JPH0819929A - ショートテーパツールホルダの保持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ショートテーパツールホルダを確実、安定し
て、ツールポットで保持する。 【構成】 ホルダはツールポットに向けて開口した中空
のテーパ部内側面に掛止部を設け、ほぼ円筒形状のツー
ルポットは前記テーパ部へ嵌入可能な挿入筒を有し、こ
の挿入筒はホルダに向けて弾性体で付勢された側面がホ
ルダに向けて傾斜した円錐台形状のコマと、この側面に
押圧されて挿入筒側面から突出可能な鋼球とを内蔵して
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ショートテーパツール
ホルダをツールポットで保持するための保持機構に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】工作機械において、ツールを自動的に交
換して作業効率を上げるため、各ツールを取付けたツー
ルホルダ(例えばＭＡＳ規格のもの)を、チェーンで連結
されたツールポットに収納、保持している。従来は、図
５に見られるように、ツールホルダ１がグリップ部２後
方に延設したテーパ部３後端にプルスタッド４を有し、
一方を開放したほぼ円筒形状のツールポット５が円筒の
底に当る一端にバネ６で中心に向かって付勢された鋼球
７を有し、前記プルスタッド４をツールポット５へ挿入
して鋼球７で外周から押圧して保持していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、工作機械業界で
は、高回転、高負荷、高精度加工を実現するために、シ
ョートテーパツールホルダ(例えばＤＩＮ規格、以下、
単にホルダとはこのショートテーパホルダを指すことと
する)が使用されるようになってきている。このホルダ
は、従来のツールホルダに比べてテーパ部が短いため
に、従来のように半径方向にバネを内蔵し、鋼球を持っ
てプルスタッドを押圧するというような保持を行うこと
ができない。

【０００４】また、上記問題を除いても、従来の保持機
構は、ホルダを外方から半径方向に押圧して保持するだ
けで、しかも鋼球を付勢するバネが個々に設けられてい
るので、それぞれのバネの圧力が変化してくると、ホル
ダの保持が不確実、不安定になり、個別にバネを交換す
る必要が生じるなど、高性能なショートテーパホルダに
は不向きであることがわかった。そこで、この従来の保
持方法とは異なる手段で、ホルダをツールポットで保持
する機構を開発することとした。

【０００５】

【課題を解決するための手段】その結果、開発したもの
が、ホルダ及びツールポットにおいて、前記ホルダはツ
ールポットに向けて開口した中空のテーパ部内側面に掛
止部を設け、ほぼ円筒形状のツールポットは前記テーパ
部へ嵌入可能な挿入筒を有し、この挿入筒はホルダに向
けて弾性体で付勢された側面がホルダに向けて傾斜した
円錐台形状のコマと、この側面に押圧されて挿入筒側面
から突出可能な鋼球とを内蔵してなるショートテーパツ
ールホルダの保持機構である。ツールポットは、従来同
様にチェーンで連結し、自動工具交換装置に供したり、
ツールストッカとして使用する。

【０００６】本発明における掛止部とは、断面が半径方
向外向きに凸でテーパの内側面に沿った条溝や、中空開
口端から内へ向かって半径が断続的に大きくなるテーパ
の内側面の境界部分等、円周方向に連続的なものや、同
一円周上に配したテーパ内側面の断続的な穴(窪み)や孔
(内側面から外側面へ貫通したもの)等でもよい。挿入筒
外側面とテーパ部内側面とは、摺接する又は摺接する程
度に接近した方が、またテーパ部外側面とツールポット
内側面とは摺接するのが好ましい。テーパ部外側面とツ
ールポット内側面との間には、テーパスリーブ等の緩衝
材を配してもよい。コマをホルダに向けて付勢する弾性
体は、金属製のコイルバネや樹脂製のゴム弾性体等あ
る。

【０００７】

【作用】本発明のホルダの保持機構は、従来のツールホ
ルダのプルスタッドを廃し、中空にしたテーパ部を内か
ら鋼球で押圧する。ホルダとツールポットとを嵌め合う
と、挿入筒が中空のテーパに挿入される。挿入筒の鋼球
は、コマの側面により半径方向及びホルダ方向へ常時付
勢されているが、掛止部以外のテーパ内側面ではこの側
面に抑制されて鋼球は突出しない。しかし、鋼球が掛止
部に位置すると挿入筒側面から突出し、この掛止部が鋼
球を掛止する。更に、挿入筒外側面がテーパ部内側面に
摺接し、テーパの外側面はテーパスリーブを介して又は
直接にツールポット内側面に摺接させると、ホルダはよ
り安定に保持される。

