JP4194931B2 - Spindle tool fixing device - Google Patents
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Description
本発明は、工作機械の主軸に工具又は工具ホルダを固定する、ガススプリングを備えた工具固定装置に関するものである。 The present invention relates to a tool fixing device provided with a gas spring for fixing a tool or a tool holder to a spindle of a machine tool.
従来、主軸の工具固定装置の多くは、主軸の先端部分に装着される工具又は工具ホルダの基端部を把持可能なコレットと、主軸の内部に配設されたドローバーと、このドローバーとコレットとを連動連結する連結機構と、ドローバーを主軸基端側へ駆動する第1駆動手段と、ドローバーを主軸先端側へ駆動する第2駆動手段と備えている。コレットは、先端を広げた非作動位置と、その非作動位置よりも少し主軸基端側に位置して先端をすぼめた作動位置とに亙って切り換え可能であり、コレットが非作動位置に位置している状態で、主軸の先端部分に工具又は工具ホルダが着脱される。 Conventionally, many spindle tool fixing devices include a collet capable of gripping a base end portion of a tool or a tool holder attached to a distal end portion of the spindle, a draw bar disposed inside the spindle, and the draw bar and the collet. , A first drive means for driving the draw bar toward the main shaft base end side, and a second drive means for driving the draw bar toward the front end side of the main shaft. The collet can be switched between a non-operating position where the tip is widened and an operating position which is slightly closer to the main shaft proximal side than the non-operating position and the tip is depressed, and the collet is located in the non-operating position. In this state, the tool or the tool holder is attached to and detached from the tip portion of the main shaft.
主軸の先端部分に工具又は工具ホルダが装着された状態で、第1駆動手段によりドローバーが主軸基端側へ駆動されると、連結機構を介してコレットが作動位置に切り換えられ、その際に、コレットが工具又は工具ホルダの基端部を把持して主軸基端側へ引き込み、工具又は工具ホルダが主軸の工具保持部に強力に押圧されて固定される。一方、この状態から、第2駆動手段によりドローバーが主軸先端側へ駆動されると、連結機構を介してコレットが非作動位置に切り換えられて、工具又は工具ホルダが主軸から固定解除される。 When the draw bar is driven to the main shaft base end side by the first driving means with the tool or the tool holder attached to the front end portion of the main shaft, the collet is switched to the operating position via the coupling mechanism. The collet grips the base end portion of the tool or tool holder and pulls it toward the main shaft base end side, and the tool or tool holder is firmly pressed and fixed to the tool holding portion of the main shaft. On the other hand, when the draw bar is driven to the main shaft tip side by the second driving means from this state, the collet is switched to the non-operating position via the coupling mechanism, and the tool or the tool holder is released from the main shaft.
ところで、前記第1駆動手段として、従来、ドローバーを主軸基端側へ付勢する皿バネ等のバネ部材を適用したものが周知である。しかし、バネ部材の製作誤差や劣化により、ドローバーを安定した強力なバネ力で付勢することが難しいこと、等の問題があり、そこで、本願出願人は、前記第1駆動手段としてガススプリングを適用した工具固定装置を提案し実用化している(特許文献1〜3等)。 By the way, as the first driving means, conventionally, a spring member such as a disc spring that urges the draw bar toward the main shaft proximal side is well known. However, due to manufacturing errors and deterioration of the spring member, there is a problem that it is difficult to urge the draw bar with a stable and strong spring force. Therefore, the applicant of the present application uses a gas spring as the first driving means. An applied tool fixing device has been proposed and put into practical use (Patent Documents 1 to 3, etc.).
特許文献1の工具固定装置では、主軸の基端側部分にガススプリングが設けられている。その詳細は、主軸の基端側部分の内部に基端開放状の円筒穴が形成され、その円筒穴にピストンが装着され、円筒穴においてピストンの主軸先端側に圧縮ガスを収容するガス作動室が形成され、主軸の基端部に蓋部材が装着され円筒穴が塞がれている。ピストンには主軸の軸心方向へ延びる筒部が一体形成され、その筒部の両端部分が主軸と蓋部材に摺動自在に内嵌され、このピストン及び筒部にドローバーが貫通した状態で固定されている。 In the tool fixing device of Patent Document 1, a gas spring is provided at the base end side portion of the main shaft. More specifically, a gas working chamber in which a base end-open cylindrical hole is formed inside the base end side portion of the main shaft, a piston is mounted in the cylindrical hole, and compressed gas is accommodated in the main end of the main shaft of the piston in the cylindrical hole. The lid member is attached to the base end portion of the main shaft, and the cylindrical hole is closed. The piston is integrally formed with a cylindrical portion that extends in the axial direction of the main shaft, and both end portions of the cylindrical portion are slidably fitted into the main shaft and the lid member, and the piston and the cylindrical portion are fixed with a draw bar passing therethrough. Has been.
特許文献2の工具固定装置では、シリンダ部材、ピストン、ガス作動室を備えたガススプリングが、主軸の基端側部分の内部に基端開放状に形成された円筒穴に組み込まれ、ピストン及びピストンと一体の筒部にドローバーが貫通した状態で固定されている。
特許文献3の工具固定装置では、シリンダ部材、ピストン、ガス作動室を備えたガススプリング全てが、主軸の基端外に配設されて主軸に固定され、ピストン及びピストンと一体の筒部にドローバーが貫通した状態で固定されている。
In the tool fixing device disclosed in
In the tool fixing device of Patent Document 3, a cylinder member, a piston, and a gas spring including a gas working chamber are all disposed outside the base end of the main shaft and fixed to the main shaft, and a draw bar is formed on a cylindrical portion integral with the piston and piston. Is fixed in a penetrating state.
主軸の工具固定装置において、ドローバーを主軸基端側へ付勢するガススプリングを適用した場合、ガス作動室からガス漏れが発生すると、ガス作動室内のガス圧が低下し、ドローバーを主軸基端側へ付勢する付勢力が低下する。ガス作動室へは圧縮ガスを充填できるようになっているが、そのガス充填作業を頻繁に行うことは大変である。しかし、ガス作動室から徐々にガス漏れが発生することは致し方ないところでもある。従って、ガス作動室からガス漏れが発生したときのガス作動室のガス圧(ドローバーへの付勢力)の低下をできるだけ小さく抑えることが必要とされ、そのためには、ガス作動室の容積をできるだけ大きくすればよい。 When a gas spring that urges the draw bar toward the main shaft base end is applied to the tool fixing device for the main shaft, if a gas leak occurs from the gas working chamber, the gas pressure in the gas working chamber decreases, and the draw bar moves to the main shaft base side. The urging force that urges to decreases. Although the gas working chamber can be filled with compressed gas, it is difficult to frequently perform the gas filling operation. However, there is no way to gradually cause a gas leak from the gas working chamber. Therefore, it is necessary to minimize the decrease in the gas pressure (biasing force to the draw bar) in the gas working chamber when a gas leak occurs from the gas working chamber. For this purpose, the volume of the gas working chamber should be as large as possible. do it.
