JPH01289635A - 工具構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は例えばマシニングセンタ等の工作機械に着脱
可能に取付ける工具構造に関する。

（従来の技術） 一般に、例えばマシニングセンタ等の工作機械に取付け
る切削工具として先端部側に切削刃部が配設された刃先
部分と一定規格のプルスタッド付ベース部分とを一体化
した大形の一体形工具が従来から多く採用されている。

しかしながら、この一体形の大形工具の場合には工具収
納効率が悪いうえ、工具コストが比較的高くなる等の不
具合があった。

そこで、一体形大形工具の刃先部分とプルスタッド付ベ
ース部分とを２分割させるとともに、２分割させた刃先
工具本体部分とプルスタッド付ベース工具本体部分とを
組立て可能にして共通のプルスタッド付ベース工具本体
部分に対して複数種類の刃先工具本体部分を適宜交換可
能に装着させることにより、一体形大形工具に比べて工
具収納効率の向上および工具コストの低下を図るように
した組立°Ｃ形の工具が開発されている。この場合、刃
先工具本体部分とプルスタッド付ベース工具本体部分と
を組立てる作業を手作業で行なう場合には作業能率が悪
い問題がある。

また、刃先工具本体部分とプルスタッド付ベー。

ス工具本体部分とを組立てる作業を機械化させた自動組
立て形の工具構造として例えば特開昭６１−２５７７３
７号公報に開示されている。第６図はこの工具の概略構
成を示すもので、１はマザー工具本体（ベース工具本体
）、２はこのマザー工具本体１の先端部に形成されたテ
ーパ状の嵌合穴、３はこの嵌合穴２に着脱自在に嵌合さ
れる小径工具（刃先工具本体）である。この場合、マザ
ー工具本体１の嵌合穴２の周壁にはロック用ボール４を
出没させる複数の透孔５が穿設されている。また、マザ
ー工具本体１には先端部分を覆うカバー体６が固着され
ており、このカバ一体６とマザー工具本体１の先端部と
の間の空間内には筒状ピストン７が摺動自在に嵌装され
ている。さらに、この筒状ピストン７の内周面にはロッ
ク用ボール４を収容する四部８が形成されている。また
、この筒状ピストン７はばね９によって常時基端側に向
けて付勢されており、この筒状ピストン７とマザー工具
本体１との間には圧力室１０が形成されている。さらに
、マザー工具本体１にはこの圧力室１０と嵌合穴２に個
別的に連通する流体通路１１゜１２が形成されている。

また、小径工具３には後端側の嵌合部１３にロック用係
合凹部１４が形成されている。そして、小径工具３の後
端側嵌合部１３をマザー工具本体１の嵌合穴２内に嵌合
させた場合にはロック用ボール４が小径工具３のロック
用係合四部１４内に係合され、この小径工具３がマザー
工具本体１側にロックされた状態で取付けられるととも
に、小径工具３をマザー工具本体１側から取外す場合に
はマザー工具本体１の流体通路１１．１２内に高圧空気
が供給され、この高圧空気が筒状ピストン７とマザー工
具本体１との間の圧力室１０および嵌合穴２に供給され
るようになっており、圧力室１０内に供給された高圧空
気によって筒状ピストン７がばね９に抗して先端側に向
けて押し出され、ロック用ボール４が小径工具３のコッ
ク用係合凹部１４内から筒状ピストン７のロック用ボー
ル収容凹部８内に移動して小径工具３のロックが解除さ
れるようにな一λている。

しかしながら、上記構成のものにあっては小径工具３の
後端側嵌合部１３とマザー工具本体１の嵌合穴２との間
の接合部分は長いテーパ状の接合面によって形成されて
いたので、マザー工具本体１の嵌合穴２内への小径工具
３の後端側嵌合部１３の挿入量を正確に調整することが
難しく、小径工具３の後端側嵌合部１３とマザヘ工具本
体１の嵌合穴２との間の組立て精度が悪い問題があった
。さらに、小径工具３をマザー工具本体１側から取外す
場合にはマザー工具本体１−の流体通路１１．１２内に
高圧空気を供給する必要があるので、小径工具３とマザ
ー工具本体１とを自動的に組立てる外部の自動組立て装
置の構成が複雑化する問題があった。

