JPH06114665A - Tool holding and replacing mechanism of machine tool - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a tool holding/replacing mechanism of machine tool, with which the torque in different value can be transmitted to a tool holder selectively by the spindle of one machine tool and also, a plurality of tool holders can be coupled with the spindle and be replaced using a single tool replacing gripper. CONSTITUTION:A plurality of tool holders 60, 70 holding different tools are coupled with the spindle 12 of a machine tool selectively and also are replaced using a tool replacing gripper, wherein each tool holder is provided with a gripping groove 56 in which the gripper is detained. The spindle is fitted with the first detaining means 38 and the secondary detaining means positioned outermore in radial direction from the axis than the first detaining means 38, and the holders consist of the first tool holder 60 to be engaged by the first detaining means 38 and the second tool holder 70 to be engaged by the second detaining means 40. The gripping grooves 56 in the first and second tool holders are positioned identical relative to the spindle 12 and given the same diameter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は工作機械の工具保持・
交換機構に係わり、特にいわゆるマシニングセンターの
主軸に対して、種々の工具を把持した複数の工具ホルダ
を工具交換クリッパによって選択的に連結、交換する機
構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to tool holding / holding for machine tools.
The present invention relates to an exchanging mechanism, and more particularly to a mechanism for selectively connecting and exchanging a plurality of tool holders holding various tools to a main shaft of a so-called machining center by a tool exchanging clipper.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、切削加工や研削加工のなどの機械
加工を自動的かつ効率よく行うために、いわゆるマシニ
ングセンタが多用されている。このマシニングセンタは
必要とする機械加工の種類に応じて適宜加工工具を選択
して自動的にこれを工作機械本体の主軸に取付け、所望
の加工を行うようになっている。ここで、種々の工具は
それぞれ工具ホルダに把持された状態で工作機械本体の
主軸に近接した位置にあるマガジンに据えつけられてお
り、このマガジンの中から選択された工具ホルダが、主
軸に装着されている工具ホルダと工具交換クリッパによ
って互いに交換されるような構造となっている。2. Description of the Related Art In recent years, so-called machining centers have been widely used to automatically and efficiently perform machining such as cutting and grinding. In this machining center, a machining tool is appropriately selected according to the type of machining required, and the machining tool is automatically attached to the spindle of the machine tool body to perform desired machining. Here, various tools are installed in a magazine near the spindle of the machine tool body while being held by the tool holder, and the tool holder selected from this magazine is mounted on the spindle. The tool holder and the tool changing clipper are exchanged with each other.

