JPH0325852Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はテーパの異なる２種類以上の工具また
は工具ホルダを随時装着できるようになした主軸
を有する工作機械に関する。

従来技術 従来一般にマシニングセンタなどにおいては工
具または工具ホルダのシヤンクのテーパはナシヨ
ナルテーパ（以後NTという。）５０が使用され
ており殆んど問題がなかつたが、近年大形機の需
要が多くなりこれに伴い工具が大形化、重切削化
してNT５０では保持能力の限界を越え耐えられ
なくなつてきており、NT６０の工具を採用する
場合が多くなつた。

考案が解決しようとする問題点 然しNT６０の工具は色々の点で高価となるた
めにいたずらにNT６０の工具とすることは誠に
不経済である。

問題点を解決するための手段 従つて不経済とならないように主軸２，４２に
は使用工具の最大のテーパが装着できるテーパ穴
２ａ，４２ａを設けておき、このテーパ穴に嵌合
するテーパを有し他の工具の小さなテーパの装着
できるテーパ穴３０ｂを有して主軸２，４２及び
装着工具の回り止め位置決めのキー溝及びキーを
有するフランジ付ホルダ３０，Ｔ５０を必要によ
り自動交換で嵌着固定可能とし、このホルダを主
軸２，４２に締付する第１手段を主軸に設け、前
記フランジ付ホルダに装着した工具ホルダを嵌着
固定する第２手段を主軸に設け、第１手段、第２
手段を独立に作用する作動手段を設けたものであ
る。

以下本考案の実施例を図面にもとづき説明す
る。

実施例 １ 第１、第２、第３、第４図において、例えばマ
シニングセンタの主軸頭１に軸受によつて回転可
能に軸承された主軸２は中心に段付貫通穴が穿設
されている。主軸先端面には工具の回り止めと位
置決めのキー３が植設され、貫通穴はNT６０の
工具または工具ホルダのテーパシヤンクの嵌着す
るテーパ穴２ａにつづくストレート穴２ｂの途中
にNT６０工具引上用のコレツト端が落ち込む大
径の溝２ｃが形成され、段部２ｄより後方に大径
の穴２ｅとなつている。溝２ｃより後側のストレ
ート穴２ｂにはNT６０の工具のプルスタツドを
引き上げる３つ割の大コレツト４が３等分位置で
ストレート穴２ｂの内周に沿つて配置されてい
る。この大コレツト４の分割した間に大コレツト
４より長さが短かく基端を揃えたNT６０工具用
抜きコレツト５が３個配置されている。大コレツ
ト４の頂部はその外側がストレート穴２ｂと接触
中は顎４ａがNT６０工具のプルスタツドと係合
しており、前進して溝２ｃに落ち込んだときコレ
ツトが開くようになつている。そして大コレツト
４及び抜きコレツト５のそれぞれの基部内側に穴
２ｅに挿通された段付で中空のNT６０用ドロー
バ６の係合頭部７の顎部７ａと球状頭面７ｂとに
しつくり係合するそれぞれの切欠４ｂ，５ａが削
設されており、またそれぞれの基端外周にはそれ
ぞれ溝４ｃ，５ｂが削設されていて、リング状ば
ね８が掛けられていて大コレツト４及び抜きコレ
ツト５を開く方向に付勢している。貫通穴のスト
レート穴２ｅには段部に当接するばね受けカラー
９とドローバ６の後端フランジとの間にNT６０
工具引上げ用の複数枚の皿ばね１０が介挿されて
いてドローバ６を引上げる方向に付勢している。
抜きコレツト５の先端部のストレート穴には先端
側にコレツト穴５ａにNT５０工具のプルスタツ
ドを把持する３つ割の第２小コレツト１１が挿入
されコレツト穴５ａにコレツト頂部１１ａが位置
するときは閉口して後述の引上げピン３７のプル
スタツド３６を把持し、前進して抜きコレツト５
より外れたときは開いてプルスタツドを開放す
る。第２小コレツト１１の基部にはNT６０工具
用ドローバ６の中空部を貫通したNT５０工具用
ドローバ１２の頭部１３の顎部１３ａと球状頂面
１３ｂに隙間なく係合する溝１１ｂを有し後端に
は外周に溝１１ｃが削設されていてリング状ばね
１４が掛けられ第２小コレツト１１は常に開く方
向に付勢されている。NT６０工具用ドローバ６
の段部６ａには３等分位置にばね受けカラー９端
面と当接する３本の同寸の支え２７を介してばね
受けカラー１５が介挿されていて、ドローバ１２
の後端のねじ部で螺着されたばね受け座１６との
間に複数枚の皿ばね１７が介挿されておりドロー
バ１２を引上げる方向に付勢している。そして皿
ばね１０の力は皿ばね１７の力よりも強力につく
られている。NT６０工具用ドローバ６の後端に
は凹球面座のリング１８が同心に締着され、この
リング１８に接する球面端を有する管状棒１９が
軸方向に摺動可能に支持され、その中心にNT５
０工具用ドローバ１２端に当接する凹球状面端を
有する押圧棒２０が摺動可能に挿通されている。
この管状棒１９と同一軸心に大シリンダ２１が設
けられており、これに嵌装されたピストン２２の
ピストンロツド２３端が管状棒１９端面と隙間を
おいて対峙している。このピストンロツド２３は
急激に前進されてハンマ作用をする。更に大シリ
ンダ２１と同心にその裏側に小シリンダ２４が取
付けられており、これに嵌装するピストン２５の
ピストンロツド２６がピストンロツド２３の貫通
穴２３ａ内に延びて押圧棒２０端と隙間をあけて
対峙している。このピストンロツド２６は急激に
前進されてハンマ作用をする。そしてそれぞれの
ピストンロツドに設けたドツグによりリミツトス
イツチを作動させて動作の確認信号が出力され
る。

