JP2002307257A - 工作機械に対する工具ホルダの結合構造 - Google Patents
工作機械に対する工具ホルダの結合構造Info
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- JP2002307257A JP2002307257A JP2001113630A JP2001113630A JP2002307257A JP 2002307257 A JP2002307257 A JP 2002307257A JP 2001113630 A JP2001113630 A JP 2001113630A JP 2001113630 A JP2001113630 A JP 2001113630A JP 2002307257 A JP2002307257 A JP 2002307257A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 工作機械の主軸やターレットに工具ホルダ
を、取付け位相が変化しないように結合させて工具固
定、ワーク回転の旋削加工などを行うときに工具の刃先
位置、加工位置が変動しないようにする。 【解決手段】 工作機械の主軸などに設けられるドライ
ブキー７に割り溝８を設けてキーの嵌合面形成部９を弾
性変形可能となし、そのドライブキー７と工具ホルダに
設けるドライブキー溝を締めばめとなる設計にしてドラ
イブキー溝とその溝に嵌合させたドライブキーとの間の
嵌合隙間を無くすようにした。
を、取付け位相が変化しないように結合させて工具固
定、ワーク回転の旋削加工などを行うときに工具の刃先
位置、加工位置が変動しないようにする。 【解決手段】 工作機械の主軸などに設けられるドライ
ブキー７に割り溝８を設けてキーの嵌合面形成部９を弾
性変形可能となし、そのドライブキー７と工具ホルダに
設けるドライブキー溝を締めばめとなる設計にしてドラ
イブキー溝とその溝に嵌合させたドライブキーとの間の
嵌合隙間を無くすようにした。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、切削、旋削加工
や形彫り放電加工などを行う工作機械、例えば複合型旋
盤などの主軸やターレットに対し、工具ホルダを主軸等
との相対位置が常に同じになるように結合させることを
可能ならしめる工具ホルダの結合構造に関する。
や形彫り放電加工などを行う工作機械、例えば複合型旋
盤などの主軸やターレットに対し、工具ホルダを主軸等
との相対位置が常に同じになるように結合させることを
可能ならしめる工具ホルダの結合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、工程数削減によるリードタイムの
短縮や工場スペースの有効利用のニーズが高まり、ワー
ク（被削物）を付け替えずにフライス加工と旋盤加工が
行える複合加工機（ターニングセンタ）が注目されてい
る。
短縮や工場スペースの有効利用のニーズが高まり、ワー
ク（被削物）を付け替えずにフライス加工と旋盤加工が
行える複合加工機（ターニングセンタ）が注目されてい
る。
【０００３】ターニングセンタには、旋削用工具を保持
するターレットと、回転切削工具を保持する主軸を併せ
持つものと、主軸とターレットを共用するものがある。
この発明は、このターニングセンタなどに適用するもの
である。なお、以下の説明は工具ホルダを主軸に取付け
る場合を例に挙げて行う。
するターレットと、回転切削工具を保持する主軸を併せ
持つものと、主軸とターレットを共用するものがある。
この発明は、このターニングセンタなどに適用するもの
である。なお、以下の説明は工具ホルダを主軸に取付け
る場合を例に挙げて行う。
【０００４】近年、主流となりつつある加工の自動化に
適した工作機械では、工具と工具ホルダが一緒に交換さ
れる。即ち、工具を予め工具ホルダに取付けてマガジン
にストックしておき、それを、ＡＴＣ装置（オートマチ
ックツールチェンジャ）で交換する。
適した工作機械では、工具と工具ホルダが一緒に交換さ
れる。即ち、工具を予め工具ホルダに取付けてマガジン
にストックしておき、それを、ＡＴＣ装置（オートマチ
ックツールチェンジャ）で交換する。
【０００５】工具ホルダは、加工時に工具に加わる切削
