JP2528109B2 - 工具ヘツドと工具ホルダとを結合するためのカツプリング - Google Patents

工具ヘツドと工具ホルダとを結合するためのカツプリング

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JP2528109B2
JP2528109B2 JP62011500A JP1150087A JP2528109B2 JP 2528109 B2 JP2528109 B2 JP 2528109B2 JP 62011500 A JP62011500 A JP 62011500A JP 1150087 A JP1150087 A JP 1150087A JP 2528109 B2 JP2528109 B2 JP 2528109B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、交換可能な工具ヘッドを備えた工作機械に
おいて工具ヘッドと工具ホルダとを結合するためのカッ
プリングであって、工具ヘッドが受容ピンとリング状の
当接つばとを有しており、工具ヘッドと工具ホルダとを
結合するために、受容ピンが工具ホルダの対応する受容
孔に導入され、この場合工具ホルダと工具ヘッドとが、
緊定装置を介して操作される緊定部材を用いて互いに結
合され、この際に工具ヘッドの当接つばが、工具ホルダ
のリング状の対応面に接触するようになっている形式の
ものに関する。
従来の技術 工作機械において可能な限り迅速な工具交換を行うと
いう課題は、合理化に対する希望が高まるにつれてます
ます重要になっている。この課題を解決するために既に
様々なカップリング装置が提案されており、これら公知
のカップリング装置では解離可能なカップリングが交換
可能な工具ヘッドと工具ホルダとの間に設けられてお
り、この場合工具ホルダが受容ピンで有していて、該受
容ピンに工具ヘッドは受容ピンに対応する受容孔で差し
込まれるようになっている。工具ホルダへの装着後に工
具ヘッドは適当な緊定部材を用いてロックつまり緊定さ
れ、この場合緊定部材は多くの場合工具ホルダに対いて
軸方向に移動可能な引張り棒によって操作されるように
なっている。
工具ヘッドの受容ピンは通常円筒形に又は円錐形に構
成されている。受容ピンは円錐形に構成されている場合
には、工具ヘッドの受容ピンを工具ホルダの対応する受
容孔に容易に差し込むことができるという利点が得られ
る。しかしながら円錐結合部のセルフロッキングは工具
ヘッドの迅速な交換のためには不利である。さらにまた
円錐形の受容結合部の使用時には、高負荷される工具に
おいて必要な高い強度と位置決め精度とは、円錐形ひい
ては遊びのない半径方向案内と共に工具ヘッドと工具ホ
ルダとの間における軸方向の接触部が設けられている場
合にしか得ることができない。円錐結合部と平面接触部
とを用いて工具ヘッドを同時に固定することはしかしな
がら従来は、工具ヘッドと工具ホルダの受容部との間に
変形可能な中間部材が設けられていることによってか又
は、カップリング装置の閉鎖過程時に受容部材自体の材
料つまり受容ピン及び（又は）受容孔の材料の変形が可
能であることによってしか達成され得なかった。しかし
ながらこのような変形を達成するためには、操作装置に
よって克服されねばならない極めて高い緊張力及び突離
し力が必要である。従ってこの場合操作装置の部材は相
応に寸法設定されねばならず、しかも取付けが困難なの
で相応に大きな空間を必要とする。
発明の課題 ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の、工具ヘ
ッドと工具ホルダとの間におけるカップリングを改良し
て、工具ホルダにおける工具ヘッドの確実かつ遊びのな
い半径方向案内が可能でかつ結合部において必要な強度
を保証することができ、しかも簡単かつスペースを節減
して構成することができるカップリングを提供すること
である。この場合さらにカップリングが極めて容易にロ
ック及びロック解除できることが望まれている。
課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭に
述べた形式のカップリングにおいて、工具ホルダに該工
具ホルダの長手方向において運動可能な緊定スライダが
設けられていて、該緊定スライダの端面が緊定時に工具
ヘッドにおける袋孔の平らな底面と接触し、緊定スライ
ダの前方部分に半径方向運動可能な緊定ジョーが設けら
れており、該緊定ジョーが、工具ヘッドから離反する方
向における緊定スライダの引き戻し時に、工具ホルダと
堅く結合されたピンに被せ嵌められ、この際に半径方向
外側に向かって、工具ヘッドの袋孔の円筒形の内周面に
おける溝内にシフトされるようになっており、そして緊
