特許 7466068 工具クランプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-03

(45)【発行日】2024-04-11

(54)【発明の名称】工具クランプ装置

(51)【国際特許分類】

   B23B 31/117 20060101AFI20240404BHJP

   B23Q 3/12 20060101ALI20240404BHJP

【ＦＩ】

B23B31/117 601D

B23Q3/12 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023546615

(86)(22)【出願日】2021-09-08

(86)【国際出願番号】 JP2021032973

(87)【国際公開番号】W WO2023037434

(87)【国際公開日】2023-03-16

【審査請求日】2024-02-21

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】疋田 功男

(72)【発明者】

【氏名】水越 健一

【審査官】山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】中国実用新案第２０６３４３９４６（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特表平５－５０００３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５０２１１（ＪＰ，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】

所定軸を中心に配置されるハウジングと、
前記ハウジング内に収容され、工具を前記所定軸の軸方向に沿った第１方向に引き込むことにより工具のクランプ状態を得る第１位置と、工具を前記所定軸の軸方向に沿った第２方向に押し出すことにより工具のアンクランプ状態を得る第２位置との間で、前記所定軸の軸方向にスライド可能なドローバと、
前記所定軸の軸上に配置され、前記ドローバを前記第２位置から前記第１位置にスライドさせるために前記第１方向にストロークし、前記ドローバを前記第１位置から前記第２位置にスライドさせるため前記第２方向にストロークするピストンと、
前記所定軸の半径方向において前記ハウジングおよび前記ピストンの間に介挿され、前記ドローバとともに前記所定軸の軸方向にスライド可能で、かつ、前記ドローバに対して前記所定軸の半径方向にスライド可能なように、前記ドローバにより支持される中間部材とを備え、
前記ハウジングは、前記第１方向に向けた前記ピストンのストローク時、前記中間部材を、前記第１方向かつ前記所定軸の半径方向外側に向けて案内するように構成され、
前記ピストンは、
前記所定軸に沿って延在し、前記第１方向に向かうほど前記所定軸を中心とする直径が小さくなる第１テーパ面を有する第１テーパ部と、
第１段差面を有し、前記第１方向における前記第１テーパ部の端部に接続され、前記第１テーパ部に対して前記所定軸の半径方向内側に向けた段差をなす第１段差部と、
前記所定軸に沿って延在し、前記第１方向に向かうほど前記所定軸を中心とする直径が小さくなる第２テーパ面を有し、前記所定軸の軸方向において、前記第１テーパ部の反対側から前記第１段差部に接続される第２テーパ部と、
第２段差面を有し、前記第１方向における前記第２テーパ部の端部に接続され、前記第２テーパ部に対して前記所定軸の半径方向内側に向けた段差をなす第２段差部とを有し、
前記所定軸に対して前記第１テーパ面がなす角度ａ（０°＜ａ＜９０°）は、前記所定軸に対して前記第２テーパ面がなす角度ｂ（０°＜ｂ＜９０°）と等しく、
前記第１段差面および／または前記第２段差面は、前記所定軸に沿って延在し、前記第１方向に向かうほど前記所定軸を中心とする直径が小さくなるテーパ形状を有し、前記所定軸に対して、テーパ形状を有する前記第１段差面および／または前記第２段差面がなす角度ｃ（０°＜ｃ＜９０°）は、前記角度ａおよび前記角度ｂの各々よりも大きく、
前記中間部材は、
前記所定軸に沿って延在し、前記第２方向に向かうほど前記所定軸を中心とする直径が大きくなり、前記ドローバが前記第１位置に配置される場合に前記第２テーパ面と接触する第３テーパ面を有する第３テーパ部と、
前記ドローバが前記第１位置に配置される場合に、前記所定軸の軸方向において前記第１段差面と対向し、前記ドローバが前記第２位置に配置される場合に、前記所定軸の軸方向において前記第２段差面と対向する第３段差面を有し、前記第２方向における前記第３テーパ部の端部に接続され、前記第３テーパ部に対して前記所定軸の半径方向外側に向けた段差をなす第３段差部と、
前記所定軸に沿って延在し、前記第２方向に向かうほど前記所定軸を中心とする直径が大きくなり、前記ドローバが前記第１位置に配置される場合に前記第１テーパ面と接触する第４テーパ面を有し、前記所定軸の軸方向において、前記第３テーパ部の反対側から前記第３段差部に接続される第４テーパ部と、
前記ドローバが前記第２位置に配置される場合に、前記所定軸の軸方向において前記第１段差面と対向する第４段差面を有し、前記第２方向における前記第４テーパ部の端部に接続され、前記第４テーパ部に対して前記所定軸の半径方向外側に向けた段差をなす第４段差部とを有し、
前記所定軸に対して前記第３テーパ面がなす角度ｄ（０°＜ｄ＜９０°）は、前記所定軸に対して前記第４テーパ面がなす角度ｅ（０°＜ｅ＜９０°）と等しく、
前記第３段差面は、前記第２段差面がテーパ形状を有する場合に、前記所定軸に沿って延在し、前記第２方向に向かうほど直径が大きくなるテーパ形状を有し、前記ドローバが前記第１位置および前記第２位置の間でスライドする間に前記第２段差面と接触し、
前記第４段差面は、前記第１段差面がテーパ形状を有する場合に、前記所定軸に沿って延在し、前記第２方向に向かうほど直径が大きくなるテーパ形状を有し、前記ドローバが前記第１位置および前記第２位置の間でスライドする間に前記第１段差面と接触し、
前記所定軸に対して、テーパ形状を有する前記第３段差面および／または前記第４段差面がなす角度ｆ（０°＜ｆ＜９０°）は、前記角度ｄおよび前記角度ｅの各々よりも大きい、工具クランプ装置。

【請求項2】

前記第３段差面は、前記ドローバが前記第１位置に配置された場合に、前記第１段差面と非接触とされる、請求項１に記載の工具クランプ装置。

【請求項3】

前記中間部材は、前記ドローバが前記第２位置に配置される場合に、前記ピストンと非接触とされる、請求項１または２に記載の工具クランプ装置。

【請求項4】

前記ハウジングおよび前記中間部材は、それぞれ、前記所定軸の軸方向に沿って前記所定軸を中心とする直径が変化し、互いに対向する第５テーパ面および第６テーパ面を有し、
前記ドローバが前記第２位置に配置される状態において、前記所定軸の軸方向における、前記第５テーパ面および前記第６テーパ面の対向部と、前記第３段差面および前記第２段差面の対向部との間の距離が、前記所定軸の軸方向における、前記第５テーパ面および前記第６テーパ面の対向部と、前記第４段差面および前記第１段差面の対向部との間の距離よりも小さい場合に、前記第３段差面および前記第２段差面がテーパ形状を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の工具クランプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、工具クランプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、特開２００４－３１４２９９号公報（特許文献１）には、工具のクランプ機構を備えたマシンスピンドルが開示されている。クランプ機構は、軸線方向に移動可能な第１引っ張り棒と、軸線方向における第１引っ張り棒の移動に伴って、軸線方向、かつ、半径方向に相対移動し、工具のクランプ力を増加させる第１楔部材および第２楔部材と、軸線方向における第１引っ張り棒の移動に伴って、工具を軸線方向に引き込み、工具のクランプを行なうクランプ部材とを有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－３１４２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の特許文献１に開示されるように、ピストン（第１引っ張り棒）のその軸線方向におけるストロークに伴って楔力を発生させ、工具のクランプ力を得る工具クランプ装置が知られている。

