JPH0976105A - スピンドルの部品クランプ装置 - Google Patents

スピンドルの部品クランプ装置

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JPH0976105A
JPH0976105A JP7234898A JP23489895A JPH0976105A JP H0976105 A JPH0976105 A JP H0976105A JP 7234898 A JP7234898 A JP 7234898A JP 23489895 A JP23489895 A JP 23489895A JP H0976105 A JPH0976105 A JP H0976105A
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政一 松本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コレット7の分割片71 の前端部を強制的に
開き、工具ホルダ5のプルスタッド6を分割片71 で確
実に係止できるスピンドルの部品クランプ装置を提供す
る。 【解決手段】 工作機械のスピンドル1にドローバー3
を嵌め、ドローバー3の外周側にコレット7を介して嵌
めた台座8と、これの前側のセパレター9とをスピンド
ル1内に固定し、セパレータ9に設けた位置決め板9b
を台座8の切り込み溝8cに係合させてコレット7の分
割片71 間に挿入し、ドローバー3の前進によって分割
片71 を前進させ、セパレータ9に設けた拡開用突起9
cの傾斜面に分割片71 の前端傾斜面7iに当接させ
て、分割片71 の前部を強制的に開き、プルスタッド6
の係止部6cをコレット7の前部内に挿入し、ドローバ
ー3を後退させて、分割片71 の前内側突出部7dで係
止部6cを係止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、マシニングセン
タなどの工作機械のスピンドルに、工具が装着された工
具ホルダなどの部品をクランプする、スピンドルの部品
クランプ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、工作機械のスピンドルの前端部
に、工具が嵌合固定された工具ホルダのテーパシャンク
を嵌合させ、テーパシャンクの後端から突出したプルス
タッドの係止部をスピンドルに嵌合させたドローバーに
係止部材を介して係止させ、前記ドローバーを多数の皿
ばねによって後側に引き込むクランプ装置が一般に用い
られている。
【0003】このクランプ装置では、ドローバーによる
プルスタッドの引き込み力を大きくすることが好ましい
が、このために、前記皿ばねの枚数を増加させると、ス
ピンドルの全長が長くなり、また強い皿ばねを用いると
皿ばねが疲労して劣化しやすい。そこで、ドローバーの
後部に複数のボールなどを用いる増力機構を設けたり、
ドローバーの前部に嵌めたコレットの後端内周面の突出
部とドローバーの外周面に突出させた突起部とをテーパ
係合させる増力機構を設けたりしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ドローバーの
後部に増力機構を設けた前者のクランプ装置では、引き
込み力が理論的に増力されても、実際にはドローバーが
伸びてあまり効果がない。また、コレットの後端内周面
の突出部とドローバーの外周面の突起部とをテーパ係合
させて前部に増力機構を設けたクランプ装置では、前記
コレットの前,後部の開閉を強制的に行う機構がないの
で、コレットが周方向に4等分など複数に分割されてい
ることもあって、コレットにむりな力がかかって、これ
らが破損することがあるという問題点があった。
【0005】この発明は、ドローバーの前部に増力機構
を設けたものを改良して、ドローバーの前進時にコレッ
トの前部を強制的に開き、また、これに加えてコレット
の後端部を縮径方向に付勢することで、コレットの破損
を防止できる、工具ホルダなどのスピンドル装着部品の
クランプ装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、工作
機械のスピンドルに嵌挿して進退するドローバーと、周
方向に分割した開閉可能な複数の分割片からなりドロー
バーの前部外周側に嵌めた進退可能なコレットと、コレ
ットの外周側に配置してスピンドル内に嵌合固定した台
座と、スピンドル内に固定して台座の前側に配置したセ
パレータとを備え、前記スピンドルのセパレータ前側に
工具ホルダなどの部品のテーパ部が嵌合するテーパ孔を
形成し、前記ドローバーの前部外周側に、係合部と係合
部前方に配置した前側端部とを突出させ、前記コレット
の各分割片の内周面に、ドローバーの係合部後側に係合
