JPH0680509U - サイドロック式工具チャック - Google Patents

サイドロック式工具チャック

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JPH0680509U
JPH0680509U JP2187493U JP2187493U JPH0680509U JP H0680509 U JPH0680509 U JP H0680509U JP 2187493 U JP2187493 U JP 2187493U JP 2187493 U JP2187493 U JP 2187493U JP H0680509 U JPH0680509 U JP H0680509U
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JP
Japan
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tool
chuck
lock
shank portion
chuck cylinder
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JP2187493U
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毅 小峰
泰彦 北村
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Big Daishowa Seiki Co Ltd
Original Assignee
Big Daishowa Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サイドロック式工具チャックとして、工具の
把持強度及び把持安定性に優れ、エンドミル等の重切削
用工具による重切削加工ににおいても工具とチャック筒
との間で回転方向の位置ずれを生じず、高い加工鮮度が
得られ、加工後の工具の取外しが容易で、長寿命なもの
を提供する。 【構成】 チャック筒1の工具保持孔2に工具10Aの
シャンク部11を挿嵌し、半径方向に螺入するロックね
じ4の圧接により固定するものにおいて、シャンク部1
1先端側に、径方向の貫通孔12又は端面より凹入した
径方向に沿う係合溝が形成され、チャック筒1の径方向
に貫通する係止ピン6が、チャック筒1に挿嵌したシャ
ンク部11の貫通孔12又は係合溝に嵌入する。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本考案は、チャック筒の工具保持孔に工具のシャンク部を挿嵌し、該チャック 筒の半径方向に螺入するロックねじの圧接により前記シャンク部を固定するサイ ドロック式工具チャックに関する。
【0002】
【従来の技術】
サイドロック式工具チャックとしては、シャンク部周面に平面部を形成した工 具を用い、該シャンク部をチャック筒の工具保持孔に挿嵌して、その平面部に該 チャック筒の半径方向に螺入するロックねじの平坦状端面を圧接することにより 、当該工具を把持固定させるものが汎用されている。しかるに、このようなチャ ック構造では、チャック筒と工具とが端面接合しないため、軸心の直線性を厳密 に設定しにくく芯振れを生じ易い。
【0003】 そこで、端面接合により軸心の直線性を厳密に設定するサイドロック式のチャ ックとして、工具のシャンク部の根元周囲にチャック筒端面と対向する環状段面 を設けると共に、該シャンク部の周面に円錐状凹部を形成し、ロックねじの先端 側を円錐状凸部として、この円錐状凸部と前記円錐状凹部の偏心嵌合による引き 付け作用でチャック筒端面と前記環状段面とを圧接させるロック方式(特開平4 −63314号公報等)や、チャック筒の径方向両側に一対のロックねじを螺着 し、両ロックねじの一方の先端側が円錐状凸部をなすと共に、他方の先端に円錐 状凹部を有するものとし、工具のシャンク部に貫設された径方向のガイド孔内に 、一端に円錐状凹部を有して他端に円錐状凸部を有する摺動ピンを摺動自在に装 填し、該摺動ピンの両端部と両ロックねじの先端部との偏心凹凸嵌合による引き 付け作用でチャック筒端面と前記環状段面とを圧接させるロック方式(特開昭6 0−207736号公報)等が提案されている。