JP2003019632A - 工作機械の工具位置決め構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削工具の周方向の位置決めの繰り返し精度
を向上させる。 【解決手段】 切削工具１の基端側に外フランジ２を設
ける。工具主軸６の先端面６ａに、外フランジ２の基端
側の端面２ａを受ける受け面８を設ける。切削工具１に
は、外フランジ２の基端側の端面２ａに、切削工具１の
軸線と略平行にして、切削工具１の先端に向かうにつれ
て内径が縮径される第二のテーパー穴１１（凹部）を形
成する。工具主軸６の受け面８には、受け面８に略直交
する向きに開口し受け面８側の内径が他の部分の内径よ
りも縮径された収容穴１２を形成する。この収容穴１２
内に、先端部１３ａの外径が先端に行くにつれて縮径さ
れるテーバー形状をなすテーパーピン１３が受け面８か
ら先端部１３ａ（テーパー状突起）を出没可能にして設
ける。収容穴１２内に、テーパーピン１３をその先端部
１３ａを受け面８から突出させる向きに付勢する付勢部
材１４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工具主軸に装着さ
れる切削工具によって被削材の切削を行う工作機械の工
具位置決め構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、工作機械として、一台でマシニン
グセンタと旋盤の両方の機能を持つ複合加工機が用いら
れるようになってきている。複合加工機では、転削加工
の際には、工具主軸に転削工具を装着して工具主軸を回
転駆動し、被削材を、工具主軸とともに回転する転削工
具によって切削する。また、旋削加工の際には、工具主
軸に旋削工具を装着し、工具主軸の回転を停止させた状
態で、軸線周りに回転させられる被削材を旋削工具によ
って切削する。

【０００３】工具主軸による切削工具の保持構造として
は、例えばＨＳＫ等の規格がある。この保持構造では、
図６に示すように、切削工具４１は、基端側に外フラン
ジ４２が設けられ外フランジ４２よりも基端側には外周
面４３ａが基端側に向かうにつれて縮径されるテーパー
面をなす円筒部４３が設けられた構成とされている。ま
た、工具主軸４６は、内面４７ａが工具主軸４６の先端
面４６ａから基端側に向かうにつれて縮径されるテーパ
ー面とされてこの内面４６ａで切削工具４１の円筒部４
３の外周面４３ａを受けるテーパー穴４７が設けられ、
先端面４６ａには外フランジ４２の基端側の端面４２ａ
を受ける受け面４８が設けられ、テーパー穴４７内には
切削工具４１の円筒部４３の内面と係合するとともに円
筒部４３を外周側に向けて押圧してテーパー穴４７の内
面４７ａに押し付けて固定するクランプ部材（図示せ
ず）が設けられた構成とされている。

【０００４】この保持構造は、いわゆる二面拘束型の保
持構造であって、切削工具４１の円筒部４３の外周面４
３ａと工具主軸４６のテーパー穴４７の内面４７ａとを
面接触させ、切削工具４１の外フランジ４２の基端側の
端面４２ａと工具主軸４６の受け面４８とを面接触させ
ることによってこれらの軸方向及び半径方向の位置決め
が行われるようになっている。ここで、切削工具４１の
周方向の位置決めは、例えば切削工具４１の円筒部４３
の基端部に設けられたキー溝５１と、工具主軸４６のテ
ーパー穴４７内に設けられたキー５２とを嵌合させるこ
とによって行われる。

【０００５】工作機械には、切削工具４１を装着または
交換する際における切削工具４１の位置調整の手間を省
くことができるように、切削工具４１の位置決め精度、
特に切削工具４１の着脱を繰り返し行った際の位置決め
精度（繰り返し精度）が求められている。これは、たと
え切削工具４１が工具主軸４６に対して適正位置からず
れた状態で固定されるようであっても、繰り返し精度が
良好であればそのずれは一定となるので、他の部分を調
整するなどしてずれを吸収することができるからであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、転削を行う際
には切削工具４１自体が回転するために切削工具４１の
周方向の位置決め精度は要求されないが、旋削を行う際
には、図７に示すように、切削工具４１の周方向の向き
がずれると切削工具４１の芯高に変位ｄＨが生じ、切削
工具４１の切刃４１ａと被削材Ｗとの相対的な距離が変
わってしまう。このため、切削工具４１が適切に位置決
めされている状態では被削材Ｗの加工径はＤであるのに
対し、切削工具４１の周方向の位置がずれている状態で
は被削材の加工径は目的の加工径Ｄとは異なるＤ１とな
ってしまい、被削材Ｗの加工精度が低下してしまう。ま
た、切刃４１ａのすくい角等もずれることとなって切削
条件も想定した条件とは異なるものとなってしまう。こ
こで、図７では、周方向の向きが適正である状態の切削
工具４１を実線で示し、周方向の向きがずれている状態
の切削工具４１の切刃４１ａを二点鎖線で示している。
従来の工具主軸４６による切削工具４１の保持構造で
は、周方向の位置決め精度はキー溝５１とキー５２の形
状精度（図６に示す例ではキー溝５１の幅Ｂとキー５２
の幅ｂの寸法精度）に依存するので、十分な繰り返し精
度を得ることはできなかった。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、切削工具の周方向の位置決めの繰り返し精度を向上
させた工作機械の工具位置決め構造を提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる工作機械の工具位置決め構造におい
ては、工具主軸に装着される切削工具によって被削材の
切削を行う工作機械の工具位置決め構造であって、工具
主軸と切削工具のうちの一方の部材には、他方の部材に
対向する部位の偏心位置に、底部に向かうにつれて前記
一方の部材の周方向に対する幅が狭められる凹部が形成
され、他方の部材には、先端に向かうにつれて前記他方
の部材の周方向に対する幅が狭められて凹部と係合する
テーパー状突起が設けられていることを特徴としてい
る。

