JPH03202254A - 工具保持筒の支持構造 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、切削中に生じる工具の過負荷トルクを検出
し、工具切損予知を行う工具ホルダに関する。

従来の技術 類似の技術が、特公昭５４−６１０２号に開示しである
。これによれば、回転する筒体に、深溝玉軸受を介して
スピンドルを円周方向に所定の遊びを持って支承し、筒
体とスピンドル間をトルク伝達用のばねを介して連結し
、スピンドル先端の工具（例えばドリル）により過負荷
トルクが生じると、筒体に対しスピンドルが回転遅れを
生じ、これを作動棒の軸方向移動として取出すようにし
である。

発明が解決しようとする課題 上記のような技術では、ばねによる伝達設定トルクに対
する、軸受の摩擦トルクの割合を必要最小限にすること
が、特に極細径のドリルの切損予知のために必要である
。軸受にかかる予圧は、摩擦トルクに大きく影響するの
で、前述の深溝玉軸受を嵌込む筒体及び軸受に支持され
るスピンドルの加工精度を極めて高精度にして適正な予
圧を付与せねばならず、製作が容易でない。

課題を解決するための手段 この発明は、前記問題点を解決することを目的とし、テ
ーバシャンクを備えたホルダ軸先端部と、ホルダ軸に遊
嵌したスリーブの後端部を夫々円錐面に形成し、これら
の円錐面をピボット玉軸受で支承して、このピボット玉
軸受を工具保持筒に嵌着し、ホルダ軸とスリーブとの間
に予圧付与のためのスプリングを介装したことを特徴と
する。

作用 スプリングにより、２つの円錐面が夫々離れる方向へカ
を受け、これによってピボット玉軸受に予圧が付与され
るので、スプリング力で予圧調整ができる。従って、摩
擦トルクを必要最小にする予圧をピボット玉軸受に容易
に付与でき、その結果、微小な過負荷トルクを正確に検
出できる。

実施例 第１図に示すように、ホルダ軸１はテーパシャンク２と
把持部３及び把持部３から前方へ突設した中間軸部４と
支持軸部５から成る。支持軸部５の先端部は円錐面６に
形成されると共に、支持軸部５にはスリーブ７が遊嵌さ
れ、このスリーブ７の後端部が円錐面８に形成しである
。これらの円錐面６．８を支承する大小のピボット玉軸
受９．１０が工具保持筒２０の支承筒２１に嵌着しであ
る。前記支持軸部５に軸方向前方へ移動不能に装着され
たカラー１１とスリーブ７の鍔部７ａとの間にスプリン
グ１２が介装され、このスプリング１２のばね力で、２
つの円錐面６．８を介してピボット玉軸受９．１０に予
圧が付与される。このばね力はピボット玉軸受９．１０
による摩擦トルクを必要最小とする予圧となるように設
定されている。

ホルダ軸１の中間軸部４には、第２図に示すように菱形
の係止面１５が形成され、また前記支承筒２１と共に工
具保持筒２０を構成する検出筒２２内には、前記菱形の
係止面１５の対辺が嵌る係止孔１６が形成され、この係
止孔１６に前記係止面１５が嵌合しである。係止孔１６
と係止面１５は円周方向に所定の遊び（第２図の角度θ
）を有し、これによって工具保持筒２０がホルダ軸１に
対し所定角度（θ）回動可能としである。このように工
具保持筒２０の内側でホルダ軸１に対する回動角度の規
制が行われているので、切くず等が係止面１５と係止孔
１６間に入り込むことはなく。

所定角度θの回動が長期にわたって確実である。

中間軸部４には、更にトルク調整リング２５が軸方向及
び円周方向に移動自在に遊嵌しである。

トルク調整リング２５にはトルク伝達用のねじりコイル
ばね２６の一端が接続され、ばね他端は検出筒２２に連
結しである。トルク調整リング２５の後端部はホルダ軸
１の把持部３に削設したリング溝３ａに嵌入している。

トルク調整リング２５には、第４図に示すように所定角
度毎に多数の係−正大２７が穿設され、ホルダ軸１の把
持部３前面に植設した係止ビン２８と前記係止穴２７と
により、トルク調整リング２５をホルダ軸１と係脱自在
とする係止手段２９が構成される。従って、係止ピン２
８と係止穴２７の係止を解除し、トルク調整リング２５
を回動させて再び係止させれば、ねじりコイルばね２６
のねじり強さが細かく調整できる。

把持部３外周には、第４図に示すように９０度毎に切欠
部３１が削設されて、その間が基準検出子３２に形成し
である。これらの基準検出子３２と対応する断面り字状
の変位検出子３３が、前記検出筒２２の外周に突設して
あり、変位検出子３３の間は切欠部３４としである。基
準検出子３２と変位検出子３３の円周方向長さは同一で
あって。

