JPH02298404A

JPH02298404A - 工具クランプ装置

Info

Publication number: JPH02298404A
Application number: JP2055172A
Authority: JP
Inventors: Eric Tjernstroem; エリック　チェルンストレーム
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1989-03-08
Filing date: 1990-03-08
Publication date: 1990-12-10
Also published as: DE69008758D1; SE468631B; EP0387228A2; SE8900808D0; US4978262A; DE69008758T2; EP0387228B1; EP0387228A3; SE8900808L

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、機械工作具の工具クランプ装置に関する。こ
れはスピンドルの中で軸方向変位可能なドローバ−及び
このドローバーと協働するロック機素を含んで成り、ド
ローバーとロック機素の間で相対的運動する工具ホルダ
を担持し、ロック機素の横移動で工具ホルダのシャフト
部分とロック係合させるものである。

〔従来の技術〕

工作機械において、信頼性の高い工具クランプ装置の需
要が高まっている。通常、工具はスピンドルの中で工具
の芯出し、工具に作用する半径方向と軸方向の力を吸収
する目的の円錐部分によって担持されている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は市販品における可能な引張力より格段に
大きな引張力を伝達出来る工具クランプ装置を提供する
ことにある。

本発明の第２の目的は従来品よりも占有面積が小さくな
る工具クランプ装置を提供ずろことにある。

本発明の第３の目的は工具交換に関連してクランプスリ
ーブの軸方自動を短くすることの出来るクランプ装置を
提供することにある。

本発明の第４の目的は少数部品から成り、従って装置の
構成を簡単にすることが出来るクランプ装置を提供する
ことにある。

〔発明の構成、作用効果〕

第１図において、工作機械のスピンドル１０は従前式に
動力駆動される。従ってこの動力源は図示省略されてい
る。中心軸１１に関して対称の工具ホルダ１３のシャフ
ト部分１２はスピンドル１０の対応する円形孔１４に受
容される。シャフト部分１２はその１端で工具（図示省
略）を担持するように企図されている。

シャフト部分１２はその他端に半径方向底面１６キ軸方
向に延長した孔壁１７によって画成された円形孔を有し
ており、この孔壁に断面半円形の環状凹所１８が形成さ
れている。第３図と第４図に示すように、凹所１８は半
円形とは異なる形状にあることも出来る。第３図に示す
ように、環状凹所１８は軸方向に延長するが、滑かな丸
い形状を有し得る。

第４図と第５図にはもう１つの実施例があり、それでは
環状凹所１８が下方へ滑かに丸い形状部分を有し、この
丸い部分が長く延長しているが、上位半径方向肩部１９
によって画成されている。

シャフト部分１２と工具ホルダ１３を担持したクランプ
装置はスピンドル１０の内側に装着されており、このク
ランプ装置は下端が半径方向に延長した肩部２１の形状
に成る下端を有するドローバー２０を含んでいる。軸方
向当接のための半径方向に形成された面２２とドローバ
−２０の肩部２１の間に、スリーブ２３がバー２０を取
り囲むように配設されている。

スリーブ２３の下部は円形プロフィルの環状フランジ２
４に形成されている。ドローバ−２０がＦｌ　方向の力
を受けると、環状フランジ２４はＮ部２１により半径外
方へ押され、更にシャフト部分１３の凹所１８と係合す
る。これは、スリーブ２３が肉薄セクションがスプリン
グスチールで製作され、その外周に軸方向に延長してい
る多数のスロットを設けたことにより、そしてこのスロ
ットがフランジ２４からスリーブの後部２６がスリーブ
の残部より幾分拡大しているスリーブ上の後位点２５ま
で上方へ延長していることにより可能になる。このスリ
ーブ後部２６は平坦肉厚を有し、スピンドルの対応する
凹所２７に遊隙を以って受容され、他方半径方向面２２
に配位する○リングに対し当接し、この０リングが公差
吸収機素として機能する。

ドローバ−２０に働く力はスリーブ２３の環状フランジ
２４による点２９でのシャフト部分１２に対する接触に
よって肩部２１へ伝達される。その結果、ドローバ−２
０に付与される力Ｆ、の伝達はない。フランジ２４を半
径外方へ押して環状孔１８へ押込む肩部２１は中心軸１
１に対し傾斜したベベル面３０及び円形（好ましくは）
の半径方向に見ての外面３１を含んで成る。ベベル面３
０は滑動面として働くように企図され、また外面３１は
スリーブ２４のフランジ２４との当接するように企図さ
れている。

