JP5512199B2 - 工具ホルダ及び工具把持方法 - Google Patents

Description

本発明は、機械加工等に用いる工具を把持し、所定の加工作業に供するための工具ホルダの構築技術に関するものである。

従来、機械加工等に用いる工具を把持する工具ホルダの構造が種々提案されている。例えば、下記特許文献１には、流体の圧力を利用して工具を把持するように構成された工具ホルダが開示されている。この種の工具ホルダでは、流体の漏れ等による流体圧の低下によって、工具の把持力が低下するという問題を抱えている。
特開昭６１−９０８４３号公報

そこで本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、流体の圧力を利用して工具を把持する工具ホルダにおいて、工具の把持性能を維持するのに有効な技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明が構成される。なお、本発明は、工具を把持する工具ホルダを対象とするものであって、ここでいう「工具」には、穴あけ加工、研削加工、研磨加工、締付け加工等に用いられる工具が広く包含される。

本発明にかかる工具ホルダは、工具を把持（「挟持」ないし「保持」ともいう）し、所定の加工作業に供するためのホルダとして構成され、ホルダ本体及び工具把持機構を少なくとも含む。ここでいう「所定の加工作業」として典型的には、穴あけ加工、研削加工、研磨加工、締付け加工等の作業が挙げられる。なお、工具ホルダによって把持される工具は、当該工具ホルダの一構成要素であってもよいし、或いは当該工具ホルダとは別の要素として構成されてもよい。すなわち、工具が把持された状態の工具ホルダのみならず、工具が把持される前の状態の工具ホルダも、本発明の「工具ホルダ」の範疇に含まれる。

ホルダ本体は、工具ホルダのハウジングを形成する。このハウジングは、工具ホルダ自体の外郭をなすハウジングとして構成されてもよいし、或いは工具が工具ホルダごと加工機に取り付けられた状態では、工具ホルダ自体の外郭をなすハウジングと加工機のハウジングとによって構成されてもよい。

工具把持機構は、工具を把持する機能を有する機構であり、把持スリーブ、工具把持空間、スライド部材、弾性部材、流体圧室、流体圧調節機構、締め付け部及び変換部を少なくとも含む構成とされる。

把持スリーブは、ホルダ本体に取り付けられる長尺筒状の部材として構成される。この把持スリーブ内に把持スリーブの長軸方向に沿って工具把持空間が形成される。工具把持空間は、工具が把持される空間部分、すなわち工具の把持を実質的に行なう把持領域として構成される。

スライド部材は、把持スリーブの長軸方向にスライド動作可能に設けられた部材として構成される。このスライド部材は、把持スリーブの長軸方向に関しスライド動作が可能であればよく、把持スリーブに摺接しつつスライド動作する構成であってもよいし、或いは把持スリーブ以外の要素に摺接しつつスライド動作する構成であってもよい。

弾性部材は、ホルダ本体及びスライド部材の双方にわたって取り付けられ、スライド部材を把持スリーブの長軸方向に沿ってホルダ後端側へと弾性付勢する部材として構成される。これにより、スライド部材は、弾性部材によってホルダ後端側へと常時に弾性付勢力が付与される。

流体圧室は、スライド部材に隣接して設けられ、スライド部材を把持スリーブの長軸方向に沿ってホルダ先端側へと付勢する流体圧が生じる領域として構成される。典型的には、流体圧室に密封された含油液体等の流体を加圧して流体圧を高めることによって、スライド部材に対しホルダ先端側への押圧力を付与することが可能となる。ここでいう「ホルダ先端側」とは、典型的には工具ホルダの各部位のうち工具が把持される側、すなわち工具把持機構が取り付けられる側として規定される。

流体圧調節機構は、流体圧室の流体圧を調節可能な機能を有する。この流体圧調節機構によって流体圧室の流体圧を相対的に高めると、その流体圧が弾性部材の弾性付勢力（「弾発力」ともいう）に打ち勝って、スライド部材は把持スリーブの長軸方向に沿ってホルダ先端側へとスライド動作する。一方、流体圧室の流体圧を相対的に低下させると、弾性部材の弾性付勢力が流体圧に打ち勝って、スライド部材は把持スリーブの長軸方向に沿ってホルダ後端側へとスライド動作する。

締め付け部は、工具把持空間に挿入された工具の長軸方向と交差する方向に関して当該工具を締め付ける機能を果たす。この締め付け部は、把持スリーブの一部分によって構成されてもよいし、或いは把持スリーブとは別に設けられた別体状の部材として構成されてもよい。

