JPH0630323Y2 - 工作機械のクイルクランプ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は工作機械の主軸頭ハウジング内をスラスト方向
に移動可能なクイルのクランプ装置に関する。

〔従来の技術〕

工作機械の主軸は、それ自体回転するのみならず、場合
によってはその中心軸線にそってスラスト方向に移動
し、主軸を収容している主軸頭に対して相対位置を移動
させる必要が生じる。この場合にクイルという要素がそ
の作用を果たす。上記中心軸線に直交する平面で切断し
た断面を示す第４図を参照すると、主軸頭ハウジング１
４に設けた孔１６には回転主軸１０を収容したクイル１
２がスラスト方向（紙面に垂直方向）に摺動可能に配設
されている。従来、このクイル１２を主軸頭ハウジング
１４に対してクランプするには、図示の如く第一クラン
プシュー２２と第二クランプシュー２４とをクイル１２
の円筒外表面に押圧させる方法が採られてきた。軸部材
２０の左端部に形成した雄ねじとクランプシュー２２の
雌ねじとが螺合しており、クランプレバー１８を旋回さ
せることによって、二つのクランプシュー２２と２４と
が互いに接近させられ、結局一方向から（第４図では下
から上へ）クイル１２を主軸頭ハウジング１４の孔１６
の内壁に押圧している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

然しながら、上記の如く一方向からクイルを主軸頭ハウ
ジングの孔壁に押圧すると、そのクランプ部分が孔の中
心軸線に対して偏心し、このためクイルは長さ方向に傾
きを生ずる。こうした状態で回転主軸を回転作動させる
と、その作動精度に誤差を生じ、ワークの加工精度が低
下する。更には、回転主軸とクイルとの間には軸受が存
在するが、上述の如くクイルは主軸頭ハウジングの孔壁
とのクランプシューとの間で押圧されるため軸受が変形
し、回転主軸の回転精度が悪化すると共に、クランプ力
の大きさによって軸受の変形量が変わり、そのため回転
精度にばらつきを生じる。延いてはワーク加工精度に悪
影響を及ぼす。

依って本考案は、クイルの偏心、傾き、変形、及び軸受
の変形を無くし、回転主軸の精度を高め、延いてはワー
クの加工精度を高めることの可能なクイルクランプ装置
の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的に鑑みて本考案は、工作機械における主軸頭ハ
ウジング内をスラスト方向に移動可能なクイルのクラン
プ装置であって、前記クイルの移動ストロークに応じた
長さを有し、前記クイルの移動方向と略平行でかつ該ク
イル中心軸線に面した姿勢で配設された板ばねと、前記
クイルのスラスト方向の任意場所において前記板ばねを
押圧挾持して前記クイルを前記主軸頭ハウジングに対し
てスラスト方向にクランプする板ばね挾持手段とを具備
したことを特徴とする工作機械のクイルクランプ装置を
提供する。

〔作用〕

上記板ばねと、該板ばねを挾持する板ばね挾持手段との
相対位置関係がクイルの移動方向（長手方向）に沿って
厳密に平行でなく若干変化していても、板ばねの変形に
よって前記相対位置関係の変化分を吸収することが可能
であり、依ってクイルをラジアル方向に押圧させること
なく、板ばねを板ばね挾持手段によって挾持することに
よりハウジングに対するスラスト方向のクイルのクラン
プが可能となる。

〔実施例〕

以下本考案を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。第１図は本考案に係るクイルクランプ装置
を有した立形スライス盤の主軸頭の部分縦断面図、第２
図は第１図の矢視線II−IIによる横断面図、第３図は本
考案に係るクイルクランプ装置に板ばねを用いた理由の
説明図、第５図は他の実施例の第２図に対応する横断面
図である。

第１図と第２図とを参照すると、立形スライス盤のコラ
ム（図示せず）の上部に配設された水平なラム５０の前
端には、主軸頭５２が取り付けられている。ラム５０は
主軸頭と共に前後方向Ｙに摺動可能に構成されている。
該主軸頭５２の上部には主軸回転駆動用のモータＭが鉛
直に取り付けられており、その出力軸５４にはプーリ５
６が固定されている。一方、立設された主軸３０の上部
には他のプーリ５８が固定されており、前述のプーリ５
６との間にはベルト６０が巻架されている。