また、刃先工具本体部分とプルスタッド付べ一ス工具本
体部分とを組立てる作業を機械化させた自動組立て形の
工具構造の別の従来例として特開昭６１−１８８０４１
号公報に開示されている。しかしながら、この場合にも
特開昭６１−２５７７３７号公報に開示されている技術
の場合と同様に刃先工具本体部分と対応する子ツールシ
ャンクとベース工具本体部分と対応する親ツールシャン
クとの間の接合部分は長いテーパ状の接合面によって形
成されていたので、親ツールシャンクの子テーバポット
内への子ツールシャンクの挿入量を正確に調整すること
が難しく、親ツールシャンクと子ツールシャンクとの間
の組立て精度が悪い問題があった。さらに、子ツールシ
ャンクと親ツールシャンクとの間の長いテーパ状の接合
面は密着し易いので、子ツールシャンクを親ツールシャ
ンク側から取外す場合には子ツールシャンクを抜き方向
に叩くリリーフハンマ等のけり出し機構が必要になり、
親ツールシャンクの構成が複雑になる問題もあった。

（発明が解決しようとする課題） 特開昭６１−２５７７３７号公報に開示され−Ｃいる技
術の場合は小径工具３の後端側嵌合部１３とマザー工具
本体１の嵌合穴２との間の接合部分は長いテーバ状の接
合面によって形成されていたので、マザー工具本体１の
嵌合穴２内への小径工具３の後端側嵌合部１３の挿入量
を正確に調整することが難しく、小径工具３の後端側嵌
合部１３とマザー工具本体１の嵌合穴２との間の組立−
ご精度が悪い問題があるとともに、小径工具３とマザー
工具本体１とを自動的に組立てる外部の自動組立て装置
の構成が複雑化する問題があり、同様に特開昭６１−１
８８０４１号公報に開示されている技術の場合にもベー
スに具本体部分と対応する親ツールシャンク内への刃先
工具本体部分と対応する子ツールシャンクの挿入量を正
確に調整することが難しく、親ツールシャンクと子ツー
ルシャンクとの間の組立て精度が悪い問題があるうえ、
子ツールシャンクと親ツールシャンクとの間の長いテー
バ状の接合部は密着し、易いので、子ツールシャンクを
親ツールシャンク側から取外す場合には子ツールシャン
クを抜き方向に叩くリリーフハンマ等のけり出し機構が
・必要になる問題もあった。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、ベース
工具本体部分への刃先工具本体部分の挿入量を正確に調
整することができ、両者間の組立て精度の向上を図るこ
とができるとともに、ベース工具本体と刃先工具本体と
を自動的に組立てる外部の自動組立て装置の構成を簡略
化することができる工具構造を提供することを目的とす
るものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は刃先工具本体の挿入部とベース工具本体の挿
入穴との接合部に刃先工具本体の挿入方向と略直交する
方向に沿う位置決め用の接合面を形成するとともに、ベ
ース工具本体に刃先工具本体の挿入部に対して係脱自在
に係合する係合部材と、この係合部材を係合方向に押圧
するクランプ位置と押圧を解除するクランプ解除位置と
の間で移動可能な操作部材をそれぞれ設けたものである
。

（作用） 操作部材をクランプ解除位置に移動させた状態で刃先工
具本体の挿入部をベース工具本体の挿入穴内に挿入し、
刃先工具本体の挿入部とベース工具本体の挿入穴との接
合部におりる刃先工具本体の挿入方向と略直交する方向
に沿う位置決め用の接合面間で両９者が接合された状態
で操作部材をクランプ位置に移動させることにより、ベ
ース工具本体部分へのメＪ先工具本体部分の挿入口を正
確に調整して両者間の組立て精度の向−Ｌを図るととも
に、位置決め用の接合面の形成にともない位置決め用の
接合面以外の接合部分の接合面積を縮小させることによ
り、ベース工具本体部分から刃先工具本体部分を引抜く
際の抵抗を低減して操作部材をクランプ位置からクラン
プ解除位置に移動させた状態で外部の自動組立て装置に
よって簡単に刃先工具本体部分を引抜くことができるよ
うにして刃先工具本体の構成を簡略化するようにしたも
のである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第５図を参照し
て説明する。第１図は例えばマシニングセンタ等の工作
機械に装着されるモジュラ−工具の要部の概略構成を示
すもので、２１は基端部側が工作機械本体側に連結され
るベースモジュール本体（ベース工具本体）、２２はこ
のベースモジュール本体２１に着脱可能に装着される刃
先モジュール本体（刃先工具本体）である。

また、第２図はベースモジュール本体２１全体の外観を
示すものである。この場合、ベースモジュール本体２１
の外周面にはマシニングセンタ等の工作機械の標準シャ
ンク形状に合せて略円錐台形状のテーパ而２３が形成さ
れている。さらに、このベースモジュール本体２１の基
端部側（工作機械本体の主軸との連結部側）には標準形
状のプルスタット２４が取付けられている。また、この
ベースモジュール本体２１の先端部伸１外周面にはＶフ
ランジ部２５およびキー溝２６がそれぞれ形成されてい
るとともに、後述するカムリング（操作部材）２７が回
動自在に取付けられている。

