JP2001079724A - 切削工具取付装置，切削工具支持剛性増強装置および固定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】工作機械の工具軸による切削工具の支持剛性を
向上させる。 【解決手段】主軸１６に、環状部材１６０を固定装置１
６２により固定する。環状部材１６０の貫通穴１７６の
内周面をフランジ部３０のテーパ外周面３５に対応する
テーパ内周面１８０とする。工具ホルダ１０の主軸１６
への取付け時には、テーパシャンク２６をテーパ嵌合穴
１５２に、フランジ部３０の後端部を環状部材１６０の
貫通穴１７６に嵌入させる。テーパシャンク２６を引き
込めば、ホルダ本体２４の後端面３４が主軸１６の先端
面１５０に当接するとともに、テーパ外周面３５が環状
部材１６０のテーパ内周面１８０に締まり嵌合する。テ
ーパシャンク２６をさらに引き込めば、テーパシャンク
２６のテーパ外周面８２がテーパ嵌合穴１５２のテーパ
内周面１５４に締まり嵌合し、後端面３４が先端面１５
０に強く引き付けられる。二面拘束を実現しつつ、環状
部材１６０によりフランジ部３０が主軸１６に支持され
て半径方向の相対移動が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切削工具を、工作
機械の主軸等、先端面に開口する嵌合穴を備えた工具軸
に切削工具を着脱可能に取り付ける切削工具取付装置、
その切削工具取付装置における切削工具の支持剛性を増
強する装置、あるいはそれら装置に好適な固定装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】先端面に開口する嵌合穴を備えた工作機
械の工具軸に切削工具を着脱可能に取り付ける工具ホル
ダが広く使用されている。この種の工具ホルダは、大
径部と、その大径部の一端面から直角な方向に延び出
し、大径部より直径の小さい嵌合突部とを備え、嵌合突
部が嵌合穴と嵌合する状態で工具軸に取外し可能に取り
付けられる。この工具ホルダは切削工具保持部を備えて
いるため、その切削工具保持部に切削工具を保持させ、
工具ホルダを着脱することにより、切削工具を工具軸に
着脱することができる。

