(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物や工具（以下単に「工作物等」という。）を主軸に取り付けるためのホルダであって、片側にシャンク部とプルスタッドを有するものとし、他側にシリンダを取り付け、前記シリンダに作動流体を供給するための流体通路を設け、
前記流体通路が、前記ホルダに設けた当面と前記シリンダとを連通する構成、又は、前記プルスタッド及び前記ホルダに設けた中央穴を前記シリンダに連通する構成のうちの、いずれかの構成であることを特徴とするシリンダ付ホルダ。
【請求項２】
片側にシャンク部とプルスタッドを有するホルダであって、他側にシリンダを取り付け、前記シリンダに作動流体を供給するための流体通路を設け、
前記流体通路が、前記ホルダに設けた当面と前記シリンダとを連通する構成、又は、前記プルスタッド及び前記ホルダに設けた中央穴を前記シリンダに連通する構成のうちの、いずれかの構成であることを特徴とするシリンダ付ホルダ。
【請求項３】
請求項１に記載したシリンダ付ホルダであって、当面を有し、前記当面と前記シリンダとを連通する流体通路を設けたシリンダ付ホルダとスピンドルとの組合せであって、前記当面に通じる前記流体通路と前記スピンドルの軸の端面に通じる流体通路とを導通させる構成とし、前記当面又は前記端面のいずれかに前記流体通路を囲う溝を設けてＯリングを取り付けるものとし、前記溝を入口が狭く奥に向かって広がる形状の溝（以下単に「アリ溝」という。）としたことを特徴とする、シリンダ付ホルダとスピンドルとの組合せ。
【請求項４】
請求項３に記載したシリンダ付ホルダとスピンドルとの組合せであって、前記スピンドルの軸の中に掴み機構を有するものとし、前記掴み機構のドローバと前記軸にそれぞれ流体通路を設け、前記ドローバを引き込み、ホルダの前記プルスタッドを前記掴み機構によって把捉したときに、ドローバの前記流体通路と軸の前記流体通路とが導通し、前記ドローバを押し出したときに、ドローバの前記流体通路と軸の前記流体通路とが遮断するよう構成したことを特徴とするシリンダ付ホルダとスピンドルとの組合せ。
【請求項５】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載したシリンダ付ホルダと、前記シリンダの押引力によって工作物等を把捉する把捉機構とからなる、把捉機構付ホルダ。
【請求項６】
請求項５に記載した把捉機構付ホルダであって、前記把捉機構は拡傾斜面を有する拡張部材、並びに、受傾斜面及び切込を有するコレットとを構成要素とし、前記拡張部材を前記シリンダのロッドに取り付け、前記ロッドの移動に伴い前記拡張部材が移動し、拡張部材の前記拡傾斜面がコレットの前記受傾斜面を押すことにより、前記コレットを拡張させる構成とした、コレット把捉機構であることを特徴とする把捉機構付ホルダ。
【請求項７】
請求項６に記載した把捉機構付ホルダであって、前記拡張部材と前記シリンダとの間に前記コレットを設け、前記コレットは２箇所に受傾斜面を有するものとし、さらに前記シリンダ側にも押傾斜面を設け、拡張部材の前記拡傾斜面とシリンダ側の前記押傾斜面が、それぞれコレットの２箇所の前記受傾斜面を押すことにより、前記コレットを拡張させる構成とした、コレット把捉機構であることを特徴とする把捉機構付ホルダ。
【請求項８】
請求項５に記載した把捉機構付ホルダであって、前記把捉機構は複数のボール穴を有する挿入部と、前記ボール穴に取り付けた複数のボールと、前記シリンダのロッドの押引に伴い移動する傾斜面とからなるものとし、移動する前記傾斜面によって前記ボールを押すことにより、被把捉面に前記ボールを押し付ける構成とした、ボール把捉機構であることを特徴とする把捉機構付ホルダ。
【請求項９】
請求項５〜請求項８のいずれかに記載した把捉機構付ホルダであって、前記ホルダ及び前記把捉機構を貫通させ、かつ軸方向に移動可能に内プルスタッドを設け、前記内プルスタッドに爪を取り付け、前記内プルスタッドを軸方向に移動させることにより、
前記爪を軸方向へ移動させて工作物等をクランプする機構（以下単に「シフトクランプ」という。）としたことを特徴とする、前記シフトクランプと前記把捉機構とからなる２段の把捉機構を有する把捉機構付ホルダ。
【請求項１０】
請求項９に記載した２段の把捉機構を有する把捉機構付ホルダであって、前記シフトクランプが、前記内プルスタッドと前記爪とガイドピン及びカム部とからなるものとし、前記爪を軸方向と異なる方向にスライド可能に取り付け、
前記内プルスタッドの移動に伴い前記爪と前記ガイドピンが軸方向に移動し、前記ガイドピンが前記カム部のカム溝に案内されてスライドし、前記ガイドピンと共に前記爪がスライドしつつ軸方向に移動する構成としたシフトクランプであることを特徴とする、２段の把捉機構を有する把捉機構付ホルダ。
【請求項１１】
請求項６〜請求項８のいずれかに記載した把捉機構付ホルダであって、前記シリンダを２段シリンダとし、
コレット把捉機構を有する場合は、前記２段シリンダの外ロッドを押引することにより前記拡張部材を移動させる構成とし、ボール把捉機構を有する場合は、前記外ロッドを押引することにより、前記傾斜面を移動させて前記ボールを押す構成とし、
