JPH0724506U - 工作機械における主軸テーパ用アダプタの自動着脱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異なるテーパ寸法のシャンクの工具ホルダを
使用したい場合に、短時間に全自動で主軸のテーパ用ア
ダプタを着脱できるようにすること。 【構成】 主軸１の先端に形成されたテーパ穴１ａに、
そのテーパ寸法と異なる第２のテーパ寸法を有するテー
パ孔２ａを有するツールシャンク用のアダプタ２を着脱
可能とした工作機械における主軸テーパ用アダプタの自
動着脱装置において、主軸１との間で直接的にツールシ
ャンク用アダプタ２を授受可能に設けられたアダプタ置
棚３５と、そのアダプタ置棚３５の金峰に設置され、ツ
ールシャンク用アダプタ２を主軸端に固定するボルト１
９（４２）を締めたり或は緩めたりするボルトランナ４
０とを有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、工作機械の工具ホルダを装着する主軸のテーパ用アダプタの自動着 脱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

工作機械の主軸は単一のテーパ穴を有し、そのテーパに合う工具ホルダを上記 テーパ穴に装着するのが普通である。

【０００３】 ところが、切削上の条件により、より種類の多くの工具が必要な場合がある。 この場合テーパ寸法の異なるシャンクの工具ホルダが必要であり、多くの場合そ のテーパ寸法のテーパ穴が設けられている主軸を有する異なる機械に工具ホルダ ーをとりつける。そして、その時の加工工程によってはワークをその機械まで段 取り替えすることが行なわれている。

【０００４】 また、主軸のテーパ穴は切削の都度必ず工具ホルダのテーパシャンクと強く密 着しており、テーパ穴面は切削力の影響を受けて、いわゆるフレッチングコロー ジョン等により損傷を受ける場合がある。したがって、この場合には主軸のテー パ穴を再研磨するか、或は主軸全体を交換する等のことが必要となる。

【０００５】 そのようなことから、主軸のテーパ穴の損傷時に主軸全体を交換するのではな く、テーパ穴を持つ別のアダプタを主軸に強く締結しておき、そのアダプタを交 換するようにすることも提案されている。さらに、切削中に異なるテーパ寸法の シャンクの工具ホルダを使用するために、主軸のテーパ穴に異なるテーパ穴を有 するツールシャンク用アダプタを着脱自在とするものも提案されている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、切削条件に応じて所定のテーパ穴が設けられている主軸を有す る機械にワークを付け変えることは、その段取り変えが非常に手間がかる作業で 加工効率の低下を招く等の問題がある。また、ツールシャンク用アダプタを着脱 するものにおいては、アダプタのフランジ部を主軸にボルト等で締付け或は取外 しを手作業で行う必要があり、この作業にも多くの時間を要し、また面倒な作業 が要求される。

【０００７】 また、アダプタの交換の度に作業者がアダプタ保管場所から所定のアダプタを 持って来たり、或は取外したアダプタを保管場所へ持って行ったりしなければな らず、この点でも作業性が悪い等の問題がある。

【０００８】 本考案はこのような点に鑑み、切削中に異なるテーパ寸法のシャンクの工具ホ ルダを使用したい場合に、短時間に全自動で主軸のテーパ用アダプタを交換でき 、また、主軸のテーパ穴が損傷し場合にも主軸全体を新たに造り直す必要がなく 、ツールシャンク用アダプタのみを交換するだけでよいようにした主軸テーパ用 アダプタの自動着脱装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、主軸の先端に設けられた第１のテーパ寸法を有する第１のテーパ穴 に着脱可能に取付けられ、第１のテーパ寸法と異なる第２のテーパ寸法を有する 第２のテーパ穴を有するとともに、後方側に突出し主軸の軸線方向に所定量移動 可能に設けられたプルスタッド及びそのプルスタッドに連結され上記第２のテー パ穴に取付けられた工具のプルスタッドに係合可能なコレットを有するツールシ ャンク用アダプタと、主軸内に設けられ、その主軸の第１のテーパ穴に装着され た工具のプルスタッド又はツールシャンク用アダプタのプルスタッドに係合可能 な主軸側コレットとを有する工作機械における主軸テーパ用アダプタの自動着脱 装置において、主軸との間で直接的にツールシャンク用アダプタを授受可能に設 けられたアダプタ置棚と、そのアダプタ置棚の近傍に設置され、ツールシャンク 用アダプタを主軸端に固定するボルトを締めたり或は緩めたりするボルトランナ を有することを特徴とする。

