JP5179556B2

JP5179556B2 - タップホルダ

Info

Publication number: JP5179556B2
Application number: JP2010239285A
Authority: JP
Inventors: 正博田口; 英策中井; 進三▲角▼
Original assignee: 株式会社日研工作所
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2030-10-26
Also published as: JP2012091251A

Description

本発明は、工作機械の主軸に取り付けられる工具ホルダに、タップを取り付け固定するタップホルダないしタップコレットに関する。

金属製のワークに雌ねじ孔を設けるタップ加工にあっては、タップを回転させながらワークの孔に進行（送り）させて孔壁にねじ山を形成する。最も良好な雌ねじ孔を形成するために、タップの回転および進行（送り）は、タップのピッチに合わせて同期しなければならない。そこでＮＣ装置において、主軸の回転と主軸の送りを同期させる同期制御を行う。ところが、かかる同期制御において、なんらかの原因により工作機械の主軸の回転と送り前進とが同期せず不一致になると、ねじ山の稜線が削れて雌ねじ孔の口径が大きくなったり、ねじ山が痩せたりするなどの不都合が生じる。特に、工作機械および工作物が大型化すれば、同期が若干量くずれ、タップの進行が遅れる懸念があった。

そこで、主軸の回転と軸送りとの同期誤差を吸収する技術としては従来、例えば、特開２００８−１２６１３号公報（特許文献１）に記載のごときタップホルダが知られている。特許文献１に記載のタップホルダは、一端にタップを保持するタップコレットと、このタップコレットを受け入れて回転不能に把持固定するタッパー本体とからなる。タッパー本体の透孔内には、弾性変形可能な樹脂製ボールがほとんど隙間のない状態で保持されている。そして、樹脂製ボールはタップコレットの凹溝内に突出し、凹溝に密着するよう押圧する。これによりタップコレットはタッパー本体と結合して、軸方向の移動が規制される。

また、タップコレットの他端には軸直角方向に延在する回り止め溝が形成されており、この回り止め溝にタッパー本体のピンが係合して、タッパー本体の回転運動をタップコレットへ伝達する。

樹脂製ボールはタッパー本体の軸移動をタップコレットに正確に伝達するので、特許文献１のタップホルダは同期してタップ加工を行うことができる。かかるタップ加工において、主軸の回転と軸送りの誤差などにより、タップコレットが引っ張り力によって軸先端のタップ側方向に移動しようとする場合、透孔内においてほとんど隙間のない状態で保持されている樹脂製ボールは、透孔の孔壁と凹部の表面とによって軸方向のせん断応力を受けて弾性変形し、その分タップコレットの軸方向への微小量の移動を許容する。この結果、軸送りの誤差を吸収するようタップコレットがタップのピッチに一致する方向に微小移動し、精度の高いタップ加工を行うことができるというものである。

特開２００８−１２６１３号公報（第５頁、第３図）

しかし、上記従来のようなタップホルダにあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり、樹脂製ボールの弾性変形は極めて微小であることから、吸収することができる誤差範囲が小さかった。このため、大型化したタップ加工にあっては、誤差を吸収することができない。また、樹脂製ボールがタップコレットに嵌合するため、タップコレットはタッパー本体に固定されており、吸収できる誤差に限界があった。

本発明は、上述の実情に鑑み、大きな誤差量であっても吸収することができるタップホルダを提供することを目的とする。

この目的のため第１発明によるタップホルダは、略円筒形状であって軸線に沿って延びる中心孔を有し、工具ホルダにチャッキングされるためのシャンク部材と、軸線方向後端領域が外径一定のストレート形状にされ、軸線方向先端部にタップを把持するための把持部を有し、後端領域がシャンク部材の中心孔に挿通されることによりシャンク部材に前進および後退可能に支持されるタップホルダ本体と、シャンク部材とタップホルダ本体との間の第１の位置に設けられて基準位置よりも軸線方向後端側へ後退したタップホルダ本体を軸線方向先端側に付勢するコンプレッション用弾性部材と、シャンク部材とタップホルダ本体との間の第２の位置に設けられて基準位置よりも軸線方向先端側へ前進したタップホルダ本体を軸線方向後端側に付勢するテンション用弾性部材とを備える。そして、シャンク部材の中心孔の内周面は、相対的に大きな内径の部分と、相対的に小さな内径の部分であって後端領域の外周面に緊密に接触してタップの芯をシャンク部材の軸線に一致させるガイド部とを含む。