可能な後内側突出部と、ドローバーの前側端部に係合可
能な係合突出部と、係合突出部の前方に配置した前内側
突出部とを突出させ、コレットの各分割片の外周面に、
後外側突出部と前外側突出部とを形成し、前記台座の後
端部および前端部に後端テーパ面および大内径部をそれ
ぞれ形成し、前記セパレータの環状体後側にコレットの
各分割片間に挿入する位置決め板を突出させ、位置決め
板を台座の前端部に軸方向に沿って形成した切り込み溝
に係合させ、コレットの前記前内側突出部の後端面に、
前記部品のテーパ部後方に突出するプルスタッドなどの
軸部後端に設けた軸部より大径の係止部前端面を係脱す
るようにしたスピンドルの部品クランプ装置であって、
ドローバーの後退方向への付勢によって、ドローバーの
前記係合部外周面に形成した後側が小外径となる緩傾斜
面と、コレットの各分割片の前記後内側突出部内周面に
形成した後側が小内径となる緩傾斜面とが圧接する増力
機構を設け、かつセパレータの環状体の位置決め板間
に、コレットの各分割片前端に形成した後側に縮径する
前端傾斜面に外側傾斜面が当接するコレット拡開用突起
をそれぞれ突出させ、必要に応じ、ドローバー内に切削
液などの流体を通し、この流体を前記部品の流体通路か
ら部品前方への供給可能にしたものである。
【0007】請求項2の発明は、工作機械のスピンドル
に嵌挿して進退するドローバーと、周方向に分割した開
閉可能な複数の分割片からなりドローバーの前部外周側
に嵌めた進退可能なコレットと、コレットの外周側に配
置してスピンドル内に嵌合固定した台座と、スピンドル
内に固定して台座の前側に配置したセパレータとを備
え、前記スピンドルのセパレータ前側に工具ホルダなど
の部品のテーパ部が嵌合するテーパ孔を形成し、前記ド
ローバーの前部外周側に、係合部と係合部前方に配置し
た前側端部とを突出させ、前記コレットの各分割片の内
周面に、ドローバーの係合部後側に係合可能な後内側突
出部と、ドローバーの前側端部に係合可能な係合突出部
と、係合突出部の前方に配置した前内側突出部とを突出
させ、コレットの各分割片の外周面に、後外側突出部と
前外側突出部とを形成し、前記台座の後端部および前端
部に後端テーパ面および大内径部をそれぞれ形成し、前
記セパレータの環状体後側にコレットの各分割片間に挿
入する位置決め板を突出させ、位置決め板を台座の前端
部に軸方向に沿って形成した切り込み溝に係合させ、コ
レットの前記前内側突出部の後端面に、前記部品のテー
パ部後方に突出するプルスタッドなどの軸部後端に設け
た軸部より大径の係止部前端面を係脱するようにしたス
ピンドルの部品クランプ装置であって、ドローバーの後
退方向への付勢によって、ドローバーの前記係合部外周
面に形成した後側が小外径となる緩傾斜面と、コレット
の各分割片の前記後内側突出部内周面に形成した後側が
小内径となる緩傾斜面とが圧接する増力機構を設け、か
つセパレータの環状体の位置決め板間に、コレットの各
分割片前端に形成した後側に縮径する前端傾斜面に外側
傾斜面が当接するコレット拡開用突起をそれぞれ突出さ
せ、必要に応じ、ドローバー内に切削液などの流体を通
し、この流体を前記部品の流体通路から部品前方への供
給可能にし、さらに、コレットの各分割片に、後内側突
出部および後外側突出部の後方に突出する後端突出部を
形成し、後端突出部の外周に設けた凹溝に、コレットの
後部を縮径方向に付勢する環状のコイルばねを嵌めたも
のである。
【0008】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2に記載したスピンドルの部品クランプ装置において、
ドローバーの中心部に軸方向に沿う流体供給孔を形成
し、流体供給孔と連通する流体送り管をドローバーの前
部に軸方向に摺動可能に嵌合させ、ドローバー内に流体
送り管を前方に付勢する押しばねを設け、ドローバーの
前端から突出した流体送り管の前端部に、部品のプルス
タッドなどの軸部後端に設けた係止部を着脱可能に嵌合
させ、部品のクランプ状態で、スピンドル外に設けた流
体供給源から切削液などの流体を、流体供給孔および流
体送り管を経て、前記部品内に設けた流体通路に圧送
し、部品の前方に供給するようにしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明の第1実施形態に
つき図を参照して説明する。図1において、1はマシニ
ングセンタなどの工作機械のスピンドルであり、スピン
ドル1に形成した貫通孔2にドローバー3を進退可能に
嵌挿し、ドローバー3の後部にこれを後方に付勢する複
動の皿ばね(図示省略)を設け、またドローバー3の後
端部にこれと前方に押し出す油圧シリンダ機構(図示省
略)を設けてあり、前記スピンドル1は工作機械のスピ
ンドルヘッド4に回動可能に支持してある。
【0010】前記スピンドル1の前端大径部1aには、
