JPH0222193Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、自動工具交換装置（ATC）を備え
た数値制御工作機械、即ち所謂NCマシニングセ
ンタの主軸に取付けて使用される工具ヘツドに関
し、更に詳述すれば工具ヘツド本体がケーシング
に対して回転自在になつた形態をとる工具ヘツド
に関する。

従来の技術 マシニングセンタの主軸には加工対象のワーク
の加工条件に応じて種々の工具を備えた工具ヘツ
ドが取付けられる。かかる工具ヘツドのなかに
は、オイルホールホルダ、アングルヘツド、多軸
ヘツド及びスピンドルスピーダ等と称せられる工
具ヘツドのように工具ヘツド本体がケーシングに
対して回転自在になつた形態をとるものがある。

ここに、オイルホールホルダとは、切削油、エ
アー等の流体通路を形成したドリル、タツプ等の
工具を先端に連結した工具ヘツドをいい、アング
ルヘツドとは、マシニングセンタの主軸に対して
工具を所定角度傾いた状態で取付けるようにした
工具ヘツドをいい、多軸ヘツドとは同一種類の工
具を複数取付けた工具ヘツドをいい、スピンドル
スピーダとは工具の主軸を増速するための増速機
構を組み込んだ工具ヘツドをいう。

この種の形態をとる工具ヘツドには、工具ヘツ
ドの交換時において、工具ヘツド本体のケーシン
グに対する回り止めを行い、停止状態にあるマシ
ニングセンタの主軸に対する工具ヘツドの位置合
わせを行う位置決め手段が具備される。第３図及
び第４図はかかる位置決め手段の一例を備えた工
具ヘツドの従来例を示している。なお、説明の便
宜上第３図と第４図の上下方向及び左右方向は逆
になつている。

図において、１０はマシニングセンタの主軸２
に嵌合連結される基端連結軸であり、基端連結軸
１０の先端側にはこれを回転自在に支持するケー
シング２０が設けられている。基端連結軸１０の
嵌合連結はこれの先端側の外周面に設けた大径リ
ング部１４０に形成したＶ溝１４１を自動工具交
換装置の把持部７０で把持し、この状態で基端連
結軸１０を、大径リング部１４０が主軸２の少し
先端側に位置するようにして主軸２の嵌合穴３に
押し込んで行われる。このとき、同時にケーシン
グ２０の外周に連接した支持部材３０に設けた位
置決めピン３１がマシニングセンタ側に設けた位
置決めブロツク３２の係止溝３３に押し込まれ、
これでケーシング２０の回り止めが行われるよう
になつている。

そして、支持部材３０には前記位置決め手段の
構成要素である位置決めアーム３５が設けられて
いる。位置決めアーム３５は支持部材３０に内蔵
されたコイルスプリング３４により、位置決めピ
ン３１とともに基端側に付勢されており、工具ヘ
ツドの交換時においてこれの先端が大径リング部
１４０の先端側に設けた別体の位置決めリング１
４２の外周面の一箇所に形成した位置決め溝１４
３に係合し、これで基端連結軸１０のケーシング
２０に対する位置決めが行われるようになつてい
る。つまり、この位置決め手段は位置決めアーム
３５と位置決め溝１４３とで構成される。なお、
大径リング部１４０と位置決めリング１４２との
間には両者を縁切りするストツパリング部１４４
を基端連結軸１０から一体連出してある。

一方、上述したようにして基端連結軸１０を主
軸２に嵌合連結する場合は、位置決めピン３１が
位置決めブロツク３２からの押圧力により前記コ
イルスプリング３４の付勢力に抗して少し先端側
に押圧付勢されることになり、位置決めアーム３
５と位置決め溝１４３との係合が解除され、基端
連結軸１０が主軸２と連動して回転することにな
る。

なお、４は主軸２に設けたドライブキーであ
り、大径リング部１４０に形成したキー溝１４５
に係合し、主軸２の回転を基端連結軸１０に確実
に伝達すべく機能する。

第５図及び第６図は上述した位置決め手段の他
の例を示す。第５図に示すものは位置決めリング
１４２の先端側に突設した係止ピン１４６に位置
決めアーム３５の先端に設けた位置決め溝３５ａ
を係合する形態をとり、第６図に示すものは位置
決めアーム３５が位置決めピン３１に装着したコ
イルスプリング１４７により位置決めピン３１に
対して摺動自在になつた形態をとり、その他の部
分については第５図に示すものと同様になつてい
る。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、上述の従来例による場合は、Ｖ
溝１４１を形成した大径リング部１４０と、これ
と別体になつた位置決めリング１４２とを基端連
結軸１０に嵌着する形態をとるため、この嵌着部
の軸方向における長さが比較的大きなものとな
り、結果的に工具ヘツドのマシニングセンタの主
軸２から突出する部分の長さが大きくなる。この
ため、工具ヘツドの剛性を高く設定する上で限界
があつた。

