JP6853032B2 - Tool clamp mechanism - Google Patents

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Description

本発明は、研削盤などのスピンドルにツールをクランプするツールクランプ機構に関する。 The present invention relates to a tool clamping mechanism that clamps a tool to a spindle such as a grinding machine.

従来より、図６に示すように、研削工具用のスピンドル１０１に砥石などのツールＴを取り付ける場合、ツールホルダ１０２の基端側に雄ネジを加工してスピンドル１０１の先端に雌ネジを加工すると共に、ツールホルダ１０２の先端側に雌ネジを加工してツールＴの基端側に雄ネジを加工する。そして、スピンドル１０１の先端にツールホルダ１０２を締結すると共に、そのツールホルダ１０２の先端にツールＴを締結し、ツールホルダ１０２の端面にツールＴの端面を密着させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, as shown in FIG. 6, when a tool T such as a grindstone is attached to a spindle 101 for a grinding tool, a male screw is machined on the base end side of the tool holder 102 and a female screw is machined on the tip of the spindle 101. At the same time, a female screw is machined on the tip side of the tool holder 102 and a male screw is machined on the base end side of the tool T. Then, a method is known in which the tool holder 102 is fastened to the tip of the spindle 101, the tool T is fastened to the tip of the tool holder 102, and the end face of the tool T is brought into close contact with the end face of the tool holder 102 (for example,). See Patent Document 1).

そして、スピンドル１０１及びツールホルダ１０２にスパナで挟む二面削ぎ１０３を加工しておき、その二面削ぎ１０３にスパナを当ててトルクを掛けてツールホルダ１０２の端面をスピンドル１０１の端面に堅固に押し付けるようにしている。 Then, a two-sided shaving 103 sandwiched between the spindle 101 and the tool holder 102 is processed, and a spanner is applied to the two-sided shaving 103 to apply torque to firmly press the end face of the tool holder 102 against the end face of the spindle 101. I am doing it.

特開２０１５−３００７９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-30079

研削中のツールの回転数は、最大で１０万回／分にもなるので、従来のツールクランプ機構では、二面削ぎ１０３の部分が、風切り音を発生させるという問題がある。 Since the maximum number of rotations of the tool during grinding is 100,000 times / minute, there is a problem in the conventional tool clamp mechanism that the portion of the two-sided cutting 103 generates a wind noise.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、風切り音の発生を抑制しながら、ツールホルダをスピンドルに確実に固定できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to ensure that the tool holder can be securely fixed to the spindle while suppressing the generation of wind noise.

上記の目的を達成するために、この発明では、スパナを用いずにスピンドルにツールホルダを確実に固定できるようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, the tool holder can be securely fixed to the spindle without using a spanner.

具体的には、第１の発明では、スピンドルにツールをクランプするツールクランプ機構を前提とし、
上記ツールクランプ機構は、
基端側に上記スピンドルの先端のホルダ用穴部に挿入される挿入部を有し、先端側に上記ツールが固定されるツールホルダと、
上記スピンドルの先端に該スピンドルの直径方向に貫通させたスピンドル側貫通孔と、
上記スピンドル側貫通孔に対応させて上記ツールホルダの上記挿入部の基端に設けたホルダ側貫通孔と、
上記スピンドル側貫通孔及び上記ホルダ側貫通孔に挿通されるクランプ用ボルトと、
上記スピンドル側貫通孔の一対の周縁にそれぞれ形成したザグリ部と、
上記クランプ用ボルトに締結され、一対の上記ザグリ部に該ザグリ部の周縁と連続するように嵌まり込むクランプ用ナットとを備えている。 Specifically, in the first invention, a tool clamp mechanism for clamping a tool to a spindle is premised.
The above tool clamp mechanism
A tool holder having an insertion portion inserted into the holder hole at the tip of the spindle on the base end side and fixing the tool on the tip end side.
A through hole on the spindle side that penetrates the tip of the spindle in the radial direction of the spindle,
A holder-side through-hole provided at the base end of the insertion portion of the tool holder corresponding to the spindle-side through-hole,
Clamp bolts inserted into the spindle side through hole and the holder side through hole,
Counterbore portions formed on the pair of peripheral edges of the spindle-side through holes, respectively,
It is provided with a clamp nut that is fastened to the clamp bolt and is fitted into the pair of counterbore portions so as to be continuous with the peripheral edge of the counterbore portion.

