WO1998008641A1 - Dispositif de fixation/liberation d'outil - Google Patents

Dispositif de fixation/liberation d'outil Download PDF

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WO1998008641A1
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Tetsuo Sugimura
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Kuroda Seiko Co., Ltd.
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    • Y10T409/309408—Cutter spindle or spindle support with cutter holder
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    • Y10T409/30952—Milling with cutter holder

Definitions

  • the present invention relates to a tool attachment / detachment device for attaching / detaching a tool to / from a main spindle of a machine tool.
  • FIG. 1 is a front view of a conventional example.
  • FIG. 2 is a partial sectional view of a conventional example.
  • FIG. 3 is a partial sectional view of the first embodiment shown together with the main shaft of the machine.
  • FIG. 4 is a right side view.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view.
  • FIG. 6 is a partial sectional view of the holder main body.
  • FIG. 7 is a right side view of the holder main body.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • FIG. 9 is a partial sectional view taken along line BB of FIG.
  • FIG. 0 is a partial cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.
  • FIG. 11 is an operation explanatory view.
  • FIG. 12 is a sectional view of a main part of the second embodiment.
  • FIG. 13 is a partially enlarged view. Background art
  • Examples of this type of conventional tool attachment / detachment device include, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 53-14444586, Japanese Patent No. 57-107747, Japanese Patent No. The one disclosed in Japanese Patent Publication No. 346608 is known.
  • the holder body is fastened to the main shaft by screws.
  • the tool attachment / detachment device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. The top is planned.
  • a main body 2 is detachably mounted on a spindle 1 as shown in FIG.
  • a tool mounting part 4 is provided.
  • a first ring member 5 having a claw portion 5a is provided on the outer periphery of the flange portion 2a of the main body 1, and on the outer periphery of the first ring member 5 Is provided with a second ring member 6.
  • the ball 7 is arranged between the tapered portion 2b of the main body 2, the straight portion 5b of the first ring member 5, and the tapered portion 6a of the second ring member 6, and the ring members 5, 6 are compressed.
  • the springs 8 and 9 respectively urge the main shaft 1 side.
  • the tapered portion 6a of the second ring member 6 pushes the ball 7 between the tapered portion 2b of the main body 2 and the straight portion 5b of the first ring member 5, whereby the first ⁇ 5 is pressed toward the tool and the main body 2 is pressed against the main shaft 1, and the flange 2a of the main body 2 and the claw 5a of the first ring member 5 are engaged with the locking portion 1a of the main shaft 1. Closely attached, the fixing force between main shaft 1 and main body 2 is improved.
  • the tool attaching / detaching device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-107747 describes the operability of the tool mounting / removing tool disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-1445766.
  • the load resistance in the axial direction is worse than that of the tool attachment / detachment device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
  • there are problems in that the dimensional accuracy in the axial direction with respect to the workpiece is not stable, high-frequency vibration is generated in the main body, and the main shaft and the main body of the machine are easily worn.
  • the tool attachment / detachment device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-134648 requires a tool holding portion 4 to be pressed into the main body 2 when the main body 2 is mounted on the spindle 1.
  • the tool T attached to the mounting part 4 may be dangerous.
  • the centrifugal force acts on the ball 7 by the rotation of the main body 2, the pressing force of the ball 7 against the taper portion 2b of the main body 2 decreases, and the flange portion 2a of the main body 2 and the first ring member 5
  • the force with which the claw portion 5a of the main body 1 comes into close contact with the locking portion 1a of the main shaft 1 is weakened, and the main body 2 may move in the axial direction.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a tool attaching / detaching apparatus capable of easily, securely and firmly attaching a holder body to a spindle.
  • a holder body that holds a tool at the front part, fits the rear part into the fitting hole of the machine spindle, and has a flange part at the middle part, and a first operation ring slidably provided on the outer periphery in front of the flange part.
  • a second operating ring provided on the outer periphery of the first operating ring via a spacer to engage a locking claw for locking to a locking portion of the machine spindle; and a rearward biasing of the first operating ring.
  • a tool attaching / detaching device provided with a biasing means that performs upper and lower notches and left and right notches on a flange portion, and a rear portion of the second operation ring that is inclined inward rearward.
  • a key portion is provided at the rear portion of the first tapered portion so as to fit into the keyway of the machine spindle through the notch on the left and right, and the front portion of the spacer is axially provided at the front portion.
  • a substantially right-angled front surface is provided, and a projection is provided at the rear portion to be fitted into the upper and lower notches, and a front surface on the inner surface of the second operation ring is directed forward.
  • a second taper portion inclined inward is provided, and a number of taper portions are provided between the first taper portion of the first operation ring, the front surface of the spacer, and the second taper portion of the second operation ring. Since the rolling member is arranged, the holder main body can be attached to and detached from the machine spindle by gripping the second operation ring, the operation can be easily performed.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the first embodiment shown together with the main shaft 11 of the machine tool
  • FIG. 4 is a right side view
  • FIG. 5 is an exploded perspective view. It is designed to be attached and detached.
