(57)【要約】【課題】ツールホルダの着座確認を正確に行うことができるクランプ装置を提供する。【解決手段】スピンドル２０の着座面２１には、エア供給通路２６に連続する円弧状のエア吹出溝２７が形成されている。コンプレッサ４１から供給されたエアは、エア配管４０及びケーシング１１のエア流路１５を通った後、スピンドル２０の凹溝２６ａ、エア供給通路２６及びエア吹出溝２７を流通して着座面２１側に向かい、ツールホルダ３０のホルダ本体部３１に吹き出される。このときのエアのエア圧が、圧力検出センサ４２で検出される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールホルダが装着される装着孔が形成されたスピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するケーシングとを備えたクランプ装置であって、
前記スピンドルには、前記ツールホルダを密着させる着座面に開口するエア供給通路と、該エア供給通路に連続して該着座面に形成された長孔状のエア吹出溝とが設けられ、
前記エア供給通路及び前記エア吹出溝を介して前記着座面側にエアを供給するエア供給部と、
前記着座面側に供給されたエアのエア圧を検出する圧力検出部とを備えたことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記エア吹出溝は、前記装着孔の周縁に沿って延びる円弧状に形成されていることを特徴とするクランプ装置。
【請求項３】
ツールホルダが装着される装着孔が形成されたスピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するケーシングとを備えたクランプ装置であって、
前記スピンドルには、前記ツールホルダを密着させる着座面に開口するエア供給通路と、該エア供給通路に連続して該着座面に形成され且つ前記装着孔と略同心の円環状のエア吹出溝とが設けられ、
前記エア供給通路及び前記エア吹出溝を介して前記着座面側にエアを供給するエア供給部と、
前記着座面側に供給されたエアのエア圧を検出する圧力検出部とを備えたことを特徴とするクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、工具ホルダを主軸に装着した後で、主軸の先端面に開口する密着確認用エア噴射孔から密着確認用エアを噴射して、この密着確認用エアが吹き出すことができなくなって所定のエア圧が検出された場合に、工具ホルダの後端面と主軸先端面とが密着していることを確認するようにした工作機械の主軸装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２２５８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の主軸装置において、主軸の先端面にエアを十分に供給することができず、工具ホルダの密着確認を正確に行うことができないおそれがあるという問題がある。
【０００５】
具体的に、主軸ヘッド側には、エアブロウ用流路が設けられ、主軸側には、主軸ヘッド側のエアブロウ用流路に連通する密着確認用エア通路が設けられている。密着確認用エア通路は、主軸の高速回転中に主軸ヘッド側のエアブロウ用流路に連通するように、主軸の全周にわたって形成されている。
【０００６】
ここで、主軸と主軸ヘッドとの間には、焼き付きを防止するために所定の隙間が設けられている。そのため、密着確認用エア噴射孔の孔径が小さい場合には、エアブロウ用流路を流通するエアが、密着確認用エア通路に向かって流れにくく、主軸と主軸ヘッドとの隙間から漏れ出しやすくなるので、主軸の先端面から吹き出されるエアが少なくなってしまう。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ツールホルダの着座確認を正確に行うことができるクランプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ツールホルダが装着される装着孔が形成されたスピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するケーシングとを備えたクランプ装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００９】
すなわち、第１の発明は、前記スピンドルには、前記ツールホルダを密着させる着座面に開口するエア供給通路と、該エア供給通路に連続して該着座面に形成された長孔状のエア吹出溝とが設けられ、
前記エア供給通路及び前記エア吹出溝を介して前記着座面側にエアを供給するエア供給部と、
前記着座面側に供給されたエアのエア圧を検出する圧力検出部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
第１の発明では、スピンドルの着座面には、エア供給通路に連続する長孔状のエア吹出溝が形成されている。エア供給部から供給されたエアは、エア供給通路及びエア吹出溝を流通して着座面側に向かい、このときのエア圧が圧力検出部で検出される。
【００１１】
このように、スピンドルの着座面に長孔状のエア吹出溝を設けることで、着座面にエア供給通路のみを開口させた場合に比べて、着座面におけるエアの流通面積を十分に確保することができる。これにより、エアを着座面側に向かってスムーズに吹き出すことができるので、スピンドルとケーシングとの隙間からエアが漏れ出しにくくなり、ツールホルダの着座確認を行うために必要なエアを着座面に供給することができる。
