JPH0740011U - 切削工具保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小形旋盤にも容易に取り付け得る小形の切削
工具取付装置を得る。 【構成】 シリンダハウジング４０の圧力室５０の圧力
を高め、ピストン３４をカバー３８側へ前進させた状態
で、ドリル９０を保持したドリル保持具９２の取付部１
００を、第一係合部８０と第二係合部１８０とが第一位
相となる状態で貫通孔８６に挿入する。ドリル保持具９
２を９０度回転させ、両係合部８０，１８０の係合面７
０，１７６を係合可能な状態とした後、圧力室５０の圧
力を低下させてスプリング８２の付勢力によりピストン
３４を底壁４２側へ後退させる。両係合部８０，１８０
の係合面７０，１７６が係合してドリル保持具９２をシ
リンダハウジング４０内へ引き込み、フランジ９４がカ
バー３８に密着するとともに、テーパ外周面１８０とテ
ーパ孔部８８とが締まり嵌合するため、工具保持具９２
がシリンダハウジング４０に強固に固定される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、切削工具を旋盤等の工作機械に取り付けるための切削工具保持装置 に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

切削工具保持装置として、例えば、実開平４−７０４１０号公報に記載された ものがある。 この装置は、（イ）両端が後端壁および前端壁で閉塞されたシリンダボアを備 えたシリンダハウジングと、（ロ）シリンダボアに液密かつ摺動可能に嵌合され 、後端壁との間に圧力室を形成するピストンと、（ハ）そのピストンを前端壁か ら離れる方向に付勢するスプリングと、（二）ピストンに軸方向に相対移動不能 に取り付けられ、前端壁に軸方向に相対移動可能に嵌合されるとともに、シリン ダハウジング外の部分に第一係合部を備えた連結部材と、（ホ）一端部に切削工 具保持部を備える一方、他端部に、シリンダハウジングの前端壁に密着可能な当 接面を備えるとともに、前記連結部材の第一係合部と、第一位相において軸方向 に嵌合し、限られた角度の相対回転により軸方向に離脱不能に係合する第二係合 部を備えた工具保持具とを含むように構成されている。

【０００３】 この公報に記載された切削工具保持装置においては、連結部材がピストンに対 して相対回転可能とされるとともに、連結部材を回転させる回転駆動装置が設け られて、連結部材の回転により第一係合部と第二係合部とが第一位相および第二 位相とされるが、作業者あるいは自動工具交換装置により工具保持具が回転させ られることによって第一位相および第二位相とされる場合もある。

【０００４】 この種の切削工具保持装置に工具を取り付ける場合には、まず、工具保持具の 一端部に切削工具を保持させる。次に、シリンダボアの圧力室に圧力を供給し、 スプリングの付勢力に抗してピストンを前端壁側へ移動させる。それにより、連 結部材がピストンと共に移動させられ、シリンダハウジング外の第一係合部側端 部がさらに延び出させられる。この状態で、工具保持具の第二係合部を第一位相 に合わせ、軸方向に移動させて連結部材の第一係合部に嵌合させる。次に、工具 保持具と連結部材とを限られた角度相対回転させ、第二係合部と第一係合部とを 軸方向に離脱不能に係合させた後、圧力室の圧力を抜けば、スプリングの付勢力 によりピストンが後端壁側へ移動させられ、連結部材がハウジング内へ引き込ま れる向きに移動させられる。それにより、工具保持具が連結部材を介してシリン ダハウジング側へ引き付けられ、シリンダハウジングの端面と連結部材との間に 固定される。したがって、工具保持具に保持された工具が切削工具保持装置に固 定される。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記切削工具保持装置においては、ピストンに連結部材が設け られ、その連結部材と工具保持具とを係合させてシリンダハウジングに保持させ るようになっていたため、装置が軸方向に長くなり、部品点数が多くなって、全 体に大形になるという問題があった。そのため、特に、小形の旋盤等に工具を取 り付ける場合に、切削工具保持装置の設置スペースを確保することが困難である という不都合が生じていた。

