JP3174626U - 工具保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】芯ぶれの発生を抑制するための設計の自由度を高くし、比較的大型な精密部品であるシャンクを多数用意しなければならないという不具合の発生を抑制し得る工具保持装置を提供する。
【解決手段】シャンクＳを、シャンク本体１と工具保持部材２とによって構成し、凸型インロー部１３１が凹型インロー部２２１に嵌合した状態で当接面２１が係止面１２に密着するまで雄ねじ部１３２を雌ねじ部２２２に螺合させてシャンク本体１に工具保持部材２を装着してシャンクＳを構成するようにしている工具保持装置Ｈとした。
【選択図】図２

Description

本考案は、工作機械に着脱可能に装着される工具保持装置に関する。

従来、この種の工具保持装置として、例えば工作機械のスピンドルに着脱可能に嵌着されるテーパ面を有したシャンクと、このシャンクの外方端側に設けられ各種の工具や工具を保持したホルダを着脱可能に取り付けるためのコレットチャックと、前記シャンクの内方端側に設けられこのシャンクを前記スピンドルに固定するためのプルスタッドとを具備してなるものが知られている（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、このような工具保持装置においては、次のような課題が指摘されている。

すなわち、コレットチャックにより工具を直接又は間接的に保持している場合、その把握力に限界があるため、連続して使用していると芯ぶれを招く可能性がある。このような不具合を解消するには、シャンクに直接工具を固定することが望ましいが、従来のシャンクは一体構成品であるため各工具に対応させて大型精密部品であるシャンクをそれぞれ用意することは現実的でない。

また、コレットチャック等のチャックにも寸法的な守備範囲があるとともに工具の種類により異なった形状を要求されることがある。そのため、種々の工具を工作機械に装填できるようにするには多くの寸法や形状の異なるチャックを用意しておく必要がある。その結果、種々のチャックをシャンクに設けてなる工具保持装置を必要としている。この点からも大型精密部品であるシャンクを多数必要としている。

なお、工具を保持するホルダを、チャックを介して前記シャンクに着脱可能に取り付けるようにして前述した不具合すなわちシャンクを多数必要とするという不具合を勘案するようにしたものも存在している。しかしながら、このものも前述したコレットチャックに起因した芯ぶれの発生を十分に抑制することには限界がある。

特開２００９−４５７１６号公報

本考案は、このような課題に着目してなされたものであって、芯ぶれの発生を抑制するための設計の自由度を高くすることができ、しかも、多くの工具に対応するには比較的大型な精密部品であるシャンクを多数用意しなければならないという不具合の発生を抑制することができる工具保持装置を提供することにある。

すなわち、本考案の工具保持装置は次のような構成をなしている。

請求項１に記載の工具保持装置は、工作機械のスピンドルに着脱可能に装着されるシャンクを備えてなる工具保持装置であって、前記シャンクが、前記スピンドルに嵌合するテーパ面を有したシャンク本体と、このシャンク本体に着脱可能に装着された工具保持部材とを具備したものであり、前記シャンク本体が、軸心に直交する係止面と、この係止面よりも突出させて設けられ軸心を前記シャンクの軸心に一致させた外周面を有する突出軸部と、この突出軸部の外周面に設けられた凸型インロー部と、この凸型インロー部に隣接させて前記外周面に設けられた雄ねじ部とを備えたものであり、前記工具保持部材が、軸心に直交する当接面と、この当接面よりも凹陥させて設けられ軸心を前記シャンクの軸心に一致させた内周面を有する凹陥部と、この凹陥部に設けられた凹型インロー部と、この凹型インロー部に隣接させて前記内周面に設けられた雌ねじ部とを備えたものであり、前記凸型インロー部が前記凹型インロー部に嵌合した状態で前記当接面が前記係止面に密着するまで前記雄ねじ部を前記雌ねじ部に螺合させて前記シャンク本体に前記工具保持部材を装着して前記シャンクを構成しているものである。

請求項２に記載の工具保持装置は、請求項１に係る構成において、前記雄ねじ部が、前記突出軸部の外周面における凸型インロー部よりも軸先端側に設けられているとともに、前記雌ねじ部が、前記凹陥部の内周面における凹型インロー部よりも奥端側に設けられているものである。

