JPS63221908A - 切削工具の取付機構 - 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、工作物の切削作業等で使用する切削工具の、
主軸への取付機構に関し、更に詳しくは主軸に連結する
ホールダー、カートリッジおよび切削工具を挟持するコ
レット等支持部品相互間の連結機構に関するものである
。

（従来の技術） 従来、工作物の切削作業等においてホールダーにカート
リッジを装着するには、ねし接合により締（ｑけるよう
にし、その場合の両者の接触面は、水平面であるか、円
錐面であるかまたは円柱面であるかのいずれかの構造の
ものであった。

しかし、このような従来の取付機構には次のような問題
点がある。

■）水平面による接触では、加工時、切削工具に作用す
る水平方向の力により芯ずれを起しやすく、加工精度が
得られがたい。

２）円錐面による接触では、工具に作用する水平方向の
力には耐え得うるが、装着時、工具と主軸の求心性が得
られがたく、従って加工精度に問題があった。

３）円柱面による接触では、主軸と工具との求心性が、
他の場合と比較して最も優れているが、ねじが締り過ぎ
となるためカートリッジの取外しが容易ではない。

また、従来切削工具を挟持する支持部品として使用され
ているコレットでは、切削工具を挟持するねじ部分が工
作物に近接しているので、切削作業の邪魔になることが
あり、かつねじ部分に切削屑が付着するなどして、作業
性に乏しい欠点があった・ （発明が解決しようとする問題点） そこで本発明では、このような従来の取付機構の欠点を
解消し、如何なる場合にもホールダーと切削工具との軸
芯がずれることがなく、侵れた加工精度と強力な切削力
とが得られると共に、一種類のホールダーによっても多
様な切削加工が可能であり、かつ作業性にも優れれた切
削工具の取付機構を目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る切削工具の取付機構は、次のとおり構成す
るものである。

一端に主軸Ａを連結した円錐台状のホールグ−１の軸芯
上の他端に凹部を穿設して、その内周に外側から順に円
錐孔部６１円柱孔部７および雌ねじ３ｂを形成する。

カートリッジ１１ａおよび１１ｂの上部外周面に、上端
部から、それぞれ順次雄ねじ１４ａ、１４ｂ、円柱部ｌ
ｅａ、＋８ｂおよび円錐部１７ａ、１７ｂを形成して、
上記酸ねじ３ｂにそれぞれ雄ねじ１４ａ、１４ｂを螺合
してホールダー１にカートリッジ１１ａ、１１ｂを嵌着
した状態で、円錐孔部６と円柱部１７ａ、１７ｂ　、円
柱孔部７と円柱部１ｅａ、１ｆｌｂがそれぞれ嵌着面を
なすように構成するものである。

本発明に係る第１発明では、更にカートリッジ１１ａコ
レツト２２および切削工具Ｂ相互の連結機構はねじ接合
ではなく１次のように構成するものである。

カートリッジ１１ａの貫通孔１２に嵌挿するコレット２
２の上端突出部に、カートリッジ１１ａの上端を締付面
とするナツト３０を螺設して、コレット２２をカートリ
ッジ１１ａに連結すると共に、コレット２２の円錐部２
５内壁で切削工具Ｂを挟持するように構成するものであ
る。

また更に第２発明では、カートリッジ１１ｂの円錐部１
７ｂ下方に連設する台座１８ｂの水平下面に広底の台形
断面を有する複数の嵌合溝３３を軸芯から放射状に穿設
する。

各嵌合溝３３には、台座１ｆｌｂの側面から挿入するよ
うにしたアーム３６を嵌着し、その先端に切削工具Ｃを
挟持するように構成するものである。

（実施例） 本発明に係る切削工具の取付機構を、図面を参照しなが
ら説明する。

まずはじめに、第１発明に係る切削工具の取付機構は以
下のとおりである。

各主要部の連結態様の概要を第１図に示す組立図により
説明する。

主軸Ａの先端に連結するホールダー１に、下方からカー
トリッジ１１ａの上部を嵌着してこれに保持させ、更に
カートリッジ１１ａにはドリル等の切削工具Ｂを挟持す
るコレット２２を嵌挿し、ナツト３０でカートリッジ１
１ａに装着するように構成したものである。

