JP6869536B2 - 工具ホルダ - Google Patents
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Description
そこで、タップの刃先に加わる応力を吸収する応力吸収機構を有する工具ホルダが提案されている。応力吸収機構を有する工具ホルダは、例えば、特許文献1や特許文献2に開示されている。特許文献1に開示されている工具ホルダは、工具把持部に加わる軸方向一方側への応力を吸収する第1の応力吸収機構と、工具把持部に加わる軸方向他方側への応力を吸収する第2の応力吸収機構を有している。また、特許文献2に開示されている工具ホルダは、1つの応力吸収機構を有し、工具把持部に加わる軸方向一方側への応力および軸方向他方側への応力が応力吸収機構で吸収されるように構成されている。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、工具に加わる応力を簡単な構成で吸収することができる工具ホルダを提供することを目的とする。
そして、本体部は、シャンク部と工具把持部との間に第1の弾性部を有している。第1の弾性部は、本体部内周面(第1の弾性部に対応する本体部内周面部分)と本体部外周面(第1の弾性部に対応する本体部外周面部分)との間を貫通する複数の第1の空隙と複数の第2の空隙を有し、軸方向および周方向に沿って弾性変形可能に構成されている。「軸方向および周方向に弾性変形可能」という記載は、工具を用いて加工を行っている際に、工具把持部に加わる軸方向の応力および周方向の応力を吸収するように軸方向および周方向に弾性変形可能である構成を示している。
第1の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第1の空隙と周方向にオーバーラップするように周方向に沿って(「略周方向に沿って」を含む)延在している。また、第2の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第2の空隙と軸方向にオーバーラップするように軸方向に沿って(「略軸方向に沿って」を含む)延在している。
第1の空隙および第2の空隙の数、形状(幅、断面、長さ)、配置位置等は、第1の弾性部が軸方向および周方向に沿って弾性変形可能な範囲内で、種々選択可能である。
第1発明では、複数の第1の空隙と複数の第2の空隙は、第1の空隙と第2の空隙を含む第1の空隙群と第2の空隙群に分けられている。
第1の空隙群と第2の空隙群に含まれている第1の空隙と第2の空隙は、連続している。これにより、第1の空隙と第2の空隙を簡単に形成することができる。特に、ワイヤーカット加工方法を用いて空隙を形成する場合に、簡単に、短時間で複数の空隙を形成することができる。第1の空隙群および第2の空隙群に含まれる第1の空隙の数および第2の空隙の数は、好適には、等しく設定されるが、異なっていてもよい。
そして、第1の空隙群と第2の空隙群は、周方向に沿って交互に配置されているとともに、周方向に隣接する第1の空隙群と第2の空隙群が部分的に周方向および軸方向にオーバーラップするように配置されている。
第2の発明では、第1の弾性部は、複数の第1の空隙群と複数の第2の空隙群を含んでいる。
第1の空隙群は、複数の第1の空隙と複数の第2の空隙を含んでいる。第1の空隙群に含まれている複数の第1の空隙と複数の第2の空隙は、連続するように形成されている。
第1の空隙群に含まれている複数の第1の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第1の空隙と周方向にオーバーラップするように形成されている。第1の空隙群に含まれている複数の第2の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第2の空隙と軸方向にオーバーラップするように形成されている。
第2の空隙群は、複数の第1の空隙と複数の第2の空隙を含んでいる。第2の空隙群に含まれている複数の第1の空隙と複数の第2の空隙は、連続するように形成されている。第2の空隙群に含まれている複数の第1の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第1の空隙と周方向にオーバーラップするように形成されている。第2の空隙群に含まれている複数の第2の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第2の空隙と軸方向にオーバーラップするように形成されている。
複数の第1の空隙群と複数の第2の空隙群は、周方向に沿って交互に配置されているとともに、周方向に隣接する第1の空隙群と第2の空隙群が部分的に周方向および軸方向にオーバーラップするように配置されている。
第1の空隙群および第2の空隙群に含まれる第1の空隙の数および第2の空隙の数は、好適には、等しく設定されるが、異なっていてもよい。
第1発明および第2発明では、加工時に工具把持部に加わる応力を、簡単な構成で吸収することができる。
第1発明および第2発明の異なる形態では、第1の空隙群と第2の空隙群は、同じ数の第1の空隙と同じ数の第2の空隙を含んでいる。
第1発明および第2発明の異なる形態では、第1の空隙群に含まれている第1の空隙と第2の空隙の配置形状と、第2の空隙群に含まれている第1の空隙と第2の空隙の配置形状が、異なっている。
第1発明および第2発明の異なる形態では、第1の空隙群に含まれている第1の空隙と第2の空隙の配置形状と、第2の空隙群に含まれている第1の空隙と第2の空隙の配置形状は、点対称となるように設定されている。
