JPH0319703A

JPH0319703A - 工具の緊定装置

Info

Publication number: JPH0319703A
Application number: JP2089257A
Authority: JP
Inventors: Johann Kohlbauer; ヨーハン・コールバウアー; Horst Jaeger; ホルスト・イエーガー
Original assignee: Hertel AG Werkzeuge and Hartstoffe
Current assignee: Hertel AG Werkzeuge and Hartstoffe
Priority date: 1989-04-05
Filing date: 1990-04-05
Publication date: 1991-01-28
Also published as: DE59000384D1; EP0391262A1; EP0391262B1; CA2013832A1; DE3939227A1; US5035557A

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】本発明は、工作機械スピンドルに工具ヘソド若しくは工
具を軸線方向に緊定するための緊定装置であって、工具
が管状の緊定スリーブで以て中心軸線の方向に工作機械
スピンドルの端面側の切欠き内へ差し込み可能であり、
工具を軸線方向に緊定する拡開部材が中心軸線を中心と
して一様に分配して配置されていて、中央の緊定駆動装
置を用いて互いに拡開可能であって、緊定スリーブの内
壁を負荷するようになっており、工具の端面が工作機械
スピンドルの端部の対向端面に面接触させられるように
なっている形式のものに関する。

前記形式の緊定装置は例えばＤＥ−Ａｌ−０３１０９４
２号公報、若しくはＤＥ−Ｂ−３００７４４０号公報に
より公知である。

最近の工作機械のスピンドルは著しく高い周７８速度で作動され、高い切削能力に基づき高い熱にさらさ
れる。緊定装置を用いて工具の端面が工作機械のスピン
ドルの平らな対向面に圧着され、軸線方向の高い精度と
剛性が保証されるようになっている。この場合緊定は内
側から外側へ工具の管状の緊定スリーブに対して行なわ
れ、高速運転時の避けられない遠心力が確実に受け止め
られるようになっている。

確実な緊定には著しく高い緊定力が必要であるが、緊定
駆動部材による点負荷は好ましくない。

そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式の緊定装置を
改善して、緊定駆動部材の支障のない作動を保証しかつ
緊定駆動部材の点負荷をできるだけ避けることである。

本発明の前記課題を解決するために本発明の構戒では、
拡開部材が単腕のレバーの形でスピンドルに支承された
拡開レバーから戊っており、各拡開レバーの自由な旋回
端部が中心軸線を通ってこの中心軸線に対して半径方向
に延びる平面内で外側へ旋回可能であり、外側へ旋回さ
せられた拡開レバーが累定位置でほぼ長手方向に旋回端
部で以て緊定スリーブの内壁に配置されたリング面をほ
ぼ緊定方向へ負荷している。

本発明の作用効果として比較的に制限された緊定駆動力
で高い緊定力が得られ、さらに緊定駆動力としてもっぱ
ら圧縮力が用いられる。これによって嵌合部の錆の発生
が避けられる。緊定力の伝達部材が引張り力には弱いも
のの圧縮力に対しては強い硬質金属若しくはセラミック
から製作できる。耐圧縮性及び嵌合部の錆の発生の防止
が被覆によってさらに助成される。

特許請求の範囲第２項に記載の構戒によって、緊定力が
緊定駆動部材から工具へ簡単に伝達される。

さらに本発明の実施態様により、緊定装置によって形戒
される緊定力がほぼ軸線方向に、即ちスピンドル端面に
向けられる。

緊定作用を生ぜしめかつ緊定状態を維持するための緊定
斜面の鋭角の角度位置は、緊定斜面９ＩＯか緊定駆動力の消滅した場合のも自縛作用を生せしめる
ように規定されている。

