JP3105893B1 - 保持工具 - Google Patents
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Abstract
工具の保持工具に於て、高速回転かつ高速送りで超精密
に切削・研削等の加工を実現でき、かつ、強度・耐久性
に優れた保持工具を提供することにある。 【解決手段】 スピンドル軸1のテーパ孔2の内周面部
3に当接するテーパ状外周面部4を基端側に有するホル
ダー本体5と、ホルダー本体5に軸心方向へ所定小寸法
だけスライド可能に外嵌されたフランジ体6と、を備え
る。また、ホルダー本体5に対してフランジ体6を基端
側へ弾発付勢する弾発部材7と、ホルダー本体5に軸心
方向螺進退可能に螺着されて弾発部材7と圧接する押圧
部材8と、を備える。さらに、押圧部材8の基端面をフ
ランジ体6の先端面に接触可能に構成する。
Description
る。
られる回転工具の保持工具は、図5に示すように、スピ
ンドル軸aのテーパ孔の内周面部bに当接するテーパ部
cと、その先端側の外鍔部dと、その外鍔部dの先端側
の工具取付部eが、一体に形成されたものが公知であっ
た。
ような従来の保持工具では、スピンドル軸aの先端面f
と外鍔部dの基端面gとの間に微小間隙hが生じるとい
う問題があった。また、スピンドル軸aの先端面fと外
鍔部dの基端面gとが当接するように寸法精度を高くし
ても、公差等により十分に密着状に嵌合させることは至
難であった。このため、スピンドル軸aに対する保持工
具の取付精度が低くなり、高速回転かつ高速送りにて極
めて精密な切削加工が要求される場合に対応できなかっ
た。
パ部cに於て、その長さ寸法mが直径よりも小さい(い
わゆる)ショートテーパの場合、テーパ部cの軸心方向
中間から先端側にかけて厚さ寸法tが小さい───テー
パのインロー部が中空であって、このテーパをHSK規
格(ドイツ)及びKM規格と称し、通常“ホローシャン
ク”と呼ばれている───ため、強度・耐久性が低く、
材質や焼入硬度等ホルダー側の諸元及び機械側引張り力
の強弱、着脱回数等により非常に劣化し易い構造であ
り、しかもインロー部を切削加工するためコスト高とな
っていた。また、外鍔部dの基端面gはスピンドル軸a
(図5参照)の先端面fに十分に当接するが、テーパ部
cは若干の弾性変形を生ずるため、最も重要なテーパ部
cとスピンドル軸aの内周面部bとの接触面積が少なく
なり、かつ、ムラ当たりするという欠点があり、そのた
めスピンドル軸aに対する保持工具の取付精度が低くな
り、高速回転かつ高速送りにて極めて精密な切削加工が
要求される場合に対応できなかった。
て、高速回転かつ高速送りで超精密に切削・研削等の加
工を実現でき、かつ、強度・耐久性に優れた保持工具を
提供することを目的とする。
めに、本発明に係る保持工具は、スピンドル軸のテーパ
孔の内周面部に当接するテーパ状外周面部を基端側に有
するホルダー本体と、該ホルダー本体に軸心方向へ所定
小寸法だけスライド可能に外嵌されたフランジ体と、該
フランジ体の先端面に形成された凹所に収納されると共
に上記ホルダー本体に対して該フランジ体を基端側へ弾
発付勢する複数枚の皿バネから成る弾発部材と、上記ホ
ルダー本体に軸心方向螺進退可能に螺着されて上記弾発
部材と圧接して弾発力を調整する押圧部材と、を備え、
上記フランジ体の先端面を先端側へ拡径する円環勾配面
状に形成すると共に、上記押圧部材の基端面を上記先端
面に対応する円環勾配面状に形成して、上記押圧部材を
螺進させて基端面を上記フランジ体の先端面に接触可能
に構成し、さらに、押圧部材に径方向のネジ孔を形成す
ると共に、該ネジ孔に止めネジを螺着して、ホルダー本
体に螺着された押圧部材を緩まないようにしたものであ
る。
に当接するテーパ状外周面部を基端側に有するホルダー
本体と、該ホルダー本体に軸心方向へ所定小寸法だけス
ライド可能に外嵌されたフランジ体と、該フランジ体の
先端面に形成された凹所に収納されると共に上記ホルダ
ー本体に対して該フランジ体を基端側へ弾発付勢する複
数枚の皿バネから成る弾発部材と、上記ホルダー本体に
軸心方向螺進退可能に螺着されて上記弾発部材と圧接し
て弾発力を調整する押圧部材と、を備え、上記ホルダー
本体のテーパ状外周面部は、長さ寸法が直径よりも小さ
いショートテーパであって、その厚さ寸法は半径の50%
以上に設定され、さらに、上記フランジ体の先端面を先
端側へ拡径する円環勾配面状に形成すると共に、上記押
圧部材の基端面を上記先端面に対応する円環勾配面状に
形成して、上記押圧部材を螺進させて基端面を上記フラ
