(57)【要約】【課題】メンテナンス性に優れ、加工ダウンタイムを大幅に短縮することができるスピンドル装置を提供する。【解決手段】軸受１９，２０が外嵌され、該軸受を介してハウジング１２に対して相対回転可能な回転軸部２３と、回転軸部２３の内部に着脱自在に締結され、工具ホルダ３０を取り付けるためのテーパユニット３１と、テーパユニット３１に軸方向に相対移動可能に装着されるドローバー３２と、ドローバー３２が工具ホルダ３０を軸方向内方に引き込むように、ドローバー３２に組み込まれるばね３３と、を備える。付勢手段３３の荷重は、一方をドローバー３２で、他方をテーパユニット３１で受け、テーパユニット３１、ドローバー３２及びばね３３は、回転軸部２３から工具ホルダ３０側に一体に引き出し可能であるように配置される。【選択図】図３
2007083383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受が外嵌され、該軸受を介してハウジングに対して相対回転可能な回転軸部と、
該回転軸部の内部に着脱自在に締結され、工具ホルダを取り付けるための工具ホルダ取り付け部と、
該工具ホルダ取り付け部に軸方向に相対移動可能に装着されるドローバーと、
該ドローバーが前記工具ホルダを軸方向内方に引き込むように、前記ドローバーに組み込まれる付勢手段と、を備え、
前記付勢手段の荷重は、一方を前記ドローバーで、他方を前記工具ホルダ取り付け部で受け、
前記工具ホルダ取り付け部、前記ドローバー及び前記付勢手段は、前記回転軸部から工具ホルダ側に一体に引き出し可能であるように配置されることを特徴とするスピンドル装置。
【請求項２】
前記回転軸部を前記工具ホルダ取り付け部に締結するための締結手段を有し、該締結手段の締結を解除することで、前記工具ホルダ取り付け部、前記ドローバー及び前記付勢手段は、前記回転軸部から工具ホルダ側に一体に引き出し可能であることを特徴とする請求項１に記載のスピンドル装置。
【請求項３】
前記回転軸部の内周面は、前記工具ホルダ取り付け部の外周面に嵌合され、
前記工具ホルダ取り付け部の外径に対する前記回転軸部の内径の比は、０．９９８〜１．００１であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスピンドル装置。
【請求項４】
前記工具ホルダ取り付け部は、前記回転軸部とテーパ嵌合されることを特徴とする請求項１又は２に記載のスピンドル装置。
【請求項５】
前記ドローバーが前記工具ホルダを解除するときに荷重が付与される前記ドローバーの面と、前記工具ホルダ取り付け部の取付基準面との間の軸方向距離は、調整機構によって基準寸法に対して±０．２ｍｍ以内に調整可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスピンドル装置。
【請求項６】
前記ドローバーは、前記回転軸部から前記工具ホルダ取り付け部及び前記付勢手段と共に工具ホルダ側に引き出し可能なドローバー引き出し部と、該ドローバー引き出し部が引き出された時該ドローバー引き出し部から分離される分離部と、を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスピンドル装置。
【請求項７】
前記ドローバー引き出し部と前記分離部間には、これらを一体に軸方向移動可能なように連結する連結機構が設けられ、該連結機構は前記ドローバー引き出し部を前記分離部と分離する際に脱着されることを特徴とする請求項６に記載のスピンドル装置。
【請求項８】
前記工具ホルダ取り付け部と前記ドローバーとの間には、前記付勢手段の荷重を拡大して、工具ホルダを取り付ける取り付け力を増力する増力手段が設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のスピンドル装置。
【請求項９】
前記工具ホルダ取り付け部と前記回転軸部間に、装着状態での位相関係を決める位相決め機構を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のスピンドル装置。
【請求項１０】
前記工具ホルダ取り付け部は、前記工具ホルダを取り付けるためのテーパ面にテーパゲージが取り付けられた時、前記回転軸部への取付面から前記テーパゲージのゲージ面までの距離の寸法公差が±０．１ｍｍ以内であるように構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のスピンドル装置。
【請求項１１】
前記付勢手段は、引張強さが１８００〜２６００ＭＰａで、かつ伸びが５〜２５％である皿ばねであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のスピンドル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドル装置に関し、特に、メンテナンス性の向上に寄与する工作機械用のスピンドル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工具ホルダをクランプする方式として、図１５に示すようなスピンドル装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１８に示すスピンドル装置２００は、ハウジング２０１の内部に軸受２０２を介して回転軸２０３を回転自在に支承しており、回転軸２０３の内側には、軸方向に移動自在に嵌挿されるドローバー２０４と、ドローバー２０４を後退方向へ付勢する複数の皿ばね２０５が内装されている。回転軸２０３の周囲には、不図示の回転駆動部材が配置されている。ドローバー２０４の後端には、前進方向へ押圧する進退機構２０６が設けられ、ドローバー２０４の先端には、ドローバー２０４の後退移動で工具ホルダ２０７の先端にあるプルスタッド２０８をクランプ動作するコレット２０９が設けられる。  
【０００４】
そして、工具ホルダ２０７をクランプするときは、皿ばね２０５の撓み力を、ドローバー２０４の先端にあるコレット２０９を介してプルスタッド２０８に伝えて引き上げることにより、工具ホルダ２０７は回転軸２０３のテーパ面２０３ａに強い接触圧力を発生することにより固定される。
【特許文献１】特開２００３−３０５６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、工作機械では、工具ホルダの頻繁な交換によってばね寿命が低下したり、工具ホルダを取り付ける回転軸の取り付け面に摩耗や打痕などの劣化が生じたりして、しばしばスピンドル装置に故障が発生する。スピンドル装置が故障してから復帰するまでの時間をダウンタイムと呼ぶが、特に自動車部品加工などの生産ラインに直結する部品加工現場では、このダウンタイムを削減することが重要である。
【０００６】
図１８に示すスピンドル装置２００では、皿ばね２０５の荷重は進退機構２０６と連結されるドローバー２０４と回転軸２０３との間で受けられており、皿ばね２０５を交換する際には、構造上、回転軸２０３の開口側、即ち、工具ホルダ２０７が取り付けられる側と反対の反工具ホルダ側から行う必要がある。  
【０００７】
しかしながら、このようなスピンドル装置２００は通常、機械のヘッドに挿入されているため、反工具側は隠れているか、メンテナンスの制約を受ける場所にあり、皿ばね２０５は、回転軸２０３を機械から外してから交換する必要があった。
【０００８】
また、工具ホルダ２０７を取り付ける取り付け面であるテーパ面２０３ａも回転軸２０３に形成されているため、テーパ面２０３ａが劣化した際にも、スピンドル装置２００を機械から外して回転軸２０３自体を交換する必要があった。このため、従来のスピンドル装置２００では、皿ばね２０５や回転軸２０３の交換の際には作業が複雑で、交換に時間がかかるという課題があった。
【０００９】
