JPH08257856A

JPH08257856A - 工具ホルダ

Info

Publication number: JPH08257856A
Application number: JP6461595A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Ozeki; 宏夫大関; Akihiro Masune; 昭洋増根
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【構成】切削工具１４の工具本体１６を保持するホル
ダ本体２１を備え、主軸端１３に装着されて軸線Ｏ回り
に回転される工具ホルダ１５において、ホルダ本体２１
の先端側には、このホルダ本体２１に対して回転自在に
支持されるとともに、工具本体１６を回転可能に支持す
る支持体３２が設けられている。この支持体３２には、
工具本体１６に作用する応力を磁歪層３８，３９から測
定するコイル３６，３７が内蔵されている。さらに、こ
の支持体３２は、主軸頭１１側に設けられた支柱４４お
よび連結ロッド４５を介して主軸頭１１に連結可能とさ
れている。【効果】工具本体１６を強固に支持することができ、
撓み等による影響を抑えて測定誤差を低減し、正確な捩
れ応力の測定を行って工具の摩耗や損傷を検出し、切削
状態を確実に把握することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸端に装
着されて切削工具を保持する工具ホルダに係わり、特に
この切削工具に作用する応力を測定する測定手段を備え
た工具ホルダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、切削加工中に切削工具の工具本体
に作用する応力、特に捩れの応力（トルク）を測定して
解析し、その結果から工具に生じた摩耗や損傷、あるい
は工具本体の振動などを検出して加工の最適化を図ろう
とする試みがなされている。図５は、このような応力の
測定手段の一例を示すものであって、この測定手段は、
軸線Ｏ回りに回転されつつ該軸線Ｏに交差する送り方向
Ｆに被削材Ｗと相対的に移動して、その工具本体１の先
端に着脱自在に装着されたスローアウェイチップ２の切
刃３により被削材Ｗを切削するエンドミルの上記工具本
体１に作用する応力（トルク）を測定するものである。

【０００３】ここで、工具本体１は、マシニングセンタ
等の工作機械の主軸４の先端（主軸端）に工具ホルダ５
を介して着脱自在に装着され、この主軸４の回転に伴い
軸線Ｏ回りに回転されつつ、該主軸４を回転可能に保持
する主軸頭６と被削材Ｗの相対的な移動に従い送り方向
Ｆに相対的に移動される。また、この工具本体１の胴周
部には、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ等の強磁性体からなる帯
状の磁歪片７が軸線Ｏに対して螺旋状に捩れるようにし
て多数条設けられている。これらの磁歪片７は、工具本
体１に直接溶着されたり、あるいは箔状に形成されて接
着されたりして工具本体１の表面に固着されており、工
具本体１に捩れ等の変形が生じると、これと一体に変形
し得るようになされている。

【０００４】一方、この工具本体１に固着された磁歪片
７の周りには、コイル８が配設されている。このコイル
８は、上記工作機械の主軸頭６から工具本体１の先端側
に向けて突設されたフレーム９により支持されて、上記
磁歪片７の外周側に径方向に間隔を置いて配設されてい
る。さらに、このコイル８はＬＣＲメータ１０に接続さ
れていて、コイル８の自己インダクタンスの変化を検出
するようになされている。

【０００５】このように構成された応力測定手段では、
切削時に切刃３に作用する応力により工具本体１に捩れ
等の変形が生じると、これに伴い工具本体１の胴周部表
面に固着された磁歪片７も変形し、これによってこの磁
歪片７の磁気特性に変化が生じる。そして、この磁歪片
７の磁気特性の変化は、磁歪片７の周りに配設されたコ
イル８の自己インダクタンスの変化としてＬＣＲメータ
１０に検出されるので、この検出結果から工具本体１に
作用する応力を解析して測定することが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
工具本体１に作用する捩れの応力を正確に測定するに
は、測定時に工具本体１を確実に支持して、この捩れ応
力以外の応力が測定に影響を及ぼさないようにする必要
がある。ところが、上記構成の測定手段では、工具本体
１は、磁歪片７が設けられたその胴周部を工具ホルダ５
から突出させた状態で主軸４に支持されており、このた
め切削時において磁歪片７は、工具本体１の捩れによる
変形の他に、工具本体１の撓みなどによっても変形を受
けてしまうことになる。

