JPS59161243A

JPS59161243A - 工具ホルダ

Info

Publication number: JPS59161243A
Application number: JP59030494A
Authority: JP
Inventors: ロルフ・エクシユタイン; ラルフ・デ−ヒエルト
Original assignee: Waldrich Siegen Werkzeugmaschinenfabrik GmbH
Current assignee: Waldrich Siegen Werkzeugmaschinenfabrik GmbH
Priority date: 1983-02-26
Filing date: 1984-02-22
Publication date: 1984-09-12
Also published as: US4560310A; DE3306823A1; FR2541607A1; DE3306823C2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はボール盤、フライス盤、及びそれに類似した工
作機械のための工具ホルダであって、主軸に設げられた
第１の受容孔に適合する円錐シャフトと、この円錐シャ
フトに対して同軸的に配置されたホルダ本体と？有して
おり、このホルダ本体に、円錐シャフトに対して同軸的
な第２の円錐形の受容孔が工具の円錐シャフトケ受容す
るために設けられており、この工具田無シャツ）Ｖ受容
する受容孔が主軸に設けられた受容孔よりも／トさくな
っており、この工具ホルダに、工具円錐シャフトを第２
の円錐形の受容孔内に緊締するための締付は装置が設け
られている形式のものに関する。

種々異なる構造のボール盤、フライス盤及びそれに類似
した工作機械においては駆動力を工具に確実に伝達する
ための主軸に、極めて大きな円錐シャフト、例えば工Ｓ
ｏ　−６Ｑ型円錐シャフトヲ有する工具を受容するため
の極めて大きい円錐形の受容孔が設けられている。しか
しながら近代的なこのような大型■作ｍ械においては例
えば穴あけ、フライス、ねじ切りのような比較的に小さ
な工具を用いる精密作業も行なわなければならないので
、主軸の円錐形の受容孔に挿入可能な工具ホルダを設け
ることが必要である。この工具ホルダは同様に円錐形の
受容孔を有しており、その寸法は工具の比較的に／」・
さな円錐シャフトを受容するたｄ青こ地紋）′ωに小さ
くなっている。主軸に設けられた受容孔よりも小さい円
錐シャフトを有する工具を使用することのできるこのよ
うな形式の工具ホルダは減径部、アダプタ又は中間片と
も呼ばれる。

Ｆｏｒｋａｒｄｔ社の１９７８年に公開さゎたパンフレ
ット「高速交換式１具ホルダ装置゛Ｅｒ１ｃｋｓｏｎ″
′」によって公知であるような冒頭［述べた形式の工具
ホルダにおいてはホルダ本体がその外周部にねじ山を有
しており、このねじ山にスリーブナツトがねじ嵌められ
ている。このスリーブナンドには２つの内向きに突出す
るフィンガが設けられており、これらのフィンガは工具
の円錐シャフトに設けられたフランジの連行溝な賀通す
る。このスリーブナツトをねじ回すとフィンガは７ラン
ジの外面に接触して工具円錐シャフトを受容孔内に引込
む。従つ′鞭このスリーブナツトは工具円錐シャフトを
ホルダ本体〆設げられた受容孔内で緊締するための一種
の締付は装置として役立てられる。しかしながらこのよ
うな形式のスリーブナツトでは大型工作機械のためには
充分でない比較的に僅かな締付は力しか生せしめること
ができず、しかもこのような公知工具ホルダ（・ま自動
的な工具交換にも適さない。

それ故に本発明の課題は冒頭に述べたような形式のボー
ル盤、フライス盤及びそれに類似した工作機械のための
工具ホルダを改良して、この工具ホルダの寸法、特に軸
方向での寸法を小さくシ、極めて僅かな費用と高い確実
性をもって、工具を高い締付は力で緊締しかつ工具の自
動的な交換をも高い押出し力で可能にすることにある。

