CN100571990C - 旋转工具的工具头安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种由磁铁吸附保持工具头而安装在旋转工具的主轴前端上的工具头安装装置，该工具头安装装置具有仍能使用当前最为普及的磁连接工具头的互换性，且不会使径向尺寸变大而能够以较小的力拆卸工具头。在工具头安装部(12b)的里部配置有磁铁(15)，该磁铁(15)能够沿轴线J方向移动，通过操纵操作套管(20)进行滑动而使该磁铁(15)移动，以解除工具头与挡圈(13)的卡合状态并推出工具头(1)，以便从工具头安装部(12b)将其卸下。

Description

旋转工具的工具头安装装置

技术领域

本发明涉及一种用于将改锥头或套筒头等工具头(前端工具)安装在例如电动改锥等旋转工具的主轴上的装置。

背景技术

以往，例如在下面所述的专利文献中披露了有关工具头安装装置的技术，该工具头安装装置用于将例如由磁铁进行吸附保持的形式的工具头(磁连接工具头，以下简称为工具头)安装在工具主体的主轴上。专利文献1披露的技术中，披露了如下的结构(挡圈卡合方式)：在将磁铁向工具头拆卸方向进行弹簧加载的状态下，将磁铁设置在工具头安装孔里部，并且，在安装孔的口边内周侧设置挡圈，并使该挡圈与工具头直接卡合以防止其脱落，根据该结构，能够防止磁铁的损伤于未然。

另外，在专利文献2中披露了具有如下结构(钢球卡合方式)的工具头安装装置：在安装孔的里部设置有磁铁，通过该磁铁吸附保持工具头，并且，使钢球与该工具头的周面直接卡合以防止其脱落。

此外，在专利文献3没有披露工具头本身的安装结构，而是披露了将磁铁设置在套筒头的六角孔内以吸附保持六角螺栓的头部的技术。

专利文献1：日本实开平3-59163号公报；

专利文献2：日本特表2005-528991号公报；

专利文献3：日本特许第3479936号公报。

这样，在上述专利文献1中披露的挡圈卡合方式中，为防止工具头的脱落，除了使用磁铁，还使挡圈与工具头卡合以防止其脱落，因此，特别是在拆卸工具头时，使用者需要利用指尖捏住工具头等，克服挡圈的弹性力使挡圈扩张的同时，以较大的力从工具头安装孔中拔出该工具头，在这一点上，需要改善工具头拆卸时的操作性。

关于这一点，在专利文献2中披露的钢球卡合方式中，由于是采用钢球来代替挡圈的结构，因此，若沿轴向操纵操作套管，则解除钢球的卡合，从而仅克服磁铁的吸附力就能从工具头安装孔中拔出工具头，在这一点上，能够确保安装、拆卸的良好操作性。

但是，在钢球卡合方式的情况下，由于需要将钢球设置在工具头周围，因此，存在该安装装置变粗的问题；在该安装装置较细地构成的情况下，不能采用当前最为普及的挡圈卡合方式的磁连接工具头，从而存在不能确保其互换性(通用性)的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种旋转工具的工具头安装装置，仍能使用当前最为普及的磁连接工具头以确保互换性的同时，能够以较小的操作力进行拆卸，并且，径向尺寸也能够减小到与挡圈卡合方式同等程度。

本发明的技术方案1记载的工具头安装装置，用于在旋转工具的主轴上安装工具头，该工具头安装装置具有工具头安装孔，该工具头安装孔与用于安装在上述主轴上的安装部同轴，使在该工具头安装孔的口边内周上安装的挡圈直接卡合于上述工具头，从而获得防止该工具头脱落的状态，其特征在于，在上述工具头安装孔的里部设置有工具头推出部件，并使得该工具头推出部件能够向着工具头安装方向或者工具头拆卸方向移动，并且，在上述工具头安装孔的周围设置有操作套管，并能够操纵该操作套管沿轴向移动，通过操纵该操作套管进行移动，而使上述工具头推出部件向着上述工具头拆卸方向移动，从而解除上述工具头与上述挡圈的卡合状态，同时从上述工具头安装孔中推出上述工具头。

在技术方案1的基础上，技术方案2记载的工具头安装装置，其特征在于，在上述工具头安装孔的周围保持着钢球，并使得该钢球能够沿该工具头安装孔的径向位移，在上述工具头推出部件的周围设置有相对于径向倾斜的引导倾斜面，通过操纵上述操作套管进行移动，实现上述钢球对该引导倾斜面的滑动接触作用，从而将该钢球的径向位移转换为上述工具头推出部件向着工具头拆卸方向的位移。

