JP4475899B2 - Tool holder - Google Patents
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Description
本発明は、機械主軸に形成された取付孔に装着可能なシャンク部を備えた工具ホルダ、及び他の工具ホルダに装着可能な工具ホルダに関する。 The present invention relates to a tool holder having a shank portion that can be attached to an attachment hole formed in a machine main shaft, and a tool holder that can be attached to another tool holder.
従来から、工作機械の主軸等に取付けられる工具ホルダは、通常、前記主軸に設けられている取付孔に対して取付けるためのシャンク部を備えている。このシャンク部には、中実と中空のシャンク部がある。 Conventionally, a tool holder attached to a spindle or the like of a machine tool is usually provided with a shank portion for attachment to an attachment hole provided in the spindle. This shank part has a solid and hollow shank part.
中実のシャンク部を備えた工具ホルダは、前記主軸の取付孔に当該シャンク部が取付けられる際に、主軸側が弾性変形することにより締り嵌めされる。しかしながら、中実であるために剛性は大きいが、シャンク部の弾性変形量が少ないため、中空に比較して減衰率が低い。また、主軸の肉厚が厚く、弾性変形量が少ない場合は、工具ホルダを回転させた際に生じる遠心力により、主軸の弾性変形による応力以上になると主軸が外側に拡張するが、中実シャンクは、この拡張に追随して拡張しないため、シャンク部の外周面と、前記取付孔の内周面との間に隙間が生じてしまうことがある。この時に、エンドミル加工のようにラジアル力を受ける場合、シャンク部が半径方向に移動して微振動が発生し易く、フレッティングコロージョン現象が発生し、主軸の取付孔とシャンク部との密着面が摩耗され易くなる虞もある。 A tool holder having a solid shank portion is tightly fitted by elastic deformation of the main shaft side when the shank portion is mounted in the mounting hole of the main shaft. However, since it is solid, the rigidity is large, but since the elastic deformation amount of the shank portion is small, the attenuation factor is low compared to the hollow. If the spindle is thick and the amount of elastic deformation is small, the centrifugal force generated when the tool holder is rotated causes the spindle to expand outward when the stress exceeds the elastic deformation of the spindle. Since the expansion does not follow the expansion, a gap may be generated between the outer peripheral surface of the shank portion and the inner peripheral surface of the mounting hole. At this time, when receiving radial force as in end milling, the shank part moves in the radial direction and micro vibrations are likely to occur, fretting corrosion phenomenon occurs, and the contact surface between the spindle mounting hole and the shank part is There is also a risk of wear.
一方、中空のシャンク部を備えた工具ホルダは、前記主軸の取付孔に取付けられる際に、工具ホルダのシャンク部側が弾性変形することにより締り嵌めされる。このような中空のシャンク部を備えた工具ホルダとしては、例えば、後方に延びる取付孔（ボア）と、前方を向いた面とを有する工具支持部材上に装着される工具ホルダが提案されている。この工具ホルダは、工具を受ける先端と、前記取付孔内に受け入れられ、且つ当該先端から後方に伸びる軸部と、前記前方を向いた面と突き合わされる後方向き面と、を有し、前記軸部は、前記後方向き面が前方向き面と突き合わされた時、前記取付孔と少なくとも０．０００５インチの弾性締り嵌めされる寸法とされている。また、前記軸部は、第１部分の後方で、前記取付孔と突き合わされるように弾性的に拡張可能となった第２部分を備えている。（例えば、特許文献１参照）。これらの中空シャンク部を備えた工具ホルダは、シャンク部の肉厚が薄く、弾性変形量が大きいので、工具ホルダを回転させた際の遠心力による主軸拡張に対する追随は容易であり、減衰率が大きいが、中実に比較してラジアル剛性が劣る。 On the other hand, the tool holder having the hollow shank portion is tightly fitted by elastic deformation of the shank portion side of the tool holder when the tool holder is attached to the attachment hole of the main shaft. As a tool holder provided with such a hollow shank portion, for example, a tool holder that is mounted on a tool support member having a mounting hole (bore) extending rearward and a surface facing frontward has been proposed. . The tool holder has a tip that receives a tool, a shaft portion that is received in the mounting hole and extends rearward from the tip, and a rearward facing surface that is abutted against the front-facing surface, The shaft is dimensioned to be an elastic interference fit of at least 0.0005 inches with the mounting hole when the rear facing surface is abutted against the front facing surface. The shaft portion includes a second portion that is elastically expandable so as to be abutted with the mounting hole behind the first portion. (For example, refer to Patent Document 1). Tool holders equipped with these hollow shank parts have a thin shank part and a large amount of elastic deformation, so that it is easy to follow the spindle extension due to centrifugal force when the tool holder is rotated, and the damping rate is low. Although large, radial rigidity is inferior to solid.
また、主軸に設けたテーパ孔に工具ホルダのテーパシャンク部を嵌合し、主軸先端の既存の基準端面と工具ホルダの既存の鍔部端面との間に許容の対向間隙を有するようにして、主軸に工具ホルダを取付けるようにした工具ホルダ取付装置が提案されている。この工具ホルダ取付装置は、主軸の前記既存の基準端面と、これに対向する工具ホルダの前記既存の鍔部端面とを、互いの対向方向に所要の突出量を延出して延出端面に形成し、両延出端面が互いに吻合するようにして、主軸に工具ホルダを取付けるようにしたものである。（例えば、特許文献２参照）。 Further, the taper shank portion of the tool holder is fitted into the taper hole provided in the main shaft, and an allowable facing gap is provided between the existing reference end surface of the main shaft tip and the existing flange end surface of the tool holder, There has been proposed a tool holder attachment device that attaches a tool holder to a spindle. In this tool holder mounting device, the existing reference end surface of the main shaft and the existing flange end surface of the tool holder facing the main shaft are formed on the extending end surface by extending a required protruding amount in the opposing direction. In addition, the tool holder is attached to the main shaft so that both the extended end faces are anastomosed with each other. (For example, refer to Patent Document 2).
そしてまた、本体の軸線方向の一端に工具保持部を備え、本体の軸線方向の他端に、該本体を工作機の主軸に対して軸線が一致する状態に取付ける為に、前記主軸の端部に備わっているテーパ孔に嵌合させるようにした対応テーパ形状のシャンク部を備えており、前記本体に、前記保持部に装着する工具の寸法を表示する為の表示部を備えた工具保持具が提供されている。（例えば、特許文献３参照）。 Also, a tool holding portion is provided at one end in the axial direction of the main body, and the end of the main shaft is attached to the other end in the axial direction of the main body so that the main body is aligned with the main shaft of the machine tool. A tool holder having a correspondingly tapered shank portion adapted to be fitted in a tapered hole provided in the main body, and a display portion for displaying a dimension of a tool to be mounted on the holding portion on the main body Is provided. (For example, refer to Patent Document 3).
さらにまた、工具ホルダ同士を接続（連結）する際は、通常、一方の工具ホルダに形成された取付孔に、他方の工具ホルダのシャンク部を装着させることで、両者の接続が行われるが、この場合も、前記取付孔に装着されるシャンク部には、中実のものと中空のものとがある。
従来の中空のシャンク部を備えた工具ホルダは、機械主軸に形成された取付孔、あるいは他の工具ホルダに形成された取付孔に装着される場合、シャンク部が弾性変形して締り嵌めされる。ここで、中空のシャンク部は、中実のシャンク部に比べて弾性変形量が大きいため、切削加工中に生じる振動や、工具ホルダを回転させた際に生じる遠心力に、ある程度適応することができる。しかしながら、中空のシャンク部は、中実のシャンク部に比べて主軸との連結剛性が劣る傾向にある。 When a conventional tool holder having a hollow shank portion is mounted in an attachment hole formed in a machine spindle or an attachment hole formed in another tool holder, the shank portion is elastically deformed and is tightly fitted. . Here, since the hollow shank portion has a larger amount of elastic deformation than the solid shank portion, the hollow shank portion can be adapted to some extent to vibration generated during cutting and centrifugal force generated when the tool holder is rotated. it can. However, the hollow shank portion tends to be inferior in connection rigidity with the main shaft as compared with the solid shank portion.
