(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械に装着される第１の部位及び直径寸法がほぼ同じ第２の部位であって前記第１の部位と同軸の第２の部位を有するホルダ本体と、前記第２の部位の周りを伸びるリングであってその外周面に開放しかつ前記軸線の周りに角度的間隔をおいた複数のバランス調整用穴を有するリングと、前記リングを前記ホルダ本体に分離可能に組み付ける組付具と、前記バランス調整用穴を開放可能に閉鎖すべく前記リングを受け入れたリング状のカバーとを含み、前記組付具は前記リングの内周面と前記第２の部位の外周面とに解除可能に係合し、前記カバーは、前記リングと前記組付具とに挟まれる内向きのフランジ部を有する、工具ホルダ。
【請求項２】
前記組付具は、前記第２の部位の周りを連続して伸びる環状の基部と、該基部から前記ホルダ本体の軸線方向へ伸びる係合部であって前記リングと前記第２の部位との間に配置されて前記リングの内周面と前記第２の部位の外周面とに係合する係合部を備える、請求項１に記載の工具ホルダ。
【請求項３】
前記リングの内周面又は前記係合部の外周面は、直径寸法が前記リングの厚さ方向における一方の側が他方の側より大きい截頭円錐形の形状を有する、請求項２に記載の工具ホルダ。
【請求項４】
前記係合部は、複数のスリットにより前記ホルダ本体の軸線の周りに角度的間隔をおいた複数の部材に分割されている、請求項２又は３に記載の工具ホルダ。
【請求項５】
前記基部は、複数のねじ部材により前記リングの厚さ方向における一方の面に組み付けられる、請求項２，３又は４に記載の工具ホルダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タップ、エンドミル、ドリル、内面切削用バイト、研磨砥石等の工具のためのホルダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フライス盤、中ぐり盤、旋盤、研磨盤等の工作機械による機械加工においては、加工精度が工作機械の回転軸（すなわち、スピンドル）、回転工具等の周方向における重量的なアンバランスの有無及び大小に大きく影響される。このため、この種の機械加工においては、回転軸及び回転工具のアンバランスを可能な限り小さくすることが加工精度を高める上で重要である。
【０００３】
回転軸及び回転工具のアンバランスを調整することができる工具ホルダの１つとして、機械に装着される截頭円錐形の第１の部位と、該第１の部位の一端に同軸的に続く棒状の第２の部位と、第１及び第２の部位の境界部に設けられたフランジ部とを有するホルダ本体を用い、バランス調整手段をフランジ部に取り付けるものがある（実用新案登録第２，５１２，４５４号、米国特許第５，０９６，３４５号、特表平９−５１０６６４号）。
【０００４】
しかし、従来の工具ホルダは、いずれも、バランス調整手段をホルダ本体のフランジ部に組み付けているため、ホルダ本体へのバランス調整手段の組付け位置をホルダ本体の軸線方向に変更することができない。そのような工具ホルダでは、重量的なバランス調整をすべき位置が工具によりホルダ本体の軸線方向に異なるにもかかわらず、調整位置がホルダ本体の軸線方向における一定の位置であるから、バランス調整をする位置が異なる工具に適合することができない。
【０００５】
【解決しようとする課題】
それゆえに、工具ホルダにおいては、重量的なバランス良性をすべき位置を変更可能にすることが重要である。
【０００６】
【解決手段、作用及び効果】
本発明の工具ホルダは、機械に装着される第１の部位及びほぼ同じ直径寸法を有しかつ前記第１の部位と同軸の第２の部位を有するホルダ本体と、前記第２の部位の周りを伸びるリングと、前記リングを前記ホルダ本体に分離可能に組み付ける組付具とを含み、前記組付具を前記リングの内周面と前記第２の部位の外周面とに解除可能に係合させることにより、前記リングを前記ホルダ本体に分離可能に組み付ける。
【０００７】
組付具がリングの内周面と第２の部位の外周面とに解除可能に係合されていると、リングは第２の部位に組み付けられている。これに対し、リングの内周面又は第２の部位の外周面への組付具の係合が解除されると、リングは、第２の部位から分離されてホルダ本体に対しその軸線方向へ移動可能になる。