【０００３】しかし、従来の工具ホルダによる切削工具
の取付けでは、工具軸による切削工具の支持剛性が十分
とは言えない場合があった。切削工具の支持剛性が不十
分であれば、十分な切削加工精度が得られない、あるい
は重切削ができないため生産能率を十分に高めることが
できない等の問題が生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果】本発明は、以上の事情を背景として、工具軸により
切削工具の支持剛性を増強することを直接的な課題とし
てなされたものであり、本発明によって、下記各態様の
切削工具取付装置，切削工具支持剛性増強装置および固
定装置が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分
し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引
用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理
解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特
徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに
限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項
に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項
を常に一緒に採用しなければならないわけではなく、一
部の事項のみを取り出して採用することも可能である。 （１）先端面に開口する嵌合穴を備えた工作機械の工具
軸に切削工具を着脱可能に取り付ける切削工具取付装置
であって、大径部と、その大径部の一端面から直角な方
向に延び出し、大径部より直径の小さい嵌合突部とを備
え、嵌合突部が前記嵌合穴と嵌合する状態で工具軸に取
外し可能に取り付けられ、切削工具を保持する工具ホル
ダと、工具ホルダが工具軸に、前記嵌合突部が前記嵌合
穴に嵌合されて取り付けられた状態で、前記大径部の外
周面と嵌合する円形断面の貫通穴を備えた環状部材と、
その環状部材を工具軸に固定する固定装置とを含むこと
を特徴とする切削工具取付装置（請求項１）。工具ホル
ダの嵌合突部が工具軸の嵌合穴に嵌合され、例えば、工
具軸の内部に配設されたドローバにより工具軸内に引き
込まれる等、適宜の手段により固定されれば、工具ホル
ダに保持された切削工具は工具軸に取り付けられること
となる。嵌合突部がテーパシャンクであり、嵌合穴がテ
ーパ穴である場合には、両者の締まり嵌合のみ、あるい
は、両者の締まり嵌合と大径部の端面と工具軸の先端面
との当接との両方により、工具ホルダが工具軸に固定さ
れる。後者の態様で取り付けられる工具ホルダは、二面
拘束ホルダと称されている。また、嵌合突部が円筒面を
有するストレート軸部である場合には、大径部の端面の
工具軸の先端面への当接により、工具ホルダが工具軸に
固定される。工具軸としては、回転する工具主軸が最も
一般的であるが、旋盤の心押軸のように回転しない軸で
もよい。本態様の切削工具取付装置においては、以上の
ようにして工具ホルダが工具軸に取り付けられる上、環
状部材が固定装置により工具軸に固定され、その環状部
材の貫通穴と工具ホルダの大径部とも嵌合される。この
嵌合によっても、工具ホルダの工具軸に対する半径方向
の相対移動が抑制されるのであり、そのために、工具軸
による切削工具の支持剛性が、従来の工具ホルダのみに
よる切削工具の取付けに比較して向上する。 （２）前記環状部材が、前記貫通穴を備えて前記工具軸
の先端面に密着させられる穴空き円板部と、その穴空き
円板部の外周部から後方に延び出し、工具軸の外周面と
嵌合する円筒部とを備えた (1)項に記載の切削工具取付
装置（請求項２）。このように、環状部材を、穴空き円
板部と円筒部とを備えたものとし、穴空き円板部を工具
軸の先端面に密着させ、円筒部を工具軸の外周面に嵌合
すれば、環状部材を工具軸に対して容易にかつ精度よく
位置決めすることができる。 （３）前記固定装置が、前記円筒部の外周面に内周面に
達しない深さで形成され、円筒部を前記穴明き円板側の
前部と反対側の後部とに分ける円環状溝と、前記円筒部
の前記前部に、その円筒部の中心線に平行にかつ前記円
環状溝の前部側の溝側面に開口する状態で形成された複
数の雌ねじ穴と、それら複数の雌ねじ穴にそれぞれ螺合
され、先端が前記円環状溝の前記後部側の溝側面に当接
可能な複数のねじ部材とを含む (2)項に記載の切削工具
取付装置（請求項３）。ねじ部材を回転操作して、円環
状溝の後部側の溝側面に押しつければ、円環状溝の幅が
押し広げられ、円環状溝の底部を回動中心として相対回
動させられる。ただし、円筒部は穴空き円板部に連なっ
ていて剛性が高いために、主として、後部が前部に対し
て回動させられる。この回動は、後部の全周にわたって
生じるため、結局、後部の円環状溝から離れた部分が縮
径させられ、工具軸の外周面に強く押しつけられて、軸
方向に相対移動不能となり、環状部材が工具軸に固定さ
れることとなる。複数のねじ部材をできる限り平等に回
転操作して、平等に円環状溝の後部側の溝側面に押しつ