変換部は、弾性部材の弾性付勢力が流体圧室の流体圧に打ち勝ったときに生じるスライド部材のホルダ後端側へのスライド動作を、締め付け部の工具の長軸方向と交差する方向への締め付け動作に変換する。このときの締め付け動作の動作方向は、スライド部材のスライド動作方向と交差する。また、この変換部は、流体圧室の流体圧が弾性部材の弾性付勢力に打ち勝ったときに生じるスライド部材のホルダ先端側へのスライド動作を、締め付け動作の解除動作に変換する。

上記構成によれば、流体圧調節機構による流体圧室での流体圧調節によって、スライド部材のスライド動作方向が切り換えられ、これにより工具の締め付け動作と、当該締め付け動作の解除動作（「工具締め付け解除動作」ともいう）との切り換えが可能とされる。工具締め付け解除動作が行なわれると、工具が把持スリーブの工具把持空間に着脱自在とされる。一方、工具の締め付け動作が行なわれると、工具が把持スリーブの工具把持空間にて把持される。このとき、流体圧室での流体圧を下げることで工具を締め付ける構成であるため、仮に流体漏れ等によって流体圧室の流体圧が不用意に低下したとしても、工具の把持力が低下することがなく、以って工具の把持性能を維持することが可能となる。

また本発明にかかる更なる形態の工具ホルダでは、前記の締め付け部は、把持スリーブを用いて構成され、また前記の変換部は、把持スリーブの板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に縮小して形成される傾斜面と、スライド部材がホルダ先端側から傾斜面に係合する係合部とを含む構成であるのが好ましい。本構成では、締め付け部は、スライド部材のホルダ後端側へのスライド動作の際、係合部が係合した傾斜面にしたがって工具の長軸方向と交差する方向へ撓み動作する一方、スライド部材のホルダ先端側へのスライド動作の際、撓み動作が解除される。なお、変換部の係合部は、把持スリーブの傾斜面に係合する傾斜面として構成されてもよいし、或いは把持スリーブの傾斜面に係合する曲面ないし凸面として構成されてもよい。

このような構成によれば、スライド部材のホルダ後端側へのスライド動作によって締め付け部を撓ませて工具を締め付けて把持するモードと、スライド部材のホルダ先端側へのスライド動作によって締め付け部の撓みを解除させて工具の締め付けを解除するモードとを有する工具把持機構が提供される。

また本発明にかかる更なる形態の工具ホルダでは、前記の変換部の係合部は、スライド部材の板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に拡張して形成された第２の傾斜面からなり、当該第２の傾斜面が傾斜面に面接触で係合する構成であるのが好ましい。このような構成によれば、傾斜面同士の面接触によってスライド部材が締め付け部を効率よく押圧することが可能となる。

本発明にかかる工具把持方法は、工具ホルダにおいて工具を把持する方法であって、第１〜第４のステップを少なくとも含む。
第１のステップは、前述の工具ホルダと実質的に同様の工具ホルダを準備するステップとされる。第２のステップは、第１のステップで準備した工具ホルダにおいて、流体圧室の流体圧が弾性部材の弾性付勢力に打ち勝つように当該流体圧を調節し、スライド部材をホルダ先端側へとスライド動作させて締め付け部による工具の締め付け動作を解除するステップとされる。第３のステップは、第２のステップの後、把持スリーブの工具把持空間に工具を挿入するステップとされる。第４のステップは、第３のステップで工具把持空間に工具が挿入された後、弾性部材の弾性付勢力が流体圧室の流体圧に打ち勝つように当該流体圧を調節し、スライド部材をホルダ後端側へとスライド動作させて工具把持空間に挿入された工具を締め付け部により締め付けるステップとされる。

このような方法を用いれば、流体圧室での流体圧を下げることで工具を締め付けるため、仮に流体漏れ等によって流体圧室の流体圧が不用意に低下したとしても、工具の把持力が低下することがなく、以って工具の把持性能を維持することが可能となる。

以上のように、本発明によれば、流体の圧力を利用して工具を把持する工具ホルダにおいて、工具の把持性能を維持することが可能となった。

以下に、本発明における一実施の形態の工具ホルダの具体的な構成及び作用効果を、図面に基づいて説明する。

図１には、本発明の「工具ホルダ」にかかる一実施の形態の工具ホルダ１００の縦断面構造が示され、また図２には、図１中の工具ホルダ１００のＡ−Ａ線に関する横断面構造が示されている。

