(57)【要約】【課題】工具ホルダに対する加工工具の装着作業を容易に行うことができ、スピンドルの回転停止時に加工工具が工具ホルダから脱離することを抑制することができる工具ホルダ、加工工具、及び工作機械を提供する。【解決手段】工作機械１０の工具保持部５０は、加工工具１６を挿入孔４６に挿入して第２回転方向に回転させた状態で付勢部材２４の付勢力の作用下に加工工具１６に接触することによりホルダ本体４８に対する加工工具１６の先端側への移動を規制する先端面６４と、先端面６４により加工工具１６の先端側の移動が規制されたロック位置で加工工具１６のホルダ本体４８に対する第１回転方向への回転を規制する第１側面６６と、を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のスピンドルの回転に伴って第１回転方向に回転してワークを加工する刃部を先端部に有する加工工具のシャンク部を着脱可能な工具ホルダであって、
前記シャンク部には、当該シャンク部の外周面を切り欠いて形成された切り欠き形状部が形成され、
前記切り欠き形状部は、第１係止面及び第２係止面を有し、
前記工具ホルダは、
前記切り欠き形状部が挿入可能な挿入孔が形成されたホルダ本体と、
前記挿入孔の内面に設けられ、付勢部材により前記加工工具を先端側に付勢した状態で前記切り欠き形状部を保持する工具保持部と、を備え、
前記工具保持部は、
前記切り欠き形状部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記挿入孔に挿入させて前記ホルダ本体に対して前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転させた状態で前記付勢部材の付勢力の作用下に前記第１係止面に接触することにより、前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動を規制する第１規制部と、
前記第１規制部によって前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動が規制されているロック位置で前記第２係止面に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第１回転方向への回転を規制する第２規制部と、を有していることを特徴とする工具ホルダ。
【請求項２】
請求項１記載の工具ホルダにおいて、
前記第２規制部は、前記ロック位置にある前記加工工具を前記ホルダ本体に対して前記付勢部材の付勢方向とは反対方向に移動させることにより、前記第２係止面に接触することなく前記第１規制部による前記加工工具の先端側への移動が規制されないアンロック位置まで前記第１回転方向に回転可能に設けられていることを特徴とする工具ホルダ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の工具ホルダにおいて、
前記第２係止面及び前記第２規制部のそれぞれは平坦面であることを特徴とする工具ホルダ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の工具ホルダにおいて、
前記切り欠き形状部は第３係止面を有し、
前記工具保持部は、前記ロック位置で前記第３係止面に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第２回転方向の回転を規制する第３規制部を有していることを特徴とする工具ホルダ。
【請求項５】
請求項４記載の工具ホルダにおいて、
前記第３係止面及び前記第３規制部のそれぞれは平坦面であることを特徴とする工具ホルダ。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の工具ホルダにおいて、
前記切り欠き形状部は第４係止面を有し、
前記工具保持部は、前記第４係止面に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記付勢部材の付勢方向とは反対方向への移動を規制する第４規制部を有していることを特徴とする工具ホルダ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の工具ホルダにおいて、
前記工具保持部は、
保持部本体と、
前記保持部本体のうち前記ホルダ本体の軸線方向に指向する端面から突出した突出部と、を有し、
前記第１規制部は、前記突出部の先端面であり、
前記第２規制部は、前記突出部のうち前記保持部本体の前記端面に連なる側面であり、
前記突出部の突出長は、前記加工工具の軸線方向に沿った前記第２係止面の長さよりも長いことを特徴とする工具ホルダ。
【請求項８】
工作機械のスピンドルの回転に伴って第１回転方向に回転してワークを加工する刃部と、前記刃部の後端側に設けられて工具ホルダに着脱可能なシャンク部と、を備える加工工具であって、
前記シャンク部には、当該シャンク部の外周面を切り欠いて形成された切り欠き形状部が形成され、
前記工具ホルダは、