そこで、本発明は、このような従来の問題点を解決することを課題とするものであり、切削加工中に生じる振動や、工具ホルダを回転させた際に生じる遠心力に適応することができ、回転時に微振動が発生することを防止し、且つ主軸あるいは他の工具ホルダとの連結剛性に優れた工具ホルダを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has an object to solve such a conventional problem, and can be applied to vibration generated during cutting and centrifugal force generated when the tool holder is rotated. An object of the present invention is to provide a tool holder that prevents the occurrence of fine vibration during rotation and that has excellent connection rigidity with a spindle or another tool holder.
この目的を達成するため本発明は、機械主軸又は他の工具ホルダに形成された取付孔に装着可能なシャンク部を備えた工具ホルダであって、前記シャンク部の外周面近傍に、少なくとも１つの空間を当該外周面に沿って形成し、当該空間に流動体を封入してなり、前記流動体が、第１の流動体と、第２の流動体からなり、前記第１の流動体は、回転による遠心力を受けた際に、前記空間を画定する外周壁部を押圧する工具ホルダを提供するものである。 In order to achieve this object, the present invention provides a tool holder having a shank portion that can be attached to a mounting hole formed in a machine main spindle or other tool holder , wherein at least one of the shank portions is provided near the outer peripheral surface of the shank portion. the space formed along the outer peripheral surface, Ri name by sealing fluid in the space, wherein the fluid comprises a first fluid, made from a second fluid, the first fluid is A tool holder that presses the outer peripheral wall portion that defines the space when receiving centrifugal force due to rotation is provided.
これらの構成を備えた工具ホルダは、前記空間が中空シャンクとして構成されるため、弾性変形を大きくでき、例えば、切削加工中に生じる振動や、工具ホルダを回転させた際に生じる遠心力に適応することができ、回転時に微振動が発生することを防止することができる。また、空間より中心側は中実シャンクであるので、主軸あるいは他の工具ホルダとの連結剛性を向上させることができる。 The tool holder having these configurations can be elastically deformed because the space is configured as a hollow shank, and is suitable for, for example, vibration generated during cutting and centrifugal force generated when the tool holder is rotated. It is possible to prevent fine vibrations from occurring during rotation. Moreover, since the center side from the space is a solid shank, it is possible to improve the rigidity of connection with the main shaft or another tool holder.
発明にかかる工具ホルダでは、前記空間を複数に分割し、分割された各々の空間を連通させた構成とすることができる。 In the tool holder concerning invention, the said space can be divided | segmented into plurality and it can be set as the structure which connected each divided space.
また、前記空間に前記流動体を充填すれば、空間の外周部は中実部分と一体的になり、中空シャンクとしての構成はなくなるが、回転により遠心力が生じた際に、流動体が前記壁部を外側（外周方向）に向けて強い力で押圧することになり、前記シャンク部を、外側に向けて膨張させることができる。このため、工具ホルダを回転させた際に生じる遠心力により、当該工具ホルダのシャンク部の外周面と、主軸の取付孔の内周面との間、あるいは前記シャンク部の外周面と、他の工具ホルダの取付孔を画定する内周面との間に隙間が形成されることを防止することができる。このため、回転時に微振動が発生することを一層防止することができる。 In addition, if the fluid is filled in the space, the outer periphery of the space is integrated with the solid portion, and the configuration as a hollow shank is eliminated, but when the centrifugal force is generated by the rotation, the fluid is The wall portion is pressed toward the outside (periphery direction) with a strong force, and the shank portion can be expanded toward the outside. For this reason, due to the centrifugal force generated when the tool holder is rotated, the outer peripheral surface of the shank portion of the tool holder and the inner peripheral surface of the mounting hole of the spindle, or the outer peripheral surface of the shank portion, It is possible to prevent a gap from being formed between the inner peripheral surface that defines the mounting hole of the tool holder. For this reason, generation | occurrence | production of a fine vibration at the time of rotation can be prevented further.
また、前記第２の流動体は、前記第１の流動体の比重よりも軽い比重を備えるよう構成することもできる。 Further, the second fluid can be configured to have a specific gravity that is lighter than the specific gravity of the first fluid.
そしてまた、前記第１の流動体は、液体または微細な固体から構成し、前記第２の流動体は、気体から構成することもできる。 In addition, the first fluid can be composed of a liquid or a fine solid, and the second fluid can be composed of a gas.
さらにまた、本発明にかかる工具ホルダは、前記空間及び流動体供給路を軸芯に対して対称に形成することができる。このように、前記空間及び流動体供給路を軸芯に対して対称に形成することで、流動体を空間に封入する際の空気抜きや、流動体を空間に充填する際の空気の出口を兼ねることができる。また、重量バランスを取ることができる。 Furthermore, the tool holder concerning this invention can form the said space and a fluid supply path symmetrically with respect to an axial center. Thus, by forming the space and the fluid supply path symmetrically with respect to the axial center, it also serves as an air vent when the fluid is sealed in the space and an air outlet when the fluid is filled in the space. be able to. Moreover, weight balance can be taken.
本発明にかかる工具ホルダは、機械主軸に形成された取付孔、あるいは他の工具ホルダに形成された取付孔に装着可能なシャンク部を備え、当該シャンク部の外周面近傍に、少なくとも１つの空間を当該外周面に沿って形成し、該空間に流動体を封入した構成を備えているため、例えば、減衰率を大きくし、切削加工中に生じる振動や、工具ホルダを回転させた際に生じる遠心力に適応することができ、回転時に微振動が発生することを防止するという効果が得られる。また、空間の内周は中実であるため、主軸あるいは他の工具ホルダとの連結剛性を向上することもできる。 A tool holder according to the present invention includes a shank portion that can be attached to an attachment hole formed in a machine spindle or an attachment hole formed in another tool holder, and at least one space is provided in the vicinity of the outer peripheral surface of the shank portion. Is formed along the outer peripheral surface and a fluid is enclosed in the space. For example, the damping factor is increased, and vibrations generated during cutting and rotation of the tool holder are generated. It is possible to adapt to centrifugal force, and the effect of preventing the occurrence of fine vibration during rotation can be obtained. In addition, since the inner periphery of the space is solid, it is possible to improve the connection rigidity with the main shaft or other tool holder.
次に、本発明の好適な実施の形態にかかる工具ホルダについて図面を参照して詳細に説明する。 Next, a tool holder according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
なお、以下に記載される実施例は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。 In addition, the Example described below is the illustration for demonstrating this invention, and this invention is not limited only to these embodiment. Therefore, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
また、以下に記載される実施例では、工作機械の主軸に形成された取付孔、あるいは他の工具ホルダに形成された取付孔に装着される側を「基端側」、その反対側を「先端側」として説明する。 Further, in the embodiment described below, the side to be attached to the mounting hole formed in the spindle of the machine tool or the mounting hole formed in another tool holder is referred to as the “base end side”, and the opposite side is referred to as “ It will be described as “tip side”.
図１は、本発明の実施例１にかかる工具ホルダの側面図であり、テーパシャンク部の一部を透視した状態を示す図、図２は、図１に示す工具ホルダの一部断面図、図３は、本発明の実施例１にかかる工具ホルダを工作機械の主軸に形成された取付孔（テーパ孔）に装着した状態を示す一部断面図、図４は、図３に示す工具ホルダを装着した主軸が回転した状態を示す一部断面図である。 1 is a side view of a tool holder according to a first embodiment of the present invention, and shows a state where a part of a tapered shank portion is seen through, and FIG. 2 is a partial sectional view of the tool holder shown in FIG. FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a state in which the tool holder according to the first embodiment of the present invention is mounted in a mounting hole (tapered hole) formed in the spindle of the machine tool, and FIG. 4 is a tool holder shown in FIG. FIG.
