JP2002018614A - 工具ホルダ取付け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械の主軸に工具ホルダを強固に取付け
ることができ、しかも、構造が簡単な一般的な工具ホル
ダを使用可能にして設備コスト面で有利になる工具ホル
ダ取付け構造を提供する。 【解決手段】 主軸１の先端部分に形成されたホルダ取
付穴２０、ホルダ取付穴２０に軸心方向に移動可能に装
着された環状の係合ロック部材３０であって工具ホルダ
３のシャンク部１０が密着状に係合されるテーパ係合孔
３１を有する係合ロック部材３０、係合ロック部材３０
を軸心方向外側へ強力に弾性付勢する板バネ４０を備
え、工具ホルダ３のシャンク部１０を係合ロック部材３
０のテーパ係合孔３１に係合させ、この係合ロック部材
３０を介して工具ホルダ３のシャンク部１０を主軸１に
強力に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は工具ホルダ取付け
構造に関し、特に、主軸のホルダ取付穴に係合ロック部
材を軸心方向に移動可能に装着し、この係合ロック部材
のテーパ係合孔に工具ホルダのシャンク部を係合させ
て、シャンク部を主軸に固定するように構成した工具ホ
ルダ取付け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、ボール盤、フライス盤、マシニ
ングセンター等の工作機械では、主軸に工具を保持した
工具ホルダが着脱可能（交換可能）に取付けられ、この
主軸により工具を回転させて工作物に機械加工が施され
る。主軸に工具ホルダを着脱可能に取付ける為に、工具
ホルダにはテーパ状のシャンク部が設けられ、このシャ
ンク部を主軸の先端部分に形成されたテーパ穴に係合さ
せて固定する。尚、シャンク部をテーパ穴に引込んで係
合させる為に、主軸には引込み機構が設けられている。

【０００３】ところで、最近の工作機械は、誤差１μｍ
以下の高い加工精度が要求され、しかも、30000 〜4000
0 ｒｐｍもの高速回転で主軸を回転させながら機械加工
を行うようになってきている。そのため、高速回転する
主軸と工具ホルダに振動が生じて加工精度が低下しない
ように、工具ホルダを主軸に強固に固定することが望ま
しい。しかし、従来の引込み機構では、シャンク部を引
込む引込み力を強力にして工具ホルダを主軸に強固に固
定保持するのに限度がある。

【０００４】特開平９−２４８７２７号公報の工具ホル
ダは、シャンク部とフランジ部を有するホルダ本体と、
シャンク部に軸心方向に移動可能に外嵌装着された係合
スリーブと、この係合スリーブとフランジ部との間に装
着されて係合スリーブをフランジ部から遠ざける方向へ
弾性付勢する弾性部材等を備えている。工具ホルダを主
軸に取付ける際、係合スリーブがテーパ穴に係合した時
点では、フランジ部と主軸先端面との間に隙間があり、
続いてホルダ本体が引込まれフランジ部が主軸先端面に
当接して、工具ホルダが主軸に取付けられた状態にな
る。

【０００５】係合スリーブがテーパ穴に係合した状態で
ホルダ本体が引込まれると、弾性部材によりテーパ穴の
奥側へ弾性付勢された係合スリーブが、シャンク部と主
軸の間に圧入状態となり、係合スリーブと主軸が強力に
結合され、更に、係合スリーブが軸心方向内側へ微小ス
トローク移動することにより縮径して、係合スリーブと
シャンク部が強力に結合される。尚、係合スリーブが縮
径するのを促進する為に、係合スリーブの内面部に内溝
が形成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 工作機械の主軸に工
具ホルダを着脱可能に取付ける従来の構造では、引込み
機構によりシャンク部を引込む引込み力を強力にするの
に限度があるため、工具ホルダのシャンク部を主軸のテ
ーパ穴に係合させるだけでは、工具ホルダを主軸に強固
に取付けることが難しいという問題がある。そこで、工
具ホルダにフランジを設け、工具ホルダを主軸に取付け
た状態で、シャンク部をテーパ穴に係合させるとともに
フランジを主軸先端面に当接させるようにすることが考
えられる。しかし、製作誤差や機械加工によって生じる
熱膨張等により、上記のような取付け状態とすることは
到底困難である。

【０００７】特開平９−２４８７２７号公報の工具ホル
ダでは、上記課題を解決できるものの、シャンク部とフ
ランジ部を有するホルダ本体と、係合スリーブと、弾性
部材等を有する複雑な構造になるため製作コストが高価
になる。即ち、工作機械には工具が装着された多数の工
具ホルダが用意されるが、その工具ホルダの各々に前記
複雑な構造の工具ホルダを使用することになると、設備
コストが非常に高価になるという課題がある。

