JP4293807B2 - 主軸装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削盤等のワーク加工機械に搭載され、ワークをチャックし回転させる主軸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の主軸装置の主軸前端部側を示した断面図である。同図の主軸装置１は、主軸前端３ａ側の軸受４と同主軸後端側の軸受（図示省略）とで主軸３が支持され、かつ、その主軸３の前端に一体に設けたチャック部１４でワークＷをチャックする構造となっている。（例えば、特開２００３‐０１１００８号公報参照）。
【０００３】
しかしながら、上記従来の主軸装置１によると、主軸３の前端に、チャック部１４とこれを開閉するためのピストン等を設置してなる構造であるため、チャック部１４が主軸前端３ａ側の軸受４より前方に大きく張り出し、剛性が低く、また、主軸３の軸方向熱変位による影響が大きく、ワークＷの加工位置が変化しやすいため、高精度のワーク加工を行なうことが困難であり、さらに、主軸の軸心方向に大型で大きな設置スペースが必要となり、小型の研削盤に搭載することができない等の問題点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３‐１１００８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、高剛性で主軸の軸方向熱変位による影響が小さく、高精度のワーク加工を行なうことができ、かつ、コンパクトで小型の研削盤への搭載に好適な、主軸装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、前後両端側を軸受で回転可能に支持した筒状の主軸と、上記主軸をその軸心回りに回転駆動する駆動手段と、上記主軸と一体にその軸心回りに回転する開閉可能なチャック部と、上記チャック部を開閉するチャック開閉機構とを有し、上記チャック部は、上記主軸の内側であって上記主軸前端側の軸受から上記主軸後端側の軸受までの間の中央付近にあるフランジ部に取り付けられて、上記主軸前端側の軸受の前端面より後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面と同じ位置に配置されてなることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、上記構造の採用により、チャック部が主軸の内側空間で２つの軸受間に位置し、かつ、主軸前端側の軸受の前端面より少しも前方にチャック部が張り出さない、高剛性構造が得られる。
【０００８】
本発明において、上記チャック部については、上記主軸の内側に取り付け設置され、かつ押圧力の付与と解除で上記主軸の軸方向に弾性変形するダイヤフラムと、上記ダイヤフラムの表面に放射状に取り付けられた複数の爪とを有する構造からなる、いわゆるダイヤフラムチャックを採用することができる。
【０００９】
本発明において、上記チャック部については、上記主軸の内側に取り付け設置され、かつ押圧力の付与と解除で上記主軸の軸方向に弾性変形するダイヤフラムと、上記ダイヤフラムの表面に放射状に取り付けられた複数の爪とを有する構造からなる、いわゆるダイヤフラムチャックを採用し、かつ、上記チャック開閉機構については、上記主軸の内側に収容され、該主軸の内面に沿って主軸の軸心方向にスライド可能に設置されるとともに、そのスライドの推力で上記ダイヤフラムに押圧力を付与するピストンと、上記ピストンの外側に設けられるとともに、上記ピストンを上記ダイヤフラム方向へスライドさせるための推力を、上記ピストンの外部に発生させる第１の加圧室と、上記ピストンの内側に設けられるとともに、上記ピストンを上記ダイヤフラム方向へスライドさせるための推力を、上記ピストンの内部に発生させる第２の加圧室と、上記ピストンの推力を発生させるためのエアー圧を上記第１および第２の加圧室へ供給するエアー供給手段とを備えてなる構造を採用することができる。
【００１０】
本発明において、上記主軸の後端側は軸端部閉鎖部材により塞がれ、上記ピストンの内部は空洞に形成され、上記ピストン内の空洞部は、仕切り部によりピストン長手方向に仕切られてなり、上記第１の加圧室は、上記ピストンの後端面とこれに対向する軸端部閉鎖部材の内側面との間の空隙部からなり、上記第２の加圧室は、上記仕切り部の前面とこれに対向している上記ピストン内の空洞部前方壁面との間の隙間空間からなる構造を採用することができる。
【００１１】
本発明において、上記エアー供給手段については、一端が上記第１の加圧室に連通し、他端がエアー供給装置側に連通する第１のエアー供給通路と、一端が上記第１の加圧室に連通し、他端が上記第２の加圧室に連通する第２のエアー供給通路とからなる構造を採用することができる。
【００１２】
本発明において、上記仕切り部の後面とこれに対向している上記ピストン内の空洞部後方壁面との間の隙間空間は、エアーダクト通路を介し外部に開放され、空気の出入りが自由となっている構造を採用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る主軸装置の実施形態について図１ないし図４を基に詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態である主軸装置の断面図、図２は図１のＡ矢視図、図３は図１のＢ矢視図である。
【００１５】
図１の主軸装置１はベース２上に横置きに設置された筒状の主軸３を有している。この筒状の主軸３はその前後両端３ａ、３ｂ側が軸受４、５で回転可能に支持されている。
【００１６】
主軸前端３ａの軸受４は完全に固定されているが、主軸後端３ｂの軸受５について主軸３の軸方向にスライド変位できるようにセットされている。これは、主軸３の先端側ではワークＷの加工が行なわれるが、その加工位置が主軸３の熱膨張によって変化すると所望のワークＷの加工精度が得られないため、主軸３の軸方向熱変位を主軸後端３ｂ側へ逃がすようにしたものである。
【００１７】
主軸３の前端３ａ側はその主軸３内部が見えるように開放されているが、同主軸３の後端３ｂ側は軸端部閉鎖部材６により塞がれている。
【００１８】
軸端部閉鎖部材６の中心部には、その軸端部閉鎖部材６の内外両面を貫通する形状の主軸センターロッド７が一体に設けられている。
【００１９】
主軸センターロッド７の先端７ａ側は、主軸前端３ａより少し奥に引っ込んだ位置付近まで突出し、同主軸センターロッド７の後端７ｂ側は主軸３の後端３ｂより後方に突出するように形成されている。
【００２０】
