(57)【要約】      （修正有）【課題】焼き嵌め構造を利用して工具を把持する工具ホルダを提供する。【解決手段】ホルダ本体１１０と、工具２００を把持する工具把持機構１２０とを備え、工具把持機構は、長尺筒状の把持スリーブ１３０と、把持スリーブ内に形成され、工具が把持される工具把持空間１３１と、スライド動作可能に設けられたスライドリング１４０と、ホルダ本体及びスライドリングの双方にわたって取り付けられ、加熱によって伸長する一方、冷却によって収縮する熱伸縮部材１４３と、当該工具を締め付ける被係合部１３４と、熱伸縮部材の収縮によって生じるスライドリングのホルダ後端側へのスライド動作を、被係合部の工具の締め付け動作に変換する一方、熱伸縮部材の伸長によって生じるスライドリングのホルダ先端側へのスライド動作を、締め付け動作の解除動作に変換する、係合部１４２の傾斜面１４２ａ及び被係合部１３４の傾斜面１３４ａとを含む構成とされる。【選択図】図１
2011045965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を把持し、所定の加工作業に供するための工具ホルダであって、
当該工具ホルダのハウジングを形成するホルダ本体と、
前記工具を把持する工具把持機構と、
を備え、
前記工具把持機構は、
前記ホルダ本体に取り付けられる長尺筒状の把持スリーブと、
前記把持スリーブの長軸方向に沿って前記把持スリーブ内に形成され、前記工具が把持される工具把持空間と、
前記把持スリーブの長軸方向にスライド動作可能に設けられたスライド部材と、
前記ホルダ本体及び前記スライド部材の双方にわたって取り付けられ、加熱によって前記把持スリーブの長軸方向に沿って伸長する一方、冷却によって前記把持スリーブの長軸方向に沿って収縮する熱伸縮部材と、
前記工具把持空間に挿入された前記工具の長軸方向と交差する方向に関して当該工具を締め付ける締め付け部と、
前記熱伸縮部材の収縮によって生じる前記スライド部材のホルダ後端側へのスライド動作を、前記締め付け部の前記工具の長軸方向と交差する方向への締め付け動作に変換する一方、前記熱伸縮部材の伸長によって生じる前記スライド部材のホルダ先端側へのスライド動作を、前記締め付け動作の解除動作に変換する変換部と、
を含む構成であることを特徴とする工具ホルダ。
【請求項２】
請求項１に記載の工具ホルダであって、
前記締め付け部は、前記把持スリーブを用いて構成され、
前記変換部は、前記把持スリーブの板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に縮小して形成される傾斜面と、前記スライド部材がホルダ先端側から前記傾斜面に係合する係合部と、を含み、
前記締め付け部は、前記スライド部材のホルダ後端側へのスライド動作の際、前記係合部が係合した前記傾斜面にしたがって前記工具の長軸方向と交差する方向へ撓み動作する一方、前記スライド部材のホルダ先端側へのスライド動作の際、前記撓み動作が解除されることを特徴とする工具ホルダ。
【請求項３】
請求項２に記載の工具ホルダであって、
前記変換部の前記係合部は、前記スライド部材の板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に拡張して形成された第２の傾斜面からなり、当該第２の傾斜面が前記傾斜面に面接触で係合する構成であることを特徴とする工具ホルダ。
【請求項４】
工具ホルダにおいて工具を把持する工具把持方法であって、
ホルダ本体に取り付けられる長尺筒状の把持スリーブと、
前記把持スリーブの長軸方向に沿って前記把持スリーブ内に形成され、前記工具が把持される工具把持空間と、
前記把持スリーブの長軸方向にスライド動作可能に設けられたスライド部材と、
前記ホルダ本体及び前記スライド部材の双方にわたって取り付けられ、加熱によって前記把持スリーブの長軸方向に沿って伸長する一方、冷却によって前記把持スリーブの長軸方向に沿って収縮する熱伸縮部材と、
前記工具把持空間に挿入された前記工具の長軸方向と交差する方向に関して当該工具を締め付ける締め付け部と、
