JP3810467B2 - 工具保持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンドミル，リーマ，ボーリング，ドリル，タップ等の工具を保持する工具保持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
出願人は、工具保持装置として既に特願平７−１０５７１４号（以下、従来例という。）を出願している。
【０００３】
この従来例は図８，９に図示した構造で、偏心カムピン101の頂部の六角穴109に六角レンチ110を嵌入して該偏心カムピン101を回転させると、第一偏心カム部101aの偏心輪部のカム作用により筒部材105は図８，９中左側へ移動し、爪部材102は拡開され、基部材103と先端に工具を挾持するコレットチャックを内装した工具ホルダ104とは結合状態となり、更に、偏心カムピン101を回転させると、第二偏心カム部101bの偏心輪部のカム作用により分割体106a，106bは図８，９中左側へ移動し、該分割体106a，106bは螺子棒体111の先端テーパー部111aに当接して拡開し、この分割体106a，106bの拡開により爪部材102は更に拡開し（図８，９はこの状態を図示)、テーパー部107とテーパー係止部108とのテーパー作用により工具ホルダ104は基部材103に引き込まれ、工具ホルダ104と基部材103との一体化は堅固になる、というものである。
【０００４】
本発明者は種々試してみたところ、この従来例には次の欠点があることを確認した。
【０００５】
この従来例は、偏心カムピン101を回転させる為の六角レンチ110を偏心カムピン101の六角穴109に嵌入する場合、六角レンチ110は基部材103の周壁103aと工具ホルダ104の周壁104aとを貫挿して該六角穴109に嵌入される構造である為、爪部材102を収縮させて基部材103と工具ホルダ104との結合を解除しても、工具ホルダ104を基部材103から抜き取る為には六角レンチ110を六角穴109から一旦引き抜かなければならず、六角レンチ110を偏心カムピン101の六角穴109に嵌入したままでは基部材103から工具ホルダ104が抜けない為、作業性が非常に悪いという欠点がある。
【０００６】
更に、この従来例は、その構造上、基部材103の周壁103aと工具ホルダ104の周壁104aの双方に六角レンチ110を貫挿させる為の孔が必要となり、この孔の為に基部材103の周壁103a及び工具ホルダ104の周壁104aの強度、特に、工具ホルダ104の周壁104aは肉薄の為この工具ホルダ104の周壁104aの強度が劣ってしまうという欠点もある。
本発明はこの点を解決した工具保持装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００８】
工作機械の主軸35に付設される基部材１内に、先端に工具を付設する工具ホルダ20を嵌合し、偏心カムピン５の偏心輪部によるカム作用により前記基部材１に設けた爪部材４を拡開し該爪部材４により前記工具ホルダ20を挾持して該基部材１と該工具ホルダ20とを結合する工具保持装置であって、前記基部材１の内部には中央に切欠部 32 を形成した保持部材２が嵌合され、この保持部材２の前記切欠部 32 位置には前記偏心カムピン５が貫通する孔 16 を形成した押圧部材３が嵌入される嵌入溝 17 が設けられ、この嵌入溝 17 の中央には前記偏心カムピン５を貫入して支持する支持孔 36 が設けられ、この保持部材２の両側部２ａには前記偏心カムピン５が貫通する孔 18 ， 19 が設けられ、またこの保持部材２の前記切欠部 32 位置にして基部には前記爪部材４が係止される係止受部 13 が設けられ、前記偏心カムピン５には、中央部に第一偏心カム部 24 が設けられ、この第一偏心カム部の両側には両者同一カム形状の第二偏心カム部 25 ， 26 が設けられ、この偏心カムピン５の一端には該偏心カムピン５を回転させる為のレンチ 40 を連設する連設部が設けられ、この偏心カムピン５の前記第一偏心カム部 24 は前記押圧部材３の昇降を、前記第二偏心カム部 25 ， 26 は前記保持部材２の昇降を行うように構成され、前記基部材１から前記工具ホルダ 20 を引き抜く際、この引き抜きに支障がないように前記偏心カムピン５は前記保持部材２の前記孔 18 ， 19 及び前記押圧部材３の前記孔 16 に貫挿され、更に前記第一偏心カム部 24 は前記押圧部材３の前記孔 16 に前記第二偏心カム部 25 ， 26 は前記保持部材２の両側部２ａに設けた各々の前記孔 