JPH0123689Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、切削工具を保持して工作機械の主軸
等工具取付部に取り付けられ、かつ、切削工具の
迅速な脱着が可能な工具装置に関するものであ
る。

（従来の技術） ドリル、リーマ、エンドミル、中ぐり工具等の
切削工具を保持する工具装置は、種々の態様で工
作機械の主軸等工具取付部（以下、主軸等と言
う）に直接または補助部材を介して間接的に取り
付けられる。その一態様として、予め主軸等に固
定されるアダプタと切削工具を保持する工具ホル
ダとを備えて、工具ホルダのアダプタに対する取
り付け、取り外しによつて切削工具の主軸等に対
する脱着がなされるものがある。このような形式
のものには例えば、実公昭59−14118号公報に記
載されているような、工具ホルダの後端部に設け
られた花弁形の係合穴が、アダプタ側に設けられ
た花弁形の係合突起を有するクランプ部材と係合
させられることにより、アダプタ側に引きつけら
れて固定される形式のものや、第９図に示すよう
に、アダプタの嵌合孔に嵌合される嵌合凸部に軸
心に平行に形成されている平面上に鋸歯状断面の
突条を持つた工具ホルダと、同様の突条を先端に
持ち、軸心に直角にアダプタに取り付けられたク
ランプ部材との係合によつて工具ホルダをアダプ
タ側へ引き込みつつクランプする形式のもの等が
ある。

（考案が解決しようとする問題点） 前者の形式のものは、工具ホルダとアダプタと
の係合部が工具ホルダの工具装着部に対して直列
に設けられることになるため、工作機械の工具取
付部から刃先までの距離が長くなり、加工可能な
ワークの寸法範囲が制限される。

また、後者の形式のもは、工具ホルダのアダプ
タへの取り付け位置が鋸歯状断面の突条の１ピツ
チまたはそれ以上ずれていてもクランプができて
しまうので、不確実なクランプのままで加工を開
始して不良品を発生させたり工具を壊したりする
恐れがある。また、この装置を縦にして使用する
場合、クランプを緩めた状態で工具ホルダを支持
するものがないために工具ホルダがアダプタから
脱落し、工具ホルダやその先についている工具を
破損する恐れがある等の問題があつた。

（問題点を解決するための手段） このような問題を解決するために、本考案は、
工作機械の切削工具取付部に固定されるアダプタ
と、そのアダプタに対して脱着される工具ホルダ
とを含む工具装置に適用される。すなわち、工具
ホルダが平面状の第一密着面とその第一密着面か
ら突き出した円形断面の嵌合凸部とを持ち、その
嵌合凸部の外周面に周方向の環状溝とその環状溝
から嵌合凸部の自由端まで延びる軸方向溝とが形
成され、かつ、環状溝の両側壁面が互いに同方向
に傾斜したテーパ面とされるのであり、一方アダ
プタは、前記嵌合凸部と嵌合する嵌合孔とその嵌
合孔から半径方向に形成された貫通孔と前記第一
密着面と密着する第二密着面とを有するアダプタ
本体と、前記貫通孔に摺動可能且つ回転不能に嵌
合され、前記嵌合孔内に突入した端部が前記環状
溝に嵌入して前記傾斜した両側壁面と選択的に係
合可能であるとともに前記軸方向溝を通過可能な
大きさの係合部とされたクランプ部材と、そのク
ランプ部材と前記アダプタ本体との間に設けられ
てクランプ部材を進退させるクランプ部材駆動機
構とを備えたものとされるのである。

（作用） 上記工具ホルダをアダプタに取り付ける際は、
前記係合部と前記軸方向溝とが合致する相対位相
において工具ホルダをアダプタに挿し込み、前記
係合部と前記軸方向溝とが合致しない相対位相ま
で工具ホルダを回転させた後、クランプ部材駆動
機構によつてクランプ部材の先端を前記環状溝の
両側壁面の一方に係合させれば、工具ホルダがア
ダプタに引き付けられてクランプされる。

