JP6379312B1 - Tool holder with internal space - Google Patents
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Abstract
【課題】シャンク部において、必要な剛性を外周だけでなく、その内側においても備えると共に、内側空間の形成によって工具ホルダーの軽量化を実現すること。
【解決手段】前側に工具9を着脱自在に保持するホルダー部12を備え、後側に主軸と着脱可能に嵌合するシャンク部11を備えている工具ホルダー1において、外周6の内壁5とクーラント通過用パイプ8とを、長手方向と直交又は斜交する複数個の板状体2によって接続しており、複数個の各板状体の前側及び後側に、内部空間を形成することによって、前記課題を達成することができる工具ホルダー1。
【選択図】図1 A shank portion is provided with necessary rigidity not only on the outer periphery but also on the inner side thereof, and the weight of the tool holder is reduced by forming an inner space.
In a tool holder (1) having a holder part (12) for detachably holding a tool (9) on the front side and a shank part (11) detachably fitted to a main shaft on the rear side, an inner wall (5) of an outer periphery (6) and a coolant are provided. The passage pipe 8 is connected by a plurality of plate-like bodies 2 orthogonal or oblique to the longitudinal direction, and by forming an internal space on the front side and the rear side of each of the plurality of plate-like bodies , The tool holder 1 which can achieve the said subject.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、内部空間を有する工具ホルダーを対象としている。 The present invention is directed to a tool holder having an internal space.
前側に工具を着脱自在に保持するホルダー部を備え、後側に主軸と着脱可能に嵌合するシャンク部を備えている工具ホルダーにおいては、主軸から工具ホルダーを介して工具に対し、当該工具の作動に必要な回転モーメントが伝達されている。 In a tool holder having a holder part that detachably holds a tool on the front side and a shank part that is detachably fitted to the main spindle on the rear side, the tool can be moved from the main spindle to the tool via the tool holder. The rotational moment necessary for operation is transmitted.
従って、工具ホルダーにおいては、上記モーメントの伝達に必要な剛性を有することを必要不可欠としている。 Therefore, it is essential for the tool holder to have the rigidity necessary for transmitting the moment.
このような剛性が重視された結果、工具ホルダーにおいては、回転中心軸の周囲近傍に延設されたクーラント通過用パイプ以外の内部は工具を生成する素材、具体的には、ニッケルクロム鋼等の硬度が高く耐摩耗性、耐熱性に優れた金属材料を充填した構成が採用されており、工具ホルダーの軽量化については然して重視されていなかったというのが偽らざる実状である。 As a result of emphasizing such rigidity, in the tool holder, the inside of the pipe other than the coolant passage pipe extending in the vicinity of the rotation center axis is made of a material that generates a tool, specifically, nickel chrome steel or the like. The configuration is filled with a metal material having high hardness and excellent wear resistance and heat resistance, and the fact that weight reduction of the tool holder has not been emphasized is a fact that is not false.
即ち、精々シンプルな設計の改善又は材質の選択によって、工具ホルダーの軽量化が行われているに過ぎない。 That is, the weight of the tool holder is merely reduced by improving the design at all or selecting the material.
因みに、特許文献1記載の工具ホルダーにおいては、シャンク部8の内側全空間を中空とする構成を採用する一方(図1及び要約書の解決手段並びに請求項1)、特許文献2記載の工具ホルダにおいては、シャンク部2のうち、回転中心軸の周囲に配置されたクーラント通過用穴以外の領域を中空状態とする構成を採用している(図1、2及び要約書の解決手段並びに請求項1)。
Incidentally, the tool holder described in Patent Document 1 employs a configuration in which the entire inner space of the
しかしながら、特許文献1及び同2のような中空構成の場合には、必然的にシャンク部の外周は、工具ホルダーに必要な剛性を得るうえで一定の肉厚を必要とし、必ずしも十分な軽量化を実現することはできない。
However, in the case of the hollow configuration as in
他方、特許文献3記載の工具ホルダにおいては、テーパーシャンク部の主要部とホルダ部の主要部とにつき、アルミニウム合金を母材として採用し、所定の剛性を確保したうえで軽量化を実現している。 On the other hand, in the tool holder described in Patent Document 3, an aluminum alloy is used as a base material for the main part of the taper shank part and the main part of the holder part, and the weight is reduced while ensuring a predetermined rigidity. Yes.
しかしながら、特許文献3の工具ホルダにおいて、アルミニウム合金によって所定の剛性を確保し得る以上、テーパーシャンク部及びホルダ部の全てを充填する構成を採用する必要はない。 However, in the tool holder of Patent Document 3, it is not necessary to employ a configuration in which all of the tapered shank portion and the holder portion are filled as long as predetermined rigidity can be ensured by the aluminum alloy.
然るに、特許文献3においては、上記充填構成が採用されており、工具ホルダーを更に軽量化するために必要な工夫が行われていない。 However, in patent document 3, the said filling structure is employ | adopted and the device required in order to further reduce a tool holder is not performed.