ンジ体の先端面に接触可能に構成し、さらに、押圧部材
に径方向のネジ孔を形成すると共に、該ネジ孔に止めネ
ジを螺着して、ホルダー本体に螺着された押圧部材を緩
まないようにしたものである。
能に取付けたものである。
回転規制手段を設けて、該ホルダー本体と該フランジ体
とが相対的に回転しないように構成したものである。
部材を付設したものである。
づき、本発明を詳説する。
形態を示し、この保持工具は、スピンドル軸1のテーパ
孔2の内周面部3に当接するテーパ状外周面部4を基端
側に有するホルダー本体5と、ホルダー本体5に軸心方
向へスライド可能に外嵌されたフランジ体6と、ホルダ
ー本体5に対してフランジ体6を基端側へ弾発付勢する
弾発部材7と、ホルダー本体5に軸心方向螺進退可能に
螺着されて弾発部材7と圧接する押圧部材8と、を備え
ている。
5は、基端側に設けられた(いわゆるロングテーパと呼
ばれる7/24テーパの)外周面部4と、外周面部4に連設
されると共にフランジ体6にて外嵌される胴部9と、胴
部9に連設された先端取付部10と、胴部9と先端取付部
10との間に設けられた雄ネジ部11と、を有している。ま
た、胴部9の外周面の基端寄りには凹周溝が形成されて
おり、凹周溝にフランジ体6の抜止めをするCリング12
が嵌込まれている。さらに、ホルダー本体5の孔部に
は、後述のプルボルトが螺入される雌ネジ部13が形成さ
れている。
状の凹周溝が形成された円筒状のフランジ体6は、その
孔部に、ホルダー本体5の上記胴部9の外周面と摺接す
る内周面14を有し、内周面14の基端開口端縁に沿って上
記Cリング12を収納する凹所15が形成されている。ま
た、フランジ体6の先端面には、弾発部材7を収納する
凹所16が形成されている。つまり、フランジ体6の孔部
の先端開口端縁に沿って円環状に凹所16が形成されてい
る。なお、フランジ体6の先端面19は、先端側へ拡径す
る円環勾配面状に形成されている。
面に雌ネジ部18が形成されており、ホルダー本体5の雄
ネジ部11に押圧部材8の雌ネジ部18が螺合される。この
とき、押圧部材8の基端面20はフランジ体6の上記先端
面19に接触可能とされている。つまり、押圧部材8の基
端部はフランジ体6の外径寸法と略等しく形成されてお
り、この基端部の外周角部を面取りして、上記先端面19
に対応する円環勾配面状の基端面20が形成されている。
また、押圧部材8の基端部には径方向のネジ孔22が形成
されると共に、このネジ孔22に止めネジ23が螺着されて
おり、止めネジ23にてホルダー本体5に螺着された押圧
部材8が高速回転時に緩まないようにしている。
から成る。本実施の形態では、2枚の皿バネ17,17が、
ホルダー本体5の胴部9に外嵌され、かつ、フランジ体
6の上記凹所16内に収納されている。つまり、凹所16と
胴部9と押圧部材8とで形成された円環状の空間内に皿
バネ17,17が収納される。なお、ホルダー本体5の先端
取付部10には、複数個の孔部を有する工具取付体21が外
嵌されている。
体5とフランジ体6との間には、回転規制手段24が設け
られており、ホルダー本体5とフランジ体6とが相対的
に回転しないように構成されている。この回転規制手段
24は、例えば、ホルダー本体5の胴部9に1個又は周方
向等間隔に複数個形成された嵌合凹部25と、この嵌合凹
部25に嵌込まれたキー26と、フランジ体6の孔部内周面
14に形成されたキー溝27等にて構成されている。
スピンドル軸1に取付ける場合を説明すると、先ず、ホ
ルダー本体5のテーパ状外周面部4をスピンドル軸1の
テーパ孔2に挿入し、スピンドル軸1の中央部に配設さ
れたプルボルト28の雄ネジ部28aにホルダー本体5内の
雌ネジ部13を螺合させる。この状態では、スピンドル軸
1の先端面29と、フランジ体6の基端面30との間に隙間
(図示省略)を生じている。
引くと、ホルダー本体5と共にフランジ体6が引張ら
れ、それによってフランジ体6の基端面30がスピンドル
軸1の先端面29に当接する。そして、さらにプルボルト
28を強く引くと、フランジ体6に対してホルダー本体5
がスピンドル軸1側に移動し(フランジ体6がホルダー
本体5に対して相対的に小寸法だけ先端側へ移動し)、
それによって押圧部材8がフランジ体6の凹所16に進入
して弾発部材7と圧接するため、弾発部材7(皿バネ1
7,17)は弾性エネルギーを蓄積しつつ圧縮され(弾発
部材7にて凹所16奥部の底面が基端側へ弾発付勢さ
れ)、それによってフランジ体6の基端面30がスピンド
ル軸1の先端面29に強く当接する。その後、スピンドル
