JP3445139B2 - スピンドル装置 - Google Patents

スピンドル装置

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JP3445139B2
JP3445139B2 JP08245998A JP8245998A JP3445139B2 JP 3445139 B2 JP3445139 B2 JP 3445139B2 JP 08245998 A JP08245998 A JP 08245998A JP 8245998 A JP8245998 A JP 8245998A JP 3445139 B2 JP3445139 B2 JP 3445139B2
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彰浩 北村
耕作 北村
滋 山田
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有限会社トミー商会
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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、スピンドルのテ
ーパ受け部にツールホルダのテーパ部を係合させてツー
ルを保持する工作機械用のスピンドル装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の工作機械では、主軸(スピンド
ル)とツールホルダの係合部に於いて、テーパ結合のみ
でツール保持を行うのが一般的であった。
【0003】近年、両者の結合力を高めるため、ツール
ホルダのテーパ部とフランジ部の両方を利用して、結合
を行う方式が提案されている。
【0004】この方式では、ツールホルダのテーパ部と
フランジ部を、それぞれ主軸側のテーパ受け部とフラン
ジ受け部に当接させて、2面拘束を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
2面拘束の結合方式では、スピンドル側のテーパ穴とフ
ランジ支持部、及び、ツールホルダのテーパ部とフラン
ジ部のそれぞれを極めて高精度に形成しなければならな
かった。
【0006】これらの係合部の1つでも充分な精度が得
られない場合には、工具の保持不良が生じ、当該工具に
よる加工精度が著しく低下する恐れがあった。
【0007】このような従来技術の問題点に鑑み、本発
明は、精度的に多少の誤差があっても、常に安定した2
面拘束保持を行うことができるスピンドル装置を提供す
ることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の解決手段を例示
すると、ケーシング(21)の内側に軸受(22)を介
してスピンドル(11)を回転可能に配置し、ドローイ
ングバー(23)の動作によってスピンドル(11)の
テーパ受け部(13)にツールホルダ(12)のテーパ
部(14)を係合させてツールを保持する工作機械用の
スピンドル装置において、固定部材(31)をケーシン
グ(21)側に固定して、その固定部材(31)により
軸受(22)を固定することによりスピンドル(11)
を軸方向に固定し、スピンドル(11)が固定部材(3
1)に対して回転可能となっており、スピンドル(1
1)の先端部と固定部材(31)との間に、ツールホル
ダ(12)のフランジ面(16a)を受けるフランジ受
け部材(15)を設け、このフランジ受け部材(15)
が、スピンドル(11)と一緒に回転されるとともに、
スピンドル(11)と相対的に軸方向に所定の範囲内で
スライド可能であり、しかも、ばね(17、27)によ
ってスピンドル(11)の先端方向に付勢された状態
で、つねにフランジ受け部材(15)は軸方向にスライ
ド可能になっており、ばね(17、27)によるトータ
ルの付勢力は、ドローイングバー(23)を後方に付勢
する付勢力より小さく設定し、クランプ時には、ばね
(17、27)の付勢力が作用した状態で、ツールホル
ダ(12)のフランジ面(16a)とテーパ部(14)
をそれぞれフランジ受け部材(15)のフランジ受け面
(15a)とスピンドル(11)のテーパ受け部(1
3)に係合させてツールを2面保持することを特徴とす
るスピンドル装置である。本発明の別の解決手段は、フ
ランジ受け部材(15)を軸方向の所定範囲でスライド
可能とする手段として、抜け落ち防止用のボルト(2
9)をスピンドル(11)の先端部に設けたことを特徴
とする構成になっている。本発明のさらに別の解決手段
は、フランジ受け部材(15)を軸方向の所定範囲でス
ライド可能とする手段として、球体を利用した抜け落ち
防止機構(49)をスピンドル(11)の先端部に設け
