JPH11239906A - Spindle drive device - Google Patents

Spindle drive device

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Publication number
JPH11239906A
JPH11239906A JP4023898A JP4023898A JPH11239906A JP H11239906 A JPH11239906 A JP H11239906A JP 4023898 A JP4023898 A JP 4023898A JP 4023898 A JP4023898 A JP 4023898A JP H11239906 A JPH11239906 A JP H11239906A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rod
spindle
pressure
spring means
piston member
Prior art date
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Pending
Application number
JP4023898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Kanbara
博文 神原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Sankyo Corp
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
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Publication date
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Publication of JPH11239906A publication Critical patent/JPH11239906A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly speed up the operation for making a tool an unclamping state. SOLUTION: A spindle drive device for rotatively driving a tool by a spindle rotated by rotational driving force of a motor comprises a rod 3 moving a clamping position where the spindle 4 holds the tool and an unclamping position where the holding of the tool is released, a piston member 7 accommodated in a pressure chamber 6 as well as altering the position of the rod 3 to the clamping position or the unclamping position, pressure giving means injecting a pressure medium into the pressure chamber so as to alter the position of the piston member 7 to the clamping position or the unclamping position, first spring means 8 energizing the rod 3 to the side of the clamping position, and second spring means 9 energizing the piston member 7 to the side of the unclamping position.

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、工具を保持する工
具ホルダをスピンドルに装着してモータの回転駆動力で
回転させるスピンドル駆動装置に関する。さらに詳述す
ると、本発明は、スピンドルが工具をクランプした状態
と工具のクランプを解除した状態とを変更する機構に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle driving device in which a tool holder for holding a tool is mounted on a spindle and rotated by a rotational driving force of a motor. More specifically, the present invention relates to a mechanism for changing a state in which a spindle clamps a tool and a state in which the tool is unclamped.

【0002】[0002]

【従来の技術】複数の工具を自動的に交換しながらワー
クの加工を行うマシニングセンタでは、図4に示すよう
に工具111を保持する工具ホルダ106が装着された
スピンドル103を回転させるスピンドル駆動装置10
1を有している。スピンドル駆動装置101は、モータ
102とスピンドル103との間をプーリ104及びベ
ルト105により連結して、モータ102の回転駆動を
スピンドル103に伝達するものである。
2. Description of the Related Art In a machining center for machining a workpiece while automatically exchanging a plurality of tools, a spindle driving device 10 for rotating a spindle 103 having a tool holder 106 holding a tool 111 as shown in FIG.
One. The spindle driving device 101 connects the motor 102 and the spindle 103 with a pulley 104 and a belt 105, and transmits the rotational drive of the motor 102 to the spindle 103.

【0003】このスピンドル駆動装置101は、スピン
ドル103が工具ホルダ106を保持するクランプ位置
及び工具ホルダ106の保持を解除するアンクランプ位
置に移動するロッド107と、ロッド107の位置をク
ランプ位置またはアンクランプ位置に変更するピストン
部材109と、油等の圧力媒体を圧力室108に注入し
てピストン部材109の位置をクランプ位置またはアン
クランプ位置に変更する圧力付与手段(図示せず)と、
ロッド107をクランプ位置側に付勢する多数の皿ばね
110とを有している。
The spindle driving device 101 includes a rod 107 which moves to a clamp position where the spindle 103 holds the tool holder 106 and an unclamping position where the holding of the tool holder 106 is released, and a position where the rod 107 is clamped or unclamped. A piston member 109 for changing the position, a pressure applying means (not shown) for injecting a pressure medium such as oil into the pressure chamber 108 to change the position of the piston member 109 to a clamp position or an unclamping position,
It has a number of disc springs 110 for urging the rod 107 toward the clamp position.

【0004】このスピンドル駆動装置101に装着した
工具ホルダ106を交換する際は、圧力付与手段を作動
させてピストン部材109をアンクランプ位置に移動さ
せる。ピストン部材109は、皿ばね110の抗力を受
けながらロッド107をアンクランプ位置に移動させ
る。これにより、スピンドル103のコレット112を
緩めて工具ホルダ106のプルスタッド113を解放し
て工具ホルダ106を取り外すことができる。そして、
次に使用する工具111を保持する工具ホルダ106を
スピンドル103に差し入れてから、圧力付与手段を作
動させてピストン部材109をクランプ位置に移動させ
る。ピストン部材109の移動により、皿ばね110が
解放されてロッド107をクランプ位置に移動させる。
これにより、スピンドル103のコレット112を締め
て工具ホルダ106のプルスタッド113をチャックし
て工具ホルダ106を保持することができる。
When the tool holder 106 mounted on the spindle driving device 101 is replaced, the pressure applying means is operated to move the piston member 109 to the unclamping position. The piston member 109 moves the rod 107 to the unclamping position while receiving the reaction force of the disc spring 110. Thereby, the collet 112 of the spindle 103 is loosened, the pull stud 113 of the tool holder 106 is released, and the tool holder 106 can be removed. And
Next, after inserting the tool holder 106 holding the tool 111 to be used into the spindle 103, the pressure applying means is operated to move the piston member 109 to the clamp position. The movement of the piston member 109 releases the disc spring 110 to move the rod 107 to the clamp position.
Thereby, the collet 112 of the spindle 103 is tightened, the pull stud 113 of the tool holder 106 is chucked, and the tool holder 106 can be held.

【0005】そして、ピストン部材109のスピンドル
103側(先端側)の圧力室108を形成する先端側壁
114とスピンドル103と間には、これら先端側壁1
14とスピンドル103とを引き離す際に引っ掛かって
これらが離れることを防止するストッパ115及びフッ
ク部材116が取り付けられている。これにより、ピス
トン部材109をアンクランプ位置側(先端側)に移動
させるときにピストン部材とロッド107との間で生じ
た反力は、基端側壁117とシリンダ周壁118と先端
側壁114とフック部材116とストッパ115とによ
り受けることができる。
[0005] Between the spindle 103 and a tip side wall 114 forming a pressure chamber 108 on the spindle 103 side (tip side) of the piston member 109, the tip side wall 1 is located.
A stopper 115 and a hook member 116 that are caught when the spindle 14 and the spindle 103 are separated from each other and prevent them from being detached from each other are attached. As a result, the reaction force generated between the piston member and the rod 107 when the piston member 109 is moved to the unclamping position side (distal side) is reduced by the proximal side wall 117, the cylinder peripheral wall 118, the distal side wall 114, and the hook member. It can be received by 116 and stopper 115.

【0006】また、ピストン部材109がクランプ位置
にあるときには、ピストン部材109をクランプ位置側
(基端側)に維持するためにスピンドル103側の圧力
室108に若干の油圧を作用させている。このため、ピ
ストン部材109とロッド107との間に隙間S1を設
けることができる。
When the piston member 109 is at the clamp position, a slight oil pressure is applied to the pressure chamber 108 on the spindle 103 side in order to maintain the piston member 109 at the clamp position (base end side). Therefore, a gap S1 can be provided between the piston member 109 and the rod 107.

【0007】さらに、ピストン部材109がクランプ位
置にあるときに、基端側壁117とシリンダ周壁118
と先端側壁114とは、圧縮コイルスプリングから成る
付勢ばね119によりスピンドル103側に付勢されて
いる。このため、フック部材116とストッパ115と
の間に隙間S2を設けることができる。
Further, when the piston member 109 is in the clamp position, the proximal end side wall 117 and the cylinder peripheral wall 118
The tip side wall 114 is urged toward the spindle 103 by an urging spring 119 formed of a compression coil spring. Therefore, a gap S2 can be provided between the hook member 116 and the stopper 115.

