JP7204190B2 - 芯高さ調整機構 - Google Patents

Description

本発明は、旋盤などの工具の保持を目的とする工具ホルダにおける、高さ調整機構に関し、特に、保持した工具の刃先の高さを調整する芯高さ調整機構に関する。

従来から旋盤などの工作機械において、工具の刃先の高さを調整することは、加工精度を確保するために重要な作業である。そのため工具を保持する工具ホルダに芯高さ調整機能を持たせたものが使用されている。これらの芯高さ調整機能を有する芯高さ調整機構は、種々の形態が知られているが、最も一般的な形態として、特許文献１に記載されているように勾配を有するクサビ形状を工具のシャンクの長手方向に移動させて、芯高さの調整を行っている。

特開昭６２－１９３０１号公報

しかしながら、従来の芯高さ調整機構によると、図１３に示すように、ホルダ本体部１１０に形成された保持部１１１にクサビ部材１２０を介して工具１０２が取り付けられ、クサビ部材１２０に形成された係合溝１２１にホルダ本体部１１０に螺着された調整ネジ部１３０のツバ部１３１を係合させることで、調整ネジ部１３０を回転させて、クサビ部材１２０を工具１０２のシャンク１０６の長手方向に移動させ、クサビ部材１２０の勾配１２５及び保持部１１１に形成された勾配１１５によって工具１０２の芯高さを調整している。

このような構成によると、クサビ部材１２０を工具１０２のシャンク１０６の長手方向に移動させると、クサビ部材１２０と工具１０２とが接触しているため、クサビ部材１２０と工具１０２との摩擦によって工具１０２が工具１０２のシャンク１０６の長手方向に移動してしまい、芯高さの他に、工具の刃先の位置を調整する必要が生じるという課題があった。

また、このような構成によると、ホルダ本体部１１０の保持部１１１に形成された勾配１１５と、クサビ部材１２０に形成された勾配１２５とを同じ勾配面を有するように加工する必要があるが、勾配面を其々加工すると、相互の勾配に差が生じるため、精密加工を必要とし、加工時間や加工コストが増大してしまうという課題があった。

さらに、調整ネジ部１３０を回転させることでクサビ部材１２０を移動させる構成では、ツバ部１３１が係合する係合溝１２１の底面とツバ部１３１との間に調整量を含めた隙間Ｓを設定する必要があり、芯高さ調整機構の省スペース化を図ることが難しいという課題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、芯高さ調整時に、工具のシャンクの長手方向への移動を防止し、工具の平行を保ったまま、芯高さ調整が可能且つ省スペース化を図ることが可能な芯高さ調整機構を高精度かつ安価に製造することが可能な芯高さ調整機構を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る芯高さ調整機構は、保持した工具の高さを調整する芯高さ調整機構であって、前記工具が前記芯高さ調整機構を介して取り付けられる保持部と、工作機械に取り付けられる取付部を有するホルダ本体部を有し、前記芯高さ調整機構は、前記保持部に挿入されると共に前記ホルダ本体部と摺接する移動クサビ部材と、前記工具に当接すると共に前記移動クサビ部材によって高さ方向に移動可能且つ前記工具のシャンクの長手方向に移動不能な固定クサビ部材と、前記移動クサビ部材と係合すると共に前記ホルダ本体部に螺合する調整ネジ部とを備え、前記移動クサビ部材は、前記固定クサビ部材との当接面が勾配を有する斜面に形成され、前記当接面の反対面には、前記調整ネジ部に形成されたツバ部が係合する係合溝を有し、前記固定クサビ部材は、前記移動クサビ部材との当接面が前記斜面に対応するように勾配を有し、前記ホルダ本体部に対して前記工具のシャンクの長手方向に固定可能な固定手段を有することを特徴とする。

また、本発明に係る芯高さ調整機構において、前記固定手段は、前記固定クサビ部材の長手方向の両端に形成されると共に、前記保持部の縁部に係合する一対の係合突起として形成されると好適である。

