(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-07
(45)【発行日】2023-07-18
(54)【発明の名称】主軸装置及び主軸装置を搭載した工作機械
(51)【国際特許分類】
B23B 31/117 20060101AFI20230710BHJP
【ＦＩ】
B23B31/117 601A
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2023003574
(22)【出願日】2023-01-13
【審査請求日】2023-03-17
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】521123998
【氏名又は名称】株式会社ＭＣＫ
(74)【代理人】
【識別番号】100099047
【弁理士】
【氏名又は名称】柴田 淳一
(72)【発明者】
【氏名】金松 実
【審査官】亀田 貴志
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２２－１４８０４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６１－１９５９４０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１３－２０８６５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２２１９９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５３４２１５５（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｂ ３１／００ － ３１／３９
Ｂ２３Ｑ ３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内側と外側に二重に配置された第１の被クランプ部と第２の被クランプ部とをその基部側に有する工具用又はワーク用のホルダーを先端に装着して使用する主軸装置において、前記ホルダーの前記第１の被クランプ部をクランプする第１のクランプ機構を前端側に有する第１のドローバーと、前記ホルダーの前記第２の被クランプ部をクランプする第２のクランプ機構を前端側に有する第２のドローバーとを備え、前記第１のドローバーと前記第２のドローバーは主軸筒内で直列又は一部が直列方向に重複した状態に配置させられるとともに、進退可能に配置させられ、
前記第１のドローバーと主軸筒によって前記主軸筒をシリンダとしてピストン側となる前記第１のドローバーが進退するように構成されるシリンダ装置が配設され、前記主軸筒内への圧力流体の導入によって前記ピストンは前記主軸筒内を軸方向に移動可能とされ、
前記第１のドローバーは、押動手段によって進出方向に押圧されることで、第１の付勢手段による付勢力に抗して前進させられ、前記第２のドローバーは前記第１のドローバーの前進に伴って前記第１のドローバーに直接的又は間接的に押動され第２の付勢手段による付勢力に抗して前進させられるように構成され、
前記押動手段によって前進させられた前記第１のドローバーは所定の進出位置で前記第１のクランプ機構が解除されるとともに、前記第１のドローバーに押動された前記第２のドローバーの前記第２のクランプ機構も解除され、
前記押動手段による押圧力の解除に伴って前記第１のドローバーは前記主軸筒基部方向に後退させられて前記第１のドローバーの前記第１のクランプ機構が作動させられ、前記第２のドローバーは前記第２の付勢手段の付勢力によって前記主軸筒基部方向に後退させられて前記第２のクランプ機構が作動され、
前記第１のドローバーが進出又は後退する少なくとも一方の動作の際に前記シリンダ装置に導入された前記圧力流体の押圧力を前記第１のドローバーに付加するようにしたことを特徴とする主軸装置。
【請求項2】
前記押動手段による押圧力の解除に伴って前記第１のドローバーは前記シリンダ装置の押圧力と前記第１の付勢手段の付勢力との合力によって前記主軸筒基部方向に後退させられて前記第１のドローバーの前記第１のクランプ機構が作動させられ、前記第２のドローバーは前記第２の付勢手段の付勢力によって前記主軸筒基部方向に後退させられて前記第２のクランプ機構が作動されることを特徴とする請求項１に記載の主軸装置。
【請求項3】
前記押動手段によって前進させられた前記第１のドローバーによって前記第１のクランプ機構が解除される際には、前記第１のドローバーの前進方向の推進力に前記シリンダ装置の前記ピストンの進出によって発生する押圧力が付加されていることを特徴とする請求項１に記載の主軸装置。
【請求項4】
内側と外側に二重に配置された第１の被クランプ部と第２の被クランプ部とをその基部側に有する工具用又はワーク用のホルダーを先端に装着して使用する主軸装置において、前記ホルダーの前記第１の被クランプ部をクランプする第１のクランプ機構を前端側に有する第１のドローバーと、前記ホルダーの前記第２の被クランプ部をクランプする第２のクランプ機構を前端側に有する第２のドローバーとを備え、前記第１のドローバーと前記第２のドローバーは主軸筒内で直列又は一部が直列方向に重複した状態に配置させられるとともに、進退可能に配置させられ、
前記第１のドローバーと主軸筒によって前記主軸筒をシリンダとしてピストン側となる前記第１のドローバーが進退するように構成されるシリンダ装置が配設され、前記主軸筒内への圧力流体の導入によって前記ピストンは前記主軸筒内を軸方向に移動可能とされ、
前記第１のドローバーは、押動手段によって前進させられ、前記第２のドローバーは前記第１のドローバーの前進に伴って前記第１のドローバーに直接的又は間接的に押動され付勢手段による付勢力に抗して前進させられるように構成され、
前記押動手段によって前進させられた前記第１のドローバーは所定の進出位置で前記第１のクランプ機構が解除されるとともに、前記第１のドローバーに押動された前記第２のドローバーの前記第２のクランプ機構も解除され、
前記押動手段による押圧力の解除に伴って前記所定の進出位置にある前記第１のドローバーは前記シリンダ装置によって前記主軸筒基部方向に後退させられて前記第１のクランプ機構が作動され、前記第２のドローバーは前記付勢手段の付勢力によって前記主軸筒基部方向に後退させられて前記第２のクランプ機構が作動されるようにしたことを特徴とする主軸装置。
【請求項5】
前記押動手段によって前進させられた前記第１のドローバーによって所定の進出位置で前記第１のクランプ機構が解除される際に前記シリンダ装置に導入された前記圧力流体の押圧力が付加されることを特徴とする請求項４に記載の主軸装置。
【請求項6】
前記押動手段による押圧力の解除に伴って作動する前記シリンダ装置は、前記第１の付勢手段が作動した後に作動することを特徴とする請求項１に記載の主軸装置。
【請求項7】
前記押動手段による押圧力の解除に伴って作動する前記シリンダ装置は、第２の付勢手段が作動した後に作動することを特徴とする請求項４に記載の主軸装置。
【請求項8】
前記所定の進出位置から前記第１のドローバーが後退する際には、前記第２のドローバーの前記第２のクランプ機構が作動された後に前記第１のドローバーの前記第１のクランプ機構が作動することを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の主軸装置。
【請求項9】
前記第１のクランプ機構は前記主軸筒の径方向に進退する干渉体を有し、前記第１のドローバーが第１の進出位置に配置された状態において、前記第１の被クランプ部をクランプする前記干渉体が、前記第２のドローバーの内周面に形成された収容部に面した位置に配置されることによって前記第１のクランプ機構が解除されることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の主軸装置。
【請求項10】
前記第２のクランプ機構は前記主軸筒の径方向に進退する干渉体を有し、前記第１のドローバーが前記第１の進出位置に配置された状態において、前記第２の被クランプ部をクランプする前記干渉体が、前記主軸筒の内周面に形成された収容部に面した位置に配置されることによって前記第２のクランプ機構が解除されることを特徴とする請求項９に記載の主軸装置。
【請求項11】
前記ホルダーは前記主軸筒の先端に形成されたホルダー装着穴に装着されることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の主軸装置。
【請求項12】
ワーク用の前記ホルダーは進退可能なレバー部材に前記第１の被クランプ部が形成される構造とされ、前記主軸先端に装着された前記ホルダーに前記第２のクランプ機構が作動した状態で前記第１の被クランプ部を介して前記レバー部材が引き出されてアンクランプ状態の前記ワークがクランプされ、前記第１のドローバーが前進することで前記レバー部材は押し戻されクランプ状態の前記ワークがアンクランプされることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の主軸装置。
【請求項13】
請求項１～７のいずれかに記載の主軸装置を搭載した工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内側と外側に二重に配置された第１の被クランプ部と第２の被クランプ部とをその基部側に有する工具用又はワーク用のホルダーを、主軸先端に装着させて使用する主軸装置及びそのような主軸装置を搭載した工作機械等に関するものである。
【背景技術】
【0002】
工具もワークもどちらも取り付け可能な工作機械の主軸に装着する多機能ホルダーが出願人によって開発されている。そのようなホルダーを主軸に装着する際に使用するホルダー保持機構、そのようなホルダー保持機構を有する主軸装置等もホルダーと同時に開発されている。
これらの技術が開示されている先行技術として特許文献１を示す。特許文献１の主軸装置ではこのような多機能ホルダーを装着するための独自のクランプ構造を備えている。具体的には、例えばその図２に示すように、ホルダー自体をクランプ（把持する）ための外掴み機構（外ドローバ８５、外ボール９２ａ等から構成される）と、ホルダーのチャック機構を開閉するための可動式のプルスタッドのヘッドをクランプするための内掴み機構（内ドローバ８４、内ボール９２ｂ等から構成される）を備える構成が採用されている。つまり、内側と外側に二重の被クランプ部を有する多機能ホルダーをクランプするための機構である。そして、主軸上部に配置された２つのシリンダ装置（２重押引機構９ａ）によって外ドローバ８５と内ドローバ８４をそれぞれ別個に進退させてクランプ動作をさせるようにしていた。
これらの技術が開示されている先行技術として特許文献１を示す。特許文献１の主軸装置ではこのような多機能ホルダーを装着するための独自のクランプ構造を備えている。具体的には、例えばその図２に示すように、ホルダー自体をクランプ（把持する）ための外掴み機構（外ドローバ８５、外ボール９２ａ等から構成される）と、ホルダーのチャック機構を開閉するための可動式のプルスタッドのヘッドをクランプするための内掴み機構（内ドローバ８４、内ボール９２ｂ等から構成される）を備える構成が採用されている。つまり、内側と外側に二重の被クランプ部を有する多機能ホルダーをクランプするための機構である。そして、主軸上部に配置された２つのシリンダ装置（２重押引機構９ａ）によって外ドローバ８５と内ドローバ８４をそれぞれ別個に進退させてクランプ動作をさせるようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－２８４７６８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、二つの被クランプ部をクランプするために上記のように２つのシリンダ装置を別個に主軸装置に配置させることは、主軸装置を大型化・重量化させることとなり、かつ複数のシリンダ装置が必要であるため高コスト化することとなる。また、２つのシリンダ装置の動作を制御しなければならず操作上も面倒である。また、メンテナンス上でも不利である。
そのため、例えばシリンダ装置のような押動手段を１つだけ使用して上記のようなホルダーの内側と外側の２箇所をクランプする機構が求められていた。
本発明は、このような問題点に鑑み主たる目的として、１つの押動手段を駆動させることで多機能ホルダーの内外の２箇所をクランプすることができる主軸装置及び主軸装置を搭載した工作機械等を提供するものである。
そのため、例えばシリンダ装置のような押動手段を１つだけ使用して上記のようなホルダーの内側と外側の２箇所をクランプする機構が求められていた。
本発明は、このような問題点に鑑み主たる目的として、１つの押動手段を駆動させることで多機能ホルダーの内外の２箇所をクランプすることができる主軸装置及び主軸装置を搭載した工作機械等を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するために第１の手段では、内側と外側に二重に配置された第１の被クランプ部と第２の被クランプ部とをその基部側に有する工具用又はワーク用のホルダーを先端に装着して使用する主軸装置において、前記ホルダーの前記第１の被クランプ部をクランプする第１のクランプ機構を前端側に有する第１のドローバーと、前記ホルダーの前記第２の被クランプ部をクランプする第２のクランプ機構を前端側に有する第２のドローバーとを備え、前記第１のドローバーと前記第２のドローバーは前記主軸筒内で直列又は一部が直列方向に重複した状態に配置させられるとともに、進退可能に配置させられ、前記第１のドローバーと主軸筒によって前記主軸筒をシリンダとしてピストン側となる前記第１のドローバーが進退するように構成されるシリンダ装置が配設され、前記主軸筒内への圧力流体の導入によって前記ピストンは前記主軸筒内を軸方向に移動可能とされ、前記第１のドローバーは、押動手段によって進出方向に押圧されることで、第１の付勢手段による付勢力に抗して前進させられ、前記第２のドローバーは前記第１のドローバーの前進に伴って前記第１のドローバーに直接的又は間接的に押動され第２の付勢手段による付勢力に抗して前進させられるように構成され、前記押動手段によって前進させられた前記第１のドローバーは所定の進出位置で前記第１のクランプ機構が解除されるとともに、前記第１のドローバーに押動された前記第２のドローバーの前記第２のクランプ機構も解除され、前記押動手段による押圧力の解除に伴って前記第１のドローバーは前記主軸筒基部方向に後退させられて前記第１のドローバーの前記第１のクランプ機構が作動させられ、前記第２のドローバーは前記第２の付勢手段の付勢力によって前記主軸筒基部方向に後退させられて前記第２のクランプ機構が作動され、前記第１のドローバーが進出又は後退する少なくとも一方の動作の際に前記シリンダ装置に導入された前記圧力流体の押圧力を前記第１のドローバーに付加するようにした。