上記主軸センターロッド７の後端７ｂ側にはプーリ８が一体に取り付けられており、この主軸側プーリ８はベルト９を介してモータ１０のモータ軸側プーリ１２に連結されている（図３参照）。
【００２１】
モータ１０を起動すると、モータ軸側プーリ１２、ベルト９、主軸側プーリ８および軸端部閉鎖部材６を介し、主軸３側にモータの回転力が伝達され、これにより主軸３がその軸心回りに回転駆動される。
【００２２】
つまり、本実施形態では、モータ１０と、その回転力を主軸側に伝達するモータ軸側プーリ１２、ベルト９、主軸側プーリ８および軸端部閉鎖部材６等の動力伝達部材とにより、主軸３をその軸心回りに回転駆動する駆動手段が構成されている。
【００２３】
主軸３の内側空間には、該主軸３と一体にその軸心回りに回転する開閉可能なチャック部１４が収容されている。このチャック部１４は、前後の軸受４、５間の中央付近、すなわち主軸前端３ａ側の軸受４から同主軸後端３ｂ側の軸受５までの間の中央付近にあるフランジ部１８に取り付けられて、主軸前端３ａ側の軸受４の前端面４ａより後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面４ａと同じ位置に配置されている。
【００２４】
上記のようなチャック部１４と主軸前端３ａ側の軸受４との位置関係をモデル化して図示すると図４（ａ）のようになる。図４（ａ）からも分かるように、図１の主軸装置では、２つの軸受４、５間の中央付近にあるフランジ部１８にチャック部１４が取り付けられる構造のため、その２つの軸受４、５間の中央付近がチャック部１４の支持部となり、また、軸受４の前端面より前方に少しもチャック部１４は張り出していない。
【００２５】
尚、図４（ｂ）は図５に示す従来の主軸装置１におけるチャック部１４と主軸前端３ａ側の軸受４との位置関係をモデル化して図示したものであり、この図４（ｂ）から分かるように、図５の従来の主軸装置１では、チャック部１４が主軸３の外側に位置し、かつ、軸受４の前端面より前方にチャック部１４が大きく張り出している。
【００２６】
チャック部１４については、押圧力の付与と解除で複数の爪が開閉する構造が適用される。本実施形態では、その構造例として、ダイヤフラムチャック１５を採用している。
【００２７】
上記ダイヤフラムチャック１５は、ダイヤフラム１６と複数の爪１７、１７…とを有する構造であって（図２参照）、ダイヤフラム１６は、主軸３の内側に取り付け設置され、かつ、押圧力の付与と解除で主軸３の軸方向に弾性変形する構造となっている。また、複数の爪１７、１７…は、ダイヤフラム１６の表面に放射状に取り付けられている。
【００２８】
本実施形態の場合、ダイヤフラム１６は主軸３内側のフランジ部１８を利用して主軸３の内側に取り付け固定されている。
【００２９】
すなわち、主軸３の内周面には、その主軸３の軸方向略中央付近、具体的にはこの主軸３を両端支持する前後の上記軸受４、５間の中央付近に、環状のフランジ部１８が一体に形成されており、このフランジ部１８（以下、主軸内側フランジ部という。）の表面にダイヤフラム１６の支持部材１６‐１がボルトで固定されている。
【００３０】
主軸３の後端３ｂから前端３ａに向かう方向の押圧力がダイヤフラム１６の中央部に与えられると、ダイヤフラム１６は中央凸状に弾性変形し、これにより複数の爪１７、１７…が放射状に開く。この状態でダイヤフラムチャック１５は開となる。
【００３１】
また、上記押圧力が解除されると、ダイヤフラム１６の弾性復帰力によりダイヤフラム１６が元の形に戻り、これにより複数の爪１７、１７…が閉じる。この状態でダイヤフラムチャック１５は閉となる。
【００３２】
上記のようなダイヤフラムチャック１５の開閉動作は、主軸３の内側に内蔵されたチャック開閉機構１９により行なわれる。次に、このチャック開閉機構１９の構造を説明する。
【００３３】
主軸内側フランジ部１８と軸端部閉鎖部材６で挟まれた主軸３内の後方空間部Ｇ（以下、主軸内後方空間という。）には、内部が空洞のピストン２０が設置されており、このピストン２０は、主軸３の内周面に沿って主軸３の軸心方向にスライド可能に設置されている。そして、このようなピストン２０のスライドの推力によりダイヤフラム１６に対し押圧力が付与される。
【００３４】
本実施形態では、上記の如く主軸３がピストン２０のシリンダとしても機能する構造となっている。したがって、ピストン２０のために特別シリンダを設ける必要はない。
【００３５】
上記のように設置されたピストン２０の先端面２０ａは、ダイヤフラム１６の方向を向いて主軸内側フランジ部１８と対向するように配置され、また、同ピストン２０の後端面２０ｂは、軸端部閉鎖部材６の内側面６ａと対向するように配置されている。
【００３６】
主軸内後方空間部Ｇには上記の如く軸端部閉鎖部材６から突き出た主軸センターロッド７の一部が横たわっている。そして、その主軸センターロッド７を通すためのロッド通し穴２１がピストン２０の中心部に開設されており、ピストン２０はこのロッド通し穴２１を介して主軸センターロッド７に串刺し状にセットされている。
【００３７】
さらに、上記ピストン２０の先端面２０ａにはその中心部に押圧ロッド２２が一体に突出形成されている。この押圧ロッド２２は、主軸内側フランジ部１８の内側を通り抜けて、上記ダイヤフラム１６の裏面中央部に当接する構造となっている。
【００３８】
尚、上記押圧ロッド２２の軸心にも主軸センターロッド７を通すためのロッド通し穴２１が設けられている。そして、上記の如く軸端部閉鎖部材６から突き出てピストン２０を貫通している主軸センターロッド７は、この押圧ロッド２２のロッド通し穴２１も突き抜けて爪１７、１７…の裏側付近まで突出する構造となっている。
【００３９】
ピストン２０の外側には第１の加圧室２３が設けられている。この第１の加圧室２３は、ピストン２０の後端面２０ｂとこれに対向する軸端部閉鎖部材６の内側面６ａとの間の空隙部からなる。
【００４０】
また、この第１の加圧室２３には、上記ピストン２０をダイヤフラムチャック１５のダイヤフラム１６方向に向かってスライドさせるためのエアーが供給される。
【００４１】
第１の加圧室２３の前方壁面を形成しているピストン後端面２０ｂは該ピストン２０全体の受圧面の一部を構成する。
【００４２】
第１の加圧室２３に所定のエアー圧が供給されると、そのエアー圧がピストン後端面２０ｂに作用し、これによりピストン２０がその外側からダイヤフラム１６方向に向かって押圧されスライドする。
【００４３】
従って、第１の加圧室２３（ピストン２０の後端面２０ｂとこれに対向する軸端部閉鎖部材６の内側面６ａとの間の空隙部）は、ピストン２０をダイヤフラム１６方向へスライドさせるための推力を、該ピストン２０の外部に発生させる手段として機能する。
