JPS58155137A - 工具ホルダ取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タップ等のねじ切り工具を保持した工具ホル
ダを工作機械の主軸に取付けると共に、軸方向のバック
ラッシュを吸収する機構を有する工具ホルダ取付装置に
関するものである。

従来、工具ホルダを工作機械特に多軸機械等の主軸に取
付けるには、第１図に示すような取付装置が一般に使用
されている。即ち、主軸ｌの先端部には軸方向に工具ホ
ルダ挿入孔１ａが穿孔され、該挿入孔１ａに沿ってキー
溝１ｂが刻設され、更に先端面から一定距離位置に半径
方向に貫通するねし穴１ｃが形成されている。この主軸
１の挿入孔１ａには、外径にキー２を装着した工具ホル
ダ３が挿入され、キー２とキー溝１ｂとの共（動により
工具ホルダ３は軸を中心とする回動方向に固定され、ね
じ穴１ｃに螺着されたねじ４により工具ホルダ３は軸方
向に固定されている。なお、Ｔは工具であり、工具ホル
ダ３の工具装着孔３ａにコレット５を介して装着され、
コレット５はロックナツト６により工具装着孔３ａ内に
押し込まれている。

しかしながら、この従来の装置は次のような欠点を有し
ている。即ち、（１）夕・ンプ加工を行なう場合にマス
タ−スクリュ７方式のタップ立て専用機を用いると、専
用機のマスタースクリューにバックラッシュがあればそ
れがそのまま工作されるタップ穴に影響し、正確なタッ
プ立て力できない。（２）主軸１に工具ホルダ３を取付
ける操作のうち、例えばキー溝１ｂにキー２の位置を合
せること、或いはねじ４を締着することが面倒で時間が
掛かる。（３）主軸ｌにキー溝１ｂを設けるため、主軸
ｌ自体の直径が′大きくなり、隣接する主軸間距離も広
がり小ピツチ間隔の穴加丁が難しい。

本発明の目的は、主として上述した（１）の欠点を改良
して、クイックチェンジ機構を有し、小径で構造が簡単
であり、かつバックラッシュ吸収機構を持つ工具ホルダ
取付装置を提供することにあり、その内容は、コレット
をホルダシャンクに連結して成る工具ホルダを、主軸の
工具ホルダ挿入孔に挿入し、主軸から工具ホルダへのト
ルク伝達手段を有する装置において、工具ホルダの軸部
に形成し軸部先端部に向うにつれ大径となる斜面部に、
主軸の底部に配置した鋼球をばね力により弾性的に押圧
することによって軸方向に連結すると共に、工具ホルダ
には、コレットホルダをホルダシャンクに対し軸線方向
に弾発力を与えるばねを設けたことを特徴とするもので
ある。

本発明を＄２図以下に図示の実施例に基づいて詳細に説
明する。

第２図は主軸１０の縦断面図、第３図は第、２図のｌｌ
ｌ−１ｉｔ線に沿った拡大断面図を示しており、主軸１
０の先端部１０ａから奥へ軸方向に工具ホルダの挿入孔
ｌＯｂが穿孔され、先端部１０ａの２個所にキー溝１０
ｃが形成されている。また、挿入孔ｌＯｂの底部には有
底円筒状のスリーブ１１が挿着されており、このスリー
ブ１１は、先端に向けて開口する大径孔１１ａと、その
底部ｆｌｂに軸方向に穿孔された小径孔ｌｉｅとを有し
、外周面には円周方向に円周溝ｌｉｄが形成されている
。この円周溝ｌｉｄの底部内には対向的に半径方向に２
個の鋼球挿入孔ｌｉｅが穿孔されていて、この挿入孔ｌ
ｉｅ内にはそれぞれ鋼球１２が挿入されている。挿入孔
ｌｉｅは内側に向うにつれ小径となるテーパ状とされ、
大径孔１１ａに面する挿入孔ｌｉｅの径は鋼球１２の直
径よりも小さく、鋼球１２が大径孔１１ａ内に抜は出な
いようになっている。円周溝ｌｉｄ内には板ば、＋、　
ｌ　３が周設され、鋼球１２はこの板ばね１３により挿
入孔ｌｉｅ内に常時押圧されている。更に、スリーブ１
１の底部１１ｂの小径孔ｌｉｅにはポル１１４か挿通さ
れ、スペーサ１５を介してスリーブ１１は主軸１０に対
し軸方向に固定されている。

また、スリーブ１１の底部１１ｂと挿入孔ｆｏｂの底部
間にはピン１６が挿し渡されており、ス゛リーブ１１が
ポル）１４を中心に回動しないようにされている。なお
、１７は板ばね１３の廻りｌヒめピンを示している。

第４図は前記主軸１０に嵌合して使用する工具ホルダ２
０の一部を断面とした側面図であり、第？ ５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

