JPH0713925Y2

JPH0713925Y2 - テーパ穴加工用ツールホルダ

Info

Publication number: JPH0713925Y2
Application number: JP3682890U
Authority: JP
Inventors: 征支朗桜井
Original assignee: 日立精機株式会社
Priority date: 1990-04-05
Filing date: 1990-04-05
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2005-04-05
Also published as: JPH03126510U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、テーパ穴加工用ツールホルダに係り、特にマ
シニングセンタにおいてＵ軸等のNC装置あるいは専用の
駆動装置を使用しないでテーパ穴加工のできるテーパ穴
加工用ツールホルダに関する。

〔従来の技術〕

従来、テーパ穴加工及び逆テーパ穴加工は、専用機を使
用して行なうのが一般的であった。また、マシニングセ
ンタ等汎用機で行なう場合には、次の２つの方法があっ
た。

第１の方法は、「特開昭57-132905」号公報に開示され
ているように、刃具を主軸の径方向に移動制御可能なＵ
軸を備えた、いわゆるＵ軸ツールを使用して、このＵ軸
ツールのＵ軸とＺ軸とをNC装置によって同時２軸補間制
御させてテーパ穴加工を行なう方法である。

第２の方法は、「実開平1-138605」号公報に開示されて
いるように、工具ホルダ内に加工するテーパ穴に合わせ
て、主軸軸線から傾いた方向に進退自在な刃具を設け、
機械本体に取り付けた駆動装置を用いて、工具ホルダの
刃具を進退動作させてテーパ穴加工を行う方法である〔考案が解決しようとする課題〕しかし、上記従来の技術によれば、専用機を揃えるには
経費が掛かるし、汎用機においてもＵ軸ツールあるいは
進退動作用の駆動装置を備え付けるには多くの経費を必
要とする。また、Ｕ軸ツールの制御装置あるいは進退動
作用の駆動装置は後付けが困難であり、いずれにしても
要望に対して簡単に対応できるものではなかった。

本考案は、上記問題点を解決するために創案されたもの
であり、その目的は、マシニングセンタにおいて、Ｕ軸
ツール等の付加軸あるいは進退動作用の駆動装置を設け
ることなく、ツールホルダを利用してテーパ穴の加工を
小径側から加工することのできるテーパ穴加工用ツール
ホルダを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、上記問題点を解決するために、次のような手
段を採った。すなわち、工作機械の主軸に着脱自在に挿
着されるテーパ穴加工用ツールホルダにおいて、前記主軸に装着され、主軸の回転を伝達する回転軸と、この回転軸を回転自在に支持するとともに、回り止めに
よって、前記工作機械の固定部に固定されたハウジング
と、前記回転軸内に設けられ、この回転軸の回転伝達で回転
するとともに、軸線方向に移動自在であって、一端にね
じ部を有するねじ軸と、このねじ軸にねじ係合されて、ねじ軸軸線回りに回転自
在で、かつ、ねじ軸軸線方向の移動を規制された回転体
と、前記回転軸の回転を前記回転体に相対回転伝達する回転
伝達手段と、前記ねじ軸と同心軸上を回転自在に、前記ハウジングに
支持され、前記回転軸の回転が伝達されるとともに、こ
の回転軸から所定角度傾斜した方向に案内穴が設けられ
た案内部材と、この案内部材の案内穴に沿って、進退自在でかつ案内部
材とともに、前記ねじ軸とスライダ係合して回転し、一
端に工具を備えた工具軸とからなり、前記回転軸の回転
により前記工具軸を回転するとともに、回転軸から所定
角度傾斜した案内方向に送ることにより、テーパ穴の加
工を行うように構成される。

また、本考案のテーパ穴加工用ツールホルダは、前記工
具軸及び案内部材が交換可能に設けられている。

〔作用〕

ハウジングが回り止めによって固定されるように、回り
止めを機械の固定部に係合させて、ツールホルダを主軸
に挿着させる。主軸を回転させることにより、回転軸、
ねじ軸、案内部材、工具軸が回転する。前記回転軸の回
転は、回転伝達手段により所定の比率に増減されて、回
転体に回転軸と相対回転するように伝達される。従っ
て、回転軸と回転体、すなわち、ねじ軸と回転体との回
転数は異なるので回転差が生じ、この回転差のためにね
じ軸がねじ軸軸線方向に移動する。