上記主軸３０の中にはドローバー３２が挿通されてお
り、工具Ｔを保持する工具ホルダ３４のテーパシャンク
部３６を引き込むことにより、主軸３０のテーパ孔３７
に収容締結させる役割を果たす。この主軸３０は後方軸
受３８と前方軸受４０とを介して回転可能にクイル４２
に軸承されている。これら各軸受38，40はカラー４４と
カラー締結用ナット４６及び軸受押え６６によってスラ
スト方向に位置が固定されている。軸受３８と４０はス
ラスト力をも支持可能なものである。主軸３０はクイル
４２の上下動に伴い上下に移動することになる。主軸頭
ハウジング４９にはその中心軸線が鉛直方向Ｚである孔
９４が設けられており、この孔９４の中にクイル４２が
ほとんどガタなく挿入されて摺動可能となっている。

上記クイル４２を孔９４に対して上下移動させる機構
は、まずハンドル７０の回転をウォーム６８に伝達し、
図示してないウォームホイールや他の中間歯車を介して
ピニオン６４へ伝達し、クイル４２の表面に刻設された
ラック６２によって上下動させる。

上記クイル４２にはブロック７２をボルト７６によって
固定し、更にこのブロック７２の外側には該ブロック７
２との間に凹所を形成すべく他のブロック７４がボルト
７８によって固定されている。この凹所内には、ボルト
８６によって主軸頭ハウジング４９に固定されて上下方
向に細長い帯状板ばね８４が位置している。更に該凹所
内には、上記他のブロック７４に固定されてクイル４２
のラジアル方向に立設した２本のピン９２に挿通保持さ
れたクランプシュー８８が配設されている。一方、上記
他のブロック７４に対して螺合関係にあり、クイル４２
のラジアル方向に立設されたねじ部材８０が上記クラン
プシュー８８の背面に位置している。このねじ部材８０
の頭部にはセレーションが形成されており、クランプレ
バー８２を前記セレーションを介してねじ部材８０の頭
部に係合させて締め込むと、結局上記帯状板ばね８４を
ブロック７２とクランプシュー８８との間に押圧挾持す
ることになる。そしてクイル４２の上下ストロークに対
応して、帯状板ばね８４の長さが決定される。この帯状
板ばね８４はクイル４２の中心軸線に面して主軸頭ハウ
ジング４９にボルト８６によって固定されているので、
スラスト方向には高い剛性を有し、ラジアル方向にはた
わみ易い。結局クイル４２は、帯状板ばね８４を介して
主軸頭ハウジング４９に対しスラスト方向にクランプさ
れることとなる。

この場合に、もし上記帯状板ばね８４が剛性の高い鉄板
であれば、如何なる不都合が生ずるかを第３図を参照し
て考察する。主軸頭ハウジング４９（第２図）に設けら
れた孔９４（第２図）とクイル４２との間には、潤滑用
の油膜厚さ分の間隙が存在する。上記鉄板８４を主軸頭
ハウジング４９に固定する場合、孔９４の中心軸線９６
に対して厳密に平行にならない。そうすると、クイル４
２が上方位置にある場合のクイル４２と一体であるブロ
ック７２と鉄板８４との成す間隙１と、クイル４２が
下方位置にある場合の同間隙２とは大きさが異なる。
第３図において、間隙１と２は誇張して示してあ
る。この状態の鉄板８４に対してクイル４２を固定しよ
うとすると、上方位置と下方位置とでは孔９４（第２
図）の中心軸線９６に対するクイル４２の偏心状態が異
なる。つまり主軸中心がクイル位置によってずれるとい
う不都合が発生する。この鉄板８４を板ばね８４で置き
換えると、クイル４２のラジアル方向における板ばね８
４の剛性は小さいので上記間隙１，２の大きさに関
係なく、板ばね８４の方が変形してクイル４２と一体の
ブロック７２に対して当接する。即ち、上述した孔９４
とクイル４２との間の油膜をクイル４２が押しつぶし、
クイル４２がラジアル方向に移動するために必要な力は
相当大きく、板ばね８４の変形力の方が小さいために、
板ばね８４の方が変形してクイル４２（又はブロック７
２）の方へ寄って行くのである。