次ぎに本発明の実施例を図面に基づき具体的に説明する
。

緊定装置の図面に示す主要な構戊部分は、工具（工具保
持体）１、工作機械のスピンドル２、抗張ピン３、抗張
ロッド４、抗張ピン３及び抗張０　７ド４を案内する案
内ブッシュ５、拡開レバー６である。拡開レバー６は案
内ブッシュ５の周囲に均一に分配され、案内ブッシュ５
の切欠き７内に旋回可能に支承されている。拡開レバー
６の組み立て状態で工具１に向いた端部が凸面状、球面
状、若しくは円筒面状の***部８を備えて８り、この隆
起部が案内ブッシュ５の切欠き７のシェル状の側面９に
支えられている。組み立てた状態での拡開レバー６の理
論状の旋回軸線が符号１０で示してある。

拡開レバー６は側面から見てほぼＬ字状若し〈はアング
ル状に構成されており、拡開レバー６の制御脚部１１が
抗張ピン３の周面の切欠き１２内に係合しており、圧力
脚部１３が案内ブッシュ５の切欠き７内に位置している
。案内ブッシュ５が工具１の側に中空円筒ピン区分１５
を有している。案内ブッシュ５は軸線方向でスピンドル
２内にねし込まれていて、機能的にスピンドルと一体に
なっている。スピンドルは抗張ピン３を軸線方向に移動
可能に支承している。案内ブソンユ５を工具の側から軸
線方向にスピンドル２内にねじ込むために、スピンドル
２が対向端面５０から中心軸線１７の方向に延びる中心
切欠き１６を有しており、この中心切欠きは工具１と逆
の端部でめねじ１６ａに接続しており、このめねじが案
内ブンシュ５をスピンドル２にねじ込むために役立つ。

抗張ピン３が案内ブッシュ５内に案内されている。組み
立て位置での抗張ピン３の固定が、スピンドルの後ろ側
から抗張ピン３内にねじ込まれる抗張ロツド４によって
行なわれる。抗張ピン３及び抗張ロソド４の縦軸線は組
み立て状態で緊定装置の中心軸線１７と合致している。

１１１２抗張ピン３と抗張ロツド４とのねじ結合が両方の構戒部
材間の結合ねじｌ８によって行なわれる。

仇張ロンド４及び抗張ピン３は、冷却媒体若しくは例え
ば制御可能な工具の操作部材を案内するための貫通孔Ｉ
９を備えている。

抗張ピン３は切欠き１２に隣接して周囲に緊定斜面２０
を備えている。この緊定斜面２０はスピンドル側の端部
の方向に閉じる鋭角な角度２１の面若しくは面区分であ
る。緊定位置では拡開レバー６の制御脚部１１が緊定斜
面２０に接触している　（第４図）。制御脚部１１の緊
定斜面２０に向いた内側２２が、緊定斜面２０上を容易
にかつ摩擦なく滑動するために球面状に若しくは円筒面
状に湾曲されている。緊定斜面２０の鋭角な角度２１は
強い自縛作用が生じるように規定されている。これによ
って抗張ピン３に伝達された緊定力が、抗張ロツド４に
作用する緊定力を消滅させた場合でも維持される抗張ピ
ン３の切欠き】２の中心軸線２３は、中心軸線１７に対
して工具１の側に向かって開く４５°から７５°、有利
にはほぼ６０″の鋭角な角度２４を威している。抗張ピ
ン３の切欠き１２の両方の側面２５．２６も中心軸線２
３とほぼ同じ角度を成している。切欠き１２の内側の側
面２６は制御斜面として用いられており、この制御斜面
には緊定解除位置で拡開レバ６の制御脚部の内側２２が
接触する。側面２６の中心軸線１７に対する角度は緊定
斜面２０の中心軸線１７に対ずる角度２１よりも著しく
大きい。側面２６の角度は自縛作用を生ぜしめない範囲
にある。切欠き１２の外側の側面２５は拡開レバー６を
半径方向内側へ緊定解除位置に強制的に戻すために役立
つ（第２図及び第３図）。

拡開レバー６の制御脚部１１の外面７は、圧力脚部Ｊ３
の背面ｌ４に対して鈍角な角度２８を戊している。拡開
レバー６の外面２７の、拡開位置で案内ブンシュ５の中
空円筒ピン区分１１３４５の周面から突出する部分が、抗張ピン３から中心軸線
に沿ったほぼ緊定方向２９の緊定力を工具１に伝達する
。このために、緊定位置で軸線方向の端面３０によって
スピンドル２の対向端面に接触ずる工具１がスピンドル
の側へ突出する管状の緊定スリーブ３１を備えている。

