JP2017061010A - Tool holder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工具ホルダに関し、特に、加工時に発生する振動を抑制する制振機構を備える工具ホルダに関する。 The present invention relates to a tool holder, and more particularly, to a tool holder including a vibration damping mechanism that suppresses vibrations generated during machining.
切削工具を用いた金属切削加工時等には、切削工具を把持している工具ホルダに振動(「びびり振動」と呼ばれている)が発生し、加工精度が低下する。このため、工具ホルダに発生する振動を抑制する制振機構が設けられている。
制振機構を備える工具ホルダは、例えば、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示されている制振機構では、工具ホルダに形成された円筒形状の中空部に、扇形の横断面形状を有する複数の錘部材を、回転中心を中心とする周方向に沿って並べて配置されている。各錘部材は、隣り合う錘部材の分割面同士が面接触するように、付勢部材によって回転中心方向に付勢されている。
During metal cutting using a cutting tool, vibration (called “chatter vibration”) is generated in the tool holder that holds the cutting tool, and the processing accuracy decreases. For this reason, a vibration suppression mechanism that suppresses vibration generated in the tool holder is provided.
A tool holder provided with a vibration damping mechanism is disclosed in
従来の工具ホルダでは、工具ホルダに振動が発生すると、隣り合う錘部材の分割面同士が摺動し、振動エネルギーが摩擦エネルギーとして吸収されることによって振動が抑制される。しかしながら、従来の工具ホルダで用いられている制振機構では、振動抑制効果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、振動抑制効果を高めることができる工具ホルダを提供することを目的とする。
In the conventional tool holder, when vibration occurs in the tool holder, the divided surfaces of the adjacent weight members slide with each other, and vibration energy is absorbed as friction energy, thereby suppressing vibration. However, the vibration damping mechanism used in the conventional tool holder has a limit in increasing the vibration suppression effect.
The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a tool holder capable of enhancing the vibration suppression effect.
本発明の工具ホルダは、内側に工具挿入空間を有し、工具挿入空間に挿入された工具を把持可能に構成されている保持部を備えている。工具挿入空間に挿入された工具を把持する把持機構としては、油等の液体や焼き嵌めを用いた公知の種々の構成の把持機構を用いることができる。
また、工具ホルダは、工具ホルダの振動を抑制する制震機構を備えている。制震機構は、保持部の外側に配置され、周方向に一体形成されたリング状部材を有している。「周方向に一体形成されたリング状部材」としては、好適には「筒状部材」、典型的には、内部側および外部側が円形形状を有している円筒状部材が用いられる。なお、「周方向に沿って一体形成されたリング状」には、軸方向と直角な断面で見て、周方向に沿って閉じている形状だけでなく、周方向に沿った一部が切り欠かれている形状も包含される。
リング状部材は、リング状部材の内部側と保持部の外部側との間にクリアランス(径方向に沿った隙間)を有している状態で、保持部に対して相対的に移動可能に配置されている。リング状部材は、少なくとも、保持部に対して径方向に沿って相対移動可能であればよいが、好適には、保持部に対して径方向および軸方向に沿って相対移動可能に配置される。「リング状部材の内部側と保持部の外部側との間にクリアランスを有している」構成は、典型的には、リング状部材の内部側の径方向に沿った間隔が、保持部の外部側の径方向に沿った間隔より大きく設定されている構成が対応する。リング状部材の軸方向に沿った長さや配設位置等は、工具ホルダの振動を効果的に抑制することができるように適宜設定される。
本発明は、振動発生時に、保持部の外部側とリング状部材の内部側が当接するように構成されている。
なお、好適には、リング状部材の内部側と保持部の外部側との間のクリアランス(隙間)を調節可能とするために、リング状部材は、交換可能に取り付けられる。
本発明では、振動が発生した場合、保持部の外部側とリング状部材の内部側との当接による衝突エネルギーによって振動エネルギーを吸収している。これにより、工具ホルダの振動抑制効果を格段に高めることができる。
本発明の異なる形態では、保持部の外側に配置され、保持部の外部側を周方向に沿って覆うカバーを備え、保持部の外部側とカバーの内部側によって空間部が形成されている。好適には、保持部の外周面とカバーによって閉じた空間部が形成される。リング状部材は、空間部に配置されている。ここで、リング状部材の外部側がカバーの内部側に当接しないように構成される。
本形態では、リング状部材の外側にカバーを設けているため、保持部の外部側とリング状部材の内部側との間にごみ等が入り込むのを防止することができる。これにより、ごみ等によって振動抑制効果が低下するのを防止することができる。
本発明の他の異なる形態では、リング状部材は、保持部を形成する材料より比重が大きい材料により形成されている。典型的には、保持部はスチールにより形成され、リング状部材は超硬合金により形成される。
本形態では、リング状部材が、保持部材を形成する材料より比重が大きい材料により形成されているため、リング状部材と保持部との当接による振動抑制効果をより高めることができる。
本発明の他の異なる形態では、リング状部材は、軸方向に沿って配置された複数の分割リング状部材を有している。
本形態では、保持部の外周部とリング状部材の内周部との当接による衝突エネルギーおよび隣接して配置されている分割リング状部材同士の摺動による摩擦エネルギーによって振動エネルギーを吸収することができる。これにより、振動抑制効果をより高めることができる。
本発明の他の異なる形態では、複数の分割リング状部材のうちの少なくとも1つの分割リング状部材の内部側と保持部の外部側との間のクリアランスの最大値が、他の分割リング状部材の内部側と保持部の外部側との間のクリアランスの最大値と異なっている。
本形態では、保持部の外部側と分割リング状部材の内部側との当接タイミングを変えることができる。これにより、振動の振幅が異なる場合でも、振動を効果的に抑制することができる。
本発明の他の異なる形態では、リング状部材の内部側は、径方向に沿った間隔が先端側に向って順次減少するテーパー状に形成され、保持部の外部側は、径方向に沿った間隔が先端側に向って順次減少するテーパー状に形成されている。リング状部材の径方向に沿った間隔および保持部の径方向に沿った間隔は、典型的には、リング状部材の内径および保持部材の外径が対応する。
本形態では、保持部の外部側とリング状部材の内部側が当接した時、保持部の外部側とリング状部材の内部側がテーパー面に沿って摺動する。これにより、保持部の外部側とリング状部材の内部側との当接による衝突エネルギーおよび保持部の外部側とリング状部材の内部側との摺動による摩擦エネルギーによって振動エネルギーを吸収することができ、振動抑制効果をより高めることができる。
本発明の他の異なる形態では、リング状部材の、保持部に対する軸方向に沿った相対移動範囲を調節可能な調節機構を有している。調節機構は、リング状部材に対して軸方向に沿った少なくとも一方側に配置されていればよい。好適には、リング状部材の外側に、軸方向に沿った位置が調節可能なカバーが設けられる。カバーは、周方向に沿って延在する外周壁と、外周壁の軸方向に沿った両端部のうちの少なくとも一方側に連設され、径方向に沿って延在する端壁を有している。
本形態では、リング状部材の軸方向に沿った移動可能範囲を調節することができる。特に、本形態の調節機構と、保持部の外部側およびリング状部材の内部側をテーパー状(テーパー面)に形成する構成を組み合わせることにより、保持部の外部側とリング状部材の内部側との間のクリアランスを容易に調節することができる。
本発明の他の異なる形態では、リング状部材の保持部に対する相対移動に対して抵抗を付与する緩衝機構を有している。緩衝機構としては、例えば、リング状部材を収容するとともに、油や水等の液体あるいは空気等の気体が封入された空間部により構成される緩衝機構、バネ等の弾性部材により構成される緩衝機構等を用いることができる。
本形態では、リング状部材の移動速度を抑えることによって振動エネルギーを吸収することができ、振動抑制効果をより高めることができる。
