(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の工具保持ヘッドに把持されるシャンク部材と、該シャンク部材とは別体の部材に形成されて前記シャンク部材に締結手段により締結されるホルダ本体と、該ホルダ本体に固着される切削工具と、前記ホルダ本体に対して所定の寸法範囲で遊動するように保持される防振部材とを備えてなる防振ツールホルダにおいて、
前記防振部材の軸方向の各端部と前記ホルダ本体との間にそれぞれ1個づつ介在される二つの弾性部材と、これら二つの弾性部材と前記防振部材と前記ホルダ本体との間の空間に充填される油とを備えると共に、前記弾性部材は、オイルシールを兼ねるゴム材料製のＯリングで構成されており、前記防振部材の軸線方向に前記Ｏリングを押圧して該Ｏリングに調整可能な予圧を与えるための手段を備えることを特徴とする防振ツールホルダ。
【請求項２】
前記ホルダ本体は、ボーリング用の切削工具を支持する円筒状のホルダ本体であって、その外周部に前記所定の寸法範囲で遊嵌されるように前記防振部材を備えることを特徴とする請求項１記載の防振ツールホルダ。
【請求項３】
前記ホルダ本体は、外径切削用の工具を支持するホルダ本体であって、その中空部に前記所定の寸法範囲で遊嵌されるように前記防振部材を備えることを特徴とする請求項１記載の防振ツールホルダ。
【請求項４】
前記所定の寸法範囲は、１ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の防振ツールホルダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は旋削や回転工具による切削を行なう工作機械に使用される防振ツールホルダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤等の工作機械にあっては、バイトホルダやボーリングバーに切削工具をとりつけて切削加工を施すが、切削条件によっては、いわゆるビビリを発生し、加工面の仕上げ精度に悪影響を及ぼす。この刃先の防振を図る技術は、従来から種々提案されている。
【０００３】
例えば、実開昭５８−１３２６０１号公報は、ボーリングバー内に空洞を設けて、この空洞内に重りを固定して、その周囲にシリコンオイル等を充填する防振ボーリングバーを開示している。また、特開昭６１−１８８０４５号公報は、ボーリングバー保持部材にとりつける際に、接着剤を用いて接合し、接着剤を防振材とする防振ボーリングバーが開示されている。さらに、実開平５−３９８０６号公報は、ボーリングバーの外周部に炭素繊維編状態のシェルを被覆して防振を図る技術を提案している。
【０００４】
さらに、特開平１０−１２８６３５号公報には、本出願人による防振ツールホルダが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ツールホルダと防振部材との間に弾性体とオイルを介在させることにより、防振製が改良された防振ツールホルダを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の防振ツールホルダは、基本的手段として、工作機械の工具保持ヘッドに把持されるシャンク部材と、該シャンク部材とは別体の部材に形成されて前記シャンク部材に締結手段により締結されるホルダ本体と、該ホルダ本体に固着される切削工具と、前記ホルダ本体に対して所定の寸法範囲で遊動するように保持される防振部材とを備えてなる防具ツールホルダにおいて、前記防振部材の軸方向の各端部と前記ホルダ本体の間にそれぞれ1個づつ介在される二つの弾性部材と、これら二つの弾性部材と前記防振部材と前記ホルダ本体との間の空間に充填される油とを備えると共に、前記弾性部材は、オイルシールを兼ねるゴム材料製のＯリングで構成されており、前記防振部材の軸線方向に前記Ｏリングを押圧して該Ｏリングに調整可能な予圧を与えるための手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
そして、ホルダ本体は、ボーリング用の切削工具を支持する円筒状のホルダ本体であって、その外周部に所定の寸法範囲で遊嵌される防振部材を備えるものである。
また、ホルダ本体は、外径切削用の工具を支持するホルダ本体であって、その中空部に所定の寸法範囲で遊嵌される防振部材を備える。
【０００８】
この際に、所定の寸法範囲は１ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍであり、弾性部材は、オイルシールを兼ねるゴム材料製のＯリングである。
そして、防振部材の軸線方向にＯリングを押圧してＯリングに予圧を与える手段を備えるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１から図３は、本発明の防振機構をボーリングバーホルダに実施した例を示し、図１は図２のＢ−Ｂ断面図、図２は図１の左側面図、図３は図２R>２のＣ−Ｃ断面図である。全体を符号１で示す防振ボーリングバーホルダは、シャンク部材１０と、シャンク部材１０に対して複数本のボルト１２により固着されるボーリングバーホルダ本体２０を有する。ボーリングバーホルダ本体２０は、中空穴２２を有し、ボーリングバーＴ1を受け入れる。ボーリングバーＴ1はボーリングバーホルダ本体２０に形成されるボルト穴２４に係合するボルト３０により固定される。