緊定スリーブ３１は内周に拡開レバー６の圧力面に対す
る対向面としてリング面３２を有している。このリング
面３２は中心軸線１７に対してスピンドル２の側の端部
に向かって閉じる鋭角な角度３３を成している。緊定位
置でリング面３２に拡開レバー６が軸線方向圧力を生ぜ
しめ、この軸線方向圧力によって工具ｌの端面３０がス
ピンドル２の対向端面に圧着される。

緊定スリーブ３１の外側の周面が中心切欠き１６の周壁
３４の内側輪郭に相応して構威されている。

第ｌＯ図の実施例においては、拡開レバー６を戻すため
の傾斜面が抗張ピン３と一体的な構戒部分に形威されて
いるのではなく、抗張ピン３を取り囲みかつ圧縮ばね３
６によって工具１の方向に負荷された戻しスリーブ３７
の端面３５　（第９図）から戒っている。このような実
施例は、抗張ピン３の前端部３８が緊定解除位置へ移動
する際に緊定スリーブ３１によって取り囲まれたリング
室４０の内側の端面３９　（第２図及び第９図）に対し
て取り出しピンとして作用する場合に有利である。これ
によって緊定位置（第４図）から緊定解除位置（第２図
及び第３図）へ抗張ピン３を移動させる際の長い行程距
離若しくは移動距離が得られる。

抗張ピン３は組み立て位置では前端部４１で以て工具１
の案内孔４２内に達している。抗張ピン３の前端部４ｌ
はリングシール４３によって取り囲まれており、リング
ンールは案内孔４２の内壁と協働している。リングシー
ル４４　（第９図及び第１２図）が案内ブッシュ５の中
空円筒ピン区分１５を取り囲んでいる。この場合リング
ンール４４は緊定スリーブ３１のリング室４０のリング
壁４５に接している。

１５１６案内ブノンユ５は一方のリング端面４６で以てスピンド
ル２の対向リング面４７に接する。

このために、リング端面４６が案内ブッシュ５を取り囲
むリング７ランジ４８の構或部分に形成されている。リ
ング端面４６と対向リング面４７どの間にスペーサプレ
ート４９　（第９図及び第１２図）がはめ込まれており
、このスベサプレートによってスピンドル２の対向端面
５０と工具１の端面３０との間の摩滅が補償される。さ
らにスペーサプレートによってスピンドル２内への案内
ブッシュ５のねじ込み深さが選択的に調節できる。スピ
ンドル２の中心切欠き１６の周壁３４は軸線方向でリン
グ溝５１によって分割されている。リング溝５ｌによっ
て分割されて戒る外側のリング面５２はセンタリング面
として役立つ。リング面５２は前端部に工具１の緊定ス
リーブ３１の管状の端部のための導入斜面５３を備えて
いる。

緊定装置は次のように作動する：第２図に示すように、抗張ピン３は緊定方向２９と逆に
前方へ移動させられた緊定解除位置に位置している。こ
の位置では拡開レバー６は案内ブッシュ５の中空円筒ピ
ン区分１５内の半径方向内側の解除位置に位置しており
、背面１４が中空円筒ピン区分１５の外周面から半径方
向外側へ突出していない。これによって工具１の管状の
緊定スリーブ３１が妨げられることなく、中空円筒ピン
区分１５の外周面と中心切欠き１６の内周面との間のリ
ング室５６、即ち緊定装置の導入開口内に差し込まれ、
端面３０でスピンドル２の対向端面５０に当接される。

