JP2018024065A - 工具保持具 - Google Patents

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Hitoshi Ishikawa
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Abstract

【課題】タップ加工精度を高めながら、ピッチ誤差を吸収することができる工具保持具を提供する。
【解決手段】工具保持具100は、シャンク部120、工具把持部130および弾性部140が一体に形成されている本体部110を有している。弾性部140は、軸方向に沿って離間する箇所に設けられている第1の弾性部141と第2の弾性部142を有している。第1の弾性部141は、第1のスリット形成部により形成され、軸方向と交差する方向に延在するとともに、本体部110の内周面111aと外周面112aに開口する第1のスリットを有している。第2の弾性部142は、第2のスリット形成部により形成され、軸方向と交差する方向に延在するとともに、本体部110の内周面111aと外周面112aに開口する第2のスリットを有している。軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸方向に沿って隣接する第1の弾性部141の第1のスリット形成部と第2の弾性部142の第2のスリット形成部が重ならないように構成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、工具を保持する工具保持具に関し、特に、タップ加工時におけるピッチ誤差を吸収することができる工具保持具に関する。
ワークに雌ネジ孔を形成するタップ加工を行う際には、工作機械の主軸に装着される工具保持具の工具把持部にタップが取り付けられる。ここで、タップを用いてタップ加工を行っている際に、タップピッチとタップの送り速度との間に誤差(「ピッチ誤差」と呼ばれる)が発生することがある。ピッチ誤差が発生すると、タップ加工精度が低下するおそれがある。
そこで、ピッチ誤差を吸収する吸収機構部を備えた工具保持具が提案されている。このような工具保持具は、例えば、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示されている工具保持具は、工作機械の主軸に装着されるシャンク部を有する本体部と、タップを把持する工具把持部の2部材を備え、本体部と工具把持部を弾性部材により連結している。特許文献1に開示されている工具保持具は、タップ加工時にピッチ誤差が発生すると、弾性部材によって本体部と工具把持部を軸方向に沿って相対的に摺動させることでピッチ誤差を吸収する。
特開2002−46020号公報
特許文献1に開示されている工具保持具は、本体部と工具把持部の2部材を弾性部材で連結する構成であるため、本体部と工具把持部の間に隙間が生じる。本体部と工具把持部との間に隙間が生じると、工作機械の主軸に装着される本体部のシャンク部に対し、工具把持部に把持されるタップの芯ずれが生じ、タップ加工精度が低下するおそれがある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、シャンク部に対するタップの芯ずれを防止しながら、ピッチ誤差を吸収することができる工具保持具を提供することを目的とする。
本発明の工具保持具は、シャンク部と、工具把持部と、シャンク部と工具把持部との間に配置されている弾性部を有している。工具としては、典型的には、ワークに雌ネジ孔を形成するタップが用いられるが、タップ以外の工具を用いることもできる。
本発明は、シャンク部、工具把持部および弾性部が一体に形成されている本体部を備えている。本体部は、外周面と内周面を有し、軸方向に沿って延在する筒状に形成されている。シャンク部としては、工作機械の主軸に工具保持具を装着することができる種々の構成のシャンク部を用いることができ、また、工具把持部としては、工具を把持することができる種々の構成の工具把持部を用いることができる。
弾性部は、本体部の、軸方向に沿って離間する箇所に設けられている第1の弾性部と第2の弾性部を有している。第1の弾性部と第2の弾性部は、軸方向に沿って離間して設けられていればよく、軸方向に沿った配置態様は適宜選択可能である。弾性部は、少なくとも第1の弾性部と第2の弾性部を有していればよく、また、第1の弾性部と第2の弾性部をそれぞれ少なくとも1つ有していればよい。好適には、弾性部は、第1の弾性部と第2の弾性部の組み合わせを1組あるいは複数組有するように構成される。勿論、弾性部を3種類以上の弾性部(例えば、第1の弾性部、第2の弾性部、第3の弾性部)により構成することもできる。
第1の弾性部は、軸方向と交差する方向に沿って延在する第1のスリット形成部により形成され、軸方向と交差する方向に沿って延在するとともに、本体部の内周面と外周面に開口する少なくとも1つの第1のスリットを有している。また、第2の弾性部は、軸方向と交差する方向に沿って延在する第2のスリット形成部により形成され、軸方向と交差する方向に沿って延在するとともに、本体部の内周面と外周面に開口する少なくとも1つの第2のスリットを有している。好適には、第1のスリット形成部、第1のスリット、第2のスリット形成部および第2のスリットは、軸方向と直角(「略直角」を含む)な方向に延在するように形成される。第1の弾性部を構成する第1のスリットおよび第2の弾性部を構成する第2のスリット(第1のスリットを形成する第1のスリット形成部および第2のスリットを形成する第2のスリット形成部)の数、配置位置、形状は適宜選択可能である。なお、「スリット形成部」は、「第1の弾性部あるいは第2の弾性部が配置されている箇所における本体部の、スリットを除いた部分」である。