【0008】これにより、回転するロッド107と回転
しないピストン部材109やフック部材116との間を
非接触にして摩擦熱を生ずることを防止している。
As a result, the rotating rod 107 and the non-rotating piston member 109 and the hook member 116 are kept out of contact with each other to prevent the generation of frictional heat.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たスピンドル駆動装置101では、ロッド107は常に
皿ばね110によりクランプ位置側に付勢されているの
に対しピストン部材109は油圧以外には付勢されてい
ないので、ロッド107をアンクランプ位置からクラン
プ位置に変更するためには皿ばね110の付勢力のみに
より移動させるのに対し、ロッド107をクランプ位置
からアンクランプ位置に変更するためにはピストン部材
109への油圧の付勢力から皿ばね110の付勢力を差
し引いた力により移動させる。このため、ロッド107
をアンクランプ位置に移動させる力がクランプ位置に移
動させる力よりも小さくなる。
However, in the spindle drive device 101 described above, the rod 107 is always urged toward the clamp position by the disc spring 110, whereas the piston member 109 is urged except for the hydraulic pressure. In order to change the rod 107 from the clamp position to the unclamped position, the piston 107 is moved only by the urging force of the disc spring 110 to change the rod 107 from the unclamped position to the clamp position. The spring 109 is moved by a force obtained by subtracting the urging force of the disc spring 110 from the urging force of the hydraulic pressure applied to the spring 109. For this reason, the rod 107
Is moved to the unclamping position is smaller than the force to move the to the clamping position.

【0010】また、ピストン部材109がクランプ位置
にあるときはロッド107との隙間S1を設けるために
スピンドル103側の圧力室108に若干の油圧を作用
させているので、ピストン部材109をアンクランプ位
置に変更する際に一旦油の注入を停止してから反対側の
圧力室108に油を注入させなければならず、この油圧
の切り換えを要するためピストン部材109が移動する
までに初期応答遅れによるタイムラグを生じてしまう。
When the piston member 109 is in the clamp position, a slight oil pressure is applied to the pressure chamber 108 on the spindle 103 side to provide a gap S1 with the rod 107. In order to change the oil pressure, the oil injection must be stopped once, and then the oil must be injected into the pressure chamber 108 on the opposite side. This oil pressure switching is required. Will occur.

【0011】さらに、ロッド107がアンクランプ位置
にあるときはロッド107とピストン部材109とが当
接しているのでピストン部材109が移動すると直ぐに
ロッド107も移動するのに対し、ロッド107がクラ
ンプ位置にあるときはロッド107とピストン部材10
9との間に隙間S1があるのでピストン部材109が移
動してもロッド107が移動するまでに隙間S1を埋め
なければならずタイムラグが生じてしまう。
Further, when the rod 107 is in the unclamping position, the rod 107 and the piston member 109 are in contact with each other, so that the rod 107 moves immediately when the piston member 109 moves, whereas the rod 107 moves to the clamping position. Sometimes, the rod 107 and the piston member 10
9, the gap S1 must be filled before the rod 107 moves even if the piston member 109 moves, resulting in a time lag.

【0012】これらの理由により、アンクランプ時間が
クランプ時間よりも長くなってしまうので、工具交換時
間の短縮化が困難であった。このため、ワーク加工の高
速化を図ることが困難となっていた。
[0012] For these reasons, the unclamping time is longer than the clamping time, so that it has been difficult to reduce the tool change time. For this reason, it has been difficult to increase the speed of work processing.

【0013】ここで、圧力媒体として油よりも伝播速度
の遅い空気を使用した場合は、ピストン部材109に対
して空気圧を作用させる方向を切り換えるタイムラグが
大きくなり、ロッド107の移動速度が遅くなったりタ
イミングがばらついたりして全体としては余り高速化を
図れない。
Here, when air having a lower propagation speed than oil is used as the pressure medium, the time lag for switching the direction in which the air pressure acts on the piston member 109 becomes large, and the moving speed of the rod 107 becomes slow. The overall speed cannot be improved as the timing varies.

【0014】そこで、本発明は、工具をアンクランプ状
態にする動作を高速化するスピンドル駆動装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a spindle driving device that speeds up the operation of bringing a tool into an unclamped state.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、モータの回転駆動力で回転
されるスピンドルにより工具を回転駆動するようにした
スピンドル駆動装置において、スピンドルが工具を保持
するクランプ位置及び工具の保持を解除するアンクラン
プ位置に移動するロッドと、圧力室に収容されると共に
ロッドの位置をクランプ位置またはアンクランプ位置に
変更するピストン部材と、圧力媒体を圧力室に注入して
ピストン部材の位置をクランプ位置またはアンクランプ
位置に変更する圧力付与手段と、ロッドをクランプ位置
側に付勢する第1ばね手段と、ピストン部材をアンクラ
ンプ位置側に付勢する第2ばね手段とを有するようにし
ている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a spindle driving apparatus in which a tool is driven to be rotated by a spindle rotated by a rotation driving force of a motor. A rod that moves to a clamping position for holding the tool and an unclamping position for releasing the holding of the tool, a piston member that is housed in the pressure chamber and changes the position of the rod to the clamping position or the unclamping position, and pressurizes the pressure medium. Pressure applying means for changing the position of the piston member to the clamp position or the unclamping position by injecting into the chamber, first spring means for urging the rod toward the clamp position, and urging the piston member toward the unclamped position And second spring means.

【0016】したがって、工具を交換するためにロッド
をクランプ位置からアンクランプ位置に変更する際は、
ロッドはピストン部材に作用する圧力媒体による圧力と
第2ばね手段の付勢力との合力により第1ばね手段の抗
力を受けながら移動される。よって、ロッドをアンクラ
ンプ位置に移動させる際に従来と比べて第2ばね手段に
よる付勢力を加えることができるので、アンクランプ力
を増大してロッドのアンクランプ位置への移動を高速化
することができる。
Therefore, when changing the rod from the clamp position to the unclamping position in order to change the tool,
The rod is moved while receiving the reaction force of the first spring means by the combined force of the pressure of the pressure medium acting on the piston member and the urging force of the second spring means. Therefore, when the rod is moved to the unclamping position, the urging force by the second spring means can be applied as compared with the conventional case, so that the unclamping force is increased to speed up the movement of the rod to the unclamping position. Can be.

【0017】また、ピストン部材をクランプ位置からア
ンクランプ位置に移動させるために圧力媒体の切り換え
を行うときに、第2ばね手段がピストン部材をアンクラ
ンプ位置側に付勢して移動させる。このため、圧力媒体
の切り換えでの初期応答遅れによるタイムラグの間にピ
ストン部材が移動できるので、ロッドのアンクランプ位
置への移動の立ち上がり時間を短縮して高速化すること
ができる。
Further, when switching the pressure medium to move the piston member from the clamp position to the unclamping position, the second spring means urges and moves the piston member toward the unclamping position. For this reason, the piston member can move during the time lag due to the initial response delay in switching the pressure medium, so that the rising time of the movement of the rod to the unclamping position can be shortened and the speed can be increased.

【0018】さらに、ロッドがクランプ位置にあるとき
は、ロッドとピストン部材との間に隙間があるので第1
ばね手段と第2ばね手段とが干渉することはない。この
ため、第1ばね手段の付勢力を全て工具のクランプのた
めに利用することができる。
Further, when the rod is in the clamp position, there is a gap between the rod and the piston member, so that the first
There is no interference between the spring means and the second spring means. Therefore, all the urging force of the first spring means can be used for clamping the tool.

