JP5508167B2

JP5508167B2 - 工作機械の主軸クランプ装置

Info

Publication number: JP5508167B2
Application number: JP2010148822A
Authority: JP
Inventors: 賢治大西
Original assignee: 大阪機工株式会社
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-06-30
Also published as: JP2012011482A

Description

本発明は、フライス盤やマシニングセンタなどの工作機械の主軸ヘッドから軸方向に摺動出入りする主軸を任意の位置でクランプするための主軸クランプ装置に関する。

従来、フライス盤やマシニングセンタなどの工作機械においては、先端に工具を装着する主軸が軸回りに回転するだけでなく、主軸ヘッドから軸方向に摺動出入りして、ワークに対する加工を行うように構成されたものがある。この場合、主軸ヘッドに中空軸（副軸又は中ぐり主軸などともいう）がベアリングなどを介して回転自在に支持され、この中空軸の内側に対し、上記主軸がスリーブなどを介して軸方向に摺動出入り可能にかつ一体的に回転するように挿入して配置されている。また、主軸ヘッドから摺動出入りする主軸を任意の位置でクランプするための主軸クランプ装置が装備されている。

そして、この種の主軸クランプ装置としては、種々のものが知られている。例えば特許文献１には、中空軸の端部にテーパ面を形成する一方、このテーパ面に一致するテーパ面を有しかつ縮径できるように割り溝を有する環状のコレットを設け、このコレットを主軸の外周面と中空軸のテーパ面との間に常にクランプ方向に弾圧して挿入するとともに、主軸ヘッド側に、コレットをアンクランプ方向に作動させるための油圧シリンダ及び作動環を設けたものが記載されている。

また、特許文献２には、中空軸の内周面と主軸の外周面との間に形成した隙間に、薄肉円筒形状で外周部分を加圧すると内側半径方向に弾性的に収縮し主軸をクランプするクランプ部材を配置するとともに、このクランプ部材を加圧する加圧流体を、主軸ヘッド側から中空軸の内周面とクランプ部材の外周面との間に形成した加圧室に供給する加圧流体供給手段を備えたものが記載されている。

実開昭４７−２５２８７号公報特開昭６３−２６４４号公報

ところが、上記従来の主軸クランプ装置のうち、特許文献１のものでは、主軸の外周面と中空軸のテーパ面との間にコレットを弾圧して挿入する構成上、中空軸のテーパ面及びコレットのテーパ面の軸方向長さを余り長くすることできず、その結果、十分なクランプ力を確保することができないという問題があった。また一方、特許文献２のものでは、加圧流体供給手段が、圧油などの加圧流体を固定側の主軸ヘッドから回転側の中空軸内周面とクランプ部材外周面との間の加圧室に供給していることから、クランプ時に加圧流体のリークが生じ、長時間一定のクランプ力を維持することが困難であるという問題がある。

本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、主軸ヘッドから軸方向に摺動出入りする主軸を任意の位置でクランプする構成を改良して、十分なクランプ力を確保することができ、また、圧油などのリークの問題を生じることなく、クランプ力を長時間一定に維持し得る工作機械の主軸クランプ装置を提供せんとするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、主軸ヘッドに回転自在に支持された中空軸の内側に対し、先端に工具を装着する主軸が軸方向に摺動出入り可能にかつ一体的に回転するように挿入して配置されてなる工作機械の主軸クランプ装置として、上記中空軸の内周面と主軸の外周面との間に形成した隙間に配置されたクランプユニットを備える。そして、このクランプユニットは、薄肉円筒状の内壁部と外壁部との間に一端側が開口する空洞を形成してなるクランプ本体と、このクランプ本体の空洞内に封入された封入媒体と、この封入媒体を圧縮するためにクランプ本体の空洞開口側に設けられたピストンとを有し、このピストンを押圧して封入媒体を圧縮することでクランプ本体の内壁部が内側に弾性変形して主軸をクランプするように構成する。また、上記中空軸に設けられ、上記クランプユニットのピストンを押圧方向に付勢する付勢手段と、上記主軸ヘッド側に設けられ、上記付勢手段の付勢力がクランプユニットのピストンに作用するのを規制したり許容したりするための切換手段とを備える構成にする。

