JP5839308B1 - チョッピング工具ホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】 化学劣化・疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きず、チョッピングのビビリ現象を抑制して高寿命で高精密な加工面精度が得られるチョッピング工具ホルダを提供する。【解決手段】 チョッピング工具ホルダ１０において、上記チョッピングユニット４０は、回転軸１４の摺動環部は上記回転筒体１３内に位置するとともに上記回転筒体の先端部と摺動環部との間に介在して回転軸を後退させる一対のリング状磁石Ｍ１，Ｍ２と、上記一対のリング状磁石Ｍ１，Ｍ２に並設又はリング状磁石と先端蓋体１５の間に介在させたリング状弾性体Ｏ１とで構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、回転加工する切削工具（リーマ、エンドミル他）や研削工具（砥石、バフ、ホーニング他）を、この軸芯方向に小さなストロークで往復動させて加工するチョッピング工具ホルダの揺動機構に係わり、特に、過酷な使用による化学劣化・疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きないように改善してチョッピングのビビリ現象を抑制し、高寿命で高精密な加工面精度が長期間にわたり得られるようにしたチョッピング工具ホルダに関するものである。

近年、切削加工や研削加工分野において、加工面や研削面に削り筋（線条痕）や研削筋（線条痕）等の発生を抑制すべく、加工ヘッドや研削ヘッドを高速オシレートする従来技術に加えて、更に高速度で微細に往復動させる技術（高速回転のもとに軸芯方向に微細なストロークで往復動するチョッピング加工）が普及している。

上記加工ヘッドや研削ヘッドを高速オシレートする公知例を紹介する。その第一は、研削盤テーブル軸の高速オシレーションを低コストで実現する制御システムと制御方法であり、その構成の主体となる制御システムは、ＮＣ装置と、外部パルス発生コントローラとを有する。ＮＣ装置は、研削盤の運転制御プログラムを内蔵したＮＣ部と、このＮＣ部からの指令に基づいて研削盤の各軸を動かすサーボ部と、同期制御機能を備えたＰＭＣ部とを含む。外部パルス発生コントローラは、研削盤のテーブル軸を往復動させるためのパルスを発生する。パルス発生コントローラは発生パルスをサーボ部へ直接入力し、該サーボ部はＰＭＣ部の同期制御の下にこのパルスに従って研削盤のテーブル軸を往復動させるものである（例えば、特許文献１参照。）。

更に、砥石により研削する研削工具において、主軸に砥石ホルダを介して砥石を２段に装着し、砥石間に研削液を通す隙間を作った研削工具であり、この研削工具をチョッピング加工の場合には、チョッピングのストロークＬに対して砥石の間隙間１はＬ＜１とし、削り残りのないようにするものである（例えば、特許文献２参照。）。

更に、主軸回転と関係なく脈動供給する研削液により研削砥石に対するビビリ振動の無い往復運動制御が行えるチョッピング工具ホルダにおいて、新規な構成によるチョッピング駆動機構が提供されている。その構成は、先端部１３Ａに通孔１３Ｂを持つ回転筒体１３と、上記回転筒体の空間Ｓ内に膨張する摺動環部１４Ａを気密に摺動可能に嵌合する回転軸１４と、上記回転軸の先端部１４Ｂは回転筒体の通孔から外部へ突出してこれに付設した研削砥石と、上記回転筒体と回転軸の摺動環部との間に回転軸を後退させる弾性体（コイルバネ）１５と、上記回転筒体の後側空間内に供給する脈動する研削液とからなるものである（例えば、特許文献３参照。）。

特開２００５−１８６２５５号公報 実開平０６−５８６０号公報 実登録第３１８１１９０号公報

上記特開２００５−１８６２５５号公報は，研削盤テーブル軸を高速オシレーションさせた制御システムと制御方法である。これにより、研削砥石は、比較的ゆっくりした往復運動と比較的大きなストロークとなるステッピング加工の範疇である。然し乍ら、チョッピング加工の条件は、ステッピング加工の１０倍以上の往復運動と０．０５ｍｍ〜１ｍｍ前後のストロークである。従って、本考案のチョッピング工具とは、技術範疇を異にする。

また、上記実開平０６−５８６０号公報は、主軸に砥石ホルダを介して砥石を２段に装着し、砥石間に研削液を通す隙間を作った研削工具であり、この研削工具をチョッピングのストロークで駆動させられると言うが、具体的なチョッピング機構の構成が不明である。

また、実登録第３１８１１９０号公報は、回転筒体と回転軸の摺動環部との間に回転軸を後退させる弾性体（コイルバネ）１５によっているから、上記回転筒体の後側空間内に供給する研削液ＧＯの脈動により激しく伸縮運動させている。上記研削液ＧＯの脈動が弾性体（コイルバネ）１５の共振周波数と一致又は近いと、弾性体（コイルバネ）が共振現象を起こす。この為に、チョッピング工具ホルダのチョッピング駆動機構の寿命を短くするばかりか、刃具や研削砥石に対するビビリ振動を発生させることとなり、高精度な仕上げ面が得られ難くなるという問題点が指摘される。