しかし、特許文献1のように、ガススプリングを主軸の内部に設けた場合、ガススプリングの大きは、主軸のサイズ(長さ・太さ)や内部構成によって制約され、しかも、主軸内にピストンを配設するために、ガス作動室を大きくして、前記ガス漏れが発生したときのガス圧の低下を小さく抑えるに限界がある。特許文献2ように、ガススプリングを主軸の内部に組み込んだ場合には、特許文献1に増して、ガス作動室を大きくして、前記ガス漏れが発生したときのガス圧の低下を小さく抑えることが難しい。
However, as in Patent Document 1, when the gas spring is provided inside the main shaft, the size of the gas spring is restricted by the size (length / thickness) of the main shaft and the internal configuration, and a piston is installed in the main shaft. Therefore, there is a limit to increasing the gas working chamber to suppress a decrease in gas pressure when the gas leakage occurs. As in
また、特許文献1、2のように、主軸の内部にピストンを配設するため、ピストンの直径つまり受圧面積は、主軸のサイズ(直径)によって制約され、ピストンの受圧面積を大きくするのにも限界がある。従って、ドローバーを付勢する所定の大きな付勢力を発生させるために、ガス作動室内のガス圧を高くすると、ガス作動室からガス漏れが起こり易くなり、また、ガス作動室への圧縮ガス充填作業も大変になる。
Further, as in
尚、特許文献3の工具固定装置では、ガススプリング全体が主軸の基端外に配設されて主軸に固定されているため、ガス作動室の容積を大きくすることが難しい。また、ガススプリングの配設のために主軸が有効に利用されていない。その分、主軸の長さを短くすることができるが、かなり大型で重くなるガススプリングを、高速回転する主軸に強固に精度よく組み付ける必要があり非常に大変である。 In the tool fixing device disclosed in Patent Document 3, it is difficult to increase the volume of the gas working chamber because the entire gas spring is disposed outside the base end of the main shaft and fixed to the main shaft. Further, the main shaft is not effectively used for disposing the gas spring. As a result, the length of the main shaft can be shortened, but it is very difficult because the gas spring, which is considerably large and heavy, needs to be firmly and accurately assembled to the main shaft rotating at high speed.
本発明の目的は、主軸の工具固定装置において、ガススプリングの圧縮ガスを収容するガス作動室とガス収容室(これら両方を含めて、適宜、ガス室という)全体の容積を大きして、ガス室からのガス漏れが発生したときのガス作動室内のガス圧(ドローバーへの付勢力)の低下をできるだけ小さく抑えること、ピストンの受圧面積を大きくして、ガス作動室内の圧縮ガスのガス圧を従来よりも低くして、ドローバーを付勢する所定の大きな付勢力を発生させること、ガス室からのガス漏れを極力防止すること、ガス室への圧縮ガス充填作業を簡単化すること、等である。 An object of the present invention is to increase the volume of a gas working chamber and a gas storage chamber (including both of them, appropriately referred to as a gas chamber) for storing a compressed gas of a gas spring in a tool fixing device for a spindle, The gas pressure in the gas working chamber (the urging force to the draw bar) should be kept as small as possible when the gas leaks from the chamber, and the pressure receiving area of the piston is increased to reduce the gas pressure of the compressed gas in the gas working chamber. It made lower than conventionally, Rukoto to generate a predetermined large urging force of urging the draw bar, to prevent as much as possible gas leakage from the gas chamber, to simplify the compressed gas filling work into the gas chamber, Etc.
請求項1の主軸の工具固定装置は、工作機械の主軸の先端部分に装着される工具又は工具ホルダの基端部を把持可能なコレットと、主軸の内部に配設されたドローバーと、このドローバーとコレットとを連動連結する連結機構と、ドローバーを主軸基端側へ引っ張り付勢するガススプリングとを備えた主軸の工具固定装置において、前記ガススプリングは、前記主軸の基端外へ突出するシリンダ部材を有し主軸に固定されたシリンダ本体と、前記シリンダ本体の内部に装着されドローバーに一体的に連結されたピストンと、前記シリンダ部材内のピストンに対して主軸側に形成され且つ圧縮ガスが収容されたガス作動室と、前記主軸の基端側部分の内部に形成され且つ圧縮ガスが収容されたガス収容室と、前記ガス作動室とガス収容室とを連通する連通通路とを備え、前記ガス収容室内に封止機能を得るためのオイルを封入したことを特徴とするものである。 A tool fixing device for a spindle according to claim 1 is a collet capable of gripping a base end portion of a tool or a tool holder attached to a tip portion of a spindle of a machine tool, a draw bar disposed inside the spindle, and the draw bar In the main body tool fixing device, the gas spring is a cylinder projecting outside the base end of the main shaft. The main body tool fixing device includes a coupling mechanism that interlocks the collet and the collet, and a gas spring that pulls and biases the draw bar toward the main shaft base end. A cylinder main body having a member fixed to the main shaft, a piston mounted inside the cylinder main body and integrally connected to the draw bar, and formed on the main shaft side with respect to the piston in the cylinder member; The gas working chamber accommodated, the gas accommodating chamber formed inside the proximal end portion of the main shaft and containing compressed gas, and the gas working chamber and the gas accommodating chamber are connected to each other. And a communicating passage which is characterized in that encapsulating the oil to obtain a sealing function to the gas storage chamber.
この工具固定装置では、例えば、コレットは、複数のコレット分割体からなり、先端を広げた非作動位置と、その非作動位置よりも少し主軸基端側に位置して先端をすぼめた作動位置とに亙って切り換え可能に、主軸に支持されている。ドローバーが主軸先端側へ駆動されて、コレットが非作動位置に位置している状態で、主軸の先端部分に工具又は工具ホルダが着脱される。 In this tool fixing device, for example, the collet is composed of a plurality of collet divided bodies, a non-operating position where the tip is widened, and an operating position where the tip is narrowed slightly closer to the main shaft base end side than the non-operating position. It is supported by the main shaft so that it can be switched over. A tool or a tool holder is attached to and detached from the tip portion of the spindle while the draw bar is driven toward the tip of the spindle and the collet is in the non-operating position.
主軸の先端部分に工具又は工具ホルダが装着された状態で、ガススプリングにより、ドローバーが主軸基端側へ引っ張られると、連結機構を介してコレットが作動位置に切り換えられ、その際に、コレットが工具又は工具ホルダの基端部を把持して主軸基端側へ引き込み、工具又は工具ホルダが主軸の工具保持部に強力に押圧されて固定される。一方、この状態から、例えば、主軸の外部に設けられた油圧シリンダにより、ドローバーが主軸先端側へ駆動されると、連結機構を介してコレットが非作動位置に切り換えられて、工具又は工具ホルダが主軸から固定解除される。 When the draw bar is pulled by the gas spring with the tool or tool holder attached to the tip of the spindle, the collet is switched to the operating position via the coupling mechanism. The base end portion of the tool or tool holder is gripped and pulled toward the main shaft base end side, and the tool or tool holder is strongly pressed and fixed to the tool holding portion of the main shaft. On the other hand, from this state, for example, when the draw bar is driven to the front end side of the main shaft by a hydraulic cylinder provided outside the main shaft, the collet is switched to the non-operating position via the coupling mechanism, and the tool or tool holder is moved. Unfixed from the spindle.
