JP3364698B2 - 工具取付構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、工具を回転駆動する為
の主軸に対して工具を取付ける部分の構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】この種の取付構造に係る技術事項は、例
えば実開平２−３１６０９号公報に開示されている。そ
の公報の記載内容は、次の「公知技術欄」に記載の通り
である。尚上記公報における第１図〜第１４図は、添付
図面において本願の実施例を示す図１〜図４と区別する
為に、図５（Ａ）、（Ｂ）、図６〜図１７として順に示
した。 【０００３】公知技術欄 『第１図乃至第６図において、１は工作機械における主
軸、２は主軸１に対して刃具や被加工材等の被保持物３
を装着する為の保持具を示す。次に第１、２、３図に表
われる主軸１において、４は先端に開口部4'を有する中
空部で、主軸１の一端側1'において軸線方向へ長い穴に
よって形成されている。５は受止面、６は先端近くの外
周に突設されている係止部で、第３図に示すように主軸
１の外周に環状溝７を形成することにより、その環状溝
７と受止面５との間の主軸１の外周に形成されている。
８は爪通過溝で、主軸の一端側1'の周囲に１つ又は周囲
を等分割する２以上の位置に夫々形成されている。９は
先端に形成されている係合凹部で、上記爪通過溝８と同
じ所に形成してあるが、爪通過溝８と異なる場所に１つ
又は複数を設けても良い。次に、上記保持具２におい
て、11は本体を示し、この本体11における一端側の12は
挿入部、他端側の13は被保持物３の装着部であって周知
例の内の一例を示す。14は本体11における挿入部12の元
部12' に隣接する位置に周設した当接部、15は当接部に
固着してある係合部材、16は本体11の外周に本体11の軸
線方向に向けての進退が自在でかつ周方向に向けての移
動を規制した状態に具備させてある掛止部材、17は本体
11の装着部13に被保持物３を装着する場合に用いられる
周知の締具の一例を示す。18, 19は本体11に被保持物３
の相対回転を阻止するように付設してある回転止手段
と、本体11に被保持物３の挿入位置を位置決めするよう
に付設してある位置決め手段の周知例の内の夫々一例を
示すものである。次に、上記挿入部12における20は導入
部で、中空部４に挿入し易いように中空部４の孔径より
小さい外径にしてある。21は嵌合部で、中空部４にきっ
ちり挿入できるように中空部４の孔径に対応する外径に
してある。次に上記装着部13における23はコレット嵌合
孔、24はねじ部である。次に半径方向に突設状になって
いる当接部14における25は当面で、挿入部12を中空部４
に挿入した第７図の状態で主軸１の受止面５への当接を
可能に形成されている。次に係合部材15において、27は
当接部14の外周に位置させた基材で、本体11の軸心方向
に向けて僅かな進退を可能にしてある。第４図に示され
る28は規制孔で、第１２〜１４図に明示されているよう
に本体11の軸線方向へ長い長孔にしてある。30は基材27
の一端に設けてある環状の係合片、32は上記基材27の他
端部に一体に設けられている持出片、34は第１２図に示
すように持出片32の先端部から挿入部12の外周面に向け
て突出されている引止爪で、本体11の挿入部12を中空部
４に挿入するとき、主軸１の爪通過溝８を通過するよう
に形成されている。35は上記引止爪34の内側にある係合
面で、第１４図に示すように当面25を主軸１の受止面５
に当接させた状態で係止部６の係止面6aに係止させ得る
ように形成されている。第１３図に示される36は案内面
で、主軸１の係止面6aの縁部6a' に斜めに対向するよう
に形成されている。次に第４図に示される29は当接部14
の外周に植設されている規制ピンで、第１２〜１４図に
示すように上記規制孔28内に位置させることによって、
本体11に対する係合部材15の進退方向の動き幅を極小に
規制するものであり、これによって係合部材15は本体11
に対して実質的に固着されることになる。31は環状の係
合片30と当接部14との間に介装されている環状のゴム製
の弾性体で（皿ばね等によって構成されていてもよ
い）、基材27を本体11の抜き取り方向（第１図の右方