本発明は、特に、上記実登録第３１８１１９０号公報のチョッピング工具にみられる問題点に鑑みてなされたものである。その第１の目的は、チョッピング駆動源からのビビリ現象を抑制して円滑な往復運動制御により高寿命で高精密な加工面精度が得られるようにしたチョッピング工具ホルダを提供すること。第２の目的は、過酷な使用による化学劣化・疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きないように改善したチョッピング工具ホルダを提供するものである。

加工機の主軸先端に装着される工具ホルダにチョッピングユニットを備えたチョッピング工具ホルダであり、上記工具ホルダの把持部に開けられた装着穴に対して後端側を挿入把持される回転筒体と、上記回転筒体は先端部を大経に膨出させるとともにこの内周径を大径に拡張させてなり、上記回転筒体の筒内に通孔を貫通させた摺動軸部を気密且つ摺動可能に嵌合する回転軸と、上記回転軸の先端部は回転筒体の筒内から外部へ突出され該先端部に付設される研削砥石又は切削刃具の加工具とを備え、上記回転筒体の先端大径部内と上記回転軸の摺動環部との空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石からなるチョッピングユニットを備え、上記回転筒体の後端空間内に上記工具ホルダの軸芯に貫通させたセンター孔から装着穴を介して回転軸の後端に脈動供給する研削液又は切削液と、からなるチョッピング工具ホルダにおいて、上記チョッピングユニットは、上記回転筒体の先 端大径部内と上記回転軸の摺動環部との空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石と 、上記一対のリング状磁石の内径側又は外径側に並設させたリング 状弾性体と、からなることを特徴とする。

加工機の主軸先端に装着される工具ホルダにチョッピングユニットを備えたチョッピング工具ホルダであり、上記工具ホルダの把持部に開けられた装着穴に対して後端側を挿入把持される回転筒体と、上記回転筒体は先端部を大経に膨出させるとともにこの内周径を大径に拡張させてなり、上記回転筒体の筒内に通孔を貫通させた摺動軸部を気密且つ摺動可能に嵌合する回転軸と、上記回転軸の先端部は回転筒体の筒内から外部へ突出され該先端部に付設される研削砥石又は切削刃具の加工具とを備え、上記回転筒体の先端大径部内と上記回転軸の摺動環部との空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石からなるチョッピングユニットを備え、上記回転筒体の後端空間内に上記工具ホルダの軸芯に貫通させたセンター孔から装着穴を介して回転軸の後端に脈動供給する研削液又は切削液と、からなるチョッピング工具ホルダにおいて、上記チョッピングユニットは、上記回転筒体の先 端大径部内と上記回転軸の摺動環部との空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石と 、上記砥石先端側のリング状磁石と閉塞板間にリング状弾性体とを介在させたことを特徴 とする。

加工機の主軸先端に装着される工具ホルダにチョッピングユニットを備えたチョッピング 工具ホルダであり、上記工具ホルダの把持部に開けられた装着穴に対して後端側を挿入把 持される回転筒体と、上記回転筒体は先端部を大経に膨出させるとともにこの内周径を大 経に拡張させてなり、上記回転筒体の筒内に通孔を貫通させた摺動軸部を気密且つ摺動可 能に嵌合する回転軸と、上記回転軸の先端部は回転筒体の筒内から外部へ突出され該先端 部に付設される研削砥石又は切削刃具の加工具とを備え、上記回転筒体の先端大径部内と 上記回転軸の摺動環部との空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石からなるチョッ ピングユニットを備え、上記回転筒体の後端空間内に上記工具ホルダのフランジに嵌る環 体の通孔と工具ホルダ内の通孔から装着穴を介して回転軸の後端に脈動供給する研削液又 は切削液と、からなるチョッピング工具ホルダにおいて、
上記チョッピングユニットは、上記回転筒体の先端大径部内と上記回転軸の摺動環部との 空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石と、上記一対のリング状磁石の内径側又は 外径側に並設させたリング状弾性体と、からなることを特徴とするチョッピング工具ホル ダ。

