JPS6165704A - 工具締付け／釈放機構を備える高速電動スピンドル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、材料切削作業の為のスピンドルに関し、更に
詳しくは工具の交替を容易ならしめる為の自蔵式の姉付
け／釈放機帖を有する隔速スピンドル並びに工具を締付
け／釈放する為の方法に関する。

（発明の背景） 高速電動スピンドルは最初精密研廐の為に開発され、そ
の彼今日迄に回転７ライス（ミル）、エンド７ライス（
ミル）そして端面削りの如く厚くＨ料を削除することと
関与する他のり械加工作業の為に使用されて来ている。

そうしたｉ？＋　Ｍスピンドルは、主スピンドルにおい
て一つの型式の工具から他の型式の工具へと交侠する為
のＩＭ　Ｈの工具′収納部及び工具交俣侵１構をｂｌｌ
えるマシニングセンタと共に匣用されて来た。米国特計
第３．８０３．９８１号には主スピンドルに装着された
副スピンドルが例示されている。同様に、米国特ｔｌ’
　Ｊ４，０７７．７３６号には、工作機械の工具ホルダ
における電気モータ駆動のドリルがｉＩｊ示されている
。

Ｋ　Ｍ　スピンドルに固定した缶゛シ々の丁厄ｔｌ−ｕ
ｎ＾〒具、特にマシニングセンタ用の主スピンドルに装
填して禎助的高連スピンドルとして使用する為の工具と
容易に交換可能であるように自蔵式、即ち組込み式の工
具締付け／釈放機＃！’　ｔｒ：　Ｃｆ／えた高速スピ
ンドルを提供する事に対する要望がイｆる。

代表的な従来の高速スピンドル構造が、米国特許第２．
５０２．８７４号、同第２．５２３．９８３号、同第２
．５５０．９０８号、同第２．８１９．１２７号、同第
３．９２９．９４４号、そして同第４．２１１４５４号
に例示されている。

（発明の概要） 本発明は、中空の工具駆動軸に摺動自在に配設された工
具締付は手段にして、一方向に摺動して工具柄部を釈放
し、また他方向に摺動して工よ、（柄部を把持し得る工
具締付は手段と、ハウジング内に存在し工具締付は手段
を摺ｒに７作５’ｉＦｌさせる為の作動手段とを有する
スピンドルを意し１している。作動手段が工具可動軸内
に於て工具Ｐ、’ｒ付は手段を係合させ且つＷｎ　％ｌ
させる為に、ハウジング内に摺動自在に配設されたピス
トン＋戊を有している小が重要である。好ましくは、ス
ピンドルは、工具駆動軸を移動しないよう釈放自在に係
止する為、工具締付は手段に関してのピストン手段の動
きに応答して作動可能な手段を有する。スピンドルはま
た好ましくは、工具締付は手段が釈放された時、工具駆
動軸の回転位置を固定しそれにより工具交換を容易なら
しめる手段をも有する。

本発明の代表的な実施例に於て、スピンドルは、工具締
付は手段の引張棒部材を、該部材の作１１１＋１１端部
に結合された工具締付は用コレットの複数のフィンガが
、工具柄部を把持するべくカム運動する為の方向に偏倚
する、バネ手段を有している。ピストン手段は、工具駆
動軸の後部の非作動端部に伸延するピストンロッドにし
て、ピストンが別の方向に摺動してコレツトのフィンガ
が開いた時、即ち工具柄部を釈放する時、連結部材と端
部を突合わせて係合し得るピストンロッドを有する。ピ
ストンロッドが引張棒部材と係合すると、ピストンロッ
ドのカム表面は、軸を把持しているコレツトの複数のコ
レットフィンガを工具駆動軸の内側溝内に拡Ｂ’Ｊさせ
、それによりコレットフィンガは′軸と係止し、工具柄
部を釈放する間にそこに加えられる比較的大きな長手方
向、即ち軸方向力による軸移動が防止される。軸を締付
けるコレットは、工具駆動軸の外側に伸延し且つシリン
ダ部材にして、ピストン手段を摺動自在に受容し、また
自らハウジング内で摺動し得るシリンダ部材に取付けら
れて、コレットフィンガをして工具駆動軸の溝内に係入
せしめる。シリンダ部材は好ましくは、工具駆動軸が解
放された時、コレットフィンガを工具駆動軸の溝に対−
して中央に位ｔｔ’？決めするべくバネ偏倚される。軸
係止用のコレットのフィンガは、ピストン手段が、バネ
手段が引張棒部拐を工具を把持する方向に偏倚即ちｔ′
２１動出来る様にする為の方向に摺動する時、軸の溝か
ら釈放される。

