JPH0839312A - 楔クランプ型回転切削工具保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 新しい構造の楔クランプ型回転切削工具保持
装置を得る。 【構成】 保持装置本体１２の前部に、工具嵌合穴８２
の中心線に対して４度傾斜した第一傾斜面９６を有する
Ｔ溝９４を形成し、そのＴ溝９４の奥に雌ねじ穴９９を
形成する。Ｔ溝９４に、工具嵌合穴８２の内周面の一部
を構成するクランプ面１１４，第一傾斜面９６に対応す
る傾斜の第二傾斜面１１６，第二傾斜面１０６と平行に
傾斜する雌ねじ穴１１８を有する楔部材１１０を嵌合す
る。工具嵌合穴８２にドリル８４のシャンク８６を嵌合
した状態で左右ねじ１１０を回転させ、楔部材１１０を
工具嵌合穴８２の奥側へ移動させて、第一傾斜面９６と
シャンク８６との間の楔形の隙間に嵌入させ、クランプ
面１１４によりシャンク８６を工具嵌合穴８２の内周面
に押し付けてクランプするとともに、摩擦力によりシャ
ンク８６を工具嵌合穴８２内に引き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転切削工具保持装置に
関するものであり、特に、楔部材を用いて回転切削工具
を保持する楔クランプ型回転切削工具保持装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の回転切削工具保持装置は、実開
昭５６−４２８３２号，実開昭５７−１１２８３９号お
よび実開昭５６−９４２３２号の各マイクロフィルム等
により既に知られている。実開昭５６−４２８３２号の
マイクロフィルムに記載の回転切削工具保持装置は、保
持装置本体に工具嵌合穴の中心線と直角な方向に嵌合さ
れた偏心カムピンを、回転切削工具のシャンクに形成さ
れた半円形断面の円環状溝の溝側面に係合させることに
より、回転切削工具をクランプするようにしたものであ
る。偏心カムピンは、保持装置本体に形成されたピン孔
の中心線に対して偏心した位置に中心を有する偏心部を
有し、シャンクが工具嵌合穴に嵌合され、偏心部が上記
円環状溝内に位置する状態で偏心カムピンが回転させら
れることにより、偏心部のピン孔の中心線からの距離が
最大に近い部分が円環状溝の溝側面に係合させられて回
転切削工具を保持する。偏心カムピンは回転型の楔部材
と見なすことができる。

【０００３】実開昭５７−１１２８３９号のマイクロフ
ィルムに記載の回転切削工具保持装置は、保持装置本体
に工具嵌合穴の中心線と直角な方向に嵌合された係合ピ
ンの平坦な係合面を回転切削工具のシャンクに形成され
た平坦な係合面に係合させることにより、回転切削工具
をクランプするようにしたものである。係合ピンの係合
面は、係合ピンの軸線に対して傾斜させられており、係
合ピンが工具嵌合穴の中心線と直角な方向に移動させら
れるとき、楔作用により回転切削工具が係合ピンの係合
面と工具嵌合穴の内周面とに挟まれて固定される。係合
ピンが楔部材を構成しているのである。

【０００４】実開昭５６−９４２３２号のマイクロフィ
ルムに記載の回転切削工具保持装置は、回転切削工具を
保持装置本体内に引き込む引込部材に楔体を係合させ、
回転切削工具をクランプするようにしたものである。引
込部材と保持装置本体とに引込方向と直交する方向に貫
通する楔穴が形成されるとともに、引込部材の楔穴に引
込方向に対して傾斜した傾斜面が形成される一方、楔体
には引込部材の楔穴の傾斜面に係合する傾斜面が形成さ
れており、引込部材が保持装置本体に嵌合された状態で
両者の楔穴に楔体が嵌合され、傾斜面同士が係合する向
きに移動させられることにより引込部材が保持装置本体
内に引き込まれ、回転切削工具が固定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】第一発明および第二発
明はそれぞれ、従来とは異なる態様で楔部材を利用して
回転切削工具を保持する装置を提供することを課題とし
て為されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第一発明は、上記の課題
を解決するために、楔クランプ型回転切削工具保持装置
を、(a) 回転切削工具のシャンクが嵌合される工具嵌合
穴と、その工具嵌合穴と一部において連通し合う状態で
形成されて工具嵌合穴の奥側ほどその工具嵌合穴の中心
線に接近する向きに傾斜した第一傾斜面を有する楔部材
嵌合穴とを備えた保持装置本体と、(b) 楔部材嵌合穴に
嵌合され、前記第一傾斜面に対応する第二傾斜面と、前
記工具嵌合穴の内周面と対向するクランプ面とを有する
楔部材と、(c) その楔部材を工具嵌合穴の中心線にほぼ
平行で工具嵌合穴の奥側に向かう向きに駆動し、前記第
二傾斜面を前記第一傾斜面に押し付けることにより、前
記クランプ面と前記工具嵌合穴の内周面とに前記シャン
クをクランプさせる楔部材駆動装置とを含むものとした
ことを要旨とするものである。