【０００３】ところで、主軸の回転によって行われる機
械加工の中にも、小径のエンドミルカッタなどを使用す
る場合のように比較的小さな回転トルクを工具ホルダに
伝達すれば事足りる場合と、例えばフェイスミルカッタ
などを使用する場合のように比較的大きな回転トルクを
工具ホルダに伝達する場合とがある。小さな回転トルク
の場合には従前からある主軸のキーを工具ホルダのキー
溝に係合させるような回転動力伝達機構が使用される
が、大きな回転トルクが必要とされる場合にはこのよう
な構造では充分な回転動力が伝達できない恐れがある。
そこで、従来においては、例えば特開平２−９５０６号
公報に記載のように、主軸の端面外周と、これに対向す
る工具ホルダの主軸側端面との間にいわゆるハースカッ
プリングやカービックカップリングを設け、工具ホルダ
を主軸に装着した際にこのカップリングが噛み合って回
転動力を伝達するようにしたものがある。By the way, even during machining performed by the rotation of the main shaft, it is sufficient to transmit a relatively small rotational torque to the tool holder as in the case of using a small-diameter end mill cutter, and for example, a face mill cutter. There is a case where a relatively large rotational torque is transmitted to the tool holder as in the case of using a tool such as. In the case of a small rotational torque, a rotary power transmission mechanism is used that engages the key of the existing spindle with the key groove of the tool holder, but when a large rotational torque is required, such a structure is used. May not be able to transmit sufficient rotational power.
Therefore, conventionally, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 295056, a so-called hearth coupling or a curbic coupling is provided between the outer circumference of the end surface of the spindle and the end surface of the tool holder facing the spindle. There is one in which this coupling is engaged with each other to transmit the rotational power when the tool holder is mounted on the main shaft.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のマシニングセン
タの主軸は、工具ホルダとの係合については、前述のキ
ーとキー溝との係合構造のみを目的として構成したもの
であり、従って一つのマシニングセンタの工作機械本体
でカービックカップリングの回転動力伝達機構を採用す
ることができなかった。すなわち、一つの工作機械本体
で小回転トルクから大回転トルクまでを伝達できるよう
なものがあれば、マシニングセンタとしての機能が一層
向上するにも拘わらず、従来のマシニングセンタの工作
機械本体には、種々の回転トルクを選択的に伝達できる
ようにした主軸構造ならびにそのための工具交換機構を
備えたものは全く存在しなかった。本発明は、このよう
な従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、一つの工作機械の主軸によって種々の回
転トルクを選択的に工具ホルダに伝達できるようにする
とともに、複数の工具ホルダを主軸に対して、単一の工
具交換グリッパによって連結、取り換えできるようにし
た工作機械の工具保持・交換機構を提供することであ
る。The main shaft of the conventional machining center is designed only for the engagement structure of the key and the key groove described above for the engagement with the tool holder, and therefore, one machining center is used. The rotary power transmission mechanism of the curvic coupling could not be adopted in the machine tool body of. That is, if there is a machine tool capable of transmitting a small rotation torque to a large rotation torque with a single machine tool main body, the machine tool main body of the conventional machining center has various functions even though the function as a machining center is further improved. There has never been a main shaft structure capable of selectively transmitting a rotating torque and a tool changing mechanism therefor. The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to enable various rotational torques to be selectively transmitted to a tool holder by a main shaft of one machine tool. , A tool holding and exchanging mechanism of a machine tool in which a plurality of tool holders can be connected and exchanged with a spindle by a single tool exchanging gripper.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明はこのような目的
を達成するために、工作機械の主軸に対して、種々の工
具を把持した複数の工具ホルダが、工具変換グリッパに
よって選択的に連結、取換えされ、各工具ホルダには前
記グリッパが係合する把持溝が設けられている工具保持
・交換機構において、主軸には、第１の係合手段と、こ
の第１の係合手段よりも軸中心から半径方向外側に位置
する第２の係合手段とが設けられ、複数の工具ホルダ
は、前記第１の係合手段に係合する第１の工具ホルダ
と、前記第２の係合手段に係合する第２の工具ホルダと
から成り、第１および第２の工具ホルダの前記把持溝
は、ともに主軸に対して同位置にかつ同一径に形成され
ている構成を有するものである。In order to achieve such an object, the present invention selectively connects a plurality of tool holders holding various tools to a spindle of a machine tool by a tool conversion gripper. In the tool holding and exchanging mechanism in which each tool holder is replaced with a gripping groove with which the gripper is engaged, the main shaft has a first engaging means and a first engaging means. Second engagement means located radially outward from the axis center are provided, and the plurality of tool holders include a first tool holder engaged with the first engagement means and the second engagement means. A second tool holder that engages with the coupling means, and the holding grooves of the first and second tool holders are both formed at the same position and the same diameter with respect to the spindle. is there.

【０００６】上記において、主軸は先端開口に向かって
拡径するテーパ状の軸穴を有し、各工具ホルダはこの軸
穴に相補するテーパシャンクを備える構造を有するのが
よい。In the above, it is preferable that the main shaft has a tapered shaft hole whose diameter increases toward the tip end opening, and each tool holder has a structure provided with a tapered shank complementary to this shaft hole.

