JPH04261739A - 工具保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、旋盤の受け部に嵌着
される固定用シャンク、この固定用シャンクに共軸に隣
接する取り付けフランジおよびこのフランジ、固定用シ
ャンク内に回転自在に装着された駆動軸を有するベース
・ホルダと、取り付けフランジに直接または必要に応じ
少なくとも１個の中間部品を介して交換自在に接続でき
る複数個の異なる工具ヘッドであって、各工具ヘッドが
、ハウジング内で回転自在な少なくとも１個の工具受け
およびこの工具受けに接続して該工具受けを駆動する被
駆動軸を有してなる前記複数個の工具ヘッドと、駆動軸
、被駆動軸の相互対向端に設けられ、軸方向係合によっ
て互に非回転結合する結合部品とを具え、中間部品のハ
ウジング内に１個または２個の中間軸が回転自在に装着
され、入力端、出力端の結合部品が前記結合部品に結合
してなる背旋盤用被駆動工具のモジュール形工具保持装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最新の旋盤は、多数の工具を同時に受容
できる工具タレットまたは同様な受け装置を具えている
。工具タレットを割り出すことによって工具は１個ずつ
加工位置へ持って行かれるので、工具交換の作業をしな
くても異なる工具で順番に加工物を機械加工することが
できる。旋盤への１回の切りこみで加工物をできるだけ
最終加工するようにするために、ドリル、ミル、捩切り
工具などの被駆動工具を受容できる工具タレットの受け
部内に工具保持装置を嵌着できるようになっている。 工具保持装置にクランプされた前記被駆動工具は、ベー
ス・ホルダ内に回転自在に装着した駆動軸によって駆動
される。この駆動軸の入力端はベース・ホルダの固定用
シャンクから突出し、工具タレット内の回転駆動部へ結
合できるようになっている。工具タレット内の工具保持
装置用受け部はかなり多様な形状を取るから、工具保持
装置の固定用シャンクも当該工具タレットの受け部に見
合ったものでなければならない。加工要件に応じて工具
保持装置自体が多様な方法で作られる。例えば、固定用
シャンクの軸に対して被駆動工具が共軸状、並置状、放
射状に配置されてなる工具保持装置がある。さらに、あ
る加工要件に対しては固定用シャンクの駆動軸と工具と
の間にギアを設けて、駆動軸の回転速度を加速したり減
速したりする必要がある。

【０００３】異なる受け部、異なる形状の工具保持装置
の数が多いので、モジュール構造の工具保持装置が公知
であり（オッフェンブルク、Ｄ−７６００のＷＴＯ工具
装置有限会社のパンフレットに記載の「ＷＴＯ精密工具
装置」）、これらの工具の使用者は今現在の加工要件に
対応する工具保持装置を個々のモジュールから組み立て
ることができる。前記モジュールとしては、種々の形状
の固定用シャンクをもち、ドリルやミル用の工具ヘッド
を固定できるベース・ホルダ、捩切り装置、アングル、
ドリリングやフライス装置をもつ工具ヘッド、複数個の
スピンドルをもつ工具ヘッド、偏心回転ヘッドなどがあ
る。さらに、ギアを具える中間部品を当該ベース・ホル
ダと当該工具ヘッドとの間に介在させることができる。 また、加速ギアをもつ中間部品、減速ギアをもつ中間部
品、工具ヘッドを固定用シャンクの軸に対して径方向に
ずらして取り付けるためのいわゆるオフセット・ギアを
もつ中間部品がある。今現在の加工要件に合う工具保持
装置を組み立てるために使用者が利用できる複合形状モ
ジュールは多数あるので、ここではこれ以上列挙しない
。