工具軸を案内する案内部材の案内穴は、ワークのテーパ
穴のテーパ角に合せた角度に設けられているので、ねじ
軸の軸線方向移動によって、ねじ軸とスライダ係合した
工具軸は、前記案内穴に沿って軸線方向に移動する。こ
の工具軸の軸線方向の移動と、案内部材の回転によりワ
ークのテーパ穴加工が行われる。また、テーパ穴のテー
パ角の違ったワークを加工する場合、そのテーパ角に対
応した角度を有して案内穴が設けられた案内部材及び工
具軸を交換すれば良い。

〔実施例〕

第１図は本考案の第１実施例の全面側面断面図、第２図
は第１図におけるI-I線矢視図である。

以下、本考案の第１実施例を図面に基づいて更に詳細に
説明する。

テーパ穴加工用ツールホルダＡ（以下、単にツールホル
ダという）は、第１図に示されるようにマシニングセン
タの主軸Ｓに着脱可能に挿着される。そして、このツー
ルホルダＡは、主軸Ｓに挿着される回転軸（シャンク）
１と、シャンク１内径に挿入されたねじ軸３と、このね
じ軸３に螺合された回転体である第２のギア５と、第２
のギアにシャンク１の回転を所定の比率で増減して伝達
する回転伝達手段６と、前記ねじ軸３と連結され先端に
工具を固着した工具軸７と、これらシャンク１、ねじ軸
３等を内蔵するハウジング２等を主要素として形成され
ている。

まず、ツールホルダＡは、シャンク１の外径一部に形成
された把持溝1aを図略のATCによって把持され、通常の
工具と同様交換可能である。このツールホルダＡには、
機械側の固定部Saに係合する回り止め2aによって固定さ
れたハウジング２が、シャンク１の前方部を覆って設け
られる。シャンク１は、軸受10,10を介してハウジング
２に支持されており、従ってハウジング２に対して回転
自在である。

前記ハウジング２は、ハウジング後部20とハウジング前
部21とから構成されていて、ハウジング前部21は、ハウ
ジング後部20から更に前方に突出して形成され、軸受2
2,22が内蔵されている。そして、ボルト23でハウジング
後部20に固定されている。

前記シャンク１には、突出した先端から段付穴11が明け
られている。そして、この段付穴11の小径穴の一部に、
滑りキーのキー溝に該当するガイド溝12が切られてい
る。このガイド溝12には、前記段付穴11内に挿入された
ねじ軸３の後端部に埋込まれたキー30が係合し、このキ
ー30を介してねじ軸３はシャンク１とともに回転し、主
軸軸線（Ｚ軸）方向に摺動することができるように構成
されている。

前記ねじ軸３は、段付穴11内にシャンク１から前方に長
く突出して設けられ、軸部にねじが形成されている。

前記シャンク１の外径一部には、キー40を介して第１の
ギア４が固着され、ナット41で固定されている。

また、前記ねじ軸３のねじ部には、第２のギア５が螺合
されている。そして、この第２のギア５は前記シャンク
１先端と、スラスト軸受50を介して接した状態である。

前記第１のギア４及び第２のギア５に連結され、シャン
ク１の回転を第２のギア５に伝達する手段が回転伝達手
段６であり、第１のギア4,軸60,第３のギア61,第４のギ
ア62,キー63,64及び軸65,65で構成されている。すなわ
ち、これらの第１及び第２のギア4,5に、それぞれ噛合
する第３及び第４のギア61,62が、キー63,64を介して軸
60に固着されていて、この軸60は、ハウジングＡ内部の
空間部内に軸受65,65を介して回転自在に設けられてい
る。66は第４のギア62の軸方向のズレを防止するカラー
である。

従って、以上のように各ギアが関連しているので、シャ
ンク１とともに第１のギア４が回転すると、回転は第１
のギア４から第３のギア61,第４のギア62を経て第２の
ギア５へ伝達される。ところが、第１のギア４と第３の
ギア61との歯数比と第２のギア５と第４のギア62との歯
数比とが異なるため、第１のギア４と第２のギア５の回
転数が異なってくる。第２のギア５の軸方向の位置は固
定されているので、結局、ねじ軸３と第２のギア５の回
転数の差により第２のギア５に螺合されたねじ軸３がＺ
軸方向に移動されることになる。