定ジョーによって工具ヘッドは緊定終了位置において、
該工具ヘッドのリング状の当接つばが工具ホルダのリン
グ状の対応面に不動に接触するように、固定される。
発明の効果 このようなカップリングは極めて容易に達成すること
ができ、しかもわずかな数の可動部分で十分であり、交
換可能な工具ヘッドと工具ホルダとの間における確実な
結合部を生ぜしめることができる。また本発明によるカ
ップリングによって、工具ヘッドを迅速かつ運転を邪魔
するおそれなしに交換することが可能である。
実施例 次に図面につき本発明の実施例を説明する。
第１図及び第２図において符号１で示されている工具
ヘッドは手によってか又は図示されていないグリッパ装
置を用いて自動的に工具ホルダ２に供給され得る。この
場合工具ヘッド１の円錐形の緊定ピンもしくは受容ピン
３は工具ホルダ２の対応する受容孔４に導入される。工
具ホルダ２には緊定装置が設けられており、この緊定装
置は主として緊定スライダ５とステーボルト６と、この
ステーボルト６のピン７の緊定ジョー８とから成る拡開
要素と、緊定ねじ９とから構成されている。緊定ねじ９
のねじ山10は、緊定スライダ５の孔11に設けられた対応
ねじ山と協働する。符号12,13で示されている支承円板
において緊定ねじ９は案内されている。緊定ねじ９は、
緊定リング15によって保持されたセグメント14によって
確保されている。
緊定ねじ９の回転によって緊定スライダ５は軸方向に
おいて、つまり左回転時には工具ヘッドに向かって右回
転時には逆方向に運動させられる。
工具ヘッド１と工具ホルダ２との結合時には、工具ホ
ルダ２の端面に配置されている半径方向の平面であるリ
ング状の対応面16と、工具ヘッドの対応面17とが接触す
る。
ステーボルト６は、工具ホルダ２において該工具ホル
ダの縦軸線に対して直角に設けられた袋孔18に配置され
ており、この袋孔18はキャップ19によっておおわれてい
る。ピン７は工具ホルダ２の縦軸線の延びる方向でかつ
ステーボルト６の軸線に対して直角な方向で、ステーボ
ルト６の対応する孔20に差し込まれていて、止めねじ21
によって確保されている。
緊定スライダ５の前方部分には緊定スライダ５の縦孔
26に弾性部材22が設けられている。この弾性部材22に
は、緊定ジョー８に差し込まれた複数の止めピン23が係
合し、これらの止めピン23は錠止系の緊定ジョー８をし
っかりと保持するために働く。
図示の工具カップリングは以下のように働く： 工具ヘッド１が工具ホルダ２に供給されると、工具ヘ
ッド１の円錐形の受容ピン３は工具ホルダ２の対応する
孔に達する。この際に緊定スライダ５の前方部分は工具
ヘッド１の受容ピン３における袋孔43に達する。緊定ス
ライダ５の端面24が工具ヘッド１の袋孔43の底面25と接
触するやいなや、緊定スライダ５の緊定ねじ９の右回転
が導入され、これによって緊定スライダ５は緊定ねじ９
に向かって、つまり工具ヘッド１から離れる方向に運動
させられる。この結果、緊定スライダ５の対応する切欠
き44において半径方向可動に配置された緊定ジョー８は
そのつかみ傾斜部27で、ピン７の幾何学的に相応に構成
された先端28に当接する。これによって緊定ジョー８
は、緊定スライダがさらに運動した場合に半径方向で互
いに離れる方向に運動し、この運動は、ピン７の平行な
面29が緊定ジョー８の足面30と接触するまで続く。ピン
７はこれによってスペーサとして働き、緊定ジョー８が
互いに向かって戻り滑ることを回避する。
緊定ジョー８の半径方向移動によって緊定ジョー８の
突起31が、受容ピン３における袋孔43に配設された環状
溝32に押し込まれる。これによって緊定スライダ５と工
具ヘッド１と緊定ピン３との間において形状接続的な結
合が達成され、この結合によって緊定ねじ９がさらに操
作されると工具ヘッド１はさらに工具ホルダ２の受容孔
内に引き込まれ、この運動は受容ピン３が受容孔４にお
いて遊びなしに接触するまで続く。緊定ねじ９がさらに
操作されると、受容孔４の内壁及び緊定ピンの材料が円
錐結合の最後の範囲において、工具ヘッド１の当接つば
17が工具ホルダの対応面16に接触するまで変形する。こ
のために緊定スライダ５のほんのわずかな軸方向運動し
か必要なく、この軸方向運動は10分の数ミリメートルの
範囲であり、使用される円錐の選択された傾斜寸法に関
連している。
この際に緊定ジョー８に作用する力（P3）は、軸方向
（P1）においては緊定スライダ５の案内面34によってか
つ半径方向（P2）においてはスペーサとして働くピン７
によって受け止められる。横断面円筒形に構成された緊
定スライダ５の軸方向運動は緊定スライダ５における長
孔35によって保証されており、この長孔35を貫いてステ
ーボルト６は案内されている。長孔35にはさらに、工具
