特許 5945818 工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5945818

(24)【登録日】2016年6月10日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23B 31/117 20060101AFI20160621BHJP

【ＦＩ】

   B23B31/117 601B

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-84186(P2012-84186)

(22)【出願日】2012年4月2日

(65)【公開番号】特開2013-212557(P2013-212557A)

(43)【公開日】2013年10月17日

【審査請求日】2015年3月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】504150461

【氏名又は名称】国立大学法人鳥取大学

(74)【代理人】

【識別番号】100078204

【弁理士】

【氏名又は名称】滝本 智之

(72)【発明者】

【氏名】小幡 文雄

(72)【発明者】

【氏名】上原 一剛

【審査官】 五十嵐 康弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２２６５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２０４９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０８４７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５１８５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００１／０７６８１５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｂ ３１／００−３３／００

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所要の工具が取り付けられたツールホルダが、主軸モータによって回転駆動される主軸のテーパ穴に前記ツールホルダのテーパシャンク部を挿入した状態で前記主軸に着脱自在に取り付けられる工作機械において、前記テーパシャンク部が前記テーパ穴に挿入された状態でクランプ機構により前記ツールホルダを前記主軸の近接方向に引っ張るクランプ力が付与されたときに、前記ツールホルダの回転軸心が前記主軸の回転軸心に一致するように前記ツールホルダの前記主軸に対する相対位置をガイドする位置決めガイド手段と、前記位置決めガイド手段による位置決めが行われたときに、前記ツールホルダの押圧部を前記主軸の受部に前記クランプ力により押し付けて前記ツールホルダを前記主軸に固定する位置固定手段とを備え、前記位置決めガイド手段が、前記主軸の前記ツールホルダの取り付け側の主軸端面における前記テーパ穴の開口周縁部からリング状に突設され、前記開口周縁から前記主軸端面に向けて断面湾曲形状となったガイド受面を有するガイド位置決め突部と、前記ツールホルダの前記主軸に対向するホルダ端面に形成されて前記ガイド位置決め突部を嵌まり込ませる溝形状を有する受け溝部とを備えるとともに、前記受け溝部の内周側溝壁面と溝底面との境界角部に設定された位置決め当接部と前記ガイド受面と前記テーパ穴の開口周端との境界角部に設定された位置決め受部とが同じ径に設定されてなり、前記位置固定手段が、前記受け溝部内に前記ガイド位置決め突部が嵌め入れられた時点で互いに接触する前記位置決め当接部および前記位置決め受部をそれぞれ前記押圧部および前記受部として構成されていることを特徴とする工作機械。

【請求項2】

前記位置固定手段が、さらに、前記受け溝部における外周側溝壁面と前記ホルダ端面との境界角部からなる支持当接部と、前記受け溝部内に前記前記ガイド位置決め突部が嵌め入れられた時点で前記支持当接部が当接される前記ガイド受面とからなる構成を備えている請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

所要の工具が取り付けられたツールホルダが、主軸モータによって回転駆動される主軸のテーパ穴に前記ツールホルダのテーパシャンク部を挿入した状態で前記主軸に着脱自在に取り付けられる工作機械において、前記テーパシャンク部が前記テーパ穴に挿入された状態でクランプ機構により前記ツールホルダを前記主軸の近接方向に引っ張るクランプ力が付与されたときに、前記ツールホルダの回転軸心が前記主軸の回転軸心に一致するように前記ツールホルダの前記主軸に対する相対位置をガイドする位置決めガイド手段と、前記位置決めガイド手段による位置決めが行われたときに、前記ツールホルダの押圧部を前記主軸の受部に前記クランプ力により押し付けて前記ツールホルダを前記主軸に固定する位置固定手段とを備え、前記位置決めガイド手段が、前記主軸の前記ツールホルダの取り付け側の主軸端面における前記テーパ穴の開口周縁部からリング状に突設され、前記開口周縁から前記主軸端面に向けて断面湾曲形状となったガイド受面を有するガイド位置決め突部と、前記ツールホルダの前記主軸に対向するホルダ端面に形成されて前記ガイド位置決め突部を嵌まり込ませる溝形状を有する受け溝部とを備えるとともに、前記受け溝部の外周側溝壁面と前記ホルダ端面との境界角部に設定された位置決め保持部と、前記ガイド受面と前記主軸端面との境界角部に設定された位置決め受部とが同じ径に設定されてなり、前記位置固定手段が、前記受け溝部内に前記ガイド位置決め突部が嵌め入れられた時点で互いに当接する前記ホルダ端面および前記主軸端面をそれぞれ前記押圧部および前記受部として構成されていることを特徴とする工作機械。

【請求項4】

所要の工具が取り付けられたツールホルダが、主軸モータによって回転駆動される主軸のテーパ穴に前記ツールホルダのテーパシャンク部を挿入した状態で前記主軸に着脱自在に取り付けられる工作機械において、前記テーパシャンク部が前記テーパ穴に挿入された状態でクランプ機構により前記ツールホルダを前記主軸の近接方向に引っ張るクランプ力が付与されたときに、前記ツールホルダの回転軸心が前記主軸の回転軸心に一致するように前記ツールホルダの前記主軸に対する相対位置をガイドする位置決めガイド手段と、前記位置決めガイド手段による位置決めが行われたときに、前記ツールホルダの押圧部を前記主軸の受部に前記クランプ力により押し付けて前記ツールホルダを前記主軸に固定する位置固定手段とを備え、前記位置決めガイド手段が、前記主軸の前記ツールホルダの取り付け側の主軸端面における前記テーパ穴の開口周縁部から前記主軸の回転軸心に対し平行方向に延びるリング状に突設され、そのリング状の外周面の突出先端部から断面半円形状の円環状となったガイド位置決め受部が径方向外方に向け膨出形成されているガイド位置決め突部と、前記ツールホルダの前記主軸に対向するホルダ端面に形成されて前記ガイド位置決め突部を嵌まり込ませる溝形状を有する受け溝部とを備えるとともに、前記受け溝部における前記ツールホルダの回転軸心に平行面となった外周側溝壁面と、この外周側溝壁面に摺接するガイド位置決め受部の径方向外方の頂部とが同じ径に設定されてなり、前記位置固定手段が、前記受け溝部内に前記ガイド位置決め突部が嵌め入れられた時点で互いに当接する前記ホルダ端面および前記主軸端面をそれぞれ前記押圧部および前記受部として構成されていることを特徴とする工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所要の工具が取着されたツールホルダが、主軸モータによって回転駆動される主軸に対し着脱自在に取り付けられる構造を備えた、例えばマシニングセンタのような工作機械に関するものである。