【０００７】第二発明は、上記の課題を解決するため
に、前記楔部材駆動装置を互に螺合される雄ねじ部材と
雌ねじ部材とを含み、それら両ねじ部材の相対回転に伴
う軸方向の相対移動により前記楔部材を駆動するものと
したことを要旨とするものである。

【０００８】

【作用】第一発明に係る回転切削工具保持装置により回
転切削工具が保持される場合には、回転切削工具のシャ
ンクが工具嵌合穴に嵌合された状態で、楔部材駆動装置
により楔部材が工具嵌合穴の奥側に向かう向きに駆動さ
れる。それにより第二傾斜面が第一傾斜面に押し付けら
れ、斜面の作用により楔部材が工具嵌合穴の中心線に接
近する向きに移動させられて、クランプ面と工具嵌合穴
の内周面との間にシャンクが挟まれてクランプされる。
また、楔部材の工具嵌合穴の奥側に向かう向きの移動に
つれて、シャンクとクランプ面との間には摩擦力が回転
切削工具を工具保持穴内に引き込む向きに作用する。し
たがって、回転切削工具は、工具嵌合穴の底面や、工具
嵌合穴内に設けられた挿入深さ調節装置の挿入深さ規定
面等に強く押し付けられる。

【０００９】第二発明に係る回転切削工具保持装置にお
いては、雄ねじ部材と雌ねじ部材とのいずれか一方が操
作され、それらねじ部材が相対回転させられることによ
り、楔部材が工具嵌合穴の奥側に向かう向きに移動させ
られ、回転切削工具がクランプされる。

【００１０】

【発明の効果】このように第一発明によれば、楔部材の
工具嵌合穴の中心線にほぼ平行な方向の移動により回転
切削工具がクランプされるのであり、従来とは異なる楔
クランプ型回転切削工具保持装置が得られる。このクラ
ンプ機構は簡単な構造で安価に製造し得るものでありな
がら、回転切削工具が楔作用による強い力でクランプさ
れるとともに、楔部材の移動につれて回転切削工具が工
具保持穴内の底面や、挿入深さ調節装置の挿入深さ規定
面等に強く押し付けられ、安定に保持される。取付状態
における刃先位置精度が保証されるとともに、切削加工
中に切削抵抗により回転切削工具が工具嵌合穴内に押し
込まれ、回転切削工具のシャンクや楔部材が損傷する事
態の発生が確実に回避されるのである。

【００１１】第二発明によれば、楔部材駆動装置が雄ね
じ部材および雌ねじ部材を含むねじ機構により構成さ
れ、安価にかつ容易に製造することができる。また、ね
じ機構も倍力機構であるため、楔作用による倍力機構と
の共同により、容易に大きなクランプを得ることができ
る。回転切削工具のクランプを自動で行う必要がある場
合には、楔部材駆動装置を油圧シリンダ等の動力駆動装
置とすることが必要となるが、手動でクランプすればよ
い場合にはねじ機構が好適である。

【００１２】

【発明の望ましい実施態様】以下、本発明の望ましい実
施態様を列挙するとともに、必要に応じて関連説明を行
う。 （１）前記雌ねじ部材がそれの中心線が前記工具嵌合穴
の中心線とほぼ平行な姿勢で前記保持装置本体と一体的
に設けられ、前記雄ねじ部材が前記楔部材と相対回転可
能に係合させられるとともに、前記雌ねじ部材と螺合さ
れた側とは反対側の端部に工具係合部を有している請求
項２に記載の楔クランプ型回転切削工具保持装置。この
態様の装置により回転切削工具を保持するときには、工
具係合部に操作工具を係合して雄ねじ部材を回転させる
のであるが、雌ねじ部材がそれの中心線が工具嵌合穴の
中心線とほぼ平行な姿勢で保持装置本体と一体的に設け
られているため、その雌ねじ部材に螺合される雄ねじ部
材も工具嵌合穴の中心線とほぼ平行な姿勢となる。その
ため、操作工具を工具嵌合穴の中心線にほぼ平行な中心
線まわりに回転させつつ、雄ねじ部材を締め付け、ある
いは締付けを解除することができる。回転切削工具保持
装置の半径方向における周辺には、他の回転切削工具保
持装置等、他の装置が配設されてスペースに余裕がない
ことが多いのに対し、回転切削工具保持装置の先端側
は、非加工時にはスペースが空いているのが普通であ
り、操作工具を容易に操作することができる。

【００１３】（２）前記楔部材が、前記保持装置本体と
一体的な雌ねじ部材である第一雌ねじ部材とはねじ山の
ピッチと向きとの少なくとも一方が異なる第二雌ねじ部
材を一体的に有し、前記雄ねじ部材が両端部にそれぞれ
第一，第二雌ねじ部材に螺合する第一雄ねじ部および第
二雄ねじ部を有する両ねじ部材である態様(1) に記載の
楔クランプ型回転切削工具保持装置。この態様の装置に
おいては、両ねじ部材が正方向に回転させられれば、楔
部材が工具嵌合穴の奥側に向かう向きに移動させられて
回転切削工具をクランプし、逆方向に回転させられれ
ば、楔部材が工具嵌合穴の開口側に向かう向きに移動さ
せられて回転切削工具をアンクランプする。上記正方向
は左右いずれの方向とすることも可能であるが、右方向
とすれば通常の作業者の感覚にあったクランプ機構が得
られる。

