JP2008168373A - 焼き嵌めチャックおよび焼き嵌め式工具ホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】ホルダ本体に着脱する作業が容易な工具保持用焼き嵌めチャックおよび焼き嵌め式工具ホルダを提供する。
【解決手段】切削工具Ｔを焼き嵌めにより保持するための軸方向の一端に開口する工具挿入孔１８が設けられ軸方向に直交する断面外周が円形である焼き嵌めチャック本体を有し、焼き嵌めチャック本体には、その外周にチャック挿入孔が開口する側を径小とする段が設けられた、工作機械の回転する主軸に切削工具を取り付けるための工具ホルダ１に使用される焼き嵌めチャック。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＮＣ旋盤又はマシニングセンタ等のテーブルに固定してある被切削物を削る工作機械の回転する主軸に切削工具を取り付けるための焼き嵌め式工具ホルダに関する。

コンピュータ数値制御によって複数の切削工具の交換及び切削加工を自動で行うマシニングセンタは、近年、加工時間の短縮化のために高主軸回転数、高送り速度、及び高加速度が採用され高速化が進められている。
マシニングセンタの主軸に切削工具を取り付けるために使用される工具ホルダも、このようなマシニングセンタの高速化に伴い、切削工具に対するより強い保持力及び高い取付精度等が求められる。そこで、工具ホルダにより強い保持力及び高い取付精度等を実現させる方式として、従来使用されてきたコレットの組み合わせで切削工具を保持する方式に替えて、チャックを加熱して切削工具を挿入し焼き嵌め保持する焼き嵌め式の工具ホルダが注目されている。

しかし、焼き嵌め式工具ホルダにおいても、焼き嵌め部が切削工具の径により制限されるので絞め代が小さく、必ずしも十分に強い保持力を得られないという問題があった。かかる問題に対して、マシニングセンタ等の工作機械の主軸に取り付けるためのホルダ本体と切削工具を焼き嵌めにより保持するための焼き嵌めチャックとを別体に形成し、焼き嵌めチャックに熱膨張率の大きな材質を使用することにより切削工具を保持可能とした技術（特許文献１）、及びシャンク部とチャック部とが一体で形成された工具ホルダに熱膨張率の大きな材質を使用し、チャック部と切削工具との間にスリーブを介在させて切削工具を保持可能とした技術（特許文献２）が提案されている。
特開２０００−１２６９６１号公報 特開２００２−２８３１６２号公報

特許文献１及び特許文献２に開示されたホルダ本体と焼き嵌めチャックとが着脱可能な工具ホルダ（特許文献１、図２及び特許文献２、図１）は、焼き嵌めチャックに焼き嵌めにより切削工具を保持した後に、焼き嵌めチャックをホルダ本体に取り付け固定させるものである。そして、これらの工具ホルダは、焼き嵌めチャックのホルダ本体への固定が、引きボルトを前進させる方向に回転させることにより焼き嵌めチャックをホルダ本体の内部に引き寄せて行われる。そのため、焼き嵌めチャックをホルダ本体に着脱するごとに、引きボルトが設けられた孔を塞ぐプルスタッドを取り外す必要があり、焼き嵌めチャックのホルダ本体への固定及び取り外し作業が煩雑になるという問題がある。

また、特許文献２に開示された工具ホルダ（特許文献２、図２）は、シャンク部とチャック部とを工具ホルダとして一体で形成されているため、工具ホルダを共用することができず、また工具ホルダの材料選択の幅が狭まるという問題を有する。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、ホルダ本体に着脱する作業が容易な工具保持用焼き嵌めチャックおよび焼き嵌め式工具ホルダを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る焼き嵌めチャックは、工作機械の回転する主軸に切削工具を取り付けるための工具ホルダに使用される焼き嵌めチャックであって、軸方向に直行する断面外周が円形であり、前記軸方向に少なくとも一端に開口する工具挿入孔が設けられ、外周に前記チャック挿入孔が開口する側を径小とする段が設けられてなる。
本発明に係る他の焼き嵌めチャックは、焼き嵌めチャック本体と、前記焼き嵌めチャック本体に着脱可能な取り外し補助具と、からなり、前記焼き嵌めチャック本体は、軸方向に直行する断面の外周が円形であって、前記軸方向に少なくとも一端に開口する工具挿入孔と、外周に前記チャック挿入孔が開口する側を径小とする段と、前記段よりも前記チャック挿入孔が開口する側に前記段から所定の間隔を有する周方向の溝または軸心に向かう孔と、が設けられ、前記取り外し補助具は、前記焼き嵌めチャック本体の外周に装着されたときに前記周方向の溝または前記軸心に向かう孔にその一部が嵌入しかつその他の部分が前記軸方向に対して係合可能な係合部を備える。

好ましくは、前記取り外し補助具は、１対の前記係合部が対向配置され、前記係合部を互いに近接させる方向に付勢する付勢部を有する。
本発明に係る焼き嵌め式工具ホルダは、軸方向に直行する断面外周が円形であって前記軸方向の少なくとも一端に開口する工具挿入孔を備えた焼き嵌めチャックと、前記焼き嵌めチャックの一部を嵌入可能なチャック挿入孔を備え前記チャック挿入孔が開口する側の外周に雄ネジが設けられたホルダ本体と、筒状であって内周面に前記雄ネジに螺合可能な雌ネジが設けられ一端が開放されて他端に軸方向の貫通孔が設けられた固定用ナットと、を有し、前記焼き嵌めチャックは、外周に前記チャック挿入孔が開口する側を径小とする段を有し、前記固定用ナットは、前記貫通孔の周囲に前記軸方向に係合可能な押圧部を備え、開放された前記一端が前記段を挿通可能であって、かつ前記貫通孔が前記焼き嵌めチャックの前記段から前記挿入口までをのみ挿通可能に形成されており、前記チャック挿入孔に前記焼き嵌めチャックが挿入された状態で前記ホルダ本体に螺合させた前記固定用ナットを締めることにより、前記押圧部が前記段の側面を押圧して前記焼き嵌めチャックを前記チャック挿入孔に進入させるように構成されてなる。