【０００７】特に、上述したエンドミルによる溝加工等
のように、工具本体１を軸線Ｏ回りに回転させながら軸
線Ｏに交差する送り方向Ｆに相対的に移動して切削を行
なう場合には、この工具本体１の送りに伴い工具本体１
にある程度の撓みの応力が作用することは避けられな
い。そして、上記測定手段では、このような捩れ応力以
外の応力による変形もコイル８からＬＣＲメータ１０に
よって検出されてしまうので、かかる工具本体１の撓み
などの影響により測定結果に誤差が生じるおそれがあっ
た。

【０００８】本発明は、このような背景の下になされた
ものであって、その目的とするところは、このような測
定手段により工具本体に作用する捩れの応力を測定する
際に、工具本体の撓みなどによる影響を最小限に抑え
て、測定結果の誤差を低減することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、か
かる目的を達するために、本発明は、切削工具の工具本
体を保持するホルダ本体を備えて工作機械の主軸端に着
脱自在に装着され、上記工具本体と一体に軸線回りに回
転される工具ホルダにおいて、上記ホルダ本体の先端側
に、該ホルダ本体に対して上記軸線回りに相対的に回転
自在に支持され、かつ上記工具本体を上記軸線回りに回
転可能に支持する支持体を設け、この支持体に上記工具
本体に作用する応力を測定するための測定手段を具備す
るとともに、該支持体を上記工作機械の主軸頭に連結可
能としたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】このような構成の工具ホルダに切削工具を保持
して切削を行う場合には、工具本体はホルダ本体に装着
されて主軸の回転に伴い回転させられる一方、これらホ
ルダ本体および工具本体に対して相対的に回転自在とさ
れた支持体は、主軸に対して固定された主軸頭に連結可
能とされているため、ホルダ本体および工具本体の回転
に拘わらず固定された状態となり、該支持体に設けられ
た測定手段によって、回転する工具本体に作用する応力
の測定が可能となる。そして、この支持体はホルダ本体
に回転自在に支持され、かつ工具本体を回転可能に支持
しているので、工具本体は支持体を介してホルダ本体に
支持された状態となり、しかも該支持体は主軸頭に連結
されることによっても支持されているので、工具本体に
捩れ以外の撓みなどによる応力が作用するのを抑えるこ
とが可能となる。

【００１１】ここで、工具本体をより強固に支持して撓
みなどを確実に抑えるには、該工具本体を支持する支持
体を、できるだけホルダ本体の先端側で回転自在に支持
するのが望ましい。このため、上記ホルダ本体に上記支
持体の外周側を先端側に向けて延びるように延出部を設
けるとともに、上記支持体を、この延出部の少なくとも
先端と該支持体の間に介装される回転支持手段によって
上記ホルダ本体に回転自在に支持するように構成するの
が望ましい。

【００１２】一方、上記支持体と主軸頭との連結は、主
軸頭側に支持体に向けて延びる連結部を設けて、この連
結部に支持体を連結可能とするようにしてもよく、また
逆に支持体側に、主軸頭側に向けて延びる連結部を設け
て連結可能とするようにしてもよい。特に後者の場合に
は、工作機械の主軸頭側においてホルダ本体の主軸への
装着が干渉されるような事態が避けられるので、マシニ
ングセンタ等による工具および工具ホルダの自動交換に
も容易に対応することが可能となる。また、この場合に
は、上記支持体とホルダ本体との間に、該ホルダ本体が
上記主軸から取り外された状態においてこれら支持体と
ホルダ本体との相対回転を拘束する拘束手段を設けるこ
とにより、支持体および連結部を位置決めした状態でホ
ルダ本体の着脱を行うことができ、一層容易に自動交換
に応じることが可能となる。