負荷が伝わって主軸との間に相対回転を生じさせる力が
発生するので、それを防ぐ目的及び工具回転の切削加工
において主軸の回転を工具ホルダに伝える目的でドライ
ブキー溝を設け、そのドライブキー溝に主軸に設けたド
ライブキーを嵌合させて主軸に結合させるようにしてい
る。
負荷が伝わって主軸との間に相対回転を生じさせる力が
発生するので、それを防ぐ目的及び工具回転の切削加工
において主軸の回転を工具ホルダに伝える目的でドライ
ブキー溝を設け、そのドライブキー溝に主軸に設けたド
ライブキーを嵌合させて主軸に結合させるようにしてい
る。
【０００６】その、ドライブキーとドライブキー溝は、
工具ホルダ装着時の位相管理を容易化するために、ある
程度の嵌合隙間（嵌めあい隙間）をもつように設計され
ている。例えば、工具ホルダに採用するツールシャンク
がＨＳＫ−Ａ６３とＢＴ４０の場合、 ＨＡＫ−６３ 主軸側キー １２．３±０．０５ｍｍ 工具ホルダ側キー溝 １２．５４±０．０４ｍｍ ＢＴ４０ 主軸側キー １５．９ ０／−０．００８ｍｍ 工具ホルダ側キー溝 １６．１ ＋０．１８／０ｍｍ の設計となっており、キーとキー溝間に寸法差分の嵌合
隙間がある。
工具ホルダ装着時の位相管理を容易化するために、ある
程度の嵌合隙間（嵌めあい隙間）をもつように設計され
ている。例えば、工具ホルダに採用するツールシャンク
がＨＳＫ−Ａ６３とＢＴ４０の場合、 ＨＡＫ−６３ 主軸側キー １２．３±０．０５ｍｍ 工具ホルダ側キー溝 １２．５４±０．０４ｍｍ ＢＴ４０ 主軸側キー １５．９ ０／−０．００８ｍｍ 工具ホルダ側キー溝 １６．１ ＋０．１８／０ｍｍ の設計となっており、キーとキー溝間に寸法差分の嵌合
隙間がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ドラ
イブキーとドライブキー溝間に嵌合隙間があると、工具
ホルダの取付け位相が着脱を繰り返すたびに嵌合隙間の
範囲内において変化する可能性がある。
イブキーとドライブキー溝間に嵌合隙間があると、工具
ホルダの取付け位相が着脱を繰り返すたびに嵌合隙間の
範囲内において変化する可能性がある。
【０００８】工具と工具ホルダを回転させる切削加工に
おいては、主軸から工具ホルダへのトルク伝達がなされ
ればよく、着脱により工具ホルダの位相がばらついて
も、加工径などに影響しないため、上記の嵌合隙間があ
っても特に問題は生じない。ところが、工具と工具ホル
ダを固定し、ワークを回転させる旋削加工においては、
嵌合隙間の範囲内において工具ホルダの位相が変化する
と、工具の刃先部からワークの回転中心までの距離が変
動し、自動交換、自動加工を行う場合、高加工精度が望
めなくなる。この問題は、工具ホルダをターレットに取
付けて加工を行うときにも生じる。
おいては、主軸から工具ホルダへのトルク伝達がなされ
ればよく、着脱により工具ホルダの位相がばらついて
も、加工径などに影響しないため、上記の嵌合隙間があ
っても特に問題は生じない。ところが、工具と工具ホル
ダを固定し、ワークを回転させる旋削加工においては、
嵌合隙間の範囲内において工具ホルダの位相が変化する
と、工具の刃先部からワークの回転中心までの距離が変
動し、自動交換、自動加工を行う場合、高加工精度が望
めなくなる。この問題は、工具ホルダをターレットに取
付けて加工を行うときにも生じる。
【０００９】なお、特許第２７８４９１６号公報には、
旋削加工用工具の刃先を所定の位置（位相）に設定する
工具ホルダが示されている。これは、クランプ用ボール
を移動させることで工具ホルダを手動操作によるクラン
プを行い、その後、クランピングユニットと工具ホルダ
を工具支持部材に対して回転させることで刃先の位相を
所定の位置にするものであるが、ＡＴＣ装置で交換して
使用する場合には、刃先の位相調整が行えず、その機能
が生かされない。
旋削加工用工具の刃先を所定の位置（位相）に設定する
工具ホルダが示されている。これは、クランプ用ボール
を移動させることで工具ホルダを手動操作によるクラン
プを行い、その後、クランピングユニットと工具ホルダ
を工具支持部材に対して回転させることで刃先の位相を
所定の位置にするものであるが、ＡＴＣ装置で交換して
使用する場合には、刃先の位相調整が行えず、その機能
