JP3208549B2 - 工具における工作機の主軸への取付部の構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフライスその他の切削加
工用の工具において、該工具を工作機の主軸に取付ける
為の取付部の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の工具の取付部の構造は、図４に
示す如く工具5fの後端部に工作機の主軸２に備えられた
テーパ孔３に嵌合させるようにした対応テーパ形状のシ
ャンク部8fを備えさせた構造となっている。従って、テ
ーパ孔３に対するシャンク部8fの嵌合によって、主軸２
に対し工具5fは両者の軸芯が高精度に一致する状態に取
付く。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の工具におけ
る工作機の主軸への取付部の構造では、ワークＷを切削
加工する時に大きな切削抵抗によって工具5fを主軸２に
対してベンドさせようとする大きな力が加わると、その
力に起因して工具がその軸線と交差する矢印22方向に振
動し、ワークＷの切削加工面に凹凸をもたらしてその肌
をきたなくする問題点があった。上記問題点を解決する
ために、工具本体における鍔部と、上記工作機の主軸と
の間に弾力性の有る防振体を介設することが試みられて
いる（例えば実開昭４８−９４０８１号参照）。しか
し、単に弾力性の有る防振体を介設しただけでは、上記
防振体は圧縮によりどんどんと縮み、テーパ孔にシャン
ク部を嵌合させ終えた装着状態において、剛性に欠け
る。従って、切削作業中において工具本体の芯振れが生
じた時には弾力性の有る防振体は伸縮を繰り返し、芯振
れを充分に防止できない問題点が残される。また防振体
の剛性を最初から大きく、硬くしておくとテーパ孔にシ
ャンク部を嵌合させ終える前から剛性が過大になり、テ
ーパ孔に上記シャンク部を嵌合させる度合が悪くなる問
題点が生じる。

【０００４】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、工具を主軸に対
してベンドさせようとする力に対する耐力を大きくする
ことができて、綺麗な切削加工面を得ることを可能にで
きるようにした工具における工作機の主軸への取付部の
構造を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明における工具に
おける工作機の主軸への取付部の構造は、本体の前端部
にはワーク切削用の切刃を備え、本体の後端部には工作
機の主軸の前端部に備わっているテーパ孔に嵌合させる
為の対応テーパ形状のシャンク部を備えると共に、上記
本体の後端には工作機の主軸内に備わっている引具との
連結用のプルスタッドが付設してある工具において、上
記本体の外周には鍔部を備えさせると共に、その鍔部の
後面には、周囲に防振体を取り囲むことができるように
上記主軸の前端面の方向に突設させた包囲片を備えさ
せ、上記主軸の前端面との間には弾性材料製の防振体を
介設し、しかもその防振体の形状は、上記テーパ孔に上
記シャンク部を嵌合させ終えた状態において、上記主軸
の前端面と鍔部の後面とで圧縮されて縮んでいると共
に、防振体の外周は側方に延びてそれの外周面が上記包
囲片の内周面に当接するような形状に形成したものであ
る。

【０００６】

【作用】主軸に対する工具の取付の場合、引具によるプ
ルスタッドの引込によりテーパ孔にシャンク部が嵌合す
ると共に、主軸の前端面と鍔部の後面との間に防振体が
圧縮された状態で介在する。主軸に対し工具をベンドさ
せる力が加わった場合、上記圧縮されて剛性が高くなっ
た状態の防振体が、上記ベンドさせる力に対する耐力を
増大させる。

【０００７】

【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１において、１〜４は周知の工作機の構造を示す
もので、１はフレーム、２は回動自在の主軸、３は主軸
の前端部に備えられたテーパ孔、４は引具を夫々示す。
次に５は工具を示す。この例では主軸に対する取付部を
備えた工具が示されるが、工具保持具によって保持され
ることにより主軸に対する取付部をもつ状態となった工
具の場合もある。６は該工具における本体を示す。７は
本体６の前端部に備えさせたワーク切削用の切刃で、例
えば前端部の周囲に複数個例えば３個が備えられてい
る。８は本体６の後端部に備えられたシャンク部で、前
記テーパ孔３と対応するテーパ状に形成してある。９は
本体５の後端に付設したプルスタッドを示す。10は本体
６の外周に備えられた鍔部で、工具交換器の把持部によ
って把持する為の部分であり、把持具嵌合用の溝11を備
えている。又この鍔部10はその後面10ａと主軸２の前端
面2aとの間にすき間ができる位置に設けられており、そ
のすき間が次に述べる防振体介在用のすき間となってい
る。12は鍔部10の一部に形成した嵌合部で、工作機側の
駆動片が嵌合するようにした部分である。

