JPH04111736A - マシニングセンタの機械主軸用の工具構造 - 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〕 本発明は、マシニングセンタの機械主軸にロボットハン
ドによって装着される工具の構造に関する。

〔従来の技術〕

マシニングセンタでは、工具マガジンの数種類のマガジ
ンポットに工具を保持しておき、自動工具交換装置のア
ームによって機械主軸に装着している工具と工具マガジ
ン側の工具とを交換する。

第７図はマシニングセンタの全体図であり、機械主軸５
０に装着する多数の工具５１を保持したマガジン５２が
一体化されている。工具５１は工具交換用のアーム５３
によってマガジン５２から抜き出され、機械主軸５０に
装着していたものと交換してこの機械主軸５０にセット
される。

機械主軸５０には、第８図のように、工具５１のシャン
ク５１ａが挿入される装着孔５０ａを設け、下端には工
具５１に回転を伝達するためのドライブキー５０ｂを設
けている。また、工具５１にはドライブキ−５０ｂが嵌
まり込むキー溝５１ｂが設けられ、工具５１を機械主軸
５０に装着するときには、これらのドライブキー５０ｂ
とキー溝５１ｂとの位置合わせが必要となる。

通常の切削工具の場合では、このような位置合わせは簡
単であるが、オイルホールホルダ、フェーシングヘッド
、リセッシングヘッド及ヒアングルヘッド等では、キー
溝だけでなくマシニングセンタの機械側に一体に連接す
る固定ピンを別に設けるので、位置合わせは複雑になる
。これらの工具は、第９図に示すように、工具５１０本
体周りに相対回転可能な固定リング５１ｃを設けてこれ
に固定ピン５１ｄを取り付け、この固定ピン５１ｄを機
械側の固定ブロック５０ｃに結合させるものである。

工具５１がマガジン５２に保持されているとき及びアー
ム５３によって主軸５０に装着されるまでは、キー溝５
］、ｂに対する固定ピン５１ｄの位相は定位置に固定さ
れていなければならないが、主軸５０に装着されたとき
には、固定リング５１ｃは静止し、主軸５０と共に工具
５１の本体は一体回転して加工を行う。

次に、加工が終わってアーム５３により工具５１を主軸
５０から外すと同時にキー溝５１ｂに対する固定ピン５
１ｄの位相は定位置に固定する必要がある。

この位置合わせのた約に、工具５１の本体には位置決め
リング５４を設け、固定リング５１ｃにはこの位置決め
リング５４に設けた切欠溝５４ａに着脱可能な位置決め
ピン５１ｅを設ける。そして、位置決約リング５４の切
欠溝５４ａの位置を工具５１のキー溝５１ｂに対して設
定すれば、キー溝５１ｂと固定ピン５１ｄとの位置関係
も固定される。たとえば、第１Ｏ図（ａ）のように、固
定ブロック５０ｃの位置がドライブキー５０ｂを結ぶ軸
線と直交する位置にあれば、同図Ｑ））のように固定ピ
ン５１ｅの位置が図示の状態となるように位置決めリン
グ５４を利用して固定リング５１ｃの工具５１の本体に
対する位置を設定する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、機械側に設ける固定ブＤ−）り５０ｃの位置
は、マシニングセンタの仕様によって様々であり、たと
えば第１０図（ａ）の−点鎖線で示すように任意の位置
に組み込まれる。このため、固定リング５ＩＣの固定ピ
ン５１ｄをこの固定ブロック５０ｃに予め合わせておく
ことが必要である。

このような固定ブロック５（ｌｃに対する固定リング５
１Ｃの位置決めは、機械主軸５０に実際に装着すること
によって行う。そして、この作業はアーム５３を作動さ
せた場合では、位置合わせ不良によって固定ピン５１ｄ
が固定ブロック５０Ｃに挿入されずに衝突して破損する
恐れがあるので、人手によって行われている。しかし、
工具５１を機械主軸５０に装着した時点では、前記のよ
うに位置決めピン５１ｅは位置決めリング５４の切欠溝
５４から離脱するので、工具５１に対する固定１１５１
　ｃの位置がずれてしまうことがあり、高い精度の位置
合わせができない。

本発明において解決すべき課題は、機械主軸に対する工
具の位置決めが高い精度で行えるようにすることにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の工具構造は、マシニングセンタの機械主軸に設
けたドライブキーを受けるキー溝を備えた工具本体と、
該工具本体の周りに同軸上で相対回転可能に取り付けた
固定リングと、該固定リングに備えられ前記マシニング
センタの固定ブロックに連接される固定ピンと、前記固
定リングの上側に配置されて前記工具本体側りに回転自
在且つ固定可能な位置決Ｚ　ｊＪソング、前記固定ピン
の軸線方向に移動可能に取り付けられ且つ上側に弾性付
勢されたシフタと、該シフタから前記工具本体側へ突き
出されて前記位置決めリングの縁部下端に切り欠いた位
置決め溝に出し入れ自在な位置決めピンと、前記シフタ
に取り外し可能に設けられ前記固定ブロックに衝き当た
って前記シフタを下降させるブロックとを備えたことを
特徴とする。