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、上記従来のサイドロック式工具チャックでは、いずれもチャッ ク筒による工具の保持力がロックねじのみで担われているため、把持強度及び把 持安定性が不充分であり、特にエンドミル等の重切削用工具にて切削部位に大き な負荷がかかる切削加工を施す場合に、加工中の工具に強いこじり力が作用して 、そのシャンク部とチャック筒との間で回転方向の位置ずれを生じ、これに伴う 工具の回転軸心の傾斜や偏心によって加工精度が悪化すると共に、ロックねじの 食い込みや潰れによって加工後の工具の取外しが困難になる場合があり、また工 具チャックの寿命低下を招くという問題があった。
【0005】 本考案は、上述の状況に鑑み、サイドロック式工具チャックとして、工具の把 持強度及び把持安定性に優れ、エンドミル等の重切削用工具による重切削加工に においても当該工具のシャンク部とチャック筒との間で回転方向の位置ずれを生 じることがなく、もって高い加工精度が得られると共に加工後の工具の取外しが 容易で長寿命なものを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本考案の請求項1は、チャック筒の工具保持孔に 工具のシャンク部を挿嵌し、該チャック筒の半径方向に螺入するロックねじの圧 接により前記シャンク部を固定するサイドロック式工具チャックにおいて、前記 工具のシャンク部先端側に、径方向の貫通孔12又は端面より凹入した径方向に 沿う係合溝13が形成されると共に、前記チャック筒には、径方向に貫通する着 脱自在な係止ピンを備え、該係止ピンがチャック筒に挿嵌した前記シャンク部の 貫通孔12又は係合溝13に嵌入する構成を採用したものである。
【0007】 また本考案の請求項2は、上記請求項1のサイドロック式工具チャックとして 、工具10A,10Bのシャンク部11周面に平面部11aが形成され、該平面 部11aにロックねじ4の平坦状端面が圧接する構成を採用したものである。
【0008】 本考案の請求項3は、上記請求項1のサイドロック式工具チャックとして、工 具10C,10Dのシャンク部15の根元周囲にチャック筒20a端面と対向す る環状段面14bを備えると共に、該シャンク部15の周面に円錐状凹部15a が形成され、ロックねじ23の先端側が円錐状凸部23aをなし、この円錐状凸 部23aと前記円錐状凹部15aの偏心嵌合によりチャック筒20a端面と前記 環状段面14bとが圧接する構成を採用したものである。
【0009】 本考案の請求項4は、上記請求項1のサイドロック式工具チャックとして、チ ャック筒31aの径方向両側に螺合する一対のロックねじ34,35を備え、両 ロックねじ34,35の一方の先端側が円錐状凸部34aをなすと共に他方の先 端に円錐状凹部35aを有し、工具10Eのシャンク部16bの根元周囲にチャ ック筒31a端面と対向する環状段面19を備え、且つ該シャンク部16bにガ イド孔17が径方向に貫設され、このガイド孔17内には一端に円錐状凹部18 aを有して他端に円錐状凸部18bを有する摺動ピン18が摺動自在に装填され 、該摺動ピン18の両端部と両ロックねじ34,35の先端部との偏心凹凸嵌合 によりチャック筒31a端面と前記環状段面19とが圧接する構成を採用したも のである。
【0010】
【作用】
工具は、そのシャンク部をチャック筒の工具保持孔に挿嵌し、該チャック筒の 半径方向に螺入するロックねじを前記シャンク部に圧接することにより把持固定 されるが、そのシャンク部先端側の貫通孔14又は係合溝13に、チャック筒を 径方向に貫通する係止ピンが嵌入することから、チャック筒に対して相対回転不 能となる。従って、エンドミルの如き重切削用工具による切削部位に大きな負荷 がかかる重切削加工において、加工中の工具に強いこじり力が作用しても、その シャンク部とチャック筒との間で回転方向の位置ずれを生じることはなく、工具 装着時に設定した回転軸心の振れ精度が保持されることになり、加工精度の悪化 が防止されると共に、上記のこじり力がロックねじに直接作用しないため、該ロ ックねじの食い込みや潰れを生じず加工後の工具の取外しを容易に行える。
