JPH029510A - 工具保持構造 - 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】 （ａ）０発明の技術分野 本発明は、旋削工具、回転工具を保持 し得ろ工具保持構造に係り、特にＮＣ複合加工旋盤にお
けろ工具保持構造に関する。

（ｂｌ　　技術の背景 近時、旋盤等においては、加工の多様化に伴い　バイト
等の旋削工具とミーリングカッタ、ドリル等の回転工具
を共に使用しして複雑な加工を可能ならしめろことが行
われっつある。

（ｃｌ　　従来技術と問題点 従来、回転可能な工具を有する主軸を刃物台に組み込む
場合には、マシニングセンタにおけろ回転工具の主軸へ
の保持の場合と同様に、テーパーシャンクを有するツー
ルヘッドをドローパー等の工具保持機構を用いて主軸側
へ引き込み、更に該引き込まれた状態の工具を主軸及び
工具保持機構と共に回転させろことにより行っていた。

しかし、これでは、工具保持機構を主軸と共に回転させ
る必要があることから、主軸構造が大型、複雑化する不
都合が有った。また、刃物台等により回転工具と旋削工
具を共用する場合には、旋削工具と回転工具を共に装着
することが可能な工具保持構造はなかった。

（ｄ）　　発明の目的 本発明は、前述の欠点を解消すべく、構造が簡単で旋削
工具と回転工具を共に装着することが可能な工具保持構
造を提供することを目的とするものである。

ｆｅｌ　　発明の構成 本発明は、回転工具を装着したツール ヘッドが挿入される、円筒状のヘッド保持手段を有し、
該ヘッド保持手段に対して伝達軸を回転駆動自在に支持
し、該伝達軸の先端に第１の係合手段を、前記ヘッド保
持手段の軸心方向端部に位置する形で設け、またツール
ヘッドはその側面に係合部を形成したストレートシャン
クを有すると共に、一端に工具を固定し得かつ他端に第
２の係合手段を有する主軸を回転自在に支持し、更に前
記ヘッド保持手段の側面に、先端に係合部を有するクラ
ンピング手段をヘッド保持手段に対して突出後退自在に
配設し、該クランピング手段の係合部をストレートシャ
ンクの係合部に係合してツールヘッドを前記ヘッド保持
手段に対して保持し、前記主軸の第２の係合手段を伝達
軸の第１の係合手段に係合して主軸に回転を伝達し得る
ようにして構成されろ。

（ｆ）０発明の実施例 以下、図面に基づき、本発明の実施例 を、具体的に説明する。

第１図は、本発明による工具保持構造 の一実施例が適用される複合加工旋盤の一例を示す側断
面図、 第２図は、本発明による工具保持構造 の一実施例を第１図の複合加工旋盤の工具保持台に適用
した場合の要部を示す正断面図、 第３図は、第１図の旋盤におけろ工具 マガジンの工具装着部分を示す拡大図、第４図は、ツー
ルヘッドのシャンク部 分の拡大図、 第５図は、ツールヘッドとヘッド穴を 示す側断面図、 第６図は旋削工具を保持した状態を示 す正断面図である。

複合加工旋盤１は、第１ｒＩ！Ｊに示すように、ベツド
６０を有しており、ベツド６０上には心神台６１及びキ
ャリッジ４６が、ベツド６０上に第１図紙面に垂直方向
、即ち、第２図矢印Ａ、Ｂ方向に形成されたガイドレー
ル６２を介してＡ、Ｂ方向に移動自在に設けられている
。キャリッジ４６上にはクロススライド６３が、主軸軸
心（２軸）方向であるＡ、Ｂ方向に直角な方向である矢
印Ｅ、Ｆ方向（Ｘ軸方向）に移動自在に支持されており
、クロススライド６３には工具保持台２が設けられてい
る。工具保持台２には円筒状のヘッド穴３と軸穴５が同
−軸心状に穿設されており、がっヘッド穴３と軸穴５の
間で同−軸心状に軸受穴６が穿設されている。そして、
軸穴５の開放端にはベアリング保持部材７が嵌着されて
おり、該保持部材７にはベアリングを介してプーリ軸１
０が回転自在に枢支されている。さらに、該プーリ軸１
０の一端にはスプライン孔１１が形成されており、他端
には従動プーリ１２が固設されている。そして、従動プ
ーリ１２はＶベルト１３を介して駆動ブーリエ５に連結
されてお口、該駆動プーリ１５はモータ１６の出力軸１
６ａに固定□されている。一方、軸受穴６には針状コロ
軸受１７を介して伝達軸１９が回転自在に支持されてお
９、該伝達軸１９は一端にドッグクラッチ爪１９ａを有
していると共に、他端にスプライン１９ｂを有しており
、更に中間部に＃ｌ　１９　ｃが形成されている。また
、ドッグクラッチ爪１９ａはヘッド穴３の第２図右端部
、即ち、ヘッド穴軸心方向端部に突出した形で設けられ
ている。そして、スプライン１９ｂは前記プリ軸１０の
スプライン孔１１に摺動のみ自在に嵌合しており、かつ
ｐ　１９　ｃとベアリング保持部材７との間にはスプリ
ング２０が縮設され、伝達軸１９をヘッド六３方向へ付
勢しており、また鍔１９ｃと軸受穴６個段面との間には
スラストベアリング２１が介在している。

