KR20020043191A

KR20020043191A - 공구 홀더 장착 구조

Info

Publication number: KR20020043191A
Application number: KR1020017013349A
Authority: KR
Inventors: 기타우라이치로
Original assignee: 추후제출; 파스칼 가부시키가이샤
Priority date: 2000-05-02
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-06-08
Also published as: EP1300211A1; WO2001083141A1; JP2002018614A; TW478994B; EP1300211A4; US20030103828A1

Abstract

공작 기계의 주축에 공구 홀더를 견고하게 설치하는 수 있으면서 구조가 간단하고 또한 범용적인 공구 홀더를 사용할 수 있는 공구 홀더 장착 구조를 제공한다.

주축(1)의 선단 부분에 형성된 홀더 장착 구멍(20), 홀더 장착 구멍(20)에 축심 방향으로 이동 가능하게 장착된 환형의 결합 잠금 부재(30)로서 공구 홀더(3)의 섕크부(10)가 밀착되게 맞물리는 테이퍼 결합 구멍(31)을 가지는 결합 잠금 부재(30), 그리고 결합 잠금 부재(30)를 축심 방향 외측으로 강력하게 탄성 가압하는 판 스프링(40)을 구비하고, 공구 홀더(3)의 섕크부(10)를 결합 잠금 부재(30)의 테이퍼 결합 구멍(31)에 결합시키고, 이 결합 잠금 부재(30)를 통하여 공구 홀더(3)의 섕크부(10)를 주축(1)에 강력하게 고정한다.

Description

공구 홀더 장착 구조 {TOOL HOLDER ATTACHING STRUCTURE}

종래에 드릴링 머신, 밀링 머신, 머시닝 센터 등의 공작 기계에서는 주축에 공구를 유지한 공구 홀더가 착탈 가능(교환 가능)하게 장착되고, 이 주축에 의해 공구를 회전시켜 공작물에 기계 가공이 실시된다. 주축에 공구 홀더를 착탈 가능하게 설치하기 위하여, 공구 홀더에는 테이퍼 형상의 섕크부가 설치되고 이 섕크부를 주축의 선단 부분에 형성된 테이퍼 구멍에 결합시켜 고정한다. 또한, 섕크부를 테이퍼 구멍에 끌어넣어 결합하기 위하여, 주축에는 드로잉기구가 설치되어 있다.

그런데, 최근의 공작 기계는 오차 1㎛ 이하의 높은 가공 정밀도가 요구되며 또한, 30000∼40000 rpm 정도의 고속 회전으로 주축을 회전시키면서 기계 가공을 하도록 되어 있다. 이로 인해, 고속 회전하는 주축과 공구 홀더에 진동이 생겨 가공 정밀도가 저하하지 않도록, 공구 홀더를 주축에 견고하게 고정하는 것이 바람직하다. 그러나, 종래의 드로잉기구에서는 섕크부를 끌어넣는 인입력을 강력하게 하여 공구 홀더를 주축에 견고하게 고정 지지하는 데 한계가 있다.

일본 특개평9-248727호 공보의 공구 홀더는 섕크부와 플랜지부를 가지는 홀더 본체, 섕크부에 축심 방향으로 이동 가능하게 외측에 끼워져 장착된 결합 슬리브, 이 결합 슬리브와 플랜지부 사이에 장착되어 결합 슬리브를 플랜지부에서 이격시키는 방향으로 탄성 가압하는 탄성 부재 등을 구비하고 있다. 공구 홀더를 주축에 설치할 때, 결합 슬리브가 테이퍼 구멍에 결합한 시점에서는 플랜지부와 주축 선단면 사이에 간극이 있고, 계속해서 홀더 본체가 끌어들여져 플랜지부가 주축 선단면에 접촉하여 공구 홀더가 주축에 장착된 상태로 된다.

결합 슬리브가 테이퍼 구멍에 결합한 상태로 홀더 본체가 끌어들여지면, 탄성 부재에 의해 테이퍼 구멍의 안쪽으로 탄성 가압된 결합 슬리브가 섕크부와 주축 사이에 압입 상태로 되고 결합 슬리브와 주축이 강력하게 결합되며, 또한 결합 슬리브가 축심 방향 내측으로 미소하게 이동함으로써 직경이 축소하여 결합 슬리브와 섕크부가 강력하게 결합된다. 또한, 결합 슬리브의 직경이 축소하는 것을 촉진하기 위하여, 결합 슬리브의 내면부에 내부 홈이 형성되어 있다.

공작 기계의 주축에 공구 홀더를 착탈 가능하게 설치하는 종래의 구조에서는 드로잉기구에 의해 섕크부를 끌어넣는 인입력을 강력하게 하는 데 한계가 있기 때문에 공구 홀더의 섕크부를 주축의 테이퍼 구멍에 결합시키는 것만으로는 공구 홀더를 주축에 견고하게 설치하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다. 따라서, 공구 홀더에 플랜지를 설치하고 공구 홀더를 주축에 설치한 상태에서 섕크부를 테이퍼 구멍에 결합시킴과 동시에 플랜지를 주축 선단면에 접촉시키도록 하는 것이 고려된다. 그러나, 제작 오차나 기계 가공에 의해서 생기는 열팽창 등에 의하여, 상기와 같은 장착 상태로 하는 것은 도저히 곤란하다.