図１〜図４に示すように、実施例１にかかる工具ホルダ１は、工具ホルダ本体１０と、工具ホルダ本体１０の基端側に取付けられたプルスタッド５０と、工具ホルダ本体１０の先端側に取付けられた締付ナット６０と、を備えて構成されている。 As shown in FIGS. 1 to 4, the tool holder 1 according to the first embodiment includes a tool holder body 10, a pull stud 50 attached to the proximal end side of the tool holder body 10, and a distal end side of the tool holder body 10. And a tightening nut 60 attached to the head.
工具ホルダ本体１０は、略中央部に設けられたフランジ部１１と、フランジ部１１の基端側に形成され、工作機械の主軸１００に形成された取付孔１０１に装着可能なテーパシャンク部１２と、フランジ部１１の先端側に形成され、図示しない工具を把持する工具把持部１３と、を備えている。 The tool holder main body 10 includes a flange portion 11 provided at a substantially central portion, a tapered shank portion 12 formed on the proximal end side of the flange portion 11 and attachable to an attachment hole 101 formed in the spindle 100 of the machine tool. And a tool gripping portion 13 that is formed on the distal end side of the flange portion 11 and grips a tool (not shown).
なお、実施例１では、工具ホルダ本体１０を、鋼（熱膨張率：１０．８×１０−６／℃、比重：７．８）により形成した。 In Example 1, the tool holder body 10 was formed of steel (thermal expansion coefficient: 10.8 × 10 −6 / ° C., specific gravity: 7.8).
テーパシャンク部１２は、シャンク部本体３１と、このシャンク部本体３１の外側に嵌装されるテーパスリーブ３２と、を備えている。 The tapered shank portion 12 includes a shank portion main body 31 and a taper sleeve 32 that is fitted to the outside of the shank portion main body 31.
テーパスリーブ３２は、シャンク部本体３１に装着された際に、先端側端部３３が、後に詳述するフランジ部１１の固定溝１４に挿入されて固定可能となっている。なお、この先端側端部３３は、固定溝１４に対し、例えば、焼嵌めにより嵌合させる、溶接により固定する等、任意の固定方法によって固定することができる。 When the taper sleeve 32 is attached to the shank portion main body 31, the tip end portion 33 can be fixed by being inserted into the fixing groove 14 of the flange portion 11 described in detail later. The distal end 33 can be fixed to the fixing groove 14 by any fixing method such as fitting by shrink fitting or fixing by welding.
テーパスリーブ３２の基端側端部３４は、シャンク部本体３１の基端部外周面に当接されている。また、基端側端部３４の基端側端面は、後に詳述するプルスタッド５０の端面５１に当接するようになっている。さらに、このテーパスリーブ３２は、シャンク部本体３１に装着された際に、シャンク部本体３１の外周面と、テーパスリーブ３２との内周面との間に所望の空間１７を形成するような内径を備えている。すなわち、テーパスリーブ３２は、空間１７よりも外側に位置して空間１７を画定する壁部の役割を果たしている。この空間１７は、テーパスリーブ３２の先端側端部３３が、フランジ部１１の固定溝１４に挿入され、基端側端部３４が、シャンク部本体３１の基端部外周面に当接されることで、テーパシャンク部１２の外周面１６に沿った形状の密閉空間となっている。 The proximal end 34 of the taper sleeve 32 is in contact with the outer peripheral surface of the proximal end of the shank main body 31. Moreover, the base end side end surface of the base end side end portion 34 is in contact with an end surface 51 of the pull stud 50 described in detail later. Further, the taper sleeve 32 has an inner diameter that forms a desired space 17 between the outer peripheral surface of the shank portion main body 31 and the inner peripheral surface of the taper sleeve 32 when the taper sleeve 32 is attached to the shank portion main body 31. It has. That is, the taper sleeve 32 serves as a wall portion that is located outside the space 17 and demarcates the space 17. In this space 17, the distal end side end portion 33 of the taper sleeve 32 is inserted into the fixing groove 14 of the flange portion 11, and the proximal end side portion 34 is brought into contact with the outer peripheral surface of the proximal end portion of the shank portion main body 31. Thus, a sealed space having a shape along the outer peripheral surface 16 of the tapered shank portion 12 is formed.
シャンク部本体３１には、基端側にプルスタッド５０を取付けるための取付孔１５が形成されている。この取付孔１５にプルスタッド５０を取付けることで、テーパスリーブ３２の基端側端部３４が、プルスタッド５０の端面５１に当接する。 A mounting hole 15 for mounting the pull stud 50 is formed on the base end side of the shank portion main body 31. By attaching the pull stud 50 to the attachment hole 15, the proximal end portion 34 of the taper sleeve 32 comes into contact with the end surface 51 of the pull stud 50.
シャンク部本体３１の外周面と、テーパスリーブ３２との内周面との間に形成された空間１７は、基端側に配置された略円錐リング状の第１のチャンバ１８と、先端側に配置された略円錐リング状の第２のチャンバ１９に分割されており、第１のチャンバ１８と第２のチャンバ１９との間には、両者を連通させるための複数の通路２０が形成されている。すなわち、空間１７は、テーパシャンク部１２の外周面１６（すなわち、テーパスリーブ３２の外周面１６）に沿って形成された第１のチャンバ１８及び第２のチャンバ１９、並びに両者を連通させるための複数の通路２０から構成されている。 A space 17 formed between the outer peripheral surface of the shank portion main body 31 and the inner peripheral surface of the tapered sleeve 32 has a substantially conical ring-shaped first chamber 18 disposed on the proximal end side and a distal end side. A substantially conical ring-shaped second chamber 19 is divided, and a plurality of passages 20 are formed between the first chamber 18 and the second chamber 19 for communicating the two. Yes. That is, the space 17 is used for communicating the first chamber 18 and the second chamber 19 formed along the outer peripheral surface 16 of the tapered shank portion 12 (that is, the outer peripheral surface 16 of the tapered sleeve 32), and both. It comprises a plurality of passages 20.
第２のチャンバ１９の先端側の、互いに１８０位相した位置には、流動体供給路２１Ａ及び２１Ｂが各々連通されている。この流動体供給路２１Ａ及び２１Ｂは、フランジ部１１の外周面まで貫通しており、流動体供給路２１Ａ及び２１Ｂに充填された流動体８０が、外部に漏れないように、封止栓２２Ａ及び２２Ｂで封止されている。 Fluid supply paths 21 </ b> A and 21 </ b> B are communicated with each other at positions 180 phases from each other on the distal end side of the second chamber 19. The fluid supply passages 21A and 21B penetrate to the outer peripheral surface of the flange portion 11, and the sealing plugs 22A and 22A are provided so that the fluid 80 filled in the fluid supply passages 21A and 21B does not leak to the outside. Sealed with 22B.
なお、通路２０及び流体供給路２１Ａ及び２１Ｂは、テーパシャンク部１２の軸芯に対して対称となる位置に形成した。これにより、空間１７全体が、テーパシャンク部１２の軸芯に対して対称となるため、流動体８０を空間１７に封入する際の空気抜きや、流動体８０を空間に充填する際の空気の出口を兼ねることができる。また、重量バランスを取ることができる。 The passage 20 and the fluid supply passages 21 </ b> A and 21 </ b> B are formed at positions that are symmetric with respect to the axis of the tapered shank portion 12. As a result, the entire space 17 is symmetric with respect to the axial center of the taper shank portion 12, so that the air is vented when the fluid 80 is sealed in the space 17 or the air outlet when the fluid 80 is filled into the space. Can also serve. Moreover, weight balance can be taken.
なお、通路２０を画定するための壁２７は、シャンク部本体３１の外周面に突出形成してもよく、テーパスリーブ３２の内周面に突出形成してもよい。 The wall 27 for defining the passage 20 may protrude from the outer peripheral surface of the shank portion main body 31 or may protrude from the inner peripheral surface of the tapered sleeve 32.
