JPH08112707A - 主軸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切削工具の刃物変位用作動棒を引張棒に軸線
方向に遊びなく結合する主軸装置の提供 【構成】 主軸装置は、前端開口部が切削工具のシャン
クが嵌着される装着孔となった貫通孔が形成され、装着
孔にシャンクを把持する開閉自在のシャンク把持手段を
備えた主軸；主軸の貫通孔に軸線方向進退自在に、回転
方向には主軸と一体的に挿嵌され、前端部が装着孔内へ
突出し、軸線方向進退によりシャンク把持手段を開閉す
る工具締着管；工具締着管に軸線方向進退自在に、回転
方向には工具締着管と一体的に挿嵌された引張棒；工具
締着管及び引張棒を軸線方向に個別に進退する進退駆動
装置；並びに切削工具の刃物変位用の作動棒を把持する
引張棒の前端部に取り付けられたコレットと、引張棒に
嵌挿され、引張棒に関しばね力で軸線方向前方に押圧さ
れ、且つコレットの外周面に係合するコレット閉止用の
カラーとから成る把持手段；から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、刃物が半径方向に変
位可能な切削工具を装着し、刃物の変位制御をする主軸
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術における作動棒の軸線方向に
進退により刃物が半径方向に変位可能な切削工具と、切
削工具の作動棒と結合され作動棒を軸線方向に進退させ
る作動棒を備え、切削工具が装着される主軸装置とは、
例えば図９乃至図１１示すようなものがある。

【０００３】図示しない主軸ハウジングに転がり軸受２
により回転自在に支承され、駆動モータ（図示しない）
により回転駆動される主軸４は、貫通孔６が貫通され、
その先端に切削工具６０（詳細は後述）のシャンク６１
を着脱自在に固締する適宜の固締手段が設けられてい
る。

【０００４】固締手段は、図示の例では、主軸４の前端
面にテーパ突出部４ｄが形成されると共に、主軸４の前
端部の外周面に刻設されたねじ部４ｅに環状ナット５１
が螺合されて構成され、環状ナット５１の前端には、切
削工具６０（詳細は後述）のシャンク６１の後端の結合
用フランジ６１ｄに係合する内向きの突起部５１ａが直
径方向に対向して形成されている。

【０００５】主軸ハウジングには流体圧シリンダ５２が
設けられており、この流体圧シリンダ５２のロッド５２
ａが環状ナット５１の外周面に形成されたキー溝５１ｂ
に係合離脱するようになっている。従って、切削工具６
０を主軸４に装着する際には、ロッド５２ａを前進させ
てキー溝５１ｂに係合させることによって環状ナット５
１の回転を拘束し、軸線方向のみに移動可能とする。そ
して、切削工具６０の装着が完了した時点でロッド５２
ｂを後退させ、キー溝５１ｂとの係合を外す。

【０００６】主軸４の貫通孔６には、刃物変位用の引張
棒１５が滑りキー５４を介し挿嵌されている。引張棒１
５は、滑りキー５４により主軸４に対し回転が拘束され
ていると共に、軸線方向に滑動自在である。引張棒１５
の後端は主軸４から突出し、相対回転を許し、軸線方向
のみ結合する軸継手１６を介して同軸線のボールねじ１
７に結合されている。

【０００７】ボールねじ１７は、駆動モータ１８により
ベルト機構を介して回転駆動されるボールナット１９に
螺合している。引張棒１５の前端部は、切削工具６０の
作動棒６２（後出）の後端部に設けられた把持手段７０
により把持される第１小径部１５ｄ及び第２小径部１５
ｅとから二段の段付きとなり、第１小径部１５ｄの外周
面には、把持手段７０のクランプボール７７が係合する
環状溝１５ｆが形成されている。

【０００８】切削工具６０は、後端開口にテーパ部を持
つ中心孔６１ｅ及後端の結合用フランジ６１ｄが形成さ
れたシャンク６１と軸線方向に進退可能に挿通された作
動棒６２とを備えている。結合用フランジ６１ｄは、主
軸の環状ナット５１の突起部５１ａが通過し得る凹欠部
（図示しない）が形成され、外周面が環状ナット５１に
嵌合し得る。

【０００９】作動棒６２の前端は、切削工具内部に位置
し、作動棒６２の軸線方向変位を刃物の半径方向変位に
変換する刃物変位機構（例えば楔機構、溝カム機構等
部）を備え、作動棒６２の後端は、シャンク６１の中心
孔６１ｅ内に突出し、主軸４の引張棒１５の前端を把持
する把持手段７０を備えている。

【００１０】把持手段７０について述べると、作動棒６
１の先端には、シャンク６１の中心孔６１ｅに嵌合する
フランジ部７１と中心穴７２とが形成され、更に後方に
ボール保持スリーブ部７３が伸び出ており、ボール保持
スリーブ部７３の外径はフランジ部７１より小さく、内
径は中心穴７２より大きい。

【００１１】従って作動棒の後端部には、後端開口の大
径孔７４（ボール保持スリーブ部７３の内周面）と小径
孔（中心孔７２）とからなる段付き孔が形成される。ボ
ール保持スリーブ部７３の後端部には、適宜の数のボー
ル穴７６が円周当配で穿設され、各ボール穴７６には、
ボール保持スリーブ部７３の外周面と内周面とに突出す
るクランプボール７７が収納されている。

【００１２】ボール保持スリーブ部７３の外周面に軸線
方向滑動自在に嵌合しているボール押圧スリーブ７８
は、シャンク６１の中心孔６１ｅに嵌合する前端のフラ
ンジ部７８ａと後端面に開口した大径の第１開口孔７８
ｂ及び小径の第２開口孔７８ｃで形成された段付き開口
孔とを備えている。シャンク６１の中心孔６１ｅには、
ボール押圧スリーブ７８の前端フランジ部７８ａをフラ
ンジ部７１とで挟むように止め環７９が嵌着されてお
り、ボール押圧スリーブ７８は、フランジ部７１に当接
する圧縮コイルばね８０により止め環７９に向かって押
圧されている。

【００１３】作動棒の段付き穴（７２，７４）には、中
心穴８１ａが形成されたボール支承スリーブ８１が嵌合
され、段付き穴の段部に当接する圧縮コイルばね８２に
より後方に押圧されている。ボール保持スリーブ部７３
の内周面には、引張棒１５先端の第１小径部１５ｄが嵌
合し、ボール支承スリーブ８１の中心穴８１ａには、第
２小径部１５ｅが嵌合するようになっている。

【００１４】上記の主軸装置において、切削工具６０が
未装着で回転停止している主軸４の初期状態では、引張
棒１５は後退端位置にある。当初、切削工具６０の作動
棒６２は後退端位置（図９において右方）にあり、ボー
ル押圧スリーブ７８のフランジ部７８ａは、止め環７９
とフランジ部７１とに挟圧され、圧縮コイルばね８０は
圧縮された状態にある。ボール支承スリーブ８１も伸長
状態の圧縮コイルばね８２を介して後退端位置にある。
ボール保持スリーブ７３のボール穴７６中のクランプボ
ール７７は、ボール押圧スリーブ７８の第１開口穴７８
ｂとボール支承スリーブ８１の後端部外周面とに挟まれ
て保持されている。（図１０（Ａ）参照）

