JPS6114830A - 工具取付け装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、切削工具と機械のスピンドルとの間の取付は
装置であって、機械のスピンドルの一部となるよう設け
られた締付は装置と、この締付は装置により保持される
よう配置され、切削工具を保持するような形とされた、
工具要素とを具備する、工具取付は装置に関する。

〔従来の技術〕

工具の交換を完全に自動的に行なおうとする要求はます
ます強くなってきており、種々の異なった型式の工具交
換機構が特に数値制御機械のために開発されている。こ
れらの工具要素は一般に円錐形をしておりそのためこの
円錐体は工具をスピンドルの中心に置く作用（心出し）
と工具に作用する半径方向及び軸方向の力の双方を受け
止める作用との両者の作用をしている。これらの工具は
一般に把持アームによって移送され、との把持アームは
工具要素の一部にある円錐形の案内に近接して配置され
たＶ溝に係合し、工具要素の溝がスピンドルの前面の丁
度外側に位置している。このＶ溝はしたがって一般にこ
の円錐体の底面の直径よりも大きな直径を持った部分に
配置されることになる。

最近の数年の間に回転工具用のスピンドルが旋盤にも使
用されるようになり、したがって新たな要求が工具の形
成、工具の固定及び工具交換機構に関して生じてきた。

小さな、簡単なしかも機械的に交換可能な工具ユニット
の利用により工具の自動交換がますます旋盤においても
普通のことになりつつあるという事実によって、回転ス
ピンドルにおける工具の交換がまた自動的に行われると
いう要求が生じる。もう１つの要求は、この交換が、旋
盤ユニットのために用いられる把持装置によって、好ま
しくはこれら旋盤ユニットのためのマガジンと同じマガ
ジンを用いることによって、行うことができるようにす
ることである。

〔発明が解決しようとする問題点〕 これらの要求は、円錐形の付属具を有する上記公知の工
具を使用するときは簡単な方法では達成することができ
ず、その理由はこれらの工具が本質的に小さが旋盤ユニ
ットと異なるからである。

〔問題点を解決するための手段〕

工具取付は装置に関する本発明は上記の問題点を解決す
るために提供される。本発明の特徴とする構成は特許請
求の範囲においてより厳密に規定されるものである。

本発明は次の記載と図面とからより明瞭なものとなる。

ｉｌＡ図及び第１Ｂ図において工具要素又は工具シャン
ク１０の一端が示されており、この工具要素は本体１１
と付属部分と工具と全備えている・図示されていないこ
の工具は工具本体１１の他の端部に位置している。この
工具は例えばフライス（ミーリングカッカー）又はトリ
ルである。工具本体１１の局面は、半径ｒ１を有し、工
具の中心線ＣＬに直角な端面１２で終っている。案内及
び取付はタップ１３が端面１２の中心から突出している
。この取付はタップ１３は、工具要素の中心線ＣＬに関
して対称に配置されかつ把持及び支持部分１４とこれか
ら突出する２つの突起１５．１６とからなっている。取
付はタップ１３はもとの形状が円筒形であるが、２つの
向かい合った平行平面の表面１７．１８が配設されるよ
うに機械加工されている。これらの面１７．１８は共に
中心線ＣＬと平行である。中心線から最も離れている突
起１５．１６の部分は部分的な円筒形に作られ、把持部
分１４の最も大きな円形周辺を区画形成する第２の案内
面２１，２２の半径ｒ２よりも若干小さい半径ｒ、の第
１案内面１９．２０を形成する。この第２の案内面もま
た部分円筒形に形成される。端面１２の半径ｒ１は取付
はタップ１３の半径ｒ、よりも少なくとも２０チ太きい
。把持面２１．２２は工具交換機構の把持装置を受け入
れるための■形溝２３，２４を具備し、面１７．１８は
機械の工具マガジンの中に局限されるように配設される
。これらの溝２３．２４は他の形状とすることもでき、
例えばＵ形又は不等辺四辺形とすることができる。タッ
プ１３には、溝２８により突起の端面２６，２７の方に
向けて開口されている貫通孔２５が設けられる。これら
端面２６　、２７には、タップを締付は装置の空間内に
入れるのを容易にするため第１の案内面１９．２０と接
合する線上に斜面２９．３０が設けられる。孔２５の軸
方向の内壁には、締付は装置に配設された２つの丸めら
れた軸方向の弾性部分を受け入れるために、２つの凹所
３１，３２が設けられる。これに代えてこれらの弾性部
分が孔２５の軸方向内壁に配設され凹所が締付は装置に
配設されてもよい。

