JPS5926417B2 - 工具ホルダ取付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トリル等の工具を保持した工具ホルダを工作
機械の主軸に取付けるための工具ホルダ取付装置に関す
るものである。

従来、工具ホルダを工作機械特に多軸機械等の主軸に取
付けるには、第１図に示すような装置が一般に使用され
ている。

即ち、主軸１の先端部には軸方向に工具ホルダ挿入孔１
ａが穿孔され、該挿入孔１ａに沿ってキー溝１ｂが刻設
され、更に先端面から一定距離位置に半径方向に貫通す
るねじ穴１ｃが形成されている。

この主軸１の挿入孔１ａには、外径にキー２を装着した
工具ホルダ３が挿入され、キー２とキー溝１ｂとの共働
により工具ホルダ３は軸を中心とする回動力向に固定さ
れ、ねじ穴１ｃに螺着されたねじ４により工具ホルダ３
は軸方向に固定されている。

尚、Ｔは工具であり、工具ホルダ３の工具装着孔３ａに
コレット５を介して装着され、コレット５はナツト６に
より工具装着孔３ａ内に押し込まれている。

然しなから、この従来の装置は次のような欠点を有して
いる。

（１）主軸１に工具ホルダ３を取付ける操作のうち、例
えばキー溝１ｂにキー２の位置を合わせること、或いは
ねじ４の締着が、面倒で時間が掛かる。

（２）主軸１にキー溝１ｂを設けるため、主軸１自体の
直径が大きくなり、隣接する主軸間距離も広がり、小ピ
ツチ間隔の穴加工が難しＧ）。

この反面に於いて、工具ホルダ３の段部が主軸１の先端
面に当接するので、工具Ｔに対する振動などの影響が比
較的少なく、工具Ｔに錆性を持たせられるという利点を
有している。

本発明の目的は、上述の欠点を解消し、且つ利点を更に
増加させた工具ホルダ取付装置を提供することにあり、
その内容は、主軸の工具ホルダ挿入孔に工具ホルダを挿
入し、主軸の挿入孔底部と工具ホルダ先端部の軸部との
共働により、主軸と工具ホルダとの軸方向連結手段を有
すると共に、主軸から工具ホルダへのトルク伝達手段を
有する装置に於いて、前記連結手段として、主軸の挿入
孔底部に固定されたスリーブの周りに、鋼球と該鋼球を
内方へ押圧する板ばねとを設け、該スリーブの内部へ嵌
合される工具ホルダの軸部の周りに、前記鋼球を嵌合す
る■溝と該軸部を両側から平行に削った面側〜部とを設
け、工具ホルダを主軸に対し回転することにより、前記
鋼球を前記軸部の■溝と面側ぎ部の何れかに合致させて
着脱自在とし、前記トルク伝達手段として、主軸先端部
にキー溝を設け、該先端部に当接される工具ホルダのフ
ランジには軸方向の溝を設け、工具ホルダ先端部に取付
けたロックナツトと前記フランジとの間に、工具ホルダ
の周囲を軸を中心に回転自在及び軸方向に摺動自在のカ
ラーを設け、該カラーに軸方向へ突出する突出キーを設
け、該カラーを常時前記７ランジ側へ押圧する圧縮ばね
により前記突出キーの先端部を前記７ランジに設けた前
記軸方向の溝を通してフランジよりも後方に突出させ、
該突出キーを主軸先端部の前記キー溝に係合して主軸と
工具ホルダとを回転方向に連結し、前記フランジの主軸
との接触面から前記■溝の底部までの軸方向距離を、主
軸の先端から前記鋼球の中心までの軸方向距離よりも僅
かに小さくして、前記鋼球を前記■溝の軸部先端側の斜
面部に前記板ばねにより押圧し、前記フランジと主軸先
端部とを弾性的に当接させることを特徴とするものであ
る。