【００１５】先ず切削工具６０を工作機械の主軸４に装
着するのに際しては、切削工具６０が適宜把持され、環
状ナット５１の突起部５１ａに対しシャンク６１の結合
用フランジ６１ｄの凹欠部（図示しない）を通過させ、
シャンク６１を主軸４の先端に接近させる。すると、図
１０（Ｂ）に示すように、引張棒１５の先端の第２小径
部１５ｅがボール支承スリーブ８１の中心穴８１ａ中に
挿入され、第２小径部１５ｅの段部によりボール支承ス
リーブ８１は、圧縮コイルばね８２のばね力に抗して押
し込められると共に、第１小径部１５ｄがボール保持ス
リーブ部７３中に挿入され、第１小径部１５ｄの段部に
よりボール保持スリーブ部７３、即ち作動棒６２が僅か
に押し込められ、フランジ部７１は、ボール押圧スリー
ブ７８のフランジ部７８ａから離れる。その状態では、
引張棒１５の第１小径部１５ｄの環状溝１５ｆが、クラ
ンプボール７７に対向する位置になる。

【００１６】それから、シャンク６１の中心孔６１ｅの
テーパ部を主軸４のテーパ突出部４ｄに挿入する。する
と、引張棒１５（第１小径部１５ｄ及び第２小径部１５
ｅ）によりクランプボール７７共々ボール支承スリーブ
８１及び作動棒１５が一体となって更に押し込められる
ので、クランプボール７７は、ボール押圧スリーブ７８
の小径の第２開口孔７８ｃに係合し、引張棒１５の環状
溝１５ｆに押し込められる。作動棒１５のボール穴７６
と引張棒１５の環状溝１５ｆとに跨って保持されたクラ
ンプボール７７を介して、作動棒６２は引張棒１５に少
なくとも軸線方向に結合される。（図１１（Ｃ）参照）

【００１７】次いで、流体圧シリンダ５２を作動して環
状ナット５１をロックしてから、主軸４を回転すると、
環状ナット５１は締め着けられ、テーパシャンク６１
は、テーパシャンク６１の結合用フランジ６１ｄが主軸
４の先端面に当接するように中心孔６１ｅのテーパ部が
テーパ突出部４ｄに引き込まれ、主軸４に固締される。
即ち、切削工具６０は、主軸４に装着される。その際に
は、ボール保持スリーブ部７３が引張棒１５の第１小径
部１５ｄの段部により更に押し込まれることにより、ク
ランプボール７７は、ボール押圧スリーブ７８の第２開
口孔７８ｃの段部に係合し、ボール押圧スリーブ７８も
作動棒６２と一体的に押し込まれ、フランジ部７８ａが
止め環７９から離れる。（図１１（Ｄ）参照）

【００１８】従って、圧縮コイルばね８０のばね力は、
ボール押圧スリーブ７８をクランプボール７７に向って
押圧し、ボール押圧スリーブ７８の第２開口孔７８ｃの
段部とクランプボール７７との係合を保持する。即ち、
クランプボール７７介して引張棒１５と作動棒６２との
結合が強固なものに維持される。

【００１９】再び流体圧シリンダ５２を作動して環状ナ
ット５１を解放し、主軸４の回転を停止する。かくし
て、切削工具６０は、主軸４へ装着される。上記の主軸
４への装着状態において、引張棒１５に結合された切削
工具６０の作動棒６２は、刃物４７が初期状態にある初
期位置になる。

【００２０】そこで、主軸４内の引張棒１５が駆動モー
タ１８により後退端位置から所望量だけ軸線方向に前進
すると、作動棒１７は、引張棒１５と一体的に所望位置
にまで軸線方向に前進する。即ち、刃物４７を取り付け
たクイル４６は、刃物変位機構を介して従動部材と一体
的になって半径方向に変位して、中心軸線から所望量偏
心した位置に位置決めされる。かくして、主軸４が駆動
モータ（図示しない）により回転駆動されると共に、加
工中、刃物４７が駆動モータ１８により半径方向に移動
され、刃物４７は、中心軸線から所望量偏心した位置で
回転して、工作物に対する所望の加工径で切削加工が行
われる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術の主
軸装置における切削工具６０の刃物移動用の作動棒６２
と主軸側の引張棒１５との結合は、ボール押圧スリーブ
７８の進退によりクランプボール７７を主軸側の引張棒
１５の端部の環状溝１５ｆに外周側から押圧係合するだ
けであるので、少なくとも軸線方向には、クランプボー
ル７７の外周面に隙間が存在し、刃物移動用の作動棒６
２と主軸側の引張棒１５との結合に遊びが生じ、その結
果、刃物４７の半径方向位置が不精確・不安定となって
加工精度が低下する。この発明は、主軸装置における切
削工具の刃物移動用の作動棒と主軸側の引張棒との結合
に遊びが生じさせない結合手段を備えた主軸装置を提供
するものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の請求項１の発明の
主軸装置は、中心軸線に貫通し、前端開口部が切削工具
のシャンクが嵌着される装着孔となった貫通孔が形成さ
れ、装着孔にシャンクを把持する開閉自在のシャンク把
持手段を備え、且つ回転駆動される主軸；主軸の貫通孔
に軸線方向進退自在に、回転方向には主軸と一体的に挿
嵌され、前端部が装着孔内へ突出し、軸線方向進退によ
りシャンク把持手段を開閉する工具締着管；工具締着管
を軸線方向に進退する進退駆動装置；工具締着管に軸線
方向進退自在に、回転方向には工具締着管と一体的に挿
嵌された引張棒；切削工具に主軸の軸線方向に進退自在
に嵌挿され、引張棒と係脱自在に結合される刃物変位用
の作動棒；引張棒の前端部に開閉自在に取り付けられ、
切削工具の刃物変位用の作動棒と引張棒との対向した両
端面を当接した状態で作動棒を把持するコレットと、引
張棒に嵌挿され、引張棒に対して軸線方向に相対移動さ
れると共に、引張棒に対しばね力で軸線方向前方に押圧
され、且つコレットの外周面に係合するコレット閉止用
のカラーとから成る把持手段；及び引張棒を軸線方向に
進退することによって切削工具の刃物を半径方向に変位
させる進退駆動装置；から構成されている。

【００２３】上記の請求項２の発明の主軸装置は、中心
軸線に貫通し、前端開口部が切削工具のシャンクが嵌着
される装着孔となった貫通孔が形成され、装着孔にシャ
ンクを把持する開閉自在のシャンク把持手段を備え、且
つ回転駆動される主軸；主軸の貫通孔に軸線方向進退自
在に、回転方向には主軸と一体的に挿嵌され、前端部が
装着孔内へ突出し、軸線方向進退によりシャンク把持手
段を開閉する工具締着管；工具締着管を軸線方向に進退
する進退駆動装置；工具締着管に軸線方向進退自在に、
回転方向には工具締着管と一体的に挿嵌された引張棒；
切削工具に主軸の軸線方向に進退自在に嵌挿され、引張
棒と係脱自在に結合される刃物変位用の作動棒；引張棒
の前端部に開閉自在に取り付けられ、切削工具の刃物変
位用の作動棒と引張棒との対向した両端面を当接した状
態で作動棒を把持するコレットと、引張棒に嵌挿され、
引張棒に対しばね力で軸線方向前方に押圧され、且つコ
レットの外周面に係合するコレット閉止用のカラーと、
カラーの先端面に当接すると共にコレット外周に係合す
るストッパとから成る把持手段；及び引張棒を軸線方向
に進退することによって切削工具の刃物を半径方向に変
位させると共にカラーを引張棒に対して軸線方向に相対
移動させる進退駆動装置；から構成されている。

