WO1996009909A1

WO1996009909A1 - Porte-outil

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Publication number: WO1996009909A1
Application number: PCT/JP1995/001903
Authority: WO
Inventors: Masakazu Matsumoto
Original assignee: Nikken Kosakusho Works, Ltd.
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1996-04-04
Also published as: DE69522201T2; EP0730927A1; EP0730927A4; US5716173A; DE69522201D1; EP0730927B1

Description

明細書

工具ホルダー

【技術分野】

本発明は、工作機械の主軸に着脱自在に装着される工具ホルダーに係わり、その着脱操作を容易とする技術に関する。【背景技術】

マシニングセンタ一等の工作機械においては、自動工具交換装置が設けられ、該自動工具交換装置により、工具を取り付けた工具ホルダーを工作機械の主軸に着脱自在に交換可能としている。そして、主軸に装着された工具ホルダーは、主軸のテーパ孔と工具ホルダ一のシャンク部のテーパ面との一箇所の接触において結合され、且つ、主軸に内装された引張手段により軸方向内側に引っ張られてテ一パ孔とテーパ面との当接が強化されることにより、工具ホルダーは主軸に強固に固定される。この主軸と工具ホルダーとの結合強度 (結合剛性）は、加工精度に影響を与える。もしこの結合剛性が小さいと重切削や高速回転に耐えられず、ビビリや振動及び工具の倒れゃ心振れ等が発生する。

前記結合強度を向上させるためには、前記引張手段の引っ張り強さを増大させる必要があるが、しかし、この引張手段の引っ張り力を増大させるにのには限界がある。

そこで、引っ張り力を増大させずに、その結合剛性を増大させるようにした工具ホルダーとして、例えば、実開昭 6 3 - 5 3 6 0 5 号公報に記載のものが公知である。

この従来の工具ホルダーは、工作機械の主軸のテーパ孔に嵌合するスリーブと、該スリーブに軸方向相対移動を許容されて揷通されたシャンク部と、該シャンク部と一体的に設けられて前記主軸の端面に当接するフランジ部と、該フランジ部と前記スリーブとの間に設けられた弾性部材とを有したものであった。前記弾性部材には、シャンク部まわりで環状を成す一枚もののゴム弾性体や、複数の皿パネを交互に逆向きに組み合わせた皿パネ組体を用いるようにしてい 7こ o

前記従来の工具ホルダーは、そのフランジ部の外周面に凹設された周溝部を自動工具交換装置のァ一ムで把持することにより、工作機械の主軸のテーパ孔に着脱自在に装着される。この装着の時、スリーブ外周面のテーパ面が主軸のテーパ孔に嵌合し、主軸端面とフランジ端面との間には、所定の隙間が形成されている。

そして、主軸に内装された引張手段により工具ホルダーが主軸内方に引き込まれることによりフランジ端面が主軸端面に当接する。このとき、スリーブは、弾性部材によって押圧され、主軸のテーパ孔との結合を強固にすると共に、スリーブの内径が縮径して、スリーブとシャンク部との結合が強化される。

即ち、前記従来の工具ホルダーは、工作機械の主軸のテーパ孔と工具ホルダーのシャンク部のテーパ面、及び、主軸端面と工具ホルダ一のフランジ部端面の二箇所で主軸に密着当接し、且つ、スリーブとシャンク部との結合を強化することにより、同じ引っ張り力において、テーパ孔とテーパ面の一箇所のみにより結合されるものよりも強固な結合剛性を得ようとするものであった。

工具交換に際して工作機械から工具ホルダーを外すには、工作機械の主軸に内装された引張手段により、工具ホルダーのシャンク部後端側に押出方向の衝撃を与えるようにしているが、前記従来のェ具ホルダーでは、工作機械の主軸のテーパ孔と工具ホルダーのシャンク部（スリーブ）のテーパ面とを弾性部材による押圧作用によつて強固に密着当接させているので、その強くなつた分に比例して、工作機械から工具ホルダーを外すうえで、強い銜擎カを必要とするものであった。しかし、工作機械において引張手段による衝撃力を大きくするには自ずと限度があり、結果として、工作機械から工具ホルダーを外すことが困難になっていた。

また、工作機械に対する工具ホルダーの装着時及び取り外し時には、工具ホルダーのシャンク部に対してスリ一ブの軸方向移動を円滑に行わせる必要があり、このためには、シャンク部とスリーブとの間に潤滑油を塗布しておく必要が生じるが、この状態を維持させるうえで、例えば工具交換の都度等、頻繁に潤滑油を補塡する必要があり、工具ホルダーの取扱及び管理が面倒となっていた。