The tool holder of the present invention includes a holding portion that has a tool insertion space on the inner side and is configured to be able to grip a tool inserted into the tool insertion space. As a gripping mechanism for gripping the tool inserted into the tool insertion space, various known gripping mechanisms using a liquid such as oil or shrink fitting can be used.
The tool holder includes a vibration control mechanism that suppresses vibration of the tool holder. The vibration control mechanism has a ring-shaped member that is disposed outside the holding portion and is integrally formed in the circumferential direction. The “ring-shaped member integrally formed in the circumferential direction” is preferably a “cylindrical member”, typically a cylindrical member having a circular shape on the inner side and the outer side. The “ring shape integrally formed along the circumferential direction” includes not only a shape closed along the circumferential direction but also a part along the circumferential direction when viewed in a cross section perpendicular to the axial direction. Missing shapes are also included.
The ring-shaped member is disposed so as to be relatively movable with respect to the holding portion with a clearance (gap along the radial direction) between the inner side of the ring-shaped member and the outer side of the holding portion. Has been. The ring-shaped member may be at least relatively movable along the radial direction with respect to the holding portion, but is preferably disposed so as to be relatively movable along the radial direction and the axial direction with respect to the holding portion. . In the configuration having “a clearance between the inner side of the ring-shaped member and the outer side of the holding portion”, the interval along the radial direction on the inner side of the ring-shaped member is typically The structure set larger than the space | interval along the radial direction of an external side respond | corresponds. The length, arrangement position, and the like along the axial direction of the ring-shaped member are appropriately set so that the vibration of the tool holder can be effectively suppressed.
The present invention is configured such that the outer side of the holding portion and the inner side of the ring-shaped member abut when vibration is generated.
Preferably, the ring-shaped member is attached to be exchangeable so that the clearance (gap) between the inner side of the ring-shaped member and the outer side of the holding portion can be adjusted.
In the present invention, when vibration occurs, the vibration energy is absorbed by the collision energy caused by the contact between the outer side of the holding portion and the inner side of the ring-shaped member. Thereby, the vibration suppression effect of a tool holder can be improved significantly.
In a different form of the present invention, a cover is provided outside the holding portion and covers the outer side of the holding portion along the circumferential direction, and a space portion is formed by the outer side of the holding portion and the inner side of the cover. Preferably, a closed space portion is formed by the outer peripheral surface of the holding portion and the cover. The ring-shaped member is disposed in the space portion. Here, the outer side of the ring-shaped member is configured not to contact the inner side of the cover.
In this embodiment, since the cover is provided outside the ring-shaped member, it is possible to prevent dust and the like from entering between the outer side of the holding portion and the inner side of the ring-shaped member. Thereby, it can prevent that the vibration suppression effect falls by garbage etc.
In another different form of the present invention, the ring-shaped member is formed of a material having a specific gravity greater than that of the material forming the holding portion. Typically, the holding portion is made of steel, and the ring-shaped member is made of cemented carbide.
In this embodiment, since the ring-shaped member is formed of a material having a specific gravity greater than that of the material forming the holding member, the vibration suppressing effect due to the contact between the ring-shaped member and the holding portion can be further enhanced.
In another different form of the present invention, the ring-shaped member has a plurality of divided ring-shaped members arranged along the axial direction.
