JP2001293624A - マシニングセンタの工具ホルダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主軸の軸方向の切削反力が主軸の軸受に伝達
するのを防ぎ、切削工具刃先の回転位相を自由に移動で
きるように工具ホルダを主軸ヘッドに支持する。 【解決手段】 工具ホルダ３は主軸２に装着されるシャ
ンク部５と切削工具８を取り付けた工具ホルダ部７とを
備えている。シャンク部５を軸受１１を介して回転自在
に支持する案内部材１０は、工具ホルダ３が主軸２に装
着されたとき、それに固定された調整ボルト（支持部
材）１５が主軸ヘッド本体１の位置決めブロック（位置
決め部）１７に当接されて、主軸２の軸方向と周方向に
おける位置決めが行われて主軸ヘッド本体１に支持さ
れ、この支持を介して前記軸受１１に予圧が付加される
ようになっている。案内部材１０には工具ホルダ３が主
軸２から取り外されたとき、案内部材１０に対する周方
向の関係位置を保持する回り止め部材１８が設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主軸に装着した工
具に主軸の軸方向における往復運動を与えて内径キー
溝、角穴、歯車、曲面等の加工をスロッティング加工に
より行うことができるマシニングセンタの工具ホルダ装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、汎用のマシニングセンタは、主軸
に装着した回転工具にワークとの間で３軸方向に相対移
動による送りをかけて切削加工を行うものであり、主軸
を主軸ヘッド本体に支持する軸受は、切削抵抗の各分力
による負荷を受けながら主軸を円滑に回転させ、かつ、
その回転精度を高く維持するのに適応したものが使用さ
れている。このような汎用のマシニングセンタにおいて
も、その稼働効率を高めるため、上記通常の切削加工の
ほかに、形削り盤、スロッター、ギヤシェーパ等のよう
に切削工具を往復運動させてワークを切削加工（スロッ
ティング加工）する機能を持たせることが要求されるよ
うになってきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マシニングセンタにあっては、切削工具の往復運動によ
るスロッティング加工を予定されておらず、主軸を支持
する軸受は、主軸の軸方向に作用する大きな切削反力を
支持するに十分な剛性を与えられていないので、実用的
な切削条件で主軸の往復運動による切削加工（スロッテ
ィング加工）を実施すると、軸受の剛性不足に起因して
切削工具の刃先の変位や振動が発生して、ワークの加工
精度が悪くなったり、加工ができなくなるといった問題
が生じる。また、切削工具を主軸に支持する工具ホルダ
においても、主軸の軸方向の切削反力に対する剛性を高
め、かつ、切削工具の刃先の回転位相を自由に許容して
工具ホルダを主軸ヘッドに支持する等、主軸の軸受に対
する軸方向荷重の負担を軽減する考慮がなされていない
ため、主軸の軸方向の切削反力が直接に主軸に伝達さ
れ、前記のような軸受け剛性不足に起因する問題を解消
することができない。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、スロッティング加工により生ずる主軸の軸方
向における切削反力が主軸の軸受に伝達するのを防ぎ、
主軸にスロッティング加工用の切削工具を支持すること
ができるマシニングセンタの工具ホルダ装置を提供する
ことを目的とする。また、本発明の他の目的は、主軸の
軸方向の切削反力に対する剛性を高くし、かつ、スロッ
ティング加工用の切削工具の刃先の回転位相を自由に移
動できるように工具ホルダを主軸ヘッドに支持するマシ
ニングセンタの工具ホルダ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、以下の点を特徴としている。すなわち、
請求項１に係るマシニングセンタの工具ホルダ装置は、
先端部に切削工具が取り付けられ、基端部が主軸ヘッド
本体に回転自在に支持された主軸に装着される工具ホル
ダと、該工具ホルダをスラスト荷重を支持可能な軸受を
介して回転自在に支持する案内部材と、前記工具ホルダ
が主軸に装着されたとき前記案内部材を前記主軸ヘッド
本体に支持する支持部材とを備えたマシニングセンタの
工具ホルダ装置において、前記工具ホルダは、切削工具
が取り付けれた工具ホルダ部と、前記主軸に装着される
シャンク部とが一体に結合されてなり、前記工具ホルダ
部が主軸に装着されて主軸の軸方向に牽引されたとき、
前記支持部材による前記軸方向における案内部材の主軸
ヘッド本体に対する支持を介して、前記軸受に予圧が付
与されるように構成されていることを特徴とする。

