JP2000117575A - 工作機械における中空主軸用工具の着脱方法及び着脱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、工作機械における中空主軸用工具
の着脱方法及び着脱装置に関し、工具の交換作業を容易
にして工具の交換作業時間を短くするとともに工作機械
の全体をコンパクトにすることを目的とする。 【解決手段】 工具ホルダに、工具が着脱自在の結合部
を介して取付けられ、該結合部は、工具ホルダと工具の
うちの一方にキーが設けられ、工具ホルダと工具のうち
の他方に、キーに嵌合するキー溝とキーが横に通過し得
る逃げ溝とを有する工作機械の中空主軸用工具の着脱方
法において、キーと逃げ溝の位置を合わせた後、中空主
軸の軸線方向に沿う工具の移動によりキーとキー溝の位
置を軸線に直交する一直線上に整列させ、またはその整
列を解除する操作と、軸線に直交する方向に沿う工具の
移動により、キーとキー溝との嵌合，離脱を行う操作と
により、工具を工具ホルダに着脱するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械における
中空主軸用工具の着脱方法及び着脱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】加工物例えばクランク軸等の軸物を切削
加工する工作機械として、例えば特公平７−１０６４８
１号公報に示すものが知られている。この種の工作機械
は、中空主軸ユニットに配設した中空主軸内に挿通させ
たクランク軸等の軸物の両端を対向する一対の心押台の
チャックにより固定保持し、この軸物の外周面の周りに
中空主軸に取り付けた工具送り台を旋回させながら該工
具送り台に固定したバイトに送りをかけることによりク
ランク軸等の軸物を所定寸法に切削するものである。

【０００３】そして、前記工具送り台にはバイトホルダ
が設けられており、このバイトホルダに前記バイトが着
脱自在に固定されている。クランク軸等の軸物の種類や
使用度合いに応じてバイトをバイトホルダから取り外し
て別のものと適宜交換する必要がある。そのため、バイ
トホルダにバイトを着脱する中空主軸用工具の着脱装置
が採用されている。

【０００４】かかる中空主軸用工具の着脱装置を図１３
により説明する。図１３は、一方の中空主軸ユニットの
中空主軸内における心押台のチャック，工具送り台のバ
イトホルダ，バイトを示す。図において、心押台のチャ
ック１０１の一側には、図示しない中空主軸の工具送り
台に固着したバイトホルダ１０２が配設され、バイトホ
ルダ１０２にはキー１０３が工具送り方向（中空主軸の
軸線方向に直交する方向）に沿って突設されている。こ
のバイトホルダ１０２には、一対のチップ１０４Ａ，１
０４Ａを有するバイト１０４が着脱自在に設けられてい
る。

【０００５】このバイト１０４の着脱方法を説明する。
例えば工作機械の停止時に、二点鎖線で示すように、バ
イト１０４が装着されたバイトホルダ１０２は、チャッ
ク１０１の横に位置し、この位置が中空主軸ユニットの
原点位置になっている。これにより、クランク軸等の軸
物の長手方向の両端位置から外れた位置に中空主軸ユニ
ットを待機させ、その状態でクランク軸等の軸物の両端
がチャック１０１，１０１間に投入されて位置決めれ
る。

【０００６】バイト１０４の交換時には、中空主軸ユニ
ットを中空主軸の軸線方向に沿って一対の心押台の中間
方向へ前進させる（矢印ニ）ことにより、バイトホルダ
１０２を中空主軸ユニットの原点位置から交換位置に移
動させると、バイトホルダ１０２はチャック１０１から
その軸線方向に外れた位置になる。このバイトホルダ１
０２は実線にて示される。

【０００７】この状態で、バイト１０４を中空主軸の軸
線方向に直交する方向（工具送り方向）（矢印ホ）に沿
って移動させることにより、バイト１０４は、そのキー
溝１０４Ｂをバイトホルダ１０２に長さ方向を工具送り
方向に向けて固着したキー１０３に嵌合し、またはそれ
らの嵌合を解除することにより、バイトホルダ１０２に
対して着脱され、別のバイトと交換される。図にはバイ
ト１０４が抜脱された状態が示されている。

【０００８】なお、バイト１０４は、該バイトを固定す
るクランパ１０５及びその取付部がキー１０３の対向側
のバイトホルダ１０２に設けられているので、該対向側
へのバイト１０４の着脱はできないようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の中空
主軸用工具の着脱装置においては、例えば工作機械の停
止時に、中空主軸ユニットが原点位置にあることから、
バイトホルダ１０２は二点鎖線で示すように、チャック
１０１の横に位置している。

