JPH02274448A - 工具ホルダー把持具 - 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〕 本発明はマシニングセンター等、工具マガジンを装備す
る工作機械の工具ホルダー把持具に関する。

〔従来技術〕

工作機械の工具マガジン側と、機械主軸側との間で、工
具交換アームを介することなく工具の取り付は右よび収
納を行う自動工具交換装置において、工具ホルダー把持
具は、通常左右一対のグリップと、このグリップを作動
させるのに必要な支点孔右よびスプリングから構成され
ている。グリップは把持される工具ホルダーのフランジ
部の形状に対応した半円弧状の嵌入部が設けてあり、さ
らに工具ホルダーの回転揺動を防止するために通常一対
のグリップ間にキーと呼ばれる係止具が設けられる。支
点孔には支持ピンを通し、支持ピンはグリップが作動可
能な状態にマガジンベースに°連結され、グ号ツブは支
持ピンを軸として旋回するようになっており、グリップ
間に介在されたスプリングはその旋回の程度を規制する
とともに把持部の把持する力を付与している。

従来の工具ホルダー把持具を構成するグリップ等は、鋼
材あるいは鋳鉄等の金属材料で製作されており、工具ホ
ルダーのフランジ部の表面硬度は通常、ＨＲＣ５８−６
８の高硬度であるが、グリップの工具ホルダー嵌入部の
表面硬度は、工具ホルダ−７ランジ部の表面硬度に比べ
低くされ、通常、）ＩＲＣ５０−５５にされている。一
般に金属材料により加工された把持具はグリップの工具
ホルダー嵌入部ふよび支点孔周辺の表面硬度を上げるた
めに、グリップ形状に加工後、熱処理が行われるが、こ
の熱処理による歪を除く処理が必要であり製作工程が煩
雑で、しかも部品単価が高価なものとなっている。また
、工具ホルダー把持具が工具ホルダーを把持または離脱
するとき、グリップの工具ホルダー嵌入部と工具ホルダ
ーフランジ当接部との間で常に滑り抵抗が発生するので
潤滑剤を施してあく必要がある。

また、グリップに設けられた支点孔と支点ピンとの当接
面においても、工具ホルダーの把持及び離脱の際に滑り
抵抗が発生するので、表面硬度に差をつけると共に潤滑
油が注入される。

〔発明で解決しようとする課題〕

本発明は、工具ホルダー把持具にふいてグリップの工具
ホルダー嵌入部および支点孔の当接面の摩擦抵抗を減少
させ、支点部には潤滑油を注入することなく使用するこ
とが可能であり、強度的にもすぐれた工具ホルダー把持
具を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は、工具ホルダー把持具を構成するグリップに
おいて工具ホルダーの嵌入部および支点孔の当接面の摩
擦抵抗を減少させ、支点部には潤滑油を注入することな
く使用することが可能で、かつ、その製作工程を簡略化
した経済的に優れた工具ホルダー把持具を製作すべく鋭
意研究した結果、工具ホルダー把持具を構成するグリッ
プを炭素繊維強化合成樹脂複合成形材料を用いて加熱圧
縮成形等により成形加工することにより所期の目的が達
成されることを見出した。

すなわち、本発明は炭素繊維強化樹脂複合成形材料を成
形加工してなる工具ホルダー把持具に関する。

本発明の工具ホルダー把持具は、グリップにおける工具
ホルダーの嵌入部および支点孔の当接面の摩擦抵抗が減
少し、支点部には潤滑油の注入を必要とすることなく使
用することが可能である。

本発明に使用される炭素繊維強化合成樹脂複合成形材料
は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂に炭素繊維（チョ
ツプドストランド）を、さらに必要に応じてその他の添
加剤を配合、混練りしたもので、一般には粒状化して使
用される。

