JPH01140904A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は例えばマシニングセンタ等の工作機械に工具
を着脱可能に取付ける工具取付は装置の改良に関する。

（従来の技術） 一般に、例えばマシニングセンタ等の工作機械に切削工
具を着脱可能に取付ける工具取付は装置として特開昭６
１−２５７７３７号のように工作機械本体の主軸に取付
けられるマザー工具の先端部にテーバ状の嵌合穴を形成
し、この嵌合穴に小径工具を着脱自在に嵌合させる構成
にしたものが開発されている。第３図はこの工具取付は
装置の概略構成を示すもので、１はマザー工具本体、２
はこのマザー工具本体１の先端部に形成されたテーバ状
の嵌合穴、３はこの嵌合穴２に着脱自在に嵌合される小
径工具である。この場合、マザー工具本体１の嵌合穴２
の周壁にはロック用ボール４を出没させる複数の透孔５
が穿設されている。

また、マザー工具本体１には先端部分を覆うカバ一体６
が固着されており、このカバ一体６とマザー工具本体１
の先端部との間の空間内には筒状ピストン７が摺動自在
に嵌装されている。さらに、この筒状ピストン７の内周
面にはロック用ボール４を収容する凹部８が形成されて
いる。また、この筒状ピストン７はばね９によって常時
基端側に向けて付勢されており、この筒状ピストン７と
マザー工具本体１との間には圧力室１０が形成されてい
る。さらに、マザー工具本体１にはこの圧力室１０と嵌
合穴２に個別的に連通ずる流体通路１１．１２が形成さ
れている。また、小径工具３には後端側の嵌合部１３に
ロック用係合凹部１４が形成されている。そして、小径
工具３の後端側嵌合部１３をマザー工具本体１の嵌合穴
２内に嵌合させた場合にはロック用ボール４が小径工具
３のロック用係合凹部１４内に係合され、この小径工具
３がマザー工具本体１側にロックされた状態で取付けら
れるとともに、小径工具３をマザー工具本体１側から取
外す場合にはマザー工具本体１の流体通路１１．１２内
に高圧空気が供給され、この高圧空気が筒状ピストン７
とマザー工具本体１との間の圧力室１０および嵌合穴２
に供給されるようになっており、圧力室１０内に供給さ
れた高圧空気によって筒状ピストン７がばね９に抗して
先端側に向けて押し出され、ロック用ボール４が小径工
具３のロック用係合凹部１４内から筒状ピストン７のロ
ック用ボール収容凹部８内に移動して小径工具３のロッ
クが解除されるようになっている。

しかしながら、上記構成のものにあっては小径工具３の
後端側嵌合部１３をマザー工具本体１の嵌合穴２内に嵌
合させた場合にはロック用ボール４が小径工具３のロッ
ク用係合凹部１４内に係合され、このロック用ボール４
を介して小径工具３側とマザー工具本体１側とが連結さ
れるようになっているので、小径工具３側とマザー工具
本体１側との間の連結強度が比較的弱い問題がある。そ
のため、この場合には大径工具のように切削抵抗が大き
い工具をマザー工具本体１側に装着することができない
問題がある。

また、工具を保持する工具保持体の内部に工作機械本体
の主軸の軸方向に沿ってスライド自在なスライド部材を
配設し、この工具保持体を工作機械本体の主軸側に連結
していない場合にはスライド部材を付勢力によって係合
解除位置で保持させるとともに、この工具保持体を工作
機械本体の主軸側に連結する場合にはスライド部材の後
端部を工作機械本体側のスタッドによって所定の係合位
置まで引張り、この工具保持体に保持される工具を工作
機械本体の主軸側に着脱可能に連結させるプルスタッド
式の工具取付は装置が開発されている。

しかしながら、従来のプルスタッド式の工具取付は装置
は工具保持体を工作機械本体の主軸側に連結させる前に
工具を工具保持体側に例えばナツトランナ等による固定
機構によって強固に固定するようにしそいたので、工具
を工具保持体側に取付ける取付は作業時にナツトランナ
等の螺合部分をねじ込み操作する面倒な作業が必要にな
り、工具を工具保持体側に取付ける取付は作業に時間が
かかる問題があるとともに、ナツトランナ等による固定
機構の構成が比較的複雑にものとなる問題もあった。