また、本発明に係る芯高さ調整機構において、前記固定手段は、前記固定クサビ部材の側面に形成されると共に高さ方向に沿って延設された溝部と、前記保持部内に突出する係合ピン部とが係合すると好適である。

また、本発明に係る芯高さ調整機構において、前記固定手段は、前記固定クサビ部材の底面から突出すると共に前記移動クサビ部材を貫通して前記保持部に挿入される固定ピン部と、前記固定ピン部が挿通可能な長穴が前記移動クサビ部材に形成されると好適である。

本発明によれば、工具の芯高さ調整時の工具のシャンクの長手方向の移動を防止でき、工具の水平を保ったまま、芯高さ調整が可能になると共に、高精度な工具ホルダを容易に製造可能となり、隣の工具との距離が小さい場合でも芯高さ調整機構の省スペース化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る芯高さ調整機構を適用した工具ホルダの斜視図。 本発明の実施形態に係る芯高さ調整機構のホルダ本体部の構成を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る芯高さ調整機構の構造を説明するための正面図。 本発明の第１の実施形態に係る芯高さ調整機構の斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る芯高さ調整機構の固定クサビ部材の斜視図。 本発明の第２の実施形態に係る芯高さ調整機構の構造を説明するための正面図。 本発明の第２の実施形態に係る芯高さ調整機構の構造を説明するための側面図。 本発明の第２の実施形態に係る芯高さ調整機構の斜視図。 本発明の第２の実施形態に係る芯高さ調整機構の固定クサビ部材の斜視図。 本発明の第３の実施形態に係る芯高さ調整機構の構造を説明するための正面図。 本発明の第３の実施形態に係る芯高さ調整機構の斜視図。 本発明の第３の実施形態に係る芯高さ調整機構の移動クサビ部材及び固定クサビ部材の斜視図。 従来の芯高さ調整機構を示す正面図。

［第１の実施形態］
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る芯高さ調整機構を適用した工具ホルダの斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る芯高さ調整機構のホルダ本体部の構成を示す斜視図であり、図３は、本発明の第１の実施形態に係る芯高さ調整機構の構造を説明するための正面図であり、図４は、本発明の第１の実施形態に係る芯高さ調整機構の斜視図であり、図５は、本発明の第１の実施形態に係る芯高さ調整機構の固定クサビ部材の斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係る工具ホルダ１は、それぞれ刃先形状の異なる複数の工具２ａ～２ｆを保持する部材であって、工具２ａ～２ｆを保持するホルダ本体部１０と工作機械のスライドに取り付けられる取付部４を有している。

工具２ａ～２ｆは、工具ホルダ１に芯高さ調整機構３を介して取り付けられており、取付部４に取り付けられた工作機械のスライドの基準面からの高さを調整可能に取り付けられている。また、取付部４は、ホルダ本体部１０に締結される固定ブロック５によって工作機械を挟持して取り付けられている。

図２に示すように、ホルダ本体部１０は、工具２ａ～２ｆ及び芯高さ調整機構３が挿入される保持部１１ａ～１１ｆと、工作機械のスライドの基準面に当接する取付面１２を有している。なお、上述した固定ブロック５は、取付面１２の近傍に幅方向（保持部１１ａ～１１ｆが配置される方向）に沿って形成された溝部１３によって位置決めされた後、締結ボルト１４によってホルダ本体部１０に取り付けられる。なお、保持部１１ａ～１１ｆは、工具が挿入される工具保持部１５と芯高さ調整機構３が挿入される調整機構保持部１６とを有している。以下の説明においては、複数の工具２ａ～２ｆ及び保持部１１ａ～１１ｆは、挿入される工具の形状に応じてそれぞれの形状が異なるものの、工具を保持するという機能は同一であるため、それぞれ「工具２」及び「保持部１１」として説明を行う。