ピストンロッドは、゛好ましくはＷ　Ｆｊ７出部杓を担
持し、該部材の移動は）１ウジング内の位置センサによ
って検出され、それによって工具釈放位置と工具把持位
置との間でのピストンの位置が分る。

て、該軸上のカム手段にして、ハウジングに可動的に取
付けられたカム固定手段によって作動係合しうるよう軸
と共に回転可能なカム手段をも有し、それによって工具
交換中軸の回転位置を固定する。

カム手段はハウジング内の位置センサによって検出する
為の一つ或いはそれ以上の被検出部はを備えることが出
来、それによって正確な工具交換の為の軸及び軸の作動
端部上での工具柄部が係合するフランジの回転位置が分
る。スピンドルノ１ウジングは、好ましくはその一端部
においてマシニングセンタ或いは工作機械の主スピンド
ルに受容され得る柄部を有する。本発明の実間ｉ例は、
前述の特徴の結果としてマシニングセンタと併用して特
に有効である。

（好ましい実施例の説明） ＠１図は本発明の高速電動式スピンドル１０を例示する
。スピンドルは、前方ハウジング部１４、中間ハウジン
グｇｌｓ１６及び後方ハウジング部１８を、第２図に於
て前方ハウジング部１４に対していに＋ｉｆｆ　７Ｊし
て成るハウジング１２をイｊする。ハウジングには、ス
ピンドル内で使用される冷却材、７１ｖ１滑剤及び′１
源更にはセンサ用の、仙々の継手や接続手段が取付けら
れる。例えば、油霧入口２２及び油；壕供給導管２４が
、後述する内部軸ベアリングの為に設けられる。冷却材
人口２３及び冷却材供給導管２日がモーフ冷却の為に設
けられる。モータに電流を供給する為、電源ケーブルが
位置３ｏに於てハウジングに取付けられる。近接センサ
リード線３２．３４が設けられ、以下に説明するセンサ
に結合される。

１１１！方ハウジング部１４を貝いて、中空の工具駆動
軸７０の前端即ち作動端が突出している。工具柄部は以
下に更に詳述される如くして中空軸７０内に締着される
。軸受保持ナツト４６も又スピンドルの前端に於て目視
し得、第３図に示す如くして軸７０にネジ止めされる。

スピンドル１０の後端には、ネジ（図示せず）或いは他
の適当な手段によって後方ハウジング部１８に取付けた
環状フランジ５４を０Ｍえる、傾斜付けされた柄部５２
が備わる。柄部５２は、既存のマシニングセンタ或いは
工作機械の主スピンドル（ＩＡ示せず）内に受容されう
るよう傾Ｙ［付けされる。柄部は終端に該柄部に螺入さ
れた／ブ５６（第１図参照）を（ｌｆｉｆえそしてノブ
は周知の様式で主スピンドルの４１゛η付は用のコレッ
トのフィンガによって把持されイｉる様になっている。

スピンドル１０はかくの如くマシニングセンタ或いは工
作機械の主スピンドル内に装着自在でありそして４源、
潤滑剤、冷却材及び制御センサが、スピンドル外部の各
々の供給源或いは制御ユニットに接続する事が出来る。

第３図及び第４凶はスピンド／Ｉ／１０の内部の特徴を
例示している。中間ハウジング邪１６は大径の中央孔６
０及び環状の冷却拐通路６２を有している。冷却材通路
６２は、冷却材供給導管２８からの、腐蝕防止剤入り水
の即き冷却ぽを受取り、モータ６４の周囲をｖ！鳳させ
、最後にハウジングに取付けられた冷却材排出導管（図
示せず）を通して排出する。前述した如く、冷却材はス
ピンドル１０の外側に位ＫＪづけられた冷却材源（図示
せず）から供給される。中央孔６０には尚周波交流誘導
式の可逆電動モータ６４が収容され、該モータはモータ
と接触しないよう通路６２に閉じ込められた循環冷却材
によって冷却され、また化カケープル３０から伸延する
リード線６３を介して電力を受は取る。モータの速度及
び回転方間は、ポルクマン社より入手可能な市販のソリ
ッドステート周波数可変電源或いは他の既存の電源によ
って制御される。モータは代表的に、芽孔６０に（圧力
嵌めされて）支持された固定千巻砂体６６と、回４．＜
自在の中空の工具駆動１ｆａｌｌ　７０周囲に担持され
且つ固着された回転子巻線体６８とを有している。