前記切り欠き形状部が挿入可能な挿入孔が形成されたホルダ本体と、
前記挿入孔の内面に設けられ、付勢部材により前記加工工具を先端側に付勢した状態で前記切り欠き形状部を保持する工具保持部と、を備え、
前記工具保持部は、第１規制部及び第２規制部を有し、
前記切り欠き形状部は、
当該切り欠き形状部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記挿入孔に挿入させて前記ホルダ本体に対して前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転させた状態で前記付勢部材の付勢力の作用下に前記第１規制部に接触することにより、前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動を規制する第１係止面と、
前記第１係止面によって前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動が規制されているロック位置で前記第２規制部に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第１回転方向への回転を規制する第２係止面と、を有していることを特徴とする加工工具。
【請求項９】
請求項８記載の加工工具において、
前記第２係止面は、前記加工工具を前記ホルダ本体に対して前記付勢部材の付勢方向とは反対方向に移動させることにより、前記第２規制部に接触することなく前記第１規制部による前記加工工具の先端側への移動が規制されないアンロック位置まで前記第１回転方向に回転可能に設けられていることを特徴とする加工工具。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の加工工具において、
前記第２係止面及び前記第２規制部のそれぞれは平坦面であることを特徴とする加工工具。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の加工工具において、
前記工具保持部は第３規制部を有し、
前記切り欠き形状部は、前記ロック位置で前記第３規制部に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第２回転方向の回転を規制する第３係止面を有していることを特徴とする加工工具。
【請求項１２】
請求項１１記載の加工工具において、
前記第３係止面及び前記第３規制部のそれぞれは平坦面であることを特徴とする加工工具。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の加工工具において、
前記工具保持部は第４規制部を有し、
前記切り欠き形状部は、前記第４規制部に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記付勢部材の付勢方向とは反対方向への移動を規制する第４係止面を有していることを特徴とする加工工具。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか１項に記載の加工工具において、
前記工具保持部は、
保持部本体と、
前記保持部本体のうち前記ホルダ本体の軸線方向に指向する端面から突出した突出部と、を有し、
前記第１規制部は、前記突出部の先端面であり、
前記第２規制部は、前記突出部のうち前記保持部本体の前記端面に連なる側面であり、
前記加工工具の軸線方向に沿った前記第２係止面の長さは、前記突出部の突出長はよりも短いことを特徴とする加工工具。
【請求項１５】
工具ホルダと、
前記工具ホルダを第１回転方向に回転させるスピンドルと、
ワークを加工する刃部と前記刃部の後端側に設けられて前記工具ホルダに着脱可能なシャンク部とを備える加工工具と、
前記加工工具を先端側に付勢する付勢部材と、を備える工作機械であって、
前記工具ホルダは、請求項１〜７のいずれか１項に記載の工具ホルダであることを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドルの回転に伴って第１回転方向に回転してワークを加工する刃部を先端側に有する加工工具、加工工具のシャンク部を着脱可能な工具ホルダ、及び工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、切削工具を焼嵌め式によって保持するチャック部を備えた工具ホルダにおいて、チャック部の保持孔の内面に抜け止め用突起と回転止め用突起を設けた構成が開示されている。抜け止め用突起は、回転止め用突起よりも先端側（切削工具が挿入される開口部側）に位置すると共に回転止め用突起に対して位相がずれている。切削工具の外周面には、軸線方向に沿って後端まで延在したフラット面と、フラット面に対して先端側に連なる環状溝とが形成されている。
【０００３】
