JPH1190708A - 工作機械のツールロック装置 - Google Patents
工作機械のツールロック装置Info
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- JPH1190708A JPH1190708A JP27380297A JP27380297A JPH1190708A JP H1190708 A JPH1190708 A JP H1190708A JP 27380297 A JP27380297 A JP 27380297A JP 27380297 A JP27380297 A JP 27380297A JP H1190708 A JPH1190708 A JP H1190708A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ボールを使用するタイプのツールロック装置
で、クランプ力が強く、工具交換時間が短くて済み、ア
ンクランプシリンダが空気圧でも作動でき、かつ軸中心
にクーラントを流すことができる。 【構成】圧縮コイルスプリング３０のスプリング力は、
ドローバ８を後方に引っ張りと、第２ボール２０は、テ
ーパである大径部２２の外周面に接し、かつ工具ホルダ
本体２に形成されたテーパ面２１に接する。圧縮コイル
スプリング３０のスプリング力はくさび（楔）効果によ
り、約（１／tanα）倍に拡大され、第２ボール２０に
伝えられる。拡大された力は、第２ボール２０に伝えら
れてテーパ面２１に接触する。テーパ面２１に伝えられ
た力は、くさび（楔）効果により、約（１／tanβ）倍
に拡大されて、玉保持器１５の大径部１６に伝達され、
軸線方向で後退する方向に力を伝達して、ツールシャン
ク３５を引っ張る。
で、クランプ力が強く、工具交換時間が短くて済み、ア
ンクランプシリンダが空気圧でも作動でき、かつ軸中心
にクーラントを流すことができる。 【構成】圧縮コイルスプリング３０のスプリング力は、
ドローバ８を後方に引っ張りと、第２ボール２０は、テ
ーパである大径部２２の外周面に接し、かつ工具ホルダ
本体２に形成されたテーパ面２１に接する。圧縮コイル
スプリング３０のスプリング力はくさび（楔）効果によ
り、約（１／tanα）倍に拡大され、第２ボール２０に
伝えられる。拡大された力は、第２ボール２０に伝えら
れてテーパ面２１に接触する。テーパ面２１に伝えられ
た力は、くさび（楔）効果により、約（１／tanβ）倍
に拡大されて、玉保持器１５の大径部１６に伝達され、
軸線方向で後退する方向に力を伝達して、ツールシャン
ク３５を引っ張る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械のツール
ロック装置に関する。更に詳しくは、ボールを用いて工
作機械の主軸または刃物台に工具をクランプするための
工作機械のツールロック装置に関する。
ロック装置に関する。更に詳しくは、ボールを用いて工
作機械の主軸または刃物台に工具をクランプするための
工作機械のツールロック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マシニングセンタ、フライス盤、中ぐり
盤等には、工具を保持、又は回転させるための主軸を備
えているが、この主軸端にテーパ孔が形成され工具が固
定される。また、旋盤の刃物台においても、刃物台のテ
ーパ孔に旋削用工具が固定される。工具の固定方法は、
テーパ孔にテーパ部を備えた工具のツールシャンクが挿
入され、更にツールシャンクの後部からドローバで引っ
張られてテーパ孔にツールシャンクのテーパ部が密着し
て工具が主軸端に固定される。
盤等には、工具を保持、又は回転させるための主軸を備
えているが、この主軸端にテーパ孔が形成され工具が固
定される。また、旋盤の刃物台においても、刃物台のテ
ーパ孔に旋削用工具が固定される。工具の固定方法は、
テーパ孔にテーパ部を備えた工具のツールシャンクが挿
入され、更にツールシャンクの後部からドローバで引っ
張られてテーパ孔にツールシャンクのテーパ部が密着し
て工具が主軸端に固定される。
【０００３】このクランプ機構としては、マシニングセ
ンタに使用されているものでツールシャンクの後端にプ
ルスタッドをねじ込んで、このプルスタッドをドローバ
の先端に配置されたコレットで掴み、ドローバを引張機
構で引っ張りツールシャンクを主軸端のテーパ孔にクラ
ンプするタイプが知られている。また、特開昭４６−２
４６号公報、及び特公平３−７５２８４号公報等では、
ボールでドローバとツールシャンクとを係合、離脱させ
てクランプ、アンクランプするものも知られている。
ンタに使用されているものでツールシャンクの後端にプ
ルスタッドをねじ込んで、このプルスタッドをドローバ
の先端に配置されたコレットで掴み、ドローバを引張機
構で引っ張りツールシャンクを主軸端のテーパ孔にクラ
ンプするタイプが知られている。また、特開昭４６−２
４６号公報、及び特公平３−７５２８４号公報等では、
ボールでドローバとツールシャンクとを係合、離脱させ
てクランプ、アンクランプするものも知られている。
【０００４】特開昭４６−２４６号公報に記載されたも
のは、増力したクランプ力を受けるスリーブがリングで
主軸に止められているため、クランプ力に対して強度的
に弱く、大きな力を受けることができない。また、特公
平３−７５２８４号公報に記載されたものは、係止ロッ
