JPH02243209A - 工作機械主軸用工具アダプタ - 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、たとえばＤＩＮ２０７９によるテーパ状受容
穴と、ばね力に抗して主軸内を軸方向に押しずらし可能
で、受容穴の内端部のところにコレット・チャック及び
押出しピンを備えたプルロッドとを有する工作機械の主
軸用工具アダプタであって、工具アダプタが、主軸のテ
ーパ状受容穴に適合するテーパ・シャンクと、このシャ
ンクと同軸的な、主軸端面のところに押付は可能な保持
体とを有し、かつまた、自動工具交換器及び工具受容部
の搬送装置用作用面と工具ロック部材とを備えている形
式のものに関する。

［従来の技術］ ボール盤、フライス盤、比較的大聖のその他類似の工作
機械の場合、工作機械の主軸は、相応に適合させたテー
パ・シャンク、たとえばｌ５Ｏ−６０−ステイープ・テ
ーパを備えた工具を受容する出来るだけ大きな、テーパ
状受容穴を有している。いま、この工作！！！！械の主
軸内に、比較的小さい、たとえば＋５０−５０−ステイ
ープ・テーパを備えた工具を取付けようとすればそのた
めのアダプタが必要となる。ところで、工作機械技術の
分野では、このところ、いわゆる加工センターにおいて
は、工具ヘッドを自動的に交換することが普通となって
いるが、その場合も、同じように、モジュラ−工具を工
作機械主軸に受容するには、場合によっては工具アダプ
タを用いる必要が生じる。そのさい必要となる掴みシス
テムは、原則として現在の技術で公知のものである。た
とえば１９８４年度アーヘン工作機械コロキウム（１９
８４年６月７日付及び８日付、１６５ページ、図２４の
下図）に示されている工具アダプタでは、主軸内に備え
られた第１のコレット・チャックが掴む第１の締付はボ
ルトは、テーパ・シャンクの先細の自由端部に備えられ
た支承ブツシュ内に、軸方向に押しずらし可能に支承さ
れている。この支承ブツシュ内には皿ばねセットが配置
されている。保持体内に備えられ、締付はボルトと結合
された第２のコレット・チャックとその押出しピンとが
、この皿ばねセットにより、テーパ状工具受容穴に押付
けられる。また、この皿ばねセットは、一方では、第２
のコレット・チャックを開くのに役立ち、他方では、工
具受容穴内に固定されている工具テーパ・シャンクを解
離するのに役立つ。このアダプタは長さがきわめて長い
ため、たとえばＤＥ−０５２４１９８９６には、別のロ
ック機構が提案されている。その場合、主軸ヘッドのと
ころには、複数のロック部材が相応の縦みぞ内に半径方
向及び軸方向に可動に支承されている。各ロック部材は
鉤状のヘッドをもち、ばね力により半径方向に外方へ押
され、ロック位置へ移る。

また、ＤＥ−ＰＳ３５０６９０１には、更に別の構成が
提案されている。この場合は、アダプタの保持体のとこ
ろに複数のロック部材が備えられており、工具アダプタ
は、工具交換器のジョー・グリッパにより主軸内へ挿入
されるさい、ロック部材によって自動的に主軸ヘッドと
ロックされる。この操作は次のようにして行われる。す
なわち、工具アダプタを掴むさい、ジＨ−・グリッパが
、ばね力に抗してロック部材をその解離位置へもたらし
、テーパ・シャンクが主軸の受容穴へ挿入されるさい、
ロック部材が主軸ヘッド内のロック用切欠きに入るので
ある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の根底をなす課題は、ステイープ・テーパを有す
る出来るだけ短尺の構造形式の工具アダプタであって、
扱いが簡単で、工具交換のさい、たとえば工具スピンド
ルの付は換えや取外しが避けられ、アダプタを取付ける
さいに、コレット・チャックの軸方向の利用可能の全距
離を利用できる形式のものを製作することである。

〔課題を解決するための手段］ 冒頭に述べた形式の工具アダプタにおいて、この課題は
、次のようにすることによって解決された。すなわち、
工具アダプタが、チャックΦロッドと平行にテーパ・シ
ャンクから突出した少なくとも１つの、ばね弾性をもつ
舌状部を有し、この舌状部が主軸のコレット・チャック
の後方へ走入する結果、コレット・チャックが、アダプ
タ挿入のさい、チャック・ロッドのヘッドにかぶさるか
たちで閉じられるか、ないしはそのアダプタ位置で閉じ
られたままに保たれるようにしたのである。本発明は、
したがって、次の新しい思想から出発している。すなわ
ちコレット・チャックの、従来は利用不能の距離を、付
加的手段により利用可能にするという思想であり、しか
も、そのためにアダプタの構造を大幅に改変する必要が
ない。ばね弾性をもつ舌状部、ないし、有利には直径方
向で対向位置にある、ばね弾性をもつ複数舌状部は、工
作機械主軸のテーバ状受容大内へアダプタが挿入される
さい、コレット・チャックの後方へ走入する。そのさい
、この受容穴は、同時に、ばね弾性をもつ舌状部の固定
的な対応受けとして役立つ。

