(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被取付部に固着されるベース部材と、該ベース部材に固定される被固定部材とを備え、
前記ベース部材は、直方体状のブロックＡを備え、
ブロックＡは、ブロックＡの上面にブロックＡの厚み方向に形成された凹溝と、該凹溝の形成により凹溝の両側に形成された凸部と、胴部とを有し、
前記被固定部材は直方体状のブロックＢを備え、
ブロックＢは、ブロックＡの凹溝の幅と同じ厚み、該凹溝の厚みよりも大きな幅を有し、該ブロックＢの下面にブロックの厚み方向に形成され、ブロックＡの両凸部と係合してブロックＡの凹溝に直交して嵌合する凹溝と、該凹溝の形成により凹溝の両側に形成された凸部と、胴部とを有し、
ブロックＢの胴部の凹溝底面と接する一方の端縁及びブロックＡの凸部の凹溝内側面と接する他方の端縁にはそれぞれテーパ面が形成され、これらのテーパ面は、ブロックＢの凹溝がブロックＡの凹溝に係合し、ブロックＢの胴部の前記テーパ面が形成されていない他方側の側面がブロックＡの前記テーパ面が形成されている他方側の凸部の内側面とブロックＡのテーパ面とが接する一辺に当接した状態で、前記一辺を回転軸としてブロックＢの回転を許容する逃げ面となるように形成され、
ブロックＢの凹溝の深さが、前記ブロックＡの凹溝深さと同じ深さに定められ、
ブロックＡ及びブロックＢの凹溝深さ方向のテーパ面の高さＨ１が、ブロックＡ，Ｂの凹溝の深さをＨとしてそれぞれＨ＞Ｈ１＞Ｈ／２の関係を満たすように定められ、
前記被固定部材は、ブロックＡの両凸部の幅方向の両内側面でブロックＢの厚み方向の胴部両端面が二面拘束されると共に、ブロックＡの胴部の厚み方向の両端面でブロックＢの両凸部の幅方向の両内側面が二面拘束された前記凹溝同士の嵌合状態で前記被取付部にボルトにより固定される、
二部材の固定構造。
【請求項２】
さらに、ブロックＡの凹溝底面と接する一方の端縁及びブロックＢの凸部の凹溝内側面と接する他方の端縁にそれぞれテーパ面が形成され、これらのテーパ面は、ブロックＢの凹溝がブロックＡの凹溝に係合し、ブロックＡの胴部の前記テーパ面が形成されていない他方側の側面がブロックＢの前記テーパ面が形成されている他方側の凸部の内側面とブロックＢのテーパ面とが接する一辺に当接した状態で、前記一辺を回転軸としてブロックＢの回転を許容する逃げ面となるように形成されている
請求項１に記載の二部材の固定構造。
【請求項３】
工作機械の刃物台に固着されるホルダベースと、該ホルダベースに固定されるツールホルダとを備え、
前記ホルダベースは、直方体状のブロックＡを備え、
ブロックＡは、ブロックＡの上面にブロックＡの厚み方向に形成された凹溝と、該凹溝の形成によって凹溝の両側に形成された凸部と胴部とを有し、
前記ツールホルダは直方体状のブロックＢを備え、
ブロックＢは、ブロックＡの凹溝の幅と同じ厚み、該凹溝の厚みよりも大きな幅を有し、
ブロックＢは、ブロックＢの下面にブロックの厚み方向に形成され、ブロックＡの両凸部と係合してブロックＡの凹溝に直交して嵌合する凹溝と、該凹溝の形成により凹溝の両側に形成された凸部と、胴部とを有し、
ブロックＢの胴部の凹溝底面と接する一方の端縁及びブロックＡの凸部の凹溝内側面と接する他方の端縁にはそれぞれテーパ面が形成され、これらのテーパ面は、ブロックＢの凹溝がブロックＡの凹溝に係合し、ブロックＢの胴部の前記テーパ面が形成されていない他方側の側面がブロックＡの前記テーパ面が形成されている他方側の凸部の内側面とブロックＡのテーパ面とが接する一辺に当接した状態で、前記一辺を回転軸としてブロックＢの回転を許容する逃げ面となるように形成され、
ブロックＢの凹溝の深さが、ブロックＡの凹溝深さと同じ深さに定められ、
ブロックＡ及びブロックＢのテーパ面の凹溝深さ方向の高さＨ１が、ブロックＡ，Ｂの凹溝の深さをＨとしてそれぞれＨ＞Ｈ１＞Ｈ／２の関係を満たすように定められ、
前記ツールホルダは、ブロックＡの両凸部の幅方向の両内側面でブロックＢの厚み方向の胴部両端面が二面拘束されると共に、ブロックＡの胴部の厚み方向の両端面でブロックＢの両凸部の幅方向の両内側面が二面拘束された前記凹溝同士の嵌合状態で前記ホルダベースにボルトにより固定される、工作機械の工具ホルダ。
【請求項４】
前記ツールホルダに保持されるツールが回転切削工具を除く切削工具である請求項３記載の工作機械の工具ホルダ。
【請求項５】
さらに、ブロックＡの凹溝底面と接する一方の端縁及びブロックＢの凸部の凹溝内側面と接する他方の端縁にそれぞれテーパ面が形成され、これらのテーパ面は、ブロックＢの凹溝がブロックＡの凹溝に係合し、ブロックＡの胴部の前記テーパ面が形成されていない他方側の側面がブロックＢの前記テーパ面が形成されている他方側の凸部の内側面とブロックＢのテーパ面とが接する一辺に当接した状態で、前記一辺を回転軸としてブロックＢの回転を許容する逃げ面となるように形成されている
請求項３又は４に記載の工作機械の工具ホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二部材の固定構造、二部材の固定構造における固定方法、工作機械の工具ホルダ、及び工作機械の工具ホルダの固定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、二部材同士の位置決めには凸部と凹部又は孔とピンのはめあいが用いられており、二部材同士の固定や接続にボルトが用いられている。