かかる本発明によれば、後退したタップホルダ本体を基準位置へ復帰するよう軸線方向先端側に付勢するコンプレッション用弾性部材と、前進したタップホルダ本体を基準位置へ復帰するよう軸線方向後端側に付勢するテンション用弾性部材をそれぞれ備えることから、樹脂ボールがコンプレッション用弾性部材およびテンション用弾性部材を兼用する構成の従来技術と比較して、主軸の回転と軸送りの誤差を好適に吸収することができる。しかも、ガイド部を有することから、タップホルダ本体は、ガイド部を有さない従来技術よりも大きな距離を相対移動することができる。したがって、主軸の回転と軸送りの誤差が大きい場合であっても、誤差を十分に吸収して回転と軸送りとを同期させることができる。この結果、大型化したタップ加工にも適用することができる。

本発明は、シャンク部材をタップホルダ本体よりも軸線方向先端側に配置することを排除するものではない。また、本発明のタップホルダがコレットないしタップコレットとして利用されて工具ホルダにチャッキングされることを排除するものではない。本発明のガイド部は、特に限定されるものではなく、軸線の周りに周方向所定間隔で配置されて軸線方向に延びる軌道のようなものであってもよい。例えば、シャンク部材が有するガイド部はシリンダ形状であり、ピストン形状のタップホルダ本体を軸線方向に案内してもよい。あるいは、タップホルダ本体が有するガイド部はピストン形状であり、シリンダ形状のシャンク部材に軸線方向に案内されてもよい。第２発明によるタップホルダは、工具ホルダにチャッキングされるためのシャンク部材と、シャンク部材に前進および後退可能に支持され、タップを軸線方向先端側で把持するための把持部を有するタップホルダ本体と、シャンク部材とタップホルダ本体との間の第１の位置に設けられて基準位置よりも軸線方向後端側へ後退したタップホルダ本体を軸線方向先端側に付勢するコンプレッション用弾性部材と、シャンク部材とタップホルダ本体との間の第２の位置に設けられて基準位置よりも軸線方向先端側へ前進したタップホルダ本体を軸線方向後端側に付勢するテンション用弾性部材とを備え、シャンク部材は、略円筒形状であって、軸線に沿って後端から先端側に向かって延びる中心孔と、軸線に沿って先端から後端に向かって延び中心孔と接続するタップ挿入孔とが形成され、中心孔にタップホルダ本体の先端領域を受け入れてタップホルダ本体を軸線方向に案内し、タップホルダ本体は、中心孔の内周面と摺接する先端領域の先端部外周面に、タップの芯をシャンク部材の軸線に一致させるガイド部を有する。

好ましい実施形態として、第１発明のガイド部は、後端領域の外周面と摺接する中心孔の先端部内周面である。

テンション用弾性部材が設けられる第２の位置は、特に限定されないが、好ましい実施形態として例えば、タップホルダ本体は、後端領域よりも先端側にあって外径側へ張り出した外向きフランジ部をさらに有し、シャンク部材は、該シャンク部材の外周に固定されて外向きフランジ部を越えて先端側へ延びる略円筒形状部と、円筒形状部の先端部から内径側に張り出した内向きフランジ部を含み、該内向きフランジ部が外向きフランジ部の先端面と対向してタップホルダ本体の前進距離を所定範囲に規制するストッパ部材をさらに有し、テンション用弾性部材は、ストッパ部材の内向きフランジ部と、タップホルダ本体の外向きフランジ部との間に設けられる。

コンプレッション用弾性部材が設けられる第１の位置は、特に限定されないが、好ましい実施形態として例えば、タップホルダ本体の外向きフランジ部とシャンク部材の先端部との間に設けられる。

タップを把持するタップホルダ本体の把持部の構成は、特に限定されないが、好ましい実施形態として例えば、タップホルダ本体の把持部は、タップを把持する際にタップの芯をタップホルダ本体の中心線に一致させる機構を有する。具体例として、テーパ穴と、このテーパ穴に押し込められて位置決めされるテーパ面を有するコレットである。

タップ加工の向上のためタップにはクーラントまたはエアを供給することが好ましい。１実施形態として、タップホルダ本体は、シャンク部材側から把持部へクーラントまたはエアを供給する本体通路をさらに有する。

ここで、クーラントまたはエアは高圧にされて、工作機械の主軸から工具ホルダを経てタップホルダへ供給されるため、通路の継ぎ目からクーラントまたはエアが漏れる懸念がある。このため、より好ましい実施形態として、シャンク部材は、タップホルダ本体の本体通路を工具ホルダに接続するためのアダプタと、アダプタとシャンク部材との隙間を封止する第１シール部材とを有し、アダプタは、タップホルダ本体の本体通路と連通して工具ホルダ側まで延びるアダプタ通路が形成され、アダプタとタップホルダ本体との隙間を封止する第２シール部材を有するとよい。かかる実施形態によれば、クーラントまたはエアが漏れることがなく、タップホルダ本体の後端側（コンプレッション側）への後退移動に影響を与えない。

１実施形態として、シャンク部材はその外径が一定のストレート形状のシャンクである。これにより、ストレートタイプの工具ホルダに本発明のタップホルダをチャッキングすることができる。