この凹所又は弾性部分の数は１又はそれ以上である。こ
の凹所と結合する弾性部分は、工具要素がこの締付は装
置からはずれることなしに全ての回転位置でこの要素を
交換することができるようにする。ストップピン３３が
端面１２上に配設され、このピンが中心線ＣＬとほぼ平
行にこの孔の壁から突出する。端面１２には凹所３４．
３５が設けられ、これら凹所は締付は装置に固定された
ピンを受け入れる。この端面１２にはさらに流体通路３
６．３７が設けられる。

第２Ａ図及び第２Ｂ図（第２Ｂ図は第２Ａ図のＩＢ−■
Ｂ線によって見た図）は、交換位置にある締付は装置３
８ｔ−示している。こ９締付は装置３８はハウジング３
９と、内側／４’イブ４０とその中で移動可能な引き口
、ド４１とを備えている。

内側・ぐイア°４０は円筒状空間４２を取り囲み、２つ
のピン４４．４５が配設された端面４３全有している。

機械のスピンドルの一部である内側パイｆ４０は、第２
Ａ図にのみ示されかつ機械にしっかり固定されているハ
ウジング３９内の、ベアリング中に回転可能に取付けら
れている。引き口。

ド４１はストップフランジ４７を介しておる種の作動装
置（図示しない）に連結されている矩形部分４６とロッ
ト９４８とからなる。この矩形部分４６は、平坦な、半
径方向に長方形の頚部４９を介して、引きデルトを形成
する円筒状の長方形頭部５０に変移する。この引きロッ
ド４１の頭部５０と頚部４９とは少なくともその一端に
斜面５１（ｉ−有し、この斜面が、これら頭部及び頚部
が取付は夕、ゾ１３の孔２５と溝２８とに入るのを容易
にする。前方を向いている頭部５０の前面には、締付は
装置３８の中心線Ｃｒ７の周りに対称的に、スプリング
で付勢された２つのゾール５２゜５３が設けられる。各
メールは頭ｓ５０の凹所によって、動き得るように保持
される。このゾールがその最も突圧した位置で前記前面
からその約半分が出るようＫ＞プリングがこの凹所の外
側にボールを押し出す。

第３図は第２Ａ図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う、内側）ぐ
イｆ４０と引き口、ドの横断面図を示している。この内
側パイプ４０は円形の局面を有し、主として矩形の孔が
設けられる。引きロッドの矩形部分４６は前記孔を介し
て前方及び後方に動かすことができる。シール装置５４
が、矩形部分４６の周りをシールする孔の中に配設され
る。

第４Ａ図及び第４Ｂ図は第２Ａ図及び第２Ｂ図と同様の
横断面図であって、交換位置における工具要素と締付は
装置とを示している。機械の把持具５５が工具要素１０
の取付はタップ１３を頭部５０の挿入円錐部５１に対し
て下方に挿す。取付はタップ１３の孔壁はボール５２．
５３上を滑るので、？−ル５２，５３はこの押し作用の
間に各スプリングを圧縮する。工具要素は、ストップピ
ン３３を頭部５０の上端面に対して接触させることによ
り半径方向におおざっばに心出しく中心を合わせる）を
する。これらボールは孔壁の対応凹所の中に同時にはま
り込みそれにより把持具は引っ込められるようになる。