【0005】

このような工具クランプ装置においては、楔力を発生させるためのテーパ面同士の接触面積が小さいと、テーパ面に作用する面圧が過大となる。この場合、テーパ面にひび割れまたは削れ等が発生するという問題が生じる。一方、ピストンの軸線方向における装置の大型化を防ぐべく、より小さいピストンストロークで所望の楔力を得ることが求められる。

【0006】

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ピストンおよび中間部材に作用する面圧を小さく抑えつつ、より小さいピストンストロークで所望の楔力を得ることが可能な工具クランプ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明に従った工具クランプ装置は、所定軸を中心に配置されるハウジングと、ハウジング内に収容され、工具を所定軸の軸方向に沿った第１方向に引き込むことにより工具のクランプ状態を得る第１位置と、工具を所定軸の軸方向に沿った第２方向に押し出すことにより工具のアンクランプ状態を得る第２位置との間で、所定軸の軸方向にスライド可能なドローバと、所定軸の軸上に配置され、ドローバを第２位置から第１位置にスライドさせるために第１方向にストロークし、ドローバを第１位置から第２位置にスライドさせるため第２方向にストロークするピストンと、所定軸の半径方向においてハウジングおよびピストンの間に介挿され、ドローバとともに所定軸の軸方向にスライド可能で、かつ、ドローバに対して所定軸の半径方向にスライド可能なように、ドローバにより支持される中間部材とを備える。ハウジングは、第１方向に向けたピストンのストローク時、中間部材を、第１方向かつ所定軸の半径方向外側に向けて案内するように構成される。

【0008】

ピストンは、所定軸に沿って延在し、第１方向に向かうほど所定軸を中心とする直径が小さくなる第１テーパ面を有する第１テーパ部と、第１段差面を有し、第１方向における第１テーパ部の端部に接続され、第１テーパ部に対して所定軸の半径方向内側に向けた段差をなす第１段差部と、所定軸に沿って延在し、第１方向に向かうほど所定軸を中心とする直径が小さくなる第２テーパ面を有し、所定軸の軸方向において、第１テーパ部の反対側から第１段差部に接続される第２テーパ部と、第２段差面を有し、第１方向における第２テーパ部の端部に接続され、第２テーパ部に対して所定軸の半径方向内側に向けた段差をなす第２段差部とを有する。

【0009】

所定軸に対して第１テーパ面がなす角度ａ（０°＜ａ＜９０°）は、所定軸に対して第２テーパ面がなす角度ｂ（０°＜ｂ＜９０°）と等しい。第１段差面および／または第２段差面は、所定軸に沿って延在し、第１方向に向かうほど所定軸を中心とする直径が小さくなるテーパ形状を有する。所定軸に対して、テーパ形状を有する第１段差面および／または第２段差面がなす角度ｃ（０°＜ｃ＜９０°）は、角度ａおよび角度ｂの各々よりも大きい。

【0010】

中間部材は、所定軸に沿って延在し、第２方向に向かうほど所定軸を中心とする直径が大きくなり、ドローバが第１位置に配置される場合に第２テーパ面と接触する第３テーパ面を有する第３テーパ部と、ドローバが第１位置に配置される場合に、所定軸の軸方向において第１段差面と対向し、ドローバが第２位置に配置される場合に、所定軸の軸方向において第２段差面と対向する第３段差面を有し、第２方向における第３テーパ部の端部に接続され、第３テーパ部に対して所定軸の半径方向外側に向けた段差をなす第３段差部と、所定軸に沿って延在し、第２方向に向かうほど所定軸を中心とする直径が大きくなり、ドローバが第１位置に配置される場合に第１テーパ面と接触する第４テーパ面を有し、所定軸の軸方向において、第３テーパ部の反対側から第３段差部に接続される第４テーパ部と、ドローバが第２位置に配置される場合に、所定軸の軸方向において第１段差面と対向する第４段差面を有し、第２方向における第４テーパ部の端部に接続され、第４テーパ部に対して所定軸の半径方向外側に向けた段差をなす第４段差部とを有する。

【0011】

所定軸に対して第３テーパ面がなす角度ｄ（０°＜ｄ＜９０°）は、所定軸に対して第４テーパ面がなす角度ｅ（０°＜ｅ＜９０°）と等しい。第３段差面は、第２段差面がテーパ形状を有する場合に、所定軸に沿って延在し、第２方向に向かうほど直径が大きくなるテーパ形状を有し、ドローバが第１位置および第２位置の間でスライドする間に第２段差面と接触する。第４段差面は、第１段差面がテーパ形状を有する場合に、所定軸に沿って延在し、第２方向に向かうほど直径が大きくなるテーパ形状を有し、ドローバが第１位置および第２位置の間でスライドする間に第１段差面と接触する。所定軸に対して、テーパ形状を有する第３段差面および／または第４段差面がなす角度ｆ（０°＜ｆ＜９０°）は、角度ｄおよび角度ｅの各々よりも大きい。

【0012】

このように構成された工具クランプ装置によれば、ドローバが第１位置に配置される場合に、ピストンの第２テーパ面および中間部材の第３テーパ面が接触し、ピストンの第１テーパ面および中間部材の第４テーパ面が接触することにより、工具のクランプ状態において、ピストンおよび中間部材の間におけるテーパ面同士の接触面積を増大させることができる。これにより、ピストンおよび中間部材に作用する面圧を小さく抑えることができる。

【0013】

また、所定軸に対して、テーパ形状を有する第１段差面および／または第２段差面がなす角度ｃが、角度ａおよび角度ｂの各々よりも大きく、所定軸に対して、テーパ形状を有する第３段差面および／または第４段差面がなす角度ｆが、角度ｄおよび角度ｅの各々よりも大きいため、所定軸の軸方向におけるピストンのストローク長さを小さく抑えつつ、所定軸の半径方向における中間部材のスライド長さを十分に確保することができる。これにより、より小さいピストンストロークで所望の楔力を得ることができる。

【0014】

また好ましくは、第３段差面は、ドローバが第１位置に配置された場合に、第１段差面と非接触とされる。

【0015】

このように構成された工具クランプ装置によれば、ドローバが第１位置に配置された場合に、ピストンの第２テーパ面および中間部材の第３テーパ面が接触し、ピストンの第１テーパ面および中間部材の第４テーパ面が接触する状態をより確実に得ることができる。