【００４４】
ピストン２０内の空洞部２４には仕切り部２５が設けられている。この仕切り部２５は、ピストン２０内の空洞部２４を貫通している主軸センターロッド７の外周回りに環状に一体に形成され、かつ、ピストン２０内の空洞部２４をピストン長手方向に仕切っている。
【００４５】
ピストン２０内の空洞部２４は上記仕切り部２５により独立した２つの室に仕切られている。この２つの室とは、具体的には、▲１▼仕切り部２５の前面２５ａとこれに対向しているピストン内の空洞部前方壁面２４ａとの間の隙間空間からなるピストン内前方室２４‐１と、▲２▼同じ仕切り部２５の後面２５ｂとこれに対向しているピストン２０内の空洞部後方壁面２４ｂとの間の隙間空間からなるピストン内後方室２４‐２である。
【００４６】
上記ピストン内前方室２４‐１の前方壁面を形成しているピストン内の空洞部前方壁面２４ａは、前述のピストン後端面２０ｂと同様、ピストン２０全体の受圧面の一部を構成する。
【００４７】
上記ピストン内前方室２４‐１にエアーが供給されると、このピストン内前方室２４‐１の前方壁面を形成しているピストン内の空洞部前方壁面２４ａに、そのエアー圧が作用し、これによりピストン２０がその内側からダイヤフラム１６方向に向かって押圧されスライドする。
【００４８】
要するに、上記▲１▼のピストン内前方室２４‐１は、ピストン２０をダイヤフラム１６方向へスライドさせるための推力を、該ピストン２０の内部に発生させる室、すなわち第２の加圧室である。
【００４９】
上記▲２▼のピストン内後方室２４‐２は、エアーダクト通路２６を介し外部に開放され、空気の出入りが自由となっている。
【００５０】
エアーダクト通路２６は、主軸側プーリ８の端面側から主軸センターロッド７をその軸心方向に進んで上記ピストン内後方室２４‐２に連通する構造となっている。
【００５１】
第１の加圧室２３へのエアー供給は、主軸３に設けた第１のエアー供給通路２７を介して行なわれる。
【００５２】
第１のエアー供給通路２７は、一端２７ａ（エアー吐出口）が第１の加圧室２３に連通するように開口形成され、他端２７ｂ（エアー導入口）が図示しない工場内エアー供給装置側に接続されている。
【００５３】
従って、本実施形態では、工場内エアー供給装置から第１のエアー供給通路２７を介して第１の加圧室２３に所定の圧力のエアーが供給される。
【００５４】
ピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）へのエアー供給はピストン２０に設けた第２のエアー供給通路２８を介して行なわれる。
【００５５】
第２のエアー供給通路２８は、一端２８ａ（エアー吐出口）が第１の加圧室２３に連通するように開口形成され、他端２８ｂ（エアー導入口）がピストン内前方室２４‐１に連通するように開口形成されている。
【００５６】
従って、本実施形態では、第１の加圧室２３に供給されたエアーの一部が自動的に第２のエアー供給通路２８を介してピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）にも供給される。
【００５７】
ピストン２０のスライドの推力はピストン２０への供給エアー圧力と、これを受けるピストン２０の受圧面積で決定される。本実施形態では、第１の加圧室２３や第２の加圧室（ピストン内前方室２４‐１）に供給されるエアー供給圧力がピストン２０への供給エアー圧力となる。また、ピストン後端面２０ｂの面積とピストン内の空洞部前方壁面２４ａの面積との合計がピストン２０全体の受圧面積である。
【００５８】
本実施形態のように第１の加圧室２３と第２の加圧室（ピストン内前方室２４‐１）の双方から押圧されるピストン構造のものと、第１の加圧室２３しかないピストン構造のものとにおいて、そのピストンへの供給エアー圧力を一定としてピストンの推力を比較してみると、本実施形態のピストン構造の方が、そのピストン内の空洞部前方壁面２４ａの受圧面積分だけ大きな推力を得られる。
【００５９】
したがって、本実施形態のようなピストン構造によると、この主軸装置１全体を特に主軸３の径方向に小型化する場合に、ピストン２０も小径化されるが、その場合でも従来と同一の供給エアー圧力で従来同様またはそれ以上のピストン２０の推力をうることができ、ダイヤフラムチャック１５において十分な把持力を確保することが可能である。
【００６０】
次に、上記の如く構成された主軸装置の動作について図１を基に説明する。
【００６１】
図１の主軸装置では、ダイヤフラムチャック１５の爪１７でワークＷをチャックしクランプする。
【００６２】
このとき、ダイヤフラムチャック１５は主軸前端３ａ側の軸受４の前端面４ａより後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面４ａと同じ位置に配置されているので、ワークＷはその軸受４の前端面４ａより後方へ引っ込んだ位置、若しくはその前端面４ａと同じ位置でクランプされる。したがって、当該ワークＷの加工も主軸３の内側で行なわれることになる。
【００６３】
尚、実際にワークＷを加工する際は、モータ１０を起動し、主軸３を回転させるが、主軸３が回転すると、ダイヤフラムチャック１５とこれにチャックされているワークＷがその主軸３の軸心周りに回転する。
【００６４】
ダイヤフラムチャック１５からワークＷを取り外すときは、第１のエアー供給通路２７を介し第１の加圧室２３に所定の圧力のエアーを供給する。この際、第１の加圧室２３に供給されたエアーの一部が第２のエアー供給通路２８を介しピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）にも供給される。
【００６５】
第１の加圧室２３に供給されたエアーの圧力は、ピストン２０の後端面２０ｂに作用し、該ピストン２０をその外側からダイヤフラム１６方向に向かって押圧する力となる。また、ピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）に供給されたエアーの圧力は、ピストン内の空洞部前方壁面２４ａに作用し、該ピストン２０をその内側からダイヤフラム１６方向に向かって押圧する力となる。
【００６６】
上記の如くピストン２０の内外で発生した２つの力により、ピストン２０がダイヤフラム１６方向に押圧されスライドする。そして、このようにスライドするピストン２０の推力により、そのピストン先端面２０ａの押圧ロッド２２でダイヤフラム１６が押されて中央凸状に弾性変形し、かつ爪１７が放射状に開き、ダイヤフラムチャック１５が開となる。この時点で、ダイヤフラムチャック１５からワークＷを取り外すことが可能となる。