加工機の主軸先端に装着される工具ホルダにチョッピングユニットを備えたチョッピング 工具ホル ダであり、上記工具ホルダの把持部に開けられた装着穴に対して後端側を挿入把 持される回転筒体と、上記回転筒体は先端部を大経に膨出させるとともにこの内周径を大 経に拡張させてなり、上記回転筒体の筒内に通孔を貫通させた摺動軸部を気密且つ摺動可 能に嵌合する回転軸と、上記回転軸の先端部は回転筒体の筒内から外部へ突出され該先端 部に付設される研削砥石又は切削刃具の加工具とを備え、上記回転筒体の先端大径部内と 上記回転軸の摺動環部との空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石からなるチョッ ピングユニットを備え、上記回転筒体の後端空間内に上記工具ホルダのフランジに嵌る環 体の通孔と工具ホルダ内の通孔から装着穴を介して回転軸の後端に脈動供給する研削液又 は切削液と、からなるチョッピング工具ホルダにおいて、
上記チョッピングユニットは、上記回転筒体の先端大径部内と上記回転軸の摺動環部との 空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石と、上記砥石先端側のリング状磁石と閉塞 板間にリング状弾性体とを介在させたことを特徴とする。

本発明の請求項５によるチョッピング工具ホルダは、請求項１または２または３または４記載のチョッピング工具ホルダにおいて、上記リング状磁石は、ネオジウム永久磁石であり、上記リング状弾性体はＯリングであることを特徴とする。

本発明のチョッピング工具ホルダによると、チョッピングユニットは、回転軸を後退させる一対の反発し合うリング状磁石としたから、従来のコイルバネに頼らなくても良く、過酷な使用に対しても一対の反発し合うリング状磁石の機能の低下が起きない。即ち、疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きず、初期の機能・性能が維持できる。
更に、上記一対の反発し合うリング状磁石とこの内径側又は外径側に並設させたリング状弾性体とで構成するか、又は、回転軸を後退させる一対のリング状磁石と、上記一対の反発し合うリング状磁石の砥石先端側と閉塞板間にリング状弾性体を介在させたから、チョッピング駆動源から脈動供給される研削液の乱れによるビビリ現象や高調波振動のエネルギーを減衰・抑制して高精度なチョッピング研削が保証できる上、過酷な使用による疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きない。
更に、上記リング状磁石は、ネオジウム永久磁石とし、上記リング状弾性体をＯリングとしたから、特に過酷な使用によっても、ネオジウム永久磁石には化学劣化・疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きない。これにより、チョッピング駆動源からの乱れたビビリ現象や高調波振動のエネルギーを減衰・抑制して円滑な往復運動制御が可能となり、高寿命で高精密な加工面精度が得られるチョッピング工具ホルダが提供できる。即ち、正確で安定したチョッピング動作が長期間にわたり保証される。

本発明の第１の実施の形態を示し、チョッピング工具ホルダとこのチョッピングユニットの断面図である。 第１実施形態のチョッピングユニットの作用断面図である。 第１実施形態を示し、研削砥石と切削刃具の作用断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示し、チョッピング工具ホルダとこのチョッピングユニットの断面図である。 第２実施形態のチョッピングユニットの作用断面図である。 本発明の第３の実施の形態におけるチョッピング工具ホルダとこのチョッピングユニットの断面図である。 第３実施形態のチョッピングユニットの作用断面図である。

以下、図１乃至図７を参照して本発明の各実施の形態となるチョッピング工具ホルダとこのチョッピングユニットを順次に説明する。

本発明の第１の実施の形態となるチョッピング工具ホルダ１０とこのチョッピングユニット４０は、その全体構成を図１に示す。

上記チョッピング工具ホルダ１０は、図１とこの拡大図において、切削加工機（フライス盤、マシニングセンタ等）や研削盤、バフ盤、ホーニング盤等からなる加工機３０の主軸３１の先端３１Ａのテーパー穴に装着される工具ホルダ１１に第１の実施態様となるチョッピングユニット４０を備えものである。上記チョッピングユニット４０の構成は、上記工具ホルダ１１の把持部１１Ａに開けられた装着穴１２に対して後端側を挿入把持される回転筒体１３と、上記回転筒体は先端部１３Ａを大径に膨出させるとともにこの内周径１３Ｂを大経に拡張させた円筒空間Ｓを設けている。上記回転筒体１３の筒内に通孔ｈ３を貫通させた摺動軸部１４Ａを気密且つ摺動可能に嵌合（ルーズなキー係合又はスプライン結合）する回転軸１４と、上記回転軸の先端部１４Ｂは回転筒体１３の筒内となる円筒空間ＳをボルトＢで閉塞する蓋体１５の軸受孔１５Ａから外部へ突出されている。該先端部１４Ｂの外周には、研削砥石Ｇ又は切削刃具Ｃのフランジ１６を嵌め、固定ボルトＢ１で付設された加工具Ｋを備えている。尚、研削砥石Ｇ又は切削刃具Ｃ内には、回転軸１４の中心に開けた通孔ｈ３と固定ボルトＢ１及びフランジ１６に開けた通孔ｈ４，ｈ５を通って研削液ＧＯ又は切削液ＣＯが供給される。