上記の構成によると、クランプ用ボルトを締め付けることで、クランプ用ナットが堅固に締め付けられるので、従来のように二面削ぎにスパナを当てて締め付ける必要がない。そして、二面削ぎがなく、また、クランプ用ナットの上面がザグリ部の周縁と連続しているので、風切り音が発生しない。 According to the above configuration, by tightening the clamp bolt, the clamp nut is firmly tightened, so that it is not necessary to apply a spanner to the two-sided cutting and tighten it as in the conventional case. Further, since there is no double-sided cutting and the upper surface of the clamp nut is continuous with the peripheral edge of the counterbore portion, no wind noise is generated.

第２の発明では、第１の発明において、
上記ツールホルダの基端は、挿入部と、該挿入部よりも外径の小さい小径部と、該小径部と上記挿入部とを連結するテーパ部とを備え、
上記小径部に上記ホルダ側貫通孔が形成され、上記テーパ部に該ホルダ側貫通孔に連続する面取りが形成されている。 In the second invention, in the first invention,
The base end of the tool holder includes an insertion portion, a small diameter portion having an outer diameter smaller than that of the insertion portion, and a tapered portion that connects the small diameter portion and the insertion portion.
The holder-side through hole is formed in the small-diameter portion, and a chamfer is formed in the tapered portion so as to be continuous with the holder-side through hole.

上記の構成によると、ツールホルダの基端側とクランプ用ナットとの当たり面が、テーパ部だけでなく、面取りでも確保されるので、ツールホルダが確実にスピンドルに固定される。 According to the above configuration, the contact surface between the base end side of the tool holder and the clamp nut is secured not only by the tapered portion but also by chamfering, so that the tool holder is securely fixed to the spindle.

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記クランプ用ボルトは、一端側に右ネジが形成されて他端側に左ネジが形成され、
上記クランプ用ナットは、右ネジ用の雌ネジが形成されたものと左ネジ用の雌ネジが形成されたものよりなる。 In the third invention, in the first or second invention,
The clamp bolt has a right-hand thread formed on one end side and a left-hand thread formed on the other end side.
The clamp nut is composed of one having a female screw for a right-handed screw and one having a female screw for a left-handed screw.

上記の構成によると、クランプ用ボルトを一方に回転すれば、一対のクランプ用ナットが同時に互いに近付くように締め付けられ、又は緩められるので、作業性がよく、スパナを用いることなくレンチなどで簡単かつ確実に締結が行われる。 According to the above configuration, if the clamp bolt is rotated in one direction, the pair of clamp nuts can be tightened or loosened so as to approach each other at the same time, so that workability is good and it is easy to use a wrench or the like without using a spanner. The fastening is surely done.

以上説明したように、本発明によれば、スピンドル側貫通孔の一対の周縁に形成した面取り部にザグリ部の周縁と連続するようにクランプ用ナットを嵌め込んで、クランプ用ボルトに締結するようにしたことにより、風切り音の発生を抑制しながら、ツールホルダをスピンドルに確実に固定できるようにすることができる。 As described above, according to the present invention, the clamp nut is fitted into the chamfered portion formed on the pair of peripheral edges of the through hole on the spindle side so as to be continuous with the peripheral edge of the counterbore portion, and is fastened to the clamp bolt. This makes it possible to securely fix the tool holder to the spindle while suppressing the generation of wind noise.