また、上述の従来例によれば、前記キー溝１４
５を大径リング部１４０の略全長にわたつて形成
する形態をとるため加工時間を短縮するうえで限
界があつた。

問題点を解決するための手段 本考案に係るマシニングセンタ用の工具ヘツド
は、先端側に種々の工具を連結してあり、基端連
結軸の先端側外周面に嵌着した大径リング部に形
成したＶ溝部を自動工具交換装置の把持部でつか
み、また、前記基端連結軸の先端側を回転自在に
支持するケーシングの外周に連接した支持部材に
設けた位置決めピンに基端側を取付けた位置決め
アームの先端を、前記大径リング部の先端側に形
成した係合部に係合してマシニングセンタの主軸
に対して前記基端連結軸の位置合わせをした状態
で、基端連結軸をマシニングセンタの主軸に嵌合
連結して、かつ前記位置決めピンをマシニングセ
ンタ側に設けた位置決めブロツクに押込むことに
より、回り止め状態で前記主軸に連結される工具
ヘツドにおいて、前記大径リング部を基端側リン
グ半体と、先端側リング半体とに分割してあり、
先端側リング半体にこれの外周面側から締結部材
を、前記基端連結軸の対応する外周面に形成した
Ｖ字状をなす環状溝に対して、該締結部材の芯が
先端側に偏位するようにして締結してなる。

作 用 しかるときは、締結部材を係止溝に対して締結
すると、締結部材から基端側リング半体に対して
先端側への押圧力が付与されることになるので、
基端側リング半体を先端側リング半体に対して確
実に固定することができ、これで大径リング部が
構成されることになる。

実施例 以下本考案の一実施例を図面に基づき説明す
る。第１図は本考案にかかるマシニングセンタ用
の工具ヘツド（以下本案ヘツドという）を示す一
部切欠正面図、第２図は第１図をＡ方向からみた
矢視図である。

本案ヘツド１は基端側に設けた基端連結軸１０
と、基端連結軸１０の先端側を回転自在に支持す
る円筒状のケーシング２０と、ケーシング２０の
外周縁に連接してあり、ケーシング２０の回り止
めを行う支持部材３０と、ケーシング２０から少
し基端側に偏位した位置に相当する基端連結軸１
０の外周面に嵌着した大径リング部４０と、ケー
シング２０の先端側に設けた工具ホルダ部５０
と、工具ホルダ部５０の先端に保持されたドリル
６０とを有してなり、基端連結軸１０を上側にし
てマシニングセンタの主軸２に取付けられる基本
構造になつている。

この取付けは、上述したようにして自動工具交
換装置の把持部で大径リング部４０の中間部に設
けたＶ溝４１をつかみ、この状態で基端連結軸１
０の基端側に設けたテーパシヤンク１１を主軸２
の嵌合穴３に押し込むことにより行われる。

この取付け状態において、主軸２に設けたドラ
イブキー４が大径リング部４０の基端側に形成し
たキー溝４５に係合するようになつており、これ
で主軸２の回転が基端連結軸１０に確実に伝達さ
れるようになつている。

そして、このとき同時に、支持部材３０に設け
た位置決めピン３１がマシニングセンタ側に設け
た位置決めブロツク３２の嵌合溝３３に係合する
ようになつており、これでケーシング２０の回り
止めが行われるようになつている。位置決めピン
３１はこれの先端側に装着したコイルスプリング
（第４図参照）により、基端側に常時弾圧付勢さ
れている。

本案ヘツド１の取付け前、つまり自動工具交換
装置の把持部で本案ヘツド１を運搬する際におい
ては、次に述べる位置決め手段が基端連結軸１０
のケーシング２０に対する回り止めを行い、停止
状態にある主軸２のドライブキー４の位置に対す
る前記キー溝４５の位置合わせが行えるようにな
つている。

この位置決め手段は、基端側を前記位置決めピ
ン３１に嵌着した位置決めアーム３５と、次に述
べるように基端側リング半体４４と先端側リング
半体とに二分割された前記大径リング部４０の先
端側リング半体を構成する位置決めリング４２に
設けた位置決め溝４３とで形成されている。この
位置決め溝４３は位置決めリング４２の先端面の
周方向の一箇所に設けられている。かくして、本
案ヘツド１の運搬時においては、前記コイルスプ
リングが位置決めピン３１とともに位置決めアー
ム３５を基端側に付勢し、位置決めアーム３５の
先端部が位置決め溝４３に係合した状態にあり、
これで基端連結軸１０の回り止め、つまりドライ
ブキー４に対する位置合わせが行われることにな
る。

一方、位置決めアーム３５と位置決め溝４３と
の係合は基端連結軸１０と主軸２との連結時にお
いては解除されることになる。即ち、この時に
は、位置決めピン３１が位置決めブロツク３２か
らの押圧力によりコイルスプリングの付勢力に抗
して少し先端側に押圧付勢されることになるの
で、位置決めアーム３５が位置決め溝４３から離
脱し、両者の係合状態が解除され、基端連結軸１
０がケーシング２０に対して回転自在状態にな
る。