これによって、押動手段によって押すだけで第１のクランプ機構と第２のクランプ機構の解除ができる。また、押動手段を退避させることで第１及び第２の付勢手段の付勢力によって第１のクランプ機構と第２のクランプ機構の両方を作動させることができ、ホルダーの２つの被クランプ部をクランプし、またアンクランプする構造が簡単になり、主軸装置の小型化・低コスト化に貢献することとなる。
また、第１のドローバーの進退の際にシリンダ装置のピストンの移動によって発生する押圧力（圧力流体の押圧力）を付加することによって、第１のドローバーの第１の付勢手段の付勢力にシリンダ装置の押圧力を組み合わせることができ、第１のドローバーの作動力を増強することができる。
これによって、押動手段によって押すだけで第１のクランプ機構と第２のクランプ機構の解除ができる。また、押動手段を退避させることで第１及び第２の付勢手段の付勢力によって第１のクランプ機構と第２のクランプ機構の両方を作動させることができ、ホルダーの２つの被クランプ部をクランプし、またアンクランプする構造が簡単になり、主軸装置の小型化・低コスト化に貢献することとなる。
また、第１のドローバーの進退の際にシリンダ装置のピストンの移動によって発生する押圧力（圧力流体の押圧力）を付加することによって、第１のドローバーの第１の付勢手段の付勢力にシリンダ装置の押圧力を組み合わせることができ、第１のドローバーの作動力を増強することができる。
【0006】
また、第２の手段として、前記押動手段による押圧力の解除に伴って前記第１のドローバーは前記シリンダ装置の前記ピストンの移動によって発生する押圧力と第１の付勢手段の付勢力との合力によって前記主軸筒基部方向に後退させられて前記第１のドローバーの前記第１のクランプ機構が作動させられ、前記第２のドローバーは前記第２の付勢手段の付勢力によって前記主軸筒基部方向に後退させられて前記第２のクランプ機構が作動されるようにした。
これによって、シリンダ装置の押圧力により特に第１のクランプ機構をより強い力で作動させることが可能となる。具体的には第１のドローバーがシリンダ装置のピストンの移動によって発生する押圧力と第１の付勢手段の付勢力との合力によって主軸筒基部方向に後退させる際には、それらの力は同時に作用してもいずれかが先に作用するようにしてもよい。
また、第３の手段として、前記押動手段によって前進させられた前記第１のドローバーによって前記第１のクランプ機構が解除される際には、前記第１のドローバーの前進方向の推進力に前記シリンダ装置の前記ピストンの移動によって発生する押圧力が付加されているようにした。
これによって、シリンダ装置の押圧力が第１の付勢手段の付勢力に加算されることにより第１のドローバーをより早い速度で進出させることができ、第１のクランプ機構をより早い速度でアンクランプさせることが可能となる。そして、第１のクランプ機構をより早い速度でアンクランプさせることで、第２のクランプ機構もより早い速度でアンクランプさせることができる。
これによって、シリンダ装置の押圧力により特に第１のクランプ機構をより強い力で作動させることが可能となる。具体的には第１のドローバーがシリンダ装置のピストンの移動によって発生する押圧力と第１の付勢手段の付勢力との合力によって主軸筒基部方向に後退させる際には、それらの力は同時に作用してもいずれかが先に作用するようにしてもよい。
また、第３の手段として、前記押動手段によって前進させられた前記第１のドローバーによって前記第１のクランプ機構が解除される際には、前記第１のドローバーの前進方向の推進力に前記シリンダ装置の前記ピストンの移動によって発生する押圧力が付加されているようにした。
これによって、シリンダ装置の押圧力が第１の付勢手段の付勢力に加算されることにより第１のドローバーをより早い速度で進出させることができ、第１のクランプ機構をより早い速度でアンクランプさせることが可能となる。そして、第１のクランプ機構をより早い速度でアンクランプさせることで、第２のクランプ機構もより早い速度でアンクランプさせることができる。
【0007】
また、第４の手段として、内側と外側に二重に配置された第１の被クランプ部と第２の被クランプ部とをその基部側に有する工具用又はワーク用のホルダーを先端に装着して使用する主軸装置において、前記ホルダーの前記第１の被クランプ部をクランプする第１のクランプ機構を前端側に有する第１のドローバーと、前記ホルダーの前記第２の被クランプ部をクランプする第２のクランプ機構を前端側に有する第２のドローバーとを備え、前記第１のドローバーと前記第２のドローバーは主軸筒内で直列又は一部が直列方向に重複した状態に配置させられるとともに、進退可能に配置させられ、前記第１のドローバーと主軸筒によって前記主軸筒をシリンダとしてピストン側となる前記第１のドローバーが進退するように構成されるシリンダ装置が配設され、前記主軸筒内への圧力流体の導入によって前記ピストンは前記主軸筒内を軸方向に移動可能とされ、前記第１のドローバーは、押動手段によって前進させられ、前記第２のドローバーは前記第１のドローバーの前進に伴って前記第１のドローバーに直接的又は間接的に押動され付勢手段による付勢力に抗して前進させられるように構成され、前記押動手段によって前進させられた前記第１のドローバーは所定の進出位置で前記第１のクランプ機構が解除されるとともに、前記第１のドローバーに押動された前記第２のドローバーの前記第２のクランプ機構も解除され、前記押動手段による押圧力の解除に伴って前記所定の進出位置にある前記第１のドローバーは前記シリンダ装置によって前記主軸筒基部方向に後退させられて前記第１のクランプ機構が作動され、前記第２のドローバーは前記付勢手段の付勢力によって前記主軸筒基部方向に後退させられて前記第２のクランプ機構が作動されるようにした
第４の手段の構成はシリンダ装置単独で第１のドローバーを後退させるケースである。
これによって、押動手段によって押すだけで第１のクランプ機構と第２のクランプ機構の解除ができる。また、押動手段を退避させることでシリンダ装置と付勢手段の付勢力によって第１のクランプ機構と第２のクランプ機構の両方を作動させることができ、ホルダーの２つの被クランプ部をクランプし、またアンクランプする構造が簡単になり、主軸装置の小型化・低コスト化に貢献することとなる。また、シリンダ装置による押圧力によって第１のドローバーの作動力を増強することができる。
また、第５の手段として、前記押動手段によって前進させられた前記第１のドローバーによって所定の進出位置で前記第１のクランプ機構が解除される際には、前記シリンダ装置に導入された前記圧力流体の押圧力が付加されるようにした。
これによって、シリンダ装置の押圧力が第１の付勢手段の付勢力に加算されることにより第１のドローバーをより早い速度で進出させることができ、第１のクランプ機構をより早い速度でアンクランプさせることが可能となる。そして、第１のクランプ機構をより早い速度でアンクランプさせることで、第２のクランプ機構もより早い速度でアンクランプさせることができる。
第４の手段の構成はシリンダ装置単独で第１のドローバーを後退させるケースである。
これによって、押動手段によって押すだけで第１のクランプ機構と第２のクランプ機構の解除ができる。また、押動手段を退避させることでシリンダ装置と付勢手段の付勢力によって第１のクランプ機構と第２のクランプ機構の両方を作動させることができ、ホルダーの２つの被クランプ部をクランプし、またアンクランプする構造が簡単になり、主軸装置の小型化・低コスト化に貢献することとなる。また、シリンダ装置による押圧力によって第１のドローバーの作動力を増強することができる。
また、第５の手段として、前記押動手段によって前進させられた前記第１のドローバーによって所定の進出位置で前記第１のクランプ機構が解除される際には、前記シリンダ装置に導入された前記圧力流体の押圧力が付加されるようにした。
これによって、シリンダ装置の押圧力が第１の付勢手段の付勢力に加算されることにより第１のドローバーをより早い速度で進出させることができ、第１のクランプ機構をより早い速度でアンクランプさせることが可能となる。そして、第１のクランプ機構をより早い速度でアンクランプさせることで、第２のクランプ機構もより早い速度でアンクランプさせることができる。
【0008】
上記において「第１のドローバー」はホルダーの第１の被クランプ部をクランプする第１のクランプ機構を前端側に備えている。前端側とは主軸先端側となる。ホルダーの第１の被クランプ部の配置位置は第２の被クランプ部との関係で定まり内側となる場合も外側となる場合もある。
また「第２のドローバー」はホルダーの第２の被クランプ部をクランプする第２のクランプ機構を前端側に備えている。第２のドローバーは第１のドローバーの前進に伴って記第１のドローバーに直接的又は間接的に押動される関係にある。第１のドローバーと第２のドローバーは直列に配置させられるが一部重複していてもよい。
また「押動手段」は例えば、油圧シリンダ装置、エアシリンダ装置、モータ装置等を駆動源とする例えばラム（ピストン）のような押圧部材を備えることがよい。押動手段（押圧部材）は第１のドローバーと連結されていても、連結されていなくてもよい。連結されていない場合には単に押動のために接するだけであるため主軸筒が回転する際の負荷にならなくてよい。
「第１の付勢手段」は、押動手段が第１のドローバーを押圧して第１のドローバーを進出させる際に、その進出に伴って圧縮され付勢力を内在することとなる。押動手段からの押圧力が解除されることで付勢力によって第１のドローバーを主軸筒基部方向に後退させることとなる。第１の付勢手段は押動手段に押圧される前からある程度の付勢力をすでに内在していることがよく、その付勢力によって常に第１のドローバーを主軸筒基部方向に押すような構成であることがよい。
「第２の付勢手段」は、第１のドローバーが押動手段によって押動されて前進し、それに伴って第２のドローバーも前進する際に第２のドローバーに圧縮され付勢力を内在することとなる。押動手段からの押圧力が解除されることで付勢力によって第２のドローバーを主軸筒基部方向に後退させることとなる。第２の付勢手段は押動手段に押圧される前からある程度の付勢力をすでに内在していることがよく、その付勢力によって第２のドローバーを主軸筒基部方向に押すような構成であることがよい。
第１及び第２の付勢手段は例えば、バネ装置であれば例えばコイルばね、皿ばね、板ばね等がよい。エアシリンダ装置、油圧シリンダ装置を使用するようにしてもよい。
「被クランプ部」は、クランプ機構によってクランプ（掴む）できる形状である必要がある。被クランプ部は、例えば張り出し部を有していたり、クランプ側の部材が嵌まり込む形状であることがよい。それによって被クランプ部がクランプ機構と干渉してホルダーの取り出し方向への移動が阻止されるためである。
「シリンダ装置」は、圧力流体によってシリンダ内でピストンがスライド移動して駆動される（進退する）一種のアクチュエータである。本発明では主軸筒をシリンダとしてピストンを介して第１のドローバーを進退（あるいは一方向のみの進出）させるために第１のドローバーの周囲に配置される。例えば、第１のドローバー自体が主軸筒をピストンとしたシリンダ装置を構成するようにしてもよい。シリンダ内へ圧力流体を供給する際には第１のドローバーの内部に流路を設けることがよい。圧力流体は、例えば作動油やクーラントを使用することがよい。シリンダ装置は１流路だけの単動仕様であっても２流路の複動仕様であってもよい。
「クランプ機構」は、被クランプ部に対して、例えば主軸の径方向に進退する干渉体を有する構造であることがよい。そして、被クランプ部が挿通される通路内に出没して被クランプ部をクランプすることがよい。干渉体の形状は例えばボール状、円筒状、樽状であることがよい。あるいは干渉体を例えばコレットのような軸を中心に揺動して主軸の径方向に進退するようにしてもよい。
「第２のドローバーが第１のドローバーに直接的又は間接的に押動される」ため、第１のドローバーが第２のドローバーに接して押動してもよく、他の部材を介して押動してもよい。
また「第２のドローバー」はホルダーの第２の被クランプ部をクランプする第２のクランプ機構を前端側に備えている。第２のドローバーは第１のドローバーの前進に伴って記第１のドローバーに直接的又は間接的に押動される関係にある。第１のドローバーと第２のドローバーは直列に配置させられるが一部重複していてもよい。
また「押動手段」は例えば、油圧シリンダ装置、エアシリンダ装置、モータ装置等を駆動源とする例えばラム（ピストン）のような押圧部材を備えることがよい。押動手段（押圧部材）は第１のドローバーと連結されていても、連結されていなくてもよい。連結されていない場合には単に押動のために接するだけであるため主軸筒が回転する際の負荷にならなくてよい。
「第１の付勢手段」は、押動手段が第１のドローバーを押圧して第１のドローバーを進出させる際に、その進出に伴って圧縮され付勢力を内在することとなる。押動手段からの押圧力が解除されることで付勢力によって第１のドローバーを主軸筒基部方向に後退させることとなる。第１の付勢手段は押動手段に押圧される前からある程度の付勢力をすでに内在していることがよく、その付勢力によって常に第１のドローバーを主軸筒基部方向に押すような構成であることがよい。
「第２の付勢手段」は、第１のドローバーが押動手段によって押動されて前進し、それに伴って第２のドローバーも前進する際に第２のドローバーに圧縮され付勢力を内在することとなる。押動手段からの押圧力が解除されることで付勢力によって第２のドローバーを主軸筒基部方向に後退させることとなる。第２の付勢手段は押動手段に押圧される前からある程度の付勢力をすでに内在していることがよく、その付勢力によって第２のドローバーを主軸筒基部方向に押すような構成であることがよい。
第１及び第２の付勢手段は例えば、バネ装置であれば例えばコイルばね、皿ばね、板ばね等がよい。エアシリンダ装置、油圧シリンダ装置を使用するようにしてもよい。
「被クランプ部」は、クランプ機構によってクランプ（掴む）できる形状である必要がある。被クランプ部は、例えば張り出し部を有していたり、クランプ側の部材が嵌まり込む形状であることがよい。それによって被クランプ部がクランプ機構と干渉してホルダーの取り出し方向への移動が阻止されるためである。
「シリンダ装置」は、圧力流体によってシリンダ内でピストンがスライド移動して駆動される（進退する）一種のアクチュエータである。本発明では主軸筒をシリンダとしてピストンを介して第１のドローバーを進退（あるいは一方向のみの進出）させるために第１のドローバーの周囲に配置される。例えば、第１のドローバー自体が主軸筒をピストンとしたシリンダ装置を構成するようにしてもよい。シリンダ内へ圧力流体を供給する際には第１のドローバーの内部に流路を設けることがよい。圧力流体は、例えば作動油やクーラントを使用することがよい。シリンダ装置は１流路だけの単動仕様であっても２流路の複動仕様であってもよい。
「クランプ機構」は、被クランプ部に対して、例えば主軸の径方向に進退する干渉体を有する構造であることがよい。そして、被クランプ部が挿通される通路内に出没して被クランプ部をクランプすることがよい。干渉体の形状は例えばボール状、円筒状、樽状であることがよい。あるいは干渉体を例えばコレットのような軸を中心に揺動して主軸の径方向に進退するようにしてもよい。