この構成では、中空軸の内周面と主軸の外周面との間に形成した隙間に配置されたクランプユニットは、薄肉円筒状の内壁部と外壁部との間に空洞を形成してなる薄肉二重壁構造のクランプ本体の二重壁間の空洞内に封入媒体を封入し、この封入媒体をクランプ本体の空洞開口側に設けたピストンの押圧により圧縮することでクランプ本体の内壁部が内側に弾性変形して主軸をクランプするものであるため、クランプユニットのクランプ本体の軸方向長さを比較的長く設定することができる。その結果、クランプ時にはクランプ本体の内壁部が主軸の軸方向に長い範囲に亘って弾性変形して主軸をクランプすることになり、十分なクランプ力が確保される。

しかも、上記クランプユニットのピストンを押圧して主軸のクランプを行ったり、そのクランプを解除したりするための手段は、中空軸に設けられ、クランプユニットのピストンを押圧方向に付勢するバネ又は弾性体などからなる付勢手段と、主軸ヘッド側に設けられ、上記付勢手段の付勢力がクランプユニットのピストンに作用するのを規制したり許容したりするための切換手段とからなるため、仮に切換手段が油圧式のものである場合でも従来の如く圧油のリークが生じることはなく、クランプ時中は長時間でもクランプ力を一定に維持することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の工作機械の主軸クランプ装置において、上記クランプ本体の空洞開口側に、空洞をクランプ本体の中心線と直交する面で仕切る仕切壁と、この仕切壁に設けた連通孔を通して空洞に連通する複数のシリンダ室とを形成し、上記各シリンダ室内にそれぞれ上記ピストンを摺動可能に配置するとともに、このピストンに、シリンダ室の一壁面を構成する蓋プレートを貫通して延出するロッド部を設け、このロッド部でピストンを押圧する構成にする。

この構成では、複数のピストンのロッド部を押圧することでクランプ本体の各シリンダ室内の封入媒体及び空洞内の封入媒体を確実に圧縮してクランプ本体の内壁部の内側への弾性変形による主軸のクランプを確実に行うことができる。その上、例えばクランプ本体の空洞開口側にその開口全体を閉じる１つの環状のピストンを設け、このピストンでクランプ本体の空洞内の封入媒体を圧縮する場合に比べてピストンなどの製造を容易に行うことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の工作機械の主軸クランプ装置において、上記封入媒体として、グリースを用いる構成にする。この構成では、封入媒体としてのグリースが半流動体であることから、封入媒体として例えば油を用いた場合に比べてリーク対策を講じることが容易になる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の工作機械の主軸クランプ装置において、上記付勢手段の１つの具体的な形態を提供するものである。すなわち、上記付勢手段は、主軸の外周に配置され、ピストンと接触する接触面を有する押圧部材と、この押圧部材に一端が固定され、他端が中空軸の端面に形成した収納空間部内に延びる棒状部材と、この棒状部材の他端側外周に圧縮状態で上記収納空間部内に配置され、棒状部材を介して押圧部材をその接触面でピストンを押圧するように付勢するバネとを有してなる構成にする。

請求項５に係る発明は、請求項４記載の工作機械の主軸クランプ装置において、上記切換手段の１つの具体的な形態を提供するものである。すなわち、上記切換手段は、上記押圧部材の外周を囲繞するように配置され、押圧部材の外周面に形成した環状の溝部に係合する凸部が内周面から突出して形成された外部ピストンと、この外部ピストンと主軸ヘッドとの間に形成される２つの油室とを有し、一方の油室に圧油を導入しているときには上記外部ピストンの凸部により押圧部材の移動を規制することで上記付勢手段のバネのバネ反力がクランプユニットのピストンに作用するのを規制し、他方の油室に圧油を導入したときには押圧部材の移動を許容し、上記付勢手段のバネのバネ反力がクランプユニットのピストンに作用するのを許容するように構成する。