このような構成の切削工具をチャック部に装着する際には、保持孔の内面とフラット面との間のスペースに抜け止め用突起が通るように切削工具を保持孔内に挿入する。そして、前記スペースに回転止め用突起が挿入されると共に環状溝に抜け止め用突起が挿入された状態で切削工具を切削回転方向とは反対方向に回転させる。これにより、切削工具の抜け止め機能及び回転止め機能が発揮されるとしている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２には、工具受容ピンの受容孔に工具シャフトを挿入しピンを用いて工具受容ピンの頭部と工具シャフトとを回動不能に結合する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５５７１２５３号公報
【特許文献２】特公昭６３−４１６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１及び２のような従来技術では、焼嵌めやピンによって加工工具を工具ホルダに装着しているため、加工工具の工具ホルダに対する装着作業が煩雑である。
【０００７】
また、特許文献１において、切削工具が焼嵌めによってチャック部に十分に固定されていなかった場合には、スピンドルの回転停止時に慣性力によって加工工具がチャック部に対して切削回転方向に回転することがある。なお、このような切削工具の回転は、スピンドルの回転停止時に切削工具がワーク等に接触することによっても起こり得る。そうすると、フラット面と抜け止め用突起とが同位相に位置するため、切削工具がチャック部から脱離するおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、工具ホルダに対する加工工具の装着作業を容易に行うことができ、スピンドルの回転停止時に加工工具が工具ホルダから脱離することを抑制することができる工具ホルダ、加工工具、及び工作機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る工具ホルダは、工作機械のスピンドルの回転に伴って第１回転方向に回転してワークを加工する刃部を先端部に有する加工工具のシャンク部を着脱可能な工具ホルダであって、前記シャンク部には、当該シャンク部の外周面を切り欠いて形成された切り欠き形状部が形成され、前記切り欠き形状部は、第１係止面及び第２係止面を有し、前記工具ホルダは、前記切り欠き形状部が挿入可能な挿入孔が形成されたホルダ本体と、前記挿入孔の内面に設けられ、付勢部材により前記加工工具を先端側に付勢した状態で前記切り欠き形状部を保持する工具保持部と、を備え、前記工具保持部は、前記切り欠き形状部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記挿入孔に挿入させて前記ホルダ本体に対して前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転させた状態で前記付勢部材の付勢力の作用下に前記第１係止面に接触することにより、前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動を規制する第１規制部と、前記第１規制部によって前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動が規制されているロック位置で前記第２係止面に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第１回転方向への回転を規制する第２規制部と、を有していることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、加工工具の切り欠き形状部を付勢部材の付勢力に抗してホルダ本体の挿入孔に挿入して第２回転方向に回転させた状態で付勢部材の付勢力の作用下に第１係止面を第１規制部に接触させることにより、工具ホルダに対する加工工具の装着作業を容易に行うことができる。また、スピンドルの回転停止時において、慣性力等による工具ホルダに対する加工工具の第１回転方向の回転がロック位置で第２規制部により規制されているので、加工工具が工具ホルダから脱離することを抑制することができる。
【００１１】
上記の工具ホルダにおいて、前記第２規制部は、前記ロック位置にある前記加工工具を前記ホルダ本体に対して前記付勢部材の付勢方向とは反対方向に移動させることにより、前記第２係止面に接触することなく前記第１規制部による前記加工工具の先端側への移動が規制されないアンロック位置まで前記第１回転方向に回転可能に設けられていてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、ロック位置にある加工工具を付勢部材の付勢方向とは反対方向に移動させた状態で第１回転方向に回転させることにより、工具ホルダに対する加工工具の取り外し作業を容易に行うことができる。
【００１３】
上記の工具ホルダにおいて、前記第２係止面及び前記第２規制部のそれぞれは平坦面であってもよい。
【００１４】
このような構成によれば、第２係止面と第２規制部とを容易に面接触させることができるので、ロック位置にある加工工具が慣性力等によってアンロック位置に移動することを確実に抑制することができる。