【０００８】前記のように、掛止部は挿入筒側面から掛
止部へ向けて鋼球を突出させることでホルダを掛止し、
ホルダがツールポットから抜け出すことを防止する。こ
の掛止部は、テーパの開口に向かって鋼球を掛止できれ
ばよいので、円周方向に連続的なものでも、同一円周上
に配したテーパ内側面の断続的な穴又は孔でもよい。前
者の場合は挿入筒外周に沿って適当数の鋼球を連続的に
配してもよいが、後者の場合は、挿入筒の鋼球は穴や孔
に対応した位置関係で断続的に配する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のショートテーパツールホルダ
の保持機構の実施例について、図を参照しながら説明す
る。図１は、断面がクランク形状の段差の掛止部８をテ
ーパ部９内側面に設けたホルダ10がチェーン11で連結し
たツールポット12に嵌込まれた状態を表わす軸方向の断
面図である。この実施例は、ＨＳＫツール(ＤＩＮ規格
品)用ホルダを、本発明の保持機構によりツールポット
チェーンに応用し、自動工具交換装置に対応させたもの
である。図５に示す従来例と比較してわかるとおり、ホ
ルダ10を保持する鋼球13を配した位置に対応するツール
ポット12側面の厚みが狭く、鋼球13を半径方向に付勢す
るために直接鋼球13を押圧するバネをツールポット12側
面に配することはできない。

【００１０】図１に見られるように、ホルダ10のグリッ
プ部14から延設されるテーパ部９は短く、その外径は従
来のツールホルダに比べて大きい。このテーパ部９を中
空円筒形状のツールポット12に嵌込むと、テーパ部９外
側面はツールポット12開口部内縁に取付けたテーパスリ
ーブ15に摺接し、同時に挿入筒16がテーパ部９内へ挿入
される。この挿入筒16は、半径方向へ突設した支持枠17
端をツールポット12に取付け、固定してある。テーパ部
９内側面には、断続的に径の異なる内側面により構成さ
れるクランク状の段差からなる掛止部８を有し、この掛
止部８へ挿入筒16から突出する鋼球13を捉えて掛止す
る。こうして、テーパ部９が、外からはテーパスリーブ
15に、内からは鋼球13に掛止され、ホルダ10は安定して
ツールポット12に保持される。

【００１１】挿入筒16内には、半径方向からホルダ方向
へ向かって傾斜した側面を持つ円錐台形状のコマ18が、
軸線方向のバネ19により押圧されているので、この側面
に接している鋼球13は、半径方向及びホルダ方向へ同時
に付勢された状態にある。この挿入筒16をテーパ部９へ
挿入すると、テーパ部９内側面は挿入筒外側面に近接し
ているから、鋼球13は特に突出することなくテーパ部９
内側面を摺接する。しかし、鋼球13が掛止部８に達する
と、付勢の半径方向成分が鋼球13を半径方向、すなわち
掛止部８に向かって突出する。結果として、掛止部８に
鋼球13が捉えられて、相対的にホルダ10がツールポット
12に掛止されることになる。

【００１２】この実施例では、自動工具交換装置に対応
するため、上記までに説明した保持機構を実現するツー
ルポット12をチェーン11で連結し、更に前記鋼球13によ
る掛止部８の掛止を解除するために、挿入筒16後方から
テーパ部９後縁外周に当接する押出バー20をツールポッ
ト12内に設けている。押出バー20は、通常ホルダ方向
(前方)へ付勢されていて、ホルダ10をツールポット12に
挿入したときに後方へ押されることで、ツールの有無を
電気的(スイッチの押圧など)に検知し、ホルダ10の保持
中はホルダ10に後方から圧接し、保持の安定性に貢献す
る。ホルダ10の保持を解除する場合、押出バー20でテー
パ部９後縁外周を押すと、掛止部８が逆に鋼球13を押圧
して挿入筒16へ押戻すことで掛止状態を解除し、押出バ
ー20は再び元の位置へ復帰する。

