JPH08108302A

JPH08108302A - 工具ホルダー

Info

Publication number: JPH08108302A
Application number: JP6243090A
Authority: JP
Inventors: Masaichi Matsumoto; 政一松本
Original assignee: Nikken Kosakusho Works Ltd
Current assignee: Nikken Kosakusho Works Ltd
Priority date: 1994-10-06
Filing date: 1994-10-06
Publication date: 1996-04-30
Also published as: TW385266B

Abstract

(57)【要約】【目的】マシンニングセンタ等の工作機械に対し、工
具ホルダーを用いてエンドミル等の工具を装着する場合
であって、工作機械に対する工具ホルダーの装着及び取
り外しが容易且つ確実に行えるようにする。【構成】工具ホルダーのシャンク部４まわりに螺旋溝
４ａを形成し、この螺旋溝４ａ内とテーパスリーブ３の
内周面との間で潤滑材を封入させるようにした。これに
よりシャンク部４とテーパスリーブ３との間に潤滑材が
長年にわたり確実に保持される。また、テーパスリーブ
３には、その周肉部の一部に軸方向に沿ったすり割り部
３ａを形成させ、このすり割り部３ａ内に弾性材３ｂを
詰め込むようにした。この弾性材３ｂがテーパスリーブ
３を常時拡径方向へ付勢するので、工作機械の主軸に設
けられたテーパ孔からの脱出が容易且つ確実に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸に着脱
自在に装着される工具ホルダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンター等の工作機械におい
ては、自動工具交換装置が設けられ、該自動工具交換装
置により、工具を取り付けた工具ホルダーを工作機械の
主軸に着脱自在に交換可能としている。そして、主軸に
装着された工具ホルダーは、主軸のテーパ孔と工具ホル
ダーのシャンク部のテーパ面との一箇所の接触において
結合され、且つ、主軸に内装された引張手段により軸方
向内側に引っ張られてテーパ孔とテーパ面との当接が強
化されることにより、工具ホルダーは主軸に強固に固定
される。この主軸と工具ホルダーとの結合強度（結合剛
性）は、加工精度に影響を与える。もしこの結合剛性が
小さいと重切削や高速回転に耐えられず、ビビリや振動
及び工具の倒れや心振れ等が発生する。

【０００３】前記結合強度を向上させるためには、前記
引張手段の引っ張り強さを増大させる必要があるが、し
かし、この引張手段の引っ張り力を増大させるにのには
限界がある。そこで、引っ張り力を増大させずに、その
結合剛性を増大させるようにした工具ホルダーとして、
例えば、実開昭６３−５３６０５号公報に記載のものが
公知である。

【０００４】この従来の工具ホルダーは、工作機械の主
軸のテーパ孔に嵌合するスリーブと、該スリーブに軸方
向相対移動を許容されて挿通されたシャンク部と、該シ
ャンク部と一体的に設けられて前記主軸の端面に当接す
るフランジ部と、該フランジ部と前記スリーブとの間に
設けられた弾性部材とを有したものであった。前記弾性
部材には、シャンク部まわりで環状を成す一枚もののゴ
ム弾性体や、複数の皿バネを交互に逆向きに組み合わせ
た皿バネ組体を用いるようにしていた。

【０００５】前記従来の工具ホルダーは、そのフランジ
部の外周面に凹設された周溝部を自動工具交換装置のア
ームで把持することにより、工作機械の主軸のテーパ孔
に着脱自在に装着される。この装着の時、スリーブ外周
面のテーパ面が主軸のテーパ孔に嵌合し、主軸端面とフ
ランジ端面との間には、所定の隙間が形成されている。