【０００８】本発明の目的は、工具ホルダ取付け構造に
おいて、工作機械の主軸に工具ホルダを強固に取付ける
こと、構造が簡単な一般的な工具ホルダを使用可能にし
て設備コスト面で有利なものにすること、等である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 請求項１の工具ホルダ
取付け構造は、テーパ状のシャンク部を有する工具ホル
ダを工作機械の主軸に着脱可能に取付ける構造におい
て、前記主軸の先端部分に形成されたホルダ取付穴と、
前記ホルダ取付穴に軸心方向に移動可能に装着された環
状又はほぼ環状の係合ロック部材であって、工具ホルダ
のシャンク部が密着状に係合されるテーパ係合孔を有す
る係合ロック部材と、前記係合ロック部材を軸心方向外
側へ強力に弾性付勢する弾性部材とを備え、前記工具ホ
ルダのシャンク部を係合ロック部材のテーパ係合孔に係
合させ、この係合ロック部材を介して工具ホルダのシャ
ンク部を主軸に固定するとともに、工具ホルダを主軸に
固定した状態において、工具ホルダのフランジが主軸の
先端面に当接するように構成したことを特徴とするもの
である。

【００１０】工具ホルダを主軸に取付ける際、工具ホル
ダのシャンク部が係合ロック部材のテーパ係合孔に密着
状に係合され、この状態で、シャンク部がテーパ係合孔
の奥側へ引込まれると、弾性部材により軸心方向外側へ
強力に弾性付勢されている係合ロック部材がシャンク部
と主軸の間に圧入状態となり、係合ロック部材とシャン
ク部が密着して強力に結合され、係合ロック部材と主軸
も密着して強力に結合される。つまり、工具ホルダのシ
ャンク部を係合ロック部材のテーパ係合孔に係合させ、
この係合ロック部材を介して工具ホルダのシャンク部を
主軸に強力に固定することができる。

【００１１】シャンク部がテーパ係合孔に係合した時点
で、フランジと主軸先端面との間に僅かな隙間が残るよ
うに構成することにより、シャンク部をテーパ係合孔に
係合させた状態で引込むことができる。それ故、係合ロ
ック部材を介してシャンク部を主軸に強力に固定した状
態で、工具ホルダのフランジを主軸の先端面に確実に当
接させて強力に固定することができる。工具ホルダを主
軸に固定した状態において、軸心からの半径が大きい位
置で工具ホルダのフランジが主軸の先端面に当接するた
め、工具ホルダの振動抑制等に大きく寄与する。

【００１２】このように、工作機械の主軸に工具ホルダ
を強固に取付けることができるため、高速回転する主軸
と工具ホルダの振動を確実に抑制して機械加工精度を各
段に高めることができ、必要に応じて主軸の回転速度を
高速化するができる。そして、構造が簡単な一般的な工
具ホルダを使用可能となるため、工作機械には工具が装
着された多数の工具ホルダが用意されるが、その各々に
一般的な工具ホルダを適用できるため設備コスト的に非
常に有利になる。

【００１３】請求項２の工具ホルダ取付け構造は、請求
項１の発明において、前記ホルダ取付穴が円筒状の穴で
あることを特徴とするものである。円筒面を有する係合
ロック部材をホルダ取付穴に軸心方向に移動可能に内嵌
させて装着でき、そのホルダ取付穴と係合ロック部材の
形状を簡単化できるため製作コスト面で有利になる。

【００１４】請求項３の工具ホルダ取付け構造は、請求
項１又は２の発明において、前記係合ロック部材が周方
向に弾性変形しやすくする弾性変形促進部を係合ロック
部材に形成したことを特徴とするものである。工具ホル
ダを主軸に取付ける際、工具ホルダのシャンク部が係合
ロック部材のテーパ係合孔に係合した状態で、係合ロッ
ク部材に対してシャンク部を軸心方向内側へ相対的に移
動させて、弾性変形促進部により係合ロック部材を周方
向に弾性変形させ、係合ロック部材と主軸を確実に密着
させて強力に結合することができる。

【００１５】請求項４の工具ホルダ取付け構造は、請求
項３の発明において、前記弾性変形促進部が、係合ロッ
ク部材に形成された少なくとも１つのスリットからなる
ことを特徴とするものである。少なくとも１つのスリッ
トからなる弾性変形促進部により、係合ロック部材が周
方向に確実に弾性変形しやすくなる。

【００１６】請求項５の工具ホルダ取付け構造は、請求
項３の発明において、前記弾性変形促進部が、係合ロッ
ク部材に形成された少なくとも１つの溝部からなること
を特徴とするものである。少なくとも１つの溝部からな
る弾性変形促進部により、係合ロック部材が周方向に確
実に弾性変形しやすくなる。

【００１７】請求項６の工具ホルダ取付け構造は、請求
項３の発明において、前記弾性変形促進部が、係合ロッ
ク部材に設けられた少なくとも１つの弾性変形部材から
なることを特徴とするものである。少なくとも１つの弾
性変形部材からなる弾性変形促進部により、係合ロック
部材が周方向に確実に弾性変形しやすくなる。

【００１８】請求項７の工具ホルダ取付け構造は、請求
項１又は２の発明において、前記ホルダ取付穴は、主軸
の先端側の第１取付穴部と、この第１取付穴部の奥端に
連なり第１取付穴部よりも小径の第２取付穴部とを備
え、前記係合ロック部材は、第１取付穴部に装着された
第１ロック部材と、第２取付穴部に装着された第２ロッ
ク部材とを有することを特徴とするものである。

