JP2556573Y2 - 工具ホルダ保持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は工具ホルダを脱着可能に
保持する工具ホルダ保持装置に関するものであり、特
に、工具ホルダのクランプ力の向上に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】切削チップのホルダあるいはそのホルダ
やドリル，中ぐり工具等を保持するアダプタ（以下、こ
れらを総称して工具ホルダという）を容易に脱着可能に
保持する工具ホルダ保持装置に関して、本出願人は実願
平２−１２９３３５号の考案を出願中である。この考案
に係る装置は、（イ）軸方向穴を有し、前端部に工具ホ
ルダが嵌合可能な嵌合部を備えた本体と、（ロ）軸方向
穴に摺動可能に嵌合され、ばね部材により後退方向に付
勢されるとともに、先端部に工具ホルダの係合部が嵌入
可能な軸方向穴と、その軸方向穴の周壁を半径方向に貫
通して等角度間隔に形成された複数の半径方向穴とを有
するクランプシャフトと、（ハ）そのクランプシャフト
をばね部材の付勢力に抗して前進させるクランプシャフ
ト駆動装置と、（ニ）前記本体の軸方向穴に嵌合され、
クランプシャフトの先端部が嵌入可能な段付穴を有する
スリーブと、（ホ）クランプシャフトの半径方向穴の各
々に摺動可能に収容され、クランプシャフトが本体内に
引き込まれた状態でスリーブの段付穴の小径穴部内周面
により半径方向内向きに押されて工具ホルダの係合部に
係合可能な複数のボールとを含むように構成される。

【０００３】工具ホルダは、ばね部材の付勢力によりク
ランプシャフトが本体内に引き込まれることにより工具
ホルダ保持装置にクランプされ、クランプシャフト駆動
装置によりクランプシャフトがばね部材の弾性力に抗し
て前進させられることによりアンクランプされる。工具
ホルダの取付時には、アンクランプ状態において、工具
ホルダを本体の嵌合穴に嵌合し、その係合部をクランプ
シャフトの軸方向穴に嵌入させる。このとき、各ボール
はスリーブの段付穴の大径穴部に対応する位置にあって
半径方向外向きに移動可能であるため、係合部の軸方向
穴への進入を妨げない。工具ホルダを嵌合した後、クラ
ンプシャフト駆動装置を非作動状態とすれば、クランプ
シャフトがばね部材の付勢力により本体内に引き込ま
れ、工具ホルダがクランプされる。このとき、各ボール
がスリーブの小径穴部の内周面に乗り上げ、半径方向内
向きに移動して工具ホルダの係合部に係合してクランプ
シャフトとの相対移動を阻止するため、工具ホルダのク
ランプシャフトからの離脱が防止される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記工
具ホルダ保持装置において、スリーブ，ボール等は工具
ホルダの本体からの離脱を阻止するのみであり、工具ホ
ルダのクランプ力はクランプシャフトを引き込むばね部
材の弾性力そのものである。したがって、ばね部材を可
能な限り大形としてもクランプ力に限界があり、重切削
加工に用いられる工具ホルダを十分な剛性で保持するこ
とができないという問題があった。また、ばね部材を大
形としてクランプ力の増大を図れば、それに伴って大き
なアンクランプ力が必要となる。そのため、クランプシ
ャフト駆動装置の駆動力を大きくしなければならず、装
置が大形となって、コストが高くなるという問題もあっ
た。本考案はこの問題に鑑み、ばね部材の弾性力をそれ
ほど大きくすることなく、重切削加工用工具ホルダを保
持するのに十分なクランプ力を有する工具ホルダ保持装
置を得ることを課題として為されたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そして、本考案にかかる
工具ホルダ保持装置は、軸方向穴とその軸方向穴の周
壁を半径方向に貫通して等角度間隔に形成された複数の
半径方向穴とを有し、前端部に工具ホルダが嵌合可能な
嵌合部を備えた本体と、軸方向穴に摺動可能に嵌合さ
れ、ばね部材により後退方向に付勢されたクランプシャ
フトと、そのクランプシャフトをばね部材の付勢力に
抗して前進させるクランプシャフト駆動装置と、軸方
向穴に半径方向の隙間を残して嵌合され、後端部におい
てクランプシャフトに引張力および圧縮力を伝達可能か
つ半径方向に相対移動可能に連結される一方、前端部の
半径方向穴の各々に対応する位置に前方側ほど軸線から
遠ざかる向きに傾斜して複数本のＴ溝またはＴ字形断面
の突条が形成されたクランプヘッドと、そのクランプ
ヘッドの外周面と前記軸方向穴の内周面との間に設けら
れ、常にはクランプヘッドを軸方向穴のほぼ中央位置に
保持するとともに、自身の弾性変形によりクランプヘッ
ドが軸方向穴の半径方向に移動することを許容するＯリ
ングと、クランプヘッドとクランプシャフトとの前記
引張力を伝達する軸方向に直角な平面同士の間に介在さ
せられた転がりスラスト軸受と、本体の半径方向穴の
各々に摺動可能に嵌合され、内周側端部にＴ溝または突
条と嵌合するＴ字形断面の突条またはＴ溝を有する一
方、外周側端部に工具ホルダの軸方向穴の内周面に外周
側ほど前方に向かう向きに傾斜して形成された傾斜面に
係合する傾斜面を有する複数のクランプ駒とを含むよう
に構成され、かつ、クランプヘッドのＴ溝またはＴ字形
断面の突条のクランプヘッド軸線に対する傾斜角と、工
具ホルダおよびクランプ駒の互いに係合する傾斜面のク
ランプヘッド軸線に直角な平面に対する傾斜角とがクラ
ンプヘッドの前記引張力を倍力して工具ホルダの本体へ
のクランプ力に変換する大きさに設定される。

