JPH0357372Y2 - - Google Patents

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JPH0357372Y2
JPH0357372Y2 JP10558988U JP10558988U JPH0357372Y2 JP H0357372 Y2 JPH0357372 Y2 JP H0357372Y2 JP 10558988 U JP10558988 U JP 10558988U JP 10558988 U JP10558988 U JP 10558988U JP H0357372 Y2 JPH0357372 Y2 JP H0357372Y2
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ball
clutch
spindle
tool
holder body
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、ドリルやタツプ等の回転切削工具を
工作機械の主軸に取り付けるために使用されるホ
ルダーに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a holder used for attaching a rotary cutting tool such as a drill or tap to the main shaft of a machine tool.

(従来の技術) ドリル等の回転切削工具は、その刃部の摩耗に
よつて切削性能が低下し、切削トルクが大きくな
る。従つて、ドリル等は加工個数を決めて再研磨
の時期を管理しているが、被削材や切削条件が変
わると寿命管理が難しく、切削途中に破損させて
しまつて被加工物を不良にするケースが多い。特
に小径ドリルやタツプは折れ易く、切削中の切粉
詰まりでも簡単に折れることが多い。
(Prior Art) Rotary cutting tools such as drills have a reduced cutting performance due to wear of their blades and an increase in cutting torque. Therefore, the timing of re-sharpening of drills, etc. is determined by determining the number of pieces to be processed, but it is difficult to manage the lifespan when the workpiece material and cutting conditions change, and the workpiece may break during cutting, resulting in defective workpieces. There are many cases where Small-diameter drills and taps are particularly prone to breakage, and they often break easily even when chips become clogged during cutting.

切削途中に工具が折損したことを検出する手段
としては、工具折損時の超音波振動をキヤツチす
る方式のセンサーが知られているが、実際に必要
なことは、工具が折れる前に機械を止め、工具を
交換することである。
A sensor that captures ultrasonic vibrations when a tool breaks is known as a means of detecting tool breakage during cutting, but what is actually required is to stop the machine before the tool breaks. , to replace the tool.

回転切削工具が折れる主たる原因は、前記のよ
うに刃部の摩耗や切粉の詰まり等によつて切削ト
ルクが大きくなることであるから、従来は、単に
限界を越える切削トルクが作用しないように安全
クラツチを介して工具を回転駆動すれば工具の折
損を防止出来ると考え、工具を保持するスピンド
ルとホルダー本体との間に一定トルクを越えると
スリツプする各種のトルクリミツターを介装する
ことが考えられた。
The main reason why a rotary cutting tool breaks is that the cutting torque increases due to wear of the blade or clogging of chips, as mentioned above. It is believed that rotating the tool via a safety clutch will prevent the tool from breaking, and it has been considered to interpose various torque limiters between the spindle that holds the tool and the holder body, which will cause the tool to slip when a certain torque is exceeded. Ta.

(考案が解決しようとする課題) しかしながら従来のホルダーでは、切削トルク
が一定値を越えたとき、前記トルクリミツターに
より工具への回転力の伝達を自動的に断つことが
出来ても軸心方向の送りはそのまま続行されるた
めに、工具が軸心方向に圧縮され、その圧縮応力
の増大によつて工具が破損することになる。特に
小径ドリルやタツプ等は、軸心方向の圧縮応力の
増大により簡単に座屈破損する恐れがある。即
ち、前記のように単に、工具を保持するスピンド
ルとホルダー本体との間にトルクリミツターを介
装する方法では、工具の折損を確実に防止するこ
とが出来なかつた。
(Problem to be solved by the invention) However, with conventional holders, when the cutting torque exceeds a certain value, even if the torque limiter can automatically cut off the transmission of rotational force to the tool, the axial feed As the process continues as it is, the tool is compressed in the axial direction, and the increase in compressive stress causes the tool to break. In particular, small-diameter drills, taps, etc. may easily buckle and fail due to increased compressive stress in the axial direction. That is, as described above, simply interposing a torque limiter between the spindle that holds the tool and the holder body cannot reliably prevent tool breakage.

(課題を解決するための手段) 本考案は上記のような従来の問題点を解決する
ために、工作機械へ取り付けるホルダー本体に、
先端に工具チヤツク部を備えたスピンドルを、軸
心の周りの回転と一定範囲内での軸心方向移動と
が可能な状態に同心状に支持し、前記ホルダー本
体と前記スピンドルとの間に、前記スピンドルを
出限方向に付勢する機能を有し且つ当該スピンド
ルが出限位置にあるときにクラツチ入り切り動作
可能なトルク制限用第一ボールクラツチと、前記
スピンドルを出限位置に保持するスラスト力制限
用第二ボールクラツチとを介装し、前記第二ボー
ルクラツチは、前記第一ボールクラツチがクラツ
チ入り状態にあるときにクラツチボールがスピン
ドル周面上の凹部の最深部に嵌合するように構成
すると共に、当該凹部を、ホルダー本体とスピン
ドルとの相対回転時にクラツチボールがスピンド
ル周面上に乗り上げるように、深さを周方向に漸
減させて成る回転切削工具ホルダーを提案するも
のである。
(Means for solving the problem) In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention has a holder body that is attached to a machine tool.
A spindle having a tool chuck portion at the tip thereof is supported concentrically in a state that allows rotation around the axis and movement in the axial direction within a certain range, and between the holder body and the spindle, a torque limiting first ball clutch having a function of urging the spindle in the output limit direction and capable of engaging and disengaging the clutch when the spindle is at the output limit position; and a thrust force for holding the spindle at the output limit position. A second ball clutch for restriction is interposed, and the second ball clutch is configured such that the clutch ball fits into the deepest part of the recess on the spindle circumferential surface when the first ball clutch is in the engaged state. The present invention proposes a rotary cutting tool holder in which the depth of the recess is gradually decreased in the circumferential direction so that the clutch ball rides on the spindle circumferential surface during relative rotation between the holder main body and the spindle.