また、実施例１では、流動体８０として、水銀（熱膨張率：１８１×１０−６／℃、比重：１３．５）を使用した。すなわち、流動体８０は、工具ホルダ本体１０を形成している鋼よりも大きな比重を備えている。 In Example 1, mercury (thermal expansion coefficient: 181 × 10 −6 / ° C., specific gravity: 13.5) was used as the fluid 80. That is, the fluid 80 has a specific gravity greater than that of the steel forming the tool holder body 10.
フランジ部１１は、その外周面に、周知のマニピュレータ把持用の溝２３が形成されている。また、外周面の周方向に１８０度位相した位置には、主軸１００の係合突起１０２と係合して工具ホルダ１を主軸１００と一体回転させるための係合凹部２４Ａ及び２４Ｂが形成されている。さらに、フランジ部１１には、テーパスリーブ３２の先端側端部３３が固定される固定溝１４が形成されている。このフランジ部１１は、主軸１００の取付孔１０１にテーパシャンク部１２を挿入し、主軸１００に工具ホルダ１を装着させた際に、基端側の端面２５が主軸１００の端面１０３に当接するよう構成されている。 The flange portion 11 has a known manipulator gripping groove 23 formed on the outer peripheral surface thereof. Engaging recesses 24A and 24B for engaging with the engaging protrusions 102 of the main shaft 100 and rotating the tool holder 1 integrally with the main shaft 100 are formed at positions 180 degrees in the circumferential direction of the outer peripheral surface. Yes. Further, the flange portion 11 is formed with a fixing groove 14 to which the tip end portion 33 of the taper sleeve 32 is fixed. The flange portion 11 is configured such that when the taper shank portion 12 is inserted into the mounting hole 101 of the main shaft 100 and the tool holder 1 is mounted on the main shaft 100, the end surface 25 on the base end side comes into contact with the end surface 103 of the main shaft 100. It is configured.
工具把持部１３は、先端側内部に、図示しない工具を把持するためのコレット９０が挿入されるコレット挿入孔２６が開口されている。また、工具把持部１３の先端部外周には、締付ナット６０が回転可能に取付けられている。 The tool gripping portion 13 has a collet insertion hole 26 into which a collet 90 for gripping a tool (not shown) is inserted inside the tip side. A tightening nut 60 is rotatably attached to the outer periphery of the tip of the tool gripping portion 13.
締付ナット６０は、工具ホルダ１に挿入されたコレット９０の先端に配置される係止部材６１と、係止部材６１の外周面に対して、連結用の球体６２を介して相対的に回転自在に設けられ、コレット９０を内周部（径方向内側）に向けて締付けて固定するナット本体６３と、を備えて構成されている。 The tightening nut 60 rotates relative to the locking member 61 disposed at the tip of the collet 90 inserted into the tool holder 1 and the outer peripheral surface of the locking member 61 via the connecting sphere 62. A nut main body 63 that is provided freely and that fastens and fixes the collet 90 toward the inner peripheral portion (inner side in the radial direction).
次に、実施例１にかかる工具ホルダ１の具体的動作について説明する。 Next, a specific operation of the tool holder 1 according to the first embodiment will be described.
先ず、工具ホルダ１のテーパシャンク部１２を、主軸１００に形成された取付孔１０１に挿入し、図示しない工作機械側の引張具で引き込む。この動作により、図３に示すように主軸１００が弾性変形し、二点鎖線で示す状態から実線で示す状態（矢印Ｘ方向）に拡張する。これにより、工具ホルダ１は、フランジ部１１の端面２５が、主軸１００の端面１０３に当接した状態で主軸１００に装着される。なお、この時、工具ホルダ１には、主軸１００から（矢印Ｙ方向に）応力がかけられる。 First, the taper shank portion 12 of the tool holder 1 is inserted into a mounting hole 101 formed in the main shaft 100, and is drawn with a tension tool on the machine tool side (not shown). As a result of this operation, the main shaft 100 is elastically deformed as shown in FIG. As a result, the tool holder 1 is mounted on the main shaft 100 with the end surface 25 of the flange portion 11 in contact with the end surface 103 of the main shaft 100. At this time, stress is applied to the tool holder 1 from the main shaft 100 (in the arrow Y direction).
次に、この状態で主軸１００を回転させると、工具ホルダ１は主軸１００と共に回転する。回転による遠心力により、図４に示すように、主軸１００がさらに外側に向けて（矢印Ｘ方向に）拡張する。これと同時に、遠心力によって流動体８０が、テーパスリーブ３２を外側に向けて（矢印Ｚ方向に）押圧する。この時、前記遠心力によって流動体８０が第２のチャンバ１９側に移動するため、テーパスリーブ３２の先端側が外側に向けて（矢印Ｚ方向に）より強く押圧され、この部分が他の部分に比べ大きく拡張される。したがって、テーパシャンク部１２が主軸１００の拡張に追従することになるため、回転による遠心力がかけられても、主軸１００の取付孔１０１を画定する内壁と、テーパシャンク部１２の外周面１６との間に隙間が形成されることを防止することができる。特に、工具ホルダ本体１０を形成している鋼よりも熱膨張率が大きい流動体８０（実施例１では水銀）を使用しているため、流動体８０自身も膨張し、より効果的にテーパスリーブ３２を外側に向けて（矢印Ｚ方向に）拡張させることができる。このため、テーパシャンク部１２が取付孔１０１に密着した状態となるため、微振動の発生を防止でき、フレッティングコロージョン現象の発生を無くすことができる。 Next, when the main shaft 100 is rotated in this state, the tool holder 1 rotates together with the main shaft 100. Due to the centrifugal force caused by the rotation, the main shaft 100 expands further outward (in the direction of the arrow X) as shown in FIG. At the same time, the fluid 80 presses the taper sleeve 32 outward (in the direction of arrow Z) by centrifugal force. At this time, since the fluid 80 moves to the second chamber 19 side by the centrifugal force, the distal end side of the taper sleeve 32 is more strongly pressed outward (in the direction of the arrow Z), and this part is pressed against the other part. Compared with the expansion. Therefore, since the taper shank portion 12 follows the expansion of the main shaft 100, the inner wall that defines the mounting hole 101 of the main shaft 100 and the outer peripheral surface 16 of the taper shank portion 12 even when a centrifugal force due to rotation is applied. It is possible to prevent a gap from being formed between them. In particular, since the fluid 80 (mercury in the first embodiment) having a higher coefficient of thermal expansion than the steel forming the tool holder body 10 is used, the fluid 80 itself also expands, and the taper sleeve more effectively. 32 can be expanded outward (in the direction of arrow Z). For this reason, since the taper shank part 12 will be in the state closely_contact | adhered to the attachment hole 101, generation | occurrence | production of a fine vibration can be prevented and generation | occurrence | production of a fretting corrosion phenomenon can be eliminated.
また、空間１７には、流動体８０が充填されているため、テーパシャンク部１２は、中実となり、主軸１００との連結剛性を向上させることもできる。 Further, since the fluid 17 is filled in the space 17, the tapered shank portion 12 is solid, and the connection rigidity with the main shaft 100 can be improved.
なお、実施例１では、流動体８０として、水銀を用いた場合について説明したが、これに限らず、流動体８０は、他の種類の液体または微細な固体から構成することもできる。 In addition, although Example 1 demonstrated the case where mercury was used as the fluid 80, it is not restricted to this, The fluid 80 can also be comprised from another kind of liquid or fine solid.
また、実施例１では、空間１７を、第１のチャンバ１８、第２のチャンバ１９、及び両者を連通させるための複数の通路２０から構成した場合について説明したが、これに限らず、空間１７は、例えば、３つ以上に分割してもよく、分割された各々のチャンバを任意に連通させることもできる。さらに、空間１７は、分割しなくてもよい。また、分割したチャンバは、必ずしも全てを連通させなくてもよい。 In the first embodiment, the case where the space 17 is configured by the first chamber 18, the second chamber 19, and a plurality of passages 20 for communicating both is described. For example, it may be divided into three or more, and the divided chambers can be arbitrarily communicated. Furthermore, the space 17 may not be divided. The divided chambers do not necessarily have to communicate with each other.
