JP2017056517A - 工具ホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブ外周部に印加する圧力を高めることなく、スリーブの剛性を高めながらスリーブの弾性変形による工具の把持力を高めることができる技術を提供する。【解決手段】本体部１１０の本体内周面１１１により、スリーブ挿入空間１１２が形成され、本体内周面１１１と、スリーブ１２０の把持部１４０の把持部外周面１４１により、加圧空間１１３が形成されている。把持部１４０は、工具挿入空間１２３を形成する把持部内周面（スリーブ内周面）１２１と、把持部外周面１４１を有している。把持部外周面１４１は、直線状の外周部分１４１ａが接続された三角形形状を有し、把持部内周面１２１は、円弧形状の内周部分１２１ａにより円形形状に形成されている。把持部１４０は、薄肉部１４０Ａと厚肉部１４０Ｂを有し、厚肉部１４０Ｂに、空洞部１２４と、空洞部１２４と工具挿入空間１２３とを連通する連通溝１２６が配置されている。空洞部１２４は、外に突状の曲線形状の空洞形成壁１２５により形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械で使用する工具を保持する工具ホルダに関し、特に、外周面に印加される圧力によって弾性変形し、内周面によって形成される工具挿入空間に挿入されている工具を把持するスリーブを備える工具ホルダに関する。

工作機械は、加工作業を行う工具を保持する工具ホルダを有している。従来、例えば、特許文献１に開示されている工具ホルダが知られている。特許文献１に開示されている工具ホルダは、工具の工具シャンク部が挿入される工具挿入空間を有するスリーブを備え、スリーブの外周面に印加する液圧を高めることによってスリーブを弾性変形させて工具シャンク部を把持するものである。
このような工具ホルダでは、スリーブによる工具シャンク部の把持力を高める方法として、スリーブの外周面に印加する液圧を高める方法あるいはスリーブの厚さを薄く（薄肉）する方法を用いることができる。しかしながら、スリーブの外周面に印加する液圧を高めると、スリーブの塑性変形や、シール部の摩耗等が発生するおそれがある。また、スリーブを薄肉に形成すると、スリーブの剛性が低下するおそれがある。
そこで、特許文献１に開示されている工具ホルダでは、工具挿入空間と連通する割り溝が内周面に形成され、割り溝の間の外周面を切り欠いて薄肉部としたスリーブを用いている。特許文献１に開示されている工具ホルダに用いられているスリーブは、薄肉部を形成する外周面に印加される液圧により割り溝がたわみながら弾性変形し、工具挿入空間が縮径して工具を把持する。

特開２００８−２７９５４３号公報

特許文献１に開示されている工具ホルダでは、液圧を高めることなく工具シャンク部の把持力を高めることができる。しかしながら、スリーブによる工具シャンク部の把持力を高めるには限界がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、スリーブの外周部に印加する圧力を高めることなく、スリーブの剛性を維持しながらスリーブの弾性変形による工具の把持力を高めることができる技術を提供することを目的とする。