일본 특개평9-248727호 공보의 공구 홀더에서는 상기 과제를 해결할 수 있지만, 섕크부와 플랜지부를 가지는 홀더 본체, 결합 슬리브 및 탄성 부재 등을 가지는 복잡한 구조가 되기 때문에 제작비용이 고가가 된다. 즉, 공작 기계에는 공구가 장착된 다수의 공구 홀더가 준비되지만, 그 공구 홀더의 각각에 상기 복잡한 구조의 공구 홀더를 사용하게 되면 설비 비용이 대단히 고가가 된다고 하는 과제가 있다.

본 발명의 목적은, 공구 홀더 장착 구조에서 공작 기계의 주축에 공구 홀더를 견고하게 설치하는 것과, 구조가 간단하고 또한 범용적인 공구 홀더를 사용 가능하게 하는 것 등이다.

본 발명은 공작 기계의 주축에 공구 홀더를 장착하는 공구 홀더 장착 구조에 관한 것으로, 특히 주축의 홀더 장착 구멍에 결합 잠금 부재를 축심 방향으로 이동 가능하게 장착하고 이 결합 잠금 부재의 테이퍼 결합 구멍에 공구 홀더의 섕크부를 결합하여 섕크부를 주축에 고정하도록 구성한 공구 홀더 장착 구조에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공구 홀더 장착 구조(공구 홀더 장착 상태)의 종단면도.

도 2는 공구 홀더 장착 구조(공구 홀더 분리 상태)의 종단면도.

도 3은 결합 잠금 부재의 측면도.

도 4는 도 3의 IV-IV선 단면도.

도 5는 공구 홀더 장착 구조(공구 홀더 장착 전)의 주요부의 종단면도.

도 6은 공구 홀더 장착 구조(공구 홀더 장착 상태)의 주요부의 종단면도.

도 7 내지 도 9는 각각 변경형태의 결합 잠금 부재의 종단면도.

도 10 및 도 11은 각각 변경형태의 결합 잠금 부재의 측면도.

도 12 내지 도 15는 각각 변경형태의 공구 홀더 장착 구조의 종단면도.

본 발명은 테이퍼 형상의 섕크부를 가지는 공구 홀더를 공작 기계의 주축에 착탈 가능하게 설치하는 구조에 있어서, 상기 주축의 선단 부분에 형성된 홀더 장착 구멍, 상기 홀더 장착 구멍에 축심 방향으로 이동 가능하게 장착된 환형 또는 대략 환형의 결합 잠금 부재로서 공구 홀더의 섕크부가 밀착형으로 맞물리는 테이퍼 결합 구멍을 가지는 결합 잠금 부재 및 상기 결합 잠금 부재를 축심 방향 외측으로 강력하게 탄성 가압하는 탄성 부재를 구비하고, 상기 공구 홀더의 섕크부를 결합 잠금 부재의 테이퍼 결합 구멍에 결합시키고 이 결합 잠금 부재를 통하여 공구 홀더의 섕크부를 주축에 고정함과 동시에 공구 홀더를 주축에 고정한 상태에서공구 홀더의 플랜지가 주축의 선단면에 접촉하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

공구 홀더를 주축에 설치할 때, 공구 홀더의 섕크부가 결합 잠금 부재의 테이퍼 결합 구멍에 밀착되게 결합하고, 이 상태에서 섕크부가 테이퍼 결합 구멍의 안쪽으로 끌어들여지면, 탄성 부재에 의해 축심 방향 외측으로 강력하게 탄성 가압되어 있는 결합 잠금 부재가 섕크부와 주축의 사이에서 압입 상태로 되고, 결합 잠금 부재와 섕크부가 밀착되어 강력하게 결합되어, 결합 잠금 부재와 주축도 밀착되어 강력하게 결합된다. 즉, 공구 홀더의 섕크부를 결합 잠금 부재의 테이퍼 결합 구멍에 결합시키고, 이 결합 잠금 부재를 통하여 공구 홀더의 섕크부를 주축에 강력하게 고정할 수 있다.

섕크부가 테이퍼 결합 구멍에 결합한 시점에서, 플랜지와 주축 선단면 사이에 약간의 간극이 남도록 구성함으로써 섕크부를 테이퍼 결합 구멍에 결합시킨 상태로 끌어넣을 수 있다. 따라서, 결합 잠금 부재를 통하여 섕크부를 주축에 강력하게 고정한 상태에서 공구 홀더의 플랜지를 주축의 선단면에 확실하게 접촉시켜 강력하게 고정할 수 있다. 공구 홀더를 주축에 고정한 상태에 있어서, 축심으로부터의 반경이 큰 위치에서 공구 홀더의 플랜지가 주축의 선단면에 접촉하기 때문에 공구 홀더의 진동 억제 등에 크게 기여한다.

이와 같이, 공작 기계의 주축에 공구 홀더를 견고하게 설치할 수 있기 때문에, 고속 회전하는 주축과 공구 홀더의 진동을 확실하게 억제하여 기계 가공 정밀도를 특히 높일 수 있어서 필요에 따라 주축의 회전 속도를 고속화 할 수 있다.또, 구조가 간단하고 또한 범용적인 공구 홀더를 사용할 수 있게 되기 때문에 공작 기계에는 공구가 장착된 다수의 공구 홀더가 준비되지만, 그 각각에 범용적인 공구 홀더를 적용할 수 있고 설비비용 면에서 대단히 유리하게 된다.

