JP4073066B2 - 工具ユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械等の主軸に着脱自在に保持される、工具本体が工具ホルダに装着された工具ユニット、特に、工具本体を工具ホルダに精度良く固定できる高剛性を有する工具ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
マシニングセンタ等の工作機械では、ワークに対して種々の加工を行うため、工具の自動交換を行う必要がある。そこで、こうした工作機械では、主軸に着脱自在に固定される共通のシャンク部を有する工具ホルダに工具本体を装着した種々の工具ユニットを用意し、これを予め工具マガジンに収容しておき、自動工具交換装置によって、工具マガジンと工作機械の主軸との間で工具ユニットの交換が行われるように構成されている。
【０００３】
こうした工具ユニットにおける、工具本体の工具ホルダへの装着方式は、代表的なコレットチャック方式以外に、例えば、図８に示すように、工具ホルダ７１の端面７２に形成された凸部７３に、工具本体７４の端面７５に形成された凹部７６を嵌合させた状態で、工具ホルダ７１の端面７２と工具本体７４の端面７５とを当接させ、ボルト等の固定手段７７を用いて工具ホルダ７１と工具本体７４とを固定する方式や、図９に示すように、工具ホルダ８１に形成されたテーパ部８２に、工具本体８４に形成されたテーパ穴８５を嵌合させ、工具ホルダ８１のテーパ部８２の端面に形成された雄ねじ部８３にねじ込まれたナット８６によって、両者の嵌合面を相互に密着させるように、工具ホルダ８１に対して工具本体８４を締め付けることで、工具本体８４と工具ホルダ８１とを固定する方式などが広く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、研削工具や切削工具の進歩は著しく、刃先や砥粒がＣＢＮ（cubic boron nitride）やダイヤモンドによって形成されたエンドミルや砥石車等のＣＢＮ工具やダイヤモンド工具では、超高速回転での切削や研削が可能となり、これに伴って、工作機械の主軸を超高速で回転させるようになってきている。従って、こうしたＣＢＮ工具等については、工具本体を工具ホルダに高精度に装着できなくては、超高速回転に伴う工具の振れの影響が大きくなり、ＣＢＮ工具が有する性能を十分に発揮させることができない。
【０００５】
しかし、上述したようなコレットチャック方式では、工具本体を工具ホルダに高精度に装着することが難しく、その機構上、高速回転時に工具ホルダと工具本体との間にゆるみが生じる恐れがあるといった問題がある。
【０００６】
また、図８に示す方式では、嵌合部に隙間が形成されるので、振れが大きくなると共に軸心に対して端面を直角に成形しにくいといった問題もある。
【０００７】
また、図９に示す方式では、工具ホルダ及び工具本体の製作工程において、テーパ部と刃先部の振れを小さく抑えることが難しく、軸方向の寸法を一定にすることが難しいといった問題もある。
【０００８】
このため、工具本体と工具ホルダとを一体成形することにより、振れをなくすことが考えられるが、種々の形状の工具毎に、工具本体と工具ホルダとが一体成形された工具ユニットを製造すると、工具ユニット自体の製品コストが高くなり、しかも、工具本体が損傷した場合でも、工具ユニット全体を交換しなければならないので、工具の交換コストが高くなるといった問題がある。
【０００９】
また、米国特許第4,818,161号 に開示されているように、工具本体と工具ホルダとを焼きばめによって固定することが考えられる。ここにいう「焼きばめ」とは、例えば、工具本体に、軸状の装着部を形成すると共に、工具ホルダに、その装着部より僅かに小径の嵌合穴を有する嵌合部を形成し、この嵌合部を加熱することによって前記嵌合穴を拡大させた状態で、前記嵌合部を前記装着部に嵌入した後、前記嵌合部を冷却することで前記嵌合穴を収縮させて、前記装着部に前記嵌合部を嵌着させる方法であり、このようにして、工具本体と工具ホルダとを固定することにより、工具本体と工具ホルダとが一体成形された前記工具ユニットに近い振れ精度を確保することができる。
【００１０】
しかし、単に「焼きばめ」によって両者を固定したのでは、工具ホルダに対する工具本体の着脱が困難であるといった問題があり、また、工具本体と工具ホルダとを焼きばめによって固定する際に、工具ホルダに対して工具本体が傾いた状態で固定されたり、軸方向にずれたりするといった問題もある。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、上述した従来の工具ユニットが有する種々の問題点を考慮して、工具ホルダに対する工具本体の着脱が容易で、しかも工具ホルダに対する工具本体の振れを小さくすることのできる工具ユニットを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、工作機械の主軸に着脱自在に保持される工具ホルダと、前記工具ホルダに装着される工具本体と、装着状態にある前記工具ホルダと工具本体とを相互に引き寄せる引寄機構とを備え、前記工具ホルダは、先端側の小径部と基端側の大径部との間に段部が形成された軸状の装着部を有し、前記工具本体は、前記装着部の前記小径部に嵌り込む第１の嵌合穴と、前記装着部の前記大径部に嵌り込む第２の嵌合穴との間に段部が形成された、前記工具ホルダの前記装着部に焼きばめされる嵌合部を有し、前記工具ホルダ及び工具本体は、前記装着部に形成された前記段部と、前記嵌合部に形成された前記段部との間に所定の空間が形成されるように、相互に当接して両者の嵌合状態を規制する規制面を有し、前記嵌合部は、前記空間に油圧を供給するために、前記空間と外部とを連通する油圧供給路を有している工具ユニットを提供するものである。
【００１３】
以上のように構成された工具ユニットでは、前記工具本体の嵌合部を、前記工具ホルダの装着部に焼きばめすると、前記工具本体の規制面と前記工具ホルダの規制面とが相互に当接することで、前記嵌合部の段部と前記装着部の段部との間に所定の空間が全周に渡って形成される。
【００１４】
