JP2003062735A - Damping tool - Google Patents

Damping tool

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JP2003062735A
JP2003062735A JP2002072504A JP2002072504A JP2003062735A JP 2003062735 A JP2003062735 A JP 2003062735A JP 2002072504 A JP2002072504 A JP 2002072504A JP 2002072504 A JP2002072504 A JP 2002072504A JP 2003062735 A JP2003062735 A JP 2003062735A
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vibration
tool
wall surface
hollow portion
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秀史 高橋
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B29/00Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/02Boring bars
    • B23B29/022Boring bars with vibration reducing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/003Milling-cutters with vibration suppressing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2250/00Compensating adverse effects during milling
    • B23C2250/16Damping vibrations

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress chatter by a simple structure without being affected by heat generated in cutting. SOLUTION: A hollow portion 15 is formed inside a tip end of a tool body 11. An end 17A of a weight member 17 is connected to an inside wall surface 16A at the tip end side of the hollow portion 15. A gap between the outside surface of the weight member 17 and the inside wall surface 16 of the hollow portion 15 is filled with a viscoelastic substance 18. One end 17A of the weight member 17 is made of a small-diameter rod. A tool body 11 is separable at a parting plane P, which is located at the base side of the hollow portion 15, so as to be mounted and dismounted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被削材の切削加工
時に発生する振動を抑制し得る制振工具に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration damping tool capable of suppressing vibration generated during cutting of a work material.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば鋼製アーバー等の工具本体
に、スローアウェイチップが装着されたヘッド部を取り
付け、工具本体を軸線回りに回転させつつ送りを与える
ことによって被削材を切削加工したり、ボーリングバー
等の工具本体の先端にスローアウェイチップを装着し
て、軸線回りに回転させられる被削材を切削加工したり
する。 このとき、工作機械の把持部で工具本体の基端
を片持ち支持して、スローアウェイチップの切刃で被削
材を切削加工すると、把持部から切刃までの突き出し長
さ等に由来する工具の固有振動と、切削抵抗等により工
具に加わる振動とが共振してビビリ振動が発生する。こ
のビビリ振動は、工具本体の直径Dに対する突き出し長
さLの比L/Dが大きくなるにつれてひどくなってい
き、被削材の加工面の面粗さが悪化したり、ひどい場合
には工具自体が損壊したりすることがあるので、L/D
が3〜4程度で限界値となり、例えば金型の深堀加工や
ボーリングバーによる中ぐり加工のようにL/Dを大き
くしたい場合にとくに問題となっていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a tool body such as a steel arbor is attached with a head portion having a throw-away tip attached thereto, and a work material is cut by rotating the tool body around an axis to feed the head. Or, insert a throw-away tip at the tip of the tool body such as a boring bar to cut a work material that can be rotated around its axis. At this time, if the base end of the tool body is cantilevered by the grip of the machine tool and the work material is cut with the cutting edge of the throw-away tip, this results from the protrusion length from the grip to the cutting edge, etc. Chatter vibration occurs due to resonance between the natural vibration of the tool and the vibration applied to the tool due to cutting resistance or the like. This chattering vibration becomes worse as the ratio L / D of the protrusion length L to the diameter D of the tool body becomes larger, and the surface roughness of the machined surface of the work material deteriorates, or in the worst case, the tool itself. May be damaged, so L / D
Becomes a limit value at about 3 to 4, which is a particular problem when it is desired to increase L / D, such as deep digging of a die or boring of a boring bar.

【0003】このような問題を解決するために、例え
ば、特開平11−19839号公報に開示されているよ
うに、工具本体の材質を高ヤング率材料で構成したも
の、あるいは、特開平9−94706号公報に開示され
ているように、工具本体の外周部に、その軸線方向に沿
って超硬部材をロウ付け固定したものがある。これらの
ような工具は、工具本体の剛性を高めることによって、
工具本体の固有振動数を上げて共振を生じにくくするこ
とが狙われているものであるが、L/Dが大きくなるに
つれてビビリ振動が大きくなってしまうので、根本的な
解決には至らない。
In order to solve such a problem, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-19839, the tool body is made of a material having a high Young's modulus, or Japanese Patent Laid-Open No. 9- As disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 94706, there is one in which a cemented carbide member is brazed and fixed to the outer peripheral portion of the tool body along the axial direction thereof. Tools such as these increase the rigidity of the tool body,
The purpose is to raise the natural frequency of the tool body to make it difficult for resonance to occur, but the chatter vibration increases as the L / D increases, so this is not a fundamental solution.

【0004】他の解決手段として、例えば、特開昭59
−1106号公報に開示されているように、工具本体の
内部に中空部を設け、この中空部内に、リング状をなす
2つの弾性部材によっておもり部材を弾性支持しつつ収
納し、かつ、中空部の内壁面とおもり部材との間に形成
された隙間を埋めるようにシリコーンオイル等の粘性流
体を封入したものがある。図8は、このような構成を転
削工具に用いた例を示している。工具本体100に発生
するビビリ振動は、弾性部材101,101に弾性支持
されるおもり部材102の振動を励起させ、次いで、お
もり部材102の振動が、このおもり部材102の周囲
に充填された粘性流体103に伝わり減衰されることで
工具本体100のビビリ振動が抑制されることになる。
すなわち、この工具本体100は、質量要素をなすおも
り部材102と、バネ要素をなす弾性部材101,10
1と、減衰要素をなす粘性流体103とからなる動吸振
器を備えていて、この動吸振器によって工具本体100
の振動を減衰させて吸収するようにしたものである。
As another solution, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-59
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. -1106, a hollow portion is provided inside a tool body, and a weight member is elastically supported and accommodated in the hollow portion by two elastic members having a ring shape, and the hollow portion. There is one in which a viscous fluid such as silicone oil is enclosed so as to fill a gap formed between the inner wall surface of the and the weight member. FIG. 8 shows an example in which such a configuration is used for a rolling tool. The chattering vibration generated in the tool body 100 excites the vibration of the weight member 102 elastically supported by the elastic members 101, 101, and then the vibration of the weight member 102 causes the viscous fluid filled around the weight member 102. By being transmitted to 103 and damped, chatter vibration of the tool body 100 is suppressed.
That is, the tool body 100 includes a weight member 102 that is a mass element and elastic members 101 and 10 that are spring elements.
1 and a vibrating fluid absorber 103 that constitutes a damping element. The tool body 100 is provided by this dynamic vibration absorber.
The vibration of is attenuated and absorbed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、動吸振
器の減衰要素として用いられる粘性流体103は、熱に
よる影響を受けやすく、その粘性が変化してしまうとい
う欠点があり、切削時に発生する熱が粘性流体103に
伝わってこの粘性流体103自体の温度が上昇すると、
粘性が低下して減衰効果が低下し、ビビリ振動を抑制し
きれないおそれがある。しかも、このような粘性流体を
工具本体の内部に密封してこぼれ出ないようにするため
の密封構造が必要になり、工具本体100の構成が複雑
にならざるを得ない。さらに、おもり部材102が弾性
部材101,101に支持された構成であるため、この
ような動吸振器を備える工具本体100を転削工具とし
て用いた場合には、工具本体100の回転に伴いおもり
部材102の偏心が生じてしまうので、回転速度を下げ
る必要が生じる必要があるなど、転削工具として用いる
には不向きであるといった問題もある。
However, the viscous fluid 103 used as the damping element of the dynamic vibration absorber has a drawback that it is easily affected by heat and its viscosity changes, so that the heat generated during cutting is generated. When the temperature of the viscous fluid 103 itself is increased by being transmitted to the viscous fluid 103,
There is a risk that the viscosity will decrease and the damping effect will decrease, and chatter vibration cannot be suppressed completely. In addition, a sealing structure for sealing such a viscous fluid inside the tool body to prevent the viscous fluid from spilling is required, and the configuration of the tool body 100 is inevitably complicated. Further, since the weight member 102 is supported by the elastic members 101, 101, when the tool body 100 including such a dynamic vibration reducer is used as a rolling tool, the weight body is rotated with the rotation of the tool body 100. Since the eccentricity of the member 102 occurs, it is necessary to reduce the rotation speed, which is not suitable for use as a rolling tool.