【００１０】この位置では、バイト１０４を交換しよう
としてバイト１０４をキー１０３に沿ってチャック１０
１の中心方向に移動しても、バイト１０４の先端がチャ
ック１０１の外周面に干渉してしまい、キー１０３とキ
ー溝１０４Ｂとの係合が完全に解かれる位置までは移動
でないので、バイト１０４のバイトホルダ１０２への着
脱ができない。従って、バイト１０４の交換の際には、
バイトホルダ１０２とチャック１０１との干渉を防止す
るため、バイトホルダ１０２を中空主軸ユニットの原点
位置から交換位置に中空主軸の軸線方向に沿ってチャッ
ク１０１間の位置へ前進させるべく、中空主軸ユニット
を移動させる動作を余儀なくされる。また、バイト１０
４の交換後にバイトホルダ１０２を中空主軸ユニットの
原点位置へ後退させる動作を余儀なくされる。

【００１１】そのため、バイト１０４の交換作業が面倒
で、バイト１０４の交換作業時間が長くなるという問題
があった。また、１つの軸物に対して、対向する２つの
中空主軸ユニットがある場合には、中空主軸（バイト及
びバイトホルダ）を、中空主軸の軸線方向に沿って前進
させることにより、２つの中空主軸ユニットの間の作業
スペースが狭くなる。作業スペースを広く確保するため
に心押台を後方に下げる必要があり、工作機械の全体を
コンパクトにすることが困難であった。

【００１２】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、工具の交換作業を容易に
して工具の交換作業時間を短くするとともに工作機械の
全体をコンパクトにすることができる工作機械における
中空主軸用工具の着脱方法及び着脱装置を提供すること
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
内側に干渉部材が挿通されるようになっている中空主軸
に支持された工具ホルダに、前記中空主軸の内方に向け
た工具が着脱自在の結合部を介して取り付けられてお
り、該結合部は前記工具ホルダと工具のうちの一方にキ
ーが設けられ、前記工具ホルダと工具のうちの他方に、
前記キーに嵌合するキー溝と前記キーが横に通過し得る
逃げ溝とを有する工作機械における中空主軸用工具の着
脱方法において、前記キーと逃げ溝の位置を合わせた
後、前記中空主軸の軸線方向に沿う工具の移動により前
記キーとキー溝の位置を前記軸線に直交する一直線上に
整列させ、またはその整列を解除する操作と、前記軸線
に直交する方向に沿う工具の移動により、前記キーとキ
ー溝との嵌合，離脱を行う操作とにより、工具を工具ホ
ルダに着脱することを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明は、内側に干渉部材を
挿通するようになっている中空主軸に取り付けられた工
具ホルダと、前記工具ホルダの取付面上にキーを介して
着脱自在に装着され、前記中空主軸の内方に向けられた
工具とを備えた工作機械における中空主軸用工具の着脱
装置において、前記キーは、前記工具ホルダの取付面ま
たは前記工具の底面に柱状に突設され、前記工具の底面
または前記工具ホルダの取付面に、前記中空主軸の軸線
に直交する方向に沿って形成され前記キーの幅と同じ幅
のキー溝と、このキー溝に直交する方向に沿って形成さ
れ前記キーの長さと同じ幅または前記キーの長さ以上の
幅の逃げ溝とが形成されていることを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項２記載の工
作機械における中空主軸用工具の着脱装置において、前
記逃げ溝には、該逃げ溝とキー溝の交差部分における該
キー溝の一方の溝壁面と同じ位置に第１のストッパが設
けられていることを特徴とする。請求項４記載の発明
は、請求項２または請求項３記載の工作機械における中
空主軸用工具の着脱装置において、前記キー溝には、該
逃げ溝と前記キー溝の交差部分における該逃げ溝の前記
キーと反対側の溝壁面と同じ位置に第２のストッパが設
けられていることを特徴とする。

【００１６】（作用）請求項１記載の発明においては、
中空主軸の軸線に直交する方向に沿う工具の移動と、前
記軸線と同じ方向に沿う工具の移動とにより、工具ホル
ダに工具を挿入する動作及び工具ホルダから工具を抜脱
する動作が行なわれ、工具が工具ホルダに、それらの一
方に設けたキーと他方に設けたキー溝との結合部を介し
て着脱される。

【００１７】Ａ）工具ホルダに工具を挿入する動作につ
いて 第１段階において、工具が中空主軸の軸線方向に沿って
移動され、該軸線方向における前記キーとキー溝の位置
が合わせられる。第２段階において、工具の移動方向が
方向転換されて、工具が中空主軸の軸線方向に直交する
方向に沿って移動され、前記キーとキー溝が嵌合され
る。

