JPH0493159A - 工具ホルダ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マシニングセンタなどの工作機械における主
軸へ取付けこの主軸の回転により作動して研磨加工その
他の仕上げ加工を行うための工具ホルダに関する。

〔従来技術〕

近年、切削加工等の機械加工を自動的かつ効率よ（行う
ために、所謂マシニングセンタが多用されている。この
マシニングセンタは、必要とする機械加工の種類に応じ
て適宜加工工具を選択してこれを工作機械本体の主軸へ
取付け、主軸の回転によってこの加工工具を作動させて
加工を行うようになっている。加工工具の主軸への取付
、取外し或いは交換は自動工具交換アームによってなさ
れている。

自動工具交換アームは、複数の工具類が配列されたマガ
ジンと主軸と９間を移動するようになっており、アーム
先端で必要な加工工具を保持して搬送する構造となって
いる。従って、１つのマシニングセンタによって複数の
加圧作業が行うことができ、作業性が向上している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、機械加工がなされたワークに対して、仕
上げ加工を行うごとが行われているが、従来のマシニン
グセンタで上記仕上げ加工を行うことは困難である。す
なわち、研磨加工等の仕十げ加工は主軸による回転力お
よび送りのみでは不完全であり、主軸に対して工具を軸
方向へ所定のストロークで高速で往復移動させる必要が
ある。

このため、従来は、被加工部材を手作業によって研磨し
たり、別の専用の機械によって研磨等仕」二げ加工する
必要があり、作業効率が悪いという問題点がある。なお
、工作機械本体で高速の往復動を与えようとすると、主
軸に設けられたボールスクリューへの負荷の影響、ＮＣ
指令の追従性の問題があった。

本発明は上記事実を考慮し、切削加工等の機械加工を行
う工作機械本体の主軸に取付けることができ、同一の工
作機械によって通常の機械加工と仕にげ加工とを有効に
行うことができる工具ボルダを提供することが目的であ
る。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明に係る工具ホルダは、工作機械本体の主軸に嵌着
されるシャンクと、該シャンクと一体に形成され、内外
周を連通ずる連通孔が形成されたホルダ胴部と、前記ホ
ルダ胴部内に挿入され、ボルダ胴部に対して軸方向に相
対移動可能に支持されると共に前記ホルダ胴部の連通孔
に連通ずる溝空間を有する振動軸と、前記振動軸をホル
ダ胴部に対して軸方向の一端へ付勢する付勢手段と、前
記ホルダ胴部外周を回転自在に保持し、前記ホルダ胴部
の回転によって交互に前記連通孔を介して前記溝空間と
連通ずる供給通路及び排出通路を備えた保持部材と、該
保持部材に圧縮エアを供給するエア供給手段と、を備え
、前記溝空間は、圧縮エアが供給された場合に前記付勢
手段の付勢力に抗して振動軸をホルダ胴部の他端へ軸移
動させる方向にエアの受圧面を有するよう構成されてい
る。

［作用〕 本発明によれば、工作機械本体の主軸の回転力がホルダ
胴部から振動軸へと伝達される。この回転によって連通
孔が交互に供給通路及び排出通路と一致され、溝空間と
連通ずる。ここで、供給通路から圧縮エアを常時送り込
んでおくと、供給通路から連通孔を介して溝空間へ圧縮
エアが供給される。このとき、付勢手段の付勢力でホル
ダ胴部の一端へ軸移動されていた振動軸は、圧縮エアの
力で前記付勢手段の付勢力に抗してホルダ胴部の他端へ
と軸移動される。次いで、排出通路が連通孔と一致する
と、溝空間内の圧縮エアは外方へ排出されるので、振動
軸は、再度付勢手段の付勢力でホルダ胴部の一端へ軸移
動する。

この軸方向の往復移動が振動軸の回転に応じて順次繰り
返されるので、振動軸は軸方向へ往復移動しながら回転
される。従って、研磨加工等の仕上げ加工のための動き
に最適な動きを得ることができる。従って、機械加工の
ための工作機械へ本発明の工具ホルダを取付けることに
より、同一の工作機械で機械加工及び研磨加工（仕上げ
加工）を行うことができ、作業効率が向上する。

〔実施例〕

第１図には本発明の一実施例である研磨加工用工具ホル
ダ（以下単にホルダという）１０が示されている。

このホルダ１０は、まず、所謂マシニングセンタの工作
機械本体１２の主軸へ同軸的に取付けられるテーバシャ
ンク１６を有し、このテーパシャンク１６は、先端方向
へ徐々に径寸法が小さくなるテーバ状とされる。テーパ
シャンク１６の基部にはフランジ部１８が形成されてい
る。このフランジ部１８は前記テーパシャンク１６の基
部側径寸法よりも大きく形成され、工作機械本体１２の
図示しない爪が係合する切欠き１９を有し、主軸の動力
を確実にホルダ１０に伝達する。また、このフランジ部
１８には、その軸方向中央部に周方向の溝２０が形成さ
れ、図示しない自動工具交換アームが係合するようにな
っている。