軸1のテーパ孔2の内周面部3にホルダー本体5のテー
パ状外周面部4が密着状に強く当接したところで、プル
ボルト28の引張りをやめ、保持工具のスピンドル軸1へ
の取付けを完了する。
端面20を、図3(イ)に示す如くフランジ体6の円環勾
配面状の先端面19に非接触としたり、図3(ロ)に示す
如く接触状とすることができる。つまり、保持工具をス
ピンドル軸1に取付ける前に、予め押圧部材8をホルダ
ー本体5に螺進退調整して止めネジ23にて所定位置に固
定しておくことにより、保持工具をスピンドル軸1に取
付けると押圧部材8の基端面20がフランジ体6の先端面
19に非接触状態又は接触状態となる。
おけるスピンドル軸1の先端面29に対する接触面圧を調
整でき、高速回転して切削加工や研削加工する際のいわ
ゆるビビリ抑制性能を調整することができる。この場
合、ホルダー本体5の外周面部4はスピンドル軸1のテ
ーパ孔2の内周面部3に対してより 100%近い接触面積
で接触し、かつ、フランジ体6の基端面30はスピンドル
軸1の先端面29に対し10%〜50%程度の接触面積で接触
することが、好ましい。
端面29にフランジ体6の基端面30が強く当接し、かつ、
スピンドル軸1の内周面部3にホルダー本体5の外周面
部4が強く当接した状態のとき、Cリング12がスピンド
ル軸1の先端面29に当たらないように設定されている。
軸1の先端面29とフランジ体6の基端面30との強い当た
りと、スピンドル軸1の内周面部3とホルダー本体5の
外周面部4との強い当たりによる二面拘束を実現するこ
とができ、スピンドル軸1と同一軸心上に高精度に保持
される。従って、高速回転かつ高速送りで、超精密に切
削や研削等の加工を行うことができる。また、この保持
工具を、(主としてマシニングセンターやNCフライス
盤等の)従来から既存の工作機械にも適用することがで
きる。
フランジ体6が着脱可能とされている。つまり、Cリン
グ12を取外せば、ホルダー本体5の基端からフランジ体
6を取外し・取付けすることができる。
取付けられる回転工具の保持工具は、7/24テーパシャン
クのテーパ部(外周面部4)に関しては、日本やアメリ
カやドイツの間で国際的に統一されているが、フランジ
部は各国の規格(日本は型式BT50、アメリカは型式C
T50、ドイツは型式DV50)に基づいた形状・寸法で相
違している。本発明の保持工具によれば、ホルダー本体
5を一部品として共通化し、これに日本・アメリカ・ド
イツの異なる規格に基づいた各種フランジ体6を、選択
的に組付けすることができるという利点がある。
の形態を示す。この場合、ホルダー本体5のテーパ状外
周面部4(1/10テーパ又は1/20テーパ)は、軸心方向長
さ寸法Lが直径Dよりも小さい(いわゆる)ショートテ
ーパと呼ばれるものであって、外周面部4の厚さ寸法T
は、半径Rの50%以上に設定されている。ここで、本発
明に於て、外周面部4の直径Dとは、軸心方向中間部に
おける直径であると定義する。また、外周面部4の厚さ
寸法Tとは、軸心方向中間部における厚みであって、軸
心方向中間部における半径Rの50%以上に設定されてい
るものと定義する。
の雌ネジ部13にプルボルト28の雄ネジ部28aが螺着され
て一体状に設けられている。また、ホルダー本体5の胴
部9と先端取付部10との間には、ネジ孔31を有する段付
部32が設けられると共に、胴部9の段付部32側にリング
部材33がスライド自在に外嵌されている。つまり、スピ
ンドル軸への取付け時にプルボルト28を引張ることによ
り、ホルダー本体5の段付部32がフランジ体6側へ移動
し、それによって段付部32がリング部材33を介して弾発
部材7(皿バネ17,17)を押圧するように構成されてい
る(図2参照)。
(仮想線で示す)防振用の弾性部材34が付設されてい
る。この弾性部材34は、例えばゴムや弾性プラスチック
にて円環状に形成され、スピンドル軸1への取付け時に
フランジ体6にて弾性部材34がスピンドル軸1の先端面
29に押圧密着され、高速回転時の振動を軽減するように
している(図2参照)。なお、その他の構成は上述の実
施の形態と同様であり、フランジ体6とホルダー本体5
の胴部9との間にキー26を有する回転規制手段24が設け
られると共に、フランジ体6を抜止めするCリング12が
ホルダー本体5の胴部9とテーパ状外周面部4との間に
設けられている。
テーパのものに比較して)ホルダー本体5のテーパ状外
周面部4が厚肉に形成されている───テーパのインロ
ー部が中実である───ため、強度が大きく耐久性が向
上し、強い引張り力にも劣化し難くなり、しかも製作が