【００１３】さらに、工具本体の保持については、支持
体を上記軸線方向に貫くようにして工具本体をホルダ本
体に直接的に保持するようにしてもよく、またホルダ本
体に支持体を上記軸線方向に貫くように保持部を設けて
工具本体をこの保持部に保持し、工具本体が保持部を介
してホルダ本体に保持されるようにしてもよい。しかる
に、前者の場合には、工具本体に作用する応力を直接的
に測定することができ、また構造の簡略化が図られる。
一方、後者の場合には、工具本体をホルダ本体に着脱す
る際の操作が容易になるとともに、切削時にこの保持部
に作用する応力から工具本体の応力を測定することがで
きるので、工具自体には上述の磁歪片等を設ける必要が
なくなる。

【００１４】

【実施例】図１および図２は、本発明の第１実施例を示
すものである。これらの図において符号１１で示すのは
工作機械の主軸頭であり、この主軸頭１１に支持されて
回転駆動される主軸１２の主軸端１３に、切削工具１４
を保持した本実施例の工具ホルダ１５が着脱自在に装着
されている。ここで、本実施例ではこの切削工具１４
は、その工具本体１６の先端に、切刃１７を備えたスロ
ーアウェイチップ１８が着脱自在に装着されたエンドミ
ルであって、主軸１２の回転に伴い工具ホルダ１５ごと
軸線Ｏ回りに回転されつつ、主軸頭１１と図示しない被
削材との間の相対移動によって軸線Ｏに交差する方向に
送り出され、被削材に溝加工等を施すようになされてい
る。

【００１５】一方、上記工具ホルダ１５は、そのホルダ
本体２１がテーパ状のシャンク部２２とフランジ状のグ
リップ部２３とを有するコレットホルダであって、上記
主軸端１３に開口する主軸穴１３Ａに上記シャンク部２
２を装入して該主軸端１３に取り付けられている。ま
た、このホルダ本体２１には、チャックコレット２４、
コレット受け２５、コレット受け押さえ２６、コレット
締め２７、および締付ネジ２８等よりなるチャック機構
３０が内蔵されており、上記工具本体１６の円柱状の基
端部をチャックコレット２４の内周に挿入した上で、締
付ネジ２８を締め込んでコレット締め２７を前進させる
ことにより、チャックコレット２４がコレット受け２５
のテーパ状の内周に当たって縮径し、工具本体１６が咬
止されるようになされている。

【００１６】さらに、ホルダ本体２１の上記グリップ部
２３よりも先端側には、上記軸線Ｏを中心とした略円筒
壁状の延出部３１がホルダ本体２１に一体に形成されて
おり、この延出部３１の内周側に略円筒状の支持体３２
が設けられていて、上記工具本体１６はこの支持体３２
を軸線Ｏ方向に貫くようにしてホルダ本体２１に保持さ
れている。ここで、この支持体３２とホルダ本体２１と
の間には、上記延出部３１の先端側と基端側とに、本実
施例における回転支持手段として深溝玉軸受け３３，３
４が介装されていて、これらの軸受け３３，３４により
支持体３２は、軸線Ｏ回りに回転自在にホルダ本体２１
に支持されている。また、支持体３２と工具本体１６と
の間にも、支持体３２の先端側に深溝玉軸受け３５が介
装されており、これにより工具本体１６は軸線Ｏ回りに
回転自在に支持体３２に支持されることとなる。

【００１７】さらにまた、この支持体３２の内周部の上
記軸受け３５よりも基端側には、工具本体１６との間に
径方向に僅かに間隔をおいて該工具本体１６を取り囲む
ように一対のコイル３６，３７が軸線Ｏ方向に並んで配
設されており、本実施例における測定手段をなしてい
る。一方、工具本体１６の胴周部には、これらのコイル
３６，３７の内周側にそれぞれ対向するようにして、Ｆ
ｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｂよりなる磁歪膜をプラズマ溶射法を
用いて成膜してなる磁歪層３８，３９が形成されてい
る。なお、これらのコイル３６，３７の外周側および軸
線Ｏ方向の両端には磁気シールドケース４０がコイル３
６，３７を取り囲むように配設されており、また両コイ
ル３６，３７の間には磁気シールドスペーサ４１が介装
されていて、両コイル３６，３７が外部からの磁気や互
いの磁気による干渉を受けないようになされている。さ
らに、支持体３２には、上記磁気シールドケース４０の
外側に、両コイル３６，３７のインダクタンス変化をブ
リッジ回路により増幅するプリアンプ４２が内蔵されて
おり、両コイル３６，３７はこのプリアンプ４２に接続
されている。