(考案の作用) 上記工具ホルダーを工作機械の主軸にセツトす
ると共に、ドリル等の回転切削工具を前記工具チ
ヤツクに取り付けて切削作業を行うが、前記工具
チヤツクを介して工具を保持する前記スピンドル
は、前記第一ボールクラツチの付勢機能と前記第
二ボールクラツチとによつて出限位置に保持さ
れ、前記第一及び第二両ボールクラツチがクラツ
チ入りの状態にある。従つて、前記工具の捩じり
折損強度と平衡する限界切削トルクよりも少し低
い回転力で前記第一ボールクラツチが切れると共
に、当該第一ボールクラツチが切れるときにスピ
ンドルに作用しているスラスト力では前記第二ボ
ールクラツチが切れないように、第一及び第二両
ボールクラツチの付勢力を設定しておくことによ
り、前記工具が摩耗したため、或いは切粉が詰ま
つたために、切削トルクが前記第一ボールクラツ
チの伝達トルクを超えた場合には、当該第一ボー
ルクラツチが自動的に切れてホルダー本体がスピ
ンドル(工具)に対して空回りする状態になる。
即ち、過大切削トルクによつて捻じり折損強度を
超える捻じり応力が工具に作用するのを未然に防
止することが出来る。
(Operation of the invention) The tool holder is set on the main shaft of a machine tool, and a rotary cutting tool such as a drill is attached to the tool chuck to carry out cutting work. The first ball clutch is held in the extended position by the biasing function of the first ball clutch and the second ball clutch, and both the first and second ball clutches are in the engaged state. Therefore, the first ball clutch breaks with a rotational force slightly lower than the limit cutting torque that is balanced with the torsional breakage strength of the tool, and the thrust force acting on the spindle when the first ball clutch breaks. By setting the biasing forces of both the first and second ball clutches so that the second ball clutch does not break, the cutting torque can be reduced to If the transmission torque of the first ball clutch is exceeded, the first ball clutch is automatically disengaged and the holder main body rotates idly relative to the spindle (tool).
That is, it is possible to prevent a torsional stress exceeding the torsional breakage strength from acting on the tool due to excessive cutting torque.

上記のように第一ボールクラツチが働いてスピ
ンドル(工具)の強制回転駆動が停止するとき、
ホルダー本体とスピンドルとが相対回転するの
で、スラスト力制限用第二ボールクラツチのクラ
ツチボールがスピンドル側の凹部の最深部から周
方向に相対移動してスピンドル周面上に乗り上
げ、軸方向の係止作用が解除される。即ちトルク
制限用第一ボールクラツチが切れると同時に、ス
ラスト力制限用第二ボールクラツチが機能しない
状態に切り換わる。従つて、前記のようにトルク
制限用第一ボールクラツチが切れた後、主軸の送
りによつてホルダー本体が回転軸方向に進出移動
しても、スピンドル(工具)に対しホルダー本体
のみが前記第一ボールクラツチの軸方向付勢機能
に抗して相対的に回転軸方向に進出移動すること
になり、圧縮折損強度を超えるような過大な軸心
方向圧縮応力が工具に作用するのを未然に防止し
得る。
As mentioned above, when the first ball clutch operates and the forced rotational drive of the spindle (tool) stops,
As the holder body and the spindle rotate relative to each other, the clutch ball of the second ball clutch for thrust force limitation moves relative to the circumferential direction from the deepest part of the recess on the spindle side, rides on the spindle circumferential surface, and locks in the axial direction. The effect is canceled. That is, at the same time that the first ball clutch for limiting torque is disengaged, the second ball clutch for limiting thrust force is switched to a non-functional state. Therefore, even if the holder body moves forward in the direction of the rotation axis due to the feed of the main shaft after the first torque-limiting ball clutch is disengaged as described above, only the holder main body will move forward in the direction of the rotation axis with respect to the spindle (tool). This prevents excessive axial compressive stress from acting on the tool, which exceeds the compressive breakage strength, due to relatively advancing movement in the direction of the rotating shaft against the axial biasing function of the ball clutch. Can be prevented.