逆に、工具ホルダをアダプタから外す際は、ク
ランプ部材駆動機構によつてクランプ部材を前記
環状溝の前記クランプ用側壁面とは反対側の側壁
面に係合させれば、工具ホルダがアダプタから押
し離される。その後、前記係合部と前記軸方向溝
とが合致する相対位相まで工具ホルダを回転させ
れば、係合部が軸方向溝を通過し、工具ホルダを
アダプタより引き抜くことができる。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように本考案に係る工
具装置は、(a)クランプ部材およびその駆動機構が
アダプタ内で工具ホルダに対して半径方向に配設
されているため、工具ホルダに対してその軸心方
向に直列に設けられている前記花弁形のクランプ
部材によるものよりも工具装置全体が短くコンパ
クトとなり、加工し得るワークの寸法範囲が広く
なる、(b)工具ホルダをアダプタにクランプしたと
き、軸心方向における工具ホルダのアダプタに対
する相対位置は、工具ホルダとアダプタとの両密
着面が密着した状態の位置一つだけであり、不確
実なクランプを起こさせることがなく、それによ
る不良品の発生や工具の破損を回避し得る、(c)ク
ランプを緩めた状態でも、クランプ部材の係合部
は工具ホルダの環状溝に嵌入しているので、この
装置を縦にして使用した場合でも、クランプ状態
を解除した時に工具ホルダが脱落して工具ホルダ
や工具が破損することがない、(d)クランプ部材駆
動機構によりクランプ部材を動かすだけで、工具
ホルダを押し出す向きの力が掛り、油等の液体に
よる前記第一密着面と第二密着面との密着力に抗
して工具ホルダをアダプタから押し離すことがで
き、また、工具ホルダの嵌合凸部外周面とアダプ
タの嵌合孔内周面とが嵌合凸部の自由端側に向か
つて直径が減少するテーパ面とされ、テーパ面同
士がしまり嵌合させられる場合でも工具ホルダを
容易にアダプタから押し離すことができる、(e)ク
ランプのための工具ホルダ側の傾斜面が、嵌合凸
部外周面に周方向に形成された環状溝の両側壁面
とされているため、回転切削、回転研削等により
容易に加工することができる等の効果がある。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図は、工作機械の切削工具取付部たる主軸
１０に固定されるアダプタ１２の正面図である。
第２図は、このアダプタ１２に脱着される工具ホ
ルダ１４の正面図である。この工具ホルダ１４に
はセンタドリル１６等の切削工具が固定される。

第２図において、工具ホルダ１４はアダプタ１
２に密着する密着面（第一密着面）１８とこの密
着面１８から直角に突き出た嵌合凸部２０とを備
えている。嵌合凸部２０の外周面は円筒面とされ
ており、この外周面の軸方向における中間部に周
方向に延びる環状溝２２が形成されている。この
環状溝２２の両側壁面は、嵌合凸部２０の外周面
から軸心に向かうにしたがつてその嵌合凸部２０
の自由端側から基端側へ進むように傾斜したテー
パ面になつている。以後、このテーパ状の両壁面
の内、自由端側の面を第一テーパ面２４、基端側
の面を第二テーパ面２６と呼ぶことにする。嵌合
凸部２０にはさらに、第４図に示すように環状溝
２２から嵌合凸部２０の自由端まで延びる軸方向
溝２８が形成され、また、密着面１８には回転防
止溝３０が形成されている。回転防止溝３０は、
軸方向溝２８とは直径方向に隔たつた位置から嵌
合凸部２０の軸心を中心とする円弧に沿つて、工
具ホルダ１４の使用時における回転方向と同じ方
向に一定の長さ（図示の例では中心角45度に相当
する長さ）で延びている。

一方、第１図において、アダプタ１２はアダプ
タ本体３２とクランプ部材３４とねじ部材３６と
を備えている。アダプタ本体３２には、工具ホル
ダ１４の嵌合凸部２０と嵌合する嵌合孔３８と、
この嵌合孔３８から半径方向にアダプタ本体３２
を貫通する貫通孔４０とが形成され、その貫通孔
４０のアダプタ外周側の部分は雌ねじ孔とされて
おり、これにねじ部材３６が螺合されている。ク
ランプ部材３４は貫通孔４０に摺動可能に嵌合さ
れており、結合軸４１とセツトスクリユウ４２と
によつて、ねじ部材３６に相対回転可能に結合さ
れている。クランプ部材３４の外周面にその軸心
に平行に一条の回転防止溝４４が形成され、アダ
プタ本体３２には固定された回転防止ピン４６が
この回転防止溝４４に嵌入している。これによ
り、ねじ部材３６を六角棒レンチ等によつて回転
させてもクランプ部材３４は回転せずに、ねじ部
材３６の進退に伴つて貫通孔４０の中を移動でき
るようになつている。アダプタ本体３２の雌ねじ
孔、ねじ部材３６、結合軸４１およびセツトスク
リユウ４２によつてクランプ部材駆動機構が構成
されているのである。