図１に示すように、本実施の形態の工具ホルダ１００は、被加工物（図示省略）の所定の加工作業を行なう工具２００（図中の二点鎖線参照）を把持（「挟持」ないし「保持」ともいう）するホルダであって、概してホルダ本体１１０及び工具把持機構１２０を含む構成とされる。この工具ホルダ１００は、工具２００を把持して当該工具２００ごと加工機（図示省略）に取り付けられる。ここでいう「所定の加工作業」として典型的には、穴あけ加工、研削加工、研磨加工、締付け加工等の作業が挙げられる。

ホルダ本体１１０は、工具ホルダ１００のハウジングを形成する。このホルダ本体１１０は、ホルダ先端部１１０ａ内に工具把持機構１２０が設けられている。この工具ホルダ１００は、全体として工具２００の長軸状の工具端部（「被挿設部」ともいう）２０１の把持が可能とされた長尺状の金属製部材として構成される。ここでいう工具２００が本発明における「工具」に相当し、この工具２００として、典型的には穴あけ加工、研削加工、研磨加工、締付け加工等に用いられる工具が挙げられる。またここでいうホルダ本体１１０が、本発明における「ホルダ本体」に相当する。

なお、本明細書中では、工具ホルダ１００の延在方向に関し工具２００が把持される側、すなわち図１中に記号「ＦＲ」で示す図中右側を「ホルダ先端側」として規定し、その反対側、すなわち図中左側を「ホルダ後端側」として規定する。また工具ホルダ１００の延在方向と交差する方向に関し工具２００に向かう側を「ホルダ内方」として規定し、その反対側を「ホルダ外方」として規定する。

工具把持機構１２０は、ホルダ本体１１０のホルダ先端部１１０ａに取り付けられ、工具２００の長軸状の工具端部２０１を把持する機構であり、把持スリーブ１３０、工具把持空間１３１、スライドリング１４０、弾性部材１４３、流体圧室１５０及び流体圧調節機構１６０を含む構成とされる。ここでいう工具把持機構１２０が、本発明における「工具把持機構」に相当する。

把持スリーブ１３０は、ホルダ先端側に開口状の工具把持空間１３１を有する長尺筒状の金属製部材として構成され、ホルダ本体１１０に取り付けられる。この把持スリーブ１３０は、ホルダ本体１１０のホルダ先端側に一体状に設けられて、当該ホルダ本体１１０の一部を構成する。必要に応じては、この把持スリーブ１３０がホルダ本体１１０とは別体構造とされて、ホルダ本体１１０に取り付けられる構成であってもよい。工具把持空間１３１は、把持スリーブ１３０の長軸方向（工具端部２０１の延在方向）に沿って把持スリーブ１３０内に形成されるとともに、その内径が把持スリーブ１３０の長軸方向に関し一様となるように構成される。この工具把持空間１３１は、工具２００の長軸状の工具端部２０１が挿設されて、工具２００が把持される空間部分、すなわち工具２００の把持を実質的に行なう把持領域として構成される。従って、この工具把持空間１３１の内径ｄ１は、工具２００の工具端部２０１の挿入が許容されるように、工具端部２０１の外径ｄ２に微小のクリアランスを加えた大きさに設定されるのが好ましい。ここでいう把持スリーブ１３０が、本発明における「把持スリーブ」に相当し、またこの把持スリーブ１３０の工具把持空間１３１が、本発明における「工具把持空間」に相当する。

またこの把持スリーブ１３０は、その筒壁部分に工具把持空間１３１側への撓み動作が許容された被係合部１３４を備えている。具体的には、把持スリーブ１３０の筒壁部分のうちホルダ先端側の開口縁部（「口元部」ともいう）１３５に被係合部１３４が設けられている。この被係合部１３４は、把持スリーブ１３０の板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に縮小させた傾斜面１３４ａを有する部位（すなわちホルダ後側に向けて肉厚が徐々に減少するテーパー部）であり、把持スリーブ１３０の内径を変えることなく、把持スリーブ１３０の外径のみをホルダ先端側に向けて徐々に縮小することによって構成される。この被係合部１３４は、工具端部２０１の軸まわり全周を取り囲むように設けられている。ここでいう把持スリーブ１３０の被係合部１３４は、把持スリーブ１３０の工具把持空間１３１に挿入された工具２００の長軸方向と交差する方向に関して当該工具２００を締め付ける機能を果たすものであり、本発明における「締め付け部」に相当する。また、この被係合部１３４の傾斜面１３４ａが、本発明における「傾斜面」に相当する。