ガススプリングにおいては、主軸の基端外へ突出するシリンダ部材を有するシリンダ本体が主軸に固定され、そのシリンダ本体の内部に、ドローバーに一体的に連結されたピストンが装着され、シリンダ部材内のピストンに対して(シリンダ部材内においてピストンよりも)主軸側にガス作動室が形成されている。このガス作動室に収容された圧縮ガスのガス圧により、ピストンと共にドローバーが主軸基端側へ付勢される。 In the gas spring, a cylinder body having a cylinder member protruding outside the base end of the main shaft is fixed to the main shaft, and a piston integrally connected to the draw bar is mounted inside the cylinder main body, and the piston in the cylinder member On the other hand, a gas working chamber is formed on the main shaft side (with respect to the piston in the cylinder member). Due to the gas pressure of the compressed gas accommodated in the gas working chamber, the draw bar is urged together with the piston toward the main shaft base end side.
前記ピストン部材内のガス作動室とは別に、主軸の基端側部分に、圧縮ガスが収容されたガス収容室が形成され、これらガス作動室とガス収容室とが連通通路により連通されている。それ故、主軸のサイズ(長さ・太さ)や内部構成による制約を殆ど受けることなく、ガススプリングのガス作動室とガス収容室の全体の容積を大きくすることができ、更に、シリンダ部材の直径、つまりはピストンの直径を大きくして、ガス作動室内の圧縮ガスのガス圧が作用するピストンの受圧面積を大きくすることができる。また、ガス収容室内に封止機能を得るためのオイルを封入して、ガス収容室からのガス漏れを極力防止することができる。 In addition to the gas working chamber in the piston member, a gas containing chamber containing compressed gas is formed in the proximal end portion of the main shaft, and the gas working chamber and the gas containing chamber are communicated with each other by a communication passage. . Therefore, the overall volume of the gas working chamber and the gas storage chamber of the gas spring can be increased without substantially being restricted by the size (length / thickness) of the main shaft and the internal configuration. By increasing the diameter, that is, the diameter of the piston, the pressure receiving area of the piston on which the gas pressure of the compressed gas in the gas working chamber acts can be increased. In addition, oil for obtaining a sealing function can be sealed in the gas storage chamber to prevent gas leakage from the gas storage chamber as much as possible.
請求項2の主軸の工具固定装置は、請求項1の発明において、前記ピストンはドローバーと一体形成され、ドローバーの基端部はシリンダ本体から主軸と反対側へ突出していることを特徴とするものである。ピストンはドローバーと一体形成されているため、部品点数が低減して構成が簡単になる。ドローバーの基端部はシリンダ本体から主軸と反対側へ突出しているので、そのドローバーの基端部を主軸先端側へ押して、ドローバーを主軸先端側へ駆動することができる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the main shaft tool fixing device according to the first aspect, wherein the piston is integrally formed with the draw bar, and the base end portion of the draw bar protrudes from the cylinder body to the opposite side of the main shaft. It is. Since the piston is integrally formed with the draw bar, the number of parts is reduced and the configuration is simplified. Since the base end portion of the draw bar protrudes from the cylinder main body to the opposite side of the main shaft, the draw bar can be driven to the main shaft front end side by pushing the base end portion of the draw bar to the main shaft front end side.
請求項3の主軸の工具固定装置は、請求項1又は2の発明において、前記ガス収容室は、主軸の基端側部分の内部に基端開放状に形成された円筒穴の大部分でもって形成され、前記円筒穴の先端側の奥端部分には、ガス収容室の先端側端部を仕切るための環状部材が装着され、前記円筒穴の基端部分には、シリンダ本体と一体の環状仕切り部材が装着されたことを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the tool fixing device for the main shaft according to the first or second aspect of the invention, wherein the gas storage chamber is formed by a large portion of a cylindrical hole formed in a base end open shape inside the base end side portion of the main shaft. An annular member for partitioning the distal end side end of the gas storage chamber is attached to the distal end side of the cylindrical hole at the distal end side of the cylindrical hole, and an annular member integral with the cylinder body is attached to the proximal end portion of the cylindrical hole. The partition member is mounted.
ガス収容室は、主軸の基端側部分の内部に基端開放状に形成された円筒穴の大部分でもって形成されるので、ガス収容室が簡単に構成される。円筒穴の先端側の奥端部分にガス収容室の先端側端部を仕切るための環状部材が装着され、円筒穴の基端部分にシリンダ本体と一体の環状仕切り部材が装着されるので、円筒穴において環状部材と環状仕切り部材の間にガス収容室が形成される。環状仕切り部材がシリンダ本体と一体であるので、環状仕切り部材を円筒穴の基端部分に装着することで、シリンダ本体が主軸に固定される。 Since the gas storage chamber is formed by a large portion of the cylindrical hole formed in the base end open portion inside the base end side portion of the main shaft, the gas storage chamber is simply configured. An annular member for partitioning the distal end of the gas storage chamber is attached to the inner end of the cylindrical hole on the distal end side, and an annular partition member integral with the cylinder body is attached to the proximal end of the cylindrical hole. A gas storage chamber is formed between the annular member and the annular partition member in the hole. Since the annular partition member is integral with the cylinder body, the cylinder body is fixed to the main shaft by mounting the annular partition member on the proximal end portion of the cylindrical hole.
請求項4の主軸の工具固定装置は、請求項1〜3の何れかの発明において、前記シリンダ本体のシリンダ部材は主軸の外径以上の外径を有し、前記ガス収容室は、例えば、ガス作動室の容積の少なくとも5倍以上の容積を有することを特徴とするものである。シリンダ本体のシリンダ部材は主軸の外径以上の外径を有するので、主軸の内部にピストンを装着したものに比べて、ガス作動室内の圧縮ガスのガス圧が作用するピストンの受圧面積が大きくなる。ガス収容室は、例えば、ガス作動室の容積の少なくとも5倍以上の容積を有するので、ガス室の全体の容積を大きくすることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the tool fixing device for the main shaft according to any one of the first to third aspects, wherein the cylinder member of the cylinder body has an outer diameter equal to or larger than the outer diameter of the main shaft. It has a volume at least 5 times the volume of the gas working chamber. Since the cylinder member of the cylinder body has an outer diameter that is equal to or greater than the outer diameter of the main shaft, the pressure receiving area of the piston on which the gas pressure of the compressed gas acts in the gas working chamber is larger than that of the main shaft equipped with a piston. . Gas storage chamber, for example, since at least 5 times the volume of the volume of the gas actuating chamber, that Ki out to increase the overall volume of the gas chamber.
