JPH0866809A - 主軸のツールクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸にロータリジョイント等の圧油供給機構
が不要で摩擦熱の発生がなく、点検や部品の交換等の保
守作業が不要なツールクランプ装置を得る。 【構成】 主軸貫通穴３内に嵌装され、主軸軸線方向に
摺動自在に設けられるとともに、一端部がテーパ部１３
ｂとして形成された摺動部材１３と、この摺動部材の摺
動により前記ドローバ５をクランプ・アンクランプする
クランプ手段１０と、摺動部材の他端側に設けられ、主
軸軸線方向に離間して配置された二つの被係合部１５
ａ，１５ｂと、この２つの被係合部の間に進退移動自在
に設けられ、一側に移動したときに一方の被係合部１５
ａと係合して摺動部材に押圧力を付与し、他側に移動し
たときに他方の被係合部１５ｂと係合して摺動部材に引
張力を付与する係合部材１４と、この係合部材を被係合
部の間の摺動部材と接触しない中立位置から一側または
他側に向けて移動させる進退移動手段２０とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸の一端
に工具を装着するためのツールクランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の主軸の一端に工具を装着する
ためのツールクランプ装置として、主軸貫通穴内に進退
移動自在に設けられたドローバで工具の一部と把持また
は係合して引っ張り、この状態でドローバをクランプし
て進退移動を規制するものが知られている。このような
形式のものとして例えば、図４に示すような、いわゆる
ソリッドツール方式のツールクランプ装置がある。符号
１′は工作機械の主軸、符号５′は主軸貫通穴３′内に
進退移動自在に設けられたドローバで、このドローバ
５′が他側方向（図面右方向）に移動することにより、
ドローバ５′の一端に設けられたコレット等の把持係合
手段６′で工具Ｔの被係合穴部Ｔａと係合して引っ張
り、主軸１′の一端に工具Ｔを装着する。また、ドロー
バ５′が一側方向に移動することにより、工具Ｔの装着
が解除されて工具交換が可能な状態になる。

【０００３】主軸貫通穴３′内には、ドローバ５′を支
持する摺動部材である円筒状のドローバ支持部材１１′
が嵌入され、その一端部にはシリンダ室１１ｃ′が形成
されている。シリンダ室１１ｃ′内で進退移動するドロ
ーバ５′の途中部位には、テーパ面を有する溝５ｃ′が
形成されていて、この溝５ｃ′内に前記テーパ面に係合
する複数個の移動駒１２′が挿入されている。一方、ド
ローバ支持部材１１′には、一端部を内側に折り曲げて
なる規制部１１ｄ′が形成され、この規制部１１ｄ′の
先端が移動駒１２′に当接している。これにより、移動
駒１２′は主軸軸線方向に移動しないようになってい
る。

【０００４】シリンダ室１１ｃ′内には、スライダ１
３′が嵌装され、その一端側の内周面に形成されたテー
パ面１３ａ′が移動駒１２′と摺接している。また、ド
ローバ支持部材１１′内に形成された二つの油路１１
ａ′，１１ｂ′がシリンダ室１１ｃ′の両端に開口して
いて、油路１１ａ′，１１ｂ′からそれぞれシリンダ室
１１ｃ′内に供給される圧油により、スライダ１３′が
シリンダ室１１ｃ′内を図中矢印の方向に進退移動でき
るようになっている。また、シリンダ室１１ｃ′の他方
側にはシリンダ室１１ｆ′が設けられ、このシリンダ室
１１ｆ′に連通する油路１１ｅ′から供給される圧油に
より、ドローバ５′が一方側に移動するようになってい
る。