本発明の炭素繊維強化合成樹脂複合成型材料に使用され
る炭素繊維は、ＰＡＮ系、ピッチ系のいづれでも良いが
使用する合成樹脂に適した処理を施したものを用いるこ
とが必要である。また、繊維長は一般には通常３〜６ｍ
ｍ前後のものが使用される。製品の強度を考慮した場合
繊維長は長い程有利であるが、グリップの形状と寸法に
より適宜選択される。また、本発明に使用される炭素繊
維強化合成樹脂複合成形材料の成分の一つである合成樹
脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいづれも使用し得
るが、製品は相当な剛性を有することが必要であるため
、熱硬化性樹脂ではフェノール樹脂、ポリエステル樹脂
などが好適であり、熱可塑性樹脂では耐油性の良好な低
収縮性エンジニャリング・プラスティクス、たとえばポ
リアミド系樹脂、ボリフニレンエーテル樹脂などが好ま
しい。

本発明に使用される炭素繊維強化合成樹脂複合成形材料
はさらにグラファイトを少量添加することにより摺動特
性を向上させることができる。

また、炭素繊維強化合成樹脂複合成形材料には所望に応
じて離型剤、着色剤等を配合することができる。

次に添付図面を参照して本発明の工具ホルダー把持具お
よびその使用態様を具体的に説明する。

第１図（ａ）は本発明の工具ホルダー把持具の構成を示
し、（ｂ）は第１図（ａ）の右側面図を示す。また、（
Ｃ）は工具ホルダーの主構成を示す。

第２図（ａ）は工具ホルダーが把持具に把持されている
状態を示す図であり、（ｂ）は第２図（ａ）のＡ−Ａ”
断面図を示す。

第３図は工具ホルダーを把持具が把持する状態を段階的
に示す図であり、（ａ）は工具ホルダーを把持具が把持
する前の段階、（ｂ）は工具ホ。ルダーを把持具が把持
しつつある段階および（ｃ）は工具ホルダーを把持具が
把持した状態をそれぞれ示す。

図面において、１はグリップ、２は工具ホルダーの嵌入
部、３は支点孔、４はスプリング、５は工具ホルダー　
６は工具ホルダーフランジ部、７は支持ピン、８はマガ
ジンベース、９は工具ホルダーの回転揺動を防止するた
めに一対のグリップ間に設けられた係止具（キーと呼ば
れる）をそれぞれ表す。

第４図は本発明の実施態様例を示すもので、マガジンベ
ースに６個の工具ホルダー把持具を取付けた工具マガジ
ンの一例を示す。本図において、本発明に係る工具ホル
ダー把持具を構成する一対のグリップ１０間に係止具９
を配し、スプリング４を介在させて各グリップに設けら
れた支点孔３を介して支持ピン７によりマガジンベース
８に工具ホルダー把持具が作動可能に固定されている状
態を示すものである。

工具マガジンは、工具ホルダーを機械主軸側との間で、
工具の取り付けおよび収納にり際して工具ホルダーを把
持または離脱すべく旋回する構造になっている。

第３図に工具ホルダー５を把持具が把持する状態を段階
を追って示した。第３図（ｂ）において把持具のグリッ
プ１の嵌入部２に工具ホルダー５のフランジ部６の溝が
接触した状態で把持される。

このときグリップはスプリング４により工具ホルダーを
把持する力が付与されているので一対のグリップ１は支
持ピン７を回転軸としてスプリング４を圧縮しながら工
具ホルダーを嵌入部に受容し把持する。工具マガジンは
機械主軸側で作業を終了した工具ホルダーを受容した後
、旋回し把持している所望の工具ホルダーを機械主軸側
に搬送する。

この一連の動作において、本発明における工具ホルダー
把持具を構成するグリップは炭素繊維強化合成樹脂複合
材料の成形品であるので摺動性にすぐれており、グリッ
プの工具ホルダーの嵌入部での工具ホルダーフランジ部
との摩擦係数が小さく自己潤滑性があり嵌入部に潤滑剤
を施さなくとも支障なく工具ホルダーを把持あるいは離
脱することができる。また、工具ホルダーの把持あるい
は離脱は支持ピン７を回転軸としてスプリング４を圧縮
しながら行われる。このとき支持ピン７と支点孔３との
当接部で大きな摩擦が生ずるが、この場合もグリップ自
体が炭素繊維強化合成樹脂複合材料の成形品であるので
摺動性があり、潤滑油などを注入しなくとも支点孔が摩
耗したり、カジリ現象を生ずることがない。なお、一対
のグリップの間に設けられた係止具９は把持具が工具ホ
ルダーを把持している際に、工具ホルダーが嵌入部内で
回転揺動しないように位置決めするための治具である。