さらに、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸方向に沿って隣接する第1の弾性部の第1のスリット形成部と第2の弾性部の第2のスリット形成部が重ならないように構成されている。「軸方向一方側から軸方向他方側を見て」という記載は、「軸方向の先端側から軸方向の後端側を見て」という態様あるいは「軸方向の後端側から軸方向のた先端側を見て」という態様を含む。
本発明は、シャンク部、工具把持部および弾性部が一体に形成されているため、部品点数を減少させることができるとともに、シャンク部(工作機械の主軸)に対する工具把持部(工具)の芯ずれの発生を防止することができる。また、ピッチ誤差を、軸方向に沿って隣接する箇所に設けられている第1の弾性部の1のスリットおよび第2の弾性部の第2のスリットの、軸方向に沿った弾性変形によって効率よく吸収することができる。
本発明の他の形態では、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、第1の弾性部は、周方向に沿って配置されている複数の第1のスリットを有し、第2の弾性部は、周方向に沿って配置されている複数の第2のスリットを有している。好適には、同じ数の第1のスリットと第2のスリットを有する。複数の第1のスリットは、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸中心を挟んで対向する対(スリット対)を形成するように構成されている。また、複数の第2のスリットは、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸中心を挟んで対向する対を形成するように構成されている。第1のスリットにより形成されるスリット対の数は、第1のスリットの数に対応し、第2のスリットにより形成されるスリット対の数は、第2のスリットの数に対応する。
本形態では、ピッチ誤差を、軸中心を挟んで対向する対を形成するスリット対によってバランスよく吸収することができる。
本発明の他の形態では、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、第1の弾性部材の第1のスリットと第2の弾性部材の第2のスリットが、軸中心を挟んで対向する対を形成するように構成されている。本形態では、同じ数の第1のスリットと第2のスリットを有する。
本形態では、ピッチ誤差を、軸中心を挟んで対向する対を形成するスリット対によってバランスよく吸収することができる。
本発明の他の形態では、第1の弾性部の第1のスリットおよび第2の弾性部の第2のスリットの、内周面に開口している開口部を塞ぐ内周側塞ぎ部材が設けられている。
本形態では、本体部の内周面により形成される空洞部を介して供給される冷却媒体が第1のスリットおよび第2のスリットに流れ込むのを防止することができる。これにより、冷却媒体が第1のスリットおよび第2のスリットに流れ込むことによって工具の位置が変化するのを防止することができる。
本発明の他の形態では、第1の弾性部の第1のスリットおよび第2の弾性部の第2のスリットの、外周面に開口している開口部を塞ぐ外周側塞ぎ部材が設けられている。
本形態では、本体部の内周面により形成される空洞部を介して供給される冷却媒体が第1のスリットおよび第2のスリットを介して流れ出るのを防止することができる。これにより、工具の先端部に供給される冷却媒体の量が減少するのを防止することができる。
本発明の他の形態では、第1の弾性部の第1のスリットおよび第2の弾性部の第2のスリットの少なくとも一つに弾性部材が配置されている。
弾性部材は、工具把持部の先端部に作用する応力を吸収することができるように配置される。スリットに配置する弾性部材としては、公知の種々の弾性部材を用いることができる。
本形態では、ピッチ誤差をより効率よく吸収することができる。
本発明の工具保持具で、シャンク部に対するタップの芯ずれを防止しながら、ピッチ誤差を吸収することができる。
本発明の工具保持具の第1の実施形態の断面図である。 図2の部分IIを拡大した図である。 図2のIII−III線断面図(第1の弾性部の断面図)である 図2のIV−IV線断面図(第2の弾性部の断面図)である。 第1の実施形態の工具保持具で用いている弾性部の模式図である。 図5を矢印VI方向から見た図である。 本発明の工具保持具の第2の実施形態の断面図(第1の弾性部の断面図)である。 本発明の工具保持具の第2の実施形態の断面図(第2の弾性部の断面図)である。 第2の実施形態の工具保持具で用いている弾性部の模式図である。 図9を矢印X方向から見た図である。
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
なお、本明細書では、工具保持具の本体部の延在方向(図1に示されているA方向)を「軸方向」という。また、軸方向に沿って、工具が挿入される側(図1の右側)を「先端側」といい、工具が挿入される側と反対側(図1の左側)を「後端側」という。
本発明の第1の実施形態の工具保持具100を、図1〜図4を参照して説明する。なお、図1は、第1の実施形態の工具保持具100の断面図(軸方向に沿った断面図)である。図2は、図1の矢印で示す部分IIの拡大図であり、図3は、図2のIII−III線断面図(軸方向と直角な断面図)であり、図4は、図2のIV−IV線断面図である。
本実施形態の工具保持具100は、本体部110、工具把持機構150を有している。