【０００５】一方の油路１１ｂ′からシリンダ室１１
ｃ′に圧油が供給されてスライダ１３′が一方側（図面
左方向側）に移動すると、スライダ１３′のテーパ面１
３ａ′の形状に沿って移動駒１２′が内側（主軸軸心
側）に移動する。移動駒１２′は、溝５ｃ′のテーパ面
に沿って内側に移動するが、規制部１１ｄ′により主軸
軸線方向の移動が規制されているので、この移動駒１
２′の内側への移動によりドローバ５′が他方側（図面
右方向側）へ移動することになる。そして，ドローバ
５′は移動駒１２′により前記テーパ面上で上下からク
ランプされるので、進退移動が規制されることになる。
他方の油路１１ａ′からシリンダ室１１ｃ′に圧油が供
給されると、スライダ１３′が前記と逆方向、すなわ
ち、他方側へ移動して移動駒１２′によるドローバ５′
の規制を解除する。そして、油路１１ｅ′を介してシリ
ンダ室１１ｆ′に圧油が供給されることにより、ドロー
バ５′が主軸軸線と平行に一方向側に移動して主軸先端
での工具Ｔの装着を解除する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の従来のソリッドツールロック方式のツールクランプ
装置は、スライダ１３′の移動を圧油により行っている
ので、回転する主軸１′に固定側から圧油を供給するた
めに主軸１′の他端に図示しないロータリジョイントを
設けている。しかしながら、このようなロータリジョイ
ントは、ロータリジョイント本体側の固定部と主軸側の
回転部との間に設けられるシール部材が常時接触状態に
あり、固定部と回転部との間で摩擦熱が生じる。また、
固定部に対して回転部を支持する軸受部よりも発熱を生
じる。そのうえ、主軸を高速で回転させて切削加工等を
行う場合には、発生する熱量も大きくなり、その熱の一
部が主軸に伝わって加工精度に悪影響を与えるという問
題がある。さらに、固定部と回転部の磨耗が激しく、定
期的に点検を行って固定部または回転部の磨耗した部品
やシール部材などを交換しなければならないといった問
題がある。本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたも
ので、ロータリジョイント等の圧油供給機構が不要で摩
擦熱の発生がなく、定期的な点検や部品の交換等の保守
作業が不要な簡素な構成のソリッドツールロック方式の
工具クランプ装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明の主軸のツールクランプ装置は、主軸貫通穴内
に進退移動自在にドローバが設けられ、主軸の一端に形
成された工具装着部に挿入された工具の一部と把持係合
するとともに、前記工具を他側に引っ張っている前記ド
ローバをクランプして進退移動を規制することにより前
記工具装着部に前記工具を装着するようにした主軸のツ
ールクランプ装置において、前記主軸貫通穴内に嵌装さ
れ主軸軸線方向に摺動自在に設けられるとともに、一端
部にテーパ面が形成された摺動部材と、この摺動部材の
摺動により前記テーパ面に沿って前記ドローバをクラン
プ・アンクランプ動作するドローバクランプ手段と、前
記摺動部材の他端側に設けられ、主軸軸線方向に離間し
て設けられた二つの被係合部と、この２つの被係合部の
間で進退移動自在に設けられ、一側に移動したときに一
方の前記被係合部と係合して前記摺動部材に押圧力を付
与し、他側に移動したときに他方の前記被係合部と係合
して前記摺動部材を引っ張る係合部材と、前記被係合部
の間にあって前記摺動部材と接触しない中立位置から前
記一側または前記他側に向けて前記係合部材を移動させ
る進退移動手段とからなることを特徴とする。

【０００８】また、前記摺動部材の外周面に穿設された
逃げ穴と、この逃げ穴に出没自在に設けられた球体と、
前記摺動部材が前記一側に移動したときに前記逃げ穴が
開口するように前記逃げ穴よりも主軸内周面の一側寄り
に設けられた係合溝と、前記係合溝の他側壁に形成さ
れ、主軸が回転して前記球体が前記係合溝内に突出した
ときに係合するテーパ面とからなり、前記球体に負荷さ
れる遠心力を主軸軸線と平行な前記一側方向への力に分
解して前記摺動部材に付与するようにしたバックアップ
手段を設けるものとしてもよい。