【０００８】次に15は鍔部10の後面10ａに付設した防振
体を示し、図３に示されるように夫々円弧状に形成され
たものが前記嵌合部12を避けた位置に設けられている。
以下この防振体15について図２をも参照して詳細に説明
する。防振体15はゴムその他の弾性材料で形成される。
その厚みは、後述の如く前端面2aと後面10ａとの間で圧
縮されて上記すき間に圧縮状態で介在する状態となる厚
みにしてある。16は該防振体15に形成された透孔で、後
から述べる止付ねじ18の操作を可能にする為のものであ
る。１７は包囲片１９を保持する為の保持具で、鋼材を
用いて板状に形成されている。該保持具17には上記防振
体15が接着手段によって固着してある。そしてこの保持
具17は止付ねじ18でもって後面10ａに着脱自在に取付け
てある。保持具１７を用いず、防振体１５を直接に鍔部
の１０の後面１０ａに直接その他の手段で取り付けても
よい。なお本例のように保持具17があっても、それは剛
体である為、実質的に前端面2aと後面10ａとの間に防振
体15が圧縮状態で介在する状態となり、防振体15の機能
には何等支障をもたらすことはない。又防振体15の厚
み、即ち前端面2aと後面10ａとの間に圧縮されることに
よってそこのすき間と同厚となる厚みに関しては、本例
では保持具17を利用している為、その非圧縮状態での厚
みが、図２（Ａ）に示されるように上記すき間の寸法か
ら保持具17の厚み寸法を差し引いた寸法よりも大きくな
る厚みにしてある。19は保持具17の外周側の縁部に備え
させた包囲片で、防振体１５の周囲を取り囲むように鍔
部の後面１０ａに備えさせてある。従って常体において
は、防振体１５の内周面と、外周面とは夫々シャンク部
８の外周面と、包囲片１９における内周面に対して図２
（Ｂ）に示されるように、夫々僅かな間隙を隔てて位置
している。上記の包囲片19の突出する高さは、防振体15
を予定寸法だけ圧縮した時（テーパ孔にシャンク部を嵌
合させ終えた時）の厚み寸法よりも低くしてある。

【０００９】上記構成のものを使用する場合、シャンク
部８がテーパ孔３内に挿入され、プルスタッド９が引具
４によって引き込まれる。その引込力は例えば700Kg 〜
２ｔ程度である。上記のような引込により、シャンク部
８はテーパ孔３に嵌合する。又防振体15は図２の（Ｂ）
の状態から（Ａ）の如く主軸２における前端面2aに当接
して、その前端面2aと鍔部10の後面10ａとの間で、寸法
ｔだけ圧縮される。また同時に、シャンク部８と、保持
具１７における包囲片１９によって囲まれた防振体１５
は上記のように寸法ｔだけ圧縮された状態では、図２
（Ａ）に示されるように、両側に展開伸長するのである
が、包囲片１９に当接することによって半径方向への展
開はそこで制限され、防振体１５の軸心と平行する方向
の剛性は急激に高くなる。

【００１０】上記のような取付け状態において主軸２が
回動されることにより工具５が回動し、ワークＷに対す
る切刃７による切削加工が、工具５に対してワークＷを
矢印21方向に相対的に移動させることによって行われ
る。この切削加工の場合、切刃７に及ぶ切削抵抗によっ
て工具５にそれを主軸２に対してベンドさせる方向の大
きな力が加わっても、主軸の前端面2aと鍔部10の後面10
ａとの間には前記のように図２（Ａ）に示されるように
両側がシャンク部８と保持具１７における包囲片１９に
よって半径方向への展開が制限され、防振体１５自体の
剛性が著しく高くなった状態の防振体15が介在している
為、上記のようなベンドさせる力に対して大きな抵抗力
を示す。その結果、上記ベンドが防止され、ベンドに伴
う工具５の振動が防止される。その結果ワークＷには精
度の高い良好な切削加工を施すことができる。