ドがくぼみの部分で細くなる構造のため係止ロッドの剛
性を機構的に大きくすることができないので、結果とし
てクランプ力を大きく取れない。更に、この構造は、係
止ロッドの中心にクーラントを流す大径のクーラント孔
を配置することが難しい。
のは、増力したクランプ力を受けるスリーブがリングで
主軸に止められているため、クランプ力に対して強度的
に弱く、大きな力を受けることができない。また、特公
平３−７５２８４号公報に記載されたものは、係止ロッ
ドがくぼみの部分で細くなる構造のため係止ロッドの剛
性を機構的に大きくすることができないので、結果とし
てクランプ力を大きく取れない。更に、この構造は、係
止ロッドの中心にクーラントを流す大径のクーラント孔
を配置することが難しい。
【０００５】以上のような理由から、ツールシャンクの
軸心に形成された穴にボールを挿入して引っ張るツール
ロック装置は、ツールシャンクに形成された穴径によっ
て、その穴に挿入されるドローバの径が制限されるため
クランプ力が弱い、アンクランプ力が大きい、軸中心に
大量のクーラントを流すことができない等の欠点があ
る。
軸心に形成された穴にボールを挿入して引っ張るツール
ロック装置は、ツールシャンクに形成された穴径によっ
て、その穴に挿入されるドローバの径が制限されるため
クランプ力が弱い、アンクランプ力が大きい、軸中心に
大量のクーラントを流すことができない等の欠点があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成
する。
技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成
する。
【０００７】本発明の目的は、クランプ力を増加させた
工作機械のツールロック装置を提供することにある。
工作機械のツールロック装置を提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、アンクランプ力を小
さくできる工作機械のツールロック装置を提供すること
にある。
さくできる工作機械のツールロック装置を提供すること
にある。
【０００９】本発明の更に他の目的は、軸心に大径のク
ーラント孔を配置することが可能な工作機械のツールロ
ック装置を提供することにある。
ーラント孔を配置することが可能な工作機械のツールロ
ック装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、次の手段を採る。
成するため、次の手段を採る。
【００１１】本発明の工作機械のツールロック装置は、
テーパ状のツールシャンクを受け入れるためのテーパ孔
をもつホルダ本体と、前記テーパ孔の後方に形成され前
記テーパ孔の小径端部より内径の小さな小径穴部と、こ
の小径穴部の後方の前記ホルダ本体に形成され小径穴部
より内径の大きな大径穴部と、前記ツールシャンクの軸
心に形成された穴に挿入され、穴内の前方位置で半径方
向に形成された第１係止部材保持孔、及び穴から外れた
後方位置で半径方向に形成された第２係止部材保持孔を
備え、かつ前記ホルダ本体の中心線に沿って移動自在な
管状部材と、前記第１係止部材保持孔に挿入され、前記
ツールシャンクに係合される第１係止部材と、前記第２
係止部材保持孔に挿入され、前記ホルダ本体の大径穴部
に形成された後方に広がる傾斜面に接触する第２係止部
材と、管状部材の中心に配置され、前記第１係止部材を
受け入れる第１凹部、及び前記第２係止部材を受け入れ
る第２凹部、並びに前記第２係止部材と係合し後方にす
ぼまる傾斜面が形成されたドローバと、前記ホルダ本体
と前記ドローバとの間に介在され前記ドローバを後方に
付勢するための付勢手段とからなる。
テーパ状のツールシャンクを受け入れるためのテーパ孔
をもつホルダ本体と、前記テーパ孔の後方に形成され前
記テーパ孔の小径端部より内径の小さな小径穴部と、こ
の小径穴部の後方の前記ホルダ本体に形成され小径穴部
より内径の大きな大径穴部と、前記ツールシャンクの軸
心に形成された穴に挿入され、穴内の前方位置で半径方
向に形成された第１係止部材保持孔、及び穴から外れた
後方位置で半径方向に形成された第２係止部材保持孔を
備え、かつ前記ホルダ本体の中心線に沿って移動自在な
管状部材と、前記第１係止部材保持孔に挿入され、前記
ツールシャンクに係合される第１係止部材と、前記第２
係止部材保持孔に挿入され、前記ホルダ本体の大径穴部
に形成された後方に広がる傾斜面に接触する第２係止部
材と、管状部材の中心に配置され、前記第１係止部材を
受け入れる第１凹部、及び前記第２係止部材を受け入れ
る第２凹部、並びに前記第２係止部材と係合し後方にす
ぼまる傾斜面が形成されたドローバと、前記ホルダ本体
と前記ドローバとの間に介在され前記ドローバを後方に
付勢するための付勢手段とからなる。
【００１２】前記第１係止部材及び第２係止部材は、ボ
ールであると良い。前記第１係止部材のボールよりも第
２係止部材のボールの直径が大きいとより効果的であ
る。
ールであると良い。前記第１係止部材のボールよりも第
２係止部材のボールの直径が大きいとより効果的であ
る。
【００１３】前記付勢手段は、前記ホルダ本体の大径穴
部の後方に接触する蓋部材を介して接触させると良い。
前記ドローバの軸心には前記ドローバの中心線に沿った
貫通孔が形成され、前記ドローバの後方から供給された
クーラントを前記ツールシャンクに導くように構成する
と良い。
部の後方に接触する蓋部材を介して接触させると良い。