工具１吐ちｒＪｈζ１１１の左方９ｕ　Ｎ即ち前端は、
各々が内側軌道７６、外側軌道７Ｂ及びその間に球８０
を備える一対の伝り軸受７４内に支承され、竹にぞれら
の内ｊｉｉ！１ｉ仇道７６内で支承される。外１ｊｌ　
＋訊１１７８はＴ＞ｔＪ方ハウジング内に於て円ｆ、Ｊ
＋状の孔８２内に於て支持される。軸受７４対の間には
油霧ノズル８４Ｊ＋（ｌｅｆ　　Ｕ’：　づｔ＋　　ｅ
、＋−＋　　　１ｂ　）　プ　ルムー　Ｌ叶　ＪルＥＩ
三ゴ：’　Ｉ＋’ｉｌ　　、　　　ｔｌｌｌ　　仁ｆｑ
ｂ方向通路９２によって外部の油霧源（図示せず）に接
続された油霧供給通路９０からの潤滑用油霧を提供する
為の開孔８６が備えられる。ｉ由１秒を配合分配器ユニ
ット或いは供給源から供給する高速軸受の構成は米国特
許第＆　９３９．７４４号に説明されている。軸受７４
は図示の如く、前方ハウジング部１４において内側カラ
ー９６と外部１カラー４６との間に保持される。

工具駆動軸７０の右万端、即ち後端は、同様に、前述に
て説明したものと類似の一対の後方転り軸受内に支承さ
れる。前方ベアリングに対してｆｒｙ述にて説明された
もの（ノズル８４）と同等のノズル１０４によって、軸
方向通路９２に接続された通路１０６から油霧が提供さ
れる。後方軸受の外側軌道１０８は、管状の後方軸受ケ
ージ部材１１０に対接して支持され、該ケージｇ＠は次
いで中間ハウジング部の小径孔１１２内で支持される。

明らかな如く、後方軸受１０２は、後方軸受ケージ部側
の半径方向フランジ１１４と工具ｆ、Ｓ動軸７０の端部
の外周に螺着されたカラー１１６との間に保持される。

軸受７４及び１０２は、ネジ等によって図示の如くベア
リングケージＦＭＩＡ１１ｏに装着されたカラー１４１
に係合する複数のスペーサ１３９（一つだけが示される
）によって、’ｔ１１方向において第３図で右側の方へ
初期選択子ωｎ負荷の下に置かれる。

工具駆動軸７０は中空であり且つそこを貫く長手方向、
即ち軸方向の孔１２０を有する。孔１２０の前端は、円
周方向溝１２４をカム表面１２６及び傾斜表面１２８と
共に有する柄部受はスリーブ１２２を収容する。工具柄
部１３０はスリーブ１２２に受容された状態で示される
。特には、工具柄部の傾斜部分１３２がスリーブの傾斜
表面１２８に対接して受容される。工具柄部１３０はま
た、直径方向に対向された一対の弓形のスロット１３６
を有する外側キャップ１３４を含む。これらスロットは
キャップの両側上に隔設され、そして工具駆動軸７０の
前端に形成された弓形フランジ１３８を受入れる様にな
っている。フランジ１３８及びスロット１３６は、工具
交換の間工具柄部及び工具駆動１＋１１の相互の正しい
位置決め及び配向を確実にする為に使用される。

図示の如く、工具柄部１３０は、今後説明する目的の為
の中実軸方向の孔１４０を、そしてまた工具駆動軸７０
の孔１２０内に配置されたコレット１４６の複数のフィ
ンガ１４４によって把持され得る様に為された、保持用
ノブ１４２を有している。コレットは長ネジ１５０及び
スリーブ１５２によって引張１！１！ｍ材１４８に結合
されている。工具柄部１３０の軸方向孔１４０を参照さ
れたい。

鎖孔１４０の内部には長手ストッパ部材１５４が配設さ
れ、またもし必要であればネジ１５０の端部に対するス
トッパとして機能し得る様な後端部１５６が備えられる
。ストッパ部材１５４はまた、前方に向って拡大された
カム部にして、工具柄部収容スリーブ１２２における環
状溝１６２内に係入するバネ偏倚された球１６０（図で
は一つだけが示される）を支持するカム部をも有する。