【００１９】工具ホルダを主軸に取付ける際、工具ホル
ダのシャンク部が第１，第２ロック部材のテーパ係合孔
に夫々密着状に係合し、この状態で、シャンク部が引込
まれると、第１，第２ロック部材が夫々シャンク部と主
軸の間に圧入状態となり、これら第１，第２ロック部材
を介して工具ホルダのシャンク部が主軸に強力に固定さ
れる。その他の作用は請求項１又は２の作用と同様であ
る。

【００２０】請求項８の工具ホルダ取付け構造は、請求
項１又は２の発明において、前記ホルダ取付穴は、主軸
の先端側から順に小径化する複数の取付穴部を備え、前
記係合ロック部材は、各取付穴部に夫々装着された複数
のロック部材を有することを特徴とするものである。

【００２１】工具ホルダを主軸に取付ける際、工具ホル
ダのシャンク部が各係合ロック部材のテーパ係合孔に夫
々密着状に係合し、この状態で、シャンク部が引込まれ
ると、各係合ロック部材が夫々シャンク部と主軸の間に
圧入状態となり、これらの係合ロック部材を介して工具
ホルダのシャンク部が主軸に強力に固定される。その他
の作用は請求項１又は２の作用と同様である。

【００２２】請求項９の工具ホルダ取付け構造は、請求
項１〜８の何れかの発明において、前記係合ロック部材
は、周方向に環状に配置された複数のロック分割部材か
らなることを特徴とするものである。係合ロック部材が
周方向に環状に配置された複数のロック分割部材からな
るので、係合ロック部材が周方向に確実に弾性変形しや
すくなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。本実施形態は、マシニ
ングセンター等の自動工具交換装置を備えた工作機械の
主軸に工具ホルダを着脱可能に取付ける構造に、本発明
を適用した場合の一例である。図１は主軸１に工具ホル
ダ３が取付けられた状態を示し、図２は主軸１から工具
ホルダ３が取り外された状態を示す。

【００２４】図１、図２に示すように、工具ホルダ３
は、テーパ状のシャンク部１０とシャンク部１０よりも
大径のフランジ１１を有し、この工具ホルダ３に工具２
が着脱可能に装着されている。フランジ１１の外周部分
には、自動工具交換装置（ＡＴＣ）のアームが係合可能
な係合溝１１ａが一体形成されている。シャンク部１０
の基端側にはプルスタッド１２が固定的に設けられ、主
軸１に設けられた引込み機構１５により、プルスタッド
１２の係合部１２ａにコレット１６を係合させ、ドロー
バー１７を図１の左方へ引っ張ってシャンク部１０を引
き込む。尚、コレット１６やドローバー１７等は主軸１
の内部に形成された収容孔１８に収容されている。

【００２５】工具ホルダ３を主軸１に着脱可能に取付け
る本願特有の工具ホルダ取付け構造は、主軸１の先端部
分に形成されたホルダ取付穴２０と、ホルダ取付穴２０
に主軸１の軸心ａ方向に移動可能に装着された環状の係
合ロック部材３０であって工具ホルダ３のシャンク部１
０が密着状に係合されるテーパ係合孔３１を有する係合
ロック部材３０と、係合ロック部材３０を軸心方向外側
（図１の右側）へ強力に弾性付勢する複数の皿バネ４０
（弾性部材に相当する）を備えている。尚、主軸１はベ
アリング１ａを含む複数のベアリングにより工作機械に
回転自在に支持されている。

【００２６】ホルダ取付穴２０は主軸１の軸心ａと共通
の軸心となる円筒状の穴に形成され、その軸心方向長さ
は工具ホルダ３のシャンク部１０の軸心方向長さよりも
僅かに短い。ホルダ取付穴２０の軸心方向内側（図１の
左側）が連通口２２を介して収容孔１８に連通し、主軸
１に形成されたホルダ取付穴２０の底部２１は、連通口
２２の回りに環状に設けられている。

【００２７】図１〜図４に示すように、係合ロック部材
３０は、その外周面が円筒面に形成され内面が軸心方向
外側程大径化したテーパ面に形成されて断面楔形をな
し、ホルダ取付穴２０に軸心方向に移動可能に内嵌され
ている。ホルダ取付穴２０の軸心方向外端の内面部に
は、例えば環状のストッパ部材３５が固着され、このス
トッパ部材３５により、係合ロック部材３０がホルダ取
付穴２０から軸心方向外側へ抜け出ないように抜け止め
されている。

【００２８】係合ロック部材３０のテーパ係合孔３１に
工具ホルダ３のシャンク部１０が密着状に係合した状態
で、係合ロック部材３０に対してシャンク部１０が軸心
方向内側へ相対的に移動した場合、係合ロック部材３０
が周方向に弾性変形しやすくする弾性変形促進部をなす
１対の溝部３２が、係合ロック部材３０の外面部に軸心
対称に形成されている。各溝部３２は軸心ａと平行に形
成され、例えば、その溝部３２が形成されている部分の
係合ロック部材３０の肉厚は略同じである。尚、テーパ
係合孔３１の内面部に複数の環状のグリース充填溝３４
が形成されている。