ければ、後部の縮径は全周にわたって平等に発生し、環
状部材は工具軸に精度よく同心に固定される。その結
果、環状部材の貫通穴と工具ホルダの大径部との嵌合に
よる工具ホルダの工具軸に対する位置決め精度がよくな
り、結局、工具ホルダに保持された切削工具が工具軸に
精度よく取り付けられることとなって、切削加工の精度
がよくなる。ねじ部材は、工具軸の前方から回転操作す
ることができるため、工具軸の外周側に障害物がある場
合にも支障なく環状部材を工具軸に固定することができ
る。 （４）前記円筒部の前記後部に、その後部の後端面から
円筒部の中心線に平行で少なくとも前記円環状溝に到る
深さの割り溝が複数形成され、互いに隣接するわり溝の
間の部分に、前記複数のねじ部材の少なくとも１つが当
接可能とされた (3)項に記載の切削工具取付装置。後部
に複数の割り溝を形成すれば、後部の前記縮径が容易と
なり、環状部材の工具軸に対する固定が容易となる。 （５）前記貫通穴の内周面が、前記工具軸に近い部分ほ
ど直径が小さくなるテーパ内周面とされており、前記工
具ホルダの大径部に形成された対応するテーパ外周面と
嵌合させられる (1)項ないし (4)項に記載の切削工具取
付装置。貫通穴の内周面と大径部の外周面とをテーパ面
とすれば、両者の嵌合隙間を小さくしながら、両者を容
易に嵌合させることができる。なお、穴空き円板部がス
トレート内周面を、大径部がストレート外周面をそれぞ
れ有するものとすることも可能であるが、その場合に
は、両者の少なくとも一方に、両者の嵌合を案内する面
取り部を形成することが望ましい。 （６）前記テーパ内周面と前記テーパ外周面とが締まり
嵌合される (5)項に記載の切削工具取付装置。テーパ内
周面とテーパ外周面とを締まり嵌合させれば、工具軸に
よる切削工具の支持剛性および位置決め精度が一層向上
する。 （７）大径部と、その大径部の一端面から直角な方向に
延び出し、大径部より直径の小さい嵌合突部とを備え、
切削工具を保持する工具ホルダを、先端面に開口する嵌
合穴を備えた工作機械の工具軸に、嵌合突部を嵌合穴に
嵌合させて取り付ける形式の切削工具取付装置における
切削工具の支持剛性を増強する装置であって、工具ホル
ダが工具軸に、前記嵌合突部が前記嵌合穴に嵌合されて
取り付けられた状態で、前記大径部の外周面と嵌合する
円形断面の貫通穴を備えた環状部材と、その環状部材を
工具軸に固定する固定装置とを含むことを特徴とする切
削工具支持剛性増強装置（請求項４）。本項の切削工具
支持剛性増強装置は、前記 (1)項に記載の切削工具取付
装置の一部を取り出したものであり、本切削工具支持剛
性増強装置を通常の工具ホルダと組み合わせて使用すれ
ば、切削工具の工具軸による支持剛性を増強することが
できる。前記 (2)項ないし (6)項に記載の特徴は、本項
の切削工具支持剛性増強装置にも適用可能である。 （８）円形断面の軸部材の外周面に固定可能な円筒部材
であって、軸部材の外周面に嵌合される円筒部材の外周
面に内周面に達しない深さで形成され、円筒部材を第一
部と第二部とに分ける円環状溝と、前記円筒部の前記第
一部に、その円筒部の中心線に平行にかつ前記円環状溝
の第一部側の溝側面に開口する状態で形成された複数の
雌ねじ穴と、それら複数の雌ねじ穴にそれぞれ螺合さ
れ、先端が前記円環状溝の前記第二部側の溝側面に当接
可能な複数のねじ部材とを含むことを特徴とする固定装
置（請求項５）。上記切削工具取付装置あるいは切削工
具支持剛性増強装置の固定用に開発された固定装置は、
円形断面の軸部材の外周面に円筒部材を固定するための
装置として、広い用途に使用可能である。円筒部材はそ
れ自体が軸部材に取り付けられるべき物であっても、他
の部材を軸部材に取り付けるための物であってもよい。
前者の場合、円環状溝を円筒部材の軸方向の中央に形成
すれば、第一部と第二部とが均等に収縮し、軸部材を把
持する状態となるようにすることができる。後者の場
合、円筒部材は他の部材の円筒部を構成することにな
る。前記 (2)項および (4)項に記載の特徴は、本項の固
定装置にも適用可能である。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１に本実施形態の工具ホ
ルダ１０が工作機械の工具軸としての主軸１６に取り付
けられた状態を示す。工具ホルダ１０は、ホルダ本体２
４，テーパシャンク２６およびプルスタッド２８等を備
えている。ホルダ本体２４は、図２に示すように、段付
円筒状を成し、フランジ部３０と、フランジ部３０の一
端面から同心に延び出す小径の円筒状突部３２とを備え
ている。フランジ部３０の円筒状突部３２側とは反対側
の後端面３４は、軸線に対して直角な平面とされてい
る。フランジ部３０の後端部には、後端面３４に近づく
につれて軸線に接近する向きに傾斜するテーパ外周面３
５が形成されている。フランジ部３０には、後端面３４
と外周面とに開口し、軸方向に延びる係合凹部３６が直
径方向に隔たった２箇所に形成されている。また、フラ
ンジ部３０の軸方向中間部には、断面形状がＶ字形の円
環状溝３８が形成されている。工具ホルダ１０を円環状
溝３８において自動工具交換装置の工具保持アームに保
持させることにより、工具ホルダ１０を自動で主軸１６
に着脱することができる。