【００１２】
また、着座面におけるエアの流通面積を大きくしたことで、ツールホルダと着座面とに隙間が微少であっても、その隙間を検知することができる。例えば、ツールホルダと着座面との間に切粉が噛み込むことでツールホルダが傾いた姿勢でスピンドルに保持されていることを検知することができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、
前記エア吹出溝は、前記装着孔の周縁に沿って延びる円弧状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
第２の発明では、エア吹出溝を装着孔に沿って円弧状に形成することで、装着孔の周縁に沿ってバランス良くエアを供給することができる。
【００１５】
第３の発明は、ツールホルダが装着される装着孔が形成されたスピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するケーシングとを備えたクランプ装置を対象としている。
【００１６】
そして、前記スピンドルには、前記ツールホルダを密着させる着座面に開口するエア供給通路と、該エア供給通路に連続して該着座面に形成され且つ前記装着孔と略同心の円環状のエア吹出溝とが設けられ、
前記エア供給通路及び前記エア吹出溝を介して前記着座面側にエアを供給するエア供給部と、
前記着座面側に供給されたエアのエア圧を検出する圧力検出部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
第３の発明では、スピンドルの着座面には、装着孔と略同心の円環状のエア吹出溝が形成されている。これにより、装着孔の周縁に沿って全周にわたってバランス良くエアを供給することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スピンドルの着座面に長孔状のエア吹出溝を設けることで、着座面にエア供給通路のみを開口させている場合に比べて、着座面におけるエアの流通面積を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態１に係るクランプ装置の構成を示す側面断面図である。
【図２】クランプ装置の構成を示す平面図である。
【図３】本実施形態２に係るクランプ装置の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２１】
《実施形態１》
図１及び図２に示すように、クランプ装置１０は、略円筒状のケーシング１１と、ケーシング１１内に配設されて複数の軸受１２を介して回転可能に支持された中空状のスピンドル２０と、スピンドル２０の貫通孔２３内に配設されて軸方向に移動可能なドローバー３５とを備えている。
【００２２】
ケーシング１１は、その軸心が上下方向に延びる状態で配設されている。ケーシング１１の筒内部には、複数の軸受１２の外輪部が嵌め込まれている。軸受１２の内輪部には、スピンドル２０の外周部が嵌め込まれている。軸受１２は、スピンドル２０の上部側及び下部側にそれぞれ設けられている。スピンドル２０は、図示しないモータによって回転駆動する。
【００２３】
スピンドル２０の下端面は、ツールホルダ３０のホルダ本体部３１が密着する着座面２１となっている。スピンドル２０の着座面２１には、ツールホルダ３０が装着されるテーパー孔２２（装着孔）が開口している。テーパー孔２２は、下方に向かって拡がるテーパー状に形成されている。スピンドル２０には、テーパー孔２２に連続する貫通孔２３が形成されている。
【００２４】
ドローバー３５は、スピンドル２０の貫通孔２３内に配設されて、図示しない皿バネによって上方に付勢されている。ドローバー３５は、図示しない油圧シリンダによって、スピンドル２０の貫通孔２３内を上下に移動可能となっている。ドローバー３５の下端部には、クランプ爪３６が取り付けられている。なお、クランプ爪３６については後述する。
【００２５】
ツールホルダ３０は、図示しないドリル等のツールを保持するものであり、ホルダ本体部３１と、ホルダ本体部３１の上端面から上方に向かって先細りとなるテーパー部３２と、テーパー部３２の上端部から上方に延びてクランプ爪３６によって把持される把持部３３とを有する。
【００２６】
ホルダ本体部３１は、テーパー部３２よりも径方向外方に張り出している。テーパー部３２は、スピンドル２０のテーパー孔２２に嵌合可能な形状に形成されている。これにより、ツールホルダ３０をスピンドル２０に装着すると、テーパー部３２がテーパー孔２２に密着するとともに、ホルダ本体部３１の上端面とスピンドル２０の着座面２１とが密着して二面拘束される。
【００２７】
ここで、スピンドル２０の着座面２１には、互いに間隔をあけて配設された２つのドライブキー２４が取り付けられている。また、ホルダ本体部３１には、ドライブキー２４を嵌め込み可能なキー溝３４が形成されている。これにより、ホルダ本体部３１のキー溝３４にドライブキー２４を嵌め込むことで、ツールホルダ３０が周方向に回転するのを規制することができる。
【００２８】
クランプ爪３６は、略円筒状に形成された弾性体であり、ツールホルダ３０の把持部３３を把持するためのクランプ機構を構成している。具体的に、ドローバー３５を上方に移動させてクランプ爪３６を上方に引き込むと、スピンドル２０の貫通孔２３内に設けられたカム部２５によって押圧された状態となり、クランプ爪３６が径方向に縮む。これにより、ツールホルダ３０の把持部３３がクランプ爪３６で把持されてクランプ状態となる。
【００２９】