例えば、少量多品種生産に適するタレット旋盤には、複数の刃物台がタレットに設けられており、工具ホルダが刃物台に固定されている。工具ホルダは、工具毎に専用に形成されているので、ワークを加工する際は、まず、ワークの加工内容（加工の種類）に基づいて加工の順番（加工の手順）が決定され、この加工順番に従って刃物台に取り付ける工具ホルダの順番が決定される。刃物台の数は、一般的に、６〜１２であるため、タレットには、６〜１２種の工具ホルダが取り付けることができる。タレット旋盤には、このように、多種の工具を取り付けることができるため、通常は、加工に必要な工具が不足することがないが、ワークの加工内容によってはそれ以外の工具が必要になり、工具ホルダの交換が要求されることがある。このため、タレット旋盤でも煩雑な工具ホルダの交換に対応するために、刃物台と工具ホルダとの位置決めに凹部と凸部とが設けられており、刃物台に工具ホルダがボルトにより固定されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、凹部と凸部との嵌合により位置決めする場合、一方に対して他方が僅かでも傾いてしまうとかじりつきが発生し、解除に時間がかかってしまうという問題がある。特に、タレット旋盤の場合、工具ホルダが重く取り扱いが困難なため、かじりつきが発生しやすく、生産の効率化に支障を来たすことがある。また、タレット旋盤の場合、刃物台には、工具ホルダを刃物台に取り付けるためのねじ孔や工具ホルダに装着された工具の回転部を刃物台内に挿入するための挿入孔が設けられているため、工具ホルダの交換の際に、工具、刃物台、タレット旋盤のカバー等に付着していた切粉が、タレットの内部に侵入してしまい、内部の装置に不調が発生するという問題もある。
【０００４】
本発明の目的は、互いに嵌合され、相互にボルトにより固定される二部材の固定構造において、かみこみやかじりつきのない状態での位置決め固定を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明は、被取付部に固着されるベース部材と、このベース部材に固定される被固定部材とを備え、前記ベース部材は、直方体状のブロックＡを備え、ブロックＡは、ブロックＡの上面にブロックＡの厚み方向に形成された凹溝と、該凹溝の形成により凹溝の両側に形成された凸部と、胴部とを有し、前記被固定部材は直方体状のブロックＢを備え、ブロックＢは、ブロックＡの凹溝の幅と同じ厚み、該凹溝の厚みよりも大きな幅を有し、ブロックＢは、ブロックＢの下面にブロックの厚み方向に形成され、ブロックＡの両凸部と係合してブロックＡの凹溝に直交して嵌合する凹溝と、該凹溝の形成により凹溝の両側に形成された凸部と、胴部とを有し、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する一方の端縁及びブロックＡの凹溝開口部の凸部の幅方向の内側面と接する他方の端縁、又は、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する他方の端縁及びブロックＡの凹溝開口部の凸部の幅方向の内側面と接する一方の端縁には、ブロックＡの凹溝にブロックＢの凹溝を係合させるためのテーパ面が形成され、ブロックＢの凹溝の深さが、ブロックＡの凹溝深さと同じ深さに定められ、ブロックＡ及びブロックＢの凹溝深さ方向のテーパ面の高さＨ１が、ブロックＡ，Ｂの凹溝の深さをＨとしてそれぞれＨ＞Ｈ１＞Ｈ／２の関係を満たすように定められ、前記被固定部材は、ブロックＡの両凸部の幅方向の両内側面でブロックＢの厚み方向の胴部両端面が二面拘束されると共に、ブロックＡの胴部の厚み方向の両端面でブロックＢの両凸部の幅方向の両内側面が二面拘束された前記凹溝同士の嵌合状態で前記被取付部にボルトにより固定される二部材の固定構造を提供するものである。
このような構造とすると、二部材を嵌合する際のかみこみが防止される。また、ブロックＡとブロックＢとの嵌合が終了した状態では、ブロックＡとブロックＢとが互いに四面拘束の支持状態となるので、ボルトに掛かる荷重を軽減することができる。
【０００６】
第２の発明は、被取付部に固着されるベース部材と、該ベース部材に固定される被固定部材とを備え、前記ベース部材は、直方体状のブロックＡを備え、ブロックＡは、ブロックＡの上面にブロックＡの厚み方向に形成された凹溝と、該凹溝の形成により凹溝の両側に形成された凸部と、胴部とを有し、前記被固定部材は直方体状のブロックＢを備え、ブロックＢは、ブロックＡの凹溝の幅と同じ厚み、該凹溝の厚みよりも大きな幅を有し、ブロックＢは、ブロックＢの下面にブロックの厚み方向に形成され、ブロックＡの両凸部と係合してブロックＡの凹溝に直交して嵌合する凹溝と、該凹溝の形成により凹溝の両側に形成された凸部と、胴部とを有し、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する一方の端縁及びブロックＡの凹溝開口部の凸部の幅方向の内側面と接する他方の端縁、又は、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する他方の端縁及びブロックＡの凹溝開口部の凸部の幅方向の内側面と接する一方の端縁には、ブロックＡの凹溝にブロックＢの凹溝を係合させるためのテーパ面が形成され、ブロックＢの凹溝の深さが、ブロックＡの凹溝深さと同じ深さに定められ、ブロックＡ及びブロックＢの凹溝深さ方向のテーパ面の高さＨ１が、ブロックＡ，Ｂの凹溝の深さをＨとしてそれぞれＨ＞Ｈ１＞Ｈ／２の関係を満たすように定められ、前記被固定部材は、ブロックＡの両凸部の幅方向の両内側面でブロックＢの厚み方向の胴部両端面が二面拘束されると共に、ブロックＡの胴部の厚み方向の両端面でブロックＢの両凸部の幅方向の両内側面が二面拘束された前記凹溝同士の嵌合状態で前記被取付部にボルトにより固定される二部材の固定構造における固定方法であって、前記被取付部に前記ベース部材を固着する固着工程と、ブロックＢの幅方向の両外側面をブロックＡの両凸部の幅方向の内側面に係合させてブロックＡにブロックＢを二面拘束する第１の位置決め工程と、第１の位置決め工程後、ブロックＢの幅方向の両外側面を案内面としてブロックＢをブロックＡの幅方向に前後移動させることにより、ブロックＡの胴部の厚み方向