前記ドローバの軸心には前記ドローバの中心線に沿った
貫通孔が形成され、前記ドローバの後方から供給された
クーラントを前記ツールシャンクに導くように構成する
と良い。
【００１４】前記第１係止部材のボールが少なくとも３
個であり、前記第２係止部材のボールが少なくとも２個
であると良い。前記付勢手段がコイルバネで構成すると
より効果的である。
個であり、前記第２係止部材のボールが少なくとも２個
であると良い。前記付勢手段がコイルバネで構成すると
より効果的である。
【００１５】前記ホルダ本体の大径穴部に形成された傾
斜面の傾斜が２０度ないし３０度に構成すると良い。ま
た、前記ドローバに形成された傾斜面の傾斜角度が５度
ないし１５度の範囲で構成すると良い。
斜面の傾斜が２０度ないし３０度に構成すると良い。ま
た、前記ドローバに形成された傾斜面の傾斜角度が５度
ないし１５度の範囲で構成すると良い。
【００１６】
［発明の実施の形態１］次に、本発明の実施の形態１を
説明する。図１は、本発明の工作機械のツールロック装
置の断面図であり、図２は図１の前部の部分拡大図であ
る。工作機械の刃物台１にはホルダ本体２が固定されて
いる。このホルダ本体２は、旋削用の固定工具を保持す
るためのものである。ホルダ本体２の前部のフランジ３
には、ホルダ本体２の中心軸線方向にテーパ孔４が形成
されている。ホルダ本体２は刃物台１と一体的に形成し
ても良い。
説明する。図１は、本発明の工作機械のツールロック装
置の断面図であり、図２は図１の前部の部分拡大図であ
る。工作機械の刃物台１にはホルダ本体２が固定されて
いる。このホルダ本体２は、旋削用の固定工具を保持す
るためのものである。ホルダ本体２の前部のフランジ３
には、ホルダ本体２の中心軸線方向にテーパ孔４が形成
されている。ホルダ本体２は刃物台１と一体的に形成し
ても良い。
【００１７】ホルダ本体２の後部には蓋部材５がボルト
６で固定されている。ホルダ本体２と蓋部材５で構成さ
れる内部空間７にドローバ８の前部１０が挿入されてい
る。ドローバ８の前部には、鍔９が一体に形成されてい
る。鍔９は、蓋部材５の内部に形成された摺動孔１１に
ホルダ本体２の軸線方向に摺動自在に挿入されている。
６で固定されている。ホルダ本体２と蓋部材５で構成さ
れる内部空間７にドローバ８の前部１０が挿入されてい
る。ドローバ８の前部には、鍔９が一体に形成されてい
る。鍔９は、蓋部材５の内部に形成された摺動孔１１に
ホルダ本体２の軸線方向に摺動自在に挿入されている。
【００１８】前部１０の外周には、円筒状の玉保持器１
５がホルダ本体２の軸線方向に摺動自在に配置されてい
る。玉保持器１５の後部は、直径が大きい大径部１６が
形成されている。この部分を大径部１６とした理由は、
後記する第２ボール２０が工具クランプ時に移動すると
きのリフト量がばらついたときに対応できるようにした
ものである。この結果、大径部１６の肉厚の中心近くで
第２ボール２０が接触するため、大径部１６の角部への
応力集中を防ぐこともできる。
５がホルダ本体２の軸線方向に摺動自在に配置されてい
る。玉保持器１５の後部は、直径が大きい大径部１６が
形成されている。この部分を大径部１６とした理由は、
後記する第２ボール２０が工具クランプ時に移動すると
きのリフト量がばらついたときに対応できるようにした
ものである。この結果、大径部１６の肉厚の中心近くで
第２ボール２０が接触するため、大径部１６の角部への
応力集中を防ぐこともできる。
【００１９】また、大径部１６とすることにより、後記
する第２ボール２０とテーパ面２１との接触点を、第２
ボール２０の中心に近付けることができるため、ツール
クランプ状態で後記するツールシャンク３５が前方へ引
張られた時のセルフロック効果が高くなる。
する第２ボール２０とテーパ面２１との接触点を、第２
ボール２０の中心に近付けることができるため、ツール
クランプ状態で後記するツールシャンク３５が前方へ引
張られた時のセルフロック効果が高くなる。
【００２０】玉保持器１５の前部には、半径方向でかつ
９０度の等角度間隔で４個の第１玉保持孔１７が形成さ
れている。また、玉保持器１５の後部には、半径方向で
１２０度の角度を置いて３個の第２玉保持孔１８が形成
されている。
９０度の等角度間隔で４個の第１玉保持孔１７が形成さ
れている。また、玉保持器１５の後部には、半径方向で
１２０度の角度を置いて３個の第２玉保持孔１８が形成
されている。
【００２１】第１玉保持孔１７には第１ボール１９が挿
入され、第２玉保持孔１８には第２ボール２０が挿入さ
れている。第２玉保持孔１８及び第２ボール２０の直径
は、第１玉保持孔１７及び第１ボール１９の直径より大
きい。ドローバ８の前部１０は、小径部１４と大径部２
２の２段からなる部分に構成されている。
入され、第２玉保持孔１８には第２ボール２０が挿入さ
れている。第２玉保持孔１８及び第２ボール２０の直径
は、第１玉保持孔１７及び第１ボール１９の直径より大
きい。ドローバ８の前部１０は、小径部１４と大径部２
２の２段からなる部分に構成されている。
【００２２】小径部１４には、他の外径部分より小径の
第１凹部１２が形成されている。第１凹部１２は、第１
ボール１９がはまり込むためのものである。大径部２２
には、他の外径部分より小径の第２凹部１３が形成され
ている。大径部２２の前部は後方にすぼまる、テーパに
形成されている。本例のテーパは、傾斜角度αで７度、
