JP3180173B2 - 保持具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工作機において、ドリル
等の切削部材又は加工を施すべき被工作物をを保持する
ようにした保持具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の保持具は、工作機の主軸に対する
取付の為に本体の一端に設けられたシャンク部を、上記
主軸のテーパ孔と対応したテーパ形状にして、シャンク
部をテーパ孔に対して前者の外周面と後者の内周面とが
密着するように嵌合させることによって、主軸の軸線と
本体の軸線とが高精度で一致する状態に取付できるよう
にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の保持具で
は、主軸を回転させて加工を行う場合、本体に横向きの
大きな力が加わると、シャンク部と本体との間でベンド
が生じて主軸に対し本体が芯振れし、加工精度を低下さ
せる問題点があった。

【０００４】上記横向きの力に対する強度を大きくして
上記芯振れを防止する為に、上記シャンク部を主軸のテ
ーパ孔にぴったりと嵌合させたときに、本体に周設した
鍔を上記主軸の端面に丁度ぴったり当接させる技術が案
出されたが、その為には、該保持具が極めて高い工作精
度で形成されることを必要とする問題点があった。そこ
でその問題点の回避の為に上記鍔において上記主軸の端
面と対向させる側の面にゴム板を取付け、テーパ孔にシ
ャンク部が入ったときには先ず上記のゴム板が上記主軸
の端面に当接し、シャンク部が更に深く入ることにより
上記ゴム板が圧縮されて上記シャンク部の外周面がテー
パ孔の内周面に密着するようにすることが試みられた
（特願平４−１７７３７０号）。

【０００５】しかしそのような構成のものは繰り返し着
脱を行うと短期の内に上記ゴム板が潰れてしまって、所
期の芯振れ防止効果が消失してしまう問題点があった。

【０００６】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、工作機の主軸に
対し正しく軸芯が一致した状態に取付でき、取付状態で
加工作業を行う場合には芯振れ防止機能を果たすことが
出来、その上、長期の繰り返しの使用に対してもそれら
の効果を発揮できるようにした保持具を提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明における保持具は、本体の軸線方向の一端
には被保持物の保持部を備え、他端には、該本体を工作
機の主軸に対して軸線が一致する状態に取付ける為に上
記主軸の端部に備わっているテーパ孔に嵌合させるよう
にした対応テーパ形状のシャンク部を備えている保持具
において、上記本体の外周には上記主軸の端面に対向さ
せる鍔状の受止部を形成すると共に、該受止部よりも上
記シャンク部側の位置には、シャンク部側の端面が上記
主軸における上記テーパ孔の周縁の端面に当接させる為
の当面となっている環状の当部材を、本体の軸線方向に
進退自在に備えさせ、上記受止部と当部材との間には、
当部材をシャンク部の側に付勢して上記当面を上記主軸
の端面に圧接させる為の弾性油圧室を設けたものであ
る。

【０００８】

【作用】主軸のテーパ孔にシャンク部を差込むと、先ず
当部材の当面が主軸の孔縁の端面に当接する。更にシャ
ンク部にテーパ孔の深部方向に向けて力を加えると、上
記端面に当面が当接したまま、当部材はそれに加えられ
ている付勢力に抗してシャンク部とは反対の側に本体に
対して相対移動しながら、シャンク部は上記深部方向に
向かって僅かに移動し、その外周面がテーパ孔の内周面
に密着する。この状態では上記主軸と該保持具との芯が
高精度に一致する。又保持具の本体に横向きの大きな力
が加わっても、当部材がつっかい棒の状態となり、シャ
ンク部に対し本体がベンドして保持具が芯振れることを
防止する。

【０００９】

【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１において、１〜４は工作機における周知の構成
を示すもので、１はフレーム、２は回動自在の主軸、３
は保持具装着用のテーパ孔、４は引具を夫々示す。次に
保持具５について図２〜４も参照して詳細に説明する。
６は保持具における本体で、必要十分な剛性を有する太
さに形成してある。７は主軸２の端面2aに対向させる鍔
状の受止部を示し、本体６の外周において後述の当部材
の為の装着部7aをやや細径に形成することによって鍔状
となるようにした例を示す。本体６の外周から張り出す
鍔状に形成しても良い。８は装着部7aの一部に形成した
伝動部材の嵌合部を示す。９は本体６の一端に備えた被
保持物の保持部で、被保持物の一例として切削用チップ
9aを固定的に保持させてある。該保持部は、被保持物と
してドリル等の切削部材或いは被工作物を着脱自在に保
持するチャックであっても良い。10は本体６の他端に備
えたシャンク部で、外周面は前記テーパ孔３の内周面と
対応するテーパ状にして本体６と一体に形成してある。
11はシャンク部10の先端に備えたプルスタッドを示す。