また本実施の形態では、把持スリーブ１３０の筒壁部分のうちのスリーブ先端に、把持スリーブ１３０の長軸方向に延在する溝状のスリット１３６が設けられている。このスリット１３６は把持スリーブ１３０の筒壁まわりに複数設けられている。隣接するスリット１３６間に介在する（或いは複数のスリット１３６によって区画される）筒壁部分は、被係合部１３４としての機能を果たし、当該被係合部１３４の両側のスリット１３６のスリット底部１３６ａの撓み支点を中心として、工具把持空間１３１側への撓み動作が許容される。

スライドリング１４０は、ホルダ本体１１０の開口縁部分、具体的にはホルダ本体１１０の内壁面と把持スリーブ１３０の外壁面との間において、把持スリーブ１３０の筒壁まわり全周を取り囲む筒状の金属製部材として構成されている。このスライドリング１４０は、把持スリーブ１３０の外壁面に摺接しつつ把持スリーブ１３０の長軸方向へのスライド動作が許容されたスライド部材として構成される。このスライドリング１４０の後端面１４１と、この後端面１４１に対向するホルダ本体１１０側の対向面１１３とによって区画される領域は、後述する流体圧室１５０として構成される。

また、このスライドリング１４０の筒壁部分のうちのリング先端に係合部１４２が設けられている。この係合部１４２は、スライドリング１４０の板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に拡張させた傾斜面１４２ａを有する部位（テーパー部）であり、スライドリング１４０の内径がホルダ先端側に向けて徐々に縮小されるようにホルダ内方に向けて張り出し状に形成される。この係合部１４２の傾斜面１４２ａは、把持スリーブ１３０側に設けられた被係合部１３４の傾斜面１３４ａに対し面接触によって当接状に係合している。ここでいうスライドリング１４０が、本発明における「スライド部材」に相当する。またこのスライドリング１４０において把持スリーブ１３０の被係合部１３４に係合する係合部１４２が、本発明における「係合部」に相当し、この係合部１４２の傾斜面１４２ａが、本発明における「第２の傾斜面」に相当する。

弾性部材１４３は、把持スリーブ１３０の長軸方向に沿って延在するとともに、スライドリング１４０まわり全周を取り囲む筒状部材とされる。この弾性部材１４３は、筒内に設けられたネジ部１４３ａを介してホルダ本体１１０及びスライドリング１４０の双方にわたって取り付けられ、スライドリング１４０を把持スリーブ１３０の長軸方向に沿ってホルダ後端側へと弾性付勢する機能を有する。この弾性部材１４３を、把持スリーブ１３０の長軸方向に関し伸縮性を有する伸縮部材ともいうこともできる。ここでいう弾性部材１４３が、本発明における「弾性部材」に相当する。

なお、この弾性部材１４３の伸縮ストローク、すなわちホルダ本体１１０に対するスライドリング１４０のスライド動作のストロークは、スライドリング１４０の内壁面に取り付けられた係合ピン１４４と、把持スリーブ１３０の外壁面に設けられた係合溝１３８との係合状態によって定まる。詳細については後述するが、係合ピン１４４が係合溝１３８の溝前壁（後述する「溝前壁１３８ａ」）に当接したときが、スライドリング１４０のホルダ先端側へのそれ以上のスライド動作が阻止される第１の状態とされる一方、係合ピン１４４が係合溝１３８の溝後壁（後述する「溝後壁１３８ｂ」）に当接したときが、スライドリング１４０のホルダ後端側へのそれ以上のスライド動作が阻止される第２の状態とされる。従って、ホルダ本体１１０に対するスライドリング１４０のスライド動作のストロークは、第１の状態での位置と、第２の状態での位置との間の離間距離によって規定される。

流体圧室１５０は、所定の含油液体を密封するとともに、スライドリング１４０をスライド動作させるべく流体圧調節機構１６０で加圧された含油液体の流体圧（液圧）をスライドリング１４０に作用させるための領域として構成される。本実施の形態では、この流体圧室１５０は、把持スリーブ１３０の長軸方向に関しスライドリング１４０よりもホルダ後端側に配設されている。この流体圧室１５０は、スライドリング１４０に隣接して設けられ、スライドリング１４０を把持スリーブ１３０の長軸方向に沿ってホルダ先端側へと付勢する流体圧が生じる部位とされる。従って、ここでいう流体圧室１５０によって、本発明における「流体圧室」が構成される。