請求項5の主軸の工具固定装置は、請求項1〜4の何れかの発明において、前記ガス収容室に圧縮ガスを充填する為のガス充填用通路を主軸に形成したことを特徴とするものである。ガス充填用通路が簡単に構成される。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the tool fixing device for the main shaft according to any one of the first to fourth aspects, wherein a gas filling passage for filling the gas storage chamber with the compressed gas is formed on the main shaft. It is. A gas filling passage is simply constructed.
請求項6の主軸の工具固定装置は、請求項1〜5の何れかの発明において、前記ガススプリングによる付勢を解除する際に、ドローバーの基端部を主軸先端側へ押圧駆動する油圧シリンダを設けたことを特徴とするものである。油圧シリンダによりドローバーの基端部が主軸先端側へ押圧駆動されて、ガススプリングによるドローバーへの付勢が解除され、主軸に固定されている工具又は工具ホルダを主軸から固定解除することができる。 A tool fixing device for a main shaft according to claim 6 is the hydraulic cylinder according to any one of the first to fifth aspects, wherein the base end portion of the draw bar is pressed and driven to the front end side of the main shaft when releasing the bias by the gas spring. Is provided. The base end portion of the draw bar is pressed and driven to the tip end side of the main shaft by the hydraulic cylinder, and the bias to the draw bar by the gas spring is released, so that the tool or the tool holder fixed to the main shaft can be released from the main shaft.
請求項1の主軸の工具固定装置によれば、ガススプリングによりドローバーを主軸基端側へ引っ張り付勢することにより、工作機械の主軸の先端部分に装着される工具又は工具ホルダの基端部をコレットで把持し、工具又は工具ホルダを主軸基端側へ引き込んで、主軸の工具保持部に強力に押圧して固定することができる。ガススプリングにおいて、主軸の基端外へ突出するシリンダ部材を有するシリンダ本体を主軸に固定し、そのピストン部材内のガス作動室とは別に、主軸の基端側部分にガス収容室を形成し、これらガス作動室とガス収容室とを連通通路により連通したので、主軸のサイズ(長さ・太さ)や内部構成による制約を殆ど受けることなく、ガス作動室とガス収容室(これら両方を含めて、適宜、ガス室という)の全体の容積を大きくすることができ、これにより、ガス室からのガス漏れが発生したときのガス作動室内のガス圧(ドローバーへの付勢力)の低下をできるだけ小さく抑えることができる。更に、シリンダ部材を主軸の基端外へ突出するように設けたので、シリンダ部材の直径、つまりはピストンの直径を大きくして、ガス作動室内の圧縮ガスのガス圧が作用するピストンの受圧面積を大きくすることができ、これにより、ガス作動室内の圧縮ガスのガス圧を従来よりも低くして、ドローバーを付勢する所定の大きな付勢力を発生さることができ、ガス作動室からのガス漏れを極力防止することができ、ガス室への圧縮ガス充填作業も簡単化できる。また、ガス収容室内に封止機能を得るためのオイルを封入したので、ガス収容室からのガス漏れを極力防止することができる。 According to the tool fixing device of the main shaft of claim 1, the base end portion of the tool or tool holder attached to the front end portion of the main shaft of the machine tool is obtained by pulling and biasing the draw bar toward the main shaft base end side by the gas spring. It can be gripped by a collet, and the tool or tool holder can be pulled toward the base end side of the main shaft and firmly pressed and fixed to the tool holding portion of the main shaft. In the gas spring, a cylinder body having a cylinder member protruding outside the base end of the main shaft is fixed to the main shaft, and separately from the gas working chamber in the piston member, a gas storage chamber is formed in the base end side portion of the main shaft, Since these gas working chambers and gas storage chambers are connected by a communication passage, the gas working chamber and the gas storage chamber (including both of them) are hardly affected by the size (length / thickness) of the main shaft and the internal configuration. As a result, the overall volume of the gas chamber can be increased as appropriate, so that the gas pressure in the gas working chamber (the urging force to the draw bar) can be reduced as much as possible when a gas leak from the gas chamber occurs. It can be kept small. Further, since the cylinder member is provided so as to protrude outside the base end of the main shaft, the diameter of the cylinder member, that is, the diameter of the piston is increased, and the pressure receiving area of the piston on which the gas pressure of the compressed gas in the gas working chamber acts Thus, the gas pressure of the compressed gas in the gas working chamber can be made lower than before, and a predetermined large urging force for urging the draw bar can be generated, and the gas from the gas working chamber can be generated. Leakage can be prevented as much as possible, and compressed gas filling work into the gas chamber can be simplified. Moreover, since the oil for obtaining the sealing function is enclosed in the gas storage chamber, gas leakage from the gas storage chamber can be prevented as much as possible.
請求項2の主軸の工具固定装置によれば、ピストンをドローバーと一体形成したので、部品点数を低減して構成を簡単化することができ、ドローバーの基端部はシリンダ本体から主軸と反対側へ突出しているので、そのドローバーの基端部を主軸先端側へ押して、ドローバーを主軸先端側へ駆動し、コレットを非作動位置に切り換えて、主軸の先端部分に工具又は工具ホルダを着脱することができる。
According to the tool fixing device for the main shaft according to
請求項3の主軸の工具固定装置によれば、ガス収容室を、主軸の基端側部分の内部に基端開放状に形成された円筒穴の大部分でもって形成したので、ガス収容室を簡単に構成することができ、円筒穴の先端側の奥端部分にガス収容室の先端側端部を仕切るための環状部材を装着し、円筒穴の基端部分にシリンダ本体と一体の環状仕切り部材を装着したので、円筒穴において環状部材と環状仕切り部材の間にガス収容室を確実に形成することができる。環状仕切り部材がシリンダ本体と一体であるので、環状仕切り部材を円筒穴の基端部分に装着することで、シリンダ本体を主軸に固定することができ、また、全体的に部品点数を減らして構成を簡単化できる。 According to the tool fixing device for a main shaft of claim 3, the gas storage chamber is formed by a large part of the cylindrical hole formed in the base end open shape inside the base end side portion of the main shaft. An annular member for partitioning the distal end of the gas storage chamber can be easily installed at the distal end of the cylindrical hole, and an annular partition integral with the cylinder body can be installed at the proximal end of the cylindrical hole. Since the member is mounted, the gas storage chamber can be reliably formed between the annular member and the annular partition member in the cylindrical hole. Since the annular partition member is integrated with the cylinder body, the cylinder body can be fixed to the main shaft by attaching the annular partition member to the base end portion of the cylindrical hole, and the overall number of parts is reduced. Can be simplified.
