JPH0479763B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、例えばタレツト旋盤等に於て使用
する交換工具に係わり、更に詳しくはタレツトに
取付けられるスリーブに対して各種の工具を装着
した工具ホルダを着脱容易にすると共に、このス
リーブを含めた構成をコンパクトにしタレツトの
厚さを薄くすることを可能に構成した交換工具に
関するものである。

〔従来技術〕

一般に、タレツト旋盤等の各種工作機械の刃物
台等に、各種の工具を装着した工具ホルダを取り
付ける場合の条件としては、その取り付けが簡単
に行えることに加えて、刃物台のスリーブに対す
る工具ホルダの取付け状態を良好にすることであ
り、この取付け状態の良否がワークの加工精度に
重大な影響を及ぼすものである。

ところで、従来の交換工具としては、例えば実
開昭58−110303号公報（出願人・ケンナメタル）
等に開示されているように、機台に装着されたス
リーブの嵌合孔に対し、各種の工具が取付けられ
た工具ホルダのシヤンクを挿入し、前記スリーブ
の嵌合孔に形成された係合溝に上記シヤンクの内
部に設けられた複数個のロツク用ボールを押し拡
げて係合させ、該ボールをスリーブの径方向に押
圧することによつてロツクさせるようにした交換
工具が提案されている。

しかしながら、上記従来の交換工具にあつて
は、複数個のロツク用ボールを工具ホルダの溝に
スリーブの直径方向に押圧させた状態でロツクさ
せる形式のものである為、工具ホルダをスリーブ
の長手方向に対して引張力を作用させたとして
も、その推力は垂直方向（スリーブの直径方向）
の分力となつてしまい、従つて、スリーブの長手
方向に対して充分に引張力を作用させてロツクで
きないと言う問題があり、また従来の交換工具で
は、工具ホルダをアンロツクする時、工具ホルダ
のシヤンクの環状溝からロツク用ボールを完全に
逃がすためドローロツドのストロークを大きく取
らなければなならず、またドローロツドを引つ張
る強力なばねの撓み代も大きくなるため、ばねの
長さが長くなり、タレツトのフランジ部の厚みが
大きくなつた。

更に、従来の交換工具の場合は、スリーブの嵌
合部と工具ホルダのシヤンク部分とに誤差があつ
た場合には、複数個のロツク用ボールが嵌合部の
内壁面に均等に当らないと言う問題があつた。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる従来の問題点に着目して案
出されたもので、その目的とするところは、工具
ホルダとスリーブとの嵌合部分に加工誤差や摩耗
等によつて間〓が生じたとしても、ロツク用ボー
ルの均等な押圧力により、前記間〓を有効に吸収
して常に確実なロツク状態を得ることが出来、重
切削を行う場合にも工具ホルダの自励振動等を防
止して切削性及び加工精度を著しく向上させるこ
とが出来、更にスリーブに対して工具ホルダを簡
単に着脱出来ると共に全長を短くしてコンパクト
に構成することによりタレツトの厚さを薄くする
ことが出来る交換工具を提供するものである。

〔発明の構成〕

この発明は上記目的を達成するため、工作機械
の刃物台に旋回割出し可能に設けられるタレツト
本体に設けられ、端面とこの端面に直角な方向に
嵌合孔が形成されたスリーブと、この端面と嵌合
孔に取付け可能で、内周部に係合溝を設けた工具
ホルダと、前記スリーブに、前記嵌合孔の中心線
方向に進退自在に設けられ、前記工具ホルダの係
合溝に係脱するロツク用ボールを出没自在に保持
するドローホルダと、このドローホルダの内周部
に前記嵌合孔の中心線方向に進退自在に設けら
れ、外周部に前記ロツク用ボールを落とし込む環
状凹部を形成するドローロツドと、前記ドローホ
ルダ外周部で、かつ前記スリーブの端面と反対側
の後端と該ドローホルダ後端側との間に設けら
れ、常時、前記スリーブに対してこのドローホル
ダを前記嵌合孔の中心線方向で前記工具ホルダを
前記スリーブに対してロツクする方向に付勢して
いる第１弾性部材と、前記ドローホルダ内周部に
設けられ、常時、前記ドローホルダに対して前記
ドローロツドを前記嵌合孔の中心線方向で前記工
具ホルダを前記スリーブに対してロツクする方向
に前記第１弾性部材よりも弱い弾性力で付勢して
いる第２弾性部材とからなり、工具ホルダをスリ
ーブよりアンロツク状態にするときには、第１弾
性部材の付勢力に抗してドローホルダを反付勢力
方向に移動させた後、第２弾性部材の付勢力に抗
してドローロツドをロツク用ボールがドローロツ
ドの環状凹部に落とし込める位置まで同方向に移
動させてロツク用ボールを工具ホルダの係合溝よ
り離脱させ、工具ホルダをスリーブより分離可能
としたことを要旨とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面に基づいて、この発明の実施例
を説明する。