18 ， 19 に位置するように設定され、前記基部材１の内部にして前記保持部材２の前記切欠部 32 には、左右一対にして基部の係止部 14 が前記係止受部 13 に係止され基端を支点に擺動する前記爪部材４が対向状態で配設され、この爪部材４の先端には挾持部 34 が形成され、この挾持部 34 の内面には当接部 34 ａが形成され、この当接部 34 ａの前記基部材１の先端側には拡開テーパー部が、また、前記基部材１の基端側にも拡開テーパー部 34 ｂが設けられ、前記挾持部 34 の前記基部材１の基端側には凹部８が設けられ、この凹部８の基部材１の先端側にはテーパー係止部 10 が延設され、前記工具ホルダ 20 の基端には前記テーパー係止部 10 に係止されるテーパー係止受部 11 が設けられていることを特徴とする工具保持装置に係るものである。
【０００９】
また、請求項１に記載の工具保持装置において、前記レンチ40として六角レンチ40を、前記レンチ40を連設する連設部として六角穴33を採用したことを特徴とする工具保持装置に係るものである。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
偏心カムピン５を回転させる為のレンチ40を連設する連設部に該レンチ40を連設した状態で基部材１から工具ホルダ20を引き抜くことができるように基部材１及び工具ホルダ20に対する偏心カムピン５の位置を所定の位置に設定したから、該連設部にレンチ40を連設した状態でも基部材１から工具ホルダ20を引き抜くことができ、よって、基部材１から工具ホルダ20を引き抜く毎に一々連設部とレンチ40との連設を解除しなくて済み、それだけ作業性が良好な工具保持装置となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００１２】
本実施例は、図１から図７に示す工具保持装置である。
【００１３】
本実施例に係る工具保持装置は、工作機械の主軸35に嵌合される筒状の基部材１と、先端に工具30、例えばドリルを挾持するコレットチャック（図示省略）を内装した筒状の工具ホルダ20とからなり、該工具ホルダ20を該基部材１に嵌合することで構成される。
【００１４】
基部材１には鍔部28が繞設され、この鍔部28には工作機械の主軸35に取り付けるためのボルト孔21が４個設けられ、また、この基部材１の内面には対向状態で突片29，31が突設されている。
【００１５】
また、この基部材１の内部には中央に切欠部32を形成した保持部材２が嵌合され、また、この保持部材２の切欠部32位置には偏心カムピン５が貫通する孔16を形成した押圧部材３が嵌入される嵌入溝17が設けられ、この嵌入溝17の中央には偏心カムピン５を貫入して支持する支持孔36が設けられ、また、該保持部材２の両側部２ａには偏心カムピン５が貫通する孔18，19が設けられ、また、保持部材２の切欠部32位置にして基部には後記する爪部材４が係止される係止受部13が設けられている。
【００１６】
偏心カムピン５には、中央部に第一偏心カム部24が設けられ、第一偏心カム部の両側には両者同一カム形状の第二偏心カム部25，26が設けられ、偏心カムピン５の一端には六角レンチ40等で偏心カムピン５を回転させる六角穴33が設けられている。
【００１７】
この偏心カムピン５の第一偏心カム部24は押圧部材３の昇降を、また、第二偏心カム部25，26は保持部材２の昇降を行う。尚、このように保持部材２を昇降させるカム部として第一偏心カム部24の両側に第二偏心カム部25，26を２ケ所設けるのは、保持部材２を均一に昇降させる為の配慮である。
【００１８】
この偏心カムピン５は、基部材１から工具ホルダ20を引き抜く際、この引き抜きに支障がない位置、即ち、偏心カムピン５は前記保持部材２、押圧部材３の孔18，19，16に貫挿され、第一偏心カム部24が押圧部材３の孔16に、また、第二偏心カム部25，26は保持部材２の両側部２ａに設けた各々の孔18，19に位置するように設定されている。
【００１９】
この偏心カムピン５の第一偏心カム部24及び第二偏心カム部25，26の偏心輪部によるカム作用は偏心カムピン５が１２０°程度回転するまでに発揮されるように構成されている。尚、本実施例は、第一偏心カム部24及び第二偏心カム部25，26の偏心量を可及的に小さくし、昇降量を小さくすることで保持部材２の引き込み力を大きくしている。
【００２０】
