JP2003145378A - 工具ホルダ及び芯振れ修正具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具ホルダの芯振れを解消する。 【解決手段】 工作機械の回転部に連結される連結部
（１）と、この連結部（１）に結合される工具保持部
（２）とを備えた工具ホルダにおいて、連結部（１）と
工具保持部（２）との境界部にそれらの軸心を囲み工具
（１０）側に開口するように円筒形の隙間（１１）が形
成され、この隙間（１１）内における工具保持部（２）
の小径壁（２ａ）の壁面に臨んでその垂直方向に進退可
能な調整ネジ（１２）が、上記隙間（１１）を囲む連結
部（１）の大径壁（１ａ）にその周方向に沿うように複
数個取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械に工具を
芯振れが生じないように装着するための工具ホルダ及び
芯振れ修正具に関する。

【０００２】

【従来の技術】工具ホルダは、工作機械の回転部に連結
される連結部と、この連結部に結合される工具保持部と
を備える。回転部は工作機械の主軸等である。連結部は
シャンク等を含み、工具保持部はコレットチャック等を
含んでいる。工具はドリル刃等の刃物である。工具は工
具ホルダに保持された状態で工作機械の主軸に連結さ
れ、主軸の回転と共に回転してワークを切削する。

【０００３】ところが、ワークの切削にあたり、主軸、
工具ホルダ、工具等に芯振れを生じる場合があり、この
芯振れが大きくなると加工精度が低下し、刃物の寿命が
短くなり、刃物が細い場合は刃物が折損する。

【０００４】このような不都合を解消するため、特開２
００１−１３８１６２が開示する発明は、工具ホルダの
長手方向に向かって相互に離れた位置に第一の接部と第
二の接部を設定し、両接部間にネジ部材を回動させるこ
とにより工具ホルダの先部側の軸線を変位させる力を発
生させるための振れ修正手段を配設している。ネジ部材
を回すことでネジ部材と接部との接触部に力が生じ、こ
の力のうち工具ホルダの軸芯方向の分力を利用して工具
ホルダの軸を撓ませ、工具の先端を工具ホルダの回転中
心に合致させ、これにより芯振れを解消するようにして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開２００１−１３８
１６２の発明は、工具ホルダの長手方向に向かって相互
に離れた位置に第一の接部と第二の接部を設定するの
で、工具ホルダの構造が大型化し、高速回転するとバラ
ンスが悪くなる。また、ネジ部材と接部との接触部に生
じる力のうち工具ホルダの軸芯方向の分力を利用して工
具ホルダの軸を撓ませるので、ネジ部材と接部との接触
部にはそれだけ大きな力を生じさせなければならず、工
具ホルダを大型化せざるを得ない。

【０００６】本発明は上記問題点を解決することができ
る工具ホルダ及び芯振れ修正具を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、工作機械の回転部に連結さ
れる連結部（１）と、この連結部（１）に結合される工
具保持部（２）とを備えた工具ホルダにおいて、連結部
（１）と工具保持部（２）との境界部にそれらの軸心を
囲み工具（１０）側に開口するように円筒形の隙間（１
１）が形成され、この隙間（１１）内における工具保持
部（２）の小径壁（２ａ）の壁面に臨んでその垂直方向
に進退可能な調整ネジ（１２）が、上記隙間（１１）を
囲む連結部（１）の大径壁（１ａ）にその周方向に沿う
ように複数個取り付けられた工具ホルダを採用する。

【０００８】この請求項１に係る発明によれば、連結部
（１）と工具保持部（２）との境界部にそれらの軸心を
囲み工具（１０）側に開口するように円筒形の隙間（１
１）が形成され、この隙間（１１）内における工具保持
部（２）の小径壁（２ａ）の壁面に臨んでその垂直方向
に進退可能な調整ネジ（１２）が、上記隙間（１１）を
囲む連結部（１）の大径壁（１ａ）にその周方向に沿う
ように取り付けられるので、調整ネジ（１２）の先端を
工具保持部（２）側の小径壁（２ａ）に当てるだけで工
具保持部（２）を撓ませて工具（１０）の先端を工作機
械の回転部の軸心に合致させ、芯振れを解消することが
できる。従って、連結部（１）と工具保持部（２）との
境界部に単なる円筒形の隙間（１１）を形成するのみで
足り、工具ホルダの構造の大型化、複雑化が防止され
る。また、調整ネジ（１２）は工具保持部（２）側の小
径壁（２ａ）の壁面に対し垂直方向に進退するように連
結部（１）に取り付けられるので、調整ネジ（１２）が
工具保持部（２）に加える力の向きが工具保持部（２）
の軸心に垂直になる。従って、小さな力で効率良く工具
保持部（２）を撓ませることができ、工具ホルダの大型
化を防止することができる。