【００１１】上記のような工具５のベンドを防止する
為、防振体15は引具４による引込力の５〜５０％の反発
弾力を生ずるように設計すると良い。その反発弾力は防
振体15の材料自身の弾性、面積或いは圧縮の程度に依存
する為、それらを考慮して設計すると良い。又上記のよ
うなベンドに対する抵抗力は工具５の軸心から防振体15
までの距離にも依存する為、それをも考慮して設計する
と良い。例えば距離が大きい時には比較的大きい抵抗力
が得られる為、上記反発弾力は比較的小さい方の値で良
く、逆に距離が小さい時には上記反発弾力は大きい方の
値を選ぶのが良い。防振体15の設計の一例を示せば次の
通りである。即ち、図３に示される工具５の軸心から防
振体15の内周縁までの半径ｒ１が36mmであり、外周縁ま
での半径ｒ２が48.5mmである。厚みは、非圧縮状態で４
mmであったものが前述の如き圧縮によって３mmになるよ
うにしてある。又防振体15の材料としてはショア硬さが
70度のゴムが用いられる。

【００１２】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、工作
機の主軸２に対して工具５を取付ける場合、主軸２のテ
ーパ孔３に対する工具５の対応テーパ形状のシャンク部
８の嵌合によって、両者の軸芯が高精度に一致する状態
に取付できる効果がある。

【００１３】しかも上記取付状態において主軸２の回転
により工具５を回転させてその切刃７によりワークＷに
切削加工を行なう場合、本願発明にあっては、防振体１
５の外周が、図２（Ｂ）に示されるように、包囲片１９
によって囲まれており、テーパ孔にシャンク部を嵌合さ
せ終えた図１の状態においては、剛性の低い防振体１５
を用い、これを軽やかに圧縮して用いるものであって
も、図２（Ａ）に示されるように、包囲片１９によって
半径方向への展開を制限して防振体の剛性を急激に高め
るようにすることのできる特長がある。これにより大き
い切削抵抗によって工具５を主軸２に対してベンドさせ
ようとする大きな力が加わっても、防振体１５は主軸２
の前端面2aと鍔部10の後面10ａとの間で圧縮され、か
つ、包囲片１９によって半径方向への展開を制限して、
弾力の剛性を著しく高くした状態で介在させる防振体15
により、大きな耐力でもって上記のベンドさせようとす
る力に耐えさせることができ、その結果、上記ベンドさ
せようとする力に起因する工具５の振動を防止して綺麗
な切削加工面Ｓを得ることのできる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】工作機の主軸に工具を取付けた状態を示す一部
破断図。

【図２】（Ａ）は図１におけるII部分の拡大図、（Ｂ）
は取付前の状態を示す同様の図、（Ｃ）は鍔部に対する
防振体の取付構造を示す断面図。

【図３】工具を後端の側から見た状態を示す図。

【図４】主軸に対する従来の工具の取付け状態を示す
図。

【符号の説明】

２ 主軸 ３ テーパ孔 ４ 引具 ５ 工具 ６ 本体 ７ 切刃 ８ シャンク部 10 鍔部 15 防振体

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体の前端部にはワーク切削用の切刃を
   備え、本体の後端部には工作機の主軸の前端部に備わっ
   ているテーパ孔に嵌合させる為の対応テーパ形状のシャ
   ンク部を備えると共に、上記本体の後端には工作機の主
   軸内に備わっている引具との連結用のプルスタッドが付
   設してある工具において、 上記本体の外周には鍔部を備えさせると共に、その鍔部
   の後面には、周囲に防振体を取り囲むことができるよう
   に上記主軸の前端面の方向に突設させた包囲片を備えさ
   せ、上記主軸の前端面との間には弾性材料製の防振体を
   介設し、しかもその防振体の形状は、上記テーパ孔に上
   記シャンク部を嵌合させ終えた状態において、上記主軸
   の前端面と鍔部の後面とで圧縮されて縮んでいると共
   に、防振体の外周は側方に延びてそれの外周面が上記包
   囲片の内周面に当接するような形状に形成してあること
   を特徴とする工具における工作機の主軸への取付部の構
   造。
2. 【請求項２】 防振体が引具の引込力の５〜５０％の反
   発弾力を生ずる弾性材料製である請求項１記載の工具に
   おける工作機の主軸への取付部の構造。