【０００９】このように構成される工作機械の工具位置
決め構造においては、工具主軸と切削工具のうちの一方
の部材には、他方の部材に対向する部位の偏心位置に、
底部に向かうにつれて前記一方の部材の周方向に対する
幅が狭められる凹部が形成され、他方の部材には先端に
向かうにつれて前記他方の部材の周方向に対する幅が狭
められて凹部と係合するテーパー状突起が設けられてい
る。そして、凹部は、一方の部材において軸心を外れた
偏心位置に設けられているので、切削工具を工具主軸に
装着する際に凹部にテーパー状突起を係合させること
で、テーパー状突起に凹部の内面が案内されて工具主軸
に対する切削工具の周方向の向きが調整されることとな
り、工具主軸に対する切削工具の周方向の位置決めが高
精度に行われる。ここで、凹部を前記一方の部材の軸心
位置に設けた場合には、凹部とテーパー状突起を係合さ
せても工具主軸に対する切削工具の周方向の向きを固定
することができないので、凹部は前記一方の部材におい
て偏心位置に設けられる。切削工具または工具主軸に
は、凹部またはテーパー状突起が設けられるのみである
から、本発明にかかる工作機械の工具位置決め構造で
は、切削工具及び工具主軸の形状は、従来の工具主軸に
よる切削工具の保持構造（例えばＨＳＫ等の規格）に適
合した形状とすることができる。ここで、凹部は、例え
ばテーパー穴や、Ｖ字溝、台形溝等によって構成される
ものである。

【００１０】また、テーパー状突起が、工具主軸と切削
工具のうちの他方の部材から前記一方の部材に向けて出
没可能に設けられるテーパーピンによって構成されてい
てもよい。この場合には、工具主軸と切削工具のうちの
他方の部材から突出させたテーパーピンを切削工具また
は工具主軸に設けられた凹部に係合させることで切削工
具の周方向の位置決めを可能にし、テーパーピンを突出
しないように退避させることで、テーパーピンと工具主
軸または切削工具との干渉を回避することができる。こ
れにより、テーパーピンが切削工具に設けられている場
合には、この切削工具は凹部を有していない一般的な形
状の工具主軸にも装着することができ、またテーパーピ
ンが工具主軸に設けられている場合には、この工具主軸
には凹部を有していない一般的な形状の切削工具も装着
することができる。

【００１１】また、工具主軸と切削工具のうち、テーパ
ーピンが設けられる方には、先端を突出させる向きに付
勢する付勢手段が設けられていてもよい。切削工具にテ
ーパーピンが設けられている場合には、テーパーピンが
設けられる切削工具が凹部を有する工具主軸に装着され
ると、テーパーピンが切削工具から突出して工具主軸の
凹部と係合し、切削工具の周方向の位置決めが行われ
る。そして、この切削工具が凹部のない一般的な形状の
工具主軸に装着されると、テーパーピンが付勢手段の付
勢力に逆らって押し戻されることとなってテーパーピン
と工具主軸との干渉が避けられる。すなわち、特別な調
整を行うことなしに、切削工具を、凹部を有する工具主
軸と有していない工具主軸のそれぞれに装着することが
できる。同様に、工具主軸にテーパーピンが設けられて
いる場合には、工具主軸が凹部を有する切削工具を保持
すると、テーパーピンが工具主軸から突出して切削工具
の凹部と係合し、切削工具の周方向の位置決めが行われ
る。そして、工具主軸が凹部のない一般的な形状の切削
工具を保持すると、テーパーピンが付勢手段の付勢力に
逆らって押し戻されることとなってテーパーピンと切削
工具との干渉が避けられる。すなわち、特別な調整を行
うことなしに、凹部を有する切削工具と有していない切
削工具のそれぞれを工具主軸に装着することができる。

【００１２】また、本発明の工作機械の工具位置決め構
造においては、工具主軸に装着される切削工具によって
被削材の切削を行う工作機械の工具位置決め構造であっ
て、工具主軸と切削工具のうちの一方の部材には、他方
の部材に対向する部位の偏心位置に、一方の部材の周方
向に向く内側面を有するキー溝が形成され、他方の部材
には他方の部材の周方向を向く側面でキー溝と係合する
キーが設けられており、このキーは、キー溝と同一幅も
しくはわずかに幅が拡げられ、さらに他方の部材の周方
向に略直交する向きのスリットが設けられて、キーに他
方の部材の周方向に弾性変形可能な弾性変形部が形成さ
れていることを特徴としている。