また、工具ホルダ２０７を取り付ける取り付け力を、皿ばね２０５によって発生させているため、皿ばね２０５のばね力を大きくする必要があり、皿ばね２０５の寿命が短い、という問題があった。
【００１０】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、メンテナンス性に優れ、加工ダウンタイムを大幅に短縮することができるスピンドル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、下記の構成によって達成される。
（１）  軸受が外嵌され、該軸受を介してハウジングに対して相対回転可能な回転軸部と、
該回転軸部の内部に着脱自在に締結され、工具ホルダを取り付けるための工具ホルダ取り付け部と、
該工具ホルダ取り付け部に軸方向に相対移動可能に装着されるドローバーと、
該ドローバーが前記工具ホルダを軸方向内方に引き込むように、前記ドローバーに組み込まれる付勢手段と、を備え、
前記付勢手段の荷重は、一方を前記ドローバーで、他方を前記工具ホルダ取り付け部で受け、
前記工具ホルダ取り付け部、前記ドローバー及び前記付勢手段は、前記回転軸部から工具ホルダ側に一体に引き出し可能であるように配置されることを特徴とするスピンドル装置。
【００１２】
（２）  前記回転軸部を前記工具ホルダ取り付け部に締結するための締結手段を有し、該締結手段の締結を解除することで、前記工具ホルダ取り付け部、前記ドローバー及び前記付勢手段は、前記回転軸部から工具ホルダ側に一体に引き出し可能であることを特徴とする（１）に記載のスピンドル装置。
【００１３】
（３）  前記回転軸部の内周面は、前記工具ホルダ取り付け部の外周面に嵌合され、
前記工具ホルダ取り付け部の外径に対する前記回転軸部の内径の比は、０．９９８〜１．００１であることを特徴とする（１）又は（２）に記載のスピンドル装置。    
【００１４】
（４）  前記工具ホルダ取り付け部は、前記回転軸部とテーパ嵌合されることを特徴と
する（１）又は（２）に記載のスピンドル装置。  
【００１５】
（５）  前記ドローバーが前記工具ホルダを解除するときに荷重が付与される前記ドローバーの面と、前記工具ホルダ取り付け部の取付基準面との間の軸方向距離は、調整機構によって基準寸法に対して±０．２ｍｍ以内に調整可能であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のスピンドル装置。  
【００１６】
（６）  前記ドローバーは、前記回転軸部から前記工具ホルダ取り付け部及び前記付勢手段と共に工具ホルダ側に引き出し可能なドローバー引き出し部と、該ドローバー引き出し部が引き出された時該ドローバー引き出し部から分離される分離部と、を有することを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載のスピンドル装置。  
【００１７】
（７）  前記ドローバー引き出し部と前記分離部間には、これらを一体に軸方向移動可能なように連結する連結機構が設けられ、該連結機構は前記ドローバー引き出し部を前記分離部と分離する際に脱着されることを特徴とする（６）に記載のスピンドル装置。  
【００１８】
（８）  前記工具ホルダ取り付け部と前記ドローバーとの間には、前記付勢手段の荷重を拡大して、工具ホルダを取り付ける取り付け力を増力する増力手段が設けられることを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載のスピンドル装置。  
【００１９】
（９）  前記工具ホルダ取り付け部と前記回転軸部間に、装着状態での位相関係を決める位相決め機構を備えることを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載のスピンドル装置。  
【００２０】
（１０）  前記工具ホルダ取り付け部は、前記工具ホルダを取り付けるためのテーパ面にテーパゲージが取り付けられた時、前記回転軸部への取付面から前記テーパゲージのゲージ面までの距離の寸法公差が±０．１ｍｍ以内であるように構成されることを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載のスピンドル装置。  
【００２１】
（１１）  前記付勢手段は、引張強さが１８００〜２６００ＭＰａで、かつ伸びが５〜２５％である皿ばねであることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載のスピンドル装置。  
【００２２】
（１）の構成によれば、工具ホルダ取り付け部は、回転軸部の内部に着脱自在に締結する回転軸部の別部品として構成され、付勢手段の荷重が、一方をドローバーで他方を工具ホルダ取り付け部で受け、工具ホルダ取り付け部、ドローバー及び付勢手段は、回転軸部から工具ホルダ側に一体に引き出し可能であるように配置されるので、回転軸部を機械主軸ヘッドに固定したまま、付勢手段や工具ホルダ取り付け部の交換を簡単に行うことができる。また、工具ホルダ取り付け部、ドローバー及び付勢手段が回転軸部に対して容易に抜き差しできるので、組み込み性を向上することができる。  
【００２３】
（２）の構成によれば、回転軸部を工具ホルダ取り付け部に締結するための締結手段を有し、締結手段の締結を解除することで、工具ホルダ取り付け部、ドローバー及び付勢手段は、回転軸部から工具ホルダ側に一体に引き出し可能であるので、締結手段の締結を解除するのみで、工具ホルダ取り付け部、ドローバー及び付勢手段が回転軸部に対して引き出し可能となり、付勢手段や工具ホルダ取り付け部の交換を工具ホルダ側での作業のみで簡単に行うことができる。  
【００２４】
（３）の構成によれば、回転軸部の内周面は、工具ホルダ取り付け部の外周面に嵌合され、工具ホルダ取り付け部の外径に対する回転軸部の内径の比は、０．９９８〜１．００１であるので、芯出しやバランス修正等の後調整無しで、工具ホルダ取り付け部、ドローバー及び付勢手段を回転軸部に組み込むことができる。  
【００２５】
（４）の構成によれば、工具ホルダ取り付け部は、回転軸部とテーパ嵌合されるので、芯出しやバランス修正等の後調整無しで、工具ホルダ取り付け部、ドローバー及び付勢手段を回転軸部に組み込むことができる。  
【００２６】
（５）の構成によれば、ドローバーが工具ホルダを解除するときに荷重が付与されるドローバーの面と、工具ホルダ取り付け部の取付基準面との間の軸方向距離が、調整機構によって基準寸法に対して±０．２ｍｍ以内に調整可能であるので、適切に工具交換を行うことができ、ドローバーを規定量ストロークさせるための調整が不要になり、メンテナンス性を向上することができる。また、調整機構によって基準寸法公差が調整されるので、工具ホルダ取り付け部、ドローバー、付勢手段の各部品交差を厳密に管理、調整する必要がなく、低コストで製作できる。  
【００２７】
（６）の構成によれば、ドローバーは、回転軸部から工具ホルダ取り付け部及び付勢手段と共に工具ホルダ側に引き出し可能なドローバー引き出し部と、ドローバー引き出し部が引き出された時ドローバー引き出し部から分離される分離部とを有するので、工具ホルダ取り付け部や付勢手段を交換する際に取り外す必要のないドローバーの一部を分離部としてドローバー引き出し部から分離することができ、引き抜き作業を容易に行うことができる。また、引き抜きの際に回転軸部と干渉するドローバーの一部を分離部とすることで、工具ホルダ取り付け部や付勢手段の交換する際の引き抜き作業を支障なく行うことができる。  
【００２８】
（７）の構成によれば、ドローバー引き出し部と分離部間には、これらを一体に軸方向移動可能なように連結する連結機構が設けられ、連結機構はドローバー引き出し部を分離部と分離する際に脱着されるので、分離部は引き抜き作業時以外はドローバー引き出し部と連結されており、分離部が振動などにより回転中に軸方向に移動して周囲の部品と干渉して不具合を起こすことがない。  