向）へ付勢している。次に上記掛止部材16において、39
は本体11の外周に軸線方向へ移動自在に遊嵌されている
操作部で、一部にバネ座40を持っている。43は操作部39
から挿入部12の挿入方向と平行な方向に突設してある回
転止爪である。該回転止爪43の元部は第４図に示すよう
に本体11の当接部14に形成した切欠溝45内に位置させて
あって、本体11の周方向への移動が阻止されている。上
記回転止爪43は上記引止爪34に対して周方向へ９０度離
して設けてあるが、この離す角度の大きさは９０度より
大きくても小さくても良い。41, 42は上記掛止部材16に
関連する部材であって、41は本体11の外周に止着されて
いるスプリング用の止め輪、42はバネ座40と止め輪41と
の間に圧縮介装されているスプリングで、回転止爪43を
挿入部12の挿入方向へ付勢する為のものである。尚上記
回転止爪43の元部は、第５図に示される如く前記係合部
材15における係合片30に形成された係合溝44内にも位置
させてあって、本体11に対する係合部材15の回転が阻止
されている。上記締具17は前記公開公報によって開示さ
れたものと同じ構成のものを例示したが、これにおい
て、46はコレット、47は回転リング、48はスチールボー
ル、49はねじ部24に螺合されている締付キャップを示
す。なお締具は、他の周知構造のものでもよい。上記回
転止手段18において、50はキー溝、51はキー、52は係合
凹溝52ａを有する回転止体で、キー51によって回り止め
されている。上記位置決め手段19において、53は雌ねじ
部、54は雌ねじ部53に螺合されている調整ねじ体で、上
記回転止体52を受止めている。上記構成のものの使用を
順を追って説明する。被保持物３を主軸１に取付けるに
当っては、先ず保持具２における本体11の装着部13に被
保持物３を取付け、締具17で締着する。然る後、第１、
２図の状態から保持具２の挿入部12を主軸１の中空部４
に挿入し、第７図の矢印XII部分の拡大図である第１２
図に示すように係合部材15の引止爪34を爪通過溝８に挿
通させる。そして第１２図に示すように当接部14の当面
25を主軸１の受止面５に当接させる。このように当面25
を受止面５に当接させると、第８図に示すように掛止部
材16の回転止爪43が受止面５に当接してスプリング42の
付勢力に抗して押し戻される。また上記のように当面25
を受止面５に当接させると、第１３図に示すように引止
爪34の案内面36の縁部が主軸１における係止面6aの縁部
6a' に対向する。次に、保持具２を主軸１に対して回動
させると、引止爪34の案内面36が第１３図の矢印ａに示
す如く移動して主軸１の係止面6aの縁部6a' に当接し、
更に回動させることにより矢印ｂで示す如く引止爪34が
環状溝７の内に案内され、これにより係合片30が第１４
図に示すように弾性体31を圧縮させて基材27が主軸側へ
移動する。この結果、引止爪34の係合面35が第１３図の
仮想線及び第１４図に示すように係止部６の係止面6aに
係合し、当接部14の当面25は主軸１の受止面５に確実に
圧接される。また上記のように保持具２を主軸１に対し
て回動させると、その回動過程で掛止部材16の回転止爪
43が第１０図に示すように主軸１の係合凹部９にスプリ
ング42の弾力によって嵌合する（第９図、第１０図に示
すように操作部39は主軸側に移動する）。その結果主軸
１に対する保持具２の回動が阻止され、保持具２は主軸
１に対して一体的になる。次に、上記のようにして保持
具２を主軸１に対して装着した後は、周知の如く機械加
工作業、即ち被保持物３が刃物の場合には主軸１の回転
により刃物を回転させて被加工物を加工する。その場
合、保持具２の当面25が主軸１の受止面５に圧接されて
両者間の隙間はなくなっており、しかも主軸１に対する
保持具２の相対回動が阻止されているので、被保持物３
を主軸１に完全に一体化できて被保持物３による加工精
度を高くできる。次に、保持具２を主軸１から取外す場
合には、先ず掛止部材16の操作部39をスプリング42に抗
して第９図、第１０図の右方へ移動させ、回転止爪43を
係合凹部９から抜け出させる。その状態で本体11を左右
任意方向へ回動させて引止爪34を主軸１の係止面6aに対
向する位置から外す（爪通過溝８に対向させる）。その
後は挿入部12を主軸１の中空部４から軽く引き抜く。』 【０００４】上記のような工具取付構造では、工具装着