【０００６】そして、主軸に内装された引張手段により
工具ホルダーが主軸内方に引き込まれることによりフラ
ンジ端面が主軸端面に当接する。このとき、スリーブ
は、弾性部材によって押圧され、主軸のテーパ孔との結
合を強固にすると共に、スリーブの内径が縮径して、ス
リーブとシャンク部との結合が強化される。即ち、前記
従来の工具ホルダーは、工作機械の主軸のテーパ孔と工
具ホルダーのシャンク部のテーパ面、及び、主軸端面と
工具ホルダーのフランジ部端面の二箇所で主軸に密着当
接し、且つ、スリーブとシャンク部との結合を強化する
ことにより、同じ引っ張り力において、テーパ孔とテー
パ面の一箇所のみにより結合されるものよりも強固な結
合剛性を得ようとするものであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】工具交換に際して工作
機械から工具ホルダーを外すには、工作機械の主軸に内
装された引張手段により、工具ホルダーのシャンク部後
端側に押出方向の衝撃を与えるようにしているが、前記
従来の工具ホルダーでは、工作機械の主軸のテーパ孔と
工具ホルダーのシャンク部（スリーブ）のテーパ面とを
弾性部材による押圧作用によって強固に密着当接させて
いるので、その強くなった分に比例して、工作機械から
工具ホルダーを外すうえで、強い衝撃力を必要とするも
のであった。しかし、工作機械において引張手段による
衝撃力を大きくするには自ずと限度があり、結果とし
て、工作機械から工具ホルダーを外すことが困難になっ
ていた。

【０００８】また、工作機械に対する工具ホルダーの装
着時及び取り外し時には、工具ホルダーのシャンク部に
対してスリーブの軸方向移動を円滑に行わせる必要があ
り、このためには、シャンク部とスリーブとの間に潤滑
油を塗布しておく必要が生じるが、この状態を維持させ
るうえで、例えば工具交換の都度等、頻繁に潤滑油を補
填する必要があり、工具ホルダーの取扱及び管理が面倒
となっていた。

【０００９】一方、弾性部材において、所定のスリーブ
押圧力を得るためにはその圧縮量を大きくする必要があ
る。そして、弾性部材の圧縮量を大きくすると、自動工
具交換装置により工具ホルダーを主軸に装着したとき、
主軸端面とフランジ部端面との隙間が大きくなり、引張
手段の引き込み量を大きくする必要があった。従来その
引き込み量は約３ｍｍであった。

【００１０】前述の如く引き込み量が大きいと、自動工
具交換の際、工具ホルダーを把持している工具交換用ア
ームが大きくたわみ、自動工具交換装置の破損の原因に
なっていた。また、引き込み量が大きくなると、工具交
換時間も長くなると言う問題があった。なお、従来で
は、弾性部材が、上記の如き大きな引き込み量によって
弾性変形されるものであるため、非圧縮状態にあって
は、その内周面とシャンク部外周面との間に所定の周方
向間隙を設けるようにしていた。そのため、弾性部材が
圧縮状態となっても前記周方向間隙は残存するようにな
り、このことが、高速回転時における弾性部材の偏心移
動を誘発して、振動を発生させるに至っていた。

【００１１】そこで、本発明は、工具交換等に際して工
作機械に対する工具ホルダーの装着及び取り外しが容易
且つ確実に行え、また自動工具交換装置における破損を
防止すると共に工具交換に要する時間の短縮が図れるよ
うにし、更に、弾性部材の圧縮代を少なくしても十分な
スリーブ付勢力を得ることができ、且つ、その圧縮時に
おいて周方向間隙が生じないようにし、前記問題点を解
決した工具ホルダー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】前記目的を達成するため
に、本発明は、次の技術的手段を講じた。即ち、本発明
の特徴とするところは、工作機械の主軸のテーパ孔に嵌
合するスリーブと、該スリーブに軸方向相対移動を許容
されて挿通されたシャンク部と、該シャンク部と一体的
に設けられて前記主軸の端面に当接するフランジ部と、
該フランジ部と前記スリーブとの間に設けられた弾性部
材とを有した工具ホルダーにおいて、前記スリーブに
は、その周肉部の一部に軸方向に沿って貫通するすり割
り部が形成されており、該すり割り部内に弾性体が設け
られて成る点にある。

【００１３】また、本発明は、長期にわたり潤滑材を補
給する必要をなくすために、前記シャンク部に、スリー
ブの内周面に臨んで開口する潤滑材封止部を設けること
ができる。また、本発明は、工具ホルダー引張手段によ
る引っ張り固定を容易にするために、前記弾性部材にプ
リロードを付与して前記スリーブとフランジ部との組立
距離を一定にするプリロード付与手段を設けることがで
きる。

【００１４】また、本発明は、圧縮量を小さくするとと
もに大きなスリーブ押圧力を得るために、前記弾性部材
は、環状に形成され、弾性材製の圧縮体と硬質材製の非
圧縮体とによる少なくとも１組の組み合わせが軸方向に
接合されて成るものとすることができる。また、本発明
は、高速回転時の振動発生を防止するために、前記弾性
部材は環状に形成され、その内周面は前記シャンク部の
外周面に当接しているものとすることができる。

