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JP2000061715A - Tool clamping and unclamping device for main spindle - Google Patents

Tool clamping and unclamping device for main spindle

Info

Publication number
JP2000061715A
JP2000061715A JP10249221A JP24922198A JP2000061715A JP 2000061715 A JP2000061715 A JP 2000061715A JP 10249221 A JP10249221 A JP 10249221A JP 24922198 A JP24922198 A JP 24922198A JP 2000061715 A JP2000061715 A JP 2000061715A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drawbar
tool
sleeve
spindle
driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10249221A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noboru Yamamoto
昇 山本
Tamaki Isshiki
玉樹 一色
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamazaki Mazak Corp
Original Assignee
Yamazaki Mazak Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamazaki Mazak Corp filed Critical Yamazaki Mazak Corp
Priority to JP10249221A priority Critical patent/JP2000061715A/en
Publication of JP2000061715A publication Critical patent/JP2000061715A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Gripping On Spindles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize clamping/unclamping a tool, tool replacement, and machining in a high speed in all by driving a draw bar in a high speed. SOLUTION: An axial directional clutch mechanism 70 for transmitting forward driving force to a draw bar device by a lever device 39, preventing the transmission of the driving force to a second draw bar driving means 62, and transmitting the forward driving force to the draw bar device by an actuator 30 to the draw bar device, is provided between a first and second draw bar driving means 61 and 62 by axis feeding and oil pressure respectively and the draw bar device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はマシニングセンタ等
の工作機械において、主軸に対して工具を着脱する際
に、該工具に対するクランプ・アンクランプを行う主軸
の工具クランプ・アンクランプ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool clamp / unclamp device for a spindle in a machine tool such as a machining center, which clamps / unclamps the tool when the tool is attached / detached to / from the spindle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、マシニングセンタ等の主軸には、
該主軸に工具を装着するためのコレット装置が備えられ
ており、このコレット装置はドローバーによって駆動さ
れる仕組みになっている。またドローバーを駆動するド
ローバー駆動手段に関しては、ヘッドストック等を駆動
する際の軸送りにより(例えばカム・レバー等を利用し
て)ドローバーを駆動するメカニカルタイプのものが知
られており、これは、油圧や空圧等を利用してドローバ
ーを駆動するタイプのものよりもドローバーを高速に駆
動でき有利とされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, the spindle of a machining center or the like has been
A collet device for mounting a tool on the spindle is provided, and the collet device is driven by a draw bar. As for the drawbar driving means for driving the drawbar, there is known a mechanical type that drives the drawbar by axial feed (for example, using a cam lever) when driving the head stock and the like. It is said that the drawbar can be driven at a higher speed than the type in which the drawbar is driven by utilizing hydraulic pressure or air pressure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、軸送りによ
りドローバーを駆動するメカニカルタイプのドローバー
駆動手段をもつマシニングセンタ等では、主軸に装着さ
れている工具を自動工具交換によらず手作業で交換或い
は取外しする場合のドローバーの駆動手段として、前記
ドローバー駆動手段とは別個に第2のドローバー駆動手
段が設けられている。通常この第2のドローバー駆動手
段は、油圧(或いは空気圧)アクチェータによってドロ
ーバーを主軸の中心軸に平行な方向に駆動するようにな
っている。そのため自動工具交換時にメカニカルタイプ
のドローバー駆動手段によりドローバーを駆動する際に
は、該ドローバーの動作に伴って、第2のドローバー駆
動手段も前記メカニカルタイプのドローバー駆動手段に
より強制的に駆動され、その結果、第2のドローバー駆
動手段においてシリンダとピストンの相対移動が生じる
ことになる。このようにシリンダとピストンの相対移動
が生じると、該シリンダ内の圧油(空気)による抵抗が
生じ、その結果、ドローバーの高速な駆動を妨げること
になっていた。
By the way, in a machining center or the like having a mechanical type drawbar driving means for driving a drawbar by axial feed, a tool mounted on the spindle is manually replaced or removed without automatic tool replacement. As a drawbar driving means in the case of doing, a second drawbar driving means is provided separately from the drawbar driving means. Usually, this second drawbar drive means is adapted to drive the drawbar in a direction parallel to the central axis of the main shaft by means of a hydraulic (or pneumatic) actuator. Therefore, when the draw bar is driven by the mechanical type draw bar driving means during automatic tool change, the second draw bar driving means is also forcibly driven by the mechanical type draw bar driving means along with the operation of the draw bar. As a result, relative movement of the cylinder and the piston occurs in the second drawbar drive means. When the relative movement of the cylinder and the piston occurs in this way, resistance due to the pressure oil (air) in the cylinder occurs, and as a result, high speed driving of the drawbar is impeded.

【0004】本発明は上記事情に鑑み、工作機械におい
て、ドローバーを高速に駆動することができ、これによ
り工具の高速なクランプ・アンクランプ、従って高速な
工具交換を実現し、高速な加工を実現することのでき
る、主軸の工具クランプ・アンクランプ装置を提供する
ことを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention can drive a draw bar at high speed in a machine tool, thereby realizing high-speed clamping / unclamping of a tool, and thus high-speed tool exchange, and high-speed machining. An object of the present invention is to provide a tool clamping / unclamping device for a spindle, which can be used.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】即ち本発明のうち第1の
発明は、フレーム(5)を有し、前記フレーム(5)に
ヘッドストック(7)を、軸送り駆動機構(9)を介し
て所定の軸方向に移動駆動自在に設け、前記ヘッドスト
ック(7)に主軸(12)を、所定の中心軸(CT1)
を中心に軸回転駆動自在に保持して設け、前記主軸(1
2)内に、前記主軸(12)の先端部(12a)におい
て工具(50)をクランプ・アンクランプ自在となった
コレット装置(17)を設け、前記主軸(12)内に、
該主軸(12)に対して中心軸方向における第1及び第
2の方向に往復移動自在な形で、かつ第1の方向におけ
る移動動作により前記コレット装置(17)をクランプ
駆動し、第2の方向における移動動作により前記コレッ
ト装置(17)をアンクランプ駆動し得る形で、前記コ
レット装置(17)に接続されたドローバー装置(1
8)を設け、第1のドローバー駆動手段(61)及び第
2のドローバー駆動手段(62)を、前記ドローバー装
置(18)を第2の方向に移動駆動自在に設け、前記第
1のドローバー駆動手段(61)は、前記フレーム
(5)に設けられた係合手段(46)と、前記ヘッドス
トック(7)が前記軸送り駆動機構(9)を介して前記
フレーム(5)に対し軸方向に所定の位置(TCP)ま
で移動駆動された際に前記係合手段(46)と係合して
前記ドローバー装置(18)を第2の方向に移動駆動す
るレバー手段(39)を有し、前記第2のドローバー駆
動手段(62)は、前記ヘッドストック(7)に設けら
れた流体圧によるアクチェータ(30)を有し、該アク
チェータ(30)を駆動することにより前記ドローバー
装置(18)を第2の方向に移動駆動するようになって
いる工作機械(1)における、主軸(12)の工具クラ
ンプ・アンクランプ装置(60)において、前記第1の
ドローバー駆動手段(61)及び前記第2のドローバー
駆動手段(62)と前記ドローバー装置(18)との間
に、前記レバー手段(39)による前記ドローバー装置
(18)に対する第2の方向への駆動力を該ドローバー
装置(18)に伝達し、かつ該駆動力が前記第2のドロ
ーバー駆動手段(62)へ伝達されることを防止し、前
記アクチェータ(30)による前記ドローバー装置(1
8)に対する第2の方向への駆動力を該ドローバー装置
(18)へ伝達する軸方向クラッチ機構(70)を設け
て構成される。
That is, the first invention of the present invention has a frame (5) in which a headstock (7) is attached to the frame (5) via an axial feed drive mechanism (9). The headstock (7) is provided with a main shaft (12) and a predetermined central axis (CT1).
Is provided so as to be rotatable about an axis, and the main shaft (1
A collet device (17) that can clamp and unclamp the tool (50) at the tip portion (12a) of the spindle (12) is provided in 2), and in the spindle (12),
The collet device (17) is clamped and driven by a reciprocating movement in the first and second directions in the central axis direction with respect to the main shaft (12), and by a moving operation in the first direction. Drawbar device (1) connected to the collet device (17) in such a manner that the collet device (17) can be unclamped by a moving operation in the direction.
8) is provided, and the first drawbar drive means (61) and the second drawbar drive means (62) are provided so that the drawbar device (18) can be moved and driven in the second direction. The means (61) includes an engaging means (46) provided on the frame (5) and an axial direction of the headstock (7) with respect to the frame (5) via the axial feed drive mechanism (9). A lever means (39) which engages with the engaging means (46) to move the drawbar device (18) in the second direction when the drawbar device is moved to a predetermined position (TCP). The second drawbar driving means (62) has an actuator (30) provided on the headstock (7) by a fluid pressure, and drives the actuator (30) to drive the drawbar device (18). Second In a tool clamping / unclamping device (60) for a spindle (12) in a machine tool (1) that is driven to move in a direction, the first drawbar drive means (61) and the second drawbar drive Drive means in the second direction for the drawbar device (18) by means of the lever means (39) is transmitted to the drawbar device (18) between the means (62) and the drawbar device (18), and The drive force is prevented from being transmitted to the second drawbar driving means (62), and the drawbar device (1) by the actuator (30) is prevented.
8) is provided with an axial clutch mechanism (70) for transmitting the driving force in the second direction to the drawbar device (18).

【0006】本発明のうち第2の発明は、第1の発明に
よる工具クランプ・アンクランプ装置において、前記軸
方向クラッチ機構(70)は、前記ドローバー装置(1
8)を第2の方向へ押圧自在な形で該ドローバー装置
(18)の外周側に挿嵌されたスリーブ(21)及び、
前記アクチェータ(30)に、前記ドローバー装置(1
8)に対して第2の方向に当接係合自在に設けられた当
接係合手段(22、26)を有しており、前記スリーブ
(21)は、前記レバー手段(39)により第2の方向
へ押圧駆動自在な形で該レバー手段(39)に係合し
た。
A second aspect of the present invention is the tool clamping / unclamping apparatus according to the first aspect, wherein the axial clutch mechanism (70) is the drawbar device (1).
8) a sleeve (21) inserted into the outer peripheral side of the drawbar device (18) so as to be able to be pressed in the second direction, and
The drawbar device (1) is attached to the actuator (30).
8) has a contact engagement means (22, 26) which is provided so as to be freely engageable in the second direction, and the sleeve (21) is moved by the lever means (39) to the first position. It was engaged with the lever means (39) in such a manner that it could be pressed and driven in the direction of 2.