一方、ドローバー３５を下方に移動させてクランプ爪３６を下方に移動させると、クランプ爪３６に対するカム部２５の押圧状態が解除され、クランプ爪３６が径方向に拡がる。これにより、ツールホルダ３０の把持部３３が解放されてアンクランプ状態となる。
【００３０】
−ツールホルダの着座確認−
本実施形態では、ツールホルダ３０の着座確認を行うために、着座面２１側にエアを供給してそのエア圧を検出するようにしている。以下、具体的な構成について説明する。
【００３１】
ケーシング１１には、ケーシング１１内を上下方向に延びるエア流路１５が形成されている。エア流路１５の上流端は、ケーシング１１の径方向外方に向かって延びてケーシング１１の外周面に開口している。エア流路１５の下流端は、ケーシング１１の径方向内方に向かって延びてケーシング１１の内周面に開口している。エア流路１５は、ケーシング１１の周方向に間隔をあけて２つ設けられている。
【００３２】
エア流路１５の上流端には、エア配管４０が接続されている。エア配管４０には、コンプレッサ４１（エア供給部）が接続されている。コンプレッサ４１は、エア配管４０を介してエア流路１５にエアを送り込む。エア配管４０の途中には、圧力検出センサ４２（圧力検出部）が接続されている。圧力検出センサ４２は、コンプレッサ４１から送り込まれたエアのエア圧を検出する。
【００３３】
スピンドル２０の下端部寄りの外周面には、全周にわたって窪んだ凹溝２６ａが形成されている。凹溝２６ａは、ケーシング１１の内周面に開口するエア流路１５の下流端に連通する位置に形成されている。これにより、スピンドル２０が回転動作している間、常に、エア流路１５から凹溝２６ａにエアを流通させることができる。
【００３４】
スピンドル２０の下端部には、エア供給通路２６が形成されている。エア供給通路２６の上流端は、凹溝２６ａに連通している。エア供給通路２６の下流端は、スピンドル２０の着座面２１に開口している。スピンドル２０の着座面２１には、２つのエア供給通路２６に対応して２つのエア吹出溝２７が形成されている。
【００３５】
エア吹出溝２７は、エア供給通路２６に連続して周方向に延びる長孔状に形成されている。より正確には、エア吹出溝２７は、２つのドライブキー２４の間で、テーパー孔２２の周縁に沿って延びる円弧状に形成されている。
【００３６】
このように、スピンドル２０の着座面２１に円弧状のエア吹出溝２７を設けることで、着座面２１にエア供給通路２６のみを開口させた場合に比べて、着座面２１におけるエアの流通面積を十分に確保することができる。
【００３７】
コンプレッサ４１からエア配管４０を介してエア流路１５に送り込まれたエアは、スピンドル２０の凹溝２６ａ及びエア供給通路２６を通った後、エア吹出溝２７内を流通するとともにホルダ本体部３１の上端面に吹き出される。このように、コンプレッサ４１から送り込まれたエアは、スピンドル２０の着座面２１とホルダ本体部３１の上端面との間に供給されることとなる。
【００３８】
ここで、ツールホルダ３０がスピンドル２０の着座面２１に密着している場合には、ツールホルダ３０とスピンドル２０との間からエアが漏れることは無く、エアのエア圧が上昇する。つまり、圧力検出センサ４２で検出されたエア圧が所定の圧力以上となった場合に、ツールホルダ３０がスピンドル２０の着座面２１に密着していると判断することができる。
【００３９】
一方、ツールホルダ３０のホルダ本体部３１とスピンドル２０の着座面２１との間に、切粉等の異物が噛み込んだ場合には、ツールホルダ３０とスピンドル２０との隙間からエアが漏れ出すため、コンプレッサ４１からエアを供給しているにもかかわらず、圧力検出センサ４２で検出されたエア圧が所定の圧力以上とならない。
【００４０】
この状態では、ホルダ本体部３１がスピンドル２０の着座面２１に密着していないと判断できるので、例えば、作業者に対して警報音を鳴らしたり、警報ランプを点灯する等の警報動作を行うようにすればよい。
【００４１】
《実施形態２》
図３は、本実施形態２に係るクランプ装置の構成を示す平面図である。以下、実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
【００４２】
図３に示すように、ケーシング１１には、エア流路１５が１つ設けられている。スピンドル２０の下端部には、エア供給通路２６が１つ形成されている。エア供給通路２６の下流端は、スピンドル２０の着座面２１に開口している。スピンドル２０の着座面２１には、エア供給通路２６に連続してエア吹出溝２７が形成されている。
【００４３】
エア吹出溝２７は、テーパー孔２２と略同心の円環状に形成されている。これにより、テーパー孔２２の周縁に沿って全周にわたってバランス良くエアを供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上説明したように、本発明は、ツールの着座確認を正確に行うことができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００４５】
１０    クランプ装置
１１    ケーシング
２０    スピンドル
２１    着座面
２２    テーパー孔（装着孔）
２６    エア供給通路
２７    エア吹出溝
３０    ツールホルダ
４１    コンプレッサ（エア供給部）
４２    圧力検出センサ（圧力検出部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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