流体圧室１５０における含油液体の密封性能は、その近傍にシール部材を設けることによって達成される。本実施の形態では、流体圧室１５０よりもホルダ後端側（図１中の左側）にシール部材１１４を設けるとともに、流体圧室１５０よりもホルダ先端側（図１中の右側）にシール部材１１５，１１６を設けている。シール部材１１４は、ホルダ本体１１０の外壁面と弾性部材１４３の内壁面との当接部分に介在して当該当接部分を液シールする環状のシール部材として構成される。シール部材１１５は、スライドリング１４０の内壁面と把持スリーブ１３０の外壁面との当接部分に介在して当該当接部分を液シールする環状のシール部材として構成される。シール部材１１６は、弾性部材１４３の内壁面とスライドリング１４０の外壁面との当接部分に介在して当該当接部分を液シールする環状のシール部材として構成される。

流体圧調節機構１６０は、この流体圧室１５０の含油液体を加圧して所定の流体圧を発生させる機能、すなわち流体圧室１５０における流体圧を調節する機構を果たす。ここでいう流体圧調節機構１６０が、本発明における「流体圧調節機構」に相当する。

図２に示すように、この流体圧調節機構１６０は、油路１６１、操作ネジ１６２、ピストン部材１６３、シリンダ部１６４、シール部材１６５、止めネジ１６６及びボール部材１６７を含む。油路１６１は、流体圧室１５０に連通して含油液体の流通を許容する油流通路として構成され、ピストン部材１６３とボール部材１６７との間に延在している。操作ネジ１６２は、ピストン部材１６３を押圧可能なネジ部材として構成され、ねじ込み操作によってピストン部材１６３を押圧する一方、ねじ戻し操作によってピストン部材１６３の押圧を解除する。ピストン部材１６３は、シール部材１６５によってシールされた状態で、油路１６１に連通するシリンダ部１６４内を移動可能な部材として構成される。操作ネジ１６２のねじ込み操作時にピストン部材１６３が流体圧室１５０側へと移動することによって、油路１６１で密封された含油液体が加圧され、また操作ネジ１６２のねじ戻し操作時にピストン部材１６３が流体圧室１５０とは反対側へと移動することによって、油路１６１で密封された含油液体の加圧が低減され、或いは解除される。ボール部材１６７は、油路１６１の端部に受けられる球状部材として構成され、止めネジ１６６によって固定される。

なお、上記構成ではこの流体圧調節機構１６０を工具把持機構１２０の一構成要素としたが、本発明では、流体圧調節機構１６０を工具把持機構１２０とは別の要素として構成することもできる。この場合、例えば流体圧調節機構１６０を工具ホルダ１００の外部に設け、工具２００の把持操作時においてのみ流体圧室１５０に流体圧調節機構１６０を接続する構成を採用することができる。

次に、上記構成の工具ホルダ１００の作用効果を、図３及び図４を参照しつつ説明する。図３には、図１の部分拡大図であって工具２００が工具ホルダ１００に把持される前の様子が示され、図４には、図１の部分拡大図であって工具２００が工具ホルダ１００に把持された様子が示される。

工具２００を工具ホルダ１００に把持する場合には、上記構成の工具ホルダ１００を準備する。このときの操作が、本発明における「第１のステップ」に相当する。その後、使用者によって把持スリーブ１３０の工具把持空間１３１に工具２００の工具端部２０１が挿入される。なお、工具把持空間１３１に工具２００の工具端部２０１を挿入する場合には、操作ネジ１６２の所定量のねじ込み操作を予め行なうことによって、図３に示すような準備状態に設定する必要がある。