したがって、ばね弾性をもつ舌状部は、非負荷状態では
、少なくとも、アダプタのテーバ・シャンクと結合され
た端部のところが、テーパシャンクによって規定される
テーパ角度で、アダプタのテーバ・シャンクから出てい
るようにするのが有利である。このような構成により、
舌状部は、難なくテーバ状の受容穴内へ挿入できる。

舌状部のばね弾性作用は、その自由端部のところを、前
記テーパ角度から半径方向外方へそらせることにより、
−層高められる。この舌状部の、コレット・チャックへ
の押圧作用を更に最適化するには、舌状部自由端部の、
コレット・チャックに向いた側を、コレット・チャック
の外形相応に成形しておくのがよい。これにより、掴み
部材が解離されても、アダプタは舌状部により保持され
、これによって、ロックされたアダプタ・ユニットを搬
送ヘッドにより確実に取出ことができる。

本発明によれば、更に、ばね弾性をもつ舌状部は、アダ
プタのテーパ令シャンクとの結合個所のみを弾性的にし
、他の部分は実質的に曲げこわさがあるように構成して
おく。

アダプタないしアダプタ保持体を容易に搬送ヘッドとロ
ックできるようにするため、アダプタ保持体は、軸方向
に押しずらし可能のロック・バーを有している。このバ
ーは、主軸回動時に、搬送ヘッドの偏心カムと協働する
切欠きを備えている。アダプタは、アダプタに対して搬
送ヘッドが４５°回動することによりロックや解離が可
能であるようにするのが有利である。

本発明の有利な実施例においては、このロック・バーは
、バーを半径方向で外方へ押圧するばねにより、プリロ
ードを与えられている。

アダプタのチャック・ロッドは、半径方向穴をもつ同軸
的なスリーブ内を軸方向に押しずらし可能である。チャ
ック・ロッドが解離位置の場合ないしはロック位置にな
い場合は、この穴を通ってロック部材、有利には球が、
搬送ヘッドもしくは工具ヘッドの切欠きに入り込み、そ
れによってアダプタのテーパ・シャンクとの結合が生じ
る。

ロック部材は、チャック・ロッドがロック位置の場合に
は、チャック・ロッド及びスリーブの切欠き及び穴に入
るようにするのが有利である。ロック部材としては、特
に球又はピンが用いられる。簡単に操作可能の、テーパ
・シャンクとスリーブとの結合は、止めねじを介して可
能である。止めねじは相応の穴にねじ込まれる主軸ヘッ
ドのところに保持体を結合するため、主軸ヘッドは、主
軸ヘッド端面にねじ止め用の軸方向穴ないしねじ穴を有
している。

工作機械主軸とは反対側の、搬送ヘッド及び（又は）工
具ヘッド用の環状接触面を損傷から護るため、搬送ヘッ
ドの相応の対応面にはプラスチック・リングが配着され
ている。

特に注意すべき点は、ヘッドを有し、テーバ・シャンク
の先細の端部から突出したチャック・ロッドが備えられ
ている点である。このロッドは、ばね力に抗して工具ア
ダプタ内を軸方向に押しずらし可能である。

［実施例］ 次に図示の実施例につき本発明を説明する。

ｔａ１図と第３図に示した工具アダプタ１６は、第２図
に示した工作機械主軸１０１すなわち、方向環状端面を
もつ主軸ヘッドを備えた生釉内に挿入し、固定するのに
適したものである。

工作機械の主軸ｌσは、テーバ状の受容穴１１を有して
おり、受容穴内へは、ばね力に抗して押しずらし可能の
、片側に押出しピン１４を有するプルロッド１２が突入
している。前記プルロッド１２を介して、更に、現在の
技術により原理が公知のコレット・チャック１３を操作
できる。この場合、チャックのアームの２つの可能な位
置が、第２図の左半分に示しである。環状の端側に主軸
ヘッドは、更に、ねじを受容するねじ穴を有している。