さらに、前記外ロッドを貫通させて内ロッドを取り付け、また前記内ロッドに爪を取り付け、前記内ロッドを押引することにより、前記爪が軸方向へ移動する構成のシフトクランプとしたことを特徴とする、２段の把捉機構を有する把捉機構付ホルダ。
【請求項１２】
請求項１１に記載した２段の把捉機構を有する把捉機構付ホルダであって、シフトクランプが、前記内ロッドと前記爪とガイドピン及びカム部とからなるものとし、前記爪を軸方向と異なる方向にスライド可能に取り付け、
前記内ロッドの移動に伴い前記爪と前記ガイドピンが軸方向に移動し、前記ガイドピンが前記カム部のカム溝に案内されてスライドし、前記ガイドピンと共に前記爪がスライドしつつ軸方向に移動する構成としたシフトクランプであることを特徴とする、２段の把捉機構を有する把捉機構付ホルダ。
【請求項１３】
請求項５〜請求項１２のいずれかに記載した把捉機構付ホルダとスピンドルとの組合せであって、ホルダの前記当面とスピンドルの軸の前記端面とを合わせて前記ホルダを前記スピンドルに取り付け、ホルダの前記流体通路と軸に設けた前記流体通路とを導通させる構成とし、前記当面又は前記端面のいずれかに前記流体通路を囲う溝を設け、前記溝にＯリングを取り付けるものとし、前記溝をアリ溝としたことを特徴とする、シリンダ付ホルダとスピンドルとの組合せ。
【請求項１４】
請求項１３に記載した把捉機構付ホルダとスピンドルの組合せであって、前記スピンドルの軸の中に掴み機構を有するものとし、前記掴み機構のドローバと前記軸にそれぞれ流体通路を設け、前記ドローバを引き込み、前記ホルダの前記プルスタッドを前記掴み機構によって把捉したときに、ドローバの前記流体通路と軸の前記流体通路とが導通し、前記ドローバを押し出したときに、ドローバの前記流体通路と軸の前記流体通路とが遮断するよう構成したことを特徴とする把捉機構付ホルダとスピンドルとの組合せ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の主軸に対して工作物や工具（以下単に「工作物等」という。）を取り付けることを可能にしたホルダに係わり、同一の主軸に対して工作物等を自動的に着脱させる構成として、多種類の加工や多工程の加工を単一の機械で行うことを可能とすることに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多種類の工具を取り替えて主軸に取り付けることにより、単一の工作機械により旋削加工やフライス加工や研削加工などの多種類の加工が可能になる。さらに、主軸に工作物を取り付けて片側を加工した後に、加工した工作物の片側を別置きの把捉機構で保持した状態として、主軸に工具を取り付けて工作物の他側を加工するなど、多工程の加工が可能になれば、従来においては複数の工作機械で行っていた加工を、主軸に取り付ける工作物と工具の構成を切り替えることにより、単一の工作機械で加工することが可能になる。
そこで本願出願人は工具、チャック及びクランプ機構のいずれも自動的に脱着可能な、２重の掴み機構を持つスピンドル及び主軸の発明を行った（特許文献１参照。）。しかし、かかる発明には、２重の掴み機構を有する主軸が必要であり、既存の工作機械の主軸を２重の掴み機構を有する主軸に改造するすることは困難である。
そして、２重の掴み機構を持たない主軸に、多種類の工作物等を自動的に脱着可能な構成にすることにより、２重の掴み機構を持たない主軸からなる単一の工作機械でも、多種類の加工及び多工程の加工が可能になる。
また、２重の掴み機構を有する主軸からなる工作機械においても、２重の掴み機構の機能をさらに有効に活用することが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８９０５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
２重の掴み機構を持たない主軸からなる単一の工作機械で、多種類の加工及び多工程の加工を可能にするため、主軸のスピンドルに自動的に脱着可能なホルダであって、工作物等の把捉に有用なホルダ及び把捉機構付ホルダを提供する。
さらに、シリンダの押引力により工作物等を把捉する把捉機構、爪を軸方向に移動させて工作物等をクランプする機構（以下単に「シフトクランプ」という。）及び把捉機構とシフトクランプとからなる２段の把捉機構を提供する。
また、２重の掴み機構を有する主軸からなる工作機械において、２重の掴み機構の機能を有効に活用したシフトクランプを有する２段の把捉機構を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
シャンク部とプルスタッドを有するホルダにシリンダを取り付け、油圧、空圧、水圧などの作動流体をシリンダに供給するための流体通路をホルダに設ける。そして、主軸側からスピンドルの軸の端面まで作動流体を供給する流体通路を設け、ホルダの流体通路を通して作動流体をシリンダに供給し、シリンダの押引力によって工作物等を把捉する構成の把捉機構付ホルダとする。