【００１０】
防振部材５０は、ボーリングバーホルダ本体２０の円筒状外径部２６に対して嵌装される。この円筒状の部材の対向する両側部を平坦面に切り落した形状を有する。
防振部材５０は、内径部の両側に形成されるテーパ面とボーリングバーホルダ本体の外径部２６との間にＯリング８０を介在させた状態で、リングナット６０によりボーリングバーホルダ本体２０に対してとりつけられる。
防振部材５０は内径部にリング状の溝５６が形成され、径方向の穴５７により外周部と連通される。この穴５７を利用してリング溝５６に油Ａ1が注入され、穴５７は埋栓５８により封止される。
【００１１】
ボーリングバーホルダ本体２０の外径部２６と、防振部材５０の内径部との間には、半径で０．１ｍｍ程度の間隙を設けてある。そこで、注入された油Ａ1はリング溝５６からこの間隙に注入し、両側のＯリング８０で封止される空間に充填される。
【００１２】
図４は、ボーリングバーホルダ本体２０の断面図、図５は右側面図である。
ボーリングバーホルダ本体２０は、シャンク部材に係合するフランジ部２１を有する。このフランジ部２１は右側面図で示されるように、円盤の対向する側面を平坦状に形成した外形状を有し、ボルト１２の取付用のねじ穴２１ａが設けてある。
防振部材が嵌装される外径部２６の端部には、リングナットが螺合するねじ部２８が形成してある。フランジ部２１の外径部２６側には、ピン９０が挿入される穴２９が設けてある。防止部材５０はピン９０を介してホルダ本体側に連結されて、このピン９０は防振部材５０の回り止めとして機能する。段付部２７は、防振部材５０のテーパ部の端部を受け入れる。
【００１３】
図６は、防振部材５０の断面図、図７は左側面図である。
防振部材５０は円筒部５１と、円筒部の両側端を平行に切り落した平坦部５２からなる形状を有する。
内径部５３は、ボーリングバーホルダ本体２０の外径部２６に対して、半径で０．１ｍｍ程度の間隙を有する寸法に形成され、内径部５３の一部にリング状の溝５６が設けられる。この溝５６は半径方向に設けられる穴５７を介して円筒部５１の外周面に連通し、油の注入口として機能する。穴５７の注入口はビス状の埋栓５８がねじ込まれ、封止される。
【００１４】
内径部５３の両側端はテーパ部５４に形成され、このテーパ部５４はダンパとオイルシールを兼ねるＯリング８０を保持する機能を有する。テーパ部５４の端部の内径部５４ａは、ボーリングバーホルダ本体２０のフランジ部２１の段付部２７と、リングナット６０の段付部６６にそれぞれ対応するものである。
【００１５】
防振部材５０をボーリングバーホルダ本体２０に対して組み立てる際には、図１から図３に示すように、ボーリングバーホルダ本体２０に防振部材５０をＯリング８０とともに嵌装した後に、リングナット６０を締込む。リングナット６０の外周部には、複数の丸穴や六角穴が設けてあり、この穴に工具を挿入して回動させる。このリングナット６０は、Ｏリング８０に調整可能な予圧を与える手段を構成する。防振部材５０の平坦部５２の部分では、リングナット６０の外周部にアクセスできるので、この部分で次の穴に工具が掛けられるピッチで締付用の穴を設けるものとする。
【００１６】
図８は、本発明によるボーリングバーホルダ本体の防振機構の説明図である。
ボーリングバーＴ1を保持するホルダ本体２０の外周部にＯリング８０と油Ａ1を介在させた状態で防振部材５０がとりつけられる。Ｏリング８０はゴム材でつくられ、弾性を有する。そして、このＯリング８０は油Ａ1のシール材も兼ねており、ホルダ本体２０と防振部材５０の間にオイル層を形成する。
油の粘度等は、用途により適宜に選択されるが、流動性のある潤滑油等が使用される。
防振部材は、弾性材とオイル層を介してボーリングバーホルダ本体に支持されるので、ボーリングバーホルダに発生する振動を効果的に吸収することができる。
【００１７】
図９（Ａ），（Ｂ）は、標準のボーリングバーホルダと、本発明の防振ボーリングバーホルダの性能を比較したものである。
横軸にボーリングバー径を、縦軸に径（Ｄ）に対するボーリングバーの長さ（Ｌ）比をとったとされ、標準のボーリングバーホルダにあっては、図の（Ａ）に示すように、径寸法に応じてＬ／Ｄが、２．５以上の領域では、切削時に振動によるビビリが発生する不安定領域が存在する。
本発明のものでは、図の（Ｂ）に示すように不安定領域が減少されるものである。
【００１８】
図１０は、ボーリングバーホルダに衝撃を与えたときの振動の減衰特性をテストしたときの結果を示す。
ボーリングバー径が２５ｍｍのものを用い、標準ボーリングバーのグラフ（Ａ）と、本発明の防振部材をとりつけたときのグラフ（Ｂ）を比較した。
本発明のものは、振動が速やかに減衰し、防振効果が高いことが判明した。
【００１９】
図１１は、本発明の防振装置を備える外径切削用のバイトホルダの構造を示す正面図、図１２は図１１の右側面図である。
全体を符号１００で示す外径バイトホルダは、シャンク部１１０とシャンク部１１０に対して、ボルト１１３で結合されるバイトホルダ本体１２０を有する。バイトホルダ本体１２０は、外径切削用のチップＴ2を公知の態様により保持する。
【００２０】
