JPH0248167Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は切削工具取付装置に関するものであ
り、特に、切削工具の支持剛性および取付精度の
向上に関するものである。

従来の技術 切削工具を工作機械の主軸、刃物台等に取り付
ける取付装置には、種々の態様のものがある。例
えば、切削工具を保持する工具保持体と、その工
具保持体が取り付けられる取付部材とが、それら
のうちのいずれか一方に設けられた嵌合突部と他
方に設けられた嵌合凹部とによつて嵌合されると
ともに、その嵌合状態において各部材の平面同士
が加圧下に密着させられることにより、切削工具
が取り付けられるものがある。特開昭60−207736
号の公報に記載された工具取付装置はその一例で
ある。

この工具取付装置は、第５図に示されるよう
に、回転切削工具を主軸に取り付けるための取付
装置であり、主軸１００の一部が取付部材として
機能するようにされている。主軸台１０２は回転
可能に取り付けられた主軸１００内には、内周面
が真つ直ぐな円筒面を成す嵌合孔１０４が形成さ
れており、工具保持体１０６の嵌合突部１０８が
嵌合されるようになつている。工具保持体１０６
には半径方向外向きのフランジ部１１０が形成さ
れており、嵌合突部１０８が嵌合孔１０４に嵌合
されるとき、フランジ部１１０の端面１１２が主
軸１００の先端面１１４に密着させられる。主軸
１００の周壁の直径方向に隔たつた２箇所には、
その周壁を先端面１１４に平行な方向に貫通して
それぞれねじ部材１１６，１１８が螺合されてい
る。ねじ部材１１６の嵌合孔１０４側の端部に
は、先端側ほど直径の小さい円錐面を有する円錐
状突部１２０が形成され、他方のねじ部材１１８
の嵌合孔１０４側の端部には円錐状突部１２０に
対応する傾斜の円錐状凹部１２２が形成されてい
る。

また、嵌合突部１０８には前記端面１１２に平
行な方向に摺動可能な摺動子１２４が嵌合されて
いる。この摺動子１２４は、嵌合突部１０８が嵌
合孔１０４に嵌合された状態においてねじ部材１
１６，１１８とは偏心した位置、すなわちその軸
心がねじ部材１１６，１１８の軸心より端面１１
２側に位置するように嵌合されている。また、摺
動子１２４のねじ部材１１６側の端部には、円錐
状突部１２２と同じ傾斜の円錐状凹部１２６が形
成される一方、ねじ部材１１８側の端部には円錐
状凹部１２２と同じ傾斜の円錐状突部１２８が形
成されており、嵌合突部１０８が嵌合孔１０４に
嵌合され、端面１１２と１１４とが当接した状態
においてねじ部材１１６をねじ込めば、円錐状突
部１２０が円錐状凹部１２６に係合するととも
に、円錐状突部１２８が円錐状凹部１２２に係合
し、斜面の作用により嵌合突部１０８が嵌合孔１
０４内に引き込まれて端面１１２と１１４とが加
圧下に密着させられることとなる。

考案が解決しようとする問題点 しかし、上記のように構成された工具取付装置
においては、嵌合孔１０４と嵌合突部１０８とが
ストレートな円筒面において嵌合されるため主軸
１００による工具保持体１０６の支持剛性が低
く、また、工具保持体１０６を主軸１００に対し
て繰り返し取付け・取外しする場合に、位置が一
定に決まらず、取付精度が悪いという問題があつ
た。

上記のように、嵌合突部と嵌合凹部とにより嵌
合される工具保持体と取付部材とが、ねじ部材と
摺動子との係合により生ずる斜面の作用により当
接面が加圧下に密着した状態で結合される形式の
工具取付装置は、回転切削工具を主軸に取り付け
る場合以外にも使用され、その場合にも同様な問
題が生ずる。