【００１３】また、本発明の工作機械の工具位置決め構
造においては、工具主軸に装着される切削工具によって
被削材の切削を行う工作機械の工具位置決め構造であっ
て、工具主軸と切削工具のうちの一方の部材には、他方
の部材に対向する部位の偏心位置に、一方の部材の周方
向に向く内側面を有するキー溝が形成され、他方の部材
にはこの他方の部材の周方向を向く側面でキー溝と係合
するキーが設けられており、キー溝は、キーと同一幅も
しくはわずかに幅が狭められ、さらに一方の部材におい
てキー溝の近傍には、一方の部材の周方向に略直交する
向きのスリットが設けられて、キー溝に隣接して一方の
部材の周方向に弾性変形可能な弾性変形部が形成されて
いることを特徴としている。

【００１４】このように構成される工作機械の工具位置
決め構造においては、工具主軸と切削工具のうちの一方
の部材には、他方の部材に対向する部位の偏心位置に、
一方の部材の周方向に向く内側面を有するキー溝が形成
され、他方の部材には他方の部材の周方向を向く側面で
キー溝と係合するキーが設けられている。キー溝は、一
方の部材において軸心を外れた偏心位置に設けられてお
り、切削工具を工具主軸に装着する際にキー溝にキーを
係合させることで、工具主軸に対する切削工具の周方向
の向きが固定される。そして、キーは、キー溝と同一幅
もしくはわずかに幅が拡げられているので（またはキー
溝がキーと同一幅もしくはわずかに幅が狭められている
ので）、キーとキー溝とを係合させた状態ではキーの両
側面がキー溝の両内側面に密着することになる。さら
に、キーに他方の部材の周方向に略直交する向きのスリ
ットが設けられていて他方の部材の周方向に弾性変形可
能な弾性変形部が形成されている場合には、弾性変形部
が弾性変形した際の復元力によってキーの両側面がキー
溝の両内側面に押し付けられて固定されることとなり、
切削工具の周方向の位置決めがなされる。また、一方の
部材にスリットが設けられてキー溝に隣接して一方の部
材の周方向に弾性変形可能な弾性変形部が形成されてい
る場合には、弾性変形部が弾性変形した際の復元力によ
ってキー溝の両内側面がキーの両側面に押し付けられて
固定されることとなり、切削工具の周方向の位置決めが
なされる。

【００１５】

【発明の実施の形態】〔第一の実施の形態〕以下、本発
明の第一の実施形態にかかる工作機械の工具位置決め構
造について、図１を用いて説明する。ここで、図１は本
実施形態にかかる工作機械の工具位置決め構造が適用さ
れる切削工具及び工作機械の工具主軸の構成を示す縦断
面図であって、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）の部分
拡大図である。本実施形態にかかる工作機械の位置決め
構造が適用される切削工具１及び工作機械の工具主軸６
は、工具主軸による切削工具の保持構造として、ＨＳＫ
を採用しているものである（工具主軸６による切削工具
１の保持構造は、他の任意の構成を適用してもよい）。
なお、以降の各実施形態においても、工具主軸による切
削工具の保持構造としてＨＳＫを採用しているが、工具
主軸による切削工具の保持構造は、他の任意の構成を適
用してもよい。

【００１６】切削工具１は、基端側に外フランジ２が設
けられ外フランジ２よりも基端側には外周面３ａが基端
側に向かうにつれて縮径されるテーパー面をなす円筒部
３が設けられた構成とされている。また、工具主軸６
は、内面７ａが工具主軸６の先端面６ａから基端側に向
かうにつれて縮径されるテーパー面とされてこの内面７
ａで切削工具１の円筒部３の外周面３ａを受ける第一の
テーパー穴７が設けられ、先端面６ａには外フランジ２
の基端側の端面２ａを受ける受け面８が設けられ、第一
のテーパー穴７内には切削工具１の円筒部３の内面と係
合するとともに円筒部３を外周側に向けて押圧して第一
のテーパー穴７の内面７ａに押し付けて固定するクラン
プ部材（図示せず）が設けられた構成とされている。こ
こで、切削工具１の円筒部３の基端部にはキー溝９が設
けられており、工具主軸６の第一のテーパー穴７内には
キー溝９と嵌合するキー１０が設けられており、これら
キー溝９とキー１０とを嵌合させることで、工具主軸６
に対する切削工具１の周方向の回転が規制されてこれら
が一体的に回転するようになっている。

【００１７】そして、上記の構成に加えて、切削工具１
には、外フランジ２の基端側の端面２ａに、切削工具１
の軸線と略平行にして、切削工具１の先端に向かうにつ
れて内径が縮径される第二のテーパー穴１１（凹部）が
形成されている。

【００１８】さらに、工具主軸６の受け面８には、受け
面８に略直交する向きに開口し受け面８側の内径が他の
部分の内径よりも縮径された収容穴１２が形成されてい
る。この収容穴１２内には、先端部１３ａの外径が先端
に行くにつれて縮径されるテーバー形状をなすテーパー
ピン１３が受け面８から先端部１３ａ（テーパー状突
起）を出没可能にして設けられている。テーパーピン１
３は、中間部１３ｂの外径が先端部１３ａの外径よりも
拡径されており、この中間部１３ｂが収容穴１２の段差
によって受けられて、先端のみを受け面８から突出可能
とされている。テーパーピン１３の中間部１３ｂと収容
穴１２の底面との間には、コイルスプリング等の付勢部
材１４が設けられており、テーパーピン１３は、その中
心線を受け面８に略直交する方向に向け、付勢部材１４
によって先端部１３ａを受け面８から突出させる向きに
付勢されるようになっている。