テーパで７６度である。傾斜角度αは、５度ないし１５
度の範囲（セルフロック角）が望ましい。
第１凹部１２が形成されている。第１凹部１２は、第１
ボール１９がはまり込むためのものである。大径部２２
には、他の外径部分より小径の第２凹部１３が形成され
ている。大径部２２の前部は後方にすぼまる、テーパに
形成されている。本例のテーパは、傾斜角度αで７度、
テーパで７６度である。傾斜角度αは、５度ないし１５
度の範囲（セルフロック角）が望ましい。
【００２３】ホルダ本体２にはテーパ孔４の後方に、テ
ーパ孔４の小径端部より内径の小さな小径穴部４Ａが形
成され、この小径穴部４Ａに玉保持器１５の小径部１５
Ａが摺動可能に支承されている。この小径穴部４Ａの後
方のホルダ本体２には、小径穴部４Ａより内径の大きな
大径穴部４Ｂが形成され、この大径穴部４Ｂには、リン
グ状部材２１Ａが挿入され、工具クランプ時に第２ボー
ル２０が接触する後方に広がるテーパ面２１が、このリ
ング状部材２１Ａの後面に形成されている。このリング
状部材２１Ａは焼き入れ処理が施され、テーパ面２１が
研磨されて、クランプ力が効率良く伝達されるようにし
ている。また、リング状部材２１Ａを別体で設ける必要
はなくテーパ面２１はホルダ本体２の大径穴部４Ｂに直
接形成しても良い。
ーパ孔４の小径端部より内径の小さな小径穴部４Ａが形
成され、この小径穴部４Ａに玉保持器１５の小径部１５
Ａが摺動可能に支承されている。この小径穴部４Ａの後
方のホルダ本体２には、小径穴部４Ａより内径の大きな
大径穴部４Ｂが形成され、この大径穴部４Ｂには、リン
グ状部材２１Ａが挿入され、工具クランプ時に第２ボー
ル２０が接触する後方に広がるテーパ面２１が、このリ
ング状部材２１Ａの後面に形成されている。このリング
状部材２１Ａは焼き入れ処理が施され、テーパ面２１が
研磨されて、クランプ力が効率良く伝達されるようにし
ている。また、リング状部材２１Ａを別体で設ける必要
はなくテーパ面２１はホルダ本体２の大径穴部４Ｂに直
接形成しても良い。
【００２４】本例では、傾斜角度βで３０度、テーパで
１２０度である。傾斜角度βは、２０度ないし３０度の
範囲が望ましい。ドローバ８の中心線に沿って貫通孔２
５が形成されている。貫通孔２５は、後部からクーラン
トを供給するための孔である。ドローバ８の最後部の外
周には、雄ネジ２６が形成されている。この雄ネジ２６
には、スプリング受２７の雌ネジ２８がねじ込んであ
る。
１２０度である。傾斜角度βは、２０度ないし３０度の
範囲が望ましい。ドローバ８の中心線に沿って貫通孔２
５が形成されている。貫通孔２５は、後部からクーラン
トを供給するための孔である。ドローバ８の最後部の外
周には、雄ネジ２６が形成されている。この雄ネジ２６
には、スプリング受２７の雌ネジ２８がねじ込んであ
る。
【００２５】スプリング受２７の前端面２９には、圧縮
コイルスプリング３０の後端面が接し、圧縮コイルスプ
リング３０の前端面が蓋部材５の後端面３１に接してい
る。したがって、圧縮コイルスプリング３０のスプリン
グ力は、蓋部材５を前方に押し、スプリング受２７を後
方に引っ張るように働くので、相対的にホルダ本体２が
移動しないとするとドローバ８を後方に引っ張ることに
なる。
コイルスプリング３０の後端面が接し、圧縮コイルスプ
リング３０の前端面が蓋部材５の後端面３１に接してい
る。したがって、圧縮コイルスプリング３０のスプリン
グ力は、蓋部材５を前方に押し、スプリング受２７を後
方に引っ張るように働くので、相対的にホルダ本体２が
移動しないとするとドローバ８を後方に引っ張ることに
なる。
【００２６】ツールシャンク３５のシャンク部３６は、
ホルダ本体２のテーパ孔４に密着するようにクランプさ
れて把持固定される。シャンク部３６の後部には、行き
止まり穴である把持穴３７が形成されている。把持穴３
７の内周面には、環状のクランプ凹部３８が形成されて
いる。クランプ凹部３８の前後のＲ部の径は、第１ボー
ル１９の径より若干大きく設定されている。
ホルダ本体２のテーパ孔４に密着するようにクランプさ
れて把持固定される。シャンク部３６の後部には、行き
止まり穴である把持穴３７が形成されている。把持穴３
７の内周面には、環状のクランプ凹部３８が形成されて
いる。クランプ凹部３８の前後のＲ部の径は、第１ボー
ル１９の径より若干大きく設定されている。
【００２７】第２ボール２０はツールシャンク３５の把
持穴３７から外れた後方に配置されているため、第１ボ
ール１９より直径を大きくでき、従ってテーパ面２１と
第２ボール２０の接触面に作用する面圧を軽減できるた
め、クランク力を増加させても耐久性に問題は無い。ま
た、第１ボール１９を４個設けたことにより、特にミー
リング加工のようにラジアル方向に作用する切削力の向
きが一定でない場合に、ツールシャンク３５がホルダ本
体２から離れようとする不具合を防止できる。
持穴３７から外れた後方に配置されているため、第１ボ
ール１９より直径を大きくでき、従ってテーパ面２１と
第２ボール２０の接触面に作用する面圧を軽減できるた
め、クランク力を増加させても耐久性に問題は無い。ま
た、第１ボール１９を４個設けたことにより、特にミー
リング加工のようにラジアル方向に作用する切削力の向
きが一定でない場合に、ツールシャンク３５がホルダ本
体２から離れようとする不具合を防止できる。
【００２８】第１ボール１９は３個でも良く、第２ボー
ル２０は２個でも良い。また傾斜角度αが２０度ないし
