａをセパレータ１１の
環状体１１ａに貫通させ、軸部６ａの後端に設けた係止
部６ｂをコレット１０の各分割片１０₁ の前内側突出部
１０ｄの後方に位置させる。なお、セパレータ１１の位
置決め板１１ｂを各分割片１０₁ 間にそれぞれ位置させ
てあるので、各分割片１０₁ がコレット１０の軸回りに
回動することを防止している。

【００２０】その後、前記工具自動交換装置による工具
ホルダ５の把持部５ａの解放し、油圧シリンダ機構の動
作を解除することで、複数の皿ばねのばね力によってド
ローバー３が後退し、ドローバー３の前側が大外径にな
っているテーパ部３ｂの外周面に、コレット１０の各分
割片１０₁ の後部に嵌合したロックボール１２が当接し
ているので、これらのボール１２を介してドローバー３
と共に各分割片１０₁が後退し、図６（ｂ）に示すよう
に、プルスタッド６の係止部６ｂ後方にドローバー３の
前端が離間する。なお、把持部５ａを解放した工具自動
交換装置は、動作前の位置に復帰させておく。

【００２１】そして、ドローバー３と共にコレット１０
が後退を続けることでコレット１０の各分割片１０₁ の
前外側突出部１０ｇが増力スリーブ９の前端部に形成し
た大内径部９ｂの後側に後退し、各分割片１０₁ は前端
側が拡開した状態からほぼ平行になり、図１に示すよう
に、コレット１０の分割片１０₁ の前内側突出部１０ｄ
後面がプルスタッド６の係止部６ｂ前面に係止し、工具
ホルダ５を後側に引き込むので、そのテーパシャンク５
ｂ外周面がスピンドル１のテーパ孔２ａ周面に圧接し、
工具ホルダ５の把持部５ａ後面がスピンドル１の前端面
に当接したドローバー３の引き込み状態となる。

【００２２】このドローバー３の引き込み、すなわち後
退状態では、コレット１０の分割片１０₁ 後部にそれぞ
れ転動可能に嵌合させたロックボール１２がドローバー
３のテーパ部３ｂ外周面と筒状の増力スリーブ９の後端
テーパ面９ａの前端との間に位置し、テーパ部３ｂ外周
面が１５°の緩傾斜、後端部テーパ面９ａが４５°の急
傾斜であり、ドローバー３の後退方向への付勢によっ
て、ロックボール１２を介してテーパ部３ｃ外周面によ
って後端部テーパ面９ａを強く押し付け、工具ホルダ５
をクランプ状態にしている。

【００２３】従って、クランプ完了時に、前記皿ばねの
ばね力の数倍に増力させて、プルスタッド６の係止部６
ｂを係止することで、工具ホルダ５をクランプ状態にで
き、増力スリーブ９の後端部テーパ面９ａおよびドロー
バー３のテーパ部３ｂによって構成した増力機構１４を
ドローバー３の前部で働かせることができる。このた
め、前記皿ばねを疲労が少ない薄いものとすることがで
き、皿ばねの枚数を増加させる必要がなく、さらにロッ
クボールを用いたことで、出願人が先に提案したものに
比べ、ドローバー３の進退量を少なくでき、またドロー
バー３の前部、コレット１０の後部の加工が容易で、部
品クランプ装置の製作が容易にできる。

【００２４】前述した工具ホルダ５のクランプ状態で、
スピンドル１を回転させることで、工具ホルダ５に装着
した工具によって工作物に切削などの加工を行い、その
後、スピンドル１などの各部材を加工前の位置に戻して
停止させ、工具の自動交換を行う。工具の自動交換は、
前記自動交換装置によって、図１に示したクランプ状態
の工具ホルダ５の把持部５ａを把持し、油圧シリンダ機
構を動作させてドローバー３を前進させ、ドローバー３
の等径部３ｅの前端面をコレット１０の各分割片１０₁
に設けた係合突出部１０ｃの後端に支持させて前進さ
せ、図６（ｂ）に示すように、分割片１０₁ の前端外側
突出部１０ｇを増力スリーブ９の前端部の大内径部９ｂ
に入れ、コレット１０の後部凹溝１０ｅに嵌めた環状の
コイルばね１３のばね力によって各分割片１０₁ を前端
側が拡開した傾斜状態とし、これらの前内側突出部１０
ｄの内周面をプルスタッド６の係止部６ｂの外周面の外
側に離間させると共に、ドローバー３の前端面をプルス
タッド６の係止部６ｂの後端面に近接させる。