【００１９】このように構成される工作機械の工具位置
決め構造においては、切削工具１を工具主軸６に装着す
る際には、切削工具１の外フランジ２の基端側の端面２
ａに形成される第二のテーパー穴１１に、工具主軸６の
先端面６ａに形成される受け面８に設けられるテーパー
ピン１３を係合させることで、先端部１３ａに第二のテ
ーパー穴１１の内面が案内されて、工具主軸６に対する
切削工具１の周方向の向きが調整されることとなり、工
具主軸に対する切削工具の周方向の位置決めが高精度に
行われる。ここで、工具主軸６による切削工具１の保持
構造としてＨＳＫを採用しているので、切削工具１の外
フランジ２の基端側の端面２ａが工具主軸６の受け面８
に面接触するまでは、切削工具１の円筒部３の外周面３
ａと工具主軸６のテーパー穴７の内面７ａとは密着せ
ず、切削工具１は工具主軸６に対して周方向に回転可能
とされている。これにより、上記のようにテーパーピン
１３の先端部１３ａに第二のテーパー穴１１の内面が案
内されることによって、容易に切削工具１の周方向の向
きの調整を行うことができる。また、切削工具１の位置
決めは、テーパーピン１３の先端部１３ａによって第二
のテーパー穴１１の内面を案内することで行われるの
で、位置決め精度及び繰り返し精度が確保されている。

【００２０】このように、本実施の形態に示す工作機械
の工具位置決め構造によれば、工具主軸６に対する切削
工具１の周方向の位置決めを高精度に行うことができ、
また周方向の位置決めの繰り返し精度を向上させること
ができる。従って、切削工具１が旋削を行うものであっ
ても、その芯高に変位が生じたり、切削条件が変化した
りすることがなく、優れた加工精度を得ることができ
る。また、テーパーピン１３は、工具主軸６の受け面８
から出没可能に設けられており、さらに付勢部材１４に
よって受け面８から先端部１３ａを突出させるように付
勢されているので、第二のテーパー穴１１を有する切削
工具１を保持する際には、受け面８から突出させられる
テーパーピン１３を切削工具１に設けられた第二のテー
パー穴１１に係合させることで切削工具１の周方向の位
置決めが行われ、第二のテーパー穴１１を有していない
一般的な形状の切削工具を保持する際には、テーパーピ
ン１３が付勢部材１４の付勢力に逆らって押し戻される
こととなってテーパーピン１３と切削工具との干渉が避
けられる。すなわち、特別な調整を行うことなしに、第
二のテーパー穴１１を有する切削工具１と有していない
切削工具をそれぞれ工具主軸６に装着することができ
る。

【００２１】ここで、上記実施の形態では、凹部を第二
のテーパー穴１１とした例を示したが、これに限られる
ことなく、凹部は底部に向かうにつれて切削工具の周方
向に対する幅が狭められるものであればよく、例えばＶ
字溝、台形溝等によって構成してもよい。また、凹部
は、工具主軸に対する切削工具の周方向の向きを固定す
ることができるよう、切削工具において工具主軸に対向
する部位の偏心位置に設けられていればよく、例えば円
筒部３の外周面３ａや円筒部３の基端面に設けてもよ
い。この場合には、凹部と係合するテーパーピン１３
は、工具主軸６の第一のテーパー穴７の内周面７ａまた
は第一のテーパー穴７の底面から先端を出没可能にして
設けられる。また、上記実施の形態では、テーパーピン
１３の先端部１３ａを、先端に行くにつれて外径が縮径
されるテーバー形状とした例を示したが、これに限られ
ることなく、テーパーピン１３の周方向の向きが固定さ
れる構成とすれば、先端部１３ａの形状は、先端に向か
うにつれて前記他方の部材の周方向に対する幅が狭めら
れるクサビ形状としてもよい。

【００２２】また、上記実施の形態では、テーパーピン
１３を工具主軸６に設け、第二のテーパー穴１１を切削
工具１に設けた例を示したが、これに限られることな
く、テーパーピン１３を切削工具に設け、テーパー穴１
１を工具主軸に設けても、同様に切削工具の周方向の位
置決めの繰り返し精度を向上させることができる。ま
た、この場合には、切削工具に設けられるテーパーピン
１３を切削工具において工具主軸に対向する部位から出
没可能にして設け、さらに付勢部材１４によってテーパ
ーピン１３を工具主軸に対向する部位から先端部１２ａ
を突出させるように付勢すればよい。これにより、この
切削工具を第二のテーパー穴１１を有している工具主軸
に装着する際には、切削工具から突出させられるテーパ
ーピン１３を工具主軸に設けられた第二のテーパー穴１
１に係合させることで切削工具の周方向の位置決めが行
われ、テーパー穴３を有していない一般的な形状の工具
主軸によって切削工具を保持する際には、テーパーピン
１３が付勢部材１４の付勢力に逆らって押し戻されるこ
ととなってテーパーピン１３と工具主軸との干渉が避け
られる。すなわち、特別な調整を行うことなしに、テー
パー穴を有する工具主軸と有していない工具主軸にそれ
ぞれ切削工具を装着することができる。ただし、工具主
軸や切削工具が本発明に準じた専用設計であって第二の
テーパー穴が形成されていない場合を考慮する必要がな
いときなどには、上記実施の形態において、テーパーピ
ン１３の代わりに、単なるテーパー状突起を設けてもよ
い。