又、切削トルクが前記第一ボールクラツチの伝
達トルクを超えていなくとも、切削途中で工具に
規定以上の軸心方向反力が作用したときは、前記
第二ボールクラツチのクラツチボールがスピンド
ル側の凹部からスピンドル軸方向に離脱して当該
第二ボールクラツチが切れ、スピンドルが前記第
一ボールクラツチの付勢機能に抗してホルダー本
体に対し相対的に後退移動するのを許すので、や
はり圧縮折損強度を超えるような過大な軸心方向
圧縮応力が工具に作用するのを未然に防止し得
る。勿論この場合、第一ボールクラツチも切れた
状態となるので、ホルダー本体からスピンドル
(工具)への回転力伝達も断たれることになる。
Furthermore, even if the cutting torque does not exceed the transmission torque of the first ball clutch, if an axial reaction force that exceeds the specified value is applied to the tool during cutting, the clutch ball of the second ball clutch will The second ball clutch is disengaged from the recess in the spindle axial direction, and the spindle is allowed to move backward relative to the holder body against the biasing function of the first ball clutch, resulting in compression breakage. Excessive axial compressive stress that exceeds the strength can be prevented from acting on the tool. Of course, in this case, since the first ball clutch is also in a disengaged state, the rotational force transmission from the holder body to the spindle (tool) is also cut off.

(考案の効果) 以上のように本考案の工具ホルダーによれば、
回転切削工具に作用する切削トルクが一定値を越
えることを防止出来るだけでなく、当該工具に過
大な軸方向圧縮力が作用することも同時に防止す
ることが出来るので、回転切削工具の過大切削ト
ルクによる捻じり折損や軸心方向の過大圧縮力に
よる座屈折損を確実に防止することが出来るので
ある。
(Effects of the invention) As described above, according to the tool holder of the invention,
This not only prevents the cutting torque acting on the rotary cutting tool from exceeding a certain value, but also prevents excessive axial compressive force from acting on the tool, thereby reducing excessive cutting torque of the rotary cutting tool. This makes it possible to reliably prevent torsional breakage caused by bending and buckling breakage caused by excessive compressive force in the axial direction.

しかもトルク制限用第一ボールクラツチとは別
にスラスト力制限用第二ボールクラツチを設けた
ので、切削トルクが限界値を超える前にホルダー
本体に対するスピンドルの軸方向後退移動を許し
てしまうようなことがないように、各々のクラツ
チが切れるときの条件を各別任意に設定すること
が出来る。更に本考案の構成によれば、トルク制
限用第一ボールクラツチが切れると同時にスラス
ト力制限用第二ボールクラツチが実質的に機能し
ない状態に切り換わるので、スラスト力制限用第
二ボールクラツチを切ることの出来る大きさのス
ラスト力が実際に作用するに至つていなくとも、
トルク制限用第一ボールクラツチが切れると同時
に、その直後に作用するスラスト力でホルダー本
体に対しスピンドルを軸方向に後退移動させるこ
とが出来、工具に過大な軸方向圧縮力が作用する
のを回避出来る。このことは、スラスト力制限用
第二ボールクラツチを切るときのスラスト力が、
トルク制限用第一ボールクラツチが切れるときに
作用しているスラスト力よりも充分大きくなるよ
うに、当該第二クラツチの作用条件を設定してお
きさえすれば良いので、このスラスト力制限用第
二ボールクラツチの作用条件設定が容易になる。
Moreover, since the second ball clutch for limiting thrust force is provided separately from the first ball clutch for limiting torque, there is no possibility that the spindle will be allowed to move backward in the axial direction with respect to the holder body before the cutting torque exceeds the limit value. The conditions under which each clutch is disengaged can be arbitrarily set for each clutch to prevent the clutch from disengaging. Further, according to the configuration of the present invention, at the same time as the first ball clutch for limiting torque is disengaged, the second ball clutch for limiting thrust force is switched to a substantially non-functional state, so that the second ball clutch for limiting thrust force is disengaged. Even if a thrust force of a size that can be used has not actually been applied,
At the same time as the first ball clutch for torque limiting is disengaged, the thrust force that is applied immediately after that allows the spindle to move backward in the axial direction relative to the holder body, avoiding excessive axial compressive force being applied to the tool. I can do it. This means that the thrust force when disengaging the second ball clutch for limiting thrust force is
It is only necessary to set the operating conditions of the second clutch so that it is sufficiently larger than the thrust force that is acting when the first ball clutch for torque limiting is disengaged. It becomes easy to set the operating conditions of the ball clutch.

(実施例) 以下に本考案の一実施例を添付の例示図に基づ
いて説明する。
(Example) An example of the present invention will be described below based on the attached illustrative drawings.

