JPH1071512A - 工具ホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホルダ本体から回転切削工具へのトルク伝達
能力が高い工具ホルダを得る。 【解決手段】 ホルダ本体１０のドリル保持穴９０に、
ドリル１６のタング１６０に相対回転不能に係合してド
リル１６の挿入限度を規定するウォームホイール１５０
を設ける。このウォームホイール１５０に、自身の軸方
向に移動不能にホルダ本体１０に保持されたウォーム１
９０をかみ合わせる。ウォームホイール１５０は、軸方
向位置いかんを問わずウォーム１９０とかみ合い可能な
ものとし、ドリル１６のホルダ本体１０への挿入深さを
調節可能とする。加工時にドリル１６に加えられる負荷
トルクはウォームホイール１５０およびウォーム１９０
を介してホルダ本体１０に受けられ、ドリル１６のホル
ダ本体１０に対する相対回転が確実に防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はドリル，中ぐり工具
等の回転切削工具を保持する工具ホルダに関するもので
あり、特に、ホルダ本体が自身の回転軸線に対して偏心
した工具保持穴を有し、その工具保持穴内における回転
切削工具の位相を調節することにより加工穴径を調節可
能な工具ホルダの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の工具ホルダは既に知られてお
り、その一種に、自身の回転軸線に対して偏心した工
具保持穴を有するホルダ本体と、そのホルダ本体に保
持され、前記工具保持穴内に挿入された回転切削工具の
円形断面の被把持部を任意の位相で固定可能な固定装置
と、前記工具保持穴の奥部において前記ホルダ本体に
螺合され、先端部において前記回転切削工具の被把持部
の後端部に当接する軸方向位置調節用ねじ部材とを含む
ものがある。

【０００３】この工具ホルダに回転切削工具を保持させ
る場合には、それの被把持部をホルダ本体の工具保持穴
内に、その被把持部の後端部が軸方向位置調節用ねじ部
材の先端部に当接するまで挿入する。軸方向位置調節用
ねじ部材を回転させれば、軸方向位置調節用ねじ部材が
ホルダ本体に対して螺進，螺退し、軸方向位置調節用ね
じ部材の先端部の工具保持穴内における軸方向位置が変
わるため、回転切削工具の被把持部の工具保持穴内への
挿入深さ、すなわち、回転切削工具の刃先の軸方向位置
を調節することができる。また、固定装置は、円形断面
の被把持部を任意の位相で固定可能なものであるため、
回転切削工具を工具ホルダに任意の位相で保持させるこ
とができる。

【０００４】このようにして回転切削工具を保持させた
工具ホルダを工作機械の主軸に取り付けて回転させれ
ば、回転切削工具は主軸の回転軸線の回りを公転しつつ
自転する。工具保持穴がホルダ本体に対して偏心させら
れているからである。したがって、回転切削工具の工具
ホルダに対する相対位相を変えれば、回転切削工具の刃
先の描く円軌跡の直径が変わり、その刃先により加工さ
れる加工穴の直径が変わる。回転切削工具の工具ホルダ
に対する相対位相の調節によって加工穴径を調節し得る
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこの種
の工具ホルダには、工具ホルダから回転切削工具へのト
ルク伝達能力が不足し勝ちであるという問題があった。
上記のように、回転切削工具をホルダ本体に対して相対
回転可能とする必要上、回転切削工具とホルダ本体との
間に、互いに相対回転不能に係合してトルクを伝達する
トルク伝達機構が設けられておらず、ホルダ本体から回
転切削工具へのトルク伝達は専ら固定装置によって行わ
れる。そして、この固定装置は、円形断面の被把持部を
任意の位相で固定可能であることが必要であるため、円
形断面の被把持部との摩擦係合によりそれを固定するも
のとせざるを得ず、もし、その摩擦力に基づく保持トル
クより大きい負荷トルク（切削抵抗に基づくトルク）が
回転切削工具に加えられれば、回転切削工具の工具ホル
ダに対する相対回転が許容されてしまうのである。

【０００６】本願の請求項１に係る第１発明は、以上の
事情を背景として、前記のホルダ本体，の固定装置
およびの軸方向位置調節用ねじ部材を含み、ホルダ本
体の工具保持穴内における回転切削工具の位相調節によ
り加工穴径を調節可能であり、かつ、軸方向位置調節用
ねじ部材の回転操作により回転切削工具の刃先の軸方向
位置を調節可能な工具ホルダにおいて、ホルダ本体から
回転切削工具へのトルク伝達能力を増大させることを課
題として為されたものである。また、請求項２に係る第
２発明の課題は、第１発明に係る工具ホルダの一方的回
転駆動装置の構成をできる限り単純化することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段，作用および発明の効果】
上記課題を解決するために、第１発明においては、上記
のホルダ本体，の固定装置およびの軸方向位置調
節用ねじ部材を含む工具ホルダに、ホルダ本体の偏心
した工具保持穴の奥部に相対回転可能かつ軸方向に相対
移動可能に嵌合され、回転切削工具の被把持部から軸方
向に突出した非円形断面の被係合部に係合部において相
対回転不能に係合するとともに、被把持部の工具保持穴
への挿入限度を規定する係合部材と、その係合部材の
軸方向の移動を許容し、かつ、係合部材を前記ホルダ本
体に対して相対回転させるが、係合部材により駆動され
ることのない一方的回転駆動装置とが付加される。ま
た、の軸方向位置調節用ねじ部材が、係合部材の係合
部とは反対側の端部とホルダ本体との一方にホルダ本体
の回転軸線と平行に螺合され、他方に当接するものとさ
れる。