In this embodiment, the vibration energy is absorbed by the collision energy caused by the contact between the outer peripheral portion of the holding portion and the inner peripheral portion of the ring-shaped member and the friction energy generated by sliding between the adjacent divided ring-shaped members. Can do. Thereby, the vibration suppression effect can be further enhanced.
In another different aspect of the present invention, the maximum value of the clearance between the inner side of at least one of the plurality of divided ring-shaped members and the outer side of the holding portion is determined by the other divided ring-shaped members. This is different from the maximum value of the clearance between the inner side of the holder and the outer side of the holding portion.
In this embodiment, the contact timing between the outer side of the holding portion and the inner side of the split ring member can be changed. Thereby, even when the amplitude of vibration is different, vibration can be effectively suppressed.
In another different form of the present invention, the inner side of the ring-shaped member is formed in a tapered shape in which the distance along the radial direction decreases sequentially toward the distal end side, and the outer side of the holding portion extends along the radial direction. It is formed in a taper shape in which the interval decreases sequentially toward the tip side. The interval along the radial direction of the ring-shaped member and the interval along the radial direction of the holding portion typically correspond to the inner diameter of the ring-shaped member and the outer diameter of the holding member.
In this embodiment, when the outer side of the holding part and the inner side of the ring-shaped member come into contact with each other, the outer side of the holding part and the inner side of the ring-shaped member slide along the tapered surface. Thus, vibration energy can be absorbed by collision energy caused by contact between the outer side of the holding portion and the inner side of the ring-shaped member and friction energy generated by sliding between the outer side of the holding portion and the inner side of the ring-shaped member. And the vibration suppressing effect can be further enhanced.
In another different form of the present invention, an adjustment mechanism is provided that can adjust the relative movement range of the ring-shaped member in the axial direction with respect to the holding portion. The adjustment mechanism should just be arrange | positioned with respect to the ring-shaped member at least one side along the axial direction. Preferably, a cover whose position along the axial direction is adjustable is provided outside the ring-shaped member. The cover has an outer peripheral wall extending along the circumferential direction, and an end wall that is connected to at least one side of both ends along the axial direction of the outer peripheral wall and extends along the radial direction. Yes.
In this embodiment, the movable range along the axial direction of the ring-shaped member can be adjusted. In particular, by combining the adjustment mechanism of the present embodiment with a configuration in which the outer side of the holding part and the inner side of the ring-shaped member are tapered (tapered surface), the outer side of the holding part and the inner side of the ring-shaped member The clearance between the two can be easily adjusted.
In another different aspect of the present invention, a buffer mechanism is provided that provides resistance to relative movement of the ring-shaped member with respect to the holding portion. As the buffer mechanism, for example, a buffer mechanism configured by a space portion in which a ring-shaped member is accommodated and a liquid such as oil or water or a gas such as air is enclosed, or a buffer mechanism configured by an elastic member such as a spring is used. Etc. can be used.