【００１５】また、本発明は、高速回転時の振動発生を
より効果的に防止するために、前記弾性部材は、環状に
形成され、前記フランジ部に形成された環状凹部に収納
されており、かつ、前記フランジ部が前記主軸の端面に
接触したときその内外周面が前記環状凹部の内外周面に
当接するものとすることができる。

【００１６】

【作用】本発明の工具ホルダーは、従来のものと同様
に、自動工具交換装置のアームにより把持されて、工作
機械の主軸のテーパ孔に着脱自在に装着される。この装
着の時、スリーブ外周面のテーパ面が主軸のテーパ孔に
嵌合し、主軸端面とフランジ部端面との間には、所定の
間隙が形成される。

【００１７】そして、主軸に内装された引張手段により
工具ホルダーが主軸内方に引き込まれることによりフラ
ンジ部端面が主軸端面に当接する。このとき、スリーブ
は、弾性部材によって押圧され、主軸のテーパ孔との結
合を強固にすると共に、スリーブの内径が縮径して、ス
リーブとシャンク部との結合が強化される。そして、工
具ホルダーの前記装着工程が完了した後、前記自動工具
交換装置のアームがその把持を解除する。

【００１８】本発明によれば、スリーブの周肉部の一部
に軸方向に貫通するすり割り部が設けられ、このすり割
り部内に弾性体が設けられているので、工具ホルダーが
主軸内方に引き込まれる際には、スリーブが、すり割り
部内で弾性体を圧縮させつつ縮径する状態が得られ、そ
の装着状態においてスリーブに常時、拡径しようとする
付勢力を付与できるものである。また、すり割り部内が
弾性体で埋められることによって、すり割り部からの屑
塵の侵入が防止される。

【００１９】そのため、工作機械から工具ホルダーを取
り外すに際し、引張手段により工具ホルダーのシャンク
部後端側へ衝撃を加えた場合には、上記の如くスリーブ
が拡径しようとする付勢力が、主軸のテーパ孔からスリ
ーブが押し出される作用を助勢するものとなって、工具
ホルダーの取り外しは容易且つ確実化される。シャンク
部に対し、スリーブの内周面に臨んで開口する潤滑材封
止部を設けておけば、シャンク部とスリーブとの間に常
に潤滑材（潤滑油等）が保たれている状態となり、長期
にわたり潤滑材を補給する必要がなくなる。

【００２０】前記弾性部材にプリロードを付与して前記
スリーブとフランジ部との組立距離を一定にするプリロ
ード付与手段を設けることにより、弾性部材の圧縮量を
一定にすることができ、工具ホルダー引張手段による引
っ張り固定を容易にする。前記弾性部材を環状に形成
し、かつ、前記圧縮体と非圧縮体とによる少なくとも１
組の組み合わせを軸方向に接合されて成るものとするこ
とにより、全体をゴム弾性体としたものや、全体を皿バ
ネだけによる組体としたものに比べ、その全体厚みが同
じであれば、本発明の方がその圧縮量が小さくなり、且
つ、大きなスリーブ押圧力を得ることができる。

【００２１】従って、弾性部材の圧縮量が少ないので、
フランジ部端面が主軸端面に当接するまでの引き込み量
が少なくなり、自動工具交換の際、工具交換アームの変
形が少なくなり、また、工具交換時間が短くなる。前記
弾性部材を環状に形成し、その内周面を前記シャンク部
の外周面に当接させることにより、高速回転しても、心
振れが生じなくなるので、高速回転時の振動発生が防止
される。

【００２２】前記弾性部材を、環状に形成し、前記フラ
ンジ部に形成された環状凹部に収納し、かつ、前記フラ
ンジ部が前記主軸の端面に接触したときその内外周面を
前記環状凹部の内外周面に当接させることにより、主軸
が高速回転するときに、環状凹部の内外周面から弾性部
材の芯振を防止して、より一層効率的に高速回転時の振
動発生が防止される。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図２において、本発明の工具ホルダーは、工作機械
の主軸１のテーパ孔２に嵌合するスリーブ３と、該スリ
ーブ３に軸方向相対移動を許容されて挿通されたシャン
ク部４と、該シャンク部４と一体的に設けられて前記主
軸１の端面に当接するフランジ部５と、該フランジ部５
と前記スリーブ３との間に設けられた弾性部材６とを有
する。