一方、弾性部材において、所定のスリーブ押圧力を得るためにはその圧縮量を大きくする必要がある。そして、弾性部材の圧縮量を大きくすると、自動工具交換装置により工具ホルダーを主軸に装着したとき、主軸端面とフランジ部端面との隙間が大きくなり、引張手段の引き込み量を大きくする必要があった。従来その引き込み量は約 3 m mであった。

前述の如く引き込み量が大きいと、自動工具交換の際、工具ホルダ一を把持している工具交換用アームが大きくたわみ、自動工具交換装置の破損の原因になっていた。また、引き込み量が大きくなると、工具交換時間も長くなると言う問題があった。

なお、従来では、弾性部材が、上記の如き大きな引き込み量によつて弾性変形されるものであるため、非圧縮状態にあっては、その内周面とシャンク部外周面との間に所定の周方向間隙を設けるようにしていた。そのため、弾性部材が圧縮状態となっても前記周方向間隙は残存するようになり、このことが、高速回転時における弾性部材の偏心移動を誘発して、振動を発生させるに至っていた。

そこで、本発明は、工具交換等に際して工作機械に対する工具ホルダ一の装着及び取り外しが容易且つ確実に行え、また自動工具交换装置における破損を防止すると共に工具交換に要する時間の短縮が図れるようにし、更に、弾性部材の圧縮代を少なくしても十分なスリーブ付勢力を得ることができ、且つ、その圧縮時において周方向間隙が生じないようにし、前記問題点を解決した工具ホルダーを提供することを目的とする。

【発明の開示】

前記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた

O

即ち、本発明の特徴とするところは、工作機械の主軸のテーバ孔に嵌合するスリーブと、該スリ一ブに軸方向相対移動を許容されて揷通されたシャンク部と、該シャンク部と一体的に設けられて前記主軸の端面に当接するフランジ部と、該フランジ部と前記スリーブとの間に設けられた弾性部材とを有した工具ホルダーにおいて、前記スリーブには、その周肉部の一部に軸方向に沿って貫通するすり割り部が形成されており、該すり割り部内に弾性体が設けられて成るにあ" & o

また、本発明は、長期にわたり潤滑材を補給する必要をなくすために、前記シャンク部に、スリーブの内周面に臨んで開口する潤滑材封止部を設けることができる。

また、本発明は、工具ホルダー引張手段による引っ張り固定を容易にするために、前記弾性部材にプリロードを付与して前記スリーブとフランジ部との組立距離を一定にするプリロード付与手段を設けることができる。

また、本発明は、圧縮量を小さくするとともに大きなスリーブ押圧力を得るために、前記弾性部材は、環状に形成され、弾性材製の圧縮体と硬質材製の非圧縮体とによる少なくとも 1組の組み合わせが軸方向に接合されて成るものとすることができる。

また、本発明は、高速回転時の振動発生を防止するために、前記弾性部材は環状に形成され、その内周面は前記シャンク部の外周面に当接しているものとすることができる。

また、本発明は、高速回転時の振動発生をより効果的に防止するために、前記弾性部材は、環状に形成され、前記フランジ部に形成された環状凹部に収納されており、かつ、前記フランジ部が前記主軸の端面に接触したときその内外周面が前記環状凹部の内外周面に当接するものとすることができる。

本発明の工具ホルダーは、従来のものと同様に、自動工具交換装置のアームにより把持されて、工作機械の主軸のテーパ孔に着脱自在に装着される。この装着の時、スリーブ外周面のテーパ面が主軸のテーパ孔に嵌合し、主軸端面とフランジ部端面との間には、所定の間隙が形成される。

そして、主軸に内装された引張手段により工具ホルダーが主軸内方に引き込まれることによりフランジ部端面が主軸端面に当接する o このとき、スリーブは、弾性部材によって押圧され、主軸のテーパ孔との桔合を強固にすると共に、スリーブの内径が縮径して、スリーブとシャンク部との結合が強化される。

そして、工具ホルダーの前記装着工程が完了した後、前記自動ェ具交換装置のアームがその把持を解除する。

本発明によれば、スリーブの周肉部の一部に軸方向に貫通するすり割り部が設けられ、このすり割り部内に弾性体が設けられているので、工具ホルダーが主軸内方に引き込まれる際には、スリーブが、すり割り部内で弾性体を圧縮させつつ縮径する状態が得られ、その装着状態においてスリーブに常時、拡径しょうとする付勢力を付与できるものである。また、すり割り部内が弾性体で埋められることによって、すり割り部からの屑塵の侵入が防止される。