また、拡張部材をシリンダで押引することにより、コレットを拡張させて工作物等を把捉する構成としたコレット把捉機構、シリンダで傾斜面を押引することにより、ボールを工作物等に押し付けて把捉する構成としたボール把捉機構などを有する、把捉機構付ホルダとする。
さらに、把捉機構を貫通する内プルスタッドを設け、内プルスタッドにシフトクランプを取り付け、主軸のスピンドルの内掴み機構によって、内プルスタッドを把捉して押引する構成のシフトクランプとする。
また、２段シリンダを設け、外ロッドの押引力によってコレット把捉機構やボール把捉機構を作動させ、内ロッドの押引力によりシフトクランプを作動させる構成の２段の把捉機構とする。
【発明の効果】
【０００６】
片側にシャンク部とプルスタッドを、他側にシリンダをそれぞれ取り付けたホルダとして、プルスタッドをスピンドルの掴み機構で把捉するものとし、さらにシリンダの押引力によって工作物等を把捉する構成としたので、２重の掴み機構を持たない主軸に対して、多種類の工作物等を自動的に脱着することが可能になった。
さらに、シフトクランプと把捉機構とからなる、２段の把捉機構を提供することができた。そして、内プルスタッドを設けた構成のシフトクランプとしたので、２重の掴み機構を有する主軸において、２重の掴み機構の機能を有効に活用することが可能となった。また、２段シリンダにより作動するシフトクランプと把捉機構とからなる２段の把捉機構を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】コレット把捉機構により工作物を把捉し、シフトクランプにより工作物をクランプした状態の、２段の把捉機構付ホルダの正面視断面図である。
【図２】コレット把捉機構により工作物を把捉し、シフトクランプにより工作物をクランプしていない状態の、２段の把捉機構付ホルダの正面視断面図である。
【図３】コレット把捉機構付ホルダの正面図（一部断面図）である。
【図４】ボール把捉機構により工作物を把捉し、シフトクランプにより工作物をクランプした状態の、２段の把捉機構付ホルダの正面視断面図である。
【図５】工具付ホルダの正面図（一部断面図）である。
【図６】工具付ホルダの底面図（一部断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
工作機械の主軸に工具等を取り付けるためのホルダ、又は、工作機械の主軸以外の回転体若しくは非回転の装置に取り付けるためのホルダであって、片側にシャンク部とプルスタッドを有するものとし、他側にシリンダを取り付け、さらにシリンダに作動流体を供給するための流体通路を設ける。
流体通路としては、ホルダに当面を設け、当面とシリンダとを連通する流体通路を設ける構成、又は、プルスタッド及びホルダに中央穴を設け、中央穴をシリンダに連通する構成のいずれかとすることが好ましい。
工作機械の主軸のスピンドルに取り付ける場合は、プルスタッドをスピンドルの掴み機構に対応したものとする。さらにシャンク部は、スピンドルの軸の内面又はテーパー内面に合った外面又はテーパー外面を有するものとする。スピンドル以外の回転体や非回転の装置に取り付ける場合も、それぞれ相手側の掴み機構や相手の形状にあったプルスタッド及びシャンク部とする。
一般的に回転体に対しては、ロータリージョイントを介して作動流体を供給する。そしてプルスタッドを相手側の把捉機構で掴んだときに、当面とシリンダとを連通する流体通路と、相手側の端面に通じる流体通路とが導通するようにする、又は、プルスタッドやホルダに設けた中央穴と、相手側の中央部に設けた流体通路とが導通するようにする。
【０００９】
シリンダ付ホルダとスピンドルとの組合せであって、ホルダは当面及び当面とシリンダとを連通する流体通路を有するものとし、当面とスピンドルの軸の端面とを合わせて取り付け、当面に通じる流体通路と軸の端面に通じる流体通路とを導通させる構成とする。
そして、当面又は端面のいずれかに流体通路を囲う溝を設け、溝にＯリングを取り付けるものとし、Ｏリング用の溝を入口が狭く奥に向かって広がる形状の溝（以下単に「アリ溝」という。）とする。
Ｏリング用の溝の入口をＯリングの太さより狭くして、Ｏリングを変形させて押し込む構成とし、溝の中では自然の形状に収まるようにすることにより、繰り返してスピンドルの軸にホルダを脱着したときに、Ｏリングが抜けないように構成したものである。
また、主軸のスピンドルは軸の中に掴み機構を有するものとし、掴み機構のドローバと軸にそれぞれ流体通路を設け、ドローバを引き込み、ホルダのプルスタッドを掴み機構によって把捉したときに、ドローバの流体通路と軸の流体通路とが導通し、ドローバを押し出したときに、ドローバの流体通路と軸の流体通路とが遮断するよう構成する。
例えば、水圧や油圧を作動流体として使用する場合に、シリンダに作動流体を供給しない場合は、回路のバルブを閉じて作動流体が流れ込まないようにするが、軸やドローバの中の流体通路に存在する水や油は、そのまま軸やドローバの流体通路の中に存在する。
このとき、スピンドルの端面を下に向けても、大気圧がかかるため水や油が落下することはないが、ドローバの流体通路と軸の流体通路とを遮断しておけば、予定していない衝撃や圧力がかかった場合にも、水や油が軸の端面から落下する可能性は小さい。