【００２４】前記工作機械の主軸１には、該主軸１のテ
ーパ孔２に装着された工具ホルダーを引き込むための引
張手段７が内装されている。また、この主軸１には、前
記テーパ孔２にクーラントを供給するためのクーラント
供給装置（図示略）や、クリーニング用エアを供給する
ための圧縮空気供給装置（図示略）が設けられている。

【００２５】前記スリーブ３は、内外周面を有する円筒
状体で、その外周面がテーパ面に形成され、その内周面
はストレート面に形成されている。このスリーブ３に
は、図１に示すように周肉部の一部に軸方向に貫通する
すり割り部３ａが形成されている。このすり割り部３ａ
は、軸方向に沿って緩い傾斜を有している。そして、こ
のすり割り部３ａ内には、シリコン、ナイロン、ゴムそ
の他の弾性材により形成された拡径付勢材３ｂ（弾性
体）が設けられている。そのため、スリーブ３には、常
に拡径しようとする付勢力が作用している。なお、本実
施例では、スリーブ３の外周面に軸方向全長にわたる凹
溝を形成するように、拡径付勢材３ｂはすり割り部３ａ
の奥側に設けているが、勿論、すり割り部３ａを充填す
るように設けてもよい。

【００２６】スリーブ３の外周面に設けられるテーパの
テーパ角度は、前記主軸１のテーパ孔２のテーパ角度と
同じとされている。このテーパは、一般的な傾きとして
採用される７／２４（約１６°）、好ましくは１２°よ
り緩傾斜で行われるようにしてある。本実施例では１／
１０の傾き（約６°）を採用した。前記シャンク部４
は、ホルダー本体８の一端部に形成され、該シャンク部
４の外周面は、前記スリーブ３の内周面に軸方向摺動可
能に密嵌合するストレート面に成形されている。

【００２７】このシャンク部４には、その外周面まわり
で螺旋を描くように溝形状を有した潤滑材封止部４ａ
（図１参照）が形成されている。そのため、このシャン
ク部４に上記スリーブ３が嵌められた状態では、潤滑材
封止部４ａがスリーブ３の内周面に臨んで開口する状態
となり、この中へ潤滑材（潤滑油又はグリース等）を封
入できるものとなっている。この潤滑材封止部４ａ内に
封入された潤滑材は、シャンク部４からスリーブ３が外
されない限り、作用に支障が出るほど減少したり無くな
ったりすることがなく、長期にわたり保持される。

【００２８】前記フランジ部５は、前記シャンク部４に
連接して設けられ、該シャンク部４の径よりも大径とさ
れている。このフランジ部５は、ホルダー本体８とは別
体のリング体９を焼きばめ等によりホルダー本体８に一
体的に結合したものであってもよい。このフランジ部５
の外周面には、自動工具交換装置の工具交換アーム（図
示略）が嵌合するＶ字状の嵌合溝１０が周設されてい
る。

【００２９】前記フランジ部５のシャンク部側の端面
は、前記工作機械の主軸１の端面に面接当する平坦面に
形成されている。そして、このフランジ部５の平坦面の
内周部側に、弾性部材取付座１１が形成されている。こ
の取付座１１は、前記平坦面に凹設された環状凹部から
なる。図３に示すように、前記弾性部材６は、環状に形
成され、前記取付座１１の凹部に収納され、そして、前
記スリーブ３の端面に当接している。そして、環状弾性
部材６の内周面は、前記シャンク部４の外周面に密着状
に接触し、その外周面は、取付座１１の凹部内周面と所
定の間隙を有している。すなわち、フランジ部５が主軸
１の端面に接触したとき、環状弾性部材６の内外周面
は、環状凹部１１（取付座）の内外周面に当接される。

【００３０】前記弾性部材６は、弾性材製の圧縮体１２
と硬質材製の非圧縮体１３とが軸方向に隙間なく接合さ
れて成る。前記圧縮体１２は、ウレタン系の軟質樹脂や
ゴム、フッ素系その他の軟質樹脂、或いはその他の合成
ゴム等の弾性材によって形成されている。本実施例にお
いてその肉厚は１ｍｍとした。