在技术方案1或2的基础上，技术方案3记载的工具头安装装置，其特征在于，上述工具头推出部件具有磁铁，由该磁铁吸附保持上述工具头。

根据技术方案1记载的工具头安装装置，通过使工具头与设置在工具头安装孔的口边处的挡圈直接卡合，而能够限制工具头在防脱方向的运动。因此，作为可以安装的工具头仍能够利用通常的磁连接工具头，从而能够确保该工具头安装装置的互换性。

另外，由于通过使操作套管沿轴向移动，从而使工具头推出部件沿工具头推出方向移动，由此能够解除挡圈的卡合状态，并能够从工具头安装孔推出并拆卸工具头，因此，与利用指尖直接捏住该工具头而拔出的情况相比，能够以更小的力取出工具头。

进而，由于与通常的磁连接工具头相同，采用了使挡圈与工具头外周侧卡合以防止其脱落结构，而没有采用使钢球与该工具头直接卡合来防止其脱落的结构，因此，该安装装置的径向尺寸不会变大，能够以与通过挡圈防止当前普及的磁连接工具头脱落的形式的安装装置相同的尺寸构成。

通过以上内容可知，能够形成同时具有以往的挡圈卡合方式的优点以及钢球卡合方式的优点的工具头安装装置。

此外，对于技术方案1所记载的结构而言，虽然采用了沿轴向移动操纵操作套管以拆卸工具头的结构，但是，即使在因例如灰尘等的堵塞或异物的进入等而导致操作套管不能移动操作的情况下，仍能够与以往的挡圈卡合方式一样，克服挡圈的弹性力，而直接将工具头拔出并卸下。

根据技术方案2所记载的工具头安装装置，当沿轴向移动操纵操作套管时，钢球相对于工具头安装孔沿其径向位移。使钢球与工具头推出部件的引导倾斜面滑动接触。因此，当通过移动套管的移动操作使钢球沿工具头安装孔的径向位移时，该方向的位移经引导倾斜面而转换为工具头推出部件的轴向位移，由此，该工具头推出部件沿轴向位移。通过工具头推出部件的工具头推出方向的位移，而从工具头安装孔推出工具头并将其卸下。

根据技术方案3所记载的工具头安装装置，由于工具头直接卡合有挡圈来防止脱落，并且，被磁铁吸附保持来限制从工具头安装孔内的拔出，因此，能够更确实地保持工具头的安装状态。在这种情况下，除了由磁铁构成工具头推出部件的整体以外，还可以采用在其一部分上设置磁铁的结构。

附图说明

图1为本发明第1实施例的工具头安装装置的纵向剖视图。该图显示了安装着工具头的状态。

图2为沿图1中(2)-(2)线的剖视图。

图3为第1实施例的工具头安装装置的磁铁周边的纵向剖视图。

图4为第1实施例的工具头安装装置的纵向剖视图。该图显示了操纵操作套管向拆卸位置滑动后的状态。

图5为沿图4中(5)-(5)线的剖视图。

图6为第1实施例的工具头安装装置的纵向剖视图。该图显示了卸下工具头后的状态。

图7为沿图6中(7)-(7)线的剖视图。

图8为本发明第2实施例的工具头安装装置的纵向剖视图。该图显示了安装着工具头的状态。

图9为第2实施例的工具头安装装置的纵向剖视图。该图显示了操纵操作套管向拆卸位置滑动后的状态。

图10为第2实施例的工具头安装装置的纵向剖视图。该图显示了卸下工具头后的状态。

具体实施方式

下面，根据图1～图10对本发明的实施例进行说明。图1显示了第1实施例的工具头安装装置10。该工具头安装装置10在将所谓磁连接工具头(以下，简称为工具头1)安装在电动改锥等旋转工具的主轴上时使用。在本实施例中，关于该工具头安装装置10对旋转工具的主轴的安装结构，采用现有公知的结构即能满足要求，因而省略了对其的说明及图示。在图1中显示了通过在旋转工具的主轴前端部上设置的夹紧(chuck)装置5而安装了该工具头安装装置10的状态。夹紧装置5具有通过使钢球(未图示)卡合于设置在该工具头安装装置10的安装轴部11上的、剖面为半圆形的卡合槽11a内来防止脱落的结构，该卡合结构仍采用以往公知的结构。