ここで、前記引寄機構によって、前記工具本体と前記工具ホルダとを相互に引き寄せる方向に付勢した状態で、前記嵌合部に形成された油圧供給路に外部から高圧の油圧を供給すると、前記嵌合部と前記装着部との嵌合面に高圧の油膜が形成され、この油膜が潤滑剤の役割を果たすこととなって、焼きばめした際の前記工具ホルダに対する前記工具本体の傾きが修正されると共に、工具ホルダに対する工具本体の軸方向のズレが容易に修正される。これによって、前記工具ホルダに対する工具本体の振れをほとんどなくすことができる。
【００１５】
また、前記工具本体が前記工具ホルダに既に装着された工具ユニットにあっては、前記引寄機構による工具本体と工具ホルダ相互間の引き寄せを解除した後、前記油圧供給路から前記空間に高圧の油圧を供給すると、前記工具ホルダの段部に形成された端面と前記工具本体の段部に形成された端面とを相互に逆方向に押すように油圧が作用するので、前記工具本体が前記工具ホルダから容易に外れる。
【００１６】
また、前記第１の嵌合穴を、ねじ穴が形成された底面を有する有底穴とし、前記引寄機構を、前記ねじ孔にねじ込まれるボルトと、このボルトの頭部が係止される段部を有する、前記工具ホルダに形成されたボルト挿通孔とから構成することができる。
【００１７】
さらに、前記嵌合部を筒状に形成し、前記引寄機構を、前記工具ホルダの小径部の端面に形成されたねじ孔と、このねじ孔にねじ込まれるボルトと、前記嵌合部に当接して前記第１の嵌合穴を閉塞すると共に、前記ボルトの軸部が挿通されるボルト挿通孔を有している当接部材とから構成することも可能であり、前記嵌合部と前記当接部材とを一体成形することもできる。
【００１８】
また、前記工具ホルダ、前記工具本体及び前記ボルトにクーラントの供給孔を形成することにより、工具ユニットをスルースピンドルクーラントシステムに対応させることもできる。
【００１９】
なお、上述した工具ユニットでは、工具ホルダに軸状の装着部を設け、工具本体に凹状の嵌合部を設けているが、逆に、工具本体に軸状の装着部を設け、工具ホルダに凹状の嵌合部を設けることによっても、同様の作用効果を実現することができる。即ち、工作機械の主軸に着脱自在に保持される工具ホルダと、前記工具ホルダに装着される工具本体と、装着状態にある前記工具ホルダと工具本体とを相互に引き寄せる引寄機構とを備え、前記工具本体は、先端側の小径部と基端側の大径部との間に段部が形成された、軸状の装着部を有し、前記工具ホルダは、前記装着部の大径部に嵌り込む第１の嵌合穴と前記装着部の小径部に嵌り込む第２の嵌合穴との間に段部が形成された、前記工具本体の前記装着部に焼きばめされる凹状の嵌合部を有し、前記工具ホルダ及び工具本体は、前記装着部に形成された前記段部と、前記嵌合部に形成された前記段部との間に所定の空間が形成されるように、相互に当接して両者の嵌合状態を規制する規制面を有し、前記嵌合部は、前記空間に油圧を供給するために、前記空間と外部とを連通する油圧供給路を有している構成を採用することができる。
【００２０】
その場合、前記引寄機構を、前記工具本体の前記小径部の端面に形成されたねじ孔と、このねじ穴にねじ込まれるボルトと、前記工具ホルダに形成され、前記ボルトの頭部が係止される段部を有しているボルト挿通孔とから構成することができ、また、前記工具ホルダ、前記工具本体及び前記ボルトにクーラントの供給孔を形成することにより、工具ユニットをスルースピンドルクーラントシステムに対応させることもできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１ないし図４は第１の実施形態を示している。同図に示すように、この工具ユニット１は、工作機械の主軸に着脱自在に保持される工具ホルダ１０と、この工具ホルダ１０に装着される工具本体２０と、この工具本体２０が前記工具ホルダ１０に装着された状態で両者を相互に引き寄せる引寄機構３０とから構成されている。
【００２２】
前記工具ホルダ１０は、図１及び図２に示すように、図示しない工作機械の主軸の先端部に形成されたテーパ穴に嵌合されるテーパシャンク部１２と、前記工作機械に設置された自動工具交換装置のアーム（図示せず）によって把持される周溝１３ａを有するボトルグリップ部１３と、前記工具本体２０が装着される軸状の装着部１４とから構成されており、前記テーパシャンク部１２の先端部には、前記工作機械の主軸内部の引張り機構（図示せず）によって引き込まれることで、この工具ホルダ１０を前記工作機械の主軸に固定するためのプルスタッド１１がねじ込まれている。
【００２３】
前記装着部１４は、先端側の小径部１４ａと基端側の大径部１４ｂとを有しており、前記小径部１４ａと前記大径部１４ｂとの境界部分には、端面１５ａを有する段部１５が形成されている。
【００２４】
また、この工具ホルダ１０には、図１に示すように、前記テーパシャンク部１２の端部から前記装着部１４の端部に渡って、前記引寄機構３０の１要素であるボルト３１を挿通するためのボルト挿通孔１６が形成されており、このボルト挿通孔１６は、前記テーパシャンク部１２の端部から前記装着部１４の大径部１４ｂの途中まで延びる、前記ボルト３１の頭部３１ａが通過できる程度の口径を有する大径孔１６ａと、前記装着部１４の大径部１４ｂの途中から前記小径部１４ａの端部まで延びる、前記ボルト３１の軸部３１ｂが通過できる程度の口径を有する小径孔１６ｂとから構成されており、前記大径孔１６ａと前記小径孔１６ｂとの境界部分には、前記ボルト３１の頭部３１ａが係止される段部１７が形成されている。
【００２５】
なお、図２に示すように、前記装着部１４の小径部１４ａの端面には、前記ボルト挿通孔１６（小径孔１６ｂ）の周囲に６個のねじ穴１８が形成されているが、この工具ユニット１では、このねじ穴１８は使用しない。
【００２６】
前記工具本体２０は、図３に示すように、小径の砥石車２１と、前記工具ホルダ１０の装着部１４に焼きばめされる凹状の嵌合部２２とが一体成形されたものであり、前記嵌合部２２は、焼きばめしたときに、前記工具ホルダ１０の装着部１４に密着嵌合するような内径寸法を有している。
【００２７】
前記嵌合部２２は、前記装着部１４の小径部１４ａに嵌り込む第１の嵌合穴２２ａと、前記装着部１４の前記大径部１４ｂに嵌り込む第２の嵌合穴２２ｂとを有しており、前記第１の嵌合穴２２ａと第２の嵌合穴２２ｂとの境界部分に端面２３ａを有する段部２３が形成されている。また、この嵌合部２２には、前記段部２３の前記第２の嵌合穴２２ｂ側に円周溝２３ｂが形成されており、この円周溝２３ｂと外部とを連通する油圧供給路２４が形成されている。
【００２８】