【０００６】上記マシニングセンタの工具ホルダ装置に
おいては、工具ホルダが自動工具交換装置により把持さ
れてそのシャンク部が主軸に装着されると、主軸内のク
ランプ機構が働いてシャンク部が主軸の軸方向に牽引さ
れて主軸のテーパ穴に固定される。このとき、案内部材
が支持部材を介して主軸ヘッド本体に支持されると共
に、案内部材内で工具ホルダを支持する軸受に、シャン
ク部に対し主軸の軸方向に作用する牽引力により予圧が
付加された状態となる。この状態で、主軸ヘッド本体を
主軸の軸方向に往復運動を行うと共に、主軸の間欠回転
による切削工具の刃先の回転位相を移動させることによ
り、回転工具の３軸方向の移動では加工できない形状の
部分のスロッティング加工が行われる。

【０００７】このマシニングセンタの工具ホルダ装置に
よれば、切削工具から工具ホルダ部に作用する主軸の軸
方向における切削反力は、予圧を付加されて剛性を高め
られた軸受を介して案内部材から主軸ヘッド本体で受け
られるので、主軸に直接に作用することがなく、汎用の
マシニングセンタにおける主軸の軸受構造であっても、
スロッティング加工に使用し得る。また、支持部材によ
って主軸ヘッド本体に支持した案内部材に予圧によって
剛性を高めた軸受を介して工具ホルダが支持されるの
で、工具ホルダが回転支持剛性を高められて切削工具の
回転位相の正確な移動を可能にしている。

【０００８】請求項２に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置は、工具ホルダが、シャンク部の先端部に工具
ホルダ部が締結部材により着脱可能にして一体に結合さ
れてなり、案内部材が、前記シャンク部の先端側に装着
され、先端側が軸受を介して工具ホルダ部に当接され、
後端側がシャンク部に設けたリテーナに当接されて、工
具ホルダに対する主軸の軸方向への移動が規制されてい
ると共に、前記軸受に予圧が付与されたときに、前記リ
テーナと案内部材との間に隙間が形成されるようになっ
ていることを特徴とする。このマシニングセンタの工具
ホルダ装置では、工具ホルダが主軸に装着されて主軸の
軸方向に牽引されたとき、軸受に対する予圧の付加を確
実に行えると共に、工具ホルダが主軸から取り外された
とき、案内部材に対する工具ホルダの軸方向への離脱が
防止される。

【０００９】請求項３に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置は、支持部材が、案内部材に取り付けられてお
り、工具ホルダが主軸に装着されたとき後端部が主軸ヘ
ッド本体に当接されるようになっていることを特徴とす
る。このマシニングセンタの工具ホルダ装置では、工具
ホルダを主軸から取り外したとき、支持部材が主軸ヘッ
ド本体から分離されるので、工具ホルダ装置を使用しな
いとき、主軸ヘッド本体の前面に支持部材による突出物
が存在しなくなり、作業や装置の動作の邪魔になった
り、支持部材が損傷することはない。

【００１０】請求項４に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置は、支持部材が、主軸ヘッド本体に当接する後
端部の、主軸の軸方向における案内部材からの突き出し
長さを調整可能に構成されていることを特徴とする。こ
のマシニングセンタの工具ホルダ装置では、支持部材の
後端部の案内部材からの突き出し長さを調整して案内部
材と主軸ヘッドとの距離を調節することにより、案内部
材に工具ホルダを支持する軸受に対する予圧の大きさが
適切に設定される。

【００１１】請求項５に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置は、支持部材が工具ホルダまたは主軸の軸心の
回りに適宜間隔をあけて複数個配置されていることを特
徴とする。このマシニングセンタの工具ホルダ装置で
は、複数個の支持部材により案内部材が強固に支持さ
れ、案内部材による工具ホルダの支持剛性が偏りなく高
められる。

【００１２】請求項６に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置は、支持部材が、後端側にテーパ部が設けられ
ており、工具ホルダが主軸に装着されたとき、主軸ヘッ
ド本体に設けられた位置決め部に前記テーパ部が係合し
て、案内部材の主軸の軸方向および周方向における位置
決めが行われるように構成されていることを特徴とす
る。このマシニングセンタの工具ホルダ装置では、案内
部材の主軸ヘッド本体に対する支持位置が正確に位置決
めされ、予圧を付加された軸受により案内部材に支持さ
れた工具ホルダの回転位相を移動する動作が円滑に、か
つ、高精度に行われる。