本発明を第２図以下に図示の実施例に基づいて詳細に説
明する。

第２図は主軸１０の端部縦断面図、第３図は第２図のＩ
ＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図を示しており、主軸１０
の先端部１０ａから奥へ軸力向に工具ホルダ挿入孔１０
ｂが穿孔され、先端部１０ａの２個所にキー溝１０ｃが
形成されている。

又、挿入孔１０ｂの底部には有底円筒状のスリーブ１１
が挿着されており、その周りの主軸１０の壁部から半径
方向に小穴１０ｄが貫通されている。

スリーブ１１は、先端に向けて開口する大径孔１１ａと
その底部１１ｂに軸方向に穿孔された小径孔１１ｃを有
し、外周部には円周方向に円周溝１１ｄが形成されてい
る。

この円周溝１１ｄには対向的に半径方向に２個の鋼球挿
入孔ｌｉｅが穿孔されていて、挿入孔ｌｉｅ内にはそれ
ぞれ鋼球１２が挿入されている。

挿入孔ｌｉｅは内側に向うにつれ小径となるテーパ状と
され、大径孔１１ａに面する挿入孔１１ｅの径は鋼球１
２の直径よりも小さく、鋼球１２が大径孔１１ａ内に抜
は出ないようになっている。

又、円周溝１１ｄ内には板ばね１３が周設され、鋼球１
２は挿入孔１１ｅ内に常時押圧されている。

スリーブ１１の底部１１ｂの小径孔１１ｃにはボルト１
４が挿通され、スペーサ１５を介してスリーブ１１が主
軸１に螺着され軸方向に固定されている。

父、スリーブ１１の底側面には軸方向に溝１１ｆが形設
されており、主軸１０の小孔１０ｄに挿通されたビン１
６によりスリーブ１１は回動不能に固定されている。

尚、１７は板ばね１３の廻り止めピンを示している。

第４図は前記主軸１０の挿通孔１０ｂに挿入して使用す
る工具ホルダ２０の一部を切欠した側面図、第５図は第
４図の■−■線に沿った断面図を示しており、工具ホル
ダ２０は一端に、主軸１０の挿入孔１０ｂの底部に配置
されたスリーブ１１と連結する軸部２０ａが形成され、
他端には工具保持部２０ｂが設けられている。

軸部２０ａはスリーブ１１の大径孔１１ａに嵌合するよ
うに形成されており、軸部２０ａの中程に■溝２０ｃが
周設され、更に軸部２０ａを両側から平行に削った面削
ぎ部２０ｄが設けられている。

■溝２０ｃの底部とフランジ２０ｆの端面間の軸方向距
離（第４図に於けるＬｔ）は、第２図に於けるＬ２、即
ち主軸１０側の鋼球１２の中心と先端面１０ａ間の軸方
向距離よりも若干少なくなっており、面側き部寸法（第
５図に於けるＭｌ）は、第３図に於けるＭ２、即ち鋼球
１２間の寸法より小さめに形成されている。

又、工具保持部２０ｂに於いては、工具ホルダ２０の外
径に、主軸１０の挿入孔１０ｂに嵌合する外径部２０ｅ
より大径のフランジ２０ｆが形成されており、このフラ
ンジ２０ｆの２個所には、第６図に示すように軸方向に
溝２０ｇが形成されている。

工具ホルダ２０の端部２０ｈから内方に、内方に進むに
つれ小径となるテーパ穴２０ｉが穿孔されており、テー
パ穴２０１内には工具Ｔを固着するためのコレット２１
が挿入されている。

コレット２１の外側はテーパ穴２０１に合致するように
テーパ状に形成されると共に弾発性を得るために軸方向
に割り２１ａが設けられ、大径側外周にはねじ溝２１ｂ
が刻設されている。