상기 홀더 장착 구멍은 원통형의 구멍인 것이 바람직하다. 원통면을 가지는 결합 잠금 부재를 홀더 장착 구멍에 축심 방향으로 이동 가능하게 내측에 끼워 장착할 수 있고, 그 홀더 장착 구멍과 결합 잠금 부재의 형상을 간단하게 할 수 있기 때문에 제작비용 면에서 유리하게 된다.

상기 결합 잠금 부재에 둘레 방향으로 탄성변형하기 쉽게 하는 탄성변형 촉진부를 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 공구 홀더를 주축에 설치할 때, 공구 홀더의 섕크부가 결합 잠금 부재의 테이퍼 결합 구멍에 결합한 상태에서 결합 잠금 부재에 대하여 섕크부를 축심 방향 내측으로 상대적으로 이동시켜서 탄성변형 촉진부에 의해 결합 잠금 부재를 둘레 방향으로 탄성변형시키고 결합 잠금 부재와 주축을 확실하게 밀착시켜 강력하게 결합할 수 있다.

상기 탄성변형 촉진부는 결합 잠금 부재에 형성된 적어도 하나의 슬릿으로 이루어지도록 구성할 수도 있다. 적어도 하나의 슬릿으로 이루어지는 탄성변형 촉진부에 의해 결합 잠금 부재가 둘레 방향으로 확실하게 탄성변형하기 쉽게 된다.

또한, 상기 탄성변형 촉진부는 결합 잠금 부재에 형성된 적어도 하나의 홈부로 이루어지도록 구성할 수도 있다. 적어도 하나의 홈부로 이루어지는 탄성변형 촉진부에 의해 결합 잠금 부재가 둘레 방향으로 확실하게 탄성변형하기 쉽게 된다.

또한, 상기 탄성변형 촉진부가 결합 잠금 부재에 설치된 적어도 하나의 탄성변형 부재로 이루어지도록 구성할 수도 있다. 적어도 하나의 탄성변형 부재로 이루어지는 탄성변형 촉진부에 의해 결합 잠금 부재가 둘레 방향으로 확실하게 탄성변형하기 쉽게 된다.

상기 홀더 장착 구멍은 주축의 선단 측 제1 장착 구멍부 및 이 제1 장착 구멍부의 안쪽 끝에 연속하며 제1 장착 구멍부보다 소직경인 제2 장착 구멍부를 구비하고, 상기 결합 잠금 부재는 제1 장착 구멍부에 장착된 제1 잠금 부재와, 제2 장착 구멍부에 장착된 제2 잠금 부재를 갖도록 구성할 수도 있다.

이 경우, 공구 홀더를 주축에 설치할 때, 공구 홀더의 섕크부가 제1 및 제2 잠금 부재의 테이퍼 결합 구멍에 각각 밀착형으로 맞물리고, 이 상태에서 섕크부가 끌어들여지면, 제1 및 제2 잠금 부재가 각각 섕크부와 주축의 사이에서 압입 상태로 되고, 이들 제1 및 제2 잠금 부재를 통하여 공구 홀더의 섕크부가 주축에 강력하게 고정된다.

상기 홀더 장착 구멍은 주축의 선단 측으로부터 순차적으로 직경이 작아지는 복수의 장착 구멍부를 구비하고, 상기 결합 잠금 부재는 각 장착 구멍부에 각각 장착된 복수의 잠금 부재를 갖도록 구성할 수도 있다.

이 경우, 공구 홀더를 주축에 설치할 때, 공구 홀더의 섕크부가 각 결합 잠금 부재의 테이퍼 결합 구멍에 각각 밀착되게 맞물리고, 이 상태에서 섕크부가 끌어들여지면 각 결합 잠금 부재가 각각 섕크부와 주축의 사이에서 압입 상태로 되고, 이들 결합 잠금 부재를 통하여 공구 홀더의 섕크부가 주축에 강력하게 고정된다.

상기 결합 잠금 부재는 둘레 방향으로 환형으로 배치된 복수의 잠금 분할 부재로 이루어지도록 구성할 수도 있다. 결합 잠금 부재가 둘레 방향으로 환형으로 배치된 복수의 잠금 분할 부재로 이루어지기 때문에 결합 잠금 부재가 둘레 방향으로 확실하게 탄성변형하기 쉽게 된다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

본 실시예는 머시닝 센터 등의 자동 공구 교환 장치를 구비한 공작 기계의 주축에 공구 홀더를 착탈 가능하게 설치하는 구조에 본 발명을 적용한 경우의 일례이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 공구 홀더(3)는 테이퍼 형상의 섕크부(10)와 섕크부(10)보다 직경이 큰 플랜지(11)를 갖고, 이 공구 홀더(3)에 공구(2)가 분리 가능하게 장착되어 있다. 플랜지(11)의 외주 부분에는 자동 공구 교환 장치(ATC)의 암이 결합 가능한 결합 홈(11a)이 형성되어 있다. 섕크부(10)의 기단(基端) 측에는 풀스터드(pullstud)(12)가 일체로 설치되고, 주축(1)에 설치된 드로잉기구(15)에 의해 풀스터드(12)의 결합부(12a)에 콜릿(collet)(16)을 결합하여 드로 바(draw bar)(17)를 도 1의 좌측으로 잡아 당겨 섕크부(10)를 끌어넣는다. 또한, 콜릿(16)이나 드로 바(17) 등은 주축(1)의 내부에 형성된 수용구멍(18)에 수용되어 있다.