ホルダ２における孔36を通して供給される冷却液を受容
するという働きがある。冷却液は長孔35からさらにステ
ーボルト６における溝37,38と緊定スライダ５における
孔42とを介して工具ヘッド１の自由な室39に供給され、
冷却液は最終的にはそこから、工具切刃47の近くに開口
している孔40を通して流出することができる。
工具ヘッド１のロック解除及び解離は緊定ねじ９の左
回転によって導入されかつ実施される。緊定スライダ５
はこの場合工具ヘッド１の方向に運動し、この際に、ス
テーボルト６において保持されかつ緊定スライダ５の孔
41において案内されるピンは緊定ジョー８を解放する。
遅くとも緊定ジョー８の面45が溝32の傾斜した側面46に
当接した場合に、緊定ジョー８は再び半径方向で工具ホ
ルダ８の中心軸線に向かって運動し、これによって工具
ヘッド１のロック解除が導入される。
緊定ジョー８がその出発位置つまり緊定ジョー８が止
めピン23を用いて弾性部材22保持される位置に戻される
と、緊定スライダ５はその端面24で工具ヘッド１の袋孔
43の底面25に当接し、工具ヘッド１を工具ホルダ２の円
錐形の受容孔４から押し出す。
このような形式のカップリングは特に工具ヘッドと工
具ホルダとの間における、セレフロッキングの範囲に位
置する円錐形の結合部のために適しているが、しかしな
がらまた円筒形の又は組み合わされた（円錐形／円筒
形）工具受容部のために使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は旋盤の工具ヘッドと工具ホルダとの間における
カップリングを緊定されかつロックされた状態で示す部
分的な縦断面図、第２図は第１図に示されたカップリン
グをロック解除された状態で示す縦断面図、第３図は第
１図のＩ−Ｉ線に沿った断面図、第４図はカップリング
のロック部分を拡大して示す図である。 １……工具ヘッド、２……工具ホルダ、３……受容ピ
ン、４……受容孔、５……緊定スライダ、６……ステー
ボルト、７……ピン、８……緊定ジョー、９……緊定ね
じ、10……ねじ山、11……孔、12,13……支承円板、14
……セグメント、15……緊定リング、16……対応面、17
……当接つば、16……袋孔、19……キャップ、20……
孔、21……止めねじ、22……弾性部材、23……止めピ
ン、24……端面、25……底面、26……縦孔、27……つか
み傾斜部、28……先端、29……面、30……足側、31……
突起、32……環状溝、34……案内面、35……長孔、36…
…孔、37,38……溝、39……室、40,41,42……孔、43…
…袋孔、44……切欠き、45……面、46……側面、47……
工具切刃

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】交換可能な工具ヘッド（１）を備えた工作
    機械において工具ヘッド（１）と工具ホルダ（２）とを
    結合するためのカップリングであって、工具ヘッド
    （１）が受容ピン（３）とリング状の当接つば（17）と
    を有しており、工具ヘッド（１）と工具ホルダ（２）と
    を結合するために、受容ピン（３）が工具ホルダ（２）
    の対応する受容孔（４）に導入され、この場合工具ホル
    ダ（２）と工具ヘッド（１）とが、緊定装置を介して操
    作される緊定部材を用いて互いに結合され、この際に工
    具ヘッド（１）の当接つば（17）が、工具ホルダ（２）
    のリング状の対応面（16）に接触するようになっている
    形式のものにおいて、工具ホルダ（２）に該工具ホルダ
    の長手方向において運動可能な緊定スライダ（５）が設
    けられていて、該緊定スライダの端面（24）が緊定時に
    工具ヘッド（１）における袋孔（43）の平らな底面（2
    5）と接触し、緊定スライダ（５）の前方部分に半径方
    向運動可能な緊定ジョー（８）が設けられており、該緊
    定ジョーが、工具ヘッド（１）から離反する方向におけ
    る緊定スライダ（５）の引き戻し時に、工具ホルダ
    （２）と堅く結合されたピン（７）に被せ嵌められ、こ
    の際に半径方向外側に向かって、工具ヘッド（１）の袋
    孔（43）の円筒形の内周面における溝（32）内にシフト
    されるようになっており、そして緊定ジョー（８）によ
    って工具ヘッド（１）は緊定終了位置において、該工具
    ヘッド（１）のリング状の当接つば（17）が工具ホルダ
    （２）のリング状の対応面（16）に不動に接触するよう
    に、固定されることを特徴とする、工具ヘッドと工具ホ
    ルダとを結合するためのカップリング。
  2. 【請求項２】受容ピン（３）が少なくとも部分的に円錐
