(57)【要約】【課題】  工具を取り付ける際の角度位置の位置決めが容易であるとともに、加工時の振動の発生をも抑えることができる工具保持装置を提供すること。【解決手段】  取付ホルダ２と、取付ホルダ２に着脱可能に取り付けられる工具ホルダ本体４と、工具ホルダ本体４に取り付けられたコレットホルダ６と、コレットホルダ６に着脱自在に取り付けられる加工工具５０と、を備えた工具保持装置。取付ホルダ２に対して工具ホルダ本体４を所定角度位置に保持するための第１角度位置保持手段と、工具ホルダ本体４に対して加工工具５０を所定角度位置に保持するための第２角度位置保持手段とが設けられている。【選択図】  図２
2005111587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付ホルダと、前記取付ホルダに着脱可能に取り付けられる工具ホルダ本体と、前記工具ホルダ本体に取り付けられたコレットホルダと、前記コレットホルダに着脱自在に取り付けられる加工工具と、を備え、
前記取付ホルダ及び前記工具ホルダ本体には、前記取付ホルダに対して前記工具ホルダ本体を所定角度位置に保持するための第１角度位置保持手段が設けられ、前記工具ホルダ本体と前記加工工具には、前記工具ホルダ本体に対して前記加工工具を所定角度位置に保持するための第２角度位置保持手段が設けられていることを特徴とする工具保持装置。
【請求項２】
前記取付ホルダには、前記工具ホルダ本体を前記加工工具の軸線方向に締め付けるための締付け機構が設けられ、前記締付け機構は前記工具ホルダ本体に螺合された締付けボルトから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の工具保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボーリング加工用工具などの加工工具を保持するための工具保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＣ旋盤を用いて被加工物に例えばボーリング加工などの加工を行う場合、加工工具としてボーリング加工用工具（ボーリングバイト）が用いられ、このボーリング加工用工具をＮＣ旋盤の工具テーブル（又はタレットの工具取付部）に取り付けるのに工具保持装置が用いられる。
【０００３】
このような工具保持装置として、ブッシュ部材を用いた形態のもの（例えば、特許文献１参照）と、コレットホルダを用いた形態のもの（例えば、特許文献２参照）とが存在する。ブッシュ部材を用いた形態のものは、取付ホルダに取り付けられたブッシュ部材と、ボーリング加工用工具を固定するための保持ボルトとを備えており、ボウリング加工用工具は、ブッシュ部材の孔を通して作用する保持ボルトにより固定される。また、コレットホルダを用いた形態のものは、ボーリング加工用工具を保持するためのコレットと、このコレットを締付けるための締付け部材とを備えており、ボーリング加工用工具は、締付け部材によりコレットを締め付けることによって固定される。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５８１０８号公報
【特許文献２】特開２０００−７９５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブッシュ部材を用いた形態のものでは、保持ボルトを加工工具の平坦面部に作用させて固定保持するので、取付ホルダ（即ち、これが取り付けられる工具テーブル）に対して加工工具を所定角度位置に容易に保持することができ、従って、加工工具の取付け、交換を容易に且つ短時間に行うことができる。しかし、この形態では、加工工具の基部側を保持ボルトにより固定保持するので、小径の工具を用いて加工する場合に、加工負荷が大きくなると加工工具に振動（所謂、加工時のビビリ）が発生し、被加工物を高精度に加工することができなくなり、この振動が更に大きくなると加工不能になるという問題がある。
【０００６】
また、コレットホルダを用いた形態のものでは、上述した形態のものに比して加工工具の先端側をコレットで固定保持するので、ブッシュ部材を用いたものに比して加工時の振動（所謂、加工時のビビリ）の発生を抑えることができるが、コレットホルダ自体が加工工具の角度位置を決めるための機構を備えていないために、取り付ける際に加工工具の刃先角度位置が定まらず、刃先角度位置を決めるためにダイヤルゲージなどを用いて行う必要があり、この角度位置調整の作業が煩雑で時間を要するという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、工具を取り付ける際の角度位置の位置決めが容易であるとともに、加工時の振動の発生をも抑えることができる工具保持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の工具保持装置は、取付ホルダと、前記取付ホルダに着脱可能に取り付けられる工具ホルダ本体と、前記工具ホルダ本体に取り付けられたコレットホルダと、前記コレットホルダに着脱自在に取り付けられる加工工具と、を備え、