【０００６】 本考案はこの問題に鑑み、部品点数が少なく小形の切削工具保持装置を得るこ とを課題として為されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

そして、本考案の要旨は、切削工具保持装置を、（ａ）両端が後端壁および前 端壁で閉塞されたシリンダボアを備えたシリンダハウジングと、（ｂ）シリンダ ボアに液密，回転不能かつ摺動可能に嵌合され、後端壁との間に圧力室を形成す る一方、前端壁側の面に第一係合部を備えたピストンと、（ｃ）そのピストンを 前端壁から離れる方向に付勢するスプリングと、（ｄ）前端壁の貫通孔に軸方向 に相対移動可能かつ限られた角度回転可能に嵌合され、シリンダハウジング外の 部分に切削工具保持部を備える一方、シリンダハウジング内の端部に、前記第一 係合部と、第一位相において軸方向に嵌合し、前記限られた角度回転させられる ことにより軸方向に離脱不能に係合する第二係合部を備えた工具保持具とを含む ように構成したことにある。

【０００８】

【作用】

上記のように構成された切削工具保持装置に工具を取り付ける場合には、まず 、工具保持具の切削工具保持部に切削工具を保持させる。次に、シリンダボアの 圧力室に圧力を供給して、スプリングの付勢力に抗してピストンを前端壁側へ移 動させる。この状態で、工具保持具の第二係合部をピストンの第一係合部と嵌合 可能な第一位相に合わせ、軸方向に移動させて第一係合部に嵌合する。そして、 工具保持具を限られた角度回転させて、第一係合部に軸方向に離脱不能に係合さ せる。この際、ピストンがシリンダハウジングに対して回転不能となっているた め、工具保持具の回転に連れてピストンが回転するとはなく、第一係合部と第二 係合部とを確実に係合させることができる。

【０００９】 両係合部の係合後、圧力室の圧力を抜けば、スプリングの付勢力によってピス トンが後端壁側へ移動させられ、工具保持具がピストンと一体的にシリンダハウ ジング内側へ引き込まれて工具保持具がシリンダハウジングに固定される。した がって、工具保持具に保持された工具を切削工具保持装置に迅速に取り付けるこ とができる。

【００１０】 また、工具保持具を取り外す場合には、再び圧力室の圧力を高めてピストンを 前端壁側へ移動させ、工具保持具を取付時とは逆の方向へ回転させれば、ピスト ンの第一係合部と工具保持具の第二係合部とが第一位相に戻る。この状態で、工 具保持具を軸方向に引き抜けば、容易に工具保持具をシリンダハウジングから取 り外すことができる。

【００１１】

【考案の効果】 このように、本考案においては、ピストン自体に工具保持具との係合部が設け られ、工具保持具とピストンとが直接係合するようになっているため、連結部材 が不要となり、部品点数が減り、装置コストを低減させることができる。 また、連結部材が不要となることにより、軸方向の長さが従来より短くなり、 小形旋盤等の狭いスペースにも取り付けることができる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案をドリル保持装置に適用した場合の一実施例を図面に基づいて詳 細に説明する。 図１ないし図３において、１０はシリンダ本体である。図３に示すように、シ リンダ本体１０の底部には下方へ延びる嵌合突部１４が形成されており、旋盤の 工具取付部１６に形成された嵌合溝１８に嵌合される。

【００１３】 この嵌合突部１４には、断面がＴ字形の溝２２が形成されている。溝２２は、 シリンダ本体１０の後端側（図１，２において右側）から前端側（図１，２にお いて左側）へ延びており、図３に破線で示すクランプ部材２４と係合可能とされ ている。シリンダ本体１０の嵌合突部１４と嵌合溝１８との嵌合により左右方向 の位置決めが行われ、シリンダ本体の後端面２６と工具取付部１６の図示しない 位置決め面との当接により前後方向の位置決めが行われた状態で、クランプ部材 ２４が図示しない引込装置により溝２２の底面側へ引き込まれることにより、シ リンダ本体１０が工具取付部１６に引き付けられて固定される。なお、嵌合突部 １４の左右両側に一対のスペーサ２８が配設されており、シリンダ本体１０の高 さが調節される。