バイトホルダ本体１２０は、本体の軸線に平行な有底穴１２６を有し、この有底穴１２６内に本発明の防振部材１５０が挿入され、キャップ部材２００により封止される。
防振部材１５０は円筒状のもので、例えば鉋金等の比重の大きな材料でつくられる。
キャップ２００は、図１２に示すように２本のボルト２１０でホルダ本体１２０に固着される。
【００２１】
図１３は防振部材１５０の説明図、図１４はキャップの断面図である。
防振部材１５０は円筒状の部材であって、ホルダ本体１２０の有底穴１２６の底面に対向する端部には、ボス部１６０が形成される。このボス部１６０はゴム材製のＯリング１８０を介して、ホルダ本体側の内径部に保持される。
この端部には、穴１６２が設けてあり、ピン１９０を介してホルダ本体側に連結されて、このピン１９０は防振部材１５０の回り止めとして機能する。
防振部材１５０の他端部には、内径部１５２とその中央に設けられるねじ穴１５４が形成される。
【００２２】
防振部材１５０の外径寸法は、ホルダ本体１２０の有底穴１２６の内径寸法に対して、約０．２ｍｍ程度小さな外径寸法に形成される。
そして、防止部材の中央には、外径寸法が約１ｍｍ程度小さな浅い溝部１５６が形成される。
【００２３】
キャップ２００は、外径部にＯリング２１２を保持する溝２０４が形成される。内径部２０５側にもＯリング１８０を保持する溝２０６が形成され、中央部にねじ穴２０２を有する。キャップ２００と防振部材１５０の間は連結部材２３０により連結されるが、連結部材と防振部材１５０の間にはＯリング１８０が配設され、キャップ２００との間にもシール材としてのＯリング２３２が設けられる。キャップ２００のねじ穴２０２に螺合するボルト２２０は、連結部材２３０を押圧してＯリング１８０に調整可能な予圧を付与する。
【００２４】
以上の構成により防振部材１５０は、軸方向の両端部を弾性材料でつくられたＯリング１８０を介して、バイトホルダ本体に支持される。
また、バイトホルダ本体の有底穴１２６と防振部材１５０の間には、直径寸法で約０．２ｍｍ程度の間隙が設けられ、さらに、防振部材の中央部には浅い溝が形成される。そして、これらの間隙には油が注入される。
そこで、防振部材１５０は、弾性部材と油を介してバイトホルダ内に支持される構造となる。この構造によって、先の実施例で説明したように、防振特性が向上し、切削加工時のビビリの発生が防止される。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の防振ツールホルダは以上のように、切削工具をとりつけたツールホルダ本体に対して、所定の範囲で遊動する防振部材を備えるとともに、ホルダ本体と防振部材の間に弾性部材と油を介在させた構造を有する。
弾性部材は、オイルシールを兼ねるＯリングが用いられ、内部に充填される油とともにダンパとして機能し、制振効果を向上させる。
【００２６】
ツールホルダがボーリングバー用のものにあっては、円筒状の防振部材をホルダ本体の外周部に嵌装する。
ツールホルダが外径切削用バイトホルダの場合には、ホルダ本体に有底穴を設けて、円柱状の防振部材を挿入する。
【００２７】
いずれのツールホルダにあっても、Ｏリングに調整可能な予圧を与える手段を備え、適切なバネ係数となる領域に設定することができる。以上の手段を備えることによって、効果的な防振ツールホルダを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る防振ボーリングバーホルダの断面図。
【図２】図１の左側面図。
【図３】図２のＣ−Ｃ断面図。
【図４】ボーリングバーホルダ本体の断面図。
【図５】図４の右側面図。
【図６】防振部材の断面図。
【図７】図６の左側面図。
【図８】本発明の作用を示す説明図。
【図９】本発明の効果を示す説明図。
【図１０】本発明の効果を示す説明図。
【図１１】本発明の他の実施例に係る外径切削用防振バイトホルダの説明図。
【図１２】図１１の右側面図。
【図１３】防振部材の説明図。
【図１４】キャップの断面図。
【符号の説明】
１  防振ボーリングバーホルダ
１０  シャンク部
２０  ホルダ本体
２２  内径部
５０  防振部材
６０  リングナット
８０  Ｏリング
１００  防振外径切削バイトホルダ
１１０  シャンク部
１２０  ホルダ本体
１２６  有底穴
１５０  防振部材
１８０  Ｏリング
２００  キャップ
２３０  連結部材
Ｔ1，Ｔ2  工具
Ａ1  油
【図１】
0003836606.tif 000002
【図２】
0003836606.tif 000003
【図３】
0003836606.tif 000004
【図４】
0003836606.tif 000005
【図５】
0003836606.tif 000006
【図６】
0003836606.tif 000007
【図７】
0003836606.tif 000008
【図８】
0003836606.tif 000009
【図９】
0003836606.tif 000010
【図１０】
0003836606.tif 000011
【図１１】
0003836606.tif 000012
【図１２】
0003836606.tif 000013
【図１３】
0003836606.tif 000014
【図１４】
0003836606.tif 000015