JPH09290302A - Main spindle device - Google Patents

Main spindle device

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Publication number
JPH09290302A
JPH09290302A JP10241796A JP10241796A JPH09290302A JP H09290302 A JPH09290302 A JP H09290302A JP 10241796 A JP10241796 A JP 10241796A JP 10241796 A JP10241796 A JP 10241796A JP H09290302 A JPH09290302 A JP H09290302A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool holder
tool
spindle
main spindle
clearance
Prior art date
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Pending
Application number
JP10241796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kamata
弘 釜田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP10241796A priority Critical patent/JPH09290302A/en
Publication of JPH09290302A publication Critical patent/JPH09290302A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain the deterioration of support rigidity to the radius direction of a tool, even if a main spindle main body is rotated by a high speed, relating to the main spindle device. SOLUTION: When a main spindle main body 30 is rotated, a centrifugal force is applied to a main spindle main body 30, a taper part 14 and a tool holder 12 respectively. In this time, the taper part 14 is expanded in an arrow mark D4 direction to the outside for the tool holder 12 relatively. When the taper part 14 is expanded to the outside, it is moved in an arrow mark D6 direction by a coned disc spring 24 by an expanded amount. Therefore, in the tool side of the taper part 14 (an opening edge side), a clearance between the tool holder 12 and the taper part 14 is not generated but the taper part 14 is pressed by an amount by which a clearance is produced and the clearance is buried. Thus, even if the main spindle main body 30 is rotated by a high speed, the support rigidity to the radius direction of the tool 10 (tool holder 12) is not deteriorated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は主軸装置に関し、特
に高速回転時に工具ホルダーを主軸本体に強固に取り付
けておくための技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle device, and more particularly to a technique for firmly attaching a tool holder to a spindle body during high speed rotation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の主軸装置210を、図17を参照
しながら説明する。図17において、主軸本体206に
はテーパー状の凹部206aが設けられている。工具ホ
ルダー202には、その凹部206aに嵌め込まれるテ
ーパー状の凸部202aが設けられている。主軸本体2
06には、軸心に沿ってドローバー208が貫通してお
り、そのドローバー208は弾性体212で反工具側
(図示右方)に付勢されている。工具ホルダー202に
は、工具200が固定されている。この構造によると、
工具ホルダー202がドローバー208で反工具側に引
き込まれて凸部202aが凹部206a内に挿入されて
嵌まり合い、工具ホルダー202が主軸本体206に取
り付けられる。
2. Description of the Related Art A conventional spindle device 210 will be described with reference to FIG. In FIG. 17, the main spindle body 206 is provided with a tapered concave portion 206a. The tool holder 202 is provided with a tapered convex portion 202a that is fitted into the concave portion 206a. Spindle body 2
A draw bar 208 penetrates along the axis 06, and the draw bar 208 is urged by an elastic body 212 toward the non-tool side (right side in the drawing). The tool 200 is fixed to the tool holder 202. According to this structure,
The tool holder 202 is pulled to the side opposite to the tool by the draw bar 208, the convex portion 202a is inserted into the concave portion 206a and fitted into each other, and the tool holder 202 is attached to the main spindle body 206.

【0003】この状態で主軸本体206を高速回転させ
ると、遠心力のために凹部206aが凸部202aに対
して相対的に外側に広がる。このとき凹部206aは開
口縁206bに近いところほど大きく広がる。こうして
凹部206aが外側に広げられると、ドローバー208
によって工具ホルダー202は凹部206a内に深く引
き込まれる。この結果、工具200の軸方向位置が変化
する。この問題に対して、特開平7−223146号公
報に記載の技術が提案され、回転数に応じて主軸本体2
06の軸方向の位置を補正し、工具200の軸方向の位
置を回転数の変動に抗して一定位置に維持する。
When the main spindle body 206 is rotated at high speed in this state, the concave portion 206a spreads outward relative to the convex portion 202a due to centrifugal force. At this time, the concave portion 206a becomes wider as it approaches the opening edge 206b. When the recess 206a is expanded outward in this manner, the drawbar 208
Thereby, the tool holder 202 is deeply drawn into the recess 206a. As a result, the axial position of the tool 200 changes. To solve this problem, a technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-223146 has been proposed, and the spindle main body 2 can be used depending on the rotation speed.
The position of the tool 200 in the axial direction is corrected to maintain the position of the tool 200 in the axial direction at a constant position against the fluctuation of the rotation speed.

【0004】しかし、この技術によっても、凹部206
aが開口縁206bに近いところほど大きく広がるとい
う問題には対処できていなかった。すなわち、凹部20
6aが凸部202aに対して相対的に外側に広がるとき
に、工具ホルダー202を凹部206aに深く挿入する
ようにしても、開口縁206bの近傍で凹部206aと
凸部202aとの間に半径方向のクリアランスが生じて
しまうのは避けられない。このため、工具200の半径
方向への支持剛性が低下するという問題は解決されてい
ない。また、特開平6−226516号公報に記載され
ているように、工具ホルダーの外周に高張力ナットを被
せて工具を工具ホルダーに固定するに際し、工具ホルダ
ー側の開口縁が外側に広がるのを抑制しようとするもの
もある。
However, even with this technique, the recess 206 is formed.
It has not been possible to deal with the problem that a spreads wider near the opening edge 206b. That is, the recess 20
Even when the tool holder 202 is deeply inserted into the concave portion 206a when 6a spreads relatively outward with respect to the convex portion 202a, the radial direction between the concave portion 206a and the convex portion 202a is increased in the vicinity of the opening edge 206b. It is inevitable that the clearance will occur. Therefore, the problem that the support rigidity of the tool 200 in the radial direction is reduced has not been solved. Further, as described in JP-A-6-226516, when a tool is fixed to the tool holder by covering the outer periphery of the tool holder with a high tension nut, the opening edge on the tool holder side is prevented from expanding outward. There are also things to try.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の課題
は、主軸本体を高速回転させても、工具ホルダーの半径
方向への支持剛性が低下するのを抑制できる主軸装置を
実現することである。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to realize a spindle device capable of suppressing a decrease in supporting rigidity in a radial direction of a tool holder even when the spindle body is rotated at a high speed. is there.

【0006】一方、工具の軸方向の位置が重要な場合に
は、特開平7−223146号公報に記載の技術は確か
に有効な方法である。しかし、その方法では回転数に応
じて、主軸本体の軸方向の位置を細かく制御しなければ
ならない。本発明の第2の課題は、軸方向の位置が重要
な場合に、主軸本体に対する工具の軸方向への変位を防
止することのできる主軸装置を実現することである。
On the other hand, when the axial position of the tool is important, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-223146 is certainly an effective method. However, in that method, the axial position of the main spindle body must be finely controlled according to the rotation speed. A second object of the present invention is to realize a spindle device that can prevent axial displacement of a tool with respect to a spindle body when axial position is important.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、工具ホルダーと主軸本体のうちの一方にテーパー状
の凹部が設けられ、他方にその凹部に嵌め込まれる凸部
が設けられており、その凹部にその凸部を挿入すること
で主軸本体に工具ホルダーが取り付けられる主軸装置に
おいて、主軸本体の高速回転に起因して前記凹部の開口
縁近傍が前記凸部に対して相対的に外側に広がったとき
に、その凹部の開口縁近傍とその凸部との間に生ずるク
リアランスを埋める補填手段が付加されていることを特
徴とする。請求項1に記載の発明によれば、遠心力で凹
部が凸部に対して相対的に外側に広がって、開口縁の近
傍において凹部と凸部との間に半径方向にクリアランス
が生じようとしても、補填手段の存在によってクリアラ
ンスの発生が防止される。そのために、主軸本体を高速
回転させても、工具の半径方向への支持剛性が低下せ
ず、加工精度を維持することができる。
According to a first aspect of the present invention, one of the tool holder and the spindle main body is provided with a tapered concave portion, and the other is provided with a convex portion to be fitted into the concave portion. In the spindle device in which the tool holder is attached to the main spindle body by inserting the convex portion into the concave portion, the vicinity of the opening edge of the concave portion is relatively outside with respect to the convex portion due to the high speed rotation of the main spindle body. Is characterized in that a supplementary means is added to fill the clearance generated between the vicinity of the opening edge of the recess and the projection. According to the invention as set forth in claim 1, the concave portion expands outward relative to the convex portion due to centrifugal force, and a clearance is apt to be generated in the radial direction between the concave portion and the convex portion in the vicinity of the opening edge. However, the existence of the filling means prevents the occurrence of clearance. Therefore, even if the main spindle body is rotated at high speed, the supporting rigidity of the tool in the radial direction does not decrease, and the machining accuracy can be maintained.