【０００６】図２に示すように、円筒状突部３２の外周
側には、直径方向に隔たった２箇所にキー４２が設けら
れている。キー４２は、フランジ部３０において係合凹
部３６と同位相で設けられたキー溝４４にボルト４６に
より固定されている。円筒状突部３２には、中心を通る
雌ねじ穴４８が形成されている。本実施形態における円
筒状突部３２は、加工工具としての正面フライス５０
（図１に二点鎖線で図示）を保持するのに適したものと
され、正面フライス５０に形成された貫通穴５２と円筒
状突部３２とが嵌合されるとともに、キー４２と正面フ
ライス５０に形成されたキー溝５４とが嵌合された状態
で、セットボルト５６の雄ねじ部５８が雌ねじ穴４８に
螺合される。セットボルト５６のフランジ部６０が正面
フライス５０の座ぐり穴底面６２に当接し、正面フライ
ス５０が工具ホルダ１０に固定される。なお、セットボ
ルト５６は、フランジ部６０の雄ねじ部５８とは反対側
の端面に設けられた六角穴（図示省略）に図示しない六
角レンチを係合させて回転させられる。

【０００７】ホルダ本体２４の後端面３４には、中心軸
線を通るストレート穴７０が形成されている。ストレー
ト穴７０の底面には、中心軸線上に雌ねじ穴７２が形成
され、雌ねじ穴４８に連通している。テーパシャンク２
６は、ストレート穴７０に軸方向に摺動可能に嵌合され
るストレート嵌合部８０と、テーパ外周面８２を有する
テーパ嵌合部８４とを備えている。テーパ嵌合部８４
は、ストレート嵌合部８０に近い側がテーパ嵌合部８４
の最大直径とされてストレート嵌合部８０より大径とさ
れており、ストレート嵌合部８０より遠ざかるにつれて
直径が漸減している。テーパ嵌合部８４の前端面８６
と、ホルダ本体２４の後端面３４とにより、テーパシャ
ンク２６のホルダ本体２４への嵌入限度が規定される。
ストレート穴７０とストレート嵌合部８０との嵌合クリ
アランスは０近傍の値とされることが望ましく、負の値
とされることが特に望ましい。嵌合クリアランスを負と
して締まり嵌合させても、テーパシャンク２６に大きな
力を加えれば、ストレート嵌合部８０をストレート穴７
０内で摺動させることができる。

【０００８】テーパシャンク２６には、ストレート嵌合
部８０の前端面８８から中心を通り軸方向に延びる中心
穴９０が形成されている。テーパシャンク２６の後端面
９２には、中心を通り中心穴９０に達する雌ねじ穴９４
が形成され、プルスタッド２８の雄ねじ部９６が螺合さ
れている。

【０００９】ホルダ本体２４とテーパシャンク２６との
間には、ばね部材１００が設けられ、ホルダ本体２４と
テーパシャンク２６とが互いに接近する向きに付勢され
ている。本実施形態におけるばね部材１００は、複数の
皿ばね１０２が交互に逆向きとなるように直列に重ね合
わされて構成されている。ばね部材１００は、その一端
がばね受け軸１０８を介してホルダ本体２４に受けられ
るとともに、他端がばね受け部材１１０を介してテーパ
シャンク２６に受けられている。本実施形態におけるば
ね受け軸１０８は、段付ボルトであり、雄ねじ部１１４
においてホルダ本体２４の雌ねじ穴７２に螺合され、大
径部としての頭部１１６の端面１１８において、転がり
スラスト軸受１２０を介してばね部材１００を受けてい
る。頭部１１６のばねを受ける端面１１８とは反対側の
頂面１２２には、工具係合部としての六角穴１２４が形
成され、雌ねじ穴９４側から挿入される図示しない六角
レンチを係合させて回転させられる。雌ねじ穴９４は、
工具挿入穴としても機能するのである。

【００１０】テーパシャンク２６の中心穴９０の開口近
傍には、円環状のばね受け部材１１０が嵌合されてい
る。ストレート嵌合部８０とばね受け部材１１０とに半
径方向に貫通して形成された半径方向穴１３０，１３２
に跨がってピン１３４が嵌合されることにより、ばね受
け部材１１０が中心穴９０内を移動不能とされる。ばね
受け部材１１０には、中心を通る貫通穴１３８が形成さ
れており、この貫通穴１３８をばね受け軸１０８が貫通
している。したがって、ばね受け部材１１０を設けるこ
とにより、中心穴９０の内周面から半径方向内向きに突
出する円環状の突部が形成されていることになる。ばね
受け部材１１０のばね受け軸１０８の頭部１１６と対向
する端面１４０にばね部材１００が受けられている。ば
ね受け軸１０８がホルダ本体２４に固定されておらず、
ばね部材１００が自由状態にあるときには、ばね受け軸
１０８は図１に二点鎖線で示す位置にある。

【００１１】この状態において、雌ねじ穴９４から六角
レンチが挿入され、ばね受け軸１０８が回転操作される
ことにより、雄ねじ部１１４が雌ねじ穴７２にねじ込ま
れ、ばね受け軸１０８がばね部材１００の付勢力に抗し
てホルダ本体２４側へ移動させられる。ばね受け軸１０
８の回転は転がりスラスト軸受１２０によりばね部材１
００側には伝達されず、軸方向の移動のみが伝達され
る。ばね受け軸１０８がホルダ本体２４に固定された後
は、ばね部材１００が弾性変形状態となって、その付勢
力はテーパシャンク２６のストレート嵌合部８０のホル
ダ本体２４のストレート穴７０への嵌入深さを増す向き
に作用する。テーパシャンク２６がホルダ本体２４に取
り付けられた後、プルスタッド２８の雄ねじ部９６がテ
ーパシャンク２６の雌ねじ穴９４に螺合されて、工具ホ
ルダ１０の組立てが完了する。