【００２９】
（８）の構成によれば、工具ホルダ取り付け部とドローバーとの間に、付勢手段の荷重を拡大して、工具ホルダを取り付ける取り付け力を増力する増力手段が設けられるので、同じ大きさの工具取り付け力を得るために必要な付勢手段の付勢力を小さく設定することができ、付勢手段の寿命を長くすることができ、ダウンタイムをさらに短くすることができる。  
【００３０】
（９）の構成によれば、工具ホルダ取り付け部と回転軸部間に、装着状態での位相関係を決める位相決め機構を備えるので、工具ホルダ取り付け部を交換しても、回転軸部との位相関係が再現されて主軸オリエンテーションの再調整が必要なくなり、交換時間を短縮することができる。  
【００３１】
（１０）の構成によれば、工具ホルダ取り付け部は、工具ホルダを取り付けるためのテーパ面にテーパゲージが取り付けられた時、回転軸部への取付面からテーパゲージのゲージ面までの距離の寸法公差が±０．１ｍｍ以内であるように構成されるので、工具ホルダ取り付け部を交換しても、交換後に主軸の軸方向の原点位置を調整する必要がなくなり、交換時間を短縮することができる。  
【００３２】
（１１）の構成によれば、付勢手段は、引張強さが１８００〜２６００ＭＰａで、かつ伸びが５〜２５％である皿ばねであるので、付勢手段の長さを短くすることができ、これにより、工具ホルダ取り付け部、ドローバー、及び付勢手段を有する半組立体の長さを短くできる。また、該半組立体を回転軸部から引き出す際に、半組立体が工作機械のテーブル上にあるワーク取り付け冶具やワークそのものと干渉しなくなるので、ワーク取り付け冶具やワークを工作機械から取り外す必要がなくなり、交換時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、メンテナンス性に優れ、加工ダウンタイムを大幅に短縮することができるスピンドル装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の各実施形態に係るスピンドル装置について図面を参照して詳細に説明する。  
【００３５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態は、回転駆動部であるモータがハウジングに内蔵されるモータビルトイン構造のスピンドル装置に係る。  
【００３６】
図１に示すように、スピンドル装置１０は、機械主軸ヘッド１１に取り付けられるハウジング１２を有する。ハウジング１２は、軸方向に順に、フロントカバー１３と、前蓋１４と、前側軸受ハウジング１５と、外筒１６と、後側軸受ハウジング１７と、後蓋１８と、を有し、外筒１６を機械主軸ヘッド１１に嵌合することで機械主軸ヘッド１１に固定される。前側軸受ハウジング１５と後側軸受ハウジング１７には、複数の軸受であるアンギュラ玉軸受１９，２０が間座２１，２２を介してそれぞれ配置されており、外輪を各軸受ハウジング１５，１７に、内輪を回転軸部２３にそれぞれ嵌合させることで、回転軸部２３をハウジング１２に対して回転自在に支持する。なお、軸受１９，２０は、種々の軸受が適用できるが、転がり軸受を使用することが好ましく、転がり軸受の種類は任意である。また、各軸受１９，２０は、それぞれ少なくとも一つあればよく、複数配置する場合には、任意の組合せが適用できる。  
【００３７】
外筒１６の内部には、ステータ２４が固定されており、ステータ２４と対向する回転軸部２３の軸方向中間部外周面にはロータ２５が取り付けられている。また、後蓋２６の内部には、後側軸受ハウジング１７の側面に内嵌されるセンサ取付リング２７を介してセンサ２８が取り付けられる。センサ２８は回転軸部２３に外嵌される被検出部２９に対向して配置され、回転軸部２３の回転速度等を検出する。  
【００３８】
また、回転軸部２３の内部には、回転軸部２３に着脱自在に締結され、工具ホルダ３０を取り付けるための工具ホルダ取り付け部であるテーパユニット３１と、テーパユニット３１に軸方向に相対移動可能に装着されるドローバー３２と、ドローバー３２が工具ホルダ３０を軸方向内方に引き込むように、ドローバー３２に組み込まれる付勢手段であるばね３３と、ドローバー３２の周囲に配置されると共に、テーパユニット３１の軸方向内端面に当接され、一端でばね３３を支持するカラー３４と、が配置されており、テーパユニット３１、ドローバー３２、ばね３３、及びカラー３４は半組立体Uを構成する。なお、工具ホルダ３０の形式は、ＪＩＳ  Ｂ６３３９、（ＭＡＳ４０３）（ＤＩＮ６９８７１）のものである。  
【００３９】
テーパユニット３１は、ドローバー３２の先端を軸方向に相対移動可能に収容するよう円筒状に形成されており、その内周面には、図示しない工具を保持する工具ホルダ３０のテーパ状の外周面と嵌合するテーパ部３１ａと、工具ホルダ３０がない時にドローバー３２とテーパユニット３１が分離しないようにドローバー３２の軸方向位置を規制する段差部３１ｂと、軸方向においてテーパ部３１ａと段差部３１ｂとの間に位置するクランプ凹部３１ｃとが形成される。テーパユニット３１は、その外周面を回転軸部２３の内周面に締り嵌め或は隙間嵌めで嵌合させており、軸方向外方端面から締結手段であるボルト３５を挿入することで、回転軸部２３に締結・固定され、工具ホルダ３０、ドローバー３２、ばね３３、及びカラー３４と共に、回転軸部２３と一体回転する。  
【００４０】
なお、締り嵌め或は隙間嵌めで嵌合する回転軸部２３とテーパユニット３１は、芯出しやバランス修正等の後調整無しで、半組立体Ｕを回転軸部２３に組み込むことができるように、テーパユニット３１の外径φｄに対する回転軸部２３の内径φＤの比が、０．９９８〜１．００１となるように設定されている（図３参照。）。テーパユニット３１の外径φｄに対する回転軸部２３の内径φＤの比を０．９９８以上１．００１以下としたのは、０．９９８より小さいと締め代が大きくなり組み付けに調整が困難となり、１．００１より大きい場合、半組立体Ｕの中心と回転軸部２３の中心の芯違いが大きく、アンバランス量が大きくなって回転振動が発生する可能性がある。具体的に、５０ｍｍの外径に対して、０．０５ｍｍの隙間嵌めで嵌合されている（比が１．００１である）場合、ＪＩＳ  Ｂ０９０５における釣り合い良さは、比不釣合いの大きさを０．０５／２、回転数を３５００ｒｐｍ、回転軸部に対する交換部品（半組立体Ｕ）の質量比を１／３と仮定すると、釣り合い良さは、０．０２５／３×３５００／９．５５＝３となり、「Ｇ３」等級のアンバランス量となり、スピンドル装置として一般に使用可能な範囲となる。
【００４１】
ドローバー３２は、先端にボール３６を保持して、工具ホルダ３０のプルスタッド３０ａをクランプするクランプ部３７ａを有して機械主軸ヘッド１１側に軸方向に延びるドローバー本体３７と、ドローバー本体３７の後端にねじ締結され、ばね３３の他端を支持するドローバーナット３８とを有する。ドローバー本体３７の外周面には、テーパユニット３１の段差部３１ｂと当接可能な段差部３７ｂが形成され、また、ドローバー本体３７の内周面には、テーパ部３１ａを清掃するエアが供給される貫通孔３７ｃが形成されている。  
【００４２】
ばね３３は、ドローバー本体３７の周囲で、軸方向においてカラー３４とドローバーナット３８との間に圧縮可能に配置されている。これにより、ばね３３の荷重は、一方をドローバーナット３８を介してドローバー本体３７で、他方をカラー３４を介してテーパユニット３１で受けている。なお、ばね３３は、本実施形態では皿ばねとしたが、コイルばねや螺旋皿ばね等であってもよい。  
【００４３】
また、機械主軸ヘッド１１には、ピストンシリンダ３９が半組立体Ｕと軸方向に並んで設けられており、ピストンシリンダ３９は、工具ホルダ３０を交換する際に、ドローバーナット３８の軸方向端面３８ａと当接してドローバー３２を工具ホルダ３０側に押すピストン４０を有する。  
【００４４】