状態において主軸１を前進させながら工具３によって被
加工物を切削する場合、保持具２における当面25が主軸
１における受止面５に当接している為、主軸１の前進寸
法と工具３による被加工物の切削深さとが正確に一致
し、その結果、被加工物を寸法精度高く切削できる特長
がある。 【０００５】ところで上記工具３により被加工物を切削
する場合、工具の磨耗を減少させる為に、主軸１から工
具３に向けてクーラントを供給できるようにすることが
望まれる。そこで出願人会社においては図１８に示す構
成を案出した。即ち、主軸１には図示外のクーラントの
供給源に接続している給油路60を設け、その給油路60を
通して供給されるクーラントを、主軸１の中空部４の底
部と該中空部に差し込まれた保持具２の挿入部12との間
にできる空間61（挿入部の長さにばらつきがあっても、
受止面５に対し当面25を確実に当接させ得るよう中空部
４の深さは挿入部12の長さよりも大きく設計してある
為、該空間61ができる）を経て、更に、調節ねじ体54及
び回転止体52に設けた送油路62，63を通して工具３の油
孔64に送り込む構成を案出した。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかし上記図１８の構
成では、空間61に入り込むクーラントの圧力が挿入部12
において中空部４の底部の側を向く面65の全域に加わ
り、その力が保持具２を主軸１から押し出そうとする力
として保持具２に加わる。この為、保持具においては切
削加工例えば穿孔の場合、主軸１を正確な寸法で前進さ
せても工具３の前進寸法にはばらつきが生じ、被加工物
の穿孔深さの寸法精度を低下させる問題点があった。 【０００７】本願発明の工具取付構造は上記従来技術の
問題点（技術的課題）を解決する為に提供するものであ
る。第１の目的は、主軸に保持具を介して装着した工具
によって被加工物に切削を行う場合、主軸から工具に向
けてクーラントの供給を行うことのできる工具取付構造
を提供することである。第２の目的は、主軸から工具に
向けてクーラントの供給を行うようにしたが為にクーラ
ントの供給圧力が保持具に加わるものであっても、その
クーラントの圧力が主軸から工具保持具を押し出す力を
生じないようにすることができて、上記主軸の前進寸法
と工具による切削深さとが正確に一致する状態を保つこ
とのできる工具取付構造を提供することである。他の目
的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により
容易に明らかになるであろう。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本願発明における工具取
付構造は、主軸には工具保持具における挿入部を差し込
む為の中空部を主軸の端面に開口する状態に設け、一方
工具装着部を備えた工具保持具は、その挿入部を上記主
軸の中空部に差し込むと共に、該工具保持具の外周に上
記挿入部側を向く状態に設けられた段部を上記主軸の端
面に当接させた状態で上記主軸に装着し、上記主軸に設
けられる給油路から、上記保持具に設けられ且つ上記工
具装着部に装着される工具に対してクーラントを供給す
る為の送出口に連なっている通油路に対して、クーラン
トを供給するようにしてある工具取付構造において、上
記給油路から通油路へのクーラントの供給の為の構造
は、上記挿入部の端面に設けた凹部の内周面に、上記通
油路に連通する受入口を設け、一方上記主軸において
は、該主軸に上記工具保持具を装着した状態において上
記挿入部に設けた凹部の内周面と対向する状態に備えさ
せた部材の外周面に、上記受入口にクーラントを供給す
るための供給口であって上記給油路に連通している供給
口を備えさせたものである。 【０００９】 【作用】工具取付部に工具を取付け、主軸を回動させ、
それを前進させると、取付けた工具によって被加工物の
加工を行うことができる。上記加工の場合、主軸の給油
路に供給されるクーラントは、その供給口から工具保持
具の受入口に入り、通油路通って送出口に至り、そこか
ら工具の油孔に至って、工具による被加工物の切削部の
潤滑及び冷却を行う。上記クーラントを送る場合、上記
受入口は凹部の内周面に設けてあり、その面と対向する
面に上記供給口が設けてあるので、クーラントの圧力が