【０００７】[0007]

【作用】前者の構造をとることにより、比較的小さな回
転トルクで事足りる場合には第１の工具ホルダに工具を
把持せしめてこれを第１の係合手段を介して主軸に装着
し、比較的大きな回転トルクを必要とする場合には、第
２の工具ホルダに工具を把持せしめてこれを第２の係合
手段を介して主軸に装着することになる。そして、これ
ら全ての工具ホルダは、主軸に対して同位置でかつ同一
径に形成された把持溝を有するので、単一の工具交換グ
リッパによって主軸に対して連結、取り換え作業を行う
ことが可能となる。第２の係合手段が主軸の外周端面に
設けられた複数の歯であり、第２の工具ホルダはこの歯
に噛合する歯を備えている場合、工具ホルダの芯だしが
可能になるばかりでなく、ここで、工具ホルダのシャン
クをテーパシャンクとし、軸穴をこれに相補する形状の
テーパにすることにより、このテーパ面での係合と歯の
噛合に基づく工具ホルダと主軸の端面の当接とにより、
横荷重に対して極めて高い剛性を提供することができ
る。By adopting the former structure, when a relatively small rotational torque is sufficient, the first tool holder is made to grip the tool, and this is mounted on the spindle through the first engaging means, When a large rotating torque is required, the tool is held by the second tool holder and is attached to the spindle via the second engaging means. And since all of these tool holders have grip grooves formed at the same position and the same diameter with respect to the spindle, it is possible to perform connection and replacement work with respect to the spindle with a single tool change gripper. Become. If the second engaging means is a plurality of teeth provided on the outer peripheral end surface of the main shaft, and the second tool holder has teeth meshing with these teeth, not only the tool holder can be centered. However, here, the shank of the tool holder is a tapered shank, and the shaft hole has a taper of a shape complementary to this, so that the tool holder and the end face of the spindle are brought into contact with each other based on the engagement at this tapered surface and the tooth engagement. Depending on the contact
It is possible to provide extremely high rigidity against lateral loads.

【０００８】[0008]

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
説明する。まず、図１にはマシニングセンタの工作機械
の一実施例の全体が示されている。工作機械本体１０は
その主軸（スピンドル）１２を下方に突出させて有し、
この主軸１２の下方に、被加工部材を設置するための、
前後左右に移動可能なテーブル１４が配置されている。
工作機械本体１０の側壁には工具マガジン１６が配置さ
れ、この工具マガジン１６には種々の工具を把持した複
数の工具ホルダが、それぞれ周方向に配置されたマガジ
ンポット２０に保持された状態で配置されている。マガ
ジンポット２０は周方向に移動可能であり、工具マガジ
ン１６のケース１７に設けられた切欠き２２に位置した
ときにサブポット２４に連結されるようになっている。
サブポット２４は前記主軸１２と平行に下方に突出する
位置から（図１参照）、略水平となって工具マガジン１
６内に収納される位置までの間を揺動可能にされてい
る。図１において、サブポット２４と主軸１２との間に
は工具交換アーム軸２６が上下に昇降可能にかつ該軸の
中心回りに回動可能に配設されている。この軸２６の先
端（下端）には工具交換アーム２８が固定され、このア
ーム２８の両端にはグリッパ３０が設けられている。各
グリッパ３０はその凹所３２において、後述する工具ホ
ルダの把持溝に係合できるようになっており、かつ脱落
防止用の爪３４を有している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. First, FIG. 1 shows an entire embodiment of a machine tool of a machining center. The machine tool body 10 has its main spindle (spindle) 12 protruding downward,
Below the main shaft 12, for installing a member to be processed,
A table 14 that is movable back and forth and left and right is arranged.
A tool magazine 16 is arranged on the side wall of the machine tool main body 10, and a plurality of tool holders holding various tools are arranged in the tool magazine 16 while being held in magazine pots 20 arranged in the circumferential direction. Has been done. The magazine pot 20 is movable in the circumferential direction, and is connected to the sub pot 24 when it is located in the notch 22 provided in the case 17 of the tool magazine 16.
The sub pot 24 becomes substantially horizontal from a position projecting downward in parallel with the main shaft 12 (see FIG. 1), and the tool magazine 1
6 is swingable up to the position where it is stored. In FIG. 1, a tool exchange arm shaft 26 is disposed between the sub pot 24 and the main shaft 12 so as to be vertically movable and rotatable about the center of the shaft. A tool changing arm 28 is fixed to the tip (lower end) of the shaft 26, and grippers 30 are provided at both ends of the arm 28. Each of the grippers 30 has a recess 32 that can be engaged with a grip groove of a tool holder, which will be described later, and has a drop-out preventing claw 34.