【０００４】工具ヘッド内に設ける被駆動軸や中間部品
に設ける中間軸は、通常少なくとも２個のベアリング内
に装着する必要がある。特に工具ヘッド内の被駆動軸は
通常は工具を受容する機能もあり、該被駆動軸を良好か
つ確実に支持するには、軸方向で互いにできるだけ離間
した２個のベアリングを配置する必要がある。しかし、
そのために固定用シャンクの軸方向で装置の軸方向長さ
が増大し、複数個のモジュールから組み立てた工具保持
装置がタレットからかなり突出してしまう。突出度が大
きいほど当該工具保持装置の剛性が小さくなる。そして
、剛性が低下すると、加工制度が害される。さらに、工
具保持装置が大きく突出しているとトラバース設定が長
くなり、加工時間が増大する。さらにまた、大きく突出
している工具保持装置は他の機械部品に衝突しやすい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、この発明
の課題は前記した旋盤用被駆動工具のモジュール形工具
保持装置において、剛性を増すためにベース・ホルダに
装着されるモジュールの長さを固定用シャンク方向でで
きるだけ小さくしても、被駆動軸、中間軸を最適に支持
できるようにすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明によると、被駆動軸、中間軸が、取り付け
フランジに対向するそれぞれの入力端に、同一直径の支
持ピンを具え、各支持ピンが対応の結合部品から突出し
て隣接モジュールまで延び、駆動軸と中間軸のそれぞれ
が、取り付けフランジの領域内、各工具ヘッドに対向す
るその端部に共軸支持穴を具え、この支持穴に各隣接モ
ジュールの支持ピンを嵌入できるようにしている。

【０００７】以下、実施例によりこの発明を詳細に説明
する。

【０００８】

【実施例】以下、この発明による工具保持装置の構造に
加えて、異なるモジュールから多くの各種工具保持装置
を組み立てる方法について、図面にもとづき説明する。 しかし、各種装置の範囲は図示の例に限定されるもので
はない。各工具保持装置は少なくともベース・ホルダ１
、工具ヘッド２もしくは３からなっている。ベース・ホ
ルダ１と工具ヘッド２，３との間に、それぞれがギアを
具える中間部品４，５，６もしくは冷却剤供給装置を有
する中間部品７（図６）を挿設することができる。また
、それぞれがギアを持つ２個の中間部品をベース・ホル
ダ１と工具ヘッド２，３との間に設けることも可能であ
り、したがって例えば、オフセット・ギアを具える中間
部品６と、減速ギアを具える中間部品４または加速ギア
を具える中間部品５とを組み合わせて挿設できる。

【０００９】ベース・ホルダは固定用シャンク１０など
を具え、該シャンクによって旋盤の工具タレット１２の
受け部１１内に嵌入される。元来、固定用シャンクは使
用中の受け部１１に見合った形状、大きさを有するので
、工具と工作機械間の接続部で通常用いられる各種接続
方法を簡単に採用できる。固定用シャンクは、工具タレ
ットに螺合可能な固定部品で形成することもできる。固
定用シャンク１０と共軸に設けた取り付けフランジ１３
は、このフランジ１３に固定される各モジュールすなわ
ち工具ヘッド２，３や中間部品４，５，６，７に対する
中心リム１３ａを有している。各モジュール相互間の軸
方向接続は、図示しない軸方向ねじによって行う。固定
用シャンク１０内にベアリング１５、取り付けフランジ
１３内にベアリング１６を配設し、これらのベアリング
によって駆動軸１４を固定用シャンク１０、取り付けフ
ランジ１３内に回転自在に装着する。この駆動軸１４の
入力端には、旋盤の図示しない回転駆動部への結合用キ
ー１７などを設ける。さらに、駆動軸１４の出力端には
多角雌形の結合部品１８を設ける。この結合部品１８に
隣接して支持穴１９を形成し、該穴の直径をこの支持穴
１９に挿入される支持ピン２０，２１，２２，２３，２
４，２５の直径Ｄに相当する値にする。

【００１０】工具ヘッド２は、ベアリング２６によって
ハウジング２７内に装着される被駆動軸２８を具える。 この被駆動軸２８の入力端は取り付けフランジ１３に対
向し、該入力端に多角雄形の結合部品２９を設ける。支
持ピン２０がこの結合部品に接続し、ここではベース・
ホルダ１である隣接モジュール側へ突出している。工具
支持装置の各種モジュール構造を可能にするため、支持
ピン２０は他のモジュール３〜７の支持ピン２１〜２５
と直径が同じである。 ハウジング２７は、支持フランジ１３と対向するその端
部に、中心リム１３ａに見合う中心穴３０を具える。図
１に示す工具ヘッドにおいては、被駆動軸２８が工具受
け３１をさらに有し、この工具受け内に例えばミルやド
リルのような工具３２を固定できる。