問題点を解決するための手段 本考案は、上記の問題を解決するために、(a)第
一平面から直角方向に突出した嵌合突部を有する
第一部材と、(b)第一平面に密着する第二平面およ
びその第二平面に形成されて嵌合突部と嵌合する
嵌合凹部を有する第二部材と、(c)その第二部材の
嵌合凹部を画定する側壁を第二平面に平行な方向
に貫通して形成されたねじ穴に螺合され、嵌合凹
部側の端部に先端側ほど直径の小さい円錐面が形
成されたねじ部材と、(d)第二部材の嵌合凹部を間
に挟んでねじ部材と対向する部分に、嵌合突部の
突出方向に進むに従つてねじ部材から離れる向き
に傾斜して設けられた第一傾斜面と、(e)嵌合突部
をそれの突出方向と直交する方向に貫通して形成
された貫通穴に摺動可能に嵌合され、第一傾斜面
側の端部にその第一傾斜面に対応した第二傾斜面
を有する一方、反対側の端部に嵌合突部の突出方
向に進むに従つてねじ部材に接近する向きに上記
円錐面に対応した角度で傾斜して形成された第三
傾斜面を有し、かつ、貫通穴の長さより短い摺動
子とを含み、第一部材と第二部材との一方に切削
工具が取り付けられ、嵌合突部と嵌合凹部との嵌
合状態においてねじ部材がねじ込み操作されるこ
とにより円錐面と第三傾斜面との係合ならびに第
一傾斜面と第二傾斜面との係合により第一平面と
第二平面とが加圧下に密着させられる形式の切削
工具取付装置において、嵌合突部の外側面と嵌合
凹部の内側面とを第一平面と第二平面との密着状
態において互にしまり嵌合するテーパ面とすると
ともに、第二部材に、一端がねじ穴に開口し、他
端が第二平面に開口する貫通孔を形成し、その貫
通孔にその貫通孔の長さより直径の大きな球体を
移動可能に保持させる一方、ねじ部材の外周面に
球体が前記第二平面から突出しない状態まで引つ
込むことを許容する深さで環状溝を形成し、か
つ、その環状溝の上記円錐面に近い側の側壁面を
その円錐面側ほど直径が大きい円錐面としたもの
である。

作用および効果 以上のように構成された切削工具取付装置にお
いては、嵌合突部の外側面と嵌合凹部の内側面と
がテーパ面とされており、しまり嵌合されるた
め、切削工具の支持剛性が向上する上、両者の嵌
合位置が一義的に決まり、取付け・取外し操作を
繰り返し行つても嵌合位置が変わることがなく、
切削工具の取付精度が向上する効果が得られる。

また、本切削工具取付装置においては、ねじ部
材を緩めれば、その外周面に形成された円錐面に
より球体が押されて第二平面から突出させられ、
第一平面に係合して第二部材と第一部材とを離間
させるため、両部材は嵌合突部と嵌合凹部とのし
まり嵌合により固く結合されているにも拘らず、
取外しを容易に行うことができる。

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図は本考案の一実施例である工具取付装置
１０が主軸１２に取り付けられた状態を示す図で
ある。工具取付装置１０は、主軸１２に固定の第
一部材たる取付部材１４と、切削工具を保持し、
取付部材１４に対して取付け・取外しされる第二
部材としての工具保持体１６とを備えている。取
付部材１４は円板状を成し、その一方の端面の中
心部から延び出させられた円柱状の突部１８にお
いて主軸１２の中心孔２０に、上記端面が主軸１
２の先端面に密着した状態となるように嵌合され
るとともに、主軸１２の先端面に複数本のボルト
２１によつて固定されている。また、取付部材１
４の他方の端面２２（第一平面）の中心部から
は、端面２２に直角な方向に嵌合突部２４が延び
出させられており、その嵌合突部２４の外周面
は、先端側ほど径の小さいテーパ外周面２６とさ
れている。