次に各主要部の形状、構造を第１図ないし第５図により
順次説明する。

円錐体状のホールダーｌの軸心部に中空部２を穿設し、
その内周面には上部に主軸Ａの先端と連結する上部雌ね
じ３ａを、中間部には下部雌ねじ３ｂを形成する。

ホールダ−１の下方には、外周に環状縁部４を設けると
共に、下端には上記中空部２が開口する突部５を設ける
。

突部５の内周には、下端から順次、円錐孔部６、円柱部
７および上記の下部雌ねじ３ｂに連なる中間孔部８を形
成する。

突部５の外周面には、突部５壁面の対称位置に」−記中
間孔部８に開口する、ロックピンＥ、　Ｅの段イ１き貫
通孔９．９を穿設すると共に、下方にスナップリングＦ
の溝１０を設けるものである。

次に、カートリッジ１１ａは下部が算盤塊状をなす円筒
体で、その軸芯部に設ける貫通孔１２には下部に円錐孔
部１２ｃ、中間部に円柱部１２ｂを形成し、更にその上
端開口部には段付き嵌合部１２ａを設ると共に、内周に
スナップリングＪの溝１３を穿設する。

カートリッジ１１ａの外周面には、上端部に雄ねじ１４
ａを設け、更に順次中間部１５ａ、これより大径の円柱
部】８ａ９円錐部１７ａ、突出部１８ａ、および逆円錐
部１８を形成し、下端には貫通孔１２が開口するもので
ある。

中間部１５ａには、壁面にストッパーねじＧのねじ孔２
０を貫設すると共に、突出部１８ａの外周面にはスパナ
用の引掛孔２１を適宜数等間隔で穿設するものである。

次に、」−記カートリッジ１１ａに嵌挿するコレット２
２の構造は、第２図および第３図に示すように丸棒状で
あって、上端部から順次雄ねじ２３、円柱部２４９円錐
部２５および逆円錐部２６を形成し、かつ下端から円柱
部２４に亘る深さを有する長孔２７を穿設する。

更に、」−記長孔２７の壁面には、コレット２２の長さ
方向にスリットを設けて３分割し、スリット上部に小孔
を設けて、円錐部２５の外周からの抑圧により、長孔２
７に装着する切削工具を挟持させるようにするものであ
る。

円柱部２４の周面には長溝２８を穿設し、カートリッジ
１１ａの中間部１５外側からストッパーねじＧの先端部
を臨ませて螺着する。

カートリッジ１１ａの嵌合部１２ａには、段部内側にス
プリング上１段部上には座金２９を設ける。

雄ねじ２３には、鍔と嵌着体とを備えたナツト３０を取
付けるようにし、この嵌着体の外周には、前記カートリ
ッジ１１ａ上端の嵌合部１２ａ内周の溝１３に対向させ
る溝３１を設ける。

また、前記ホールダ−１の突部５の外側で、環状縁部４
の下側にはストッパーリング３２を取付けるようにする
。

ストッパーリング３２の内周面には、第４図および第５
図に示すように、短径がストッパーリング３２の内径に
等しい楕円形の水平断面を有する楕円溝３２ａ、その下
端に切欠き溝３２ｂを設けると共に、環状の上面には楕
円溝３２ａの長径部に開口する半円状の切欠き部３２ｃ
、３２ｃを対向させて穿設するものである。

以上のように構成した各部品を使用して、主軸Ａに連結
したホールダー１に切削工具Ｂを取付けたり取外したり
する操作を説明する。

まず、ホールダー１にストッパーリング３２を装着して
おくが、その操作は次のとおりである。

突部５の各貫通孔９に、外側からスプリングＤと、鍔付
きロックピンＥとをそれぞれ挿入しておき、それからス
トッパーリング３２を、上面の切欠き部３２ｃ、３２Ｃ
とロックピンＥ、Ｅとをそれぞれ突合わせるようにして
突部５外側に沿い押上げると、ロックピンＥ、Ｈの頭部
が押されるので、それぞれが内側に前進し、なお押上げ
るとロックピンＥ、ＥがスプリングＤ、Ｄにそれぞれ付
勢されて、第１図のに示すように頭部が楕円溝３２ａの
長径部にそれぞれ突入し、ストッパーリング３２が装着
される。

ここで突部５の外周の溝１０とストッパーリング３２の
切欠き溝３２ｂ内には、スナップリングＦを装着する。

次に、切削工具の増刊操作を説明する。

長孔２７に切削工具Ｂを予め装着したコレット２２を、
カートリッジ１１ａの貫通孔１２内に挿通して、コレッ
ト２２の円柱部２４に設ける長溝２８内にカートリッジ
１１ａのねじ孔２０に螺合するストパーねじＧの先端部
を臨ませる。