を有する工具ホルダを準備する第１のステップと、
前記第１のステップで準備した前記工具ホルダにおいて、前記熱伸縮部材を加熱して前記把持スリーブの長軸方向に沿って伸長させることによって前記スライド部材をホルダ先端側にスライド動作させるとともに、当該スライド動作を締め付け部による工具の締め付け動作の解除動作に変換する第２のステップと、
前記第２のステップの後、前記把持スリーブの前記工具把持空間に前記工具を挿入する第３のステップと、
前記第３のステップで前記工具把持空間に前記工具が挿入された後、前記熱伸縮部材を冷却して前記把持スリーブの長軸方向に沿って収縮させることによって前記スライド部材をホルダ後端側にスライド動作させるとともに、当該スライド動作を前記締め付け部による工具の締め付け動作に変換し、これにより前記工具把持空間に挿入された前記工具の長軸方向と交差する方向に関して当該工具を締め付ける第４のステップと、
を含むことを特徴とする工具把持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工等に用いる工具を把持し、所定の加工作業に供するための工具ホルダの構築技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、機械加工等に用いる工具を把持する工具ホルダの構造が種々提案されている。例えば、下記特許文献１には、工具を把持する把持部材を直接的に加熱したり冷却することによって、工具を締め付けたり当該締め付けを解除するように構成された工具ホルダ、いわゆる焼き嵌め構造の工具ホルダが開示されている。ところで、焼き嵌め構造を利用して工具を把持するこの種の工具ホルダでは、小径工具に対応して把持部材を小径化した場合、把持部材の熱膨張量が低下するため、焼き嵌めに際してはこの熱膨張量の低下を補うべく当該把持部材の加熱温度を上げる必要があり、このような場合には把持部材の材料劣化が懸念される。
【特許文献１】特開平１１−２３５６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、焼き嵌め構造を利用して工具を把持する工具ホルダにおいて、小径工具を低温で焼き嵌めするのに有効な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するために、本発明が構成される。なお、本発明は、工具を把持する工具ホルダを対象とするものであって、ここでいう「工具」には、穴あけ加工、研削加工、研磨加工、締付け加工等に用いられる工具が広く包含される。
【０００５】
本発明にかかる工具ホルダは、工具を把持（「挟持」ないし「保持」ともいう）し、所定の加工作業に供するためのホルダとして構成され、ホルダ本体及び工具把持機構を少なくとも含む。ここでいう「所定の加工作業」として典型的には、穴あけ加工、研削加工、研磨加工、締付け加工等の作業が挙げられる。なお、工具ホルダによって把持される工具は、当該工具ホルダの一構成要素であってもよいし、或いは当該工具ホルダとは別の要素として構成されてもよい。すなわち、工具が把持された状態の工具ホルダのみならず、工具が把持される前の状態の工具ホルダも、本発明の「工具ホルダ」の範疇に含まれる。
【０００６】
ホルダ本体は、工具ホルダのハウジングを形成する。このハウジングは、工具ホルダ自体の外郭をなすハウジングとして構成されてもよいし、或いは工具が工具ホルダごと加工機に取り付けられた状態では、工具ホルダ自体の外郭をなすハウジングと加工機のハウジングとによって構成されてもよい。
【０００７】
工具把持機構は、工具を把持する機能を有する機構であり、把持スリーブ、工具把持空間、スライド部材、熱伸縮部材、締め付け部及び変換部を少なくとも含む構成とされる。
【０００８】
把持スリーブは、ホルダ本体に取り付けられる長尺筒状の部材として構成される。この把持スリーブ内に把持スリーブの長軸方向に沿って工具把持空間が形成される。工具把持空間は、工具が把持される空間部分、すなわち工具の把持を実質的に行なう把持領域として構成される。
【０００９】