【００１０】
シリンダ付ホルダと、シリンダの押引力によって工作物等を把捉する把捉機構とからなる把捉機構付ホルダとする。例えば、リンク機構からなる把捉機構やチャックを取り付け、リンク機構のリンクやチャックのジョースライドをシリンダで押引して、工作物等を把捉する構成が考えられる。
また把捉機構付ホルダであって、把捉機構は拡張部材とコレットを有するものとする。そして、拡張部材には相手の傾斜面を押すための傾斜面たる拡傾斜面を設け、コレットには切込と相手の傾斜面からの力を受ける傾斜面たる受傾斜面を設ける。
さらに、拡張部材をシリンダのロッドに取り付け、ロッドの移動に伴い拡張部材が移動して、拡張部材の拡傾斜面がコレットの受傾斜面を押すことにより、コレットを拡張させて工作物を把捉する構成のコレット把捉機構とする。
また、拡張部材とシリンダとの間にコレットを設け、コレットは２箇所に受傾斜面を有するものとし、さらにシリンダ側にもコレットの傾斜面を押すための傾斜面たる押傾斜面を設け、拡張部材の拡傾斜面とシリンダ側の押傾斜面が、それぞれコレットの２箇所の受傾斜面を押すことにより、コレットを拡張させる構成とする。
コレットの拡張部材側だけに受傾斜面を設ける方式も好ましいが、コレットの拡張部材側とシリンダ側の両方にそれぞれ受傾斜面を設けて、コレットの両側を拡張させる方式はさらに好ましい。
【００１１】
シリンダ付ホルダと、シリンダの押引力によって工作物等を把捉する把捉機構とからなる、把捉機構付ホルダとする。
そして把捉機構を、複数のボール穴を有する挿入部と、ボール穴に取り付けた複数のボールと、シリンダのロッドの押引に伴い移動する傾斜面とからなるものとする。そして、移動する傾斜面によってボールを押すことにより、被把捉面にボールを押し付ける構成のボール把捉機構とする。
本発明においては、傾斜面をシリンダのロッドとは別の部品に設け、これをシリンダのロッドに取り付けて移動させる方法と、シリンダのロッドに直接傾斜面を設ける方法があり、いずれの方法も好ましい。
【００１２】
上記したいずれかの把捉機構付ホルダであって、ホルダ及び把捉機構を貫通させ、かつ軸方向に移動可能に内プルスタッドを設け、内プルスタッドに爪を取り付け、内プルスタッドを軸方向に移動させることにより、爪を軸方向へ移動させる構成のシフトクランプとする。そして、かかるシフトクランプと把捉機構とからなる２段の把捉機構を有する把捉機構付ホルダとする。
さらにシフトクランプが、内プルスタッドと爪とガイドピン及びカム部とからなるものとし、爪を軸方向と異なる方向にスライド可能に取り付け、内プルスタッドの移動に伴い前記爪と前記ガイドピンが軸方向に移動するものとする。そして、ガイドピンがカム部のカム溝に案内されてスライドし、ガイドピンと共に爪がスライドしつつ軸方向に移動する構成のシフトクランプとする。
単なるシフトクランプでは、爪が内プルスタッドの軸方向に直線的に移動するため、軸方向から見れば工作物と爪とが重なり合う状態でクランプする。このため、爪と衝突しないよう工作物を迂回させながら取り付ける必要がある。
一方、ガイドピンとカム溝の構成を有するシフトクランプでは、カム溝によって爪を軸方向とは異なる方向にスライドさせつつ、爪を内プルスタッドの軸方向に移動させることが可能になり、工作物を迂回させることなく取り付けることができる。
【００１３】
シフトクランプと把捉機構とからなる２段の把捉機構を有し、内プルスタッドを持たない把捉機構付ホルダとする。さらに、シリンダを２段シリンダとし、把捉機構がコレット把捉機構又はボール把捉機構の内のいずれかであるものとする。
このとき、把捉機構がコレット把捉機構の場合は、２段シリンダの外ロッドを押引することにより拡張部材を移動させる構成とし、把捉機構がボール把捉機構の場合は、外ロッドを押引することにより、傾斜面を移動させてボールを押す構成とする。
そして、外ロッドを貫通させて内ロッドを取り付け、また内ロッドに爪を取り付け、さらに内ロッドを軸方向に移動させることにより、爪が軸方向へ移動する構成のシフトクランプとする。
さらにシフトクランプが、内ロッドと爪とガイドピン及びカム部とからなるものとし、爪を軸方向と異なる方向にスライド可能に取り付ける。また、内ロッドの移動に伴い爪とガイドピンが軸方向に移動するものとする。そして、ガイドピンがカム部のカム溝に案内されてスライドし、ガイドピンと共に爪がスライドしつつ軸方向に移動する構成としたシフトクランプとする。
単なるシフトクランプでは、爪が内プルスタッドの軸方向に直線的に移動するため、軸方向から見れば工作物と爪とが重なり合う状態でクランプする。このため、爪と衝突しないよう工作物を迂回させながら取り付ける必要がある。
一方、ガイドピンとカム溝の構成を有するシフトクランプでは、カム溝によって爪を軸方向とは異なる方向にスライドさせつつ、爪を内プルスタッドの軸方向に移動させることが可能になり、工作物を迂回させることなく取り付けることができる。
【００１４】
上記したいずれかのシリンダ付ホルダであって、レール及びレールによって保持される複数のスライドを設ける。シリンダは複数のピストンを有するものとし、シリンダのロッドによりスライドを押引することによって、スライドに取り付けた工具を移動させるように構成した工具付ホルダとする。さらに、ホルダを貫通する中央穴を設け、中央穴を通して作動流体をシリンダに流入出させる構成とする。