また、前記第１の嵌合穴２２ａの底面には、前記ボルト３１がねじ込まれるねじ穴２５が形成されており、このねじ穴２５、前記ボルト３１及び前記ボルト３１の頭部３１ａが係止される、前記ボルト挿通孔１６の段部１７によって、前記引寄機構３０が構成されている。
【００２９】
なお、前記嵌合部２２の段部２３及び前記装着部１４の段部１５は、前記嵌合部２２の端面２２ｃと前記装着部１４の端面１４ｃとが当接した状態で、前記嵌合部２２が装着部１４に嵌合されたとき、前記段部２３と前記段部１５との間に所定の空間が形成される位置にそれぞれ形成されている。
【００３０】
以上のように構成された工具ユニット１において、前記工具本体２０を工具ホルダ１０に装着するには、まず、前記工具本体２０の嵌合部２２を１４０℃〜１５０℃程度に加熱することにより、前記第１及び第２の嵌合穴２２ａ、２２ｂを拡大させた状態で、前記嵌合部２２を前記工具ホルダ１０の装着部１４に嵌入する。このとき、上述したように、前記工具本体２０の嵌合部２２の端面２２ｃと前記工具ホルダ１０の端面１４ｃとが相互に当接することにより、前記装着部１４に対する前記嵌合部２２の嵌合状態が規制され、前記装着部１４の段部１５と前記嵌合部２２の段部２３（前記円周溝２３ｂを含む）との間に、所定の空間Ａが形成される。その後、前記嵌合部２２を冷却（放置による自然冷却も含む）することにより、前記第１及び第２の嵌合穴２２ａ、２２ｂを収縮させて、とりあえず前記工具ホルダ１０の装着部１４に工具本体２０の嵌合部２２を嵌着させる。
【００３１】
このように、前記装着部１４に前記嵌合部２２を単に焼きばめしただけでは、装着部１４に対する嵌合部２２の嵌入時に、前記装着部１４に対して前記嵌合部２２が傾いたり、冷却による嵌合部２２の軸方向の収縮等の原因により、前記装着部１４に対して前記嵌合部２２が軸方向にずれたりした状態で、嵌合部２２が装着部１４に嵌着されるおそれがある。
【００３２】
そこで、前記ボルト３１を工具本体２０に形成されたねじ穴２５にねじ込むことにより、前記工具ホルダ１０と前記工具本体２０とを相互に引き寄せる方向に付勢した状態で、外部から油圧供給装置等（図示せず）によって、前記嵌合部２２の油圧供給路２４を介して、前記空間Ａに高圧の油圧を供給すると、前記装着部１４と嵌合部２２との嵌合面に高圧の油膜が形成され、この高圧の油膜が潤滑剤として機能することで、前記嵌合部２２と前記装着部１４とが容易に相対スライドして、前記端面２２ｃと前記端面１４ｃとが密着した状態に当接し、前記装着部１４に対する前記嵌合部２２の軸方向のズレが修正されると共に、上述した嵌合部２２の傾きが修正される。このような簡単な操作によって、前記工具ホルダ１０に前記工具本体２０が高精度に装着された、高剛性で振れの少ない工具ユニット１となる。
【００３３】
また、このようにして工具本体２０が工具ホルダ１０に装着された工具ユニット１においては、まず、前記ボルト３１を緩めて、工具本体２０のねじ穴２５から外した状態で、前記嵌合部２２の油圧供給路２４を介して、外部から前記空間Ａに高圧の油圧を供給すると、前記装着部１４と嵌合部２２との嵌合面に高圧の油膜が形成されると共に、両段部１５、２３の端面１５ａ、２３ａをそれぞれ逆方向に押すように、高圧の油圧が作用するので、この油圧によって、前記工具本体２０が工具ホルダ１０から容易に外れる。
【００３４】
図５は、第２の実施形態を示している。この工具ユニット２は、前記実施形態の工具ホルダ１０に、異なる形態の工具本体４０を装着したものであるので、前記工具ホルダ１０についての説明は省略し、異なる構成要素である工具本体４０と引寄機構５０について説明する。
【００３５】
前記工具本体４０は、図５に示すように、大径の砥石車４１と、前記工具ホルダ１０の装着部１４に焼きばめされる筒状の嵌合部４２とが一体成形されたものであり、前記嵌合部４２は、焼きばめしたときに、前記工具ホルダ１０の装着部１４に密着嵌合するような内径寸法を有している。
【００３６】
前記嵌合部４２は、前記工具本体２０と同様に、前記装着部１４の小径部１４ａに嵌り込む第１の嵌合穴４２ａと、前記装着部１４の前記大径部１４ｂに嵌り込む第２の嵌合穴４２ｂとを有しており、前記第１の嵌合穴４２ａと第２の嵌合穴４２ｂとの境界部分に端面４３ａを有する段部４３が形成されている。また、この嵌合部４２には、前記段部４３の前記第２の嵌合穴４２ｂ側に円周溝４３ｂが形成されており、この円周溝４３ｂと外部とを連通する油圧供給路４４が形成されている。
【００３７】
なお、この嵌合部４２の端面４２ｃが、前記装着部１４の端面１４ｃに当接することで、前記装着部１４に対する嵌合部４２の嵌合状態が規制される。
【００３８】
前記引寄機構５０は、筒状の前記嵌合部４２の一端側の端面に当接した状態で嵌合する当接部材５１を有しており、この当接部材５１は、前記工具ホルダ１０の装着部１４の端面に形成されたねじ穴１８に対応して形成された６個のボルト挿通孔５１ａを備えている。そして、この６個のボルト挿通孔５１ａに通した６本のボルト５２を、前記工具ホルダ１０の装着部１４に形成された６個のねじ穴１８にねじ込むことにより、前記工具本体４０と工具ホルダ１０とが相互に引き寄せられる。
【００３９】
以上のように構成された工具ユニット２は、前記工具ユニット１と同様に、工具本体４０の嵌合部４２を、前記工具ホルダ１０の装着部１４に焼きばめした後、
前記装着部１４の段部１５と前記嵌合部４２の段部４３（前記円周溝４３ｂを含む）とによって形成された所定の空間Ｂに、外部から前記油圧供給路４４を介して、高圧の油圧を供給することで、前記装着部１４と前記嵌合部４２の嵌合面に高圧の油膜を形成し、前記引寄機構５０によって工具ホルダ１０と工具本体４０とを相互に引き寄せることで、焼きばめ時に発生する前記嵌合部４２の傾きや軸方向のズレが容易に修正される。
【００４０】
また、工具本体４０が工具ホルダ１０に既に装着された工具ユニット２にあっては、前記工具ユニット１の場合と同様に、前記油圧供給路４４を介して、前記空間Ｂに高圧の油圧を供給することにより、前記工具ホルダ１０から前記工具本体４０を容易に取り外すことができる。
【００４１】
なお、この工具ユニット２では、前記当接部材５１と、前記工具本体４０とをそれぞれ別部材によって構成しているが、前記当接部材５１を前記工具本体４０の嵌合部４２に一体成形することも可能である。
【００４２】