本発明は、シャンク部において、必要な剛性を外周だけでなく、その内側においても備えると共に、内側空間の形成によって工具ホルダーの軽量化を実現することを課題としている。 An object of the present invention is to provide the shank portion with necessary rigidity not only on the outer periphery but also on the inner side thereof, and to realize weight reduction of the tool holder by forming an inner space.
前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、
前側に工具を着脱自在に保持するホルダー部を備え、後側に主軸と着脱可能に嵌合するシャンク部を備えている工具ホルダーにおいて、長手方向と直交する方向の断面が円形であるシャンク部における外周の内壁と回転中心軸を囲んだ状態にて延設されているクーラント通過用パイプとを、長手方向と直交又は斜交する方向に配設された複数個の板状体によって接続しており、複数個の各板状体の前側及び後側に内部空間を形成している工具ホルダー、
からなる。
In order to solve the above problems, the basic configuration of the present invention is as follows.
In a tool holder having a holder portion that detachably holds a tool on the front side and a shank portion that is detachably fitted to the main shaft on the rear side, the cross section in a direction perpendicular to the longitudinal direction is circular. a coolant passage pipe which extends at the inner wall and surrounding the rotational axis states the periphery, are connected by the longitudinal and orthogonal or a plurality of the plate-like body disposed in the oblique direction A tool holder that forms an internal space on the front side and the rear side of each of the plurality of plate-like bodies ,
Consists of.
尚、前記基本構成において、板状体とは、例えば長方形又は楕円のように、一方側が長く、当該一方側に直交する他方側が短い状態を呈している断面を備えた平坦面形状又は湾曲面形状を意味している。 In the basic configuration, the plate-like body is a flat surface shape or curved surface shape having a cross section in which one side is long and the other side orthogonal to the one side is short, for example, a rectangle or an ellipse. it means.
前記基本構成に立脚している本発明においては、シャンク部において鋼材、アルミニウム合金等の金属材料を採用したうえで、周壁、板状体の素材及び形状につき、工具の作動に必要な回転モーメントを主軸から工具に伝達するために必要な剛性を備えるように設計することを当然の前提としている。 In the present invention based on the above basic configuration, a metal material such as a steel material or an aluminum alloy is employed in the shank portion, and the rotational moment necessary for the operation of the tool is obtained for the material and shape of the peripheral wall and plate-like body. It is a natural premise to design with the rigidity required to transmit from the spindle to the tool.
このような前提の下に、基本構成においては、長手方向と直交する複数個の各板状体の前側及び後側に内部空間を形成することによって、工具の軽量化を達成することができる。 Under such a premise, in the basic configuration , weight reduction of the tool can be achieved by forming internal spaces on the front side and the rear side of each of the plurality of plate-like bodies orthogonal to the longitudinal direction.
しかも、後述するように、シャンク部においては、外周の内壁から回転中心軸に近くなるにしたがって、主軸から工具に回転モーメントを伝達する際に負担する曲げモーメントが増大することから、必要な剛性を外周だけでなく、前記板状体、又は格子状体によって分担することができる。 In addition, as will be described later, in the shank portion, the bending moment that is borne when transmitting the rotational moment from the main shaft to the tool increases as it approaches the rotation center axis from the inner wall of the outer periphery. It can be shared not only by the outer periphery but also by the plate-like body or the lattice-like body.
その結果、前記基本構成においては、必要な剛性の全て又は殆どを外周に備えさせている特許文献1及び同2の構成に比し、更なる軽量化を実現することができる。
As a result, in the basic configuration, further weight reduction can be realized as compared with the configurations of
更には、複数個の板状体の一部にクーラント通過用穴を設置した場合には、クーラントを工具ホルダーの内部空間に充満することが可能であることから、工具ホルダーの効率的な冷却を実現することができる。 Furthermore, in case of installing the coolant passage holes in the part of the plurality of the plate-like body, since it is possible to fill the coolant into the inner space of the tool holder, the efficient cooling of the tool holder Can be realized.
以下、基本構成につき実施形態に即して説明する。
尚、前記基本構成においては、シャンク部11とホルダー部12とを不可欠の構成要素としているが、大抵の工具ホルダー1においては、図1に示すように、シャンク部11の先端にフランジ部13を備え、かつホルダー部12とフランジ部13とを着脱自在とする構成を採用している。
Hereinafter, the basic configuration will be described according to the embodiment.