第1实施例的工具头安装装置10具有上述安装轴部11和保持架(holder)部12。安装轴部11呈六角柱形状，在其后端部侧(在图中为左端部侧)沿其整周形成有上述卡合槽11a。在保持架部12的后端上设置的、剖面为六角形的结合孔12a中压入安装轴部11的前端侧，而使保持架部12和安装轴部11同轴结合。在本说明书中，关于各个部件及结构的方向，将工具头1侧设为前端侧(在图1中为右侧)，将旋转工具侧设为后侧。另外，将成为基准的轴线J作为工具头1的旋转轴线来进行说明。

在保持架部12的前端上设置有工具头安装孔12b。在该工具头安装孔12b的口边内周安装有挡圈13。在工具头安装孔12b的口边内周，沿整周设置有保持槽部12d。将挡圈13保持为沿该保持槽部12d嵌入的状态。该挡圈13在该保持槽部12d内沿径向弹性位移。该挡圈13在向着径向变细的方向被加载。扩张该挡圈13的同时将工具头1插入其内周侧。通过该挡圈13与工具头1的卡合凹部1a～1a弹性卡合，从而能够防止该工具头1脱落。这一点与以往的磁连接工具头相同，在本实施例中也无需特别进行变化。

可以通过本实施例的工具头安装装置10安装的工具头1为一直以来很普及的呈六角柱体的工具头，并以在其外周6个位置处的各角部设置有上述卡合凹部1a的工具头作为对象。

另外，在该工具头安装孔12b的里部容置有工具头推出部件15。该工具头推出部件15具有圆柱体形状的磁铁15a以及将该磁铁15a固定在前端侧的磁铁支承台15b。磁铁支承台15b容纳在工具头安装孔12b中，在沿其径向没有抖动的状态下，磁铁支承台15b可以沿保持架部12的轴线J方向(在图1中为左右方向)移动。在图2以及图3中显示了工具头推出部件15及其周边的详细结构。

在磁铁支承台15b的周围，沿其整周设置有卡合槽部15c。该卡合槽部15c的前端侧的侧壁部形成为圆锥形的引导倾斜面15d，该圆锥形的引导倾斜面15d朝相对于轴线J方向越向前端侧直径越大的方向倾斜。

与该卡合槽部15c相对应，在保持架部12上，在周向三等分的位置处设置有三个保持孔12c。在各个保持孔12c中保持着钢球14。各个钢球14在保持架部12的内周侧以及外周侧露出。各个钢球14的在内周侧露出的部分嵌入磁铁支承台15b的卡合槽部15c内，并与引导倾斜面15d滑动接触。另一方面，各个钢球14的在外周侧露出的部分嵌入到在保持架部12外周侧安装的操作套管20的卡合槽部20a内。该卡合槽部20a沿整周形成在操作套管20的内周面。该卡合槽部20a的前端侧的侧壁部形成为研钵形的引导倾斜面20b，该研钵形的引导倾斜面20b朝相对于轴线J方向越向后侧直径越大的方向倾斜。该引导倾斜面20b的倾斜方向与上述磁铁支承台15b的引导倾斜面15d相反。各个钢球14处于被夹持在磁铁支承台15b侧的引导倾斜面15d和操作套管20侧的卡合槽部20a之间的状态。

操作套管20以能够沿轴向位移的状态下被支承在保持架部12的外周侧。该操作套管20被压缩弹簧21向前端侧加载。压缩弹簧21安装于在保持架部12的后部外周上装配的固定环16和在操作套管20的后部内周面上设置的台阶部20c之间。如图4所示，当使该操作套管20滑动至后侧的拆卸位置时，固定环16进入其内周侧，而不会在径向上相互干涉。

操作套管20的前端侧的移动端(工具头安装位置)被沿保持架部12的整个外周设置的台阶部12e限制。

在操作套管20如图1所示那样位于工具头安装位置的状态下，各个钢球14处于夹持在磁铁支承台15b侧的引导倾斜面15d和操作套管20侧的卡合槽部20a的底部之间的状态。

如图4所示，当抵抗压缩弹簧12而操纵操作套管20向在图4中左侧的工具头拆卸侧移动时，各个钢球14因操作套管20侧的引导倾斜面20b的倾斜作用而在向工具头安装孔12b的内周侧位移的方向移动。各个钢球14当向工具头安装孔12b的内周侧位移时，被按压在磁铁支承台15b的引导倾斜面15d上。若各个钢球14被按压在引导倾斜面15d上，则因其倾斜作用而对磁铁支承台15b作用有工具头取出方向(在图4中为向右方向)的外力，由此，磁铁支承台15b以及磁铁15a向工具头取出方向移动，从而向解除挡圈13的弹性卡合状态的同时从工具头安装孔12b拔出的方向推压工具头1。图4显示的状态为：操纵操作套管20向拆卸位置(图4中的左侧)滑动，从而使工具头1移动至挡圈13的卡合状态被解除的位置。