【００２４】上記の請求項３の発明の主軸装置は、中心
軸線に貫通し、前端開口部が切削工具のシャンクが嵌着
される装着孔となった貫通孔が形成され、装着孔にシャ
ンクを把持する開閉自在のシャンク把持手段を備え、且
つ回転駆動される主軸；主軸の貫通孔に軸線方向進退自
在に、回転方向には主軸と一体的に挿嵌され、前端部が
装着孔内へ突出し、軸線方向進退によりシャンク把持手
段を開閉する工具締着管；工具締着管を軸線方向に進退
する進退駆動装置；工具締着管に軸線方向進退自在に、
回転方向には工具締着管と一体的に挿嵌された引張棒；
切削工具に主軸の軸線方向に進退自在に嵌挿され、引張
棒と係脱自在に結合される刃物変位用の作動棒；引張棒
の前端内部に設けられ、引張棒に対して軸線方向に相対
移動されると共に、引張棒に対しばね力で軸線方向後方
に押圧された引張部材と、引張部材の前端部に開閉自在
に取り付けられ、引張棒の内周と係合することにより切
削工具の刃物変位用の作動棒と引張棒との対向した両端
面を当接した状態で作業棒を把持するコレットとから成
る把持手段；及び引張棒を軸線方向に進退することによ
って切削工具の刃物を半径方向に変位させる進退駆動装
置；から構成されている。

【００２５】

【作用】上記の請求項１に記載の発明の主軸装置におい
ては、切削工具が未装着で回転停止している主軸の初期
状態では、工具締着管及び引張棒は前進端位置にあり、
カラーは引張棒に対して後退端位置に相対移動されてい
る。従って、シャンク把持手段及び引張棒把持手段は、
開放状態にある。そして、切削工具を主軸に装着するの
に際しては、切削工具が適宜把持され、シャンクが主軸
の装着孔に挿入される。

【００２６】工具締着管が進退駆動装置により後退する
と、シャンク把持手段は、切削工具のシャンクを把持す
る。即ち、切削工具は、主軸に装着される。シャンクが
主軸に把持された際、切削工具の作動棒後端面は、前進
端位置にある引張棒の先端面に当接する。

【００２７】そして、カラーが引張棒に対して相対移動
して前進すると、カラーの内周面がコレットの外周面に
当接し、コレットは徐々に閉じられ、作動棒の後端に係
合する。更に、カラーが前進端位置にまで前進すると、
カラー内周面とコレットの外周面との係合、即ちコレッ
トの閉じは、ばねのばね力により強固なものに維持さ
れ、その結果、切削工具の作動棒の後端は、引張棒の先
端に強固に当接されて引張棒に完全に結合される。

【００２８】そこで、工具締着管内の引張棒が進退駆動
装置により前進端位置から所望量だけ軸線方向に後退す
ると、作動棒は、引張棒と一体的に所望位置にまで軸線
方向に後退する。その結果、作動棒に変位機構を介して
接続された刃物は、半径方向に変位して、中心軸線から
所望量偏心した位置に位置決めされる。

【００２９】かくして、主軸が回転駆動されて、更に、
加工中、進退駆動装置によって引張棒が進退された移動
量に対応した精確な半径方向移動量でもって刃物が移動
され、刃物は、中心軸線から所望量偏心した位置で回転
して、工作物に対する所望の加工径で高精度の切削加工
が行われる。

【００３０】上記の請求項２に記載の発明の主軸装置に
おいては、切削工具が未装着で回転停止している主軸の
初期状態では、工具締着管及び引張棒は前進端位置にあ
り、カラーはストッパにより係止され、引張棒に対して
相対的に後方位置にある。従って、シャンク把持手段及
び引張棒把持手段は、開放状態にある。そして、切削工
具を主軸に装着するのに際しては、切削工具が適宜把持
され、シャンクが主軸の装着孔に挿入される。

【００３１】工具締着管が進退駆動装置により後退する
と、シャンク把持手段は、切削工具のシャンクを把持す
る。即ち、切削工具は、主軸に装着される。シャンクが
主軸に把持された際、切削工具の作動棒後端面は、前進
端位置にある引張棒の先端面に当接する。

【００３２】そして、引張棒が進退駆動装置により後退
すると、その先端面は、作動棒の後端面より離れると共
に、開放状態のコレットも後退する。それにより、カラ
ーは、引張棒に対して相対的に前進されると共にコレッ
トの外周がストッパの内周に係合し、コレットは閉じら
れ、作動棒後端に係合する。引張棒が更に後退すると、
コレットの外周面がカラーの内周面に当接して後退し、
コレットの閉じは更に進み、それにより作動棒の後端面
が引張棒の先端面に当接するまで引き寄せられる。

【００３３】そして引張棒の後退が続くと、伸長しよう
とするばねのばね力がカラーを前進する方向に働き、カ
ラー内周面とコレットとの係合、即ちコレットの閉じ
は、ばねのばね力により強固なものに維持され、その結
果、切削工具の作動棒の後端は、引張棒の先端に強固に
当接されて、引張棒に完全に結合される。引張棒の後退
は、加工時の引張棒の前進端位置で止まる。即ち、切削
工具において、作動棒は、刃物が初期状態にある初期位
置になる。

【００３４】そこで、工具締着管内の引張棒が進退駆動
装置により前進端位置から所望量だけ軸線方向に後退す
ると、作動棒は、引張棒と一体的に所望位置にまで軸線
方向に後退する。その結果、作動棒に変位機構を介して
接続された刃物は、半径方向に変位して、中心軸線から
所望量偏心した位置に位置決めされる。かくして、主軸
が回転駆動されて、更に、加工中、進退駆動装置によっ
て引張棒が進退された移動量に対応した精確な半径方向
移動量でもって刃物が移動され、刃物は、中心軸線から
所望量偏心した位置で回転して、工作物に対する所望の
加工径で高精度の切削加工が行われる。

【００３５】又、上記の請求項３に記載の発明の主軸装
置においては、切削工具が未装着で回転停止している主
軸の初期状態では、工具締着管及び引張棒は前進端位置
にあり、引張部材は引張棒に対して後退端位置に相対移
動されている。従って、シャンク把持手段及び引張棒把
持手段は、開放状態にある。そして、切削工具を主軸に
装着するのに際しては、切削工具が適宜把持され、シャ
ンクが主軸の装着孔に挿入される。

【００３６】工具締着管が進退駆動装置により後退する
と、シャンク把持手段は、切削工具のシャンクを把持す
る。即ち、切削工具は、主軸に装着される。シャンクが
主軸に把持された際、切削工具の作動棒後端面は、前進
端位置にある引張棒の先端面に当接する。そして、引張
部材が引張棒に対して相対移動して後退すると、カラー
の内周面がコレットの外周面に当接し、コレットは徐々
に閉じられ、作動棒の後端に係合する。

【００３７】更に、引張部材が後退端位置にまで後退す
ると、引張棒外周面とコレットとの係合、即ちコレット
の閉じは、ばねのばね力により強固なものに維持され、
その結果、切削工具の作動棒の後端面は、引張棒の先端
面に強固に当接されて引張棒に完全に結合される。

【００３８】そこで、工具締着管内の引張棒が進退駆動
装置により前進端位置から所望量だけ軸線方向に後退す
ると、作動棒は、引張棒と一体的に所望位置にまで軸線
方向に後退する。その結果、作動棒に変位機構を介して
接続された刃物は、半径方向に変位して、中心軸線から
所望量偏心した位置に位置決めされる。

【００３９】かくして、主軸が回転駆動されて、更に、
加工中、進退駆動装置によって引張棒が進退された移動
量に対応した精確な半径方向移動量でもって刃物が移動
され、刃物は、中心軸線から所望量偏心した位置で回転
して、工作物に対する所望の加工径で高精度の切削加工
が行われる。