が生かされない。
【００１０】そこで、この発明は、旋削加工でも高精度
仕上げを可能ならしめるために、ドライブキーとドライ
ブキー溝の位置関係が常に一定に保たれて刃先の位置が
ばらつかないようにすることを課題としている。
仕上げを可能ならしめるために、ドライブキーとドライ
ブキー溝の位置関係が常に一定に保たれて刃先の位置が
ばらつかないようにすることを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、ドライブキーとドライブキー
溝間の少なくとも工具ホルダと主軸の相対回転を阻止す
る側の嵌合隙間を工具ホルダ装着時に無くす手段を設け
る。
め、この発明においては、ドライブキーとドライブキー
溝間の少なくとも工具ホルダと主軸の相対回転を阻止す
る側の嵌合隙間を工具ホルダ装着時に無くす手段を設け
る。
【００１２】嵌合隙間を無くす手段は、ドライブキー又
はドライブキー溝の近くに割り溝などを設けて片側又は
両側の嵌合面形成部を弾性変形可能となし、その嵌合面
形成部を弾性変形させて嵌合面を変位させる方式のもの
が望ましいが、工作機械の主軸に設けるドライブキーを
可動ピースを含む複数のピースで形成し、可動ピースの
変位でキー幅を変化させて嵌合隙間を無くすこともでき
る。
はドライブキー溝の近くに割り溝などを設けて片側又は
両側の嵌合面形成部を弾性変形可能となし、その嵌合面
形成部を弾性変形させて嵌合面を変位させる方式のもの
が望ましいが、工作機械の主軸に設けるドライブキーを
可動ピースを含む複数のピースで形成し、可動ピースの
変位でキー幅を変化させて嵌合隙間を無くすこともでき
る。
【００１３】また、ＡＴＣ装置のアームなどで工具ホル
ダを主軸の穴に挿入するとき、或いは主軸内のクランプ
機構で工具ホルダを主軸内に引き込むときに、工具ホル
ダを、アームや主軸内のクランプ機構で片側の嵌合隙間
が無くなるところまで回転させる構造のものも考えられ
る。
ダを主軸の穴に挿入するとき、或いは主軸内のクランプ
機構で工具ホルダを主軸内に引き込むときに、工具ホル
ダを、アームや主軸内のクランプ機構で片側の嵌合隙間
が無くなるところまで回転させる構造のものも考えられ
る。
【００１４】なお、ドライブキーとドライブキー溝は、
通常、前者が工作機械の主軸に、後者が工具ホルダに各
々設けられるが、ドライブキーを工具ホルダに、ドライ
ブキー溝を工作機械の主軸に設けても得られる結果は同
じになる。従って、必要ならば、そのような配置にして
も差し支えない。工具ホルダの取付けがターレットに対
して自動又は手動でなされる場合も、上記と同様にして
嵌合隙間を無くすことができ、それもこの発明の適用範
囲に含まれる。
通常、前者が工作機械の主軸に、後者が工具ホルダに各
々設けられるが、ドライブキーを工具ホルダに、ドライ
ブキー溝を工作機械の主軸に設けても得られる結果は同
じになる。従って、必要ならば、そのような配置にして
も差し支えない。工具ホルダの取付けがターレットに対
して自動又は手動でなされる場合も、上記と同様にして
嵌合隙間を無くすことができ、それもこの発明の適用範
囲に含まれる。
【００１５】また、工具ホルダは、ＪＩＳ ＢＴツール
シャンクを有するもの、ＤＩＮ ＨＳＫツールシャンク
を有するものなど周知の種々のものを採用できる。
シャンクを有するもの、ＤＩＮ ＨＳＫツールシャンク
を有するものなど周知の種々のものを採用できる。
【００１６】ドライブキーの数、形式、配置なども設計
事項であって任意に決定でき、特に限定されない。
事項であって任意に決定でき、特に限定されない。
【００１７】
【作用】この発明の結合構造によれば、工具ホルダの装
着時に、取付け位相の変動因子となるドライブキーとド
ライブキー溝間の嵌合隙間が除去されるので、主軸（又
はターレット）と工具ホルダの位置関係が常に一定に保
たれ、そのため、両者の位相を合わせる工程が不要にな
り、工具固定、ワーク回転の旋削加工でも刃先の位置ず
れを防止して高加工精度を得ることが可能になる。
着時に、取付け位相の変動因子となるドライブキーとド
ライブキー溝間の嵌合隙間が除去されるので、主軸（又
はターレット）と工具ホルダの位置関係が常に一定に保
たれ、そのため、両者の位相を合わせる工程が不要にな
り、工具固定、ワーク回転の旋削加工でも刃先の位置ず