【００１１】被駆動軸２８の径方向支持は、軸方向離間
がａ１のベアリング２６によって行う。図１に示すよう
な組み立て状態で、被駆動軸２８の支持ピン２０は駆動
軸１４の支持穴１９に嵌着する。その結果、被駆動軸の
径方向支持がさらに得られ、２個の最外周支持の軸方向
離間ａ２が実質的に増大する。したがって、被駆動軸２
８はより大きな軸方向離間ａ２をもって支持されること
となり、ベアリングの剛性が高まる。駆動軸１４からの
トルクは相互係着状態の結合部品１８，２９を介して被
駆動軸２８へ伝達される。図２に示すアングル工具ヘッ
ドでは、工具軸Ｗがベース・ホルダ１の軸Ａに対して直
角を成す。支持ピン２１以外は、先の実施例と同様な機
能の部品に同じ参照番号を付してあり前記した説明を実
質的に適用できる。ここでは被駆動軸２８に対して１個
のベアリング２６しか設けていないが、支持ピン２１が
支持穴１９に係着することによって１個のベアリング２
６でもさらに径方向支持が得られ、より大きな離間ａ３
が得られるので、被駆動軸の支持として充分である。こ
のようにして、ベース・ホルダ１の軸Ａ方向において工
具ヘッド３の軸方向長を比較的短くできる。

【００１２】図２に示すアングル工具ヘッドにおいて、
被駆動軸はベベル・ギア３３を担持し、このベベル・ギ
アによって被駆動軸はベベル・ギア３４を介して径方向
のスピンドル３５を駆動する。そして、このスピンドル
の自由端に工具受け３１を取り付ける。工具受けをもち
工具ヘッドに取り付けられる複数個の軸方向スピンドル
と同様に、複数個の径方向スピンドルを１個の径方向ス
ピンドル３５に代えて設け、被駆動軸によって駆動する
ことができる。

【００１３】図３に示す実施例において、ベース・ホル
ダ１と工具ヘッド２との間に配設した中間部品４は、遊
星車装置からなる減速ギア４ａを有している。中間部品
４は２個の軸部品３６，３７からなる中間軸を具えてい
る。 軸部品３６の入力端には多角雄形の結合部品３８を設け
、これに隣接して突出支持ピン２２を設ける。他の軸部
品３７は多角雌形の結合部品３９を具える。結合部品３
８，３９は形状、大きさが、図１、図２の実施例の結合
部品２９，１８に対応する。中間部品３６は支持穴４０
を有する。しかしこの減速ギアでは、中間軸３６，３７
が異なる速度で回転するので、支持穴４０と、この支持
穴に係合する支持ピン、例えば工具ヘッド２の支持ピン
２０との間にニードル・ベアリング４１を設ける。この
実施例ではニードル・ベアリング４１を介して支持穴４
０に係合する支持ピン２０が、工具ヘッド２の被駆動軸
２８をさらに支持することとなる。さらに、中間軸部品
３６はその支持ピン２２が支持穴１９に係着し、これに
よっても該部品３６の支持が行われる。

【００１４】図４に示す実施例においては、中間部品５
は遊星車装置として形成された加速ギア５ａを有する。 図３の実施例と同様な機能の部品には同一参照番号を付
す。図４の実施例で中間軸部品３６，３７は前記と同様
に異なる速度で回転するが、支持穴４０は出力端中間軸
部品３７内に配置され、相互係合の結合部品２９，３９
によって前記軸部品は支持ピン２０と同期して回転する
。したがって、この実施例ではニードル・ベアリングが
不要である。