そのため、工作機械から工具ホルダーを取り外すに際し、引張手段により工具ホルダーのシャンク部後端側へ街擎を加えた場合には、上記の如くスリーブが拡径しょうとする付勢力が、主軸のテーパ孔からスリーブが押し出される作用を助勢するものとなって、工具ホルダーの取り外しは容易且つ確実化される。

シャンク部に対し、スリ一プの内周面に臨んで開口する潤滑材封止部を設けておけば、シャンク部とスリーブとの間に常に潤滑材（潤滑油等）が保たれている状態となり、長期にわたり潤滑材を補給する必要がなくなる。

前記弾性部材にプリロードを付与して前記スリーブとフランジ部との組立距離を一定にするプリロード付与手段を設けることにより、弾性部材の圧縮量を一定にすることができ、工具ホルダー引張手段による引っ張り固定を容易にする。

前記弾性部材を環状に形成し、かつ、前記圧縮体と非圧縮体とによる少なくとも 1組の組み合わせを軸方向に接合されて成るものとすることにより、全体をゴム弾性体としたものや、全体を皿パネだけによる組体としたものに比べ、その全体厚みが同じであれば、本発明の方がその圧縮量が小さくなり、且つ、大きなスリーブ押圧力を得ることができる。

従って、弾性部材の圧縮量が少ないので、フランジ部端面が主軸端面に当接するまでの引き込み量が少なくなり、自動工具交換の際、工具交換アームの変形が少なくなり、また、工具交換時間が短くなる。

前記弾性部材を環状に形成し、その内周面を前記シャンク部の外周面に当接させることにより、高速回転しても、心振れが生じなくなるので、髙速回転時の振動発生が防止される。

前記弾性部材を、環状に形成し、前記フランジ部に形成された環状凹部に収納し、かつ、前記フランジ部が前記主軸の端面に接触したときその内外周面を前記環状凹部の内外周面に当接させることにより、主軸が髙速回転するときに、環状凹部の内外周面から弾性部材の芯振を防止して、より一層効率的に高速回転時の振動発生が防止される。

【図面の簡単な説明】

図 1は、本発明の実施例を示す側断面図、

図 2は、本発明に係る工具ホルダーを分解して示す側面図、図 3は、図 1の A部拡大図、

図 4は、工具ホルダーの取り外し状況を示す側断面図、図 5は、スリーブの外周面とテーパ孔の内周面とが接触するテーパ角度に伴う剛性の変化を示すグラフ、

図 6は、プリロード付与手段の変形例を示す側断面図、図 7は、弾性部材の変形例を示す側断面図、

図 8は、図 7の弾性部材の拡大図、

図 9は、ホルダー本体の他の実施例を示す側面図、

図 1 0は、本発明の他の実施例を示す断面図、

図 1 1は、本発明の他の実施例を示す断面図、

図 1 2は、スリーブの変形例を示す一部断面図、

図 1 3は、図 1 2の正面図である。【発明を実施するための最良の形態】

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

図 1において、本発明の工具ホルダーは、工作機械の主軸 1のテーパ孔 2に嵌合するスリーブ 3と、該スリーブ 3に軸方向相対移動を許容されて揷通されたシャンク部 4 と、該シャンク部 4 と一体的に設けられて前記主軸 1の端面に当接するフランジ部 5と、該フランジ部 5と前記スリーブ 3との間に設けられた弾性部材 6とを有する。

前記工作機械の主軸 1には、該主軸 1のテーパ孔 2に装着された工具ホルダーを引き込むための引張手段 7が内装されている。また、この主軸 1には、前記テーパ孔 2にクーラントを供給するためのクーラント供給装置（図示略）や、クリーニング用エアを供給するための圧縮空気供給装置（図示略）が設けられている。

