JPH0453843Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はマシニングセンタ、FMS等の工具ク
ランプ装置を有する主軸ユニツトのアンクランプ
時の軸受保護装置に関するものである。

従来の技術 従来マシニングセンタ等の工具クランプ装置
は、重量工具に耐えられるだけの強力な皿ばねを
用いて工具を引上げてクランプしている。

工具のアンクランプ時に皿ばねを撓ませるだけ
の強力な力を主軸外部から与えているが、このア
ンクランプ時に外部から加えられる力が主軸軸受
にかかつて軸受寿命等に対し悪影響を与えるとい
う問題点を有していた。特に最近は高速主軸の要
望が多く、高速主軸の場合には軸受負荷容量が比
較的小さく、アンクランプ時の力に対し満足に対
応できない軸受負荷容量のものが多くなつた。主
軸軸受を保護するようにしたものが実公昭61−
6027号で知られている。

考案が解決しようとする課題 このものはモータ直結の主軸構造に組込んでい
るのでアンクランプのためにダブルシリンダ、ダ
ブルピストンを構成しており、可動部が多く且つ
複雑なものとなつていてコスト高となる。またア
ンクランプに先がけて主軸にアンクランプ力と同
じ力が作用するので軸受保護に充分満足できるも
のでない。

本考案は従来の技術の有するこのような問題点
に鑑みなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、簡単な構造で工具アンクランプ時の軸受に
かかる力を減少又は零とする軸受保護装置を提供
しようとするものである。

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考案における軸受
保護装置は、弾性部材により装着工具を主軸にク
ランプする工具クランプ装置を有する主軸ユニツ
トにおいて、前記弾性部材を圧縮してアンクラン
プする第１流体圧シリンダ装置と、前記主軸ユニ
ツト先端に設けられ前記第１流体圧シリンダ装置
のアンクランプ作用と同時にアンクランプ方向と
対向する方向に作用する第２流体圧シリンダ装置
と、該第２流体圧シリンダ装置のピストンに形成
され前記対向する方向で係合しうる穴段差と、前
記主軸に形成され該穴段差と係合する鍔部と、前
記主軸ユニツトに設けられ前記穴段差が前記鍔部
に当接と同時又は寸前で前記ピストンに当接する
突出部とを含んでなり、アンクランプ力を鍔部が
穴段差に係合することによつて受けるようにした
ものである。

作 用 工具ゆるめ指令で工具クランプ装置の第１流体
圧シリンダに圧油が供給され、同時に主軸ユニツ
ト先端の第２流体圧シリンダにも圧油が供給され
る。第１流体圧シリンダの皿ばねを圧縮して撓ま
せる強い力は主軸にかかり主軸を押圧するが、同
時に第２流体圧シリンダのピストンが移動して第
１流体圧シリンダの押圧力に対向する力で主軸を
支えて主軸軸受にかかるアキシヤル負荷を軽減す
る。

実施例 実施例について第１図〜第２図を参照して説明
する。周知のマシニングセンタ用主軸ユニツトに
おいて、主軸クイル１の先端部に同心に主軸スリ
ーブ２が嵌着され、主軸スリーブ中心穴前側に軸
受ハウジング３が嵌挿されており、軸受ハウジン
グ３に嵌挿される複数の軸受４Ａ，４Ｂにより主
軸５が回転のみ可能に軸承されている。そして軸
受４Ａはラジアル方向の荷重を受け持つ円筒コロ
軸受が、また軸受４Ｂはスラスト方向の荷重をも
受持つアンギユラコンタクト形のボール軸受が使
用されている。

主軸スリーブ２の先端にボルト６により円板７
が固着され、円板７の前端面に油圧シリンダ８が
ボルト９により固着されている。油圧シリンダ８
に嵌挿されるリング状のピストン１０は、円板７
の前端面７ａに円周上等間隔に穿設された主軸軸
心と平行な複数の穴７ｂに挿入され、ばね１１に
より突出勝手に付勢されるピン１２により常時シ
リンダの右側面８ａに押圧されており、この状態
で主軸先端部外周に削設された鍔部５ａの右側端
面５ｂとピストン中心穴段差部端面１０ａとの隙
間δは１mmとされている。