図６は、第３の実施形態を示している。前記工具ユニット１は、工具ホルダ１０に軸状の装着部１４を設け、工具本体２０に凹状の嵌合部２２を設けているが、図６に示す工具ユニット３のように、工具本体２０の凹状の嵌合部２２に代えて、段部を有する軸状の装着部６１を設けると共に、前記工具ホルダ１０の軸状の装着部１４に代えて、段部を有する凹状の嵌合部６３を設け、前記嵌合部６３を工具本体２０の装着部６１に焼きばめすることで、工具ホルダ１０に工具本体２０を装着することも可能である。なお、この工具ユニット３については、前記装着部６１の端面６１ａと、前記嵌合部６３の底面６３ａが相互に当接することで、装着部６１に対する嵌合部６３の嵌合状態が規制される。
【００４３】
この場合、同図に示すように、工具ホルダ１０の嵌合部６３に油圧供給路６４を形成しなければならず、工具本体２０の装着部６１の端面に引寄機構３０の構成要素であるボルト３１がねじ込まれるねじ穴６２を形成しなければならないことはいうまでもない。なお、工具ホルダ１０に対する工具本体２０の着脱は、前記工具ユニット１と同様の方法で行えばよい。
【００４４】
図７は、第４の実施形態を示している。この工具ユニット４は、同図に示すように、前記工具ユニット１のプルスタッド１１、ボルト３１及び工具本体２０にクーラントの供給孔１１ａ、３１ｃ、２０ａを形成したものであり、かかるクーラントの供給孔１１ａ、３１ｃ、２０ａを設けることにより、工具ユニット１をスルースピンドルクーラントシステムに対応させることもできる。なお、図には示していないが、図６に示す工具ユニット３についても、上述したようなクーラントの供給孔を各部材に適宜設けることにより、スルースピンドルクーラントシステムに対応させることができることはいうまでもない。
【００４５】
なお、上述した各実施形態では、砥石車等の研削工具について説明したが、エンドミル等の切削工具やその他の回転工具について、この発明の工具ユニットを応用することができることはいうまでもない。
【００４６】
また、上述した各実施形態では、前記嵌合部２２、４２等に前記円周溝２３ｂ、４３ｂ等を形成しているが、この円周溝２３、４３ｂ等は必ずしも形成する必要はない。
【００４７】
また、前記工具ユニット１、２では、異なる形状の工具本体２０、４０に対応するため、工具ホルダ１０にボルト挿通孔１６とねじ穴１８の双方を形成し、工具本体の形状にあわせて、ボルト挿通孔１６、ねじ穴１８を使い分けているが、工具ホルダにボルト挿通孔１６またはねじ穴１８のいずれか一方のみを形成することによって、形状の異なる工具本体毎に専用の工具ホルダを使用するようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、この発明の工具ユニットは、工具本体の工具ホルダへの装着を高精度で行うことができる「焼きばめ」方式を採用し、しかも、「焼きばめ」に伴う、工具本体の工具ホルダに対する傾きや軸方向のズレについても、簡単に修正することができるようにしたため、工具ホルダと工具本体とを一体成形した工具ユニットと同等の振れ精度及びクランプ剛性を付与することができ、ワークの加工を超高速回転で行うＣＢＮ工具、特に、砥粒層が薄いため、ツルーイングによる工具の振れを修正することができない電着砥石等の工具ユニットとして有効であるといえる。
【００４９】
しかも、上述したように、工具本体の工具ホルダへの着脱を容易に行うことができるので、工具ユニット自体の製造コストや工具本体の交換コストを、工具ホルダと工具本体とを一体成形した工具ユニットに比べて大幅に抑えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる第１の実施形態の工具ホルダを示す平面図である。
【図２】同上の工具ホルダの装着部の端面図である。
【図３】同上の工具ホルダに装着される工具本体を示す平面図である。
【図４】同上の工具ホルダに工具本体が装着された工具ユニットを示す断面図である。
【図５】第２の実施形態である工具ユニットを示す断面図である。
【図６】第３の実施形態である工具ユニットを示す断面図である。
【図７】第４の実施形態である工具ユニットを示す断面図である。
【図８】従来例を示す断面図である。
【図９】他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２、３、４ 工具ユニット
１０ 工具ホルダ
１４ 装着部
１４ａ 小径部
１４ｂ 大径部
１５ 段部
１５ａ 端面
１６ ボルト挿通孔
１６ａ 大径孔
１６ｂ 小径孔
１７ 段部
１８ ねじ穴
２０ 工具本体
２２ 嵌合部
２２ａ 第１の嵌合穴
２２ｂ 第２の嵌合穴
２３ 段部
２３ａ 端面
２３ｂ 円周溝
２４ 油圧供給路
２５ ねじ穴
３０ 引寄機構
３１ ボルト
３１ａ 頭部
３１ｂ 軸部
４０ 工具本体
４２ 嵌合部
４２ａ 第１の嵌合穴
４２ｂ 第２の嵌合穴
４３ 段部
４３ｂ 円周溝
５０ 引寄機構
５１ 当接部材
５１ａ ボルト挿通孔
５２ ボルト
６１ 装着部
６２ ねじ穴
６３ 嵌合部
６４ 油圧供給路
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械等の主軸に着脱自在に保持される、工具本体が工具ホルダに装着された工具ユニット、特に、工具本体を工具ホルダに精度良く固定できる高剛性を有する工具ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
マシニングセンタ等の工作機械では、ワークに対して種々の加工を行うため、工具の自動交換を行う必要がある。そこで、こうした工作機械では、主軸に着脱自在に固定される共通のシャンク部を有する工具ホルダに工具本体を装着した種々の工具ユニットを用意し、これを予め工具マガジンに収容しておき、自動工具交換装置によって、工具マガジンと工作機械の主軸との間で工具ユニットの交換が行われるように構成されている。
【０００３】