また、ヘッド穴３は第５図に示すよう に、断面が真円の真内部分３ａと該真内部分３ａよりも
外方へ膨出しな三ケ月状の逃げ部分３ｂから形成されて
おり、逃げ部分３ｂと対向したヘッド穴側面位置にはク
ランピングロッド２９が工具保持台２に形成されたシリ
ンダ２５に矢印Ｃ，Ｄ方向に摺動自在に嵌入している。

そして、シリンダ２５にはその両端部分にポート２６．
２７が形成されており、またロッド２９の先端には係合
部を構成するセレーシヨン３０が形成され、かつ他端に
はスプリング受３１が形成されている。また、シリンダ
２５の開放端部には蓋体３２が固設されておし、該蓋体
３２とロッド２９の間にはスプリング３３が縮設され、
該スプリング３３によりロッド２９は常時Ｃ方向へ付勢
されている。

なお、モータ１６は工具保持台２上に 設けられており、工具保持台２及びモータ１６はクロス
スライド６３に固設されたシリンダ４７により、主軸軸
心方向であるＡ１Ｂ方向に一定の範囲で移動し得る。

更に、クロススライド６３上には、第 １図に示すように、チェーン式１具マガジン６５が設け
られており、チェーン式１具マガジン６５には２個のス
プロケット６６．６７が回転駆動自在に設けられている
。スプロケット６６．６７間にはチェーン６９が張設さ
れており、・チェーン６９には、所定のリンク毎に工具
マガジン爪６９ａが複数個設けられている。各工具マガ
ジン爪６９ａには、第３図に示すように、工具４３．４
９を装着したツールヘッド３５．５０が着脱自在に設け
られており、工具４３は、ドリル等の回転工具であり、
工具４９は、バイト等の旋削工具である。また、回転工
具４３の装着されるツールヘッド３５ば、第２図に示す
ように、ボス３６とストレートシャンク３７とで構成さ
れており、該シャンク３７の略々中央部側面には係合部
を構成するセレーシヨン３９が、第４図に示すように、
形成されている。さらに、ツールヘッド３５にはベアリ
ングを介して主軸４２が回転自在に支持されておす、該
主軸４２は先端に回転工具４３が装着され、かっ他端に
ドッグクラッチ爪４５が形成されている。

一方、旋削工具４９の装着されたツー ルヘッド５０も、ストレートシャンク３７を有してお秒
、該シャンク３７の略々中央部には係合部を構成するセ
レーシ盲ン３９が形成されている。

複合加工旋盤１ば、す上のような構成 を有するので、ワークの加工に際しては、シリンダ４７
を駆動して、工具保持台２を矢印Ｂ方向に移動退避させ
る。この状態で、スプロケット６６．６７を回転駆動し
て、チェーン６９中の工具マガジン爪６９ａに装着セッ
トされた工具のうちで、加工に使用すべき工具を工具保
持台２のヘッド穴３に対応した工具削り出し位ＩＸに位
置決めする。工具が割り出し位Ｉ！Ｘに位置決めされ、
工具とヘッド穴３が第２図に示すように整合したところ
で、ボート２６から圧油をシリンダ２５内に供給し、ク
ランピングロッド２９をスプリング３３の弾発力に抗し
て矢印り方向に後退待避させろ。