次に、コレラ）・２２の雄ねじ２３の先端から、順次ス
プリング上１座金２８を嵌合部１２ａに挿入し、それか
らスナップリングＪを溝３１に装着したナツト３ｏｔｌ
−雄ねじ２３に螺合する。

ナツト３０を締めると、第１図に示すようにカートリッ
ジ１１ａ先端の嵌合部１２ａ内にナツト３０の嵌着体が
挿入されて、その溝３１のスナップリングＪが、嵌合部
１２ａの溝１３内にも嵌装されると共に、その鍔がカー
トリッジ１１ａ先端に当設される。

スプリンＨの付勢に抗して更にナツト３０を増締めする
と、長孔２７に装着された切削工具Ｂがカートリッジ１
１ａの円錐孔部１２ｃに押圧されて挟持されると共に、
その円錐部２５と円柱部２４とがそれぞれカートリッジ
１１ａの円錐孔部１２ｃと円柱孔部１２ｂとに嵌着され
るので、このようにしてカートリッジ１１ａ、コレット
２２および切削工具Ｂが互に強固に連結する。

次に、このようにして切削工具Ｂを挟持する力−トリッ
ジ１１ａを、その雄ねじ１４ａをホールダーｌの下部雌
ねじ３ｂと螺合させ、突出部１８ａの引掛孔２１にスパ
ナを引掛けてカートリッジ１１ａを回動させる。

増締めしてホールダー１の円錐孔部６にカートリッジ１
１ａの円柱部＋７ａを接触させると、円柱孔部７と円柱
部１６ａとも適宜長さで接触し、このようにしてホール
ダー１とカートリッジ１１ａとが円錐面と円柱面とを嵌
着面として、互に強固に連結されるものである。

次に、ストッパー３２を右または左に９０度回動させる
と、ロックピンＥ、Ｅはそれぞれ楕円溝３２ａの壁に押
されながら内側に前進し、その先端がカートリッジ１１
ａの中間部１５ａ外面を押圧しするのである。

以上の操作により切削工具Ｂが主軸Ａに取付けられる。

ホールダー１に挟持された切削工具Ｂを取外すには、ま
ずストッパーリング３２を逆に、左または右に回動して
ロックビンＥ、Ｅを後退させて後、工２ カートリッジ１１ａをスパナで逆に回動してホールダー
ｌから取外し、それからコレット２２先端のナツト３０
を緩めるとことにより、切削工具Ｂを簡単に取外すこと
ができる。

次に、第２発明に係る切削工具の取付機構について説明
する。

既に第１図で示した構造のホールダーｌに装着する、第
２発明のカートリッジ１１ｂおよびこれに装着する各部
品の構成は、第６図ないし第１１図に示すとおりである
。

カートリッジ１１ｂは円錐台状であって、上端部には周
面に雄ねじ１４ｂを設け、順次中間部１５ｂ、これより
大径の円柱部１８ｂ、円錐部１７ｂおよび下端部には台
座１８ｂを形成する。

円柱状をなす台座１８ｂの下面には、軸芯から放射状に
配置して広底の台形断面を有する３木の嵌合溝３３を穿
設すると共に、その軸芯位置の溝内底面には内外周面共
に段付きの係止筒３４の下部を陥没させて、植設するポ
ルト３５により台座１８ｂにこの係止筒３４を固設する
。

更に、上記嵌合溝３３に装着する各アーム３６は、第９
図ないし第１１図に示すとおり、嵌着部３７と頭部３８
とからなり、頭部３８には切削工具Ｃを装着するもので
ある。

この嵌着部３７は台形断面をなし、かつその先端に連設
する頭部３日には、嵌合溝３３にアームを嵌着した状態
で台座＋８ｂ周面の接線と同一方向の軸芯を有する貫通
孔３８ａを穿設する。

また嵌着部３７には、その後端部を上記係止筒３４と嵌
合溝３３側壁との間隙に突入させるようにした楔面３７
ａを形成すると共に、中間位置にＶ形切欠き３７ｂを穿
設する。