このように、スライドにカッタや砥石などの工具を取り付けて移動させる構成としたことにより、工具を中心に近づけた状態にして工作物の中に挿入し、工作物の中で工具を外側に移動させて、工作物の内面を切削したり研削することが可能になる。
【実施例１】
【００１５】
油圧で作動させるコレット把捉機構３３とシフトクランプ３４とからなる、２段の把捉機構を有する把捉機構付ホルダとスピンドル３５の組合せの実施例１を図１及び図２に示し説明する。ホルダ１は片側にテーパー外面を有するシャンク部１ａを有するものとし、シャンク部１ａのメスネジ１ｄとオスネジ８ｃをネジ結合させてプルスタッド８を取り付けた。
また、シリンダ本体２とシリンダ蓋３とピストン４とでシリンダ３１を構成し、バネ１２によってピストン４をコレット把捉機構３３に向かって押すものとした。このとき、ホルダ１の他側に凹部１ｃを設け、凹部１ｃにシリンダ本体２の凸部２ａを挿入し、さらにシリンダ本体２のフランジ部２ｃを挟んでシリンダ蓋３を取り付けた。
そしてホルダ１に流体通路１ｅを、シリンダ本体のフランジ部２ｃに流体通路２ｄを、シリンダ蓋３に流体通路３ａをそれぞれ設け、流体通路１ｅ、２ｄ、３ａをピストン４のコレット把捉機構３３側に導通させた。
【００１６】
また、シリンダ蓋３の先端に押傾斜面３ｂを設け、シルンダ蓋３の押傾斜面３ｂが突き出るようにしてベース５を取り付けた。そしてコレット把捉機構３３は、シリンダ３１とコレット６と拡張部材７とからなるものとした。
さらに、シリンダ３１のロッド４ａのメスネジ４ｂと拡張部材７のオスネジ７ｅをネジ結合させて拡張部材７を取り付け、拡張部材７は拡傾斜面７ａを有するものとし、拡張部材７とベース５の間にコレット６を設けた。
コレット６は複数の切込６ａ（図３参照）を有するものとし、下受傾斜面６ｃと上受傾斜面６ｂを設け、下受傾斜面６ｃが拡張部材７の拡傾斜面７ａと上受傾斜面６ｂがシリンダ蓋３の押傾斜面３ｂにそれぞれ接触するよう構成した。
【００１７】
シフトクランプ３４は、内プルスタッド９と爪１１とガイドピン１１ａ及びカム部７ｂとからなるものとした。そしてプルスタッド８の中央穴８ｄ、ホルダ１の中央穴１ｆ、シリンダ本体２の中央穴２ｅ、ロッド４ａの中央穴４ｃ、及び拡張部材７の中央穴７ｆを貫通させて内プルスタッド９を設け、内プルスタッド９は軸方向に移動可能な状態にして取り付けた。
さらに、内プルスタッド９の下部に長穴１１ｂを有する爪１１を取り付け、内プルスタッド９のオスネジ９ｃにナット１９を締結して、軸方向に直角な水平方向であって長穴１１ｂの方向（以下単に「スライド方向」という。）にスライド可能な状態に取り付けた。  また、拡張部材７の下部にカム部７ｂを設け、爪１１に取り付けたガイドピン１１ａをカム部７ｃのカム溝７ｃに挿入し、ガイドピン１１ａがカム溝７ｃに案内されて、スライド方向にスライドするように構成した。
【００１８】
垂直方向に配置したスピンドル３５は軸４１、掴み機構３７及び内掴み機構３８を有するものとした。そして、掴み機構３７は軸４１の内面とドローバ４２と複数のボール４４とからなるものとし、内掴み機構３８はドローバ４２の内面と内ドローバ４３と内ボール４５とからなるものとした。
また、ドローバ４２には流体通路４２ｂを内ドローバ４３には流体通路４３ｂを軸４１には流体通路４１ｃをそれぞれ設け、ドローバ４２の流体通路４２ｂと内ドローバ４３の流体通路４３ｂとは常に導通する構成とした。
一方、ドローバ４２の流体通路４２ｂと軸４１の流体通路４１ｃとは、ドローバ４２を引き込んで掴み機構３７によってプルスタッド８を掴んだ状態のときに導通し、ドローバ４２を押し出して掴み機構３７を開放したときには遮断する構成とした。
軸４１はテーパー内面４１ａと端面４１ｂを有するものとし、流体通路４１ｃの端面４１ｂの部分にアリ溝４１ｄを設けてＯリング３０を取り付けた。アリ溝４１ｄの入口はＯリング３０の太さよりも狭くしたので、Ｏリング３０を変形させて挿入するが、アリ溝４１ｄに収まった状態ではＯリング３０は変形していないものとした。
図示してはいないが、軸４１の端面４１ｂとホルダ１の当面１ｂの間にはキーを設けることにより、常に軸４１の流体通路４１ｃとホルダ１の流体通路１ｅとが合致するように構成した。
【００１９】
本実施例の把捉機構付ホルダをスピンドル３５に取り付けるときは、予めドローバ４２と内ドローバ４３を押し出し、掴み機構３７と内掴み機構３８とを開放状態にする。
そして、プルスタッド８とホルダ１のシャンク部１ａと内プルスタッド９を軸４１に挿入すると、プルスタッド８の頭部８ａがドローバ４２の頭部空間４２ａに入り、内プルスタッド９の内頭部９ａが内ドローバ４３の内頭部空間４３ａに入る。
続いて、ドローバ４２を引き込むとボール４４が軸４１の内面に押され、ボール４４が内側に移動して、プルスタッド８の頭部８ａと頸部８ｂの間の傾斜面をボール４４が押し、シャンク部１ａのテーパー外面と軸４１のテーパー内面４１ａ及びホルダ１の当面１ｂと軸４１の端面４１ｂとが合致し、ホルダ１を掴み機構３７で掴んだ状態となる。
