JPH0750120Y2 - 主軸キー - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、フライス盤や割り出しテーブル等の主軸端
部に装着されて、該主軸に装着されるアーバのキー溝と
係合するキーに関する。

［従来の技術］ 従来、フライス盤等の工作機械や割り出しテーブル等の
治工具の回転主軸にあっては、そのテーパ穴に嵌合され
るアーバの周方向への遊動を拘束して該アーバを主軸と
一体に回転させるべく、端面に主軸キーを装着すること
が行われている。

例えば、第５図は、従来から用いられているフライス盤
の主軸端部の構成を示すものである。この図に示すよう
に、主軸１の先端部には、主軸先端面1aに向かって開口
するテーパ穴２が形成されるとともに、該テーパ穴２の
開口端を径方向に貫くキー溝３が形成され、このキー溝
３の上記テーパ穴開口端に臨む位置に、２つの主軸キー
４・４が図示せぬボルトによって着脱自在に装着されて
いる。

ここで、上記主軸キー４は略立方体状をなすもので、そ
の一端部が上記キー溝３に嵌合される嵌合部4aとされる
一方で、他端側がキー溝３から主軸先端側へ突出する係
合部4bとされ、これら係合部4bがテーパ穴２に嵌装され
るアーバ５のキー溝６と係合することにより、アーバ５
の主軸１に対する回転が拘束されてアーバ５及び該アー
バ５に取り付けられた正面フライス等の切削工具７が主
軸１と一体的に回転駆動されるようになっている。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、上述した従来の主軸１にあっては、テーパ穴
２の先端部がキー溝３で切り欠かれ、しかもこのキー溝
３に装着される主軸キー４の主軸径方向中心側を向く側
面4cが平面状に形成されているため、テーパ穴２に装着
されるアーバ５のテーパシャンク８と上記主軸キー４と
の間に隙間S₁が生じることとなる。

また、上記アーバ５のテーパシャンク８は、テーパ穴２
に嵌合された状態でその先端が主軸端面1aから幾らか突
出するようにその形状寸法が定められているため、当該
アーバ５のフランジ９と主軸端面1aとの間にも隙間S₂が
生じる。

このため、切削時に生成される切屑やゴミ等が隙間S₂か
ら隙間S₁に侵入して蓄えられ、この結果、アーバ５の交
換時に切屑等がテーパ穴２に侵入してテーパ穴２やテー
パシャンク８との間に噛み込まれ、これらテーパ穴２等
が損傷することがあった。また、切屑等の侵入によって
テーパ穴２の内面とテーパシャンク８とが密着できなく
なるため、アーバ５の軸線方向の位置が変化して加工精
度の劣化等を招くおそれもあり、さらに、マシニングセ
ンタや自動搬送装置等、アーバ５を自動交換する装置に
おいては、アーバ５を所定位置まで引き込むことができ
ないため、機械が異常を検出して交換動作が停止してし
まうこともあった。

この考案は、このような背景の下になされたもので、主
軸テーパ穴への切屑等の侵入を防止して、テーパ穴の損
傷等の不都合を回避し得る主軸キーを提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するためにこの考案は、主軸のキー溝と
嵌合される嵌合部の側面のうち、主軸の径方向中心側を
向く側面の主軸テーパ穴開口端に臨む部分に、該テーパ
穴の開口端が描く円弧に連なって湾曲する湾曲部を形成
したものである。

この場合、切屑等の侵入をより確実に阻止すべく、湾曲
部に弾性部材を貼着することもできる。

［作用］ 上記構成によれば、主軸キーの湾曲部がテーパ穴の開口
端が描く円弧に連なって湾曲するため、テーパ穴にアー
バを挿入した場合、該湾曲部とアーバのテーパシャンク
とが密着し、テーパ穴の開口端がその全周に渡ってテー
パシャンクで閉塞されることとなる。従って、テーパ穴
内部への切屑等の侵入が阻止される。

また、湾曲部に弾性部材を貼着すれば、該弾性部材が変
形してテーパシャンクと密着するため、より一層確実に
テーパ穴の開口端が閉塞される。

［実施例］ 以下、第１図ないし第３図を参照して、本考案の一実施
例を説明する。なお、上述した従来例と同一の構成要素
には同一符号を付し、その説明を省略する。

第１図及び第２図に示すように、本実施例の主軸キー10
は、略立方体状をなし、その一端側が主軸１のキー溝３
に嵌合する嵌合部11とされる一方で、他端側が主軸１の
キー溝３から突出してアーバ５のキー溝６と係合する係
合部12とされている。

ここで、上記嵌合部11の高さｈは主軸のキー溝３の深さ
ｄと同一に定められている。また、嵌合部11の主軸径方
向中心側を向く側面は、その全面に渡って断面円弧状に
陥没する湾曲部13とされている。この湾曲部13の形状
は、当該主軸キー10が主軸１に装着された状態におい
て、テーパ穴２の内面に連なる円錐面をなすように定め
られている。すなわち、第３図（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、嵌合部11の主軸端面1aに連なる端部13aは、テー
パ穴２の開口端が描く円弧R₁と同軸かつ同一曲率ｒで湾
曲する円弧R₂を描くように形成され、この端部13aより
も主軸１の基端側に位置する部分の曲率は、主軸１の基
端側へ向かうに従って、テーパ穴２と同一の割合で減少
するように定められている。

一方、上記係合部12は、上記アーバ５のキー溝６よりも
小さく定められ、その径方向中心側を向く側面14は、上
記湾曲部13よりも主軸径方向外方へ後退する平面に形成
されている。