第1発明および第2発明の異なる形態では、本体部の外周側に、第1の弾性部の軸方向に沿った弾性変形に連動して軸方向に沿って移動可能な第1の筒状部材が配置されている。例えば、第1の弾性部の外周側に、軸方向に沿って移動可能な第1の筒状部材を配置し、第1の弾性部より先端側の位置において、第1の筒状部材に形成した孔と本体部に形成した孔の間にピンを配置する。
また、第1の筒状部材の後端側に、第1の筒状部材の軸方向に沿った移動に連動して弾性変形可能な第2の弾性部を有する。例えば、本体部外周面に、第1の弾性部より後端側に段差面を形成し、本体部外周面の段差面と第1の筒状部材の後端側の端面との間に第2の弾性部を設ける。第2の弾性部としては、例えば、Oリングを用いることができる。
本形態では、第2の弾性部の弾性特性により、第1の弾性部が軸方向に沿って後端側に弾性変形する際の弾性特性(縮みの弾性特性)を、第1の弾性部が軸方向に沿って先端側に弾性変形する際の弾性特性(伸びの弾性特性)よりも強く設定することができる。これにより、例えば、タップのピッチと機械の送りとの差(送り誤差)による応力を、弱い伸びの弾性特性で吸収することができる。なお、伸びの弾性特性が強いと、送り誤差の吸収時にネジ痩せが生じるおそれがある。一方、タップの刃先がワークに食い付いた時に生じる応力を、強い縮みの弾性特性で吸収することができる。なお、縮みの弾性特性が弱いと、タップの刃先がワークに食い付いた時に加工深さが浅くなるおそれがある。
第1発明および第2発明の異なる形態では、工具把持部に把持された工具(工具の後端部)の軸方向に沿った移動に連動して軸方向に沿って移動可能な第2の筒状部材が、本体部の内周側に配置されている。例えば、工具把持部に把持された工具の後端側の端面に当接可能な位置調整部材が螺合され、軸方向に沿って移動可能な第2の筒状部材を、本体部の内周側に配置する。
また、第2の筒状部材の後端側に、第2の筒状部材の軸方向に沿った移動に連動して弾性変形可能な第3の弾性部を有する。例えば、本体部内周面に、第1の弾性部より後端側に段差面を形成し、本体部内周面の段差面と第2の筒状部材の後端側の端面との間に第3の弾性部を設ける。第3の弾性部としては、例えば、Oリングを用いることができる。
本形態では、第3の弾性部の弾性特性により、第1の弾性部が軸方向に沿って後端側に弾性変形する際の弾性特性(縮みの弾性特性)を、第1の弾性部が軸方向に沿って先端側に弾性変形する際の弾性特性(伸びの弾性特性)よりも強く設定することができる。これにより、例えば、タップのピッチと機械の送りとの差(送り誤差)による応力を、弱い伸びの弾性特性で吸収することができる。一方、タップの刃先がワークに食い付いた時に生じる応力を、強い縮みの弾性特性で吸収することができる。
本明細書では、工具ホルダの本体部の回転中心線Pの延在方向(図1に示されているA方向)を「軸方向」という。また、軸方向に直角な断面において、本体部の回転中心(回転中心線P)を中心点とする円弧に沿った方向を「回転方向」あるいは「周方向」といい、本体部の回転中心を通る線の方向を「径方向」という。また、軸方向に沿って、工具が挿入される側(図1において右側)を「先端側」といい、工具が挿入される側と反対側(図1において左側)を「後端側」という。
本体部200は、本体部内周面240および本体部外周面250を有する筒状に形成されている。
本体部内周面240は、第1〜第5の本体部内周面部分241〜245を有している。なお、第3の本体部内周面部分243は、内径が異なる第2の本体部内周面部分242と第4の本体部内周面部分244を接続する段差面として形成されている。
本体部外周面250は、第1〜第6の本体部外周面部分251〜256を有している。なお、第3の本体部外周面部分253は、外径が異なる第2の本体部外周面部分252と第4の本体部外周面部分254を接続する段差面として形成され、第5の本体部外周面部分255は、外径が異なる第4の本体部外周面部分254と第6の本体部外周面部分256を接続する段差面として形成されている。
また、本体部内周面240によって本体部内側空間260が形成されている。本体部内側空間260には、工具把持部220に把持される工具10を冷却する冷却媒体(例えば、冷却油)が流れる。本体部内側空間260は、第1〜第3の本体部内側空間部分261〜263を有している。第3の本体部内側空間部分263は、タップ10の被保持部11が挿入される工具挿入空間を形成する。
また、本体部200の工具把持部220と協働して工具10(以下では、「タップ10」という)を保持する工具把持機構300を備えている。
また、本体部200の弾性部230を含み、タップ加工時にタップ10の刃先に加わる応力、すなわち、タップ10を保持している工具把持部220に加わる応力(軸方向の応力と回転方向の応力)を吸収する応力吸収機構400を備えている。
弾性部230が、本発明の「第1の弾性部」に対応する。
タップ10の先端側には、螺旋状の刃が所定のピッチで形成されている。また、タップ10の後端側には、外周側に被保持面12を有する被保持部11が設けられている。
工具把持機構300は、コレット310、係合部材320、締付具330により構成されている。
コレット310は、工具把持部220に対応する第5の本体部内周面部分245により形成される第3の本体部内側空間部分263内に挿入される。工具把持部220に対応する第5の本体部内周面部分245の先端側とコレット310のコレット外周面312の後端側には、互いに係合可能なテーパー面が形成されている。係合部材320は、コレット310の先端側の外周に配置される。また、締付具330は、先端側が係合部材320の外周に配置されているとともに、後端側が、工具把持部220に対応する第6の本体部外周面部分256に螺合される。また、タップ10の被保持部11は、コレット310に形成されている孔に挿通される。
