JPH1076440A - 旋削工具用工具ホルダ及び旋削工具ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】旋削精度を極力向上させること。 【解決手段】ホルダ本体７０Ｂは装着部６１Ｂと把持部
６６Ｂを有し、把持部６６Ｂのうち、装着部６１Ｂとは
背向した側を、旋削工具６３Ｂを配設し得るように形成
し、把持部６６Ｂと装着部６１Ｂとの接続部６６ａの外
周側に、逃げ部６２ｔを環状に形成し、逃げ部６２ｔの
外周側に当接端面６２ｓを、ホルダ本体７０Ｂを主軸３
２に装着した際に、該当接端面６２ｓがヘッドストック
３１に対して工具軸方向に当接し得るように、工具軸に
垂直な平面上に環状に形成し、旋削工具６３Ｂを主軸３
２に対して装着して使用する際の、旋削工具６３Ｂの工
具軸方向の位置決めを、当接端面６２ｓを基準として行
うようにすることを特徴として構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の工具用主軸
に旋削工具を装着する際に使用する、旋削工具用工具ホ
ルダ及び旋削工具ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばＣＮＣ旋盤等の工作機械に
おいては、その工具用主軸に、各種の旋削工具或いは各
種の回転工具が、ＡＴＣ（Automatic tool change;自動
工具交換）等により着脱自在になっているものがある。
そして、このような工作機械には、旋削工具・回転工具
共用の主軸が設けられたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな旋削工具・回転工具共用の主軸が設けられた工作機
械では、回転工具を使用する際には、主軸の回転により
該主軸の先端の位置が、該主軸の軸心方向に熱変位する
ので、例えば回転工具の使用後に、旋削工具を該主軸の
先端に装着して使用するような場合には、旋削工具の工
具軸方向における位置決めにおいて、前記熱変位の分だ
け誤差が生じやすくなる。即ち、旋削精度の向上が困難
になる。また、旋削工具・回転工具共用の主軸はタレッ
ト側に回転自在に支持されているので、旋削工具による
旋削加工時においては、該主軸側の剛性の確保が困難と
なる。

【０００４】そこで本発明は上記事情に鑑み、旋削工具
・回転工具共用の主軸に旋削工具を装着する際に使用す
る旋削工具用工具ホルダ及び旋削工具ユニットにおい
て、旋削精度を極力向上させることができ、旋削工具に
よる旋削加工時においては、旋削工具装着側の剛性が容
易に確保できる、旋削工具用工具ホルダ及び旋削工具ユ
ニットを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち本発明のうち第１の
発明は、ヘッドストック（３１）及び該ヘッドストック
（３１）に軸回転自在に支持された工具用主軸（３２）
に対して着脱自在に使用される旋削工具（６３Ｂ）の装
着された旋削工具ユニット（６０Ｂ）における、旋削工
具用工具ホルダ（６２Ｂ）において、前記旋削工具用工
具ホルダ（６２Ｂ）はホルダ本体（７０Ｂ）を有し、前
記ホルダ本体（７０Ｂ）は、主軸挿入装着部（６１Ｂ）
と工具交換用把持部（６６Ｂ）を有し、前記工具交換用
把持部（６６Ｂ）に把持用溝（６２ａ）を形成し、前記
ホルダ本体（７０Ｂ）は、前記工具交換用把持部（６６
Ｂ）のうち、前記主軸挿入装着部（６１Ｂ）とは背向し
た側に、前記旋削工具（６３Ｂ）を配設し得るように形
成されており、前記ホルダ本体（７０Ｂ）のうち、前記
工具交換用把持部（６６Ｂ）と前記主軸挿入装着部（６
１Ｂ）との接続部（６６ａ）の外周側に、主軸先端非当
接部（６２ｔ）を環状に形成し、前記ホルダ本体（７０
Ｂ）のうち、前記主軸先端非当接部（６２ｔ）の外周側
に、工具軸方向位置決め当接面（６２ｓ）を、前記ホル
ダ本体（７０Ｂ）を、前記工具用主軸（３２）に前記主
軸挿入装着部（６１Ｂ）を介して装着した際に、該工具
軸方向位置決め当接面（６２ｓ）が、前記ヘッドストッ
ク（３１）に対して工具軸方向（中心軸ＣＴ４の伸延方
向）に当接し得るように、工具軸（ＣＴ４）に垂直な平
面上に環状に形成し、前記旋削工具（６３Ｂ）を前記工
具用主軸（３２）に対して装着して使用する際の、前記
旋削工具（６３Ｂ）の工具軸方向（中心軸ＣＴ４の伸延
方向）の位置決めを、前記工具軸方向位置決め当接面
（６２ｓ）を基準として行うようにすることを特徴とし
て構成される。

【０００６】また本発明のうち第２の発明は、第１の発
明による旋削工具用工具ホルダ（６２Ｂ）において、前
記工具交換用把持部（６６Ｂ）のうち、前記主軸挿入装
着部（６１Ｂ）とは背向した側に、旋削工具（６３Ｂ）
を配設して構成される。