これに代えて、ストニブピン３５を中心線上に配置され
た弾性ピンでｔき換えることができ、この弾性ピンは頭
部５０（前面の凹所の中に突出するか又はこのピンが工
具シャンク中の凹所の中に突出するために頭部に設けら
れるようにする。この工具要素は、円筒状の取付はタッ
プ１３が最終的に内側パイプの空間４２の中に入ること
ができるようにメール５２゜５３が孔２５の壁上金屑る
ため、内側／４’イブ４゜の中心線ＣＬと同軸に整列す
る。

第２Ａ図及び第２Ｂ図と同様な断面図である第５Ａ図及
び第５Ｂ図において、工具要素１０と締付は装置はその
作動位置で示されており、ここでは引きロッド４１が締
め付けられている。頚部４９と頭部５０とを取り囲む突
起１５．１６は引き口、ド４１の締付は中に締付は装置
を横切る方向に広がりそれによりこれらの突起はこれと
反対側の内側パイｆ４０の中心線ＣＬを横切る方向の押
圧力を受けるようになりそのため遊びのない安全な連結
が得られる。さらに端面１２は、工具要素の軸方向の位
置を規定する締付は作用のもとＫ。

内側パイプ４０の端面４３に接触するように持ってこら
れる。ピン４４．４５が工具要素の端面１２′の凹所３
４，３５に受け入れられる。

第６図は主として第１Ａ図の対角線に一致する工具取付
装置の断面図で、図示を容易にするために引きロッドを
除いたものを示している。工具要素１０の突起１５．１
６は部分的に内側・母イゾ４０の中に引き込まれている
。第１の案内面１９゜２０は、内側）９イブ４０の空間
４２の案内面４２′に対して工具要素１０を中間６出し
させている。

取付はタツ７’１３ｔ−空間４２の中にさらに引き込む
間に、第７図に示す作動位置によれば、第１の案内面１
９．２０は空間４２の相補案内面４２″の中に滑り嵌合
する。この２つの周囲の円筒状案内面４２’、４２’は
タップ１３の半径ｒ！＋ｒ３と相補的な異なった直径を
有しそのために精密な嵌合にもかか＋−１ｔ−、−Ｐ′
ｉ４１−　指って動かなくなることが回避される。内側
への引っ込みはまた端面１２が内側パイプ４０の端面４
３に対して接することになり、これが突起１５．１６を
空間４２の中でできる限り拡げさせる。工具要素１０は
したがって最終の心出し位置に遊びがない状態でスピン
ドルに固定されることとなる。流体通路５６．５７は、
工具要素１０の流体通路３６．３７’（ｉ−介して、流
体を機械から工具に向って送る。

上記の好適な実施態様は、円筒状の丸くされた拡大形状
の取付はタップに係合する一端部を持った、引きロッド
を備えているが、この引きロッドの端部を他に代え得る
実施態様も可能であることが理解されるべきである。