今、抗張ロソド４が工作機械側から緊定方向２９へ負荷
される。抗張ロソド４は抗張ピン３を連行する。これに
よって切欠き１２の内側の側面２６が拡開レバー６の制
御脚部の内側２２に沿って滑動して、拡開レバー６を半
径方向外側へ拡開する。内側の側面２６は拡開斜面若し
くは制御斜面を形威していて、拡開レバー６に作用する
。拡開レバー６は制御脚部１１の外面２７のくさび形部
分５４の上方端部で緊定スリ１７８ーブ３１のリング室４０の前方のリング面３２に接触し
て緊定方向２９へ負荷する。

抗張口冫ド４若しくは抗張ピン３の引張り行程は、抗張
ピンの切欠き１２の内側の側面２６が拡開レバー６の制
御脚部１■の内側２２から離れる。これによって拡開レ
バー６が内側２２の端部で以て抗張ピン３の緊定斜面２
０上を滑動する。

拡開レバー６は拡開運動に際し拡開位置（第４図、第９
図及び第１２図）で圧力脚部１３の***部８で以て軸線
方向に案内ブノシュ５の切欠き７の側面９に支えられる
。これによって拡開レバー６の制御脚部及び圧力脚部は
もっぱら圧縮力で負荷される。従って、拡開レバー６が
引張りには弱いものの硬い材料、例えば硬質金属若しく
はセラミック材料から戊っていてよい。これによって嵌
合部の錆の発生が避けられる工具Ｉを緊定解除するため
に、抗張ロソド４が緊定方向２９と逆の方向で前方へ押
される。

この場合、拡開レバー６が制御脚部１１で以て抗張ピン
３の切欠き１２の外側の側面２５によって再び切欠き１
２内へ押し戻される。抗張ピン３の切欠き１２の外側の
側面２５が拡開レバ６の制御脚部１１の外面２７を負荷
し、拡開レバーが強制的に案内され理論上の旋回軸線１
０を中心として半径方向内側へ旋回させられ、制御脚部
１１が切欠き底部５５の方向へ切欠き１２内に収納され
、拡開レバー６の圧力脚部１３の背面１４が案内ブッシ
ュ５の中空円筒ピン区分１５の周面内に位置するように
なる。この状態（第２図、第３図）では工具１は妨げら
れることなしにスピンドル２から緊定方向２９と逆向き
に引き抜かれる。

第９図の実施例においては、緊定解除行程の拡大された
抗張ピン３が押し出しピンとして付加的な機能を生ぜし
め、工具ｌをスピンドル２から確実に緊定解除する。こ
こでは、戻しスリブ３７が拡開レバー６を第２図及び第
３図の位置に相応する静止位置若しくは緊定解除位置１
９２０八半径方向内側に旋回させるために用いられている。こ
の場合、戻しスリーブ３７から生ぜしめられる半径方向
内側の戻し行程は圧縮ばね３６によって行われる。戻し
行程は抗張ロノド４若しくは抗張ピン３の緊定解除行程
若しくは押し出し行程よりも小さくなっている。

第１２図の実施例においては、緊定のための側面２６が
、抗張ピン３の周囲に配置されかつ耐圧縮性の材料、例
えば硬質金属若しくはセラミソクから或る圧力リングの
一部分に形威されている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は緊
定装置の分解斜視図、第２図はスピンドル及び工具の緊
定解除位置での部分断面図、第３図は工具の差し込まれ
た緊定装置の部分断面図、第４図は緊定装置の緊定状態
での部分断面図、第５図はスピンドルの部分断面図、第
６図は案内ブンンユの分解斜視図、第７図は抗張ピンの
部分断面図、第８図は抗張ロッドの部分断面図、第９図
は別の実施例の緊定装置の第１０図のＡ−Ａ線に沿った
断面図、第１０図は第９図のＢ−Ｂ線に沿った断面図、
第１１図は第９図のＣ−Ｃ線に沿った断面図、及び第１
２図はさらに別の実施例の第９図に対応する断面図であ
る。ｌ・・・工具、２・・・スピンドル、３・・・抗張ピン
、４・・抗張ロソド、５・・案内ブンシュ、６・・・拡
開レバー　７・・・切欠き、８・・・***部、９・・・
側面、１０・・・旋回軸線、１１・・・制御脚部、１２
・・切欠き、１３・・・圧力脚部、１４・・背面、１５
・・・中空円筒ピン区分、１６・・中心切欠き、１６ａ
・・・めねじ、１７・・中心軸線、ｌ８・・結合ねじ、
ｌ９・・・貫通孔、２０・・・緊定斜面、２１・・・角
度、２２・・・内側、２３・・中心軸線、２５及び２６
・・・側面２７・・・外面、２８・・・角度、２９・緊
定方向、３０・・端面、３１・・緊定スリーブ、）３２
・・・リング面、３３・・角度、３４・・・周壁、３５
・・・端面、３６・・・圧縮ばね、３７・・・戻しスリ
ーブ、３８・・前端部、３９・・端面、４０・・リング
室、４１・・・２】２２前端部、４２　案内孔、４３及び４４・・・り冫グシー
ル、４５・・・リング壁、４６・　リング端面、４７・
対向リング面、４８・・・リング７ランジ、４９・スペ
ーサプレート、５０・・・対向端面、５ｌ　・リング溝
、５２・リング面、５３・導入刺面、５４・・・くさび
形部分、５６・・リング室２３