本体部110は、シャンク部120、工具把持部130および弾性部140を一体に有している。シャンク部120は、本体部110の後端側に配置され、工具把持部130は、本体部110の先端側に配置され、弾性部140は、シャンク部120と工具把持部130の間に配置されている。本体部110は、スチール等により形成されている。本実施形態では、本体部110は、内周面111と外周面112を有する筒状に形成されている。内周面111により、空洞部113が形成されている。空洞部113には、工具把持部130に把持される工具300を冷却する冷却媒体(例えば、冷却油)が供給される。
シャンク部120は、工作機械に設けられた把持機構により把持され、工作機械の主軸に連結される。
本実施形態では、シャンク部120には、プルスタッド200がねじ係合により取り付けられている。プルスタッド200がシャンク部120に取り付けられた状態では、プルスタッド200に形成されている空洞部203と本体部110に形成されている空洞部113が連通される。工作機械の主軸にシャンク部120を連結する際には、工作機械の把持機構に設けられたチャックによってプルスタッド200を挟持して後端側に引き寄せ、外周面112の後端側に形成されたテーパー面を主軸の先端側に形成されたテーパー孔の内面に密着させる。
工具把持部130は、工具把持機構150と協働して工具300を把持する。図1には、ワークに雌ネジ孔を形成するタップ加工を行うタップが示されている。以下、タップ300と言う。タップ300の先端側には、螺旋状の刃が所定のピッチで形成されている。タップ300が工具把持部130に把持されている状態では、タップ300に形成されている空洞部303は、後述するシールスリーブ160の空洞部163、長さ調整部材170の空洞部173を介して本体部110の空洞部113に連通される。
工具把持機構150は、コレット151、係合部材152、締付具153により構成されている。
コレット151は、工具把持部130の内周面(内周面111の先端側の部分)により形成される空間内に挿入される。工具把持部130の内周面の先端側とコレット151の外周面の後端側には、互いに係合可能なテーパー面が形成されている。係合部材152は、コレット151の先端側の外周に配置される。
また、締付具153は、先端側が係合部材152の外周に配置されるとともに、後端側が、工具把持部130の外周面にねじ係合される。また、タップ300の被保持部(刃と反対側)は、コレット151に形成されている孔に挿通される。
この状態で締付具153を回転させると、締付具153、係合部材152およびコレット151が前後方向(軸方向)に移動する。コレット151が後端側に移動すると、工具把持部130の内周面に形成されたテーパー面とコレット151の外周面に形成されたテーパー面とが密接し、タップ300が工具把持部130に把持される。一方、コレット151が先端側に移動すると、タップ300の把持が解除される。
次に、弾性部140について説明する。弾性部140は、シャンク部120と工具把持部130の間に配置され、タップ加工時にピッチ誤差等によって工具把持部130に作用する軸方向に沿った応力を吸収するように作用する。本実施形態では、弾性部140は、シャンク部120および工具把持部130とともに一体に形成されている。
弾性部140は、図2に示されているように、軸方向に沿って離間する箇所に配置されている第1の弾性部141と第2の弾性部142を有している。すなわち、2種類の弾性部分(141、142)を有している。本実施形態では、第1の弾性部141と第2の弾性部142は、軸方向に沿って離間する4箇所(第1の箇所〜第4の箇所)に交互に配置されている。すなわち、弾性部140は、2つの第1の弾性部141と2つの第2の弾性部142により構成されている。第1の弾性部141および第2の弾性部142を配置する箇所や間隔は、第1の弾性部141および第2の弾性部142の構成(例えば、後述する第1のスリットおよび第2のスリットの形状、幅、数)等に応じて設定される。
第1の弾性部(「第1の弾性部分」ともいう)141は、図3に示されており、第2の弾性部(「第2の弾性部分」ともいう)142は、図4に示されている。勿論、図4に示されている弾性部を第1の弾性部として用い、図3に示されている弾性部を第2の弾性部として用いることもできる。
なお、図2〜図4において、符号111aは、本体部110の内周面111の、弾性部140に対応する部分を示し、符号112aは、本体部110の外周面112の、弾性部140に対応する部分を示している。
第1の弾性部141と第2の弾性部142は、軸方向と交差する方向に沿って延在するスリット形成部により形成され、軸方向と交差する方向に沿って延在するとともに、内周面11aと外周面112aに開口する少なくとも1つのスリット(「すり割り溝」ともいう)を有している。
本実施形態では、第1の弾性部141は、軸方向と直角(「略直角」を含む)な方向に沿って延在する2つの第1のスリット形成部141Aと141Bにより形成され、軸方向と直角な方向に沿って延在するとともに、内周面111aと外周面112aに開口している2つの第1のスリット141aと141cを有している。
第1のスリット141aと141cの、軸方向と直角な断面形状は、第1のスリット境界部によって規定される。本実施形態では、第1のスリット141aと141cは、内周面111aと外周面112aに開口しているため、第1のスリット141aを規定する第1のスリット境界部141b(図示省略)は、第1のスリット形成部141Aの周方向一方側の端部であるスリット境界部分141b1と、第1のスリット形成部141Bの周方向他方側の端部であるスリット境界部分141b2によって形成される。また、第1のスリット141cを規定する第1のスリット境界部141d(図示省略)は、第1のスリット形成部141Bの周方向一方側の端部であるスリット境界部分141d1と、第1のスリット形成部141Aの周方向他方側の端部であるスリット境界部分141d2により形成される。