【０００９】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
記載の工具ホルダにおいて、互いに別個に形成された連
結部（１）と工具保持部（２）とが組み合わせられるこ
とにより、上記隙間（１１）が形成された工具ホルダを
採用する。

【００１０】この請求項２に係る発明によれば、円筒形
の隙間（１１）を簡易に設けることができる。

【００１１】また、請求項３に係る発明は、工作機械の
回転部に連結される連結部（１）と、この連結部（１）
に結合される工具保持部（２）とを備えた工具ホルダに
装着する芯振れ修正具（１５）であって、リング（１
６）が工具保持部（２）を囲むように工具ホルダに固定
され、このリング（１６）と工具保持部（２）との間に
それらの軸心を囲み工具（１０）側に開口するように円
筒形の隙間（１１）が形成され、この隙間（１１）内に
おける工具保持部（２）の小径壁（２ａ）に臨んでその
垂直方向に進退可能な調整ネジ（１２）が、リング（１
６）にその周方向に沿うように複数個取り付けられた芯
振れ修正具を採用する。

【００１２】この請求項３に係る発明によれば、既存の
工具ホルダに芯振れ修正具（１５）を取り付けることで
既存の工具ホルダを芯振れ調整が可能な工具ホルダに変
更することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１４】＜実施の形態１＞図１に示すように、この
工具ホルダは、工作機械の回転部に連結される連結部１
と、この連結部１に結合する工具保持部２とを備える。

【００１５】連結部１は、略円柱形の連結部本体３と、
連結部本体３から後方に突出するシャンク４と、連結部
本体３の外周に設けられるフランジ５とを具備する。シ
ャンク４はテーパ軸として形成され、図示しない工作機
械の回転部に挿入される。工作機械の回転部は例えばマ
シニングセンタの主軸である。フランジ５は連結部本体
３の外周面に嵌め込まれ連結部本体３と一体化されてい
る。フランジ５には、図示しない工作機械側の工具交換
装置により把持されるように、環状溝５ａが形成されて
いる。

【００１６】工具保持部２は、連結部本体３の前部に形
成された嵌合穴６に挿入される挿入体７と、挿入体７か
らその前方に突出する工具の支持体８とを具備する。挿
入体７は、連結部本体３の嵌合穴６に挿入され、焼きバ
メ等の固定手段により連結部本体３に固定される。支持
体８は連結部１からその前方に突出し、その先端の穴９
内にドリル刃等の工具１０が挿入される。図１では焼き
バメにて工具１０が保持される。支持体８には必要に応
じてコレットチャックが取り付けられるが、その場合は
コレットチャックにて工具１０が保持される。

【００１７】連結部１及び工具保持部２の各構成部分は
工具１０を含めそれらの軸心が工具ホルダの一本の軸心
に合致するように形成されるのが加工精度を高めるうえ
で望ましいが、実際はズレが生じており、また主軸の軸
心のズレとも相俟って芯振れが発生し既述したような不
具合を発生する。この芯振れを防止するため次に述べる
ような芯振れ修正装置が工具ホルダに設けられる。

【００１８】すなわち、図１及び図２に示すように、連
結部１と工具保持部２との境界部にそれらの軸心を囲み
工具１０側に開口するように円筒形の隙間１１が形成さ
れ、この隙間１１内における工具保持部２の小径壁２ａ
の壁面に臨んでその垂直方向に進退可能な調整ネジ１２
が、上記隙間１１を囲む連結部１の大径壁１ａにその周
方向に沿うように複数個取り付けられる。

【００１９】隙間１１は、互いに別個に形成された連結
部１と工具保持部２とが組み合わせられることにより形
成され、連結部本体３の嵌合穴６の内周壁と挿入体７の
外周壁との間に形成され、挿入体７が嵌合穴６に嵌め込
まれると同時に形成される。