【0016】

また好ましくは、中間部材は、ドローバが第２位置に配置される場合に、ピストンと非接触とされる。

【0017】

このように構成された工具クランプ装置によれば、工具のアンクランプ状態において、ピストンが中間部材による拘束から完全に解かれるため、ピストンにより工具を第２方向により確実に押し出すことができる。これにより、工具のアンクランプ動作を円滑に実行させることができる。

【0018】

また好ましくは、ハウジングおよび中間部材は、それぞれ、所定軸の軸方向に沿って所定軸を中心とする直径が変化し、互いに対向する第５テーパ面および第６テーパ面を有する。ドローバが第２位置に配置される状態において、所定軸の軸方向における、第５テーパ面および第６テーパ面の対向部と、第３段差面および第２段差面の対向部との間の距離が、所定軸の軸方向における、第５テーパ面および第６テーパ面の対向部と、第４段差面および第１段差面の対向部との間の距離よりも小さい場合に、第３段差面および第２段差面がテーパ形状を有する。

【0019】

このように構成された工具クランプ装置によれば、テーパ形状を有する第３段差面および第２段差面が接触する時、所定軸の軸方向における、中間部材およびピストンの間で面圧が作用する位置と、中間部材およびハウジングの間で面圧が作用する位置との間の距離が小さいため、工具のクランプ動作およびアンクランプ動作に伴って、中間部材に対して過大な負荷が加わることを防止できる。

【発明の効果】

【0020】

以上に説明したように、この発明に従えば、ピストンおよび中間部材に作用する面圧を小さく抑えつつ、より小さいピストンストロークで所望の楔力を得ることが可能な工具クランプ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】この発明の実施の形態における工具クランプ装置を用いた工作機械を示す斜視図である。

【図2】刃物台における工具の自動交換位置を示す側面図である。

【図3】刃物台における工具のワーク加工位置を示す側面図である。

【図4】図１中の工具ホルダを示す斜視図である。

【図5】図１中の工具ホルダ（アンクランプ状態）を示す断面図である。

【図6】図１中の工具ホルダ（クランプ状態）を示す断面図である。

【図7】図４から図６中のドローバおよび中間部材を示す斜視図である。

【図8】図５中の２点鎖線ＶＩＩＩにより囲まれた範囲の工具クランプ装置（アンクランプ状態）を示す断面図である。

【図9】工具クランプ装置（アンクランプ状態からクランプ状態への移行時）を示す断面図である。

【図10】図６中の２点鎖線Ｘにより囲まれた範囲の工具クランプ装置（クランプ状態）を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0023】

図１は、この発明の実施の形態における工具クランプ装置を用いた工作機械を示す斜視図である。図１中では、工作機械の外観をなすカバー体が透視されることにより、工作機械の内部構造が示されている。

【0024】

図１を参照して、工作機械１０は、回転するワークに工具を接触させることによって、ワーク加工を行なう旋盤である。工作機械１０には、停止するワークに回転する工具を接触させることによって、ワーク加工を行なうミーリング機能が備わっている。

【0025】

工作機械１０は、コンピュータによる数値制御によって、ワーク加工のための各種動作が自動化されたＮＣ（Numerical Control）工作機械である。

【0026】

まず、工作機械１０の全体構造について説明する。工作機械１０は、ベッド１１と、主軸台２１と、刃物台３１と、自動工具交換装置１８（後出の図２を参照）とを有する。

【0027】

ベッド１１は、主軸台２１、刃物台３１および自動工具交換装置１８等を支持するためのベース部材であり、工場などの床面上に設置される。ベッド１１は、鋳鉄などの金属から形成されている。

【0028】

主軸台２１は、ベッド１１に取り付けられている。主軸台２１は、主軸（不図示）を有する。主軸は、水平方向に延びるＺ軸に平行な中心軸１０１を中心に回転駆動する。主軸の先端には、ワークを着脱可能に保持可能なチャック機構が設けられている。チャック機構に保持されたワークは、主軸の回転駆動に伴って、中心軸１０１を中心に回転する。

【0029】

刃物台３１は、カバー体（不図示）によって区画形成される加工エリア内に設けられている。刃物台３１は、タレット型刃物台であり、Ｚ軸に平行な中心軸（旋回中心軸）１０２を中心に旋回可能である。

【0030】

刃物台３１は、刃物台ベース３２と、タレット３３と、複数の工具ホルダ１２１とを有する。刃物台ベース３２には、刃物台３１を旋回駆動させるためのモータ等が搭載されている。刃物台ベース３２は、後述する横送り台に取り付けられている。

【0031】

タレット３３は、刃物台ベース３２から、Ｚ軸方向において主軸台２１に近接する方向に突出するように設けられている。タレット３３は、旋回中心軸１０２の軸方向が厚み方向となる円盤形状を有する。タレット３３は、旋回中心軸１０２を中心に旋回可能である。

【0032】

複数の工具ホルダ１２１は、タレット３３に装着されている。複数の工具ホルダ１２１は、ボルトを用いてタレット３３に締結されている。複数の工具ホルダ１２１は、旋回中心軸１０２の周方向に並んで設けられている。各工具ホルダ１２１は、工具を保持可能なように構成されている。

【0033】

なお、複数の工具ホルダ１２１は、回転工具を保持するための工具ホルダと、固定工具を保持するための工具ホルダとを含む。回転工具は、回転しながらワークを加工する工具であり、ドリル、エンドミルまたはリーマ等である。固定工具は、回転するワークを加工する工具であり、外径切削用バイト、内径切削用バイト、端面切削用バイトまたは突っ切りバイト等である。

【0034】

刃物台３１は、サドル１６および横送り台（不図示）を介して、ベッド１１に取り付けられている。サドル１６は、各種の送り機構、案内機構およびサーボモータなどによって、Ｚ軸方向に移動可能である。横送り台は、各種の送り機構、案内機構およびサーボモータなどによって、Ｚ軸に直交し、鉛直方向に対して傾斜するＸ軸方向に移動可能である。サドル１６および横送り台が、それぞれ、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に移動することによって、工具ホルダ１２１に保持された工具によるワークの加工位置をＺ軸－Ｘ軸平面内で移動させることができる。

【0035】

図２は、刃物台における工具の自動交換位置を示す側面図である。図３は、刃物台における工具のワーク加工位置を示す側面図である。

【0036】

図１から図３を参照して、タレット３３が旋回中心軸１０２を中心に旋回することによって、工具ホルダ１２１に保持された工具が旋回中心軸１０２の周方向に移動する。自動工具交換装置（ＡＴＣ：Automatic Tool Changer）１８は、工具を把持可能なダブルアーム等を有しており、加工エリア内の刃物台３１と、加工エリア外の工具マガジン（不図示）との間で工具を交換可能なように構成されている。