本発明の実施形態に係るツールクランプ機構を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the tool clamp mechanism which concerns on embodiment of this invention. ツールクランプ機構を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the tool clamp mechanism. ツールクランプ機構を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the tool clamp mechanism. ツールホルダを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the tool holder. 実施形態の変形例に係る斜視図である。It is a perspective view which concerns on the modification of embodiment. 従来のツールクランプ機構を一部破断して示す側面図である。It is a side view which shows by breaking a part of the conventional tool clamp mechanism.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１〜図３は本発明の実施形態のツールクランプ機構２０を示し、このツールクランプ機構２０は、研削盤などに高速回転可能に設けられたスピンドル１の先端のホルダ用穴部１ａに締結される挿入部２ａを有するツールホルダ２とを備えている。スピンドル１の先端には、このスピンドル１の直径方向に貫通させたスピンドル側貫通孔１ｂが形成されている。スピンドル側貫通孔１ｂの周縁には、平坦なザグリ部１ｃが形成されている。 1 to 3 show a tool clamp mechanism 20 according to an embodiment of the present invention, and the tool clamp mechanism 20 is fastened to a holder hole 1a at the tip of a spindle 1 provided on a grinding machine or the like so as to be rotatable at high speed. It is provided with a tool holder 2 having an insertion portion 2a. A spindle-side through hole 1b is formed at the tip of the spindle 1 so as to penetrate the spindle 1 in the diameter direction. A flat counterbore portion 1c is formed on the peripheral edge of the through hole 1b on the spindle side.

図４にも示すように、ツールホルダ２の基端は、挿入部２ａと、この挿入部２ａよりも外径の小さい小径部２ｂと、この小径部２ｂと挿入部２ａとを連結するテーパ部２ｃとを備えている。この小径部２ｂにスピンドル側貫通孔１ｂに対応させてホルダ側貫通孔３が形成されている。テーパ部２ｃには、ホルダ側貫通孔３に連続する面取り部４が形成されている。ツールホルダ２には、スピンドル１の先端面に当接するフランジ部２ｄと、このフランジ部２ｄよりも前側の円柱部２ｅと、ホルダテーパ部２ｆと小径のツール固定部２ｇとを備えている。ツール固定部２ｇには、ツール固定用雌ネジ２ｈが形成されており、このツール固定用雌ネジ２ｈにツールＴが有する雄ネジが締結されるようになっている。本実施形態では、ツールＴは、ツールホルダ２よりも外径の小さい小径砥石を主に対象とする。 As shown in FIG. 4, the base end of the tool holder 2 is a tapered portion that connects the insertion portion 2a, the small diameter portion 2b having an outer diameter smaller than that of the insertion portion 2a, and the small diameter portion 2b and the insertion portion 2a. It has 2c. A holder-side through-hole 3 is formed in the small-diameter portion 2b so as to correspond to the spindle-side through-hole 1b. The tapered portion 2c is formed with a chamfered portion 4 continuous with the holder-side through hole 3. The tool holder 2 includes a flange portion 2d that abuts on the tip surface of the spindle 1, a cylindrical portion 2e on the front side of the flange portion 2d, a holder taper portion 2f, and a tool fixing portion 2g having a small diameter. A female screw 2h for fixing the tool is formed in the tool fixing portion 2g, and the male screw possessed by the tool T is fastened to the female screw 2h for fixing the tool. In the present embodiment, the tool T mainly targets a small diameter grindstone having an outer diameter smaller than that of the tool holder 2.

そして、図１に示すように、スピンドル側貫通孔１ｂ及びホルダ側貫通孔３には、クランプ用ボルト１０が挿通されるようになっている。 Then, as shown in FIG. 1, the clamp bolt 10 is inserted into the spindle-side through hole 1b and the holder-side through hole 3.

図２に示すように、スピンドル側貫通孔１ｂの一対の周縁にそれぞれ形成したザグリ部１ｃには、一対のザグリ部１ｃに、その周縁と連続するようにクランプ用ナット１１，１２が嵌まり込むようになっている。 As shown in FIG. 2, the clamp nuts 11 and 12 are fitted into the pair of counterbore portions 1c so as to be continuous with the peripheral edges of the counterbore portions 1c formed on the pair of peripheral edges of the spindle-side through holes 1b. It has become like.