【００２０】連結部本体３の前端部は連結部１の他の部
分よりも肉の薄い円筒部として形成され、この円筒部で
ある大径壁１ａに調整ネジ１２が螺合する。調整ネジ１
２はその全周面に雄ネジ１２ａを有し、六角ドライバ
（図示せず）を挿入するための六角穴１２ｂを頭部に備
える。調整ネジ１２の雄ネジ１２ａが螺合する雌ネジ１
２ｃは、大径壁１ａの肉厚をその半径方向に貫通するよ
うに穿設されるネジ穴内に形成される。これにより、調
整ネジ１２はその先端が隙間１１内における工具保持部
２の小径壁２ａの壁面に臨んだ状態で大径壁１ａ内を螺
進退しうる。雌ネジ１２ｃ及び調整ネジ１２は工具ホル
ダの軸心を取り巻くように大径壁１ａにその周方向に沿
って複数箇所にわたり配置される。調整ネジ１２は図２
に示すように偶数個設けても良いし、奇数個設けるよう
にしても良い。図２に示すように、すべての調整ネジ１
２の先端は隙間１１を横切って工具保持部２の小径壁２
ａの壁面に垂直に当接する。

【００２１】その他、図１に示すように、連結部１には
必要に応じて止め輪１３が嵌め込まれる。止め輪１３は
調整ネジ１２が連結部１から脱落しないように、また六
角穴１２ｂを塞がないように、調整ネジ１２の頭部の一
部を覆っている。

【００２２】次に、上記構成の工具ホルダの作用につい
て説明する。

【００２３】工具ホルダを図示しない工作機械の主軸又
は所望の作業台上にセットし、図１に示すように、工具
１０を工具ホルダの工具保持部２に挿入し焼きバメ等に
より固定する。

【００２４】次いで、ダイアルゲージ１４等の測定機器
のスピンドル１４ａを工具１０の先端に直角に当てて、
工具ホルダを少しずつ回転させ、ダイアルゲージ１４に
より芯振れの生じた向き及び大きさを読み取る。

【００２５】そして、芯振れの生じた向きに対応する調
整ネジ１２を回し、隙間１１内における工具保持部２の
小径壁２ａの壁面に調整ネジ１２の先端を押し付ける。
これにより、力Ｆが発生して工具保持部２及び工具１０
の軸心が撓み、工具１０の先端が工作機械の主軸の軸心
に合致する。

【００２６】従って、工作機械の主軸が回転し、工具ホ
ルダが工具１０と共に回転すると、工具１０の先端は芯
振れを生じることなく回転し、ワークに対して精度良く
穴あけ等の加工を行う。

【００２７】＜実施の形態２＞図３に示すように、この
工具ホルダは、それ自体が従来と同様な構成のものであ
って、工作機械の回転部に連結される連結部１と、この
連結部１に結合される工具保持部２とを備えているが、
芯振れ修正具１５が取り付けられることによって、実施
の形態１の工具ホルダと同様な芯振れ修正機能が付加さ
れる。

【００２８】連結部１は、略円柱形の連結部本体３と、
連結部本体３からその後方に突出するシャンク４と、連
結部本体３の外周に設けられるフランジ５とを具備す
る。シャンク４はテーパ軸として形成され、図示しない
工作機械の回転部に挿入される。工作機械の回転部は例
えばマシニングセンタの主軸である。フランジ５は連結
部本体３の外周面に嵌め込まれ連結部本体３と一体化さ
れている。フランジ５には、図示しない工作機械側の工
具交換装置により把持されるように、環状溝５ａが形成
されている。

【００２９】工具保持部２は、連結部本体３からその前
方に略円柱状に突出し、その先端の穴９内にドリル刃等
の工具１０が挿入されるようになっている。工具保持部
２には必要に応じてコレットチャックが取り付けられ
る。

【００３０】芯振れ修正具１５は、図３及び図４に示す
ような構成を備える。すなわち、リング１６が工具保持
部２を囲むように工具ホルダに固定され、このリング１
６と工具保持部２との間にそれらの軸心を囲み工具１０
側に開口するように円筒形の隙間１１が形成され、この
隙間１１内における工具保持部２の小径壁２ａの壁面に
臨んでその垂直方向に進退可能な調整ネジ１２が、リン
グ１６にその周方向に沿って複数個取り付けられる。