〔作用〕

工具本体をマシニングセンタの機械主軸に装着する前で
は、機械主軸のドライブキーと工具本体のキー溝の位置
はオリエンテーションによって互いに一致している。一
方、固定ピンと固定ブロックが一致していなければ、位
置決めリングを回して位置決めピンを介して固定ピンを
固定ブロックに合わせる。この作業のとき、位置決めピ
ンは弾性付勢によって位置決め溝の中に保持され、位置
合わせ作業の間位置決めピンが位置決め溝から抜けるこ
とがない。

また、この位置決め調整が終わった後にシフタにブロッ
クを取り付ければ、機械主軸にロボットハンド等で工具
本体を装着するとき、ブロックが固定ブロックに当たっ
て下がり、このときに位置決めピンが位置決め溝から抜
ける。このため、位置決めリングは固定ピンとは無縁に
なり、位置決めリングを一体化している工具本体は固定
ピンを備えた固定リングの中で回転自由となり、機械主
軸と共に一体回転する。

〔実施例〕

第１図は本発明の工具取り付は構造をオイルホールホル
ダに備えた例を示す縦断面図、第２図は平面図である。

図において、工具本体１はシャンク２とこれに交換自在
に装着されるツール３とから構成され、ツール３は図示
の例では下端にパイ）３ａを取り付けたボーリングバー
である。このツール３は従来のシャンク２との結合構造
と同様に、シャンク２に固定されている。

シャンク２は第８図で説すした機械主軸５０の装着孔５
０ａに挿入されるテーパ邪２ａと、ドライブキー５０ｂ
が嵌まり込むキー溝２ｂを備えている。キー溝２ｂは第
２図に示すように半径方向の２箇所に設けられている。

シャンク２の下端の外周には、機械側の固定ブロック５
０ｃに結合される固定リング４を軸受５によってシャン
ク２と同軸上で回転自在に取り付ける。また、固定リン
グ４とキー溝２ｂの下側のフランジ２Ｃとの間には、工
具本体１に対する固定リング４の位置決めを行なうため
の位置決めリング６を組み込む。

位置決めリング６は、第３図に示すように周面の一部に
位置決め溝６ａを形成し、内径を変えることができるよ
うに切欠６ｂを持たせたすり割りリングである。切欠６
ｂ部分の両側の端面にはそれぞれ孔６Ｃと雌ネジ６ｄを
形成し、孔６Ｃからビス（図示せず）を雌ネジ６ｄにね
じ込むことによってンヤンク２の周面に固定する。そし
て、位置決め調整のときには、このビスを緩めれば位置
決めリング６はシャンク２周、りに自由に回転すること
ができる。

固定リング４はその一部を半径方向に突き出してその先
端に固定ピン７を上下に移動可能に取り付けている。第
４図は固定ピン７の詳細であり、その内部には軸線方向
に切削油の流路７ａを形成すると共に下端には雌ネジ７
ｂを設けている。また、外周面の上端にはパツキン溝７
Ｃを設け、中途に下側が小径となる段部７ｄを形成する
と共にその下方には軸線方向にガイド溝７ｅを設けてい
る。

固定ピン７は、第１図に示すように、固定リング４に縦
方向に開けた取付は孔４ａに摺動自在に組み込まれる。

そして、下端の雌ネジ７ｂには固定ピン７の高さを調整
する調整ネジ８をねじ込み、これを取付は孔４ａの中に
納めている。調整ネジ８の下端のヘッド８ａの周面には
パツキン８ｂを設け、ヘッド８ａの下端は取付は孔４ａ
に固定したリテーナリング４ｂによって拘束される。

更に、固定ピン７の段部７ｄよりも下には、位置決めリ
ング６の位置決め溝６ａに嵌まり込む位置決約ピン１０
を一体化したシフタ９が組み込まれる。

このシフタ９は、固定ピン７の外周に摺動自在に組み込
まれ、固定リング４に固定ピン７を一体化するときにこ
の固定リング４の上面との間にコイルスプリング１１を
介装する。したがって、シフタ９はコイルスプリング１
１によって上向きに付勢され、その上端が段部７ｄに衝
き当たる位置まで移動可能である。また、位置決めピン
１０はシフタ９から半径方向に突き出て、第１図に示す
ように位置決めリング６の位置決め溝６ａの中に嵌まり
込む長さを持つ。