この状態で締付具330を回転させると、締付具330、係合部材320およびコレット310が前後方向(軸方向)に移動する。コレット310が後端側に移動すると、工具把持部220に対応する第5の本体部内周面部分245に形成されたテーパー面とコレット310のコレット外周面312に形成されたテーパー面との係合によってタップ10の被保持部11の被保持面12が把持され、タップ10が工具把持部220に把持される。一方、コレット310が先端側に移動すると、タップ10の把持が解除される。
本実施形態の弾性部230を、図3、図4を参照して説明する。図3は、弾性部230を外周側から見た図であり、図4は、図3の矢印IV方向から見た図である。
本実施形態では、弾性部230に形成される複数の空隙は、周方向に沿って延在する複数の第1の空隙と軸方向に沿って延在する複数の第2の空隙を含んでいる。なお、「周方向に沿って延在する第1の空隙」には、概略周方向に沿って延在する空隙が包含され、「軸方向に沿って延在する第2の空隙」には、概略軸方向に沿って延在する空隙が包含される。
周方向に沿って延在する第1の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第1の空隙と周方向に沿ってオーバーラップするように構成される。また、軸方向に沿って延在する第2の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第2の空隙と軸方向に沿ってオーバーラップするように構成される。
本実施形態では、周方向に沿って延在する第1の空隙232a〜232cと軸方向に沿って延在する第2の空隙233a〜233dを含む第1の空隙群231と、周方向に沿って延在する第1の空隙235a〜235cと軸方向に沿って延在する第2の空隙236a〜236dを含む第2の空隙群234に分けられている。さらに、本実施形態では、2つの第1の空隙群231と2つの第2の空隙群234に分けられている。
ワイヤーカット加工方法を用いて第1の空隙および第2の空隙を形成する際に、簡単に、短時間で加工作業を行うことができるようにするために、少なくとも1つの第1の空隙と少なくとも1つの第2の空隙が連続するように構成するのが好ましい。
具体的には、周方向に沿って延在する第1の空隙232aの、周方向一方側(図3において上側)の端部から、軸方向に沿って先端側に第2の空隙233aが延在し、第1の空隙232aの、周方向他方側(図3において下側)の端部から、軸方向に沿って先端側に第2の空隙233bが延在している。そして、第2の空隙233aの、先端側の端部から、周方向に沿って周方向他方側に第1の空隙232bが延在し、第1の空隙232bの、周方向他方側の端部から、軸方向に沿って後端側に第2の空隙233cが延在している。また、第2の空隙233bの、先端後の端部から、周方向に沿って周方向一方側に第1の空隙232cが延在し、第1の空隙232cの、周方向一方側の端部から、軸方向に沿って後端側に第2の空隙233dが延在している。なお、第2の空隙233cは、周方向他方側に飛び出ている曲線形状(例えば、円弧形状)を有し、第2の空隙233dは、周方向一方側に飛び出ている曲線形状(例えば、円弧形状)を有している。
具体的には、周方向に沿って延在する第1の空隙235aの、周方向一方側(図4において上側)の端部から、軸方向に沿って後端側に第2の空隙236aが延在し、第1の空隙235aの、周方向他方側(図4において下側)の端部から、軸方向に沿って後端側に第2の空隙236bが延在している。そして、第2の空隙236aの、後端側の端部から、周方向に沿って周方向他方側に第1の空隙235bが延在し、第1の空隙235bの、周方向他方側の端部から、軸方向に沿って先端側に第2の空隙236cが延在している。また、第2の空隙236bの、先端後の端部から、周方向に沿って周方向一方側に第1の空隙235cが延在し、第1の空隙235cの、周方向一方側の端部から、軸方向に沿って先端側に第2の空隙236dが延在している。なお、第2の空隙236cは、周方向他方方側に飛び出ている曲線形状(例えば、円弧形状)を有し、第2の空隙236dは、周方向一方側に飛び出ている曲線形状(例えば、円弧形状)を有している。
本実施形態では、第1の空隙群231と第2の空隙群234が、周方向に沿って交互に配置されているとともに、周方向に隣接する第1の空隙群231と第2の空隙群234が部分的に周方向および軸方向にオーバーラップするように配置されている。
具体的には、第1の空隙群231に含まれる第2の空隙233cが、周方向一方側に隣接する第2の空隙群234に含まれる第2の空隙236bと236dの間に配置され、第1の空隙群231に含まれる第2の空隙236cが、周方向他方側に隣接する第2の空隙群234に含まれる第2の空隙236aと236cの間に配置されるように構成されている。あるいは、第2の空隙群234に含まれる第2の空隙236cが、周方向一方側に隣接する第1の空隙群231に含まれる第2の空隙233bと233dの間に配置され、第2の空隙群234に含まれる第2の空隙236dが、周方向他方側に隣接する第1の空隙群231に含まれる第2の空隙233aと233cの間に配置されるように構成されている。
本実施形態では、弾性部230は、軸方向および周方向に沿って弾性変形可能に構成されている。
このため、例えば、軸方向に沿ってA2方向の応力が弾性部230に加わると、弾性部230が軸方向に沿ってA2方向に弾性変形する(縮む)ことによって、軸方向に沿ってA2方向の応力が吸収される。軸方向に沿ってA2方向の応力が低下すると、弾性変形していた弾性部230が元の形状に復帰する(伸びる)。
また、工具把持部220を介して周方向に沿った応力が弾性部230に加わると、弾性部230が周方向に沿って弾性変形することによって、周方向に沿った応力が吸収される。周方向に沿った応力が低下すると、弾性変形していた弾性部230が元の形状に復帰する。