次に、本発明の実施例２にかかる工具ホルダについて、図面を参照して説明する。 Next, a tool holder according to Example 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.
図５は、本発明の実施例２にかかる工具ホルダの一部断面図、図６は、図５に示す工具ホルダのプルスタッド側から見た平面図である。 FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the tool holder according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view of the tool holder shown in FIG. 5 viewed from the pull stud side.
なお、実施例２では、実施例１で説明した部材と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。 In the second embodiment, the same members as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図５及び図６に示すように、実施例２にかかる工具ホルダ２の、実施例１にかかる工具ホルダ１との異なる点は、フランジ部４１、テーパスリーブ４２及び空間４７の形状である。 As shown in FIGS. 5 and 6, the tool holder 2 according to the second embodiment is different from the tool holder 1 according to the first embodiment in the shapes of the flange portion 41, the taper sleeve 42, and the space 47.
実施例２にかかる工具ホルダ２のテーパスリーブ４２は、先端側端部４３が断面略Ｌ字状を備えたフランジ形状に形成されており、シャンク部本体３１に装着された際に、この先端側端部４３が、後に詳述するフランジ部４１の基端側端部４４に当接して、フランジ部４１の一部を構成するようになっている。また、テーパスリーブ４２の基端側端部４５は、シャンク部本体３１の基端部外周面に当接されている。また、基端側端部４５の基端側端面は、プルスタッド５０の端面５１に当接しないようになっている。そして、このテーパスリーブ４２は、先端側端部４３が、フランジ部４１の基端側端面４４に螺子４６によって固定されている。 The taper sleeve 42 of the tool holder 2 according to the second embodiment has a distal end side end portion 43 formed in a flange shape having a substantially L-shaped cross section. The end 43 abuts on a proximal end 44 of the flange 41, which will be described in detail later, and constitutes a part of the flange 41. Further, the proximal end 45 of the taper sleeve 42 is in contact with the outer peripheral surface of the proximal end of the shank main body 31. Further, the base end side end surface of the base end side end portion 45 is not in contact with the end surface 51 of the pull stud 50. The tapered sleeve 42 has a distal end side end portion 43 fixed to a proximal end side end surface 44 of the flange portion 41 by a screw 46.
さらに、このテーパスリーブ４２は、シャンク部本体３１に装着された際に、シャンク部本体３１の外周面と、テーパスリーブ４２との内周面との間に所望の空間４７を形成するような内径を備えている。すなわち、テーパスリーブ４２は、空間４７よりも外側に位置して空間４７を画定する壁部の役割を果たしている。
この空間４７は、テーパスリーブ４２の先端側端部３３が、フランジ部４１の基端側端部４４に当接し、基端側端部４５が、シャンク部本体３１の基端部外周面に当接されることで、テーパシャンク部１２の外周面１６に沿った形状の密閉空間となっている。また、テーパスリーブ４２の先端側端部４３の互いに１８０位相した位置には、流動体供給路２１Ａ及び２１Ｂが各々連通されており、この流動体供給路２１Ａ及び２１Ｂには、封止栓２２Ａ及び２２Ｂで封止されている。
Further, the taper sleeve 42 has an inner diameter that forms a desired space 47 between the outer peripheral surface of the shank portion main body 31 and the inner peripheral surface of the taper sleeve 42 when the taper sleeve 42 is attached to the shank portion main body 31. It has. That is, the taper sleeve 42 functions as a wall portion that is located outside the space 47 and defines the space 47.
In the space 47, the distal end side end portion 33 of the taper sleeve 42 abuts on the proximal end side end portion 44 of the flange portion 41, and the proximal end side end portion 45 abuts on the outer peripheral surface of the proximal end portion of the shank portion main body 31. By being in contact with each other, a sealed space having a shape along the outer peripheral surface 16 of the tapered shank portion 12 is formed. Further, fluid supply passages 21A and 21B are communicated with each other at positions where the distal end side end portion 43 of the taper sleeve 42 is 180-phased. The fluid supply passages 21A and 21B are connected to sealing plugs 22A and 21B, respectively. Sealed with 22B.
シャンク部本体３１の外周面と、テーパスリーブ４２との内周面との間に形成された空間４７は、基端側から順に、略円錐リング状の第１のチャンバ５２、略円錐リング状の第２のチャンバ５３、略円錐リング状の第３のチャンバ５４、及び略円錐リング状の第４のチャンバ５５に分割されており、隣接したチャンバ同士の間には、両者を連通させるための複数の通路５６が形成されている。この通路５６は、実施例１と同様に、テーパシャンク部１２の軸芯に対して対称となる位置に形成されている。 A space 47 formed between the outer peripheral surface of the shank main body 31 and the inner peripheral surface of the tapered sleeve 42 is, in order from the base end side, a first chamber 52 having a substantially conical ring shape, and a substantially conical ring shape. It is divided into a second chamber 53, a third chamber 54 having a substantially conical ring shape, and a fourth chamber 55 having a substantially conical ring shape. A plurality of adjacent chambers communicate with each other. The passage 56 is formed. Similar to the first embodiment, the passage 56 is formed at a position that is symmetric with respect to the axis of the tapered shank portion 12.
なお、通路５６を画定するための壁（図示せず）は、シャンク部本体３１の外周面に突出形成してもよく、テーパスリーブ４２の内周面に突出形成してもよい。 Note that a wall (not shown) for defining the passage 56 may be formed so as to protrude from the outer peripheral surface of the shank portion main body 31 or may be formed to protrude from the inner peripheral surface of the tapered sleeve 42.
次に、実施例２にかかる工具ホルダ２の具体的動作について説明する。 Next, a specific operation of the tool holder 2 according to the second embodiment will be described.
先ず、実施例１と同様の方法により、工具ホルダ２を、テーパスリーブ４２の先端側端部４３の基端側端面４８が、主軸１００の端面１０３に当接した状態で主軸１００に装着する。この時、工具ホルダ２には、実施例１と同様に、主軸１００側から応力がかけられる。 First, the tool holder 2 is mounted on the main shaft 100 in a state where the proximal end surface 48 of the distal end portion 43 of the taper sleeve 42 is in contact with the end surface 103 of the main shaft 100 by the same method as in the first embodiment. At this time, as in the first embodiment, stress is applied to the tool holder 2 from the main shaft 100 side.
次に、この状態で主軸１００を回転させて工具ホルダ２を回転させる。この時、回転による遠心力により主軸１００がさらに外側に向けて（矢印Ｘ方向に）拡張する。これと同時に、遠心力によって流動体８０が、テーパスリーブ４２を外側に向けて押圧する。この時、前記遠心力によって流動体８０が第１のチャンバ５２側から第４のチャンバ５５側に向けて移動するため、テーパシャンク部１２の先端側が流動体８０によって外側に向けてより強く押圧され、この部分が他の部分よりも外側に向けて拡張される。したがって、テーパシャンク部１２が主軸１００の拡張に追従することになるため、回転による遠心力がかけられても、主軸１００の取付孔１０１を画定する内壁と、テーパシャンク部１２の外周面１６との間に隙間が形成されることを防止することができ、テーパシャンク部１２が取付孔１０１に密着した状態となるため、微振動の発生を防止でき、フレッティングコロージョン現象の発生を無くすことができる。 Next, in this state, the spindle 100 is rotated to rotate the tool holder 2. At this time, the main shaft 100 expands further outward (in the direction of the arrow X) by centrifugal force due to rotation. At the same time, the fluid 80 presses the taper sleeve 42 outward by centrifugal force. At this time, since the fluid 80 moves from the first chamber 52 side toward the fourth chamber 55 side by the centrifugal force, the tip side of the taper shank portion 12 is more strongly pressed outward by the fluid 80. , This portion is expanded outward from the other portions. Therefore, since the taper shank portion 12 follows the expansion of the main shaft 100, the inner wall that defines the mounting hole 101 of the main shaft 100 and the outer peripheral surface 16 of the taper shank portion 12 even when a centrifugal force due to rotation is applied. Can be prevented, and since the taper shank portion 12 is in close contact with the mounting hole 101, the occurrence of minute vibrations can be prevented and the occurrence of the fretting corrosion phenomenon can be eliminated. it can.
