JPH01135402A - コレットスピンドルにおける工具固定機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は機械操作員の最小の労力により工具に対する相
当なチャック力を発揮することを可能とし、従って、現
在使用されているものと対比して相当な技術的進歩を示
すコレットスピンドルにおける工具固定機構に関する。

［発明の背景］ 周知のように、工具を保持するすり割付円錐スリーブあ
るいはコレットはスピンドルの適当なスロットに挿入さ
れると共に、一般に工具は機械的手段によって固定され
る。この機械的手段は作業員が物理的力を加えることを
必要とする。本来、このスリーブは大きな機械的応力を
受け、従って、摩耗や破損等、あらゆる機械的欠損を受
は易く、通常、高い応力にさらされた部分にこれらが発
生する。特に、工具をコレットで保持してリングナツト
により固定したり、あるいは明らかに破損の危険を伴う
ハンマの打撃により固定する従来のスピンドルにあって
は危険な捩り応力が発生したり、スピンドルに対する工
具の固定精度が急速に悪化する懸念がある。

［発明の目的コ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、コレットスピンドルで工具を固定するため、コ
レットスピンドル自体に設けたねじを外部から操作しコ
レットスピンドル内部における極めて高い流体動力学的
な圧縮比により著しく大きなチャック力を発生する圧縮
性圧力媒体を利用するという画期的原理に基づくもので
あるっ このように流体圧で作動するスピンドルには、広範な直
径の円筒状シャンクを有するフライスを固定出来る。

そして、本発明は本出願人により出願された国際特許出
願第ＷＯ３６１０１７５８号公報に記載された装置をさ
らに進歩させたものであって、特にコレットチャックを
交換する必要なしに、広範なシャンク径の工具を手動締
付あるいはレンチによる締付の必要なしに強固に固定出
来るコレットスピンドルにおける工具固定機構を提供す
ることを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は圧縮性圧力媒体
が充填されると共にピストンが前記圧力媒体の圧力作用
下に変位する圧力室をスピンドル本体に備え、前記ピス
トンはコレットチャックを含む固定手段に対し作用して
これを緊締し、圧力媒体の圧力は当該スピンドル本体に
設けた調節手段を外部から手動操作することにより調整
されるよう構成したことを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係るコレットスピンドルにおける工具固
定機構について好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参
照しながら以下詳細に説明する。

第１図はコレットスピンドルの縦断面を示す図である。

本発明に係る工具固定機構を適用し得るコレットスピン
ドルは現在使用されている任意の型式とすることが出来
る。従って、そのスピンドル本体部１の上方には任意の
形式および寸法の主軸（例えば、ＩＳＯテーパ、モース
テーパ、円筒型等）に対応するコレット部２を設けるこ
とが出来る。

一方、スピンドル本体部１はその下部に３個のジョー３
０と支持ピン３１とコレットチャック３２とを収容する
のに十分なスロットを有し、これらを当該スピンドル本
体部１の中央部の継手部に対してロックすることにより
、当該スピンドル本体部１の内部に工具が保持される。

工具には一般にそのシャンク部が略円筒状のものであれ
ば任意の寸法および形式のものを用いることが出来る。

コレットチャック３２はロック用リングナツト３３によ
りスピンドル本体部１の端部に保持される。

広範囲にわたる直径を有する工具を固定出来るように、
ジョー３０とコレットチャック３２と支持ピン３１は当
該スピンドル本体部１内部において変位することが出来
る。すなわち、図中、上方向に力を加えながらこれらを
上方向へ変位させることが出来る。これらを元の位置ま
で復帰させるには工具をジョー３０から外せばよい。復
帰バネ３４によって下方向に常に付勢されていることが
らジョー３０は元の位置に復帰する。

高い圧力を圧縮性の圧力媒体を介しピストン７に作用す
る。この圧力媒体は開口部１４から導入されて下側の高
圧ガスケット８と上側の高圧ガスケット９との間の領域
を満たす。第２図に示すように、圧力媒体はシリンダ室
１２から供給される。シリンダ室１２においてはピスト
ン１１が半径方向でなく軸方向に移動自在であり、この
ピストン１１はねじ付のストップリング１７のねじに螺
合する調節ピン１３を用いて操作員により手動調節され
る。前記ストップリング１７はボールベアリング１６を
介してピストン１１に対し当接する。なお、第２図にお
いて、参照符号１８はピストン１１の外周面に嵌合する
ガスケットを示す。

圧力回路には圧縮性の圧力媒体が満たされるということ
は本発明に係る工具固定機構にあっては必須要件である
。使用する圧縮性圧力媒体は一般に油圧回路に使用され
る作動油であるが、その他任意の適する材料（例えば、
マイクロベアリング）も使用することが可能である。ま
た、この装置にはボールシーラー２０とピンバルブ１５
と安全ドエル１９とにより構成されたドレン弁機構を装
着し、ピストン７によるコレットチャック３２の閉動作
を十分発揮させるようにしている。

ピストン７の復帰動作はスピンドル本体部１に対して固
定されたねじ２６の周囲に配置された多数のヘレビ／ｌ
／　（Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅ）　　ワシャ２５の弾発作
用より行われ、ねじ２６はストップドエル２７に　。

