JP2002355705A - 工具保持具装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、マシニングセンタ等の工作機械の
主軸端に工具保持具を装着するための工具保持具装着装
置に関し、工具保持具のテーパシャンクの位置が多少ず
れていても、工具保持具を主軸側に確実にクランプする
ことを目的とする。 【解決手段】 ロックロッドの引き込み方向への移動に
より、クランプ爪部材の突起部がガイド軸部材の収納凹
部の後側に案内されてクランプ爪部材の先端部が拡径さ
れた後、クランプ爪部材の係合面が中空テーパシャンク
の係止面に係合されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
等の工作機械の主軸端に工具保持具を装着するための工
具保持具装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、工作機械の分野では、自動工具
交換装置（ＡＴＣ）を備えたマシニングセンタ等の自動
工作機械が広範に利用されている。このようなマシニン
グセンタ等の自動工作機械では、所定の切削プロセスに
適合した複数の工具がそれぞれ工具保持具に装着され、
自動工具交換装置のマガジンに格納されている。

【０００３】自動工具交換動作が開始すると、マガジン
が回転して所望の工具が選択され、既に主軸先端に装着
されている工具と交換される。この工具交換プロセス
は、工具を工具保持具に装着したままで実行される。従
来の工具保持具は、７／２４テーパのテーパシャンクを
備えており、主軸の先端には、テーパシャンクと相補形
状のテーパ孔が設けられている。

【０００４】マシニングセンタは、テーパシャンクを主
軸のテーパ孔に嵌合してドローバーにて工具保持具を主
軸後方に引き込むことにより、工具保持具を主軸先端に
クランプするように構成されている。一方、近時、切削
加工の高速化に伴い従来の７／２４テーパの工具保持具
に代わり、いわゆる２面拘束式の工具保持具が利用され
つつある。

【０００５】従来の工具保持具が、テーパ面のみにて主
軸に支持されているのに対して、２面拘束式の工具保持
具では、テーパ面に加えて主軸端面でも支持されるよう
に構成されている。また、２面拘束式の工具保持具に
は、種々の形式のものが提案されている。近時、ドイツ
規格協会が定めたＤＩＮ６９８９３号規格には、ＨＳＫ
シャンクが規定されている。

【０００６】ＤＩＮ６９８９３号規格には、ＨＳＫシャ
ンクの形状、寸法のみが規定されており、その主軸への
装着機構は定められていないために、種々の装着機構が
提案されている。このような装着機構として、従来、例
えば、特表平２−５０３７６９号公報に開示されるもの
が知られている。

【０００７】この公報の装着機構では、ＨＳＫシャンク
をロックする機能と、締め付け力を発生する増力機構と
が、同一構造により達成されるように構成されており、
機構の簡略化が図られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の装着機構では、使用上以下の問題が発生して
いる。 （１）工具保持具のＨＳＫシャンクが主軸端面から一定
量以上離れている場合にはクランプすることができな
い。

【０００９】（２）クランプ爪が完全に閉じない状態が
起こり、工具保持具の挿入ができないことがある。 （３）クランプ時にクランプ爪が開かないままで機構が
作動してしまい、クランプしていないにも係わらずクラ
ンプしたものとして次の動作をしてしまうことがある。

【００１０】（４）ミスクランプの検出が困難である。 本発明者は、かかる従来の問題を解決すべく鋭意研究し
た結果、このような問題が生じるのは、クランプ動作と
引き込み動作とが同時に行われることに起因しているこ
とを見出した。すなわち、ＡＴＣによって搬送されてき
た工具保持具のＨＳＫシャンクが、主軸のテーパ孔に挿
入された際に、クランプ爪が半径方向外側に拡径する動
作と、ＨＳＫシャンクを引き込んでクランプする操作が
同時になるため、（１）のようにＨＳＫシャンクが主軸
端面から離れている場合には、クランプ爪がＨＳＫシャ
ンクの内部の係合溝に確実に係合しないままに移動して
しまう。