【背景技術】

【0002】

上述のマシニングセンタで加工される工作物は多岐にわたり、それに伴って使用される工具も種々雑多である。この種類や形状が互いに異なる種々の工具を選択的にマシニングセンタの同じ主軸に支障なく取り付けるために、各種工具が、主軸に着脱自在に取り付けできるツールホルダにそれぞれ予め取り付けられており、加工工程に従って所要の工具が取り付けられたツールホルダが選択されて主軸に取り付けられる。

【0003】

この種の工作機械は一般に図９（ａ）に示すような構造を備えている（例えば、特許文献１〜３参照）。すなわち、主軸モータ（図示せず）により回転駆動される中空軸状の主軸４０には、ツールホルダ４１が取り付けられる一端側の取付部４２の内部に、内周面が所定のテーパ角で一端面の開口に向け漸次拡径する取付用テーパ穴４３が形成されている。一方、前記ツールホルダ４１は、主軸４０への取り付けに際して把持される円環状のフランジ部４４の一方側（図の右方側）に、先端に工具（図示せず）が取り付けられるホルダ部４５が突設されているとともに、フランジ部４４の他方側（図の左方側）に、先端に向けてその外周面が前記テーパ穴４３のテーパ角と等しい一定のテーパ角で漸次縮径する円錐台形状のテーパシャンク部４６が一体形成されている。ホルダ部４５に予め工具が取り付けられたツールホルダ４１は、テーパシャンク部４６が主軸４０のテーパ穴４３に挿入されたのちに矢印方向へのクランプ力Ｆｃにより引っ張られることにより、テーパシャンク部４６の外周面がテーパ穴４３の内周面に密着して固定され、主軸４０に対して一体回転するように取り付けられる。

【0004】

なお、この工作機械では、主軸４０とフランジ部４４の各々の対向端面４０ａ，４４ａ間に僅かな隙間ｃがある状態でテーパシャンク部４６の外周面がテーパ穴４３の内周面に密着するように設定されている。この隙間ｃを設けているのは以下のような理由による。すなわち、ツールホルダ４１を主軸４０に取り付けるに際して、テーパシャンク部４６の外周面とテーパ穴４３の内周面とが密着するのと同時に、フランジ部４４と主軸４０の各々の対向端面４０ａ，４４ａ同士も密着するように各々の内，外周面と端面４０ａ，４４ａとを高精度な寸法に形成するのが極めて困難である。そこで、この工作機械では、テーパシャンク部４６の外周面とテーパ穴４３の内周面とがクランプ力Ｆｃによって確実に密着するように図っている。

【0005】

また、従来では、図１０（ａ）に示すような構成を備えた工作機械も提案されている（例えば、特許文献４参照）。図１０（ａ）において、図９（ａ）と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して重複する説明を省略する。この工作機械では、テーパ穴４３に挿入されたテーパシャンク部４６の外周面とテーパ穴４３の内周面との間に僅かな隙間が存在する状態で、図１０（ａ）に矢印で示したテーパシャンク部４６に作用するクランプ力Ｆｃによってフランジ部４４のテーパシャンク部４６側の端面４４ａを主軸４０のテーパ穴４３の開口端周辺の端面４０ａに密着させることにより、ツールホルダ４１が主軸４０に取り付けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００３−１９１１１２号公報

【特許文献2】特開２００１−９６５７号公報

【特許文献3】特開２００２−３７０１３４号公報

【特許文献4】特開２０１１−２５３９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

近年において、マシニングセンタのような工作機械に対して金型等の被加工物を高効率で、且つ高精度に加工することが要望されており、この要望を実現するために、大出力で高回転数の主軸モータを搭載して主軸４０の回転を高速化することが行われている。しかしながら、図９（ａ）の工作機械では、主軸４０が高速回転するのに伴って主軸４０に生じる遠心力が増大し、この大きな遠心力によってテーパ穴４３がテーパシャンク部４６の外径よりも大きな内径に拡径する状態に主軸４０が変形する。これは、主軸４０がツールホルダ４１に比べて遠心力の影響を受け易いためである。このようにテーパ穴４３が拡径すると、テーパ穴４３とテーパシャンク部４６との密着度が低下するため、テーパ穴４３によるテーパシャンク部４６の把持力が低下し、ツールホルダ４１にびびり振動が発生し易くなって被加工物の加工精度が低下する。

【0008】

また、主軸４０の高速回転によってテーパ穴４３が拡径すると、図９（ｂ）に示すように、ツールホルダ４１に作用しているクランプ力Ｆｃによってテーパシャンク部４６が拡径したテーパ穴４３内に入り込み、ツールホルダ４１は、フランジ部４４の端面４４ａが主軸４０の端面４０ａに当接する位置まで矢印で示す軸心方向に変位してしまう。このように、位置固定されている主軸４０に対するツールホルダ４１の相対位置が図２（ｂ）にｄで示す距離だけ変化してしまうと、ツールホルダ４１に取り付けられた工具が被加工物に対して予め設定された相対位置からｄで示す距離だけずれてしまうので、これによっても被加工物の加工精度が低下する。

【0009】

さらに、主軸４０の高速回転によってテーパ穴４３が拡径すると、上述のようにテーパ穴４３によるテーパシャンク部４６の把持力が低下するため、図９（ｃ）に示すように、工具が被加工物に押し付けられることによる反力によってホルダ部４５に曲げ荷重Ｆが加わったときに、主軸４０の回転軸心Ｃ１に対しツールホルダ４１の回転軸心Ｃ２がずれてしまい、この状態で主軸４０が回転すると、主軸４０にびびり振動が発生して、被加工物に対する加工精度が大きく低下してしまう。

【0010】

一方、図１０（ａ）の工作機械では、ツールホルダ４１のフランジ部４４の端面４４ａがクランプ力Ｆｃによって主軸４０の端面４０ａに押し付けられるので、主軸４０が高速回転する場合にもツールホルダ４１が軸心方向へ向けて変位することがないが、以下のような課題がある。すなわち、自動工具交換装置を備えたマシニングセンタのような工作機械では、各種工具がそれぞれ取り付けられてツールマガジンに格納されている複数のツールホルダ４１のうちから加工工程に従って選択されたツールホルダ４１がツールマガジンから取り出されて主軸４０に自動的に装着される。このとき、図１０（ａ）の工作機械では、テーパ穴４３の内周面の径がテーパシャンク部４６の外周面の径よりも僅かに大きく設定されて両者の間に隙間が存在するので、自動工具交換装置によりツールホルダ４１が主軸４０に自動的に取り付けられるときに、図１０（ｂ）に示すように、ツールホルダ４１が、これの回転軸心Ｃ２が主軸４０の回転軸心Ｃ１に対しずれる相対配置で主軸４０に装着されるおそれがある。このようにツールホルダ４１が偏心状態で取り付けられた主軸４０が高速回転されたときには、ツールホルダ４１にびびり振動が発生して被加工物の加工精度が低下する。