れを防止して高加工精度を得ることが可能になる。
【００１８】なお、ドライブキーやドライブキー溝の嵌
合面形成部を弾性変形させて嵌合隙間を無くするもの
は、構造の複雑化、製造工数や部品数の増加、コストア
ップを回避でき、また、既存の主軸や工具ホルダにもこ
の発明を適用できる利点がある。
合面形成部を弾性変形させて嵌合隙間を無くするもの
は、構造の複雑化、製造工数や部品数の増加、コストア
ップを回避でき、また、既存の主軸や工具ホルダにもこ
の発明を適用できる利点がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図１
乃至図７に基づいて説明する。
乃至図７に基づいて説明する。
【００２０】図１は、工作機械の主軸１のテーパ穴２
に、工具ホルダ１０をドローバ３で引き込んで装着した
状態を表わしている。ドローバ３の先端側には、先太り
のテーパ軸４を設けてあり、そのテーパ軸４の外周にコ
レット５が嵌められている。
に、工具ホルダ１０をドローバ３で引き込んで装着した
状態を表わしている。ドローバ３の先端側には、先太り
のテーパ軸４を設けてあり、そのテーパ軸４の外周にコ
レット５が嵌められている。
【００２１】ドローバ３を皿バネなどを利用して引き込
むと、初期にテーパ軸４のテーパ面の作用でコレット５
が開き、コレット先端の爪６がシャンク部１１の内面の
爪１２に係合して引き込み力が工具ホルダ１０に伝わ
り、その力で工具ホルダ１０のシャンク部１１が主軸の
テーパ穴２に圧入される。また、同時に、工具ホルダの
Ｖフランジ部１３が主軸１の前面に押し当てられ、２面
拘束による工具ホルダ１０のクランプがなされる。
むと、初期にテーパ軸４のテーパ面の作用でコレット５
が開き、コレット先端の爪６がシャンク部１１の内面の
爪１２に係合して引き込み力が工具ホルダ１０に伝わ
り、その力で工具ホルダ１０のシャンク部１１が主軸の
テーパ穴２に圧入される。また、同時に、工具ホルダの
Ｖフランジ部１３が主軸１の前面に押し当てられ、２面
拘束による工具ホルダ１０のクランプがなされる。
【００２２】この図１は、図２、図３に示すＨＳＫシャ
ンクを備えた工具ホルダを結合させるときに採用される
構造であって、図４に示すＪＩＳ ＢＴシャンク２１を
有する工具ホルダ２０は、プルスタッド２２を掴んで引
き込むクランプ装置を内蔵した主軸（図示せず）に装着
される。
ンクを備えた工具ホルダを結合させるときに採用される
構造であって、図４に示すＪＩＳ ＢＴシャンク２１を
有する工具ホルダ２０は、プルスタッド２２を掴んで引
き込むクランプ装置を内蔵した主軸（図示せず）に装着
される。
【００２３】図２の工具ホルダ１０には、シャンク部１
１の背面にドライブキー溝１４を設けており、その溝１
４に、主軸内に設けたドライブキー７（図１参照）が嵌
め込まれる。図２の工具ホルダ１０は、ナット１５ａで
リテーナ１５ｂを推進させてコレット１５ｃを収縮させ
るチャック部１５を先端に備えており、そのチャック部
１５で切削工具を保持する。
１の背面にドライブキー溝１４を設けており、その溝１
４に、主軸内に設けたドライブキー７（図１参照）が嵌
め込まれる。図２の工具ホルダ１０は、ナット１５ａで
リテーナ１５ｂを推進させてコレット１５ｃを収縮させ
るチャック部１５を先端に備えており、そのチャック部
１５で切削工具を保持する。
【００２４】この工具ホルダ１０の先端側の形状は、保
持する工具に合わせて変更される。図３はその変更の一
例である。図３の工具ホルダ１０は、形彫り放電加工機
の電極ホルダとして使用され、電極Ａを保持する。この
電極ホルダの交換においても、放削加工と同様に、高精
度な位相再現が重要になる。
持する工具に合わせて変更される。図３はその変更の一
例である。図３の工具ホルダ１０は、形彫り放電加工機
の電極ホルダとして使用され、電極Ａを保持する。この
電極ホルダの交換においても、放削加工と同様に、高精
度な位相再現が重要になる。
【００２５】図４の工具ホルダ２０は、ＪＩＳのＢＴシ
ャンク部２１の前部に軸部２３を形成してその軸部の先
端に図２のホルダのチャック部と同様のチャック部２４
を設けたものである。この工具ホルダ２０は、Ｖフラン
ジ部２５にドライブキー溝２６を設けており、そこに主