In the basic configuration, the
基本構成は、図1(a)、(b)、(c)に説明するように、ホルダー部12の後方に位置しているシャンク部11において、外周6の内壁5と回転中心軸7を囲んだ状態にて延設されているクーラント通過用パイプ8とを、長手方向と直交又は斜交する方向に配設された1個又は複数個の板状体2によって接続している。
As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, the basic configuration surrounds the
上記板状体2の個数については、工具ホルダー1の長さ及び板状体2の厚さによって適宜選択することができる。
The number of the plate-
基本構成においては、クーラント通過用パイプ8を延設していることから、板状体2については、図1(b)に示すように、内壁5の全領域と接続し、かつクーラント通過用穴20を設置しない実施形態を選択することができる。
Since the
但し、基本構成においても、図1示すように、複数個の板状体2の一部に、クーラント通過用穴20を設置するような実施形態も選択可能であって(図1(c)は、クーラント通過用穴20を、内壁5との隙間状態によって形成している。)、その場合には、クーラント通過用パイプ8の存在は無意味であるが如くである。
However, even in the basic configuration, as shown in FIG. 1, an embodiment in which a
しかしながら、大抵の工具9においては、回転中心軸7を囲んだ状態にてクーラント通過用パイプを配置している。
However, in most tools 9, a coolant passage pipe is disposed in a state of surrounding the
したがって、基本構成のクーラント通過用パイプ8は、工具9におけるクーラント通過用パイプとの接続を円滑に実現する一方、長手方向に沿って、クーラント放出用穴(図示せず)を設置した場合には、内部空間にクーラントを充満させた状態にて、工具ホルダー1の効率的な冷却を実現することができ、決して無意味な存在ではない。
Therefore, the
基本構成においては、前記外周6及び前記板状体2における金属材料の素材及び形状の選択によって、作動に必要な剛性を確保することを当然の前提としている。
In the basic configuration, it is naturally assumed that the rigidity necessary for the operation is ensured by selecting the material and shape of the metal material in the
基本構成においては、図1(a)に示すように、複数個の板状体2の肉厚が外周6の内壁5から回転中心軸7に近くなるに従って順次厚い状態であることを特徴とする実施形態を採用することができる。
In the basic configuration, as shown in FIG. 1A, the thickness of the plurality of plate-
工具9に回転モーメントを伝達する際、工具ホルダー1において発生する曲げモーメントは、内壁5から回転中心軸7に近くなるにしたがって増加するが、上記実施形態は、このような曲げモーメントの増加に適合することができる。
When the rotational moment is transmitted to the tool 9, the bending moment generated in the tool holder 1 increases as the distance from the
更には、基本構成においては、図1(a)に示すように、複数個の板状体2の肉厚が長手方向の前側から遠くなるに従って順次厚い状態であることを特徴とする実施形態を採用することができる。
Furthermore, in the basic configuration, as shown in FIG. 1 (a), an embodiment is characterized in that the thickness of the plurality of plate-
工具ホルダー1においては、工具9を保持している前側から遠くなるにしたがって、工具9に回転モーメントを伝達する際発生する曲げモーメントが増加するが、上記実施形態はこのような増加状態に適合することができる。 In the tool holder 1, the bending moment generated when the rotational moment is transmitted to the tool 9 increases as the distance from the front side holding the tool 9 increases. However, the above embodiment is adapted to such an increased state. be able to.
以下、実施例にしたがって説明する。 Hereinafter, it demonstrates according to an Example.
実施例は、基本構成において、図1(a)、(d)、(e)に示すように、複数個の板状体2相互の間の一部又は全てを、回転中心軸7を基準として等角度にて長手方向に沿って配設された同一形状である複数個の柱形状の補強材41又は板形状の補強材42によって架設していることを特徴としている。
In the basic configuration, in the basic configuration, as shown in FIGS. 1A, 1D, and 1E , a part or all of the plurality of plate-
実施例において、同一形状である複数個の柱形状体補強材41又は板形状の補強材42を、長手方向に沿って、回転中心軸7を基準として等角度にて架設しているのは、工具ホルダー1の回転軸のバランスを確保することに由来している。
In embodiments, a plurality of columnar shape
このような柱形状の補強材41又は板形状の補強材42の架設によって、実施例においては、工具ホルダー1に必要な剛性を十分補強することができる。
The erection of such posts shape reinforcing
尚、作動時における曲げモーメントが、作動が行われる前側から離れるに従って、増加することを考慮するならば、上記柱形状の補強材41又は板形状の補強材42は、前側から離れるに従って、耐剛性に関する補強効果を発揮することができる。
Incidentally, according to the bending moment at the time of actuation, the distance from the front side operation is carried out, if considering that increases
したがって、柱形状の補強材41又は板形状の補強材42の断面積については、図1(a)に示すように、前側から離れるに従って増加させるとよい。
Thus, for the cross-sectional area of the
このように、本発明においては、工具ホルダーにおいて外周の内側において内部空間を形成することによって、工具ホルダーの軽量化を実現することができ、その利用価値は絶大である。 Thus, in the present invention, the tool holder can be reduced in weight by forming an internal space inside the outer periphery of the tool holder, and its utility value is tremendous.
1 工具ホルダー
11 シャンク部
12 ホルダー部
13 フランジ部
2 板状体
20 クーラント通過用穴
3 柱形状
41 柱形状の補強材
42 板形状の補強材
5 内壁
6 外周
7 回転中心軸
8 クーラント通過用パイプ
9 工具
1
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