３０度で、傾斜角度βが５度ないし１５度の範囲でも良
い。
ル２０は２個でも良い。また傾斜角度αが２０度ないし
３０度で、傾斜角度βが５度ないし１５度の範囲でも良
い。
【００２９】（実施の形態１の動作）次に、前記実施の
形態１の動作を説明する。図１に示すように、圧縮コイ
ルスプリング３０のスプリング力は、蓋部材５を前方に
押し、スプリング受２７を後方に引っ張るように働くの
で、相対的にホルダ本体２が移動しないとするとドロー
バ８を後方に引っ張ることになる。
形態１の動作を説明する。図１に示すように、圧縮コイ
ルスプリング３０のスプリング力は、蓋部材５を前方に
押し、スプリング受２７を後方に引っ張るように働くの
で、相対的にホルダ本体２が移動しないとするとドロー
バ８を後方に引っ張ることになる。
【００３０】ドローバ８の後方への引っ張りにより、ド
ローバ８の第１凹部１２にはまり込んでいる第１ボール
１９は小径部１４の外周面上に乗り上げる。第１ボール
１９は、ツールシャンク３５のクランプ凹部３８に挿入
され、クランプ凹部３８の後方のＲ部と係合する。同時
に、第２凹部１３にはまり込んでいる第２ボール２０
は、テーパである大径部２２の外周面に接する。第２ボ
ール２０は、ホルダ本体２に形成されたテーパ面２１に
接する。
ローバ８の第１凹部１２にはまり込んでいる第１ボール
１９は小径部１４の外周面上に乗り上げる。第１ボール
１９は、ツールシャンク３５のクランプ凹部３８に挿入
され、クランプ凹部３８の後方のＲ部と係合する。同時
に、第２凹部１３にはまり込んでいる第２ボール２０
は、テーパである大径部２２の外周面に接する。第２ボ
ール２０は、ホルダ本体２に形成されたテーパ面２１に
接する。
【００３１】圧縮コイルスプリング３０のスプリング力
はくさび（楔）効果により、約（１／tanα）倍に拡大
され、第２ボール２０に伝えられる。したがって、圧縮
コイルスプリング３０のスプリング力の拡大率を大きく
しようとすれば、ドローバ８の大径部２２の角度αを小
さくすれば良い。拡大された力は、第２ボール２０に伝
えられ、第２ボール２０はホルダ本体２のテーパ面２１
に接触する。
はくさび（楔）効果により、約（１／tanα）倍に拡大
され、第２ボール２０に伝えられる。したがって、圧縮
コイルスプリング３０のスプリング力の拡大率を大きく
しようとすれば、ドローバ８の大径部２２の角度αを小
さくすれば良い。拡大された力は、第２ボール２０に伝
えられ、第２ボール２０はホルダ本体２のテーパ面２１
に接触する。
【００３２】第２ボール２０に伝えられた力は、同様の
くさび（楔）効果により、約（１／tanβ）倍に拡大さ
れ、玉保持器１５の大径部１６に伝達される。玉保持器
１５は、軸線方向で後退する方向に力を伝達し、第１ボ
ール１９を介してツールシャンク３５を引っ張ることに
なる。結局、圧縮コイルスプリング３０のスプリング力
は拡大されて、ツールシャンク３５のシャンク部３６は
膨脹し、ホルダ本体２のテーパ孔４に密着すると共に、
ツールシャンク３５の後端面３５Ａとホルダ本体３の前
端面３Ａが密着して強固に把持固定される。
くさび（楔）効果により、約（１／tanβ）倍に拡大さ
れ、玉保持器１５の大径部１６に伝達される。玉保持器
１５は、軸線方向で後退する方向に力を伝達し、第１ボ
ール１９を介してツールシャンク３５を引っ張ることに
なる。結局、圧縮コイルスプリング３０のスプリング力
は拡大されて、ツールシャンク３５のシャンク部３６は
膨脹し、ホルダ本体２のテーパ孔４に密着すると共に、
ツールシャンク３５の後端面３５Ａとホルダ本体３の前
端面３Ａが密着して強固に把持固定される。
【００３３】ツールのアンクランプは、空気圧ピストン
（図示せず）によりドローバ８の最後端面を押すことに
より、図２に示す状態から図３に示す状態となり、ドロ
ーバ８の前端面８Ａが把持穴３７の行き止まり部３９に
当接して、ツールシャンク３５を少し前に押し出し、ツ
ールシャンク３５を工具ホルダ本体２のテーパ孔４から
取り出すことができる。傾斜角度αはセルフロック角に
設定されているので、ツールシャンク３５にはセルフロ
ックが掛かり、切削力によってツールシャンク３５がテ
ーパ孔４から抜け出すことが無い。
（図示せず）によりドローバ８の最後端面を押すことに
より、図２に示す状態から図３に示す状態となり、ドロ
ーバ８の前端面８Ａが把持穴３７の行き止まり部３９に
当接して、ツールシャンク３５を少し前に押し出し、ツ
ールシャンク３５を工具ホルダ本体２のテーパ孔４から
取り出すことができる。傾斜角度αはセルフロック角に
設定されているので、ツールシャンク３５にはセルフロ
ックが掛かり、切削力によってツールシャンク３５がテ
ーパ孔４から抜け出すことが無い。
【００３４】［発明の実施の形態２］前記したように発
明の実施の形態１でクランプ力を増すには、角度αと角
度βを小さくするのが良いが、角度βを小さくするとツ
ールのアンクランプ時に玉保持器１５を介して第２ボー
ル２０をテーパ面２１に押し当てても、第２ボール２０
を半径方向内側へ押し戻すことができない。
明の実施の形態１でクランプ力を増すには、角度αと角
度βを小さくするのが良いが、角度βを小さくするとツ
ールのアンクランプ時に玉保持器１５を介して第２ボー
ル２０をテーパ面２１に押し当てても、第２ボール２０
を半径方向内側へ押し戻すことができない。
【００３５】図４は、発明の実施の形態２を示すツール