【００１２】本実施形態の工具ホルダ１０が取り付けら
れる工作機械の主軸１６には、図１に示すように、先端
面１５０に開口する嵌合穴としてのテーパ嵌合穴１５２
が形成されている。テーパ嵌合穴１５２は、テーパシャ
ンク２６のテーパ嵌合部８４のテーパ外周面８２に対応
するテーパ内周面１５４を備えている。テーパ嵌合穴１
５２と連通する連通穴の内部には、図示しない引込装置
としてのドローバーが設けられており、被係合部として
のプルスタッド２８に係合して、テーパシャンク２６を
主軸１６内に引き込む。図１に二点鎖線で示すように、
テーパシャンク２６がホルダ本体２４に対してばね部材
１００の付勢力に抗して主軸１６側へ引き込まれる。ば
ね部材１００の付勢力は、このドローバーによってプル
スタッド２８に加えられる引込力より小さく設定されて
いる。

【００１３】主軸１６には、環状部材１６０が固定装置
１６２により固定されている。環状部材１６０は、中空
の円板部１６８と、円板部１６８の後端面１７０の外周
部から延び出す円筒部１７２とを備えている。円板部１
６８が後端面１７０において主軸１６の先端面１５０に
密着させられ、円筒部１７２が内周面１７４において主
軸１６の外周面１７５に嵌合される。円板部１６８に
は、中心を貫通する貫通穴１７６が形成されている。貫
通穴１７６の内周面は、主軸１６に取り付けられた状態
で、円板部１６８の後端面１７０とは反対の先端面１７
８から主軸１６の先端面１５０に近づくにつれて軸線に
接近する向きに傾斜させられたテーパ内周面１８０とさ
れている。テーパ内周面１８０は、フランジ部３０のテ
ーパ外周面３５と対応して傾斜させられている。円筒部
１７２の軸方向のほぼ中間部には、円筒部１７２の内周
面１７４には達しない深さで円環状溝１８６が形成され
ることにより、円筒部１７２が前部１８８と後部１９０
とに分けられている。後部１９０の外周面は、前部１８
８の外周面より小径とされている。円板部１６８の先端
面１７８から円環状溝１８６の前部１８８側の溝側面１
９２に開口する雌ねじ穴１９４が、周方向に等間隔に隔
たった複数箇所（図３参照）に形成されている。これら
雌ねじ穴１９４には、ねじ部材１９６が螺合されてお
り、その先端面１９８が円環状溝１８６の後部１９０側
の溝側面２００に当接可能である。

【００１４】主軸１６にはまた、直径方向に隔たった２
箇所に先端面１５０から突出するドライブキー２０４が
設けられている。環状部材１６０の円板部１６８のテー
パ内周面１８０には、直径方向に隔たった２箇所にドラ
イブキー２０４より僅かに大きい矩形断面の切欠２０６
が形成されており、環状部材１６０が主軸１６に取り付
けられた状態では、ドライブキー２０４の先端部が切欠
２０６を貫通して環状部材１６０より突出させられてい
る。

【００１５】環状部材１６０の主軸１６への取付けを説
明する。環状部材１６０の切欠２０６と主軸１６のドラ
イブキー２０４との位相が一致した状態で、主軸１６の
先端面１５０側から環状部材１６０の円板部１６８の後
端面１７０が主軸１６の先端面１５０と密着するまで嵌
入させられる。ドライブキー２０４により環状部材１６
０の主軸１６に対する回転が阻止される。そして、ねじ
部材１９６が回転工具等によって回転操作され、先端面
１９８が円環状溝１８６の溝側面２００に当接させられ
た状態でさらに締め込まれれば、円筒部１７２の後部１
９０がねじ部材１９６に押され、円環状溝１８６が軸方
向に押し広げられる。円筒部１７２は、前部１８８側に
おいて円板部１６８に連なっていて剛性が高いため、主
として後部１９０が前部１８８側に対して円環状溝１８
６の底部を中心に回動させられる。各ねじ部材１９６が
できる限り平等に回転操作されることにより、円筒部１
７２の全周にわたって後部１９０の円環状溝１８６より
遠い後端側が縮径させられ、その部分の内周面１７４が
主軸１６の外周面に強く押しつけられ、環状部材１６０
が主軸１６に精度よく同心に固定される。