【０００９】さらに、前記摺動部材の外周面に穿設され
た逃げ穴と、この逃げ穴に出没自在に設けられたストッ
パと、前記摺動部材が前記一側に移動したときに前記逃
げ穴が開口するように前記逃げ穴よりも主軸内周面の一
側寄りに設けられた係合溝と、前記逃げ穴内に設けられ
前記ストッパを常時逃げ穴内に格納する方向に付勢する
付勢部材とからなる緩防止手段を設けるものとしてもよ
い。

【００１０】

【作用】本発明は上述のように構成されているので以下
のように作用する。主軸の一端に工具を挿入して係合部
材の進退移動手段を駆動すると、係合部材が摺動部材の
一部に設けられた被係合部と係合して摺動部材を一方側
に移動させる。ドローバは他方側へ移動して工具の一部
を把持するとともに，工具を他側に引っ張って主軸の一
端に装着する。進退移動手段は係合部材を中立位置から
一側に移動させて一方の被係合部と係合させ、摺動部材
を一方側へ移動させる。これにより、工具を引っ張って
いる状態にあるドローバをドローバクランプ手段がクラ
ンプし、その進退移動を規制する。主軸回転中には、進
退移動手段により係合部材は摺動部材の被係合部と接触
しない中立位置にあるので、両者間に摩擦熱が発生する
ことがない。工具を交換する際には、進退移動手段は係
合部材を中立位置から他側へ移動させて他方の被係合部
と係合させ、摺動部材を他方側へ引っ張って移動させ
る。これにより、ドローバのクランプが解除され、ドロ
ーバの進退移動が可能になる。バックアップ手段を設け
たものは、主軸の回転数に応じた大きさの付勢力を摺動
部材に付与して、より強固にドローバをクランプさせる
とともにクランプ力の緩みを防止することができる。さ
らに、緩防止手段を設けたものは、係合溝に突出したス
トッパが溝側壁と係合して摺動部材の他側への移動を妨
げるので、主軸の回転や振動等によりドローバのクラン
プが緩むことがない。

【００１１】

【実施例】本発明の好適な一実施例を図面に従って詳細
に説明する。図１，２は本発明のツールクランプ装置を
備えた工作機械の主軸頭にかかり、図１は主軸の一側部
分の断面図、図２は主軸の他側部分の断面図である。な
お、以下の説明において「一側」または「一方」という
ときには図面左側を、「他側」または「他方」というと
きには図面右側を示すものとする。軸受Ｂにより主軸頭
のハウジングＨ内で回転自在に支持された主軸１の一側
端部には、工具装着部２が形成され、この工具装着部２
に工具Ｔが装着される。この工具装着部２から、主軸１
の他側端部まで主軸貫通穴３が形成され、この主軸貫通
穴３を挿通してドローバ５が主軸軸線方向に進退移動自
在に設けられている。

【００１２】ドローバ５の一側端部には、ドローバ５が
他方側へ移動するときに工具ＴのプルスタッドＴａを把
持して工具Ｔを工具装着部２内に引き込み装着する公知
の工具把持係合手段６が設けられている。図１には、ボ
ール引っ張り式の工具把持係合手段６を図示している
が、コレット引っ張り式でもよく、さらに、工具に設け
られた被把持部（被係合部）を把持（係合）して軸線方
向に引っ張る方式のものであってもよい。また、ドロー
バ５の中心にはエアブロー用のエアが流通するエア流通
穴８が貫通形成されている。主軸１内に形成された主軸
貫通穴３は、図に示すように、主軸の一側から他側まで
段階的に内径が大きくなるように形成されていて、主軸
貫通穴３の内径が変化する段付部３ａの近傍に、工具Ｔ
を装着したときにドローバ５をクランプして主軸貫通穴
３内での進退移動を規制するドローバクランプ手段１０
が設けられている。