の両端面にブロックＢの両凸部の幅方向の両内側面間を係合させてブロックＡにブロックＢを四面拘束する第２の位置決め工程と、該第２の位置決め工程後、前記ベース部材に前記被固定部材をボルトにより固定する固定工程とを有する二部材の固定構造における固定方法を提供するものである。
このような方法とすると、被固定部材の位置決めと固定とを短時間で終了することができる。
【０００７】
第３の発明は、工作機械の刃物台に固着されるホルダベースと、該ホルダベースに固定されるツールホルダとを備え、前記ホルダベースは、直方体状のブロックＡを備え、ブロックＡは、ブロックＡの上面にブロックＡの厚み方向に形成された凹溝と、該凹溝の形成によって凹溝の両側に形成された凸部と胴部とを有し、前記ツールホルダは直方体状のブロックＢを備え、ブロックＢは、ブロックＡの凹溝の幅と同じ厚み、該凹溝の厚みよりも大きな幅を有し、ブロックＢは、ブロックＢの下面にブロックの厚み方向に形成され、ブロックＡの両凸部と係合してブロックＡの凹溝に直交して嵌合する凹溝と、該凹溝の形成により凹溝の両側に形成された凸部と、胴部とを有し、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する一方の端縁及びブロックＡの凹溝開口部の凸部の幅方向の内側面と接する他方の端縁、又は、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する他方の端縁及びブロックＡの凹溝開口部の、凸部の幅方向の内側面と接する一方の端縁には、ブロックＡの凹溝にブロックＢの凹溝を係合させるためのテーパ面が形成され、ブロックＢの凹溝の深さが、ブロックＡの凹溝深さと同じ深さに定められ、ブロックＡ及びブロックＢのテーパ面の凹溝深さ方向の高さＨ１が、ブロックＡ，Ｂの凹溝の深さをＨとしてそれぞれＨ＞Ｈ１＞Ｈ／２の関係を満たすように定められ、前記ツールホルダは、ブロックＡの両凸部の幅方向の両内側面でブロックＢの厚み方向の胴部両端面が二面拘束されると共に、ブロックＡの胴部の厚み方向の両端面でブロックＢの両凸部の幅方向の両内側面が二面拘束された前記凹溝同士の嵌合状態で前記ホルダベースにボルトにより固定される工作機械の工具ホルダを提供するものである。
このような構造とすると、二部材を嵌合する際のかみこみが防止される。また、ブロックＡとブロックＢとの嵌合が終了した状態では、ブロックＡとブロックＢとが互いに四面拘束の状態となるので、ボルトに掛かる荷重を軽減することができる。
また、ホルダベースは、工作機械の刃物台に固定しておき、ツールホルダを着脱する構造となるので、機内に切粉が侵入することがない。これにより、切粉の侵入に起因した工作機械の不調を防止することができる。
【０００８】
第４の発明は、第３の発明において、前記ツールホルダに保持される切削工具が回転切削工具を除く切削工具である工作機械の工具ホルダを提供するものである。
ここで、回転切削工具とは、例えば、ドリルやリーマのことをいう。回転切削工具を除外するのは、回転工具の被駆動軸を刃物台の挿入孔に挿入する構造とすると、ベース部材にも挿入孔が必要となり、ツールホルダの着脱の際に、周辺の切粉が挿入孔を通じて機内
に侵入してしまうからである。切削工具から回転工具を除外すると、刃物台にホルダベースを取り付けておき、挿入孔等、刃物台の開口部をホルダベースで塞いでおくことができるため、このような問題を解消できる。
【０００９】
第５の発明は、工作機械の刃物台に固着されるホルダベースと、該ホルダベースに固定されるツールホルダとを備え、ホルダベースは、直方体状のブロックＡを備え、ブロックＡは、前記ブロックＡの上面にブロックＡの厚み方向に形成された凹溝と、該凹溝の形成によって凹溝の両側に形成された凸部と胴部とを有し、前記ツールホルダは直方体状のブロックＢを備え、ブロックＢは、ブロックＡの凹溝の幅と同じ厚み、該凹溝の厚みよりも大きな幅を有し、ブロックＢは、ブロックＢの下面にブロックの厚み方向に形成され、ブロックＡの両凸部と係合してブロックＡの凹溝に直交して嵌合する凹溝と、該凹溝の形成により凹溝の両側に形成された凸部と、胴部とを有し、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する一方の端縁及びブロックＡの凹溝開口部の凸部の幅方向の内側面と接する他方の端縁、又は、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する他方の端縁及びブロックＡの凹溝開口部の、凸部の幅方向の内側面と接する一方の端縁には、ブロックＡの凹溝にブロックＢの凹溝を係合させるためのテーパ面が形成され、ブロックＢの凹溝の深さが、ブロックＡの凹溝深さと同じ深さに定められ、ブロックＡ及びブロックＢの凹溝深さ方向のテーパ面の高さＨ１が、ブロックＡ，Ｂの凹溝の深さをＨとしてそれぞれＨ＞Ｈ１＞Ｈ／２の関係を満たすように定められ、前記ツールホルダは、ブロックＡの両凸部の幅方向の両内側面でブロックＢの厚み方向の胴部両端面が二面拘束されると共に、ブロックＡの胴部の厚み方向の両端面でブロックＢの両凸部の幅方向の両内側面が二面拘束された前記凹溝同士の嵌合状態で前記ホルダベースにボルトにより固定される工作機械の工具ホルダの固定方法であって、刃物台にホルダベースを固着する固着工程と、ブロックＢの幅方向の両外側面をブロックＡの両凸部の幅方向の内側面に係合させてブロックＡにブロックを二面拘束する第１の位置決め工程と、第１の位置決め工程後、ブロックＢの幅方向の両外側面を案内面としてブロックＢをブロックＡの幅方向に前後移動させることにより、ブロックＡの胴部の厚み方向の両端面にブロックＢの両凸部の幅方向の両内側面間を係合させてブロックＡに前記ブロックＢを四面拘束する第２の位置決め工程と、該第２の位置決め工程後、前記ホルダベースに前記ツールホルダをボルトにより固定する固定工程とを有する工作機械の工具ホルダの固定方法を提供するものである。