【００２３】〔第二の実施の形態〕以下、本発明の第二
の実施形態にかかる工作機械の工具位置決め構造につい
て、図２を用いて説明する。ここで、図２は本実施形態
にかかる工作機械の工具位置決め構造が適用される切削
工具及び工作機械の工具主軸の構成を示す縦断面図であ
る。以下では、第一の実施の形態と同一または同様の部
分については同一の符号を用いて説明する。本実施形態
にかかる工作機械の位置決め構造が適用される切削工具
２１は、第一の実施の形態に示す切削工具１とほぼ同様
の構成を有しており、切削工具１において、キー溝９及
び第二のテーパー穴１１を設ける代わりに、円筒部３の
基端部に、その基端面から先端側に向かうにつれて円筒
部３の周方向に対する幅が狭められる台形溝２３（凹
部）が形成されたものである。

【００２４】本実施形態にかかる工作機械の位置決め構
造が適用される工具主軸２２は、第一の実施の形態に示
す工具主軸６とほぼ同様の構成を有しており、工具主軸
６において、第一のテーパー穴７内にキー１０を設ける
代わりに、受け面８に設けていた収容穴１２とテーパー
ピン１３及び付勢部材１４を、第一のテーパー穴７内の
前記円筒部３の基端面に対向する位置に設けて、テーパ
ーピン１３を、工具主軸６の軸線に略平行な方向に向
け、付勢部材１４によって先端部１３ａを受け面８から
突出させる向きに付勢されるようにしたものである。本
実施の形態では、テーパーピン１３は、第一の実施の形
態におけるキー１０と同じ役割を有しており、先端部１
３ａを切削工具２１の台形溝２３に係合させることで、
工具主軸２２に対する切削工具２１の周方向の回転を規
制するものである。

【００２５】このように構成される工作機械の工具位置
決め構造においては、切削工具２１を工具主軸２２に装
着する際には、切削工具２１の円筒部３に形成される台
形溝２３に、工具主軸２２の第一のテーパー穴７内に設
けられるテーパーピン１３を係合させることで、先端部
１３ａに台形溝２３の内面が案内されて、工具主軸２２
に対する切削工具２１の周方向の位置決めが高精度に行
われる。同時に、工具主軸２２に対する切削工具２１の
周方向の回転も規制される。また、切削工具２１の位置
決めは、テーパーピン１３の先端部１３ａによって台形
溝２３の内面を案内することで行われるので、位置決め
精度及び繰り返し精度が確保されている。

【００２６】このように、本実施の形態に示す工作機械
の工具位置決め構造によれば、第一の実施の形態に示す
工作機械の工具位置決め構造と同様の効果を得ることが
できる。

【００２７】なお、上記第二の実施の形態において、凹
部を台形溝２３とした例を示したが、これに限られるこ
となく、凹部は底部に向かうにつれて切削工具の周方向
に対する幅が狭められるものであればよく、例えばＶ字
溝によって構成してもよい。また、凹部は、工具主軸に
対する切削工具の周方向の向きを固定することができる
よう、切削工具において工具主軸に対向する部位の偏心
位置に設けられていればよく、例えば円筒部３の外周面
３ａに設けてもよい。この場合には、凹部と係合するテ
ーパーピン１３は、工具主軸６の第一のテーパー穴７の
内周面７ａから先端を出没可能にして設けられる。

【００２８】〔第三の実施の形態〕以下、本発明の第三
の実施形態にかかる工作機械の工具位置決め構造につい
て、図３を用いて説明する。ここで、図３は本実施形態
にかかる工作機械の工具位置決め構造が適用される切削
工具及び工作機械の工具主軸の構成を示す縦断面図であ
る。以下では、第一の実施の形態と同一または同様の部
分については同一の符号を用いて説明する。本実施形態
にかかる工作機械の位置決め構造が適用される切削工具
２６は、第一の実施の形態に示す切削工具１において第
二のテーパー穴１１をなくした構成、すなわち従来の切
削工具４１と同様の構成を有している。ここで、切削工
具２６では、キー溝９は、切削工具２６の円筒部３の基
端面に設けられており、切削工具２６の周方向に向く内
側面９ａ、９ｂを有している。