【００１３】ドローバクランプ手段１０は、ドローバ５
に外嵌され主軸貫通穴３内でドローバ５を支持するとと
もに、主軸軸線方向に摺動自在な摺動部材としてのドロ
ーバ支持部材１３と、このドローバ支持部材１３の一端
部に形成された大径部１３ａ内でドローバ５の外周面に
主軸１の半径方向に移動自在な複数個の移動駒１２，１
２と、一側が段付部３ａに当接して一方側への移動を規
制されるとともに、他側が移動駒１２，１２に当接して
移動駒１２，１２の主軸軸線方向の移動を規制する規制
部材１１とからなっている。

【００１４】ドローバ支持部材１３の一側端部の内周面
は、徐々に内径が拡大しながら開口するテーパ面１３ｂ
として形成され、このテーパ面１３ｂで移動駒１２，１
２とが常時係合している。ドローバ支持部材１３が一方
側に移動すると、テーパ面１３ｂに摺接する移動駒１
２，１２が内側（主軸中心側）に移動する。移動駒１
２，１２はドローバ５のテーパ部５ｃに摺接していると
ともに、規制部材１１により主軸軸線方向の移動を規制
されているので、移動駒１２，１２の内側への移動はド
ローバ５を他方側に移動させることにほかならない。そ
して、工具Ｔを主軸装着部２に完全に引き込んだ状態
で、ドローバ５の他方側への移動が規制されるので、テ
ーパ部５ｃ，テーパ面１３ｂと移動駒１２、１２との楔
結合作用により、ドローバ５が強固にクランプされる。

【００１５】図２に示すように、主軸１の他端から突出
するドローバ支持部材１３の他端部には、外周面を全周
にわたって旋削して、凹状の溝１５が形成されている。
この溝１５に、半割円環状に形成された係合部材１４，
１４の先端に設けられた爪部材１４ａ，１４ａが、溝１
５の底部と接触しないように嵌装されている。この爪部
材１４ａ，１４ａは、主軸１の他側に設けられた係合部
材１４，１４の進退移動手段２０により、係合部材１
４，１４とともに溝１５内で主軸軸線と平行方向に移動
できるようになっている。爪部材１４ａ，１４ａが一方
側へ移動すると、一方の被係合部である溝１５の一側壁
１５ａと当接してドローバ支持部材１３を主軸１の一方
側に押圧する。爪部材１４ａ，１４ａが他方側へ移動す
ると、他方の被係合部である溝１５の他側壁１５ｂと係
合して、ドローバ支持部材１３を他方側へ引っ張る。な
お、爪部材１４ａ，１４ａは、工具Ｔの交換時以外は、
一側壁１５ａおよび他側壁１５ｂの間のドローバ支持部
材１３と接触しない中立位置（図２で示す位置）で待機
している。

【００１６】次に、爪部材１４ａ，１４ａを前記した中
立位置から一方側または他方側に進退移動させる進退移
動手段２０の構成を説明する。ハウジングＨの固定部に
は、主軸１側から順に第１シリンダ室２５ａおよびこれ
より小径の第２シリンダ室２５ｂが形成され、それぞれ
に第１ピストン２４，第２ピストン２１ａが移動自在に
嵌入されている。第２ピストン２１ａは、一側端部に係
合部材１４，１４が取り付けられ、第２ピストン２１ａ
とともに主軸軸線方向に進退移動するロッド２１に一体
に設けられている。また、第１ピストン２４は、ロッド
２１に摺動自在に外嵌されている。各シリンダ室２５
ａ，２５ｂの一側端部および他側端部には、各シリンダ
室２５ａ，２５ｂに圧油を供給するための油路２８，２
９，３０が連通状に連結されている。