スライド部材は、把持スリーブの長軸方向にスライド動作可能に設けられた部材として構成される。このスライド部材は、把持スリーブの長軸方向に関しスライド動作が可能であればよく、把持スリーブに摺接しつつスライド動作する構成であってもよいし、或いは把持スリーブ以外の要素に摺接しつつスライド動作する構成であってもよい。
【００１０】
熱伸縮部材は、ホルダ本体及びスライド部材の双方にわたって取り付けられ、加熱によって把持スリーブの長軸方向に沿って伸長（「膨張」ともいう）する一方、冷却（「除熱」ないし「減熱」という）によって把持スリーブの長軸方向に沿って収縮する部材として構成される。なお、ここでいう「冷却」に関しては、加熱時よりも温度が低下した状態を広く包含するものであり、当該冷却が自然放冷によって生じるものであってもよいし、或いは冷却手段による強制的な冷却操作によって生じるものであってもよい。
【００１１】
締め付け部は、工具把持空間に挿入された工具の長軸方向と交差する方向に関して当該工具を締め付ける機能を果たす。この締め付け部は、把持スリーブの一部分によって構成されてもよいし、或いは把持スリーブとは別に設けられた別体状の部材として構成されてもよい。
【００１２】
変換部は、熱伸縮部材の収縮によって生じるスライド部材のホルダ後端側へのスライド動作を、締め付け部の工具の長軸方向と交差する方向への締め付け動作に変換する。このときの締め付け動作の動作方向は、熱伸縮部材の収縮時のスライド部材のスライド動作方向と交差する。またこの変換部は、熱伸縮部材の伸長によって生じるスライド部材のホルダ先端側へのスライド動作を、締め付け動作の解除動作に変換する機能を果たす。ここでいう「ホルダ先端側」とは、典型的には工具ホルダの各部位のうち工具が把持される側、すなわち工具把持機構が取り付けられる側として規定される。
【００１３】
上記構成によれば、熱伸縮部材の加熱及び冷却の切り換えによって、スライド部材のスライド動作方向が切り換えられ、これにより工具の締め付け動作と、当該締め付け動作の解除動作（「工具締め付け解除動作」ともいう）との切り換えが可能とされる。工具締め付け解除動作が行なわれると、工具が把持スリーブの工具把持空間に着脱自在とされる。一方、工具の締め付け動作が行なわれると、工具が把持スリーブの工具把持空間にて把持される。すなわち、本発明の工具ホルダは、いわゆる焼き嵌め構造の工具ホルダとされる。本発明では特に、ホルダ本体及びスライド部材の双方にわたって取り付けられる熱伸縮部材を、工具を直接的に把持する把持スリーブとは別に設けるように構成している。従って、小径工具に対応して把持スリーブを小径化した場合であっても、熱伸縮部材の加熱温度を必要以上に上げることがなく、小径工具の焼き嵌めを低温で行なうことが可能となる。なお、本構成では、工具を小径化することなく把持する場合についても、当該工具の焼き嵌めを低温で行なうことが可能であるのは勿論である。
また、熱伸縮部材の収縮に伴うスライド部材のスライド動作を、このスライド動作方向と交差する方向の締め付け動作に変換することによって、工具を確実に把持することが可能となる。
【００１４】
また本発明にかかる更なる形態の工具ホルダでは、前記の締め付け部は、把持スリーブを用いて構成され、また前記の変換部は、把持スリーブの板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に縮小して形成される傾斜面と、スライド部材がホルダ先端側から傾斜面に係合する係合部とを含む構成であるのが好ましい。本構成では、締め付け部は、スライド部材のホルダ後端側へのスライド動作の際、係合部が係合した傾斜面にしたがって工具の長軸方向と交差する方向へ撓み動作する一方、スライド部材のホルダ先端側へのスライド動作の際、撓み動作が解除される。なお、変換部の係合部は、把持スリーブの傾斜面に係合する傾斜面として構成されてもよいし、或いは把持スリーブの傾斜面に係合する曲面ないし凸面として構成されてもよい。
【００１５】
このような構成によれば、熱伸縮部材の収縮に伴うスライド部材のホルダ後端側へのスライド動作によって締め付け部を撓ませて工具を締め付けて把持するモードと、熱伸縮部材の伸長に伴うスライド部材のホルダ先端側へのスライド動作によって締め付け部の撓みを解除させて工具の締め付けを解除するモードとを有する工具把持機構が提供される。