【００６７】
ところで、上記の如くピストン２０がダイヤフラム１６方向に向かってスライド前進すると、そのスライド前進ストローク分だけピストン内の空洞部後方壁面２４ｂが仕切り部２５の後面２５ｂに接近する。このとき、その接近移動するピストン内の空洞部後方壁面２４ｂによってピストン内後方室２４‐２のエアーがエアーダクト通路２６を介し外部へ押し出されるので、エアーダクト通路２６のエアーによりピストン２０のスライド前進動作が妨げられることはなく、ピストン２０はスムーズにスライド前進できる。
【００６８】
また、上記の如くダイヤフラムチャック１５の開状態で爪１７の内側にワークＷをセットし、その後、第１の加圧室２３とピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）の双方のエアー圧を抜くと、ダイヤフラム１６が弾性復帰し、爪１７が元の位置に戻って当該ワークＷをクランプする。
【００６９】
このとき、ダイヤフラム１６の弾性復帰力により押圧ロッド２２を介しピストン２０が押し戻されてスライド後退する。この際、ピストン内の空洞部後方壁面２４ｂは仕切り部２５の後面２５ｂから遠ざかるが、このとき、エアーダクト通路２６を介してピストン内後方室２４‐２に外部エアーが取り込まれるので、ピストン内の空洞部後方壁面２４ｂと仕切り部２５の後面２５ｂとの間にバキューム力が働くことはなく、よって、ピストン２０のスライド後退動作もスムーズに行なうことができる。
【００７０】
本実施形態の主軸装置１によると、ダイヤフラムチャック１５は、主軸３を支持する前後２つの軸受４、５間の中央付近にある主軸内側フランジ部１８に取り付けられて、主軸前端３ａ側の軸受４の前端面４ａより後方へ引っ込んだ位置に配置される構造を採用した。このため、ダイヤフラムチャック１５の支持部が２つの軸受４、５間の中央付近となり、しかも、主軸前端側の軸受４の前端面４ａより少しも前方にダイヤフラムチャック１５が張り出していないから、剛性が高く、また主軸３の軸方向熱変位による影響が小さく、ワークＷの加工位置が変化し難いため、高精度のワーク加工を行なうことが可能であり、さらに、主軸３の軸方向にコンパクトで設置スペースをとらず、小型の研削盤への搭載に好適である。
【００７１】
また、本実施形態の主軸装置１は、チャック開閉機構１９の構造として、ピストン２０の内外両側でこのピストン２０をスライドさせる推力が発生する構造を採用したため、ピストン２０を大径にすることなく、チャック部１４を開閉するための十分なピストンの推力をうることができ、主軸３の径方向にもコンパクトで、特に主軸装置１全体を小型化する場合に好適である。
【００７２】
【発明の効果】
本発明に係る主軸装置によると、チャック部は、主軸の内側であって主軸前端側の軸受から主軸後端側の軸受までの間の中央付近にあるフランジ部に取り付けられて、主軸前端側の軸受の前端面より後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面と同じ位置に配置される構造を採用した。このため、チャック部の支持部が２つの軸受間の中央付近となり、かつ、主軸前端側の軸受の前端面より少しも前方にチャック部が張り出していないから、剛性が高く、また主軸の軸方向熱変位による影響が小さく、ワークの加工位置が変化し難いため、高精度のワーク加工を行なうことが可能であり、さらに、主軸の軸方向にコンパクトで設置スペースをとらず、小型の研削盤への搭載に好適な主軸装置を提供しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である主軸装置の断面図。
【図２】図１のＡ矢視図。
【図３】図１のＢ矢視図。
【図４】図４（ａ）は本発明に係る主軸装置おけるチャック部と軸受との位置関係の説明図、図４（ｂ）は従来の主軸装置におけるチャック部と軸受との位置関係の説明図である。
【図５】従来の主軸装置の断面図。
【符号の説明】
１ 主軸装置
２ ベース
３ 主軸
３ａ 主軸前端
３ｂ 主軸後端
４ 主軸前端の軸受
４ａ 主軸前端の軸受の前端面
５ 主軸後端の軸受
６ 軸端部閉鎖部材
７ 主軸センターロッド
８ 主軸側プーリ
９ ベルト
１０ モータ
１２ モータ軸側プーリ
１４ チャック部
１５ ダイヤフラムチャック
１６ ダイヤフラム
１６‐１ ダイヤフラムの支持部材
１７ 爪
１８ フランジ部（主軸内側フランジ部）
１９ チャック開閉機構
２０ ピストン
２０ａ ピストン先端面
２０ｂ ピストン後端面
２１ ロッド通し穴
２２ 押圧ロッド
２３ 第１の加圧室
２４ 空洞部
２４ａ ピストン内の空洞部前方壁面
２４ｂ ピストン内の空洞部後方壁面
２４‐１ ピストン内前方室（第２の加圧室）
２４‐２ ピストン内後方室
２５ 仕切り部
２５ａ 仕切り部の前面
２６ エアーダクト通路
２７ 第１のエアー供給通路
２７ａ 第１のエアー供給通路の一端
２７ｂ 第１のエアー供給通路の他端
２８ 第２のエアー供給通路
２８ａ 第２のエアー供給通路の一端
２８ｂ 第２のエアー供給通路の他端
Ｇ 主軸内後方空間
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削盤等のワーク加工機械に搭載され、ワークをチャックし回転させる主軸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の主軸装置の主軸前端部側を示した断面図である。同図の主軸装置１は、主軸前端３ａ側の軸受４と同主軸後端側の軸受（図示省略）とで主軸３が支持され、かつ、その主軸３の前端に一体に設けたチャック部１４でワークＷをチャックする構造となっている。（例えば、特開２００３‐０１１００８号公報参照）。
【０００３】