請求項4の主軸の工具固定装置によれば、シリンダ本体のシリンダ部材は主軸の外径以上の外径を有するので、主軸の内部にピストンを装着したものに比べて、ガス作動室内の圧縮ガスのガス圧が作用するピストンの受圧面積を大きくすることができ、ガス収容室は、ガス作動室の容積の少なくとも5倍以上の容積を有するので、ガス室の全体の容積を大きくすることがで、それ故、ガス作動室の容積を小さくすることができるので、シリンダ本体を小型化することができる。
According to the main shaft tool fixing device of
請求項5の主軸の工具固定装置によれば、ガス収容室に圧縮ガスを充填する為のガス充填用通路を主軸に形成したので、ガス収容室に圧縮ガスを簡単、確実に充填可能になり、また、ガス充填用通路を簡単に構成することもできる。
According to the tool fixing device of the main shaft of
請求項6の主軸の工具固定装置によれば、ガススプリングによる付勢を解除する際に、ドローバーの基端部を主軸先端側へ押圧駆動する油圧シリンダを設けたので、油圧シリンダによりドローバーの基端部を主軸先端側へ確実に押圧駆動して、ガススプリングによるドローバーへの付勢を解除し、主軸に固定されている工具又は工具ホルダを主軸から確実に固定解除することができる。 According to the spindle tool fixing device of the sixth aspect of the present invention, the hydraulic cylinder that pushes and drives the base end portion of the draw bar toward the tip end side of the main shaft when releasing the bias by the gas spring is provided. It is possible to reliably press and drive the end portion toward the front end side of the main shaft to release the bias to the draw bar by the gas spring, and to reliably release the tool or the tool holder fixed to the main shaft from the main shaft.
本実施形態の主軸の工具固定装置は、工作機械の主軸の先端部分に装着される工具又は工具ホルダの基端部を把持可能なコレットと、主軸の内部に配設されたドローバーと、このドローバーとコレットとを連動連結する連結機構と、ドローバーを主軸基端側へ引っ張り付勢するガススプリングとを備えたものであり、前記ガススプリングが、主軸の基端外へ突出するシリンダ部材を有し主軸に固定されたシリンダ本体と、シリンダ本体の内部に装着されドローバーに一体的に連結されたピストンと、シリンダ部材内のピストンに対して主軸側に形成され且つ圧縮ガスが収容されたガス作動室と、主軸の基端側部分の内部に形成され且つ圧縮ガスが収容されたガス収容室と、ガス作動室とガス収容室とを連通する連通通路とを備えたものである。 The spindle tool fixing device of the present embodiment includes a collet that can grip a base end portion of a tool or a tool holder that is attached to a tip portion of a spindle of a machine tool, a draw bar disposed inside the spindle, and the draw bar. And a collet, and a gas spring that pulls and urges the draw bar toward the main shaft base end. The gas spring has a cylinder member that protrudes outside the base end of the main shaft. A cylinder body fixed to the main shaft, a piston mounted inside the cylinder main body and integrally connected to the draw bar, and a gas working chamber formed on the main shaft side with respect to the piston in the cylinder member and containing compressed gas And a gas storage chamber that is formed inside the base end side portion of the main shaft and that stores compressed gas, and a communication passage that communicates the gas working chamber and the gas storage chamber.
図1に示すように、工作機械の主軸ユニット1は、主軸2と、主軸2を回転駆動する駆動モータ(図示略)が装着されたハウジング3と、主軸2に工具5aを保持する工具ホルダ5を固定解除可能に固定する工具固定装置4とを備えている。尚、図1の下方を下方として説明する。主軸2は上下方向向きに配設されており、その先端側が下側となり基端側が上側となる。
As shown in FIG. 1, a spindle unit 1 of a machine tool includes a
主軸2の先端部分には、先端側程大径化するテーパ状のホルダ保持部2aが形成され、このホルダ保持部2aに、工具ホルダ5の基端側部分に形成されたテーパ状のシャンク部5bが係合される。この主軸ユニット1において、交換可能な複数の主軸5aの工具ホルダ5は同様の構成となっている。主軸2はハウジング3に挿通状に配設され、主軸2の先端側部分がハウジング3にベアリング(図示略)を介して回転自在に支持され、主軸2の基端側部分がハウジング3と一体又は別体の支持部材10にベアリング11,12を介して回転自在に支持されている。
A tapered
主軸2の内部には、前記ホルダ保持部2aとホルダ保持部2aの上端に連なる収容孔2bとが直列状に形成されている。工具ホルダ5は、前記シャンク部5bと、シャンク部5bの基端部に形成された小径軸部5c及び被係合部5dと、シャンク部5bの先端側に形成され工具5aの交換時に自動工具交換装置(図示略)により把持される大径の把持部5eを有する。工具ホルダ5が主軸2の先端部分に装着されると、シャンク部5bがホルダ保持部2aに略密着状に係合し、被係合部5dが収容孔2bに入り込んだ状態となり、その被係合部5dを、収容孔2bに収容されたコレット20が把持可能になる。
Inside the
工具固定装置4について説明する。
図1〜図4に示すように、工具固定装置4は、主軸2の先端部分に装着される工具ホルダ5の基端部の被係合部5dを把持可能なコレット20と、主軸2の内部に配設されたドローバー21と、このドローバー21とコレット20とを連動連結する連結機構22と、ドローバー21を主軸基端側(上側)へ引っ張り付勢するガススプリング23と、ドローバー21を主軸先端側(下側)へ押圧駆動する油圧シリンダ24とを備えている。
The
As shown in FIGS. 1 to 4, the
ここで、主軸2に形成された収容孔2aは、ホルダ保持部2aの上側において主軸2の略下半部に形成されている。また、主軸2には、収容孔2aの上端に連なる仕切装着穴2cが形成され、仕切装着穴2cの上端に連なる円筒穴2dが形成されている。この円筒穴2dは主軸2の基端側部分の内部に基端開放状に形成された穴であり、主軸2には、下端から順に、ホルダ保持部2a、収容孔2b、仕切装着穴2c、円筒穴2dが直列状に且つ主軸2を上下に貫通するように形成されている。
Here, the