このような方法とすると、ホルダベースに対するツールホルダの位置決めと固定とを短時間で終了することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被固定部材のブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する一方の端縁とベース部材のブロックＡの凹溝開口部の凸部の幅方向の内側面と接する他方の端縁、又は、被固定部材のブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する他方の端縁とベース部材のブロックＡの凹溝開口部の凸部の幅方向の内側面と接する一方の端縁に、ブロックＢの凹溝をブロックＡの凹溝に係合させるためのテーパ面を形成し、ブロックＢの凹溝深さをブロッ
クＡの凹溝深さと同じ深さとし、且つ、各テーパ面の凹溝深さ方向の高さＨ１を、ブロックＡの凹溝の深さをＨとして、それぞれＨ＞Ｈ１＞Ｈ／２の関係を満たすように定めたので、被固定部材のブロックＢの凹溝をベース部材のブロックの凹溝に嵌合する際のかみつきやかじりつきを防止することができる。また、ブロックＢの凹溝がブロックＡの凹溝に嵌合されると、ブロックＡ、ブロックＢが相互に四面拘束されるので、位置決め精度が向上する。これにより、被固定部材をベース部材に固定する際の位置あわせが不要となり、ボルトで固定する際の作業時間を大幅に短縮することができる。また、各テーパ面の凹溝深さ方向の高さＨ１を、ブロックＡの凹溝の深さをＨとして、Ｈ／２を越えた近傍に定めたときは、各支持点の支持面積を最大となるので、信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る二部材同士の位置決め固定構造をタレット旋盤の工具ホルダに適用した実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施の形態に係るタレット旋盤のタレットと工具ホルダとを示す解説図、図２は図１のａ−ｂ−ｃ−ｄ切断面、ｅ−ｆ−ｇ−ｈ切断面に対応する工具ホルダの断面図である。
【００１３】
タレット１は、支持軸（図示せず）に回転自在に支持され、割り出しモータにより、割り出し位置に回転される。タレット１には、被固定部としての刃物台２が複数、取り付けられ、各刃物台２に工具ホルダ３が取り付けられる。
【００１４】
工具ホルダ３は、刃物台２に固着されるベース部材としてのホルダベース３ａと、ホルダベース３ａにボルト（図示せず）により固定される被固定部材としてのツールホルダ３ｂとから構成される。
ホルダベース３ａは、六角穴付きボルト等の高軸力のボルトにより、刃物台２に固着される。
【００１５】
ホルダベース３ａとツールホルダ３ｂは、互いに連結されたときに、従来の工具ホルダと同等の重量となるように形成されている。
これにより、ツールホルダ３ｂは、従来の工具ホルダと比較して大幅に軽量化され、刃物台２に対する着脱等、取り扱いを容易なものとすることができる。
【００１６】
図１に示すように、ホルダベース３ａは上部に直方体状のブロックＡを備え、ツールホルダ３ｂは、下部に直方体状のブロックＢを備える。
ブロックＡには、ブロックＡの上面にブロックＡの厚み方向に沿って凹溝５が形成され
る。ブロックＢは、ブロックＡの凹溝５の幅と同じ厚み、該凹溝５の厚みよりも大きな幅を有し、ブロックＢの下面にブロックＢの厚み方向に沿った凹溝８が形成される。
ブロックＡには、凹溝５の形成によって、凹溝５の両側に凸部６，６が形成されると共に、凸部６，６同士を連結する胴部７が形成され、ブロックＢには、凹溝８の形成によって凹溝８の両側に凸部９，９が形成されると共に、凸部９，９を連結する胴部１０が形成される。各溝５、８は直線状に延びていて、それぞれブロックＡ、ブロックＢの厚み方向の両端部において側方に開口される。また、各溝５、８は、断面矩形状に形成される。
【００１７】
ブロックＡの凹溝５及びブロックＢの凹溝８の深さは同じ深さＨであり、ブロックＡの胴部７の高さ（厚み）、ブロックＢの胴部１０の高さ（厚み）も同じＨである。
ツールホルダ３ｂの側面には、切削工具（以下、工具ともいう）を装着するための工具取付部１４が設けられる。バイト又はスローアウェイチップ（図示せず）等の切削工具は、工具取付部１４に挿入された後、ねじ止めにより、ツールホルダ３ｂに固定される。なお、工具取付部１４は、工具毎の形状に対応している。
【００１８】
ホルダベース３ａのブロックＡと、ツールホルダ３ｂのブロックＢには、かみつきやかじりつきを防止するためのテーパ面１１が一箇所ずつ設けられる。
テーパ面１１は、ツールホルダ３ｂのブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する胴部１０の一方の端縁ｋとホルダベース３ａのブロックＡの凹溝開口部の凸部６の幅方向の内側面と接する他方の端縁ｌ、又は、ツールホルダ３ｂのブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する胴部１０の他方の端縁ｊとホルダベース３ａのブロックＡの凹溝開口部の凸部６の幅方向の内側面と接する一方の端縁ｍに設けられる。
以下、理解を容易にするため、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する胴部１０の一方の端縁ｋとブロックＡの凹溝開口部の凸部６の幅方向の内側面と接する他方の端縁ｌにテーパ面１１を設けた場合について説明する。