  • a tool attachment / detachment unit 13 for attaching / detaching a tool (not shown) is provided at a front portion of the holder body 12, that is, on a side opposite to the spindle 11, and a tool attachment / detachment portion is provided at a rear portion of the holder body 12, that is, at a spindle 11 side.
  • a tool length adjusting section 14 for adjusting the protrusion length is provided, and an operation section 15 for operating the holder main body 12 when attaching and detaching the holder main body 12 to and from the main spindle 11 is provided at a substantially intermediate portion of the holder main body 12. ing.
  • the shaft center of the main shaft 11 is provided with a fitting hole 11a for fitting the holder body 12, and the opening of the fitting hole 11a is a tapered hole 1 lb.
  • An annular groove 11 c is formed on the outer periphery of the tip of the main shaft 11, and a front portion of the annular groove 11 c is a locking portion 11 d.
  • the front surface of the locking part 1 1 d is in contact with the rear surface of the flange part of the holder body 12 described later.
  • the rear surface of the locking portion 11 d is a locking surface 11 ⁇ ⁇ on which a locking claw described later locks.
  • Two key grooves 11 are provided on the left and right sides of the locking portion 11 d.
  • the holder main body 12 has a fitting portion 21 fitted into the fitting hole 11 a of the main shaft 11 and a tapered hole 1] b fitted into the main shaft 11.
  • a taper portion 22, a flange portion 23 that contacts the contact surface 11 e of the main shaft 11, and a stopper groove 24 for fitting a stopper described later are sequentially provided from a rear portion. I have.
  • the flange portion 23 has two upper and lower shallow notches 25 a and two left and right notches.
  • a deep notch 25b is formed.
  • a straight hole 26 having a vertical structure 26a is formed at the rear part of the axis of the holder main body 12, and a tapered hole 27 is provided at the front part.
  • the axial position of the holder body 12 is determined by the contact between the rear surface 23 a of the flange portion 23 and the contact surface 1 1 e of the spindle 11.
  • the tapered portion 22 and the tapered hole ⁇ lb Is determined by the fitting of. Therefore, in the structure in which the axial position of the holder body 12 is determined by the contact between the rear surface 23a of the flange portion 23 and the contact surface 11e, the taper portion 22 and the tapered hole 1lb are formed. It becomes unnecessary.
  • the tool attachment / detachment portion 13 is, for example, a collet chuck, and the tool and the socket 31 are fitted into the tapered hole 27 of the holder body 12, and the nut 32 is screwed onto the outer periphery of the holder body 12.
  • Collet 31 is connected to nut 32 by connecting ring 33 and ball 34, and the rotation of nut 32 drives collet 31 in the axial direction, so that tools such as drills and end mills are collected. 3 is kept at 1.
  • the sliding member 35 is fitted into the straight hole 26, and the rotation of the sliding member 35 is regulated by the key 36 fitted into the vertical groove 26a.
  • a notch 35a is formed at the front of the sliding member 35, and the rotation of the tool is regulated by fitting the rear end of the tool into the notch 35a.
  • a screw 37 and a retaining ring 38 are sequentially attached behind the straight hole 26 and the sliding member 35.
  • a first operating ring 41 is provided in front of the flange portion 23 of the holder body 2 so as to be slidable in the axial direction.
  • First operation A circumferential groove 41 a is formed at the front of the inner circumferential surface of the ring 41, and a compression spring 42 is arranged in the circumferential groove 41 a.
  • the front portion of the compression spring 42 is positioned by a stopper 43 fitted in the strike and the sopa groove 24, and the first operation ring 41 is urged rearward by the compression spring 42.
  • the first operation ring 41 is provided with a tapered portion 44 extending inward toward the rear, and a taper portion 44 is provided with a straight portion 45.
  • On the left and right sides of the rear part of the straight part 45 there are two drive key parts 46 that penetrate through the deep notch 25b of the flange part 23 and fit into the keyway 1 1g of the spindle 11. Have been.
  • the drive key portion 46 is fitted with the fitting portion 21 of the holder body 12 into the fitting hole 11 a of the main shaft 1
  • the drive key portion 46 is fitted into the key groove 11 g. If they are not aligned, the drive key portion 46 is pressed by the contact surface 11 e of the main shaft 11, and the first operating ring 4] is compressed by the compression spring.
  • a second operation ring 51 is provided via spacers 52, 53.
  • two upper and lower locking claws 54 are provided, which are locked to the locking portions 11d of the main shaft 11.
  • two upper and lower fitting holes 56 for fitting approximately half of the first steel ball 55 are formed, and the second operation ring 51 is formed.