【００１８】Ｂ）工具ホルダから工具を抜脱する動作に
ついて 工具ホルダに工具を挿入する際における動作と逆の動作
により、工具ホルダから工具が抜脱される。請求項２記
載の発明においては、工具ホルダに工具を挿入する動作
及び工具ホルダから工具を抜脱する動作について説明す
る。

【００１９】Ａ）工具ホルダに工具を挿入する動作につ
いて 第１段階において、工具が中空主軸の軸線方向に沿って
移動され、例えば工具の逃げ溝とキー溝の交差部分が工
具ホルダのキーに位置するに至る。第２段階において、
工具の移動方向が方向転換され、工具が中空主軸の軸線
方向に直交する方向に沿って移動され、例えば工具のキ
ー溝が工具ホルダのキーに重なる位置に到達すると、工
具の移動が停止される。

【００２０】このようにして、工具が工具ホルダに装着
される。 Ｂ）工具ホルダから工具を抜脱する動作について 工具ホルダに工具を挿入する際における動作と逆の動作
により、工具ホルダから工具が抜脱される。

【００２１】請求項３記載の発明においては、工具の挿
入の際、工具が中空主軸の軸線方向に沿って移動され、
第１のストッパがキーに当接する。この当接した時点
で、工具の挿入方向が転換され、工具は中空主軸の軸線
方向に直交する方向に沿って移動される。請求項４記載
の発明においては、工具の抜脱の際、先ず、工具は中空
主軸の軸線方向に直交する方向に沿って移動され、第２
のストッパがキーに当接する。この当接した時点で、工
具の抜脱方向が転換され、工具は中空主軸の軸線方向に
沿って移動される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。図１ないし図１１により、請求
項１記載の発明の実施の形態に係わる工作機械における
中空主軸用工具の着脱方法、及び、請求項２ないし請求
項４記載の発明の実施の形態に係わる工作機械における
中空主軸用工具の着脱装置について、工作物としてクラ
ンク軸を切削加工する工作機械を例に挙げて説明する。

【００２３】最初に工作機械の全体について説明する。
図１において、ベッド１の上面には、その長手方向に沿
って所定間隔をあけて平行な複数状の案内面が形成され
ている。ベッド１の案内面上には、一対の心押台２，３
がベッド１の長手方向に移動に対向して設置されてい
る。ベッド１上には、一対の心押台２，３の間に位置し
てバイト交換用ステップ１Ａが取付けられている。

【００２４】心押台２，３は、クランク軸Ｃの両端を把
持するチャック４，５を同一軸線上に揃えている。チャ
ック４，５は請求項１，請求項２における中空主軸内の
干渉部材に対応している。一対の中空主軸ユニット６，
７が対向設置されている。以下、これらの中空主軸ユニ
ット６，７は向きが互いに反対になってるほかは構造が
同一であるので、一方（左方）の中空主軸ユニット６を
例に挙げて説明する。

【００２５】図２ないし図５において、中空主軸ユニッ
ト６は中空主軸８を備えている。この中空主軸８は、中
空主軸ユニット６の本体内に軸受８Ａ，８Ｂによって回
転自在に支持されている。中空主軸８の前端に、主駆動
歯車９が固定して設けられている。主駆動歯車９に平板
状の工具送り台１０が中空主軸８の直径方向に移動自在
に支持されている。この工具送り台１０には、クランク
軸挿通用の孔１１が形成されている。

【００２６】なお、図５において、符号４Ａはチャック
４の中心を示し、符号４Ｂはチャック４の外径線を示
す。また、９Ａ，９Ｂは、上記工具送り台１０を主駆動
歯車９に対して支持・案内する一対の平行なリテーナで
ある。そして、クランク軸Ｃの外周面の周りに工具送り
台１０，バイトホルダ１２，バイト１９等を有する工具
ヘッドを、モータＭ１で回転されるギヤを介して主駆動
歯車９を回転させることにより旋回させるとともに、モ
ータＭ２で遊星歯車機構Ｇ１を駆動して中空主軸８に回
転自在に支持されているギヤＧ２を回転させ、主駆動歯
車９とギヤＧ２との相対回転を生じさせ、ギヤＧ２に一
体のカム板Ｇ３に形成したカム溝Ｇ４と工具送り台１０
に支持したローラー１０Ｂとの係合を介して、中空主軸
８に取り付けた工具送り台１０を中空主軸８の直径方向
に移動させ、該工具送り台１０の先端のバイト１９に送
り（図５の矢印（ヘ）方向）をかけることにより、クラ
ンク軸Ｃの軸物が所定寸法に切削される。