ロック装置の断面図である。ドローバ８に一体にフラン
ジ９ａが設けられている。
ロック装置の断面図である。ドローバ８に一体にフラン
ジ９ａが設けられている。
【００３６】フランジ９ａ前部の外径９ｂには、円筒状
のエジェクタ３５が配置されている。エジェクタ３５
は、その中心に孔３６を備え、孔３６は外径９ｂに焼き
ばめあるいはビス止め等によって一体的に設けられてい
る。エジェクタ３５の先端には、テーパ面３７が形成さ
れている。テーパ面３７は、第２ボール２０に接触する
位置に形成されている。ツールのアンクランプ時に、空
気圧ピストンによりドローバ８の最後端面を押すと、フ
ランジ９ａはエジェクタ３５を後方から押して移動され
る。
のエジェクタ３５が配置されている。エジェクタ３５
は、その中心に孔３６を備え、孔３６は外径９ｂに焼き
ばめあるいはビス止め等によって一体的に設けられてい
る。エジェクタ３５の先端には、テーパ面３７が形成さ
れている。テーパ面３７は、第２ボール２０に接触する
位置に形成されている。ツールのアンクランプ時に、空
気圧ピストンによりドローバ８の最後端面を押すと、フ
ランジ９ａはエジェクタ３５を後方から押して移動され
る。
【００３７】エジェクタ３５のテーパ面３７は、第２ボ
ール２０を半径方向内側に押して、アンクランプ動作を
円滑にする。本例では、傾斜角度αで１０度、テーパで
７０度であり、傾斜角度βで２０度、テーパで１４０度
である。この実施の形態２は、ホルダ本体２が回転する
主軸タイプの例である。
ール２０を半径方向内側に押して、アンクランプ動作を
円滑にする。本例では、傾斜角度αで１０度、テーパで
７０度であり、傾斜角度βで２０度、テーパで１４０度
である。この実施の形態２は、ホルダ本体２が回転する
主軸タイプの例である。
【００３８】［その他の発明の実施の形態］前記実施の
形態１では、ホルダ本体２が回転しないタイプであった
が、前記説明から理解されるように、回転工具を装着し
てホルダ本体２が回転する主軸タイプであっても良い。
形態１では、ホルダ本体２が回転しないタイプであった
が、前記説明から理解されるように、回転工具を装着し
てホルダ本体２が回転する主軸タイプであっても良い。
【００３９】また、前記実施の形態２では、ホルダ本体
２が回転する主軸タイプであったが旋削工具を装着する
ために、ホルダ本体２が固定タイプであっても良い。ま
た、本発明は、工具以外の物、例えば被加工物を取付け
るためのシャンクのロック装置に適用することも可能で
ある。
２が回転する主軸タイプであったが旋削工具を装着する
ために、ホルダ本体２が固定タイプであっても良い。ま
た、本発明は、工具以外の物、例えば被加工物を取付け
るためのシャンクのロック装置に適用することも可能で
ある。
【００４０】
【発明の実施例】前記発明の実施の形態１の実施例は、
以下のようなものである。大径部２２のテーパは、傾斜
角度αで７度、テーパで７６度である。第１ボール１９
の直径が約１１mm、第２ボール２０の直径が約１４mmで
ある。ホルダ本体２のテーパ面２１は、傾斜角度βで３
０度、テーパで１２０度である。
以下のようなものである。大径部２２のテーパは、傾斜
角度αで７度、テーパで７６度である。第１ボール１９
の直径が約１１mm、第２ボール２０の直径が約１４mmで
ある。ホルダ本体２のテーパ面２１は、傾斜角度βで３
０度、テーパで１２０度である。
【００４１】圧縮コイルバネ３０のばね圧縮荷重が約４
２０kgfで、ツールクランプ力が約１，９００kgfであっ
た。ツールアンクランプ力は、すなわちばねの最大圧縮
荷重は、約７５０kgfである。
２０kgfで、ツールクランプ力が約１，９００kgfであっ
た。ツールアンクランプ力は、すなわちばねの最大圧縮
荷重は、約７５０kgfである。
【００４２】
【発明の効果】本発明によると、次の効果が奏される。
軸心にロック用穴が形成されたホローシャンク型のツー
ルシャンクをボールを使用してロックするタイプの工作
機械のツールロック装置であっても、クランプ力が強
い、ツールシャンクにセルフロック作用が掛かる、アン
クランプ力が空気圧でも作動できる程度に小さくでき
る、軸中心に大量のクーラントを流すことができる等の
効果がある。
軸心にロック用穴が形成されたホローシャンク型のツー
ルシャンクをボールを使用してロックするタイプの工作
機械のツールロック装置であっても、クランプ力が強
い、ツールシャンクにセルフロック作用が掛かる、アン
クランプ力が空気圧でも作動できる程度に小さくでき
る、軸中心に大量のクーラントを流すことができる等の
効果がある。
【図１】図１は、本発明の工作機械のツールロック装置
の断面図である。
の断面図である。
【図２】図２は、図１の前部の部分拡大図である。
【図３】図３は、アンクランプ時の本発明の工作機械の
ツールロック装置の断面図である。
ツールロック装置の断面図である。
【図４】図４は、発明の実施の形態２を示す工作機械の
ツールロック装置の断面図である。
ツールロック装置の断面図である。
１…主軸 ２…ホルダ本体 ３…フランジ ４…テーパ孔 ５…蓋部材 ８…ドローバ １５…玉保持器 １６…大径部 １７…第１玉保持孔 １８…第２玉保持孔 １９…第１ボール ２０…第２ボール ２１…テーパ面 ３０…圧縮コイルスプリング ３７…テーパ面
Claims (9)
- 【請求項１】テーパ状のツールシャンクを受け入れるた
めのテーパ孔をもつホルダ本体と、 前記テーパ孔の後方に形成され前記テーパ孔の小径端部