【０００６】

【作用】上記のように構成された工具ホルダ保持装置に
工具ホルダを保持させる場合には、まず、クランプシャ
フト駆動装置を作動させてクランプシャフトをばね部材
の付勢力に抗して前進させる。このアンクランプ状態に
おいて、本体の嵌合部に工具ホルダを嵌合した後、クラ
ンプシャフト駆動装置を非作動状態とすれば、ばね部材
の弾性力によってクランプシャフトが本体内に引き込ま
れる。複数のクランプ駒はそれぞれ本体に形成された半
径方向穴の内周面によって軸方向の移動を阻止されてお
り、クランプヘッドがクランプシャフトと共に後退させ
られるにつれて、各クランプ駒がクランプヘッドのＴ溝
またはＴ字形断面の突条に沿って相対的に前進させられ
ることとなる。クランプヘッドのＴ溝またはＴ字形断面
の突条は前方側ほど軸線から遠ざかる向きに傾斜してい
るため、クランプ駒は半径方向外向きに移動し、その傾
斜面が工具ホルダの軸方向穴の内周面に形成された傾斜
面に係合する。これら傾斜面は外周側ほど前方に向かう
向きに傾斜しているため、工具ホルダがクランプ駒によ
り本体側へ引きつけられ、クランプされる。そして、ク
ランプヘッドのＴ溝またはＴ字形断面の突条の軸線に対
する傾斜角と、工具ホルダおよびクランプ駒の互いに係
合する傾斜面の軸線に直角な平面に対する傾斜角とがク
ランプヘッドの前記引張力を倍力して工具ホルダの本体
へのクランプ力に変換する大きさに設定されているた
め、ばね部材の弾性力より大きな力（例えば数倍の力）
で工具ホルダが本体にクランプされる。

【０００７】また、クランプヘッドは本体の軸方向穴に
半径方向の隙間を残して嵌合されているため、軸方向穴
の半径方向に移動可能であるが、常にはＯリングにより
軸方向穴のほぼ中央位置に保持されている。このＯリン
グは、クランプヘッドに半径方向の力が加えられた場合
には、自身の弾性変形によってクランプヘッドが半径方
向に移動することを許容する。さらに、クランプヘッド
は、クランプシャフトに引張力および圧縮力を伝達可能
かつ半径方向に相対移動可能に連結され、それら両者の
引張力を伝達する軸方向に直角な平面同士の間に転がり
スラスト軸受が介在させられているため、工具ホルダが
クランプ駒により本体にクランプされる過程、すなわち
クランプシャフトからクランプヘッドに引張力が伝達さ
れる過程においても、クランプヘッドはクランプシャフ
トに対して容易に半径方向に移動する。したがって、製
造誤差等により複数のクランプ駒が均一に工具ホルダの
傾斜面に係合しない場合にはクランプヘッドが軸方向穴
内を半径方向に移動して複数のクランプ駒を均一に工具
ホルダに係合させる。しかも、クランプヘッドはＯリン
グおよび転がりスラスト軸受により軸方向穴内において
容易に半径方向の移動を許容されるため、Ｔ溝とＴ字形
断面の突条とが互いに傾くことが良好に回避され、クラ
ンプ駒とクランプヘッドとがＴ溝とＴ字形断面の突条と
の広い面で安定に係合する。