しかしながら、上記従来の主軸装置１によると、主軸３の前端に、チャック部１４とこれを開閉するためのピストン等を設置してなる構造であるため、チャック部１４が主軸前端３ａ側の軸受４より前方に大きく張り出し、剛性が低く、また、主軸３の軸方向熱変位による影響が大きく、ワークＷの加工位置が変化しやすいため、高精度のワーク加工を行なうことが困難であり、さらに、主軸の軸心方向に大型で大きな設置スペースが必要となり、小型の研削盤に搭載することができない等の問題点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３‐１１００８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、高剛性で主軸の軸方向熱変位による影響が小さく、高精度のワーク加工を行なうことができ、かつ、コンパクトで小型の研削盤への搭載に好適な、主軸装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、前後両端側を軸受で回転可能に支持した筒状の主軸と、上記主軸をその軸心回りに回転駆動する駆動手段と、上記主軸と一体にその軸心回りに回転する開閉可能なチャック部と、上記チャック部を開閉するチャック開閉機構とを有し、上記チャック部は、上記主軸の内側であって上記主軸前端側の軸受から上記主軸後端側の軸受までの間の中央付近にあるフランジ部に取り付けられて、上記主軸前端側の軸受の前端面より後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面と同じ位置に配置されてなることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、上記構造の採用により、チャック部が主軸の内側空間で２つの軸受間に位置し、かつ、主軸前端側の軸受の前端面より少しも前方にチャック部が張り出さない、高剛性構造が得られる。
【０００８】
本発明において、上記チャック部については、上記主軸の内側に取り付け設置され、かつ押圧力の付与と解除で上記主軸の軸方向に弾性変形するダイヤフラムと、上記ダイヤフラムの表面に放射状に取り付けられた複数の爪とを有する構造からなる、いわゆるダイヤフラムチャックを採用することができる。
【０００９】
本発明において、上記チャック部については、上記主軸の内側に取り付け設置され、かつ押圧力の付与と解除で上記主軸の軸方向に弾性変形するダイヤフラムと、上記ダイヤフラムの表面に放射状に取り付けられた複数の爪とを有する構造からなる、いわゆるダイヤフラムチャックを採用し、かつ、上記チャック開閉機構については、上記主軸の内側に収容され、該主軸の内面に沿って主軸の軸心方向にスライド可能に設置されるとともに、そのスライドの推力で上記ダイヤフラムに押圧力を付与するピストンと、上記ピストンの外側に設けられるとともに、上記ピストンを上記ダイヤフラム方向へスライドさせるための推力を、上記ピストンの外部に発生させる第１の加圧室と、上記ピストンの内側に設けられるとともに、上記ピストンを上記ダイヤフラム方向へスライドさせるための推力を、上記ピストンの内部に発生させる第２の加圧室と、上記ピストンの推力を発生させるためのエアー圧を上記第１および第２の加圧室へ供給するエアー供給手段とを備えてなる構造を採用することができる。
【００１０】
本発明において、上記主軸の後端側は軸端部閉鎖部材により塞がれ、上記ピストンの内部は空洞に形成され、上記ピストン内の空洞部は、仕切り部によりピストン長手方向に仕切られてなり、上記第１の加圧室は、上記ピストンの後端面とこれに対向する軸端部閉鎖部材の内側面との間の空隙部からなり、上記第２の加圧室は、上記仕切り部の前面とこれに対向している上記ピストン内の空洞部前方壁面との間の隙間空間からなる構造を採用することができる。
【００１１】
本発明において、上記エアー供給手段については、一端が上記第１の加圧室に連通し、他端がエアー供給装置側に連通する第１のエアー供給通路と、一端が上記第１の加圧室に連通し、他端が上記第２の加圧室に連通する第２のエアー供給通路とからなる構造を採用することができる。
【００１２】
本発明において、上記仕切り部の後面とこれに対向している上記ピストン内の空洞部後方壁面との間の隙間空間は、エアーダクト通路を介し外部に開放され、空気の出入りが自由となっている構造を採用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る主軸装置の実施形態について図１ないし図４を基に詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態である主軸装置の断面図、図２は図１のＡ矢視図、図３は図１のＢ矢視図である。
【００１５】
図１の主軸装置１はベース２上に横置きに設置された筒状の主軸３を有している。この筒状の主軸３はその前後両端３ａ、３ｂ側が軸受４、５で回転可能に支持されている。
【００１６】
主軸前端３ａの軸受４は完全に固定されているが、主軸後端３ｂの軸受５について主軸３の軸方向にスライド変位できるようにセットされている。これは、主軸３の先端側ではワークＷの加工が行なわれるが、その加工位置が主軸３の熱膨張によって変化すると所望のワークＷの加工精度が得られないため、主軸３の軸方向熱変位を主軸後端３ｂ側へ逃がすようにしたものである。
【００１７】
主軸３の前端３ａ側はその主軸３内部が見えるように開放されているが、同主軸３の後端３ｂ側は軸端部閉鎖部材６により塞がれている。
【００１８】
軸端部閉鎖部材６の中心部には、その軸端部閉鎖部材６の内外両面を貫通する形状の主軸センターロッド７が一体に設けられている。
【００１９】
主軸センターロッド７の先端７ａ側は、主軸前端３ａより少し奥に引っ込んだ位置付近まで突出し、同主軸センターロッド７の後端７ｂ側は主軸３の後端３ｂより後方に突出するように形成されている。
【００２０】
上記主軸センターロッド７の後端７ｂ側にはプーリ８が一体に取り付けられており、この主軸側プーリ８はベルト９を介してモータ１０のモータ軸側プーリ１２に連結されている（図３参照）。
【００２１】
モータ１０を起動すると、モータ軸側プーリ１２、ベルト９、主軸側プーリ８および軸端部閉鎖部材６を介し、主軸３側にモータの回転力が伝達され、これにより主軸３がその軸心回りに回転駆動される。
【００２２】
つまり、本実施形態では、モータ１０と、その回転力を主軸側に伝達するモータ軸側プーリ１２、ベルト９、主軸側プーリ８および軸端部閉鎖部材６等の動力伝達部材とにより、主軸３をその軸心回りに回転駆動する駆動手段が構成されている。
【００２３】
主軸３の内側空間には、該主軸３と一体にその軸心回りに回転する開閉可能なチャック部１４が収容されている。このチャック部１４は、前後の軸受４、５間の中央付近、すなわち主軸前端３ａ側の軸受４から同主軸後端３ｂ側の軸受５までの間の中央付近にあるフランジ部１８に取り付けられて、主軸前端３ａ側の軸受４の前端面４ａより後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面４ａと同じ位置に配置されている。
【００２４】
上記のようなチャック部１４と主軸前端３ａ側の軸受４との位置関係をモデル化して図示すると図４（ａ）のようになる。図４（ａ）からも分かるように、図１の主軸装置では、２つの軸受４、５間の中央付近にあるフランジ部１８にチャック部１４が取り付けられる構造のため、その２つの軸受４、５間の中央付近がチャック部１４の支持部となり、また、軸受４の前端面より前方に少しもチャック部１４は張り出していない。
