JPH06210534A - 工作機械の主軸と工具取付シャンクとの取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸に対して工具取付シャンクを装着する
際、操作が簡単で、かつ容易に芯出し，平行出しをでき
るようにした工作機械の主軸と工具取付シャンクとの取
付構造を提供することにある。 【構成】 主軸１の先端部に形成されたストレート形状
からなる複数の同心の取付穴３Ａ，３Ｂまたは複数段の
ストレート軸と、この取付穴３Ａ，３Ｂまたはストレー
ト軸に装着される工具取付シャンク７に形成された複数
段のストレート軸７Ａ，７Ｂまたはストレート形状から
なる複数の同心の取付穴とで構成されていると共に、前
記各取付穴３Ａ．３Ｂおよびストレート軸の肩部が面取
り部３Ｃ，３Ｄ；７Ｃ，７Ｄとして面取りされてなるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、旋盤，平面研削盤，
治具研削盤，フライス盤などの工作機械の主軸と工具取
付シャンクとの取付構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作機械の主軸へ工具を取付ける
のに主軸の先端部がテーパ形状の穴となっており、この
穴に装着される工具取付シャンクの形状がテーパ軸とな
っているものが多い。

【０００３】また、工具が例えば砥石の様に径が大きく
なると、主軸側がテーパ軸となり、工具である砥石側が
テーパ穴を持つフランジとなっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したご
とく、従来の主軸の先端部がテーパ穴またはテーパ軸と
なっており、このテーパ穴またはテーパ軸に対して工具
取付シャンクがテーパ軸またはテーパ穴となっているか
ら、径方向，軸方向とも隙間がなく取付けられ非常に簡
単な構造となっているが、高精度を要求される例えば平
面研削盤，治具研削盤などでは不充分である。

【０００５】特に、テーパ部のオス，メスの角度がほん
のわずか異っていることが多い。それを強くネジなどで
締めあげてテーパ部を当てるようにすると、弾性変形し
て当りはするが、オス，メスが一直線にならず、くの字
に曲って取付いてしまう。また、着脱するたびにくの字
になる量と方向が異なってしまう。

【０００６】軸方向にも着脱誤差が生じやすい。すなわ
ち、テーパ部の当りが全面当りか局部当りがでて弾性変
形量が異なり、テーパの出入り量に差ができ、締付トル
クにも差ができてしまう。この様な誤差を防止するため
に、鍔付のストレー軸にすることがある。

【０００７】例えば、平面研削盤でダイヤモンドホイー
ルを使うときを例にとると、通常砥石は取付誤差をなく
するために、ドレッサーして振れをとっているが、ダイ
ヤモンドホイールではドレッサーしにくく、時間を要し
ている。そのため、ダイヤモンドホイール専用機とし
て、砥石軸を肩付ストレート軸にしてテーパで生じやす
い弾性変形による誤差をなくするようにしているが、取
付にくいという問題がどうしても残ると共に、軸径が大
きくなる程取付けにくさが増大するのである。

【０００８】また、隙間が極少（例えば３５φで片側隙
間が０．００１〜０．００２５^ｍｍ）の軸と砥石フラン
ジであるとすると、仲々装着されない。当然案内となる
ように軸にもフランジにも面取りはするが、嵌め合いに
充分なだけのゆるやかな角度と長さが取りにくい。

【０００９】径が小さければ、径に対する案内面取り長
さが相当に大きいため、押込む力で案内面が芯出しと倒
れ修正をしてくれるが、径が大きいと面取り長さが不足
して軸端（軸の面取り肩）と穴端（穴の面取り肩）との
２点接触で止って入らなくなるのである。

【００１０】手で嵌め合せるには、たまたま軸に対して
穴を平行に当てがわれたときのみ入れられる。同芯度は
面取り部で案内されるから、平行度を維持できていれば
入るはずであるが、平行度を仲々維持できず、面取り部
で案内されて倒されて２点接触なるからである。何度も
やり直している内にはたまたま入る。

【００１１】機械的に挿入する場合でも、原理的には手
の場合と同じであり、先端部が入って倒れた分を入れる
側の反対端を振って平行にして行っている。最近、ＲＣ
Ｃ（Remote Center Compliance）デバイスとして数社か
ら発売されて自動化できるようになってきたが、その装
置の組込みスペース，横向きのときには重量バランスな
どが問題で実用上不都合が多い。

【００１２】この発明の目的は、上記問題点を改善する
ために、主軸に対して工具取付シャンクを装着する際、
操作が簡単で、かつ容易に芯出し，平行出しができるよ
うにした工作機械の主軸と工具取付シャンクとの取付構
造を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、主軸の先端部に形成されたストレート
形状からなる複数の同心の取付穴または複数段のストレ
ート軸と、この取付穴またはストレート軸に装着される
工具取付シャンクに形成された複数段のストレート軸ま
たはストレート形状からなる複数の同心の取付穴とで構
成されていると共に、前記各取付穴およびストレート軸
の肩部が面取りされてなることを特徴とする工作機械の
主軸と工具取付シャンクとの取付構造である。

