WO2011067828A1 - 防振工具ホルダ - Google Patents

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Abstract

　大型の切削工具のビビリを防止する工具ホルダを提供する。　工具ホルダ１は、本体２０の外周部に防振装置１００を備える。防振装置１００は、リング状の第1の防振部材１１０と第２の防振部材１５０を備え、ボルト１６０により切削工具Ｔ１とともに本体２０に固定される。第1の防振部材１１０の両側には４本のＯリング１３０が配設され、押圧板１４０を調整ボルト１７０で押圧してダンパ特性を調整する。第１の防振部材１１０と本体２０の間及び第１の防振部材１１０と第２の防振部材１５０の間には適当な間隔が設けられる。

Description

防振工具ホルダ
　本発明は、工作機械の切削工具を保持するための防振機構を備える工具ホルダに関する。
　例えば、特開２００６－１５０４６０号公報や特開２００１－１３８１６２号公報は、工具ホルダの外周部に１個の防振リングを備える工具ホルダを開示している。
　また、本出願人に係る特許第３８３６６０６号公報は、防振リングをゴム材料製のＯリングで保持する工具ホルダを開示している。
特開２００６－１５０４６０号公報 特開２００１－１３８１６２号公報 特許第３８３６６０６号公報
　本発明の目的は、ダンパ機構を二重構造にすることにより、防振効果の向上を図る工具ホルダを提供するものである。
　上記目的を達成するために、本発明の工具ホルダは、基本的手段として、工作機械の工具主軸に把持されるシャンク部材と、該シャンク部材に連結される円筒形状の本体と、本体の内径部に設けられる切削工具のストレートシャンクが挿入される取付穴と、本体の外径部に嵌装される防振装置と、防振装置を半径方向に貫通して切削工具のストレートシャンクを本体の取付穴に固定するボルトを備える。
　そして、防振装置は、防振工具ホルダの本体の外径部に嵌装されるリング状の第１の防振部材と、第１の防振部材の外径部に嵌装される円筒形状の第２の防振部材とを備え、第１の防振部材の両端部の内外径部に配置される合計４本のＯリングを、備えてなることを特徴とする。
　そして、第１の防振部材は両端部の外径部と内径部をテーパー面に形成したことを特徴とする。
　そして、第２の防振部材はシャンク側の端部に設けられる壁面と、両端部の内径部に設けられてシールリングを受け入れる溝を備えることを特徴とするものである。
　また、第１の防振部材のシャンク側に配設されてＯリングを押圧する円盤状の押圧板を更に備え、第２の防振部材のシャンク側の壁面に形成される３個の調整ボルト用のねじ穴と、該ねじ穴に螺合されて前記押圧板を押圧する３本の調整ボルトを備えることを特徴とする。
　さらに、第１の防振部材の内径寸法は本体の外径寸法に対して略０．１ｍｍ大きな寸法を有し、第２の防振部材の内径寸法は、第１の防振部材の外径寸法に対して略０．１ｍｍ大きな寸法を有することを特徴とするものでる。
　本発明の防振工具ホルダは、上述した構成を備えることによって、大型の切削工具にあってもビビリの発生を効果的に防止することができるものである。
本発明の防振工具ホルダの外観を示す斜視図。 防振工具ホルダの正面図（ａ）、左側面図（ｂ）、右側面図（ｃ）。 防振工具ホルダの上面図。 図２のＡ－Ａ断面図。 第１の防振部材１１０の詳細を示す外観図（ａ）、正面図（ｂ）、断面図（ｃ）。 第２の防振部材１５０の詳細を示す外観図（ａ）、側面図（ｂ）、断面図（ｃ）。 本発明の効果を示すグラフ。
　図１は本発明の防振工具ホルダの外観を示す斜視図、図２は防振工具ホルダの正面図（ａ）、左側面図（ｂ）、右側面図（ｃ）、図３は防振工具ホルダの上面図、図４は、図２のＡ－Ａ断面図である。
　全体を符号１で示す本発明の工具ホルダは、工作機械の工具主軸に挿入されるシャンク部１０を有し、シャンク部１０の端部にはプルスタッドボルト１２が装備される。シャンク部１０は、ＡＴＣ等による工具ホルダ把持部１４を介してホルダ本体２０に連結される。工具ホルダ把持部１４には1対の溝１６が形成される。
　工具ホルダ１の本体２０は、円筒形状を有し、工具取付穴３０を有し、切削工具Ｔ１は防振装置１００とともに工具ホルダ１に装着される。
　図４は、本発明の防振装置１００の断面構造を示す。
　工具ホルダの円筒状の本体２０の内径部には切削工具Ｔ１を挿入する取付穴３０が形成されている。また、本体２０には切削工具Ｔ１を固定するボルト用のねじ穴２２が形成される。
　本体２０の外周部には、リング状の第1の防振部材１１０が嵌装される。第1の防振部材１１０の両側の内外周端面には合計4本のゴム材料製のＯリング１３０が配置される。第1の防振部材１１０にはボルト１６０が貫通するボルト穴１１２が形成される。
　第１の防振部材１１０の外周部には第２の防振部材１５０が嵌装される。第２の防振部材１５０の形状は図６で詳細に説明するが、切削工具Ｔ１の固定用のボルト１６０が貫通する穴１５２を有し、両端部の内側にシールリング１８０、１８２が挿入される。第２の防振部材１５０のシャンク側の端部には、壁部が設けられ、円周上に３個のねじ穴１５８が設けられる。
　第１の防振部材１１０のねじ穴１５８に対向する側には、円盤状の押圧板１４０が配設される。
　第２の防振部材１５０の壁部に形成されたねじ穴１５８に螺合される３本の調整ボルト１７０の押込み量を調節することで、押圧板１４０を介して４本のＯリング１３０の圧縮量を調節し、ダンパの特性を調整することができる。
　図５は、第１の防振部材１１０の詳細を示す外観図（ａ）、正面図（ｂ）、断面図（ｃ）である。
リング状の形状を有する第1の防振部材１１０は１個のボルト穴１１２を有する。第１の防振部材１１０の両端部の外周部はテーパー面１１４に形成される。また、両端部の内周部もテーパー面１１６に形成される。すなわち、第1の防振部材１１０の両端面は、台形の断面形状に形成され、Ｏリングに対してくさび状に当接される。
　図６は、第２の防振部材１５０の詳細を示す外観図（ａ）、側面図（ｂ）、断面図（ｃ）である。
　第２の防振部材１５０は、壁部１５４を有する円筒状の部材であって、円筒面に１個のボルト穴１５２を有する。第２の防振部材１５０の内径部１５６の内径寸法は、第１の防振部材１１０の外径寸法との間で０．１ｍｍ程度寸法を大きく形成してある。そして、第２の防振部材１５０の切削工具側の内径部１６１は切削工具の外周部の外側に嵌合される。この内径部１６１の内側にはシールリングが嵌合される溝１６２が設けられ、図４に示すシール１８０が挿入される。
　第２の防振部材１５０のシャンク側の端部は、壁面１５５に形成され、内径部１６４の内径寸法は工具ホルダ本体２０の外径寸法に比べて間隙を有する寸法に形成される。この内径部１６４の内側にもシーリング用の溝１６６が設けられ、シール１８２が挿入される。
　この工具ホルダ１に切削工具Ｔ１を取付ける際には、ホルダ本体２０の取付穴３０に切削工具Ｔ１のストレートシャンクを差し込み、本発明の防振装置１００をホルダ本体２０と切削工具Ｔ１の外側に嵌装する。
　そして、ボルト１６０を第1の防振部材１１０と第２の防振部材１５０のボルト穴に貫通挿入し、ホルダ本体２０のねじ穴２２に螺合してボルト１６０を切削工具Ｔ１に押し付けることで切削工具Ｔ１を固定する。
　次に３本の調整ボルト１７０を均等にねじ込んで、押圧板１４０を押し込んで、４本のＯリング１３０に適切な圧縮力を付与する。
　このＯリング１３０の圧縮量を変更することにより、防振装置１００全体のダンパ特性を調整することができる。
　切削工具Ｔ１による切削を実行し、ビビリの発生に応じてダンパ特性を調整することによりビビリ発生の原因を除去することができる。
　本発明の防振装置にあっては、防振部材を二重のリング構造としたので大きな防振効果をえることができる。
　図７は、本発明の効果を示すグラフである。図において実線は防振装置を付けないときの防振特性を示し、破線は本発明の防振装置を装備したときの防振特性を示す。
　本発明の防振装置を装備することにより、固有振動数７３０Ｈｚの領域でコンプライアンスｍ／Ｎが１．８Ｅ－５から５．５Ｅ－６と小さくなる効果が実験により確認された。
　１　工具ホルダ
　１０　シャンク部
　２０　本体
　２２　ねじ穴
　３０　工具取付穴
　１００　防振装置
　１１０　第1の防振部材
　１３０　Ｏリング
　１４０　押圧板
　１５０　第２の防振部材
　１６０　ボルト
　１７０　調整ボルト