上記回転筒体１３の先端の大径内周径１３Ｂ内と上記蓋体１５とが形成する円筒空間Ｓ内には、一対のリング状磁石Ｍ１とＭ２とを同極側を対面させて回転軸１４の摺動環部１４Ａの中腹位置に配置し、後端側のリング状磁石Ｍ１が回転軸１４を後端側へ浮上させる反発力Ｆを発生させる関係に配置されている。更に、上記砥石側のリング状磁石Ｍ２と該砥石先端側となる閉塞板１５間にリング状弾性体となるＯリングＯ１を介在させたチョッピングユニット４０を構成している。即ち、反研削砥石Ｇ又は切削刃具Ｃ側のリング状磁石Ｍ１を回転軸１４に固着させ、研削砥石Ｇ又は切削刃具Ｃ側のリング状磁石Ｍ２は回転軸１４とは縁が切られて閉塞板１５の内面に吸引状態（リング状磁石Ｍ１とは反発状態）に保持されている。

上記回転筒体１３の後端空間Ｓ１内には、チョッピング駆動部１００から上記主軸３１の軸芯方向に貫通させたセンター孔ｈ１と工具ホルダ１１のセンター孔ｈ２と装着穴１２を介して回転軸１４の後端面とこの通孔ｈ３に研削液ＧＯ又は切削液ＣＯが脈動供給される。この脈動供給される研削液ＧＯ又は切削液ＣＯの圧力変動により、一対のリング状磁石Ｍ１とＭ２で後端側へ反発されている回転軸１４を工具側へ脈動的に押し戻して軸心方向に伸縮運動（チョッピング運動）を発生させる。上記チョッピング駆動部１００の詳細構成は後記する。

上記リング状磁石Ｍ１，Ｍ２は、ネオジウム永久磁石であり、上記リング状弾性体はＯリングＯ１である。ネオジウム永久磁石は、ネオジウム、鉄、ホウ素を主成分とする希土類磁石であり、磁束密度が高く、強い磁力を持つ。鉄を含み錆びやすいため表面に鍍金を施している。更に、熱減磁が−０．１２％／Ｋ程度と大きく。キュリー点は約３１０℃。非常に磁力が強いため、チョッピングユニット４０の駆動用の永久磁石としてコンパクトに構成できるから最適である。しかして、リング状磁石Ｍ１，Ｍ２にネオジウム永久磁石を使用することで、過酷な使用による化学劣化・疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きないように改善されている。更に、図１に示すように、リング状弾性体Ｏ１に、Ｏリングを採用することで、上記リング状磁石Ｍ２と砥石先端側の閉塞板１５間にＯリングが介在され、このＯリングにより各部材間の接触面積が極小化されるから各部材間で起きる伸縮運動（チョッピング運動）に対する揺動抵抗が低減化される。これにより、伸縮運動（チョッピング運動）は最小限の駆動エネルギーで良く、疲労劣化が長期間にわたり低減されるメリットが得られる。尚、Ｏリングの種類としては、Ｇ型，Ｐ型，Ｓ型などがあり、Ｐ型が内径に比べ太く，本発明のチョッピング運動用に適している。

上記チョッピング工具ホルグ１０に脈動供給される研削液ＧＯ又は切削液ＣＯのチョッピング駆動部１００は、図１に示す構成になっている。ピストンＰの進退運動は、回転運動するドライブ軸Ｄに嵌めた円板１０１に偏心枢着したクランク棒１０２により脈動して研削液又は切削液を高圧吐出するピストンポンプＰ１又はプランジャーポンプ（図示なし）を駆動源とし、研削液ＧＯ又は切削液ＣＯの耐圧機能（伸縮機能）を発揮するゴム製の配管Ｐ２を介して上記チョッピング工具ホルダ１０の回転筒体１３の後側空間Ｓ１内に供給する。上記ピストンポンプＰ１により、逆止弁Ｖを介してタンク１０３に貯めた研削液ＧＯ又は切削液ＣＯは、この加圧力を増減する脈動供給として回転筒体１３の後側空間Ｓ１内に送り込まれるように構成されている。

上記第１の実施態様は、工具ホルダ１１内に、一対のリング状磁石Ｍ１，Ｍ２とリング状弾性体Ｏ１とからなるチョッピングユニット４０を備えたものであり、その作用を図１と図２（ａ）（ｂ）で説明する。チョッピング駆動部１００は、ピストンポンプＰ１のピストンＰが下死点にあるとき、図２（ｂ）に示すように、回転軸１４は反発するリング状磁石Ｍ１，Ｍ２の空隙Ｘを圧縮して微量（ストローク幅Ｌ）だけ突出される。この時、回転軸１４の突出でリング状磁石Ｍ１が先端側のリング状磁石Ｍ２を強く押してＯリングＯ１が圧縮されると、ＯリングＯ１がこの圧縮エネルギーを吸収してビビリ衝撃を緩衝する。この後、図２（ａ）に示すように、ピストンＰが上死点に戻るとき、加圧力が低減されて回転軸１４は一対のリング状磁石Ｍ１，Ｍ２の反発力ＦとＯリングＯ１内に貯められた反発作用のエネルギーが加算されて押し戻される。即ち、この進退移動がチョッピングのストローク幅Ｌとなる。上記チョッピング幅Ｌは、通常０．０５ｍｍ〜１ｍｍ前後のストロークに設定される。送り速度は、１００〜１，０００ｍｍ／ｍｉｎ前後に設定される。