外面３１が滑らかな丸味のあるプロフィルを有し、それ
が環状フランジ２４のプロフィルと出来る限り密接した
マツチングがとれることが肝要である。

これは、所望の低面圧を可能にする最大限の接触面を確
実に達成する。この外面３１、環状フランジ２４及び環
状凹所１Ｂを硬質材料製にして、装置の所望寸法限界の
維持を容易にさせることも重要な事項である。

第２図に示す、もう１つの実施例装置においては、クラ
ンプスリーブ２３が円形延長体２４の形状の下端部を含
み、この下端部はスリーブ２３の残余部上一体物である
が、その上部はゴムやその他の合成材料が加硫されてい
るスリーブ円周上の多数のスロットを含む。更に、ゴム
部３２はクランプスリーブの外面にその長さ方向に沿っ
て固く加硫されており、また、半径方向に設けた当接面
３３と当接するように配置された後端部として設けられ
ている。これは、力Ｆ、がシャフト部分１２をスピンド
ル１０に固定するためにドローバー２０に与えられたと
きに合成材部３２を拡大出来るようにする。合成材やゴ
ムはドローバーが力Ｆ２を受けているときに接触する。

ドローバ−２０（第１図〜第２図）を孔１５の良好に芯
出しされて軸方向案内を受けるた必に、肩部２１の外マ
ントル面が、孔１５の軸方向孔壁１７と遊隙嵌合て以っ
て案内されるために円筒ガイド面としく１０）て形成されている。工具交換の必要なときは、ドローバ
−２０はこれとその肩部２１を中心線１１の左に示す位
置へ押圧するだけの大きい押圧力Ｆ２によって起動され
る。フランジ２４の直径はシャフト部分１２がドローバ
−２０から軸方向に解放されて工具の所望の交換が出来
るように選定される。

第１図と第２図から明らかなように、ドローバ−２０の
肩部２１は、力Ｆ２がドローバ−に作用するや、肩部端
面が孔１５の底面１６に当接するに至る位置に来て、肩
部が中心線１１の左に示すその解放位置に至り、それに
よってドローバ−２０が押出部材として作用することに
なる。

第５図には、もう１つの実施例が示しである。

この例では、環状凹所１８が第４図のものと同じ形状を
有している。従って、ロック部材２４の軸方向当接は半
径方向の当接面１９によって達せられ、他方クランプス
リーブ２３の下部の内面が肩部２１の当接面３１と面接
触する。この当接面３１は中心線１１に対し傾斜してい
るが、ベベル面３０の外側に位置している。ロック部材
２４の下端部は半径方向の支持面３５を形成しており、
この支持面３５が半径方向当接面１９に対して当接させ
るための上位支持面３７と平行になっているドローバ−
２０の半径方向面３６と接触する。

ゴムセグメントが金属セクメント間で加硫されている前
述の軸方向スロット付きクランプスリーブを設けること
により、クランプ中に半径方向に外方へ曲がる弾性が得
られ、且つ金属セグメントの外曲による材料の疲労破壊
が加硫部のコト材に限定される。ゴムによる加硫はコラ
プス促進機素の目的を果し得る、即ちスリーブの収縮を
促し、公差吸収ユニットとして働く。ロックスリーブ２
３がロック凹所に対し相対的に移動するときに力の伝達
が生じないという事実により、スリーブの公差と表面仕
上の要求が非常に低下し、それ故に工具の研磨を要しな
いことになる。

本発明の工具クランプ装置は工作機械スピンドルに回転
工具を取付けることで、記述されてきたが、本発明は対
応する工作機械に静止旋削工具を取付けるためにも有効
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例における工作機械のスピンドルと
その中に装備されたクランプ装置を具体的には、中央線
の右にクランプ装置がクランプ位置で示し、左にクラン
プ解除位置で示す長手断面図、第２図は本発明の第２実
施例による、クランプスリーブが軸方向スロットを有し
且つ加硫ゴムと金属片から構成されているクランプ装置
を示す軸方向の断面図、第３図〜第５図は第２図例装置
のロック機素形成部品の実施例を夫々示す断面である。図において、１０・・・工作機械スピンドル、１１・・・中心軸、１２・・・工具ホルタのンヤフト部分、１３・・・工具
ホルダ、　　　１４．．１５・・・円筒孔、１６・・・
底面、　　　　　　１７・・・孔壁、１８・環状凹所、
　　　　１９・・・肩部、２０・・・ドローバー、　　
　２１・・・肩部分、２２・・・面、　　　　　　　　
２３・・・スリーブ、２４・・・フランジ、　　　　２
８・・・０リング、３０・・・ベベル面、３１・・・外
面、３２・・・ゴム部、　　　　　３３・・・当接面、
３４・・・案内面。