【００１７】ロッド２１内には、第２シリンダ室２５ｂ
より長いストロークを有する第３シリンダ室２１ｂが形
成されていて、この第３シリンダ室２１ｂ内に第３ピス
トン２２ａが進退移動自在に嵌入されている。この第３
ピストン２２ａは、ロッド２１内に進退移動自在に嵌装
されドローバ５の他端に当接してドローバ５を押圧し、
一方側に移動させるためのロッド２２に一体に設けられ
ている。また、ロッド２２内には、ドローバ５を押圧す
る際にドローバ５内に形成されたエア流通穴８と連通し
て清掃用のエアを供給するためのエア流通穴２３が形成
されている。第３シリンダ室２１ｂの一側端部および他
側端部にも、圧油を供給するための油路３１，３２が連
通状に連結されている。一方の油路３１は、第３シリン
ダ室２１ｂの一側端部と第２シリンダ室２５ｂの他側と
を連通状に連結し、他方の油路３２は、第３シリンダ室
２１ｂの他側端部と第１および第２シリンダ室２５ａ，
２５ｂの間とを連通状に連結している。なお、図２に示
すように、一方の油路３１の先端は第２シリンダ室２５
ｂの他側寄りの途中に開口しているが、これは油路３０
からの供給された圧油を遅延して第３シリンダ室２１ｂ
に供給することにより、第２ピストン２１ａの移動に遅
延して第３ピストン２２ａを移動させるようにするため
である。

【００１８】上記の態様により、油路３０から第２シリ
ンダ室２５ｂ内に圧油を供給すると、第２ピストン２１
ａおよびロッド２１が一方側に移動する。第２ピストン
２１ａが第１シリンダ室２５ａまで移動してきて第１ピ
ストン２４に当接すると、第１ピストン２４は第２ピス
トン２１ａに押されて第２ピストン２１ａとともに一側
に移動する。また、第２シリンダ室２５ｂ内の圧油の一
部が油路３１を通って第３シリンダ室２１ｂの一側端部
から流入するので、第３ピストン２２ａおよびロッド２
２が他方側へ移動する。すなわち、油路３０から圧油を
供給することにより、ロッド２２はロッド２１に移動方
向に対して逆方向に移動することになる。

【００１９】次に、油路２８から第１シリンダ室２５ａ
に圧油を供給すると、第１ピストン２４は第２ピストン
２１ａを押しながら他方側に移動するが、この移動は、
両シリンダ室２５ａ，２５ｂの間の段付部に第１ピスト
ン２４が当接することにより停止する。なお、このとき
の爪部材１４ａ，１４ａは中立位置である。さらに、油
路２８内の油圧力を一定に保ったまま、油路２９から第
１および第２シリンダ室２５ａ，２５ｂの間に圧油を供
給すると、第２ピストン２１ａのみが他方側に移動す
る。このとき、油路３２を通って第３シリンダ室２１ｂ
内にも他側端部から圧油が流入するので、この場合もロ
ッド２２はロッド２１の移動方向と逆方向に移動するこ
とになる。

【００２０】なお、移動駒１２とドローバ支持部材１３
のテーパ部１３ｂとは楔作用により強固に係合してい
て、容易に離脱することはないが、主軸１の高速回転や
回転中の振動などにより両者の係合が緩むおそれがあ
る。そのため、この実施例のクランプ装置においては、
移動駒１２とドローバ支持部材１３の係合が緩まないよ
うに、主軸１の回転速度に比例するバックアップ力をド
ローバクランプ手段１０の他方側から付与するバックア
ップ手段３５が設けられている。以下にその構成を説明
する。ドローバ支持部材１３の他端側の外周面に均等間
隔で複数個（この実施例では４個）の逃げ穴３６が穿設
され、この逃げ穴３６のそれぞれに球体３８が出没自在
に挿入されている。この逃げ穴３６は、主軸２の先端に
工具を装着しない状態、すなわち、ドローバ支持部材１
３が他方側に移動している状態においては、主軸１の内
周面により塞がれている。また、主軸内周面の逃げ穴３
６よりも一側寄り近傍には、係合溝３７が形成されてい
る。

