特開 2024-42532 コレット式工具ホルダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024042532

(43)【公開日】2024-03-28

(54)【発明の名称】コレット式工具ホルダ

(51)【国際特許分類】

   B23B 31/20 20060101AFI20240321BHJP

   B23B 31/26 20060101ALI20240321BHJP

   B23B 29/04 20060101ALI20240321BHJP

【ＦＩ】

B23B31/20 F

B23B31/26

B23B29/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022147311

(22)【出願日】2022-09-15

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 令和４年６月６日から令和４年６月１０日にあさひ工場完成記念プライベートショーにて公開

(71)【出願人】

【識別番号】000127042

【氏名又は名称】株式会社アルプスツール

(74)【代理人】

【識別番号】110000958

【氏名又は名称】弁理士法人インテクト国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100120237

【弁理士】

【氏名又は名称】石橋 良規

(72)【発明者】

【氏名】中村 正憲

【テーマコード（参考）】

3C032

3C046

【Ｆターム（参考）】

3C032BB12

3C032JJ01

3C032JJ16

3C032KK08

3C046MM01

(57)【要約】

【課題】切削工具の交換を、刃先が存在する工具ホルダの前方ではなく、工具ホルダの後方から行うことができるコレット式工具ホルダを提供する。
【解決手段】工作機械の工具を把持するコレット式工具ホルダであって、前記工具の軸方向に延びる円筒摺動部を有する工具ホルダ本体と、前記軸方向の後端部に後方テーパ面を有すると共に、前記軸方向の前端部に前方当接面を有するコレットと、前記円筒摺動部に摺動自在に挿入され、前記コレットの前記後方テーパ面と当接する押圧面を有するスリーブと、前記工具ホルダ本体の前方に取り付けられ、前記前方当接面と当接する押さえ面を有すると共に、前記スリーブの外周面が摺動自在に嵌合するガイド面を有するキャップと、前記工具ホルダ本体の後方から、前記スリーブを前記軸方向に前後進させるスリーブ摺動手段と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械の工具を把持するコレット式工具ホルダであって、
前記工具の軸方向に延びる円筒摺動部を有する工具ホルダ本体と、
前記軸方向の後端部に後方テーパ面を有すると共に、前記軸方向の前端部に前方当接面を有するコレットと、
前記円筒摺動部に摺動自在に挿入され、前記コレットの前記後方テーパ面と当接する押圧面を有するスリーブと、
前記工具ホルダ本体の前方に取り付けられ、前記前方当接面と当接する押さえ面を有すると共に、前記スリーブの外周面が摺動自在に嵌合するガイド面を有するキャップと、
前記工具ホルダ本体の後方から、前記スリーブを前記軸方向に前後進させるスリーブ摺動手段と、
を備えることを特徴とするコレット式工具ホルダ。

【請求項2】

請求項１に記載のコレット式工具ホルダにおいて、
前記キャップを前記工具ホルダ本体の前方端面に密着させるキャップロック手段を備えることを特徴とするコレット式工具ホルダ。

【請求項3】

請求項２に記載のコレット式工具ホルダにおいて、
前記キャップロック手段は、前記キャップの周縁に形成される係止部と、前記係止部を押圧するキャップホルダからなることを特徴とするコレット式工具ホルダ。

【請求項4】

請求項３に記載のコレット式工具ホルダにおいて、
前記キャップホルダは、少なくとも１つのプランジャを有することを特徴とするコレット式工具ホルダ。

【請求項5】

請求項１に記載のコレット式工具ホルダにおいて、
前記工具ホルダ本体は、本体固定部品に抜き差し可能に取り付けられることを特徴とするコレット式工具ホルダ。

【請求項6】

請求項５に記載のコレット式工具ホルダにおいて、
前記キャップは、前記キャップに形成されるねじ部によって、前記工具ホルダ本体に固定されることを特徴とするコレット式工具ホルダ。