【０００７】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以下の
「作用」の欄についても同様である。

【０００８】

【作用】上記した構成により本発明のうち第１又は第２
の発明では、旋削工具ユニット（６０Ｂ）が工具用主軸
（３２）に装着される際には、ホルダ本体（７０Ｂ）と
工具用主軸（３２）の先端との間に、工具軸方向（矢印
Ｖ、Ｗ方向）におけるクリアランス間隔（Ｌ２）が形成
され、回転工具ユニット（６０Ａ）の使用などによる工
具用主軸（３２）の先端の熱変位は、該クリアランス間
隔（Ｌ２）内で行われ、旋削工具（６３Ｂ）の前記工具
軸方向（矢印Ｖ、Ｗ方向）における位置決めが、工具軸
方向位置決め当接面（６２ｓ）と、熱変位が極めて小さ
なヘッドストック（３１）とを当接させることにより、
該工具軸方向位置決め当接面（６２ｓ）を基準にして行
われる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明による旋削工具用工具ホルダ及び旋
削工具ユニットが適用される工作機械の一例を示した斜
視図、図２は、図１に示す工作機械のタレット先端部及
び主軸付近を示した側断面図、図３は、図２で示す主軸
に、本発明による旋削工具ユニットの一例が装着された
状態を示した側面図（一部側断面図）、図４は、回転工
具ユニットが装着された状態の主軸先端付近の詳細を示
した側断面図、図５は、旋削工具ユニットが装着された
状態の主軸先端付近の詳細を示した側断面図、図６は、
旋削工具ユニットにより外径加工を行っている様子を示
した模式側面図、図７は、旋削工具ユニットにより端面
加工を行っている様子を示した模式側面図である。

【００１０】ＣＮＣ旋盤等である工作機械１は、図１に
示すように、水平なｚ軸方向である図１の矢印Ｈ、Ｉ方
向に伸延した直方体状のフレーム２を有しており、フレ
ーム２の前面側（即ち、図１の紙面手前側）にはフロン
トドア３が前記矢印Ｈ、Ｉ方向に開閉駆動自在に設けら
れている。フレーム２の内部には主軸台６が設置されて
おり、主軸台６にはワーク主軸７が、ｚ軸方向である矢
印Ｈ、Ｉ方向にその軸心ＣＴ１を平行に配置した形で、
かつ該軸心ＣＴ１を中心に図１の矢印Ｑ、Ｒ方向に軸回
転自在に軸支されている。ワーク主軸７の矢印Ｉ側に
は、チャック９が、加工しようとするワーク１０を複数
のチャック爪９ｂにより把持し得る形で設けられてい
る。なお、主軸台６には、駆動モータ（図示せず）、歯
車、プーリ及びベルト等が設けられており、これらによ
って前記ワーク主軸７は矢印Ｑ、Ｒ方向に軸回転駆動自
在になっている。即ち、該ワーク主軸７に設けられたチ
ャック９（及び該チャック９に把持されるワーク１０）
は矢印Ｑ、Ｒ方向に軸回転駆動自在になっている。

【００１１】また、フレーム２の内部には、前記主軸台
６の矢印Ｉ側の位置に、矢印Ｈ、Ｉ方向に伸延した形の
第１直動案内装置２０が敷設されており（なお第１直動
案内装置２０は図１で紙面奥側が紙面手前側よりも上方
に配置された形で傾斜配置されている）、第１直動案内
装置２０にはテールストック２１が矢印Ｈ、Ｉ方向に、
即ちｚ軸方向に摺動移動自在に設けられている。なお、
フレーム２側とテールストック２１との間には、図示し
ないボールねじ装置等の公知の駆動装置が設けられてお
り、該駆動装置によりテールストック２１は第１直動案
内装置２０上を矢印Ｈ、Ｉ方向に移動駆動自在になって
いる。テールストック２１には、矢印Ｈ方向に突出した
形で心押軸２２が設けられており、加工すべきワーク１
０の大きさや形状或いは加工の態様に応じて、チャック
９で把持したワーク１０の矢印Ｉ側を該心押軸２２によ
り支持し得るようになっている。

【００１２】また、フレーム２の内部には、前記主軸台
６の矢印Ｉ側の位置で、前記第１直動案内装置２０の図
１紙面斜め上方奥側に、矢印Ｈ、Ｉ方向に伸延した形の
第２直動案内装置１１が敷設されており、第２直動案内
装置１１には刃物台ベース１２が矢印Ｈ、Ｉ方向に、即
ちｚ軸方向に摺動移動自在に設けられている。なお、フ
レーム２側と刃物台ベース１２との間には、図示しない
ボールねじ装置等の公知の駆動装置が設けられており、
該駆動装置により刃物台ベース１２は第２直動案内装置
１１上を矢印Ｈ、Ｉ方向に移動駆動自在になっている。
一方、刃物台ベース１２には、前記ｚ軸方向に直角で、
かつ鉛直方向からやや傾斜した方向となるｘ軸方向であ
る図１の矢印Ｄ、Ｅ方向に伸延した形の第３直動案内装
置１５が敷設されており（従って第３直動案内装置１５
は図１で紙面奥側に向かって傾斜している）、第３直動
案内装置１５には刃物台１３が矢印Ｄ、Ｅ方向に、即ち
ｘ軸方向に摺動移動自在に設けられている。なお、刃物
台ベース１２側と刃物台１３との間には、図示しないボ
ールねじ装置等の公知の駆動装置が設けられており、該
駆動装置により刃物台１３は第３直動案内装置１５上を
矢印Ｄ、Ｅ方向に移動駆動自在になっている。