【0007】本発明のうち第3の発明は、第2の発明に
よる工具クランプ・アンクランプ装置において、前記当
接係合手段(22、26)は、前記アクチェータ(3
0)に、前記スリーブ(21)に対して第2の方向に当
接係合自在に設けられた第1の当接係合部(22)及
び、前記スリーブ(21)に、前記ドローバー装置(1
8)に対して第2の方向に当接係合自在に設けられた第
2の当接係合部(26)を有する。
A third aspect of the present invention is the tool clamp / unclamp apparatus according to the second aspect, wherein the abutting engagement means (22, 26) is the actuator (3).
0), a first abutment engaging portion (22) provided so as to be abuttably engageable with the sleeve (21) in a second direction, and the sleeve (21) with the drawbar device ( 1
8) has a second abutment engaging portion (26) provided so as to be abuttably engageable in the second direction.

【0008】本発明のうち第4の発明は、第2又は第3
の発明による工具クランプ・アンクランプ装置におい
て、前記レバー手段(39)と前記第スリーブ(21)
とは、2つのカム機構(28、28)を介して係合され
ており、前記各カム機構(28)は、前記レバー手段
(39)及び前記スリーブ(21)のうちの、一方に設
けられたカム(42)と、該カム(42)が係合された
形で他方に設けられたカム溝(27)から構成されてお
り、前記各カム機構(28)は、前記中心軸(CT1)
を中心に対称的に配置されている。
The fourth invention of the present invention is the second or third invention.
Tool clamping / unclamping device according to the invention, wherein said lever means (39) and said sleeve (21)
And are engaged via two cam mechanisms (28, 28), each cam mechanism (28) being provided on one of the lever means (39) and the sleeve (21). A cam (42) and a cam groove (27) provided on the other side in a form in which the cam (42) is engaged, and each of the cam mechanisms (28) includes the central shaft (CT1).
Are arranged symmetrically around.

【0009】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
The numbers in parentheses are for convenience of showing the corresponding elements in the drawings, and the present description is not limited to the description in the drawings.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図1は、本発明による工具クランプ
・アンクランプ装置の一例を採用したマシニングセンタ
を示した全体斜視図、図2は、図1のうちヘッドストッ
ク及び主軸等を示した側断面図、図3は、図2のうち工
具クランプ・アンクランプ装置付近を拡大して示した
図、図4は、図2のX1−Y1断面図、図5は、カム部
材付近を示した側面図、図6は、ドローバーがアンクラ
ンプ位置に位置している状態での工具クランプ・アンク
ランプ装置付近を示した図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall perspective view showing a machining center adopting an example of a tool clamping / unclamping device according to the present invention, FIG. 2 is a side sectional view showing a headstock and a main shaft, etc. in FIG. 1, and FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the tool clamp / unclamp device, FIG. 4 is a sectional view taken along line X1-Y1 of FIG. 2, FIG. 5 is a side view of the vicinity of the cam member, and FIG. 6 is a drawbar. FIG. 3 is a diagram showing the vicinity of a tool clamp / unclamp device in a state where is positioned at an unclamp position.

【0011】マシニングセンタ1は、図1に示すように
ベース2を有し、該ベース2上には、パレット等を介し
てワークが設置自在となったテーブル3が、水平方向で
ある所定のX軸方向(図の矢印A、B方向)に移動駆動
自在な形で設けられている。更にベース2上には塔状の
コラム5が、前記X軸方向とは直角な水平方向である所
定のZ軸方向(図の矢印E、F方向)に移動駆動自在な
形で、従ってテーブル3に対して接近・後退自在な形で
設けられている。コラム5には、テーブル3側に向いた
位置に、前記X軸方向及びZ軸方向と直角な上下方向で
ある所定のY軸方向(図の矢印C、D方向)に伸延した
レール6、6が設けられており、更にコラム5には、こ
れらレール6、6を介してヘッドストック7がY軸方向
に移動自在に設けられている。またコラム5には、ボー
ルねじ装置等のY軸駆動装置9が設けられており、この
Y軸駆動装置9によってヘッドストック7は、前記レー
ル6、6を介してY軸方向に移動駆動自在になってい
る。
The machining center 1 has a base 2 as shown in FIG. 1, on which a table 3 on which a work can be placed via a pallet or the like is provided. It is provided so as to be movable and driven in the direction (directions of arrows A and B in the figure). Further, a tower-shaped column 5 is movably driven in a predetermined Z-axis direction (direction of arrows E and F in the drawing) which is a horizontal direction perpendicular to the X-axis direction on the base 2, and accordingly, the table 3 is provided. It is provided so that it can approach and retreat. In the column 5, rails 6 and 6 extending in a predetermined Y-axis direction (directions of arrows C and D in the drawing), which is a vertical direction perpendicular to the X-axis direction and the Z-axis direction, are provided at positions facing the table 3 side. Further, a headstock 7 is provided on the column 5 via these rails 6, 6 so as to be movable in the Y-axis direction. The column 5 is provided with a Y-axis driving device 9 such as a ball screw device, and the Y-axis driving device 9 allows the head stock 7 to move freely in the Y-axis direction via the rails 6 and 6. Has become.

【0012】ヘッドストック7は、図1及び図2(なお
簡略化のため図2では、ヘッドストック7のうち主軸ホ
ルダ10以外の殆どの部分を省略している。)に示すよ
うに略筒状になった主軸ホルダ10を有しており、主軸
ホルダ10内には設置空間11がZ軸方向(矢印E、F
方向)に伸延し、かつ図2の矢印E方向に外部に開口し
た形で形成されている。主軸ホルダ10には、前記設置
空間11に格納された形で、Z軸方向に伸延した基本的
に円筒状の主軸12が、複数のベアリング装置13を介
して設けられており、従って主軸12は、主軸ホルダ1
0に対し、Z軸方向に平行な該主軸12の中心軸CT1
を中心に図2の矢印P、Q方向に軸回転自在になってい
る。更に設置空間11にはモータユニット15が、主軸
ホルダ10と主軸12との間に設けられており、該モー
タユニット15を作動させることにより、前記主軸12
は、主軸ホルダ10に対して中心軸CT1を中心に図の
矢印P、Q方向に軸回転駆動されるようになっている。
The headstock 7 is substantially cylindrical as shown in FIGS. 1 and 2 (for simplification, most of the headstock 7 except the spindle holder 10 is omitted in FIG. 2). Has a main spindle holder 10 in which the installation space 11 is in the Z axis direction (arrows E, F).
Direction), and is formed so as to open to the outside in the direction of arrow E in FIG. The spindle holder 10 is provided with a basically cylindrical spindle 12 extending in the Z-axis direction, which is housed in the installation space 11, via a plurality of bearing devices 13. Therefore, the spindle 12 is , Spindle holder 1
0, the central axis CT1 of the main shaft 12 parallel to the Z-axis direction
The shaft is rotatable in the directions of arrows P and Q in FIG. Further, a motor unit 15 is provided in the installation space 11 between the spindle holder 10 and the spindle 12, and the spindle unit 12 is operated by operating the motor unit 15.
Is driven to rotate about the central axis CT1 with respect to the spindle holder 10 in the directions of arrows P and Q in the drawing.

【0013】主軸12の前端部12a(主軸12の矢印
E側端部)は、前記設置空間11から主軸ホルダ10の
外部に向けて矢印E方向に露出しており、該前端部12
aには、前方(図の矢印E方向)に開口した形のテーパ
状の工具装着穴16が形成されている。なお説明の便宜
上、図2では、工具装着穴16の内部や後述するコレッ
ト装置17及びドローバー装置18等に関し、中心軸C
T1を示す図2中の一点鎖線を境にして、紙面上側では
工具未装着時の状態を、紙面下側では工具装着完了時の
状態を示している。またこの主軸12に装着される工具
50(公知のプルスタッド付きの工具)は、図1及び図
2に示すように、工具本体51及び、該工具本体51の
後端側(矢印F側)に設けられた、基本的にコーン状と
なったシャンク52から構成されており、更にシャンク
52は、その後端側にプルスタッド52aを有してい
る。従って、図2の工具装着完了時の状態を示す部分で
は、工具50が、該工具50のシャンク52側を工具装
着穴16に挿入した形で装着されている。
The front end 12a of the main shaft 12 (the end of the main shaft 12 on the arrow E side) is exposed in the direction of the arrow E from the installation space 11 to the outside of the main shaft holder 10, and the front end 12a is exposed.
A taper-shaped tool mounting hole 16 having a shape that is opened forward (in the direction of arrow E in the figure) is formed in a. For convenience of description, in FIG. 2, the center axis C is shown with respect to the inside of the tool mounting hole 16, the collet device 17 and the drawbar device 18 described later, and the like.
A boundary between the one-dot chain lines in FIG. 2 showing T1 indicates a state where the tool is not mounted on the upper side of the paper and a state when the tool is completed on the lower side of the paper. Further, the tool 50 (a known tool with a pull stud) mounted on the main shaft 12 has a tool main body 51 and a rear end side (arrow F side) of the tool main body 51 as shown in FIGS. The shank 52 is provided with a basically cone-shaped shank 52, and the shank 52 has a pull stud 52a on its rear end side. Therefore, in the portion of the tool mounting state shown in FIG. 2, the tool 50 is mounted such that the shank 52 side of the tool 50 is inserted into the tool mounting hole 16.

【0014】また、主軸12内には工具装着穴16の後
端側(矢印F側)に隣接配置された形でコレット装置1
7が設けられており、このコレット装置17は、プルス
タッドを介して工具をクランプ・アンクランプするタイ
プのものである(公知のタイプである)。即ち、コレッ
ト装置17は、工具装着穴16に挿入される形で受渡さ
れて来た工具50のプルスタッド52aをクランプしな
がら後方(矢印F方向)に引込むことにより該工具50
をクランプし装着することができ、またクランプしてい
たプルスタッド52aをアンクランプしながら前方(矢
印E方向)に押し出すことにより工具50をアンクラン
プすることができるようになっている。なおコレット装
置17は、図2で示したようなプルスタッドを介して工
具をクランプ・アンクランプするタイプのものに限定さ
れず、後述するドローバー19等のドローバーのZ軸方
向における動きにより駆動されるものであればどのよう
なタイプのものでも構わない。例えば、球状の係合部材
を工具のシャンク側の係合溝に係合・係合解除する形で
工具のクランプ・アンクランプを行うタイプ(公知のタ
イプ)のコレット装置も採用可能である。
Further, the collet device 1 is arranged in the main shaft 12 so as to be adjacent to the rear end side (arrow F side) of the tool mounting hole 16.
7 is provided, and this collet device 17 is of a type (a known type) for clamping and unclamping a tool via a pull stud. That is, the collet device 17 clamps the pull stud 52a of the tool 50 that has been delivered in the form of being inserted into the tool mounting hole 16 and retracts the pull stud 52a rearward (direction of arrow F) to pull the tool 50.
Can be clamped and mounted, and the tool 50 can be unclamped by pushing out the clamped pull stud 52a in the forward direction (direction of arrow E). The collet device 17 is not limited to the type in which a tool is clamped / unclamped via the pull stud as shown in FIG. 2, and is driven by the movement of a draw bar such as a draw bar 19 described later in the Z-axis direction. Any type may be used as long as it is one. For example, a collet device of a type (known type) that clamps / unclamps the tool by engaging / disengaging the spherical engagement member with the engagement groove on the shank side of the tool can be adopted.