공구 홀더(3)를 주축(1)에 착탈 가능하게 설치하는 본원 특유의 공구 홀더 장착 구조는 주축(1)의 선단 부분에 형성된 홀더 장착 구멍(20), 홀더 장착 구멍(20)에 주축(1)의 축심 a 방향으로 이동 가능하게 장착된 환형의 결합 잠금 부재(30)로서 공구 홀더(3)의 섕크부(10)가 밀착되게 맞물리는 테이퍼 결합 구멍(31)을 가지는 결합 잠금 부재(30) 및 결합 잠금 부재(30)를 축심 방향 외측(도 1의 우측)으로 강력하게 탄성 가압하는 복수의 접시 스프링(40)(탄성 부재에 해당함)을 구비하고 있다. 또한, 주축(1)은 베어링(1a)을 포함하는 복수의 베어링에 의해 공작 기계에 회전 가능하게 지지되어 있다.

홀더 장착 구멍(20)은 주축(1)의 축심 a와 공통의 축심이 되는 원통형의 구멍으로 형성되고, 그 축심 방향 길이는 공구 홀더(3)의 섕크부(10)의 축심 방향 길이보다 약간 짧다. 홀더 장착 구멍(20)의 축심 방향 내측(도 1의 좌측)이연통구(22)를 통하여 수용구멍(18)에 연통되고, 주축(1)에 형성된 홀더 장착 구멍(20)의 저부(21)는 연통구(22)의 주위에 환형으로 설치되어 있다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 결합 잠금 부재(30)는 그 외주면이 원통면으로 형성되어 내면이 축심 방향 외측으로 직경이 커지는 테이퍼 면으로 형성되어 단면이 쐐기형을 이루고, 홀더 장착 구멍(20)에 축심 방향으로 이동 가능하게 내측에 끼워져 있다. 홀더 장착 구멍(20)의 축심 방향 외측단의 내면부에는, 예를 들면 환형의 스토퍼 부재(35)가 고정되고, 이 스토퍼 부재(35)에 의해 결합 잠금 부재(30)가 홀더 장착 구멍(20)으로부터 축심 방향 외측으로 이탈되지 않도록 이탈 방지되어 있다.

결합 잠금 부재(30)의 테이퍼 결합 구멍(31)에 공구 홀더(3)의 섕크부(10)가 밀착되게 결합한 상태에서 결합 잠금 부재(30)에 대하여 섕크부(10)가 축심 방향 내측으로 상대적으로 이동한 경우 결합 잠금 부재(30)가 둘레 방향으로 탄성변형하기 쉽게 하는 탄성변형 촉진부를 이루는 한 쌍의 홈부(32)가 결합 잠금 부재(30)의 외면부에 축심 대칭으로 형성되어 있다. 각 홈부(32)는 축심 a와 평행하게 형성되어 있다. 테이퍼 결합 구멍(31)의 내면부에는 복수의 환형의 그리스 충전 홈(34)이 형성되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 결합 잠금 부재(30)가 홀더 장착 구멍(20)에 장착된 상태에서 홀더 장착 구멍(20)의 내측에 있어서 그 저부(21)와 결합 잠금 부재(30) 사이에 스프링 수용부(41)가 형성되어 있다. 이 스프링 수용부(41)에 접시 스프링(40)이 장착되고, 그 접시 스프링(40)에 의해 결합 잠금부재(30)가 축심 방향 외측으로 강력하게 탄성 가압되어 있다.

이 공구 홀더 장착 구조의 작용 및 효과에 대해 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이 공구 홀더(3)가 주축(1)으로부터 분리된 상태에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 결합 잠금 부재(30)는 접시 스프링(40)에 의해 축심 방향 외측(화살표 방향)으로 탄성 가압되어 스토퍼 부재(35)에 접촉하고 축심 방향 외측으로 최대한 이동한 대기 위치에 위치한다.

도 1에 나타낸 바와 같이 공구 홀더(3)를 주축(1)에 설치할 때, 도 5에 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 먼저 공구 홀더(3)의 섕크부(10)가 결합 잠금 부재(30)의 테이퍼 결합 구멍(31)에 결합되고, 결합 잠금 부재(30)가 대기 위치에 위치하고 있는 상태에서 공구 홀더(3)의 플랜지(11)와 주축(1)의 선단면 사이에 간극이 남겨진다.

다음에, 섕크부(10)가 테이퍼 결합 구멍(31)에 밀착되게 맞물린 상태에서 공구 홀더(3)가 드로잉기구(15)에 의해 테이퍼 결합 구멍(31)의 안쪽으로 끌어들여지면, 도 6에 도시한 바와 같이, 결합 잠금 부재(30)도 축심 방향 내측으로 이동하여 공구 홀더(3)의 플랜지(11)가 주축(1)의 선단면에 접촉하여 공구 홀더(3)가 주축(1)에 장착된 상태로 된다.