また、クランプ部材３４は、前記嵌合孔３８に
突き出たその先端部が前記工具ホルダ１４の嵌合
凸部２０に形成されている環状溝２２に嵌入する
長さをもつている。クランプ部材３４は第５図お
よび第６図に示すように概して円柱状の部材であ
るが、環状溝２２に嵌入している係合部４８は先
端側ほど直径が小さくなるテーパ部とされてお
り、かつそのテーパ部の一部が切り欠かれてクラ
ンプ部材３４の中心線に対してテーパ部の外周テ
ーパ面５０とは逆向きに傾斜した傾斜平面５２が
形成されている。外周テーパ面５０とクランプ部
材３４の中心線とのなす角度は約14度であり、上
記傾斜平面５２がクランプ部材の中心線となす角
度は約17度であるのに対し、環状溝２２の第一テ
ーパ面２４および第二テーパ面２６の、クランプ
部材３４の中心線に対する傾斜角度は共に約15度
とされている。したがつて、クランプ部材３４は
外周テーパ面５０と傾斜面５２とのそれぞれ先端
部で第一テーパ面２４と第二テーパ面２６とに係
合することになる。

また、アダプタ本体３２には工具ホルダ１４の
密着面１８に密着する密着面（第二密着面）５４
を持つており、第１図および第３図に示すよう
に、この密着面５４には前記工具ホルダ１４の回
転防止溝３６にその頭部が入り込むように回転防
止ピン５６が取り付けられている。さらに、アダ
プタ本体３２にはアダプタ１２を工作機械の主軸
１０に固定するためのボルト穴５８が形成されて
いる。

このように構成された工具装置において、工具
ホルダ１４をアダプタ１２に取り付ける時はま
ず、第７図に示すように工具ホルダ１４の軸方向
溝２８にクランプ部材３４の係合部４８が合致す
る相対位相（以後、これを脱着位相と呼ぶ）にお
いて、工具ホルダ１４をアダプタ１２に密着面１
８が密着面５４に密着するまで挿入した後、第８
図に示すようにクランプ部材３４の係合部４８が
軸方向溝２８と合致しない相対位相（以後、これ
をクランプ位相と呼ぶ）まで工具ホルダ１４を回
転させる。この位置でねじ部材３６の回転操作に
よりクランプ部材３４を前進させ、それの係合部
４８を環状溝２２の第一テーパ面２４に押し付け
れば、工具ホルダ１４がアダプタ１２に引き付け
られ、工具ホルダ１４の密着面１８とアダプタ１
２の密着面５４とが密着して工具ホルダ１４がア
ダプタ１２にクランプされる。

この状態で工作機械の主軸１０を回転させる
と、アダプタ１２、工具ホルダ１４およびセンタ
ドリル１６が一緒に回転する。この時、センタド
リル１６および工具ホルダ１４に回転方向とは逆
方向にかかる負荷トルクは、第８図に示すクラン
プ位相において工具ホルダ１４の密着面１８に形
成されている回転防止溝３０の端部とアダプタ１
２の回転防止ピン５６との係合によりアダプタ１
２に受けられ、工具ホルダ１４のアダプタ１２に
対する相対回転が防止される。

逆に、工具ホルダ１４をアダプタ１２から取り
外す時はまず、ねじ部材３６の回転操作によりク
ランプ部材３４を後退させると、クランプ部材３
４の係合部４８が工具ホルダ１４の第二テーパ面
２６に押し付けられることにより工具ホルダ１４
がアダプタ１２から少し押し離される。この時、
工具ホルダ１４はアダプタ１２に対して第８図に
示すクランプ位相にあるので、クランプ部材３４
の係合部４８が工具ホルダ１４の環状溝２２に引
つ掛かつており完全には抜けない状態にある。そ
して、工具ホルダ１４を第７図に示す脱着位相ま
で回転すると、クランプ部材３４の係合部４８が
工具ホルダ１４の軸方向溝２８を通過できる状態
となり工具ホルダ１４をアダプタ１２から引き抜
くことができる。