前記スリーブ 3は、内外周面を有する円筒状体で、その外周面がテーパ面に形成され、その内周面はストレート面に形成されている

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このスリーブ 3には、図 2に示すように周肉部の一部に軸方向に貫通するすり割り部 3 aが形成されている。このすり割り部 3 aは、軸方向に沿って緩い傾斜を有している。そして、このすり割り部 3 a内には、シリコン、ナイロン、ゴムその他の弾性材により形成された拡径付勢材 3 b (弾性体）が設けられている。そのため、スリーブ 3には、常に拡径しょうとする付勢力が作用している。なお、本実施例では、スリーブ 3の外周面に軸方向全長にわたる凹溝を形成するように、拡径付勢材 3 bはすり割り部 3 aの奥側に設けているが、勿論、すり割り部 3 aを充填するように設けてもよい。

スリーブ 3の外周面に設けられるテーパのテ一バ角度は、前記主軸 1のテーパ孔 2のテーパ角度と同じとされている。このテーパは、一般的な傾きとして採用される 7 Z 2 4 (約 1 6。）、好ましくは 1 。より緩傾斜で行われるようにしてある。本実施例では 1 1 0の傾き（約 6 ^β ) を採用した。前記シャンク部 4は、ホルダー本体 8の一端部に形成され、該シヤンク部 4の外周面は、前記スリーブ 3の内周面に軸方向措動可能に密嵌合するストレート面に成形されている。

このシャンク部 4には、その外周面まわりで嫘旋を描くように溝形状を有した潤滑材封止部 4 aが形成されている。そのため、このシャンク部 4に上記スリーブ 3が嵌められた状態では、潤滑材封止部 4 aがスリーブ 3の内周面に臨んで開口する状態となり、この中へ潤滑材（潤滑油又はグリース等）を封入できるものとなっている。この潤滑材封止部 4 a内に封入された潤滑材は、シャンク部 4からスリーブ 3が外されない限り、作用に支障が出るほど減少したり無くなったりすることがなく、長期にわたり保持される。

前記フランジ部 5は、前記シャンク部 4に連接して設けられ、該シャンク部 4の径よりも大径とされている。このフランジ部 5は、ホルダー本体 8とは別体のリング体 9を焼きばめ等によりホルダー本体 8に一体的に結合したものであってもよい。このフランジ部 5 の外周面には、自動工具交換装置の工具交換アーム（図示略）が嵌合する V字状の嵌合溝 1 0が周設されている。

前記フランジ部 5のシャンク部側の端面は、前記工作機械の主軸 1の端面に面接当する平坦面に形成されている。そして、このフランジ部 5の平坦面の内周部側に、弾性部材取付座 1 1が形成されている。この取付座 1 1は、前記平坦面に凹設された環状凹部からなる。

図 3に示すように、前記弾性部材 6は、環状に形成され、前記取付座 1 1の凹部に収納され、そして、前記スリーブ 3の端面に当接している。そして、環状弾性部材 6の内周面は、前記シャンク部 4 の外周面に密着状に接触し、その外周面は、取付座 1 1の凹部内周面と所定の間隙を有している。すなわち、フランジ部 5が主軸 1の端面に接触したとき、環状弾性部材 6の内外周面は、環伏凹部 1 1 (取付座）の内外周面に当接される。

前記弾性部材 6は、弾性材製の圧縮体 1 2と硬質材製の非圧縮体 1 3とが軸方向に隙間なく接合されて成る。

前記圧縮体 1 2は、ウレタン系の軟質榭脂ゃゴム、フッ素系その他の軟質樹脂、或いはその他の合成ゴム等の弾性材によって形成されている。本実施例においてその肉厚は 1 m mとした。

前記非圧縮体 1 3は、銷板をはじめとする金属板等の硬質材によつて形成されている。本実施例においてその肉厚は 0 . 2 m mとし本実施例では、圧縮体 1 2と非圧縮体 1 3 との組み合わせを全部で 5組接合したものとした。そのため、弾性部材 6の全体厚は 6 m mとなっている。

前記工具ホルダー本体 8のシャンク部側端面にはプルスタツド 1 4が蜣着されている。このプルスタツド 1 4の軸心部に工具揷通孔 1 5が莨通して設けられている。このプルスタツド 1 4の外周部に前記シャンク部 4の外径よりも大径とされた突出部 1 6を有し、該突出部 1 6が前記スリーブ 3の抜け止めを行っている。この突出部 1 6 とスリーブ 3との間にプリロード付与手段 1 7が介在されている。

このプリロード付与手段 1 7は、前記弾性部材 6にプリロードを付与して前記スリーブ 3の端面とフランジ部 5の平坦面との組立距離を一定にするものである。この実施例では、このプリロード付与手段 1 7は、複数枚のスぺーサからなる。