이 때, 접시 스프링(40)에 의해 축심 방향 외측으로 강력하게 탄성 가압되어 있는 결합 잠금 부재(30)가 축심 방향 내측으로 약간 이동하면서 섕크부(10)와 주축(1)의 사이에서 압입 상태로 된다. 이로 인해, 결합 잠금 부재(30)와 섕크부(10)가 밀착되어 강력하게 결합되고, 결합 잠금 부재(30)에 대하여섕크부(10)가 축심 방향 내측으로 상대적으로 이동함으로써 결합 잠금 부재(30)가 둘레 방향으로 탄성변형하고 결합 잠금 부재(30)와 주축(1)도 밀착되어 강력하게 결합된다.

즉, 공구 홀더(3)의 섕크부(10)를 결합 잠금 부재(30)의 테이퍼 결합 구멍(31)에 결합시키고, 이 결합 잠금 부재(30)를 통하여 적어도 접시 스프링(40)의 가압력의 수배의 힘(도 6에 화살표로 나타냄)으로 공구 홀더(3)의 섕크부(10)를 주축(1)에 강력하게 고정할 수 있다. 또, 섕크부(10)가 테이퍼 결합 구멍(31)에 결합했을 때 플랜지(11)와 주축(1)의 선단면 사이에 약간의 간극이 남도록 구성했기 때문에 섕크부(10)를 테이퍼 결합 구멍(31)에 결합시킨 상태로 끌어넣을 수 있다.

이에 따라, 결합 잠금 부재(30)를 통하여 섕크부(10)를 주축(1)에 강력하게 고정한 상태에서 공구 홀더(3)의 플랜지(11)를 주축(1)의 선단면에 확실하게 접촉시키고 드로잉기구(15)의 인입력(도 6에 화살표로 나타냄)에 의해 강력하게 고정할 수 있다. 공구 홀더(3)를 주축(1)에 고정한 상태에 있어서, 축심 a에서의 반경이 큰 위치로 공구 홀더(3)의 플랜지(11)가 주축(1)의 선단면에 접촉하기 때문에 공구 홀더(3)의 진동 억제 등에 크게 기여한다.

이와 같이, 공작 기계의 주축(1)에 공구 홀더(3)를 견고하게 설치할 수 있기 때문에 고속 회전하는 주축(1)과 공구 홀더(3)의 진동을 극도로 억제하여 기계 가공 정밀도를 확실하게 높일 수 있다. 그리고, 구조가 간단하고 또한 범용적인 공구 홀더(3)를 사용할 수 있게 되기 때문에, 공작 기계에는 공구가 장착된 다수의공구 홀더가 준비되지만, 그 각각에 범용적인 공구 홀더(3)를 적용할 수 있기 때문에 설비비용 면에서 대단히 유리하게 된다.

주축(1)에 형성된 홀더 장착 구멍(20)이 원통형의 구멍이기 때문에 원통면을 가지는 결합 잠금 부재(30)를 홀더 장착 구멍(20)에 축심 방향으로 이동 가능하게 내측에 끼워 장착할 수 있고, 그 홀더 장착 구멍(20)과 결합 잠금 부재(30)의 형상을 간단하게 할 수 있기 때문에 제작비용 면에서도 유리하게 된다.

결합 잠금 부재(30)가 둘레 방향으로 탄성변형하기 쉽게 하는 한 쌍의 홈부(32)를 결합 잠금 부재(30)의 외면부에 형성했기 때문에 공구 홀더(3)를 주축(1)에 설치할 때 공구 홀더(3)의 섕크부(10)가 결합 잠금 부재(30)의 테이퍼 결합 구멍(31)에 결합한 상태에서 결합 잠금 부재(30)에 대하여 섕크부(10)를 축심 방향 내측으로 상대적으로 이동시켜서 한 쌍의 홈부(32)의 부위에서 결합 잠금 부재(30)를 둘레 방향으로 탄성변형시키고 결합 잠금 부재(30)와 주축(1)을 확실하게 밀착시켜서 강력하게 결합할 수 있다.

한 쌍의 홈부(32)를 축심 대칭으로 형성했기 때문에, 홈부(32)를 형성하는 것에 의한 회전 진동의 발생을 확실하게 방지할 수 있다. 또, 한 쌍의 홈부(32)에 의해 탄성변형 촉진부를 간단히 형성할 수 있기 때문에 결합 잠금 부재(30)도 간단한 구조로 할 수 있다.

다음에, 변경형태에 대해 설명한다. 또한, 상기 실시예와 기본적으로 같은 것에는 동일 부호가 부여되고 설명을 생략한다.

[1〕도 7에 도시한 바와 같이, 결합 잠금 부재(30A)가 둘레 방향으로 탄성변형하기 쉽게 하는 탄성변형 촉진부로서, 결합 잠금 부재(30A)의 내면부에 한 쌍의 홈부(32A)가 축심 대칭으로 형성되어 있다.