  • the spacers 5 2 and 5 3 are symmetrical left and right, and the drive key of the first operation ring 4 1
  • the width of 46 is released to form a ring.
  • the spacers 52, 53 are formed with projections 52, 53, respectively, which fit into the shallow notches 25a of the flange portion 23, respectively.
  • the longitudinal direction of the long grooves 52b, 53b is the axial direction, and the second operation ring 51 is movable in the axial direction within the range of the long grooves 52b, 53b. Also the protrusion
  • the tapered portion 44 of the first operation ring 41, the tapered portion 57 of the second operation ring 51, and the front faces 52c, 53c of the spacers 52, 53 are formed.
  • a large number of second steel balls 58 are annularly arranged between them.
  • a stop part 59 is fixed to the straight part 45 of the first operation ring 41 by a spring pin 60.
  • the second steel ball 58 may have a roller shape, a wedge shape, or the like as long as it is movable in the monster direction.
  • the stopper 59 must be fixed so that the arrangement of the steel balls 58 is not disturbed by the operation of the first operation ring 41.
  • the holder main body 12 can be mounted on the main spindle 11 by simply pushing the holder main body 12 into the main spindle 11 without using a special tool and rotating by 90 degrees. Therefore, the operation can be easily performed. In addition, since the holder main body 12 is pushed into the spindle 11 by gripping the operation part 15, injury by a tool can be prevented.
  • the taper part 4 4 of the first operation ring 41 and the second operation A second steel ball 58 is disposed between the taper portion 57 of the ring 51 and the front surfaces 52c, 53c of the spacers 52, 53, and a compression spring 42 is provided.
  • the second operation ring 51 Since the hard sphere 58 is pressed outward by the urging force of the second operation ring, the second operation ring 51 is pressed forward and the spacers 52, 52 are pressed rearward.
  • the operating ring 5 1 and the locking claw 5 4 of the holder 1 2 and the flange 23 of the holder body 1 2 can strongly hold the locking portion 1 1 d of the main shaft 11, and the holder main body 1 2 is attached to the main shaft 11 1. It becomes possible to attach it firmly.
  • the second steel ball 58 presses the second operating member 51 and the spacers 52, 53 with a stronger force by centrifugal force.
  • the holder body 12 can be more firmly mounted on the main shaft 11.
  • the load on each steel ball 58 could be reduced, and indentations were generated in the taper portion 44 and the taper portion 57. Can be prevented. Therefore, in the first embodiment, since the holder main body 12 can be firmly mounted on the main shaft 11, the dimensional accuracy in the axial direction can be stabilized, and the occurrence of high-frequency vibration can be prevented. And the wear of the holder body 12 and the like can be prevented. In addition, machining defects can be prevented, tool life can be prolonged, and maintenance time can be reduced, contributing to cost reductions. Further, since it can cope with high-speed rotation, it is possible to improve the processing efficiency.
  • FIG. 12 is a sectional view of a main part of the second embodiment, in which the outer surfaces of a first operation ring 41 and a second operation ring 51 similar to those of the first embodiment have a third operation ring.
  • An operation ring 61 is provided.
  • a keyway 51 a that opens in the axial direction and opens LJ is formed in the front part of the outer surface of the second operation ring 51, and the third operation ring ⁇ ) 1
  • a key portion 61 a that fits into the key groove 51 a of the second operation ring 51 is formed on the inner surface of the second operation ring 51.
  • the rotation direction of the third operation ring 61 is regulated by the size of the key groove 51a and the key 61a, and the axial direction is the length of the key groove 51a and the key 61a. Is regulated by
  • the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the first operation ring 41 is operated by sliding the third operation ring 61 forward. It is possible to operate the second operation ring 41 and the second operation ring 51 with one member.
  • the notch 35 a is provided in the sliding member 35 of the tool length adjusting portion 14.
  • the notch is used when a non-rotating drill is used. There is no need to provide 35a.
  • the shape described above is for the case where the main shaft 11 is a straight type like a multi-axis machine, and can be adapted to a machining center by providing a tapered shank at the rear end of the holder body 12. Becomes Industrial applicability
  • the tool attachment / detachment device allows the holder main body to be attached / detached to / from the machine spindle while holding the second operation ring, so that the operation can be performed easily. Also, the second operation Since the holder body is gripped and the holder body is pushed into the machine spindle, injury from tools can be prevented.
  • the first operation ring presses the rolling member outward, and the rolling member presses the spacer rearward.
  • the second operation ring is pressed forward, so that the holder main body can be firmly attached to the machine spindle.
  • the rolling member presses the spacer more rearward and the second operation ring more strongly forward, so that the holder body is more strongly attached to the main shaft. It becomes possible to attach it firmly.