如图4所示，由于在挡圈13与工具头1的卡合凹部1a～1a分离的状态下，工具头1处于仅通过由工具头推出部件15的磁铁15a进行的吸引保持而保持在工具头安装孔12b中的状态，因此，使用者利用指尖捏住工具头1等，就能容易地从工具头安装孔12b卸下工具头1。

在卸下工具头之后，若使用者解除操作套管20的移动操作，则该操作套管20通过压缩弹簧21而返回到工具头安装位置侧(在图中为右侧)。图6显示了工具头1从工具头安装孔12b被拔出、且操作套管20返回至工具头安装位置的状态。

根据如上构成的本实施例的工具头安装装置10，若将工具头1插入工具头安装孔12b内，则能够简便地安装该工具头1。当将工具头1插入工具头安装孔12b中时，通过使挡圈12a弹性嵌入并卡合到工具头1的卡合凹部1a～1a内，从而能够将该工具头1保持在工具头安装孔12b内。并且，由于在工具头安装孔12b的内部配置有工具头推出部件15，因此，当将工具头1插入至挡圈13与卡合凹部1a～1a卡合的位置处时，工具头1的后端面被磁铁15a吸附保持，由此也将工具头1保持在工具头安装孔12b内的安装位置处。

在拆卸以上述方式安装的工具头1时，若使用者使操作套管20抵抗压缩弹簧21而滑动至拆卸位置，则工具头推出部件15向工具头取出侧移动，由此工具头1在工具头拆卸方向被推压，从而解除挡圈13的卡合状态的同时被取出。因此，与使用者利用指尖直接捏住工具头1而将其从工具头安装孔12b中拆卸下来的情况相比，能够以更小的力拆卸工具头1。

这样，由于采用了通过挡圈13以及工具头推出部件15的磁铁15a而将工具头1保持在工具头安装孔12b内的结构，而并未采用以往的使钢球与外周面卡合来防止工具头1脱落的结构，因此，仍能够使用作为普及物的磁连接工具头，从而能够确保该工具头安装装置10的互换性。另外，能够使该工具头安装装置10的粗度(直径)细到与以往的挡圈卡合方式同等程度。

并且，由于采用只要操纵操作套管20滑动至拆卸位置处就能使工具头推出部件15移动以推出工具头1的结构，因此，与以往使钢球与工具头直接卡合的结构相同，能够以较小的力容易地进行工具头的拆卸。

在上面说明的实施例中可以进行各种改进。例如，关于操作套管20的滑动方向，例示了以前侧作为安装位置并以后侧作为拆卸位置的结构，但是也可以采用与其相反的滑动方向。在图8～图10中显示了该第2实施例的工具头安装装置30。

第2实施例的工具头安装装置30，当使操作套管31向前端侧滑动时，能够拆卸工具头1，当使操作套管31向后侧滑动时，能够将工具头1安装在工具头安装孔12b中，在这一点上，其滑动方向与第1实施例相反。对与上述例示的第1实施例的工具头安装装置10相同的部件以及结构，采用了相同的附图标记，故省略了其说明。

与第1实施例相同，在保持架部12的外周侧支承有操作套管31，该操作套管31能够沿轴线J方向移动，在该操作套管31的内周侧，沿整周设置有卡合槽部31a。与第1实施例不同，沿该卡合槽部31a的后侧(图8中为左侧)的侧壁部设置有引导倾斜面31b。该引导倾斜面31b形成为朝相对于轴线J方向越向前端侧直径越大的方向倾斜的研钵形状。

在设置于该操作套管31的前部内周面上的台阶部31c和设置于保持架部12的前部外周面上的台阶部12f之间安装有压缩弹簧32。操作套管31通过该压缩弹簧32而被向后侧加载。操作套管31的后退端(安装位置)被固定在保持架部12外周上的止动环33限制。在图8所示的工具头1的安装状态以及图10所示的工具头1的拆卸状态中，当分别解除操作套管31的操作时，该操作套管31通过压缩弹簧32而保持在使其后端部与止动环33相抵接的安装位置处。

与第1实施例相同，通过以此方式构成的第2实施例的工具头安装装置30，也能够构成兼有以往的挡圈卡合方式和钢球卡合方式的优点的工具头安装装置。

即，如图8所示，当将工具头1插入工具头安装孔12b内时，挡圈13弹性嵌入并卡合在工具头1的卡合凹部1a～1a中，并且，工具头1的后端面被工具头推出部件15的磁铁15a吸附保持，从而能够将工具头1保持在工具头安装孔12b的安装位置处。因此，由于仍能够使用作为普及物的磁连接工具头，所以能够确保该工具头安装装置30的互换性(挡圈卡合方式的优点)。

