JPH03196940A - 工具ホルダ把持装置 - 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） 本発明は工作機械の工具ホルダ把持装置に係り、とりわ
け工具ホルダの主軸からの抜き出し作業を容易にした工
具ホルダ把持装置に関する。

（従来の技術） 自動工具交換装置を備えた工作機械においては、工作機
械の主軸への工具の交換装着は、工具が固定保持された
工具ホルダを用いて行われている。

工具ホルダは、一般に、工具の固定保持される工具把持
部、工具把持部の後方に連接された截頭円錐状のテーバ
シャンク部およびテーバシャンク部の後端部に固着され
たプルスタッドとから構成されている。プルスタッドは
、その形状、寸法がＪＩＳ（日本工業規格）、ＭＡＳ（
工作機械工業会規格）などにより規格化されている。

工具ホルダは、主軸端部に形成された工具ホルダのテー
パシャンク部が嵌合するテーバ形状の保持穴内に嵌挿さ
れ、さらに、この保持穴に連続して軸方向に形成された
貫通孔内に配設されたコレットにより、プルスタッドを
クランプすることにより、主軸端部に装着される。コレ
ットは、先端部に複数のクランプ用爪部を有し、先端部
の外端が主軸貫通孔の内壁に当接することによりクラン
プ用爪部が縮径し、その内端が工具ホルダのプルスタッ
ドと係合するようになっている。コレットは、主軸貝通
孔内に軸方向移動可能に配設されたドローバーの先端部
に取付けられ、ドローバーを前進移動させると、コレッ
トの先端部外端と主軸貫通孔内壁との係合が解除され、
クランプ用爪部とプルスタッドとの係合が解除される。

従来、コレットのクランプ用爪部にクランプされるプル
スタッドの頭部は、クランプ用爪部との当接面が３０°
あるいは４５°の角度の傾斜面とされていた。このため
、コレットの先端部外端の主軸貫通孔内壁との当接状態
を解除し、工具交換アームの後退移動で、コレットが弾
性変位し、プルスタッドをコレットから抜き出すことが
できた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、クランプ力の向上を図るためには、プル
スタッドの前記傾斜面の角度は、より小さいものの方が
望ましく、第２図に示すような規格のプルスタッドが使
用されはじめている。すなわち、第２図に示すプルスタ
ッド１０は、ＪＩＳＢ６３３９−１９８６規格によるも
のであり、この規格においては、頭部１１に設けられて
いるクランプ用爪部との当接面１１ａの傾斜角θは１５
°とされている。

このような傾斜角θが小さいプルスタッド１０の場合に
は、コレットのクランプ用爪部の拘束を解除し、工具ホ
ルダを軸方向に引張っただけでは、クランプ用爪部とプ
ルスタッド１０の頭部１１との係合が解除されに＜＜、
工具ホルダを主軸から抜き出せないことがある。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
コレットのクランプ用爪部を強制的に拡径移動させ、確
実にクランプ用爪部とプルスタッドとの係合が解除され
る工具ホルダ把持装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、主軸の貫通孔
内に軸方向移動可能に挿入されたドローバーと、ドロー
バーに取付けられ、先端部外端が貫通孔の内壁に当接す
ることにより縮径し、内端が工具ホルダのプルスタッド
と係合する複数個のコレットとを有する工具ホルダ把持
装置であって、ドローバーの外周部には方形断面の凹部
が設けられ、コレットの後端部には、半径内方向に延び
る垂直面と、この垂直面の端部から後方に向けて拡径方
向に傾斜する第１の傾斜面と、第１の傾斜面の後端部に
向けて縮径方向に傾斜する第２の傾斜面とが形成され、
コレットの後端部が、凹部内に垂直面の端部を支点とし
てそれぞれ揺動可能に挿入され、ドローバーの外周部に
はリング状の押付部材が軸方向移動可能に配設され、こ
の押付部材は、押付部材後方側のドローバー外周部に取
付けられたばね部材により、コレット後端部の第２の傾
斜面に対し軸方向に押し付けられていることを特徴とし
ている。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明による工具ホルダ把持装置を示す断面図
である。図において符号２０は工作機械の主軸（スピン
ドル）であり、この主軸２０の先端部には工具ホルダの
テーパシャンク部２１が嵌合するテーバ形状の保持穴２
０ａが設けられている。この主軸２０には、さらに、保
持穴２０ａに連続して軸線方向に貫通孔２０ｂが形成さ
れている。

貫通孔２Ｏｂ内には、ドローバ−２２が軸方向に往復動
可能に配設されている。このドローバ−２２の先端部に
は、主として製作上の都合から、ドローバー２２とは別
部材で構成された中空軸２３が連結されている。ドロー
バ−２２および中空軸２３には、軸方向にクーラント通
路２２ａ。