【００２９】図１、図２に示すように、係合ロック部材
３０がホルダ取付穴２０に装着された状態で、ホルダ取
付穴２０の内側においてその底部２１と係合ロック部材
３０の間にバネ収容部４１が形成されている。このバネ
収容部４１に皿バネ４０が装着され、その皿バネ４０に
より係合ロック部材３０が軸心方向外側へ強力に弾性付
勢されている。

【００３０】この工具ホルダ取付け構造の作用・効果に
ついて説明する。図２に示すように工具ホルダ３が主軸
１から取り外された状態では、図５に示すように、係合
ロック部材３０は、皿バネ４０により軸心方向外側（矢
印方向）へ弾性付勢されてストッパ部材３５に当接し、
軸心方向外側へ最大限移動した待機位置に位置する。

【００３１】図１に示すように工具ホルダ３を主軸１に
取付ける際、図５に鎖線で示すように、先ず、工具ホル
ダ３のシャンク部１０が係合ロック部材３０のテーパ係
合孔３１に係合され、係合ロック部材３０が待機位置に
位置している状態で、工具ホルダ３のフランジ１１と主
軸１の先端面との間に隙間が残される。

【００３２】次に、シャンク部１０がテーパ係合孔３１
に密着状に係合した状態で、工具ホルダ３が引込み機構
１５によりテーパ係合孔３１の奥側へ引込まれると、図
６に示すように、係合ロック部材３０も軸心方向内側へ
移動し、工具ホルダ３のフランジ１１が主軸１の先端面
に当接して、工具ホルダ３が主軸１に取付けられた状態
になる。

【００３３】このとき、皿バネ４０により軸心方向外側
へ強力に弾性付勢されている係合ロック部材３０が、軸
心方向内側へ僅かに移動しながらシャンク部１０と主軸
１の間に圧入状態となり、係合ロック部材３０とシャン
ク部１０が密着して強力に結合され、係合ロック部材３
０に対してシャンク部１０が軸心方向内側へ相対的に移
動することにより係合ロック部材３０が周方向に弾性変
形し、係合ロック部材３０と主軸１も密着して強力に結
合される。

【００３４】つまり、工具ホルダ３のシャンク部１０を
係合ロック部材３０のテーパ係合孔３１に係合させ、こ
の係合ロック部材３０を介して少なくとも皿バネ４０の
付勢力の数倍の力（図６に矢印で示す）でもって、工具
ホルダ３のシャンク部１０を主軸１に強力に固定でき
る。シャンク部１０がテーパ係合孔３１に係合した時点
でフランジ１１と主軸１の先端面との間に僅かな隙間が
残るように構成したので、シャンク部１０をテーパ係合
孔３１に係合させた状態で引込むことができる。

【００３５】これにより、係合ロック部材３０を介して
シャンク部１０を主軸１に強力に固定した状態で、工具
ホルダ３のフランジ１１を主軸１の先端面に確実に当接
させ、引込み機構１５の引込み力（図６に矢印で示す）
により強力に固定することができる。工具ホルダ３を主
軸１に固定した状態において、軸心ａからの半径が大き
い位置で工具ホルダ３のフランジ１１が主軸１の先端面
に当接するため、工具ホルダ３の振動抑制等に大きく寄
与する。

【００３６】このように、工作機械の主軸１に工具ホル
ダ３を強固に取付けることができるため、高速回転する
主軸１と工具ホルダ３の振動を極力抑えて機械加工精度
を確実に高めることができる。そして、構造が簡単な一
般的な工具ホルダ３を使用可能となるため、工作機械に
は工具が装着された多数の工具ホルダが用意されるが、
その各々に一般的な工具ホルダ３を適用できるため設備
コスト的に非常に有利になる。

【００３７】主軸１に形成されたホルダ取付穴２０が円
筒状の穴であるので、円筒面を有する係合ロック部材３
０をホルダ取付穴２０に軸心方向に移動可能に内嵌させ
て装着することができ、そのホルダ取付穴２０と係合ロ
ック部材３０の形状を簡単化できるため製作コスト面で
も有利になる。

【００３８】係合ロック部材３０が周方向に弾性変形し
やすくする１対の溝部３２を係合ロック部材３０の外面
部に形成したので、工具ホルダ３を主軸１に取付ける
際、工具ホルダ３のシャンク部１０が係合ロック部材３
０のテーパ係合孔３１に係合した状態で、係合ロック部
材３０に対してシャンク部１０を軸心方向内側へ相対的
に移動させて、１対の溝部３２の部位で係合ロック部材
３０を周方向に弾性変形させ、係合ロック部材３０と主
軸１を確実に密着させて強力に結合できる。

【００３９】１対の溝部３２を軸心対称に形成したの
で、溝部３２を形成することによる回転振動の発生を確
実に防止することができる。また、１対の溝部３２によ
り弾性変形促進部を簡単に形成できるため、係合ロック
部材３０も簡単な構造とすることができる。