貫通孔2の前端と環状の内側突起部1b内とを介して連
なるテーパ孔2aを形成し、テーパ孔2aには工具(図
示省略)を装着した工具ホルダ5の把持部5a後側に突
出するテーパシャンク5bを着脱可能に嵌合するよう構
成してある。なお、内側突起部1bは後面をスピンドル
1の軸方向と直交させ、内側突起部1bの前面側は前拡
がりに傾斜させてある。
【0011】工具ホルダ5のテーパシャンク5b後方に
はプルスタッド6を突出させ、プルスタッド6の軸部6
a後端にこれより大外径の係止部6bを一体に設け、係
止部6bは、後端部が後側に小径になる円錐台部を形成
し、前端面が軸部6aの後端からその軸方向と直角に外
周側に突出させてある。前記スピンドル1の軸方向の適
所には、貫通孔2内にスリーブ1cを固定し、スリーブ
1cの前端部に大内径部1c1 を形成し、スリーブ1c
前方の貫通孔2内には、後述するように、ドローバー3
の前部外周側にコレット7を嵌め、コレット7の外周側
に台座8を嵌め、台座8の前側にセパレータ9を配置
し、これらを同軸に収容してある。
【0012】前記ドローバー3は、前部外周面に後側環
状溝3aと、これより短い前側環状溝3bとを形成し、
これらの間に係合部3cを設けると共に、これより若干
大外径の前側端部3dを前側環状溝3bの前方に設けて
ある。また、係合部3cおよび前側端部3dは、前,後
面をそれぞれ軸線に対し45°傾斜させ、係合部3cの
外周面後部に軸線に対し10°程度の緩傾斜面3c1
形成して、後端側が小外径になる形状にしてある。
【0013】前記コレット7は図2にも示すように、円
周方向に等分して4分割し、これらの分割片71 の内周
面には、後側から前側に向けて、後内側突出部7a、ガ
イド突出部7b、係合突出部7c、および前内側突出部
7dを軸方向に間隔を設けてそれぞれ突出させ、各分割
片71 の外周面には、後内側突出部7a、前内側突出部
7dと軸方向に対向させて後外側突出部7e、前外側突
出部7fをそれぞれ突出させてある。
【0014】また、後内側突出部7aの前面、ガイド突
出部7b、係合突出部7cの前,後面、後外側突出部7
eの前面、前外側突出部7fの前,後面をそれぞれ軸線
に対し45°傾斜させ、前内側突出部7dの前面に軸線
に対し45°傾斜して後側に小径となる前端傾斜面7i
を形成し、前内側突出部7dの後面を軸方向に対し直角
にしてある。
【0015】そして、後内側突出部7aの外周面には、
後側が小内径となり、前記ドローバー3の係合部3cに
形成した緩傾斜面3c1 に係合して増力機構11を構成
する緩傾斜面7a1 を、軸線に対し10°程度傾斜させ
て、形成してある。さらに、コレット7の各分割片71
の後内側突出部7a、後外側突出部7eの後側に後端突
出部7gを形成し、後端突出部7gの外周面に凹溝7h
が形成してある。
【0016】なお、コレット7は、筒状金属材に前記突
出部7a〜7gおよび凹溝7hを切削などによって加工
した後、軸方向の全長にわたり切り込んで周方向に4分
割し、各分割片71 を作成している。前記コレット7の
各分割片71 に設けた凹溝7hには、両端部が連結され
た環状のコイルばね10を嵌合させて、各分割片71
後部を縮径方向に付勢している。
【0017】前記コイルばね10は、図3に示すよう
に、コイル状に密着巻きした弾性金属線材10aの両端
部に2重巻きした環状の連結部10b,10cを直交す
るように突出させ、これらを引っ掛けてコイルばね10
の両端部を連結し、コイルばね10を環状にしてある。
【0018】前記台座8は、図1,図2に示すように、
金属製の円筒体の後端部に、後側が大内径となる後端テ
ーパ面8aを形成し、前記円筒体の内周面の前端部に大
内径部8bを形成し、後端テーパ面8a、大内径部8
b、後面を軸線に対し45°傾斜させてあり、台座8の
前部には周方向の4箇所に等間隔で軸方向に沿う切り込
み溝8cを形成し、これらの溝8cが円筒体の前端に開
口させてある。
【0019】前記セパレータ9は、金属製であり、図
1,図2に示すように、環状体9aを有し、環状体9a
の後面に矩形状の4枚の位置決め板9bを等間隔で放射
状に突出させ、位置決め板9bの外側端部を環状体9a
の外周から突出させ、環状体9aの後面に直角三角形の
コレット拡開突起9cを突出させ、これらの拡開突起9
cが位置決め板9b間の中央にそれぞれ配置してある。
【0020】前記拡開突起9cは、環状体9aの前側が
大径となるテーパ孔9dの後面周縁に直角を挾む一辺を
環状体9aに直立させて、直角を挾む他辺を環状体9a
の後面に固着し、斜辺を軸線に対し50°程度傾斜させ
て、後側が低くなるように外側傾斜面を形成して環状体
9aの中央に近い部分に配置してある。そして、スピン
ドル1に形成した貫通孔2の前部にセパレータ9と台座
8とを嵌合させ、セパレータ9の位置決め板9bの前端
