JPH06134608A - 工具取付装置 - Google Patents

工具取付装置

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JPH06134608A
JPH06134608A JP4310908A JP31090892A JPH06134608A JP H06134608 A JPH06134608 A JP H06134608A JP 4310908 A JP4310908 A JP 4310908A JP 31090892 A JP31090892 A JP 31090892A JP H06134608 A JPH06134608 A JP H06134608A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸に対して簡易、迅速に取付けた工具によ
り被加工物を加工する場合、被加工物から工具に大きな
引張力が加わっても、工具をその引張方向に対して堅く
保持できる工具取付装置を提供する。 【構成】 工具は着脱部材に取付けられ、その着脱部材
が主軸に取付けられる。主軸に着脱部材を取付けた場
合、着脱部材における本体の当付面が主軸の受止面に当
接し、着脱部材における係合環の引止爪が主軸の係止部
に係合する。この状態では、本体と係合環に一対に設け
られたＶ字状の受壁の間に楔部材が押し込まれ、そこか
ら抜け出ることが阻止される。工具に加わる引張力は、
楔部材を介してそのまま係合環に加わり、引止爪から主
軸の係止部に加わる。従って、工具に加わる引張力が大
きくても工具は不動に保たれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、工作機においてその
主軸にドリルやエンドミル等の切削工具を取付ける為の
装置に関し、詳しくは着脱を簡易、迅速に行なうことの
できる工具取付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の工具取付装置としては次のよう
なものがある。図１４、１５に示す如く、工具取付装置
は主軸1hと着脱部材2hとから成る。主軸1hはその一端に
開口する差込孔3hと、差込孔3hの開口部の周囲に設けた
受止面61h と、外周に突設させた係止部10h とを有す
る。一方着脱部材2hは本体15h と本体の外周側に配設し
た係合環16h とを含む。上記本体15h は一端に上記差込
孔に対する差込部20h を備え、他端には工具取付部23h
を備え、また差込部を差込孔に差込んだ場合に上記受止
面61h に当接する当付面62h を備える。上記係合環16h
は、上記係止部10hにおいて主軸の端の側とは反対側の
面に係合させる為の引止爪34h を備える。本体15h と係
合環16h とは、上記当付面62h が受止面61h に当接し引
止爪34h が係止部10h に係合した状態において、係合環
16h を本体15h に対し主軸の側とは反対の側に向けて付
勢する弾性体70を介して連結してある。
【０００３】このような工具取付装置では、予め工具を
工具取付部に取付けておくことにより、上記当付面62h
が受止面61h に当たるよう差込部20h を差込孔3hに差込
み、引止爪34h を係止部10h に係合させる操作で簡単に
主軸に工具を取付けることができ、反対の操作で簡単に
主軸から工具を外すことができる。
【０００４】またそのようなものであっても、着脱操作
の為の係合環16h を着脱部材2hの側に備えているから、
換言すれば主軸1hには引止爪34h を係合させる為の小さ
な係止部10ｈを備えさせるに足る僅かな場所を要するの
みで、軸線方向の寸法の大きい係合環を備えさせるスペ
ースが不要であるから、主軸の長さはそのぶん短寸でよ
い。従って、主軸はその軸線と交差する方向に加わる曲
げ力に対して撓みにくくすることができ、工具の横振れ
防止に効果がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記のような構
成のものは、次の問題点がある。工具として例えばエン
ドミルを使用した場合、被加工物から工具に図15の矢印
57h 方向の引張力が加わることがある。その力は上記着
脱部材の本体15ｈから上記弾性体70に加わる。この為、
上記引張力が大きくて上記弾性体の弾性力より勝ると、
図１６の如く上記弾性体70が押し潰されて、本体15h が