他の実施形態として、シャンク部材はその外径が後端に向かうに連れて細くなるテーパ形状のシャンクである。これにより、テーパタイプの工具ホルダに本発明のタップホルダをチャッキングすることができる。

このように本発明は、基準位置よりも軸線方向後端側へ後退したタップホルダ本体を軸線方向先端側に付勢するコンプレッション用弾性部材と、基準位置よりも軸線方向先端側へ前進したタップホルダ本体を軸線方向後端側に付勢するテンション用弾性部材を備えることから、主軸の回転と軸送りの誤差を吸収して回転と送りとを好適に同期させることができる。さらに、シャンク部材およびタップホルダ本体のいずれか一方は、残る他方を軸線方向に案内し、タップの芯をシャンク部材の軸線に一致させるガイド部を備えることから、前進距離および後退距離を大きくすることが可能となり、主軸の回転と軸送りの誤差を十分に吸収し得て、タップ加工の大型化に資する。さらにアダプタを有することにより、工作機械の主軸から供給される高圧のクーラントやエアがタップ刃先にかかり、切削条件の向上と刃物の長寿命が実現する。

本発明の一実施例になるタップホルダを示す縦断面図である。本発明の変形例を一部拡大して示す縦断面図である。本発明の他の実施例になるタップホルダを示す縦断面図である。本発明のさらに他の実施例になるタップホルダを模式的に示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例になるタップホルダを示す縦断面図である。タップホルダ１０は、主な構成要素としてシャンク部材１１およびタップホルダ本体２１を備える。シャンク部材１１は、略円筒形状であって、一点鎖線で表されるシャンク部材１１の軸線に沿って延びる中心孔１２を有するとともに、その外径が一定のストレート形状のシャンクであり、タップホルダ１０の後端側に配置される。ストレート形状であるシャンク部材１１の外周面１３は、図示しない工具ホルダにチャッキングされる。中心孔１２は、タップホルダ本体２１の後端領域２２ａを受け入れて支持する。中心孔１２の軸線方向後端部には、ロッド１７が架設される。ロッド１７は、シャンク部材１１の軸線と直交して、中心孔１２を横断する。ロッド１７の両端は中心孔１２の孔壁、つまりシャンク部材１１、と強固に連結する。

タップホルダ本体２１は、タップホルダ１０の先端側に配置される。タップホルダ本体２１は、その軸線方向後端領域２２ａが外径一定のストレート形状にされ、先端部にタップ（図示せず）を把持するための把持部２３を有する。

タップホルダ本体２１の軸線方向後端には軸線直角方向に延びる溝２９が形成され、溝２９は、シャンク部材１１のロッド１７を受け入れる。これによりタップホルダ本体２１はシャンク部材１１に対して回り止めされる。そしてタップ加工において、シャンク部材１１の軸線周りの回転が、ロッド１７を介してタップホルダ本体２１に伝達される。また、溝２９の軸線方向深さは、ロッド１７の外径よりも大きい。これによりタップホルダ本体２１は、シャンク部材１１に対し、回り止めされたまま軸線方向に前進および後退することが可能である。

タップホルダ本体２１の軸線方向先端部に設けられた把持部２３につき簡単に説明すると、把持部２３はタップの着脱作業が容易なワンタッチ式である。図示しないタップ根元部を受け入れる略円筒形状のタップスリーブ２４は、タップホルダ本体２１の先端部に形成された中心孔２５に取り付け固定される。ワンタッチ式の構成は、タップスリーブ２４に周方向に間隔を開けて配列されたボール２６と、タップスリーブ２４の後端と中心孔２５の孔底２５ｂとの間に縮設されたバネ２７によって実現される。把持部２３によって、タップの芯はタップホルダ本体２１の中心線に固定される。

タップホルダ本体２１は、その後端領域２２ａがシャンク部材１１の軸線に沿って延びる中心孔１２に挿通されることから、シャンク部材の軸線方向に摺動可能に支持される。具体的には、後端領域２２ａの外径が一定であるのに対し、中心孔１２は、後端側の内周面である後端部１２ｂと、後端部１２ｂよりも先端側にある相対的にやや大きな内径の境界部１２ｃと、境界部１２ｃよりも先端側にあって後端部１２ｂよりも小さな内径の内周面であるガイド部１２ｇとを有する。そして、タップホルダ本体２１の後端領域２２ａの外周面は、中心孔１２の内周面であるガイド部１２ｇに緊密に接触して摺動可能に支持される。かかるガイド部１２ｇにより、タップの芯およびタップホルダ本体２１の中心線がシャンク部材１１の軸線と一致する。

特に本実施例では、後端領域２２ａがタップホルダ本体２１の軸線方向後端からタップホルダ本体２１の軸線方向中央部まで形成される。そしてシャンク部材の先端部に設けられたガイド部１２ｇが後端領域２２ａの先端側部位と摺接する。これにより、ガイド部１２ｇはタップホルダ本体２１の軸線方向中央部を案内することが可能となり、ガイド部１２ｇは、タップの芯をシャンク部材１１の軸線に精度よく一致させる。

