JP7180120B2 - 工具ホルダ - Google Patents

Description

本発明は、工具ホルダに関する。

例えば特許文献１に記載されているように、工具を貫通孔に通して支持するコレットを備えた工具ホルダがある。工具ホルダは、保持した工具をモータにより回転させる。

特開平１１－１２９１０６号公報

上記のような工具ホルダに例えばテーパリーマなどの工具をセットして研削する場合、研削部分が押されて撓むことによりコレットに歪みが生ずるおそれがある。コレットが歪むと工具を高精度に保持することが難しくなるため、工具ホルダの回転軸に対する工具の振れが大きくなり、研削の精度が低下するおそれがある。

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、工具を高精度に保持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。

本明細書に記載の工具ホルダは、端面に穴が開いた工具を回転自在に保持する工具ホルダにおいて、前記工具を前記端面側で把持するコレットと、前記コレットを収容する収容部材と、一端側に向かって径が小さくなるテーパ部を有し、前記一端側から前記コレットの内部に、前記コレットを押し広げて挿入されている棒状部材と、前記テーパ部が中央穴内に位置し、外周面に複数のネジ穴を備える環状部材とを有し、前記棒状部材の他端は、前記端面の穴に嵌合するように突出し、前記環状部材は、前記中央穴内の前記テーパ部に対する、前記複数のネジ穴内の各ネジの深さ位置に応じて前記工具の回転時の振れを調整する。

本発明によれば、工具を高精度に保持することができる。

比較例の工具ホルダの分解側面図である。 テーパリーマの端面の一例を示す図である。 スプリングコレットの正面図である。 振れ調整部のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 比較例の工具ホルダの側面図である。 実施例の工具ホルダの分解側面図である。 実施例の工具ホルダの一部を示す側面図である。

図１は、比較例の工具ホルダの分解側面図である。工具ホルダは、コレットホルダ１、コレットナット２、及びスプリングコレット３を有する。工具ホルダはテーパリーマ４を回転自在に保持する。工具ホルダは、その中心軸Ｒを中心としてテーパリーマ４を回転させる。テーパリーマ４は例えば砥石により研削される。

テーパリーマ４は、切れ刃が形成された先端部４１と、シャンクが形成された後端部４０とを有する。なお、テーパリーマ４は工具の一例である。

図２は、テーパリーマ４の端面の一例を示す図である。後端部４０の端面には略矩形状の凸部４００が設けられ、凸部４００の表面には嵌合穴４０１が形成されている。

一方、先端部４１の端面には、一例として３個の切れ刃４１０が外周上に等間隔で設けられ、中心には嵌合穴４１１が設けられている。なお、切れ刃４１０に連なり逃げがついていない部分の幅はテーパリーマ４のマージン幅ｍとして規定される。

このように、テーパリーマ４は先端部４１及び後端部４０の各端面４０１，４１１に嵌合穴が開いている。なお、嵌合穴４０１，４１１は穴の一例であり、先端部４１及び後端部４０の一方の端面だけに開いていてもよい。

再び図１を参照すると、スプリングコレット３は、テーパリーマ４をその後端部４０の端面側で把持する。スプリングコレット３は、コレットホルダ１及びコレットナット２内の収容孔１４に収容され保持される。スプリングコレット３は、筒状の弾性部材であり、中心軸Ｒの周囲に等間隔で設けられた複数枚の板ばね部３１と、くびれ部３２と、環状部３３とを有する。なお、スプリングコレット３はコレットの一例である。

各板ばね部３１には中心軸Ｒに沿って延びるスリット３０が設けられている。板ばね部３１はくびれ部３２及び環状部３３に接続されている。スリット３０は板ばね部３１からくびれ部３２及び環状部３３まで延びる。各板ばね部３１は、全体的な外周面がテーパ状となるように一端が中心軸Ｒに向かい傾斜した状態で設けられている。

くびれ部３２の外周面は各板ばね部３１及び環状部３３の表面に対して凹んでいる。このため、くびれ部３２は中心軸Ｒの方向においてスプリングコレット３のくびれを形成する。環状部３３は、スリット３０が設けられた円環状の部材である。なお、環状部３３の外周面はテーパ状に形成されている。

スプリングコレット３の内部には、テーパリーマ４が後端部４０側から挿入される。この場合、テーパリーマ４の先端部４１が研削される。一方、テーパリーマ４の後端部４０が研削される場合、テーパリーマ４は先端部４１側からスプリングコレット３の内部に挿入される。