また、空間４７には、流動体８０が充填されているため、テーパシャンク部１２は、中実となり、主軸１００との連結剛性を向上させることもできる。 Further, since the space 47 is filled with the fluid 80, the tapered shank portion 12 becomes solid, and the connection rigidity with the main shaft 100 can be improved.
次に、本発明の実施例３にかかる工具ホルダについて、図面を参照して説明する。 Next, a tool holder according to Example 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.
図７は、本発明の実施例３にかかる工具ホルダの一部断面図、図８は、本発明の実施例３にかかる工具ホルダを工作機械の主軸に形成された取付孔（テーパ孔）に装着した状態を示す一部断面図、図９は、図８に示す工具ホルダを装着した主軸が回転した状態を示す一部断面図である。 FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the tool holder according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 8 shows the tool holder according to the third embodiment of the present invention in a mounting hole (tapered hole) formed in the main shaft of the machine tool. FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a state in which the main shaft on which the tool holder shown in FIG. 8 is mounted is rotated.
なお、実施例３では、実施例１で説明した部材と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。 In the third embodiment, the same members as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図７〜図９に示すように、実施例３にかかる工具ホルダ３の、実施例１にかかる工具ホルダ１との異なる点は、シャンク部本体３１の外周面と、テーパスリーブ３２との内周面との間に形成された空間５７の形状と、空間５７内に封入される第１の流動体８１の封入量である。 As shown in FIGS. 7 to 9, the difference between the tool holder 3 according to the third embodiment and the tool holder 1 according to the first embodiment is that the outer peripheral surface of the shank portion main body 31 and the inner periphery of the taper sleeve 32 are different. This is the shape of the space 57 formed between the first fluid 81 and the amount of the first fluid 81 sealed in the space 57.
実施例３にかかる工具ホルダ３の空間５７は、略円錐リング状の１つのチャンバから構成されている。すなわち、実施例１の空間１７に壁２７を形成せず、（すなわち、通路２０を形成せず）、シャンク部本体３１の外周面に、基端側と先端側を残した状態で、この外周面を一周する溝３６を形成し、このシャンク部本体３１にテーパスリーブ３２を密に装着することで、溝３６の開口部分を塞ぎ、シャンク部本体３１と共に、空間５７を画定している。この空間５７には、空間５７の容積の約半分の量の第１の流動体８１が封入されており、空間５７の残りの部分には第２の流動体８２である空気が封入されている。 The space 57 of the tool holder 3 according to the third embodiment is composed of one chamber having a substantially conical ring shape. That is, the wall 27 is not formed in the space 17 of the first embodiment (that is, the passage 20 is not formed), and the outer peripheral surface of the shank portion main body 31 is left with the proximal end side and the distal end side left. A groove 36 that goes around the surface is formed, and a taper sleeve 32 is closely attached to the shank portion main body 31 to close the opening of the groove 36, thereby defining a space 57 together with the shank portion main body 31. The space 57 is filled with the first fluid 81 that is about half the volume of the space 57, and the remaining portion of the space 57 is filled with air as the second fluid 82. .
次に、実施例３にかかる工具ホルダ２の具体的動作について説明する。 Next, a specific operation of the tool holder 2 according to the third embodiment will be described.
先ず、工具ホルダ３のテーパシャンク部１２を、主軸１００に形成された取付孔１０１に挿入し、図示しない工作機械側の引張具で引き込む。この時、工具ホルダ３のシャンク部本体３１の外周面と、テーパスリーブ３２との内周面との間には空間５７が形成されており、この空間５７には第１の流動体８１が存在しない領域（すなわち、第２の流動体８２である空気が封入されている領域）が形成されている。したがって、主軸１００の取付孔１０１にテーパシャンク部１２を引き込むと、テーパスリーブ３２の外周が、主軸１００の取付孔１０１の内壁により内側に向けて（矢印Ｙ方向に）押圧されて圧縮する。これにより、工具ホルダ３は、フランジ部１１の端面２５が、主軸１００の端面１０３に当接した状態で主軸１００に装着される。なお、この時、主軸１００には工具ホルダ３から外側に向けて（矢印Ｘ方向に）応力がかけられている。 First, the taper shank portion 12 of the tool holder 3 is inserted into the mounting hole 101 formed in the main shaft 100, and is pulled by a tension tool on the machine tool side (not shown). At this time, a space 57 is formed between the outer peripheral surface of the shank portion main body 31 of the tool holder 3 and the inner peripheral surface of the taper sleeve 32, and the first fluid 81 exists in the space 57. A region not to be formed (that is, a region in which air as the second fluid 82 is sealed) is formed. Therefore, when the taper shank portion 12 is pulled into the mounting hole 101 of the main shaft 100, the outer periphery of the taper sleeve 32 is pressed inward by the inner wall of the mounting hole 101 of the main shaft 100 (in the arrow Y direction) and compressed. Thereby, the tool holder 3 is mounted on the main shaft 100 in a state where the end surface 25 of the flange portion 11 is in contact with the end surface 103 of the main shaft 100. At this time, stress is applied to the main shaft 100 from the tool holder 3 outward (in the direction of the arrow X).
次に、この状態で主軸１００を回転させると、工具ホルダ３は主軸１００と共に回転する。この時、空間５７には、空気が封入されているため、減衰率が大きくなり、例えば、切削加工中に生じる振動等を吸収することができる。また、回転による遠心力により、図９に示すように、主軸１００が外側に向けて（矢印Ｘ方向に）拡張する。これと同時に、遠心力によって流動体８０が、空間５７内を径が大きい先端側に移動する。これは、流動体８０の比重が空気よりも大きいからである。このため、テーパスリーブ３２の先端側が外側に向けて（矢印Ｚ方向に）より強く押圧され、この部分が他の部分に比べ大きく拡張される。したがって、テーパシャンク部１２が主軸１００の拡張に追従することになるため、回転による遠心力がかけられても、主軸１００の取付孔１０１を画定する内壁と、テーパシャンク部１２の外周面１６との間に隙間が形成されることを防止することができる。 Next, when the main shaft 100 is rotated in this state, the tool holder 3 rotates together with the main shaft 100. At this time, since air is sealed in the space 57, the attenuation rate increases, and for example, vibrations generated during cutting can be absorbed. Further, as shown in FIG. 9, the main shaft 100 expands outward (in the direction of the arrow X) by centrifugal force due to rotation. At the same time, the fluid 80 moves in the space 57 to the tip side having a large diameter by centrifugal force. This is because the specific gravity of the fluid 80 is greater than that of air. For this reason, the front end side of the taper sleeve 32 is pressed more strongly outward (in the direction of the arrow Z), and this portion is greatly expanded as compared with other portions. Therefore, since the taper shank portion 12 follows the expansion of the main shaft 100, the inner wall that defines the mounting hole 101 of the main shaft 100 and the outer peripheral surface 16 of the taper shank portion 12 even when a centrifugal force due to rotation is applied. It is possible to prevent a gap from being formed between them.
このため、テーパシャンク部１２が取付孔１０１に密着した状態となるため、微振動の発生を防止でき、フレッティングコロージョン現象の発生を無くすことができる。 For this reason, since the taper shank part 12 will be in the state closely_contact | adhered to the attachment hole 101, generation | occurrence | production of a fine vibration can be prevented and generation | occurrence | production of a fretting corrosion phenomenon can be eliminated.