また、回転軸部２３は、内径が工具ホルダ３０側から軸方向内方に向かって段階的に小さく形成されるように、テーパユニット３１が嵌合する第１円筒面２３ａと、第１円筒面２３ａより軸方向内方に第１円筒面２３ａより小径の第２円筒面２３ｂとを有している。テーパユニット３１より軸方向内側に位置する、カラー３４、ばね３３、及びドローバーナット３８の外径は、第１円筒面２３ａの直径より小さく、且つ、いずれも第２円筒面２３ｂ内を軸方向移動可能であるように、第２円筒面２３ｂの内径以下に設定されている。従って、半組立体Ｕであるテーパユニット３１、ドローバー本体３７、ドローバーナット３８、ばね３３、及びカラー３４は、回転軸部２３から工具ホルダ３０側に一体に引き出し可能であるように配置されている。なお、回転軸部２３の内径と、半組立体Ｕの構成部品３１，３７，３８，３３，３４の各外径は、これら構成部品が、回転軸部２３から工具ホルダ３０側に一体に引き出し可能であるように設定されていればよく、テーパユニット３１より軸方向内側に位置する半組立体Ｕの構成部品３７，３８，３３，３４の最大外径が、回転軸部２３の最小内径より小さければよい。  
【００４５】
このように構成されるスピンドル装置１０は、ばね３３によりドローバー３２が工具ホルダ３０を軸方向内方に引き込み、テーパユニット３１のテーパ部３１ａに工具ホルダ３０が嵌合される。テーパユニット３１はボルト３５によって回転軸部２３に締結されているので、工具ホルダ３０は半組立体Ｕと共に、回転軸部２３に固定される。そして、ステータ２４及びロータ２５からなる回転駆動部により、回転軸部２３が回転することで、工具ホルダ３０に取り付けられた工具が回転し、図示しないワークの加工を行うことができる。  
【００４６】
また、図２に示すように、工具ホルダ３０を交換する際には、ピストンシリンダ３９のピストン４０をストロークすることでピストン４０がドローバーナット３８の軸方向端面に当接され、ばね３３を圧縮してドローバー本体３７及びドローバーナット３８を工具ホルダ３０側に移動させる。そして、ドローバー本体３７の先端に設けられたボール３６をテーパユニット３１のクランプ凹部３１ｃ内に位置させ、工具ホルダ３０を押し出すことで、工具ホルダ３０はアンクランプされる。  
【００４７】
さらに、損傷や寿命等により、ばね３３やテーパユニット３１を交換する際には、図３に示すように、締結手段であるボルト３５の締結を解除して、テーパユニット３１、ドローバー３２、ドローバーナット３８、ばね３３、及びカラー３４を一体に、回転軸部２３から工具ホルダ３０側に引き出して、交換作業を行う。また、交換後は、これらテーパユニット３１、ドローバー３２、ドローバーナット３８、ばね３３、及びカラー３４を一体に組み立てた後、回転軸部２３内に挿入して、ボルト３５を締め込むことで組み込み作業を完了する。  
【００４８】
また、ドローバーナット３８の軸方向端面３８ａと、工具ホルダ取り付け部の取付基準面となるテーパユニット３１の軸方向端面３１ｄとの間の軸方向距離が、基準寸法に対して±０．２ｍｍ以内に調整可能であるように、半組立体Ｕの各構成部品３１，３７，３８，３３，３４の軸方向寸法公差の和を±０．２ｍｍ以内に管理しておくことで、半組立体Ｕの交換を行った際に、ドローバー３２を規定量ストロークさせるための調整は不要となる。また、半組立体Ｕのテーパユニット３１、ドローバー本体、ドローバーナット３８、ばね３３、カラー３４の少なくとも一つを調整機構として、上記軸方向距離を基準寸法に対して±０．２ｍｍ以内に調整するようにしてもよい。さらに、スペーサ等の調整部品を付加してもよい。  
【００４９】
従って、本実施形態のスピンドル装置１０によれば、テーパユニット３１は、回転軸部２３の内部に着脱自在に締結する回転軸部２３の別部品として構成され、ばね３３の荷重が、一方をドローバー３２で他方をテーパユニット３１で受け、テーパユニット３１、ドローバー３２及びばね３３は、回転軸部２３から工具ホルダ３０側に一体に引き出し可能であるように配置されるので、回転軸部２３を機械主軸ヘッド１１に固定したまま、ばね３３やテーパユニット３１の交換を簡単に行うことができる。また、テーパユニット３１、ドローバー３２及びばね３３が回転軸部２３に対して容易に抜き差しできるので、組み込み性を向上することができる。  
【００５０】
また、回転軸部２３をテーパユニット３１に締結するためのボルト３５を有し、ボルト３５の締結を解除することで、テーパユニット３１、ドローバー３２及びばね３３は、回転軸部２３から工具ホルダ３０側に一体に引き出し可能であるので、ボルト３５の締結を解除するのみで、テーパユニット３１、ドローバー３２及びばね３３が回転軸部２３に対して引き出し可能となり、ばね３３やテーパユニット３１の交換を工具ホルダ３０側での作業のみで簡単に行うことができる。  
【００５１】
さらに、回転軸部２３の内周面は、テーパユニット３１の外周面に嵌合され、テーパユニット３１の外径に対する回転軸部２３の内径の比は、０．９９８〜１．００１であるので、テーパユニット３１、ドローバー３２及びばね３３を回転軸部２３に組み込み後、芯出しやバランス修正等の後調整無しでスピンドル装置１０を使用することができる。    
【００５２】
また、ドローバー３２が工具ホルダ３０を解除するときに荷重が付与されるドローバーナット３８の軸方向端面３８ａと、テーパユニット３１の取付基準面３１ｄとの間の軸方向距離が、基準寸法に対して±０．２ｍｍ以内に調整可能であるので、適切に工具交換を行うことができ、ドローバー３２を規定量ストロークさせるための調整が不要になり、メンテナンス性を向上することができる。  
【００５３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るスピンドル装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或は簡略化する。  
【００５４】
本実施形態のスピンドル装置５０は、ドローバーの形状において第１実施形態のものと異なる。即ち、第１実施形態のドローバー３２では、工具ホルダ３０を引き上げるクランプ部３７ａをドローバー本体３７に設けたが、本実施形態では、図４に示すように、ドローバー５１は、クランプ部をドローバー本体５２と別体のコレット５３によって構成し、ドローバー本体５２とコレット５３とがねじ締結される。また、ドローバー本体５２は、ドローバーナット３８と一体化され、ドローバー本体５２でばね荷重の一方を直接受け、ドローバー本体５２の軸方向内端面５２ａがピストンシリンダ３９のシリンダ４０と当接する。
なお、その他の構成及び作用については第１実施形態のものと同様である。      
【００５５】
また、本実施形態のコレット５３は、ボール３６を使用するボールタイプであるが、図５に示す第１変形例のように、スピンドル装置５０’のコレット５３’は、割爪タイプを使用してもよい。また、本実施形態の第２変形例として、ＩＳＯ１２１６４のＨＳＫタイプの工具ホルダ４２を使用する際には、図６に示すスピンドル装置５０’’のように、コレット５３’’の形状及びコレット５３’’のクランプ部の構成、さらに、テーパユニット３１’’の形状を変更することで、同様の効果を奏する事ができる。  
【００５６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るスピンドル装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、第２実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或は簡略化する。  
【００５７】
本実施形態のスピンドル装置６０は、図７に示すように、回転軸部２３’の第１円筒面２３ａの工具ホルダ側に、工具ホルダ側に向けて拡径するテーパ面２３ｃを形成し、このテーパ面２３ｃに対向するようにして、テーパユニット３１’の外周面にテーパ面３１ｅを形成している。  
