JPH0138605B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は工作機械特にマシニングセンタ、中ぐ
り盤、ラジアルボール盤等における工具着脱装置
に関する。

従来技術 従来、主軸先端に装着された工具はシヤンク先
端のプルスタツドをコレツトで把持させ数十枚の
皿ばねにより付勢された引張り棒で引張つて嵌着
させる方法が普通に用いられている。ところが金
型加工の場合のように大きな切削力が作用すると
きは従来普通使用されている方法では締付力が不
充分であつて作業中にゆるみ正確な加工ができな
いという問題が生じていた。そのために工具シヤ
ンク先端にねじ穴を設けてねじ機構によつて強力
に締付ける機構を用いると、ねじ棒を旋回させる
ために時間がかゝり工具交換時間が長びく欠点を
有していた。また、ばねを強くすると開放するた
めの大きな力が必要になり引張り棒を押すシリン
ダの径が大きくなり多く油量が必要となる。また
増力機構を介在させたものはシリンダの長さが長
くなつてこれまた多くの油量が必要となり工具締
付け、開放の高速化が困難となる。

目 的 従つて本発明はこのような欠点のない強力な工
具締付け力が得られるとゝもに工具着脱時間を永
くしない工具着脱装置を提供しようとするもので
ある。

解決手段 本発明は工具を引張り棒で主軸に嵌着する機械
の工具着脱装置において、引張り棒を付勢する第
１のばねに加えて更に同方向に付勢する第２のば
ねを介装し第１ピストン部材とは個別に働き、切
削中以外は第２のばねの力が引張り棒に作用しな
いようにしうる第２ピストン部材を備えてなるも
のである。

実施例 以下本発明の実施例を図面にもとづき説明す
る。

主軸スリーブ１に回転可能に軸承された主軸２
は中心に引張り棒３が貫通する穴を有し先端に工
具のテーパシヤンク４を装着するテーパ穴が設け
られている。引張り棒３の先端には工具シヤンク
４の先端のブルスタツド４ａと係止する周知のコ
レツト５の機構が設けられており、中央のフラン
ジ３ａと主軸２の穴段２ａとの間には積層された
数十枚の第１皿ばね６が介装されていて、常時工
具を引張る方向に付勢されている。また引張り棒
３の内端には端面が球８の半径方向に押す斜面で
なる角度の大きなテーパ面７ａを有するストツパ
７がねじによつて螺着されナツトで固定されてい
る。複数個の球８を同一円周上で半径方向には移
動でき落ちないように保持する柄付カツプ状のリ
テーナ９が引張り棒３に嵌装され、この柄部９ａ
に球８と接する前記ストツパ端面のテーパ面７ａ
より鋭角の雌テーパ面１０ａを有するスリーブ１
０が嵌装されている。スリーブ１０はその端面１
０ｂが当て板１１を介して主軸２の穴段２ｂで止
められる座金との間に介装された数十枚の第２皿
ばね１２によつてストツパ７側に押圧されテーパ
面７ａとテーパ面１０ａとが球８を介して常時接
触して第１皿ばね６の力に加えて引張り棒３を引
張るように付勢されている。主軸スリーブ１の端
面には主軸２と同芯に第２シリンダ筒１３が固設
されており、このシリンダに引張り棒３、ストツ
パ７、リテーナ９に干渉しない穴径を有する中空
の第２ピストン１４が嵌装されていて、油室１３
ａに開口する圧油口１５から圧油が送られたと
き、ピストン１４は図で右方向に移動されその端
面１４ｂはスリーブ１０の端面を押圧して第２皿
ばね１２を圧縮して引張り棒３に作用しないよう
になされている。第２シリンダ筒１３には同芯に
第２シリンダ筒のシリンダより長いシリンダの第
１シリンダ筒１６が固設され、このシリンダに第
１ピストン１７が嵌装されている。この第１ピス
トン１７の中心に一体に押し棒１８が取付けられ
片側は第２シリンダ筒１３の端壁、及び第２ピス
トン１４を貫通し押し棒端の鍔部１８ａにおいて
第２ピストン１４の穴段１４ａと係合し鍔端面と
引張り棒３の軸端面の隙間は第２ピストン１４の
端面とスリーブ１０の端面との隙間より大きくな
るように構成されている。また他の片側の端部に
はドツグ１９が取付けられている。第１シリンダ
筒１６のシリンダ内には、第１ピストン１７と第
２シリンダ筒１３の端壁との内に引き戻しばね２
０が介装されていて第１ピストン１７を図で左方
に付勢することにより押し棒１８の鍔部が第２ピ
ストン１４を左端に引戻している。第１シリンダ
筒１６の油室にはそれぞれ圧油口２１，２２が開
口していて圧油側と排出側に接続されるようにな
つている。第１シリンダ筒１６の端面にはスイツ
チ取付筒２３が固設されていて、中心に突出して
いる押し棒１８のドツグ１９に対向してリミツト
スイツチLS₁，LS₂，LS₃が取付けられており、
押し棒の軸方向の位置に対応してリミツトスイツ
チLS₁は、第１皿ばね６、第２皿ばね１２が作用
しているとき、リミツトスイツチLS₂は第１皿ば
ね６のみ作用しているとき、リミツトスイツチ
LS₃は第１皿ばね６、第２皿ばね１２ともに作用
せず工具がゆるんでいることの確認信号を出力す
る。

