JPH06190614A - 工具保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】工具を径方向に高精度で保持可能な工具保持装
置を提供する。 【構成】皿ばね９に抗してドローバー１２を引っ張る
と、ドローバー１２はスリーブ１１をホルダ１０内奥へ
引っ張り込み、スリーブ１１はホルダ１０の内周面を摺
動するとともに球１５を通じて工具６を引っ張り、工具
６のテ−パ部６ａがテ−パ穴７に密接する。スリーブ１
１に緩嵌着された球押えスリーブ１６はスリーブ１１に
保持された球１５の径外方向への変位を規制しているの
で、球１５は球押えスリーブ１６とともにスリーブ１１
に対して径方向へ相対移動可能となる。したがって、テ
−パ穴７とホルダ１０の内周面とが径方向に位置ずれし
ている場合、工具６とドローバー１２とが径方向へ位置
ずれするが、両者の位置ずれ量は、球押えスリーブ１６
がスリーブ１１に対して径方向へ変位して吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工具保持装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の工具保持装置の断面図を図４に示
す。この工具保持装置は、軸穴１０８を有する主軸１０
２を有しており、軸穴１０８の先端部は工具１０６を保
持する先広のテ−パ穴１０７を有している。軸穴１０８
内にはドローバ１１２が挿入されており、ドローバ１１
２は軸穴１０８により軸方向に摺動自在に保持されてい
る。ドローバ１１２の外周には複数の皿バネ１０９が嵌
装されており、皿バネ１０９はドローバ１１２を引き抜
き方向（図４右方向）に付勢している。

【０００３】軸穴１０８の先端部にはホルダ１１０が圧
入されており、ホルダ１１０の内周面にスリーブ１１１
が摺動自在に保持されている。スリーブ１１１にはドロ
ーバ１１２の先端部が固定されており、スリーブ１１１
には複数の鋼球１１５が内径側に入り込まない状態で周
方向等間隔に配置されている。鋼球１１５は工具１０６
の後端部に設けられたプルスタッド１０６ｂを把持して
おり、ドローバ１１２が皿バネ１０９の弾性力によって
工具保持方向（右方向）に引っ張られることにより工具
１０６のテ−パ部１０６ａが主軸１０２のテ−パ穴１０
７に嵌合され、工具１０６が主軸１０２に固定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の工具保
持装置において、テ−パ穴１０７の軸心とホルダ１１０
の内周面の軸心とがずれていると、テ−パ穴１０７に保
持される工具と、ホルダ１１０の内周面に保持されるド
ローバー１１２とが径方向に位置ずれしてしまう。ホル
ダ１１０は主軸１０２の軸孔１０８に嵌入されるので、
軸孔１０８とテ−パ穴１０７との同軸度を確保する必要
があるが、軸孔１０８とテ−パ穴１０７とは別加工とな
るために、高精度の同軸度を得るのは容易ではない。

【０００５】このため、軸孔１０８とテ−パ穴１０７と
の径方向位置ずれにより工具１０６とドローバー１１２
とが径方向にずれ、工具１０６を皿バネ１０９で無理に
引き込むために、工具１０６が傾斜してしまい、その加
工精度の低下を招いた。本発明は、上記問題点に鑑みな
されたものであり、工具を径方向に高精度で保持可能な
工具保持装置を提供することを、その目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の工具保持装置
は、先広のテ−パ穴及び軸孔が先端から順に互いに連通
して同軸に形成された主軸と、前記軸孔の先端部に嵌入
された両端開口のホルダと、前記軸孔及び前記ホルダの
孔部に軸方向変位可能に挿入され皿ばねにより前記テ−
パ穴から遠ざかる方向に付勢されるドローバーと、前記
ドローバーの先端部に固定されるとともに前記ホルダの
前記孔部に摺動自在に保持されるスリーブと、前記スリ
ーブの先端部に径方向変位可能に嵌着され前端部内径よ
り径小な後端部内径を有する球押えスリーブと、前記ス
リーブの先端部及び前記球押えスリーブの内周面に径方
向変位可能に保持され径小位置にて工具のプルスタッド
を把持する複数の球とを備えることを特徴としている。

【０００７】

【作用】皿ばねに抗してドローバーを引っ張ると、ドロ
ーバーはスリーブをホルダ内奥へ引っ張り込み、スリー
ブはホルダの内周面を摺動するとともに球を通じて工具
を引っ張り、工具のテ−パ部がテ−パ穴に密接する。特
にこの発明では、球押えスリーブがスリーブに緩嵌着さ
れ、そしてこの球押えスリーブがスリーブに保持された
球の径外方向への変位を規制しているので、球は球押え
スリーブとともにスリーブに対して径方向へ相対移動可
能となっている。