【0006】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、切削加工時の熱による影響を受けることなく簡易な
構成でビビリ振動を抑制することができ、工具本体の直
径Dに対する突き出し長さLの比L/Dをより大きくと
ることのできる制振工具を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and can suppress chatter vibration with a simple structure without being affected by heat during cutting, and the protrusion length with respect to the diameter D of the tool body. An object of the present invention is to provide a vibration damping tool capable of increasing the ratio L / D of L to a larger value.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決して、
このような目的を達成するために、本発明は、先端部に
被削材を加工する加工手段が設けられる工具本体の内部
に中空部が形成され、該中空部の内壁面におもり部材の
一端が連結されるとともに、前記おもり部材の連結部分
を除く他の部分と前記中空部の内壁面との間に隙間が設
けられ、かつ、この隙間の少なくとも一部に粘弾性体が
充填されており、前記おもり部材と前記粘弾性体とによ
って動吸振器が構成されて、前記工具本体の振動を減衰
させて吸収するようにしたことを特徴とする。このよう
な構成としたことにより、被削材の切削加工時に工具本
体にビビリ振動が発生すると、動吸振器の質量要素及び
バネ要素をなすおもり部材が、中空部の内壁面に連結さ
れた一端を固定端として工具本体の振動に対して略逆位
相の振動を行う。このおもり部材の振動は、おもり部材
と中空部の内壁面との隙間に充填された減衰要素をなす
粘弾性体に伝わって減衰され、最終的にはおもり部材の
振動エネルギーが漸次熱エネルギーに変換されて散逸す
ることでビビリ振動が抑制される。ここで、動吸振器に
おける減衰要素として粘弾性体を用いたことにより、粘
性流体よりも少量で高い減衰効果を得ることができ、か
つ、切削時に発生する熱による影響を受けるおそれがな
く、設計段階での減衰性能を安定して維持でき、しか
も、粘弾性体を密封するための密封構造が必要となら
ず、簡易な構成の動吸振器を得ることができる。また、
おもり部材の一端が中空部の内壁面に連結されて、工具
本体と一体構造とされているため、本発明を転削工具に
適用したとしても、質量が偏心したままの状態となるお
それがない。
[Means for Solving the Problems] By solving the above problems,
In order to achieve such an object, according to the present invention, a hollow portion is formed inside a tool body in which a processing means for processing a work material is provided at a tip portion, and one end of a weight member is formed on an inner wall surface of the hollow portion. And a gap is provided between the inner wall surface of the hollow portion and the other portion of the weight member other than the connecting portion, and at least a part of this gap is filled with a viscoelastic body. A dynamic vibration absorber is configured by the weight member and the viscoelastic body, and the vibration of the tool body is attenuated and absorbed. With such a structure, when chatter vibration occurs in the tool body during cutting of the work material, the weight member forming the mass element and the spring element of the dynamic vibration reducer is connected to the inner wall surface of the hollow portion at one end. With the fixed end as a fixed end, a vibration having a substantially opposite phase to the vibration of the tool body is performed. The vibration of the weight member is transmitted to and damped by a viscoelastic body that is a damping element filled in the gap between the weight member and the inner wall surface of the hollow portion, and finally the vibration energy of the weight member is gradually converted into heat energy. The chatter vibration is suppressed by being dissipated and dissipated. Here, by using a viscoelastic body as a damping element in the dynamic vibration absorber, a high damping effect can be obtained with a smaller amount than a viscous fluid, and there is no risk of being affected by heat generated during cutting, It is possible to obtain a dynamic vibration absorber having a simple structure, which can stably maintain the damping performance in stages and does not require a sealing structure for sealing the viscoelastic body. Also,
Since one end of the weight member is connected to the inner wall surface of the hollow portion and has an integrated structure with the tool body, even if the present invention is applied to a rolling tool, there is no possibility that the mass will remain eccentric. .

【0008】このとき、前記おもり部材の一端は、前記
中空部の先端側あるいは基端側の内壁面に連結されてい
ることを特徴とする。ビビリ振動は、工具本体の軸線に
直交する方向の振動が主たる振動であることから、おも
り部材が中空部の先端側あるいは基端側の内壁面に連結
されることにより、軸線に直交する方向に振動しやすく
なり、制振効果を増大することができる。
At this time, one end of the weight member is connected to the inner wall surface of the hollow portion on the tip side or the base end side. Since chatter vibration is mainly vibration in the direction orthogonal to the axis of the tool body, the weight member is connected to the inner wall surface of the hollow portion at the distal end side or the proximal end side, so that the chattering vibration occurs in the direction orthogonal to the axis line. It becomes easy to vibrate, and the damping effect can be increased.

【0009】さらに、このとき、前記おもり部材の前記
内壁面に連結された一端と反対側の他端も前記内壁面に
連結されていることを特徴とする。このような構成とす
ると、おもり部材が両端で工具本体に固定されることに
なり、この両端を固定端として中央部が振動の腹となる
振動を行う。この振動モードは、固定された一端が振動
の節となり、自由端が振動の腹となる振動よりも高次の
振動モードであり、高い振動数のビビリ振動に共振して
高次のビビリ振動を効果的に抑制する。
Further, at this time, one end of the weight member connected to the inner wall surface and the other end opposite to the one end are also connected to the inner wall surface. With such a configuration, the weight member is fixed to the tool body at both ends, and vibration is generated with the both ends being fixed ends and the center being an antinode of vibration. This vibration mode is a higher-order vibration mode than the vibration in which one fixed end serves as a node of vibration and the free end serves as an antinode of vibration, and the higher-order chatter vibration is generated by resonating with chatter vibration of high frequency. Suppress effectively.

【0010】また、前記おもり部材の一端は、前記中空
部の先端側の内壁面に連結され、かつ、前記おもり部材
の前記内壁面に連結された一端と反対側の他端には、該
おもり部材の内部をくり抜くようにして穴部が形成され
ていることを特徴とする。このような構成とすると、中
空部の先端側の内壁面に連結されたおもり部材の一端と
反対側の他端に、その内部がくり抜ぬかれるように穴部
が形成されているため、おもり部材の重心が、工具本体
の先端側、すなわち、ビビリ振動の振幅の大きい工具本
体の先端側に寄ることになるので、ビビリ振動を抑制す
る効果を高くすることができる。また、一方で、おもり
部材に穴部を形成することにより、穴部が形成されない
同じ質量のおもり部材と比較して、その外周面の表面積
が大きくなることになり、粘弾性体を充填する隙間を十
分に確保できるので、減衰効果が足りない場合には、粘
弾性体をより多く充填することでこれに対応できる。
Further, one end of the weight member is connected to the inner wall surface of the hollow portion at the front end side, and the other end of the weight member opposite to the one end connected to the inner wall surface is provided with the weight member. It is characterized in that the hole is formed by hollowing out the inside of the member. With such a configuration, a hole is formed at the other end on the opposite side to the one end of the weight member connected to the inner wall surface on the distal end side of the hollow portion so that the inside thereof is hollowed out, so that the weight Since the center of gravity of the member is closer to the tip end side of the tool body, that is, the tip end side of the tool body having a large amplitude of chatter vibration, the effect of suppressing chatter vibration can be enhanced. On the other hand, by forming a hole in the weight member, the surface area of the outer peripheral surface of the weight member becomes larger than that of a weight member of the same mass in which the hole is not formed. Therefore, if the damping effect is insufficient, this can be dealt with by filling the viscoelastic body with a larger amount.

【0011】このとき、前記工具本体は、前記穴部内ま
で到達する軸部を有していて、前記粘弾性体が、少なく
とも、前記軸部と前記穴部との間に設けられる隙間の一
部に充填されていることを特徴とする。ビビリ振動に共
振して振動するおもり部材の振幅は、連結された一端か
ら離れるにしたがい大きくなるので、このように、振幅
の大きいおもり部材の他端に形成された穴部に減衰要素
をなす粘弾性体が充填されていると、熱に変換させられ
るビビリ振動の振動エネルギーが多くなるので、少量の
粘弾性体でも高い制振効果を得ることが可能となる。
At this time, the tool main body has a shaft portion that reaches the inside of the hole portion, and the viscoelastic body is at least part of a gap provided between the shaft portion and the hole portion. It is filled with. The amplitude of the weight member that resonates with the chatter vibration increases as the distance from the connected one end increases.Therefore, in this way, the viscous member forming the damping element in the hole formed at the other end of the weight member with the large amplitude is a viscous component. When the elastic body is filled, the vibration energy of chatter vibration converted into heat increases, so that a high damping effect can be obtained even with a small amount of viscoelastic body.

【0012】また、前記中空部は、前記先端部から前記
工具本体の軸線方向に延在するように形成されているこ
とを特徴とする。このような構成とすると、ビビリ振動
の振幅が大きくなる工具の先端部に、おもり部材及び粘
弾性体からなる動吸振器を備えていることになり、工具
本体の先端部で制振力が効果的に働くようにして、ビビ
リ振動を効果的に抑制することができる。
Further, the hollow portion is formed so as to extend from the tip end portion in the axial direction of the tool body. With such a configuration, the tip of the tool where the amplitude of chatter vibration becomes large is equipped with a dynamic vibration absorber consisting of a weight member and a viscoelastic body, and the damping force is effective at the tip of the tool body. It is possible to effectively suppress chattering vibrations.

【0013】また、前記おもり部材の一端は、小径の軸
部をなしていることを特徴とする。このような構成とす
ると、おもり部材の一端である小径の軸部でたわみを生
じて、おもり部材の振動が励起されやすくなり、しか
も、動吸振器における固有振動数の設定を容易、かつ、
広いレンジで行うことができ、さまざまな固有振動数を
有する工具本体に本発明を適用することが可能となる。
Further, one end of the weight member is characterized by forming a shaft portion having a small diameter. With such a configuration, the small-diameter shaft portion that is one end of the weight member causes bending, and the vibration of the weight member is easily excited, and moreover, the natural frequency of the dynamic vibration absorber is easily set, and,
The present invention can be applied to a tool body having a wide range and having various natural frequencies.