【０００８】
それゆえに、組付具によるリング及び第２の部位の組み付けを解除し、リング及び組付具を軸線方向の所定の位置に移動させ、その位置で組付具をリング及び第２の部位に係合させることにより、第２の部位へのリングの組み付け位置を変更することができる。
【０００９】
前記組付具は、前記第２の部位の周りを連続して伸びる環状の基部と、該基部から前記軸線方向へ伸びる係合部であって前記リングと前記第２の部位との間に配置されて前記リングの内周面と前記第２の部位の外周面とに係合する係合部を備えることができる。このようにすれば、ホルダ本体及びリングと組付具とをホルダ本体の軸線方向へ相対的に移動させて係合部をリングと第２の部位との間に配置することにより、係合部をリング及び第２の部位に係合させて、リングをホルダ本体に組み付けることができる。また、ホルダ本体及びリングと組付具とを前記と逆方向へ相対的に移動させることにより、係合部によるリング及び第２の部位の組み付けを解除させて、リングをホルダ本体から開放することができる。
【００１０】
前記リングの内周面又は前記係合部の外周面は、直径寸法が前記リングの厚さ方向における一方の側が他方の側より大きい截頭円錐形の形状を有することができる。このようにすれば、係合部がリングと第２の部位との間に挿入されると、係合部が第２の部位を把持すると共にリングの内周面に係合する。その結果、リング及び第２の部位が係合部により確実に組み付けられ、また係合部によるリング及び第２の部位の組み付け及びその解除が確実及び容易になる。
【００１１】
前記係合部を、前記係合部に形成された複数のスリットにより前記ホルダ本体の軸線の周りに角度的間隔をおいた複数の部材に分割することができる。このようにすれば、係合部がリングと第２の部位との間に挿入されるとき、複数の分割部材が個々に弾性変形可能になるから、係合部によるリング及び第２の部位の組み付け及びその解除をより容易に及びより確実に行うことができる。
【００１２】
前記基部を複数のねじ部材により前記リングの厚さ方向における一方の面に組み付けることができる。このようにすれば、リング及び組付具の相対的な移動が防止されるから、組付具によるリング及び第２の部位の組み付け状態の緩み及び解除が防止される。
【００１３】
本発明における前記リングは、さらに、外周面に開放しかつ前記軸線の周りに角度的間隔をおいた複数のバランス調整用穴を有する。このため、バランス調整部材を所定のバランス調整用穴に配置することにより、重量的なバランス調整をすることができる。この場合、カバーがバランス調整用穴と整合可能の穴を有するならば、リングとカバーとを結合させた状態で、リングとカバーとを相対的に回転させて、カバーの穴とバランス調整用穴とを整合させ、その状態でバランス調整用穴へのバランス調整部材の配置及び除去を行うことができる。
【００１４】
本発明における工具ホルダは、さらに、前記バランス調整用穴を開放可能に閉鎖すべく前記リングを受け入れたリング状のカバーを備える。このため、工具ホルダの回転時に、バランス調整部材がバランス調整用穴から飛び出すおそれがなく、安全である。
【００１５】
本発明における前記カバーは、前記リングと前記組付具とに挟まれる内向きのフランジ部を有する。このため、工具ホルダの回転時に、カバーがリングから外れるおそれがなく、安全である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１から図３を参照するに、工具ホルダ１０は、回転工具を工作機械の回転軸１２に装着するコレットチャックとして用いられる。回転軸１２は、工具ホルダ１０を取り外し可能に組み付けるべく一端面に開放する穴１４と、この穴１４に同軸的に続く穴１６とを備える。穴１６は、その直径寸法は回転軸１２の端面側ほど大きくなる截頭円錐形の形状を有する。工具ホルダ１０は、その軸線１８が回転軸１２の軸線と一致するように、回転軸１２に取り付けられる。
【００１７】
工具ホルダ１０は、ホルダ本体２０と、ホルダ本体に配置されたバランス調整用のリング２２と、リング２２を受け入れるリング状のカバー２４と、リング２２をホルダ本体２０に取り外し可能に組み付ける環状の組付具２６と、組付具２６をリング２２に取り外し可能に組み付ける複数の組み付け用ねじ部材２８と、工具をリング本体２０に取り外し可能に組み付けるチャック３０とを含む。