【００１６】工具ホルダ１０の主軸１６への取付けを説
明する。工具保持アームに保持された工具ホルダ１０
が、工具ホルダ１０の係合凹部３６と主軸１６のドライ
ブキー２０４との位相が一致した状態で、工具ホルダ１
０のテーパシャンク２６がテーパ嵌合穴１５２に挿入さ
れるとともに、フランジ部３０のテーパ外周面３５が環
状部材１６０の円板部１６８の貫通穴１７６に嵌入され
る。そして、主軸１６内に設けられたドローバーがテー
パシャンク２６のプルスタッド２８に係合させられ、テ
ーパシャンク２６が引き込まれる。まず、ホルダ本体２
４の後端面３４が主軸１６の先端面１５０に当接すると
ともに、フランジ部３０のテーパ外周面３５が環状部材
１６０のテーパ内周面１８０に締まり嵌合させられる
が、この状態では、テーパシャンク２６と主軸１６のテ
ーパ嵌合穴１５２との間には僅かに隙間が残っている。
テーパシャンク２６が図１に二点鎖線で示すようにさら
に引き込まれれば、テーパシャンク２６のストレート嵌
合部８０がホルダ本体２４のストレート穴７０内を摺動
させられ、テーパシャンク２６がばね部材１００の付勢
力に抗してホルダ本体２４から離れる向きに移動させら
れ、テーパ外周面８２がテーパ嵌合穴１５２のテーパ内
周面１５４と締まり嵌合させられる。また、ばね部材１
００の付勢力により、ホルダ本体２４の後端面３４が主
軸１６の先端面１５０に強く引き付けられる。このよう
にしてテーパ嵌合穴１５２，テーパシャンク２６等の寸
法誤差が吸収されて二面拘束が実現される上、環状部材
１６０によりフランジ部３０も主軸１６に支持されて半
径方向の相対移動が抑制されるため、工具ホルダ１０が
主軸１６に強固にかつ精度良く保持される。

【００１７】工具ホルダ１０を介して主軸１６に取り付
けられた正面フライス５０による切削加工時には、主軸
１６に設けられたドライブキー２０４がフランジ部３０
に形成された係合凹部３６と係合することによって、主
軸１６の回転トルクが確実に工具ホルダ１０に伝達され
る。加工時の加工抵抗は、ホルダ本体２４の後端面３４
と当接する主軸１６の先端面１５０と、ホルダ本体２４
に嵌合されたテーパシャンク２６のストレート嵌合部８
０と、環状部材１６０のテーパ内周面１８０とによって
受けられるが、後端面３４は先端面１５０に密着させら
れるとともに、フランジ部３０、テーパシャンク２６は
主軸１６に強固に保持されているため、ホルダ本体２４
の主軸１６に対する相対移動が良好に抑制され、主軸１
６による正面フライス５０の支持剛性が向上する。工具
ホルダ１０を主軸１６から取り外す際には、ドローバー
を前進させ、プルスタッド２８との係合を解けば、テー
パシャンク２６がばね部材１００の付勢力によりホルダ
本体２４側に戻されて主軸１６との密着から開放され、
工具ホルダ１０を取り外すことができる。

【００１８】以上の説明から明らかなように、本実施形
態においては、フランジ部３０が大径部を構成し、テー
パシャンク２６が嵌合突部を構成している。また、工具
ホルダ１０，環状部材１６０および固定装置１６２が工
具取付装置を構成している。さらに、ばね受け部材１１
０がばね受け突部を構成し、ばね受け軸１０８，上記ば
ね受け突部，ばね部材１００が付勢装置を構成してい
る。主軸１６が請求項５に記載の円形断面の軸部材に当
たり、環状部材１６０の円筒部１７２がその軸部材の外
周面に固定される円筒部材に当たると考えれば、円筒部
１７２の前部１８８が円筒部材の第一部に、後部１９０
が第二部にそれぞれ相当し、これら第一部，第二部が円
環状溝１８６，雌ねじ穴１９４，ねじ部材１９６ととも
に固定装置を構成することになる。

【００１９】上記実施形態のように、フランジ部３０の
後端部の外周面をテーパ外周面３５とするとともに、環
状部材１６０の貫通穴１７６をテーパ内周面１８０とす
れば、フランジ部３０を貫通穴１７６に容易に嵌合，離
脱させることができるのであるが、大径部の外周面が軸
方向に平行である工具ホルダの場合には、環状部材の貫
通穴をストレート穴として、その外周面を保持する形態
とすることも可能である。その一例を図４に示す。な
お、前記工具ホルダ１０と同様の構成を有する部分に関
しては、同一符号を付して説明を省略する。