この穴を介して、そこに押付は可能のアダプタ保持体を
固定することができる。

工具アダプタ１６は、第１図に詳しく示しであるが、主
として、テーバ・シャンク１７と、これに軸方向に配置
された環状保持体１８とから成っている。この保持体１
８は、挿入時には、主軸ヘッドの端面１９と正面接触す
る。

アダプタは、チャック用に、スリーブ２９内を軸方向に
可動のチャック・ロッド２０を有している。ロッド２０
には、ばね２１によりプリロードが与えられている。こ
の場合、ｔｓ１図の右半部は、ロッド２０及びばね２１
がチャック位置にあるところを示し、左半部は解離位置
にあるところを示したものである。第２図、第３図の場
合も、同様である。

本発明によれば、テーバシャンク１７の上端部には、直
径方向で対向位置にあるばね弾性をもつ複数舌状部２２
が配置されている。これら舌状部２２の自由端部は、次
のように構成されている。すなわち、主軸１０のテーバ
状受容穴１１内へ挿入された状態では、舌状部自由端部
が、コレット・チャック１３のアームの後方へ走入して
、チャック１３を、その最大可能な軸方向距離にわたっ
て内方へ押圧するように構成されている。アダプタのテ
ーバ・シャンク１７は、この場合、円錐台形であり、ば
ね弾性をもつ舌状部２２は、テーバ・シャンクの端側か
ら、次のように突出ないし取付けられている。すなわち
、舌状部２２が、テーバ・シャンク１７ないし受容穴１
１のテーバ角度σに等しい角度の延長線上に来るように
するのである。

″アダプタ１６の前記のチャック・ロッド２０は、テー
バ・シャンク１７の先細の端部かも突出し、端側にヘッ
ド２３を有している。このヘッド２３は、チャックされ
た位置ではコレット・チャック１３のアームに取囲まれ
るかたちになる。主軸１０がアダプタ１６を申し分なく
掴めるかどうかは、チャック１３のアームが出来るだけ
大きく半径方向に旋回できるかどうかにかかつている。

舌状部かばね弾性を有するようにするために、舌状部２
２の、テーバ・シャンク２７の端側にある結合個所２４
を弾性的に構成し、他の部分には曲げこわさを有するよ
うにしておく。

アダプタ１６は、更に、スリーブ２９を有している。ス
リーブ２９は、テーバ・シャンク１７の中実軸方向大内
に挿入され、止めねじ３３で固定される。止めねじ３３
は、テーバ・シャンク１７の、相応の半径方向のねじ穴
にねじ込まれている。スリーブ２９によるチャック・ロ
ッドの締付けは、ロック部材３０を介して行なうことが
できる。既述のように、！Ｉｆ！ｌと第３図では、右半
部が、それぞれチャックされた位置を示している。チャ
ック・ロッド２０の切欠き３２内には、口７ド２０が下
降すると、球３０がロック部材として入り込む。ばね力
によりロッド２０が上方へ動くと、球３０は半径方向で
外方へ押出され、スリーブ２９の穴３１内へ入る。

スリーブ２９とテーバ・シャンク１７のロックには、ロ
ック・バー２５を用いることができる。バー２５は、ロ
ックのさい、半径方向で外方へ動き、連行体３８の穴３
９に入る。バー２５は、スリーブ２９の袋穴内に配置さ
れたばね２８により、プリロードを与えられている。ば
ね２８は半径方向で外方へバー２５を押出そうとする。

更に、バー２５は、搬送ヘッド２７の偏心カム２６を介
して案内可能である。搬送へラド２７の偏心カム２６は
、バー２５を外方へ押出し、連行体３８の穴３９内へ圧
入し、そこに位置せしめる。

第３図には、工具アダプタ１６の別の取付は形式が示し
である。すなわち、アダプタ１６は、ねじ３５により固
定される。ねじ３５は、アダプタ保持体１８の穴３４と
主軸ヘッド１０ａのねじ穴１５とにねじ込まれている。

アダプタの環状面を、主軸１０が４５°回転運動をした
場合に損傷から護るため、搬送ヘッド２７にはプラスチ
ック・リング３６が備えられている。

リング３６は、たとえば接着しておくことができる。更
に、搬送ヘッド２７は、現在の技術水準で公知のグリ７
バ用みぞ３７を有している。

本発明によるアダプタは、次のように使用できるニ グリッパ（図示せず）を介してアダプタを工作機械主軸
１０内へ組付けるさい、搬送ヘッド２７が、ステイープ
・テーパ・アダプタ１６内に挿入され、スリーブ２９、
チャック・ロッド２０、ばね２１、球３０が既述のよう
に協働することにより搬送ヘッド２７がロックされる。