しかもこの工具ホルダ自体をも簡単な形式で工作機械の
主軸のところで場合によっては自動的に交換できるよう
にしたい。

この課題は本発明によれば工具ホルダの円錐シャフトに
同軸の孔が設けられており、この孔内でくわえ部材を有
するくわえ部材保持体が軸方向で移動可能であり、この
くわえ部材の、チャックジョーとして構成された端部が
工具円錐シャフトの自由端部のところに設けられたリン
グ溝に係合しており、ホルダ本体に、軸方向に作用する
多数の皿ばね組が第２の円錐形の受容孔に対して同心的
に配置されており、これら皿はね組が押圧リングの、多
数の半径方向に延びろ支持アームを介してくわえ部材保
持体に締伺は方向で作用するようになっており、くわえ
部列を解離させて工具円錐シャフトを押出すためＶｒＣ
液圧式に負荷可能な、くわえ部材保持体にはねつＪに抗
して作用する少なくとも１つのピストンが工具ホルダの
円錐シャフトの孔内に設けられていることによって解決
された。

第２の円錐形の受容孔に対して同心的に配置された、（
わえ部材保持体に作用する皿ばね組によっては工具円錐
シャツ）Ｙ確実”に円錐形の受容孔内に引込む高いばね
力が与えられる。多数の皿ばね組を第２の受容孔を中心
としてホルダ本体に設けることによっては高い締付は力
で、この工具ホルダの比較的に短かい軸方向の構成長さ
が得られる。くわえ部材を解離させて工具を押出プため
には皿はね組のはね力ＶＣ抗して作用する液圧式に負荷
可能なピストンが設けられている。また、このピストン
と（わえ部材保持体を工具ホルダの円錐シャフトの孔内
に配置することによって、与えられた空間を極めて有効
に利用することができるので、このことによっても工具
ホルダの軸方向での寸法が小さくされる。くわえ部材を
解離させて工具円錐シャフトを押出すためには圧力媒体
を工具ホルダに供給するだけでよく、この供給は例えば
工作機械の主軸内で中空状に構成された引張り棒によっ
て行なわれる。工具円錐シャツトラ緊締するため力にはピストンにかけられた圧２負荷が解除された後で軸
方向に作用する皿はね組が役立てられ軸内に設けられた
引張り棒によって・簡単な形式で、主軸に設けられた円
錐形の受容孔内に引込まれるか若しくはこの受容孔から
押出されて別の工具又４ま別の加工装置と交換される。

この交換も場合によっては同様に自動的に行なうことが
できる。

所期の高い締付は力を保証するためには多数の皿はね組
をホルダ本体に配置することが必要である。なぜならば
ピストンはくわえ部側を解離させるためにこの皿はね組
によって生せしめられた高い締付は力に抗して１動かな
ければならず、しかもこのピストンは固着した工具円錐
シャフトを押出すためにこの工具円錐シャフトとこの工
具円錐シャフトのための円錐形の受容孔との間の提・豫
力にも打勝たなければならないからである。本発明にお
いては申分のない解離機能と押出し機能とを保証するた
めにこの（わえストンを作用させるようになっている。

本発明の別の有利な１実施態様においては前記工具ホル
ダの円錐シャフトに２つのピストンが軸方向で見て相上
下して配置されており、第１のピストンが円錐シャフト
の孔自体に移動可能に支承されており、第２のピストン
がこの孔に嵌込まれた、底部を有するシリンダライチに
移動可能に支承されており、この底部を第２のピストン
に接触する、第１のピストンのピストン棒が貫通してお
り、第２のピストンがそのピストン棒でくわえ部材保持
体に作用するようになっている。

このよう（Ｃ相上下に配置されたピストンによっては工
具ホルダの円錐シャフト内に比較的に小さい構成スペー
スしか与えられていな（でも、必要な押出し力を生せし
めることができろようになった。　、次に本発明の１実施例を図面について評細に説明する。

ボール盤、フライス盤又はその他の工作機械の主軸１に
は例えば工５Ｏ６０型円錐シャフトを受容するための円
錐形の受答孔２が設けられている。この主軸１には受容
孔２に嵌込まれた円錐シャフト３を公知の形式で締付け
かつ解離するために引張り棒４が設けられている。この
引張り棒４には有利には液圧式の圧力媒体を供給するた
め［縦孔５が設けられている。