【００１５】図５に示す実施例において、中間部品６は
いわゆるオフセット・ギアとして形成されており、中間
軸部品３６′，３７′は互いに共軸ではなくそれらの軸
は並置されている。支持ピン２４は入力側中間軸部品３
６′に設けられ、ベース・ホルダの支持穴１９に嵌着し
ている。これによって中間軸部品３６′の径方向支持が
行われるので、該軸部品はハウジング４３内の１個のベ
アリング４２で支持するだけでよい。したがって、中間
部品６の軸方向長さを低減できる。出力側中間部品３７
′も１個のベアリング４４のみによってハウジング４３
内に同様に支持される。この場合、支持ピン２１は中間
軸部品３７′の支持穴４０に加えてハウジング４３内の
ニードル・ベアリング４５にも係着する。このニードル
・ベアリング４５はスペースの関係で支持ピン２１に係
止するので、支持ピン、中間軸部品３７′の両者に対す
る軸方向支持が得られる。

【００１６】この発明によると、中心供給路から工具３
２への冷却剤供給を、図６に示すように適宜形成した中
間部品７によって行うことができる。この中間部品のハ
ウジング４６内には、ベアリング４８によって中間軸４
７を回転自在に支持し、その入力端に結合部品４９、支
持ピン２５を設ける。中間軸４７に支持穴５０を形成す
る。この支持穴５０の大径環状スペース５０ａ内に２個
の径方向穴５１を開口する。また、中間軸４７とハウジ
ング４６との間に配置した２個の軸方向離間シール５２
によって前記中間軸４７を囲む。２個のシール５２に環
状スペース５３が形成され、ハウジング４６に設けた径
方向供給孔５４が該スペースに開口している。好ましく
は、軸に対して並置の供給路５５をハウジング４６内に
形成する。この供給路は前記供給孔５４に連通し、ハウ
ジング４６の端面４６ａで取り付けフランジ１３に開口
している。そして、この供給路５５は取り付けフランジ
１３内の供給路５６に接続する。冷却剤、潤滑剤は供給
路５６，５５、供給孔５４、環状スペース５３、径方向
穴５１を通って支持穴５０の大径部５０ａへ供給される
。工具ヘッド２の被駆動軸２８内に形成した冷却剤、潤
滑剤中心供給路５７が支持ピン２０まで延び径方向穴５
８を介してスペース５０ａに連通する。必要に応じ、ハ
ウジング４６内の径方向供給孔５４を外部へ導き、冷却
剤、潤滑剤の供給ホースへの着脱自在ホース結合に接続
することによって冷却剤、潤滑剤の供給を行ってもよい
。

【００１７】前記の中心供給路からの冷却剤、潤滑剤の
供給に加え、または、その代りに、冷却剤、潤滑剤を必
要に応じ偏心路を介して工具３２へ供給することもでき
る。このために、供給路５６，５５に接続する供給路６
０を工具ヘッドに形成し、この供給路６０にパイプ６１
を螺着する。外部からの冷却剤、潤滑剤はこのパイプ６
１を介して工具３２へ供給される。必要に応じパイプ６
１を除去し、供給路６０を捩切りロッドで閉塞してもよ
い。もし外部からの冷却剤、潤滑剤を偏路だけを介して
供給するのであれば、中間部品７を省略し、供給路６０
を取り付け、フランジ１３の供給路５６へ直接接続する
ことができる。