請求項３に記載の工具保持装置は、請求項１又は２に係る構成において、前記工具保持部材が、工具を取り付けるための工具取付部を備えたものである。

請求項４に記載の工具保持装置は、請求項３に係る構成において、前記工具取付部が、溶接継ぎ手を介して工具が一体に取り付けられる深中繰り用の延出部であるものである。

請求項５に記載の工具保持装置は、請求項３に係る構成において、前記工具取付部が、工具を保持するチャックを設けるための延出部であるものである。
。

請求項６に記載の工具保持装置は、工作機械のスピンドルに着脱可能に装着されるシャンクを備えてなる工具保持装置であって、前記シャンクが、前記スピンドルに嵌合するテーパ面を有したシャンク本体と、このシャンク本体に着脱可能に装着された工具保持部材とを具備したものであり、前記シャンク本体が、軸心に直交する係止面と、この係止面よりも突出させて設けられ軸心を前記シャンクの軸心に一致させた外周面を有する突出軸部と、この突出軸部における外周面に設けられた雄ねじ部とを備えたものであり、前記工具保持部材が、軸心に直交する当接面と、この当接面よりも凹陥させて設けられ軸心を前記シャンクの軸心に一致させた内周面を有する凹陥部と、この凹陥部の内周面に設けられた雌ねじ部とを備えたものであり、前記当接面が前記係止面に密着するまで前記雄ねじ部を前記雌ねじ部に螺合させて前記シャンク本体に前記工具保持部材を装着して前記シャンクを構成したことを特徴とする。

以上説明したように本考案によれば、芯ぶれの発生を抑制するための設計の自由度を高くすることができるのみならず、多くの工具に対応するには比較的大型な精密部品であるシャンクを多数用意しなければならないという不具合の発生を好適に抑制するものとなる。

本考案の一実施形態を示す斜視図。 同実施形態を示す側面図。 同実施形態におけるシャンク本体を示す側面図。 同実施形態における工具保持部材を示す側面図。 他の実施形態である工具保持部材を概略的に示す側面図。 他の実施形態である工具保持部材を概略的に示す側面図。 他の実施形態である工具保持部材を概略的に示す側面図。

以下、本考案の一実施形態を、図１〜図４を参照して説明する。

この実施形態は、本考案を深中繰り用の工具Ｋを保持する工具保持装置Ｈに適用した場合のものである。

この工具保持装置Ｈは、工作機械ＭのスピンドルＭ１に着脱可能に装着されるシャンクＳを主体に構成されたもので、このシャンクＳの外方端部に深中繰り用の工具Ｋを取り付けるための工具取付部２３を有するとともに前記シャンクＳの内方端部にこのシャンクＳを前記スピンドルＭ１に固定するためのプルスタッドＰを設けている。

ここで、「内方端部」とは工作機械Ｍに向かう側すなわち工作機械Ｍに近い側の端部を意味し、「外方端部」とは工作機械Ｍから遠ざかる側すなわち工作機械Ｍから遠い側の端部を意味する。

シャンクＳは、前記スピンドルＭ１に嵌合するテーパ面１１を有したシャンク本体１と、このシャンク本体１に着脱可能に装着された工具保持部材２とを具備したものである。

詳述すれば、シャンク本体１は、軸心に直交する係止面１２と、この係止面１２よりも突出させて設けられ軸心を前記シャンクＳの軸心に一致させた外周面ｇを有する突出軸部１３と、この突出軸部１３の外周面ｇに設けられた凸型インロー部１３１と、この凸型インロー部１３１に隣接させて前記外周面ｇに設けられた雄ねじ部１３２とを備えたものである。具体的には、シャンク本体１は、截頭円錐体状のもので、その外方端側に内鍔部１４と外鍔部１５とを備えている。内鍔部１４と外鍔部１５とは隣接して設けられ、外鍔部１５は内鍔部１４よりも工具保持部材２側に位置しており、内鍔部１４は外鍔部１５よりも工作機械Ｍ側に位置している。内鍔部１４には、工作機械Ｍに設けられた係止凸部Ｍ２と係わり合う空転防止用のキー溝１４１が形成されている。また、外鍔部１５の外方端には、前記係止面１２が環状に形成されているとともにこの係止面１２の内側すなわち軸心側に前記突出軸部１３が一体に設けられている。そして、前記雄ねじ部１３２が、前記突出軸部１３の外周面ｇにおける凸型インロー部１３１よりも軸先端側に設けられている。しかして、前記凸型インロー部１３１の外径は前記雄ねじ部１３２の外径よりも若干大きく設定されている。シャンク本体１の内方端には前記プルスタッドＰを取り付けるためのプルスタッド取付部が設けられているが、このプルスタッド取付部は通常のものであるため図示及び詳細な説明を省略する。