    形に構成されている、特許請求の範囲第１項記載のカッ
    プリング。
  3. 【請求項３】ピン（７）が工具ホルダ（２）において保
    持されたステーボルト（６）に固定されていて、ピン
    （７）の縦軸線が、工具ホルダ（２）の縦軸線の延びる
    方向に延びており、ピン（７）の先端に、緊定時に緊定
    スライダ（５）における緊定ジョー（８）の足面（30）
    に接触する傾斜部を有している、特許請求の範囲第１項
    又は第２項記載のカップリング。
  4. 【請求項４】ステーボルト（６）のピン（７）の先端に
    おける傾斜部の数が、緊定スライダ（５）における緊定
    ジョー（８）の数に相当している、特許請求の範囲第２
    項記載のカップリング。
  5. 【請求項５】ピン（７）の先端が円錐形に構成されてい
    る、特許請求の範囲第２項記載のカップリング。
  6. 【請求項６】工具ヘッド（１）の円錐形の受容ピン
    （３）に袋孔（43）が設けられていて、該袋孔が、緊定
    時に緊定スライダ（５）の端面（24）に接触する平らな
    底面（25）において終っている、特許請求の範囲第１項
    から第５項までのいずれか１項記載のカップリング。
  7. 【請求項７】緊定スライダ（５）に長孔（35）が設けら
    れていて、該長孔を貫いてステーボルト（６）が延びて
    いる、特許請求の範囲第２項記載のカップリング。
  8. 【請求項８】工具ヘッド（１）の受容ピン（３）におけ
    る袋孔（43）の円筒形の内周面に環状溝（32）が設けら
    れていて、緊定スライダ（５）のシフト時に緊定ジョー
    （８）がピン（７）に当接すると、緊定ジョー（８）が
    前記環状溝（32）に押し込まれるようになっている、特
    許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項記載
    のカップリング。
  9. 【請求項９】工具ホルダ（２）の受容ピン（３）の袋孔
    （43）における環状溝（32）の、溝底部の外側に位置し
    ている側面（46）が斜めに構成されている、特許請求の
    範囲第７項記載のカップリング。
  10. 【請求項１０】緊定スライダ（５）が、工具ホルダ
    （２）の縦軸線の延びる方向に延びた縦軸線を有する緊
    定ねじ（９）によって作動せしめられる、特許請求の範
    囲第１項から第９項までのいずれか１項記載のカップリ
    ング。
  11. 【請求項１１】緊定スライダ（５）が、工具ホルダ
    （２）に設けられた油圧媒体によって作動可能である、
    特許請求の範囲第１項から第９項までのいずれか１項記
    載のカップリング。
  12. 【請求項１２】緊定スライダ（５）の前方部分に配置さ
    れた弾性部材（22）によって保持されるピン（23）を、
    緊定ジョー（８）が有している、特許請求の範囲第１項
    から第11項までのいずれか１項記載のカップリング。
  13. 【請求項１３】工具ホルダ（２）に通路（36）が設けら
    れていて、該通路が緊定スライダ（５）に設けられた通
    路（42）と接続されていて、該通路を介して工具ヘッド
    （１）に冷却媒体が供給され、該冷却媒体が工具切刃
    （47）の近くで流出する、特許請求の範囲第１項から第
    12項までのいずれか１項記載のカップリング。
  14. 【請求項１４】緊定スライダ（５）が横断面円筒形に構
    成されていて、該緊定スライダ（５）はその縦軸線が、
    工具ホルダ（２）の縦軸線の延びる方向で延びるように
    配置されている、特許請求の範囲第１項から第13項まで
    のいずれか１項記載のカップリング。
  15. 【請求項１５】緊定スライダ（５）を操作する部材の縦
    軸線が、緊定スライダ（５）の縦軸線の延びる方向に配
    置されている、特許請求の範囲第13項記載のカップリン
    グ。
JP62011500A 1986-01-25 1987-01-22 工具ヘツドと工具ホルダとを結合するためのカツプリング Expired - Lifetime JP2528109B2 (ja)

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DE3602247.0 1986-01-25

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JPS62173106A JPS62173106A (ja) 1987-07-30
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