【００４０】次に、変更形態について説明する。尚、前
記実施形態と基本的に同じものには同一符号を付して説
明を省略する。 １〕図７に示すように、係合ロック部材３０Ａが周方向
に弾性変形しやすくする弾性変形促進部として、係合ロ
ック部材３０Ａの内面部に１対の溝部３２Ａが軸心対称
に形成されている。 ２〕図８に示すように、係合ロック部材３０Ｂが軸心対
称となるように２つに分断され、係合ロック部材３０Ｂ
が周方向に弾性変形しやすくする弾性変形促進部とし
て、係合ロック部材３０Ｂの２個所で分断された部分を
夫々連結する合成樹脂製または合成ゴム製の弾性変形部
材３２Ｂが設けられている。

【００４１】３〕図９に示すように、係合ロック部材３
０Ｃが軸心対称に周方向に環状に配置された３つのロッ
ク分割部材３０ａからなり、これらロック分割部材３０
ａにテーパ係合孔３１Ｃが形成されている。この場合、
３つのロック分割部材３０ａが軸心対称位置を保持して
軸心方向へ移動可能に、更に、周方向へ弾性変形可能
に、これらロック分割部材３０ａを軸心方向へガイドす
る何らかのガイド部材を主軸１に固定的に設けることが
望ましい。

【００４２】４〕図１０に示すように、係合ロック部材
３０Ｄが周方向に弾性変形しやすくする弾性変形促進部
として、係合ロック部材３０Ｄの外面部に螺旋的な溝部
３２Ｄが形成されている。この場合も、例えば１対の溝
部３２Ｄを軸心対称に形成することが望ましい。

【００４３】５〕図１１に示すように、係合ロック部材
３０Ｅが周方向に弾性変形しやすくする弾性変形促進部
として、係合ロック部材３０Ｅに例えば６つのスリット
３２Ｅが形成されている。これらスリット３２Ｅのう
ち、３つのスリット３２Ｅは軸心方向外端から内側に途
中部まで延び、残り３つのスリット３２Ｅは軸心方向内
端から外側に途中部まで延び、これら異なるスリット３
２Ｅを交互に配置して構成されている。これにより、係
合ロック部材３０Ｅを軸心対称に設けるとともに、係合
ロック部材３０Ｅを分断せずに環状に構成することがで
きる。

【００４４】６〕前記係合ロック部材３０，３０Ａ〜３
０Ｅにおいて、弾性変形促進部としての溝部やスリット
や弾性部材や、ロック分割部材の数及び形状等について
は、開示したもの以外に種々設定することができる。勿
論、これらの数を１つとすることもできるが、回転振動
が発生することを鑑みた場合、軸心対称に複数設けるこ
とが望ましい。

【００４５】７〕図１２に示すように、ホルダ取付穴２
０Ｆは、主軸１Ｆの先端側の第１取付穴部５０と、この
第１取付穴部５０の奥端に連なり第１取付穴部５０より
も小径の第２取付穴部５１を備え、係合ロック部材３０
Ｆは、第１取付穴部５０に装着された第１ロック部材５
２と、第２取付穴部５１に装着された第２ロック部材５
３を有し、各ロック部材５２，５３にはテーパ係合孔５
６，５７が形成されている。

【００４６】第１，第２ロック部材５２，５３を軸心方
向外側へ強力に弾性付勢する皿バネ５４，５５が設けら
れている。第１，第２取付穴部５０，５１の軸心方向外
端の内面部には、例えば環状のストッパ部材５８，５９
が夫々固着され、これらストッパ部材５８，５９によ
り、第１，第２ロック部材５２，５３が夫々第１，第２
取付穴部５０，５１から軸心方向外側へ抜け出ないよう
に抜け止めされている。

【００４７】この工具ホルダ取付け構造においては、工
具ホルダ３を主軸１に取付ける際、工具ホルダ３のシャ
ンク部１０が第１，第２係合ロック部材５２，５３のテ
ーパ係合孔５６，５７に夫々密着状に係合し、この状態
で、シャンク部１０が引込まれると、第１，第２係合ロ
ック部材５２，５３が夫々シャンク部１０と主軸１の間
に圧入状態となり、これら第１，第２係合ロック部材５
２，５３を介して工具ホルダ３のシャンク部１０が主軸
１に強力に固定される。その他の作用・効果は前記実施
形態の作用・効果と略同様である。

【００４８】８〕図１３に示すように、主軸１Ｇに形成
されたホルダ取付穴２０Ｇは、軸心方向外側程小径化し
たテーパ状に形成され、係合ロック部材３０Ｇは、その
外周面がホルダ取付穴２０Ｇに係合可能に軸心方向外側
程小径化したテーパ外周面に形成され、内面が軸心方向
外側程大径化したテーパ面に形成されて断面楔形をな
し、ホルダ取付穴２０Ｇに装着されている。

【００４９】尚、係合ロック部材３０Ｇは、軸心対称に
周方向に分割した複数のロック分割部材３０ｂによりほ
ぼ環状に構成される。ロック分割部材３０ｂがホルダ取
付穴２０Ｇの内面に沿って移動可能に装着される場合、
ロック分割部材３０ｂがホルダ取付穴２０Ｇから抜けで
ないように、ホルダ取付穴２０Ｇの軸心方向外端の内面
部にストッパ部材を設けることが望ましい。また、ロッ
ク分割部材３０ｂが軸心方向へ移動可能にガイド支持し
て装着される場合には、前記ストッパ部材が不要とな
り、ロック分割部材３０ｂがホルダ取付穴２０Ｇの内面
に接触すると、これ以上軸心方向外側へ移動しないよう
に規制されて抜け止めされる。

