JP6853032B2

JP6853032B2 - ツールクランプ機構

Info

Publication number: JP6853032B2
Application number: JP2016247319A
Authority: JP
Inventors: 貫士半田; 弘憲阿部
Original assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Current assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2021-03-31
Anticipated expiration: 2036-12-21
Also published as: JP2018099756A

Description

本発明は、研削盤などのスピンドルにツールをクランプするツールクランプ機構に関する。

従来より、図６に示すように、研削工具用のスピンドル１０１に砥石などのツールＴを取り付ける場合、ツールホルダ１０２の基端側に雄ネジを加工してスピンドル１０１の先端に雌ネジを加工すると共に、ツールホルダ１０２の先端側に雌ネジを加工してツールＴの基端側に雄ネジを加工する。そして、スピンドル１０１の先端にツールホルダ１０２を締結すると共に、そのツールホルダ１０２の先端にツールＴを締結し、ツールホルダ１０２の端面にツールＴの端面を密着させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

そして、スピンドル１０１及びツールホルダ１０２にスパナで挟む二面削ぎ１０３を加工しておき、その二面削ぎ１０３にスパナを当ててトルクを掛けてツールホルダ１０２の端面をスピンドル１０１の端面に堅固に押し付けるようにしている。

特開２０１５−３００７９号公報

研削中のツールの回転数は、最大で１０万回／分にもなるので、従来のツールクランプ機構では、二面削ぎ１０３の部分が、風切り音を発生させるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、風切り音の発生を抑制しながら、ツールホルダをスピンドルに確実に固定できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、スパナを用いずにスピンドルにツールホルダを確実に固定できるようにした。

具体的には、第１の発明では、スピンドルにツールをクランプするツールクランプ機構を前提とし、
上記ツールクランプ機構は、
基端側に上記スピンドルの先端のホルダ用穴部に挿入される挿入部を有し、先端側に上記ツールが固定されるツールホルダと、
上記スピンドルの先端に該スピンドルの直径方向に貫通させたスピンドル側貫通孔と、
上記スピンドル側貫通孔に対応させて上記ツールホルダの上記挿入部の基端に設けたホルダ側貫通孔と、
上記スピンドル側貫通孔及び上記ホルダ側貫通孔に挿通されるクランプ用ボルトと、
上記スピンドル側貫通孔の一対の周縁にそれぞれ形成したザグリ部と、
上記クランプ用ボルトに締結され、一対の上記ザグリ部に該ザグリ部の周縁と連続するように嵌まり込むクランプ用ナットとを備えている。

上記の構成によると、クランプ用ボルトを締め付けることで、クランプ用ナットが堅固に締め付けられるので、従来のように二面削ぎにスパナを当てて締め付ける必要がない。そして、二面削ぎがなく、また、クランプ用ナットの上面がザグリ部の周縁と連続しているので、風切り音が発生しない。

第２の発明では、第１の発明において、
上記ツールホルダの基端は、挿入部と、該挿入部よりも外径の小さい小径部と、該小径部と上記挿入部とを連結するテーパ部とを備え、
上記小径部に上記ホルダ側貫通孔が形成され、上記テーパ部に該ホルダ側貫通孔に連続する面取りが形成されている。

上記の構成によると、ツールホルダの基端側とクランプ用ナットとの当たり面が、テーパ部だけでなく、面取りでも確保されるので、ツールホルダが確実にスピンドルに固定される。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記クランプ用ボルトは、一端側に右ネジが形成されて他端側に左ネジが形成され、
上記クランプ用ナットは、右ネジ用の雌ネジが形成されたものと左ネジ用の雌ネジが形成されたものよりなる。

上記の構成によると、クランプ用ボルトを一方に回転すれば、一対のクランプ用ナットが同時に互いに近付くように締め付けられ、又は緩められるので、作業性がよく、スパナを用いることなくレンチなどで簡単かつ確実に締結が行われる。

以上説明したように、本発明によれば、スピンドル側貫通孔の一対の周縁に形成した面取り部にザグリ部の周縁と連続するようにクランプ用ナットを嵌め込んで、クランプ用ボルトに締結するようにしたことにより、風切り音の発生を抑制しながら、ツールホルダをスピンドルに確実に固定できるようにすることができる。