【００２５】
尚、図４（ｂ）は図５に示す従来の主軸装置１におけるチャック部１４と主軸前端３ａ側の軸受４との位置関係をモデル化して図示したものであり、この図４（ｂ）から分かるように、図５の従来の主軸装置１では、チャック部１４が主軸３の外側に位置し、かつ、軸受４の前端面より前方にチャック部１４が大きく張り出している。
【００２６】
チャック部１４については、押圧力の付与と解除で複数の爪が開閉する構造が適用される。本実施形態では、その構造例として、ダイヤフラムチャック１５を採用している。
【００２７】
上記ダイヤフラムチャック１５は、ダイヤフラム１６と複数の爪１７、１７…とを有する構造であって（図２参照）、ダイヤフラム１６は、主軸３の内側に取り付け設置され、かつ、押圧力の付与と解除で主軸３の軸方向に弾性変形する構造となっている。また、複数の爪１７、１７…は、ダイヤフラム１６の表面に放射状に取り付けられている。
【００２８】
本実施形態の場合、ダイヤフラム１６は主軸３内側のフランジ部１８を利用して主軸３の内側に取り付け固定されている。
【００２９】
すなわち、主軸３の内周面には、その主軸３の軸方向略中央付近、具体的にはこの主軸３を両端支持する前後の上記軸受４、５間の中央付近に、環状のフランジ部１８が一体に形成されており、このフランジ部１８（以下、主軸内側フランジ部という。）の表面にダイヤフラム１６の支持部材１６‐１がボルトで固定されている。
【００３０】
主軸３の後端３ｂから前端３ａに向かう方向の押圧力がダイヤフラム１６の中央部に与えられると、ダイヤフラム１６は中央凸状に弾性変形し、これにより複数の爪１７、１７…が放射状に開く。この状態でダイヤフラムチャック１５は開となる。
【００３１】
また、上記押圧力が解除されると、ダイヤフラム１６の弾性復帰力によりダイヤフラム１６が元の形に戻り、これにより複数の爪１７、１７…が閉じる。この状態でダイヤフラムチャック１５は閉となる。
【００３２】
上記のようなダイヤフラムチャック１５の開閉動作は、主軸３の内側に内蔵されたチャック開閉機構１９により行なわれる。次に、このチャック開閉機構１９の構造を説明する。
【００３３】
主軸内側フランジ部１８と軸端部閉鎖部材６で挟まれた主軸３内の後方空間部Ｇ（以下、主軸内後方空間という。）には、内部が空洞のピストン２０が設置されており、このピストン２０は、主軸３の内周面に沿って主軸３の軸心方向にスライド可能に設置されている。そして、このようなピストン２０のスライドの推力によりダイヤフラム１６に対し押圧力が付与される。
【００３４】
本実施形態では、上記の如く主軸３がピストン２０のシリンダとしても機能する構造となっている。したがって、ピストン２０のために特別シリンダを設ける必要はない。
【００３５】
上記のように設置されたピストン２０の先端面２０ａは、ダイヤフラム１６の方向を向いて主軸内側フランジ部１８と対向するように配置され、また、同ピストン２０の後端面２０ｂは、軸端部閉鎖部材６の内側面６ａと対向するように配置されている。
【００３６】
主軸内後方空間部Ｇには上記の如く軸端部閉鎖部材６から突き出た主軸センターロッド７の一部が横たわっている。そして、その主軸センターロッド７を通すためのロッド通し穴２１がピストン２０の中心部に開設されており、ピストン２０はこのロッド通し穴２１を介して主軸センターロッド７に串刺し状にセットされている。
【００３７】
さらに、上記ピストン２０の先端面２０ａにはその中心部に押圧ロッド２２が一体に突出形成されている。この押圧ロッド２２は、主軸内側フランジ部１８の内側を通り抜けて、上記ダイヤフラム１６の裏面中央部に当接する構造となっている。
【００３８】
尚、上記押圧ロッド２２の軸心にも主軸センターロッド７を通すためのロッド通し穴２１が設けられている。そして、上記の如く軸端部閉鎖部材６から突き出てピストン２０を貫通している主軸センターロッド７は、この押圧ロッド２２のロッド通し穴２１も突き抜けて爪１７、１７…の裏側付近まで突出する構造となっている。
【００３９】
ピストン２０の外側には第１の加圧室２３が設けられている。この第１の加圧室２３は、ピストン２０の後端面２０ｂとこれに対向する軸端部閉鎖部材６の内側面６ａとの間の空隙部からなる。
【００４０】
また、この第１の加圧室２３には、上記ピストン２０をダイヤフラムチャック１５のダイヤフラム１６方向に向かってスライドさせるためのエアーが供給される。
【００４１】
第１の加圧室２３の前方壁面を形成しているピストン後端面２０ｂは該ピストン２０全体の受圧面の一部を構成する。
【００４２】
第１の加圧室２３に所定のエアー圧が供給されると、そのエアー圧がピストン後端面２０ｂに作用し、これによりピストン２０がその外側からダイヤフラム１６方向に向かって押圧されスライドする。
【００４３】
従って、第１の加圧室２３（ピストン２０の後端面２０ｂとこれに対向する軸端部閉鎖部材６の内側面６ａとの間の空隙部）は、ピストン２０をダイヤフラム１６方向へスライドさせるための推力を、該ピストン２０の外部に発生させる手段として機能する。
【００４４】
ピストン２０内の空洞部２４には仕切り部２５が設けられている。この仕切り部２５は、ピストン２０内の空洞部２４を貫通している主軸センターロッド７の外周回りに環状に一体に形成され、かつ、ピストン２０内の空洞部２４をピストン長手方向に仕切っている。
【００４５】
ピストン２０内の空洞部２４は上記仕切り部２５により独立した２つの室に仕切られている。この２つの室とは、具体的には、▲１▼仕切り部２５の前面２５ａとこれに対向しているピストン内の空洞部前方壁面２４ａとの間の隙間空間からなるピストン内前方室２４‐１と、▲２▼同じ仕切り部２５の後面２５ｂとこれに対向しているピストン２０内の空洞部後方壁面２４ｂとの間の隙間空間からなるピストン内後方室２４‐２である。
【００４６】
上記ピストン内前方室２４‐１の前方壁面を形成しているピストン内の空洞部前方壁面２４ａは、前述のピストン後端面２０ｂと同様、ピストン２０全体の受圧面の一部を構成する。
【００４７】
上記ピストン内前方室２４‐１にエアーが供給されると、このピストン内前方室２４‐１の前方壁面を形成しているピストン内の空洞部前方壁面２４ａに、そのエアー圧が作用し、これによりピストン２０がその内側からダイヤフラム１６方向に向かって押圧されスライドする。
【００４８】