をスピンドル1の内側突起部1b後面に当接させると共
に、台座8の切り込み溝8cに位置決め板9bをそれぞ
れ係合させて、台座8の前端を前記内側突起部1bの後
面に当接させてある。
【0021】前記台座8内にコイルばね10が装着され
たコレット7を嵌め、コレット7の分割片71 間にセパ
レータ9の位置決め板9bを挿入し、スピンドル1の内
側突起部1bとスリーブ1cとによって台座8およびセ
パレータ9をスピンドル1の前部に固定してある。
【0022】次に、第1実施形態に係るスピンドルの部
品クランプ装置の使用について説明する。前記油圧シリ
ンダ機構を作動させ、前記複数の皿ばねのばね力に抗し
てドローバー3を前進させ、図4(1)に示すように、
ドローバー3の前側端部3dをコレット7の各分割片7
1 の係合部7cに係合させた前進位置で、コレット7の
前内側突出部7dの後側が小径となる前端傾斜面7i
を、セパレータ9の前記拡開突起9cの外側傾斜面に支
持させて、コレット7の各分割片71 を前端側が拡開し
た傾斜状態に保って停止させる。
【0023】この状態で、図示省略した工具自動交換装
置の作動によって、部品である工具ホルダ5の把持部5
aを把持してそのテーパシャンク5bをスピンドル1の
テーパ孔2aに嵌合させ、テーパシャンク5bの後端か
ら突出したプルスタッド6の軸部6aをセパレータ9の
環状体9aに遊挿し(図1参照)、軸部6aの後端に設
けた係止部6bをコレット7の各分割片71 の前内側突
出部7d後方に位置させ、係止部6bの後面をドローバ
ー3の前側端部3aの前面に当接させる。
【0024】その後、前記工具自動交換装置による工具
ホルダ5の把持部5aの把持を解放し、油圧シリンダ機
構の作動を解除することで、複数の皿ばねのばね力によ
ってドローバー3を後退させ、図4(2)に示すよう
に、ドローバー3の係合部3c後面をコレット7の分割
片71 の後内側突出部7a前面に支持させ、かつドロー
バー3の前側端部3dを分割片71 の係合突出部7c後
方に位置させ、プルスタッド6の係止部6bの後方にド
ローバー3の前側端部3dを若干離間させる。なお、前
記把持部5aの把持を解放した工具自動交換装置は、作
動前の位置に復帰させておく。
【0025】そして、ドローバー3が後退を続けること
で、これと共にコレット7が後退し、図4(3)に示す
ように、コレット7の各分割片71 の前外側突出部7f
を台座8の前端部に形成した大内径部8b後方に後退
し、各分割片71 を前端側が拡開した状態からほぼ平行
な状態にする。ドローバー3とコレット7とが後退を続
けることで、図5(4)に示すように、コレット7の分
割片71 の前内側突出部7d後面がプルスタッド6の係
止部6b前面に係止した状態となる。
【0026】さらに、ドローバー3が後退を続けること
で、工具ホルダ5のテーパシャンク6がスピンドル1の
テーパ孔2a周面に圧接し、工具ホルダ5の把持部5a
後面がスピンドル1の前端面に当接することで(図1参
照)、図5(5)に示すようにドローバー3の係合部3
cの傾斜した後面がコレット7の分割片71 に形成した
後内側突出部7aの傾斜した後面に乗り上げる。
【0027】続いて、図5(6)に示すように、ドロー
バー3の係合部3cの外周面後部に形成した緩傾斜面3
1 がコレット7の分割片71 の後内側突出部7a内周
面に形成した緩傾斜面7a1 に圧接し、ドローバー3
は、前側端部3dの外周面にコレット7の分割片71
ガイド突出部7bの内周面を嵌合支持した引き込み状態
となる。
【0028】このドローバー3の引き込み状態では、こ
れを複数の皿ばねによって軸方向後方に付勢しており、
図8に示すように、ドローバー3の係合部3c外周面に
後側が小外径となるように形成した緩傾斜面3c1 と、
コレット7の各分割片71 の後内側突出部7a内周面に
後側が大内径となるように形成した緩傾斜面7a1 とが
10°程度の小さい傾斜角度で圧接することで、図8に
矢印αで示すように、ドローバー3の外周側に向かう余
力が大きく、外周側に前記係合部3cによって前記後内
側突出部7aを強く押し付け、工具ホルダ5をクランプ
状態にする。
【0029】そして、各分割片71 の後端部を拡げて、
これらの後内側突出部7a外周側に突出している後外側
突出部7eの前面を、スピンドル1に固定した台座8の
後端テーパ面8aに45°の傾斜角度で圧接させ、クラ
ンプ完了時に前記皿ばねのばね力の数倍に増力させてプ
ルスタッド6の係止部7bを係止できる、増力機構11
をドローバー3の前部で働かせることになる。従って、
前記台座8にコレット7の分解片71 を強力に固定で
き、また前記皿ばねも疲労が少ない薄いものを用いるこ
とができ、皿ばねの枚数を増加させる必要もない。
【0030】前述した工具ホルダ5のクランプ状態で、
スピンドル1を回転させることで、工具ホルダ5に装着