一方、工具保持体１６は、中心部に嵌合凹部た
る貫通孔２８が形成された円環状を成している。
貫通孔２８の内周面は、工具保持体１６の一方の
端面３０（第二平面）に開口する側ほど径が大き
く、前記テーパ外周面２６に対応するテーパ内周
面３２とされており、工具保持体１６は、貫通孔
２８において嵌合突部２４にしまり嵌合されると
ともに、端面３０が端面２２に密着させられるよ
うになつている。端面３０にはまた、第４図に示
されるようにだるま穴３４が形成されており、工
具保持体１６を嵌合突部２４に嵌合する際には、
だるま穴３４を端面２２に立設されたボルト（図
示省略）に嵌合させるとともに回転させ、だるま
穴３４の端面にボルトを係合させる。この係合に
より、主軸１０の回転が取付部材１４を介して工
具保持体１６に伝達されるのである。また、工具
保持体１６の端面３０とは反対側の端面には、第
２図および第３図に示されるように、チツプ３６
が保持具３８に取り付けられて成る切削工具が固
定されている。

上記工具保持体１６の貫通孔２８を画定する周
壁の直径方向に隔たつた２箇所には、その周壁を
前記端面３０に平行な方向に貫通し、互に同心で
ある第一ねじ孔４０と第二ねじ孔４２とが形成さ
れており、これらねじ孔４０および４２にはそれ
ぞれ第一ねじ部材４４および第二ねじ部材４６が
螺合されている。第一ねじ部材４４は第一ねじ孔
４０より長くされており、その貫通孔２８側の端
部には、外周面が先端側ほど直径の小さい円錐面
とされた円錐状突部４８が形成される一方、他端
部には工具係合用の六角穴５０が形成されてい
る。

また、第二ねじ部材４６の、貫通孔２８を挟ん
で第一ねじ部材４４と対向する側の端部には、前
記円錐状突部４８と同じ角度で傾斜させられた円
錐状凹部５２が形成される一方、他端部には工具
係合用の六角穴５４が形成されている。第二ねじ
部材４６は、第二ねじ孔４２より僅かに短くされ
るとともに段付状を成し、凹部５２が形成された
側とは反対側の端部に形成された大径の頭部５６
が第二ねじ孔４２の肩面５８に当接することによ
り、凹部５２が第二ねじ孔４２内に位置するよう
に位置決めされ、工具保持体１６に螺合された２
個のセツトスクリユ６０，６２（第２図参照）に
より工具保持体１６に固定されている。そして、
本実施例においては、このように固定された状態
における第二ねじ部材４６の円錐状凹部５２のう
ち、前記嵌合突部２４の先端側に向かうに従つて
第一ねじ部材４４から離れる向きに傾斜する面が
第一傾斜面として機能することとなる。

さらに、前記取付部材１４の嵌合突部２４に
は、嵌合突部２４の突出方向と直交する方向に貫
通し、工具保持体１６がだるま穴にボルトが係合
する状態で嵌合されたとき、第一および第二のね
じ部材４４，４６と平行に延びる貫通孔６４が形
成され、摺動子６６が摺動可能に嵌合されてい
る。貫通孔６４は、その中心線A₁の前記端面２
２からの距離a₁が、前記ねじ孔４０，４２の中心
線A₂の前記端面３０からの距離a₂より短くされ
ており、嵌合突部２４と貫通孔２８とが嵌合され
て両端面２２と３０とが当接した状態では、摺動
子６６とねじ部材４４，４６とは互に偏心させら
れることとなる。

摺動子６６は貫通孔６４の長さより短くされて
おり、その第一ねじ部材４４側の端部には、前記
円錐状突部４８に対応する傾斜の円錐状凹部６８
が形成される一方、第二ねじ部材４６側の端部に
は、前記円錐状凹部５２に対応する傾斜の円錐状
突部７０が形成されている。摺動子６６とねじ部
材４４，４６とは互に偏心させられているため、
第一ねじ部材４４がねじ込まれ、第１図に示され
るように、円錐状突部７０が円錐状凹部５２内
に、また、円錐状突部４８が円錐状凹部６８内に
嵌入する状態となつたとき、円錐状突部７０は、
円錐状凹部５２の第一傾斜面を成す部分に係合
し、反対側の部分に対しては隙間を有する状態と
なる。円錐状突部７０の第一傾斜面と係合する部
分が第二傾斜面として機能するのであり、一方、
円錐状突部４８は、円錐状凹部６８の内周面のう
ち、嵌合突部２４の先端側に向かうに従つて第一
ねじ部材４４に対して接近する向きに傾斜する側
の部分に係合し、反対側の部分に対しては隙間を
有する状態となる。円錐状凹部６８の円錐状突部
４８と係合する部分が第三傾斜面として機能する
のである。