溝１６２内への球の係入は、工具駆動軸７０の前方端部
で工具柄部１３０を最初に保持する為の初期固定作用を
提供する。

説明した如く、工具柄部締付は用のコレット１４６は、
引張棒部材１４Ｂに装着され、工具駆動軸の中央孔１２
０内で該部材と共に摺動自在である。引張棒部材は、そ
の周囲に図示の如く位置決めされそして連結部材の後端
部上に螺装された保持用カラー１７２によって一昂に保
持される複数の環状バネ座金１７０によって第３図で見
て右方向に偏倚即ち賦勢される。

工具駆動軸７０の後方の開放端部内にはピストンロッド
１７４が伸延し、該ピストンロッドは、その前方端部近
くに今後説明する目的の為の、図示される様なカム表面
を有している。ピストンロッドは、後方ハウジング部１
８内のシリンダインサート１８０内で摺動自在に受容さ
れるり動ピストン部材１７８から伸延する。インサート
１８０は、その後方側端部が、ネジ（−示せず）等によ
ってシリンダインサート１８０にＧＹＩ　Ｍされたイン
廿−Ｌ第セ・ツブＣｒ八け７ｆｉ　（ＡつＬ−ヒっプル
′１ド久ガる。シリンダインサート１８０と装着された
蓋１８２とは共に後方ハウジング部１８ｍ内部で、以下
に説明する目的の為に、図示の如＜ｍ動自在に受容され
る。ピストン部材は、前方側１８４と後方側１８６とを
液漏れのない状態で分割する為の０−リングシールを有
する。油漏れを目的とする適切なオイルシール１８８が
、シリンダインサー）１８０及びインサートキャップ１
８２と１方ハウジング部１８との間に示される。インサ
ートキャップとインサートとの間にも設けられる。オイ
ルシール１８８は、シリンダインサート１８０と後方ハ
ウジング都１８との間のｆＦＩｌ漏れ、特に、シリンダ
インサートが後方ハウジング部１８内で摺動する時の油
漏れを防止する。ピストン部椀はインサート１８０内に
前方室１９０及び後方室１９２を形成し、各々の室は然
るべき外部供給源（図示せず）からの液体の圧力を受取
る、夫々各自の油供給通路１９４．１９６と辻辿してい
る。

ピストン部は１７８は、ピストン部しの一方側或いは他
方側の油圧の増加によって、第３図で見て左側（前方）
或いは右（ｔｉｌｌ　（後方）へ摺動する様作動される
。例えば、ピストン都ぽを前方に摺動する為には、後方
呈１９２の油圧を増加する。逆の場合には前方室１９０
のγ１ｎ圧を増加する。ピストン油相の移動は当然、工
具駆動軸７０に対してピストンロッド１７４の摺動連動
を提供する。

運転に除し、コレットフィンガ１４４を工具柄部のノブ
１４２から釈放する為にピストンロッドを前方、即ち第
３図で見て左側に摺動して引張棒部材の後端部と端部突
合わせ関係で係合し、そしてコレットフィンガ１４４が
工具駆動軸７０の前方端における柄部受は用のスリーブ
１２２の円周τｉ、７１２ａのカム表面を横切って拡張
出来る迄、引５Ｎ　４’Ｊ部材を孔１２０内で注射器式
に左側に押す。

工具柄部１５０は従って、め％ｉ　ｍの坊１６０を押圧
する、然るべき工具交換機（図示せず）によって、スリ
ーブ１２２から引抜き得る。

ピストンロッド１７４が工具柄部を釈放する為に工具駆
動軸７０の孔１２０内で括′動移動する間、ピストンロ
ッド上のカム表面１７５は、軸７ｏを孔１２０内で動か
ぬ様社する為のコレラ）２’８４の複数のフィンガ２８
２上の合致する形状のカム表面２８１と係合する。孔１
２０は、フィンガ２８２がピストンロッド１７４のカム
作動によつ　　゛て拡張された時、該フィンガの端部を
受入れるべく位置決めされた円周前２８６を有する。係
上作用の初期に於て、ピストンロッド１７４と引張棒部
材１４８との間の係合によってそこに発生する、後方に
向けられた反発力によって、シリンダインサート１８０
が僅かに後方に摺動し、それがプレットフィンガ２８２
の後方肩部２８２ａをして円周溝２８６の後方肩ｇｌＳ
２８６　ｍと係合せしめ、それによって中空の軸７０を
工具を釈放する力によって引きずり出されない様押さえ
止める。この反発力及び軸の係止作用は、連結部材及び
ピストンロッドが廃合する迄絖けられる。軸を係止する
コレット２８４の後備はネジ（図示せず）或いは他の適
当な手段によって、摺動自在のシリンダインサート１８
０に、特には前方に突出する円筒状の延長部１８０ａに
嵌合される。ピストンロッドつまり連結部材の摺動運動
の間、この様に軸７ｏを係止しておくことは、代表的に
１５．０００から３へＯＯＯｒ、ｐ、ｍ、の軸速度に類
比する為の高価な軸受である転り軸受７４．１０２に加
わる、工具釈放時の軸方向力を最小化する為に非常に重
要である。