第1図に於いて、1はホルダー本体であり、工
作機械の主軸2への取付部となるシヤンク部3
と、このシヤンク部3の外端にボルト4で同心状
に取り付けられた円筒状本体5とから構成されて
いる。6はスピンドルであつて、前記円筒状本体
5内に前後一対の回転軸受7a,7bにより同心
状に支持され、円筒状本体5から突出する外端に
工具チヤツク8を備えている。このスピンドル6
は、前記回転軸受7a,7bにより円筒状本体5
に対し軸心の周りで回転可能であると同時に、前
記回転軸受7a,7bとの間の微少間隙(嵌め合
い公差)の存在により軸心方向に一定範囲内で移
動可能である。このスピンドル6と回転軸受7
a,7bとの間の微少間隙中には潤滑油による油
膜が介在しているので、スピンドル6を軸心方向
に移動し得る状態で精度良く支承し得る。
In Fig. 1, 1 is the holder body, and the shank part 3 serves as the attachment part to the main shaft 2 of the machine tool.
and a cylindrical main body 5 concentrically attached to the outer end of the shank portion 3 with bolts 4. A spindle 6 is supported concentrically within the cylindrical body 5 by a pair of front and rear rotary bearings 7a and 7b, and has a tool chuck 8 at its outer end protruding from the cylindrical body 5. This spindle 6
The cylindrical body 5 is rotated by the rotation bearings 7a and 7b.
In contrast, it is rotatable around the axis, and at the same time, it is movable within a certain range in the axial direction due to the existence of a minute gap (fitting tolerance) between the rotary bearings 7a and 7b. This spindle 6 and rotation bearing 7
Since an oil film of lubricating oil is present in the minute gap between the spindle 6 and the spindle 6, the spindle 6 can be supported with high accuracy in a state where it can move in the axial direction.

9はトルク制限用第一ボールクラツチであり、
第1図と第2図に示すように、前記スピンドル6
から一体に突設されたボール支持盤10、このボ
ール支持盤10の内側に放射状に形成されたボー
ル支持溝11、各ボール支持溝11内にスピンド
ル6に対し半径方向遊動可能に一部が嵌合するク
ラツチボール12、前記ボール支持盤10の内側
でスピンドル6に回転及び軸心方向移動可能に遊
嵌されたボール押圧盤13、このボール押圧盤1
3をボール支持盤11側へ押圧する圧縮コイルス
プリング14、及び前記各クラツチボール12の
一部が嵌合するように前記円筒状本体5の円柱状
内周面5aに設けられた周方向複数個のボール係
止孔15から構成されている。
9 is a first ball clutch for torque limiting;
As shown in FIGS. 1 and 2, the spindle 6
A ball support plate 10 integrally protrudes from the ball support plate 10, a ball support groove 11 formed radially inside the ball support plate 10, and a portion of the ball support groove 11 is fitted into each ball support groove 11 so as to be movable in the radial direction with respect to the spindle 6. A clutch ball 12 that fits together, a ball press plate 13 loosely fitted to the spindle 6 inside the ball support plate 10 so as to be rotatable and movable in the axial direction, and this ball press plate 1
3 toward the ball support plate 11 side, and a plurality of compression coil springs 14 provided in the circumferential direction on the cylindrical inner circumferential surface 5a of the cylindrical body 5 so that a portion of each clutch ball 12 fits therein. It consists of a ball locking hole 15.

前記スプリング14によつて付勢されたボール
押圧盤13は、その円錐状押圧面13aにより各
クラツチボール12を押圧する。この結果、ボー
ル支持盤10を介してスピンドル6が軸心方向外
方に付勢されるので、当該スピンドル6は、ボー
ル支持盤10が回転軸受7aに当接する出限位置
に保持される。一方、ボール押圧盤13の円錐状
押圧面13aによつて各クラツチボール12はス
ピンドル6に対して遠心方向に付勢されるので、
前記のようにスピンドル6が出限位置にあると
き、各クラツチボール12の一部が円筒状本体5
側のボール係止孔15に各々嵌合する。即ち、ク
ラツチ入りの状態になる。
The ball pressing plate 13 urged by the spring 14 presses each clutch ball 12 with its conical pressing surface 13a. As a result, the spindle 6 is urged outward in the axial direction via the ball support plate 10, so that the spindle 6 is held at the extreme position where the ball support plate 10 contacts the rotary bearing 7a. On the other hand, each clutch ball 12 is urged in the centrifugal direction with respect to the spindle 6 by the conical pressing surface 13a of the ball pressing plate 13.
When the spindle 6 is in the extended position as described above, a portion of each clutch ball 12 is attached to the cylindrical body 5.
They fit into the side ball locking holes 15, respectively. In other words, the clutch is engaged.

16は伝達トルク調整手段であつて、第1図と
第3図に示すように、スピンドル6に軸心方向相
対移動可能に遊嵌され且つ前記スプリング14の
内端を受けるスプリング受け盤17、このスプリ
ング受け盤17から直径方向に突設された2つの
突出部17aが各々貫通するように円筒状本体5
に設けられた軸心方向に長い2つの長孔18、前
記円筒状本体5の外周面に設けられたねじ溝加工
周面部19に螺嵌し且つ内周面に前記2つの突出
部17aが嵌合する環状溝20を備えた調整リン
グ21、及び当該調整リング21のロックボルト
22から構成されている。
Reference numeral 16 denotes a transmission torque adjustment means, which, as shown in FIGS. 1 and 3, is loosely fitted onto the spindle 6 so as to be relatively movable in the axial direction and receives the inner end of the spring 14, and a spring receiving plate 17 which receives the inner end of the spring 14. The cylindrical main body 5 is arranged such that the two protrusions 17a protruding from the spring receiving plate 17 in the diametrical direction pass through each of the protrusions 17a.
Two elongated holes 18 that are long in the axial direction provided in the cylindrical body 5 are screwed into the threaded peripheral surface portion 19 provided on the outer peripheral surface of the cylindrical body 5, and the two protruding portions 17a are fitted into the inner peripheral surface of the cylindrical body 5. It consists of an adjustment ring 21 having a mating annular groove 20 and a lock bolt 22 of the adjustment ring 21.