第１図は、この発明に係る交換工具１がタレツ
ト旋盤（工作機械）２のタレツト刃物台４の旋回
動作自在なタレツト３に設けられたベースホルダ
１０に取付けられた状態を示し、Ｗは被加工物で
あるワーク、５はワークＷをクランプするチヤツ
ク、６は交換工具１の工具ホルダ５０を着脱操作
するシリンダ、、Ｘは工具ホルダ５０に取付けら
れた工具を示している。

前記交換工具１は、第２図及び第３図に示すよ
うに、タレツト３の一端に設けられた中空孔を有
するベースホルダ１０（タレツト３及びベースホ
ルダ１０を総称してタレツト本体と言う）の先端
側に設けられたスリーブ１２を有している。この
スリーブ１２には、前記ベースホルダ１０の端面
に当接してボルト１３によりベースホルダ１０に
固定されるフランジ部１４が設けられ、このフラ
ンジ部１４の端面１４ａからその端面１４ａと直
角な方向には、内窄まりのデーパ状の嵌合孔１１
が形成され、この嵌合孔１１を有する部分は、前
記ベースホルダ１０の中空孔に入り込んでいる。

前記スリーブ１２の嵌合孔１１には、バイト等
の通常の工具Ｘを取付けた工具ホルダ５０のテー
パを有するシヤンク５１が着脱自在に嵌合され
る。前記シヤンク５１の挿入端面５１ａの中心部
には、所定の深さの穴部５２が形成され、この穴
部５２の内周面には環状の係合溝５３が形成され
ている。またシヤンク５１の取付口にシヤンク鍔
部５４を備え、このシヤンク鍔部５４の後端面が
前記フランジ部１４の端面１４ａと当接可能にな
つている。

前記フランジ部１４端面１４ａには、第３図に
示すように溝部１４ｂが形成され、この溝部１４
ｂに工具ホルダ５０を位置決めするブロツク１５
がボルト１６を介して固定されている。また、前
記ベースホルダ１０及びスリーブ１２の嵌合孔中
心部には、スリーブ１２の嵌合孔１１に対して工
具ホルダ５０を係脱させる係脱手段４０が設けら
れている。

この係脱手段４０は、先端側に大径部１７を備
え、かつ後端側にストツパリング１８をホルト１
９を介して固定したドローロツド２０が前記嵌合
孔１１の中心線方向に進退自在に内装されてい
る。前記ドローロツド２０の大径部１７の外周面
には、複数個（この実施例では３個）のロツク用
ボール２３を出没自在に収容する断面半円弧状の
環状凹部２４（逃し溝）が形成されている。な
お、２１はベースホルダ１０の後端部で、切粉等
が前記中空部内に侵入するのを防止するようにし
たものである。

また、前記スリーブ１２と前記ドローロツド２
０との間には、摺動自在な中空筒状のドローホル
ダ２６が前記嵌合孔１１の中心線方向に進退自在
に介装されている。このドローホルダ２６の先端
部には、ロツク用ボール２３が出没する貫通孔２
７が複数個所（この実施例では３個所）に形成さ
れ、また後端部には、ストツパ部材２８がネジ固
定されている。

