JPS6231228Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、マシニングセンタ等の自動工具交換
式工作機械に適用される工具ホルダの保持機構に
関する。

通常、この種の工作機械においては、工具を工
具ホルダを介して主軸に装着する。当然工具ホル
ダは主軸に対して確実に保持される必要があり、
そのために、工具ホルダ側にプルスタツドを形成
し、それを主軸側に開閉自在に設けられたコレツ
トによつて保持する構造がよく用いられる。

従来、コレツトの開閉動作は、コレツトをばね
性の材料で形成し、コレツト自身の弾性を利用す
るものと、コレツトにコイルばね等の弾性手段を
接続して、当該ばねの弾性を利用して行なうもの
が知られていたが、前者の場合はコレツトの肉厚
が弾性を発揮させる都合上、必然的に薄くなり、
コレツトが十分に開ききつていない状態等で無理
に工具ホルダを装着しようとすると、容易に破損
してしまう不都合があり、後者の場合はコレツト
肉厚は厚くできるが、部品点数が増加し、主軸部
分の構造が複雑化する欠点があつた。

本考案は、前述の欠点を解消すべく、コレツト
にばね性を特たせる必要がなく、しかもコレツト
を開閉駆動するための弾性手段が不要な工具ホル
ダの保持機構を提供することを目的とするもので
ある。

即ち、本考案は、コレツトをドローバの主軸軸
心方向の移動に伴つて同方向に移動自在に設ける
と共に、前記コレツトの先端部に主軸軸心に対し
て斜めに形成された第１及び第２の係合部を有す
るスライド部をそれぞれ形成し、主軸内筒にスリ
ーブを設け、前記スリーブに、前記コレツトが前
記ドローバーの移動により工具ホルダー側に移動
すると、前記コレツトの第１の係合部と当接係合
してスタツト保持部を開放する第３の係合部及
び、前記コレツトが前記ドローバーにより前記工
具ホルダ側とは逆の方向に移動すると、前記コレ
ツトの第２の係合部と当接係合して前記スタツト
保持部を閉じる第４の係合部の設けられたガイド
穴を前記スライド部に対応した形で穿設し、コレ
ツトの開閉動作を、スリーブとコレツトとの係合
によつて行い得るようにして構成される。

以下、図面に示す実施例に基き、本考案を具体
的に説明する。

第１図は本考案による工具ホルダの保持機構の
一実施例を示す図で図中上半分はコレツトが閉じ
た状態を示し、図中下半分はコレツトが開いた状
態を示す図、第２図は第１図のコレツト付近の拡
大図、第３図は第２図の主軸部分を除いた−
線による断面図、第４図は第２図の主軸部分を除
いた−線による断面図である。

マシニングセンタ等の自動工具交換式工作機械
の主軸１は、第１図に示すように、全体が略円筒
状の形状を有しており、主軸１の図中右方にはテ
ーパ仏１ａが形成されている。テーパ部１ａに
は、先端に工具を装着した工具ホルダ２がテーパ
部２ａを介して矢印Ａ，Ｂ方向に着脱自在に設け
られており、ホルダ２の図中左端には、先端に係
合部２ｂの形成されたプルスタツド２ｃが設けら
れている。一方、主軸１の内筒１ｂには本考案に
よる工具ホルダの保持機構を構成する円筒形のス
リーブ３が嵌入係合しており、スリーブ３のテー
パ部１ａ側には、第２図に示すように、ガイド穴
３ａ，３ａが180゜ピツチで穿設形成されてい
る。各ガイド穴３ａには２個所の係合部３ｂ，３
ｃが形成されており、穴３ａに対応した主軸内筒
１ｂには他の部分より内径が大なる逃げ部１ｃが
形成されている。また、内筒１ｂには、第１図に
示すように、ドローバー５がピストン５ａを介し
て主軸１の軸心方向である矢印Ａ，Ｂ方向に移動
自在に嵌入係合しており、ピストン５ａの図中左
方には、ピストン５ａのそれ以上左方への移動を
防止するためのロツクナツト６が内筒１ｂに螺合
した形で設けられている。ピストン５ａとスリー
ブ３の間には多数の皿ばね７がドローバー５を被
覆する形で設けられており、皿ばね７はドローバ
ー５を常時矢印Ａ方向に付勢している。ドローバ
ー５の右端にはナツト９がドローバー５及びナツ
ト９に形成されたテーパ面５ｂ，９ｄによつて位
置決めされた形で螺合しており、更にナツト９の
左端とドローバー５の段つき部５ｃの間には、第
２図及び３図に示すように、二つ割りにされたコ
レツト１０，１０が、後述のスタツド保持部１０
ｃ，１０ｃを主軸軸心１ｄに対して矢印Ｃ，Ｄ方
向に開閉自在にした形で係合している。コレツト
１０には溝１０ｂが形成されており、溝１０ｂに
はスリーブ３に植設されたピン１１が係合し、ピ
ン１１はコレツト１０とスリーブ３間の相対的回
転の発生を阻止している。各コレツト１０の先端
は、第２図に示すように、スリーブ３のガイド穴
３ａ付近に迄伸延しており、その内方には爪状の
スタツド保持部１０ｃが互いに相対する形で形成
され、更に主軸軸心１ｄに対して斜めに形成され
た係合部１０ｄ，１０ｅ及び主軸軸心１ｄに対し
てほぼ平行な摺動面１０ｆからなるスライド部１
０ｇがガイド穴３ａに対応して外方に突出した形
で形成されている。