【００２５】続いて、工具自動交換装置を動作させ、工
具ホルダ５の把持部５ａを把持して、工具ホルダ５およ
びプルスタッド６をスピンドル１の前側に引き抜く。そ
の後、工具自動交換装置に保持させてある別の工具ホル
ダを図６の（ａ），（ｂ）に示す前述の動作によってス
ピンドル１に装着する。

【００２６】第１実施形態に係るスピンドルの部品クラ
ンプ装置は、セパレータ１１の板状の環状体１１ａから
直角三角形のコレット拡開用突起１１ｃを突出させ、こ
れらの拡開用突起１１ｃの外側傾斜面１１ｅに、コレッ
ト１０の前進時に各分割片１０₁ の前内側突出部１０ｄ
に形成した前端傾斜面１０ｉをそれぞれ係合させるよう
にしたので、各分割片１０₁ を確実に開くことができ
る。

【００２７】また、コレット１０の各分割片１０₁ の後
部凹溝１０ｅに環状のコイルばね１３を嵌めて、コレッ
ト１０の後端部を縮径させるようにしたので、コレット
１０の前進時に、その後側が小径となり前側が大径とな
るように分割片１０₁ を傾斜させることで、コレット１
０の前端部の安定した拡径ができ、プルスタッド６の係
止部６ｂのコレット１０に対する脱着が支障なくでき
る。

【００２８】図７は、この発明の第２実施形態に係るス
ピンドル装着部品のクランプ装置を示し、このクランプ
装置は、ドローバー３内から工具ホルダ５に切削液や清
掃用空気などの流体を供給するものである。すなわち、
後部バー３₁ の前端部に前部バー３₂ の後端部を嵌合固
定してドローバー３を構成し、前部バー３₂ 内に軸方向
に摺動可能に流体送り管１５を嵌合させ、流体送り管１
５の後部に形成した大径部１５ａを前部バー３₂ の大径
孔部３_2aに嵌め、後部バー３₁ の前端に指示したコイル
状の押しばね１６によって大径部１５ａを前側に付勢
し、大径部１５ａの前端に小径部１５ｂを段１５ｃを介
して一体に設け、小径部１５ｂを前部バー３₂ の大径孔
部３_2a前側に段部３_2cを介して形成した小径孔部３_2bに
嵌め、小径部１５ｂの前端部を前部バー３₂ の前端から
突出させ、小径部１５ｂは前端部段１５ｄを介し、これ
より先端側に小外径部品１５ｅを形成してある。また、
前部バー３₂ には前端に開口する凹部３_2dを小径部１５
ｂの周囲に形成し、凹部３_2dに嵌合する筒状突起６ｃを
プルスタッド６の係止部６ｂ後方に突出させ、筒状突起
６ｃに連なる流体通路１７をプルスタッド６内および工
具ホルダ５内に形成し、流体通路１７の前端を図示省略
した工具嵌合孔の底などの適所に嵌合させる。

【００２９】さらに、後部バー３₁ の中心部に流体供給
孔１８を軸方向に沿って形成し、流体供給孔１８の前端
を前端バー３₂ の大径孔部３_2aに連通させ、液体供給孔
１８の後端をスピンドル１外に設けた液体供給源（図示
省略）に適宜の手段を介し接続させてある。なお、第２
実施形態に係る部品クランプ装置の前述した以外の構成
は、前述した第１実施形態の部品クランプ装置の構成と
同様であり、また図７中、図１ないし図３の各図と同符
号は対応する部分を示す。