【００１８】図５に示すようにアングル工具ヘッド３を
使用する場合は、工具軸Ｗが加工物の軸に対して正確に
半径方向にある状態での機械加工だけが通常行われる。 しかし、図７に示すように工具軸Ｗを加工物６２の軸に
対してｂだけオフセットさせた状態で機械加工を行う必
要がしばしばある。この種の加工を中心ずれ加工と呼ぶ
とすると、従来公知の工具保持モジュールでは中心ずれ
加工が不可能であった。中心ずれ加工を可能にするため
に、オフセット・ギアとして形成した中間部品６をベー
ス・ホルダ１の周りで該ベース・ホルダの取り付けフラ
ンジ１３に対して回動可能とし、ベース・ホルダ１に対
して回動した位置で固定できるようにする。さらに、ベ
ース部品の軸Ａに平行な軸Ｂの周りで中間部品６に対し
てアングル工具ヘッド３を回動可能にする。軸Ｂは、図
５に示す中間軸部品３７′の軸に関係する。そして、ア
ングル工具ヘッド３も中間部品６に対する調整回動位置
で固定できるようにする。前記によって、図７に示すよ
うに工具軸Ｗが加工物６２の軸Ｓと交わらず加工物の半
径Ｒに平行にｂだけ離間する位置へ工具３２を持って行
くことができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によって支
持ピンを駆動軸または中間軸の支持穴に嵌着するので、
被駆動軸および中間軸に対して軸方向長さが比較的長い
最適な支持が得られると同時に工具ヘッド、中間部品の
軸方向長さを短縮することができる。工具ヘッドの被駆
動軸の前記最適支持は、被駆動軸もドリルとかミル用の
工具受けを具えている時に特に有利である。つまり、被
駆動軸がドリリング・スピンドル、フライス・スピンド
ルとして機能し、該被駆動軸が隣接モジュールの支持穴
内でさらに支持されることによって取り付けの剛性が増
し、したがって、加工精度が向上する。被駆動軸や中間
軸が前記のようにさらに支持されるので、これらの軸の
支持用として工具ヘッドまたは中間部品内に設けるベア
リングの軸方向相互離間を短くでき、各モジュールの軸
方向長さ、したがって、工具保持装置全体としての軸方
向長さを短くできる。その結果、モジュールから組み立
てた工具保持装置の剛性が増し、突出度の大きい工具保
持装置の欠点を除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベース・ホルダ、工具ヘッドから組み立てた工
具保持装置の縦断面図である。

【図２】ベース・ホルダ、アングル工具ヘッドから組み
立てた工具保持装置の縦断面図である。

【図３】ベース・ホルダと工具ヘッドとの間の減速ギア
を具える組み立て工具保持装置を示す図である。

【図４】ベース・ホルダと工具ヘッドとの間の加速ギア
を具える組み立て工具保持装置を示す図である。

【図５】ベース・ホルダと工具ヘッドとの間のオフセッ
ト・ギアを具える組み立て工具保持装置を示す図である
。

【図６】ベース・ホルダとアングル工具ヘッドとの間の
冷却剤供給路を具える組み立て工具保持装置を示す図で
ある。

【図７】図５のＶＩＩ方向から見た組み立て工具保持装
置の正面図である。

【符号の説明】

１　　ベース・ホルダ ２　　工具ヘッド ３　　工具ヘッド ４　　中間部品 ５　　中間部品 ６　　中間部品 ７　　中間部品 １０　　固定用シャンク １１　　受け部 １３　　取付けフランジ １４　　駆動軸 １８　　結合部品 １９　　支持穴 ２０　　支持ピン ２１　　支持ピン ２２　　支持ピン ２３　　支持ピン ２４　　支持ピン ２５　　支持ピン ２７　　ハウジング ２８　　被駆動軸 ２９　　結合部品 ３１　　工具受け ３６　　中間軸 ３６′　　中間軸 ３７　　中間軸 ３７′　　中間軸 ３８　　中間軸 ４０　　支持穴 ４９　　支持穴 ６０　　支持穴