図３は、スプリングコレット３の正面図である。スプリングコレット３の中心には、中心軸Ｒに沿って延びる挿入孔３ａが設けられている。挿入孔３ａは、各板ばね部３１、くびれ部３２、及び環状部３３の各内周面により画定される。

スプリングコレット３は、挿入孔３ａにテーパリーマ４が挿入されると外側に押し広げられるため、各板ばね部３１の弾性によって中心側に向かう復元力を生ずる。これにより、スプリングコレット３はテーパリーマ４を把持する。

なお、スプリングコレット３には、挿入孔３ａの径Ｄが異なる複数の種類が存在する。スプリングコレット３の種類は、テーパリーマ４の径に応じた挿入孔３ａの径Ｄに基づき選択される。

再び図１を参照すると、スプリングコレット３は、互いに接続されたコレットホルダ１及びコレットナット２内の収容孔１４に収容される。コレットナット２は、一例として円環状の金属部材であり、スプリングコレット３をコレットホルダ１に対して固定するための機構を備える。コレットナット２は、例えば螺合などの手段によりコレットホルダ１の端部に取り付けられる。なお、コレットホルダ１及びコレットナット２は、スプリングコレット３を収容する収容部材の一例である。

コレットホルダ１は、本体１０、張り出し部１１、振れ調整部１２、及び接続部１３を有する。本体１０、張り出し部１１、振れ調整部１２、及び接続部１３は、一体的に成形されてもよいし、個別に成形された後で接着や嵌合などの手段により接続されてもよい。

本体１０は、例えば略円錐状の金属部材であり、その内部には例えばテーパリーマ４を回転駆動させるモータ（不図示）などが設けられている。本体１０は張り出し部１１に接続されている。張り出し部１１は、本体１０より外側に張り出した略円環状の金属部材である。張り出し部１１は振れ調整部１２に接続されている。

振れ調整部１２は、例えば円環状の金属部材であり、中心軸Ｒを中心としてテーパリーマ４を回転させたときのテーパリーマ４の振れの大きさを調整する。振れ調整部１２の外周面には、例えば等間隔でネジ穴１２０が設けられている。

図４は、振れ調整部１２のＡ－Ａ線に沿った断面図である。ネジ穴１２０は、振れ調整部１２の中央穴１２ａの中心に対して例えば９０度おきに設けられている。各ネジ穴１２０にはネジ１２１が螺合される。なお、ネジ１２１としてイモネジが挙げられるが、これに限定されない。

研削時のテーパリーマ４の振れは、各ネジ穴１２０内のネジ１２１の位置に応じて調整される。ネジ１２１の位置は例えばドライバなどによって調整される。テーパリーマ４の振れは、ネジ１２１の位置が深いほど小さくなり、ネジ１２１の位置が浅いほど大きくなる。

再び図１を参照すると、振れ調整部１２は接続部１３と接続されている。接続部１３は、例えば略円筒形状の金属部材である。

本体１０、張り出し部１１、振れ調整部１２、及び接続部１３の内部には、中心軸Ｒに沿って延びる固定穴１５が設けられている。固定穴１５内にはテーパリーマ４の後端部４０側が挿入されて固定される。固定穴１５は収容孔１４と連通する。

図５は、比較例の工具ホルダの側面図である。図５において、図１と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。

スプリングコレット３は、収容孔１４内に保持されている。テーパリーマ４は、後端部４０側からスプリングコレット３の挿入孔３ａに挿入されて、さらに固定穴１５の中に固定されている。

回転時のテーパリーマ４の先端部４１の振れは、例えばダイヤルゲージ６により測定される。振れは、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）規格の円周振れに従い、符号Ｔで示されるように、先端部４１の任意の位置Ｘが回転時に描く環状の軌跡ｋと中心軸Ｒの距離の変位Ｌによって決定される。

本例の工具ホルダにテーパリーマ４をセットして研削する場合、研削部分が押されて撓むことにより例えばスプリングコレット３の環状部３３に歪みが生ずるおそれがある。スプリングコレット３が歪むとテーパリーマ４を高精度に保持することが難しくなるため、テーパリーマ４の振れが大きくなり、研削の精度が低下するおそれがある。