【００１６】
また本発明にかかる更なる形態の工具ホルダでは、前記の変換部の係合部は、スライド部材の板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に縮小して形成された第２の傾斜面からなり、当該第２の傾斜面が傾斜面に面接触で係合する構成であるのが好ましい。このような構成によれば、傾斜面同士の面接触によってスライド部材が締め付け部を効率よく押圧することが可能となる。
【００１７】
本発明にかかる工具把持方法は、工具ホルダにおいて工具を把持する方法であって、
更なる形態の工具ホルダは、第１〜第４のステップを少なくとも含む。
第１のステップは、前述の工具ホルダと実質的に同様の工具ホルダを準備するステップとされる。第２のステップは、第１のステップで準備した工具ホルダにおいて、熱伸縮部材を加熱して把持スリーブの長軸方向に沿って伸長させることによってスライド部材をホルダ先端側にスライド動作させるとともに、当該スライド動作を締め付け部による工具の締め付け動作の解除動作に変換するステップとされる。第３のステップは、第２のステップの後、把持スリーブの工具把持空間に工具を挿入するステップとされる。第４のステップは、第３のステップで工具把持空間に工具が挿入された後、熱伸縮部材を除熱して把持スリーブの長軸方向に沿って収縮させることによって弾性部材の弾性付勢力にしたがってスライド部材をホルダ後端側にスライド動作させるとともに、当該スライド動作を締め付け部による工具の締め付け動作に変換し、これにより工具把持空間に挿入された工具の長軸方向と交差する方向に関して当該工具を締め付けるステップとされる。
【００１８】
このような方法を用いれば、小径工具に対応して把持スリーブを小径化した場合であっても、熱伸縮部材の加熱温度を必要以上に上げることがなく、小径工具の焼き嵌めを低温で行なうことが可能となる。また、熱伸縮部材の収縮に伴うスライド部材のスライド動作を、このスライド動作方向と交差する方向の締め付け動作に変換することによって、工具を確実に把持することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、焼き嵌め構造を利用して工具を把持する工具ホルダにおいて、小径工具を低温で焼き嵌めすることが可能となった。
【００２０】
以下に、本発明における一実施の形態の工具ホルダの具体的な構成及び作用効果を、図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１には、本発明の「工具ホルダ」にかかる一実施の形態の工具ホルダ１００の縦断面構造が示されている。図１に示すように、本実施の形態の工具ホルダ１００は、被加工物（図示省略）の所定の加工作業を行なう工具２００（図中の二点鎖線参照）を把持（「挟持」ないし「保持」ともいう）するホルダであって、概してホルダ本体１１０及び工具把持機構１２０を含む。この工具ホルダ１００は、工具２００を把持して当該工具２００ごと加工機（図示省略）に取り付けられる。ここでいう「所定の加工作業」として典型的には、穴あけ加工、研削加工、研磨加工、締付け加工等の作業が挙げられる。
【００２２】
ホルダ本体１１０は、工具ホルダ１００のハウジングを形成する。このホルダ本体１１０は、ホルダ先端部１１０ａ内に工具把持機構１２０が設けられている。この工具ホルダ１００は、全体として工具２００の長軸状の工具端部（「被挿設部」ともいう）２０１の把持が可能とされた長尺状の金属製部材として構成される。ここでいう工具２００が本発明における「工具」に相当し、この工具２００として、典型的には穴あけ加工、研削加工、研磨加工、締付け加工等に用いられる工具が挙げられる。またここでいうホルダ本体１１０が、本発明における「ホルダ本体」に相当する。
【００２３】