要するに、上記▲１▼のピストン内前方室２４‐１は、ピストン２０をダイヤフラム１６方向へスライドさせるための推力を、該ピストン２０の内部に発生させる室、すなわち第２の加圧室である。
【００４９】
上記▲２▼のピストン内後方室２４‐２は、エアーダクト通路２６を介し外部に開放され、空気の出入りが自由となっている。
【００５０】
エアーダクト通路２６は、主軸側プーリ８の端面側から主軸センターロッド７をその軸心方向に進んで上記ピストン内後方室２４‐２に連通する構造となっている。
【００５１】
第１の加圧室２３へのエアー供給は、主軸３に設けた第１のエアー供給通路２７を介して行なわれる。
【００５２】
第１のエアー供給通路２７は、一端２７ａ（エアー吐出口）が第１の加圧室２３に連通するように開口形成され、他端２７ｂ（エアー導入口）が図示しない工場内エアー供給装置側に接続されている。
【００５３】
従って、本実施形態では、工場内エアー供給装置から第１のエアー供給通路２７を介して第１の加圧室２３に所定の圧力のエアーが供給される。
【００５４】
ピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）へのエアー供給はピストン２０に設けた第２のエアー供給通路２８を介して行なわれる。
【００５５】
第２のエアー供給通路２８は、一端２８ａ（エアー吐出口）が第１の加圧室２３に連通するように開口形成され、他端２８ｂ（エアー導入口）がピストン内前方室２４‐１に連通するように開口形成されている。
【００５６】
従って、本実施形態では、第１の加圧室２３に供給されたエアーの一部が自動的に第２のエアー供給通路２８を介してピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）にも供給される。
【００５７】
ピストン２０のスライドの推力はピストン２０への供給エアー圧力と、これを受けるピストン２０の受圧面積で決定される。本実施形態では、第１の加圧室２３や第２の加圧室（ピストン内前方室２４‐１）に供給されるエアー供給圧力がピストン２０への供給エアー圧力となる。また、ピストン後端面２０ｂの面積とピストン内の空洞部前方壁面２４ａの面積との合計がピストン２０全体の受圧面積である。
【００５８】
本実施形態のように第１の加圧室２３と第２の加圧室（ピストン内前方室２４‐１）の双方から押圧されるピストン構造のものと、第１の加圧室２３しかないピストン構造のものとにおいて、そのピストンへの供給エアー圧力を一定としてピストンの推力を比較してみると、本実施形態のピストン構造の方が、そのピストン内の空洞部前方壁面２４ａの受圧面積分だけ大きな推力を得られる。
【００５９】
したがって、本実施形態のようなピストン構造によると、この主軸装置１全体を特に主軸３の径方向に小型化する場合に、ピストン２０も小径化されるが、その場合でも従来と同一の供給エアー圧力で従来同様またはそれ以上のピストン２０の推力をうることができ、ダイヤフラムチャック１５において十分な把持力を確保することが可能である。
【００６０】
次に、上記の如く構成された主軸装置の動作について図１を基に説明する。
【００６１】
図１の主軸装置では、ダイヤフラムチャック１５の爪１７でワークＷをチャックしクランプする。
【００６２】
このとき、ダイヤフラムチャック１５は主軸前端３ａ側の軸受４の前端面４ａより後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面４ａと同じ位置に配置されているので、ワークＷはその軸受４の前端面４ａより後方へ引っ込んだ位置、若しくはその前端面４ａと同じ位置でクランプされる。したがって、当該ワークＷの加工も主軸３の内側で行なわれることになる。
【００６３】
尚、実際にワークＷを加工する際は、モータ１０を起動し、主軸３を回転させるが、主軸３が回転すると、ダイヤフラムチャック１５とこれにチャックされているワークＷがその主軸３の軸心周りに回転する。
【００６４】
ダイヤフラムチャック１５からワークＷを取り外すときは、第１のエアー供給通路２７を介し第１の加圧室２３に所定の圧力のエアーを供給する。この際、第１の加圧室２３に供給されたエアーの一部が第２のエアー供給通路２８を介しピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）にも供給される。
【００６５】
第１の加圧室２３に供給されたエアーの圧力は、ピストン２０の後端面２０ｂに作用し、該ピストン２０をその外側からダイヤフラム１６方向に向かって押圧する力となる。また、ピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）に供給されたエアーの圧力は、ピストン内の空洞部前方壁面２４ａに作用し、該ピストン２０をその内側からダイヤフラム１６方向に向かって押圧する力となる。
【００６６】
上記の如くピストン２０の内外で発生した２つの力により、ピストン２０がダイヤフラム１６方向に押圧されスライドする。そして、このようにスライドするピストン２０の推力により、そのピストン先端面２０ａの押圧ロッド２２でダイヤフラム１６が押されて中央凸状に弾性変形し、かつ爪１７が放射状に開き、ダイヤフラムチャック１５が開となる。この時点で、ダイヤフラムチャック１５からワークＷを取り外すことが可能となる。
【００６７】
ところで、上記の如くピストン２０がダイヤフラム１６方向に向かってスライド前進すると、そのスライド前進ストローク分だけピストン内の空洞部後方壁面２４ｂが仕切り部２５の後面２５ｂに接近する。このとき、その接近移動するピストン内の空洞部後方壁面２４ｂによってピストン内後方室２４‐２のエアーがエアーダクト通路２６を介し外部へ押し出されるので、エアーダクト通路２６のエアーによりピストン２０のスライド前進動作が妨げられることはなく、ピストン２０はスムーズにスライド前進できる。
【００６８】
また、上記の如くダイヤフラムチャック１５の開状態で爪１７の内側にワークＷをセットし、その後、第１の加圧室２３とピストン内前方室２４‐１（第２の加圧室）の双方のエアー圧を抜くと、ダイヤフラム１６が弾性復帰し、爪１７が元の位置に戻って当該ワークＷをクランプする。
【００６９】
このとき、ダイヤフラム１６の弾性復帰力により押圧ロッド２２を介しピストン２０が押し戻されてスライド後退する。この際、ピストン内の空洞部後方壁面２４ｂは仕切り部２５の後面２５ｂから遠ざかるが、このとき、エアーダクト通路２６を介してピストン内後方室２４‐２に外部エアーが取り込まれるので、ピストン内の空洞部後方壁面２４ｂと仕切り部２５の後面２５ｂとの間にバキューム力が働くことはなく、よって、ピストン２０のスライド後退動作もスムーズに行なうことができる。