【０００８】この工具ホルダにおいては、軸方向位置調
節用ねじ部材が回転操作されれば、係合部材のホルダ本
体に対する軸方向の相対位置が変わり、その係合部材に
より工具保持穴への挿入限度が規定される回転切削工具
の刃先の軸方向位置が調節される。また、一方的回転駆
動装置により係合部材が回転させられれば、その係合部
材と相対回転不能に係合している回転切削工具も回転さ
せられ、加工穴径が調節される。その状態で加工が行わ
れ、回転切削工具に固定装置による保持トルクより大き
い負荷トルクが加えられた場合には、不足分のトルクが
係合部材に伝達される。しかし、係合部材の回転は一方
的回転駆動装置により阻止されるため、係合部材および
回転切削工具が負荷トルクにより回転させられることは
ない。すなわち、回転切削工具と係合部材との係合箇
所，一方的回転駆動装置等が破損しない限り、回転切削
工具が負荷トルクにより工具本体に対して回転させられ
ることはないのであって、前記従来の工具ホルダに比較
してトルク伝達能力が著しく向上する効果が得られるの
である。

【０００９】第２発明においては、前記課題が、第１発
明の工具ホルダの一方的回転駆動装置を、係合部材と一
体的なウォームホイールと、そのウォームホイールとか
み合い、自身の軸方向に移動不能にホルダ本体に保持さ
れたウォームとを含むものとすることにより解決され
る。ウォームとウォームホイールとから成るウォームギ
ヤは、ウォームによりウォームホイールを回転させるこ
とはできるが、逆にウォームホイールによりウォームを
回転させることはできないようにすることがきわめて簡
単なのもであり、単純な構成で一方的回転駆動装置を実
現することができる。

【００１０】

【発明の補足説明】本発明は、前記請求項に記載の態様
の他に、以下の態様でも実施可能である。各実施態様は
便宜上、請求項と同じ形式の実施態様項で記載する。 （１）前記ウォームの一端面に非円形断面の工具係合穴
が形成されている請求項２に記載の工具ホルダ。工具係
合穴に回転操作工具を係合させてウォームを回転させる
ことができる。例えば、工具係合穴を六角穴とすれば六
角棒スパナを使用してウォームを回転させることができ
る。 （２）さらに、加工時に前記係合部材に作用するトルク
により前記ウォームが移動させられる向きにウォームを
付勢する付勢手段と、その付勢手段の付勢によるウォー
ムの移動を阻止するストッパとを含む請求項２または実
施態様項１に記載の工具ホルダ。本工具ホルダにおいて
は、付勢手段によってウォームが常にストッパに当接さ
せられているため、ウォームとストッパとの当接面間の
摩擦力によりウォームの自由な回転が抑制される。ま
た、加工時に回転切削工具から係合部材に加えられるト
ルクによってウォームが移動させられることがない。回
転切削工具をホルダ本体の工具保持穴に限度一杯挿入し
た後、回転切削工具に負荷トルクと同じ向きの回転トル
クを加えれば、まず回転切削工具の被係合部と係合部材
の係合部とが隙間なく係合し、次にウォームホイールと
ウォームとが隙間なくかみ合い、ウォームにストッパに
向かう向きの力が加えられる。しかし、この力はウォー
ムにとって偏心荷重となるため、もし、付勢手段が設け
られておらず、ウォームがストッパに当接させられてい
なければ、ウォームとそれを回転可能に保持しているホ
ルダ本体との間の摩擦力が大きくなり、回転切削工具に
対する回転トルクを大きくしなければ、ウォームをスト
ッパに当接させることができず、場合によっては、ウォ
ームとホルダ本体とがデッドロックを起こして回転トル
クをいかに大きくしようともストッパに当接させること
ができなくなるのであるが、付勢手段を設ければこの問
題を解消し得るのである。 （３）前記一方的回転駆動装置が、前記係合部材と一体
的なピニオンと、そのピニオンとかみ合うラックと、そ
のラックを前記ホルダ本体に対して長手方向に移動させ
るが、ラックにより駆動されることのない一方的移動装
置とを含む請求項１に記載の工具ホルダ。一方的移動装
置によりラックが長手方向に移動させられれば、ピニオ
ンおよび係合部材が回転させられる。それに対して、ピ
ニオンに回転トルクが加えられても、ラックの移動が一
方的移動装置により阻止されるため、ピニオンおよび係
合部材が回転することはない。 （４）前記一方的移動装置が、前記ラックと前記ホルダ
本体との少なくとも一方に螺合され、他方に回転可能に
かつ軸方向の自由な移動を阻止された状態で保持された
ラック駆動用ねじ部材を含む実施態様項３に記載の工具
ホルダ。ラック駆動用ねじ部材は、１個のねじ部を有す
るものとされ、ラックとホルダ本体とのいずれか一方に
螺合され、他方に回転可能かつ軸方向に移動不能に係合
させられてもよい。また、２個のねじ部を有するものと
され、各ねじ部においてラックとホルダ本体とにそれぞ
れ螺合されてもよい。２個のねじ部が、右ねじ部と左ね
じ部とであり、あるいは、ピッチが相異なるものであれ
ば、ラック駆動用ねじ部材の回転操作によりラックを長
手方向に移動させ得るのである。 （５）前記軸方向位置調節用ねじ部材が前記ホルダ本体
に螺合され、先端部において前記係合部材の後端部に当
接する請求項１，２，実施態様項１ないし４のいずれか
１つに記載の工具ホルダ。 （６）前記係合部材および前記軸方向位置調節用ねじ部
材が、それらの中心部を軸方向に貫通するクーラント孔
を有する請求項１，２，実施態様項１ないし５のいずれ
か１つに記載の工具ホルダ。 （７）前記軸方向位置調節用ねじ部材の後端面に非円形
断面の工具係合穴が形成されている請求項１，２，実施
態様項１ないし６のいずれか１つに記載の工具ホルダ。 （８）前記固定装置が、前記回転切削工具の被把持部
を、その被把持部と前記工具保持穴との同軸性を維持し
て把持する同軸性維持型把持装置である請求項１，２，
実施態様項１ないし７のいずれか１つに記載の工具ホル
ダ。固定装置を同軸性を維持し得ないもの、例えば、押
圧部材が回転切削工具の被把持部の外周面の一部に当接
して、反対側の部分を工具保持穴の内周面の一部に押圧
する形式の固定装置とすることも可能であるが、この場
合には、回転切削工具のホルダ本体に対する相対的な傾
きを防止し難く、加工穴の寸法精度を高くすることが困
難である。それに比較して、同軸性維持型把持装置は回
転切削工具のホルダ本体に対する傾きを防止し易く、本
発明に係る工具ホルダの固定装置として好適である。 （９）前記同軸性維持型把持装置が、前記ホルダ本体の
前記工具保持穴の内周面に液密かつ相対移動不能に嵌合
され、ホルダ本体との間に円筒状の液室を形成するスリ
ーブと、前記液室内に充満させられた液を加圧する加圧
装置とを含むハイドロリックチャックである実施態様項
８に記載の工具ホルダ。 （１０）前記同軸性維持型把持装置が、コレットと、そ
のコレットを縮径させる縮径装置とを含むコレットチャ
ックである実施態様項８に記載の工具ホルダ。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明をドリルホルダに適
用した場合の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。図１において、１０はホルダ本体である。ホルダ本
体１０は概して段付きの円筒状を成しており、ホルダ本
体１０の中央部が本体部１２，後端部側（図１において
右方）が小径の嵌合部１４，前端部側（図１において左
方）が回転切削工具たるドリル（図１に二点鎖線で示
す）１６を保持するドリル保持部１８とされている。嵌
合部１４は、後部ほど小径となるテーパ外周面２０を備
えており、図４に示す工作機械の主軸２４に取り付けら
れるようになっている。