好ましくは、前記焼き嵌めチャックを前記チャック挿入孔から抜き出すための取り外し補助具をさらに有し、前記焼き嵌めチャックは、前記段よりも前記一端側に前記段から所定の間隔を有して周方向の溝または軸心に向かう孔を備え、前記取り外し補助具は、前記焼き嵌めチャックの外周に着脱可能であり、前記焼き嵌めチャックの外周に装着されたときに前記周方向の溝または前記軸心に向かう孔にその一部が嵌入しかつその他の部分が前記軸方向に係合可能な係合部を有し、前記チャック挿入孔に前記焼き嵌めチャックが嵌入された状態で前記取り外し補助具が前記焼き嵌めチャックに装着されて前記ホルダ本体に螺合させた前記固定用ナットを緩めることにより前記押圧部が前記係合部を押圧して前記焼き嵌めチャック本体を前記チャック挿入孔から抜き出すように構成される。

また、焼き嵌め式工具ホルダは、前記焼き嵌めチャックを前記チャック挿入孔から抜き出すための取り外し補助具をさらに有し、前記焼き嵌めチャックは、前記段よりも前記一端側に前記段から所定の間隔を有して周方向の溝を備え、前記取り外し補助具は、前記焼き嵌めチャックの外周に着脱可能であり、前記焼き嵌めチャックの外周に装着されたときに前記周方向の溝にその一部が嵌入しかつ前記軸方向に係合可能な係合部を有し、前記固定用ナットは、前記貫通孔の周面の外側面における端縁に前記係合部を収容可能な凹状の周溝を有し、前記チャック挿入孔に前記焼き嵌めチャックが嵌入された状態で前記取り外し補助具が前記焼き嵌めチャックに装着されて前記ホルダ本体に螺合させた前記固定用ナットを緩めることにより前記凹状の周溝が前記係合部を押圧して前記焼き嵌めチャック本体を前記チャック挿入孔から抜き出すように構成される。

好ましくは、前記チャック挿入孔は、その奥に内径が一定であるストレート部と、前記チャック挿入孔の開口部分に向けて内径が一定の割合で大きくなるテーパ部と、を有し、前記焼き嵌めチャックは、前記挿入口とは逆側の端部に外径が一定であって前記ストレート部を軸方向に摺動可能な円筒部と、前記円筒部の前記挿入口に前記テーパ部の内径の増加割合と同一の割合で外径が増加するテーパ面部と、を有する。
前記固定用ナットは、前記押圧部における内側側面にプレーンベアリングを有する。
好ましくは、前記チャック挿入孔は、前記ストレート部と前記テーパ部とが直接接続されている。

本発明によると、ホルダ本体に着脱する作業が容易な工具保持用焼き嵌めチャックおよび焼き嵌め式工具ホルダを提供することができる。

図１は本発明に係る焼き嵌め式工具ホルダ１の正面図、図２は焼き嵌め式工具ホルダ１の正面断面図、図３は焼き嵌め式工具ホルダ１における焼き嵌めチャック２の取付部分の正面断面図、図４は取り外し補助具３の斜視図である。
図１ないし図３において、焼き嵌め式工具ホルダ１（以下「工具ホルダ１」ということがある）は、ホルダ本体４、焼き嵌めチャック２、固定用ナット５および取り外し補助具３からなる。
ホルダ本体４は、外観が全体として円柱状であって、テーパシャンク部６、チャック部７およびフランジ部８からなる。

テーパシャンク部６は、ホルダ本体４の軸方向の一端側（図２における左側）に形成され、形状が一端を上面（面積の小さい面）とする円錐台（テーパ形状）を呈する。テーパシャンク部６は、工具ホルダ１を例えばマシニングセンタの主軸に取り付けるためのものである。テーパシャンク部６には、ホルダ本体４の軸心をその軸心とし一端側に開口するプルスタッド取付孔９が設けられている。プルスタッド取付孔９の内周面には、挿入されたプルスタッドを螺合させるための雌ネジが形成されている。
チャック部７は、ホルダ本体４の軸方向の他端側（図２における右側）に形成され、他端側に外径の小さな径小部１０および径小部１０よりも内方により外径が大きい径大部１１を有する。径小部１０および径大部１１はいずれも外観が円筒状であって、径小部１０の外周面には、雄ネジ１２が形成されている。また、径小部１０および径大部１１には、これらの軸心をその軸心とし他端側に開口する焼き嵌めチャック挿入孔１３が設けられている。焼き嵌めチャック挿入孔１３は、開口部分を最大内径とし内方（孔の底部１４）に向けて内径が一定の割合で小さくなるテーパ部１５と、テーパ部１５から底部１４に続くストレート部１６とからなっている。

フランジ部８は、ホルダ本体４の軸方向ほぼ中央に設けられた、外方に突出する円環状の部分である。フランジ部８の外周には、断面形状がＶ字形のＶ溝１７が備えられている。フランジ部８は、マシニングセンタにおいて主軸に取り付ける切削工具Ｔを交換するときに、マニピュレータが工具ホルダ１を掴むための部分として設けられている。
焼き嵌めチャック２は、外観が略円筒状であってその軸心を貫通する工具挿入孔１８を備えている。焼き嵌めチャック２は、ほぼ中央部を境界として軸心方向一端側（図２における右側）の工具保持部１９および他端側（図２における左側）のチャック嵌入部２０からなっている。