シャンク部材１１からみて、タップホルダ本体２１は通常、基準位置Ｓにされる。ただし、主軸の回転と軸送りの誤差を吸収するため、タップホルダ本体２１は矢印Ｃで示すようにシャンク部材１１からみて軸線方向に後退し、または矢印Ｔで示すように軸線方向に前進する。このためタップホルダ１０は、コンプレッション用弾性部材としてのコンプレッション用バネ３１と、テンション用弾性部材としてのテンション用ウェーブスプリング３２と、タップホルダ本体２１の前進距離を所定範囲に規定して、シャンク部材１１からタップホルダ本体２１が抜け落ちることを防止するストッパ部材１５とをさらに備える。

コンプレッション用バネ３１は、シャンク部材１１とタップホルダ本体２１との間の第１の位置に設けられて基準位置Ｓよりも軸線方向後端側Ｃへ後退したタップホルダ本体２１を軸線方向先端側に付勢する。このときコンプレッション用バネ３１は、軸線方向の圧縮力をうけて弾性変形することから、自己の復元力によりタップホルダ本体２１を軸線方向先端側に付勢するのである。シャンク部材１１の先端部は、この先端部よりも後端側の外周面１３よりも外径側へ張り出し、シャンク外向きフランジ部１４を構成する。また、タップホルダ本体２１には、後端領域２２ａよりも先端側で、後端領域２２ａの外周面よりも外径側へ張り出した本体外向きフランジ部２８が形成される。本体外向きフランジ部２８の後端面２８ｂは、シャンク外向きフランジ部１４の先端面１４ｆと対向する。前述した第１の位置は、タップホルダ本体２１の外向きフランジ部２８とシャンク部材１１の先端部との間、具体的には後端面２８ｂと先端面１４ｆとの間、である。

先端面１４ｆには、軸線方向後端側へ窪んだ有底の小穴１１ｈが穿設される。小穴１１ｈは軸線の周りに、周方向に間隔を開けて複数設けられる。コンプレッション用バネ３１は、コイルバネであり、各小穴１１ｈにそれぞれ配設される。

ストッパ部材１５は、略円筒形状であって、シャンク外向きフランジ部１４の外周に嵌合する。なお本実施例の他、ストッパ部材１５の内周面に雌ねじを形成し、シャンク外向きフランジ部１４の外周に雄ねじを形成し、両者を螺合してもよい。またストッパ部材１５は、シャンク外向きフランジ部１４から本体外向きフランジ部２８を越えて軸線方向先端側に延び、本体外向きフランジ部２８の外周を包囲する。そして、ストッパ部材１５は、その先端部から内径側に張り出した内向きフランジ部１６を含む。かくして、内向きフランジ部１６は、本体外向きフランジ部２８と対向し、タップホルダ本体２１の前進距離を所定範囲に規制する。また、タップホルダ本体２１の本体外向きフランジ部２８が、シャンク部材１１のシャンク外向きフランジ部１４およびシャンク部材１１と嵌合する内径側に張り出した内向きフランジ部１６の間に配置されることから、基準位置ＳからＴ方向の前進距離およびＣ方向の後退距離がそれぞれ規制される。

テンション用ウェーブスプリング３２は、シャンク部材１１とタップホルダ本体２１との間の第２の位置に設けられて基準位置Ｓよりも軸線方向先端側Ｔへ前進したタップホルダ本体２１を軸線方向後端側に付勢する。このときテンション用ウェーブスプリング３２は、軸線方向の圧縮力をうけて弾性変形することから、自己の復元力によりタップホルダ本体２１を軸線方向後端側に付勢するのである。本体外向きフランジ部２８の先端面２８ｆは、内向きフランジ部１６の後端面１６ｂと対向する。前述した第２の位置は、ストッパ部材１５の内向きフランジ部１６と、タップホルダ本体２１の外向きフランジ部２８との間、具体的には後端面１６ｂと先端面２８ｆとの間、である。

なお図示はしなかったが、テンション用弾性部材として、上述したウェーブスプリング３２に代えて、コイルバネを用いてもよい。かかるコイルバネは、バネ３１に倣い、軸線の周りに周方向に間隔を空けて複数個配設される。

タップホルダ本体２１の中心孔２５の孔底２５ｂは、その中央で中心孔２５よりも小さな断面寸法の角孔４１と同軸に接続する。角孔４１の先端は中心孔２５と接続し、角孔４１の後端は、相対的にさらに小さな直径の本体通路４２と接続する。このように角孔４１は中心孔２５と本体通路４２とを連通する連絡用の孔であり、断面形状が正方形などの矩形であって図示しないタップの後端角部を受け入れる。これら中心孔２５、角孔４１、および本体通路４２は、相互に接続し、軸線に沿ってタップホルダ本体２１の先端から後端まで一直線に延びる貫通孔を構成する。タップ加工において、図示しない工具ホルダから供給されるクーラントは、本体通路４２、角孔４１、中心孔２５、および把持部２３を順次流れて、図示しないタップに供給される。