【００３１】リング１６は円柱状の工具保持部２に被せ
られ、工具ホルダ上に保持される。リング１６は小内径
の後半部と大内径の前半部との二区画に区分けされ、リ
ング１６が工具保持部２に被せられると小内径の内周面
が工具保持部２の外周面に密接し、大内径の内周面と工
具保持部の外周面との間に隙間１１が形成される。これ
により、リング１６と工具保持部２との間にそれらの軸
心を囲み工具１０側に開口するように円筒形の隙間１１
が形成される。

【００３２】リング１６は工具保持部２に焼きバメ等に
よって固定することもできるが、この実施の形態では固
定ネジ１７によって工具保持部２に固定している。固定
ネジ１７はリング１６の小内径に対応した肉の厚い円筒
部に螺合し、この円筒部に放射状に複数個設けられてい
る。

【００３３】調整ネジ１２はリング１６の大内径に対応
した肉の薄い円筒部１６ａに螺合する。調整ネジ１２は
その全周面に雄ネジ１２ａを有し、六角ドライバ（図示
せず）を挿入するための六角穴１２ｂを頭部に備える。
調整ネジ１２の雄ネジ１２ａが螺合する雌ネジ１２ｃ
は、リング１６の円筒部１６ａの肉厚内を上記隙間１１
内の工具保持部２の小径壁２ａに対し垂直方向に伸びる
ネジ穴に形成される。この雌ネジ１２ｃ及び調整ネジ１
２が工具ホルダの軸心を取り巻くように円筒部１６ａに
複数箇所にわたって放射状に配置される。調整ネジ１２
は図４に示すように偶数個設けても良いし、奇数個設け
るようにしても良い。図４に示すように、すべての調整
ネジ１２の先端は隙間１１を横切って工具保持体２の小
径壁２ａの壁面に垂直に当接する。

【００３４】次に、上記構成の工具ホルダの作用につい
て説明する。

【００３５】まず、図３に示すように、芯振れ修正具１
５を従来の工具ホルダに取り付ける。すなわち、リング
１６を工具ホルダの工具保持部２に被せて固定ネジ１７
で工具保持部２上に固定する。

【００３６】この芯振れ修正具１５を取り付けた工具ホ
ルダを図示しない工作機械の主軸又は所望の作業台上に
セットし、図１に示したと同様にして工具１０を工具ホ
ルダの工具保持部２に挿入し固定する。

【００３７】次いで、ダイアルゲージ１４のスピンドル
１４ａを工具１０の先端に直角に当てて、工具ホルダを
少しずつ回転させ、ダイアルゲージ１４により芯振れの
生じた向き及び大きさを読み取る。

【００３８】そして、芯振れの生じた向きに対応する調
整ネジ１２を回し、隙間１１内における工具保持部２の
小径壁２ａに調整ネジ１２の先端を押し付ける。これに
より、力Ｆが発生して工具保持部２及び工具１０の軸心
が撓み、工具１０の先端が工作機械の主軸の軸心に合致
する。

【００３９】従って、工作機械の主軸が回転し、工具ホ
ルダが工具１０と共に回転すると、工具１０の先端は芯
振れを生じることなく回転し、ワークに対して精度良く
穴あけ等の加工を行う。

【００４０】＜実施の形態３＞図５及び図６に示すよう
に、この実施の形態３における芯振れ修正具１５は、実
施の形態２のものと異なり、工具ホルダに対する固定手
段として固定ネジ１７に代えて固定ボルト１８が用いら
れている。この固定ボルト１８がリング１６の小内径の
部分に対応した肉の厚い円筒部に放射状に複数個設けら
れている。すべての固定ボルト１８を工具保持部２にあ
けられたネジ穴にねじ込むことでリング１６が実施の形
態２の場合と同様に工具ホルダの保持部２に固定され
る。また、この芯振れ修正具１５は固定ボルト１８を工
具保持部２から抜き取ることで工具ホルダから容易に除
去することができる。