工具ホルダ１００を図３に示す準備状態に設定するには、油路１６１で密封された流体圧室１５０の含油液体がピストン部材１６３を介して加圧されるように、操作ネジ１６２をねじ込み操作する。このときの操作が、本発明における「第２のステップ」に相当する。このねじ込み操作に伴って、流体圧室１５０における含油液体の流体圧が徐々に高まり、この含油液体の流体圧がスライドリング１４０の後端面１４１（スライドリング１４０のホルダ後端側）に作用し、これによりスライドリング１４０全体がホルダ先端側へと押圧力を受ける。そして、流体圧室１５０の流体圧により押圧されたこのスライドリング１４０は、係合部１４２の傾斜面１４２ａにおいて被係合部１３４の傾斜面１３４ａに面接触で係合した状態のまま、弾性部材１４３の弾性付勢力に打ち勝ってホルダ先端側（図３中右側）へとスライド動作する。このとき、係合部１４２の傾斜面１４２ａがホルダ先端側へと被係合部１３４の傾斜面１３４ａ上を摺動しつつホルダ先端側へとスライド動作するにつれて、係合部１４２による被係合部１３４の押圧が徐々に弱められ、被係合部１３４のホルダ内方への撓みが解除され、被係合部１３４がホルダ外方へと変位していく。

係合ピン１４４が係合溝１３８の溝前壁１３８ａに当接するまで、スライドリング１４０がホルダ先端側へとスライド動作すると、把持スリーブ１３０の被係合部１３４のホルダ内方への撓みが完全に解除され、工具把持空間１３１の内径が把持スリーブ１３０の長軸方向に関し一様となる。これにより工具把持空間１３１への工具の挿入、或いは工具把持空間１３１に既に把持された状態の工具の取り外しが可能となる。この準備状態において、工具ホルダ１００の工具把持空間１３１に、所望の工具２００の工具端部２０１が挿入される。このときの操作が、本発明における「第３のステップ」に相当する。この挿入状態では、図３に示すように、工具２００の工具端部２０１の外表面と把持スリーブ１３０の内壁面との間の対向部分全体にわたって微小のクリアランス１３７が形成される。

その後、工具把持空間１３１に挿入された工具２００の工具端部２０１を把持するべく、操作ネジ１６２のねじ戻し操作を行なう。このときの操作が、本発明における「第４のステップ」に相当する。操作ネジ１６２のこのねじ戻し操作がなされると、流体圧室１５０における含油液体の流体圧が徐々に低下し、押圧されたピストン部材１６３が油路１６１で密封された含油液体の加圧を解除する。このとき、スライドリング１４０は、径方向の変位が規制され把持スリーブ１３０の長軸方向のスライド動作のみが許容されている。従って、スライドリング１４０は、弾性部材１４３の弾性付勢力が流体圧室１５０の流体圧に打ち勝つことによって、ホルダ後端側（図４中左側）にスライド動作する。

このスライド動作では、係合部１４２の傾斜面１４２ａがホルダ先端側へと被係合部１３４の傾斜面１３４ａ上を摺動しつつホルダ後端側へと移動するにつれて、係合部１４２が被係合部１３４をホルダ内方へ強く押圧する。この押圧力を受けた被係合部１３４は、その傾斜面１３４ａにしたがってホルダ内方に撓む（収縮する）。すなわち、この被係合部１３４はシール部材１１４，１１５，１１６よりもホルダ先端側で、撓み支点（図１中のスリット底部１３６ａ近傍）を中心として、工具把持空間１３１側へと撓み動作（「締め付け動作」ないし「収縮動作」ともいう）する。

係合ピン１４４が係合溝１３８の溝後壁１３８ｂに当接するまで、スライドリング１４０がホルダ後端側へとスライド動作したときの被係合部１３４の撓み状態が図４に示され、またこのときの被係合部１３４の撓み方向が図４中の白抜き矢印で示される。従って、把持スリーブ１３０の撓み状態とされた被係合部１３４によって、工具端部２０１を把持（「締め付ける」ともいう）する把持力が生じる。

上述のように、係合部１４２の傾斜面１４２ａ及び被係合部１３４の傾斜面１３４ａは、弾性部材１４３の弾性付勢力が流体圧室１５０の流体圧に打ち勝ったときに生じるスライドリング１４０のホルダ後端側へのスライド動作を、被係合部１３４の工具２００の長軸方向と交差する方向への締め付け動作に変換する。また、係合部１４２の傾斜面１４２ａ及び被係合部１３４の傾斜面１３４ａは、流体圧室１５０の流体圧が弾性部材１４３の弾性付勢力に打ち勝ったときに生じるスライドリング１４０のホルダ先端側へのスライド動作を、締め付け動作の解除動作に変換する機能を果たしている。従って、ここでいう傾斜面１４２ａ及び傾斜面１３４ａによって、本発明における「変換部」が構成される。