【0011】

また、この工作機械では、ツールホルダ４１の径方向への変位を防止する機械的な位置
決め機構が存在しないことから、クランプ力Ｆｃを極めて大きく設定した場合であっても、主軸４０が高速回転された状態で工具が被加工物に押し付けられることによる反力によってホルダ部４５に曲げ荷重が加わったときにツールホルダ４１が径方向に変位するおそれがあり、これによっても被加工物の加工精度が低下する。

【0012】

本発明は、交換すべきツールホルダを主軸に対して所定の相対位置に高精度、且つ容易に位置決めして主軸に取り付けることができ、主軸が高速回転する場合においてもツールホルダの変位を確実に防止して被加工物を高精度に加工することができる工作機械を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、所要の工具が取り付けられたツールホルダが、主軸モータによって回転駆動される主軸のテーパ穴に前記ツールホルダのテーパシャンク部を挿入した状態で前記主軸に着脱自在に取り付けられる工作機械において、前記テーパシャンク部が前記テーパ穴に挿入された状態でクランプ機構により前記ツールホルダを前記主軸の近接方向に引っ張るクランプ力が付与されたときに、前記ツールホルダの回転軸心が前記主軸の回転軸心に一致するように前記ツールホルダの前記主軸に対する相対位置をガイドする位置決めガイド手段と、前記位置決めガイド手段による位置決めが行われたときに、前記ツールホルダの押圧部を前記主軸の受部に前記クランプ力により押し付けて前記ツールホルダを前記主軸に固定する位置固定手段とを備え、前記位置決めガイド手段が、前記主軸の前記ツールホルダの取り付け側の主軸端面における前記テーパ穴の開口周縁部からリング状に突設され、前記開口周縁から前記主軸端面に向けて断面湾曲形状となったガイド受面を有するガイド位置決め突部と、前記ツールホルダの前記主軸に対向するホルダ端面に形成されて前記ガイド位置決め突部を嵌まり込ませる溝形状を有する受け溝部とを備えるとともに、前記受け溝部の内周側溝壁面と溝底面との境界角部に設定された位置決め当接部と前記ガイド受面と前記テーパ穴の開口周端との境界角部に設定された位置決め受部とが同じ径に設定されてなり、前記位置固定手段が、前記受け溝部内に前記ガイド位置決め突部が嵌め入れられた時点で互いに接触する前記位置決め当接部および前記位置決め受部をそれぞれ前記押圧部および前記受部として構成されていることを特徴とする工作機械を提供する。

【0014】

請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、前記位置固定手段が、さらに、前記受け溝部における外周側溝壁面と前記ホルダ端面との境界角部からなる支持当接部と、前記受け溝部内に前記前記ガイド位置決め突部が嵌め入れられた時点で前記支持当接部が当接される前記ガイド受面とからなる構成を備えている工作機械を提供する。

【0015】

請求項３に係る発明は、所要の工具が取り付けられたツールホルダが、主軸モータによって回転駆動される主軸のテーパ穴に前記ツールホルダのテーパシャンク部を挿入した状態で前記主軸に着脱自在に取り付けられる工作機械において、前記テーパシャンク部が前記テーパ穴に挿入された状態でクランプ機構により前記ツールホルダを前記主軸の近接方向に引っ張るクランプ力が付与されたときに、前記ツールホルダの回転軸心が前記主軸の回転軸心に一致するように前記ツールホルダの前記主軸に対する相対位置をガイドする位置決めガイド手段と、前記位置決めガイド手段による位置決めが行われたときに、前記ツールホルダの押圧部を前記主軸の受部に前記クランプ力により押し付けて前記ツールホルダを前記主軸に固定する位置固定手段とを備え、前記位置決めガイド手段が、前記主軸の前記ツールホルダの取り付け側の主軸端面における前記テーパ穴の開口周縁部からリング状に突設され、前記開口周縁から前記主軸端面に向けて断面湾曲形状となったガイド受面を有するガイド位置決め突部と、前記ツールホルダの前記主軸に対向するホルダ端面に形成されて前記ガイド位置決め突部を嵌まり込ませる溝形状を有する受け溝部とを備えるとともに、前記受け溝部の外周側溝壁面と前記ホルダ端面との境界角部に設定された位置決め保持部と、前記ガイド受面と前記主軸端面との境界角部に設定された位置決め受部とが同じ径に設定されてなり、前記位置固定手段が、前記受け溝部内に前記ガイド位置決め突部が嵌め入れられた時点で互いに当接する前記ホルダ端面および前記主軸端面をそれぞれ前記押圧部および前記受部として構成されていることを特徴とする工作機械を提供する。

【0016】

請求項４に係る発明は、所要の工具が取り付けられたツールホルダが、主軸モータによって回転駆動される主軸のテーパ穴に前記ツールホルダのテーパシャンク部を挿入した状態で前記主軸に着脱自在に取り付けられる工作機械において、前記テーパシャンク部が前記テーパ穴に挿入された状態でクランプ機構により前記ツールホルダを前記主軸の近接方向に引っ張るクランプ力が付与されたときに、前記ツールホルダの回転軸心が前記主軸の回転軸心に一致するように前記ツールホルダの前記主軸に対する相対位置をガイドする位置決めガイド手段と、前記位置決めガイド手段による位置決めが行われたときに、前記ツールホルダの押圧部を前記主軸の受部に前記クランプ力により押し付けて前記ツールホルダを前記主軸に固定する位置固定手段とを備え、前記位置決めガイド手段が、前記主軸の前記ツールホルダの取り付け側の主軸端面における前記テーパ穴の開口周縁部から前記主軸の回転軸心に対し平行方向に延びるリング状に突設され、そのリング状の外周面の突出先端部から断面半円形状の円環状となったガイド位置決め受部が径方向外方に向け膨出形成されているガイド位置決め突部と、前記ツールホルダの前記主軸に対向するホルダ端面に形成されて前記ガイド位置決め突部を嵌まり込ませる溝形状を有する受け溝部とを備えるとともに、前記受け溝部における前記ツールホルダの回転軸心に平行面となった外周側溝壁面と、この外周側溝壁面に摺接するガイド位置決め受部の径方向外方の頂部とが同じ径に設定されてなり、前記位置固定手段が、前記受け溝部内に前記ガイド位置決め突部が嵌め入れられた時点で互いに当接する前記ホルダ端面および前記主軸端面をそれぞれ前記押圧部および前記受部として構成されていることを特徴とする工作機械を提供する。