本考案は、以上のような構成を有するので、工
具ホルダ２を主軸１に対して着脱する場合には、
まずドローバー５の第１図左端を、図示しない油
圧シリンダ等の往復駆動手段を用いて矢印Ｂ方向
に押圧する。すると、ドローバー５は皿ばね７の
弾性に抗する形でピストン５ａを介して矢印Ｂ方
向に移動し、従つてコレツト１０，１０もナツト
９と共にＢ方向に移動する。コレツト１０が所定
量Ｂ方向に移動すると、コレツト１０の係合部１
０ｄがスリーブ３のガイド穴３ａの係合部３ｂと
当接係合し、更にドローバー５を、従つてコレツ
ト１０をＢ方向に移動させることにより、係合部
１０ｄは係合部３ｂ上を滑動する形でスライド部
１０ｇがガイド穴３ａから主軸１の逃げ部１ｃ中
へ突出し、結果的に両コレツト１０，１０のスタ
ツド保持部１０ｃ，１０ｃはＤ方向に開放され
る。この状態で、主軸１に工具ホルダ２を互いに
テーパ部１ａ，２ａを接合させる形で矢印Ａ方向
にプルスタツド２ｃの第２図左端面がナツト９の
右端面に当接するまで挿入し、次いで、ドローバ
ー５をＢ方向に押圧していた力が除去すると、ド
ローバー５は皿ばね７の弾性によつてＡ方向に移
動し、従つてコレツト１０，１０及びナツト９も
Ａ方向へ移動する。すると、ガイド穴３ａから逃
げ部１ｃ中へ突出状態にあつたスライド部１０ｇ
は、ガイド穴３ａの係合部３ｃと係合部１０ｅが
当接係合し、係合部１０ｅは係合部３ｃ上を滑動
する形で矢印Ｃ方向に移動し、ついにはスタツド
保持部１０ｃがプルスタツド２ｃの係合部２ｂを
捕捉する。更に、ドローバー５がＡ方向に移動す
ると、コレツト１０はスリーブ３に対して係合部
１０ｅに連続した摺動面１０ｆと係合し、保持部
１０ｃ，１０ｃは係合部２ｂを確実に補捉し、更
にプルスタツド２ｃを介して工具ホルダ２をＡ方
向に引つ張り、ボルダ２のテーパ部２ａを主軸１
のテーパ部１ａに密着させる。なお、ホルダ２に
はコレツト１０，１０及びドローバー５を介して
皿べね７の弾性が常時Ａ方向に作用することか
ら、ホルダ２は主軸１に対してテーパ部１ａ，２
ａを介して確実に保持固定される。なお、工具ホ
ルダ２をＡ方向に挿入する際に、コレツト１０が
十分にＤ方向に開ききつておらず、プルスタツド
２ｃがコレツト１０に突き当たつたとしても、コ
レツト１０はスライド部１０ｇがガイド穴３ａ中
に強制的に退避させられる形でＤ方向に開くの
で、コレツト１０に無理な力が加わることはな
く、ホルダ２は容易に主軸１に挿入セツトされ
る。更に、ホルダ２のテーパ部２ａは、コレツト
１０と係合部２ｂが係合してホルダ２がＡ方向に
引つ張られた場合でも、ドローバー５のピストン
５ａがロツクナツト６に当接することのないよう
に形成されているので、皿べね７の弾性は常にホ
ルダ２に作用し、ホルダ２と主軸１の密着状態は
常に維持される。次に、工具ホルダ２を主軸１か
ら外す場合には、装着時と全く道の手順で行なわ
れ、Ｂ方向に移動したドローバー５によつてコレ
ツト１０のスタツト保持部１０ｃはＤ方向に開放
され、更にナツト９の先端面がプルスタツト２ｃ
に当接してホルダ２をＢ方向に強制的に押し出
し、ホルダ２は主軸１から取り外される。