以上は本考案の一実施例であるが、この中で工
具ホルダ１４の環状溝２２の第一テーパ面２４と
第二テーパ面２６とはともに、嵌合凸部２０の外
周面から軸心に向かうにしたがつてその自由端側
から基端側へ進むように傾斜したテーパ面となつ
ているが、これを逆向きのテーパ面、すなわち嵌
合凸部２０の基端側から自由端側へ進むように傾
斜したテーパ面であつてもよい。ただし、この場
合はクランプ部材３４の係合部４８もそれに対応
する形状にし、またクランプする動作は前記とは
逆にクランプ部材３４が工具ホルダ１４の環状溝
２２から離れる方向に後退するように、またクラ
ンプを解除するときはその逆にする必要がある。

また、これらの第一テーパ面２４と第二テーパ
面２６とは互いに同方向に傾斜したテーパ面とな
つていれば良く、これらテーパ面が必ずしも平行
である必要はない。

また、工具ホルダ１４の嵌合凸部２０はその外
周面が基端側から自由端側へ向かつて先細りとな
るテーパ面となるようにし、アダプタ１２の嵌合
孔３８もこれに合う形状にすれば、工具ホルダ１
４のアダプタ１２への取付剛性および精度を向上
させることができる。

さらに、上記クランプ部材３４の係合部４８の
形状をそれぞれ第一テーパ面２４および第二テー
パ面２６に対応したテーパ面の一部となるように
加工すれば、クランプ部材３４と工具ホルダ１４
とは面接触することとなり、これらの耐久性が向
上する。クランプ部材３４を駆動するクランプ部
材駆動機構の構成ももちろん変更が可能であり、
要するにクランプ部材を進退させ、かつ、その進
退した位置に保持し得るものであれば良いのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例である工具装置の
アダプタの一部切欠正面図であり、第２図はその
工具ホルダの一部切欠正面図である。また、第３
図は第１図に示すアダプタの左側面図で、第４図
は第２図に示す工具ホルダの右側面図である。第
５図および第６図は、上記アダプタのクランプ部
材を示す平面図および正面図である。第７図およ
び第８図は、それぞれ工具ホルダのクランプ位相
と脱着位相を示す図である。第９図は従来技術を
示す図である。 １２……アダプタ、１４……工具ホルダ、１８
……密着面（第一密着面）、２０……嵌合凸部、
２２……環状溝、２４……第一テーパ面、２６…
…第二テーパ面、２８……軸方向溝、３０……回
転防止溝、３２……アダプタ本体、３４……クラ
ンプ部材、３６……ねじ部材、３８……嵌合孔、
４４……回転防止溝、４６……回転防止ピン、４
８……係合部、５０……外周テーパ面、５２……
傾斜平面、５４……密着面（第二密着面）、５６
……回転防止ピン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 工作機械の切削工具取付部に固定されるアダ
   プタと、そのアダプタに対して脱着される工具
   ホルダとを含む工具装置であつて、 前記工具ホルダが平面状の第一密着面とその
   第一密着面から突き出した円形断面の嵌合凸部
   とを備え、その嵌合凸部の外周面に周方向の環
   状溝とその環状溝から嵌合凸部の自由端まで延
   びる軸方向溝とが形成され、かつ、その環状溝
   の両側壁面が互いに同方向に傾斜したテーパ面
   とされている一方、 前記アダプタが、前記嵌合凸部と嵌合する嵌
   合孔とその嵌合孔から半径方向に形成された貫
   通孔と前記第一密着面と密着する第二密着面と
   を有するアダプタ本体と、前記貫通孔に摺動可
   能かつ回転不能に嵌合され、前記嵌合孔内に突
   入した端部が前記環状溝に嵌入して前記傾斜し
   た両側壁面と選択的に係合可能であるとともに
   前記軸方向溝を通過可能な大きさの係合部とさ
   れたクランプ部材と、そのクランプ部材と前記
   アダプタ本体との間に設けられてクランプ部材
   を進退させるクランプ部材駆動機構とを備え、 前記係合部と前記軸方向溝とが合致しない相
   対位相において係合部が前記環状溝の両側壁面
   に選択的に係合させられることにより前記工具
   ホルダの前記アダプタに対する引き付けおよび
   押し離しが行われ、係合部と軸方向溝とが合致
   する相対位相において係合部の軸方向溝の通過
   を伴つて工具ホルダの脱着が行われることを特
   徴とする切削工具の迅速交換が可能な工具装
   置。 (2) 前記工具ホルダの前記嵌合凸部に形成された
   前記環状溝の両側壁面が、嵌合凸部の外周面か
   ら軸心に向かうに従つてその嵌合凸部の自由端
   側から基端側へ進むように傾斜したテーパ面と
   されている実用新案登録請求の範囲第１項に記
   載の工具装置。