次に、大径リング部４０の詳細について説明す
る。大径リング部４０は上述したように基端側リ
ング半体４４と、これの先端側に位置する位置決
めリング４２との二分割構造になつており、両者
の連結は以下のようにして行われる。即ち、位置
決めリング４２の周方向の複数の位置にはフオロ
セツトねじ４６（図面では１本のみが現れてい
る）を締結してある。

この締結は、フオロセツトねじ４６の軸心を基
端連結軸１０の外周面に形成した断面Ｖ字状をな
す環状溝４７の溝中心から先端側に少し偏位させ
た状態で行われる。しかして、この締結状態にお
いては、フオロセツトねじ４６、つまりこれを締
結した位置決めリング４２に先端側への押圧力が
作用することになるので、位置決めリング４２が
基端側リング半体４４に圧接し、これで両者の連
結が確実に行われることになる。

４８は位置決めリング４２の先端面に当接させ
るようにして嵌着したスナツプリングであり、こ
のスナツプリングを設ける場合は、位置決めリン
グ４２と基端側リング半体４４との連結をより確
実に行うことができるという利点がある。

なお、図示するように位置決めリング４２の基
端面には傾斜面４９ａを形成してあり、連結状態
において基端側リング半体４４の先端面に形成し
た傾斜面４９ｂとで前記Ｖ溝４１を形成し、また
前記キー溝４５は基端側半体４４に形成されてい
る。しかして、かかる形態をとる場合は図示する
ように大径リング部４０の長さを従来例のそれに
比べて小さくできることになり、またキー溝４５
を基端側リング半体４４に形成するだけでよいこ
とになる。

支持部材３０、ケーシング２０及び工具ホルダ
部５０の内部にはドリル６０の内部に穿接した流
体通路６１に連通する流体通路（第４図参照）を
形成してあり、これらの流体通路を介して位置決
めブロツク３２側に接続された流体供給源からド
リル６０及び図外のワークに冷却用の流体、例え
ば切削油、エアー、油霧エアー（オイルミスト）
が供給されるようになつている。

なお、上記実施例ではドリル６０を保持したオ
イルホールホルダに本考案を適用した場合につい
て説明したが、本考案はタツプを保持したオイル
ホールホルダ及びアングルヘツド、多軸ヘツド、
スピンドルスピード等についても同様に適用でき
ること勿論であり、また、第５図及び第６図に示
すような形態の位置決め手段を有する工具ヘツド
についても同様に適用できる。

考案の効果 以上の本考案による場合は、大径リング部の長
さを従来例のそれに比べて小さくできることにな
るので、その分だけマシニングセンタの主軸から
突出する工具ヘツドの長さを小さくできることに
なる。従つて、従来例に比べて工具ヘツドの剛性
を格段に向上でき、振動等を発生する虞れを低減
できることになる。

また、キー溝を基端側リング半体に形成するだ
けでよいことになるので、加工時間を大幅に短縮
でき、製造能率の向上及びコストダウンが図れる
ことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の一実施例を示して
おり、第１図は本考案にかかるマシニングセンタ
用の工具ヘツドを示す一部切欠正面図、第２図は
第１図をＡ方向からみた矢視図である。第３図及
び第４図はそれぞれ従来例を示す斜視図、一部切
欠正面図、第５図及び第６図は位置決め手段の他
の例を示す斜視図である。 １……本案ヘツド、２……主軸、４……ドライ
ブキー、１０……基端連結軸、２０……ケーシン
グ、３０……支持部材、３１……位置決めピン、
３２……位置決めブロツク、３５……位置決めア
ーム、４０……大径リング部、４２……位置決め
リング、４３……位置決め溝、４４……基端側リ
ング半体、４５……キー溝、４６……フオロセツ
トねじ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 先端側に種々の工具を連結してあり、基端連結
   軸の先端側外周面に嵌着した大径リング部に形成
   したＶ溝部を自動工具交換装置の把持部でつか
   み、また、前記基端連結軸の先端側を回転自在に
   支持するケーシングの外周に連接した支持部材に
   設けた位置決めピンに基端側を取付けた位置決め
   アームの先端を、前記大径リング部の先端側に形
   成した係合部に係合してマシニングセンタの主軸
   に対して前記基端連結軸の位置合わせをした状態
   で、基端連結軸をマシニングセンタの主軸に嵌合
   連結して、かつ前記位置決めピンをマシニングセ
   ンタ側に設けた位置決めブロツクに押込むことに
   より、回り止め状態で前記主軸に連結される工具
   ヘツドにおいて、前記大径リング部を基端側リン
   グ半体と、先端側リング半体とに分割してあり、
   先端側リング半体にこれの外周面側から締結部材
   を、前記基端連結軸の対応する外周面に形成した
   Ｖ字状をなす環状溝に対して、該締結部材の芯が
   先端側に偏位するようにして締結してあることを
   特徴とするマシニングセンタ用の工具ヘツド。