こうした工具ユニットにおける、工具本体の工具ホルダへの装着方式は、代表的なコレットチャック方式以外に、例えば、図８に示すように、工具ホルダ７１の端面７２に形成された凸部７３に、工具本体７４の端面７５に形成された凹部７６を嵌合させた状態で、工具ホルダ７１の端面７２と工具本体７４の端面７５とを当接させ、ボルト等の固定手段７７を用いて工具ホルダ７１と工具本体７４とを固定する方式や、図９に示すように、工具ホルダ８１に形成されたテーパ部８２に、工具本体８４に形成されたテーパ穴８５を嵌合させ、工具ホルダ８１のテーパ部８２の端面に形成された雄ねじ部８３にねじ込まれたナット８６によって、両者の嵌合面を相互に密着させるように、工具ホルダ８１に対して工具本体８４を締め付けることで、工具本体８４と工具ホルダ８１とを固定する方式などが広く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、研削工具や切削工具の進歩は著しく、刃先や砥粒がＣＢＮ（cubic boron nitride）やダイヤモンドによって形成されたエンドミルや砥石車等のＣＢＮ工具やダイヤモンド工具では、超高速回転での切削や研削が可能となり、これに伴って、工作機械の主軸を超高速で回転させるようになってきている。従って、こうしたＣＢＮ工具等については、工具本体を工具ホルダに高精度に装着できなくては、超高速回転に伴う工具の振れの影響が大きくなり、ＣＢＮ工具が有する性能を十分に発揮させることができない。
【０００５】
しかし、上述したようなコレットチャック方式では、工具本体を工具ホルダに高精度に装着することが難しく、その機構上、高速回転時に工具ホルダと工具本体との間にゆるみが生じる恐れがあるといった問題がある。
【０００６】
また、図８に示す方式では、嵌合部に隙間が形成されるので、振れが大きくなると共に軸心に対して端面を直角に成形しにくいといった問題もある。
【０００７】
また、図９に示す方式では、工具ホルダ及び工具本体の製作工程において、テーパ部と刃先部の振れを小さく抑えることが難しく、軸方向の寸法を一定にすることが難しいといった問題もある。
【０００８】
このため、工具本体と工具ホルダとを一体成形することにより、振れをなくすことが考えられるが、種々の形状の工具毎に、工具本体と工具ホルダとが一体成形された工具ユニットを製造すると、工具ユニット自体の製品コストが高くなり、しかも、工具本体が損傷した場合でも、工具ユニット全体を交換しなければならないので、工具の交換コストが高くなるといった問題がある。
【０００９】
また、米国特許第4,818,161号 に開示されているように、工具本体と工具ホルダとを焼きばめによって固定することが考えられる。ここにいう「焼きばめ」とは、例えば、工具本体に、軸状の装着部を形成すると共に、工具ホルダに、その装着部より僅かに小径の嵌合穴を有する嵌合部を形成し、この嵌合部を加熱することによって前記嵌合穴を拡大させた状態で、前記嵌合部を前記装着部に嵌入した後、前記嵌合部を冷却することで前記嵌合穴を収縮させて、前記装着部に前記嵌合部を嵌着させる方法であり、このようにして、工具本体と工具ホルダとを固定することにより、工具本体と工具ホルダとが一体成形された前記工具ユニットに近い振れ精度を確保することができる。
【００１０】
しかし、単に「焼きばめ」によって両者を固定したのでは、工具ホルダに対する工具本体の着脱が困難であるといった問題があり、また、工具本体と工具ホルダとを焼きばめによって固定する際に、工具ホルダに対して工具本体が傾いた状態で固定されたり、軸方向にずれたりするといった問題もある。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、上述した従来の工具ユニットが有する種々の問題点を考慮して、工具ホルダに対する工具本体の着脱が容易で、しかも工具ホルダに対する工具本体の振れを小さくすることのできる工具ユニットを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、工作機械の主軸に着脱自在に保持される工具ホルダと、前記工具ホルダに装着される工具本体と、装着状態にある前記工具ホルダと工具本体とを相互に引き寄せる引寄機構とを備え、前記工具ホルダは、先端側の小径部と基端側の大径部との間に段部が形成された軸状の装着部を有し、前記工具本体は、前記装着部の前記小径部に嵌り込む第１の嵌合穴と、前記装着部の前記大径部に嵌り込む第２の嵌合穴との間に段部が形成された、前記工具ホルダの前記装着部に焼きばめされる嵌合部を有し、前記工具ホルダ及び工具本体は、前記装着部に形成された前記段部と、前記嵌合部に形成された前記段部との間に所定の空間が形成されるように、相互に当接して両者の嵌合状態を規制する規制面を有し、前記嵌合部は、前記空間に油圧を供給するために、前記空間と外部とを連通する油圧供給路を有している工具ユニットを提供するものである。
【００１３】
以上のように構成された工具ユニットでは、前記工具本体の嵌合部を、前記工具ホルダの装着部に焼きばめすると、前記工具本体の規制面と前記工具ホルダの規制面とが相互に当接することで、前記嵌合部の段部と前記装着部の段部との間に所定の空間が全周に渡って形成される。
【００１４】
ここで、前記引寄機構によって、前記工具本体と前記工具ホルダとを相互に引き寄せる方向に付勢した状態で、前記嵌合部に形成された油圧供給路に外部から高圧の油圧を供給すると、前記嵌合部と前記装着部との嵌合面に高圧の油膜が形成され、この油膜が潤滑剤の役割を果たすこととなって、焼きばめした際の前記工具ホルダに対する前記工具本体の傾きが修正されると共に、工具ホルダに対する工具本体の軸方向のズレが容易に修正される。これによって、前記工具ホルダに対する工具本体の振れをほとんどなくすことができる。
【００１５】
また、前記工具本体が前記工具ホルダに既に装着された工具ユニットにあっては、前記引寄機構による工具本体と工具ホルダ相互間の引き寄せを解除した後、前記油圧供給路から前記空間に高圧の油圧を供給すると、前記工具ホルダの段部に形成された端面と前記工具本体の段部に形成された端面とを相互に逆方向に押すように油圧が作用するので、前記工具本体が前記工具ホルダから容易に外れる。
【００１６】
また、前記第１の嵌合穴を、ねじ穴が形成された底面を有する有底穴とし、前記引寄機構を、前記ねじ孔にねじ込まれるボルトと、このボルトの頭部が係止される段部を有する、前記工具ホルダに形成されたボルト挿通孔とから構成することができる。
【００１７】
さらに、前記嵌合部を筒状に形成し、前記引寄機構を、前記工具ホルダの小径部の端面に形成されたねじ孔と、このねじ孔にねじ込まれるボルトと、前記嵌合部に当接して前記第１の嵌合穴を閉塞すると共に、前記ボルトの軸部が挿通されるボルト挿通孔を有している当接部材とから構成することも可能であり、前記嵌合部と前記当接部材とを一体成形することもできる。
【００１８】
また、前記工具ホルダ、前記工具本体及び前記ボルトにクーラントの供給孔を形成することにより、工具ユニットをスルースピンドルクーラントシステムに対応させることもできる。