たことを特徴とするものである。付勢用のばねとして
は、コイルばねや、皿ばねを用いることができる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0010】図1は第1実施例のスピンドル装置を示し
ており、(A)はスピンドル装置の主要部の縦断面図、
(B)はスピンドルの正面図である。
【0011】スピンドル装置10は、スピンドルヘッド
に設定される。スピンドルヘッドは工作機械のコラムや
クロスレールに配置される。
【0012】スピンドル装置10は、全体的に円筒型の
ケーシング21を備えている。ケーシング21は、スピ
ンドルヘッドのスピンドル設定部33にボルト34で固
定される。
【0013】ケーシング21内には、軸受22を介し
て、スピンドル11が回転可能に配置されている。軸受
22の両側には、軸受22を固定するための押え部材3
1、32、41、42が配置されている。
【0014】スピンドル11は全体的に細長い円筒形状
になっており、その先端部には、ツールホルダ12のテ
ーパ部14を収容するためのテーパ受け部13が形成さ
れている。
【0015】スピンドル11の貫通穴には、後端部から
ドローイングバー23が挿入されている。ドローイング
バー23の周囲には、多数の皿ばね24が配置されてい
る。皿ばね24は、ドローイングバー23を後ろ方向に
押圧している。
【0016】スピンドル11の図示しない後端付近に
は、スピンドル駆動手段が配置されている。また、スピ
ンドル11の後ろには、ドローイングバー23を、皿ば
ね24の押圧力に抗して前方に押し出すためのアンクラ
ンプ手段が配置されている。
【0017】ドローイングバー23の先端には、連結部
材25を介して、インナースリーブ26が接続されてい
る。
【0018】インナースリーブ26の先端には、コレッ
トチャック27が係合されている。図示の状態では、コ
レットチャック27は、先端のすり割り部でツールホル
ダ12のプルスタッドボルト28を掴んで後方に引っ張
っている。これが、クランプ状態である。
【0019】押出し装置によりドローイングバー23を
前方に押し出し、コレットチャックを前方に移動する
と、コレットチャック27の先端がテーパ穴底部の拡径
空間38内で開き、プルスタッドボルト28が離脱可能
となる。これが、アンクランプ状態である。
【0020】スピンドル11の先端部には、ツールホル
ダ12のフランジ面16aを受けるためのフランジ受け
部材15が配置されている。
【0021】固定部材31とスピンドル11の間には環
状領域が形成されており、この環状領域内にフランジ受
け部材15の一部分が収容される。
【0022】フランジ受け部材15は、スピンドル11
と相対的に、軸方向に少しスライド可能な構成になって
いる。
【0023】フランジ受け部材15は、先端に小径部を
有する円筒形状になっている。小径部の内側先端には、
円環状のフランジ受け面15aが形成されている。
【0024】フランジ受け面15aには、2か所に突出
部15bが形成されている。突出部15bは1つの直径
の両側に位置し、これはツールホルダ12のフランジ1
6の切欠き部に対応する。
【0025】突出部15bの穴にはボルト29が挿入さ
れており、これによりフランジ受け部材15の抜け落ち
が防止される。
【0026】抜け落ち防止用のボルト29は、ボルト頭
部とネジ部の間にプレーンな中間部29aを有してい
る。この中間部29aが、フランジ受け部材15のスラ
イドを許容する。
【0027】抜け落ち防止用ボルト29は、フランジ受
け部材15が所定幅だけスライドできるように、軸方向
に遊びを持たせて配置する。
【0028】スピンドル11の先端部には、多数の凹所
が円周上に設けてあり、そこにコイルスプリング17が
配置されている。コイルスプリング17は、フランジ受
け部材15をスピンドル11の先端方向に付勢する。
【0029】コイルスプリング17によるトータルの付
勢力は、ドローイングバー23を後方に付勢する皿ばね
24の付勢力より小さく設定する。クランプ時には、コ
イルスプリング17の付勢力が作用した状態で、2面支
持が行われる。
【0030】図1に示すように、ツールホルダ12をク
ランプした場合に、ツールホルダ12のフランジ面16
aとテーパ部14は、それぞれフランジ受け部材15の
フランジ支持面13とスピンドル11のテーパ部13に
係合し、良好な2面支持が行われる。その際、ツールホ
ルダ12のフランジ部16には、前述のようにフランジ
受け部材15を介してコイルスプリング17の付勢力が
作用している。このため、結合面の精度誤差をある程度
許容することができる。
【0031】次に、図2を参照して、本発明の第2実施
例を簡単に説明する。