図２に示すように、クランプ用ボルト１０は、一端側に右ネジ１０ａが形成され、他端側に左ネジ１０ｂが形成されている。これに対応させて一方のクランプ用ナット１１には、右ネジ用の雌ネジ１１ａが形成され、他方のクランプ用ナット１２には、左ネジ用の雌ネジ１２ａが形成されている。 As shown in FIG. 2, the clamp bolt 10 has a right-hand screw 10a formed on one end side and a left-hand screw 10b formed on the other end side. Correspondingly, one clamp nut 11 is formed with a female screw 11a for a right-hand screw, and the other clamp nut 12 is formed with a female screw 12a for a left-hand screw.

次に、本実施形態に係るツールクランプ機構２０の組付手順について説明する。 Next, the procedure for assembling the tool clamp mechanism 20 according to the present embodiment will be described.

まず、ツールホルダ２の挿入部２ａをスピンドル１の先端のホルダ用穴部１ａに挿入する。 First, the insertion portion 2a of the tool holder 2 is inserted into the holder hole portion 1a at the tip of the spindle 1.

次いで、スピンドル側貫通孔１ｂとホルダ側貫通孔３とを位置合わせする。この状態で、ツールホルダ２のフランジ部２ｄがスピンドル１の先端面に当接する。 Next, the spindle-side through hole 1b and the holder-side through hole 3 are aligned. In this state, the flange portion 2d of the tool holder 2 comes into contact with the tip surface of the spindle 1.

次いで、これらスピンドル側貫通孔１ｂ及びホルダ側貫通孔３にクランプ用ボルト１０を挿通する。図２では、理解の関係上、クランプ用ボルト１０をホルダ側貫通孔３に挿入しているが、実際には、ここで説明するように、ツールホルダ２をスピンドル１の先端に挿入した後にクランプ用ボルト１０の挿入を行う。 Next, the clamp bolt 10 is inserted into the spindle-side through hole 1b and the holder-side through hole 3. In FIG. 2, for the sake of understanding, the clamp bolt 10 is inserted into the through hole 3 on the holder side, but in reality, as described here, the clamp is clamped after the tool holder 2 is inserted into the tip of the spindle 1. Insert the bolt 10.

次いで、スピンドル側貫通孔１ｂから露出するクランプ用ボルト１０の右ネジ１０ａにクランプ用ナット１１の右ネジ用の雌ネジ１１ａを仮止めし、左ネジ１０ｂにクランプ用ナット１２の左ネジ用の雌ネジ１２ａを仮止めする。 Next, the female screw 11a for the right screw of the clamping nut 11 is temporarily fixed to the right screw 10a of the clamping bolt 10 exposed from the through hole 1b on the spindle side, and the female screw 11a for the left screw of the clamping nut 12 is temporarily fixed to the left screw 10b. Temporarily fix the screw 12a.

次いで、クランプ用ボルト１０の六角穴に六角レンチを差し込んで締め付け方向に回すと、一対のクランプ用ナット１１，１２が互いに近付き、面取り部４に当接して完全に締結される。 Next, when a hexagon wrench is inserted into the hexagonal hole of the clamp bolt 10 and turned in the tightening direction, the pair of clamp nuts 11 and 12 come close to each other and come into contact with the chamfered portion 4 to be completely fastened.

最後に、ツールホルダ２のツール固定用雌ネジ２ｈにツールＴを締結する。 Finally, the tool T is fastened to the tool fixing female screw 2h of the tool holder 2.

このようにして組み付けられたスピンドル１及びツールホルダ２を用いてどの程度騒音低減されたかを調べた。図６に示す従来の二面削ぎありのものでは、例えば７９．８ｄＢであったものが、７４．５ｄＢに低減できることがわかった。 It was investigated how much noise was reduced by using the spindle 1 and the tool holder 2 assembled in this way. It was found that in the conventional one with two-sided cutting shown in FIG. 6, for example, 79.8 dB can be reduced to 74.5 dB.