【００５０】９〕図１４に示すように、ホルダ取付穴２
０Ｈは、主軸１Ｈの先端側から順に小径化する第１取付
穴部６０と、第２取付穴部６１と、第３取付穴部６２と
を備え、係合ロック部材３０Ｈは、第１取付穴部６０に
装着された第１ロック部材６３と、第２取付穴部６１に
装着された第２ロック部材６４と、第３取付穴部６２に
装着された第３ロック部材６５とを有し、各ロック部材
６３，６４，６５にはテーパ係合孔６９，７０，７１が
形成されている。

【００５１】各取付穴部６０，６１，６２の夫々の基端
側部分には、ロック部材６３，６４，６５を夫々軸心方
向外側へ強力に弾性付勢する皿バネ６６，６７，６８が
設けられている。各取付穴部６０，６１，６２の先端側
部分の内面には、例えば環状のストッパ部材７２，７
３，７４が夫々固着され、これらストッパ部材７２，７
３，７４により、ロック部材６３，６４，６５が夫々各
取付穴部６０，６１，６２から軸心方向外側へ抜け出な
いように抜け止めされている。

【００５２】この工具ホルダ取付け構造においては、工
具ホルダ３を主軸１Ｈに取付ける際、工具ホルダ３のシ
ャンク部１０が各ロック部材６３，６４，６５のテーパ
係合孔６９，７０，７１に夫々密着状に係合し、この状
態で、シャンク部１０が引込まれると、各ロック部材６
３，６４，６５が夫々シャンク部１０と主軸１Ｈの間に
圧入状態となり、これらロック部材６３，６４，６５を
介して工具ホルダ３のシャンク部１０が主軸１Ｈに強力
に固定される。さらに、係合ロック部材３０Ｈは３つの
ロック部材６３，６４，６５で構成され、各ロック部材
６３，６４，６５は径方向に薄く形成されているため、
ロック部材６３，６４，６５は夫々弾性変形しやすくな
り、ロック部材６３，６４，６５を主軸１Ｈとホルダ取
付孔２０Ｈの双方に確実に密着させることができる。そ
の他の作用・効果は前記実施形態の作用・効果と略同様
である。

【００５３】１０〕図１５に示すように、ホルダ取付穴
２０Ｉは、主軸１Ｉの先端側の第１取付穴部８０と、こ
の第１取付穴部８０の奥端に連なり、第１取付穴部８０
よりも小径で且つ主軸１Ｉの基端側程小径のテーパ穴状
に形成された第２取付穴部８１と、第２取付穴部８１の
奥端に連なり第２取付穴部８１の奥端側の径とほぼ同径
の第３取付穴部８２とを備え、係合ロック部材３０Ｉ
は、第１取付穴部８０に装着された第１ロック部材８３
と、第２取付穴部８１に装着された第２ロック部材８４
であって、その外周面に第２取付穴部８１に密着可能な
テーパ面８７を有する第２ロック部材８４と、第３取付
穴部８２に装着された第３ロック部材８５とを一体形成
したものである。各ロック部材８３，８４，８５にはテ
ーパ係合孔８８，８９，９０が形成されている。

【００５４】第３取付穴部８２の基端側部分には、係合
ロック部材３０Ｉを軸心方向外側へ強力に弾性付勢する
皿バネ８６が設けられている。第１取付穴部８０の先端
側部分の内面には、例えば環状のストッパ部材９１が固
着され、このストッパ部材９１により、係合ロック部材
３０Ｉがホルダ取付穴２０Ｉから軸心方向外側へ抜け出
ないように抜け止めされている。

【００５５】この工具ホルダ取付け構造においては、工
具ホルダ３を主軸１Ｉに取付ける際、工具ホルダ３のシ
ャンク部１０が各ロック部材８３，８４，８５のテーパ
係合孔８８，８９，９０に夫々密着状に係合し、この状
態で、シャンク部１０が引込まれると、第２ロック部材
８４の外周のテーパ面８７が第２取付穴部８１に密着し
つつロック部材８３，８４，８５が夫々シャンク部１０
と主軸１Ｉの間に圧入状態となり、これらロック部材８
３，８４，８５を介して工具ホルダ３のシャンク部１０
が主軸１Ｉに強力に固定される。さらに、係合ロック部
材３０Ｉは３つのロック部材８３，８４，８５を一体形
成したものであり、各ロック部材８３，８４，８５は径
方向に薄く形成されているため、ロック部材８３，８
４，８５は夫々弾性変形しやすくなり、係合ロック部材
３０Ｉを主軸１Ｉとホルダ取付孔２０Ｉの双方に確実に
密着させることができる。その他の作用・効果は前記実
施形態の作用・効果と略同様である。

【００５６】１１〕図１２の係合ロック部材３０Ｆの第
１，第２ロック部材５２，５３、図１３の係合ロック部
材３０Ｇ、図１４の係合ロック部材３０Ｈの第１，第
２，第３ロック部材６３，６４，６５、図１５の係合ロ
ック部材３０Ｉについては、上記説明した種々の係合ロ
ック部材又はそれらに類似の係合ロック部材を適用可能
である。 １２〕尚、その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、
前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施するこ
とも可能である。