本発明の工具ホルダは、本体部とスリーブを備えている。スリーブは、工具シャンク部が挿入される工具挿入空間を形成するスリーブ内周部とスリーブ外周部を有し、本体部は、スリーブが挿入されるスリーブ挿入空間を形成する本体内周部を有している。そして、本体内周部とスリーブ外周部との間に形成される加圧空間内の圧力を高めることにより、スリーブが弾性変形して工具シャンク部が把持される。加圧空間内の圧力を調整する方法としては、典型的には、加圧空間内に液体等の加圧媒体を注入し、加圧媒体の圧力を調整する方法が用いられる。
スリーブは、加圧空間と工具挿入空間との間の領域のうちの少なくとも一部の領域に、工具挿入空間に連通している空洞部を有している。空洞部の数や配設位置等は、スリーブの形状や、スリーブの弾性変形性等に基づいて適宜選択される。好適には、空洞部は、スリーブの、径方向に沿った厚さが厚い（スリーブ内周面とスリーブ外周面の間の間隔が長い）厚肉部に形成される。空洞部を形成する空洞形成壁は、軸方向と直交する断面で見て、外に突状の曲線形状を有している。「曲線形状」には、曲線と直線により形成される形状も含まれる。好適には、空洞部は、軸方向に沿って延在するように形成される。なお、空洞部は、軸方向に沿った１箇所に設けてもよいし、複数個所に設けてもよい。軸方向に沿って延在する空洞部を設けることにより、また、軸方向に沿った複数個所に空洞部を設けることにより、工具シャンク部を強固に把持することができる。
本発明では、スリーブに、工具挿入空間に連通しているとともに、外に突状の曲線形状を有する空洞形成壁により形成される空洞部が設けられているため、スリーブ外周部に印加される圧力により、空洞部が、周方向に沿って収縮するとともに径方向に沿って拡張する。これにより、スリーブ内周部が縮径し易くなり、スリーブ外周部に印加する圧力を高めることなく、また、スリーブの剛性を低下させることなく、スリーブによる工具シャンク部の把持力を高めることができる。
本発明の異なる形態では、空洞部は、円弧形状を有する空洞形成壁により形成されている（空洞部は円形形状を有している）。
本形態では、空洞部を容易に形成することができる。
本発明の他の異なる形態では、スリーブは、空洞部と工具挿入空間を連通する連通溝を有している。連通溝は、軸方向と直交する断面で見て、径方向に沿って延在し、また、連通溝の周方向に沿った間隔が、空洞部の周方向に沿った間隔の最大値より小さくなるように設定されている。
本形態では、スリーブ外周部に加わる圧力により、空洞部と工具挿入空間を連通する連通溝を形成している溝形成壁が、互いに接近する方向に弾性変形する。これにより、スリーブ内周部がより縮径し易くなる。
本発明の他の異なる形態では、加圧空間および空洞部は、軸方向に沿って延在するように形成されている。加圧空間と空洞部の配設箇所は、工具シャンク部の被把持部の位置に基づいて設定される。好適には、空洞部は、加圧空間と工具挿入空間の間の領域に、軸方向に沿った全長にわたって延在するように形成される（空洞部の長さ≧加圧空間と工具挿入空間の間の長さ）。なお、空洞部と工具挿入空間を連通する連通溝を有している場合には、連通溝も、軸方向に沿って延在するように形成するのが好ましい。この場合、好適には、連通溝は、加圧空間と工具挿入空間の間の領域に、軸方向に沿って全長にわたって延在するように形成される。
本形態では、加圧空間と空洞部が形成されている領域、すなわち、スリーブ内周部が縮径し易い領域が軸方向に沿って形成されるため、工具シャンク部を軸方向に沿って連続してあるいは複数箇所で把持することができる。これにより、より確実に工具シャンク部を把持することができる。
本発明の他の異なる形態では、軸方向と直交する断面で見て、スリーブ外周部は、複数の外周部分が接続されて形成され、スリーブ内周部は、複数の円弧形状の内周部分により形成されている。スリーブ外周部を形成する外周部分は、直線状であってもよいし、曲線状であってもよい。また、外周部分が接続されている接続部分は、点状であってもよいし曲線状であってもよい。好適には、スリーブ外周部は、４つ以下の外周部分が接続されて形成される。そして、空洞部は、外周部分が接続されている接続部分に対向する領域に形成されている。
接続部分に対向する領域に、厚肉の領域と薄肉の領域が含まれている場合には、空洞部は、接続部分に対向する領域のうち厚肉の領域に形成される。
本形態では、外周部分の形状および数を適切に設定することにより、接続部分に対向する箇所に厚肉の領域を、外周部分に対向する箇所に薄肉の領域を形成することができる。これにより、薄肉の領域が弾性変形し易くなり、工具シャンク部の把持力を高めることができる。また、空洞部を厚肉の領域に形成することにより、スリーブの剛性を維持しながら、空洞部の断面積を確保することができ、十分な量の冷却媒体を空洞部に流すことができる。
本発明の他の異なる形態では、スリーブ外周部は、複数の直線状の外周部分が接続された多角形形状に形成されている。なお、「多角形形状」には、直線状の外周部分が曲線状の接続部分により接続されている形状も含まれる。接続部分に対向する領域に、厚肉の領域と薄肉の領域が含まれている場合には、接続部分に対向する領域のうち厚肉の領域に空洞部を形成する。
本形態では、スリーブ外周部の形成が容易であるとともに、厚肉部を接続部分に対向する領域に、また、薄肉部を外周部分に対向する領域に容易に形成することができる。
本発明の他の異なる形態では、加圧空間は、スリーブに、軸方向に沿って離間して設けられた第１および第２の端部部分、本体内周部およびスリーブ外周部により形成されている。第１および第２の端部部分としては、典型的には、フランジ外周部を有するフランジ部が用いられる。第１および第２の端部部分の外周部は、本体内周部に密着固定される。典型的には、第１および第２の端部部分の外周部は、本体内周部にロー付けされる。なお、端部部分を３個以上設け、各端部部分により複数の加圧空間を形成することもできる。
本形態では、密閉状態の加圧空間を容易に形成することができる。
加圧空間を形成するスリーブ外周部の形状は、加圧空間内の圧力によってスリーブが弾性変形可能な適宜の形状に形成することができる。
本発明の他の異なる形態では、スリーブが工具シャンク部を把持していない状態（非把持状態）において、加圧空間を形成するスリーブ外周部が本体内周部に当接しないように形成されている。本形態では、加圧空間内の圧力が高められると、先ず、加圧空間内の圧力によってスリーブが弾性変形し、スリーブ外周部が本体内周部に当接した後は、加圧空間内の圧力と本体内周部からの反力によってスリーブが弾性変形する。勿論、加圧空間内の圧力のみによってスリーブを弾性変形させるように構成することもできる。
本発明の他の異なる形態では、スリーブが工具シャンク部を把持していない状態において、加圧空間を形成するスリーブ外周部の一部が本体内周部に当接するように形成される。本形態では、加圧空間内の圧力が高められると、加圧空間内の圧力と本体内周部からの反力によってスリーブが弾性変形する。