【請求項7】

請求項６に記載のコレット式工具ホルダにおいて、
前記工具ホルダ本体にはストッパ部が形成され、
前記ストッパ部は、前記本体固定部品の後方端面と当接することを特徴とするコレット式工具ホルダ。

【請求項8】

請求項１に記載のコレット式工具ホルダにおいて、
前記スリーブの前記円筒摺動部の軸回りの回転を防止する回り止め手段を備えることを特徴とするコレット式工具ホルダ。

【請求項9】

請求項１に記載のコレット式工具ホルダにおいて、
前記スリーブ摺動手段は、前記スリーブに形成される外径ねじ部と、前記外径ねじ部と螺合するクランプナットからなることを特徴とするコレット式工具ホルダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、旋盤等の旋削加工に用いる工作機械に用いられ、主にエンドミル等の切削工具のシャンクを把持するコレット式工具ホルダに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、旋盤等の旋削加工に用いる工作機械は、回転運動が可能な主軸の先端にチャックを介してワークを取り付け、送り運動が可能な刃物台に工具ホルダを介して切削工具を取り付け、回転するワークに切削工具を押し当てることにより、主に円筒形を削り出す加工を行う。

【0003】

従来、刃物台に固定され、切削工具を保持する工具ホルダとして、図７に示すような、コレット式工具ホルダ１００が知られている。

【0004】

また、特許文献１には、工作機械の主軸にエンドミル等の切削工具を取り付ける際に用いられるコレットチャックについて記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１－３０９６１３公報

【0006】

特許文献１や図７に示す従来のコレット式工具ホルダ１００のような工具ホルダは、切削工具の交換を実施する際には、まず、締付ナット１０１を緩めて、コレット１０２の内径を拡径させ、図示しない切削工具を抜き取る。次に、交換する新しい切削工具をコレット１０２の内径に挿入し、その後、締付けナット１０１をスパナ等の作業工具を用いて締め付ける。これによりコレット１０２の内径を縮径させ、切削工具のシャンクを把持し、切削工具を固定する。なお、この締付けナット１０１の締付け作業では、強い力を作業工具のハンドルに加える必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

このように、従来のコレット式工具ホルダは、切削工具の刃先近くの締付ナットを締め付けることで、切削工具を固定する構造となっている。そのため、図１に示すような複数の切削工具を備える旋盤等においては、多くの刃先が存在する領域で締め付け作業を行わなければならず、他の切削工具の刃先に手が触れてしまうなど安全性に課題があった。また、特に、図１に示すように、作業者の位置が刃物台の後方である場合には、刃物台の上部を超えて手を伸ばし、切削工具の交換作業を行わなければならず、作業工具を使用しての締付ナットの締付け作業は困難を要していた。

【0008】

そこで、本発明は上記の事項に鑑みてなされたものであり、工作機械の切削工具を交換する場合であっても、強い力を必要とする締付ナットの締付け作業を、切削工具の刃先が存在する工具ホルダの前方ではなく、工具ホルダの後方から行うことができるコレット式工具ホルダを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明は、上記課題を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。

【0010】

本願発明に係るコレット式工具ホルダは、工作機械の工具を把持するコレット式工具ホルダであって、前記工具の軸方向に延びる円筒摺動部を有する工具ホルダ本体と、前記軸方向の後端部に後方テーパ面を有すると共に、前記軸方向の前端部に前方当接面を有するコレットと、前記円筒摺動部に摺動自在に挿入され、前記コレットの前記後方テーパ面と当接する押圧面を有するスリーブと、前記工具ホルダ本体の前方に取り付けられ、前記前方当接面と当接する押さえ面を有すると共に、前記スリーブの外周面が摺動自在に嵌合するガイド面を有するキャップと、前記工具ホルダ本体の後方から、前記スリーブを前記軸方向に前後進させるスリーブ摺動手段と、を備えることを特徴とする。