前記コレット20は、図1〜図3に示すように、収容孔2bに固定的に装着された筒部材15の内側下部に配設され、先端を広げた非作動位置(図3参照)と、この非作動位置よりも少し上側に位置して先端をすぼめた作動位置(図2参照)とに亙って切り換え可能に筒部材15に支持されている。コレット20は、周方向に並べて配設された複数のコレット分割体30で構成されている。例えば、4つのコレット分割体30が周方向に等間隔おきに配設されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
各コレット分割体30は横断面が略円弧状に形成され、コレット分割体30の先端部には、径方向内側へ突出し工具ホルダ5の被係合部5dに下側から係合可能な把持部30aと、径方向外側へ突出する突出部30bが形成されている。コレット分割体30の基端部には、径方向内側へ張り出す内側張出部30cと、径方向外側へ張り出す外側張出部30dが形成され、内側張出部30cの下部内面に、下側程大径化する横断面円弧状の第1傾斜面41が形成され、外側張出部30dの下部外面に、下側程小径化する横断面円弧状の第2傾斜面42が形成されている。
Each collet divided
コレット20の内側にはドローバー21の先端部の小径部21cが配設され、外側には筒部材15の下部が配設され、各コレット分割体30に対応させて、その小径部21cに、内側張出部30cの第1傾斜面41が面接触状に係合可能な下側程大径化する横断面円弧状の第3傾斜面43が形成され、筒部材15の内面部に、径方向外側へ凹み且つ外側張出部30dが係合可能な凹部15aが形成され、この凹部15aの下端部に、外側張出部30dの第2傾斜面42が面接触状に係合可能な下側程小径化する横断面円弧状の第4傾斜面44が形成されている。尚、第1〜第4傾斜面41〜44は、後述の増力機構40に含まれるものである。
A
前記ドローバー21は、図1〜図3に示すように、その軸心が主軸2の軸心と一致するように上下方向向きに配設され、大部分が主軸2の内部に収容され、先端部が収容孔2bの内部のコレット20の内側に位置し、基端部分は主軸2の基端側へ突出している。ドローバー21は、先端側部分の第1ドローバー部材21aと、基端側部分の第2ドローバー部材21bを有し、筒部材15(収容孔2b)の内部において、第1ドローバー部材21aの基端部に第2ドローバー部材21bの先端部が螺合され連結されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
第1ドローバー部材21aは、先端側部分の小径部21cと、基端側部分の大径部21dからなる。小径部21cの上下方向中央部分にテーパ軸部21eが形成され、そのテーパ軸部21eの外面に前記第3傾斜面43が形成されている。大径部21dは筒部材15の凹部15aの上側部分にスライド自在に内嵌され、その大径部21dには、第2ドローバー部材21bの先端部によって閉じられた装着穴21fが形成されている。
The first
装着穴21fには、通路35aが形成されたピストン部材35と、ピストン部材35を下方へ弾性付勢する圧縮コイルバネ36が装着されている。ドローバー21の装着穴21fの下側部分に貫通孔21gが形成され、その貫通孔21gに管部材37がスライド自在に内嵌され、管部材37の上端部がピストン部材35に螺合され連結され、管部材37の内部は通路35aに連通している。管部材37の先端側には工具ホルダ35の被係合部5dが下側から当接可能な鍔部37aが形成されている。
A
第2ドローバー部材21bは、収容孔2bから上方へ延びて、ガススプリング23を貫通し、その上端部分が、ガススプリング23のうち、主軸2の基端外へ突出するシリンダ部材50の上側へ突出している。この第2ドローバー部材21bには通路21hが形成され、通路21hに供給された冷却水が、この通路21hと装着穴21fと通路35aと管部材37の内部を通って工具ホルダ5側へ導出される。
The second
前記連結機構22は、図1〜図3に示すように、収容孔2bに装着された筒部材15に形成された凹部15a、コレット20の基端部に形成された内側張出部30c及び外側張出部30d、ドローバー21の小径部21cに形成されたテーパ軸部21e、等を有するものであり、これらの第1〜第4傾斜面41〜44を有する増力機構40を含むものである。増力機構40は、ガススプリング23によりドローバー21を主軸基端側へ付勢する付勢力(駆動力)を増力してコレット20に伝達して、その強力な力でコレット20を主軸基端側へ駆動するように構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
この増力機構40を含む連結機構22においては、図3に示すように、ドローバー21が下限位置に位置しているときに、コレット20が非作動位置に切り換えられ、このコレット20の基端部の外側張出部30dが筒部材15の凹部15aの下側の内面に係合すると共に、コレット20の先端部の突出部30bが筒部材15の下端部に略係合し収容孔2bの内面に接近した状態となって、先端部の把持部30aが広がり、その内側を工具ホルダ5の被係合部5dが通過可能になる。
In the
この状態から、ガススプリング23の付勢力によりドローバー21が主軸基端側へ駆動されると、先ず、コレット20の第1傾斜面41とドローバー21の第3傾斜面43の係合により、ドローバー21と一体的にコレット20が主軸基端側へ移動する。その後、コレット20の第2傾斜面42が筒部材15の第4傾斜面44に係合すると、コレット20が作動位置に切り換えられ、増力機構40が機能する。
From this state, when the
即ち、図2に示すように、コレット20の基端部の外側張出部30dが筒部材15の凹部15aに係合すると共に、コレット20の先端部の突出部30bが筒部材15の内面に係合した状態となって、先端の把持部30aがすぼまり、工具ホルダ5の被係合部5dを把持する。そして、第1傾斜面41と第3傾斜面43との係合、及び、第2傾斜面42と第4傾斜面44との係合により、ガススプリング23によるドローバー21の引張り付勢力が増力されてコレット20に伝達される。
That is, as shown in FIG. 2, the outer projecting
これにより、コレット20が主軸基端側へ強力に駆動され、このコレット20により主軸基端側へ引っ張られた工具ホルダ5のシャンク部5bが、主軸2のホルダ保持部2aに強く押圧されて密着状に係合して、工具ホルダ5が主軸2に強力に固定される。この状態から、ドローバー21が下限位置まで移動すると、コレット20が非作動位置に切り換わって、工具ホルダ5を取り外すことができる。
As a result, the
前記ガススプリング23について詳細に説明する。
図1、図4に示すように、ガススプリング23は、主軸2の基端外(上側)へ突出するシリンダ部材50を有し主軸2に固定されたシリンダ本体51と、シリンダ本体51の内部に装着されドローバー21に一体的に連結されたピストン52と、シリンダ部材50内のピストン52に対して主軸2側(下側)に形成され且つ圧縮ガスGが収容されたガス作動室53と、主軸2の基端側部分の内部に形成され且つ圧縮ガスGが収容されたガス収容室54と、ガス作動室53とガス収容室54とを連通する連通通路55とを備えている。
The
As shown in FIG. 1 and FIG. 4, the
ガス収容室54は、主軸2の基端側部分の内部に基端開放状に形成された円筒穴2dの大部分でもって形成されている。この円筒穴2dの先端側(下側)の奥端部分には、ガス収容室54の先端側端部を仕切るための環状部材56が装着され、円筒穴2dの基端部分(上端部分)には、シリンダ本体51と一体の環状仕切り部材57が装着されている。本実施例では、環状仕切り部材57がシリンダ部材50と一体形成されている。
The
環状部材56は主軸2の長さ方向中央部分に内嵌され、この環状部材56には、主軸2と環状部材56の間をシールするOリング60が装着されている。環状部材56には挿通孔56aが形成され、この挿通孔56aにドローバー21が上下移動自在に挿通されている。この挿通孔56aにおいて、環状部材56には、筒状のドライベアリング61と、ドローバー21と環状部材56の間をシールする環状のロッドシール62と、環状のワイパ63が装着されている。
The