更に、基部材１の内部にして保持部材２の切欠部32には、左右一対にして基部の係止部14が前記係止受部13に係止され基端を支点に擺動する爪部材４が対向状態で配設され、この爪部材４の両側には補助部材６が設けられている。
【００２１】
爪部材４の先端には挾持部34が形成され、この挾持部34の内面には当接部34ａが形成され、この当接部34ａの図１中下方には拡開テーパー部が、また、上方にも拡開テーパー部34ｂが形成されている。また、挾持部34の図１中上方外面には突片29，31が位置する凹部８が設けられ、該凹部８の図１中下方にはテーパー係止部10が延設され、更に、このテーパー係止部10の図１中下方には凹溝12が設けられ、この凹溝12には左右二つの爪部材４を内側に引き寄せる環部材７、例えばスプリングが設けられている。
【００２２】
工具ホルダ20の基端には環状鍔27が突設されており、この環状鍔27の対向位置には前記突片29，31に被嵌され深さの異なる切欠部37，38が形成されている。この突片29，31及び切欠部37，38により工具ホルダ20は基部材１に対して回り止め状態に嵌着される。
【００２３】
この工具ホルダ20の環状鍔27の先端内面には、左右二つの爪部材４の凹部８に位置しテーパー係止部10に係止されるテーパー係止受部11が設けられている。
【００２４】
本実施例は、上述のように構成したから次の作用効果を呈する。
【００２５】
工作機械の主軸35に嵌合された基部材１に、先端に工具30、例えばドリルを装着した工具ホルダ20を嵌合する。
【００２６】
この際、突片29の厚み及び切欠部37の深さを突片31の厚み及び切欠部38の深さと異ならせている為、基部材１に対しての工具ホルダ20の嵌合方向を誤ることはない。
【００２７】
図３，４の状態から偏心カムピン５の六角穴33に六角レンチ40を嵌入し、該偏心カムピン５を回転させると、偏心カムピン５の中央部に設けた第一偏心カム部24が回転して該偏心輪部のカム作用により押圧部材３を図３において下方に押し下げる。該押圧部材３が下方に押し下がると、押圧部材３の先端部が左右二つの爪部材４の拡開テーパー部34ｂに当接し、該爪部材４は基端を支点に左右両側に押し広げられ、爪部材４のテーパー係止部10と環状鍔27のテーパー係止受部11とが係止されるとともに、該テーパー作用により環状鍔27は図３中上方に引き込まれ、工具ホルダ20は基部材１と結合される。
【００２８】
更に、前記偏心カムピン５を回転させると、偏心カムピン５の第一偏心カム部24の両側に設けた第二偏心カム部25，26が回転して該偏心輪部のカム作用により保持部材２を図１中上方に押し上げ、係止受部13、係止部14で係止している左右二つの爪部材４も上方に押し上げられ（基部材１と工具ホルダ20とが図１中のＸ1またはＸ2に当接するまで押し上げられる。)、その結果、爪部材４のテーパー係止部10と環状鍔27のテーパー係止受部11とで係止している工具ホルダ20は基部材１内に更に引き込まれ工具ホルダ20と基部材１とは更に強固に結合され、図１，２の状態となる。
【００２９】
この際、偏心カムピン５の第一偏心カム部24及び第二偏心カム部25，26の偏心輪部のカム作用は、偏心カムピン５が１２０°程度回転するまでに発揮されるように構成されている為、この点において作業性が非常に向上する。即ち、偏心カムピン５の１２０°程度までという小さい範囲の回転により、押圧部材３は押し下げられ且つその後保持部材２は押し上げられる為、作業性が非常に向上する。
【００３０】
そして、工具保持装置が高速回転すると、高速回転に伴う遠心力により前記左右二つの爪部材４は拡開し、工具ホルダ20の環状鍔27を内面から更に外側に押し拡げ、よって、工具ホルダ20と基部材１との結合は更に強固となる。
【００３１】
以上は、工具ホルダ20と基部材１とを結合する場合の作用であり、該工具ホルダ20と該基部材１との結合を解除する場合は、偏心カムピン５を該工具ホルダ20と該基部材１とを結合する場合とは逆方向に回転させる。
【００３２】
前記のように偏心カムピン５を逆方向に回転させると、前記偏心カムピン５の第二偏心カム部25，26が保持部材２を下方に押し下げ、その結果、該保持部材２と係止している爪部材４も下方に押し下げられ、更に、前記第一偏心カム部24が押圧部材３を上方に押し上げ、よって、該爪部材４は環部材７の力により収縮し、爪部材４と工具ホルダ20との結合は解除され、工具ホルダ20を基部材１から引き抜くことが可能となる。この際、偏心カムピン５の六角穴33に六角レンチ40を嵌入したままで、工具ホルダ20を基部材１から引き抜くことが可能となる。
【００３３】