【００１１】そして、このような不具合は、高速で工具
交換する際に、特に発生し易いもので、それが原因で、
（２），（３），（４）のような現象が使用上の問題点
として顕在化することになる。本発明は、かかる従来の
問題を解決するためになされたもので、工具保持具のテ
ーパシャンクの位置が多少ずれていても、工具保持具を
主軸側に確実にクランプすることができる工具保持具装
着装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の工具保持具装
着装置は、工具保持具の中空テーパシャンクを主軸側の
テーパ孔に挿入し、前記中空テーパシャンクの外表面と
前記テーパ孔の内面とを接触させるとともに、前記工具
保持具の端面を前記主軸側の端面に当接させて前記工具
保持具を前記主軸側に装着する工具保持具装着装置にお
いて、前記主軸内に配置され後端部を前記主軸内に配置
される駆動手段に着脱可能に装着されるロックロッド
と、前記ロックロッドの外側に配置され前記ロックロッ
ドの移動により移動される支持部材と、前記支持部材に
後端部を揺動可能に支持され、先端部の外側に前記中空
テーパシャンクの内面に設けられた係止面に係合される
係合面を有する複数のクランプ爪部材と、前記複数のク
ランプ爪部材の先端部を縮径方向に向けて付勢する付勢
手段と、前記複数のクランプ爪部材の内側に前記主軸側
に固定されて配置され、前記クランプ爪部材の内側に形
成される突起部が前記クランプ爪部材の縮径時に収容さ
れる収納凹部が形成されるガイド軸部材とを備え、前記
ロックロッドの引き込み方向への移動により、前記クラ
ンプ爪部材の前記突起部が前記ガイド軸部材の前記収納
凹部の後側に案内されて前記クランプ爪部材の先端部が
拡径された後、前記クランプ爪部材の前記係合面が前記
中空テーパシャンクの前記係止面に係合されることを特
徴とする。

【００１３】請求項２の工具保持具装着装置は、請求項
１記載の工具保持具装着装置において、前記クランプ爪
部材の前記係合面が前記中空テーパシャンクの前記係止
面に係合した後に、前記ロックロッドの引き込み力を増
大して前記支持部材に伝達する増力手段を有することを
特徴とする。請求項３の工具保持具装着装置は、請求項
２記載の工具保持具装着装置において、前記増力手段
は、前記支持部材に形成される貫通穴と、前記貫通部に
配置される球体と、前記ロックロッドの外周に形成され
前記球体の一部が位置される凹部と、前記支持部材の外
側に前記主軸側に固定して配置され前記球体の前側から
前記球体に向けて傾斜される傾斜面を有するクランプ部
材とを備え、前記ロックロッドの引き込みにより、前記
球体を前記クランプ部材の前記傾斜面に押圧して前記ロ
ックロッドの引き込み力を増大することを特徴とする。

【００１４】請求項４の工具保持具装着装置は、請求項
１ないし請求項３のいずれか１項記載の工具保持具装着
装置において、前記主軸側のテーパ孔が、主軸本体の端
面に着脱可能に固定される主軸端体に形成され、前記主
軸端体に前記クランプ部材が直接または間接的に固定さ
れていることを特徴とする。請求項５の工具保持具装着
装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の
工具保持具装着装置において、前記ロックロッドおよび
ガイド軸部材の中心に貫通孔を形成するとともに、前記
ロックロッドの先端部を前記ガイド軸部材の後端部に嵌
挿してなることを特徴とする。

【００１５】（作用）請求項１の工具保持具装着装置で
は、ロックロッドが引き込み方向に移動されると、支持
部材が引き込み方向に移動され、クランプ爪部材が引き
込み方向に移動される。クランプ爪部材の引き込み方向
への移動により、クランプ爪部材の内側に形成される突
起部が、ガイド軸部材に形成される収納凹部から外れ、
ガイド軸部材の収納凹部の後側に案内されて、クランプ
爪部材の先端部が、付勢手段の付勢力に抗して拡径す
る。

【００１６】そして、この後、さらなるクランプ爪部材
の引き込み方向への移動により、クランプ爪部材の係合
面が中空テーパシャンクの係止面に係合される。請求項
２の工具保持具装着装置では、増力手段により、ロック
ロッドの引き込み力が増大されて支持部材に伝達され、
この支持部材に伝達された力により、クランプ爪部材の
係合面が中空テーパシャンクの係止面に強固に係合され
る。