【００１９】
なお、上述した工具ユニットでは、工具ホルダに軸状の装着部を設け、工具本体に凹状の嵌合部を設けているが、逆に、工具本体に軸状の装着部を設け、工具ホルダに凹状の嵌合部を設けることによっても、同様の作用効果を実現することができる。即ち、工作機械の主軸に着脱自在に保持される工具ホルダと、前記工具ホルダに装着される工具本体と、装着状態にある前記工具ホルダと工具本体とを相互に引き寄せる引寄機構とを備え、前記工具本体は、先端側の小径部と基端側の大径部との間に段部が形成された、軸状の装着部を有し、前記工具ホルダは、前記装着部の大径部に嵌り込む第１の嵌合穴と前記装着部の小径部に嵌り込む第２の嵌合穴との間に段部が形成された、前記工具本体の前記装着部に焼きばめされる凹状の嵌合部を有し、前記工具ホルダ及び工具本体は、前記装着部に形成された前記段部と、前記嵌合部に形成された前記段部との間に所定の空間が形成されるように、相互に当接して両者の嵌合状態を規制する規制面を有し、前記嵌合部は、前記空間に油圧を供給するために、前記空間と外部とを連通する油圧供給路を有している構成を採用することができる。
【００２０】
その場合、前記引寄機構を、前記工具本体の前記小径部の端面に形成されたねじ孔と、このねじ穴にねじ込まれるボルトと、前記工具ホルダに形成され、前記ボルトの頭部が係止される段部を有しているボルト挿通孔とから構成することができ、また、前記工具ホルダ、前記工具本体及び前記ボルトにクーラントの供給孔を形成することにより、工具ユニットをスルースピンドルクーラントシステムに対応させることもできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１ないし図４は第１の実施形態を示している。同図に示すように、この工具ユニット１は、工作機械の主軸に着脱自在に保持される工具ホルダ１０と、この工具ホルダ１０に装着される工具本体２０と、この工具本体２０が前記工具ホルダ１０に装着された状態で両者を相互に引き寄せる引寄機構３０とから構成されている。
【００２２】
前記工具ホルダ１０は、図１及び図２に示すように、図示しない工作機械の主軸の先端部に形成されたテーパ穴に嵌合されるテーパシャンク部１２と、前記工作機械に設置された自動工具交換装置のアーム（図示せず）によって把持される周溝１３ａを有するボトルグリップ部１３と、前記工具本体２０が装着される軸状の装着部１４とから構成されており、前記テーパシャンク部１２の先端部には、前記工作機械の主軸内部の引張り機構（図示せず）によって引き込まれることで、この工具ホルダ１０を前記工作機械の主軸に固定するためのプルスタッド１１がねじ込まれている。
【００２３】
前記装着部１４は、先端側の小径部１４ａと基端側の大径部１４ｂとを有しており、前記小径部１４ａと前記大径部１４ｂとの境界部分には、端面１５ａを有する段部１５が形成されている。
【００２４】
また、この工具ホルダ１０には、図１に示すように、前記テーパシャンク部１２の端部から前記装着部１４の端部に渡って、前記引寄機構３０の１要素であるボルト３１を挿通するためのボルト挿通孔１６が形成されており、このボルト挿通孔１６は、前記テーパシャンク部１２の端部から前記装着部１４の大径部１４ｂの途中まで延びる、前記ボルト３１の頭部３１ａが通過できる程度の口径を有する大径孔１６ａと、前記装着部１４の大径部１４ｂの途中から前記小径部１４ａの端部まで延びる、前記ボルト３１の軸部３１ｂが通過できる程度の口径を有する小径孔１６ｂとから構成されており、前記大径孔１６ａと前記小径孔１６ｂとの境界部分には、前記ボルト３１の頭部３１ａが係止される段部１７が形成されている。
【００２５】
なお、図２に示すように、前記装着部１４の小径部１４ａの端面には、前記ボルト挿通孔１６（小径孔１６ｂ）の周囲に６個のねじ穴１８が形成されているが、この工具ユニット１では、このねじ穴１８は使用しない。
【００２６】
前記工具本体２０は、図３に示すように、小径の砥石車２１と、前記工具ホルダ１０の装着部１４に焼きばめされる凹状の嵌合部２２とが一体成形されたものであり、前記嵌合部２２は、焼きばめしたときに、前記工具ホルダ１０の装着部１４に密着嵌合するような内径寸法を有している。
【００２７】
前記嵌合部２２は、前記装着部１４の小径部１４ａに嵌り込む第１の嵌合穴２２ａと、前記装着部１４の前記大径部１４ｂに嵌り込む第２の嵌合穴２２ｂとを有しており、前記第１の嵌合穴２２ａと第２の嵌合穴２２ｂとの境界部分に端面２３ａを有する段部２３が形成されている。また、この嵌合部２２には、前記段部２３の前記第２の嵌合穴２２ｂ側に円周溝２３ｂが形成されており、この円周溝２３ｂと外部とを連通する油圧供給路２４が形成されている。
【００２８】
また、前記第１の嵌合穴２２ａの底面には、前記ボルト３１がねじ込まれるねじ穴２５が形成されており、このねじ穴２５、前記ボルト３１及び前記ボルト３１の頭部３１ａが係止される、前記ボルト挿通孔１６の段部１７によって、前記引寄機構３０が構成されている。
【００２９】
なお、前記嵌合部２２の段部２３及び前記装着部１４の段部１５は、前記嵌合部２２の端面２２ｃと前記装着部１４の端面１４ｃとが当接した状態で、前記嵌合部２２が装着部１４に嵌合されたとき、前記段部２３と前記段部１５との間に所定の空間が形成される位置にそれぞれ形成されている。
【００３０】
以上のように構成された工具ユニット１において、前記工具本体２０を工具ホルダ１０に装着するには、まず、前記工具本体２０の嵌合部２２を１４０℃〜１５０℃程度に加熱することにより、前記第１及び第２の嵌合穴２２ａ、２２ｂを拡大させた状態で、前記嵌合部２２を前記工具ホルダ１０の装着部１４に嵌入する。このとき、上述したように、前記工具本体２０の嵌合部２２の端面２２ｃと前記工具ホルダ１０の端面１４ｃとが相互に当接することにより、前記装着部１４に対する前記嵌合部２２の嵌合状態が規制され、前記装着部１４の段部１５と前記嵌合部２２の段部２３（前記円周溝２３ｂを含む）との間に、所定の空間Ａが形成される。その後、前記嵌合部２２を冷却（放置による自然冷却も含む）することにより、前記第１及び第２の嵌合穴２２ａ、２２ｂを収縮させて、とりあえず前記工具ホルダ１０の装着部１４に工具本体２０の嵌合部２２を嵌着させる。
【００３１】
