JPS6059103B2 - クイツクチエンジホルダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、切削工具を取付けた着脱スリーブを迅速に
交換し得るクイックチェンジホルダに関する。

従来提案されたクイックチェンジホルダは、テ・ーパ付
着脱スリーブをホルダ本体のテーパ孔に挿入後ロックカ
ラーを引下げると、ロックカラーがばねの下向き偏向力
を受け、下向きに押圧されたロックカラーの斜面がホル
ダ本体に担持された球を半径方向内方に押圧し、これに
より球が着脱スリーブの外周みぞに係合して着脱スリー
ブをホルダ本体に錠止めするようになつている。

また、ばねの偏向力に抗してロックカラーを引上げると
、錠止めを解除して着脱スリーブを引出せるようになつ
ている。この従来技術では、球を着脱スリーブに係合さ
せるためロックカラーを押圧する力は、ホルダ内に内蔵
したばねの偏向力にのみ依存している。

まＪたこのばねの偏向力は、クイックチェンジホルダの
特性からつまりばねの偏向力に抗してロックカラーの引
上げを容易にしなければならないから、強くすることは
できない。従つて、従来技術では錠止め力即ち着脱スリ
ーブのテーパをホルダ本体のテーパ内に押込む力には限
度がある。近年工作機械の性能が向上するにつれ、いわ
ゆる強力切削が行われている。若し切削加工中に発生す
る強力な切削力がホルダの錠止め力を上回ることがある
と、スリップ、弛み等事故の発生を招くことになる。そ
こでこの発明は、切削加工中に生ずる回転トルクを利用
し、ばねの偏向力に加えさらに回転トルクにもとづく押
圧力をロックカラーに加えることによつて問題解決を図
つたものである。

従つてこの発明の目的は、切削工具を取付けた着脱スリ
ーブを迅速に交換し得るクイックチェンジホルダであつ
て、切削加工時に回転トルクを吸収するトルク素子およ
びトルクカラーを備え、これによつて生ずる押圧力をロ
ックカラーに加えて着脱スリーブをホルダ本体に強固に
締結し得るクイックチェンジホルダを提供することであ
る。

さらに、この発明の目的は、切削加工時の回転トルクを
吸収するトルクカラーと着脱スリーブをホルダ本体内に
押上げるロックカラーとを備え、両カラーを分割可能な
単一のカラー体にした上記目的に記載のクイックチェン
ジホルダを提供することである。以下、この発明の好適
な実施例を図面にもとついて説明する。

第１図において、クイックチェンジホルダのホルダ本体
１は、工作機械の主軸孔に合わせたテーパおよびタング
をもつたシャンク２と、切削工具３を従来方法に従い取
付けたテーパ付き着脱スリーブ４を嵌挿するテーパ孔５
を有している。また、ホルダ本体１の裾部の壁には円周
方向に等間隔に６個の孔６が設けられ、これらの孔には
後記するようにロック素子およびトルク素子となる鋼球
７および８がそれぞれホルダ本体の半径方向に移動でき
るように担持されている。着脱スリーブ４の外周にはみ
ぞが設けられ、このみぞは、第１，８および９図に示す
ように、概ね上向きの斜面９をもつた円周みぞ１０と、
該円周みそ１０に沿つて等間隔に６個形成した半径みぞ
１１からなつている。着脱スリーブ４をホルダ本体内に
挿入すると、ホルダ本体の孔６に担持された６個の鋼球
７，８がそれぞれ半球みぞ１１の個所にはまるようにな
る。第１図に示すように、ホルダ本体１の外周面には、
ロックカラー２０およびトルクカラー３０が後記するよ
うに単一のカラー体となつてホルダ本体の軸線方向に並
進運動できるように取付けられている。

ロックカラー２０は、第３図に示すように、リング２１
とこれと一体になつてかつ円周方向に等間隔に配置した
３個の円弧壁２２とからなつている。

トルクカラー３０は、第４図に示すように、リング３１
とこれと一体になつてかつ円周方向に等間隔に配置した
３個の円弧壁３２とからなつている。両カラーは、トル
クカラー３０を上方にしてその円弧壁３２をロックカラ
ー２０の円弧壁２２の間に挿入してかみ合わせ、またト
ルクカラーのリング３１の下面３３をロックカラーの円
弧壁の上面２３に当接させて、第５図に示すように単一
のカラー体に組合わされる。第５図において、トルクカ
ラー３０に対し矢印で示す方向に力が加われば、ロック
カラー２０に対しても同じ方向に力が加わる。