一旦、工具柄部１５０が工具受容用スリーブ１２２から
取外され、そして交換された新しい工具柄部がスリーブ
１２２に受容されると、ピストン部材１７８は前方室１
９０を加圧する事によって後方、即ち第３図で見て右側
に摺動される。ピストン部材とピストンロッド１７４と
が右側に摺動すると、バネ座金１７０が引張俸部杓１４
Ｂ及び工具締付は用コレット１４６を右側に賦勢し、ｊ
Ｊｂ％表面１２６及びフィンガ１４４における端部カム
表面１４５との間のカム係合によって、コレットのフィ
ンガ１４４をして工具柄部保持用ノブ１４２を第３−に
示す如く把持するべく工具柄部保持用ノブ１４２にカム
当接せしめる。２１１７うるに、ピストンロッド１７４
が引張棒部材１４８との係合から外れて後方に移動する
につれ、コレットフィンガ２８２は溝２８６から離脱す
るべ−く半径方向内側にすぼまり、軸７ｏへの係止力を
ＩＷ除する。

同時に、後方ハウジング部１８に嵌合され゛た蓋プレー
ト２９７と蓋１８２との間で円周方向に隔設された巻き
バネ２９５（図では一つだけが示される）がシリンダイ
ンサート１８０及びコレットフィンガ２８２を前方に摺
動移動せしめ、コレットフィンガを溝２８６の中央に位
置決めし、がくして回転しないコレットフィンガ２８２
に対する、ｉ１’ＪＩ　７０の回転が互いが係合し合う
心配なく生じ得る。コレツトフィンガ２８２の前方への
移動は蓋プレート２９７上に担持される制限ネジ２９９
及び逆止めナツト５００によって調坊ｊされる。

工具駆動軸７０から工具を取外す前及び工具の交換を終
えた後、加工を開始する前、こうした動作を検出手段に
よって確認する事が甑ましい。この目的の為ピストンロ
ッド１７４には、後方ハウジング部１８内に取付けられ
そして然るべき位置表示回路機構に接続される位置近接
センサ３０２に対して、中空の工具駆動軸の外側でピス
トンロッドと共に移動する為のピン部トうが取付けられ
る。

特に、ビン部材３００はコレットフィンガ２８２同志の
開鉱で、第３凶に示す、センサに当接する後方位ＶＣと
それより前方の仮想線で示す位置との間で摺動する。後
方の位置は「工具締付け」位置として検出されそして表
示され、前方の位置（仮想線の位置）は「工具釈放」位
１νｔとして検出される。

前述に於て説明した通り、中空の工具駆動軸７０の前方
端部は、対向する様に円周方向に隔設して配置されたフ
ランジ１３８を有し、これらのフランジは工具柄部１３
０のキャップ１！＋４内の対応するスロット１５６との
間での正確な整合を保証する為、該スロット１３６に受
容される。第３図及び第４図に示される如く、フランジ
１３８を新しい工具の柄部に対して正しく位１バー付は
且つ工具交換中に動かぬ様固定する為に、回転軸固定惰
栴が設けられる。該軸固定仙４′ｈは、曲ｊ１７０上に
取付けられ且つ軸７０と共に回転自在なカムブレー）２
００を有する。カムプレートは対向して配設された一対
のランプ（カム張出ｆＪ　）　２０２にして、各々が半
径方間ガ１部２０４で終端するランプ２０２を有する。