【０００８】一方、アンクランプ時には、クランプ駒が
クランプヘッドに対して相対的に後退させられるため、
クランプ駒が半径方向内向きに移動させられ、かつ、ク
ランプヘッドがＯリングにより軸方向穴のほぼ中央位置
に保持されるため、複数のクランプ駒がほぼ対称に半径
方向内向きに移動させられて確実に本体内に引っ込まさ
れ、工具ホルダとクランプ駒との係合が解除され、工具
ホルダを本体から容易に取り外すことができる。

【０００９】

【考案の効果】上記のように、本考案によれば、クラン
プシャフトとクランプ駒とのＴ溝とＴ字形断面の突条と
による係合、およびクランプ駒と工具ホルダとの傾斜面
同士による係合によりばね部材の弾性力が倍力されて工
具ホルダの引込みが行われるため、従来のようにばね部
材の弾性力そのものにより工具ホルダを引き込む場合に
比較して工具ホルダのクランプ力が増大し、重切削加工
用の工具ホルダを十分な剛性で保持させることができ
る。また、ばね部材自体の弾性力はそれほど大きくしな
くて済むため、クランプシャフト駆動装置を大形のもの
とする必要がなく、装置コストが低くて済む効果も得ら
れる。さらに、クランプヘッドの軸方向穴内での半径方
向の移動が容易に許容されるため、クランプヘッドやク
ランプ駒の寸法精度を高くしなくても、複数のクランプ
駒が均一に工具ホルダに係合させられ、工具ホルダの取
付精度の低下を防止し得る。また、クランプ駒とクラン
プヘッドとがＴ溝とＴ字形断面の突条との広い面で安定
に係合し、特定の部分が異常に多く摩耗することが防止
され、寿命が長くなる効果も得られる。 その上、アンク
ランプ時には、クランプヘッドがＯリングにより軸方向
穴のほぼ中央位置に保持されるため、複数のクランプ駒
がほぼ対称に半径方向内向きに移動させられて確実に本
体内に引っ込まされ、工具ホルダとクランプ駒との係合
が解除され、工具ホルダを本体から容易に取り外し得
る。

【００１０】

【実施例】以下、本考案をタレット旋盤の刃物台に適用
した場合の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図９および図１０において、１０はタレット旋盤の刃物
台のハウジングである。ハウジング１０は図示しないス
ライドに取り付けられており、スライドと共に駆動装置
によって直交する２方向に移動させられる。また、ハウ
ジング１０と対向する位置には、被加工物を保持して回
転させる図示しない主軸台が設けられている。ハウジン
グ１０内には、図示しない回転軸が軸方向に相対移動可
能かつ回転可能に嵌合されており、回転軸の一端にはド
ラム１４が固定されている。ドラム１４は八角形を成し
ており、外周には平面１６を始めとする８つの平面が形
成されている。ドラム１４とハウジング１０とは噛合ク
ラッチにより相対移動および相対回転不能に連結される
ようになっており、回転軸がハウジング１０から突出す
る向きに移動させられることにより、噛合クラッチの係
合が解除される。その状態でドラム１４が回転軸と共に
回転させられ、ドラム１４の各平面が上向きで水平とな
る８つの回転位置において停止させられる。回転軸がハ
ウジング１０内に引き込まれることにより噛合クラッチ
が再び噛合状態となり、ドラム１４がハウジング１０に
固定される。これらドラム１４とハウジング１０との連
結部はカバー１８により覆われている。

【００１１】ドラム１４の各平面には、それぞれ工具ホ
ルダ保持装置（以下、単にホルダ保持装置という）２０
が固定されている。これらホルダ保持装置２０はすべて
同じものであるため、平面１６に固定された装置につい
て代表的に説明する。図１および図２に示すように、ホ
ルダ保持装置２０の本体の主体を成す主ブロック２２
は、位置決めキー２４，２５により平面１６上の所定の
位置に位置決めされるとともに、ボルト２６によりドラ
ム１４に固定されている。主ブロック２２内には、軸方
向に延びる段付の貫通穴２８が形成されており、その後
端側（図において右側）の開口がカバー３０により閉塞
されている。

【００１２】主ブロック２２の前端部にはアダプタ３４
が固定されている。アダプタ３４は半径方向外向きに延
びるフランジ部３６と、その一方の端面から軸方向に延
びる嵌合突部４０と、他方の端面から軸方向に延びる別
の嵌合突部４４とから成っており、嵌合突部４０が主ブ
ロック２２の前端面に形成された嵌合穴４６に嵌合され
て、主ブロック２２の前端面とアダプタ３４の一方の端
面とが当接した状態で４本のボルト４８が締め込まれる
ことにより、アダプタ３４が主ブロック２２に固定され
ている。本実施例においては、アダプタ３４と主ブロッ
ク２２とがホルダ保持装置２０の本体を構成しているの
である。