本発明では、スリーブの外周部に印加する圧力を高めることなく、スリーブの剛性を高めながらスリーブの弾性変形による工具の把持力を高めることができる。

本発明の工具ホルダの第１の実施形態の、軸方向に沿った断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図（軸方向と直交する断面図）である。 第１の実施形態の工具ホルダの動作を説明する図である。 図３の部分ＩＶの拡大図である。 本発明の工具ホルダの第２の実施形態で用いられているスリーブの把持部の要部を示す図である。 本発明の工具ホルダの第３の実施形態で用いられているスリーブの把持部の要部を示す図である。 本発明の工具ホルダの第４の実施形態で用いられているスリーブの把持部を示す図である。 本発明の工具ホルダの第５の実施形態で用いられているスリーブの把持部を示す図である。 本発明の工具ホルダの第６の実施形態の、軸方向と直交する断面図である。 第６の実施形態の工具ホルダの動作を説明する図である。 本発明の工具ホルダの第７の実施形態で用いられているスリーブの把持部を示す図である。

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
本明細書では、スリーブの延在方向（図１に示されているｘ方向）を「軸方向」という。また、軸方向と直交する断面（図２）において、スリーブの回転中心Ｏを中心とする円弧に沿った方向を「周方向」といい、回転中心Ｏを通る線の方向を「径方向」という。

本発明の工具ホルダの第１の実施形態を図１、図２を参照して説明する。図１は、第１の実施形態の工具ホルダ１００の、軸方向に沿った断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図（軸方向と直交する断面図）である。
第１の実施形態の工具ホルダ１００は、本体部１１０とスリーブ１２０を備えている。スリーブ１２０は、本体部１１０に固定される。

本体部１１０は、本体内周面１１１を有している。
本体内周面１１１によって、スリーブ１２０が挿入されるスリーブ挿入空間１１２が形成されている。本体内周面１１１は、軸方向と直交する断面で見て、回転中心Ｏを中心とする円形形状を有している。
本体内周面１１１が、本発明の「本体内周部」に対応する。

スリーブ１２０は、軸方向両端部に配置されているフランジ部１３０と、フランジ部１３０の間に配置されている把持部１４０を有している。また、スリーブ１２０は、スリーブ内周面１２１とスリーブ外周面１２２を有している。
スリーブ内周面１２１によって、工具１５０の工具シャンク部１５１が挿入される工具挿入空間１２３が形成されている。スリーブ内周面１２１は、円弧形状の内周部分１２１ａにより形成され、軸方向と直交する断面で見て、回転中心Ｏを中心とする円形形状を有している。工具１５０の工具シャンク部１５１の外周面は、軸方向と直交する断面で見て、円形形状を有している。スリーブ内周面１２１は、フランジ部１３０のフランジ内周面と把持部１４０の把持部内周面により形成されている。把持部内周面は、後述するように、把持部１４０の弾性変形により縮径して工具シャンク部１５１を把持する。したがって、スリーブ内周面１２１のうち、把持部１４０の把持部内周面は、工具シャンク部１５１を把持可能な「把持面」ということができる。
スリーブ外周面１２２は、フランジ部１３０のフランジ外周面１３１と把持部１４０の把持部外周面１４１により形成されている。
スリーブ内周面１２１が、本発明の「スリーブ内周部」に対応し、スリーブ外周面１２２が、本発明の「スリーブ外周部」に対応する。

フランジ部１３０のフランジ外周面１３１は、本体内周面１１１の形状に対応する形状に形成される。本実施形態では、本体内周面１１１およびフランジ外周面１３１は、円形形状に形成されている。
フランジ部１３０は、本体部１１０に固定される。本実施形態では、フランジ外周面１３１の外径が、本体内周面１１１の内径より少し小さく設定されている。そして、フランジ部１３０（スリーブ１２０）をスリーブ挿入空間１１２内に挿入した後、フランジ外周面１３１を本体内周面１１１にロー付けしている。これにより、フランジ外周面１３１が本体内周面１１１に密着固定され、フランジ部１３０、本体内周面１１１および把持部外周面１４１によって、密閉性の高い加圧空間１１３が形成される。
なお、保持部内周面１１１およびフランジ外周面１３１の形状は、円形形状以外の形状、例えば、楕円形状や多角形形状等に形成することもできる。また、スリーブ１２０のフランジ部１３０を保持部１１０に固定する方法としては、ロー付け以外の方法を用いることもできる。
スリーブ１２０は、加圧空間１１３内の圧力を高めることによって弾性変形し、工具シャンク部１５１を把持可能な材料、例えば、スチールにより形成される。
スリーブ１２０の軸方向両端部に配置されている一対のフランジ部１３０が、本発明の「スリーブに、軸方向に沿って離間して設けられた第１および第２の端部部分」に対応する。

把持部１４０の把持部外周面１４１は、軸方向と直交する断面で見て、多角形形状に形成されている。本実施形態では、把持部外周面１４１は、３つの直線状の外周部分１４１ａにより三角形形状に形成されている。なお、本実施形態では、直線状の外周部分１４１ａは、曲線状の接続部分１４１ｂによって接続されている。
本発明の「多角形形状」には、多角形の辺を形成する直線状の外周部分が曲線状の接続部分で接続されている形状も含まれる。
また、本実施形態では、把持部外周面１４１は、スリーブ内周面１２１（把持部内周面）によって工具シャンク部１５１が把持されていない状態において、本体内周面１１１と当接しないように構成されている。これにより、本実施形態では、スリーブ１３０、本体内周面１１１および把持部外周面１４１により１つの加圧空間１１３が形成される。
加圧空間１１３には、注入孔１１４を介して加圧媒体が注入される。本実施形態では、加圧媒体として、油等の液体が用いられている。
なお、図示は省略しているが、加圧空間１１３内の圧力を調整する圧力調整装置が設けられている。加圧空間１１３内の圧力は、把持部外周面１４１に印加される。

