JP3472852B2 - 工作機械の主軸装置 - Google Patents

工作機械の主軸装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の主軸装
置、特に、エアブロー機能を備えた主軸装置におけるコ
レットの改良技術に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、マシニングセンタにおいて、工具
の脱着時に主軸の奥からエアを吹き付けて、主軸先端の
テーパ孔を清掃するエアブロー機能を備えた主軸装置が
知られている。例えば、図5及び図6に示す主軸装置に
おいては、主軸1の内部にドローバ2が挿入され、ドロ
ーバ2の内部にクーラント通路3が設けられ、主軸1と
ドローバ2との間にエア通路4が形成されている。 【0003】ドローバ2の先端には工具ホルダ5のプル
スタッド6を把持するコレット31が設けられている。
ドローバ2の後退時には、コレット31が閉鎖され、工
具ホルダ5が主軸1のテーパ孔7にクランプされる(図
5参照)。また、ドローバ2の前進時には、コレット3
1が開放され、工具ホルダ5がテーパ孔7から押し出さ
れてアンクランプされる(図6参照)。そして、このア
ンクランプ時に、エアAがエア通路4からコレット31
を介しテーパ孔7に吹き付けられる。 【0004】図7及び図8に示すように、従来のコレッ
ト31は円筒体を2本の切割32で2分割して構成され
ている。コレット31の前端外周には、ドローバ2の移
動に伴って主軸1の凹凸部8に係合する突起33が設け
られている。コレット31の中央部内周面には、プルス
タッド6後端の大径部9及びドローバ2前端の引上げピ
ン10が嵌合する凹部34が形成されている。コレット
31の後端部内周面には、エア通路4の出口より内側の
位置から凹部34に向って縮径するテーパ孔35が設け
られている。また、コレット31の周壁には、テーパ孔
35を凹部34と引上げピン10との間隙Gに連通させ
る切欠溝36がコレット31の後端面から凹部34に僅
かにラップする長さで形成されている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のコレ
ット31によると、図9に示すように、テーパ孔35が
エア通路4の出口より内側位置で開口しているので、そ
れより外側のコレット31の後端面37が障壁となって
エアAの一部がコレット31の外側に逃げる。そのう
え、切欠溝36と凹部34とのラップ面積Lが小さく、
これと比較し切割32の隙間P(図7参照)が広いた
め、テーパ孔35内の大部分のエアAが切割32を通っ
てコレット31の外側に流出する。 【0006】従って、エア供給量が多い場合に、コレッ
ト31がアンクランプ状態であるにも係わらず外側から
作用するエア圧で閉じ、工具ホルダ5を脱着できなくな
る可能性がある。このため、従来は、コレット31が閉
じない程度までエア流量を絞って対処してきた。また、
切割32の隙間Pが広いため、図10に示すように、一
方のコレット31が偏倚しやすく、この場合、コレット
31とプルスタッド6とが間隔が不均一となり、脱着時
に大径部9がコレット31の前端に引っ掛かるおそれも
あった。 【0007】そこで、本発明の課題は、工具アンクラン
プ時にコレットを確実に開いて、工具ホルダを支障なく
脱着できる主軸装置を提供することにある。 【0008】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、主軸の内部にドローバを挿入し、ドロ
ーバの内部にクーラント通路を設け、主軸とドローバと
の間にエア通路を形成し、ドローバの前端に工具ホルダ
のプルスタッドを把持するコレットを設け、コレットを
ドローバにより開閉して工具を脱着し、コレットの開放
時にエアをエア通路からコレットを介し主軸のテーパ孔
に吹き付ける主軸装置において、コレットの中央部内周
面にプルスタッド後端の大径部及びドローバ前端の引上
げピンが嵌合する凹部を形成するとともに、コレットの
後端部内周面にエア通路の出口と対向する位置から凹部
に向って縮径するテーパ孔を設け、コレットの周壁には
テーパ孔を凹部と引上げピンとの間隙に連通させる切欠
溝をコレットの後端面から引上げピンの中央部付近まで
延びるように長く形成し、エアをエア通路からテーパ孔
及び切欠溝を介しコレットの内側に導入するように構成
したことを特徴とする。 【0009】上記構成によれば、テーパ孔がエア通路の
出口と対向する位置で開口しているため、コレットの後
端面にエアの障壁となる部分がなくなり、コレット外側
へのエアの流出量が減少する。また、切欠溝が引上げピ
ンの中央部付近まで延びているので、切欠溝と凹部との
ラップ面積も拡大する。このため、アンクランプ時に
は、コレットの内側に豊富な流量のエアが流入し、その
内圧によってコレットが外側へ確実に開く。従って、本
発明のコレットによれば、切割の隙間は特に限定され
ず、これを広く設定した場合でも、必要量のエアを切欠
溝からコレットの内側に導入できる。しかしながら、コ
レットをより確実に開くため、またコレットの偏倚を防
止するためには、切割をできるだけ狭く形成するのが好
ましい。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。主軸装置の全体的な構成は従来と
同様であって(図5及び図6参照)、主軸1の内部にド
ローバ2が挿入され、ドローバ2の内部にクーラント通