Claims

【特許請求の範囲】１、工作機械スピンドル（２）に工具ヘッド若しくは工
具（１）を軸線方向に緊定するための緊定装置であって
、工具（１）が管状の緊定スリーブ（３１）で以て中心
軸線（１７）の方向に工作機械スピンドル（２）の端面
側の切欠き（１６）内へ差し込み可能であり、工具（１
）を軸線方向（２９）に緊定する拡開部材が中心軸線（
１７）を中心として一様に分配して配置されていて、中
央の緊定駆動装置を用いて互いに拡開可能であって、緊
定スリーブ（３１）の内壁を負荷するようになっており
、工具（１）の端面（３０）が工作機械スピンドル（２
）の端部の対向端面（５０）に面接触させられるように
なっている形式のものにおいて、拡開部材が単腕のレバ
ーの形でスピンドル（２）に支承された拡開レバー（６
）から成っており、各拡開レバー（６）の自由な旋回端
部が中心軸線（７）を通ってこの中心軸線に対して半径
方向に延びる平面内で外側へ旋回可能であり、外側へ旋
回させられた拡開レバー（６）が緊定位置でほぼ長手方
向に旋回端部で以て緊定スリーブ（３１）の内壁に配置
されたリング面（３２）をほぼ緊定方向（２９）へ負荷
していることを特徴とする工具の緊定装置。２、工作機械スピンドル（２）内にこの工作機械スピン
ドルと同軸的に長手方向移動可能に支承され緊定駆動装
置によって緊定方向（２９）へ負荷可能な抗張ピン（３
）及び抗張ピンの周囲に配置された緊定斜面（２０、２
６）を有しており、緊定斜面が中心軸線（１７）に対し
て鋭角に緊定方向（２９）に閉じるように延びていて、
かつ緊定駆動力伝達のために拡開レバー（６）の自由な
旋回端部から半径方向内側へ緊定駆動装置の移動行程内
に突出する制御脚部（１１）を負荷して、これによって
拡開レバー（６）の旋回端部を半径方向外側へ押すよう
になっている請求項１記載の緊定装置。３、拡開レバー（６）が切欠き（７）内に支承され、ス
ピンドル（２）に不動に結合され抗張ピン（３）を取り
囲む案内ブッシュ（５）の周囲を貫通していて、支承端
部で以て切欠き（７）の側面（９）に支えられている請
求項１又は２記載の緊定装置。４、拡開レバー（６）の支承端部が凸状の、球面状の、
若しくは円筒面状の***部を有していて、切欠き（７）
のシェル状の側面に接触している請求項３記載の緊定装
置。５、Ｌ字形の拡開レバー（６）を用いてあり、一方の脚
部（１３）が単腕のレバーの圧力脚部として作用するレ
バーアームを形成しており、他方の脚部（１１）が拡開
駆動装置を制御可能な制御脚部として緊定斜面（２０、
２６）を備えた緊定駆動装置（抗張ピン３）の移動行程
内に半径方向内側へ突出している請求項１から４のいず
れか１項記載の緊定装置。６、緊定解除位置で拡開レバー（６）が中心軸線（１７
）に対してほぼ平行に案内ブッシュ（５）の切欠き（７
）内へ延びる一方の圧力脚部（１３）、及び他方の制御
脚部（１１）で以て抗張ピン（３）の切欠き（１２）内
に収納されており、切欠き（１２）の緊定方向（２９）
に向いた側面が緊定斜面（２６）として中心軸線（１７
）に対して緊定方向（２９）に閉じる鋭角な角度（２４
