JPH031128Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (1) 産業上の技術分野 本考案は工作機械特に小型マシニングセンタの
ツールロツク装置に関する。

(2) 従来の技術 工作機械特に小型マシニングセンタの主軸ヘツ
ドに回転可能に挿嵌軸支された主軸スピンドル
に、ツールを保持したツールホルダを挿着しロツ
クするツールロツク装置は、従来から多種多用な
ものが知られ使用されている。

代表的な公知の工作機械の特にコレツト使用に
よるツールロツク装置は第２図および第３図に示
したものである。第２図イにおいて主軸スピンド
ル１の先端部よりツールホルダ挿着孔２へツール
ホルダ３を挿着し、一方コレツト６内に挿嵌され
ネジ７ａで固着されたドローバ７が主軸スピンド
ル１の後端部から貫通孔４内に挿嵌されている。
而してツールホルダ３の後端部であるプルスタツ
ド５をコレツト６の先端部６ａ内面でロツクおよ
びアンロツクが施されている。

(3) 解決しようとする問題点 ツールホルダ３の後端部であるプリルスタツド
５をコレツト６の先端部６ａでロツクする場合、
プルスタツド５とコレツト６の先端部６ａのロツ
クする部分の形状が、第２図イは傾斜面（本実施
例では45度）および第２図ロは０度を示した例で
ある。また第２図イのコレツト６は自身のスプリ
ング力で常時は拡開するように構成され、第２図
ロのコレツト６は自身のスプリング力で常時は図
のような緊縮位置にあるように構成されている。
第２図イおよびロは夫々主軸スピンドル１の後方
よりコレツト６とドローバ７を組付け組外しする
場合、該コレツト６と該ドローバ７を同時に着脱
可能である。しかしコレツト６の機能上のちがい
による形状の相違から主軸スピンドル１の内径部
の形状が異なつている。すなわち、第２図イでは
コレツト先端部６ａのロツク部の形状が傾斜面
（本実施例では45度）を有するため、ロツク時に
発生する反力のうち、コレツト先端部６ａを拡開
する方向の分力が生じ、このため主軸スピンドル
１の貫通孔４を内壁として開きを規制する必要が
ある。第２図ロではコレツト先端部６ａのロツク
部の形状が０度であつて、上記のような分力は生
じないものの、各構成部の組付け誤差等による偏
差量を加味して、コレツト先端部６ａと主軸スピ
ンドル１の内壁との間に間隙を持たせる必要があ
る。従つて、第２図イと第２図ロにおけるツール
ホルダ３をプルスタツド５のロツク部形状の違い
によつて交換する場合には、夫々主軸スピンドル
１ごと交換しなければならず互換性がない。ま
た、第２図ロのコレツト６とドローバ７および主
軸スピンドル１の内径部の構造を第２図イと同一
にし、コレツト先端部６ａのロツク部の形状のみ
０度として互換性を持たせることも考えられる。
しかしながら、このような構造においては、コレ
ツト６のすり割り部６１（肉厚の薄い部分）にロ
ツク時の引張力で０度の形状から起因する曲げ応
力が発生し、肉厚を薄くすることができない。ま
た、すり割り部６１の肉厚を薄くしても、つけ根
部６２の曲げ応力が大きくなつて破損に至つてし
まう。従つて、ロツク部の形状が０度の場合には
第２図イのような構造は望ましくない。

また、第３図イおよびロは他の従来例であつ
て、主軸スピンドル１内の内径部の形状を同一に
して、プルスタツド５とコレツト６の先端部６ａ
のロツクする部分の形状を、第３図イは傾斜面
（実施例45度）、第３図ロは０度とした例である。
すなわち主軸スピンドル１内の内径部の形状を同
一にして、主軸スピンドル１に互換性を持たした
が、コレツト６とドローバ７を後方から組付け、
組外しする場合、特に組外しで抜く場合、まずコ
レツト６を前方に押出した状態でドローバ７を抜
き、次にコレツト６を抜かなければならず、同時
に抜くことが出来ないのが現状である。

このように、第２図イ，ロの場合には、コレツ
ト６とドローバ７を同時に抜くことは出来るが、
主軸スピンドル１自体を交換しなければならず、
また第３図イ，ロの場合には、主軸スピンドル１
を交換しないように互換性を持たしたが、コレツ
ト６とドローバ７を同時にに抜くことが出来ず一
長一短がある。