【0011】 なお、サイドロック方式としては、工具10A,10Bのシャンク部11周面 に形成した平面部11aに、チャック筒1aの半径方向に螺入するロックねじ4 の平坦状端面を圧接する従来汎用の方式、工具10C,10Dのシャンク部15 の周面に形成した円錐状凹部15aに、ロックねじ23先端側の円錐状凸部23 aを偏心嵌合し、そのテーパ誘導による引き付け作用でチャック筒20a端面と シャンク部11の根元周囲の環状段面14bとを圧接させる方式、チャック筒3 1aの径方向両側に、先端側を円錐状凸部34aとしたロックねじ34と、同じ く円錐状凹部35aとしたロックねじ35とを螺着し、工具10Eのシャンク部 16bに貫設された径方向のガイド孔17内に、一端に円錐状凹部18aを有し て他端に円錐状凸部18bを有する摺動ピン18を装填し、該摺動ピン18の両 端部と両ロックねじ34,35の先端部との偏心凹凸嵌合による引き付け作用で チャック筒31a端面と工具10E側の前記同様の環状段面19とを圧接させる 方式等、種々のロック方式を採用できる。
【0012】
【実施例】
図1は本考案の第一実施例に係るサイドロック式工具チャックAを示す。この 工具チャックAでは、チャック本体1は、前部側が前端面に開口した工具保持孔 2を備えるチャック筒1a、後部側がマシニングセンタ等のスピンドルに対して 着脱自在に取り付けられる先細テーパ状のシャンク部1bとなり、中央部外周に マニュピュレーター把持用等のチャック位置決め用鍔部1cを備え、独立した工 具ホルダーを構成している。しかして、チャック筒1aには内外面に透通する一 対のねじ孔3,3にロックねじ4,4が螺着されると共に、鍔部1cの径方向両 側のキー溝5,5間に、一端側が大径のねじ孔6aを構成する径方向の貫通孔6 が穿設されており、この貫通孔6に係止ピン7を嵌挿して、そのフランジ状頭部 7aを底部に係嵌したねじ孔6aに抜け止め用のセットねじ8を螺着するように してある。
【0013】 このような工具チャックAを適用する切削工具としては、丸軸状のシャンク部 11の周面に一対の平面部11a,11aを有し、且つ図2に示すように該シャ ンク部11の先端部に径方向に沿う貫通孔12を備えた工具10A、もしくは図 3に示すように該シャンク部11に先端面より凹入した径方向に沿う係合溝13 を備えた工具10Bが使用される。しかして、工具10Aを装着する場合は、工 具チャックAの係止ピン7を抜出した状態でシャンク部11を工具保持孔2に挿 嵌し、該係止ピン7を貫通孔6に当該工具10Aの貫通孔12を連通するように 挿嵌した上で、各平面部11aにロックねじ4を締め付けて圧接すると共に、ね じ孔6aに抜け止め用のセットねじ8を螺着すればよい(図1参照)。また工具 10Bを装着する場合は、工具チャックAの係止ピン7を取り付けた状態におい て、該係止ピン7が係合溝13に嵌入するようにシャンク部11を工具保持孔2 に挿嵌し、各平面部11aにロックねじ4を締め付けて圧接すればよい。
【0014】 かくして装着した工具10A,10Bは、ロックねじ4,4の締め付けによる 通常のロック作用に加えて、係止ピン7と貫通孔12又は係合溝13との嵌合に より当該工具チャックAに相対回転不能に把持固定される。従って、切削部に大 きな負荷がかかる重切削加工を行っても、シャンク部11とチャック筒1aとの 間で回転方向の位置ずれを生じる恐れがなく、加工精度の悪化が防止されると共 に、加工中に工具10A,10Bに加わるこじり力がロックねじ4,4に直接作 用しないため、該ロックねじ4がシャンク部11の平坦面11aから外れた周面 位置に食い込んだり、該ロックねじ4が潰れることがなく、もって加工後の工具 10A,10Bの取外しを容易に行える。なお、工具10Aでは万一ロックねじ 4,4に緩みを生じてもチャック筒1aからの抜落を完全に防止できるという利 点があり、また工具10Bでは係止ピン7を取り付けたまま着脱操作できるので 非常に操作性がよいという利点がある。