【００１４】回転切削工具のクランプ，アンクランプ時
における操作工具の回転操作角度が小さくて済むように
するためには、両ねじ部材を第一，第二雄ねじ部のねじ
山の向きが互に逆である左右ねじとすることが望まし
い。特に、第一雌ねじ部材および第一雄ねじ部を右ねじ
とすれば、通常の作業者の感覚にあったクランプ機構が
得られる。左右ねじが右に回転操作されれば、第一雄ね
じ部が第一雌ねじ部材により深く螺合されるとともに、
楔部材が左右ねじに対して左右ねじの移動方向と同じ方
向に相対移動させられる。楔部材は、左右ねじの移動と
その左右ねじに対する楔部材の移動との両方の和だけ保
持装置本体に対して相対移動させられ、かつ、その移動
方向が単純な右ねじによる移動方向と同じになるのであ
る。

【００１５】（３）前記雄ねじ部材が、前記保持装置本
体と一体的な雌ねじ部材と螺合する側とは反対側の端部
において、前記楔部材に形成された貫通穴を貫通すると
ともに、その貫通穴から突出した部分に貫通穴を通過不
能な頭部を有し、その頭部において楔部材と係合する態
様(1) に記載の楔クランプ型回転切削工具保持装置。こ
の態様の装置においては、雄ねじ部材が雌ねじ部材によ
り深く螺合されるとき、頭部が楔部材と係合し、楔部材
を工具嵌合穴の奥側へ移動させ、回転切削工具をクラン
プさせる。雄ねじ部材の頭部は、楔部材から突出してい
ても、楔部材に形成された座ぐり穴内に埋め込まれてい
てもよい。

【００１６】（４）前記楔部材のクランプ面が、前記シ
ャンクの、軸線に直角な断面形状が軸線に平行な方向に
おいて変わらない部分に密着可能な形状を有する請求項
１，２，態様(1) 〜(3) のいずれか１つに記載の楔クラ
ンプ型回転切削工具保持装置。この態様の装置によれ
ば、シャンクにクランプ面と係合させるための係合凹部
を設けることが不可欠ではなくなり、汎用の回転切削工
具を使用することが可能になって、工具コストの増大を
抑えることができる。

【００１７】（５）前記楔部材のクランプ面がクランプ
状態において前記工具嵌合穴の内面の一部を構成する請
求項１，２，態様(1) 〜(4) のいずれか１つに記載の楔
クランプ型回転切削工具保持装置。この態様の装置にお
いては、例えば、工具嵌合穴の断面形状が円形であれ
ば、クランプ面は部分円筒面とされ、四角形であれば、
平坦面とされる。いずれにしても楔部材はシャンクと面
において接触することとなり、面圧が低くて済み、楔部
材の寿命が向上する効果が得られる。

【００１８】（６）前記楔部材が、クランプ状態におい
て、前記工具嵌合穴の内面よりその工具嵌合穴の中心線
側へ突出し、前記シャンクに形成された係合切欠と係合
する係合部を有し、保持装置本体の回転トルクを回転切
削工具に伝達する回転トルク伝達部材として機能する請
求項１，２，態様(1) 〜(4) のいずれか１つに記載の楔
クランプ型回転切削工具保持装置。この態様の装置にお
いては、工具嵌合穴内に専用の回転トルク伝達部材を設
ける必要がなくなり、構造が簡単になる効果が得られ
る。 （７）前記係合部が前記クランプ面である態様(6) に記
載の楔クランプ型回転切削工具保持装置。この態様によ
れば、クランプ面が回転トルク伝達面を兼ねることとな
り、構造が一層簡単となる。

【００１９】

【実施例】以下、第一および第二の各発明に共通の実施
例を図面に基づいて詳細に説明する。図３において１０
は工作機械の主軸であり、図示しない主軸回転駆動装置
によって自身の軸線まわりに回転させられる。主軸１０
は円筒状を成し、保持装置本体１２が相対回転不能かつ
軸方向に移動不能に装着される。

【００２０】保持装置本体１２は断面形状が円形を成
し、長手方向の中間部に半径方向外向きのフランジ部１
４が設けられるとともに、フランジ部１４の直径方向に
隔たった２個所にはそれぞれ、保持装置本体１２の軸線
に平行な方向に貫通する係合切欠１６が形成されている
（図３には１個のみ示されている）。保持装置本体１２
のフランジ部１４より前側の部分には、回転伝達リング
１８が軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に嵌合さ
れている。回転伝達リング１８の後端面の直径方向に隔
たった２個所にはそれぞれ、係合突起２０が突設されて
いる（図３には１個のみ示されている）。

【００２１】回転伝達リング１８と、止め輪２２によっ
て保持装置本体１２に取り付けられたばね受け２４との
間には、付勢手段の一種である弾性部材としての圧縮コ
イルスプリング２６が配設されており、回転伝達リング
１８は圧縮コイルスプリング２６により付勢され、フラ
ンジ部１４の前面に当接させられるとともに、係合突起
２０が係合切欠１６を通って前記主軸１０の先端面に形
成された係合切欠２８に係合させられる。これら係合切
欠２８，１６，係合突起２０の係合により、主軸１０の
回転が保持装置本体１２に伝達される。