【００１５】
上記の工具ホルダにおいて、前記切り欠き形状部は第３係止面を有し、前記工具保持部は、前記ロック位置で前記第３係止面に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第２回転方向の回転を規制する第３規制部を有していてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、加工工具の第３係止面を工具保持部の第３規制部に接触させた状態で加工工具を第１回転方向に確実に回転させることができる。
【００１７】
上記の工具ホルダにおいて、前記第３係止面及び前記第３規制部のそれぞれは平坦面であってもよい。
【００１８】
このような構成によれば、第３係止面と第３規制部を容易に面接触させることができるので、ワークの加工中に加工工具が工具ホルダに対してガタツクことを抑えることができる。
【００１９】
上記の工具ホルダにおいて、前記切り欠き形状部は第４係止面を有し、前記工具保持部は、前記第４係止面に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記付勢部材の付勢方向とは反対方向への移動を規制する第４規制部を有していてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、ワークの加工中に付勢部材に過度な荷重が作用することを抑えることができる。
【００２１】
上記の工具ホルダにおいて、前記工具保持部は、保持部本体と、前記保持部本体のうち前記ホルダ本体の軸線方向に指向する端面から突出した突出部と、を有し、前記第１規制部は、前記突出部の先端面であり、前記第２規制部は、前記突出部のうち前記保持部本体の前記端面に連なる側面であり、前記突出部の突出長は、前記加工工具の軸線方向に沿った前記第２係止面の長さよりも長くてもよい。
【００２２】
このような構成によれば、簡易な構成でスピンドルの回転停止時に第２係止面を第２規制部に確実に接触させることができる。
【００２３】
本発明に係る加工工具は、工作機械のスピンドルの回転に伴って第１回転方向に回転してワークを加工する刃部と、前記刃部の後端側に設けられて工具ホルダに着脱可能なシャンク部と、を備える加工工具であって、前記シャンク部には、当該シャンク部の外周面を切り欠いて形成された切り欠き形状部が形成され、前記工具ホルダは、前記切り欠き形状部が挿入可能な挿入孔が形成されたホルダ本体と、前記挿入孔の内面に設けられ、付勢部材により前記加工工具を先端側に付勢した状態で前記切り欠き形状部を保持する工具保持部と、を備え、前記工具保持部は、第１規制部及び第２規制部を有し、前記切り欠き形状部は、当該切り欠き形状部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記挿入孔に挿入させて前記ホルダ本体に対して前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転させた状態で前記付勢部材の付勢力の作用下に前記第１規制部に接触することにより、前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動を規制する第１係止面と、前記第１係止面によって前記ホルダ本体に対する前記加工工具の先端側への移動が規制されているロック位置で前記第２規制部に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第１回転方向への回転を規制する第２係止面と、を有していることを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、上述した工具ホルダと同様の作用効果を奏する加工工具を得ることができる。以下に説明する構成を有する加工工具についても同様である。
【００２５】
上記の加工工具において、前記第２係止面は、前記加工工具を前記ホルダ本体に対して前記付勢部材の付勢方向とは反対方向に移動させることにより、前記第２規制部に接触することなく前記第１規制部による前記加工工具の先端側への移動が規制されないアンロック位置まで前記第１回転方向に回転可能に設けられていてもよい。
【００２６】
上記の加工工具において、前記第２係止面及び前記第２規制部のそれぞれは平坦面であってもよい。
【００２７】
上記の加工工具において、前記工具保持部は第３規制部を有し、前記切り欠き形状部は、前記ロック位置で前記第３規制部に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記第２回転方向の回転を規制する第３係止面を有していてもよい。
【００２８】
上記の加工工具において、前記第３係止面及び前記第３規制部のそれぞれは平坦面であってもよい。
【００２９】
上記の加工工具において、前記工具保持部は第４規制部を有し、前記切り欠き形状部は、前記第４規制部に接触することにより、前記加工工具の前記ホルダ本体に対する前記付勢部材の付勢方向とは反対方向への移動を規制する第４係止面を有していてもよい。