第1図に示す状態は、前記調整リング21によ
り前記スプリング受け盤17を後退限位置まで後
退させ、スプリング14の初期圧縮応力を最小に
した状態、即ちボールクラツチ9の伝達トルクを
最小に調整した状態を示す。従つて、ボールクラ
ツチ9の伝達トルクを大きくするときは、ロツク
ボルト22を弛緩させた状態で調整リング21を
繰り出し方向に回転させ、環状溝20の一側面に
当接している突出部17aを介してスプリング受
け盤17を軸心方向に前進移動させて、スプリン
グ14を圧縮させれば良い。即ち、調整リング2
1の回転繰り出しによりボールクラツチ9の伝達
トルクが大きくなり、調整リング21の回転引き
戻しによりボールクラツチ9の伝達トルクが小さ
くなる。
The state shown in FIG. 1 is a state in which the spring receiver 17 is retracted to the maximum retraction position by the adjustment ring 21, and the initial compressive stress of the spring 14 is minimized, that is, the transmission torque of the ball clutch 9 is adjusted to the minimum. Indicates the condition. Therefore, when increasing the transmission torque of the ball clutch 9, rotate the adjustment ring 21 in the extending direction with the lock bolt 22 relaxed, and increase the torque transmitted through the protrusion 17a that is in contact with one side of the annular groove 20. The spring receiving plate 17 may be moved forward in the axial direction to compress the spring 14. That is, adjustment ring 2
1, the transmission torque of the ball clutch 9 increases, and as the adjustment ring 21 rotates back, the transmission torque of the ball clutch 9 decreases.

23はスラスト力制限用第二ボールクラツチで
あつて、第1図及び第4図に示すように、スピン
ドル6の内端近傍周面6aに刻設された周方向複
数個の凹部24、この各凹部24と対向するよう
に円筒状本体5に設けられた半径方向のボール支
持孔25、各凹部24とボール支持孔25とに跨
がつて嵌合するクラツチボール26、及び各ボー
ル支持孔25に螺嵌されたスプリング受け捻子2
7とクラツチボール26との間に介装されたスプ
リング28から構成されている。前記凹部24
は、スピンドル周面6aの一定角度範囲を周方向
に沿つて直線状に切削して構成したもので、その
周方向中央部が最深部となり、周方向に深さが漸
減するものである。勿論、ホルダー本体1の回転
方向が一定であれば、凹部24は最深部から反回
転方向にのみ深さが漸減する形状に構成すること
も可能である。
Reference numeral 23 denotes a second ball clutch for limiting thrust force, and as shown in FIGS. A radial ball support hole 25 is provided in the cylindrical body 5 to face the recess 24 , a clutch ball 26 is fitted across each recess 24 and the ball support hole 25 , and a clutch ball 26 is provided in each of the recesses 24 and the ball support hole 25 . Screwed spring catch screw 2
7 and a clutch ball 26. The recess 24
This is constructed by cutting a certain angular range of the spindle circumferential surface 6a in a straight line along the circumferential direction, and the circumferential center portion thereof is the deepest portion, and the depth gradually decreases in the circumferential direction. Of course, if the direction of rotation of the holder main body 1 is constant, the recess 24 can also be configured to have a shape in which the depth gradually decreases only in the counter-rotation direction from the deepest part.

使用に際しては、従来の工具ホルダーと同様に
工作機械の主軸2にホルダー本体1のシヤンク部
3を取り付け、スピンドル6の工具チヤツク8に
所要の回転切削工具、例えばドリルTを取り付け
る。そして当該ドリルTの折損強度を超える切削
トルクがスピンドル6に作用しないように、前記
のように調整リング21により第一ボールクラツ
チ9の伝達トルクを調整しておく。又、前記第二
ボールクラツチ23は、前記第一ボールクラツチ
23が切れるときにスピンドル6に作用している
スラスト力では、クラツチボール26が凹部24
の最深部からスピンドル軸方向に離脱する(即ち
当該クラツチが切れる)ことがないように、凹部
24とクラツチボール26との嵌合深さやスプリ
ング28の付勢力を設定している。
In use, the shank portion 3 of the holder body 1 is attached to the main shaft 2 of a machine tool in the same way as a conventional tool holder, and a required rotary cutting tool, such as a drill T, is attached to the tool chuck 8 of the spindle 6. The transmission torque of the first ball clutch 9 is adjusted by the adjustment ring 21 as described above so that the cutting torque exceeding the breakage strength of the drill T does not act on the spindle 6. Further, the second ball clutch 23 is configured to move the clutch ball 26 into the recess 24 due to the thrust force acting on the spindle 6 when the first ball clutch 23 is disengaged.
The depth of engagement between the recess 24 and the clutch ball 26 and the urging force of the spring 28 are set so that the clutch does not disengage from the deepest part in the spindle axial direction (that is, the clutch does not break).