こうして後記するようにトルクカラー３０が回転トルク
を吸収してはねの偏向力の方向に押圧されると、これに
従いロックカラー２０が同方向に押圧されるようになる
。また、ロックカラー２０を引上げればこれと共にトル
クカラー３０は引上げられ、またトルクカラー３０を引
下げればこれと共にロックカラー２０は引下げられる。
こうして、ロックカラー２０およびトルクカラー３０は
一体となつて移動することができる。第２図に示すよう
に、ロックカラー２０の円弧壁２２とトルクカラー３０
の円弧壁３２は交互に配置され、円弧壁２２に対する銅
球７がロック素子となり、円弧壁３２に対する鋼球８が
トルク素子となる。この例では鋼球７および８は同径と
なつている。第１，３，４および５図に示すように、ロ
ックカラーの円弧壁２２の内面にはホルダ本体の軸線に
関し発散するつまり開くような斜面２４が形成され、ト
ルクカラーの円弧壁３２の内面にはホルダ本体の軸線に
関し収斂するつまり閉じるような斜面３４が形成されて
いる。第１図において、作動スリーブ１２がカラー体２
０，３０を介してホルダ本体の外周面上を軸線方向に移
動できるように取付けられ、カラー体２０，３０は作動
スリーブ１２の内壁面とホルダ本体１の外周面との間に
遊嵌されている。

作動スリーブ１２はトルクカラーおよびロックカラーを
第１図に示すロック位置と第６図に示す非ロック位置と
の間を移動させる作動器である。作動スリーブ１２には
プレート１３がスナップリング１４により固着され、こ
のプレート１３上にカラー体の底部即ちロックカラーの
リング２１が載置されている。ばね座１５がホルダ本体
の外周面に軸線方向に滑動可能に取付けられかつスナッ
プリング１６に係止している。

ばね座１５とカラー体の頂部即ちトルクカラーのリング
３１との間に圧縮ばね４０が配置される。作動スリーブ
１２には、第１図のロック位置にあるときばね座１５に
係合するフランジ部１７が設けられている。圧縮ばね４
０の偏向力に抗して作動スリーブ１２を上方に動かすと
、これに伴いロックカラーおよびトルクカラー”は上方
に引上げられ、第６図に示す非ロック位置となる。この
際鋼球の飛出しを防ぐため作動スリーブ１２の裾に防壁
１８が設けてあり、作動スリーブ１２はプレート１３が
鋼球に乗ることによつて第６図の位置に保たれる。第１
図において、ホルダ本体の外周面には軸線方向に案内み
ぞ４１が設けられ、トルクカラーの円弧壁の１つに穿孔
してこれに遊嵌した案内鋼球４２を案内みそ４１に遊嵌
させ、これによりロックカラー２０とトルクカラー３０
を組合わせたカノラー体を回動させることなく並進運動
できるように案内している。

着脱スリーブ４の外周にはランニングカラー４３が遊嵌
され、ランニングカラー４３は鋼球みぞ４４内に挿入し
たランニング鋼球４５により着脱スリーブ上を回動自在
に支承されている。

従つて回転中のホルダ本体１のテーパ孔５に対し、ラン
ニングカラー４３を持つて着脱スリーブ４をホルダ本体
の回転に同調させながら挿入することができる。この発
明のクイックチェンジホルダの作用は次の通りである。

第６図の状態で着脱スリーブ４（第１図）をホルダ本体
のテーパ孔５内に挿入し、その半球みぞ１１を鋼球７，
８に合わせて作動スリーブ１２を引き下げると、ロック
カラー２０およびトルクカラー３０は第１図のロック位
置となる。このロック位置で、鋼球７はロックカラーの
斜面２４と着脱スリーブの斜面９とに係合し、トルクカ
ラー３０はリング３１に加わる圧縮ばね４０の偏向力に
よりロックカラーの斜面２４が下向きに押進させられ、
くさび効果により鋼球７は半径方向内方に押圧され、着
脱スリーブ４をホルダ本体に錠止めする。