【００１８】また、支持体３２の先端部３２Ａは、ホル
ダ本体２１の上記延出部３１の先端よりも僅かに突出さ
せられており、この先端部３２Ａには外周側に突出する
ように３つのブラケット部４３…が、軸線Ｏに対する周
方向に互いに等間隔に設けられている。一方、上記主軸
頭１１の先端面には、主軸１２の外周側に、上記軸線Ｏ
に平行な方向に突出するようにして３本の支柱４４…
が、やはり軸線Ｏに対する周方向に互いに等間隔に立設
されている。そして、これらの支柱４４…の先端には、
該支柱４４から直角に軸線Ｏに対する径方向内周側に向
けて延びるように連結ロッド４５…が取り付けられてお
り、これらの連結ロッド４５…の先端が上記支持体３２
の各ブラケット部４３…に連結されていて、これら支柱
４４および連結ロッド４５を介して支持体３２が主軸頭
１１に連結されている。従って、本実施例では、これら
支柱４４および連結ロッド４５が連結部を構成すること
となる。なお、これらの連結ロッド４５…は、それぞれ
軸線Ｏを含む平面内において回動可能に各支柱４４…の
先端部に取り付けられている。

【００１９】ここで、これらの連結ロッド４５…のうち
一の連結ロッド４５Ａには、図示しない接続ケーブルが
挿通可能とされている一方、この一の連結ロッド４５Ａ
が連結される一のブラケット部４３Ａの内側には、支持
体３２内を通って上記プリアンプ４２に連通する接続孔
３２Ｂの一端が開口しており、この接続孔３２Ｂから上
記連結ロッド４５Ａを通して、プリアンプ４２に接続さ
れた上記接続ケーブルが、当該工具ホルダ１５の外部に
引き出されるようになされている。なお、この一の連結
ロッド４５Ａが取り付けられる支柱４４の先端には、連
結ロッド４５Ａの後端から引き出される接続ケーブルを
保持するためのケーブル押さえ４６が設けられている。

【００２０】図３は、上記構成の工具ホルダ１５を模式
化して簡略にしたものであり、図中に符号Ｃで示すのは
上記接続ケーブルである。この図３に示されるように、
本実施例では、上記磁歪層３８，３９は軸線Ｏ方向に対
してそれぞれ±４５°の方向に螺旋形状に形成されて形
状異方性が付与されており、切削時に工具本体１６にト
ルクが印加されて捩れの応力が作用すると、磁歪層３
８，３９には互いに圧縮応力と引張応力とが発生してそ
の透磁率が変化し、これに比例してコイル３６，３７の
自己インダクタンスが変化する。そして、この測定結果
は、両コイル３６，３７に接続されたプリアンプ４２か
ら接続ケーブルＣを介して工具ホルダ１５の外部に伝達
され、更なる信号の増幅を行うメインアンプを介して、
コンピュータ等により解析されて工具の摩耗や損傷、振
動などが検出されるので、その検出結果に基づいて切削
速度や工具の送りなどを修正して直ちに工作機械側の制
御系にフィードバックすることにより、切削加工の最適
化制御を図って円滑かつ安定した切削加工を行うことが
可能となる。

【００２１】しかるに、上記構成の工具ホルダ１５にお
いては、ホルダ本体２１の先端側に支持体３２が軸受け
３３，３４により回転自在に支持され、この支持体３２
に工具本体１６が軸受け３５により回転可能に支持され
ており、すなわち工具本体１６は、その基端部がチャッ
ク機構３０により咬止されてホルダ本体２１に保持され
る一方、先端部が支持体３２および軸受け３３〜３５を
介してホルダ本体２１に支持されている。しかも、この
支持体３２は支柱４４…および連結ロッド４５…を介し
て主軸頭１１に連結可能とされており、これにより工具
本体１６は、これら支持体３２と連結ロッド４５…およ
び支柱４４…とを介して主軸頭１１にも回転可能に支持
された状態となる。