前記取付ホルダ及び前記工具ホルダ本体には、前記取付ホルダに対して前記工具ホルダ本体を所定角度位置に保持するための第１角度位置保持手段が設けられ、前記工具ホルダ本体と前記加工工具には、前記工具ホルダ本体に対して前記加工工具を所定角度位置に保持するための第２角度位置保持手段が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載の工具保持装置では、前記取付ホルダには、前記工具ホルダ本体を前記加工工具の軸線方向に締め付けるための締付け機構が設けられ、前記締付け機構は、前記工具ホルダ本体に螺合された締付けボルトから構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の工具保持装置によれば、取付ホルダが例えばＮＣ旋盤の工具テーブル、タレットの工具取付部に取り付けられ、この取付ホルダに工具ホルダ本体及びコレットホルダを介して例えばボーリング加工用工具などの加工工具が取り付けられる。取付ホルダ及び工具ホルダ本体には第１角度位置保持手段が設けられているので、工具ホルダ本体は取付ホルダ（換言すると、工具テーブル、タレットの工具取付部）に対して所定角度位置に確実に保持される。また、この工具ホルダ本体及び加工工具には第２角度位置保持手段が設けられているので、加工工具は工具ホルダ本体に対して所定角度位置に確実に保持される。このように、加工工具の取付角度位置は第１及び第２角度位置保持手段により設定されるので、ダイヤルゲージなど用いることなく、容易に且つ簡単に所定の取付角度位置に保持固定することができる。また、加工工具の保持はコレットホルダにより行われ、このコレットホルダが工具ホルダ本体を介して取付ホルダに取り付けられるので、コレット保持による特徴を維持しながら加工工具を固定保持することができ、これによって、加工時の振動（所謂、加工時のビビリ）の発生を抑え、被加工物を高精度に加工することができる。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の工具保持装置によれば、工具ホルダ本体を締め付けるための締付け機構が、工具ホルダ本体に螺合された締付けボルトから構成されているので、この締付けボルトを締付け方向に回動することによって、工具ホルダ本体が加工工具の軸線方向にも取付ホルダに確実に固定され、これによって、加工時の振動（所謂、加工時のビビリ）の発生をより効果的に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う工具保持装置の最良の実施形態について説明する。図１は、一実施形態の工具保持装置を示す断面図であり、図２は、図１の工具保持装置の工具ホルダ本体の内部をも断面で示す断面図であり、図３は、図１の工具保持装置を分解して示す分解斜視図である。
【００１３】
図１〜図３において、図示の工具保持装置は、取付ホルダ２と、この取付ホルダ２に取り付けられる工具ホルダ本体４と、この工具ホルダ本体４に取り付けられるコレットホルダ６とを備えている。取付ホルダ２は取付ボルト（図示せず）によって、例えばＮＣ旋盤の工具テーブルＰ（又はタレットの工具取付部）（図示せず）に取り付けられる。取付ホルダ２には取付収容孔１０が設けられ、この取付収容孔１０は被加工物（図示せず）の軸線方向（図１及び図２において左右方向）にこれを貫通して延びている。取付ホルダ２（図１及び図２においてその上部）には、上記軸線方向に間隔をおいて一対の雌ねじ孔１４が設けられ、これら雌ねじ孔１４が取付収容孔１０まで延びている。この取付収容孔１０の一端側（図１及び図２において左端側）は開放され、その他端側（図１及び図２において右端側）はカバー部材１６によって覆われている。カバー部材１６は、複数個の取付ねじ１８によって取付ホルダ２の端面に取り付けられ、その略中央部には、円形状の挿通孔２０が設けられている。
【００１４】
工具ホルダ本体４は略円筒状であり、その一端側は他端側よりも外径が大きく形成され、この大径部２１が取付ホルダ２から外側に突出し、その他端側が取付ホルダ２の取付収容孔１０に収容されるように、取付ホルダ２に着脱可能に取り付けられる。この工具ホルダ本体４の他端側の外周面には、平坦に形成された第１平坦面部２２が設けられている。この第１平坦面部２２は、取付ホルダ２及び工具ホルダ本体４を所定の角度位置関係に保持するときに用いられ、取付ホルダ２の各雌ねじ孔１４に螺合される第１保持ボルト２４とともに第１角度位置保持手段を構成する。第１保持ボルト２４を締付け方向に回動し、その先端部を工具ホルダ本体４の第１平坦面部２２に作用させることによって、取付ホルダ２に対して工具ホルダ本体４を所定角度位置（第１保持ボルト２４の軸線に対して第１平坦面部２２が実質上垂直となる角度位置）に保持して取付ホルダ２に押圧固定することができる。