また、第１図ないし第３図に示すように、主軸キー10に
は、該主軸10をその一端から他端まで貫くボルト孔15が
形成されている。このボルト孔15は当該主軸キー10を固
定するボルト16が挿通されるもので、その大きさはボル
ト16よりも幾らか大きく定められている。

以上のように構成された主軸キー10にあっては、上述し
た第５図に示す主軸キー４と同様に、一つの主軸１に対
して１個以上使用され、主軸１のキー溝３のテーパ穴２
の臨む位置に嵌合され、ボルト16で締め付けられて主軸
１に固定される。

この場合、各主軸キー10の主軸径方向中心側を向く側面
は、テーパ穴２の内面に連なって湾曲する湾曲部13とさ
れているので、あらかじめテーパ穴２にアーバ５を挿入
してテーパシャンク８とテーパ穴２とを密着させた後、
各主軸キー10を主軸径方向中心側に押し込んで湾曲部13
とテーパシャンク８とを密着させ、この後、ボルト16を
締め込んで主軸キー10を固定することにより、テーパ穴
２の開口端、すなわちテーパ穴２と主軸端面1aとの稜線
部をその全周に渡ってテーパシャンク８と密着させて閉
塞することができる。このため、本実施例の主軸キー10
を用いれば、仮にアーバ５のフランジ９と主軸端面1aと
の間に切屑やゴミ等が侵入しても、これら切屑等がテー
パ穴２の内部に侵入せず、この結果、切屑の噛み込み等
によるテーパ穴２やテーパシャンク８の損傷等の不都合
が未然に回避される。

なお、以上の実施例においては、主軸キー10の嵌合部11
の高さｈをキー溝３の深さｄと一致させているが、必ず
しも正確に一致させる必要はなく、ほぼ一致する程度で
構わない。ただし、湾曲部13の端部13aがテーパ穴２の
開口端よりも過度に主軸基端側へ後退すれば、本考案の
効果を十分に奏することができないおそれが生じるか
ら、なるべくは加工誤差等を加味してキー溝３の深さｄ
よりも大きめに設定することが好ましい。

さらに、湾曲部13については、必ずしもテーパ穴２に連
なる円錐面状に形成する必要はない。

すなわち、テーパ穴２の開口端に臨む部分が、該開口端
が描く円弧R₁に連なる円弧R₂を描くように形成されてい
ればテーパ穴２内部への切屑等の侵入を阻止できるの
で、上記開口端に臨む部分よりも工具基端側に位置する
部分については、テーパ穴２から突出しない限りその形
状は問わない。

従って、例えば第４図（ａ）、（ｂ）に示すように、主
軸キー10の径方向中心側を向く側面を、テーパ穴２の開
口端と同軸かつ同一曲率で湾曲する円筒面17に形成し、
この円筒面17の端部17aを湾曲部13として機能させても
良く、この場合には主軸キー10の加工が容易となる利点
がある。

また、第３図あるいは第４図に示すいずれの場合でも、
湾曲部13にゴム板等の弾性部材を貼着することにより、
主軸キー10とアーバ５のテーパシャンク８との密着性を
向上させて、より一層確実に切屑等の侵入を防止し得
る。

なお、上記実施例では、特にフライス盤の主軸１に装着
される主軸キーについて説明したが、本考案はこれに限
るものではなく、例えば被削材の割り出しを行うための
割り出し盤等に設けられた回転主軸等であっても同様に
使用できることは勿論である。

また、上記実施例では特にアーバ５が２個の主軸キー10
のいずれとも係合する例について説明しているが、特に
アーバ５と主軸１とを一個の主軸キー10で係合させるよ
うな場合であっても、上記例ではテーパ穴２がキー溝３
によって２カ所切り欠かれているため、あくまで主軸キ
ー10を２個使用する必要がある点で注意を要する。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案によれば、主軸キーの湾
曲部をテーパ穴に挿入されたアーバのテーパシャンクと
密着させることにより、テーパ穴の開口端がその全周に
渡ってテーパシャンクで閉塞されるため、テーパ穴内部
への切屑等の侵入を阻止してテーパ穴の損傷や加工精度
の劣化等を未然に回避できるという優れた効果を奏す
る。

また、湾曲部に弾性部材を貼着することにより、該湾曲
部とアーバのテーパシャンクとをより確実に密着させる
ことができるので、切屑等の侵入による種々の不具合を
より確実に回避できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の一実施例を示す図で、第
１図は主軸の軸方向断面図、第２図は主軸の正面図、第
３図（ａ）は主軸キーの正面図、第３図（ｂ）は同図
（ａ）のＩ−Ｉ線における断面図、第４図（ａ）は本考
案の他の実施例における主軸キーの正面図、第４図
（ｂ）は同図（ａ）のII-II線における断面図、そして
第５図は従来例における主軸軸方向断面図である。 １……主軸、２……テーパ穴、３……主軸のキー溝、５
……アーバ、６……アーバのキー溝、10……主軸キー、
11……嵌合部、12……係合部、13……湾曲部、R₁……テ
ーパ穴開口端の円弧、R₂……湾曲部端部の円弧。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】略立方体状をなし、その一端側が工作機械
   等の主軸端に形成されたキー溝に嵌合する嵌合部とさ
   れ、他端側が上記主軸のテーパ穴に嵌合されるアーバの
   キー溝と係合する係合部とされてなる主軸キーにおい
   て、 上記嵌合部の側面のうち、上記主軸の径方向中心側を向
   く側面の上記テーパ穴開口端に臨む部分に、該テーパ穴
   の開口端が描く円弧に連なって湾曲する湾曲部を形成し
   たことを特徴とする主軸キー。
2. 【請求項２】上記湾曲部に、弾性部材を貼着したことを
   特徴とする請求項１記載の主軸キー。