【００１４】 シリンダ本体１０には、前端側から後端側へ延びるシリンダボア３２が形成さ れており、内部にピストン３４が嵌合されている。シリンダボア３２の開口部は 、カバー３８により閉塞されている。 本実施例においては、シリンダ本体１０とカバー３８とによってシリンダハウ ジング４０が形成され、カバー３８とシリンダ本体の底壁４２とにより、シリン ダボア３２の両端を閉塞する前端壁および後端壁が構成されているのである。

【００１５】 ピストン３４の外周面にはＯリング４４が配設されるとともに、シリンダ本体 １０の底壁４２には油圧供給用の接続ポート４８が形成されており、ピストン３ ４と底壁４２との間の空間が圧力室５０とされている。

【００１６】 また、ピストン３４の底壁４２側の端面５４にはピン５６が立設されている。 ピン５６は底壁４２に形成された長穴５８に嵌入させられており、それによって ピストン３４のシリンダハウジング４０に対する回転が防止されている。すなわ ち、ピストン３４はシリンダボア３２に液密，回転不能かつ摺動可能に嵌合され ているのである。

【００１７】 一方、ピストン３２のカバー３８側の端面６２には、突部６４が形成されてい る。図４に示すように、突部６４の先端面には、ピストン３４の軸心を通って直 径方向に延びる溝６６が形成されるとともに、ピストン３４の軸心を中心として 軸方向に延びる有底の係合穴６８が形成されている。係合穴６８は、溝６６が形 成された開口端近傍部が小径穴部、底部近傍が大径穴部である段付き穴とされて おり、溝６６を間に挟んで形成された一対の段部がそれぞれ係合面７０とされて いる。また、係合穴６８の底面７４には係合穴６８と同心に小径の有底穴７６が 形成されている。 本実施例においては、溝６６，係合穴６８，係合面７０等により第一係合部８ ０が構成されているのである。

【００１８】 ピストン３４の端面６２とカバー３８との間には、スプリング８２が配設され ており、スプリング８２によってピストン３２が底壁４２側へ、すなわち前端壁 たるカバー３８から離れる方向に付勢されている。

【００１９】 カバー３８からはピストン３２の突部６４に対向する状態で、突部６４と同心 の突部８４が形成されている。突部８４には、係合穴６８と同心でカバー３８を 貫通する貫通孔８６が形成されている。貫通孔８６の前側の部分は、大径かつ前 部ほど径の大きいテーパ孔部８８とされている。 また、カバー３８には、シリンダ本体１０とは反対側の面に、図１に二点鎖線 で示すピン８９が立設されている。

【００２０】 カバー３８の貫通孔８６には切削工具たるドリル９０を保持するドリル保持具 ９２が嵌合されている。ドリル保持具９２は、大径のフランジ９４，フランジ９ ４の後端面９６側から延び出させられた取付部１００およびフランジ９４の前端 面１０２側から延び出させられたドリル保持部１０４を備えている。

【００２１】 ドリル保持具９２には、ドリル保持部１０４側に開口する有底の軸方向孔１０ ８が形成されている。図１に示すように、軸方向孔１０８は、ドリル保持部１０ ４において、前端側ほど径の大きいテーパ孔１１２とされており、テーパ孔１１ ２内には、コレット１１４が、テーパ孔１１２の内周面に対応して形成されたテ ーパ外周面１１６において嵌合されている。コレット１１４の外周面にはさらに 、テーパ外周面１１６が形成された部分に隣接して矩形断面の環状溝１１８が形 成されるとともに、環状溝１１８を挟んでテーパ外周面１１６が形成された部分 とは反対側の外周面に、先端側ほど径の小さいテーパ面１２０が形成されている 。

【００２２】 コレット１１４の先端部には、コレットキャップ１２４が被せられている。コ レットキャップ１２４の内周面には、その軸方向のほぼ中間部において矩形断面 の環状溝１２６が形成されており、この環状溝１２６を画定する両側の側壁のう ち一方の側壁（前側側壁と称する）の内周面は、コレット１１４のテーパ面１２ ０と対応するテーパ面１３０とされている。