次いで作用を説明する。圧油口１５及び２２に
圧油が送られて、第２ピストン１４が右行しスリ
ーブ１０を押圧して受板１１を介して第２皿ばね
１２を圧縮し、ばね力が引張り棒３に作用しない
ようにし、また第１ピストン１７を右行させて押
し棒１８が第１皿ばね６のばね力に抗して引張り
棒３を押して、コレツト５が開放状態におかれ、
リミツトスイツチLS₃が全ゆるめの確認信号を出
力している。この状態で図示しない自動工具交換
装置により工具のシヤンク４が主軸２のテーパ穴
に装着されると圧油は圧油口２１に送られ圧油口
２２及び１５は排出側に接続される。このため第
１ピストン１７が押し棒１８と第２ピストン１４
をともに左行させて、引張り棒３、スリーブ１０
の押圧を解く。引張り棒３には第１皿ばね６のば
ね力がフランジ３ａに作用し、第２皿ばね１２の
力は受板１１を介してスリーブ１０に働き雌テー
パ面１０ａが球８を介して引張り棒３に固着した
ストツパ７のテーパ面７ａに働き２重の力が引張
り棒３を左行させコレツト５を閉じ、工具シヤン
ク４のプルスタツド４ａを把持するとゝもに引込
むように作用して互のテーパ面を圧着し工具を主
軸２に強い力で嵌着させる。ドツグ１９がリミツ
トスイツチLS₁をオンして全クランプ確認信号を
出す。この信号を受けて主軸は加工位置に移動し
加工に入る。加工が金型のように大きな切削力が
働く場合、工具はゆるむ方向に力を受け引張り棒
３が引かれると、軸端のストツパ７の角度の大き
なテーパ面７ａの斜面で軸方向のわずかな動きで
球８が半径方向外方に大きく押し出されるため、
スリーブ１０の鋭角の雌テーパ面１０ａの内斜面
によりスリーブが皿ばね方向に拡大されて移動さ
れ第２皿ばね１２を圧縮してばね力を増し工具の
ゆるむことを自動的に防止する。

工具交換が指定されると制御装置によつて非切
削中は作動可能である第２ピストン部材は例えば
交換位置に主軸スリーブ１が移動中に第２シリン
ダ筒１３の圧油口１５に圧油を送つて、第２ピス
トン１４を右行させスリーブ１０の端面を押す。
スリーブ１０はリテーナ９上を滑つて第２皿ばね
１２を圧縮し、その力がストツパ７のテーパ面７
ａに作用しないように縁を切る。

