JP6156642B2 - 工具ホルダ - Google Patents

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Description

本発明は、工具ホルダに関するもので、特に、段付穴を加工するための工具ホルダに関する。
段付穴は、例えば、車両のトランスミッションケースに形成される。なお、ここでいう段付穴とは、中心軸を共有して内径が異なる連続する２つの穴を指す。このような段付穴は、例えば、特許文献１に記載された工作機械用工具ホルダ（以下「先行技術の工具ホルダ」という）を使用して加工される。先行技術の工具ホルダは、小径部と大径部とを有するツールヘッドを備え、ツールヘッドをアルミ材によって構成することで軽量化が図られている。周知のように、工具ホルダの軽量化は、高速回転領域における振れを防止する効果がある。
しかしながら、ツールヘッドをアルミ材によって構成した場合、ツールヘッドを工具鋼によって構成した場合と比較して剛性が低下する。このような剛性の低下は、特に、ツールホルダの全長が長いほど顕著であり、加工された段付穴の加工精度（例えば、真円度、同軸度等）が悪化するおそれがある。
実用新案登録第３０９９５９１号公報
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、工具ホルダとして要求される剛性を確保しつつ、軽量化することが可能な工具ホルダを提供することを課題としてなされたものである。
上記課題を解決するために、本発明の工具ホルダは、アーバーを含み、該アーバーを介して工作機械の主軸に取り付けられる工具ホルダであって、前記アーバーと一体に構成され先端部に切刃が装着される円柱形の小径部と、該小径部の外周に嵌合されるとともに前記アーバのフランジ部によって受けられ先端部に切刃が装着される大径部とを有する段付ツールヘッドを備え、前記アーバーと前記小径部とは工具鋼によって構成され、前記大径部は工具鋼よりも軽い材料によって構成されることを特徴とする。
本発明によれば、工具ホルダとして要求される剛性を確保しつつ、軽量化することが可能な工具ホルダを提供することができる。
本実施形態の工具ホルダの概略構造を示す正面図であり、特に、ツールホルダの大径部を軸平面による断面で示した図である。 他の実施形態の工具ホルダの概略構造を示す正面図であり、特に、ツールホルダの大径部を軸平面による断面で示した図である。
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。なお、本実施形態に係る工具ホルダ１は、マシニングセンタ（工作機械）の主軸に装着されて、ワークに形成された下穴を段付加工するためのものである。
図１に示されるように、工具ホルダ１は、アーバー２と段付ツールヘッド３とを有する。アーバー２は、マシニングセンタの主軸に嵌合されるテーパシャンク部４と、ＡＴＣ（自動工具交換装置）によって把持されるフランジ部５と、を有する。なお、テーパシャンク部４は、例えば、ＪＩＳＢ６３４０に規定されるＢＴ５０に適合する。
段付ツールヘッド３は、工具ホルダ１の中心軸Ｃに対して同軸上に配置される小径部６と大径部７とを有する。段付ツールヘッド３の小径部は円柱形に形成される。また、小径部６とアーバー２とは、工具鋼からなる１つの軸部材（素材）から削り出される。換言すると、小径部６はアーバー２と一体に構成され、同時に、小径部６とアーバー２とは工具鋼によって構成される。なお、段付ツールヘッド３は、小径部６の先端部にスローアウェイチップ８（切刃）が装着される。
段付ツールヘッド３の大径部７は円環形に形成される。また、大径部７は、内周が小径部６の外周に予め定められた嵌め合いで嵌合される。大径部７は、少なくとも１個のボルト（図示省略）によってアーバー２に固定されるとともに、回り止め機構によってアーバー２延いては小径部６に対する中心軸Ｃ回りの相対回転が阻止される。なお、回り止め機構は、例えば、アーバー２に取り付けられるキーと大径部７に形成されるキー溝とによって構成することができる。また、段付ツールヘッド３は、大径部７の先端部にスローアウェイチップ９（切刃）が装着される。
本実施形態において、段付ツールヘッド３の大径部７はアルミニウム合金によって構成される。これは大径部７の材料をアルミニウム合金に限定することを意図するものではなく、大径部７の材料は、工具鋼、すなわち、アーバー２および小径部６の材料よりも軽く（比重が小さく）、且つ工具ホルダ１として要求される剛性（機械的性質）が確保される材料であれば、例えば、周知の合金あるいはプラスチック等であってもよい。
この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、アーバー２と段付ツールヘッド３の小径部６とを工具鋼によって構成し、段付ツールヘッド３の大径部７を工具鋼よりも軽いアルミニウム合金によって構成したので、工具ホルダ１として要求される剛性（機械的性質）を確保しつつ、工具ホルダ１を軽量化することができる。
段付ツールホルダ３全体、すなわち、小径部６と大径部７とがアルミニウム合金によって構成される先行技術の工具ホルダでは、特に、段付ツールヘッド３（小径部６）の全長がある程度の長さを超えると、剛性不足から加工時に振動が発生し、段付穴の加工精度（真円度、同軸度等）に悪影響を及ぼすことがあったが、本実施形態に係る工具ホルダ１では、高速回転域における振動を効果的に抑制することが可能であり、より高い精度の段付穴を加工することができる。
また、本実施形態に係る工具ホルダ１では、段付ツールヘッド３の小径部６をアーバー２と一体で構成したので、段付ツールヘッド３の小径部６をアーバー２と別体で構成した場合と比較して、剛性をより高めることが可能である。
なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成することができる。
前述した実施形態では、段付ツールヘッド３の大径部７の内周を小径部６の基部（先端部に対して反対側の部分）の外周に嵌合させて工具ホルダ１を構成したが、図２に示されるように、段付ツールヘッド３の大径部７の内周を、アーバー２のクイル部１２の外周に嵌合させて工具ホルダ１１を構成することができる。
この場合、段付ツールヘッド３の小径部６は、アーバー２のクイル部１２の先端部にボルト（図示省略）によって固定することができる。
１ 工具ホルダ、２ アーバー、３ 段付ツールヘッド、６ 小径部、７ 大径部

Claims (1)

  1. アーバーを含み、該アーバーを介して工作機械の主軸に取り付けられる工具ホルダであって、
    前記アーバーと一体に構成され先端部に切刃が装着される円柱形の小径部と、該小径部の外周に嵌合されるとともに前記アーバのフランジ部によって受けられ先端部に切刃が装着される大径部とを有する段付ツールヘッドを備え、
    前記アーバーと前記小径部とは工具鋼によって構成され、前記大径部は工具鋼よりも軽い材料によって構成されることを特徴とする工具ホルダ。
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