主軸２のテーパ穴２ａにNT６０用工具が装着
されるときはそのプルスタツドが大コレツト４で
把持されるが、NT５０用工具を装着するときは
専用ホルダ３０がテーパ穴２ａに装着される。専
用ホルダ３０はNT６０のトーパ３０ａと中心に
NT５０のテーパ穴３０ｂを有しフランジ３０ｃ
に主軸２端の回り止め兼位置決め用のキー３と係
合する溝３０ｄとNT５０工具の回り止め兼位置
決め用キー３１が設けられており、またテーパ穴
３０ｂにつゞく穴３０ｆ端にはねじ３０ｅが削設
されていて、こゝに段付貫通穴３２ａを穿設した
NT６０工具と同形のプルスタツド３２が螺着さ
れている。段付貫通穴３２ａの大径部には第２小
コレツト１１と同じ第１小コレツト３３が穴内周
に配置され先端頂部が穴３２ａ内にあるときは係
合顎部３３ａがテーパ穴３０ｂに装着されたNT
５０工具Ｔ５０のテーパシヤンク端のプルスタツ
ドＴ５０ａの首部に係合し、第１小コレツト３３
が前進されて穴３０ｆ内に落ち込んだときは開い
てプルスタツドＴ５０ａを開放する。この第１小
コレツト３３の基部には第２小コレツトと同じ係
合切欠３３ｂが削設され基端の溝にはリング状ば
ね３４が掛けられていて常に開くように付勢され
ている。プルスタツド３２の貫通穴３２ａの大径
部にはドローバ１２との頭部１３と同形の頭部３
５を有して第１小コレツト３３の係合切欠３３ｂ
と係合し、貫通穴３２ａの小径部より突出した端
にはNT５０の工具Ｔ５０のプルスタツドＴ５０
ａと同形のプルスタツド３６を有しドローバ１２
の頭部１３端と小さい隙間で対峙する引上げピン
３７が摺動可能に挿通され止ねじ３８で脱落しな
いように保持されている。