以上のように、本発明における工作機械の主軸クランプ装置によれば、薄肉二重壁構造のクランプ本体の二重壁間の空洞内に封入媒体を封入し、この封入媒体をクランプ本体の空洞開口側に設けたピストンの押圧により圧縮することでクランプ本体の内壁部が内側に弾性変形して主軸をクランプするものであるため、十分なクランプ力を確保することができる上、従来の如く圧油のリークが生じることはなく、クランプ時中は長時間でもクランプ力を一定に維持することができ，実用性に優れた効果を奏するものである。

特に、請求項２に係る発明では、複数のピストンでクランプ本体の空洞内の封入媒体を圧縮して主軸のクランプを確実に行うことができる上、ピストンなどの製造をも比較的容易に行うことができ、実施化を容易に図ることができる。

また、請求項３に係る発明では、封入媒体としてのグリースが半流動体であることから、リーク対策を容易に講じることができ、実施化をより容易に図ることができる。

図１は本発明の実施形態に係る工作機械の主軸ヘッドの先端側の縦断側面図である。図２は図１の要部のアンクランプ状態を示す拡大図である。図３はクランプ状態を示す図２相当図である。図４はクランプユニットの正面図である。図５は図４のＸ−Ｘ線における断面図である。

以下、本発明を実施するための形態である実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る工作機械の主軸ヘッドの先端側の断面構造を示す。図１において、１は複数（図では７つ）の部材１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇを互いに組み合わせてなる主軸ヘッド、２はこの主軸ヘッド１にベアリング３を介して回転自在に支持された中空軸、４はこの中空軸２の内側に対しスリーブ５を介在して軸方向に摺動出入り可能にかつ中空軸２と一体的に回転するように挿入して配置された主軸である。

上記主軸４の先端部には工具ホルダ６が取り付けられており、この工具ホルダ６を介してドリルなどの工具（図示せず）が主軸４の先端に装着されるようになっている。また、主軸４が中空軸２及び主軸ヘッド１に対し軸方向に摺動出入りすることから、この主軸４を任意の位置でクランプするための主軸クランプ装置１０が装備されている。この主軸クランプ装置１０は、図２及び図３に拡大詳示するように、上記中空軸２の先端部の内径を中空軸２のスリーブ５を介在した部位のそれよりも一段大きく設定して中空軸２の先端部の内周面と主軸４の外周面との間に形成した隙間１１に配置されたクランプユニット１２を備えている。

上記クランプユニット１２は、図４及び図５にも示すように、共に薄肉円筒状の内壁部１３ａと外壁部１３ｂとの間に一端側（主軸４の先端側に対応する側）が開口する空洞１４を形成してなる薄肉二重壁構造のクランプ本体１３と、このクランプ本体１３の空洞１４内に封入された封入媒体としてのグリース１５と、このグリース１５を圧縮するためにクランプ本体１３の空洞開口側に設けられた複数のピストン１６，１６，…とを有している。クランプ本体１３の外壁部１３ｂの外径は、中空軸２の先端部の内径と略同一寸法に設定されて、クランプ本体１３の外壁部１３ｂが中空軸２の先端部の内周面に密着しているのに対し、クランプ本体１３の内壁部１３ａの内径と主軸４の外径は、両者間に十数μｍ程度の隙間を生じるように設定されている。これにより、クランプユニット１２は、各ピストン１６の非押圧状態で主軸４の摺動出入りを許容しつつ、各ピストン１６を押圧してグリース１５を圧縮することでクランプ本体１３の内壁部１３ａが内側に弾性変形して主軸４をクランプするようになっている。