【００１７】請求項３の工具保持具装着装置では、クラ
ンプ爪部材の係合面が中空テーパシャンクの係止面に当
接した後に、ロックロッドをさらに引き込み方向に移動
すると、球体が径方向に外側に移動され、球体がクラン
プ部材の傾斜面に押圧される。

【００１８】そして、この反力により、支持部材がロッ
クロッドの引き込み力より高い引き込み力で引き込まれ
る。請求項４の工具保持具装着装置では、主軸側のテー
パ孔が形成される主軸端体が、主軸本体の端面に着脱可
能に固定され、この主軸端体にクランプ部材が直接また
は間接的に固定される。

【００１９】従って、工具保持具装着装置をユニットと
して、主軸本体に容易，確実に組み込むことが可能にな
る。請求項５の工具保持具装着装置では、クーラント，
圧縮空気，オイルミスト等の流体が、ロックロッドの貫
通孔を通った後、ガイド軸部材の貫通孔を通って工具保
持具側に供給される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に示す
実施形態について説明する。図１および図２は、本発明
の工具保持具装着装置の一実施形態を示している。この
実施形態では、本発明の工具保持具装着装置が、工作機
械の主軸部１１の先端にクランプユニット１３として装
着される。

【００２１】主軸部１１は、内部後部に軸長方向に移動
する駆動機構１５（詳細は図示せず）を設けた貫通孔１
１ａを有し、この貫通孔１１ａの開口端側にクランプユ
ニット１３が装着される。クランプユニット１３は、ロ
ックロッド１７、支持筒１９、クランプスリーブ２１、
クランプ爪押え２３、ガイド軸体２５、クランプ爪２
７、鋼球２９およびリングばね３１を主構成要素として
いる。

【００２２】ロックロッド１７は、後端部を駆動機構１
５に着脱自在に連結可能とされ、中心軸に沿って、流体
が流通される貫通孔１７ａが形成されている。ロックロ
ッド１７の中央には、大径軸部１７ｂが形成され、この
大径軸部１７ｂには、断面円弧状の凹部１７ｃが形成さ
れている。

【００２３】また、凹部１７ｃの前側には、例えば、軸
長方向に対して５０度の角度で傾斜されるテーパ面１７
ｄが形成されている。ロックロッド１７の大径軸部１７
ｂの前側は、小径軸部１７ｅとされ、この小径軸部１７
ｅには、間隔を置いてシール部材３３，３５が装着され
ている。ロックロッド１７の大径軸部１７ｂの後部に
は、鍔部１７ｆが形成されている。

【００２４】大径軸部１７ｂの後端部には、駆動機構１
５に連結される、例えば、バヨネット継手からなる係合
手段１７ｈが配置されている。係合手段１７ｈの後方に
は、流体連結軸部１７ｉが形成され、この流体連結軸部
１７ｉには、シール部材３７が装着されている。ロック
ロッド１７の外側には、ロックロッド１７の移動により
移動される支持筒１９が配置されている。

【００２５】この支持筒１９は、ロックロッド１７の大
径軸部１７ｂに被嵌される大径部１９ａを有しており、
この大径部１９ａの前側には、ロックロッド１７の小径
軸部１７ｅに被嵌される小径部１９ｂが形成されてい
る。支持筒１９の大径部１９ａには、一対の貫通孔１９
ｃが対向して形成されている。

【００２６】そして、これ等の貫通孔１９ｃには、鋼球
２９が嵌合されている。鋼球２９の一部は、ロックロッ
ド１７の外周に形成される凹部１７ｃ内に収容されてい
る。支持筒１９の大径部１９ａの外側には、クランプス
リーブ２１が配置されている。

【００２７】クランプスリーブ２１の前側の内面と支持
筒１９との間には、シール部材３９が配置されている。
また、クランプスリーブ２１の外面と主軸部１１の穴部
１１ｂとの間には、シール部材４１が配置されている。
クランプスリーブ２１の中央には、鋼球２９の前側から
鋼球２９に向けて傾斜される第１の傾斜面２１ａおよび
第２の傾斜面２１ｂが形成されている。