【００１３】刃物台１３の矢印Ｄ側の先端側には、図１
及び図２に示すように、タレット３０が、ｘ−ｚ平面上
でｚ軸方向に対して４５度の角度をなす回転軸ＣＴ２を
中心として、刃物台１３に対して図の矢印Ｔ、Ｕ方向に
１８０度旋回自在に設けられている。なお、刃物台１３
内には図示しない公知のタレット旋回駆動用モータが内
蔵されており、前記タレット３０は、該タレット旋回駆
動用モータにより、刃物台１３に対して図の矢印Ｔ、Ｕ
方向に１８０度旋回駆動・位置決め自在になっている。
タレット３０には、ヘッドストック３１が設けられてお
り、ヘッドストック３１には、図の矢印Ｖ、Ｗ方向に伸
延した主軸３２がその軸心ＣＴ３を中心に図の矢印Ａ、
Ｂ方向に軸回転自在に支持されている。なお、主軸３２
の軸心ＣＴ３とタレット３０の回転軸ＣＴ２とは４５度
の角度で交わり、主軸３２の先端（即ち矢印Ｖ側の端
部）がタレット３０の先端付近に位置するように主軸３
２は配置されている。従って、主軸３２は、タレット３
０の矢印Ｔ、Ｕ方向における旋回駆動・位置決めによ
り、図２に示すような第１の加工位置Ｐ１（即ち、主軸
３２の軸心ＣＴ３をｚ軸方向に平行に配置した位置）、
或いは該第１の加工位置Ｐ１から矢印Ｔ、Ｕ方向に１８
０度回動移動した位置である、図１及び図３に示すよう
な第２の加工位置Ｐ２（即ち、主軸３２の軸心ＣＴ３を
ｘ軸方向に平行に配置した位置）に選択的に配置自在と
なっている。また、刃物台１３内には図示しない公知の
主軸駆動用モータが内蔵されており、前記主軸３２は、
該主軸駆動用モータにより所定のギヤやシャフト等を介
して図の矢印Ａ、Ｂ方向に軸回駆動自在になっている。
更に、前記主軸３２は、前記図示しない主軸駆動用モー
タのもつ公知のブレーキ機能により、ヘッドストック３
１に対する軸回転を制止する形で固定自在になってい
る。

【００１４】主軸３２の先端側（即ち図の矢印Ｖ側）
は、図２及び図４に示すように、基本的に略円筒状に形
成された工具装着部３３となっており、該工具装着部３
３には回転工具ユニット６０Ａが装着されている（な
お、図１では主軸３２に回転工具ユニット６０Ａ等が何
も装着されていない状態を示している）。回転工具ユニ
ット６０Ａは、工具ホルダ６２Ａを有しており、工具ホ
ルダ６２Ａはホルダ本体７０Ａを有している。ホルダ本
体７０Ａは、工具軸となる所定の中心軸ＣＴ４に沿って
互いに接続した形で並んだ装着部６１Ａと把持部６６Ａ
からなっている。把持部６６Ａは、前記中心軸ＣＴ４を
中心とした略円盤状に形成されており、把持部６６Ａの
外周側には、後述する公知の自動工具交換装置（ＡＴＣ
装置）１７のアーム等と係合し得る環状の溝等からなる
アーム係合部６２ａが形成されている。また、把持部６
６Ａの中心軸ＣＴ４の方向における一方の側（図２では
矢印Ｗ側）に接続されている前記装着部６１Ａは、中心
軸ＣＴ４の方向に伸延し、かつ該中心軸ＣＴ４を中心と
した略円筒状に形成されており、把持部６６Ａのうち前
記装着部６１Ａとは背向した側（図２では矢印Ｖ側）に
は、例えばミーリング等を行うための回転工具６３Ａが
前記中心軸ＣＴ４の方向に、該中心軸ＣＴ４を回転中心
とした形で突出して設けられている。従って、この回転
工具ユニット６０Ａは、回転工具６３Ａ側を矢印Ｖ方向
に向け、前記装着部６１Ａを前記主軸３２の工具装着部
３３の内部３３ａに挿入した形で、該主軸３２に装着さ
れている。なお、このように装着された状態では、回転
工具ユニット６０Ａの中心軸ＣＴ４は主軸３２の軸心Ｃ
Ｔ３と一致している。また、工具装着部３３の内周面３
３ｂ及び装着部６１Ａの外周面６１ａはややテーパ状に
形成されており、これにより該装着部６１Ａを工具装着
部３３の内部３３ａに挿入した状態では、これら装着部
６１Ａ側及び工具装着部３３側は互いに押圧し合ってお
り、よって工具装着部３３の内周面３３ｂ及び装着部６
１Ａの外周面６１ａは互いに密着され、回転工具ユニッ
ト６０Ａの主軸３２に対する装着が確実なものとなって
いる。