「第２のドローバーが第１のドローバーに直接的又は間接的に押動される」ため、第１のドローバーが第２のドローバーに接して押動してもよく、他の部材を介して押動してもよい。
【0009】
「ホルダー」は内側と外側に二重に配置された第１の被クランプ部と第２の被クランプ部とをその基部側に有している。工具用又はワーク用としていずれでも使用できる汎用性の高い多機能ホルダーであることがよい。第１の被クランプ部と第２の被クランプ部とを有していても例えば工具用に特化したホルダーであってもよい。第１の被クランプ部と第２の被クランプ部の２つのクランプする部分があると、ホルダーの引っ張り力が向上するため、特に高負荷の切削に適する。この場合は多機能ホルダーではなく工具ホルダーとして機能する。
多機能ホルダーとした場合に、工具用としては、例えば、マシニングセンタのＡＴＣ（自動工具交換装置：Automatic Tool Change）において用意される例えばフライス、ドリル、エンドミル、バイト、リーマ等の種々の加工工具を先端側にチャック機構によってチャッキングして装着して使用することができる。ワークの場合にはワークを直接的又は間接的に先端側にチャック機構によってチャッキングして装着し、例えばＮＣ旋盤加工機でこのワークを加工することができる。チャック機構にはクランプ機構も含む。例えば、第１の被クランプ部をプルスタッドのようなレバー部材に形成させ、第１の被クランプ部を押引することでチャック機構を開閉させる。第２の被クランプ部はホルダー装着穴に装着される装着部に形成し、第２の被クランプ部によってホルダーを主軸筒の先端に装着するようにするとよい。
これらの諸定義は以下の手段でも同様である。
多機能ホルダーとした場合に、工具用としては、例えば、マシニングセンタのＡＴＣ（自動工具交換装置：Automatic Tool Change）において用意される例えばフライス、ドリル、エンドミル、バイト、リーマ等の種々の加工工具を先端側にチャック機構によってチャッキングして装着して使用することができる。ワークの場合にはワークを直接的又は間接的に先端側にチャック機構によってチャッキングして装着し、例えばＮＣ旋盤加工機でこのワークを加工することができる。チャック機構にはクランプ機構も含む。例えば、第１の被クランプ部をプルスタッドのようなレバー部材に形成させ、第１の被クランプ部を押引することでチャック機構を開閉させる。第２の被クランプ部はホルダー装着穴に装着される装着部に形成し、第２の被クランプ部によってホルダーを主軸筒の先端に装着するようにするとよい。
これらの諸定義は以下の手段でも同様である。
【0010】
また、第６の手段として、前記押動手段による押圧力の解除に伴って作動する前記シリンダ装置は、前記第１の付勢手段が作動した後に作動するようにした。
第１の手段において第１の付勢手段がシリンダ装置よりも先に作動することで、先に第２のドローバーの第２のクランプ機構を作動させることができる。そして、その後に第１のドローバーの第１のクランプ機構を作動させることができる。
また、第７の手段として、前記押動手段による押圧力の解除に伴って作動する前記シリンダ装置は、前記第２の付勢手段が作動した後に作動するようにした。
第６の手段において第２の付勢手段がシリンダ装置よりも先に作動することで、先に第２のドローバーの第２のクランプ機構を作動させることができる。そして、その後に第１のドローバーの第１のクランプ機構を作動させることができる。
また、第８の手段として、前記ピストンは前記第１のドローバーと一体的に形成されているようにした。
例えば、シリンダ装置のピストンを第１のドローバーの外壁と一体的に構成するような場合である。
これによって、第１のドローバー自体がピストンと一体化し主軸筒をシリンダとして駆動させられることとなり、部材点数が減り、軽量化やコンパクト化に寄与する。
また、第９の手段として、前記所定の進出位置から前記第１のドローバーが後退する際には、前記第２のドローバーの前記第２のクランプ機構が作動された後に前記第１のドローバーの前記第１のクランプ機構が作動するようにした。
このように時間差で第２のクランプ機構が作動された後に第１のクランプ機構が作動されるようにすることで、ホルダーの誤装着を防止することができる。
また、このように構成することで、例えばホルダーが正しく主軸装置に装着されて第２のクランプ機構によってクランプされ、その後に第１のクランプ機構が可動式のプルスタッドのヘッドをクランプするというような二段階のクランプ動作が可能となるため、ホルダーが正しく主軸装置に装着される前の例えば傾いた状態でプルスタッドをクランプしてしまったり、第１のクランプ機構がうまく作動しなかったりというような不具合が生じにくくなる。
第１の手段において第１の付勢手段がシリンダ装置よりも先に作動することで、先に第２のドローバーの第２のクランプ機構を作動させることができる。そして、その後に第１のドローバーの第１のクランプ機構を作動させることができる。
また、第７の手段として、前記押動手段による押圧力の解除に伴って作動する前記シリンダ装置は、前記第２の付勢手段が作動した後に作動するようにした。
第６の手段において第２の付勢手段がシリンダ装置よりも先に作動することで、先に第２のドローバーの第２のクランプ機構を作動させることができる。そして、その後に第１のドローバーの第１のクランプ機構を作動させることができる。
また、第８の手段として、前記ピストンは前記第１のドローバーと一体的に形成されているようにした。
例えば、シリンダ装置のピストンを第１のドローバーの外壁と一体的に構成するような場合である。
これによって、第１のドローバー自体がピストンと一体化し主軸筒をシリンダとして駆動させられることとなり、部材点数が減り、軽量化やコンパクト化に寄与する。
また、第９の手段として、前記所定の進出位置から前記第１のドローバーが後退する際には、前記第２のドローバーの前記第２のクランプ機構が作動された後に前記第１のドローバーの前記第１のクランプ機構が作動するようにした。
このように時間差で第２のクランプ機構が作動された後に第１のクランプ機構が作動されるようにすることで、ホルダーの誤装着を防止することができる。
また、このように構成することで、例えばホルダーが正しく主軸装置に装着されて第２のクランプ機構によってクランプされ、その後に第１のクランプ機構が可動式のプルスタッドのヘッドをクランプするというような二段階のクランプ動作が可能となるため、ホルダーが正しく主軸装置に装着される前の例えば傾いた状態でプルスタッドをクランプしてしまったり、第１のクランプ機構がうまく作動しなかったりというような不具合が生じにくくなる。
【0011】
また、第１０の手段として、前記第１のドローバーは前記第２のドローバーの内周面に接する外周面を備え、前記内周面と前記外周面に案内されて前後にスライド移動するようにした。
これによって、第１のドローバーが進退する際に、あるいは第１のドローバーに押動されて第２のドローバーが進出する際等の両者の相対的な進退動作において中心軸を一致させてがたつかずに移動させることができる。
また、第１１の手段として、前記第１のクランプ機構と前記第２のクランプ機構とは前後方向にずれた位置に配置されている前記第１のクランプ機構よりも前記第２のクランプ機構は前記主軸先端寄りに配置されているようにした。
これによって、例えばホルダーの第１の被クランプ部と第２の被クランプ部の位置が前後にずれている場合に対応しやすく、第１のクランプ機構と第２のクランプ機構が同じ位置にないため両者が干渉してしまうこともない。
これによって、第１のドローバーが進退する際に、あるいは第１のドローバーに押動されて第２のドローバーが進出する際等の両者の相対的な進退動作において中心軸を一致させてがたつかずに移動させることができる。
また、第１１の手段として、前記第１のクランプ機構と前記第２のクランプ機構とは前後方向にずれた位置に配置されている前記第１のクランプ機構よりも前記第２のクランプ機構は前記主軸先端寄りに配置されているようにした。
これによって、例えばホルダーの第１の被クランプ部と第２の被クランプ部の位置が前後にずれている場合に対応しやすく、第１のクランプ機構と第２のクランプ機構が同じ位置にないため両者が干渉してしまうこともない。
【0012】
また、第１２の手段として、前記第１のクランプ機構は前記主軸の径方向に進退する干渉体を有し、前記第１のドローバーが前記第１の進出位置に配置された状態において、前記第１の被クランプ部をクランプする前記干渉体が、前記第２のドローバーの内周面に形成された収容部に面した位置に配置されることによって前記第１のクランプ機構が解除されるようにした。
具体的な第１のクランプ機構のクランプ状態からの解除構造の構成である。これによって、第１のクランプ機構のホルダーの第１の被クランプ部へのクランプ状態から解除（アンクランプ）することができる。
また、第１３の手段として、前記第２のクランプ機構は前記主軸の径方向に進退する干渉体を有し、前記第１のドローバーが前記第１の進出位置に配置された状態において、前記第２の被クランプ部をクランプする前記干渉体が、前記主軸筒の内周面に形成された収容部に面した位置に配置されることによって前記第２のクランプ機構が解除されるようにした。
具体的な第２のクランプ機構のクランプ状態からの解除構造の構成である。これによって、第２のクランプ機構のホルダーの第２の被クランプ部へのクランプ状態から解除（アンクランプ）することができる。
ここでは干渉体が径方向に進出して被クランプ部をクランプし、そのクランプ状態が保持されることでホルダーは装着される。ホルダーの取り外し方向への移動を阻止する係合部があるとなおよい。径方向に進退する干渉体としては、例えば上記のようなボール等やコレットや割爪を配置してもよい。
具体的な第１のクランプ機構のクランプ状態からの解除構造の構成である。これによって、第１のクランプ機構のホルダーの第１の被クランプ部へのクランプ状態から解除（アンクランプ）することができる。
また、第１３の手段として、前記第２のクランプ機構は前記主軸の径方向に進退する干渉体を有し、前記第１のドローバーが前記第１の進出位置に配置された状態において、前記第２の被クランプ部をクランプする前記干渉体が、前記主軸筒の内周面に形成された収容部に面した位置に配置されることによって前記第２のクランプ機構が解除されるようにした。
具体的な第２のクランプ機構のクランプ状態からの解除構造の構成である。これによって、第２のクランプ機構のホルダーの第２の被クランプ部へのクランプ状態から解除（アンクランプ）することができる。
ここでは干渉体が径方向に進出して被クランプ部をクランプし、そのクランプ状態が保持されることでホルダーは装着される。ホルダーの取り外し方向への移動を阻止する係合部があるとなおよい。径方向に進退する干渉体としては、例えば上記のようなボール等やコレットや割爪を配置してもよい。
【0013】
また、第１４の手段として、前記ホルダーが前記主軸筒の先端に形成されたホルダー装着穴に装着されているようにした。
つまり、ホルダーが主軸装置のホルダー装着穴に装着され、自身の第１の被クランプ部と第２の被クランプ部が第１のクランプ機構と第２のクランプ機構にクランプされている状態である。
また、第１５の手段として、ワーク用の前記ホルダーは進退可能なレバー部材に前記第１の被クランプ部が形成される構造とされ、前記主軸先端に装着された前記ホルダーに前記第２のクランプ機構が作動した状態で前記第１の被クランプ部を介して前記レバー部材が引き出されてアンクランプ状態の前記ワークがクランプされ、前記第１のドローバーが前進することで前記レバー部材は押し戻されクランプ状態の前記ワークがアンクランプされるようにした。
これによって、第２のクランプ機構を作動させてワーク用のホルダーをクランプした状態で第１のドローバーによってレバー部材を進退させることができるため、第１のドローバーの第1のクランプ機構のみでワークのクランプ・アンクランプが可能となっている。レバー部材とは例えばプルスタッドやプルボルト等である。
また、第１６の手段として、第１～第１５の手段のいずれかに記載の主軸装置を搭載した工作機械とすることがよい。
上述した第１～第１６の手段の各発明は、任意に組み合わせることができる。特に、第１の手段の構成を備えて、第２～第１６の手段の各発明の少なくともいずれか１つの構成と組み合わせを備えるとよい。第１～第１６の手段の各発明の任意の構成要素を抽出し、他の構成要素と組み合わせてもよい。
つまり、ホルダーが主軸装置のホルダー装着穴に装着され、自身の第１の被クランプ部と第２の被クランプ部が第１のクランプ機構と第２のクランプ機構にクランプされている状態である。
また、第１５の手段として、ワーク用の前記ホルダーは進退可能なレバー部材に前記第１の被クランプ部が形成される構造とされ、前記主軸先端に装着された前記ホルダーに前記第２のクランプ機構が作動した状態で前記第１の被クランプ部を介して前記レバー部材が引き出されてアンクランプ状態の前記ワークがクランプされ、前記第１のドローバーが前進することで前記レバー部材は押し戻されクランプ状態の前記ワークがアンクランプされるようにした。
これによって、第２のクランプ機構を作動させてワーク用のホルダーをクランプした状態で第１のドローバーによってレバー部材を進退させることができるため、第１のドローバーの第1のクランプ機構のみでワークのクランプ・アンクランプが可能となっている。レバー部材とは例えばプルスタッドやプルボルト等である。
また、第１６の手段として、第１～第１５の手段のいずれかに記載の主軸装置を搭載した工作機械とすることがよい。
上述した第１～第１６の手段の各発明は、任意に組み合わせることができる。特に、第１の手段の構成を備えて、第２～第１６の手段の各発明の少なくともいずれか１つの構成と組み合わせを備えるとよい。第１～第１６の手段の各発明の任意の構成要素を抽出し、他の構成要素と組み合わせてもよい。
【発明の効果】
【0014】
上記発明では、押動手段によって押すだけで第１のクランプ機構と第２のクランプ機構の解除ができる。また、押動手段を退避させることで第１のクランプ機構と第２のクランプ機構の両方を作動させることができ、ホルダーの２つの被クランプ部をクランプし、またアンクランプする構造が簡単になり、主軸装置の小型化・低コスト化に貢献することとなる。また、シリンダ装置による押圧力によって第１のクランプ機構の動作を補助することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】実施の形態１の主軸ユニットの一部破断縦断面図。
【図2A】同じ実施の形態１の主軸ユニットの主軸装置において、連結ピンで第１のドローバーを押圧していない第１のドローバーと第２のドローバーがもっとも後退した状態を説明する装置要部の縦断面図。
【図2B】同じ実施の形態１の主軸ユニットの主軸装置において、連結ピンで第１のドローバーを押圧して第１のドローバーのみが下動した状態を説明する装置要部の縦断面図。