カムプレートは第３図で見て右側、即ち後方に向って軸
方間に伸延する一対の被検出部材２０６を担持している
。２ＪＴ　４図に示す如く、位置近接センサ２０８は咬
検出都ｔｚつ’　２０６の位置を検出する為に、後方ハ
ウジング部１８内でカムプレート２００に近接してその
後面側に位置決めされる。カムプレートが第４−の位置
にある時は、フランジ１３８は工具柄部のキャップ１３
４のスロット１３６と係合する為の正しい配回に位置し
ている。センサ２０８がこの位置を検出すると、後方ハ
ウジング１８内のｍ路２１２内に設置された固定用ソレ
ノイド２１０が作動する。ソレノイド２１０は、スロッ
ト２１９内のピン２１８によってカム固定部材２１６に
摺動目在に結合されたプランジャ２１４を有する。カム
固定部鉤プランジャ２１４の外側（第４図で見て底部方
向）への移動が、カム固定部材２１６をして軸７０方向
に駆動せしめ、カムノーズ２１６ａをカムプレート上の
半径方向肩部２０４に当接状態に持ちきたす。この時、
モーフ回転、即ち軸７０へのトルクは逆転され、ノーズ
２１６ａ及び肩部２０４の互いの係止状態を保つべく維
持される。モータの逆転は前述した重数のソリッドステ
ート型可変周波敢電源３１によって行われる。この様な
カム固定作用が、工具駆動Ｑａ：Ｉ　７０及び前方フラ
ンジ１３８がキャップ１３４のスロット１５６内で受容
されるべき正しい配向で固定される事を保証する。カム
プレートのいずれかの半径方向肩部２０４を固定する事
が、ｔＪ１１述のμＩＩくフランジ１３８の正しい配回
を保証する。ｉ！’ｄｌ　７０はソレノイドプランジャ
２１４が引上げられた鏝だけ目出に回転する。もち１．
・０ｚ１４切な制御ユニット（図示せず）が、ソレノイ
ド２１０及び工具交１カの作動をｆｉｒｉｌ　６ｉｉ１
する為のセン−！７′２０８及び１９２からの位「ｉぢ
・出でｄ号を受信する。

本発明のスピンドルの運転はフランジ１３８を適正配向
として工具駆動軸７０を固定する小から始められる。軸
がその様に固定された事をセンサ２０日が保証する。次
いで、後方型１９２を加圧することによってピストン部
拐１７８が第３図左方に摺動されて引張俸部材１４８及
び工具締付は用コレット１４６を前方位置に押進し、こ
こで、コレットフィンが１４４をスリーブ溝１２２内で
半径方向外側に拡張させる。

センサ１９２が「釈放位置」を検出し、そして工具交換
機（図示せず）が工具柄部を取外しそれを別の工具柄部
と置き換える。交換された工具柄部が中空の工具駆動ス
ピンドルのスリーブに受容されると即ぐ、ピストン部材
がピストンロッド１７４を引っ込めるべく第６図で右側
に除勢され、同時に、バネ座金１７０が］＋８結部シ及
び附設の工ＪＡ：ｅ：＆付は用コレットを右側に賦勢し
、コレットフィンガ１４４をして工具柄部１３０の保持
用のノブ１４２を把持する様に係合せしめる。センサ１
９２が締付は位置を検出しそしてソレノイド２１０を消
のしてプランジャ２１４を引込ませ、カム固定部材２１
６をカムプレート２００の半径方同肩２０４から外し、
且つまた作業機械加工をもたらすべく反対の方向に工具
駆動軸７０を自由に回伝する為にモータの通トルクを％
、’ｌ　＋余する。