【００１３】アダプタ３４内には、主ブロック２２の貫
通穴２８の小径穴部５０と同径かつ同心に貫通穴５４が
形成されるとともに、嵌合突部４４側において、その周
壁を半径方向に貫通する一対の半径方向穴５６が形成さ
れている。一対の半径方向穴５６は１８０度隔たった位
置に互いに対向して設けられている。また、主ブロック
２２およびアダプタ３４の各上面にはそれぞれ嵌合溝５
８，６０が形成されており、ここにキー６２が嵌合され
ている。キー６２の先端部はアダプタ３４から突出し、
嵌合突部４４と平行に延びている。

【００１４】嵌合突部４４の外周面は先端側ほど小径と
なるテーパ面６６とされており、ここに工具ホルダ６８
が嵌合される。工具ホルダ６８の後端部には軸方向穴７
０が形成されており、その内周面が嵌合突部４４の外周
テーパ面６６に対応する内周テーパ面７２とされてい
る。また、工具ホルダ６８には後端面７３から軸方向に
延びる切欠７４が形成されており、嵌合突部４４に嵌合
される際、キー６２が切欠７４に嵌入して工具ホルダ６
８と主ブロック２２との周方向の位置決めが為されるよ
うになっている。工具ホルダ６８の内周テーパ面７２の
中央部には環状溝７６が形成されており、環状溝７６の
一対の側壁のうち工具ホルダ６８の後端側の側壁７８
は、工具ホルダ６８の外周側ほど前方に向かう向きに傾
斜した傾斜面とされている。この環状溝７６は、工具ホ
ルダ６８が嵌合突部４４に嵌合されて主ブロック２２に
位置決めされた状態で、一対の半径方向穴５６に対応す
る位置に形成されている。

【００１５】主ブロック２２の貫通穴２８内には、クラ
ンプシャフト８０が軸方向に摺動可能に嵌合されてお
り、その後端部はカバー３０を貫通して主ブロック２２
から突出している。クランプシャフト８０には大径のス
プリングリテーナ８２が一体形成されており、貫通穴２
８内において、スプリングリテーナ８２と貫通穴２８の
肩面８４との間にはばね部材８６が配設されている。ば
ね部材８６は常にクランプシャフト８０を後退方向、す
なわち貫通穴２８内に引き込む向きに付勢している。

【００１６】クランプシャフト８０の先端部にはクラン
プヘッド９０が連結されている。クランプヘッド９０
は、先端部ほど大径の円錐状のヘッド前部９２と円柱状
のヘッド後部９４とから成っている。ヘッド後部９４の
外径は、アダプタ３４の貫通穴５４および主ブロック２
２の貫通穴２８の小径穴部５０の内径よりも一定寸法小
径とされており、貫通穴５４，小径穴部５０に半径方向
の隙間を残して嵌合されている。また、ヘッド後部９４
の外周面には環状溝９６が形成されており、Ｏリング９
８が嵌装されている。Ｏリング９８の外周面は貫通穴５
４の内周面に密着しており、常にはクランプヘッド９０
を貫通穴５４の中心に保っている。

【００１７】図４に拡大して示すように、クランプシャ
フト８０の先端面には軸方向に突出する係合突起１０２
が設けられている。係合突起１０２は円板状の頭部１０
４と軸部１０６とから成っている。一方、ヘッド後部９
４には、係合突起１０２と係合可能な係合穴１１０が軸
方向に形成されている。係合穴１１０の奥部は頭部１０
４を収容し得る大きさとされているが、軸方向の開口部
は軸部１０６のみを収容し得る小径穴部とされている。
また、係合穴１１０はクランプヘッド９０の外周面にも
開口してＵ字形を成しており、図５に示すように、この
開口１１２は係合突起１０２が半径方向に嵌入可能な大
きさとされている。したがって、開口１１２から係合突
起１０２を嵌入させた状態でクランプシャフト８０およ
びクランプヘッド９０を貫通穴５４，小径穴部５０に挿
入することにより、係合突起１０２の係合穴１１０から
の離脱が防止される。

【００１８】係合突起１０２の頭部１０４の内側端面１
２０と、係合穴１１０の肩面１２２との間には多数のボ
ール１２６が配設されている。これらボール１２６は軸
部１０６に挿通された円板状のリテーナ１２８に回転可
能に支持されており、クランプシャフト８０に加えられ
る引張力がボール１２６を介してクランプヘッド９０に
伝達されるとともに、クランプヘッド９０がクランプシ
ャフト８０に対して半径方向に移動する際、ボール１２
６の介在によってその移動が軽快に行われる。また、リ
テーナ１２８の中心穴１３０の内周面には軸部１０６に
沿ってフランジが形成されており、そのフランジに形成
された３個の舌片１３２が軸部１０６に弾性的に当接す
ることにより、軸部１０６とリテーナ１２８とが同心に
保たれている。