本実施形態では、第1のスリット141aを規定する第1のスリット境界部141bを形成するスリット境界部分141b1と141b2は、同一直線上に存在し、直線状に延在している。すなわち、スリット境界部分141b1と141b2は、外周面112a上の2点を結ぶ直線(図6に示されている直線A1)上に存在する。また、第1のスリット141cを規定する第1のスリット境界部141dを形成するスリット境界部分141d1と141d2は、同一直線上に存在し、直線上に延在している。すなわち、スリット境界部分141d1と141d2は、外周面112a上の2点を結ぶ直線(図6に示されている直線B1)上に存在する。
内周面と外周面に開口しているとともに、同一直線上に存在する複数のスリット境界部分により形成されるスリット境界部により規定されるスリットは、例えば、以下の方法で形成することができる。スリットが形成されていない筒状部材の所定箇所において、軸方向と直角な方向に沿って延在する直線状の切り込み線を、外周面から内周面の方向に、内周面を越えるまで(内周面に開口が形成される箇所まで)形成する。
また、本実施形態では、第1のスリット141aと141cは、軸方向と直角な断面形状が等しく(「略等しい」を含む)形成されているとともに、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸中心Pを挟んで対向する箇所に配置されている。すなわち、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、第1のスリット141aを規定する第1のスリット境界部141bを形成するスリット境界部分141b1および141b2(図6に示されている直線A1)と、第1のスリット141cを規定する第1のスリット境界部141dを形成するスリット境界部分141d1および141d2(図6に示されている直線B1)は、平行(「略平行」を含む)に延在している。
本実施形態では、第1のスリット141aと141cは、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸中心Pを挟んで対向する対(スリット対)を形成している。
「軸方向一方側から軸方向他方側を見て」という記載は、「軸方向の先端側から軸方向の後端側を見て」という態様および「軸方向の後端側から軸方向の先端側を見て」という態様を含む。
また、「スリット形成部」は、「弾性部分(第1の弾性部141、第2の弾性部142)が配置されている箇所における、スリット(第1のスリット141aと141c、第2のスリット142a142c)を除いた本体部110の部分」ということができる。
本実施形態では、第1の弾性部141は、第1のスリット形成部141Aと141Bにより形成される第1のスリット141aと141cを有し、第1のスリット141aと141cは、第1のスリット境界部141bと141dにより規定され、第1のスリット境界部141bは、スリット境界部分141b1と141b2により形成され、第1のスリット境界部141dは、スリット境界部分141d1と141d2により形成されている。なお、各部を示す必要がある場合には、第1のスリット形成部141Aを「一方の第1のスリット形成部」といい、第1のスリット形成部141Bを「他方の第1のスリット形成部」といい、第1のスリット141aを「一方の第1のスリット」といい、第1のスリット141cを「他方の第1のスリット」といい、第1のスリット境界部141bを「一方の第1のスリット境界部」といい、第1のスリット境界部141dを「他方の第1のスリット境界部」といい、スリット境界部分141b1、141d1を「一方のスリット境界部分」といい、スリット境界部分141b2、141d2を他方のスリット境界部分」という。
第2の弾性部142は、軸方向と直角(「略直角」を含む)な方向に沿って延在する2つの第2のスリット形成部142Aと142Bにより形成され、軸方向と直角な方向に沿って延在するとともに、内周面111aと外周面112aに開口している2つの第2のスリット142aと142cを有している。
第2のスリット142aを規定する第2のスリット境界部142b(図示省略)は、第2のスリット形成部142Aの周方向他方側の端部であるスリット境界部分142b1と、第2のスリット形成部142Bの周方向一方側の端部であるスリット境界部分142b2によって形成される。また、第2のスリット142cを規定する第2のスリット境界部142d(図示省略)は、第2のスリット形成部142Bの周方向他方側の端部であるスリット境界部分142d1と、第2のスリット形成部142Aの周方向一方側の端部であるスリット境界部分142d2により形成される。
第2のスリット境界部142bを形成するスリット境界部分142b1と142b2は、同一直線(図6に示されている直線A2)上に存在し、第2のスリット境界部142dを形成するスリット境界部分142d1と142d2は、同一直線(図6に示されている直線B2)上に存在する。
また、第2のスリット142aと142bは、軸方向と直角な断面形状が等しく(「略等しい」を含む)形成されているとともに、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸中心Pを挟んで対向する箇所に配置されている。すなわち、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、第2のスリット142aを規定する第2のスリット境界部142bを形成するスリット境界部分142b1および142b2(図6に示されている直線A2)と、第2のスリット142cを規定する第2のスリット境界部142dを形成するスリット境界部分142d1および142d2(図6に示されている直線B2)は、平行(「略平行」を含む)に延在している。