本実施例の機能につき説明する。

本実施例のタップホルダ１０は、主軸に装着された工具ホルダ（ともに図示せず）にチャッキングされて、図示しないタップのピッチに合わせて回転および軸送りが同期する。しかしながら、軸送りに誤差が生じ回転と軸送りとがわずかにずれる場合がある。すなわち、主軸の回転と送りの誤差などによりタップホルダ本体２１が軸線方向先端側（Ｔ）へ向かう力を受ける場合、本体外向きフランジ部２８よりも先端側のテンション用ウェーブスプリング３２が本体外向きフランジ部２８から軸線方向の圧縮力を受ける。テンション用ウェーブスプリング３２は弾性部材であることから、所定以上の圧縮力によって圧縮変形し、タップホルダ本体２１の先端方向（Ｔ）への微小変位を許容する。これにより、タップがタップ自身のピッチに合うよう微小前進し、誤差を吸収して同期させることができる。

あるいは、主軸の回転と送りの誤差などによりタップホルダ本体２１が軸線方向後端側（Ｃ）へ向かう力を受ける場合、本体外向きフランジ部２８よりも後端側のコンプレッション用バネ３１が本体外向きフランジ部２８から軸線方向の圧縮力を受ける。コンプレッション用バネ３１は弾性部材であることから、所定以上の圧縮力によって圧縮変形し、タップホルダ本体２１の後端方向（Ｃ）への微小変位を許容する。これにより、タップがタップ自身のピッチに合うよう微小後退し、誤差を吸収して同期させることができる。

そして、かかる微小前進および微小後退の間、タップの芯およびタップホルダ本体２１の中心線は、シャンク部材１１のガイド部１２ｇによってシャンク部材１１の軸線と一致する。

かくして本実施例によれば、タップホルダ１０における回転と軸送りの誤差を吸収することができ、しかもタップの芯をシャンク部材の軸線に一致させて、精度の高いタップ加工をすることができる。

次に本発明の変形例を説明する。図２は本発明の変形例を示す縦断面図であり、この変形例では、シャンク部材１１は、タップホルダ本体２１の本体通路４２を図示しない工具ホルダに接続するためのアダプタ４４と、アダプタ４４とシャンク部材１１との隙間を封止する第１シール部材４５を有する。アダプタ４４は本体通路４２と工具ホルダの通路（図示せず）との継ぎ目を好適な接続状態にするものである。

シャンク部材１１の中心孔１２の後端部の内径は、環状段差４６を境界として先端側よりも拡径されており、かかる内周面には雌ねじ４７が形成される。また、アダプタ４４の後端部４４ａの外周面には雄ねじ４８が形成され、アダプタ４４はシャンク部材１１の後端部に螺合する。

アダプタ４４は、その後端部４４ａの外径が最も大きく、中央部４４ｂの外径が後端部４４ａよりも小さく、先端部４４ｃの外径が中央部４４ｂよりもさらに小さく、軸線方向の途中２箇所に環状段差を伴った３段の先細形状である。中央部４４ｂの外周面には周方向溝が刻設されており、かかる周方向溝に第１シール部材４５が嵌合する。第１シール部材４５は、例えばゴム製のＯリングであり、中心孔１２の内周面と中央部４４ｂの外周面の環状隙間を封止する。

アダプタ４４の先端部４４ｃは、タップホルダ本体２１の本体通路４２に差し込まれる。ただしタップホルダ本体２１はアダプタ４４に対し微小な相対前進および後退が可能である。先端部４４ｃの外周面には周方向溝が刻設されており、かかる周方向溝に第２シール部材４９が嵌合する。第２シール部材４９は、例えばゴム製のＯリングであり、本体通路４２の内周面と先端部４４ｃの外周面の環状隙間を摺動可能に封止する。これにより、タップホルダ本体２１は先端部４４ｃに対して摺動することを妨げられない。

アダプタ４４には、軸線に沿って延び、後端部４４ａから先端部４４ｃまで貫通するアダプタ通路４３が形成される。アダプタ通路４３は、タップホルダ本体２１の本体通路４２と連通して工具ホルダ側まで延びる。