ブロックＢのテーパ面１１は、一方の端縁ｋに沿って一方の端縁ｋの一端から他端に延びており、他方のテーパ面１１も他方の端縁ｌに沿って他方の端縁ｌの一端から他端に延びている。
各テーパ面１１の凹溝深さ方向の高さＨ１は、ブロックＡの凹溝５、ブロックＢの凹溝８の深さをそれぞれＨとして（ブロックＡの凹溝５の深さ、ブロックＢの凹溝８の深さは互いに同じ）、Ｈ＞Ｈ１＞Ｈ／２を満足するように定められている。
これは、次の条件を満足するためである。
（Ａ）ブロックＡとブロックＢとの嵌合が終了した状態で、ブロックＢに水平力が加えられたときに、ブロックＢが２点で支持されるようにすること。これは、ボルトに対する負荷を小さくするための条件である。
（Ｂ）各支持点の面積はできるだけ大きくすること。これは、（Ａ）において、信頼性を高めるための条件である。
（Ｃ）ブロックＢの水平軸回りの回転を利用してブロックＢの凹溝８をブロックＡの凹溝５にかじりつきやかみこみなく嵌合できるようにすること。これは、精密な位置決めを可能にし、作業性を向上させるための条件である。
【００１９】
このような条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を満たすためには、ブロックＡ，Ｂの各部を次のように決定するとよい。
図４はブロックＡ，Ｂ各部の寸法の取り合いを示す。
テーパ面１１は、ブロックＢの胴部１０の一方側の端縁ｋと、ブロックＡの他方側の凸部６の他方の端縁ｌに形成されている。
ブロックＡのテーパ面１１とブロックＡの他方側の凸部６の内側面とが接する接点をａとし、ブロックＡの胴部底面とブロックＡの他方側の内側面とが接する点をｃとする。また、ブロックＢの胴部１０の他方側の側面の下辺とブロックＡの凹溝底面との接点をｂとし、ブロックＡの凸部６の凹溝深さ方向の高さをＨ１、ブロックＡの凹溝５の深さをＨ、
ブロックＢの胴部１０の凹溝底面から接点ａまでの高さをｒ、ブロックＢのテーパ面１１を形成するための凹溝底面とブロックＢの胴部１０の他方側の側面上の点をそれぞれｅ、ｄとする。また、ブロックＡの接点ａと接続するテーパ面１１の他方の点をｆとする。
ブロックＢの胴部１０の凹溝底面から接点ａまでの高さをｒは、
ｒｃｏｓθ＝Ｈ／２から、
ｒ＝Ｈ／（２ｃｏｓθ）…（１）
となる。また、ｒ＞Ｈ／２である。
また、ブロックＢの胴部１０の他方側の側面が、接点ａに支持されているときの辺ｃｄの長さをＳとすると、Ｓ＝ｒｓｉｎθとなる。これを式（１）により変形すると、辺ｃｄの長さＳは、
Ｓ＝ｒｓｉｎθ
＝（Ｈ／２ｃｏｓθ）・ｓｉｎθ
＝（Ｈ・ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）…（２）
となる。
接点ａを中心としてブロックＢを水平軸回りに回転させるときの最大半径は、接点ａと、ブロックＢの胴部１０の一方側の側面状の点ｄとを結んだｒ１となる。ここで、ブロックＢの幅方向の胴部１０の幅をＬとすると、ｒ１は、ピタゴラスの定理により、
（ｒ１）２＝（Ｌ）２＋（ｒ）２…（３）
となる。
（３）式のｒに式（１）のＨ／（２ｃｏｓθ）を代入すると、
（ｒ１）２＝（Ｌ）２＋（Ｈ／（２ｃｏｓθ））２…（４）
よって、ｒ１は、
ｒ１＝｛（Ｌ）２＋（Ｈ／（２ｃｏｓθ））２｝１／２…（５）
となる。
一方、ブロックＢの幅方向におけるテーパ面１１の幅Ｂは、式（３）によって与えられる。
Ｂ＝ｒ１−Ｌ…（６）
式（６）を式（２）及び（５）により変形すると
Ｂ＝｛（Ｌ）２＋（Ｈ／（２ｃｏｓθ））２｝１／２−Ｌ…（６）
となる。
また、凸部６の内側面と頂面との交点をｇ、凸部６の頂面上のテーパ面１１との他方の交点をｆとすると、辺ｇｆの長さは、
ｇｆ＝Ｓ
となる。
例えばθ＝１３．５゜、Ｌ＝８５（ｍｍ）、Ｈ＝１０（ｍｍ）とした場合は、
ｒ＝１０／（２・ｃｏｓ１３．５）
＝５．０２（ｍｍ）
Ｓ＝（Ｈ／２ｃｏｓθ）・ｓｉｎθ
＝（１０・ｓｉｎ１３．５）／（２ｃｏｓ１３．５）  
＝１０×０．２３３／２×１．９９４
＝０．５８４（ｍｍ）
となる。
また、
ｒ１は、
ｒ１＝｛（Ｌ）２＋（Ｈ／（２ｃｏｓθ））２｝１／２…（５）
＝｛８５２＋（１０／（２×ｃｏｓ１３．５）２｝１／２
＝７２２５＋２６．５２
＝８５．１６
また、
Ｂ＝ｒ１−Ｌ
＝８５．１６−８５
＝０．１６（ｍｍ）
辺ｇｆの長さは、
ｇｆ＝Ｓから１．３５１（ｍｍ）となる。
従って、ブロックＢの胴部底面からｒ、すなわち、５．０２（ｍｍ）の点と、胴部１０の他方側の側面からＢ、すなわち、０．１６（ｍｍ）の点とを結ぶ辺ｄｅに沿ったテーパ面をＨ／２位置のテーパ面とし、このテーパー面をＨ側に適宜、ずらすと、かじりつきのないテーパ面１１をブロックＢに形成できることになる。
【００２０】
このように、ブロックＢの胴部底面からｒ、すなわち、Ｈ／２ｃｏｓθの点と、胴部１０の他方側の側面からＢ、すなわち、｛（Ｌ）２＋（Ｈ／（２ｃｏｓθ））２｝１／２−（Ｈ・ｓｉｎθ）／（２ｃｏｓθ）の点とを結ぶ辺ｄｅに沿わせてブロックＢにテーパ面１１を形成し、ブロックＡには、ブロックＡの他方側の凸部６の頂面から凹溝深さ方向にＨ／２の凸部６の内側面上の点ａと、この凸部６の内側面からＳ離れた凸部６の頂面の点ｆとを結んだ辺ａｆに沿わせてブロックＢにテーパ面１１を形成し、接点ａ回りにブロックＢを回転させると、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の条件を満足したブロックＡ，Ｂの嵌合が得られる。なお、この場合に、ブロックＡのテーパ面１１は逃げとなるので、ブロックＢのテーパ面１１と同じ寸法にて形成される。
【００２１】
しかし、実際には、製造上の公差やゴミの付着が考えられるので、マイナス公差で製造されている場合、ごみが付着した場合には、かじりつきやかみこみが発生する虞があるが
、図４に示すように、接点ａをＨ／２からＨ側に僅かにずらすだけで（例えば、０．５ｍｍ）、十分な余裕を得ることができる。