このとき押し棒１８も第２ピストン１４とゝも
に、ばね２０の力に抗して右行させられるが鍔１
８ａ端面は引張り棒３とは接触しない。従つて引
張り棒３は第１皿ばね６のばね力だけで工具を把
持する。主軸２が工具交換位置に位置決めされ図
示しない工具交換アームが工具を把持すると第１
シリンダ筒１６の圧油口２１が排出側に接続され
圧油口２２に圧油が送られると第１ピストン１７
は、ばね２０の力に抗して右行され押し棒１８と
第２ピストン１４との滑合部は滑り、押し棒１８
のみ右行して引張り棒３の軸端を押す。これによ
つて第１皿ばね６が圧縮されコレツト５が開放さ
れてシヤンク４のプルスタツド４ａの係合が外さ
れ工具交換アームが工具を引抜くことができる。
第２ピストン１４、第１ピストン１７を左行させ
ている油圧力が低下したときにおいても、ばね２
０が第１ピストン１７を左方向に付勢しているの
で、押し棒１８と係止している第２ピストン１４
も左行端位置を保ち第２ピストン端１４ａ及び押
し棒１８の鍔１８ａがスリーブ１０、引張り棒３
と接触せず主軸２の回転時の干渉は起こらない。
なお本実施例ではストツパテーパ面７ａとスリー
ブ雌テーパ面１０ａの角度の選定によつて増力機
構としたが必ずしも必要ではなく第２皿ばね１２
が強力であることきは目的を達成することができ
る。

効 果 以上詳述したように本発明は工具引張り用の第
１皿ばねに加えて第２皿ばねを設け第１皿ばねの
力が作用する引張り棒を押して工具把持を開放す
る第１ピストン機構と別個に第２皿ばねの力が引
張り棒に作用しないようにするピストン機構を設
け、単に工具を把持するばねと切削力にたえる把
持力強大のばねとを２つに分け別々に作用できる
ようになしたので、工具の締付け力は強大とな
り、切削、重量工具に対しても嵌着した工具のゆ
るみを防止することができる。また第２皿ばねは
工具の非切制中はいつでも準備動作としてそのば
ね力が引張り棒に作用しないように作動できるた
め、締付開放のための時間が増加する不都合が起
こらない。また第１皿ばねの強さを工具保持に必
要最小限の強さにしておけば第１ピストンを押す
圧油の力が小さくでき油量を少くできるためピス
トンを高速に動かすことができ強力な締付け力を
有しながら工具交換時間を一層短縮することがで
きる特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は工具把持部分の縦断面図、第２図は工
具把持力を開放させるシリンダ部分及び増力機構
部分の縦断面図である。 ２…主軸、３…引張り棒、５…コレツト、６…
第１皿ばね、１２…第２皿ばね、７…ストッパ、
８…球、１０…スリーブ、１３…第２シリンダ
筒、１４…ピストン、１６…第１シリンダ筒、１
７…ピストン、１８…押し棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 引張り棒によつてコレツトを介して主軸に装
   着した主軸工具の着脱装置において、前記引張り
   棒を工具が嵌着する方向に常時付勢する第１ばね
   部材と、該第１ばね部材の力に抗して前記引張り
   棒を押す第１流体圧作動シリンダピストン部材
   と、前記引張り棒に外装され軸方向に移動可能な
   スリーブ部材と、該スリーブ部材を介して該引張
   り棒を第１ばね部材と同方向に付勢する第２ばね
   部材と、該第２ばね部材の作用力が前記引張り棒
   に働かない方向に前記スリーブ部材を移動させる
   第２流体圧作動シリンダピストン部材と、前記第
   ２流体圧作動シリンダピストン部材は工具の非切
   削時においてのみ作動しうるようになした制御手
   段とを含むことを特徴とする工具着脱装置。 ２ スリーブ部材と引張り棒との間は工具がゆる
   む方向の力が作用したとき前記第２ばね部材を更
   に圧縮する増力機構を介しての係止関係に構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の工具着脱装置。