図３に示すように、芯高さ調整機構３は、保持部１１に工具２と共に挿入されており、ホルダ本体部１０の保持部１１の下面に摺接する移動クサビ部材２１と、工具２に当接すると共に移動クサビ部材２１によって高さ方向に移動可能且つ工具２のシャンク６の長手方向（保持部１１の貫通方向）に移動不能に取り付けられた固定クサビ部材２２と、該移動クサビ部材２１に係合すると共にホルダ本体部１０の螺合する調整ネジ部３０とを有している。調整ネジ部３０の頭部には、六角穴又はすり割り溝等が形成され、該六角穴又はすり割り溝に調整用工具を挿入して回転可能に構成されている。なお、工具２は、工具２のシャンク６の長手方向に沿って配置された複数のクランプネジ１８によって高さ方向に保持されており、調整ネジ部３０を操作する場合には当該クランプネジ１８を予め緩めて、工具２及び固定クサビ部材２２を高さ方向に移動可能な状態としておく必要がある。

図４に示すように、芯高さ調整機構３を構成する移動クサビ部材２１及び固定クサビ部材２２は、互いに当接する当接面が勾配を有する斜面２５，２５が形成されている。また、移動クサビ部材２１の斜面２５との反対面は、ホルダ本体部１０の保持部１１の内壁面と摺接する摺接面２７が形成され、固定クサビ部材２２の工具２との当接面は、工具当接面２６が形成されている。なお、摺接面２７と工具当接面２６とは、斜面２５同士を合せて移動クサビ部材２１と固定クサビ部材２２とを重ねた際に、互いに平行となるように構成されている。

このように、本実施形態に係る芯高さ調整機構３は、移動クサビ部材２１と固定クサビ部材２２のそれぞれに斜面２５を形成しているので、例えば移動クサビ部材２１と固定クサビ部材２２とを同時加工、例えば平面研削盤で両部材を並べて同時に研削することで、両部材に同じ勾配を有する斜面２５をそれぞれ形成することができるので、当該斜面２５の加工の後、移動クサビ部材２１と固定クサビ部材２２の斜面２５を重ね合わせると、上下に配置される工具当接面２６と摺接面２７は精密に平行とすることができる。

また、移動クサビ部材２１の摺接面２７には、係合溝２３が形成されており、該係合溝２３にホルダ本体部１０に螺合された調整ネジ部３０のツバ部３１が係合している。さらに、図５に示すように、固定クサビ部材２２には、固定手段となる一対の突起２４が長手方向の両端に形成されている。一対の突起２４は、図３に示すように、ホルダ本体部１０の保持部１１の縁部に係合するように突出して形成されている。

このように構成された本実施形態に係る芯高さ調整機構３は、調整ネジ部３０を回転させることで、移動クサビ部材２１を工具２のシャンク６の長手方向に前後させて、斜面２５に倣って固定クサビ部材２２を高さ方向に移動させて工具当接面２６に当接した工具２の高さを調整可能となっている。このとき、固定クサビ部材２２は、一対の突起２４が保持部１１の縁部に係合しているので、移動クサビ部材２１の前後方向の移動によって、工具２のシャンク６の長手方向に移動することなく、工具２を芯高さの調整のみを行うことが可能となる。また、上下する部材は、固定クサビ部材２２のみであるので、移動クサビ部材２１に形成された係合溝２３と調整ネジ部３０のツバ部３１の間に調整量を含めた隙間設定を行う必要がなく、部品相互の干渉余裕を微小とすることで、芯高さ調整機構全体の省スペース化に寄与する。

［第２の実施形態］
以上、説明した第１の実施形態に係る芯高さ調整機構３では、固定クサビ部材２２に形成された固定手段として、一対の突起２４を形成し、該突起２４がホルダ本体部１０に形成された保持部１１の縁部に係合するとで、固定クサビ部材２２を工具２のシャンク６の長手方向に移動不能に取り付けている場合について説明を行った。次に説明する第２の実施形態に係る芯高さ調整機構は、第１の実施形態に係る芯高さ調整機構と異なる形態を有する固定手段の実施例について説明を行うものである。なお、上述した第１の実施形態の場合と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る芯高さ調整機構の構造を説明するための正面図であり、図７は、本発明の第２の実施形態に係る芯高さ調整機構の構造を説明するための側面図であり、図８は、本発明の第２の実施形態に係る芯高さ調整機構の斜視図であり、図９は、本発明の第２の実施形態に係る芯高さ調整機構の固定クサビ部材の斜視図である。