【００１３】請求項７に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置は、案内部材に、工具ホルダと案内部材との周
方向における相対回転を阻止する回り止め部材が支持さ
れており、工具ホルダが主軸に装着されたとき、回り止
め部材が主軸ヘッド本体に当接されて一方に移動され、
前記工具ホルダの係合部との係合を解除されて前記相対
回転が許容され、また、工具ホルダが主軸から取り外さ
れたとき、前記回り止め部材がばねの付勢力により他方
に移動され、前記係合部と係合して前記相対回転が阻止
されるようになっていることを特徴とする。このマシニ
ングセンタの工具ホルダ装置では、工具ホルダが主軸に
装着され、または主軸から取り外されるとき、その装
着、取り外し動作に従って回り止め部材が工具ホルダと
の係合およびその解除が円滑に行われ、切削加工時にお
ける工具ホルダの案内部材に対する回転位相の移動を許
容し、工具ホルダを主軸から取り外したとき、案内部材
に対する工具ホルダの周方向における一定の関係位置が
確実に保持される。

【００１４】請求項８に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置は、回り止め部材が、大径の円形頭部を有する
棒状部材からなり、該頭部を案内部材から工具ホルダ部
側に突き出し、工具ホルダの軸方向に移動自在に案内部
材に支持されており、工具ホルダの係合部が、前記工具
ホルダ部の外周部に形成した円弧状の係合凹所からな
り、該係合凹所に対し前記回り止め部材の頭部の係合お
よびその解除が行われるようになっていることを特徴と
する。このマシニングセンタの工具ホルダ装置では、回
り止め部材の工具ホルダ部における係合凹所に対する係
合、離脱動作が円滑に行われると共に、構成が簡単で実
施が容易である。

【００１５】請求項９に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置は、主軸ヘッド本体に設けられた位置決め部に
は、支持部材のテーパ部が係合する当接面を清掃する防
塵手段が設けられていることを特徴とする。このマシニ
ングセンタの工具ホルダ装置では、工具ホルダが主軸に
装着されて支持部材のテーパ部が主軸ヘッド本体の位置
決め部に係合するとき、それらの当接面に防塵手段によ
りエアー等が吹き付けられて清掃されるので、支持部材
による案内部材の位置決めが正確に行われる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図において、１は汎用のマシ
ニングセンタの主軸ヘッドの主軸ヘッド本体である。主
軸ヘッド本体１には図示しない主軸受により主軸２が回
転自在に支持されている。３は、後端部（図１で右端
部）が前記主軸２に装着される工具ホルダであり、主軸
２のテーパ穴２ａに装着されるテーパ軸部４を有するシ
ャンク部５と、該シャンク部５の先端（図１で左端）に
ボルト６により一体に結合された工具ホルダ部７とから
なっている。

【００１７】前記工具ホルダ３は、従来周知の工具ホル
ダと同様に、シャンク部５の中央部の外周に設けたフラ
ンジ５ａに、工具交換装置の工具グリッパＧに係合する
環状の把持溝５ｂと、主軸に固定された一対のキー２ａ
に係合する一対のキー溝５ｃが形成されていると共に、
シャンク部５のテーパ軸部４の後端部に、工具ホルダ３
が主軸２内に装着されたとき、主軸２内のクランプ機構
（図示せず）で主軸の軸方向後方（図１で右方）へ牽引
されるドローボルト５ｄが固定されている。

【００１８】前記工具ホルダ３の工具ホルダ部７は、後
端部にシャンク部５の先端側にあけた軸穴５ｅに嵌合さ
れた短軸部７ａとシャンク部５の先端に当接する円盤状
のフランジ７ｂが設けられ、該フランジ７ｂから前方
（図１で左方）に延びる円柱状の軸部７ｃの先端部に
は、工具ホルダ３の直径方向に向けて取付溝７ｄが形成
され、該取付溝７ｄに刃先８ａを軸部７ｃより外周側に
突出させた切削工具８が挿入されている。また、前記軸
部７ｃの先端面にボルト９ａにより押さえ板９が固定さ
れており、該押さえ板９にねじ込まれた複数の止めねじ
９ｂと、工具ホルダ部７ｃにおける前記取付溝７ｄの側
方にねじ込まれた複数の止めねじ９ｃとにより前記切削
工具８が工具ホルダ部７に固定されている。