また、軸方向に沿ってA2方向の応力および周方向に沿った応力が弾性部230に加わると、弾性部230が軸方向に沿ってA2方向に弾性変形するとともに周方向に沿って弾性変形する(ねじれ状に弾性変形する)ことによって、軸方向に沿ってA2方向の応力および周方向に沿った応力が吸収される。軸方向に沿ってA2方向の応力および周方向に沿った応力が低下すると、弾性変形していた弾性部230は元の形状に復帰する。
ここで、送り誤差による応力を弾性部230の伸びの弾性特性によって吸収する際には、弾性部230の伸びの弾性特性が強いとネジ痩せを生じるおそれがあるため、弾性部230の伸びの弾性特性を弱く設定するのが好ましい。一方、タップ刃先がワークに食い付くことによる応力を弾性部230の縮みの弾性特性によって吸収する際には、弾性部230の縮みの弾性特性が弱いと加工深さが浅くなるおそれがあるため、弾性部230の縮みの弾性特性を強く設定するのが好ましい。
弾性部230だけでは、強い縮みの弾性特性と弱い伸びの弾性特性を設定することができない。
そこで、本実施形態では、簡単な構造で軸方向および周方向の応力を吸収することができる弾性部230を用いながら、送り誤差による応力を吸収するのに適切な伸びの弾性特性とタップ刃先がワークに食い付くことによる応力を吸収するのに適切な縮み弾性特性を設定することができる応力吸収機構400を備えている。
なお、弾性部230に対応する第4の本体部内周面部分244および第4の本体部外周面部分254、工具把持部220に対応する第6の本体部外周面部分256は、軸方向に直角な断面で見て、回転中心を中心点とする円形形状を有している。
また、本体部200は、弾性部230より先端側に、孔壁面271により形成され、第4の本体部外周面部分254側が開口している孔272を有し、弾性部230より後端側に、孔壁面273により形成される連通孔274を有している。
カラー410は、第4の本体部外周面部分254の外周側に配置される。そして、カラー410の連通孔416および本体部200の孔272にピン441が挿入される。これにより、カラー410は、弾性部230より先端側の位置でピン441によって本体部200に連結される。すなわち、カラー410は、弾性部230が軸方向に沿って弾性変形すると(弾性部230の軸方向に沿った弾性変形に連動して)、第4の本体部外周面部分254に沿って(軸方向に沿って)移動可能である。
なお、連通孔416の内径をピン441の外径より大きく設定すると、弾性部230の軸方向に沿った弾性変形に連動してカラー410が軸方向に沿って移動するタイミングを、連通孔416の内径とピン441の外径との差に応じて遅らせることができる。勿論、弾性部230の軸方向に沿った弾性変形に連動して、即座にカラー410が軸方向に沿って移動するように構成することもできる。
また、第3の本体部外周面部分(段差面)253とカラー410の後端側の端面413との間に、Oリング461が配置される。Oリング461は、ゴム等により、少なくとも軸方向に沿って弾性変形可能に形成される。
なお、カラー410の外周側には、カバー450が配置される。カバー450は、筒状部451と底部452を有する有底筒状に形成されている。底部452の中央部には、孔壁面453によって孔が形成されている。カバー450は、孔壁面453および第6の本体部外周面部分256に形成されたネジを螺合することによって本体部200に装着される。
カラー410が、本発明の「第1の筒状部材」に対応する。また、Oリング461が、本発明の「第2の弾性部」に対応する。
支持部材420は、第4の本体部内周面部分244の内周側(第4の本体部内周面部分244により形成される第3の本体部内側空間部分263)に配置される。そして、カラー410の連通孔418、本体部200の連通孔274および支持部材420の孔426にピン442が挿入される。ここで、支持部材420の孔426の内径がピン442の外径より大きく設定されている。これにより、支持部材420は、孔426の内径とピン442の外径との差の範囲内で、ピン442に対して相対的に移動可能である。孔426を形成する孔壁面425がピン442に当接すると、支持部材420の移動(軸方向に沿った移動、周方向に沿った移動)が阻止される。
なお、カラー410の連通孔418は、カラー410の軸方向に沿った移動が、連通孔418を形成する孔壁面417とピン442の外周面との当接によって妨げられないように設定される。
また、第3の本体部内周面部分(段差面)243と支持部材420の後端側の端面423との間に、Oリング462が配置される。Oリング462は、ゴム等により、少なくとも軸方向に沿って弾性変形可能に形成される。
また、第4の本体部外周面部分244と支持部材外周面422との間にOリング463が配置される。
なお、Oリング462は、第4の本体部外周面部分244と支持部材外周面422との間にも配置されている。Oリング462と463によって、本体部内側空間260を流れる冷却媒体が、弾性部230に形成されている空隙やカラー410に形成されている連通孔から流出するのが防止される。
位置調整部材430は、支持部材内周面421および位置調整部材外周面432に形成されたネジを螺合することによって、支持部材内周面421の内周側に装着される。位置調整部材430を回転させて螺合位置を調整することにより、位置調整部材430の、支持部材420に対する軸方向に沿った位置を調整可能である。位置調整部材430の、支持部材420に対する軸方向に沿った位置を調整することによって、工具把持部220に把持されるタップ10の後端側の端面13と位置調整部材430の先端側の端面434との当接位置、すなわち、タップ10の軸方向に沿った位置(突き出し長さ)を調整することができる。