【００１２】主軸２４はその回転軸線と同軸に延びる主
軸穴２６を備えている。主軸穴２６の主軸２４の端面２
８に開口する部分は大径穴部とされている。大径穴部の
開口近傍部はホルダ本体１０の嵌合部１４のテーパ外周
面２０に対応するテーパ内周面とされている。また、大
径穴部内には、段付円筒状の嵌合部材３０が相対回転不
能かつ相対移動不能に嵌合されている。嵌合部材３０
は、軸方向に延び、直径が主軸穴２６の小径穴部と同じ
である貫通穴３２を有している。嵌合部材３０は大径部
において主軸穴２６に嵌合されるとともに、小径部が主
軸穴２６の開口側へ向かって延び出させられている。嵌
合部材３０の小径部には、貫通穴３２に達する一対の半
径方向穴３８が形成されており、各半径方向穴３８はボ
ール４０を半径方向に移動可能かつ軸方向には実質的に
移動不能に保持している。

【００１３】主軸穴２６にはクランプロッド４４が挿通
されている。クランプロッド４４は主軸２４に設けられ
た図示しないロッド駆動装置によって主軸穴２６内を軸
方向に進退させられるようになっており、先端部が嵌合
部材３０の貫通穴３２に嵌入可能とされている。その先
端部の外周面には、前記ボール４０が嵌入可能な一対の
ボール収容切欠４６が形成されるとともに、各ボール収
容切欠４６からクランプロッド４４の先端へ向かう一対
の傾斜面４８が形成されている。傾斜面４８は先端側ほ
どクランプロッド４４の軸線から遠ざかる向きに傾斜し
ている。また、ボール収容切欠４６および傾斜面４８の
横断面形状はそれぞれほぼ半円形および弓形であり、ボ
ール４０をできる限り広い面で受けるようにされてい
る。