【0015】更に、主軸12内にはコレット装置17の
後端側(矢印F側)に隣接接続された形で、ドローバー
装置18が設けられている。ドローバー装置18は、主
軸12内をZ軸方向(矢印E、F方向)に伸延した形の
円筒棒状のドローバー19を有しており、該ドローバー
19のZ軸方向における移動動作によってコレット装置
17が駆動される仕組みになっている。更にドローバー
装置18は、主軸12内に設けられた形で、ドローバー
19の伸延方向に配置された複数の皿バネ20を有して
おり、この皿バネ20により主軸12内でドローバー1
9は矢印F方向に付勢されている。例えば、図2の工具
未装着時の状態を示す図(紙面上側)では、ドローバー
19の位置は待機位置PT0となっている。また、図2
の工具50が装着完了された状態を示す図(紙面下側)
では、ドローバー19は前記待機位置PT0よりわずか
に前方(矢印E方向)に移動した装着完了位置PT1と
なっており、ドローバー19は皿バネ20により後方
(矢印F方向)に押圧され、この押圧により、コレット
装置17を介した工具50のクランプ及び装着が維持さ
れている。即ち、工具50をクランプしているコレット
装置17が、ドローバー19を介して後方(矢印F方
向)に押圧されており、従って工具50のシャンク52
が工具装着穴16の内壁に密着する形で後方(矢印F方
向)に押圧されている。
Further, a draw bar device 18 is provided in the main shaft 12 so as to be adjacently connected to the rear end side (arrow F side) of the collet device 17. The drawbar device 18 has a cylindrical bar-shaped drawbar 19 that extends in the Z-axis direction (arrow E and F directions) in the main shaft 12, and the collet device 17 is moved by the movement of the drawbar 19 in the Z-axis direction. It is driven. Further, the drawbar device 18 has a plurality of disc springs 20 arranged in the extending direction of the drawbar 19 in a form provided in the main shaft 12, and the disc springs 20 allow the drawbar 1 to be arranged in the main shaft 12.
9 is biased in the direction of arrow F. For example, in the diagram (upper side of the drawing) showing the state when the tool is not attached in FIG. 2, the position of the draw bar 19 is the standby position PT0. Also, FIG.
Showing the state in which the tool 50 has been installed (bottom side of the page)
Then, the drawbar 19 is at the mounting completion position PT1 which is moved slightly forward (direction of arrow E) from the standby position PT0, and the drawbar 19 is pressed backward (direction of arrow F) by the disc spring 20. The clamping and mounting of the tool 50 via the collet device 17 is maintained. That is, the collet device 17 that clamps the tool 50 is pressed rearward (in the direction of arrow F) via the draw bar 19, and thus the shank 52 of the tool 50 is pressed.
Is pressed rearward (in the direction of arrow F) so as to be in close contact with the inner wall of the tool mounting hole 16.

【0016】ドローバー19の後端側(図の矢印F側)
は主軸12の後方外部に突出し、図2に示すように設置
空間11を通って主軸ホルダ10の後端部10bにより
軸支されている。またドローバー19のうち主軸12の
後方外部に突出した箇所には、図3に示すように、基本
的に円筒状に形成された第1スリーブ21が、ドローバ
ー19の外周側に(該ドローバー19は第1スリーブ2
1に対して回転自在であるが第1スリーブ21は回転方
向が固定されている)挿嵌された形で、かつドローバー
19に対してZ軸方向(矢印E、F方向)に摺動自在に
設けられている。第1スリーブ21には、Z軸方向前方
(矢印E方向)に向いたバー押圧面22が、ドローバー
19に隣接した位置(第1スリーブ21の内周寄りの位
置)に環状に形成されている。一方、上述したドローバ
ー19の一部には、外周が拡径した形で押圧受部19c
が環状に形成されており、この押圧受部19cと、上述
した第1スリーブ21のバー押圧面22はZ軸方向(矢
印E、F方向)に対向配置されている。更に第1スリー
ブ21には、基本的に円筒状に形成された第2スリーブ
25が、第1スリーブ21の外周側に挿嵌した形で、か
つ第1スリーブ21に対してZ軸方向(矢印E、F方
向)に摺動自在に設けられている。第2スリーブ25に
は、Z軸方向前方(矢印E方向)に向いたスリーブ押圧
面26が、第1スリーブ21に隣接した位置(第2スリ
ーブ25の内周寄りの位置)に環状に形成されている。
一方、上述した第1スリーブ21の前端寄り(矢印E側
端部寄り)の部位には、外周が拡径した形で押圧受部2
3が環状に形成されており、この押圧受部23と、上述
した第2スリーブ25のスリーブ押圧面26はZ軸方向
(矢印E、F方向)に対向配置されている。
The rear end side of the drawbar 19 (the arrow F side in the figure)
Protrudes to the outside of the main shaft 12 from the rear, and is pivotally supported by the rear end portion 10b of the main shaft holder 10 through the installation space 11 as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 3, a first sleeve 21 basically formed in a cylindrical shape is provided on the outer peripheral side of the drawbar 19 (at the drawbar 19 First sleeve 2
1 is rotatable but the first sleeve 21 is fixed in the rotational direction) and is slidable in the Z-axis direction (arrow E and F directions) with respect to the draw bar 19. It is provided. On the first sleeve 21, a bar pressing surface 22 facing forward in the Z-axis direction (arrow E direction) is annularly formed at a position adjacent to the draw bar 19 (a position near the inner circumference of the first sleeve 21). . On the other hand, a part of the above-mentioned draw bar 19 has a pressure receiving portion 19c with an expanded outer circumference.
Is formed in an annular shape, and the pressure receiving portion 19c and the bar pressing surface 22 of the first sleeve 21 described above are arranged to face each other in the Z-axis direction (arrows E and F directions). Further, a second sleeve 25, which is basically formed in a cylindrical shape, is inserted into the outer peripheral side of the first sleeve 21 in the first sleeve 21 and is in the Z-axis direction (arrow) with respect to the first sleeve 21. It is provided slidably in the E and F directions. On the second sleeve 25, a sleeve pressing surface 26 that faces the Z-axis front (direction of arrow E) is formed annularly at a position adjacent to the first sleeve 21 (a position near the inner circumference of the second sleeve 25). ing.
On the other hand, at the portion near the front end (closer to the end on the arrow E side) of the first sleeve 21 described above, the pressure receiving portion 2 is formed with the outer circumference expanded.
3 is formed in an annular shape, and the pressing receiving portion 23 and the sleeve pressing surface 26 of the second sleeve 25 described above are arranged to face each other in the Z-axis direction (arrow E and F directions).

【0017】ところで主軸ホルダ10の一部は、図2及
び図3に示すように、第2スリーブ25の外周を基本的
に面当接して包囲した形のスリーブ包囲部10aとなっ
ており、前記第2スリーブ25は、スリーブ包囲部10
aに対してZ軸方向(矢印E、F方向)に摺動自在とな
っている。スリーブ包囲部10aには、第2スリーブ2
5に隣接した位置(スリーブ包囲部10aの内周寄りの
位置)に、環状溝形となったシリンダ31が形成されて
いる。一方、第2スリーブ25の一部には、外周が拡径
した形でピストン32が環状に形成されており、該ピス
トン32は前記シリンダ31内に配置されている。シリ
ンダ31には図示しない圧油供給・排出手段が設けられ
ており、この圧油供給・排出手段により供給・排出され
る圧油を介してピストン32が押圧駆動自在となってい
る。即ち、これらシリンダ31及びピストン32及び第
2スリーブ25(即ちピストンロッド)により油圧のア
クチェータ30が構成されている。なお、別の実施例と
してこの油圧のアクチェータ30の代わりに空気圧によ
るアクチェータ等を採用してもよい。
By the way, as shown in FIGS. 2 and 3, a part of the spindle holder 10 serves as a sleeve enclosing portion 10a in which the outer periphery of the second sleeve 25 is basically abutted and enclosed. The second sleeve 25 includes the sleeve surrounding portion 10.
It is slidable in the Z-axis direction (directions of arrows E and F) with respect to a. The second sleeve 2 is attached to the sleeve surrounding portion 10a.
An annular groove-shaped cylinder 31 is formed at a position adjacent to 5 (a position closer to the inner circumference of the sleeve surrounding portion 10a). On the other hand, in a part of the second sleeve 25, a piston 32 is formed in an annular shape so that the outer circumference is expanded, and the piston 32 is arranged in the cylinder 31. The cylinder 31 is provided with pressure oil supply / discharge means (not shown), and the piston 32 can be pressed and driven via the pressure oil supplied / discharged by the pressure oil supply / discharge means. That is, the cylinder 31, the piston 32, and the second sleeve 25 (that is, the piston rod) constitute a hydraulic actuator 30. As another embodiment, an air pressure actuator or the like may be adopted instead of the hydraulic pressure actuator 30.