環状仕切り部材57は主軸2の基端部に内嵌状に螺合され、この環状仕切り部材57には、主軸2と環状仕切り部材57の間をシールするOリング65が装着されている。環状仕切り部材57には挿通孔57aが形成され、この挿通孔57aにドローバー21が上下移動自在に挿通されている。この挿通孔57aにおいて、環状仕切り部材57には、筒状のドライベアリング66と、環状のワイパ67が装着されている。円筒孔2dにおいて、主軸2、環状部材56、環状仕切り部材57、ドローバー21で囲まれた部分が、ガス収容室54に形成されている。ガス収容室54は、例えば、その上下長Aが直径Bの約4倍となるように構成されている。
The
主軸2には、ガス収容室54に圧縮ガスGを充填する為のガス充填用通路58が形成されている。このガス充填用通路58は、主軸2の下端から上側へ延び、環状仕切り部材56の近傍部おいてガス収容室54に接続されている。このガス充填用通路58の下端部分に逆止弁59が装着され、この逆止弁59に、所定の圧縮ガス充填器(図示略)を接続して、ガス充填用通路58からガス収容室54に圧縮ガスGを充填することができる。
A
ガス収容室54には、ガス収容室54内に封止機能を得るためのオイルLが封入されている。このオイルLは、主軸2の回転停止状態において、少なくとも、ガス収容室54に臨むガス充填用通路58の孔の上側まで満たされる量封だけ封入され、このオイルLによって、主軸2と環状部材56の間、環状部材56とドローバー21の間が確実にシールされ、ガス収容室54に臨むガス充填用通路58の孔が確実に封止された状態となる。
In the
シリンダ本体51は、主軸2の外径以上の外径を有するシリンダ部材50と、シリンダ部材50の上端部に複数のボルト70aにより連結された仕切り部材70を有する。前述のように、シリンダ本体51と一体の環状仕切り部材57を主軸2の円筒孔2dに装着することで、シリンダ本体2が主軸2に固定される。仕切り部材70には挿通孔70aが形成され、この挿通孔70aにドローバー21が上下移動自在に挿通され、ドローバー21の基端部がシリンダ本体51から主軸2と反対側(上側)へ突出している。仕切り部材70には、ドローバー21と仕切り部材70の間をシールする環状のロッドシール71が装着されている。
The
また、ピストン52には、シリンダ部材50とピストン52の間をシールする環状のピストンシール72が装着されている。ガス作動室53は、ピストン52の下側において、シリンダ本体51、ピストン52、ドローバー21で囲まれた部分に形成され、環状仕切り部材57とシリンダ本体51に、ガス作動室53とガス収容室54とを連通する連通通路55が形成されている。この連通通路55は、上下方向向きの1又は複数の通路で構成されている。
An
ガス作動室53は、その最大上下長C(ピストン52が上限位置に位置しているときの上下長)が直径Dの約1/2となり、また、最大上下長Cがガス収容室54の上下長Aの約1/6となるように構成され、更に、直径Dはガス収容室54の直径よりも大径に構成されている。こうして、ガス収容室54は、例えば、ガス作動室53の容積の少なくとも5倍以上の容積、詳しくは約5.1倍の容積を有するものとなる。
The
例えば、シリンダ部材50には、ガス作動室53と外部とを連通する穴73aが形成され、穴73aにプラグ73が装着され、そのプラグ73を弛めることにより、ガス作動室53内の圧出ガスGを外部へ排出することができる。また、シリンダ本体51と仕切り部材70に呼吸孔74が形成され、その呼吸孔74にベントプラグ75が装着されている。
For example, the
油圧シリンダ24は、ドローバー21の上側において下向き姿勢で配設されている。この油圧シリンダ24は、油圧供給装置(図示略)に接続されており、この油圧供給装置から油圧が供給されると、油圧シリンダ24のピストンロッド24aが進出駆動され、そのピストンロッド24aによって、ドローバー21の基端部が主軸先端側へ押圧駆動されて、ガススプリング23による付勢が解除される。
The
次に、工具固定装置4の作用・効果について説明する。
コレット20は、先端を広げた非作動位置(図3参照)と、その非作動位置よりも少し主軸基端側に位置して先端をすぼめた作動位置(図2参照)とに亙って切り換え可能であり、油圧シリンダ24によりドローバー21が主軸先端側へ駆動されて、コレット20が非作動位置に位置している状態で、主軸2の先端部分に工具ホルダ5が着脱される。
Next, functions and effects of the
The
主軸2の先端部分に工具ホルダ5が装着された状態で、油圧シリンダ24によるドローバー21の駆動を停止すると、ガススプリング23により、ドローバー21が主軸基端側へ引っ張られ、図2に示すように、連結機構22によりコレット20が作動位置に切り換えられ、コレット20が工具ホルダ5の非係合部5dを把持して主軸基端側へ引き込む。このとき、駆動力が増力機構40により増力され、その強力な駆動力で、コレット20と工具ホルダ5が引き込まれ、工具ホルダ5が主軸2の強力に押圧固定される。
When the driving of the
一方、工具ホルダ5が主軸2に固定された状態から、油圧シリンダ24を駆動すると、油圧シリンダ24によりドローバー21が主軸先端側へ駆動されて、コレット20が非作動位置に切り換わり、主軸2から工具ホルダ5を固定解除することができる。
On the other hand, when the
ガススプリング23においては、主軸2の基端外へ突出するシリンダ部材50を有するシリンダ本体51が主軸2に固定され、そのシリンダ本体51の内部に、ドローバー21に一体的に連結されたピストン52が装着され、シリンダ部材50内のピストン52に対して主軸2側にガス作動室53が形成されている。このガス作動53室に収容された圧縮ガスGのガス圧により、ピストン52と共にドローバー21が主軸基端側へ付勢される。
In the
このように、ガススプリング23によりドローバー21を主軸基端側へ引っ張り付勢することにより、主軸2の先端部分に装着される工具ホルダ5の被係合部5dをコレット20で把持し、工具ホルダ5を主軸基端側へ引き込んで、主軸2の工具保持部2aに強力に押圧して固定することができる。
In this way, the
ガススプリング23において、主軸2の基端外へ突出するシリンダ部材50を有するシリンダ本体51を主軸2に固定し、そのピストン部材50内のガス作動室53とは別に、主軸2の基端側部分にガス収容室54を形成し、これらガス作動室53とガス収容室54とを連通通路55により連通したので、主軸2のサイズ(長さ・太さ)や内部構成による制約を殆ど受けることなく、ガス作動室53とガス収容室54の全体のガス室53,54の容積を大きくすることができ、これにより、ガス室53,54からのガス漏れが発生したときのガス作動室53内のガス圧(ドローバー21への付勢力)の低下をできるだけ小さく抑えることができる。
In the
更に、シリンダ部材50を主軸2の基端外へ突出するように設けたので、シリンダ部材50の直径、つまりはピストン52の直径を大きくして、ガス作動室53内の圧縮ガスGのガス圧が作用するピストン52の受圧面積を大きくすることができ、これにより、ガス作動室53内の圧縮ガスGのガス圧を従来よりも低くして、ドローバー21を付勢する所定の大きな付勢力を発生さることができ、ガス室53,54からのガス漏れを極力防止することができ、ガス室53,54への圧縮ガス充填作業も簡単化できる。
Further, since the
ピストン52をドローバー21と一体形成したので、部品点数を低減して構成を簡単化することができ、ドローバー21の基端部はシリンダ本体51から主軸2と反対側へ突出しているので、そのドローバー21の基端部を主軸先端側へ押して、ドローバー21を主軸先端側へ駆動し、コレット20を非作動位置に切り換えて、主軸2の先端部分に工具ホルダ5を着脱することができる。
Since the
ガス収容室54を、主軸2の基端側部分の内部に基端開放状に形成された円筒穴2dの大部分でもって形成したので、ガス収容室54を簡単に構成することができ、円筒穴2dの先端側の奥端部分にガス収容室54の先端側端部を仕切るための環状部材56を装着し、円筒穴2dの基端部分にシリンダ本体51と一体の環状仕切り部材57を装着したので、円筒穴2dにおいて環状部材56と環状仕切り部材57の間にガス収容室54を確実に形成することができる。環状仕切り部材57がシリンダ本体51と一体であるので、環状仕切り部材57を円筒穴2dの基端部分に装着することで、シリンダ本体51を主軸2に固定することができ、また、全体的に部品点数を減らして構成を簡単化できる。