【００１４】一方、図１に示すように、ホルダ本体１０
の嵌合部１４は軸方向穴５２を有し、直径方向に隔たっ
た２箇所に軸方向に延びる切欠５４を備えている。ま
た、各切欠５４から９０度隔たった部分に、嵌合部１４
の外周面から半径方向に延びて軸方向穴５２へ開口する
一対の貫通穴５６を備えている。各貫通穴５６は嵌合部
１４の外周面においては開口部が円形とされているが、
嵌合部１４の内周面に向かうほどホルダ本体１０の軸方
向の寸法を大きくされ、長穴とされている。それによっ
て、図１および図４に示すように、貫通穴５６の嵌合部
１４の後端面６０側の部分に半径方向内向きの傾斜面６
２が形成される。傾斜面６２の傾斜方向はクランプロッ
ド４４の傾斜面４８とは逆向きとされており、傾斜角度
の絶対値が傾斜面４８のそれより大きくされている。

【００１５】嵌合部１４の軸方向穴５２の内周面にはＯ
リング６４が嵌装されている。また、ホルダ本体１０の
本体部１２の嵌合部１４側の端部には半径方向外向きの
フランジ部６８が形成されており、フランジ部６８の外
周面には円環状の係合溝７０が形成されている。

【００１６】主軸２４にホルダ本体１０が取り付けられ
ていない状態では、クランプロッド４４は前進端位置に
あり、ボール収容切欠４６内のボール４０は嵌合部材３
０の半径方向穴３８から外周側には突出していない。ホ
ルダ本体１０の嵌合部１４の貫通穴５６と嵌合部材３０
の半径方向穴３８との位相を合致させられた状態で、作
業者の手により、あるいは係合溝７０に係合した自動工
具交換装置により、嵌合部１４が主軸穴２６に嵌合され
れば、クランプロッド４４のボール収容切欠４６，嵌合
部材３０の半径方向穴３８および嵌合部１４の貫通穴５
６が連通させられ、ボール４０が貫通穴５６に嵌入可能
となる。また、嵌合部１４の切欠５４に嵌合部材３０の
係合突起が嵌入し、ホルダ本体１０の回転を防止する状
態となる。

【００１７】この状態で、クランプロッド４４がロッド
駆動装置により主軸穴２６内へ引き込まれれば、図４に
示すように、ボール４０がクランプロッド４４の傾斜面
４８へ乗り上げ、半径方向穴３８を経て貫通穴５６へ嵌
入させられ、傾斜面６２に当接させられる。したがっ
て、２つの斜面の効果によりホルダ本体１０の嵌合部１
４が、Ｏリング６４に嵌合部材３０の先端部が当接する
まで主軸穴２６に引き込まれ、嵌合部１４のテーパ外周
面２０が主軸穴２６のテーパ内周面に密着させられると
ともにホルダ本体１０の本体部１２の端面７６が主軸２
４の端面２８に当接させられて、ホルダ本体１０が主軸
２４に固定される。

【００１８】一方、ロッド駆動装置によりクランプロッ
ド４４が、その先端面がホルダ本体１０の嵌合部１４の
軸方向穴５２の底面に当接するまで前進させられれば、
ボール４０が傾斜面４８，６２から離間させられ、ホル
ダ本体１０の引込みが解除される。この状態でさらにク
ランプロッド４４が前進させられれば、嵌合部１４がロ
ッド４４により主軸穴２６から押し出され、ホルダ本体
１０が主軸２４から離脱させられる。なお、ボール４０
はクランプロッド４４の前進に伴ってクランプロッド４
４のボール収容切欠４６に収容され、半径方向穴３８か
ら外周側へ突出しない状態に戻る。

【００１９】図１に破線で示すように、ホルダ本体１０
には、ドリル保持部１８から軸方向に延び、本体部１２
を経て嵌合部１４の軸方向穴５２に連通する段付きのド
リル保持穴９０が形成されている。ドリル保持穴９０は
ホルダ本体１０の回転軸線に対して偏心している。

【００２０】ドリル保持穴９０のドリル保持部１８側の
部分は大径とされており、円筒状のスリーブ９２が嵌合
されている。ホルダ本体１０には、その外周面から半径
方向に延びてドリル保持穴９０に開口する一対のピン穴
９４が形成されるとともに、スリーブ９２には半径方向
に延びる一対の係合穴９８が形成されており、各ピン穴
９４にはそれぞれピン１００が挿入され、各ピン１００
の先端部がスリーブ９２の各係合穴９８に係合した状態
で、セットスクリュ１０２により固定されている。それ
により、スリーブ９２のホルダ本体１０との相対移動が
防止され、スリーブ９２がドリル保持穴９０に固定され
ている。スリーブ９２には、ドリル保持穴９０と同軸に
延びる嵌合穴１０４が形成されており、ドリル１６の被
把持部である円形断面のシャンク１０６が嵌合されるよ
うになっている。スリーブ９２の軸方向の中央部外周面
には幅広の環状溝１０８が形成されており、それによっ
てスリーブ９２の軸方向の中央部が薄肉の弾性変形部１
１０とされている。

【００２１】スリーブ９２がホルダ本体１０のドリル保
持穴９０に固定されることにより、弾性変形部１１０の
外周面とドリル保持穴９０の内周面との間に円筒状の液
室たる油室１１２が形成される。油室１１２には作動液
としての作動油が充満させられており、油室１１２に油
圧が発生させられるとき、スリーブ９２の弾性変形部１
１０が嵌合穴１０４の軸心に向かって膨出するようにな
っている。なお、油室１１２の前後両側にはＯリング１
１４，１１６が配設され、油室１１２の油密が保たれて
いる。