【００２０】図４における工具ホルダ３００は、ホルダ
本体３０２とプルスタッド２８とを備えている。本実施
形態における工具ホルダ３００は、ホルダ本体３０２
が、フランジ部３０６と、フランジ部３０６の後端面３
０８から同心に延び出す小径のテーパシャンク部３１０
と、フランジ部３０６の前端面３１２から同心に延び出
す小径の円筒状突部３２とを備え、これらフランジ部３
０６，テーパシャンク部３１０，円筒状突部３２とが一
体的に設けられる形態の工具ホルダである。テーパシャ
ンク部３１０は、後端面３１４に向かうに従って軸線に
近づく向きに傾斜するテーパ外周面３１６を備えてい
る。また、後端面３１４には、軸方向に延びる雌ねじ穴
３１８が形成され、プルスタッド２８の雄ねじ部９６が
螺合されている。フランジ部３０６の後端部３２０の外
周面３２２は、軸方向に平行に延びるストレート外周面
とされている。また、フランジ部３０６の後端部３２０
の後端面３０８近傍には、案内部としての面取り部３２
４が形成されている。本実施形態における環状部材３２
６の円板部１６８の貫通穴３２８は、軸方向に平行に延
び、かつフランジ部３０６の後端部３２０が丁度嵌合可
能なストレート穴とされている。貫通穴３２８とフラン
ジ部３０６の後端部３２０との嵌合クリアランスは０近
傍の値とされることが望ましく、負の値とされることが
特に望ましい。嵌合クリアランスを負として締まり嵌合
させても、フランジ部３０６に軸方向に大きな力を加え
れば、フランジ部３０６を貫通穴３２８から取り外すこ
とができる。

【００２１】本実施形態における工具ホルダ３００を主
軸１６に取り付ける際には、工具保持アームに保持され
た工具ホルダ３００が、工具ホルダ３００の係合凹部３
６と主軸１６のドライブキー２０４との位相が一致した
状態でテーパ嵌合穴１５２に挿入されるとともに、フラ
ンジ部３２０の後端部３２０が環状部材３２６の貫通穴
３２８に嵌入される。フランジ部３１０の貫通穴３２８
への嵌入は、フランジ部３１０に設けられた面取り部３
２４により案内される。そして、主軸１６内部に設けら
れたドローバーがテーパシャンク部３１０の後端部に固
定されたプルスタッド２８に係合させられ、プルスタッ
ド２８が引き込まれれば、フランジ部３０６の後端部３
２０の外周面３２２が環状部材３２６の円板部１６８の
貫通穴３２８に締まり嵌合させられるとともに、テーパ
シャンク部３１０のテーパ外周面３１６とテーパ嵌合穴
１５２のテーパ内周面１５４とが締まり嵌合させられ
る。この時、フランジ部３０６の後端面３０８と主軸１
６の先端面１５０との間には、図４に示すように、僅か
に隙間が形成されている。このようにテーパ嵌合穴１５
２と嵌合突部３０６との締まり嵌合とフランジ部３０６
と環状部材３２６との締まり嵌合とにより、工具ホルダ
３００の半径方向の相対移動が抑制され、工具ホルダ３
００が主軸１６に強固に支持される。面取り部３２４に
代えて、環状部材３２６の貫通穴３２８の先端面側に面
取り部を形成することも可能であるし、あるいは、フラ
ンジ部３１０と貫通穴３２８との互いに対向する側にそ
れぞれ面取り部を形成することも可能である。

【００２２】本実施形態の工具取付装置と、図１ないし
図３に示す実施形態の工具取付装置とを、互いに構成要
素の組み合わせを変えた形態で実施することも可能であ
る。例えば、本実施形態の工具ホルダ３００において、
フランジ部３０６にテーパ外周面を形成するとともに、
環状部材３２６の貫通穴をそのテーパ外周面に対応する
テーパ内周面を備える形態とすることも可能である。ま
た、図１ないし図３に示す実施形態のような２面拘束型
工具ホルダの大径部がストレート外周面である場合に、
本実施形態における環状部材３２６を適用することがで
きる。

【００２３】図５に示すように、環状部材１６０の周方
向に隔たった複数箇所に放射状に延びる割り溝４００を
形成することも可能である。割り溝４００は、後部１９
０の後端面から円環状溝１８６に達する深さで形成され
ており、これによって後部１９０が周方向に複数個に分
割された部分円筒部４０２から成ることとなり、後部１
９０の縮径がより容易となる効果が得られる。一例とし
て環状部材１６０に割り溝４００を形成した形態を示し
たが、環状部材３２６に割り溝４００を形成することも
勿論可能であるし、割り溝４００の数は適宜設定可能で
ある。