（発明が解決しようとする問題点） 特開昭６１−２５７７３７号の場合は小径工具３の後端
側嵌合部１３をマザー工具本体１の嵌合穴２内に嵌合さ
せた場合にロック用ボール４が小径工具３のロック用係
合凹部１４内に係合され、このロック用ボール４を介し
て小径工具３％とマザー工具本体１側とが連結されるよ
うになっているので、小径工具３側とマザー工具本体１
側との間の連結強度が比較的弱く、大径工具のように切
削抵抗が大きい工具をマザー工具本体１側に装着するこ
とができない問題がある。また、従来のプルスタッド式
の工具取付は装置の場合には工具を工具保持体側に取付
ける取付は作業時にナツトランナ等の螺合部分をねじ込
み操作する面倒な作業が必要になり、工具を工具保持体
側に取付ける取付は作業に時間がかかる問題があるとと
もに、ナツトランナ等による固定機構の構成が比較的複
雑にものとなる問題があった。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、工具側
と工具保持体側との間の連結強度を高めることができ、
大径工具のように切削抵抗が大きい工具を装着すること
ができるとともに、工具を工具保持体側に取付ける取付
は作業を容易化することができる工具取付は装置を提供
することを目的とするものである。

［発明の構成］ 〈問題点を解決するための手段） この発明は工具保持体の内部に工作機械本体の主軸の軸
方向に沿ってスライド自在に配設されたスライド部材の
先端部に工具の基端部を挿入可能な工具挿入部を設ける
とともに、工具保持体にスライド部材の工具挿入部内に
挿入される工具に対して係脱自在に係合する係合部材、
この係合部材を工具との係合解除方向に付勢する付勢部
材およびこの付勢部材に抗して係合部材を工具との係合
方向に押圧する押圧部材を備えた工具仮止め機構部を設
けたものである。

（作用） 工具保持体のスライド部材の工具挿入部内に工具を挿入
させた状態で工具仮止め機構部の押圧部材によって付勢
部材に抗して係合部材を押圧し、工具を工具保持体のス
ライド部材側に係合させて工具を工具保持体側に仮止め
させ、さらにこの仮止め状態で工具保持体のスライド部
材の後端部を工作機械本体側のスタッドによって所定の
係合位置まで引張り、工具保持体に保持される工具を工
作機械本体の主軸側に着脱可能に連結させることにより
、プルスタッドの引張り力を利用して工具を工作機械本
体の主軸側に強固に固定できるようにしたものである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図および第２図を参照
して説明する。第１図はプルスタッド式の工具取付は装
置の要部の概略構成を示すもので、２１は゛切削工具の
工具本体、２２はこの切削工具本体２１を保持するアー
バ一部（工具保持体）である。この場合、切削工具の工
具本体２１には先端側に切削刃部２３、この工具本体２
１の後端（基端）側に嵌合部２４がそれぞれ形成されて
いる。さらに、この嵌合部２４の外周面にはリング状の
溝部２５が形成されており、この溝部２５の後端側に係
合凸部２６が形成されている。

また、アーバ一部２２には略円筒状のアーバー部本体２
７が形成されている。このアーバ一部本体２７の外周面
には後端側（工作機械本体の主軸との連結部側）に向か
うにしたがって外径寸法が小さ（なるテーバ面２８が形
成されている。ざらに、このアーバ一部本体２７の内部
には工作機械本体の主軸の軸方向に沿ってスライド自在
なスライド部材２９が配設されている。このスライド部
材２９は後端側の軸体３０およびこの軸体３０の先端側
に固定された筒状体３１によって形成されている。また
、軸体３０の後端部側には大径なばね受部３２が形成さ
れているとともに、この軸体３０の先端部側にはねじ穴
３３が形成されている。