【0015】 図4〜図6は本考案の第二実施例に係るサイドロック式工具チャックBを示す 。この工具チャックBでは、チャック本体20の前部側が前端面に開口した工具 保持孔21を備えるチャック筒20aを構成しており、該チャック筒20aの内 外面に透通するねじ孔22に、先端部を円錐状凸部23aとしたロックねじ23 が螺着されると共に、該ねじ孔22よりも後部側に一端側を大径のねじ孔24a とした径方向の貫通孔24が穿設されており、この貫通孔24に係止ピン25を 嵌挿して、そのフランジ状頭部25aを底部に係嵌したねじ孔24aに抜け止め 用のセットねじ26を螺着するようにしてある。
【0016】 この工具チャックBに適用する工具10C(図4参照),10D(図5参照) は共に、前端周縁部の一か所より突出する刃体14aを備えた丸軸状の本体部1 4と、その後端より同軸状に突出した小外径で円筒状のシャンク部15とからな り、該シャンク部15の根元と本体部14との境界部が軸線に対して直交する面 内の環状段面14bを構成し、且つシャンク部15の周面に半径方向に内外を透 通する孔とした円錐状凹部15aを備えており、シャンク部15を工具保持孔2 1に挿嵌してロックねじ23の締め付けた際、該ロックネジ23の円錐状凸部2 3aが円錐状凹部15aに偏心嵌合し、そのテーパ接合による誘導作用によりシ ャンク部15が工具保持孔21の内奥側へ引き付けられ、環状段面14bがチャ ック筒20aの端面に圧接するように設定されている。
【0017】 ここで工具10Cは、図7でも示すようにシャンク部15の先端部に径方向に 沿う貫通孔12を備えており、予め工具チャックBの係止ピン25を抜出した状 態でシャンク部15を工具保持孔21に挿嵌固定したのち、該係止ピン25を貫 通孔24及び貫通孔12に連通挿嵌してセットねじ26にて抜け止めするように なっている。一方、工具10Dは、図8でも示すようにシャンク部15に先端面 より凹入した径方向に沿う係合溝13を備えており、工具チャックBの係止ピン 25を取り付けた状態において、シャンク部15を工具保持孔21に挿嵌するこ とにより、係合溝13に係止ピン25が嵌合するようになっている。
【0018】 かくして工具チャックBに装着された工具10C,10Dは、ロックねじ23 の締め付けによる通常のロック作用に加えて、係止ピン25と貫通孔12又は係 合溝13との嵌合により当該工具チャックBに相対回転不能に把持固定されるか ら、切削部に大きな負荷がかかる重切削加工を行っても、シャンク部15とチャ ック筒20aとの間で回転方向の位置ずれを生じることがなく、装着時の端面接 合による回転軸心の直線性が良好に維持され、加工精度の悪化が防止されると共 に、加工中に工具10C,10Dに加わるこじり力がロックねじ23に直接作用 しないため、該ロックねじ23がシャンク部11の円錐状凹部15aの周側面に 食い込んだり、該ロックねじ23の潰れや折れを生じる恐れもなく、もって加工 後の工具10C,10Dの取外しを容易に行え、且つ工具チャックB全体として 長寿命となる。なお、工具10Cでは前記実施例1の工具10Aと同様の抜落防 止の利点、また工具10Dでは同実施例1の工具10Bと同様の着脱操作の容易 性の利点がある。
【0019】 図9及び図10は本考案の第三実施例に係るサイドロック式工具チャックCを 示す。この工具チャックCは、主軸台30に保持されたスピンドル31の前端部 に工具保持孔32を有するチャック筒31aが構成され、該チャック筒31aが 径方向両側に透通するねじ孔33a,33bを備え、ねじ孔33aには先端側を 円錐状凸部34aとしたロックねじ34が、ねじ孔33bには先端に円錐状凹部 35aを有するロックねじ35がそれぞれ螺着され、また両ねじ孔33a,33 bよりも後部に一端側を大径のねじ孔36aとした径方向の貫通孔36が穿設さ れており、この貫通孔36に係止ピン37を嵌挿して、そのフランジ状頭部37 aを底部に係嵌したねじ孔36aに抜け止め用のセットねじ38を螺着するよう にしてある。
【0020】 工具10Eは、共に丸軸状である本体部16aとシャンク部16bとの間にフ ランジ部16cが形成され、且つ軸線に沿うオイルホール39を有しており、フ ランジ部16cには冷媒供給リング40が外嵌されている。しかして、シャンク 部16bには、中間に位置するガイド孔17と、それよりも先端よりに位置した 貫通孔12とが共に径方向に貫設されており、ガイド孔17内に摺動ピン18が 摺動自在に装填されている。この摺動ピン18は、一端に円錐状凹部18aを有 して他端が円錐状凸部18bとなり、中間部にガイド孔17を挟む両側のオイル ホール39を連通させるための環状溝18cが形成されている。
