JPH0478402B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 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主軸工具の着
脱方法に関する。

従来の技術 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。また工具シ
ヤンク先端にねじ穴を設けて引張り棒のねじを螺
合させて強力に締付けて嵌着させる方法が用いら
れている。

発明が解決しようとする課題 前者のものでは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
が生じ正確な加工ができないという問題点があつ
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
大きくなり多くの油量が必要となる。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問題点があつた。

後者のものでは締付け力は強力なものである
が、ねじ棒を旋回させるために時間がかかり工具
変換時間が長引くという問題点があつた。

従つて本発明と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、その目的とすると
ころは強力な工具締付け力が得られるとともに工
具着脱時間を永くしない主軸工具の着脱方法を提
供しようとするものである。

課題を解決するための手段 上述の目的を達成するために、本発明は工具を
把持するコレツトを引込む引張り棒に働くばね力
を作用、不作用として主軸工具を着脱する方法に
おいて、前記ばねは前記引張り棒を引き込んで工
具が脱落しないように保持する第１ばねと前記引
張り棒を強力に引込んで工具のゆるみ方向の力に
抗する第２ばねとよりなり、切削中は該第１ばね
と第２ばねをともに作用させ、工具変換の指令が
出されると工具抜き取り前に前記第２ばね引込み
力を不作用とし、工具抜き取り時は前記第２ばね
の力が作用しない状態で前記第１ばねを不作用と
することによつて前記コレツトを開放させるもの
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の先端のプルスタツド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のドツク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変
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１
４をともに左行させて、引張り棒３、スリーブ１
０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に働き二重の力が引
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を把持するとともに引
込むように作用して互い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の斜面で軸方向の僅かな動
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。

工具変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ピストン部材に例えば
変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ととも
に、ばね２０の力に抗して右行させられるが鍔部
１８ａ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が工具変換位置に位置決めされ
図示しない工具変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１
７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１
８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
され工具変換アームが工具を引き抜くことができ
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２０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切削中は引張り棒
を引込み工具が脱落しないように保持する第１ば
ねと引張り棒を強力に引込んで工具のゆるみ方向
の力に抗する第２ばねとを作用させ工具変換指令
が出されると工具抜き取り前に第２ばねの引張り
力を除き工具抜き取り時はこの状態で第１ばねの
引張り力を除いて工具把持のコレツトを開放する
ようになしたので、工具の締付力は強大となり、
重切削、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。また工具変換指令が
出ると第２皿ばねの力が引張り棒に作用しないよ
うにするため、締付開放のため時間が増加する不
都合が起こらない。また第１皿ばねの強さは工具
保持に必要最小限の強さですみ第１ピストンを押
す圧油の力が小さくなり油量が少なくなつてピス
トンを高速に動かすことができ強力な締付け力を
有しながら工具変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、７……ストツパ、８……
球、１０……スリーブ、１２……第２皿ばね、１
３……第２シリンダ筒、１４，１７……ピスト
ン、１８……押し棒、１６……第１シリンダ筒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工具を把持するコレツトを引込む引張り棒に
   働くばね力を作用、不作用として主軸工具を着脱
   する方法において、前記ばねは前記引張り棒を引
   き込んで工具が脱落しないように保持する第１ば
   ねと前記引張り棒を強力に引込んで工具のゆるみ
   方向に抗する第２ばねとよりなり、切削中は該第
   １ばねと第２ばねをともに作用させ、工具変換の
   指令が出されると工具抜き取り前に前記第２ばね
   の引込み力を不作用とし、工具抜き取り時は前記
   第２ばねの力が作用しない状態で前記第１ばねを
   不作用とすることによつて前記コレツトを開放さ
   せることを特徴とする主軸工具の着脱方法。