【００５８】
これにより、テーパユニット３１’は、回転軸部２３’とテーパ嵌合されるので、芯出しやバランス修正等の後調整無しで、テーパユニット３１’、ドローバー５１及びばね３３を回転軸部２３に組み込むことができる。
その他の構成及び作用については第２実施形態のものと同様である。  
【００５９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係るスピンドル装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或は簡略化する。  
【００６０】
本実施形態のスピンドル装置７０では、図８に示すように、ドローバー３２のドローバーナット３８の軸方向端面３８ａに調整機構である調整部品７１が取り付けられる点において、第１実施形態のものと異なる。即ち、本実施形態では、工具交換の際、調整機構である調整部品７１を取り付けることで、調整部品７１の軸方向端面７１ａと、工具ホルダ取り付け部の取付基準面となるテーパユニット３１の軸方向端面３１ｄとの間の軸方向距離が、基準寸法に対して±０．２ｍｍ以内に調整し、ドローバー３２をストロークさせるための調整を不要とする。従って、調整部品７１によって基準寸法公差が調整されるので、テーパユニット３１、ドローバー３２、ばね３３の各部品交差を厳密に管理、調整する必要がなく、メンテナンス性をより向上できる。なお、調整部品７１は、ドローバー３２が工具ホルダ３０を解除するときに荷重が付与されるドローバー３２の面であるドローバーナット３８の軸方向端面３８ａに取り付けられたが、工具ホルダ取り付け部の取付基準面であるテーパユニット３１の軸方向内端面３１ｄに調整部品７１’を取り付けてもよい。    
【００６１】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係るスピンドル装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同等部分については、説明を省略或は簡略化する。  
【００６２】
本実施形態のスピンドル装置８０は、回転駆動部であるモータがハウジングの外側で、カップリングを介して締結される直結構造のスピンドル装置に係る。  
【００６３】
図９に示すように、スピンドル装置８０は、機械主軸ヘッド８１に取り付けられるハウジング８２を有する。ハウジング８２は、軸方向に順に、フロントカバー８３と、前蓋８４と、外筒８５と、を有し、外筒８５を機械主軸ヘッド８１に嵌合することで機械主軸ヘッド８１に固定される。外筒８５には、複数の軸受であるアンギュラ玉軸受８８が複数の間座８９及び軸受ナット９０を介してそれぞれ配置されており、外輪を外筒８５に、内輪を回転軸部９１にそれぞれ嵌合させることで、回転軸部９１をハウジング８２に対して回転自在に支持する。なお、本実施形態においても、複数の軸受８８は、種々の軸受が適用できるが、転がり軸受を使用することが好ましく、転がり軸受の種類は任意である。また、複数の軸受８８が配置される場合には、任意の組合せが適用できる。  
【００６４】
また、回転軸部９１の内部には、回転軸部９１に着脱自在に締結され、工具ホルダ９２を取り付けるための工具ホルダ取り付け部であるテーパユニット９３と、テーパユニット９３に軸方向に相対移動可能に装着されるドローバー９４と、ドローバー９４が工具ホルダ９２を軸方向内方に引き込むように、ドローバー９４に組み込まれる付勢手段であるばね９５と、が配置されている。なお、工具ホルダ９２の形式は、ＪＩＳ  Ｂ６３３９、（ＭＡＳ４０３）（ＤＩＮ６９８７１）のものである。  
【００６５】
テーパユニット９３は、ドローバー９４の先端を軸方向に相対移動可能に収容するよう円筒状に形成されており、その内周面には、図示しない工具を保持する工具ホルダ９２のテーパ状の外周面と嵌合するテーパ部９３ａと、工具ホルダ９２がない時にドローバー９４とテーパユニット９３が分離しないようにドローバー９４の軸方向位置を規制する段差部９３ｂと、軸方向においてテーパ部９３ａと段差部９３ｂとの間に位置するクランプ凹部９３ｃとが形成される。テーパユニット９３は、その外周面を回転軸部９１の内周面に、第１実施形態同様な寸法関係で締り嵌め或は隙間嵌めで嵌合させており、軸方向外方端面から締結手段であるボルト９６を挿入することで、回転軸部９１に締結・固定され、工具ホルダ９２、ドローバー９４、及び、ばね９５と共に、回転軸部９１と一体回転する。
【００６６】
ドローバー９４は、先端にボール９７を保持して工具ホルダ９２のプルスタッド９２ａをクランプするクランプ部を構成するコレット９８と、コレット９８にねじ締結され、機械主軸ヘッド８１側に軸方向に延びるドローバー本体９９と、ドローバー本体９９の後端小径部９９ａと外嵌し、さらに軸方向に延びるジョイント１００とを有する。また、コレット９８、ドローバー本体９９、及び、ジョイント１００の内周面には、切削液やエアが供給される貫通孔９８ａ，９９ｂ，１００ａがそれぞれ形成されている。なお、コレット９８及びドローバー本体９９は、本発明のドローバー引き出し部であり、ジョイント１００は分離部である。  
【００６７】
ばね９５は、ドローバー本体９９の周囲で、軸方向においてテーパユニット９３とドローバーの大径部９９ｃとの間に圧縮可能に配置されている。これにより、ばね９５の荷重は、一方をドローバー本体９９で、他方をテーパユニット９３で受けている。なお、ばね９５は、本実施形態においても、皿ばねやコイルばねや螺旋皿ばね等であってもよい。  
【００６８】
また、ジョイント１００の内周面とドローバー本体９９の後端小径部９９ａの外周面との間には、連結機構であるＯリング１０１が配置されており、ジョイント１００とドローバー本体９９とを摩擦嵌合している。ジョイント１００の後方には、アンクランプバー１０２がボルト１０３により締結固定されており、回転軸部９１に形成された長孔９１ａ（図９（ｂ）参照。）より突出している。  
【００６９】
また、機械主軸ヘッド８１には、押さえ蓋８７及びピストン１０４が設けられており、ピストン１０４は、工具ホルダ９２を交換する際に、アンクランプバー１０２を作動して、ドローバー９４を工具ホルダ９２側に押し出す。  
【００７０】
さらに、ジョイント１００の後端及び回転軸部９１の後端には、連結部材１０５が取り付けられており、スピンドル装置８０と軸方向に並んで配置されたモータ１０６の出力軸１０７と連結部材１０５とがカップリング１０８を介して連結されている。  
【００７１】
また、回転軸部９１は、内径が工具ホルダ９２側から軸方向内方に向かって段階的に小さく形成されるように、テーパユニット９３が嵌合する第１円筒面９１ｂと、第１円筒面９１ｂより軸方向内方に第１円筒面９１ｂより小径の第２円筒面９１ｃとを有している。テーパユニット９３より軸方向内側に位置する、ばね９５、及びドローバー本体９９の外径は、第１円筒面９１ｂの直径より小さく、且つ、いずれも第２円筒面９１ｃ内を軸方向移動可能であるように、第２円筒面９１ｃの内径以下に設定されている。従って、半組立体Ｕを構成するテーパユニット９３、コレット９８、ドローバー本体９９、及び、ばね９５は、回転軸部９１から工具ホルダ９２側に一体に引き出し可能であるように配置されている。なお、回転軸部９１の内径と、半組立体Ｕの構成部品９３，９８，９９，９５の各外径は、これら構成部品が、回転軸部９１から工具ホルダ９２側に一体に引き出し可能であるように設定されていればよく、テーパユニット９３より軸方向内側に位置する半組立体Ｕの構成部品９３，９８，９９，９５の最大外径が、回転軸部９１の最小内径より小さければよい。  
【００７２】
また、ジョイント１００の外径も、テーパユニット９３の外径より小さく、且つ、第２円筒面９１ｃの内径以下に設定されているが、回転軸部９１の長孔９１ａ内に突出するアンクランプバー１０２が締結されているため、半組立体Ｕであるテーパユニット９３、コレット９８、ドローバー本体９９、及び、ばね９５が引き出される際に、Ｏリング１０１による摩擦結合を解除して、ドローバー本体９９と分離される。  