作 用 今専用ホルダ３０は引上げピン３７を保持した
まゝ特別のマガジンに収納されており、NT６
０、NT５０の工具マガジンに貯蔵されている。
そして大シリンダ２１の後室に圧力流体が送られ
ピストンロツド２３端が管状棒１９を押しドロー
バ６を介して大コレツト４を開けている。そこで
NT６０工具が使用される場合、ATCによつて
主軸２のテーパ穴２ａに工具が装入されると大コ
レツト４内にプルスタツドが入り込む。大シリン
ダ２１の圧力流体を前室に切換えピストンロツド
２３を後退させると皿ばね１０の力によつてドロ
ーバ６を介して大コレツト４が引き込まれてその
頂部４ｄがストレート穴２ｂの溝２ｃより引き出
されNT６０工具のプルスタツドを把持して工具
のテーパをテーパ穴２ａに装着させる。NT６０
工具を抜くには大シリンダ２１の後室に圧力流体
を送り、ピストンロツド２３を前進させて管状棒
１９、ドローバ６を打撃して押し大コレツト４及
び、抜きコレツト５を前進させると、先ず大コレ
ツト４の頂部４ｄが溝２ｃに落ち込んでコレツト
を開いてプルスタツドを開放し、その後抜きコレ
ツト５の先端がプルスタツドの端面をついてテー
パ穴２ａ面での嵌合を離す。

次に工具がNT６０からNT５０に変更される
場合、小シリンダ２４の後室に圧力流体を送りピ
ストンロツド２６を前進させ押込棒２０、ドロー
バ１２を介して第２小コレツト１１を、また大シ
リンダ２１の後室に圧力流体を送りピストンロツ
ド２３を前進させてドローバ６を介して大コレツ
ト４を開けておく。専用ホルダ３０が作業者また
は図示しない取付装置により主軸２のテーパ穴２
ａに挿入されると、引上げピン３７のプルスタツ
ド３６が開いた第２小コレツト１１内に、またプ
ルスタツド３２が開いた大コレツト４内に挿し込
まれる。圧力流体を大シリンダ２１の前室に切換
えピストンロツド２３を後退させるとドローバ６
は皿ばね１０の力により引き上げられ、コレツト
４が閉じてプルスタツド３２が引き込まれ専用ホ
ルダ３０のテーパが主軸２のテーパ穴２ａに強く
嵌着される。次いでATCによりNT５０工具が
ホルダ３０のテーパ穴３０ｂに挿入されると、小
シリンダ２４の前室に圧力流体を送りピストンロ
ツド２６を後退させる。ドローバ１２は皿ばね１
７の力により引き上げられ第２小コレツト１１を
引き込み抜き小コレツト１１の頭部はコレツト５
の内周面で閉じられて引上げピン３７のプルスタ
ツド３６を把持して引き込むことにより、引上げ
ピン３７の頭部３５が第１小コレツト３３を同時
に引き込んで閉じることによりNT５０工具Ｔ５
０のプルスタツドＴ５０ａが把持されて引き込ま
れるため工具のテーパシヤンクはテーパ穴３０ｂ
に嵌着される。

この工具を交換するにはシリンダ２４の後室に
圧力流体を送つてピストンロツド２６を急激に前
進させて押込棒２０、ドローバ１２を打撃しドロ
ーバ１２の頭部１３が引上げピン３７のプルスタ
ツド３６を打撃し且前進させて第２小コレツト１
１及び第１小コレツト３３を前進させて開口し、
その後プルスタツドＴ５０ａを打撃してNT５０
工具のテーパ部の嵌合を離しATCで交換する。

専用ホルダ３０を取外すにはNT５０工具を抜
いて第２小コレツト１１を開口状態にして引上げ
ピン３７のプルスタツド３６を開放しておき、大
シリンダ２１の後室に圧力流体を送りピストンロ
ツド２３を急激に前進させて管状棒１９端面を打
撃し、前進させてドローバ６の前進でコレツト４
が前進され開口したあとともに前進させられた抜
きコレツト５がプルスタツド３２を打撃して専用
ホルダ３０のテーパ嵌着面を離し人手又は交換装
置で専用ホルダ３０を取外すものである。