【0014】また、前記工具本体が、前記中空部よりも
基端側で着脱自在に分割可能とされていることを特徴と
する。このような構成とすると、動吸振器が内蔵された
工具本体の先端側部分を取り外し、工具本体の基端側部
分に直接加工手段を取り付けることで、突き出し長さの
短い工具として利用することができる。
Further, the tool main body is detachably separable on the base end side with respect to the hollow portion. With such a configuration, the tip side part of the tool body with the built-in dynamic vibration absorber can be removed, and the machining means can be directly attached to the base end side part of the tool body to be used as a tool with a short protruding length. it can.

【0015】また、前記おもり部材が、高密度材料で構
成されていることを特徴とする。このような構成とする
と、おもり部材の質量を確保したまま、その大きさを小
さくすることが可能となるので、これに伴い、工具本体
に形成すべき中空部の大きさを小さくすることができ、
工具本体の剛性を高く保つことができる。
The weight member is made of a high-density material. With such a configuration, it is possible to reduce the size of the weight member while ensuring the mass of the weight member. Accordingly, it is possible to reduce the size of the hollow portion to be formed in the tool body. ,
The rigidity of the tool body can be kept high.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付し
た図面を参照しながら説明する。図1(a)は本発明の
第1実施形態による制振工具の一部破断側面図、(b)
は(a)におけるA−A線断面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1A is a partially cutaway side view of a vibration damping tool according to a first embodiment of the present invention, FIG.
FIG. 7A is a sectional view taken along line AA in (a).

【0017】本第1実施形態による制振工具10は、図
1に示すように、例えば鋼からなり、その基端が工作機
械の把持部に片持ち支持されて、軸線O回りに回転させ
られる略円柱状をなす工具本体11と、ヘッド本体12
の先端外周に複数のスローアウェイチップ13…が装着
されたヘッド部14(加工手段)とを主として構成され
る転削工具である。ヘッド部14は、図1に示すよう
に、スローアウェイチップ13…の切刃が制振工具10
の先端側及び外周側に突出するように、図示せぬ連結ね
じによって、工具本体11の先端部に軸線Oと同軸で着
脱自在に取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the vibration damping tool 10 according to the first embodiment is made of, for example, steel, and its base end is cantilevered by a grip portion of a machine tool and is rotated about an axis O. A tool body 11 and a head body 12 having a substantially cylindrical shape
Is a rolling tool mainly composed of a head portion 14 (machining means) having a plurality of throw-away tips 13 ... In the head portion 14, as shown in FIG. 1, the cutting edge of the throw-away tip 13 ...
Is attached to the tip of the tool main body 11 coaxially with the axis O so as to be detachable by a connecting screw (not shown) so as to project to the tip side and the outer peripheral side.

【0018】このヘッド部14が設けられる工具本体1
1の先端部の内部には、この先端部から工具本体11の
軸線O方向に沿って延在するように略円柱状の中空部1
5が形成されている。そして、中空部15内には、工具
本体11と同じ鋼からなり、中空部15の内径よりも小
さい外径をもつ略円柱状のおもり部材17が、中空部1
5の内壁面16と隙間を介して収納されており、かつ、
おもり部材17の軸線方向の一端17Aが、中空部15
の内壁面16における先端側の内壁面16Aに連結され
て、おもり部材17が工具本体11と一体構造となって
いる。なお、おもり部材17は、その軸線が、工具本体
11の軸線Oと同軸となるように連結されている。
Tool body 1 provided with the head portion 14
In the inside of the tip portion of No. 1, a hollow portion 1 having a substantially columnar shape so as to extend from the tip portion in the direction of the axis O of the tool body 11.
5 is formed. Then, in the hollow portion 15, a substantially cylindrical weight member 17 made of the same steel as the tool body 11 and having an outer diameter smaller than the inner diameter of the hollow portion 15 is provided.
It is stored through a gap with the inner wall surface 16 of 5, and
One end 17A in the axial direction of the weight member 17 has a hollow portion 15
The weight member 17 is connected to the inner wall surface 16 </ b> A on the tip side of the inner wall surface 16 and has a structure integral with the tool body 11. The weight member 17 is connected such that its axis is coaxial with the axis O of the tool body 11.

【0019】そして、おもり部材17の内壁面16Aに
連結される一端17Aの連結部分を除いた他の部分と、
中空部15の内壁面16との間に形成される隙間の少な
くとも一部に粘弾性体18が充填されており、本実施形
態においては、おもり部材17と内壁面16との間に形
成された隙間すべてに粘弾性体18が充填されている。
And, other than the connecting portion of one end 17A connected to the inner wall surface 16A of the weight member 17,
At least a part of the gap formed between the hollow portion 15 and the inner wall surface 16 is filled with the viscoelastic body 18, and in the present embodiment, it is formed between the weight member 17 and the inner wall surface 16. The viscoelastic body 18 is filled in all the gaps.

【0020】この粘弾性体18の物性としては、ヤング
率(速度50mm/min標準硬度品を使用)が100
0〔kPa〕以下、JIS K 2207に規定される
針入度(硬度)が20〜300〔1/10mm〕、JI
S K 6251に規定される引張強度が1〜4000
〔kPa〕、JIS K 6251に規定される伸びが
50〜800〔%〕の範囲のものが適しており、より好
ましくは、ヤング率が100〔kPa〕以下、針入度が
100〜180〔1/10mm〕、引張強度が1〜10
0〔kPa〕、伸びが200〜400〔%〕の範囲のも
のが適している。そして、本実施形態においては、ヤン
グ率が13〔kPa〕、針入度が150〔1/10m
m〕、引張強度が30〔kPa〕、伸びが340〔%〕
である粘弾性体18が用いられている。
As the physical properties of the viscoelastic body 18, Young's modulus (using a standard hardness product of speed 50 mm / min) is 100.
0 [kPa] or less, the penetration (hardness) specified by JIS K 2207 is 20 to 300 [1/10 mm], JI
Tensile strength specified by SK 6251 is 1 to 4000
[KPa], the elongation defined by JIS K 6251 in the range of 50 to 800 [%] is suitable, and more preferably the Young's modulus is 100 [kPa] or less and the penetration is 100 to 180 [1]. / 10 mm], and the tensile strength is 1 to 10
A material having an elongation of 0 [kPa] and an elongation of 200 to 400 [%] is suitable. In this embodiment, the Young's modulus is 13 [kPa] and the penetration is 150 [1/10 m].
m], tensile strength 30 [kPa], elongation 340 [%]
The viscoelastic body 18 is used.

【0021】ここで、中空部15は、工具本体11の先
端から基端側に向けて軸線Oと同軸の穴が穿設され、か
つ、粘弾性体18が巻き付けられたおもり部材17が取
り付けられた基板19を用いて、例えばネジ止めやロウ
付け等によりこの穴を塞ぐことによって形成されるもの
である。したがって、工具本体11は、おもり部材17
及び粘弾性体18を内蔵した状態で単独に一体として取
り扱えるようになっている。このとき、基板19のおも
り部材17に巻き付ける粘弾性体18の厚みは、このお
もり部材17及び粘弾性体18が中空部15内に収納さ
れたときに、おもり部材17の外周面と中空部15の内
壁面16との間に形成される隙間の厚みよりもわずかに
大きくされている。すなわち、おもり部材17及び粘弾
性体18が中空部15内に収納されたときに、粘弾性体
18がわずかに圧縮されている状態となっている。
Here, in the hollow portion 15, a hole coaxial with the axis O is bored from the tip of the tool body 11 toward the base end side, and a weight member 17 around which a viscoelastic body 18 is wound is attached. The substrate 19 is used to close the hole by, for example, screwing or brazing. Therefore, the tool body 11 has the weight member 17
In addition, the viscoelastic body 18 is incorporated and can be handled as a single unit. At this time, the thickness of the viscoelastic body 18 wound around the weight member 17 of the substrate 19 is such that when the weight member 17 and the viscoelastic body 18 are housed in the hollow portion 15, the outer peripheral surface of the weight member 17 and the hollow portion 15 are different from each other. It is slightly larger than the thickness of the gap formed between the inner wall surface 16 and the inner wall surface 16. That is, when the weight member 17 and the viscoelastic body 18 are housed in the hollow portion 15, the viscoelastic body 18 is slightly compressed.