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Description

糸田 β 工具着脱装置 技術分野
本発明は、 工作機械の主軸に工具を着脱するための工具着脱装置に関するもの である。 図面の簡単な説明
第 1図は従来例の正面図である。
第 2図は従来例の部分断面図である。
第 3図は機械主軸と共に示す第 1の実施例の部分断面図である。
第 4図は右側面図である。
第 5図は分解斜視図である。
第 6図はホルダ本体の部分断面図である。
第 7図はホルダ本体の右側面図である。
第 8図は第 4図の Α— Α線に沿つて切断した部分断面図である。
第 9図は第 4図の B— B線に沿つて切断した部分断面図である。
第】 0図は第 4図の C一 C線に沿って切断した部分断面図である。
第 1 1図は作用説明図である。
第 1 2図は第 2の実施例の要部断面図である。
第 1 3図は部分拡大図である。 背景技術
従来のこの種の工具着脱装置としては、 例えば日本実開昭 5 3 - 1 4 4 5 8 6 号公報、 日本特開昭 5 7 - 1 0 7 7 4 7号公報、 日本特開平 6 - 1 3 4 6 0 8号 公報等に開示されたものが知られている。 実開昭 5 3 - 1 4 4 5 8 6号公報のェ 具着脱装置では、 ホルダ本体が主軸にねじによつて締め付けられるようになつて いる。 また、 特開昭 5 7 - 1 0 7 7 4 7号公報の工具着脱装置では、 操作性の向 上が図られている。
そして、 特開平 6— 1 3 4 6 0 8号公報の工具着脱装置では、 例えば第 1図に 示すように主軸 1には本体 2が着脱自在に装着され、 木体 2には操作部 3と工具 取付部 4が設けられている。 また、 第 2図に示すように操作部 3では、 爪部 5 a を有する第 1の環部材 5が本体 1のフランジ部 2 aの外周に設けられ、 この第 1 の環部材 5の外周には第 2の環部材 6が設けられている。 本体 2のテーパ部 2 b と、 第 1の璟部材 5のストレート部 5 bと、 第 2の環部材 6のテーパ部 6 aとの 間にボール 7が配置され、 環部材 5、 6は圧縮ばね 8、 9により主軸 1側にそれ ぞれ付勢されている。
これにより、 第 2の環部材 6のテーパ部 6 aがボール 7を本体 2のテーパ部 2 bと第 1の環部材 5のストレート部 5 bの間に押し込むことにより、 第 1 の ί累 部材 5を丄具 Τ側に押圧すると共に本体 2を主軸 1側に押圧し、 本体 2のフラン ジ部 2 aと第 1の環部材 5の爪部 5 aが主軸 1の係止部 1 aに密接し、 主軸 1 と 本体 2の固定力が向上するようになっている。
しかしながら、 上述した従来例のうちの特開昭 5 7— 1 0 7 7 4 7号公報のェ 具着脱装置は、 操作性を実開昭 5 3 - 1 4 4 5 8 6号公報の工具着脱装置よりも 向上させることが可能である力 軸方向の耐荷重性を実開昭 5 3— 1 4 4 5 8 6 号公報の工具着脱装置よりも劣化させ、 本体に引張力が加わった場合には、 被加 ェ物に対する軸方向の寸法精度が安定しなかったり、 本体に高周波振動が発生し たり、 機械主軸や本体が容易に摩耗したりするという問題点を有している。 また、 特開平 6 - 1 3 4 6 0 8号公報の工具着脱装置は、 主軸 1に本体 2を装 着する際に、 工具取付部 4を保持して本体 2を押し込む必要があるため、 工具取 付部 4に取り付けた工具 Tが危険となる虞れがある。 更に、 本体 2の回転により ボール 7に遠心力が作用するため、 本体 2のテ一パ部 2 bに対するボール 7の押 圧力が減少し、 本体 2のフランジ部 2 aと第 1の環部材 5の爪部 5 aが主軸 1の 係止部 1 aに密接する力が弱まり、 本体 2が軸方向に移動してしまう虞れもあ る。
本発明の目的は、 上述した問題点を解消し、 主軸にホルダ本体を容易、 安全か つ強固に装着し得る工具着脱装置を提供することにある。 発明の開不