【００１９】図１に示すように、クランプヘッド９０の
ヘッド前部９２の外周面には、長手方向に延びる一対の
Ｔ溝１３６が１８０度隔たった位置に形成されている。
一対のＴ溝１３６は、クランプヘッド９０がクランプシ
ャフト８０と連結された状態で、アダプタ３４の半径方
向穴５６とそれぞれ対応する位置に形成されており、ヘ
ッド前部９２の前方側ほど軸線から遠ざかる向きに傾斜
している。ヘッド前部９２の前端面にはカバー１４０が
皿ねじ１４２により固定されている。

【００２０】また、アダプタ３４の各半径方向穴５６内
にはそれぞれクランプ駒１４６が摺動可能に嵌合されて
いる。クランプ駒１４６は、図６および図８に示すよう
に、内周側端部に、クランプヘッド９０のＴ溝１３６に
嵌合可能なＴ字形断面の突条１４８を有している。突条
１４８はＴ溝１３６に対応して傾斜して形成されてい
る。一方、クランプ駒１４６の外周側端部には係合面１
５０が形成されている。係合面１５０は、工具ホルダ６
８の軸方向穴７０に形成された環状溝７６の側壁７８の
傾斜に対応して傾斜しており、環状溝７６内において側
壁７８と密着可能とされている。クランプ駒１４６は半
径方向穴５６に嵌合されて軸方向の移動を阻止されてい
るため、突条１４８がクランプヘッド９０のＴ溝１３６
に嵌合された状態で、クランプヘッド９０が貫通穴５
４，小径穴部５０内を摺動させられれば、Ｔ溝１３６の
傾斜の効果により半径方向穴５６内を摺動させられる。

【００２１】図９ないし図１１に示すように、ハウジン
グ１０上にはクランプシャフト駆動装置（以下、単に駆
動装置と称する）１６０の本体１６２がボルト１６４に
より固定されている。駆動装置１６０は、位置決めキー
１６６により、ハウジング１０上の、ドラム１４の回転
停止時に８個のホルダ保持装置２０のうち最も上方に位
置する１個のホルダ保持装置２０と対向する位置に位置
決めされている。本体１６２には貫通穴１６８とそれよ
り大径のシリンダボア１７０とが同心的に形成されてお
り、シリンダボア１７０側の開口がカバー１７２により
閉塞されている。シリンダボア１７０内には、ピストン
１７４が油密かつ軸方向に摺動可能に嵌合されることに
より油圧室１７６が形成されており、図示しない油圧ポ
ートから油圧が供給されるようになっている。

【００２２】ピストン１７４からはピストンロッド１７
８が同心的に延び出させられている。ピストンロッド１
７８はピストン１７４の前後から軸方向に延び出させら
れており、前部が貫通穴１６８に油密に嵌合されるとと
もに、その先端部が本体１６２から突出させられて、ク
ランプシャフト８０の後端面に当接可能とされている。
また、ピストンロッド１７８の後部はカバー１７２およ
びそのカバー１７２の後端面に固定されたブロック１８
０を貫通して後方へ延び出させられており、その突出端
に油圧シリンダ１８２が固定されている。油圧シリンダ
１８２のピストンロッド１８４の先端にはロック部材１
８６が固定されている。ロック部材１８６は先端部が小
径とされ、大径部においてピストンロッド１７８の後端
面に開口する軸方向穴１８８に嵌合されており、油圧シ
リンダ１８２の作動により軸方向穴１８８内を移動可能
とされている。また、ピストンロッド１７８の後端部は
軸方向穴１８８の形成により円筒部となっているが、こ
の円筒部の周壁にはそれを半径方向に貫通する複数個の
半径方向穴１９０が形成されており、各半径方向穴１９
０内には１個ずつのボール１９２が保持されている。ボ
ール１９２は上記周壁の肉厚より大径であり、その一部
が円筒部の内周面または外周面から突出するようになっ
ている。一方、ブロック１８０には、ボール１９２の進
入を許容する円環溝１９４が形成されている。