工具保持具をその軸線方向に押す力として働くことはな
い。 【００１０】 【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。先ず第１の実施例を示す図１乃至図４について説明
する。尚これらの図において、機能上図５乃至図１７に
示されるものと同一又は均等の構成で説明が重複すると
考えられる部分には、図５乃至図１７と同一の符号を付
して重複する説明を省略する。図１〜４において、71は
給油プラグで、工具保持具２を回転駆動軸である主軸１
の中空部４に差し込んだ際に、保持具２と給油の為の接
続を行う部材である。該プラグ71を説明する。72は止付
部で、給油路60の内面の雌ねじに螺合させてある。73は
パッキンである。74は工具保持具２との接続部材で、外
周面は主軸１の軸線と平行な直円筒面になっている。75
は通油孔、76は供給口で、主軸１の軸線と平行となるよ
うにする為に上記外周面に開口させてある。77は外周面
に周設した通油溝である。 【００１１】次に保持具２の本体11について説明する。
80は工具差込孔で、本体11を中空に形成することにより
構成してあり、本体における軸線方向の他端（上記挿入
部12の側とは反対側）に開口している。81は挿入部12の
先端部における内周面に周設した通油溝、82は本体11の
軸線11ａと平行な通油溝、83は本体内部における通油用
の空間である。次に84は給油プラグ71との接続を行う為
の接続部材であると共に本体11における挿入部12側の先
端を塞ぐ為の栓でもある部材で、本体11の内周面の雌ね
じ部53に螺着し、パッキン87でクーラントの漏れを防止
してある。85はプラグ嵌合用の凹部で、内周面は軸線11
ａと平行な直円筒面となっており、上記接続部材74の外
径に対応する内径に形成してある。86はクーラントの受
入孔で、その一端86ａは上記供給口76からクーラントを
受け入れる為の受入口となっており、該受入口86ａはそ
の開口面を本体11の軸線11ａと平行となるようにする為
に上記内周面に開口させてある。受入孔86の他端は通油
溝81に開口し、上記部材84を本体11に螺着した際の回動
方向の位置がどうであっても流通溝82との連通が行われ
るようにしてある。88は結合具84とプラグ71との間から
のクーラントの漏れを防止する為のパッキンを示す。次
に90は工具３の軸線方向位置を位置決するための部材で
あると共に、本体11の内部空間を工具の差し込まれる空
間80とクーラントの通る空間83とに仕切る為の部材でも
あり、軸線11ａ方向の位置設定を自在にする為に雌ねじ
部53に螺合させてある。91は上記部材90の中心位置に設
けたクーラントの送出口を示す。該送出口91にクーラン
トを送る為に連ねられる通油路は上記通油溝81，82及び
通油空間83でもって構成してある。 【００１２】上記構成の工具保持具２に工具３を取付
け、それを主軸１に装着した際のクーラントの通路の接
続を説明する。工具３を工具差込孔80に差し込んでその
後端を嵌合凹溝52ａに嵌合させ、締具17によってその工
具３を本体11に固定する。この状態で工具３の油孔64は
送出口91と連通する。上記工具保持具２を主軸１に取付
けると、プラグ71の接続部材74は凹部85に嵌合して外周
面が凹部の内周面と対向し、受入口86ａは供給口76と連
通する。この場合、主軸１と工具保持具２との回転方向
の位置関係がどうであっても、受入口86ａと供給口76と
は通油溝77を通して連通する。 【００１３】上記装着状態での被加工物の切削時におけ
るクーラントの供給を説明する。供給源から給油路60に
送られてきたクーラント（通常知られた切削油或いは
水）は、供給口76から受入口86ａに入り、通油溝81，82
を経て通油空間83に至り、送出口91から工具３の油孔64
に送り込まれる。送り込まれたクーラントは工具先端の
吹出口64ａから吹出し、被加工物と工具との接触部を潤
滑及び冷却する。 【００１４】上記の場合、上記給油路60のクーラントの
圧力例えば数Ｋｇ／ｃｍ^２〜数１０Ｋｇ／ｃｍ^２は受入
孔86、通油溝81，82及び空間83に加わるが、上記受入口
86ａの開口面は軸線11ａと平行なので、上記受入孔86、
通油溝81，82及び空間83において本体11の軸線方向11ａ
の一方の側の面積とそれとは反対方向の側の面積とが同