本実施の形態の工具ホルダ１００では、流体圧調節機構１６０による流体圧室での流体圧調節によって、スライドリング１４０のスライド動作方向が切り換えられ、これにより工具２００の締め付け動作と、当該締め付け動作の解除動作（「工具締め付け解除動作」ともいう）との切り換えが可能とされる。工具締め付け解除動作が行なわれると、工具２００が把持スリーブ１３０の工具把持空間１３１に着脱自在とされる。
一方、工具の締め付け動作が行なわれると、把持スリーブ１３０の筒壁の各部位のうち、特に被係合部１３４がホルダ内方に撓むことによって、工具端部２０１を工具把持空間１３１にて確実に把持することが可能となる。この把持状態では、流体圧室１５０における含油液体の流体圧低下に伴って、工具把持空間１３１の工具端部２０１が把持されるため、含油液体の漏洩等によって流体圧室１５０の流体圧が低下しても、工具端部２０１の把持力が低下することなく、なお同様の把持状態を維持することが可能となる。
また、係合部１４２の傾斜面１４２ａと被係合部１３４の傾斜面１３４ａとの係合では、傾斜面同士の面接触によって係合部１４２が被係合部１３４を効率よく押圧することが可能となる。

〔他の実施の形態〕
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施の形態では、把持スリーブ１３０の一部が被係合部１３４を構成する場合について記載したが、本発明では、被係合部１３４の相当する部位を把持スリーブ１３０とは別体として構成することもできる。

また上記実施の形態では、把持スリーブ１３０のホルダ先端側の開口縁部１３５に被係合部１３４を設ける場合について記載したが、本発明では、被係合部１３４を設ける箇所や数等は必要に応じて適宜変更が可能である。例えば開口縁部１３５よりもホルダ後端側に離間した位置に被係合部１３４を設けてもよい。

また上記実施の形態では、被係合部１３４の傾斜面１３４ａを、把持スリーブ１３０の板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に縮小させた構成とし、この傾斜面１３４ａに対しホルダ後端側から係合部１４２の傾斜面１４２ａが係合する場合について記載したが、本発明では、被係合部１３４や係合部１４２の構成については必要に応じて適宜変更が可能である。例えば、把持スリーブの板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に拡張させた傾斜面に対し、ホルダ後端側から係合部の傾斜面（板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に縮小させた傾斜面）が係合する構成を採用することもできる。

また上記実施の形態では、係合部１４２の傾斜面１４２ａが被係合部１３４の傾斜面１３４ａに係合する構成について記載したが、係合部１４２のうち被係合部１３４の傾斜面１３４ａに係合する部位は傾斜面以外であってもよく、例えば凸面ないし曲面等を介して被係合部の傾斜面に係合する構成であってもよい。また、この係合部１４２は、把持スリーブ１３０の筒壁まわり全周を取り囲むように配置される構成以外に、把持スリーブ１３０の筒壁まわりに部分的に配置される構成であってもよい。

本発明の「工具ホルダ」にかかる一実施の形態の工具ホルダ１００の縦断面構造を示す図である。 図１中の工具ホルダ１００のＡ−Ａ線に関する横断面構造を示す図である。 図１の部分拡大図であって工具２００が工具ホルダ１００に把持される前の様子を示す図である。 図１の部分拡大図であって工具２００が工具ホルダ１００に把持された様子を示す図である。

１００…工具ホルダ
１１０…ホルダ本体
１１０ａ…ホルダ先端部
１１３…対向面
１１４，１１５，１１６…シール部材
１２０…工具把持機構
１３０…把持スリーブ
１３１…工具把持空間
１３４…被係合部
１３４ａ…傾斜面
１３５…開口縁部
１３６…スリット
１３６ａ…スリット底部
１３７…クリアランス
１３８…係合溝
１３８ａ…溝前壁
１３８ｂ…溝後壁
１４０…スライドリング
１４１…後端面
１４２…係合部
１４２ａ…傾斜面
１４３…弾性部材
１４３ａ…ネジ部
１４４…係合ピン
１５０…流体圧室
１６０…流体圧調節機構
１６１…油路
１６２…操作ネジ
１６３…ピストン部材
１６４…シリンダ部
１６５…シール部材
１６６…止めネジ
１６７…ボール部材
２００…工具
２０１…工具端部

Claims (4)