その外径も同一にしであるが、前記ねじりコイルばね２
６のねじり力でホルダ軸１の菱形係止面１５の一組の対
辺が工具保持筒２０の係止孔１６と当接している時に、
第３．４図のように、前記角度θだけ検出子３２．３３
間に円周方向の位相ずれがあるようにしである。工具保
持筒２０先端には、ドリル２３を保持するコレットチャ
ック２４が一体装着しである。

次に主軸ヘッド４０からはブラケット４１が立上げられ
、このブラケット４１には前記基準及び変位検出子３２
．３３を検出してＯＮ信号を出力し、切欠部３１．３４
でＯＦＦ信号を出力する近接スイッチ４２．４３が装着
しである。近接スイッチ４２．４３の信号はノット素子
４４を介してアンド素子４５へ入力され、ＮＣ装置４６
へ伝達されるようにしである、４７は主軸ヘッド４０に
回動自在に支承された主軸である。

このような工具ホルダは、主軸４７に装着されて回転さ
れる。ホルダ軸１の回転は、トルク調整リング２５、ね
じりコイルばね２６を介して工具保持筒２０へ伝達され
、ドリル２３を回転させ、切削を行う。ねじりコイルば
ね２６でドリル２３に応じた許容トルクが設定されてお
り、この許容トルクを超えない正常な加工の場合、基準
検出子３２と変位検出子３３は角度θの位相ずれを保っ
て回転する。そのため近接スイッチ４２．４３からの信
号Ａ、Ｂが同時にＯＦＦとなることはなく、過負荷信号
Ｃは出力されない（第５図）。ドリル２３が摩耗してく
ると切削トルクがねじりコイルばね２６で設定された許
容トルクを超え、ホルダ軸１がねじりコイルばね２６の
ねじり強さに抗して工具保持筒２０に対し角度θだけ回
転する。この時、ピボット玉軸受９．１０に、スプリン
グ１２で与えられている予圧は必要最小のものであるの
で、玉軸受９．１０による摩擦抵抗は小さく、許容トル
クを僅かに超えた切削トルクがドリル２３に生じても、
ホルダ軸ｌが工具保持筒２０に対し回転できる。これに
よって、第２図で係止孔１６と当接していなかった側の
菱形係止面１５の対辺が係止孔１６と当接する。この状
態では、基準、変位検出子３２．３３の位相ずれがなく
なり、切欠部３１．３４も全く位相ずれがなくなる。従
って、近接スイッチ４２．４３からはＯＮ信号又はＯＦ
Ｆ信号が同時に出力されるが、ＯＦＦ信号が同時に出力
された時に、ノット素子４４で反転され、アンド素子４
５へ入力されるので、アンド素子４５からは過負荷信号
ＣがＮＣ装置４６へ出力される。ＮＣ装置４６はこの過
負荷信号Ｃにより主軸４７をステップバックさせ、ある
いは、過負荷信号Ｃの入力回数を計数してドリル２３の
寿命を判断し、切損前に同一工具との工具交換を指令す
る。このようにホルダ側でドリル径に応じた許容トルク
が設定しであるので、過負荷信号Ｃが出力された時は、
許容トルクを超えた時であり、従来のようにトルク値を
演算推定し、正常値と比較する必要がない。

発明の効果 以上のようにこの発明の装置によれば、ホルダ軸に工具
保持筒をピボット玉軸受を介して支承し、ピボット玉軸
受間に配置したスプリングとスリーブによってピボット
玉軸受に予圧を与えるようにしたので、スプリングのば
ね強さによって軸受の摩擦トルクを必要最小とする予圧
をピボット玉軸受に容易に付与できる。これにより、ピ
ボット玉軸受の摩擦トルクを必要最小にでき、工具保持
筒先端のドリルが極細径のものであって、微少な過負荷
トルクが生じた場合でも、これをホルダ軸に対する工具
保持筒の回転遅れとして正確に取出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る工具ホルダ断面図、第２図は第
１図の■−■断面図、第３図は第１図のｍ−ｍ断面図、
第４図は第１図のＩＶ−ｒｔ／断面図、第５図は検出信
号の関係図を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、工具保持筒が切削トルクに比例して所定角度変位す
   るようにホルダ軸に支持されて、切削負荷を検出するよ
   うにした工具ホルダにおいて、ホルダ軸の先端部と、ホ
   ルダ軸に遊嵌したスリーブの後端部を円錐面に形成し、
   それらの円錐面を支承するピボット玉軸受を工具保持筒
   に嵌着し、ホルダ軸とスリーブとの間にスプリングを介
   装してピボット玉軸受に予圧を付与して成る工具保持筒
   の支持構造。