【００３０】第２実施形態に係る部品クランプ装置は、
図７に鎖線で示した工具ホルダ５のクランプ状態では、
プルタッド６の係止部６ｂ後面が前進時のドローバー３
の係合部３ｃ前面に当接し、前記筒状突起６ｃがドロー
バー３の前部バー３₂ に設けた凹部３_2dに嵌合し、流体
送り管１５の小径部１５ｂ前端側の小外径部１５ｅが筒
状突起６ｃに嵌合して、小外径部１５ｅ前端がプルスタ
ッド６の係止部６ｂ後面に当接し、流体送り管１５が後
退し、その大径部１５ａが押しばね１６を圧縮してい
る。

【００３１】そして、工作物の加工時には、前記流体供
給源から切削液を、後部バー３₁ に設けた流体供給孔１
８から前部バー３₂ の大径孔３_2aを経て流体送り管１５
に圧送し、流体送り管１５から切削液をプルスタッド６
および工具ホルダ５に一連に設けた流体通路１７に通し
て、工具ホルダ５の工具嵌合孔の底から工具に形成した
刃部に供給し、工具の刃部や工作物の加工部を冷却した
り潤滑したりする。

【００３２】なお、第２実施形態に係るクランプ装置の
前述した以外の動作および効果は、この発明の第１実施
形態の部品クランプ装置による動作および効果と同様で
あるから説明を省略する。また、第２実施形態に係る部
品クランプ装置では、従来公知の手段によって、工具ホ
ルダに形成する液体通路を適宜変更することで、液体通
路を分岐させて工具ホルダ内から工具の刃部外周などに
切削液を噴射させたり、切削液に代えて清掃用の空気を
工具に吹き付け、工具に付着した切り粉などを除去する
ようにすることができる。

【００３３】この発明において、ドローバーを前側に付
勢するばねは、ドローバーの前部に増力機構を設けたの
で、複数の皿ばねに代えてコイルばねを用いてもよい。
この発明において、周方向に分割した分割片の数は、適
宜変更できるが、前記実施形態のように周方向に４等分
した分割片にすることが好ましい。この発明において、
クランプする部品は、前記実施形態に限られることな
く、工具ホルダに着脱可能に保持した工作物や、テーパ
部の後側に軸部が突出し、軸部にこれより大外径の係止
部を形成した工作物であってもよい。

【００３４】この発明において、前記実施形態では、工
具ホルダなどの部品のテーパ部前側に連なる把持部後面
をスピンドルの前端面に当接させるようにしたが、前記
部品の把持部後面とスピンドルの前端部との間に隙間を
設け、部品のテーパ部をスピンドルのテーパ孔内周面に
圧接させて受けるようにしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
係るスピンドルの部品クランプ装置は、工作機械のスピ
ンドルに進退可能に嵌挿され皿ばね等のばね力で後退動
作されるドローバーと、周方向に分割した開閉可能な複
数の分割片からなり前記ドローバーの前部外周側に嵌め
た進退可能なコレットと、前記コレットの外周側に配置
して前記スピンドル内に嵌合固定した筒状の増力スリー
ブと、前記スピンドル内に固定して前記増力スリーブの
前側に配置したセパレータとを備えている。

【００３６】そして、工具ホルダなどの部品に設けたテ
ーパシャンクなどのテーパ部がスピンドルの前端部に形
成したテーパ孔に嵌合し、前記テーパ部の後方に突出す
るプルスタッドなどの軸部後端に設けた大径の係止部を
コレットの前内側突出部に係止し、皿ばねなどのばねに
よってドローバーを後側に付勢し、ドローバーおよびコ
レットを引き込み状態にすると、図１および図６に示す
ように、ドローバーの外周面に形成した前側に外径が緩
傾斜で増大するテーパ部と、増力スリーブの後側が急傾
斜で大内径となる後端部テーパー面とを、コレットの各
分割片の後部に転動可能にそれぞれ嵌めたロックボール
を介して圧接する。

【００３７】このため、前記テーパ部によって前記後端
部テーパ面を、これらの間に設けたロックボールを介
し、外周側に大きな力で押し付け、前記皿ばねなどのば
ね力の数倍に増力させて係止部を係止できる増力機構を
ドローバーの前部で働かせることができ、係止部のクラ
ンプ完了状態で前記分割片を強力に固定でき、皿ばねな
どのばねの疲労も少なくできる。