工具挿入孔１８は、第１保持孔２１と、第１保持孔２１よりも僅かに大きな内径を有する第２孔２２とからなっている。第１保持孔２１の長さ（深さ）は、切削工具Ｔのシャンク径の少なくとも３倍以上である。
工具保持部１９は、その外径が、工具挿入孔１８が開口する一端からチャック嵌入部２０側に向けて徐々に大きくなり、工具挿入孔１８の第１保持孔２１と第２孔２２との境目近傍より第２孔２２側でほぼ一定となっている。工具保持部１９の外径がほぼ一定となった部分４６の外周には、軸心に直交する面上に環状であって断面形状が矩形の周溝２３が設けられている。

チャック嵌入部２０は、円筒部２４、段差部２５およびテーパ面部２６からなる。
円筒部２４は、工具挿入孔１８における第２孔２２が開口する他端２７から工具保持部１９側に向かう円筒状の部分である。円筒部２４の外径は、ストレート部１６の内径に比べて十分に小さい。
段差部２５は、円筒部２４の工具保持部１９側に連続する、短い距離で急激に外径が増加する部分である。
テーパ面部２６は、段差部２５に連続し、外観が円錐台状であって工具保持部１９側に向けて外径が一定の割合で増加するテーパ面２８を有している。テーパ面２８の外径の増加割合は、焼き嵌めチャック挿入孔１３におけるテーパ部１５の内径の変化割合と等しい。例えば、テーパ面２８の外径は軸心に対して３〜８度の傾斜を有するように軸方向に変化する。したがって、チャック嵌入部２０は、焼き嵌めチャック挿入孔１３に嵌め入れられたときに、テーパ面２８がテーパ部１５の内周面に対して外周面全体で接触可能に形成されている。

チャック嵌入部２０は、テーパ面部２６の外径が最大となる工具保持部１９側の端部において、工具保持部１９の外周径との差により、軸方向に直交し側面視が環状の端面２９を有する段が生じている。
また、焼き嵌めチャック２では、工具保持部１９の周溝２３とチャック嵌入部２０の端面２９との間隔が、後に説明する固定用ナット５におけるプレーンベアリング３０を含めた押圧部３１の厚さよりも大きくなっている。
焼き嵌めチャック２の材質は、熱膨張率が高い合金鋼が好ましい。第１保持孔２１の内径は、通常は切削工具Ｔのシャンク径よりも小さく、かつ金属材料が相変態を生じさせない程度の加熱により切削工具Ｔのシャンク径よりも大きくなって、切削工具Ｔを十分な強度で焼き嵌め保持が可能なように、切削工具Ｔのシャンク径を勘案して決定される。

固定用ナット５は、胴部３２および押圧部３１からなる。
胴部３２は、円筒状であって内周面に雌ネジ３３が設けられている。内周面に設けられた雌ネジ３３は、チャック部７の径小部１０の外周に設けられた雄ネジ１２に螺合可能に形成されている。押圧部３１は、胴部３２の軸方向の一方の端（図２，３における右端）を閉じる袋状のものであって、その中心には貫通する貫通孔３４が設けられている。貫通孔３４の径は、焼き嵌めチャック２の工具保持部１９の外径よりも大きく、端面２９の外側縁の径よりも十分に小さく形成されている。したがって、貫通孔３４は、工具保持部１９を挿通させることは可能であるが、チャック嵌入部２０を挿通させることはできない。

押圧部３１の内側における胴部３２の軸心に直交する表面（内面）には、貫通孔３４と略同径の孔を有する円環状のプレーンベアリング３０が取り付けられている。プレーンベアリング３０には、高硬度金属の表面にイオンプレーティング法、真空蒸着法等によりＴｉＮ（窒化チタニウム）が成膜された、摺動性にすぐれた材料が使用される。プレーンベアリング３０に、スズ、アンチモン、銅、鉛等の摩擦係数の小さな合金で形成されたものを使用してもよい。押圧部３１の外側（図３における右側）の表面は、貫通孔３４の開口部端縁から胴部３２の内径に相当する円環状の範囲が、胴部３２の軸心に直交する面（以下「係合面３５」という）となっている。

取り外し補助具３は、ホルダ本体４から焼き嵌めチャック２を取り外すときに使用されるものである。取り外し補助具３は、付勢部３６、係合部３７ａ，３７ｂおよび操作部３８ａ，３８ｂからなる。付勢部３６は、断面が円形の弾性を有する金属棒材が、円の一部が欠落した形状に曲げられて形成されている。
係合部３７ａ，３７ｂは、それぞれが付勢部３６の端のいずれかに連続して付勢部３６のリングと略同一面上の外方に延びている。係合部３７ａ，３７ｂは、付勢部３６から遠ざかるにつれてその間隔が小さくなっている。係合部３７ａ，３７ｂの長手方向に直交する断面の形状は長方形である。係合部３７ａ，３７ｂの断面の短辺（係合部の厚さｄ）は、周溝２３に丁度嵌り込むことができるように、周溝２３の幅よりも若干小さくなっている。一方の係合部３７ａは、その端部から付勢部３６のリングと同一面上で他方の係合部３７ｂ側に直角に曲がり、他方の係合部３７ｂと交叉した後外方に直角に曲がって延びて操作部３８ａに連続する。他方の係合部３７ｂは、そのまま外方に延びた操作部３８ｂに連続する。操作部３８ａ，３８ｂには、それぞれ親指または人差し指を通すことができる輪３９ａ，３９ｂが設けられている。操作部３８ａ，３８ｂは、断面が円形の金属棒材で形成されている。図４における取り外し補助具３は、単一の金属材料で形成されているが、係合部３７ａ，３７ｂの周溝２３に丁度嵌り込む部分のみ高硬度の金属材料で形成してもよい。