さらに、ベースモジュール本体２１の先端面には挿入穴
２８が形成されているとともに、キー２９が埋設されて
いる。この場合、挿入穴２８には先端開口部側に配置さ
れた大径なテーバ穴３０と内底部側に配置された小径な
小径穴３１がそれぞれ形成されている。また、テーパ穴
３０の内周面には内部側１．こ向かうにしたがって内径
寸法が徐々に小さくなるテーバ面が形成されている。さ
らに、テーパ穴３０と小径穴３１との間には挿入穴２８
の中心線方向に対して略直交する方向に沿う平面状の位
置決め用の受部３２が形成されている。

また、第３図は刃先モジュール本体２２全体の外観を示
すものである。この場合、刃先モジュール本体２２には
先端部側に切削刃部３３が取付けられている。さらに、
この刃先モジュール本体２２の基端部にはベースモジュ
ール本体２１の挿入穴２８内に着脱可能に装着される挿
入部３４が設けられている。この挿入部３４には挿入穴
２８のテーパ穴３０と嵌合するテーバ部３５が形成され
ているとともに、標準形状のプルスタット３６が取付け
られている。この場合、プルスタット３６には丸棒状の
軸部３６ａとこの軸部３６ａの先端の大径部３６ｂとが
それぞれ形成されている、。

また、テーバ部３５の先端にはベースモジュール本体２
１の受部３２と対応する平面状の接合部３７が形成され
ている。さらに、刃先モジュール本体２２の外周面には
マシニングセンタ等の工作機械の標準形状のＶフランジ
部３８が形成されているとともに、ベースモジュール本
体２１のキー２９と嵌合するキー溝３９が形成されてい
る。

一方、ベースモジュール本体２］のカムリング２７は挿
入穴２８の小径穴３１と対応する位置に配置されている
。さらに、このカムリング２７には第４図に示すように
外周面側に複数の係合溝部４０・・・が形成されている
。これらの係合溝部４０・・・には外部の自動組立て装
置の操作アーム（図示せず）が係合されるようになって
おり、この操作アームによってカムリング２７が回動操
作されるようになっている。また、このカムリング２７
の一端面（刃先モジュール本体２２との接合部側の端面
）には複数の位相決め穴４１が形成されている。さらに
、このカムリング２７の内周面には複数の凹部４２と凸
部４３とが並設状態で形成されており、これらの凹部４
２と凸部４３とによってカム面が形成されている。

また、ベースモジュール本体２１の内部には刃先モジュ
ール本体２２の挿入部３４のプルスタット３６に対して
係脱自在に係合する複数のクランパ（係合部材）４４・
・・が配設されている。この場合、各クランパ４４には
第５図に示すように略円筒形状のクランパ本体４４ａの
内部にボールプランジャ４５が装着されている。このボ
ールプランジャ４５はクランパ本体４４ａの内面に形成
されたねじ穴に螺着された有底円筒状の保持体４６、こ
の保持体４６の開口面に装着されたボール４７および保
持体４６内に装着されたばね部材４８によって形成され
ている。また、各クランパ４４のクランパ本体４４ａは
ベースモジュール本体２１の内部に半径方向に沿って形
成された複数の貫通孔４９・・・内にそれぞれ摺動自在
に装着されている。

そして、カムリング２７の回動操作にともないカムリン
グ２７の凸部４３がクランパ４４に対向配置されている
状！！３（クランプ位置）では各クランパ４４が凸部４
３によって内方向に向けて押圧されており、この状態で
ボールプランジャ４５のボール４７が刃先モジュール本
体２２の挿入部３４のプルスタット３６との係合方向に
押圧された状態で保持されるようになっている。さらに
、カムリング２７の凹部４２がクランパ４４に対向配置
されている状態（クランプ解除位置）では各クランパ４
４を内方向に向けて押圧する押圧力が除去されるように
なっている。なお、ベースモジュール本体２１のカムリ
ング２７との対向壁面にはカムリング２７をクランプ解
除位置でロックするロック用のボールプランジャ５０が
装着されている。

このボールプランジャ５０はカムリング２７の位相決め
穴４１に対して突没自在なボール５１とこのボール５１
をカムリング２７の位相決め穴４１内方向に向けて押圧
する図示しないばね部材とによって形成されている。