【００１５】
この工具ホルダ本体４の大径部２１には、コレットホルダ６が装着されるように構成されている。工具ホルダ本体４には、その軸線方向に貫通して工具収容孔２８が設けられ、この工具収容孔２８の一端部（大径部２１に対応する部位）には、軸線方向内方に向けて内径が漸減するテーパ部３０が設けられ、その他端部には雌ねじ部３４が設けられている。
【００１６】
コレットホルダ６は、コレット３６と、コレット３６による加工工具の保持、解除を行うためのナット部材３８とから構成されている。コレット３６には、その軸線方向に貫通して挿通孔４０が設けられているともに、その一端側（図２及び図３において左部）には、軸線方向内方（図２において右方）に向けて外径が漸増する第１テーパ部４２が設けられ、その他端側（図２及び図３において右部）には、軸線方向内方（図２において右方）に向けて外径が漸減する第２テーパ部４４が設けられ、これら第１及び第２テーパ部４２，４４には、軸線方向に延びるスリット４３，４５が周方向に間隔をおいて複数設けられている。コレット３６の第２テーパ部４４は、工具ホルダ本体４の工具収容孔２８のテーパ部３０に対応し、このテーパ部３０の内周側に装着される。また、ナット部材３８の一端部内周面には、コレット３６の第１テーパ部４２に対応するテーパ部４６が設けられ、その他端部内周面には雌ねじ部４８が設けられている。更に、工具ホルダ本体４の大径部２１の一端部（先端部）の外周面には雄ねじ部５１が設けられている。このように構成されているので、工具ホルダ本体４の雄ねじ部５１にナット部材３８の雌ねじ部４８を螺合して締め付けると、ナット部材３８のテーパ部４６がコレット３６の第１テーパ部４２に作用してこれを縮径するとともに、工具ホルダ本体４のテーパ部３０がコレット３６の第２テーパ部４４に作用してこれを縮径する。
【００１７】
ボーリング加工用工具の如き加工工具５０は、コレットホルダ６に取り付けられる工具本体部５２と、この工具本体部５２の先端部に設けられたバイト部５４とを有している。工具本体部５２はコレット３６の挿通孔４０を通して工具ホルダ本体４の工具収容孔２８に挿入される。この工具本体部５２の軸線方向中間部には、平坦に形成された第２平坦面部５６が設けられている。この第２平坦面部５６は、工具ホルダ本体４及び加工工具５０を所定の角度位置関係に保持するときに用いられ、工具ホルダ本体４の雌ねじ孔５８に螺合される第２保持ボルト６０（例えば、ホーローボルトから構成される）とともに第２角度位置保持手段を構成する。この形態では、工具ホルダ本体４の工具収容孔２８にブッシュ部材６２が装着され、このブッシュ部材６２に孔６４が設けられ、第２保持ボルト６０の先端部はブッシュ部材６０の孔６４を通して加工工具５０に作用する。第２保持ボルト６０を締付け方向に回動し、その先端部をブッシュ部材６２を通して加工工具５０の第２平坦面部５６に作用させることによって、工具ホルダ本体４に対して加工工具５０を所定角度位置（第２保持ボルト６０の軸線に対して第２平坦面部５６が実質上垂直となる角度位置）に保持して工具ホルダ本体４に押圧固定することができる。
【００１８】
締付け機構３２は、締付けボルト６６から構成されている。締付けボルト６６は軸部６８を有し、この軸部６８の一端部には、雄ねじ部が設けられている。また、工具ホルダ本体４の雌ねじ部３４には中間ねじ部材７２が螺着され、この中間ねじ部材７２に雌ねじ孔が設けられている。締付けボルト６６は、その軸部６８がカバー部材１６の挿通孔２０を通して内方に延び、その雄ねじ部７０が中間ねじ部材７２の雌ねじ部に螺合される。従って、締付けボルト６６の頭部７４を締付け方向に回動して締め付けると、この締付けボルト６６に対して工具ホルダ本体４がカバー部材１６に近接する方向（図１及び図２において右方）に相対的に移動し、図１及び図２に示すように、大径部２１の基部端面が取付ホルダ２の端面（図１及び図２における左端面）に圧接されて押圧固定される。
【００１９】
上述した工具保持装置への加工工具５０の取付けは、例えば、次のようにして行うことができる。まず、加工に用いる加工工具５０を工具ホルダ本体４に着脱可能に取り付ける。即ち、コレットホルダ６及びブッシュ部材６２が装着された工具ホルダ本体４の工具収容孔２８に、コレット３６及びブッシュ部材６２を通して加工工具５０の他端側を所定位置まで挿入する。そして、第２保持ボルト６０を締め付けて工具ホルダ本体４に対して加工工具５０を所定角度位置に位置付け、その後、ナット部材３８を締め付け、コレット３６を介して加工工具５０を工具ホルダ本体４に固定する。
【００２０】