【００２４】なお、ホルダ本体の構成は種々に変更する
ことが可能であり、ドリル，エンドミル，中ぐり工具
等、他の加工工具を保持するコレットチャック，ハイド
ロリックチャック等を有するホルダ本体とすることが可
能である。以上、本発明の一実施形態を詳細に説明した
が、これは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決
しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記
載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種
々の変更、改良を施した形態で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である切削工具取付装置を
示す正面断面図である。

【図２】上記切削工具取付装置の工具ホルダのホルダ本
体を示す平面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明の別の実施形態である切削工具取付装置
を示す正面断面図である。

【図５】本発明のさらに別の実施形態である切削工具取
付装置を示す側面断面図である。

【符号の説明】

１０：工具ホルダ １６：主軸 ２４：ホルダ本体
２６：テーパシャンク ３４：後端面 ３５：
テーパ外周面 ８２：テーパ外周面 ８４：テーパ
嵌合部 １６０：環状部材 １６２：固定装置
１６８：円板部 １７０：後端面 １７２：円筒部 １７４：内周面
１７５：外周面 １７６：貫通穴 １８０：テーパ内周面 １８６：
円環状溝 １８８：前部 １９０：後部 １９
４：雌ねじ穴 １９６：ねじ部材 ２００：溝側面
３００：工具ホルダ ３０２：ホルダ本体 ３
０６：フランジ部 ３１０：テーパシャンク部 ３１６：テーパ外周面
３２２：外周面 ３２６：環状部材 ３２８：貫通穴

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端面に開口する嵌合穴を備えた工作機
   械の工具軸に切削工具を着脱可能に取り付ける切削工具
   取付装置であって、 大径部と、その大径部の一端面から直角な方向に延び出
   し、大径部より直径の小さい嵌合突部とを備え、嵌合突
   部が前記嵌合穴と嵌合する状態で工具軸に取外し可能に
   取り付けられ、切削工具を保持する工具ホルダと、 工具ホルダが工具軸に、前記嵌合突部が前記嵌合穴に嵌
   合されて取り付けられた状態で、前記大径部の外周面と
   嵌合する円形断面の貫通穴を備えた環状部材と、 その環状部材を工具軸に固定する固定装置とを含むこと
   を特徴とする切削工具取付装置。
2. 【請求項２】 前記環状部材が、 前記貫通穴を備えて前記工具軸の先端面に密着させられ
   る穴空き円板部と、 その穴空き円板部の外周部から後方に延び出し、工具軸
   の外周面と嵌合する円筒部とを備えた請求項１に記載の
   切削工具取付装置。
3. 【請求項３】 前記固定装置が、 前記円筒部の外周面に内周面に達しない深さで形成さ
   れ、円筒部を前記穴明き円板側の前部と反対側の後部と
   に分ける円環状溝と、 前記円筒部の前記前部に、その円筒部の中心線に平行に
   かつ前記円環状溝の前部側の溝側面に開口する状態で形
   成された複数の雌ねじ穴と、 それら複数の雌ねじ穴にそれぞれ螺合され、先端が前記
   円環状溝の前記後部側の溝側面に当接可能な複数のねじ
   部材とを含む請求項２に記載の切削工具取付装置。
4. 【請求項４】 大径部と、その大径部の一端面から直角
   な方向に延び出し、大径部より直径の小さい嵌合突部と
   を備え、切削工具を保持する工具ホルダを、先端面に開
   口する嵌合穴を備えた工作機械の工具軸に、嵌合突部を
   嵌合穴に嵌合させて取り付ける形式の切削工具取付装置
   における切削工具の支持剛性を増強する装置であって、 工具ホルダが工具軸に、前記嵌合突部が前記嵌合穴に嵌
   合されて取り付けられた状態で、前記大径部の外周面と
   嵌合する円形断面の貫通穴を備えた環状部材と、 その環状部材を工具軸に固定する固定装置とを含むこと
   を特徴とする切削工具支持剛性増強装置。
5. 【請求項５】 円形断面の軸部材の外周面に固定可能な
   円筒部材であって、 軸部材の外周面に嵌合される円筒部材の外周面に内周面
   に達しない深さで形成され、円筒部材を第一部と第二部
   とに分ける円環状溝と、 前記円筒部の前記第一部に、その円筒部の中心線に平行
   にかつ前記円環状溝の第一部側の溝側面に開口する状態
   で形成された複数の雌ねじ穴と、 それら複数の雌ねじ穴にそれぞれ螺合され、先端が前記
   円環状溝の前記第二部側の溝側面に当接可能な複数のね
   じ部材とを含むことを特徴とする固定装置。