【００２２】従って、当該工具ホルダ１５によれば、切
削工具１４がエンドミルであってその軸線Ｏに交差する
方向に送りを受ける場合であっても、工具本体１６に測
定すべき捩れ応力の他に送りによる撓みなどの応力が作
用するのを抑えることができ、かかる撓みなどによって
測定結果に生じる誤差を低減することが可能となる。そ
して、これにより、工具本体１６に作用する捩れの応力
をより正確に測定して工具の摩耗や損傷を確実に検出す
ることができ、加工の一層の最適化を促すことが可能と
なる。しかも、このように工具本体１６が支持体３２を
介してホルダ本体２１に強固に支持されて撓みなどが抑
えられることにより、かかる撓みなどによる影響を防い
で、最適化制御された切削条件を忠実に再現することが
可能となるので、上記構成の工具ホルダ１５によれば、
切削加工のより一層の円滑化、安定化を図ることができ
る。

【００２３】また、本実施例では、ホルダ本体２１に支
持体３２の外周側を先端側に向けて延びる円筒壁状の延
出部３１が形成されており、支持体３２は、この延出部
３１の先端と基端側とに介装された回転支持手段として
の軸受け３３，３４により、ホルダ本体２１に支持され
ている。すなわち、支持体３２は、切削工具１４に切削
力が作用するその先端側（スローアウェイチップ１８の
切刃１７側）により近い位置においてホルダ本体２１に
支持されることとなるので、撓みなど軸線Ｏに交差する
方向に作用する応力の測定への影響を、より確実に防ぐ
ことが可能となる。しかも、本実施例では、この支持体
３２と工具本体１６との間に介装される軸受け３５も支
持体３２の先端側の切刃１７に近い位置に配置される一
方、磁歪層３８，３９はこの軸受け３５よりも基端側の
工具本体１６の胴周部に形成されているので、撓みなど
の応力が磁歪層３８，３９に及んで測定に影響するの
を、さらに確実に抑えることが可能となる。

【００２４】さらに本実施例では、支持体３２が、主軸
頭１１に立設された支柱４４…の先端から延びる連結ロ
ッド４５…に連結されており、すなわち支持体３２と主
軸頭１１とを連結可能とする連結部が主軸頭１１側に設
けられている。また、工具本体１６は、筒状の支持体３
２の内周を貫いてその基端部がチャック機構３０により
咬止され、ホルダ本体２１に直接的に保持されている。
このように、本実施例によれば、ホルダ本体２１や支持
体３２に付属する部材が最小限に抑えられているため、
当該工具ホルダ２１の構造の簡略化を図ってコストの削
減等を促すことができる。さらにまた、本実施例では、
磁歪層３８，３９がプラズマ溶射によって工具本体１６
の胴周部に直に形成されているため、この工具本体１６
に作用する捩れの応力を、測定手段であるコイル３６，
３７によって直接的に測定することができ、従ってより
一層誤差の少ない測定を可能とすることができる。

【００２５】なお、本実施例では、上述のように支持体
３２を主軸頭１１側に設けられた支柱４４…および連結
ロッド４５…を介して主軸頭１１に連結可能としている
が、この場合において、各連結ロッド４５の先端を出没
自在とするなどして支持体３２のブラケット部４３に着
脱自在に連結可能とし、かつ、接続ケーブルＣが挿通さ
れる上記一の連結ロッド４５Ａの先端と、これに対向す
る上記一のブラケット部４３Ａの内側とに、互いに着脱
可能な接続端子を設けるなどして、プリアンプ４２から
支持体３２の接続孔３２Ｂを通って外部に延びる接続ケ
ーブルＣを、この接続端子を介して離接可能に連結する
ようにしてもよい。しかるに、このような構成を採った
場合、切削工具１４および当該工具ホルダ１５を交換す
る際などには、各連結ロッド４５をブラケット部４３か
ら取り外することにより、支持体３２と主軸頭１１との
連結が解除されると同時に、測定手段と外部との電気的
接続も解除されるので、交換作業を容易に行うことがで
きる。