【発明の効果】

【0019】

本発明に係る工作機械によれば、ツールホルダの主軸への取り付けに際して、テーパシャンク部がテーパ穴に挿入された状態でツールホルダにクランプ力が付与されたときに、ツールホルダが、これの回転軸心が主軸の回転軸心に一致するように主軸に対する相対位置を変位するように位置決めガイド手段によりガイドされる。これにより、この工作機械は、ツールホルダの交換に際して、ツールホルダの主軸に対する相対位置を容易に、且つ高精度に位置決めできるので、ツールホルダにびびり振動が発生するのが極力抑制されて、被加工物の加工精度の低下を確実に防止できる。また、この工作機械は、テーパ穴とテーパシャンク部との密着によりツールホルダを主軸に取り付ける構造の従来の工作機械とは異なり、ツールホルダの押圧部を主軸の受部に前記クランプ力により軸心方向に押し付けてツールホルダを主軸に固定するようになっているので、主軸が高速回転したときに発生する遠心力によるテーパ穴の拡径に起因して生じるテーパシャンク部の把持力の低下やツールホルダの軸心方向への変位といった不具合が生じることがなく、これらの発生に伴う被加工物の加工精度の低下が無関係となる。

【0020】

更に詳細には、請求項１に係る工作機械によれば、ツールホルダの主軸への取り付けに際して、ツールホルダのテーパシャンク部が主軸のテーパ穴に挿入された状態においてクランプ力が付与されることにより、受け溝部内にガイド位置決め突部が強制的に嵌め入れられ、このときに、ツールホルダの受け溝部の位置決め当接部に主軸のガイド位置決め突部の位置決め受部が当接される。この互いに当接される位置決め当接部と位置決め受け部とは同じ径に設定されているから、ツールホルダの回転軸心が主軸の回転軸心に対しずれた相対配置でテーパシャンク部がテーパ穴に挿入されても、位置決め当接部と位置決め受け部とが当接するようガイドされることにより、ツールホルダが、これの回転軸心が主軸の回転軸心に一致する所定の相対配置に位置修正されて、主軸に対し高精度に位置決めされる。この位置決め状態において互いに接触する位置決め当接部が位置決め受け部にクランプ力により押し付けられてツールホルダが主軸に固定される。

【0021】

請求項２に係る工作機械によれば、ツールホルダは、径方向の異なる２箇所が主軸に係合された状態で主軸に取り付けられることから、主軸が高速回転したときにも主軸に対しこれの径方向へ向けて変位するのが確実に阻止される。そのため、主軸が高速回転するのに加えて、被加工物からの反力による大きな曲げ荷重が加わった場合であっても、ツールホルダの曲げ剛性の低下を招くことがなく、被加工物を高精度に加工できる。

【0022】

請求項３に係る工作機械によれば、クランプ機構のクランプ力によりツールホルダのテーパシャンク部が主軸のテーパ穴内に強く引き込まれたときに、ツールホルダの受け溝部内に主軸のガイド位置決め突部の全体が強制的に挿入されることにより、共にほぼ同一の径に設定された受け溝部の位置決め保持部とガイド位置決め突部の位置決め受部とが互いに当接される。これにより、ツールホルダは、これの回転軸心が主軸の回転軸心に一致するように主軸に対する相対位置を修正するようにガイドされて、主軸に対して容易に、且つ高精度に位置決めされる。また、受け溝部内にガイド位置決め突部の全体が嵌め入れられたときに、ツールホルダのホルダ端面が主軸の主軸端面にクランプ力により強く押し付けられて、ツールホルダが主軸に固定される。

【0023】

請求項４に係る工作機械によれば、主軸とツールホルダの各々の軸心が互いにずれた配置でテーパシャンク部がテーパ穴に挿入されても、ガイド位置決め突部の先端のガイド位置決め受部が受け溝部の開口周端部に当接した時点で、ツールホルダがクランプ機構のクランプ力で引っ張られることにより、受け溝部の外周側溝壁面の開口周縁が、ガイド位置決め突部のガイド位置決め受部における断面半円形状のガイド位置決め受面に摺接しながらガイドされることにより、受け溝部の外周側溝壁面内にガイド位置決め受部の頂部が入り込む状態となる。このとき、受け溝部の外周側溝壁面がガイド位置決め受部の頂部とほぼ同じ径に設定されているから、ツールホルダは、これの回転軸心が主軸の回転軸心に一致する相対配置に容易に、且つ高精度に位置決めされる。この位置決め状態において、ツールホルダのホルダ端面が主軸の主軸端面にクランプ力で押し付けられて、ツールホルダが主軸に固定される。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の第１実施形態に係る工作機械を示す断面図である。

【図2】図１の工作機械の要部の拡大断面図である。

【図3】図２の分解断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る工作機械の要部の断面図である。

【図5】図４の分解断面図である。

【図6】本発明の第３実施形態に係る工作機械の要部の断面図である。

【図7】図６の分解断面図である。

【図8】本発明の第４実施形態に係る工作機械の要部の断面図である。

【図9】（ａ）は従来の工作機械の断面図、（ｂ），（ｃ）は（ａ）の工作機械における不具合の発生状態の断面図である。

【図10】（ａ）は従来の他の工作機械の断面図、（ｂ）は（ａ）の工作機械における不具合の発生状態の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら詳述する。図１は本発明の第１実施形態に係る工作機械を示す断面図であり、この工作機械は、主軸１Ａにツールホルダ２Ａが着脱自在に取り付けられるようになっている。主軸１Ａは、中空の軸状であって、複数の軸受３を介して筒状の外装ケース４の内部で回転自在に保持されており、主軸モータ（図示せず）により回転駆動されるようになっている。主軸１Ａにおけるツールホルダ２Ａが取り付けられる一端側の取付基部７の内部に、内周面が所定のテーパ角で開口部８に向け漸次拡径する取付用テーパ穴９が形成されている。取付基部７における開口部８の周辺の主軸端面１０からはガイド位置決め突部１１が一体に突設されている。このガイド位置決め突部１１の詳細については後述する。