かかる変形例によれば、アダプタ通路４３が形成されたアダプタ４４と、第１シール部材４５と、第２シール部材４９を有することから、矢印の方向に、主軸および工具ホルダ側からタップホルダ１０を経由してタップへクーラントを供給する際、高圧のクーラントが継ぎ目から漏れることを防止することができる。したがって継ぎ目から漏出したクーラントがタップホルダ本体２１の後端側Ｃ（コンプレッション側）の動作に影響を与える懸念を解消することができ、タップホルダ本体２１を基準位置Ｓへ確実に復帰させることができる。なお、アダプタ通路４３および本体通路４２は、クーラントに代えてエアを、タップへ供給することができる。

次に本発明の他の実施例を説明する。図３は、本発明の他の実施例になるタップホルダを示す縦断面図である。図３に示す実施例につき、上述した実施例と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。図３に示すタップホルダ５０では、タップホルダ本体２１の把持部２３が、タップ１０１を把持する際にタップ１０１の芯をタップホルダ本体２１の中心線に一致させる機構を有する。

当該機構として把持部２３は、タップホルダ本体２１の先端部に形成されたテーパ穴５１と、テーパ穴５１に嵌合してタップの根元部を把持するテーパコレット５２と、タップホルダ本体２１の先端部と螺合してテーパコレット５２をテーパ穴５１に押し込む筒状部材５３を有する。

テーパ穴５１は、その後端で連絡用の角孔４１と接続し、タップホルダ本体２１の中心線に沿って延び、先端側に向かうに連れて徐々に内径が大きくなる。テーパ穴５１には、筒状のテーパコレット５２が嵌合する。テーパコレット５２の内周はタップ挿入孔５４になっている。タップ挿入孔５４はテーパコレット５２の後端から先端まで軸線方向に貫通する。タップ挿入孔５４には先端側からタップ１０１の根元部が挿入される。

テーパコレット５２の外周後端領域は、後端側へ向かうにつれて小径となる主テーパ面５５になっている。主テーパ面５５は、上述したテーパ穴５１と嵌合する。

主テーパ面５５と隣接するテーパコレット５２の外周先端部には、全周に亘って延びるリング溝５６が形成されており、リング溝５６には筒状部材５３が係合する。リング溝５６の先端側の側壁を含むテーパコレット５２の先端部５７は、筒状部材５３の凹部５８に収容される。テーパコレット５２は、軸線と平行に延在するスリット状のスリ割り（図示せず）を有する。スリ割りを押し縮めることによって、テーパコレット５２はその径が変化可能である。

タップホルダ本体２１の先端部外周に形成された雄ねじ５９には、筒状部材５３の内周に形成された雌ねじ６２が螺合する。筒状部材５３の先端部には内向きフランジ部が形成されて、かかる内向きフランジ部の内縁部がリング溝５６と係合する。かくして筒状部材５３は、テーパコレット５２を軸線方向に移動させることができる。内向きフランジの先端面の内径縁には、リング状の凹部５８が形成されている。凹部５８の内径は、テーパコレット先端部５７の外径よりも大きく、凹部５８の軸線方向深さは先端部５７の軸線方向厚みより大きい。これにより、テーパコレット先端部５７は凹部５８に完全に収容される。

筒状部材５３はタップホルダ本体２１に螺合してテーパコレット５２を軸線後端方向へ押し込むためのものであり、テーパコレット５２はテーパ穴５１に押し付けられてタップ挿入孔５４が縮径する。したがって、筒状部材５３を回転させて締め込むと、タップ１０１が把持されるとともに、タップ１０１の芯がタップホルダ本体２１の中心線に一致するよう位置決めされる。

これとは反対に、筒状部材５３を回転させて緩めると、テーパコレット５２をテーパ穴５１から軸線先端方向へ離隔して、タップ挿入孔５４の内径が広がり、タップ１０１の把持を解放する。

次に本発明のさらに他の実施例を説明する。図４は本発明のさらに他の実施例になるタップホルダを模式的に示す縦断面図である。図４に示す実施例につき、上述した実施例と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。図４に示すタップホルダ７０では、シャンク部材１１がタップホルダ本体２１よりも先端側に配置される。またシャンク部材１１は、その外径が後端に向かうに連れて細くなるテーパ形状のシャンクである。

まずシャンク部材１１につき説明すると、その外周面が軸線方向中央部から軸線方向後端に向かうにつれて細くなる先細形状のテーパ面７２であることから、コレットとも称する。テーパ面７２の先端側と隣接するコレット１１の外周にはリング溝７３が形成され、このリング溝７３よりも先端側、つまりコレット１１の先端部７４は、リング溝７３よりも相対的に大径に形成される。テーパ面７２は、図示しない工具ホルダのテーパ穴に挿入される。そして、工具ホルダの先端部に螺合する筒状部材（図示せず）が、リング溝７３に係合して、コレット１１を軸線方向後端側に押し込む。この筒状部材を締め込むことにより、コレット１１およびタップホルダ本体２１の軸線は、工具ホルダにチャッキングされ、工具ホルダの軸線に一致するよう位置決めされる。なおコレット１１にはスリ割りが形成されず、コレット１１は縮径されないと理解されたい。