従つて、従来のツールロツク装置は組付け、組
外しの作業に人手により労力を要し非常に面倒で
あるという問題があつた。

(4) 目的 本考案の目的は、上記の事情に監み、問題を解
決するために提案されたものであつて、主軸スピ
ンドルを交換せず互換性を持たせ、かつコレツト
およびドローバを主軸スピンドルの後方から同時
に抜けるようにして、組付け、組外しを容易にし
た工作機械のツールロツク装置を提供することに
ある。

(5) 問題点を解決するための手段と作用 本考案はツールホルダを主軸スピンドル内でロ
ツクおよびアンロツクせしめる工作機械のツール
ロツク装置の改良である。

すなわち、主軸スピンドルの内径部に貫通孔よ
り傾斜部を有する径大な第１の内壁部と該第１の
内壁部より傾斜部を有する径大な第２の内壁部を
設ける。而して主軸スピンドルの内壁部にコレツ
トを挿嵌し、角度（傾斜面）があつて分力を作用
せしめるコレツト使用の場合、ロツク時にコレツ
ト先端部の外周部が第１の内壁部、アンロツク時
にコレツト先端部の外周部が第２の内壁部内で拡
開し、主軸スピンドル後方から組外しする場合、
コレツト先端部が緊縮し、貫通孔より摺動可能と
なすようにドローバの先端を傾斜部となしてい
る。また、角度が０度で分力を作用せしめないコ
レツト使用の場合、ロツク時にコレツト先端部の
外周部が貫通孔の内壁と間隙を有し、アンロツク
時にコレツト先端部の外周部が第１の内壁部内で
拡開されるように構成されている。このように、
主軸スピンドルの内壁部に第１の内壁部と第２の
内壁部を設けると共に、コレツトの構造を角度が
０度とそれ以上の場合に分けて主軸スピンドルの
貫通孔に主軸スピンドルの後方から挿嵌せしめ
て、ツールホルダのプルスタツドをコレツトの先
端でロツクおよびアンロツクするために、コレツ
トとドローバを主軸スピンドルの軸方向に摺動せ
しめる。その結果主軸スピンドルの内壁部構造を
同一形状でもつて、組付け、組外しする場合、主
軸スピンドルの後方からコレツトとドローバを同
時に抜き差しできるのである。

(6) 実施例 以下本考案の一実施様態を図面に基ずいて詳細
に説明する。

第１図イ，ロは本考案のツールロツク装置を実
す実施例の正面断面図である。第１図イとロにお
いて、主軸スピンドルの内壁部形状を同一にして
互換性をもたせるようにしてある。

第１図イにおいて、主軸スピンドル１の先端部
に穿設したツールホルダ挿着孔２内にツールホル
ダ３を挿着する。主軸スピンドル１内に穿設した
貫通孔４内に主軸スピンドル１の後方よりコレツ
ト６内に挿嵌し、ネジ７ｄで固着されたドローバ
７を挿嵌させる。該ドローバ７の後軸７ａと主軸
スピンドル１との間には複数の皿バネ８を挿入し
常時は後方へ引つ張り状態にある。

主軸スピンドル１の貫通孔４内で、挿嵌されて
いるコレツト６の後方部以降を該貫通孔４よりや
や径大な貫通孔４ａとし、貫通孔４と貫通孔４ａ
の段差部Ａでドローバ７を主軸スピンドル１の後
方より図略の油圧シリンダにより矢印１の如く前
方へ押し付けることによりドローバ７と共にコレ
ツト６が前方へ摺動し、コレツト６の後端部６ｃ
が段差部Ａに当接し、それ以上の摺動を規制して
いる。すなわち距離ｌがコレツト６のストローク
である。

ツールホルダ３の後端部にはプルスタツド５が
固着され、、コレツト６でロツクされる傾斜部５
ａと、コレツト６の先端部６ａの下アゴ部分の傾
斜部６ｂが夫々45度をなしている。ツールホルダ
３のプルスタツド５とコレツト６の先端部６ａと
でロツクおよびアンロツクさせる為に主軸スピン
ドル１内壁部の先方に、貫通孔４の径よりやゝ大
なる傾斜部を有する第１の内壁部４ｂおよび該第
１の内壁部４ｂより径大な傾斜部を有する第２の
内壁部４ｃを設ける。第１の内壁部４ｂの径はコ
レツト６を前方へ摺動せしめて、コレツト６の先
端部６ａがコレツト自身のスプリング力で開き、
プルスタツド５が主軸スピンドル１の先端部より
抜けるに充分な最小径であればよい。第１の内壁
部４ｂと第２の内壁部４ｃとの境目である傾斜部
Ｂの傾斜角はコレツト６の先端部６ａの肩部Ｃの
傾斜角に、ほぼ同角とし、コレツト６の肩部Ｃが
前方へ摺動しアンロツク状態になつた時にコレツ
ト６が拡開しやすいようになつている。