【００３０】
上記の加工工具において、前記工具保持部は、保持部本体と、前記保持部本体のうち前記ホルダ本体の軸線方向に指向する端面から突出した突出部と、を有し、前記第１規制部は、前記突出部の先端面であり、前記第２規制部は、前記突出部のうち前記保持部本体の前記端面に連なる側面であり、前記加工工具の軸線方向に沿った前記第２係止面の長さは、前記突出部の突出長はよりも短くてもよい。
【００３１】
本発明に係る工作機械は、工具ホルダと、前記工具ホルダを第１回転方向に回転させるスピンドルと、ワークを加工する刃部と前記刃部の後端側に設けられて前記工具ホルダに着脱可能なシャンク部とを備える加工工具と、前記加工工具を先端側に付勢する付勢部材と、を備える工作機械であって、前記工具ホルダは、上述した工具ホルダであることを特徴とする。
【００３２】
このような構成によれば、上述した工具ホルダと同様の作用効果を奏する工作機械を得ることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、加工工具の切り欠き形状部を付勢部材の付勢力に抗してホルダ本体の挿入孔に挿入して回転させた状態で付勢部材の付勢力の作用下に第１係止面を第１規制部に接触させることにより、工具ホルダに対する加工工具の装着作業を容易に行うことができ、スピンドルの回転停止時に加工工具が工具ホルダから脱離することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る工作機械の加工部の一部省略縦断面図であるである。
【図２】図２Ａは図１の加工工具のシャンク部の拡大斜視図であり、図２Ｂは図１の工具ホルダの一部断面拡大斜視図である。
【図３】図３Ａは工具ホルダの挿入孔にシャンク部の切り欠き形状部を挿入した状態を示す説明図であり、図３Ｂは図３ＡのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿った横断面図である。
【図４】図４Ａは図３Ａの加工工具を第２回転方向に略９０度回転させた状態を示す説明図であり、図４Ｂは図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿った横断面図である。
【図５】図５Ａは図４Ａの加工工具が先端側に移動した状態を示す説明図であり、図５Ｂは図５ＡのＶＢ−ＶＢ線に沿った横断面図である。
【図６】図６Ａは図５Ａの加工工具が慣性力等によって第１回転方向に回転した状態を示す説明図であり、図６Ｂは図６ＡのＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿った横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明に係る工具ホルダ及び加工工具について、これら部材を備える工作機械との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図１に示すように、工作機械１０は、ワークＷの複数箇所に同時に加工を施すことができる多軸加工ヘッド１２を備えている。多軸加工ヘッド１２は、ギャングヘッドとも呼ばれ、複数の加工部１４を有している。複数の加工部１４は、それぞれ同様の構成を有しているため、以下では、その中の１つの加工部１４について説明する。
【００３７】
加工部１４は、ワークＷを加工する加工工具１６と、加工工具１６のシャンク部２８が着脱可能な工具ホルダ１８と、工具ホルダ１８が取り付けられるスピンドル２０と、スピンドル２０に設けられた接触部材２２及び付勢部材２４とを備えている。なお、以下の説明では、図１の左側を「先端」側（Ｘ１方向）、図１の右側を「後端」側（Ｘ２方向）と呼ぶ。また、ワークＷを加工可能な加工工具１６の回転方向を第１回転方向（Ｒ１方向）、第１回転方向の反対方向を第２回転方向（Ｒ２方向）と呼ぶ。
【００３８】
加工工具１６は、例えば、ワークＷに形成された孔１００の内面に対してリーマ加工を施すための切削工具として構成されている。ただし、加工工具１６は、ワークＷにリーマ加工以外の加工を施す工具であってもよいことは勿論である。また、複数の加工部１４のそれぞれは、互いに異なる種類の加工工具１６を備えていてもよい。
【００３９】
加工工具１６は、一方向に延在しており、その先端側（一端側）に設けられた刃部２６と、刃部２６よりも後端側（他端側）に設けられた円柱状のシャンク部２８とを有している。刃部２６は、加工工具１６の先端から後端側に所定長だけ延在しており、ワークＷに接触した状態で第１回転方向に回転することによりワークＷを切削加工する。
【００４０】
図２Ａに示すように、シャンク部２８の後端部は、後方（Ｘ２方向）に向かってテーパ状に縮径している。シャンク部２８には、その外周面を切り欠いて形成された切り欠き形状部３０が形成されている。
【００４１】