このように、本実施例は工具ホルダ20と基部材１とを簡易にして堅固に結合させることができ、また、偏心カムピン５の六角穴33に六角レンチ40を嵌入したままで工具ホルダ20を基部材１から引き抜くことが可能となり、よって、この点において作業性が非常に秀れ、更に、工具ホルダ20と基部材１との結合及び結合の解除は、偏心カムピン５の１２０°程度の回転及び回転戻しで済み、この点においても作業性が非常に秀れ、そして、偏心カムピン５には２箇所の第二偏心カム部25，26を形成しているから保持部材２の昇降は均一に行われることになり、また、従来例とは異なり工具ホルダ20の環状鍔27には六角レンチ40を貫挿する為の孔が存しない為、従来例に比し工具ホルダ20の強度（環状鍔27の強度）がそれだけ高まり、更に、構造が簡単にして量産性に秀れた工具保持装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る工具保持装置の主要部の正断面図である。
【図２】 本発明の一実施例に係る工具保持装置の主要部の側断面図である。
【図３】 本発明の一実施例に係る工具保持装置の主要部の正断面図である。
【図４】 本発明の一実施例に係る工具保持装置の主要部の側断面図である。
【図５】 本発明の一実施例に係る工具保持装置の主要部の斜視図である。
【図６】 本発明の一実施例に係る工具保持装置の保持部材の斜視図である（図１〜４に図示の保持部材と上下を逆にして図示)。
【図７】 本発明の一実施例に係る工具保持装置の基部材の部分断面図と工具ホルダの斜視図である。
【図８】 従来の工具保持装置の主要部の正断面図である。
【図９】 従来の工具保持装置の主要部の正断面図である。
【符号の説明】
１ 基部材
２ 保持部材
２ａ 側部
３ 押圧部材
４ 爪部材
５ 偏心カムピン
８ 凹部
10 テーパー係止部
11 テーパー係止受部
13 係止受部
14 係止部
16 ， 18 ， 19 孔
17 嵌入溝
20 工具ホルダ
24 第一偏心カム部
25 ， 26 第二偏心カム部
32 切欠部
33 六角穴
34 挾持部
34 ａ 当接部
34 ｂ 拡開テーパー部
35 主軸
36 支持孔
40 レンチ

Claims (2)

1. 工作機械の主軸に付設される基部材内に、先端に工具を付設する工具ホルダを嵌合し、偏心カムピンの偏心輪部によるカム作用により前記基部材に設けた爪部材を拡開し該爪部材により前記工具ホルダを挾持して該基部材と該工具ホルダとを結合する工具保持装置であって、前記基部材の内部には中央に切欠部を形成した保持部材が嵌合され、この保持部材の前記切欠部位置には前記偏心カムピンが貫通する孔を形成した押圧部材が嵌入される嵌入溝が設けられ、この嵌入溝の中央には前記偏心カムピンを貫入して支持する支持孔が設けられ、この保持部材の両側部には前記偏心カムピンが貫通する孔が設けられ、またこの保持部材の前記切欠部位置にして基部には前記爪部材が係止される係止受部が設けられ、前記偏心カムピンには、中央部に第一偏心カム部が設けられ、この第一偏心カム部の両側には両者同一カム形状の第二偏心カム部が設けられ、この偏心カムピンの一端には該偏心カムピンを回転させる為のレンチを連設する連設部が設けられ、この偏心カムピンの前記第一偏心カム部は前記押圧部材の昇降を、前記第二偏心カム部は前記保持部材の昇降を行うように構成され、前記基部材から前記工具ホルダを引き抜く際、この引き抜きに支障がないように前記偏心カムピンは前記保持部材の前記孔及び前記押圧部材の前記孔に貫挿され、更に前記第一偏心カム部は前記押圧部材の前記孔に前記第二偏心カム部は前記保持部材の両側部に設けた各々の前記孔に位置するように設定され、前記基部材の内部にして前記保持部材の前記切欠部には、左右一対にして基部の係止部が前記係止受部に係止され基端を支点に擺動する前記爪部材が対向状態で配設され、この爪部材の先端には挾持部が形成され、この挾持部の内面には当接部が形成され、この当接部の前記基部材の先端側には拡開テーパー部が、また、前記基部材の基端側にも拡開テーパー部が設けられ、前記挾持部の前記基部材の基端側には凹部が設けられ、この凹部の基部材の先端側にはテーパー係止部が延設され、前記工具ホルダの基端には前記テーパー係止部に係止されるテーパー係止受部が設けられていることを特徴とする工具保持装置。
2. 請求項１に記載の工具保持装置において、前記レンチとして六角レンチを、前記レンチを連設する連設部として六角穴を採用したことを特徴とする工具保持装置。

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