前記ホルダー本体1とスピンドル6とは、当該
スピンドル6が出限位置にある状態で第一ボール
クラツチ9及び第二ボールクラツチ23により、
回転方向及び軸心方向に関して結合されているの
で、主軸2を回転させると共に軸方向に送りをか
けると、主軸2、ホルダー本体1、スピンドル
6、及びドリルTが一体に回転すると共に軸心方
向に前進移動することになり、当該ドリルTによ
り被加工物Wを切削穿孔加工することが出来る。
The holder main body 1 and the spindle 6 are connected to each other by the first ball clutch 9 and the second ball clutch 23 when the spindle 6 is in the extended position.
Since they are connected in the rotational direction and the axial direction, when the main shaft 2 is rotated and feed is applied in the axial direction, the main shaft 2, holder body 1, spindle 6, and drill T rotate together and move in the axial direction. The drill T moves forward, and the workpiece W can be cut and drilled by the drill T.

この切削穿孔加工中に於いて、切削孔内での切
粉の詰まりやドリルTの刃部の摩耗が限度を超え
ること等によつて、スピンドル6に作用する切削
トルクが前記第一ボールクラツチ9の伝達トルク
を超えると、スプリング14がボール押圧盤13
を介してクラツチボール12をボール係止孔15
に嵌合させる作用力よりもボール係止孔15の周
縁がクラツチボール12を押し出す作用力が打ち
勝つて、スピンドル6に対してホルダー本体1
(円筒状本体5)が周方向に相対回転しながら第
2図仮想線で示すようにクラツチボール12をボ
ール係止孔15から押し出すことになる。このと
きクラツチボール12は、ボール押圧盤13をス
プリング14の付勢力に抗して押し退けながらボ
ール支持溝11内を求心方向に転動してボール係
止孔15から離脱し、円筒状本体5の円柱状内周
面5a上を回転周方向に転動する。この結果、ス
ピンドル6に対し円筒状本体5、即ちホルダー本
体1が空回りの状態になり、ドリルTに捻じり折
損を生じさせる過大切削トルクが作用するのを未
然に防止し得る。
During this cutting/drilling process, the cutting torque acting on the spindle 6 is reduced by the first ball clutch 9 due to clogging of chips in the cutting hole or wear of the blade of the drill T exceeding the limit. When the transmitted torque exceeds the transmission torque, the spring 14
The clutch ball 12 is connected to the ball locking hole 15 through the
The force that pushes out the clutch ball 12 from the periphery of the ball locking hole 15 overcomes the force that forces the clutch ball 12 to fit into the holder body 1 against the spindle 6.
(The cylindrical main body 5) pushes out the clutch ball 12 from the ball locking hole 15 as shown by the imaginary line in FIG. 2 while rotating relatively in the circumferential direction. At this time, the clutch ball 12 rolls in the centripetal direction within the ball support groove 11 while pushing away the ball pressing plate 13 against the biasing force of the spring 14 and disengages from the ball locking hole 15. It rolls on the cylindrical inner peripheral surface 5a in the rotational circumferential direction. As a result, the cylindrical main body 5, ie, the holder main body 1, becomes idle with respect to the spindle 6, and it is possible to prevent the drill T from being subjected to excessive cutting torque that would cause twisting and breakage.

上記のように第一ボールクラツチ9が切れてス
ピンドル6に対しホルダー本体1(円筒状本体
5)が相対回転すると、第4図仮想線で示すよう
に第二ボールクラツチ23のクラツチボール26
がスピンドル6側の凹部24に対し、その最深部
から周方向に移動してスピンドル周面6a上に乗
り上げることになる。このようにクラツチボール
26がスピンドル周面6a上に乗り上げた状態で
は、この第二ボールクラツチ23のスピンドル6
を軸方向出現位置に係止する機能は無くなるの
で、第6図に示すように、このスピンドル6に作
用しているスラスト力によつて当該スピンドル6
は、前記第一ボールクラツチ9のスプリング14
に抗してホルダー本体1に対し相対的に後退移動
することになる。
When the first ball clutch 9 is disconnected and the holder body 1 (cylindrical body 5) rotates relative to the spindle 6 as described above, the clutch ball 26 of the second ball clutch 23 rotates as shown by the imaginary line in FIG.
moves circumferentially from the deepest part of the recess 24 on the spindle 6 side and rides on the spindle circumferential surface 6a. In this state where the clutch ball 26 rides on the spindle circumferential surface 6a, the spindle 6 of the second ball clutch 23
Since the function of locking the spindle 6 at the axial appearance position is lost, the thrust force acting on the spindle 6 causes the spindle 6 to move as shown in FIG.
is the spring 14 of the first ball clutch 9.
This results in a backward movement relative to the holder main body 1 against the holder body 1.