即ち、スベーザの厚みを調整することにより、弾性部材 6の厚みのばらつきを修正し、スリーブ端面とフランジ部 5の平坦面との組立距離を一定にするものである。前記ホルダー本体 8のフランジ部 5を介したシャンク部側とは反対側は、フランジ部 5よりも前方に突出する工具保持部 1 8に形成されている。この工具保持部 1 8には、前端面に開口するコレツト保持孔 1 9が同心状に設けられている。このコレツト保持孔 1 9は緩やかなテーパ面に形成され、該保持孔 1 9内にテーパコレット 2 0が装着される。このテーパコレット 2 0は、その尖端部側に工具保持孔 2 1を同心状に有し、その後端部に雌ネジ部 2 2を同心状に有する。前記工具保持孔 2 1にェンドミルやドリル等の切削工具 2 3が着脱自在に挿入保持される。

前記工具ホルダー本体 8の軸心部には、ドローボルト 2 4が回動自在に且つ軸方向の移動を拘束されて保持されており、該ドローボルト 2 4のネジ部が前記テーパコレット 2 0の雌ネジ部 2 2に «5合している。ドローボルト 2 の頭部には、工具係合部 2 5が凹設されている。ドローボルト 2 4の軸心部には、クーラント供給孔 2 6 が賞通して設けられている。

前記プルスタツド 1 4の工具揷通孔 1 5から六角棒レンチ等のェ具を挿入して、該工具をドローボルト 2 4の工具係合部 2 5に係合させて、該ドローボルト 2 4を回動操作することにより、テーパコレット 2 0がコレツト保持孔 1 9に対して軸心方向に相対移動する。このテーパコレット 2 0の軸心方向移動により、工具保持孔 2 1 に挿入された工具 2 3の把持又はその解除が行われる。

前記構成の実施例によれば、工具 2 3を装着した本発明の工具ホルダ一は、自動工具交換装置のマガジン（図示略）に装着される。自動工具交換装置の工具交換アームが工具ホルダーの嵌合溝 1 0を把持して、該工具ホルダーをマガジンから取り出して、工作機械の主軸 1 まで搬送し、そして、主軸 1のテーパ孔 2に装着する。

このとき、主軸 1のテーパ孔 2と、工具ホルダーのスリーブ 3のテーパ面とが密着嵌合する。この嵌合状態において主軸 1の端面と、工具ホルダーのフランジ部 5の平坦面との間には、所定の間隙が形成される。この間隙は、本実施例の場合、 0 . 5 m mとされている。この間隙が一定になるよう、前記プリロード付与手段 1 7によりスリーブ 3とフランジ部 5との組立間隙が予め調整されている。次に、主軸 1に内装された引張手段 7がブリスタツド 1 4を把持し、ホルダー本体 8を主軸内方に引き込む。この引っ張り込みにより、シャンク部 4 とフランジ部 5とは一体的に軸方向に移動しょうとし、そして、弾性部材 6を介してその移動力はスリーブ 3に伝達される。このとき、スリーブ 3の内外周面の移動抵抗差により、スリーブ内面とシャンク部外周面との間に軸方向相対移動が生じ、スリーブ 3が拡径付勢材 3 bの圧縮を伴いながら縮径すると共に、弾性部材 6も亦、軸方向に圧縮される。

そして、フランジ部 5の平坦面が主軸端面に当接する（図 1参照 ) 。

このとき、スリーブ 3は弾性部材 6の圧縮による反発力により軸方向に押圧されるので、この押圧力と上記拡径付勢材 3 bによる拡径作用とにより、スリーブ 3のテーパ面と主軸 1のテーパ孔 2との強固なテーパ接触結合が得られる。そして、このテーパ接触による締め付けによりスリーブ 3の内径は縮径し、シャンク部 4を強固に把持する。

前記引き込み工程が完了した後、前記工具交換アームの把持が解除され、該アームは、元の待機位置に復帰する。

以上の装着工程において、本実施例のものではプリロード付与手段 1 7によって工具ホルダーの引き込み量が 0 . 5 m mと大変短くされているので、工具交換アームの変形量が少なくなり、該アーム等の破損のおそれがなくなる。また、引き込み量が少ないので、従来の 3 m mのものに比べて引き込み時間が短くなるので、工具交換時間の短縮が図れる。