−Ｌ具ホルダ２０は主軸１０の挿入孔１０ｂ゛に入り込
むホルダシャンク２１を有しており、このホルダシャン
ク２１の端部の軸方向と直交する基準面２１ａの更に先
端には、主軸１０の挿入孔１０ｂの底部に配置されたス
リーブ１１と連結する軸部２１ｂが形成されている。こ
の軸部２１ｂはスリーブ１１の大径孔１１ａに嵌合する
ように形成されており、軸部２１ｂの中程に斜面部を有
する゛Ｖ溝２１ｃが周設され、更に軸部２１ｂを両側か
ら平行に削った面削ぎ部２１ｄが設けられている。

■溝２１’ｃの底部と基準面ｇｌａとの軸方向距離（第
４図におけるＬ２）は、第２図のＬｌ、即ち主軸側の鋼
球１２の中心とスリーブ１１の端面１ｉｆ間の軸方向距
離よりも若干短かくなっており１面削ぎ部寸法（第５図
におけるＭｌ）は、第３図におけるＭ２．即ち鋼球１２
間の寸法より小さめに形成されている。

また、工具ホルダ２０の他方の端部に設けられ　　。

た−［具保持部２０ａにおいては、ホルダシャンク２１
は大径とされており、コレットホルダ２２を挿入するた
めの挿入孔２１ｅが軸方向に穿孔されている。コレット
ホルダ２２の先端部は小径、後端部は大径となっていて
、後端部周囲にはねじ溝２２ａが刻設されており、ナツ
ト２３の内ねじと螺合するようになっている。ナツト２
３は第６図に拡大して示すようにホルダシャンク２１の
端部に、鋼球２４とナツト２３に設けられた環状溝２３
ａを利用して回転自在にかつ軸方向に摺動１在に取付け
られており、ホルダシャンク２１の端面２１ｆとの間の
間隙に第７図（ａ）　、　（ｂ）に示す環状ばね２５が
介装されている。更にナツト２３は止めねじ２６によｔ
コレットホルダ２２との位置関係を固定し得るようにな
っている。また、コレットホルダ２２の端部２２ｂがら
内方に穿孔され、内部に進むにつれ小径となるテーパ穴
２２ｃ内には、タップ等のねじ切り工具Ｔを固着するた
めのコレット２７が挿入されている。コレット２７の外
側はテーパ穴２２ｃに合致するようにテーパ状に形成さ
れると共に、弾発性を得るために軸方向に割り溝２７ａ
が設けられ、その大径側外周にはねじ溝２７ｂが刻設さ
れている。コレットボルダ２２の端部２２ｂの外周面に
は、鋼球２８を介してロックナツト２９が回転自在に被
着され、このロックチー２ト２９の外端部内周に刻設さ
れたねじがコレット２７のねじ溝２７ｂと螺合し、ロッ
クナツト２９の回転によりコレット２７がテーパ穴２２
ｃに対して抜挿自在に移動するようになっている。ホル
ダシャンク２１の小径部と大径部との境界部周囲には、
略円筒状のドライブカラー３０が、ホルダシャンク２１
の大径部との間に圧縮ばね３１を介して軸方向に摺動自
在に周設されている。このドライブカラー３０の軸部２
ｉｂ側には、円周２個所に突出キー３０ａが第８図に示
すように軸方向に突出して形成されている。そして主軸
１０に工具ホルダ２０を挿入して両者が連結したときに
、この突出キー３０ａが主軸゛ｌ。

の先端面１０ａのキー溝１０ｃに係合して、工具Ｔに対
する切削力を主軸１０から伝達できるように構成されて
いる。また、ドライブカラー３０、ホルダシャンク２１
、コレットホルダ２２を貫通してピン３２が挿入され、
これらの部材が別個に回転せずトルクを伝達できるよう
にされている。

なお、工具Ｔの端部は角柱状となっていて、コレ−／　
）ホルダ２２のテーパ穴２２ｃの底部の同形状の受部２
２ｄに嵌合され、工具Ｔ自体も工具ホルダ２０に対して
回動不能となって゛いる。

上述の構成の本実施例についてその組立方法を次に説明
する０組立てに先立ち、ホルダシャンク２１、コレット
ホルダ２２、ロックナツト２９及びドライブカラー３０
から成る工具ホルダ２゜は、既に一体として組立てられ
ているものとする。また、コレットホルダ２２はホルダ
シャンク２１に対し軸方向に間隙を有するように組立て
られている。そこで、先ず工具Ｔを工具ホルダ２゜に固
着するには、ロックナツト２９を回転して緩めておいて
から、コレット２７と共に工具Ｔをコレットホルダ２２
のテーパ穴２２ｃ内に挿入し、工具Ｔの端部をテーパ穴
２２ｃ底部の受部２２ｄに嵌合し、ロックナツト２９を
先とは逆方向に回転してコレット２７をテーパ穴２２ｃ
内に送り込むことによって工具Ｔは固定される。このよ
うにして工具Ｔを固定した工具ホルダ２０を主軸１０に
装着するには、工具保持部２０ａを保持して、ホルダシ
ャンク２１を主軸１０の挿入孔ｔｏｂ内に、ホルダシャ
ンク２１の軸部２１ｂがスリーブ１１に突き当るまで挿
入する。そして工具ホルダ２０を押し込みながら軸線を
中心として左右何れかの方向に回動すると、軸部２１ｂ
の面削ぎ部２１ｄのＭ１部とスリーブ１１の鋼球１２の
頂部間のＭ２部の位置が合致するので、圧縮ばね３１の
弾発力に抗しながら押込めば、ホルダシャンク２１の基
準面２１ａがスリーブ１１の端面１１ｆに当接し軸方向
への進入が阻止される。この段階においては、主軸１０
の鋼球１２は軸部２１ｂの■溝２１ｃと係合状態にあり
、工具ホルダ２０は主軸１０に対し回動できるので、工
具保持部２０ａを主軸１０側に押圧したまま約９０度回
動すると、ドライブカラー３０の突出キー３０ａが主軸
１０のキー溝ｌＯＣに合致し、両者は圧縮ばね３１に押
圧されながら係合し、第９図に示すような状態となる。