アダプタ１６は、引き続き搬送ヘッド２７と一緒に主軸
１０内へ挿入される。チャック・ロッド２０は、プルロ
ッド１２の押出しピン１４に対して押付けられ、搬送ヘ
ッド２７は解離される（第１図の左側）。そのさい、ア
ダプタは、まず、チャック１３の外側後方に走入される
舌状部２２により端部のところを軸方向に保持される。

チャック１３の全軸方向距離は、そのさい、アダプタを
掴むために利用できるようにされている（第２図左側の
破線で示した部分参照）。主軸を４５°だけ回動させる
ことにより、搬送へラド２７の偏心カム２６を介してロ
ック・バー２５が、外方へ押されて連行体３８の穴３９
に入る。これにより搬送ヘッド２７が取外され、工具マ
ガジンに入れられる。そして、今度は、加工のため、マ
ガジン内にある工具ヘッドを掴むことができる。工具ヘ
ッドを掴む場合は、主軸１０のプル・ロッド１２を介し
てチャック・ロッド２０により行なわれる。ゾル・ロッ
ド１２のための締付は部材としては、図示されていない
皿ばねセットが役立っている。解離及び押出しの過程は
、油圧ピストンにより行なわれる。この油圧ピストンは
、プル・ロッド１２を主軸１０から前方へ動かし、アダ
プタ１６のチャック・ロッド２０を介して工具ヘッドを
テーバ状受容穴１１から押出す。それまでジ５−・グリ
ッパにより掴まれていた工具ヘッドは、再びマガジンに
戻される。

工作機械主軸１０からのアダプタ１６の取外しは、以上
と逆の順序で行なわれる。図示されていないグリッパに
より、搬送へラド２７がアダプタ１６内へ走入せしめら
れる。主軸１０を左へ４５°回動させることで、ロック
・バー２５が、搬送ヘッド２７の偏心カム２６を介して
穴３９から引出される。主軸１０の押出しピン１４は、
搬送ヘッド２７がばね２１、チャック・ロッド２０、球
３０を介してロックされるまで、引き戻される。ロック
された搬送ヘッド２７と一緒にアダプタ１６は取外され
る。そのさい舌状部２２のばね力を克服せねばならない
。