従って、ブロックＡ，Ｂのテーパ面１１の下限値Ｈ１は、公差に対応するためにＨ１＞Ｈ／２とするとよい。また、ブロックＡ，Ｂのテーパ面１１の上限値Ｈ１は、（Ａ）を満足するためＨ＞Ｈ１とするとよい。
【００２２】
なお、荷重の方向性を加味すると、（Ａ），（Ｂ）を満足するために各テーパ面１１の寸法を等しくする必要はないので、荷重を受ける側のテーパ面１１の凹溝深さ方向の深さが浅く、荷重をあまり受けない側の凹溝深さ方向のテーパ面１１の深さが深くなるように、例えば、高い荷重側のテーパ面１１の凹溝深さ方向の深さをＨ／３に、低荷重側の凹溝深さ方向のテーパ面１１の深さを２Ｈ／３として、高荷重側の支持面積を大きくするようにしてもよい。
【００２３】
次に、図１及び図４を参照してブロックＡの他方側の凸部６の内側面と、ブロックＢの胴部１０の他方側の側面との接点ａを水平軸回りの回転軸としてホルダベース３ａにツールホルダ３ｂを取り付ける固定方法を説明する。なお、ホルダベース３ａは、刃物台２にボルトにより固着されているものとする。
【００２４】
まず、ブロックＢを両手で持ってブロックＡとブロックＢのテーパ面１１の位置を確認する。
次に、ブロックＡの凹溝中央部を挟んでブロックＡのテーパ面側と反対側にブロックＢのテーパ面１１が配置されるようにブロックＢをブロックＡの上方に配置する。
次に、ブロックＢの他方側の凸部９が下位に、一方側の凸部９が上位となるように、ブロックＢを傾けた状態で、ブロックＢの両凸部９，９の内側面をそれぞれブロックＡの胴部７の両側面と同一面上に配置してブロックＢをブロックＡ側に移動させることにより、ブロックＢの両凸部９，９の両内側面をそれぞれブロックＡの胴部７の両側面に係合させる。ブロックＢの両凸部９，９の両内側面がそれぞれブロックＡの胴部７の両側面に係合すると、ブロックＢはブロックＡに対して二面拘束の状態となる。
【００２５】
続いて、二面拘束の状態でブロックＢを、ブロックＡの胴部７の両側面を案内面としてブロックＡの他方側の凸部６側へ移動させ、ブロックＢの胴部１０の他方側の側面を、ブロックＡの他方側の凸部６の内側面とテーパ面１１とが接する一辺に当接させる。
この状態では、ブロックＢの他方側の胴部下面の下端がブロックＡの凹溝底面に支持されるので、ブロックＡの他方側の凸部６の内側面とテーパ面１１とが接する一辺回りにブロックＢを回転させることができる。このとき、ブロックＡのテーパ面１１は、ブロックＢを傾けた状態とするための逃げとなる。
【００２６】
ブロックＢの胴部１０の一方側の端縁ｋには、テーパ面１１が形成されているので、ブロックＢを係合側に回転させてもブロックＢの一方側の胴部１０の側面がブロックＡの一方側の凸部６の内側面に接触することがない。
これにより、ブロックＢの胴部１０は、二面拘束の状態でブロックＡの凹溝５にかじりつくことなく嵌合する。
ブロックＢの嵌合が終了すると、ブロックＢは、ブロックＡに四面拘束の状態で位置決めされる。
ブロックＡとブロックＢのクリアランスは、１／１００〜３／１００の範囲なのでブロックＢはクリアランスの範囲内でブロックＡに精密に位置決めされる。
【００２７】
位置決めを終了すると、ツールホルダ３ｂのボルト挿入孔１２（図１参照）がホルダベース３ａのねじ孔１３（図１参照）に対して精度よく位置決めされているので、ボルト挿入孔１２に通したボルト（図示せず）をねじ孔１３に螺入するだけでホルダベース３ａにツールホルダ３ｂを固定することができる。従って、作業時間の短縮に寄与できる。
【００２８】
なお、ツールホルダ３ｂをホルダベース３ａから取り外すときは、係合時の手順と逆にすればよい。これにより、かじりつきを発生させることなく、ツールホルダ３ｂをホルダベース３ａから取り外すことができる。
【００２９】
このように、本実施の形態に係る二部材のはめあい固定構造では、ブロックＢは、係合の開始から終了までの間、四面拘束されるのではなく、二面拘束の後に、四面拘束の状態とされるので、ツールホルダ３ｂを位置決めする際の作業性を飛躍的に改善することができる。また、かみつきやかじり付きも発生しないので、作業時間を大幅に短縮することができ、煩雑なツールホルダ３ｂの交換の要求にも充分に対応することができる。
また、ブロックＡの凹溝５とブロックＢの凹溝８の深さを同じにし、凹溝深さ方向のテーパ面１１の高さＨ１が、ブロックＡの凹溝５の深さＨの１／２を越えてもブロックＢが二点で支持されているので、ボルトに過大な負荷が作用することがない。これにより、ボルト、ボルト挿入孔１２、ねじ孔１３のサイズを変更する必要がない。さらに、凹溝深さ方向のテーパ面１１の高さＨ１がブロックＡの凹溝５の深さＨの１／２を越えたその近傍とすると、ブロックＡとブロックＢとの接触面積がそれぞれ最大になるので、信頼性が大幅に向上する。
【００３０】
次に、図３を参照してブロックＢの水平軸回りの回転を利用したツールホルダ３ｂの別の固定方法を説明する。この方法では、ブロックＢのテーパ面１１を利用して落とし込みによりブロックＢを回転させ、ブロックＢの凹溝８をブロックＡの凹溝５に位置決めした後、ツールホルダ３ｂをボルトによりホルダベース３ａに固定する。なお、ホルダベース３ａは、刃物台２にボルトにより固着されているものとする。
【００３１】
まず、準備段階として、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ホルダベース３ａのブロックＡの一方側の凸部６の上端面にツールホルダ３ｂのブロックＢの胴部１０を載せ、ブロックＢの凸部９，９の両内側面をブロックＡの一方側の凸部６の厚み方向の両端面に嵌合させる。この後、凸部６の厚み方向の両端面を案内面として、ツールホルダ３ｂを、一方
側から他方側に移動させる。なお、ツールホルダ３ｂは、テーパ面１１のない方を先頭として移動させる。