【0037】

図２に示されるように、自動工具交換装置１８は、刃物台３１の機械前方側に設けられている。自動工具交換装置１８により刃物台３１における工具を交換する場合、交換対象となる工具を保持する工具ホルダ１２１は、図中の工具自動交換位置Ｊに位置決めされる。図３に示されるように、刃物台３１における工具によりワークＷの加工を行なう場合、加工に用いられる工具を保持する工具ホルダ１２１は、図中のワーク加工位置Ｋに位置決めされる。

【0038】

なお、上記の工具自動交換位置Ｊおよびワーク加工位置Ｋの各位置は、特に限定されるものではない。たとえば、自動工具交換装置１８が機械後方側に設けられる場合、工具自動交換位置Ｊは、図３に示されるワーク加工位置Ｋから１８０°ずれた位置であってもよい。

【0039】

本実施の形態における工具クランプ装置１００は、工具ホルダ１２１に内蔵されている。工具クランプ装置１００は、工具をクランプ可能なように構成されている。

【0040】

続いて、工具クランプ装置１００のより具体的な構造を説明する。図４は、図１中の工具ホルダを示す斜視図である。図５は、図１中の工具ホルダ（アンクランプ状態）を示す断面図である。図６は、図１中の工具ホルダ（クランプ状態）を示す断面図である。

【0041】

図５および図６中には、工具ホルダ１２１により保持される工具Ｔのシャンク部分が示されている。

【0042】

図４から図６を参照して、工具Ｔは、工具ホルダ１２１に対して、所定軸２１０に沿った矢印３１０に示される方向に挿入される。工具Ｔは、工具ホルダ１２１から、所定軸２１０に沿った矢印３２０に示される方向に引き抜かれる。

【0043】

工具クランプ装置１００は、ハウジング５１と、ドローバ６１と、複数のコレット４６と、ピストン８１と、シリンダ９１と、複数の中間部材７１とを有する。

【0044】

ハウジング５１は、所定軸２１０を中心に配置されている。ハウジング５１は、全体として、所定軸２１０を中心とする筒形状を有する。所定軸２１０は、図１から図３中に示される旋回中心軸１０２の半径方向に延びる仮想上の直線である。

【0045】

ハウジング５１には、第１挿入孔５２が設けられている。第１挿入孔５２は、所定軸２１０を中心に配置されている。第１挿入孔５２は、工具Ｔの挿入方向における手前側の端部で開口している。第１挿入孔５２は、工具Ｔの挿入方向においてハウジング５１を貫通している。

【0046】

図７は、図４から図６中のドローバおよび中間部材を示す斜視図である。図４から図７を参照して、ドローバ６１は、ハウジング５１内に収容されている。ドローバ６１は、第１挿入孔５２に挿入されている。ドローバ６１は、所定軸２１０を中心に配置されている。

【0047】

ドローバ６１は、図６に示される第１位置ＰＡと、図５に示される第２位置ＰＢとの間で、所定軸２１０の軸方向にスライド可能である。ドローバ６１は、図６に示される第１位置ＰＡにスライドした場合に、工具Ｔを所定軸２１０の軸方向に沿った第１方向Ｄａ（矢印３１０に示される方向）に引き込むことによって、工具Ｔのクランプ状態を得る。ドローバ６１は、図５に示される第２位置ＰＢにスライドした場合に、工具Ｔを所定軸２１０の軸方向に沿った第２方向Ｄｂ（矢印３２０に示される方向）に押し出すことによって、工具Ｔのアンクランプ状態を得る。

【0048】

第１方向Ｄａは、工具ホルダ１２１に対する工具Ｔの挿入方向に対応している。第２方向Ｄｂは、工具ホルダ１２１からの工具Ｔの引き抜き方向に対応している。

【0049】

ドローバ６１は、小径部６６と、大径部６７とを有する。小径部６６および大径部６７は、所定軸２１０の軸方向に連なっている。小径部６６および大径部６７は、挙げた順に、工具Ｔの挿入方向における手前側から奥側に並んでいる。所定軸２１０を中心とする小径部６６の直径は、所定軸２１０を中心とする大径部６７の直径よりも小さい。

【0050】

ドローバ６１は、大径部６７が第１挿入孔５２を規定するハウジング５１の内周面と摺接することによって、所定軸２１０の軸方向にスライド可能なように支持されている。

【0051】

小径部６６の外周上には、複数のコレット４６が設けられている。複数のコレット４６は、所定軸２１０の軸方向に沿った第１方向Ｄａおよび第２方向Ｄｂにおけるドローバ６１のスライド動作に伴って、所定軸２１０を中心とする半径方向に変形可能なように構成されている。

【0052】

ドローバ６１が図６に示される第１位置ＰＡにスライドした場合に、複数のコレット４６は、所定軸２１０を中心に拡径するように変形する。工具Ｔが、複数のコレット４６により把持され、ドローバ６１により第１方向Ｄａに引き込まれることによって、工具Ｔのクランプ状態が得られる。一方、ドローバ６１が図５に示される第２位置ＰＢにスライドした場合に、複数のコレット４６は、所定軸２１０を中心に縮径するように変形する。複数のコレット４６による工具Ｔの把持が解除され、ドローバ６１により第２方向Ｄｂに押し出されることによって、工具Ｔのアンクランプ状態が得られる。

【0053】

図５から図７に示されるように、ドローバ６１には、第２挿入孔６２と、複数の開口部６３とが設けられている。第２挿入孔６２は、大径部６７に設けられている。第２挿入孔６２は、所定軸２１０を中心に配置されている。第２挿入孔６２は、工具Ｔの挿入方向における奥側の端部で開口し、工具Ｔの挿入方向における手前側の端部で底部をなしている。

【0054】

複数の開口部６３は、大径部６７に設けられている。複数の開口部６３は、所定軸２１０の周方向に互いに間隔を開けて設けられている。複数の開口部６３は、所定軸２１０の周方向において等間隔に設けられている。各開口部６３は、所定軸２１０の半径方向においてドローバ６１（大径部６７）を貫通し、第２挿入孔６２に連通している。

【0055】

ピストン８１は、所定軸２１０の軸上に配置されている。ピストン８１は、所定軸２１０の軸上で延びている。ピストン８１は、所定軸２１０の軸方向において、ドローバ６１と並んで設けられている。ピストン８１は、ドローバ６１よりも、工具Ｔの挿入方向の奥側に配置されている。

【0056】

ピストン８１は、ドローバ６１に接続されている。ピストン８１は、複数の中間部材７１を介して、ドローバ６１と接続されている。

【0057】

ピストン８１は、ドローバ６１を図５に示される第２位置ＰＢから図６に示される第１位置ＰＡにスライドさせるために、第１方向Ｄａにストロークする。ピストン８１は、ドローバ６１を図６に示される第１位置ＰＡから図５に示される第２位置ＰＢにスライドさせるため第２方向Ｄｂにストロークする。

【0058】

ピストン８１は、先端部８２と、胴部８４と、基部８３とを有する。先端部８２、胴部８４および基部８３は、所定軸２１０の軸方向に連なっている。先端部８２、胴部８４および基部８３は、挙げた順に、工具Ｔの挿入方向における手前側から奥側に並んでいる。