ブロック７２は主軸頭ハウジング４９の孔９８（第２
図）に摺動可能に挿通されており、該ブロック７２はク
イル４２が回転しない様にする回転止めの作用も果た
す。このブロック７２に螺合されて上下方向に取り付け
られているねじ９０は、クイル４２の上下方向移動の下
降端におけるストッパの役割を果たす。また蓋部材100
には、クイル４２の上下動に伴ってねじ部材８０が移動
可能な様に長孔102が設けられている。

以上の実施例では板ばねの挾持手段としては、クイル４
２に固定されたブロック７２と、該ブロック７２に（即
ちクイル４２に対して）固定された他のブロック７４
と、該他のブロック７４に取り付けられた締結用のねじ
部材８０とを備えている。この実施例と異なる実施例の
横断面を第５図に示す（縦断面は省略）。クイル４２に
固定されたＬ形ブロック110に板ばね８４を、クイル４
２の上下動方向と略平行にかつクイル４２の中心軸線に
面するようにねじ止めする。板ばね８４の一面を主軸頭
ハウジング４９に接しさせ、他の面からクランプシュー
８８をねじ部材８０で押圧して、板ばね８４を主軸頭ハ
ウジング４９に押圧することができる。このときねじ部
材８０は主軸頭ハウジング４９に固定したブロック112
に螺合している。この場合にも板ばね８４の変形作用に
よって、クイル４２を主軸頭ハウジング４９に設けられ
た孔９４に対して偏心させることなく固定することが可
能である。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかな様に本考案によれば、板ばねを
介してクイルを主軸頭ハウジングにクランプするので、
クイルが偏心することなく、スラスト方向に確実にクラ
ンプされ得る。従って従来技術に記載したようにクイル
が傾斜することは無く、更には主軸とクイルとの間に設
けた軸受が変形することも無い。よって主軸の回転精度
が劣化したり、クランプ力の大きさによって回転精度が
ばらついたりすることが無くなり、延いてはワークの加
工精度の向上する工作機械のクイルクランプ装置が提供
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るクイルクランプ装置を有した立形
フライス盤の主軸頭の部分縦断面図、第２図は第１図の
矢視線II−IIによる横断面図、第３図は本考案に係るク
イルクランプ装置に板ばねを用いた理由の説明図、第４
図は従来のクイルクランプ装置の横断面図、第５図は他
の実施例の第２図に対応する横断面図。 ３０……主軸、３８，４０……軸受、 ４２……クイル、４９……主軸頭ハウジング、 ５０……ラム、５２……主軸頭、 ７２，７４……ブロック、８０……ねじ部材、 ８４……帯状板ばね、８８……クランプシュー、 ９４……主軸頭ハウジングに設けたクイル移動用孔。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械における主軸頭ハウジング内をス
   ラスト方向に移動可能なクイルのクランプ装置であっ
   て、前記クイルの移動ストロークに応じた長さを有し、
   前記クイルの移動方向と略平行でかつ該クイル中心軸線
   に面した姿勢で配設された板ばねと、前記クイルのスラ
   スト方向の任意場所において前記板ばねを押圧挾持して
   前記クイルを前記主軸頭ハウジングに対してスラスト方
   向にクランプする板ばね挾持手段とを具備したことを特
   徴とする工作機械のクイルクランプ装置。
2. 【請求項２】前記板ばねが前記主軸頭ハウジングに固定
   され、前記板ばね挾持手段がラジアル方向に相対移動可
   能な押圧部材を有して前記クイルに設けられ、該押圧部
   材をねじで移動させて前記板ばねを押圧挾持するように
   構成した実用新案登録請求の範囲第１項記載の工作機械
   のクイルクランプ装置。
3. 【請求項３】前記板ばねが前記クイルに固定され、前記
   板ばね挾持手段がラジアル方向に相対移動可能な押圧部
   材を有して前記主軸頭ハウジングに設けられ、該押圧部
   材をねじで移動させて前記板ばねを押圧挾持するように
   構成した実用新案登録請求の範囲第１項記載の工作機械
   のクイルクランプ装置。