【００２３】したがって、油圧室１７６に油圧が供給さ
れることにより、ピストン１７４およびピストンロッド
１７８が前進させられ、ピストンロッド１７８の先端が
クランプシャフト８０の後端に当接し、ばね部材８６の
弾性力に抗してクランプシャフト８０を押し出した状態
で油圧シリンダ１８２が作動させられ、ロック部材１８
６が軸方向穴１８８を前進させられれば、ボール１９２
が軸方向穴１８８から出て円環溝１９４へ入り込み、ピ
ストンロッド１７８と本体１６２との相対移動を阻止す
る状態となる。そのため、万一、油圧室１７６の油圧が
低下した場合にも、ピストンロッド１７８が後退するこ
とが防止される。

【００２４】駆動装置１６０の本体１６２の両側部には
それぞれ、図１１ないし図１４から明らかなように、軸
方向に延びる溝１９６が形成されており、これら溝１９
６には一対の係合部材１９８がピン２００により回動可
能に取り付けられている。各係合部材１９８は先端部に
鉤形の係合部２０２を有している。本体１６２の両側部
にはさらに、溝１９６に連通する嵌合穴２０４が形成さ
れており、それぞれにロッド２０６が嵌合されている。
これらロッド２０６は、その後端部において、連結部材
２０８によりピストンロッド１７８と連結されている。
ピストンロッド１７８の後端部には雄ねじ部２１０が形
成されており、連結部材２０８の中央部がナット２１２
により固定されるとともに、図１１および図１４に示す
ように、連結部材２０８の両端部が駆動装置１６０の幅
方向に延び、そこに両ロッド２０６が軸方向に摺動可能
に嵌合されているのである。これらロッド２０６と連結
部材２０８との間には、それぞれスプリング２１４が配
設され、連結部材２０８をナット２１６に押し付けてい
る。一方、ロッド２０６の前端部はリンク２１８により
係合部材１９８の後端部に連結されており、ピストンロ
ッド１７８の移動に伴ってロッド２０６が移動し、リン
ク２１８を介して係合部材１９８を回動させるようにな
っている。係合部材１９８は、ピストンロッド１７８が
後退状態にあるときには図１２に二点鎖線で示すように
その係合部２０２が上方にある非係合位置に位置させら
れているが、ピストンロッド１７８の前進に伴って実線
で示す係合位置まで回動させられる。その後のピストン
ロッド１７８および連結部材２０８の移動はスプリング
２１４の圧縮により吸収される。

【００２５】また、ホルダ保持装置２０の主ブロック２
２の後端面からは一対の係合突部２２０が突出させられ
ている。各係合突部２２０はそれぞれ係合部材１９８の
係合部２０２と係合可能な鉤形を成しており、係合部材
１９８が係合位置まで回動したとき係合突部２２０と係
合するようになっている。図３において左側の係合突部
２２０は右側の係合突部２２０に比較して高く、それに
対応して左側の係合部材１９８の係合部２０２が右側に
比較して短くされている。これは、ドラム１４の回転中
心に対して、ホルダ保持装置２０がやや左側へずれた位
置に固定されているためであり、両係合突部２２０の高
さをホルダ保持装置２０の回転軌跡に対応して変えるこ
とにより、ドラム１４の回転中に、ピストンロッド１７
８が係合突部２２０と干渉することが防止されている。

【００２６】以上のように構成された刃物台において、
ドラム１４の回転が停止させられ、ハウジング１０に固
定された後、工具の脱着が自動で行われる。まず、駆動
装置１６０が作動させられる。すなわち、油圧室１７６
に油圧が供給されてピストンロッド１７８が前進させら
れるのであり、それに伴って両ロッド２０６が前進させ
られ、係合部材１９８がピン２００まわりに係合位置ま
で回動させられ、図１２に示すように係合部２０２が係
合突部２２０に離脱不能に係合する。それ以後は、ピス
トンロッド１７８が前進してもスプリング２１４が圧縮
されるのみで、ロッド２０６は移動しない。

【００２７】ピストンロッド１７８がさらに前進すれ
ば、クランプシャフト８０の後端面に当接し、ばね部材
８６の付勢力に抗してクランプシャフト８０を前進させ
る。これにより、クランプヘッド９０がクランプシャフ
ト８０と共に前進させられ、図２に示すように、一対の
クランプ駒１４６が互いに接近する向きに半径方向穴５
６内を移動し、クランプ駒１４６の係合面１５０と工具
ホルダ６８の側壁７８との係合が解かれる。さらにクラ
ンプシャフト８０が前進させられることにより、カバー
１４０が工具ホルダ６８の軸方向穴７０の底部に当接し
て工具ホルダ６８がアダプタ３４から押し出され、工具
ホルダ６８の内周テーパ面７２とアダプタ３４の外周テ
ーパ面６６とのしまり嵌合が解除される。