次に、ホルダ本体４への焼き嵌めチャック２の取り付けおよびホルダ本体４からの焼き嵌めチャック２の取り外しの方法について説明する。
図５は焼き嵌めチャック２の取り付け過程を示す図、図６は取り外し補助具３の焼き嵌めチャック２への取付の様子を示す図、図７は焼き嵌めチャック２の取り外し過程を示す図である。なお、図６（ｂ）は取り外し補助具３が焼き嵌めチャック２に取り付けられた後の図６（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面、図７は図６（ｂ）におけるＢ−Ｂ矢視断面を示す。

ところで、焼き嵌めチャック２には、事前にエンドミル等の切削工具Ｔが固定される。焼き嵌めチャック２への切削工具Ｔの固定は、専用加熱機により焼き嵌めチャック２を所定の温度にまで昇温し、工具挿入孔１８の内径を拡大させて切削工具Ｔのシャンク部ＴＳを工具挿入孔１８に挿入する。専用加熱機は、電磁誘導で焼き嵌めチャック２を昇温する方式のものが使用される。このような昇温方式は公知の技術である。切削工具Ｔが挿入された焼き嵌めチャック２は放冷され、温度が低下するとともに工具挿入孔１８の内径が減少する。しかし、工具挿入孔１８は切削工具Ｔのシャンク部ＴＳの径よりも収縮できないために、工具保持部１９に生ずる引っ張り応力およびシャンク部ＴＳに生ずる圧縮応力によって、切削工具Ｔは焼き嵌めチャック２に強固に固定される。

さて、ホルダ本体４への焼き嵌めチャック２の取り付けは次のようにして行われる。
図５を参照して、切削工具Ｔが固定された焼き嵌めチャック２は、チャック嵌入部２０の側がホルダ本体４の焼き嵌めチャック挿入孔１３に挿入される。固定用ナット５は、切削工具Ｔの先端を胴部３２の開放側、貫通孔３４の順に貫通させて、ホルダ本体４のチャック部７近くまで移動される。続いて、固定用ナット５は、雌ネジ３３が径小部１０の雄ネジ１２に螺合され回転されて、径大部１１に向けて移動する。このとき、固定用ナット５の押圧部３１の内側に取り付けられたプレーンベアリング３０は、チャック嵌入部２０の端面２９を押圧して焼き嵌めチャック２を焼き嵌めチャック挿入孔１３に押し入れる。このとき、プレーンベアリング３０は、固定用ナット５を回転させると回転する押圧部３１に対して摺動し、焼き嵌めチャック２の端面２９に対しては回転しないで真っ直ぐに焼き嵌めチャック２を焼き嵌めチャック挿入孔１３に押し入れる。

プレーンベアリング３０は摩擦係数の小さな材料で形成されているために、固定用ナット５の締め付けに強い力を必要としない。また、固定用ナット５は、例えば特許文献１（特開２０００−１２６９６１号公報）の図２および特許文献２（特開２００２−２８３１６２号公報）の図１に開示された工具ホルダにおける引きボルトに比べてネジ径が大きくまた回転部分が露出しているために、焼き嵌めチャック２のホルダ本体４への取り付け作業を容易に行うことができる。
固定用ナット５は、特許文献１および特許文献２に開示された工具ホルダにおける引きボルトに比べてネジ山の径が大きいために締め付ける力が大きい。また、工具ホルダ１は、焼き嵌めチャック２のテーパ面２８がテーパ部１５の内周面に対して周面全体で接触可能であり大きな締め付け力に耐えることが可能である。そのため、締め付け力が大きい固定用ナット５を使用できることにより、ホルダ本体４と焼き嵌めチャック２とを強固に一体化することができる。したがって、本発明に係る工具ホルダ１は、従来の工具ホルダに比べて、切削作業を行う間、切削工具Ｔの取付精度を高く維持することが可能である。

ホルダ本体４からの焼き嵌めチャック２の取り外しは次のようにして行われる。
先ず、取り外し補助具３が焼き嵌めチャック２に取り付けられる。図６を参照して、取り外し補助具３は、付勢部３６に切削工具Ｔ、焼き嵌めチャック２の工具保持部１９を順に貫通させて、固定用ナット５の近くまで送られる。取り外し補助具３の係合部３７ａ，３７ｂは、操作部３８ａ，３８ｂを接近させることによりその間隔が広げられ、周溝２３に向けて移動される。操作部３８ａ，３８ｂに加えられた力が取り除かれると、係合部３７ａ，３７ｂは、周溝２３に嵌まりこんで工具保持部１９を付勢部３６の付勢力により２箇所で締め付け、焼き嵌めチャック２に取付られる。

続いて、図７を参照して、固定用ナット５が径小部１０との螺合を緩める方向に回転される。すると、固定用ナット５の係合面３５は、係合部３７ａ，３７ｂにおける周溝２３の外方にある部分、つまり周溝２３に嵌まりこんでいない部分に当接する。さらに、固定用ナット５が緩む方向に回転されると、焼き嵌めチャック２は、周溝２３に係止された係合部３７ａ，３７ｂとともに、焼き嵌めチャック挿入孔１３から取り出される方向に移動する。
本発明に係る工具ホルダ１は、外部に取り付けられネジ径の大きな固定用ナット５を緩めることにより焼き嵌めチャック２を焼き嵌めチャック挿入孔１３から取り外すので、例えば特許文献１および特許文献２に開示された従来の工具ホルダに比べて取り外し作業が容易である。

図８は本発明の他の実施形態による焼き嵌め式工具ホルダ１Ｂの正面部分断面図である。
以下、焼き嵌め式工具ホルダ１Ｂを工具ホルダ１Ｂということがある。
工具ホルダ１Ｂは、ホルダ本体４Ｂ、焼き嵌めチャック２Ｂ、固定用ナット５および取り外し補助具３からなる。工具ホルダ１Ｂは、ホルダ本体４Ｂにおける焼き嵌めチャック挿入孔１３Ｂおよび焼き嵌めチャック２Ｂにおけるチャック嵌入部２０Ｂが工具ホルダ１と異なり、他の構成は工具ホルダ１におけるものと同一である。そこで、図８において工具ホルダ１と同一の構成を有するものについては工具ホルダ１における符号と同一の符号を付し、以下、工具ホルダ１と相違する構成についてのみ説明する。