【００２７】次に、着脱装置について説明する。工具送
り台１０の側面部１０Ａには、バイトホルダ（工具ホル
ダ）１２がそのフランジ部を複数（本実施の形態では５
個）の締付ボルト１３により固定して取り付けられてい
る。バイトホルダ１２は、中空主軸８の軸線方向に直交
する方向に沿って配置された板材で、このバイトホルダ
１２には、凹部１４が中空主軸８の主軸中心１５に向け
て形成されている。

【００２８】凹部１４の底面は取付面１４Ａとして形成
され、この取付面１４Ａには、側面１２Ａに平行に、す
なわち中空主軸８の軸線に直交する方向に溝１６が切ら
れている。この溝１６は、バイトホルダ１２の幅方向で
中央に位置している。この溝１６内に正方形状の２つの
キー１７，１８が所定の距離を隔てて固定されている。
２つのキー１７，１８は、同じ大きさで、中空主軸８の
軸線方向に直交する方向に沿って並んでおり、取付面１
４Ａ上に柱状に突き出ている。中空主軸８の軸線側に位
置する一方のキー１７の端面１７Ａはバイトホルダ１２
の端面１２Ｂから所定の距離隔てて位置している。

【００２９】また、凹部１４には前記取付面１４Ａに平
行に頂面１４Ｂが形成されている。頂面１４Ｂの前記軸
線方向に直交する方向の長さは、前記取付面１４Ａの前
記軸線方向に直交する方向の長さより短くなっている。
取付面１４Ａから頂面１４Ｂまでの寸法は、後述のバイ
ト１９の高さ寸法と同じになっている。頂面１４Ｂに隣
接して第１傾斜面１４Ｃが形成され、第１傾斜面１４Ｃ
には雌ねじ部１４Ｅが切られている。さらに、この第１
傾斜面１４Ｃに隣接して第２傾斜面１４Ｄが形成されて
いる。

【００３０】バイトホルダ１２の凹部１４にバイト１９
からなる工具が取り外し自在に装着されている。このバ
イト１９は工具送り台１０の孔１１の内方にチップの先
端を向けて突出している。バイト１９の構造について図
６ないし図８により説明する。バイト１９は、チップ２
０を先端の側面に取り付けた板状のチップホルダ２１
と、チップホルダ２１のための直方体形状の取付凹部２
２が形成されたバイト本体２３とを備えている。チップ
ホルダ２１は、前記取付凹部２２に挿入され、その側面
にあけたチップホルダ２１の長手方向に長い長孔に挿通
したボルト２４によりバイト本体２３に着脱自在に固定
されている。チップホルダ２１の後面２１Ａには、アジ
ャストねじ２５が設けられ、該アジャストねじ２５のチ
ップホルダ２１へのねじ込み量を調整し、上記後面２１
Ａと前記取付凹部２２の背面２２Ａとの距離を変化さ
せ、チップ２０の中空主軸８の軸心方向への突き出し量
を微調整できるようになっている。

【００３１】また、バイト本体２３の後面２３Ａには、
頭部を前記凹部１４の背面１４Ｇに当接するアジャスト
ねじ２６が設けられており、該アジャストねじ２６のバ
イト本体２３へのねじ込み量を調整することにより、バ
イトホルダ１２に対するバイト本体２３の取付位置を変
化させ、チップ２０，２８の中空主軸８の軸心方向の突
き出し量を調整できるようになっている。

【００３２】また、バイト本体２３の側面２３Ｂには前
記チップ２０の背面側の対称位置にチップ２８が固着さ
れて両チップ２０，２８は、固定側のチップ２８に対
し、可動調整側のチップ２０が前記アジャストねじ２５
により移動されることにより、中空主軸８の軸心方向へ
の突き出し量が一致するように調整される。バイト本体
２３の底面２３Ｃに、キー溝２９と、それを横切る２つ
の逃げ溝３０，３１とが形成されている。キー溝２９
は、前記中空主軸８の軸線に直交する方向に沿って、且
つ、前記底面２３Ｃの全長に亘って形成され、その幅Ｂ
１が前記キー１７，１８の幅ＫＢ１（図１０（イ）に示
す）と同じになっている。

【００３３】各逃げ溝３０，３１は、中空主軸８の軸線
方向（キー溝２９に直交する方向）に沿って且つ、前記
底面２３Ｃの全幅に亘って形成され、その幅Ｂ２が前記
キー１７，１８の長さＫＢ２（図１０（イ）に示す）と
同じ幅になっている。各逃げ溝３０，３１は、同じ寸法
で、それらの間隔は、前記２つのキー１７，１８の間隔
と同じである。