【００２９】本実施形態にかかる工作機械の位置決め構
造が適用される工具主軸２７は、第一の実施の形態に示
す工具主軸６とほぼ同様の構成を有しており、工具主軸
６において、受け面８に設けていた収容穴１２とテーパ
ーピン１３及び付勢部材１４をなくし、第一のテーパー
穴７内に、キー１０の代わりに、キー２８を設けたもの
である。キー２８は、切削工具２６の円筒部３の基端面
に対向する位置に設けられて工具主軸２７の周方向を向
く側面２８ａ、２８ｂでキー溝９と係合するものであっ
て、工具主軸２７の周方向に対する幅ｂ１が、切削工具
２６に設けられるキー溝９の切削工具２６の周方向に対
する幅Ｂ１と同一幅もしくはわずかに幅広に形成されて
いる。さらに、キー２８には、工具主軸２７の周方向に
略直交する向きのスリット２９が設けられて、工具主軸
２６の周方向に弾性変形可能な弾性変形部３０が形成さ
れている。本実施の形態では、キー２８において工具主
軸２７の周方向に対する幅方向の中央にスリット２９が
設けられており、またキー２８において工具主軸２７の
基端側の端部ではスリット２９の幅が拡げられており、
キー２８において幅方向の両側の、他の部分よりも肉厚
が薄くされた部分が弾性変形部３０とされている。

【００３０】このように構成される工作機械の工具位置
決め構造においては、切削工具２６には、工具主軸２７
に対向する部位の偏心位置に、切削工具２６の周方向に
略直交する向きに延びるキー溝９が形成され、工具主軸
２７にはキー溝９と係合するキー２８が設けられてい
る。そして、このキー２８は、キー溝９と同一幅もしく
はわずかに幅が拡げられているので、キー２８とキー溝
９とを係合させた状態ではキー２８の両側面２８ａ、２
８ｂがキー溝９の両内側面９ａ、９ｂに密着することに
なる。キー２８には工具主軸２７の周方向に略直交する
向きのスリット２９が設けられることによって工具主軸
２７の周方向に弾性変形可能な弾性変形部３０が形成さ
れているので、弾性変形部３０が弾性変形した際の復元
力によってキー溝９の両内側面９ａ、９ｂがキー２８の
両側面２８ａ、２８ｂに押し付けられて固定されること
となり、切削工具２６の周方向の位置決めがなされる。
また、切削工具２６の位置決めは、キー溝９の両内側面
９ａ、９ｂとキー２８の両側面２８ａ、２８ｂとを密着
させることで行われているので、位置決め精度及び繰り
返し精度が確保されている。

【００３１】このように、本実施の形態に示す工作機械
の工具位置決め構造によれば、切削工具２６として一般
的な形状のものを使用可能としつつ、第一の実施の形態
に示す工作機械の工具位置決め構造と同様に、切削工具
の周方向の位置決め及び位置決めの繰り返し精度を向上
させることができる。

【００３２】〔第四の実施の形態〕以下、本発明の第四
の実施形態にかかる工作機械の工具位置決め構造につい
て、図４を用いて説明する。ここで、図４は本実施形態
にかかる工作機械の工具位置決め構造が適用される切削
工具及び工作機械の工具主軸の構成を示す縦断面図であ
る。本実施形態にかかる工作機械の位置決め構造が適用
される切削工具３１及び工作機械の工具主軸３２は、第
三の実施の形態に示す切削工具２６及び工具主軸２７と
同様の構成を有しており、工具主軸３２は、工具主軸２
７において、キー２８に、工具主軸３２の周方向の中央
位置ではなく、周方向の側面２８ａ、２８ｂのうちの一
方の側面２８ａ側に寄せてスリット２９を形成し、キー
２８において側面２８ａ側の部分にのみ工具主軸３２の
周方向に弾性変形可能な弾性変形部３０を形成したもの
である。

【００３３】本実施形態にかかる工作機械の位置決め構
造によれば、切削工具３１と工具主軸３２とは、第三の
実施の形態に示す切削工具２６及び工具主軸２７と同様
にして係合される。このとき、キー２８において側面２
８ａ側のみに設けられる弾性変形部３０が弾性変形する
こととなるので、側面２８ａによってキー溝９の一内側
面９ａが工具主軸３２の周方向に押圧されて、切削工具
３１が周方向に回転する向きの力を受け、キー２８の他
方の側面２８ｂにキー溝９の他方の内側面９ｂが押し付
けられることとなる。すなわち、キー２８において弾性
変形部が設けられていない側の側面２８ｂとキー溝９に
おいて側面２８ｂと対向する内側面９ｂとがそれぞれ切
削工具３１の周方向の位置決めを行う基準面となるの
で、位置決め精度及び繰り返し精度がより向上されるこ
ととなる。

【００３４】〔第五の実施の形態〕以下、本発明の第五
の実施形態にかかる工作機械の工具位置決め構造につい
て、図５を用いて説明する。ここで、図５は本実施形態
にかかる工作機械の工具位置決め構造が適用される切削
工具及び工作機械の工具主軸の構成を示す縦断面図であ
る。以下では、第一の実施の形態と同一または同様の部
分については同一の符号を用いて説明する。本実施形態
にかかる工作機械の位置決め構造が適用される切削工具
３６は、第一の実施の形態に示す切削工具１において第
二のテーパー穴１１をなくし、円筒部３において、キー
溝９の近傍に、円筒部３の周方向に略直交する向きのス
リット３８が設けられて、切削工具３６の周方向に弾性
変形可能な弾性変形部３９が形成された構成とされてい
る。