上記の装置は回転スピンドルのみに使用されるよう限定
されるものではなく、また静止した固定装置、例えば旋
盤バーの固定装置にも用い得るものである。

〔発明の効果〕

このようにして、本発明は工具のための工具取付は装置
に関し、この装置は工具要素又は工具シャンクと機械の
スピンドルに配設された締付は装置とを具備している。

この工具取付は装置は、旋盤ユニットのために用いられ
るのと同じ把持具によりまたこの旋盤ユニットのための
マガジンと同じマガジンを用いることにより、旋盤の回
転スピンドル中の工具ユニット全交換することができる
ようにする。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図及び第１Ｂ図は本発明の工具要素又は工具シャ
ンクの端部の、端面図及び側面図をそれぞれ示し、 第２Ａ図及び第２Ｂ図は本発明の締付は装置の断面図で
、側面図と頂面図をそれぞれ示し、第３図は第２Ａ図の
ｉｎ−ｍ線による締付は装置の横断面図、 第４Ａ図及び第４Ｂ図は本発明の工具取付は装置の断面
図で、側面図と頂面口金それぞれ示し、第５Ａ図及び第
５Ｂ図は同上工具取付は装置の作動位置の断面図で、側
面図と頂面図を七わぞれ示し、 第６図は中間石川し位置にある同上工具取付は装置の断
面図、 第７図は作動位置にある同上工具取付は装置の断面図で
ある。 １０・・・工具シャンク、１１・・・本体、１２・・・
端面、１３・・・タップ、１７．１８・・・平行平面、
１９．２０・・・第１案内面、２１．２２・・・第２案
内面、（把持面）２３．２４・・・Ｖ形溝、２５・・・
貫通孔、３１　、３２゜３４．３５・・・凹所、３３・
・・ストップピン、３８・・・締付は装置、３９・・・
ハウジング、４０・・・内側パイプ、４１・・・引きロ
ッド、４２・・・円筒状空間、４２′。 ４２”・・・案内面、４３・・・端面、５０・・・頭部
、５１・・・斜面（挿入円錐部）、５２．５３・・・ボ
ール。 以下余白 第１Ａ図　　　　　第′８図 第２Ａ図 第２Ｂ図 第３図 第４Ａ図 第４８図 ゛第５Ａ図 第５８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、切削工具と工作機械との間の取付け装置であって、
   工具要素（１０）と締付け装置（３８）とを具備し、前
   記工具要素（１０）が、その周りに回転することのでき
   ない前記締付け装置によって担持されかつ前記締付け装
   置（３８）の空間（４２）の中に受け入れられるように
   した拡大し得るタップ（１３）が設けられ、前記タップ
   （１３）は、作動装置（４１）の前方及び後方への運動
   可能な前端部分（５０）を受け入れるよう交換位置に配
   設され、前記拡大し得るタップ（１３）と前記作動装置
   は共動する各カム面を具備し、このカム面を介して、前
   記タップが拡大することによって、前記締付け装置（３
   ８）の軸方向内側への作動装置の移動に当り作業位置に
   おける前記空間（４２）の中にロックされるよう配置さ
   れている取付け装置において、把持具が、作動装置の端
   部分（５０）と前記タップ（１３）との間で作動するス
   トップ装置（３１、３２、３３、５２、５３）により規
   定される前心出し位置に向って、前記タップを、作動装
   置の端部分（５０）をおおって交換位置で半径方向に動
   かすように配置され、さらに１つの作動具が前記作動装
   置（４１）の端部分（５０）を軸方向内側に引きそれに
   より前記タップ（１３）の第１の案内面（１９、２０）
   が前記空間（４２）の円筒状の第１の案内面（４２′）
   の中に入りそのため前記工具要素（１０）をさらに心出
   ししそして前記第１の案内面（１９、２０）が前記空間
   （４２）の円筒状の第２の案内面（４２″）の中に滑り
   嵌合し、また前記タップ（１３）の部分的に丸くされた
   第２の案内面（２１、２２）が前記空間（４２）の円筒
   状の第２の案内面（４２″）の中に滑り嵌合し、それに
   より前記タップ（１３）を、作業位置で前記締付け装置
   （３８）の回転軸線の周りに最終的に心出しし、さらに
   前記タップ（１３）の、前記第１の案内面（１９、２０
   ）の半径ｒ＿２が前記第２の案内面（２１、２２）の半
   径ｒ＿２より若干小さく、前記各案内面が、前記空間（
   ４２）の相補的な第１及び第２の案内面（４２′；４２
   ″）上に滑り嵌合するよう配置されていること、を特徴
   とする工具取付け装置。 ２、前記タップ（１３）中の孔（２５）と作動装置（３
   ８）の端部分（５０）が共動凹所（３４、３５）と弾性
   部分（５２、５３）とを具備していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の工具取付け装置。 ３、前記タップ（１３）には工具マガジン内に位置する