【００２６】一方、このように支持体３２を主軸頭１１
側に設けられる連結部を介して連結可能とせずとも、ま
た、工具本体１６を、支持体３２を貫いてホルダ本体２
１に保持するようにせずとも、例えば図４に示す本発明
の第２実施例の工具ホルダ５０のように構成してもよ
い。ただし、この第２実施例において図１ないし図３に
示した第１実施例と共通する部分には同一の符号を配し
て説明を省略する。

【００２７】本実施例における第１の特徴は、支持体３
２が、該支持体３２側に設けられた連結部を介して主軸
頭１１側に連結可能とされていることにある。すなわ
ち、本実施例における支持体３２の先端部３２Ａには、
軸線Ｏに対する径方向外周側に延びた後、直角に曲折し
て軸線Ｏに平行にホルダ本体２１の外周側を基端側へ延
びる連結ロッド（連結部）５１が設けられており、この
連結ロッド５１の端部５１Ａは、主軸頭１１に設けられ
た位置決めブロック５２に着脱自在に連結可能とされて
いる。そして、この連結ロッド５１内には、測定手段と
してのコイル３６，３７からプリアンプ４２を介して延
びる接続ケーブルＣが挿通されて、上記端部５１Ａに設
けられたコネクタ５３に接続されており、このコネクタ
５３が上記位置決めブロック５２側に設けられた接続端
子に、連結ロッド５１の着脱に伴い離接可能とされてい
て、測定手段からの測定結果が外部に送られるようにな
されている。

【００２８】ここで、この連結ロッド５１には、ホルダ
本体２１が主軸１２から取り外された状態において、支
持体３２とホルダ本体２１との相対回転を拘束する拘束
手段５４が設けられている。この拘束手段５４は、例え
ば連結ロッド５１の端部５１Ａの位置決めブロック５２
への着脱に応じてホルダ本体２１の外周面に離接するピ
ン５５を備えるものであって、端部５１Ａが位置決めブ
ロック５２に連結された状態では、ピン５５がホルダ本
体２１から離間して支持体３２とホルダ本体２１との相
対回転を許容し、端部５１Ａが位置決めブロック５２か
ら離脱した状態においては、ピン５５がホルダ本体２１
に当接、あるいは密着して支持体３２とホルダ本体２１
とを一体化し、両者の相対回転を拘束するようになされ
ている。なお、ピン５５のホルダ本体２１の外周面への
離接の代わりに、ホルダ本体２１の外周に上記ピン５５
が係合可能な凹所等の被係合部を形成し、この被係合部
へのピン５５の係脱によってホルダ本体２１と支持体３
２との相対回転を拘束するようにしてもよい。

【００２９】また、本実施例における第２の特徴は、ホ
ルダ本体２１に、支持体３２を軸線Ｏ方向に貫くように
して保持部５６が設けられ、この保持部５６に切削工具
５７の工具本体５８が保持されていることにある。ただ
し、本実施例における切削工具５７は、円柱状の工具本
体５８の外周に切屑排出溝５９，５９が形成されるとと
もに先端に切刃６０，６０が形成された、穴明け加工に
用いられるツイストドリルである。上記保持部５６は、
軸線Ｏに同軸にホルダ本体２１に配されてその基端部が
固定された多段円柱状の部材であって、その先端部５６
Ａにはチャックコレット６１および締付ネジ６２等から
なるチャック機構６３が設けられており、上記工具本体
５８の基端部をチャックコレット６１の内周に挿入した
上で、締付ネジ６２を締め込んでチャックコレット６１
を基端側に後退させることにより、そのテーパ状の外周
面形状に合わせてチャックコレット６１が縮径し、工具
本体５８を咬止するようになされている。