【００２２】保持装置本体１２内には、軸線上を貫通す
る貫通孔３０が形成されている。また、保持装置本体１
２の前端部には、図２および図３に示すように、直径方
向に隔たった２個所にそれぞれ、断面形状が扇形を成
し、貫通孔３０に連通する溝３２，３４が形成され、そ
れら溝３２，３４の間に２つのチップ保持突部３６，３
８が形成されている。溝３２，３４の一方の溝側面、す
なわちチップ保持突部３６，３８の一側面は、ほぼ保持
装置本体１２の中心線からの放射方向に延びる平坦なチ
ップ取付面４０，４２とされており、これらチップ取付
面４０，４２からさらに窪んで形成されたチップ座４
４，４６にはそれぞれ切削刃具としてのチップ４８，５
０が嵌合されるとともに押さえ金５２，５４が被せられ
ている。押さえ金５２，５４は図示しないクランプねじ
により保持装置本体１２に締めつけられ、チップ４８，
５０をチップ座４４，４６内に押し付ける。

【００２３】前記貫通孔３０は段付状を成し、貫通孔３
０の後端部には、保持装置本体１２の後端面に開口する
大径孔部５６が形成されるとともに、後端面より小距離
前側の位置には円環状の係合溝５８が形成されている。
保持装置本体１２の後端面と係合溝５８との間の部分
の、直径方向に隔たった２個所にそれぞれ、後端面に開
口し、係合溝５８に至る切欠６０が形成されている（図
３には１つのみ示されている）。

【００２４】係合溝５８には、図示しないドローバーの
先端部に形成された係合突起が切欠６０を通って嵌入さ
れ、保持装置本体１２がドローバーに対して所定角度
（例えば４５度）回転させられることにより、係合突起
が係合溝５８と軸方向に相対移動不能に係合する。これ
と同時に、それまで圧縮コイルスプリング２６の付勢力
にり主軸の前端面に当接させられていた回転伝達リング
１８の係合突起２０が主軸１０の係合切欠２８に嵌入
し、保持装置本体１２と主軸１０との相対回転を阻止す
る状態となる。この状態でドローバーが後退させられる
ことにより、係合突起が係合溝５８の後方側の溝側面に
係合させられ、保持装置本体１２が主軸１０に引き込ま
れるとともに、フランジ部１４の後端面が主軸１０の前
端面に押し付けられる。

【００２５】貫通孔３０の長手方向の中間部には大径孔
部５６より径の小さい中径孔部６６が形成されるととも
に、工具位置決め部材６８が軸方向に相対移動可能に嵌
合されている。工具位置決め部材６８には、回転伝達ピ
ン７０が直径方向に嵌合されるとともに、回転伝達ピン
７０の両端部はそれぞれ、保持装置本体１２に形成され
た一対の長穴７２に相対移動可能に嵌入させられてお
り、保持装置本体１２の回転が工具位置決め部材６８に
伝達される。工具位置決め部材６８にはまた、前端面に
開口し、直径方向に貫通する工具係合切欠７４が形成さ
れている。

【００２６】貫通孔３０の中径孔部６６と大径孔部５６
との間には雌ねじ孔７６が形成されるとともにアジャス
トねじ７８が螺合されており、このアジャストねじ７８
の螺合位置の調節により、工具位置決め部材６８の軸方
向の位置が調節され、工具の先端位置が調節される。

【００２７】貫通孔３０の前部は、中径孔部６６より径
の小さい工具嵌合穴８２とされ、ドリル８４のシャンク
８６が嵌合されている。シャンク８６の後端面には係合
突起８８が突設されており、前記工具位置決め部材６８
の前端部に形成された前記工具係合切欠７４に嵌入する
ことにより、ドリル８４の軸方向の位置が決められると
ともに、保持装置本体１２の回転が工具位置決め部材６
８を介してドリル８４に伝達される。前記チップ４８
は、ドリル８４によって明けられた穴の開口の周囲に座
ぐり穴を形成するものであり、チップ５０は、ドリル８
４によって明けられた穴の座ぐり穴の底面への開口の周
縁に面取り加工を施すものである。したがって、チップ
４８，５０の内周側端の位置はドリル８４により明けら
れる穴の内周面より中心線側の位置となる必要があり、
チップ４８，５０の内周側端部がドリル８４の切り屑排
出溝内に位置させられるか、あるいは、ドリル８４のボ
デーがシャンクより大径にされることが必要である。

【００２８】図２に示すように、保持装置本体１２の前
部の前記溝３２が形成された部分に隣接する部分に、Ｔ
溝９４が形成されている。Ｔ溝９４は工具嵌合穴８２の
中心線に平行に形成され、Ｔの字の縦棒（脚部）の下端
に相当する部分において保持装置本体１２の外周面に開
口させられるとともに、Ｔの字の横棒（腕部）の中央部
に相当する部分において工具嵌合穴８２の一部と重なり
あっている。図１および図２から明らかなように、Ｔの
字の横棒の両端部に相当する部分の、縦棒側の面には、
工具嵌合穴８２の奥側ほど工具嵌合穴８２の中心線に接
近する向きに傾斜した一対の第一傾斜面９６が形成され
ている。本実施例において第一傾斜面９６は、工具嵌合
穴８２の軸線に対して４度傾斜させられている。