[2〕도 8에 도시한 바와 같이, 결합 잠금 부재(30B)가 축심 대칭이 되도록 2개로 분단되고, 결합 잠금 부재(30B)가 둘레 방향으로 탄성변형하기 쉽게 하는 탄성변형 촉진부로서, 결합 잠금 부재(30B)의 2개소로 분단된 부분을 각각 연결하는 합성 수지제 또는 합성 고무제의 탄성변형 부재(32B)가 설치되어 있다.

[3〕도 9에 도시한 바와 같이, 결합 잠금 부재(30C)가 축심 대칭으로 둘레 방향으로 환형으로 배치된 3개의 잠금 분할 부재(30a)로 이루어지고, 이들 잠금 분할 부재(30a)에 테이퍼 결합 구멍(31C)이 형성되어 있다. 이 경우, 3개의 잠금 분할 부재(30a)가 축심 대칭 위치를 유지하여 축심 방향으로 이동 가능하게, 또한 둘레 방향으로 탄성변형 가능하게 이들 잠금 분할 부재(30a)를 축심 방향으로 가이드하는 임의의 가이드 부재를 주축(1)에 고정적으로 설치하는 것이 바람직하다.

[4〕도 10에 도시한 바와 같이, 결합 잠금 부재(30D)가 둘레 방향으로 탄성변형하기 쉽게 하는 탄성변형 촉진부로서, 결합 잠금 부재(30D)의 외면부에 나선형의 홈부(32D)가 형성되어 있다. 이 경우도, 예를 들면 한 쌍의 홈부(32D)를 축심 대칭으로 형성하는 것이 바람직하다.

[5〕도 11에 도시한 바와 같이, 결합 잠금 부재(30E)가 둘레 방향으로 탄성변형하기 쉽게 하는 탄성변형 촉진부로서, 결합 잠금 부재(30E)에 예를 들면 6개의 슬릿(32E)이 형성되어 있다. 이들 슬릿(32E) 중 3개의 슬릿(32E)은 축심 방향 외측단으로부터 내측으로 중간부까지 연장되고, 나머지 3개의 슬릿(32E)은 축심 방향 내측단으로부터 외측으로 중간부까지 연장되어, 이들 다른 슬릿(32E)을 교대로 배치하여 구성하고 있다. 이에 따라, 결합 잠금 부재(30E)를 축심 대칭으로 설치함과 동시에, 결합 잠금 부재(30E)를 분단하지 않고서 환형으로 구성할 수 있다.

[6〕상기 결합 잠금 부재(30, 30A∼30E)에서, 탄성변형 촉진부로서의 홈부, 슬릿, 탄성 부재 또는 잠금 분할 부재의 수 및 형상 등에 관해서는 개시한 것 이외에 여러 가지 설정할 수 있다. 물론, 이들 수를 하나로 할 수도 있지만, 회전 진동이 발생하는 것을 감안한 경우, 축심 대칭으로 복수 설치하는 것이 바람직하다.

[7〕도 12에 도시한 바와 같이, 홀더 장착 구멍(20F)은 주축(1F)의 선단 측 제1 장착 구멍부(50) 및 이 제1 장착 구멍부(50)의 안쪽 끝에 연속하고 제1 장착 구멍부(50)보다 소직경인 제2 장착 구멍부(51)를 구비하고, 결합 잠금 부재(30F)는 제1 장착 구멍부(50)에 장착된 제1 잠금 부재(52) 및 제2 장착 구멍부(51)에 장착된 제2 잠금 부재(53)를 가지며, 각 잠금 부재(52, 53)에는 테이퍼 결합 구멍(56, 57)이 형성되어 있다.

제1 및 제2 잠금 부재(52, 53)를 축심 방향 외측으로 강력하게 탄성 가압하는 접시 스프링(54, 55)이 설치되어 있다. 제1 및 제2 장착 구멍부(50, 51)의 축심 방향 외측단의 내면부에는, 예를 들면 환형의 스토퍼 부재(58, 59)가 각각 고착되고, 이들 스토퍼 부재(58, 59)에 의해 제1 및 제2 잠금 부재(52, 53)가 각각 제1 및 제2 장착 구멍부(50, 51)로부터 축심 방향 외측으로 이탈되지 않도록 이탈 방지되어 있다.

이 공구 홀더 장착 구조에서는, 공구 홀더(3)를 주축(1)에 설치할 때 공구홀더(3)의 섕크부(10)가 제1 및 제2 결합 잠금 부재(52, 53)의 테이퍼 결합 구멍(56, 57)에 각각 밀착되게 맞물리고, 이 상태에서 섕크부(10)가 끌어들여지면 제1 및 제2 결합 잠금 부재(52, 53)가 각각 섕크부(10)와 주축(1)의 사이에서 압입 상태로 되고, 이들 제1 및 제2 결합 잠금 부재(52, 53)를 통하여 공구 홀더(3)의 섕크부(10)가 주축(1)에 강력하게 고정된다. 기타 작용 및 효과는 상기 실시예와 대략 동일하다.

[8〕도 13에 도시한 바와 같이, 주축(1G)에 형성된 홀더 장착 구멍(20G)은 축심 방향 외측으로 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 형성되고, 결합 잠금 부재(30G)의 외주면은 홀더 장착 구멍(20G)에 결합 가능하게 축심 방향 외측으로 직경이 작아지는 테이퍼 외주면으로 형성되고, 내주면은 축심 방향 외측으로 직경이 커지는 테이퍼면으로 형성되어, 결합 잠금 부재(30G)의 단면은 쐐기형을 이루고, 결합 잠금 부재(30G)는 홀더 장착 구멍(20G)에 장착되어 있다.