【００７０】
本実施形態の主軸装置１によると、ダイヤフラムチャック１５は、主軸３を支持する前後２つの軸受４、５間の中央付近にある主軸内側フランジ部１８に取り付けられて、主軸前端３ａ側の軸受４の前端面４ａより後方へ引っ込んだ位置に配置される構造を採用した。このため、ダイヤフラムチャック１５の支持部が２つの軸受４、５間の中央付近となり、しかも、主軸前端側の軸受４の前端面４ａより少しも前方にダイヤフラムチャック１５が張り出していないから、剛性が高く、また主軸３の軸方向熱変位による影響が小さく、ワークＷの加工位置が変化し難いため、高精度のワーク加工を行なうことが可能であり、さらに、主軸３の軸方向にコンパクトで設置スペースをとらず、小型の研削盤への搭載に好適である。
【００７１】
また、本実施形態の主軸装置１は、チャック開閉機構１９の構造として、ピストン２０の内外両側でこのピストン２０をスライドさせる推力が発生する構造を採用したため、ピストン２０を大径にすることなく、チャック部１４を開閉するための十分なピストンの推力をうることができ、主軸３の径方向にもコンパクトで、特に主軸装置１全体を小型化する場合に好適である。
【００７２】
【発明の効果】
本発明に係る主軸装置によると、チャック部は、主軸の内側であって主軸前端側の軸受から主軸後端側の軸受までの間の中央付近にあるフランジ部に取り付けられて、主軸前端側の軸受の前端面より後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面と同じ位置に配置される構造を採用した。このため、チャック部の支持部が２つの軸受間の中央付近となり、かつ、主軸前端側の軸受の前端面より少しも前方にチャック部が張り出していないから、剛性が高く、また主軸の軸方向熱変位による影響が小さく、ワークの加工位置が変化し難いため、高精度のワーク加工を行なうことが可能であり、さらに、主軸の軸方向にコンパクトで設置スペースをとらず、小型の研削盤への搭載に好適な主軸装置を提供しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である主軸装置の断面図。
【図２】図１のＡ矢視図。
【図３】図１のＢ矢視図。
【図４】図４（ａ）は本発明に係る主軸装置おけるチャック部と軸受との位置関係の説明図、図４（ｂ）は従来の主軸装置におけるチャック部と軸受との位置関係の説明図である。
【図５】従来の主軸装置の断面図。
【符号の説明】
１ 主軸装置
２ ベース
３ 主軸
３ａ 主軸前端
３ｂ 主軸後端
４ 主軸前端の軸受
４ａ 主軸前端の軸受の前端面
５ 主軸後端の軸受
６ 軸端部閉鎖部材
７ 主軸センターロッド
８ 主軸側プーリ
９ ベルト
１０ モータ
１２ モータ軸側プーリ
１４ チャック部
１５ ダイヤフラムチャック
１６ ダイヤフラム
１６‐１ ダイヤフラムの支持部材
１７ 爪
１８ フランジ部（主軸内側フランジ部）
１９ チャック開閉機構
２０ ピストン
２０ａ ピストン先端面
２０ｂ ピストン後端面
２１ ロッド通し穴
２２ 押圧ロッド
２３ 第１の加圧室
２４ 空洞部
２４ａ ピストン内の空洞部前方壁面
２４ｂ ピストン内の空洞部後方壁面
２４‐１ ピストン内前方室（第２の加圧室）
２４‐２ ピストン内後方室
２５ 仕切り部
２５ａ 仕切り部の前面
２６ エアーダクト通路
２７ 第１のエアー供給通路
２７ａ 第１のエアー供給通路の一端
２７ｂ 第１のエアー供給通路の他端
２８ 第２のエアー供給通路
２８ａ 第２のエアー供給通路の一端
２８ｂ 第２のエアー供給通路の他端
Ｇ 主軸内後方空間
Claims (6)
- 前後両端側を軸受で回転可能に支持した筒状の主軸と、
上記主軸をその軸心回りに回転駆動する駆動手段と、
上記主軸と一体にその軸心回りに回転する開閉可能なチャック部と、
上記チャック部を開閉するチャック開閉機構とを有し、
上記チャック部は、上記主軸の内側であって上記主軸前端側の軸受から上記主軸後端側の軸受までの間の中央付近にあるフランジ部に取り付けられて、上記主軸前端側の軸受の前端面より後方へ引っ込んだ位置若しくはその前端面と同じ位置に配置されてなること
を特徴とする主軸装置。 - 上記チャック部は、
上記主軸の内側に取り付け設置され、かつ押圧力の付与と解除で上記主軸の軸方向に弾性変形するダイヤフラムと、
上記ダイヤフラムの表面に放射状に取り付けられた複数の爪とを有する構造からなること
を特徴とする請求項１に記載の主軸装置。 - 上記チャック部は、
上記主軸の内側に取り付け設置され、かつ押圧力の付与と解除で上記主軸の軸方向に弾性変形するダイヤフラムと、
上記ダイヤフラムの表面に放射状に取り付けられた複数の爪とを有する構造からなり、
上記チャック開閉機構は、
上記主軸の内側に収容され、該主軸の内面に沿って主軸の軸心方向にスライド可能に設置されるとともに、そのスライドの推力で上記ダイヤフラムに押圧力を付与するピストンと、
上記ピストンの外側に設けられるとともに、上記ピストンを上記ダイヤフラム方向へスライドさせるための推力を、上記ピストンの外部に発生させる第１の加圧室と、
上記ピストンの内側に設けられるとともに、上記ピストンを上記ダイヤフラム方向へスライドさせるための推力を、上記ピストンの内部に発生させる第２の加圧室と、
上記ピストンの推力を発生させるためのエアー圧を上記第１および第２の加圧室へ供給するエアー供給手段とを備えてなること
を特徴とする請求項１に記載の主軸装置。 - 上記主軸の後端側は軸端部閉鎖部材により塞がれ、
上記ピストンの内部は空洞に形成され、
上記ピストン内の空洞部は、仕切り部によりピストン長手方向に仕切られてなり、
上記第１の加圧室は、上記ピストンの後端面とこれに対向する軸端部閉鎖部材の内側面との間の空隙部からなり、
上記第２の加圧室は、上記仕切り部の前面とこれに対向している上記ピストン内の空洞部前方壁面との間の隙間空間からなること
を特徴とする請求項３に記載の主軸装置。 - 上記エアー供給手段は、
一端が上記第１の加圧室に連通し、他端がエアー供給装置側に連通する第１のエアー供給通路と、
一端が上記第１の加圧室に連通し、他端が上記第２の加圧室に連通する第２のエアー供給通路とからなる
ことを特徴とする請求項３に記載の主軸装置。 - 上記仕切り部の後面とこれに対向している上記ピストン内の空洞部後方壁面との間の隙間空間は、エアーダクト通路を介し外部に開放され、空気の出入りが自由となっていること
を特徴とする請求項４に記載の主軸装置。
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