前部に工具を保持し後部を機械主軸の嵌合孔に嵌合し中間部にフランジ部を有 するホルダ本体と、 フランジ部の前方の外周に摺動自在に設けた第 1の操作環 と、 第 1の操作環の外周にスぺ一サを介して設け機械主軸の係止部に係止する係 止爪を冇する第 2の操作環と、 第 1の操作環を後方に付勢する付勢手段とを備え た工具着脱装置であって、 フランジ部には上下の切欠きと左右の切欠きを設け、 第 ]の操作環の後部には後方に向かって内方に傾斜する第 1のテーパ部を設ける と共に、 第 1のテーパ部の後部には前記左右の切欠きを通って機械主軸のキー溝 に嵌合するキー部を設け、 スぺーザの前部には軸方向に略直角な前面を設けると 共に後部には前記上下の切欠きに嵌合する突起を設け、 第 2の操作環の内面前部 には前方に向かって内方に傾斜する第 2のテ一パ部を設け、 第 1の操作環の第 1 のテーパ部とスぺーザの前面と第 2の操作環の第 2のテーパ部との間に多数の転 動部材を配置し、 第 2の操作環を把持してホルダ本体を機械主軸に着脱できるの で、 その操作を簡単に行うことが可能となる。 発明を実施するための最良の形態
本発明を第 3図〜第.1 3図に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
第 3図は工作機械の主軸 1 1 と共に示す第 1の実施例の部分断面図、 第 4図は 右側面図、 第 5図は分解斜視図であり、 主軸 1 1にはホルダ本体 1 2が着脱され るようになっている。 ホルダ本体 1 2の前部つまり主軸 1 1 と反対側には、 図示 しない工具を着脱するための工具着脱部 1 3が設けられ、 ホルダ本体 1 2の後部 つまり主軸 1 1側には、 工具の突出長を調節するための工具長調節部 1 4が設け られ、 ホルダ本体 1 2の略中間部には、 主軸 1 1にホルダ本体 1 2を着脱する際 に操作する操作部 1 5が設けられている。
主軸 1 1の軸心には、 ホルダ本体 1 2を嵌合する嵌合孔 1 1 aが設けられ、 嵌 合孔 1 1 aの開口部はテーパ孔 1 l bとされている。 主軸 1 1の先端部の外周に は環状溝 1 1 cが形成され、 この環状溝 1 1 cの前部は係止部 1 1 dとされてい る。 係止部 1 1 dの前面はホルダ本体 1 2の後述するフランジ部の後面が当接す る当接面〗 1 eとされ、 係止部 1 1 dの後面は後述する係止爪が係止する係止面 1 1 ίとされている。 そして、 係止部 1 1 dの左右側には 2個のキー溝 1 1 が 設けられている。
第 6図に示すようにホルダ本体 1 2には、 主軸 1 1の嵌合孔 1 1 aに嵌合する 嵌合部 2 1 と、 主軸 1 1のテ一パ孔 1 ] bに嵌合するテ一パ部 2 2と、 主軸 1 1 の当接面 1 1 eに当接するフランジ部 2 3と、 後述するストッパを嵌合するス 卜ッパ溝 2 4とが後部から順次に設けられている。 テーパ部 2 2を設けることに より振れに対する精度の向上が図られ、 第 7図に示すようにフランジ部 2 3に は、 上下の 2個の浅い切欠き 2 5 aと、 左右の 2個の深い切欠き 2 5 bとが形成 されている。 そして、 ホルダ本体 1 2の軸心の後部には縦構 2 6 aを備えたスト レー卜孔 2 6が形成され、 前部にはテーパ孔 2 7が設けられている。
なお、 ホルダ本体 1 2の軸方向の位置は、 フランジ部 2 3の後面 2 3 aと主軸 1 1の当接面 1 1 eの当接により決定される力 テーパ部 2 2とテーパ孔〗 l b の嵌合により決定されるようになっている。 従って、 フランジ部 2 3の後面 2 3 aと当接面 1 1 eの当接により、 ホルダ本体 1 2の軸方向位置が決定される 構造では、 テ一パ部 2 2とテーパ孔 1 l bは不要となる。
工具着脱部 1 3は例えばコレッ トチャックとされ、 ホルダ本体 1 2のテーパ孔 2 7にコレ、ソ 卜 3 1が嵌合されると共に、 ホルダ本体 1 2の外周にはナッ 卜 3 2 が螺合されている。 コレッ ト 3 1は連結環 3 3とボール 3 4によりナッ ト 3 2に 連結され、 ナッ ト 3 2の回転によってコレツ 卜 3 1が軸方向に駆動され、 ドリ ル、 エンドミル等の工具がコレツ 卜 3 1に保持されるようになっている。
工具長調節部 1 4では、 ストレート孔 2 6に摺動部材 3 5が嵌合され、 摺動部 材 3 5は縦溝 2 6 aに嵌合したキー 3 6によって回転が規制されている。 摺動部 材 3 5の前部には切欠き 3 5 aが形成され、 工具の後端が切欠き 3 5 aに嵌合さ れることにより工具の回転が規制されるようになっている。 そして、 ストレート 孔 2 6、 摺動部材 3 5の後方には、 ねじ 3 7と止め輪 3 8が順次に取り付けられ ている。