【0018】第1スリーブ21のうち押圧受部23より
も後方(矢印F側)位置には、図3及び図4に示すよう
に、該第1スリーブ21の外周部が中心軸CT1に向か
って凹んだ形で幅W1の2つのカム溝27、27が形成
されており、これらカム溝27、27は、中心軸CT1
を含みX軸に直角な平面HM1(図4の一点鎖線で図
示)を中心に対称に形成され配置されている。なお、第
1スリーブ21のうち上述したカム溝27、27が形成
された部位は、図3に示すように第2スリーブ25から
その外部後方(矢印F側)に突出配置されており、各カ
ム溝27は第1スリーブ21の内周側に至らない程度の
深さで形成されている。また主軸ホルダ10には、図2
及び図4に示すようにレバー装置39が設けられてお
り、レバー装置39は略上下方向に伸延した形のレバー
40を、主軸ホルダ10においてX軸方向に平行なピン
40aを介して、X軸方向に平行な中心軸CT2を中心
に図の矢印R、S方向に回動自在に枢着された形で有し
ている。レバー40のうちピン40aより下の部分は支
持部41、41となって逆Y字型に二股に分かれ、前記
第1スリーブ21を上方から跨いだ形になっており、各
支持部41には、二股内側位置に片持ち状にローラ42
が支持されている。各ローラ42はX軸方向に平行な回
転軸CT3を中心に各支持部41に対して軸回転自在に
枢着されており、支持部41、41のローラ42、42
は、図4に示すように前記平面HM1を中心に対称に形
成され配置されている。また各ローラ42は、上述した
第1スリーブ21の各カム溝27内に挿入配置されてい
る。これらカム溝27とローラ42による各組はそれぞ
れ、レバー装置39と第1スリーブ21とを係合してい
るカム機構28、28となっており、上述した配置関係
よりこれらカム機構28、28は中心軸CT1を中心に
対称的に配置されている。一方、レバー40のうちピン
40aより上の部分でその先端付近には、図5に示すよ
うに、片持ち状にローラ45(破線で図示)が支持され
ており、該ローラ45はX軸方向に平行な中心軸CT4
を中心に、各レバー40に対して軸回転自在に枢着され
ている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the outer peripheral portion of the first sleeve 21 faces the central axis CT1 at a position rearward of the pressure receiving portion 23 (on the side of arrow F) of the first sleeve 21. Two cam grooves 27, 27 having a width W1 are formed in a concave shape, and the cam grooves 27, 27 are formed on the central axis CT1.
And is formed symmetrically with respect to a plane HM1 (shown by the alternate long and short dash line in FIG. 4) which is perpendicular to the X axis. The portion of the first sleeve 21 in which the above-described cam grooves 27, 27 are formed is arranged so as to project from the second sleeve 25 to the outside rearward (arrow F side) as shown in FIG. The groove 27 is formed with a depth that does not reach the inner peripheral side of the first sleeve 21. Further, the spindle holder 10 has a structure shown in FIG.
Further, as shown in FIG. 4, a lever device 39 is provided, and the lever device 39 includes a lever 40 extending in a substantially vertical direction and a lever 40 in the X-axis direction via a pin 40a parallel to the X-axis direction in the spindle holder 10. A central axis CT2 parallel to the direction is pivotally attached in the directions of arrows R and S in the figure. The portion of the lever 40 below the pin 40a serves as support portions 41, 41, which are bifurcated into an inverted Y-shape and straddle the first sleeve 21 from above. , A cantilevered roller 42 at the forked position
Is supported. Each roller 42 is pivotally attached to each support portion 41 about a rotation axis CT3 parallel to the X-axis direction, and the rollers 42, 42 of the support portions 41, 41 are rotatable.
Are symmetrically formed and arranged about the plane HM1 as shown in FIG. Further, each roller 42 is inserted and arranged in each cam groove 27 of the first sleeve 21 described above. Each set of the cam groove 27 and the roller 42 is a cam mechanism 28, 28 that engages the lever device 39 and the first sleeve 21, respectively. They are arranged symmetrically around the central axis CT1. On the other hand, as shown in FIG. 5, a roller 45 (illustrated by a broken line) is supported in a cantilever manner near the tip of the lever 40 above the pin 40a, and the roller 45 extends in the X-axis direction. Central axis CT4 parallel to
Is pivotally attached to each lever 40 so as to be rotatable about its axis.

【0019】なお、レバー40のうちピン40aより上
の所定の部位とヘッドストック7との間には図2に示す
ように戻しバネ43が、該レバー40を図の矢印R方向
に付勢した形で設けられている。一方、ヘッドストック
7の上方のコラム5内には図5に示すように、X軸方向
に対して直角な略板状のカム部材46が設けられており
(カム部材46は図1には現れていない)、カム部材4
6の一方の板面側には上下方向に屈曲して延びた形でカ
ム溝47が形成されている。なおカム溝47は開口部で
あるローラ受入口47aを介してカム部材46の下方外
部に開口している。以上説明した、レバー装置39とカ
ム部材46により、ヘッドストック7の軸送りを利用し
てドローバー装置18を駆動する第1ドローバー駆動手
段61が構成されており、また以上説明したアクチェー
タ30は、油圧を利用してドローバー装置18を駆動す
る第2ドローバー駆動手段62となっている。また上述
した、第1スリーブ21及び第2スリーブ25に形成さ
れたスリーブ押圧面26により軸方向クラッチ機構70
が構成されており、これら第1及び第2ドローバー駆動
手段61、62と、軸方向クラッチ機構70と、ドロー
バー装置18及びコレット装置17により、主軸12に
対して工具50をクランプ・アンクランプさせ得る工具
クランプ・アンクランプ装置60が構成されている。
As shown in FIG. 2, a return spring 43 urges the lever 40 in the direction of arrow R in the drawing between a predetermined portion of the lever 40 above the pin 40a and the headstock 7. It is provided in the shape. On the other hand, in the column 5 above the head stock 7, as shown in FIG. 5, there is provided a substantially plate-shaped cam member 46 perpendicular to the X-axis direction (the cam member 46 appears in FIG. 1). Not), cam member 4
A cam groove 47 is formed on one plate surface side of 6 in such a manner as to be bent and extended in the vertical direction. The cam groove 47 opens to the outside below the cam member 46 via a roller receiving port 47a which is an opening. The lever device 39 and the cam member 46 described above constitute the first drawbar drive means 61 for driving the drawbar device 18 by utilizing the axial feed of the head stock 7, and the actuator 30 described above has a hydraulic pressure. Is the second drawbar driving means 62 for driving the drawbar device 18. The axial pressing mechanism 70 is formed by the sleeve pressing surface 26 formed on the first sleeve 21 and the second sleeve 25 described above.
The first and second drawbar driving means 61, 62, the axial clutch mechanism 70, the drawbar device 18, and the collet device 17 can clamp and unclamp the tool 50 with respect to the spindle 12. A tool clamp / unclamp device 60 is configured.

【0020】マシニングセンタ1等は以上のように構成
されているので、該マシニングセンタ1によるワークの
加工は、ベース2に対してテーブル3をX軸方向に、コ
ラム5をZ軸方向にそれぞれ移動駆動すると共に、コラ
ム5に対してヘッドストック7をY軸駆動装置9を介し
てY軸方向に移動駆動することにより、テーブル3に設
置されたワーク(図示せず)と、ヘッドストック7に設
けられた主軸12との間の相対位置関係を3次元的に変
化させながら、該主軸12をモータユニット15を介し
て図の矢印P、Q方向に回転駆動させることにより該主
軸12に装着された工具50を回転させて前記ワークを
切削する形で行われる。また、通常、このような加工の
途中では自動工具交換による工具交換を行う。以下、マ
シニングセンタ1における自動工具交換による工具交換
(或いは工具未装着状態の主軸12に対する工具装着)
の手順を説明する。
Since the machining center 1 and the like are constructed as described above, the machining of the workpiece by the machining center 1 is such that the table 3 is moved in the X-axis direction and the column 5 is moved in the Z-axis direction with respect to the base 2. At the same time, by moving and driving the head stock 7 in the Y-axis direction with respect to the column 5 via the Y-axis drive device 9, a work (not shown) installed on the table 3 and the head stock 7 are provided. A tool 50 mounted on the spindle 12 by rotating the spindle 12 in the directions of arrows P and Q in the drawing through the motor unit 15 while changing the relative positional relationship with the spindle 12 in a three-dimensional manner. Is rotated to cut the work. Further, usually, during such processing, tool exchange by automatic tool exchange is performed. Hereinafter, tool exchange by automatic tool exchange in the machining center 1 (or tool attachment to the spindle 12 with no tool attached)
The procedure will be described.

【0021】工具交換を行う前の、主軸12に工具50
が装着されている工具装着完了状態では、図2の紙面下
側に示すようにドローバー19は装着完了位置PT1に
あり、第1スリーブ21は、図3に示すように、そのバ
ー押圧面22が、ドローバー19の押圧受部19cに対
して近接した形で配置されており、第2スリーブ25
は、そのスリーブ押圧面26が、第1スリーブ21の押
圧受部23に対して近接した形で配置されている。この
状態では図2及び図3に示すように、アクチェータ30
において、前記第2スリーブ25に形成されているピス
トン32がシリンダ31内の後端側(矢印F方向)の位
置に配置されている。なお、主軸12が工具未装着状態
である場合には、既に説明したようにドローバー19は
待機位置PT0にあるが、この待機位置PT0と前記装
着完了位置PT1とではドローバー19の位置は僅かに
違うだけなので、ドローバー19、第1スリーブ21、
第2スリーブ25相互の位置関係及び、アクチェータ3
0におけるシリンダ31とピストン32の相対位置関係
は、工具装着完了状態の場合と略同様となる。
The tool 50 is attached to the spindle 12 before the tool change.
In the state where the tool is completely attached, the draw bar 19 is at the attachment completion position PT1 as shown on the lower side of the paper surface of FIG. 2, and the first sleeve 21 has its bar pressing surface 22 as shown in FIG. , The second sleeve 25, which is arranged close to the press receiving portion 19c of the draw bar 19.
Is arranged such that the sleeve pressing surface 26 is close to the pressing receiving portion 23 of the first sleeve 21. In this state, as shown in FIGS. 2 and 3, the actuator 30
In, the piston 32 formed on the second sleeve 25 is arranged at the rear end side (direction of arrow F) in the cylinder 31. When the spindle 12 is in a state where no tool is attached, the drawbar 19 is at the standby position PT0 as described above, but the position of the drawbar 19 is slightly different between the standby position PT0 and the attachment completion position PT1. Since it is only, drawbar 19, first sleeve 21,
The positional relationship between the second sleeves 25 and the actuator 3
The relative positional relationship between the cylinder 31 and the piston 32 at 0 is substantially the same as in the case where the tool mounting is completed.