勿論、第一ボールクラツチ9が切れて、スピン
ドル6に対しホルダー本体1のみが回転している
状態、即ち第二ボールクラツチ23のクラツチボ
ール26がスピンドル6に対し周方向に移動しな
がら各凹部24を周方向に出たり入つたりしてい
る状態に於いては、当該第二ボールクラツチ23
の軸方向伝達力(クラツチ力)は、クラツチボー
ル26が凹部24の最深部で安定しているときと
比較して大幅に弱くなつている。従つて、前記の
ように第二ボールクラツチ23のクラツチボール
26が凹部24から周方向に脱出して最初にスピ
ンドル周面6aに乗り上げた瞬間にスピンドル6
とホルダー本体1とが軸方向に相対移動しなくと
も、この後の主軸2の送り作用によつて、停止し
ているスピンドル6に対しホルダー本体1のみが
回転しながら軸心方向に送られるときに前記第二
ボールクラツチ23が簡単に切れることになり、
当該ホルダー本体1と一体に前進移動するスプリ
ング受け盤17を介して第一ボールクラツチ9の
スプリング14を圧縮するだけで、ドリルTに軸
方向圧縮折損を生じさせるような過大な軸方向圧
縮力を作用させないで済む。尚、このとき第一ボ
ールクラツチ9のクラツチボール12は、ボール
係止孔15から回転軸心方向に外れた位置で円筒
状本体5の円柱状内周面5a上を転動することに
なる。
Of course, when the first ball clutch 9 is disconnected and only the holder main body 1 is rotating with respect to the spindle 6, the clutch ball 26 of the second ball clutch 23 moves in the circumferential direction with respect to the spindle 6 while each recess 24 is rotated. When the second ball clutch 23 is moving in and out in the circumferential direction, the second ball clutch 23
The axially transmitted force (clutch force) is significantly weaker than when the clutch ball 26 is stable at the deepest part of the recess 24. Therefore, as described above, the moment the clutch ball 26 of the second ball clutch 23 escapes from the recess 24 in the circumferential direction and first rides on the spindle circumferential surface 6a, the spindle 6
Even if the holder body 1 and the holder body 1 do not move relative to each other in the axial direction, due to the subsequent feeding action of the main shaft 2, only the holder body 1 is rotated and fed in the axial direction with respect to the stopped spindle 6. The second ball clutch 23 is easily broken,
By simply compressing the spring 14 of the first ball clutch 9 via the spring receiver 17 that moves forward together with the holder main body 1, an excessive axial compression force that may cause the drill T to break due to axial compression can be applied. There is no need for it to work. At this time, the clutch ball 12 of the first ball clutch 9 rolls on the cylindrical inner circumferential surface 5a of the cylindrical main body 5 at a position away from the ball locking hole 15 in the rotational axis direction.

尚、前記第一ボールクラツチ9によりホルダー
本体1からスピンドル6に切削回転力を伝達して
いる状態でも、スピンドル6に過大な軸方向反力
が作用したときには、その反力が第二ボールクラ
ツチ23の軸方向伝達力(クラツチ力)よりも大
きくなつたとき、クラツチボール26が凹部24
の最深部からスピンドル軸方向に離脱して当該第
二ボールクラツチ23が自動的に切れることにな
る。従つて、ホルダー本体1(円筒状本体5)の
みがスプリング14を圧縮しつつスピンドル6に
対して軸心方向に前進移動することになる。即
ち、切削トルクに関係なく、過大な軸心方向圧縮
力がドリルTに作用するのを未然に防止すること
も出来る。勿論この場合も、第一ボールクラツチ
9のクラツチボール12がボール係止孔15から
軸心方向に離脱して当該第一ボールクラツチ9も
切れることになるので、ドリル6への切削トルク
の伝達も断たれ、スピンドル6に対しホルダー本
体1が空回りすることになる。
Even when the first ball clutch 9 is transmitting the cutting rotational force from the holder body 1 to the spindle 6, if an excessive axial reaction force acts on the spindle 6, the reaction force is transferred to the second ball clutch 23. When the clutch ball 26 becomes larger than the axial transmission force (clutch force), the clutch ball 26 moves into the recess 24.
The second ball clutch 23 is automatically disengaged from the deepest part of the ball in the spindle axial direction. Therefore, only the holder main body 1 (cylindrical main body 5) moves forward in the axial direction with respect to the spindle 6 while compressing the spring 14. That is, it is also possible to prevent excessive axial compressive force from acting on the drill T, regardless of the cutting torque. Of course, in this case as well, the clutch ball 12 of the first ball clutch 9 separates from the ball locking hole 15 in the axial direction and the first ball clutch 9 also breaks, so that the cutting torque is not transmitted to the drill 6 either. This causes the holder body 1 to rotate idly relative to the spindle 6.

何れにしても、作業者は上記のようにドリルT
の回転が止まつた状態を知ることが出来るので、
ホルダー本体1がスピンドル6に対して軸心方向
に前進移動している間に、即ちスピンドル6がホ
ルダー本体1(円筒状本体5)に対する出限位置
から後退限位置に達する前に、主軸2の送りを人
為的操作で停止し、主軸2を後退移動させてドリ
ルTを被加工物Wの切削孔から脱出させ、ドリル
Tの交換等、必要な対策を講じることが出来る。
In any case, the operator must use the drill T as described above.
Since it is possible to know when the rotation of has stopped,
While the holder body 1 is moving forward in the axial direction with respect to the spindle 6, that is, before the spindle 6 reaches the retraction limit position from the extended position with respect to the holder body 1 (cylindrical body 5), the main shaft 2 is moved forward. Necessary measures such as stopping the feed manually, moving the spindle 2 backward to allow the drill T to escape from the cut hole of the workpiece W, and replacing the drill T can be taken.