【００２８】第１の傾斜面２１ａは、軸長方向に対し
て、例えば、３０度の角度で傾斜され、第２の傾斜面２
１ｂは、軸長方向に対して、例えば、４５度の角度で傾
斜されている。そして、支持筒１９に配置される鋼球２
９およびクランプスリーブ２１により、ロックロッド１
７の引き込み力を増大して支持筒１９に伝達する増力機
構４３が構成されている。

【００２９】支持筒１９の前側には、ガイド軸体２５が
配置されている。このガイド軸体２５の軸長方向には、
貫通穴２５ａが形成されている。ガイド軸体２５の後端
部に形成される穴部２５ｂには、ロックロッド１７の先
端部が嵌挿されている。ガイド軸体２５の先端部に形成
される穴部２５ｃには、シール部材４５が配置されてい
る。

【００３０】このシール部材４５には、工具保持具４７
の中空テーパシャンク４７ａの内面の中央に軸長方向に
設けられた流体案内用の突出部４７ｂが挿入される。ガ
イド軸体２５の略中央には、収納凹部２５ｄが形成さ
れ、この収納凹部２５ｄの後側に案内軸部２５ｅが形成
されている。ガイド軸体２５の外側には、４体のクラン
プ爪２７が同心状に配置されている。

【００３１】クランプ爪２７の後端部には、突出部２７
ａが形成され、この突出部２７ａが、支持筒１９に形成
される外周溝１９ｄに揺動可能に係合されている。クラ
ンプ爪２７の略中央の内側には、内側に突出する突起部
２７ｂが形成されている。

【００３２】この突起部２７ｂは、クランプ爪２７の縮
径時に、ガイド軸体２５の外周に形成される収納凹部２
５ｄに収容される。クランプスリーブ２１の突起部２７
ｂの前側の内側には、凹部２７ｃが形成されている。こ
の凹部２７ｃは、クランプ爪２７の縮径時に、ガイド軸
体２５の収納凹部２５ｄの前側に形成される軸部２５ｆ
に当接される。

【００３３】クランプ爪２７の先端部の外側には、中空
テーパシャンク４７ａの中空部４７ｃの内面に設けられ
た係止面４７ｄに係合される係合面２７ｄが形成されて
いる。すなわち、工具保持具４７の中空テーパシャンク
４７ａの中空部４７ｃの内面には、凹部４７ｅが形成さ
れ、この凹部４７ｅに係止面４７ｄが形成されている。
４体のクランプ爪２７の先端部には、凹部２７ｅが形成
され、この凹部２７ｅには、４体のクランプ爪２７を縮
径方向に向けて付勢するリングばね３１が配置されてい
る。

【００３４】そして、この実施形態では、主軸部１１の
端面に主軸端体４９が着脱可能に固定され、この主軸端
体４９に、主軸側のテーパ孔４９ａが形成されている。
テーパ孔４９ａは、工具保持具４７の中空テーパシャン
ク４７ａ（ＨＳＫシャンク）の外周のテーパ面４７ｆに
対応する形状とされている。この主軸端体４９には、ク
ランプ爪押え２３を介してクランプスリーブ２１が固定
されている。

【００３５】クランプ爪押え２３は、筒状をしておりフ
ランジ部２３ａが、主軸端体４９の後面にボルト５１を
介して固定されている。フランジ部２３ａの前面には、
環状突部２３ｂが形成されており、この環状突部２３ｂ
が、主軸端体４９の穴部４９ｂに嵌挿されている。クラ
ンプ爪押え２３の内周には、クランプ爪２７の後端部の
外周に突出する円弧状の突起部２７ｆの外周が当接され
ている。

【００３６】クランプ爪押え２３の後面には、クランプ
スリーブ２１が、位置決め用のピン部材５３を介して連
結されている。図３は、図１のクランプユニット１３を
主軸端体４９を取り去って先端側から見た正面図、図４
は、クランプ爪押え２３、ガイド軸体２５およびクラン
プ爪２７を示す斜視図である。