【００３５】ここで、切削工具３６では、キー溝９は、
切削工具３６の円筒部３の基端面に設けられており、切
削工具３６の周方向に向く内側面９ａ、９ｂを有してい
る。また、切削工具３６において、キー溝９の切削工具
３６の周方向に対する幅Ｂ２は、工具主軸３７に設けら
れるキー１０の工具主軸３７の周方向に対する幅ｂ２と
同一幅もしくはわずかに狭められている。本実施の形態
では、スリット３８は切削工具３６の先端側の幅が切削
工具３６の周方向に向けて拡げられていて、円筒部３に
おいてキー溝９の一内側面９ａ近傍部分において切削工
具３６の先端側の部分の肉厚が他の部分よりも肉厚が薄
くされており、この部分が弾性変形部３９とされてい
る。

【００３６】本実施形態にかかる工作機械の位置決め構
造が適用される工具主軸３７は、第一の実施の形態に示
す工具主軸６とほぼ同様の構成を有しており、工具主軸
６において、受け面８に設けていた収容穴１２とテーパ
ーピン１３及び付勢部材１４をなくした構成、すなわち
従来の工具主軸４６と同様の構成を有している。ここ
で、工具主軸３７のキー１０は、切削工具３６の円筒部
３の基端面に対向する位置に設けられて工具主軸３７の
周方向を向く側面１０ａ、１０ｂでキー溝９と係合する
ものである。

【００３７】このように構成される工作機械の工具位置
決め構造においては、切削工具３６には、工具主軸３７
に対向する部位の偏心位置に、切削工具３６の周方向に
略直交する向きに延びるキー溝９が形成され、工具主軸
３７にはキー溝９と係合するキー１０が設けられてい
る。そして、キー溝９は、キー１０と同一幅もしくはわ
ずかに幅が狭められているので、キー１０とキー溝９と
を係合させた状態ではキー１０の両側面１０ａ、１０ｂ
がキー溝９の両内側面９ａ、９ｂに密着することにな
り、切削工具３６の周方向の位置決めが行われる。ここ
で、切削工具３６の位置決めは、キー溝９の両内側面９
ａ、９ｂとキー２８の両側面１０ａ、１０ｂとを密着さ
せることで行われているので、位置決め精度及び繰り返
し精度が確保されている。

【００３８】切削工具３６においてキー溝９の一内側面
９ａの近傍には切削工具３６の周方向に略直交する向き
のスリット３８が設けられることによって切削工具３６
の周方向に弾性変形可能な弾性変形部３９が形成されて
いるので、弾性変形部３９が弾性変形した際の復元力に
よってキー溝９の一内側面９ａがキー１０の一側面１０
ａを押圧することとなり、この反作用で切削工具３６が
周方向に回転する向きの力を受け、キー溝９の他方の内
側面９ｂをキー１０の他方の側面１０ｂに押し付けられ
ることとなる。すなわち、キー溝９において弾性変形部
３９が設けられていない側の内側面９ｂと工具主軸３７
のキー１０の他方の側面１０ｂとが切削工具３６の周方
向の位置決めを行う基準面となるので、位置決め精度及
び繰り返し精度がより向上されることとなる。

【００３９】このように、本実施の形態に示す工作機械
の工具位置決め構造によれば、工具主軸３７として一般
的な形状のものを使用可能としつつ、第一の実施の形態
に示す工作機械の工具位置決め構造と同様に、切削工具
の周方向の位置決め及び位置決めの繰り返し精度を向上
させることができる。

【００４０】なお、上記第三、第四、第五の実施の形態
において、切削工具には円筒部３の基端部にキー溝を設
け、工具主軸にはテーパー穴７の内面において切削工具
の円筒部３の基端面に対向する位置にキーを設けた例を
示したが、これに限られることなく、工具主軸と切削工
具のうちの一方の部材において、他方の部材に対向する
部位の偏心位置、例えば切削工具の外フランジ２の端面
２ａや円筒部３の外周面３ａ、もしくは工具主軸の第一
のテーパー穴７の内周面７ａもしくは工具主軸の受け面
８にキー溝を形成し、他方の部材において一方の部材の
キー溝が設けられる部位に対向する位置にキーを設ける
構成とすれば、これらの配置は任意とすることができ
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明にかかる工作機械の工具位置決め
構造によれば、工具主軸と切削工具のうちの一方の部材
に前記のテーパー状突起が設けられ、他方の部材に前記
の凹部が設けられていて、工具主軸に切削工具を装着す
る際に、一方の部材に設けられるテーパー状突起に他方
の部材に設けられる凹部の内面が案内されるので、工具
主軸に対する切削工具の周方向の位置決めを高精度に行
うことができ、また位置決めの繰り返し精度も向上させ
ることができる。