前述したように、本実施形態では、スリーブ内周面１２１は、回転中心Ｏを中心とする円形形状を有し、把持部外周面１４１は、直線状の外周部分１４１ａと曲線状の接続部分１４１ｂにより、回転中心Ｏを重心とする三角形形状を有している。これにより、把持部１４０は、直線状の外周部分１４１ａに対向する領域に、厚さ（スリーブ内周面１２１と把持部外周面の間の径方向に沿った幅）Ｔ１の薄肉部１４０Ａを有し、接続部分１４１ｂに対向する領域に、厚さＴ２（＞Ｔ１）の厚肉部１４０Ｂを有している。

また、本実施形態では、スリーブ１２０は、軸方向に沿って延在する空洞部１２４と連通溝１２６を有している。連通溝１２６は、空洞部１２４と工具挿入空間１２３を連通するように形成されている。空洞部１２４と連通溝１２６は、把持部１４０の厚肉部１４０Ｂを通るように形成されている。本実施形態では、空洞部１２４と連通溝１２６は、接続部分１４１ｂそれぞれに対向する３箇所の厚肉部１４０Ｂに形成されている。
空洞部１２４は、図５に示されているように、スリーブ１２０の軸方向に沿った一方側（工具１５０が工具挿入空間１２３に挿入される側と反対側）の端面１２０ａと他方側（工具１５０が工具挿入空間１２３に挿入される側）の端面１２０ｂの間に（軸方向両側のフランジ部１３０と把持部１４０にまたがって）延在し、一方側の端面１２０ａに形成された流入口１２４ａと、他方側の端面１２０ｂに形成された流出口１２４ｂを有している。また、空洞部１２４は、軸方向と直交する断面で見て、円弧形状の空洞形成壁１２５により形成され、円形形状を有している。
連通溝１２６は、図５に示されているように、軸方向に沿った一方側のフランジ部１３０と軸方向に沿った他方側の端面１２０ｂの間に（把持部１４０と軸方向に沿った他方側のフランジ部１３０にまたがって）延在している。また、連通溝１２６は、軸方向と直交する断面で見て、径方向に沿って延在する溝形成壁１２７（図４参照）によって形成されている。溝形成壁１２７は、空洞形成壁１２５とスリーブ内周面１２１に接続されている。
図４に示されているように、連通溝１２６の周方向に沿った間隔Ｌ２は、空洞部１２４の周方向に沿った間隔の最大値Ｌ１より小さく設定されている。

本実施形態では、空洞部１２４は、工具挿入空間１２３に挿入された工具１５０を冷却する冷却媒体（例えば、冷却油や冷却水）を流す通路として用いられている。
例えば、図示省略されている冷却媒体供給装置から供給される冷却媒体は、流入口１２４から空洞部１２４に流入し、空洞部１２４内を流れた後、流出口１２４ｂから流出する。流出口１２４ｂから流出した冷却媒体は、工具１５０の先端側の加工部に供給される。
なお、空洞部１２４に連通溝１２６が連通している。ここで、連通溝１２６の間隔は狭く、また、把持部内周面１２１によって工具シャンク部１５１が把持されている状態では、把持内周面１２１と工具シャンク部１５１の外周面との間の隙間も無い。このため、空洞部１２４内を流れる冷却媒体が連通溝１２６に流れることはない。

次に、本実施形態の工具ホルダ１００の動作を、図３、図４を参照して説明する。図４は、図３の部分ＩＶの拡大図である。
スリーブ１２０は、本体部１１０のスリーブ挿入空間１１２内に挿入された後、軸方向両端のフランジ部１３０のフランジ外周面１３１が本体部１１０の本体内周面１１１にロー付けされることによって本体部１１０に固定される。なお、本実施形態では、加圧空間１１３内の圧力が低い場合には、図３に実線で示されているように、把持部外周面１４１（接続部分１４１ｂ）は、本体内周面１１１に当接していない。
この状態で、スリーブ１２０の工具挿入空間１２３内に工具１５０の工具シャンク部１５１を挿入する。
次に、圧力調整装置（図示省略）により加圧空間１１３内の圧力を高め、把持部１４０の把持部外周面１４１（外周部分１４１ａ、接続部分１４１ｂ）に印加する圧力を高める。これにより、把持部１４０は、図３、図４に実線で示されている形状から破線で示される形状に弾性変形する。この時、薄肉部１４０Ａの把持部内周面１２１および外周部分１４１ａは、回転中心Ｏ側に弾性変形する。また、連通溝１２６を形成する溝形成壁１２７は、連通溝１２６の間隔が狭くなるように（互いに接近する方向に）弾性変形し、空洞部１２４を形成する空洞形成壁１２５は、空洞部１２４が周方向に沿って縮小するとともに、径方向に沿って拡張するように（周方向に沿った長さが短くなるとともに、径方向に沿った長さが長くなるように）弾性変形することにより、厚肉部１４０Ｂの外周面（接続部分１４１ｂ）が径方向外側に弾性変形する。すなわち、把持部１４０の把持部内周面１４１が縮径する。
把持部１４０が弾性変形していくと、接続部分１４１ｂが本体内周面１１１に当接する。接続部分１４１ｂが本体内周面１１１に当接した状態で、把持部外周面１４１にさらに圧力が印加されると、接続部分１４１ｂに、本体内周面１１１から回転中心Ｏ側への反力が加わり、把持部１４０がさらに弾性変形する。そして、把持部１４０の把持部内周面１４１によって工具シャンク部１５１が強固に把持される。
工具１５０を取り外す際には、加圧空間１１３内の圧力を低くして、把持部１４０を弾性変形前の状態に復帰させる。