【0008】[0008]

【課題を解決するための好ましい手段】この場合、補填
手段を前記凸部に設け、その補填手段が熱又は遠心力に
よって外側に変形して前記クリアランスを埋めるものと
することができる。この発明によれば、熱又は遠心力に
よって変形した補填手段がクリアランスを埋める。こう
して他の動力源を用いずに、工具の半径方向への支持剛
性を維持できるので、加工精度を維持することができ
る。
In this case, filling means may be provided on the convex portion, and the filling means may be deformed outward by heat or centrifugal force to fill the clearance. According to the present invention, the clearance is filled with the filling means deformed by heat or centrifugal force. In this way, the supporting rigidity in the radial direction of the tool can be maintained without using another power source, so that the machining accuracy can be maintained.

【0009】また、その補填手段を、弾性力,遠心力,
慣性力のいずれかの力によって変位して前記クリアラン
スを埋める部材とすることもできる。この発明によれ
ば、弾性力,遠心力,慣性力のいずれかの力によって補
填手段が変位してクリアランスを埋める。こうして他の
動力源を用いずに、工具の半径方向への支持剛性を維持
できるので、加工精度を維持することができる。
Further, the means for supplementing the elastic force, centrifugal force,
It is also possible to use a member that is displaced by any one of inertial forces to fill the clearance. According to the present invention, the filling means is displaced by any one of the elastic force, the centrifugal force and the inertial force to fill the clearance. In this way, the supporting rigidity in the radial direction of the tool can be maintained without using another power source, so that the machining accuracy can be maintained.

【0010】さらに、工具ホルダーと主軸本体との間
に、両者の軸方向の相対移動を拘束する拘束部材が設け
ることが望ましい。この発明によれば、拘束部材によっ
て工具ホルダーの軸方向への移動が拘束される。こうし
て、工具ホルダーの軸方向への移動が禁止されるので、
軸心方向での加工精度を維持することができる。
Further, it is desirable to provide a restraining member between the tool holder and the main spindle body for restraining the relative movement of the two in the axial direction. According to the present invention, the axial movement of the tool holder is constrained by the constraining member. In this way, movement of the tool holder in the axial direction is prohibited,
It is possible to maintain machining accuracy in the axial direction.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。 〔実施の形態1〕まず、実施の形態1では、軸方向に変
位可能なテーパー部を主軸本体に設けた例について、図
1および図2を参照しながら説明する。ここで、図1に
は、主軸本体30に軸方向に変位可能なテーパー部14
を設けた主軸装置を示す。図2には、そのテーパー部1
4の作動を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [Embodiment 1] First, in Embodiment 1, an example in which a taper portion that can be displaced in the axial direction is provided in a main spindle body will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, in FIG. 1, a taper portion 14 which is displaceable in the axial direction on the main spindle body 30.
The spindle device provided with. FIG. 2 shows the tapered portion 1
4 shows the operation of No. 4.

【0012】図1において、主軸装置22は、大きく分
けて主軸本体30,主軸ヘッド18,シリンダ38およ
び工具ホルダー12によって構成されている。主軸本体
30には軸方向に変位可能にテーパー部14が組み付け
られている。主軸ヘッド18はベアリング16を介して
主軸本体30を回転可能に支持している。主軸本体30
と主軸ヘッド18との間には、ビルトインモーター20
が設けられている。そのビルトインモーター20は、主
軸ヘッド18側に設けられている固定子20aと、主軸
本体30側に設けられている回転子20bとによって構
成されている。主軸本体30の軸心に沿ってドローバー
26が移動可能に設けられており、その一端部に設けら
れた把持部26aが工具ホルダー12の一端12aを把
持し、他端部がプッシュバー32と当接可能になってい
る。
In FIG. 1, the spindle device 22 is roughly divided into a spindle body 30, a spindle head 18, a cylinder 38 and a tool holder 12. A taper portion 14 is attached to the main spindle body 30 so as to be displaceable in the axial direction. The spindle head 18 rotatably supports the spindle body 30 via a bearing 16. Spindle body 30
Between the spindle head 18 and the spindle head 20
Is provided. The built-in motor 20 is composed of a stator 20a provided on the spindle head 18 side and a rotor 20b provided on the spindle body 30 side. The drawbar 26 is movably provided along the axis of the main spindle body 30, and a grip portion 26a provided at one end of the drawbar 26 grips one end 12a of the tool holder 12 and the other end of the drawbar 26 contacts the push bar 32. It is accessible.

【0013】ドローバー26は、さらバネ28によって
反工具側(図面右方)に付勢されている。プッシュバー
32はシリンダ38のピストン40に接続されており、
ピストン40の作動に伴って軸方向に移動可能に設けら
れている。そのピストン40にはOリング36が設けら
れており、さらバネ34によって反工具側に付勢されて
いる。工具ホルダー12には上記把持部26aに嵌め入
れるための嵌入バー12aが設けられており、工具10
がボルト等によって固定されている。
The draw bar 26 is biased toward the opposite tool side (right side in the drawing) by a counter spring 28. The push bar 32 is connected to the piston 40 of the cylinder 38,
It is provided so as to be movable in the axial direction with the operation of the piston 40. The piston 40 is provided with an O-ring 36, and is urged toward the opposite side of the tool by a spring 34. The tool holder 12 is provided with a fitting bar 12a for fitting in the grip portion 26a.
Are fixed with bolts or the like.

【0014】主軸本体30の左端には、テーパー部14
が組み付けられている。テーパー部14はそのスライド
面14aが主軸本体30側のスライド面30aに摺動し
て軸心に沿って変位可能であるとともに、テーパー部1
4の軸心と主軸本体30の軸心が傾かないように組み付
けられている。テーパー部14はさらバネ24によって
工具側(図示左方)に付勢されている。テーパー部14
には、テーパー状の凹部14bが形成されている。一
方、工具ホルダー12には、そのテーパー状の凹部14
bに嵌め込まれる凸部12bが形成されている。これら
の凹部14bと凸部12bはそれぞれベル型曲面になっ
ている。ここで、ベル型曲面とは、テーパー部14が外
側に広がったときに、それを軸方向に平行移動すると、
外側に広がる以前の曲面とほぼ一致する形状のことであ
る。
A taper portion 14 is provided at the left end of the main spindle body 30.
Is assembled. The slide surface 14a of the taper portion 14 slides on the slide surface 30a on the main spindle body 30 side to be displaceable along the axis, and the taper portion 1
No. 4 and the main shaft body 30 are not tilted. The taper portion 14 is biased toward the tool side (left side in the drawing) by a countersunk spring 24. Tapered part 14
A tapered recessed portion 14b is formed in the. On the other hand, the tool holder 12 has a tapered recess 14
The convex part 12b fitted in b is formed. The concave portion 14b and the convex portion 12b each have a bell-shaped curved surface. Here, the bell-shaped curved surface means that when the tapered portion 14 spreads outward, when it is translated in the axial direction,
It is a shape that almost matches the curved surface before it spreads to the outside.