主軸2によつてホルダー本体1が後退移動せし
められると、スプリング14の付勢力でスピンド
ル6がホルダー本体1に対し軸心方向に前進移動
して再び出限位置に達するので、ボール押圧盤1
3を介してスプリング14により遠心方向に付勢
されている第一ボールクラツチ9のクラツチボー
ル12は、回転しているホルダー本体1(円筒状
本体5)側のボール係止孔15に自動的に嵌合
し、再びクラツチ入りの状態に復帰する。又、ス
ピンドル6が出限位置に復帰し且つ前記のように
第一ボールクラツチ9がクラツチ入り状態に復帰
することにより、第二ボールクラツチ23のクラ
ツチボール26も凹部24の最深部に嵌合し、ク
ラツチ入り状態に復帰する。
When the holder body 1 is moved backward by the main shaft 2, the spindle 6 moves forward in the axial direction relative to the holder body 1 due to the biasing force of the spring 14 and reaches the limit position again, so that the ball press plate 1
The clutch ball 12 of the first ball clutch 9, which is biased in the centrifugal direction by the spring 14 via the clutch ball 3, is automatically inserted into the ball locking hole 15 of the rotating holder body 1 (cylindrical body 5). It will fit and return to the engaged state again. Further, as the spindle 6 returns to the extended position and the first ball clutch 9 returns to the engaged state as described above, the clutch ball 26 of the second ball clutch 23 also fits into the deepest part of the recess 24. , the clutch returns to the engaged state.

尚、ホルダー本体1に対しスピンドル6が一定
量後退移動したことを電気的に検出して外部に過
負荷検出信号を発進する、スピンドル後退移動検
出手段を併用することも出来る。
Incidentally, it is also possible to use a spindle backward movement detection means that electrically detects that the spindle 6 has moved backward by a certain amount with respect to the holder body 1 and sends an overload detection signal to the outside.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は一部縦断側面図、第2図は第1図のA
−A線断面図、第3図は第1図のB−B線断面
図、第4図は第1図のC−C線断面図、第5図は
過負荷作用時の状態を説明する一部縦断側面図で
ある。 1……ホルダー本体、2……工作機械の主軸、
3……シヤツク部、5……円筒状本体、6……ス
ピンドル、7a,7b……回転軸受、8……工具
チヤツク、9……トルク制限用第一ボールクラツ
チ、10……ボール支持盤、11……ボール支持
溝、12……クラツチボール、13……ボール押
圧盤、14……圧縮コイルスプリング、15……
ボール係止孔、16……伝達トルク調整手段、2
3……スラスト力制限用第二ボールクラツチ、2
4……凹部、26……クラツチボール、28……
スプリング。
Figure 1 is a partially longitudinal side view, Figure 2 is A of Figure 1.
3 is a sectional view taken along line B-B in FIG. 1, FIG. 4 is a sectional view taken along line C-C in FIG. 1, and FIG. FIG. 1...Holder body, 2...Main shaft of machine tool,
3... Shock part, 5... Cylindrical main body, 6... Spindle, 7a, 7b... Rotating bearing, 8... Tool chuck, 9... First ball clutch for torque limiting, 10... Ball support plate, 11... Ball support groove, 12... Clutch ball, 13... Ball pressing plate, 14... Compression coil spring, 15...
Ball locking hole, 16...transmission torque adjustment means, 2
3...Second ball clutch for limiting thrust force, 2
4... recess, 26... clutch ball, 28...
spring.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 工作機械へ取り付けるホルダー本体に、先端に
工具チヤツク部を備えたスピンドルを、軸心の周
りの回転と一定範囲内での軸心方向移動とが可能
な状態に同心状に支持し、前記ホルダー本体と前
記スピンドルとの間に、前記スピンドルを出限方
向に付勢する機能を有し且つ当該スピンドルが出
限位置にあるときにクラツチ入り切り動作可能な
トルク制限用第一ボールクラツチと、前記スピン
ドルを出限位置に保持するスラスト力制限用第二
ボールクラツチとを介装し、前記第二ボールクラ
ツチは、前記第一ボールクラツチがクラツチ入り
状態にあるときにクラツチボールがスピンドル周
面上の凹部の最深部に嵌合するように構成すると
共に、当該凹部を、ホルダー本体とスピンドルと
の相対回転時にクラツチボールがスピンドル周面
上に乗り上げるように、深さを周方向に漸滅させ
て成る回転切削工具ホルダー。
A spindle with a tool chuck at the tip is concentrically supported in a holder body that is attached to a machine tool so that it can rotate around the axis and move in the axial direction within a certain range, and the holder body and the spindle, a first ball clutch for torque limiting, which has a function of urging the spindle in the extension direction and is capable of engaging and disengaging the clutch when the spindle is in the extension limit position; A second ball clutch for limiting thrust force that is held at the output limit position is interposed, and the second ball clutch is arranged so that when the first ball clutch is in the engaged state, the clutch ball moves into the recess on the spindle circumferential surface. Rotary cutting is configured to fit in the deepest part, and the depth of the recess is gradually tapered in the circumferential direction so that the clutch ball rides on the spindle circumferential surface during relative rotation between the holder body and the spindle. tool holder.
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