軸先端のドライブキーが嵌め込まれる。
ャンク部２１の前部に軸部２３を形成してその軸部の先
端に図２のホルダのチャック部と同様のチャック部２４
を設けたものである。この工具ホルダ２０は、Ｖフラン
ジ部２５にドライブキー溝２６を設けており、そこに主
軸先端のドライブキーが嵌め込まれる。
【００２６】図５の（ａ）、（ｂ）は、この発明を適用
したドライブキーを示している。図５（ａ）のドライブ
キー７は、片側に割り溝８を設けて片側の嵌合面形成部
９を弾性変形可能となしたもの、図５（ｂ）のドライブ
キー７は、両側に割り溝８を設けて左右の嵌合面形成部
９を共に弾性変形可能となしたものである。
したドライブキーを示している。図５（ａ）のドライブ
キー７は、片側に割り溝８を設けて片側の嵌合面形成部
９を弾性変形可能となしたもの、図５（ｂ）のドライブ
キー７は、両側に割り溝８を設けて左右の嵌合面形成部
９を共に弾性変形可能となしたものである。
【００２７】図１の主軸のドライブキー７と、ドライブ
キー溝１４（図３、図４参照）を締まりばめ嵌合するよ
うに構成する。例えば、ドライブキー７を１２．３±
０．０５ｍｍ、ドライブキー溝１４を１２．１±０．０
４ｍｍにすると、最小で０．１１ｍｍ、最大で０．２９
ｍｍの締め代が生じる。
キー溝１４（図３、図４参照）を締まりばめ嵌合するよ
うに構成する。例えば、ドライブキー７を１２．３±
０．０５ｍｍ、ドライブキー溝１４を１２．１±０．０
４ｍｍにすると、最小で０．１１ｍｍ、最大で０．２９
ｍｍの締め代が生じる。
【００２８】この状態で、図１のドライブキー７を図５
の構造にすると、ホルダ装着時に嵌合面形成部９が弾性
変形してドライブキー７がドライブキー溝１４に圧入さ
れ、両者間の嵌合隙間がゼロになる。
の構造にすると、ホルダ装着時に嵌合面形成部９が弾性
変形してドライブキー７がドライブキー溝１４に圧入さ
れ、両者間の嵌合隙間がゼロになる。
【００２９】図５（ａ）の構造では、工具ホルダが弾性
変形しない図中左側の嵌合面を基準にして位置決めさ
れ、図５（ｂ）の構造では、キーの幅方向中心を基準に
して位置決めされる。ホルダの着脱を繰り返しても、ま
た、工具ホルダを他のものと交換しても共通のドライブ
キーを使用していれば、その基準は変わらず、従って、
ドライブキーとドライブキー溝の嵌め合いは同一条件で
高精度に再現され、工具ホルダと主軸の位相変化が起こ
らない。
変形しない図中左側の嵌合面を基準にして位置決めさ
れ、図５（ｂ）の構造では、キーの幅方向中心を基準に
して位置決めされる。ホルダの着脱を繰り返しても、ま
た、工具ホルダを他のものと交換しても共通のドライブ
キーを使用していれば、その基準は変わらず、従って、
ドライブキーとドライブキー溝の嵌め合いは同一条件で
高精度に再現され、工具ホルダと主軸の位相変化が起こ
らない。
【００３０】なお、図４の工具ホルダのドライブキー溝
２６に嵌合させるドライブキーも、図５の構造にすると
同じ作用・効果が得られる。
２６に嵌合させるドライブキーも、図５の構造にすると
同じ作用・効果が得られる。
【００３１】図６は、工具ホルダ１０に割り溝８を設け
てドライブキー溝１４の嵌合面形成部１６を弾性変形可
能となしたものである。
てドライブキー溝１４の嵌合面形成部１６を弾性変形可
能となしたものである。
【００３２】このような構造にしても、ドライブキーを
弾性変形させる場合と同様の作用・効果が得られる。図
４の工具ホルダ２０も同様である。
弾性変形させる場合と同様の作用・効果が得られる。図
４の工具ホルダ２０も同様である。
【００３３】なお、図５（ａ）、図６（ａ）の構造は、
旋削加工時の工具ホルダの回り止めを弾性変形しない側
で行うと、嵌合面形成部が切削負荷によって弾性変形す
る懸念をなくすことができる。図５（ｂ）、図６（ｂ）
の構成でも嵌合面形成部の弾性変形抵抗を適切に設定す
れば加工中に嵌合面形成部９が弾性変形して刃先位置が
変動することは先ず無い。
旋削加工時の工具ホルダの回り止めを弾性変形しない側
で行うと、嵌合面形成部が切削負荷によって弾性変形す
る懸念をなくすことができる。図５（ｂ）、図６（ｂ）
の構成でも嵌合面形成部の弾性変形抵抗を適切に設定す
れば加工中に嵌合面形成部９が弾性変形して刃先位置が
変動することは先ず無い。