【００７３】
このように構成されるスピンドル装置８０は、ばね９５によりドローバー９４が工具ホルダ９２を軸方向内方に引き込み、テーパユニット９３のテーパ部９３ａに工具ホルダ９２が嵌合される。テーパユニット９３はボルト９６によって回転軸部９１に締結されているので、工具ホルダ９２は半組立体Ｕと共に、回転軸部９１に固定される。そして、モータ１０６により、カップリング１０８を介して回転軸部９１が回転することで、工具ホルダ９２に取り付けられた工具が回転し、図示しないワークの加工を行うことができる。  
【００７４】
また、工具ホルダ９２を交換する際には、ピストン１０４によりアンクランプバー１０２をストロークすることでアンクランプバー１０２と締結されたジョイント１００、ドローバー本体９９及びコレット９８がばね９５を圧縮しながら工具ホルダ側に移動する。そして、ドローバー本体９９の先端に設けられたボール９５をテーパユニット９３のクランプ凹部９３ｃ内に位置させ、工具ホルダ９２を押し出すことで、工具ホルダ９２はアンクランプされる。  
【００７５】
さらに、損傷や寿命等により、ばね９５やテーパユニット９３を交換する際には、図１０に示すように、ボルト９６の締結を解除して、テーパユニット９３、コレット９８、ドローバー本体９９、及び、ばね９５を一体に、回転軸部９１から工具ホルダ９２側に引き出すことで、Ｏリング１０１による摩擦嵌合を解除して半組立体Ｕが取り外され、交換作業が行われる。また、交換後は、これらテーパユニット９３、コレット９８、ドローバー本体９９、及び、ばね９５を一体に組み立てた後、回転軸部９１内に挿入し、Ｏリング１０１によってドローバー本体９９とジョイント１００を摩擦嵌合させ、ボルト９６を締め込むことで組み込み作業を完了する。  
【００７６】
従って、本実施形態のスピンドル装置８０によれば、テーパユニット９３は、回転軸部９１の内部に着脱自在に締結する回転軸部９１の別部品として構成され、ばね９５の荷重が、一方をドローバー９４で他方をテーパユニット９３で受け、テーパユニット９３、ドローバー９４及びばね９５は、回転軸部９１から工具ホルダ９２側に一体に引き出し可能であるように配置されるので、回転軸部９１を機械主軸ヘッド８１に固定したまま、ばね９５やテーパユニット９３の交換を簡単に行うことができる。また、テーパユニット９３、ドローバー９４及びばね９５が回転軸部９１に対して容易に抜き差しできるので、組み込み性を向上することができる。  
【００７７】
また、回転軸部９１をテーパユニット９３に締結するためのボルト９６を有し、ボルト９６の締結を解除することで、テーパユニット９３、ドローバー９４及びばね９５は、回転軸部９１から工具ホルダ９２側に一体に引き出し可能であるので、ボルト９６の締結を解除するのみで、テーパユニット９３、ドローバー９４及びばね９５が回転軸部９１に対して引き出し可能となり、ばね９５やテーパユニット９３の交換を工具ホルダ９２側での作業のみで簡単に行うことができる。  
【００７８】
さらに、ドローバー９４は、回転軸部９１からテーパユニット９３及びばね９５と共に工具ホルダ９２側に引き出し可能なコレット９８及びドローバー本体９９と、コレット９８及びドローバー本体９９が引き出された時、これらから分離されるジョイント１００とを有するので、テーパユニット９３やばね９５を交換する際に取り外す必要のないドローバー９４の一部を分離部として回転軸部９１に保持させたままとし、引き抜き作業を容易に行うことができる。また、引き抜きの際に回転軸部９１と干渉するドローバー９４の一部を分離部とすることで、テーパユニット９３やばね９５を交換する際の引き抜き作業を支障なく行うことができる。  
【００７９】
また、ドローバー本体９９とジョイント１００には、これらを一体に軸方向移動可能なように連結するＯリング１０１が設けられ、Ｏリング１０１はドローバー本体９９をジョイント１００と分離する際に脱着されるので、ジョイント１００は、引き抜き作業時以外はドローバー本体９９と連結されており、ジョイント１００が振動などにより回転中に軸方向に移動してアンクランプバー１０２が回転軸部９１やピストン１０４と干渉して不具合を起こすことがない。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。  
【００８０】
なお、本実施形態では、連結機構としてＯリング１０１が適用されているが、本発明の連結機構は同様の機能を有するものであればよく、図１１及び図１２に示すような構成であってもよい。例えば、本実施形態の第１変形例のスピンドル装置１１０では、図１１に示すように、連結機構は、ドローバー本体９９’の後端小径部９９ａ’に径方向凸部１１１を形成し、ジョイント１００’の内周面に形成された孔部１１２に差し込んだ後、ドローバー本体９９’を回転することで軸方向に一体に移動するようにした鍵形状固定であってもよい。或は、第２変形例のスピンドル装置１２０では、連結機構は、ドローバー本体９９’’の後端小径部９９ａ’’の外周面に形成された雄ねじ部１２１を、ジョイント１００’’の内周面に形成された雌ねじ部１２２に挿入してねじ込むことで固定するようにしてもよい。  
【００８１】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に係るスピンドル装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態のスピンドル装置は、第５実施形態と同じく、モータがハウジングの外側で、カップリングを介して締結される直結構造のスピンドル装置に係り、工具ホルダ取り付け部とドローバーとの間に増力手段が設けられる点において第５実施形態のものと異なる。また、ドローバー本体９９とジョイント１００とを連結する連結機構には、第５実施形態の第１の変形例としての鍵形状固定のものが使用されている。このため、第５実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或は簡略化する。
【００８２】
図１３に示すように、本実施形態のスピンドル装置１３０において、回転軸部９１の内部には、回転軸部９１に着脱自在に締結され、工具ホルダ９２を取り付けるための工具ホルダ取り付け部であるテーパユニット１３１と、テーパユニット１３１に軸方向に相対移動可能に装着されるドローバー１３２と、ドローバー１３２が工具ホルダ９２を軸方向内方に引き込むように、ドローバー１３２に組み込まれる付勢手段であるコイルばね１３３と、ドローバー１３２の周囲に配置されると共に、一端でテーパユニット１３１の外周面を部分的に覆うようにして螺合させることでテーパユニット１３１に固定され、且つ、他端でコイルばね１３３を支持するカバー部材１３４と、テーパユニット１３１とドローバー１３２との間に、コイルばね１３３の荷重を拡大して、工具ホルダ９２を取り付ける取り付け力を増力する増力手段１３５と、が配置されている。  
【００８３】
テーパユニット１３１は、ドローバー１３２の先端を軸方向に相対移動可能に収容するように円筒状に形成されている。テーパユニット１３１の内周面には、工具ホルダ９２のテーパ状の外周面と嵌合するテーパ部１３１ａと、テーパ部１３１ａが形成される側と反対側の軸方向端部において、後述する増力手段１３５のボール１３８が当接可能な拡径した大径部１３１ｂと、軸方向においてテーパ部１３１ａと大径部１３１ｂとの間に位置するアンクランプ凹部１３１ｃとが形成される。テーパユニット１３１も、その外周面を回転軸部９１の内周面に、第１実施形態同様な寸法関係で締り嵌め或は隙間嵌めで嵌合させており、軸方向外方端面からボルト９６を挿入することで、回転軸部９１に締結・固定され、工具ホルダ９２、ドローバー１３２、コイルばね１３３、カバー部材１３４、及び、増力手段１３５と共に、回転軸部９１と一体回転する。  