焼き嵌めチャック挿入孔１３Ｂは、開口部を最大内径とし内方（孔の底部１４）に向けて内径が一定の割合で小さくなるテーパ部１５と、テーパ部１５から底部１４に続くストレート部１６とからなっている点については、工具ホルダ１における焼き嵌めチャック挿入孔１３と同じである。焼き嵌めチャック挿入孔１３Ｂにおけるその他の部分の構成は焼き嵌めチャック挿入孔１３における対応する部分と同一である。
チャック嵌入部２０Ｂは、円筒部２４Ｂ、段差部２５Ｂおよびテーパ面部２６からなる。

円筒部２４Ｂは、工具挿入孔１８における第２孔２２が開口する他端２７から工具保持部１９側に向かう円筒状の部分である。円筒部２４Ｂの外径は、ストレート部１６Ｂの内周面を摺動して軸方向に移動可能なようにストレート部１６Ｂの内径よりわずかに小さくなっている。段差部２５Ｂは、円筒部２４の工具保持部１９側端に連続し、短い距離で急激に外径が増加する部分である。ただし、円筒部２４Ｂの外径が円筒部２４の外径よりも大きいために、その軸方向長さは段差部２５に比べて短い。チャック嵌入部２０Ｂにおけるその他の部分の構成はチャック嵌入部２０における対応する部分と同一である。

ホルダ本体４への焼き嵌めチャック２Ｂの取り付けおよびホルダ本体４からの焼き嵌めチャック２Ｂの取り外しの方法は、上に説明した工具ホルダ１における方法と同じである。
工具ホルダ１Ｂは、円筒部２４Ｂが、焼き嵌めチャック挿入孔１３Ｂ内を軸方向に移動するときストレート部１６Ｂの内周面を摺動するように構成されている。
工具ホルダ１Ｂは、円筒部２４Ｂがストレート部１６Ｂの内周面を摺動し案内されることにより、焼き嵌めチャック２Ｂを焼き嵌めチャック挿入孔１３Ｂに挿入するときに、テーパ面２８とテーパ部１５との局部的な当たりおよび過度の摺動がなく、テーパ面２８およびテーパ部１５の傷の発生を防止することができる。そのため、工具ホルダ１Ｂへの焼き嵌めチャック２Ｂの取付精度を長期にわたり高く維持できるという特長を有する。

また、通常、機械加工では仕上げ部分を減少させるために、加工の困難な部分をくぼませて仕上げ加工を省く「ヌスミ」が行われる。例えば図８におけるテーパ部１５とストレート部１６との境界を、図９に示されるようなヌスミ４１Ｂを設けることで仕上げ加工の省略がなされる場合がある。ホルダ本体４２Ｂにそのようなヌスミ加工がなされた場合であっても、焼き嵌めチャック２Ｂは、チャック挿入部２０Ｂを焼き嵌めチャック挿入孔４３Ｂに挿入するときに、円筒部２４Ｂがストレート部４４Ｂに案内されることによって、テーパ面２８Ｂとテーパ部４５Ｂとの不規則な当たりを阻止しテーパ面２８Ｂおよびテーパ部４５Ｂの傷の発生を防止することができる。

図１０は取り外し補助具３の他の実施形態における斜視図である。
図１０（ａ）に示される取り外し補助具３Ｃは、断面形状が円形の係合部３７Ｃａ，３７Ｃｂを有している。係合部３７Ｃａ，３７Ｃｂの断面の径ｄは、係合部３７Ｃａ，３７Ｃｂが焼き嵌めチャック２における周溝２３に丁度嵌まり込めるように、周溝２３の幅（軸方向長さ）と略同じである。取り外し補助具３Ｃにおける他の構成は、取り外し補助具３におけるものと同一である。
図１０（ｂ）に示される取り外し補助具３Ｄは、係合部３７Ｄａ，３７Ｄｂの断面形状が矩形であって、かつ互いに対向する面が、焼き嵌めチャック２，Ｂにおける周溝２３の底の曲率に等しい曲率で凹状に彎曲している。係合部３７Ｄａ，３７Ｄｂの厚さｄは、係合部３７Ｄａ，３７Ｄｂが周溝２３に丁度嵌まり込めるように、周溝２３の幅（軸方向長さ）と略同じに形成されている。このような形状を有する係合部３７Ｄａ，３７Ｄｂは、焼き嵌めチャック２，２Ｂを焼き嵌めチャック挿入孔１３，１３Ｂから抜き出すときに、固定用ナット５の係合面３５から受ける力を分散して周溝２３の側面に伝えることができ、溝の側面の損傷を防止するとともに焼き嵌めチャック２，２Ｂの抜き出しを円滑に行うことができる。取り外し補助具３Ｄの他の構成は、取り外し補助具３におけるものと同一である。

図１０（ｃ）に示される取り外し補助具３Ｅは、２分割された板状のリング（輪）３７Ｅａ，３７Ｅｂの分割部分の１つを枢支（凹部と凸部とで回動可能に支持）したものである。リング３７Ｅａ，３７Ｅｂの内径は、溝の底の曲率円の径と略同一である。リング３７Ｅａ，３７Ｅｂの厚さｄは、リング３７Ｅａ，３７Ｅｂが周溝２３に丁度嵌め込めるように、周溝２３の幅（軸方向長さ）と略同じに形成されている。
図１０（ｄ）に示される取り外し補助具３Ｆは、２分割された板状のリング（輪）３７Ｆａ，３７Ｆｂをそれぞれの端部で接合可能としたものである。リング３７Ｆａ，３７Ｆｂの内径は、溝の底の曲率円の径と略同一である。リング３７Ｆａ，３７Ｆｂの厚さｄは、リング３７Ｆａ，３７Ｆｂが周溝２３に丁度嵌め込めるように、周溝２３の幅と略同じに形成されている。