【００１０】

【作用】

アダプタ置棚に定置されているツールシャンク用アダプタのキー溝と主軸端の キーとの位相を合わせて、機械のＸ軸、Ｙ軸をアダプタ中心と主軸中心が一致す るように移動させ、主軸の繰り出しによってアダプタのプルスタッドを主軸側の コレットで引張る。

【００１１】 その後、アダプタを主軸にコレットで仮付けした状態で、アダプタに取り付け てあるアダプタ取り付け用のボルトの位置を、機械のＸ軸、Ｙ軸を移動してボル トランナー装置の軸線と同一軸線上に来るようにし、その後主軸を繰り出し定置 してあるボルトランナー装置によってボルトを締め付けて主軸へのアダプタの固 定を行なう。その作業をボルトの数に応じて行ないアダプタの固定を行なう。

【００１２】 一方、アダプタの取外しに際しては上記と逆の操作を行なう。

【００１３】

【実施例】

以下、添付図面を参照して本考案の実施例について説明する。 図４は主軸先端部の縦段側面図であって、主軸１の先端には、大径サイズ用の ツールシャンク外径に対応するテーパ穴１ａが形成されており、このテーパ穴１ ａには大径サイズのツールシャンクと小径サイズのツールシャンク用アダプタ２ とが選択的に装着されるようにしてある。

【００１４】 上記ツールシャンク用アダプタ２には、小径サイズのツールシャンクが装着さ れるテーパ穴２ａが形成されており、またそのフランジ部２ｂには主軸１の先端 面に設けられたキー３と係合してツールシャンク用アダプタ２の位置決めを行う キー溝２ｃが形成されている。

【００１５】 主軸１内にはドローバー４が同芯状に配設されており、図５で拡大して示すよ うに、そのドローバー４の先端にはガイド５がネジで一体的に固着されている。 上記ガイド５の先端外周にはコレット６が装着されており、このコレット６は、 上記ガイド５とともに進退することによってツールシャンクのプルスタッド或は 後述するアダプタの可動プルスタッド７と係合離脱する。また、上記ガイド５内 には上記可動プルスタッド７等の端面にスプリング８によって圧接するスプール ９が設けられている。

【００１６】 一方、ツールシャンク用アダプタ２には、その主軸１への挿入先端側に可動プ ルスタッド７が装着されている。その可動プルスタッド７はその基端部側がツー ルシャンク用アダプタ２内に同芯的に挿入され、その外面に形成された軸線方向 に延びる長穴状溝１０にアダプタ２に螺着された止めネジ１１の先端が係合され 、可動プルスタッド７が軸線方向に或程度移動可能で且つその抜出しが防止され るようになっている。

【００１７】 上記可動プルスタッド７には、アダプタ２内側に延びるガイド１２が螺着され ており、そのガイド１２の先端部に、アダプタ２のテーパ穴２ａに装着された工 具のプルスタッド１３に係合離脱するコレット１４が設けられている。また、上 記ガイド１２内には上記プルスタッド１３の端面にスプリング１５によって圧接 されるスプール１６が摺動可能に装着されている。

【００１８】 なお、図中符号１７，１８は主軸中心を通して供給される空気やクーラント液 をアダプタのプルスタッド７や工具ホルダ等に供給するためのシール部材である 。

【００１９】 ところで、上記アダプタ２は、前述のようにそのキー溝２ｃが主軸１のキー３ に係合されるとともに、複数本のボルト１９によって主軸１に固着されるように してある。また、上記アダプタ２の前面には、そのテーパ穴２ａに装着された工 具ホルダ２０のキー溝２０ａに係合するキー２１が設けられている。

【００２０】 図６は、主軸１の後端部の概略構成を示す図であり、主軸１内に挿通されたド ローバー４には、皿バネガイド２２が連結されており、その皿バネガイド２２の 外周には皿バネ２３が配設されている。この皿バネ２３は、主軸１内に設けられ ているバネ受け２４と皿バネガイド２２のフランジ部２２ａとの間に介装され、 皿バネガイド２２及びドローバー４が図において右方に付勢されている。

【００２１】 また、主軸１の後端部には、シリンダ２５が設けられており、そのピストン２ ６によって、上記皿バネガイド２２の端部に連結された中空軸２７を皿バネ２３ に抗して図において左方に移動し得るようにしてある。