【0027】

一方、前記ツールホルダ２Ａには、主軸１Ａへの取り付けに際して把持して移送される円環状のフランジ部１２を備え、このフランジ部１２の一方側（図の右方側）に、先端に工具１３が着脱自在に取り付けられるホルダ部１４が一体に設けられている。また、ツールホルダ２Ａには、フランジ部１２の他方側（図の左方側）に、先端に向けてその外周面がテーパ穴９のテーパ角と同じ一定のテーパ角で漸次縮径する円錐台形状のテーパシャンク部１７が一体形成されている。このテーパシャンク部１７は、テーパ穴９に挿入されたときにテーパ穴９の内周面との間に僅かな隙間ができる外径を有する外周面に形成されている。フランジ部１２における主軸１Ａに対向するホルダ端面１８には、主軸１Ａのガイド位置決め突部１１が嵌まり込む環状の受け溝部１９が形成されている。この受け溝部１９の詳細については後述する。

【0028】

ツールホルダ２Ａを主軸１Ａに着脱自在に取り付けるためのクランプ機構２０は以下のような構成になっている。すなわち、テーパシャンク部１７には、外周面がテーパシャンク部１７と同一のテーパ角を有する円錐台形状に形成された中空状のテーパ延長部材２１が、テーパシャンク部１７の外周面をテーパの縮径方向に延長する配置で連結されており、このテーパ延長部材２１の内部に、中央部に挿通孔２２ａが形成された円盤状の係止部材２２が、円盤状の外周端面がテーパ延長部材２１の内周面に密接する配置でテーパ延長部材２１に固定されている。一端部および他端部にそれぞれプルスタッド２３および掛止突部２５が形成された連結扞２４が、係止部材２２の挿通孔２２ａを挿通して掛止突部２５がテーパシャンク部１７と係止部材２２との間に位置し、且つプルスタッド２３がテーパ延長部材２１の外部に位置する配置で設けられている。主軸１Ａの中空部の内部後端（図の左端）位置には、多数枚の皿ばねの撓みを利用してクランプ力Ｆｃを発生させる周知のクランプ力発生部２７が配置されている。プルスタッド２３を掴持するコレット２８を先端に備えたドローバ２９は、主軸１Ａの中空部内においてこれの軸心方向に移動可能に配置された状態でクランプ力発生部２７に連結されている。

【0029】

このクランプ機構２０は、選択された任意のツールホルダ２Ａを主軸１Ａに取り付けるクランプ時に、クランプ発生部２７に発生するクランプ力Ｆｃによりドローバ２９がクランプ方向（図の左方向）に引っ張られることによってコレット２８がプルスタッド２３を掴持するので、連結扞２４が掛止突部２５を介して係止部材２２をクランプ方向に引っ張る。この引っ張られる係止部材２２はテーパ延長部材２１に対してくさび状に係止するので、クランプ発生部２７のクランプ力Ｆｃでツールホルダ２Ａのテーパシャンク部１７が
主軸１Ａのテーパ穴９内に引き込まれて、ツールホルダ２Ａが主軸１Ａに取り付けられる。一方、ツールホルダ２Ａを主軸１Ａから取り外すアンクランプ時には、油圧シリンダ（図示せず）の作動によりドローバ２９が前方（図の右方）に押し出されるように移動され、これによりコレット２８が開いてプルスタッド２３への掴持が解除され、これによりツールホルダ２Ａのテーパシャンク部１７をテーパ穴９から引出し可能な状態となる。

【0030】

図２は図１の要部の拡大断面図、図３は図２の分解断面図をそれぞれ示す。図３において、主軸１Ａのガイド位置決め突部１１は、取付基部７の主軸端面１０からリング状に一体に突設されている。このガイド位置決め突部１１のリング状の内周面がテーパ穴９に連続するテーパ角に形成されて、この内周面の先端がテーパ穴９の開口部８になっている。また、ガイド位置決め突部１１は、開口部８の開口周端から主軸端面１０にかけて径方向に湾曲形状に膨出するガイド受面１１ａを有し、このガイド受面１１ａの内周端で、且つ開口部８の開口周端が、所定の径Ｒ１を有する位置決め受部１１ｂになっている。

【0031】

一方、ツールホルダ２Ａの環状の受け溝部１９は、これの内周側溝壁面１９ａが、テーパシャンク部１７に連続するテーパ角を有するテーパ面に形成され、溝底面１９ｂと内周側溝壁面１９ａとの境界角部が、ガイド位置決め突部１１の位置決め受部１１ｂと同じ径Ｒ１を有する円形の位置決め当接部１９ｃになっている。また、受け溝部１９の外周側溝壁面１９ｄは、溝開口に向け拡径する傾斜面に形成されて、この外周側溝壁面１９ｄとホルダ端面１８との境界角部が、ガイド位置決め突部１１のガイド受面１１ａに接触する支持当接部１９ｅになっている。

【0032】

この工作機械では、図１のクランプ機構２０がアンクランプ状態となって主軸１Ａからツールホルダ２Ａが取り外されたのちに、例えば自動工具交換装置により選択されたツールホルダ２Ａが、これのフランジ部１２を把持した状態で移送されて、主軸１Ａに自動的に取り付けられる。この取り付けの際に、図３に示すように、ツールホルダ２Ａの回転軸心Ｃ２が主軸１Ａの回転軸心Ｃ１に対しずれた相対配置でツールホルダ２Ａのテーパシャンク部１７がテーパ穴９に挿入されても、図２に示すように、テーパシャンク部１７がテーパ穴９に挿入されていく過程において各々の軸心Ｃ１，Ｃ２が互いに一致するように相対位置が補正されていき、ツールホルダ２Ａが主軸１Ａに対し所定の相対位置に位置決めされる。

【0033】

すなわち、主軸１Ａとツールホルダ２Ａの各々の軸心Ｃ１，Ｃ２が互いにずれた相対配置でテーパシャンク部１７がテーパ穴９に挿入された場合、ガイド位置決め突部１１が受け溝部１９内に入り込んでいくときに、受け溝部１９の支持当接部１９ｅがガイド位置決め突部１１のガイド受面１１ａの湾曲形状の外面に摺接しながらガイドされることにより、ツールホルダ２Ａは、これの回転軸心Ｃ２が主軸１Ａの回転軸心Ｃ１に合致するように主軸１Ａに対する相対位置が自動的に修正されていく。