【００２８】このアンクランプ状態において、図示しな
い工具交換装置により工具ホルダ６８が取り外された
後、新しいチップ等が取り付けられた別の工具ホルダ６
８が、キー６２と切欠７４との位相が合わせられた状態
でアダプタ３４に嵌合される。そして、駆動装置１６０
の油圧室１７６の油圧が解除されることにより、ばね部
材８６の付勢力によりクランプシャフト８０が後退させ
られ、クランプヘッド９０も主ブロック２２側へ引き込
まれる。このクランプヘッド９０の後退に伴って、図１
に示すように、一対のクランプ駒１４６が互いに離間す
る向きに半径方向穴５４内を移動し、各クランプ駒１４
６の外周側端部がそれぞれ工具ホルダ６８の環状溝７６
内に進入して、係合面１５０が側壁７８に係合する。そ
して、さらにクランプヘッド９０が後退させられること
により、Ｔ溝１３６と突条１４８との斜面の効果、およ
び係合面１５０と側壁７８との斜面の効果によりばね部
材８６の弾性力の数倍の力で工具ホルダ６８が主ブロッ
ク２２側へ引きつけられる。そして、工具ホルダ６８の
内周テーパ面７２とアダプタ３４の外周テーパ面とがし
まり嵌合するとともに、工具ホルダ６８の後端面７３が
アダプタ３４の端面に密着し、工具ホルダ６８が主ブロ
ック２２に強固にクランプされる。

【００２９】このとき、製造誤差等により一対のクラン
プ駒１４６が正確に嵌合突部４４の軸線に対称に移動し
ない場合があるが、本実施例においては、クランプシャ
フト８０とクランプヘッド９０とがボール１２６を介し
て半径方向の相対移動可能に連結されているため、舌片
１３２の弾性力に抗して係合突起１０２と係合穴１１０
とが半径方向のあらゆる向きに相対移動して偏心するこ
とが許容され、クランプヘッド９０がＯリング９８の弾
性力に抗して移動し、両クランプ駒１４６の係合面１５
０が均等に側壁７８に係合し得、工具ホルダ６８の取付
精度の低下が良好に回避される。

【００３０】クランプシャフト８０の後退に伴って、駆
動装置１６０のピストンロッド１７８と共にロッド２０
６が後退し、係合部材１９８が非係合位置へ回動させら
れて係合突部２２０との係合が解かれる。以上により１
個の工具ホルダ６０の交換が終了する。次に、別のホル
ダ保持装置２０に対する工具ホルダの交換が行われる場
合には、噛合クラッチの係合が解除された後、ドラム１
４が回転させられ、ドラム１４の別の平面に固定された
ホルダ保持装置２０が駆動装置１６０と対向する状態と
なったとき、ドラム１４の回転が停止させられ、ハウジ
ング１０側に引き付けられてハウジング１０に固定さ
れ、工具ホルダ６８の脱着が行われる。

【００３１】本実施例においては、ばね部材８６の弾性
力が、Ｔ溝１３６と突条１４８および係合面１５０と側
壁７８の２つの斜面の効果により倍力されて工具ホルダ
６８のクランプが行われる。そのため、従来装置におい
ては、設定荷重が５８０Ｋｇｆのばね部材を用いてその
設定荷重と同じ５８０Ｋｇｆのクランプ力が得られたの
に対して、設定荷重が３５０Ｋｇｆと従来より弱いばね
を用いて９００Ｋｇｆのクランプ力を得ることができ
る。したがって、従来は困難であった重切削加工用の工
具を保持する工具ホルダを取り付けて加工を行うことが
できる。

【００３２】また、ばね部材８６として従来より小形の
ものを使用することができるため、コストが低減する効
果も得られる。しかも、ばね部材８６の弾性力を小さく
することにより、アンクランプ力も従来の１０００Ｋｇ
ｆから５００Ｋｇｆと小さくし得るため、クランプシャ
フト駆動装置も従来に比較して小さな駆動力のものとす
ることが可能となり、コスト低減を図ることができる。

【００３３】なお、本実施例においては、クランプ駒１
４６が直径方向に隔たって一対のみ設けられていたが、
等角度間隔に３個以上設けることも可能である。また、
本実施例においては、クランプヘッド９０にＴ溝１３６
が、クランプ駒１４６に突条１４８が形成されていた
が、クランプ駒にＴ溝を設け、クランプヘッドに突条を
設けるようにしてもよい。

