JPH0325880Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、工作機械の主軸に取り付けられて回
転切削工具を保持するホルダに関するものであ
る。

従来の技術 従来より、ボール盤、中ぐり盤、あるいは１台
の装置にて多種類の加工を自動的に行うマシニン
グセンタ等の工作機械にドリル、リーマ、エンド
ミル、中ぐり工具等の回転切削工具を取り付ける
ため、一端部においてそれらの回転切削工具を保
持し、他端部において前記工作機械の主軸に固定
される回転切削工具ホルダが使用されている。

この種の回転切削工具ホルダの主軸への取付け
は、例えば、ホルダの工具を保持する側とは反対
側の端部の外周面に形成されたテーパ面が主軸の
内周面に形成されたテーパ面に密着させられるこ
とにより為されている。

しかしながら、このようにしてホルダを主軸に
取り付ける場合、脱着に伴う摩耗、あるいが切削
屑、塵埃等の付着により両テーパ面が必ずしも十
分に密着するわけではなく、主軸の中心線に対し
てホルダの中心線が傾斜する取付誤差が生じ、加
工精度が低下することを避け得なかつた。

このような問題を解決するために本出願人ら
は、特願昭58−126768号特公昭61−7894号公報の
出願において、工作機械の主軸に固定されるホル
ダ本体と、一端部において回転切削工具取付部を
備えたホルダ本体と同心的に配設され、回転切削
工具取付部が設けられた側とは反対側の端部にお
いてホルダ本体に微小相対変位可能かつ回転トル
ク伝達可能に連結された回転軸と、その回転軸の
外側に相対回転可能に取り付けられ、主軸の周辺
に位置固定に設けられた位置決め部材と係合して
確実に位置決めされ、回転軸を位置決めするケー
シングとを含む回転切削工具ホルダを提案した。

このようにすれば、回転軸が主軸の周辺に設け
られた位置固定の位置決め部材によつて正確に位
置決めされたケーシングにより位置決めされるた
め、その回転軸が連結されたホルダ本体は単に主
軸によつて回転駆動されればよく、主軸とホルダ
本体との間の接触面に摩耗、あるいは切削屑、塵
埃等の付着によるホルダ本体の主軸に対する取付
誤差とは無関係に工具が精度良く位置決めされ、
高精度の加工が為され得るのである。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、ワークの加工に当たつては、回
転切削工具を工作機械の主軸の後端側から先端側
に向かう向きとは異なる向きに向けることが必要
となる場合があるが、前記出願に係る回転切削工
具ホルダにおいては、回転切削工具が主軸の後端
側から先端側に向かう向きとなるようにされてい
るため、上記必要性が生じた場合にはワークの向
きを変えなければならず面倒であり、また、その
ための治具等が必要となつてコストが高くなる問
題があつた。

問題点を解決するための手段 本考案は以上のような問題を解決するために為
されたものであり、そのために、ａ工作機械の主
軸に取外し可能に固定されるホルダ本体と、ｂそ
のホルダ本体と同心的に配設され、一端部におい
てそのホルダ本体に相対変位可能かつ回転トルク
伝達可能に連結された回転軸と、ｃそれらホルダ
本体と回転軸とを軸方向において互いに接近する
向きに付勢する弾性部材と、ｄ回転軸の外側に相
対回転可能に取り付けられ、ホルダ本体が主軸に
固定されるとき主軸の周辺に位置固定に設けられ
た位置決め部材に前記弾性部材の付勢力により押
圧されてその位置決め部材と係合し、中心線の位
置および中心線まわりの角度位置を正確に位置決
めされるケーシングと、ｅそのケーシングに、先
端部が前記ホルダ本体側から前記回転軸側に向か
う向きとは異なる向きにケーシングから突出する
状態で回転可能に保持され、先端部に回転切削工
具取付部を有する工具保持体と、ｆケーシング内
に設けられ、工具保持体に回転軸の回転を伝達す
る回転伝達機構とを含むように構成される。

