JPS6315096B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工作機械の加工用工具ホルダの支持
機構に関するものである。そして、とくにエンド
ミル加工を主体とするマシニングセンターあるい
は汎用フライス工具ホルダに利用されるものであ
る。

従来のマシニングセンターあるいはフライス加
工用工具ホルダは、第１図を参照しつつ説明する
と、テーパシヤンクの雌雄嵌合によつて、工具の
中心位置が定まり、工具の回転は摩擦力による回
転トルクの伝達によつて行なわれていた。

図中、工具９に保持する工具ホルダ２は、工具
ホルダ支持具６にテーパ付孔嵌合で取付けられ、
抜け止め具７で工具ホルダ２が工作機械本体のハ
ウジング１から抜け出ないようになつていた。そ
して工具ホルダ支持具６は、その外周部が、軸受
８，８で支持され、外部駆動モータＭによつて、
伝達ギヤＧ１、工具ホルダ支持具６に固定された
ギヤＧ２を介して回転され、さらに工具ホルダ２
を介して工具９が回転されていた。

上記のような工具ホルダの支持構造によると、
テーパシヤンク自体は、嵌合精度が悪く、カツタ
ーフレが数ミクロン以下におさえられないし、工
具の先端位置の狂いなどを生じ、10ミクロンをこ
えるため、インジエクシヨンモールド型加工のよ
うに、三次元加工を行なう場合など、高い精度の
加工が期待できなかつた。

また、工具変換を行なつたとき、工具自体の回
転中心からの偏荷重が保証できないため、高速回
転をすると、振動が発生し、それゆえ高速回転さ
せることができない。

さらに、上記従来例以外のベルト駆動、ギヤ駆
動などを用いる場合でも、駆動モータから工具軸
までの伝達機構が長くなつたり、複雑な機構とな
つたりして、伝達機構の各部分から生ずる振動発
生がさけられない。

本発明は、上述従来例の欠点を除去し、工具プ
リセツトは静的精度のみに限定されず、ロータと
して動バランスを考慮した工具プリセツトを可能
とし、工具交換に伴う誤差が0.1ミクロン程度に
おさえられ、粗加工から仕上加工に移る段階で、
工具交換を行なつても、削りしろが一定値におさ
えられるようにして加工精度を向上させ、また、
普通の複雑な伝動機構をなくして機械構成が単純
化されるとともに伝動機構の誤差、摩耗、熱によ
る精度劣化、および振動による騒音、工具寿命の
低下などの問題をなくした工作機械の加工用工具
ホルダの支持機構を提供することを目的とする。

以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。

第２図に示す一実施例は、機械本体に固定され
たハウジング部１内に、工具９を保持しかつ回転
駆動される工具ホルダ２を流体軸受部３ａ，３ｂ
で支持するとともに、工具ホルダ２を回転するた
めに、回転子部５ａを工具ホルダ２に設け、固定
子部５ｂをハウジング部１に設けて電動回転駆動
装置（ビルトインモーター）を構成し、また工具
ホルダ２がハウジングから抜け出さないように保
持するために磁石４ａ，４ｂを設けてある。

工具９を交換する場合、工具ホルダ２に新らし
い別の工具９を取付け、動バランスを取つた工具
ホルダ２をハウジング１内に挿入する。工具ホル
ダ２には挿入し易くするために先端に球面部２ａ
が形成してある。流体軸受部３ａ，３ｂには高圧
空気をその供給路Ａを通じて給気するようになつ
ている。図中供給路Ａ中の矢印は給気方向を示し
ている。軸受材料はセラミツク、グラフアイトな
どの多孔質材を用いる。工具ホルダ２の重量およ
び軸受３ｂと工具ホルダ２のフランジ部２ｂとの
間に発生するスラスト力をバランスさせるため磁
石４ａ，４ｂが設けられ工具ホルダ２の抜け止め
を防止している。なお、ビルトインタイプのモー
タとして高周波モータ、DCホールモータなどの
構成を採用することも可能である。