【００３７】これ等の図において、４体のクランプ爪２
７が、ガイド軸体２５の外側に同心状に配置されてい
る。また、ガイド軸体２５の後端には、基部２５ｈが十
字状に形成されている。そして、この基部２５ｈが、ク
ランプ爪押え２３の先端に形成される環状突部２３ｂの
切欠溝２３ｃに嵌挿されている。

【００３８】以上のように構成されたクランプユニット
１３は、主軸部１１に主軸端体４９を介して固定され
る。すなわち、主軸端体４９には、予め、クランプ爪押
え２３、クランプスリーブ２１、支持筒１９、ロックロ
ッド１７、ガイド軸体２５、クランプ爪２７等のクラン
プユニット１３を構成する部材が組み付けられている。

【００３９】そして、主軸端体４９がロックロッド１７
の後端部側から主軸部１１に挿入され、ロックロッド１
７の係合手段１７ｈが、回転操作等により駆動機構１５
に連結される。そして、図示していないが、主軸端体４
９を主軸部１１にボルト等により固定することにより取
り付けが完了する。

【００４０】以下、上述したクランプユニット１３の動
作を説明する。先ず、図１に示したように、工具保持具
４７の中空テーパシャンク４７ａが、主軸端体４９のテ
ーパ孔４９ａに挿入される。

【００４１】この時には、４体のクランプ爪２７は、ア
ンクランプ状態のため、リングばね３１により縮径さ
れ、クランプ爪２７の突起部２７ｂが、ガイド軸体２５
の収納凹部２５ｄに収容されている。そして、中空テー
パシャンク４７ａが、中空テーパシャンク４７ａの中空
部４７ｃの底面に、クランプ爪２７の先端が当接するま
で、主軸端体４９のテーパ孔４９ａに挿入される。

【００４２】次に、この状態で、駆動機構１５が図の右
方向（以下引き込み方向という）に移動され、ロックロ
ッド１７が引き込み方向に移動される。このロックロッ
ド１７の移動により、支持筒１９が鋼球２９を介して引
き込み方向に移動され、クランプ爪２７が引き込み方向
に移動される。クランプ爪２７の引き込み方向への移動
により、クランプ爪２７の内側に形成される突起部２７
ｂが、ガイド軸体２５に形成される収納凹部２５ｄから
外れ、ガイド軸体２５の収納凹部２５ｄの後側の案内軸
部２５ｅに乗り上げる。

【００４３】この動作により、クランプ爪２７の先端部
が、クランプ爪２７の後端部に形成される突出部２７ａ
および突起部２７ｆを支点として、リングばね３１の付
勢力に抗して拡径される。そして、クランプ爪２７の外
側に形成される係合面２７ｄが、中空テーパシャンク４
７ａの内面に形成される凹部４７ｅまで拡径する。

【００４４】そして、クランプ爪２７が案内軸部２５ｅ
に沿ってさらに引き込み方向に移動され、係合面２７ｄ
が、中空テーパシャンク４７ａの係止面４７ｄに当接さ
れる。これにより、工具保持具４７の中空テーパシャン
ク４７ａのテーパ面４７ｆが、主軸端体４９のテーパ孔
４９ａに強固に嵌合される。そして、次に、この実施形
態では、増力機構４３により、ロックロッド１７の引き
込み力が増大されて支持筒１９に伝達され、この支持筒
１９に伝達された力により、クランプ爪２７の係合面２
７ｄが中空テーパシャンク４７ａの係止面４７ｄに強固
に係合される。

【００４５】以下この増力機構４３の動作について説明
する。図１に示したアンクランプ状態では、鋼球２９
は、ロックロッド１７の凹部１７ｃとクランプスリーブ
２１の傾斜面２１ａ，２１ｂにより径方向の位置を規制
されている。そして、クランプ動作に入り、ロックロッ
ド１７が引き込み方向に移動されると、鋼球２９は、ロ
ックロッド１７の凹部１７ｃと共に移動する。