【００１３】図２に示す断面図は、先に示したホルダ10
の掛止部を、断面が円弧状の掛止部21のに置き換えた例
で、ＫＶツール(製品名：神戸ケナメタル株式会社製)に
対応している。また、図３は鋼球直径より若干断面が大
きい条溝22をテーパ部９内側面に沿って設けたもので、
コロマント・キャプトツール(製品名：サンドビック株
式会社製)に対応している。いずれも、実施例に示した
掛止部としての機能は変わらない。逆にいえば、挿入筒
の径が同じであれば、ホルダのテーパ部内側面の掛止部
の形状は問わない。留意する点は、挿入筒をテーパ部へ
挿入したとき、ホルダを保持するために、鋼球が掛止
部へ突出できるようにする、前記保持状態時に、テー
パ部外側面又はグリップ部底面が、ツールポット側面若
しくはテーパスリーブ、又はツールポット上面に密接す
ることである。

【００１４】この留意点に気を付ければ、図４のＫＭツ
ール(製品名：神戸ケナメタル株式会社製)用として構築
した例に見られるように、鋼球13の付勢方向の孔23をホ
ルダ10のテーパ部９に所定数設けて、これらの孔23を掛
止部として用いてもよい。この例の特徴は、鋼球13の付
勢方向に合わせて孔23を設けているので、鋼球13の突
出、復帰が比較的円滑に行える点にある。この場合、孔
23が円周方向に対して断続的に配されるので、挿入筒16
に設ける鋼球13の配置はこの孔23の配置にあわせる必要
があるが、上記留意点に挙げた条件を満たせば、機能的
には最初に示した実施例及びその派生型の例となんら異
なるところはない。

【００１５】

【発明の効果】本発明の保持機構により、近時普及しつ
つある高性能(高回転、高負荷、高精度)なショートテー
パツールホルダを、従来に見られるように、安定して保
持できるツールポットを提供できるようになる。当然
に、このツールポットをチェーンで連結し、自動工具交
換装置に対応することもでき、ホルダが有する高性能と
相俟って、工作機械における労力の軽減、時間短縮、高
品質な製品の量産化に大きく寄与することができる。そ
のため、作業効率が改善され、製造コストも下げられる
という経済的な効果が生まれるのである。

【００１６】また、一方において、従来のツールポット
との構造的な比較をすれば、従来のものがポット前端を
ホルダのグリップ部に当接しプルスタッドを外方から鋼
球で押圧して保持するのに対し、本発明の保持機構で
は、ホルダのテーパ部を内外から挟持(例えば、外から
テーパスリーブ、内から鋼球で)することにより、より
確実にホルダを保持することができるようになる。

【００１７】更に、従来のものは、複数の鋼球それぞれ
につき、別のバネを用意していたので、個別にバネの特
性が変化することにより、ホルダの保持の状態が不安定
になることもあったが、本発明において鋼球を半径方向
へ付勢するコマは、１体のバネで押圧され、鋼球をすべ
て等分に付勢するから、ホルダは安定してポットに保持
され、がたつきやずれを防止することができるし、バネ
の交換もひとつでよいなど、メンテナンス性に優れてい
る。このように、保持性能を見てみても、本発明の保持
機構は従来のものよりも大きく改善されていることがわ
かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の保持機構をＨＳＫツールに適用した実
施例の断面図である。

【図２】同保持機構をＫＶツールに適用した図１相当図
である。

【図３】同保持機構をコロマント・キャプトツールに適
用した図１相当図である。

【図４】同保持機構をＫＭツールに適用した図１相当図
である。

【図５】従来における保持機構のツールポットの断面図
である。

【符号の説明】

８ 掛止部 ９ テーパ部 10 ショートテーパツールホルダ 12 ツールポット 13 鋼球 16 挿入筒 18 コマ 19 バネ 21 掛止部 22 条溝 23 孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ショートテーパツールホルダ及び該ホル
   ダを保持するツールポットにおいて、前記ホルダはツー
   ルポットに向けて開口した中空のテーパ部内側面に掛止
   部を設け、ほぼ円筒形状のツールポットは前記テーパ部
   へ嵌入可能な挿入筒を有し、該挿入筒はホルダに向けて
   弾性体で付勢された側面がホルダに向けて傾斜した円錐
   台形状のコマと、該側面に押圧されて挿入筒側面から突
   出可能な鋼球とを内蔵してなるショートテーパツールホ
   ルダの保持機構。