【0019】また、請求項2記載のスピンドル駆動装置
では、圧力付与手段は、空気を圧力媒体として空気圧を
圧力源とするものであるか、または油を圧力媒体として
油圧を圧力源とするものであるようにしている。したが
って、空気圧または油圧を圧力源として大きな付勢力を
得ることができるので、第1ばね手段に抗してピストン
部材を容易に移動させることができる。このため、ロッ
ドのアンクランプ位置への移動を高速化することができ
る。
Further, in the spindle drive device according to the second aspect, the pressure applying means uses air as a pressure medium and uses air pressure as a pressure source, or uses oil as a pressure medium and uses hydraulic pressure as a pressure source. I have to be. Therefore, a large urging force can be obtained by using air pressure or oil pressure as a pressure source, so that the piston member can be easily moved against the first spring means. Therefore, the speed of movement of the rod to the unclamping position can be increased.

【0020】さらに、請求項3記載のスピンドル駆動装
置では、圧力付与手段及び第1ばね手段によるロッドの
クランプ位置側への移動時間と、圧力付与手段及び第2
ばね手段によるロッドのアンクランプ位置側への移動時
間とが同等になるように第1ばね手段及び第2ばね手段
のばね力を設定するようにしている。したがって、ロッ
ドのアンクランプ位置側への移動時間をクランプ位置側
への移動時間と同等に高速化することができる。
Further, in the spindle driving device according to the third aspect, the time required for the rod to move to the clamp position side by the pressure applying means and the first spring means, the pressure applying means and the second
The spring force of the first spring means and the second spring means is set such that the time required for the spring means to move the rod toward the unclamping position is equal. Therefore, the moving time of the rod to the unclamping position side can be shortened as fast as the moving time to the clamp position side.

【0021】また、請求項4記載のスピンドル駆動装置
では、スピンドル駆動装置は工具交換装置を備えたマシ
ニングセンタに使用するようにしている。したがって、
スピンドル駆動装置のアンクランプ動作を高速化するこ
とによりマシニングセンタのスピンドル駆動装置による
工具ホルダの着脱を高速化することができるので、マシ
ニングセンタの工具交換速度及びワーク加工速度を高速
化することができる。
Further, in the spindle drive device according to the fourth aspect, the spindle drive device is used for a machining center having a tool changing device. Therefore,
By increasing the speed of the unclamping operation of the spindle drive device, the attachment and detachment of the tool holder by the spindle drive device of the machining center can be accelerated, so that the tool exchange speed and the workpiece machining speed of the machining center can be increased.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。本実施形
態中でスピンドル駆動装置1の先端側Tとは工具ホルダ
2を装着する側を意味し、基端側Bとはロッド3の長手
方向に関して先端側Tの反対側を意味する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail based on an example of an embodiment shown in the drawings. In the present embodiment, the distal end T of the spindle driving device 1 means the side on which the tool holder 2 is mounted, and the proximal end B means the side opposite to the distal end T with respect to the longitudinal direction of the rod 3.

【0023】図1〜図3に示すように、本実施形態のス
ピンドル駆動装置1は、モータ(図示せず)の回転駆動
力で回転されるスピンドル4により、工具ホルダ2に保
持される工具5を回転駆動するものである。そして、本
実施形態では、スピンドル駆動装置1をマシニングセン
タの加工ヘッドの中に組み込んで使用している。
As shown in FIGS. 1 to 3, a spindle driving device 1 of the present embodiment comprises a tool 5 held on a tool holder 2 by a spindle 4 rotated by a rotational driving force of a motor (not shown). Is driven to rotate. In the present embodiment, the spindle driving device 1 is used by being incorporated in a machining head of a machining center.

【0024】このスピンドル駆動装置1は、スピンドル
4が工具ホルダ2を保持するクランプ位置(図2に示す
ように基端側Bの位置)及び工具ホルダ2の保持を解除
するアンクランプ位置(図1に示すように先端側Tの位
置)に移動するロッド3と、圧力室6に収容されると共
にロッド3の位置をクランプ位置またはアンクランプ位
置に変更するピストン部材7と、圧力媒体を圧力室6に
注入してピストン部材7の位置をクランプ位置またはア
ンクランプ位置に変更する圧力付与手段(図示せず)
と、ロッド3をクランプ位置側に付勢する第1ばね手段
8と、ピストン部材7をアンクランプ位置側に付勢する
第2ばね手段9とを有している。
The spindle driving device 1 has a clamping position (a position on the base end B as shown in FIG. 2) where the spindle 4 holds the tool holder 2 and an unclamping position (FIG. 1) where the holding of the tool holder 2 is released. , A piston member 7 that is accommodated in the pressure chamber 6 and changes the position of the rod 3 to a clamp position or an unclamping position, and a pressure medium that moves the pressure medium to the pressure chamber 6. Pressure applying means (not shown) for changing the position of the piston member 7 to the clamp position or the unclamping position by injecting the piston member 7
And a first spring means 8 for urging the rod 3 toward the clamp position, and a second spring means 9 for urging the piston member 7 toward the unclamping position.

【0025】また、このスピンドル駆動装置1は、最も
先端側Tに配置されて工具ホルダ2を保持するチャック
部10と、スピンドル4を回転させる回転駆動部(図示
せず)と、ロッド3を先端側Tと基端側Bとに移動させ
るクランプ動作部11と、最も基端側Bに配置されてロ
ッド3及び工具ホルダ2を介して工具5にクーラントを
供給するクーラント供給部(図示せず)とを備えてい
る。
The spindle driving device 1 includes a chuck unit 10 disposed at the most distal end side T for holding the tool holder 2, a rotation driving unit (not shown) for rotating the spindle 4, and a rod 3 A clamp operation section 11 for moving the base side B and the base end side B, and a coolant supply section (not shown) arranged at the base end side B and supplying coolant to the tool 5 via the rod 3 and the tool holder 2 And

【0026】回転駆動部は、モータと、該モータとスピ
ンドル4とを連結するプーリ及びベルト(図示せず)と
を備えている。
The rotation drive unit includes a motor, and a pulley and a belt (not shown) for connecting the motor to the spindle 4.

【0027】ロッド3は、チャック部10からクーラン
ト供給部まで連通している。ロッド3の中心部には、ク
ーラント供給部からのクーラントを工具ホルダ2に流通
させる貫通孔から成るクーラント流通孔12が形成され
ている。ロッド3は、円管形状のスピンドル4の内部に
摺動可能に収容されている。スピンドル4は、チャック
部10からピストン部材7の手前まで連通すると共に、
ケーシング13に対して回転可能に軸受14により支持
されている。
The rod 3 communicates from the chuck section 10 to the coolant supply section. At the center of the rod 3, a coolant circulation hole 12 formed of a through-hole for allowing the coolant from the coolant supply unit to flow through the tool holder 2 is formed. The rod 3 is slidably accommodated inside a cylindrical spindle 4. The spindle 4 communicates from the chuck portion 10 to a position just before the piston member 7,
The casing 13 is rotatably supported by a bearing 14.

【0028】ロッド3とスピンドル4との間には第1ば
ね手段8が嵌合されている。第1ばね手段8は、本実施
形態では多数の皿ばねから成るものとしている。図3に
示すように、第1ばね手段8の先端側Tは、カラー15
を介してスピンドル4の内周の係止段部16に当接され
ている。図1及び図2に示すように、第1ばね手段8の
基端側Bはカラー17を介してロッド3の拡径部18に
当接されている。この拡径部18は、スピンドル4の内
径より僅かに小さい外径を有するよう形成されている。
A first spring means 8 is fitted between the rod 3 and the spindle 4. The first spring means 8 comprises a large number of disc springs in this embodiment. As shown in FIG. 3, the distal end T of the first spring means 8 is
And is in contact with the locking step 16 on the inner periphery of the spindle 4 via the. As shown in FIGS. 1 and 2, the proximal end B of the first spring means 8 is in contact with the enlarged diameter portion 18 of the rod 3 via the collar 17. The enlarged diameter portion 18 is formed to have an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the spindle 4.