【００４０】

【実施例】この発明の第１実施例における主軸装置を図
面に従って説明する。図１及び図２に示すように主軸ハ
ウジング１に転がり軸受２により回転自在に支承され、
その中間部に設けられたビルトインモータ３により回転
駆動される主軸４は、その先端に切削工具４０（詳細は
後述）のテーパシャンク４１（後出）の外周テーパ面が
嵌着されるテーパ穴５が穿設され、テーパ穴５の底から
後端に向って貫通孔６が貫通され、テーパ穴５に隣接し
た部分の貫通孔６は大径部６ａとなっている。その貫通
孔６には、前端部がテーパ穴５内へ突出し、後端部が図
２に示すように進退駆動装置（詳細は後述）に係合した
工具締着管７が挿嵌されている。

【００４１】工具締着管７に設けられた滑りキー７ｅが
主軸４のキー溝と引張棒１５（後出）のキー溝に個別に
係合しているので、工具締着管７は、主軸４及び引張棒
１５と回転方向には一体であるが、両者に対し、軸線方
向に滑動自在である。工具締着管７の外周面からは、大
径部６ａ内に突出部７ａが突出しており、大径部６ａの
前後段部と突出部７ａとの当接で工具締着管７の軸線方
向に滑動範囲が規制されている。

【００４２】工具締着管７の進退駆動装置について述べ
ると、主軸４の後端から突出した工具締着管７の後端部
の外周面には、キー止め・ナット締付けで第１係合スリ
ーブ８が固着され、第１係合スリーブ８の前端部の外周
面には、対向する主軸の後端部外周面に刻設された雄ね
じ部４ａと逆ねじの雄ねじ部８ａが刻設されている。

【００４３】前端部内周面が雄ねじ部４ａに、後端部内
周面が雄ねじ部８ａに共に螺合した第２係合スリーブ９
の外周面にはスプライン結合で回転スリーブ１０の前端
部が嵌合している。回転スリーブ１０の前端部外周面に
は環状係合溝１０ａが、後端部外周面にはピニオン１０
ｂが夫々形成されていると共に、回転スリーブ１０の中
間部には軸線方向の長孔１０ｃが穿設されている。ピニ
オン１０ｂに噛み合うラック１１は、略図示した流体圧
シリンダ１２により軸線方向と直角方向に進退するよう
主軸ハウジング１に設けられている。

【００４４】主軸ハウジング１に軸線方向と直角方向の
枢軸１３ｃに回動自在に取り付けられたベルクランク１
３の基端は、主軸ハウジング１に設けられた流体圧シリ
ンダ１４のピストン棒１４ａの先端に係合し、ベルクラ
ンク１３の先端側は第１腕部１３ａと第２腕部１３ｂと
なり、第１腕部１３ａは、回転スリーブ１０の環状係合
溝１０ａに係合し、第２腕部１３ｂは回転スリーブ１０
の長孔１０ｃを貫通して第１係合スリーブ８の後端部の
外周面に形成された軸線方向の係合溝８ｂに係合離脱自
在に係合している。

【００４５】工具締着管７には、更に、刃物変位用の引
張棒１５が挿嵌されている。引張棒１５は、既述のよう
に工具締着管７の滑りキー７ｅに係合するしているの
で、主軸４及び工具締着管７に対し回転が拘束されてい
ると共に、夫々に対し個別に軸線方向に滑動自在であ
る。引張棒１５の後端は工具締着管７から突出し、相対
回転を許し、軸線方向のみ結合する軸継手１６を介して
同軸線のボールねじ１７に結合されている。ボールねじ
１７は、主軸ハウジング１内に設けられた駆動モータ１
８のロータと一体的なボールナット１９に螺合してい
る。

【００４６】引張棒１５の前端部の適宜範囲は、工具締
着管７の内周面と隙間を形成する小径部１５ａとなり、
小径部１５ａ先端には、前鍔部２０ａ及び後鍔部２０ｂ
が形成され、切削工具４０の作動棒４２（後出）を把持
するコレット２１（後出）を保持する先端部材２０が固
着されている。

【００４７】引張棒１５の小径部１５ａの前半部の外周
面と工具締着管７の内周面との間には、カラー２２が軸
線方向に滑動自在に嵌装されている。軸線方向にカラー
２２に穿設された適宜長さの長孔２２ａには、引張棒１
５の小径部１５ａの中間部に直径方向に植設された止め
ピン１５ｃが係合しており、カラー２２の後端面と小径
部１５ａの基部の鍔部１５ｂとの間には、小径部１５ａ
を囲繞する圧縮コイルばね２３が嵌装されている。カラ
ー２２の前端部内周面は、コレット２１（後出）の外周
テーパ面に接する内周テーパ面２２ｂとなっている。

【００４８】貫通孔６の大径部６ａには、半径方向に貫
通孔６内周面内へ突出したストッパ２４の基部と、テー
パ穴５と同軸線で、外周面がテーパ穴５との間にテーパ
環状穴５ａを形成すると共に、内周面には工具締着管７
の前端部が滑動自在に嵌合したクランプボール保持スリ
ーブ２５の基部とが夫々固着されている。ストッパ２４
の先端は、工具締着管７に軸線方向に穿設された長孔７
ｄを貫通し、カラー２２の先端面に当接し得ると共にコ
レット２１（後出）の外周突起２１ｂに当接し得るよう
に突出している。

【００４９】テーパ環状穴５ａには、切削工具４０の円
筒状のテーパシャンク４１（後出）が嵌着されるように
なっている。クランプボール保持スリーブ２５には、テ
ーパ環状穴５ａに嵌着される切削工具４０のテーパシャ
ンク４１のクランプボール孔４１ａに対応するクランプ
ボール孔２５ａが半径方向に貫通している。工具締着管
７の先端部の外周面には、前縁に縁部斜面７ｂをもつク
ランプボール作動用凹部７ｃが形成され、クランプボー
ル作動用凹部７ｃとクランプボール孔２５ａとに跨って
クランプボール２６が納められている。

【００５０】又、主軸４には、テーパ環状穴５ａの内周
面に開口した仮クランプボール孔５ｂが半径方向に穿設
され、仮クランプボール孔５ｂに納められた仮クランプ
ボール２７は、外側から仮クランプボール孔５ｂに挿入
されねじ止めされた圧縮コイルばね２８の付勢力で押圧
され、仮クランプボール孔５ｂの先端の絞り開口部から
テーパ環状穴５ａの内周面に一部突出している。

【００５１】工具締着管７の先端開口から適宜、奥の位
置において、前鍔部２０ａ・後鍔部２０ｂ間にその基部
の内周突起２１ａが嵌まり微小移動可能に先端部材２０
に取り付けられたコレット２１は、その外周テーパ面が
前記カラー２２の内周テーパ面２２ｂに接しており、先
端にはストッパ２４に係合する外周突起２１ｂと切削工
具４０の作動棒４２（後出）の後端部に形成されたプル
スタッド４２ａに係合する内周突起２１ｃが形成されて
おり、プルスタッド４２ａを把持するようになってい
る。

【００５２】主軸４に装着される切削工具４０は、図７
に示され、切削工具４０のケーシング本体４３の後端に
は、後端に開口した中空穴４１ｂをもつ筒状のテーパシ
ャンク４１が伸長されて形成されている。ケーシング本
体４３は、先端面に開口した断面略長方形の中空部４３
ａが形成され、中空穴４１ｂと中空部４３ａとは、隔壁
４３ｂで隔てられている。

【００５３】テーパシャンク４１の外周周壁には、後縁
周斜面をもつクランプボール孔４１ａが穿設されてお
り、テーパシャンク４１とケーシング本体４３との段部
は、切削工具４０が主軸４に装着された時、主軸４の先
端面に当接する。ケーシング本体４３の外周面には、自
動工具交換装置の交換ハンドが係合する環状溝４３ｃが
形成されている。