そして、前記装着工程が終了後、工作機械の主軸 1が回転を開始し、工具ホルダーに保持された工具 2 3によりワークが切削加工される。この切削加工の時、主軸 1のクーラント供耠装置から供給されたクーラントは、プルスタツド 1 4の工具揷通孔 1 5、および、ドローボルト 2 4のクーラント供給孔 2 6を通って工具 2 3に供給される。

この回転、切削工程において、弾性部材 6は、圧縮体 1 2と非圧縮体 1 3とを軸方向に隙間を有しないで組み合わせたものであるので、共振によるビビリの発生がなくなる。また、前記圧縮体 1 2と非圧縮体 1 3との組み合わせを複数組接合されて成るものであるので、単数組接合のものに比べて剛性と制振性が向上し、共振が生じ難くなる。

更に、前記弾性部材 6を環状に形成し、その内周面を前記シャンク部 4の外周面に当接させているので、高速回転しても、弾性部材 6の心振れが生じなくなるので、高速回転時の振動発生が防止される。

工具ホルダーを工作機械から取り外すに際しては、工具自動交換装置の工具交換アームが工具ホルダーを把持した後、引張手段 7により、プルスタツド 1 4のクランプ解除と、シャンク部後端側（ブルス夕ッド 1 4 ) への衝擎付加とが行われる。

このとき、スリーブ 3には、拡径付勢材 3 bによって常に拡径する付勢力が作用しているので、この付勢力が、主軸 1のテ一バ孔からスリーブ 3を押し出そうとする作用を助勢するものとなる。しかもスリーブ 3は、シャンク部 4に対して、潤滑材封止部 4 aに確実に充填保持された潤滑材により軸方向相対移動が円滑に行われる状 a下におかれているので、工具ホルダーの取り外しは容易且つ確実化される。

従って、図 4に示すように主軸 1のテーバ孔内面とスリーブ 3のテーバ面との間、及び主軸 1の端面と工具ホルダーのフランジ部 5 との密着が解除され、それぞれに間隙が形成される。

この状態で主軸 1内の圧縮空気供給装 S (図示略〉から圧縮空気がテーパ孔内に供給されるので、この圧縮空気が各間隙内のクリ一ニングを行う。なお、本実施例の工具ホルダーでは、シャンク部後端側への衢 S付加が行われた際、主軸 1のテーパ孔内面とスリ一ブ 3のテーパ面との密着が解除されるに先立って、瞬間的ではあるが主軸 1の端面と工具ホルダーのフランジ部 5の端面との密着が先に解除されるようになっている .₀ この時、圧縮空気供給装置からの圧縮空気は、スリーブ 3のすり割り部 3 aを通って（すり割り部 3 a 内に設けた拡径付势材 3 bとテーパ孔 2内面との間隙を通って）フランジ部 5の端面に集中的に流動させることができ、フランジ部 5 の端面を効果的にクリ一二ングすることができる。

尚、本実施例では、スリーブのテーパを 1 Z 1 0の緩やかなテーパとすることにより、髙ぃ結合剛性を得ることができた。

即ち、図 5に示すように、スリーブ 3のテーパ角度 T pと引張手段の引っ張り力 P t とが、工具ホルダーの主軸装着時の軸心の傾き 0にどの様に影響を与えでいるかを調べた。この図 5から明らかなように、工具ホルダーの傾き 0は、引っ張り力 P tを種々に異ならせた場合も一様に、テーパ角度 T pが緩い程小さくなる傾向を示している。即ち、テーパ角度 T pを小さくするほど結合剛性が向上することが判った。このテーバ角度 T pは、 1 2。以下とすることが好ましい。

図 6に示すものは、本発明の他の実施例であり、プリロード付与手段 1 7が前記実施例のものと異なる。即ち、プリロード付与手段 1 7は、シャンク部端部にボルト 2 7により固定されたスベーサ 2 8から成る。このスぺーサ 2 8の厚みを調整することにより、スリーブ 3とフランジ部 5との組立距離を一定にしている。

尚、プリロード付与手段 1 7は、前記各実施例のものに限定されるものではなく、弾性部材 6の非圧縮体 1 3の厚み又は枚数を調整するものであってもよい。又は、弾性部材 6の非圧縮体 1 3の厚み又は枚数を調整するものと、前記スべ一サ 2 8の厚みを調整するものとの組み合わせにより、スリーブ 3とフランジ部 5 との組立距離を一定にするものであってもよい。