実施例 ２ 第５図において例えばマシニングセンタの主軸
頭に、NT６０のテーパ穴４２ａを有する主軸４
２を回転可能に軸承したクイル４１が軸方向移転
可能に支承されている。クイル４１の端部には位
置決め用のカービツクカツプリング４３が固着さ
れている。また位置決め部より上位置に鍔４１ａ
が形成されその上面外周が油路を開口する油圧室
４５となるように、下端外周に鍔４４ａを有する
クランプリング４４が軸方向摺動可能に嵌装され
ている。クランプリング４４の下端外側には外周
の一部に外歯４０ａを有する着脱リング４０が旋
回可能に嵌装され、この着脱リング４０は回転可
能にクイル４１に設けられた図示しない流体圧シ
リンダで歯の半ピツチ回転されるようになつてお
り、以上の構造は実開昭60−11733号に示すもの
と同一である。主軸４２のテーパ穴４２ａにつづ
く段付貫通穴が穿設されており、段付穴４２ｂに
は先端外周を削つた薄肉部がテーパ穴４２ａ内に
突出しストレート穴４６ａを有するブシユ４６が
嵌着され、この穴４６ａに頭部４７が位置するド
ローバ４８が主軸の穴４２ｃを貫通している。ス
トレート穴４６ａ内にはコレツト４９が穴４６ａ
の内周に接して等分位置に複数個配置され、頂部
４９ａに工具のプルスタツドと係合する顎部を有
し基部にドローバ４８の頭部４７と隙間なく係合
する切欠４９ｂを有し、後端の外溝に掛けられた
リング状ばね５０で常時開く方向に付勢されてい
る。

ドローバ４８は穴４２ｃにつゞく大径穴４２ｄ
に挿入した複数枚の皿ばね５１によつて公知のよ
うに常時引込み方向に付勢されている。そして図
示されない流体圧シリンダの作動によつて前進す
るピストンロツドがドローバ４８を打撃押圧する
ことによつてドローバ４８は前進させられる。
NT６０工具装着時に専用盲蓋５２が取付けられ
る。盲蓋５２はNT６０工具のフランジ部の装入
する穴を有して主軸４２の端面を覆いカービツク
カツプリング４３と噛合するカービツクカツプリ
ング５３を有するとともに着脱リング４０の外側
を覆う円筒部５２ａの内周に着脱リング４０の外
歯４０ａと噛合する内歯５２ｂが削設され盲蓋装
着時には内歯５２ｂに着脱リング４０の外歯４０
ａが半ピツチ旋回されて山と山とが係合してクラ
ンプリング４４により引上げられカービツクカツ
プリング４３，５３が噛合されるものである。主
軸に装着されるNT６０用工具Ｔ６０のテーパシ
ヤンクＴ６０ａはシヤンク端面より盲穴が穿設さ
れていてその奥にプルスタツドＴ６０ｂが取付け
られており、主軸４２に装着時にコレツト４９が
係合する位置関係にある。

NT５０工具装着時には使用する専用ホルダ５
４は外側がNT６０のテーパで穴がNT５０のテ
ーパのシヤンク５４ａにつゞきフランジ５４ｂと
なりその外周中央に鍔５４ｃが突設され、主軸４
２端の回り止め位置決めキー３９と係合するキー
溝及びNT５０工具の回り止め位置決めキー５５
を有する。そしてNT６０専用盲蓋５２と同形状
で内歯５６ｂとカービツクカツプリング５７を有
し中央の穴にホルダ５４のフランジの鍔５４ｃと
工具の回転を阻害しないように隙間を有して係合
しうる環状凹溝５６ａが形成されたNT５０専用
盲蓋５６が取付けられる。そしてNT５０専用盲
蓋５６の凹溝５６ａに専用ホルダ５４の鍔５４ｃ
が係合した一体の状態で着脱され専用マガジンに
保管される。