In this embodiment, vibration energy can be absorbed by suppressing the moving speed of the ring-shaped member, and the vibration suppression effect can be further enhanced.
本発明の工具ホルダは、振動抑制効果を高めることができ、振動による加工精度の低下を抑制することができる。 The tool holder of the present invention can enhance the vibration suppressing effect and can suppress a decrease in machining accuracy due to vibration.
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、工具ホルダの延在方向(回転中心線Pに沿った方向: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4)において、工具ホルダの回転中心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を通る線に沿った方向を「径方向」という。
また、軸方向に沿って、工具が工具挿入空間に挿入される側(図1では右側)を「先端側」という。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the present specification, the extending direction of the tool holder (direction along the rotation center line P: the x direction shown in FIG. 1) is referred to as “axial direction”. Further, in the cross section orthogonal to the axial direction (FIG. 4), the direction along the arc centering on the rotation center O of the tool holder is called “circumferential direction”, and the direction along the line passing through the rotation center O is “diameter”. "Direction".
Further, the side (right side in FIG. 1) where the tool is inserted into the tool insertion space along the axial direction is referred to as “tip side”.
本発明の工具ホルダの第1の実施形態を、図1〜図4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の部分IIの拡大図であり、図3は、図2の部分IIIの拡大図である。図4は、図1のIV−IV線断面図(軸方向と直角な断面図)である。
1st Embodiment of the tool holder of this invention is described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view along the axial direction of the
第1の実施形態の工具ホルダ100は、本体部100、把持部120、カバー130を有している。工具ホルダ100は、工作機械の駆動部(図示省略)により駆動され、回転中心線Pのまわりに回転する。
本体部110は、内部側に本体内周面111を有している。本体内周面111により、工具ホルダ100の内側に空洞部112が形成されている。
空洞部112の先端側に把持部120が固定されている。把持部120は、内部側に把持面121を有している。把持面121により、把持部120の内側に工具挿入空間122が形成されている。
工具挿入空間122には、工具10の工具シャンク部11が挿入される。工具挿入空間122に挿入された工具シャンク部11は、把持面121によって把持される。把持面121によって工具シャンク部11を把持する把持機構としては、例えば、油等の液体や焼き嵌め等を用いた公知の種々の把持機構を用いることができる。これらの把持機構の構成は公知であるため、本明細書では説明を省略する。
工具ホルダ100が駆動部により駆動されて回転すると、把持部120により把持されている工具10も回転し、工具10の先端側(把持部120により把持されていない側:図1では右側)に設けられている刃部(図示省略)を用いた加工作業が可能となる。
なお、工具10を冷却する冷却媒体(例えば、冷却油)が、空洞部112、工具10に形成されている通路あるいは把持部120や本体部110に形成されている通路を介して工具10の先端側に供給される。
本体部110と把持部120により、本発明の「保持部」が構成されている。
The
The
The
The
When the
Note that a cooling medium (for example, cooling oil) for cooling the
The
本体部110の外部側には、本体外周面113と段差面114が形成されている(図2、図3参照)。本体外周面113は、周方向および軸方向に沿って延在している。本実施形態では、本体外周面113は、軸方向に平行に延在しており、また、軸方向と直角な断面で見て(図4参照)、回転中心Oを中心とする円形形状を有している。段差面114は、本体外周面113の軸方向に沿った両端部のうち、先端側と反対側(図1〜図3では左側)の端部から、径方向に沿って外側に延在している。これにより、本体部110の外周に、本体外周面113と段差面114により、周方向および軸方向に沿って延在する切り欠き部が形成される。
A main body outer
また、本体部110の外周には、本体外周面113と段差面114により形成される切り欠き部を覆うカバー130が設けられている。
カバー130は、外周壁131と端壁132を有している。外周壁131は、周方向および軸方向に沿って延在し、内部側にカバー内周面131aを有している。本実施形態では、外周壁131(カバー内周面131a)は、軸方向に平行に延在しており、また、軸方向と直角な断面で見て(図4参照)、回転中心Oを中心とする円形形状を有している。端壁132は、外周壁131の、軸方向に沿った両端部のうち、先端側の端部から径方向に沿って内側に延在し、先端側と反対側にカバー端面132aを有している。端壁132の中央には、本体部110の、本体外周面113により囲まれる部分(以下、「本体部の先端部分」)という)が挿入可能な開口部が形成されている。
本実施形態では、外周壁131は、円筒形状を有している。すなわち、カバー130は、中央に開口部が形成されている端壁132を底壁とする有底円筒形状を有している。
なお、本体部110の先端部分の先端側の外周面には、雌ネジ115が形成されている。また、カバー130の端壁132の開口部には、雄ネジ133が形成されている。カバー130を本体部11の外周に取り付ける際には、カバー130の端壁132の開口部に形成されている雄ネジ133を本体部110の先端部分の先端側の外周面に形成されている雌ネジ115に螺合させる(噛み合わせる)。雄ネジ133と雌ネジ115の螺合位置(噛み合わせ位置)を調節することによって、カバー130(端壁132)の軸方向に沿った位置を調節することができる。
A
The
In the present embodiment, the outer
A
本体部110の本体外周面113および段差面114とカバー130により、本体部110(本体部110の先端部分)の外側に、周方向および軸方向に沿って延在する円筒形状の空間部140が形成される。空間部140は、本体部110の本体外周面113および段差面114、カバー130のカバー内周面131aおよびカバー端面132aにより形成されている。
空間部140には、リング状部材150が配置される。リング状部材150は、内部側に形成されたリング内周面151、外部側に形成されたリング外周面152、軸方向に沿った両端部に形成された端面153および154を有し、周方向および軸方向に沿って延在する円筒形状を有している。本実施形態では、図4に示されているように、軸方向に直角な断面で見て、周方向に沿って閉じた円形形状を有している。リング状部材150は、本体部110を形成する材料より比重が大きい材料により形成される。本実施形態では、本体部110は、スチールにより形成され、リング状部材150は、炭化タングステンとコバルトを含む超硬質合金(「超硬合金」とも呼ばれる)により形成されている。
なお、リング状部材150は、周方向に沿った一部が切り欠かれている断面形状(C字形状)を有する円筒形状に形成することもできる。この場合、切り欠き部の形状(間隔等)は、本体部110の本体外周面113とリング状部材150のリング内周面151との当接による衝突エネルギーによって振動エネルギーを吸収することができる範囲内に設定される。