上記チョッピング工具ホルダ１０は、図３に示すように、研削砥石Ｇ（切削刃具Ｃは、図３（ｂ）に示す）に向けて通孔ｈ３，ｈ４，ｈ５が開けられているから、回転軸１４の通孔ｈ３の後端から研削液ＧＯ又は切削液ＣＯを研削砥石Ｇ（又は切削刃具Ｃ）に供給される。上記研削砥石Ｇは、砥粒内を研削液ＧＯが通過できるものであるから、ワークＷの研削面に研削砥石の内部から噴射冷却させられる。尚、上記研削砥石Ｇ又は切削刃具Ｃは、研削液ＧＯの通過性を向上させるべく通孔ｈ６，ｈ７を開けたものとしてもよい。

上記第１の実施態様となる工具ホルダ１１にチョッピングユニット４０によると、下記の効果が得られる。
チョッピングユニット４０は、回転軸を後退させる一対の反発し合うリング状磁石Ｍ１，Ｍ２としたから、従来のコイルバネに頼らなくても良く、過酷な使用による一対の反発し合うリング状磁石の機能の低下が起きない。即ち、疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きず、初期の機能・性能が維持できる。
更に、上記回転軸を後退させる一対のリング状磁石Ｍ１，Ｍ２の砥石先端側と閉塞板１５間にリング状弾性体Ｏ１とを介在させたから、チョッピング駆動源からの乱れたビビリ現象や高調波振動のエネルギーを減衰・抑制し、過酷な使用による疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きない。
更に、上記リング状磁石Ｍ１，Ｍ２は、ネオジウム永久磁石とし、上記リング状弾性体Ｏ１をＯリングとしたから、特に過酷な使用によっても、化学劣化・疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きない。これにより、チョッピング駆動源からの乱れたビビリ現象や高調波振動のエネルギーを減衰・抑制して円滑な往復運動制御が可能となり、高寿命で高精密な加工面精度が得られるチョッピング工具ホルダが提供できる。即ち、正確で安定したチョッピング動作が長期間にわたり保証される。

上記チョッピング工具ホルダ１０は、図４に示す第２の実施の形態となるチョッピングユニット５０のように構成したチョッピング工具ホルダ２０に変更することができる。その構成は、上記回転筒体１３の先端の大径内周径１３Ｂ内と上記蓋体１５とが形成する円筒空間Ｓ内において、回転軸１４を後退させるべく、一対のリング状磁石Ｍ１とリング状磁石Ｍ２との同極側を対面させて離反する反発力Ｆを発生するように配置されている。更に、図５に示すように、上記一対のリング状磁石Ｍ１，Ｍ２と、この内径側の鍔体１４Ｄと蓋体１５間に並設させたリング状弾性体Ｏ２も同様に一対のリング状磁石と同様に離反させる反発力Ｆ１を付与すべく回転軸１４に固定した鍔体１４Ｄの下面にリング状磁石Ｍ１とリング状弾性体Ｏ２の上面を押圧させて備えている。これで、上記リング状磁石Ｍ１と蓋体１５の上面に吸着するリング状磁石Ｍ２との隙間Ｘが伸び縮みする隙間振動時において、リング状弾性体Ｏ２が高調波振動を積極的に抑制する作用が期待できるチョッピングユニット５０を構成している。尚、リング状弾性体Ｏ２は、リング状磁石Ｍ１，Ｍ２の外径側に配置しても良い。

その他の構成は、上記第１の実施の形態となるチョッピング工具ホルダ１０において、上記回転軸１４に開けた通孔ｈ３を省略させたものである。従って、回転軸１４とこの先端部１４Ｂに付設した研削砥石Ｇ（または切削刃具Ｃ）は、上記ピストンポンプＰ１により、逆止弁Ｖを介してタンク１０３に貯めた研削液ＧＯ又は切削液ＣＯは、この加圧力を増減する脈動供給として回転筒体１３の後側空間Ｓ１内に送り込まれるだけとなる。尚、噴射ノズルＮは、研削砥石Ｇ（または切削刃具Ｃ）の近傍に配置され、ここから研削砥石Ｇ（または切削刃具Ｃ）に向けて研削液ＧＯ又は切削液Ｃが噴射される。勿論、上記第１の実施の形態となるチョッピング工具ホルダ１０と同様に、上記回転軸１４に通孔ｈ３を開けた構成としても良い。更に、チョッピング工具ホルダ２０に第１の実施態様のチョッピングユニット４０を採用しても良い。