【図2C】同じ実施の形態１の主軸ユニットの主軸装置において、連結ピンで第１のドローバーを押圧して第１のドローバーと第２のドローバーがもっとも下動した状態を説明する装置要部の縦断面図。
【図2E】同じ実施の形態１の主軸ユニットの主軸装置において、押圧状態の連結ピンが少し上がり、第２のドローバーのみが上動してホルダーのフランジ部がクランプされた状態（第２のクランプ機構が作動した状態）を説明する装置要部の縦断面図。
【図2F】同じ実施の形態１の主軸ユニットの主軸装置において、押圧状態の連結ピンが大きく上がり、第１のドローバーと第２のドローバーの両方が上動してホルダーの膨出部とフランジ部がそれぞれクランプされた状態（第１クランプ機構と第２のクランプ機構が両方作動した状態）を説明する装置要部の縦断面図。
【図3A】同じ実施の形態１の主軸ユニットの主軸装置において、押圧状態の連結ピンがもっとも大きく上がり、第１のドローバーと第２のドローバーの両方が上動してホルダーの膨出部とフランジ部がそれぞれクランプされた状態（第１クランプ機構と第２のクランプ機構が両方作動した状態）を説明する装置要部の縦断面図。
【図3B】同じ実施の形態１の主軸ユニットの主軸装置のクランプ機構周辺において、ホルダーの膨出部とフランジ部がそれぞれクランプされた状態で第１のドローバーが大きく後退してホルダーからプルスタッドを引き出した状態を説明する拡大説明図。
【図4A】同じ実施の形態１の主軸ユニットの主軸装置のクランプ機構周辺において、第１のドローバーと第２のドローバーが内外のボールがロックされて出没不能となる位置に進出している状態を説明する拡大説明図。
【図4B】同じ実施の形態１の主軸ユニットの主軸装置のクランプ機構周辺において、第１のドローバーと第２のドローバーが内外のボールが出没自在となる位置に進出している状態を説明する拡大説明図。
【図4C】同じ実施の形態１の主軸ユニットの主軸装置のクランプ機構周辺において、図４Ｂの状態で装着途中あるいは取り外し途中のホルダーの膨出部とフランジ部がいずれもクランプされていない状態を説明する拡大説明図。
【図5】第１のドローバー先端の部分拡大斜視図。
【図6】チャック開放状態にあるチャックホルダーの（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図。
【図7】チャック閉鎖状態にあるチャックホルダーの（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図。
【図8】実施の形態２の主軸ユニットの一部破断縦断面図。
【図9】工具チャックホルダーの（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面に基づいて実施の形態を説明する。
＜実施の形態１＞
図１に示すように、自動工具交換装置としての主軸ユニット１は、主軸装置２と、主軸装置２の周囲に配設されたハウジング３に包囲されたベアリングユニット４、ハウジング３上方に配設された主軸回転機構５、主軸回転機構５上方に配設されたロータリージョイント６及びハウジング３の上部位置に固定されたシリンダ装置７とを主要な構成としている。まず、主軸ユニット１の概要について説明する。以下の説明では、主軸ユニット１は鉛直方向に主軸装置２の軸方向が配置されるものとして、主軸装置２の先端側は下部側とする。主軸ユニット１は図示しない主軸用フレームによって支持されている。
図１及び図２Ａ～図２Ｆに示すように、合金製の主軸装置２は略円筒形形状の主軸筒８を備えている。主軸筒８は上下方向に連通された通路を備え、外周形状が真円形状とされている。主軸筒８内には第１のドローバー１０と第２のドローバー１１が収容されている。第１のドローバー１０と主軸筒８の間には第１の付勢手段としての第１の皿バネ集合体１２が配設されている。第２のドローバー１１と主軸筒８の間には第２の付勢手段としての第２の皿バネ集合体１３が配設されている。
＜実施の形態１＞
図１に示すように、自動工具交換装置としての主軸ユニット１は、主軸装置２と、主軸装置２の周囲に配設されたハウジング３に包囲されたベアリングユニット４、ハウジング３上方に配設された主軸回転機構５、主軸回転機構５上方に配設されたロータリージョイント６及びハウジング３の上部位置に固定されたシリンダ装置７とを主要な構成としている。まず、主軸ユニット１の概要について説明する。以下の説明では、主軸ユニット１は鉛直方向に主軸装置２の軸方向が配置されるものとして、主軸装置２の先端側は下部側とする。主軸ユニット１は図示しない主軸用フレームによって支持されている。
図１及び図２Ａ～図２Ｆに示すように、合金製の主軸装置２は略円筒形形状の主軸筒８を備えている。主軸筒８は上下方向に連通された通路を備え、外周形状が真円形状とされている。主軸筒８内には第１のドローバー１０と第２のドローバー１１が収容されている。第１のドローバー１０と主軸筒８の間には第１の付勢手段としての第１の皿バネ集合体１２が配設されている。第２のドローバー１１と主軸筒８の間には第２の付勢手段としての第２の皿バネ集合体１３が配設されている。
【0017】
主軸装置２はベアリングユニット４に包囲されている。ベアリングユニット４は主軸ユニット１において主軸装置２を回転可能に支持する部分となる。ベアリングユニット４の内筒部４Ａは主軸装置２に固定され主軸装置２と一緒に回転する部分となる。ベアリングユニット４の外筒部４Ｂはハウジング３側に固定され回転しない部分とされる。ハウジング３は図示しない主軸用フレームによって支持されている。
主軸筒８から上方側に露出した第１のドローバー１０の外周には主軸回転機構５を構成する第１のプーリー１４が固着されている。第１のプーリー１４はロックナット１９によって第１のドローバー１０に固着されている。主軸筒８は第１のプーリー１４の回転とともに回転する。第１のプーリー１４から離間した側方位置には第２のプーリー１５が図示しない主軸用フレーム側に固定された軸受によって支持されている。第１のプーリー１４と第２のプーリー１５の外周には駆動伝達用のベルト１６が巻回されている。第２のプーリー１５と同軸にモータ装置１７の出力軸１７ａが接続されている。モータ装置１７は図示しない主軸用フレーム側において支持されている。
第１のドローバー１０の上端位置にはロータリージョイント６が配設されている。ロータリージョイント６は図示しない圧力源としての油圧ポンプ装置からの作動油を固定配管を介して主軸装置２内に供給する。ロータリージョイント６は、主軸装置２側と一緒に回転するシャフト部１８Ａと、図示しない外部の固定配管からの継手が接続される回転しないハウジング部１８Ｂに分けられている。ハウジング部１８Ｂを介して導入される作動油はシャフト部１８Ａを介して第１のドローバー１０内部に供給され、循環して第１のドローバー１０からシャフト部１８Ａを介して排出される。
主軸筒８から上方側に露出した第１のドローバー１０の外周には主軸回転機構５を構成する第１のプーリー１４が固着されている。第１のプーリー１４はロックナット１９によって第１のドローバー１０に固着されている。主軸筒８は第１のプーリー１４の回転とともに回転する。第１のプーリー１４から離間した側方位置には第２のプーリー１５が図示しない主軸用フレーム側に固定された軸受によって支持されている。第１のプーリー１４と第２のプーリー１５の外周には駆動伝達用のベルト１６が巻回されている。第２のプーリー１５と同軸にモータ装置１７の出力軸１７ａが接続されている。モータ装置１７は図示しない主軸用フレーム側において支持されている。
第１のドローバー１０の上端位置にはロータリージョイント６が配設されている。ロータリージョイント６は図示しない圧力源としての油圧ポンプ装置からの作動油を固定配管を介して主軸装置２内に供給する。ロータリージョイント６は、主軸装置２側と一緒に回転するシャフト部１８Ａと、図示しない外部の固定配管からの継手が接続される回転しないハウジング部１８Ｂに分けられている。ハウジング部１８Ｂを介して導入される作動油はシャフト部１８Ａを介して第１のドローバー１０内部に供給され、循環して第１のドローバー１０からシャフト部１８Ａを介して排出される。
【0018】
ハウジング３の上部位置にはシリンダ装置７が配設されている。押動手段としてのシリンダ装置７は第１のドローバー１０を下方（進出方向に）押圧する機能を有する。シリンダ装置７はハウジング３上部に冠着された筒状のシリンダ本体２０と、シリンダ本体２０内に上下方向に進退可能に配置されたピストン２１を備えている。シリンダ本体２０はハウジング３に固定された回転しない部分とされる。シリンダ本体２０は作動油の出入り口となる第１のポート２３と、第２のポート２４とを備えている。ピストン２１は第１のドローバー１０の外周を包囲するように配置され、第１のドローバー１０との間にごくわずかな隙間を有することで、自身は回転せず第１のドローバー１０の回転を許容する。ピストン２１は第１のドローバー１０の回転に連れ回りすることなくシリンダ本体２０内に保持される。
ピストン２１の下方位置であって主軸筒８の外方にはリング状のスライダ２５が配設されている。スライダ２５は連結ピン２６によって保持されている。連結ピン２６は第１のドローバー１０の軸方向に対して直交する方向に挿通され、第１のドローバー１０に対して固定されている。連結ピン２６の両端は主軸筒８に形成された透孔２２から外方に突出されスライダ２５と連結されている。スライダ２５と連結ピン２６は第１のドローバー１０に同期して第１のドローバー１０（や主軸筒８）の回転とともに回転する。これによって、ピストン２１の下方への押圧力はスライダ２５を介して連結ピン２６に伝達され、第１のドローバー１０は連結ピン２６に押動されて下方に移動可能となる。
シリンダ装置７は図示しない圧力源としての油圧ポンプ装置からシリンダ本体２０内への作動油の供給を受けピストン２１が上下方向にスライド移動する。ピストン２１の移動に伴ってスライダ２５はピストン２１に押動されて上下方向に移動する。ピストン２１の下方への移動に伴って連結ピン２６を介して第１のドローバー１０は第１の皿バネ集合体１２を圧縮しながら下方に押圧されることとなる。
ピストン２１の下方位置であって主軸筒８の外方にはリング状のスライダ２５が配設されている。スライダ２５は連結ピン２６によって保持されている。連結ピン２６は第１のドローバー１０の軸方向に対して直交する方向に挿通され、第１のドローバー１０に対して固定されている。連結ピン２６の両端は主軸筒８に形成された透孔２２から外方に突出されスライダ２５と連結されている。スライダ２５と連結ピン２６は第１のドローバー１０に同期して第１のドローバー１０（や主軸筒８）の回転とともに回転する。これによって、ピストン２１の下方への押圧力はスライダ２５を介して連結ピン２６に伝達され、第１のドローバー１０は連結ピン２６に押動されて下方に移動可能となる。
シリンダ装置７は図示しない圧力源としての油圧ポンプ装置からシリンダ本体２０内への作動油の供給を受けピストン２１が上下方向にスライド移動する。ピストン２１の移動に伴ってスライダ２５はピストン２１に押動されて上下方向に移動する。ピストン２１の下方への移動に伴って連結ピン２６を介して第１のドローバー１０は第１の皿バネ集合体１２を圧縮しながら下方に押圧されることとなる。
【0019】
次に、主軸装置２についてより詳しく説明する。
図１、図２Ａ～図２Ｆに示すように、主軸筒８の前端側には主軸キャップ２８が連結されている。主軸キャップ２８は上下方向に連通した横断面円形となる筒体である。主軸キャップ２８は主軸筒８の前端に嵌挿された状態で固定される。主軸筒８は２つの異なる内径寸法の領域を有し、上方側の第１の筒部８Ａは第１のドローバー１０や第１の皿バネ集合体１２の外周と接し、下方側の第２の筒部８Ｂは第２のドローバー１１や第２の皿バネ集合体１３の外周と接する。主軸キャップ２８の内周面には下方ほど大径となるようなテーパ面形状のホルダー装着穴２９が形成されている。主軸キャップ２８は主軸筒８とともに主軸装置２の筺体３０を構成する。
主軸筒８の第１の筒部８Ａと第２の筒部８Ｂは隔壁３１によって区画されている。隔壁３１から若干下方に離間した位置には固定リング３２が固着されている。
図１、図２Ａ～図２Ｆに示すように、主軸筒８の前端側には主軸キャップ２８が連結されている。主軸キャップ２８は上下方向に連通した横断面円形となる筒体である。主軸キャップ２８は主軸筒８の前端に嵌挿された状態で固定される。主軸筒８は２つの異なる内径寸法の領域を有し、上方側の第１の筒部８Ａは第１のドローバー１０や第１の皿バネ集合体１２の外周と接し、下方側の第２の筒部８Ｂは第２のドローバー１１や第２の皿バネ集合体１３の外周と接する。主軸キャップ２８の内周面には下方ほど大径となるようなテーパ面形状のホルダー装着穴２９が形成されている。主軸キャップ２８は主軸筒８とともに主軸装置２の筺体３０を構成する。
主軸筒８の第１の筒部８Ａと第２の筒部８Ｂは隔壁３１によって区画されている。隔壁３１から若干下方に離間した位置には固定リング３２が固着されている。
【0020】
第１のドローバー１０は横断面における外形が円形形状となるように構成され、異なる６つの大きさの径部分から構成されている。すなわち、第１のドローバー１０は、最上部に配置される円盤状のテーブル部１０Ａと、テーブル部１０Ａ下方（前方）に延出されるテーブル部１０Ａより小径の上部スライド部１０Ｂと、上部スライド部１０Ｂから下方（前方）に延出される上部スライド部１０Ｂより小径の中央スライド部１０Ｃと、中央スライド部１０Ｃから下方（前方）に延出される中央スライド部１０Ｃより小径の下部スライド部１０Ｄと、下部スライド部１０Ｄ先端側に取り付けられた先端スライド部１０Ｅとから構成されている。中央スライド部１０Ｃにはフランジ状に張り出したピストン部１０Ｆが形成されている。
先端スライド部１０Ｅの前端は円筒形状に形成された円筒部３１とされている。円筒部３１の内部空間は後述するチャックホルダー５１のプルスタッド５５後端側を収容し後述する膨出部５６をクランプする位置となる。
第１のドローバー１０の内部には作動油が流通する第１の流路３５と第２の流路３６が形成されている。第１の流路３５と第２の流路３６は第１のドローバー１０上端位置でロータリージョイント６のシャフト部１８Ａに接続されている。第１の流路３５は第１のドローバー１０の中心に配置され、第１のドローバー１０のピストン部１０Ｆ裏面に開口する。第２の流路３６は第１の流路３５を包囲するように配置され、上部スライド部１０の途中から破線で示す主軸筒８側にシフトして延出され、第２の筒部８Ｂの内部を下垂して隔壁３１裏面に開口する。
第１のドローバー１０の外周位置には第１の皿バネ集合体１２が配設されている。第１の皿バネ集合体１２は連結ピン２６と隔壁３１間の第１のドローバー１０外周（中央スライド部１０Ｃ外周）に形成された空間３３内に付勢された状態で収容されている。
先端スライド部１０Ｅの前端は円筒形状に形成された円筒部３１とされている。円筒部３１の内部空間は後述するチャックホルダー５１のプルスタッド５５後端側を収容し後述する膨出部５６をクランプする位置となる。