なお、把持部１４０が弾性変形して接続部分１４１ｂが本体内周面１１１に当接した場合、加圧空間１１３が、接続部分１４１ｂと本体内周面１１１との当接部によって複数の部分空間に仕切られるおそれがある。このため、加圧空間１１３が複数の部分空間に仕切られた場合でも、各部分空間内の圧力を同じ圧力に維持することができるように構成する必要がある。例えば、各部分空間を連通する溝を設ける、あるいは、各部分空間に加圧媒体を供給するように構成する。

本実施形態では、把持部１４０の把持部外周面１４１が、直線状の外周部分１４１ａを曲線状の接続部分１４１ｂによって接続した三角形形状に形成されているとともに、把持部１４０の把持部内周面（把持面）が、円弧形状の内周部分１２１ａにより形成されていることにより、外周部分１４１ａに対向する領域に薄肉部１４０Ａを有しているとともに、接続部分１４１ｂに対向する領域に厚肉部１４０Ｂを有している。そして、厚肉部１４０Ｂの領域に、空洞部１２４と、空洞部１２４と工具挿入空間１２３を連通する連通溝１２６が、軸方向に沿って延在するように形成されている。これにより、把持部１４０の弾性変形性が向上する。したがって、加圧空間１１３内の圧力を高めることなく、また、把持部１４０（スリーブ１２０）の剛性を維持した状態で、把持部１４０を容易に弾性変形させることができ、把持部１４０の把持部内周面（把持面）による工具シャンク部１５１（工具１５０）の把持力を高めることができる。
また、空洞部１２４を把持部１４０の厚肉部１４０Ｂに形成しているため、空洞部１２４の断面積を十分確保することができる。これにより、把持部１４０の弾性変形を容易にするための空洞部１２４を、工具１５０を冷却する冷却媒体を流す通路として用いることができる。

本発明の工具ホルダの第２の実施形態を、図５に示す。図５は、第２の実施形態の工具ホルダのスリーブ２２０の把持部２４０の要部を示している。他の構成は、第１の実施形態と同じである。
本実施形態の把持部２４０は、第１の実施形態の把持部１４０と同様に、３つの直線状の外周部分２４１ａが曲線状の接続部分２４１ｂにより接続された三角形形状の把持部外周面２４１と、円弧形状の内周部分２２１ａにより形成される把持部内周面（把持面）２２１を有している。把持部２４０は、外周部分２４１ａに対向する領域に薄肉部２４０Ａを有し、接続部分２４１ｂに対向する領域に厚肉部２４０Ｂを有している。
また、スリーブ２２０は、空洞部２２４と連通溝２２６を有している。空洞部２２４と連通溝２２６は、把持部２４０の厚肉部２４０Ｂに配置されている。
本実施形態では、空洞部２２４は、直線状の壁部２２５ａ、２２５ｃおよび２２５ｅと曲線状（例えば、円弧状）の壁部２２５ｂおよび２２５ｄにより形成され、小判形状を有している。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を有している。

本発明の工具ホルダの第３の実施形態を、図６に示す。図６は、第３の実施形態の工具ホルダのスリーブ３２０の把持部３４０の要部を示している。他の構成は、第１の実施形態と同じである。
本実施形態の把持部３４０は、第１の実施形態の把持部１４０と同様に、３つの直線状の外周部分３４１ａが曲線状の外周部分３４１ｂにより接続された三角形形状の把持部外周面３４１と、円弧形状の内周部分３２１ａにより形成される把持部内周面（把持面）３２１を有している。把持部３４０は、外周部分３４１ａに対向する領域に薄肉部３４０Ａを有し、接続部分３４１ｂに対向する領域に厚肉部３４０Ｂを有している。
また、スリーブ３２０は、工具挿入空間３２３と連通している空洞部３２４を有している。空洞部３２４は、把持部３４０の厚肉部３４０Ｂに配置されている。
本実施形態では、空洞部３２４は、円弧形状の壁部３２５により形成されている。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を有している。

本発明の工具ホルダの第４の実施形態を、図７に示す。図７は、第４の実施形態の工具ホルダのスリーブ４２０の把持部４４０を示している。他の構成は、第１の実施形態と同じである。
本実施形態の把持部４４０は、４つの直線状の外周部分４４１ａが曲線状の接続部分４４１ｂにより接続された四角形形状の把持部外周面４４１と、円弧形状の内周部分４２１ａにより形成される把持部内周面（把持面）４２１を有している。把持部４４０は、外周部分４４１ａに対向する領域に薄肉部４４０Ａを有し、接続部分４４１ｂに対向する領域に厚肉部４４０Ｂを有している。
また、スリーブ４２０は、空洞部４２４と連通溝４２６を有している。空洞部４２４と連通溝４２６は、把持部４４０の厚肉部４４０Ｂに配置されている。
本実施形態では、空洞部４２４は、第１の実施形態と同様に、円弧形状の壁部４２５により形成されている。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を有している。