このとき、鋼球８はトルクカラーの斜面３４と着脱スリ
ーブの半球みぞ１１とに−あつてこの間のすきまにより
遊嵌状態となつている。切削加工を開始し、切削工具３
の刃先に切削抵抗が生じると、ホルダ本体の回転に伴い
鋼球８に対し回転トルクが働くようになる。鋼球８は回
転ノトルクの影響で半球みぞ１１から半径方向外方に飛
び出し、トルクカラーの斜面３４に係合する。切削力の
増加につれ回転トルクが大きくなると、これに伴い鋼球
８は斜面３４に強圧される。この鋼球８の押圧力はロッ
クカラーの斜面３４により．下向きの分力に作り出され
、この分力がトルクカラー３０を下向きつまり圧縮ばね
４０の偏向力の方向に押圧する。この押圧力は直にロッ
クカラー２０に伝達され、ロックカラー２０は圧縮ばね
４０の偏方向とこれと同一方向に伝達された押圧力壬と
を受けてさらに鋼球７を押圧する。鋼球７はさらに斜面
９に食い込み、着脱スリーブ５をホルダ本体１のテーパ
孔５内に押込んで締結を強固にする。切削加工終了後は
、トルクが消失して締結は弱まり、作動スリーブ１２を
第６図の非ロック位置に引上げれば、着脱スリーブ４は
遊動する鋼球間を自由に引出すことができる。

この発明は、前記したように、切削加工時の回゛転トル
クを吸収してこれを締結力に利用したから、切削力が強
力になればなる程増大する回転トルクに応じ締結力が増
大する効果がある。