【０００８】したがって、テ−パ穴とホルダの内周面と
が径方向に位置ずれしている場合、工具とドローバーと
が径方向へ位置ずれするが、両者の位置ずれ分は、球を
通じて工具に係合する球押えスリーブがスリーブに対し
て径方向へ微小変位することにより吸収される。

【０００９】

【発明の効果】上記説明したように本発明の工具保持装
置は、スリーブを通じてドローバーにより引っ張られる
工具把持用の球が、球押えスリーブとともに径方向へ微
小距離（軸孔内での球押えスリーブの径方向変位可能距
離だけ）変位可能な構成を採用しているので、例えばテ
−パ穴と軸孔との径方向位置ずれなどに起因する工具と
スリーブとの同軸度のずれを吸収して工具の傾斜を防止
し、加工精度の低下を防止することができる。

【００１０】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図１はその全体断面図、図２は要部拡大断面
図を示す。この工具保持装置１は、ハウジング５の貫通
孔にベアリング４により回転自在に支持される主軸２を
有し、主軸２の後端部（図１右端部）にはモータ等（図
示せず）の回転力がプ−リ３を介して伝達される。

【００１１】主軸２には先広のテ−パ穴７、段差孔８ｂ
及び軸孔８が先端から順に互いに連通して同軸に形成さ
れており、段差孔８ｂは軸孔８より径小で、かつ、テ−
パ穴７の内奥端より径大に形成されている。８ａ、８ｃ
は段差孔８ｂの両端の段差面である。軸孔８の先端部に
は両端開口のホルダ１０が嵌入されており、ホルダ１０
の前端面は後述の皿ばね９に付勢されて段差面８ａに押
し付けられている。

【００１２】軸孔８及びホルダ１０の孔部にはドローバ
ー１２が軸方向変位可能に挿入され、ドローバ１２外周
には複数の皿バネ９が嵌装されている。皿バネ９の前端
部はホルダ１０の後端面に係止され、皿バネ９の後端部
はシフタ１７を後方すなわちテ−パ穴７から遠ざかる方
向へ付勢している。シフタ１７は軸孔８の後端部に摺動
自在に嵌入されており、シフタ１７を貫通するドローバ
ー１２の後端部にナット１４が螺着されてシフタ１７が
ドローバー１２に固定されている。なお、ナット１４の
旋回により皿バネ９によるドローバー１２の引っ張り力
（＝クランプ力）が調整される。

【００１３】一方、ドローバ１２の先端部にはスリ−ブ
１１が固定されており、スリ−ブ１１はホルダ１０の内
周面に摺動自在に保持されている。スリ−ブ１１の先端
部（前端部）には周方向等間隔に複数の球受け穴１１ａ
が径方向に貫設され、各球受け穴１１ａにそれぞれ鋼球
（本発明でいう球）１５が保持されている。なお、球受
け穴１１ａは鋼球１５が内径側に脱落しない径を有して
いる。これら鋼球１５はスリ−ブ１１により後方へ付勢
されているので、工具６の後端部に設けられたプルスタ
ッド６ｂを後方へ引っ張っている。

【００１４】以下、本発明の要部について説明する。ホ
ルダ１０の先端部には、段差孔８ｂよりも多少小径に形
成された段差孔１０ａが設けられており、これら段差穴
１０ａ、８ｂに、球押えスリーブ１６が嵌入されてい
る。球押えスリーブ１６の後半部内周面１６ｂはその前
半部内周面１６ｃより所定寸法だけ径小とされており、
球押えスリーブ１６の中央部内周面１６ａは両内周面１
６ｂ、１６ｃに対し滑らかに連続するテ−パ面となって
いる。

【００１５】また、球押えスリーブ１６の後半部はスリ
−ブ１１に緩やかに嵌着されており、球押えスリーブ１
６の後半部内周面１６ｂとスリ−ブ１１の外周面との間
にには所定のクリアランス（テ−パ穴７の軸芯と軸穴８
の軸芯の最大許容ずれ量よりも大きいクリアランス）が
設定されている。また、球押えスリーブ１６の外周面と
段差孔８ｂ、１０ａとの間にも所定のクリアランス（テ
−パ穴７の軸芯と軸穴８の軸芯の最大許容ずれ量よりも
大きいクリアランス）が設定されている。