容易でコストが低減するという利点もある。そして、こ
のようなショートテーパに於て、最も重要である外周面
部4のスピンドル軸1の内周面部3への当たりが、ムラ
無く十分に得られる─── 100%近い接触面積となる─
──ため、取付精度が高くなり、高速回転かつ高速送り
にて極めて精密な切削加工が実現できる。
れず、例えば、図4で説明した保持工具に於て、ホルダ
ー本体5の胴部9と先端取付部10との間に、(図3で説
明したような)雄ネジ部11を設けると共に、この雄ネジ
部11に螺合する押圧部材8を設け、押圧部材8を螺進退
させて、弾発部材7の弾発力を調整し、かつ、押圧部材
8の基端面20をフランジ体6の先端面19に接触可能に構
成しても良い。このとき、止めネジ23にて押圧部材8の
緩み防止を行うのが、好ましい。さらに、図1と図2で
説明した保持工具のフランジ体6の基端面30に、防振用
の円環状弾性部材34(図4参照)を付設するも、好まし
い。
に記載する効果を奏する。
端面29とフランジ体6の基端面30との強い当たりと、ス
ピンドル軸1のテーパ孔2の内周面部3とホルダー本体
5のテーパ状外周面部4との強い当たりによる二面拘束
を実現できる。従って、高速回転かつ高速送りで、超精
密に切削や研削等の加工を行うことができる。このと
き、押圧部材8の基端面20をフランジ体6の先端面19に
非接触状態又は接触状態に調整することにより、フラン
ジ体6の基端面30とスピンドル軸1の先端面29との接触
面圧を調整し、それによっていわゆるビビリ抑制性能を
調整することができる。
ら構成することにより取付構造が簡素化できる。また、
複数枚の皿バネ17…によってフランジ体6の基端面30を
スピンドル軸1の先端面29に押付ける大きな弾発力を得
ることができ、一層強力な二面拘束を実現できる。 ま
た、止めネジ23にて押圧部材8をホルダー本体5の所定
位置に確実に固定することができ、高速回転時における
押圧部材8の緩みを防止して、フランジ体6の基端面30
とスピンドル軸1の先端面29との接触面圧を一定に保持
することができる。
パの保持工具に比してホルダー本体5のテーパ状外周面
部4が厚肉に形成されているため、強度が大きく耐久性
が向上し、強い引張り力にも劣化し難くなり、しかも製
作が容易でコストが低減するという利点もある。そし
て、このようなショートテーパに於て、最も重要である
外周面部4のスピンドル軸1の内周面部3への当たり
が、ムラ無く十分に得られる─── 100%近い接触面積
となる───ため、取付精度が高くなり、高速回転かつ
高速送りにて極めて精密な切削加工が実現できる。
ジ体6の基端面30との強い当たりと、スピンドル軸1の
テーパ孔2の内周面部3とホルダー本体5のテーパ状外
周面部4との強い当たりによる二面拘束を実現できる。
従って、高速回転かつ高速送りで、超精密に切削や研削
等の加工を行うことができる。このとき、押圧部材8の
基端面20をフランジ体6の先端面19に非接触状態又は接
触状態に調整することにより、フランジ体6の基端面30
とスピンドル軸1の先端面29との接触面圧を調整し、そ
れによっていわゆるビビリ抑制性能を調整することがで
きる。 また、弾発部材7を複数枚の皿バネ17…から構成
することにより取付構造が簡素化できる。また、複数枚
の皿バネ17…によってフランジ体6の基端面30をスピン
ドル軸1の先端面29に押付ける大きな弾発力を得ること
ができ、一層強力な二面拘束を実現できる。 また、止め
ネジ23にて押圧部材8をホルダー本体5の所定位置に確
実に固定することができ、高速回転時における押圧部材
8の緩みを防止して、フランジ体6の基端面30とスピン
ドル軸1の先端面29との接触面圧を一定に保持すること
ができる。
部品として共有し、これに、例えば日本・アメリカ・ド
イツの異なる規格に基づいた形状・寸法の各種フランジ
体6を、交換取付けすることができて、国際的な工作機
械の共通化(統一)に貢献できる。
ランジ体6が相互に回転しないように(空回りしないよ
うに)できる。
ル軸1に取付けた状態に於て、スピンドル軸1の先端面
29とフランジ体6の基端面30との間に弾性部材34が介在
することにより、高速回転時における防振効果を得るこ
とができる。
る。
る。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 スピンドル軸1のテーパ孔2の内周面部
3に当接するテーパ状外周面部4を基端側に有するホル
ダー本体5と、該ホルダー本体5に軸心方向へ所定小寸
法だけスライド可能に外嵌されたフランジ体6と、該フ
ランジ体6の先端面19に形成された凹所16に収納される