【0011】

本願発明に係るコレット式工具ホルダにおいて、前記キャップを前記工具ホルダ本体の前方端面に密着させるキャップロック手段を備えると好適である。

【0012】

本願発明に係るコレット式工具ホルダにおいて、前記キャップロック手段は、前記キャップの周縁に形成される係止部と、前記係止部を押圧するキャップホルダからなると好適である。

【0013】

本願発明に係るコレット式工具ホルダにおいて、前記キャップホルダは、少なくとも１つのプランジャを有すると好適である。

【0014】

本願発明に係るコレット式工具ホルダにおいて、前記工具ホルダ本体は、本体固定部品に抜き差し可能に取り付けられると好適である。

【0015】

本願発明に係るコレット式工具ホルダにおいて、前記キャップは、前記キャップに形成されるねじ部によって、前記工具ホルダ本体に固定されると好適である。

【0016】

本願発明に係るコレット式工具ホルダにおいて、前記工具ホルダ本体にはストッパ部が形成され、前記ストッパ部は、前記本体固定部品の後方端面と当接すると好適である。

【0017】

本願発明に係るコレット式工具ホルダにおいて、前記スリーブの前記円筒摺動部の軸回りの回転を防止する回り止め手段を備えると好適である。

【0018】

本願発明に係るコレット式工具ホルダにおいて、前記スリーブ摺動手段は、前記スリーブに形成される外径ねじ部と、前記外径ねじ部と螺合するクランプナットからなると好適である。

【0019】

上記発明の概要は、本発明に必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

【発明の効果】

【0020】

本発明に係るコレット式工具ホルダによれば、切削工具の交換の際、強い力を必要とする締付け作業を、切削工具の刃先が存在する工具ホルダの前方ではなく、安全な工具ホルダの後方から行うことができる。また、従来の締付ナットが工具ホルダの前方に位置する構造と比較して、工具ホルダ本体の前方端面から、コレットを押さえるキャップの前方端面までの距離を短くすることができるため、ワークの加工範囲を広く確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係るコレット式工具ホルダが取り付けられる工作機械の一例を示す斜視図。

【図2】本発明の第１の実施形態に係るコレット式工具ホルダであって、範囲（ａ）はスリーブが前方に位置しコレットが縮径した状態を示す断面図、範囲（ｂ）はスリーブが後方に位置しコレットが拡径した状態を示す断面図。

【図3】本発明の第１の実施形態に係るコレット式工具ホルダであって、（ａ）はキャップのアンロック状態を示す正面図、（ｂ）はキャップのロック状態を示す正面図。

【図4】本発明の第１の実施形態に係るコレット式工具ホルダの変形例であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図。

【図5】本発明の第２の実施形態に係るコレット式工具ホルダであって、範囲（ａ）はスリーブが前方に位置しコレットが縮径した状態を示す断面図、範囲（ｂ）はスリーブが後方に位置しコレットが拡径した状態を示す断面図。

【図6】本発明の第３の実施形態に係るコレット式工具ホルダであって、範囲（ａ）はスリーブが前方に位置しコレットが縮径した状態を示す断面図、範囲（ｂ）はスリーブが後方に位置しコレットが拡径した状態を示す断面図。

【図7】従来のコレット式工具ホルダを示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0023】

図１は、本発明の実施形態に係るコレット式工具ホルダが取り付けられる工作機械の一例を示す斜視図である。なお、本明細書において「前後方向」及び「幅方向」とは、図１における矢印に示す方向及び向きと定義する。

【0024】

本発明に係るコレット式工具ホルダ１は、エンドミル等の切削工具（特許請求の範囲における、工具）を把持し、図１に一例を示すような旋盤２、例えばクシ刃型旋盤等の工作機械に備えられる刃物台５に取付けられる。

【0025】

図１に示す旋盤２は、ワークを回転させる主軸台３を備え、主軸台３の先端にはワークを固定する主軸チャック４が取り付けられている。主軸台３に対向する位置には、複数のコレット式工具ホルダ１を備える刃物台５を備える。