【００３１】前記非圧縮体１３は、鋼板をはじめとする
金属板等の硬質材によって形成されている。本実施例に
おいてその肉厚は０．２ｍｍとした。本実施例では、圧
縮体１２と非圧縮体１３との組み合わせを全部で５組接
合したものとした。そのため、弾性部材６の全体厚は６
ｍｍとなっている。前記工具ホルダー本体８のシャンク
部側端面にはプルスタッド１４が螺着されている。この
プルスタッド１４の軸心部に工具挿通孔１５が貫通して
設けられている。このプルスタッド１４の外周部に前記
シャンク部４の外径よりも大径とされた突出部１６を有
し、該突出部１６が前記スリーブ３の抜け止めを行って
いる。この突出部１６とスリーブ３との間にプリロード
付与手段１７が介在されている。

【００３２】このプリロード付与手段１７は、前記弾性
部材６にプリロードを付与して前記スリーブ３の端面と
フランジ部５の平坦面との組立距離を一定にするもので
ある。この実施例では、このプリロード付与手段１７
は、複数枚のスペーサからなる。即ち、スペーサの厚み
を調整することにより、弾性部材６の厚みのばらつきを
修正し、スリーブ端面とフランジ部５の平坦面との組立
距離を一定にするものである。

【００３３】前記ホルダー本体８のフランジ部５を介し
たシャンク部側とは反対側は、フランジ部５よりも前方
に突出する工具保持部１８に形成されている。この工具
保持部１８には、前端面に開口するコレット保持孔１９
が同心状に設けられている。このコレット保持孔１９は
緩やかなテーパ面に形成され、該保持孔１９内にテーパ
コレット２０が装着される。このテーパコレット２０
は、その尖端部側に工具保持孔２１を同心状に有し、そ
の後端部に雌ネジ部２２を同心状に有する。前記工具保
持孔２１にエンドミルやドリル等の切削工具２３が着脱
自在に挿入保持される。

【００３４】前記工具ホルダー本体８の軸心部には、ド
ローボルト２４が回動自在に且つ軸方向の移動を拘束さ
れて保持されており、該ドローボルト２４のネジ部が前
記テーパコレット２０の雌ネジ部２２に螺合している。
ドローボルト２４の頭部には、工具係合部２５が凹設さ
れている。ドローボルト２４の軸心部には、クーラント
供給孔２６が貫通して設けられている。

【００３５】前記プルスタッド１４の工具挿通孔１５か
ら六角棒レンチ等の工具を挿入して、該工具をドローボ
ルト２４の工具係合部２５に係合させて、該ドローボル
ト２４を回動操作することにより、テーパコレット２０
がコレット保持孔１９に対して軸心方向に相対移動す
る。このテーパコレット２０の軸心方向移動により、工
具保持孔２１に挿入された工具２３の把持又はその解除
が行われる。

【００３６】前記構成の実施例によれば、工具２３を装
着した本発明の工具ホルダーは、自動工具交換装置のマ
ガジン（図示略）に装着される。自動工具交換装置の工
具交換アームが工具ホルダーの嵌合溝１０を把持して、
該工具ホルダーをマガジンから取り出して、工作機械の
主軸１まで搬送し、そして、主軸１のテーパ孔２に装着
する。

【００３７】このとき、主軸１のテーパ孔２と、工具ホ
ルダーのスリーブ３のテーパ面とが密着嵌合する。この
嵌合状態において主軸１の端面と、工具ホルダーのフラ
ンジ部５の平坦面との間には、所定の間隙が形成され
る。この間隙は、本実施例の場合、０．５ｍｍとされて
いる。この間隙が一定になるよう、前記プリロード付与
手段１７によりスリーブ３とフランジ部５との組立間隙
が予め調整されている。

【００３８】次に、主軸１に内装された引張手段７がプ
リスタッド１４を把持し、ホルダー本体８を主軸内方に
引き込む。この引っ張り込みにより、シャンク部４とフ
ランジ部５とは一体的に軸方向に移動しようとし、そし
て、弾性部材６を介してその移動力はスリーブ３に伝達
される。このとき、スリーブ３の内外周面の移動抵抗差
により、スリーブ内面とシャンク部外周面との間に軸方
向相対移動が生じ、スリーブ３が拡径付勢材３ｂの圧縮
を伴いながら縮径すると共に、弾性部材６も亦、軸方向
に圧縮される。

【００３９】そして、フランジ部５の平坦面が主軸端面
に当接する（図２参照）。このとき、スリーブ３は弾性
部材６の圧縮による反発力により軸方向に押圧されるの
で、この押圧力と上記拡径付勢材３ｂによる拡径作用と
により、スリーブ３のテーパ面と主軸１のテーパ孔２と
の強固なテーパ接触結合が得られる。そして、このテー
パ接触による締め付けによりスリーブ３の内径は縮径
し、シャンク部４を強固に把持する。