【００１９】また、１０は正面視が略三角形をした平板
状の案内部材で、その中心部の軸穴に装着した軸受１１
を介して前記工具ホルダ３を相対回転自在に支持してい
る。そして、工具ホルダ３は、シャンク部５の先端側に
嵌合された軸受１１の先端面に前記工具ホルダ７のフラ
ンジ７ｂの後端面が当接されると共に、シャンク部５の
フランジ５ａの前側（図１で左方）に装着したリテーナ
１２が案内部材１０の後端面、具体的には、シャンク部
５の外周に装着、固定したオイルシール１３を保持する
ため案内部材５に固定したシール押さえ１４の後端面に
当接されており、案内部材５に対して軸方向における自
由な相対移動が阻止されるようになっている。なお、前
記工具ホルダ７のフランジ７ｂの後端面には、案内部材
１０の先端面に摺接するオイルシール７ｅとその外周側
に配設されたダストシール７ｆとが装着されている。

【００２０】また、前記案内部材１０の３つの頂点部分
には、それぞれ、外周にねじを形成した調整ボルト（棒
状の支持部材）１５が、その先端側（図１で左端側）を
案内部材１０のねじ孔１０ａにねじ込まれて、ロックナ
ット１６により固定されて取り付けられている。この調
整ボルト１５は、工具ホルダ３の軸方向に平行にして案
内部材１０から後端側（主軸ヘッド本体１側）に向けて
延長されており、主軸ヘッド本体１側の後端部（図１で
右端部）にはテーパ部１５ａが設けられている。調整ボ
ルト１５は、案内部材１０に対するねじ込み量を調節し
て、その後端部の主軸２の軸方向における案内部材から
の突き出し長さを調整し得るようになっている。

【００２１】そして、前記調整ボルト１５に対応する主
軸ヘッド１の３つの位置には、それぞれ、位置決めブロ
ック（位置決め部）１７がボルト１７ａで取り付けられ
ている。該位置決めブロック１７には、前記調整ボルト
１５のテーパ部１５ａの勾配に合致する勾配を有するテ
ーパ溝１７ｂが形成されており、工具ホルダ３が主軸２
に装着されたとき、テーパ部１５ａがテーパ溝１７ｂに
嵌合され、前記調整ボルト１５を介して前記案内部材１
０が主軸ヘッド１に対して主軸２の軸方向と周方向に位
置決めされるようになっている。上記位置決めブロック
１７を設ける代わりに、主軸ヘッド本体１の対応位置に
直接にテーパ溝１７ｂを設けるようにすることもでき
る。

【００２２】さらに、工具ホルダ３が主軸２に装着され
て前記シャンク部５のドローボルト５ｄがクランプ機構
により軸方向の後方へ牽引されたとき、前記支持部材１
５によって主軸ヘッド１に支持された案内部材１０と工
具ホルダ部７の後端面とにより、前記軸受１１に予圧
（予荷重）が付加され、前記リテーナ１２と案内部材１
０の後端面（シール押さえ１４の後端面）との間に僅か
な隙間（例えば０．０３ｍｍ程度）があけられるように
なっている。

【００２３】また、前記案内部材１０には工具ホルダ３
の軸方向と平行に挿通穴１０ｂがあけられ、該挿通穴１
０ｂには案内部材１０の先端側に突き出した円形をした
大径の頭部１８ａを有するボルト状の回り止め部材１８
が軸方向に摺動自在に挿入されている。該回り止め部材
１８の後端側に二重のロックナット１９がねじ込まれて
おり、このロックナット１９と前記案内部材１０の後端
面との間に座金を介して圧縮ばね２０が装着されてい
る。

【００２４】そして、回り止め部材１８は、常時（工具
ホルダが主軸から取り外されたとき）は、前記圧縮ばね
２０により付勢されて後端側（他方）へ移動し、前記頭
部１８ａが前記工具ホルダ部７のフランジ７ｂの外周に
形成した円弧状の係合凹所（係合部）７ｇに係合され、
案内部材１０に対し工具ホルダ３の周方向における相対
回転を阻止して両者の周方向の関係位置が一定に保持さ
れ、また、工具ホルダ３が主軸２に装着されたときは、
後端が主軸ヘッド本体１に固定した受け金２１に当接さ
れて軸方向の前方（一方）（図１で左方）へ移動し、前
記頭部１８ａが前記工具ホルダ部７のフランジ７ｂの係
合凹所７ｇから離脱されて前記係合が解除されることに
より、案内部材１０に対する工具ホルダ３の相対回転が
許容され、主軸２の回転による切削工具８の回転位相の
移動が許容されるようになっている。なお、受け金２１
を設ける代わりに、主軸ヘッド本体１の対応位置に直接
に回り止め部材１８との当接面を形成してもよい。