【００５４】中空部４３ａの開口端面には、同形断面の
案内部材４４が固着され、案内部材４４の前端面には、
中空部４３ａの断面長軸線方向のあり溝４４ａが開口両
側に跨って形成されており、滑動部材４５がケーシング
本体４３の半径方向に滑動自在に嵌合している。

【００５５】フランジ状の基部４６ａをもつクイル４６
は、基部４６ａが滑動部材４５の表面に固着され、切削
工具４０の軸線方向に突出しており、クイル４６の先端
部には、バイトチップ４７が半径方向に突出して取り付
けられている。バイトチップ４７の取付けの半径方向
は、滑動部材４５がケーシング本体４３の外周面方向に
変位する半径方向と同一方向である。

【００５６】又、ケーシング本体４３の全周面に亘って
形成されたバランスウエイト収納凹部４３ｄには、略環
状のバランスウエイト４８が嵌装されている。バランス
ウエイト４８は、滑動部材４５の滑動方向にのみ伸長
し、図７の上下方向に滑動自在である。刃物変位装置と
しては、カム機構や楔機構等、種々の機構があるが、カ
ム溝機構を例示する。

【００５７】中空部４３ａ内には、中空部４３ａの断面
短軸線方向で中央略１／３の厚さ寸法で、中心軸線方向
で中空部４３ａの中心軸線方向の長さより短かい板状の
カム溝部材４９が中空部４３ａの断面長軸線方向の両側
を直線軸受を介して支持され、中心軸線方向に滑動自在
に嵌装されている。カム溝部材４９の両側面には、斜行
カム溝４９ａ，４９ａが中心軸線方向に対して傾いた軸
線方向に形成されており、両斜行カム溝４９ａ，４９ａ
は傾き角度が同じで、且つ傾き方向は逆であり、所謂Ｘ
字状となっている。

【００５８】中空部４３ａの両側面とカム溝部材４９の
両側面との間には、夫々中空部４３ａの断面長軸線方向
の長さより短い従動部材５０，５０が嵌装されている。
中空部４３ａの両側面に対向する従動部材５０，５０の
側面は、夫々斜行カム溝４９ａ，４９ａに直線軸受を介
して係合している。

【００５９】一方の従動部材５０は、中心軸線方向に伸
び、案内部材４４の開口部に突出し、突出端が滑動部材
４５の裏面に固着されている。他方の従動部材５０は、
ケーシング本体４３の半形方向に伸び、ケーシング本体
４３の外周面のバランスウエイト収納凹部４３ｄの底面
から突出し、バランスウエイト４８に固着されている。

【００６０】上記のカム溝部材４９とそれに係合する従
動部材５０，５０との関係は、カム溝部材４９が前記中
立基準位置から主軸４の引張棒１５によりケーシング本
体４３の隔壁４３ｂに最も近接した終端位置に変位する
と、クイル４６とバランスウエイト４８とは、中心軸線
から互に反対の半径方向に最も離れた位置に変位するよ
うになっている。

【００６１】カム溝部材４９の後端面からは、ケーシン
グ本体４３の中心軸線上にある作動棒４１が突出して、
ケーシング本体４３の隔壁４３ｂを貫通してテーパシャ
ンク４１の中空部内に伸びている。作動棒４２の端部
は、通常のプルスタッド４２ａと同様の形状である。

【００６２】中立基準位置の状態での滑動部材４５、ク
イル４６、バイトチップ４７及び一方の従動部材５０等
並びバランスウエイト４８及び他方の従動部材５０等の
合成重心は、実質的に回転中心から偏心していない、即
ちアンバランスがない状態になっている。

【００６３】そして、クイル４６のバイトチップ４７が
中立基準位置から回転半径を増大するように滑動部材４
５が変位された場合に、バランスウエイト４８も従動部
材５０共々、中立基準位置からバイトチップ４７と反対
の半径方向に変位する。滑動部材４５、クイル４６、バ
イトチップ４７及び従動部材５０等の合成重心の半径方
変位とバランスウエイト４８及び従動部材５０等の合成
重心の反対の半径方向の変位により、主軸の回転の際の
主軸全体の合成偏心重量、即ちアンバランスがなくなる
ようになっている。

【００６４】上記の主軸装置の操作・作用について説明
する。切削工具４０が未装着で回転停止している主軸４
の初期状態では、工具締着管７及び引張棒１５は前進端
位置にある。従って、クランプボール２６は、クランプ
ボール作動用凹部７ｃ内にあり、コレット２１は、開放
状態にあって、外周突起２１ｂがストッパ２４の前側に
位置し、開放状態にある。

【００６５】そして、流体圧シリンダ１４のピストン棒
１４ａは突出状態になって、ベルクランク１３は、図４
で時計回りに最大回動位置となり、第１腕部１３ａによ
り回転スリーブ１０は前進端位置になって、第２係合ス
リーブ９とスプライン係合されると共に、第２腕部１３
ｂの係合溝８ｂとの係合により第１係合スリーブ８は回
転方向に拘束される。

【００６６】先ず切削工具４０を工作機械の主軸４に装
着するのに際しては、ケーシング本体４３が適宜（例え
ば環状溝４３ｃ）把持され、テーパシャンク４１が主軸
４のテーパ環状穴５ａに挿入される。その際、圧縮コイ
ルばね２８の付勢力でテーパ環状穴５ａ内に突出してい
る仮クランプボール２７は、テーパシャンク４１で一旦
は押し込められてからクランプボール孔４１ａに合致す
ると再び圧縮コイルばね２８でクランプボール孔４１ａ
に押し込められ、テーパシャンク４１は主軸４に仮クラ
ンプされる。

【００６７】流体圧シリンダ１２が作動することによ
り、ラック１１が前進し、回転スリーブ１０が回転し、
スプライン係合を介して第２係合スリーブ９が回転す
る。すると、停止している主軸４と共に逆ねじ関係で第
２係合スリーブ９と螺合している第１係合スリーブ８
は、回転が拘束されているので後退する。

【００６８】すると、クランプボール２６は、クランプ
ボール作動用凹部７ｃの縁部斜面７ｂにより押上げられ
クランプボール保持スリーブ２５のクランプボール孔２
５ａとテーパシャンク４１のクランプボール孔４１ａに
跨った突出位置になり、クランプボール孔４１ａの後側
傾斜内周面に係合して、テーパシャンク４１は、テーパ
シャンク４１基部の段部が主軸４の先端面に当接するよ
うにテーパ環状穴５ａ内に引き込まれ、主軸４に固締さ
れる。即ち、切削工具４０は、主軸４に装着される。な
お、切削工具４０が無い状態では、工具締着管７は、突
出部７ａが貫通孔６の大径部６ａの後端に当接するまで
後退される。

【００６９】テーパシャンク４１が主軸４に固締された
際、作動棒４２のプルスタッド４２ａの端面は、前進端
位置にある引張棒１５の先端部材２０の先端面に当接す
る。前進端位置にある引張棒１５においては、鍔部１５
ｂで押された圧縮コイルばね２３は圧縮されてカラー２
２をストッパ２４の後側面にばね力で押圧している。
（図５（Ａ）参照）

【００７０】そして、駆動モータ１８の駆動によりボー
ルナット１９が回転し、ボールねじ１７は後退するの
で、引張棒１５は、軸継手１６を介して後退させられ
る。引張棒１５、即ち先端部材２０の後退により、その
先端面はプルスタッド４２ａの後退面より離れると共
に、先端部材２０の前鍔部２０ａに内周突起２１ａが係
合した開放状態のコレット２１は後退する。

【００７１】それにより、ストッパ２４の前側面の前に
位置した外周突起２１ｂがストッパ２４の内周面に係合
して押えられることによりコレット２１は閉じられ、そ
の外周面がカラー２２の内周テーパ面２２ｂから離れる
と共に内周突起２１ｃが作動棒４２のプルスタッド４２
ａに係合する。（図５（Ｂ）（Ｃ）参照）