【0029】そして、ロッド3にピストン部材7による
外力が作用していない場合は第1ばね手段8は工具ホル
ダ2を引き込んでいる。ピストン部材7によりロッド3
が先端側Tに移動した場合は第1ばね手段8の全体の長
さが圧縮されて畜勢される。このとき、第1ばね手段8
はロッド3を基端側B、即ちクランプ位置側に付勢して
いる。また、第1ばね手段8がロッド3及びスピンドル
4の周方向に摩擦を有するようにしている。このため、
スピンドル4の回転によりロッド3も同時に回転する。
When no external force is exerted on the rod 3 by the piston member 7, the first spring means 8 retracts the tool holder 2. Rod 3 by piston member 7
Moves to the tip end side T, the entire length of the first spring means 8 is compressed and urged. At this time, the first spring means 8
Urges the rod 3 toward the base end B, that is, toward the clamp position. Further, the first spring means 8 has friction in the circumferential direction of the rod 3 and the spindle 4. For this reason,
The rod 3 rotates simultaneously with the rotation of the spindle 4.

【0030】また、拡径部18の基端側Bには、ロッド
3に対して摺動可能なスリーブ19と、ロッド3に対し
て相対回転及び摺動可能なピストン部材7とが設けられ
ている。スリーブ19の周囲には固定スリーブ20が設
けられている。この固定スリーブ20の周囲にはストッ
パ21が取り付けられている。ストッパ21はスピンド
ル4の基端側Bの端部にねじ止めされている。固定スリ
ーブ20はストッパ21によりスピンドル4に固定され
ている。固定スリーブ20の内周面にはOリング22が
装着されて、スリーブ19の軸方向への摺動を制動して
いる。このため、拡径部18が勢い良く基端側Bに移動
してから停止するとスリーブ19も直ぐ停止するので、
スリーブ19がピストン部材7に当接することを防止で
きる。
Further, a sleeve 19 slidable with respect to the rod 3 and a piston member 7 slidable relative to the rod 3 and slidable are provided on the base end side B of the enlarged diameter portion 18. I have. A fixed sleeve 20 is provided around the sleeve 19. A stopper 21 is attached around the fixed sleeve 20. The stopper 21 is screwed to the end on the base end side B of the spindle 4. The fixed sleeve 20 is fixed to the spindle 4 by a stopper 21. An O-ring 22 is mounted on the inner peripheral surface of the fixed sleeve 20 to brake the sliding of the sleeve 19 in the axial direction. For this reason, if the enlarged diameter portion 18 moves to the base end side B vigorously and then stops, the sleeve 19 also stops immediately, so that
The sleeve 19 can be prevented from contacting the piston member 7.

【0031】クランプ動作部11は、先端側Tと基端側
Bとに移動可能なピストン部材7と、ピストン部材7の
先端側Tに先端側圧力室23を形成する先端側壁24
と、ピストン部材7の基端側Bに基端側圧力室25を形
成する基端側壁26と、先端側壁24に形成されて先端
側圧力室23とスピンドル駆動装置1の外部とを連通す
る先端側連通孔27と、基端側壁26に形成されて基端
側圧力室25とスピンドル駆動装置1の外部とを連通す
る基端側連通孔28と、先端側壁24及び基端側壁26
を固定するケーシング13と、第2ばね手段9の付勢力
を受けてピストン部材7を先端側Tに付勢する付勢部材
29とを備えている。
The clamp operation section 11 includes a piston member 7 movable to a distal end side T and a proximal end side B, and a distal end side wall 24 forming a distal end side pressure chamber 23 at the distal end side T of the piston member 7.
A proximal side wall 26 forming a proximal pressure chamber 25 on the proximal side B of the piston member 7; and a distal end formed on the distal side wall 24 for communicating the distal pressure chamber 23 with the outside of the spindle driving device 1. A side communication hole 27, a base side communication hole 28 formed in the base side wall 26 and communicating the base side pressure chamber 25 with the outside of the spindle driving device 1, a front side wall 24 and a base side wall 26.
And a biasing member 29 that biases the piston member 7 toward the distal end T by receiving the biasing force of the second spring means 9.

【0032】ピストン部材7は、ロッド3の外周に設け
られた円管形状のボス部30と円盤形状のピストン部3
1とを有している。ボス部30とロッド3との間には僅
かな隙間S3がある。このため、ロッド3が回転しても
ピストン部材7との間で摩擦を生ずることがない。
The piston member 7 includes a cylindrical boss portion 30 provided on the outer periphery of the rod 3 and a disk-shaped piston portion 3.
And 1. There is a slight gap S3 between the boss 30 and the rod 3. Therefore, even if the rod 3 rotates, no friction occurs between the rod 3 and the piston member 7.

【0033】そして、ピストン部31が先端側T、即ち
アンクランプ位置側に移動することにより、図1に示す
ようにボス部30の先端側Tがスリーブ19を介してロ
ッド3の拡径部18を押圧し、第1ばね手段8の抗力に
反してロッド3を先端側Tに移動させる。また、ピスト
ン部31が基端側B、即ちクランプ位置側に移動するこ
とにより、図2に示すようにボス部30とスリーブ19
とが離隔して隙間S6を形成する。このため、クランプ
時にスピンドル4が回転しても、回転しないボス部30
との間で摩擦を生ずることを防止できる。
When the piston portion 31 moves to the distal end T, that is, the unclamping position side, the distal end T of the boss portion 30 moves through the sleeve 19 to the enlarged portion 18 of the rod 3 as shown in FIG. To move the rod 3 toward the distal end T against the reaction force of the first spring means 8. Further, when the piston portion 31 moves to the base end side B, that is, the clamp position side, as shown in FIG.
Are separated from each other to form a gap S6. For this reason, even if the spindle 4 rotates during clamping, the boss 30 that does not rotate
It is possible to prevent friction from occurring between them.

【0034】ピストン部31の外周には、シリンダ周壁
32が取り付けられている。このシリンダ周壁32の先
端側Tに先端側壁24が配置されると共に基端側Bに基
端側壁26が配置されている。そして、これら基端側壁
26とシリンダ周壁32と先端側壁24とがボルト33
により一体化されてケーシング13に対して摺動可能と
されている。さらに、これらシリンダ周壁32と先端側
壁24と基端側壁26とが、ピストン部31を収容する
圧力室6を形成している。これらシリンダ周壁32と先
端側壁24と基端側壁26との接合部分には各々Oリン
グ34,34が利用されていると共に、ボス部30と各
側壁24,26の摺接部分にもOリング35が用いられ
ているので、圧力室6は高い気密性を有している。さら
に、ピストン部31の外周面には、シールリング36が
装着されている。このため、圧力室6はピストン部31
により二分されて、各圧力室23,25で気密性が保た
れている。
A cylinder peripheral wall 32 is attached to the outer periphery of the piston portion 31. The distal side wall 24 is disposed on the distal side T of the cylinder peripheral wall 32 and the proximal side wall 26 is disposed on the proximal side B. The base side wall 26, the cylinder peripheral wall 32, and the front end side wall 24 are
And can slide with respect to the casing 13. Further, the cylinder peripheral wall 32, the distal side wall 24, and the proximal side wall 26 form a pressure chamber 6 that accommodates the piston portion 31. O-rings 34, 34 are used at the joints between the cylinder peripheral wall 32, the distal side wall 24, and the proximal side wall 26, respectively. Is used, the pressure chamber 6 has high airtightness. Further, a seal ring 36 is mounted on the outer peripheral surface of the piston portion 31. For this reason, the pressure chamber 6 is
The airtightness is maintained in each of the pressure chambers 23 and 25.