本実施形態では、第2のスリット142aと142bは、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸中心Pを挟んで対向する対(スリット対)を構成している。
本実施形態では、第2の弾性部142は、第2のスリット形成部142Aと142Bにより形成される第2のスリット142aと142cを有し、第2のスリット142aと142cは、第2のスリット境界部142bと142dにより規定され、第2のスリット境界部142bは、スリット境界部分142b1と142b2により形成され、第2のスリット境界部142dは、スリット境界部分142d1と142d2により形成されている。なお、各部を示す必要がある場合には、第2のスリット形成部142Aを「一方の第2のスリット形成部」といい、第2のスリット形成部142Bを「他方の第2のスリット形成部」といい、第2のスリット142aを「一方の第2のスリット」といい、第2のスリット142cを「他方の第2のスリット」といい、第2のスリット境界部142bを「一方の第2のスリット境界部」といい、第2のスリット境界部142dを「他方の第2のスリット境界部」といい、スリット境界部分142b1、142d1を「一方のスリット境界部分」といい、スリット境界部分142b2、142d2を他方のスリット境界部分」という。
なお、軸方向に沿って隣接する箇所に第1の弾性部141と第2の弾性部142が配置されている場合、第1の弾性部141の第1のスリット141a、141cの弾性変形による応力吸収作用と、第2の弾性部142の第2のスリット142a、142cの弾性変形による応力吸収作用が効果的に組み合わされるように構成する必要がある。
本実施形態では、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、第1の弾性部141の第1のスリット形成部141Aおよび141Bと第2の弾性部142の第2のスリット形成部142Aおよび142Bが重ならないように構成されている。本実施形態では、第1の弾性部141の第1のスリット形成部141Aおよび141B(第1のスリット141aおよび141c)と第2の弾性部142の第2のスリット形成部142Aおよび142B(第2のスリット142aおよび142c)の断面形状が同じである。そして、第2の弾性部142の第2のスリット形成部142Aおよび142Bの延在方向(スリット境界部分142b1、142b2、142d1、142d2の延在方向)が、第1の弾性部141の第1のスリット形成部141Aおよび141Bの延在方向(スリット境界部分141b1、141b2、141d1、141d2の延在方向)に対して90度(「略90度)を含む)ずれている。さらに、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、第2のスリット境界部142bおよび142d(図6に示されている直線A2およびB2)が、第1のスリット境界部141bおよび141d(図6に示されている直線A1およびB1)と、本体部110の領域内で交差していない。
本実施形態では、第1の弾性部141と第2の弾性部142のうちの一方が、本発明の「第1の弾性部」に対応し、他方が、本発明の「第2の弾性部」に対応する。
また、第1のスリット形成部141Aおよび141Bにより形成される第1のスリット141aおよび141cと、第2のスリット形成部142Aおよび142Bにより形成される第2のスリット142aおよび142cのうちの一方が、本発明の「軸方向と交差する方向に沿って延在する第1のスリット形成部により形成され、軸方向と交差する方向に沿って延在するとともに、外周面と内周面に開口する第1のスリット」に対応し、他方が、本発明の「軸方向と交差する方向に沿って延在する第2のスリット形成部により形成され、軸方向と交差する方向に沿って延在するとともに、外周面と内周面に開口する第2のスリット」に対応する。
図5に、本実施形態の工具保持具の弾性部140の模式図が示されている。図5には、軸方向に沿って離間する2箇所に第1の弾性部141と第2の弾性部142が配置されている状態が示されている。また、図6に、図5を矢印VI方向から見た図が示されている。
図6に示されているように、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、第1の弾性部141の第1のスリット形成部141Aおよび141Bの領域は、一点鎖線で示されている第1のスリット141aおよび141cの領域を除いた、二点鎖線のみで示されている領域である。また、第2の弾性部142の第2のスリット形成部142Aおよび142Bの領域は、二点鎖線で示されている第2のスリット142aおよび142cの領域を除いた、一点鎖線のみで示されている領域である。すなわち、第1の弾性部141の第1のスリット形成部141Aおよび141Bと第2の弾性部142の第2のスリット形成部142Aおよび142Bは重なっていない。
このように、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸方向に沿って隣接する2箇所に設けられている第1の弾性部141の第1のスリット形成部141Aおよび141Bと第2の弾性部142の第2のスリット形成部142Aおよび142Bが重ならないように構成されていると、工具把持部130に作用する軸方向に沿った応力を第1の弾性部141の第1のスリット141aおよび141cと第2の弾性部142の第2のスリット142aおよび142cの弾性変形によって効果的に吸収することができる。