第 8図、 第 9図及び第 1 0図に示すように、 ホルダ本体】 2のフランジ部 2 3 の前方には第 1の操作環 4 1が軸方向に摺動自在に設けられている。 第 1の操作 環 4 1の内周面の前部には周溝 4 1 aが形成され、 この周溝 4 1 a内には圧縮ば ね 4 2が配置されている。 圧縮ばね 4 2の前部は、 スト、ソパ溝 2 4に嵌着された ストツバ 4 3により位置決めされ、 第 1の操作環 4 1は圧縮ばね 4 2により後方 に付勢されている。
第 1の操作環 4 1には、 後方に向かって内方に傾斜するテーパ部 4 4が延設さ れ、 このテ一パ部 4 4にはストレート部 4 5が延設されている。 ストレート部 4 5の後部の左右側には、 フランジ部 2 3の深い切欠き 2 5 bを貫通して主軸 1 1のキー溝 1 1 gに嵌合する 2個の駆動キー部 4 6が設けられている。 これら の駆動キー部 4 6は、 ホルダ本体 1 2の嵌合部 2 1を主軸 1 】の嵌合孔 1 1 aに 嵌合した際に、 駆動キー部 4 6がキ一溝 1 1 gに整合しないときは、 駆動キー部 4 6が主軸 1 1の当接面 1 1 eによって押圧され、 第 1の操作環 4 】が圧縮ばね
4 2の付勢力に杭して前方に駆動されるようになっている。 また、 駆動キー部 4 6がキ一溝 1 1 gに整合したときに、 駆動キー部 4 6は圧縮ばね 4 2の復元力 によりキー溝 1 1 gに嵌合し、 主軸 1 1の回転力がホルダ本体 1 2に伝達される ようになっている。
第 1の操作環 4 1の後方には、 第 2の操作環 5 1がスぺーサ 5 2 、 5 3を介し て設けられている。 第 2の操作環 5 1の後部には、 主軸 1 1の係止部 1 1 dに係 止する上下の 2個の係止爪 5 4が設けられている。 第 2の操作環 5 1の内面中央 部には、 第 1の鋼球 5 5の略半分を嵌合する上下の 2個の嵌合孔 5 6が形成さ れ、 第 2の操作環 5 1の内面前部には、 前方に向かって内方に傾斜するテーパ部
5 7が形成されている。
スぺーサ 5 2、 5 3同士は左右に対称とされ、 第 1の操作環 4 1の駆動キー部
4 6の幅を逃がして環状を形成するようになっている。 スぺーサ 5 2、 5 3には フランジ部 2 3の浅い切欠き 2 5 aに嵌合する突起 5 2 a、 5 3 aがそれぞれ形 成されている。 これらの突起 5 2 a、 5 3 aの近傍のスぺーサ 5 2、 5 3の外面 には、 第 1の鋼球 5 5の略半分を嵌合する長溝 5 2 b、 5 3 bがそれぞれ形成さ れている。 長溝 5 2 b、 5 3 bの長手方向は軸方向とされ、 第 2の操作環 5 1は 長溝 5 2 b、 5 3 bの範囲において軸方向に移動可能とされている。 また、 突起
5 2 a , 5 3 aがフランジ部 2 3の切欠き 2 5 aに嵌合することより、 スぺーサ 5 2 、 5 3の回転が規制され、 第 1の鋼球 5 5が嵌合孔 5 6に嵌合することによ り、 第 2の操作環 5 1の回転が規制されている。
ここで、 第 1の操作環 4 1のテーパ部 4 4と、 第 2の操作環 5 1のテーパ部 5 7と、 スぺーサ 5 2、 5 3の前面 5 2 c、 5 3 cとの間には、 多数の第 2の鋼 球 5 8が環状に配列されている。 そして、 これらの鋼球 5 8が切欠き 2 5 から 後方に抜け出すことを防止するため、 第 1の操作環 4 1のストレー卜部 4 5には ストツバ 5 9がスプリングピン 6 0により固定されている。 なお、 第 2の鋼球 5 8は、 怪方向に移動自在であればコロ形状、 楔形状等とすることも可能であ る。 また、 ストツバ 5 9は第 1の操作環 4 1の操作によつて鋼球 5 8の配列が乱 されることがないように固定される必要がある。
このような構成により、 主軸 1 1 にホルダ本体 1 2を装着する際には、 第 2の 操作環 5 1を把持し、 その係止爪 5 4を主軸 1 1のキ一溝 1 1 gに揷通し得るよ うにホルダ本体 1 2を回転し、 ホルダ本体 1 2の嵌合部 2 1を主軸 1 1の嵌合孔 】 1 aに嵌合する。 これにより、 係止爪 5 4がキー溝】 1 gを通過して環状溝 1 1 c内に進入し、 第 1の操作環 4 1の駆動キー部 4 6の後面 4 6 aが主軸 1 1 の当接面】 l eにより押圧され、 第】の操作環 4 1は圧縮ばね 4 2を圧縮させな がら前方に摺動する。 この状態でホルダ本体 1 2を任意の方向へ 9 0度だけ回転 させると、 第 1の操作環 4 〗の駆動キー部 4 6は、 キー溝 1 1 gに整合した後に 圧縮ばね 4 2の復元力によってキー溝 1 1 gに嵌合する。