【0021】 このような工具10Eを工具チャックCに装着するには、当該工具チャックC の係止ピン37を抜出した状態で、まずシャンク部16bを、摺動ピン18の両 端が両ロックねじ34,35と凹−凸の関係で対向する向きに設定して、工具保 持孔32に挿嵌し、両ロックねじ34,35の一方を締め付ける。これにより、 図9に示すように、摺動ピン18の一端側の円錐状凹部18aがロックねじ34 の円錐状凸部34aに、他端側の円錐状凸部18bがロックネジ35の円錐状凹 部35aにそれぞれ偏心嵌合し、そのテーパ接合による誘導作用によりシャンク 部16bが工具保持孔32の内奥側へ引き付けられ、フランジ部16cの側端面 で構成される環状段面19がチャック筒31aの端面に圧接し、該工具10Eは チャック筒31aに把持固定される。しかるのち、係止ピン37を貫通孔36及 び貫通孔12に連通挿嵌してセットねじ38にて抜け止めする。
【0022】 かくして工具チャックCに装着された工具10Eは、ロックねじ34,35と 摺動ピン18との凹凸嵌合による通常のロック作用に加えて、係止ピン37と貫 通孔12との嵌合により当該工具チャックCに相対回転不能に把持固定されるか ら、切削部に大きな負荷がかかる重切削加工を行っても、シャンク部16bとチ ャック筒31aとの間で回転方向の位置ずれを生じることがなく、装着時の端面 接合による回転軸心の直線性が良好に維持され、加工精度の悪化が防止されると 共に、加工中に工具10Eに加わるこじり力がロックねじ34,35に直接作用 しないため、該ロックねじ34,35と摺動ピン18との嵌合部で食い込みを生 じたり、ロックねじ34,35の潰れや折れを生じる恐れもなく、もって加工後 工具10Eの取外しを容易に行え、且つ工具チャックCが全体として長寿命とな る。なお本実施例では、ロックねじ34,35と摺動ピン18との偏心嵌合によ り径方向両側で引き付け力が作用するため、工具チャックCと工具10Eとの端 面接合の面圧が均等化し、前記第二実施例の工具チャックBよりも更に回転軸心 の直線性を精密に設定できる。
【0023】 この第三実施例の工具チャックCでは、シャンク部16bに貫通孔12を設け た工具10Eの装着例を示したが、前記第一及び第二実施例と同様に、貫通孔1 2に代えて係合溝13(図3,5,8参照)を設けた工具も装着可能であり、ま た工具保持孔32の入口部32aと内奥部32bが同一母線のテーパ孔状に形成 されているため、テーパシャンク部を有する工具も装着できる。
【0024】 本考案は、例示した以外のサイドロック式工具チャックにも適用できる。また 第一実施例のようなロック方式のチャック筒を工作機械のスピンドル自体に設け もよいし、第二及び第三実施例のようなロック方式のチャック筒を独立した工具 ホルダーに設けてもよい。また工具保持孔に対してシャンク径の小さい工具をス トレートコレットを介して嵌挿することも可能である。
【0025】
【考案の効果】
請求項1の考案によれば、チャック筒の工具保持孔に工具のシャンク部を挿嵌 し、該チャック筒の半径方向に螺入するロックねじの圧接により前記シャンク部 を固定するサイドロック式工具チャックとして、工具の把持強度及び把持安定性 に優れ、エンドミル等の重切削用工具による重切削加工ににおいても当該工具の シャンク部とチャック筒との間で回転方向の位置ずれを生じることがなく、もっ て高い加工鮮度が得られると共に、加工後の工具の取外しが容易で長寿命なもの が提供される。
【0026】 請求項2の考案によれば、上記のサイドロック式工具チャックとして、特に構 造的に簡素なものが提供される。
【0027】 請求項3の考案によれば、上記のサイドロック式工具チャックとして、特にチ ャック筒と工具との端面接合により、回転軸心の直線性を高精度に設定し得るも のが提供される。