なお、軸方向に沿って隣接する異なる2箇所に設けられている第1の弾性部141と第2の弾性部142も同様に構成されている。
本実施形態では、弾性部140は、本体部110の内周面111aと外周面112aに開口しているスリット(第1の弾性部141の第1のスリット141aおよび141c、第2の弾性部142の第2のスリット142aおよび142c)を有している。この場合、空洞部113を介して供給される冷却媒体がスリットに流れ込む。
スリットに冷却媒体が流れ込むと、冷却媒体の液圧によってスリットの幅が広がるおそれがある。スリットの幅が広がると、工具把持部130に把持されるタップ300の位置が変化する。
このため、本実施形態では、本体部110の内側に、弾性部140のスリットの、内周面111aに開口している開口部を塞ぐシールスリーブ160が設けられている。シールスリーブ160は、本体部110の内周面111aにねじ係合されている。また、シールスリーブ160は、シール191および192によって、本体部110に対してシールされている。なお、シールスリーブ160には、空洞部163が形成されている。
シールスリーブ160が、本発明の「内周側塞ぎ部材」に対応する。
また、空洞部113を介して供給される冷却媒体が弾性部140のスリットを介して外部に流れ出ると、工具把持部130に把持されているタップ300に供給される冷却媒体の量が減少する。
このため、本実施形態では、本体部110の外側に、弾性部140のスリットの、外周面112aに開口している開口部を塞ぐカバー180が設けられている。カバー180は、シール193および194によって、本体部110に対してシールされている。
カバー180が、本発明の「外周側塞ぎ部材」に対応する。
なお、シールスリーブ160の内側には、タップ300の突出長さ(タップ300の先端側の端部と工具把持部130の先端側の端部との間の長さ)あるいはタップ300の挿入長さ(タップ300の後端側の端部と工具把持部130の先端側の端部との間の長さ)を調整する長さ調整部材170が設けられている。長さ調整部材170は、シールスリーブ160の内周面にねじ係合されている。そして、長さ調整部材170の先端部に、シール195を介してタップ300の後端部が接続されている。長さ調整部材170には、空洞部173が形成されている。これにより、空洞部113、163、173および303を介して冷却媒体がタップ300の先端部に供給される。
次に、発明の工具保持具の第2の実施形態を説明する。
第2の実施形態の工具保持具は、弾性部の構成が第1の実施形態の工具保持具と異なるだけである。このため、以下では、第2の実施形態の工具保持具の弾性部440の構成のみを説明する。
本実施形態の弾性部440は、軸方向に沿って離間する箇所に配置されている第1の弾性部441と第2の弾性部442を有している。本実施形態では、第1の実施形態と同様に、第1の弾性部441と第2の弾性部442は、軸方向に沿って離間する4箇所(第1の箇所〜第4の箇所)に交互に配置されている。すなわち、弾性部440は、2種類の弾性部分(441、442)を有している。図7および図8に、本実施形態の第1の弾性部441および第2の弾性部442の断面図(軸方向と直角な断面図)が示されている。
本実施形態では、第1の弾性部(「第1の弾性部分」ともいう)441は、軸方向と直角(「略直角」を含む)な方向に沿って延在する1つの第1のスリット形成部441Aにより形成され、軸方向と直角な方向に沿って延在するとともに、内周面111aと外周面112aに開口している1つの第1のスリット441aを有している。
第1のスリット441aを規定する第1のスリット境界部441b(図示省略)は、第1のスリット形成部441Aの周方向一方側および他方側の端部であるスリット境界部分441b1および441b2によって形成される。本実施形態では、第1のスリット境界部441bを形成するスリット境界部分441b1と441b2は、同一直線上に存在し、直線状に延在している。すなわち、スリット境界部分441b1と441b2は、外周面112a上の2点を結ぶ直線(図10に示されている直線A1)上に存在する。
また、第2の弾性部(「第2の弾性部分」ともいう)442は、軸方向と直角な方向に沿って延在する1つの第2のスリット形成部442Aにより形成され、軸方向と直角な方向に沿って延在するとともに、内周面111aと外周面112aに開口している1つの第2のスリット442aを有している。
第2のスリット442aを規定する第2のスリット境界部442b(図示省略)は、第2のスリット形成部442Aの周方向一方側および他方側の端部であるスリット境界部分442b1および442b2によって形成される。本実施形態では、第2のスリット境界部442bを形成するスリット境界部分442b1と442b2は、同一直線上に存在し、直線状に延在している。すなわち、スリット境界部分442b1と442b2は、外周面112a上の2点を結ぶ直線(図10に示されている直線B1)上に存在する。
また、本実施形態では、第1の弾性部441の第1のスリット441aと第2の弾性部442の第2のスリット442aは、軸方向と直角な断面形状が等しく(「略等しい」を含む)形成されているとともに、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸中心Pを挟んで対向する箇所に配置されている。すなわち、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、第1の弾性部441の第1のスリット441aを規定する第1のスリット境界部441bを形成するスリット境界部分441b1および441b2(図10に示されている直線A1)と、第2の弾性部442の第2のスリット442aを規定する第2のスリット境界部442bを形成するスリット境界部分442b1および442b2(図10に示されている直線B1)は、平行(「略平行」を含む)に延在している。