前記ハウジング２を構成するハウジング前部21の内部に
は、軸受22,22によって案内部材８が回転自在に設けら
れている。この案内部材８後端（シャンク１側）は、ス
ラスト軸受50を介して前記第２ギア５と接している。案
内部材８内部には、ワークＷのテーパ穴Waのテーパ角度
に対応した案内穴8aが明けられていて、この案内穴8aに
工具軸７が挿入される。工具軸７は、第２図で示される
ように、工具軸７に形成されたＴ溝7aと前記ねじ軸３先
端に形成されたＴ字部3aとのスライダ係合により、ねじ
軸３に連結されている。従って、ねじ軸３との連結によ
り、ねじ軸３の回転と軸線方向の移動とが工具軸７に伝
達される。また、工具軸７の外径一部には長穴形状の一
条のガイド溝70が設けられている。一方、前記案内部材
８には案内部材８の外径側から、前記ガイド溝70に係合
する二面幅80aを形成したガイドキー80が埋め込まれ
る。81はガイドキー80の回り止め用ビスである。又、工
具軸７先端には、ワークＷにテーパ穴加工を施す工具Ｔ
が螺着され、Ｗナット71で固定されている。所望される
テーパ穴Waを加工するには、このテーパ穴のテーパ角度
の半分と、工具Ｔひいては工具軸７の回転軸軸線からの
傾き角とが一致していなければならず、そのためには、
回転軸となる案内部材８に形成される案内穴8aの角度
を、所望されるテーパ穴Waのテーパ角度の半分に合せて
おけば良い。なお24は、ボルト25によってハウジング前
部21に固着された蓋板であり、軸受22の押えも兼ねてい
る。

以上のような構成の第１実施例の作用を述べる。

まず、ATC等によってシャンク１の把持溝1aを把持し
て、回り止め2aが主軸Ｓ側の固定部Saに係合するように
ツールホルダＡを主軸Ｓに挿着させる。

次いで、主軸Ｓを回転させると、シャンク１が回転し、
回転伝達手段６を介して第２のギア５が回転する。同時
にねじ軸３もシャンク１とともに回転する。ねじ軸３に
は工具軸７が連結されているので、工具軸７も回転し、
更に工具軸７と係合されたガイドキー80を介して案内部
材８まで回転する。こうした動きの内で、第１のギア４
と第３のギア61との歯数比と第２のギア５と第４のギア
62との歯数比とが異なっているため、第１のギア４と第
２のギア５との間、すなわち、ねじ軸３と第２のギア５
との間で回転差が生じ、この回転差の分だけねじ軸３が
Ｚ軸方向に移動する。これによって、工具軸７が前後移
動し、工具ＴによるワークＷに対するテーパ穴加工が為
される。

第３図は本考案の全体側面断面図、第４図は第３図にお
けるII-II線断面図で同図（イ）はねじ軸と工具軸との
係合状態の図、同図（ロ）はねじ軸と工具軸との係合離
脱状態の図を示す。

次に、第３図及び第４図に基づいて本考案の第２実施例
を説明する。

本実施例では、第１実施例に対して、工具Ｔを装着して
ある工具軸と案内部材とを交換可能とした点が違うのみ
であって、他は原理的にも構造的にもほとんど同一であ
る。従って、構造的に同一なものには同一符号を付し、
説明も簡単にし、あるいは省略する。

本実施例でも、ツールホルダＡに回り止め2aの付いた、
ハウジング後部20とハウジング前部21とから成るハウジ
ング２が設けられている。また、シャンク１内にはキー
30により、回転伝達および進退案内をされたねじ軸３が
挿入されている。このねじ軸３には、第２のギア５が螺
合され、一方で、この第２のギア５は第４のギア62と噛
合される。第４のギア62を取付けた軸110には、第１実
施例と同様第３のギア61が取付けられ、シャンク１に取
付けられた第１のギア４に噛合されている。その他、軸
110の他端には第５のギア111が取付けられていて、後述
する案内部材114に取付けられた第６のギア112に噛合さ
れている。

前記第１のギア４と第３のギア61との歯数比と第５のギ
ア111と第６のギア112との歯数比とは同一であり、シャ
ンク１と、回転軸となる案内部材114とは同一回転数で
回転する。

第１のギア４と第３のギア61との歯数比と、第２のギア
５と第４のギア62との歯数比とは異なっており、第１実
施例で説明したように、両者の回転数の差によってねじ
軸３を移動させている。

本実施例では、工具Ｔが装着された工具軸113と、この
工具軸113をワークＷのテーパ穴Waのテーパ角に対応し
た方向に進退自在に支持するとともに、前記案内部材11
4内に固着された案内部材114の一部である支持軸115と
が、ワークＷのテーパ穴Wa加工のテーパ角に対応させる
ために、交換可能に設けられている。すなわち、工具軸
113を支持した支持軸115は、案内部材114の前方から案
内部材114に挿入できるように構成され、ボルト116で着
脱可能となっている。又、支持軸115に支持されるとと
もに端部が前記ねじ軸３に連結された工具軸113も、支
持軸115前方から抜き出せるようになっている。この工
具軸113とねじ軸３との連結部は第４図（イ），（ロ）
に示される。同図と第３図とによれば、ねじ軸３先端に
連結棒117が固着されている。この連結棒117の先端は、
球状体が軸部の軸芯の延長線に沿って切断された、いわ
ば軸部117aに半円球117bが付属された形状に形成されて
いる。一方、工具軸113側にはＪ字形の凹溝113aが形成
され、前記連結棒117の半円球部117bが係合される。こ
の係合時の状態が第４図（イ）に示される。同図（ロ）
は、工具軸113側を180°回転させた状態であって、この
状態だと、連結棒117の半円球部117bと係合する凹溝113
aがないので、工具軸113を引抜くことができる（第４図
（ロ）で右側に移動）。