【0022】さらにまた、工具本体11が、中空部15
よりも基端側に位置し、軸線Oに直交する分割面Pを境
にして、中空部15を含む先端側部分11Aと基端側部
分11Bとに分割可能かつ着脱自在となるように形成さ
れている。先端側部分11Aの分割面Pには、軸線Oに
直交する方向に断面方形のキー部PAが形成されるとと
もに、基端側部分11Bの分割面Pにはやはり軸線Oに
直交する方向に上記キー部PAが嵌合可能なキー溝PB
が形成されているものであり、先端側部分11Aは、キ
ー部PAをキー溝PBに嵌合させた上で、例えば取付ボ
ルトによって基端側部分11Bに強固に一体化されてい
る。
Furthermore, the tool body 11 has a hollow portion 15
It is formed so as to be separable and detachable from the distal end side portion 11A including the hollow portion 15 and the proximal end side portion 11B with the dividing surface P orthogonal to the axis O as a boundary. ing. A key portion PA having a rectangular cross section is formed on the division surface P of the distal end side portion 11A in a direction orthogonal to the axis O, and the division surface P of the base end side portion 11B is also formed in the direction orthogonal to the axis O. Key groove PB into which key PA can be fitted
The front end side portion 11A is firmly integrated with the base end side portion 11B by, for example, a mounting bolt after the key portion PA is fitted into the key groove PB.

【0023】本第1実施形態による制振工具10は、上
述の構成を備えており、次にその作用を説明する。ヘッ
ド部14が先端部に装着された工具本体11は、その基
端にて工作機械の把持部に片持ち支持される。ここで、
おもり部材17が工具本体11に同軸で一体となるよう
に片端固定されているため、工具本体11を回転させて
も偏心したままの状態にはならず、切削加工時における
制振工具10の回転の際、安定した回転状態が維持され
る。
The vibration damping tool 10 according to the first embodiment has the above-mentioned structure, and its operation will be described below. The tool body 11 having the head portion 14 attached to the tip portion is cantilevered by the grip portion of the machine tool at the base end thereof. here,
Since the weight member 17 is fixed at one end so as to be coaxial and integrated with the tool body 11, even if the tool body 11 is rotated, it does not remain in an eccentric state, and the vibration damping tool 10 rotates during cutting. At that time, a stable rotation state is maintained.

【0024】こうして、スローアウェイチップ13…の
切刃が被削材に向かって軸線O方向の先端側に向かう送
りを与えられて切削加工を開始すると、切削抵抗により
工具本体11の軸線O方向に直交する方向にビビリ振動
が発生してしまう。このとき、中空部15の先端側の内
壁面16Aに連結されたおもり部材17が共振して、そ
の連結された一端17Aを固定端として軸線Oに直交す
る方向に、工具本体11の振動と略逆位相の振動を開始
する。
In this way, when the cutting edge of the throw-away tip 13 ... Is fed to the work material toward the tip side in the direction of the axis O and the cutting process is started, the cutting resistance causes the cutting force in the direction of the axis O of the tool body 11. Chatter vibration occurs in the orthogonal direction. At this time, the weight member 17 connected to the inner wall surface 16A on the front end side of the hollow portion 15 resonates, and the one end 17A connected to the weight member 17 serves as a fixed end in the direction orthogonal to the axis O and the vibration of the tool main body 11 is substantially eliminated. Start vibration in opposite phase.

【0025】そうすると、おもり部材17の振動は、お
もり部材17と中空部15の内壁面16との間に充填さ
れた粘弾性体18に伝わって減衰させられ、最終的に
は、このビビリ振動のエネルギーを漸次熱エネルギーに
変換して散逸することで、工具本体11のビビリ振動が
抑制される。すなわち、本第1実施形態においては、制
振工具10がその工具本体11の内部に、質量要素及び
バネ要素をなすおもり部材17と、減衰要素をなす粘弾
性体18とによって構成される動吸振器を備えていて、
この動吸振器によりビビリ振動を減衰させて吸収するよ
うにしたものである。
Then, the vibration of the weight member 17 is transmitted to the viscoelastic body 18 filled between the weight member 17 and the inner wall surface 16 of the hollow portion 15 to be damped, and finally the vibration of the chattering vibration is caused. By gradually converting the energy into heat energy and dissipating the heat energy, chatter vibration of the tool body 11 is suppressed. That is, in the first embodiment, the vibration damping tool 10 includes a tool body 11 in which a dynamic vibration absorbing member including a weight member 17 as a mass element and a spring element and a viscoelastic body 18 as a damping element is provided. Equipped with
The dynamic vibration absorber is used to damp and absorb chatter vibration.

【0026】ここで、上記のような動吸振器の設計に際
しては、以下の式を満たすように調整される。動吸振器
の固有振動数ω(おもり部材の固有振動数)について
は、 ω/Ω=1/(1+μ) Ω:工具本体の固有振動数 μ:等価質量比(=m/M) M:工具本体の等価質量 m:動吸振器の等価質量(おもり部材の等価質量) を満たすように設定され、 また、動吸振器の減衰係数Cについては、 C=Cc×(3μ/(8(1+μ)3))1/2 (Cc
=2(mk)1/2) k:動吸振器のバネ定数(おもり部材のバネ定数) を満たすように設定される。動吸振器における固有振動
数ω及び減衰係数Cの調整は、おもり部材17の大きさ
及び形状を変化させたり、粘弾性体18の量を変化させ
ることにより調整でき、上記の式を満たすように設計さ
れた動吸振器によれば、すべての外力に対して振動を効
果的に抑制する働きをもつことができる。なお、粘弾性
体18の減衰係数Cを大きくして減衰効果を高めるため
に、粘弾性体18の厚みを増やしていったとしても、あ
る程度で飽和してしまうことになるので、粘弾性体18
の減衰係数Cを大きくして減衰効果を高める場合には、
おもり部材17に接触する粘弾性体18の面積を増やす
ようにしていけばよい。
Here, in designing the dynamic vibration reducer as described above, adjustment is made so as to satisfy the following equation. Regarding the natural frequency ω of the dynamic vibration absorber (natural frequency of the weight member), ω / Ω = 1 / (1 + μ) Ω: Natural frequency of the tool body μ: Equivalent mass ratio (= m / M) M: Tool Equivalent mass m of the main body is set to satisfy the equivalent mass of the dynamic vibration absorber (equivalent mass of the weight member), and the damping coefficient C of the dynamic vibration absorber is C = Cc × (3μ / (8 (1 + μ) 3 )) 1/2 (Cc
= 2 (mk) 1/2 ) k: The spring constant of the dynamic vibration absorber (the spring constant of the weight member) is set to satisfy. The natural frequency ω and the damping coefficient C of the dynamic vibration absorber can be adjusted by changing the size and shape of the weight member 17 or the amount of the viscoelastic body 18, so that the above equation is satisfied. According to the designed dynamic vibration absorber, it is possible to effectively suppress the vibration against all external forces. Even if the thickness of the viscoelastic body 18 is increased to increase the damping effect by increasing the damping coefficient C of the viscoelastic body 18, the viscoelastic body 18 will be saturated to some extent.
To increase the damping effect by increasing the damping coefficient C of
The area of the viscoelastic body 18 in contact with the weight member 17 may be increased.

【0027】本第1実施形態の制振工具10によれば、
おもり部材17が工具本体11のビビリ振動と略逆位相
の振動を行うとともに、粘弾性体18がその振動を減衰
させて吸収するので、ビビリ振動を抑制することができ
る。それゆえ、工具本体11の直径Dに対する突き出し
長さLの比L/Dを大きくとったとしても、加工面の面
粗さの悪化や、工具本体11の損壊が生じることがな
く、例えば、L/Dがより大きく設定される金型の深堀
加工などでも不具合を生じることがない。
According to the vibration damping tool 10 of the first embodiment,
The weight member 17 vibrates in a phase substantially opposite to the chatter vibration of the tool body 11, and the viscoelastic body 18 attenuates and absorbs the vibration, so chatter vibration can be suppressed. Therefore, even if the ratio L / D of the protrusion length L to the diameter D of the tool body 11 is increased, the surface roughness of the machined surface is not deteriorated and the tool body 11 is not damaged. Even if deep digging of a die in which / D is set to a larger value, no problem occurs.

【0028】また、このビビリ振動は、工具本体11の
先端側に向かうにしたがい振幅が大きくなり、かつ、工
具本体11の軸線Oに直交する方向での振動が主たる振
動であるが、これに対して、工具本体11の先端部の内
部に中空部15が形成されて動吸振器が内蔵され、しか
も、おもり部材17の一端17Aが中空部15の先端側
の内壁面16Aに軸線Oと同軸に連結されて、軸線Oに
直交する方向におもり部材17が振動しやすくなってい
ることから、ビビリ振動の振幅の大きいヘッド部14近
傍(先端部)においてこのビビリ振動を効果的に抑制す
ることができる。
Further, this chattering vibration has a large amplitude as it goes toward the tip side of the tool body 11, and the vibration in the direction orthogonal to the axis O of the tool body 11 is the main vibration. Then, the hollow portion 15 is formed inside the tip portion of the tool body 11 and the dynamic vibration absorber is built in, and furthermore, one end 17A of the weight member 17 is coaxial with the axis O on the inner wall surface 16A on the tip end side of the hollow portion 15. Since the weight member 17 is connected and is easily vibrated in the direction orthogonal to the axis O, the chattering vibration can be effectively suppressed in the vicinity of the head portion 14 (the tip end) where the amplitude of the chattering vibration is large. it can.