更に、頭部３８には貫通孔３８ａ開口部の外周縁に四面
３８ｂを穿設すると共に、この凹面３８ｂに装着する切
削工具Ｃの側面を係止する段壁３８ｃを形成する。

また貫通孔３８ａには、第１１図に示すように、これに
嵌挿する円柱部３９ａ、スパナ等で挟持する端部３９ｃ
およびこれと偏心さて設けた突子３９ｂとからなる係止
棒３９を貫設すると共に、円柱部３９ａには溝を設けて
、これに対向する貫通孔３８ａの溝との間にリングＫを
嵌装する。

更に台座１８ｂには、その側面から各嵌合溝３３の中途
に開口する段付きねじ孔４０を設けて、それぞれポール
４０ａと固定ねじ４０ｂとを装着するのである。

以上のように構成したカートリッジ１１ｂに、切削工具
Ｃを装着する操作は次のとおりである。

まず、各アーム３６の頭部３８の貫通孔３８ａに、リン
グＫを装着した係止棒３θを嵌挿して後、頭部３８の凹
面３８ｂに切削工具Ｃを当設し、それから係止棒３９を
スパナ等でその端部３９ｃを回動すると、偏心位置に突
設する突子３９ｂにより切削工具Ｃが移動し、更に回動
すると切削工具Ｃが凹面３８ｂ上で段壁３８ｃと突子３
９ｂとに挟持されるのである。

このようにして切削工具Ｃを装着したアーム３６を、カ
ートリッジ１１ｂの周面から嵌合溝３３内にそれぞれ挿
入して、その楔面３７ａを係止筒３４に押しつけ、更に
ねじ孔４０にポール４０ａを入れて固定ねじ４０ｂを螺
合し、ポール４０ａがＶ形切欠き３７ｂに′押入るまで
増給めすると、各アーム３３がその長さ方向にも上下左
右方向にも移動することなく嵌合溝３３にそれぞれ嵌着
されるのである。

このようにして各アーム３３先端の切削工具Ｃがそれぞ
れカートリッジ１１ｂの軸芯から等間隔に装着されるの
である。

次に、このようにして装着した切削工具Ｃをカートリッ
ジ１１ｂから取外すには、まず固定ねじ４０ｂを逆に回
動してポール４０ａとアーム３６との係合を解き、それ
からアーム３６をそれぞれ外側に抜出すのである。

更に、抜出した各アーム３６の係止ｎ３９端部３９ｃを
逆に回動し、突子３８ｂと切削工具Ｃとの係合を解くこ
とにより、切削工具Ｃをアーム３６から取外すことがで
きる。

以上のようにしてカートリッジ１１ｂから切削工具Ｃを
簡単に着脱することができるのである。

ホールグ−１へのストッパーリング３２およびカートリ
ッジ１１ｂの着脱操作は、前記第１発明で説明したとお
りである。

本発明に係る第１発明およぼ第２発明の構成は以上のと
おりである。

ここで、第１発明では切削工具の種類、口径に相応した
長孔を有するコレット、またはコレットに相応した貫通
孔を有するカートリッジを適宜選定することができるこ
とは勿論である。

また、第２発明でも、切削幅に相応した嵌着部の長さを
有するアームまたはカートリッジを適宜選定することが
できることは勿論である。

前記実施例ではストッパーリング３２をホールダーに装
着するようにしたが、切削工具によっては、これを取付
けなくてもよく、その場合にはロックピンＦおよびこれ
を装着する貫通孔９．溝１０が必要でないことは勿論で
ある。

また、前期実施例ではホールダー１の下端突部５内周の
構造を、外側から順次円錐孔部、円柱孔部としたが、こ
れを円柱孔部、円錐孔部と逆に配置する構成であっても
よく、この場合にはカートリッジ１１ａ、、１１ｂのホ
ールダーｌへの嵌着面もこれに対応して逆に構成するこ
とは勿論である。

また、前記第２発明の実施例ではカートリッジ１１ｂ下
面に設ける嵌合溝３３を３木としたが、これに限定され
るものではなく、適宜複数本設けるようにしてもよい。

（発明の作用効果） 本発明に係る切削工具の取付機構は、上記のとおりの構
成であり、これにより得られる発明の効果は次のとおり
である。

（１）まず、主軸に連結するホールダーへのカートリッ
ジの取付機構が、切削工具に作用する水平方向の力によ
っても軸ずれすることのない円錐面と、装着される双方
の求心性に優れた構造の円柱面とを組合せたものである
ので、ホールダーとカートリッジとの軸芯が如何なる場
合にもずれるようなことをなくすることが可能になった
。