【００７２】引張棒１５、即ち先端部材２０が更に後退
すると、コレット２１の外周面がカラー２２の内周テー
パ面２２ｂに当接して後退し、コレット２１の閉じは更
に進み、外周突起２１ｂがストッパ２４の内周面から離
れると共に、内周突起２１ｃのプルスタッド４２ａとの
係合も更に進む。それによりプルスタッド４２ａは、後
端面が先端部材２０の先端面に当接するまで先端部材２
０の方に引き寄せられる。（図５（Ｄ）参照）

【００７３】そして引張棒１５、即ち先端部材２０の後
退が続くと、カラー２２は、ストッパ２４の後側面より
離れ、伸長しようとする圧縮コイルばね２３のばね力が
カラー２２を前進する方向に働き、カラー２２の内周テ
ーパ面２２ｂとコレット２１との係合、即ちコレット２
１の閉じは、圧縮コイルばね２３のばね力により強固な
ものに維持され、その結果、プルスタッド４２ａは、先
端部材２０の先端面に強固に当接されて、先端部材２０
に完全に結合される。（図５（Ｅ）（Ｆ）参照）

【００７４】駆動モータ１８の駆動、即ち引張棒１５の
後退は、加工時の引張棒１５の前進端位置で止まる。即
ち、切削工具４０において、作動棒４２は、バイト４７
付クイル４６が初期状態にある初期位置になる。そこ
で、工具締着管７内の引張棒１５が駆動モータ１８によ
り前進端位置から所望量だけ軸線方向に後退すると、作
動棒１７は、引張棒１５と一体的に所望位置にまで軸線
方向に後退する。

【００７５】その結果、斜行カム溝４９ａ，４９ａが形
成され、作動棒１７に取り付けられたカム溝部材４９及
び斜行カム溝４９ａ，４９ａに係合する従動部材５０，
５０を介してバイト４７付きクイル４６とバランスウエ
イト４８とは、夫々従動部材５０，５０と一体的になっ
て互に反対の半径方向に等量だけ変位して、中心軸線か
ら夫々所望量偏心した位置に位置決めされる。

【００７６】そして、流体圧シリンダ１４のピストン棒
１４ａは退縮状態になって、ベルクランク１３は、図４
で反時計回りに回動され原位置に復位する。すると、第
１腕部１３ａにより回転スリーブ１０は後退端位置にな
って、第２係合スリーブ９とのスプライン係合は外れ、
第２係合スリーブ９は回転自在になると共に、第２腕部
１３ｂは、係合溝８ｂから外れ、第１係合スリーブ８は
回転自在になる。

【００７７】かくして、回転自在になつた主軸４がビル
トインモータ３により回転駆動されると共に、加工中、
バイト４７は駆動モータ１８により半径方向に移動され
て、バイト４７は、中心軸線から所望量偏心した位置で
回転して、工作物に対する所望の加工径で切削加工が行
われる。

【００７８】ここで、プルスタッド４２ａと前鍔部２０
との両端が完全に密着し、即ち軸線方向に隙間なく作動
棒４２と引張棒１５とが連結されているため、駆動モー
タ１８によって進退される引張棒１５の移動量に対応し
たバイト４７の半径方向変位量が精確なものとなり、高
精度な加工を行うことができる。バイト４７付きクイル
４６は中心軸線から偏心した位置で回転するが、対称的
に偏心したバランスウエイト４８によつてアンバランス
が相殺される。

【００７９】切削工具４０を主軸４より取り外す際は、
再び切削工具４０を装着するときと同様に、回転スリー
ブ１０と第２係合スリーブ９とをスプライン係合すると
共に第２腕部１３ｂの係合溝８ｂとの係合により第１係
合スリーブ８を回転方向に拘束する。

【００８０】工具締着管７内の引張棒１５が駆動モータ
１８の回転駆動で所望量だけ軸線方向に前進すると、作
動棒１７は、引張棒１５に押されて前進端位置にまで軸
線方向に前進する。即ち、従動部材５０，５０、即ちバ
イト４７付きクイル４６及びバランスウエイトは、互に
対向したの半径方向に等量だけ変位し、初期状態にな
る。

【００８１】そして引張棒１５、即ち先端部材２０が前
進が続くと、切削工具４０の作動棒は前方に押されると
共に、カラー２２は、ストッパ２４の後側面に当接し、
前進が阻止され、引張棒１５、即ち先端部材２０は、鍔
部１５ｂにより押圧される圧縮コイルばね２３のばね力
に抗して前進するので、コレット２１も前進して、その
外周面がカラー２２の内周テーパ面２２ｂから離れ、コ
レット２１は、外周突起２１ｂがストッパ２４の内周面
に係合するまでは開く。

【００８２】更に、引張棒１５の先端部材２０、即ちコ
レット２１前進が続くと、外周突起２１ｂがストッパ２
４の内周面から外れ、ストッパ２４の前側面の前に出
て、コレット２１は開放状態となり、共に前進した作動
棒４２のプルスタッド４２ａを解放する。

【００８３】それから、流体圧シリンダ１２が作動する
ことにより、ラック１１が後退し、回転スリーブ１０が
逆回転し、スプライン係合を介して第２係合スリーブ９
が逆回転する。すると、停止している主軸４と共に逆ね
じ関係で第２係合スリーブ９と螺合している第１係合ス
リーブ８は、回転が拘束されているので前進する。その
結果、工具締着管７は、突出部７ａが貫通孔６の大径部
６ａの前端に当接するまで前進する。

【００８４】すると、工具締着管７のクランプボール作
動用凹部７ｃの縁部斜面７ｂがクランプボール２６から
離れ、クランプボール２６は、前進したクランプボール
作動用凹部７ｃ内に落ち込み、テーパシャンク４１のク
ランプボール孔４１ａから外れると共に、仮クランプボ
ール２７は、圧縮コイルばね２８の付勢力でテーパ環状
穴５ａ内に突出して、切削工具４０のテーパシャンク４
１は、主軸４に仮クランプされる。

【００８５】それから、ケーシング本体４３が適宜把持
され、テーパシャンク４１が主軸４のテーパ環状穴５ａ
から引き抜かれる。その際、圧縮コイルばね２８の付勢
力でテーパ環状穴５ａ内に突出している仮クランプボー
ル２７は、テーパシャンク４１で一旦は押し込められ
る。かくして、切削工具４０は、主軸４にから取り外さ
れる。

【００８６】上記の第１実施例の主軸装置においては、
カラー２２の先端面に当接するストッパ２４が設けら
れ、引張棒１５の後退する動きを利用して、コレット２
１が開閉されるようになっているので、カラー２２を引
張棒１５に対して相対移動させる別個の進退駆動装置が
必要でなくなり、装置構成が簡略化され得て、コストの
低減が図れる。

【００８７】更に、コレット２１に外周突起２１ｂが設
けられ、この外周突起２１ｂと係合するようにストッパ
２４が半径方向に突出されているので、引張棒１５と作
動棒１７との結合の初期に引張棒の短い移動動作でカラ
ー２２の内周面に形成された内周テーパ面２２ｂがコレ
ット２１の外周テーパ面に作用する前に、コレット２１
が閉じられ、作動棒１７の後端に形成されたプルスタッ
ド４２ａにコレット２１に形成された内周突起２１ｃが
係合され得て、作動棒１７が停止した状態で引張棒１５
を軸線方向に移動させて連結させる場合、一旦は離間す
る引張棒１５・作動棒１７の連結が確実に行われ得るの
で、両者１５，１７の連結の際の空振りを防止すること
ができる。