作用および効果 以上のように構成された回転切削工具ホルダに
よれば、工具がケーシングにより回転軸の軸心上
に位置しない姿勢で保持された工具保持体に取り
付けられており、工具保持体の回転軸に対する姿
勢を適宜に決定することにより、ワークの向きを
変えることなく回転軸の軸心に対して傾斜した方
向など種々の方向の加工を行うことができる。

また、工具保持体は主軸の周辺に位置固定に設
けられた位置決め部材によりケーシングを介して
正確に位置決めされるため、ホルダ本体の主軸に
対する取付精度とは関係なく精度良く位置決めさ
れることとなり、高精度の加工が可能となる。ま
た、工具保持体が回転軸を介してホルダ本体に連
結されて主軸からの距離が遠くなつているにもか
かわらず、位置決め部材と係合したケーシングに
よつて保持されるため、工具の保持剛性が不足す
ることがなく、重切削を行うことができる。

その上、ホルダ本体と回転軸とが弾性部材によ
り軸方向に互いに接近する向きに付勢されてお
り、ホルダ本体が工作機械の主軸に固定されると
き、ケーシングが回転軸を介して伝達される弾性
部材の付勢力により位置決め部材に押圧されてそ
れと係合し、位置決めされるようになつているた
め、回転切削工具ホルダを工作機械に取り付ける
ためにはホルダ本体を主軸に固定すればよく、ケ
ーシングをボルト等により工作機械の本体に固定
する必要がないため、回転切削工具ホルダの脱着
を簡易、迅速に行うことができ、この点からも加
工能率が向上する効果が得られる。

実施例 以下、本考案をマシニングセンタ用の回転切削
工具ホルダに適用した場合を例に取り、図面に基
づいて詳細に説明する。

第１図において１０は円筒状を成してその軸心
まわりに回転駆動されるマシニングセンタの主軸
であり、その主軸１０の先端部には回転切削工具
ホルダ（以下、ホルダと称する）１２が取り付け
られている。

ホルダ１２は、主軸１０に取外し可能に固定さ
れるホルダ本体１４を備えている。ホルダ本体１
４は、外周テーパ面１６が形成された固定部材１
８と、その固定部材１８の軸心上に設けられた貫
通孔２０内に固定部材１８の大径側から嵌合され
てボルト２２および図示しない位置決めピンによ
り固定されたトルク伝達部材２４とから成り、固
定部材１８の小径側端部にはその軸心方向に向か
つて突き出すプルスタツド２６が固定されている
とともに、固定部材１８の大径側外周部には半径
方向外向きのフランジ部２８が設けられている。
フランジ部２８には切欠３０が形成されていて、
ホルダ本体１４が主軸１０内に引き込まれて固定
部材１８の外周テ−パ面１６が主軸１０の先端側
円筒部内に形成された内周テ−パ面３２に密着す
る際、切欠３０が主軸１０の先端部に固定された
キ−３４と係合し、主軸１０と固定部材１８との
相対回転を阻止するようにされている。

一方、トルク伝達部材２４の軸心上にも貫通孔
３６が形成されており、段付円柱状を成す回転軸
３８の小径部４０がその貫通孔３６内に半径方向
に僅かな隙間を有して同心的に挿入されている。
この回転軸３８の小径部４０側端面にはボルト４
２が貫通孔３６から突き出す状態で固定されてお
り、そのボルト４２の頭部とトルク伝達部材２４
との間に介挿された弾性部材である皿ばね４４に
より、回転軸３８は常時トルク伝達部材２４側へ
付勢されている。すなわち、回転軸３８とトルク
伝達部材２４とは、皿ばね４４の付勢力に抗して
それらの軸心方向への相対移動が可能とされてい
るとともに、それらの軸心の僅かな相対変位、換
言すれば、トルク伝達部材２４の軸心に対する回
転軸３８の軸心の微小な半径方向のずれおよび傾
きが許容されるように連結されているのである。
また、トルク伝達部材２４の側壁には、その側壁
を半径方向に貫通して段付状のピン４６が嵌合さ
れており、このピン４６のトルク伝達部材内周面
からの突出端部が回転軸３８の小径部４０に形成
された切欠４８に嵌入させられることにより、主
軸１０から固定部材１８に伝達された回転トルク
がトルク伝達部材２４を介して回転軸３８に伝達
されるようになつている。