Claims

【特許請求の範囲】１、工作機械スピンドル（１０）の中で軸方向に移動可
能であって、１端に半径方向に延長する肩部（２１）を
有しているドローバー（２０）と該ドローバーのまわり
に共軸的に配設されたロック機素（２４）を含み、該ド
ローバーと該ロック機素の間の相対的動きによって工具
ホルダのシャフト部分（１２）を担持して、該ロック機
素をその横方向の動きによって該シャフト部分とロック
係合させるようにした工作工具の工具クランプ装置にお
いて、該ドローバーの肩部が半径方向に延長させられた
肩部（２１）として形成され、該ロック機素が一体成形
の環状フランジ（２４）を具備した該ドローバーのまわ
りに配設した半径方向に拡張可能なクランプスリーブ（
２３）から成り、該環状フランジがシャフト部分の円筒
孔（１５）に肩部（２１）と共に受容され、それによっ
てドローバー（２０）がフランジ（２４）に半径外方力
を作用するように傾斜面（３０）を具備して、フランジ
（２４）が該ドローバーの軸方向クランプ状態になるや
当該フランジが該ドローバーの半径外方面（３１）に当
接させられると共にクランプのためにシャフト部分（１
２）に設けた対応する環状凹所（１８）に嵌合するよう
にしたことを特徴とする工具クランプ装置。２、クランプスリーブ（２３）がその周囲に配した軸方
向に延長したスロットを具備し、当該スロットを該スリ
ーブの全長主要部分に沿って延長させることによって半
径方向に拡張出来るようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の工具クランプ装置。３、環状凹所（１８）が円形断面を有し、環状フランジ
（２４）がこれに対応した形状であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の工具クランプ装置。４、スリーブ環状フランジ（２４）とドローバー肩部（
２１）が対面するシャフト部分（１２）の孔（１５）に
、ドローバー端面が孔（１５）の半径方向底面（１６）
に当接する深さまで受容されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の工具クランプ装置。５、スリーブ（２３）の後部がその周面に軸方向の多数
のスロットを有し、ゴムその他合成材料から成る当該外
周面部分（３２）が加硫されており、それによって該ゴ
ム部分が該スリーブを越えて軸方向に延長し、スピンド
ル（１０）の半径方向面（２２）に対して当接させる後
端部分を構成していることを特徴とする特許請求の範囲
第２項に記載の工具クランプ装置。６、スリーブ（２３）の後部（２６）がその残余部より
幅広の断面を有することを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の工具クランプ装置。７、ドローバー（２０）の一体成形肩部（２１）はクラ
ンプスリーブ（２３）が孔壁（１７）と該ドローバーの
マントル面との間の環状空間で半径方向に拡張出来るよ
うな直径の円筒孔に受容されることを特徴とする特許請
求の範囲第１項〜第６項のいづれか１項に記載の工具ク
ランプ装置。８、肩部（２１）の外マントル面が孔壁（１７）の方へ
遊隙適合で以って滑動出来るように円筒案内面（３４）
として形成されている特許請求の範囲第１項〜第７項の
いづれか１項に記載の工具クランプ装置。９、フランジ（２４）と環状凹所（１８）が軸方向に延
長していて、滑かな丸味形状のマントル面を有している
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第８項のいづ
れか１項に記載の工具クランプ装置。１０、環状凹所（１８）が長手形状であって、軸方向前
方の丸味部分と半径方向の肩部（１９）を形成した後端
部分を含んで成り、それによってフランジ（２４）が当
該凹所を補完する形状を有するようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第１０項に記載の工具クランプ装置
。１１、ベベル面（３０）の外側に配位する当接面（３１
）が傾斜して、環状フランジ（２４）の下部内面がこれ
に対応した傾斜角度で形成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１０項に記載の工具クランプ装置。１２、当接面（３１）が中心線（１１）に対し、ベベル
面（３０）の傾斜角度より小さい角度で傾斜しているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の工具ク
ランプ装置。１３、環状フランジ（２４）の下端部と上端部が半径方
向面（３５）、（３７）に夫々形成され、当該下面（３
５）がドローバー（２０）の半径方向面（３６）に当接
するように配設され、それによって該ドローバーの半径
方向に延長した案内面（３４）に隣接し且つ交差してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の工具
クランプ装置。