工具ホルダ２０の端部２０ｈの外周面には、鋼球２２を
介してロックナツト２３が回転自在に被着され、ロック
ナツト２３の外端部内周に刻設されたねじがコレット２
１のねじ溝２１ｂと螺合し、ロックナツト２３の回転に
よりコレット２１がテーパ穴２０ｉに対して抜挿自在に
移動するようになっている。

父、端部２０ｈには半径方向に小孔２０ｊが穿孔され、
ここにコレット２１の廻り止め用のビン２４が挿入され
る。

更にフランジ２０ｆとロックナツト２３の間の端部２０
ｈ周囲には、略円筒状のカラー２５がロックナツト２３
との間に圧縮はね２６を介して軸を中心に回転自在及び
軸方向に摺動自在に周設されている。

カラー２５のフランジ２０ｆ側には円周２個所に突出キ
ー２５ａが一体に軸方向に突出して形成され、第６図に
示すようにフランジ２０ｆの溝２０ｇと係合し、更にフ
ランジ２０ｆより光力に突出するようになっている。

そして主軸１０に工具ホルダ２０を挿入して両者が連結
した時に、突出キー２５ａが主軸１０の先端面１０ａの
キー溝１０ｃに係合して、工具Ｔに対する切削力を主軸
１０から伝達できるように構成されている。

尚、２７は工具Ｔの挿込み深さを調整するための調整ね
じである。

次に上述の構成の本実施例についてその使用方法を説明
する。

先ず、工具Ｔを工具ホルダ２０に固着するには、コレッ
ト２１をロックナツト２３を回転して緩めておいてから
、工具Ｔを工具ホルダ２０内に挿入し、ロックナツト２
３を先とは逆方向に回転してコレット２１をテーパ穴２
０Ｉ内に送り込むことによって工具Ｔは固定される。

このようにして工具Ｔを固定した工具ホルダ２０を主軸
１０に装着するには、工具ホルダ２０のロックナツト２
３を保持して、外径部２０ｅを主軸１０の挿入孔１０ｂ
内へ軸部２０ａがスリーブ１１に突き当るまで挿入する
。

そして工具ホルダ２０を押し込みながら左右何れかの方
向に回動すると、面削ぎ部２０ｄのＭ１部とスリーブ１
１のＭ２部位置が合致し、工具ホルダ２０は更に奥に進
むことができるが、カラー２５の突出キー２５ａ、ｊｌ
主軸１０の先端面１０ａに当接し軸方向への進入が阻止
される。

そこでロックナツト２３を主軸１０側に押圧してフラン
ジ２０ｆと主軸端面１０ａを当接したまま約９０度回動
すると、カラー２５の突出キー２５ａが主軸１０のキー
溝１０ｃ位置に合致し、両者は圧縮ばね２６に押圧され
ながら係合する。

この時、挿入孔１０ｂの奥にあっては、■溝２０ｃの底
部とフランジ２０ｆの端面間の距離Ｌ１が、鋼球１２の
中心と先端面１０ａ間の距離Ｌ２よりも若干小さくなっ
ているので、鋼球１２は板ばね１３の弾性作用力により
、■溝２０ｃの奥側の斜面部を押圧することにより、第
７図に示すように工具ホルダ２０は内部に引き込まれる
状態で軸方向に固定される。

工具ホルダ２０の主軸１０からの取外しに際しては、カ
ラー２５を圧縮はね２６に抗して移動し、突出キー２５
ａと主軸１０のキー溝１０ｃとの保合を外してから、工
具ホルダ２０を９０度回動して軸部２０ａの■溝２０ｃ
と鋼球１２の嵌合を外せばそのまま引き抜くことが可能
である。

主軸１０のスリーブ１１と工具ホルダ２０の軸部２０ａ
との軸方向連結手段と、主軸１０の先端面１０ａと工具
ホルダ２０と外周部との回転方向連結手段が共に成立す
るためには、実施例でいえば、鋼球１２と而削ぎ部２０
ｄの係合回転角度と、先端面１０ａのキー溝１０ｃとカ
ラー２５の突出キー２５ａの係合回転角度が異なること
が必要であり、角度にして９０度相異することが望まし
い。