【0015】さらバネ28の弾性力はさらバネ24の弾
性力よりも大きい。このため、シリンダ38のピストン
40を工具側に動かさない限り、ドローバー26は右側
死点位置にある。ドローバー26が右側死点位置にあっ
ても、ピストン40を工具側に動かさない限り、ドロー
バー26とプッシュバー32は当接しない。また、テー
パー部14はさらバネ24の弾性力によって、工具ホル
ダー12に押しつけられる。全体としてみると、主軸本
体30とともに回転するテーパー部14の凹部14b
に、工具ホルダー12の凸部12bが挿入されて嵌まり
合うことで、工具ホルダー12は主軸本体30に取り付
けられる。このとき、工具ホルダー12は、右側死点位
置にあるドローバー26で拘束されて、軸方向には変位
できない。それに対して、テーパー部14は主軸本体3
0の前面側(図1の左側)の軸方向に変位可能になって
いて、工具ホルダー12の軸方向以外を拘束している。
アンクランプ時には、さらバネ34に抗してピストン4
0を油圧(あるいは空圧)によって工具側(矢印D2方
向)に押しつけ、プッシュバー32を工具側に移動させ
てドローバー26の他端部に当接させる。さらにピスト
ン40を工具側に移動させるとドローバー26はさらバ
ネ28に抗して工具側に移動し、左側死点に達すると把
持部26aが工具ホルダー12を解放する。
The elastic force of the spiral spring 28 is larger than that of the spiral spring 24. Therefore, unless the piston 40 of the cylinder 38 is moved to the tool side, the draw bar 26 is at the right dead center position. Even if the draw bar 26 is at the right dead center position, the draw bar 26 and the push bar 32 do not contact each other unless the piston 40 is moved to the tool side. Further, the tapered portion 14 is pressed against the tool holder 12 by the elastic force of the belleville spring 24. As a whole, the concave portion 14b of the taper portion 14 that rotates together with the main spindle body 30
The tool holder 12 is attached to the main spindle body 30 by inserting and fitting the convex portions 12 b of the tool holder 12 into. At this time, the tool holder 12 is constrained by the draw bar 26 located at the right dead center position and cannot be displaced in the axial direction. On the other hand, the tapered portion 14 is
It is displaceable in the axial direction on the front side of 0 (left side in FIG. 1) and restrains the tool holder 12 except in the axial direction.
At the time of unclamping, the piston 4 is resisted against the spring 34.
0 is pressed to the tool side (direction of arrow D2) by hydraulic pressure (or pneumatic pressure), and the push bar 32 is moved to the tool side and brought into contact with the other end of the draw bar 26. When the piston 40 is further moved to the tool side, the draw bar 26 moves to the tool side against the spring 28, and when the left dead point is reached, the grip portion 26a releases the tool holder 12.

【0016】主軸本体30を回転させるには、ビルトイ
ンモーター20を駆動する(具体的には、固定子20a
によって回転子20bを駆動する)。主軸本体30の回
転数の増加に伴って、主軸本体30,テーパー部14,
工具ホルダー12のそれぞれには遠心力が作用する。こ
のとき、テーパー部14が図2の矢印D4方向に工具ホ
ルダー12に対して相対的に外側に広がる。テーパー部
14が工具ホルダー12側に変位して外側に広がると、
テーパー部14はその分さらバネ24の力によって矢印
D6方向(すなわち工具側)に変位する。このために、
テーパー部14の工具側(すなわち開口縁側)におい
て、工具ホルダー12とテーパー部14との間にクリア
ランスが生ずることがなく、クリアランスが生じようと
する分だけテーパー部14が変位してそのクリアランス
を埋める。
To rotate the main shaft body 30, the built-in motor 20 is driven (specifically, the stator 20a).
Drives the rotor 20b). As the number of rotations of the main spindle body 30 increases, the main spindle body 30, the tapered portion 14,
A centrifugal force acts on each of the tool holders 12. At this time, the taper portion 14 spreads outward relative to the tool holder 12 in the direction of arrow D4 in FIG. When the taper portion 14 is displaced toward the tool holder 12 side and spreads outward,
The taper portion 14 is displaced in the direction of arrow D6 (that is, the tool side) by the force of the countersunk spring 24 accordingly. For this,
On the tool side of the tapered portion 14 (that is, on the opening edge side), no clearance is generated between the tool holder 12 and the tapered portion 14, and the tapered portion 14 is displaced by the amount that the clearance is about to be generated to fill the clearance. .

【0017】こうして工具ホルダー12がドローバー2
6によって深く引き込まれることがなく、その工具先端
の軸心方向での位置を一定に維持することができる。さ
らに、テーパー部14が工具ホルダー12に対して相対
的に移動し、主軸本体30の高速回転によって生ずるク
リアランスを埋める。そのため、両者間の接触部位の接
触圧を維持することにより、工具ホルダー12の半径方
向への支持剛性を維持することができる。したがって、
主軸本体30の回転数が変化しても工具10の先端位置
は軸方向にも半径方向にも変化せず、加工精度を維持す
ることができる。
Thus, the tool holder 12 is the drawbar 2
The position of the tool tip in the axial direction can be maintained constant without being pulled deeply by 6. Further, the tapered portion 14 moves relative to the tool holder 12 to fill the clearance generated by the high speed rotation of the main spindle body 30. Therefore, by maintaining the contact pressure at the contact portion between them, the supporting rigidity of the tool holder 12 in the radial direction can be maintained. Therefore,
Even if the number of rotations of the main spindle body 30 changes, the tip position of the tool 10 does not change in the axial direction or the radial direction, and the machining accuracy can be maintained.

【0018】なお、ドローバー26を軸方向に沿って移
動可能に設ける構成に代えて、図3に示すように、ドロ
ーバー26を主軸本体30にボルト42等の拘束部材に
よって固定してもよい。そのため、ドローバー26を軸
方向へ移動させる手段としてのシリンダ38やピストン
40等は不要になる。この構成では、ドローバー26は
主軸本体30との間で相対移動がなくなるとともに、さ
らバネ24の弾性力によってテーパー部14が工具ホル
ダー12側へ変位して接触部位の接触面積がほぼ一定に
維持される。こうして、テーパー部14の変位と合わせ
て工具ホルダー12の移動が禁止されるため、工具10
の軸心方向と半径方向とが固定される。したがって、加
工精度をより確実に維持することができる。この場合、
工具ホルダー12の交換時には、ボルト42等を外し
て、ドローバー26をフリーにする。
Instead of the structure in which the drawbar 26 is movable along the axial direction, the drawbar 26 may be fixed to the main spindle body 30 by a restraint member such as a bolt 42 as shown in FIG. Therefore, the cylinder 38, the piston 40, etc. as a means for moving the draw bar 26 in the axial direction are not necessary. In this configuration, the draw bar 26 is prevented from moving relative to the main spindle body 30, and the taper portion 14 is displaced toward the tool holder 12 side by the elastic force of the flat spring 24 so that the contact area of the contact portion is maintained substantially constant. It Thus, the movement of the tool holder 12 along with the displacement of the taper portion 14 is prohibited, so that the tool 10
The axial direction and the radial direction of are fixed. Therefore, the processing accuracy can be maintained more reliably. in this case,
When the tool holder 12 is replaced, the bolt 42 and the like are removed to free the draw bar 26.