【００２１】主軸装着部２に工具Ｔを挿入してドローバ
支持部材１３を一方側へ移動させると、逃げ穴３６が係
合溝３７に達して係合溝３７側に開口し、球体３８が逃
げ穴３６から出没可能な状態になる。そのため、主軸１
が回転を開始すると、球体３８に作用する遠心力により
球体３８が逃げ穴３６から係合溝３７内に突出する。係
合溝３７の他側の側壁は逃げ穴３６側に傾斜するテーパ
面３７ａとして形成されているので、球体３８に付与さ
れる遠心力がこのテーパ面３７ａにより、主軸軸線と平
行方向の力とテーパ面３７ａに沿った方向の力とに分解
される。従って、球体３８は逃げ穴３６の周縁部を介し
てドローバ支持部材１３を一方側へ付勢することにな
る。なお、テーパ面３７ａの傾斜角を４５度とすると、
ドローバ支持部材１３には、理論上は遠心力と等しい力
の付勢力が付与されることになる。

【００２２】ところで、移動駒１２とドローバ支持部材
１３の係合状態が緩まないようにするには、図３に示す
ような緩防止手段を設けるものとしてもよい。図３に示
す緩防止手段は、ストッパを設けることにより、ドロー
バ５をクランプしている状態にあるドローバ支持部材１
３の他方側への移動を規制しようとするものである。す
なわち、ドローバ支持部材１３のドローバクランプ手段
１０よりも他端寄りには、円周方向に均等間隔で複数個
（この実施例では２個）の有底穴４１が形成され、この
有底穴４１内にストッパ４２が出没自在に挿入されてい
る。このストッパ４２は、有底穴４１内に設けられた戻
しばね４３により、有底穴４１内に収納される方向に常
時付勢されている。また、有底穴４１よりも主軸一端寄
りの主軸内周面には、ストッパ４２が挿脱自在な係合溝
４４が形成され、ドローバ支持部材１３が一方側に移動
すると有底穴４１が係合溝４４に開口するようになって
いる。そして、主軸１が回転を開始すると、ストッパ４
２に作用する遠心力により、ストッパ４２が戻しばね４
３の付勢力に抗して有底穴４１から係合溝４４内に突出
する。なお、上記において有底穴４１としたのは、ばね
４３の一端部を固定するためであり、ばね４３の一端部
を固定することができるものであれば、必ずしも有底穴
である必要はない。

【００２３】これにより、ドローバ支持部材１３と移動
駒１２の係合が緩んでドローバ支持部材１３が後退しよ
うとしても、ストッパ４２が係合溝４４の側壁と係合し
てドローバ支持部材１３の他方側への移動を阻止するの
で、移動駒１２とドローバ支持部材１３の係合が緩むこ
とがない。先の実施例で示したバックアップ手段３５に
よれば、主軸１の回転数に比例する大きさの付勢力がド
ローバ支持部材１３に付与されることになり、従って主
軸１の回転数が大きいほど緩み止めの効果は大きいが、
この実施例における緩防止手段は主軸１の回転数の大き
さにかかわらず、広い範囲で使用できて確実に緩みを防
止できるという特徴がある。 主軸２の回転が停止する
と、戻しばね４３の付勢力によりストッパ４２が有底穴
４１内に収納されるので、ドローバ支持部材１３の後退
が可能になる。なお、ストッパ４２と係合溝４４の側壁
とが係合して戻しばね４３の付勢力のみではストッパ４
２が戻らないようなおそれがある場合には、進退移動手
段２０を駆動してドローバ支持部材１３をわずかに一方
側に移動させて係合を解除した後、進退移動手段２０を
逆駆動してドローバ支持部材１３を引張り、他方側へ移
動させるようにすればよい。