【００３８】また、スピンドル内に増力スリーブと共に
固定して、増力スリーブの前側に配置したセパレータの
環状体の後側に突出した位置決め板をコレットの各分割
片間に挿入することにより、各分割片をこれらの間に隙
間を保って直線状に進退させることができ、そして環状
体の位置決め板間にコレット拡開突起を突出し、ドロー
バーの前進時にドローバーと共にコレットが前進して、
このコレットの各分割片の前端に形成した前端部傾斜面
が前記コレット拡開用突起の外側傾斜面に押し付けら
れ、同時に各分割片の前外側突出部が増力スリーブの前
端部に設けた大内径部に強制的に押し込まれることで各
分割片の前端部が拡開され、この拡開状態を保つこと
で、プルスタッドなどの軸部後端に設けた係止部と、各
分割片の前内側突出部とが干渉してこれらが破損する恐
れをなくし、前内側突出部に対し係止部を確実に出し入
れできる。

【００３９】さらに、この発明では、スピンドルに設け
た筒状の増力スリーブと、ドローバーの前部と、コレッ
トの各分割片の後端部にそれぞれ転動可能に嵌合させた
ロックボールとによって増力機構を構成し、ドローバー
のテーパ部外周の緩傾斜面と、増力スリーブの急傾斜の
後端部テーパ面とをコレットの各分割片の後部に嵌合さ
せたロックボールを介して圧接させているので、出願人
が先に提案した部品クランプ装置に比べ、ドローバーの
前部、外周面および前記分割片の後部内周面の加工が容
易であり、ボールを使用しているため、ドローバーの進
退量を少なくして増力機構を働かせることができる。

【００４０】請求項２の発明は、請求項１に記載したス
ピンドルの部品クランプ装置において、ドローバーの中
心部に形成した流体供給孔と連通する流体送り管をドロ
ーバーの前部に嵌合させ、ドローバー内に設けた押しば
ねによって前記流体送り管を前方に付勢し、流体送り管
の前端部にプルスタッドなどの軸部後端の係止部を着脱
可能に嵌合させ、部品のクランプ状態で、スピンドル外
に設けた流体供給源から切削液、空気などの流体を、前
記流体供給孔および流体送り管を経て、プルスタッド、
工具ホルダなどの部品に形成した流体通路に圧送し、前
記流体を工具ホルダに装着した工具の刃部や、この刃部
による工作物の加工部に供給するようにしたので、切削
液によって前記後部の刃部や工作物の加工部をを冷却、
潤滑したり、空気によって工具に付着した切り粉を除去
したりすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態に係るスピンドルの部
品クランプ装置を示した要部の縦断面図。

【図２】図１に示した部品クランプ装置のコレット、増
力スリーブおよびセパレータの分解斜視図。

【図３】図１に示した部品クランプ装置のコレットの縦
断説明図。

【図４】図４のＡ−Ａ線横断面図。

【図５】図１に示した部品クランプ装置に使用するコイ
ルばねの正面図。

【図６】図１に示した部品クランプ装置の動作説明図。

【図７】この発明の第２実施形態に係るスピンドルの部
品クランプ装置を示した部分縦断面図。

【符号の説明】

１ スピンドル １ａ 前端大径部 １ｂ 内側突起部 ２ 貫通孔 ２ａ テーパ孔 ３ ドローバー ３ａ 小外径部 ３ｂ テーパ部 ５ 工具ホルダ ５ａ 把持部 ５ｂ テーパシャンク ６ プルスタッド ６ａ 軸部 ６ｂ 係止部 ７ 後部スリーブ ８ 中間スリーブ ９ 増力スリーブ ９ａ 後端部テーパ面 ９ｂ 大内径部 ９ｃ 切り込み溝 １０ コレット １０₁ 分割片 １０ａ 後内側突出部 １０ｂ ガイド突出部 １０ｃ 係合突出部 １０ｄ 前内側突出部 １０ｅ 後部凹溝 １０ｆ 前部テーパ凹部 １０ｇ 前外側突出部 １０ｈ ボール嵌合孔 １０ｉ 前端部傾斜面 １１ セパレータ １１ａ 環状体 １１ｂ 位置決め板 １１ｃ コレット拡開用突起 １２ ロックボール １３ 環状のコイルばね １４ 増力機構 １５ 流体送り管 １６ 押しばね １７ 流体通路 １８ 流体供給孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−299615（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−174315（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−250702（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−50708（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−98133（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 31/117