した工具によって工作物に切削などの加工を行い、スピ
ンドル1などの各部材を加工前の位置に戻して停止さ
せ、工具の自動交換を行う。この自動交換は、前記工具
自動交換装置の作動によって、図1,図5(6)に示し
たクランプ状態の工具ホルダ5の把握部5aを把持し、
油圧シリンダ機構を作動させてドローバー3を前進さ
せ、図6(7)に示すように、ドローバー3の前側端部
3d前面をコレット7の各分割片71 の係合突出部7c
後面に支持させ、各分割片71 の後端突出部7eの凹溝
7hに嵌めた環状のコイルばね10のばね力によって、
コレット7の後部が小径になるように各分割片71 を若
干傾斜させ、ドローバー3の前側端部3d前面以外のコ
レット7内に挿入した前部を、各分割片71 と若干の隙
間を形成する。
【0031】ドローバー3の前進を続けることで、図5
(8)に示すように、各分割片71の係合突出部7cを
ドローバー3の前側端部3dで押し出してコレット7を
前進させ、各分割片71 の前内側突出部7d後面をプル
スタッド6の係止部6b前面と離間させ、各分割片71
の後外側突出部7e前面を台座8の後端テーパ面8a内
前方に移動させると共に、各分割片71 の前外側突出部
7fの前端傾斜面7iをセパレータ9のコレット拡開突
起9cの外側傾斜面に当接させ、各分割片71の前内側
突出部7dの後面をプルスタッド6の係止部6b前面と
離間させる。
【0032】さらに、ドローバー3を前進させること
で、図7(9)に示すように、各分離片71 を押し出し
て、これらの後外側突出部7e外周面を台座8の後部内
周面に嵌合支持させ、各分割片71 の前外側突出部7f
後面を台座8の大内径部8bの傾斜した後面を滑らせ、
前記コイルばね10のばね力と、前記拡開突起9cの外
側傾斜面による各分割片71 前端部の拡開とによって、
これらを前側が開くように傾斜させる。
【0033】そして、図7(10)に示す前進端までド
ローバー3が前進すると、ドローバー3の前側端部3d
の前端面がプルスタッド6の係止部6bの後端面と当接
し、コレット7の各分割片71 の前外側突出部7f外面
が台座8の大内径部8b内周面に当接し、各分割片71
の前内側突出部7dの内周面がプルスタット6の係止部
6b外周面の外周側にこれと離間して位置する。
【0034】続いて、工具自動交換装置を作動させ、工
具ホルダ5の把持部5aを把持して、工具ホルダ5およ
びプルスタッド6をスピンドル1の前端外方(図5の右
方)に引き抜く。その後、工具自動交換装置に保持させ
てある別の工具ホルダを図4(1)ないし(3)および
図5(4)〜(6)に示す前述した動作によってスピン
ドル1に装着する。
【0035】この発明の第1実施形態に係る部品クラン
プ装置は、セパレータ9の板状の環状体9aから直角三
角形のコレット拡開突起9cを突出させ、これらの拡開
突起9cの外側傾斜面に、コレット7の前進時に各分割
片71 の前内側突出部7fに形成した前端傾斜面7iを
それぞれ係合させるようにしたので、各分割片71 を図
7(10)に示すように確実に開くことができる。
【0036】また、コレット7の各分割片71 の後端突
出部7gに設けた凹溝7hに環状のコイルばね10を嵌
めて、各分割片71 の後端部を縮径させるようにしたの
で、コレット7の前進時に後側が小径となり前側が大径
となるように分割片71 を傾斜させることができ、コレ
ット7の前端部の安定した拡径動作ができ、プルスタッ
ド6の係止部6bのコレット7に対する脱着が支障なく
できる。
【0037】図9は、この発明の第2実施形態に係るス
ピンドル装着部品のクランプ装置を示し、このクランプ
装置は、ドローバー3内から工具ホルダ5に切削液や清
掃用空気などの流体を供給するものである。
【0038】すなわち、後部バー31 の前端部に前部バ
ー32 の後端部を嵌合固定してドローバー3を構成し、
前部バー32 内に軸方向に摺動可能に流体送り管12を
嵌合させ、流体送り管12の後部に形成した大径部12
aを前部バー32 の大径孔部32aに嵌め、後部バー31
の前端に支持したコイル状の押しばね13によって大径
部12aを前側に付勢し、大径部12aの前端に小径部
12bを段12cを介して一体に設け、小径部12bを
前部バー32 の大径孔部32a前側に段部32cを介して形
成した小径孔部32bに嵌め、小径部12bの前端部を前
部バー32 の前端から突出させ、小径部12bは前端部
段12dを介し、これより先端側に小外径部12eを形
成してある。
【0039】また、前部バー32 には前端に開口する凹
部32dを小径部12bの周囲に形成し、凹部32dに嵌合
する筒状突起6cをプルスタッド6の係止部6b後方に
突出させ、筒状突起6cに連なる流体通路14をプルス
タッド6内および工具ホルダ5内に形成し、流体通路1
4の前端を図示省略した工具嵌合孔の底などの適所に嵌