【0022】従って、上述した主軸12の工具50を交
換するには(或いは工具未装着状態の主軸12に工具を
装着するには)、まずヘッドストック7を所定の工具交
換位置TCP(本実施例ではヘッドストック7をコラム
5に対してY軸方向に略いっぱいまで上方に移動させた
位置としている。)に位置決めする必要がある。そこ
で、Y軸駆動装置9によりヘッドストック7をコラム5
に対してY軸方向上方(図の矢印C方向)に移動させ
る。これによりヘッドストック7に設けられたレバー装
置39もコラム5内をY軸方向上方に移動し、従って該
レバー装置39のローラ45も、図5の一点鎖線で示す
ようにコラム5内をY軸方向上方に移動する。更にヘッ
ドストック7を上方に移動駆動することにより、ローラ
45をコラム5内のカム部材46に到達させ、図5の二
点鎖線で示すように、該カム部材46のカム溝47に挿
入させる。即ち、カム部材46は、ローラ45が該カム
部材46に到達していない状態(図5の一点鎖線で図
示)においては戻しバネ43により、該ローラ45の位
置とカム溝47のローラ受入口47aとがY軸方向(矢
印C、D方向)に対応する形で配置されており、従って
ローラ45が上方に移動してカム部材46に到達する際
には、該ローラ45がローラ受入口47aからカム溝4
7内に上向き(矢印C方向)に挿入されることになる。
続けて、ヘッドストック7を上方に移動駆動させる。こ
の時点ではローラ45がカム溝47に挿入されているの
で、ローラ45はカム溝47に沿った形で上方に移動す
る。カム溝47は、図5に示すように、下から上に向か
って始めは略真上にその後図5の紙面右斜め上方に屈曲
して形成されているので、該カム溝47に沿って始めは
略真上に移動したローラ45は、その後、斜め上方(図
5の矢印H方向)に移動する。更に続けて、ヘッドスト
ック7を上方に移動駆動することにより所定の工具交換
位置TCPに位置決めする。この状態で、カム溝47に
沿って移動して来たローラ45の位置は、図5の破線で
示すように、カム部材46に到達前の位置(図5の一点
鎖線で図示)よりもZ軸方向(図の矢印F方向)に距離
L1だけ移動した位置に位置決めされている。
Therefore, in order to replace the tool 50 of the spindle 12 described above (or to mount the tool on the spindle 12 in which the tool is not mounted), the headstock 7 is first moved to a predetermined tool replacement position TCP (this embodiment). Then, the headstock 7 is located at a position where the headstock 7 is moved upward in the Y-axis direction to the full extent with respect to the column 5.). Therefore, the headstock 7 is moved to the column 5 by the Y-axis drive device 9.
With respect to the Y-axis direction (upward in the direction of arrow C in the figure). As a result, the lever device 39 provided on the headstock 7 also moves upward in the column 5 in the Y-axis direction, so that the roller 45 of the lever device 39 also moves inside the column 5 in the Y-axis as shown by the alternate long and short dash line in FIG. Move upward in the direction. Further, by driving the head stock 7 to move upward, the roller 45 reaches the cam member 46 in the column 5 and is inserted into the cam groove 47 of the cam member 46 as shown by the chain double-dashed line in FIG. That is, when the roller 45 has not reached the cam member 46 (shown by the one-dot chain line in FIG. 5), the cam member 46 uses the return spring 43 to position the roller 45 and the roller receiving port 47 a of the cam groove 47. Are arranged so as to correspond to the Y-axis direction (directions of arrows C and D). Therefore, when the roller 45 moves upward and reaches the cam member 46, the roller 45 moves from the roller receiving port 47a. Cam groove 4
7 will be inserted upward (direction of arrow C).
Subsequently, the headstock 7 is driven to move upward. Since the roller 45 is inserted in the cam groove 47 at this time, the roller 45 moves upward along the cam groove 47. As shown in FIG. 5, since the cam groove 47 is formed so as to be substantially right above from the bottom to the top, the cam groove 47 is bent obliquely upward and to the right in the plane of FIG. The roller 45, which has moved substantially right above, moves diagonally upward (in the direction of arrow H in FIG. 5). Further, subsequently, the head stock 7 is moved upward to be positioned at a predetermined tool exchange position TCP. In this state, the position of the roller 45 that has moved along the cam groove 47 is more Z than the position before reaching the cam member 46 (illustrated by the one-dot chain line in FIG. 5), as shown by the broken line in FIG. It is positioned at a position moved by a distance L1 in the axial direction (direction of arrow F in the figure).

【0023】一方、上述したようにローラ45がカム溝
47に沿って図5の矢印H方向に移動する際には、レバ
ー40はヘッドストック7に対してピン40aの中心軸
CT2を中心に図の矢印S方向に回動駆動されることに
なる。これによって該レバー40の支持部41、41に
設けられたローラ42、42は、図6に示すようにZ軸
方向前方(矢印E方向)に駆動される。各ローラ42は
第1スリーブ21のカム溝27に挿入されているので、
該ローラ42がZ軸方向前方に駆動される際には、該ロ
ーラ42が挿入されたカム溝27内の前方(矢印E側)
の内壁27aをZ軸方向前方に押圧し、これによって第
1スリーブ21を、図6に示すようにZ軸方向前方に駆
動する。なおカム機構28、28は中心軸CT1を中心
に対称的に配置されているので、第1スリーブ21はバ
ランスよく安定して駆動される。第1スリーブ21がZ
軸方向前方に駆動されることにより、該第1スリーブ2
1のバー押圧面22においてドローバー19の押圧受部
19cをZ軸方向前方に押圧して該ドローバー19をZ
軸方向前方に駆動する。こうしてヘッドストック7が工
具交換位置TCPに位置決めされた状態(図6に示す状
態)になると、図6に示すように各ローラ42は、図3
に示す状態よりもZ軸方向前方に距離L2だけ移動さ
れ、従ってドローバー19も距離L2と略等しい距離だ
けZ軸方向前方に移動駆動されて所定のアンクランプ位
置PT2に配置された。ドローバー19がアンクランプ
位置PT2に配置されると、該ドローバー19によって
コレット装置17が駆動され、該コレット装置17によ
ってクランプされていた工具50がアンクランプされる
と共に前方に押し出される(コレット装置17の動作の
仕組み及び動作方法は公知のものなので説明を省略す
る)。
On the other hand, when the roller 45 moves in the direction of arrow H in FIG. 5 along the cam groove 47 as described above, the lever 40 is arranged with respect to the head stock 7 around the central axis CT2 of the pin 40a. It is driven to rotate in the arrow S direction. As a result, the rollers 42, 42 provided on the support portions 41, 41 of the lever 40 are driven forward in the Z-axis direction (arrow E direction) as shown in FIG. Since each roller 42 is inserted into the cam groove 27 of the first sleeve 21,
When the roller 42 is driven forward in the Z-axis direction, the roller 42 is inserted forward in the cam groove 27 (arrow E side).
The inner wall 27a is pressed forward in the Z-axis direction, thereby driving the first sleeve 21 forward in the Z-axis direction as shown in FIG. Since the cam mechanisms 28, 28 are symmetrically arranged about the central axis CT1, the first sleeve 21 is stably driven in a well-balanced manner. The first sleeve 21 is Z
The first sleeve 2 is driven by being driven forward in the axial direction.
The press receiving portion 19c of the draw bar 19 is pressed forward in the Z-axis direction on the bar pressing surface 22 of the first unit to move the draw bar 19 in the Z direction.
Drives axially forward. In this way, when the headstock 7 is positioned at the tool exchange position TCP (the state shown in FIG. 6), each roller 42 is moved to the state shown in FIG.
Since the state is moved forward by the distance L2 in the Z-axis direction than the state shown in FIG. 7, the draw bar 19 is also moved forward by the distance substantially equal to the distance L2 in the Z-axis direction and placed at the predetermined unclamp position PT2. When the draw bar 19 is arranged at the unclamp position PT2, the draw bar 19 drives the collet device 17, and the tool 50 clamped by the collet device 17 is unclamped and pushed forward (the collet device 17 is pressed). The operation mechanism and operation method are publicly known and will not be described).

【0024】上述したように第1ドローバー駆動手段6
1によりドローバー19がZ軸方向前方に駆動される際
には、第1スリーブ21の押圧受部23が第2スリーブ
25のスリーブ押圧面26から矢印E方向に遠ざかる方
向に移動するので、Z軸方向において第2スリーブ25
は移動駆動されず、従ってアクチェータ30におけるシ
リンダ31内でのピストン32の動きはない。つまり、
第1ドローバー駆動手段61によるドローバー19の駆
動時には、軸方向クラッチ機構70により第2ドローバ
ー駆動手段62のアクチェータ30の動きを防止するの
で、シリンダ31内の圧油等による抵抗が生じずドロー
バー19の駆動は小さな力で素早く行うことができる。
As described above, the first drawbar driving means 6
When the draw bar 19 is driven forward in the Z-axis direction by 1, the pressing receiving portion 23 of the first sleeve 21 moves in the direction away from the sleeve pressing surface 26 of the second sleeve 25 in the arrow E direction. Second sleeve 25 in the direction
Is not driven movably, so that there is no movement of the piston 32 in the cylinder 31 of the actuator 30. That is,
When the drawbar 19 is driven by the first drawbar driving means 61, the movement of the actuator 30 of the second drawbar driving means 62 is prevented by the axial clutch mechanism 70, so that resistance due to pressure oil or the like in the cylinder 31 does not occur and the drawbar 19 moves. Driving can be performed quickly with a small force.

【0025】以上のようにヘッドストック7が工具交換
位置TCPに位置決めされ、従ってドローバー19を介
してコレット装置17が駆動されて、クランプされてい
た工具50がアンクランプされると共に前方に押し出さ
れた状態で、図示しない公知の自動工具交換装置(AT
C装置)により前記工具50を主軸12から取外し、別
の工具を該主軸12に受渡す(主軸12が工具未装着状
態であった場合には、工具50の取外しは無く、自動工
具交換装置からの工具の受渡しだけが行われる)。工具
の受渡しが完了すると、ヘッドストック7を、以降の加
工を行うための所定の待機位置に向けて移動駆動させる
ことになる。そこで、コラム5に対してヘッドストック
7をY軸方向下方に移動駆動する。これによりヘッドス
トック7に設けられたレバー装置39もコラム5内をY
軸方向下方に移動し、従って該レバー装置39のローラ
45が、カム部材46のカム溝47に沿って斜め下方に
移動した後、Y軸方向下方に移動してローラ受入口47
aから該カム溝47の外部に移動する。こうしてローラ
45がカム溝47から外れることによりレバー40は、
図3に示すように矢印R方向に回動駆動される(この
際、レバー40とヘッドストック7との間に設けられた
戻しバネ43により引っ張られる形でレバー40の矢印
R方向への回動駆動は確実かつ素早く行われる)。
As described above, the headstock 7 is positioned at the tool exchange position TCP, and accordingly, the collet device 17 is driven through the draw bar 19 to unclamp the clamped tool 50 and push it forward. In this state, a known automatic tool changer (AT
(C device) removes the tool 50 from the spindle 12 and transfers another tool to the spindle 12 (when the spindle 12 is in a state where the tool is not installed, the tool 50 is not removed and the automatic tool changer is used). Only the delivery of tools). When the delivery of the tool is completed, the head stock 7 is moved and driven toward a predetermined standby position for performing the subsequent processing. Therefore, the head stock 7 is driven to move downward in the Y-axis direction with respect to the column 5. As a result, the lever device 39 provided on the headstock 7 also moves inside the column 5
Therefore, the roller 45 of the lever device 39 moves diagonally downward along the cam groove 47 of the cam member 46 and then moves downward in the Y-axis direction to move downward in the Y axis direction.
It moves from a to the outside of the cam groove 47. In this way, when the roller 45 is disengaged from the cam groove 47, the lever 40 is
As shown in FIG. 3, it is rotationally driven in the direction of arrow R (at this time, the lever 40 is rotated in the direction of arrow R by being pulled by the return spring 43 provided between the lever 40 and the headstock 7. The drive is reliable and quick).