【００３４】コスト面では、通常、主軸に設けられるド
ライブキーが弾性変形するようにしておくのが好まし
い。工具ホルダの方が圧倒的に数量が多く、ドライブキ
ー溝を弾性変形可能となすと、割り溝の加工数が多くな
る。
ライブキーが弾性変形するようにしておくのが好まし
い。工具ホルダの方が圧倒的に数量が多く、ドライブキ
ー溝を弾性変形可能となすと、割り溝の加工数が多くな
る。
【００３５】一方、寿命を考慮すると、通常、工具ホル
ダに設けられるドライブキー溝を弾性変形可能となすの
が好ましい。着脱による弾性変形部の金属疲労が生じて
も、工具ホルダ側であればホルダを交換すれば済む。ま
た、工具ホルダに割り溝を設ければ、ドライブキーの形
状を変える必要がなく、既存の工作機械の主軸をそのま
ま使用できる。
ダに設けられるドライブキー溝を弾性変形可能となすの
が好ましい。着脱による弾性変形部の金属疲労が生じて
も、工具ホルダ側であればホルダを交換すれば済む。ま
た、工具ホルダに割り溝を設ければ、ドライブキーの形
状を変える必要がなく、既存の工作機械の主軸をそのま
ま使用できる。
【００３６】図７は、ドライブキー溝１４の片側に金属
やプラスチックなどで形成される別部材１７を接着する
などして取付け、その別部材１７をドライブキーの圧入
力で弾性形成させ、これによって生じる弾性復元力でド
ライブキーを他側のキー溝面に押し当てるようにしたも
のである。その作用・効果は、図６（ａ）の構造とほぼ
同じであるが、スリットの加工に比べると別部材の取付
けは容易であり、別部材が傷んだときにそれのみを交換
することもでき、より有利なものになる。なお、別部材
は板バネなどを利用してもよく、また、これをドライブ
キー側に設けることもできる。
やプラスチックなどで形成される別部材１７を接着する
などして取付け、その別部材１７をドライブキーの圧入
力で弾性形成させ、これによって生じる弾性復元力でド
ライブキーを他側のキー溝面に押し当てるようにしたも
のである。その作用・効果は、図６（ａ）の構造とほぼ
同じであるが、スリットの加工に比べると別部材の取付
けは容易であり、別部材が傷んだときにそれのみを交換
することもでき、より有利なものになる。なお、別部材
は板バネなどを利用してもよく、また、これをドライブ
キー側に設けることもできる。
【００３７】図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、動力によ
る機構を採用して嵌合隙間を無くす例を示している。こ
れ等は、いずれも、主軸に設けられるドライブキー７
を、固定ピース７ａと可動ピース７ｂの２者で構成し、
油圧やエアなどの動力源で可動ピース７ｂを進退させて
キー幅を変化させるようにしている。図８（ａ）に示す
ものはテーパ面の作用で可動ピースが横ずれしながら進
退してキー幅が変化し、図８（ｂ）、（ｃ）に示すもの
は、楔として働く可動ピースの変位で固定ピース７ａが
弾性変形してキー幅が変化する。主軸への工具ホルダ挿
入時は、可動ピース７ｂを隙間ばめになる位置に設定し
ておき、ＡＴＣ装置により工具ホルダが主軸の穴に挿入
され、ドライブキーがドライブキー溝に嵌まり込んだ後
にドライブキー７の幅を広げてドライブキー溝との間の
嵌合隙間を無くした状態でクランプする。このような構
造でも主軸と工具ホルダの相対位置のずれを無くすこと
ができる。なお、ピース７ａ、７ｂは、２者とも可動ピ
ースにしてもよい。
る機構を採用して嵌合隙間を無くす例を示している。こ
れ等は、いずれも、主軸に設けられるドライブキー７
を、固定ピース７ａと可動ピース７ｂの２者で構成し、
油圧やエアなどの動力源で可動ピース７ｂを進退させて
キー幅を変化させるようにしている。図８（ａ）に示す
ものはテーパ面の作用で可動ピースが横ずれしながら進
退してキー幅が変化し、図８（ｂ）、（ｃ）に示すもの
は、楔として働く可動ピースの変位で固定ピース７ａが
弾性変形してキー幅が変化する。主軸への工具ホルダ挿
入時は、可動ピース７ｂを隙間ばめになる位置に設定し
ておき、ＡＴＣ装置により工具ホルダが主軸の穴に挿入
され、ドライブキーがドライブキー溝に嵌まり込んだ後
にドライブキー７の幅を広げてドライブキー溝との間の
嵌合隙間を無くした状態でクランプする。このような構
造でも主軸と工具ホルダの相対位置のずれを無くすこと