なお、実施例３では、軸芯方向に比較的長いテーパシャンク部１２を備えた工具ホルダ３について説明したが、これに限らず、例えば、図１０及び図１１に示すように、軸芯方向に比較的短いテーパシャンク部１２Ｓを備えた工具ホルダ３Ｓも、実施例３にかかる工具ホルダ３と同様の効果を得ることができる。 In addition, in Example 3, although the tool holder 3 provided with the taper shank part 12 comparatively long in an axial center direction was demonstrated, it is not restricted to this, For example, as shown in FIG.10 and FIG.11, an axial direction is shown. The tool holder 3S provided with the relatively short taper shank portion 12S can also obtain the same effects as the tool holder 3 according to the third embodiment.
すなわち、図１０に示すように、工具ホルダ３Ｓのテーパシャンク部１２Ｓを、主軸１００Ｓの取付孔１０１Ｓに挿入し、図示しない工作機械側の引張具で引き込む。この時、工具ホルダ３と同様に、テーパスリーブ３２Ｓの外周が、主軸１００Ｓの取付孔１０１Ｓの内壁により内側に向けて（矢印Ｙ方向に）押圧されて圧縮する。これにより、工具ホルダ３Ｓは、フランジ部１１の端面２５が、主軸１００Ｓの端面１０３Ｓに当接した状態で主軸１００Ｓに装着される。 That is, as shown in FIG. 10, the taper shank portion 12S of the tool holder 3S is inserted into the mounting hole 101S of the main shaft 100S, and is pulled by a tension tool on the machine tool side (not shown). At this time, like the tool holder 3, the outer periphery of the taper sleeve 32S is pressed inward (in the direction of arrow Y) by the inner wall of the mounting hole 101S of the main shaft 100S and compressed. Thereby, the tool holder 3S is attached to the main shaft 100S in a state where the end surface 25 of the flange portion 11 is in contact with the end surface 103S of the main shaft 100S.
次に、この状態で主軸１００Ｓを回転させ、工具ホルダ３Ｓを主軸１００Ｓと共に回転させると、工具ホルダ３と同様に、減衰率が大きく、切削加工中に生じる振動等を吸収することができると共に、回転による遠心力により、図１０に示すように、主軸１００Ｓが外側に向けて（矢印Ｘ方向に）拡張する。これと同時に、遠心力によって流動体８０が、空間５７Ｓ内を先端側に移動し、テーパスリーブ３２Ｓの先端側が外側に向けて（矢印Ｚ方向に）より強く押圧され、この部分が他の部分に比べ大きく拡張される。したがって、テーパシャンク部１２Ｓが主軸１００の拡張に追従することになるため、回転による遠心力がかけられても、主軸１００Ｓの取付孔１０１Ｓを画定する内壁と、テーパシャンク部１２Ｓの外周面１６Ｓとの間に隙間が形成されることを防止することができる。 Next, when the spindle 100S is rotated in this state and the tool holder 3S is rotated together with the spindle 100S, the damping factor is large as in the case of the tool holder 3, and vibrations and the like generated during cutting can be absorbed. As shown in FIG. 10, the main shaft 100 </ b> S expands outward (in the direction of the arrow X) by centrifugal force due to rotation. At the same time, the fluid 80 is moved to the front end side in the space 57S by centrifugal force, and the front end side of the taper sleeve 32S is more strongly pressed outward (in the direction of the arrow Z). Compared with the expansion. Accordingly, since the taper shank portion 12S follows the expansion of the main shaft 100, the inner wall that defines the mounting hole 101S of the main shaft 100S, and the outer peripheral surface 16S of the taper shank portion 12S, even when a centrifugal force is applied due to rotation. It is possible to prevent a gap from being formed between them.
また、空間５７の内周は、中実になっているため、主軸１００Ｓとの連結剛性を向上させることもできる。 Further, since the inner periphery of the space 57 is solid, the rigidity of connection with the main shaft 100S can be improved.
なお、実施例３では、空間５７の流動体８０が存在していない部分に、空気を封入した場合について説明したが、これに限らず、空間５７の流動体８０が存在していない部分には、他の気体等、任意の流動体を封入してもよい。また、第２の流動体８２のみでもよい。 In the third embodiment, the case where air is sealed in the portion of the space 57 where the fluid 80 does not exist is described. However, the present invention is not limited thereto, and the portion of the space 57 where the fluid 80 does not exist is described. Any fluid such as other gas may be enclosed. Further, only the second fluid 82 may be used.
なお、実施例１〜実施例３では、テーパシャンク部を備えた工具ホルダについて説明したが、これに限らず、ストレートシャンク部を備えた工具ホルダにも応用可能であることは勿論である。 In addition, although Example 1-Example 3 demonstrated the tool holder provided with the taper shank part, it is needless to say that it is applicable not only to this but also to the tool holder provided with the straight shank part.
次に、本発明の実施例４にかかる工具ホルダについて図面を参照して説明する。 Next, a tool holder according to Example 4 of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１２は、本発明の実施例４にかかる工具ホルダを、他の工具ホルダに形成された取付孔に装着した状態を示す一部断面図である。 FIG. 12 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which the tool holder according to the fourth embodiment of the present invention is mounted in an attachment hole formed in another tool holder.
なお、実施例４では、前述した実施例１〜３と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。 In the fourth embodiment, the same members as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
実施例４にかかる工具ホルダ４は、略中央部に設けられたフランジ部７１と、フランジ部７１の基端側に形成され、他の工具ホルダ５に形成された取付孔６５に装着可能なシャンク部７２と、フランジ部７１の先端側に形成され、工具１１０が取付けられる工具取付部７３と、を備えている。 The tool holder 4 according to the fourth embodiment includes a flange portion 71 provided at a substantially central portion, and a shank that is formed on the proximal end side of the flange portion 71 and can be mounted in a mounting hole 65 formed in another tool holder 5. And a tool attachment portion 73 formed on the distal end side of the flange portion 71 to which the tool 110 is attached.
シャンク部７２は、略円柱形状を備えたシャンク部本体７４と、シャンク部本体７４の外周面に装着される中空の円柱部材７５と、を備えている。 The shank portion 72 includes a shank portion main body 74 having a substantially cylindrical shape, and a hollow columnar member 75 attached to the outer peripheral surface of the shank portion main body 74.
シャンク部本体７４の外周面には、基端側と先端側を残した状態で、前記外周面を一周する溝７６が形成されている。また、シャンク部本体７４の基端面には、工具ホルダ５と工具ホルダ４とを連結するためのボルト１１１が螺合されるボルト孔７７が開口されている。 A groove 76 is formed on the outer peripheral surface of the shank portion main body 74 so as to go around the outer peripheral surface with the base end side and the distal end side left. Further, a bolt hole 77 into which a bolt 111 for connecting the tool holder 5 and the tool holder 4 is screwed is opened on the base end surface of the shank portion main body 74.
中空の円柱部材７５は、シャンク部本体７４に密に装着されて、溝７６の開口部分を塞ぎ、シャンク部本体７４と共に、空間７８を画定する。すなわち、円柱部材７５は、空間７８よりも外側に位置して空間７８を画定する壁部の役割を果たしている。この空間７８には、流動体８０が充填されている。なお、円柱部材７５は、シャンク部本体７４に対し、例えば、焼嵌めにより嵌合させる、溶接により固定する等、任意の固定方法によって固定される。 The hollow cylindrical member 75 is closely attached to the shank portion main body 74, closes the opening portion of the groove 76, and defines the space 78 together with the shank portion main body 74. That is, the cylindrical member 75 plays a role of a wall portion that is located outside the space 78 and defines the space 78. The space 78 is filled with a fluid 80. The cylindrical member 75 is fixed to the shank portion main body 74 by an arbitrary fixing method such as fitting by shrink fitting or fixing by welding.