【００２２】図２に示すように、ホルダ本体１０のドリ
ル保持部１８には、油室１１２に連通する油通路１２０
が形成されている。油通路１２０の一端は、油室１１２
の軸方向の中央部に連通させられ、他端はプラグ１２２
により密閉されている。また、ドリル保持部１８には、
それの断面形状である円の弦に沿ってシリンダボア１２
６が形成され、油通路１２０と連通させられている。こ
のシリンダボア１２６にはピストン１２８が液密にかつ
軸方向に移動可能に嵌合されている。シリンダボア１２
６の開口部には操作ねじ１３０が螺合されており、操作
ねじ１３０によってピストン１２８がシリンダボア１２
６内に押し込まれるようになっている。操作ねじ１３０
のねじ込み量によって油室１１２の油圧が制御されるよ
うになっているのである。ピストン１２８とドリル保持
部１８とによって囲まれ、油通路１２０に連通させられ
た部分は、比較的容量の大きい副油室１３２とされてい
る。なお、図２から明らかなように、ドリル保持部１８
には上記油通路１２０，プラグ１２２，シリンダボア１
２６，ピストン１２８，操作ねじ１３０，副油室１３２
等から成る加圧装置１３６が軸対称に２組設けられてお
り、操作の容易な方が選択的に操作される。

【００２３】操作ねじ１３０がピストン１２８から離間
するまで螺退させられた状態では油室１１２に油圧が発
生しておらず、スリーブ９２の弾性変形部１１０がドリ
ル保持穴９０の中心線に向かって膨出させられていな
い。この状態で、シャンク１０６がスリーブ９２に挿入
され、操作ねじ１３０のねじ込み量が増されれば、油室
１１２内の油圧が上昇させられて弾性変形部１１０が膨
出させられるため、シャンク１０６が強固に把持され
る。本実施形態においては、上記加圧装置１３６とスリ
ーブ９２とによってドリル１６の固定装置たるハイドロ
リックチャック１４０が構成されているのである。

【００２４】図１に示すように、ドリル保持穴９０のハ
イドロリックチャック１４０の奥部は小径とされてお
り、ウォームホイール１５０が嵌合されている。ウォー
ムホイール１５０はホルダ本体１０に相対回転可能かつ
軸方向に相対移動可能に嵌合されている。ウォームホイ
ール１５０のハイドロリックチャック１４０側の端面、
すなわち先端面には、ウォームホイール１５０の半径方
向に延びる矩形断面の溝１５４が形成されており、ドリ
ル１６のシャンク１０６の端面１５８から軸方向に突出
した矩形断面のタング１６０が係合させられるようにな
っている。タング１６０が溝１５４に係合させられるこ
とにより、ドリル１６のウォームホイール１５０に対す
る相対回転が防止されるとともに、シャンク１０６のド
リル保持穴９０への挿入限度が規定される。本実施形態
においては、ウォームホイール１５０が係合部材として
機能するのである。

【００２５】ウォームホイール１５０の先端面とは反対
側の端面、すなわち後端面には、軸方向位置調節用ねじ
部材としての雄ねじ部材１６４の先端面１６６が当接さ
せられている。雄ねじ部材１６４はドリル保持穴９０の
内周面に形成された雌ねじ部１７０に、ホルダ本体１０
の回転軸線と平行に螺合されている。雄ねじ部材１６４
の後端面１７２には、工具係合穴たる六角穴１７４が形
成されている。六角穴１７４に六角レンチ等の工具を係
合させて雄ねじ部材１６４を回転させることにより、雄
ねじ部材１６４がドリル保持穴９０内を軸方向に移動さ
せられる。それに伴って、ウォームホイール１５０のホ
ルダ本体１０に対する軸方向位置が変わる。雄ねじ部材
１６４およびウォームホイール１５０にはそれぞれ、そ
れらの中心部を軸方向に貫通するクーラント孔１７８，
１８０が形成されている。

【００２６】図１および図３に示すように、ホルダ本体
１０には、それの断面形状である円の弦に沿ってホルダ
本体１０を貫通する段付きのウォーム保持穴１８８が形
成されている。ウォーム保持穴１８８の軸方向の中央部
の一部はドリル保持穴９０と連通しており、ここにウォ
ームホイール１５０とかみ合うウォーム１９０が保持さ
れている。ウォーム１９０の端面１９２には工具係合穴
たる六角穴１９４が形成されており、ここに六角棒スパ
ナ等の工具を係合させてウォーム１９０を回転させるこ
とにより、ウォームホイール１５０をドリル保持穴９０
内で回転させることができる。また、ウォームホイール
１５０の歯はウォームホイール１５０の外周面に全長に
わたって同一の断面形状で延びており、ウォームホイー
ル１５０の軸方向位置のいかんを問わずウォーム１９０
とかみ合い可能である。