【0026】このようにレバー40が矢印R方向に回動
駆動される際には、該レバー40の支持部41、41に
設けられたローラ42、42はZ軸方向後方に駆動され
るので、各ローラ42は、該ローラ42が挿入されたカ
ム溝27内の後方(矢印F側)の内壁27bをZ軸方向
後方に押圧し、これによって第1スリーブ21をZ軸方
向後方に駆動する。第1スリーブ21がZ軸方向後方に
駆動されることにより、該第1スリーブ21のバー押圧
面22がドローバー19の押圧受部19cからZ軸方向
後方に離れる方向に移動するので、ドローバー19は皿
バネ20により押圧される形でZ軸方向後方に駆動され
る。こうしてドローバー19は再び図2及び図3に示す
装着完了位置PT1に移動配置された。また、ドローバ
ー19のZ軸方向後方への駆動によりコレット装置17
が駆動され、該コレット装置17に受渡された工具がク
ランプされると共に後方に引込まれ主軸12に対する装
着が完了された。
As described above, when the lever 40 is rotationally driven in the direction of arrow R, the rollers 42, 42 provided on the supporting portions 41, 41 of the lever 40 are driven rearward in the Z-axis direction. Each roller 42 presses the rear (arrow F side) inner wall 27b in the cam groove 27 in which the roller 42 is inserted rearward in the Z-axis direction, thereby driving the first sleeve 21 rearward in the Z-axis direction. By driving the first sleeve 21 rearward in the Z-axis direction, the bar pressing surface 22 of the first sleeve 21 moves in the direction away from the press receiving portion 19c of the drawbar 19 rearward in the Z-axis direction. It is driven rearward in the Z-axis direction while being pressed by the disc spring 20. In this way, the draw bar 19 is again moved to the mounting completion position PT1 shown in FIGS. 2 and 3. In addition, the collet device 17 is driven by driving the draw bar 19 rearward in the Z-axis direction.
Was driven, the tool delivered to the collet device 17 was clamped, and the collet device 17 was pulled backward and the attachment to the spindle 12 was completed.

【0027】第1ドローバー駆動手段61によりドロー
バー19を駆動し、前記受渡された工具を主軸12に対
してクランプし装着する工程においても、第1スリーブ
21と第2スリーブ25はZ軸方向に干渉しないので、
Z軸方向において第2スリーブ25は移動駆動されず、
従って第2ドローバー駆動手段62のアクチェータ30
におけるシリンダ31内でのピストン32の動きはな
い。つまり、アクチェータ30の動きがないので、圧油
等による抵抗が生じずドローバー19の駆動は小さな力
で素早く行うことができる。マシニングセンタ1におけ
る自動工具交換による工具交換(或いは工具未装着状態
の主軸12に対する工具装着)の手順の説明は以上であ
る。
Even in the step of driving the drawbar 19 by the first drawbar driving means 61 to clamp and attach the delivered tool to the spindle 12, the first sleeve 21 and the second sleeve 25 interfere with each other in the Z-axis direction. I don't
The second sleeve 25 is not moved and driven in the Z-axis direction,
Therefore, the actuator 30 of the second drawbar driving means 62
There is no movement of the piston 32 in the cylinder 31 at. That is, since the actuator 30 does not move, resistance due to pressure oil or the like does not occur and the draw bar 19 can be driven quickly with a small force. The above is the description of the procedure of tool exchange (or tool attachment to the spindle 12 in which no tool is attached) by automatic tool exchange in the machining center 1.

【0028】ところでマシニングセンタ1には、主軸1
2に装着されている工具50を自動工具交換を用いずに
手作業によって取外したり交換することもある。この場
合には、ヘッドストック7を上述した工具交換位置TC
P以外の位置に停止させた後、第2ドローバー駆動手段
62を利用して以下のように工具の交換(或いは取外
し)を行うようにする。まず、アクチェータ30を駆動
することによりシリンダ31内でピストン32をZ軸方
向前方に移動駆動させ、従ってヘッドストック7に対し
て第2スリーブ25をZ軸方向前方に移動駆動させる。
すると、第2スリーブ25のスリーブ押圧面26により
押圧受部23がZ軸方向前方に押圧される形で第1スリ
ーブ21がZ軸方向前方に移動駆動され、従って第1ス
リーブ21のバー押圧面22によりドローバー19の押
圧受部19cがZ軸方向前方に押圧される形で該ドロー
バー19がZ軸方向前方にアンクランプ位置PT2まで
移動駆動される。これによりコレット装置17が駆動さ
れて、クランプされていた工具50がアンクランプさ
れ、かつ前方に押し出される。この状態で、前記アンク
ランプされた工具50を作業員が手動操作により取外
し、代わりに別の工具をコレット装置17に受渡した後
(或いは工具50の取外しのみを行ってもよい)、アク
チェータ30を駆動することによりシリンダ31内でピ
ストン32をZ軸方向後方(図の矢印F方向)に移動駆
動させ、従ってヘッドストック7に対して第2スリーブ
25をZ軸方向後方に移動駆動させる。すると、皿バネ
20によりZ軸方向後方に押圧されているドローバー1
9は、押圧受部19cを介して第1スリーブ1をZ軸方
向後方に押し戻す形で、第2スリーブ25に伴ってZ軸
方向後方に移動駆動され、図2及び図3に示す装着完了
位置PT1に戻る。また、このようにドローバー19が
Z軸方向後方に装着完了位置PT1まで移動駆動される
ことにより、コレット装置17は、該コレット装置17
に受渡された工具をクランプし、かつ該工具を主軸装着
穴16に引込ませる形で駆動され、従って該工具は主軸
12に装着完了された。なお、このように第2ドローバ
ー駆動手段62によりドローバー19を駆動する際に
は、第1スリーブ21がZ軸方向に移動駆動され、従っ
て該第1スリーブ21とカム機構28、28を介して係
合されたレバー装置39も図の矢印R、S方向に回動駆
動されることになるが、ヘッドストック7が上述した工
具交換位置TCP以外の位置に配置されているため、コ
ラム5内でレバー装置39を拘束しているものは戻しバ
ネ43以外にはなくレバー40等の動きに支障は無い。
By the way, the machining center 1 has a spindle 1
The tool 50 mounted on the No. 2 may be manually removed or replaced without using the automatic tool change. In this case, the headstock 7 is moved to the tool change position TC described above.
After stopping at a position other than P, the tool is replaced (or removed) as follows by using the second drawbar driving means 62. First, by driving the actuator 30, the piston 32 is moved forward in the Z-axis direction in the cylinder 31, and thus the second sleeve 25 is moved forward in the Z-axis direction with respect to the head stock 7.
Then, the first sleeve 21 is moved forward in the Z-axis direction such that the pressure receiving portion 23 is pushed forward in the Z-axis direction by the sleeve pressing surface 26 of the second sleeve 25. Therefore, the bar-pressing surface of the first sleeve 21 is driven. The draw receiving member 19c of the draw bar 19 is pressed forward by the Z-axis in the Z-axis direction to move the draw bar 19 forward in the Z-axis direction to the unclamp position PT2. As a result, the collet device 17 is driven to unclamp the clamped tool 50 and push it forward. In this state, the operator manually removes the unclamped tool 50, and instead, delivers another tool to the collet device 17 (or only removes the tool 50), and then the actuator 30 is removed. By driving, the piston 32 is moved rearward in the cylinder 31 in the Z-axis direction (direction of arrow F in the figure), and therefore the second sleeve 25 is moved rearward in the Z-axis direction with respect to the head stock 7. Then, the drawbar 1 is pressed backward by the disc spring 20 in the Z-axis direction.
9 is a form in which the first sleeve 1 is pushed back rearward in the Z-axis direction via the pressure receiving portion 19c, and is moved and driven rearward in the Z-axis direction along with the second sleeve 25, and the mounting completion position shown in FIGS. Return to PT1. In addition, as the draw bar 19 is moved rearward in the Z-axis direction to the mounting completion position PT1 in this way, the collet device 17 is moved.
It was driven in such a manner that the tool delivered to the spindle was clamped and the tool was pulled into the spindle mounting hole 16, so that the tool was completely mounted on the spindle 12. When the drawbar 19 is driven by the second drawbar driving means 62 as described above, the first sleeve 21 is moved and driven in the Z-axis direction, and therefore the first sleeve 21 and the cam mechanisms 28, 28 are engaged. The combined lever device 39 is also driven to rotate in the directions of the arrows R and S in the figure, but since the head stock 7 is arranged at a position other than the tool exchange position TCP described above, the lever is arranged in the column 5. There is nothing other than the return spring 43 that restrains the device 39, and there is no hindrance to the movement of the lever 40 and the like.

【0029】以上説明したようにマシンニングセンタ1
では、主軸12に工具をクランプ・アンクランプする工
具クランプ・アンクランプ装置60において、自動工具
交換時には、ヘッドストック7の軸送りを利用した形で
第1ドローバー駆動手段61を介してドローバー19の
駆動を行うようになっているため、ドローバー19の駆
動が高速である。更に、第1ドローバー駆動手段61に
よる駆動時には、軸方向クラッチ機構70により第2ド
ローバー駆動手段62のアクチェータ30の動きを防止
するので、圧油による抵抗が生じず、ドローバー19の
高速な駆動を妨げることはない。これによりマシニング
センタ1では工具の高速なクランプ・アンクランプ、従
って高速な工具交換が実現され、高速な加工を実現する
ことができる。
As described above, the machining center 1
Then, in the tool clamping / unclamping device 60 for clamping / unclamping a tool to / from the spindle 12, at the time of automatic tool replacement, the drawbar 19 is driven via the first drawbar driving means 61 by utilizing the axial feed of the headstock 7. The drawbar 19 is driven at high speed. Further, when the first drawbar driving means 61 is driven, the movement of the actuator 30 of the second drawbar driving means 62 is prevented by the axial clutch mechanism 70, so resistance due to pressure oil does not occur, and high speed driving of the drawbar 19 is hindered. There is no such thing. As a result, in the machining center 1, high-speed clamping / unclamping of tools, and thus high-speed tool exchange, can be realized, and high-speed machining can be realized.