フランジ部１８におけるテーパシャンク１６が取付けら
れた端面とは反対側の端面には、ホルダ胴部２２が一体
形成されている。ホルダ胴部２２ば円筒形で、内周も円
形とされている。ホルダ胴部２２の外周は、ベアリング
２４を介してハウジング２６に保持されている。なお、
符号２７はホルダ胴部２２と前記ハウジング２６との間
の空間を埋める筒状の中間部材である。

ハウジング２６は、その外周の一部が半径方向へ突出さ
れた突出部２８を有し、この突出部２８から位置決めピ
ン３０が突出し、工作機械本体１２の図示しない圧縮エ
ア吐出口を有する位置決めブロックに嵌め合わされてい
る。位置決めピン３０は、その先端から空気通路３２を
有し、該通路３２は、前記突出部２８ならびにハウジン
グ２６を略り字状に延在する空気通路３４、および中間
部材２７の空気通路３６に連通している。また、ハウジ
ング２６および中間部材２７には、前記供給用の通路３
４．３６と軸芯に対して対称に圧縮エア排出用の排出通
路３７．３８が形成されている。中間部材２７の両道路
３６及び３７におｉＪるホルダ胴部２２側開口は、所定
角度周方向へ拡大され、圧縮エアの拡大開口部４０が形
成されている。

ハウジング２６の内周面に支持されたホルダ胴部２２に
は、半径方向に貫通ずる連通孔４２が１つ形成され、前
記通路３６と３７の拡大開口部４０と軸方向位置が一致
されている。このため、ハウジング２６とホルダ胴部２
２とが相対回転した場合に、連通孔４２は、交互に供給
通路３６及び排出通路３８と連通されるようになってい
る。

ホルダ胴部２２内には振動軸４４が挿入されている。ホ
ルダ胴部２２の底面２２Ａにおける軸心からずれた位置
からは、ノックピン４６が突出されており、振動軸４４
の挿入方向端面に形成された孔４４Ａへ挿通され、これ
により、振動軸４４は、ホルダ胴部２２ひいてはホルダ
１０本体に対して一体回転するが、軸方向に相対移動可
能である。

また、振動軸４４には、ホルダのテーバシャンク１６の
中心円孔４８に同軸とされた円孔５０が形成され、両方
の円孔４８．５０に掛は渡されるように付勢手段として
圧縮コイルばね５２が配設されている。これにより、振
動軸４４は、圧縮コイルばね５２の付勢力により、第１
図矢印Ｂ方向へ付勢されている。

なお、ホルダ胴部２２の開口面には、前記振動軸４４を
挿入した後に開口を小径とするリング状のストッパ５４
が取付けられている。すなわち、振動軸４４の先端部は
、その本体４４Ｂよりも小径とされる小径軸部４４Ｃが
形成され、この小径軸部４４Ｃはストッパ５４から突出
している。このため、圧縮コイルばね５２によって外方
に付勢された振動軸４４は、小径軸部４４Ｃの基部がこ
のストッパ５４に当接した状態で保持される（第１図中
心線（回転軸）よりも上側に示される位置）。なお、小
径軸部４４ＣとスＩ・ツバ５４との間にはシール祠５６
が介在されている。

振動軸４４の本体４４Ｂと小径軸部４４Ｃとの境界位置
には、これらの径寸法の中間の径寸法とされる中間軸部
４４Ｄが形成されている。このため、振動軸４４の本体
４４Ｂとストッパ５４との間には、リング状溝空間５８
が形成されている。

ごの溝空間５８は、中間軸部４４Ｄの軸方向寸法分形成
され、前記ばね５２の付勢方向とは反対方向に受圧面を
有している。ここで、ホルダ胴部２２及び振動軸４４が
回転し、連通孔４２が供給通路３６と連通されると（第
２図参照）、通路３４．３６から圧縮エアが溝空間５８
内へ供給されるごとになる。このため、この溝空間５８
内に供給された圧縮エアは、該溝空間５８の受圧面をば
ね５２の付勢方向と反対方向に押圧し、振動軸４４が圧
縮コイルばね５２の付勢力に抗して第１図矢印へ方向へ
と軸移動される構成である。なお、圧縮エアによって軸
移動された振動軸４４は、ホルダ胴部２２のストッパ用
底面２２Ａでその復動を規則される（第１図中心線より
も下側に示される位置）。両ストッパ５４．２２Ａに振
動軸４４が衝突する際の衝撃を緩和するため、両者間に
それぞれ緩衝用のＯリング４５．４７が配置されている
。