ができる。なお、ピース７ａ、７ｂは、２者とも可動ピ
ースにしてもよい。
【００３８】このほかに、工具ホルダと主軸のホルダ装
着時の相対移動などを利用して、ドライブキーとドライ
ブキー溝間の嵌合隙間を無くすことも可能である。
着時の相対移動などを利用して、ドライブキーとドライ
ブキー溝間の嵌合隙間を無くすことも可能である。
【００３９】例えば、ＡＴＣ装置のアームで工具ホルダ
を主軸の穴に挿入する際に、カム面などを利用して工具
ホルダやアームのホルダチャッキング部に回転力を働か
せ、その力で工具ホルダをドライブキーに当る位置まで
回転させる方法（この場合、アームは工具ホルダの回
転、移動に追従できるようにしておく）でも嵌合隙間を
無くし得る。
を主軸の穴に挿入する際に、カム面などを利用して工具
ホルダやアームのホルダチャッキング部に回転力を働か
せ、その力で工具ホルダをドライブキーに当る位置まで
回転させる方法（この場合、アームは工具ホルダの回
転、移動に追従できるようにしておく）でも嵌合隙間を
無くし得る。
【００４０】また、主軸に内蔵されるクランプ機構のド
ローバなどに旋回機能をもたせてそれを旋回させながら
引き込む、或いは先に旋回させた後に引き込むと云った
方法でも嵌合隙間を無くし得る。
ローバなどに旋回機能をもたせてそれを旋回させながら
引き込む、或いは先に旋回させた後に引き込むと云った
方法でも嵌合隙間を無くし得る。
【００４１】なお、実施例は、工具ホルダの結合相手と
して工作機械の主軸を例に挙げたが、結合相手は主軸に
限定されない。また、工具ホルダの交換を手動で行う場
合にも、この発明を有利に利用できる。
して工作機械の主軸を例に挙げたが、結合相手は主軸に
限定されない。また、工具ホルダの交換を手動で行う場
合にも、この発明を有利に利用できる。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
工具ホルダの装着時にドライブキーとドライブキー溝間
の嵌合隙間が除去されるので、主軸又はターレットと工
具ホルダの相対的な位相が自動的に、高精度に再現さ
れ、工具固定、ワーク回転の旋削加工でも刃先の位置ず
れが起こらず、高精度の仕上げ加工が行えるようにな
る。
工具ホルダの装着時にドライブキーとドライブキー溝間
の嵌合隙間が除去されるので、主軸又はターレットと工
具ホルダの相対的な位相が自動的に、高精度に再現さ
れ、工具固定、ワーク回転の旋削加工でも刃先の位置ず
れが起こらず、高精度の仕上げ加工が行えるようにな
る。
【００４３】また、ドライブキーとドライブキー溝のど
ちらか一方を弾性変形させて嵌合隙間を無くすものは、
主軸内のクランプ機構や工具ホルダが複雑にならず、発
明の実施が簡単でコストアップも抑えられ、さらに、僅
かな追加工（割り溝加工）を施すだけで既存の主軸や工
具ホルダも使用可能となる利点がある。
ちらか一方を弾性変形させて嵌合隙間を無くすものは、
主軸内のクランプ機構や工具ホルダが複雑にならず、発
明の実施が簡単でコストアップも抑えられ、さらに、僅
かな追加工（割り溝加工）を施すだけで既存の主軸や工
具ホルダも使用可能となる利点がある。
【図１】この発明を適用する工具ホルダ結合部の一例を
示す断面図
示す断面図
【図２】（ａ）工具ホルダ具体例を示す半断面図 （ｂ）同上の工具ホルダの背面図
【図３】（ａ）工具ホルダの他の例を示す半断面図 （ｂ）同上ホルダの９０°回転した位置の側面図
【図４】ＢＴシャンクを付けた工具ホルダの一例を示す
半断面図
半断面図
【図５】（ａ）この発明を適用したドライブキーの一例
を示す図 （ｂ）この発明を適用したドライブキーの他の例を示す
図
を示す図 （ｂ）この発明を適用したドライブキーの他の例を示す
図
【図６】（ａ）この発明を適用した工具ホルダの一例を
示す側面図 （ｂ）この発明を適用した工具ホルダの他の例を示す側
面図
示す側面図 （ｂ）この発明を適用した工具ホルダの他の例を示す側
面図
【図７】キー溝に弾性変形させる別部材を取付けた例を
示す図
示す図
【図８】（ａ）キー幅を可変となしたドライブキーの一
例を示す正面図 （ｂ）キー幅可変ドライブキーの他の一例を示す正面図 （ｃ）キー幅可変ドライブキーの更に他の一例を示す正
面図