【００２９】Ｔ溝９４の横棒の両端部に相当する部分
が、図１に示すように、保持装置本体１２の前部の前記
溝３２が形成された部分まで延長されることにより、溝
３２の一対の溝側面の各々に断面形状が三角形の延長溝
９７，９８が形成されている。これらＴ溝９４および延
長溝９７，９８は例えば放電加工によって形成すること
ができる。保持装置本体１２には更に、図１に示すよう
に、Ｔ溝９４の端部から第一傾斜面９６に平行に、すな
わち保持装置本体１２の中心線に対して４度傾斜して、
雌ねじ穴９９が形成されている。この雌ねじ穴９９のね
じ山の向きは右向きとされており、左右ねじ１００の右
ねじ部１０２が螺合されいてる。

【００３０】Ｔ溝９４には、楔部材１１０が嵌合されて
いる。楔部材１１０は、図４に示すように断面形状がＴ
字形を成し、Ｔの字の縦棒の端面は、保持装置本体１２
の外周面と同じ円筒面の一部を成す部分円筒面１１２と
されている。また、Ｔの字の頂面の中央部には、前記工
具嵌合穴８２の内周面と等しい半径を有する部分円筒面
であるクランプ面１１４が形成されている。

【００３１】横棒の縦棒から突出した両端部に相当する
部分の縦棒側の面は、それぞれ第一傾斜面９６に対応す
る第二傾斜面１１６が形成され、第一傾斜面９６に密着
可能とされている。楔部材１１０にはまた、図４および
図５に示すように、雌ねじ穴１１８が第二傾斜面１１６
と平行に傾斜して形成されている。この雌ねじ穴１１８
のねじ山の向きは左向きとされており、前記左右ねじ１
００の左ねじ部１２０が螺合されている。この左ねじ部
１２０の端面には、図１に示すように六角形断面の工具
係合穴１２２が形成されている。

【００３２】楔部材１１０の組付けは次のようにして行
われる。楔部材１１０のＴの字の横棒の両端部に相当す
る部分を前記延長溝９７，９８に嵌合するとともに、そ
の状態の楔部材１１０の雌ねじ穴１１８の開口部と保持
装置本体１２の雌ねじ穴９９の開口部とに左右ねじ１０
０の両端部を当接させる。その状態で左右ねじ１００の
工具係合穴１２２に操作工具としての六角棒スパナ（鉤
スパナ）を係合させ、楔部材１１０にＴ溝９４に向かう
向きの力を加えつつ、左右ねじ１００を右方向に回転操
作すれば、左右ねじ１００の右ねじ部１０２と左ねじ部
１２０とがそれぞれ雌ねじ穴９９と雌ねじ穴１１８とに
螺合し、両者の螺合深さが増すにつれて楔部材１１０が
Ｔ溝９４内に嵌入する。延長溝９７，９８が楔部材１１
０のＴ溝９４への嵌合を許容する嵌合許容切欠として機
能するとともに、Ｔ溝９４への嵌入を案内する案内部と
しても機能するのである。

【００３３】ドリル８４を保持装置本体１２に保持させ
る場合には、ドリル８４のシャンク８６を工具嵌合穴８
２に嵌合し、係合突起８８を工具位置決め部材６８の工
具係合切欠７４に最も深く係合させた状態で、左右ねじ
１００を右方向に回転させる。それにより左右ねじ１０
０自体が工具嵌合穴８２の奥に向かう向きに移動させら
れるとともに、Ｔ溝９４に嵌合されて保持装置本体１２
に対する相対回転を阻止されている楔部材１１０が左右
ねじ１００に対して相対的に工具嵌合穴８２の奥に向か
う向きに移動させられる。

【００３４】この移動にともなって、楔部材１１０は第
一傾斜面９６と第二傾斜面１１６との係合により、工具
嵌合穴８２の中心線に向かう向きにも移動させられ、ク
ランプ面１１４が工具嵌合穴８２の内周面と共同してド
リル８４のシャンク８６を挟んでクランプする。換言す
れば、楔部材１１０が、第一傾斜面９６とシャンク８６
との間の楔形の隙間に嵌入して、クランプ面１１４によ
りシャンク８６を工具嵌合穴８２の内周面に押し付けて
クランプするのであり、いわゆる楔作用によってシャン
ク８６を強固にクランプするのであるが、同時にクラン
プ面１１４とシャンク部８４との間に生ずる摩擦力によ
ってシャンク８６を工具嵌合穴８２の奥側へ引き込む作
用もなし、ドリル８４は安定にクランプされる。ドリル
８４を取り外す場合には、左右ねじ１００を左方向に回
転させれば、楔部材１１０がＴ溝９４から離脱する向き
に強制的に移動させられ、シャンク８６のクランプが解
除されるため、工具嵌合穴８２から抜き出すことができ
る。