【００１８】
ホルダ本体２０は、第１の部位（シャンク部）３２を回転軸１２の穴１４に挿入されており、また工具をチャック３０により第１の部位３２に同軸的に続く第２の部位（工具装着部）３４に装着しており、さらに第１及び第２の部位３２及び３４の境界部にフランジ部３６を有する。第１の部位３２は、穴１４と類似の截頭円錐形状の形状を有する。
【００１９】
ホルダ本体２０は、また、軸線１８方向へ貫通する貫通穴３８を有する。貫通穴３８のうち、第１の部位３２側の一部はねじ穴３８ａとされており、第２の部位３４側の端部は直径寸法がホルダ本体２０の端面側ほど大きい截頭円錐形の穴３８ｂとされている。
【００２０】
チャック３０は、截頭円錐形の穴３８ｂに挿入されて工具を把持するコレット（すなわち、スリーブ）４０と、第２の部位３４の工具装着側の端部に形成されたねじ部３４ａに螺合されてコレット４０を穴３８ｂ内に押し込むロックナット４２とを有する。コレット４０の外周面は、直径寸法が穴３８ｂに適合するように穴３８ｂの奥ほど小さくなる截頭円錐形の形状に形成されている。
【００２１】
フランジ部３６は、工具自交換機により把持される把持用のフランジ部であり、また回転軸１２の回転を受けるべく回転軸１２の突出部（ドライブキー）を受け入れる複数の凹所４４を有する。
【００２２】
図３及び図４に詳細に示すように、リング２２は、ホルダ本体２０と同軸の中心穴すなわち貫通穴４６を有する環状の円板の形をしており、また、組み付け用のねじ部材２８が螺合される複数のねじ穴４８と、貫通穴４６の周りに等角度間隔をおいて設けられた複数の第１及び第２のバランス調整用穴５０及び５２とを有する。
【００２３】
リング２２の内周面すなわち貫通穴４６は、直径寸法がリング２２の厚さ方向における一方の面側から他方の面側に向けて漸次小さくなる截頭円錐形の形状を有している。貫通穴４６の最小部は、第２の部位３４の直径寸法よりやや大きい直径寸法を有する。
【００２４】
組み付け用のねじ穴４８は、図示の例では、バランス調整用穴５０及び５２より中央側にあって軸線１８の周りに等角度間隔をおいた３カ所のそれぞれに形成されており、また厚さ方向の一方の面に開放している。
【００２５】
バランス調整用穴５０及び５２は、リング２２の外周面に開放しており、またホルダ本体２０の軸線１８の方向に間隔をおいている。バランス調整用穴５０，５２は、大きさが異なるねじ穴である。１以上のバランス調整用穴すなわちねじ穴５０又は５２には、バランス調整部材５４又は５６が配置される。したがって、図示の例では、バランス調整部材５４及び５６は、それぞれ、ねじ部材５４及び５６である。
【００２６】
カバー２４は、図３及び図５に詳細に示すように、バランス調整用穴５０，５２を開放可能に閉鎖するようにリング２２に嵌合される筒状部５８と、筒状部５８の一端から内方へ伸びる内向きのフランジ部６０とを有する。カバー２４は、また、バランス調整用穴５０，５２を開閉するために軸線１８の方向に長い１以上の穴６２を筒状部５８に有する。穴６２は、図示の例では、軸線１８の周りに等角度間隔をおいた２カ所のそれぞれに形成されている。
【００２７】
組付具２６は、図３及び図６に詳細に示すように、第２の部位３４の周りを連続して伸びる基部６４と、基部６４から軸線１８の方向へ伸びる係合部６６とを備える。基部６４は、図示の例では、フランジ状の形状を有しており、またＯリング６８が配置された環状の凹所を内周面に有する。
【００２８】
基部６４は、また、ねじ部材２８が貫通する複数の穴７０を有する。穴７０は、ねじ部材２８の頭部を完全に受け入れることができる段部を有する段付き穴であり、また軸線１８の周りに等角度間隔をおいた３カ所のそれぞれに形成されている。
【００２９】
係合部６６は、基部６４から係合部６６の先端にまで達する複数のスリット７２により軸線１８の周りに角度的間隔をおいた楔状の複数の部材に分割されている。係合部６６の外周面は、リング２２の内周面の形状と対応するように、直径寸法がリング２２の厚さ方向における一方の側が他方の側より大きい截頭円錐形の形状を有する。