回転軸３８のトルク伝達部材２４から突出した
部分は、円筒状のケーシング５０により回転可能
に保持されている。ケーシング５０は、ホルダ本
体１４と同心的に配設されてベアリング５２，５
４，５６を介して回転軸３８を保持する第一ケー
シング５８と、その中心線が第一ケーシング５８
の中心線に対して一定角度傾斜した状態で第一ケ
ーシング５８のホルダ本体１４と対向する側とは
反対側の端部に固定された第二ケーシング６０と
から成つており、第二ケーシング６０は２個の円
錐ころ軸受６２，６４を介して軸状の工具保持体
６６を回転可能に保持している。工具保持体６６
の回転軸３８に対向する側とは反対側の端部は第
二ケーシング６０から突出させられており、この
部分に設けられた工具保持部としてのコレツトチ
ヤツク６８により回転切削工具としてのリーマ７
０が保持されている。この工具保持体６６と回転
軸３８とは、それぞれ互に対向する側の端部に取
り付けられたかさ歯車７２，７４が噛み合わされ
ることにより連結され、回転軸３８の回転が工具
保持体６６に伝達されるようになつている。すな
わち、本実施例においてはこれらかさ歯車７２，
７４が回転伝達機構を構成しているのであり、工
具保持体６６は、回転軸３８の軸心に対して両か
さ歯車７２，７４の回転軸３８、工具保持体６６
の各軸心に対する傾斜角度を合わせた角度傾斜し
た状態で回転させられ、加工対象物たるワークに
はリーマ７０により主軸１０の軸心に対して上記
傾斜角度傾いた方向の加工が為されることとなる
のである。なお、かさ歯車７２，７４の歯の傾斜
角度はワークに施すべき加工方向の主軸１０の軸
心に対する傾斜角度により適宜に決定され、それ
に合わせて第二ケーシング６０の第一ケーシング
５８に対する傾斜角度が決定される。

上記一ケーシング５８の主軸１０に対向する側
の端部外周面には、その第一ケーシング５８の端
側ほど、すなわち前記ホルダ本体１４側ほど小径
となる外周テーパ面８０が形成されているととも
に、その外周テーパ面８の大径側には第一ケーシ
ング５８の中心線に対して直角を成す方向に突き
出す（半径方向外向きの）円環状のフランジ部８
２が設けられている。他方、主軸１０の先端側周
辺には円環状の位置決め部材８４がマシニングセ
ンタの本体に位置固定に設けられており、その位
置決め部材８４の先端側内周面には、第一ケーシ
ング５８の外周テーパ面８０に対応した内周テー
パ面８６が形成されている。したがつて、ホルダ
１２のプルスタツド２６が主軸１０内に引き込ま
れた状態では、第一ケーシング５８の外周テーパ
面８０と位置決め部材８４の内周テーパ面８６と
が密着させられるとともに、フランジ部８２の端
面と位置決め部材８４の先端面８８とが当接させ
られることにより、第一ケーシング５８は位置決
め部材８４に正確に位置決め固定されるのであ
る。

また、フランジ部８２には切欠９０が形成され
ており、ホルダ１２を主軸１０に取り付ける際、
この切欠９０を位置決め部材８４の先端に固定さ
れたキー９２に係合させることにより、第一ケー
シング５８の回転を確実に防止し得るようになつ
ている。