【0029】そして、動吸振器における減衰要素として
粘弾性体18を用いたことにより、粘性流体よりも少量
で高い減衰効果を得ることができ、かつ、切削加工時に
発生する熱による影響を受けるおそれがないので、設計
段階での動吸振器の減衰性能を安定して維持できること
となる。さらに、粘性流体を用いた場合のように、その
酸化防止対策やこぼれ出ないようにするための密封構造
が必要となることがなく、簡略な構成の制振工具10を
得ることができる。
By using the viscoelastic body 18 as the damping element in the dynamic vibration reducer, a high damping effect can be obtained with a smaller amount than the viscous fluid, and it may be affected by heat generated during cutting. Therefore, the damping performance of the dynamic vibration absorber at the design stage can be stably maintained. Further, unlike the case where the viscous fluid is used, the anti-oxidation measure and the sealing structure for preventing spillage are not required, and the vibration damping tool 10 having a simple structure can be obtained.

【0030】また、おもり部材17の一端17Aが中空
部15の先端側の内壁面16Aに工具本体11と同軸に
連結されて、おもり部材17と工具本体11とが一体構
造となっているので、転削工具とされた第1実施形態に
よる制振工具10を軸線O回りに回転させたとしても、
その遠心力によっておもり部材17が偏心したままの状
態にはならず、安定した回転状態を維持することができ
る。
Further, since one end 17A of the weight member 17 is coaxially connected to the inner wall surface 16A of the hollow portion 15 on the tip side of the hollow body 15, the weight member 17 and the tool body 11 have an integral structure. Even if the vibration damping tool 10 according to the first embodiment, which is a rolling tool, is rotated around the axis O,
Due to the centrifugal force, the weight member 17 does not remain in an eccentric state, and a stable rotating state can be maintained.

【0031】さらに、本第1実施形態においては、工具
本体11が、分割面Pにて、中空部15を有する先端側
部分11Aと、基端側部分11Bとに分割可能とされて
いて、それらが着脱自在となっていることから、L/D
を大きくとる必要がない場合には、中空部15を有する
先端側部分11A、すなわち、動吸振器を備える先端側
部分11Aを取り外した後、基端側部分11Bに対して
ヘッド部14を直接装着することによって対応できる。
これにより、工具本体11の基端を工作機械の把持部か
ら取り外すことなく、突き出し長さを変更することが可
能となる。なお、このような場合には、L/Dが大きく
ならないので、ビビリ振動が生じることがなく、動吸振
器が備わっていなくても問題とはならない。
Further, in the first embodiment, the tool main body 11 is dividable at the dividing plane P into a distal end side portion 11A having a hollow portion 15 and a proximal end side portion 11B. L / D because it is removable
When it is not necessary to take a large value, the head portion 14 is directly attached to the base end portion 11B after removing the tip end portion 11A having the hollow portion 15, that is, the tip end portion 11A including the dynamic vibration absorber. Can be dealt with.
As a result, the protruding length can be changed without removing the base end of the tool body 11 from the grip of the machine tool. In such a case, since L / D does not increase, chatter vibration does not occur, and there is no problem even if the dynamic vibration absorber is not provided.

【0032】次に、本発明の第2実施形態を説明する
が、上述した第1実施形態と同様の部分には同一の符号
を用いてその説明を省略する。図2は、本第2実施形態
による制振工具の一部破断側面図である。第2実施形態
による制振工具20は、図2に示すように、おもり部材
17の一端17Aが、工具本体11の軸線Oと同軸とな
る小径の軸部を呈しており、この小径の軸部を呈する一
端17Aによって、おもり部材17が中空部15の先端
側の内壁面16Aに連結されているものである。なお、
この制振工具20では、粘弾性体18が、おもり部材1
7の一端17Aを除く円筒状の外周面と中空部15の内
壁面16との間に充填されているが、動吸振器の設計に
応じて充填される量を減らしたり、他の隙間に充填して
もよい。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. FIG. 2 is a partially cutaway side view of the vibration damping tool according to the second embodiment. In the vibration damping tool 20 according to the second embodiment, as shown in FIG. 2, one end 17A of the weight member 17 has a small-diameter shaft portion that is coaxial with the axis O of the tool body 11, and the small-diameter shaft portion. The weight member 17 is connected to the inner wall surface 16A on the tip side of the hollow portion 15 by the one end 17A having the shape. In addition,
In the vibration damping tool 20, the viscoelastic body 18 is the weight member 1
7 is filled between the outer peripheral surface of the cylinder except the one end 17A and the inner wall surface 16 of the hollow portion 15, but the filling amount is reduced or other gaps are filled depending on the design of the dynamic vibration absorber. You may.

【0033】このような制振工具20によれば、おもり
部材17の一端17Aである小径の軸部でたわみを生じ
やすく、おもり部材17の振動が励起されやすくなる。
しかも、動吸振器における固有振動数ω、すなわち、等
価質量m及びバネ定数kの設定が容易、かつ、広いレン
ジで行うことができるので、さまざまな固有振動数Ωを
有する工具本体11に対して、ビビリ振動を抑制する効
果を確保できることとなる。
According to such a vibration damping tool 20, bending is likely to occur at the small-diameter shaft portion which is the one end 17A of the weight member 17, and vibration of the weight member 17 is likely to be excited.
Moreover, since the natural frequency ω in the dynamic vibration absorber, that is, the equivalent mass m and the spring constant k can be easily set and can be performed in a wide range, the natural vibration frequency Ω can be applied to the tool body 11 having various natural frequencies Ω. Therefore, the effect of suppressing chatter vibration can be secured.

【0034】次に、本発明の第3実施形態による制振工
具について説明するが、上述の第1及び第2実施形態と
同様の部分には同一の符号を用いてその説明を省略す
る。図3は、本第3実施形態による制振工具の一部破断
側面図である。第3実施形態による制振工具30は、図
3に示すように、おもり部材17の一端17Aが小径の
軸部を呈するとともに中空部15の先端側の内壁面16
Aに連結固定され、かつ、上記一端17Aと反対側の他
端17Bも小径の軸部を呈するとともに中空部15の基
端側の内壁面16Bに連結固定されるているものであ
る。ここで、おもり部材17の他端17Bは、おもり部
材17及び粘弾性体18が基板19とともに中空部15
内に挿入される際、基端側の内壁面16Bに設けられた
支持穴16Cに嵌合挿入されるようになっている。
Next, a vibration damping tool according to a third embodiment of the present invention will be described. The same parts as those of the first and second embodiments described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. FIG. 3 is a partially cutaway side view of the vibration damping tool according to the third embodiment. In the vibration damping tool 30 according to the third embodiment, as shown in FIG. 3, one end 17A of the weight member 17 presents a small-diameter shaft portion and the inner wall surface 16 of the hollow portion 15 on the tip side.
The first end 17A is connected and fixed to A, and the other end 17B opposite to the one end 17A also has a small-diameter shaft portion and is also connected and fixed to the inner wall surface 16B of the hollow portion 15 on the base end side. Here, at the other end 17B of the weight member 17, the weight member 17 and the viscoelastic body 18 together with the substrate 19 are hollow portions 15
When it is inserted into the inside, it is adapted to be inserted into a support hole 16C provided in the inner wall surface 16B on the base end side.

【0035】このような制振工具30によれば、おもり
部材17の両端17A,17Bが小径の軸部で構成され
ているとともに、この両端17A,17Bにて工具本体
11と一体に連結固定されているので、工具本体11に
ビビリ振動が発生したときには、これら両端17A,1
7Bを固定端として中央部が振動の腹となるようにおも
り部材17の振動が励起される。ここで、おもり部材1
7は、その両端17A,17Bでたわみを生じやすくな
っていて振動が励起されやすい。さらに、おもり部材1
7に励起される振動モードは、固定された一端が振動の
節となり、自由端が振動の腹となる振動よりも高次の振
動モードであり、高い振動数のビビリ振動に共振して高
次のビビリ振動を効果的に抑制することが可能となる。
According to such a vibration damping tool 30, both ends 17A, 17B of the weight member 17 are constituted by a shaft portion having a small diameter, and the both ends 17A, 17B are integrally connected and fixed to the tool body 11. Therefore, when chatter vibration occurs in the tool body 11, both ends 17A, 1
The vibration of the weight member 17 is excited so that the center portion becomes the antinode of the vibration with 7B as the fixed end. Here, the weight member 1
7 is easily bent at both ends 17A and 17B, and vibration is easily excited. Furthermore, the weight member 1
The vibration mode excited in 7 is a higher-order vibration mode than a vibration in which one fixed end serves as a node of vibration and the free end serves as an antinode of vibration, and the higher-order vibration mode resonates with chatter vibration of high frequency. It is possible to effectively suppress the chattering vibration of the.