乙の状態で、シリンダ４７を駆動して 工具保持台２をＡ方向に突出させろと、主軸４２を回転
自在に支持したツールヘッド３５が保持台２のヘッド穴
３に挿入される。

この際、伝達軸１９のドッグクラッチ爪１９ａと主軸４
２のクラッチ爪４５が噛み合うが、両クラッチ爪１９ａ
、４５の突部と突部が当接しても、伝達軸１９がスプリ
ング２０に抗して退入するため、ツールヘッド３５の挿
入に障害になることばなく、かつ、クラッチ爪の突部同
士の係合にあっても、伝達軸１９の回転と同時に両クラ
ッチ爪１９ａ、４５は噛合する。

次に、ポート２６からの圧油の供給を 止め、ボート２７から圧油をシリンダ２５内に供給する
と、ロッド２９はスプリング３３の弾性復原力と相俟っ
て矢印Ｃ方向に突出し、ロッド２９のセレーション３０
がツールヘッド３５のストレートシャンク３７における
セレーション３９と係合する。

この状態で、ロッド２９を更に矢印Ｃ方向に移動すると
、シャンク３７はセレーション３０，３９のくさび作用
により、Ｃ方向へ押圧されると共に、Ｂ方向に移動され
ろ。

そして、シャンク３７のＣ方向への押圧により、シャン
ク３７はヘッド穴３の逃げ部分３ｂと真内部分３ａとの
境界点ＰＫＩ、ＰＫ２と当接し、点ＰＫＩ、ＰＫ２及び
ロッド２９との３個所でヘッド穴３内に確実に保持され
、またシャンク３７がＢ方向へ移動することに基づき、
工具保持台２のヘッド穴３側の端面２ａとツールヘッド
３５のボス部３６の端面３６ａとが所定の接触圧で押圧
され、これによりツールヘッド３５（よヘッド穴３内の
所定位置に正確に装着保持される。

そして、この状態で、モータ１６を回 転させろと、該モータ１６の回転が駆動プーリ１５、■
ベルト１３、従動プーリ１２、プーリ軸１０、伝達軸１
９及びクラッチ爪１９ａ、４５を介して主軸４２に伝え
られ、主軸４２に設けられた回転工具４３を回転し、所
望の回転作業が行える。

なお、この際、ツールヘッド３５は、 チェーン式１具マガジン６５のチェーン６９に装着され
たままで加工が行われるが、割り出し位置又はチェーン
６９がスプロケット６６に巻き掛けられた屈曲部分に設
定されているので、その部分では、チェーン６９が円弧
状に屈曲し、従って、チェーン６９に装着された隣接す
るツールヘッド３５．５０間が他の直線部分よりも大き
く開（形となるので、チェーン式１具マガジン６５に工
具を装着したままで加工を行ってもチェーン６９上の隣
接する工具同士、また、ワークとチェーン６９上の他の
工具とが干渉することはない 作業が終われば、モータ１６の回転を 止め、前記したようにポート２６から圧油をシリンダ２
５内に供給し、クランピングロッド２９を矢印り方向に
後退させ、更に、シリンダ４７により、工具保持台２を
Ｂ方向に退避させろことにより、ツールヘッド３５は工
具４３と共にヘッド穴３から抜き去られろ。

そこで、直らにスプロケット６６．６ ７を駆動させることにより、次の加工に使用する工具を
割り出し位置Ｘに位置決めするが、この際、工具保持台
２は、Ｂ方向に待避した状態にあるので、工具マガジン
６５による工具選択動作は、円滑に行われろ。

なお、上述の実施例は、主軸４２を内 蔵したツールヘッド３５を選択し、工具保持台２に押入
したが、第６図に示すように旋削工具４９を有するツー
ルヘッド５０を選択して挿入して用いてもよいことは勿
論である。

また、工具マガジン６５は、チェーン ６９によって工具４３．４９の装着されたツールヘッド
３５．５０を支持したが、ツールヘッド３５．５０を支
持する手段は、チェーン６９に限らずベルト等、無端状
に形成された巻掛は媒介節であればどのようなものであ
ってもよいことは勿論である。