【００４２】また、本発明にかかる工作機械の工具位置
決め構造によれば、工具主軸と切削工具のうちの一方の
部材に前記のキー溝が形成され、他方の部材にはキー溝
と係合するキーが設けられており、このキーは、キー溝
と同一幅もしくはわずかに幅が拡げられているので（ま
たはキー溝がキーと同一幅もしくはわずかに幅が狭めら
れているので）、キーとキー溝とを係合させた状態では
キーの両側面がキー溝の両内側面に密着することにな
る。そして、キーに他方の部材の周方向に略直交する向
きのスリットが設けられていて他方の部材の周方向に弾
性変形可能な弾性変形部が形成されている場合には、弾
性変形部が弾性変形した際の復元力によってキーの両側
面がキー溝の両内側面に押し付けられて固定されること
となり、切削工具の周方向の位置決め精度及び繰り返し
精度を向上させることができる。また、一方の部材にス
リットが設けられてキー溝に隣接して一方の部材の周方
向に弾性変形可能な弾性変形部が形成されている場合に
は、弾性変形部が弾性変形した際の復元力によってキー
溝の両内側面がキーの両側面に押し付けられて固定され
ることとなり、切削工具の周方向の位置決め精度及び繰
り返し精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施の形態にかかる工作機械
の工具位置決め構造が適用される切削工具及び工具主軸
の構成を示す縦断面図であって、（ａ）は全体図、
（ｂ）は（ａ）の拡大図である。

【図２】 本発明の第二の実施の形態にかかる工作機械
の工具位置決め構造が適用される切削工具及び工具主軸
の構成を示す縦断面図である。

【図３】 本発明の第三の実施の形態にかかる工作機械
の工具位置決め構造が適用される切削工具及び工具主軸
の構成を示す縦断面図である。

【図４】 本発明の第四の実施の形態にかかる工作機械
の工具位置決め構造が適用される切削工具及び工具主軸
の構成を示す縦断面図である。

【図５】 本発明の第五の実施の形態にかかる工作機械
の工具位置決め構造が適用される切削工具及び工具主軸
の他の構成例を示す縦断面図である。

【図６】 従来の工作機械による切削工具の保持構造を
示す縦断面図である。

【図７】 工作機械に適正に装着された切削工具と周方
向の位置がずれた状態で装着された切削工具のそれぞれ
の切削状態を概略的に示す図である。

【符号の説明】

１、２１、２６、３１、３６ 切削工具 ６、２２、２７、３２、３７ 工具主軸 １１ 第二のテーパー穴（凹部） １３ テーパーピン（テーパー状突起） １４ 付勢部材 ９ キー溝 ９ａ、９ｂ 内側面 １０、２８
キー １０ａ、１０ｂ、２８ａ、２８ｂ 側面 ２３ 台形溝
（凹部） ２９、３８ スリット ３０、３９
弾性変形部 Ｗ 被削材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 正昭 東京都墨田区両国４丁目25−９三和ビル４ Ｆ 三菱マテリアル株式会社超硬製品事業 部マーケティング部内 Ｆターム(参考） 3C016 FA29

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具主軸に装着される切削工具によって
   被削材の切削を行う工作機械の工具位置決め構造であっ
   て、 前記工具主軸と前記切削工具のうちの一方の部材には、
   他方の部材に対向する部位の偏心位置に、底部に向かう
   につれて前記一方の部材の周方向に対する幅が狭められ
   る凹部が形成され、 前記他方の部材には、先端に向かうにつれて前記他方の
   部材の周方向に対する幅が狭められて前記凹部と係合す
   るテーパー状突起が設けられていることを特徴とする工
   作機械の工具位置決め構造。
2. 【請求項２】 前記テーパー状突起が、前記工具主軸と
   前記切削工具のうちの前記他方の部材から前記一方の部
   材に向けて出没可能に設けられるテーパーピンによって
   構成されていることを特徴とする請求項１記載の工作機
   械の工具位置決め構造。
3. 【請求項３】 前記工具主軸と前記切削工具のうち、前
   記テーパーピンが設けられる方には、前記先端を突出さ
   せる向きに前記テーパーピンを付勢する付勢手段が設け
   られていることを特徴とする請求項２記載の工作機械の
   工具位置決め構造。
4. 【請求項４】 工具主軸に装着される切削工具によって
   被削材の切削を行う工作機械の工具位置決め構造であっ
   て、 前記工具主軸と前記切削工具のうちの一方の部材には、
   他方の部材に対向する部位の偏心位置に、前記一方の部
   材の周方向に向く内側面を有するキー溝が形成され、 前記他方の部材には該他方の部材の周方向を向く側面で
   前記キー溝と係合するキーが設けられており、該キー
   は、前記キー溝と同一幅もしくはわずかに幅が拡げら
   れ、さらに前記他方の部材の周方向に略直交する向きの
   スリットが設けられて、前記キーに前記他方の部材の周
   方向に弾性変形可能な弾性変形部が形成されていること
   を特徴とする工作機械の工具位置決め構造。
5. 【請求項５】 工具主軸に装着される切削工具によって
   被削材の切削を行う工作機械の工具位置決め構造であっ
   て、 前記工具主軸と前記切削工具のうちの一方の部材には、
   他方の部材に対向する部位の偏心位置に、前記一方の部
   材の周方向に向く内側面を有するキー溝が形成され、 前記他方の部材には該他方の部材の周方向を向く側面で
   前記キー溝と係合するキーが設けられており、 前記キー溝は、前記キーと同一幅もしくはわずかに幅が
   狭められ、さらに前記一方の部材において前記キー溝の
   近傍には、前記一方の部材の周方向に略直交する向きの
   スリットが設けられて、前記キー溝に隣接して前記一方
   の部材の周方向に弾性変形可能な弾性変形部が形成され
   ていることを特徴とする工作機械の工具位置決め構造。