なお、本明細書中では、工具ホルダ１００の延在方向に関し工具２００が把持される側、すなわち図１中に記号「ＦＲ」で示す図中右側を「ホルダ先端側」として規定し、その反対側、すなわち図中左側を「ホルダ後端側」として規定する。また工具ホルダ１００の延在方向と交差する方向に関し工具２００に向かう側を「ホルダ内方」として規定し、その反対側を「ホルダ外方」として規定する。
【００２４】
工具把持機構１２０は、ホルダ本体１１０のホルダ先端部１１０ａに取り付けられ、工具２００の長軸状の工具端部２０１を把持する機構であり、把持スリーブ１３０、工具把持空間１３１、スライドリング１４０及び熱伸縮部材１４３を含む構成とされる。ここでいう工具把持機構１２０が、本発明における「工具把持機構」に相当する。
【００２５】
把持スリーブ１３０は、ホルダ先端側に開口状の工具把持空間１３１を有する長尺筒状の金属製部材として構成され、ホルダ本体１１０に取り付けられる。この把持スリーブ１３０は、ホルダ本体１１０のホルダ先端側に一体状に設けられて、当該ホルダ本体１１０の一部を構成する。必要に応じては、この把持スリーブ１３０がホルダ本体１１０に別体として取り付けられるように構成してもよい。工具把持空間１３１は、把持スリーブ１３０の長軸方向（工具端部２０１の延在方向）に沿って把持スリーブ１３０内に形成されるとともに、その内径が把持スリーブ１３０の長軸方向に関し一様となるように構成される。この工具把持空間１３１は、工具２００の長軸状の工具端部２０１が挿設されて、工具２００が把持される空間部分、すなわち工具２００の把持を実質的に行なう把持領域として構成される。従って、工具把持空間１３１の内径ｄ１は、工具２００の工具端部２０１の挿入が許容されるように、工具端部２０１の外径ｄ２に微小のクリアランスを加えた大きさに設定されるのが好ましい。ここでいう把持スリーブ１３０が、本発明における「把持スリーブ」に相当し、またこの把持スリーブ１３０の工具把持空間１３１が、本発明における「工具把持空間」に相当する。
【００２６】
またこの把持スリーブ１３０は、その筒壁部分に工具把持空間１３１側への撓み動作が許容された被係合部１３４を備えている。具体的には、被係合部１３４は、把持スリーブ１３０の筒壁部分のうちホルダ先端側の開口縁部（「口元部」ともいう）１３５に設けられている。この被係合部１３４は、把持スリーブ１３０の板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に縮小させた傾斜面１３４ａを有する部位（すなわちホルダ後側に向けて肉厚が徐々に減少するテーパー部）であり、把持スリーブ１３０の内径を変えることなく、把持スリーブ１３０の外径のみをホルダ先端側に向けて徐々に縮小することによって構成される。この被係合部１３４は、工具端部２０１の軸まわり全周を取り囲むように設けられている。ここでいう把持スリーブ１３０の被係合部１３４は、把持スリーブ１３０の工具把持空間１３１に挿入された工具２００の長軸方向と交差する方向に関して当該工具２００を締め付ける機能を果たすものであり、本発明における「締め付け部」に相当する。また、この被係合部１３４の傾斜面１３４ａが、本発明における「傾斜面」に相当する。
【００２７】
また本実施の形態では、把持スリーブ１３０の筒壁部分のうちのスリーブ先端に、把持スリーブ１３０の長軸方向に延在する溝状のスリット１３６が設けられている。このスリット１３６は把持スリーブ１３０の筒壁まわりに複数設けられている。隣接するスリット１３６間に介在する（或いは複数のスリット１３６によって区画される）筒壁部分は、被係合部１３４としての機能を果たし、当該被係合部１３４の両側のスリット１３６のスリット底部１３６ａの撓み支点を中心として、工具把持空間１３１側への撓み動作が許容される。
【００２８】