1. 工具を把持し、所定の加工作業に供するための工具ホルダであって、
   前記工具ホルダのハウジングを形成するホルダ本体と、
   前記工具を把持する工具把持機構と、
   を備え、
   前記工具把持機構は、
   前記ホルダ本体に取り付けられる長尺筒状の把持スリーブと、
   前記把持スリーブの長軸方向に沿って前記把持スリーブ内に形成され、前記工具が把持される工具把持空間と、
   前記把持スリーブの長軸方向にスライド動作可能に設けられたスライド部材と、
   前記スライド部材を前記把持スリーブの長軸方向に沿ってホルダ後端側へと付勢する弾性付勢力を発生する弾性部材と、
   前記スライド部材を前記把持スリーブの長軸方向に沿ってホルダ先端側へと付勢する流体圧を発生する流体圧室と、
   前記流体圧室の流体圧を調節可能な流体圧調節機構と、
   前記工具把持空間に挿入された前記工具の長軸方向と交差する方向に関して前記工具を締め付ける締め付け部と、
   前記スライド部材のスライド動作を、前記締め付け部の前記工具把持空間に挿入された前記工具の長軸方向と交差する方向への工具締め付け動作あるいは工具締め付け動作を解除する工具締め付け解除動作に変換する変換部と、
   を含み、
   前記変換部は、前記弾性部材の弾性付勢力が前記流体圧室の流体圧に打ち勝ったときに生じる前記スライド部材のホルダ後端側へのスライド動作を前記締め付け部の工具締め付け動作に変換し、前記流体圧室の流体圧が前記弾性部材の弾性付勢力に打ち勝ったときに生じる前記スライド部材のホルダ先端側へのスライド動作を前記締め付け部の工具締め付け解除動作に変換する構成であ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、
   前記締め付け部は、前記把持スリーブを用いて構成され、
   前記変換部は、前記把持スリーブの板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に縮小して形成される傾斜面と、前記スライド部材がホルダ先端側から前記傾斜面に係合する係合部と、を含み、
   前記締め付け部は、前記スライド部材のホルダ後端側へのスライド動作の際、前記係合部が係合した前記傾斜面にしたがって前記工具の長軸方向と交差する方向へ撓み動作する一方、前記スライド部材のホルダ先端側へのスライド動作の際、前記撓み動作が解除されることを特徴とする工具ホルダ。
3. 請求項２に記載の工具ホルダであって、
   前記変換部の前記係合部は、前記スライド部材の板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に拡張して形成された第２の傾斜面からなり、前記第２の傾斜面が前記傾斜面に面接触で係合する構成であることを特徴とする工具ホルダ。
4. 工具ホルダにおいて工具を把持する工具把持方法であって、
   ホルダ本体に取り付けられる長尺筒状の把持スリーブと、
   前記把持スリーブの長軸方向に沿って前記把持スリーブ内に形成され、前記工具が把持される工具把持空間と、
   前記把持スリーブの長軸方向にスライド動作可能に設けられたスライド部材と、
   前記スライド部材を前記把持スリーブの長軸方向に沿ってホルダ後端側へと付勢する弾性付勢力を発生する弾性部材と、
   前記スライド部材を前記把持スリーブの長軸方向に沿ってホルダ先端側へと付勢する流体圧を発生する流体圧室と、
   前記工具把持空間に挿入された前記工具の長軸方向と交差する方向に関して前記工具を締め付ける締め付け部と、
   を有する工具ホルダを準備する第１のステップと、
   前記第１のステップで準備した前記工具ホルダにおいて、前記流体圧室の流体圧が前記弾性部材の弾性付勢力に打ち勝つように前記流体圧を調節し、前記スライド部材をホルダ先端側へとスライド動作させるとともに、前記スライド部材のホルダ先端側へのスライド動作を前記締め付け部の工具締め付け解除動作に変換する第２のステップと、
   前記第２のステップの後、前記把持スリーブの前記工具把持空間に前記工具を挿入する第３のステップと、
   前記第３のステップで前記工具把持空間に前記工具が挿入された後、前記弾性部材の弾性付勢力が前記流体圧室の流体圧に打ち勝つように前記流体圧を調節し、前記スライド部材をホルダ後端側へとスライド動作させるとともに、前記スライド部材のホルダ後端側へのスライド動作を前記締め付け部の工具締め付け動作に変換する第４のステップと、
   を含むことを特徴とする工具把持方法。
   
   
   

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