JPH03202255A - 工具ホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、切削中に生じる工具の過荷負トルクを検出
し、工具切損予知を行う工具ホルダに関する。

従来の技術 類似した技術として ■回転体と、これに回動自在に支承したチャック取付部
材間をねじりコイルばねで連結し、工具による過負荷ト
ルクで回転体とチャック取付部材間に生じる回転遅れを
検出軸の軸方向移動として取出すもの（実公昭５３−４
５３２９号、特公昭５４−６１０２号等）、 ■工具ホルダと一体の基準歯車と、この基準歯車に対し
、切削トルクに比例してねじれを生じる弾性変位部を介
して連結された変位歯車により、歯車間の位相差を検出
して、信号処理部で切削トルクを推定し、正常工具の場
合と比較するようにしたもの（特開昭５９−１４２０４
９号）などがある。

発明が解決しようとする課題 前記のによれば、回転遅れを検出軸の軸方向移動として
取出すので、そのための機構を工具ホルダ内に組込む必
要があってホルダが大型化するおそれがある。また極細
径のドリルによる微小なトルク変動を検出するためにこ
のような機構を用いることは、トルク検出の精度低下を
もたらす。

■では、工具ホルダと一体に、薄肉の弾性変位部が設け
であるため、弾性変位部の剛性の調整ができない。しか
も、切削トルク値を信号処理部で演算推定するので、信
号処理部が複雑化する。

課題を解決するための手段 この発明は前記問題を解決するために、テーパシャンク
を備えたホルダ軸と、これに所定角度回動自在に支承し
た工具保持筒に夫々検出子を設け、ホルダ軸に遊嵌した
トルク調節リングをホルダ軸か工具保持筒の何れか一方
とねじりコイルはねで連結し、それらの他方と係止手段
で連結した。

作用 工具保持筒が、ねじりコイルばねで設定される許容トル
クを越えた工具の過負荷トルクによりホルダ軸に対し回
転遅れを生じ、これを検出子の回転位相差として直接取
出す。一方、トルク調整リングで、ねじりコイルばねの
ねじり強さを、検出子と無関係に調整する。従って工具
ホルダ側で夫夫工具径に応じたねじり強さが設定でき、
その後の信号処理が容易となる。

実施例 第１図に示すように、ホルダ軸１はテーパシャンク２と
把持部３及び把持部３から前方へ突設した中間軸部４と
支持軸部５から成る。支持軸部５の先端部は円錐面６に
形成されると共に、支持軸部５にはスリーブ７が遊嵌さ
れ、このスリーブ７の後端部が円錐面８に形成しである
。これらの円錐面６．８を支承する大小のピボット玉軸
受９．１０が工具保持筒２０の支承筒２１に嵌着しであ
る。前記支持軸部５に軸方向前方へ移動不能に装着され
たカラー１１とスリーブ７の鍔部７ａとの間にスプリン
グ１２が介装され、このスプリング１２のばね力で、２
つの円錐面６．８を介してピボット玉軸受９．１０に予
圧が付与される。このばね力はピボット玉軸受９．１０
による摩擦トルクを必要最小とする予圧となるように設
定されている。

ホルダ軸１の中間軸部４には、第２図に示すように菱形
の係止面１５が形成され、また前記支承筒２１と共に工
具保持筒２０を構成する検出筒２２内には、前記菱形の
係止面１５の対辺が嵌る係止孔１６が形成され、この係
止孔１６に前記係止面１５が嵌合しである。係止孔１６
と係止画工５は円周方向に所定の遊び（第２図の角度θ
）を有し、これによって工具保持筒２０がホルダ軸１に
対し所定角度（θ）回動可能としである。このように工
具保持筒２０の内側でホルダ軸１に対する回動角度の規
制が行われているので、切くず等が係止面１５と係止孔
１６間に入り込むことはなく、所定角度θの回動が長期
にわたって確実である。

中間軸部４には、更にトルク調整リング２５が軸方向及
び円周方向に移動自在に遊嵌しである。

トルク調整リング２５にはトルク伝達用のねじりコイル
ばね２６の一端が接続され、ばね他端は検出筒２２に連
結しである。トルク調整リング２５の後端部はホルダ軸
１の把持部３に削設したリング溝３ａに嵌入している。

トルク調整リング２５には、第４図に示すように所定角
度毎に多数の係止穴２７が穿設され、ホルダ軸１の把持
部３前面に植設した係止ピン２８と前記係止穴２７とに
より、トルク調整リング２５をホルダ軸１と係脱自在と
する係止手段２９が構成される。従って、係止ピン２８
と係止穴２７の係止を解除し、トルク調整リング２５を
回動させて再び係止させれば、ねじりコイルはね２６の
ねじり強さが細かく調整できる。

把持部３外周には、第４図に示すように９０度毎に切欠
部３１が削設されて、その間が基準検出子３２に形成し
である。これらの基準検出子３２と対応する断面り字状
の変位検出子３３が、前記検出筒２２の外周に突設して
あり、変位検出子３３の間は切欠部３４としである。基
準検出子３２と変位検出子３３の円周方向長さは同一で
あって。

その外径も同一にしであるが、前記ねじりコイルばね２
６のねじりカでホルダ軸１の菱形係止画工５の一組の対
辺が工具保持筒２０の係止孔１６と当接している時に、
第３．４図のように、前記角度θだけ検出子３２．３３
間に円周方向の位相ずれがあるようにしである。工具保
持筒２０先端には、ドリル２３を保持するコレットチャ
ック２４が一体装着しである。