リング３７Ｅａ，３７Ｅｂまたはリング３７Ｆａ，３７Ｆｂからなる取り外し補助具３Ｅおよび取り外し補助具３Ｆは、いずれも焼き嵌めチャック２，２Ｂを焼き嵌めチャック挿入孔１３，１３Ｂから抜き出すときに、固定用ナット５の係合面３５から受ける力を分散して周溝２３の側面に伝えることができ、溝の側面の損傷を防止するとともに焼き嵌めチャック２，２Ｂの抜き出しを円滑に行うことができる。
図１１は他の実施形態における焼き嵌めチャック２Ｇおよび取り外し補助具３Ｇの斜視図である。

図１１（ａ）を参照して、焼き嵌めチャック２Ｇにおける工具保持部１９Ｇの周面には、焼き嵌めチャック２の工具保持部１９における環状の周溝２３に替えて、軸心に直交する面上の軸心を挟んで対向する位置に互いに並行に２つの係止溝２３Ｇが設けられている。
図１１（ｂ）を参照して、取り外し補助具３Ｇは、Ｕ字状に切り抜かれた板材である。対向して並行に延びる係合部３７Ｇａ，３７Ｇｂを有する。取り外し補助具３Ｇの厚さｄは、係止溝２３Ｇの幅に略等しい。ホルダ本体４から焼き嵌めチャック２Ｇから抜き出すときは、取り外し補助具３Ｇは、係合部３７Ｇａ，３７Ｇｂがそれぞれ係止溝２３Ｇに嵌め込まれる。固定用ナット５を緩めることにより係合面３５が係合部３７Ｇａ，３７Ｇｂに押圧され、取り外し補助具３Ｇの移動により焼き嵌めチャック２Ｇが抜き出される。

図１２は本発明の他の実施形態による焼き嵌め式工具ホルダ１Ｈの正面部分断面図、図１３は取り外し補助具３Ｈの斜視図、図１４は取り外し補助具３Ｈの焼き嵌めチャック２Ｈへの取り付け要領を示す図、図１５はホルダ本体４から焼き嵌めチャック２Ｈを取り外す過程を示す図である。
以下、焼き嵌め式工具ホルダ１Ｈを工具ホルダ１Ｈということがある。
工具ホルダ１Ｈは、ホルダ本体４、焼き嵌めチャック２Ｈ、固定用ナット５Ｈおよび取り外し補助具３Ｈからなる。工具ホルダ１Ｈは、焼き嵌めチャック２Ｈ、固定用ナット５Ｈおよび取り外し補助具３Ｈが工具ホルダ１と異なり、他の構成は工具ホルダ１におけるものと同一である。そこで、図１２において工具ホルダ１と同一の構成を有するものについては工具ホルダ１における符号と同一の符号を付し、以下、工具ホルダ１と相違する構成について説明する。

焼き嵌めチャック２Ｈは、焼き嵌めチャック２が環状の周溝２３の断面形状が矩形であるのに対して、図１２に示されるように断面形状が半円形の環状の周溝２３Ｈを有する。
固定用ナット５Ｈは、押圧部３１Ｈの係合面３５Ｈ側における内周の端には、断面形状が４分の１円の凹状の面取り加工がなされた係合支持部４７Ｈが設けられている。係合支持部４７Ｈの断面４分の１円の湾曲面における曲率は、環状の周溝２３Ｈの断面の曲率に略等しく、後に説明する取り外し補助具３Ｈの係合部３７Ｈの軸方向に直交する断面の外周の曲率に略等しい。

図１３を参照して、取り外し補助具３Ｈは、係合部３７Ｈ、接続部４８Ｈａ，４８Ｈｂ操作部３８Ｈａ，３８Ｈｂからなる。係合部３７Ｈは、断面が円形の弾性を有する金属棒材が、円の約４分の１を欠く形状に曲げられて形成されている。
接続部４８Ｈａ，４８Ｈｂは、いずれも係合部３７Ｈの端のいずれかから係合部３７Ｈが属する面に略直角に曲がって延びている。
操作部３８Ｈａ，３８Ｈｂは、いずれも接続部４８Ｈａ，４８Ｈｂの端のいずれかに連続し、それぞれが連続しない接続部４８Ｈａ，４８Ｈｂに対して略４５度であって係合部３７Ｈから遠ざかる方向に、かつ接続部４８Ｈａ，４８Ｈｂから略直角に曲がって延びている。

一方の接続部４８Ｈａの長さＬ１は係合部３７Ｈの半径に略等しく、他方の接続部４８Ｈｂの長さＬ２は一方の接続部４８Ｈａの長さＬ１よりも長くなっているため、操作部３８Ｈａ，３８Ｈｂは、交差してさらに延びることができる。
操作部３８Ｈａ，３８Ｈｂの先端は、折り返しの曲げ加工がされている。
ホルダ本体４への焼き嵌めチャック２Ｈの取り付け方法は、上に説明した工具ホルダ１における方法と同じである。そこで、以下にホルダ本体４からの焼き嵌めチャック２Ｈの取り外し方法について説明する。