路3が設けられ、主軸1とドローバ2との間にエア通路
4が形成されている。ドローバ2の前端にはコレット1
1が設けられ、ドローバ2の移動に伴って開閉し、工具
ホルダ5を主軸1のテーパ孔7に脱着する。そして、コ
レット11が開いた工具アンクランプ状態で、エアAが
エア通路4からコレット11を介しテーパ孔7に吹き付
けられる。 【0011】この実施形態のコレット11は、図1及び
図2に示すように、円筒体を2本の切割12で2分割し
て構成されている。切割12の隙間Pは従来と比較し極
めて狭く(0.5mm程度)設定されている。コレット
11の前端外周には、ドローバ2の移動に伴って主軸1
の凹凸部8に係合する突起13が設けられている。コレ
ット11の中央部内周面には、プルスタッド6後端の大
径部9及びドローバ2前端の引上げピン10が嵌合する
凹部14が形成されている。 【0012】コレット11の後端部内周面には、エア通
路4の出口と対向する位置から凹部14に向って縮径す
るテーパ孔15が設けられている。コレット11の周壁
前端部には、一対の前切欠溝16がコレット11の前端
面から大径部9にラップする位置まで延びるように形成
されている。また、コレット11の周壁後端部には、一
対の後切欠溝17がコレット11の後端面から引上げピ
ン10の中央部付近まで延びるように長く形成され、こ
の後切欠溝17によってテーパ孔15が凹部14と引上
げピン10との間隙Gに連通されている。 【0013】この実施形態のコレット11によれば、図
3に示すように、テーパ孔15がエア通路4の出口と対
向する位置で開口しているので、コレット11の後端面
に障壁となる部分がなくなり、コレット外側へのエア流
出量が減少する。そのうえ、後切欠溝17と凹部14と
のラップ面積Lが大きく(エア通路4の出口面積の1.
5〜2倍程度)、これに対し切割12の隙間Pが狭いた
め、テーパ孔15内の大部分のエアAが後切欠溝17の
前端部分を通ってコレット11の内側に流入する。 【0014】従って、アンクランプ時にコレット11を
その内側に導入したエアAの圧力で外側へ確実に開い
て、工具ホルダ5を支障なく脱着することができる。ま
た、切割12の隙間Pが極めて狭く設定されているか
ら、図4に示すように、コレット11を偏倚させること
なく常に対称位置に配置して、脱着時のコレット11と
大径部9との引っ掛かり及び衝突音の発生を確実に防止
することが可能である。なお、前切欠溝16はコレット
内側の一部のエアを外側に導いて、主軸1の凹凸部8に
吹き付けるように作用する。 【0015】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明の主軸装置
によれば、工具アンクランプ時にコレットの内側に充分
量のエアを導入し、その圧力でコレットを外側へ確実に
開き、工具ホルダを支障なく脱着できるという優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の主軸装置においてコレットの一実施形
態を示す断面図である。 【図2】図1のA−A線断面図である。 【図3】図1のコレットを開放状態で示す断面図であ
る。 【図4】アンクランプ時におけるコレット及びプルスタ
ッドの相関図である。 【図5】従来の主軸装置を示す断面図である。 【図6】同装置のアンクランプ時の形態を示す断面図で
ある。 【図7】従来のコレットを示す断面図である。 【図8】図7のB−B線断面図である。 【図9】従来の問題点を指摘するコレットの断面図であ
る。 【図10】従来の別の問題点を指摘するコレット及びプ
ルスタッドの相関図である。 【符号の説明】 1・・主軸、2・・ドローバ、3・・クーラント通路、
4・・エア通路、5・・工具ホルダ、6・・プルスタッ
ド、7・・主軸のテーパ孔、、9・・大径部、10・・
引上げピン、11・・コレット、12・・切割、14・
・凹部、15・・コレットのテーパ孔、16・・前切欠
溝、17・・後切欠溝、A・・エア、G・・間隙。
───────────────────────────────────────────────────── 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 31/00 B23Q 11/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 主軸の内部にドローバを挿入し、ドロー
    バの内部にクーラント通路を設け、主軸とドローバとの
    間にエア通路を形成し、ドローバの前端に工具ホルダの
    プルスタッドを把持するコレットを設け、コレットをド
    ローバにより開閉して工具を脱着し、コレットの開放時
    にエアをエア通路からコレットを介し主軸のテーパ孔に
    吹き付ける主軸装置において、 コレットの中央部内周面にプルスタッド後端の大径部及
    びドローバ前端の引上げピンが嵌合する凹部を形成する
    とともに、コレットの後端部内周面にエア通路の出口と
    対向する位置から凹部に向って縮径するテーパ孔を設
    け、コレットの周壁にはテーパ孔を凹部と引上げピンと
    の間隙に連通させる切欠溝をコレットの後端面から引上
    げピンの中央部付近まで延びるように長く形成し、エア
    をエア通路からテーパ孔及び切欠溝を介しコレットの内
    側に導入するように構成した工作機械の主軸装置。
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