次に主軸ヘッド４０からはブラケット４１が立上げられ
、このブラケット４１には前記基準及び変位検出子３２
．３３を検出してＯＮ信号を出力し、切欠部３１．３４
でＯＦＦ信号を出力する近接スイッチ４２．４３が装着
しである。近接スイッチ４２．４３の信号はノット素子
４４を介してアンド素子４５へ入力され、ＮＣ装置４６
へ伝達されるようにしである。４７は主軸ヘッド４０に
回動自在に支承された主軸である。

このような工具ホルダは、主軸４７に装着されて回転さ
れる。ホルダ軸１の回転は、トルク調整Ｊング２５、ね
じりコイルばね２６を介して工具保持筒２０へ伝達され
、ドリル２３を回転させ、切削を行う。ねじりコイルば
ね２６でドリル２３に応じた許容トルクが設定されてお
り、この許容トルクを超えない正常な加工の場合、基準
検出子３２と変位検出子３３は角度θの位相ずれを保っ
て回転する。そのため近接スイッチ４２．４３からの信
号Ａ、Ｂが同時にＯＦＦとなることはなく、過負荷信号
Ｃは出力されない（第５図）。ドリル２３が摩耗してく
ると切削トルクがねじりコイルばね２６で設定された許
容トルクを超え、ホルダ軸１がねじりコイルばね２６の
ねじり強さに抗して工具保持筒２０に対し角度θだけ回
転する。この時、ピボット玉軸受９、ＩＯに、スプリン
グ１２で与えられている予圧は必要最小のものであるの
で、玉軸受９．１０による摩擦抵抗は小さく、許容トル
クを僅かに超えた切削トルクがドリル２３に生じても、
ホルダ軸１が工具保持筒２０に対し回転できる。これに
よって、第２図で係止孔１６と当接していなかった側の
菱形係止面１５の対辺が係止孔１６と当接する。この状
態では、基準、変位検出子３２．３３の位相ずれがなく
なり、切欠部３１．３４も全く位相ずれがなくなる。従
って、近接スイッチ４２．４３からはＯＮ信号又はＯＦ
Ｆ信号が同時に出力されるが、ＯＦＦ信号が同時に出力
された時に、ノット素子４４で反転され、アンド素子４
５へ入力されるので、アンド素子４５からは過負荷信号
ＣがＮＣ装置４６へ出力される。ＮＣ装！１４６はこの
過負荷信号Ｃにより主軸４７をステップバックさせ、あ
るいは、過負荷信号Ｃの入力回数を計数してドリル２３
の寿命を判断し、切損前に同一工具との工具交換を指令
する。このようにホルダ側でドリル径に応じた許容トル
クが設定しであるので、過負荷信号Ｃが出力された時は
、許容トルクを超えた時であり、従来のようにトルク値
を演算推定し、正常値と比較する必要がない。

次に第６図において、他の例を示す。ホルダ軸］の中間
軸部４にトルク調整リング２５が軸方向摺動可能及び円
周方向回動自在に遊嵌され、このトルク調整リング２５
と把持部３は、ねじりコイルばね２６で連結しである。

トルク調整リング２５の前面には前記実施例同様の多数
の係止穴２７が穿設され、工具保持筒２０に植設した係
止ピン２８とでトルク調整リング２５を工具保持筒２０
に係止連結する係止手段２０が構成しである。

第７図では、工具保持筒２ｏの支承に、ピボット玉軸受
に代えて深溝玉軸受９ａ、１０ａ及びスラスト輪受９ｂ
を用いた例を示す。

発明の効果 以上のようにこの発明の装置によれば、ホルダ軸とこれ
に所定角度回動自在に支承した工具保持筒に夫々検出子
を設け、ホルダ軸に遊嵌したトルク調整リングにより、
トルク伝達用のねじりコイルばねのねじり強さを調整す
るようにしたので、工具保持筒の工具により生じる過負
荷トルクを、検出子の回転位相差として直接取出すこと
ができ、機構が複雑とならない。しかも、検出子とは無
関係にねじり強さが調整できるので、トルク調整リング
とホルダ軸（又は工具保持筒）とを係止連結する係止手
段を、円周方向に細かく位置決め可能なものとすること
により、検出子と近接スイッチの位置関係を変えること
なくねじり強さの微調整ができる。これにより、工具ホ
ルダ側で夫々工具に対応したトルク値が設定でき、トル
ク値を推定する信号処理部が不要となり、信号処理が容
易となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る工具ホルダ断面図、第２図は第
１図の■−■断面図、第３図は第１図の■−■断面図、
第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ断面図、第５図は検出信号
の関係図、第６図、第７図は夫夫他の実施例を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、テーパシャンクを備えたホルダ軸に工具保持筒を所
   定角度回動自在に支承し、これらのホルダ軸と工具保持
   筒の外周に互いに対応する複数の検出子を夫々設け、ホ
   ルダ軸にトルク調整リングを遊嵌し、そのトルク調整リ
   ングを前記工具保持筒とホルダ軸の何れか一方とねじり
   コイルバネで連結するとともにそれらの他方を係脱自在
   の係止手段によってトルク調整リングと係止連結してね
   じりコイルバネのねじり強さを調整自在にしたことを特
   徴とする工具ホルダ。 ２、ホルダ軸に菱形の係止面を形成し、工具保持筒に菱
   形の対辺が嵌る係止孔を削設し、ホルダ軸の係止面に工
   具保持筒の係止孔を嵌合して工具保持筒が所定角度回動
   自在に支承されることを特徴とする請求項１記載の工具
   ホルダ。