切り欠き形状部３０には、加工工具１６の後端側を指向する第１面（第４係止面）３２と、第１面３２から軸線方向に沿ってシャンク部２８の後端部のテーパ部分まで延在する第２面３４と、第２面３４に対して第１回転方向（Ｒ１方向）に隣接する第３面３６及び第４面（第２係止面）３８と、第３面３６及び第４面３８に対して第１回転方向に隣接する第５面（第３係止面）４０と、加工工具１６の先端側（Ｘ１方向）を指向する第６面（第１係止面）４２とが形成されている。
【００４２】
第１面３２、第２面３４、第４面３８、第５面４０、及び第６面４２のそれぞれは平面であり、第３面３６は湾曲面である。第１面３２は、第２面３４、第３面３６、及び第５面４０に連なっている。第２面３４は、第３面３６に連なる先端側が第４面３８に連なる後端側よりも幅狭に形成されている。第３面３６は第４面３８よりも加工工具１６の先端側（Ｘ１方向）に位置している。
【００４３】
第２面３４と第４面３８とのなす角度は略９０度に設定されている。すなわち、第４面３８と第３面３６との間には段差が形成されている。換言すれば、第４面３８は、第３面３６よりも加工工具１６の径方向外方に突出した凸部４４の一面を構成している。つまり、第４面３８は、第３面３６よりも加工工具１６の径方向外方に位置している。なお、第２面３４と第４面３８とのなす角度は任意に設定可能である。
【００４４】
第４面３８の軸線方向に沿った長さＬ１は、第３面３６の軸線方向に沿った長さＬ２よりも短い。第４面３８及び第５面４０のそれぞれは、加工工具１６の径方向外方を指向すると共に第６面４２に連なっている。つまり、第４面３８及び第５面４０は、同一平面上に位置している。
【００４５】
図２Ｂに示すように、工具ホルダ１８は、シャンク部２８が挿入可能な挿入孔４６が形成された円筒状のホルダ本体４８と、挿入孔４６の内面に一体的に設けられた工具保持部５０とを有している。ホルダ本体４８の一端側（Ｘ１方向）には、フランジ部５２が設けられている。フランジ部５２には、ホルダ本体４８をスピンドル２０に固定するためのボルト５１が挿通する挿通孔５３が形成されている。
【００４６】
工具保持部５０は、真円を直径よりも短い弦に沿って切断したような形状（略Ｄ字状）の横断面を有する保持部本体５４と、保持部本体５４からホルダ本体４８の他端側（Ｘ２方向）に突出した突出部５６とを有している。保持部本体５４は、ホルダ本体４８の一端から中央よりやや他端側まで延在している。
【００４７】
保持部本体５４のＸ１方向の第１端面（第４規制部）５８は、切り欠き形状部３０を挿入孔４６に挿入した状態で切り欠き形状部３０の第１面３２に接触可能である。保持部本体５４の第１端面５８は、第１面３２に接触することによりホルダ本体４８に対する加工工具１６のＸ２方向の移動を規制する平面である。保持部本体５４のうち挿入孔４６の内周面に対向する内側面（第３規制部）６０は、切り欠き形状部３０を挿入孔４６に挿入してＲ２方向に略９０度回転させた状態で切り欠き形状部３０の第５面４０に接触可能である。保持部本体５４の内側面６０は、第５面４０に接触することによりホルダ本体４８に対する加工工具１６の第２回転方向（Ｒ２方向）の回転を規制する平面である。保持部材本体のＸ２方向の第２端面６２は、平坦に形成されている。
【００４８】
突出部５６は、保持部本体５４の第２端面６２からＸ２方向に突出している。突出部５６は、平面視で中心角が９０度以上１８０度未満の扇形に形成されている。突出部５６の突出長Ｌ３は、切り欠き形状部３０の第４面３８の軸線方向に沿った長さＬ１よりも長く形成されている。突出部５６の先端面（第１規制部）６４は、Ｘ２方向に指向しており、切り欠き形状部３０の第６面４２に接触可能であって、加工工具１６のＸ１方向の移動を規制する平面である。突出部５６の先端面６４は、Ｘ２方向からの平面視で第２端面６２の第１回転方向（Ｒ１方向）に位置している。
【００４９】
突出部５６のうち保持部本体５４の第２端面６２に連なる第１側面（第２規制部）６６は、切り欠き形状部３０の第４面３８に接触可能であって、加工工具１６の第１回転方向（Ｒ１方向）の回転を規制する平面である。突出部５６の第２側面６８は、保持部本体５４の内側面６０に連なり１つの平面を形成している。
【００５０】
図１に示すように、スピンドル２０は、図示しない駆動源の作用下に第１回転方向に回転する回転軸である。スピンドル２０のＸ１方向に指向する面には、工具ホルダ１８が挿入される凹部７０と、凹部７０の底面に形成されて接触部材２２及び付勢部材２４が配設される軸穴７２とが形成されている。軸穴７２は、スピンドル２０の回転軸線上に位置している。
【００５１】
接触部材２２は、加工工具１６のシャンク部２８が工具ホルダ１８に装着された状態でシャンク部２８の後端部に接触する。接触部材２２のうちシャンク部２８に接触する部位は、シャンク部２８の後端部の外面形状に対応したテーパ状の凹面となっている。
【００５２】
付勢部材２４は、接触部材２２を介して加工工具１６をＸ１方向に付勢するものであって、接触部材２２と軸穴７２の底面との間に介設されている。本実施形態では、付勢部材２４は、圧縮コイルばねとして構成されている。ただし、付勢部材２４は、圧縮コイルばね以外のばね部材やゴム部材（弾性部材）等であっても構わない。