A
A ring-shaped
In addition, the ring-shaped
本実施形態では、本体部110に振動が発生した場合に、リング状部材150が、本体部110(先端部分)に対して、径方向に沿って相対的に移動してリング状部材150のリング内周面151と本体部110の本体外周面113が当接し、リング状部材150のリング内周面151と本体部110の本体外周面113との当接による衝突エネルギーによって振動エネルギーが吸収されるように構成されている。
具体的には、図4に示されているように、本体部110の本体外周面113の直径(外径)をK、リング状部材150のリング内周面151の直径(内径)およびリング外周面152の直径(外径)をそれぞれLおよびM、カバー130のカバー内周面131aの直径(内径)をNとしたとき、KはLより小さく、LはMより小さく、MはNより小さくなるように([K<L<M<N]が満足されるように)、本体部110の本体外周面113、リング状部材150およびカバー130が形成される。
これにより、本体部110の本体外周面113とリング状部材150のリング内周面151との間に内側空間部141が形成され、リング状部材150のリング外周面152とカバー130のカバー内周面131aとの間に外側空間部142が形成される。すなわち、空間部140が、リング状部材150により、径方向内側の内側空間部141と径方向外側の外側空間部142に分割される。
In the present embodiment, when vibration occurs in the
Specifically, as shown in FIG. 4, the diameter (outer diameter) of the outer
Thus, an
なお、振動によりリング状部材150が本体部110に対して径方向に沿って相対的に移動した場合に、リング状部材150のリング内周面151と本体部110の本体外周面113は衝突可能であるが、リング状部材150のリング外周面152とカバー130のカバー内周面131aは当接しないように構成される。
ここで、本体部110の本体外周面113とリング状部材150のリング内周面151との間に形成される内側空間部141の径方向に沿った間隔Sおよびリング状部材150のリング外周面152とカバー130のカバー内周面131aとの間に形成される外側空間部142の径方向に沿った間隔Tは、リング状部材150が本体部110に対して径方向に沿って相対的に移動することによって変化する。また、周方向に沿った任意の箇所における内側空間部141の間隔Sと外側空間部142の間隔Tは、一方が大きくなると他方が小さくなる。したがって、本実施形態では、リング状部材150のリング外周面152とカバー130のカバー内周面131aとの間に形成される外側空間部142の径方向に沿った間隔Tの最大値が、本体部110の本体外周面113とリング状部材150のリング内周面151との間に形成される内側空間部141の径方向に沿った間隔Sの最大値より大きくなるように([Tの最大値>Sの最大値]が満足されるように)設定することによって、リング状部材150のリング外周面152とカバー部材150のカバー内周面131aが当接しないように構成されている。
In addition, when the ring-shaped
Here, the distance S along the radial direction of the
本体部110の本体外周面131が、本発明の「保持部の内部側」に対応し、リング状部材150のリング内周面151が、本発明の「リング状部材の内部側」に対応し、リング状部材150のリング外周面152が、本発明の「リング状部材の外部側」に対応し、カバー部130のカバー内周面131aが、本発明の「カバーの内部側」に対応する。また、内側空間部141が、本発明の「リング状部材の内部側と保持部の外部側との間に形成されるクリアランス(隙間)」に対応し、外側空間部142が、本発明の「リング状部材の外部側とカバーの内部側との間に形成されるクリアランス(隙間)」に対応する。
The main body outer
また、リング状部材150が、本体部110に対して径方向に沿って相対的に移動可能とするために、リング状部材150は、本体部に対して軸方向に沿って相対的に移動可能に構成されている。具体的には、図3に示されているように、リング状部材150の軸方向に沿った長さをH、空間部140の軸方向に沿った間隔(本体部110の段差面114とカバー130の端壁132のカバー端面132aとの間の間隔)をGとしたとき、HがGより小さくなるように([H<G]が満足されるように)、リング状部材150および本体部110の本体外周面113が形成および配置される。
これにより、カバー130のカバー端面132aとリング状部材150の一方側の端面153(先端側の端面)との間およびリング状部材150の他方側の端面154(先端側と反対側の端面)と本体部110の段差面114との間にクリアランス(隙間)が形成される。
なお、リング状部材150は、本体部110に対して軸方向に沿って相対的に移動可能であり、リング状部材150の一方側の端面153および他方側の端面154が、それぞれカバー130のカバー端面132aおよび本体部110の段差面114と当接可能である。このため、カバー130のカバー端面132aとリング状部材150の一方側の端面154との間のクラランスの軸方向に沿った間隔およびリング状部材130の他方側の端面154と本体部110の段差面114との間のクリアランスの軸方向に沿った間隔は、リング状部材150の軸方向に沿った位置によって変化する。
In addition, since the ring-shaped
Thereby, between the
Note that the ring-shaped
ここで、前述したように、カバー130の端壁132の開口部に形成されている雄ネジ133と本体部110の先端部分の先端側の外周面に形成されている雌ネジ115との螺合位置(噛み合わせ位置)を調節することによって、本体部110の段差面114とカバー130のカバー端面132aとの間の間隔、すなわち、空間部140の軸方向に沿った間隔Gを調節することができる。これにより、リング状部材150の、本体部110に対する、軸方向に沿った相対移動範囲を調節することができる。
カバー130の端壁132と、本体部110の先端部分の先端側の外周面に形成された雌ネジ115と、カバー130の端壁132の開口部に形成された雄ネジ133によって、本発明の「リング状部材の、保持部に対する軸方向に沿った相対移動範囲を調節可能な調節機構」が構成されている。
Here, as described above, the
The
本実施形態の動作概要を、図5を参照して説明する。説明を簡単にするため、図5では、本体部110およびリング状部材150を線で表している。
工具ホルダ100に振動が発生していない状態では、本体部110およびリング状部材150は、実線で示されている110(a)および150(a)の位置にあるものとする。
加工時に工具ホルダ100に振動が発生した場合、本実施形態のリング状部材150が設けられていないと、本体部110は、駆動部側(先端側と反対側)の点を振動中心点として、破線で示されている110(b)および110(c)の位置まで振動する。
一方、本実施形態のリング状部材150が設けられていると、本体部110およびリング状部材150が一点鎖線で示されている110(d)および150(d)の位置あるいは110(e)および150(e)の位置に移動した時に本体部110の本体外周面113とリング状部材150のリング内周面151が当接して振動エネルギーが吸収される。これにより、振動が効果的に抑制される。
なお、従来の工具ホルダに設けられている制震機構は、隣り合う錘部材の分割面同士の摺動による摩擦エネルギーによって振動エネルギーを吸収するものであるため、振動エネルギーの吸収効果を高めるのは難しい。
An outline of the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. In order to simplify the description, in FIG. 5, the
In a state where no vibration is generated in the
When vibration is generated in the
On the other hand, when the ring-shaped
In addition, since the vibration control mechanism provided in the conventional tool holder absorbs vibration energy by the frictional energy generated by sliding between the divided surfaces of adjacent weight members, the vibration energy absorption effect is enhanced. difficult.