【００８８】なお、上記においては、ストッパ２４が設
けられて、引張棒１５の進退する動きを利用して、コレ
ット２１が開閉されるようにしたが、カラー２２を引張
棒１５に対して相対移動させる進退駆動装置が別個に設
けられていてもよい。例えば、シリンダ装置を用いて、
カラー２２が引張棒１５に対して後方に相対移動されて
コレット２１が開かれ、続いてコレット２１が閉じられ
るときは、シリンダ装置が作動されないで、カラー２２
がばねのばね力によって引張棒１５に対して前方に相対
移動されるようにする。

【００８９】又、上記の第１実施例の主軸装置における
コレットに限定されるものではなく、ボールを半径方向
に移動可能に保持したボール式コレットを引張棒先端に
設けてもよい。この場合、カラー２２の内周テーパ面２
２ｂによるプルスタッド４２ａに対する押圧作用は、ボ
ールを介して行われる。

【００９０】次に第２実施例における主軸装置について
図８に基づいて説明する。第２実施例の主軸装置は、上
記の第１実施例の主軸装置と比較すると、引張棒に対し
て相対移動されるコレット閉止用のカラーが除去され、
引張棒に対してコレットが直接相対移動され、引張棒の
内周とコレットの外周突起とが係合することによりコレ
ットが開閉する点で第１実施例の主軸装置と相違する。
なお、第１実施例と相違する部分については詳述する
が、第１実施例と同一乃至均等構成と考えられる部分に
ついては同一符号を付して重複する説明を省略する。

【００９１】図８において、主軸４の貫通孔６には、工
具締着管７を介して引張棒１５が軸線方向に滑動自在に
嵌挿されている。この引張棒１５の前端には、切削工具
の作動棒４２に形成されたテーパシャンク４２ａの外周
テーパ面が嵌着されるテーパ環状穴１５ｄが穿設されて
いると共に、このテーパ環状穴１５ｄに連続して大径穴
１５ｅ、小径穴１５ｆ、滑動穴１５ｇ、シリンダ穴１５
ｈが順に形成されている。更に、小径穴１５ｆと滑動穴
１５ｇとの間には、後述する引張部材９０の前進端位置
を規制する規制突起部１５ｉが形成され、滑動穴１５ｇ
には、半径方向孔１５ｊが穿設されている。

【００９２】引張棒１５の滑動穴１５ｇには、引張部材
９０が軸線方向に滑動自在に嵌挿されており、この引張
部材９０の前端部に形成された前鍔部９０ａと引張部材
９０の段部９０ｂとの間には、作動棒４２のプルスタッ
ド４２ａを把持するコレット２１の内周突起２１ａが嵌
まり、コレット２１が引張棒１５の小径穴１５ｆとの間
で開閉自在に保持されている。他方、引張部材９０の後
端部は、前記シリンダ穴１５ｈに嵌挿されている。

【００９３】コレット２１は、引張部材９０の引張棒１
５に対する相対移動によって前記小径穴１５ｆの内周面
とコレット２１の外周突起２１ｂとが係合することによ
り閉じられるようになっている。前記引張部材９０に
は、前記半径方向孔１５ｊに突出する突出部９０ｃが一
体形成されており、この突出部９０ｃは、半径方向孔１
５ｊにより軸線方向の移動範囲が規制されている。更
に、引張部材９０は、引張棒１５と突出部９０ｃとの間
に介挿された圧縮コイルばね１００のばね力により常に
後方に押圧されるようになっている。

【００９４】前記シリンダ穴１５ｈは、引張棒１５に形
成された供給通路１０１を介して図示しない圧縮流体供
給ポンプに接続されており、圧縮流体供給ポンプから圧
縮流体がシリンダ穴１５ｈに供給されることにより、引
張部材９０は、圧縮コイルばね１００のばね力に抗して
前進され、それによりコレット２１が開かれるようにな
っている。なお、シリンダ穴１５ｈの圧縮流体供給ポン
プとの接続の開閉切換は、図示しない切換弁による供給
オン・供給オフで行われるようになっている。

【００９５】前記作動棒４２には、引張棒の前端面と当
接する段部４２ｃが前述したテーパシャンク４２ｂの基
部に形成されており、作動棒４２は、テーパシャンク４
２ｂと段部４２ｃとにより引張棒１５に対し二面拘束さ
れるようになっている。上記の構成により、作動棒４２
と引張棒１５とを結合するのに際しては、先ず図示しな
い圧縮流体供給ポンプからシリンダ穴１５ｈに圧縮流体
を供給することにより、引張部材９０を圧縮コイルばね
１００のばね力に抗して前進端位置に前進させ、コレッ
ト２１を開放状態にする。

【００９６】次に、この状態で、切削工具が工作機械の
主軸４に装着されるのに伴って、作動棒４２のテーパシ
ャンク４２ｂが引張棒１５のテーパ環状穴１５ｄに挿入
される。そして、切換弁が供給オフに切り換えられる
と、引張部材９０は、圧縮コイルばね１００のばね力に
よって後方に後退される。それにより、コレット２１の
外周突起２１ｂが小径穴１５ｆの内周面に係合して押え
られるので、コレット２１が閉じられ、コレット２１の
内周突起２１ｃが作動棒４２のプルスタッド４２ａに係
合する。

【００９７】引張部材９０が後退端位置まで後退される
と、作動棒４２のプルスタッド４２ａが、圧縮コイルば
ね１００のばね力によってコレット２１に強固に把持さ
れると共に、作動棒４２のテーパシャンク４２ｂは、作
動棒４２の段部４２ｃが引張棒１５の先端面に当接する
ようにテーパ環状穴１５ｄに引き込まれ、引張棒１５に
固締される。即ち、作動棒４２と引張棒１５とが軸線方
向に隙間なく完全に結合される。なお、作動棒４２と引
張棒１５との結合において、作動棒４２の段部４２ｃと
引張棒１５の先端面との当接がなく、上記テーパ環状穴
１５ｄとテーパシャンク４２ｂとの両テーパ面の当接の
みであってもよい。かくして、第２実施例においても、
第１実施例と同様の効果を奏する。

【００９８】なお、第１実施例においては、カラーを引
張棒に対して相対移動させることにより、作動棒と引張
棒との結合・非結合が行われるようにし、第２実施例に
おいては、コレット自体を引張棒に対して相対移動させ
ることにより、作動棒と引張棒との結合・非結合が行わ
れるようにしているが、作動棒と引張棒との両端面を当
接させた状態、即ち作動棒と引張棒とを軸線方向に隙間
なく結合させるというこの発明の基本思想から逸脱しな
い限り、種々の変形は可能である。

【００９９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明の主軸装置は、刃
物半径方向変位用の作動棒を備えた切削工具を着脱自在
に装着すると共に、刃物変位用の作動棒を軸線方向に作
動するべく、作動棒を主軸側の引張棒に遊びなく着脱自
在に結合することができる。その結果、切削工具におけ
る刃物の半径方向の位置決めが精確・安定して行われ、
延いては、高精度の加工が行うことができる。

【０１００】請求項２に記載の発明の主軸装置において
も、請求項１に記載の発明の場合と同様に、作動棒を主
軸側の引張棒に軸線方向に遊びなく着脱可能に結合する
ことができるので、切削工具における刃物の半径方向の
位置決めが精確・安定して行われ、延いては、高精度の
加工を行うことができる。

【０１０１】更に、刃物を半径方向に変位させる引張棒
の進退駆動装置による進退作動を利用して、カラーの軸
線方向の移動をストッパにより止めることによりコレッ
トが開かれ、ストッパからカラーを離間させ、ばね力を
作用させることによりコレットが閉じられるようにして
作動棒と引張棒とを結合させるようにしたので、カラー
の先端面に当接するストッパを設けるだけで、カラーと
引張棒とを相対移動させる進退駆動装置を別個に設ける
必要がなくなり、駆動源が一つですみ、装置構成が簡略
化でき、コスト低減が図れる。