以上実施例に基き４．′テ明したが本発明の内で多くの
変更を為し得ることを銘記されたい。　、第１図は本発
明の高速電動スピンドルの正面図。

第２図はスピンドルの作動一端部の断面図。

第３図は第２図を線３−３で切断した断面図。

第４図は第３図を仔４−４で切断した断面■。

である。

図中主な部分の名称は以下の辿り。

１４：前方ハウジング部 １６：中間ハウジング部 １日：後方ハウジング部 ３２．３４　；　リード線 ６０：中央孔 ６２：冷封Ｉ杓辿路 ６４二モータ ７０：工具駆動軸 １２２：柄部受はスリーブ １５０：工具柄部 １４４：フィンガ １４６：コレット １４８：引張棒部材 １８０ニジリンダインサート １９０　：前゛方至 １９２：後方室 ２０８：センサ ２１０：固定用ソレノイド ２１９ニスロツト Ｓ００：遊止めナツト ＦＩＧ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジングと、ハウジング内に回転自在に取付けら
   れた中空の工具駆動軸と、中空の工具駆動軸内に配設さ
   れた工具締付け手段にして、工具を把持する為の一方向
   及び工具を釈放する為の他方向に摺動自在な工具締付け
   手段と、工具締付け手段を工具を把持する為の一方向及
   び工具を釈放する為の他方向に摺動させる為のハウジン
   グ内の作動手段を包含し、前記作動手段が前記中空の工
   具駆動軸内の工具締付け手段を摺動する為にハウジング
   内に摺動自在に配設されたピストン手段と、該ピストン
   手段を作動する為の手段とを有する事を特徴とするスピ
   ンドル。 ２、工具締付け手段がピストン手段によつて摺動作動さ
   れる時中空の工具駆動軸を移動しないよう釈放自在に係
   止しうる様に作動し得る手段を更に有する特許請求の範
   囲第１項記載のスピンドル。 ３、中空の工具駆動軸を釈放自在に締付ける為の工具締
   付け手段は工具釈放中のピストンの移動によつて作動可
   能である特許請求の範囲第２項記載のスピンドル。 ４、工具締付け手段の作動手段は、中空の工具駆動軸内
   に伸延するピストンロツドにして、工具締付け手段を工
   具を釈放する他方向に摺動させる為に工具締付け手段と
   端部突合わせ関係で釈放自在に係合し得るピストンロツ
   ドを有するピストン手段を包含する特許請求の範囲第１
   項記載のスピンドル。 ５、ピストン手段は、工具を把持する一方向に摺動する
   時、工具締付け手段を前記方向に偏位する戻しバネ手段
   を更に有する特許請求の範囲第４項記載のスピンドル。 ６、ピストン手段は、交互に液圧を受ける両側部を有す
   る複動ピストンである特許請求の範囲第４項記載のスピ
   ンドル。 ７、ピストン手段は、ハウジング内で自ら摺動自在に取
   付けられたシリンダ手段内に摺動自在に受容される特許
   請求の範囲第１項記載のスピンドル。 ８、工具締付け手段は該手段の摺動方向に応じて工具と
   の把持関係へとまたそれから外れてカム係合する複数の
   フインガを備えるコレツトを有する特許請求の範囲第１
   項記載のスピンドル。 ９、中空の工具駆動軸を釈放自在に係止する為の手段は
   、ハウジング内のコレツトにして工具を釈放する力に対
   して工具駆動軸を移動しないよう固定する為に、工具取
   外し中工具駆動軸に当接状態に保持されるフインガを有
   するコレツトを包含する、特許請求の範囲第３項記載の
   スピンドル。 １０、中空の工具駆動軸はコレツトのフインガの端部を
   受ける為の溝手段を有する特許請求の範囲第８項記載の
   スピンドル。 １１、コレツトは、ピストン手段を摺動自在に受容する
   シリンダ手段にして、コレツトのフインガを工具駆動軸
   に対して締付け関係にて位置決めするべく自らハウジン
   グ内に摺動自在に取付けられたシリンダ手段上に担持さ
   れる特許請求の範囲第９項記載のスピンドル。 １２、シリンダ手段は、中空の工具駆動軸が釈放される
   時、フインガをほぼ中央に位置決めすべく溝手段に関し
   て離間関係でバネ偏倚されている特許請求の範囲第１１
   項記載のスピンドル。 １３、工具交換中、工具駆動軸の回転位置を固定する為
   の手段にして、中空の工具駆動軸上に該軸と共に回転す
   るべく取付けられたカム手段と、ハウジング上に可動的
   に取付けられたカム固定手段と、中空の工具駆動軸の回
   転位置を固定する為、カム固定手段をカム手段と係合さ
   せる為の手段とによつて成る手段を更に有する特許請求
   の範囲第１項記載のスピンドル。 １４、カム手段が被検出部材を担持し、ハウジング内に
   被検出部材の位置即ち工具駆動軸の位置を検出する為に
   位置センサが配設されている特許請求の範囲第１３項記
   載のスピンドル。 １５、中空の工具駆動軸の外側のピストンロツドの一部
   が被検出部材を担持し、ハウジング内に被検出部材の位
   置、即ちピストンロツドの位置を検出する為に位置セン
   サが配設されている特許請求の範囲第４項記載のスピン