【００１４】

【作用】この発明の工作機械の主軸と工具取付シャンク
との取付構造を採用することにより、主軸に形成された
ストレート形状からなる同心の取付穴または複数段のス
トレート軸に、工具取付シャンクに形成された複数のス
トレート軸またはストレート形状からなる同心の取付穴
を装着すると、容易に芯出しができて装着される。した
がって、操作が簡単である。

【００１５】例えば主軸の取付穴に工具取付シャンクの
ストレート軸を装着した際、ストレート軸の先端に面取
りされた肩部が取付穴の先端に面取りされた肩部に当り
自動的に心出しされる。しかし、心出しした際に倒れが
生じるが、この倒れ分を修正する案内面取りが別の後方
の肩部にあるので、先の面取りで振られた分、後方の肩
部で同じ方向へ同じ量だけ振れば倒れを生じないで平行
移動し装着される。

【００１６】取付穴に対してストレー軸が平行でなく、
同心でなく当てがわれたとすると、先の面取りで案内さ
れたストレート軸は軸心に行くと共に、後の面取りでも
案内されて軸は軸心に行く。ストレート軸を取付穴へ押
込む力よりもストレート軸に支えている心ずれ方向（径
方向）力と、取付穴に対する軸の平行度維持力が弱けれ
ば、軸方向押込力で芯ずれと真直度は自動修正されて装
着される。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１８】図１を参照するに、主軸１には取付穴３が
形成されている。この取付穴３は直径Ａからなる穴３Ａ
と直径Ｂからなる穴３Ｂの同心のストレート穴で構成さ
れている。すなわち、端面（図１において上面）から距
離Ｃだけ（図１において下方向）入ったところから穴３
Ａが穴３Ｂに対して連通されている。（Ａ＜Ｂ）しか
も、穴３Ａ，３Ｂとも、距離Ｅ，角度Ｆ度からなる同じ
面取りがなされた面取り部３Ｃ，３Ｄが形成されてい
る。また、主軸１の上面には廻り止めキー５が設けられ
ている。

【００１９】一方、主軸１へ装着される工具Ｔを取付け
た工具取付シャンク７には、前記穴３Ａ，３Ｂに装着す
るため、ストレート形状からなる直径Ａ₁ ，Ｂ₁ からな
る軸７Ａ，７Ｂが設けられている。この軸７Ａの下部に
は、図示省略のすでに公知のクランプ機構によってクラ
ンプ，アンクランプされるプルスタッド９が設けられて
いる。また、軸７Ｂの上部には工具Ｔを自動交換するた
め、自動交換装置のグリッパで把持される把持溝１１Ｇ
を有した把持部１１が設けられている。

【００２０】前記軸７Ａ，７Ｂの直径Ａ₁ ，Ｂ₁ は前記
取付穴３Ａ，３Ｂの直径Ａ，Ｂに対して極少隙間（通常
０．００２〜０．００５^ｍｍマイナス）を有している。
また、軸７Ａの長さＣ₁ は前記穴３Ｂの長さＣと同寸法
を有している。さらに、軸７Ａ，７Ｂとも、距離Ｅ，角
度Ｆ度からなる同じ面取りがなされた面取り部７Ｃ，７
Ｄが形成されている。さらに、前記把持部１１の前記廻
り止めキー５に対応した位置にはキー溝１３が設けられ
ている。

【００２１】上記構成により、図２に示されているよう
に、主軸１の軸心に対して工具取付シャンク７がδだけ
芯ずれした状態で、主軸１に対して工具取付シャンク７
が挿入されると、主軸１に形成された面取り部３Ｃ，３
Ｄに工具取付シャンク７の面取り部７Ｃ，７Ｄがそれぞ
れ同時に当り、軸７Ａ，７Ｂを取付穴３Ａ，３Ｂに押込
めば、工具取付シャンク７は主軸１の軸心へ移動しなが
ら挿入されて工具取付シャンク７が主軸１の軸心に一致
した状態で装着されることになる。