【0032】図2のスピンドル装置10では、フランジ
受け部材15を先端方向に付勢する付勢手段として皿ば
ね27が使用されている。
【0033】皿ばね27は、スピンドル11の先端に形
成された小径部とフランジ受け部材15の間の領域に配
置される。
【0034】これ以外の構成は、図1の第1実施例と実
質的に同一である。
【0035】最後に、図3を参照して、本発明の第3実
施例を簡単に説明する。
【0036】図3のスピンドル装置では、フランジ受け
部材15の抜け落ち防止構造のみが第2実施例と異なっ
ている。
【0037】すなわち、第3実施例では、抜け落ち防止
用ボルトでなく、球体を利用した抜け落ち防止機構49
によって、フランジ受け部材15の抜け落ちが防止され
ている。
【0038】抜け落ち防止機構49は、フランジ受け部
材15の内周面に浅い溝を設け、そこに球体を配置し、
球体を外側に押圧することによってフランジ受け部材1
5の抜け落ちを防止する構成になっている。
【0039】
【発明の効果】本発明のスピンドル装置によれば、精度
的に多少の誤差があっても、常に安定した2面拘束保持
力を得ることができる。
【0040】なお、本発明は前述の実施例に限定されな
い。例えば、スピンドル本体の構成は、他の様々なもの
を採用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示しており、(A)はス
ピンドル装置の主要部の縦方向断面図、(B)はスピン
ドルの正面図である。
【図2】本発明の第2実施例を示しており、(A)はス
ピンドル装置の主要部の縦方向断面図、(B)はスピン
ドルの正面図である。
【図3】本発明の第2実施例を示しており、(A)はス
ピンドル装置の主要部の縦方向断面図、(B)はスピン
ドルの正面図である。
【符号の説明】
10 スピンドル装置 11 スピンドル 12 ツールホルダ 13 テーパ受け部 14 テーパ部 15 フランジ受け部材 16 フランジ部 17 コイルスプリング 27 皿ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23B 31/117 B23B 19/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシング(21)の内側に軸受(2
    2)を介してスピンドル(11)を回転可能に配置し、
    ドローイングバー(23)の動作によってスピンドル
    (11)のテーパ受け部(13)にツールホルダ(1
    2)のテーパ部(14)を係合させてツールを保持する
    工作機械用のスピンドル装置において、固定部材(3
    1)をケーシング(21)側に固定して、その固定部材
    (31)により軸受(22)を固定することによりスピ
    ンドル(11)を軸方向に固定し、スピンドル(11)
    が固定部材(31)に対して回転可能となっており、
    ピンドル(11)の先端部と固定部材(31)との間
    に、ツールホルダ(12)のフランジ面(16a)を受
    けるフランジ受け部材(15)を設け、このフランジ受
    け部材(15)が、スピンドル(11)と一緒に回転さ
    れるとともに、スピンドル(11)と相対的に軸方向に
    所定の範囲内でスライド可能であり、しかも、ばね(1
    7、27)によってスピンドル(11)の先端方向に付
    勢された状態で、つねにフランジ受け部材(15)は軸
    方向にスライド可能になっており、ばね(17、27)
    によるトータルの付勢力は、ドローイングバー(23)
    を後方に付勢する付勢力より小さく設定し、クランプ時
    には、ばね(17、27)の付勢力が作用した状態で、
    ツールホルダ(12)のフランジ面(16a)とテーパ
    部(14)をそれぞれフランジ受け部材(15)のフラ
    ンジ受け面(15a)とスピンドル(11)のテーパ受
    け部(13)に係合させてツールを2面保持することを
    特徴とするスピンドル装置。
  2. 【請求項2】 フランジ受け部材(15)を軸方向の所
    定範囲でスライド可能にする手段として、抜け落ち防止
    用のボルト(29)をスピンドル(11)の先端部に設
    けたことを特徴とする請求項1に記載のスピンドル装
    置。
  3. 【請求項3】 フランジ受け部材(15)を軸方向の所
    定範囲でスライド可能にする手段として、球体を利用し
    た抜け落ち防止機構(49)をスピンドル(11)の先
    端部に設けたことを特徴とする請求項1に記載のスピン
    ドル装置。
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