【0026】

このような旋盤２は、ワークが取り付けられた主軸台３の回転を切削又は研削の主運動とし、本発明に係るコレット式工具ホルダ１を取り付けた刃物台５の前後方向及び幅方向の直線運動を送り運動として、主に円筒形の製品を削り出すために用いられる。

【0027】

また、作業者が旋盤２を操作、もしくは切削工具の交換等の作業をする位置は、刃物台５の後方にあたる位置となる。

【0028】

なお、本実施形態において、コレット式工具ホルダ１は、複数の切削工具を取り付けることができるクシ刃型旋盤に取付けられる場合について説明を行ったが、本発明に係るコレット式工具ホルダ１が使用される工作機械は、これに限らず、汎用旋盤等のその他の工作機械であっても構わない。

【0029】

［第１の実施形態］
図２は、本発明の第１の実施形態に係るコレット式工具ホルダであって、範囲（ａ）はスリーブが前方に位置しコレットが縮径した状態を示す断面図、範囲（ｂ）はスリーブが後方に位置しコレットが拡径した状態を示す断面図、図３は、本発明の第１の実施形態に係るコレット式工具ホルダであって、（ａ）キャップのアンロック状態を示す正面図、（ｂ）はキャップのロック状態を示す正面図である。なお、本実施形態において「前後方向」とは、図１に示す方向及び向きと定義する。また、「幅方向」とは、図３（ａ）（ｂ）における矢印に示す方向と定義する。

【0030】

本実施形態に係るコレット式工具ホルダ１は、図２に示すように、刃物台５に取付けられる工具ホルダ本体１０と、工具ホルダ本体１０に挿入されるスリーブ２０と、スリーブ２０の前端部に挿入されると共に図示しない切削工具を把持するコレット３０と、を備える。また、コレット式工具ホルダ１は、コレット３０の前端部と当接すると共にコレット３０の前方向への移動を押さえるキャップ４０と、キャップ４０を固定するキャップロック手段となるキャップホルダ５０を備える。また、コレット式工具ホルダ１は、スリーブ２０の後方に位置すると共にスリーブ２０を前後方向に移動させるスリーブ摺動手段となるクランプナット６０を備える。

【0031】

工具ホルダ本体１０は、図２及び図３（ａ）に示すように、直方体の部品であって、主軸台３の主軸と高さ方向に合致する位置にスリーブ２０を挿入可能とする円筒摺動部１１を備える。工具ホルダ本体１０の底面には、刃物台５に形成された溝部に嵌合するガイド部１２が取り付けられる。ガイド部１２は、断面略矩形の部品であって、工具ホルダ本体１０の幅方向に延びるように取り付けられる。工具ホルダ本体１０は、ガイド部１２によって、刃物台５に対する前後方向の取付け位置が決定される。また、工具ホルダ本体１０は、一例として、図３（ｂ）に示すような、工具ホルダ本体１０を上下に貫通するボルトによって刃物台５に固定される。

【0032】

円筒摺動部１１は、図２に示すように、切削工具の軸方向に延びる貫通孔からなる。円筒摺動部１１は、スリーブ２０が適切に摺動可能となるように、スリーブ２０の外周面２１と所定のクリアランスが得られるように形成される。また、円筒摺動部１１の円筒内面とスリーブ２０の外周面２１のクリアランスは、コレット式工具ホルダ１に取り付けられる切削工具の位置精度に影響するため、適切に小さく設定されると好適である。なお、円筒摺動部１１の円筒内面は、スリーブ２０がスムーズに摺動可能となるように、滑らかな表面に仕上げられていると好適である。

【0033】

また、円筒摺動部１１には、スリーブ２０の軸回りの回転を防止する回り止め手段が設けられていると好適である。回り止め手段は、一例として、図２に示すように、キー１３と、キー１３に対応し、円筒摺動部１１及びスリーブ２０の外周面２１のそれぞれに形成されるキー溝によって構成される。