【００３２】
ツールホルダ３ｂを移動させると、ツールホルダ３ｂの重心が図中、右側から左側へ移動する。これにより、ツールホルダ３ｂは、ブロックＢ毎、図中、反時計回りに回転し、ブロックＡの凹溝端部の凹溝底面と接するブロックＢの胴部１０の他端縁ｊがブロックＡの他方側の凹溝底面上に支持される。この結果、ブロックＢは、図中、左下がりに傾き、ブロックＢの凸部９，９の両内側面がブロックＡの胴部７の両側面に係合する。
【００３３】
この状態では、ブロックＢは、ブロックＡの胴部７の両側面によって二面拘束の状態となり、左右方向への回転が防止される。これにより、手でツールホルダ３ｂをガイドする必要がなくなり、手で押すだけの操作でブロックＢを、ブロックＡの一方側から他方側へと移動させることができる。
【００３４】
ブロックＢをブロックＡの一方の凸部６側から他方の凸部６側に移動させると、図３（ｃ）、（ｄ）に示す状態となる。
この状態では、ブロックＢのテーパ面１１がブロックＡの一方の凸部６の内側のエッジ上に移動し、このエッジに支持される。
ブロックＢをこの位置からさらに他方側に移動させると、ブロックＢの他方側はテーパ面１１の角度に従ってブロックＡの凹溝５の終端である胴部７の上面（溝部底面）側へと下降していき、ブロックＢの胴部７の他方の端縁ｊは、ブロックＡの他方の凸部９の幅方向の内側面に近づいていく。
【００３５】
そして、テーパ面１１が一方側の凸部６のエッジを離脱すると、エッジによる支えを失って自重により下降する。このとき、ブロックＢのテーパ面１１側と反対側の胴部１０の他方側の端縁ｊは、ブロックＡの他方の凸部６の幅方向の内側面とのクリアランスが最小となる位置に移動する。これにより、ツールホルダ３ｂは、図中、時計回り回転する。このとき、ブロックＡのテーパ面１１は、ブロックＢの胴部１０を逃がして干渉を防止する。この後、ブロックＢの凹溝底面がブロックＡの凹溝底面と平行になると、ツールホルダ３ｂは自重によって重力方向へ下降する。これにより、ブロックＡの凹溝底面にブロックＢの凹溝底面が着座する。この状態では、ブロックＢの凸部９の幅方向の両内側面全面がブロックＡの胴部７の両側面全面に係合し、ブロックＢの胴部１０の両側面全面がブロックＡの凸部６，６の内側面全面に係合する。従って、ブロックＢはブロックＡに四面拘束
された位置決め終了の状態となる。
【００３６】
位置決め終了の後は、ブロックＢのボルト挿入孔１２にボルトを通し、これをブロックＡ、又はこれに連接して設けられたフランジのねじ孔１３に螺入する。
ホルダベース３ａは、従来の工具ホルダと比べて遥かに軽量であり、取り扱いが容易なので、この点でも作業時間の短縮が可能になる。また、ブロックＡの凹溝５は上方及び両側に開放しており、エアーの吹き付けやウエスによる拭き取りによって清掃が可能なので、この点でもかみつきやかじり付きを防止できる利点がある。
【００３７】
なお、図３（ｅ）に示すように、ブロックＢの凹溝８の凹溝端部の凹溝底面（溝部底面）と接する一方の端縁ｋ又は他方の端縁ｊに案内面となるテーパ面１１を設け、ブロックＡの凹溝開口部の凸部６の幅方向の内側面と接する一方の端縁ｍ又は他方の端縁ｌに逃げ面となるテーパ面１１を設けた場合は、テーパ面１１側と反対側から係合させることができない。このように方向性が設定されるので、取付けミスが防止され、不測の事態を未然に防止することができる。
【００３８】
次に、本願発明に係る二部材の固定構造と対比するため、テーパ面１１を設けていない
場合の固定方法について説明する。
ブロックＡ、ブロックＢにテーパ面１１が設けられていない場合、まず、ブロックＢを両手で持ち、ブロックＢの凹溝底面とブロックＡの凹溝底面とをねじれの位置で向き合わせる。次に、ブロックＢを移動させながらブロックＢの胴部７の厚み方向の両側面とブロックＡの凸部６，６の幅方向の両内側面とを同一平面上に配置させると共に、ブロックＢの凸部９の各内側面とブロックＡの胴部７の各側面とを同一平面上に配置する。これらが同一平面となると、ブロックＢの胴部１０の両側面とブロックＡの凸部６の内側面は、それぞれブロックＡの凸部６の内側面、ブロックＢの胴部１０の両側面を案内面として同時に嵌合できるが、四面同時に嵌合することは逆にかじりつきが発生しやすい。この場合、ブロックＢの胴部１０の厚み方向の両側面とブロックＡの凸部６，６の幅方向の両内側面との間、及び、ブロックＢの凸部９，９の各内側面とブロックＡの胴部７の各側面との間のクリアランスを大きくし、遊びをつくると、かみつきやかじり付きが発生し難くなる。しかし、ブロックＡの凹溝５とブロックＢの凹溝８のはめあいの公差を、１／１００〜３／１００とした精密な位置決めができなくなり、また、ボルトに全荷重が作用するため信頼性が低下するという問題がある。
また、ツールホルダ３ｂをホルダベース３ａに固定する他の構造として、ブロックＡとブロックＢとをスライド状に嵌合させる構造が想定される。しかし、この場合も互いのスライド面を嵌合させるときにかじり付きが発生しやすい。また、スライド構造とした場合は、両者をボルトで固定する際に、ボルト挿入孔とねじ孔との位置合わせを目視により確認しながらボルトを締結することになるため、作業に時間が掛かってしまうという問題がある。
【００３９】
＜実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、従来よりも短時間で、ツールホルダの着脱を行うことができ、煩雑な交換にも十分、対応することができる。特に、本発明に係る二部材の固定構造を工作機械の工具ホルダに適用した場合は、工具ホルダの交換を短時間で行えるので、加工再開までの待ち時間が大幅に短縮され、生産性が向上する。また、ホルダベースが刃物台に固着されており、刃物台の開口部を閉鎖しているので、機内への切粉の侵入が防止され、切粉を原因とするタレット旋盤の不調を防止することができる。また、ホルダベースにツールホルダを固定した状態では、切削時に発生する水平力をせん断で支持し、胴部は、凸部から付勢されるスライド力を圧縮で受けるため、テーパ面を設けても強度が低下することはない。