第１の内壁部４ｂの径は貫通孔４と第２の内壁
部４ｃの径のほぼ中間をなし、後述する０度用コ
レツトの先端部がアンロツク状態で、ツールホル
ダ３のプルスタツド５が前方より抜けるためにフ
リーにするに充分な最小径としている。貫通孔４
と第１の内壁部４ｂの境目である傾斜部Ｄの傾斜
角は後述する０度用コレツトの肩部Ｅがアンロツ
ク時に拡開しやすいような傾斜角となつている。

また、本考案の主要部の１つであるドローバ７
の先端部７ｂは最先端部に向けて傾斜しており、
その傾斜角および傾斜長さはドローバ７とコレツ
ト６を主軸スピンドル１の後方から抜く時に、コ
レツト６の先端部６ａが緊縮して貫通孔４内を摺
動できるように設けてある。

従つて、本考案はいずれのツールホルダ例えば
45度、０度でも使用できるように、主軸スピンド
ル１内の貫通孔を同一形状にし、かつ主軸スピン
ドル１の後方よりドローバ７とコレツト６を同時
に抜くようにしたものである。

次に第１図イにおける本考案例の動作について
説明する。

(a) 主軸スピンドル１の貫通孔４内に、ネジ７ｄ
で固着されたコレツト６とドローバ７を組付け
る場合、ナツト９を取外した状態で主軸スピン
ドル１の後方より挿嵌する。

(b) 図略の油圧シリンダにより、図中矢印１方向
にドローバ７を前方へ押し付けて、コレツト６
の後端部６ｃを貫通孔４と貫通孔４ａとの段差
部Ａに突当てる。

この時、コレツト６の先端部６ａはコレツト
６自身のスプリング力により拡開して第２の内
壁部４ｃ内で拡がり状態を推持する。

(c) ツールホルダ３を主軸スピンドル１の前方よ
りツールホルダ挿着孔２内へ挿着する。

(d) ロツクする際にはドローバ７の後軸７ａに設
けられた皿バネ８の付勢力により、ドローバ７
を後方へ引つ張ることによりコレツト６も同時
に後方へ引つ張られて、コレツト６の先端部６
ａが緊縮しながら第１の内壁部４ｂに沿つて摺
動し、コレツトの先端部６ａの下アゴ部の傾斜
部６ｂがプルスタツド５の傾斜部５ａに当つて
ロツクされる。

(e) アンロツクする際には、図略の油圧シリンダ
でドローバ７を矢印１の如く前方へ押し付ける
ことにより、上記(b)の状態としドローバ７の先
端部７ｂ端面がプルスタツド５の後端面に当接
しツールホルダ３を前方へ抜けるようにアンロ
ツクされる。

(f) 主軸スピンドル１からドローバ７とコレツト
６を交換する場合はアンロツクの状態でツール
ホルダ３を主軸スピンドル１の前方から抜き交
換し、さらに油圧シリンダ（図略）を取り外し
た後ドローバ７とコレツト６を主軸スピンドル
１の後方から同時に引つ張ると、コレツトの先
端部が緊縮してドローバ７の先端部７ｂの傾斜
部に密着し、コレツト先端部の外周部が貫通孔
４の壁に嵌入して摺動することによつてドロー
バ７とコレツト６が同時に抜けるのである。

第１図ロは、ロツクする部分の形状が０度の場
合で、第１図イとほとんど構造並びに形状は同一
である。

相違する点はドローバ７の先端部形状と、コレ
ツト６の先端部形状が異なつている。

また、コレツト６は自身で拡開するスプリング
力を有していない。従つて、拡開してアンロツク
状態とする場合はドローバ７の先端部７ｂに、コ
レツト６が主軸スピンドル１の前方へ押し出され
た際に、傾斜部７ｃがコレツト６の傾斜面６ｄを
押圧することによつて、第１の内壁部４ｂ内でコ
レツト６の先端部６ａが拡開する。この状態でツ
ールホルダ３を主軸スピンドル１の前方から簡単
に引き抜くことが出来る。またアンロツク時の固
定位置は段差部Ａにコレツト６の肩部Ｃが突当る
ことにより規制される。

次に動作の説明をする。

(イ) コレツト６とドローバ７を主軸スピンドル１
の貫通孔４に組付ける場合は主軸スピンドル１
の貫通孔４内に、コレツト６とドローバ７を嵌
着せしめた状態で主軸スピンドル１の後方より
挿嵌する。