【０００９】図３及び図４には、前記主軸１２の先端構
造とこの主軸に装着される２種類の工具ホルダの構造の
実施例がそれぞれ示されている。ここで、図３に示され
た工具ホルダ６０は標準仕様すなわち比較的小さな回転
トルクを受けるのに適したものであり、一方図４に示さ
れた工具ホルダ７０は高荷重仕様すなわち比較的大きな
回転トルクを受けるのに適したものである。主軸１２
は、図３、図４にともに示すように、奥端に向かって縮
径するテーパ状の軸穴３６を有し、かつその先端面形状
はその中心寄りが外周よりも先端方向に突出する段形状
になっている。主軸１２の中央寄りの突出した最先端面
３７にはキー３８が先端方向に向かって突設されてい
る。また主軸１２の段状に奥まった外周端面３９にはい
わゆるカービックカップリング４０の一方４０ａが固定
ボルト４１を介して取り付けられている。従ってこのカ
ービックカップリング４０の歯４２は前記キー３８より
も半径方向外側に位置している。FIGS. 3 and 4 respectively show an embodiment of the tip structure of the main shaft 12 and the structure of two types of tool holders mounted on the main shaft. Here, the tool holder 60 shown in FIG. 3 is a standard specification, that is, suitable for receiving a relatively small rotating torque, while the tool holder 70 shown in FIG. 4 is a high load specification, that is, a relatively large rotating torque. It is suitable for receiving torque. Spindle 12
As shown in both FIGS. 3 and 4, has a tapered shaft hole 36 whose diameter decreases toward the rear end, and the shape of the tip end surface is a step in which the center portion thereof protrudes in the tip direction more than the outer periphery. It has a shape. A key 38 is provided so as to project toward the tip end on the protruding most distal end surface 37 near the center of the main shaft 12. Further, one side 40a of a so-called curbic coupling 40 is attached via a fixing bolt 41 to the outer peripheral end surface 39 which is recessed in a step shape of the main shaft 12. Therefore, the teeth 42 of the curvic coupling 40 are located radially outside the key 38.

【００１０】工具ホルダ６０および７０は、ともに、そ
の基端部において主軸１２の軸穴３６に挿入されるテー
パシャンク部５０を有し、このテーパシャンク部５０か
ら先端方向に続いて一体的にフランジ部５２およびこの
フランジ部５２よりも先端側にホルダ胴部５４を備え、
このホルダ胴部５４に種々の工具１８がそれら工具を把
持するのに適した把持機構を介して固定されている。フ
ランジ部５２の外周には、前記工具交換アーム２８のグ
リッパ３２が係合する断面Ｖ字状の把持溝５６が形成さ
れている。フランジ部５２自体の形状が２種類の回転ホ
ルダ６０および７０の間で異なるものの、この把持溝５
６の主軸１２に対する位置ならびにその外径は両工具ホ
ルダを通じて同一に形成されている。Both of the tool holders 60 and 70 have a tapered shank portion 50 which is inserted into the shaft hole 36 of the main shaft 12 at the base end portion thereof, and from the tapered shank portion 50 in the forward direction, the flanges are integrally formed. A holder body portion 54 is provided on the tip side of the portion 52 and the flange portion 52,
Various tools 18 are fixed to the holder body 54 via a gripping mechanism suitable for gripping the tools. A grip groove 56 having a V-shaped cross section is formed on the outer periphery of the flange portion 52, with which the gripper 32 of the tool changing arm 28 is engaged. Although the shape of the flange portion 52 itself is different between the two types of rotary holders 60 and 70, the holding groove 5
The position of 6 with respect to the spindle 12 and the outer diameter thereof are the same through both tool holders.