【0034】

そして、クランプ機構２０のクランプ力Ｆｃによりツールホルダ２Ａのテーパシャンク部１７が主軸１Ａのテーパ穴９内に強く引き込まれたときに、図２に示すように、ガイド位置決め突部１１の全体が受け溝部１９内に強制的に挿入されて、共に同一の径Ｒ１に設定された受け溝部１９の位置決め当接部１９ｃとガイド位置決め突部１１の位置決め受部１１ｂとが互いに当接する。このとき、フランジ部１２のホルダ端面１８と主軸１Ａの主軸端面１０とは当接しない配置で互いに対面するよう設定されているので、クランプ力Ｆｃが、受け溝部１９の位置決め当接部１９ｅとガイド位置決め突部１１の位置決め受部１１ｂとを直接的に密接させるように作用する。ここで、位置決め当接部１９ｅと位置決め受部１１ｂとが共に同じ径Ｒ１に設定されているから、ツールホルダ２Ａは、主軸１Ａに対し各々の回転軸心Ｃ１，Ｃ２が互いに一致する相対配置となるように自動的に位置補正されて高精度に位置決めされる。また、図２に明示するように、ツールホルダ２Ａの受け
溝部１９の円形の位置決め当接部１９ｃは、ガイド位置決め突部１１のガイド受面１１ａの膨出根元部に当接する。

【0035】

この工作機械では、ツールホルダ２Ａの受け溝部１９の位置決め当接部１９ｃが主軸１Ａのガイド位置決め突部１１の位置決め受け部１１ｂにクランプ力Ｆｃで押し付けられるともに、受け溝部１９の円形の位置決め当接部１９ｃがガイド位置決め突部１１のガイド受面１１ａの膨出根元部にクランプ力Ｆｃで押し付けられることにより、ツールホルダ２Ａが主軸１Ａに固定される。したがって、この工作機械は、テーパ穴とテーパシャンク部との密着によりツールホルダを主軸に取り付ける構造の従来の工作機械とは異なり、ツールホルダ２Ａの受け溝部１９における２箇所が軸心方向へのクランプ力により主軸１Ａに押し付けられて固定されるので、主軸１Ａが高速回転したときに発生する遠心力によるテーパ穴９の拡径に起因して生じるテーパシャンク部１７の把持力の低下やツールホルダ２Ａの軸心方向への変位といった不具合が発生することがなく、これらの発生に伴う被加工物の加工精度の低下を招くことがない。

【0036】

しかも、ツールホルダ２Ａは、主軸１Ａへの取り付けに際してテーパシャンク部１７がテーパ穴９に挿入されるときに、主軸１Ａのガイド位置決め突部１１が自体の受け溝部１９内に嵌め入れられることにより、上述したように、自体の回転軸心Ｃ２が主軸１Ａの回転軸心Ｃ１に一致するようにガイドされて、主軸１Ａに対し高精度に位置決めされる。このツールホルダ２Ａの主軸１Ａに対する位置決めは、受け溝部１９内にガイド位置決め突部１１がクランプ力により強制的に嵌め込まれるときに行われるから、容易に、且つ確実に達成できる。そのため、この工作機械は、主軸１Ａが高速回転されたときにも、主軸１Ａにびびり振動が発生するのが極力抑制されるので、これによっても被加工物の加工精度の低下を一層確実に阻止できる。

【0037】

さらに、この工作機械では、ツールホルダ２Ａが主軸１Ａに取り付けられたときに、ガイド位置決め突部１１が受け溝部１９内に入り込んで位置決め受部１１ｂが位置決め当接部１９ｃに当接されるのに加えて、受け溝部１９の外周側溝壁面１９ｄにおける支持当接部１９ｅが、ガイド位置決め突部１１の湾曲状に膨出するガイド受面１１ａを把持する配置で係合する。これにより、ツールホルダ２Ａは、径方向の異なる２箇所が主軸１Ａに係合された状態で主軸た１Ａに取り付けられることから、主軸１Ａが高速回転したときにも主軸１Ａに対しこれの径方向へ向け変位するのが確実に阻止される。さらに、主軸１Ａが高速回転するのに加えて、被加工物からの反力による大きな曲げ荷重が加わった場合であっても、ツールホルダ２Ａの曲げ剛性の低下を招くことがなく、被加工物の加工精度が一層向上する。

【0038】

図４は本発明の第２実施形態に係る工作機械の要部の断面図、図５は図４の分解断面図をそれぞれ示し、これらの図において、図２および図３と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この工作機械が第１実施形態のものと相違するのは以下に説明する構成のみである。すなわち、図５に示すように、主軸１Ｂの取付基部７の主軸端面１０からリング形状に突設されたガイド位置決め突部３０は、リング形状の内周面３０ａが、テーパ穴９の周端部の径Ｒ２を保ったまま主軸１Ｂの回転軸心Ｃ１に対し平行方向に開口部８まで延出されている。また、ガイド位置決め突部３０は、開口部８の開口周端から主軸端面１０にかけて湾曲形状に膨出するガイド受面３０ｂを有し、このガイド受面３０ｂと主軸端面１０との境界角部が所定の外径Ｒ４を有する位置決め受部３０ｃになっている。

【0039】

一方、ツールホルダ２Ｂの環状の受け溝部３１は、内周側溝壁面３１ａがガイド位置決め突部３０の内周面３０ａの内径Ｒ３よりも僅かに大きな径Ｒ２に設定されて、ガイド位置決め突部３０が嵌まり込むことができるようになっている。受け溝部３１の溝底面３１
ｂは、ガイド位置決め突部３０における主軸端面１０から回転軸心Ｃ１に沿った突出長よりも僅かに大きな溝深さ位置に形成されて、受け溝部３１にガイド位置決め突部３０の全体が嵌まり込んだときに、ガイド位置決め突部３０における回転軸心Ｃ１に沿った突出先端部が溝底面３１ｂに当接しないように設定されている。受け溝部３１の外周側溝壁面３１ｃは、回転軸心Ｃ１に対し溝開口に向け拡径する傾斜面に形成されて、この外周側溝壁面３１ｃとホルダ端面１８との境界角部により円形の位置決め保持部３１ｄが形成されている。この位置決め保持部３１ｄは、ガイド位置決め突部３０の位置決め受部３０ｃと同じ径Ｒ４に設定されて、受け溝部３１内にガイド位置決め突部３０の全体が嵌まり込んでホルダ端面１８が主軸端面１０に当接したときに、位置決め受部３０ｃに係合する。

【0040】

この工作機械においても、第１実施形態の工作機械と同様に、ツールホルダ２Ｂがフランジ部１２を把持した状態で移送されて主軸１Ｂに取り付けられる際に、図５に示すように、ツールホルダ２Ｂの回転軸心Ｃ２が主軸１Ｂの回転軸心Ｃ１に対してずれた相対配置でツールホルダ２Ｂのテーパシャンク部１７が主軸１Ｂのテーパ穴９に挿入されても、図４に示すように、各々の軸心Ｃ１，Ｃ２が互いに一致するようにツールホルダ２Ｂの主軸１Ｂに対する相対位置が自動的に修正されて、ツールホルダ２Ｂが主軸１Ｂに位置決めされる。