矢印57h 方向に動く。この動きはとりもなおさず工具が
その軸線方向に動くことである。その結果、被加工物の
加工精度が低下したり、仕上面が荒れた状態になったり
する。
【０００６】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、その目的は以下
の通りである。即ち、本発明の一つの目的は、主軸に対
する工具の着脱を簡易、迅速に行なうことのできる工具
取付装置を提供することである。
【０００７】本発明のもう一つの目的は、主軸はその軸
線方向の寸法が短かくて足りて、主軸をその軸線と交差
する方向に加わる曲げ力に対して撓みにくくすることの
できる工具取付装置を提供することである。
【０００８】本発明の更にもう一つの目的は、取付けた
工具によって被加工物を加工する場合、被加工物から工
具に大きな引張力が加わっても、工具をその引張方向に
対して堅く保持することができて、被加工物の加工精度
を向上させると共に綺麗な仕上面を得ることができるよ
うにした工具取付装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明における工具取付装置は、主軸と着脱部材
とを含み、主軸は、その一端に開口する差込孔と、受止
面と、係止部とを備えており、一方上記着脱部材は、本
体と、本体の外周側に配設した係合環とを含み、上記本
体は、一端に上記差込孔に対する差込部を備え、他端に
は工具取付部を備え、また差込部を差込孔に差込んだ場
合に上記受止面に当接する当付面を備えており、上記係
合環は、上記当付面を受止面に当接させた状態において
上記係止部に係合させる為の引止爪を備えている工具取
付装置において、上記着脱部材は、上記係合環の外周側
に上記本体の軸線方向への移動を自在に配設した締込環
を更に含み、上記本体の外周には上記工具取付部の側を
向く第１の受壁が備えられている一方、上記係合環には
上記第１の受壁と対向する第２の受壁が備えられてお
り、しかもそれらの受壁相互の間隔は本体の軸心からの
距離が大きくなる程広くしてあり、更にそれらの受壁相
互の間には楔部材が上記係合環に形成された窓を通して
本体の軸心に対し遠近する方向への移動を自在に配設し
てあり、上記締込環の内周面においては、上記楔部材と
対向する位置に、上記軸線方向に傾斜した押込面が備え
てあり、しかも上記締込環は、上記押込面によって上記
楔部材を上記第１と第２の受壁相互の間の深部に向けて
押し込む為に軸線方向に向けて付勢されているものであ
る。
【００１０】
【作用】主軸に着脱部材を装着した状態、即ち、当付面
が受止面に当接し引止爪が係止部に係合した状態では、
締込環の押込面によって第１の受壁と第２の受壁との間
の深部に押し込まれた楔部材は、その押込面によって第
１及び第２の受壁の間から抜け出ることが阻止されてい
る。従って工具に加わる引張力は、本体の第１の受壁か
ら上記楔部材を介してそのまま係合環の第２の受壁に加
わり、係合環の引止爪から主軸の係止部に加わる。従っ
て、上記引張力が大きくても工具は不動に保たれる。
【００１１】
【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１乃至図３において、符号１は工作機の主軸、２
は着脱部材を夫々示す。主軸１はその一端に開口する差
込孔３を有する。この差込孔３は浅部側のテーパー部４
と深部側のストレート部５とから構成してあり、上記テ
ーパー部４が着脱部材に対して受止面として機能する。
主軸１の端部には２箇所の欠如部６が形成してある。各
欠如部６の内、内周側の部分は主軸に対する着脱部材の
回動を阻止する為の嵌合凹部７として機能し、外周側の
部分は後から述べる引止爪を導入する為の導入溝８とし
て機能する。主軸１の外周には導入溝８に連なる係合溝
９が周設してあり、該係合溝９よりも端部側の部分が半
径方向に突出した係止部10となっている。
【００１２】着脱部材２は大きく分けて本体15と、その
外周側に設けた係合環16と、更にその外周側に設けた締
込環17との三つの部材を有する。尚図３に示される18は
後から述べるように締込環17に付設した連繋環である。
上記本体15はその一端に差込部20を備える。差込部20は
前記差込孔３に対応してテーパー部21とストレート部22
とから構成してある。この例ではテーパー部21の外周面
が前記受止面に対する当付面となっている。本体15の他