【００１１】標準仕様の工具ホルダ６０のフランジ部５
２は、図３に示すように、その一部外周に前記主軸１２
のキー３８が係合するキー溝６２を有し、主軸１２の回
転動力はキー３８とこのキー溝６２との係合構造を介し
て工具ホルダ６０に伝達される。なお前記ホルダ胴部５
４の外周にはチャックを構成する回転外筒６４が装着さ
れ、図示の例ではホルダ胴部５４にエンドミルカッタ１
８ａがチャッキングされている。一方、高荷重仕様の工
具ホルダ７０は、図４に示すように、フランジ部５２の
把持溝５６よりも基端側部分５２ａが先端側部分５２ｂ
よりも大径に形成されて主軸１２の外周端面３９の外周
と略同一径とされている。このフランジ部の基端側５２
ａの基端面には、前記カービックカップリング４０の他
方４０ｂが固定ボルト４１を介して固定されている。従
って、この工具ホルダ７０を主軸１２に装着した際に
は、カービックカップリングの両歯が互いに噛み合い、
主軸１２の回転動力はこのカービックカップリングを介
して工具ホルダ７０に伝達される。この装着状態におい
て主軸１２のキー３８が工具ホルダ７０に干渉するのを
避けるため、フランジ部５２には逃げ凹部７２が形成さ
れており、この装着時にキー３８は逃げ凹部７２内に浸
入するが、主軸１２の回転動力は伝達しない。またこの
実施例では、工具ホルダ７０側に固定されるカービック
カップリング４０ｂは、フランジ部の基端側５２ａ端面
よりも基端方向に突出し、その内周は主軸１２の先端方
向に突出する最先端面３７の外周に嵌まり合い、その接
触面にＯリング７４を有している。なお、図４に示す例
では、ホルダ胴部５４の先端に、保持ボルト７６とこの
保持ボルト７６が螺合されるボス部７８によって、例え
ば比較的大径のフェイスミルカッタ１８ｂが固定されて
いる。符号７９はホルダ胴部５４の回転動力を確実にフ
ェイスミルカッタ１８ｂに伝達するためのキーを示す。The flange portion 5 of the standard tool holder 60
As shown in FIG. 3, the reference numeral 2 indicates a part of the outer circumference of the main shaft 12
Of the main shaft 12 is transmitted to the tool holder 60 via the engagement structure of the key 38 and the key groove 62. The holder body 5
A rotating outer cylinder 64 that constitutes a chuck is attached to the outer periphery of the end mill cutter 1 in the illustrated example.
8a is chucked. On the other hand, in the tool holder 70 of high load specification, as shown in FIG. 4, the base end side portion 52a is more distal than the grip groove 56 of the flange portion 52.
The outer diameter of the outer peripheral end surface 39 of the main shaft 12 is substantially the same as the outer diameter of the outer peripheral end surface 39. The base end side 52 of this flange
The other side 40b of the curvic coupling 40 is fixed to the base end surface of a via a fixing bolt 41. Therefore, when the tool holder 70 is mounted on the spindle 12, both teeth of the curvic coupling mesh with each other,
The rotational power of the main shaft 12 is transmitted to the tool holder 70 via this curvic coupling. In order to prevent the key 38 of the spindle 12 from interfering with the tool holder 70 in this mounted state, the flange portion 52 is formed with an escape recess 72, and the key 38 penetrates into the escape recess 72 at the time of this attachment, The rotational power of the main shaft 12 is not transmitted. Further, in this embodiment, the curbic coupling 40b fixed to the tool holder 70 side projects in the proximal direction from the end face 52a of the flange portion in the proximal direction, and the inner circumference thereof projects in the distal direction of the spindle 12. The O-ring 74 is fitted on the outer periphery of the tip end surface 37 and the contact surface thereof. In the example shown in FIG. 4, a holding mill 76 and a boss 78 into which the holding bolt 76 is screwed are fixed to the tip of the holder body 54, for example, a face mill cutter 18b having a relatively large diameter. . Reference numeral 79 indicates a key for reliably transmitting the rotational power of the holder body 54 to the face mill cutter 18b.