【００５３】
本実施形態に係る工作機械１０は、基本的に以上のように構成されるものであって、次に、加工工具１６及び工具ホルダ１８の動作について説明する。なお、図３Ａ〜図６Ｂでは、理解を容易にするため、ホルダ本体４８を仮想線で表示すると共に工具保持部５０を加工工具１６よりも太い実線で表示している。また、初期状態で、図１に示すように、工具ホルダ１８は、スピンドル２０に対して取り付けられているものとする。
【００５４】
まず、加工工具１６のシャンク部２８を工具ホルダ１８に装着する場合、切り欠き形状部３０の第２面３４と工具保持部５０の内側面６０とが互いに対向するように加工工具１６の軸線回りの向きを調節した後、シャンク部２８を工具ホルダ１８の挿入孔４６にＸ１方向から挿入する。そうすると、挿入孔４６を通過したシャンク部２８の後端部が接触部材２２に接触する。
【００５５】
そして、付勢部材２４のＸ１方向の付勢力Ｐ２（図５Ａ参照）に抗するＸ２方向の押圧力Ｐ１（図３Ａ参照）を加工工具１６に作用させる（付勢部材２４の付勢力Ｐ２に抗してＸ２方向に加工工具１６をさらに押し込む）。そうすると、切り欠き形状部３０の第１面３２が工具保持部５０の第１端面５８に接触することにより加工工具１６のＸ２方向の移動が停止される（図３Ａ及び図３Ｂ参照）。このとき、切り欠き形状部３０の凸部４４は、工具保持部５０の突出部５６よりもＸ２方向に位置している。
【００５６】
続いて、挿入孔４６に切り欠き形状部３０を挿入した状態（押圧力Ｐ１を作用させた状態）の加工工具１６を第２回転方向（Ｒ２方向）に回転させる。そうすると、切り欠き形状部３０の第５面４０が工具保持部５０の内側面６０に接触することにより工具ホルダ１８に対する加工工具１６の第２回転方向の回転が停止される（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。すなわち、図３Ａに示す加工工具１６は第２回転方向に略９０度回転することとなる。
【００５７】
これにより、切り欠き形状部３０の第６面４２は工具保持部５０の突出部５６の先端面６４に対向する。つまり、加工工具１６は、先端面６４によりＸ１方向の移動が規制されないアンロック位置（図３Ａ及び図３Ｂの位置）から先端面６４によりＸ１方向の移動が規制されているロック位置（図４Ａ及び図４Ｂの位置）に移動する。
【００５８】
次いで、加工工具１６に作用していた押圧力Ｐ１を解放すると（加工工具１６から手を離す）と、付勢部材２４の付勢力Ｐ２（図５Ａ参照）の作用下に加工工具１６はＸ１方向に移動する。そうすると、切り欠き形状部３０の第６面４２が工具保持部５０の突出部５６の先端面６４に接触することにより加工工具１６のＸ１方向の移動が停止される（図５Ａ及び図５Ｂ参照）。これにより、加工工具１６の工具ホルダ１８への装着作業が完了する。
【００５９】
加工工具１６によりワークＷを加工（リーマ加工）する場合には、図示しない駆動源の作用下にスピンドル２０を第１回転方向（Ｒ１方向）に回転させる。そうすると、スピンドル２０に固定された工具ホルダ１８が第１回転方向に回転するので、工具保持部５０の内側面６０と切り欠き形状部３０の第５面４０とが接触した状態で加工工具１６が第１回転方向に回転する。
【００６０】
続いて、加工部１４をワークＷに近づけて刃部２６をワークＷに対して接触させる。そうすると、加工工具１６はワークＷからＸ２方向の反力を受けるため付勢部材２４の付勢力Ｐ２に抗しながら工具ホルダ１８に対してＸ２方向に移動する。そして、切り欠き形状部３０の第１面３２が工具保持部５０の第１端面５８に接触することにより加工工具１６のＸ２方向の移動が停止される（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。これにより、ワークＷの加工中に付勢部材２４に過度な荷重が作用することを抑えることができる。
【００６１】
ワークＷの加工が終了して刃部２６がワークＷから離間すると、加工工具１６は付勢部材２４の付勢力Ｐ２によってＸ１方向に移動する。そうすると、切り欠き形状部３０の第６面４２が工具保持部５０の突出部５６の先端面６４に接触することにより加工工具１６のＸ１方向の移動が停止される（図５Ａ及び図５Ｂ参照）。このとき、凸部４４（第４面３８）は、第２端面６２よりもＸ２方向に位置している。
【００６２】
その後、スピンドル２０の回転を停止させると、工具ホルダ１８の回転も停止され、加工工具１６は慣性力によって工具ホルダ１８に対して第１回転方向（Ｒ１方向）に回転する。そして、切り欠き形状部３０の第４面３８が工具保持部５０の突出部５６の第１側面６６に接触することにより加工工具１６の第１回転方向の回転が停止される（図６Ａ及び図６Ｂ参照）。すなわち、加工工具１６は、ロック位置に維持されアンロック位置まで回転することはない。これにより、加工工具１６が工具ホルダ１８から脱離（脱落）することが抑えられる。
【００６３】