端には工具取付部23が備わっている。この工具取付部23
としては一例としてコレットチャックが用いてある。コ
レットチャックは周知の構造のもので、コレット24、本
体15のねじ部26に螺合させた締付キャップ25、コレット
24と締付キャップ25とを繋ぐ接続環27やボール28から構
成してある。本体15における中間部の外周には鍔部30が
備わっている。図８に示すように、上記鍔部30における
工具取付部23側の側面は楔部材を受ける為の第１の受壁
31となっている。尚鍔部30には図３に示されるように相
互に正反対の側となる２箇所に欠如部32, 32が形成して
ある。
【００１３】係合環16は差込部20側の端部の内周面に引
止爪34を備える。この引止爪34は前記主軸１の導入溝８
に対応して２箇所に設けてある。係合環16の他端の内周
側には内鍔状の鍔部材35が備わっている。図８に示すよ
うに、上記鍔部材35における引止爪34側の側面は楔部材
を受ける為の第２の受壁36となっておって、前記第１の
受壁31と対向している。第１の受壁31と第２の受壁36と
の関係は、図８から明らかなように本体15の軸心からの
距離が遠い程、即ち、外周側に至る程相互の間隔が広く
なっている。図３に示されるように、係合環16には上記
受壁36に隣接して多数の保持孔37が穿設され、その保持
孔37の内側の空間と前記両受壁31, 36相互の間の空間と
に跨がって楔部材38が配設されている。楔部材38として
は硬質のスチール製の球体が用いてある。該楔部材38は
上記保持孔37を窓として本体15の軸心に対し遠近する方
向即ち、半径方向への移動が自在である。上記楔部材38
の形状は上記方向への移動が容易な形状であれば他の形
状例えばコロ状であっても良い。尚係合環16には図３に
示されるように前記欠如部32と対応する２箇所において
夫々欠如部39が形成してある。
【００１４】上記締込環17において上記保持孔37と対応
する位置の内周面はテーパー状に形成され、楔部材38を
押し込む為の傾斜した押込面41となっている。締込環17
には前記連繋環18が図１の如く止ねじ43でもって取付け
られている。連繋環18は図３に示されるように二つの突
片44を有しており、該突片44は前記欠如部39, 32を通し
て本体の差込部20の側に突出している。
【００１５】次に上記係合環16及び締込環17を差込部20
の側に付勢する為の付勢構造について説明する。図１、
２に示されるように本体の外周側にはばね座46が備えら
れ、本体15に固着したストッパ47によって位置決めされ
ている。ばね座46と係合環16における鍔部材35との間に
は圧縮ばね48が介在している。又ばね座46と連繋環18に
備えられたばね受部50との間には上記ばね48よりも強い
圧縮ばね49が介設してある。
【００１６】次に上記構成の工具取付装置の使用法を説
明する。先ず図１に示されるように工具取付部23に工具
例えばエンドミル51を取付けておく。次に工具51を主軸
１に取付けるに当たっては、図１、２の状態から図４、
５に示されるように差込部20を差込孔３内に差込み、テ
ーパー部21をテーパー部４に密着させる。この場合、主
軸１と着脱部材２との回転方向の位置関係は引止爪34が
導入溝８を通過する状態にする。上記のように差込みを
行なうと図５に示されるように突片44の先端が主軸１の
端面1aに当接する為、ばね49は押し縮められ、図４に示
されるように締込環17は工具取付部23の側に移動し、押
込面41は内径の大きい部分が楔部材38と対峙する状態と
なる。次にその状態から主軸１に対し着脱部材２を左右
任意の方向に９０度回転させる。すると図７に示される
ように突片44がばね49の付勢力により嵌合凹部７に嵌合
し、主軸１に対する着脱部材２の回動が阻止される状態
となる。又上記ばね49の力により締込環17は図６のよう
に移動し、図１０の如く押込面41が楔部材38を第１の受
壁31と第２の受壁36の間の深部に向け押込む。この為、
引止爪34は係止部10における係合溝９側の面10ａに係合
して主軸１に対し着脱部材２が固着状態となる。
【００１７】次に図４の状態から図６の状態になる過程
を図８乃至図１０に基づき詳細に説明する。先ず図８の
状態ではばね48の付勢力により係合環16は矢印53方向に
押されており、引止爪34は面10ａから離れている。また
この時楔部材38はＶ字状となっている受壁31, 36によっ