【0019】次に、工具ホルダー12の交換(クランプ
/アンクランプ)を行う方法について、図12〜図16
を参照しながら説明する。ここで、図12にはアンクラ
ンプ状態の主軸装置を示し、図13にはクランプ状態の
主軸装置を示す。図14には、他のテーパー部の構成を
示す。図15および図16には、アンクランプ手段の構
成を示す。
Next, a method for exchanging (clamping / unclamping) the tool holder 12 will be described with reference to FIGS.
Will be described with reference to. Here, FIG. 12 shows the spindle device in an unclamped state, and FIG. 13 shows the spindle device in a clamped state. FIG. 14 shows the configuration of another taper portion. 15 and 16 show the configuration of the unclamping means.

【0020】まず、工具ホルダー12のクランプは次の
ように行う。すなわち、図12に示すようにドローバー
26は主軸本体30に固定されており、工具ホルダー1
2はアンクランプ状態にある。テーパー部14cは主軸
本体30に着脱可能になっており、さらバネ24によっ
て工具側(図示左方)に付勢されている。このさらバネ
24の弾性力によってテーパー部14cは工具側に移動
し、ドローバー26の把持部26aが工具ホルダー12
の一端12aを把持する。こうして工具ホルダー12の
軸方向位置が固定される。さらにテーパー部14cが工
具側に移動すると、テーパー部14cと工具ホルダー1
2とが密着する。こうして工具ホルダー12の径方向位
置が固定される。工具ホルダー12がクランプされてい
る状態を図13に示す。
First, the tool holder 12 is clamped as follows. That is, as shown in FIG. 12, the draw bar 26 is fixed to the main spindle body 30, and the tool holder 1
2 is in an unclamped state. The taper portion 14c is attachable to and detachable from the main spindle body 30, and is biased toward the tool side (left side in the drawing) by the spring spring 24. The taper portion 14c is moved to the tool side by the elastic force of the flat spring 24, and the grip portion 26a of the draw bar 26 is moved to the tool holder 12.
Grips one end 12a of the. In this way, the axial position of the tool holder 12 is fixed. When the tapered portion 14c further moves to the tool side, the tapered portion 14c and the tool holder 1
The two come into close contact with each other. In this way, the radial position of the tool holder 12 is fixed. FIG. 13 shows a state in which the tool holder 12 is clamped.

【0021】次に、工具ホルダー12のアンクランプは
次のように行う。すなわち、図13に示すクランプ状態
において、テーパー部14cをさらバネ24の弾性力に
抗して反工具側(図示右方)に移動させる。このテーパ
ー部14cの移動によって、まずテーパー部14cと工
具ホルダー12との密着状態が解除され、続いてドロー
バー26の把持部26aが開いて工具ホルダー12の一
端12aを開放する。こうして工具ホルダー12は図1
2に示すようなアンクランプ状態になる。
Next, the unclamping of the tool holder 12 is performed as follows. That is, in the clamped state shown in FIG. 13, the tapered portion 14c is moved to the opposite tool side (right side in the drawing) against the elastic force of the flat spring 24. By the movement of the taper portion 14c, the close contact state between the taper portion 14c and the tool holder 12 is released first, and then the grip portion 26a of the draw bar 26 is opened to open the one end 12a of the tool holder 12. Thus, the tool holder 12 is shown in FIG.
The unclamped state shown in 2 is obtained.

【0022】上記構成では、工具ホルダー12の交換を
工具側(すなわち主軸前面)から行うことができる。こ
のため、主軸本体30内部の可動部品を最小限に抑えら
れるので、主軸本体30をバランスよく回転させること
ができる。さらに、図14に示すようにドローバー26
bを工具側から主軸本体30に取り付け固定する構成に
してもよい。この場合には、主軸本体30の中心部を貫
通する部位がなくなるので、主軸本体30自体の剛性を
高めることができる。
With the above arrangement, the tool holder 12 can be replaced from the tool side (that is, the front surface of the spindle). Therefore, the number of movable parts inside the main spindle body 30 can be minimized, so that the main spindle body 30 can be rotated in a well-balanced manner. Further, as shown in FIG.
A configuration may be adopted in which b is attached and fixed to the spindle main body 30 from the tool side. In this case, since there is no portion penetrating the central portion of the main spindle body 30, the rigidity of the main spindle body 30 itself can be increased.

【0023】ここで、工作機械等の一般的な設備では、
工具側に加工テーブルを備えているものが多い。この場
合、主軸装置と加工テーブルとの相対運動によって、上
記工具ホルダーの交換をより効率よく行うことが可能に
なる。例えば、図15に示すように、主軸装置22が設
けられているコラム94が矢印D22方向に移動可能で
あり、および/または、加工テーブル90が矢印D20
方向に移動可能なものがある。この場合において、加工
テーブル90に交換用補助部材92を設ける。交換用補
助部材92はリングや突起物等によって形成されてお
り、さらバネ24の弾性力に抗してテーパー部14cを
押し込む機能を有する。この構成によって、主軸装置2
2または/および加工テーブル90を相対的に運動させ
ることによって工具ホルダー12の交換が行える。その
ため、工具ホルダー12の交換に他の動力源を必要とし
ない。
In general equipment such as machine tools,
Many have a working table on the tool side. In this case, the tool holder can be replaced more efficiently by the relative movement between the spindle device and the machining table. For example, as shown in FIG. 15, the column 94 provided with the spindle device 22 is movable in the direction of arrow D22, and / or the processing table 90 is indicated by arrow D20.
Some can move in any direction. In this case, the processing table 90 is provided with a replacement auxiliary member 92. The replacement auxiliary member 92 is formed of a ring, a protrusion, or the like, and has a function of pushing the tapered portion 14c against the elastic force of the flat spring 24. With this configuration, the spindle device 2
The tool holder 12 can be replaced by moving the two or / and the working table 90 relatively. Therefore, replacement of the tool holder 12 does not require another power source.

【0024】同様に、図16に示すように、ATCハン
ド96に交換用補助部材92を設けてもよい。この場合
には、ATCハンド96を矢印D24方向に移動させる
ことによってテーパー部14cを押し込み、工具ホルダ
ー12をフリーにする。さらに、ATCハンド96が有
する爪98を矢印D26方向に作動させ、工具ホルダー
12をつかんで引き抜くことにより、工具ホルダー12
をアンクランプすることができる。また、この逆の作動
によって工具ホルダー12をクランプすることができ
る。さらには上記アンクランプとクランプを連続的に行
うことにより、工具ホルダー12の交換を自動的に行う
ことも可能である。なお、加工テーブル90やATCハ
ンド96に限らず、工作機械等の一般的な設備に設けら
れている専用の駆動源に交換用補助部材92を設けても
よい。
Similarly, as shown in FIG. 16, the ATC hand 96 may be provided with a replacement auxiliary member 92. In this case, the taper portion 14c is pushed in by moving the ATC hand 96 in the direction of arrow D24, and the tool holder 12 is freed. Further, by operating the claw 98 of the ATC hand 96 in the direction of arrow D26, the tool holder 12 is grasped and pulled out,
Can be unclamped. The tool holder 12 can be clamped by the reverse operation. Further, the tool holder 12 can be automatically replaced by continuously performing the unclamping and the clamping. The replacement auxiliary member 92 may be provided not only on the processing table 90 and the ATC hand 96 but also on a dedicated drive source provided in general equipment such as a machine tool.