この主軸１に挿入可能な工具ホルダ６ばほぼ、円錐シャ
フト３及びこの円錐シャフトにこれに対して同軸的に配
置されたホルダ本体７とから織っている。このホルダ本
体７は有オＵには円筒状に構成されていてかつ円錐シャ
フト３に、この円）■シャフトに一体成形された７ラン
ジ３ａを介して多数のねし８，９によって結合されて（
・ろ。このフランジ３ａからの回転モーメントをホルダ
本体７に伝達イるためには多数の嵌合ピン１０が設けら
れている。さらにこの７ランジ３ａには連行溝３ｃが設
けられており、この連行溝３ｃに、主軸１に固定された
滑子１１が・係合している。円錐シャフト３韮びに７ラ
ンジ３ａの平削り面３ｂはこの平削り面３ｂが主軸１の
端面１ａに接触するように研削によって互いに調整され
ている。

ホルダ本体７には第２の円錐形の受容孔１２が設けられ
ており、この受容孔１２はボール盤、フライス盤、又は
ねじ切り工具である工具１４の工具円錐シャフト１３を
受容するために用いられる。この工具円錐シャフト１３
は例えば工ＳＯ○ ５ｚ型円錐シャフトであって、その寸法は工具ホルダ６
の円錐シャフト３０寸法よりも小さい。

さらにホルダ本体７には滑子１５が固定されており、こ
の滑子１５は工具１４の対応する連行溝１６に係合して
いる。

工具ホルダの円錐シャフト３には同軸の、段の付けられ
た孔１７が設けられている。この孔１７の一番上の部分
は第１のピストン１８のピストン室を成している。第２
のピストン１９は孔１７内に嵌込まれたシリンダ２０に
支承されている。このシリンダ２０は開口２２を備えた
底部２１を有している。この開口２２には第１のピスト
ン１８のピストン棒２３が貫通している。ピストン楯２
３はその下側の端部２３ａで第２のピストン１９に接触
している。つまり、両ピストン１８．１９は相上下に配
置されている。第２のピストン１９ができるだけ大きな
面で圧力媒体によって負荷されるためには、ピストン棒
２３の下側の端部２３ａに多数の半径方向溝が設けられ
ている。この第２のピストン１９はピストン棒２４でく
わえ部材保持体２５に作用する。

このくわえ部材保持体２５は中央の押出しピン２５ａｖ
有しており、この；出しピン２５ａには多数のくわえレ
バーから成るくわえ部材２６が支承されている。各くわ
え部材はその下側の端部にチャックジョー２７を有して
いる。このチャックジョー２７は一方では工具円錐シャ
フト１３の自由端部１３ｂと協働しかつ活力ではホルダ
本体１に設けられた円錐面２８ａ、２８ｂｖ有するリン
グ溝２８によって制御される。

ホルダ本体１は多数の、例えば６つの袋孔２９を有して
いる。この袋孔２９は軸平行に延びていてかつ受容孔１
２を中心とする一円上に配置されている。各袋孔２９は
多数の皿ばねな有する皿ばねｍ３Ｄを受容するために用
いられろ。

この皿はね組３０は円錐シャフト３のフランジ３ａに向
けられた上向きの押圧力を生せしめる。

さらにホルダ本体γには軸方向で可動の支持リング３１
が設けられており、この支持リング３１に皿ばねｍ３０
が支持されろようになっている。

くわえ部側保持体２５には押圧リング３２が結合されて
おり、この抑圧リング３２には多数の、例えば６つの半
径方向に延びる支持アーム３３が設けられている。この
支持アーム３３は支持リング３１に載着している。この
支持リング３１を介して、支持アーム３３と押圧リング
３２とは皿ばね組３０の押圧力を（わえ部制保持体２５
に伝達する。

工具円錐シャフト１３を解離して押出す７：−めには圧
力油が孔１７の上側の圧力室１７ａに引張り棒４の縦孔
５と円錐シャフト３に設けられた圧力媒体供給孔３５と
を介して供給される。