另外，由于没有采用使钢球与工具头1的周围直接卡合来防止其脱落的结构，而是采用了利用以往的挡圈卡合方式的结构，因此，也能够使该工具头安装装置30的径向尺寸减小到与以往的挡圈卡合方式同等程度。

进而，在拆卸工具头1的情况下，如图9所示，当操纵操作套管31抵抗压缩弹簧32而向前端侧(工具头1侧)滑动时，钢球14～14因引导倾斜面31b的倾斜作用而被按压并位移到工具头安装孔12b的内周侧。当各个钢球14位移到工具头安装孔12b的内周侧时，被推压在磁铁支承台15b的引导倾斜面15d上，由此产生的推压力因引导倾斜面15d的倾斜作用而被转换为使工具头推出部件15向前端侧(工具头1的取出侧)移动的方向的外力。这样一来，通过向前端侧推动工具头推出部件15，从而解除挡圈13的弹性卡合状态的同时从工具头安装孔12b中推出工具头1。

因此，由于使用者通过滑动操纵操作套管31而能够从工具头安装孔12b内推出工具头1并将其卸下，因此，与以往的使钢球与工具头直接卡合的结构相同，能够以较小的操作力容易地拆卸工具头1(钢球卡合式的优点)。

在以上说明的实施例中可进一步进行改进。例如，虽然例示了工具头推出部件15利用磁铁支承台15b固定磁铁15a并在磁铁支承台15b侧设置引导倾斜面15d的结构，但是，也可以采用仅由具有磁性的磁铁构成工具头推出部件并在磁铁上直接设置引导倾斜面的结构。

另外，虽然举例显示了将磁铁用作工具头推出部件的结构，但是，本发明的工具头推出部件也可以利用没有磁性的钢材(非磁性材料)来构成，或者，也可以以树脂材料或橡胶为原材料构成工具头推出部件。

进一步，虽然例示了通过操作套管的滑动操作将钢球推压在引导倾斜面上，并将由此产生的外力通过引导倾斜面的倾斜作用转换为使工具头推出部件15沿轴线J方向移动的方向的外力的结构，但是，也可以采用例如通过齿轮的啮合将操作套管的滑动动作转换为工具头推出部件的移动动作以便克服挡圈13的加载力而推出工具头的结构。

总之采用如下结构即可：如使钢球与工具头直接卡合而防止其脱落的钢球卡合方式那样，能够以较小的操作力拆卸工具头；并且，虽然是能够以较小的操作力拆卸工具头的结构，但是，不会像以往的钢球卡合方式那样使该安装装置的径向尺寸变大，且仍能够利用作为普及物的磁连接工具头。因此，作为用于使磁铁沿工具头推出方向移动的结构，除了举例说明的钢球相对于引导倾斜面的推压结构以外，还可使用各种结构。

进而，可以安装的工具头1可对应于改锥头、套筒头或其它作业用的各种工具头。

Claims (2)

1.一种工具头安装装置，用于在旋转工具的主轴上安装工具头，该工具头安装装置具有工具头安装孔，该工具头安装孔与用于安装在上述主轴上的安装部同轴，使在该工具头安装孔的口边内周上安装的挡圈直接卡合于上述工具头，从而获得防止该工具头脱落的状态，其特征在于，

在上述工具头安装孔的里部设置有工具头推出部件，并使得该工具头推出部件能够向着工具头安装方向或者工具头拆卸方向移动，并且，

在上述工具头安装孔的周围设置有操作套管，并能够操纵该操作套管沿轴向移动，通过操纵该操作套管进行移动，而使上述工具头推出部件向着上述工具头拆卸方向移动，从而解除上述工具头与上述挡圈的卡合状态，同时从上述工具头安装孔中推出上述工具头，

在上述工具头安装孔的周围保持着钢球，并使得该钢球能够沿该工具头安装孔的径向位移，在上述工具头推出部件的周围设置有相对于径向倾斜的引导倾斜面，通过操纵上述操作套管进行移动，实现上述钢球对该引导倾斜面的滑动接触作用，从而将该钢球的径向位移转换为上述工具头推出部件向着工具头拆卸方向的位移。

2.如权利要求1所述的工具头安装装置，其特征在于，

上述工具头推出部件具有磁铁，由该磁铁吸附保持上述工具头。

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