【００２０】
続いて、油圧回路のバルブを作動させて、流体通路４３ｂを圧力回路に接続すると、作動油は流体通路４２ｂ、４１ｃ、１ｅ、２ｄ、３ａを経てシリンダ３１に流れ、ピストン４をスピンドル３５に向かって上方に押す。すると、ピストン４と共にロッド４ａ及び拡張部材７が上方に移動する。
そして、コレット６は拡張部材７に押されて少し上方に移動し、さらに拡傾斜面７ａによって下受傾斜面６ｃが、押傾斜面３ｂによって上受傾斜面６ｂが、それぞれ外側に押されるためコレット６は拡張し、工作物４７の内面を被把捉面としてこれを把捉する。
また、油圧回路のバルブを作動させて、流体通路４３ｂを戻り回路に接続すると作動油はタンクに戻り、ピストン４はバネ１２によって押し戻され、ロッド４ａと共に拡張部材７が下方に移動するため、コレット６は元に戻り工作物４７を開放する。
【００２１】
ホルダ１のプルスタッド８を掴み機構３７で掴んだ状態で、内ドローバ４３を引き込むと内ボール４５がドローバ４２の内面に押され、内ボール４５が内側に移動して、内プルスタッド９の内頭部９ａと内頸部９ｂの間の傾斜面を内ボール４５が押し、内プルスタッド９を内掴み機構３８で掴んだ状態となる。
内プルスタッド９を内掴み機構３８で掴んだ状態とし、さらに内ドローバ４３を引き込むと、プルスタッド８、ホルダ１、シリンダ３１、及び拡張部材７は動くことなく、内プルスタッド９は上方に移動する。
さらに、内プルスタッド９と共に爪１１が上方に移動する。爪１１には長穴１１ｂを設けスライド可能に取り付けてあるため、爪１１に取り付けたガイドピン１１ａがカム溝７ｃに案内されるに従い、爪１１はスライド方向にスライドしつつ上方に移動して、工作物４７をベース５に押し付ける状態で、工作物４７をクランプする。
【実施例２】
【００２２】
コレット把捉機構３３を有する、把捉機構付ホルダの実施例２を図３に示して説明する。実施例２は実施例１に対して、シフトクランプ３４を設けないため、内プルスタッド９を取り付けてない点及び拡張部材１０がカム部７ｂを有さない点で異なるだけである。そこで、図３にコレット６の切込６ａが図示されていることを記載するだけに止め、実施例１で説明した構成については重複して記載しない。
【実施例３】
【００２３】
油圧で作動させるボール把捉機構３９とシフトクランプ３４とからなる、２段の把捉機構を有する把捉機構付ホルダと、スピンドル３６との組合せの実施例３を図４に示し説明する。
ホルダ１は片側にテーパー外面を有するシャンク部１ａを有するものとし、シャンク部１ａのメスネジ１ｄとオスネジ８ｃをネジ結合させてプルスタッド８を取り付けた。
また２段シリンダ３２は、内シリンダ本体１４と内ピストン２２と内ロッド２２ａ及び外シリンダ本体１５と外ピストン２１と外ロッド２１ａを有するものとした。そして、バネ１２によって内ピストン２２を下方向に押す構成とした。
このとき、ホルダ１の他側に凹部１ｃを設け、凹部１ｃに内シリンダ本体１４の凸部１４ａを挿入し、さらに内シリンダ本体１４のフランジ部１４ｃを挟んで外シリンダ本体１５を取り付けた。そして、内ロッド２２ａが外ロッド２１ａを貫通して突き出るようにした。
【００２４】
そしてホルダ１に流体通路１ｅを、内シリンダ本体１４のフランジ部１４ｃに流体通路１４ｄを、外シリンダ本体１５に流体通路１５ｂをそれぞれ設け、流体通路１ｅ、１４ｄ、１５ｂを内ピストン２２と外ピストン２１の間に導通させた。
さらにボール把捉機構３９は、外ロッド２１ａ、挿入部１５ａ、ボール１６及びバネ１８とからなるものとした。そして、外シリンダ本体１５の挿入部１５ａに複数のボール穴１５ｃを設け、複数のボール１６を保持させる構成とした。
また、外ロッド２１ａに傾斜面２１ｂを設け、バネ１８によって外ロッド２１ａを上方向に押す構成とし、ゴムリング１７を取り付けてボール１６のがたつきをなくした。
【００２５】
シフトクランプ３４は内ロッド２２ａと爪１１とガイドピン１１ａ及びカム部１５ｄとからなるものとした。そして、内ロッド２２ａは中央穴２２ｂと吹出穴２２ｃを有するものとした。
さらに、内ロッド２２ａの下部に長穴１１ｂを有する爪１１を取り付け、内ロッド２２ａのオスネジ２２ｄにナット１９を締結することによって、爪１１がスライド方向にスライド可能な状態にして取り付けた。
また、挿入部１５ａの下部にカム部１５ｄを設け、爪１１に取り付けたガイドピン１１ａをカム部１５ｄのカム溝１５ｅに挿入して、ガイドピン１１ａがカム溝１５ｅに案内されて、爪１１がスライド方向にスライドするように構成した。
【００２６】
スピンドル３６は軸４１と掴み機構３７を有するが内掴み機構は設けずに、通路部材４６を取り付けた。そして、掴み機構３７は軸４１の内面とドローバ４２と複数のボール４４とからなるものとした。
また、ドローバ４２には流体通路４２ｂを通路部材４６には流体通路４６ｂを軸４１には流体通路４１ｃをそれぞれ設け、ドローバ４２の流体通路４２ｂと通路部材４６の流体通路４６ｂとは常に導通するものとした。
一方、ドローバ４２の流体通路４２ｂと軸４１の流体通路４１ｃとは、ドローバ４２を引き込んで掴み機構３７によってプルスタッド８を掴んだ状態のときに導通し、ドローバ４２を押し出して掴み機構３７を開放した状態のときには遮断する構成とした。