本発明の工具ホルダの第５の実施形態を、図８に示す。図８は、第５の実施形態の工具ホルダのスリーブ５２０の把持部５４０を示している。
本実施形態の把持部５４０は、４つの直線状の外周部分５４１ａが曲線状の接続部分５４１ｂおよび５４１ｃにより接続されたひし形形状の把持部外周面５４１と、円弧形状の内周部分５２１ａにより形成される把持部内周面（把持面）５２１を有している。把持部５４０は、接続部分５４１ｃに対向する領域に薄肉部５４０Ａを有し、接続部分５４１ｂに対向する領域に厚肉部５４０Ｂを有している。すなわち、把持部５４０では、接続部分に対向する領域に、薄肉の領域と厚肉の領域が含まれている。
また、スリーブ５２０は、空洞部５２４と連通溝５２６を有している。空洞部５２４と連通溝５２６は、把持部５４０の厚肉部５４０Ｂ、すなわち、接続部分に対向する領域のうち厚肉の領域に配置されている。
本実施形態では、空洞部５２４は、第１の実施形態と同様に、円弧形状の壁部５２５により形成されている。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を有している。

本発明の工具ホルダの第６の実施形態を、図９に示す。図９は、第６の実施形態の工具ホルダの、軸方向と直交する断面図である。第１〜第５の実施形態では、工具シャンク部が把持されていない状態（非把持状態）において、把持部外周面が本体内周面に当接しないように構成したが、第６の実施形態では、非把持状態において、把持部外周面の一部が本体内周面に当接するように構成されている。
図９において、図２に示されている各構成要素に付されている符号のうち百番台以外が同じである符号が付されている構成要素は同じ構成要素を表している。
本実施形態は、把持部６４０の把持部内周面６２１によって工具シャンク部１５１が把持されていない状態において、把持部６４０の厚肉部６４０Ｂの外周面（接続部分６４１ｂ）の一部が、軸方向に沿って本体部６１０の本体内周面６１１に当接する点が第１の実施形態と異なっている。
接続部分６４１ｂの一部を本体内周面６１１に当接させる方法としては、例えば、接続部分６４１ｂの一部を本体内周面６１１にロー付けする方法や、把持部６４０の外径を本体内周面１１１の内径より少し大きく設定し、把持部６４０をスリーブ挿入空間６１２内に圧入する方法等を用いることができる。
なお、本実施形態では、スリーブ外周面６４１と本体内周面６１１との間に形成される加圧空間６１３は、接続部分６４１ｂと本体内周面６１１との当接部分によって複数の部分空間６１３ａ〜６１３ｃに仕切られる。このため、各部分空間６１３ａ〜６１３ｃ内の圧力を同じ圧力に維持することができるように構成する必要がある。例えば、各部分空間６１３ａ〜６１３ｃを連通する溝を設ける、あるいは、各部分空間６１３ａ〜６１３ｃに加圧媒体を供給するように構成する。

次に、本実施形態の工具ホルダ６１０の動作を、図１０を参照して説明する。
スリーブ６２０は、本体部６１０のスリーブ挿入空間６１２内に挿入された後、軸方向両端のフランジ部のフランジ外周面が本体内周面６１１にロー付けされる。この時、把持部６４０の把持部外周面６４１を形成する接続部分６４１ｂの一部が本体内周面６１１に当接する。
この状態で、スリーブ６２０の工具挿入空間６２３内に工具１５０の工具シャンク部１６１を挿入する。
次に、圧力調整装置（図示省略）により加圧空間６１３（部分空間６１３ａ〜６１３ｃ）内の圧力を高め、把持部６４０の把持部外周面６４１（外周部分６４１ａ、接続部分６４１ｂ）に印加する圧力を高める。これにより、把持部６４０は、図１１に実線で示されている形状から破線で示される形状に弾性変形する。ここで、接続部分６４１ｂの一部が本体内周面６１１に当接しているため、把持部６４０が弾性変形することにより、接続部分６４１ｂに、本体内周面６１１から回転中心Ｏ側への反力が作用する。このため、本実施形態では、加圧空間６１３（部分空間６１３ａ〜６１３ｃ）内の圧力と、接続部分６４１ｂへの本体内周面６１１からの反力によって把持部６４０が弾性変形する。そして、把持部６４０の把持部内周面６２１によって工具シャンク部１５１が強固に把持される。

第６の実施形態では、３つの曲線形状の外周部分が接続されて形成される把持部外周面を有する把持部（スリーブ）を用いた場合について説明したが、曲線形状の外周部分の数は３に限定されない。例えば、図８に示されている第４の実施形態や図９に示されている第５の実施形態のように、４つの曲線形状の外周部分が接続されて形成される把持部外周面を有する把持部を用いるとともに、非把持状態において、把持部外周面の一部が本体内周面に当接するように構成することもできる。