スライドリング１４０は、ホルダ本体１１０の開口縁部分、具体的にはホルダ本体１１０の内壁面と把持スリーブ１３０の外壁面との間において、把持スリーブ１３０の筒壁まわり全周を取り囲む筒状の金属製部材として構成されている。このスライドリング１４０は、把持スリーブ１３０の外壁面に摺接しつつ把持スリーブ１３０の長軸方向へのスライド動作が許容されたスライド部材として構成される。このスライドリング１４０の筒壁部分のうちのリング先端に係合部１４２が設けられている。この係合部１４２は、スライドリング１４０の板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に拡張させた傾斜面１４２ａを有する部位（テーパー部）であり、スライドリング１４０の内径がホルダ先端側に向けて徐々に縮小されるようにホルダ内方に向けて張り出し状に形成される。この係合部１４２の傾斜面１４２ａは、把持スリーブ１３０側に設けられた被係合部１３４の傾斜面１３４ａに対し面接触によって当接状に係合している。ここでいうスライドリング１４０が、本発明における「スライド部材」に相当する。またこのスライドリング１４０において把持スリーブ１３０の被係合部１３４に係合する係合部１４２が、本発明における「係合部」に相当し、この係合部１４２の傾斜面１４２ａが、本発明における「第２の傾斜面」に相当する。
【００２９】
熱伸縮部材１４３は、把持スリーブ１３０の長軸方向に沿って延在するとともに、スライドリング１４０まわり全周を取り囲む筒状部材とされる。この熱伸縮部材１４３は、筒内に設けられたネジ部１４３ａを介してホルダ本体１１０及びスライドリング１４０の双方にわたって取り付けられる。この熱伸縮部材１４３は、加熱領域１４４の加熱によって把持スリーブ１３０の長軸方向に沿って伸長（「膨張」ともいう）する一方、冷却（「除熱」ないし「減熱」ともいう）によって把持スリーブ１３０の長軸方向に沿って収縮する機能を有する。なおこの場合の冷却は、加熱時よりも温度が低下した状態を広く包含するものであり、当該冷却が自然放冷を用いるものであってもよいし、或いは冷却手段による強制的な冷却操作を用いるものであってもよい。ここでいう熱伸縮部材１４３が、本発明における「熱伸縮部材」に相当する。
【００３０】
なお、この熱伸縮部材１４３の伸縮ストローク、すなわちホルダ本体１１０に対するスライドリング１４０のスライド動作のストロークは、典型的には熱伸縮部材１４３の加熱領域１４４の加熱温度、この加熱領域１４４の長さ（図１中の加熱領域１４４の把持スリーブ１３０の長軸方向に沿った長さＬ）、スライドリング１４０の係合部１４２に設けられた傾斜面１４２ａの構造（傾斜角度、面粗度等）などによって定まる。
【００３１】
次に、上記構成の工具ホルダ１００の作用効果を、図２及び図３を参照しつつ説明する。図２には、図１の部分拡大図であって工具２００が工具ホルダ１００に把持される前の様子が示され、図３には、図１の部分拡大図であって工具２００が工具ホルダ１００に把持された様子が示される。
【００３２】
工具２００を工具ホルダ１００に把持する場合には、上記構成の工具ホルダ１００を準備する。このときの操作が、本発明における「第１のステップ」に相当する。その後、使用者によって把持スリーブ１３０の工具把持空間１３１に工具２００の工具端部２０１が挿入される。なお、工具把持空間１３１に工具２００の工具端部２０１を挿入する場合には、熱伸縮部材１４３の加熱領域１４４を加熱する操作を予め行なうことによって、図２に示すような準備状態に設定する必要がある。すなわち、本実施の形態の工具ホルダ１００は、いわゆる焼き嵌め構造の工具ホルダとして構成される。
【００３３】
工具ホルダ１００を図２に示す準備状態に設定するには、熱伸縮部材１４３が把持スリーブ１３０の長軸方向に沿って所定量伸長（「伸長」ともいう）するように、加熱領域１４４を加熱操作する。このときの操作が、本発明における「第２のステップ」に相当する。この加熱操作に伴って、熱伸縮部材１４３が徐々に伸長し、スライドリング１４０全体はこの熱伸縮部材１４３によってホルダ先端側へと引っ張り力を受ける。そして、引っ張り力を受けたこのスライドリング１４０は、係合部１４２の傾斜面１４２ａにおいて被係合部１３４の傾斜面１３４ａに面接触で係合した状態のまま、ホルダ先端側（図２中右側）へとスライド動作する。このとき、係合部１４２の傾斜面１４２ａがホルダ先端側へと被係合部１３４の傾斜面１３４ａ上を摺動しつつ図２中右側にスライド動作するにつれて、係合部１４２による被係合部１３４の押圧が徐々に弱められ、被係合部１３４のホルダ内方への撓みが解除され、被係合部１３４がホルダ外方へと変位していく。