【００２７】
通路部材４６の中央に中央通路４６ａを設け、通路部材４６の下端をプルスタッド８の中央穴８ｄに挿入し、中央通路４６ａに圧縮空気を供給した。中央通路４６ａに供給した圧縮空気はプルスタッドの中央穴８ｄ、ホルダの中央穴１ｆ、内シリンダ本体の中央穴１４ｅを通り内ロッドの中央穴２２ｂを経て吹出口２２ｃから噴出する。
このように構成すると、ボール把捉機構３９の内部が圧力の高い状態に維持され、外から埃が侵入することを防ぐことが可能である。
本実施例では軸４１、プルスタッド８及びホルダ１については実施例１と同じ部品を使用しており、流体通路４１ｃの端面４１ｂの部分にアリ溝４１ｄを設けてＯリング３０を取り付けた構成と、図示しないキーを設けることにより、常に軸４１の流体通路４１ｃとホルダ１の流体通路１ｅとが合致するようにしたことは実施例１と同様である。
【００２８】
本実施例の把捉機構付ホルダをスピンドル３６に取り付けるときは、予めドローバ４２を押し出し、掴み機構３７を開放状態にしておく。そして、プルスタッド８とホルダ１のシャンク部１ａを軸４１に挿入すると、プルスタッド８の頭部８ａがドローバ４２の頭部空間４２ａに入る。
続いて、ドローバ４２を引き込むとボール４４が軸４１の内面に押され、ボール４４が内側に移動して、プルスタッド８の頭部８ａと頸部８ｂの間の傾斜面をボール４４が押し、シャンク部１ａのテーパー外面と軸のテーパー内面４１ａ及びホルダの当面１ｂと軸の端面４１ｂとが合致した状態で、ホルダ１を掴み機構３７で掴んだ状態となる。
【００２９】
続いて、油圧回路のバルブを作動させて、流体通路４６ｂを圧力回路に接続すると、作動油は流体通路４２ｂ、４１ｃ、１ｅ、１４ｄ、１５ｂを経て、外ピストン２１と内ピストン２２の間に流れ、外ピストン２１を下方向に内ピストン２２を上方向に押す。
すると、外ピストン２１と共に外ロッド２１ａが下降して、外ロッドの傾斜面２１ｂがボール１６を外に押し、ボール１６を工作物４７の内面に押し付け、工作物４７の内面を被把捉面としてこれを把捉する。
同時に、内ピストン２２と共に内ロッド２２ａが上昇し、内ロッド２２ａと共に爪１１が上方に移動する。爪１１には長穴１１ｂを設けスライド可能に取り付けてあるため、爪１１に取り付けたガイドピン１１ａがカム溝１５ｅに案内されるに従い、爪１１はスライド方向にスライドしつつ上方に移動して、工作物４７を外シリンダ本体１５に押し付ける状態で、シフトクランプ３４によって工作物４７をクランプする。
【実施例４】
【００３０】
工具付ホルダの実施例４を図５及び図６に示し説明する。実施例４は実施例３に記載したスピンドル３６に取り付けるものである。実施例３では通路部材４６の中央通路４６ａに圧縮空気を供給したが、実施例４では作動油を中央通路４６ａに供給する点で異なるものである。重複した記載を避けるため、実施例３と異なる点について記載する。
実施例４の工具付ホルダは、ホルダ１の凹部１ｃに凸部２４ｂを挿入してベース台２４を取り付け、ベース台２４にシリンダ４８とレール２７を取り付けてなるものである。
シリンダ４８は、シリンダ本体２５と２個のピストン２６とを有するものとし、通路部材４６の中央通路４６ａに供給した作動油は、プルスタッドの中央穴８ｄとホルダの中央穴１ｆ及びベース台の中央穴２４ｃを通ってシリンダ４８の２個のピストン２６の間にあるボア中央部２５ａに供給される。
【００３１】
一方、通路部材４６の流体通路４６ｂに供給した作動油は、流体通路４２ｂ、４１ｃ、１ｅ、２４ａを経て流れ、流体通路２４ａで分岐した後に２個のピストン２６の外側にあるボア外側部２５ｂにそれぞれ流れる。
ベース台２４には２本のレール２７を取り付け、レール２７にガイドされて直線的に移動可能なスライド２７ａをそれぞれ取り付けた。さらに、スライド２７ａには刃物台２８をそれぞれ取り付け、刃物台２８に砥石２９をそれぞれ取り付けた。
本実施例では、作動油を中央通路４６ａに供給するとピストン２６が外側に押され、ピストン２６と共にロッド２６ａ、スライド２７ａ、刃物台２８及び砥石２９が外側に移動する。一方、通路部材の流体通路４６ｂに作動油を供給すると、ピストン２６が内側に押され、ピストン２６と共にロッド２６ａ、スライド２７ａ、刃物台２８及び砥石２９が内側に移動する。
このため、工具を中心に近づけた状態にして工作物の中に挿入し、工作物の中で工具を外側に移動させて、工作物の内径を研磨したり研削することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は工作機械を製造販売する産業や機械加工品を製造する産業だけでなく、工具やチャックやクランプ機構やスピンドルを製造販売する産業においても利用される。
【符号の説明】
【００３３】
１  ：ホルダ                １ａ：シャンク部            １ｂ：当面
１ｃ：凹部                  １ｄ：メスネジ              １ｅ：流体通路
１ｆ：中央穴                ２  ：シリンダ本体          ２ａ：凸部