（２）このことから、第２発明における取付機構のよう
に、切削工具がカートリッジの軸芯から離れた位置に装
着される場合には、特にその効果が発揮できるものであ
る。

（３）また、第１発明においては、カートリ、ジへのコ
レ・ントの装着にも円錐面と円柱面とを組合わせた増刊
機構としたので、ホールダー、カートリッジおよび切削
工具を挟持するコレットの３者の軸芯が如何なる場合に
もずれるようなことをなくすることが可能になった。

（４）切削工具を挟持するコレットの上端突出部に螺合
するナツトを、カートリッジの１一端面に締付けるよう
に構成したので、この−個のナツトを締付ける操作だけ
で、コレットをカートリッジに装着できるばかりでなく
、カートリッジの円錐面により、コレットに装着する切
削工具が強力に挟持できるようになったので、カートリ
ッジ、コレットおよび切削工具の３者が簡単な操作で強
固に連結できるようになったのである。

（５）ねじ接合部がホールダー内にあって露出状態では
ないので、切削作業には何ら邪魔になるものがなくなり
、かつねじ部に切削屑が４１着するようなことをなくす
ることができるようになった。

（６）以上のことから明らかなとおり、本発明に係る切
削工具の取付機構によれば、主軸に連結するホールダー
、カートリッジおよび切削工具を挟持するコレント等支
持部品の軸芯が、如何なる場合にもずれることをなくす
ることができて滑らかな回転が可能になったので、優れ
た加工精度と強力な切削力とが可能になった。

（７）更にこのことから、本発明に係る切削機構によれ
ば、一種類のホールダーを使用するだけで、孔あけ、ね
じ切り、中ぐり、溝切りおよび平削り等の切削加工が可
能になったので、その技術的および経済的効果は誠に大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１発明に係る切削工具の取付機構を
示す組立断面図、第２図はコレットの正面図、ｔ５３図
はその下面図、第４図はストッパーリングの平面図、第
５図は第４図のｘ−Ｘ線に沿う端面図、第６図は第２発
明に係るカートリッジの正面図、第７図はその下面図、
第８図は第４図のＹ−Ｙ線に沿う部分断面図、第９図は
アームの平面図、第１θ図はアームの側面図、第１１図
はアームの頭部を示す一部拡大断面図である。 Ａ・・・・主軸　　　　　　Ｂ、Ｃ・・・・切削工具１
．２・・・・ホールダーおよびその中空部３ｂ・・・・
下部雌ねじ　　　５・・・・突部６．１２ｃ・・・・円
錐孔部 ７．１２ｂ・・・・円柱孔部 １１ａ、１１ｂ・・・・カートリッジ １２・・・・貫通孔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主軸Ａを連結したホールダー１の他端に凹部を穿設
   して、その内周に外側から順に円錐孔部６、円柱孔部７
   および雌ねじ３ｂを形成し、かつ上記凹部に嵌着するカ
   ートリッジ１１ａの上部には、先端から順に上記雌ねじ
   ３ｂと螺合する雄ねじ１４ａおよび嵌着面となる円柱部
   １６ａ、円錐部１７ａを形成すると共に、カートリッジ
   １１ａ下部の軸芯には切削工具Ｂを装着するようにした
   切削工具の取付機構。 ２、カートリッジ１１ａの軸芯部に穿設して円錐孔部１
   ２ｃと円柱孔部１２ｂとを形成した貫通孔１２にコレッ
   ト２２を嵌着して、その上端突出部にカートリッジ１１
   ａ上端を締付面とするナット３０を螺設すると共に、コ
   ッレト２２に穿設する長孔２７の円錐部２５内壁で切削
   工具Ｂを挟持するようにした特許請求の範囲第１項記載
   の切削工具の取付装置。 ３、主軸Ａを連結したホールダー１の他端に凹部を穿設
   して、その内周に外側から順に円錐孔部６、円柱孔部７
   および雌ねじ３ｂを形成し、かつ上記凹部に嵌着するカ
   ートリッジ１１ｂの上部には、先端から順に上記雌ねじ
   ３ｂと螺合する雄ねじ１４ｂおよび嵌着面となる円柱部
   １６ｂ、円錐部１７ｂを形成すると共に、カートリッジ
   １１ｂの水平下面に広底の台形断面を有する複数の嵌合
   溝３３を放射状に穿設し、溝３３に嵌挿するアーム３６
   の先端頭部３８に切削工具Ｃを挟持するようにした切削
   工具の取付機構。