図６に示すように、本実施形態に係る芯高さ調整機構３ａは、第１の実施形態に係る芯高さ調整機構３と同様に、互いに対応する勾配の斜面２５を有する移動クサビ部材２１と固定クサビ部材２２ａと、移動クサビ部材２１に係合する調整ネジ部３０とを有している。また、固定クサビ部材２２ａは、第１の実施形態と異なる形態を有する固定手段４０によって工具２のシャンク６の長手方向に移動不能に取り付けられている。

図７に示すように、本実施形態に係る芯高さ調整機構３ａの固定手段４０は、ホルダ本体部１０に形成された保持部１１へ貫通する貫通孔１７に挿入された係合ピン部４２が保持部１１内へ突出しており、図８に示すように、該係合ピン部４２が固定クサビ部材２２ａに形成された溝部４１に係合することで、固定クサビ部材２２ａを工具２のシャンク６の長手方向に移動不能に組み付けている。

なお、図９に示すように、本実施形態に係る固定クサビ部材２２ａは、係合ピン部４２に対応する位置に溝部４１が形成されており、該溝部４１は、固定クサビ部材２２ａの側面に高さ方向に沿って延設されている。

本実施形態に係る芯高さ調整機構３ａによれば、固定手段が保持部１１の縁部に係合する場合のように外部に露出することなく、保持部１１内に固定手段を構成することができるので、より省スペース化を図ることが可能となる。

［第３の実施形態］
以上、説明した第２の実施形態に係る芯高さ調整機構３ａでは、固定クサビ部材２２ａに形成された固定手段として、溝部４１と該溝部４１に係合する係合ピン部４２とによって保持部１１内に固定手段４０を形成した場合について説明を行った。次に説明する第３の実施形態に係る芯高さ調整機構は、第２の実施形態に係る芯高さ調整機構と異なる形態を有する固定手段の実施例について説明を行うものである。なお、上述した第１及び第２の実施形態の場合と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係る芯高さ調整機構の構造を説明するための正面図であり、図１１は、本発明の第３の実施形態に係る芯高さ調整機構の斜視図であり、図１２は、本発明の第３の実施形態に係る芯高さ調整機構の移動クサビ部材及び固定クサビ部材の斜視図である。

図１０に示すように、本実施形態に係る芯高さ調整機構３ｂは、第１及び第２の実施形態に係る芯高さ調整機構３，３ａと同様に、互いに対応する勾配の斜面２５を有する移動クサビ部材２１ｂと固定クサビ部材２２ｂと、移動クサビ部材２１ｂに係合する調整ネジ部３０とを有している。また、固定クサビ部材２２ｂは、第１及び第２の実施形態と異なる形態を有する固定手段５０によって工具２のシャンク６の長手方向に移動不能に取り付けられている。

図１１に示すように、本実施形態に係る芯高さ調整機構３ｂは、固定クサビ部材２２ｂに取り付けられた固定ピン部５１が移動クサビ部材２１ｂを貫通して、図１０に示すように保持部１１内に形成されたピン受部５４に係合することで固定クサビ部材２２ｂが工具２のシャンク６の長手方向に移動不能に組み付けられている。