【００２５】図中２２は、各位置決めブロック１７の近
傍位置において主軸ヘッド本体１に取り付けられている
清掃流体噴射ノズル（防塵手段）であり、先端開口が各
位置決めブロック１７の調整ボルト１５の先端部との当
接面に向けられており、図示しない清掃流体供給源から
供給されるエアー等が前記当接面に噴射されて、調整ボ
ルト１５の先端部や前記当接面に付着している切粉や塵
埃が除去されるようになっている。また、２３は工具ホ
ルダ３の切削工具８の切刃８ａにクーラントを供給する
クーラント噴射ノズルであり、主軸ヘッド本体１の前面
に、主軸２の周方向に適宜間隔をあけて複数個取り付け
られている。

【００２６】次に、上記のように構成された工具ホルダ
装置Ａの作用について説明する。マシニングセンターに
よってワークに内径キー溝、角穴、セレーション、歯車
等をスロッティング加工により形成する場合には、工具
交換装置の工具グリッパＧで工具ホルダ３のフランジ５
ａが把持され、工具ホルダ装置Ａが工具貯蔵装置から取
り出されて主軸の位置まで搬送され、工具ホルダ３のシ
ャンク部５のテーパ軸部４が主軸２のテーパ穴に装着さ
れると共に、工具ホルダ３のフランジ５ａのキー溝５ｃ
が主軸２に固定したキー２ａに係合される。

【００２７】このとき、案内部材１０に取り付けられて
いる調整ボルト１５と回り止め部材１８の、工具ホルダ
３の周方向における位置が、それぞれ、主軸ヘッド本体
１に固定されている位置決めブロック１７と受け金２１
の位置と一致し、回り止め部材１８は、その後端が受け
金２１に当接して軸方向の前方へ移動させられるので、
その頭部１８ａが工具ホルダ部７のフランジ７ｂの係合
凹所７ｇから離脱し、案内部材１０に対し工具ホルダ３
が相対回転し得るようになる。

【００２８】そして、主軸２内のクランプ機構が働いて
ドローボルト５ｄを介して工具ホルダ３が後方へ牽引さ
れると、調整ボルト１５の後端部のテーパ部１５ａが主
軸ヘッド本体１に固定した位置決めブロック１７のテー
パ溝１７ｂに嵌合され、案内部材１０が主軸ヘッド本体
１に対して主軸２の軸方向と周方向に位置決め固定され
ると共に、このようにして主軸ヘッド本体１に固定され
た案内部材１０と後方へ牽引される工具ホルダ３のフラ
ンジ７ｂとにより軸受１１に予圧が付加され、前記工具
ホルダ３に装着されたリテーナ１２との間に僅少な隙間
があけられる。なお、調整ボルト１５のテーパ部１５ａ
が位置決めブロック１７のテーパ溝１７ｂに嵌合される
ときには、防塵手段が作動してテーパ溝１７ｂのテーパ
部１５ａとの当接面に対して、各清掃流体噴射ノズル２
２からエアー等が噴射され、該当接面とテーパ部１５ａ
に付着されている切粉や塵埃が除去されて、調整ボルト
１５の位置決めが正確になされる。

【００２９】このようにして、前記工具ホルダ３が主軸
２に装着され、案内部材１０の主軸ヘッド１に対する位
置決め、固定が終了すると、主軸ヘッド本体１が主軸２
の軸方向に往復駆動されて、主軸２とワークとの間に往
復運動（スロッティング運動）が行われると共に、各往
復運動に連係させた主軸２の周方向への回転位相の移動
が行われる。これによって、工具ホルダ部７の先端部に
固定した切削工具８刃先８ａに、スロッティング運動と
回転位相の移動とによる切削動作が与えられ、ワークに
対し、回転工具の３軸方向への送りによる切削動作では
加工ができないキー溝、角穴、セレーション、歯車等の
スロッティング加工が行われる。