【００３５】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、Ｔ溝９４が楔部材嵌合穴を構成し、工具係
合穴１２２が工具係合部を構成している。また、保持装
置本体１２および楔部材１１０の雌ねじ穴９９，１１８
を形成している部分がそれぞれ、保持装置本体１２およ
び楔部材１１０と一体的な雌ねじ部材を構成し、左右ね
じ１１０が雄ねじ部材の一例としての差動ねじを構成
し、これらが楔部材駆動装置を構成している。また、回
転伝達ピン７０および工具係合切欠７４を備えた工具位
置決め部材６８が回転伝達部材を構成し、係合切欠１
６，２８，係合突起２０，長穴７２と共に回転伝達装置
を構成している。さらに、工具位置決め部材６８，雌ね
じ孔７６，アジャストねじ７８が回転切削工具であるド
リル８４の工具嵌合穴１２２への挿入深さを調節する挿
入深さ調節装置を構成している。

【００３６】なお、上記実施例においては、左右ねじ１
００によって楔部材１１０を工具嵌合穴８２の奥側に向
かう向きに駆動するようになっていたが、図６に示すよ
うに、通常のボルト１３０を雄ねじ部材として利用して
楔部材１３２を駆動するようにしてもよい。

【００３７】保持装置本体１３４には、保持装置本体１
３４の先端面に開口するとともに工具嵌合穴１３６に連
通する楔部材嵌合穴１３８が形成されている。楔部材嵌
合穴１３８には、工具嵌合穴１３６の中心線に対して、
工具嵌合穴１３６の奥側ほど工具嵌合穴１３６の中心線
に接近する向きに傾斜する第一傾斜面１４０が形成され
ている。

【００３８】楔部材嵌合穴１３８に嵌合された楔部材１
３２には、工具嵌合穴１３６の内周面の一部を形成する
クランプ面１４６および第一傾斜面１４０に対応する傾
斜の第二傾斜面１４８が形成されている。楔部材１３２
にはまた、工具嵌合穴１３６の中心線に平行な方向に貫
通し、工具嵌合穴１３６の中心線と直交する向きに長い
長穴１５０（長穴１５０の長さと同じ内径を有する円穴
でもよい）が形成されており、ボルト１３０は長穴１５
０を貫通して、保持装置本体１３４に形成された雌ねじ
穴１５１に螺合されている。

【００３９】ボルト１３０の頭部１５２は長穴１５０の
幅より大きく、ボルト１３０の雌ねじ穴１５１への螺合
深さが増すにつれて楔部材１３２が頭部１５２により押
されて工具嵌合穴１３６の奥側へ移動させられるととも
に、工具嵌合穴１３６の中心線側へ移動させられ、ドリ
ル８４をクランプする。楔部材１３２の工具嵌合穴１３
６の中心線側への移動時におけるボルト１３０との干渉
は、長穴１５０により回避される。

【００４０】ドリル８４を取り外す場合には、ボルト１
３０の螺合を緩め、楔部材１３２によるドリル８４のク
ランプを解除する。第一傾斜面１４０および第二傾斜面
１４８の傾斜角度は、楔部材１３２がデッドロックを起
こさない大きさに設定されており、ドリル８４を取り外
すことができる。。なお、ボルト１３０が緩められたと
き楔部材１３２によるクランプが確実に解除されるよう
にするために、楔部材１３２と楔部材嵌合穴１３８の底
面との間にばね部材を配設してもよい。例えば、ボルト
１３０に皿ばねを嵌合し、クランプ状態においてはこの
皿ばねが楔部材１３２と楔部材嵌合穴１３８の底面との
間で圧縮され、アンクランプ時にはこの皿ばねの復元力
で楔部材１３０が楔部材嵌合穴１３８から押し出される
ようにするのである。

【００４１】図７に示すように、楔部材に、雄ねじ部材
が緩められるとき、雄ねじ部材の頭部に係合する係合部
を設け、楔部材が楔部材嵌合穴から離脱する向きに強制
的に移動させられるようにしてもよい。楔部材１６０に
形成されたボルト穴１６２の保持装置本体１３４の先端
側の開口部には、頭部嵌合穴１６４が形成されている。
頭部嵌合穴１６４はボルト１３０の頭部１５２より大き
く、ボルト穴１６２を通って保持装置本体１３４に螺合
されたボルト１３０の頭部１５２を半径方向の隙間を残
して収容する。頭部嵌合穴１６４にはワッシャ１６６が
嵌合されるとともに、止め輪１６８によって頭部嵌合穴
１６４からの離脱を防止されている。

【００４２】そのため、ボルト１３０が緩められる向き
に回転させられ、楔部材嵌合穴１３８から抜け出す向き
に移動させられるとき、ワッシャ１６６を介して楔部材
１６０を楔部材嵌合穴１３８から離脱する向きに移動さ
せ、楔部材１６０によるドリル８４のクランプが解除さ
れる。この場合、楔部材１６０はボルト１３０により強
制的に楔部材嵌合穴１３８から離脱する向きに移動させ
られるため、第一，第二の傾斜面１４０，１４８の傾斜
角度を大きくしなくてもよく、大きなクランプ力が得ら
れる。