【００２３】 したがって、コレット１１４を縮径させつつ、コレットキャップ１２４のテー パ面１３０が形成されていない方の側壁（後側側壁と称する）をコレット１１４ の環状溝１１８内に嵌入させた後、コレット１１４を自然状態に戻せば、コレッ トキャップ１２４がコレット１１４から離脱不能となる。

【００２４】 このようにしてコレットキャップ１２４がコレット１１４に被せられた状態で は、テーパ面１３０がコレット１１４のテーパ面１２０に密着した状態となると ともに、コレット１１４が縮径されるにつれてコレット１１４に対して軸方向に 小距離だけ相対移動し得る状態となる。すなわち、コレットキャップ１２４の後 側側壁の厚さがコレット１１４の環状溝１１８の幅より小さくされているのであ る。また、コレット１１４の長さはコレットキャップ１２４がドリル保持部１０ ４の前端から軸方向に一定距離離れた状態となるように決められている。

【００２５】 ドリル保持部１０４の前端部の外周面には雄ねじ部１３８が形成されており、 クランプナット１４０が螺合されている。クランプナット１４０はドリル保持具 ９２から突出した部分においてコレットキャップ１２４に嵌合されており、これ らクランプナット１４０とコレットキャップ１２４とは、両者の間に配設された 多数のボール１４２によって相対回転可能かつ軸方向移動不能とされている。

【００２６】 したがって、クランプナット１４０が雄ねじ部１３８にねじ込まれる方向へ回 転させられれば、コレットキャップ１２４がドリル保持具９２の取付部１００側 、すなわち後端側へ移動させられ、テーパ面１３０によってコレット１１４のテ ーパ面１２０が押され、コレット１１４がテーパ孔１１２へ押し込まれつつ縮径 させられる。また、クランプナット１４０が雄ねじ部１３８から離脱する方向へ 回転させられれば、コレットキャップ１２４がドリル保持具９２の前端側へ移動 させられ、テーパ面１３０によるコレット１１４の押圧が解除されるとともに、 コレット１１４の環状溝１１８とコレットキャップ１２４の後側側壁との係合に よってコレット１１４がテーパ孔１１２から引き出され、縮径が解除される。 なお、１４４はボール１４２の抜け出しを阻止するためのプラグである。

【００２７】 ドリル保持具９２の取付部１００側において、軸方向孔１０８内にはツールド ライブ１５０が軸方向に摺動可能に嵌合されている。ツールドライブ１５０には ドリル保持具９２の軸心に直角な方向にピン１５２が圧入されており、そのピン １５２の両端部がドリル保持具９２の周壁に形成された軸方向に長い一対の長穴 １５４にそれぞれ嵌入することにより、ツールドライブ１５０のドリル保持具９ ２に対する相対回転が阻止されている。

【００２８】 取付部１００の後端部には、軸方向孔１０８に貫通する雌ねじ孔が形成されて おり、調整用ボルト１５８が螺合されている。調整用ボルト１５８の一端面はツ ールドライブ１５０の端面１６０に当接させられる一方、他端面には、図示を省 略する工具係合穴が形成されており、ここに工具を係合させて調整用ボルト１５ ８を回転させることにより、ツールドライブ１５０がピン１５２に案内されてド リル保持具９２の軸方向に移動させられ、ツールドライブ１５０のドリル保持部 １０４に対する位置が変わるようになっている。

【００２９】 ツールドライブ１５０の前端面には、ドリル９０の円形シャンク１６４の後端 面から突出させられた角形突起１６６が嵌合可能な角溝１６８が形成されている 。ドリル９０の円形シャンク１６４の後端面がツールドライブ１５０の前端面に 当接することによってドリル９０のドリル保持部１０４への挿入限度が規定され 、ツールドライブ１５０の位置を変えることにより、ドリル９０のドリル保持部 １０４からの突出量を調節することができる。