前記スリーブ１２の端面１４ａと反対側の後端
には、ドローホルダ２６の後端位置を規制する突
起２９が一体的に設けられている。またスリーブ
１２の後端面１２ａと、前記ドローホルダ２６の
後端部に設けられたストツパ部材２８との間に
は、前記ドローホルダ２６を常時第２図の右方向
（矢印方向）に付勢する皿バネ等の第１弾性部材
３０が介設されている。

またドローホルダ２６の中空部内に形成された
段部２６ａと、前記ドローロツド２０の後端側に
設けられたストツパリング１８との間には、ドロ
ーロツド２０を常時第２図の右方向に付勢し、か
つ第１弾性部材３０の弾性力よりも弾性力が極め
て小さいコイルスプリング等の第２弾性部材３１
が介設されている。

また、前記交換工具１に対して工具ホルダ５０
を着脱操作するシリンダ６は、第４図に示すよう
に中空筒状の第１ピストン６１と、第２ピストン
６２とを備えた多段式油圧シリンダで、ケーシン
グ６３内に第１ピストン６１を摺動自在に内装し
た第１シリンダ６４と、第２ピストン６２を内装
した第２シリンダ６５とが区画形成されている。

そして、第１ピストン６１のピストンロツド６
１ａ内に、第２ピストン６２のピストンロツド６
２ａを摺動自在に嵌挿させ、それぞれのピストン
ロツド６１ａ，６２ａが前記嵌合孔１１の中心線
方向に進退可能に構成されている。

なお、６６ａ，６６ｂ及び６７ａ，６７ｂはそ
れぞれ第１シリンダ６４の一方の室６４ａ及び他
方の室６４ｂと、第２シリンダ６５の一方の室６
５ａ及び他方の室６５ｂとに作動圧流体を給排さ
せる給排口である。

次に、上記のような構成から成るこの発明の作
用について説明する。

なお、第２図に於ける工具ホルダ５０の中心線
下部は、工具ホルダ５０とスリーブ１２とのアン
ロツク状態を示し、また中心線上部はロツク状態
を示している。

まず、中心線上部のロツク状態から中心線下部
のアンロツク状態にするには、シリンダ６の給排
口６６ｂより第１シリンダ６４の他方の室６４ｂ
に作動圧流体を供給して、第１ピストン６１を作
動させてピストンロツド６１ａをストツパ部材２
８に当接させると共に、第１弾性部材３０を圧縮
させて第２図の左方向へ押圧する（約１mm程度移
動させる）。

すると、第１弾性部材３０の弾性力により、係
合溝５３の後端面側に押しつけられていたロツク
用ボール２３が弛み、次で給排口６７ｂより第２
シリンダ６５の他方の室６５ｂに作動圧流体を供
給して、第２ピストン６２を伸長作動させ、ピス
トンロツド６２ａでドローロツド２０と一体的に
保持されたボルト１９を第２弾性部材３１の弾性
力に抗して第２図の左方向へ押圧する。これによ
り、ロツク状態が解除されているロツク用ボール
２３は、大径部１７の半円弧状の環状凹部２４内
に落ち込んで、工具ホルダ５０は完全にロツク状
態が解除された状態となるものである。

なお、上記アンロツク操作の時には、第２ピス
トン６２は、第１弾性部材３０に比べて第２弾性
部材３１の弾性力が極めて弱いものであるため、
大きな押圧力を必要としないものである。

次に、このようなアンロツク状態から、工具ホ
ルダ５０をロツク状態にするには、先ず工具ホル
ダ５０のシヤンク５１をスリーブ１２の嵌合孔１
１に嵌合させると共に、シヤンク鍔部５４の後端
面をスリーブ１２のフランジ部１４の端面１４ａ
に当接させる。そして前記シリンダ６の給排口６
６ａ及び６７ａより第１シリンダ６４の一方の室
６４ａ及び第２シリンダ６５の一方の室６５ａに
作動圧流体を供給し、第１ピストン６１と第２ピ
ストン６２とを収縮させると、ドローホルダ２６
及びドローロツド２０は、第１弾性部材３０、第
２弾性部材３１の弾性力により軸線方向（第２図
の右方向）に引つ張られる。これと同時に、前記
環状凹部２４に収納されていたロツク用ボール２
３は断面半円弧状の環状凹部２４から押出されて
ドローホルダ２６の貫通孔２７とシヤンク５１の
係合溝５３に入り込む。