【0034】

スリーブ２０は、図２に示すように、略円筒形の部品であって、前述の通り、外周面２１が円筒摺動部１１の円筒内面に当接し、円筒摺動部１１内を前後方向に摺動する。そのため、外周面２１は、スリーブ２０がスムーズに摺動可能となるように、滑らかな表面に仕上げられていると好適である。外周面２１の後方には、図２に示すように、クランプナット６０の内径ねじ部６１と螺合する外径ねじ部２２が形成される。スリーブ２０の内側には、図示しない切削工具のシャンクが挿入される。このため、スリーブ２０の内径は、切削工具のシャンクと干渉しないように、シャンク外径よりも大きくなるように形成される。スリーブ２０の前端部の円筒内面には、コレット３０と当接する押圧面２３が形成される。押圧面２３は、スリーブ２０の前方端面に向かって拡径するテーパ面に形成される。

【0035】

コレット３０は、図２に示すように、略円筒形の部品であって、後端部の外周面には後方端面に向かって縮径する後方テーパ面３１と、前端部の外周面には前方端面に向かって縮径する前方当接面３２と、後方テーパ面３１と前方当接面３２の間には環状溝３３とが形成される。後方テーパ面３１は、スリーブ２０の押圧面２３と当接し、押圧面２３に対応する角度のテーパ面に形成される。コレット３０の内側には、図示しない切削工具のシャンクを挿入するための工具挿入孔３４が形成される。工具挿入孔３４は、通常時においては拡径された状態にあって、切削工具のシャンクを容易に挿入することができる。また、コレット３０には、軸方向に延びる図示しないスリットが複数形成される。なお、前方当接面３２は、前方端面に向かって縮径するいわゆるテーパ面であるとして説明をしたが、前方当接面３２の形状はこれに限らず、例えば、コレット３０の軸方向に直交する平面となるように形成されても構わない。

【0036】

キャップ４０は、図２に示すように、略円筒形の部品であって、キャップ４０の後端部の円筒内面には、スリーブ２０の外周面２１に摺動するガイド面４１と、前端部の円筒内面には前方端面に向かって縮径する押さえ面４２とが形成される。ガイド面４１と押さえ面４２の間には、コレット３０の環状溝３３に係合する係合用リブ４３が形成される。キャップ４０の外周面には、図３（ａ）に示すように、径方向外側に向かって互いに離間するように延出する一対の係止部４４が形成される。なお、係合用リブ４３は、少なくとも一つ形成されるが、複数形成されても構わない。

【0037】

ガイド面４１は、スリーブ２０が挿入されることにより、キャップ４０の径方向の位置を決定する。ガイド面４１は、スリーブ２０の外周面２１に適切に摺動可能となるように、スリーブ２０の外周面２１と所定のクリアランスが得られるように形成される。また、ガイド面４１とスリーブ２０の外周面２１のクリアランスは、スリーブ２０の押圧面２３とキャップ４０の押さえ面４２との同軸を決定するため、コレット３０に取付けられる切削工具の位置精度に影響する。そのため、ガイド面４１とスリーブ２０の外周面２１のクリアランスは、適切に小さく設定されると好適である。なお、ガイド面４１は、スリーブ２０の外周面２１にスムーズに摺動可能となるように、滑らかな表面に仕上げられていると好適である。

【0038】

押さえ面４２は、コレット３０の前方当接面３２と当接し、前方当接面３２の形状と対応するように、前方端面に向かって縮径するテーパ面に形成される。また、押さえ面４２は、スリーブ２０の押圧面２３と共にコレット３０に取付けられる切削工具の位置精度に影響を与える。そのため、押さえ面４２と、スリーブ２０の外周面２１を摺動するガイド面４１との同軸度は、適切に厳しく設定されると好適である。

【0039】

なお、押さえ面４２は、前方端面に向かって縮径するテーパ面であるとして説明をしたが、押さえ面４２の形状はこれに限らず、例えば、コレット３０の前方当接面３２がコレット３０の軸方向と直交する平面に形成されている場合には、これに対応するように、押さえ面４２もキャップ４０の軸方向と直交する平面に形成される。