【００３０】上記スロッティング加工が終了すると、主
軸２が所定の回転角度位置に停止された後、主軸２内の
クランプ機構が工具ホルダ３のドローボルト５ｄを解放
する。その後、工具交換装置の工具グリッパＧが工具ホ
ルダ３のフランジ部５ａを把握して工具ホルダ３を主軸
２から取り外す。その際、工具ホルダ３が主軸３から引
き抜かれる動作に伴って、回り止め部材１８が圧縮ばね
２０の付勢力により後方へ（主軸側へ）移動されるの
で、回り止め部材１８の頭部１８ａが工具ホルダ部７の
フランジ７ａの係合凹所７ｂに係合し、案内部材１０に
対する工具ホルダ３の相対回転を阻止し、両者の工具ホ
ルダ３の周方向における一定の関係位置が保持される。
主軸３から取り外された工具ホルダ３は、上記関係位置
を保持した状態で工具グリッパＧにより工具貯蔵装置ま
で搬送されてそこに格納される。

【００３１】上記切削工具８のスロッティング運動によ
る切削加工においては、切削工具８にかかる切削反力が
工具ホルダ３に主軸の軸方向に向けて作用するが、前記
の通り、軸受１１には工具ホルダ３の主軸２への装着時
に予圧が付加され、リテーナ１２と案内部材１０の後端
面との間に僅少な隙間があけられた状態になっているの
で、前記切削反力は、工具ホルダ部７のフランジ部７ｂ
から軸受１１を経て案内部材１０にかかり、さらに、調
整ボルト１５を通して主軸ヘッド本体１に確実に支持さ
れる。

【００３２】したがって、工具ホルダ３のシャンク部５
には切削反力がかからないので、工具ホルダ３をシャン
ク部５を介して支持する主軸２に対し切削反力にもとづ
く軸方向のスラストが生じることがなく、主軸２を支持
する主軸受にスロッティング加工に伴う過大なスラスト
の負荷がかかることもない。なお、前記軸受１１は、予
圧が与えられて案内部材１０に対する工具ホルダ３の支
持剛性を高めて切削工具による切削反力を主軸ヘッド本
体１に伝達する作用を担っているが、その予圧の大きさ
は、調整ボルト１６の案内部材１０に対するねじ込み量
を調節し、調整ボルト１６の後端部の案内部材１０から
後方（主軸ヘッド１側）への突き出し長さを調整するこ
とにより、適宜に調整することができる。

【００３３】このように、前記工具ホルダ装置Ａを使用
すれば、切削工具８ａによる切削反力が主軸２に伝達さ
れないで主軸ヘッド本体１で受けられるので、スロッテ
ィング加工を予定していない主軸受構造の主軸を有する
汎用のマシニングセンタにおいても、切削工具の刃先に
大きな変位や振動等が発生するといった問題を起こすこ
となく、スロッティング加工を高精度に、かつ、安全、
容易に実施することができる。そして、前記工具ホルダ
装置Ａは、支持部材１５と回り止め部材１８とを取り付
けた平板状の案内部材１０に、工具ホルダ３を軸受１１
を介して支持したものであるので、構造が簡単で部品点
数も少なく、小型、軽量に構成されて取り扱いが容易で
ある。

【００３４】なお、前記実施の形態においては、工具ホ
ルダ３は、シャンク部５の前端に工具ホルダ部７をボル
ト６で一体に結合された２つの部材で構成されているの
で、各構成部品の加工、組立が容易にできると共に、装
置を小型に形成できて好ましいが、これに限らず、シャ
ンク部５と工具ホルダ部７とが一体物として結合された
１つの部材で構成したものでもよい。また、工具ホルダ
３は、そのシャンク部５が軸受１１を介して案内部材１
０に支持されているが、これに限らず、工具ホルダ部７
に軸受１１を装着する軸部を設けて、その軸部が軸受１
１を介して案内部材１０に支持されるようにしてもよ
い。

【００３５】また、前記実施の形態においては、調整ボ
ルト１５が案内部材１０に取り付けられ、位置決めブロ
ック１７が主軸ヘッド本体１に固定されているので、工
具ホルダ３が主軸２から取り外されたときに、突出物が
主軸ヘッド本体１の前面に残って作業や装置の動作の邪
魔になったり、支持部材が損傷するおそれもなくて好ま
しいが、これに代えて、調整ボルト１５を主軸ヘッド本
体１に取り付け、位置決めブロック１７を案内部材１０
に固定するようにしてもよい。位置決めブロック１７の
個数も前記実施形態におけるように３個に限る必要はな
く、他の任意の個数であってもよい。