【0030】なお上述した実施例ではマシニングセンタ
1に採用された工具クランプ・アンクランプ装置を例に
して説明したが、本発明による主軸の工具クランプ・ア
ンクランプ装置はマシニングセンタ以外の工作機械に採
用されても良く、例えば工具を工具主軸にATC装置を
利用して着脱するタイプのNC旋盤などに採用しても良
い。また軸方向クラッチ機構は、必ずしも第1スリーブ
21を有した形で構成しなくてもよい。例えば、ドロー
バー19とレバー装置39を直接係合し、アクチェータ
30の第2スリーブ25とドローバー19を直接当接係
合するように構成しても良い。また上述した実施例では
カム機構28において、カム溝27は第1スリーブ21
側に、ローラ42はレバー装置39側に設けられている
が、カム溝27をレバー装置39側に、ローラ42を第
1スリーブ21側に設けることも可能である。
In the above-mentioned embodiment, the tool clamping / unclamping device adopted in the machining center 1 has been described as an example, but the tool clamping / unclamping device of the spindle according to the present invention is adopted in a machine tool other than the machining center. Alternatively, for example, the tool may be adopted in an NC lathe of a type in which a tool is attached to and detached from a tool spindle by using an ATC device. Further, the axial clutch mechanism does not necessarily have to be configured to have the first sleeve 21. For example, the draw bar 19 and the lever device 39 may be directly engaged with each other, and the second sleeve 25 of the actuator 30 and the draw bar 19 may be directly engaged with each other. In the embodiment described above, in the cam mechanism 28, the cam groove 27 has the first sleeve 21.
On the side, the roller 42 is provided on the lever device 39 side, but it is also possible to provide the cam groove 27 on the lever device 39 side and the roller 42 on the first sleeve 21 side.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち第1の
発明は、コラム5等のフレームを有し、前記フレームに
ヘッドストック7等のヘッドストックを、Y軸駆動装置
9等の軸送り駆動機構を介して所定の軸方向に移動駆動
自在に設け、前記ヘッドストックに主軸12等の主軸
を、中心軸CT1等の所定の中心軸を中心に軸回転駆動
自在に保持して設け、前記主軸内に、前記主軸の前端部
12a等の先端部において工具50等の工具をクランプ
・アンクランプ自在となったコレット装置17等のコレ
ット装置を設け、前記主軸内に、該主軸に対して中心軸
方向における第1及び第2の方向に往復移動自在な形
で、かつ第1の方向における移動動作により前記コレッ
ト装置をクランプ駆動し、第2の方向における移動動作
により前記コレット装置をアンクランプ駆動し得る形
で、前記コレット装置に接続されたドローバー装置18
等のドローバー装置を設け、第1ドローバー駆動手段6
1等の第1のドローバー駆動手段及び第2ドローバー駆
動手段62等の第2のドローバー駆動手段を、前記ドロ
ーバー装置を第2の方向に移動駆動自在に設け、前記第
1のドローバー駆動手段は、前記フレームに設けられた
カム部材46等の係合手段と、前記ヘッドストックが前
記軸送り駆動機構を介して前記フレームに対し軸方向に
工具交換位置TCP等の所定の位置まで移動駆動された
際に前記係合手段と係合して前記ドローバー装置を第2
の方向に移動駆動するレバー装置39等のレバー手段を
有し、前記第2のドローバー駆動手段は、前記ヘッドス
トックに設けられた流体圧によるアクチェータ30等の
アクチェータを有し、該アクチェータを駆動することに
より前記ドローバー装置を第2の方向に移動駆動するよ
うになっている工作機械における、主軸の工具クランプ
・アンクランプ装置において、前記第1のドローバー駆
動手段及び前記第2のドローバー駆動手段と前記ドロー
バー装置との間に、前記レバー手段による前記ドローバ
ー装置に対する第2の方向への駆動力を該ドローバー装
置に伝達し、かつ該駆動力が前記第2のドローバー駆動
手段へ伝達されることを防止し、前記アクチェータによ
る前記ドローバー装置に対する第2の方向への駆動力を
該ドローバー装置へ伝達する軸方向クラッチ機構70等
の軸方向クラッチ機構を設けて構成される。従って本発
明による工具クランプ・アンクランプ装置によると、自
動工具交換時等には、軸送り駆動機構を介したヘッドス
トックの軸送りを利用した形で第1のドローバー駆動手
段によりドローバー装置の駆動を行うようになっている
ため、ドローバー装置の駆動が高速であるだけでなく、
第1のドローバー駆動手段によるドローバー装置の駆動
時には、軸方向クラッチ機構により第2のドローバー駆
動手段への駆動力の伝達が防止され、アクチェータの動
きが防止されるので、該アクチェータにおいて流体圧に
よる抵抗が生じず、ドローバー装置の高速な駆動を妨げ
ることはない。これにより工具の高速なクランプ・アン
クランプ、従って高速な工具交換が実現され、高速な加
工を実現することができる。
As described above, the first aspect of the present invention has a frame such as a column 5 in which a headstock such as a headstock 7 is fed to the frame and a shaft feed such as a Y-axis driving device 9 is performed. The headstock is provided with a main shaft such as a main shaft 12 so as to be movable and driven in a predetermined axial direction via a drive mechanism so as to be rotatable about an axis about a predetermined central axis such as a central axis CT1. Provided inside the main shaft is a collet device such as a collet device 17 capable of clamping and unclamping a tool such as the tool 50 at the front end portion such as the front end portion 12a of the main shaft. The collet device is reciprocally movable in the first and second directions in the axial direction, and the collet device is clamp-driven by the moving operation in the first direction, and the collet device is moved by the moving operation in the second direction. In a form that can be unclamped drives, the drawbar is connected to the collet device 18
And the like, and a first drawbar drive means 6
A first drawbar driving means such as 1 and a second drawbar driving means such as a second drawbar driving means 62 are provided so that the drawbar device can be moved and driven in the second direction, and the first drawbar driving means includes: When the engaging means such as a cam member 46 provided on the frame and the head stock are axially moved and driven with respect to the frame via the axial feed drive mechanism to a predetermined position such as a tool exchange position TCP. To engage the engaging means with the second drawbar device.
Has a lever means such as a lever device 39 for moving and driving in the direction of, and the second drawbar drive means has an actuator such as an actuator 30 by fluid pressure provided in the head stock, and drives the actuator. Thus, in a tool clamp / unclamp device for a spindle in a machine tool configured to move and drive the drawbar device in a second direction, the first drawbar driving means, the second drawbar driving means, and the second drawbar driving means. Between the drawbar device and the lever means, the driving force to the drawbar device in the second direction is transmitted to the drawbar device, and the driving force is prevented from being transmitted to the second drawbar driving device. The drive force of the actuator in the second direction with respect to the drawbar device is applied to the drawbar device. It constituted by providing an axial clutch mechanism 70 such as an axial clutch mechanism for transmitting. Therefore, according to the tool clamp / unclamp device of the present invention, when the automatic tool is changed, the drawbar device is driven by the first drawbar driving means by utilizing the axial feed of the head stock through the axial feed drive mechanism. Not only is the drawbar device driven at high speed,
When the drawbar device is driven by the first drawbar driving means, transmission of the driving force to the second drawbar driving means is prevented by the axial clutch mechanism, and movement of the actuator is prevented, so that resistance due to fluid pressure is applied to the actuator. Does not occur and does not hinder high speed driving of the drawbar device. As a result, high-speed clamping / unclamping of the tool, and thus high-speed tool exchange, can be realized, and high-speed machining can be realized.

【0032】本発明のうち第2の発明は、第1の発明に
よる工具クランプ・アンクランプ装置において、前記軸
方向クラッチ機構は、前記ドローバー装置を第2の方向
へ押圧自在な形で該ドローバー装置の外周側に挿嵌され
た第1スリーブ21等のスリーブ及び、前記アクチェー
タに、前記ドローバー装置に対して第2の方向に当接係
合自在に設けられたバー押圧面22、スリーブ押圧面2
6等の当接係合手段を有しており、前記スリーブは、前
記レバー手段により第2の方向へ押圧駆動自在な形で該
レバー手段に係合したので、第1の発明による効果に加
えて、ドローバー装置と同様に中心軸を中心とするスリ
ーブを採用することにより、軸方向クラッチ機構は、そ
の構成やドローバー装置に対する配置が簡単になり好都
合である。
A second aspect of the present invention is the tool clamp / unclamp apparatus according to the first aspect, wherein the axial clutch mechanism is configured to be capable of pressing the drawbar device in a second direction. A sleeve pressing surface 22 and a sleeve pressing surface 2 provided on the sleeve such as the first sleeve 21 and the like inserted in the outer peripheral side of the actuator and the actuator so as to be abuttable and engageable with the drawbar device in the second direction.
6 has a contact engagement means such as 6, and the sleeve is engaged with the lever means in such a manner that it can be pressed and driven in the second direction by the lever means. By adopting a sleeve centered on the central axis as in the drawbar device, the axial clutch mechanism is convenient because its structure and arrangement with respect to the drawbar device are simple.

【0033】本発明のうち第3の発明は、第2の発明に
よる工具クランプ・アンクランプ装置において、前記当
接係合手段は、前記アクチェータに、前記スリーブに対
して第2の方向に当接係合自在に設けられたバー押圧面
22等の第1の当接係合部及び、前記スリーブに、前記
ドローバー装置に対して第2の方向に当接係合自在に設
けられたスリーブ押圧面26等の第2の当接係合部を有
するので、第2の発明による効果に加えて、アクチェー
タに設ける当接係合手段は、スリーブと別個の位置に設
けなくて済むので、その分スペースが節約でき、工具ク
ランプ・アンクランプ装置のコンパクト化が実現する。
A third aspect of the present invention is the tool clamp / unclamp apparatus according to the second aspect, wherein the abutment engagement means abuts the actuator in the second direction with respect to the sleeve. A first contact engagement portion such as a bar pressing surface 22 that is provided so as to be engageable, and a sleeve pressing surface that is provided in the sleeve so as to come into contact with and engage with the draw bar device in a second direction. Since the second contact engaging portion such as 26 is provided, in addition to the effect according to the second invention, the contact engaging means provided in the actuator does not have to be provided in a position separate from the sleeve, and accordingly, the space is increased accordingly. Can be saved and the tool clamping / unclamping device can be made compact.