連結されている。このベレビルワシャ２５の弾発力はコ
レットチャック３２のテーパ面がロッキングナツト３３
のテーパ面に沿って上方に摺動するように作用し、コレ
ットチャック３２が急速に開くように保証する。従って
、迅速な工具交換が可能となる。

スピンドル本体部ｌにはシリンダ室１２の位置する側と
は反対の側に質量バランスをとるための孔部用の閉鎖プ
ラグ２１および２２が設けられる。

摩擦を可及的に抑制しピストン７を自在に変位させるた
め、当該ピストン７の外周摺動面に設けたガスケット８
．９の夫々には対向するリップの高さを低くするとよい
。これにより摩擦による加熱を防止し高い圧力に耐え得
るようにする。何故なら、これらガスケットは特殊な化
合物を材質とするからである。なお、コレットチャック
３２を閉じさせる圧縮性圧力媒体はスピンドル本体部１
の上方に封止されているため、圧力損失がない。

ここで、強調せねばならないことは、当該工具固定機構
をスピンドル本体部の他の位置に配置することも可能で
あるということである。従って、本発明に係る工具固定
機構の好適な実施態様につき第１図に示した位置でなく
、例えば、コレット部２の側部またはその下方に配置し
得ることである。なお、この種の機構は１５〜４５トン
若しくはそれ以上の極めて大きいクランプ力を発揮する
ことが出来る。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、スピンドル本体部に作
動油等の圧縮性の圧力媒体が満たされた室を設け、この
圧力媒体の圧力をコレットチャック等のロック機構を作
動させるピストンに作用させている。そして、圧力媒体
の圧力は簡便に作業員が手動で操作出来るねじ等の機械
的な制御手段によって調整している。このため過酷な作
業条件下でも主軸に対し確実に工具を固定して、工具の
スリップ、回転、捩じり若しくは変形を防止すると共に
、頻繁な工具の着脱を行う場合でも格別の保守を必要と
しない。

以上の説明から本発明に係る機構は工具固定に相当な利
点を発揮することが明らかであるが、本発明の思想およ
び範囲を逸脱することなく部品若しくは細部につき多く
の変更をなし得ることも明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る工具固定機構を備えたコレットス
ピンドルの縦断面図、 第２図は圧力媒体用の通路の配置を示す当該コレットス
ピンドルの横断面図である。 １・・・スピンドル本体部　２・・・コレット部７・・
・ピストン　　　　　８．９・・・ガスケット１１・・
・ピストン　　　　　１３・・・調整ピン１５・・・ピ
ンバルブ　　　　１６・・・ボールベアリング１７・・
・ストップリング　　１８・・・ガスケット１９・・・
ドエル　　　　　　２０・・・ボールシーラー３０・・
・ジョー　　　　　　３１・・・支持ピン３２・・・コ
レットチャック　３３・・・リングナツト３４・・・復
帰バネ ”：＋−ニー１＝：１．：：ｔ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮性圧力媒体が充填されると共にピストンが前
   記圧力媒体の圧力作用下に変位する圧力室をスピンドル
   本体に備え、前記ピストンはコレットチャックを含む固
   定手段に対し作用してこれを緊締し、圧力媒体の圧力は
   当該スピンドル本体に設けた調節手段を外部から手動操
   作することにより調整されるよう構成したことを特徴と
   するコレットスピンドルにおける工具固定機構。
2. （２）請求項１記載の機構において、圧力媒体は作動油
   のような圧縮性流体であることを特徴とするコレットス
   ピンドルにおける工具固定機構。
3. （３）請求項１記載の機構において、圧力媒体はマイク
   ロベアリングのような流動性材料であることを特徴とす
   るコレットスピンドルにおける工具固定機構。
4. （４）請求項１記載の機構において、ピストンはスピン
   ドル本体の圧力室を摺動変位し、その摺動面に特殊化合
   物を材質とする対向するリップを有する高圧ガスケット
   が介装されることを特徴とするコレットスピンドルにお
   ける工具固定機構。
5. （５）請求項１記載の機構において、圧力媒体の回路に
   はシール部材とピン弁と安全ドエルとで構成されるドレ
   ン弁機構を設けたことを特徴とするコレットスピンドル
   における工具固定機構。
6. （６）請求項１記載の機構において、調節手段はスピン
   ドル本体の内部に画成されたシリンダ室内を変位するピ
   ストンを備え、前記シリンダ室を圧力室に接続して調節
   ピンを介し外部から手動で前記ピストンを変位させるこ
   とにより圧力回路における圧力媒体の圧力調整を行うよ
   う構成したことを特徴とするコレットスピンドルにおけ
   る工具固定機構。
7. （７）請求項１記載の機構において、ピストンの復帰行
   程は軸方向に設けられた支持部材の周囲に配置された複
   数のベレビルワシャの弾発力によって行われるように構
   成したことを特徴とするコレットスピンドルにおける工
   具固定機構。
8. （８）請求項１乃至７のいずれかに記載の機構において
   、工具を受容する固定手段は３個のジョーと支持ピンと
   リングナットとを備え、復帰バネの弾発力に抗して内部
   に押し込んだ際、ジョーに対して工具が着脱自在になる
   ように構成したことを特徴とするコレットスピンドルに
   おける工具固定機構。
9. （９）請求項１乃至８のいずれかに記載の機構において
   、ジョーがスライドしてスピンドルに対して工具が着脱
   されることを特徴とするコレットスピンドルにおける工
   具固定機構。