ドローホルダ２６及びドローロツド２０が、第
１弾性部材３０、第２弾性部材３１の弾性力によ
り同一方向に引つ張られると、第５図に示すよう
に、先ずドローホルダ２６の貫通孔２７の内壁面
のＡ点でロツク用ボール２３の球芯部を押圧さ
れ、次いでドローロツク２０の大径部１７の外周
のＢ点に当接して押圧され、そしてロツク用ボー
ル２３は係合溝５３のＣ点において角度θの略水
平方向の推力を受けてロツクされる。

即ち、ロツク用ボール２３を圧するＡ点は、ロ
ツク用ボール２３の球芯Ｏと略同じ位置にて水平
方向に押圧するため、スリーブ１２の径方向に押
圧する分力Ｆは、従来のもよりも極めて小さくな
り、その代り上記のように角度θが極めて小さい
ことからロツク用ボール２３を水平方向（ドロー
ロツク２０の軸線方向）に作用する推力が大きく
なつて、工具ホルダ５０の軸線方向に引つ張る力
が大きくなるものである。

係合溝５３の形成されたシヤンク５１の先端の
テーパ小径部分は、前記ドローホルダ２６及びド
ローロツド２０の引張力によりロツク用ボール２
３を介してスリーブ１２内壁面側に膨脹して密着
し前記スリーブ１２のフランジ部１４の工具ホル
ダ５０のシヤンク鍔部５４の後端との突当てに加
えて更に強固に膨張支持され、工具ホルダ５０が
グラ付いたりする自励振動は少なくなる。

また、ロツク用ボール２３がドローホルダ２６
に押圧されてシヤンク５１の係合溝５３と係合す
るが、この時、ドローロツド２０の大径部１７の
外周面と、前記スリーブ１２の嵌合孔１１及びシ
ヤンク５１の挿入端面中心部に形成された穴部５
２との間には、所謂遊びがあるので、ドローホル
ダ２６の浮動により常に複数個のロツク用ボール
２３は係合溝５３と均等に当接し、工具ホルダ５
０を軸線方向へ均等の力で引つ張ることが出来
る。

更に、前記スリーブ１２の径方向の分力Ｆを小
さく出来るので、シヤンク５１の先端の肉厚を薄
く出来、この結果ロツク用ボール２３を介して押
圧されるシヤンク５１の先端部分の膨張が容易に
なる上、剛性が必要とされるドローホルダ２６の
肉厚を厚くすることも可能である。

また、こ実施例ではテーパを有するシヤンク５
１を備えた工具ホルダ５０について説明したが、
ストレート状のシヤンクでも実施することは可能
であり、またこの工具ホルダ５０は従来の工具Ｘ
を取付けることも可能であり、広い範囲にわたり
使用することが出来る。

なお、前述の実施例では、ベースホルダ１０内
に交換工具１を設けた例を説明したが、タレツト
３に交換工具１を設けてもよい。

〔発明の効果〕

この発明は上記のように構成され、工具ホルダ
の係合溝にロツク用ボールを常時係合させるよう
に付勢している第１弾性部材が、ドローホルダ外
周部で、かつスリーブ後端とドローホルダ後端側
との間に介設され、ロツク用ボールを常時環状凹
部から押し出す方向に付勢している第２弾性部材
が、ドローホルダとドローロツドとの間に設けら
れていると共に、第１弾性部材、第２弾性部材、
ドローロツド及びドローホルダとが同心円状に並
列に配設された構成となつているため、交換工具
の嵌合孔の中心線方向の寸法を短くすることが出
来、その結果交換工具を支持しているタレツトの
厚さを薄くすることが可能で、交換工具及びタレ
ツトの構成をコンパクトにすることが出来る効果
がある。