て外周方向に押し出されている。この状態において、前
記突片44が嵌合凹部７と対向する状態となることによっ
てばね49の付勢力が締込環17に加わると、締込環17は図
８の状態から矢印54方向に移動を開始する。この移動に
より、図９に示される如く押込面41が楔部材38を受壁3
1, 36の深部に向けて矢印55方向に押込み始める。この
押込みにより係合環16はばね48の付勢力に抗して矢印56
方向に動かされ、引止爪34は面10ａに向けて近づく。そ
して図１０の如く楔部材38が更に深部まで押し込まれる
ことにより、引止爪34は面10ａに当接し、締込環17、係
合環16、楔部材38の移動は停止し、主軸１に対し着脱部
材２が固着状態となる。
【００１８】上記のようにして工具51が取付けられた状
態において、周知の如く主軸１が回動され、工具51によ
る被加工物の切削加工が行なわれる。この切削加工の場
合、被加工物から工具51に引張力が加わり、それが本体
15に図１０の矢印57で示すように加わっても、主軸１に
対して本体15がその方向に移動してしまうようなことは
次のようにして確実に防止される。即ち、本体15に矢印
57方向の力が加わると、その力は第１の受壁31から楔部
材38に加わり、楔部材38を外周方向（図１０では上方
向）に押し出そうとする。しかし締込環17はばね49によ
り矢印54方向に付勢されており、しかも押込面41は緩い
斜面となっている為、楔部材38はその押込面41によって
上記方向に押し出されることが固く阻止される。従って
上記受壁31が楔部材38を押す力は第２の受壁36に加わ
る。ところが第２の受壁36を備える係合環16は引止爪34
が係止部10に係合した状態となっている為、係合環16が
矢印57方向に動くことは無い。その結果、本体15が矢印
57方向に動くことは確実に防止される。
【００１９】上記受壁31が軸線に対して成す角度βはそ
の角度が大きい程、又押込面41が軸線に対して成す角度
αはその角度が小さい程、上記ばね49の付勢力が小さく
ても上記楔部材38が外周方向に移動することを確実に防
止できて矢印57方向の大きな引張力に対して耐えること
ができる。反対に上記角度βが小さく、角度αが大きい
程、図８から図１０に示すような動作が行われる時の締
込環17の矢印54方向のストロークは小さくて足りる。従
って上記角度αやβは、取付装置の用途や種別に応じて
決めるのが良く、例えば上記通常のドリルやエンドミル
用の取付装置の場合は、角度αは１０度〜２０度例えば
１５度が良く、角度βは３０〜６０度例えば４５度が良
い。
【００２０】次に工具51を主軸１から外す場合には、先
ず締込環17をばね49の付勢力に抗して工具取付部23の側
に引く。すると突片44が嵌合凹部７から抜け出る。次に
着脱部材２を主軸１に対し左右任意の側に９０度回転さ
せる。すると引止爪34が導入溝８の位置に到来する。こ
の状態で差込部20を差込孔３から引き抜くことにより、
工具51は主軸１から分離する。
【００２１】次に図１１は本願の異なる実施例を示すも
ので、主軸の差込孔3e及び着脱部材の差込部20ｅが何れ
もストレート部のみで構成され、差込孔の開口部周囲に
おける主軸の端面61が受止面を成し、着脱部材における
本体の鍔部30ｅの側面62を当付面としてある例を示すも
のである。なお、機能上前図のものと同一又は均等構成
と考えられる部分には、前図と同一の符号にアルファベ
ットのｅを付して重複する説明を省略した。（また次図
以降のものにおいても順次同様の考えでアルファベット
のｆ，ｇを付して重複する説明を省略する。）
【００２２】次に図１２は本願の更に異なる実施例を示
すもので、図１１の例と同様に差込孔3f及び差込部20ｆ
が何れもストレート部のみで構成され、差込孔の底面63
が受止面となり、差込部の端面64が当付面となっている
例を示すものである。
【００２３】次に図１３は本願の更に異なる実施例を示
すもので、第１の受壁31ｇ及び第２の受壁36ｇを何れも
図示の如き斜面に構成した例を示すものである。更に他
の例としては、第１の受壁31ｇを本体の軸線に対して直
交する面に形成しても良い。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、前記
目的を達成して工具に対する引張力に対する耐力の高い