じとなり、その結果、上記圧力は本体11を軸線方向に動
かす力を及ぼすことはない。従って受止面５である主軸
１の端面に対して、工具保持具２の外周に前記挿入部12
側を向く状態に設けられた段部が当接した状態即ち前記
当面25が当接した状態が維持される。それのみならず、
吹出口64ａからのクーラントの吹出しの反作用により本
体11には上記当面25を受止面５に押し付ける力が作用
し、上記当接状態がより確実に維持される。その結果、
主軸１をその軸線方向に進退させて工具３により被加工
物の切削加工をする際の、主軸１の進退寸法と工具３の
進退寸法とは正確に一致し、被加工物を高寸法精度で切
削加工できる。 【００１５】 【発明の効果】以上のように本願発明の構成により装着
した工具３により被加工物に切削を行う場合、工具に向
けてクーラントの供給を行って切削部の冷却及び潤滑を
行うことができる効果がある。しかもその場合、クーラ
ントの供給圧力が保持具に加わっても、保持具にはそれ
を主軸１から押し出そうとする力が加わらないようにす
ることができて、主軸１の前進寸法と工具３による被加
工物の切削深さとを正確に一致させて、被加工物を高寸
法精度で切削加工できる効果がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】主軸に工具保持具を装着した状態を示す一部破
断図。 【図２】図１におけるII−II線断面図。 【図３】主軸に工具保持具を装着する前の主軸の状態を
示す断面図。 【図４】主軸に工具保持具を装着する前の工具保持具の
状態を示す断面図。 【図５】（Ａ）は主軸に対する装着前の状態の保持具と
主軸を一部を外観図で示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の一
部を外観面で示すII−II線断面図。 【図６】主軸の斜視図。 【図７】図５（Ａ）のIV−IV線断面図。 【図８】図５（Ａ）のV−V線断面図。 【図９】図５（Ａ）のVI−VI線断面図。 【図１０】装着途中状態の保持具と主軸を一部を外観図
で示す断面図。 【図１１】図１０の一部を外観図で示すVIII−VIII線断
面図。 【図１２】装着完了状態の保持具と主軸を一部を外観図
で示す断面図（部分図）。 【図１３】図１２の一部を外観図で示すX−X線断面図
（部分図）。 【図１４】装着完了状態の保持具と主軸を示す平面図
（部分図）。 【図１５】図１０の矢印XII部分の拡大図。 【図１６】係止部に対する引止爪の係合過程を説明する
断面図（図１５のXIII−XIII線断面図）。 【図１７】図１２の矢印XIV部分の拡大図。 【図１８】給油構造を備えた従来の工具保持具を示す一
部破断図。 【符号の説明】 １ 主軸 ２ 工具保持具 ３ 工具 11 本体 12 挿入部 76 供給口 86ａ 受入口 91 送出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 31/00 B23B 31/113 B23B 31/20 B23B 31/117 B23Q 11/10

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 主軸には工具保持具における挿入部を差
   し込む為の中空部を主軸の端面に開口する状態に設け、
   一方工具装着部を備えた工具保持具は、その挿入部を上
   記主軸の中空部に差し込むと共に、該工具保持具の外周
   に上記挿入部側を向く状態に設けられた段部を上記主軸
   の端面に当接させた状態で上記主軸に装着し、上記主軸
   に設けられる給油路から、上記保持具に設けられ且つ上
   記工具装着部に装着される工具に対してクーラントを供
   給する為の送出口に連なっている通油路に対して、クー
   ラントを供給するようにしてある工具取付構造におい
   て、上記給油路から通油路へのクーラントの供給の為の
   構造は、上記挿入部の端面に設けた凹部の内周面に、上
   記通油路に連通する受入口を設け、一方上記主軸におい
   ては、該主軸に上記工具保持具を装着した状態において
   上記挿入部に設けた凹部の内周面と対向する状態に備え
   させた部材の外周面に、上記受入口にクーラントを供給
   するための供給口であって上記給油路に連通している供
   給口を備えさせたことを特徴とする工具取付構造。