同時に第 1 1図に示すように、 第 1の操作環 4 1が後方に摺動する際に、 第 2 の鋼球 5 8がテーパ部 4 4に乗り上がり、 第 2の操作環 5 1のテーパ部 5 7とス ぺーサ 5 2、 5 3の前面 5 2 c、 5 3 cとの間に押し入るようになる。 これによ り、 第 2の操作環 5 1が前方に移動すると共に、 スぺーサ 5 2、 5 3が後方に移 動し、 第 2の操作環 5 1の係止爪 5 4とホルダ本体 1 2のフランジ部 2 3とが主 軸 1 1の係止部】 1 dを強く挟持する。 そして、 ホルダ本体 ] 2が回転した際に は、 第 2の鋼球 5 8に怪方向の遠心力 F1が作 fflし、 その分力 F2がテーパ部 5 7を 更に強く押圧し、 フランジ部 2 3と係止爪 5 4が係止部 1 I dをより強い力で挟 持する。
一方、 主軸 1 1からホルダ本体 1 2を取り外す際には、 第 1の操作環 4 1を圧 縮ばね 4 2に抗して前方へ摺動させることにより、 第 1の操作環 4 1の駆動キー 部 4 6を主軸〗 1のキー溝 1 1 g力ゝらタ し、 その後にホルダ本体 1 2を任意の方 向に 9 0度だけ回転させる。 これにより、 第 2の操作環 5 1の係止爪 5 4と主軸 1 1のキー溝 1 1 gが整合するため、 ホルダ本体 1 2を主軸 1 1から引き抜くこ とが可能となる。
このように、 第〗の実施例では特別な工具を使闭することなく主軸 1 1にホル ダ本体 1 2を押し込み、 9 0度だけ回転するだけで主軸 1 1にホルダ本体〗 2を 装着できるので、 その操作を簡単に行うことが可能となる。 また、 操作部 1 5を 把持して主軸 1 1 にホルダ本体 1 2を押し込むので、 工具による負傷を防止でき また、 第 1の操作環 4 1のテ一パ部 4 4と、 第 2の操作環 5 1のテ一パ部 5 7 と、 スぺーサ 5 2、 5 3の前面 5 2 c、 5 3 cとの間に第 2の鋼球 5 8を配置す ると共に、 圧縮ばね 4 2の付勢力により剛球 5 8を外方に押圧するようにしたの で、 第 2の操作環 5 1を前方に押圧すると共にスぺーサ 5 2、 5 2を後方に押圧 することにより、 第 2の操作環 5 1の係止爪 5 4とホルダ本体 1 2のフランジ部 2 3とによって主軸 1 1の係止部 1 1 dを強く挟持することができ、 主軸 1 1に ホルダ本体 1 2を強固に装着することが可能となる。
更に、 ホルダ本体 1 2が回転した際に、 第 2の鋼球 5 8が遠心力によって第 2 の操作 ί員 5 1 と、 スぺーサ 5 2、 5 3をより強い力で押圧するので、 主軸 1 1 に ホルダ本体 1 2をより強固に装着することが可能となる。 この際に、 多数の第 2 の鋼球 5 8を配置したので、 1個当りの鋼球 5 8に対する負荷を減少させること ができ、 テ一パ部 4 4やテーパ部 5 7に圧痕が発生することを防止できる。 従って、 この第 1の実施例は主軸 1 1にホルダ本体 1 2を強固に装着すること ができるので、 軸方向の寸法精度を安定させることができると共に高周波振動の 発生を防止でき、 主軸 1 1やホルダ本体 1 2の摩耗等を防止することが可能とな る。 また加工不良を防止し、 工具の寿命を向上させ、 保守時間を短縮することが できるので、 コストの削減に貢献できる。 更に、 高速回転に対応できるので、 加 ェ能率を向上させることが可能となる。
そして、 第 1の操作環 4 1のテーパ部 4 4と、 第 2の操作環 5 】のテーパ部 5 7との傾斜角を変化させることにより、 圧縮ばね 4 2の設定荷重に対して本体 1 2の主軸 1 1への取付荷重を数倍にすることが可能となる。 逆に、 ホルダ本体 1 2に引張力が加わった場合でも、 圧縮ばね 4 2に加わる荷重は数分の一で済む ため、 耐引張力を向上させることができる。