【００２７】ウォーム１９０の端面１９２とは反対側の
端面１９５には軸方向穴１９６が形成されている。この
端面１９５に近接して板状のスプリングリテーナ１９８
が配設されている。スプリングリテーナ１９８はウォー
ム保持穴１８８の肩面に止め輪２００により固定された
円板により構成されており、ウォーム１９０のウォーム
保持穴１８８からの抜け出しを防止している。また、ス
プリングリテーナ１９８とウォーム１９０の軸方向穴１
９６の底面との間には、付勢手段たる弾性部材として圧
縮コイルスプリング２０２が配設されている。それによ
り、ウォーム１９０の端面１９２がウォーム保持穴１８
８の肩面により構成されるストッパ２０４に当接する向
き、すなわち切削加工時に切削抵抗に基づいてウォーム
ホイール１５０に作用するトルクによりウォーム１９０
が移動させられる向きに付勢されている。したがって、
ウォーム１９０の端面１９２とストッパ２０４との間の
摩擦力により、ウォーム１９０の自由な回転が抑制され
るとともに、ウォーム１９０とストッパ２０４との間の
隙間が消滅させられている。

【００２８】ウォーム１９０によりウォームホイール１
５０を回転させることはできるが、ウォームホイール１
５０によりウォーム１９０を軸方向に移動させることは
できず、これらウォーム１９０とウォームホイール１５
０とによって、一方的回転駆動装置２０６が構成されて
いる。ウォームホイール１５０は、ドリル１６と相対回
転不能に係合する係合部材と、一方的回転駆動装置２０
６の構成要素とを兼ねているのである。

【００２９】以上のように構成されたドリルホルダによ
り、ドリル１６を工作機械の主軸２４に取り付ける作業
について説明する。通常は、ハイドロリックチャック１
４０の操作ねじ１３０が緩められて油室１１２の油圧が
大気圧とされ、スリーブ９２の弾性変形部１１０がドリ
ル保持穴９０の中心線に向かって膨出していない状態と
されている。この状態において、まず、ホルダ本体１０
のドリル保持穴９０へドリル１６のシャンク１０６を挿
入し、ハイドロリックチャック１４０のスリーブ９２を
通過したタング１６０をウォームホイール１５０の溝１
５４に係合させ、ドリル１６をウォームホイール１５０
に相対回転不能に係合させる。

【００３０】次に、ホルダ本体１０の嵌合部１４側から
ドリル保持穴９０へ六角レンチを挿入し、雄ねじ部材１
６４の六角穴１７４に係合させる。そして、雄ねじ部材
１６４を回転操作してウォームホイール１５０のドリル
保持穴９０内における軸方向位置、すなわちホルダ本体
１０に対する軸方向の相対位置を調節し、ドリル１６の
ドリル保持穴９０への挿入深さを調節する。それによ
り、ドリル１６の刃先の軸方向位置が調節される。

【００３１】次に、ホルダ本体１０のウォーム保持穴１
８８に六角棒スパナを挿入し、ウォーム１９０の六角穴
１９４に係合させて回転させ、ウォームホイール１５０
を回転させる。それにより、ウォームホイール１５０お
よびそれと相対回転不能に係合させられたドリル１６が
回転させられる。この操作は、加工時に切削抵抗に基づ
いてドリル１６に作用する負荷トルクと同方向の回転ト
ルクを付与した状態で行う。この回転トルクにより、ド
リル１６のタング１６０とウォームホイール１５０の溝
１５４とが隙間なく係合し、ウォームホイール１５０と
ウォーム１９０とが隙間なくかみ合う状態となる。

【００３２】ドリル保持穴９０、すなわちハイドロリッ
クチャック１４０のスリーブ９２は前述のように、ホル
ダ本体１０の回転軸線に対して偏心しているため、その
中でドリル１６が回転させられれば、そのドリル１６の
主切刃の外周側端の、ホルダ本体１０の回転軸線からの
距離が変化する。ドリル１６の刃先の半径方向位置の調
節を行うことができるのであり、それによって加工穴径
が変化する。この場合の調節量の認識を容易にするため
に、ウォーム１９０の端面１９２とウォーム保持穴１８
８の内周面との一方に目盛りを、他方に基準線を形成し
ておくことが望ましい。

【００３３】ドリル１６の主切刃の外周側端の軸方向位
置および半径方向位置を調節したならば、ハイドロリッ
クチャック１４０の操作ねじ１３０のねじ込み量を増し
て油室１１２内の油圧を上昇させ、ハイドロリックチャ
ック１４０にシャンク１０６を強固に把持させる。ハイ
ドロリックチャック１４０はドリル１６のシャンク１０
６を、ドリル保持穴９０との同軸性を維持して把持する
同軸性維持形把持装置である。そのため、同軸性を維持
し得ない把持装置、例えば、押圧部材がドリル１６のシ
ャンク１０６の外周面の一部に当接して、反対側の部分
をドリル保持穴９０の内周面の一部に押圧する形式の把
持装置に比較して、ドリル１６のホルダ本体１０に対す
る相対的な位置決め精度が高く、加工穴の寸法精度を高
くすることが容易である。

【００３４】ドリル１６をホルダ本体１０に固定した
後、ホルダ本体１０を工作機械の主軸２４に取り付け
る。まず、ホルダ本体１０の嵌合部１４の貫通穴５６と
主軸穴２６の嵌合部材３０の半径方向穴３８との位相を
合わせた状態で、嵌合部１４を主軸穴２６に嵌合する。
次に、主軸２４のロッド駆動装置を作動させてクランプ
ロッド４４を主軸穴２６内へ引き込ませれば、ホルダ本
体１０が主軸穴２６に引き込まれて主軸２４に固定さ
れ、ドリル１６による被加工物の加工が可能な状態とな
る。加工中は、雄ねじ部材１６４のクーラント孔１７８
およびウォームホイール１５０のクーラント孔１８０を
経て、ドリル１６にクーラントが供給される。