合させる。
【0040】さらに、後部バー31 の中心部に流体供給
孔15を軸方向に沿って形成し、流体供給孔15の前端
を前端バー32 の大径孔部32aに連通させ、液体供給孔
15の後端をスピンドル1外に設けた液体供給源(図示
省略)に適宜の手段を介し接続させてある。なお、第2
実施形態に係る部品クランプ装置の前述した以外の構成
は、前述した第1実施形態の部品クランプ装置の構成と
同様であり、また図9中、図1ないし図3の各図と同符
号は対応する部分を示す。
【0041】第2実施形態に係る部品クランプ装置は、
図9に鎖線で示した工具ホルダ5のクランプ状態では、
プルタッド6の係止部6a後面が前進時のドローバー3
の係合部3c前面に当接し、前記筒状突起6cがドロー
バー3の前部バー32 に設けた凹部32dに嵌合し、流体
供給管12の小径部12b前端側の小外径部12eが筒
状突起6cに嵌合して、小外径部12e前端がプルスタ
ッド6の係止部6b後面に当接し、流体送り管12が後
退し、その大径部12aが押しばね13を圧縮してい
る。
【0042】そして、工作物の加工時には、前記流体供
給源から切削液を、後部バー31 に設けた流体供給孔1
5から前部バー32 の大径孔32aを経て流体送り管12
に圧送し、流体送り管12から切削液をプルスタッド6
および工具ホルダ5に一連に設けた流体通路14に通し
て、工具ホルダ5の工具嵌合孔の底から工具に形成した
刃部に供給し、工具の刃部や工作部の加工部を冷却した
り潤滑したりする。
【0043】なお、第2実施形態に係るクランプ装置の
前述した以外の動作および効果は、この発明の第1実施
形態の部品クランプ装置による動作および効果と同様で
あるから説明を省略する。また、第2実施形態に係る部
品クランプ装置では、従来公知の手段によって、工具ホ
ルダに形成する液体通路を適宜変更することで、液体通
路を分岐させて工具ホルダ内から工具の刃部外周などに
切削液を噴射させたり、切削液に代えて清掃用の空気を
工具に吹き付け、工具に付着した切り粉などを除去する
ようにすることができる。
【0044】この発明において、ドローバーを前側に付
勢するばね、ドローバーの前部に増力機構を設けたの
で、複数の皿ばねに代えてコイルばねを用いてもよい。
この発明において、コレットは、周方向に分割した分割
片の数を適宜変更できるが、前記実施形態のように、周
方向に4等分した分割片にすることが好ましい。
【0045】この発明によってクランプする部品は、前
記実施形態の工具ホルダに限られることなく、工作物で
あっても、テーパ部の後側に軸部が突出し、軸部にこれ
より大外径の係止部を形成してあればよい。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
係るスピンドルの部品クランプ装置は、工作機械のスピ
ンドルに嵌挿して進退するドローバーと、周方向に分割
した開閉可能な複数の分割片を有しドローバーの前部外
周側に嵌めた進退可能なコレットと、コレットの外周側
に配置してスピンドル内に嵌合固定した台座と、台座の
前側に配置してスピンドル内に固定したセパレータとを
備えている。
【0047】そして、工具ホルダなどの部品のテーパシ
ャンクなどのテーパ部がスピンドルの前端部に形成した
テーバ孔に嵌合し、前記テーバ部の後方に突出するプル
スタッドなどの軸部後端に設けた大径の係止部をコレッ
トの前内側突出部に係止し、皿ばねなどのばねによって
ドローバーを後方に付勢し、ドローバーおよびコレット
を引き込み状態にすると、図1および図6に例示するよ
うに、ドローバーの係合部の外周面に形成した後側が小
外径となる緩傾斜面と、コレットの各分割片の後内側突
出部の内周面に形成した後側が小内径となる緩傾斜面と
が圧接する。
【0048】このため、前記係合部によって前記後内側
突出部を軸方向外周側に大きな力で押し付け、工具ホル
ダなどの部品をクランプし、各分割片の後外側突出部を
スピンドルに固定した台座の後端テーパ面に圧接させ、
前記皿ばねなどのばね力の数倍に増力させて係止部を係
止できる増力機構をドローバーの前部で働かせることが
でき、係止部のクランプ完了状態で、前記分割片を強力
に固定でき、皿ばねなどのばねの疲労も少なくできる。
なお、前記係合部および前記後内側突出部に形成した緩
傾斜面の角度は10°程度にすることが好ましい。
【0049】また、スピンドル内に台座と共に固定して
その前側に配置したセパレータは、環状体の後側に突出
した位置決め板を、コレットの各分割片間に挿入し、各
分割片を隙間を保って直接状に進退させることができ、
環状体の位置決め板間にコレット拡開突起させたので、
ドローバーの前進時に、これの前側端部がコレットの各
分割片の内周面に設けた係合突出部に係合して、ドロー
バーと共にコレットが前進し、コレットの各分割片の前