【００１６】当然、球押えスリーブ１６の全長は、段差
孔８ｂ、１０ａの合計全長より短くされている。以下、
上記装置の作動を説明する。シフタ１７を軸方向に調整
し、ドローバ１２に引っ張り力を与えてドローバ１２先
端に螺着されたスリ−ブ１１を図１中、右向へ引っ張る
と、鋼球１５がスリ−ブ１１の球受け穴１１ａのＡ点に
て接触する。さらに引っ張り力を加えると、鋼球１５は
プルスタッド６ｂのテ−パ部６ｃのＣ点と接触し、その
後、鋼球１５はテ−パ部６ｃに沿って移動し、球押えス
リーブ１６の後半部内周面１６ｂのＢ点と接触する。こ
れで、鋼球１５は３点にて接触しているため各部材間が
固定される。

【００１７】ここで、テ−パ穴７の軸芯と軸孔８の軸芯
とがずれている場合、球押えスリーブ１６と鋼球１５と
は一体となって径方向へ微小変位し、これにより、テ−
パ穴７の軸芯と軸孔８の軸芯とのずれが吸収される。し
たがって、工具６は、テ−パ穴７の軸芯と軸孔８の軸芯
とのずれに関わらず、傾斜、固定されることなく、テ−
パ穴７と工具６のテ−パ部６ａとが密着嵌合し、工具６
の軸芯はテ−パ穴７の軸芯に一致し、高精度の加工が可
能となる。

【００１８】アンクランプ時には、ドローバー１２を前
方へ押し出すことにより、スリ−ブ１１が前方に押し出
され、鋼球１５が球押えスリーブ１６の内周面１６ｂか
ら内周面１６ｃ側へ移動し、その結果、鋼球１５は径大
な内周面１６ｃにより径外方向への大変位が可能とな
り、鋼球１５からプルスタッド６ｂが離脱し、更に、ド
ローバー１２が前進すると、その先端がプルスタッド６
ｂの後端に当接し、工具６をノックアウトする。すなわ
ち、プルスタッド６ｂの外周面が鋼球１５を外径方向に
押しつつ、工具６は軸方向前方に抜け出す。

【００１９】本発明の具体例を第１図に沿って説明す
る。実験結果を以下に説明する。主軸２のテ−パ穴７と
軸孔８との軸芯ずれ量が０．５６ｍｍある場合、従来構
造（図４参照）では、工具６をクランプして工具６の振
れ量を測定したところ、３０μｍ以上であった。

【００２０】上記実施例装置を用いて同一条件で工具６
の振れ量を測定したところ、８μｍ以下となり、従来構
造の約１／４の高い振れ精度に抑制することができた。
なお上記実施例では、主軸２に回転出力を伝達する際
に、主軸２に固定された動力伝達部品３を介して行った
が、ビルトインモータによる方法、或いは主動力源と主
軸２とを直結して主軸２を回転させる方法などであって
も良い。また、工具６を保持するための引っ張り力を発
生するのに皿バネ９を用いたが、シリンダ等を用いても
良い。 （実施例２）他の実施例を図３に示す。

【００２１】この実施例では、ホルダ１０は段差孔１０
ａをもたず、その代わりに、主軸２の段差孔８ｂの全長
を球押えスリーブ１６の全長より僅かに長く形成してい
る。このようにすれば、ホルダ１０の構造を簡単化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工具保持装置の一実施例を示す断面図
である。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【図３】他の実施例を示す要部拡大断面図である。

【図４】従来の工具保持装置を示す断面図である。

【符号の説明】 ２ 主軸 ６ 工具 ７ テ−パ穴 ８ 軸孔 ９ 皿ばね １０ ホルダ １２ ドローバー １１ スリ−ブ １２ 球 １６ 球押えスリーブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先広のテ−パ穴及び軸孔が先端から順に互
   いに連通して同軸に形成された主軸と、 前記軸孔の先端部に嵌入された両端開口のホルダと、 前記軸孔及び前記ホルダの孔部に軸方向変位可能に挿入
   され皿ばねにより前記テ−パ穴から遠ざかる方向に付勢
   されるドローバーと、 前記ドローバーの先端部に固定されるとともに前記ホル
   ダの前記孔部に摺動自在に保持されるスリーブと、 前記スリーブの先端部に径方向変位可能に嵌着され前端
   部内径より径小な後端部内径を有する球押えスリーブ
   と、 前記スリーブの先端部及び前記球押えスリーブの内周面
   に径方向変位可能に保持され径小位置にて工具のプルス
   タッドを把持する複数の球と、 を備えることを特徴とする工具保持装置。