作 用 NT５０工具を主軸に装着するにはNT５０専
用ホルダ５４を主軸４２のテーパ穴４２ａに装入
し主軸のキー３９をキー溝に係合させる。一方
NT５０専用盲蓋５６は円筒部の内歯５６ｂが着
脱リング４０の外歯４０ａと当らないよう山と谷
を合わせて外歯４０ａを乗り越えて挿入し、図示
しない流体圧シリンダを作動させて着脱リング４
０を半ピツチ旋回させて着脱リング４０の外歯４
０ａと盲蓋５６の内歯５６ｂの山と山を係合させ
る。次いでクランプ室４５に圧力流体を送りクラ
ンプリング４４を後退させ着脱リング４０を介し
て盲蓋５６を引上げカービツクカツプリング４
３，５７を噛合させる。準備が終ればATCによ
りNT５０工具Ｔ５０を装着すると、ドローバ４
８に作用していたピストンロツド４８を後退させ
皿ばね５１の力でドローバ４８を引きコレツト４
９がNT５０工具Ｔ５０のプルスタツドＴ５０ａ
を把持して引き込みホルダ５４のテーパ穴に嵌着
させる。NT５０工具Ｔ５０を交換するにはピス
トンロツドでドローバ４８を打撃前進させるとコ
レツト４９が開くとともにドローバ４８の頭部４
７がプルスタツドＴ５０ａを打ち専用ホルダ５４
の主軸テーパ穴４２ａとの嵌合が離され専用ホル
ダ５４が抜けフランジ部５４ｂの鍔５４ｃが盲蓋
５６の凹溝５６ａでホルダ５４を受け止めてドロ
ーバ４８の押し出し力に抗するため、NT５０工
具Ｔ５０のテーパはホルダ５４のテーパ穴と離れ
工具を交換することができる。

NT６０工具用に換えるにはホルダ５４が主軸
テーパ４２ａと離れた状態で着脱リング４０を半
ピツチ旋回させ着脱リング４０の外歯４０ａと盲
蓋５６の内歯５６ａとの山と谷を合わせて盲蓋５
６、ホルダ５４を取外し、代りにNT６０用に盲
蓋５２を同様に装着固定するものである。

効 果 以上詳述したように本考案はNT６０とNT５
０のテーパ穴を有するホルダを主軸に嵌着する
別々に作動する締付手段によつて着脱可能に設け
たので、大形機械において重量工具に対して充分
で確実な把持力をうることができる。NT６０、
NT５０の両方の工具が同じ主軸で使用可能とな
り、小さな穴あけやタツピング加工から大きなフ
ライス加工に至る広範囲な複合加工に対応でき大
形マシニングセンタの市場において大きな偉力を
発揮できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例第１の主軸の工具装着部の縦断
面図、第２図は工具抜き用シリンダ部の縦断面
図、第３図は第１図のＡ−Ａ線拡大断面図、第４
図は第１図のＢ−Ｂ線拡大断面図、第５図は実施
例第２の主軸に工具装着部の縦断面図で上半分は
NT６０工具の場合、下半分はNT５０工具の場
合を示す。 ２，４２……主軸、４……大コレツト、５……
抜きコレツト、６，１２，４８……ドローバ、１
０，１７，５１……皿ばね、１１……第２小コレ
ツト、３０，５４……ホルダ、３３……第１小コ
レツト、３７……引上げピン、４９……コレツ
ト、５２，５４……盲蓋。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主軸には装着する工具または工具ホルダの一番
   大きなテーパシヤンクを装着するテーパ穴及び回
   り決め兼位置決め用のキーを設け、該主軸のテー
   パ穴に嵌合するテーパ部を有し前記装着する工具
   または工具ホルダのテーパより小さなテーパの工
   具または工具ホルダを装着するテーパ穴及び前記
   キーと係合するキー溝及びこのテーパ穴に装着す
   る工具または工具ホルダと係合するキーを有する
   フランジ付ホルダを交換可能に設け、該フランジ
   付ホルダを主軸に装着したとき嵌着固定する第１
   手段を主軸に設け、前記フランジ付ホルダに装着
   した工具または工具ホルダを嵌着固定する第２手
   段を主軸に設け、前記第１手段、第２手段を独立
   に作用する作動手段を設けたことを特徴とするシ
   ヤンクのテーパが異なる工具を装着できる主軸を
   有する工作機械。