【００３４】各逃げ溝３０，３１には、孔３０Ａ，３１
Ａ，３０Ｂ，３１Ｂが穿設され、それらのうちの孔３０
Ａ，３１Ａに、円柱形状の第１のストッパ３２，３３が
嵌挿され、第１のストッパ３２，３３は、溝３０，３１
の底面から突出し、その突出し量は該逃げ溝３０，３１
の深さ寸法以下になっている。

【００３５】第１のストッパ３２，３３のキー溝２９に
臨む側部３２Ａ，３３Ａは、逃げ溝３０，３１とキー溝
２９の交差部分３４，３５における該キー溝２９の一方
の溝壁面２９Ａと同じ位置になっている。キー溝２９に
は、孔２９Ｃが穿設され、孔２９Ｃに、円柱形状の第２
のストッパ３６が嵌挿され、第２のストッパ３６は、キ
ー溝２９の底面から突出し、その突出し量は該キー溝２
９の深さ寸法以下になっている。第２のストッパ３６の
バイト本体２３の後面２３Ａと反対側に臨む側部３６Ａ
は、前記交差部分３５における逃げ溝３１のキー１８と
反対側の溝壁面３１Ｃと同じ位置になっている。

【００３６】上述の如き構造のバイト１９がバイトホル
ダ１２の凹部１４に装着された状態は、図２，図４，図
５，図１０（ハ）に示される。図において、バイト１９
は、そのキー溝２９がバイトホルダ１２の２つのキー１
７，１８に嵌合した状態になっている。このとき、逃げ
溝３０，３１は、キー１７，１８からずれている。そし
て、バイト１９は、その後部側がバイトホルダ１２の凹
部１４に嵌合され、かつ先端側が楔部材３７を介して締
め付けられている。すなわち、楔部材３７の孔部３７Ａ
にボルト３７Ｂが貫通され、このボルト３７Ｂは前記凹
部１４における雌ねじ部１４Ｅに螺合し、このボルト３
７Ｂの締付により楔部材（クランパー）３７が、バイト
ホルダ１２の傾斜面１４Ｄとバイト１９の上面１９Ａと
により楔作用を生じてバイト１９を押圧し、バイト１９
がバイトホルダ１２に固定されている。

【００３７】なお、一方の中空主軸ユニット６を例に挙
げて説明したが、一方の中空主軸ユニット６に対向して
配置された他方の中空主軸ユニット７についても同様で
ある。この場合、図６ないし図８に示すバイト１９に代
えて、図１１に下面図として示されるバイト１９Ａが用
いられる。以下、バイト１９Ａについて説明する。図に
おいて、バイト１９Ａの逃げ溝３０，３１に穿設された
孔３０Ａ，３１Ａ，３０Ｂ，３１Ｂのうちの孔３０Ｂ，
３１Ｂに、円柱形状の第１のストッパ３２Ｂ，３３Ｂが
嵌挿され、第１のストッパ３２Ｂ，３３Ｂは、逃げ溝３
０，３１の底面から突出している。第１のストッパ３２
Ｂ，３３Ｂのキー溝２９に臨む側部３２Ｃ，３３Ｃは、
逃げ溝３０，３１とキー溝２９の交差部分３４，３５に
おける該キー溝２９の他方の溝壁面２９Ｂと同じ位置に
なっている。これにより、第１のストッパ３２Ｂ，３３
Ｂは、図６に示す第１のストッパ３２，３３に比べる
と、キー溝２９の反対側に位置している。

【００３８】従って、逃げ溝３０，３１に穿設された孔
３０Ａ，３１Ａ，３０Ｂ，３１Ｂのうちの孔３０Ａ，３
１Ａまたは孔３０Ｂ，３１Ｂのいずれかを選定すること
により、バイト１９またはバイト１９Ａを組み立て、２
つの中空主軸ユニット６，７に対応させることができ
る。次に、本発明の実施の形態における作用について図
１０に従って説明する。

【００３９】図１０（イ）は、バイトホルダ１２及びこ
のバイトホルダ１２に装着されていない状態のバイト１
９を示す。図１０（イ）における矢印イ１は、バイト１
９の挿入時の移動方向を示し、矢印イ２は、バイト１９
の抜脱時の移動方向を示す。図１０（ロ）は、バイト１
９の挿入途中時，抜脱途中時の方向転換する位置を示
す。

【００４０】図１０（ハ）は、バイト１９がバイトホル
ダ１２に装着された状態を示す。Ａ）バイトホルダ１２
にバイト１９を挿入する動作について図９に示すよう
に、例えば工作機械の停止時に中空主軸ユニットが原点
位置にあり、バイトホルダ１２はチャック４の横に位置
しており、バイト１９はバイトホルダ１２には装着され
ていない。次のようにバイト１９はバイトホルダ１２に
挿入されて装着される。