【００４１】

【発明の効果】請求項１に係る本発明によれば、工作機
械の回転部に連結される連結部と、この連結部に結合さ
れる工具保持部とを備えた工具ホルダにおいて、連結部
と工具保持部との境界部にそれらの軸心を囲み工具側に
開口するように円筒形の隙間が形成され、この隙間内に
おける工具保持部の小径壁の壁面に臨んでその垂直方向
に進退可能な調整ネジが、上記隙間を囲む連結部の大径
壁にその周方向に沿うように複数個取り付けられた工具
ホルダであり、連結部と工具保持部との境界部にそれら
の軸心を囲み工具側に開口するように円筒形の隙間が形
成され、この隙間内における工具保持部の小径壁の壁面
に臨んでその垂直方向に進退可能な調整ネジが、上記隙
間を囲む連結部の大径壁にその周方向に沿うように取り
付けられるので、調整ネジの先端を工具保持部側の小径
壁に当てるだけで工具保持部を撓ませて工具の先端を工
作機械の回転部の軸心に合致させ、芯振れを解消するこ
とができる。従って、連結部と工具保持部との境界部に
単なる円筒形の隙間を形成するのみで足り、工具ホルダ
の構造の大型化、複雑化が防止される。また、調整ネジ
は工具保持部側の小径壁に対し垂直方向に進退するよう
に連結部に取り付けられるので、調整ネジが工具保持部
に加える力の向きが工具保持部の軸心に垂直になる。従
って、小さな力で効率良く工具保持部を撓ませることが
でき、工具ホルダの大型化を防止することができる。

【００４２】請求項２に係る発明によれば、請求項１に
記載の工具ホルダにおいて、互いに別個に形成された連
結部と工具保持部とが組み合わせられることにより、上
記隙間が形成された工具ホルダであるから、円筒形の隙
間を簡易に設けることができる。

【００４３】請求項３に係る発明によれば、工作機械の
回転部に連結される連結部と、この連結部に結合される
工具保持部とを備えた工具ホルダに装着する芯振れ修正
具であって、リングが工具保持部を囲むように工具ホル
ダに固定され、このリングと工具保持部との間にそれら
の軸心を囲み工具側に開口するように円筒形の隙間が形
成され、この隙間内における工具保持部の小径壁に臨ん
でその垂直方向に進退可能な調整ネジが、リングにその
周方向に沿うように複数個取り付けられた芯振れ修正具
であるから、既存の工具ホルダに芯振れ修正具を取り付
けることで既存の工具ホルダを芯振れ調整が可能な工具
ホルダに変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る工具ホルダの半断
面図である。

【図２】図１中、ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。

【図３】本発明の実施の形態２に係る工具ホルダの半断
面図である。

【図４】図３中、ＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。

【図５】本発明の実施の形態３に係る芯振れ修正具の半
断面図である。

【図６】図５中、ＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。

【符号の説明】

１…連結部 １ａ…大径壁 ２…工具保持部 ２ａ…小径壁 １０…工具 １１…隙間 １２…調整ネジ １５…芯振れ修正具 １６…リング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械の回転部に連結される連結部
   と、この連結部に結合される工具保持部とを備えた工具
   ホルダにおいて、連結部と工具保持部との境界部にそれ
   らの軸心を囲み工具側に開口するように円筒形の隙間が
   形成され、この隙間内における工具保持部の小径壁の壁
   面に臨んでその垂直方向に進退可能な調整ネジが、上記
   隙間を囲む連結部の大径壁にその周方向に沿うように複
   数個取り付けられたことを特徴とする工具ホルダ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の工具ホルダにおいて、
   互いに別個に形成された連結部と工具保持部とが組み合
   わせられることにより、上記隙間が形成されたことを特
   徴とする工具ホルダ。
3. 【請求項３】 工作機械の回転部に連結される連結部
   と、この連結部に結合される工具保持部とを備えた工具
   ホルダに装着する芯振れ修正具であって、リングが工具
   保持部を囲むように工具ホルダに固定され、このリング
   と工具保持部との間にそれらの軸心を囲み工具側に開口
   するように円筒形の隙間が形成され、この隙間内におけ
   る工具保持部の小径壁に臨んでその垂直方向に進退可能
   な調整ネジが、リングにその周方向に沿うように複数個
   取り付けられたことを特徴とする芯振れ修正具。