さらに、筒状体３１の内周面後端部側には軸体３０の先
端部側が挿入される軸体挿入部３４が形成されていると
ともに、この筒状体３１の内周面先端部側には切削工具
本体２１の嵌合部２４を挿入可能な工具挿入部３５が形
成されている。また、この筒状体３１の軸体挿入部３４
と工具挿入部３５との間には中心方向に向けて突設され
たリング状の凸部３６が形成されている。そして、筒状
体３１の軸体挿入部３４内に軸体３０の先端部側が挿入
された状態で筒状体３１の工具挿入部３５側から筒状体
３１の内部に挿入された固定ねじ３７の頭部３７ａが凸
部３６によって係止されるとともに、この一定ねじ３７
の先端部が軸体３０のねじ穴３３に螺挿されて軸体３０
に筒状体３１が一体的に固定されている。

さらに、アーバ一部本体２７の内部にはスライド部材２
９の軸体３０をスライド自在に挿入する軸体挿入孔３８
が形成されているとともに、この軸体挿入孔３８の先端
側に筒状体３１をスライド自在に挿入する第１の大径孔
３９、軸体挿入孔３８の後端側に軸体３０のばね受部３
２をスライド自在に挿入する第２の大径孔４０がそれぞ
れ形成されている。また、第１の大径孔３９および第２
の大径孔４０内にはコイルばね４１，４２がそれぞれ配
設されている。そして、アーバ一部２２を工作機械本体
の主軸側に連結させる連結時以外の場合にはコイルばね
４１．４２の付勢力によってスライド部材２９が係合解
除位置で保持されるとともに、アーバ一部２２を工作機
械本体の主軸側に連結させる連結時にはスライド部材２
９の後端部を工作機械本体側のスタッドによって所定の
係合位蓋まで引張り、アーバ一部２２を工作機械本体の
主軸側に着脱可能に連結させるようになっている。

一方、アーバ一部２２の先端部には工具仮止め機構部４
３が設けられている。この工具仮止め機構部４３にはス
ライド部材２９の工具挿入部３５内に挿入される切削工
具本体２１に対して係脱自在に係合する係合部材４４、
この係合部材４４を切削工具本体２１との係合解除方向
に付勢するばね（付勢部材）４５およびこのばね４５に
抗して係合部材４４を切削工具本体２１との係合方向に
押圧する押圧部材４６がそれぞれ設けられている。

この場合、押圧部材４６はアーバ一部本体２７の外周面
側に形成されたガイド溝４７内に回動可能に装着された
回動リング４８によって形成されている。この回動リン
グ４８の内周面には第２図に示すように中心方向に向け
て突出された複数の突起部４つ・・・およびこれらの突
起部４９・・・よりも中心方向への突出量が小さい複数
の凹陥部５０・・・が円周方向に沿って交互に連続形成
されている。

また、スライド部材２９における工具挿入部３５の周壁
には内周面側から外周面側まで貫通させた貫通孔５１が
複数形成されているとともに、アーバ一部本体２７の筒
状１体３１にはスライド部材２９の各貫通孔５１と対応
する部位に係合部材挿入孔５２がそれぞれ形成されてい
る。さらに、係合部材４４はビン５３とこのビン５３の
内端部に装着されたボール５４とによって形成されてい
る。そして、この係合部材４４がアーバ一部本体２７の
各係合部材挿入孔５２内からスライド部材２９の各貫通
孔５１内に亙り挿入されており、回動リング４８の各凹
陥部５０・・・と各係合部材４４とが対向配置される仮
止め解除位置で保持されている状態でばばね４５の付勢
力によって係合部材４４のボール５４が切削工具本体２
１との係合解除方向（外方向）に引き上げられた状態で
保持されるようになっている。また、回動リング４Ｂが
仮止め解除位置から回動リング４８の各突起部４９・・
・と各係合部材４４とが対向配置される仮止め位置まで
回動操作されると回動リング４８の各突起部４９・・・
によって押圧され、係合部材４４のボール５４が切削工
具本体２１との係合方向く内方向）に押出されるように
なっている。なお、アーバ一部本体２７の第１の大径孔
３９１７）−開口端部には外側に向かうにしたがって内
径寸法が大きくなるテーパ面５５が形成されているとと
もに、アーバ一部本体２７のテーパ面５５と接触する切
削工具本体２１の接触面にもこのテーパ面５５と対応す
る形状のテーパ面５６が形成されている。さらに、切削
工具本体２１の係合凸部２６には工具挿入部３５の内周
面に接触する円筒状の接触面５７が形成されている。