【００４１】バイト１９を挿入する動作は、図１０
（イ）の矢印イ１にて示すように、次の第１段階，第２
段階にて行なわれる。第１段階において、バイト１９が
中空主軸８の軸線方向に沿って移動され、バイト１９の
逃げ溝３０，３１が、バイトホルダ１２のキー１７，１
８を通過する。バイト１９の逃げ溝３０，３１とキー溝
２９の交差部分３４，３５がバイトホルダ１２側のキー
１７，１８に位置するに至り、バイト１９は、その第１
のストッパ３２，３３がキー１７，１８の一側面に当接
して、キー１７，１８とキー溝２９とが一直線上に整列
した状態に位置決めされる（図１０（ロ））。

【００４２】第２段階において、この当接した時点で、
バイト１９の挿入方向が転換され、バイト１９はバイト
ホルダ１２上で中空主軸８の軸線方向に直交する方向に
沿って移動され、バイト１９の逃げ溝３０，３１がそれ
ぞれバイトホルダ１２のキー１７，１８から離れた位置
に到達すると、バイト１９は、そのアジャストねじ２６
の頭部がバイトホルダ１２の凹部１４の背面側１４Ｇに
当接して、その移動が停止される（図１０（ハ））。

【００４３】これにより、バイト１９のキー溝２９とバ
イトホルダ１２のキー１７，１８とが嵌合状態になると
ともにバイト１９の後端側が前記凹部１４に嵌合した状
態になる。続いて、ボルト３７Ｂを締め付けると、楔部
材３７がバイト１９を取付面１４Ａに押圧するので、バ
イト１９がバイトホルダ１２に強固に固定される。

【００４４】Ｂ）バイトホルダ１２からバイト１９を抜
脱する動作について 楔部材３７によるバイト１９のバイトホルダ１２に対す
る締付けが解除され、ボルト３７Ｂを緩めてバイト１９
の抜脱する動作が行なわれる。バイト１９の抜脱する動
作は、図１０（イ）の矢印イ２にて示すように、バイト
ホルダ１２にバイト１９を挿入する際における動作と逆
の動作により行なわれ、バイトホルダ１２からバイト１
９が抜脱される。

【００４５】すなわち、バイト１９の抜脱の際、図１０
（ハ）に示す状態から、バイト１９はバイトホルダ１２
から中空主軸８の軸線方向に直交する方向に沿って該中
空主軸８の軸心に向けて移動されると、第２のストッパ
３６が背面１４Ｇの側にあるキー１８に当接し、図１０
（ロ）に示す状態になる。この当接した時点で、各キー
１７，１８と各逃げ溝３０，３１の位置が一致するの
で、バイト１９の抜脱方向が転換される。続いて、バイ
ト１９はバイトホルダ１２上で中空主軸８の軸線方向に
沿って抜脱され、図１０（イ）の状態になる。

【００４６】そして、バイト１９は例えばクランク軸等
の軸物の種類（寸法，形状等）や使用度合（チップ２
０，２８の摩耗度合等）に応じて適宜交換される。以上
の如き構成によれば キー１７，１８の形状は短尺の柱
状になっており、バイト１９の着脱の際における中空主
軸８の軸線方向に直交する方向の該バイト１９の移動量
は、キー１７，１８の長さ寸法ＫＢ２だけなので、従来
におけるバイト１９の移動量（バイト１９の長さ分）よ
り少なくでき、バイト１９を中空主軸８の軸線方向に直
交する方向に移動させても、バイト１９がチャック４，
５に干渉することを防止できる。

【００４７】そのため、バイト１９の交換に際し、チャ
ック４の横にバイトホルダ１２が位置していても、チャ
ック４の存在に邪魔されることなく、バイトホルダ１２
の中空主軸８の軸線方向とその直交方向に沿って僅かに
移動させるだけで、バイトホルダ１２に該バイト１９を
容易に着脱させることができる。従って、バイト１９の
交換作業時に中空主軸ユニット６，７を、バイトホルダ
１２がチャック４，５から離れてそれらのチャック４，
５の間に位置するように、中空主軸８の軸線方向に移動
させる動作が不要となり、バイト１９の交換作業を簡単
にし、バイト１９の交換作業時間を短くすることができ
る。

【００４８】また、クランク軸Ｃに対して、対向する２
つの中空主軸ユニット６，７が設置されているが、工具
の交換に際して、バイトホルダ１２をチャック４，５の
横の位置から離れたチャック４，５の中間位置へ移動さ
せるべく中空主軸ユニット６，７を中空主軸８の軸線方
向に沿って移動させる必要がないので、対向する２つの
心押台２，３の間隔を大きくする（心押台２，３からの
チャック４，５の突き出し長さを大きくする）必要がな
く、工作機械の全体をコンパクトにすることができる。