【００４６】この時、支持筒１９も鋼球２９に押されて
引き込み方向に移動する。鋼球２９が、引き込み方向に
移動すると、クランプスリーブ２１は、主軸端体４９に
クランプ爪２７を介して固定されているため、クランプ
スリーブ２１の傾斜面２１ａ，２１ｂと鋼球２９との間
に隙間が生じる。鋼球２９は、初期段階では、傾斜が緩
やかな第１の傾斜面２１ａに当接し、これにより鋼球２
９が径方向に押し出される量が小さくなり、ロックロッ
ド１７の引き込み方向への移動ストロークを、効率的に
クランプ爪２７の移動に使用することができる。

【００４７】そして、クランプ爪２７の係合面２７ｄが
中空テーパシャンク４７ａの係止面４７ｄに当接すると
クランプ爪２７および支持筒１９は移動できなくなる。
この状態からロックロッド１７をさらに引き込み方向に
移動すると、第２の傾斜面２１ｂにより鋼球２９が径方
向に外側に押し出され、鋼球２９がクランプスリーブ２
１の第２の傾斜面２１ｂに強く押圧される。

【００４８】そして、この反力により、支持筒１９がロ
ックロッド１７の引き込み力より高い引き込み力、例え
ば、２倍程度の引き込み力で引き込まれる。なお、この
実施形態では、ロックロッド１７を引き込む引っ張り力
を最大９５００Ｎ（ニュートン）とすると、工具保持具
４７を引き込む力が、約２倍の１８０００Ｎ発生するこ
とが確認されている。

【００４９】なお、この増力比は、ロックロッド１７の
テーパ面１７ｄの角度、あるいは、クランプスリーブ２
１の第２の傾斜面２１ｂの角度を変えることにより容易
に調整可能である。そして、上述したクランプユニット
１３では、工具保持具４７の取り外しに際しては、駆動
機構１５を、引き込み方向と逆方向に移動することによ
り、上述した取り付け動作と逆の動作が行われ、クラン
プ爪２７は、中空テーパシャンク４７ａの凹部４７ｅか
ら内方へリングばね３１の弾性力により縮径し、再び、
図１に示した状態となり、クランプ爪２７の先端で、工
具保持具４７を押し出すので、工具保持具４７を取り出
すことができ、工具交換が可能となる。

【００５０】なお、以上の説明は、工具保持具４７を手
動で交換する場合を示したが、実際には、マシニングセ
ンタのような工作機械においては、自動的に制御された
中で、自動工具交換装置により行われる。上述した工具
保持具装着装置では、ロックロッド１７の引き込み方向
への移動により、クランプ爪２７の突起部２７ｂがガイ
ド軸体２５の収納凹部２５ｄの後側に案内されてクラン
プ爪２７の先端部が拡径された後、クランプ爪２７の係
合面２７ｄが中空テーパシャンク４７ａの係止面４７ｄ
に係合されるため、工具保持具４７の中空テーパシャン
ク４７ａの位置が多少ずれていても、工具保持具４７を
主軸側に確実にクランプすることができる。

【００５１】すなわち、上述した工具保持具装着装置で
は、クランプ爪２７の拡径機能と、引き込み機能との動
作に時間差を設け、確実にクランプ爪２７が、中空テー
パシャンク４７ａの係止面４７ｄが位置する部分まで拡
径した後に引き込み作用が始まるため、確実なクランプ
が可能となり、高速交換時においても確実な取り付け取
り外しが可能になった。

【００５２】また、自動工具交換装置による交換作業時
に、工具保持具４７の中空テーパシャンク４７ａが主軸
側のテーパ孔４９ａに挿入され、中空テーパシャンク４
７ａの端面が主軸端体４９の端面から離れていても、ク
ランプ爪２７の拡径動作により、確実にクランプ爪２７
の係合面２７ｄが、中空テーパシャンク４７ａの係止面
４７ｄが位置する部分まで拡径した後に引き込み作用が
始まるため、中空テーパシャンク４７ａの端面を主軸端
体４９の端面に確実に密着してクランプすることができ
る。

【００５３】また、上述した工具保持具装着装置では、
増力機構４３により、ロックロッド１７の引き込み力を
増大して支持筒１９に伝達するようにしたので、工具保
持具４７を主軸側に強固にクランプすることができる。
そして、ロックロッド１７の引き込みにより鋼球２９を
外側に移動し、クランプスリーブ２１の傾斜面２１ｂに
押圧するようにしたので、支持筒１９の引き込み力を容
易，確実に増大することができる。