２ｃ：フランジ部            ２ｄ：流体通路              ２ｅ：中央穴
３  ：シリンダ蓋            ３ａ：流体通路              ３ｂ：押傾斜面
４  ：ピストン              ４ａ：ロッド                ４ｂ：メスネジ
４ｃ：中央穴                ５  ：ベース                ６  ：コレット
６ａ：切込                  ６ｂ：上受傾斜面            ６ｃ：下受傾斜面
７  ：拡張部材              ７ａ：拡傾斜面              ７ｂ：カム部
７ｃ：カム溝                ７ｅ：オスネジ              ７ｆ：中央穴
８  ：プルスタッド          ８ａ：頭部                  ８ｂ：頸部
８ｃ：オスネジ              ８ｄ：中央穴                ９  ：内プルスタッド
９ａ：内頭部                ９ｂ：内頸部                ９ｃ：オスネジ
１０  ：拡張部材            １１  ：爪                  １１ａ：ガイドピン
１１ｂ：長穴                １２  ：バネ                １４  ：内シリンダ本体
１４ａ：凸部                １４ｃ：フランジ部          １４ｄ：流体通路
１４ｅ：中央穴              １５  ：外シリンダ本体      １５ａ：挿入部
１５ｂ：流体通路            １５ｃ：ボール穴            １５ｄ：カム部
１５ｅ：カム溝              １６  ：ボール              １７  ：ゴムリング
１８  ：バネ                １９  ：ナット              ２１  ：外ピストン
２１ａ：外ロッド            ２１ｂ：傾斜面              ２２  ：内ピストン
２２ａ：内ロッド            ２２ｂ：中央穴              ２２ｃ：吹出口
２２ｄ：オスネジ            ２４  ：ベース台            ２４ａ：流体通路
２４ｂ：凸部                ２４ｃ：中央穴              ２５  ：シリンダ本体
２５ａ：ボア中央部          ２５ｂ：ボア外側部          ２６  ：ピストン
２６ａ：ロッド              ２７  ：レール              ２７ａ：スライド
２８  ：刃物台              ２９  ：砥石                ３０  ：Ｏリング
３１  ：シリンダ            ３２  ：２段シリンダ        ３３  ：コレット把捉機構
３４  ：シフトクランプ      ３５  ：スピンドル          ３６  ：スピンドル
３７  ：掴み機構            ３８  ：内掴み機構          ３９  ：ボール把捉機構
４１  ：軸                  ４１ａ：テーパー内面        ４１ｂ：端面
４１ｃ：流体通路            ４１ｄ：アリ溝              ４２  ：ドローバ
４２ａ：頭部空間            ４２ｂ：流体通路            ４３  ：内ドローバ
４３ａ：内頭部空間          ４３ｂ：流体通路            ４４  ：ボール
４５  ：内ボール            ４６  ：通路部材            ４６ａ：中央通路
４６ｂ：流体通路            ４７  ：工作物              ４８  ：シリンダ
【要約】
【課題】多種類の加工及び多工程の加工を可能にするため、自動的にスピンドル３５、３６に脱着可能なホルダ１であって、工作物等の把捉に有用なホルダ１及び把捉機構付ホルダを提供する。また、把捉機構とシフトクランプとからなる２段の把捉機構を提供する。
【解決手段】シャンク部１ａとプルスタッド８と流体通路１ｅを有するホルダ１とし、ホルダ１にシリンダ３１、３２、４８を取り付け、流体通路１ｅをシリンダ３１、３２、４８の導通する。また、シリンダ３１、３２、４８によって作動するコレット把捉機構３３又はボール把捉機構３９とする。また、内プルスタッド９又は２段シリンダ３２の内ロッド２２ａと共に爪１１が移動する構成のシフトクランプ３４とする。さらに、砥石２９などの工具を取り付けたスライド２７ａをシリンダ４８によって移動させる。
【選択図】図１【図１】
0005186049.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005186049.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005186049.tif 000006
【図６】
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