결합 잠금 부재(30G)는 축심 대칭으로 둘레 방향으로 분할한 복수의 잠금 분할 부재(30b)에 의해 대략 환형으로 구성된다. 잠금 분할 부재(30b)가 홀더 장착 구멍(20G)의 내면을 따라 이동 가능하게 장착되는 경우, 잠금 분할 부재(30b)가 홀더 장착 구멍(20G)으로부터 빠져나가지 않도록 홀더 장착 구멍(20G)의 축심 방향 외측단의 내면부에 스토퍼 부재를 설치하는 것이 바람직하다. 또, 잠금 분할 부재(30b)가 축심 방향으로 이동 가능하게 가이드 지지하여 장착되는 경우에는, 상기 스토퍼 부재가 불필요하게 되고, 잠금 분할 부재(30b)가 홀더 장착 구멍(20G)의 내면에 접촉하면 더 이상 축심 방향 외측으로 이동하지 않도록 규제되어 이탈이 방지된다.

[9〕도 14에 도시한 바와 같이, 홀더 장착 구멍(20H)은 주축(1H)의 선단측으로부터 순차적으로 직경이 작아지는 제1 장착 구멍부(60), 제2 장착 구멍부(61) 및 제3 장착 구멍부(62)를 구비하고, 결합 잠금 부재(30H)는 제1 장착 구멍부(60)에 장착된 제1 잠금 부재(63), 제2 장착 구멍부(61)에 장착된 제2 잠금 부재(64), 제3 장착 구멍부(62)에 장착된 제3 잠금 부재(65)를 가지며, 각 잠금 부재(63, 64, 65)에는 테이퍼 결합 구멍(69, 70, 71)이 형성되어 있다.

각 장착 구멍부(60, 61, 62)의 각각의 기단 측 부분에는 잠금 부재(63, 64, 65)를 각각 축심 방향 외측으로 강력하게 탄성 가압하는 접시 스프링(66, 67, 68)이 설치되어 있다. 각 장착 구멍부(60, 61, 62)의 선단 측 부분의 내면에는 예를 들면 환형의 스토퍼 부재(72, 73, 74)가 각각 고착되고, 이들 스토퍼 부재(72, 73, 74)에 의해 잠금 부재(63, 64, 65) 각각이 각 장착 구멍부(60, 61, 62)로부터 축심 방향 외측으로 이탈되지 않도록 이탈 방지되어 있다.

이 공구 홀더 장착 구조에서는 공구 홀더(3)를 주축(1H)에 설치할 때, 공구 홀더(3)의 섕크부(10)가 각 잠금 부재(63, 64, 65)의 테이퍼 결합 구멍(69, 70, 71)에 각각 밀착되게 맞물리고, 이 상태에서 섕크부(10)가 끌어들여지면 각 잠금 부재(63, 64, 65) 각각이 섕크부(10)와 주축(1H)의 사이에서 압입 상태로 되어, 이들 잠금 부재(63, 64, 65)를 통하여 공구 홀더(3)의 섕크부(10)가 주축(1H)에 강력하게 고정된다. 또한, 결합 잠금 부재(30H)는 3개의 잠금 부재(63, 64, 65)로 구성되고, 각 잠금 부재(63, 64, 65)는 직경 방향으로 얇게 형성되어 있기 때문에,잠금 부재(63, 64, 65)는 각각 탄성변형하기 쉽게 되어, 잠금 부재(63, 64, 65)를 주축(1H)과 홀더 장착 구멍(20H) 양쪽에 확실하게 밀착시킬 수 있다. 기타 작용 및 효과는 상기 실시예와 대략 동일하다.

[10〕도 15에 도시한 바와 같이, 홀더 장착 구멍(20I)은 주축(1I)의 선단 측 제1 장착 구멍부(80)와, 이 제1 장착 구멍부(80)의 안쪽 끝에 연속하며 제1 장착 구멍부(80)보다 소직경이고 또한 주축(1I)의 기단 측으로 직경이 작아지는 테이퍼 구멍 형상으로 형성된 제2 장착 구멍부(81)와, 제2 장착 구멍부(81)의 안쪽 끝에 연속하며 제2 장착 구멍부(81)의 안쪽 끝 측 직경과 대략 동일한 직경의 제3 장착 구멍부(82)를 구비하고, 결합 잠금 부재(30I)는 제1 장착 구멍부(80)에 장착된 제1 잠금 부재(83) 및 제2 장착 구멍부(81)에 장착된 제2 잠금 부재(84)로서, 그 외주면에서 제2 장착 구멍부(81)에 밀착 가능한 테이퍼면(87)을 가지는 제2 잠금 부재(84) 및 제3 장착 구멍부(82)에 장착된 제3 잠금 부재(85)를 일체로 형성한 것이다. 각 잠금 부재(83, 84, 85)에는 테이퍼 결합 구멍(88, 89, 90)이 형성되어 있다.