【００３６】また、前記実施の形態では、防塵手段を、
前記位置決めブロック１７の近傍に設けた清掃流体噴射
ノズル２２から位置決めブロック１７の調整ボルト１５
との当接面にエアー等を吹き付けるものとして構成した
が、これに限らず、位置決めブロック１７の調整ボルト
１５の先端部との当接面に流体噴射孔を設けて、清掃流
体源から供給されるエアー等を前記噴射孔から噴射させ
て前記当接面を清掃するものとしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下の優れた効果を奏する。請求項１に係るマシニングセ
ンタの工具ホルダ装置によれば、切削工具から工具ホル
ダ部に作用する主軸の軸方向における切削反力を、予圧
を付加されて剛性を高められた軸受を介して案内部材か
ら主軸ヘッド本体で受けることができるので、切削反力
が主軸に直接に作用することがなく、汎用のマシニング
センタにおける主軸受構造であっても、何ら支障なく、
スロッティング加工に使用することができる。また、支
持部材により主軸ヘッド本体に支持した案内部材に、予
圧によって剛性を高めた軸受を介して工具ホルダを支持
することができるので、工具ホルダの回転支持剛性が高
められ、切削工具の回転位相の移動を正確に行わせるこ
とができて、加工精度を向上させることができる。した
がって、内径キー溝、角穴、セレーション、歯車等の形
削りが必要な部品加工が、専用設備がなくても、汎用の
マシニングセンタを使用する加工工程の中で容易に実現
することができる。しかも、工具ホルダ装置は、構成が
簡単で小型、軽量であって、取り扱いが容易であると共
に、Ｚ軸方向の寸法が小さいので、マシニングセンタの
主軸ヘッドの移動ストロークを有効に使用することがで
きる。

【００３８】請求項２に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置によれば、工具ホルダが主軸に装着されて主軸
の軸方向に牽引されたとき、案内部材に工具ホルダを支
持する軸受に対し予圧の付加を確実に行うことができる
と共に、工具ホルダが主軸から取り外されたとき、案内
部材に対する工具ホルダの軸方向への離脱を確実に防止
することができる。

【００３９】請求項３に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置によれば、工具ホルダを主軸から取り外したと
き、支持部材が主軸ヘッド本体から分離されるので、工
具ホルダ装置を使用しないとき、主軸ヘッド本体の前面
に支持部材による突出物が存在しなくなり、作業や装置
の動作の邪魔になったり、支持部材が損傷することを防
止することができる。

【００４０】請求項４に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置によれば、支持部材の後端部の案内部材からの
突き出し長さを調整して、案内部材と主軸ヘッド本体と
の距離を調節することにより、案内部材に工具ホルダを
支持する軸受に対する予圧の大きさを適切に設定するこ
とができる。請求項５に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置によれば、複数個の支持部材により案内部材が
強固に支持されので、案内部材による工具ホルダの支持
剛性を偏りをなくして確実に高めることができる。

【００４１】請求項６に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置によれば、案内部材の主軸ヘッド本体に対する
支持位置を正確に位置決めすることができ、予圧を付加
された軸受により案内部材に支持された工具ホルダに対
し、回転位相を移動する動作を円滑に、かつ、高精度に
行わせることができる。

【００４２】請求項７に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置によれば、工具ホルダの主軸への装着、取り外
し動作に従って回り止め部材が工具ホルダとの係合およ
びその解除を円滑に行うことができ、切削加工時におけ
る工具ホルダの案内部材に対する回転位相の移動を許容
し、工具ホルダを主軸から取り外したとき、案内部材に
対する工具ホルダの周方向における一定の関係位置を確
実に保持することができる。

【００４３】請求項８に係るマシニングセンタの工具ホ
ルダ装置によれば、回り止め部材の工具ホルダ部におけ
る係合凹所に対する係合、離脱動作を円滑に行うことが
できると共に、構成が簡単で容易に実施することができ
る。請求項９に係るマシニングセンタの工具ホルダ装置
によれば、工具ホルダが主軸に装着されて支持部材のテ
ーパ部が主軸ヘッド本体の位置決め部に係合するとき、
それらの当接面を防塵手段によりエアー等を吹き付けて
清掃することができるので、支持部材による案内部材の
主軸ヘッドに対する位置決めを正確に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態におけるマシニングセ
ンタの工具ホルダ装置の縦断面図である。

【図２】 同じく正面図である。

【図３】 図３のイ矢視図である。

【符号の説明】

１ 主軸ヘッド本体 ２ 主軸 ３ 工具ホルダ ５ シャンク
部 ７ 工具ホルダ部 ７ｂ フラン
ジ ７ｇ 係合凹所 ８ 切削工具 １０ 案内部材 １１ 軸受 １２ リテーナ １５ 調整ボ
ルト（支持部材） １７ 位置決めブロック（位置決め部） １８ 周り止
め部材 ２２ 清掃流体噴射ノズル（防塵手段） Ａ 工具ホル
ダ装置