２３ａが連通して形成されている。

中空軸２３の外周部には、方形断面の凹部２３ｂが形成
されている。この凹部２３ｂは、後述するように、コレ
ットの後端部が挿入されるものであり、コレットの装管
個数に対応する個数形成されている。本実施例では、製
作を容易にするため、円周方向に形成された凹溝とされ
ている。

中空軸２３の先端部には、複数個のコレット２４が円周
方向にそれぞれ独立に配列されて取付けられている。コ
レット２４は、先端部にクランプ用爪部２５が形成され
、後端部に、中空軸２３の凹部２３ｂに挿入される作動
部２６が形成された細長い形状をしている。クランプ用
爪部２５は、工具ホルダのテーパシャンク部２１に連接
されたプルスタッド２７の頭部２７ａをクランプし得る
形状をしており、外端は主軸貫通孔２０ｂの内壁肩部２
０ｃに当接することにより縮径し得るようにされている
。また、主軸貫通孔２０ｂの肩部２０ｃより工具ホルダ
側は、肩部２０ｃより直径の大きい拡径部２０ｄとされ
、この拡径部２０ｄにクランプ用爪部２５が移動した際
、クランプ用爪部２５によるプルスタッド２７のクラン
プ作用が解除されるようになっている。

コレット２４の作動部２６は、半径内方向に延びる垂直
面２６ａと、この垂直面２６ａの端部から後方に向けて
拡径方向に傾斜する第１の傾斜面２６ｂと、第１の傾斜
面２６ｂの後端部に向けて、第１の傾斜面２６ｂとは反
対側の面から縮径方向に傾斜する第２の傾斜面２６ｃと
を有している。

このコレット２４の作動部２６は、中空軸２３の凹部２
３ｂに対し、垂直面２６ａの端部を支点２８として半径
方向に揺動可能に挿入されている。

また、コレット２４と中空軸２３との間には、コレット
２４を円周方向に位置決めするためのピン２９が挿入さ
れている。

中空軸２３のコレット装着部より後方側外周部には、リ
ング状の押付部材３１が軸方向に摺動自在に取付けられ
ている。そして、この押付部材３１の後方の中空軸２３
の外周部にはフランジ部２３ｄが形成され、このフラン
ジ部２３ｄと押付部材３１との間に、押付部材３１をコ
レット２４の作動部２６に押付けるためのスプリング３
２が配設されている。

本実施例による工具ホルダ把持装置は、クーラントを工
具先端部分に供給することができるクーラントスルー型
であるため、中空軸２３内に、クーラント通路３３ａの
形成されたスプール３３が軸方向移動可能に挿入されて
いる。このスプール３３のクーラント通路３３ａの中に
は、クーラントの供給を制御する弁機構が配設されてい
る。本実施例では、クーラント通路３３ａを開閉するボ
ール弁３４およびこのボール弁３４を通路閉状態に押圧
するスプリング３５が配設され、このスプリング３５は
スプール３３の先端部にねじ止めされた止めねじ３６に
より保持されている。止めねじ３６には、クーラント通
路用の貫通孔３６ａが形成されている。また、スプール
３３の先端部にはクーラントシール用のシール部材３７
が装着されている。また、スプール３３の後方のクーラ
ント通路２３ａ内にはスプリング３８が配設され、スプ
ール３３のシール部材３７をプルスタッド２７の頭部端
面に押付は保持し得るようにされている。スプール３３
の飛び出し防止は、中空軸２３の先端部に、半径内方向
に向けて突出する止めねじ３９により行われるようにな
っている。

次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。

工具ホルダを主軸２０に装着する場合には、まずドロー
バ−２２を前進移動させ、コレット２４のクランプ用爪
部２５を主軸２０の拡径部２０ｄに位置させる。クラン
プ用爪部２５の外端と主軸貫通孔２０ｂの肩部２０ｃと
の係合が解除され、コレット２４はクランプ用爪部２５
が半径外方向に移動可能となる。この場合、押付部材３
１がスプリング３２の付勢力によりコレット２４の作動
部２６の第２の傾斜面２６ｃに押し付けられているので
、作動部２６が、支点２８を中心に、第１の傾斜面２６
ｂが四部２Ｂｂ内にさらに入り込む方向に揺動する。こ
れにより、クランプ用爪部２５は強制的に半径外方向に
移動させられ、拡径状態となる。