主軸先端のテーパ穴５ｃに装着される工具Ｔの
プルスタツド鍔部１４ａを、コレツト１５で把持
して引上げ複数の皿ばね１６によりクランプする
工具クランプ装置の、工具引上軸１７を駆動する
油圧シリンダ１８は、主軸クイル１の中心穴中央
部に嵌着されている。油圧シリンダ１８に嵌挿さ
れるピストン１９と一体の円筒形のピストンロツ
ド２０の中心穴に主軸軸後端部外周に軸方向に移
動可能にスライド筒２１が嵌挿されており、スラ
イド筒中心穴の左側にプランジヤ２２が嵌挿され
ている。そして油圧シリンダ１８の左室と前述の
油圧シリンダ８の右室に連通される油路２７は、
管路２５を経て電磁切換弁２６に連通され、油圧
シリンダ１８の右室に連通される油路２９は、管
路２８を経て切換弁２６に連通されている。そし
て切換弁２６は管路３０により油圧源Ｐと、管路
３１により油タンクＴと連通されている。

続いて工具アンクランプ装置の作動と関連して
本考案の軸受保護装置の作動を説明する。

NCの工具クランプの指令で電磁弁２６のSOL
１が作動して位置に切換わり、管路２５、油路
２７を経て油圧シリンダ１８の左室及び油圧シリ
ンダ８の右室に同時に圧油が供給され、ピストン
１０，１９がそれぞれ対向方向に移動する。ピス
トン１０はこの左側への移動で円板７の左端面突
出部７Ｃと当接し、このときの主軸鍔部との隙間
δは０〜0.02mmとなり、主軸５の右側面を支える
態勢をとる。一方ピストン１９はこの右側への移
動でピストンロツド２０先端面２０ａがスライド
筒２１の右側鍔部端面２１ａと当接してスライド
筒２１を移動させ、スライド筒２１は更に中心穴
左側の段差部端面２１ｂでプランジヤ２２の外周
段差部端面２２ａと当接して、工具引上げ軸１７
を右側に移動し、皿ばね１６を圧縮して工具Ｔの
アンクランプが行われる。この皿ばねを圧縮して
撓ませる力は直接主軸に作用するが前述の如く油
圧シリンダ８のピストン１０の力で主軸５の右側
面が支えられているので主軸にかかる軸方向の力
は±の関係となつて打ち消し合い軸受４Ｂのアキ
シヤル負荷を軽減する。

クランプが解除された工具Ｔは図示しない交換
アームによつて新しい工具Ｔと入れ替えられ、
NCの工具クランプ指令で切換弁２６のSOL２が
作動して位置に切換わり管路２８、油路２９を
経て油圧シリンダ１８の右室に圧油が供給されて
ピストン１９が左側に移動し、同時に油圧シリン
ダ８に圧油を供給していた管路２５、油路２７が
大気圧となつてピストン１０がばね１１の力で右
側に移動して主軸鍔部５ａとの隙間δが１mmとな
る。そして工具引上軸１７は皿ばね１６の力で左
側に移動してコレツト１５で工具Ｔのプルスタツ
ド１４を把持して工具Ｔを引き上げてクランプす
る。なお装着工具のクランプ用としてはばね以外
の弾性部材を使用することも可能である。

本考案は上述のとおり構成されているので、次
に記載する効果を奏する。

主軸スリーブ先端に工具アンクランプ時に主軸
にかかる押圧力を打ち消すように作用する油圧シ
リンダ装置を設け、そのピストンと主軸との係合
位置を規制するように構成したので、NCの工具
アンクランプ指令で工具クランプ装置の油圧シリ
ンダ装置と同時に圧油を供給して軸受にかかる力
を軽減又は零にするようになしたので、主軸軸受
に無理な力がかかることがなくなり、軸受の負荷
容量を小さく見積もることが可能となるとともに
軸受寿命が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の軸受保護装置を取付けた主軸
ユニツトの正面切断図、第２図は第１図の要部拡
大切断図である。 ５……主軸、８，１８……油圧シリンダ、１
０，１９……ピストン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弾性部材により装着工具を主軸にクランプする
   工具クランプ装置を有する主軸ユニツトにおい
   て、前記弾性部材１６を圧縮してアンクランプす
   る第１流体圧シリンダ装置１８，１９と、前記主
   軸ユニツト先端に設けられ前記第１流体圧シリン
   ダ装置のアンクランプ作用と同時にアンクランプ
   方向と対向する方向に作用する第２流体圧シリン
   ダ装置８，１０と、該第２流体圧シリンダ装置の
   ピストン１０に形成され前記対向する方向で係合
   しうる穴段差１０ａと、前記主軸に形成され該穴
   段差と係合する鍔部５ａと、前記主軸ユニツトに
   設けられ前記穴段差が前記鍔部に当接と同時又は
   寸前で前記ピストンに当接する突出部７Ｃとを含
   んでなり、アンクランプ力を鍔部が穴段差に係合
   することによつて受けるようにしたことを特徴と
   する軸受保護装置。