工具保持部材２は、軸心に直交する当接面２１と、この当接面２１よりも凹陥させて設けられ軸心を前記シャンクＳの軸心に一致させた内周面ｈを有する凹陥部２２と、この凹陥部２２に設けられた凹型インロー部２２１と、この凹型インロー部２２１に隣接させて前記内周面ｈに設けられた雌ねじ部２２２とを備えたものである。具体的には、工具保持部材２は、前記シャンク本体１の突出軸部１３を包持する碗状のもので、基端側に前記当接面２１が環状に形成されているとともに、この当接面２１よりも内側すなわち軸心側に前記凹陥部２２が一体に凹設されている。そして、前記雌ねじ部２２２が、前記凹陥部２２の内周面ｈにおける凹型インロー部２２１よりも奥端側に設けられている。しかして、前記凹型インロー部２２１の内径は前記雌ねじ部２２２の内径よりも若干大きく設定されている。工具保持部材２の先端側には工具取付部２３が一体に設けられている。この工具取付部２３は、先端に向かって漸次小径となるロッド状の延出部であり、その先端に深中繰り用の工具Ｋが溶接継ぎ手ｔを介して固設されている。

以上のようにしてなる前記シャンク本体１に前記工具保持部材２を装着することによりシャンクＳを構成している。すなわち、図１及び図２に示すように、前記凸型インロー部１３１が前記凹型インロー部２２１に嵌合した状態で前記当接面２１が前記係止面１２に密着するまで前記雄ねじ部１３２を前記雌ねじ部２２２に螺合させて前記シャンク本体１に前記工具保持部材２を装着することにより前記シャンクＳを構成している。なお、前記凸型インロー部１３１と凹型インロー部２２１との嵌合状態におけるはめあいはＨ７（２２１）及びｇ６（１３１）程度に設定しておくのが好ましい。また、雄ねじ部１３２と雌ねじ部２２２との噛み合いは雄ねじ、雌ねじともＪＩＳ １級 細目ねじ相当に設定しておくのが望ましい。

このように、本実施形態に係る工具保持装置Ｈであれば、シャンクＳをシャンク本体１とこのシャンク本体１に着脱可能に設けられる工具保持部材２とによって構成しているので、シャンク本体１を共通化したうえで、工具保持部材２を種々の工具Ｋに対応したものにすることにより、多様な工具Ｋを保持することが可能になる。しかも、シャンク本体１と工具保持部材２との結合構造を前述したようなものにしておけば、シャンク本体１に対して工具保持部材２を容易に取り外して交換することができ、且つ、正確に組み付け直すことが可能になる。

その上、このようなものであれば、シャンク本体１に工具保持部材２を組み付けた際にシャンク本体１と工具保持部材２との軸心を正確に一致させた状態で係止面１２と当接面２１とが密着することになる。したがって、シャンクＳを、シャンク本体１と工具保持部材２とに分割しているにもかかわらず使用時においては一体型のシャンクに勝るとも劣らない性能を発揮しうることになる。

この実施形態に示す工具保持装置Ｈであれば、深中繰り用の工具Ｋをコレクトチャックを介することなしにシャンクＳに支持させることができ、芯ぶれのない高精度の加工が可能になる。しかも、種々の工具Ｋを保持した工具保持部材２を複数種類用意しておけばシャンク本体１を共通化した上で多様な加工に柔軟に対応することが可能になる。

なお、本考案は、以上に詳述した実施形態に限られるものではなく、工具保持部材に種々の工具を直接又は間接的に保持させるものであればどのようなものであってもよい。以下、他の実施形態について説明するが、前述した実施形態と同一又は相当する構成については、同一の符号を付した上で説明を省略する。

図５に示すものは、前記工具取付部５が、工具を保持するチャック５１を設けるための延出部である場合のものである。すなわち、この実施形態は、工具保持部材２の延出部５の先端側にコレクトチャックＣを介して工具Ｋを間接的に保持し得るようにしたものである。具体的には、前記コレクトチャックＣは、前記延出部５の内周に設けたテーパ孔５２と、このテーパ孔５２内に装着したチャック５１と、このチャック５１をテーパ孔５２内に圧入するためのナット５３とを具備してなるもので、前記ナット５３は前記延出部５の外周に形成した雄ねじ部ｍ１に螺合進退可能に装着されている。このような構成のものであれば、従来のような、シャンクに第一のコレクトチャックを介して工具を保持するホルダを第二のコレクトチャックを介してシャンクに取り付ける場合に比べて、芯ぶれを確実に抑制することが可能になる。

図６に示すものは、工具取付部６が、工具Ｋを保持するチャックＤを設けるための延出部６である場合のものである。すなわち、この実施形態は、工具保持部材２の延出部６の先端側にドリルチャックＤを介して工具Ｋを間接的に保持し得るようにしたものである。具体的には、前記ドリルチャックＤは、前記延出部５の先端に突設された雄ねじ６１に螺着されたもので、ドリルチャックＤ自体の構成については従来のものと同一であるため説明を省略する。このような構成のものであれば、従来のような、シャンクにコレクトチャックを介してドリルチャックを有したホルダを取り付け、このドリルチャックに工具であるドリルを保持させる場合に比べて芯ぶれを確実に抑制することが可能になる。