Since the
シリンダ本体51のシリンダ部材50は主軸2の外径以上の外径を有するので、主軸2の内部にピストンを装着したものに比べて、ガス作動室53内の圧縮ガスGのガス圧が作用するピストン52の受圧面積を大きくすることができ、ガス収容室54は、例えば、ガス作動室53の容積の少なくとも5倍以上の容積を有するので、ガス室53,54の全体の容積を大きくすることがで、それ故、ガス作動室53の容積を小さくすることができるので、シリンダ本体51を小型化することができる。
Since the
ガス収容室54に圧縮ガスGを充填する為のガス充填用通路58を主軸2に形成したので、ガス収容室54に圧縮ガスGを簡単、確実に充填可能になり、また、ガス充填用通路58を簡単に構成することもできる。ガス収容室57内に封止機能を得るためのオイルLを封入したので、ガス収容室54からのガス漏れを極力防止することができる。ガススプリング23による付勢を解除する際に、ドローバー21の基端部を主軸先端側へ押圧駆動する油圧シリンダ24を設けたので、油圧シリンダ24によりドローバー21の基端部を主軸先端側へ確実に押圧駆動して、ガススプリング23によるドローバー21への付勢を解除し、主軸2に固定されている工具ホルダ5を主軸2から確実に固定解除できる。
Since the
次に、前記実施例に種々の変更を加えた変形例について説明する。但し、前記実施例と同様の構成のものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
1]コレット20の複数のコレット分割体30の数は4つに限るものではなく、主軸2の径やドローバー21の引張り力の強さ等の種々の条件により、適宜変更してもよい。
2]前記実施例においては、工具5aを保持する工具ホルダ5をコレット20で把持して工具5aを主軸2に固定するようになっているが、工具5aを直接コレット20で把持するように構成してもよい。
Next, modified examples in which various modifications are made to the above embodiment will be described. However, the same components as those in the above embodiment are given the same reference numerals and the description thereof is omitted as appropriate.
1] The number of the collet divided
2] In the above embodiment, the
3]ドローバー21とコレット20とを連動連結する連結機構22、この連結機構22に含まれる増力機構40においては、前記実施例で適用した構成以外の種々の構成を適用してもよい。
4]シリンダ本体51と環状仕切り部材57を別部材で構成し、これらシリンダ本体51
と環状仕切り部材57を固定して一体としてもよい。
3] In the connecting
4] The
The
5]ドローバー21とピストン52を別部材で構成し、これらドローバー21とピストン52とを一体的に連結してもよい。
6]主軸2の収容孔2bに装着される筒部材15を省略してもよい。この場合、主軸の収容孔2bの内面部に、凹部15a、第4傾斜面44等が形成される。
5] The
6] The
7]主軸2のサイズ(長さ・太さ)や内部構成によって、ガス作動室53、ガス収容室54のサイズを適宜変更可能である。例えば、前記実施例では、ガス収容室54は、ガス作動室35の容積の少なくとも5倍以上の容積としているが、5倍未満の容積としてもよい。また、シリンダ部材50は主軸2の外径未満の外径を有するものとしてもよい。
8]その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、前記変形例以外の変更を加えて実施することが可能である。
7] Depending on the size (length and thickness) of the
8] Other than the above, the present invention can be implemented with modifications other than the above modifications without departing from the spirit of the present invention.
1 主軸ユニット
2 主軸
2d 円筒穴
4 工具固定装置
5 工具ホルダ
5a 工具
20 コレット
21 ドローバー
22 連結機構
23 ガススプリング
24 油圧シリンダ
40 増力機構
50 シリンダ部材
51 シリンダ本体
52 ピストン
53 ガス作動室
54 ガス収容室
55 連通通路
56 環状部材
57 環状仕切り部材
58 ガス充填用通路
G 圧縮ガス
L オイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記ガススプリングは、
前記主軸の基端外へ突出するシリンダ部材を有し主軸に固定されたシリンダ本体と、
前記シリンダ本体の内部に装着されドローバーに一体的に連結されたピストンと、
前記シリンダ部材内のピストンに対して主軸側に形成され且つ圧縮ガスが収容されたガス作動室と、
前記主軸の基端側部分の内部に形成され且つ圧縮ガスが収容されたガス収容室と、
前記ガス作動室とガス収容室とを連通する連通通路とを備え、
前記ガス収容室内に封止機能を得るためのオイルを封入したことを特徴とする主軸の工具固定装置。 A collet capable of gripping the base end of a tool or tool holder attached to the distal end portion of the spindle of the machine tool, a draw bar disposed inside the spindle, and a coupling mechanism for interlockingly connecting the draw bar and the collet; In the spindle tool fixing device comprising a gas spring that pulls and urges the draw bar toward the spindle proximal end,
The gas spring is
A cylinder body having a cylinder member protruding outside the base end of the main shaft and fixed to the main shaft;
A piston mounted inside the cylinder body and integrally connected to the draw bar;
A gas working chamber formed on the main shaft side with respect to the piston in the cylinder member and containing compressed gas;
A gas storage chamber formed inside the proximal end portion of the main shaft and containing compressed gas;
A communication passage communicating the gas working chamber and the gas storage chamber ,
A tool fixing device for a spindle, wherein oil for obtaining a sealing function is sealed in the gas storage chamber .
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