【0035】第2ばね手段9は、断面矩形状のワイヤを
巻回した角形の圧縮コイルばねから成るものとしてい
る。このため、容積の小さい割に強力なばねとすること
ができる。但し、角形の圧縮コイルばねに限られないの
は勿論である。ここで、第2ばね手段9のばね力は第1
ばね手段8のばね力よりも小さく設定してる。このた
め、第2ばね手段9と第1ばね手段8とが付勢部材29
とピストン部材7とスリーブ19とロッド3とを介して
押し合った場合は、ロッド3は基端側B(クランプ位
置)に位置する。
The second spring means 9 comprises a rectangular compression coil spring wound with a wire having a rectangular cross section. Therefore, a strong spring can be provided for a small volume. However, it is needless to say that the compression spring is not limited to a rectangular compression coil spring. Here, the spring force of the second spring means 9 is the first spring means.
It is set smaller than the spring force of the spring means 8. For this reason, the second spring means 9 and the first spring means 8 are
When the piston 3 and the piston member 7, the sleeve 19 and the rod 3 are pressed against each other, the rod 3 is located at the base end B (clamp position).

【0036】また、これら第1ばね手段8及び第2ばね
手段9のばね力は、第1ばね手段8によるロッド3のク
ランプ位置側への移動時間と、ピストン部材7及び第2
ばね手段9によるロッド3のアンクランプ位置側への移
動時間とが同等となるように設定することが好ましい。
これにより、ロッド3のアンクランプ位置側への移動時
間をクランプ位置側への移動時間と同等に高速化するこ
とができる。
The spring force of the first spring means 8 and the second spring means 9 is determined by the time required for the first spring means 8 to move the rod 3 toward the clamp position, the time required for the piston member 7 and the second
It is preferable to set the movement time of the rod 3 to the unclamping position side by the spring means 9 to be equal.
Thereby, the moving time of the rod 3 to the unclamping position side can be shortened to the same speed as the moving time to the clamp position side.

【0037】そして、各連通孔27,28には、圧力付
与手段である高圧空気噴出ノズル(図示せず)が取り付
けられている。また、ピストン部31の各連通孔27,
28に向き合う部分には円環形状の溝31aが形成され
ている。このため、ピストン部31が基端側B(クラン
プ位置)にあるときに基端側連通孔28に高圧空気を吹
き込むと、高圧空気がピストン部31の基端側Bの溝3
1aの全体に回り込むのでピストン部31を先端側Tに
容易に移動させることができる。このとき、第2ばね手
段9が付勢部材29を介してピストン部31を先端側T
に押圧するので、ピストン部31のアンクランプ位置へ
の移動速度を高速化することができる。一方、ピストン
部31が先端側T(アンクランプ位置)にあるときに先
端側連通孔27に高圧空気を吹き込むと、高圧空気がピ
ストン部31の先端側Tの溝31aの全体に回り込むの
でピストン部31を基端側Bに容易に移動させることが
できる。
Each of the communication holes 27 and 28 is provided with a high-pressure air jet nozzle (not shown) as pressure applying means. Further, each communication hole 27 of the piston portion 31,
An annular groove 31a is formed in a portion facing 28. For this reason, when high pressure air is blown into the base end communication hole 28 when the piston portion 31 is at the base end B (clamp position), the high pressure air is blown into the groove 3 on the base end B of the piston portion 31.
Since the piston portion 31 goes around the entirety of 1a, the piston portion 31 can be easily moved to the distal end side T. At this time, the second spring means 9 moves the piston portion 31 via the urging member 29 to the tip side T.
, The moving speed of the piston portion 31 to the unclamping position can be increased. On the other hand, if high-pressure air is blown into the front-end side communication hole 27 when the piston portion 31 is at the front-end side T (unclamping position), the high-pressure air flows around the entire groove 31a on the front-end side T of the piston portion 31. 31 can be easily moved to the base end side B.

【0038】さらに、先端側壁24の先端側Tにはフッ
ク部材37がボルト38により固定されている。このフ
ック部材37は、ストッパ21の外周に対して僅かな隙
間S4を有して設置され、ストッパ21に対して相対摺
動及び相対回転可能とされている。ここで、フック部材
37とストッパ21との係合部分では、フック部材37
が内周側に突出し、その基端側Bでストッパ21のフラ
ンジ部21aが外周側に突出している。さらに、ストッ
パ21のフランジ部21aは、先端側壁24の円形状の
凹部に径方向の隙間S8を有して収容されている。
Further, a hook member 37 is fixed to the tip side T of the tip side wall 24 by a bolt 38. The hook member 37 is provided with a small gap S4 with respect to the outer periphery of the stopper 21, and is relatively slidable and rotatable with respect to the stopper 21. Here, at the engagement portion between the hook member 37 and the stopper 21, the hook member 37
Protrudes to the inner peripheral side, and the flange portion 21a of the stopper 21 protrudes to the outer peripheral side at the base end side B. Further, the flange portion 21a of the stopper 21 is accommodated in the circular concave portion of the distal end side wall 24 with a radial gap S8.

【0039】このため、ストッパ21とフック部材37
及び先端側壁24とは軸方向の位置に拘わらず径方向に
は常に隙間S4,S8を有している。また、スピンドル
4及びストッパ21が先端側Tへ付勢されて先端側壁2
4及びフック部材37が基端側Bへ付勢される場合は、
ストッパ21のフランジ部21aとフック部材37とが
軸方向に当接して軸方向の隙間S5が無くなって相対移
動が制限される。
Therefore, the stopper 21 and the hook member 37
In addition, there are always gaps S4 and S8 in the radial direction with respect to the tip side wall 24 regardless of the position in the axial direction. Further, the spindle 4 and the stopper 21 are urged toward the distal end side T, and the distal end side wall 2 is
When the hook 4 and the hook member 37 are urged toward the base end side B,
The flange portion 21a of the stopper 21 and the hook member 37 abut in the axial direction, eliminating the axial gap S5, thereby restricting the relative movement.

【0040】一方、クランプ時(図2に示す)には、第
2ばね手段9によりピストン部材7と先端側壁24とフ
ック部材37とが先端側Tに付勢されるので、ストッパ
21のフランジ部21aとフック部材37との間に軸方
向の隙間S5を生ずると共にストッパ21と先端側壁2
4との間に軸方向の隙間S7を生ずる。このため、隙間
S4,S5,S7,S8があるので、スピンドル4が回
転しても回転部材と非回転部材との間で接触することを
防止できる。
On the other hand, at the time of clamping (shown in FIG. 2), the piston member 7, the tip side wall 24 and the hook member 37 are urged toward the tip side T by the second spring means 9, so that the flange portion of the stopper 21 is formed. A gap S5 in the axial direction is formed between the hook 21 and the hook member 37, and the stopper 21 and the tip side wall 2 are formed.
4, a gap S7 in the axial direction is generated. For this reason, since there are the gaps S4, S5, S7, and S8, it is possible to prevent contact between the rotating member and the non-rotating member even when the spindle 4 rotates.

【0041】また、スピンドル4の回転停止時に基端側
連通孔28に高圧空気を吹き込むと、ピストン部31が
基端側壁26から離隔するように先端側Tへ付勢され
る。このため、ボス部30とスリーブ19とロッド3と
第1ばね手段8とスピンドル4とストッパ21とに、先
端側Tへの付勢力が作用する。これと同時に、基端側連
通孔28に高圧空気を吹き込むことにより、基端側壁2
6とシリンダ周壁32と先端側壁24とフック部材37
には、基端側Bへの反力が作用する。そして、これら逆
方向への付勢力は、ストッパ21とフック部材37との
引っ張り合いにより相殺される。
When high-pressure air is blown into the proximal communication hole 28 when the rotation of the spindle 4 is stopped, the piston 31 is urged toward the distal end T so as to be separated from the proximal side wall 26. For this reason, the urging force to the tip side T acts on the boss portion 30, the sleeve 19, the rod 3, the first spring means 8, the spindle 4, and the stopper 21. At the same time, high-pressure air is blown into the proximal communication hole 28 so that the proximal side wall 2 is formed.
6, cylinder peripheral wall 32, tip side wall 24, and hook member 37
, A reaction force toward the base end side B acts. These biasing forces in the opposite directions are offset by the tension between the stopper 21 and the hook member 37.