一例として、テーパリーマ４の研削後にダイヤルゲージ６が示す測定値が、事前に振れ調整部１２により調整された調整値よりも例えば約１．４～１．８倍だけ大きくなることにより、テーパリーマ４のマージン幅ｍが基準値を超えて品質が低下するおそれがある。

そこで、実施例の工具ホルダには、テーパリーマ４の振れが低減されるようにスプリングコレット３の内部に棒状部材が設けられている。

図６は、実施例の工具ホルダの分解側面図である。図６において、図１と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。

工具ホルダは、コレットホルダ１、コレットナット２、スプリングコレット３、及び棒状部材５を有する。棒状部材５は、円錐形状の突出部５０と、中心軸Ｒに沿って延びるテーパ状のテーパ部５１とを有する。テーパ部５１は、一例として略円柱形状を有し、その一端に向かうほど径が小さくなる。突出部５０はテーパ部５１の他端に位置し、テーパリーマ４の嵌合穴４０１，４１１に嵌合するように突出している。なお、棒状部材５の素材としては、超硬素材、ＨＳＳ（High-Speed-Steel）素材より柔らかい素材、ＳＣＭ材、及び溶解ＨＳＳ材などが挙げられるが、これに限定されない。

図７は、実施例の工具ホルダの一部を示す側面図である。棒状部材５は、スプリングコレット３を押し広げるようにテーパ部５１側から収容孔１４内のスプリングコレット３の挿入孔３ａに挿入される。棒状部材５は、テーパ部５１のテーパ形状により棒状部材５は容易に挿入孔３ａに挿入される。なお、テーパ形状には限定が無く、さらにテーパ部５１の表面にネジが形成されていてもよい。

挿入後、突出部５０の近傍はスプリングコレット３の各板ばね部３１の端部付近に位置する。このため、各板ばね部３１は中心軸Ｒから離れる方向に付勢されることにより収容孔１４内においてスプリングコレット３が動ける余地が低減される。したがって、テーパリーマ４の撓みによるスプリングコレット３の歪みが低減される。

また、固定穴１５内において、振れ調整部１２の位置にはテーパ部５１が存在する。振れ調整部１２は、テーパ部５１に対してネジ１２１の位置を調整することによりテーパリーマ４の振れを調整する。

突出部５０の先端は、中心軸Ｒ上に位置し、テーパリーマ４の端面の嵌合穴４０１，４１１に応じた形状を有する。このため、突出部５０の先端は嵌合穴４０１，４１１に嵌合することにより、テーパリーマ４の回転軸を中心軸Ｒ上に保持する。これにより、回転時のテーパリーマ４の中心軸Ｒからのずれが低減される。

このように、棒状部材５は、その一端側からスプリングコレット３の内部に挿入される。このため、スプリングコレット３が外側に押し広げられて、収容孔１４内でスプリングコレット３が動ける余地が低減される。

また、棒状部材５の他端は、テーパリーマ４の端面の嵌合穴４０１に嵌合するように突出している。このため、テーパリーマ４の回転軸の中心軸Ｒからのずれが低減される。

したがって、実施例の工具ホルダは、テーパリーマ４を保持するための剛性が比較例よりも向上し、テーパリーマ４を高精度に保持することができる。なお、本例では工具としてテーパリーマ４を挙げたが、これに限定されず、他の工具も工具ホルダにより保持することができる。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

１ コレットホルダ（収容部材）
２ コレットナット（収容部材）
３ スプリングコレット（コレット）
４ テーパリーマ（工具）
５ 棒状部材
５０ 突出部
４０１，４１１ 嵌合穴（穴）

Claims (1)

1. 端面に穴が開いた工具を回転自在に保持する工具ホルダにおいて、
   前記工具を前記端面側で把持するコレットと、
   前記コレットを収容する収容部材と、
   一端側に向かって径が小さくなるテーパ部を有し、前記一端側から前記コレットの内部に、前記コレットを押し広げて挿入されている棒状部材と、
   前記テーパ部が中央穴内に位置し、外周面に複数のネジ穴を備える環状部材とを有し、
   前記棒状部材の他端は、前記端面の穴に嵌合するように突出し、
   前記環状部材は、前記中央穴内の前記テーパ部に対する、前記複数のネジ穴内の各ネジの深さ位置に応じて前記工具の回転時の振れを調整することを特徴とする工具ホルダ。
   

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