【００１５】ところで、回転工具ユニット６０Ａのホル
ダ本体７０Ａのうち、把持部６６Ａと装着部６１Ａの接
続部６６ａの外周側には、前記中心軸ＣＴ４に直角な平
面状の当接端面６２ｂが環状に形成されており、前記主
軸３２の先端側の端面には、軸心ＣＴ３に直角な平面状
の位置決め当接面３２ａが形成されている。そして、回
転工具ユニット６０Ａが主軸３２に装着された状態で
は、これら当接端面６２ｂと位置決め当接面３２ａとが
矢印Ｖ、Ｗ方向に互いに当接している。つまり、回転工
具ユニット６０Ａの回転工具６３Ａの矢印Ｖ、Ｗ方向に
おける位置決めは、主軸３２の位置決め当接面３２ａを
基準に行われている。なお、上述したヘッドストック３
１のうち矢印Ｖ側に面した端面であり、前記主軸３２の
位置決め当接面３２ａの外周側周囲に隣接した環状の部
位は、矢印Ｖ、Ｗ方向に直角な平面状のヘッドストック
側位置決め当接面３１ａとなっている。そして、ヘッド
ストック側位置決め当接面３１ａの位置は、矢印Ｖ、Ｗ
方向において、主軸３２の位置決め当接面３２ａの位置
よりも、やや矢印Ｗ側に配置されている。従って、回転
工具ユニット６０Ａが主軸３２に装着された状態では、
図４に示すように、回転工具ユニット６０Ａの当接端面
６２ｂとヘッドストック側位置決め当接面３１ａとは当
接せず、これら両者の間には矢印Ｖ、Ｗ方向の間隔Ｌ１
が環状に形成されている。

【００１６】また、主軸３２の内部には、図２及び図４
に示すように、装着された回転工具ユニット６０Ａを係
合保持・係合保持解除自在な、ロックロッド等の公知の
工具保持装置４０が設けられている。即ち、工具保持装
置４０は、主軸３２の工具装着部３３の内部３３ａに、
矢印Ｖ、Ｗ方向に伸延した形の本体４１を、該矢印Ｖ、
Ｗ方向に移動自在に配置して有しており、本体４１の矢
印Ｗ側にはバー４２が接続されている。バー４２の矢印
Ｗ側には、公知のバネ機構やアクチェータ等からなる工
具保持用駆動手段４３が設けられており、前記本体４１
は、該工具保持用駆動手段４３により前記バー４２を介
して矢印Ｖ、Ｗ方向に移動駆動自在になっている。ま
た、本体４１の外周側には、係合球４１ｂが設置された
所定の窪み４１ａが形成されている。即ち、係合球４１
ｂは、該窪み４１ａ内で矢印Ｖ側の係合位置Ｋ１と矢印
Ｗ側の解除位置Ｋ２との間で矢印Ｖ、Ｗ方向に転動移動
自在になっている。一方、回転工具ユニット６０Ａの装
着部６１Ａには、筒状となっている該装着部６１Ａの内
外を貫通した形で係合穴６１ｂが形成されている。これ
により、回転工具ユニット６０Ａが主軸３２に装着され
た状態では、図２及び図４に示すように、本体４１が工
具保持用駆動手段４３等により矢印Ｗ側に配置された状
態になっており、係合球４１ｂが窪み４１ａの係合位置
Ｋ１に配置され、該係合球４１ｂのうち本体４１とは反
対側が装着部６１Ａの係合穴６１ｂに嵌入係合してい
る。即ち、回転工具ユニット６０Ａは係合球４１ｂを介
して本体４１側と係合しているので、該回転工具ユニッ
ト６０Ａは矢印Ｖ方向に不用意に抜け落ちるようなこと
がなく、主軸３２に確実に保持されている。なお、回転
工具ユニット６０Ａを主軸３２から取り外す際には、本
体４１を工具保持用駆動手段４３等により矢印Ｖ側に移
動駆動すればよい。これにより、係合球４１ｂが該本体
４１に対して相対的に矢印Ｗ方向に転動移動し、図４の
二点鎖線に示すように、窪み４１ａの解除位置Ｋ２に配
置されるので、該係合球４１ｂのうち本体４１とは反対
側が装着部６１Ａの係合穴６１ｂから、中心軸ＣＴ４に
向かう方向に移動後退する。よって、回転工具ユニット
６０Ａと本体４１側との係合は解除され、回転工具ユニ
ット６０Ａの主軸３２からの取り外しはスムーズに行わ
れる。またこの際、本体４１の矢印Ｖ側の端部が回転工
具ユニット６０Ａを矢印Ｖ方向に押圧するので、回転工
具ユニット６０Ａの主軸３２からの取り外しは更に一層
スムーズに行われる。また、回転工具ユニット６０Ａを
主軸３２に装着する際には、本体４１を矢印Ｖ側に移動
させておき、係合球４１ｂを解除位置Ｋ２に配置した状
態で、回転工具ユニット６０Ａの装着部６１Ａを主軸３
２の工具装着部３３に挿入すると共に、本体４１を工具
保持用駆動手段４３等により矢印Ｗ側に移動駆動すれば
よい。これにより、係合球４１ｂを該本体４１に対して
相対的に矢印Ｖ方向に転動移動させ、窪み４１ａの係合
位置Ｋ１に配置させるので、該係合球４１ｂのうち本体
４１とは反対側が装着部６１Ａの係合穴６１ｂに挿入係
合され、回転工具ユニット６０Ａが主軸３２に装着され
る。