【００２４】次に上記構成の本発明のツールクランプ装
置の作用を説明する。主軸１の工具装着部２に工具Ｔを
挿入し、進退移動手段２０の油路３０から第２シリンダ
室２５ｂに圧油を供給すると、第２ピストン２１ａが一
方側に移動する。これにより、溝１５内にある爪部材１
４ａ，１４ａが一側壁１５ａに当接してドローバ支持部
材１３を押し一方側に移動させる。このとき、第３シリ
ンダ室２１ｂの一方側に油路３１を介して供給された圧
油によりロッド２２はロッド２１に対して逆向きに移動
するので、ロッド２２とドローバ５の他端との間隙が保
たれる。ドローバ支持部材１３が一方側に移動すると、
移動駒１２，１２が内側に移動するとともに、テーパ部
５ｃに沿ってドローバ５を他方側へ移動させる。これに
より、工具Ｔが主軸装着部２内に引き込まれて主軸１の
一側端部に装着される。ドローバ５は、テーパ部５ｃと
移動駒１２，１２との係合および移動駒１２，１２とド
ローバ支持部材１３のテーパ面１３ｂとの係合による楔
作用により、強固にクランプされる。この後、油路２８
から第１シリンダ室２５ａに圧油を供給すると、第１ピ
ストン２４が第２ピストン２１ａを押しながら他側へ移
動する。第１ピストン２４の移動は、第１シリンダ室２
５ａと第２シリンダ室２５ｂの間の段付部に当接して停
止するが、このとき、爪部材１４，１４は溝１５内の中
立位置に位置している。そのため、主軸１が回転を開始
しても、ドローバ支持部材１３と爪１４ａとが非接触状
態に保たれているので、摩擦熱が生じることがない。

【００２５】工具Ｔを交換する際には、進退移動装置２
０の油路２９から第２ピストン２１ａと第１ピストン２
４との間に圧油を供給する。なお、この際、第１ピスト
ン２４が移動しないように、油路２８内の油圧力を一定
に保っておく。これにより、第２ピストン２１ａのみが
他方側へ移動するので、爪部材１４ａと溝１５の他側壁
１５ｂとが係合し、ドローバ支持部材１３が引っ張られ
て他方側へ移動する。ドローバ支持部材１３が他側へ移
動すると、移動駒１２，１２によるドローバ５のクラン
プが解除されてドローバ５が移動可能な状態になる。油
路２９から圧油を供給することにより、油路３２を経て
第３シリンダ室２１ｂ内にも圧油が流入するので、ロッ
ド２２が一方向側へ移動してドローバ５を移動させ、ド
ローバ５がプルスタッドを押すことにより工具Ｔを主軸
より離脱させる。この際、ドローバ５内のエア流通穴８
とロッド２２内のエア流通穴２３が連通状態になり、エ
ア流通穴８、２３に供給されたエアが、工具装着部２お
よび工具Ｔに吹きつけられて清掃を行う。

【００２６】なお、主軸１の回転中は、バックアップ手
段３５の球体３８がドローバ支持部材１３を一方側に付
勢しているので、移動駒１２とドローバ支持部材１３と
の係合がより強固になるとともに、ドローバ支持部材１
３が主軸１の回転や振動により後退して両者の係合を緩
めるということがない。

【００２７】本発明の好適な実施例について説明してき
たが、本発明は上記の実施例に限られるものではない。
例えば、進退移動装置２０は上記の実施例にものに限ら
れず、溝１３ａ内で爪部材１４ａを一側，中立位置，他
側の三位置間で往復移動させることができるものであれ
ば他の構成の駆動手段であってもよい。また、上記の実
施例で被係合部は、ドローバ支持部材１３の外周に凹状
溝１５を削成し、対向する両側壁１５ａ，１５ｂである
として説明したが、ドローバ支持部材１３の表面に爪部
材１４ａと係合できる係合突起により被係合部を形成す
ることもできる。さらに，上記の実施例でドローバクラ
ンプ手段１０はいわゆるソリッドステート型のものとし
て説明したが、ドローバ５をクランプして進退動作を規
制できることができるものであれば、例えばコレットを
利用したドローバクランプ手段にも本発明を適用できる
ことはいうまでもない。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、以下のような効果を奏する。ツールクランプ装置の
動作を、主軸外側に設けた油圧駆動機構により行うこと
としているので、主軸内に圧油を供給するための複雑な
圧油供給機構が不要となるうえ、主軸回転中においても
固定部と回転部とが接触することがなく、従って固定部
と回転部との間で摩擦熱が発生し、加工精度を悪化させ
るということもない。また、部品の磨耗による定期的な
点検や部品の頻繁な交換などの煩わしい保守、点検作業
が不要となって作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ツールクランプ装置を備えた工作機械の主軸頭
にかかり、主軸頭の一側部分の断面図である。