さらに、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、第1のスリット形成部441Aと第2のスリット形成部442Aが重なっていない。すなわち、第2のスリット境界部442b(図10に示されている直線B1)が、第1のスリット境界部441b(図10に示されている直線A1)と、本体部110の領域内で交差していない。
本実施形態では、第1の弾性部441の第1のスリット441aと第2の弾性部442の第2のスリット442aは、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸中心Pを挟んで対向する対(スリット対)を形成している。これにより、第1のスリット441aおよび第2のスリット442aの断面形状を大きくすることができ、第1のスリット441aおよび第2のスリット442aの弾性変形による応力の吸収効果を高めることができる。
本実施形態では、第1の弾性部441と第2の弾性部442のうちの一方が、本発明の「第1の弾性部」に対応し、他方が本発明の「第2の弾性部」に対応する。
第1の弾性部441の第1のスリット形成部441Aにより形成される第1のスリット441aと第2の弾性部442の第2のスリット形成部442Aにより形成される第2のスリット442aのうちの一方が、本発明の「軸方向と交差する方向に沿って延在する第1のスリット形成部により形成され、軸方向と交差する方向に沿って延在するとともに、内周面と外周面に開口する第1のスリット」に対応し、他方が、本発明の「軸方向と交差する方向に沿って延在する第2のスリット形成部により形成され、軸方向と交差する方向異に沿って延在するとともに、内周面と外周面に対向する第2のスリット」に対応する。
図9に、本実施形態の工具保持具の弾性部440の模式図が示されている。図9には、軸方向に沿って離間する2箇所に第1の弾性部441と第2の弾性部442が配置されている状態が示されている。また、図10に、図9を矢印X方向から見た図が示されている。
図10に示されているように、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、第1の弾性部441の第1のスリット形成部441Aの領域は、一点鎖線で示されている第1のスリット441aの領域を除いた、二点鎖線のみで示されている領域である。また、第2の弾性部442の第2のスリット形成部442Aの領域は、二点鎖線で示されている第2のスリット442aの領域を除いた、一点鎖線のみで示されている領域である。すなわち、第1の弾性部441の第1のスリット形成部441Aと第2の弾性部442の第2のスリット形成部442Aは重なっていない。これにより、第1の実施形態の弾性部140と同様の効果を有する。
以上のように、本発明の工具保持具では、シャンク部、工具把持部および弾性部を本体部に一体に形成している。これにより、シャンク部(工作機械の主軸)に対する工具把持部(工具)の芯ずれの発生を防止することができる。
また、弾性部を、軸方向と交差する方向に沿って延在するスリット形成部により形成され、軸方向と交差する方向に延在するとともに、本体部の内周面と外周面に開口しているスリットを有する第1の弾性部と第2の弾性部により構成している。さらに、第1の弾性部と第2の弾性部を、軸方向に沿って離間する箇所に配置するとともに、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、第1の弾性部の第1のスリット形成部と第2の弾性部の第2のスリット形成部が重ならないように構成されている。これにより、ピッチ加工時に発生するピッチ誤差によって工具把持部に作用する軸方向に沿った応力を、第1の弾性部の第1のスリットおよび第2の弾性部の第2のスリットの弾性変形により効果的に吸収することができる。
また、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、2つのスリット(2つの第1のスリット、2つの第2のスリット、1つの第1のスリットと1つの第2のスリット)が、軸中心を挟んで対向する対(スリット対)を形成するように構成されている。これにより、ピッチ誤差により工具把持部に作用する軸方向に沿って応力をバランスよく吸収することができる。
本発明は、実施形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
弾性部を構成する第1の弾性部(第1の弾性部分)および第2の弾性部(第2の弾性部分)の数や配置位置等は適宜変更可能である。例えば、同じ数あるいは異なる数の第1の弾性部と第2の弾性部を、軸方向に沿った複数箇所に交互に配置してもよい。好適には、第1の弾性部と第2の弾性部の組み合わせを1組あるいは複数組設ける。さらに、弾性部を、3種類以上の弾性部(弾性部分)により構成することもできる。
第1の弾性部を構成する第1のスリットおよび第2の弾性部を構成する第2のスリットの形状、幅、数、スリットの配置位置等は適宜設定可能である。例えば、実施形態では、スリットの形状を規定するスリット境界部を、同一直線上に存在する複数のスリット境界部により形成したが、スリット境界部を形成する複数のスリット境界部は、内周面と外周面に接続されていればよく、同一直線上に存在しない直線状のスリット境界部や曲線状のスリット境界部を用いることもできる。
第1の弾性部と第2の弾性部の間隔は、適宜設定可能である。