また、摺動子６６は、貫通孔６４の肩面７２と
の間に配設された圧縮コイルスプリング７４によ
つて後退方向、すなわち円錐状突部７０が貫通孔
６４内に引つ込む方向に付勢されている。この付
勢力による摺動子６６の移動は、摺動子６６の外
周面に形成された環状の溝７６に、第２図に示さ
れるように、嵌合突部２４に螺合されたセツトス
クリユ７８の先端部が嵌合されることにより規制
され、工具保持体１６が嵌合突部２４に嵌合され
ない状態では、摺動子６６が嵌合突部２４のどち
ら側にも突出しない状態に保たれる。

さらに、前記工具保持体１６には、一端が第一
ねじ孔４０に開口し、他端が端面３０に開口する
貫通孔８０が形成されており、貫通孔８０内には
その長さより直径の大きな球体としてのボール８
２が移動可能に嵌合されている。貫通孔８０の端
面３０側の開口部には、第３図および第４図に示
されるように、第一ねじ孔４０の中心線および貫
通孔８０の中心線とは直角な方向に延びる溝８４
が形成されるとともに、その溝内にはプレート８
６が固定されており、ボール８２はプレート８６
に形成されたテーパ孔８８により、貫通孔８０か
ら脱落することなく、その一部のみが端面３０か
ら突出するようにされている。

また、第一ねじ部材４４の外周面には、ボール
８２が端面３０から突出しない状態まで引つ込む
ことを許容する深さの環状溝９０が形成されると
ともに、その環状溝９０の前記円錐状突部４８に
近い側の側壁面は、円錐状突部４８側ほど径が大
きい円錐面９２とされている。

以上のように構成された切削工具取付装置１０
において、工具保持体１６を取付部材１４に取り
付ける場合には、円錐状突部４８が貫通孔２８内
に突出しない状態において嵌合突部２４に嵌合す
る。この際、だるま穴３４に取付部材１４の端面
２２に立設されたボルトを嵌入させ、係合させる
のであり、その後、第一ねじ部材４４をねじ込め
ば、円錐状突部４８が円錐状凹部６８内に嵌入す
るとともに、第三傾斜面として機能する部分に係
合して摺動子６６を圧縮コイルスプリング７４の
付勢力に抗して前進させるため、円錐状突部７０
が円錐状凹部５２内に嵌入して両者が第一傾斜面
と第二傾斜面とにおいて係合する状態となる。こ
の状態において第一ねじ部材４４を更にねじ込め
ば、各突部４８，７０と凹部６８，５２との係合
により生ずる斜面の作用によつて、工具保持体１
６が取付部材１４側に引き込まれ、端面２２と３
０とが互に密着させられるとともに、嵌合突部２
４のテーパ外周面２６と貫通孔２８のテーパ内周
面３２とがしまり嵌合させられて、工具保持体１
６は取付部材１４に固く結合されることとなる。

これに対して工具保持体１６を取付部材１４か
ら取り外す場合には、第一ねじ部材４４を緩めれ
ば、摺動子６６が貫通孔６４内に引つ込み、第一
ねじ部材４４が第一ねじ孔４０内へ引つ込むので
あるが、その状態から更に第一ねじ部材を緩めれ
ば、ボール８２が円錐面９２により押され、端面
３０から押し出されることにより端面３０を端面
２０から押し離すため、嵌合突部２４と貫通孔２
８とのしまり嵌合が解かれ、工具保持体１６を取
付部材１４から容易に取り外すことができる。

なお、上記実施例においては、嵌合凹部および
嵌合突部がそれぞれ円形の孔および突部である切
削工具取付装置を例に取つて説明したが、嵌合突
部が第１図において紙面に直角な方向に延びる突
条を成し、嵌合凹部がその突条に係合する溝状を
成して第二部材がコの字形を成す切削工具取付装
置に本考案を適用することも可能である。