【００４３】上記図６および図７の実施例において、ボ
ルト１３０および雌ねじ穴１５１を第一，第二の傾斜面
１４０，１４８と同じ角度傾斜させてもよい。そのよう
にすれば、楔部材１３２，１６０の長穴１５０やボルト
穴１６２を標準のボルト穴とすることができる。ただ
し、頭部１５２の座面や頭部嵌合穴１６４を傾斜させる
ことが必要になる。

【００４４】図８に示すように、楔部材１７０を雄ねじ
部材としてのボルト１７２により押して工具嵌合穴１７
４の奥側へ向かう向きに駆動してもよい。保持装置本体
１７６には、工具嵌合穴１７４に連通し、工具嵌合穴１
７４に対して傾斜した第一傾斜面１８０を有する楔部材
嵌合穴１８２が形成され、楔部材１７０には工具嵌合穴
１７８の内周面の一部を成すクランプ面１８４および第
一傾斜面１８０に対応する傾斜の第二傾斜面１８６が形
成されて、楔部材嵌合穴１８２に嵌合されている。

【００４５】楔部材嵌合穴１８２の開口は、保持装置本
体１７６に固定された蓋体１８８により閉塞されてい
る。この蓋体１８８には工具嵌合穴１７８の中心線と平
行に雌ねじ穴１９０が形成され、ボルト１７２が螺合さ
れている。ボルト１７２の先端部は楔部材１７０に当接
させられており、ボルト１７２の締込みにより楔部材１
７０が工具嵌合穴１７４の奥側へ移動させられる。な
お、第一，第二の傾斜面１８０，１８６の傾斜角度は、
楔部材１７０がデッドロックを起こさない角度とされて
いる。ただし、本実施例においても、楔部材１７０と楔
部材嵌合穴１８２の底面との間にばね部材を配設し、あ
るいはボルト１７２の先端部を楔部材１７０に相対回転
は可能であるが軸方向には相対移動不能に係合させるこ
とにより、アンクランプを助け、あるいは強制的にアン
クランプ可能として、第一，第二の傾斜面１８０，１８
６の傾斜角度を小さくすることができる。

【００４６】上記各実施例においては、楔部材１１０，
１３２，１６０，１７０とは別に回転伝達部材が設けら
れていたが、図９に示すように、楔部材２００に回転伝
達部材を兼ねさせてもよい。本実施例において保持装置
本体２０２には、図１〜図５に示す実施例と同様に、Ｔ
溝２０４が一部が工具嵌合穴２０６の一部と重なって形
成されるとともに、楔部材２００が嵌合されている。

【００４７】楔部材２００は断面形状がＴ字形を成し、
Ｔの字の頂面に相当する部分には前記実施例におけるよ
うな切欠が形成されておらず、ドリル２０８をクランプ
する状態においてもクランプしない状態においても工具
嵌合穴２０６の内周面より工具嵌合穴２０６の中心線側
へ突出させられており、この頂面に相当する部分の一部
が平坦なクランプ面２１２とされている。また、ドリル
２０８のシャンク２１４には、シャンク２１４の軸線に
平行な平面取りが施されて、係合切欠２１６が形成され
ている。係合切欠２１６はシャンク２１４の後端面まで
形成され、シャンク２１４を工具嵌合穴２０６に嵌合す
る際における楔部材２００との干渉が回避されている。

【００４８】シャンク２１４が工具嵌合穴２０６へ嵌合
され、図示しない工具位置決め部材により嵌合限度を規
定された状態で左右ねじ２２０が操作され、楔部材２０
０が工具嵌合穴２０６の奥側へ移動させられれば、クラ
ンプ面２１２が係合切欠２１６の平面２１８に強く押し
付けられ、ドリル２０８をクランプするとともに回転を
伝達する。このように楔部材に回転伝達部材を兼ねさせ
れば、専用の回転伝達部材が不要となって回転切削工具
保持装置の部品点数が少なくて済む。楔部材２００のク
ランプ面２１２は、シャンク２１４の係合切欠２１６が
形成された部分に係合するが、シャンク２１４のこの部
分も軸線に直角な断面形状が軸線に平行な方向において
変わらない部分である。

【００４９】なお、図９に示す実施例において、楔部材
の係合部を非クランプ時にはクランプ面２１２が工具嵌
合穴の内周面から中心線側へ突出しない位置へ移動させ
られるようにしてもよい。この場合、回転切削工具のシ
ャンクの中間部に平面取りを施し、あるいは軸方向に平
行な溝を形成して、係合切欠とすることができる。

【００５０】また、図１〜図５に示す実施例においては
左右ねじ１００によって楔部材１１０を駆動するように
なっていたが、ねじ山の向きは同じであるが、保持装置
本体に螺合される部分と楔部材に螺合される部分とで、
ピッチが異なる両ねじ部材により楔部材を駆動してもよ
い。例えば、保持装置本体に螺合される雄ねじ部のピッ
チを、楔部材に螺合される雄ねじ部のピッチより大きく
し、楔部材をピッチの差による軸線方向の移動距離の差
分、工具嵌合穴の奥側へ移動させる差動ねじ機構を構成
するのである。この差動ねじ機構によれば、楔部材のク
ランプを強制的に解除することができ、かつ、回転操作
トルクが同じ場合に左右ねじ１００に比較して大きなク
ランプ力を得ることができる。ただし、左右ねじ１００
を含むねじ機構も、ピッチが正と負とに異なる差動ねじ
機構であると言うことができる。