【０１０２】請求項３に記載の発明の主軸装置において
も、請求項１に記載の発明の場合と同様に、作動棒を主
軸側の引張棒に軸線方向に遊びなく着脱可能に結合する
ことができるので、切削工具における刃物の半径方向の
位置決めが精確・安定して行われ、延いては、高精度の
加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例における主軸装置の前半
部の断面図である。

【図２】この発明の第１実施例における主軸装置の後半
部の断面図である。

【図３】この発明の第１実施例における主軸装置の前半
部要部の断面図である。

【図４】この発明の第１実施例における主軸装置の後半
部要部の断面図である。

【図５】この発明の第１実施例における主軸装置の前半
部要部の作動説明図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）である。

【図６】この発明の第１実施例における主軸装置の前半
部要部の作動説明図（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）である。

【図７】この発明の第１実施例における主軸装置に装着
される切削工具の構成図である。

【図８】この発明の第２実施例における主軸装置の前半
部要部の断面図である。

【図９】従来の技術における主軸装置の断面図である。

【図１０】従来の技術における主軸装置の前半部要部の
作動説明図（Ａ）（Ｂ）である。

【図１１】従来の技術における主軸装置の前半部要部の
作動説明図（Ｃ）（Ｄ）である。

【符号の説明】

１ 主軸ハウジング ２ 転がり軸受 ３ ビルトインモータ ４ 主軸 ４ａ，８ａ 雄ねじ部 ５ テーパ穴 ５ａ テーパ環状穴 ５ｂ 仮クランプ
ボール孔 ６ 貫通孔 ６ａ 大径部 ７ 工具締着管 ７ａ 突出部 ７ｂ 縁部斜面 ７ｃ クランプボ
ール作動用凹部 ７ｄ 長孔 ７ｅ 滑りキー ８ 第１係合スリーブ ８ｂ 係合溝 ９ 第２係合スリーブ ９ａ テーパ面 １０ 回転スリーブ １０ａ 環状係合
溝 １０ｂ ピニオン １０ｃ 長孔 １１ ラック １２，１４ 流体
圧シリンダ １３ ベルクランク １３ａ 第１腕部 １３ｂ 第２腕部 １３ｃ 枢軸 １４ａ ピストン棒 １５ 引張棒 １５ａ 小径部 １５ｂ 鍔部 １５ｃ 止めピン １５ｄ テーパ環
状穴 １５ｅ 大径穴 １５ｆ 小径穴 １５ｇ 滑動穴 １５ｈ シリンダ
穴 １５ｉ 規制突起部 １５ｊ 半径方向
孔 １６ 軸継手 １７ ボールねじ １８ 駆動モータ １９ ボールナッ
ト ２０ 先端部材 ２０ａ 前鍔部 ２０ｂ 後鍔部 ２１ コレット ２１ａ，２１ｃ 内周突起 ２１ｂ 外周突起 ２２ カラー ２２ａ 長孔 ２２ｂ 内周テーパ面 ２３，２８，１０
０ 圧縮コイルばね ２４ ストッパ ２５ クランプボ
ール保持スリーブ ２５ａ クランプボール孔 ２６ クランプボ
ール ２７ 仮クランプボール ９０ 引張部材 ９０ａ 前鍔部 ９０ｂ 段部 １０１ 供給通路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸線に貫通し、前端開口部が切削工
   具のシャンクが嵌着される装着孔となった貫通孔が形成
   され、装着孔にシャンクを把持する開閉自在のシャンク
   把持手段を備え、且つ回転駆動される主軸、 主軸の貫通孔に軸線方向進退自在に、回転方向には主軸
   と一体的に挿嵌され、前端部が装着孔内へ突出し、軸線
   方向進退によりシャンク把持手段を開閉する工具締着
   管、 工具締着管を軸線方向に進退する進退駆動装置、 工具締着管に軸線方向進退自在に、回転方向には工具締
   着管と一体的に挿嵌された引張棒、 切削工具に主軸の軸線方向に進退自在に嵌挿され、引張
   棒と係脱自在に結合される刃物変位用の作動棒、 引張棒の前端部に開閉自在に取り付けられ、切削工具の
   刃物変位用の作動棒と引張棒との対向した両端面を当接
   した状態で作動棒を把持するコレットと、引張棒に嵌挿
   され、引張棒に対して軸線方向に相対移動されると共
   に、引張棒に対しばね力で軸線方向前方に押圧され、且
   つコレットの外周面に係合するコレット閉止用のカラー
   とから成る把持手段、 及び引張棒を軸線方向に進退することによって切削工具
   の刃物を半径方向に変位させる進退駆動装置から構成さ
   れた主軸装置。
2. 【請求項２】 中心軸線に貫通し、前端開口部が切削工
   具のシャンクが嵌着される装着孔となった貫通孔が形成
   され、装着孔にシャンクを把持する開閉自在のシャンク
   把持手段を備え、且つ回転駆動される主軸、 主軸の貫通孔に軸線方向進退自在に、回転方向には主軸
   と一体的に挿嵌され、前端部が装着孔内へ突出し、軸線
   方向進退によりシャンク把持手段を開閉する工具締着
   管、 工具締着管を軸線方向に進退する進退駆動装置、 工具締着管に軸線方向進退自在に、回転方向には工具締
   着管と一体的に挿嵌された引張棒、 切削工具に主軸の軸線方向に進退自在に嵌挿され、引張
   棒と係脱自在に結合される刃物変位用の作動棒、 引張棒の前端部に開閉自在に取り付けられ、切削工具の
   刃物変位用の作動棒と引張棒との対向した両端面を当接
   した状態で作動棒を把持するコレットと、引張棒に嵌挿
   され、引張棒に対しばね力で軸線方向前方に押圧され、
   且つコレットの外周面に係合するコレット閉止用のカラ
   ーと、カラーの先端面に当接すると共にコレット外周に
   係合するストッパとから成る把持手段、 及び引張棒を軸線方向に進退することによって切削工具
   の刃物を半径方向に変位させると共にカラーを引張棒に
   対して軸線方向に相対移動させる進退駆動装置から構成
   された主軸装置。
3. 【請求項３】 中心軸線に貫通し、前端開口部が切削工
   具のシャンクが嵌着される装着孔となった貫通孔が形成
   され、装着孔にシャンクを把持する開閉自在のシャンク
   把持手段を備え、且つ回転駆動される主軸、 主軸の貫通孔に軸線方向進退自在に、回転方向には主軸
   と一体的に挿嵌され、前端部が装着孔内へ突出し、軸線
   方向進退によりシャンク把持手段を開閉する工具締着
   管、 工具締着管を軸線方向に進退する進退駆動装置、 工具締着管に軸線方向進退自在に、回転方向には工具締
   着管と一体的に挿嵌された引張棒、 切削工具に主軸の軸線方向に進退自在に嵌挿され、引張
   棒と係脱自在に結合される刃物変位用の作動棒、 引張棒の前端内部に設けられ、引張棒に対して軸線方向
   に相対移動されると共に、引張棒に対しばね力で軸線方
   向後方に押圧された引張部材と、引張部材の前端部に開
   閉自在に取り付けられ、引張棒の内周と係合することに
   より切削工具の刃物変位用の作動棒と引張棒との対向し
   た両端面を当接した状態で作業棒を把持するコレットと
   から成る把持手段、 及び引張棒を軸線方向に進退することによって切削工具
   の刃物を半径方向に変位させる進退駆動装置から構成さ
   れた主軸装置。