(ロ) 図略の油圧シリンダにより、ドローバ７を前
方へ押し付けて、コレツト６の後端部６ｃを貫
通孔４と貫通孔４ａの段差部Ａに突当たるまで
移動させる。

この時、ドローバ７の先端部７ｂは、コレツ
ト６の傾斜面６ｄにドローバ７の傾斜部６ｄが
押圧し、コレツト先端部の外周部が第１の内壁
部４ｂ内で拡開し、コレツト６の先端部６ａの
最先端部分はプルスタツト５が嵌入可能な状態
となる。

(ハ) ツールホルダ３を主軸スピンドル１の前方よ
りツールホルダ挿着孔２内へ挿着する。

(ニ) ドローバ７の後軸７ａに設けられた皿バネ８
の付勢力によつて、ドローバ７が後方へ引つ張
られることによりコレツト６も続いて後方へ引
張られて、コレツト６の先端部６ａの外周が貫
通孔４の内壁に沿つて間隙を有して摺動し、コ
レツトの先端部６ａの下アゴ部６ｅがプルスタ
ツド５の肩部５ａに当つてロツクされる。

(ホ) アンロツクする際には、図略の油圧シリンダ
でドローバ７を矢印の如く前方へ押し付ける
ことにより上記ロの状態となりドローバ７の先
端部７ｂの端面がプルスタツト５の後部端面に
当接し、ツールホルダ３が前方へ抜けるように
アンロツクされる。

(ヘ) コレツト６とドローバ７を主軸スピンドル１
の貫通孔４から組外す場合は、ツールホルダ３
を主軸スピンドル１の前方から抜き、さらに油
圧シリンダ（図略）を取外した後ドローバ７と
コレツト６を主軸スピンドル１の後方から引つ
張ることによつてコレツト先端部６ａの外周部
が貫通孔４の壁を摺動して、ドローバ７とコレ
ツト６が同時に抜ける。

(7) 効 果 本考案のツールロツク装置は、主軸スピンドル
の内径部形状を同一にし且つ、コレツトとローバ
の形状を改良することにより、主軸スピンドルを
交換せずに、組付け、組外しする際主軸スピンド
ルの後方からドローバとコレツトを同時に抜き差
し出来るようにしたので、組付け、組外し作業が
容易となる。

さらに組付け、組外しの作業時間も大巾に短縮
されることから作業能率も一段と向上する。ま
た、主軸スピンドルを交換せずに多種のツールホ
ルダに対応することができるので、一層汎用化さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図のイ，ロは本考案のツールロツク装置を
示す主軸スピンドル内の断面正面図である。第２
図のイ，ロは従来のツールロツク装置を示す主軸
スピンドル内の断面正面図である。第３図のイ，
ロは他の従来例のツールロツク装置を示す主軸ス
ピンドル内の断面正面図である。 １……主軸スピンドル、３……ツールホルダ、
４，４ａ……貫通孔、４ｂ……第１の内壁部、４
ｃ……第２の内壁部、５……プルスタツド、５ａ
……傾斜部、６……コレツト、６ａ……コレツト
先端部、６ｂ……コレツト傾斜部、６ｃ……コレ
ツト後端部、６ｄ……コレツト傾斜面、６ｅ……
コレツト先端部の下アゴ部、７……ドローバ、７
ａ……ドローバの軸、７ｂ……ドローバ先端部、
７ｃ……傾斜部、８……皿バネ、Ａ……段差部、
Ｂ，Ｄ……傾斜部、Ｃ，Ｅ……コレツトの肩部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ツールホルダを主軸スピンドル内でロツクおよ
   びアンロツクせしめる工作機械のツールロツク装
   置であつて、主軸スピンドルの内径部に貫通孔よ
   り径大な第１の内壁部と、該第１の内壁部より径
   大な第２の内壁部を設け、角度があつて分力を作
   用せしめるコレツト使用の場合、ロツク時にコレ
   ツト先端部の外周部が第１の内壁部で緊縮し、ア
   ンロツク時にコレツト先端部の外周部が第２の内
   壁部で拡開し、コレツトが貫通孔より摺動可能と
   なすようにドローバの先端を傾斜部となすと共
   に、また傾斜角を有せず分力を作用せしめないコ
   レツト使用の場合、ロツク時にコレツト先端部の
   外周部が貫通孔の壁内に間隙を有して位置し、ア
   ンロツク時にドローバによりコレツト先端部の外
   周部が第１の内壁部で拡開するように構成され、
   組付け、組外しの際主軸スピンドルの後方からコ
   レツトとドローバが同時に抜き差し出来るように
   したことを特徴とする工作機械のツールロツク装
   置。