次に、上記構成の作用について説明する。まず、切削工
具本体２１の不使用時、すなわち切削工具本体２１がア
ーバ一部２２に装着されていない状態ではアーバ一部本
体２７の回動リング４８が仮止め解除位置で保持される
。この状態では回動リング４８の各凹陥部５０・・・と
各係合部材４４とが対向配置された状態で保持されるの
で、ばね４５の付勢力によって係合部材４４のボール５
４が切削工具本体２１との係合解除方向く外方向）に引
き上げられた状態で保持される。

また、切削工具本体２１の使用時にはアーバー部本体２
７の回動リング４８が仮止め解除位置で保持されている
状態で切削工具本体２１の嵌合部２４をアーバ一部本体
２７の第１の大径孔３９を介してスライド部材２９の工
具挿入部３５内に挿入する。そして、切削工具本体２１
の嵌合部２４をスライド部材２９の工具挿入部３５内に
挿入させた状態で回動リング４８を仮止め解除位貧から
仮止め位置まで回動操作する。このように回動リング４
８が仮止め位置まで回動すると回動リング４８の各突起
部４９・・・と各係合部材４４とが対向配置されるので
、回動リング４８の各突起８１１４９・・・によって係
合部材４４のボール５４が切削工具本体２１との係合方
向く内方向〉に押出される。

そのため、この係合部材４４のボール５４が切削工具本
体２１の嵌合部２４の溝部２５内に挿入され、この係合
部材４４のボール５４によって切削工具本体２１の係合
凸部２６が工具挿入部３５内から外方向に抜けることが
防止されるので、切削工具本体２１がアーバ一部本体２
７に仮止めされる。この場合、係合部材４４のボール５
４は円周方向に沿って複数配設されているので、切削工
具本体２１の嵌合部２４の仮止め状態を安定に保持させ
ることができる。そして、切削工具本体２１をアーバ一
部本体２７に仮止めさせた状態で７一バ一部２２を工作
機械本体の主軸側に連結させる。

この場合、アーバ一部２２を工作機械本体の主軸側に連
結させる連結時以外の場合にはアーバ一部本体２７内の
コイルばね４１．４２の付勢力によってスライド部材２
９が係合解除位置で保持されており、アーバ一部２２を
工作機械本体の主軸側に連結させる連結動作にともない
スライド部材２９の後端部を工作機械本体側のスタッド
によって所定の係合位置まで引張り、アーバ一部２２を
工作機械本体の主軸側に着脱可能に連結させるようにな
っている。そして、切削工具本体２１を７一バ一部本体
２７に仮止めさせた状態でアーバー部２２を工作機械本
体の主軸側に連結させると工作機械本体側のスタッドに
よってスライド部材２９の後端部を引張る力が係合部材
４４のボール５４を介して切削工具本体２１の係合凸部
２６をスライド部材２９の移動方向と同方向に引張る力
として作用する。そのため、この引張り力によって切削
工具本体２１の端面５７をアーバ一部本体２７に強く押
し付けることができると同時に、切削工具本体２１のテ
ーバ面５６をアーバ一部本体２７のテーバ面５５に強く
圧接させることができるので、切削工具本体２１とアー
バ一部本体２７との連結強度を充分に強くすることがで
きる。さらに、切削工具本体２１の係合凸部２６には工
具挿入部３５の内周面に接触する円筒状の接触面５７が
形成されているので、切削作業時に切削工具本体２１に
作用する外力をこの円筒状の接触面５７と工具挿入部３
５の内周面との接触部分で受けさせることができ、大径
工具のように切削抵抗が大きい工具を使用した場合であ
っても充分に耐えることができる。