【0025】〔実施の形態2〕次に、実施の形態2で
は、熱変形を利用してクリアランスを埋める例につい
て、図4〜図6を参照しながら説明する。ここで、図4
には凸部側に熱源を設けた主軸装置を示す。図5には、
工具ホルダーと主軸本体との間の接触面圧を示す。図6
には、図4に示す主軸装置のヒーターに代えて伝熱部材
を設けた例を示す。なお、ドローバー66を押し出すた
めのシリンダ38やピストン40等の構造は上記実施の
形態1と同様であるので、同一符号を付して説明を省略
する。
[Second Embodiment] Next, in a second embodiment, an example of filling a clearance by utilizing thermal deformation will be described with reference to FIGS. Here, FIG.
Shows a spindle device provided with a heat source on the convex side. In FIG.
The contact surface pressure between the tool holder and the spindle body is shown. FIG.
Shows an example in which a heat transfer member is provided in place of the heater of the spindle device shown in FIG. The structures of the cylinder 38, the piston 40, etc. for pushing out the drawbar 66 are the same as those in the first embodiment, and therefore, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

【0026】図4において、主軸装置60は、大きく分
けて主軸本体68,主軸ヘッド56,シリンダ38およ
び工具ホルダー52によって構成されている。主軸ヘッ
ド56はベアリング54を介して主軸本体68を回転可
能に支持されている。主軸ヘッド56と主軸本体68と
の間には、ビルトインモーター58が設けられている。
主軸本体68の軸心に沿ってドローバー66が軸方向に
移動可能に設けられており、その一端部に設けられた把
持部66aが工具ホルダー52の一端を把持し、他端部
がプッシュバー32と当接可能になっている。ドローバ
ー66は、さらバネ64によって反工具側に付勢されて
いる。なお、通常のクランプ時には、ドローバー66と
プッシュバー32とは当接しない。
In FIG. 4, the spindle device 60 is roughly divided into a spindle body 68, a spindle head 56, a cylinder 38 and a tool holder 52. The spindle head 56 rotatably supports a spindle body 68 via a bearing 54. A built-in motor 58 is provided between the spindle head 56 and the spindle body 68.
A draw bar 66 is provided along the axis of the main shaft body 68 so as to be movable in the axial direction. A grip portion 66a provided at one end of the draw bar 66 grips one end of the tool holder 52, and the other end thereof has a push bar 32. Can be contacted with. The drawbar 66 is biased toward the opposite tool side by the countersunk spring 64. Note that the draw bar 66 and the push bar 32 do not come into contact with each other during normal clamping.

【0027】また、主軸本体68の工具側には、凸状の
テーパー部68aが設けられている。そのテーパー部6
8aは加熱されると膨張しやすい材質によって形成され
ており、工具側を頂点とする円錐台形状をなしている。
そのテーパー部68aのほぼ中心部は上記把持部66a
が位置しており、凸状のテーパー部68a付近の主軸本
体68にはヒーター62(熱源)が配置されている。工
具ホルダー52は上記凸状のテーパー部68a全体を覆
うようにして嵌め入込むように凹形状に形成されてお
り、その外周面には放熱のための冷却フィン52aが設
けられている。この冷却フィン52aによって、工具ホ
ルダー52はテーパー部68a(すなわち主軸本体6
8)よりも低い温度に維持されるために熱膨張しにく
い。この工具ホルダー52には、工具50がボルト等に
よって固定されている。主軸本体68の回転停止時に
は、さらバネ64の弾性力によってテーパー部68aの
先端面68cを工具ホルダー52の凹底面52cに接触
させて、工具ホルダー52を主軸本体68に装着してい
る。そのため、テーパー部68aと工具ホルダー52の
テーパー面との嵌め合い、および先端面68cと底面5
2cとの当接によって二面拘束が実現されている。
Further, a convex taper portion 68a is provided on the tool side of the main spindle body 68. The taper part 6
8a is formed of a material that easily expands when heated, and has a truncated cone shape with the tool side as an apex.
The substantially central portion of the tapered portion 68a is the grip portion 66a.
Is located, and the heater 62 (heat source) is arranged on the main shaft main body 68 near the convex tapered portion 68a. The tool holder 52 is formed in a concave shape so as to fit and fit so as to cover the entire convex tapered portion 68a, and a cooling fin 52a for heat dissipation is provided on the outer peripheral surface thereof. With this cooling fin 52a, the tool holder 52 has a tapered portion 68a (that is, the main spindle body 6).
Since it is maintained at a temperature lower than that of 8), thermal expansion does not easily occur. The tool 50 is fixed to the tool holder 52 with bolts or the like. When the rotation of the main spindle body 68 is stopped, the tip end surface 68c of the tapered portion 68a is brought into contact with the concave bottom surface 52c of the tool holder 52 by the elastic force of the countersunk spring 64, and the tool holder 52 is attached to the main spindle body 68. Therefore, the taper portion 68a and the taper surface of the tool holder 52 are fitted together, and the tip surface 68c and the bottom surface 5 are fitted together.
Two-sided restraint is realized by contact with 2c.

【0028】ビルトインモーター58によって主軸本体
68を回転させると、図5に示すように、工具ホルダー
52が遠心力によって矢印D10方向に広がる。一方、
凸状のテーパー部68aは、ヒーター62によって加熱
される。加熱によってテーパー部68aは矢印D10方
向に熱膨張するので、テーパー部68aと工具ホルダー
52との間に生じようとするクリアランスが埋められ
る。そのため、テーパー部68aと工具ホルダー52と
の接触部位はその接触面積がほぼ一定に維持されるとと
もに、その接触圧が維持される。この例では工具ホルダ
ー52の凹底面52cとテーパー部68aの先端面68
cとの面拘束によって、さらバネ64によってドローバ
ー66が反工具側に引き込まれれることもなく、二面拘
束状態を保持しつつ工具ホルダー52の半径方向への支
持剛性を維持することができる。したがって、主軸本体
68が高速回転のときも、低速回転のときと同様に工具
先端位置が半径方向にも軸方向にも変化せず、加工精度
を維持することができる。
When the spindle main body 68 is rotated by the built-in motor 58, the tool holder 52 expands in the direction of arrow D10 by centrifugal force, as shown in FIG. on the other hand,
The convex tapered portion 68 a is heated by the heater 62. The heating causes the tapered portion 68a to thermally expand in the direction of the arrow D10, so that the clearance that is likely to occur between the tapered portion 68a and the tool holder 52 is filled. Therefore, the contact area of the contact portion between the tapered portion 68a and the tool holder 52 is maintained substantially constant, and the contact pressure is maintained. In this example, the concave bottom surface 52c of the tool holder 52 and the tip surface 68 of the taper portion 68a are
Due to the surface restraint with c, the drawbar 66 is not pulled to the opposite tool side by the countersunk spring 64, and the support rigidity in the radial direction of the tool holder 52 can be maintained while maintaining the two-face restrained state. Therefore, even when the main spindle body 68 rotates at a high speed, the tool tip position does not change in the radial direction or the axial direction as in the case of the low speed rotation, and the machining accuracy can be maintained.

【0029】この実施の形態によれば、主軸本体68の
回転に伴って工具ホルダー52の凹部が外側に広がって
も、その分凸状のテーパー部68a(補填手段)が外側
に変形して両者間に生じようとするクリアランスを埋め
る。こうして他の動力源を用いずに工具ホルダー52の
半径方向への支持剛性が維持されるので、加工精度を維
持することができる。
According to this embodiment, even if the concave portion of the tool holder 52 expands outward with the rotation of the main spindle body 68, the convex tapered portion 68a (complementing means) is deformed to the outside and both of them are expanded. Fill in the clearance that is about to occur. In this way, since the supporting rigidity of the tool holder 52 in the radial direction is maintained without using another power source, the machining accuracy can be maintained.