第３図に示す他の実施例は、第２図の実施例の
磁石を用いる代りに、工具ホルダ２を機械的に保
持する例である。供給路A′を通じて高圧空気が
供給される流体軸受部３ｃを有する一対の支持部
材４ｃ，４ｃにより工具ホルダ２のフランジ部２
ｂにおいて、工具ホルダ２の重量およびスラスト
力を支持している。該支持部材４ｃ，４ｃは、工
具ホルダ２を挿脱するとき、図中矢印Ｆの方向に
あるいは逆方向に摺動することができるようにな
つている。

第４図に示す別の実施例は、工具ホルダ２に半
球面膨大部１０を形成して、ハウジング部１側に
凹球面状をなす流体軸受３ｂで軸支し、工具軸に
かかるモーメント力を向上させ、上方に磁石４ａ
を設けたところに特徴のある工具ホルダの変形例
を示す。工具軸にモーメント力がかかつた時、球
面全面で受けるので、片当りもなく、抗力が向上
する。

第５図ないし第７図に示す実施例は、それぞれ
上記第２図ないし第４図に示す実施例に対して軸
部にテーパを付けた形状の工具ホルダ２を用いた
変形例を示してあり、これらは工具ホルダ２の取
付、取外を容易にしたものである。

本発明は、以上説明したように、工具ホルダ自
体を流体軸受で直接支持した構成とすることによ
つて、工具の回転精度が向上し、また、高圧空気
を流しているので、細かいゴミが混入せず、工具
交換時の工具位置精度の再現性が向上する。さら
に、工具を含めた回転体をバランシングマシンに
かけることにより動バランスを工作機械外で取れ
るので、高速回転に伴う振動を予め制限すること
ができる。

また、直接工具ホルダを回転するため、従来の
ように伝達機構の構成要素による振動、熱の発生
あるいは効率ダウンの発生がなく、機械装置とし
てユニツト化をはかることができる効果がある。

さらに、本発明によれば上述の工具の回転精度
の向上に関して次の効果がある。

本発明は、工具を保持しかつ回転駆動される工
具ホルダを流体軸受によつて支持することによ
り、工具ホルダに工具を保持する前に工具と工具
ホルダを一体物として回転偏心を調整してから工
具ホルダを流体軸受に支持させたので、流体軸受
に支持した工具及び工具ホルダは回転偏心が解消
され支持機構に対して工具の回転精度が向上し
た。それゆえ、第１図に示す従来例のテーパ嵌合
の場合には工具と工具ホルダの回転偏心の調整後
に工具ホルダを工具ホルダ支持具とテーパ嵌合さ
せるので、工具と工具ホルダの偏心調整を行つて
もテーパ嵌合の精度の限界があり、工具の振れが
発生し工具加工精度の向上が期待できなかつたの
に比べ、工具の回転精度がより向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の工作機械における加工用工具
ホルダの支持機構断面図、第２図は本発明に係る
工作機械の加工用工具ホルダの支持機構一実施例
の要部断面図、第３図ないし第７図は、それぞれ
他の実施例の要部断面図である。 ２……工具ホルダ、３ａ，３ｂ，３ｃ……流体
軸受、４ａ，４ｂ……磁石、４ｃ……支持部材、
５ａ……電動回転駆動装置の回転子部、５ｂ……
電動回転駆動装置の固定子部、９……工具、Ａ，
A′……高圧空気供給路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工具を保持しかつ回転駆動される工具ホルダ
   の支持機構において、流体軸受により前記工具ホ
   ルダを支持するようにしたことを特徴とする加工
   用工具ホルダの支持機構。 ２ 前記工具ホルダに前記流体軸受から供給され
   る加圧流体を受ける面を複数設け、前記受け面に
   より受ける圧力方向が互いに反対方向に向くよう
   に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の加工用工具ホルダの支持機構。