さらに、第一ケーシング５８のホルダ本体１４
に対向する側の端面には凹部９４が複数形成され
るとともに、ホルダ本体１４の固定部材１８に設
けられたフランジ部２８には、その凹部９４に係
合する段付状のピン９６が固定されており、これ
ら凹部９４，ピン９６および皿ばね４４により、
ホルダ本体１４と第一ケーシング５８との相対回
転を阻止する相対回転阻止機構が構成されてい
る。すなわち、ホルダ１２が主軸１０から取り外
された状態においては、凹部９４とピン９６とが
皿ばね４４の付勢力によつて係合させられ、第一
ケーシング５８とホルダ本体１４との相対回転を
阻止する係止状態となるのである。

そして、ホルダ１２を主軸１０に取り付ける場
合には、ホルダ１２が図示しないマシニングセン
タのアームにより第一ケーシング５８に形成され
た環状溝９８において把持されて主軸１０に挿入
される。この際、固定部材１８のフランジ部２８
に形成された切欠３０と主軸１０に固定されたキ
ー３４および第一ケーシング５８のフランジ部８
２に形成された切欠９０と位置決め部材８４に固
定されたキー９２がそれぞれ同じ位相で形成され
ており、かつ、主軸１０が常に一定回転位置で停
止させられるとともに上記アームが常に同じ位相
で環状溝９８を把持することにより、切欠３０と
キー３４および切欠９０とキー９２がそれぞれち
ようど係合することとなる。

このようにして主軸１０内に挿入されたホルダ
本体１４は、プルスタツド２６がドローバーによ
つて引つ張られることにより主軸１０内に引き込
まれる。この際、ホルダ本体１４と第一ケーシン
グ５８とは、前記皿ばね４４によつて互に接近す
る向きに付勢されているため、プルスタツド２６
が主軸１０内に引き込まれると、まず第一ケーシ
ング５８が位置決め部材８４に当接し、その後皿
ばね４４の付勢力に抗してホルダ本体１４が第一
ケーシング５８から僅かに引き離されることによ
り、外周テーパ面８０が内周テーパ面８６に密着
させられて固定される。すなわち、第一ケーシン
グ５８と位置決め部材８４とは、皿ばね４４の付
勢力によつて密着固定されるようになつているの
であり、このようにホルダ本体１４が第一ケーシ
ング１５８から引き離されて固定されると同時
に、ピン９６が凹部９４から離脱して第一ケーシ
ング５８とホルダ本体１４との係合が解かれ、両
者が相対回転可能な状態とされる。

以上の説明から明らかなように、本実施例のホ
ルダ１２においては、リーマ７０を保持する工具
保持体６６が回転軸３８の軸心に対して傾斜して
取り付けられているため、ワークと工具保持体６
６とを工具保持体６６の軸心に平行な方向に相対
移動させることにより、ワークを傾けることなく
主軸１０の軸心に対して傾斜した方向の加工を行
うことができる。

また、工具保持体６６は、これを保持する第二
ケーシング６０および第一ケーシング５８を介し
て位置決め部材８４により正確に位置決めされる
とともに、主軸１０に固体されたホルダ本体１４
と回転軸３８とは僅かな相対変位が可能な状態で
連結されているため、リーマ７０の位置精度は主
軸１０に対するホルダ本体１４の取付誤差とは無
関係に高く保たれることとなる。

さらに、リーマ７０は回転軸３８に連結された
工具保持体６６に取り付けられており、回転軸３
８に直接取り付けられる場合に比較して主軸１０
からの距離が長くなつているが、工具保持体６６
は位置決め部材８４、第一ケーシング５８および
第二ケーシング６０により強固に支持されている
ためリーマ７０の保持剛性が損なわれることがな
く、高精度に加工を行うことができる。

なお、工具保持体６６に回転軸３８の回転を伝
達する回転伝達機構は、第２図に示すように、回
転軸３８および工具保持体６６の軸心に対する歯
の傾斜角度が前記かさ歯車７２，７４よりも小さ
く、噛合い状態が異なるかさ歯車１００，１０２
により構成してもよい。この場合にはかさ歯車１
００，１０２がほぼ横に並んだ状態となるため、
それに合わせて第一ケーシング１０４および第二
ケーシング１０６の形状が前記第一および第二の
ケーシング５８，６０とは異なるものとなる。