より内径の小さな小径穴部と、この小径穴部の後方の前
記ホルダ本体に形成され小径穴部より内径の大きな大径
穴部と、 前記ツールシャンクの軸心に形成された穴に挿入され、
穴内の前方位置で半径方向に形成された第１係止部材保
持孔、及び穴から外れた後方位置で半径方向に形成され
た第２係止部材保持孔を備え、かつ前記ホルダ本体の中
心線に沿って移動自在な管状部材と、 前記第１係止部材保持孔に挿入され、前記ツールシャン
クに係合される第１係止部材と、 前記第２係止部材保持孔に挿入され、前記ホルダ本体の
大径穴部に形成された後方に広がる傾斜面に接触する第
２係止部材と、 管状部材の中心に配置され、前記第１係止部材を受け入
れる第１凹部、及び前記第２係止部材を受け入れる第２
凹部、並びに前記第２係止部材と係合し後方にすぼまる
傾斜面が形成されたドローバと、 前記ホルダ本体と前記ドローバとの間に介在され前記ド
ローバを後方に付勢するための付勢手段と、からなる工
作機械のツールロック装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の工作機械のツールロック
装置において、 前記第１係止部材及び第２係止部材がボールであること
を特徴とする工作機械のツールロック装置。 - 【請求項３】請求項２に記載の工作機械のツールロック
装置において、 前記第１係止部材のボールよりも第２係止部材のボール
の直径が大きいことを特徴とする工作機械のツールロッ
ク装置。 - 【請求項４】請求項１又は２に記載の工作機械のツール
ロック装置において、 前記付勢手段は、前記ホルダ本体の大径穴部の後方に接
触する蓋部材を介して接触していることを特徴とする工
作機械のツールロック装置。 - 【請求項５】請求項１又は２に記載の工作機械のツール
ロック装置において、 前記ドローバの軸心には前記ドローバの中心線に沿った
貫通孔が形成され、前記ドローバの後方から供給された
クーラントを前記ツールシャンクに導くようにしたこと
を特徴とする工作機械のツールロック装置。 - 【請求項６】請求項２に記載の工作機械のツールロック
装置において、 前記第１係止部材のボールが少なくとも３個であり、前
記第２係止部材のボールが少なくとも２個であることを
特徴とする工作機械のツールロック装置。 - 【請求項７】請求項１又は２に記載の工作機械のツール
ロック装置において、 前記付勢手段がコイルバネであることを特徴とする工作
機械のツールロック装置。 - 【請求項８】請求項１又は２に記載の工作機械のツール
ロック装置において、 前記ホルダ本体の大径穴部に形成された傾斜面の傾斜が
２０度ないし３０度であることを特徴とする工作機械の
ツールロック装置。 - 【請求項９】請求項１又は２に記載の工作機械のツール
ロック装置において、 前記ドローバに形成された傾斜面の傾斜角度が５度ない
し１５度の範囲であることを特徴とする工作機械のツー
ルロック装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27380297A JP3934222B2 (ja) | 1997-09-20 | 1997-09-20 | 工作機械のツールロック装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27380297A JP3934222B2 (ja) | 1997-09-20 | 1997-09-20 | 工作機械のツールロック装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1190708A true JPH1190708A (ja) | 1999-04-06 |
| JP3934222B2 JP3934222B2 (ja) | 2007-06-20 |
Family
ID=17532787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27380297A Expired - Fee Related JP3934222B2 (ja) | 1997-09-20 | 1997-09-20 | 工作機械のツールロック装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3934222B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002355705A (ja) * | 2001-05-30 | 2002-12-10 | Kuroda Precision Ind Ltd | 工具保持具装着装置 |
| US20100196113A1 (en) * | 2009-02-05 | 2010-08-05 | Kennametal Inc. | Toolholder Assembly With Axial Clamping Mechanism |
| JP2010284768A (ja) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Minoru Kanematsu | 工具、チャック、クランプ機構等の把捉機構 |
| CN103042506A (zh) * | 2011-10-17 | 2013-04-17 | 南京德朔实业有限公司 | 夹持装置 |