【0040】

係止部４４は、図３（ａ）に示すように、所定の幅を有し、径方向外側に向かって互いに離間する一対の片として形成される。係止部４４は、図３（ｂ）に示すように、キャップ４０のロック状態において、後述するプランジャ５３によって後方向の荷重を受ける。キャップ４０のロック状態であって、図２の範囲（ｂ）に示すように、スリーブ２０が後方に位置しコレット３０が拡径している状態においては、係止部４４の後方端面が工具ホルダ本体１０の前方端面と当接する。また、キャップ４０のロック状態であって、図２の範囲（ａ）に示すように、スリーブ２０が前方に位置しコレット３０が縮径している状態においては、係止部４４の前方端面が後述するキャップホルダ５０の段差部５２と当接する。したがって、係止部４４の前方及び後方端面の面精度は、切削工具の把持精度に影響を及ぼす。そのため、係止部４４の前方及び後方端面は、ガイド面４１の軸との直角度、及びテーパ状の押さえ面４２の軸との直角度又は平面状の押さえ面４２との平行度等が良好に形成されていると好適である。

【0041】

キャップホルダ５０は、図３（ａ）に示すように、キャップ４０の上下に位置し、分割して取り付けられる一対の部品である。キャップホルダ５０は、図２に示すように、工具ホルダ本体１０の前方端面との間に隙間５１を形成する段差部５２を有する。隙間５１には、図３（ｂ）に示すように、キャップ４０のロック状態において、キャップ４０の係止部４４が挿入される。また、段差部５２には、上下それぞれのキャップホルダ５０に対し、少なくとも一つのプランジャ５３が取り付けられる。

【0042】

プランジャ５３は、例えば、先端部にボールまたはピンを備え、本体内部にはスプリングを備える。プランジャ５３の先端部に荷重を加えると、ボール等は本体の内部に押し込まれ、荷重を取り除くと、ボール等はスプリングによって元の位置に戻る。

【0043】

このようなキャップホルダ５０を用いてキャップ４０を固定するには、まず、図３（ａ）に示すように、上下に分割して配置されたキャップホルダ５０の間に、キャップ４０の係止部４４が位置するように位相を合わせ、係止部４４の後方端面を工具ホルダ本体１０の前方端面に当接させる。次に、図３（ｂ）に示すように、キャップ４０を回転させ、係止部４４を隙間５１に挿入させる。この時、プランジャ５３の先端部は、係止部４４の前方端面によってプランジャ５３の内部に押し込まれ、プランジャ５３のスプリングは弾性力を発揮する。係止部４４には、プランジャ５３の先端部を介してばね荷重が加わり、キャップ４０は、工具ホルダ本体１０に押し付けられて回転方向の位置が固定される。このようなキャップロック手段を有するキャップホルダ５０によれば、容易にキャップ４０を工具ホルダ本体１０に固定することができる。なお、キャップ４０の固定時において、プランジャ５３の先端部に対応する位置となる係止部４４の端面にくぼみを設けても構わない。このような係止部４４の端面のくぼみによれば、キャップ４０の回転方向の固定を確実に行うことができる。

【0044】

また、このようなキャップホルダ５０によれば、図７に示すような従来の締付ナット１０１を有する工具ホルダ１００と比較して、コレット３０を押さえる構造を長手方向に短く設定することができる。そのため、工具ホルダ本体１０の前方端面からキャップ４０の前方端面までの距離が短くなり、ワークを加工するためのスペースを広く確保することが可能となる。