【0030】なお、上記実施の形態ではヒーター62を
主軸本体68内に設けたが、ビルトインモーター58に
よって発生する熱だけでも主軸本体68は容易に100
℃に達する場合がある。この熱によって凸状のテーパー
部68aが十分に変形できる場合には、ヒーター62が
不要である。また、ビルトインモーター58やヒーター
62によって主軸本体68全体の温度が高くなるが、こ
の場合に高温になると困るような部位は冷却する必要が
ある。そのため、図6に示すように冷却が必要な部位に
通ずる通路56a,66bを設けて、空気(あるいは冷
却水等)で冷却させればよい。図6では、ヒーター62
に代えて、熱伝導の良好な部材(例えば、銅の棒やヒー
トパイプ)を主軸本体68内に埋め込んでいる。こうし
て、凸状のテーパー部68aにビルトインモーター58
で発生する熱を伝達させることにより、クリアランスを
埋めるように十分に熱変形させることができる。
Although the heater 62 is provided in the main spindle body 68 in the above embodiment, the main spindle body 68 can be easily heated to 100 by the heat generated by the built-in motor 58.
May reach ° C. When the convex tapered portion 68a can be sufficiently deformed by this heat, the heater 62 is unnecessary. Further, the temperature of the entire main body 68 of the spindle is increased by the built-in motor 58 and the heater 62, but in this case, it is necessary to cool the part which is troubled if the temperature becomes high. Therefore, as shown in FIG. 6, passages 56a and 66b communicating with a portion requiring cooling may be provided and cooled with air (or cooling water or the like). In FIG. 6, the heater 62
Instead of this, a member having good heat conduction (for example, a copper rod or a heat pipe) is embedded in the main spindle body 68. In this way, the built-in motor 58 is attached to the convex taper portion 68a.
By transmitting the heat generated in the above, the heat can be sufficiently deformed so as to fill the clearance.

【0031】図7は、ヒーター62への給電機構を主軸
本体68内に設けた例を示す。具体的には、ヒーター6
2に接続されるコイル70を主軸本体68内に設け、永
久磁石72を主軸ヘッド56に設ける。この構造によれ
ば、主軸本体68を回転させると永久磁石72の磁束を
コイル70が切ることになり、発電が行われて給電を行
うことができる。なお、永久磁石72に代えて電磁石を
用いてもよく、あるいはビルトインモーター58の磁界
を用いて永久磁石72を省略することもできる。また、
ビルトインモーター58の固定子58aが電磁石であ
り、回転子58bがコイルである場合には、そのビルト
インモーター58の一部をそのまま利用してヒーター6
2に給電することもできる。
FIG. 7 shows an example in which a power supply mechanism for the heater 62 is provided in the main spindle body 68. Specifically, the heater 6
A coil 70 to be connected to the main shaft main body 68 is provided in the main body 68 and a permanent magnet 72 is provided in the main spindle head 56. According to this structure, when the main shaft main body 68 is rotated, the magnetic flux of the permanent magnet 72 is cut by the coil 70, and power is generated and power can be supplied. An electromagnet may be used instead of the permanent magnet 72, or the magnetic field of the built-in motor 58 may be used to omit the permanent magnet 72. Also,
When the stator 58a of the built-in motor 58 is an electromagnet and the rotor 58b is a coil, a part of the built-in motor 58 is used as it is for the heater 6
It is also possible to supply power to 2.

【0032】〔他の実施の形態〕本発明の主軸装置にお
いて、上述した構造,形状,大きさ,材質,個数,配置
及び動作条件等以外の構造等については、上記実施の形
態に限定されるものでない。例えば、上記実施の形態を
応用した次の各形態を実施することもできる。 (1)実施の形態1では工具ホルダー12とテーパー部
14との接触部位をベル型曲面に形成したが、テーパー
部14が軸方向すなわち工具ホルダー12側に変位して
も接触部位の面積が変化しないような他の曲面で形成し
てもよい。この場合でも、テーパー部14が変位しても
接触面積が変化しないので、工具ホルダー12の半径方
向への支持剛性を維持することができる。したがって、
工具ホルダー12とテーパー部14との間に生ずるクリ
アランスがテーパー部14によって埋められるので、工
具10の半径方向への支持剛性が維持され、加工精度を
維持することができる。同様に、図8に示すように、工
具ホルダー12とテーパー部14との接触部位を直線形
状に形成してもよい。この場合には主軸本体30の回転
によって、テーパー部14が遠心力によって径方向に広
がって接触部位の接触面積は減少する。しかし、工具ホ
ルダー12とテーパー部14との接触部位の位置が工具
側に移動するため、工具側寄りで工具ホルダー12を把
持することになる。そのため、工具ホルダー12のガタ
つきが防止され、工具ホルダー12の半径方向への支持
剛性をほぼ一定に維持することができる。
[Other Embodiments] In the spindle device of the present invention, the structure, shape, size, material, number, arrangement, operating conditions, etc. other than those described above are limited to those in the above embodiment. Not a thing. For example, each of the following modes to which the above-described embodiment is applied can be implemented. (1) In the first embodiment, the contact portion between the tool holder 12 and the tapered portion 14 is formed in a bell-shaped curved surface, but the area of the contact portion changes even if the tapered portion 14 is displaced in the axial direction, that is, the tool holder 12 side. It may be formed by another curved surface that does not exist. Even in this case, since the contact area does not change even if the taper portion 14 is displaced, the supporting rigidity of the tool holder 12 in the radial direction can be maintained. Therefore,
Since the clearance generated between the tool holder 12 and the tapered portion 14 is filled with the tapered portion 14, the supporting rigidity of the tool 10 in the radial direction is maintained, and the machining accuracy can be maintained. Similarly, as shown in FIG. 8, the contact portion between the tool holder 12 and the tapered portion 14 may be formed in a linear shape. In this case, the rotation of the main shaft body 30 causes the tapered portion 14 to expand in the radial direction by the centrifugal force, and the contact area of the contact portion decreases. However, since the position of the contact portion between the tool holder 12 and the taper portion 14 moves to the tool side, the tool holder 12 is gripped near the tool side. Therefore, rattling of the tool holder 12 is prevented, and the support rigidity in the radial direction of the tool holder 12 can be maintained substantially constant.

【0033】(2)実施の形態1に記載した弾性力によ
ってテーパー部14(補填手段)を軸方向に変位させる
手段に代えて、遠心力によって補填手段を変位させる遠
心力変位手段を適用してもよい。この遠心力変位手段
は、例えば図9に示す主軸装置110において、主軸本
体106のテーパー状の凹部106aの内周面に、補填
手段を軸方向に伸びる複数本の溝106cを設け、その
溝106cにスライド可能にキー106bを設ける。溝
106bの深さは工具側に向かって低くなるように設定
されており、キー106bが工具側に移動するほど、キ
ー106bは凹部106aに突出する。これによると、
主軸本体106が高速回転して凹部106aが外側に広
がると、キー106bが遠心力によって工具側に移動
し、工具ホルダー102の外周を拘束するようになる。
このようにして、キー106bは凹部106aと工具ホ
ルダー102との間に生ずるクリアランスを埋める。
(2) Instead of the means for axially displacing the tapered portion 14 (compensation means) by the elastic force described in the first embodiment, a centrifugal force displacement means for displacing the compensation means by centrifugal force is applied. Good. This centrifugal force displacement means is, for example, in a spindle device 110 shown in FIG. 9, in which a plurality of grooves 106c extending in the axial direction are provided on the inner peripheral surface of a tapered concave portion 106a of a spindle body 106, and the grooves 106c are provided. A key 106b is provided so that it can slide. The depth of the groove 106b is set so as to decrease toward the tool side, and the key 106b protrudes into the recess 106a as the key 106b moves toward the tool side. according to this,
When the main shaft body 106 rotates at high speed and the recess 106a spreads outward, the key 106b moves to the tool side by centrifugal force, and the outer periphery of the tool holder 102 is constrained.
In this way, the key 106b fills the clearance created between the recess 106a and the tool holder 102.