これにより、図４と図５（ａ）（ｂ）に示すように作用する。ピストンポンプＰ１のピストンＰが下死点にあるとき、図５（ｂ）に示すように、回転軸１４は一対のリング状磁石１５を強く圧縮して研削砥石Ｇを突出させる。また、ピストンＰが上死点にあるとき、研削液ＧＯ又は切削液ＣＯがピストンポンプＰ１側へ戻されて加圧力が低減し、図５（ａ）に示すように一対の反発力Ｆで反発し合うリング状磁石Ｍ１，Ｍ２と、この一対のリング状磁石の内径側に並設したリング状弾性体Ｏ２も反発力Ｆ１で反発して回転軸１４を後退させる。これにより、回転軸１４とこの先端の研削砥石Ｇは、チョッピング駆動部１００からの脈動供給される研削液ＧＯで、チョッピング運動を起こす。この進退移動がチョッピングのストローク幅Ｌとなる。また、第２の実施の形態のチョッピングユニット５０によると、研削砥石Ｇ又は切削刃具Ｃへの研削液ＧＯ又は切削液ＣＯの供給は、外部に取付けた噴射ノズルＮにより行われる。

特に、リング状磁石Ｍ１，Ｍ２と、この内径側に並設したリング状弾性体Ｏ２によると、チョッピング駆動部１００から脈動供給される研削液ＧＯの乱れによるビビリ現象や高調波振動のエネルギーを減衰・抑制して高精度なチョッピング研削が保証できる上、過酷な使用による疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きないと言う、優れた作用効果が得られる。その他の作用効果は、上記第１の実施の形態のチョッピングユニット４０と同様である。

上記チョッピング工具ホルダ１０，２０は、図６に示すように、第３の実施の形態となるチョッピングユニット６０を備えたチョッピング工具ホルダ２２に変更することができる。その構成の特徴は、上記チョッピングユニット４０において、閉塞板１５側のリング状磁石からリング状弾性体Ｏ１となるＯリングＯ１を取り除いた構成とした。また、上記チョッピングユニット５０において、一対のリング状磁石Ｍ１，Ｍ２の内径側にあるリング状弾性体Ｏ２を取り除いた構成としたものである。このチョッピングユニット６０において、一対のリング状磁石Ｍ１とリング状磁石Ｍ２との同極側を対面させて離反する反発力Ｆを発生するように配置した。この構成によれば、図７（ａ）（ｂ）に示すように、両リング状磁石Ｍ１，Ｍ２との隙間Ｘが伸び縮みする振動時において、この進退移動がチョッピングのストローク幅Ｌとなる。上記リング状磁石Ｍ１とリング状磁石Ｍ２とが高調波振動を積極的に抑制できないがチョッピング運動の基本作用が期待できる。即ち、チョッピング加工の条件となるステッピング加工の１０倍以上の速い往復運動と、０．０５ｍｍ〜１ｍｍ前後のストロークＬが得られる。

尚、上記第３の実施の形態となるチョッピング工具ホルダ２２は、チョッピング駆動部１００から配管Ｐ２を介し、上記チョッピング工具ホルダ１０における工具ホルダ１１のフランジＦ０及びホルダ本体１１に開けた通孔ｈ９から回転軸１４の後側空間Ｓ１に研削液ＧＯ又は切削液ＣＯを供給するサイドクーラント供給方式としたものである。

上記サイドクーラント供給方式の構成は、チョッピング工具ホルダ２２のフランジＦ０に気密且つ回転自在に嵌る接続リング５３が環体５１に保持されている。この環体５１が主軸頭Ｈの先端面Ｈ１に取付けた接続箱５２に保持されている。上記チョッピング駆動部１００からの配管Ｐ２は、接続箱５２と環体５１を介して接続リング５３に接続されている。これで、配管Ｐ２から吐出される研削液ＧＯ又は切削液ＣＯは、各部材５２，５１，５３に開けた通孔ｈ１０を介してフランジＦ０とこれに開けた通孔ｈ９から回転軸１４の後側空間Ｓ１に研削液ＧＯ又は切削液ＣＯを供給する構成になっている。その他の構成は、上記第１の実施の形態となるチョッピング工具ホルダ１０とこのチョッピング駆動部１００と同一に付き、同一符号を附して説明を省略する。

上記各実施の形態となるチョッピング工具ホルダ１０，２０，２２おいて、ショッピング幅Ｌと搖動速度で研削されたワークＷの「研削抵抗Ｎ」と「表面粗さＲａ」を測定した。そのチョッピング効果の計測結果は、研削砥石：ＳＤ１００Ｐ、ワーク：アルミナ材、砥石回転数：８，０００回転／分、切込み量：１５ミクロン、研削幅１０ｍｍの条件下において、本発明のチョッピングによれば、研削抵抗は送り速度１００〜１，０００ｍｍ／ｍｉｎに関係無く、２．０以下の低い数値を維持した。