次に、以上のように構成された第２実施例の作用を述べ
る。

まず、ATC等でシャンク１の把持部1aを把持して、回り
止め2aが主軸Ｓ側の固定部Saに係合するようにツールホ
ルダＡを主軸Ｓに挿着させる。次いで、主軸Ｓを回転さ
せると、シャンク１が回転し、第1,第３及び第４の各ギ
ア4,61,62も回転し、同時に、軸110に固着された第５ギ
ア111を介して第６ギア112が回転する。第６ギア112の
回転で、案内部材114,支持軸115,工具軸113が回転し、
加工準備完了となる。この時、第２のギア５は第４のギ
ア62によって回転させられるが、第１のギア４と第３の
ギア61との歯数比と第２のギア５と第４のギア62との歯
数比とは異なっているので、第１及び第２のギア4,5の
回転に差が生じる。すなわち、第１のギア４とともに、
回転するねじ軸３と第２のギア５との間で回転差が生じ
る。第２のギア５の軸方向の位置は固定されているの
で、回転差の分だけねじ軸３が移動する。一方、工具軸
113は連結棒117でねじ軸３と連結されているので、ねじ
軸３の移動に連れて工具軸113も軸方向に移動し、工具
ＴによるワークＷに対するテーパ穴加工が為される。

〔考案の効果〕

本考案は、以上説明したように構成されているので、次
のような効果を生ずる。すなわち、マシニングセンタに
おいてＵ軸ツール等の付加軸あるいは専用の駆動手段を
付加せずに、ワークのテーパ穴加工を施工することが可
能となった。

また、請求項２項のテーパ穴加工用ツールホルダにおい
ては、ワークのテーパ穴のテーパ角に応じて工具軸およ
び案内部材を交換することができるので、利用範囲の広
いものとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本考案のテーパ穴加工用ツールホ
ルダの実施例をそれぞれ示し、第１図は第１実施例の全
体側面断面図、第２図は第１図におけるI-I線矢視図、
第３図は第２実施例の全体側面断面図、第４図は第３図
におけるII-II線断面図で同図（イ）はねじ軸と工具軸
との係合状態の図、同図（ロ）はねじ軸と工具軸との係
合離脱状態の図を示す。図において、Ａ……テーパ穴加工用ツールホルダ、１……シャンク、
２……ハウジング、３……ねじ軸、４……第１のギア、
５……第２のギア、６……回転伝達手段、7,113……工
具軸、8,114……案内部材、100……回転伝達手段、115
……支持軸、117……連結棒。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】工作機械の主軸に着脱自在に装着されるテ
ーパ穴加工用ツールホルダにおいて、前記主軸に挿着され、主軸の回転を伝達する回転軸と、この回転軸を回転自在に支持するとともに、回り止めに
よって、前記工作機械の固定部に固定されたハウジング
と、前記回転軸内に設けられ、この回転軸の回転伝達で回転
するとともに、軸線方向に移動自在であって、一端にね
じ部を有するねじ軸と、このねじ軸にねじ係合されて、ねじ軸軸線回りに回転自
在で、かつ、ねじ軸軸線方向の移動を規制された回転体
と、前記回転軸の回転を前記回転体に相対回転伝達する回転
伝達手段と、前記ねじ軸と同心軸上を回転自在に、前記ハウジングに
支持され、前記回転軸の回転が伝達されるとともに、こ
の回転軸から所定角度傾斜した方向に案内穴が設けられ
た案内部材と、この案内部材の案内穴に沿って、進退自在でかつ案内部
材とともに、前記ねじ軸とスライダ係合して回転し、一
端に工具を備えた工具軸とからなり、前記回転軸の回転
により前記工具軸を回転するとともに、回転軸から所定
角度傾斜した案内方向に送ることにより、テーパ穴の加
工を行うことを特徴とするテーパ穴加工用ツールホル
ダ。
【請求項２】前記工具軸及び案内部材が交換可能に設け
られている請求項１記載のテーパ穴加工用ツールホル
ダ。