次に、上記構成の作用について説明する。まず、モジュ
ラ−工具の装着時にはベースモジュール本体２１のプル
スタット２４およびテーパ面２３をマシニングセンタ等
の工作機械の主軸または組立て用ポットの装着部側に装
着させると同時に、ベースモジュール本体２】８のキー
溝２６内に機械主軸または組立て用ポット側のキーを嵌
着させてベースモジュール本体２１を機械主軸または組
立て用ポット側に強固に固定する。そして、この状態で
外部の自動組立て装置の操作アームによってカムリング
２７を一定の位相だけ回動操作させる。

この場合、カムリング２７がクランプ解除位置まで回動
するとボールプランジャ５０のボール５１がカムリング
２７０位相決め穴４１内に挿入され、カムリング２７が
このクランプ解除位置でロックされる。このクランプ解
除位置ではカムリング２７の凹部４２がクランパ４４に
対向配置されている状態で保持されるので、クランパ４
４は内方向に向けて押圧する押圧力が除去されたフリー
状態で保持される。

さらに、カムリング２７がクランプ解除位置でロックさ
れている状態で、次に例えば図示しない自動工具交換装
置（ＡＴＣ）の操作アーム等により刃先モジュール本体
２２のＶフランジ部３８を利用してこの刃先モジュール
本体２２の挿入部３４をベースモジュール本体２１の挿
入穴２８内に挿入させる。このとき、クランパ４４はフ
リー状態で保持されているので、刃先モジュール本体２
２のプルスタット３６の挿入にともないこのプルスタッ
ト３６の大径部３６ｂによってクランパ４４を外方向に
押し上げ、プルスタット３６の大径部３６ｂを挿入穴２
８における小径穴３１の内底部位置まで挿入させること
ができる。

また、刃先モジュール本体２２の挿入部３４をベースモ
ジュール本体２１の挿入穴２８内に挿入させた状態で続
いて外部の自動組立て装置の操作アームによってカムリ
ング２７をクランプ位置まで回動させる。このクランプ
位置ではカムリング２７の凸部４３がクランパ４４に対
向配置されるので、カムリング２７の凸部４３によって
各クランパ４４が内方向に向けて押圧され、各クランパ
４４のボールプランジャ４５のボール４７が刃先モジュ
ール本体２２の挿入部３４のプルスタット３６との係合
方向に押圧される。そのため、この状態ではボールプラ
ンジャ４５のボール４７を挿入穴２８における小径穴３
１内に突出させた状態で保持させることができるので、
プルスタット３６の大径部３６ｂが小径穴３１の内底部
位置から外方向に向けて引き出されることを防止するこ
とができ、刃先モジュール本体２２の挿入部３４をベー
スモジュール本体２１の挿入穴２８内に挿入させた状態
でクランプすることができる。さらに、このようにボー
ルプランジャ４５のボール４７が挿入穴２８における小
径穴３１内に突出され、刃先モジュール本体２２の挿入
部３４がベースモジュール本体２１の挿入穴２８内にク
ランプされた状態では刃先モジュール本体２２のテーパ
部３５とベースモジュール本体２１のテーバ穴３０との
間および刃先モジュール本体２２の平面状の接合面３７
とベースモジュール本体２１の受部３２との間を同時に
接合させることができるので、刃先モジュール本体２２
とベースモジュール本体２１との間の組立て精度を向上
させることができる。

また、刃先モジュール本体２２をベースモジュール本体
２１から引き抜く場合には外部の自動組立て装置の操作
アームによってカムリング２７をクランプ解除位置まで
回動させてクランパ４４をフリー状態に移動させたのち
、自動工具交換装置（ＡＴＣ）の操作アーム等により刃
先モジュール本体２２の■フランジ部３８を利用してこ
の刃先モジュール本体２２の挿入部３４をベースモジュ
ール本体２１の挿入穴２８から引き抜く。この場合、ク
ランパ４４をフリー状態に戻すことにより、刃先モジュ
ール本体２２のプルスタット３６の大径部３６ｂを小径
穴３１の内底部位置から外方向に引き抜く動作にともな
いこのプルスタット３６の大径部３６ｂによってクラン
パ４４を外方向に押し上げることができるので、自動工
具交換装置（ＡＴＣ）の操作アーム等により刃先モジュ
ール本体２２の挿入部３４をベースモジュール本体２１
の挿入穴２８から引き抜く方向に引張るだけの比較的簡
単な操作で刃先モジュール本体２２をベースモジュール
本体２１から引き抜くことができる。