제3 장착 구멍부(82)의 기단 측 부분에는 결합 잠금 부재(30I)를 축심 방향 외측으로 강력하게 탄성 가압하는 접시 스프링(86)이 설치되어 있다. 제1 장착 구멍부(80)의 선단 측 부분의 내면에는, 예를 들면 환형의 스토퍼 부재(91)가 고정되고, 이 스토퍼 부재(91)에 의해 결합 잠금 부재(30I)가 홀더 장착 구멍(20I)에서 축심 방향 외측으로 이탈되지 않도록 이탈 방지되어 있다.

이 공구 홀더 장착 구조에서는 공구 홀더(3)를 주축(1I)에 설치할 때, 공구홀더(3)의 섕크부(10)가 각 잠금 부재(83, 84, 85)의 테이퍼 결합 구멍(88, 89, 90)에 각각 밀착되게 맞물리고, 이 상태에서 섕크부(10)가 끌어들여지면 제2 잠금 부재(84) 외주의 테이퍼 면(87)이 제2 장착 구멍부(81)에 밀착되면서 잠금 부재(83, 84, 85)가 각각 섕크부(10)와 주축(1I) 사이에서 압입 상태로 되고, 이들 잠금 부재(83, 84, 85)를 통하여 공구 홀더(3)의 섕크부(10)가 주축(1I)에 강력하게 고정된다. 또한, 결합 잠금 부재(30I)는 3개의 잠금 부재(83, 84, 85)를 일체로 형성한 것이며, 각 잠금 부재(83, 84, 85)는 직경 방향으로 얇게 형성되어 있기 때문에 잠금 부재(83, 84, 85)는 각각 탄성변형하기 쉽게 되어 결합 잠금 부재(30I)를 주축(1I)과 홀더 장착 구멍(20I) 양쪽에 확실하게 밀착시킬 수 있다. 기타 작용 및 효과는 상기 실시예와 대략 동일하다.

[11〕도 12의 결합 잠금 부재(30F)의 제1 및 제2 잠금 부재(52, 53), 도 13의 결합 잠금 부재(30G), 도 14의 결합 잠금 부재(30H)의 제1, 제2 및 제3 잠금 부재(63, 64, 65), 그리고 도 15의 결합 잠금 부재(30I)에 관해서는, 상기 설명한 여러 가지 결합 잠금 부재 또는 이들과 유사한 결합 잠금 부재를 적용할 수 있다.

[12〕또한, 기타 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 상기 실시예에 여러 가지 변경을 부가한 형태로 실시하는 것도 가능하다.

Claims

테이퍼 형상의 섕크부를 가지는 공구 홀더를 공작 기계의 주축에 착탈 가능하게 설치하는 구조에 있어서,

상기 주축의 선단 부분에 형성된 홀더 장착 구멍,

상기 홀더 장착 구멍에 축심 방향으로 이동 가능하게 장착된 환형 또는 대략 환형의 결합 잠금 부재로서 공구 홀더의 섕크부가 밀착되게 맞물리는 테이퍼 결합 구멍을 가지는 결합 잠금 부재, 그리고

상기 결합 잠금 부재를 축심 방향 외측으로 강력하게 탄성 가압하는 탄성 부재

를 구비하고,

상기 공구 홀더의 섕크부를 결합 잠금 부재의 테이퍼 결합 구멍에 결합시키고, 이 결합 잠금 부재를 통하여 공구 홀더의 섕크부를 주축에 고정함과 동시에, 공구 홀더를 주축에 고정한 상태에서 상기 공구 홀더의 플랜지가 주축의 선단면에 접촉하도록 구성한 것을 특징으로 하는

공구 홀더 장착 구조.
제1항에 있어서,

상기 홀더 장착 구멍이 원통형의 구멍인 것을 특징으로 하는 공구 홀더 장착 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 결합 잠금 부재가 둘레 방향으로 탄성변형하기 쉽게 하는 탄성변형 촉진부를 상기 결합 잠금 부재에 형성한 것을 특징으로 하는 공구 홀더 장착 구조.
제3항에 있어서,

상기 탄성변형 촉진부가 상기 결합 잠금 부재에 형성된 적어도 하나의 슬릿으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 장착 구조.
제3항에 있어서,

상기 탄성변형 촉진부가 상기 결합 잠금 부재에 형성된 적어도 하나의 홈부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 장착 구조.
제3항에 있어서,

상기 탄성변형 촉진부가 상기 결합 잠금 부재에 설치된 적어도 하나의 탄성변형 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 장착 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 홀더 장착 구멍은 주축의 선단 측 제1 장착 구멍부와, 상기 제1 장착 구멍부의 안쪽 끝에 연속하며 상기 제1 장착 구멍부보다 소직경인 제2 장착 구멍부를 구비하고,

상기 결합 잠금 부재는 상기 제1 장착 구멍부에 장착된 제1 잠금 부재와, 상기 제2 장착 구멍부에 장착된 제2 잠금 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 장착 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 홀더 장착 구멍은 주축의 선단 측으로부터 순차적으로 직경이 작아지는 복수의 장착 구멍부를 구비하고, 상기 결합 잠금 부재는 상기 각 장착 구멍부에 각각 장착된 복수의 잠금 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 장착 구조.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 결합 잠금 부재는 둘레 방향으로 환형으로 배치된 복수의 잠금 분할 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공구 홀더 장착 구조.