一方、固定リング４にも位置決めピン１０が嵌まり込む
切欠４Ｃを設ける。この切欠４Ｃは、固定リング４の中
心から固定ピン７の取付は孔４ａの芯へ向かう線分の上
に位置し、第５図に示すように固定リング４の縁部の上
端を快り取ったものとして形成されている。そして、第
６図のように位置決めリング６の位置決め溝６ａに固定
リング４の切欠４Ｃを整合させると、縦方向に長円状の
空洞ができ、位置決とピン１０の先端はこれらの位置決
約溝６ａ及び切欠４Ｃの間を移動可能となる。

更に、シフタ９の外周には雄ネジ９ａを形成しこの雄ネ
ジ９ａに位置決め用のブロック１２の雌ネジ１２を螺合
している。ブロック１２は円筒のスリーブ状であり、機
械側の固定ブロック５０ｃに固定ピン７の位置合わせを
行なうときは取り外し、マガジンにストックするときは
これをシフタ９に取り付けるものとする。

なお、固定ピン７の切削油用の流路７ａには、固定リン
グ４ａの流路４ｄを連通させ、更にンヤンク２周りの環
状流路４ｅからンヤンク２の流路２ｃ及びツール３の流
路３ｂに切削油を供給し、これを切削面に放出する。

以上の構成において、工具本体１を新たに機械主軸５０
に装着するため、ドライブキー５０ｂとキー溝２ｂ及び
固定ブロック５０ｃと固定ピン７との位置合わせを行な
う。すなわち、第１０図で１［したようにマシニングセ
ンタの機種によって停止している機械主軸５０のドライ
ブキー５０ｂと固定ブロック５０Ｃとの相対位置が様々
なので、工具本体１を機械主軸５０に自動的に着脱でき
るようにするには、固定ピン７の位置をこの固定ブロッ
ク５０に合わせる必要がある。この位置合わせに備えて
、シフタ９からブロック１２を予約取り外しておく。

位置合わせ作業は、機械主軸５０のドライブキー５０ｂ
に合わせてンヤンク２のキー溝２ｂを嵌め、これと同時
に固定ピン７の上端を固定ブロック５０Ｃの中に挿入す
る。この固定ピン７の挿入のため、位置決めリング６を
緩めて固定ブロック５０ｃの位置に合うように回転させ
ながら作業を行なう。そして、固定ピン７が固定ブロッ
ク５［１ｃに挿入されたとき、位置決めリング６を再び
締約上げてシャンク２の周りに強固に固定する。この作
業によって、キー溝２ｂに対する位置決め溝６ａの円周
方向の位置が決められ、その結果ピン１０によって位置
決め溝６ａに連接されている固定ピン７がキー溝２ｂに
対して位置決めされ、ドライブキー５０ｂと固定ブロッ
ク５０ｃとの位置関係に対応した固定ピン７とキー溝２
ｂとの配置が得られる。

このような位置決的作業において、固定ピン７は固定ブ
ロック５０ｃに挿入されるだけで、シフタ９は元の位置
のままに保持される。このため、位置決めピン１０は第
１図及び第６図のように位置決めリング６の位置決め溝
６ａの中に入りこんだままであり、作業の間位置決めピ
ン１０が抜は出ることはない。したがって、機械主軸５
０に装着したときには固定リング４に対して工具本体１
が自由に回転可能とするために位置決めピンが抜けるよ
うにしていた従来構造に比べると、位置決め作業が完了
するまで固定ピン７側と位置決めリング６側とを連接さ
せておくことができる。その結果、固定ピン７を固定ブ
ロック５０ｃに合わせたときの位置決めリング６の姿勢
を維持したままの位置合わせが行え、位置決めリング６
が回転して位置がずれてしまうようなことがなくなる。

以上の工具本体１に対する固定リング４の位置調整が終
われば、ブロック１２をシフタ９に一体化しておき、こ
れをマガジンにストックしてマシニングセンタでの使用
に備える。機械主軸５０への工具本体１の装着は第８図
で説明したものと同様であり、ンヤンク２のキー溝２ｂ
はドライブキー５（ｌｂに整合すると同時に固定ピン７
も固定ブロック５０Ｃに整合する。そして、シャンク２
を装着孔５０ａに挿入するとき、固定ピン７も固定ブロ
ック５０ｃの中に嵌まり込み、ブロック１２は固定ブロ
ック５０Ｃの下面に次第に衝き当たるようになる。この
ため、コイルスプリング１１によって上に付勢されてい
るブロックＩ２には次第に下降し始め、位置決めピン１
０も第６図の一点鎮線の位置へと下降する。