【００１０】次に12は本体６の外周に備えた当部材で、
環状に形成され、前記装着部7aに沿って本体６の軸線6a
方向に進退自在に備えてある。13は該当部材12の外周の
一部に備えた嵌合部で、前記主軸２に備えられた駆動片
2cを嵌合させる為の部分である。14は主軸２の端面2aに
対する当面で、後述の種々の部材25,26,27の存置の為に
周方向に複数に分割された面となっているが、連続面に
形成しても良い。15は当部材内周面に形成した嵌合部、
16は当部材12から本体６に回動力を伝える為の伝動部材
を示す。18は本体６の受止部７と当部材12との間に形成
した弾性油圧室で、前記装着部7aの外周面と、受止部７
においてシャンク部10の側を向く受面7bと、当部材12に
おいて上記受面7bと対向する受圧面12ｂと、当部材12と
一体形成の外周壁19と、オイル漏れ防止用のＯリング2
1，22とで囲まれた内部空間をもって構成したものを例
示し、オイル20が充填してある。該弾性油圧室18は、当
部材12が受止部７側に移動されてオイル20が加圧された
とき、例えば上記Ｏリング21，22が上記オイル20によっ
て押し圧されて変形することによって弾力を生ずる。当
部材12の一部の変形によって上記弾力を生ずるようにし
ても良い。油圧室18のオイルは当初多めに充填し、弾性
油圧室18に連通する油抜孔26からオイル20の流出を許す
状態で受止部７に対して当部材12を図５のような所定の
軸線方向位置まで移動させ、そこで油抜孔26を栓27で塞
ぐ。23は上記弾性油圧室18の油量調整の為に弾性油圧室
18に連通する状態に設けたシリンダで、油量調整用のピ
ストン24が進退自在に備えてある。該ピストン24は、図
２のように当面14が端面2aに圧接する場合その圧接力が
十分に大きい力となるように上記弾性油圧室18内のオイ
ル20の量を調整する為のものであり、その調整は、保持
具５が主軸２に対し未装着の状態で押しねじ25を操作し
て行う。尚上記シリンダ23は本体６に上記油圧室18と連
通する状態に設けても良い。28は当部材12の抜け止め用
リングである。

【００１１】上記構成のものにあって主軸２に保持具５
を取付ける場合、周知の如くシャンク部10をテーパ孔３
内に図５の如く差し込み、引具４でもってプルスタッド
11を介してシャンク部10を引き込む。すると先ず図６の
ように当部材12の当面14が主軸２の端面2aに当接する。
このときテーパ孔３の内周面3aとシャンク部10の外周面
10ａとの間には僅かな間隙が残存している。更にシャン
ク部10が僅かな寸法だけテーパ孔３内に深く入り込む
と、図２の如く外周面10ａは内周面3aに密着し、主軸２
の軸線2bと本体６の軸線6aとが一致する。この場合、当
部材12は上記当接状態のまま本体６に対して受止部７の
側に向けて僅かに移動し、弾性油圧室18のオイル20は加
圧されて圧力が高まり、当面14は端面2aに大きい圧力で
圧接する状態となる。尚、受面7bと受圧面12ｂとの間隔
は、上記のような当部材12の僅かな移動を許容できる寸
法があればよい。

【００１２】上記取付状態において主軸２を回動させる
と保持具５が一体に回動する。この場合主軸２の回動力
は駆動片2cから嵌合部13を介して当部材12に伝わり、更
に伝動部材16を介して本体６に伝わる。上記保持具５の
回動により、チップ9aによって被加工物Ｗの切削を行
う。該切削の場合、チップ9aに及ぶ切削抵抗により保持
具５の本体６にそれをシャンク部10に対してベンドさせ
ようとする横向きの大きな力が加わっても、当面14がシ
ャンク部10の外周側において端面2aに圧接している為、
本体６には上記横向きの力に対して大きな耐力が与えら
れ、上記ベンドが防止され、その結果主軸２に対する保
持具本体６の芯振れが防止される。

【００１３】例えば、図２において本体６の軸線6aを矢
印31方向に傾けようとする力が加わると、弾性油圧室18
の内符号18ａで示される側の部分にあるオイル20は圧縮
力が強まり、符号18ｂで示される側の部分にあるオイル
20は圧縮力が弱まる。すると弾性油圧室18ａにおける受
面7bの圧力が強まり、弾性油圧室18ｂにおける受面7bの
圧力が弱まる。その結果、本体６は矢印31方向とは反対
方向の力を受け、上記ベンドが防止される。上記の場
合、保持具５は回動状態であって、上記ベンドさせよう
とする力の付加は、単位時間当たりにおいて、主軸２の
回転数（例えば数百から数千ＲＰＭ）にチップ9aの個数
を乗じた回数だけ繰り返す程の高速で行われる。従っ
て、弾性油圧室18ａと弾性油圧室18ｂとは一続きとなっ
ていても両者間において圧力の伝達が行われることがで
きず（例えばオイル20の粘性の為）、その結果、上記矢
印31とは反対方向の力の付与が行われる。尚、このよう
な作用の遂行の為に、単位時間当たりの主軸の回転数が
少ない場合ほど上記オイルとしては粘性の高いものを用
いると良い。上記のようなベンド防止の結果、上記本体
６の軸線6aは主軸２の軸線2bとの一致状態が保持され、
被加工物を高精度に切削できる。