本発明の工具ホルダの第2の実施形態を、図6、図7を参照して説明する。図6は、第2の実施形態の工具ホルダ200の、軸方向に沿った断面図であり、図7は、図6の部分VIIの拡大図である。
本実施形態の工具ホルダ200は、リング状部材250が収容される空間部240を形成する、本体部210の本体外周面213およびリング状部材250のリング内周面251が第1の実施形態の、本体部110の本体外周面131およびリング状部材150のリング内周面151と相違している。他の構成は、第1の実施形態と同じである。なお、図6、図7において、本体部210の本体外周面213とリング状部材250のリング内周面251を除いて、各構成要素に付されている符号のうち、図2に示されている符号と百番台以外が同じ符号が付されている構成要素は同じものを示す。したがって、以下では、本体部210の本体外周面213とリング状部材250のリング内周面251についてのみ説明する。
A second embodiment of the tool holder of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view along the axial direction of the
In the
本実施形態では、空間部240を形成する、本体部210の本体外周面213は、径方向に沿った間隔(外径)が、先端側に向かって順次減少するテーパー状(テーパー面)に形成されている。また、本体部210の本体外周面213と対向する、リング状部材250のリング内周面251は、径方向に沿った間隔(内径)が先端側に向かって順次減少するテーパー状(テーパー面)に形成されている。すなわち、本体部210の本体外周面213およびリング状部材250のリング内周面251は、平行に延在するテーパー面として形成されている。
これにより、本実施形態では、振動が発生すると、第1の実施形態と同様に、本体部210の本体外周面213がリング状部材250のリング内周面251と当接し、当接エネルギーによって振動エネルギーが吸収される。
また、本体部210の本体外周面213がリング状部材250のリング内周面251と当接したとき、本体外周面213とリング内周面251がテーパー面であるため、本体外周面213とリング内周面251がテーパー面に沿って摺動する。このため、本体外周面213とリング内周面251との摺動による摩擦エネルギーによって振動エネルギーが吸収される。
したがって、本体部210の本体外周面213とリング状部材250のリング内周面251との当接による当接エネルギーおよび本体部210の本体外周面213とリング状部材250のリング内周面251との摺動による摩擦エネルギーによって振動エネルギーを吸収することができ、振動抑制効果が向上する。
In the present embodiment, the main body outer
As a result, in the present embodiment, when vibration occurs, the main body outer
Further, when the main body outer
Therefore, the contact energy between the main body outer
また、本実施形態は、第1の実施形態と同様に、リング状部材250の本体部210に対する軸方向に沿った相対移動範囲を調節可能な調節機構を備えている。調節機構は、カバー230の端壁232(カバー端面232a)と、本体部210の先端部分の先端側の外周面に形成された雌ネジ215と、カバー230の端壁232の開口部に形成された雄ネジ233により構成されている。雄ネジ233と雌ネジ215の螺合位置(咬み合わせ位置)を調節することによって、空間部240の軸方向に沿った間隔Gを調節することができる。
なお、カバー230の端壁232およびカバー端面232aは、リング状部材250の本体部210に対する軸方向に沿った相対移動可能範囲を規定するから、それぞれ「調節機構の調節部」および「調節機構の調節面」ということができる。
Moreover, this embodiment is provided with the adjustment mechanism which can adjust the relative movement range along the axial direction with respect to the main-
Note that the
本実施形態では、本体部210の本体外周面213およびリング状部材250のリング内周面251がテーパー状(テーパー面)に形成されているため、本体部210の本体外周面213とリング状部材250のリング内周面251との径方向に沿った間隔Sは、カバー部材250の、本体部210に対する軸方向に沿った位置により異なる。
このため、カバー230の端壁232(カバー端面232a)の本体部210に対する軸方向に沿った位置を調節することにより、リング状部材250の先端側の端面253がカバー230のカバー端面232aに当接した状態における、本体外周面213とリング内周面251との間の空間部241(クリアランス)の径方向に沿った間隔Sを調節することができる。
すなわち、本実施形態では、カバー部材250を交換することなく、本体部210の本体外周面213とカバー部材250のリング内周面251との間の径方向に沿った間隔S(クリアランス)を調節することができる。
なお、本体外周面213およびカバー内周面251をテーパー状(テーパー面)に形成する構成と、カバー230の端壁232(カバー端面232a)の、本体部210に対する軸方向に沿った位置を調節可能な調節機構を組み合わせる場合には、リング状部材250の先端側の端面253とカバー230のカバー端面232aが当接した状態で工具10による加工が行われるのが好ましい。典型的には、工具10が下方となるように、工具ホルダが鉛直方向に沿って(鉛直方向に対して傾斜した状態を含む)配置された状態で工具10による加工が行われる。
In this embodiment, the main body outer
Therefore, by adjusting the position of the end wall 232 (cover
That is, in the present embodiment, the distance S (clearance) along the radial direction between the outer
In addition, the structure which forms the main body outer
本発明の工具ホルダの第3の実施形態を、図8、図9を参照して説明する。図8は、第3の実施形態の工具ホルダ300の、軸方向に沿った断面図であり、図9は、図8の部分IXの拡大図である。
本実施形態の工具ホルダ300は、リング状部材350の構成が第1の実施形態のリング状部材150と相違している。他の構成は、第1の実施形態と同じである。なお、図8、図9において、リング状部材350を除いて、各構成要素に付されている符号のうち、図2に示されている符号と百番台以外が同じ符号が付されている構成要素は同じものを示す。したがって、以下では、リング状部材350についてのみ説明する。
A third embodiment of the tool holder of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a cross-sectional view along the axial direction of the
The
本実施形態では、リング状部材350は、軸方向に沿って配置されている複数の分割リング状部材350a〜350eにより構成されている。分割リング状部材350a〜350eは、内部側にリング内周面351a〜351eを有しているとともに、外部側にリング外周面352a〜352eを有している。複数の分割リング状部材350a〜350eのリング内周面351a〜351eによりリング状部材350のリング内周面351が形成され、リング外周面352a〜352eによりリング部材350のリング外周面352が形成される。また、軸方向に沿って先端側に配置されている分割リング状部350aの、軸方向に沿った先端側の端面により、リング状部材350の軸方向に沿った先端側の端面353が形成され、軸方向に沿って、先端側と反対側に配置されている分割リング状部350eの、軸方向に沿った、先端側と反対側の端面により、リング状部材350の軸方向に沿った、先端側と反対側の端面354が形成される