弾性部を構成するスリットは、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、2つのスリットが軸中心を挟んで対向する対を形成する(例えば、第1のスリットにより形成される対、第2のスリットにより形成される対、第1のスリットと第2のスリットにより形成される対)ように構成するのが好ましいが、スリットの配置態様はこれに限定されない。
実施形態では、スリットの、内周面に開口する開口部を塞ぐ内周側塞ぎ部材およびスリットの、外周面に開口する開口部を塞ぐ外周側塞ぎ部材を設けたが、これらの一方あるいは両方を省略することもできる。
実施形態では、第1の弾性部を構成する第1のスリットおよび第2の弾性部を構成する第2のスリットの弾性変形によって、工具把持部に作用する軸方向に沿った応力を吸収するように構成したが、さらに、第1の弾性部を構成する第1のスリットおよび第2の弾性部を構成する第2のスリットのうちの少なくとも一つに弾性部材を配置することもできる。スリットに配置する弾性部材は、工具把持部に作用する軸方向に沿った応力を弾性部材の弾性変形によって吸収することができればよく、公知の種々の弾性部材を用いることができる。
本発明の工具保持具は、好適には、タップを保持する工具保持具として用いられるが、他の工具を保持する工具保持具として用いることもできる。
100 工具保持具
110 本体部
111 内周面
111a 弾性部の内周面
112 外周面
112a 弾性部の外周面
113、163、173、203、303 空洞部
120 シャンク部
130 工具把持部
140、440 弾性部
141、441 第1の弾性部
141A、141B、441A 第1のスリット形成部
141a、141c、441a 第1のスリット
141b、141d、441b 第1のスリット境界部
141b1、141b2、141d1、141d2、441b1、441b2 スリット境界部分
142、442 第2の弾性部
142A、142B、442A 第2のスリット形成部
142a、142c、442a 第2のスリット
142b、142d、442b 第2のスリット境界部
142b1、142b2、142d1、142d2、442b1、442b2 スリット境界部分
150 工具把持機構
151 コレット
152 係合部材
153 締付具
160 シールスリーブ
170 長さ調整部材
180 カバー
191、192、193、194、195 シール
200 プレスタッド
300 タップ(工具)

Claims (6)

  1. シャンク部と、工具把持部と、前記シャンク部と前記工具把持部の間に配置されている弾性部を有する工具保持具であって、
    外周面と内周面を有し、軸方向に沿って延在するとともに、前記シャンク部と、前記工具把持部と、前記弾性部が一体に形成されている筒状の本体部を備え、
    前記弾性部は、前記本体部の、軸方向に沿って離間する箇所に設けられている第1の弾性部と第2の弾性部を有し、
    前記第1の弾性部は、軸方向と交差する方向に沿って延在する第1のスリット形成部により形成され、軸方向と交差する方向に沿って延在するとともに、前記内周面と前記外周面に開口する第1のスリットを有し、
    前記第2の弾性部は、軸方向と交差する方向に沿って延在する第2のスリット形成部により形成され、軸方向と交差する方向に沿って延在するとともに、前記内周面と前記外周面に開口する第2のスリットを有し、
    軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸方向に沿って隣接する前記第1の弾性部の前記第1のスリット形成部と前記第2の弾性部の前記第2のスリット形成部が重ならないように構成されていることを特徴とする工具保持具。
  2. 請求項1に記載の工具保持具であって、
    前記第1の弾性部は、前記第1のスリットを複数有し、複数の前記第1のスリットは、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸中心を挟んで対向する対を形成するように構成され、
    前記第2の弾性部は、前記第2のスリットを複数有し、複数の前記第2のスリットは、軸方向一方側から軸方向他方側を見て、軸中心を挟んで対向する対を形成するように構成されていることを特徴とする工具保持具。
  3. 請求項1に記載の工具保持具であって、
    軸方向一方側から軸方向他方側を見て、前記第1の弾性部材の前記第1のスリットと前記第2の弾性部材の前記第2のスリットが、軸中心を挟んで対向する対を形成するように構成されていることを特徴とする工具保持具。
  4. 請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の工具保持具であって、
    前記第1の弾性部の前記第1のスリットおよび前記第2の弾性部の前記第2のスリットが前記内周面に開口している開口部を塞ぐ内周側塞ぎ部材を備えていることを特徴とする工具保持具。
  5. 請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の工具保持具であって、
    前記第1の弾性部の前記第1のスリットおよび前記第2の弾性部の前記第2のスリットが前記外周面に開口している開口部を塞ぐ外周側塞ぎ部材を備えていることを特徴とする工具保持具。
  6. 請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載の工具保持具であって、
    前記第1の弾性部の前記第1のスリットおよび前記第2の弾性部の前記第2のスリットの少なくとも一つに弾性部材が配置されていることを特徴とする工具保持具。
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