【００１４】次に、上記本体６の軸線方向に対する当部
材12の移動可能寸法に余裕がある場合には、主軸２の端
面2aの直角精度が低かったり、或いは図７に示すように
端面2aと当面14との間に塵32を噛み込んだりして、主軸
２に対し保持具５を取付けた状態において当部材12が傾
斜していても、その状態においてオイル20は弾性油圧室
18の全体において圧力が一定となるから、前記のような
ベンド防止作用は何等違いなく行われる。

【００１５】次に図８は本願の異なる実施例を示すもの
で、付勢力の付与手段として金属ばねを、受止部7eと当
部材12ｅとの間に設けた例を示すものである。上記金属
ばねとしては皿ばね33を例示し、それを受面７beと受圧
面12beとの間に介在させてある。なお、機能上前図のも
のと同一又は均等構成と考えられる部分には、前図と同
一の符号にアルファベットのｅを付して重複する説明を
省略した。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、保持
具５を工作機の主軸２に取付ける場合、主軸２のテーパ
孔３にシャンク部10を差込むと、先ず当部材12の当面14
が主軸２の孔縁の端面2aに当接し、更にシャンク部10に
テーパ孔３の深部方向に向けて力を加えると、上記端面
2aに当面14が当接したまま、当部材12はそれに加えられ
ている付勢力に抗してシャンク部10とは反対の側に本体
６に対して相対移動しながら、シャンク部10は上記深部
方向に向かって僅かに移動し、その外周面10ａがテーパ
孔３の内周面3aに密着する特長がある。その結果、上記
主軸２と該保持具５との芯の一致が高精度に行われて、
被加工物の加工精度を向上させ得る効果があると共に、
加工作業中に横向きの大きな力が加わっても、主軸２に
対する工具保持具５の芯振れを防止して高精度加工を行
いうる効果がある。

【００１７】しかも上記当部材12の付勢は、弾性油圧室
18又は金属ばね33という耐久性の高い構成によって行っ
ているから、主軸２に対する保持具５の着脱を繰り返し
行っても上記当部材12を付勢する機能を保持させること
が出来、その結果、長期の使用に亘り上記芯振れ防止効
果を確実に発揮させられる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】使用状態を示す側面図。

【図２】図１における要部拡大断面図。

【図３】保持具をシャンク部の側から見た状態を示す
図。

【図４】図２におけるIV−IV線断面図。

【図５】主軸に対する装着前の状態を示す図２と同様の
図。

【図６】主軸に対する装着途中の状態を示す図２と同様
の図。

【図７】使用状態の異なる例を示す要部拡大断面図。

【図８】異なる実施例を示す要部拡大断面図。

【符号の説明】

６ 本体 ７ 受止部 ９ 保持部 10 シャンク部 12 当部材 18 弾性油圧室 33 金属ばね

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体の軸線方向の一端には被保持物の保
   持部を備え、他端には、該本体を工作機の主軸に対して
   軸線が一致する状態に取付ける為に上記主軸の端部に備
   わっているテーパ孔に嵌合させるようにした対応テーパ
   形状のシャンク部を備えている保持具において、上記本
   体の外周には上記主軸の端面に対向させる鍔状の受止部
   を形成すると共に、該受止部よりも上記シャンク部側の
   位置には、シャンク部側の端面が上記主軸における上記
   テーパ孔の周縁の端面に当接させる為の当面となってい
   る環状の当部材を、本体の軸線方向に進退自在に備えさ
   せ、上記受止部と当部材との間には、当部材をシャンク
   部の側に付勢して上記当面を上記主軸の端面に圧接させ
   る為の弾性油圧室を設けたことを特徴とする保持具。
2. 【請求項２】 本体の軸線方向の一端には被保持物の
   保持部を備え、他端には、該本体を工作機の主軸に対し
   て軸線が一致する状態に取付ける為に上記主軸の端部に
   備わっているテーパ孔に嵌合させるようにした対応テー
   パ形状のシャンク部を備えている保持具において、上記
   本体の外周には上記主軸の端面に対向させる鍔状の受止
   部を形成すると共に、該受止部よりも上記シャンク部側
   の位置には、シャンク部側の端面が上記主軸における上
   記テーパ孔の周縁の端面に当接させる為の当面となって
   いる環状の当部材を、本体の軸線方向に進退自在に備え
   させ、上記受止部と当部材との間には、当部材をシャン
   ク部の側に付勢して上記当面を上記主軸の端面に圧接さ
   せる為の金属ばねを設けたことを特徴とする保持具。