リング内周面351a〜351eの内径La〜Leは、同じ値に設定されていない。本実施形態では、図8に示されているように、各リング内周面351a〜351eの内径La〜Leは、それぞれ異なる値に設定されている。各リング内周面351a〜351eの内径La〜Leは、振動抑制効果が高くなるように設定される。
各リング状部材350a〜350eのリング外周面352a〜352eの外径は、各分割リング状部材350a〜350eのリング外周面352a〜352eとカバー330のカバー内周面331aとの間の径方向に沿った間隔Ta〜Teの最大値が、各分割リング状部材350a〜350eのリング内周面351a〜351eと本体部310の本体外周面313との間の径方向に沿った間隔Sa〜Seの最大値より大きくなる([Ta>Sa]、[Tb>Sb]、[Tc>Sc]、[Td>Sd]、[Te>Se]が満足される)適宜の値に設定される。
分割リング状部材350a〜350eのリング内周面351a〜351eの内径La〜Leが異なる値に設定されていることにより、振動発生時における、本体部310の本体外周面313と分割リング状部材350a〜350eのリング内周面351a〜351eとの当接タイミングが異なる。これにより、振動の振幅が異なる場合でも、効果的に振動を抑制することができる。
In the present embodiment, the ring-shaped
The outer diameters of the ring outer
Since the inner diameters La to Le of the ring inner
なお、以上の実施形態では、さらに、リング状弾性部材の移動に対して抵抗を付与する緩衝機構を設けることもできる。緩衝機構を設けることにより、リング状部材の移動に対する抵抗によって振動エネルギーが吸収される。
緩衝機構としては、例えば、空間部内に油や水等の液体を注入し、液体の粘性抵抗を利用してリング状部材の移動に対する抵抗を付与する緩衝機構や、バネ等の弾性部材の弾性力を利用してリング状部材の移動に対する抵抗を付与する緩衝機構等を用いることができる。
In the above embodiment, a buffering mechanism that provides resistance to the movement of the ring-shaped elastic member can also be provided. By providing the buffer mechanism, the vibration energy is absorbed by the resistance to the movement of the ring-shaped member.
Examples of the buffer mechanism include a buffer mechanism that injects a liquid such as oil or water into the space and applies resistance to the movement of the ring-shaped member using the viscous resistance of the liquid, or an elastic force of an elastic member such as a spring. It is possible to use a buffer mechanism or the like that imparts resistance to the movement of the ring-shaped member by using.
本発明は、実施形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
実施形態では、リング状部材を本体部(保持部)の先端側に配置したが、リング状部材の配設位置は、振動抑制効果等に応じて適宜設定することができる。
リング状部材の形状や数は、適宜変更可能である。
工具を把持する保持部としては、実施形態で説明した保持部に限定されず、種々の構成の保持部を用いることができる。
リング状部材を収容する空間部を形成する保持部(本体部)の外周面とリング状部材の形状は、実施形態で説明した形状に限定されない。
実施形態では、保持部(本体部)の外周面および段差面とカバーにより、リング状部材を収容する空間部を形成したが、空間部を形成する方法はこれに限定されない。さらに、カバーを省略することもできる。この場合、調節機構の調節部材(調節面)としてリング状部材の端壁に代わる部材が用いられる。
リング状部材は、軸方向に直角な断面で見て、周方向に沿って閉じている形状であるのが好ましいが、周方向に沿った一部が切り欠かれている形状(例えば、C字形状)であってもよい。
リング状部材としては、1つのリング状部材を用いてもよいし、複数の分割リング状部材を用いてもよい。また、複数の分割リング状部材を用いる場合、同じ形状の複数の分割リング状部材を用いてもよいし、少なくとも1つの分割リング状部材が他の分割リング状部材と異なる複数の分割リング状部材を用いてもよい。異なる形状を有する複数の分割リング状部材を用いる場合には、リング内周面の間隔(内径)が異なる分割リング状部材を用いるのが好ましい。
1つの空間部に1つのリング状部材あるいは複数の分割リング状部材を収容したが、空間部を複数設けてもよい。この場合、各空間部に1つのリング状部材あるいは複数の分割リング状部材を収容する。
実施形態では、保持部をスチールにより形成し、リング状部材を超硬質合金により形成したが、保持部およびリング状部材は、これ以外の材料により形成することができる。
実施形態で説明した各構成は、個別に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。
The present invention is not limited to the configuration described in the embodiment, and various changes, additions, and deletions are possible.
In the embodiment, the ring-shaped member is disposed on the distal end side of the main body (holding portion), but the arrangement position of the ring-shaped member can be appropriately set according to the vibration suppressing effect or the like.
The shape and number of ring-shaped members can be changed as appropriate.
The holding unit that holds the tool is not limited to the holding unit described in the embodiment, and holding units having various configurations can be used.
The shape of the outer peripheral surface of the holding portion (main body portion) that forms the space portion that accommodates the ring-shaped member and the shape of the ring-shaped member is not limited to the shape described in the embodiment.
In the embodiment, the space portion that accommodates the ring-shaped member is formed by the outer peripheral surface and the step surface of the holding portion (main body portion) and the cover, but the method of forming the space portion is not limited to this. Furthermore, the cover can be omitted. In this case, a member that replaces the end wall of the ring-shaped member is used as the adjustment member (adjustment surface) of the adjustment mechanism.