【0045】

なお、本実施形態において、キャップホルダ５０は上下に分割して取り付けられる一対の部品であるとして説明をしたが、キャップホルダ５０の構成はこれに限らず、一体化された形状の部品であってもよく、または、２つ以上に分割して構成される部品であっても構わない。また、係止部４４についても、径方向外側に向かって互いに離間するように形成された一対の片であるとして説明を行ったが、これに限らず、キャップホルダ５０の構成に合わせて適宜設定して構わない。また、本実施形態において、プランジャ５３は、キャップホルダ５０の段差部５２に取り付けられると説明をしたが、プランジャ５３の位置はこれに限らず、工具ホルダ本体１０の前方端面に、プランジャ５３の先端部を前方に向けて取り付けられても構わない。この場合、キャップ４０は、キャップホルダ５０に押し付けられて回転方向の位置が固定される。

【0046】

クランプナット６０は、図２に示すように、略円筒形の部品であって、工具ホルダ本体１０の後方にクランプナット押さえ部品６２を介して回転自在に取り付けられる。クランプナット６０の内側にはスリーブ２０が貫通し、前端部の内周面には、スリーブ２０の外径ねじ部２２と螺合する内径ねじ部６１が形成される。クランプナット６０の後端部の外周面には、スパナ等の作業工具によって把持することのできる図示しない六角面や作業工具を引っ掛けるための図示しない溝等が形成される。

【0047】

クランプナット押さえ部品６２は、図示しないボルト等によって工具ホルダ本体１０の後方端面に取り付けられる。クランプナット押さえ部品６２は、クランプナット６０を回転自在に支持すると共に、クランプナット６０が工具ホルダ本体１０から後退しないように支持する。クランプナット押さえ部品６２は、図２に示すように、工具ホルダ本体１０の後方端面との間に隙間を形成するように取り付けられる。また、クランプナット押さえ部品６２の取り付け方法は、これに限らず、工具ホルダ本体１０の後方端面と当接し、クランプナット６０との間に隙間を形成するように取り付けられても構わない。

【0048】

次に、このようなコレット式工具ホルダ１に切削工具を取り付ける方法について説明を行う。

【0049】

コレット式工具ホルダ１に切削工具を取り付ける前の様子を、図２の断面図の範囲（ｂ）に、コレット式工具ホルダ１に図示しない切削工具を取り付け固定した後の様子を、図２の断面図の範囲（ａ）に示す。

【0050】

まず、クランプナット６０を緩めるとスリーブ２０は後方に移動し、スリーブ２０の押圧面２３とコレット３０の後方テーパ面３１は離間する。このとき、コレット３０には、外部から荷重が付加されていない状態となり、工具挿入孔３４は拡径する。また、コレット３０の環状溝３３とキャップ４０の係合用リブ４３とが係合されているため、コレット３０は、前後方向の位置を変えることなく、確実にスリーブ２０の押圧面２３とコレット３０の後方テーパ面３１を離間することができる。このように工具挿入孔３４を拡径させた状態で、切削工具を工具挿入孔３４に所定の軸方向の位置まで挿入させる。

【0051】

次に、クランプナット６０をスパナ等の作業工具で締め付けると、スリーブ２０は、前方に移動し、スリーブ２０の押圧面２３は、コレット３０の後方テーパ面３１に当接する。この時、キャップ４０のガイド面４１は、スリーブ２０の外周面２１に摺動し、両者の間のクリアランスは適切に小さく設定されているため、スリーブ２０の押圧面２３の軸とキャップ４０の押さえ面４２の軸とが同一直線上に位置する。

【0052】

さらに作業工具に力を加え、クランプナット６０を締め付けると、スリーブ２０の押圧面２３を介して、コレット３０の後方テーパ面３１に前方向の荷重がかかる。この時、コレット３０の前方当接面３２は、キャップ４０の押さえ面４２と当接している。このため、前方当接面３２は、押さえ面４２から反力を受ける。このようにしてコレット３０に軸方向の荷重が加わると、コレット３０の工具挿入孔３４は縮径され、切削工具は強く把持され固定される。また、スリーブ２０の押圧面２３の軸とキャップ４０の押さえ面４２の軸とが同一直線上に位置するため、スリーブ２０の押圧面２３は、コレット３０の後方テーパ面３１と適切に当接し、コレット３０の前方当接面３２は、キャップ４０の押さえ面４２と適切に当接する。これにより、コレット３０に対して周方向に均一に前後方向の荷重をかけることができる。