【００１７】なお、主軸３２には、上述した回転工具ユ
ニット６０Ａの代わりに旋削工具ユニット６０Ｂを装着
することも可能である。即ち、旋削工具ユニット６０Ｂ
は、図３及び図５に示すように工具ホルダ６２Ｂを有し
ており、工具ホルダ６２Ｂはホルダ本体７０Ｂを有して
いる。ホルダ本体７０Ｂは、工具軸となる所定の中心軸
ＣＴ４に沿って互いに接続した形で並んだ装着部６１Ｂ
（前記装着部６１Ａと同様に構成されている）と把持部
６６Ｂからなっている。把持部６６Ｂは、前記中心軸Ｃ
Ｔ４を中心とした略円盤状に形成されており、把持部６
６Ｂの外周側には、後述する公知の自動工具交換装置
（ＡＴＣ装置）１７のアーム等と係合し得る環状の溝等
からなるアーム係合部６２ａが形成されている。また、
把持部６６Ｂの中心軸ＣＴ４の方向における一方の側
（図３では矢印Ｗ側）に接続されている前記装着部６１
Ｂは、中心軸ＣＴ４の方向に伸延し、かつ該中心軸ＣＴ
４を中心とした略円筒状に形成されており、把持部６６
Ｂのうち前記装着部６１Ｂとは背向した側（図３では矢
印Ｖ側）には、例えばバイト等の旋削工具６３Ｂが前記
中心軸ＣＴ４の方向に突出して設けられている。従っ
て、この旋削工具ユニット６０Ｂは、回転工具ユニット
６０Ａと同様に、旋削工具６３Ｂ側を矢印Ｖ方向に向
け、装着部６１Ｂを前記主軸３２の工具装着部３３の内
部３３ａに挿入した形で、該主軸３２に装着されてい
る。なお、旋削工具ユニット６０Ｂが主軸３２に装着さ
れている際には、回転工具ユニット６０Ａの場合と同様
に、工具保持装置４０によって係合保持されている。な
お、ヘッドストック３１の矢印Ｖ側端部には所定のキー
係合部材３６が設けられており、旋削工具ユニット６０
Ｂの把持部６６Ｂの外周部には中心軸ＣＴ４に直角な方
向に突出した形でキー６５が設けられている。即ち、旋
削工具ユニット６０Ｂが主軸３２に装着されている状態
では、キー６５がキー係合部材３６に係合し、旋削工具
ユニット６０Ｂが図の矢印Ａ、Ｂ方向等に不用意に移動
しないようになっている。勿論、上述した回転工具ユニ
ット６０Ａの場合には、キー６５等が設けられていない
ので、回転工具ユニット６０Ａの矢印Ａ、Ｂ方向への回
転に支障はない。

【００１８】ところで、旋削工具ユニット６０Ｂのホル
ダ本体７０Ｂのうち、装着部６１Ｂと把持部６６Ｂとの
接続部６６ａの外周側には、平面状の逃げ部６２ｔが環
状に形成されており、ホルダ本体７０Ｂのうち、該逃げ
部６２ｔの外周側には、該逃げ部６２ｔと隣接した形
で、前記中心軸ＣＴ４に垂直な平面状の当接端面６２ｓ
が環状に形成されている。そして、当接端面６２ｓの位
置は、逃げ部６２ｔの位置よりも、やや矢印Ｗ側に配置
されている。また、旋削工具ユニット６０Ｂが主軸３２
に装着された状態では、前記当接端面６２ｓと、ヘッド
ストック３１のヘッドストック側位置決め当接面３１ａ
とが矢印Ｖ、Ｗ方向（即ち、工具軸方向）に互いに当接
しており、逃げ部６２ｔと主軸３２の位置決め当接面３
２ａとは当接していない。即ち、これら逃げ部６２ｔと
位置決め当接面３２ａとの間には矢印Ｖ、Ｗ方向の間隔
Ｌ２が形成されており、旋削工具ユニット６０Ｂの旋削
工具６３Ｂの矢印Ｖ、Ｗ方向（即ち、工具軸方向）にお
ける位置決めが、ヘッドストック側位置決め当接面３１
ａに当接した前記当接端面６２ｓを基準に行われてい
る。

【００１９】また、フレーム２内には、第２直動案内装
置１１の図１紙面奥側等に公知のツールマガジン５が設
置されており、該ツールマガジン５には複数種類の回転
工具ユニット６０Ａや旋削工具ユニット６０Ｂ等の工具
ユニットが保持貯蔵されている。また、このツールマガ
ジン５の近傍には公知の自動工具交換装置１７が、ツー
ルマガジン５に保持貯蔵されていた工具ユニットを取り
出して主軸３２に装着させ得る形で、また主軸３２に装
着されていた工具ユニットを取り外してツールマガジン
５に保持させ得る形で設置されている。