また、ホルダ胴部２２及び振動軸４４がさらに回転する
と、連通孔４２は排出通路３７．３８と連通されるため
（第３図参照）、溝空間５８内の圧縮エアは外方へ排出
され、振動軸４４は圧縮コイルばね５２の（ｊ勢力で第
１図矢印Ｂ方向へ再度戻されることになる。

振動軸４４の小径軸部４４Ｃの先端には、チャック６０
が設けられ、研１−６２（例えば砥石）が先端に取付け
られた工具６４が把持されており、この結果研磨用工具
６４は、振動軸４４の回転及び往復軸移動に伴って回転
及び往復軸移動される構成となっている。

以下に本実施例の作用を説明する。

工作機械本体１２によって被加工部材の機械加工が終了
すると、自動工具交換アームが作動して、今まで使用し
ていた機械加工用の工具ホルダを取外し、マガジンへ収
容する。次に、この自動工具交換アームは、本実施例に
係る研磨加工用ホルダ１０のフランジ部１８の溝２０と
係合し、マガジンから取り出して、工作機械本体１２の
主軸へと搬送し、そのテーパシャンク１６を主軸と係合
させる。これと同時に、位置決めピン３０が工作機械本
体１２の圧縮エアの吐出口へ取付けられる。

主軸の回転が開始されると、この回転はテーパシャンク
１６、フランジ部１８を介してホルダ胴部２２へと伝達
され、ホルダ胴部２２は回転する。

ここで、ホルダ胴部２２と振動軸４４とはノックピン４
６によって連結されているので、振動軸４４もボルダ胴
部２２と一体回転する。

このとき、振動軸４４は圧縮コイルばね５２によって第
１図矢印Ｂ方向へ軸移動されているが、ホルダ胴部２２
の連通孔４２が供給通路３６と連通されると、通路３２
．３４．３６から圧縮エアが溝空間５８へと送り込まれ
る。圧縮エアが溝空間５８へ送り込まれると、振動軸４
４ば、この圧縮エアの力によって第１図矢印Ａ方向へ軸
移動される。さらに、回転が継続されると、前記連通孔
４２は、排出通路３７．３８と連通ずる。このため、溝
空間５８内の圧縮エアは外方へ排出され、振動軸４４は
再度圧縮コイルばね５２の付勢力によって第１図矢印Ｂ
方向へと移動する。すなわち、圧縮エアの溝空間５８へ
の供給及び溝空間５８からの排出が順次繰り返されるこ
とになる。従って、ホルダ胴部２２及び振動軸４４が回
転することによって、振動軸４４は往復軸移動が繰り返
され、チャック６０に把持された研磨工具６４は軸方向
へ移動（振動）しながら、回転されるため、研磨作業に
最適な動きを得ることができる。

ごのように、本実施例では研磨のために必要な動きを工
作機械本体１２の主軸の回転で得ることができるので、
マガジンへ本実施例のホルダ１０を予め収容しておき、
必要に応して自動工具交換アーＪ、によって、このホル
ダ１０を保持して本体１２へ取付けろとにより、研磨加
工を機械加工を行った同一の工作機械本体１２によって
行うことができ、作業効率を向上させることができる。

なお、圧縮エアヘアトマイズされたオイルを混合すれば
、オイルが振動軸４４とホルダ胴部２２との隙間に侵入
し、より円滑軸移動及び回転が可能となる。また、本実
施例ではホルダ胴部２２に設りられた連通孔４２の数を
１個としたが、この連通孔４２を増加することにより、
１回転当たりの往復移動数を変更することができる。

次に第４図には本発明の他の実施例が示されており、こ
の実施例が第１図に示した実施例と異なる点は、振動軸
４４の先端にエアモータ７０を取付げて工具６４をより
高速で回転させるようにしたごとと、振動軸４４のス１
−ローク調整機構を追加したことである。エアモータ７
０ば圧縮エアが供給されることにより高速で回転する周
知のものである。このエアモータ７０に圧縮エアを供給
すべく、前記位置決めピン３０、突出部２８、ハウジン
グ２６に、前述の往復動を発４トさせるためのエアの通
路３２．３４．３６とは別にエアの通路７２．７４．７
６が相連通して形成され、ハウジング２６の前記通路７
６と連通ずる内周の位置には全周に亙って溝７８が形成
される。ごの溝７８と連通ずるように、ホルダ胴部２２
に互いに直径に貫通ずる一対の連通孔８０が、該連通孔
８０と連通ずるように、振動軸４４に外周溝８２を介し
て一対の連通孔８４がそれぞれ形成される。さらに振動
軸４４の先端側に両速通孔８４と連通して軸方向通路８
６が形成され、ごの通路８６がエアモータ７０のエア入
口８８に連通している。これにより、エアモータに常に
エアが供給され、チャンク６０を高速回転させる。