【００３０】そして、この保持部５６は、その先端部５
６Ａと支持体３２との間に介装された軸受け６４によ
り、支持体３２に回転可能に支持されている。また支持
体３２は、ホルダ本体２１の延出部３１の先端側の部分
との間に介装された軸受け６５により、ホルダ本体２１
に回転自在に支持されている。さらに本実施例では、こ
の保持部５６の先端部５６Ａと基端部との間の胴周部に
磁歪層３８，３９が設けられており、これに応じて支持
体３２側の測定手段としてのコイル３６，３７もこれら
の磁歪層３８，３９に対向する位置に配設されている。
なお、当該工具ホルダ５０の中央部から先端にかけて
は、ホルダ本体２１の外周に穿設された孔部６６Ａか
ら、該ホルダ本体２１と支持体３２との間の空間６６Ｂ
に連通し、さらに支持体３２の外周から先端に向けて形
成された孔部６６Ｃに至る強制冷却流体の流通路６６が
形成されている。また、本実施例のプリアンプ４２は、
上記連結ロッド５１内に配設されている。

【００３１】このような構成の工具ホルダ５０において
は、工具本体５８にトルクが印加されると、該工具本体
５８を咬止して保持する保持部５６に捩れの応力が作用
することとなり、これに伴う磁歪層３８，３９の透磁率
の変化がコイル３６，３７により測定される。しかる
に、この工具本体５８を保持する保持部５６は、ホルダ
本体２１に支持されるとともに連結ロッド５４を介して
主軸頭１１に連結された支持体３２によって回転自在に
支持されているので、第１実施例と同様に撓み等による
影響を抑えて正確な捩れの応力の測定を行うことができ
る。そして、本実施例では、この支持体３２と主軸頭１
１とを連結する連結ロッド５４が支持体３２側に設けら
れているので、主軸頭１１側にはこの連結ロッド５１が
連結される位置決めブロック５２を設けるだけでよく、
支柱などを立設する必要がなくなる。従って、切削工具
５７を当該工具ホルダ５０ごとマシニングセンタ等にお
ける自動交換によって交換しようとした場合でも、ホル
ダ本体２１のグリップ部２３を把持するためのアームの
動作が、かかる支柱などによって阻害されるような事態
を防ぐことができ、このような工具の自動交換に容易に
対応することが可能となる。

【００３２】しかも、本実施例では、この支持体３２に
設けられた連結ロッド５４に、支持体３２とホルダ本体
２１との相対回転を、ホルダ本体２１が主軸１２から取
り外された状態において拘束する拘束手段５４が設けら
れており、これによって当該工具ホルダ５０の交換時や
保管時には、上記連結ロッド５４がホルダ本体２１に対
して所定の位置に位置決めされた状態となる。従って、
かかる交換時や保管時に連結ロッド５４が不用意に回転
して、上記アームの動作や連結ロッド５４と位置決めブ
ロック５２との連結に支障を来すようなこともないの
で、工具の自動交換への一層の対応を促進することがで
きる。そして、これらの効果と、上述の正確な応力の測
定によって切削加工の最適化制御が図られることとによ
り、本実施例によれば、マシニングセンタ等における連
続的な切削加工において、より円滑かつ安定した作業を
促し、さらに高次元の自動化、省力化を図ることが可能
となるのである。

【００３３】また本実施例では、切削工具５７が、ホル
ダ本体２１に固定されるとともに支持体３２に支持され
た保持部５６に保持されており、磁歪層３８，３９もこ
の保持部５６に設けられている。このため、個々の切削
工具５７の工具本体５８にそれぞれ磁歪層を設ける必要
がなくなるので、そのための労力および時間と切削工具
単体のコストの削減を図ることができる。さらに、この
ように工具本体５８が保持部５６に保持されるのに加
え、本実施例では工具本体５８を咬止して保持するチャ
ック機構６３が、この保持部５６の先端部５６Ａに設け
られており、その締付ネジ６２を回転させるという、工
具ホルダ５０の先端側からの操作によって、工具本体５
８の着脱が可能になされている。このため、第１実施例
のようにホルダ本体２１の基端からの操作によってしか
工具本体１６の取り外しができず、しかも取り外しの際
には支持体３２と工具本体１６との間に介装された軸受
け３５をも取り外さなければならないような場合に比
べ、本実施例によれば、工具本体５８のホルダ本体２１
からの着脱時における取り扱いを容易にすることがで
き、場合によっては、ホルダ本体２１を主軸１２に装着
したままの状態で工具本体５８を交換することも可能と
なる。