）を成している請求項５記載の緊定装置。７、鋭角な角度（２４）が４５゜と７５゜との、間、有
利にはほぼ６０゜である請求項６記載の緊定装置。８、切欠き（１２）内に位置する制御脚部（１１）の支
承端部が球面若しくは円筒面に湾曲せしめられた内側（
２２）で以て切欠き（１２）の緊定斜面としての側面（
２６）に接触している請求項５から７のいずれか１項記
載の緊定装置。９、抗張ピン（３）の周囲に切欠き（１２）に隣接して
緊定斜面（２０）を配置してあり、この緊定斜面が中心
軸線（１７）に対して緊定方向（２９）で閉じる鋭角な
角度（２１）を成しており、この角度が切欠き（１２）
の側面（２６）の角度（２４）よりも小さくなっている
請求項３から８のいずれか１項記載の緊定装置。１０、緊定斜面の角度（２１）が拡開レバー（６）の制
御脚部（１１）に自縛作用を生ぜしめるように規定され
ている請求項９記載の緊定装置。１１、戻し斜面として作用する外側の側面（２５）が内
側の側面（２６）に対してほぼ平行に位置しており、抗
張ピンの切欠き（１２）が拡開レバー（６）の制御脚部
（１１）を緊定解除位置で両側に遊びを以て取り囲んで
いて、緊定位置から緊定解除位置への抗張ピンの移動に
際し制御脚部（１１）を緊定解除位置へ負荷するように
なっている請求項１から１０のいずれか１項記載の緊定
装置。１２、拡開レバー（６）の制御脚部（１１）と圧力脚部
（１３）との成す角度（２８）が鈍角である請求項１か
ら１１のいずれか１項記載の緊定装置。１３、拡開レバー（６）が緊定に際し制御脚部（１１）
の外面（２７）のくさび形部分（５４）で以て案内ブッ
シュ（５）の切欠き（７）から突出していて、緊定スリ
ーブ（３１）の周壁（３４）のリング面（３２）を負荷
している請求項１から１２のいずれか１項記載の緊定装
置。１４、リング面（３２）が円錐周壁によって形成されて
おり、円錐周壁が中心軸線（１７）に対して緊定方向（
２９）に閉じる鋭角な角度（３３）を成している請求項
１３記載の緊定装置。１５、抗張ピン（３）を取り囲み圧縮ばねによって緊定
方向（２９）と逆向きに負荷される戻しスリーブ（３７
）の工具側の端面（３５）が、戻し面として拡開レバー
（６）の制御脚部（１１）の外面（２７）に接触してい
る請求項１から１４のいずれか１項記載の緊定装置。１６、抗張ピン（３）の前端部（３８）が工具（１）に
対して押し出しピンとして作用している請求項１から１
５のいずれか１項記載の緊定装置。１７、抗張ピン（３）が冷却液体若しくは類似のものの
ための貫通孔（１９）を備えている請求項１から１６の
いずれか１項記載の緊定装置。１８、抗張ピン（３）の緊定面として作用する側面（２
６）が、抗張ピン（３）内に配置され耐圧縮性の材料、
例えば硬質金属若しくはセラミックから成る圧力リング
（５７）の一部分に形成されている請求項１から１７の
いずれか１項記載の緊定装置。１９、案内ブッシュ（５）とスピンドル（２）との間に
少なくとも１つのスペーサプレート　（４９）がはめ込
まれている請求項１から１８のいずれか１項記載の緊定
装置。