したがって、ンヤンク２を完全に機械主軸５０に結合し
たときには、位置決めピン１０は位置決めリング６の位
置決め溝６ａから抜は出て固定リング４の切欠４Ｃの中
に入り込む。この結果、位置決めピン１０による位置決
めリング６と固定リング４との連接は無くなって、位ｉ
決ヌリング６を一体にした工具本体１は固定リング４の
中で自由に回転可能となり、機械主軸５０と一体回転し
てパイ）３ａによる加工が行われる。

また、固定ピン７はその下端の雌ネジ７ｂに調整ネジ８
を螺合しているので、この調整ネジ８によって高さを調
整し、固定ブロック５０との接合度も調整できる。すな
わち、調整ネジ８のへラド８ａを利用して回転させると
、位置決めピン１０が固定リング４の切欠４Ｃの中に入
り込んでいるので、固定ピン７は回転を伴わずに軸線方
向に移動する。これにより、固定ピン７の上端の高さを
変えることができ、固定ブロック５０ｃへの接合力を適
切に設定できる。このため、固定ブロック５０ｃの切削
油用の流路５０ｄとの間のシールが確実行われ、切削油
の漏れが防止される。また、従来では固定ピン７をスプ
リングによって固定ブロック５０ｃ側へ付勢して接合力
を持たせていたが、固定ピン７は固定リング４に剛的に
一体化されているので、従来の場合のようにスプリング
による撓みの影響を受けることがない。このため、工具
本体１側と固定ピン７とのそれぞれの芯の狂い等がなく
、機械主軸５０への装着が高い精度で行える。

なお、実施例ではオイルホールホルダについて説明した
が、フェーンングヘッドやリセッンングヘッド等の工具
であってもよい。

〔発明の効果〕

■　機械主軸への装着の際の固定ピンと固定ブロックと
の位置合わせが簡単になり、手作業による負担が軽くな
る。

■　固定ピンを固定リングに剛的に一体化してその上端
をマシニングセンタ側の固定ブロックに接合するので、
従来のスプリング等を利用する場合に比べると接合が確
実に行われ、特にオイルホールホルダ等として好ましい
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工具取り付は構造をオイルホールホル
ダに備えた例を示す縦断面図、第２図は平面図、第３図
（ａ）は位置決めリングの底面図、第３図Ｃｂ）は同図
（ａ）の１−１線矢視図、第３図（Ｃ）は同図（ａ）の
■−■線矢視による縦断面図、第４図（ａ）は固定ピン
の縦断面図、第４図（ｂ）は同図（ａ）の■−ｍ線矢視
図、第４図（Ｃ）は底面図、第５図（ａ）は固定リング
に設けた切欠を示す部分平面図、第５図（ｂ）は同図（
ａ）のＴＶ−ＩＶ線矢視による縦断面図、第６図は位置
決めリングと固定リングを合わせたときの位置決め溝と
切欠の配置を示す図、第７図はマシニングセンタの全体
図、第８図は従来構造による機械主軸への工具装着を示
す図、第９図は工具側のキー溝及び固定ピンと機械側の
固定ブロックとの関係を示す図、第１０図（ａ）は機械
主軸に対する固定ブロックの位置を説明する概略底面図
、第１０図（ｂ）は工具のキー溝と固定ピンの配置を示
す概略平面図である。 ｌ：工具本体 ２：シャンク　　　　２ｂ：キー溝 ３：ツール ４：固定リング　　　４ａ：取付は孔 ４Ｃ：切欠 ５：軸受 ６：位置決めリング　６ａ：位置決め溝７：固定ピン　
　　　７ｅニガイド溝 ８：調整ネジ ９ニジフタ　　　　　９ａ：雄ネジ １０：位置決めピン １２ニブロツク ５０：機械主軸 ５０ｂニドライブキー １１：コイルスプリング １２ａ：雌ネジ ５０ａ：装着孔 ５０Ｃ：固定ブロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、マシニングセンタの機械主軸に設けたドライブキー
   を受けるキー溝を備えた工具本体と、該工具本体の周り
   に同軸上で相対回転可能に取り付けた固定リングと、該
   固定リングに備えられ前記マシニングセンタの固定ブロ
   ックに連接される固定ピンと、前記固定リングの上側に
   配置されて前記工具本体周りに回転自在且つ固定可能な
   位置決めリングと、前記固定ピンの軸線方向に移動可能
   に取り付けられ且つ上側に弾性付勢されたシフタと、該
   シフタから前記工具本体側へ突き出されて前記位置決め
   リングの縁部下端に切り欠いた位置決め溝に出し入れ自
   在な位置決めピンと、前記シフタに取り外し可能に設け
   られ前記固定ブロックに衝き当たって前記シフタを下降
   させるブロックとを備えてなるマシニングセンタの機械
   主軸用の工具構造。