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部に切削工具が取り付けられ、後端
   部が主軸ヘッド本体に回転自在に支持された主軸に装着
   される工具ホルダと、該工具ホルダをスラスト荷重を支
   持可能な軸受を介して回転自在に支持する案内部材と、
   前記工具ホルダが主軸に装着されたとき前記案内部材を
   前記主軸ヘッド本体に支持する支持部材とを備えたマシ
   ニングセンタの工具ホルダ装置において、 前記工具ホルダは、切削工具が取り付けれた工具ホルダ
   部と、前記主軸に装着されるシャンク部とが一体に結合
   されてなり、前記工具ホルダ部が主軸に装着されて主軸
   の軸方向に牽引されたとき、前記支持部材による前記軸
   方向における案内部材の主軸ヘッド本体に対する支持を
   介して、前記軸受に予圧が付与されるように構成されて
   いることを特徴とするマシニングセンタの工具ホルダ装
   置。
2. 【請求項２】 前記工具ホルダは、シャンク部の先端部
   に工具ホルダ部が締結部材により着脱可能にして一体に
   結合されてなり、前記案内部材は、前記シャンク部の先
   端側に装着され、先端側が前記軸受を介して工具ホルダ
   部に当接され、後端側がシャンク部に設けたリテーナに
   当接されて、工具ホルダに対する主軸の軸方向への移動
   が規制されていると共に、前記軸受に予圧が付与された
   ときに、前記リテーナと案内部材との間に隙間が形成さ
   れるようになっていることを特徴とする請求項１に記載
   のマシニングセンタの工具ホルダ装置。
3. 【請求項３】 前記支持部材は、前記案内部材に取り付
   けられており、前記工具ホルダが主軸に装着されたとき
   後端部が主軸ヘッド本体に当接されるようになっている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のマシニング
   センタの工具ホルダ装置。
4. 【請求項４】 前記支持部材は、主軸ヘッド本体に当接
   する後端部の、主軸の軸方向における案内部材からの突
   き出し長さが調整可能になっていることを特徴とする請
   求項３に記載のマシニングセンタの工具ホルダ装置。
5. 【請求項５】 前記支持部材は、工具ホルダまたは主軸
   の軸心の回りに適宜間隔をあけて複数個配置されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマシ
   ニングセンタの工具ホルダ装置。
6. 【請求項６】 前記支持部材は、後端側にテーパ部が設
   けられており、工具ホルダが主軸に装着されたとき、主
   軸ヘッド本体に設けられた位置決め部に前記テーパ部が
   係合して、前記案内部材の主軸の軸方向および周方向に
   おける位置決めが行われるように構成されていることを
   特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のマシニング
   センタの工具ホルダ装置。
7. 【請求項７】 前記案内部材には、工具ホルダと案内部
   材との周方向における相対回転を阻止する回り止め部材
   が支持されており、工具ホルダが主軸に装着されたと
   き、回り止め部材が主軸ヘッド本体に当接されて一方に
   移動され、前記工具ホルダの係合部との係合を解除され
   て前記相対回転が許容され、また、工具ホルダが主軸か
   ら取り外されたとき、前記回り止め部材がばねの付勢力
   により他方に移動され、前記係合部と係合して前記相対
   回転が阻止されるようになっていることを特徴とする請
   求項１〜６のいずれかに記載のマシニングセンタの工具
   ホルダ装置。
8. 【請求項８】 前記回り止め部材は、大径の円形頭部を
   有する棒状部材からなり、該頭部を前記案内部材から工
   具ホルダ部側に突き出し、工具ホルダの軸方向に移動自
   在に案内部材に支持されており、前記工具ホルダの係合
   部は、前記工具ホルダ部の外周部に形成した円弧状の係
   合凹所からなり、該係合凹所に対し前記回り止め部材の
   頭部の係合およびその解除が行われるようになっている
   ことを特徴とする請求項７に記載のマシニングセンタの
   工具ホルダ装置。
9. 【請求項９】 前記主軸ヘッドに設けられた位置決め部
   には、前記支持部材のテーパ部が係合する当接面を清掃
   する防塵手段が設けられていることを特徴とする請求項
   ６に記載のマシニングセンタの工具ホルダ装置。