【００１２】以上の構成により、標準仕様の工具ホルダ
６０が適する回転トルクよりも大きな回転トルクを工具
に伝達する必要がある場合には、カービックカップリン
グを備えた高荷重仕様の工具ホルダ７０を使用すればよ
く、一つのマシニングセンタの工作機械本体で小回転ト
ルクから大回転トルクの機械加工を行うことが可能とな
る。ここで、両工具ホルダにおいて、回転動力伝達手段
であるキー溝とカービックカップリングとが半径方向に
位置が異なって配置されているにも拘わらず、両工具ホ
ルダの把持講はともに主軸装着時に該主軸に対して同位
置にかつ同一径に形成されているので、各工具ホルダ用
に別々の工具交換グリッパを使用する必要がなくなり、
その効果は絶大である。伝達すべき回転トルクの仕様が
異なる工具ホルダを、従来一つの工作機械本体で使用で
きなかった理由は、特に単一の工具交換グリッパを使用
できなかったことが主要な原因であったが、上記構成に
よればこれを解決することができる。なお上記実施例に
おいては、高荷重仕様の動力伝達手段として歯と歯の噛
合構造であるカービックカップリングを使用したので、
工具ホルダの主軸に対する芯だしが可能となる。また、
このような主軸端面と工具ホルダ端面との間の歯の噛合
構造すなわち前記両端面が当接する構造に加え、主軸１
２の軸穴３６と工具ホルダのテーパシャンク部５０との
接触部はテーパ面となっているため、工具ホルダの主軸
奥端方向への引き込み力を必要最小限にした状態でも、
工具ホルダに作用する横荷重等に対して高い剛性を提供
することができる。すなわち、工具ホルダと主軸の端面
が当接しているだけの構造、例えばカービックカップリ
ングを使用するものの工具ホルダがストレートシャンク
を有する構造では大回転トルクを伝達できるものの軸に
直角な横荷重に対しては充分にこれを支えることはでき
ず、端面の一部が互いに離れてしまうことがあり、これ
を防止するためには極めて強い力で工具ホルダを主軸奥
端へ引き込まなければならない。この問題に関し、上記
実施例では、工具ホルダのシャンクと主軸の軸穴とをテ
ーパ面で係合させるので、この構造によっても前記横荷
重を支えることができ、前述の端面同志の当接構造と相
まって横荷重等に対して高い剛性を発揮でき、ひいては
工具ホルダの引き込み力を最小にすることができる。な
お、従来においても、工具ホルダのシャンクをテーパシ
ャンクとしたものがあるが、この場合、加工精度の問題
から工具ホルダの端面と主軸の端面は当接させない構造
をとっていたものである。ここで、工具ホルダがストレ
ートシャンクを有するものとし、主軸の軸穴をテーパ状
にし、両者間にテーパ状のスリーブを介在させることも
考えられる。しかし、この場合前記スリーブを軸穴内に
保持させるために工具ホルダとの間にスプリングを介装
させてスリーブを奥端方向に付勢する手段が必要とな
り、構造が複雑となるばかりでなく、スプリングの反力
に打ち勝つために工具ホルダを極めて大きな力で奥端方
向へ引き込まなければならない。上記構成ではこのよう
な問題も解決することができる。With the above construction, when it is necessary to transmit a rotation torque larger than the rotation torque suitable for the standard tool holder 60 to the tool, a high load specification tool holder 70 equipped with a curbic coupling is used. It suffices to use it, and it becomes possible to machine from a small rotation torque to a large rotation torque with the machine tool body of one machining center. Here, in both tool holders, the key groove that is the rotational power transmission means and the curvic coupling are arranged at different positions in the radial direction. Since it is formed in the same position and the same diameter with respect to the spindle, it is not necessary to use a separate tool change gripper for each tool holder,
The effect is tremendous. The main reason why tool holders with different specifications of rotational torque to be transmitted could not be used with one machine tool body in the past was that a single tool change gripper could not be used. According to the configuration, this can be solved. In the above embodiment, since the carbic coupling, which is a tooth-to-tooth meshing structure, is used as the power transmission means for high load specifications,
The tool holder can be centered on the spindle. Also,
In addition to the tooth meshing structure between the end face of the spindle and the end face of the tool holder, that is, the structure in which the both end faces abut, the spindle 1
Since the contact portion between the second shaft hole 36 and the taper shank portion 50 of the tool holder is a tapered surface, even when the pulling force of the tool holder in the innermost direction of the spindle is minimized,
It is possible to provide high rigidity against lateral load or the like acting on the tool holder. That is, in a structure in which the tool holder and the end face of the main shaft are only in contact with each other, for example, in a structure where a tool holder using a curvic coupling has a straight shank, a large rotational torque can be transmitted but a lateral load perpendicular to the shaft is applied. Cannot support it sufficiently, and the end faces may partly separate from each other, and in order to prevent this, the tool holder must be pulled into the inner end of the spindle with extremely strong force. With respect to this problem, in the above-described embodiment, since the shank of the tool holder and the shaft hole of the main shaft are engaged with each other by the tapered surface, the lateral load can be supported by this structure as well, and the contact structure between the end surfaces described above can be achieved. Together with this, high rigidity can be exhibited against lateral loads and the like, and the pulling force of the tool holder can be minimized. In the prior art, there is a tool holder whose shank is a tapered shank, but in this case, the end surface of the tool holder and the end surface of the spindle are not in contact with each other due to the problem of machining accuracy. It is also conceivable that the tool holder has a straight shank, the shaft hole of the main shaft is tapered, and a tapered sleeve is interposed between the two. However, in this case, in order to hold the sleeve in the shaft hole, a means for interposing a spring between the tool holder and urging the sleeve toward the rear end is required, which not only complicates the structure but also increases the spring. In order to overcome the reaction force of the tool holder, it is necessary to pull the tool holder toward the rear end with an extremely large force. The above configuration can also solve such a problem.