第１のピストン１８に中央孔３４が設けられていること
によって、この圧力油の圧力はシリンダ２０の圧力室２
０ａにも伝えられる。叩上下して配置されたピストン１
８．１９はくゎえ部利保持体２５を皿ばね組３０のはね
力に抗して下方に向かって押す。この場合に（ゎえ部材
２６のチャックジョー２７はリング溝２８に押込マレテ
、＜ワえアーム（Ｃ係合するリング３６の作用で半径方
向で見て外方に向かって運動させられる。これによって
工具円錐シャフト１３は解放さ、ｌｔて受容孔１２から
下方に向かって押出される。この工具円錐シャフト１３
が受容孔１２内に固着している場合には（ゎえ部材保持
体２５をさらに下方に向けて運動させて中央の押出しビ
ン２５ａｖ工具円錐シャフト１３の自由端部１３ｂＶＣ
接触させてこれを下方に向かって押す。この場合には叩
上下して配置されたピストン１ｆ３，１９は円錐シャフ
ト３内に与えられた空間が比較的小さいにも拘わらず、
皿はね組３０のはね圧だ＋７−）　ｔｔｒ−ｒ、はな（
工具円錐シャフト１３と受容孔１２との間の摩擦力にも
打ち勝つ充分な下向きの押圧力が生せしめられるように
作用する。

このような形式で解離さぜられた工具１４は図示されて
いない自動工具交換機によって受容孔１２かも下向ぎに
運動させられてマガジンに引渡される。次いでこの工具
交換機は工具円錐シャフト１３を有する別の工具を受容
孔１２に挿入する。圧力室１７ａ、２０ａ内で生じる圧
力は今や解除され、（わえ部材保持体２５は皿ばね組３
０の作用下で上方に向かってｔｌｌ’される。

この場合にくわえ部材２６のチャックジョー２７はまず
円６１１面２８ａに接触してからリング溝１３ａに係合
させられる。この」リング溝２８がこれよりも直径の小
さい開口３７を有していることによって、くわえ部材保
持体２５とくわえ部材２６とがそれ以上、上向きに運動
してチャックシミー２７が半径方向で見て外方に向かつ
て逃げることが回避される。今や工具円錐シャフト１３
は皿ばね組３０のばねカニで児全に受容孔１２内に引込
まれかつ高いプレロード力で受容孔１２の内周面に密着
させられる。この高いプレロード力は工具ホルダ６が使
用されている工作機械にエネルだか供給されなくても維
持される。

引張り棒４と円錐シャフト３との間での圧力油の供給は
市販の差込み継ぎ手娶介して行なうこともできる。また
、この圧力媒体の供給を、主軸１を停止させた後で圧力
油ホースを差込む差込み細１ぎ手を円錐シャフト３のフ
ランジ３ａ゛に設けることによって行なうこともできる
。この差込み継ぎ手は７ランジ３ａと円錐シャフト３と
に設けられた図示されていない圧力媒体通路を介して圧
力室１γａ若しくは２Ｑａ［接続される。

オ目上下して配置されたピストン１８．１９は工具円錐
シャフト１３の申分のない解離と押出しのために重要な
意味をもっている。つまり必要とされる工具円錐シャフ
トの押出し力を皿ばね組３０によって生ぜしめられる引
込み力より伺倍も強くすることができる。また、円錐シ
ャフトを有する常温の工具か先行する作業（（よって加
熱された工具ホルダに挿入される場合に工具円錐シャフ
トが後に続く作業の原生じる熱によって膨張させられ、
これによって加熱されたボスを常温の軸の上で収縮させ
る、いわゆる収縮ばめのように工具円錐シャツ）Ｙ受容
孔内で固着する高い熱応力が生ぜしめられることになる
のだが、ピストン１８．１９が相上下して配置されてい
ることによっては皿はね組の圧力だけではなく熱応力に
よって換起された著しい粘着力をも克服することができ
るようになった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による工具ホルダの軸方面断面図であって
、左半分は右手分に対して９０°だけずらされて示され
ている。１・・−主軸、１ａ・・・端面、２・・受容孔、３・・
−円錐シャフト、３ａ・・７ランジ、３ｂ・・千両・、
１０面、３ｃ・・連行溝、４・・引張り棒、５・・縦孔
、６・・工具ホルダ、７・・ホルダ本体、８．９・ねじ
、１０・・−嵌合ピン、１１・・滑子、１２・・・受容
孔、１３・・工具円錐シャフト、１３ａ・・リング溝、
１３ｂ・・自由端部、１４・・工具、１５・・滑子、１
６・連行溝、１７・・孔、１７ａ・圧力室、１８．１９
・　ピストン、２０・・シリンダ、２０ａ・・圧力室、
２１・−底部、２２・・開口、２３・・ピストン棒、２
３ａ・端部、２４・　ピストン棒、２５　くわえ部材保
持体、２５ａ・・押出しピン、２６・　くわえ部側、２
γ・チャックジョー、２８・・リング溝、２８ａ、２８
に、円錐面、２９・・袋孔、３０・−皿はね組、３１・
支持リング、３２・・押圧リング、３３・支持アーム、
３４・・中央孔、３５−圧力媒体供給孔、３６・　リン
グ、３７・・開口