本発明の実施形態に係るツールクランプ機構を示す断面図である。ツールクランプ機構を示す分解斜視図である。ツールクランプ機構を示す斜視図である。ツールホルダを示す斜視図である。実施形態の変形例に係る斜視図である。従来のツールクランプ機構を一部破断して示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の実施形態のツールクランプ機構２０を示し、このツールクランプ機構２０は、研削盤などに高速回転可能に設けられたスピンドル１の先端のホルダ用穴部１ａに締結される挿入部２ａを有するツールホルダ２とを備えている。スピンドル１の先端には、このスピンドル１の直径方向に貫通させたスピンドル側貫通孔１ｂが形成されている。スピンドル側貫通孔１ｂの周縁には、平坦なザグリ部１ｃが形成されている。

図４にも示すように、ツールホルダ２の基端は、挿入部２ａと、この挿入部２ａよりも外径の小さい小径部２ｂと、この小径部２ｂと挿入部２ａとを連結するテーパ部２ｃとを備えている。この小径部２ｂにスピンドル側貫通孔１ｂに対応させてホルダ側貫通孔３が形成されている。テーパ部２ｃには、ホルダ側貫通孔３に連続する面取り部４が形成されている。ツールホルダ２には、スピンドル１の先端面に当接するフランジ部２ｄと、このフランジ部２ｄよりも前側の円柱部２ｅと、ホルダテーパ部２ｆと小径のツール固定部２ｇとを備えている。ツール固定部２ｇには、ツール固定用雌ネジ２ｈが形成されており、このツール固定用雌ネジ２ｈにツールＴが有する雄ネジが締結されるようになっている。本実施形態では、ツールＴは、ツールホルダ２よりも外径の小さい小径砥石を主に対象とする。

そして、図１に示すように、スピンドル側貫通孔１ｂ及びホルダ側貫通孔３には、クランプ用ボルト１０が挿通されるようになっている。

図２に示すように、スピンドル側貫通孔１ｂの一対の周縁にそれぞれ形成したザグリ部１ｃには、一対のザグリ部１ｃに、その周縁と連続するようにクランプ用ナット１１，１２が嵌まり込むようになっている。

図２に示すように、クランプ用ボルト１０は、一端側に右ネジ１０ａが形成され、他端側に左ネジ１０ｂが形成されている。これに対応させて一方のクランプ用ナット１１には、右ネジ用の雌ネジ１１ａが形成され、他方のクランプ用ナット１２には、左ネジ用の雌ネジ１２ａが形成されている。

次に、本実施形態に係るツールクランプ機構２０の組付手順について説明する。

まず、ツールホルダ２の挿入部２ａをスピンドル１の先端のホルダ用穴部１ａに挿入する。

次いで、スピンドル側貫通孔１ｂとホルダ側貫通孔３とを位置合わせする。この状態で、ツールホルダ２のフランジ部２ｄがスピンドル１の先端面に当接する。

次いで、これらスピンドル側貫通孔１ｂ及びホルダ側貫通孔３にクランプ用ボルト１０を挿通する。図２では、理解の関係上、クランプ用ボルト１０をホルダ側貫通孔３に挿入しているが、実際には、ここで説明するように、ツールホルダ２をスピンドル１の先端に挿入した後にクランプ用ボルト１０の挿入を行う。

次いで、スピンドル側貫通孔１ｂから露出するクランプ用ボルト１０の右ネジ１０ａにクランプ用ナット１１の右ネジ用の雌ネジ１１ａを仮止めし、左ネジ１０ｂにクランプ用ナット１２の左ネジ用の雌ネジ１２ａを仮止めする。

次いで、クランプ用ボルト１０の六角穴に六角レンチを差し込んで締め付け方向に回すと、一対のクランプ用ナット１１，１２が互いに近付き、面取り部４に当接して完全に締結される。

最後に、ツールホルダ２のツール固定用雌ネジ２ｈにツールＴを締結する。

このようにして組み付けられたスピンドル１及びツールホルダ２を用いてどの程度騒音低減されたかを調べた。図６に示す従来の二面削ぎありのものでは、例えば７９．８ｄＢであったものが、７４．５ｄＢに低減できることがわかった。