【0042】一方、図3に示すように、スピンドル4の
先端側Tの端部には、工具ホルダ2のテーパシャンク2
aが着脱可能とされている。工具ホルダ2の先端側Tに
は工具5が装着されている。工具ホルダ2の回転中心部
には貫通孔39が形成されてロッド3のクーラント流通
孔12に連通している。このため、クーラント供給部か
らのクーラントを工具5に供給することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, a taper shank 2 of the tool holder 2 is
a is detachable. A tool 5 is mounted on the tip side T of the tool holder 2. A through hole 39 is formed in the center of rotation of the tool holder 2 and communicates with the coolant circulation hole 12 of the rod 3. Therefore, the coolant from the coolant supply unit can be supplied to the tool 5.

【0043】そして、スピンドル4の工具ホルダ2のす
ぐ基端側Bには、装着された工具ホルダ2のプルスタッ
ド2bが占位する空間40が形成されている。また、こ
の空間40とスピンドル駆動装置1の外部とを連通する
連通孔41が形成されている。連通孔41が外部に露出
した部分42には、高圧空気噴出ノズル(図示せず)が
接続されている。また、プルスタッド2bが占位する空
間40の基端側Bには、プルスタッド2bを保持するコ
レット43が取り付けられている。コレット43は、ロ
ッド3の先端側Tの端部に取り付けられている。このた
め、ロッド3がクランプ位置にあるときはコレット43
はロッド3により基端側Bに付勢されているので、装着
された工具ホルダ2のプルスタッド2bを挟み込んで基
端側Bに引っ張る。これにより、工具ホルダ2は、スピ
ンドル4に対して圧接保持される。
A space 40 occupied by the pull stud 2b of the mounted tool holder 2 is formed immediately proximal to the tool holder 2 of the spindle 4. In addition, a communication hole 41 that communicates the space 40 with the outside of the spindle driving device 1 is formed. A high-pressure air ejection nozzle (not shown) is connected to a portion 42 where the communication hole 41 is exposed to the outside. A collet 43 for holding the pull stud 2b is attached to the base end B of the space 40 occupied by the pull stud 2b. The collet 43 is attached to the end of the rod 3 on the distal end side T. Therefore, when the rod 3 is in the clamp position, the collet 43
Is urged toward the base end B by the rod 3, so that the pull stud 2b of the mounted tool holder 2 is sandwiched and pulled toward the base end B. Thus, the tool holder 2 is pressed and held against the spindle 4.

【0044】上述したスピンドル駆動装置1の動作を以
下に説明する。
The operation of the spindle drive 1 will be described below.

【0045】チャック部10に保持した工具5により加
工作業を行う場合はモータを駆動する。これにより、ス
ピンドル4が回転して工具ホルダ2及び工具5を回転さ
せる。このとき、ロッド3と第1ばね手段8とストッパ
21と固定スリーブ20とスリーブ19も同時に回転さ
れる。
When a machining operation is performed by the tool 5 held on the chuck section 10, a motor is driven. Thereby, the spindle 4 rotates to rotate the tool holder 2 and the tool 5. At this time, the rod 3, the first spring means 8, the stopper 21, the fixed sleeve 20, and the sleeve 19 are simultaneously rotated.

【0046】ここで、回転しないボス部30と回転する
スリーブ19との接触を避けるために、ボス部30を基
端側Bに位置させる必要がある。このため、先端側連通
孔27に高圧空気を吹き込んでピストン部31を基端側
Bに位置させる。このとき、ピストン部31は第2ばね
手段9の抗力を受けるので、高圧空気の圧力は第2ばね
手段9よりも若干大きくする。
Here, in order to avoid contact between the non-rotating boss portion 30 and the rotating sleeve 19, it is necessary to position the boss portion 30 on the base end side B. Therefore, high-pressure air is blown into the distal communication hole 27 to position the piston portion 31 on the proximal end B. At this time, since the piston portion 31 receives the reaction force of the second spring means 9, the pressure of the high-pressure air is made slightly higher than that of the second spring means 9.

【0047】また、スリーブ19はOリング22により
軸方向への動きに制動をかけられているので、回転時に
軸方向に移動してしまうことはない。これにより、スリ
ーブ19とボス部30との衝突を防止することができ
る。また、工具5の回転時に、クーラント供給部からク
ーラントが噴出されてロッド3のクーラント流通孔12
と工具ホルダ2の貫通孔39を流通して、工具5に供給
される。これにより、工具5を冷却すると共に加工の際
の摩擦を低減できる。
Further, since the sleeve 19 is braked by the O-ring 22 in the movement in the axial direction, the sleeve 19 does not move in the axial direction during rotation. Thereby, the collision between the sleeve 19 and the boss portion 30 can be prevented. Further, when the tool 5 rotates, the coolant is ejected from the coolant supply unit, and the coolant flow holes 12
And through the through hole 39 of the tool holder 2 to be supplied to the tool 5. Thereby, the tool 5 can be cooled and the friction at the time of machining can be reduced.

【0048】そして、工具ホルダ2を交換する際は、工
具5の回転を停止させてから、先端側連通孔27への高
圧空気の供給を停止する。これにより、第2ばね手段9
が付勢部材29を介してピストン部31を先端側Tに押
圧して移動させる。このため、基端側圧力室25に次に
吹き込まれる高圧空気を引き込むことができると共に、
ボス部30が隙間S6を詰めてスリーブ19及び拡径部
18を押圧することができる。
When the tool holder 2 is replaced, the rotation of the tool 5 is stopped, and then the supply of high-pressure air to the distal end side communication hole 27 is stopped. Thereby, the second spring means 9
Pushes the piston portion 31 toward the distal end side T via the urging member 29 to move it. For this reason, while the high pressure air blown into the base end side pressure chamber 25 next can be drawn in,
The boss portion 30 can close the gap S6 and press the sleeve 19 and the enlarged diameter portion 18.

【0049】一方、先端側連通孔27への高圧空気の供
給を停止すると同時に、基端側連通孔28に高圧空気を
供給するように切り換える。ここで、高圧空気の供給対
象の切り換えに当たり初期応答遅れによるタイムラグが
発生するが、その間に第2ばね手段9がピストン部材7
を先端側Tに移動させるので時間の無駄が無く立ち上が
り時間を短縮してロッド3の先端側Tへの移動の高速化
を図ることができる。また、ロッド3を先端側Tのアン
クランプ位置に移動する際は、ロッド3はピストン部材
7に作用する空気圧と第2ばね手段9の付勢力との合力
により移動される。このため、従来のようにロッド3を
ピストン部材7に作用する空気圧のみにより移動するよ
りもアンクランプ力を大きくできるので、ロッド3の先
端側Tへの移動の高速化を図ることができる。このた
め、スピンドル駆動装置1での工具ホルダ2のアンクラ
ンプ動作を高速化してマシニングセンタでの工具交換を
高速化することができるので、ワーク加工の効率を向上
させることができる。
On the other hand, the supply of high-pressure air to the distal communication hole 27 is stopped, and at the same time, the supply is switched to supply high-pressure air to the proximal communication hole 28. Here, a time lag occurs due to an initial response delay when switching the supply target of the high-pressure air.
Is moved to the distal end T, so that the rising time can be reduced without wasting time, and the speed of movement of the rod 3 toward the distal end T can be increased. When the rod 3 is moved to the unclamping position on the tip side T, the rod 3 is moved by the combined force of the air pressure acting on the piston member 7 and the urging force of the second spring means 9. For this reason, the unclamping force can be increased as compared with the conventional case in which the rod 3 is moved only by the air pressure acting on the piston member 7, so that the speed of movement of the rod 3 toward the distal end side T can be increased. For this reason, the unclamping operation of the tool holder 2 in the spindle drive device 1 can be accelerated, and the tool exchange in the machining center can be accelerated, so that the efficiency of work processing can be improved.