【００５７】

【発明の効果】 請求項１の工具ホルダ取付け構造によ
れば、主軸の先端部分に形成されたホルダ取付穴、ホル
ダ取付穴に軸心方向に移動可能に装着された環状又はほ
ぼ環状の係合ロック部材であって工具ホルダのシャンク
部が密着状に係合されるテーパ係合孔を有する係合ロッ
ク部材、係合ロック部材を軸心方向外側へ強力に弾性付
勢する弾性部材を備えたので、工具ホルダのシャンク部
を係合ロック部材のテーパ係合孔に係合させ、この係合
ロック部材を介して工具ホルダのシャンク部を主軸に強
力に固定でき、工具ホルダを主軸に固定した状態におい
て、工具ホルダのフランジを主軸の先端面に確実に当接
させることができる。

【００５８】工具ホルダを主軸に固定した状態におい
て、軸心からの半径が大きい位置で工具ホルダのフラン
ジが主軸の先端面に当接するため、工具ホルダの振動抑
制等に大きく寄与する。つまり、工作機械の主軸に工具
ホルダを強固に取付けることができるため、高速回転す
る主軸と工具ホルダの振動を極力抑えて機械加工精度を
確実に高めることができる。そして、構造が簡単な一般
的な工具ホルダを使用可能となるため、工作機械には工
具が装着された多数の工具ホルダが用意されるが、その
各々に一般的な工具ホルダを適用することができるため
設備コスト的に非常に有利になる。

【００５９】請求項２の工具ホルダ取付け構造によれ
ば、ホルダ取付穴が円筒状の穴であるので、係合ロック
部材をホルダ取付穴の内面に当接させた状態で、軸心方
向に移動可能に確実に装着することができ、そのホルダ
取付穴と係合ロック部材の形状を簡単化でき製作コスト
面でも有利になる。

【００６０】請求項３の工具ホルダ取付け構造によれ
ば、係合ロック部材が周方向に弾性変形しやすくする弾
性変形促進部を係合ロック部材に形成したので、工具ホ
ルダを主軸に取付ける際、工具ホルダのシャンク部が係
合ロック部材のテーパ係合孔に係合した状態で、係合ロ
ック部材に対してシャンク部を軸心方向内側へ相対的に
移動させて、弾性変形促進部により係合ロック部材を周
方向に弾性変形させ、係合ロック部材と主軸を確実に密
着させて強力に結合することができる。

【００６１】請求項４の工具ホルダ取付け構造によれ
ば、弾性変形促進部が係合ロック部材に形成された少な
くとも１つのスリットからなるので、この弾性変形促進
部により係合ロック部材が周方向に確実に弾性変形しや
すくなり、係合ロック部材も簡単な構造とすることがで
きる。

【００６２】請求項５の工具ホルダ取付け構造によれ
ば、弾性変形促進部が係合ロック部材に形成された少な
くとも１つの溝部からなるので、この弾性変形促進部に
より係合ロック部材が周方向に確実に弾性変形しやすく
なり、係合ロック部材も簡単な構造とすることができ
る。

【００６３】請求項６の工具ホルダ取付け構造によれ
ば、弾性変形促進部が係合ロック部材に設けられた少な
くとも１つの弾性変形部材からなるので、この弾性変形
促進部により係合ロック部材が周方向に確実に弾性変形
しやすくなる。

【００６４】請求項７の工具ホルダ取付け構造によれ
ば、ホルダ取付穴は、主軸の先端側の第１取付穴部と、
この第１取付穴部の奥端に連なり第１取付穴部よりも小
径の第２取付穴部とを備え、前記係合ロック部材は、第
１取付穴部に装着された第１ロック部材と、第２取付穴
部に装着された第２ロック部材とを有するので、工具ホ
ルダを主軸に取付ける際、工具ホルダのシャンク部が第
１，第２ロック部材のテーパ係合孔に夫々密着状に係合
し、この状態で、シャンク部が引込まれると、第１，第
２ロック部材が夫々シャンク部と主軸の間に圧入され
て、これら第１，第２ロック部材を介して工具ホルダの
シャンク部が主軸に強力に固定される。その他の効果は
請求項１又は２の効果と同様である。

【００６５】請求項８の工具ホルダ取付け構造によれ
ば、ホルダ取付穴は、主軸の先端側から順に小径化する
複数の取付穴部を備え、係合ロック部材は、各取付穴部
に夫々装着された複数のロック部材を有するので、工具
ホルダを主軸に取付ける際、工具ホルダのシャンク部が
各ロック部材のテーパ係合孔に夫々密着状に係合し、こ
の状態で、シャンク部が引込まれると、各ロック部材が
夫々シャンク部と主軸の間に圧入されて、これらのロッ
ク部材を介して工具ホルダのシャンク部が主軸に強力に
固定される。さらに、係合ロック部材は複数のロック部
材で構成され、各ロック部材は径方向に薄く形成されて
いるため、各ロック部材は弾性変形しやすくなり、ロッ
ク部材を主軸とホルダ取付孔の双方に確実に密着させる
ことができる。その他の効果は請求項１又は２の効果と
同様である。