工具取付装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】主軸と着脱部材とが分離した状態の一部破断
図。
【図２】図１と同じ状態において、図１とは９０度異な
る位置で着脱部材の一部を破断した状態を示す図。
【図３】分解斜視図。
【図４】図１の状態から差込部を差込孔内に差込んだ状
態を示す図。
【図５】図４と同じ状態において図２と対応する箇所の
断面を示す図。
【図６】主軸に対する着脱部材の取付完了状態を示す図
（着脱部材は図４と同じ箇所の断面を示す）。
【図７】図６と同じ状態において図５に対応する箇所の
断面を示す図。
【図８】図４の状態における要部拡大図。
【図９】図８の状態から締込環による締込みが開始され
た直後の状態を示す断面図。
【図１０】図６の要部拡大図。
【図１１】当付面と受止面との関係の異なる実施例を示
す一部破断図。
【図１２】当付面と受止面との関係の更に異なる実施例
を示す一部破断図。
【図１３】第１及び第２の受壁の傾斜状態の異なる実施
例を示す要部拡大図。
【図１４】従来の工具取付装置を示す一部破断図。
【図１５】図１４の装置における取付完了状態を示す要
部拡大図。
【図１６】図１５の状態において着脱部材の本体に大き
い引張力が加わった時の状態を示す断面図。
【符号の説明】
１ 主軸 ２ 着脱部材 ３ 差込孔 10 係止部 15 本体 16 係合環 17 締込環 20 差込部 31 第１の受壁 36 第２の受壁 38 楔部材 41 押込面

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主軸と着脱部材とを含み、主軸は、その
    一端に開口する差込孔と、受止面と、係止部とを備えて
    おり、一方上記着脱部材は、本体と、本体の外周側に配
    設した係合環とを含み、上記本体は、一端に上記差込孔
    に対する差込部を備え、他端には工具取付部を備え、ま
    た差込部を差込孔に差込んだ場合に上記受止面に当接す
    る当付面を備えており、上記係合環は、上記当付面を受
    止面に当接させた状態において上記係止部に係合させる
    為の引止爪を備えている工具取付装置において、上記着
    脱部材は、上記係合環の外周側に上記本体の軸線方向へ
    の移動を自在に配設した締込環を更に含み、上記本体の
    外周には上記工具取付部の側を向く第１の受壁が備えら
    れている一方、上記係合環には上記第１の受壁と対向す
    る第２の受壁が備えられており、しかもそれらの受壁相
    互の間隔は本体の軸心からの距離が大きくなる程広くし
    てあり、更にそれらの受壁相互の間には楔部材が上記係
    合環に形成された窓を通して本体の軸心に対し遠近する
    方向への移動を自在に配設してあり、上記締込環の内周
    面においては、上記楔部材と対向する位置に、上記軸線
    方向に傾斜した押込面が備えてあり、しかも上記締込環
    は、上記押込面によって上記楔部材を上記第１と第２の
    受壁相互の間の深部に向けて押し込む為に軸線方向に向
    けて付勢されていることを特徴とする工具取付装置。
  2. 【請求項２】 差込孔と差込部は相互に対応するテーパ
    ー部を有しており、前者の内周面と後者の外周面とが夫
    々上記受止面及び当付面となっていることを特徴とする
    請求項１記載の工具取付装置。
  3. 【請求項３】 差込孔がストレート状であり、主軸にお
    ける差込孔の開口部周囲の端面が受止面となっているこ
    とを特徴とする請求項１記載の工具取付装置。
  4. 【請求項４】 差込孔がストレート状であり、主軸にお
    ける差込孔の底面が受止面となっていることを特徴とす
    る請求項１記載の工具取付装置。
  5. 【請求項５】 楔部材が球体であることを特徴とする請
    求項１記載の工具取付装置。
  6. 【請求項６】 主軸における差込孔の開口部周囲の端面
    には嵌合凹部が形成され、着脱部材における締込環は本
    体の差込部の側に向けて付勢されており、締込環には、
    上記引止爪が上記係止部に係合した状態において上記嵌
    合凹部に嵌合する突片を付設してあることを特徴とする
    請求項１記載の工具取付装置。
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