第１のドローバー１０の内部には作動油が流通する第１の流路３５と第２の流路３６が形成されている。第１の流路３５と第２の流路３６は第１のドローバー１０上端位置でロータリージョイント６のシャフト部１８Ａに接続されている。第１の流路３５は第１のドローバー１０の中心に配置され、第１のドローバー１０のピストン部１０Ｆ裏面に開口する。第２の流路３６は第１の流路３５を包囲するように配置され、上部スライド部１０の途中から破線で示す主軸筒８側にシフトして延出され、第２の筒部８Ｂの内部を下垂して隔壁３１裏面に開口する。
第１のドローバー１０の外周位置には第１の皿バネ集合体１２が配設されている。第１の皿バネ集合体１２は連結ピン２６と隔壁３１間の第１のドローバー１０外周（中央スライド部１０Ｃ外周）に形成された空間３３内に付勢された状態で収容されている。
【0021】
次に第１のドローバー１０の上下方向中央付近に形成されるシリンダ装置３７の構成について説明する。シリンダ装置３７は主軸筒８をシリンダ筒とし、第１のドローバー１０に一体的に形成されるピストン部１０Ｆをピストンとして構成される。ピストン部１０Ｆの上側が上室３４Ａとされ、ピストン部１０Ｆの下側が下室３４Ｂとされる。上室３４Ａは第２の流路３６と連通され、下室３４Ｂは第１の流路３５と連通されて内部には作動油が充填されている。
第１のドローバー１０はピストン部１０Ｆが上動して上室３４Ａが消失することでそれ以上の上動が規制され、ピストン部１０Ｆが下動して下室３４Ｂが消失することでそれ以上の下動が規制されることとなる。つまり、上室３４Ａと下室３４Ｂへの第１の流路３５と第２の流路３６の２つの通路からの上室３４Ａ及び下室３４Ｂへの作動油の押し引きでピストン部１０Ｆが進退する複動式シリンダ装置となっている。これによって第１のドローバー１０はピストン部１０Ｆを介して作動油の制御によって上下方向に作動させられることとなる。
第２のドローバー１１はフランジ部１１Ｂ上面が固定リング３２の下面と当接することでそれ以上の上動が規制されることとなる。第１のドローバー１０の円筒部８Ｄ先端は第２のドローバー１１の先端よりも常に後退した位置に配置される。
第１のドローバー１０はピストン部１０Ｆが上動して上室３４Ａが消失することでそれ以上の上動が規制され、ピストン部１０Ｆが下動して下室３４Ｂが消失することでそれ以上の下動が規制されることとなる。つまり、上室３４Ａと下室３４Ｂへの第１の流路３５と第２の流路３６の２つの通路からの上室３４Ａ及び下室３４Ｂへの作動油の押し引きでピストン部１０Ｆが進退する複動式シリンダ装置となっている。これによって第１のドローバー１０はピストン部１０Ｆを介して作動油の制御によって上下方向に作動させられることとなる。
第２のドローバー１１はフランジ部１１Ｂ上面が固定リング３２の下面と当接することでそれ以上の上動が規制されることとなる。第１のドローバー１０の円筒部８Ｄ先端は第２のドローバー１１の先端よりも常に後退した位置に配置される。
【0022】
第２のドローバー１１も横断面における外形が円形形状となるように構成されている。第２のドローバー１１は筒状の本体１１Ａと、本体１１Ａの上部寄り外周に張り出して形成されたフランジ部１１Ｂと、本体１１Ａとフランジ部１１Ｂとの間にある隔壁１１Ｃと、上方にリング状に突出したリング部１１Ｄとから構成されている。隔壁１１Ｃには通路１１Ｃａが形成されている。
第２のドローバー１１は本体１１Ａの下部寄り部分が主軸キャップ２８内に収容されて内周面２８ａと密着させられ、フランジ部１１Ｂ外周が主軸筒８の第２の筒部８Ｃの内周面と密着させられている。このような密着構造によって第２のドローバー１１が上下方向に直線的にスライド移動する際の案内がされることとなる。本体１１Ａの先端寄りの内部空間は後述するチャックホルダー５１のフランジ部５７を収容し、くびれ部５８をクランプする位置となる。
第２のドローバー１１の本体１１Ａの周囲には第２の皿バネ集合体１３が配設されている。第２の皿バネ集合体１３は本体１１Ａと主軸筒８との間に配置されるとともに、上下方向においてはフランジ部１１Ｂと主軸キャップ２８との間に付勢された状態で挟まれるように配置されている。第２のドローバー１１と固定リング３２の間には第２のドローバー１１の周方向の回転を防止するためのピン３８が配設されている。ホルダー装着穴２９先端にはチャックホルダー５１を主軸装置２に取り付けた際にチャックホルダー５１側と噛み合ってチャックホルダー５１の周方向への回転を阻止するためのキー３９が装着されている。
第２のドローバー１１は本体１１Ａの下部寄り部分が主軸キャップ２８内に収容されて内周面２８ａと密着させられ、フランジ部１１Ｂ外周が主軸筒８の第２の筒部８Ｃの内周面と密着させられている。このような密着構造によって第２のドローバー１１が上下方向に直線的にスライド移動する際の案内がされることとなる。本体１１Ａの先端寄りの内部空間は後述するチャックホルダー５１のフランジ部５７を収容し、くびれ部５８をクランプする位置となる。
第２のドローバー１１の本体１１Ａの周囲には第２の皿バネ集合体１３が配設されている。第２の皿バネ集合体１３は本体１１Ａと主軸筒８との間に配置されるとともに、上下方向においてはフランジ部１１Ｂと主軸キャップ２８との間に付勢された状態で挟まれるように配置されている。第２のドローバー１１と固定リング３２の間には第２のドローバー１１の周方向の回転を防止するためのピン３８が配設されている。ホルダー装着穴２９先端にはチャックホルダー５１を主軸装置２に取り付けた際にチャックホルダー５１側と噛み合ってチャックホルダー５１の周方向への回転を阻止するためのキー３９が装着されている。
【0023】
このような構成の第１のドローバー１０及び第２のドローバー１１の筺体３０（主軸筒８と主軸キャップ２８）に対する配置状態について説明する。
第１のドローバー１０と第２のドローバー１１は筺体３０の内部において一部重複するように直列に配設されている。
第２のドローバー１１は筒状の筺体３０内においてスライド移動可能に配置されるとともに、自身も筒状に構成されて第１のドローバー１０を収容して第１のドローバー１０のスライド移動を許容する。第１のドローバー１０は下部寄りにおいて第２のドローバー１１内にスライド移動可能に収容される。つまり、筺体３０と第１のドローバー１０と第２のドローバー１１によって内外に重複した二重のスライド機構が構成されることとなる。
第１のドローバー１０においては、上部スライド部１０Ｂが主軸筒８の第１の筒部８Ａに密着した状態で収容され、中央スライド部１０Ｃが隔壁３１の通路３１ａに密着した状態で下垂され、固定リング３２の通路３２ａを連通する。そして、中央スライド部１０Ｃの下部に延出される下部スライド部１０Ｄは第２のドローバー１１側の隔壁１１Ｃの通路１１Ｃａを連通し、先端スライド部１０Ｅが第２のドローバー１１側の本体１１Ａ内に配置される。各部材とも密着状態で配置され第１のドローバー１０が上下方向に直線的にスライド移動する際に案内がされることとなる。
第１のドローバー１０と第２のドローバー１１は筺体３０の内部において一部重複するように直列に配設されている。
第２のドローバー１１は筒状の筺体３０内においてスライド移動可能に配置されるとともに、自身も筒状に構成されて第１のドローバー１０を収容して第１のドローバー１０のスライド移動を許容する。第１のドローバー１０は下部寄りにおいて第２のドローバー１１内にスライド移動可能に収容される。つまり、筺体３０と第１のドローバー１０と第２のドローバー１１によって内外に重複した二重のスライド機構が構成されることとなる。
第１のドローバー１０においては、上部スライド部１０Ｂが主軸筒８の第１の筒部８Ａに密着した状態で収容され、中央スライド部１０Ｃが隔壁３１の通路３１ａに密着した状態で下垂され、固定リング３２の通路３２ａを連通する。そして、中央スライド部１０Ｃの下部に延出される下部スライド部１０Ｄは第２のドローバー１１側の隔壁１１Ｃの通路１１Ｃａを連通し、先端スライド部１０Ｅが第２のドローバー１１側の本体１１Ａ内に配置される。各部材とも密着状態で配置され第１のドローバー１０が上下方向に直線的にスライド移動する際に案内がされることとなる。
【0024】
次に第１のドローバー１０と第２のドローバー１１のクランプ機構について図２Ａ～図２Ｆ、図４Ａ～図４Ｅ及び図５に基づいて説明する。
第１のドローバー１０は後述するチャックホルダー５１のプルスタッド５５側をクランプし、第２のドローバー１１は後述するチャックホルダー５１の装着部５３側をクランプする。
図５に示すように、第１のドローバー１０の円筒部８Ｄには周方向に所定間隔で複数の第１の透孔４１が形成されている。各第１の透孔４１は第１のドローバー１０の円筒部８Ｄの径方向内外に連通される円径の開口部を有している。各第１の透孔４１の壁面４１ａは内側の開口部径が外側の開口部径よりも小さく内壁がテーパ状となるように構成されている。各第１の透孔４１内には第１のボール４２が収容されている。第１のボール４２の径は第１の透孔４１の内側の開口部径より大きく、外側の開口部径よりも小さく構成されている。
第２のドローバー１１の先端寄り位置にも周方向に所定間隔で複数の第２の透孔４３が形成されている。第２の透孔４３の構成は第１の透孔４１と同じであるため詳しい説明は省略する。また、各第２の透孔４３内には第２のボール４４が収容されている。第２のボール４４の構成・動作は第１のボール４２と同じであるため詳しい説明は省略する。
第１のドローバー１０は後述するチャックホルダー５１のプルスタッド５５側をクランプし、第２のドローバー１１は後述するチャックホルダー５１の装着部５３側をクランプする。
図５に示すように、第１のドローバー１０の円筒部８Ｄには周方向に所定間隔で複数の第１の透孔４１が形成されている。各第１の透孔４１は第１のドローバー１０の円筒部８Ｄの径方向内外に連通される円径の開口部を有している。各第１の透孔４１の壁面４１ａは内側の開口部径が外側の開口部径よりも小さく内壁がテーパ状となるように構成されている。各第１の透孔４１内には第１のボール４２が収容されている。第１のボール４２の径は第１の透孔４１の内側の開口部径より大きく、外側の開口部径よりも小さく構成されている。
第２のドローバー１１の先端寄り位置にも周方向に所定間隔で複数の第２の透孔４３が形成されている。第２の透孔４３の構成は第１の透孔４１と同じであるため詳しい説明は省略する。また、各第２の透孔４３内には第２のボール４４が収容されている。第２のボール４４の構成・動作は第１のボール４２と同じであるため詳しい説明は省略する。
【0025】
第２のドローバー１１の本体１１Ａの内側であって第２の透孔４３よりも上方位置には周方向に所定間隔で第１の凹部４５が形成されている。
第１の凹部４５は円形の開口部形状とされ第１の透孔４１の外側の開口部径と同じ径で構成されている。第１の凹部４５は第１のボール４２が第１の透孔４１内でもっとも内側に進出した状態（図４Ａや図４Ｅの状態）における第１のボール４２の突出量よりもわずかに深い凹部形状となるように構成されている。つまり、第１の凹部４５が第１の透孔４１に照合された状態で第１のボール４２は外側に後退し、もっとも第１の凹部４５内に没した状態では第１のボール４２は第１のドローバー１０の面（つら）から突出することはない。第１の凹部４５の壁面は第１の透孔４１へ出没しやすいようにテーパ状に形成されている。
第１の凹部４５は第１のドローバー１０と第２のドローバー１１との相対的な位置関係によって第１の透孔４１に照合される。第１の凹部４５と第１の透孔４１が照合されると第１のボール４２は遊嵌状態となるため外側に退避可能となり、アンクランプ状態となる。一方、照合されていない場合には第１のボール４２が第１の透孔４１の内側には若干先端側が突出した状態で内外に移動できず保持されるためクランプ状態となる。本実施の形態ではクランプとは複数の第１のボール４２でチャックホルダー５１のプルスタッド５５や装着部５３の軸状の部分をその周囲から押さえ込むことである。
第１の凹部４５は円形の開口部形状とされ第１の透孔４１の外側の開口部径と同じ径で構成されている。第１の凹部４５は第１のボール４２が第１の透孔４１内でもっとも内側に進出した状態（図４Ａや図４Ｅの状態）における第１のボール４２の突出量よりもわずかに深い凹部形状となるように構成されている。つまり、第１の凹部４５が第１の透孔４１に照合された状態で第１のボール４２は外側に後退し、もっとも第１の凹部４５内に没した状態では第１のボール４２は第１のドローバー１０の面（つら）から突出することはない。第１の凹部４５の壁面は第１の透孔４１へ出没しやすいようにテーパ状に形成されている。
第１の凹部４５は第１のドローバー１０と第２のドローバー１１との相対的な位置関係によって第１の透孔４１に照合される。第１の凹部４５と第１の透孔４１が照合されると第１のボール４２は遊嵌状態となるため外側に退避可能となり、アンクランプ状態となる。一方、照合されていない場合には第１のボール４２が第１の透孔４１の内側には若干先端側が突出した状態で内外に移動できず保持されるためクランプ状態となる。本実施の形態ではクランプとは複数の第１のボール４２でチャックホルダー５１のプルスタッド５５や装着部５３の軸状の部分をその周囲から押さえ込むことである。
【0026】
主軸筒８の下部内周面７ａであってホルダー装着穴２９の基部側の近傍位置には周方向に所定間隔で第２の凹部４７が形成されている。
第２の凹部４７は第２のドローバー１１が主軸筒８に干渉するのを避けるために第２の透孔４３よりも大きな径に構成されている。また、第２の凹部４７が第２の透孔４３に照合された状態で第２のボール４４がもっとも後退し、第２の凹部４７に没した状態では第２のボール４４が第２のドローバー１１の面（つら）から突出することはないことは、第１のドローバー１０側と同様である。第２の凹部４７の壁面は第２の透孔４３へ出没しやすいようにテーパ状に形成されている。
第２の凹部４７は第２のドローバー１１が所定の進出位置に配置されることで第２の透孔４３に照合される。上記と同様に照合状態で第２のボール４４は遊嵌状態となるため外側に退避可能となり、アンクランプ状態となる。一方、照合されていない場合には第２のボール４４が若干先端側が突出した状態で内外に移動できず保持されるためクランプ状態となる。
第１の透孔４１、第１のボール４２、第１の凹部４５等によって第１のドローバー１０と第２のドローバー１１間に第１のクランプ機構が構成される。
第２の透孔４３、第２のボール４４、第２の凹部４７等によって主軸筒８と第２のドローバー１１と間に第２のクランプ機構が構成される。
第２の凹部４７は第２のドローバー１１が主軸筒８に干渉するのを避けるために第２の透孔４３よりも大きな径に構成されている。また、第２の凹部４７が第２の透孔４３に照合された状態で第２のボール４４がもっとも後退し、第２の凹部４７に没した状態では第２のボール４４が第２のドローバー１１の面（つら）から突出することはないことは、第１のドローバー１０側と同様である。第２の凹部４７の壁面は第２の透孔４３へ出没しやすいようにテーパ状に形成されている。