【００３０】
リング２２，カバー２４及び組付具２６は、例えば、リング２２、カバー２４及び組付具２６をその順にチャック３０の側から第２の部位３４に配置し、リング２２をカバー２４の内部空間に配置し、カバー２４のフランジ部６０をリング２２に設けられた段部７２（図４（Ｂ）参照）に位置させ、組付具２６の係合部６６をリング２２と第２の部位３４との間の挿入し、ねじ部材２８をカバー２４の穴７０を介してリング２２のねじ穴４８にねじ込むことにより、ホルダ本体２０の第２の部位３４に組み付けることができる。
【００３１】
しかし、リング２２及びカバー２４を予め緩く結合させておいてもよいし、リング２２，カバー２４及び組付具２６を予め緩く結合させておいてもよい。
【００３２】
組付具２６の係合部６６は、ホルダ本体２０の第２の部位３４とリング２２との間に挿入されて、第２の部位３４の外周面及びリング２２の内周面に摩擦係合される。また、カバー２４のフランジ部６０がリング２２と組付具２６とに挟持されて、工具ホルダの回転時に、カバーがリングから外れることを防止される。
【００３３】
リング２２，カバー２４及び組付具２６が上記のように第２の部位３４に組み付けられた状態においては、リング２２及び組付具２６が相対的に移動するおそれがなく、したがって組付具２６によるリング２２及び第２の部位３４の組み付けの緩み及び解除が防止される。
【００３４】
使用時、先ず、所定の工具が上記のように組み立てられたホルダ本体２０が回転軸１２に装着され、その状態で回転軸１２が回転されて、アンバランスの方向とアンバランス量とが測定される。
【００３５】
次いで、リング２２がホルダ本体２０に対し自重及び振動等によっては回転しない程度にねじ部材２８がわずかに緩められる。この状態で、穴６２が測定されたアンバランスの方向に対応するバランス調整用穴５０又は５２を開放するようにカバー２４がリング２２に対し回転される。
【００３６】
次いで、測定されたアンバランス量に応じたバランス調整部材５４又は５６が所定のバランス調整用穴５０又は５２に配置される。バランス調整部材５４又は５６を複数のバランス調整用穴５０又は５２に配置するときは、カバー２４をリング２２に対し回転させてバランス調整用穴５０又は５２を開放し、そのバランス調整用穴５０又は５２にバランス調整部材５４又は５６を配置する工程が繰り返される。
【００３７】
その後、バランス調整用穴５０，５２を閉鎖するようにカバー２４がリング２２に対してわずかに回転され、ねじ部材２８が強く締め付けられる。係合部６６がリング２２と第２の部位３４との間に挿入されると、係合部６６は第２の部位３４を把持すると共にリング２２の内周面に係合し、それによりリング２２、カバー２４及び組付具２６は、相互に結合されて、ホルダ本体２０に装着される。
【００３８】
リング２２、カバー２４及び組付具２６がホルダ本体２０に装着された状態において、カバー２６はバランス調整用穴５０及び５２を閉鎖しており、それにより工具ホルダ１０の回転時に、バランス調整部材がバランス調整用穴から飛び出すおそれがなく、安全である。
【００３９】
工具ホルダ１０は、組付具２６の係合部６６が第２の部位３４とリング２２との間に楔状に位置するから、リング２２を軸線１８方向における適宜な位置に配置することができる。例えば、図１は、リング２２を第２の部位３４の先端側（チャック３０の側）に配置しており、図３はリングをフランジ部３６側に配置している。このため、工具ホルダ１０によれば、重量的なバランス調整をすべき位置を変更することができる。
【００４０】
第２の部位３４へのリング２２の組み付け位置の変更は、ねじ部材２８を緩めて組付具２６によるリング２２及び第２の部位３４の組み付けを解除し、リング２２を軸線１８方向の所定の位置に移動させ、その位置でねじ部材２８を締め付けて、組付具２６をリング２２及び第２の部位３４に係合させることにより、行うことができる。
【００４１】
工具ホルダ１０によれば、ホルダ本体２０へのリング２２、カバー２４及び組付具２６の組み付けをチャック３０の側から行うことができるから、フランジ部３６が組み付け作業の妨げにならず、組み付け作業が容易である。また、リング２２の内周面及び係合部６６の外周面が截頭円錐形の形状を有するから、係合部６６によるリング２２及び第２の部位３４の組み付け及びその解除が確実及び容易になる。