【００５４】また、上述した工具保持具装着装置では、
主軸側のテーパ孔４９ａが形成される主軸端体４９を主
軸部１１の端面に着脱可能に固定するようにしたので、
工具保持具装着装置をクランプユニット１３として、主
軸部１１に容易，確実に組み込むことができる。さら
に、上述した工具保持具装着装置では、ロックロッド１
７およびガイド軸体２５の中心に貫通孔１７ａ，２５ａ
を形成するとともに、ロックロッド１７の先端部をガイ
ド軸体２５の後端部に嵌挿したので、クーラント，圧縮
空気，オイルミスト等の流体を工具保持具４７側に容
易，確実に供給することができる。

【００５５】また、クランプ爪２７の係合面２７ｄが、
中空テーパシャンク４７ａの係止面４７ｄに正確に当接
するため、係合面２７ｄおよび係止面４７ｄの摩耗を少
なくすることができる。すなわち、例えば、旋回的に先
端が開くタイプのクランプ爪、あるいは、平行移動的に
径を拡大するタイプでは、あるポイント以外での面当た
りは困難である。

【００５６】そして、上述した工具保持具装着装置で
は、４体のクランプ爪２７の先端部を先細り形状とした
ので、クランプ爪２７を縮径するリングばね３１が破損
した場合にも、工具保持具４７の中空テーパシャンク４
７ａの中空部４７ｃに強制的に閉じられて挿入されるこ
とになり、信頼性を高めることができる。なお、上述し
た実施形態では、クランプ爪２７を４体に分割した例に
ついて説明したが、本発明はかかる実施形態に限定され
るものではなく、２分割以上であれば良い。

【００５７】また、上述した実施形態では、主軸部１１
に主軸端体４９を着脱自在に固定した例について説明し
たが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではな
く、従来の公知の一体型のＨＳＫシャンク用主軸構造に
も適用することができる。この場合、径方向に限定があ
り、クランプ爪押え２３の外形形状や主軸部１１への固
定方法を変更する必要があるが、設計変更の範疇で可能
である。

【００５８】また、取り付け方向も、主軸部１１の先端
側からではなく、後端側からでも組み込み可能であり、
工作機械の構造に合わせて変更できる。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の工具保持
具装着装置では、ロックロッドの引き込み方向への移動
により、クランプ爪部材の突起部がガイド軸部材の収納
凹部の後側に案内されてクランプ爪部材の先端部が拡径
された後、クランプ爪部材の係合面が中空テーパシャン
クの係止面に係合されるため、工具保持具のテーパシャ
ンクの位置が多少ずれていても、工具保持具を主軸側に
確実にクランプすることができる。

【００６０】請求項２の工具保持具装着装置では、増力
手段により、ロックロッドの引き込み力を増大して支持
部材に伝達するようにしたので、工具保持具を主軸側に
強固にクランプすることができる。請求項３の工具保持
具装着装置では、ロックロッドの引き込みにより球体を
外側に移動し、クランプ部材の傾斜面に押圧するように
したので、支持部材の引き込み力を容易，確実に増大す
ることができる。

【００６１】請求項４の工具保持具装着装置では、主軸
側のテーパ孔が形成される主軸端体を主軸本体の端面に
着脱可能に固定するようにしたので、工具保持具装着装
置をユニットとして、主軸本体に容易，確実に組み込む
ことができる。請求項５の工具保持具装着装置では、ロ
ックロッドおよびガイド軸部材の中心に貫通孔を形成す
るとともに、ロックロッドの先端部をガイド軸部材の後
端部に嵌挿したので、クーラント，圧縮空気，オイルミ
スト等の流体を工具保持具側に容易，確実に供給するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工具保持具装着装置の一実施形態のア
ンクランプ時の状態を示す縦正面図である。