【００３０】 ドリル保持具９２の取付部１００は、カバー３８の貫通孔８６に挿通されてい る。取付部１００の外周面のフランジ９４側の部分は、カバー３８のテーパ孔部 ８８に対応するテーパ外周面１７０とされており、取付部１００が貫通孔８６に 挿通された後、ドリル保持具９２がシリンダハウジング４０内へ引き込まれるこ とにより、ドリル保持具９２のフランジ９４の後端面９６がカバー３８の前面に 密着するとともに、テーパ孔部８８とテーパ外周面１７０とが締まり嵌合させら れる。

【００３１】 取付部１００の端部は、カバー３８の貫通孔８６を貫通してピストン３４の第 一係合部８０側へ延び出させられている。取付部１００の端部には、ピストン３ ４の突部６４に形成された溝６６に嵌入可能な係合突起１７２が形成されている 。係合突起１７２は半径方向に延び出ており、係合面１７６が形成されている。 係合面１７６は、係合突起１７２が溝６６に嵌入した状態でドリル保持具９２が ９０度回転させられることにより、係合穴６８の一対の係合面７０と係合する。 この状態では、係合突起１７２の係合穴６８および溝６６からの抜け出しが阻止 され、係合突起１７２がピストン３４の第一係合部８０に軸方向に離脱不能に係 合させられる。 すなわち、本実施例においては、係合突起１７２，係合面１７６等により、ピ ストン３４の第一係合部８０と係合可能な第二係合部１８０が構成されているの である。

【００３２】 ドリル保持具９２のフランジ９４の後端面には円弧状の長穴１８２が形成され ており、上記のように係合突起１７２が溝６６に嵌入させられる際、ピン８９が 長穴１８２の一方の端面近傍に嵌入し、ドリル保持具９２が９０度回転させられ た際、長穴１８２の他方の端面に当接してドリル保持具９２のそれ以上の回転を 阻止する。このピン８９と長穴１８２の端面との当接は、切削抵抗によりドリル ９０に生じる回転トルクによりドリル保持具９２が回転することを防止する機能 も果たす。

【００３３】 以上のように構成されたドリル保持装置によりドリル９０を旋盤１６に取り付 ける場合には、まず、ドリル保持具９２のドリル保持部１０４にドリル９０を取 り付ける。クランプナット１４０を雄ねじ部１３８から離脱する方向へ回転させ れば、コレットキャップ１２４がドリル保持具９２の前端側へ移動させられ、コ レット１１４がテーパ孔１１２から引き出される。このコレット１１４内へドリ ル９０のシャンク１６４を挿入し、角形突起１６６をツールドライブ１５０の角 溝１６８に嵌入させるとともにシャンク１６４の後端面をツールドライブ１５０ の前端面に当接させる。そして、調整用ボルト１５８を回転させてツールドライ ブ１５０の位置を調整し、ドリル９０の先端の位置決めを行う。

【００３４】 位置決め終了後、クランプナット１４０を螺進させれば、コレットキャップ１ ２４がドリル保持具９２の後端側へ移動させられ、テーパ面１３０によってコレ ット１１４のテーパ面１２０が押される。したがって、コレット１１４がテーパ 孔１１２へ押し込まれつつ縮径してドリル９０のシャンク１６４を把持し、ドリ ル９０がドリル保持具９２に固定される。

【００３５】 このようにしてドリル９０を取り付けたドリル保持具９２のシリンダハウジン グ４０への取付は次のようにして行う。 まず、シリンダハウジング４０の圧力室５０の圧力を高め、スプリング８２の 付勢力に抗してピストン３４をカバー３８側へ前進させる。次に、ピストン３４ の第一係合部８０とドリル保持具９２の第二係合部１８０とが第一位相にある状 態でドリル保持具９２の取付部１００をカバー３８の貫通孔８６に挿入する。こ れにより、第二係合部１８０の係合突起１７２が第一係合部８０の溝６６に嵌入 するとともに、ピン８９が長穴１８２に嵌入する。また、調整用ボルト１５８は 係合穴６８の底面７４に形成された有底穴７６内に収容される。