| US20150093209A1 (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-02 | Fanuc Corporation | Attachment structure for main spindle and tool holder of machine tool |
| JP2017087323A (ja) * | 2015-11-06 | 2017-05-25 | 株式会社北川鉄工所 | チャック装置 |
| JP2020192637A (ja) * | 2019-05-28 | 2020-12-03 | 昭武 橋立 | 主軸の工具クランプ装置 |
| WO2021177385A1 (ja) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | 株式会社コスメック | クランプ装置 |
| CN113560924A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-10-29 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 柔性凸轮锁紧锥面定位装置 |
| WO2024106659A1 (ko) * | 2022-11-17 | 2024-05-23 | 프로토이엔지 주식회사 | 풀스터드 볼트 설치 및 제거 공구와 그의 관형동체 제조방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107525483B (zh) * | 2017-08-17 | 2019-06-28 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种压紧装置 |
| KR102021890B1 (ko) | 2017-12-27 | 2019-09-18 | 현대위아(주) | 공작기계용 공구홀더 어셈블리 |
-
1997
- 1997-09-20 JP JP27380297A patent/JP3934222B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8220804B2 (en) * | 2009-02-05 | 2012-07-17 | Kennametal Inc. | Toolholder assembly with axial clamping mechanism |
| JP2010284768A (ja) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Minoru Kanematsu | 工具、チャック、クランプ機構等の把捉機構 |
| CN102448645A (zh) * | 2009-06-15 | 2012-05-09 | 金松实 | 工具、卡盘、夹钳机构等抓握机构 |
| KR101250740B1 (ko) | 2009-06-15 | 2013-04-03 | 미노루 카네마츠 | 2중의 파지기구, 2중의 드로우바, 스핀들, 홀더 유지기구, 주축, 홀더 유지장치, 공구 홀더, 척 홀더, 클램프 홀더, 클램프 기구 및 상기 주축을 갖는 공작기계 |
| CN103042506B (zh) * | 2011-10-17 | 2016-02-10 | 南京德朔实业有限公司 | 夹持装置 |
| CN103042506A (zh) * | 2011-10-17 | 2013-04-17 | 南京德朔实业有限公司 | 夹持装置 |
| US20150093209A1 (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-02 | Fanuc Corporation | Attachment structure for main spindle and tool holder of machine tool |
| US9511462B2 (en) * | 2013-10-01 | 2016-12-06 | Fanuc Corporation | Attachment structure for main spindle and tool holder of machine tool |
| JP2017087323A (ja) * | 2015-11-06 | 2017-05-25 | 株式会社北川鉄工所 | チャック装置 |
| JP2020192637A (ja) * | 2019-05-28 | 2020-12-03 | 昭武 橋立 | 主軸の工具クランプ装置 |
| WO2021177385A1 (ja) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | 株式会社コスメック | クランプ装置 |
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| WO2024106659A1 (ko) * | 2022-11-17 | 2024-05-23 | 프로토이엔지 주식회사 | 풀스터드 볼트 설치 및 제거 공구와 그의 관형동체 제조방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3934222B2 (ja) | 2007-06-20 |
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