第２の凹部４７は第２のドローバー１１が所定の進出位置に配置されることで第２の透孔４３に照合される。上記と同様に照合状態で第２のボール４４は遊嵌状態となるため外側に退避可能となり、アンクランプ状態となる。一方、照合されていない場合には第２のボール４４が若干先端側が突出した状態で内外に移動できず保持されるためクランプ状態となる。
第１の透孔４１、第１のボール４２、第１の凹部４５等によって第１のドローバー１０と第２のドローバー１１間に第１のクランプ機構が構成される。
第２の透孔４３、第２のボール４４、第２の凹部４７等によって主軸筒８と第２のドローバー１１と間に第２のクランプ機構が構成される。
【0027】
このように構成された主軸ユニット１はマシニングセンタ内において図示しないサドルに搭載され、図示しないコンピュータ装置の制御によってワークを加工する。
本実施の形態１では図６（ａ）（ｂ）及び図７（ａ）（ｂ）に示す３つ爪のチャックホルダー５１を主軸装置２のホルダー装着穴２９に装着するものとする。チャックホルダー５１は図示しないチャック機構が収容されたホルダー本体５２と主軸装置２に装着するための装着部５３とから構成されている。装着部５３はホルダー本体５２と一体的に形成された円錐形状の突起体である。装着部５３の外周形状はホルダー装着穴２９の内周形状に対応する。ホルダー本体５２には３つの爪部５４が移動可能に取り付けられている。図６（ａ）（ｂ）の状態において爪部５４がもっとも開き、図７（ａ）（ｂ）の状態において爪部５４がもっとも閉じた状態とされる（チャックした状態）。装着部５３の後端からはプルスタッド５５が突出させられている。プルスタッド５５はホルダー本体５２内のチャック機構にレバー部材として連結されており、プルスタッド５５が後方に進出する（引っ張られる）ことで爪部５４は開いた状態から閉じた状態となる。
プルスタッド５５の先端には係合部としての外方に張り出した略楕円体形状の膨出部５６が一体的に形成されている。装着部５３の先端は円板状に外方に張り出した係合部としてのフランジ部５７が一体的に形成されている。フランジ部５７に隣接した装着部５３とフランジ部５７と間には係合部としてのくびれ部５８が形成されている。くびれ部５８は装着部５３の連続したテーパ形状に対して不連続な窪みが全周にわたって首輪状に形成された部分である。フランジ部５７はチャックホルダー５１のホルダー装着穴２９への装着時（テーパ面同士の密着状態）でホルダー装着穴２９よりも奥に配置される。
本実施の形態１では図６（ａ）（ｂ）及び図７（ａ）（ｂ）に示す３つ爪のチャックホルダー５１を主軸装置２のホルダー装着穴２９に装着するものとする。チャックホルダー５１は図示しないチャック機構が収容されたホルダー本体５２と主軸装置２に装着するための装着部５３とから構成されている。装着部５３はホルダー本体５２と一体的に形成された円錐形状の突起体である。装着部５３の外周形状はホルダー装着穴２９の内周形状に対応する。ホルダー本体５２には３つの爪部５４が移動可能に取り付けられている。図６（ａ）（ｂ）の状態において爪部５４がもっとも開き、図７（ａ）（ｂ）の状態において爪部５４がもっとも閉じた状態とされる（チャックした状態）。装着部５３の後端からはプルスタッド５５が突出させられている。プルスタッド５５はホルダー本体５２内のチャック機構にレバー部材として連結されており、プルスタッド５５が後方に進出する（引っ張られる）ことで爪部５４は開いた状態から閉じた状態となる。
プルスタッド５５の先端には係合部としての外方に張り出した略楕円体形状の膨出部５６が一体的に形成されている。装着部５３の先端は円板状に外方に張り出した係合部としてのフランジ部５７が一体的に形成されている。フランジ部５７に隣接した装着部５３とフランジ部５７と間には係合部としてのくびれ部５８が形成されている。くびれ部５８は装着部５３の連続したテーパ形状に対して不連続な窪みが全周にわたって首輪状に形成された部分である。フランジ部５７はチャックホルダー５１のホルダー装着穴２９への装着時（テーパ面同士の密着状態）でホルダー装着穴２９よりも奥に配置される。
【0028】
次に、図２Ａ～図２Ｆ、図４Ａ～図４Ｅに基づいて主軸ユニット１における主軸装置２へのチャックホルダー５１のクランプ及びアンクランプ動作について説明する。チャックホルダー５１を主軸装置２に装着させる際のチャックホルダー５１の状態は図６（ａ）（ｂ）の爪部５４がもっとも開いた状態がデフォルト状態である。
以下では、まず、Ａ．～Ｃ．で第１のドローバー１０と第２のドローバー１１の進退動作と、第１のドローバー１０と第２のドローバー１１の先端付近の第１及び第２のクランプ機構の動作を主として説明する。
Ａ．図２Ａ及び図４Ａは第１のドローバー１０が第１の皿バネ集合体１２の付勢力によってもっとも上方に押し上げられ、第２のドローバー１１が第２の皿バネ集合体１３の付勢力によってもっとも上方に押し上げられている状態である。第１のクランプ機構も第２のクランプ機構も解除された状態である。また、シリンダ装置３７には第１の流路３５から作動油が供給されている状態で、ピストン部１０Ｆはもっとも上動した位置に配置されている。シリンダ装置３７に作動油を供給する図示しない油圧ポンプ装置の電磁弁のポートは中立位置にある。電磁弁は中立位置でオープンセンターとなっているため、ピストン部１０Ｆはシリンダ装置３７内で自由に上下動するが、本実施の形態では第１の皿バネ集合体１２の付勢力によって第１のドローバー１０が押し上げられているため、ピストン部１０Ｆはもっとも上動した位置に配置されることとなる。
このような第１のドローバー１０の進出位置は第１のドローバー１０の初期進出位置となる。初期進出位置を図２ＡにおいてＳ１とし第１のドローバー１０の末端位置を基準とする。尚、以下の第１のドローバー１０の末端位置は図示しない近接センサで判断されている。
以下では、まず、Ａ．～Ｃ．で第１のドローバー１０と第２のドローバー１１の進退動作と、第１のドローバー１０と第２のドローバー１１の先端付近の第１及び第２のクランプ機構の動作を主として説明する。
Ａ．図２Ａ及び図４Ａは第１のドローバー１０が第１の皿バネ集合体１２の付勢力によってもっとも上方に押し上げられ、第２のドローバー１１が第２の皿バネ集合体１３の付勢力によってもっとも上方に押し上げられている状態である。第１のクランプ機構も第２のクランプ機構も解除された状態である。また、シリンダ装置３７には第１の流路３５から作動油が供給されている状態で、ピストン部１０Ｆはもっとも上動した位置に配置されている。シリンダ装置３７に作動油を供給する図示しない油圧ポンプ装置の電磁弁のポートは中立位置にある。電磁弁は中立位置でオープンセンターとなっているため、ピストン部１０Ｆはシリンダ装置３７内で自由に上下動するが、本実施の形態では第１の皿バネ集合体１２の付勢力によって第１のドローバー１０が押し上げられているため、ピストン部１０Ｆはもっとも上動した位置に配置されることとなる。
このような第１のドローバー１０の進出位置は第１のドローバー１０の初期進出位置となる。初期進出位置を図２ＡにおいてＳ１とし第１のドローバー１０の末端位置を基準とする。尚、以下の第１のドローバー１０の末端位置は図示しない近接センサで判断されている。
【0029】
第１の皿バネ集合体１２による第１のドローバー１０への付勢状態と、第１の皿バネ集合体１２による第１のドローバー１０への付勢状態についてより詳しく説明する。第１の皿バネ集合体１２は隔壁３１を基準として上部スライド部１０Ｂを押圧している。そして上部スライド部１０Ｂを介して第１のドローバー１０全体が上方に押し上げられることとなる。また、第２の皿バネ集合体１３は主軸キャップ２８を基準としてフランジ部１１Ｂを押圧している。そしてフランジ部１１Ｂを介して第２のドローバー１１全体が上方に押し上げられることとなる。フランジ部１１Ｂは固定リング３２の下面と当接するためそれ以上の上動が規制されることとなる。
このとき、図４Ａに示すように、第１の透孔４１内の第１のボール４２は第１の凹部４５方向への移動が許容されていないクランプ位置にロックされている。第２の透孔４３内の第２のボール４４も第２の凹部４７方向への移動が許容されていないクランプ位置にロックされている。つまり、この状態ではチャックホルダー５１は第１のボール４２と第２のボール４４と干渉するため未だ接続不能状態である。
このとき、図４Ａに示すように、第１の透孔４１内の第１のボール４２は第１の凹部４５方向への移動が許容されていないクランプ位置にロックされている。第２の透孔４３内の第２のボール４４も第２の凹部４７方向への移動が許容されていないクランプ位置にロックされている。つまり、この状態ではチャックホルダー５１は第１のボール４２と第２のボール４４と干渉するため未だ接続不能状態である。
【0030】
Ｂ．次いで、所定の制御動作によってシリンダ装置７が作動し連結ピン２６がピストン２１に押圧されて下動することに同期して第１のドローバー１０も押圧されて下動していく。このとき、第１のドローバー１０を上方に押し上げている第１の皿バネ集合体１２による付勢力に抗して第１のドローバー１０は下動させられていくこととなる。まず、第１のドローバー１０は図２ＡのＳ１の位置から図２ＢのＳ２の位置に移動する。ピストン部１０ＦもＳ１～Ｓ２の距離分下動する。このとき、第１の皿バネ集合体１２よりも第２の皿バネ集合体１３の方がバネ力が強いため、第１の皿バネ集合体１２が連結ピン２６がピストン２１に押圧されて下動することによって圧縮されている段階では第２の皿バネ集合体１３は圧縮されない。つまり、第１のドローバー１０のみが下動し、第２のドローバー１１は下動せずその位置に留まったままである。
図２Ｂの状態では第１のドローバー１０が下動し、第１の透孔４１内の第１のボール４２は第１の凹部４５方向への移動が許容されアンクランプ状態となる。一方、第２の透孔４３内の第２のボール４４は第２の凹部４７方向への移動が許容されていないクランプ位置のままである。
図２Ｂの状態では第１のドローバー１０が下動し、第１の透孔４１内の第１のボール４２は第１の凹部４５方向への移動が許容されアンクランプ状態となる。一方、第２の透孔４３内の第２のボール４４は第２の凹部４７方向への移動が許容されていないクランプ位置のままである。
【0031】
Ｃ．連結ピン２６が更に下動して、第１の皿バネ集合体１２を最大に圧縮した段階、あるいは圧縮することによる付勢力が第２の皿バネ集合体１３の付勢力を上回った段階で、第１のドローバー１０を介して第２のドローバー１１が下方向に押圧される。この段階で連結ピン２６の下動によって第２のドローバー１１を上方に押し上げている第２の皿バネ集合体１３による付勢力に抗して第２のドローバー１１は下動させられていく。図２Ｃは第１のドローバー１０がＳ１、Ｓ２より下がったＳ３の位置に移動した状態であり、第２のドローバー１１がもっとも下動した状態である。ピストン部１０ＦもＳ２～Ｓ３の距離分下動する。
このとき、図４Ｂに示すように、第１の透孔４１内の第１のボール４２は第１の凹部４５方向への移動が許容されアンクランプ位置にある。第２の透孔４３内の第２のボール４４も第２の凹部４７方向への移動が許容されアンクランプ位置にある。つまり、チャックホルダー５１が接続可能状態となる。
このとき、図４Ｂに示すように、第１の透孔４１内の第１のボール４２は第１の凹部４５方向への移動が許容されアンクランプ位置にある。第２の透孔４３内の第２のボール４４も第２の凹部４７方向への移動が許容されアンクランプ位置にある。つまり、チャックホルダー５１が接続可能状態となる。
【0032】
次に、以下のＤ．～Ｈ．でシリンダ装置３７と協働してチャックホルダー５１をクランプ及びアンクランプする際の制御動作を説明する。
Ｄ．図２Ｄのように主軸装置２がＣ．の状態において所定の制御動作によってチャックホルダー５１を主軸装置２のホルダー装着穴２９に装着させていく。ホルダー装着穴２９よりも奥側に装着部５３とプルスタッド５５が進出しても図４Ｃに示すようにプルスタッド５５の膨出部５６や装着部５３のフランジ部５７が第１のボール４２（第２のボール４４）に干渉して進出が妨害されることはない。
Ｅ．チャックホルダー５１を主軸装置２のホルダー装着穴２９に対して装着完了した状態で、所定の制御動作によってシリンダ装置７のピストン２１を上動させる。すると、図２Ｅのように加重の解除とともに圧縮されていた第２の皿バネ集合体１３がその強い付勢力を解除し、第２のドローバー１１を再び上方に押し上げることとなる。このときの位置をＳ３より上がったＳ４とする。第２のドローバー１１の上動に伴ってチャックホルダー５１の装着部５３の後端のくびれ部５８が第２のクランプ機構によって（第２のボール４４によって）クランプされる（図４Ｄの状態）。しかし、この段階では第１のクランプ機構側はまだ作動していない。
Ｄ．図２Ｄのように主軸装置２がＣ．の状態において所定の制御動作によってチャックホルダー５１を主軸装置２のホルダー装着穴２９に装着させていく。ホルダー装着穴２９よりも奥側に装着部５３とプルスタッド５５が進出しても図４Ｃに示すようにプルスタッド５５の膨出部５６や装着部５３のフランジ部５７が第１のボール４２（第２のボール４４）に干渉して進出が妨害されることはない。
Ｅ．チャックホルダー５１を主軸装置２のホルダー装着穴２９に対して装着完了した状態で、所定の制御動作によってシリンダ装置７のピストン２１を上動させる。すると、図２Ｅのように加重の解除とともに圧縮されていた第２の皿バネ集合体１３がその強い付勢力を解除し、第２のドローバー１１を再び上方に押し上げることとなる。このときの位置をＳ３より上がったＳ４とする。第２のドローバー１１の上動に伴ってチャックホルダー５１の装着部５３の後端のくびれ部５８が第２のクランプ機構によって（第２のボール４４によって）クランプされる（図４Ｄの状態）。しかし、この段階では第１のクランプ機構側はまだ作動していない。
【0033】
Ｆ．シリンダ装置７のピストン２１が更に上動すると、加重の解除とともに圧縮されていた第１の皿バネ集合体１２がその強い付勢力を解除し、図２Ｆのように第１のドローバー１０を再び上方に押し上げることとなる。これによって第１のドローバー１０は相対的に後退することとため、第１の凹部４５が移動し、チャックホルダー５１のプルスタッド５５（の膨出部５６の根元のくびれたコーナー部分）も第１のクランプ機構によって（第１のボール４２によって）クランプされる（図４Ｅの状態）。
このように第１のクランプ機構が作動してプルスタッド５５がクランプされた状態で続いて（実際にはピストン２１上動に伴って瞬時に）第１の皿バネ集合体１２による第１のドローバー１０の上方への押し上げ（つまり、上方への後退）によってプルスタッド５５は後方（上方）に引き出されることとなり、チャックホルダー５１の爪部５４が閉じることとなる。このときの第１のドローバー１０の位置をＳ４より上がったＳ５とする。チャックホルダー５１をクランプしているため、Ｓ５はＳ１よりは下がった位置となる。図２Ｆでは図６（ａ）（ｂ）の状態で図示しないワークをチャックしたと仮定し、爪部５４がわずかに移動した場合を図示する。そのため、ここでは図７（ａ）（ｂ）ほどには爪部５４は閉じていない。