   よう配置された２つの対向する面平行な表面（１７、１
   ８）が設けられ、また溝（２３、２４）が前記案内面（
   ２１、２２）に設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の工具取付け装置。 ４、締付け装置の中に、好ましくは機械のスピンドルの
   中に取付けるために配置された工具要素であって、切削
   要素を担持するよう配置されかつ端面（１２）が形成さ
   れ、この端面は前記締付け装置上の対応端面に対して接
   触するように配置され、前記工具要素（１０）はその周
   りに回転不可能な前記締付け装置によって担持されかつ
   前記締付け装置中の空間内に受け入れられるよう配置さ
   れた拡大し得るタップ（１３）が設けられ、工具交換用
   の把持具のための把持面を形成する少なくとも１つの溝
   （２３、２４）が設けられた前記タップ（１３）は、前
   方及び後方への運動可能な作動装置を受け入れるよう配
   設され、さらに前記拡大し得るタップ（１３）と前記作
   動装置は共動する各カム面を具備し、このカム面を介し
   て前記タップが、前記締付け装置の中で軸方向内側に前
   記作動装置が移動するに当り前記空間の中にロックされ
   るよう配置されている工具要素において、前記工具要素
   （１０）上に形成されかつ円筒状の基本形状を有する前
   記タップ（１３）は、半径方向に前心出しをするストッ
   プ装置（３１、３２、３３）が設けられ、さらに前記タ
   ップ（１３）は、異なった直径に形成された２つの案内
   面（１９、２０；２１、２２）を有し、これら案内面の
   うち一方の案内面（１９、２０）は他方の案内面（２１
   、２２）よりも若干小さな直径を有していることを特徴
   とする工具要素。 ５、前記半径方向におおざっぱな心出しするストップ装
   置は、前記工具要素（１０）の端面（１２）に配設され
   た固定ストップピン（３３）と前記工具要素（１０）の
   中心線ＣＬの周りの区域の１つ又はそれ以上の凹所（３
   ４、３５）又は弾性ピンとからなることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項記載の工具要素。 ６、外側ハウジング（３９）の中に回転可能に取付けら
   れた内側パイプ（４０）を具備し、このハウジングに対
   して工具要素が前記内側パイプの中で移動可能な引きロ
   ッド（４１）により締付けられるようにされ、前記引き
   ロッド（４１）の前方部分は前記工具要素中の中央タッ
   プの孔の中に係合するよう配設され、それによりその端
   部分（５０）上のカム面と前記タップの２つの突起とが
   、前記引きロッド（４１）によって前記タップが内側パ
   イプ（４０）上の端面（４３）に対して引かれるときに
   前記突起が相互に反対方向に離れるように押されて前記
   工具要素を前記内側パイプ（４０）内の空間（４２）に
   締付けるように共動する締付け装置において、多数の弾
   性部分（５２、５３）又は凹所が前記引きロッド（４１
   ）の端部分（５０）に配設され、これらの部分（５２、
   ５３）又は凹所は、突出した引きロッド（４１）の端部
   分（５０）の上に嵌合したとき前記部分（５２、５３）
   が前記カム面を相互に係合した状態に保持するように配
   設され、前記タップの全ての拡大が前記空間（４２）に
   よって受け入れられ、さらに前記空間（４２）が第１の
   案内面（４２′）と第２の案内面（４２″）とを具備し
   、前記第１の案内面の半径が前記第２の案内面の半径よ
   り若干大きいことを特徴とする締付け装置。 ７、各弾性部分（５２、５３）が前記締付け装置（３８
   ）の中心線（ＣＬ）の各側で前記端部分（５０）上に配
   設され、各弾性部分（５２、５３）は前記中心線（ＣＬ
   ）に平行な方向に動き得るスプリング付勢のボールから
   なり、前記部分（５２、５３）は、前記タップが前記締
   付け装置に適用されたとき前記ボールを前記端部分（５
   ０）の中に動かすように配置されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項記載の締付け装置。 ８、前記端部分（５０）は、その端部が部分的に円錐形
   であって挿入円錐体（５１）を形成し、さらに引きロッ
   ド（４１）が、前記内側パイプ（４０）中の矩形孔の中
   に移動可能に取付けられている矩形部分（４６）を有し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の締
   付け装置。 ９、前記端部分（５０）は、前記中心線（ＣＬ）の両側
   に配設された１つ又はそれ以上の凹所が形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の締付け装
   置。