このように、クランプ用ボルト１０を締め付けることで、クランプ用ナット１１，１２が堅固に締め付けられるので、従来のように二面削ぎにスパナを当てて締め付ける必要がない。そして、二面削ぎがなく、また、クランプ用ナット１１，１２の上面がザグリ部１ｃの周縁と連続しているので、風切り音が発生しない。

また、ツールホルダ２の基端側とクランプ用ナット１１，１２との当たり面が、テーパ部２ｃだけでなく、面取り部４でも確保されるので、ツールホルダ２が確実にスピンドル１に固定される。

さらに、クランプ用ボルト１０を一方に回転すれば、一対のクランプ用ナット１１，１２が同時に締め付けられ、又は緩められるので、作業性がよく、スパナを用いることなくレンチなどで簡単かつ確実に締結が行われる。

したがって、本実施形態に係るツールクランプ機構２０によると、スピンドル側貫通孔１ｂの一対の周縁に形成したザグリ部１ｃに、その周縁と連続するようにクランプ用ナット１１，１２を嵌め込むようにしたことにより、風切り音の発生を抑制しながら、ツールホルダ２をスピンドル１に確実に固定できるようにすることができる。

−変形例−
図５は本発明の実施形態の変形例に係るツールホルダ２’を示し、面取り部４’の形状が異なる点で上記実施形態と異なる。なお、本変形例では、図４と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

すなわち、本変形例では、上記実施形態における面取り部４にさらにエンドミルによる加工を加えて面取り部４’を形成している。

こうすることで、上記実施形態に比べてクランプ用ナット１１，１２が当接する箇所が四箇所に増え、さらに堅固にクランプ用ナット１１，１２が固定される。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１スピンドル
１ａホルダ用穴部
１ｂスピンドル側貫通孔
１ｃザグリ部
２，２’ ツールホルダ
２ａ挿入部
２ｂ小径部
２ｃテーパ部
２ｄフランジ部
２ｅ円柱部
２ｆホルダテーパ部
２ｇツール固定部
２ｈツール固定用雌ネジ
３ホルダ側貫通孔
４，４’ 面取り部
１０クランプ用ボルト
１０ａ右ネジ
１０ｂ左ネジ
１１クランプ用ナット
１１ａ雌ネジ
１２クランプ用ナット
１２ａ雌ネジ
２０ツールクランプ機構

Claims

スピンドルにツールをクランプするツールクランプ機構において、
基端側に上記スピンドルの先端のホルダ用穴部に挿入される挿入部を有し、先端側に上記ツールが固定されるツールホルダと、
上記スピンドルの先端に該スピンドルの直径方向に貫通させたスピンドル側貫通孔と、
上記スピンドル側貫通孔に対応させて上記ツールホルダの上記挿入部の基端に設けたホルダ側貫通孔と、
上記スピンドル側貫通孔及び上記ホルダ側貫通孔に挿通されるクランプ用ボルトと、
上記スピンドル側貫通孔の一対の周縁にそれぞれ形成したザグリ部と、
上記クランプ用ボルトに締結され、一対の上記ザグリ部に該ザグリ部の周縁と連続するように嵌まり込むクランプ用ナットとを備えており、
上記クランプ用ナットの雌ネジは貫通孔となっており、上記クランプ用ボルトに該クランプ用ナットを仮止めした状態で、上記貫通孔から該クランプ用ボルトの六角穴に六角レンチを差し込み締結可能に構成されている
ことを特徴とするツールクランプ機構。
請求項１に記載のツールクランプ機構において、
上記ツールホルダの基端は、
上記挿入部と、
上記挿入部よりも外径の小さい小径部と、
上記小径部と上記挿入部とを連結するテーパ部とを備え、
上記小径部に上記ホルダ側貫通孔が形成され、
上記テーパ部に該ホルダ側貫通孔に連続する面取りが形成されている
ことを特徴とするツールクランプ機構。
請求項１又は２に記載のツールクランプ機構において、
上記クランプ用ボルトは、一端側に右ネジが形成されて他端側に左ネジが形成され、
上記クランプ用ナットは、右ネジ用の雌ネジが形成されたものと左ネジ用の雌ネジが形成されたものよりなる
ことを特徴とするツールクランプ機構。