次に、本発明の工具ホルダー把持具の性能につきその一
例を挙げ説明する。

３ＬＩＩＩＩｌ長のピッチ系炭素繊維１１．８０ｋｇ、
フェノール樹脂１０．４５ｋｇ１グラファイト４．０２
ｋｇ、および離型剤としてのステアリン酸マグネシウム
０．５４ｋｇを混練りし、粒状化して炭素繊維強化合成
樹脂複合成形材料を調整した。

この成形材料を、所定の全形を用いて加熱圧縮成形して
、本発明の把持具を構成するグリップの成形品及び試験
片を得た。

この成形品及び試験片について性能評価したところ次の
ような性能と効果が確認できた。

即ち、ラジアルジャーナル軸受は試験法で測定した摩擦
係数は１　ｘ　１０−”　（ａｏ／ｋｇ−ｆ／ｃｍ’　
−ｍ／ｍ１ｎ−Ｈ）であり、自己潤滑性を有していた。

また、ＪＩＳ−に−６９１１の試験法に準じて行った強
度試験において、曲げ強さは、１１〜１３ｋｇ−ｆ／ｍ
ｍ’、シャルピー衝撃強さは、７ｋｇ−ｆ・ａｎ　／　
ｃｍ　２であった。

したがってこのグリップ成形品は実際の使用に耐える強
度を有しており、また、グリップの支点孔の部分に注油
することなく使用することができ、従来の鋼材製グリッ
プを使用する時のような定期給油等は不必要になり、カ
ジリ現象による摺動不能のような異常は発生しなく、グ
リップの嵌入部においても潤滑剤を施すことなく工具ホ
ルダーの把持及び離脱が容易であった。

更に、摩耗は従来の鋼材と比べて１０分の１以下であり
長期使用に耐えることも判明した。

〔発明の効果〕

本発明の工具ホルダー把持具を構成するグリップ等の部
品は炭素繊維強化合成樹脂複合材料により成形されるの
で、その支点孔は勿論、グリップの工具ホルダー嵌入部
も一体成形でき、しかも強゛度に優れているとともに摺
動性、耐摩耗性に優れており従来の鋼材製のように使用
に際して注油等の必要性がない。また、鋼材製グリップ
の場合のような成型後の熱処理並びに熱歪除去のような
後処理工程は不必要であり工業的に極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は把持具の構成を示し、（ｂ）は第１図（
ａ）の右側面図を示し、（ｃ）は工具ホルダーの主構成
を示す。 第２図（ａ）は工具ホルダーが把持具に把持されている
状態を示し、（ｂ）は第２図（ａ）のＡ−Ａ’断面図を
示す。 第３図は工具ホルダーを把持具が把持する状態を段階、
的に示す図であり、（ａ）は工具ホルダーを把持具が把
持する前の状態を示し、（ｂ）は工具ホルダーを把持具
が把持しつつある状態であり、（Ｃ）は工具ホルダーを
把持具が把持した状態を示す。 第４図は本発明の実施態様例を示すもので、マガジンベ
ースに工具ホルダー把持具を取付けた工具マガジンの一
例を示す。 １・・−グリップ、　　２・・−・工具ホルダー嵌入部
。 ３・・・・支点孔、　　４・・・・スプリング、　　５
・・・・工具ホルダー　　６・−・フランジ部、　　７
・・・・支持ビン。 ８・−マガジンベース、　　９・・−係止具特許出願人
　不動化学工業株式会社 代理人（９０７０）　　弁理士　小堀貞文！／／！？

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭素繊維強化樹脂複合成型材料からなる工具ホルダーの
   把持具