次いで、図示しない近接センサによって第１のドローバー１０のＳ５の位置が検出されると、コンピュータ装置はその検出信号に基づいて油圧ポンプ装置の電磁弁を制御してシリンダ装置３７内においてピストン部１０Ｆの下方の油圧室内に第１の流路３５から作動油を供給させる。ピストン部１０Ｆはその作動油供給による圧力によって上方に押圧される。これによって、第１のドローバー１０には第１の皿バネ集合体１２の付勢力に加えて第１のドローバー１０を上方に押す油圧の力が作用することとなる。本実施の形態では図２Ｆは第１の皿バネ集合体１２の付勢力のみでプルスタッド５５をもっとも引き出した状態であり、これ以上第１のドローバー１０は上方には移動することはない。つまり、ピストン部１０Ｆに加わるシリンダ装置３７の圧力によってプルスタッド５５を後方（上方）に引く力が増強されることとなる。
このように第１のクランプ機構が作動してプルスタッド５５がクランプされた状態で続いて（実際にはピストン２１上動に伴って瞬時に）第１の皿バネ集合体１２による第１のドローバー１０の上方への押し上げ（つまり、上方への後退）によってプルスタッド５５は後方（上方）に引き出されることとなり、チャックホルダー５１の爪部５４が閉じることとなる。このときの第１のドローバー１０の位置をＳ４より上がったＳ５とする。チャックホルダー５１をクランプしているため、Ｓ５はＳ１よりは下がった位置となる。図２Ｆでは図６（ａ）（ｂ）の状態で図示しないワークをチャックしたと仮定し、爪部５４がわずかに移動した場合を図示する。そのため、ここでは図７（ａ）（ｂ）ほどには爪部５４は閉じていない。
次いで、図示しない近接センサによって第１のドローバー１０のＳ５の位置が検出されると、コンピュータ装置はその検出信号に基づいて油圧ポンプ装置の電磁弁を制御してシリンダ装置３７内においてピストン部１０Ｆの下方の油圧室内に第１の流路３５から作動油を供給させる。ピストン部１０Ｆはその作動油供給による圧力によって上方に押圧される。これによって、第１のドローバー１０には第１の皿バネ集合体１２の付勢力に加えて第１のドローバー１０を上方に押す油圧の力が作用することとなる。本実施の形態では図２Ｆは第１の皿バネ集合体１２の付勢力のみでプルスタッド５５をもっとも引き出した状態であり、これ以上第１のドローバー１０は上方には移動することはない。つまり、ピストン部１０Ｆに加わるシリンダ装置３７の圧力によってプルスタッド５５を後方（上方）に引く力が増強されることとなる。
【0034】
Ｇ．主軸装置２にチャックホルダー５１を装着した状態から逆にチャックホルダー５１を取り外す（アンクランプする）場合には、まず、図示しないコンピュータ装置はシリンダ装置７のピストン２１を進出（下降）させ、Ｆ．から順にＡ．に至るように制御する。Ｆ．からＤ．へと第１のドローバー１０を変位させる際に、コンピュータ装置はシリンダ装置７のピストン２１の進出に同期させて油圧ポンプ装置の電磁弁を制御してシリンダ装置３７内においてピストン部１０Ｆの下方の油圧室内に第２の流路３６から作動油を供給させる。ピストン部１０Ｆはその作動油供給による圧力によって下方に押圧される。これによって、第１のドローバー１０にはシリンダ装置７の油圧力に加えて第１のドローバー１０を下方に押す油圧力が作用することとなる。そのため、第１のドローバー１０はシリンダ装置７単独で下動するよりも素早く下動することとなる。
Ｈ．図３Ａは上記Ｆ．とは異なりチャックホルダー５１がワークをチャックしていない、つまり図７（ａ）（ｂ）のように爪部５４の移動が大きい場合の動作を示している。ワークをチャックしていないため図２Ｆに比べてプルスタッド５５の引き出し代が大きく、第１のドローバー１０はよりＳ５より上がった初期進出位置であるＳ１の位置に配置されることとなる（図３Ｂの状態）。Ｈ．の場合でも図示しないコンピュータ装置はその検出信号に基づいて図示しない油圧ポンプ装置の電磁弁を制御してピストン部１０Ｆの下方の油圧室内に第１の流路３５から作動油が供給され、ピストン部１０Ｆはその作動油の圧力によって上方に押圧されることとなる。
尚、上記では動きの各段階を説明するためにあえて第１のドローバー１０や第２のドローバー１１が別々に動作するような図を示したが、シリンダ装置７及びシリンダ装置３７の動きや第１の皿バネ集合体１２や第２の皿バネ集合体１３の付勢力の解除、油圧ポンプ装置の加圧等の動きは瞬時であるため、実際にはチャックホルダー５１が装着される際の第１のクランプ機構と第２のクランプ機構の作動はほぼ同時に実行される。
Ｈ．図３Ａは上記Ｆ．とは異なりチャックホルダー５１がワークをチャックしていない、つまり図７（ａ）（ｂ）のように爪部５４の移動が大きい場合の動作を示している。ワークをチャックしていないため図２Ｆに比べてプルスタッド５５の引き出し代が大きく、第１のドローバー１０はよりＳ５より上がった初期進出位置であるＳ１の位置に配置されることとなる（図３Ｂの状態）。Ｈ．の場合でも図示しないコンピュータ装置はその検出信号に基づいて図示しない油圧ポンプ装置の電磁弁を制御してピストン部１０Ｆの下方の油圧室内に第１の流路３５から作動油が供給され、ピストン部１０Ｆはその作動油の圧力によって上方に押圧されることとなる。
尚、上記では動きの各段階を説明するためにあえて第１のドローバー１０や第２のドローバー１１が別々に動作するような図を示したが、シリンダ装置７及びシリンダ装置３７の動きや第１の皿バネ集合体１２や第２の皿バネ集合体１３の付勢力の解除、油圧ポンプ装置の加圧等の動きは瞬時であるため、実際にはチャックホルダー５１が装着される際の第１のクランプ機構と第２のクランプ機構の作動はほぼ同時に実行される。
【0035】
上記のように構成することで、実施の形態１の主軸ユニット１では次のような効果が奏される。
（１）内側と外側（及び前後）の二重の被クランプ部を有するチャックホルダー５１をクランプするために、押動手段として１つのシリンダ装置７のみを駆動させてクランプすることができる。１つのシリンダ装置７のみで実現しているため、主軸ユニット１及び主軸装置２を小型化、軽量化することができる。
（２）ピストン２１の進退だけで第１のドローバー１０を介して第２のドローバー１１を動作させるような機構であり、第１のドローバー１０は第１の皿バネ集合体１２で、第２のドローバー１１は第２の皿バネ集合体１３で進退するため、シンプルな構成で故障しにくい。
（３）第１の皿バネ集合体１２の付勢力のみでチャックホルダー５１のプルスタッド５５を第１のクランプ機構によりクランプするとともに、上方（後方）に引っ張り上げることができるため、主軸装置２の小型化、軽量化に貢献する。
（４）第１のドローバー１０を上動させる際には第１の皿バネ集合体１２の付勢力に加えて第１のドローバー１０を上方に押すシリンダ装置３７の油圧力が作用することとなり、これらの合力でプルスタッド５５を後方（上方）に引く力が増強されることとなる。これによって、負荷の大きな加工においてしっかりとしたクランプができることとなる。
（５）第１のドローバー１０を下動させる際にはシリンダ装置７に加えて第１のドローバー１０を下方に押すシリンダ装置３７の油圧力が作用することとなり、これらの合力でプルスタッド５５を素早く切り離すことができ、チャックホルダー５１の交換等の作業を素早く実行することができる。
（６）第１のドローバー１０と第２のドローバー１１は直列に配置され、かつ一部重複しているため、主軸装置２の全長や全幅を小型化することができる。
（７）クランプ動作においては、先にチャックホルダー５１の装着部５３を第２のドローバー１１による第２のクランプ機構が作動し、その後にチャックホルダー５１のプルスタッド５５を第１のドローバー１０による第１のクランプ機構が作動してクランプするように時間差でクランプ動作が行われるため、確実に先にチャックホルダー５１をホルダー装着穴２９に固定することができ、プルスタッド５５のクランプの誤動作、例えばプルスタッド５５が動いていたり振動していたりして第２のボール４４が所定位置でしっかりクランプできないようなクランプミスが生じにくい。
（１）内側と外側（及び前後）の二重の被クランプ部を有するチャックホルダー５１をクランプするために、押動手段として１つのシリンダ装置７のみを駆動させてクランプすることができる。１つのシリンダ装置７のみで実現しているため、主軸ユニット１及び主軸装置２を小型化、軽量化することができる。
（２）ピストン２１の進退だけで第１のドローバー１０を介して第２のドローバー１１を動作させるような機構であり、第１のドローバー１０は第１の皿バネ集合体１２で、第２のドローバー１１は第２の皿バネ集合体１３で進退するため、シンプルな構成で故障しにくい。
（３）第１の皿バネ集合体１２の付勢力のみでチャックホルダー５１のプルスタッド５５を第１のクランプ機構によりクランプするとともに、上方（後方）に引っ張り上げることができるため、主軸装置２の小型化、軽量化に貢献する。
（４）第１のドローバー１０を上動させる際には第１の皿バネ集合体１２の付勢力に加えて第１のドローバー１０を上方に押すシリンダ装置３７の油圧力が作用することとなり、これらの合力でプルスタッド５５を後方（上方）に引く力が増強されることとなる。これによって、負荷の大きな加工においてしっかりとしたクランプができることとなる。
（５）第１のドローバー１０を下動させる際にはシリンダ装置７に加えて第１のドローバー１０を下方に押すシリンダ装置３７の油圧力が作用することとなり、これらの合力でプルスタッド５５を素早く切り離すことができ、チャックホルダー５１の交換等の作業を素早く実行することができる。
（６）第１のドローバー１０と第２のドローバー１１は直列に配置され、かつ一部重複しているため、主軸装置２の全長や全幅を小型化することができる。
（７）クランプ動作においては、先にチャックホルダー５１の装着部５３を第２のドローバー１１による第２のクランプ機構が作動し、その後にチャックホルダー５１のプルスタッド５５を第１のドローバー１０による第１のクランプ機構が作動してクランプするように時間差でクランプ動作が行われるため、確実に先にチャックホルダー５１をホルダー装着穴２９に固定することができ、プルスタッド５５のクランプの誤動作、例えばプルスタッド５５が動いていたり振動していたりして第２のボール４４が所定位置でしっかりクランプできないようなクランプミスが生じにくい。
【0036】
＜実施の形態２＞
実施の形態２は実施の形態１のバリエーションである。実施の形態１では１つのピストン部１０Ｆの上下空間に第１の流路３５と第２の流路３６の２つの通路から作動油が供給されるような復動仕様の構成であったが、実施の形態２では通路は１つのみの単動仕様でかつ複数のピストン部を有するケースである。また、実施の形態２では作動油ではなくクーラント液を使用する。また、実施の形態１と対応する同様の機能の部材・部分については同じ符号を付すことで詳しい説明は省略する。
図８に示すように、実施の形態２の主軸ユニット７１は主軸回転機構としての図示しないスピンドルモータ装置を備え、スピンドルモータ装置に連結されたカプリング７２は主軸装置２の主軸筒８に直接連結されている。これによってカプリング７２からの回転力が主軸装置２に伝達される。主軸ユニット７１の上部位置には主軸筒８を包囲するように実施の形態１と同じシリンダ装置７が配設されている。
実施の形態２の第１のドローバー１０は連結ピン２６の下位置に配設されている。実施の形態２では第１のドローバー１０はその内側に第１の皿バネ集合体１２が配設されている上部スライド部１０Ｂと、上部スライド部１０Ｂから下方（前方）に延出される上部スライド部１０Ｂより小径の下部スライド部１０Ｄと、下部スライド部１０Ｄ先端側に取り付けられた先端スライド部１０Ｅを備えている。上部スライド部１０Ｂにはフランジ状に張り出した２つのピストン部１０Ｈが形成されている。主軸筒８の内側であって２つのピストン部１０Ｈの間には隔壁７３が配設されている。
第１のドローバー１０の内部（中心位置）にはクーラント液が流通する通路７５が形成されている。クーラント液は図示しないポンプ装置によって常時所定の圧力で流動し、第１のドローバー１０及び第２のドローバー１１の下方の主軸キャップ２８内から外方に流下する。通路７５は途中で分岐して第１の分岐通路７５Ａと第２の分岐通路７５Ｂとしてそれぞれ第１のドローバー１０の２つのピストン部１０Ｈの下側に連通されている。実施の形態２では上側のピストン部１０Ｈと隔壁７３、下側のピストン部１０Ｈと隔壁３２と周囲の主軸筒８の壁面との間に上下２つのシリンダ装置７７が構成される。
実施の形態２は実施の形態１のバリエーションである。実施の形態１では１つのピストン部１０Ｆの上下空間に第１の流路３５と第２の流路３６の２つの通路から作動油が供給されるような復動仕様の構成であったが、実施の形態２では通路は１つのみの単動仕様でかつ複数のピストン部を有するケースである。また、実施の形態２では作動油ではなくクーラント液を使用する。また、実施の形態１と対応する同様の機能の部材・部分については同じ符号を付すことで詳しい説明は省略する。
図８に示すように、実施の形態２の主軸ユニット７１は主軸回転機構としての図示しないスピンドルモータ装置を備え、スピンドルモータ装置に連結されたカプリング７２は主軸装置２の主軸筒８に直接連結されている。これによってカプリング７２からの回転力が主軸装置２に伝達される。主軸ユニット７１の上部位置には主軸筒８を包囲するように実施の形態１と同じシリンダ装置７が配設されている。
実施の形態２の第１のドローバー１０は連結ピン２６の下位置に配設されている。実施の形態２では第１のドローバー１０はその内側に第１の皿バネ集合体１２が配設されている上部スライド部１０Ｂと、上部スライド部１０Ｂから下方（前方）に延出される上部スライド部１０Ｂより小径の下部スライド部１０Ｄと、下部スライド部１０Ｄ先端側に取り付けられた先端スライド部１０Ｅを備えている。上部スライド部１０Ｂにはフランジ状に張り出した２つのピストン部１０Ｈが形成されている。主軸筒８の内側であって２つのピストン部１０Ｈの間には隔壁７３が配設されている。
第１のドローバー１０の内部（中心位置）にはクーラント液が流通する通路７５が形成されている。クーラント液は図示しないポンプ装置によって常時所定の圧力で流動し、第１のドローバー１０及び第２のドローバー１１の下方の主軸キャップ２８内から外方に流下する。通路７５は途中で分岐して第１の分岐通路７５Ａと第２の分岐通路７５Ｂとしてそれぞれ第１のドローバー１０の２つのピストン部１０Ｈの下側に連通されている。実施の形態２では上側のピストン部１０Ｈと隔壁７３、下側のピストン部１０Ｈと隔壁３２と周囲の主軸筒８の壁面との間に上下２つのシリンダ装置７７が構成される。
【0037】
このような構成において、スライダ２５の上面がピストン２１の底面に押圧されることで連結２６を介して第１のドローバー１０は第１の皿バネ集合体１２の付勢力に抗して下動させられる。ピストン２１によって第１の皿バネ集合体１２を最大に圧縮した段階、あるいは圧縮することによる付勢力が第２の皿バネ集合体１３の付勢力を上回った段階で、実施の形態１と同様に最大に下動している第１のドローバー１０を介して第２のドローバー１１を下方向に押圧する。