端に形成してコレット後側に小径となる前端傾斜面が前
記拡開突起の外側傾斜面に当接し、各分割片の前外側突
出部が台座の前端部に設けた大内径部に強制的に押し込
まれてコレットの前側が開き、この状態を保つことで、
プルスタッドなどの軸部後端に設けた係止部と、各分割
片の前内側突出部とが干渉して、これらが破損する恐れ
なく、前内側突出部に対し係止部を確実に出し入れでき
る。
【0050】なお、前記拡開突起の外面は50°、コレ
ットの各分割片の前記外側傾斜面は45°、それぞれ軸
線に対して傾斜させるなど、拡開突起の外側傾斜面の傾
斜角度を各分割片の傾斜面の角度より若干大きくするこ
とが好ましい。
【0051】請求項2の発明は、請求項1に記載したス
ピンドルの部品クランプ装置の構成に加え、コレットの
各分割片の後内側,後外側突出部後方に後端突出部を形
成し、後端突出部の外周に設けた凹溝に環状のコイルば
ねを嵌合させて、コレットの後部を縮径方向に付勢して
いるので、ドローバーおよびコレットの後退時に、その
分割片の後端部が拡がることがなく、またドローバーと
共に各分割片がばらつくことなく進退し、さらにコレッ
トの前進時に各分割片の前端部を拡げて、これらの前外
側突出部を台座の前記大内径部に押し込む動作を援助す
る。
【0052】請求項3の発明は、請求項1または2に記
載したスピンドルの部品クランプ装置において、ドロー
バーの中心部に形成した流体供給孔と連通する流体送り
管をドローバーの前部に嵌合させ、ドローバー内に設け
た押しばねによって前記流体送り管を前方に付勢し、流
体送り管の前端部にプルスタッドなどの軸部後端の係止
部を着脱可能に嵌合させ、部品のクランプ状態で、スピ
ンドル外に設けた流体供給源から切削液、空気などの流
体を、前記流体供給孔および流体送り管を経て、プルス
タッド、工具ホルダなどの部品に形成した流体通路に圧
送し、前記流体を工具ホルダに装着した工具の刃部や、
この刃部による工作物の加工部に供給するようにしたの
で、切削液によって前記工具の刃物や工作物の加工部を
冷却、潤滑したり、空気によって工具に付着した切り粉
を除去したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施形態に係るスピンドルの部
品クランプ装置を示した要部の縦断面図。
【図2】図1に示した部品クランプ装置のコレット、台
座およびセパレータの分解斜視図。
【図3】図1に示した部品クランプ装置に使用するコイ
ルばねの正面図。
【図4】図1に示した部品クランプ装置の説明図であっ
て、(1)〜(3)はクランプ動作の説明図。
【図5】図1に示した部品クランプ装置の説明図であっ
て、(4)〜(6)はクランプ動作の説明図。
【図6】図1に示した部品クランプ装置の説明図であっ
て、(7)〜(8)はクランプ解放動作の説明図。
【図7】図1に示した部品クランプ装置の説明図であっ
て、(9)〜(10)はクランプ解放動作の説明図。
【図8】図1に示した部品クランプ装置の増力機構の説
明図。
【図9】この発明の第2実施形態に係るスピンドルの部
品クランプ装置を示した部分縦断面図。
【符号の説明】
1 スピンドル 1a 前端大径部 1b 内側突起部 1c スリーブ 2 貫通孔 2a テーパ孔 3 ドローバー 3c 係合部 3c1 緩傾斜面 3d 前側端部 4 スピンドルヘッド 5 工具ホルダ 5a 把持部 5b テーパシャンク 6 プルスタッド 6a 軸部 6b 係止部 7 コレット 71 分割片 7a 後内側突出部 7a1 緩傾斜面 7b ガイド突出部 7c 係合突出部 7d 前内側突出部 7e 後外側突出部 7f 前外側突出部 7g 後端突出部 7h 凹溝 7i 前端傾斜面 8 台座 8a 後端テーパ面 8b 大内径部 8c 切り込み溝 9 セパレータ 9a 環状体 9b 位置決め板 9c コレット拡開突起 10 コイルばね 11 増力機構 12 流体送り管 13 押しばね 14 流体通路 15 流体供給孔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工作機械のスピンドルに嵌挿して進退す
    るドローバーと、周方向に分割した開閉可能な複数の分
    割片からなりドローバーの前部外周側に嵌めた進退可能
    なコレットと、コレットの外周側に配置してスピンドル
    内に嵌合固定した台座と、スピンドル内に固定して台座
    の前側に配置したセパレータとを備え、 前記スピンドルのセパレータ前側に工具ホルダなどの部
    品のテーパ部が嵌合するテーパ孔を形成し、前記ドロー
    バーの前部外周側に、係合部と係合部前方に配置した前
    側端部とを突出させ、前記コレットの各分割片の内周面
    に、ドローバーの係合部後側に係合可能な後内側突出部
    と、ドローバーの前側端部に係合可能な係合突出部と、