図７に示すものは、工具取付部７が、フライスアーバＦを構成するための延出部である場合のものである。すなわち、この実施形態は、工具保持部材２の延出部７の先端側に工具Ｋであるフライス刃７１を保持したフライスアーバＦを設けたものである。具体的には、前記フライスアーバＦは、延出部７の先端に設けられフライス刃７１を受ける鍔部７２と、この鍔部７２の中心部から突設され前記フライス刃７１の軸孔７１１を一体的に保持する駆動軸部７３と、この駆動軸部７３の先端に螺着されフライス刃７１が駆動軸部７３から外れるのを防止するクランプボルト７４とを具備したものである。このような構成のものであれば、従来のような、シャンクにコレクトチャックを介してフライスアーバを保持させる場合に比べて芯ぶれを確実に抑制することが可能になる。

以上説明した他の実施形態に示すものの以外にも、工具と工具保持部材との接続態様としては種々のものが考えられるのはもちろんのことであり、例えば、工具と工具保持部材とを焼きばめにより接続するようにしてもよい。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…シャンク本体
２…工具保持部材
１２…係止面
１３…突出軸部
２１…当接面
２２…凹陥部
２３…工具取付部
１３１…凸型インロー部
１３２…雄ねじ部
２２１…凹型インロー部
２２２…雌ねじ部
Ｋ…工具
Ｍ…工作機械
Ｍ１…スピンドル
Ｈ…工具保持装置

Claims (6)

1. 工作機械のスピンドルに着脱可能に装着されるシャンクを備えてなる工具保持装置であって、
   前記シャンクが、前記スピンドルに嵌合するテーパ面を有したシャンク本体と、このシャンク本体に着脱可能に装着された工具保持部材とを具備したものであり、
   前記シャンク本体が、軸心に直交する係止面と、この係止面よりも突出させて設けられ軸心を前記シャンクの軸心に一致させた外周面を有する突出軸部と、この突出軸部の外周面に設けられた凸型インロー部と、この凸型インロー部に隣接させて前記外周面に設けられた雄ねじ部とを備えたものであり、
   前記工具保持部材が、軸心に直交する当接面と、この当接面よりも凹陥させて設けられ軸心を前記シャンクの軸心に一致させた内周面を有する凹陥部と、この凹陥部に設けられた凹型インロー部と、この凹型インロー部に隣接させて前記内周面に設けられた雌ねじ部とを備えたものであり、
   前記凸型インロー部が前記凹型インロー部に嵌合した状態で前記当接面が前記係止面に密着するまで前記雄ねじ部を前記雌ねじ部に螺合させて前記シャンク本体に前記工具保持部材を装着して前記シャンクを構成していることを特徴とする工作機械用の工具保持装置。
2. 前記雄ねじ部が、前記突出軸部の外周面における凸型インロー部よりも軸先端側に設けられているとともに、前記雌ねじ部が、前記凹陥部の内周面における凹型インロー部よりも奥端側に設けられている請求項１記載の工作機械用の工具保持装置。
3. 前記工具保持部材が、工具を取り付けるための工具取付部を備えたものである請求項１又は２記載の工作機械用の工具保持装置。
4. 前記工具取付部が、溶接継ぎ手を介して工具が一体に取り付けられる深中繰り用の延出部である請求項３記載の工作機械用の工具保持装置。
5. 前記工具取付部が、工具を保持するチャックを設けるための延出部である請求項３記載の工作機械用の工具保持装置。
6. 工作機械のスピンドルに着脱可能に装着されるシャンクを備えてなる工具保持装置であって、
   前記シャンクが、前記スピンドルに嵌合するテーパ面を有したシャンク本体と、このシャンク本体に着脱可能に装着された工具保持部材とを具備したものであり、
   前記シャンク本体が、軸心に直交する係止面と、この係止面よりも突出させて設けられ軸心を前記シャンクの軸心に一致させた外周面を有する突出軸部と、この突出軸部における外周面に設けられた雄ねじ部とを備えたものであり、
   前記工具保持部材が、軸心に直交する当接面と、この当接面よりも凹陥させて設けられ軸心を前記シャンクの軸心に一致させた内周面を有する凹陥部と、この凹陥部の内周面に設けられた雌ねじ部とを備えたものであり、
   前記当接面が前記係止面に密着するまで前記雄ねじ部を前記雌ねじ部に螺合させて前記シャンク本体に前記工具保持部材を装着して前記シャンクを構成したことを特徴とする工作機械用の工具保持装置。

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