【図２】図１の工具保持具装着装置のクランプ時の状態
を示す縦断面図である。

【図３】図１の工具保持具装着装置を主軸端体を外して
示す正面図である。

【図４】図１の工具保持具装着装置のクランプ爪押え、
ガイド軸部材およびクランプ爪部材を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１１ 主軸部 １３ クランプユニット １５ 駆動機構 １７ ロックロッド １７ｃ 凹部 １９ 支持筒 １９ｄ 外周溝 ２１ クランプスリーブ ２１ａ 第１の傾斜面 ２１ｂ 第２の傾斜面 ２３ クランプ爪押え ２５ ガイド軸体 ２５ｄ 収納凹部 ２５ｅ 案内軸部 ２７ クランプ爪 ２７ａ 突出部 ２７ｂ 突起部 ２７ｄ 係合面 ２９ 鋼球 ３１ リングばね ４３ 増力機構 ４７ 工具保持具 ４７ａ 中空テーパシャンク ４７ｃ 中空部 ４７ｄ 係止面 ４９ 主軸端体 ４９ａ テーパ孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉村 鉄生 神奈川県川崎市幸区下平間239番地 黒田 精工株式会社内 (72)発明者 加藤 正直 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 酒井 浩一 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3C016 FA03 3C032 AA05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具保持具の中空テーパシャンクを主軸
   側のテーパ孔に挿入し、前記中空テーパシャンクの外表
   面と前記テーパ孔の内面とを接触させるとともに、前記
   工具保持具の端面を前記主軸側の端面に当接させて前記
   工具保持具を前記主軸側に装着する工具保持具装着装置
   において、 前記主軸内に配置され後端部を前記主軸内に配置される
   駆動手段に着脱可能に装着されるロックロッドと、 前記ロックロッドの外側に配置され前記ロックロッドの
   移動により移動される支持部材と、 前記支持部材に後端部を揺動可能に支持され、先端部の
   外側に前記中空テーパシャンクの中空部内面に設けられ
   た係止面に係合される係合面を有する複数のクランプ爪
   部材と、 前記複数のクランプ爪部材の先端部を縮径方向に向けて
   付勢する付勢手段と、 前記複数のクランプ爪部材の内側に前記主軸側に固定さ
   れて配置され、前記クランプ爪部材の内側に形成される
   突起部が前記クランプ爪部材の縮径時に収容される収納
   凹部が形成されるガイド軸部材と、 を備え、 前記ロックロッドの引き込み方向への移動により、前記
   クランプ爪部材の前記突起部が前記ガイド軸部材の前記
   収納凹部の後側に案内されて前記クランプ爪部材の先端
   部が拡径された後、前記クランプ爪部材の前記係合面が
   前記中空テーパシャンクの前記係止面に係合されること
   を特徴とする工具保持具装着装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の工具保持具装着装置にお
   いて、 前記クランプ爪部材の前記係合面が前記中空テーパシャ
   ンクの前記係止面に係合した後に、前記ロックロッドの
   引き込み力を増大して前記支持部材に伝達する増力手段
   を有することを特徴とする工具保持具装着装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の工具保持具装着装置にお
   いて、 前記増力手段は、 前記支持部材に形成される貫通穴と、 前記貫通部に配置される球体と、 前記ロックロッドの外周に形成され前記球体の一部が位
   置される凹部と、 前記支持部材の外側に前記主軸側に固定して配置され前
   記球体の前側から前記球体に向けて傾斜される傾斜面を
   有するクランプ部材と、 を備え、 前記ロックロッドの引き込みにより、前記球体を前記ク
   ランプ部材の前記傾斜面に押圧して前記ロックロッドの
   引き込み力を増大することを特徴とする工具保持具装着
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか１項
   記載の工具保持具装着装置において、 前記主軸側のテーパ孔が、主軸本体の端面に着脱可能に
   固定される主軸端体に形成され、前記主軸端体に前記ク
   ランプ部材が直接または間接的に固定されていることを
   特徴とする工具保持具装着装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
   記載の工具保持具装着装置において、 前記ロックロッドおよびガイド軸部材の中心に貫通孔を
   形成するとともに、前記ロックロッドの先端部を前記ガ
   イド軸部材の後端部に嵌挿してなることを特徴とする工
   具保持具装着装置。