   ドル。 １６、中空の工具駆動軸は該軸上に工具を正確に位置決
   めする為、工具柄部内のスロツト内に係合可能な一対の
   配向用のフランジを具備する、駆動端部を有する特許請
   求の範囲第１項記載のスピンドル。 １７、ハウジングと、ハウジング内に回転自在に取付け
   られた中空の工具駆動軸と、中空の工具駆動軸内に配設
   された工具締付け手段にして、工具柄部を釈放する為の
   一方向及び工具柄部を把持する為の別の方向に摺動自在
   の工具締付け手段と、ハウジング内に摺動自在に配設さ
   れたピストン手段にして、中空の工具駆動軸内に伸延し
   、前記工具締付け手段を、工具柄部を釈放する為の一方
   向に摺動する為、工具締付け手段と係合し得る部分を有
   するピストン手段と、中空の工具駆動軸内部のバネ手段
   にして、ピストン手段が工具を把持する為の方向に摺動
   する時、工具締付け手段を工具柄部を把持する為の方向
   に偏倚するバネ手段と、前記ピストン手段を摺動させる
   為の手段と、中空の工具駆動軸内部に存在し、ピストン
   手段を工具柄部を把持する方向に摺動する間、該ピスト
   ン手段によつて作動し得る手段にして、中空の工具駆動
   軸を工具を釈放する力によつて変位しないよう釈放自在
   に係止する為の手段とによつて成るスピンドル。 １８、スピンドルはハウジングの一端部にマシニングセ
   ンタの主スピンドル内に受容され得る様な柄部を有する
   、特許請求の範囲第１７項記載のスピンドル。 １９、工具締付け手段は、中空の工具駆動軸内でバネ手
   段の内側に摺動自在に配設され且つ該バネ手段によつて
   偏倚された引張棒部材と、引張棒部材の摺動する方向に
   応じて工具柄部との把持関係へとまたそれから外れてカ
   ム係合する複数のフインガを備えるコレツトとを有する
   特許請求の範囲第１７項記載のスピンドル。 ２０、中空の工具駆動軸を釈放自在に締付ける為の手段
   は、ハウジング内のコレツトにして、中空の工具駆動軸
   内に伸延しピストン部分のカム表面によつて工具駆動軸
   の溝手段内にカム係合する複数のフインガを有するコレ
   ツトを有する特許請求の範囲第１９項記載のスピンドル
   。 ２１、中空の工具駆動軸は、締付け係合中にフインガの
   端部を受容する為の円周方向の溝手段を有する特許請求
   の範囲第２０項記載のスピンドル。 ２２、コレツトは、コレツトのフインガを溝手段内で係
   止関係にて位置付けるべくピストン手段を摺動し得る様
   に受けるシリンダ手段にして、自らハウジング内に摺動
   自在に取付けられたシリンダ手段上に担持される特許請
   求の範囲第２０項記載のスピンドル。 ２３、シリンダ手段は、中空の工具駆動軸が釈放された
   時、フインガを溝手段に関してほぼ中央に位置決めする
   べくハウジング内で長手方向にバネ偏倚されている特許
   請求の範囲第２２項記載のスピンドル。 ２４、ピストン手段は、交互に液圧を受けそこから一方
   向或いは他方向に摺動運動する両側部を有し、そしてピ
   ストン作動手段は、前記両側部及びスピンドルの外部の
   液圧源に交互に液圧を提供する為に、ハウジング内に液
   圧通路を有している特許請求の範囲第１７項記載のスピ
   ンドル。 ２５、工具交換中の工具駆動軸の回転位置を固定する為
   の手段にして、中空の工具駆動軸と共に回転する為に該
   軸の外側上に取付けられたカム手段と、ハウジング上に
   可動的に取付けられたカム固定手段と、中空の工具駆動
   軸の回転位置を固定する為にカム固定手段をカム手段と
   係合させる為の手段とによつて成る手段を更に有する特
   許請求の範囲第１項記載のスピンドル。 ２６、カム手段が被検出部材を担持し、ハウジング内に
   被検出部材の位置、即ち工具駆動軸の位置を検出する為
   に位置センサが配設されている特許請求の範囲第２５項
   記載のスピンドル。 ２７、ピストン部分が工具駆動軸の外側に担持された被
   検出部材を有し、そしてハウジング内に被検出部材の位
   置、即ちピストン手段の位置を検出する為に位置センサ
   が配設されている特許請求の範囲第１７項記載のスピン
   ドル。 ２８、中空の工具駆動軸は一対の配向用のフランジを有
   する駆動端部を有する特許請求の範囲第１項記載のスピ
   ンドル。 ２９、回転自在の中空の工具駆動軸から工具を釈放する
   為の方法にして、工具釈放部材を中空の工具駆動軸内で
   長手方向に摺動させて工具を釈放すること及び工具を釈
   放しそして中空の工具駆動軸を工具を釈放する力による
   長手方向変位を生じないよう釈放自在に係止することを
   包含する方法。 ３０、工具釈放部剤は摺動するピストン部材に該部材が
   係合する事によつて摺動し、そして前記ピストン部材は
   係止用のコレツトを中空の工具駆動軸と係合させるべく
   作動することによつて中空の工具駆動軸の係止をもたら
   す特許請求の範囲第２９項記載の方法。