このように、前記装着部１４に前記嵌合部２２を単に焼きばめしただけでは、装着部１４に対する嵌合部２２の嵌入時に、前記装着部１４に対して前記嵌合部２２が傾いたり、冷却による嵌合部２２の軸方向の収縮等の原因により、前記装着部１４に対して前記嵌合部２２が軸方向にずれたりした状態で、嵌合部２２が装着部１４に嵌着されるおそれがある。
【００３２】
そこで、前記ボルト３１を工具本体２０に形成されたねじ穴２５にねじ込むことにより、前記工具ホルダ１０と前記工具本体２０とを相互に引き寄せる方向に付勢した状態で、外部から油圧供給装置等（図示せず）によって、前記嵌合部２２の油圧供給路２４を介して、前記空間Ａに高圧の油圧を供給すると、前記装着部１４と嵌合部２２との嵌合面に高圧の油膜が形成され、この高圧の油膜が潤滑剤として機能することで、前記嵌合部２２と前記装着部１４とが容易に相対スライドして、前記端面２２ｃと前記端面１４ｃとが密着した状態に当接し、前記装着部１４に対する前記嵌合部２２の軸方向のズレが修正されると共に、上述した嵌合部２２の傾きが修正される。このような簡単な操作によって、前記工具ホルダ１０に前記工具本体２０が高精度に装着された、高剛性で振れの少ない工具ユニット１となる。
【００３３】
また、このようにして工具本体２０が工具ホルダ１０に装着された工具ユニット１においては、まず、前記ボルト３１を緩めて、工具本体２０のねじ穴２５から外した状態で、前記嵌合部２２の油圧供給路２４を介して、外部から前記空間Ａに高圧の油圧を供給すると、前記装着部１４と嵌合部２２との嵌合面に高圧の油膜が形成されると共に、両段部１５、２３の端面１５ａ、２３ａをそれぞれ逆方向に押すように、高圧の油圧が作用するので、この油圧によって、前記工具本体２０が工具ホルダ１０から容易に外れる。
【００３４】
図５は、第２の実施形態を示している。この工具ユニット２は、前記実施形態の工具ホルダ１０に、異なる形態の工具本体４０を装着したものであるので、前記工具ホルダ１０についての説明は省略し、異なる構成要素である工具本体４０と引寄機構５０について説明する。
【００３５】
前記工具本体４０は、図５に示すように、大径の砥石車４１と、前記工具ホルダ１０の装着部１４に焼きばめされる筒状の嵌合部４２とが一体成形されたものであり、前記嵌合部４２は、焼きばめしたときに、前記工具ホルダ１０の装着部１４に密着嵌合するような内径寸法を有している。
【００３６】
前記嵌合部４２は、前記工具本体２０と同様に、前記装着部１４の小径部１４ａに嵌り込む第１の嵌合穴４２ａと、前記装着部１４の前記大径部１４ｂに嵌り込む第２の嵌合穴４２ｂとを有しており、前記第１の嵌合穴４２ａと第２の嵌合穴４２ｂとの境界部分に端面４３ａを有する段部４３が形成されている。また、この嵌合部４２には、前記段部４３の前記第２の嵌合穴４２ｂ側に円周溝４３ｂが形成されており、この円周溝４３ｂと外部とを連通する油圧供給路４４が形成されている。
【００３７】
なお、この嵌合部４２の端面４２ｃが、前記装着部１４の端面１４ｃに当接することで、前記装着部１４に対する嵌合部４２の嵌合状態が規制される。
【００３８】
前記引寄機構５０は、筒状の前記嵌合部４２の一端側の端面に当接した状態で嵌合する当接部材５１を有しており、この当接部材５１は、前記工具ホルダ１０の装着部１４の端面に形成されたねじ穴１８に対応して形成された６個のボルト挿通孔５１ａを備えている。そして、この６個のボルト挿通孔５１ａに通した６本のボルト５２を、前記工具ホルダ１０の装着部１４に形成された６個のねじ穴１８にねじ込むことにより、前記工具本体４０と工具ホルダ１０とが相互に引き寄せられる。
【００３９】
以上のように構成された工具ユニット２は、前記工具ユニット１と同様に、工具本体４０の嵌合部４２を、前記工具ホルダ１０の装着部１４に焼きばめした後、
前記装着部１４の段部１５と前記嵌合部４２の段部４３（前記円周溝４３ｂを含む）とによって形成された所定の空間Ｂに、外部から前記油圧供給路４４を介して、高圧の油圧を供給することで、前記装着部１４と前記嵌合部４２の嵌合面に高圧の油膜を形成し、前記引寄機構５０によって工具ホルダ１０と工具本体４０とを相互に引き寄せることで、焼きばめ時に発生する前記嵌合部４２の傾きや軸方向のズレが容易に修正される。
【００４０】
また、工具本体４０が工具ホルダ１０に既に装着された工具ユニット２にあっては、前記工具ユニット１の場合と同様に、前記油圧供給路４４を介して、前記空間Ｂに高圧の油圧を供給することにより、前記工具ホルダ１０から前記工具本体４０を容易に取り外すことができる。
【００４１】
なお、この工具ユニット２では、前記当接部材５１と、前記工具本体４０とをそれぞれ別部材によって構成しているが、前記当接部材５１を前記工具本体４０の嵌合部４２に一体成形することも可能である。
【００４２】
図６は、第３の実施形態を示している。前記工具ユニット１は、工具ホルダ１０に軸状の装着部１４を設け、工具本体２０に凹状の嵌合部２２を設けているが、図６に示す工具ユニット３のように、工具本体２０の凹状の嵌合部２２に代えて、段部を有する軸状の装着部６１を設けると共に、前記工具ホルダ１０の軸状の装着部１４に代えて、段部を有する凹状の嵌合部６３を設け、前記嵌合部６３を工具本体２０の装着部６１に焼きばめすることで、工具ホルダ１０に工具本体２０を装着することも可能である。なお、この工具ユニット３については、前記装着部６１の端面６１ａと、前記嵌合部６３の底面６３ａが相互に当接することで、装着部６１に対する嵌合部６３の嵌合状態が規制される。
【００４３】
この場合、同図に示すように、工具ホルダ１０の嵌合部６３に油圧供給路６４を形成しなければならず、工具本体２０の装着部６１の端面に引寄機構３０の構成要素であるボルト３１がねじ込まれるねじ穴６２を形成しなければならないことはいうまでもない。なお、工具ホルダ１０に対する工具本体２０の着脱は、前記工具ユニット１と同様の方法で行えばよい。
【００４４】
図７は、第４の実施形態を示している。この工具ユニット４は、同図に示すように、前記工具ユニット１のプルスタッド１１、ボルト３１及び工具本体２０にクーラントの供給孔１１ａ、３１ｃ、２０ａを形成したものであり、かかるクーラントの供給孔１１ａ、３１ｃ、２０ａを設けることにより、工具ユニット１をスルースピンドルクーラントシステムに対応させることもできる。なお、図には示していないが、図６に示す工具ユニット３についても、上述したようなクーラントの供給孔を各部材に適宜設けることにより、スルースピンドルクーラントシステムに対応させることができることはいうまでもない。