【0028】 請求項4の考案によれば、上記のサイドロック式工具チャックとして、チャッ ク筒と工具とが均等な面圧で端面接合し、回転軸心の直線性をより高精度に設定 し得るものが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本考案の第一実施例に係るサイドロック式工
具チャックAの半断面側面図。
【図2】 同工具チャックAに装着する工具の一例を示
す要部の側面図。
【図3】 同工具チャックAに装着する工具の他の例を
示す要部の側面図。
【図4】 同第二実施例に係るサイドロック式工具チャ
ックBの縦断側面図。
【図5】 同工具チャックBによる異なる工具の装着状
態を示す縦断側面図。
【図6】 図4及び図5のVI−VI線の断面矢視図。
【図7】 同工具チャックBに装着する工具の一例を示
す要部の側面図 。
【図8】 同工具チャックBに装着する工具の他の例を
示す要部の側面図。
【図9】 同第三実施例に係るサイドロック式工具チャ
ックCの縦断側面図。
【図10】 図9のX−X線の断面矢視図。
【符号の説明】
1 チャック本体 1a チャック筒 2 工具保持孔 3 ネジ孔 4 ロックねじ 7 係止ピン 10A 切削工具 10B 切削工具 10C 切削工具 11 シャンク部 11a 平坦面 12 貫通孔 13 係合溝 10 チャック本体 11 チャック筒 12 工具保持孔 13 締付筒 14b 環状段面 15 シャンク部 16b シャンク部 17 ガイド孔 18 摺動ピン 18a 円錐状凹部 18b 円錐状凸部 19 環状段面 20 チャック本体 20a シャンク部 21 工具保持孔 22 ねじ孔 23 ロックねじ 23a 円錐状凸部 25 係止ピン 31a チャック筒 32 工具保持孔 33a ねじ孔 33b ねじ孔 34 ロックねじ 34a 円錐状凸部 35 ロックねじ 35a 円錐状凸部 37 係止ピン A サイドロック式工具チャック B サイドロック式工具チャック C サイドロック式工具チャック

Claims (4)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チャック筒の工具保持孔に工具のシャン
    ク部を挿嵌し、該チャック筒の半径方向に螺入するロッ
    クねじの圧接により前記シャンク部を固定するサイドロ
    ック式工具チャックにおいて、前記工具のシャンク部先
    端側に、径方向の貫通孔又は端面より凹入した径方向に
    沿う係合溝が形成されると共に、前記チャック筒には、
    径方向に貫通する着脱自在な係止ピンを備え、該係止ピ
    ンがチャック筒に挿嵌した前記シャンク部の貫通孔又は
    係合溝に嵌入するように構成されてなるサイドロック式
    工具チャック。
  2. 【請求項2】 工具のシャンク部周面に平面部が形成さ
    れ、該平面部にロックねじの平坦状端面が圧接するよう
    に構成されてなる請求項1記載のサイドロック式工具チ
    ャック。
  3. 【請求項3】 工具のシャンク部の根元周囲にチャック
    筒端面と対向する環状段面を備えると共に、該シャンク
    部の周面に円錐状凹部が形成され、ロックねじの先端側
    が円錐状凸部をなし、この円錐状凸部と前記円錐状凹部
    の偏心嵌合によりチャック筒端面と前記環状段面とが圧
    接するように構成されてなる請求項1記載のサイドロッ
    ク式工具チャック。
  4. 【請求項4】 チャック筒の径方向両側に螺合する一対
    のロックねじを備え、両ロックねじの一方の先端側が円
    錐状凸部をなすと共に他方の先端に円錐状凹部を有し、
    工具のシャンク部の根元周囲にチャック筒端面と対向す
    る環状段面を備え、且つ該シャンク部にガイド孔が径方
    向に貫設され、このガイド孔内には一端に円錐状凹部を
    有して他端に円錐状凸部を有する摺動ピンが摺動自在に
    装填され、該摺動ピンの両端部と両ロックねじの先端部
    との偏心凹凸嵌合によりチャック筒端面と前記環状段面
    とが圧接するように構成されてなる請求項1記載のサイ
    ドロック式工具チャック。
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