【００２０】工作機械１等は以上のように構成されてい
るので、該工作機械１によりワーク１０の加工を行うに
は、まずワーク１０をチャック９で把持（或いは、該チ
ャック９で把持したワーク１０の矢印Ｉ側を心押軸２２
で支持）する形で設置する。次いで、回転工具ユニット
６０Ａ或いは旋削工具ユニット６０Ｂを装着した主軸３
２を、タレット３０の矢印Ｔ、Ｕ方向における旋回駆動
・位置決めにより、図２或いは図３に示すように第１の
加工位置Ｐ１又は第２の加工位置Ｐ２に配置して、刃物
台ベース１２の矢印Ｈ、Ｉ方向での移動駆動及び刃物台
１３の矢印Ｄ、Ｅ方向での移動駆動により、主軸３２に
装着した回転工具ユニット６０Ａの回転工具６３Ａ或い
は旋削工具ユニット６０Ｂの旋削工具６３Ｂと前記ワー
ク１０との相対位置をｘ軸方向及びｚ軸方向に変化させ
ながら加工を進める。なお、主軸３２に回転工具ユニッ
ト６０Ａが装着されている際には、ワーク主軸７を回転
角度制御状態、即ちＣ軸制御状態にしておき、刃物台１
３側では主軸３２を矢印Ａ、Ｂ方向に軸回転駆動させ
て、該主軸３２に装着された回転工具ユニット６０Ａの
回転工具６３Ａを矢印Ａ、Ｂ方向に回転駆動させるよう
にして、該回転工具６３Ａによるワーク１０の加工を行
うようにする。また、主軸３２に旋削工具ユニット６０
Ｂが装着されている際には、ワーク主軸７のＣ軸制御状
態を解除して通常の回転数制御状態とし、ワーク主軸７
を矢印Ｑ、Ｒ方向に軸回転駆動させて、チャック９で把
持したワーク１０を矢印Ｑ、Ｒ方向に回転駆動させてお
き、刃物台１３側では主軸３２を回転させず、ヘッドス
トック３１等に対して固定させることにより、該主軸３
２に装着された旋削工具ユニット６０Ｂの旋削工具６３
Ｂをタレット３０等に対して固定した状態にして、該旋
削工具６３Ｂによるワーク１０の加工を行うようにす
る。旋削工具６３Ｂによるワーク１０の加工態様は、例
えば図６に示すように第２の加工位置Ｐ２に主軸３２を
配置して行う外径加工や、図７に示すように第１の加工
位置Ｐ１に主軸３２を配置して行う端面加工等が可能で
ある。なお、加工の途中などで、主軸３２に装着する工
具ユニットを交換する際には、上述した自動工具交換装
置１７により、ツールマガジン５に保持貯蔵されていた
所望の工具ユニットを取り出すと共に、主軸３２に装着
していた工具ユニットを取り外し、これらを取り替える
形で、該主軸３２に前記所望の工具ユニットを装着する
ようにする。

【００２１】以上のように、本実施例では１つの主軸３
２を、旋削工具・回転工具共用の主軸として使用してお
り、タレット３０には１つの主軸３２だけが配設されて
いる。このため、タレットに旋削工具専用の主軸と回転
工具専用の主軸とを別々に設けるタイプの工作機械に比
べて、本実施例の工作機械１では、タレット３０の大型
化が極力避けられており、その結果、該タレット３０の
先端部等が、図６及び図７に示すように、加工しようと
するワーク１０と極力干渉しないで済み、スムーズな加
工が行える。また、本実施例では１つの主軸３２を、旋
削工具・回転工具共用の主軸として使用するので、タレ
ット３０等に対する旋削工具ユニット６０Ｂの装着位置
及び回転工具ユニット６０Ａの装着位置が、同一の位置
である主軸３２の工具装着部３３となり、自動工具交換
装置１７等による工具交換動作が極力早くなっている。
更に、１つの主軸３２を、旋削工具・回転工具共用の主
軸として使用するので、加工動作時には主軸３２の工具
装着部３３が空いていることがない。即ち、タレットに
旋削工具専用の主軸と回転工具専用の主軸とを別々に設
けるタイプの工作機械では、加工動作時等に工具が装着
されていない方の主軸の工具装着部に切粉などの進入を
防止するカバー等を設置していたが、本実施例の工作機
械１では、加工動作時等に工具が装着されていない工具
装着部が存在しないので、カバー等を設置するといった
手間がかからない。

【００２２】また本実施例では、回転工具ユニット６０
Ａを主軸３２に装着する際には、図４に示すように、該
回転工具ユニット６０Ａの当接端面６２ｂと、主軸３２
の位置決め当接面３２ａとを矢印Ｖ、Ｗ方向（即ち、主
軸３２の軸心方向）に当接させると共に、工具ホルダ６
２Ａと、ヘッドストック側位置決め当接面３１ａとの間
に矢印Ｖ、Ｗ方向における間隔Ｌ１を形成するようにし
て、回転工具ユニット６０Ａの回転工具６３Ａの矢印
Ｖ、Ｗ方向における位置決めを、前記位置決め当接面３
２ａを基準に行うようにする。この場合、回転工具ユニ
ット６０Ａのホルダ本体６６Ａと、ヘッドストック３１
側のヘッドストック側位置決め当接面３１ａとの間に形
成されている間隔Ｌ１によって、主軸３２の回転による
回転工具ユニット６０Ａの回転が、ヘッドストック３１
側等により妨げられるようなことは防止されスムーズな
加工が行える。一方、旋削工具ユニット６０Ｂを主軸３
２に装着する際には、図５に示すように、該旋削工具ユ
ニット６０Ｂの当接端面６２ｓと、ヘッドストック側位
置決め当接面３１ａとを矢印Ｖ、Ｗ方向（即ち、主軸３
２の軸心方向）に当接させると共に、工具ホルダ６２Ｂ
と、主軸３２の位置決め当接面３２ａとの間に矢印Ｖ、
Ｗ方向における間隔Ｌ２を形成するようにして、旋削工
具ユニット６０Ｂの旋削工具６３Ｂの矢印Ｖ、Ｗ方向に
おける位置決めを、前記ヘッドストック側位置決め当接
面３１ａを基準に行うようにする。なお、旋削工具ユニ
ット６０Ｂを主軸３２に装着する際には、ホルダ本体７
０Ｂに設けられたキー６５をヘッドストック３１側のキ
ー係合部材３６に係合させ、装着された旋削工具ユニッ
ト６０Ｂが不用意に矢印Ａ、Ｂ方向等に回転しないよう
にする。