【００４９】そして、バイト１９の挿入時、第１段階の
中空主軸８の軸線方向に沿う移動の際、第１のストッパ
３２，３３をキー１７，１８に当接させることにより、
バイト１９のキー溝２９がバイトホルダ１２のキー１
７，１８を行き過ぎることを防ぎ、バイト１９の、中空
主軸８の軸線方向に沿う移動から、バイトホルダ１２か
ら中空主軸８の軸線方向に直交する方向に沿う移動へと
方向転換するタイミングを容易に把握することができ
る。

【００５０】そして、また、バイト１９の抜脱時、第１
段階の中空主軸８の軸線方向に直交する方向に沿う移動
の際、第２のストッパ３６をキー１８に当接させること
により、バイト１９の、中空主軸８の軸線方向に直交す
る方向に沿う移動から、中空主軸８の軸線方向に沿う移
動に方向転換するタイミングを容易に把握することがで
きる。

【００５１】なお、本実施の形態においては、中空主軸
８内における干渉部材としてチャック４，５を例に挙げ
て説明したが、これに限定されることなく例えば干渉部
材として加工物に適用することもできる。また、本実施
の形態においては、加工物としてクランク軸Ｃを例に挙
げて説明したが、加工物としてクランク軸Ｃ以外の軸物
或いは軸物以外のものに適用できることは勿論である。

【００５２】さらに、本実施の形態においては、キーの
数は２個で、これに対応して逃げ溝の数も２個になって
いるが、キーの数を１個にするとともに逃げ溝の数も１
個にすることもできる。また、キーの数を３個以上にす
るとともに逃げ溝の数も３個以上にすることもできる。
そして、本実施の形態においては、逃げ溝３０，３１の
幅Ｂ２が前記キー１７，１８の長さＫＢ２（図１０
（イ）に示す）と同じ幅になっている場合について説明
したが、逃げ溝３０，３１の幅Ｂ２をキー１７，１８の
長さＫＢ２以上の幅にすることもできる。

【００５３】また、本実施の形態においては、円柱形状
の第１，第２のストッパ３２，３３，３６をそれぞれ孔
３０Ａ，３１Ａ，３０Ｂ，３１Ｂ，２９Ｃに嵌挿して設
けたが、これによれば、各ストッパの孔への嵌挿位置を
適宜選択することにより、左右の中空主軸ユニット６，
７に対し、バイト１９を共用できて都合がよいが、これ
に代えてストッパとして機能させる側には逃げ溝３０，
３１またはキー溝２９を形成せずにキー溝２９の溝壁面
２９Ａとして形成し、または逃げ溝３１の溝壁３１Ｃと
して形成することもできる。この場合には各中空主軸ユ
ニット６，７には個別のバイト１９が使用される。

【００５４】そして、また、本実施の形態においては、
キー１７，１８はバイトホルダ１２の取付面１４Ａに柱
状に突設され、バイト１９の底面２３Ｃにキー溝２９，
逃げ溝３０，３１が形成されている場合について説明し
たが、図１２に示すように、バイト５１の底面５１Ａに
キー５２，５３を柱状に突設し、バイトホルダ（工具ホ
ルダ）５４の取付面５４Ａにキー溝５５，逃げ溝５６，
５７を形成し、バイトホルダ５４にバイト５１を装着す
ることもできる。

【００５５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、干渉部材
の横に工具ホルダが位置していても、工具を中空主軸の
軸線方向とその直交方向に沿って僅少距離移動させるだ
けで、工具ホルダに該工具を着脱させることができる。
従って、工具の交換に際して、前記干渉部材が作業の邪
魔になることがないので、工具ホルダを干渉部材の横の
位置から離すべく、中空主軸ユニットを中空主軸の軸線
方向に移動させる操作を行う必要がない。このため。工
具の交換作業を簡単にし、工具の交換作業時間を短くす
ることができる効果を奏する。

【００５６】また、１つの加工物に対して、対向する２
つの中空主軸ユニットがある場合には、工具の交換に際
して、前記のように、中空主軸ユニットを中空主軸の軸
線方向に沿って干渉部材からの待避移動をさせる必要が
ないので、対向する２つの心押台の間隔を大きくする必
要がなく、工作機械の全体をコンパクトにすることがで
きる効果を奏する。

