JPH0647609Y2 - クイックチェンジチャック - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、例えばボール盤等の工作機械において、主軸
回転中に各種工具を迅速に交換できるようにしたクイッ
クチェンジチャックに関するものである。

［従来の技術］ 従来、工作機械の主軸回転中に工具を交換する場合に
は、危険防止のため工具ホルダに備えられている安全リ
ングを掴んで作業するようにしている。この安全リング
は例えば実公昭54-41432号公報に開示されているよう
に、工具ホルダの外周にベアリングを介して嵌合されて
いる。このような従来例においては、工作機械の主軸と
共に回転しているホルダ本体に工具ホルダを嵌合すると
き、ホルダ本体に嵌装されている鋼球と工具ホルダに設
けられた楕円孔との位相が合致した状態では、クランプ
カラーは正しく作動してホルダ本体と工具ホルダとの結
合が完了する。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、ホルダ本体に工具ホルダを嵌合する際には、
クランプカラーを操作して鋼球を環状溝に逃がした状態
にしてから、工具ホルダをホルダ本体に嵌合する。そし
て、クランプカラーを解放したときは、クランプカラー
の環状溝のテーパ面によって、鋼球は工具ホルダのテー
パ母線上の所定位置に押圧されている。主軸の回転中に
工具ホルダを挿入する際には、どちらかと云えば鋼球と
楕円孔の位相は合致しない場合が多いため、前述のよう
な現象は不規則にかつ頻繁に発生する。

この場合に、安全リングは手で掴まれているものの、前
述のように工具ホルダに対してベアリングを介して係合
しているため、鋼球と楕円孔の位相が合致しない位置で
鋼球がクランプカラーにより押圧されると、工具ホルダ
はホルダ本体と共に抵抗なく連れ廻りをしてしまう。こ
の状態では、鋼球は楕円孔に嵌まり込まず、クランプカ
ラーは所定位置に移動しないので、安全リングから手を
離せば工具ホルダは脱落することになり、極めて危険で
ある。

本考案の目的は、このような従来例の欠点を改善するた
め、主軸回転中における工具ホルダの交換を安全確実に
行い得るようにした信頼性の高いクイックチェンジチャ
ックを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本考案に係るクイックチ
ェンジチャックにおいては、工作機械の主軸に取り付け
て回転するホルダ本体と、該ホルダ本体に結合し外周に
安全リングを回転方向にのみ移動自在に取り付けた工具
ホルダとから成り、前記ホルダ本体には前記工具ホルダ
に位相が合致した際に係合する係合手段を設け、前記安
全リングには前記工具ホルダを調整自在に制動するブレ
ーキ手段を設け、該ブレーキ手段は前記ホルダ本体の係
合手段が前記工具ホルダに係合するまで前記工具ホルダ
の回転を停止させるように調整したことを特徴とする。

［作用］ 上述の構成を有するクイックチェンジチャックにおいて
は、安全リングを把持して回転するホルダ本体に工具ホ
ルダを結合する。このとき、ホルダ本体の係合手段が工
具ホルダに係合するまではブレーキ手段は工具ホルダの
回転を停止させる。この状態では係合手段のみが回転
し、位相が合致して係合手段が工具ホルダに係合した後
は、ホルダ本体と工具ホルダが回転する。

［実施例］ 本考案を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本考案に係るクイックチェンジチャックの第１
の実施例を示し、工作機械の主軸Ｓに取り付けられるホ
ルダ本体１と、このホルダ本体１内に装填される工具ホ
ルダ20とから構成されている。ホルダ本体１は主軸Ｓの
軸孔に挿入されるシャンク部２に続いて円筒部３を有
し、この円筒部３内には工具ホルダ20を嵌合するための
テーパ孔４が設けられている。また、円筒部３の開口端
部の外径は、中程に設けられた段５から先が徐々に大き
くなってテーパ壁６になっている。

このテーパ壁６には第２図に示すように、120度間隔に
外周から中心に向う３個の円形孔７が設けられている。
更に、段５からシャンク部２側に僅かに寄った位置に
は、第３図に示すように円形孔７と位相を変えて同様な
３個の円形孔８が設けられている。これらの円形孔７、
８は何れもテーパ孔４に向けて僅かに縮径して連通さ
れ、円形孔７、８にそれぞれ嵌合された鋼球９、10の内
方への脱落を防止している。

このホルダ本体１のテーパ壁６を含む円筒部３の外周に
は、クランプカラー11が下方に付勢されると共に軸線方
向及び回転方向に摺動自在に嵌合されている。クランプ
カラー11の内周面には、クランプカラー11を操作しない
状態で鋼球10を所定位置に保持する直線状の係合面12
と、クランプカラー11を上方に移動した際に鋼球10を外
方に逃がすための環状溝13が設けられている。更に、ク
ランプカラー11の工具ホルダ20側の内周面には、クラン
プカラー11を操作しない状態で鋼球９を内方に押圧する
テーパ係合面14と、クランプカラー11を上方に移動した
際に鋼球９を外方に逃がすための環状溝15が形成されて
いる。

また、円筒部３のシャンク部２側の外周面に設けられた
止め輪16と、クランプカラー11との間には圧縮ばね17が
設けられ、この圧縮ばね17によってクランプカラー11は
下方側に常時押圧され、鋼球10は係合面12により係合位
置に保持され、鋼球９はテーパ係合面14により係合位置
に保持されている。

工具ホルダ20はホルダ本体１のテーパ孔４に嵌合される
テーパシャンク21に続いて軸部22を有し、先端には工具
保持部Ｔが備えられている。ホルダ本体１の鋼球９と対
向される部分には、ほぼ45度の傾斜面23を有する環状溝
24が設けられ、また鋼球10と対向する部分には鋼球10が
係合する３個の楕円孔25が設けられている。