更に、本発明による工具保持構造は、 刃物台の形式を問わず適用が可能なことは勿論であり、
タレット形刃物台、自動工具交換装置により自動工具交
換が可能な刃物台等各種の刃物台に用いろことが出来る
。

（ｇ）０発明の効果 以上、説明したように、本発明によれ ば、回転工具４３を装着したツールヘッド３５が挿入さ
れる、円筒状のヘッド穴３等のヘッド保持手段を有し、
該ヘッド保持手段に対して伝達軸１９を回転駆動自在に
支持し、該伝達軸１９の先端にクラッチ爪１９ａ、ｔＩ
Ｉ車等の第１の係合手段を、前記ヘッド保持手段の軸心
方向端部に位置する形で設け、またツールヘッド３５は
その側面にセレーション３９等の係合部を形成したスト
レートシャンク３７を有すると共に、一端に工具４３を
固定し得かつ他端にクラッチ爪４５、歯車等の第２の係
合手段を有する主軸４２を回転自在に支持し、更に前記
ヘッド保持手段の側面に、先端にセレーション３０等の
係合部を有するクランビングロ・ノド２９等のクランピ
ング手段を前記ヘッド保持手段に対して突出後退自在に
配設し、該クランピング手段の係合部をストレートシャ
ンク３７の係合部に係合してツールヘッド３５を前記ヘ
ッド保持手段に対して保持し、前記主軸の第２の係合手
段を伝達軸１９の第１の係合手段に係合して主軸に回転
を伝達し得るようにして構成すると、ス：−レートンヤ
シケ３７に主軸４２を内蔵する回転工具を確実に保持す
ると共に１、′Ｓ、主軸に回転力を伝達することが出来
る。

また、クランピング手段がヘッド保 持手段の側面に設けられているので、伝達軸１９をヘッ
ド保持手段の軸心方向端部に設けて、簡単な構成で回転
力をツールヘラ１：３５側に伝達することが可能となる
ばかりか、ヘッド保持手段に対して旋削工具及び回転工
具が共に装着可能となす、極めて汎用性に富む。

また、クランピング手段のヘッド保持 手段に対する駆動方法としては、第２図に示す油圧の他
に、ソレノイドを用いる方法、ボルト等の機械的手段を
用いる方法等、各種の方法が考えられることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による工具保持構造 の一実施例が適用されろ複合加工旋璧の一例を示す側断
面図、 第２図は、本発明による工具保持構造 の一実施例を第１図の複合加工旋笈の工具保持台に適用
した場合の要部を示す正断面図、 第３図（よ、第１図の旋盛における工具マガジンの工具
装着部分を示す拡大図、第４図は、ツールヘッドのンヤ
ンク部 分の拡大図、 第５図は、ツールヘッドとヘッド穴を 示す側断面図、 第６図は旋削工具を保持した状態を示 す正断面図である。 ３　　・ヘッド保持手段（ヘッド穴） １９・・・・伝達軸 １９ａ・・　第１の係合手段 （クラッチ爪） ２９・　・クランピング手段 （クランピングロッド） ３０．３９・・・・・係合Ｍ　（セレーション）３５・
・・・ツールヘッド ３７・・・ストレートシャンク ４２・・・・・・主軸 ４３・・・・・・工具 ４５・・・・第２の係合手段（クラッチ爪）出願人　ヤ
マザキマザック株式会社 代理人　　　弁理士　　相１）伸二 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転工具を装着したツールヘッドが 挿入される、円筒状のヘッド保持手段を有し、 該ヘッド保持手段に対して伝達軸を回転駆動自在に支持
   し、 該伝達軸の先端に第１の係合手段を、 前記ヘッド保持手段の軸心方向端部に位置する形で設け
   、 またツールヘッドはその側面に係合部を形成したストレ
   ートシャンクを有すると共に、 一端に工具を固定し得かつ他端に第２の係合手段を有す
   る主軸を回転自在に支持し、 更に前記ヘッド保持手段の側面に、 先端に係合部を有するクランピング手段をヘッド保持手
   段に対して突出後退自在に配設し、 該クランピング手段の係合部をストレートシャンクの係
   合部に係合してツールヘッドを前記ヘッド保持手段に対
   して保持し、前記主軸の第２の係合手段を伝達軸の第１
   の係合手段に係合して主軸に回転を伝達し得るようにし
   て構成した工具保持構造。