【0036】次に、本発明の第4実施形態による制振工
具を説明するが、上述の第1乃至第3実施形態と同様の
部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。図4
(a)は本第4実施形態による制振工具の一部破断側面
図、(b)は(a)におけるB−B線断面図である。第
4実施形態による制振工具40は、図4に示すように、
第2実施形態による制振工具20とほぼ同様の構成をな
しているものであり、その相違点は、おもり部材17に
おける、中空部15の先端側の内壁面16Aに連結され
る一端17Aと反対側の他端17Bに、その他端17B
の内部がくり抜かれるようにして、略円柱状をなす中空
の穴部17Cが、工具本体11の軸線Oと同軸に形成さ
れていることである。なお、この制振工具40では、粘
弾性体18が、おもり部材17の一端17Aを除く円筒
状の外周面と中空部15の内壁面16との間に充填され
ているが、動吸振器の設計に応じて充填される量を減ら
したり、他の隙間に充填してもよい。
Next, a vibration damping tool according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The same parts as those of the above-described first to third embodiments are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Figure 4
(A) is a partial fracture | rupture side view of the vibration damping tool by this 4th Embodiment, (b) is a BB sectional view taken on the line in (a). The vibration damping tool 40 according to the fourth embodiment, as shown in FIG.
The vibration damping tool 20 according to the second embodiment has substantially the same structure as that of the vibration damping tool 20. The difference is that the one end 17A of the weight member 17 is connected to the inner wall surface 16A of the hollow portion 15 on the front end side. To the other end 17B of the side, the other end 17B
That is, a hollow portion 17C having a substantially cylindrical shape is formed coaxially with the axis O of the tool body 11 so that the inside of the tool is hollowed out. In the vibration damping tool 40, the viscoelastic body 18 is filled between the cylindrical outer peripheral surface of the weight member 17 excluding the one end 17A and the inner wall surface 16 of the hollow portion 15. Depending on the design, the filling amount may be reduced or other gaps may be filled.

【0037】本第4実施形態の制振工具40によれば、
中空部15の先端側の内壁面16Aに連結されたおもり
部材17の一端17Aと反対側の他端17Bに、その内
部がくり抜ぬかれるように穴部17Cが形成されている
ため、おもり部材17の重心が、工具本体11の先端
側、すなわち、ビビリ振動の振幅の大きい工具本体11
の先端側に寄ることになるので、ビビリ振動を抑制する
効果を高めることができる。
According to the vibration damping tool 40 of the fourth embodiment,
Since the one end 17A of the weight member 17 connected to the inner wall surface 16A on the tip side of the hollow portion 15 and the other end 17B on the opposite side are formed with a hole portion 17C so that the inside thereof is hollowed out, the weight member The center of gravity of 17 is at the tip end side of the tool body 11, that is, the tool body 11 having a large amplitude of chatter vibration.
Since it is located closer to the tip end side, the effect of suppressing chatter vibration can be enhanced.

【0038】また、上述したように、粘弾性体18の減
衰係数Cを大きくして減衰効果を高めるためには、粘弾
性体18の厚みを大きくするのではなく、おもり部材1
7に接触している粘弾性体18の量を増やす方が効果的
なので、本第4実施形態のように、おもり部材17に穴
部17Cが形成されていると、おもり部材17の円筒状
の外周面の表面積を大きく確保できることとなり、これ
により、動吸振器の減衰効果が足りない場合には、粘弾
性体18をより多く充填させておもり部材の17の円筒
状の外周面に接触する面積を多くすることで対応でき
る。
Further, as described above, in order to increase the damping coefficient C of the viscoelastic body 18 to enhance the damping effect, the weight member 1 is used instead of increasing the thickness of the viscoelastic body 18.
Since it is more effective to increase the amount of the viscoelastic body 18 in contact with 7, the weight member 17 having the cylindrical shape of the weight member 17 when the hole portion 17C is formed as in the fourth embodiment. A large surface area of the outer peripheral surface can be ensured. As a result, when the damping effect of the dynamic vibration absorber is insufficient, the viscoelastic body 18 is filled more and the area of the weight member 17 in contact with the cylindrical outer peripheral surface is increased. It can be dealt with by increasing.

【0039】次に、本発明の第5実施形態による制振工
具を説明するが、上述の第4実施形態と同様の部分には
同一の符号を用いてその説明を省略する。図5は、本第
5実施形態による制振工具の一部破断側面図である。第
5実施形態による制振工具50は、図5に示すように、
工具本体11が、その中空部15の基端側の内壁面16
Bから、軸線Oと同軸に突出するとともに、おもり部材
17の他端17Bに形成された穴部17C内まで到達す
るような軸部11Cを備えている。そして、少なくと
も、この軸部11Cと穴部17Cとの間に設けられる隙
間の一部に粘弾性体18が備えられているものであり、
本実施形態においては、この軸部11Cの外周面と、穴
部17Cの内周面との間に設けられる隙間に粘弾性体1
8が充填されている。
Next, a vibration damping tool according to a fifth embodiment of the present invention will be described. The same parts as those of the above-mentioned fourth embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. FIG. 5 is a partially cutaway side view of the vibration damping tool according to the fifth embodiment. The vibration damping tool 50 according to the fifth embodiment, as shown in FIG.
The tool body 11 has an inner wall surface 16 on the base end side of the hollow portion 15.
The shaft portion 11C is provided so as to project coaxially with the axis O from B and reach the inside of a hole portion 17C formed in the other end 17B of the weight member 17 as well. Then, at least a part of the gap provided between the shaft portion 11C and the hole portion 17C is provided with the viscoelastic body 18,
In the present embodiment, the viscoelastic body 1 is provided in the gap provided between the outer peripheral surface of the shaft portion 11C and the inner peripheral surface of the hole portion 17C.
8 is filled.

【0040】このような制振工具50では、減衰要素を
なす粘弾性体18が、おもり部材17の穴部17C内に
わずかに存在するのみである。しかしながら、ビビリ振
動に共振して振動するおもり部材17の振幅は、工具本
体11に連結された一端17Aから離れるにしたがい大
きくなるので、振幅の大きいおもり部材17の他端17
Bに形成された穴部17C内に存在する粘弾性体18
は、その圧縮される割合が大きく、それゆえ、熱に変換
させられるビビリ振動のエネルギーが多くなるので、本
第5実施形態のように少量の粘弾性体18でも十分な制
振効果を得ることが可能となる。
In such a vibration damping tool 50, the viscoelastic body 18 forming the damping element is slightly present in the hole portion 17C of the weight member 17. However, since the amplitude of the weight member 17 that resonates with the chatter vibration increases as the distance from the one end 17A connected to the tool body 11 increases, the other end 17 of the weight member 17 having the large amplitude is increased.
Viscoelastic body 18 present in hole 17C formed in B
Has a large compression ratio, and therefore the energy of the chattering vibration converted into heat is large, so that a sufficient damping effect can be obtained even with a small amount of the viscoelastic body 18 as in the fifth embodiment. Is possible.

【0041】次に、本発明の第6実施形態による制振工
具を説明するが、上述の第1乃至第5実施形態と同様の
部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。図6
は、本第6実施形態による制振工具の一部破断側面図で
ある。第6実施形態による制振工具60は、図6に示す
ように、第2実施形態による制振工具20とほぼ同様の
構成をなしているものであり、その相違点は、おもり部
材17が、密度が7.9g/cm3以上の高密度材料4
1、例えば密度が18g/cm3程度とされるヘビーメ
タルによって構成されていることを特徴とする。詳述す
ると、おもり部材17が、鋼からなる小径の軸部42の
周囲に、ヘビーメタルからなる高密度材料41を巻き付
けたような構成をなすものであり、その小径の軸部42
で高密度材料41が巻き付けられていない部分が、中空
部15の先端側の内壁面16Aに連結される一端17A
となる。
Next, a vibration damping tool according to a sixth embodiment of the present invention will be described. The same parts as those of the above-described first to fifth embodiments are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Figure 6
[FIG. 11] A partially cutaway side view of a vibration damping tool according to a sixth embodiment. As shown in FIG. 6, the vibration damping tool 60 according to the sixth embodiment has substantially the same structure as the vibration damping tool 20 according to the second embodiment. The difference is that the weight member 17 is High-density material with a density of 7.9 g / cm 3 or more 4
1. It is characterized by being composed of a heavy metal having a density of, for example, about 18 g / cm 3 . More specifically, the weight member 17 has a structure in which a high-density material 41 made of heavy metal is wound around a shaft 42 having a small diameter made of steel, and the shaft 42 having a small diameter is used.
At the end 17A where the portion where the high-density material 41 is not wound is connected to the inner wall surface 16A on the tip side of the hollow portion 15
Becomes

【0042】このような制振工具60によれば、おもり
部材17をすべて鋼で構成した場合と同様の質量を、こ
れより小さい体積で実現することができるので、工具本
体11に形成すべき中空部15の体積を小さくすること
が可能となり、これにより、工具本体11の剛性を高く
保って、よりビビリ振動を生じ難くすることができる。
なお、この第6実施形態においては、第2実施形態によ
る制振工具20におけるおもり部材17を高密度材料で
構成するようにしたが、例えば、第1、第3、第4、第
5実施形態におけるおもり部材17を高密度材料41で
構成するようにしてもよい。
According to such a vibration damping tool 60, the same mass as in the case where the weight member 17 is entirely made of steel can be realized with a smaller volume, so that the hollow body to be formed in the tool body 11 can be realized. It is possible to reduce the volume of the portion 15, whereby the rigidity of the tool body 11 can be kept high and chatter vibration can be made less likely to occur.
In addition, in this 6th Embodiment, although the weight member 17 in the vibration damping tool 20 by 2nd Embodiment was comprised with the high density material, for example, 1st, 3rd, 4th, 5th embodiment. The weight member 17 may be made of the high-density material 41.