【0034】(3)同様に、慣性力によって補填手段を
変位させる慣性力変位手段を適用してもよい。この慣性
力変位手段は、例えば図10に示す主軸装置110にお
いて、工具ホルダー102の周方向に沿って移動可能な
可動部材104bをその外周部に設けることで実現され
る。その可動部材104bにはボールやキー等が用いら
れ、工具ホルダー102の周方向に沿った溝に挿入され
る。その溝の深さは回転方向に深く、反回転方向に浅く
なっている。このために、主軸本体106の回転に伴う
慣性力によって可動部材104bは溝の浅いほうへ移動
し、工具ホルダー102の外周部を強く押圧するように
外側に突き出る位置まで移動する。こうして慣性力によ
って移動した可動部材104bは、主軸本体106のテ
ーパー部と工具ホルダー102との間に生じようとする
クリアランスを埋める。したがって、工具ホルダー10
2は半径方向に対して一定位置に維持されるので、工具
ホルダー102の半径方向への支持剛性を維持すること
ができる。なお、実施の形態2の場合には、テーパー部
68aについて上記慣性力変位手段を適用することもで
きる。
(3) Similarly, inertial force displacement means for displacing the compensation means by inertial force may be applied. This inertial force displacing means is realized, for example, in the spindle device 110 shown in FIG. 10, by providing the movable member 104b movable along the circumferential direction of the tool holder 102 on the outer peripheral portion thereof. A ball, a key, or the like is used for the movable member 104b, and the movable member 104b is inserted into a groove along the circumferential direction of the tool holder 102. The depth of the groove is deep in the rotational direction and shallow in the counter rotational direction. For this reason, the movable member 104b moves to the shallower side of the groove due to the inertial force caused by the rotation of the main shaft body 106, and moves to a position where it projects outward so as to strongly press the outer peripheral portion of the tool holder 102. In this way, the movable member 104b moved by the inertial force fills the clearance that is likely to occur between the taper portion of the main spindle body 106 and the tool holder 102. Therefore, the tool holder 10
Since 2 is maintained at a fixed position in the radial direction, the supporting rigidity of the tool holder 102 in the radial direction can be maintained. In the case of the second embodiment, the inertial force displacing means may be applied to the tapered portion 68a.

【0035】(4)実施の形態2に記載した熱によって
テーパー部68a(補填手段)を変形させる手段に代え
て、遠心力によって補填手段を変形させる遠心力変形手
段を適用してもよい。この遠心力変形手段は、例えば図
11に示す主軸110において、工具ホルダー102の
外周部を軸心方向に沿って複数本の切れ目を入れて、そ
の切れ目によって形成される端片104cが遠心力によ
って広がるように構成することで実現される。こうすれ
ば、端片104cが遠心力によって広がるので、主軸本
体106のテーパー部と工具ホルダー102と間に生じ
ようとするクリアランスを端片104cが埋める。こう
して工具ホルダー102は半径方向に対して一定位置に
維持されるので、工具ホルダー102の半径方向への支
持剛性を維持することができる。
(4) Instead of the means for deforming the tapered portion 68a (complementing means) by heat described in the second embodiment, a centrifugal force deforming means for deforming the compensating means by centrifugal force may be applied. In this centrifugal force deforming means, for example, in the main shaft 110 shown in FIG. 11, a plurality of cuts are made in the outer peripheral portion of the tool holder 102 along the axial direction, and the end pieces 104c formed by the cuts are subjected to centrifugal force. It is realized by configuring to spread. By doing so, the end piece 104c spreads by the centrifugal force, so that the end piece 104c fills the clearance that tends to occur between the taper portion of the spindle body 106 and the tool holder 102. In this way, since the tool holder 102 is maintained at a fixed position in the radial direction, the supporting rigidity of the tool holder 102 in the radial direction can be maintained.

【0036】(5)さらバネ24,28,34,64
は、主軸装置22,68の大きさや重量等の形態に応じ
て、つる巻きさらバネ,板さらバネ,ゴム等のような他
の弾性体を任意に用いることもできる。こうして、適正
な弾性力が得られるので、ドローバー26等を適正に押
さえ付けることができる。
(5) Countersunk springs 24, 28, 34, 64
Other elastic bodies such as a spiral spiral spring, a flat spiral spring, rubber, etc. can be optionally used depending on the size and weight of the spindle devices 22, 68. In this way, an appropriate elastic force is obtained, so that the drawbar 26 and the like can be appropriately pressed.

【0037】[0037]

【他の発明の態様】以上、本発明の実施の形態について
説明したが、さらに別の発明の態様を以下に列挙すると
ともに、必要に応じて関連説明を行う。
[Other Aspects of the Invention] The embodiments of the present invention have been described above. Still other aspects of the invention will be listed below, and related explanations will be given if necessary.

【0038】〔態様1〕 請求項1に記載の主軸装置に
おいて、その補填手段を主軸本体の先端部又は工具ホル
ダーの一方に設け、他方に対して相対的に移動可能にな
っていることを特徴とする主軸装置。 〔態様1の関連説明〕 補填手段が他方の主軸本体の先
端部又は工具ホルダーに対して相対的に移動してクリア
ランスを埋める。そのため、加工精度を維持することが
できる。
[Mode 1] In the spindle device according to claim 1, the compensation means is provided at one of the tip end portion of the spindle body or the tool holder and is movable relative to the other. And spindle device. [Related Explanation of Aspect 1] The compensating means moves relative to the tip of the other spindle body or the tool holder to fill the clearance. Therefore, the processing accuracy can be maintained.

【0039】〔態様2〕 工具ホルダーと主軸本体のう
ちの一方にテーパー状の凹部が設けられ、他方にその凹
部に嵌め込まれる凸部が設けられており、その凸部を挿
入することで主軸本体に工具ホルダーが取り付けられる
主軸装置において、主軸本体の高速回転に起因する遠心
力によって、前記凹部の開口縁近傍が前記凸部に対して
相対的に外側に広がったときに、その凹部の開口縁近傍
とその凸部との間の接触を維持する補填手段が付加され
ていることを特徴とする主軸装置。 〔態様2の関連説明〕 補填手段によって凹部の開口縁
近傍と凸部との間の接触を維持されることから、クラン
プ力が維持される。こうして工具ホルダーの半径方向へ
の支持剛性が維持されるので、加工精度を維持すること
ができる。
[Mode 2] One of the tool holder and the main spindle body is provided with a tapered concave portion, and the other is provided with a convex portion to be fitted into the concave portion. By inserting the convex portion, the main spindle body is inserted. In a main spindle device in which a tool holder is attached to the main shaft main body, a centrifugal force caused by high-speed rotation of the main spindle main body causes a peripheral edge of the concave portion to expand outward relative to the convex portion, and the opening edge of the concave portion is expanded. A spindle device, wherein a supplementary means for maintaining contact between the vicinity and the convex portion is added. [Related Explanation of Aspect 2] Since the contact between the vicinity of the opening edge of the concave portion and the convex portion is maintained by the filling means, the clamping force is maintained. In this way, since the supporting rigidity of the tool holder in the radial direction is maintained, the processing accuracy can be maintained.