【００３４】

【００３５】本実施例においては、クランプシャフト駆
動装置１６０の係合部材１９８が係合突部２２０と係合
することにより、ホルダ保持装置２０の受けるアンクラ
ンプ力が駆動装置１６０を介してハウジング１０に受け
られる。すなわち、係合部材１９８の係合突部２２０と
の係合によりホルダ保持装置２０と駆動装置１６０とが
一時的に一体状態とされることにより、ホルダ保持装置
２０が受けるアンクランプ力が内力となるため、ホルダ
保持装置２０を支持するドラム１４にはアンクランプ力
が作用せず、ドラム１４を支持するドラム支持装置にア
ンクランプ力が加えられることが回避される利点がある
のであるが、クランプシャフト駆動装置をホルダ保持装
置２０自体に設けることも可能である。

【００３６】また、タレット旋盤の刃物台以外の工具保
持装置に本考案を適用することも可能であり、さらに、
工具ホルダ保持装置に脱着される工具ホルダとして、ド
リル等を保持するアダプタを使用することも可能であ
る。

【００３７】その他、当業者の知識に基づいて種々の変
形，改良を施した態様で、本考案を実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である工具ホルダ保持装置の
クランプ状態を示す正面断面図である。

【図２】上記装置のアンクランプ状態を示す正面断面図
である。

【図３】上記装置の左側面図である。

【図４】上記装置のクランプシャフトとクランプヘッド
との連結部を拡大して示す底面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図６】上記装置のクランプ駒の正面図である。

【図７】上記装置のクランプ駒の平面図である。

【図８】上記装置のクランプ駒の右側面図である。

【図９】上記装置のクランプシャフト駆動装置の非作動
状態を示す正面断面図である。

【図１０】上記装置のクランプシャフト駆動装置の作動
状態を示す正面断面図である。

【図１１】上記装置全体を示す平面図（一部断面）であ
る。

【図１２】上記装置全体を示す正面図（一部断面）であ
る。

【図１３】図１０のＢ−Ｂ断面図である。

【図１４】上記装置の右側面図である。

【符号の説明】

２０ 工具ホルダ保持装置 ２２ 主ブロック ３４ アダプタ ４４ 嵌合突部 ６８ 工具ホルダ ７８ 側壁 ８０ クランプシャフト ８６ ばね部材 ９０ クランプヘッド １３６ Ｔ溝 １４６ クランプ駒 １４８ 突条 １６０ クランプシャフト駆動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 日野 功司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)考案者 吉田 久稔 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)考案者 高見 達朗 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−297045（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−186507（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具ホルダを脱着可能に保持する工具ホ
   ルダ保持装置であって、 軸方向穴とその軸方向穴の周壁を半径方向に貫通して等
   角度間隔に形成された複数の半径方向穴とを有し、前端
   部に前記工具ホルダが嵌合可能な嵌合部を備えた本体
   と、 前記軸方向穴に摺動可能に嵌合され、ばね部材により後
   退方向に付勢されたクランプシャフトと、 そのクランプシャフトをばね部材の付勢力に抗して前進
   させるクランプシャフト駆動装置と、 前記軸方向穴に半径方向の隙間を残して嵌合され、後端
   部において前記クランプシャフトに引張力および圧縮力
   を伝達可能かつ半径方向に相対移動可能に連結される一
   方、前端部の前記半径方向穴の各々に対応する位置に前
   方側ほど軸線から遠ざかる向きに傾斜して複数本のＴ溝
   またはＴ字形断面の突条が形成されたクランプヘッド
   と、そのクランプヘッドの外周面と前記軸方向穴の内周面と
   の間に設けられ、常にはクランプヘッドを軸方向穴のほ
   ぼ中央位置に保持するとともに、自身の弾性変形により
   クランプヘッドが軸方向穴の半径方向に移動することを
   許容するＯリングと、 前記クランプヘッドと前記クランプシャフトとの前記引
   張力を伝達する軸方向に直角な平面同士の間に介在させ
   られた転がりスラスト軸受と、 前記本体の半径方向穴の各々に摺動可能に嵌合され、内
   周側端部に前記Ｔ溝または突条と嵌合するＴ字形断面の
   突条またはＴ溝を有する一方、外周側端部に前記工具ホ
   ルダの軸方向穴の内周面に外周側ほど前方に向かう向き
   に傾斜して形成された傾斜面に係合する傾斜面を有する
   複数のクランプ駒とを含み、かつ、前記クランプヘッド
   のＴ溝またはＴ字形断面の突条の前記軸線に対する傾斜
   角と前記工具ホルダおよび前記クランプ駒の互いに係合
   する傾斜面の前記軸線に直角な平面に対する傾斜角とが
   クランプヘッドの前記引張力を倍力して前記工具ホルダ
   の前記本体へのクランプ力に変換する大きさに設定され
   たことを特徴とする工具ホルダ保持装置。