【0059】

所定軸２１０に直交する平面により切断された場合の基部８３の断面積は、所定軸２１０に直交する平面により切断された場合の胴部８４の断面積よりも大きい。胴部８４は、所定軸２１０の軸方向における先端部８２および基部８３の間で、所定軸２１０の半径方向内側に向けてくびれた形状を有する。

【0060】

先端部８２は、第２挿入孔６２に挿入されている。先端部８２は、第２挿入孔６２の内部で、所定軸２１０の軸方向にスライド動作が可能なように設けられている。胴部８４は、先端部８２および基部８３の間で延びている。胴部８４は、第２挿入孔６２の内部から外部に延出し、基部８３に接続されている。

【0061】

シリンダ９１は、全体として、所定軸２１０を中心とする筒形状を有する。ピストン８１は、基部８３がシリンダ９１に挿入されることによって、所定軸２１０の軸方向にスライド可能なように支持されている。シリンダ９１は、基部８３とともに、第１油圧室９２および第２油圧室９３を区画形成している。図５に示されるように、第１油圧室９２に油が供給されることによって、ピストン８１は、所定軸２１０の軸方向に沿った第２方向Ｄｂに向けてストロークする。図６に示されるように、第２油圧室９３に油が供給されることによって、ピストン８１は、所定軸２１０の軸方向に沿った第１方向Ｄａに向けてストロークする。

【0062】

中間部材７１は、所定軸２１０の半径方向においてハウジング５１およびピストン８１の間に介挿されている。中間部材７１は、ドローバ６１とともに所定軸２１０の軸方向にスライド可能で、かつ、ドローバ６１に対して所定軸２１０の半径方向にスライド可能なように、ドローバ６１により支持されている。

【0063】

中間部材７１は、金属製のブロック体からなる。複数の中間部材７１は、それぞれ、複数の開口部６３に配置されている。複数の中間部材７１は、所定軸２１０の周方向に互いに間隔を開けて設けられている。複数の中間部材７１は、所定軸２１０の周方向において等間隔に設けられている。中間部材７１は、所定軸２１０の軸方向におけるスライド動作が規制され、かつ、所定軸２１０の半径方向におけるスライド動作が許容されるように、開口部６３に配置されている。

【0064】

中間部材７１は、第２挿入孔６２の内部において、ピストン８１（先端部８２）と接触している。中間部材７１は、第２挿入孔６２の外部において、ハウジング５１と接触している。

【0065】

図８は、図５中の２点鎖線ＶＩＩＩにより囲まれた範囲の工具クランプ装置（アンクランプ状態）を示す断面図である。図９は、工具クランプ装置（アンクランプ状態からクランプ状態への移行時）を示す断面図である。図１０は、図６中の２点鎖線Ｘにより囲まれた範囲の工具クランプ装置（クランプ状態）を示す断面図である。

【0066】

図８から図１０中には、所定軸２１０を含む平面により切断された場合の工具クランプ装置１００の断面が示されている。

【0067】

図５から図１０を参照して、ハウジング５１は、第１方向Ｄａに向けたピストン８１のストローク時、中間部材７１を、第１方向Ｄａかつ所定軸２１０の半径方向外側に向けて案内するように構成されている。

【0068】

ハウジング５１は、第５テーパ面５７を有する。第５テーパ面５７は、所定軸２１０の軸方向に沿って所定軸２１０を中心とする直径が変化するように構成されている。

【0069】

第５テーパ面５７は、所定軸２１０を中心に周回し、所定軸２１０に対して傾斜するテーパ形状をなす内周面からなる。第５テーパ面５７は、第１方向Ｄａに向かうほど大きくなる直径（内径）を有する。第５テーパ面５７は、工具Ｔの挿入方向における手前側から奥側に向かうほど大きくなる直径（内径）を有する。所定軸２１０を含む平面により切断された場合のハウジング５１の断面において、第５テーパ面５７は、直線状に延びている。

【0070】

中間部材７１は、第６テーパ面７７を有する。第６テーパ面７７は、所定軸２１０の軸方向に沿って所定軸２１０を中心とする直径が変化するように構成されている。

【0071】

第６テーパ面７７は、所定軸２１０の軸周りで所定の角度範囲で周回し、所定軸２１０に対して傾斜するテーパ形状をなす外周面からなる。第６テーパ面７７は、第１方向Ｄａに向かうほど大きくなる直径（外径）を有する。第６テーパ面７７は、工具Ｔの挿入方向における手前側から奥側に向かうほど大きくなる直径（外径）を有する。所定軸２１０を含む平面により切断された場合の中間部材７１の断面において、第６テーパ面７７は、直線状に延びている。

【0072】

第５テーパ面５７および第６テーパ面７７は、互いに対向している。所定軸２１０に対する第６テーパ面７７の傾きは、所定軸２１０に対する第５テーパ面５７の傾きに対応している。所定軸２１０に対して第５テーパ面５７（第６テーパ面７７）がなす角度は、たとえば、１０°以上４５°以下の範囲であってもよいし、２０°以上３５°以下の範囲であってもよい。

【0073】

第１方向Ｄａに向けたピストン８１のストローク時、すなわち、工具Ｔのアンクランプ状態からクランプ状態への移行時に、第５テーパ面５７および第６テーパ面７７は、互いに接触する。これにより、中間部材７１は、ハウジング５１により、第１方向Ｄａかつ所定軸２１０の半径方向外側に向けて案内される。第５テーパ面５７および第６テーパ面７７は、工具Ｔのクランプ状態において接触している。

【0074】

ピストン８１は、第１テーパ部４１０と、第１段差部４６０と、第２テーパ部４２０と、第２段差部４７０とを有する。

【0075】

第１テーパ部４１０、第１段差部４６０、第２テーパ部４２０および第２段差部４７０は、先端部８２に設けられている。第１テーパ部４１０、第１段差部４６０、第２テーパ部４２０および第２段差部４７０は、挙げた順に、工具Ｔの挿入方向における手前側から奥側に並んでいる。

【0076】

第１テーパ部４１０は、第１テーパ面４１０ｐを有する。第１テーパ面４１０ｐは、所定軸２１０に沿って延在している。第１テーパ面４１０ｐは、第１方向Ｄａに向かうほど所定軸２１０を中心とする直径が小さくなるように構成されている。

【0077】

第１テーパ面４１０ｐは、所定軸２１０を中心に周回し、所定軸２１０に対して傾斜するテーパ形状をなす外周面からなる。第１テーパ面４１０ｐは、工具Ｔの挿入方向における手前側から奥側に向かうほど小さくなる直径（外径）を有する。所定軸２１０を含む平面により切断された場合のピストン８１の断面において、第１テーパ面４１０ｐは、直線状に延びている。

【0078】

第１段差部４６０は、第１方向Ｄａにおける第１テーパ部４１０の端部に接続されている。第１段差部４６０は、第１テーパ部４１０に対して所定軸２１０の半径方向内側に向けた段差をなしている。