【００３４】なお、本実施例では切削工具５７として上
述の通りツイストドリルを保持するようにしたが、これ
を第１実施例のエンドミルに代えてもよく、逆にこの第
１実施例の切削工具１４をツイストドリルに代えてもよ
い。さらに、これらエンドミルやツイストドリル以外
の、例えばリーマやカッタ、あるいはタップなどを切削
工具として保持するようにしても構わない。さらにま
た、本実施例では、第１実施例と相違する上述の第１、
第２の特徴を採用しているが、これらの一方を第１実施
例に適用するようにしても、勿論構わない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ホ
ルダ本体に回転自在に支持されるとともに主軸端に連結
可能とされた支持体により、工具本体を回転可能に、し
かも強固に支持することができるので、撓み等による影
響を抑えて測定誤差を低減し、正確な捩れ応力の測定を
行って工具の摩耗や損傷を検出し、切削状態を確実に把
握することが可能となる。そして、この検出結果に基づ
いて最適化制御を図ることにより、円滑かつ安定した切
削加工を促すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す側断面図である。

【図２】図１に示す第１実施例の先端側からの正面図で
ある。

【図３】図１に示す第１実施例の模式図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す模式図である。

【図５】従来の応力測定手段を示す模式図である。

【符号の説明】

１１主軸頭１２主軸１３主軸端１４，５７切削工具１５，５０工具ホルダ１６，５８工具本体２１ホルダ本体３０，６３チャック機構３１延出部３２支持体３３，３４，３５，６４，６５軸受け（回転支持手
段）３６，３７コイル（測定手段）３８，３９磁歪層４４支柱４５，５１連結ロッド５２位置決めブロック５４拘束手段５６保持部Ｏ主軸１２による回転軸線Ｃ接続ケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】切削工具の工具本体を保持するホルダ本
体を備えて工作機械の主軸端に着脱自在に装着され、上
記工具本体と一体に軸線回りに回転される工具ホルダに
おいて、上記ホルダ本体の先端側には、該ホルダ本体に
対して上記軸線回りに相対的に回転自在に支持され、か
つ上記工具本体を上記軸線回りに回転可能に支持する支
持体が設けられ、この支持体には上記工具本体に作用す
る応力を測定するための測定手段が具備されるととも
に、該支持体が上記工作機械の主軸頭に連結可能とされ
ていることを特徴とする工具ホルダ。
【請求項２】上記ホルダ本体には、上記支持体の外周
側を先端側に向けて延びる延出部が設けられているとと
もに、上記支持体は、この延出部の少なくとも先端と該
支持体の間に介装される回転支持手段によって上記ホル
ダ本体に回転自在に支持されていることを特徴とする請
求項１に記載の工具ホルダ。
【請求項３】上記支持体は、上記主軸頭側に設けられ
る連結部を介して該主軸頭に連結可能とされていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の工具ホル
ダ。
【請求項４】上記支持体は、該支持体側に設けられた
連結部を介して上記主軸頭に連結可能とされていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の工具ホル
ダ。
【請求項５】上記支持体とホルダ本体との間には、該
ホルダ本体が上記主軸から取り外された状態においてこ
れら支持体とホルダ本体との相対回転を拘束する拘束手
段が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の
工具ホルダ。
【請求項６】上記工具本体は、上記支持体を上記軸線
方向に貫いて上記ホルダ本体に保持されることを特徴と
する請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の工具ホ
ルダ。
【請求項７】上記ホルダ本体には、上記支持体を上記
軸線方向に貫くようにして保持部が設けられており、上
記工具本体はこの保持部に保持されることを特徴とする
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の工具ホル
ダ。