このように、クランプ用ボルト１０を締め付けることで、クランプ用ナット１１，１２が堅固に締め付けられるので、従来のように二面削ぎにスパナを当てて締め付ける必要がない。そして、二面削ぎがなく、また、クランプ用ナット１１，１２の上面がザグリ部１ｃの周縁と連続しているので、風切り音が発生しない。 By tightening the clamp bolt 10 in this way, the clamp nuts 11 and 12 are firmly tightened, so that it is not necessary to apply a spanner to the two-sided cutting to tighten the clamp nuts 11 and 12. Further, since there is no double-sided cutting and the upper surfaces of the clamp nuts 11 and 12 are continuous with the peripheral edge of the counterbore portion 1c, no wind noise is generated.

また、ツールホルダ２の基端側とクランプ用ナット１１，１２との当たり面が、テーパ部２ｃだけでなく、面取り部４でも確保されるので、ツールホルダ２が確実にスピンドル１に固定される。 Further, since the contact surface between the base end side of the tool holder 2 and the clamp nuts 11 and 12 is secured not only in the tapered portion 2c but also in the chamfered portion 4, the tool holder 2 is securely fixed to the spindle 1. ..

さらに、クランプ用ボルト１０を一方に回転すれば、一対のクランプ用ナット１１，１２が同時に締め付けられ、又は緩められるので、作業性がよく、スパナを用いることなくレンチなどで簡単かつ確実に締結が行われる。 Further, if the clamp bolt 10 is rotated in one direction, the pair of clamp nuts 11 and 12 can be tightened or loosened at the same time, so that workability is good and the clamp can be easily and surely fastened with a wrench or the like without using a spanner. Will be done.

したがって、本実施形態に係るツールクランプ機構２０によると、スピンドル側貫通孔１ｂの一対の周縁に形成したザグリ部１ｃに、その周縁と連続するようにクランプ用ナット１１，１２を嵌め込むようにしたことにより、風切り音の発生を抑制しながら、ツールホルダ２をスピンドル１に確実に固定できるようにすることができる。 Therefore, according to the tool clamp mechanism 20 according to the present embodiment, the clamp nuts 11 and 12 are fitted into the counterbore portions 1c formed on the pair of peripheral edges of the spindle-side through holes 1b so as to be continuous with the peripheral edges. This makes it possible to securely fix the tool holder 2 to the spindle 1 while suppressing the generation of wind noise.

−変形例−
図５は本発明の実施形態の変形例に係るツールホルダ２’を示し、面取り部４’の形状が異なる点で上記実施形態と異なる。なお、本変形例では、図４と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 -Modification example-
FIG. 5 shows a tool holder 2 ′ according to a modified example of the embodiment of the present invention, which is different from the above embodiment in that the shape of the chamfered portion 4 ′ is different. In this modification, the same parts as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

すなわち、本変形例では、上記実施形態における面取り部４にさらにエンドミルによる加工を加えて面取り部４’を形成している。 That is, in this modification, the chamfered portion 4'in the above-described embodiment is further processed by an end mill to form the chamfered portion 4'.

こうすることで、上記実施形態に比べてクランプ用ナット１１，１２が当接する箇所が四箇所に増え、さらに堅固にクランプ用ナット１１，１２が固定される。 By doing so, the number of places where the clamp nuts 11 and 12 come into contact with each other increases to four as compared with the above embodiment, and the clamp nuts 11 and 12 are more firmly fixed.

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。 It should be noted that the above embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its applications and applications.

１ スピンドル
１ａ ホルダ用穴部
１ｂ スピンドル側貫通孔
１ｃ ザグリ部
２，２’ ツールホルダ
２ａ 挿入部
２ｂ 小径部
２ｃ テーパ部
２ｄ フランジ部
２ｅ 円柱部
２ｆ ホルダテーパ部
２ｇ ツール固定部
２ｈ ツール固定用雌ネジ
３ ホルダ側貫通孔
４，４’ 面取り部
１０ クランプ用ボルト
１０ａ 右ネジ
１０ｂ 左ネジ
１１ クランプ用ナット
１１ａ 雌ネジ
１２ クランプ用ナット
１２ａ 雌ネジ
２０ ツールクランプ機構 1 spindle
1a Holder hole
1b Spindle side through hole
1c counterbore
2,2'tool holder
2a insertion part
2b small diameter part
2c taper part
2d flange part
2e Cylindrical part
2f holder taper part
2g tool fixing part
2h Tool fixing female screw
3 Holder side through hole
4,4'Chamfering part
10 Clamp bolt
10a right-hand screw
10b left-hand screw
11 Clamp nut
11a female screw
12 Clamp nut
12a female screw
20 Tool clamp mechanism