これにより、位置調整部材430の先端側の端面434とタップ10の後端側の端面13が当接している状態において、タップ10に加わる応力によってタップ10が軸方向に沿って移動すると(タップ10の後端側の端面13の軸方向に沿った移動に連動して)、位置調整部材430および支持部材420が軸方向に沿って移動する。
なお、位置調整部材430の先端側の端面434とタップ10の後端側の端面13が当接しないように設定されている場合には、タップ10が軸方向に沿って移動しても、位置調整部材430および支持部材420は軸方向に沿って移動しない。すなわち、後述する、Oリング462による弾性部230の縮みの弾性特性の調整機能が解除される。
位置調整部材430が、本発明の「工具の軸方向に沿った位置を調整可能な位置調整部材」に対応する。また、支持部材420が、本発明の「第2の筒状部材」に対応する。また、Oリング462が、本発明の「第3の弾性部」に対応する。
工具把持部220にタップ10の被保持部11を把持した状態で、タップ10を回転させる。
タップ10によりワークに雌ネジ孔を形成するタップ加工を行っている際に、タップ10に軸方向の応力あるいは回転方向の応力が加わると、工具把持部220にも軸方向の応力あるいは回転方向の応力が加わる。この応力は、工具把持部220に結合されている応力吸収機構400の弾性部230にも加わる。これにより、弾性部230は、軸方向あるいは周方向に弾性変形する。
ここで、弾性部230が軸方向に沿って後端側(縮み方向)に弾性変形する場合、縮み方向への弾性変形に連動して即座にあるいは僅かに遅れて、ピン441によって本体部200に連結されているカラー410が軸方向に沿って後端側に移動する。
カラー410が軸方向に沿って後端側に移動すると、カラー410の後端側に配置されているOリング461が軸方向に沿って後端側に弾性変形する。
Oリング461が、軸方向に沿って後端側に弾性変形することによって、カラー410の、軸方向に沿った後端側への移動が抑制され、さらに、弾性部230の、軸方向に沿った後端側(縮み方向)への弾性変形が抑制される。すなわち、弾性部230の縮みの弾性特性が、Oリング461の弾性特性によって、実質的に強く設定される。
一方、弾性部230が軸方向に沿って先端側に弾性変形する際には、Oリング461の弾性変形による影響はほとんどない。すなわち、弾性部230の伸びの弾性特性は、そのままである。
支持部材420が軸方向に沿って後端側に移動すると、Oリング462が軸方向に沿って後端側に弾性変形する。
Oリング462が、軸方向に沿って後端側に弾性変形することによって、支持部材420および位置調整部材430の、軸方向に沿った後端側への移動が抑制され、さらに、弾性部230の、軸方向に沿った後端側(縮み方向)への弾性変形が抑制される。すなわち、弾性部230の縮みの弾性特性が、Oリング462の弾性特性によって、実質的に強く設定される。
一方、弾性部230が軸方向に沿って先端側に弾性変形する際には、Oリング462の弾性変形による影響はほとんどない。すなわち、弾性部230の伸びの弾性特性は、そのままである。
なお、位置調整部材430の先端側の端面434がタップ10の後端側の端面13に当接していない場合には、Oリング462による弾性部230の縮みの弾性特性の調整機能は作用しない。
本実施形態の弾性部230は、周方向に沿って延在する第1の空隙232a〜232eと軸方向に沿って延在する第2の空隙233a〜233dを含む第1の空隙群231と、周方向に沿って延在する第1の空隙235a〜235eと軸方向に沿って延在する第2の空隙236a〜236dを含む第2の空隙群234に分けられている。さらに、第1の実施形態と同様に、2つの第1の空隙群231と2つの第2の空隙群234に分けられている。
また、第1の空隙群231に含まれる第1の空隙232a〜232eと第2の空隙233a〜233dが連続するように構成されている。
具体的には、周方向に沿って延在する第1の空隙232aの、周方向一方側(図5において上側)の端部から、軸方向に沿って先端側に第2の空隙233aが延在し、第1の空隙232aの、周方向他方側(図5において下側)の端部から、軸方向に沿って先端側に第2の空隙233bが延在している。そして、第2の空隙233aの、先端側の端部から、周方向に沿って周方向他方側に第1の空隙232bが延在し、第1の空隙232bの、周方向他方側の端部から、軸方向に沿って後端側に第2の空隙233cが延在し、第2の空隙233cの、後端側の端部から、周方向に沿って周方向一方側に第1の空隙232dが延在している。また、第2の空隙233bの、先端後の端部から、周方向に沿って周方向一方側に第1の空隙232cが延在し、第1の空隙232cの、周方向一方側の端部から、軸方向に沿って後端側に第2の空隙233dが延在し、第2の空隙233dの、後端側の端部から、周方向に沿って周方向他方側に第1の空隙232eが延在している。
同様に、第2の空隙群234に含まれる第1の空隙235a〜235eと第2の空隙236a〜236dが連続するように構成されている。
具体的には、周方向に沿って延在する第1の空隙235aの、周方向一方側の端部から、軸方向に沿って後端側に第2の空隙236aが延在し、第1の空隙235aの、周方向他方側の端部から、軸方向に沿って後端側に第2の空隙236bが延在している。そして、第2の空隙236aの、後端側の端部から、周方向に沿って周方向他方側に第1の空隙235bが延在し、第1の空隙235bの、周方向他方側の端部から、軸方向に沿って先端側に第2の空隙236cが延在し、第2の空隙236cの、先端側の端部から、周方向に沿って周方向一方側に第1の空隙235dが延在している。また、第2の空隙236bの、後端後の端部から、周方向に沿って周方向一方側に第1の空隙235cが延在し、第1の空隙235cの、周方向一方側の端部から、軸方向に沿って先端側に第2の空隙236dが延在し、第2の空隙236dの、先端側の端部から、周方向に沿って周方向他方側に第1の空隙235eが延在している。