【００３４】
加熱領域１４４が予め設定された既定温度まで加熱されると、把持スリーブ１３０の被係合部１３４のホルダ内方への撓みが完全に解除され、工具把持空間１３１の内径が把持スリーブ１３０の長軸方向に関し一様となる。その後、加熱領域１４４の加熱が停止される。これにより工具把持空間１３１への工具の挿入、或いは工具把持空間１３１に既に把持された状態の工具の取り外しが可能となる。この準備状態において、工具ホルダ１００の工具把持空間１３１に、所望の工具２００の工具端部２０１が挿入される。このときの操作が、本発明における「第３のステップ」に相当する。この挿入状態では、図２に示すように、工具２００の工具端部２０１の外表面と把持スリーブ１３０の内壁面との間の対向部分全体にわたって微小のクリアランス１３７が形成される。
【００３５】
その後、加熱領域１４４が自然放冷ないし強制冷却によって冷却される。このときの操作が、本発明における「第４のステップ」に相当する。加熱領域１４４の冷却に伴って、熱伸縮部材１４３が徐々に収縮し、スライドリング１４０全体がこの熱伸縮部材１４３によってホルダ後端側へと引っ張り力を受ける。このとき、スライドリング１４０は、径方向の変位が規制され把持スリーブ１３０の長軸方向のスライド動作のみが許容されている。従って、このスライドリング１４０は、熱伸縮部材１４３の引っ張り力にしたがってホルダ後端側（図４中左側）にスライド動作する。
【００３６】
このスライド動作では、係合部１４２の傾斜面１４２ａがホルダ先端側へと被係合部１３４の傾斜面１３４ａ上を摺動しつつホルダ後端側へと移動するにつれて、係合部１４２が被係合部１３４をホルダ内方へ強く押圧する。この押圧力を受けた被係合部１３４は、その傾斜面１３４ａにしたがってホルダ内方に撓む（収縮する）。すなわち、この被係合部１３４は、撓み支点（図１中のスリット底部１３６ａ近傍）を中心として、工具把持空間１３１側へと撓み動作（「締め付け動作」ないし「収縮動作」ともいう）する。
【００３７】
加熱領域１４４が初期温度まで冷却されるまで、スライドリング１４０がホルダ後端側へとスライド動作したときの被係合部１３４の撓み状態が図３に示され、またこのときの被係合部１３４の撓み方向が図３中の白抜き矢印で示される。従って、把持スリーブ１３０の撓み状態の被係合部１３４によって、工具端部２０１を把持（「締め付ける」ともいう）する把持力が生じる。
【００３８】
上述のように、係合部１４２の傾斜面１４２ａ及び被係合部１３４の傾斜面１３４ａは、熱伸縮部材１４３の収縮によって生じるスライドリング１４０のホルダ後端側へのスライド動作を、被係合部１３４の工具２００の長軸方向と交差する方向への締め付け動作に変換する一方、熱伸縮部材１４３の伸長によって生じるスライドリング１４０のホルダ先端側へのスライド動作を、締め付け動作の解除動作に変換する締め付け動作の解除動作に変換する機能を果たしており、本発明における「変換部」に相当する。
【００３９】
本実施の形態の工具ホルダ１００では、熱伸縮部材１４３の加熱及び冷却の切り換えによって、スライドリング１４０のスライド動作方向が切り換えられ、これにより工具２００の締め付け動作と、当該締め付け動作の解除動作（「工具締め付け解除動作」ともいう）との切り換えが可能とされる。工具締め付け解除動作が行なわれると、工具２００が把持スリーブ１３０の工具把持空間１３１に着脱自在とされる。一方、工具の締め付け動作が行なわれると、把持スリーブ１３０の筒壁の各部位のうち、特に被係合部１３４がホルダ内方に撓むことによって、工具端部２０１を工具把持空間１３１にて確実に把持することが可能となる。
【００４０】
本実施の形態では特に、ホルダ本体１１０及びスライドリング１４０の双方にわたって取り付けられる熱伸縮部材１４３を、工具を直接的に把持する把持スリーブ１３０とは別に設けるように構成している。従って、小径工具に対応して把持スリーブ１３０を小径化した場合であっても、熱伸縮部材１４３の加熱温度を必要以上に上げることがなく、小径工具の焼き嵌めを低温で行なうことが可能となる。