また、上記実施例においては第一傾斜面、第二
傾斜面、第三傾斜面がそれぞれ円錐面により形成
されていたが、円錐面とすることは不可欠ではな
く、傾斜平面としてもよい。

さらに、上記実施例においては、第一ねじ部材
４４側にのみボール８２が設けられていたが、第
二ねじ部材４６側にもボールを設けて端面３０と
端面２２とを押し離すようにしてもよい。そのよ
うにすれば、嵌合突部２４のテーパ外周面２６、
貫通孔２８のテーパ内周面３２のテーパが小さい
場合でも、工具保持体１６を嵌合突部２４からこ
じりを生ずることなくスムーズに取り外すことが
できる。

その他、いちいち例示することはしないが、当
業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した
態様で本考案を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である切削工具取付
装置が主軸に取り付けられた状態を示す正面断面
図である。第２図は上記切削工具取付装置の左側
面図（一部断面）である。第３図はその取付装置
の工具保持体を示す平面図であり、第４図は右側
面図である。第５図は従来の切削工具取付装置を
示す正面図（一部断面）である。 １０：主軸、１４：取付部材、１６：工具保持
体、２２：端面、２４：嵌合突部、２６：テーパ
外周面、２８：貫通孔、３０：端面、３２：テー
パ内周面、３６：チツプ、４０：第一ねじ孔、４
２：第二ねじ孔、４４：第一ねじ部材、４６：第
二ねじ部材、４８：円錐状突部、５２：円錐状凹
部、６４：貫通孔、６６：摺動子、６８：円錐状
凹部、７０：円錐状突部、８０：貫通孔、８２：
ボール、９０：環状溝、９２：円錐面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 第一平面から直角方向に突出した嵌合突部を有
   する第一部材と、 前記第一平面に密着する第二平面およびその第
   二平面に形成されて前記嵌合突部と嵌合する嵌合
   凹部を有する第二部材と、 その第二部材の前記嵌合凹部を画定する側壁を
   前記第二平面に平行な方向に貫通して形成された
   ねじ孔に螺合され、嵌合凹部側の端部に先端側ほ
   ど直径の小さい円錐面が形成されたねじ部材と、 前記第二部材の前記嵌合凹部を間に挟んで前記
   ねじ部材と対向する部分に、前記嵌合突部の先端
   側に向かうに従つて前記ねじ部材から離れる向き
   に傾斜して設けられた第一傾斜面と、 前記嵌合突部をそれの突出方向と直交する方向
   に貫通して形成された貫通孔に摺動可能に嵌合さ
   れ、前記第一傾斜面側の端部にその第一傾斜面に
   対応した第二傾斜面を有する一方、反対側の端部
   に前記嵌合突部の先端側に向かうに従つてねじ部
   材に接近する向きに前記円錐面に対応した角度で
   傾斜して形成された第三傾斜面を有し、かつ、前
   記貫通孔の長さより短い摺動子と を含み、前記第一部材と第二部材との一方に切
   削工具が取り付けられ、前記嵌合突部と嵌合凹部
   との嵌合状態において前記ねじ部材がねじ込み操
   作されることにより前記円錐面と前記第三傾斜面
   との係合ならびに前記第一傾斜面と前記第二傾斜
   面との係合により前記第一平面と前記第二平面と
   が加圧下に密着させられる形式の切削工具取付装
   置において、 前記嵌合突部の外側面と前記嵌合凹部の内側面
   とを前記第一平面と第二平面との密着状態におい
   て互にしまり嵌合するテーパ面とするとともに、
   前記第二部材に、一端が前記ねじ穴に開口し、他
   端が前記第二平面に開口する貫通孔を形成し、そ
   の貫通孔にその貫通孔の長さより直径の大きな球
   体を移動可能に保持させる一方、前記ねじ部材の
   外周面に前記球体が前記第二平面から突出しない
   状態まで引つ込むことを許容する深さで環状溝を
   形成し、かつ、その環状溝の前記円錐面に近い側
   の側壁面をその円錐面側ほど直径が大きい円錐
   面、としたことを特徴とする切削工具取付装置。