第３図に示したステイープ・テーパ・アダプタ１６は、
手で交換するのに適したもので、手により挿入し、ねじ
３５で主軸ヘッド１０ａに固定することができる。この
場合も、アダプタ１６は、工作機械のチャック１３の全
工程をアダプタ１６のチャック距離として利用できるよ
うに、舌状部２２を有する構成にされている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、搬送ヘッドとロックされた工作機械アダプタ
の横断面図、 第２図は、コレット・チャックと押出しピンとを備えた
テーバ穴を有する工作機械主軸の横断面図、 第３図は、第１図に示したアダプタの別の実施例の横断
面図である。 １０・・・工作機械主軸、ｌｌ・・・主軸の受容穴、Ｉ
３・・・コレット・チャック、１４・・・押出しピン１
５・・・ねじ穴、１６・・・アダプタ、１７・・・テー
パ・シャンク、１８・・・保持体、１９・・・主軸ヘッ
ドの端面、２０・・・チャック・ロッド、２１川ばね、
２２・・・舌状部、２３・・・ヘッド、２４・・・結合
個所、２５・・・ロック・パー　２６・・・偏心カム、
２７・・・搬送ヘッド、２８・・・ばね、２９・・・ス
リーブ、３０・・・ロック部材、３１・・・穴、３２・
・・切欠き、３３・・・ねじピン、３４・・・アダプタ
保持体の穴、３５・・・ねじ、３６・・・プラスチック
・リング３７・・・掴みみぞ、３８・・・連行体、３９
・・・連行体の穴 手 続 補 正 書 （方式） 発明の名称 工作機械主軸用工具アダプタ 平成２ 年２ 月 ２７日（発送臼） ６゜ 補正の対象 図 面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、テーパ状の受容穴（１１）と、主軸（１０）内をば
   ね力に抗して軸方向に押しずらし可能のプルロッド（１
   ２）とを有する工作機械主軸（１０）用の工具アダプタ
   （１６）であって、プルロッド（１２）が、受容穴（１
   １）の内端部に備えられたコレット・チャック（１３）
   と押出しピン（１４）とを保持しており、工具アダプタ
   （１６）が、受容穴（１１）に適合するテーパシャンク
   （１７）と、このシャンクと同軸的で主軸端面（１９）
   に押付け可能な保持体（１８）とを有し、かつまた自動
   工具交換器および工具ヘッド受容部の搬送装置（２７）
   用の作用面と、工具ヘッド・ロック部材とを備えている
   形式のものにおいて、工具アダプタ（１６）が、チャッ
   ク・ロッド（２０）と平行にテーパシャンク（１７）か
   ら突出している少なくとも１つの、ばね弾性を有する舌
   状部（２２）を有しており、この舌状部（２２）は、ア
   ダプタ（１６）が挿入されるさい、コレット・チャック
   （１３）が、チャック・ロッド（２０）のヘッド（２３
   ）の上にかぶさるかたちで閉じられるか、ないしはその
   アダプタ位置で閉じられたままに保たれるように、主軸
   （１０）のチャック・ロッド（１３）の後方に走入する
   ことを特徴とする工作機械主軸用工具アダプタ。 ２、ばね弾性を有する２つの舌状部（２２）を備えてい
   ることを特徴とする請求項１記載の工具アダプタ。 ３、ばね弾性を有する舌状部（２２）が、少なくとも、
   アダプタのテーパ・シャンク（１７）と結合された端部
   にところに負荷のない状態で、テーパ・シャンク（１７
   ）により決定されるテーパ角（α）でテーパ・シャンク
   （１７）から突出していることを特徴とする請求項１ま
   たは２のいずれか１項記載の工具アダプタ。 ４、ばね弾性を有する舌状部（２２）が、その自由端部
   のところでテーパ角（α）からそれて、外方へ（半径方
   向に）拡げられていることを特徴とする請求項３記載の
   工具アダプタ５、ばね弾性を有する舌状部（２２）の自
   由端部は、チャック、ロッド（１３）に向いた側が、ロ
   ッド（１３）の外形相応に成形されていることを特徴と
   する請求項３又は４のいずれか１項記載の工具アダプタ
   。 ６、ばね弾性を有する舌状部（２２）は、アダプタのテ
   ーパシャンク（１７）との結合個所（２４）のところだ
   けが弾性的で、他の部分は実質的に曲げこわさを有して
   いることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１
   項記載の工具アダプタ。 ７、アダプタ保持体（１８）が、少なくとも１つの半径
   方向に押しずらし可能のロック・バー（２５）を有して
   おり、このバー（２５）が、有利には４５°だけ主軸を
   回動させるさい、搬送ヘッド（２７）の偏心カム（２６
   ）と協働する切欠きを有し、半径方向に解離可能ないし
   ロック可能であることを特徴とする請求項１から６まで
   のいずれか１項記載の工具アダプタ。 ８、ロック・バー（２５）には、ばね（２８）によりプ
   リロードが与えられていることを特徴とする請求項７記
   載の工具アダプタ。 ９、チャック・ロッド（２０）が同軸的なスリーブ（２
   ９）内を軸方向に押しずらし可能であり、このスリーブ
   （２９）は、半径方向の穴を有し、チャック・ロッド（
   ２０）が解離されて、ロック位置にない場合には、単数
   又は複数のロック部材（３０）が、搬送ヘッド又は工具
   ヘッド（２７）の穴（３１）内へ入り、アダプタ（１６
   ）と結合されることを特徴とする請求項１から８までの
   いずれか１項記載の工具アダプタ。 １０、ロック部材（３０）は、チャック・ロッドがロッ
   ク位置にある場合は、チャック・ロッド（２０）とスリ
   ーブ（２９）との穴（３１）及び凹所（３２）内に位置
   することを特徴とする請求項９記載の工具アダプタ。 １１、ロック部材が球（３０）又はピンであることを特
   徴とする請求項９又は１０のいずれか１項記載の工具ア
   ダプタ。 １２、スリーブ（２９）が、少なくとも１本のねじピン
   （３３）を介してテーパ・シャンク（１７）に結合され
   ていることを特徴とする請求項９から１１までのいずれ
   か１項記載の工具アダプタ。 １３、保持体（１８）が、主軸ヘッド端面（１９）にね
   じ固定するための軸方向穴を有していることを特徴とす
   る請求項１から６までと、９から１２までのいずれか１
   項記載の工具アダプタ。 １４、工作機械の主軸（１０）とは反対の側に、搬送ヘ
   ッド用及び（又は）工具ヘッド用のリング状接触面が形
   成され、この接触面にはプラスチック・リング（３６）
   が配置されていることを特徴とする請求項１から１３の
   いずれか１項記載の工具アダプタ。 １５、テーパシャンク（１７）の細い端部を越えて突出
   して頭を備えたチャックロッド（２０）が設けられてお
   り、このチャックロッド（２０）が工具アダプタ内でば
   ね力に抗して軸方向に移動可能であることを特徴とする
   請求項１から１４までのいずれか１項記載の工具アダプ
   タ。