【0079】

第１段差部４６０は、第１段差面４６０ｐを有する。第１段差面４６０ｐは、所定軸２１０を中心に周回し、第１方向Ｄａに向かうほど所定軸２１０を中心とする直径が小さくなるテーパ形状の外周面からなる。第１段差面４６０ｐの形状は、特に限定されず、たとえば、所定軸２１０を中心に周回し、所定軸２１０に直交するリング形状の平面から構成されてもよい。

【0080】

第２テーパ部４２０は、所定軸２１０の軸方向において、第１テーパ部４１０の反対側から第１段差部４６０に接続されている。第１段差部４６０は、所定軸２１０の軸方向において、第１テーパ部４１０および第２テーパ部４２０の間に設けられている。

【0081】

第２テーパ部４２０は、第２テーパ面４２０ｐを有する。第２テーパ面４２０ｐは、所定軸２１０に沿って延在している。第２テーパ面４２０ｐは、第１方向Ｄａに向かうほど所定軸２１０を中心とする直径が小さくなるように構成されている。

【0082】

第２テーパ面４２０ｐは、所定軸２１０を中心に周回し、所定軸２１０に対して傾斜するテーパ形状をなす外周面からなる。第２テーパ面４２０ｐは、工具Ｔの挿入方向における手前側から奥側に向かうほど小さくなる直径（外径）を有する。所定軸２１０を含む平面により切断された場合のピストン８１の断面において、第２テーパ面４２０ｐは、直線状に延びている。

【0083】

第２段差部４７０は、第１方向Ｄａにおける第２テーパ部４２０の端部に接続されている。第２テーパ部４２０は、所定軸２１０の軸方向において、第１段差部４６０および第２段差部４７０の間に設けられている。第２段差部４７０は、第２テーパ部４２０に対して所定軸２１０の半径方向内側に向けた段差をなしている。

【0084】

第２段差部４７０は、第２段差面４７０ｐを有する。第２段差面４７０ｐは、所定軸２１０に沿って延在している。第２段差面４７０ｐは、第１方向Ｄａに向かうほど所定軸２１０を中心とする直径が小さくなるテーパ形状を有する。

【0085】

第２段差面４７０ｐは、所定軸２１０を中心に周回し、所定軸２１０に対して傾斜するテーパ形状をなす外周面からなる。第２段差面４７０ｐは、工具Ｔの挿入方向における手前側から奥側に向かうほど小さくなる直径（外径）を有する。所定軸２１０を含む平面により切断された場合のピストン８１の断面において、第２段差面４７０ｐは、直線状に延びている。

【0086】

図９に示されるように、所定軸２１０に対して第１テーパ面４１０ｐがなす角度ａ（０°＜ａ＜９０°）は、所定軸２１０に対して第２テーパ面４２０ｐがなす角度ｂ（０°＜ｂ＜９０°）と等しい。角度ａおよび角度ｂの各々は、０°を越え１０°以下の範囲であってもよいし、０°を越え５°以下の範囲であってもよい。角度ａおよび角度ｂの各々は、たとえば、４°である。

【0087】

所定軸２１０に対して第２段差面４７０ｐがなす角度ｃ（０°＜ｃ＜９０°）は、角度ａおよび角度ｂの各々よりも大きい（ｃ＞ａ，ｃ＞ｂ）。角度ｃは、１０°を越え６０°以下の範囲であってもよいし、３０°以上４５°以下の範囲であってもよい。角度ｃは、たとえば、４０°である。

【0088】

角度ｃは、所定軸２１０に対して第５テーパ面５７（第６テーパ面７７）がなす角度よりも大きい。角度ｃは、所定軸２１０に対して第５テーパ面５７（第６テーパ面７７）がなす角度以下であってもよい。

【0089】

中間部材７１は、第３テーパ部４３０と、第３段差部４８０と、第４テーパ部４４０と、第４段差部４９０とを有する。第３テーパ部４３０、第３段差部４８０と、第４テーパ部４４０および第４段差部４９０は、挙げた順に、工具Ｔの挿入方向における奥側から手前側に並んでいる。

【0090】

第３テーパ部４３０は、第３テーパ面４３０ｑを有する。第３テーパ面４３０ｑは、所定軸２１０に沿って延在している。第３テーパ面４３０ｑは、第２方向Ｄｂに向かうほど所定軸２１０を中心とする直径が大きくなるように構成されている。

【0091】

第３テーパ面４３０ｑは、所定軸２１０の軸周りで所定の角度範囲で周回し、所定軸２１０に対して傾斜するテーパ形状をなす内周面からなる。第３テーパ面４３０ｑは、工具Ｔの挿入方向における奥側から手前側に向かうほど大きくなる直径（内径）を有する。所定軸２１０を含む平面により切断された場合の中間部材７１の断面において、第３テーパ面４３０ｑは、直線状に延びている。

【0092】

第３段差部４８０は、第２方向Ｄｂにおける第３テーパ部４３０の端部に接続されている。第３段差部４８０は、第３テーパ部４３０に対して所定軸２１０の半径方向外側に向けた段差をなしている。

【0093】

第３段差部４８０は、第３段差面４８０ｑを有する。第３段差面４８０ｑは、所定軸２１０に沿って延在している。第３段差面４８０ｑは、第２方向Ｄｂに向かうほど直径が大きくなるテーパ形状を有する。

【0094】

第３段差面４８０ｑは、所定軸２１０の軸周りで所定の角度範囲で周回し、所定軸２１０に対して傾斜するテーパ形状をなす内周面からなる。第３段差面４８０ｑは、工具Ｔの挿入方向における奥側から手前側に向かうほど大きくなる直径（内径）を有する。所定軸２１０を含む平面により切断された場合の中間部材７１の断面において、第３段差面４８０ｑは、直線状に延びている。

【0095】

第４テーパ部４４０は、所定軸２１０の軸方向において、第３テーパ部４３０の反対側から第３段差部４８０に接続されている。第３段差部４８０は、所定軸２１０の軸方向において、第３テーパ部４３０および第４テーパ部４４０の間に設けられている。

【0096】

第４テーパ部４４０は、第４テーパ面４４０ｑを有する。第４テーパ面４４０ｑは、所定軸２１０に沿って延在している。第４テーパ面４４０ｑは、第２方向Ｄｂに向かうほど所定軸２１０を中心とする直径が大きくなるように構成されている。

【0097】

第４テーパ面４４０ｑは、所定軸２１０の軸周りで所定の角度範囲で周回し、所定軸２１０に対して傾斜するテーパ形状をなす内周面からなる。第４テーパ面４４０ｑは、工具Ｔの挿入方向における奥側から手前側に向かうほど大きくなる直径（内径）を有する。所定軸２１０を含む平面により切断された場合の中間部材７１の断面において、第４テーパ面４４０ｑは、直線状に延びている。