【0050】そして、ピストン部材7は、第1ばね手段
8の抗力に反しながらスリーブ19及びロッド3を先端
側Tに移動させる。ここで、第1ばね手段8の先端側T
の端部はカラー15を介してスピンドル4の係止段部1
6に係止されているので、スピンドル4とストッパ21
とに先端側Tへの押圧力が作用する。これに対し、基端
側圧力室25で生じた基端側Bへの反力を受けて基端側
壁26とシリンダ周壁32と先端側壁24とフック部材
37とには基端側Bへの反力が生じている。このため、
ピストン部材7とスピンドル4との間で生じた反力はス
トッパ21とフック部材37との間の引っ張り応力にな
る。このため、スピンドル4を支持する軸受14に軸方
向への負担を掛けることがない。
Then, the piston member 7 moves the sleeve 19 and the rod 3 to the tip side T while opposing the reaction force of the first spring means 8. Here, the tip side T of the first spring means 8
Of the spindle 4 via the collar 15
6, the spindle 4 and the stopper 21
Then, a pressing force to the tip side T acts. On the other hand, the base wall 26, the cylinder peripheral wall 32, the tip side wall 24, and the hook member 37 receive the reaction force toward the base side B generated in the base side pressure chamber 25, and Power is occurring. For this reason,
The reaction force generated between the piston member 7 and the spindle 4 becomes a tensile stress between the stopper 21 and the hook member 37. Therefore, no load is applied to the bearing 14 supporting the spindle 4 in the axial direction.

【0051】一方、ロッド3の先端側Tの端部ではコレ
ット43が先端側Tに押し出されるため、工具ホルダ2
のプルスタッド2bが解放される。これにより、工具ホ
ルダ2を取り外すことができる。このとき、プルスタッ
ド2bが占位する空間40に連通された開口部42に接
続された高圧空気噴出ノズルから高圧空気が噴出されて
空間40に吹き込まれる。これにより、テーパシャンク
2aの周囲から空気が外部に吹き出され、ごみ取りを行
うことができる。
On the other hand, since the collet 43 is pushed out to the distal end T at the distal end T of the rod 3, the tool holder 2
Pull stud 2b is released. Thereby, the tool holder 2 can be removed. At this time, high-pressure air is ejected from a high-pressure air ejection nozzle connected to the opening 42 connected to the space 40 occupied by the pull stud 2b, and is blown into the space 40. Thereby, air is blown out from the periphery of the tapered shank 2a to remove dust.

【0052】そして、この工具ホルダ2を次の加工に使
用する工具5を保持する工具ホルダ2に交換してから、
先端側壁24の先端側連通孔27に高圧空気を吹き込
む。これにより、ピストン部材7が基端側Bに移動され
て第1ばね手段8が解放されるので、ロッド3が基端側
Bに移動する。このため、コレット43が基端側Bに移
動して工具ホルダ2のプルスタッド2bがチャックされ
て工具ホルダ2が保持される。これと同時に、ロッド3
の拡径部18がスリーブ19を基端側Bに移動させる。
Then, after exchanging the tool holder 2 with the tool holder 2 for holding the tool 5 used for the next machining,
High pressure air is blown into the distal end side communication hole 27 of the distal side wall 24. As a result, the piston member 7 is moved to the proximal side B and the first spring means 8 is released, so that the rod 3 moves to the proximal side B. Therefore, the collet 43 moves to the base end side B, the pull stud 2b of the tool holder 2 is chucked, and the tool holder 2 is held. At the same time, rod 3
Moves the sleeve 19 to the proximal side B.

【0053】さらにピストン部材7を移動させて、基端
側壁26に当接させる。ここで、ピストン部31には第
2ばね手段9の反力が作用しているので、これより若干
大きい付勢力を得られる空気圧を先端側圧力室23に供
給する。このとき、ボス部30とスリーブ19とが互い
に離隔して隙間S6を生ずるので、モータが駆動してス
ピンドル4が回転する際にこれらの部材の間で摩擦を生
ずることはなく発熱等を考慮する必要がない。このた
め、容易に高速回転を行うことができる。
Further, the piston member 7 is moved to make contact with the base end wall 26. Here, since the reaction force of the second spring means 9 is acting on the piston portion 31, air pressure capable of obtaining a slightly larger urging force is supplied to the front-end side pressure chamber 23. At this time, since the boss portion 30 and the sleeve 19 are separated from each other to form a gap S6, friction does not occur between these members when the motor is driven and the spindle 4 rotates, and heat generation and the like are considered. No need. Therefore, high-speed rotation can be easily performed.

【0054】しかも、クランプ時には、第1ばね手段8
と第2ばね手段9とが押し合うことはないので、第1ば
ね手段8の付勢力を全て工具ホルダ2のチャックのため
に利用することができる。また、クランプ時には、第2
ばね手段9によりピストン部材7と先端側壁24とフッ
ク部材37とが先端側Tに付勢されるので、フック部材
37とストッパ21との軸方向の隙間S5を確実に確保
することができる。
Moreover, at the time of clamping, the first spring means 8
Since the second spring means 9 and the second spring means 9 do not press against each other, all the urging force of the first spring means 8 can be used for chucking the tool holder 2. When clamping, the second
Since the piston member 7, the tip side wall 24, and the hook member 37 are urged toward the tip side T by the spring means 9, the axial gap S5 between the hook member 37 and the stopper 21 can be reliably ensured.

【0055】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、本実施形態では圧力媒体として空気を使
用しているが、これには限られず油や他の媒体を使用し
ても良い。この場合も、高圧媒体の供給を先端側連通孔
27から基端側連通孔28に切り換えるときにタイムラ
グが発生しても、その間に第2ばね手段9がピストン部
材7を先端側Tに移動させるのでロッド3の移動の高速
化を図ることができる。
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, although air is used as the pressure medium in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and oil or another medium may be used. Also in this case, even if a time lag occurs when the supply of the high-pressure medium is switched from the distal communication hole 27 to the proximal communication hole 28, the second spring means 9 moves the piston member 7 to the distal side T during that time. Therefore, the speed of movement of the rod 3 can be increased.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
1のスピンドル駆動装置によれば、スピンドルが工具を
保持するクランプ位置及び工具の保持を解除するアンク
ランプ位置に移動するロッドと、圧力室に収容されると
共にロッドの位置をクランプ位置またはアンクランプ位
置に変更するピストン部材と、圧力媒体を圧力室に注入
してピストン部材の位置をクランプ位置またはアンクラ
ンプ位置に変更する圧力付与手段と、ロッドをクランプ
位置側に付勢する第1ばね手段と、ピストン部材をアン
クランプ位置側に付勢する第2ばね手段とを有している
ので、ピストン部材に作用する圧力媒体による圧力と第
2ばね手段の付勢力との合力によりロッドをアンクラン
プ位置に変更することができる。このため、アンクラン
プ力を従来より増大することができるので、ロッドのア
ンクランプ位置への移動を高速化することができる。
As is apparent from the above description, according to the spindle driving device of the first aspect, the rod which moves the spindle to the clamp position for holding the tool and the unclamping position for releasing the tool, and the pressure, A piston member housed in the chamber and changing the position of the rod to a clamp position or an unclamping position, and pressure applying means for injecting a pressure medium into the pressure chamber and changing the position of the piston member to the clamp position or the unclamping position; The first spring means for urging the rod toward the clamp position, and the second spring means for urging the piston member toward the unclamped position. The rod can be changed to the unclamping position by the combined force with the urging force of the two spring means. For this reason, the unclamping force can be increased as compared with the related art, and the movement of the rod to the unclamping position can be accelerated.