この組立てが終了した段階にあっては、挿入孔ｌＯｂの
奥において、■溝２１ｃの底部と基準面２１ａ間の距離
Ｌ１が鋼球１２の中心とスリーブｌｌの端面１１ｆ間の
距離Ｌ２よりも若干小さくなっている。従って、鋼球１
２は板ばね１３の弾性作用力により、■溝２１ｃの奥側
の斜面部を押圧することによって、工具ホルダ２０は内
部に引き込まれホルダシャンク２１の基準面２１ａとス
リーブ１１の端面１１ｆとは密着する。そして、ナツト
２３とホルダシャンク２１との間には環状ばね２５が介
在しているために、ナツト２３とホルダシャンク２１と
は第６図、第９図に示すように表面において距離Ｓだけ
間隔が開いている。

従ってタップ加工の際に、圧縮方向である一方向に力が
加わると、コレットホルダ２２、ナツト２３がホルダシ
ャンク２１に対して環状ばね２５を圧縮することにより
、圧縮方向のバックラッシュを吸収することができる。

また、引っ張り方向である→方向に引っ張り力が加わる
と、平部２１ｂのＶ溝２１ｃに位置する鋼球１２を介し
て板ばね１３が拡がり、引っ張り方向のバックラッシュ
を吸収できる。

工具ホルダ２０を主軸ｌＯから取外す場合には、ドライ
ブカラー３０を圧縮ばね３１の弾発力に抗して移動し、
突出キー３０ａと主軸１０のキー溝１０ｃとの保合を外
してから、工具ホルダ２０を９０度回動じて軸部２１ｂ
のＶ溝２１’ｃと鋼球１２の嵌合を外せばそのまま引き
抜くことが可能である。

以上説明したように本発明に係る工具ホルダ取付装置は
、軸線方向のバックラッシュを吸収する機構を有してい
るので、正確なねじ穴を加工することができ、更には工
具ホルダの着脱が極めて容易で、ワンタッチに近い操作
で実施可能であり、作業能率の向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は工具ホルダ取付装置の従来例を示す縦断面図、
第２図以下は本発明に係る工具ホルダ取付装置の一実施
例を示すものであり、第２図は主軸の縦断面図、第３図
はのト」線に沿った拡大断面図、第４図は工具ホルダの
部分−縦断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿った拡
大断面図、第６図は工具ホルダの要部拡大断面図、第７
図（ａ）は環状ばねの正面図、（ｂ）はその側面図、第
８図は工具ホルダのドライブカラ一部分の拡大斜視図、
第９図は主軸と工具ホルダの装着状態を示す部分縦断面
図である。 符号１０は主軸、ｌＯａは先端部、ｌＯｂは工具ホルダ
挿入孔、１０ｃはキー溝、１１はスリーブ、ｌｌｆは端
面、１２は鋼球、１３は板ばね、２０は工具ホルダ、２
０ａは工具保持部　、２１はホルダシャンク、２１ａは
基準面、２１ｂは軸部、２１ｃはＶ溝、２１ｄは面削ぎ
部、２３はナツト、２５は環状ばね、２７はコレット、
２９はロックナツト、３０はドライブカラー、３０ａは
突出キー、３１は圧縮ばねである。 特許出願人黒田精工株式会社 同　　　トヨタ自動車工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　コレットをホルダシャンクに連結して成る工具ホ
   ルダを、主軸の工具ホルダ挿入孔に挿入し、主軸から工
   具ホルダへのトルク伝達手段を有する装置において、工
   具ホルダの軸部に形成し軸部先端部に向うにつれ大径と
   なる斜面部に、主軸の底部に配置した鋼球をばねカによ
   り弾性的に押圧することによって軸方向に連結すると共
   に、工具ホルダには、コレットホルダをホルダシャンク
   に対し軸線方向に弾発力を与えるばねを設けたことを特
   徴とする工具ホルダ取付装置。 ２、　コレットホルダに固定したナツトとホルダシャン
   クの端面との間に環状ばねを装入した特許請求の範囲第
   １項記載の工具ホルダ取付装置。