【００３５】加工中、ドリル１６にハイドロリックチャ
ック１４０による保持トルクより大きい負荷トルクが加
えられた場合には、不足分のトルクがウォームホイール
１５０に伝達される。このウォームホイール１５０の回
転はウォーム１９０によって阻止されるため、ウォーム
ホイール１５０およびドリル１６が負荷トルクにより回
転させられることがない。したがって、従来のドリルホ
ルダに比較してトルク伝達能力が著しく向上する。

【００３６】特に、本実施形態においてはウォーム１９
０が圧縮コイルスプリング２０２によりストッパ２０４
に当接させられているため、加工時にドリル１６からウ
ォームホイール１５０に加えられるトルクによってウォ
ーム１９０が軸方向に移動させられることがない。ドリ
ル１６に負荷トルクが加えられれば、その一部がタング
１６０と溝１５４との係合によりウォームホイール１５
０に伝達され、ウォームホイール１５０とウォーム１９
０とのかみ合いにより、ウォーム１９０にストッパ２０
４に向かう向きの力が加えられる。この力はウォーム１
９０にとって偏心荷重となるため、もし、圧縮コイルス
プリング２０２が設けられておらず、ウォーム１９０が
ストッパ２０４に当接させられていなければ、ウォーム
１９０とウォーム１９０を回転可能に保持しているホル
ダ本体１０との間の摩擦力が大きくなる。そのため、前
述のドリル１６の刃先位置の調節時に、ドリル１６に対
する回転トルクを大きくしなければ、ウォーム１９０を
ストッパ１９８に当接させることができず、場合によっ
てはウォーム１９０とホルダ本体１０とがデッドロック
を起こして回転トルクをいかに大きくしようともストッ
パ１９８に当接させることができなくなる。この状態で
穴あけ加工が行われ、振動によりウォーム１９０とホル
ダ本体１０との間の摩擦力が減少するなどにより、ウォ
ーム１９０が移動すれば、ウォームホイール１５０およ
びドリル１６が回転し、加工穴径が変わってしまった
り、スリーブ９２の内周面やシャンク１０６の外周面が
きずついたりする不都合が生じるのであるが、本実施形
態においては圧縮コイルスプリング２０２とストッパ１
９８とによってこのような事態の発生が防止される。

【００３７】なお、以上説明した実施形態においては、
雄ねじ部材１６４がホルダ本体１０の雌ねじ部１７０に
螺合され、係合部材を兼ねるウォームホイール１５０に
当接させられるようになっているが、ねじ部材を係合部
材のドリルとの係合部とは反対側の端部にホルダ本体の
回転軸線と平行に螺合して、ホルダ本体に当接させるよ
うにしてもよい。

【００３８】また、前記実施形態においては、同軸性維
持型把持装置としてハイドロリックチャック１４０が採
用されているが、ハイドロリックチャック１４０に代え
て、コレットと、そのコレットを縮径させる縮径装置と
を含むコレットチャックを採用することも可能である。

【００３９】さらに、前記実施形態においては、一方的
回転駆動装置２０６がウォームホイール１５０とウォー
ム１９０とから成るウォームギヤを主要構成部材として
構成されていたが、図５に示すように、一方的回転駆動
装置をピニオンとラックとを含むものとすることも可能
である。図５において、ホルダ本体３００のドリル保持
穴３０２には、ピニオン３０４がホルダ本体３００に対
して相対回転可能かつ軸方向に相対移動可能に嵌合され
ている。ピニオン３０４はドリルのタングと係合する溝
を有しており、ドリルの回転を防止するとともにドリル
のシャンクのドリル保持穴３０２への挿入限度を規定す
る係合部材として機能する。

【００４０】一方、ホルダ本体３００には、ホルダ本体
３００の断面形状である円の弦に沿ってホルダ本体３０
０を貫通する段付きのラック保持穴３０８が形成されて
いる。ラック保持穴３０８はドリル保持穴３０２を挟ん
で一対軸対称に形成されている。各ラック保持穴３０８
の軸方向の中央部の一部はドリル保持穴３０２と連通し
ており、ピニオン３０４とかみ合うラック３１０がそれ
ぞれ保持されている。各ラック３１０には軸方向に延び
る雌ねじ穴３１２が形成されており、ラック駆動用ねじ
部材たるボルト３１４が螺合されている。ボルト３１４
の頭部の端面には工具係合穴たる六角穴３２０が形成さ
れており、ここに六角レンチ等の工具を係合させてボル
ト３１４を回転させることができる。一方のボルト３１
４は、その頭部がラック保持穴３０８の肩面と止め輪３
１６との間に挟まれることにより、ラック保持穴３０８
内において回転は可能であるが軸方向には移動不能とさ
れている。それに対して、他方のボルト３１４に対応す
るラック保持穴３０８には肩面は形成されているが、止
め輪３１６は設けられていない。