Claims (5)

  1. 　工作機械の工具主軸に把持されるシャンク部材と、該シャンク部材に連結される円筒形状の本体と、本体の内径部に設けられる切削工具のストレートシャンクが挿入される取付穴と、本体の外径部に嵌装される防振装置と、防振装置を半径方向に貫通して切削工具のストレートシャンクを本体の取付穴に固定するボルトを備えてなる防振工具ホルダにおいて、
    　前記防振装置は、防振工具ホルダの本体の外径部に嵌装されるリング状の第１の防振部材と、
    　第１の防振部材の外径部に嵌装される円筒形状の第２の防振部材とを備え、
    　第１の防振部材の両端部の内外径部に配置される合計４本のＯリングとを、
    備えてなることを特徴とする防振工具ホルダ。
  2. 　第１の防振部材は、両端部の外径部と内径部をテーパー面に形成したことを特徴とする請求項１記載の防振工具ホルダ。
  3. 　第２の防振部材は、両端部の内径部に設けられてシールリングを受け入れる溝を備えることを特徴とする請求項１記載の防振工具ホルダ。
  4. 　第１の防振部材のシャンク部材側に配設されてＯリングを押圧する円盤状の押圧板を更に備え、
    　第２の防振部材は、シャンク側の端部に設けられる壁面と、壁面に形成される３個の調整ボルト用のねじ穴と、該ねじ穴に螺合されて前記押圧板を押圧する３本の調整ボルトを、備えることを特徴とする請求項１記載の防振工具ホルダ。
  5. 　第１の防振部材の内径寸法は、本体の外径寸法に対して略０．１ｍｍ大きな寸法を有し、第２の防振部材の内径寸法は、第１の防振部材の外径寸法に対して略０．１ｍｍ大きな寸法を有することを特徴とする請求項１記載の防振工具ホルダ。
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