【００５１】楔部材のクランプ面は、シャンクに面接触
するものに限らず、線接触するものでもよい。また、図
８の実施例の蓋体１８８にチップ保持突部を設けて、そ
れにチップを保持させることも可能である。

【００５２】さらに、保持装置本体内に楔部材を楔部材
嵌合穴内へ引き込む引込装置を設け、楔部材を工具嵌合
穴の中心線にほぼ平行で工具嵌合穴の置く側に向かう向
きに駆動して回転切削工具のシャンクをクランプさせて
もよい。また、本発明は、リーマ，タップ，エンドミル
等、ドリル以外の回転切削工具を保持する装置に適用す
ることができる。さらに、本発明は、上記各実施例の構
成要素の組合わせを変えた態様で実施することができ
る。その他、特許請求の範囲を逸脱することなく、当業
者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した態様で本
発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一および第二の各発明に共通の一実施例であ
る楔クランプ型回転切削工具保持装置の楔部材がＴ溝に
嵌合された状態を示す正面断面図である。

【図２】上記回転切削工具保持装置において保持装置本
体からドリルおよび楔部材を外した状態を示す左側面図
である。

【図３】上記回転切削工具保持装置を正面図（一部断
面）である。

【図４】上記工具を上記保持装置本体に取り付けるため
の楔部材を示す正面図である。

【図５】上記楔部材を示す側面図である。

【図６】第一および第二の各発明に共通の別の実施例で
ある楔クランプ型回転切削工具保持装置の楔部材が保持
装置本体に取り付けられるとともにドリルをクランプし
た状態を示す正面断面図である。

【図７】第一および第二の各発明に共通の更に別の実施
例である楔クランプ型回転切削工具保持装置の楔部材が
保持装置本体に取り付けられるとともにドリルをクラン
プした状態を示す正面断面図である。

【図８】第一および第二の各発明に共通の更に別の実施
例である楔クランプ型回転切削工具保持装置の楔部材が
保持装置本体に取り付けられるとともにドリルをクラン
プした状態を示す正面断面図である。

【図９】第一および第二の各発明に共通の更に別の実施
例である楔クランプ型回転切削工具保持装置の楔部材が
保持装置本体に取り付けられるとともにドリルをクラン
プした状態を示す正面断面図である。

【符号の説明】

１２ 保持装置本体 ８２ 工具嵌合穴 ８４ ドリル ８６ シャンク ９４ Ｔ溝 ９６ 第一傾斜面 ９９ 雌ねじ穴 １００ 左右ねじ １１０ 楔部材 １１４ クランプ面 １１６ 第二傾斜面 １１８ 雌ねじ穴 １３０ ボルト １３２ 楔部材 １３４ 保持装置本体 １３６ 工具嵌合穴 １３８ 楔部材嵌合穴 １４０ 第一傾斜面 １４６ クランプ面 １４８ 第二傾斜面 １５０ 長穴 １５１ 雌ねじ穴 １５２ 頭部 １６０ 楔部材 １６２ ボルト穴 １７０ 楔部材 １７２ ボルト １７４ 工具嵌合穴 １７６ 保持装置本体 １８０ 第一傾斜面 １８２ 楔部材嵌合穴 １８４ クランプ面 １８６ 第二傾斜面 １９０ 雌ねじ穴 ２００ 楔部材 ２０２ 保持装置本体 ２０４ Ｔ溝 ２０６ 工具嵌合穴 ２０８ ドリル ２１０ 係合部 ２１２ クランプ面 ２１４ シャンク部 ２１６ 係合切欠 ２２０ 左右ねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高崎 多弘 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 笹森 竹房 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転切削工具のシャンクが嵌合される工
   具嵌合穴と、その工具嵌合穴と一部において連通し合う
   状態で形成されて工具嵌合穴の奥側ほどその工具嵌合穴
   の中心線に接近する向きに傾斜した第一傾斜面を有する
   楔部材嵌合穴とを備えた保持装置本体と、 前記楔部材嵌合穴に嵌合され、前記第一傾斜面に対応す
   る第二傾斜面と、前記工具嵌合穴の内周面と対向するク
   ランプ面とを有する楔部材と、 その楔部材を工具嵌合穴の中心線にほぼ平行で工具嵌合
   穴の奥側に向かう向きに駆動し、前記第二傾斜面を前記
   第一傾斜面に押し付けることにより、前記クランプ面と
   前記工具嵌合穴の内周面とに前記シャンクをクランプさ
   せる楔部材駆動装置とを含むことを特徴とする楔クラン
   プ型回転切削工具保持装置。
2. 【請求項２】 前記楔部材駆動装置が互に螺合される雄
   ねじ部材と雌ねじ部材とを含み、それら両ねじ部材の相
   対回転に伴う軸方向の相対移動により前記楔部材を駆動
   することを特徴とする請求項１に記載の楔クランプ型回
   転切削工具保持装置。