フランジ部７１の基端側端面７９には、工具ホルダ４を工具ホルダ５に連結させた際に互いが周方向に回転することを防止するための回り止め９１が挿入される挿入孔９２が形成されている。 An insertion hole 92 is formed in the base end side end face 79 of the flange portion 71 into which a rotation stopper 91 is inserted to prevent the tool holder 4 from rotating in the circumferential direction when the tool holder 4 is connected to the tool holder 5. Has been.
なお、実施例４では、工具ホルダ４を、鋼（熱膨張率：１０．８×１０−６／℃、比重：７．８）により形成した。 In Example 4, the tool holder 4 was formed of steel (thermal expansion coefficient: 10.8 × 10 −6 / ° C., specific gravity: 7.8).
工具ホルダ５は、先端側に、工具ホルダ４のシャンク部７２を取付けるための取付孔６５が形成されている。また、工具ホルダ４を連結するためのボルト１１１が螺合されるボルト孔９５が開口されている。また、基端側には、工作機械の主軸に形成された取付孔（図示せず）に装着されるテーパシャンク部９４を備えている。 The tool holder 5 has an attachment hole 65 for attaching the shank portion 72 of the tool holder 4 on the tip side. Moreover, a bolt hole 95 into which a bolt 111 for connecting the tool holder 4 is screwed is opened. Further, on the base end side, a taper shank portion 94 that is attached to an attachment hole (not shown) formed in the main shaft of the machine tool is provided.
次に、実施例４にかかる工具ホルダ４の具体的動作について説明する。 Next, a specific operation of the tool holder 4 according to the fourth embodiment will be described.
先ず、工具ホルダ４のシャンク部７２を、工具ホルダ５に形成された取付孔６５に挿入する。この時、工具ホルダ５の取付孔６５を画定している壁部が弾性変形して外側に向けて拡張する。これにより、工具ホルダ４は、フランジ部７１の端面７９が工具ホルダ５の先端側端面９３に当接した状態で、工具ホルダ５に装着（連結）される。なお、この時、工具ホルダ４には、工具ホルダ５から応力がかけられる。 First, the shank portion 72 of the tool holder 4 is inserted into the mounting hole 65 formed in the tool holder 5. At this time, the wall defining the attachment hole 65 of the tool holder 5 is elastically deformed and expands outward. As a result, the tool holder 4 is mounted (connected) to the tool holder 5 with the end surface 79 of the flange portion 71 in contact with the end surface 93 of the tool holder 5. At this time, stress is applied to the tool holder 4 from the tool holder 5.
次に、この状態で工具ホルダ５のテーパシャンク部９４を図示しない主軸の取付孔に装着した後、当該主軸を回転させると、工具ホルダ４は工具ホルダ５と共に回転する。回転による遠心力が応力以上になると、工具ホルダ５の取付孔６５を画定している壁部がさらに外側に向けて拡張する。 Next, after attaching the taper shank portion 94 of the tool holder 5 to the mounting hole of the main shaft (not shown) in this state, the tool holder 4 rotates together with the tool holder 5 when the main shaft is rotated. When the centrifugal force due to rotation becomes greater than or equal to the stress, the wall portion defining the attachment hole 65 of the tool holder 5 expands further outward.
これと同時に、遠心力によって流動体８０が、円柱部材７５を外側に向けて押圧する。したがって、シャンク部７２が、工具ホルダ５の取付孔６５の外周壁部の拡張に追従することになるため、回転による遠心力がかけられても、工具ホルダ５の取付孔６５を画定する内壁と、シャンク部７２の外周面との間に隙間が形成されることを防止することができる。特に、実施例４も、前記実施例１〜３と同様に、工具ホルダ４を形成している鋼よりも比重が大きい流動体８０を使用しているため、より効果的に円筒部材７５を外側に向けて拡張させることができる。このため、シャンク部７２が取付孔６５に密着した状態となるため、微振動の発生を防止でき、フレッティングコロージョン現象の発生を無くすことができる。 At the same time, the fluid 80 presses the cylindrical member 75 outward by centrifugal force. Therefore, since the shank portion 72 follows the expansion of the outer peripheral wall portion of the attachment hole 65 of the tool holder 5, even if a centrifugal force due to rotation is applied, the inner wall defining the attachment hole 65 of the tool holder 5 Further, it is possible to prevent a gap from being formed between the outer peripheral surface of the shank portion 72 and the shank portion 72. In particular, the fourth embodiment also uses the fluid 80 having a larger specific gravity than the steel forming the tool holder 4 as in the first to third embodiments. Can be expanded towards For this reason, since the shank part 72 will be in the state closely_contact | adhered to the attachment hole 65, generation | occurrence | production of a fine vibration can be prevented and generation | occurrence | production of a fretting corrosion phenomenon can be eliminated.
また、空間７８には、流動体８０が充填されているため、シャンク７２は中実となり、工具ホルダ５との連結剛性を向上させることもできる。 Further, since the space 78 is filled with the fluid 80, the shank 72 is solid, and the connection rigidity with the tool holder 5 can be improved.
なお、実施例４で使用した工具ホルダ５のテーパシャンク部９４に、実施例１〜３で説明した構造を応用することもできる。 In addition, the structure demonstrated in Examples 1-3 can also be applied to the taper shank part 94 of the tool holder 5 used in Example 4. FIG.
また、実施例４では、空間７８に流動体８０を充填した場合について説明したが、これに限らず、流動体８０の封入量は任意に決定することができる。例えば、実施例３のように、空間７８の容積よりも少ない量の流動体８０を封入し、空間７８の残りの部分には、空気や、他の気体、あるいは他の流動体を封入した場合、実施例３で説明した効果と同様の効果を得ることができる。 Moreover, although Example 4 demonstrated the case where the fluid 80 was filled in the space 78, not only this but the enclosure amount of the fluid 80 can be determined arbitrarily. For example, as in the third embodiment, when the fluid 80 in an amount smaller than the volume of the space 78 is enclosed, and the remaining part of the space 78 is filled with air, other gas, or other fluid. The same effects as those described in Example 3 can be obtained.
１、２、３、４、５ 工具ホルダ
１０ 工具ホルダ本体
１１、４１、７１ フランジ部
１２、９４ テーパシャンク部
１３ 工具把持部
１７、４７、５７、７８ 空間
２１Ａ、２１Ｂ 流動体供給路
３１、７４ シャンク部本体
３２、４２ テーパスリーブ
６５、１０１ 取付孔
７２ シャンク部
７３ 工具取付部
７５ 中空の円筒部材
８０ 流動体
８１ 第１の流動体
８２ 第２の流動体
９１ 回り止め
９２ 挿入孔
９３ 先端側端面
９５ ボルト孔
１００ 主軸
1, 2, 3, 4, 5 Tool holder 10 Tool holder main body 11, 41, 71 Flange part 12, 94 Tapered shank part 13 Tool gripping part 17, 47, 57, 78 Space 21A, 21B Fluid supply path 31, 74 Shank part main body 32, 42 Tapered sleeve 65, 101 Mounting hole 72 Shank part 73 Tool mounting part 75 Hollow cylindrical member 80 Fluid 81 First fluid 82 Second fluid 91 Non-rotating 92 Insertion hole 93 End side end surface 95 Bolt hole 100 Spindle
Claims (1)
前記シャンク部の外周面近傍に、少なくとも１つの空間を当該外周面に沿って形成し、当該空間に流動体を封入してなり、
前記流動体が、第１の流動体と、第２の流動体からなり、
前記第１の流動体は、回転による遠心力を受けた際に、前記空間を画定する外周壁部を押圧する工具ホルダ。 A tool holder having a shank portion that can be mounted in a mounting hole formed in a machine spindle or other tool holder ,
The vicinity of the outer peripheral surface of the shank portion, at least one space is formed along the outer peripheral surface, Ri name by sealing fluid to the space,
The fluid comprises a first fluid and a second fluid;
The first fluid body is a tool holder that presses an outer peripheral wall portion that defines the space when receiving a centrifugal force due to rotation.
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