    係合突出部の前方に配置した前内側突出部とを突出さ
    せ、コレットの各分割片の外周面に、後外側突出部と前
    外側突出部とを形成し、前記台座の後端部および前端部
    に後端テーパ面および大内径部をそれぞれ形成し、前記
    セパレータの環状体後側にコレットの各分割片間に挿入
    する位置決め板を突出させ、位置決め板を台座の前端部
    に軸方向に沿って形成した切り込み溝に係合させ、コレ
    ットの前記前内側突出部の後端面に、前記部品のテーパ
    部後方に突出するプルスタッドなどの軸部後端に設けた
    軸部より大径の係止部前端面を係脱するようにしたスピ
    ンドルの部品クランプ装置であって、 ドローバーの後退方向への付勢によって、ドローバーの
    前記係合部外周面に形成した後側が小外径となる緩傾斜
    面と、コレットの各分割片の前記後内側突出部内周面に
    形成した後側が小内径となる緩傾斜面とが圧接する増力
    機構を設け、かつセパレータの環状体の位置決め板間
    に、コレットの各分割片前端に形成した後側に縮径する
    前端傾斜面に外側傾斜面が当接するコレット拡開用突起
    をそれぞれ突出させ、必要に応じ、ドローバー内に切削
    液などの流体を通し、この流体を前記部品の流体通路か
    ら部品前方への供給可能にしたことを特徴とするスピン
    ドルの部品クランプ装置。
  2. 【請求項2】 工作機械のスピンドルに嵌挿して進退す
    るドローバーと、周方向に分割した開閉可能な複数の分
    割片からなりドローバーの前部外周側に嵌めた進退可能
    なコレットと、コレットの外周側に配置してスピンドル
    内に嵌合固定した台座と、スピンドル内に固定して台座
    の前側に配置したセパレータとを備え、 前記スピンドルのセパレータ前側に工具ホルダなどの部
    品のテーパ部が嵌合するテーパ孔を形成し、前記ドロー
    バーの前部外周側に、係合部と係合部前方に配置した前
    側端部とを突出させ、前記コレットの各分割片の内周面
    に、ドローバーの係合部後側に係合可能な後内側突出部
    と、ドローバーの前側端部に係合可能な係合突出部と、
    係合突出部の前方に配置した前内側突出部とを突出さ
    せ、コレットの各分割片の外周面に、後外側突出部と前
    外側突出部とを形成し、前記台座の後端部および前端部
    に後端テーパ面および大内径部をそれぞれ形成し、前記
    セパレータの環状体後側にコレットの各分割片間に挿入
    する位置決め板を突出させ、位置決め板を台座の前端部
    に軸方向に沿って形成した切り込み溝に係合させ、コレ
    ットの前記前内側突出部の後端面に、前記部品のテーパ
    部後方に突出するプルスタッドなどの軸部後端に設けた
    軸部より大径の係止部前端面を係脱するようにしたスピ
    ンドルの部品クランプ装置であって、 ドローバーの後退方向への付勢によって、ドローバーの
    前記係合部外周面に形成した後側が小外径となる緩傾斜
    面と、コレットの各分割片の前記後内側突出部内周面に
    形成した後側が小内径となる緩傾斜面とが圧接する増力
    機構を設け、かつセパレータの環状体の位置決め板間
    に、コレットの各分割片前端に形成した後側に縮径する
    前端傾斜面に外側傾斜面が当接するコレット拡開用突起
    をそれぞれ突出させ、必要に応じ、ドローバー内に切削
    液などの流体を通し、この流体を前記部品の流体通路か
    ら部品前方への供給可能にし、さらに、コレットの各分
    割片に、後内側突出部および後外側突出部の後方に突出
    する後端突出部を形成し、後端突出部の外周に設けた凹
    溝に、コレットの後部を縮径方向に付勢する環状のコイ
    ルばねを嵌めたことを特徴とするスピンドルの部品クラ
    ンプ装置。
  3. 【請求項3】 ドローバーの中心部に軸方向に沿う流体
    供給孔を形成し、流体供給孔と連通する流体送り管をド
    ローバーの前部に軸方向に摺動可能に嵌合させ、ドロー
    バー内に流体送り管を前方に付勢する押しばねを設け、
    ドローバーの前端から突出した流体送り管の前端部に、
    部品のプルスタッドなどの軸部後端に設けた係止部を着
    脱可能に嵌合させ、部品のクランプ状態で、スピンドル
    外に設けた流体供給源から切削液などの流体を、流体供
    給孔および流体送り管を経て、前記部品内に設けた流体
    通路に圧送し、部品の前方に供給するようにしたことを
    特徴とする請求項1または2に記載のスピンドルの部品
    クランプ装置。
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