【0043】以上、第1乃至第6実施形態においては、
本発明を転削工具に用いた場合について説明したが、本
発明の第7実施形態として、本発明を旋削工具に適用し
た場合を説明する。なお、上述の第1乃至第6実施形態
と同様の部分には同一の符号を用いてその説明を省略す
る。図7は、本第7実施形態による制振工具の一部破断
側面図である。
As described above, in the first to sixth embodiments,
The case where the present invention is applied to a rolling tool has been described, but a case where the present invention is applied to a turning tool will be described as a seventh embodiment of the present invention. The same parts as those in the first to sixth embodiments described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. FIG. 7 is a partially cutaway side view of the vibration damping tool according to the seventh embodiment.

【0044】第7実施形態による制振工具70は、図7
に示すように、例えば鋼からなり、その基端が工作機械
の把持部に片持ち支持される略円柱状をなす工具本体5
1と、ヘッド本体52の先端角部にスローアウェイチッ
プ53が装着されたヘッド部54(加工手段)とを主と
して構成される旋削工具である。ヘッド部54は、図7
に示すように、スローアウェイチップ53の切刃が制振
工具70の先端側に突出するように、図示せぬ連結ねじ
によって、工具本体51の先端部に軸線Oと同軸で着脱
自在に取り付けられている。そして、このヘッド部54
が設けられる工具本体51の先端部の内部には、上記第
2実施形態と同様の構成をなすおもり部材17及び粘弾
性体18からなる動吸振器が内蔵されているものであ
る。
The vibration damping tool 70 according to the seventh embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the tool body 5 is made of, for example, steel and has a substantially columnar shape whose base end is cantilevered by the grip portion of the machine tool.
1 and a head portion 54 (machining means) in which a throw-away tip 53 is attached to a tip corner portion of a head body 52. The head portion 54 is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the cutting edge of the throw-away tip 53 is detachably attached to the tip end portion of the tool body 51 coaxially with the axis O by a connecting screw (not shown) so that the cutting edge protrudes toward the tip end side of the vibration damping tool 70. ing. Then, this head portion 54
Inside the tip portion of the tool main body 51 in which is provided, a dynamic vibration reducer including a weight member 17 and a viscoelastic body 18 having the same configuration as in the second embodiment is incorporated.

【0045】第7実施形態による制振工具70は、上述
の構成を備えており、回転する被削材に対してヘッド部
54に装着されたスローアウェイチップ53の切刃で切
込み切削を行うと、切削抵抗により工具本体51の軸線
O方向に直交する方向にビビリ振動が発生する。このと
き、中空部15の先端側の内壁面16Aに連結固定され
たおもり部材17が共振して、その連結された一端17
Aを固定端として軸線Oに直交する方向に、工具本体5
1の振動と略逆位相の振動を開始する。そうすると、お
もり部材17の振動は、粘弾性体18に伝わって減衰さ
せられ、最終的には、このビビリ振動のエネルギーを漸
次熱エネルギーに変換して散逸することで、工具本体5
1のビビリ振動が抑制される。
The vibration damping tool 70 according to the seventh embodiment has the above-mentioned structure, and when the rotating work material is cut and cut by the cutting edge of the throw-away tip 53 attached to the head portion 54. Due to the cutting resistance, chatter vibration is generated in a direction orthogonal to the direction of the axis O of the tool body 51. At this time, the weight member 17 connected and fixed to the inner wall surface 16A on the tip side of the hollow portion 15 resonates, and the connected one end 17
In the direction perpendicular to the axis O with A as the fixed end, the tool body 5
The vibration having a phase substantially opposite to that of the vibration of No. 1 is started. Then, the vibration of the weight member 17 is transmitted to the viscoelastic body 18 and attenuated, and finally the energy of this chattering vibration is gradually converted into heat energy and dissipated, whereby the tool body 5
1 chatter vibration is suppressed.

【0046】ところで、第1乃至第6実施形態のよう
に、本発明を転削工具に適用した場合には、その工作機
械の把持部から切刃までの突き出し長さが常に同じ長さ
で用いられるが、この第7実施形態のように、本発明を
旋削工具に適用した場合には、工作機械への取付状態に
おいて、工作機械の把持部から切刃までの突き出し長さ
が変化させられる場合がある。そうすると、工具本体5
1の固有振動数が変化し、設計段階に想定された動吸振
器の減衰性能を発揮できないおそれが生じるので、第7
実施形態においては、例えば、図7の波線で示すよう
に、工具本体51に予め、突き出し長さを規定する止め
部材55を装着するようにしている。このような止め部
材55を用いると、旋削工具とされる制振工具70にお
いて、その突き出し長さが変化させられることがなく、
これにより、工具本体51の固有振動数も変化すること
がないので、設計した通りの性能を有する動吸振器を備
えた制振工具70を得ることができる。
By the way, when the present invention is applied to a rolling tool as in the first to sixth embodiments, the protruding length from the gripping portion of the machine tool to the cutting edge is always the same. However, when the present invention is applied to a turning tool as in the seventh embodiment, when the protruding length from the grip portion of the machine tool to the cutting edge is changed in the state of being attached to the machine tool. There is. Then, the tool body 5
Since the natural frequency of 1 may change and the damping performance of the dynamic vibration absorber assumed at the design stage may not be exhibited,
In the embodiment, for example, as shown by the wavy line in FIG. 7, the tool body 51 is preliminarily mounted with the stopper member 55 that defines the protruding length. When such a stopping member 55 is used, the protruding length of the vibration damping tool 70, which is a turning tool, is not changed,
As a result, the natural frequency of the tool body 51 does not change, so that the vibration damping tool 70 including the dynamic vibration reducer having the designed performance can be obtained.

【0047】ここで、旋削工具とされた第7実施形態の
制振工具70においても、上記第1,3,4,5,6実
施形態のように、略円柱状をなすおもり部材17を用い
たり、おもり部材17の両端を固定したり、おもり部材
17における中空部15の先端側の内壁面16Aに連結
される一端17Aと反対側の他端17Bの内部をくり抜
いて穴部17Cを形成した構造としたり、工具本体11
に軸部11Cを形成して、軸部11Cとおもり部材17
の穴部17Cとの間の隙間に粘弾性体18を充填した
り、あるいは、おもり部材17を高密度材料41で構成
したりしてもよいし、さらには、中空部15よりも基端
側の位置で工具本体11を着脱自在に分割可能とする構
成であってもよいことはもちろんである。
Here, also in the vibration damping tool 70 of the seventh embodiment, which is a turning tool, the weight member 17 having a substantially cylindrical shape is used as in the first, third, fourth, fifth and sixth embodiments. Alternatively, both ends of the weight member 17 are fixed, or one end 17A of the weight member 17 connected to the inner wall surface 16A on the tip side of the hollow portion 15 and the other end 17B on the opposite side are hollowed out to form a hole 17C. Structure or tool body 11
The shaft portion 11C is formed on the shaft portion 11C and the weight member 17
May be filled with the viscoelastic body 18 or the weight member 17 may be made of the high-density material 41. Further, the hollow member 15 may be closer to the base end side than the hollow part 15. Needless to say, the tool body 11 may be detachably separable at the position.

【0048】なお、以上の各実施形態においては、おも
り部材17の一端17Aが、中空部15の先端側の内壁
面16Aに連結される構成としたが、これに限定される
ことなく、おもり部材17の一端17Aを、中空部15
の基端側の内壁面16Bに連結してもよい。また、加工
手段における切刃は、スローアウェイ式に限定せず、ソ
リッド式、ロウ付けチップ等でもよい。また、ヘッド部
を工具本体に着脱自在に設ける構成とせず、工具本体に
切刃を設ける構成でも無論構わない。
In each of the above embodiments, the one end 17A of the weight member 17 is connected to the inner wall surface 16A of the hollow portion 15 on the distal end side, but the present invention is not limited to this. One end 17A of 17 is connected to the hollow portion 15
It may be connected to the inner wall surface 16B on the base end side. The cutting edge in the processing means is not limited to the throw-away type, but may be a solid type, a brazing tip, or the like. Further, it is needless to say that the cutting head may be provided on the tool body instead of the head section being detachably provided on the tool body.