上記クランプ本体１３の空洞開口側端部１３ｃには、空洞１４をクランプ本体１３の中心線Ｌと直交する面で仕切る仕切壁１７が形成されているとともに、この仕切壁１７に各々別々に設けた連通孔１８又は１９を通して空洞１４と連通する複数ずつのシリンダ室２１及びグリース注入部２２（共に図では１つのみ示す）がそれぞれ円周方向に等間隔でかつ中心線をクランプ本体１３の中心線Ｌの方向に向けた状態で形成されている。よって、本実施形態の場合、クランプ本体１３の空洞開口側は、仕切壁１７で空洞１４を実質上閉じるようになっており、クランプ本体１３の空洞開口側端部１３ｃの外径は、クランプ本体１３の他の部位の外径（つまり外壁部１３ｂの外径）よりも大きく設定されて、空洞開口側端部１３ｃの肉厚がクランプ本体１３の他の部位のそれよりも厚く形成されている。このクランプ本体１３の空洞開口側端部１３ｃには、上記各シリンダ室２１の一壁面を構成する環状の蓋プレート２３が複数の固定ネジ２４，２４，…により固定されている。

上記各シリンダ室２１内にはそれぞれ対応する上記ピストン１６が摺動可能に配置されているとともに、このピストン１６には、上記蓋プレート３３を貫通してクランプ本体１３の外部にまで延出するロッド部１６ａが一体成形により設けられ、このロッド部１６ａでピストン１６を押圧するようになっている。また、上記各グリース注入部２２は、連通孔１９を閉じるスチールボール２５と、蓋プレート３３及びクランプ本体１３の空洞開口側端部１３ｃにねじ込まれた六角穴付き止めネジ２６と、この止めネジ２６とスチールボール２５との間に縮小状態で介在されたコイルバネ２７とを有し、開栓してグリースを注入するとき以外にグリースが漏出するのを防止するようになっている。

また、上記クランプ本体１３の空洞開口側端部１３ｃには半径方向外側に延出する環状のフランジ部１３ｄが形成されている。このフランジ部１３ｄには、後述する付勢手段４０の各棒状部材４４が貫通する複数の貫通孔２８，２８，…が円周方向に等間隔で設けられているとともに、これらの貫通孔２８，２８，…と同数のボルト孔２９，２９，…がそれぞれ隣接する２つの貫通孔２８，２８の中間位置に設けられており、図１に示す如く各ボルト孔２９を通して締結ボルト３１によりフランジ部１３ｄを中空軸２の先端面に固定することでクランプ本体１３ないしクランプユニット１２が取り付けられている。

上記主軸クランプ装置１０は、クランプユニット１２の外に、更に、上記中空軸２の先端部に設けられ、上記クランプユニット１２の各ピストン１６のロッド部１６ａを押圧方向に付勢する付勢手段４０と、上記主軸ヘッド１の先端部側に設けられ、上記付勢手段４０の付勢力がクランプユニット１２の各ピストン１６のロッド部１６ａに作用するのを規制したり許容したりするための切換手段５０とを備えている。

上記付勢手段４０は、主軸１１の外周に配置され、上記各ピストン１６のロッド部１６ａと接触する接触面４１ａを有する環状の押圧部材４１と、この押圧部材４１にそれぞれ一端がナット４２で固定され、他端部がそれぞれクランプ本体１３のフランジ部１３ｄの対応する貫通孔２８を通して、中空軸２の先端面に形成した段付き円筒形状の収納空間部４３内にまで延びる複数の棒状部材４４（図では１つのみ示す）と、この各棒状部材４４の他端部外周でかつ棒状部材４４に嵌着した鍔部材４５とクランプ部材１３のフランジ部１３ｄとの間にそれぞれ圧縮状態で上記収納空間部４３内に１組ずつ配置され、棒状部材４４を介して押圧部材４１がその接触面４１ａで各ピストン１６のロッド部１６ａを押圧するように付勢する各組複数枚ずつ複数組の皿バネ４６（図では１組の皿バネのみ示す）と、上記押圧部材４１の端面に、棒状部材４４の固定側端部及びナット４２を覆うようにボルト止めされたカバー部材４７とを有している。このカバー部材４７と押圧部材４４の合わせ面外周には、押圧部材４４の外周面に形成した段差部とカバー部材４７の端面とからなる環状の溝部４８が形成されている。