【図２】ツールクランプ装置を備えた工作機械の主軸頭
にかかり、主軸頭の他側部分の断面図である。

【図３】主軸回転中にドローバクランプ手段の係合が緩
まないように防止する緩防止手段の実施例にかかり、そ
の要部の拡大断面図である。

【図４】本発明の従来例にかかり、欧州特許公開ＥＰ０
２１９５９４Ａ１号公報で開示されたツールクランプ装
置の要部の断面図ある。

【符号の説明】

Ｔ 工具 Ｂ 軸受 １ 主軸 ２ 工具装着部 ３ 主軸貫通穴 ５ ドローバ １０ ドローバクランプ手段 １３ ドローバ支持部材（摺動部材） １４ 係合部材 １４ａ 爪部材 １５ 溝 １５ａ，１５ｂ 側壁（被係合部） ２０ 進退移動手段 ３５ バックアップ手段 ３６ 逃げ穴 ３７ 係合溝 ３８ 球体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸貫通穴内に進退移動自在にドローバ
   が設けられ、主軸の一端に形成された工具装着部に挿入
   された工具の一部と把持係合するとともに、前記工具を
   他側に引っ張っている前記ドローバをクランプして進退
   移動を規制することにより前記工具装着部に前記工具を
   装着するようにした主軸のツールクランプ装置におい
   て、 前記主軸貫通穴内に嵌装され主軸軸線方向に摺動自在に
   設けられるとともに、一端部にテーパ面が形成された摺
   動部材と、 この摺動部材の摺動により前記テーパ面に沿って前記ド
   ローバをクランプ・アンクランプ動作するドローバクラ
   ンプ手段と、 前記摺動部材の他端側に設けられ、主軸軸線方向に離間
   して設けられた二つの被係合部と、 この２つの被係合部の間で進退移動自在に設けられ、一
   側に移動したときに一方の前記被係合部と係合して前記
   摺動部材に押圧力を付与し、他側に移動したときに他方
   の前記被係合部と係合して前記摺動部材を引っ張る係合
   部材と、 前記被係合部の間にあって前記摺動部材と接触しない中
   立位置から前記一側または前記他側に向けて前記係合部
   材を移動させる進退移動手段と、 からなることを特徴とする主軸のツールクランプ装置。
2. 【請求項２】 前記摺動部材の外周面に穿設された逃げ
   穴と、この逃げ穴に出没自在に設けられた球体と、前記
   摺動部材が前記一側に移動したときに前記逃げ穴が開口
   するように前記逃げ穴よりも主軸内周面の一側寄りに設
   けられた係合溝と、前記係合溝の他側壁に形成され、主
   軸が回転して前記球体が前記係合溝内に突出したときに
   係合するテーパ面とからなり、前記球体に付与される遠
   心力の主軸軸線方向への分力により前記摺動部材を付勢
   するようにしたバックアップ手段を有することを特徴と
   する請求項１に記載の主軸のツールクランプ装置。
3. 【請求項３】 前記摺動部材の外周面に穿設された逃げ
   穴と、この逃げ穴に出没自在に設けられたストッパと、
   前記摺動部材が前記一側に移動したときに前記逃げ穴が
   開口するように前記逃げ穴よりも主軸内周面の一側寄り
   に設けられた係合溝と、前記逃げ穴内に設けられ前記ス
   トッパを常時逃げ穴内に格納する方向に付勢する付勢部
   材とからなる緩防止手段を有することを特徴とする請求
   項１に記載の主軸のツールクランプ装置。