The ring-shaped member preferably has a shape closed along the circumferential direction when viewed in a cross section perpendicular to the axial direction, but is partially cut away along the circumferential direction (for example, C-shaped). Shape).
As the ring-shaped member, one ring-shaped member or a plurality of divided ring-shaped members may be used. When using a plurality of divided ring-shaped members, a plurality of divided ring-shaped members having the same shape may be used, or a plurality of divided ring-shaped members in which at least one divided ring-shaped member is different from other divided ring-shaped members. May be used. When a plurality of divided ring-shaped members having different shapes are used, it is preferable to use divided ring-shaped members having different intervals (inner diameters) between ring inner peripheral surfaces.
One ring-shaped member or a plurality of divided ring-shaped members are accommodated in one space, but a plurality of spaces may be provided. In this case, one space member or a plurality of divided ring members are accommodated in each space.
In the embodiment, the holding portion is formed of steel and the ring-shaped member is formed of a super hard alloy. However, the holding portion and the ring-shaped member can be formed of other materials.
Each structure demonstrated by embodiment can also be used individually, and can also be used combining the some selected suitably.
10 工具
11 工具シャンク部
100、200、300 工具ホルダ
110、210、310 本体部
111、211、311 本体内周面
112、212、312 空洞部
113、213、313 本体外周面
114、214、314 段差面
115、215、315 雌ネジ
120、220、320 把持部
121、221、321 把持面
122、222、322 工具挿入空間
130、230、330 カバー
131、231、331 外周壁
131a、231a、321a カバー内周面
132、232、332 端壁
132a、232a、332a カバー端面
133、233、333 雄ネジ
140、240、340 空間部
141、241、341 内側空間部
142、242、342 外側空間部
150、250、350 リング状部材
151、251、351 リング内周面
152、252、352 リング外周面
153、154、253、254、353、354 端面
350a、350b、350c、350d、350e 分割リング状部材
10
Claims (8)
振動を抑制する制震機構を備え、
前記制震機構は、前記保持部の外側に配置され、周方向に一体形成されたリング状部材を有し、
前記リング状部材の内部側と前記保持部の外部側との間にクリアランスが形成されているとともに、前記リング状部材は、前記保持部に対して相対的に移動可能に構成されていることを特徴とする工具ホルダ。 A tool holder having a tool insertion space on the inside and a holding part configured to be able to grip a tool inserted into the tool insertion space,
It has a vibration control mechanism that suppresses vibration,
The vibration control mechanism has a ring-shaped member that is disposed outside the holding portion and integrally formed in the circumferential direction,
A clearance is formed between the inner side of the ring-shaped member and the outer side of the holding portion, and the ring-shaped member is configured to be movable relative to the holding portion. Feature tool holder.
前記保持部の外側に配置され、前記保持部の外部側を周方向に沿って覆うカバーを備え、
前記保持部の外部側と前記カバーの内部側によって空間部が形成されているとともに、前記リング状部材は、前記空間部に配置され、
前記リング状部材の外部側が前記カバーの内部側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。 The tool holder according to claim 1,
A cover that is disposed outside the holding portion and covers an outer side of the holding portion along a circumferential direction;
A space portion is formed by the outside side of the holding portion and the inside side of the cover, and the ring-shaped member is disposed in the space portion,
A tool holder configured such that an outer side of the ring-shaped member does not contact an inner side of the cover.
前記リング状部材は、前記保持部を形成する材料より比重が大きい材料により形成されていることを特徴とする工具ホルダ。 The tool holder according to claim 1 or 2,
The ring-shaped member is formed of a material having a specific gravity greater than that of the material forming the holding portion.
前記リング状部材は、軸方向に沿って配置された複数の分割リング状部材を有していることを特徴とする工具ホルダ。 The tool holder according to any one of claims 1 to 3,
The ring-shaped member has a plurality of divided ring-shaped members arranged along the axial direction.
前記複数の分割リング状部材のうちの少なくとも1つの分割リング状部材の内部側と前記保持部の外部側との間のクリアランスの最大値は、他の分割リング状部材の内部側と前記保持部の外部側との間のクリアランスの最大値と異なっていることを特徴とする工具ホルダ。 The tool holder according to claim 4,
The maximum value of the clearance between the inner side of at least one of the plurality of divided ring-shaped members and the outer side of the holding portion is the inner side of the other divided ring-shaped member and the holding portion. A tool holder characterized by being different from the maximum clearance between the outer side of the tool and the tool.
前記リング状部材の内部側は、径方向に沿った間隔が先端側に向って順次減少するテーパー状に形成され、前記保持部の外部側は、径方向に沿った間隔が先端側に向って順次減少するテーパー状に形成されていることを特徴とする工具ホルダ。 The tool holder according to any one of claims 1 to 5,
The inner side of the ring-shaped member is formed in a taper shape in which the interval along the radial direction decreases sequentially toward the distal end side, and the outer side of the holding portion has an interval along the radial direction toward the distal end side. A tool holder, wherein the tool holder is formed in a tapered shape that gradually decreases.
前記リング状部材の、前記保持部に対する軸方向に沿った相対移動範囲を調節可能な調節機構を有していることを特徴とする工具ホルダ。 The tool holder according to any one of claims 1 to 6,
A tool holder comprising an adjusting mechanism capable of adjusting a relative movement range of the ring-shaped member along the axial direction with respect to the holding portion.
前記リング状部材の、前記保持部に対する相対移動に対して抵抗を付与する緩衝機構を有していることを特徴とする工具ホルダ。 The tool holder according to any one of claims 1 to 7,
A tool holder having a buffering mechanism for imparting resistance to relative movement of the ring-shaped member with respect to the holding portion.
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