コレット１１の軸線に沿って延びる中心孔１２は、コレット１１の後端から軸線方向中央部まで延び、中央孔１２の孔底でタップ挿入孔７５と接続する。タップ挿入孔７５はコレット１１の先端まで貫通し、タップ１０１の根元部１０２が挿通される。タップ挿入孔７５の内径は中央孔１２の内径よりも小さいことから、中央孔１２の孔底は環状段差８３に形成される。

次にタップホルダ本体２１につき説明すると、タップホルダ本体２１は軸線に沿って延びる貫通孔７７が形成された略円筒形状の部材であり、先端部を除いた軸線方向中央領域および軸線方向後端部が外径一定である。そしてタップホルダ本体２１の先端に相対的に大径のフランジ部７８が形成されている。この先端フランジ部７８の外周面はコレット１１の中心孔１２の内周面と摺接するガイド部７８ｇである。

タップホルダ本体２１の後端部には、軸線直角方向に延びてタップホルダ本体２１に螺合する止めねじ７９が四方に設けられる。この止めねじ７９および貫通孔７７は、タップ１０１をタップホルダ本体２１の軸線方向先端側で把持するための把持部を構成する。すなわち、タップ挿入孔７５を貫通して中心孔１２内に達する根元部１０２は、タップホルダ本体２１の貫通孔７７に受け入れられる。根元部１０２の後端部には断面正方形の角部１０３が形成される、そして、四方から止めねじ７９を締め込むと、止めねじ７９の先端が角部１０３の側面を押圧する。これにより、タップ１０１はタップホルダ本体２１に抜け止め固定される。

タップホルダ本体２１の先端領域２２ｂは、コレット１１の中心孔１２に受け入れられて支持される。コレット１１の後端部にはストッパ部材８５が取り付け固定される。ストッパ部材８５はリング形状であって、その外周面に雄ねじが形成される。また、中心孔１２の内周面には、雌ねじ１２ｓが形成され、かかる雌ねじ１２ｓにリング形状のストッパ部材８５が螺合する。コレット１１に固定されたストッパ部材８５はタップホルダ本体２１の先端フランジ部７８よりも軸線方向後端側に位置し、ストッパ部材８５および先端フランジ部７８は軸線方向に間隔を開けて対向する。これにより、タップホルダ本体２１の後退距離が所定範囲に規制される。ストッパ部材８５および先端フランジ部７８間にはコンプレッション用弾性部材としてのコンプレッション用バネ８１が縮設される。コンプレッション用バネ８１の作用機能は、前述したコンプレッション用バネ３１と同様である。

コレット１１の中心孔１２内において、環状段差８３および先端フランジ部７８間にはテンション用弾性部材としてのテンション用バネ８２が縮設される。テンション用バネ８２の作用機能は、前述したテンション用ウェーブスプリング３２と同様である。環状段差８３は、間隔をあけて、中心孔１２の軸線方向中程に位置する先端フランジ部７８と対向する。これにより、タップホルダ本体２１の前進距離が所定範囲に規制される。

図４に示すタップホルダ７０では、タップホルダ本体２１の先端フランジ部７８のガイド部７８ｇが中心孔１２の内周面と摺接することから、タップホルダ本体２１はコレット１１の軸線方向に摺動可能に支持される。そして、中心孔１２の内周面は、タップホルダ本体２１の外周面であるガイド部１２ｇに緊密に接触してタップホルダ本体２１を摺動可能に支持する。かかるガイド部１２ｇにより、タップの芯およびタップホルダ本体２１の中心線がコレット１１の軸線と一致する。

先端領域２２ｂは、タップホルダ本体２１の軸線方向先端からタップホルダ本体２１の軸線方向中央部まで形成される。そしてタップホルダ本体２１の軸線方向先端部に形成されたガイド部７８ｇは、中心孔１２のうちストッパ部材８５よりも先端側の内周面と摺接することにより、タップホルダ本体２１の軸線方向先端部を案内する。これによりガイド部７８ｇは、タップ１０１の芯をコレット１１の軸線に一致させる。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明になるタップホルダは、工作機械において有利に利用される。

１１シャンク部材（コレット）、１２中心孔、１２ｇガイド部、１４シャンク外向きフランジ部、１５ストッパ部材、１６内向きフランジ部、１７ロッド、２１タップホルダ本体、２３把持部、２４タップスリーブ、２５中心孔、２６ボール、２７バネ、２８本体外向きフランジ部、３１コンプレッション用バネ、３２テンション用ウェーブスプリング、４１角孔、４２本体通路、４３アダプタ通路、４４アダプタ、４５第１シール部材、４６環状段差、４９第２シール部材、５０タップホルダ、５１テーパ穴、５２テーパコレット、５３筒状部材、５４タップ挿入孔、５５主テーパ面、５６リング溝、５７テーパコレット先端部、７０タップホルダ、７２テーパ面、７３リング溝、７４コレット先端部、７５タップ挿入孔、７７貫通孔、７８先端フランジ部、７８ｇガイド部、７９止めねじ、８１コンプレッション用バネ、８２テンション用バネ、８３環状段差、８５ストッパ部材、１０１タップ、１０２根元部。