また、第３図に示すように、回転軸３８および
工具保持体６６の互に対向する側の端部にそれぞ
れヨーク部１１０，１１２を形成し、これらヨー
ク部１１０，１１２を連結部材１１４および２本
のピン１１６，１１８のより回転可能に連結する
ようにしてもよい。すなわち、回転軸３８と工具
保持体６６とは所謂ユニバーサルジヨイントによ
つて連結されているのであり、第一ケーシング５
８は組立ての都合上更に二つのケーシングに分割
されている。

さらに、第４図に示すように等速ジヨイント１
２０により回転伝達機構を構成すれば、回転軸３
８と工具保持体６６とを等角速度で回転させるこ
とができる。構成を簡単に説明すれば、回転軸３
８の下端部にはアウタレース１２２が、また、工
具保持体６６の上端部にはインナレース１２４が
それぞれ設けられており、両者の溝に跨つて複数
のボール１２６がリテーナ１２８に保持されて配
設されることにより、回転軸３８の回転が等速で
工具保持体６６に伝達されるようになるているの
である。図示の等速ジヨイント１２０は固定式バ
ーフイールド型であるが、トリポード型等別の形
式のものを採用することも可能である。

本考案の更に別の実施例を第５図に示す。本実
施例は、工具保持体１３０がそれの軸心が回転軸
１３２の軸心と直交する状態で配設されて、主軸
１０の軸心に対して直角な方向の加工を為し得る
ものである。すなわち、工具保持体１３０と回転
軸１３２とは第１図に示した実施例と同様にかさ
歯車１３４，１３６が噛み合わされることにより
連結されており、工具保持体１３０は第一ケーシ
ング１３８に対して直角に配設された第二ケーシ
ング１４０によりベアリング１４２，１４４を介
して回転可能に保持されている。工具保持体１３
０の第二ケーシング１４０から突出した部分は大
径とされており、この大径部１４６の中心に形成
された有底穴１４８内には係合突起１５０を備え
た継手部材１５２が嵌合されて大径部１４６と共
に回転切削工具保持部を構成している。継手部材
１５２はねじ部材１５３と図示しないカム機構と
によつて軸方向に進退させられ、チツプ１５４を
備えたアダプタ１５６の一方の端部に形成された
係合穴１５８に係合突起１５０において係合し、
そのアダプタ１５６を工具保持体１３０に固定す
るようになつているのである。

その他の構成、作用および効果は第１図に示し
た実施例と同様であり、対応する部分には同一の
符号を付して詳細な説明は省略する。

本考案の更に別の実施例を第６図に示す。本実
施例は、ワークの向きを変えることなく穴の裏面
取り、あるいはワークの裏面よりの止まり穴加工
等を行うために、工具保持体１６０をその軸心が
回転軸１６２の軸心に対して平行となるように配
設し、かつ、その工具保持体１６０の主軸１０側
の端部に回転切削工具保持部を設けたものであ
る。すなわち、この工具保持体１６０の中心部に
は主軸１０側に開口する有底穴１６６が形成さ
れ、回転切削工具としてのドリル１６８がセツト
スクリユ１６９により回転を阻止された状態で嵌
合されており、工具保持体１６０のこの有底穴１
６６が形成された部分が工具保持部として機能し
ているのである。

回転軸１６２を回転可能に保持する第一ケーシ
ング１７０の先端には、中心線が第一ケーシング
１７０の中心線に対して直角となる姿勢で第一ケ
ーシング１７２が固定されており、第二ケーシン
グ１７２の第一ケーシング１７０に固定された側
とは反対側の端部によつて工具保持体１６０がベ
アリング１７４，１７６を介して回転可能に保持
されている。回転軸１６２の第二ケーシング１７
２内に収容された部分には小径のギヤ１７８が、
また、工具保持体１６０のこのギヤ１７８と対応
する部分にはギヤ１７８と同径のギヤ１８０がそ
れぞれ取り付けられており、これらギヤ１７８と
１８０とが大径のギヤ１８２に噛み合わされるこ
とにより回転軸１６２の回転が等速で工具保持体
１６０に伝達されるようになつている。すなわ
ち、本実施例においては、これら３個のギヤ１７
８，１８０，１８２により回転伝達機構が構成さ
れているのである。