【0049】さらに、以上の各実施形態では、工具本体
の内部に、動吸振器を内蔵する構成としたが、ヘッド部
に動吸振器を取り付け、ネジ止め、ろう付け等によって
工具本体に固定する構成としてもよい。あるいはまた、
動吸振器の収納されたカセット式の制振部を工具本体に
交換自在に設ける構成としてもよい。加えて、以上の各
実施形態では、転削工具と旋削工具を例として示した
が、動吸振器を内蔵することによって振動を抑制する構
成は、被加工物の加工時に周期的な加振力が加わり振動
を発生するような工具に対して全て適用できるものであ
る。例えば、回転する研磨体を備えた研磨工具等にも有
用であることは言うまでもない。
Further, in each of the above embodiments, the dynamic vibration reducer is built in the tool body, but the dynamic vibration reducer is attached to the head portion and fixed to the tool body by screwing, brazing or the like. It may be configured. Alternatively,
A cassette type vibration damping unit accommodating a dynamic vibration absorber may be replaceably provided in the tool body. In addition, in each of the above embodiments, the rolling tool and the turning tool are shown as an example. However, the configuration that suppresses vibration by incorporating a dynamic vibration absorber has a periodic excitation force when machining a workpiece. It can be applied to all tools that generate vibration due to For example, it goes without saying that it is also useful for a polishing tool having a rotating polishing body.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、被削材の切削加工時に
工具本体にビビリ振動が発生すると、動吸振器の質量要
素及びバネ要素をなすおもり部材が、工具本体の振動に
対して略逆位相の振動を行い、そして、このおもり部材
の振動が、減衰要素をなす粘弾性体に伝わって減衰さ
れ、最終的にはおもり部材の振動エネルギーを漸次熱エ
ネルギーに変換して散逸することでビビリ振動が抑制さ
れるので、L/Dが大きくなるような切削加工において
も何ら不具合を生じることがない。また、動吸振器にお
ける減衰要素として粘弾性体を用いたことにより、粘性
流体よりも少量で高い減衰効果を得ることができ、か
つ、切削時に発生する熱による影響を受けるおそれがな
いので、設計段階での減衰性能を安定して維持でき、し
かも、粘弾性体を密封するための密封構造が必要となら
ず、簡易な構成の動吸振器を得ることができる。さら
に、おもり部材の一端が中空部の内壁面に連結された構
造であるため、転削工具に適用したとしても、質量が偏
心したままの状態になるおそれもない。
According to the present invention, when chatter vibration is generated in the tool body during the cutting of the work material, the weight member forming the mass element and the spring element of the dynamic vibration absorber is substantially free from the vibration of the tool body. By vibrating in the opposite phase, the vibration of the weight member is transmitted to the viscoelastic body that is a damping element and attenuated, and finally the vibration energy of the weight member is gradually converted into heat energy and dissipated. Since chatter vibration is suppressed, no trouble occurs even in a cutting process in which L / D becomes large. Also, by using a viscoelastic body as a damping element in the dynamic vibration absorber, a high damping effect can be obtained with a smaller amount than a viscous fluid, and there is no risk of being affected by heat generated during cutting. It is possible to obtain a dynamic vibration absorber having a simple structure, which can stably maintain the damping performance in stages and does not require a sealing structure for sealing the viscoelastic body. Furthermore, since one end of the weight member is connected to the inner wall surface of the hollow portion, even if it is applied to a rolling tool, there is no possibility that the mass will remain eccentric.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 (a)は本発明の第1実施形態による制振工
具の一部破断側面図、(b)は(a)におけるA−A線
断面図である。
1A is a partially cutaway side view of a vibration damping tool according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA in FIG.

【図2】 本発明の第2実施形態による制振工具の一部
破断側面図である。
FIG. 2 is a partially cutaway side view of a vibration damping tool according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第3実施形態による制振工具の一部
破断側面図である。
FIG. 3 is a partially cutaway side view of a vibration damping tool according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 (a)は本発明の第4実施形態による制振工
具の一部破断側面図、(b)は(a)におけるB−B線
断面図である。
4A is a partially cutaway side view of a vibration damping tool according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a sectional view taken along line BB in FIG. 4A.

【図5】 本発明の第5実施形態による制振工具の一部
破断側面図である。
FIG. 5 is a partially cutaway side view of a vibration damping tool according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第6実施形態による制振工具の一部
破断側面図である。
FIG. 6 is a partially cutaway side view of a vibration damping tool according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第7実施形態による制振工具の一部
破断側面図である。
FIG. 7 is a partially cutaway side view of a vibration damping tool according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】 (a)は従来の制振工具の一部破断側面図、
(b)は(a)におけるC−C線断面図である。
FIG. 8A is a partially cutaway side view of a conventional vibration damping tool,
(B) is the CC sectional view taken on the line in (a).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20,30,40,50,60,70 制振工具 11,51 工具本体 11C 軸部 14,54 ヘッド部 15 中空部 16 中空部の内壁面 16A 中空部の先端側の内壁面 16B 中空部の基端側の内壁面 17 おもり部材 17A おもり部材の一端 17B おもり部材の他端 17C 穴部 18 粘弾性体 41 高密度材料 O 軸線 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 Vibration control tool 11,51 Tool body 11C shaft 14,54 Head 15 Hollow part 16 Inner wall of hollow part 16A Inner wall surface on the tip side of the hollow part 16B Inner wall surface on the base end side of the hollow portion 17 weight members 17A One end of weight member 17B The other end of the weight member 17C hole 18 Viscoelastic body 41 High density material O axis

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3C011 AA04 3C022 QQ03 3C046 BB02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 3C011 AA04                 3C022 QQ03                 3C046 BB02

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 先端部に被削材を加工する加工手段が設
けられる工具本体の内部に中空部が形成され、 該中空部の内壁面におもり部材の一端が連結されるとと
もに、前記おもり部材の連結部分を除く他の部分と前記
中空部の内壁面との間に隙間が設けられ、かつ、この隙
間の少なくとも一部に粘弾性体が充填されており、 前記おもり部材と前記粘弾性体とによって動吸振器が構
成されて、前記工具本体の振動を減衰させて吸収するよ
うにしたことを特徴とする制振工具。
1. A hollow portion is formed inside a tool body having a machining means for machining a work piece at its tip, one end of the weight member is connected to an inner wall surface of the hollow portion, and the weight member is also provided. A gap is provided between the other part of the hollow part and the inner wall surface of the hollow part, and at least a part of the gap is filled with a viscoelastic body, and the weight member and the viscoelastic body are provided. A vibration damper is configured by and configured to damp and absorb the vibration of the tool body.
【請求項2】 請求項1に記載の制振工具において、 前記おもり部材の一端は、前記中空部の先端側あるいは
基端側の内壁面に連結されていることを特徴とする制振
工具。
2. The vibration damping tool according to claim 1, wherein one end of the weight member is connected to an inner wall surface of the hollow portion on the tip side or the base end side.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の制振工
具において、 前記おもり部材の前記内壁面に連結された一端と反対側
の他端も前記内壁面に連結されていることを特徴とする
制振工具。
3. The vibration damping tool according to claim 1, wherein one end of the weight member connected to the inner wall surface and the other end opposite to the one end are also connected to the inner wall surface. And vibration control tools.
【請求項4】 請求項1に記載の制振工具において、 前記おもり部材の一端は、前記中空部の先端側の内壁面
に連結され、 かつ、前記おもり部材の前記内壁面に連結された一端と
反対側の他端には、該おもり部材の内部をくり抜くよう
にして穴部が形成されていることを特徴とする制振工
具。
4. The vibration damping tool according to claim 1, wherein one end of the weight member is connected to an inner wall surface of the hollow portion on the tip side, and one end is connected to the inner wall surface of the weight member. A vibration damping tool, characterized in that a hole is formed at the other end on the opposite side to the inside of the weight member so as to be hollowed out.
【請求項5】 請求項4に記載の制振工具において、 前記工具本体は、前記穴部内まで到達する軸部を有して
いて、 前記粘弾性体が、少なくとも、前記軸部と前記穴部との
間に設けられる隙間の一部に充填されていることを特徴
とする制振工具。
5. The vibration damping tool according to claim 4, wherein the tool main body has a shaft portion that reaches the inside of the hole portion, and the viscoelastic body is at least the shaft portion and the hole portion. A damping tool characterized in that it is filled in a part of the gap provided between and.
【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
の制振工具において、 前記中空部は、前記先端部から前記工具本体の軸線方向
に延在するように形成されていることを特徴とする制振
工具。
6. The vibration damping tool according to claim 1, wherein the hollow portion is formed so as to extend in the axial direction of the tool body from the tip portion. A characteristic damping tool.
【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載
の制振工具において、 前記おもり部材の一端は、小径の軸部をなしていること
を特徴とする制振工具。
7. The vibration damping tool according to claim 1, wherein one end of the weight member is a shaft portion having a small diameter.
【請求項8】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載
の制振工具において、 前記工具本体が、前記中空部よりも基端側で着脱自在に
分割可能とされていることを特徴とする制振工具。
8. The vibration damping tool according to claim 1, wherein the tool main body is detachably separable on a base end side with respect to the hollow portion. Vibration control tool.
【請求項9】 請求項1乃至請求項8のいずれかに記載
の制振工具において、 前記おもり部材が、高密度材料で構成されていることを
特徴とする制振工具。
9. The vibration damping tool according to claim 1, wherein the weight member is made of a high density material.
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