Claims

略円筒形状であって軸線に沿って延びる中心孔を有し、工具ホルダにチャッキングされるためのシャンク部材と、
軸線方向後端領域が外径一定のストレート形状にされ、軸線方向先端部にタップを把持するための把持部を有し、前記後端領域が前記シャンク部材の中心孔に挿通されることにより前記シャンク部材に前進および後退可能に支持されるタップホルダ本体と、
前記シャンク部材と前記タップホルダ本体との間の第１の位置に設けられて基準位置よりも軸線方向後端側へ後退したタップホルダ本体を軸線方向先端側に付勢するコンプレッション用弾性部材と、
前記シャンク部材と前記タップホルダ本体との間の第２の位置に設けられて基準位置よりも軸線方向先端側へ前進したタップホルダ本体を軸線方向後端側に付勢するテンション用弾性部材とを備え、
前記シャンク部材の中心孔の内周面は、相対的に大きな内径の部分と、相対的に小さな内径の部分であって前記後端領域の外周面に緊密に接触して前記タップの芯を前記シャンク部材の軸線に一致させるガイド部とを含む、タップホルダ。
工具ホルダにチャッキングされるためのシャンク部材と、
前記シャンク部材に前進および後退可能に支持され、タップを軸線方向先端側で把持するための把持部を有するタップホルダ本体と、
前記シャンク部材と前記タップホルダ本体との間の第１の位置に設けられて基準位置よりも軸線方向後端側へ後退したタップホルダ本体を軸線方向先端側に付勢するコンプレッション用弾性部材と、
前記シャンク部材と前記タップホルダ本体との間の第２の位置に設けられて基準位置よりも軸線方向先端側へ前進したタップホルダ本体を軸線方向後端側に付勢するテンション用弾性部材とを備え、
前記シャンク部材は、略円筒形状であって、軸線に沿って後端から先端側に向かって延びる中心孔と、軸線に沿って先端から後端に向かって延び前記中心孔と接続するタップ挿入孔とが形成され、前記中心孔に前記タップホルダ本体の先端領域を受け入れて前記タップホルダ本体を軸線方向に案内し、
前記タップホルダ本体は、前記中心孔の内周面と摺接する前記先端領域の先端部外周面に、前記タップの芯を前記シャンク部材の軸線に一致させるガイド部を有する、タップホルダ。
前記ガイド部は、前記後端領域の外周面と摺接する前記中心孔の先端部内周面である、
請求項１に記載のタップホルダ。
前記タップホルダ本体は、前記後端領域よりも先端側にあって外径側へ張り出した外向きフランジ部をさらに有し、
前記シャンク部材は、該シャンク部材の外周に固定されて前記外向きフランジ部を越えて先端側へ延びる略円筒形状部と、前記円筒形状部の先端部から内径側に張り出した内向きフランジ部を含み、該内向きフランジ部が前記外向きフランジ部の先端面と対向して前記タップホルダ本体の前進距離を所定範囲に規制するストッパ部材をさらに有し、
前記テンション用弾性部材は、前記ストッパ部材の内向きフランジ部と、前記タップホルダ本体の外向きフランジ部との間に設けられる、請求項３に記載のタップホルダ。
前記コンプレッション用弾性部材は、前記タップホルダ本体の外向きフランジ部と前記シャンク部材の先端部との間に設けられる、請求項４に記載のタップホルダ。
前記タップホルダ本体の把持部は、タップを把持する際にタップの芯をタップホルダ本体の中心線に一致させる機構を有する、請求項３〜５のいずれかに記載のタップホルダ。
前記タップホルダ本体は、前記シャンク部材側から前記把持部へクーラントまたはエアを供給する本体通路をさらに有する、請求項３〜６のいずれかに記載のタップホルダ。
前記シャンク部材は、前記タップホルダ本体の本体通路を工具ホルダに接続するためのアダプタと、前記アダプタと前記シャンク部材との隙間を封止する第１シール部材とを有し、
前記アダプタは、前記タップホルダ本体の本体通路と連通して工具ホルダ側まで延びるアダプタ通路が形成され、アダプタと前記タップホルダ本体との隙間を封止する第２シール部材を有する、請求項７に記載のタップホルダ。
前記シャンク部材はその外径が一定のストレート形状のシャンクである、請求項１〜８のいずれかに記載のタップホルダ。
前記シャンク部材はその外径が後端に向かうに連れて細くなるテーパ形状のシャンクである、請求項１〜８のいずれかに記載のタップホルダ。