【００８４】
ドローバー１３２は、先端にボール９７を保持して工具ホルダ９２のプルスタッド９２ａをクランプするクランプ部を構成するコレット１３６と、工具ホルダ９２がクランプ・アンクランプされるようにコレット１３６に対して軸方向に所定距離移動可能で、機械主軸ヘッド８１側に軸方向に延びるドローバー本体１３７と、ドローバー本体１３７の後端小径部９９ａ’と連結機構を介して結合し、さらに軸方向に延びるジョイント１００’とを有する。なお、本実施形態のドローバー本体１３７は、内周面に貫通孔９９ｂを有する２つの軸部材を大径部９９ｃにて螺合締結することで構成されている。  
【００８５】
コイルばね１３３は、ドローバー本体１３７の周囲で、軸方向においてカバー部材１３４とドローバー本体１３７の大径部９９ｃとの間に圧縮可能に配置されている。  
【００８６】
図１３（ｂ）に示すように、増力手段１３５は、コレット１３６の軸方向中間部に形成された貫通孔１３６ａに保持され、且つ、貫通孔１３６ａを径方向に進退可能なボール１３８と、ドローバー本体１３７の工具ホルダ側外周面において工具ホルダ側に向けて拡径し、ボール１３８が当接可能な第１のテーパ面１３７ａと、テーパユニット１３１の機械主軸ヘッド側において大径部１３１ｂに向けて拡径し、ボール１３８と当接可能な第２のテーパ面１３１ｄと、コレット１３６の周囲で、且つ、テーパユニット１３１の軸方向端部と当接するリング部材１３９とコレット１３６の機械主軸ヘッド側端部に形成されたフランジ部１３６ｂ間に配置されるばね部材１４０と、を有する。また、ドローバー本体１３７の外周面には、第１のテーパ面１３７ａと機械主軸ヘッド側で隣接し、第１のテーパ面１３７ａより小径の小径部１３７ｂが形成されており、小径部１３７ｂには工具ホルダ９２をアンクランプする際にボール１３８が当接する。ボール９７とボール１３８はそれぞれ４〜５個程度コレット１３６の円周上に均等に配置される。  
【００８７】
従って、本実施形態では、テーパユニット１３１、ドローバー１３２、コイルばね１３３、カバー部材１３４、増力手段１３５とで半組立体Ｕが構成され、また、コレット１３６，ドローバー本体１３７，増力手段１３５が本発明のドローバー引き出し部であり、ジョイント１００‘が分離部である。  
【００８８】
このように構成されるスピンドル装置１３０では、コイルばね１３３によりドローバー１３２が工具ホルダ９２を軸方向内方に引き込み、テーパユニット１３１のテーパ部１３１ａに工具ホルダ９２が嵌合される。この際、コイルばね１３３のばね荷重により、ボール１３８は、ドローバー本体１３７の第１のテーパ面１３７ａとテーパユニット１３１の第２のテーパ面１３１ｄと、に当接する。  
【００８９】
これにより、コレット１３６は、ボール９７を介して工具ホルダ９２をばね荷重の４〜５倍の力で機械主軸ヘッド側へ引き込み、工具ホルダ９２がテーパユニット１３１にクランプされる。  
【００９０】
従って、本実施形態は、コイルばね１３３の荷重を増力手段１３５により４〜５倍に増力して工具ホルダ９２をクランプする構成となるので、増力機構を有しない構造に比べて付勢手段のばね荷重を１／４〜１／５に下げることができる。即ち、大きなばね荷重を与えるが寿命の短い皿ばねを使わずに、大きなばね荷重を出せないが寿命の長いコイルばねを適用することが可能となり、この結果、付勢手段の交換サイクルが延び、ダウンタイムを短くすることができる。  
【００９１】
具体的に、例えば、４ｋＮのクランプ力を必要とするスピンドル装置において、本実施形態では、１ｋＮ以下のばね荷重を有するコイルばね１３３が適用できる。例えば、４ｋＮのクランプ力を発生する皿ばねを用いた場合、約１００万回の圧縮動作により交換寿命となるが、１ｋＮ以下のばね荷重のコイルばね１３３の場合には、１０００万回以上の圧縮動作に耐えることが出来るようになり、工具交換サイクルが極端に短い自動車部品の加工ライン等に適用することが可能となる。  
【００９２】
従って、本実施形態のスピンドル装置１３０によれば、テーパユニット１３１とドローバー１３２との間に、コイルばね１３３の荷重を拡大して、工具ホルダ９２を取り付ける取り付け力を増力する増力手段１３５が設けられるので、同じ大きさの工具取り付け力を得るために必要な付勢手段の付勢力を小さく設定することができ、付勢手段の寿命を長くすることができ、ダウンタイムをさらに短くすることができる。
その他の構成及び作用については、第５実施形態のものと同様である。  
【００９３】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態に係るスピンドル装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、第５実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。図１４は、テーパユニットにテーパゲージが取り付けられた状態を示す本実施形態のスピンドル装置の工具側拡大断面図である。
【００９４】
図１４に示すように、本実施形態のスピンドル装置１４０では、テーパユニット９３と回転軸部９１間に、装着状態での位相関係を決める位相決め機構が設けられている。具体的に、テーパユニット９３を取り付ける回転軸部９１の端面９１ｄには、ピン穴１４１が軸方向に設けられており、ピン穴１４１には位相決めピン１４２が打ち込まれている。一方、テーパユニット９３には位相決め溝１４３が設けられており、この位相決め溝１４３の位相はドライブキー１４４との関係で決められる。このため、テーパユニット９３を、保守のために別のテーパユニットに交換する際には、位相決めピン１４２が位相決め溝１４３内に突出して組み付けられ、ドライブキー１４４の位相を交換前と同じ位相に再現可能となり、主軸オリエンテーションの再調整が不要となる。なお、本実施形態では、位相決め機構として位相決めピン１４２を用いているが、回転軸部９１に対するテーパユニット９３の位相を決めるものであればよく、キー等を用いてもよい。
【００９５】
また、図１４に示すように、テーパユニット９３は、工具ホルダを取り付けるためのテーパ部（テーパ面）９３ａにテーパゲージ１４５が取り付けられた時、回転軸部９１への取付面９３ｄからテーパゲージ１４５のゲージ面１４５ａまでの距離Ｌの寸法公差が±０．１ｍｍ以内であるように構成される。
【００９６】
このようにテーパユニット９３の寸法を管理することにより、保守のためにテーパユニット９３を交換した際、交換後のテーパユニット９３においても軸方向の原点位置の再調整が不要となる。工作機械に要求される加工精度によっては、回転軸部９１との取り付け面９３ｄからゲージ面１４５ａまでの距離Ｌの寸法公差を±０．０５ｍｍに管理する場合があるが、工具交換装置との位置関係の調整を不要とするだけであれば、回転軸部９１への取り付け面９３ｄからゲージ面１４５ａまでの軸方向距離Ｌの寸法公差は±０．１ｍｍ程度の管理でよい。また、テーパユニット９３と回転軸部９１との間に現合スペーサを挟み込むことによっても調整してよい。
【００９７】
従って、本実施形態のスピンドル装置１４０によれば、テーパユニット９３と回転軸部９１間に、装着状態での位相関係を決める位相決めピン１４２を備えるので、テーパユニット９３を交換しても、回転軸部９１との位相関係が再現されて主軸オリエンテーションの再調整が必要なくなり、交換時間を短縮することができる。  
【００９８】
また、テーパユニット９３は、テーパ部９３ａにテーパゲージ１４５が取り付けられた時、回転軸部９１への取付面９１ａからテーパゲージ１４５のゲージ面１４５ａまでの距離Ｌの寸法公差が±０．１ｍｍ以内であるように構成されるので、テーパユニット９３を交換しても、交換後に軸方向の原点位置を調整する必要がなくなり、交換時間を短縮することができる。  その他の構成及び作用については、第５実施形態のものと同様である。