そして、チャックホルダー５１をホルダー装着穴に収容後にシリンダ装置７の油圧を制御しピストン２１を上昇させスライダ２５から離脱させることで、実施の形態１と同様に第１の皿バネ集合体１２と第２の皿バネ集合体１３によって第１のクランプ機構と第２のクランプ機構を時間差で両方とも作動させることができる。更に、第１のドローバー１０が上動した段階でクーラント液が第１の分岐通路７５Ａと第２の分岐通路７５Ｂからシリンダ装置７７内に流入して内部の圧力を上昇させる。
実施の形態２では実施の形態１と異なり作動油と比較して圧力が低めのクーラント液によって第１のドローバー１０を上方に押す力を第１の皿バネ集合体１２の付勢力に合力することとなるが、このような主軸ユニット７１であっても、上記実施の形態１の主軸ユニット１と同様の効果が奏される。
そして、チャックホルダー５１をホルダー装着穴に収容後にシリンダ装置７の油圧を制御しピストン２１を上昇させスライダ２５から離脱させることで、実施の形態１と同様に第１の皿バネ集合体１２と第２の皿バネ集合体１３によって第１のクランプ機構と第２のクランプ機構を時間差で両方とも作動させることができる。更に、第１のドローバー１０が上動した段階でクーラント液が第１の分岐通路７５Ａと第２の分岐通路７５Ｂからシリンダ装置７７内に流入して内部の圧力を上昇させる。
実施の形態２では実施の形態１と異なり作動油と比較して圧力が低めのクーラント液によって第１のドローバー１０を上方に押す力を第１の皿バネ集合体１２の付勢力に合力することとなるが、このような主軸ユニット７１であっても、上記実施の形態１の主軸ユニット１と同様の効果が奏される。
【0038】
上記実施の形態は本発明の原理およびその概念を例示するための具体的な実施の形態として記載したにすぎない。つまり、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明は、例えば次のように変更した態様で具体化することも可能である。
・上記実施の形態ではチャック機能を備えたチャックホルダー５１をクランプする対象とした例を説明したが、主軸装置２には他のホルダーを装着させるようにしてもよい。例えば、図９（ａ）（ｂ）に示すような、工具ホルダー６０を使用してもよい。工具ホルダー６０はホルダー本体６１と装着部６２を備えている。ホルダー本体６１内の取り付け穴６１ａには図示しない工具の基部が固定されるようになっている。装着部６２後端からはスタッド６３が突出させられている。スタッド６３は進退しない構成である。スタッド６３の先端には係合部としての外方に張り出した略楕円体形状の膨出部６４が一体的に形成されている。装着部６２の先端は円板状に外方に張り出した係合部としてのフランジ部６５が一体的に形成されている。フランジ部６５に隣接した装着部６２とフランジ部６５と間には係合部としてのくびれ部６９が形成されている。この工具ホルダー６０においては装着部６２とスタッド６３の形状はチャックホルダー５１の装着部５３と進出していない状態のプルスタッド５５と同形状に構成されている。
このような工具ホルダー６０も上記のように主軸装置２に２箇所の被クランプ位置で装着することができるため、工具ホルダー６０を内外及び前後において主軸装置２にしっかりと取り付けることができる。特に図示しない工具での負荷の大きな加工においてシリンダ装置による圧力が合力されしっかりとしたクランプができるため有利である。
・上記実施の形態ではチャック機能を備えたチャックホルダー５１をクランプする対象とした例を説明したが、主軸装置２には他のホルダーを装着させるようにしてもよい。例えば、図９（ａ）（ｂ）に示すような、工具ホルダー６０を使用してもよい。工具ホルダー６０はホルダー本体６１と装着部６２を備えている。ホルダー本体６１内の取り付け穴６１ａには図示しない工具の基部が固定されるようになっている。装着部６２後端からはスタッド６３が突出させられている。スタッド６３は進退しない構成である。スタッド６３の先端には係合部としての外方に張り出した略楕円体形状の膨出部６４が一体的に形成されている。装着部６２の先端は円板状に外方に張り出した係合部としてのフランジ部６５が一体的に形成されている。フランジ部６５に隣接した装着部６２とフランジ部６５と間には係合部としてのくびれ部６９が形成されている。この工具ホルダー６０においては装着部６２とスタッド６３の形状はチャックホルダー５１の装着部５３と進出していない状態のプルスタッド５５と同形状に構成されている。
このような工具ホルダー６０も上記のように主軸装置２に２箇所の被クランプ位置で装着することができるため、工具ホルダー６０を内外及び前後において主軸装置２にしっかりと取り付けることができる。特に図示しない工具での負荷の大きな加工においてシリンダ装置による圧力が合力されしっかりとしたクランプができるため有利である。
【0039】
・上記実施の形態１では、第１のドローバー１０を後退させてプルスタッド５５を後方に引っ張る際に第１の皿バネ集合体１２の付勢力とシリンダ装置３７による油圧の力を用いたが、両方を用いずとも第１の皿バネ集合体１２の付勢力だけ、あるいはシリンダ装置３７による油圧の力だけの構成でプルスタッド５５を後方に引っ張るような構成としてもよい。第１の皿バネ集合体１２の付勢力だけというのは上記段落００３３におけるＦ．で説明したように、本実施の形態では基本的に第１の皿バネ集合体１２の付勢力のみでプルスタッド５５を後方に引っ張ることができる構成であるためで、例えばシリンダ装置３７を備えていても常時油圧ポンプ装置の電磁弁のポートをオープンセンターの中立位置とすればよい。
一方、上記実施の形態１の構成において第１の皿バネ集合体１２を取り外すことでシリンダ装置３７による油圧の力のみで第１のドローバー１０を後退(上動）させることが可能である。
Ａ．シリンダ装置７を作動させ連結ピン２６がピストン２１に押圧されて下動することに同期して第１のドローバー１０も押圧されて下動していく。第２のドローバー１１は第２の皿バネ集合体１３の付勢力によってもっとも上方に押し上げられているが、第１のドローバー１０に押されて下動する。その際に実施の形態１と同様にシリンダ装置７とシリンダ装置３７の油圧力の両方を用いることができ、これらの合力によってプルスタッド５５を素早く切り離すことができる。
Ｂ．逆にピストン２１が後退する際には、第２のドローバー１１は第２の皿バネ集合体１３の付勢力によって上動するが、第１のドローバー１０は第１の皿バネ集合体１２がないため、シリンダ装置３７を使用して上動させる。
具体的には、シリンダ装置３７に第１の流路３５からピストン部１０Ｆの下側に注油する制御がされ、ピストン部１０Ｆが上動することで第１のドローバー１０全体が上動されるようにする。例えば、チャックホルダー５１を受け入れるために第１のドローバー１０を上昇させる際には、第１のドローバー１０は第１のボール４２と第２のボール４４がアンクランプ位置となるように（ピストン部１０Ｆは図２Ｂや図２Ｅのような位置）圧力制御される。
一方、上記実施の形態１の構成において第１の皿バネ集合体１２を取り外すことでシリンダ装置３７による油圧の力のみで第１のドローバー１０を後退(上動）させることが可能である。
Ａ．シリンダ装置７を作動させ連結ピン２６がピストン２１に押圧されて下動することに同期して第１のドローバー１０も押圧されて下動していく。第２のドローバー１１は第２の皿バネ集合体１３の付勢力によってもっとも上方に押し上げられているが、第１のドローバー１０に押されて下動する。その際に実施の形態１と同様にシリンダ装置７とシリンダ装置３７の油圧力の両方を用いることができ、これらの合力によってプルスタッド５５を素早く切り離すことができる。
Ｂ．逆にピストン２１が後退する際には、第２のドローバー１１は第２の皿バネ集合体１３の付勢力によって上動するが、第１のドローバー１０は第１の皿バネ集合体１２がないため、シリンダ装置３７を使用して上動させる。
具体的には、シリンダ装置３７に第１の流路３５からピストン部１０Ｆの下側に注油する制御がされ、ピストン部１０Ｆが上動することで第１のドローバー１０全体が上動されるようにする。例えば、チャックホルダー５１を受け入れるために第１のドローバー１０を上昇させる際には、第１のドローバー１０は第１のボール４２と第２のボール４４がアンクランプ位置となるように（ピストン部１０Ｆは図２Ｂや図２Ｅのような位置）圧力制御される。
【0040】
・上記実施の形態１及び２では、ピストン部１０Ｆ、１０Ｈは第１のドローバー１０の一部として一体的に構成されていたが、別体で構成し第１のドローバー１０に取り付けるようにしてもよい。
・上記実施の形態１では、シリンダ装置７のピストン２１を上昇させる際に、第２の皿バネ集合体１３が付勢力を解放して復帰した後に第１の皿バネ集合体１２が付勢力を解放して復帰し、最後にシリンダ装置３７が作動してその圧力が第１の皿バネ集合体１２の付勢力に合力されるという順になっていたが、第１の皿バネ集合体１２が付勢力を解放すると同時にシリンダ装置３７が作動するような制御であってもよい。
・シリンダ装置３７、７７は油圧式、空圧式のどちらも使用することが可能である。
・第１及び第２のドローバー１０、１１を付勢する手段、装置として、他のバネ装置を使用してもよい。また、付勢する装置としてシリンダ装置を使用するようにしてもよい。
・モータ装置１７として多相交流、例えば６相交流サーボモータを使用することがよいが、それ以外のモータや、交流方式ではなく直流方式のモータ装置を使用してもよい。
・クランプ機構の径方向に進退する干渉体として、上記では一例として第１及び第２のボール４２、４４を使用したが、それ以外にもコレットや割爪を配置して径方向に揺動するように進退するようなクランプ機構であってもよい。
本願発明は上述した実施の形態に記載の構成に限定されない。上述した各実施の形態や変形例の構成要素は任意に選択して組み合わせて構成するとよい。また各実施の形態や変形例の任意の構成要素と、発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素または発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素を具体化した構成要素とは任意に組み合わせて構成するとよい。これらについても本願の補正または分割出願等において権利取得する意思を有する。
また、意匠出願への変更出願により、全体意匠または部分意匠について権利取得する意思を有する。図面は本装置の全体を実線で描画しているが、全体意匠のみならず当該装置の一部の部分に対して請求する部分意匠も包含した図面である。例えば当該装置の一部の部材を部分意匠とすることはもちろんのこと、部材と関係なく当該装置の一部の部分を部分意匠として包含した図面である。当該装置の一部の部分としては、装置の一部の部材としてもよいし、その部材の部分としてもよい。
・上記実施の形態１では、シリンダ装置７のピストン２１を上昇させる際に、第２の皿バネ集合体１３が付勢力を解放して復帰した後に第１の皿バネ集合体１２が付勢力を解放して復帰し、最後にシリンダ装置３７が作動してその圧力が第１の皿バネ集合体１２の付勢力に合力されるという順になっていたが、第１の皿バネ集合体１２が付勢力を解放すると同時にシリンダ装置３７が作動するような制御であってもよい。
・シリンダ装置３７、７７は油圧式、空圧式のどちらも使用することが可能である。
・第１及び第２のドローバー１０、１１を付勢する手段、装置として、他のバネ装置を使用してもよい。また、付勢する装置としてシリンダ装置を使用するようにしてもよい。
・モータ装置１７として多相交流、例えば６相交流サーボモータを使用することがよいが、それ以外のモータや、交流方式ではなく直流方式のモータ装置を使用してもよい。
・クランプ機構の径方向に進退する干渉体として、上記では一例として第１及び第２のボール４２、４４を使用したが、それ以外にもコレットや割爪を配置して径方向に揺動するように進退するようなクランプ機構であってもよい。
本願発明は上述した実施の形態に記載の構成に限定されない。上述した各実施の形態や変形例の構成要素は任意に選択して組み合わせて構成するとよい。また各実施の形態や変形例の任意の構成要素と、発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素または発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素を具体化した構成要素とは任意に組み合わせて構成するとよい。これらについても本願の補正または分割出願等において権利取得する意思を有する。
また、意匠出願への変更出願により、全体意匠または部分意匠について権利取得する意思を有する。図面は本装置の全体を実線で描画しているが、全体意匠のみならず当該装置の一部の部分に対して請求する部分意匠も包含した図面である。例えば当該装置の一部の部材を部分意匠とすることはもちろんのこと、部材と関係なく当該装置の一部の部分を部分意匠として包含した図面である。当該装置の一部の部分としては、装置の一部の部材としてもよいし、その部材の部分としてもよい。
【符号の説明】
【0041】
２…主軸装置、７…押動手段としてのシリンダ装置、８…主軸筒、１０…第１のドローバー、１０Ｆ、１０Ｈ…ピストンとしてのピストン部、１１…第２のドローバー、１２…第１の付勢手段としての皿バネ集合体、１３…第２の付勢手段としての皿バネ集合体、３７…シリンダ装置、５１…ホルダーとしてのチャックホルダー、６０…ホルダーとしての工具ホルダー、５６…第１の被クランプ部としての膨出部、５８…第２の被クランプ部としてのくびれ部。
【要約】
【課題】１つの駆動手段で多機能ホルダーの内外の２箇所をクランプすることができる主軸装置及び主軸装置を搭載した工作機械等を提供すること。
【解決手段】二重に配置された第１の被クランプ部と第２の被クランプ部とを有するホルダーを主軸先端に装着して使用する主軸装置において、第１のドローバー８と第２のドローバー９は主軸筒８内で重複しかつ直列に配置させられる。第１のドローバー８と主軸筒８の間にはシリンダ装置３７が配設され、主軸筒８内への作動油の導入によって第１のドローバー８はピストン部１０Ｆをピストンとして主軸筒８内を軸方向に移動可能とされる。第１のドローバー８の進退の際にはピストン部１０Ｆの移動によって発生する押圧力が第１のドローバー８に付加されることとなる。
【選択図】図１
【解決手段】二重に配置された第１の被クランプ部と第２の被クランプ部とを有するホルダーを主軸先端に装着して使用する主軸装置において、第１のドローバー８と第２のドローバー９は主軸筒８内で重複しかつ直列に配置させられる。第１のドローバー８と主軸筒８の間にはシリンダ装置３７が配設され、主軸筒８内への作動油の導入によって第１のドローバー８はピストン部１０Ｆをピストンとして主軸筒８内を軸方向に移動可能とされる。第１のドローバー８の進退の際にはピストン部１０Ｆの移動によって発生する押圧力が第１のドローバー８に付加されることとなる。
【選択図】図１
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】