【００２２】而して、主軸１に対して工具取付シャンク
７が簡単な操作で装着でき、かつ容易に芯出しを行なう
ことができる。

【００２３】また、図３に示されているように、主軸１
に対して倒れた工具取付シャンク７を挿入しようとする
場合には、図３において軸７Ａにおける左側の面取り部
７Ｃが穴３Ａにおける左側の面取り部３Ｃに当ると共
に、軸７Ｂにおける右側の面取り部７Ｄが穴３Ｂにおけ
る右側の面取り部３Ｄに当る。次いで、工具取付シャン
ク７を押込むと図４に示されているように、軸７Ａにお
ける左，右側の面取り部７Ｃが穴３Ａにおける左，右側
の面取り部３Ｃに当ると共に、軸７Ｂにおける左，右側
の面取り部７Ｄが穴３Ｂにおける左，右側の面取り部３
Ｄに当って、心出しと平行出しが行われる。さらに、工
具取付シャンク７を押込むと図５に示されているような
状態となって工具取付シャンク７が主軸１に装着される
ことになる。この場合にも上述と同様な効果を奏する。

【００２４】図６には他の実施例が示されている。図６
において図５における部品と同じ部品には同一符号を符
して説明を省略する。すなわち、図５において主軸１と
工具取付シャンク７の当り面Ｄ₁ に対して図６において
は当り面Ｄ₂ がＤ₂ ＜Ｄ₁ として多く取った例である。
図５は図６に対して真直度は増すと共に挿入性はよくな
るが、剛性は図６よりもなくなるものである。

【００２５】図７には別の実施例が示されている。図７
はタレットパンチプレスにおける上部タレット１５に、
パンチ１７を装着したパンチスリーブ１９を装着する例
である。

【００２６】図７において、上部タレット１５には同心
の穴２１Ａ，２１Ｂが形成されている。また、パンチス
リーブ１９はストレート軸の軸１９Ａ，１９Ｂからなっ
ている。前記穴２１Ａ，２１Ｂの角部が上述した実施例
と同様の面取り部２１Ｃ，２１Ｄとなっていると共に、
軸１９Ａ，１９Ｂの角部が面取り部１９Ｃ，１９Ｄとな
っている。

【００２７】したがって、パンチスリーブ１９が上部タ
レット１５に挿入される場合には、パンチスリーブ１９
の面取り部１９Ｃ，１９Ｄが、穴２１Ａ，２１Ｂの面取
り部２１Ｃ，２１Ｄに当って、上述した実施例の作用と
効果を奏するものであり、詳細な説明を省略する。

【００２８】図７において、パンチ加工時にはパンチス
リーブ１９は上下に移動するので、上下するだけの余裕
がＥ部に必要であることは勿論である。また、図７にお
いて、リフトスプリング２３はパンチスリーブ１９が下
降端まで下降した後、上方へ持ち上げるためのものであ
る。

【００２９】なお、この発明は上述した実施例に限定さ
れるものでなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。本実施例においては
工作機械の例えば旋盤，フライス盤、治具研削盤盤など
に使用される主軸１に取付穴３Ａ，３Ｂを、工具取付シ
ャンク７に軸７Ａ，７Ｂを用いた例で説明したが、例え
ば平面研削盤の砥石フランジと砥石軸に使用される主軸
１に複数段のストレート軸を、工具取付シャンク７にス
トレート形状からなる複数の同心の取付穴を用いても対
応可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明は、特許請求の範囲に記載されたと
おりの構成であるから、主軸に工具取付シャンクを装着
する際に、容易に心出し、平行出しを行なうことがで
き、しかも操作が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施した一実施例の主軸と工具取付
シャンクの正面図である。

【図２】主軸と工具取付シャンクに心ずれがある場合に
おける主軸に工具取付シャンクを挿入する作用説明図で
ある。

【図３】主軸に対して倒れた工具取付シャンクを挿入す
る作用説明図である。

【図４】図３において工具取付シャンクを押込んで心出
し、平行出しが終了した時点の作用説明図である。

【図５】図４において、さらに工具取付シャンクを押込
んで、工具取付シャンクが主軸へ挿入し終った時点の作
用説明図である。

【図６】図５に対して主軸とシャンクの当り面を多くと
った別の実施例を示す図である。

【図７】この発明をタレットパンチプレスにおける上部
タレットにパンチスリーブを挿入するのに応用した正面
図である。

【符号の説明】

１ 主軸 ３ 取付穴 ３Ａ，３Ｂ 穴 ３Ｃ，３Ｄ 面取り部 ７ 工具取付シャンク ７Ａ，７Ｂ 軸 ７Ｃ，７Ｄ 面取り部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸の先端部に形成されたストレート形
   状からなる複数の同心の取付穴または複数段のストレー
   ト軸と、この取付穴またはストレート軸に装着される工
   具取付シャンクに形成された複数段のストレート軸また
   はストレート形状からなる複数の同心の取付穴とで構成
   されていると共に、前記各取付穴及びストレート軸の肩
   部が面取りされてなることを特徴とする工作機械の主軸
   と工具取付シャンクとの取付構造。