この状態で工具ホルダのテーパシャンク部２１が主軸２
０の保持穴２Ｏａ内に挿入されると、プルスタッド２７
の頭部２７ａが、コレット２４の内部に入り込む。続い
てドローバー２２を後退移動させ、コレット２４のクラ
ンプ用爪部２５の外端が、主軸貫通孔２０ｂの肩部２０
ｃに当接すると、クランプ用爪部２５が縮径させられ、
プルスタッド２７の頭部が半径方向からクランプされる
。

さらにドローバ−２２を後退移動させると、工具ホルダ
のテーパシャンク部２１が保持穴２０ａにしっかりと係
合して固定されるとともに、プルスタッド２７がコレッ
ト２４を介してドローバ−２２により引張り保持された
状態となる。これにより、工具ホルダが主軸２０に強固
に把持され、所定の加工動作が可能となる（第１図に示
す状態）。

次に、工具ホルダを主軸２０から取り外す場合には、ま
ずドローバ−２２を前進移動させてコレット２４のクラ
ンプ用爪部２５が拡径部２０ｄに位置させる。クランプ
用爪部２５を拡径部２０ｄの位置まで来ると、前述した
ように、クランプ用爪部２５のプルスタッド２７のクラ
ンプ作用が解除され、さらに押付部材３１の押付力によ
り、コレット２４が支点２８を中心に半径方向に強制的
に揺動させられる。これにより、クランプ用爪部２５の
最小内径寸法がプルスタッド２７の頭部２７ａの外径寸
法より大きくなり、プルスタッド２７は、工具ホルダを
工具交換用アーム（図示せず）で把持して引抜くことに
より、コレット２４内から確実に引き出される。

クーラントを工具先端部付近に供給する場合には、クー
ラント通路がプルスタッド２７、テーパシャンク部２１
などに連通して形成されている工具ホルダが用いられる
。クーラント供給源（図示せず）から高圧でクーラント
が供給されると、クーラントはクーラント通路２２　ａ
、　　２３　ａ。

３３ａを通ってボール弁３４を押圧し、スプリング３５
の力に抗してボール弁３４を開放する。これにより、ク
ーラントが、さらに貫通孔３６ａを通って工具ホルダの
所定の箇所まで供給される。

クーラントが供給されない場合は、ボール弁３４により
クーラント通路３３ｇが閉塞されるとともに、シール部
材３７によりシールされているため、クーラントが外部
に漏洩することはない。

このように、本実施例によれば、コレット２４のクラン
プ用爪部２５を、押付部材３１およびスプリング３２に
より強制的に半径外方向に開放するようにしであるので
、プルスタッド２７の頭部２７ａの当接面１１ａ（第２
図参照）の傾斜角が小さいものでも、確実にコレット２
４とプルスタッド２７との係合を解除することができる
。

なお、本実施例では、ドローバ−２２と中空軸２３とを
別部材で構成した例を示したが、これは主として製作上
の都合によるものであり、両者は一体品であってもよく
、また、クーラントスルー型でない場合には、中空軸２
３内に配設されたスプール３３、ボール弁３４などは不
要である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、コレットのクラ
ンプ用爪部を強制的に拡径させることができ、プルスタ
ッドをコレット内から確実に引き抜くことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による工具ホルダ把持装置の一実施例を
示す断面図、第２図は本発明による装置が適用されるプ
ルスタッドの一例を示す外形図である。 ２０・・・主軸、２０ｂ・・・貫通孔、２２・・・ドロ
ーバ、２３ｂ・・・凹部、２４・・・コレット、２６・
・・作動部、２６ａ・・・垂直面、２６ｂ・・・第１の
傾斜面、２６ｃ・・・第２の傾斜面、２７・・・プルス
タッド、２８・・・支点、３１・・・押付部材、３２・
・・スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 主軸の貫通孔内に軸方向移動可能に挿入されたドローバ
   ーと、ドローバーに取付けられ、先端部外端が前記貫通
   孔の内壁に当接することにより縮径し、内端が工具ホル
   ダのプルスタッドと係合する複数個のコレットとを有す
   る工具ホルダ把持装置において、 ドローバーの外周部には方形断面の凹部が設けられ、前
   記コレットの後端部には、半径内方向に延びる垂直面と
   、この垂直面の端部から後方に向けて拡径方向に傾斜す
   る第１の傾斜面と、第１の傾斜面の後端部に向けて縮径
   方向に傾斜する第２の傾斜面とが形成され、コレットの
   後端部が、前記凹部内に前記垂直面の端部を支点として
   それぞれ揺動可能に挿入され、前記ドローバーの外周部
   にはリング状の押付部材が軸方向移動可能に配設され、
   この押付部材は、押付部材後方側のドローバー外周部に
   取付けられたばね部材により、前記コレット後端部の第
   ２の傾斜面に対し軸方向に押し付けられていることを特
   徴とする工具ホルダ把持装置。