Claims

【特許請求の範囲】１、　ボール盤、フライス盤、及びそれに類似した工作
機械のための工具ホルダであって、主軸に設けられた第
１の受容孔に適合する円錐シャフトと、この円錐シャツ
）［対して同軸的に配置されたホルダ本体とを有してお
り、このホルダ本体に、円錐シャフトに対して同軸的な
第２の円錐形の受容孔が工具の円錐シャフト’を受容す
るために設けられており、この工具円錐シャフトを受容
する受容孔が主軸に設けられた受容孔よりも小さくなっ
ており、この工具ホルダに、工具円錐シャフトを第２の
円錐形の受容孔内に緊締するための締付は装置が設けら
れている形式のものにおいて、工具ホルダの円錐シャフ
ト（３）に同軸の孔（１７）が設けられており、この孔
（１７材保持体（２５）が軸方向で移動可能であり、こ
のくわえ部材（２６）の、チャックジョー（２７）とし
て構成された端部が工具円錐シャフト（１３）の自由端
部（１３ｂ）のところに設げられたリング溝（１３ａ）
に係合しており、ホルダ本体（７）ｒｆｃ、軸方向に作
用する多数の皿ばね組（３０）が第２の円錐形の受容孔
（１２）に対して同心的に配置されており、これら皿は
ね組（３０）が抑圧リング（３２）の、多数の半径方向
に延びろ支持アーム（３３）ｖ介して（わえ部材保持体
（２５）に締付は方向で作用するようになっており、く
わえ部材（２６）を解離させて、工具円錐シャツ）（１
３）を押出すために液圧式に負荷可能な、くわえ部材保
持体（２５）にばね力に抗して作用する少なくとも１つ
のピストン（１８）が工具ホルダの円錐シャフト（３）
の孔（１７）内に設けられていることを特徴とする、工
具ホルダ。つのピストン（１８，１９）が軸方向で見て相上下して
配置されており、第１のピストン（１８）が円錐シャフ
ト（３）の孔（１７）自体に移動可能に支承されており
、第２のピストン（１９）がこの孔（１７）に嵌込まれ
た、底部（２１）’！有するシリンダライチ（２０）Ｋ
移動可能に支承されており、この底部（２１）を第２の
ピストン（１９）に接触する、第１のピストン（１８）
のピストン棒（２３）が貫通しており、第２のピストン
（１９）がそのピストン棒（２４）で（わえ部材保持体
（２５）に作用する、特許請求の範囲第１項に記載の工
具ホルダ。３、　前記第１のピストン（１８）とそのピストン棒（
２３）とに中央孔（３４）が設けられている、特許請求
の範囲第２項に記載の工具ホルダ。４、前記工具ホルダの円錐シャツ）（３）Ｋ。孔（１７）に開口する中央の圧力媒体供給孔（３５）が
設けられている、特許請求の範囲第１項又は第６項に記
載の工具ホルダ。５、前記くわえ部材保持体（２５）に（わえ部材（２６
）ｖ保持する、中央の押出しピン（２５ａ）が配置され
ている、特許請求の範囲第１項に記載の工具ホルダ。６、前記ホルダ本体（７）に、皿はね組（３０）の受容
を目的として受容孔（１２）に対して同心的な一円上に
配置された多数の袋孔（２９）が設けられている、特許
請求の範囲第１項に記載の工具ホルダ。Ｚ　前記皿ばね組（３０）と支持アーム（３３）との間
に軸方向で運動可能な支持リング（３１）が設けられて
いる、特許請求の範囲第１項又は第６項に記載の工具ホ
ルダ。８、前記ホルダ本体（７）が円筒状に構成されていてか
つ工具ホルダの円錐シャフト（３）に一体成形された７
ランジ（３ａ）にねじ固定されている、特許請求の範囲
第１項に記載の工具ホルダ。