本実施例の回転切削工具ホルダも第１図に示し
た実施例と同様にして主軸１０に取り付けられて
おり、工具保持体１６０が第一および第二のケー
シング１７０，１７２を介して位置決め部材８４
により強固にかつ精度良く位置決めされているた
め、ドリル１６８を主軸１０側に向けて加工を行
うために回転軸１６２が長くされ、また、回転軸
１６２と工具保持体１６０とが３個のギヤ１７
８，１８０，１８２を介して連結された主軸１０
からドリル１６８までの距離が相当長くなつてい
るにもかかわらず、精度良く加工を行うことがで
きる。

さらに、工具保持体をその軸心が回転軸の軸心
に対して立体的に交叉するように配設することも
可能であり、このようにすれば工具保持体を複数
設けて２方向以上の加工を行うことができる。

その他、いちいち例示することはしないが、当
業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した
状態で本考案を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である回転切削工具
ホルダを示す正面断面図である。第２図ないし第
４図はそれぞれ回転伝達機構の別の態様を示す正
面断面図である。第５図は本考案の別の実施例を
示す正面断面図であり、第６図は更に別の実施例
を示す正面断面図である。 １０……主軸、１２……回転切削工具ホルダ
（ホルダ）、１４……ホルダ本体、３８……回転
軸、４４……皿ばね、５０……ケーシング、６６
……工具保持体、６８……コレツトチヤツク（回
転切削工具保持部）、７２，７４……かさ歯車
（回転伝達機構）、８０……外周テーパ面、８４…
…位置決め部材、８６……内周テーパ面、１０
０，１０２……かさ歯車（回転伝達機構）、１１
０，１１２……ヨ−ク部（回転伝達機構）、１１
４……連結部材（回転伝達機構）、１１６，１１
８……ピン（回転伝達機構）、１２２……アウタ
レース（回転伝達機構）、１２４……インナレー
ス（回転伝達機構）、１２６……ボール（回転伝
達機構）、１２８……リテーナ（回転伝達機構）、
１３０……工具保持体、１３２……回転軸、１３
４，１３６……かさ歯車（回転伝達機構）、１４
６……大径部（回転切削工具保持部）、１５２…
…継手部材（回転切削工具保持部）、１６０……
工具保持体、１６２……回転軸、１７８，１８
０，１８２……ギヤ（回転伝達機構）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 工作機械の主軸に脱着可能に固定されるホルダ
   本体と、 そのホルダ本体と同心的に配置され、一端部に
   おいてそのホルダ本体に相対変位可能かつ回転ト
   ルク伝達可能に連結された回転軸と、 それらホルダ本体と回転軸とを軸方向において
   互いに接近する向きに付勢する弾性部材と、 前記回転軸の外側に相対回転可能に取り付けら
   れ、前記ホルダ本体が前記主軸に固定されるとき
   主軸の周辺に位置固定に設けられた位置決め部材
   に前記弾性部材の付勢力により押圧されてその位
   置決めに部材と係合し、中心線の位置および中心
   線まわりの角度位置を正確に位置決めされるケー
   シングと、 そのケーシングに、先端部が前記ホルダ本体側
   から前記回転軸側に向かう向きとは異なる向きに
   ケーシングから突出する状態で回転可能に保持さ
   れ、先端部に回転切削工具取付部を有する工具保
   持体と、 前記ケーシング内に設けられ、前記工具保持体
   に前記回転軸の回転を伝達する回転伝達機構とを
   含むことを特徴とする回転切削工具ホルダ。