【００４０】前記引き込み工程が完了した後、前記工具
交換アームの把持が解除され、該アームは、元の待機位
置に復帰する。以上の装着工程において、本実施例のも
のではプリロード付与手段１７によって工具ホルダーの
引き込み量が０．５ｍｍと大変短くされているので、工
具交換アームの変形量が少なくなり、該アーム等の破損
のおそれがなくなる。また、引き込み量が少ないので、
従来の３ｍｍのものに比べて引き込み時間が短くなるの
で、工具交換時間の短縮が図れる。

【００４１】そして、前記装着工程が終了後、工作機械
の主軸１が回転を開始し、工具ホルダーに保持された工
具２３によりワークが切削加工される。この切削加工の
時、主軸１のクーラント供給装置から供給されたクーラ
ントは、プルスタッド１４の工具挿通孔１５、および、
ドローボルト２４のクーラント供給孔２６を通って工具
２３に供給される。

【００４２】この回転、切削工程において、弾性部材６
は、圧縮体１２と非圧縮体１３とを軸方向に隙間を有し
ないで組み合わせたものであるので、共振によるビビリ
の発生がなくなる。また、前記圧縮体１２と非圧縮体１
３との組み合わせを複数組接合されて成るものであるの
で、単数組接合のものに比べて剛性と制振性が向上し、
共振が生じ難くなる。

【００４３】更に、前記弾性部材６を環状に形成し、そ
の内周面を前記シャンク部４の外周面に当接させている
ので、高速回転しても、弾性部材６の心振れが生じなく
なるので、高速回転時の振動発生が防止される。工具ホ
ルダーを工作機械から取り外すに際しては、工具自動交
換装置の工具交換アームが工具ホルダーを把持した後、
引張手段７により、プルスタッド１４のクランプ解除
と、シャンク部後端側（プルスタッド１４）への衝撃付
加とが行われる。

【００４４】このとき、スリーブ３には、拡径付勢材３
ｂによって常に拡径する付勢力が作用しているので、こ
の付勢力が、主軸１のテーパ孔からスリーブ３を押し出
そうとする作用を助勢するものとなる。しかもスリーブ
３は、シャンク部４に対して、潤滑材封止部４ａに確実
に充填保持された潤滑材により軸方向相対移動が円滑に
行われる状況下におかれているので、工具ホルダーの取
り外しは容易且つ確実化される。

【００４５】従って、図４に示すように主軸１のテーパ
孔内面とスリーブ３のテーパ面との間、及び主軸１の端
面と工具ホルダーのフランジ部５との密着が解除され、
それぞれに間隙が形成される。この状態で主軸１内の圧
縮空気供給装置（図示略）から圧縮空気がテーパ孔内に
供給されるので、この圧縮空気が各間隙内のクリーニン
グを行う。なお、本実施例の工具ホルダーでは、シャン
ク部後端側への衝撃付加が行われた際、主軸１のテーパ
孔内面とスリーブ３のテーパ面との密着が解除されるに
先立って、瞬間的ではあるが主軸１の端面と工具ホルダ
ーのフランジ部５の端面との密着が先に解除されるよう
になっている。この時、圧縮空気供給装置からの圧縮空
気は、スリーブ３のすり割り部３ａを通って（すり割り
部３ａ内に設けた拡径付勢材３ｂとテーパ孔２内面との
間隙を通って）フランジ部５の端面に集中的に流動させ
ることができ、フランジ部５の端面を効果的にクリーニ
ングすることができる。

【００４６】尚、本実施例では、スリーブのテーパを１
／１０の緩やかなテーパとすることにより、高い結合剛
性を得ることができた。即ち、図５に示すように、スリ
ーブ３のテーパ角度Ｔｐと引張手段の引っ張り力Ｐｔと
が、工具ホルダーの主軸装着時の軸心の傾きθにどの様
に影響を与えでいるかを調べた。この図５から明らかな
ように、工具ホルダーの傾きθは、引っ張り力Ｐｔを種
々に異ならせた場合も一様に、テーパ角度Ｔｐが緩い程
小さくなる傾向を示している。即ち、テーパ角度Ｔｐを
小さくするほど結合剛性が向上することが判った。この
テーパ角度Ｔｐは、１２°以下とすることが好ましい。