【００５７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明と同様の効果を奏する。また、キーの形状は短
尺の柱状になっており、工具の着脱の際における中空主
軸の軸線方向に直交する方向の該工具の移動量は、キー
の長さ寸法だけなので、従来における工具の移動量（工
具の長さ分）より少なくでき、工具を中空主軸の軸線方
向に直交する方向に移動させても、工具が干渉部材に干
渉することを防止できて容易に工具の交換作業が行える
効果を奏する。

【００５８】請求項３記載の発明によれば、工具の、中
空主軸の軸線方向に沿う移動から、中空主軸の軸線方向
に直交する方向に沿う移動へと方向転換するタイミング
を容易に把握することができて、円滑な工具の交換作業
が行える効果を奏する。請求項４記載の発明によれば、
工具の、中空主軸の軸線方向に直交する方向に沿う移動
から、中空主軸の軸線方向に沿う移動に方向転換するタ
イミングを容易に把握することができて、一層円滑な工
具の交換作業が行える効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係わる工作機械の側面図であ
る。

【図２】図５のＫ−Ｋ断面図である。

【図３】本実施の形態に係わる中空主軸ユニットの工具
ヘッドを示す縦断面図である。

【図４】同中空主軸ユニットの工具ヘッドを示す正面図
である。

【図５】図３の中空主軸内におけるバイト及びバイトホ
ルダを示す正面図である。

【図６】バイトの正面図である。

【図７】図６のＧ方向から視たバイトの下面図である。

【図８】図６のＨ方向から視たバイトの左側面図であ
る。

【図９】チャック，バイトホルダ，バイトの３つの部品
の関係を示す斜視図である。

【図１０】バイトの着脱の手順を示す説明図である。

【図１１】他方の中空主軸ユニットのバイトホルダに着
脱されるバイトの下面図である。

【図１２】本実施の形態に係わる中空主軸用工具の着脱
装置の変形例に係わり、バイトホルダ，バイトを示す斜
視図である。

【図１３】従来におけるチャック，バイトホルダ，バイ
トの３つの部品の関係を示す斜視図である。

【符号の説明】 ４ チャック（干渉部材） ８ 中空主軸 １４Ａ 取付面 １７ キー １８ キー ２３Ｃ 底面 ２９ キー溝 ３０ 逃げ溝 ３１ 逃げ溝 ３２ 第１のストッパ ３３ 第１のストッパ ３６ 第２のストッパ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側に干渉部材が挿通されるようになっ
   ている中空主軸に支持された工具ホルダに、前記中空主
   軸の内方に向けた工具が着脱自在の結合部を介して取り
   付けられており、該結合部は、前記工具ホルダと工具の
   うちの一方にキーが設けられ、前記工具ホルダと工具の
   うちの他方に、前記キーに嵌合するキー溝と前記キーが
   横に通過し得る逃げ溝とを有する工作機械における中空
   主軸用工具の着脱方法において、 前記キーと逃げ溝の位置を合わせた後、前記中空主軸の
   軸線方向に沿う工具の移動により前記キーとキー溝の位
   置を前記軸線に直交する一直線上に整列させ、またはそ
   の整列を解除する操作と、前記軸線に直交する方向に沿
   う工具の移動により、前記キーとキー溝との嵌合，離脱
   を行う操作とにより、工具を工具ホルダに着脱すること
   を特徴とする工作機械における中空主軸用工具の着脱方
   法。
2. 【請求項２】 内側に干渉部材を挿通するようになって
   いる中空主軸に取り付けられた工具ホルダと、 前記工具ホルダの取付面上にキーを介して着脱自在に装
   着され、前記中空主軸の内方に向けられた工具とを備え
   た工作機械における中空主軸用工具の着脱装置におい
   て、 前記キーは、前記工具ホルダの取付面または前記工具の
   底面に柱状に突設され、前記工具の底面または前記工具
   ホルダの取付面に、前記中空主軸の軸線に直交 する方向に沿って形成され前記キーの幅と同じ幅のキー
   溝と、このキー溝に直交する方向に沿って形成され前記
   キーの長さと同じ幅または前記キーの長さ以上の幅の逃
   げ溝とが形成されていることを特徴とする工作機械にお
   ける中空主軸用工具の着脱装置。
3. 【請求項３】 前記逃げ溝には、該逃げ溝とキー溝の交
   差部分における該キー溝の一方の溝壁面と同じ位置に第
   １のストッパが設けられていることを特徴とする請求項
   ２記載の工作機械における中空主軸用工具の着脱装置。
4. 【請求項４】 前記キー溝には、該逃げ溝と前記キー溝
   の交差部分における該逃げ溝の前記キーと反対側の溝壁
   面と同じ位置に第２のストッパが設けられていることを
   特徴とする請求項２または請求項３記載の工作機械にお
   ける中空主軸用工具の着脱装置。