上記切換手段５０は、上記押圧部材４１及びカバー部材４７の外周を囲繞するように配置され、上記溝部４８に係合する凸部５１ａが内周面から全周に亘り突出して形成された円筒状の外部ピストン５１と、この外部ピストン５１と主軸ヘッド１の部材１ａ，１ｂとの間に形成される２つの油室５２，５３と、この両油室５２，５３にそれぞれ油圧源（図示せず）の圧油を供給するように主軸ヘッド１に形成された２つの油路５４，５５とを有し、上記一方の油室５２に油路５４を通して油圧源の圧油を導入しているときには上記外部ピストン５１の凸部５１ａにより押圧部材４１の移動を規制することで上記付勢手段４０の付勢力としての皿バネ４６のバネ反力がクランプユニット１２の各ピストン１６に作用するのを規制し、他方の油室５３に油路５５を通して油圧源の圧油を導入したときには押圧部材４１の移動を許容し、上記付勢手段４０の皿バネ４６のバネ反力がクランプユニット１２の各ピストン１６に作用するのを許容するようになっている。

尚、図２及び図３中、６１は外部ピストン５１の外周面と主軸ヘッド１の部材１ａ，１ｂの内周面との間に介在されたＯリング、６２は主軸１の外周で付勢手段４０の押圧部材４１及びカバー部材４７を覆うように主軸ヘッド１の部材１ａに取り付けられた端面キャップである。

次に、上記主軸クランプ装置１０の作動について説明するに、図２に示すように、油圧源の圧油が油路５４を通して油室５２内に導かれているときには、外部ピストン５１は、その凸部５１ａが溝部４８のカバー部材４７側壁面に当接して位置する。このとき、中空軸２の各収納空間部４３内に配置された１組の皿バネ４６は圧縮状態にあり、そのバネ反力が棒状部材４４を介して押圧部材４１及びカバー部材４７に作用するが、この押圧部材４１及びカバー部材４７は、外部ピストン５１の凸部５１ａによって図２で左側への移動が規制されている。このため、押圧部材４１からクランプユニット１２の各ピストン１６のロッド部１６ａに押圧力が作用することはなく、各ピストン１６は、ロッド部１６側端面が蓋プレート２３に当接した状態にある。この状態では、クランプユニット１２のクランプ本体１３の内壁部１３ａの内周面と主軸４の外周面との間に若干の隙間が存在し、主軸４の摺動出入りが許容されるアンクランプとなる。

一方、図３に示すように、油圧源の圧油が油路５５を通して油室５３に導かれたときには、外部ピストン５１は、他方の油室５２を閉じる位置にまで移動する。このとき、押圧部材４１及びカバー部材４７は、外部ピストン５１の凸部５１ａによって規制されることなくフリーとなる。そして、上記皿バネ４６のバネ反力により、図２と図３を比較参照すれば分かるように、棒状部材４４が図で左側に若干移動し、これに伴い、押圧部材４１及びカバー部材４７も左側に若干移動し、この押圧部材４１によりクランプユニット１２の各ピストン１６のロッド部１６ａが押圧される。これにより、クランプユニット１２においては、クランプ本体１２の空洞１４内のグリース１５が各ピストン１６により圧縮され、クランプ本体１２の内壁部１３ａが内側に弾性変形して主軸１をクランプする。