と共に上記ホルダー本体5に対して該フランジ体6を基
端側へ弾発付勢する複数枚の皿バネ17…から成る弾発部
材7と、上記ホルダー本体5に軸心方向螺進退可能に螺
着されて上記弾発部材7と圧接して弾発力を調整する押
圧部材8と、を備え、上記フランジ体6の先端面19を先
端側へ拡径する円環勾配面状に形成すると共に、上記押
圧部材8の基端面20を上記先端面19に対応する円環勾配
面状に形成して、上記押圧部材8を螺進させて基端面20
を上記フランジ体6の先端面19に接触可能に構成し、さ
らに、押圧部材8に径方向のネジ孔22を形成すると共
に、該ネジ孔22に止めネジ23を螺着して、ホルダー本体
5に螺着された押圧部材8を緩まないようにしたことを
特徴とする保持工具。 - 【請求項2】 スピンドル軸1のテーパ孔2の内周面部
3に当接するテーパ状外周面部4を基端側に有するホル
ダー本体5と、該ホルダー本体5に軸心方向へ所定小寸
法だけスライド可能に外嵌されたフランジ体6と、該フ
ランジ体6の先端面19に形成された凹所16に収納される
と共に上記ホルダー本体5に対して該フランジ体6を基
端側へ弾発付勢する複数枚の皿バネ17…から成る弾発部
材7と、上記ホルダー本体5に軸心方向螺進退可能に螺
着されて上記弾発部材7と圧接して弾発力を調整する押
圧部材8と、を備え、上記ホルダー本体5のテーパ状外
周面部4は、長さ寸法Lが直径Dよりも小さいショート
テーパであって、その厚さ寸法Tは半径Rの50%以上に
設定され、さらに、上記フランジ体6の先端面19を先端
側へ拡径する円環勾配面状に形成すると共に、上記押圧
部材8の基端面20を上記先端面19に対応する円環勾配面
状に形成して、上記押圧部材8を螺進させて基端面20を
上記フランジ体6の先端面19に接触可能に構成し、さら
に、押圧部材8に径方向のネジ孔22を形成すると共に、
該ネジ孔22に止めネジ23を螺着して、ホルダー本体5に
螺着された押圧部材8を緩まないようにしたことを特徴
とする保持工具。 - 【請求項3】 フランジ体6をホルダー本体5に着脱可
能に取付けた請求項1又は2記載の保持工具。 - 【請求項4】 ホルダー本体5とフランジ体6との間に
回転規制手段24を設けて、該ホルダー本体5と該フラン
ジ体6とが相対的に回転しないように構成した請求項
1、2又は3記載の保持工具。 - 【請求項5】 フランジ体6の基端面30に防振用の弾性
部材34を付設した請求項1、2、3又は4記載の保持工
具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11317795A JP3105893B1 (ja) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | 保持工具 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11317795A JP3105893B1 (ja) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | 保持工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3105893B1 true JP3105893B1 (ja) | 2000-11-06 |
JP2001138160A JP2001138160A (ja) | 2001-05-22 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3105893B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114650787A (zh) * | 2019-12-24 | 2022-06-21 | 德山齿科株式会社 | 加工用块、加工用块保持件以及加工用块的定位方法 |
-
1999
- 1999-11-09 JP JP11317795A patent/JP3105893B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114650787A (zh) * | 2019-12-24 | 2022-06-21 | 德山齿科株式会社 | 加工用块、加工用块保持件以及加工用块的定位方法 |
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---|---|
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