【００９９】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態に係るスピンドル装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、第５実施形態と同等部分については同一符号を付し、説明を省略或いは簡略化する。
【０１００】
図１５に示すように、本実施形態のスピンドル装置１５０では、ドローバー１５１に組み込まれる付勢手段として、引張強さが１８００〜２６００ＭＰａで、かつ伸びが５％〜２５％である皿ばね１５２が複数枚使用される。皿ばね１５２は、例えば、特開２００４−１４４１３２に記載された特性を有するものであり、一般的な皿ばねと比較して耐久性を増している。このため、一般的な皿ばねを使用した際と同じ加重条件及び同じ耐久性を確保する場合であっても、皿ばね１５２の積み厚を大幅に少なくすることができる。これにより、ばね全長を短くすることができ、工具ホルダ取り付け部であるテーパユニット９３、ドローバー１５１、皿ばね１５２からなる半組立体Ｕ２の全長も短くすることができる。  
【０１０１】
なお、ドローバー１５１は、コレット１５１ａが一体に形成されている点において第５実施形態のものと異なるが、ドローバー１５１は、その後端小径部１５１ｂの外周面においてＯリング１０１を介してジョイント１００と摩擦嵌合しており、これによっても半組立体Ｕ２の全長を短くしている。  
【０１０２】
図１６は、第８実施形態のスピンドル装置１５０を装着した横型マシニングセンタのストローク関係の一部を該マシニングセンタ上方から見た図である。上記のような構成を有するスピンドル装置１５０では、例えば、図１６（ａ）に示すように、ワーク取り付け治具（イケール）１６０に対する軸方向の可動範囲が３００ｍｍで、主軸端１６１からテーブル中心軸１６２までの距離が１００〜４００ｍｍのような小型なマシニングセンタの場合でも、図１６（ｂ）に示すように、ワーク取り付け治具１６０や図示しないワークを取り付けたままでも、半組立体Ｕ２を回転軸部９１から分解することが可能となる。これにより、保守のため半組立体Ｕ２を取り出す際に、半組立体Ｕ２がワーク取り付け冶具１６０や図示しないワークと干渉しないため、ワーク取り付け冶具１６０や図示していないワークを取り外す必要がなくなり、交換時間を短縮することができる。  
【０１０３】
従って、本実施形態のスピンドル装置１５０によれば、付勢手段は、引張強さが１８００〜２６００ＭＰａで、かつ伸びが５〜２５％である皿ばね１５２を有するので、ばね全長を短くすることができ、これにより、テーパユニット９３、ドローバー１５１、及び皿ばね１５２を有する半組立体Ｕ２の長さを短くできる。また、該半組立体Ｕ２を回転軸部９１から引き出す際に、半組立体Ｕ２が工作機械のテーブル上にあるワーク取り付け冶具１６０やワークそのものと干渉しなくなるので、ワーク取り付け冶具１６０やワークを工作機械から取り外す必要がなくなり、交換時間を短縮することができる。
その他の構成及び作用については、第５実施形態のものと同様である。  
【０１０４】
なお、本発明は上記実施の形態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適宜変更可能である。
本発明の回転軸部から工具ホルダ側に工具ホルダ取り付け部及び付勢手段と共に一体に引き出し可能であるドローバーは、第１〜第４実施形態のように全体が引き出されても良く、或は、第５実施形態のようにその少なくとも一部が一体に引き出される構成も含む。
【０１０５】
また、本発明のスピンドル装置は、工具ホルダ取り付け部、ドローバー及び付勢手段が、回転軸部から工具ホルダ側に一体に引き出し可能であるように配置されていればよい。例えば、図１７に示すスピンドル装置１０’のように、半組立体Ｕがドローバーナット３８の軸方向内端面３８に近接センサ１７３の被検出部となるドック１７４がボルト１７５等により取り付けられていてもよい。この場合、ドック１５４の外径が回転軸部２３の最小内径より大きいので、ばね３３やテーパユニット３１の交換する際には、ボルト１５５の締結を解除してドック１５４を外し、ボルト３５の締結を解除することで、工具ホルダ取り付け部、ドローバー３２及びばね３３が回転軸部２３に対して引き出される。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスピンドル装置を示す断面図である。
【図２】図１のスピンドル装置において工具ホルダを取り外す状態を示す断面図である。
【図３】図１のスピンドル装置において半組立体を取り外した状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るスピンドル装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の第１変形例に係るスピンドル装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の第２変形例に係るスピンドル装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るスピンドル装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るスピンドル装置を示す断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係るスピンドル装置を示す断面図である。
【図１０】図８のスピンドル装置において半組立体を取り外した状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態の第１変形例に係るスピンドル装置を示す断面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態の第２変形例に係るスピンドル装置を示す断面図である。
【図１３】（ａ）は、本発明の第６実施形態に係るスピンドル装置を示す断面図であり、（ｂ）は、増力手段を示す拡大断面図である。
【図１４】本発明の第７実施形態に係るスピンドル装置を示す要部拡大断面図である。
【図１５】本発明の第８実施形態に係るスピンドル装置を示す断面図である。
【図１６】（ａ）は、本発明の第８実施形態に係るスピンドル装置を小型なマシニングセンタに適応した場合を示す断面図であり、（ｂ）は、その半組立体を取り出した状態を示す断面図である。
【図１７】本発明のスピンドル装置の変形例を示す断面図である。
【図１８】従来のスピンドル装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，８０，１３０  スピンドル装置
１９，２０，８８  アンギュラ玉軸受（軸受）
１２，８２  ハウジング
２３，９１  回転軸部
３０，９２  工具ホルダ
３１，９３，１３１  テーパユニット（工具ホルダ取り付け部）
３２，９４，１３２  ドローバー
３３，９５，１３３  ばね（付勢手段）
３５，９６  ボルト（締結手段）
３７  ドローバー本体
３８  ドローバーナット
７１，７１’  調整部品（調整機構）
９８，１３６  コレット（ドローバー引き出し部）
９９，９９’，９９’’，１３７  ドローバー本体（ドローバー引き出し部）
１００，１００’，１００’’  ジョイント（分離部）
１０１  Ｏリング（連結機構）
１１１  径方向凸部（連結機構）
１１２  孔部（連結機構）
１２１  雄ねじ部（連結機構）
１２２  雌ねじ部（連結機構）
１３５  増力手段
１４２  位相決めピン（位相決め機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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