【0098】

第４段差部４９０は、第２方向Ｄｂにおける第４テーパ部４４０の端部に接続されている。第４テーパ部４４０は、所定軸２１０の軸方向において、第３段差部４８０および第４段差部４９０の間に設けられている。第４段差部４９０は、第４テーパ部４４０に対して所定軸２１０の半径方向外側に向けた段差をなしている。

【0099】

第４段差部４９０は、第４段差面４９０ｑを有する。第４段差面４９０ｑは、所定軸２１０の軸周りで所定の角度範囲で周回し、第２方向Ｄｂに向かうほど所定軸２１０を中心とする直径が大きくなるテーパ形状の外周面からなる。第４段差面４９０ｑの形状は、特に限定されず、たとえば、所定軸２１０に直交する平面（端面）から構成されてもよい。

【0100】

図９に示されるように、所定軸２１０に対して第３テーパ面４３０ｑがなす角度ｄ（０°＜ｄ＜９０°）は、所定軸２１０に対して第４テーパ面４４０ｑがなす角度ｅ（０°＜ｅ＜９０°）と等しい。角度ｄおよび角度ｅの各々は、０°を越え１０°以下の範囲であってもよいし、０°を越え５°以下の範囲であってもよい。角度ｄおよび角度ｅの各々は、たとえば、４°である。

【0101】

所定軸２１０に対して第３段差面４８０ｑがなす角度ｆ（０°＜ｆ＜９０°）は、角度ｄおよび角度ｅの各々よりも大きい（ｆ＞ｄ，ｆ＞ｅ）。角度ｆは、１０°を越え６０°以下の範囲であってもよいし、３０°以上４５°以下の範囲であってもよい。角度ｆは、たとえば、４０°である。

【0102】

所定軸２１０に対する第３テーパ面４３０ｑの傾きは、所定軸２１０に対する第２テーパ面４２０ｐの傾きに対応している。所定軸２１０に対する第４テーパ面４４０ｑの傾きは、所定軸２１０に対する第１テーパ面４１０ｐの傾きに対応している。所定軸２１０に対する第３段差面４８０ｑの傾きは、所定軸２１０に対する第２段差面４７０ｐの傾きに対応している。

【0103】

図６および図１０に示されるように、ドローバ６１が第１位置ＰＡに配置される場合、すなわち、工具Ｔのクランプ状態において、ピストン８１の第１テーパ面４１０ｐと、中間部材７１の第４テーパ面４４０ｑとが、互いに接触し、ピストン８１の第２テーパ面４２０ｐと、中間部材７１の第３テーパ面４３０ｑとが、互いに接触している。

【0104】

中間部材７１の第３段差面４８０ｑは、所定軸２１０の軸方向においてピストン８１の第１段差面４６０ｐと対向している。中間部材７１の第３段差面４８０ｑは、ピストン８１の第１段差面４６０ｐと非接触とされている。中間部材７１の第３段差面４８０ｑと、ピストン８１の第１段差面４６０ｐとは、所定軸２１０の軸方向において、互いに間隔を開けて対向している。

【0105】

中間部材７１の第３段差面４８０ｑは、ピストン８１の第２テーパ面４２０ｐに対して、所定軸２１０の半径方向外側に配置されている。ピストン８１の第１段差面４６０ｐは、中間部材７１の第４テーパ面４４０ｑに対して、所定軸２１０の半径方向内側に配置されている。ピストン８１の第２段差面４７０ｐは、所定軸２１０の軸方向において、中間部材７１（第３テーパ面４３０ｑ）から第１方向Ｄａにずれた位置に配置されている。中間部材７１の第４段差面４９０ｑは、所定軸２１０の軸方向において、ピストン８１（第１テーパ面４１０ｐ）から第２方向Ｄｂにずれた位置に配置されている。

【0106】

図５および図８に示されるように、ドローバ６１が第２位置ＰＢに配置される場合、すなわち、工具Ｔのアンクランプ状態において、中間部材７１の第３段差面４８０ｑは、所定軸２１０の軸方向において、ピストン８１の第２段差面４７０ｐと対向している。中間部材７１の第４段差面４９０ｑは、所定軸２１０の軸方向において、ピストン８１の第１段差面４６０ｐと対向している。

【0107】

中間部材７１は、ピストン８１と非接触とされている。中間部材７１の第３段差面４８０ｑは、ピストン８１の第２段差面４７０ｐと非接触とされている。ピストン８１の第２テーパ面４２０ｐと、中間部材７１の第４テーパ面４４０ｑとは、互いに隙間を開けて対向している。

【0108】

中間部材７１の第４段差面４９０ｑは、ピストン８１の第２テーパ面４２０ｐに対して、所定軸２１０の半径方向外側に配置されている。ピストン８１の第１テーパ面４１０ｐおよび第１段差面４６０ｐは、中間部材７１（第４段差面４９０ｑ）から第２方向Ｄｂにずれた位置に配置されている。中間部材７１の第３テーパ面４３０ｑは、ピストン８１の第２段差面４７０ｐから第１方向Ｄａにずれた位置に配置されている。

【0109】

図５から図１０に示されるように、ドローバ６１が第１位置ＰＡおよび第２位置ＰＢの間でスライドする間、すなわち、工具Ｔのアンクランプ状態およびクランプ状態の間における移行時、中間部材７１の第３段差面４８０ｑが、ピストン８１の第２段差面４７０ｐと接触する。

【0110】

より具体的には、工具Ｔのアンクランプ状態からクランプ状態への移行時、まず、ピストン８１の第２段差面４７０ｐと、中間部材７１の第３段差面４８０ｑとを接触させながら、ピストン８１を第１方向Ｄａに向けてストロークさせる。続いて、ピストン８１の第２テーパ面４２０ｐと、中間部材７１の第３テーパ面４３０ｑとを接触させ、ピストン８１の第１テーパ面４１０ｐと、中間部材７１の第４テーパ面４４０ｑとを接触させながら、ピストン８１を第１方向Ｄａに向けてストロークさせる。

【0111】

ピストン８１のストロークに伴って、中間部材７１が、所定軸２１０の半径方向外側にスライドしながら、所定軸２１０の軸方向にスライドする。このとき、ピストン８１から中間部材７１に対して所定軸２１０の半径方向外側に向けた力が付与されることによって、第６テーパ面７７が第５テーパ面５７に押し付けられ、工具Ｔのクランプ状態において、中間部材７１と、ピストン８１およびハウジング５１との間に楔効果が発生する。これにより、シリンダ機構からピストン８１に対する駆動力の供給が停止された場合であっても、工具Ｔのクランプ状態を保持することができる。

【0112】

本実施の形態では、工具Ｔのクランプ状態において、ピストン８１の第２テーパ面４２０ｐおよび中間部材７１の第３テーパ面４３０ｑが接触し、ピストン８１の第１テーパ面４１０ｐおよび中間部材７１の第４テーパ面４４０ｑが接触している。このような構成によれば、ピストン８１および中間部材７１の間におけるテーパ面同士の接触面積を増大させて、ピストン８１および中間部材７１に作用する面圧を小さく抑えることができる。これにより、ピストン８１および中間部材７１のテーパ面にひび割れまたは削れ等が発生することを防止できる。