なお、本実施形態では、第1の空隙232a〜232e、235a〜235eおよび第2の空隙233a〜233d、236a〜236dは、直線形状を有している。
弧形状)を有している。
また、第1の空隙群231と第2の空隙群234は、第1の空隙群231における第1の空隙と第2の空隙の配置形状と第2の空隙群234における第1の空隙と第2の空隙の配置形状が点対称となるように構成されている。
また、空隙群は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の空隙群と周方向および軸方向に沿ってオーバーラップするように構成される、
本実施形態では、第1の空隙群231と第2の空隙群234が、周方向に沿って交互に配置されているとともに、周方向に隣接する第1の空隙群231と第2の空隙群234が部分的に周方向および軸方向にオーバーラップするように配置されている。
具体的には、第1の空隙群231に含まれる第1の空隙232dが、周方向一方側に隣接する第2の空隙群234に含まれる第1の空隙235cと235eの間に配置され、第1の空隙群231に含まれる第1の空隙232eが、周方向他方側に隣接する第2の空隙群234に含まれる第1の空隙235bと235dの間に配置されるように構成されている。あるいは、第2の空隙群234に含まれる第1の空隙235dが、周方向一方側に隣接する第1の空隙群231に含まれる第1の空隙232cと232eの間に配置され、第2の空隙群234に含まれる第1の空隙235eが、周方向他方側に隣接する第1の空隙群231に含まれる第1の空隙232bと232dの間に配置さるように構成されている。
本実施形態の弾性部230は、周方向に沿って延在する第1の空隙232a〜232cと軸方向に沿って延在する第2の空隙233a〜233dを含む第1の空隙群231と、周方向に沿って延在する第1の空隙235a〜235cと軸方向に沿って延在する第2の空隙236a〜236dを含む第2の空隙群234に分けられている。さらに、第1の実施形態と同様に、2つの第1の空隙群231と2つの第2の空隙群234に分けられている。
また、第1の空隙群231に含まれる第1の空隙232a〜232cと第2の空隙233a〜233dが連続するように構成されている。
具体的には、周方向に沿って延在する第1の空隙232aの、周方向一方側(図6において上側)の端部から、軸方向に沿って先端側に第2の空隙233aが延在し、第1の空隙232aの、周方向他方側(図6において下側)の端部から、軸方向に沿って先端側に第2の空隙233bが延在している。そして、第2の空隙233aの、先端側の端部から、周方向に沿って周方向他方側に第1の空隙232bが延在し、第1の空隙232bの、周方向他方側の端部から、軸方向に沿って後端側に第2の空隙233cが延在している。また、第2の空隙233bの、先端後の端部から、周方向に沿って周方向一方側に第1の空隙232cが延在し、第1の空隙232cの、周方向一方側の端部から、軸方向に沿って後端側に第2の空隙233dが延在している。
同様に、第2の空隙群234に含まれる第1の空隙235a〜235cと第2の空隙236a〜236dが連続するように構成されている。
具体的には、周方向に沿って延在する第1の空隙235aの、周方向一方側の端部から、軸方向に沿って後端側に第2の空隙236aが延在し、第1の空隙235aの、周方向他方側の端部から、軸方向に沿って後端側に第2の空隙236bが延在している。そして、第2の空隙236aの、後端側の端部から、周方向に沿って周方向他方側に第1の空隙235bが延在し、第1の空隙235bの、周方向他方側の端部から、軸方向に沿って先端側に第2の空隙236cが延在している。また、第2の空隙236bの、後端後の端部から、周方向に沿って周方向一方側に第1の空隙235cが延在し、第1の空隙235cの、周方向一方側の端部から、軸方向に沿って先端側に第2の空隙236dが延在している。
なお、本実施形態では、第1の空隙232a〜232c、235a〜235cおよび第2の空隙233a〜233d、236a〜236dは、直線形状を有している。
また、空隙群は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の空隙群と周方向および軸方向に沿ってオーバーラップするように構成される、
本実施形態では、第1の空隙群231と第2の空隙群234が、周方向に沿って交互に配置されているとともに、周方向に隣接する第1の空隙群231と第2の空隙群234が部分的に周方向および軸方向にオーバーラップするように配置されている。
具体的には、第1の空隙群231に含まれる第2の空隙233cが、周方向一方側に隣接する第2の空隙群234に含まれる第2の空隙236bと236dの間に配置され、第1の空隙群231に含まれる第2の空隙233dが、周方向他方側に隣接する第2の空隙群234に含まれる第2の空隙236aと236cの間に配置さるように構成されている。あるいは、第2の空隙群234に含まれる第2の空隙236cが、周方向一方側に隣接する第1の空隙群231に含まれる第2の空隙233bと233dの間に配置され、第2の空隙群234に含まれる第2の空隙236dが、周方向他方側に隣接する第1の空隙群231に含まれる第2の空隙233aと233cの間に配置さるように構成されている。
また、弾性部230(第1の弾性部)の、軸方向に沿って後端側への弾性変形に連動して、軸方向に沿って後端側に弾性変形するOリング461(第2の弾性部)や、工具把持部に把持されている工具(工具の後端側の端面)の、軸方向に沿って後端側への移動に連動して、軸方向に沿って後端側に弾性変形するOリング462(第3の弾性部)によって、弾性部230(第1の弾性部)の、軸方向に沿って後端側への弾性特性(縮みの弾性特性)を調整することができる。すなわち、弾性部230(第1の弾性部)の縮みの弾性特性と伸びの弾性特性を適切に設定することができる。これにより、送り誤差による応力やタップ刃先の食い付きによる応力を、加工精度を低下させることなく効果的に吸収することができる。