取り外し補助具３Ｈが焼き嵌めチャック２Ｈに取り付けられる。図１３および図１４を参照して、取り外し補助具３Ｈは、係合部３７Ｈのリングに切削工具Ｔ、焼き嵌めチャック２Ｈの工具保持部１９を順に貫通させて、固定用ナット５Ｈの近くまで送られる。取り外し補助具３Ｈは、操作部３８Ｈａ，３８Ｈｂの先端を互いに接近させることにより係合部３７Ｈの両端の間隔が広げられ、周溝２３Ｈに向けて移動される。操作部３８Ｈａ，３８Ｈｂに加えられた力が取り除かれると、係合部３７Ｈは、周溝２３Ｈに嵌まりこんで自らのの付勢力により周溝２３Ｈ内に取付られる。

続いて、図１５を参照して、固定用ナット５Ｈが径小部１０との螺合を緩める方向に回転される。固定用ナット５Ｈの移動により、係合支持部４７Ｈは、周溝２３Ｈから一部がはみ出した係合部３７Ｈに当接する。さらに、固定用ナット５Ｈが緩む方向に回転されると、係合支持部４７Ｈは係合部３７Ｈを押圧し、焼き嵌めチャック２は、取り外し補助具３Ｈとともに焼き嵌めチャック挿入孔１３から取り出される方向に移動する。
工具ホルダ１Ｈは、外部に取り付けられネジ径の大きな固定用ナット５Ｈを緩めることにより焼き嵌めチャック２Ｈを焼き嵌めチャック挿入孔１３から抜き出されるので、従来の工具ホルダに比べて取り外し作業が容易である。

工具ホルダ１Ｈにおいて、焼き嵌めチャック２Ｈに替えて工具ホルダ１における焼き嵌めチャック２を用い、図１６に示される固定用ナット５Ｊおよび図１０（ｃ）または図１０（ｄ）に示されるリング３Ｅ，３Ｆを用いて取り外し作業が容易な工具ホルダを構成することができる。この場合、係合支持部４７Ｊは、その中にリング３Ｅ，３Ｆの外周または外周の一部と側面の端部とを収容可能なように形成される。固定用ナット５Ｊにおいてその構成が固定用ナット５と同一の部分については、図１６において固定用ナット５と同一の符号を付すものとする。

焼き嵌めチャック２Ｇの取り外し（抜き出し）を行うときに、図４、図１０に示される取り外し補助具３，３Ｃ，３Ｄを使用することができる。また、焼き嵌めチャック２，２Ｂの取り出しに取り外し補助具３Ｇを使用することができる。
工具保持部１９における環状の周溝２３に替えて外径がほぼ一定となった部分４６の外周に複数個の軸中心に向けた孔を設け、取り外し補助具の係合部としてこの孔に嵌入可能な凸状の係合部分を設けてもよい。チャック嵌入部２０における側面視が環状の端面２９に替えて、周方向に一定間隔に並ぶ複数の固定用ナット５に係合する端面を設けてもよい。

上述の実施形態において、ホルダ本体４，４Ｂ、焼き嵌めチャック２，２Ｂ，２Ｇ，２Ｈ、固定用ナット５，５Ｈ，５Ｊおよび取り外し補助具３，３Ｂ〜３Ｈなどの形状、寸法および材質を種々のものとすることができる。
その他、工具ホルダ１，１Ｂ，１Ｈの各部又は全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
また、本発明に係る工具ホルダ１，１Ｂ，１Ｈの用途はマシニングセンタに限られず、刃物を回転させてテーブルに固定してある被削物を削る工作機械に使用することができる。

本発明は、ＮＣ旋盤又はマシニングセンタ等のテーブルに固定してある被削物を削る工作機械の回転する主軸に切削工具を取り付けるための焼き嵌め式工具ホルダに利用することができる。

図１は本発明に係る焼き嵌め式工具ホルダの正面断面図である。 図２は焼き嵌め工具ホルダの正面断面図である。 図３は焼き嵌めチャックの取付部分の正面断面図である。 図４は取り外し補助具の斜視図である。 図５は焼き嵌めチャックの取り付け過程を示す図である。 図６は取り外し補助具の焼き嵌めチャックへの取付の様子を示す図である。 図７は焼き嵌めチャックの取り外し過程を示す図である。 図８は本発明の他の実施形態による焼き嵌め式工具ホルダの正面部分断面図である。 図９はヌスミ加工された焼き嵌めチャック挿入孔の正面部分断面図である。 図１０は取り外し補助具の他の実施形態における斜視図である。 図１１は他の実施形態における焼き嵌めチャック２Ｇおよび取り外し補助具３Ｇの斜視図である。 図１２は他の実施形態による焼き嵌め式工具ホルダの正面部分断面図である。 図１３は取り外し補助具の他の実施形態における斜視図である。 図１４は取り外し補助具の焼き嵌めチャックへの取り付け要領を示す図である。 図１５はホルダ本体から焼き嵌めチャックを取り外す過程を示す図である。 図１６は他の実施形態における固定ナットの正面断面図である。

符号の説明

１，１Ｂ，１Ｈ 工具ホルダ（焼き嵌め式工具ホルダ）
２，２Ｂ，２Ｇ，２Ｈ 焼き嵌めチャック、焼き嵌めチャック本体
３，３Ｃ〜Ｈ，３Ｊ 取り外し補助具
４，４Ｂ ホルダ本体
５，５Ｈ，５Ｊ 固定用ナット
１２ 雄ネジ
１３，１３Ｂ チャック挿入孔（焼き嵌めチャック挿入孔）
１５ テーパ部
１６，１６Ｂ ストレート部
１８ 工具挿入孔
２３，２３Ｇ，２３Ｈ 周方向の溝または軸心に向かう孔（環状の周溝）
２４，２４Ｂ 円筒部
２６ テーパ面部
２９ 段の側面（軸方向に直交する端面）
３０ プレーンベアリング
３１，３１Ｈ 押圧部
３３ （固定用ナットの）雌ネジ
３４ 貫通孔
３７ａ，３７ｂ，３７Ｃａ〜３７Ｇａ，３７Ｃｂ〜３７Ｇｂ，３７Ｈ 係合部（リング）
４６ 焼き嵌めチャック本体の外周（工具保持部の外径がほぼ一定となった部分）
Ｔ 切削工具