【0041】

すなわち、図５に示すように主軸１Ｂとツールホルダ２Ｂの各々の軸心Ｃ１，Ｃ２が互いにずれた配置でテーパシャンク部１７がテーパ穴９に挿入された場合、テーパシャンク部１７の外周面が、テーパ穴９の開口部８の開口周端、つまりガイド位置決め突部３０の開口周端に摺動することにより、ツールホルダ２Ｂの主軸１Ｂに対する相対位置が、受け溝部３１内にガイド位置決め突部３０が入り込めるようにガイドされる。受け溝部３１の内周側溝壁面３１ａの径Ｒ２はガイド位置決め突部３０の内周面３０ａの径Ｒ３よりも僅かに小さく設定されているので、受け溝部３１の内周側溝壁面３１ａにガイド位置決め突部３０の内周面３０ａが嵌まり込んだ時点で、ツールホルダ２Ｂはこれの回転軸心Ｃ２が主軸１Ｂの回転軸心Ｃ１にほぼ合致するように位置修正される。

【0042】

そして、クランプ機構２０のクランプ力によりツールホルダ２Ｂのテーパシャンク部１７が主軸１Ｂのテーパ穴９内に強く引き込まれたときに、図４に示すように、ガイド位置決め突部３０の全体が受け溝部３１内に強制的に挿入される。これにより、共にほぼ同一の径Ｒ４に設定された受け溝部３１の位置決め保持部３１ｄとガイド位置決め突部３０の位置決め受部３０ｃとが互いに密接されるから、ツールホルダ２Ｂが、主軸１Ｂに対し各々の回転軸心Ｃ１，Ｃ２が互いに一致する相対配置に確実に、且つ高精度に位置決めされる。ツールホルダ２Ｂのホルダ端面１８は、主軸１の主軸端面１０にクランプ力により強く押し付けられて、ツールホルダ２Ｂが主軸１Ｂに固定される。このとき、受け溝部３１の溝底面３１ｂとガイド位置決め突部３０の突出端とは当接しない状態で互いに対面するよう設定されているので、クランプ力が、ツールホルダ２Ｂのホルダ端面１８を主軸１Ｂの主軸端面１０に押し付ける押圧力として直接的に作用するので、ツールホルダ２Ｂが主軸１Ｂに強固に固定される。

【0043】

この工作機械では、ツールホルダ２Ｂが、受け溝部３１よりも外周側のホルダ端面１８が主軸１Ｂの主軸端面１０にクランプ力Ｆｃによって押し付けられることにより主軸１Ｂに固定される。そのため、この工作機械は、テーパ穴とテーパシャンク部との密着によりツールホルダを主軸に取り付ける構造の従来の工作機械とは異なり、主軸１Ｂが高速回転したときに発生する遠心力によるテーパ穴９の拡径に起因して発生するテーパシャンク部１７の把持力の低下やツールホルダ２Ｂの軸方向へ変位といった不具合が無関係となるから、曲げ剛性および耐びびり振動性の低下を招くことがなく、被加工物を高い加工精度で加工することができる。

【0044】

また、この工作機械では、ツールホルダ２Ｂを主軸１Ｂに取り付ける際に、ツールホルダ２Ｂの受け溝部３１内に主軸１Ｂのガイド位置決め突部３０がクランプ力の付与を受けて嵌まり込むことにより、共に同じ径Ｒ４に設定されているツールホルダ２Ｂの位置決め保持部３１ｄと主軸１Ｂの位置決めガイド受部３０ｃとが係合して、ツールホルダ２Ｂが、自体の回転軸心Ｃ２が主軸１Ｂの回転軸心Ｃ１に一致するように位置修正されて、主軸１Ｂに対して容易に、且つ高精度に位置決めされる。また、受け溝部３１内にガイド位置決め突部３０の全体が嵌まり込んだときには、主軸１Ｂの位置決めガイド受部３０ｃにツールホルダ２Ｂの位置決め保持部３１ｄが係合することにより、上述のようにツールホルダ２Ｂが主軸１Ｂに対し高精度に位置決めされるのに加えて、ツールホルダ２Ｂが主軸１Ｂに対し径方向へ変位するのを阻止するように作用する。そのため、この工作機械においても、主軸１Ｂが高速回転された場合であってもツールホルダ２Ｂにびびり振動が発生しようとするのが極力抑制され、これによっても被加工物の加工を高精度に行える。

【0045】

図６は本発明の第３実施形態に係る工作機械の要部の断面図、図７は図６の分解断面図をそれぞれ示し、これらの図において、第１実施形態を示す図２および図３と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図７に示すように、主軸１Ｃの取付基部７の主軸端面１０からリング状に突設されたガイド位置決め突部３２は、リング状の内周面３２ａがテーパ穴９に連続するテーパ角を有する傾斜面に形成されて、その先端がテーパ穴９の開口部８になっており、この点は第１実施形態と同様である。そして、この工作機械が第１実施形態のものと相違するのは以下のような構成である。すなわち、リング状のガイド位置決め突部３２の外周面３２ｂは、主軸１Ｃの回転軸心Ｃ１に対し平行面に形成され、この外周面３２ｂの突出先端部から径方向外方に向け突出する断面半円形状の円環状となったガイド位置決め受部３２ｃが膨出形成されている。

【0046】

一方、ツールホルダ２Ｃの受け溝部３３の内周側溝壁面３３ａは、テーパシャンク部１７の外面と同じテーパ角を有してテーパシャンク部１７を延出させる配置で形成されている。受け溝部３３の溝底面３３ｂは、ガイド位置決め突部３２の突出長とほぼ同じ溝深さ位置に形成されている。受け溝部３３の外周側溝壁面３３ｃは、ツールホルダ２Ｃの回転軸心Ｃ２に平行な面に形成され、ガイド位置決め受部３２ｃの径方向外方の頂部の外径つまりガイド位置決め突部３２の外径Ｒ５とほぼ同じ径Ｒ５に設定されている。

【0047】

この工作機械においても、第１実施形態の工作機械と同様に、ツールホルダ２Ｃがフランジ部１２を把持した状態で移送されて主軸１Ｃに取り付けられる際に、図７に示すように、ツールホルダ２Ｃの回転軸心Ｃ２が主軸１Ｂの回転軸心Ｃ１に対しずれた相対配置でツールホルダ２Ｃのテーパシャンク部１７が主軸１Ｃのテーパ穴９に挿入されても、図６に示すように、各々の軸心Ｃ１，Ｃ２が互いに一致するように相対位置が自動的に修正されてツールホルダ２Ｃが主軸１Ｃに位置決めされる。