そこで、上記構成のものにあっては刃先モジュール本体
２２の挿入部３４をベースモジュール本体２１の挿入穴
２８内にクランプさせた状態で刃先モジュール本体２２
のテーパ部３５とベースモジュール本体２１のテーバ穴
３０との間および刃先モジュール本体２２の平面状の接
合面３７とベースモジュール本体２１の受部３２との間
を同時に接合させるようにしたので、刃先モジュール本
体２２の平面状の接合面３７とベースモジュール本体２
１の受部３２との間の接合面（刃先モジュール本体２２
の挿入方向と略直交する方向に沿う位置決め用の接合面
）によってベースモジュール本体２１への刃先モジュー
ル本体２２の挿入量を正確に調整することができ、両者
間の組立て精度の向上を図ることができる。

また、刃先モジュール本体２２の平面状の接合面３７と
ベースモジュール本体２１の受部３２との間の位置決め
用の接合面の形成にともない位置決め用の接合面以外の
接合部分の接合面積を縮小させることができるので、ベ
ースモジュール本体２１から刃先モジュール本体２２を
引抜く際の抵抗を従来に比べて低減させることができる
。そのため、カムリング２７をクランプ位置からクラン
プ解除位置に移動させて状態で外部の自動組立て装置に
よって簡単に刃先モジュール本体２２を引抜くことがで
きるので、刃先モジュール本体２２の着脱操作を簡略化
することができ、外部の自動組立て装置の構成を簡略化
することができる。

さらに、ベースモジュール本体２１および刃先モジュー
ル本体２２の各部の寸法形状を既設のマシニングセンタ
等の工作機械用の工具と同一に設定することができるの
で、既設の自動工具交換装置やマガジンポット等を使用
することができる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではない
。例えば、上記実施例ではカムリング２７をクランプ解
除位置で保持させた場合にクランパ４４が内方向に向け
て押圧する押圧力が除去されたフリー状態で保持される
構成にしたが、ベースモジュール本体２１内にクランパ
４４をクランプ解除方向に逃がすばね部材を設け、カム
リング２７をクランプ解除位置で保持させた場合にこの
ばね部材によってクランパ４４をクランプ解除方向に強
制的に逃がす構成にしてもよい。また、カムリング２７
の駆動はカムリング２７に対して偶力を作用させる一対
のアクチュエータ（図示せず）で行なえば動作の信頼性
を向上させることができる。さらに、その他この発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論
である。

［発明の効果〕 この発明によれば刃先工具本体の挿入部とベース工具本
体の挿入穴との接合部に刃先工具本体の挿入方向と略直
交する方向に沿う位置決め用の接合面を形成するととも
に、ベース工具本体に刃先工具本体の挿入部に対して係
脱自在に係合する係合部材と、この係合部材を係合方向
に押圧するクランプ位置と押圧を解除するクランプ解除
位置との間で移動可能な操作部材をそれぞれ設けたので
、ベース工具本体部分への刃先工具本体部分の挿入量を
正確に調整することができ、両者間の組立て精度の向上
を図ることができるとともに、ベース工具本体と刃先工
具本体とを自動的に組１γてる外部の自動組立て装置の
構成を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図は工具の要部構成を示す縦断面図、第２図はモジ
ュラ−工具のベースモジュール本体の外観を示す側面図
、第３図は刃先モジュール本体の外観を示す側面図、第
４図はカムリングを示す平面図、第５図はクランパの概
略構成を示す縦断面図、第６図は従来例を示す要部の縦
断面図である。 ２１・・・ベースモジュール本体（ベース工具本体）、
２２・・・刃先モジュール本体（刃先工具本体）、２７
・・・カムリング（操作部材）、２８・・・挿入穴、３
２・・・受部、３４・・・挿入部、３７・・・接合面、
４４・・・クランパ（係合部材）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基端部側が工作機械本体側に連結されるベース工具本
   体の先端面側に挿入穴が形成され、先端部側に切削刃部
   が配設された刃先工具本体の基端部に形成された挿入部
   がこの挿入穴内に着脱可能に装着される工具構造におい
   て、前記刃先工具本体の挿入部とベース工具本体の挿入
   穴との接合部に前記刃先工具本体の挿入方向と略直交す
   る方向に沿う位置決め用の接合面を形成するとともに、
   前記ベース工具本体に前記刃先工具本体の挿入部に対し
   て係脱自在に係合する係合部材と、この係合部材を係合
   方向に押圧するクランプ位置と押圧を解除するクランプ
   解除位置との間で移動可能な操作部材をそれぞれ設けた
   ことを特徴とする工具構造。