加工工具１６を工具ホルダ１８から取り外す場合には、ロック位置にある加工工具１６に押圧力Ｐ１を作用させることにより、切り欠き形状部３０の第１面３２が工具保持部５０の第１端面５８に接触する位置まで加工工具１６をＸ２方向に移動させる（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。このとき、切り欠き形状部３０の凸部４４は工具ホルダ１８の突出部５６よりもＸ２方向に位置する。
【００６４】
そして、この状態で、加工工具１６を工具ホルダ１８に対して第１回転方向に回転させる。そうすると、切り欠き形状部３０の第２面３４が工具保持部５０の内側面６０に接触することにより加工工具１６の第１回転方向の回転が停止される。これにより、ロック位置にあった加工工具１６がアンロック位置に移動する。その後、加工工具１６を工具ホルダ１８に対してＸ１方向に抜き出すことにより、工具ホルダ１８に対する加工工具１６の取り外し作業が完了する。
【００６５】
本実施形態によれば、加工工具１６の切り欠き形状部３０を付勢部材２４の付勢力に抗してホルダ本体４８の挿入孔４６に挿入して第２回転方向に回転させた状態で付勢部材２４の付勢力の作用下に加工工具１６の第６面４２を工具保持部５０の先端面６４に接触させることにより、工具ホルダ１８に対する加工工具１６の装着作業を容易に行うことができる。
【００６６】
また、スピンドル２０の回転停止時において、慣性力による工具ホルダ１８に対する加工工具１６の第１回転方向の回転がロック位置で工具保持部５０の第１側面６６により規制されているので、加工工具１６が工具ホルダ１８から脱離することを抑制することができる。なお、スピンドル２０の回転停止時に加工工具１６がワークＷ等に当たることによっても加工工具１６は工具ホルダ１８に対して第１回転方向に回転することがあるが、この場合についても同様に加工工具１６が工具ホルダ１８から脱離することを抑制することができる。
【００６７】
さらに、ロック位置にある加工工具１６をＸ２方向に移動させた状態で第１回転方向に回転させることにより、工具ホルダ１８に対する加工工具１６の取り外し作業を容易に行うことができる。
【００６８】
さらにまた、切り欠き形状部３０の第４面３８と工具保持部５０の第１側面６６とのそれぞれが平坦面であるので、第４面３８と第１側面６６とを容易に面接触させることができる。よって、慣性力等によってロック位置にある加工工具１６がアンロック位置に移動することを確実に抑制することができる。
【００６９】
本実施形態では、切り欠き形状部３０の第５面４０と工具保持部５０の内側面６０とのそれぞれが平坦面であるので、第５面４０と内側面６０とを容易に面接触させることができる。これにより、ワークＷの加工中に加工工具１６が工具ホルダ１８に対してガタツクことを抑えることができる。
【００７０】
本実施形態によれば、工具保持部５０の突出部５６の突出長Ｌ３が加工工具１６の軸線方向に沿った第４面３８の長さＬ１よりも長いため、簡易な構成でスピンドル２０の回転停止時に第４面３８を突出部５６の第１側面６６に確実に接触させることができる。
【００７１】
本実施形態は、上述した構成に限定されない。切り欠き形状部３０の第３面３６は、湾曲面ではなく平面であってもよい。また、切り欠き形状部３０の第４面３８及び第５面４０のそれぞれは、平面ではなく湾曲面であってもよい。さらに、工具保持部５０の第１端面５８、第２端面６２、及び第１側面６６のそれぞれは、平面ではなく湾曲面であってもよい。
【００７２】
本発明に係る工具ホルダ、加工工具、及び工作機械は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００７３】
１０…工作機械                      １６…加工工具
１８…工具ホルダ                    ２０…スピンドル
２４…付勢部材                      ２６…刃部
２８…シャンク部                    ３０…切り欠き形状部
３２…第１面（第４係止面）          ３４…第２面
３６…第３面                        ３８…第４面（第２係止面）
４０…第５面（第３係止面）          ４２…第６面（第１係止面）
４６…挿入孔                        ４８…ホルダ本体
５０…工具保持部                    ５４…保持部本体
５６…突出部                        ５８…第１端面（第４規制部）
６０…内側面（第３規制部）          ６２…第２端面
６４…先端面（第１規制部）          ６６…第１側面（第２規制部）
６８…第２側面                      Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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