【００２３】ところで、回転工具ユニット６０Ａを使用
する際には、主軸３２の回転により該主軸３２の先端が
矢印Ｖ、Ｗ方向に伸びて熱変位し、該主軸３２の位置決
め当接面３２ａの位置が矢印Ｖ、Ｗ方向に変位する。こ
のように回転工具ユニット６０Ａを使用した後、該回転
工具ユニット６０Ａを旋削工具ユニット６０Ｂと交換し
た際に、交換されることにより主軸３２に装着された旋
削工具ユニット６０Ｂについては以下のようになってい
る。即ち、上述したように工具ホルダ６２Ｂと主軸３２
の位置決め当接面３２ａとの間に間隔Ｌ２が形成されて
いることから、主軸３２の先端の熱変位は、この間隔Ｌ
２の範囲内で生じている。しかも、旋削工具６３Ｂの矢
印Ｖ、Ｗ方向における位置決めは、上述したように旋削
工具ユニット６０Ｂの当接端面６２ｓと、熱変位の発生
量が主軸３２に比して大幅に小さなヘッドストック３１
側のヘッドストック側位置決め当接面３１ａとを当接さ
せることにより、該当接端面６２ｓ（又はヘッドストッ
ク側位置決め当接面３１ａ）を基準にして行われてい
る。従って、旋削工具６３Ｂの矢印Ｖ、Ｗ方向における
位置決めにおいては（特に、工具先端部との間の工具長
ＸＬ１の設定においては）、前記主軸３２の熱変位の影
響を受けず、該位置決めにおける誤差が極力生じにくく
なる。即ち、旋削精度を極力向上させることができる。

【００２４】更に本実施例では、旋削工具・回転工具共
用の主軸である主軸３２はヘッドストック３１に軸回転
自在に支持されている。しかし、旋削工具ユニット６０
Ｂの装着時には、上述したように旋削工具ユニット６０
Ｂの当接端面６２ｓとヘッドストック３１側のヘッドス
トック側位置決め当接面３１ａとが当接されているの
で、旋削加工時の剛性の確保が容易となる。また、回転
工具ユニット６０Ａ及び旋削工具ユニット６０Ｂは、共
に主軸３２に選択的に、かつ着脱自在に装着するように
なっているので、多種多様な工具をもつ複数の回転工具
ユニット６０Ａ及び複数の旋削工具ユニット６０Ｂをツ
ールマガジン５等に保持貯蔵しておき、これらを適宜交
換する形で自動工具交換装置１７等により主軸３２に装
着できるので、多種多様な加工が可能となる。

【００２５】なお、回転工具ユニット６０Ａや旋削工具
ユニット６０Ｂ等の工具ユニットを、主軸３２に係合し
て装着保持する機構は、上述した実施例以外にも可能で
ある。例えば、工具ユニットの工具ホルダが、主軸３２
の先端に挿入自在なテーパ形状の装着部及び該装着部の
端部に設けられたプルスタッド等を有し、従って主軸３
２側の工具保持装置は、前記プルスタッドと係合自在な
コレット及びその駆動装置からなっていてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち第１の
発明は、ヘッドストック３１等のヘッドストック及び該
ヘッドストックに軸回転自在に支持された主軸３２等の
工具用主軸に対して着脱自在に使用される旋削工具６３
Ｂ等の旋削工具の装着された旋削工具ユニット６０Ｂ等
の旋削工具ユニットにおける、工具ホルダ６２Ｂ等の旋
削工具用工具ホルダにおいて、前記旋削工具用工具ホル
ダはホルダ本体７０Ｂ等のホルダ本体を有し、前記ホル
ダ本体は、装着部６１Ｂ等の主軸挿入装着部と把持部６
６Ｂ等の工具交換用把持部を有し、前記工具交換用把持
部にアーム係合部６２ａ等の把持用溝を形成し、前記ホ
ルダ本体は、前記工具交換用把持部のうち、前記主軸挿
入装着部とは背向した側に、前記旋削工具を配設し得る
ように形成されており、前記ホルダ本体のうち、前記工
具交換用把持部と前記主軸挿入装着部との接続部６６ａ
等の接続部の外周側に、逃げ部６２ｔ等の主軸先端非当
接部を環状に形成し、前記ホルダ本体のうち、前記主軸
先端非当接部の外周側に、当接端面６２ｓ等の工具軸方
向位置決め当接面を、前記ホルダ本体を、前記工具用主
軸に前記主軸挿入装着部を介して装着した際に、該工具
軸方向位置決め当接面が、前記ヘッドストックに対して
工具軸方向に当接し得るように、中心軸ＣＴ４等の工具
軸に垂直な平面上に環状に形成し、前記旋削工具を前記
工具用主軸に対して装着して使用する際の、前記旋削工
具の工具軸方向の位置決めを、前記工具軸方向位置決め
当接面を基準として行うようにすることを特徴として構
成される。即ち、ヘッドストックに軸回転自在に支持さ
れた工具用主軸に対して回転工具等を装着し使用する際
には、工具用主軸の回転により該工具用主軸の先端であ
る回転工具位置決め当接面の位置が、該工具用主軸の軸
心方向に伸びる形で熱変位する。この熱変位により、従
来では旋削工具の工具軸方向の位置決めにおいて、前記
熱変位の分だけ誤差が生じていた。しかし、本発明によ
る旋削工具用工具ホルダを採用して旋削工具を工具用主
軸に装着すると、ホルダ本体の主軸先端非当接部が工具
用主軸の先端に当接せず、ホルダ本体と工具用主軸の先
端との間に工具軸方向における間隔Ｌ２等のクリアラン
ス間隔が形成され、工具用主軸の先端の熱変位は、この
クリアランス間隔内で行われるようになり、しかも旋削
工具の前記工具軸方向における位置決めが、工具軸方向
位置決め当接面と、熱変位が極めて小さなヘッドストッ
クとを工具軸方向に当接させることにより、該工具軸方
向位置決め当接面を基準にして行われる。従って、上述
したように回転工具を使用した後、旋削工具を工具用主
軸に装着して使用するような場合でも、該旋削工具の前
記工具用主軸の工具軸方向における位置決めにおいて、
前記工具用主軸の熱変位の影響を受けず、該位置決めに
おける誤差が極力生じにくくなる。これにより、この種
の旋盤において最も重要な旋削精度を極力向上させるこ
とができる。更に、旋削工具・回転工具共用の主軸であ
る工具主軸はヘッドストックに回転自在に支持されてい
る。しかし、旋削工具の装着時には、上述したように工
具軸方向位置決め当接面とヘッドストックとが当接され
ているので、旋削加工時の剛性の確保が容易となる。