【００４７】図６に示すものは、本発明の他の実施例で
あり、プリロード付与手段１７が前記実施例のものと異
なる。即ち、プリロード付与手段１７は、シャンク部端
部にボルト２７により固定されたスペーサ２８から成
る。このスペーサ２８の厚みを調整することにより、ス
リーブ３とフランジ部５との組立距離を一定にしてい
る。

【００４８】尚、プリロード付与手段１７は、前記各実
施例のものに限定されるものではなく、弾性部材６の非
圧縮体１３の厚み又は枚数を調整するものであってもよ
い。又は、弾性部材６の非圧縮体１３の厚み又は枚数を
調整するものと、前記スペーサ２８の厚みを調整するも
のとの組み合わせにより、スリーブ３とフランジ部５と
の組立距離を一定にするものであってもよい。

【００４９】図７に示すものは、本発明における更に他
の実施例であり、弾性部材６の構成が前記各実施例のも
のと異なる。即ち、弾性部材６は、環状の皿バネを用い
た圧縮体４１と平ワッシャを用いた非圧縮体４２の組体
から構成されている。圧縮体４１は、非圧縮状態では、
取付座１１の凹部の内外周面と間隙を有して弾性変形可
能とされているが、フランジ部５の端面と主軸１の端面
とが接触した圧縮状態では、当該圧縮体４１の内外周面
は取付座１１の凹部の内外周面と当接する寸法とされて
いる。また、非圧縮体４２の内周面はシャンク部４の外
周面（環状凹部１１の内周面）に密嵌合する寸法とされ
ている。

【００５０】なお、非圧縮体４２は、適宜の厚さのもの
を選択して（或いは任意の枚数だけ）装着され、圧縮体
４１の圧縮量の調整が可能となっている。したがって、
本比較例によれば、工作機械の回転、切削工程におい
て、弾性部材６の圧縮体４１の内外周面は取付座１１の
凹部の内外周面に当接しているので、高速回転しても、
弾性部材６の心振れが生じなくなるので、高速回転時の
振動発生が防止される。

【００５１】尚、本発明は、前記各実施例に限定される
ものではない。例えば、スリーブ３において、すり割り
部３ａが軸方向と平行すべく真っ直ぐに形成されたもの
とすることが可能である。また、シャンク部４において
は、その外周面に対して等配状に複数の凹部が形成さ
れ、これら各凹部によって潤滑材封入部４ａを構成させ
るようにすることが可能である。

【００５２】また、潤滑材封入部４ａは、図８に示すよ
うに、シャンク部４の外周面全周にわたって連続する鋸
状凹溝に形成することもできる。この他、弾性部材６
は、その圧縮体１２，４１や非圧縮体１３，４２の肉厚
や使用枚数等が限定されるものではく、工具２３の直径
や用途、回転速度、引っ張り力等に応じて適宜変更可能
である。また、前記スリーブ３としては、前記実開昭６
３−５３６０５号公報に記載の各種のものを採用するこ
とができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、スリーブの周肉部の一
部に軸方向に貫通するすり割り部が設けられ、このすり
割り部内に弾性体が設けられているので、工具ホルダー
が主軸内方に引き込まれる際には、スリーブが、すり割
り部内で弾性体を圧縮させつつ縮径する状態が得られ、
その装着状態においてスリーブに常時、拡径しようとす
る付勢力を付与できるものである。

【００５４】そのため、工作機械から工具ホルダーを取
り外すに際し、引張手段により工具ホルダーのシャンク
部後端側へ衝撃を加えた場合には、上記の如くスリーブ
が拡径しようとする付勢力が、主軸のテーパ孔からスリ
ーブが押し出される作用を助勢するものとなって、工具
ホルダーの取り外しを容易に行うことができるととも
に、工具ホルダーの取り外し作業の確実性を向上するこ
とができる。

【００５５】また、すり割り部内が弾性体で埋められる
ことによって、防塵性を実現することができる。シャン
ク部に対し、スリーブの内周面に臨んで開口する潤滑材
封止部を設けておけば、シャンク部とスリーブとの間に
潤滑材（潤滑油等）を保っておくことができ、スリーブ
のシャンク部に対する軸方向移動を円滑かつ確実に行わ
せることができ、さらに、長期にわたり潤滑材を補給す
る必要がなくなる。