次いで、加工工具５０が装着された工具ホルダ本体４を取付ホルダ２に取り付ける。即ち、工具ホルダ本体４の他端側を取付ホルダ２の取付収容孔１０に挿入し、締付けボルト６６の雄ねじ部を工具ホルダ本体４の雌ねじ孔３４に螺着された中間ねじ部材７２の雌ねじ孔に螺合する。そして、締付けボルト６６を締め付けるとともに、取付ホルダ２に螺合された第１保持ボルト２４を締め付け、工具ホルダ本体４の大径部２１の基部端面を取付ホルダ２の端面に押圧固定するとともに、工具ホルダ本体４の外周面を取付ホルダ２の取付収容孔１０に押圧固定する。
【００２１】
このようにして加工工具５０を取付ホルダ２に取り付けると、工具ホルダ本体４が締付けボルト６６及び第１保持ボルト２４により取付ホルダ２に固定されるので、この工具ホルダ本体４を取付ホルダ２に確実に固定することができる。また、この取付状態においては、工具ホルダ本体４の第１平坦面部２２及び第１保持ボルト２４の作用によって、工具ホルダ本体４が取付ホルダ２に対して所定角度位置に保持され、また加工工具５０の第２平坦面部５６及び第２保持ボルト６０の作用によって、加工工具５０が工具ホルダ本体４に対して所定角度位置に保持され、従って、取付ホルダ２に対して加工工具５０を所定角度位置に保持することができる。加えて、加工工具５０はコレット３６によって保持されるので、バイト部５４に近い部分を保持することができ、これによって、加工時に発生する加工工具５０の振動、所謂加工時のビビリを抑えることができる。
【００２２】
上述した構成の工具保持装置の効果を確認するために、次の通りの加工実験を行い、加工時の振動（所謂、加工時のビビリ）の発生を調べた。実施例として、図１〜図３に示す形態の工具保持装置を用い、ＮＣ旋盤の工具テーブルにこの工具保持装置を取り付け、取付ホルダからの加工工具の突出量を１６ｍｍ、２４ｍｍ、３２ｍｍ、４０ｍｍ、４８ｍｍ及び５６ｍｍに設定し、各突出量の場合における加工工具の振動の発生状態を調べた。
【００２３】
被加工物（被削材）として炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）を用い、加工部分に水溶性切削油を供給しながら加工を行った。このときの加工条件は、切削速度１００〜１５０ｍ／ｍｉｎ、被加工物の回転数２２７０〜３４００ｒｐｍ、送り量０．０５〜０．１５ｍｍ／ｒｅｖ、切込み量０．１〜０．８ｍｍであった。
【００２４】
比較のために、工具保持装置として従来のブッシュ部材を用いた形態のものを使用し、この従来の工具保持装置を実施例で使用したＮＣ旋盤の工具テーブルに取り付け、加工工具の突出量を実施例と同様に設定したときの加工工具の振動の発生状態を調べた。被加工物としては実施例と同じものを用い、その加工条件も実施例と同一であった。
【００２５】
実施例及び比較例の実験結果は、図４に示す通りであった。図４から明らかなように、比較例では、加工工具の突出量が４８ｍｍ以上になると、加工時にビビリ音が発生し、また加工後に加工表面を調べるとビビリ模様がはっきりと生じており、被加工物を安定して加工することができなかった。これに対して、実施例では、加工工具の突出量が５６ｍｍであっても加工時にビビリ音の発生はなく、また加工後に加工表面を調べてもビビリ模様が少し生じている程度で、実用レベル範囲内であり、被加工物を安定して加工することができた。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この工具保持装置は、ＮＣ旋盤などの加工装置の工具テーブルに取り付けて使用され、被加工物にボーリング加工などを施す際に、ボーリング加工用工具などを取り付けるのに用いられる。この工具保持装置を用いることにより、取付ホルダに対して加工工具を所定角度位置に取り付けることができ、工具の取付け、交換などに要する時間を短縮させて加工効率を高めることができる。また、加工時の振動の発生を抑えることができ、被加工物を高精度に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】最良の実施形態の工具保持装置を示す断面図である。
【図２】図１の工具保持装置の工具ホルダ本体の内部をも断面で示す断面図である。
【図３】図１の工具保持装置を分解して示す分解斜視図である。
【図４】加工工具の突出量と加工時の振動の発生状態との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
２  取付ホルダ
４  工具ホルダ本体
６  コレットホルダ
１０  取付収容孔
２２  第１平坦面部
２４  第１保持ボルト
２８  工具収容孔
３２  締付け機構
３６  コレット
３８  ナット部材
５０  加工工具
５２  工具本体部
５６  第２平坦面部
６０  第２保持ボルト
６２  ブッシュ部材
６６  締付けボルト
７２  中間ねじ部材
【図１】
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【図２】
2005111587.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005111587.tif 000006