【００３６】 上記のように両係合部８０，１８０が第一位相にある状態では、係合穴６８の 係合面７０と係合突起１７２の係合面１７６とは係合しないが、ドリル保持具９ ２のフランジ９４を把持して、長穴１８２の端面とピン８９とが当接するまでド リル保持具９２を回転させれば、両係合面７０，１７６が係合可能な状態となる 。

【００３７】 この状態で、シリンダハウジングの圧力室５０内の圧力を低下させれば、スプ リング８２の付勢力によりピストン３４がシリンダハウジング４０の底壁４２側 へ移動させられる。それにより、図２に示すように、第一係合部８０の係合面７ ０と第二係合部１８０の係合面１７６とが係合して、ドリル保持具９２がシリン ダハウジング４０内へ引き込まれ、フランジ９４の後端面９６がカバー３８の前 面に密着するとともに、ドリル保持具９２の取付部１００のテーパ外周面１７０ とカバー３８のテーパ孔部８８とが締まり嵌合してドリル保持具９２がシリンダ ハウジング４０に強固に固定される。

【００３８】 一方、ドリル保持具９２をシリンダハウジング４０から取り外す場合には、再 び圧力室５０の圧力室を高め、スプリング８２の付勢力に抗してピストン３４を カバー３８に当接するまで前進させれば、ピストン３４の第一係合部８０の底面 ７４が、ドリル保持具９２の第二係合部１８０の後端面に当接してこれを押すこ とにより、ピストン３４と共にドリル保持具９２がカバー３８の貫通孔８６から 押し出され、テーパ外周面１７０とテーパ孔部８８との締まり嵌合が解除される 。これにより、ドリル保持具９２がシリンダハウジング４０に対して相対回転可 能な状態となり、ドリル保持具９２を取付時とは逆方向に回転させて第一係合部 ８０と第二係合部１８０とを第一位相に戻すことができ、ドリル保持具９２をシ リンダハウジング４０から取り外すことができる。

【００３９】 このように、本実施例においては、ピストン３４自体にドリル保持具９２の第 二係合部１８０と係合可能な第一係合部８０が設けられているため、ドリル保持 具９２がピストン３４により直接シリンダハウジング４０内に引き込まれ、固定 される。したがって、従来のように、連結部材を介してシリンダハウジングの外 部に工具保持具を取り付ける場合に比較して部品点数が少なくて済み、軸方向の 長さが短くなって切削工具保持装置を小形化することができる。

【００４０】 なお、本実施例においては、工具保持具がドリルを保持するようになっていた が、その他の切削工具を保持するようにしてもよく、当業者の知識に基づいて種 々の変形，改良を施した態様で、本考案を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である切削工具保持装置を示
す正面断面図である。

【図２】上記装置の図１とは別の作動状態を示す正面断
面図である。

【図３】上記装置の正面図である。

【図４】上記装置のピストンを取り出して示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１０ シリンダ本体 ３２ シリンダボア ３４ ピストン ３８ カバー ５０ 圧力室 ８０ 第一係合部 ８２ スプリング ９０ ドリル ９２ ドリル保持具 １００ 取付部 １０４ ドリル保持部 １８０ 第二係合部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端が前端壁および後端壁で閉塞された
   シリンダボアを備えたシリンダハウジングと、 シリンダボアに液密，回転不能かつ摺動可能に嵌合さ
   れ、後端壁との間に圧力室を形成する一方、前端壁側の
   面に第一係合部を備えたピストンと、 そのピストンを前端壁から離れる方向に付勢するスプリ
   ングと、 前端壁の貫通孔に軸方向に相対移動可能かつ限られた角
   度回転可能に嵌合され、シリンダハウジング外の部分に
   切削工具保持部を備える一方、シリンダハウジング内の
   端部に、前記第一係合部と、第一位相において軸方向に
   嵌合し、前記限られた角度回転させられることにより軸
   方向に離脱不能に係合する第二係合部を備えた工具保持
   具とを含む切削工具保持装置。