図 7に示すものは、本発明における更なる他の実施例であり、弾性部材 6の構成が前記各実施例のものと異なる。即ち、弾性部材 6 は、環状の皿パネを用いた圧縮体 1 2と平ヮッシャを用いた非圧縮体 1 3の組体から構成されている。圧縮体 1 2は、非圧縮状態では、取付座 1 1の凹部の内外周面と間隙を有して弾性変形可能とされているが、フランジ部 5の端面と主軸 1の端面とが接触した圧縮状態では、図 8に示すように、当該圧縮体 1 2の内外周面は取付座 1 1の凹部の内外周面と当接する寸法とされている。また、非圧縮体 1 3の内周面はシャンク部 4の外周面（環状凹部 1 1の内周面）に密嵌合する寸法とされている。

なお、非圧縮体 1 3は、適宜の厚さのものを選択して（或いは任意の枚数だけ）装着され、圧縮体 1 2の圧縮量の調整が可能となつている。

したがって、本比較例によれば、工作機械の回転、切削工程において、弾性部材 6の圧縮体 1 2の内外周面は取付座 1 1の凹部の内外周面に当接しているので、髙速回転しても、弾性部材 6の心振れが生じなくなるので、高速回転時の振動発生が防止される。尚、前記各実施例においては、例えば、スリーブ 3において、すり割り部 3 aが軸方向と平行すベく真っ直ぐに形成されたものとすることが可能である。また、シャンク部 4においては、その外周面に対して等配状に複数の凹部が形成され、これら各凹部によって潤滑材封入部 4 aを構成させるようにすることが可能である。

また、潤滑材封入部 4 aは、図 9に示すように、シャンク部 4の外周面全周にわたって連続する鋸状凹溝に形成することもできる。

この他、弾性部材 6は、その圧縮体 1 2や非圧縮体 1 3の肉厚や使用枚数等が限定されるものではく、工具 2 3の直径や用途、回転速度、引っ張り力等に応じて適宜変更可能である。

ところで、弾性部材の圧縮代を少なくしても十分なスリーブ付勢力を得るという目的のみを達成するためには、スリーブのすり割部に弾性体を設けたり、シャンク部に潤滑材封止を設けたりする必要はない。図 1 0に示すものは、そのような目的を達成するためのものであり、スリーブ 3には、スリ割り部を有しない。また、シャンク部 4には潤滑封止部を有しない。その他の構成は図 2に示すものと同じである。

また、髙速回転時の弾性部材の心ずれを防止すると言う目的を達成するためには、スリーブのすり割部に弾性体を設けたり、シャンク部に潤滑材封止を設けたりする必要はない。図 1 1に示すものは、そのような目的を達成するためのものであり、スリーブ 3には、スリ割り部を有しない。また、シャンク部 4には潤滑封止部を有しない。その他の構成は図 7に示すものと同じである。

図 1 0、図 1 1に示すものにおいては、スリーブ 3を図 1 2、 1 3に示すようなものにすることができる。

図 1 2、 1 3に示すものは、スリーブ 3の軸方向両端部から軸方向中途部に達する第 1スリット 2 9及び第 2スリット 3 0が形成されている。各スリット 2 9 , 3 0は、周方向に等間隔に複数本設けられている。そして、スリーブ内周面には、環状溝 3 1が形成されている。この環状溝 3 1を介して第 1及び第 2スリット 2 9 , 3 0 は軸方向に関して互いにオーバラッブしている。

前記スリット付きスリーブ 3を有する工具ホルダーでは、工具ホルダー取り外し時、工具交換アームが工具ホルダーを把持した後、引張手段 7によるプルスタツド 1 4のクランプが解除されると、図 1 0に示すように、主軸 1の端面と工具ホルダーのフランジ部 5との密着が解除され、両者間に間隙が形成される。このとき、主軸内の圧縮空気供袷装置から圧縮空気がテーパ孔内に供給される。すると、前記スリット付きスリーブ 3を有する工具ホルダーでは、前記圧縮空気は、スリーブ 3の第 1 スリット 2 9を通り、環状溝 3 1から第 2スリット 3 0を通って、前記主軸 1 の端面とフランジ部 5 との間隙から噴出され、主軸端面のクリーニングが行われる。

尚、本発明は、前記各実施例に限定されるものではない。例えば、前記スリーブ 3としては、前記実開昭 6 3 - 5 3 6 0 5号公報に記載の各種のものを採用することができる。