【0034】本発明のうち第4の発明は、第2又は第3
の発明による工具クランプ・アンクランプ装置におい
て、前記レバー手段と前記第スリーブとは、カム機構2
8等の2つのカム機構を介して係合されており、前記各
カム機構は、前記レバー手段及び前記スリーブのうち
の、一方に設けられたローラ42等のカムと、該カムが
係合された形で他方に設けられたカム溝27等のカム溝
から構成されており、前記各カム機構は、前記中心軸を
中心に対称的に配置されているので、第2又は第3の発
明による効果に加えて、2つのカム機構を介してスリー
ブに伝達される駆動力は、中心軸を中心に対称的に加え
られるので、スリーブはバランスよく安定して駆動さ
れ、動作がスムーズな工具クランプ・アンクランプ装置
が実現する。
The fourth invention of the present invention is the second or third invention.
In the tool clamping / unclamping device according to the invention, the lever means and the second sleeve are provided with a cam mechanism 2
8 and the like via two cam mechanisms, and each cam mechanism is engaged with a cam such as a roller 42 provided on one of the lever means and the sleeve, and the cam. It is configured by a cam groove such as a cam groove 27 provided on the other side in a curved shape, and the cam mechanisms are symmetrically arranged about the central axis. Therefore, according to the second or third invention. In addition to the effect, the driving force transmitted to the sleeve via the two cam mechanisms is applied symmetrically around the central axis, so the sleeve is stably driven in a balanced manner, and the tool clamp / smooth operation is smooth. An unclamping device is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明による工具クランプ・アンクラ
ンプ装置の一例を採用したマシニングセンタを示した全
体斜視図である。
FIG. 1 is an overall perspective view showing a machining center adopting an example of a tool clamping / unclamping device according to the present invention.

【図2】図2は、図1のうちヘッドストック及び主軸等
を示した側断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view showing a headstock, a main shaft and the like in FIG.

【図3】図3は、図2のうち工具クランプ・アンクラン
プ装置付近を拡大して示した図である。
FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the tool clamp / unclamp device in FIG.

【図4】図4は、図2のX1−Y1断面図である。4 is a sectional view taken along line X1-Y1 of FIG.

【図5】図5は、カム部材付近を示した側面図である。FIG. 5 is a side view showing the vicinity of a cam member.

【図6】図6は、ドローバーがアンクランプ位置に位置
している状態での工具クランプ・アンクランプ装置付近
を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing the vicinity of the tool clamp / unclamp device in a state where the draw bar is located at the unclamp position.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……工作機械(マシニングセンタ) 5……フレーム(コラム) 7……ヘッドストック 9……軸送り駆動機構(Y軸駆動装置) 12……主軸 12a……先端部(前端部) 17……コレット装置 18……ドローバー装置 21……スリーブ(第1スリーブ) 22……当接係合手段、第1の当接係合部(バー押圧
面) 26……当接係合手段、第2の当接係合部(スリーブ押
圧面) 27……カム溝 28……カム機構 30……アクチェータ 39……レバー手段(レバー装置) 42……カム(ローラ) 46……係合手段(カム部材) 50……工具 60……工具クランプ・アンクランプ装置 61……第1のドローバー駆動手段(第1ドローバー駆
動手段) 62……第2のドローバー駆動手段(第2ドローバー駆
動手段) 70……軸方向クラッチ機構 CT1……中心軸 TCP……位置(工具交換位置)
1 ... Machine tool (machining center) 5 ... Frame (column) 7 ... Headstock 9 ... Shaft feed drive mechanism (Y-axis drive device) 12 ... Spindle 12a ... Tip (front end) 17 ... Collet Device 18 Drawbar device 21 Sleeve (first sleeve) 22 Abutment engagement means, first abutment engagement portion (bar pressing surface) 26 Abutment engagement means, second abutment means Contact engagement part (sleeve pressing surface) 27 ... Cam groove 28 ... Cam mechanism 30 ... Actuator 39 ... Lever means (lever device) 42 ... Cam (roller) 46 ... Engagement means (cam member) 50 …… Tool 60 …… Tool clamp / unclamp device 61 …… First drawbar driving means (first drawbar driving means) 62 …… Second drawbar driving means (second drawbar driving means) 70 …… Axial clutch mechanism T1 ...... central axis TCP ...... position (tool change position)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フレームを有し、 前記フレームにヘッドストックを、軸送り駆動機構を介
して所定の軸方向に移動駆動自在に設け、 前記ヘッドストックに主軸を、所定の中心軸を中心に軸
回転駆動自在に保持して設け、 前記主軸内に、前記主軸の先端部において工具をクラン
プ・アンクランプ自在となったコレット装置を設け、 前記主軸内に、該主軸に対して中心軸方向における第1
及び第2の方向に往復移動自在な形で、かつ第1の方向
における移動動作により前記コレット装置をクランプ駆
動し、第2の方向における移動動作により前記コレット
装置をアンクランプ駆動し得る形で、前記コレット装置
に接続されたドローバー装置を設け、 第1のドローバー駆動手段及び第2のドローバー駆動手
段を、前記ドローバー装置を第2の方向に移動駆動自在
に設け、 前記第1のドローバー駆動手段は、前記フレームに設け
られた係合手段と、前記ヘッドストックが前記軸送り駆
動機構を介して前記フレームに対し軸方向に所定の位置
まで移動駆動された際に前記係合手段と係合して前記ド
ローバー装置を第2の方向に移動駆動するレバー手段を
有し、 前記第2のドローバー駆動手段は、前記ヘッドストック
に設けられた流体圧によるアクチェータを有し、該アク
チェータを駆動することにより前記ドローバー装置を第
2の方向に移動駆動するようになっている工作機械にお
ける、主軸の工具クランプ・アンクランプ装置におい
て、 前記第1のドローバー駆動手段及び前記第2のドローバ
ー駆動手段と前記ドローバー装置との間に、前記レバー
手段による前記ドローバー装置に対する第2の方向への
駆動力を該ドローバー装置に伝達し、かつ該駆動力が前
記第2のドローバー駆動手段へ伝達されることを防止
し、前記アクチェータによる前記ドローバー装置に対す
る第2の方向への駆動力を該ドローバー装置へ伝達する
軸方向クラッチ機構を設けて構成した、主軸の工具クラ
ンプ・アンクランプ装置。
1. A head stock is provided on the frame so as to be movable and driven in a predetermined axial direction via an axial feed drive mechanism, and a spindle is provided in the head stock around a predetermined central axis. Provided so as to be rotatably driven, a collet device capable of clamping and unclamping a tool at the tip of the spindle is provided in the spindle, and a collet device in the spindle in the central axis direction with respect to the spindle is provided. 1
And reciprocally movable in a second direction, and in a form capable of clamping and driving the collet device by a moving operation in a first direction and unclamping the collet device by a moving operation in a second direction, A drawbar device connected to the collet device is provided, first drawbar driving means and second drawbar driving means are provided so that the drawbar device can be moved and driven in a second direction, and the first drawbar driving means is Engaging means provided on the frame and engaging means with the engaging means when the head stock is axially moved to a predetermined position with respect to the frame through the axial feed drive mechanism. A lever means for moving and driving the drawbar device in a second direction, wherein the second drawbar driving means is a fluid provided on the headstock. A tool clamp / unclamp device for a spindle in a machine tool having an actuator according to claim 1, wherein the drawbar device is moved and driven in a second direction by driving the actuator. Means and the second drawbar driving means and the drawbar device, the driving force in the second direction for the drawbar device by the lever means is transmitted to the drawbar device, and the driving force is the second force. Of the main spindle tool clamp, which is configured to prevent transmission to the drawbar drive means of the main shaft and to transmit the driving force of the actuator in the second direction to the drawbar device to the drawbar device. Unclamping device.
【請求項2】前記軸方向クラッチ機構は、前記ドローバ
ー装置を第2の方向へ押圧自在な形で該ドローバー装置
の外周側に挿嵌されたスリーブ及び、前記アクチェータ
に、前記ドローバー装置に対して第2の方向に当接係合
自在に設けられた当接係合手段を有しており、 前記スリーブは、前記レバー手段により第2の方向へ押
圧駆動自在な形で該レバー手段に係合したことを特徴と
する請求項1記載の、主軸の工具クランプ・アンクラン
プ装置。
2. The axial clutch mechanism includes a sleeve inserted into the outer peripheral side of the drawbar device so as to press the drawbar device in a second direction, and the actuator and the drawbar device with respect to the drawbar device. A contact engagement means provided so as to be capable of contact engagement in the second direction, and the sleeve engages with the lever means in a form that can be pressed and driven in the second direction by the lever means. The tool clamping / unclamping device for a spindle according to claim 1, characterized in that.
【請求項3】前記当接係合手段は、前記アクチェータ
に、前記スリーブに対して第2の方向に当接係合自在に
設けられた第1の当接係合部及び、前記スリーブに、前
記ドローバー装置に対して第2の方向に当接係合自在に
設けられた第2の当接係合部を有することを特徴とする
請求項2記載の、主軸の工具クランプ・アンクランプ装
置。
3. The abutment engagement means includes a first abutment engagement portion provided on the actuator so as to be abuttably engageable with the sleeve in a second direction, and the sleeve, The tool clamping / unclamping device for a spindle according to claim 2, further comprising a second abutment engaging portion which is abuttably engageable with the drawbar device in a second direction.
【請求項4】前記レバー手段と前記スリーブとは、2つ
のカム機構を介して係合されており、 前記各カム機構は、前記レバー手段及び前記スリーブの
うちの、一方に設けられたカムと、該カムが係合された
形で他方に設けられたカム溝から構成されており、 前記各カム機構は、前記中心軸を中心に対称的に配置さ
れていることを特徴とする請求項2又は3記載の、主軸
の工具クランプ・アンクランプ装置。
4. The lever means and the sleeve are engaged with each other via two cam mechanisms, and each of the cam mechanisms includes a cam provided on one of the lever means and the sleeve. 3. The cam mechanism is constituted by a cam groove provided on the other side in the engaged state, and the cam mechanisms are symmetrically arranged about the central axis. Alternatively, the tool clamping / unclamping device for the spindle as described in 3).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009274147A (en) * 2008-05-12 2009-11-26 Mori Seiki Co Ltd Main spindle device of machine tool
JP7075638B1 (en) 2021-03-24 2022-05-26 株式会社Mck Machine tools equipped with spindle devices and spindle devices

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JP2022148049A (en) * 2021-03-24 2022-10-06 株式会社Mck Main spindle device and machine tool equipped with main spindle device

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