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　旋盤の受け部に嵌着される固定用シャ
   ンク、この固定用シャンクに共軸に隣接する取付けフラ
   ンジおよびこのフランジ、固定用シャンク内に回転自在
   に装着された駆動軸を有するベース・ホルダと、取り付
   けフランジに直接または必要に応じ少なくとも１個の中
   間部品を介して交換自在に接続出来る複数個の異なる工
   具ヘッドであって、各工具ヘッドが、ハウジング内で回
   転自在な少なくとも１個の工具受けおよびこの工具受け
   に接続して該工具受けに接続して該工具受けを駆動する
   被駆動軸を有してなる前記複数個の工具ヘッドと、駆動
   軸、被駆動軸の相互対向端に設けられ、軸方向係合によ
   って互いに非回転結合する結合部品とを具え、中間部品
   のハウジング内に１個または２個の中間軸が回転自在に
   装着され、入力端、出力端の結合部品が前記結合部品に
   結合してなる旋盤用被駆動工具のモジュール形工具保持
   装置において、被駆動軸（２８）、中間軸（３６，３７
   ；３６′，３７′；４７）が取り付けフランジ（１３）
   に対向するそれぞれの入力端に、同一直径（Ｄ）の支持
   ピン（２０〜２５）を具え、各支持ピンが対応の結合部
   品（２９，３８，４９）から突出して隣接モジュールま
   で延び、駆動軸（１４）と中間軸（３６，３７；４７）
   のそれぞれが、取り付けフランジ（１３）の領域内、各
   工具ヘッド（２，３）に対向するその端部に共軸支持穴
   （１９，４０，６０）を具え、この支持穴に各隣接モジ
   ュールの支持ピン（２０〜２５）を嵌入できるようにな
   っていることを特徴とする工具保持装置。
2. 【請求項２】　　支持ピン（２０〜２５）の軸方向長さ
   が少なくともその直径（Ｄ）と同じ大きさである請求項
   １の工具保持装置。
3. 【請求項３】　　支持ピン（２０〜２５）の軸方向長さ
   がその直径（Ｄ）の約２倍である請求項２の工具保持装
   置。
4. 【請求項４】　　結合部品（１８，２９，３８，３９，
   ４９，５９）が多角形状に形成され、駆動軸（１４）と
   中間軸（３６，３７；３６′，３７′；４７）の出力端
   の軸部分（３７，３７′）とにそれぞれ多角雌形部（１
   ８，３９，５９）を形成し、被駆動軸（２８）の入力側
   端部と中間軸（３６，３７；３６′，３７′；４７）の
   入力端の軸部分（３６，３６′）とにそれぞれ多角雄形
   部（２９，３８，４９）を形成した請求項１，２または
   ３の工具保持装置。
5. 【請求項５】　　中間部品（４，５，６）がギアである
   請求項１乃至４のいずれか１項の工具保持装置。
6. 【請求項６】　　支持穴（４０）をもつ中間部品（３６
   ）が、該支持穴（４０）に挿入可能な隣接モジュール（
   ２）の支持ピン（２０）に対して異なる速度で回転する
   ように、支持ピン（２０）を支持するニードル・ベアリ
   ング（４１）を支持穴（４０）内に配置した請求項５の
   工具保持装置。
7. 【請求項７】　　支持ピン（２０）まで延びる冷却剤、
   潤滑剤用中心供給路（５７）を工具ヘッド（２）の被駆
   動軸（２８）に形成し、中間部品（７）が冷却剤、潤滑
   剤供給部として形成され、その中間軸（４７）に支持穴
   （５０）に開口する少なくとも１個の径方向穴（５１）
   を形成し、径方向穴（５１）の領域で中間軸（４７）を
   環状スペース（５３）で囲むと共に、中間軸（４７）と
   ハウジング（４６）との間で軸方向に離間するシール（
   ５２）によって該中間軸を囲み、ハウジング（４６）内
   に形成した径方向孔（５４）が前記環状スペースに開口
   している請求項１乃至４のいずれか１項の工具保持装置
   。
8. 【請求項８】　　軸に平行にハウジング（４６）内に形
   成した供給路（５５）が、供給孔（５４）に連通し、取
   り付けフランジ（１３）に対向するハウジング（４６）
   の端面（４６ａ）に開口し、取り付けフランジ（１３）
   内の供給路（５６）に接続している請求項７の工具保持
   装置。
9. 【請求項９】　　中間部品（６）がオフセット・ギアで
   あり、工具軸（Ｗ）がベース・ホルダ（１）の軸（Ａ）
   と直交してなるアングル工具ヘッド（３）に前記オフセ
   ット・ギアが接続可能であり、オフセット・ギア（６）
   がベース本体（１）の軸の周りで該ベース本体取り付け
   フランジ（１３）に対して回動可能であり、アングル工
   具ヘッド（３）が、ベース部品の軸に平行な中間軸部品
   （３７′）の軸（Ｂ）の周りで中間部品（６）に対して
   回動可能であり、前記オフセット・ギア、アングル工具
   ヘッドが共に隣接モジュールに対する調整回動位置に固
   定可能である請求項１または５の工具保持装置。