また、チョッピング工具ホルダの表面粗さは、本発明のチョッピングでは、送り速度１００〜１，０００ｍｍ／ｍｉｎに関係無く、表面粗さＲａ０．１μｍ以上の円滑・平滑面が得られた。この結果から、本発明によるチョッピング効果の優位性が確認できた。

以上のように、各実施の形態となるチョッピング工具ホルダ１０，２０，２２とこれを駆動するチョッピング駆動部１００によると、下記の効果が得られる。
各チョッピング工具ホルダによると、チョッピンクユニットは、回転軸を後退させる一対の反発し合うリング状磁石としたから、従来のコイルバネに頼らなくても良く、過酷な使用に対しても一対の反発し合うリング状磁石の機能の低下が起きない。即ち、疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きず、初期の機能・性能が維持できる。
更に、上記一対の反発し合うリング状磁石とこの内径側に並設させたリング状弾性体とで構成するか、又は、回転軸を後退させる一対のリング状磁石と、上記一対の反発し合うリング状磁石の砥石先端側と閉塞板間にリング状弾性体を介在させたから、チョッピング駆動源から脈動供給される研削液の乱れによるビビリ現象や高調波振動のエネルギーを減衰・抑制して高精度なチョッピング研削が保証できる上、過酷な使用による疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きない。
更に、上記リング状磁石は、ネオジウム永久磁石とし、上記リング状弾性体をＯリングとしたから、特に過酷な使用によっても、ネオジウム永久磁石には化学劣化・疲労劣化や長い期間の使用による経年劣化等が起きない。これにより、チョッピング駆動源からの乱れたビビリ現象や高調波振動のエネルギーを減衰・抑制して円滑な往復運動制御が可能となり、高寿命で高精密な加工面精度が得られるチョッピング工具ホルダが提供できる。即ち、正確で安定したチョッピング動作が長期間にわたり保証される。

更に、回転軸の後端から先端部に付設した研削砥石又は切削刃具に向けて通孔が開けられ、該通孔の後端から研削液又は切削液を研削砥石又は切削刃具に向けて供給するから、研削砥石又は切削刃具とワーク面の間に脈動する研削液又は切削液が噴射されるから、より優れた研削塵と研削液等の排除効果が発揮され、優れた表面精度が得られる。

本発明は、その対象物を工作機械用の研削盤やミーリングマシン（フライス盤等の加工機）に使用されるチョッピング工具ホルダの実施例で説明したものであるが、回転工具となる砥石、バフ、リーマ、エンドミル、ホーニング等も対象にできるから、これらのチョッピング工具ホルダとしても適用が可能である。更に、チョッピング工具ホルダの駆動源として、圧縮空気供給源（エアーコンプレッサ）の脈動する圧縮空気に求めてもよい。この場合は、圧縮空気により研削砥石や切削工具を冷却することとなる。