更に、軸部22には中程に断面半円状の環状溝26が設けら
れており、この環状溝26に収容されたベアリング用の多
数の鋼球27を介して安全リング28が回転自在に嵌合され
ている。安全リング28の上部にはフランジ29が形成され
ており、また安全リング28の下部には、外周の例えば３
個所に内周面に貫通する第４図に示すようなねじ孔30が
設けられ、これらのねじ孔30にはゴム等の弾性体から成
るブレーキ材31が嵌め込まれ、このブレーキ材31は調整
ねじ32によって軸部22に対する摩擦力を調整できるよう
になっている。

この摩擦力はクランプカラー11の環状溝13が鋼球10を押
圧する際に、鋼球10が工具ホルダ20に対して与える摩擦
力よりも稍々大きくされ、かつ軸部22が回転した際に安
全リング28を回転させることがないように調整されてい
る。なお、33は環状溝26に鋼球27を挿入した後に、鋼球
挿入口を閉塞したねじ栓を示している。

工具ホルダ20を回転中のホルダ本体１に結合する際に
は、クランプカラー11を上方に移動させて鋼球９、10を
それぞれの環状溝15、13に逃がし、安全リング28を掴ん
で工具ホルダ20のテーパシャンク21を、ホルダ本体１の
テーパ孔４に挿入する。その後に、クランプカラー11を
解放すると、クランプカラー11がばね17により下方に付
勢され、環状溝15のテーパ面が鋼球９を内方に押圧する
と共に、環状溝13のテーパ面が鋼球10を内方に押圧す
る。

このとき、鋼球10と楕円孔25の位相が合致しない場合に
は、鋼球10とテーパシャンク21の間に摩擦力が発生し、
工具ホルダ20がホルダ本体１に連れ廻りしようとする。
しかしながら、安全リング28のブレーキ部材31が鋼球10
とテーパシャンク21の間の摩擦力以上の摩擦力で軸部22
を制動するため、ホルダ本体１に嵌装された鋼球10と工
具ホルダ20に形成された楕円孔25との位相が異なる位置
にあっても、工具ホルダ20はホルダ本体１に連れ廻りを
することなく、瞬時に位相が合致して鋼球10が楕円孔25
に係合する。

同時に、クランプカラー11が所定の位置まで移動し、ホ
ルダ本体１と工具ホルダ20との結合が完了する。勿論、
この状態で安全リング28を掴んでいると、ブレーキ材31
の摩擦作用によって多少の抵抗つまり負荷の増大はある
が、調整ねじ32によって安全リング28を回転させること
がないように調整された弾性による摩擦抵抗であるため
危険性はない。

なお、上述の実施例はブレーキ材31自体を弾性体として
いるが、第５図に示すようにブレーキ材31には非鉄金属
等の適当な部材を使用して、これをスプリング34により
弾性的に押圧するようにしても、同様な効果を上げるこ
とができる。何れの場合においても、調整ねじ32によっ
てブレーキ材31の制動力を調整することができる。

更に第６図に示すように、安全リング28の内面又は工具
ホルダ20の軸部22の外面、或いは双方の面に環状溝35を
設けて、この環状溝35内にＯリング等の弾性体やピアノ
線によるばねリング等から成るブレーキ材31aを嵌め込
んでもよい。

また、第１図に示す実施例は、ホルダ本体１と工具ホル
ダ20とがテーパ嵌合する形式の場合を示したが、第７図
に示すようにホルダ本体1aのスレート孔4aと、工具ホル
ダ20aのストレートシャンク21aを嵌合させる所謂ストレ
ート嵌合方式のものにも、本考案を適用できることは勿
論である。なお第７図において、27〜33の符号は第１図
と同等のものを示している。また、第７図で40はトルク
伝達及びクイックチェンジ機構を示し、41は鋼球、42は
逃げ溝、43は鋼球41と嵌合する楕円孔を示している。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案に係るクイックチェンジチャ
ックは、ホルダ本体の係合手段が工具ホルダに係合する
までは、ブレーキ手段により工具ホルダの回転が停止す
るため、係合手段と工具ホルダの位相が速かに合致し、
工具ホルダをホルダ本体に確実かつ速かに結合すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係るクイックチェンジチャックの実施例
を示し、第１図は第１の実施例の断面図、第２図、第３
図、第４図はそれぞれ第１図のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ
−Ｃ線による断面図、第５図、第６図は他の実施例の要
部断面図、第７図は更に他の実施例の断面図である。 符号１はホルダ本体、３は円筒部、６はテーパ面、７、
８は円形孔、９、10は鋼球、11はクランプカラー、12は
係合面、13、15は環状溝、17は圧縮ばね、20は工具ホル
ダ、21はテーパシャンク、22は軸部、24は環状溝、25は
楕円孔、26は環状溝、27は鋼球、28は安全リング、30は
ねじ孔、31、31aはブレーキ材、32は調整ねじ、33はね
じ栓、34はスプリング、35は環状溝である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械の主軸に取り付けて回転するホル
   ダ本体と、該ホルダ本体に結合し外周に安全リングを回
   転方向にのみ移動自在に取り付けた工具ホルダとから成
   り、前記ホルダ本体には前記工具ホルダに位相が合致し
   た際に係合する係合手段を設け、前記安全リングには前
   記工具ホルダを調整自在に制動するブレーキ手段を設
   け、該ブレーキ手段は前記ホルダ本体の係合手段が前記
   工具ホルダに係合するまで前記工具ホルダの回転を停止
   させるように調整したことを特徴とするクイックチェン
   ジチャック。