Claims (9)

1. 軸方向に直行する断面外周が円形であり、
   前記軸方向に少なくとも一端に開口する工具挿入孔が設けられ、
   外周に前記チャック挿入孔が開口する側を径小とする段が設けられてなる
   ことを特徴とする焼き嵌めチャック。
2. 焼き嵌めチャック本体と、
   前記焼き嵌めチャック本体に着脱可能な取り外し補助具と、からなり、
   前記焼き嵌めチャック本体は、
   軸方向に直行する断面の外周が円形であって、
   前記軸方向に少なくとも一端に開口する工具挿入孔と、
   外周に前記チャック挿入孔が開口する側を径小とする段と、
   前記段よりも前記チャック挿入孔が開口する側に前記段から所定の間隔を有する周方向の溝または軸心に向かう孔と、が設けられ、
   前記取り外し補助具は、
   前記焼き嵌めチャック本体の外周に装着されたときに前記周方向の溝または前記軸心に向かう孔にその一部が嵌入しかつその他の部分が前記軸方向に対して係合可能な係合部を備えた
   ことを特徴とする焼き嵌めチャック。
3. 前記取り外し補助具は、
   １対の前記係合部が対向配置され、
   前記係合部を互いに近接させる方向に付勢する付勢部を有する
   請求項２に記載の焼き嵌めチャック。
4. 軸方向に直行する断面外周が円形であって前記軸方向の少なくとも一端に開口する工具挿入孔を備えた焼き嵌めチャックと、
   前記焼き嵌めチャックの一部を嵌入可能なチャック挿入孔を備え前記チャック挿入孔が開口する側の外周に雄ネジが設けられたホルダ本体と、
   筒状であって内周面に前記雄ネジに螺合可能な雌ネジが設けられ一端が開放されて他端に軸方向の貫通孔が設けられた固定用ナットと、を有し、
   前記焼き嵌めチャックは、
   外周に前記チャック挿入孔が開口する側を径小とする段を有し、
   前記固定用ナットは、
   前記貫通孔の周囲に前記軸方向に係合可能な押圧部を備え、
   開放された前記一端が前記段を挿通可能であって、かつ前記貫通孔が前記焼き嵌めチャックの前記段から前記挿入口までをのみ挿通可能に形成されており、
   前記チャック挿入孔に前記焼き嵌めチャックが挿入された状態で前記ホルダ本体に螺合させた前記固定用ナットを締めることにより、前記押圧部が前記段の側面を押圧して前記焼き嵌めチャックを前記チャック挿入孔に進入させるように構成されてなる
   ことを特徴とする焼き嵌め式工具ホルダ。
5. 前記焼き嵌めチャックを前記チャック挿入孔から抜き出すための取り外し補助具をさらに有し、
   前記焼き嵌めチャックは、
   前記段よりも前記一端側に前記段から所定の間隔を有して周方向の溝または軸心に向かう孔を備え、
   前記取り外し補助具は、
   前記焼き嵌めチャックの外周に着脱可能であり、
   前記焼き嵌めチャックの外周に装着されたときに前記周方向の溝または前記軸心に向かう孔にその一部が嵌入しかつその他の部分が前記軸方向に係合可能な係合部を有し、
   前記チャック挿入孔に前記焼き嵌めチャックが嵌入された状態で前記取り外し補助具が前記焼き嵌めチャックに装着されて前記ホルダ本体に螺合させた前記固定用ナットを緩めることにより前記押圧部が前記係合部を押圧して前記焼き嵌めチャック本体を前記チャック挿入孔から抜き出すように構成された
   請求項４に記載の焼き嵌め式工具ホルダ。
6. 前記焼き嵌めチャックを前記チャック挿入孔から抜き出すための取り外し補助具をさらに有し、
   前記焼き嵌めチャックは、
   前記段よりも前記一端側に前記段から所定の間隔を有して周方向の溝を備え、
   前記取り外し補助具は、
   前記焼き嵌めチャックの外周に着脱可能であり、
   前記焼き嵌めチャックの外周に装着されたときに前記周方向の溝にその一部が嵌入しかつ前記軸方向に係合可能な係合部を有し、
   前記固定用ナットは、
   前記貫通孔の周面の外側面における端縁に前記係合部を収容可能な凹状の周溝を有し、
   前記チャック挿入孔に前記焼き嵌めチャックが嵌入された状態で前記取り外し補助具が前記焼き嵌めチャックに装着されて前記ホルダ本体に螺合させた前記固定用ナットを緩めることにより前記凹状の周溝が前記係合部を押圧して前記焼き嵌めチャック本体を前記チャック挿入孔から抜き出すように構成された
   請求項４に記載の焼き嵌め式工具ホルダ。
7. 前記チャック挿入孔は、
   その奥に内径が一定であるストレート部と、
   前記チャック挿入孔の開口部分に向けて内径が一定の割合で大きくなるテーパ部と、を有し、
   前記焼き嵌めチャックは、
   前記挿入口とは逆側の端部に外径が一定であって前記ストレート部を軸方向に摺動可能な円筒部と、
   前記円筒部の前記挿入口に前記テーパ部の内径の増加割合と同一の割合で外径が増加するテーパ面部と、を有する
   請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の焼き嵌め式工具ホルダ。
8. 前記固定用ナットは、
   前記押圧部における内側側面にプレーンベアリングを有する
   請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載の焼き嵌め式工具ホルダ。
9. 前記チャック挿入孔は、
   前記ストレート部と前記テーパ部とが直接接続されている
   請求項７または請求項８に記載の焼き嵌め式工具ホルダ。

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