周方向に沿って延在する第1の空隙は、概略周方向に沿って延在する空隙を包含し、軸方向に沿って延在する第2の空隙は、概略軸方向に沿って延在する空隙を包含する。
周方向に沿って延在する第1の空隙と軸方向に沿って延在する第2の空隙が連続する空隙を第1の弾性部(弾性部230)に形成したが、第1の空隙と第2の空隙を個別に形成することもできる。
周方向に沿って延在する複数の第1の空隙と軸方向に沿って延在する複数の第2の空隙を、第1の空隙と第2の空隙を含む複数の空隙群に分け、空隙群単位で第1の弾性部(弾性部230)に配置したが、第1の空隙および第2の空隙単位で第1の弾性部に配置することもできる。
周方向に沿って延在する第1の空隙および軸方向に沿って延在する第2の空隙の数、形状、配置位置等は、第1の弾性部(弾性部230)が周方向および軸方向に沿って弾性変形可能な範囲内で適宜変更可能である。
第1の弾性部(弾性部230)に形成される空隙は、周方向に沿って延在する第1の空隙および軸方向に沿って延在する第2の空隙に限定されず、第1の弾性部が周方向および軸方向に沿って弾性変形可能な範囲内で適宜変更可能である。例えば、本体部外周面に沿って、軸方向および周方向に対して交差状に延在する空隙を第1の弾性部に形成することもできる。
第1の筒状部材(カラー410)の後端側に設けられ、第1の筒状部材の軸方向に沿った移動に連動して弾性変形可能な第2の弾性部としてOリングを用いたが、第2の弾性部としては、Oリング以外の種々の弾性部材を用いることができる。
第2の筒状部材(支持部材420)の後端側に設けられ、工具の後端部の軸方向に沿った移動に連動して弾性変形可能な第3の弾性部としてOリングを用いたが、第3の弾性部としては、Oリング以外の種々の弾性部材を用いることができる。
第1の弾性部と第2の弾性部を設けたが、第1の弾性部と第2の弾性部のいずれか一方あるいは両方を省略することもできる。
本発明の工具ホルダは、好適には、ワークに雌ネジ孔を形成するタップを保持する際に用いられるが、タップ以外の種々の工具を保持する際に用いることができる。
実施形態で説明した各構成は、単独で用いることもできるし、適宜選択した複数の構成を組み合わせて用いることもできる。
「本体部内周面と本体部外周面を有する本体部を備え、前記本体部は、後端側にシャンク部を有しているとともに、先端側に工具把持部を有している工具ホルダであって、
前記本体部は、前記シャンク部と前記工具把持部との間に第1の弾性部を有し、
前記第1の弾性部は、前記本体部内周面と前記本体部外周面との間を貫通する複数の空隙を有し、軸方向および周方向に沿って弾性変形可能に構成されており、
前記本体部の外周側に配置され、前記第1の弾性部の軸方向に沿った弾性変形に連動して軸方向に沿って移動可能な第1の筒状部材と、
前記第1の筒状部材の後端側に設けられ、前記第1の筒状部材の軸方向に沿った移動に連動して弾性変形可能な第2の弾性部を有することを特徴とする工具ホルダ。」(態様1)として構成することができる。
また、本発明は、
「態様1の工具ホルダであって、
前記本体部の内周側に配置され、前記工具把持部に把持された工具の後端部の軸方向に沿った移動に連動して軸方向に沿って移動可能な第2の筒状部材と、
前記第2の筒状部材の後端側に設けられ、前記第2の筒状部材の軸方向に沿った移動に連動して弾性変形可能な第3の弾性部を有することを特徴とする工具ホルダ。」(態様2)として構成することができる。
態様1および態様2の工具ホルダでは、第2の弾性部の弾性特性あるいは第2および第3の弾性部の弾性特性により、第1の弾性部が軸方向に沿って後端側に弾性変形する際の弾性特性(縮みの弾性特性)を、第1の弾性部が軸方向に沿って先端側に弾性変形する際の弾性特性(伸びの弾性特性)よりも強く設定することができる。これにより、例えば、タップのピッチと機械の送りとの差による応力を、弱い縮みの弾性特性で吸収することができ、ネジ痩せを防止することができる。一方、タップの刃先がワークに食い付く時に生じる応力を、強い伸びの弾性特性で吸収することができ、タップの加工深さが浅くなるのを防止することができる。
11 被保持部
12 被保持面
13 工具端面
100 工具ホルダ
200 本体部
210 シャンク部
220 工具把持部
230 弾性部(第1の弾性部)
231 第1の空隙群
232a、232b、232c、232d、232e 第1の空隙
233a、233b、233c、233d 第2の空隙
234 第2の空隙群
235a、235b、235c、235d、235e 第1の空隙
236a、236b、236c、236d 第2の空隙
240 本体部内周面
241〜245 第1〜第5の本体部内周面部分
250 本体部外周面
251〜256 第1〜第6の本体部外周面部分
260 本体部内側空間
261〜263 第1〜第3の本体部内側空間部分
271 孔壁面
272 孔
273 孔壁面
274 連通孔
300 工具把持機構
310 コレット
320 係合部材
330 締付具
400 応力吸収機構
410 カラー(第1の筒状部材)
411 カラー内周面
412 カラー外周面
413 カラー後端面
415、417 孔壁面
416、418 連通孔
420 支持部材(第2の筒状部材)
421 支持部材内周面
422 支持部材外周面
423 支持部材後端面
425 孔壁面
426 孔
430 位置調整部材
431 位置調整部材内周面
432 位置調整部材外周面
434 位置調整部材前端面
441、442 ピン