【産業上の利用可能性】

本発明は、工作機械の主軸に着脱自在に装着される工具ホルダーに利用されるものである。

Claims

請求の範囲

1. 工作機械の主軸（ 1 ) のテーパ孔（2) に嵌合するスリーブ (3) と、該スリーブ（3) に軸方向相対移動を許容されて揷通されたシャンク部（4) と、該シャンク部（4) と一体的に設けられて前記主軸（ 1 ) の端面に当接するフランジ部（5) と、該フランジ部（5〉と前記スリーブ（3) との間に設けられた弾性部材（6) とを有した工具ホルダーにおいて、

前記スリーブ（3) には、その周肉部の一部に軸方向に沿って貫通するすり割り部（3 a) が形成されており、該すり割り部（ 3 a) 内に弾性体（3 b) が設けられて成ることを特徵とするェ具ホルダー。

2. 前記シャンク部（4) には、スリーブ（3) の内周面に臨んで開口する潤滑材封止部（4 a) が設けられていることを特徵とする請求の範囲第 1項記載の工具ホルダー。

3. 前記弾性部材（6) にプリロードを付与して前記スリーブ（ 3) とフランジ部（5) との組立距雕を一定にするプリロード付与手段（ 1 7) が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1又は 2項に記載の工具ホルダー。

4. 前記弾性部材（6) は、環状に形成され、弾性材製の圧縮体 ( 1 2) と硬質材製の非圧縮体（ 1 3) とによる少なくとも 1組の組み合わせが軸方向に接合されて成ることを特徴とする請求の範囲第 1〜 3項の何れかに記載の工具ホルダー。

5. 前記弾性部材（6) は、環状に形成され、その内周面は前記シャンク部（4) の外周面に当接していることを特徴とする請求の範囲第 1〜 3項の何れかに記載の工具ホルダー。

6. 前記弾性部材（6) は、環状に形成され、前記フランジ部（ 5) に形成された環状凹部（ 1 1) に収納されており、かつ、前記フランジ部（5) が前記主軸（ 1) の端面に接触したときその内外周面が前記環状凹部（ 1 1 ) の内外周面に当接するものとされていることを特徴とする請求の範囲第 1 ~ 3項の何れかに記載の工具ホルダー。

7. 工作機械の主軸（ 1) のテーパ孔（2) に嵌合するスリーブ (3) と、該スリープ（3) に軸方向相対移動を許容されて挿通されたシャンク部（4) と、該シャンク部（4) と一体的に設けられて前記主軸（ 1) の端面に当接するフランジ部（5) と、該フランジ部（5〉と前記スリーブ（3) との間に設けられた弾性部材（6) とを有した工具ホルダーにおいて、

前記弾性部材（6) は、弾性材製の圧縮体（ 1 2) と硬質材製の非圧縮体（ 1 3) とが軸方向に隙間なく接合されて成ることを特徵とする工具ホルダー。

8. 前記弾性部材（6) は、環状に形成され、かつ、前記圧縮体 ( 1 2) と非圧縮体（ 1 3) との組み合わせが複数組接合されて成ることを特徵とする請求の範囲第 7項記載の工具ホルダー。

9. 前記弾性部材（6) は環状に形成され、その内周面は前記シヤンク部（4) の外周面に当接していることを特徴とする請求の範囲第 7又は 8項記載の工具ホルダー。

0. 前記弾性部材（ 6 ) にプリ α—ドを付与して前記スリ—ブ (3) とフランジ部（5) との組立距離を一定にするプリロード付与手段（ 1 7) が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 7〜 9項の何れかに記載の工具ホルダー。 1. 工作機械の主軸（ 1 ) のテ一パ孔（2) に嵌合するスリーブ（3) と、該スリーブ（3) に軸方向相対移動を許容されて揷通されたシャンク部（4) と、該シャンク部（4) と一体的に設けられて前記主軸（ 1) の端面に当接するフランジ部（5) と、該フランジ部（5) に形成された環状凹部（ 1 1 ) に収納されて前記スリーブ（3) を軸方向に押圧する環状弾性部材（6) とを有した工具ホルダーにおいて、

前記環状弾性部材（6) は、前記フランジ部（5) が前記主軸 ( 1 ) の端面に接触したとき、その内外周面が前記環状凹部（ 1 1 ) の内外周面に当接するものとされていることを特徴とするェ具ホルダー。 2. 前記環状弾性部材（6) にプリロードを付与して前記スリーブ（3) とフランジ部（5) との組立距離を一定にするブリロ一ド付与手段（ 1 7) が設けられていることを特徴とする請求の

1 1項に記載の工具ホルダ一。