図１２に示すように、固定ピン部５１は、固定クサビ部材２２ｂに形成されたピン挿入孔５２に挿入されると共に、移動クサビ部材２１ｂに形成された長穴５３を貫通している。このように移動クサビ部材２１ｂに長穴５３が形成されることで、移動クサビ部材２１ｂが工具２のシャンク６の長手方向に移動した場合でも、固定ピン部５１が長穴５３に挿入されることで、固定クサビ部材２２ｂを工具２のシャンク６の長手方向に移動不能に保持したまま、移動クサビ部材２１ｂを工具２のシャンク６の長手方向に移動させることができる。なお、固定ピン部５１は、移動クサビ部材２１ｂの長穴５３に挿入され、ホルダ本体部１０に形成されたピン受部５４にのみ挿入され、移動クサビ部材２１ｂに固定されていなくとも構わない。なお、固定ピン部５１は、長穴５３を貫通し、ホルダ本体部１０に形成されたピン受部５４まで貫通する長さを有しており、固定ピン部５１がピン受部５４に挿入されることで固定クサビ部材２２ｂがホルダ本体部１０に対して移動不能とされている。

本実施形態に係る芯高さ調整機構３ｂによれば、固定手段が保持部１１の縁部に係合する場合のように外部に露出することなく、保持部１１内に固定手段を構成することができるので、より省スペース化を図ることが可能となるとともに、保持部１１内にピン受部５４を形成することでホルダ本体部１０に貫通孔１７を形成する必要がなく、保持部１１の内部から固定手段５０を組み立てることができるため、組み立てが容易に行うことができる。なお、クランプネジ１８の位置に固定ピン部５１を設定すれば、クランプネジ１８の締結孔を介してピン受部５４のピン穴加工及び固定ピン部５１の組付けを行うことも可能である。

なお、本願は本実施形態に限定されるものではなく、種々の形態にて実施することが可能である。例えば、上述した実施形態では、固定手段を縁部への係合やピンなどを用いて固定クサビ部材を工具２のシャンク６の長手方向に移動不能に組み付けた場合について説明を行ったが、複数のピンを用いて固定手段を構成しても構わないし、工具を複数取り付けない、工具単独のホルダにも適用することができるなど、その形態が各実施例の形態に限定されるものではない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 工具ホルダ
２ 工具
３，３ａ，３ｂ 芯高さ調整機構
１０ ホルダ本体部
１１ 保持部
２１ 移動クサビ部材
２２ 固定クサビ部材
２５ 斜面
３０ 調整ネジ部
４０，５０ 固定手段

Claims (4)

1. 保持した工具の高さを調整する芯高さ調整機構であって、
   前記工具が前記芯高さ調整機構を介して取り付けられる保持部と、工作機械に取り付けられる取付部を有するホルダ本体部を有し、
   前記芯高さ調整機構は、前記保持部に挿入されると共に前記ホルダ本体部と摺接する移動クサビ部材と、前記工具に当接すると共に前記移動クサビ部材によって高さ方向に移動可能且つ前記工具のシャンクの長手方向に移動不能な固定クサビ部材と、前記移動クサビ部材と係合すると共に前記ホルダ本体部に螺合する調整ネジ部とを備え、
   前記移動クサビ部材は、前記固定クサビ部材との当接面が勾配を有する斜面に形成され、前記当接面の反対面には、前記調整ネジ部に形成されたツバ部が係合する係合溝を有し、
   前記固定クサビ部材は、前記移動クサビ部材との当接面が前記斜面に対応するように勾配を有し、前記ホルダ本体部に対して前記工具のシャンクの長手方向に固定可能な固定手段を有することを特徴とする芯高さ調整機構。
2. 請求項１に記載の芯高さ調整機構において、
   前記固定手段は、前記固定クサビ部材の長手方向の両端に形成されると共に、前記保持部の縁部に係合する一対の係合突起として形成されることを特徴とする芯高さ調整機構。
3. 請求項１に記載の芯高さ調整機構において、
   前記固定手段は、前記固定クサビ部材の側面に形成されると共に高さ方向に沿って延設された溝部と、前記保持部内に突出する係合ピン部とが係合することを特徴とする芯高さ調整機構。
4. 請求項１に記載の芯高さ調整機構において、
   前記固定手段は、前記固定クサビ部材の底面から突出すると共に前記移動クサビ部材を貫通して前記保持部に挿入される固定ピン部と、前記固定ピン部が挿通可能な長穴が前記移動クサビ部材に形成されることを特徴とする芯高さ調整機構。

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