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械のスピンドルに進退可能に嵌挿
   され皿ばね等のばね力で後退動作されるドローバーと、
   周方向に分割した開閉可能な複数の分割片からなり前記
   ドローバーの前部外周側に嵌めた進退可能なコレット
   と、前記コレットの外周側に配置して前記スピンドル内
   に嵌合固定した筒状の増力スリーブと、前記スピンドル
   内に固定して前記増力スリーブの前側に配置したセパレ
   ータとを備え、前記セパレータの前側に位置する 前記スピンドルの前部
   箇所に工具ホルダなどの部品のテーパ部が嵌合するテー
   パ孔を形成し、前記ドローバーの前部外周面に小外径部
   を形成し、この小外径部の前側に外径が緩傾斜で増大す
   るテーパ部を連ね、前記コレットの各分割片の後端部外
   周に設けた凹溝にコレットの後部を縮径方向に付勢する
   環状のばねを嵌め、各分割片の後部に形成したボール嵌
   合孔にロックボールを転動可能にそれぞれ嵌合させ、前
   記増力スリーブの後端部に後側が急傾斜で大内径になる
   後端部テーパ面を形成するとともに前記増力スリーブの
   前端部に大内径部を形成し、前記セパレータは環状体
   と、この環状体に前記コレット側へ向け突出され前記各
   分割片間にそれぞれ挿入される複数の位置決め板と、前
   記位置決め板間に位置して前記環状体に突出され各分割
   片の前端部内面に外側傾斜面が当接するコレット拡開用
   突起とを有し、前記増力スリーブ、前記ドローバーのテ
   ーパ部、前記コレットの分割片、およびこれらの分割片
   に嵌合させたロックボールによって増力機構を構成し、 前記ドローバーの皿ばね等のばね力による後退動作に連
   動して前記コレットを後退させることにより、前記各分
   割片の前端部を縮径方向に動作させて該分割片の前内側
   突出部を前記部品のテーパ部後方に突出するプルスタッ
   ドの軸部後端に設けた該軸部より大外径の係止部に係止
   させ、かつ前記コレットの各分割片に嵌合させたロック
   ボールを前記ドローバーのテーパ部および増力スリーブ
   の後端部テーパ面に圧接させることで前記増力機構を動
   作させるように構成し、前記ドローバーの前進に連動し
   て前記コレットを前進させ、前記セパレータのコレット
   拡開用突起の外側傾斜面に前記コレットの各分割片の前
   端部傾斜面を押し付けることにより、該各分割片の前端
   部をプルスタッドの係止部より外側に拡開させるように
   したことを特徴とするスピンドルの部品クランプ装置。
2. 【請求項２】 前記ドローバーの中心部に軸方向に沿う
   流体供給孔を形成し、この流体供給孔と連通する流体送
   り管を前記ドローバーの前部に軸方向に摺動可能に嵌合
   させ、前記ドローバー内に前記流体送り管を前方に付勢
   する押しばねを設け、前記ドローバーの前端から突出し
   た前記流体送り管の前端部に、前記部品のプルスタッド
   などの軸部後端に設けた係止部を着脱可能に嵌合させ、
   前記部品のクランプ状態で、前記スピンドル外に設けた
   流体供給源から切削液などの流体を、前記流体供給孔お
   よび流体送り管を経て前記部品内に設けた流体通路に圧
   送し、前記部品の前方に供給するようにしたことを特徴
   とする請求項１に記載のスピンドルの部品クランプ装
   置。