【００２２】 そこで、前記主軸１のコレット６は、皿バネ２３の反撥力で皿バネガイド２２ 、ドローバー４、及びガイド５を介して図において右方に引張られ、アダプタ２ のプルスタッドや大径サイズのツールシャンク工具のプルスタッドを引張り、固 定する。また、アダプタ２のコレット１４は、上記コレット６、アダプタ２のプ ルスタッド７、及びガイド１２を介して引張られ、小径サイズのツールシャンク 工具のプルスタッド１３を引張り固定している。

【００２３】 したがって、アダプタ２に装着されている工具ホルダ２０を抜き出すためには 、シリンダ２５の油口２５ａから圧力油を供給するとピストン２６が図において 左方に移動し、中空軸２７、皿バネガイド２２、ドローバー４及びガイド５を介 してコレット６が前進させられるとともに、スプール９によってアダプタ２のプ ルスタッド７が前方に押圧される。そのため、そのプルスタッド７、ガイド１２ を介してコレット１４が前進され、コレット１４の先端がアダプタ２の内径の大 きな部分３０に入り、工具のプルスタッド１３を離し、さらにスプール１６によ って工具がホルダ２０が前方に押し出され、工具ホルダ２０の抜き出しを行なう ことが出来る。

【００２４】 また、アダプタ２の抜き出しに際しては、ボルト１９による主軸１との固着を 解放した後、同様にしてピストン２６を作動させると、コレット６の先端が主軸 １の内径の大きな部分３１に入り、アダプタ２のプルスタッド７がコレット６か ら解放される。その後ドローバー４によりスプール９が押され、そのスプール９ によってアダプタ２のプルスタッド７が前方に押され、アダプタ２が押し出され る。

【００２５】 ところで、上記主軸１を有する工作機械の近傍位置には、主軸１がアクセスし 得る位置に専用のアダプタ用置棚３５が設けられている。

【００２６】 上記アダプタ用置棚３５には、図１及び図２に示すように、アダプタ２を載置 し得るＶ溝ブロック３６が固設されている。上記Ｖ溝ブロック３６には、溝の内 面から上方に突出するキー３７が設けられている。また、上記アダプタ２には、 前記キー溝２ｃに関して所定移相位置にキー穴３８が形成されており、上記キー 穴３８をＶ溝ブロック３６のキー３７に係合させることによってアダプタ２がＶ 溝ブロック３６上に採置固定されている。すなわち、上記キー穴３８とキー３７ との係合によってアダプタ２の周方向の位置が常に所定位置になるとともに軸方 向の移動が生じないようにしてある。

【００２７】 また、上記アダプタ用置棚３５の上部には、ボルトランナー装置４０がフラン ジ４１によって固定されている。そして、上記ボルトランナー装置４０には、主 軸１とアダプタ２を固定する穴付ボルトの六角穴に適合する、先端が六角棒状の ランナー部４０ａが設けられている。

【００２８】 図３は、主軸１に対するアダプタ２の取付け部の縦断側面図であり、アダプタ ２は複数本の穴付ボトト４２によって主軸１に固着されている。すなわち、上記 穴付ボルト４２の頭部端面には断面六角状の六角穴４２ａが設けられており、主 軸１には、上記穴付ボルト４２が螺合する右タップ４３が形成され、さらにアダ プタ２には穴付ボルト４２の頭部底面が当る穴ぐりの底部に左タップ４４が形成 されている。したがって、主軸１とアダプタ２の緩結を緩めてアダプタのみとな っても、穴付ボルト４２がアダプタ２から外れることがなく、穴付ボルト４２を 常に同一軸線上に保持させることができる。

【００２９】 そこで、主軸１のテーパ穴に異なるテーパ穴を有するアダプタを装着するとき は、まず専用のアダプタ用置棚３５のＶ溝ブロック３６にアダプタを載置し、キ ー３７キー３７とキー穴３８との係合によってアダプター２のキー溝２ｃの位相 が主軸端のキー３と一致するように定置し、主軸１のＸ軸及びＹ軸をアダプタ中 心と主軸中心が一致するように移動する。そして、主軸を前方に繰り出してアダ プタ２のキー溝２ｃに主軸端のキー３を係合させ、アダプタ２のプルスタッド７ を主軸１側のコレット６で引張る。