そこで、上記構成のものにあってはアーバ一部本体２７
のスライド部材２９の工具挿入部３５内に切削工具本体
２１を挿入させた状態で工具仮止め機構部４３の押圧部
材４６によってばね４５に抗して係合部材４４を押圧し
、切削工具本体２１をアーバ一部本体２７のスライド部
材２９側に係合させて仮止めさせ、さらにこの仮止め状
態でアーバ一部本体２７のスライド部材２９の後端部を
工作機械本体側のスタッドによって所定の係合位置まで
引張り、アーバ一部本体２７に保持される切削工具本体
２１を工作機械本体の主軸側に着脱可能に連結させるよ
うにしたので、工作機械本体の主軸側のプルスタッドの
引張り力を利用して切削工具本体２１を工作機械本体の
主軸側に強固に固定させることができる。そのため、切
削工具本体２１側とアーパ一部本体２７側との間の連結
強度を充分に高めることができ、大径工具のように切削
抵抗が大きい工具であっても使用することができる。さ
らに、アーバ一部本体２７を工作機械本体の主軸側に連
結する前はアーバ一部本体２７のスライド部材２９の工
具挿入部３５内に切削工具本体２１を挿入させた状態で
工具仮止め機構部４３の回動リング４８を回動操作させ
て切削工具本体２１をアーバ一部本体２７に仮止めする
だけでよいので、従来のようにナツトランナ等の螺合部
分をねじ込み操作して工具を工具保持体側に取付ける場
合に比べて切削工具本体２１をアーバー部本体２７側に
取付ける取付は作業時間を大幅に短縮することができる
とともに、切削工具本体２１をアーパ一部本体２７側に
取付ける取付は機構の構成の簡略化を図ることができる
。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではない
。例えば、工具仮止め機構部４３はキーを挿入する構成
、或いは花弁機構を用いる構成にしてもよ（、さらにそ
の他この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施で
きることは勿論である。

［発明の効果］ この発明によれば工具保持体の内部に工作機械本体の主
軸の軸方向に沿ってスライド自在に配設されたスライド
部材の先端部に工具の基端部を挿入可能な工具挿入部を
設けるとともに、工具保持体にスライド部材の工具挿入
部内に挿入される工具に対して係脱自在に係合する係合
部材、この係合部材を工具との係合解除方向に付勢する
付勢部材およびこの付勢部材に抗して係合部材を工具と
の係合方向に押圧する押圧部材を備えた工具仮止め機構
部を設けたので、工具側と工具保持体側との間の連結強
度を高めることができ、大径工具のように切削抵抗が大
きい工具を装着することができるとともに、工具を工具
保持体側に取付ける取付は作業を容易化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示すもので
、第１図は工具取付は装置の概略構成を示す要部の縦断
面図、第２図は第１図のＩ−Ｉｔ線断面図、第３図は従
来例を示す要部の縦断面図である。 ２１・・・切削工具本体、２２・・・アーバ一部（工具
保持体）、２９・・・スライド部材、３５・・・工具挿
入部、４３・・・工具仮止め機構部、４４・・・係合部
材、４５・・・ばね（付勢部材）、４６・・・押圧部材
。 出願人代理人　弁理士　鈴・江武彦 １゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工具を保持する工具保持体の内部に工作機械本体の主軸
   の軸方向に沿つてスライド自在なスライド部材が配設さ
   れ、前記工具保持体を工作機械本体の主軸側に連結させ
   る連結時以外の場合には付勢力によつて前記スライド部
   材を係合解除位置で保持させるとともに、前記工具保持
   体を工作機械本体の主軸側に連結させる連結時には前記
   スライド部材の後端部を工作機械本体側のスタッドによ
   つて所定の係合位置まで引張り、前記工具保持体に保持
   される工具を工作機械本体の主軸側に着脱可能に連結さ
   せるプルスタッド式の工具取付け装置において、前記ス
   ライド部材の先端部に前記工具の基端部を挿入可能な工
   具挿入部を設けるとともに、前記工具保持体に前記スラ
   イド部材の工具挿入部内に挿入される前記工具に対して
   係脱自在に係合する係合部材、この係合部材を前記工具
   との係合解除方向に付勢する付勢部材およびこの付勢部
   材に抗して前記係合部材を前記工具との係合方向に押圧
   する押圧部材を備えた工具仮止め機構部を設けたことを
   特徴とする工具取付け装置。