また、コレツト１０，１０を何らかの理由によ
り主軸１から取り外す必要が生じた場合には、工
具ホルダ２を外した状態で、テーパ部１ａ側から
ナツト９を、六角形状に穿設された操作穴９ｅに
六角棒スパナ等の工具を係合させて回転させ、ド
ローバー５より取り外すと、コレツト１０をテー
パ部１ａ側から容易に主軸１外部に取り出すこと
ができ、従来の主軸１全体を工作機械から取り外
してコレツトの脱着を行なう方法に比して極めて
能率良く作業を行なうことが可能となる。

なお、上述の実施例は、コレツト１０を２つ割
りにした場合について述べたが、コレツト１０は
２つ割りに限らず、３つ割り以上何個割りにして
構成してもよいことは勿論である。

以上説明したように、本考案によれば、コレツ
ト１０をドローバ５の主軸軸心方向（矢印Ａ，Ｂ
方向）に移動に伴つて同方向に移動自在に設ける
と共に、前記コレツト１０の先端部に前記主軸軸
心に対して斜めに形成された係合部１０ｄ，１０
ｅ等の第１及び第２の係合部を有するスライド部
１０ｇをそれぞれ形成し、前記主軸内筒１ｂにス
リーブ３を設け、前記スリーブ３に、前記コレツ
ト１０の前記ドローバー５の移動により工具ホル
ダー２側に移動すると、前記コレツトの係合部１
０ｄ等の第１の係合部と当接係合して前記スタツ
ド保持部１０ｃを開放する係合部３ｂ等の第３の
係合部及び、前記コレツト１０が前記ドローバー
５により前記工具ホルダ２側とは逆の方向に移動
すると、前記コレツトの係合部１０ｅ等の第２の
係合部と当接係合して前記スタツド保持部１０ｃ
を閉じる係合部３ｃ等の第４の係合部の設けられ
たガイド穴３ａを前記スライド部１０ｇに対応し
た形で穿設し、コレツト１０の開閉動作を、スリ
ーブ３とコレツト１０との係合によつて行い得る
ようにして構成したので、コレツト１０の開閉は
スリーブ３にガイド穴３ａと共に形成された第３
及び第４の係合部とコレツト１０のスライド部１
０ｇとの係合によつて行なわれるので、コレツト
１０にばね性を持たせる必要がなく、従つてその
肉厚を十分に厚くして強度を向上させることが出
来るばかりか、コレツト１０を開閉駆動するため
のコイルばね等の弾性手段も不要となり、主軸部
分の構造をそれだけ簡略化することが可能とな
る。また、コレツト１０が十分に開ききつていな
い状態で工具ホルダ２を挿入しても、コレツト１
０がホルダ２によつて強制的に無理なく開放され
るので、コレツト１０に無理な力が加わることも
なく、工具ホルダ２の装着を円滑に行なうことが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による工具ホルダの保持機構の
一実施例を示す図で図中上半分はコレツトが閉じ
た状態を示し、図中下半分はコレツトが開いた状
態を示す図、第２図は第１図のコレツト付近の拡
大図、第３図は第２図の主軸部分を除いた−
線による断面図、第４図は第２図の主軸部分を除
いた−線による断面図である。 １……主軸、１ｂ……内筒、１ｄ……軸心、２
……工具ホルダ、２ｃ……プルスタツド、３……
スリーブ、３ａ……ガイド穴、３ｂ……第３の係
合部（係合部）、３ｃ……第４の係合部（係合
部）、１０ｄ……第１の係合部（係合部）１０ｅ
……第２の係合部（係合部）５……ドローバー、
１０……コレツト、１０ｃ……スタツド保持部、
１０ｇ……スライド部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 主軸及び主軸の内筒にドローバーを主軸の軸心
   方向に移動自在に設けると共に、前記ドローバー
   に、先端にスタツド保持部の形成された複数のコ
   レツトを開閉自在に設け、前記コレツトを前記ス
   タツド保持部を介して工具ホルダのプルスタツド
   に係合させることにより工具ホルダを主軸に保持
   固定し得る工具ホルダの保持機構において、 前記コレツトを前記ドローバの主軸軸心方向の
   移動に伴つて同方向に移動自在に設けると共に、 前記コレツトの先端部に前記主軸軸心に対して
   斜めに形成された第１及び第２の係合部を有する
   スライド部をそれぞれ形成し、 前記主軸内筒にスリーブを設け、 前記スリーブに、前記コレツトが前記ドローバ
   ーの移動により工具ホルダー側に移動すると、前
   記コレツトの第１の係合部と当接係合して前記ス
   タツト保持部を開放する第３の係合部及び、前記
   コレツトが前記ドローバーにより前記工具ホルダ
   側とは逆の方向に移動すると、前記コレツトの第
   ２の係合部と当接係合して前記スタツト保持部を
   閉じる第４の係合部の設けられたガイド穴を前記
   スライド部に対応した形で穿設し、 コレツトの開閉動作を、スリーブとコレツトと
   の係合によつて行い得るようにして構成した工具
   ホルダの保持機構。