【００５６】前記弾性部材にプリロードを付与して前記
スリーブとフランジ部との組立距離を一定にするプリロ
ード付与手段を設けることにより、弾性部材の圧縮量を
一定にすることができ、工具ホルダー引張手段による引
っ張り固定を容易にすることができる。前記弾性部材を
環状に形成し、かつ、前記圧縮体と非圧縮体とによる少
なくとも１組の組み合わせを軸方向に接合されて成るも
のとすることにより、全体をゴム弾性体としたものや、
全体を皿バネだけによる組体としたものに比べ、その全
体厚みが同じであれば、本発明の方がその圧縮量が小さ
くなり、且つ、大きなスリーブ押圧力を得ることができ
る。

【００５７】従って、弾性部材の圧縮量が少ないので、
フランジ部端面が主軸端面に当接するまでの引き込み量
を少なくすることができ、自動工具交換の際、工具交換
アームの変形を少なくすることができ、また、工具交換
時間を短縮することができる。前記弾性部材を環状に形
成し、その内周面を前記シャンク部の外周面に当接させ
ることにより、高速回転しても、心振れが生じなくなる
ので、高速回転時の振動発生を防止することができる。

【００５８】前記弾性部材を、環状に形成し、前記フラ
ンジ部に形成された環状凹部に収納し、かつ、前記フラ
ンジ部が前記主軸の端面に接触したときその内外周面が
前記環状凹部の内外周面に当接するものすれば、主軸が
高速回転するときに、弾性部材の芯振を環状凹部の内外
周面から防止して、より一層効率的に高速回転時の振動
発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る工具ホルダーを分解して示す側面
図である。

【図２】工具ホルダーの装着状況を示す側断面図であ
る。

【図３】図２のＡ部拡大図である。

【図４】工具ホルダーの取り外し状況を示す側断面図で
ある。

【図５】スリーブの外周面とテーパ孔の内周面とが接触
するテーパ角度に伴う剛性の変化を示すグラフである。

【図６】プリロード付与手段の変形例を示す側断面図で
ある。

【図７】弾性部材の変形例を示す側断面図である。

【図８】ホルダー本体の他の実施例を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１工作機械の主軸２テーパ孔３スリーブ３ａすり割り部３ｂ拡径付勢材４シャンク部４ａ潤滑材封止部５フランジ部６弾性部材１１環状凹部（取付座）１２圧縮体１３非圧縮体１７プリロード付与手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械の主軸（１）のテーパ孔（２）
に嵌合するスリーブ（３）と、該スリーブ（３）に軸方
向相対移動を許容されて挿通されたシャンク部（４）
と、該シャンク部（４）と一体的に設けられて前記主軸
（１）の端面に当接するフランジ部（５）と、該フラン
ジ部（５）と前記スリーブ（３）との間に設けられた弾
性部材（６）とを有した工具ホルダーにおいて、前記スリーブ（３）には、その周肉部の一部に軸方向に
沿って貫通するすり割り部（３ａ）が形成されており、
該すり割り部（３ａ）内に弾性体（３ｂ）が設けられて
成ることを特徴とする工具ホルダー。
【請求項２】前記シャンク部（４）には、スリーブ
（３）の内周面に臨んで開口する潤滑材封止部（４ａ）
が設けられていることを特徴とする請求項１記載の工具
ホルダー。
【請求項３】前記弾性部材（６）にプリロードを付与
して前記スリーブ（３）とフランジ部（５）との組立距
離を一定にするプリロード付与手段（１７）が設けられ
ていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
工具ホルダー。
【請求項４】前記弾性部材（６）は、環状に形成さ
れ、弾性材製の圧縮体（１２）と硬質材製の非圧縮体
（１３）とによる少なくとも１組の組み合わせが軸方向
に接合されて成ることを特徴とする請求項１〜３の何れ
かに記載の工具ホルダー。
【請求項５】前記弾性部材（６）は、環状に形成さ
れ、その内周面は前記シャンク部（４）の外周面に当接
していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
の工具ホルダー。
【請求項６】前記弾性部材（６）は、環状に形成さ
れ、前記フランジ部（５）に形成された環状凹部（１
１）に収納されており、かつ、前記フランジ部（５）が
前記主軸（１）の端面に接触したときその内外周面が前
記環状凹部（１１）の内外周面に当接するものとされて
いることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の工
具ホルダー。