450 カバー
451 筒状部
452 底部
453 孔壁面
461 Oリング(第2の弾性部)
462 Oリング(第3の弾性部)
463 Oリング
Claims (7)
- 本体部内周面と本体部外周面を有する本体部を備え、前記本体部は、後端側にシャンク部を有しているとともに、先端側に工具把持部を有している工具ホルダであって、
前記本体部は、前記シャンク部と前記工具把持部との間に第1の弾性部を有し、
前記第1の弾性部は、前記本体部内周面と前記本体部外周面との間を貫通する複数の第1の空隙と複数の第2の空隙を有し、軸方向および周方向に沿って弾性変形可能に構成されており、
前記第1の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第1の空隙と周方向にオーバーラップするように周方向に沿って延在し、
前記第2の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第2の空隙と軸方向にオーバーラップするように軸方向に沿って延在しており、
前記複数の第1の空隙と前記複数の第2の空隙は、第1の空隙と第2の空隙を含む第1の空隙群と第2の空隙群に分けられており、
前記第1の空隙群と前記第2の空隙群に含まれている第1の空隙と第2の空隙は、連続しており、
前記第1の空隙群と前記第2の空隙群は、周方向に沿って交互に配置されているとともに、周方向に隣接する第1の空隙群と第2の空隙群が部分的に周方向および軸方向にオーバーラップするように配置されていることを特徴とする工具ホルダ。 - 本体部内周面と本体部外周面を有する本体部を備え、前記本体部は、後端側にシャンク部を有しているとともに、先端側に工具把持部を有している工具ホルダであって、
前記本体部は、前記シャンク部と前記工具把持部との間に第1の弾性部を有し、
前記第1の弾性部は、前記本体部内周面と前記本体部外周面との間を貫通する複数の第1の空隙と複数の第2の空隙を有し、軸方向および周方向に沿って弾性変形可能に構成されており、
前記第1の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第1の空隙と周方向にオーバーラップするように周方向に沿って延在し、
前記第2の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第2の空隙と軸方向にオーバーラップするように軸方向に沿って延在しており、
前記第1の弾性部は、複数の第1の空隙群と複数の第2の空隙群を含み、
前記複数の第1の空隙群は、複数の前記第1の空隙と複数の前記第2の空隙を含み、
前記第1の空隙群に含まれている前記複数の第1の空隙と前記複数の第2の空隙は、連続し、
前記第1の空隙群に含まれている前記複数の第1の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第1の空隙と周方向にオーバーラップし、
前記第1の空隙群に含まれている前記複数の第2の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第2の空隙と軸方向にオーバーラップするように形成されており、
前記複数の第2の空隙群は、複数の前記第1の空隙と複数の前記第2の空隙を含み、
前記第2の空隙群に含まれている前記複数の第1の空隙と前記複数の第2の空隙は、連続し、
前記第2の空隙群に含まれている前記複数の第1の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第1の空隙と周方向にオーバーラップし、
前記第2の空隙群に含まれている前記複数の第2の空隙は、少なくとも一部が、少なくとも1つの他の第2の空隙と軸方向にオーバーラップするように形成されており、
前記複数の第1の空隙群と前記複数の第2の空隙群は、周方向に沿って交互に配置されているとともに、周方向に隣接する前記第1の空隙群と前記第2の空隙群が部分的に周方向および軸方向にオーバーラップするように配置されていることを特徴とする工具ホルダ。 - 請求項1または2に記載の工具ホルダであって、
前記第1の空隙群と前記第2の空隙群は、同じ数の第1の空隙と同じ数の第2の空隙を含んでいることを特徴とする工具ホルダ。 - 請求項3に記載の工具ホルダであって、
前記第1の空隙群に含まれている第1の空隙と第2の空隙の配置形状は、前記第2の空隙群に含まれている第1の空隙と第2の空隙の配置形状と異なっていることを特徴とする工具ホルダ。 - 請求項4に記載の工具ホルダであって、
前記第1の空隙群に含まれている第1の空隙と第2の空隙の配置形状は、前記第2の空隙群に含まれている第1の空隙と第2の空隙の配置形状と点対称であることを特徴とする工具ホルダ。 - 請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載の工具ホルダであって、
前記本体部の外周側に配置され、前記第1の弾性部の軸方向に沿った弾性変形に連動して軸方向に沿って移動可能な第1の筒状部材と、
前記第1の筒状部材の後端側に設けられ、前記第1の筒状部材の軸方向に沿った移動に連動して弾性変形可能な第2の弾性部を有することを特徴とする工具ホルダ。 - 請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載の工具ホルダであって、
前記本体部の内周側に配置され、前記工具把持部に把持された工具の後端部の軸方向に沿った移動に連動して軸方向に沿って移動可能な第2の筒状部材と、
前記第2の筒状部材の後端側に設けられ、前記第2の筒状部材の軸方向に沿った移動に連動して弾性変形可能な第3の弾性部を有することを特徴とする工具ホルダ。
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