Claims (3)

スピンドルにツールをクランプするツールクランプ機構において、
基端側に上記スピンドルの先端のホルダ用穴部に挿入される挿入部を有し、先端側に上記ツールが固定されるツールホルダと、
上記スピンドルの先端に該スピンドルの直径方向に貫通させたスピンドル側貫通孔と、
上記スピンドル側貫通孔に対応させて上記ツールホルダの上記挿入部の基端に設けたホルダ側貫通孔と、
上記スピンドル側貫通孔及び上記ホルダ側貫通孔に挿通されるクランプ用ボルトと、
上記スピンドル側貫通孔の一対の周縁にそれぞれ形成したザグリ部と、
上記クランプ用ボルトに締結され、一対の上記ザグリ部に該ザグリ部の周縁と連続するように嵌まり込むクランプ用ナットとを備えており、
上記クランプ用ナットの雌ネジは貫通孔となっており、上記クランプ用ボルトに該クランプ用ナットを仮止めした状態で、上記貫通孔から該クランプ用ボルトの六角穴に六角レンチを差し込み締結可能に構成されている
ことを特徴とするツールクランプ機構。 In the tool clamp mechanism that clamps the tool to the spindle,
A tool holder having an insertion portion inserted into the holder hole at the tip of the spindle on the base end side and fixing the tool on the tip end side.
A through hole on the spindle side that penetrates the tip of the spindle in the radial direction of the spindle,
A holder-side through-hole provided at the base end of the insertion portion of the tool holder corresponding to the spindle-side through-hole,
Clamp bolts inserted into the spindle side through hole and the holder side through hole,
Counterbore portions formed on the pair of peripheral edges of the spindle-side through holes, respectively,
It is provided with a clamp nut that is fastened to the clamp bolt and is fitted into the pair of counterbore portions so as to be continuous with the peripheral edge of the counterbore portion.
The female screw of the clamp nut is a through hole, and with the clamp nut temporarily fixed to the clamp bolt, a hexagon wrench can be inserted into the hexagonal hole of the clamp bolt from the through hole and fastened. A tool clamp mechanism characterized by being configured. 請求項１に記載のツールクランプ機構において、
上記ツールホルダの基端は、
上記挿入部と、
上記挿入部よりも外径の小さい小径部と、
上記小径部と上記挿入部とを連結するテーパ部とを備え、
上記小径部に上記ホルダ側貫通孔が形成され、
上記テーパ部に該ホルダ側貫通孔に連続する面取りが形成されている
ことを特徴とするツールクランプ機構。 In the tool clamp mechanism according to claim 1,
The base end of the above tool holder is
With the above insertion part
A small diameter part with an outer diameter smaller than the above insertion part,
It is provided with a tapered portion that connects the small diameter portion and the insertion portion.
A through hole on the holder side is formed in the small diameter portion.
A tool clamp mechanism characterized in that a chamfer is formed in the tapered portion so as to be continuous with the through hole on the holder side. 請求項１又は２に記載のツールクランプ機構において、
上記クランプ用ボルトは、一端側に右ネジが形成されて他端側に左ネジが形成され、
上記クランプ用ナットは、右ネジ用の雌ネジが形成されたものと左ネジ用の雌ネジが形成されたものよりなる
ことを特徴とするツールクランプ機構。 In the tool clamp mechanism according to claim 1 or 2.
The clamp bolt has a right-hand thread formed on one end side and a left-hand thread formed on the other end side.
The clamp nut is a tool clamp mechanism characterized by having a female thread for a right-hand thread and a female thread for a left-hand thread.
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