【００２７】また本発明のうち第２の発明は、第１の発
明による旋削工具用工具ホルダにおいて、前記工具交換
用把持部のうち、前記主軸挿入装着部とは背向した側
に、旋削工具を配設して構成されるので、上述した第１
の発明による効果と同様に、旋削工具の前記工具軸方向
における位置決めが、ホルダ本体の主軸先端非当接部と
工具用主軸の先端との間にクリアランス空間を形成する
形で、しかも工具軸方向位置決め当接面と、熱変位が極
めて小さなヘッドストックとを工具軸方向に当接させる
ことにより、該工具軸方向位置決め当接面を基準にして
行われる。従って、回転工具を使用した後、旋削工具を
工具用主軸に装着して使用するような場合でも、該旋削
工具の前記工具用主軸の工具軸方向における位置決めに
おいて、前記工具用主軸の熱変位の影響を受けず、該位
置決めにおける誤差が極力生じにくくなり、旋削精度を
極力向上させることができる。更に、旋削工具ユニット
の工具用主軸への装着時には、上述したように工具軸方
向位置決め当接面とヘッドストックとが当接されている
ので、旋削加工時の剛性の確保が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による旋削工具用工具ホルダ及
び旋削工具ユニットが適用される工作機械の一例を示し
た斜視図である。

【図２】図２は、図１に示す工作機械のタレット先端部
及び主軸付近を示した側断面図である。

【図３】図３は、図２で示す主軸に、本発明による旋削
工具ユニットの一例が装着された状態を示した側面図
（一部側断面図）である。

【図４】図４は、回転工具ユニットが装着された状態の
主軸先端付近の詳細を示した側断面図である。

【図５】図５は、旋削工具ユニットが装着された状態の
主軸先端付近の詳細を示した側断面図である。

【図６】図６は、旋削工具ユニットにより外径加工を行
っている様子を示した模式側面図である。

【図７】図７は、旋削工具ユニットにより端面加工を行
っている様子を示した模式側面図である。

【符号の説明】

３１……ヘッドストック ３２……工具用主軸（主軸） ６０Ｂ……旋削工具ユニット ６１Ｂ……主軸挿入装着部（装着部） ６２ａ……把持用溝（アーム係合部） ６２ｓ……工具軸方向位置決め当接面（当接端面） ６２ｔ……主軸先端非当接部（逃げ部） ６２Ｂ……旋削工具用工具ホルダ（工具ホルダ） ６３Ｂ……旋削工具 ６６ａ……接続部 ６６Ｂ……工具交換用把持部（把持部） ７０Ｂ……ホルダ本体 ＣＴ４……工具軸（中心軸）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッドストック及び該ヘッドストックに軸
   回転自在に支持された工具用主軸に対して着脱自在に使
   用される旋削工具の装着された旋削工具ユニットにおけ
   る、旋削工具用工具ホルダにおいて、 前記旋削工具用工具ホルダはホルダ本体を有し、 前記ホルダ本体は、主軸挿入装着部と工具交換用把持部
   を有し、 前記工具交換用把持部に把持用溝を形成し、 前記ホルダ本体は、前記工具交換用把持部のうち、前記
   主軸挿入装着部とは背向した側に、前記旋削工具を配設
   し得るように形成されており、 前記ホルダ本体のうち、前記工具交換用把持部と前記主
   軸挿入装着部との接続部の外周側に、主軸先端非当接部
   を環状に形成し、 前記ホルダ本体のうち、前記主軸先端非当接部の外周側
   に、工具軸方向位置決め当接面を、前記ホルダ本体を、
   前記工具用主軸に前記主軸挿入装着部を介して装着した
   際に、該工具軸方向位置決め当接面が、前記ヘッドスト
   ックに対して工具軸方向に当接し得るように、工具軸に
   垂直な平面上に環状に形成し、 前記旋削工具を前記工具用主軸に対して装着して使用す
   る際の、前記旋削工具の工具軸方向の位置決めを、前記
   工具軸方向位置決め当接面を基準として行うようにする
   ことを特徴として構成した旋削工具用工具ホルダ。
2. 【請求項２】請求項１記載の旋削工具用工具ホルダにお
   いて、前記工具交換用把持部のうち、前記主軸挿入装着
   部とは背向した側に、旋削工具を配設して構成した旋削
   工具ユニット。