１０，２０，２２ チョッピング工具ホルダ
１１ 工具ホルダ
１１Ａ 把持部
１２ 装着穴
１３ 回転筒体
１３Ａ 先端部
１３Ｂ 通孔
１３Ｃ 中腹部
１４ 回転軸
１４Ａ 摺動環部
１４Ｄ 鍔体
１５ 閉塞板
３０ 加工機
３１ 主軸
３１Ａ 先端
４０，５０，６０ チョッピングユニット
５１ 環体
５２ 接続箱
５３ 接続リング
１００ チョッピング駆動部
１０１ 円板
１０２ クランク棒
１０３ タンク
Ｂ ボルト
Ｂ１ 固定ボルト
Ｃ 切削刃具
ＣＯ 切削液
Ｄ ドライブ軸
Ｇ 研削砥石
ＧＯ 研削液
Ｏ１ Ｏリング
Ｏ２ リング状弾性体
Ｆ 反発力
Ｆ１ 反発力
Ｆ０ フランジ
Ｋ 加工具
Ｍ１，Ｍ２ 一対のリング状磁石（ネオジウム永久磁石）
Ｎ 噴射ノズル
ｈ１，ｈ２ センター孔
ｈ３〜ｈ１０ 通孔
Ｐ ピストン
Ｐ１ ピストンポンプ
Ｐ２ 配管
Ｓ 円筒空間
Ｓ１ 後側空間
Ｖ 逆止弁
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. 加工機の主軸先端に装着される工具ホルダにチョッピングユニットを備えたチョッピング工具ホルダであり、上記工具ホルダの把持部に開けられた装着穴に対して後端側を挿入把持される回転筒体と、上記回転筒体は先端部を大経に膨出させるとともにこの内周径を大径に拡張させてなり、上記回転筒体の筒内に通孔を貫通させた摺動軸部を気密且つ摺動可能に嵌合する回転軸と、上記回転軸の先端部は回転筒体の筒内から外部へ突出され該先端部に付設される研削砥石又は切削刃具の加工具とを備え、上記回転筒体の先端大径部内と上記回転軸の摺動環部との空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石からなるチョッピングユニットを備え、上記回転筒体の後端空間内に上記工具ホルダの軸芯に貫通させたセンター孔から装着穴を介して回転軸の後端に脈動供給する研削液又は切削液と、からなるチョッピング工具ホルダにおいて、
   上記チョッピングユニットは、上記回転筒体の先端大径部内と上記回転軸の摺動環部との 空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石と、上記一対のリング状磁石の内径側又は 外径側に並設させたリング状弾性体と、からなることを特徴とするチョッピング工具ホル ダ。
2. 加工機の主軸先端に装着される工具ホルダにチョッピングユニットを備えたチョッピング工具ホルダであり、上記工具ホルダの把持部に開けられた装着穴に対して後端側を挿入把持される回転筒体と、上記回転筒体は先端部を大経に膨出させるとともにこの内周径を大径に拡張させてなり、上記回転筒体の筒内に通孔を貫通させた摺動軸部を気密且つ摺動可能に嵌合する回転軸と、上記回転軸の先端部は回転筒体の筒内から外部へ突出され該先端部に付設される研削砥石又は切削刃具の加工具とを備え、上記回転筒体の先端大径部内と上記回転軸の摺動環部との空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石からなるチョッピングユニットを備え、上記回転筒体の後端空間内に上記工具ホルダの軸芯に貫通させたセンター孔から装着穴を介して回転軸の後端に脈動供給する研削液又は切削液と、からなるチョッピング工具ホルダにおいて、
   上記チョッピングユニットは、上記回転筒体の先端大径部内と上記回転軸の摺動環部との 空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石と、上記砥石先端側のリング状磁石と閉塞 板間にリング状弾性体とを介在させたことを特徴とするチョッピング工具ホルダ。
3. 加工機の主軸先端に装着される工具ホルダにチョッピングユニットを備えたチョッピング工具ホルダであり、上記工具ホルダの把持部に開けられた装着穴に対して後端側を挿入把持される回転筒体と、上記回転筒体は先端部を大経に膨出させるとともにこの内周径を大経に拡張させてなり、上記回転筒体の筒内に通孔を貫通させた摺動軸部を気密且つ摺動可能に嵌合する回転軸と、上記回転軸の先端部は回転筒体の筒内から外部へ突出され該先端部に付設される研削砥石又は切削刃具の加工具とを備え、上記回転筒体の先端大径部内と上記回転軸の摺動環部との空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石からなるチョッピングユニットを備え、上記回転筒体の後端空間内に上記工具ホルダのフランジに嵌る環体の通孔と工具ホルダ内の通孔から装着穴を介して回転軸の後端に脈動供給する研削液又は切削液と、からなるチョッピング工具ホルダにおいて、
   上記チョッピングユニットは、上記回転筒体の先端大径部内と上記回転軸の摺動環部との 空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石と、上記一対のリング状磁石の内径側又は 外径側に並設させたリング状弾性体と、からなることを特徴とするチョッピング工具ホル ダ。
4. 加工機の主軸先端に装着される工具ホルダにチョッピングユニットを備えたチョッピング工具ホルダであり、上記工具ホルダの把持部に開けられた装着穴に対して後端側を挿入把持される回転筒体と、上記回転筒体は先端部を大経に膨出させるとともにこの内周径を大経に拡張させてなり、上記回転筒体の筒内に通孔を貫通させた摺動軸部を気密且つ摺動可能に嵌合する回転軸と、上記回転軸の先端部は回転筒体の筒内から外部へ突出され該先端部に付設される研削砥石又は切削刃具の加工具とを備え、上記回転筒体の先端大径部内と上記回転軸の摺動環部との空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石からなるチョッピングユニットを備え、上記回転筒体の後端空間内に上記工具ホルダのフランジに嵌る環体の通孔と工具ホルダ内の通孔から装着穴を介して回転軸の後端に脈動供給する研削液又は切削液と、からなるチョッピング工具ホルダにおいて、
   上記チョッピングユニットは、上記回転筒体の先端大径部内と上記回転軸の摺動環部との 空間に回転軸を後退させる一対のリング状磁石と、上記砥石先端側のリング状磁石と閉塞 板間にリング状弾性体とを介在させたことを特徴とするチョッピング工具ホルダ。
5. 上記リング状磁石は、ネオジウム永久磁石であり、上記リング状弾性体はＯリングであることを特徴とする請求項１または２または３または４記載のチョッピング工具ホルダ。

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