【００３０】 このようにしてアダプタ２を主軸１にコレット６で仮付けした状態で、主軸１ を上方に移動させ、アダプタ２に取り付けてあるアダプタ取付け用の各穴付ボル ト４２の位置を、機械のＸ軸及びＹ軸の移動、主軸の繰り出しによって順次ボル トランナー装置４０のランナー部４０ａに合わせ、そのランナー部４０ａによっ て穴付ボルト４２を締付けることによって主軸１へのアダプタ２の固定を行う。

【００３１】 一方、アダプタ２のテーパ穴２ａを主軸のテーパ穴１ａに全自動で交換する場 合には、主軸のＸ軸及びＹ軸方向の移動調整によって所定の穴付ボルト４２をボ ルトランナー装置４０のランナー部４０ａの軸線と致させた後、主軸を繰り出し て穴付ボルト４２にランナー部４０ａを係合させ、ボルトランナー装置４０によ って穴付ボルト４２を緩める。このようにして全ての穴付ボルト４２を緩めると 、主軸１をＸ軸方向及びＹ軸方向、並びに主軸の軸線方向の移動によってアダプ タ用置棚３５のＶ溝ブロック３６にアダプタ２を置き、次に主軸側のコレット６ を緩めてアダプタ２のプルスタッド７を主軸側から外し、アダプタ２を主軸１か ら取外す。

【００３２】 また、アダプタのテーパ穴を損傷させた場合には、同様にして損傷したアダプ タを取外し、スペアのアダプタと自動交換することができる。

【００３３】

【考案の効果】 本考案は上述のように構成したので、ボルトの着脱、アダプタの着脱等をその 都度作業員の手作業によることなく、自動的に行なうことができ、段取り時間を 大幅に短縮でき、作業効率を向上させることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】アダプタ置棚部の側面図。

【図２】アダプタ置棚部の正面図。

【図３】アダプタと主軸との固定部の縦断側面図。

【図４】主軸にアダプタ及び工具ホルダを取付けた状態
を示す断面図。

【図５】図４におけるアダプタの可動プルスタッド部等
の拡大図。

【図６】主軸の後端部の縦断面図。

【符号の説明】

１ 主軸 １ａ 主軸のテーパ穴 ２ アダプタ ２ａ テーパ穴 ２ｃ キー溝 ３ キー ４ ドローバー ６ コレット ７ 可動プルスタッド ９ スプール １０ 長穴状溝 １１ ネジ １３ プルスタッド １４ コレット ２０ 工具ホルダー ３５ アダプタ置棚 ３６ Ｖ溝ブロック ３７ キー ３８ キー穴 ４０ ボルトランナー装置 ４０ａ ランナー部 ４２ 穴付ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 安 部 公 則 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (72)考案者 大 山 爾 男 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸の先端に設けられた第１のテーパ寸法
   を有する第１のテーパ穴に着脱可能に取付けられ、第１
   のテーパ寸法と異なる第２のテーパ寸法を有する第２の
   テーパ穴を有するとともに、後方側に突出し主軸の軸線
   方向に所定量移動可能に設けられたプルスタッド、及び
   そのプルスタッドに連結され上記第２のテーパ穴に取付
   けられた工具のプルスタッドに係合可能なコレットを有
   するツールシャンク用アダプタと、主軸内に設けられ、
   その主軸の第１のテーパ穴に装着された工具のプルスタ
   ッド又はツールシャンク用アダプタのプルスタッドに係
   合可能な主軸側コレットとを有する工作機械における主
   軸テーパ用アダプタの自動着脱装置において、主軸との
   間で直接的にツールシャンク用アダプタを授受可能に設
   けられたアダプタ置棚と、そのアダプタ置棚の近傍に設
   置され、ツールタンク用アダプタを主軸端に固定するボ
   ルトを締めたり或は緩めたりするボルトランナとを有す
   ることを特徴とする、工作機械における主軸テーパ用ア
   ダプタの自動着脱装置。
2. 【請求項２】アダプタ置棚には、ツールシャンク用アダ
   プタの所定角度位置に設けられたキー溝と係合するキー
   が設けられ、ツールシャンク用アダプタが主軸に対する
   と同一の角位相で上記アダプタ置棚に設置されるように
   したことを特徴とする、請求項１記載の工作機械におけ
   る主軸テーパ用アダプタの自動着脱装置。