【0040】〔態様3〕 態様2に記載の主軸装置にお
いて、前記工具ホルダーの位置を固定する固定部材を付
加していることを特徴とする主軸装置。 〔態様3の関連説明〕 固定部材によって工具ホルダー
は軸方向への移動がさらに禁止されるため、加工精度を
より確実に維持することができる。
[Aspect 3] A spindle device according to Aspect 2, wherein a fixing member for fixing the position of the tool holder is added. [Related Explanation of Aspect 3] Since the tool holder is further prohibited from moving in the axial direction by the fixing member, it is possible to more reliably maintain machining accuracy.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、工具ホルダーと主軸本
体のうちの一方に設けられているテーパー状の凹部と、
他方に設けられその凹部に嵌め込まれる凸部との間に主
軸本体の回転によて生じようとするクリアランスを補填
手段が埋める。こうして工具ホルダーの半径方向への支
持剛性が維持されるので、加工精度を維持することがで
きる。
According to the present invention, a tapered recess provided in one of the tool holder and the main spindle body,
The compensating means fills the clearance that is about to be generated by the rotation of the main shaft main body with the convex portion provided on the other side and fitted into the concave portion. In this way, since the supporting rigidity of the tool holder in the radial direction is maintained, the processing accuracy can be maintained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】軸方向に沿って移動可能なテーパー部を設けた
主軸装置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a spindle device provided with a tapered portion that is movable along an axial direction.

【図2】テーパー部の作動を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an operation of a taper portion.

【図3】クランパーを固定した場合を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a case where a clamper is fixed.

【図4】ヒーターを設けた主軸装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a spindle device provided with a heater.

【図5】工具ホルダーと主軸との間の接触面圧を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a contact surface pressure between a tool holder and a spindle.

【図6】図4に示す主軸装置のヒーターに代えて伝熱部
材を設けた例を示す図である。
6 is a diagram showing an example in which a heat transfer member is provided in place of the heater of the spindle device shown in FIG.

【図7】図4に示す主軸装置に給電機構を設けた例を示
す図である。
7 is a diagram showing an example in which a power feeding mechanism is provided in the spindle device shown in FIG.

【図8】図1に示すテーパー部の他の例を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing another example of the tapered portion shown in FIG.

【図9】遠心力によって補填部材を変位させる手段を設
けた例を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic view showing an example in which a means for displacing the filling member by centrifugal force is provided.

【図10】慣性力によって補填部材を変位させる手段を
設けた例を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic view showing an example in which a means for displacing the filling member by inertial force is provided.

【図11】遠心力によって補填部材を変形させる手段を
設けた例を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic view showing an example in which a means for deforming the filling member by centrifugal force is provided.

【図12】アンクランプ状態の主軸装置を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing a spindle device in an unclamped state.

【図13】クランプ状態の主軸装置を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a spindle device in a clamped state.

【図14】他のテーパー部の構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the configuration of another tapered portion.

【図15】アンクランプ手段の構成を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a configuration of unclamping means.

【図16】他のアンクランプ手段の構成を示す図であ
る。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of another unclamping means.

【図17】従来の主軸装置を示す図である。FIG. 17 is a view showing a conventional spindle device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,50 工具 12,52 工具ホルダー 14 テーパー部 16,54 ベアリング 18,56 主軸ヘッド 20,58 ビルトインモーター 22,60 主軸装置 24,28,34,64 さらバネ(弾性体) 26,66 ドローバー 30,68 主軸本体 32 プッシュバー 36 Oリング 38 シリンダ 40 ピストン 62 ヒーター(熱源) 70 コイル 72 永久磁石 10,50 Tool 12,52 Tool holder 14 Tapered part 16,54 Bearing 18,56 Spindle head 20,58 Built-in motor 22,60 Spindle device 24,28,34,64 Flat spring (elastic body) 26,66 Drawbar 30, 68 main shaft body 32 push bar 36 O-ring 38 cylinder 40 piston 62 heater (heat source) 70 coil 72 permanent magnet

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 工具ホルダーと主軸本体のうちの一方に
テーパー状の凹部が設けられ、他方にその凹部に嵌め込
まれる凸部が設けられており、その凹部にその凸部を挿
入することで主軸本体に工具ホルダーが取り付けられる
主軸装置において、 主軸本体の高速回転に起因して前記凹部の開口縁近傍が
前記凸部に対して相対的に外側に広がったときに、その
凹部の開口縁近傍とその凸部との間に生ずるクリアラン
スを埋める補填手段が付加されていることを特徴とする
主軸装置。
1. A tapered recess is provided in one of the tool holder and the main spindle body, and a convex portion that is fitted into the concave portion is provided in the other, and the main shaft is formed by inserting the convex portion into the concave portion. In the spindle device in which the tool holder is attached to the main body, when the vicinity of the opening edge of the concave portion spreads outward relatively to the convex portion due to the high-speed rotation of the main spindle body, the vicinity of the opening edge of the concave portion A spindle device, characterized in that a supplementary means for filling a clearance generated between the convex portion and the convex portion is added.
【請求項2】 請求項1に記載の主軸装置において、 その補填手段は前記凸部に設けられており、熱又は遠心
力によって変形して前記クリアランスを埋める部材であ
ることを特徴とする主軸装置。
2. The spindle device according to claim 1, wherein the compensation means is provided on the convex portion and is a member that is deformed by heat or centrifugal force to fill the clearance. .
【請求項3】 請求項1に記載の主軸装置において、 その補填手段は、弾性力,遠心力,慣性力のいずれかの
力によって変位して前記クリアランスを埋める部材であ
ることを特徴とする主軸装置。
3. The spindle device according to claim 1, wherein the compensation means is a member that is displaced by any one of elastic force, centrifugal force, and inertial force to fill the clearance. apparatus.
【請求項4】 請求項1,2又は3に記載の主軸装置に
おいて、 その工具ホルダーとその主軸本体との間に、両者の軸方
向の相対移動を拘束する拘束部材が設けられていること
を特徴とする主軸装置。
4. The spindle device according to claim 1, 2, or 3, wherein a restraint member that restrains relative movement of the tool holder and the spindle main body in the axial direction is provided between the tool holder and the spindle main body. Characteristic spindle device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11235608A (en) * 1998-02-20 1999-08-31 Nt Tool Kk Tool chuck
US6352395B1 (en) 1999-03-19 2002-03-05 Nikken Kosakusho Works Ltd. Tool holder and tool holder attachment mechanism
US6923451B2 (en) 2003-02-24 2005-08-02 Nikken Kosakusho Works Ltd. Tool holder
US7037053B2 (en) 2002-03-18 2006-05-02 Nikken Kosakusho Works Ltd. Tool holder

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11235608A (en) * 1998-02-20 1999-08-31 Nt Tool Kk Tool chuck
US6352395B1 (en) 1999-03-19 2002-03-05 Nikken Kosakusho Works Ltd. Tool holder and tool holder attachment mechanism
US7037053B2 (en) 2002-03-18 2006-05-02 Nikken Kosakusho Works Ltd. Tool holder
US7165923B2 (en) 2002-03-18 2007-01-23 Nikken Kosakusho Works Ltd. Tool holder
US7320568B2 (en) 2002-03-18 2008-01-22 Nikken Kosakusho Works Ltd. Tool holder
US6923451B2 (en) 2003-02-24 2005-08-02 Nikken Kosakusho Works Ltd. Tool holder

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