【0113】

また、所定軸２１０に対して第２段差面４７０ｐがなす角度ｃが、所定軸２１０に対して第１テーパ面４１０ｐがなす角度ａおよび所定軸２１０に対して第２テーパ面４２０ｐがなす角度ｂの各々よりも大きく、所定軸２１０に対して第３段差面４８０ｑがなす角度ｆが、所定軸２１０に対して第３テーパ面４３０ｑがなす角度ｄおよび所定軸２１０に対して第４テーパ面４４０ｑがなす角度ｅの各々よりも大きい。このため、ピストン８１の第２段差面４７０ｐと、中間部材７１の第３段差面４８０ｑとを接触させながら、ピストン８１を第１方向Ｄａに向けてストロークさせる間、所定軸２１０の軸方向におけるピストン８１のストローク長さを小さく抑えつつ、所定軸２１０の半径方向における中間部材７１のスライド長さを十分に確保することができる。これにより、所定軸２１０の軸方向において小型化された工具クランプ装置１００において、所望の楔力を得ることができる。

【0114】

また、工具Ｔのクランプ状態において、中間部材７１の第３段差面４８０ｑが、ピストン８１の第１段差面４６０ｐと非接触とされている。このような構成により、ピストン８１の第２テーパ面４２０ｐおよび中間部材７１の第３テーパ面４３０ｑが接触し、ピストン８１の第１テーパ面４１０ｐおよび中間部材７１の第４テーパ面４４０ｑが接触する状態をより確実に得ることが可能となるため、テーパ面同士の片当たりに起因した面圧上昇を防ぐことができる。

【0115】

工具Ｔのクランプ状態からアンクランプ状態への移行時、まず、ピストン８１の第２テーパ面４２０ｐと、中間部材７１の第３テーパ面４３０ｑとを接触させ、ピストン８１の第１テーパ面４１０ｐと、中間部材７１の第４テーパ面４４０ｑとを接触させながら、ピストン８１を第２方向Ｄｂに向けてストロークさせる。続いて、ピストン８１の第２段差面４７０ｐと、中間部材７１の第３段差面４８０ｑとを接触させながら、ピストン８１を第２方向Ｄｂに向けてストロークさせる。

【0116】

ピストン８１のストロークに伴って、中間部材７１が、所定軸２１０の半径方向内側にスライドしながら、所定軸２１０の軸方向にスライドする。ピストン８１から中間部材７１に対する所定軸２１０の半径方向外側に向けた力の付与が解除されるとともに、第２方向Ｄｂにおけるピストン８１のストロークエンドにおいて、ドローバ６１がピストン８１により第２方向Ｄｂに押し出される。

【0117】

中間部材７１は、工具Ｔのアンクランプ状態において、ピストン８１と非接触とされている。このような構成により、ピストン８１が中間部材７１による拘束から完全に解かれるため、ピストン８１により工具Ｔを第２方向Ｄｂにより確実に押し出すことができる。これにより、工具Ｔのアンクランプ動作を円滑に実行させることができる。

【0118】

図８に示されるように、ドローバ６１が第２位置ＰＢに配置される状態、すなわち、工具Ｔのアンクランプ状態において、所定軸２１０の軸方向における、第５テーパ面５７および第６テーパ面７７の対向部と、第３段差面４８０ｑおよび第２段差面４７０ｐの対向部との間の距離Ｌ１が、所定軸２１０の軸方向における、第５テーパ面５７および第６テーパ面７７の対向部と、第４段差面４９０ｑおよび第１段差面４６０ｐの対向部との間の距離Ｌ２よりも小さい。

【0119】

図８中では、第５テーパ面５７および第６テーパ面７７の対向部、第３段差面４８０ｑおよび第２段差面４７０ｐの対向部、ならびに、第４段差面４９０ｑおよび第１段差面４６０ｐの対向部の各々の、所定軸２１０の軸方向における中心位置を基準として、距離Ｌ１および距離Ｌ２が測定されている。

【0120】

このような構成において、工具Ｔのクランプ状態およびアンクランプ状態の間における移行時、第３段差面４８０ｑおよび第２段差面４７０ｐが接触するときに、所定軸２１０の軸方向における、中間部材７１およびピストン８１の間で面圧が作用する位置と、中間部材７１およびハウジング５１の間で面圧が作用する位置との間の距離を小さくすることができる。これにより、工具Ｔのクランプ動作およびアンクランプ動作に伴って、中間部材７１に対して過大な負荷が加わることを防止できる。

【0121】

なお、本発明は、第１段差面４６０ｐおよび第４段差面４９０ｑがテーパ形状を有し、工具Ｔのアンクランプ状態およびクランプ状態の間における移行時、第４段差面４９０ｑが第１段差面４６０ｐと接触する構成であってもよいし、第３段差面４８０ｑおよび第２段差面４７０ｐと、第１段差面４６０ｐおよび第４段差面４９０ｑとの双方が、テーパ形状を有し、工具Ｔのアンクランプ状態およびクランプ状態の間における移行時、第３段差面４８０ｑが第２段差面４７０ｐと接触し、これと同時に、第４段差面４９０ｑが第１段差面４６０ｐと接触する構成であってもよい。

【0122】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0123】

この発明は、たとえば、工作機械に適用される工具ホルダに適用される。

【符号の説明】

【0124】

１０ 工作機械、１１ ベッド、１６ サドル、１８ 自動工具交換装置、２１ 主軸台、３１ 刃物台、３２ 刃物台ベース、３３ タレット、４６ コレット、５１ ハウジング、５２ 第１挿入孔、５７ 第５テーパ面、６１ ドローバ、６２ 第２挿入孔、６３ 開口部、６６ 小径部、６７ 大径部、７１ 中間部材、７７ 第６テーパ面、８１ ピストン、８２ 先端部、８３ 基部、８４ 胴部、９１ シリンダ、９２ 第１油圧室、９３ 第２油圧室、１００ 工具クランプ装置、１０１ 中心軸、１０２ 旋回中心軸、１２１ 工具ホルダ、２１０ 所定軸、４１０ 第１テーパ部、４１０ｐ 第１テーパ面、４２０ 第２テーパ部、４２０ｐ 第２テーパ面、４３０ 第３テーパ部、４３０ｑ 第３テーパ面、４４０ 第４テーパ部、４４０ｑ 第４テーパ面、４６０ 第１段差部、４６０ｐ 第１段差面、４７０ 第２段差部、４７０ｐ 第２段差面、４８０ 第３段差部、４８０ｑ 第３段差面、４９０ 第４段差部、４９０ｑ 第４段差面、Ｄａ 第１方向、Ｄｂ 第２方向、Ｊ 工具自動交換位置、Ｋ ワーク加工位置、ＰＡ 第１位置、ＰＢ 第２位置、Ｔ 工具、Ｗ ワーク。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】