第１〜第６の実施形態では、把持部外周面を、直線状の外周部分を接続した多角形形状に形成したが、曲線状の外周部分を接続した形状に形成することもできる。
本発明の工具ホルダの第７の実施形態を、図１１に示す。図１１は、第７の実施形態の工具ホルダのスリーブ７２０の把持部７４０を示している。他の構成は、第１の実施形態と同じである。
本実施形態の把持部７４０は、３つの曲線状（例えば、円弧形状）の外周部分７４１ａが曲線状の接続部分７４１ｂにより接続された形状の把持部外周面７４１と、円弧形状の内周部分７２１ａにより形成される把持部内周面７２１を有している。把持部７４０は、外周部分７４１ａに対向する領域に薄肉部７４０Ａを有し、接続部分７４１ｂに対向する領域に厚肉部７４０Ｂを有している。
また、スリーブ７２０は、第１の実施形態と同様に、空洞部７２４と連通溝７２６を有している。空洞部７２４と連通溝７２６は、把持部７４０の厚肉部７４０Ｂに配置されている。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を有している。

第７の実施形態では、３つの曲線形状の外周部分が接続されて形成される把持部外周面を有する把持部（スリーブ）について説明したが、曲線形状の外周部分の数は３に限定されない。例えば、図７に示されている第４の実施形態や図８に示されている第５の実施形態のように、４つの曲線形状の外周部分が接続されて形成される把持部外周面を有する把持部を用いることもできる。
また、第１〜第５の実施形態のように、非把持状態において、把持部外周面が本体内周面に当接しないように構成してもよいし、第６の実施形態のように、非把持状態において、把持部外周面の一部が本体内周面に当接するように構成することもできる。

以上のように、本発明の工具ホルダでは、スリーブの外周面に印加する圧力を高めることなく、スリーブの剛性を高めながらスリーブの弾性変形による工具シャンク部の把持力を高めることができる。特に、スリーブに薄肉部と厚肉部を設け、厚肉部に空洞部あるいは空洞部と連通溝を設けることにより、スリーブの剛性を確保しながら、スリーブを容易に弾性変形させることができる。
また、空洞部をスリーブの厚肉部に設けているため、空洞部の断面積を確保することができる。これにより、空洞部を、工具を冷却する冷却媒体を流す通路として用いることができる。

本発明は、実施形態で説明した構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変更、追加、削除が可能である。
本体部とスリーブにより構成される保持部を備える工具ホルダについて説明したが、これ以外の種々の構成の工具ホルダを用いることができる。例えば、工具挿入空間を有し、工具挿入空間に挿入された工具シャンク部を把持可能な保持部を備える工具ホルダを用いることができる。
スリーブ外周面を形成する外周部分は、直線状であってもよいし曲線状であってもよい。また、外周部分を接続する接続部分は、点状であってもよいし、曲線状であってもよい。スリーブ外周面は、好適には４つ以下の外周部分、より好適には３つの外周部分を接続して形成されるが、５以上の外周部分を接続して形成することもできる。
加圧空間を、スリーブの両端に設けた端部部分（フランジ部）、スリーブ外周面（把持部外周面）および本体内周面により形成したが、加圧空間を形成する方法はこれに限定されない。
加圧空間を形成する端部部分（フランジ部）をスリーブの軸方向両端に２つ設けたが、端部部分の数や配設位置は、適宜変更可能である。例えば、端部部分を軸方向に沿って離間した位置に３つ設け、各端部部分の間に２つの加圧空間を形成することもできる。この場合、離間した２箇所で工具シャンク部を把持することができる。また、端部部分間の距離を調節することによって、工具シャンク部を把持する領域を変更することができる。
空洞部は、好適には、スリーブの、軸方向両端面間に形成されるが、軸方向両端面間の一部に形成することもできる。
空洞部を、円弧状の壁部により形成したが、空洞部を形成する壁部は、外に突状の曲線形状を有していればよい。
加圧空間、空洞部や連通溝の形状、数、配設位置等は、工具（工具シャンク部）を把持する箇所等に応じて適宜選択可能である。
保持部、スリーブの形状（フランジ部や把持部の形状）は、実施形態で説明した形状に限定されず、適宜変更可能である。
実施形態では、加圧空間を形成する端部部分（フランジ部）を２つ設け、２つの端部部分により１つの加圧空間を形成したが、端部部分を３つ以上設け、各端部部分により２以上の加圧空間を形成してもよい。
把持部外周面の形状は、適宜変更可能である。例えば、工具シャンク部が把持されていない状態では、把持部外周面が本体内周面に当接せず、加圧空間内の圧力が高くなると、先ず、加圧空間内の圧力によって把持部が弾性変形し、把持部外周面が本体内週面に当接した後は、加圧空間内の圧力と本体内周面からの反力によって把持部が弾性変形するように形成する。あるいは、把持部外周面が常時本体内週面に当接せず、加圧空間内の圧力のみによって把持部が弾性変形するように形成する。あるいは、把持部外周面の一部が常時本体内週面に当接し、加圧空間内の圧力と本体内周面からの反力によって把持部が弾性変形するように形成する。
空洞部を封止する方法は、実施形態で説明した方法に限定されない。
空洞部を、把持部の弾性変形性を改善するためおよび冷却媒体を流す通路として用いたが、空洞部は、少なくとも、把持部の弾性変形性を改善することができる構成であればよい。
加圧空間と空洞部あるいは加圧空間、空洞部と連通溝は、少なくとも工具シャンク部を把持する領域に設けられていればよい。
実施形態で説明した各構成は、単独で用いることもできるし、適宜選択した複数を組み合わせて用いることもできる。