【００１３】なお以上の実施例では、大きな回転トルク
を伝達する手段として、カービックカップリングを使用
した例を示したが、本発明はこれに限定する必要はな
く、例えばいわゆるハースカップリングを使用してもよ
く、またはその他の回転動力を伝達できるいかなる係合
手段を使用してもよい。すなわち、大回転トルク伝達と
いう目的のためには、実質的に、標準仕様の係合手段よ
りも半径方向外側に位置する別の係合手段を使用すれば
よく、剛性の向上のためには工具ホルダと主軸の端面が
当接するような構造であればよく、係合手段の具体的構
成は限定すべきものではない。In the above embodiments, the example of using a curbic coupling as means for transmitting a large rotational torque is shown, but the present invention is not limited to this, and for example, a so-called hearth coupling is used. Or any other engagement means capable of transmitting rotational power may be used. That is, for the purpose of transmitting a large rotational torque, it suffices to use another engagement means located substantially radially outside the engagement means of the standard specification, and in order to improve the rigidity, the tool holder. It suffices that the structure is such that the end face of the main shaft comes into contact with the main shaft, and the specific structure of the engaging means is not limited.

【００１４】[0014]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主軸に対して半径方向における位置が異なる２つの係合
手段を設け、工具ホルダとしてどちらかの係合手段に係
合する２種類のものを備え、但し各工具ホルダの把持溝
がともに主軸に対して同位置にかつ同一径に形成される
ように構成したので、単一の工具交換グリッパによって
これら２種類の工具ホルダを把持してこれを交換するこ
とができるという優れた効果がある。ここで、主軸はテ
ーパ状の軸穴を有し、各工具ホルダはテーパシャンクを
備えるので、工具ホルダを主軸奥端方向に引っ張る力を
最小限に抑えつつ横荷重に対する工具ホルダの剛性を向
上させることができるという効果もある。As described above, according to the present invention,
Two engaging means having different positions in the radial direction with respect to the spindle are provided, and two types of tool holders that engage with either of the engaging means are provided, provided that the holding grooves of each tool holder are both relative to the spindle. Since they are formed at the same position and have the same diameter, there is an excellent effect that these two kinds of tool holders can be gripped and replaced by a single tool replacement gripper. Here, since the main shaft has a tapered shaft hole and each tool holder is provided with a taper shank, the rigidity of the tool holder against lateral load is improved while minimizing the force for pulling the tool holder toward the main shaft rear end direction. There is also the effect that you can.