このように、上記主軸クランプ装置１０によれば、中空軸２の内周面と主軸１の外周面との間に形成した隙間１１に配置されたクランプユニット１２は、薄肉円筒状の内壁部１３ａと外壁部１３ｂとの間に空洞１４を形成してなる薄肉二重壁構造のクランプ本体１３の空洞１４内にグリース１５を封入し、このグリース１５をクランプ本体１３の空洞開口側端部１３ｃに設けたピストン１６の押圧により圧縮することでクランプ本体１３の内壁部１３ａが内側に弾性変形して主軸４をクランプするものであるため、クランプユニット１２のクランプ本体１３の軸方向長さを比較的長く設定することができる。その結果、クランプ時にはクランプ本体１３の内壁部１３ａが主軸４の軸方向に長い範囲に亘って弾性変形して主軸４をクランプすることになり、十分なクランプ力を確保することができる。

しかも、上記クランプユニット１２のピストン１６を押圧して主軸４のクランプを行ったり、そのクランプを解除したりするための手段は、中空軸２に設けられ、クランプユニット１２のピストン１６を押圧方向に付勢する皿バネ４６などからなる付勢手段４０と、主軸ヘッド１側に設けられ、上記付勢手段４０の付勢力（バネ反力）がクランプユニット１２のピストン１６に作用するのを規制したり許容したりするための切換手段５０とからなるため、本実施形態の如く切換手段５０が油圧式のものである場合でも従来の如く油圧のリークが生じることはなく、クランプ時中は長時間でもクランプ力を一定に維持することができる。

特に、本実施形態の場合、上記クランプ本体１３の空洞開口側端部１３ｃに、空洞１４をクランプ本体１３の中心線Ｌと直交する面で仕切る仕切壁１７と、この仕切壁１７に設けた連通孔１８を通して空洞１４に連通する複数のシリンダ室２１とを形成し、この各シリンダ室２１内にそれぞれ上記ピストン１６を摺動可能に配置するとともに、このピストン１６に、シリンダ室２１の一壁面を構成する蓋プレート２３を貫通して延出するロッド部１６ａを設け、このロッド部１６ａでピストン１６を押圧する構成になっているため、複数のピストン１６のロッド部１６ａを押圧することでクランプ本体１３の各シリンダ室２１内のグリース及び空洞１４内のグリース１５を確実に圧縮してクランプ本体１３の内壁部１３ａの内側への弾性変形による主軸４のクランプを確実に行うことができる。その上、例えばクランプ本体１３の空洞開口側にその開口全体を閉じる１つの環状のピストンを設け、このピストンでクランプ本体１３の空洞１４内のグリース１５を圧縮する場合に比べてピストン１６などの製造を容易に行うことができ、実施化を容易に図ることができる。

また、上記クランプ本体１３の空洞１４内に封入する封入媒体として、半流動体であるグリース１５を用いているため、流動体である油を用いた場合に比べてリーク対策を容易に講じることができ、この点からも実施化を容易に図ることができるという効果を奏するものである。

尚、本発明は上記実施形態で限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば上記実施形態では、クランプ本体１３の空洞開口側端部１３ｃに、空洞１４をクランプ本体１３の中心線Ｌと直交する面で仕切る仕切壁１７と、この仕切壁１７に設けた連通孔１８を通して空洞１４に連通する複数のシリンダ室２１とを形成し、この各シリンダ室２１内にそれぞれ上記ピストン１６を摺動可能に配置するとともに、このピストン１６に、シリンダ室２１の一壁面を構成する蓋プレート２３を貫通して延出するロッド部１６ａを設け、このロッド部１６ａでピストン１６を押圧する構成にしたが、本発明は、クランプ本体１３の空洞開口側にその開口全体を閉じる１つの環状のピストンを設け、このピストンを押圧してクランプ本体１３の空洞１４内の封入媒体を圧縮することでクランプ本体１３の内壁部１３ａが内側に弾性変形して主軸４をクランプするように構成しても良い。

また、上記実施形態では、クランプ本体１３の空洞１４内に封入する封入媒体として、グリース１５を用いた場合について述べたが、本発明は、グリース１５の代わりに、油など非圧縮性でかつ流動性又は半流動性を有するものを用いても良い。