【００４１】
なお、本構成では、工具を小径化することなく把持する場合についても、当該工具の焼き嵌めを低温で行なうことが可能であるのは勿論である。また、熱伸縮部材１４３の収縮に伴うスライドリング１４０のスライド動作を、このスライド動作方向と交差する方向の締め付け動作に変換することによって、工具を確実に把持することが可能となる。また、係合部１４２の傾斜面１４２ａと被係合部１３４の傾斜面１３４ａとの係合では、傾斜面同士の面接触によって係合部１４２が被係合部１３４を効率よく押圧することが可能となる。
【００４２】
〔他の実施の形態〕
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００４３】
上記実施の形態では、把持スリーブ１３０の一部が被係合部１３４を構成する場合について記載したが、本発明では、被係合部１３４の相当する部位を把持スリーブ１３０とは別体として構成することもできる。
【００４４】
また上記実施の形態では、把持スリーブ１３０のホルダ先端側の開口縁部１３５に被係合部１３４を設ける場合について記載したが、本発明では、被係合部１３４を設ける箇所や数等は必要に応じて適宜変更が可能である。例えば開口縁部１３５よりもホルダ後端側に離間した位置に被係合部１３４を設けてもよい。
【００４５】
また上記実施の形態では、被係合部１３４の傾斜面１３４ａを、把持スリーブ１３０の板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に縮小させた構成とし、この傾斜面１３４ａに対しホルダ後端側から係合部１４２の傾斜面１４２ａが係合する場合について記載したが、本発明では、被係合部１３４や係合部１４２の構成については必要に応じて適宜変更が可能である。例えば、把持スリーブの板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に拡張させた傾斜面に対し、ホルダ後端側から係合部の傾斜面（板厚をホルダ先端側に向けて傾斜状に縮小させた傾斜面）が係合する構成を採用することもできる。
【００４６】
また上記実施の形態では、係合部１４２の傾斜面１４２ａが被係合部１３４の傾斜面１３４ａに係合する構成について記載したが、係合部１４２のうち被係合部１３４の傾斜面１３４ａに係合する部位は傾斜面以外であってもよく、例えば凸面ないし曲面等を介して被係合部の傾斜面に係合する構成であってもよい。また、この係合部１４２は、把持スリーブ１３０の筒壁まわり全周を取り囲むように配置される構成以外に、把持スリーブ１３０の筒壁まわりに部分的に配置される構成であってもよい。
【００４７】
また上記実施の形態では、薄肉部１３２及び被係合部１３４は、いずれも工具端部２０１の軸まわり全周を取り囲むように配置される構成としたが、これら薄肉部１３２や被係合部１３４は、必要に応じて工具端部２０１の軸まわりに部分的に配置される構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の「工具ホルダ」にかかる一実施の形態の工具ホルダ１００の縦断面構造を示す図である。
【図２】図１の部分拡大図であって工具２００が工具ホルダ１００に把持される前の様子を示す図である。
【図３】図１の部分拡大図であって工具２００が工具ホルダ１００に把持された様子を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００…工具ホルダ
１１０…ホルダ本体
１１０ａ…ホルダ先端部
１２０…工具把持機構
１３０…把持スリーブ
１３１…工具把持空間
１３４…被係合部
１３４ａ…傾斜面
１３５…開口縁部
１３６…スリット
１３６ａ…スリット底部
１３７…クリアランス
１４０…スライドリング
１４２…係合部
１４２ａ…傾斜面
１４３…熱伸縮部材
１４３ａ…ネジ部
１４４…加熱領域
２００…工具
２０１…工具端部
【図１】
2011045965.tif 000003
【図２】
2011045965.tif 000004
【図３】
2011045965.tif 000005