【００１５】[0015]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の工作機械の工具保持・交換機構の一実
施例の全体を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an entire embodiment of a tool holding / replacement mechanism of a machine tool of the present invention.

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.

【図３】同実施例における標準仕様の工具ホルダを主軸
に装着した状態を示す切り欠き側面図である。FIG. 3 is a cutaway side view showing a state in which a tool holder of standard specifications is mounted on a spindle according to the embodiment.

【図４】同実施例において高荷重仕様の工具ホルダを主
軸に装着した状態を示す切り欠き側面図である。FIG. 4 is a cutaway side view showing a state in which a tool holder with high load specifications is mounted on a spindle in the embodiment.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 嚴一 愛知県名古屋市名東区貴船一丁目204番地 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor, Koichi Sato, 204-1 Kibune, Meito-ku, Nagoya, Aichi

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 工作機械の主軸に対して、種々の工具を
把持した複数の工具ホルダが、工具交換グリッパによっ
て選択的に連結、取換えされ、各工具ホルダには前記グ
リッパが係合する把持溝が設けられている工具保持・交
換機構において、主軸には、第１の係合手段と、この第
１の係合手段よりも軸中心から半径方向外側に位置する
第２の係合手段とが設けられ、複数の工具ホルダは、前
記第１の係合手段に係合する第１の工具ホルダと、前記
第２の係合手段に係合する第２の工具ホルダとから成
り、第１および第２の工具ホルダの前記把持溝は、とも
に主軸に対して同位置にかつ同一径に形成されている工
具保持・交換機構。1. A grip for engaging a spindle of a machine tool with a plurality of tool holders gripping various tools by a tool exchanging gripper to selectively connect and replace the tool holders with which the gripper engages. In the tool holding / replacement mechanism provided with the groove, the main shaft is provided with a first engaging means and a second engaging means located radially outward of the shaft center with respect to the first engaging means. Is provided, and the plurality of tool holders includes a first tool holder that engages with the first engagement means and a second tool holder that engages with the second engagement means. A tool holding / replacement mechanism in which the grip grooves of the second tool holder are formed at the same position and have the same diameter with respect to the spindle. 【請求項２】 第１の係合手段は主軸の先端面から突出
するキーであり、第１の工具ホルダはこのキーに回転方
向に係合するキー溝を有する請求項１記載の工具保持・
交換機構。2. The tool holding / holding device according to claim 1, wherein the first engaging means is a key projecting from a tip end surface of the main shaft, and the first tool holder has a key groove engaging with the key in a rotational direction.
Exchange mechanism. 【請求項３】 第２の係合手段は主軸の外周端面に設け
られた複数の歯であり、第２の工具ホルダはこの歯に噛
合する歯を備えている請求項１記載の工具保持・交換機
構。3. The tool holding / holding device according to claim 1, wherein the second engaging means is a plurality of teeth provided on an outer peripheral end surface of the main shaft, and the second tool holder is provided with teeth meshing with the teeth. Exchange mechanism. 【請求項４】 主軸は先端開口に向かって拡径するテー
パ状の軸穴を有し、各工具ホルダはこの軸穴に相補する
テーパシャンクを備える請求項３記載の工具保持・交換
機構。4. The tool holding and exchanging mechanism according to claim 3, wherein the main shaft has a tapered shaft hole whose diameter increases toward the tip opening, and each tool holder is provided with a taper shank complementary to this shaft hole. 【請求項５】 第２の工具ホルダは、更に、主軸への装
着時に第１の係合手段との干渉を避ける逃げ凹部を有す
る請求項３記載の工具保持・交換機構。5. The tool holding / replacement mechanism according to claim 3, wherein the second tool holder further has a relief recess for avoiding interference with the first engaging means when the second tool holder is mounted on the spindle.