【００４１】止め輪３１６がない側のボルト３１４の頭
部を、ラック保持穴３０８の肩面から浮き上がらせた状
態で、止め輪３１６がある側のボルト３１４を回転操作
すれば、ラック３１０を正逆両方向に移動させることが
でき、ピニオン３０４およびそれに相対回転不能に係合
させられているドリルを正逆両方向に回転させて、ドリ
ルの刃先の半径方向位置を調節することができる。な
お、この操作はドリルに負荷トルクと同じ向きの回転ト
ルク、図５においては時計方向の回転トルクを作用させ
た状態で行うことが望ましい。また、上記ピニオン３０
４の回転に伴って、止め輪３１６がない側のラック３１
０およびボルト３１４が、止め輪３１６がある側のラッ
ク３１０とは逆方向に移動する。

【００４２】ドリルの刃先の半径方向位置の調節が終了
したならば、止め輪３１６が設けられていないラック保
持穴３０８内のボルト３１４を、それの頭部がラック保
持穴３０８の肩面に強く押し付けられるまで締めつけ
る。これにより、ピニオン３０４に、切削抵抗に基づく
負荷トルクと同じ向きの回転トルクが付与され、反対側
のボルト３１４の頭部が止め輪３１６に強く押し付けら
れた状態となる。ピニオン３０４とラック３１０、ラッ
ク３１０とボルト３１４、およびボルト３１４と止め輪
３１６がそれぞれ隙間なく係合した状態となるのであ
り、したがって、加工中に負荷トルクによりドリルが回
転させられることが確実に防止される。

【００４３】ボルト３１４の回転操作によってラック３
１０を移動させることはできるが、ラック３１０の軸方
向移動によりボルト３１４を回転させることはできず、
本実施形態においては、ボルト３１４および止め輪３１
６により一方的移動装置３２４が構成されている。ま
た、加工中に、ドリルの負荷トルクがピニオン３０４に
伝達されても、ラック３１０の移動が一方的移動装置３
２４により防止されるため、ピニオン３０４およびドリ
ルが回転することはない。ピニオン３０４，ラック３１
０および一方的移動装置３２４により一方的回転駆動装
置３２６が構成されているのである。

【００４４】なお、本実施形態においては、ボルト３１
４がラック３１０に螺合されていたが、ねじ部材をホル
ダ本体に螺合させ、ラックに相対回転可能かつ軸方向に
移動不能に係合させることも可能である。また、ボルト
３１４は１個のねじ部を有するものとされていたが、ね
じ部材が２個のねじ部を有するものとされ、各ねじ部に
おいてラックとホルダ本体とにそれぞれ螺合されてもよ
い。２個のねじ部が、右ねじ部と左ねじ部とであり、あ
るいはピッチが相異なるものであれば、ねじ部材の回転
操作によりラックを長手方向に移動させ得るのである。

【００４５】上記２つの実施形態においては、一方的回
転駆動装置を構成するウォームホイールあるいはピニオ
ンがドリルの被係合部と相対回転不能に係合する係合部
材を兼ねていたが、係合部材を独立して設けることも可
能である。その他、ドリルに代えて、中ぐり工具，エン
ドミル等他の回転切削工具を保持する工具ホルダに本発
明を適用する等、当業者の知識に基づいて種々の変形，
改良を施した態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である工具ホルダを示す正
面図である。

【図２】上記工具ホルダの左側面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図４】上記工具ホルダの主軸への取付状態を示す正面
断面図である。

【図５】本発明の別の実施形態である工具ホルダを示す
側面断面図である。

【符号の説明】

１０ ホルダ本体 １６ ドリル ９０ ドリル保持穴 １４０ ハイドロリックチャック １５０ ウォームホイール １５４ 溝 １６０ タング １６４ 雄ねじ部材 １９０ ウォーム ２０６ 一方的回転駆動装置 ３００ ホルダ本体 ３０２ ドリル保持穴 ３０４ ピニオン ３１０ ラック ３２４ 一方的移動装置 ３２６ 一方的回転駆動装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自身の回転軸線に対して偏心した工具保
   持穴を有するホルダ本体と、 そのホルダ本体に保持され、前記工具保持穴内に挿入さ
   れた回転切削工具の円形断面の被把持部を任意の位相で
   固定可能な固定装置と、 前記工具保持穴の奥部に相対回転可能かつ軸方向に相対
   移動可能に嵌合され、前記回転切削工具の前記被把持部
   から軸方向に突出した非円形断面の被係合部に係合部に
   おいて相対回転不能に係合するとともに、被把持部の工
   具保持穴への挿入限度を規定する係合部材と、 その係合部材の前記係合部とは反対側の端部と前記ホル
   ダとの一方に前記ホルダ本体の回転軸線と平行に螺合さ
   れ、他方に当接させられた軸方向位置調節用ねじ部材
   と、 前記係合部材の軸方向の移動を許容し、かつ、係合部材
   を前記ホルダ本体に対して相対回転させるが、係合部材
   により駆動されることのない一方的回転駆動装置と、 を含むことを特徴とする工具ホルダ。
2. 【請求項２】 前記一方的回転駆動装置が、前記係合部
   材と一体的なウォームホイールと、そのウォームホイー
   ルとかみ合い、自身の軸方向に移動不能に前記ホルダ本
   体に保持されたウォームとを含むことを特徴とする請求
   項１に記載の工具ホルダ。