また、外部の強制力を伴わずに、第１弾性部材
と第２弾性部材とにより工具ホルダをロツクする
ことが出来、工具ホルダをアンロツク状態にする
には外部に設けられた装置で行う構成のため、よ
り交換工具の嵌合孔の中心線方向の寸法を短くす
ることが可能で、交換工具及びタレツトの構成を
更にコンパクトにすることが出来る効果がある。

そして更に、第２弾性部材が第１弾性部材より
も弱い弾性力であるため、工具ホルダのロツクを
解除するときには、大きな操作力を必要とせずに
容易に解除することが出来、また、ドローロツ
ド、ドローホルダ、第１弾性部材及び第２弾性部
材とを並列に配設してあるので、工具ホルダの着
脱操作を行うシリンダ装置もストロークを短くす
ることが出来、着脱装置においても小型化してコ
ンパクトに構成することが出来る効果がある。

また、誤差や摩耗等によつて間〓が生じたとし
ても、ロツク用ボールの均等な押圧力により、前
記間〓を有効に吸収して常に確実なロツク状態を
得ることが出来、重切削を行う場合にも工具ホル
ダの自励振動等を防止して切削性及び加工精度を
著しく向上させることが出来る効果がある。

その上、工具ホルダのシヤンクをスリーブの嵌
合孔に差し込む、或いは引き抜くのみで、あとは
シリンダ装置等の着脱装置の操作により工具ホル
ダをスリーブに着脱することが出来るので、スリ
ーブに対して工具ホルダを極めて容易に着脱する
ことが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の交換工具をタレツト旋盤に
装着した全体斜視図、第２図は交換工具の一部断
面図、第３図はスリーブの側面図、第４図はシリ
ンダの拡大断面図、第５図はロツク部分の説明図
である。 １……交換工具、２……タレツト旋盤（工作機
械）、３……タレツト（タレツト本体）、４……刃
物台、１０……ベースホルダ（タレツト本体）、
１１……嵌合孔、１２……スリーブ、１４ａ……
端面、２０……ドローロツド、２３……ロツク用
ボール、２４……環状凹部、２６……ドローホル
ダ、３０……第１弾性部材、３１……第２弾性部
材、４０……係脱手段、５０……工具ホルダ、５
１……シヤンク、５３……係合溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工作機械の刃物台に旋回割出し可能に設けら
   れるタレツト本体に設けられ、端面とこの端面に
   直角な方向に嵌合孔が形成されたスリーブと、 この端面と嵌合孔に取付け可能で、内周部に係
   合溝を設けた工具ホルダと、 前記スリーブに、前記嵌合孔の中心線方向に進
   退自在に設けられ、前記工具ホルダの係合溝に係
   脱するロツク用ボールを出没自在に保持するドロ
   ーホルダと、 このドローホルダの内周部に前記嵌合孔の中心
   線方向に進退自在に設けられ、外周部に前記ロツ
   ク用ボールを落とし込む環状凹部を形成するドロ
   ーロツドと、 前記ドローホルダ外周部で、かつ前記スリーブ
   の端面と反対側の後端と該ドローホルダ後端側と
   の間に設けられ、常時、前記スリーブに対してこ
   のドローホルダを前記嵌合孔の中心線方向で前記
   工具ホルダを前記スリーブに対してロツクする方
   向に付勢している第１弾性部材と、 前記ドローホルダ内周部に設けられ、常時、前
   記ドローホルダに対して前記ドローロツドを前記
   嵌合孔の中心線方向で前記工具ホルダを前記スリ
   ーブに対してロツクする方向に前記第１弾性部材
   よりも弱い弾性力で付勢している第２弾性部材と
   からなり、 工具ホルダをスリーブよりアンロツク状態にす
   るときには、第１弾性部材の付勢力に抗してドロ
   ーホルダを反付勢力方向に移動させた後、第２弾
   性部材の付勢力に抗してドローロツドをロツク用
   ボールがドローロツドの環状凹部に落とし込める
   位置まで同方向に移動させてロツク用ボールを工
   具ホルダの係合溝より離脱させ、工具ホルダをス
   リーブより分離可能としたことを特徴とする交換
   工具。