【００４０】
なお、本実施の形態では、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する一方の端縁ｍとブロックＡの凹溝開口部の凸部６の幅方向の内側面と接する他方の端縁ｊにテーパ面１１を設けた場合について説明したが、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する胴部１０の他方の端縁ｊとホルダベース３ａのブロックＡの凹溝開口部の凸部６の幅方向の内側面と接する一方の端縁ｌにテーパ面１１を設けた場合でも、図４で説明したように各部の寸法を決定すれば、同様の作用、効果を得ることができる。
また、タレット側の開口部と連結する連通孔（ねじ孔や回転軸を挿入するための孔等）をホルダベース３ａに設け、連通孔をこれに螺入する蓋により閉鎖する場合は、回転切削工具は、本実施の形態で説明した切削工具に含められるものとする。
また、本実施の形態では、第１の位置決め工程の後、第２の位置決め工程を行い、第２の位置決め工程でブロックＢとブロックＡとのかじりつきを防止すると、かみつきやかじりつきのない良好な嵌合が得られるという説明をしたが、第２の位置決め工程だけでなく第１の位置決め工程でもかじりつきのない嵌合がなされるようにするとよい。
すなわち、ブロックＡとブロックＢとに前記したようにテーパ面１１を設けるだけでなくブロックＡの厚み方向においてブロックＡの凹溝開口部の一方の凸部の幅方向の内側面と接する一方の端縁（図１、ｘ１）とブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する胴部の一方の端縁（図１、ｙ１）、又は、ブロックＡの厚み方向においてブロックＡの凹溝開口部の他方の凸部の幅方向の内側面と接する他方の端縁（図１、ｘ２）とブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する胴部の他方の端縁（図１、ｙ２）とのそれぞれに前記テーパ面１１と同様にテーパ面を追加するとよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る二部材同士のはめ合い固定構造及び固定方法は、例えば、回転軸同士の接続、固定軸の接続、金物同士の接続、金物と軸の接続等、種々の分野に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施の形態に係り、図１は本発明の一実施の形態に係るタレット旋盤のタレットと工具ホルダとを示す解説図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係り、図１のａ−ｂ−ｃ−ｄ切断面、ｅ−ｆ−ｇ−ｈ切断面に対応する工具ホルダの解説図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係り、ホルダベースにツールホルダを取り付ける際の固定方法の一例を示す解説図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係り、ブロックＡ，Ｂの寸法の取り合いを示す解説図である。
【符号の説明】
【００４３】
３ａ  ホルダベース（ベース部材）
３ｂ  ツールホルダ（被固定部材）
Ａ    ブロック
５    凹溝
６    凸部
７    胴部
８    凹溝
９    凸部
１０  胴部
ｊ    一方の端縁
ｋ    他方の端縁
ｌ    一方の端縁
ｍ    他方の端縁
【要約】
【課題】互いに嵌合され、相互にボルトにより固定される二部材の固定構造において、かみこみやかじりつきない状態での位置決め固定を可能にする。
【解決手段】被取付部に固着されるベース部材と、ベース部材に固定される被固定部材とを備え、ベース部材は、直方体状のブロックＡを備え、ブロックＡは、ブロックＡの上面にブロックＡの厚み方向に形成された凹溝と、凹溝の形成により凹溝の両側に形成された凸部と、胴部とを有し、被固定部材は直方体状のブロックＢを備え、ブロックＢは、ブロックＡの凹溝の幅と同じ厚み、該凹溝の厚みよりも大きな幅を有し、ブロックＢは、ブロックＢの下面にブロックの厚み方向に形成され、ブロックＡの両凸部と係合してブロックＡの凹溝に直交して嵌合する凹溝と、凹溝の形成により凹溝の両側に形成された凸部と、胴部とを有し、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する一方の端縁及びブロックＡの凹溝開口部の凸部の幅方向の内側面と接する他方の端縁、又は、ブロックＢの凹溝端部の凹溝底面と接する他方の端縁及びブロックＡの凹溝開口部の凸部の幅方向の内側面と接する一方の端縁には、ブロックＡの凹溝にブロックＢの凹溝を係合させるためのテーパ面が形成され、ブロックＢの凹溝の深さが、ブロックＡの凹溝深さと同じ深さに定められ、ブロックＡ及びブロックＢのテーパ面の凹溝深さ方向の高さＨ１が、ブロックＡ，Ｂの凹溝の深さをＨとしてそれぞれＨ＞Ｈ１＜Ｈ／２の関係を満たすように定められ、被固定部材は、ブロックＡの両凸部の幅方向の両内側面でブロックＢの厚み方向の胴部両端面が二面拘束されると共に、ブロックＡの胴部の厚み方向の両端面でブロックＢの両凸部の幅方向の両内側面が二面拘束された凹溝同士の嵌合状態で被取付部にボルトにより固定される。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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