さらに、上記実施形態では、クランプユニット１２のピストン１６を押圧方向に付勢する付勢手段４０として、皿バネ４６を用いて構成したが、本発明は、この皿バネ４６の代わりに、コイルバネなどその他のバネ又はゴムなどの弾性体を用いて構成しても良いのは言うまでもない。

１主軸ヘッド
２中空軸
４主軸
１０主軸クランプ装置
１１隙間
１２クランプユニット
１３クランプ本体
１３ａ内壁部
１３ｂ外壁部
１３ｃ空洞開口側端部
１４空洞
１５グリース（封入媒体）
１６ピストン
１６ａロッド部
１７仕切壁
１８連通孔
２１シリンダ室
２３蓋プレート
４０付勢手段
４１押圧部材
４１ａ接触面
４３収納空間部
４４棒状部材
４６皿バネ
４８溝部
５０切換手段
５１外部ピストン
５１ａ凸部
５２，５３油室

Claims

主軸ヘッドに回転自在に支持された中空軸の内側に対し、先端に工具を装着する主軸が軸方向に摺動出入り可能にかつ一体的に回転するように挿入して配置されてなる工作機械において、
上記中空軸の内周面と主軸の外周面との間に形成した隙間に配置されたクランプユニットを備え、このクランプユニットは、薄肉円筒状の内壁部と外壁部との間に一端側が開口する空洞を形成してなるクランプ本体と、このクランプ本体の空洞内に封入された封入媒体と、この封入媒体を圧縮するためにクランプ本体の空洞開口側に設けられたピストンとを有し、このピストンを押圧して封入媒体を圧縮することでクランプ本体の内壁部が内側に弾性変形して主軸をクランプするように構成されており、
また、上記中空軸に設けられ、上記クランプユニットのピストンを押圧方向に付勢する付勢手段と、
上記主軸ヘッド側に設けられ、上記付勢手段の付勢力がクランプユニットのピストンに作用するのを規制したり許容したりするための切換手段とを備えたことを特徴とする工作機械の主軸クランプ装置。
上記クランプ本体の空洞開口側には、空洞をクランプ本体の中心線と直交する面で仕切る仕切壁と、この仕切壁に設けた連通孔を通して空洞に連通する複数のシリンダ室とが形成されており、上記各シリンダ室内にはそれぞれ上記ピストンが摺動可能に配置されているとともに、このピストンには、シリンダ室の一壁面を構成する蓋プレートを貫通して延出するロッド部が設けられ、このロッド部でピストンを押圧するようになっている請求項１記載の工作機械の主軸クランプ装置。
上記封入媒体は、グリースである請求項１又は２記載の工作機械の主軸クランプ装置。
上記付勢手段は、主軸の外周に配置され、ピストンと接触する接触面を有する押圧部材と、この押圧部材に一端が固定され、他端が中空軸の端面に形成した収納空間部内に延びる棒状部材と、この棒状部材の他端側外周に圧縮状態で上記収納空間部内に配置され、棒状部材を介して押圧部材をその接触面でピストンを押圧するように付勢するバネとを有してなる請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の工作機械の主軸クランプ装置。
上記切換手段は、上記押圧部材の外周を囲繞するように配置され、押圧部材の外周面に形成した環状の溝部に係合する凸部が内周面から突出して形成された外部ピストンと、この外部ピストンと主軸ヘッドとの間に形成される２つの油室とを有し、一方の油室に圧油を導入しているときには上記外部ピストンの凸部により押圧部材の移動を規制することで上記付勢手段のバネのバネ反力がクランプユニットのピストンに作用するのを規制し、他方の油室に圧油を導入したときには押圧部材の移動を許容し、上記付勢手段のバネのバネ反力がクランプユニットのピストンに作用するのを許容するように構成されている請求項４記載の工作機械の主軸クランプ装置。