このように本発明に係る工具ホルダ取付装置は、従来の
この種装置に比較して工具ホルダの着脱が極めて容易で
、ワンタッチに近い操作で実施可能であり、作業能率の
向上が期待できる。

又、工具ホルダはその外径部が主軸の挿入孔に嵌合して
面接触し、更に工具ホルダのフランジは主軸の先端面に
接触するので、工具の剛性が向上し、振れ精度を大巾に
改善することができる。

父、回転ｌ・ルクの伝達は主軸の先端部から工具ホルダ
の外周部のフランジになされるので、主軸の軸部内にキ
ーを設ける必要がなく、その分だけ主軸の直径を小とす
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は工具ホルダ取付装置の従来例を示す縦断面図、
第２図以下は本発明に係る工具ホルダ取付装置の一実施
例を示すものであり、第２図は主軸の端部縦断面図、第
３図は第２図のｌｌｌ−１線に沿った断面図、第４図は
工具ホルダの一部を切欠した側面図、第５図は第４図の
ｖ−■線に沿った断面図、第６図は工具ホルダのフラン
ジ部分を示す斜視図、第７図は主軸と工具ホルダの装着
状態を示す部分縦断面図である。 符号１０は主軸、１０ａは先端部、１０ｂは工具ホルダ
挿入孔、１０ｃはキー溝、１１はスリーブ、１２は鋼球
、１３は板ばね、２０は工具ホルダ、２０ａは軸部２０
ｂは工具保持部、２０ｃは■溝、２０ｄは而削ぎ部、２
０ｅは外径部、２０ｆはフランジ、２１はコレット、２
３はロックナツト、２５はカラー、２５ａは突出キー、
２６は圧縮ばねである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主軸の工具ホルダ挿入孔に工具ホルダを挿入し、主
   軸の挿入孔底部と工具ホルダ先端部の軸部との共働によ
   り、主軸と工具ホルダとの軸方向連結手段を有すると共
   に、主軸から工具ホルダへのトルク伝達手段を有する装
   置に於いて、前記連結手段として、主軸の挿入孔底部に
   固定されたスリーブの周りに、鋼球と該鋼球を内方へ押
   圧する板ばねとを設け、該スリーブの内部へ嵌合される
   工具ホルダの軸部の周りに、前記鋼球を嵌合する■溝と
   該軸部を両側から平行に削った面削ぎ部とを設け、工具
   ホルダを主軸に対し回転することにより、前記鋼球を前
   記軸部の■溝と面削ぎ部の何れかに合致させて着脱自在
   とし、前記トルク伝達手段として、主軸先端部にキー溝
   を設け、該先端部に当接される工具ホルダのフランジに
   は軸方向の溝を設け、工具ホルダ先端部に取付けたロッ
   クナツトと前記フランジとの間に、工具ホルダの周囲を
   軸を中心に回転自在及び軸方向に摺動自在のカラーを設
   け、該カラーに軸方向へ突出する突出キーを設け、該カ
   ラーを常時前記フランジ側へ押圧する圧縮ばねにより前
   記突出キーの先端部イ前記フランジに設けた前記軸力向
   の溝を通してフランジよりも後方に突出させ、該突出キ
   ーを主軸先端部の前記キー溝に係合して主軸と工具ホル
   ダとを回転方向に連結し、前記７ランジの主軸との接触
   面から前記■溝の底部までの軸方向距離を、主軸の先端
   から前記鋼球の中心までの軸方向距離よりも僅かに小さ
   くして、前記鋼球を前記Ｖ溝の軸部先端側の斜面部に前
   記板ばねにより押圧し、前記フランジと主軸先端部とを
   弾性的に当接させることを特徴とする工具ホルダ取付装
   置。