【００６６】請求項９の工具ホルダ取付け構造によれ
ば、係合ロック部材が周方向に環状に配置された複数の
ロック分割部材からなるので、係合ロック部材が周方向
に確実に弾性変形しやすくなる。その他の効果は請求項
１〜８の何れかの効果と同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る工具ホルダ取付け構造
（工具ホルダを主軸に取付けた状態）の縦断面図であ
る。

【図２】工具ホルダ取付け構造（工具ホルダを主軸から
取り外した状態）の縦断面図である。

【図３】係合ロック部材の側面図である。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】工具ホルダ取付け構造（工具ホルダを主軸に取
付ける直前の状態）の要部の縦断面図である。

【図６】工具ホルダ取付け構造（工具ホルダを主軸に取
付けた状態）の要部の縦断面図である。

【図７】変更形態の係合ロック部材の縦断面図である。

【図８】変更形態の係合ロック部材の縦断面図である。

【図９】変更形態の係合ロック部材の縦断面図である。

【図１０】変更形態の係合ロック部材の側面図である。

【図１１】変更形態の係合ロック部材の側面図である。

【図１２】変更形態の工具ホルダ取付け構造の縦断面図
である。

【図１３】変更形態の工具ホルダ取付け構造の縦断面図
である。

【図１４】変更形態の工具ホルダ取付け構造の縦断面図
である。

【図１５】変更形態の工具ホルダ取付け構造の縦断面図
である。

【符号の説明】

１，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ 主軸 ３ 工具ホルダ １０ シャンク部 １１ フランジ ２０，２０Ｆ〜２０Ｉ ホルダ取付穴 ３０，３０Ａ〜３０Ｉ 係合ロック部材 ３０ａ ロック分割部材 ３１，３１Ｃ，５６，５７，６９〜７１，８８〜９０
テーパ係合孔 ３２，３２Ａ，３２Ｄ 溝部 ３２Ｂ 弾性変形部材 ３２Ｅ スリット ４０，５４，５５，６６〜６８，８６ 皿バネ ５０，５１ 第１，第２取付穴部 ５２，５３ 第１，第２ロック部材 ６０，６１，６２，８０，８１，８２ 第１，第２，第
３取付穴部 ６３，６４，６５，８３，８４，８５ 第１，第２，第
３ロック部材

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テーパ状のシャンク部を有する工具ホル
   ダを工作機械の主軸に着脱可能に取付ける構造におい
   て、 前記主軸の先端部分に形成されたホルダ取付穴と、 前記ホルダ取付穴に軸心方向に移動可能に装着された環
   状又はほぼ環状の係合ロック部材であって、工具ホルダ
   のシャンク部が密着状に係合されるテーパ係合孔を有す
   る係合ロック部材と、 前記係合ロック部材を軸心方向外側へ強力に弾性付勢す
   る弾性部材とを備え、 前記工具ホルダのシャンク部を係合ロック部材のテーパ
   係合孔に係合させ、この係合ロック部材を介して工具ホ
   ルダのシャンク部を主軸に固定するとともに、工具ホル
   ダを主軸に固定した状態において、工具ホルダのフラン
   ジが主軸の先端面に当接するように構成したことを特徴
   とする工具ホルダ取付け構造。
2. 【請求項２】 前記ホルダ取付穴が円筒状の穴であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の工具ホルダ取付け構
   造。
3. 【請求項３】 前記係合ロック部材が周方向に弾性変形
   しやすくする弾性変形促進部を係合ロック部材に形成し
   たことを特徴とする請求項１又は２に記載の工具ホルダ
   取付け構造。
4. 【請求項４】 前記弾性変形促進部が、係合ロック部材
   に形成された少なくとも１つのスリットからなることを
   特徴とする請求項３に記載の工具ホルダ取付け構造。
5. 【請求項５】 前記弾性変形促進部が、係合ロック部材
   に形成された少なくとも１つの溝部からなることを特徴
   とする請求項３に記載の工具ホルダ取付け構造。
6. 【請求項６】 前記弾性変形促進部が、係合ロック部材
   に設けられた少なくとも１つの弾性変形部材からなるこ
   とを特徴とする請求項３に記載の工具ホルダ取付け構
   造。
7. 【請求項７】 前記ホルダ取付穴は、主軸の先端側の第
   １取付穴部と、この第１取付穴部の奥端に連なり第１取
   付穴部よりも小径の第２取付穴部とを備え、 前記係合ロック部材は、第１取付穴部に装着された第１
   ロック部材と、第２取付穴部に装着された第２ロック部
   材とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の
   工具ホルダ取付け構造。
8. 【請求項８】 前記ホルダ取付穴は、主軸の先端側から
   順に小径化する複数の取付穴部を備え、 前記係合ロック部材は、各取付穴部に夫々装着された複
   数のロック部材を有することを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の工具ホルダ取付け構造。
9. 【請求項９】 前記係合ロック部材は、周方向に環状に
   配置された複数のロック分割部材からなることを特徴と
   する請求項１〜８の何れかに記載の工具ホルダ取付け構
   造。