例を示す正面図 （ｂ）キー幅可変ドライブキーの他の一例を示す正面図 （ｃ）キー幅可変ドライブキーの更に他の一例を示す正
面図
１ 主軸 ２ テーパ穴 ３ ドローバ ５ コレット ７ ドライブキー ７ａ 固定ピース ７ｂ 可動ピース ８ 割り溝 ９ 嵌合面形成部 １０、２０ 工具ホルダ １１、２１ シャンク部 １２ 爪 １４、２６ ドライブキー溝 １５、２４ チャック部 １６ 嵌合面形成部 １７ 別部材 ２５ Ｖフランジ部
Claims (5)
- 【請求項１】 工作機械の主軸又はターレットとその主
軸又はターレットに取付ける工具ホルダに、ドライブキ
ーとドライブキー溝を対応して設け、ドライブキーをド
ライブキー溝に嵌合させて工具ホルダを主軸又はターレ
ットに結合する工具ホルダの結合構造において、前記ド
ライブキーとドライブキー溝間の少なくとも工具ホルダ
と主軸又はターレットの相対回転を阻止する側の嵌合隙
間を無くす手段を設けたことを特徴とする工作機械に対
する工具ホルダの結合構造。 - 【請求項２】 ドライブキー又はドライブキー溝の片側
の嵌合面形成部を割り溝を設けて弾性変形可能となし、
その嵌合面形成部をドライブキー溝に対するドライブキ
ーの圧入力で弾性変形させて嵌合面を変位させ、その嵌
合面の変位で嵌合隙間を無くすようにした請求項１記載
の工作機械に対する工具ホルダの結合構造。 - 【請求項３】 ドライブキー又はドライブキー溝の両側
の嵌合面形成部を割り溝を設けて弾性変形可能となし、
その嵌合面形成部をドライブキー溝に対するドライブキ
ーの圧入力で弾性変形させて嵌合面を変位させ、その嵌
合面の変位で嵌合隙間を無くすようにした請求項１記載
の工作機械に対する工具ホルダの結合構造。 - 【請求項４】 ドライブキー溝又はドライブキーに取付
けてドライブキーとドライブキー溝間に介在する別部材
を設け、その別部材をドライブキーの圧入力で弾性変形
させ、別部材の弾性復元力でドライブキーをドライブキ
ー溝の片側に押し付けて嵌合隙間を無くすようにした請
求項１記載の工作機械に対する工具ホルダの結合構造。 - 【請求項５】 ドライブキーを工作機械の主軸又はター
レットに設け、そのドライブキーを可動ピースを含む複
数のピースで形式し、可動ピースを動力駆動の機構でキ
ー溝の深さ方向に動かし、その移動でドライブキーの幅
を広げて嵌合隙間を無くすようにした請求項１記載の工
作機械に対する工具ホルダの結合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001113630A JP2002307257A (ja) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | 工作機械に対する工具ホルダの結合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001113630A JP2002307257A (ja) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | 工作機械に対する工具ホルダの結合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002307257A true JP2002307257A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18964823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001113630A Pending JP2002307257A (ja) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | 工作機械に対する工具ホルダの結合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002307257A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-04-12 JP JP2001113630A patent/JP2002307257A/ja active Pending
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