第 1 2図は第 2の実施例の要部断面図であり、 第 1の実施例と同様な第 1の操 作環 4 1 と第 2の操作環 5 1の外面には、 第 3の操作環 6 1が設けられている。 また第 1 3図に示すように、 第 2の操作環 5 1の外面前部には軸方向に向かい後 緣に開 LJするキー溝 5 1 aが形成され、 第 3の操作環 Γ) 1の内面には、 第 2の操 作環 5 1のキ一溝 5 1 aに嵌合するキー部 6 1 aが形成されている。 そして、 第 3の操作環 6 1の回転方向はキ一溝 5 1 aとキ一 6 1 aの大きさによって規制さ れ、 軸方向はキ一溝 5 1 aとキー 6 1 aの長さによって規制されるようになって いる。
この第 2の実施例では、 第 1の実施例と同様な効果を得ることができる上に、 第 3の操作環 6 1を前方に摺動させることにより、 第 1の操作環 4 1を操作する ことが可能となり、 第】の操作環 4 1 と第 2の操作環 5 1を 1個の部材で操作す ることができる。
なお、 上述した第 1、 第 2の実施例では、 工具長調節部 1 4の摺動部材 3 5 に切欠き 3 5 aを設けたが、 回り止めのないドリルを使用する場合には切欠き 3 5 aを設ける必要はない。 また、 第 1の操作環 4 1 にストッパ 5 9をスブリン グピン 6 0により固定した力;、 第 1の操作環 4 1をフライス盤等によって形成す れば、 ストッパ 5 9を一体に成形することが可能となり、 別部材としてのストツ パ 5 9やピン 6 0を不要とすることができる。
更に、 以上説明した形は主軸 1 1が多軸機械のようにストレート形の場合であ り、 ホルダ本体 1 2の後端にテーパシャンクを設けることにより、 マシニングセ ンタにも適応させることが可能となる。 産業上の利用可能性
本発明に係る工具着脱装置は、 第 2の操作環を把持してホルダ本体を機械主軸 に着脱できるので、 その操作を簡単に行うことが可能となる。 また、 第 2の操作 部を把持して機械主軸にホルダ本体を押し込むので、 工具による負傷を防止でき る。
更に、 第】の操作環が付勢手段の付勢力によって後方に摺動した際に、 第 1の 操作環が転動部材を外方に押圧し、 転動部材がスぺーサを後方に押圧すると共に 第 2の操作環を前方に押圧するので、 機械主軸にホルダ本体を強固に装着するこ とが可能となる。
そして、 ホルダ本体が回転した際の転動部材の遠心力によって、 転動部材がス ぺーサを後方により強く押圧すると共に第 2の操作環を前方により強く押圧する ため、 主軸にホルダ本体をより強固に装着することが可能となる。

Claims

言青求の範 HI
1 . 前部に工具を保持し後部を機械主軸の嵌合孔に嵌合し中間部にフラン ジ部を有するホルダ本体と、 フランジ部の前方の外周に摺動自在に設けた第 1の 操作環と、 第】の操作環の外周にスぺ一サを介して設け機械主軸の係止部に係止 する係止爪を有する第 2の操作環と、 第 1の操作環を後方に付勢する付勢手段と を備えた工具着脱装置であって、 フランジ部には上下の切欠きと左右の切欠きを 設け、 第 1の操作璟の後部には後方に向かって内方に傾斜する第 1のテーパ部を 設けると共に、 第 1のテーパ部の後部には前記左右の切欠きを通って機械主軸の キー溝に嵌合するキー部を設け、 スぺ一ザの前部には軸方向に略直角な前面を設 けると共に後部には前記上下の切欠きに嵌合する突起を設け、 第' 2の操作環の内 面前部には前方に向かって内方に傾斜する第 2のテーパ部を設け、 第 1の操作環 の第 1のテニパ部とスぺーザの前面と第 2の操作環の第 2のテーパ部との間に多 数の転動部材を配置したことを特徴とする工具着脱装置。
2 . 前記上下の切欠きと左右の切欠きの深さが異なるようにした請求項 1 に記載の工具着脱装置。
3 . スぺーザには前記転動部材が前記左右の切欠きから抜け出ることを規 制するス卜ッパ部を一体又は別体に設けた請求項 1 又は 2に記載の工具着脱装 置。
4 . 第 1の操作環の第 1のテーパ部の傾斜角度と、 第 2の操作環の第 2の テーパ部の傾斜角度と、 前記付勢手段の付勢力とを変化させることにより、 第 2 の操作環の係止爪の係止力を調整した請求項 1〜3のうちの何れか 1つの請求項 に記載の工具着脱装置。
5 . 第 2の操作環の外周に第 3の操作環を設け、 第 2の操作環の外面には 軸方向に向かい後緣に開口するキー溝を形成すると共に、 第 3の操作環の内面に は前記キー溝に嵌合するキー部を設けた請求項 1〜4のうちの何れか 1つの請求 項に記載の工具着脱装置。
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