ストローク調整機構は、先端側のストッパ５４の位置を
ホルダ胴部２２に対して軸方向に可変とし、振動軸４４
の往動時の突出量を調整する構成である。ストッパ５４
はその先端側外周に雄ねじを有し、ホルダ胴部２２の先
端内周の雌ねじに螺合されている。ホルダ胴部２２の最
先端には調整蓋体９０が装着され、ホルダ胴部２２に対
して回転可能であるとともに、固定ねじ９２を締付ける
ことによりホルダ胴部２２に固定される。この調整蓋体
９０はホルダ胴部２２内にやや延在し、前記ストッパ５
４と回転方向に係合するが、ホルダ胴部２２には螺合さ
れていない。通常は調整蓋体９０はホルダ胴部２２と一
体とされる。ストロク調整が必要なときは、固定ねし９
２を緩め、調整蓋体９０をホルダ胴部２２に対して所望
のいずれかの方向に回転させる。これにより、調整蓋体
９０と係合しているスＩ〜ンパ５４が回転し、ストンパ
５４はボルダ胴部２２に螺合しているために軸方１１１
畏こ移動する。よって、振動軸４４の往動側の移動量が
ストッパ５４の位置変動Ｑこより可変となり、振動スト
ロークが調整される。

なお、上記二つの実施例では、ばね５２により振動軸４
４を往動側へ付勢し、圧縮エアにより復動側に力を作用
させたが、これに限定せず、ばね等の付勢手段の付勢方
向と圧縮エアの作用方向を逆にしても良い。

また、仕−ヒげ加工用工具として研磨工具を使用するご
とに限定する必要はなく、切削工具をそのまま利用して
仕上げ加工をする場合、その他あらゆる仕」二げ加工乙
こも本発明の工具ホルダを使用できる。

〔発明の効果〕

以」二説明した如く本発明に係る工具ホルダは、機械加
工を行った工作機械本体に取付けることができ、同一の
工作機械によって機械加工と仕上げ加工とを行うことが
できるという傍れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１回は本発明の一実施例に係る研磨加工用工具ホルダ
における溝空間内に圧縮エアを送りこまれているとき（
図中中心線よりも下側）及び溝空間内の圧縮エアが排出
されたときく図中中心線よりも」二側）の軸方向断面図
、第２図は供給通路と連通孔とが一致された場合の軸直
角断面図、第３図は排出通路と連通孔とが一致された場
合の軸直角断面図、第４図は本発明の他の実施例を示す
断面図である。 ５８・・・溝空間。 代理人　弁理士　稲　葉　良　幸 ホルダ、 工作機械本体、 ホルダ胴部、 供給通路、 排出通路、 連通孔、 振動軸、 圧縮コイルばね、 １０　・ １２　・ ２２　・ ３６　・ ３８　・ ４２　・ ４４　・ ５２　・ ５８　・ ・ホルダ、 ・工作機械本体、 ・ホルダ胴部、 ・供給通路、 ・排出通路、 ・連通孔、 ・振動軸、 ・圧縮コイルばね、 ・溝空間。 １０　・ １２　・ ２２　・ ３６　・ ３８　・ ４２　・ ４４　・ ５２　・ ５８　・ ・ホルダ、 ・工作機械本体、 ・ホルダ胴部、 ・供給通路、 ・排出通路、 ・連通孔、 ・振動軸、 ・圧縮コイルばね、 ・溝空間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作機械本体の主軸に嵌着されるシャンクと、該
   シャンクと一体に形成され、内外周を連通する連通孔が
   形成されたホルダ胴部と、前記ホルダ胴部内に挿入され
   、ホルダ胴部に対して軸方向に相対移動可能に支持され
   ると共に前記ホルダ胴部の連通孔に連通する溝空間を有
   する振動軸と、前記振動軸をホルダ胴部に対して軸方向
   の一端へ付勢する付勢手段と、前記ホルダ胴部外周を回
   転自在に保持し、前記ホルダ胴部の回転によって交互に
   前記連通孔を介して前記溝空間と連通する供給通路及び
   排出通路を備えた保持部材と、該保持部材に圧縮エアを
   供給するエア供給手段と、を備え、前記溝空間は、圧縮
   エアが供給された場合に前記付勢手段の付勢力に抗して
   振動軸をホルダ胴部の他端へ軸移動させる方向にエアの
   受圧面を有する工具ホルダ。