【００４２】
上記の実施例では、バランス調整用穴５０，５２がリング２２の半径方向へ伸びていると共にリング２２の外周面に開放しているが、リング２２の厚さ方向へ伸びるバランス調整用穴としてもよい。
【００４３】
図７及び図８を参照するに、工具ホルダ８０のリング８２は、軸線１８の周りに等角度間隔をおいた複数のバランス調整用穴８４を有する。バランス調整部材として作用するねじ部材８８は、調整すべきアンバランスの方向に応じた１以上のバランス調整用穴８４にねじ込まれる。
【００４４】
バランス調整用穴８４は、図示の例では、リング２２の厚さ方向へ伸びて、リング８２を厚さ方向に貫通している。しかし、バランス調整用穴８４は、リング８２の厚さ方向における一方の面、好ましくはチャック３０側の面のみに開放する盲孔であってもよい。また、バランス調整用穴８４は、軸線１８と平行に伸びていてもよいし、軸線１８に対し角度を有する方向、例えばフランジ部３６の側ほど半径方向外方又は内方になる方向に伸びていてもよい。
【００４５】
リング８２は、これをチャック３０の側から第２の部位３４に配置し、その状態で組付具２４の係合部６６をチャック３０の側からリング８２と第２の部位３４との間に挿入し、リング８２と組付具２４とをねじ部材２８により結合させることにより、ホルダ本体２０に装着することができる。リング８２をホルダ本体２０から解放するときは、前記と逆の作業をすればよい。
【００４６】
本発明は、上記実施例に限定されない。例えば、上記の実施例では、いずれも、リング自体は重量的なアンバランスを有していない。しかし、リング自体が重量的なアンバランスを有していてもよく、この場合調整すべきアンバランスに応じたリングが選択されて、そのリングのアンバランスの方向が調整すべきアンバランスの方向となるように配置される。また、単一の円板からなるリングを用いる代わりに、複数の部材からなるリングを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る工具ホルダの一実施例を示す、一部を断面した正面図である。
【図２】図１に示す工具ホルダの右側面図である。
【図３】図１に示す工具ホルダにおいてバランス調整用リングを他の位置に装着した状態を示す図である。
【図４】図１に示す工具ホルダで用いるバランス調整用リングの一実施例を示す図であって、（Ａ）は左側面図、（Ｂ）は一部を断面した正面図、（Ｃ）は右側面図である。
【図５】カバーの一実施例を示す図であって、（Ａ）は左側面図、（Ｂ）は一部を断面した正面図、（Ｃ）は右側面図である。
【図６】組付具一実施例を示す図であって、（Ａ）は左側面図、（Ｂ）は一部を断面した正面図、（Ｃ）は右側面図である。
【図７】本発明に係る工具ホルダの一実施例を示す、一部を断面した正面図である。
【図８】図７に示す工具ホルダで用いるバランス調整用リングの一実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０，８０  工具ホルダ
１２  工作機械の回転軸
１４  工具ホルダ装着用の穴
１８  軸線
２０  ホルダ本体
２２，８２  バランス調整用のリング
２４  組付具
２６  組付具用のねじ部材
２８  組み付け用のねじ部材
３２  第１の部位
３４  第２の部位
３６  フランジ部
４６  截頭円錐形の内周面（貫通穴）
５０，５２  バランス調整部材用穴（ねじ穴）
５４，５６，８４  バランス調整部材（ねじ部材）
５０  止め具の穴
６２  カバーの穴
６４  組付具の基部
６６  組付具の係合部
７２  スリット
【図１】
0003611733.tif 000002
【図２】
0003611733.tif 000003
【図３】
0003611733.tif 000004
【図４】
0003611733.tif 000005
【図５】
0003611733.tif 000006
【図６】
0003611733.tif 000007
【図７】
0003611733.tif 000008
【図８】
0003611733.tif 000009