【0057】また、ピストン部材をアンクランプ位置に
移動させるために圧力媒体の切り換えを行うときに、圧
力媒体の切り換えでの初期応答遅れによるタイムラグの
間にピストン部材を第2ばね手段により移動することが
できる。このため、ロッドのアンクランプ位置への移動
の立ち上がり時間を短縮して高速化することができる。
Further, when the pressure medium is switched to move the piston member to the unclamping position, the piston member is moved by the second spring means during a time lag due to an initial response delay in switching the pressure medium. Can be. Therefore, the rising time of the movement of the rod to the unclamping position can be shortened and the speed can be increased.

【0058】したがって、スピンドル駆動装置のアンク
ランプ動作を高速化することができるので、工具交換を
高速化することができる。
Therefore, the speed of the unclamping operation of the spindle drive device can be increased, and the speed of tool change can be increased.

【0059】さらに、ロッドがクランプ位置にあるとき
は、ロッドとピストン部材との間に隙間があるので第1
ばね手段と第2ばね手段とが干渉することはない。この
ため、第1ばね手段の付勢力を全て工具のクランプのた
めに利用することができる。
Further, when the rod is at the clamp position, there is a gap between the rod and the piston member.
There is no interference between the spring means and the second spring means. Therefore, all the urging force of the first spring means can be used for clamping the tool.

【0060】また、請求項2記載のスピンドル駆動装置
では、圧力付与手段は、空気を圧力媒体として空気圧を
圧力源とするものであるか、または油を圧力媒体として
油圧を圧力源とするものであるようにしているので、空
気圧または油圧を圧力源として大きな付勢力を得ること
ができる。このため、第1ばね手段に抗してピストン部
材を容易に移動させることができるので、ロッドのアン
クランプ位置への移動を高速化することができる。
In the spindle drive device according to the second aspect, the pressure applying means uses air as a pressure medium and uses air pressure as a pressure source, or uses oil as a pressure medium and uses hydraulic pressure as a pressure source. Because of this, a large urging force can be obtained using air pressure or oil pressure as a pressure source. Therefore, the piston member can be easily moved against the first spring means, and the movement of the rod to the unclamping position can be accelerated.

【0061】さらに、請求項3記載のスピンドル駆動装
置では、圧力付与手段及び第1ばね手段によるロッドの
クランプ位置側への移動時間と、圧力付与手段及び第2
ばね手段によるロッドのアンクランプ位置側への移動時
間とが同等になるように第1ばね手段及び第2ばね手段
のばね力を設定するようにしているので、ロッドのアン
クランプ位置側への移動時間をクランプ位置側への移動
時間と同等に高速化することができる。
Further, in the spindle drive device according to the third aspect, the time required for the rod to move to the clamp position by the pressure applying means and the first spring means, and the pressure applying means and the second
Since the spring force of the first spring means and the second spring means is set so that the movement time of the rod to the unclamping position side by the spring means is equal, the movement of the rod to the unclamping position side is performed. The time can be reduced to the same speed as the movement time to the clamp position.

【0062】また、請求項4記載のスピンドル駆動装置
では、スピンドル駆動装置は工具交換装置を備えたマシ
ニングセンタに使用するようにしているので、スピンド
ル駆動装置のアンクランプ動作を高速化することにより
マシニングセンタのスピンドル駆動装置による工具ホル
ダの着脱を高速化することができる。このため、マシニ
ングセンタの工具交換速度及びワーク加工速度を高速化
することができる。
In the spindle drive device according to the fourth aspect, the spindle drive device is used for a machining center provided with a tool changing device. Therefore, the unclamping operation of the spindle drive device is accelerated to thereby increase the speed of the machining center. The attachment / detachment of the tool holder by the spindle drive device can be speeded up. For this reason, the tool exchange speed and the workpiece machining speed of the machining center can be increased.

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

【図1】本発明のスピンドル駆動装置がアンクランプ状
態にあるときの主要部を示す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing a main part when a spindle drive device of the present invention is in an unclamped state.

【図2】スピンドル駆動装置がクランプ状態にあるとき
の主要部を示す側面図である。
FIG. 2 is a side view showing a main part when the spindle driving device is in a clamped state.

【図3】スピンドル駆動装置がクランプ状態にあるとき
のチャック部を示す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing the chuck portion when the spindle driving device is in a clamped state.

【図4】従来のスピンドル駆動装置を示す側面図であ
る。
FIG. 4 is a side view showing a conventional spindle driving device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スピンドル駆動装置 3 ロッド 4 スピンドル 5 工具 6 圧力室 7 ピストン部材 8 第1ばね手段 9 第2ばね手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spindle drive 3 Rod 4 Spindle 5 Tool 6 Pressure chamber 7 Piston member 8 First spring means 9 Second spring means

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モータの回転駆動力で回転されるスピン
ドルにより工具を回転駆動するようにしたスピンドル駆
動装置において、前記スピンドルが前記工具を保持する
クランプ位置及び前記工具の保持を解除するアンクラン
プ位置に移動するロッドと、圧力室に収容されると共に
前記ロッドの位置を前記クランプ位置または前記アンク
ランプ位置に変更するピストン部材と、圧力媒体を前記
圧力室に注入して前記ピストン部材の位置を前記クラン
プ位置またはアンクランプ位置に変更する圧力付与手段
と、前記ロッドを前記クランプ位置側に付勢する第1ば
ね手段と、前記ピストン部材を前記アンクランプ位置側
に付勢する第2ばね手段とを有することを特徴とするス
ピンドル駆動装置。
1. A spindle drive device in which a tool is rotationally driven by a spindle rotated by a rotational driving force of a motor, wherein the spindle holds a tool and a clamp position for releasing the tool. A piston member housed in a pressure chamber and changing the position of the rod to the clamp position or the unclamping position, and injecting a pressure medium into the pressure chamber to change the position of the piston member. Pressure applying means for changing to a clamp position or unclamping position, first spring means for urging the rod toward the clamp position, and second spring means for urging the piston member toward the unclamping position. A spindle drive device comprising:
【請求項2】 前記圧力付与手段は、空気を前記圧力媒
体として空気圧を圧力源とするものであるか、または油
を前記圧力媒体として油圧を圧力源とするものである請
求項1記載のスピンドル駆動装置。
2. The spindle according to claim 1, wherein the pressure applying means uses air as the pressure medium and uses air pressure as a pressure source, or uses oil as the pressure medium and uses hydraulic pressure as a pressure source. Drive.
【請求項3】 前記圧力付与手段及び前記第1ばね手段
による前記ロッドの前記クランプ位置側への移動時間
と、前記圧力付与手段及び前記第2ばね手段による前記
ロッドの前記アンクランプ位置側への移動時間とが同等
になるように前記第1ばね手段及び前記第2ばね手段の
ばね力を設定したことを特徴とする請求項1または2記
載のスピンドル駆動装置。
3. A moving time of the rod to the clamp position side by the pressure applying means and the first spring means, and a movement time of the rod to the unclamping position side by the pressure applying means and the second spring means. 3. The spindle driving device according to claim 1, wherein the spring force of the first spring means and the spring force of the second spring means are set to be equal to a moving time.
【請求項4】 前記スピンドル駆動装置は工具交換装置
を備えたマシニングセンタに使用するものであることを
特徴とする請求項1から3までのいずれか記載のスピン
ドル駆動装置。
4. The spindle drive device according to claim 1, wherein the spindle drive device is used for a machining center having a tool changing device.
JP4023898A 1998-02-23 1998-02-23 Spindle drive device Pending JPH11239906A (en)

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