【００４５】
なお、上述した各実施形態では、砥石車等の研削工具について説明したが、エンドミル等の切削工具やその他の回転工具について、この発明の工具ユニットを応用することができることはいうまでもない。
【００４６】
また、上述した各実施形態では、前記嵌合部２２、４２等に前記円周溝２３ｂ、４３ｂ等を形成しているが、この円周溝２３、４３ｂ等は必ずしも形成する必要はない。
【００４７】
また、前記工具ユニット１、２では、異なる形状の工具本体２０、４０に対応するため、工具ホルダ１０にボルト挿通孔１６とねじ穴１８の双方を形成し、工具本体の形状にあわせて、ボルト挿通孔１６、ねじ穴１８を使い分けているが、工具ホルダにボルト挿通孔１６またはねじ穴１８のいずれか一方のみを形成することによって、形状の異なる工具本体毎に専用の工具ホルダを使用するようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、この発明の工具ユニットは、工具本体の工具ホルダへの装着を高精度で行うことができる「焼きばめ」方式を採用し、しかも、「焼きばめ」に伴う、工具本体の工具ホルダに対する傾きや軸方向のズレについても、簡単に修正することができるようにしたため、工具ホルダと工具本体とを一体成形した工具ユニットと同等の振れ精度及びクランプ剛性を付与することができ、ワークの加工を超高速回転で行うＣＢＮ工具、特に、砥粒層が薄いため、ツルーイングによる工具の振れを修正することができない電着砥石等の工具ユニットとして有効であるといえる。
【００４９】
しかも、上述したように、工具本体の工具ホルダへの着脱を容易に行うことができるので、工具ユニット自体の製造コストや工具本体の交換コストを、工具ホルダと工具本体とを一体成形した工具ユニットに比べて大幅に抑えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる第１の実施形態の工具ホルダを示す平面図である。
【図２】同上の工具ホルダの装着部の端面図である。
【図３】同上の工具ホルダに装着される工具本体を示す平面図である。
【図４】同上の工具ホルダに工具本体が装着された工具ユニットを示す断面図である。
【図５】第２の実施形態である工具ユニットを示す断面図である。
【図６】第３の実施形態である工具ユニットを示す断面図である。
【図７】第４の実施形態である工具ユニットを示す断面図である。
【図８】従来例を示す断面図である。
【図９】他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２、３、４ 工具ユニット
１０ 工具ホルダ
１４ 装着部
１４ａ 小径部
１４ｂ 大径部
１５ 段部
１５ａ 端面
１６ ボルト挿通孔
１６ａ 大径孔
１６ｂ 小径孔
１７ 段部
１８ ねじ穴
２０ 工具本体
２２ 嵌合部
２２ａ 第１の嵌合穴
２２ｂ 第２の嵌合穴
２３ 段部
２３ａ 端面
２３ｂ 円周溝
２４ 油圧供給路
２５ ねじ穴
３０ 引寄機構
３１ ボルト
３１ａ 頭部
３１ｂ 軸部
４０ 工具本体
４２ 嵌合部
４２ａ 第１の嵌合穴
４２ｂ 第２の嵌合穴
４３ 段部
４３ｂ 円周溝
５０ 引寄機構
５１ 当接部材
５１ａ ボルト挿通孔
５２ ボルト
６１ 装着部
６２ ねじ穴
６３ 嵌合部
６４ 油圧供給路
Claims (8)
- 工作機械の主軸に着脱自在に保持される工具ホルダと、前記工具ホルダに装着される工具本体と、装着状態にある前記工具ホルダと工具本体とを相互に引き寄せる引寄機構とを備え、
前記工具ホルダは、先端側の小径部と基端側の大径部との間に段部が形成された軸状の装着部を有し、
前記工具本体は、前記装着部の前記小径部に嵌り込む第１の嵌合穴と、前記装着部の前記大径部に嵌り込む第２の嵌合穴との間に段部が形成された、前記工具ホルダの前記装着部に焼きばめされる嵌合部を有し、
前記工具ホルダ及び工具本体は、前記装着部に形成された前記段部と、前記嵌合部に形成された前記段部との間に所定の空間が形成されるように、相互に当接して両者の嵌合状態を規制する規制面を有し、
前記嵌合部は、前記空間に油圧を供給するために、前記空間と外部とを連通する油圧供給路を有している工具ユニット。 - 前記第１の嵌合穴は、ねじ穴が形成された底面を有する有底穴であり、
前記引寄機構が、前記ねじ孔にねじ込まれるボルトと、このボルトの頭部が係止される段部を有する、前記工具ホルダに形成されたボルト挿通孔とから構成されている請求項１に記載の工具ユニット。 - 前記嵌合部が、筒状に形成されており、
前記引寄機構が、前記工具ホルダの小径部の端面に形成されたねじ孔と、このねじ孔にねじ込まれるボルトと、前記嵌合部に当接して前記第１の嵌合穴を閉塞すると共に、前記ボルトの軸部が挿通されるボルト挿通孔を有している当接部材とから構成されている請求項１に記載の工具ユニット。 - 前記嵌合部と前記当接部材とが一体成形されている請求項３に記載の工具ユニット。
- 前記工具ホルダ、前記工具本体及び前記ボルトが、クーラントの供給孔を有している請求項２に記載の工具ユニット。
- 工作機械の主軸に着脱自在に保持される工具ホルダと、前記工具ホルダに装着される工具本体と、装着状態にある前記工具ホルダと工具本体とを相互に引き寄せる引寄機構とを備え、
前記工具本体は、先端側の小径部と基端側の大径部との間に段部が形成された、軸状の装着部を有し、
前記工具ホルダは、前記装着部の大径部に嵌り込む第１の嵌合穴と前記装着部の小径部に嵌り込む第２の嵌合穴との間に段部が形成された、前記工具本体の前記装着部に焼きばめされる凹状の嵌合部を有し、
前記工具ホルダ及び工具本体は、前記装着部に形成された前記段部と、前記嵌合部に形成された前記段部との間に所定の空間が形成されるように、相互に当接して両者の嵌合状態を規制する規制面を有し、
前記嵌合部は、前記空間に油圧を供給するために、前記空間と外部とを連通する油圧供給路を有している工具ユニット。 - 前記引寄機構が、前記工具本体の前記小径部の端面に形成されたねじ孔と、このねじ穴にねじ込まれるボルトと、前記工具ホルダに形成され、前記ボルトの頭部が係止される段部を有しているボルト挿通孔とから構成されている請求項６に記載の工具ユニット。
- 前記工具ホルダ、前記工具本体及び前記ボルトが、クーラントの供給孔を有している請求項７に記載の工具ユニット。
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