１００ 工具ホルダ
１１０、６１０ 本体部
１１１、６１１ 本体内周面（本体内周部）
１１２、６１２ スリーブ挿入空間
１１３、６１３ 加圧空間
１１４ 注入孔
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０ スリーブ
１２０ａ、１２０ｂ 端面
１２１ スリーブ内周面（スリーブ内周部）
１２１ａ、２２１ａ、３２１ａ、４２１ａ、５２１ａ、６２１ａ、７２１ａ 内周部分
１２２ スリーブ外周面（スリーブ外周部）
１２３、２２３、３２３、４２３、５２３、６２３、７２３ 工具挿入空間
１２４、２２４、３２４、４２４、５２４、６２４、７２４ 空洞部
１２４ａ 流入口
１２４ｂ 流出口
１２４Ａ 孔
１２５、２２５、３２５、６２５ 空洞形成壁
１２５ａ、１２５ｃ 壁部
１２５ｂ 段差部
１２６、２２６、４２６、５２６、６２６、７２６ 連通溝
１２７、２２７ 溝形成壁
１３０ フランジ部（端部部分）
１３１ フランジ外周面
１４０、２４０、３４０、４４０、５４０、７４０ 把持部
１４０Ａ、２４０Ａ、３４０Ａ、４４０Ａ、５４０Ａ、６４０Ａ、７４０Ａ 薄肉部
１４０Ｂ、２４０Ｂ、３４０Ｂ、４４０Ｂ、５４０Ｂ、６４０Ｂ、７４０Ｂ 厚肉部
１４１ 把持部外周面
１４１ａ、２４１ａ、３４１ａ、４４１ａ、５４１ａ、６４１ａ、７４１ａ 外周部分
１４１ｂ、２４１ｂ、３４１ｂ、４４１ｂ、５４１ｂ、５４１ｃ、６４１ｂ、７４１ｂ 接続部分
１５０ 工具
１５１ 工具シャンク部

Claims (9)

1. スリーブ内周部およびスリーブ外周部を有し、前記スリーブ内周部によって工具の工具シャンク部が挿入される工具挿入空間が形成されているスリーブと、本体内周部を有し、前記本体内周部によって前記スリーブが挿入されるスリーブ挿入空間が形成されている本体部を備え、前記本体内周部と前記スリーブ外周部との間に加圧空間が形成され、前記加圧空間内の圧力を高めることにより前記スリーブを弾性変形させて前記工具シャンク部を把持する工具ホルダであって、
   前記スリーブは、前記加圧空間と前記工具挿入空間との間の領域のうちの少なくとも一部の領域に、前記工具挿入空間に連通している空洞部を有し、前記空洞部は、軸方向と直交する断面で見て、外に突状の曲線形状を有する壁部により形成されていることを特徴とする工具ホルダ。
2. 請求項１に記載の工具ホルダであって、
   前記空洞部は、円弧形状を有する壁部により形成されていることを特徴とする工具ホルダ。
3. 請求項１または２に記載の工具ホルダであって、
   前記スリーブは、前記空洞部と前記工具挿入空間を連通する連通溝を有し、
   前記連通溝は、軸方向と直交する断面で見て、径方向に沿って延在し、また、前記連通溝の周方向に沿った間隔は、前記空洞部の周方向に沿った間隔の最大値より小さいことを特徴とする工具ホルダ。
4. 請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の工具ホルダであって、
   前記加圧空間および前記空洞部は、軸方向に沿って延在していることを特徴とする工具ホルダ。
5. 請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の工具ホルダであって、
   軸方向と直交する断面で見て、前記スリーブ外周部は、複数の外周部分が接続されて形成され、前記スリーブ内周部は、複数の円弧形状の内周部分により形成され、前記空洞部は、前記外周部分が接続されている接続部分に対向する領域に形成されていることを特徴とする工具ホルダ。
6. 請求項５に記載の工具ホルダであって、
   前記スリーブ外周部は、複数の直線状の外周部分が接続されて形成されていることを特徴とする工具ホルダ。
7. 請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の工具ホルダであって、
   前記加圧空間は、前記スリーブに、軸方向に沿って離間して設けられた第１および第２の端部部分、前記本体内周部および前記スリーブ外周部により形成されていることを特徴とする工具ホルダ。
8. 請求項７に記載の工具ホルダであって、
   前記スリーブが前記工具シャンク部を把持していない状態において、前記加圧空間を形成する前記スリーブ外周部が前記本体内周部に当接しないように構成されていることを特徴とする工具ホルダ。
9. 請求項７に記載の工具ホルダであって、
   前記スリーブが前記工具シャンク部を把持していない状態において、前記加圧空間を形成する前記スリーブ外周部のうちの一部が前記本体内周部に当接するように構成されていることを特徴とする工具ホルダ。

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