【0048】

すなわち、図７に示すように主軸１Ｃとツールホルダ２Ｃの各々の軸心Ｃ１，Ｃ２が互いにずれた配置でテーパシャンク部１７がテーパ穴９に挿入されても、ガイド位置決め突部３２の先端のガイド位置決め受部３２ｃが受け溝部３３の開口周縁に当接した時点でツールホルダ２Ｃがクランプ機構のクランプ力で引っ張られることにより、受け溝部３３の外周側溝壁面３３ｃの開口周端部が、ガイド位置決め突部３２のガイド位置決め受部３２ｃにおける断面半円形状のガイド面に摺接しながらガイドされることにより、受け溝部３３の外周側溝壁面３３ｃ内にガイド位置決め受部３２ｃの頂部が入り込む状態となる。つまり、ガイド位置決め突部３２におけるガイド位置決め受部３２ｃを含む部分が受け溝部３３内に密接状態に嵌まり込む。ここで、受け溝部３３の外周側溝壁面３３ｃがガイド位置決め突部３２のガイド位置決め受部３２ｃの外径Ｒ５とほぼ同じ径Ｒ５に設定されているから、ツールホルダ２Ｃは、主軸１Ｃに対し各々の回転軸心Ｃ１，Ｃ２が互いに一致する相対配置に確実に位置修正されて、主軸１Ｃに対し容易に、且つ高精度に位置決めされ
る。

【0049】

そして、ツールホルダ２Ｃがクランプ方向に向けさらに引っ張られることにより、図６に示すように、ツールホルダ２Ｃのホルダ端面１８が主軸１Ｃの主軸端面１０にクランプ力で押し付けられて、ツールホルダ２Ｃが主軸１Ｃに固定される。したがって、この工作機械においても、テーパ穴とテーパシャンク部との密着によりツールホルダを主軸に取り付ける構造の従来の工作機械とは異なり、主軸１Ｃが高速回転したときに発生する遠心力によるテーパ穴９の拡径に起因して発生するテーパシャンク部１７の把持力の低下やツールホルダ２Ｃの軸方向へ変位といった不具合が発生することがなく、曲げ剛性および耐びびり振動性の低下を招くことがないので、被加工物を高精度に加工することができる。

【0050】

さらに、この工作機械においても、ツールホルダ２Ｃは、受け溝部３３内に嵌まり込んだガイド位置決め突部３２によって径方向への変位が阻止される。そのため、主軸１Ｃが高速回転されたときにも、ツールホルダ２Ｃにびびり振動が発生しようとするのが極力抑制されるので、これによっても被加工物を高精度に加工することができる。

【0051】

図８は本発明の第４実施形態に係る工作機械の要部の断面図を示し、同図において、第１実施形態を示す図２と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この工作機械が第１実施形態のものと相違するのは以下の構成のみである。すなわち、この工作機械は、第１実施形態のガイド位置決め突部１１および受け溝部１９を設けずに、ツールホルダ２Ｄのホルダ端面１８の全体が主軸１Ｄの主軸端面１０に押し付けられることによりツールホルダ２Ｄが主軸１Ｄに固定されるようになっている。また、主軸１Ｄのテーパ穴９には、所定の膨出高さで径方向内方へ向け断面湾曲形状で膨出する位置決め環状条部３４が、テーパ穴９の周面に沿って形成されている。この位置決め環状条部３４は、複数形成されているが、いずれの位置決め環状条部３４においても、テーパ穴９内に全体が嵌め入れられた状態のテーパシャンク部１７への各対向箇所の外径にほぼ等しい内径に設定されている。換言すると、各位置決め環状条部３４は、これらの内部を貫通したテーパシャンク部１７をツールホルダ２Ｄと主軸１Ｄとの各々の回転軸心Ｃ１，Ｃ２が一致するように位置決めできる内径に形成されている。したがって、ツールホルダ１Ｄのテーパシャンク部１７の全体がクランプ力によりテーパ穴９内に嵌め入れられたときには、テーパシャンク部１７が各位置決め環状条部３４を貫通することにより、ツールホルダ２Ｄが、自体の回転軸心Ｃ１が主軸１Ｄの回転軸心Ｃ１に一致するように位置決めされる。

【0052】

この工作機械においても、主軸１Ｄとツールホルダ２Ｄの各々の軸心Ｃ１，Ｃ２が互いにずれた配置でテーパシャンク部１７がテーパ穴９に挿入されても、クランプ機構のクランプ力によってツールホルダ２Ｄのテーパシャンク部１７がテーパ穴９の各位置決め環状条部３４に対し所定の相対位置まで貫通されたときに、ツールホルダ２Ｄが、自体の回転軸心Ｃ１が主軸１Ｄの回転軸心Ｃ１に一致するように高精度に位置決めされる。そのため、主軸１Ｄが高速回転されたときにも、ツールホルダ２Ｄにびびり振動が発生しようとするのが極力抑制されるので、被加工物を高精度に加工することができる。

【0053】

また、この工作機械は、ツールホルダ２Ｄが、これのホルダ端面１８がクランプ力によって主軸１Ｄの主軸端面１０に押し付けられることにより主軸１Ｄに固定されるので、主軸１Ｄが高速回転したときにもテーパシャンク部１７の把持力の低下やツールホルダ２Ｄの軸方向への変位といった不具合の発生が無関係となり、曲げ剛性および耐びびり振動性の低下を招くことがないので、被加工物を高精度で加工することができる。特に、この工作機械は、構造が簡単である利点がある。

【0054】

なお、本発明は、以上の実施形態で示した内容に限定されるものでなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明の工作機械は、特に、自動車部品用金型などの加工体積が大きく、且つ難削材料の加工を高効率で行うのに好適なものである。

【符号の説明】

【0056】

１Ａ〜１Ｄ 主軸
２Ａ〜２Ｄ ツールホルダ
９ テーパ穴
１０ 主軸端面
１１ ガイド位置決め突部
１１ａ ガイド受面
１１ｂ 位置決め受け部
１７ テーパシャンク部
１８ ホルダ端面
１９ 受け溝部
１９ａ 内周側溝壁面
１９ｃ 位置決め当接部
１９ｅ 支持当接部
２０ クランプ機構
３０ ガイド位置決め突部
３０ｂ ガイド受面
３０ｃ ガイド位置決め受部
３１ 受け溝部
３１ａ 内周側溝壁面
３１ｄ 位置決め保持部
３２ ガイド位置決め突部
３２ｃ ガイド位置決め受部
３３ 受け溝部
３３ｃ 外周側溝壁面
３４ 位置決め環状条部
Ｃ１ 主軸の回転軸心
Ｃ２ ツールホルダの回転軸心
Ｆｃ クランプ力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】