またかく締結力が増大する構造であつても、工具スリー
ブの着脱に便利な鋼球をトルク吸収素子として使用する
ことができるから、迅速交換の機能を損うことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は着脱スリーブのシャンクを挿入したこの発明の
クイックチェンジホルダの縦断面図、第２図は第１図の
Ｉ−１線に沿つてとられた断面図、第３図はロックカラ
ーの斜視図、第４図はトルクカラーの斜視図、第５図は
ロックカラーおよびトルクカラーを組合わせたカラー体
の側面図、第６図は着脱スリーブのシャンク挿入前の状
態を示すクイックチェンジホルダの縦断面図、第７図は
第６図の■−■線に沿つてとられた断面図、第８図は着
脱スリーブの側面図、および第９図は第８図の■一■線
に沿つてとられた断面図である。 １・・・・・・ホルダ本体、４・・・・・・着脱スリー
ブ、７・・・・・鋼球（ロック素子）、８・・・・・・
鋼球（トルク素子）、９・・・・・・斜面、１０・・・
・・・円周みぞ、１１・・・半球みぞ、１２・・・・・
・作動スリーブ、２０・・・・ロックカラー、２４・・
・・・・斜面、３０・・・・・・トルクカラー、３４・
・・・・・斜面、４０・・・・・・圧縮ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホルダ本体と、外周にみぞを設けた着脱スリーブと
   、前記ホルダ本体にその半径方向に可動に担持されたロ
   ック素子と、前記ホルダ本体上にその軸線方向にロック
   位置と非ロック位置との間を移動し得るように取付けら
   れたロックカラーとを備え、前記着脱スリーブを前記ホ
   ルダ本体に挿入後前記ロックカラーをロック位置に移動
   させるときばねの偏向力を受けたロックカラーが前記ロ
   ック素子を半径方向内方に押圧して前記着脱スリーブの
   みぞに係合させ、また前記ロックカラーをばねの偏向力
   に抗して非ロック位置に移動させるとき、前記着脱スリ
   ーブがロック素子から解除されてホルダ本体から引出せ
   るようにしたクイックチェンジホルダであつて、前記ホ
   ルダ本体上にその軸線方向にロック位置と非ロック位置
   間を移動し得るように取付けられかつロックカラーをば
   ねの偏向力の方向に押圧するようにロックカラーと組合
   わされたトルクカラーと、前記ホルダ本体にその半径方
   向に可動に担持されかつ前記トルクカラーをロック位置
   に移動させた際着脱スリーブのみぞとトルクカラーの壁
   との間に遊嵌されるトルク素子と、切削加工時の回転ト
   ルクにより半径方向外方に動く前記トルク素子の押圧力
   を受けてその分力をトルクカラーに加えるようにトルク
   カラーの壁に設けた斜面とを備えたクイックチェンジホ
   ルダ。 ２ 前記トルクカラーが回転トルクを吸収してばねの偏
   向力の方向に押圧されるときこれに従いロックカラーが
   同方向に押圧されるように両カラーを分割可能な単一の
   カラー体にした特許請求の範囲第１項に記載のクイック
   チェンジホルダ。 ３ 前記ロックカラーおよびトルクカラーが一体となつ
   てロック位置と非ロック位置との間を移動させられる特
   許請求の範囲第２項に記載のクイックチェンジホルダ。 ４ 前記ロックカラーおよびトルクカラーがそれぞれリ
   ングの円周方向に等間隔に配置した円弧壁を有し、トル
   クカラーを上方にしてその円弧壁をロックカラーの円弧
   壁の間に挿入しかつトルクカラーのリング下面をロック
   カラーの円弧壁上面に当接させて両カラーを組合わせた
   特許請求の範囲第３項に記載のクイックチェンジホルダ
   。５ 前記ロックカラーの円弧壁にはホルダ本体の軸線
   に関し発散する斜面を設け、前記トルクカラーの円弧壁
   にはホルダ本体の軸線に関し収斂する斜面を設けた特許
   請求の範囲第４項に記載のクイックチェンジホルダ。 ６ 前記着脱スリーブの外周みぞが、概ね上向きの斜面
   をもつた円周みぞと、この円周みぞに沿つて等間隔に形
   成した半球みぞとを有している特許請求の範囲第５項に
   記載のクイックチェンジホルダ。 ７ 前記ロック素子となる鋼球はロックカラーの各円弧
   壁の斜面と着脱スリーブの円周みぞの斜面との間に配置
   され、トルク素子となる鋼球はトルクカラーの円弧壁の
   斜面と着脱スリーブの半球みぞとの間に配置される特許
   請求の範囲第６項に記載のクイックチェンジホルダ。 ８ 前記トルクカラーおよびロックカラーがそれぞれ３
   個の円弧壁を有し、各円弧壁に対し１個の鋼球が配置さ
   れている特許請求の範囲第７項に記載のクイックチェン
   ジホルダ。 ９ 単一のカラー体をロック位置と非ロック位置との間
   に移動させる作動スリーブを備えた特許請求の範囲第２
   項に記載のクイックチェンジホルダ。 １０ 前記作動スリーブをホルダ本体上に軸線方向に移
   動可能に取付け、作動スリーブの内壁面とホルダ本体の
   外周面との間にトルクカラーおよびロックカラーを遊嵌
   しかつ両カラーを作動スリーブに取付けたプレート上に
   載置した特許請求の範囲第９項に記載のクイックチェン
   ジホルダ。 １１ 前記ホルダ本体の外周面上に軸線方向に滑動可能
   に係止したばね座とカラー体の頂部との間に圧縮ばねを
   配置した特許請求の範囲第１０項に記載のクイックチェ
   ンジホルダ。 １２ 前記作動スリーブはロック位置にあるときばね座
   に係合するフランジ部を備えた特許請求の範囲第１１項
   に記載のクイックチェンジホルダ。 １３ ロックカラーおよびトルクカラーのうち何れか一
   方のカラーの壁に遊嵌した案内鋼球をホルダ本体の外周
   面に軸線方向に設けた案内みぞに遊嵌した特許請求の範
   囲第１項ないし第１２項のいずれかに記載のクイックチ
   ェンジホルダ。 １４ 着脱スリーブの外周上にランニングカラーを回動
   可能に取付けた特許請求の範囲第１項ないし第１２項の
   いずれかに記載のクイックチェンジホルダ。