【0053】

このように、本実施形態のコレット式工具ホルダ１によれば、強い力を必要とする切削工具の交換に伴う締付け作業を、切削工具の刃先が存在する工具ホルダ本体１０の前方ではなく、安全な工具ホルダ本体１０の後方で行うことができる。

【0054】

［第２の実施形態］
以上説明した第１の実施形態に係るコレット式工具ホルダ１は、工具ホルダ本体１０が直接刃物台５に取付けられる構造を有する場合について説明を行った。次に、第１の実施形態とは異なる構造を有する第２の実施形態係るコレット式工具ホルダ１ａについて説明を行う。なお、上述した第１の実施形態の場合と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する。

【0055】

図５は、第２の実施形態に係るコレット式工具ホルダであって、範囲（ａ）はスリーブが前方に位置しコレットが縮径した状態を示す断面図、範囲（ｂ）はスリーブが後方に位置しコレットが拡径した状態を示す断面図である。なお、本実施形態において「前後方向」とは、図５における矢印に示す方向と定義する。

【0056】

第２の実施形態は、図５に示すように、工具ホルダ本体１０ａが、キャップ４０ａ及びクランプナット６０等と一体となり、本体固定部品７０に対して抜き差し可能に取り付けられる構造を有する。

【0057】

本体固定部品７０は、直方体の部品であって、主軸台３の主軸と高さ方向に合致する位置に工具ホルダ本体１０ａを挿入可能とする筒状部７１を備える。本体固定部品７０の底面には、刃物台５に形成された溝部に嵌合するガイド部１２が取り付けられる。ガイド部１２は、断面略矩形の部品であって、本体固定部品７０の幅方向に延びるように取り付けられる。本体固定部品７０は、ガイド部１２によって、刃物台５に対する前後方向の取付け位置が決定される。また、本体固定部品７０の天面には、工具ホルダ本体１０ａの回転及び前後方向の移動を防止する固定手段として、止めねじが螺合可能なねじ穴が形成されると好適である。

【0058】

工具ホルダ本体１０ａは、略円筒形の部品であって、内部にはスリーブ２０を挿入可能とする円筒摺動部１１を備える。工具ホルダ本体１０ａの前方端面には、キャップ４０ａが螺合して取り付けられる。工具ホルダ本体１０ａの後方端面には、クランプナット６０がクランプナット押さえ部品６２ａを介して回転自在に取り付けられる。工具ホルダ本体１０ａの外周面には、一部に平面が形成され、本体固定部品７０の天面に取り付けられた止めねじが当接する平面部が形成されると好適である。なお、工具ホルダ本体１０ａの回転移動を防止する固定手段は、平面部によるものに限らず、キーやピン等の周知技術を用いて構成されていても構わない。また、工具ホルダ本体１０ａには、外周面に形成される平面部の径方向反対側となる位置に平面を設け、平行する二平面を形成しても構わない。このように工具ホルダ本体１０ａに平行する二平面を設けることで、工具ホルダ本体１０ａを本体固定部品７０から抜き出した状態でキャップ４０ａを取り付ける際、工具ホルダ本体１０ａをスパナ等で把持することができ、キャップ４０ａを工具ホルダ本体１０ａに容易に締め付けることができる。

【0059】

キャップ４０ａは、略円筒形の部品であって、後端部の円筒内面にはスリーブ２０の外周面２１を摺動させるガイド面４１と、前端部の円筒内面には前方端面に向かって縮径する押さえ面４２とが形成される。ガイド面４１と押さえ面４２の間には、コレット３０の環状溝３３に係合する係合用リブ４３が形成される。なお、係合用リブ４３は、少なくとも一つ形成されるが、複数形成されても構わない。キャップ４０ａの後端部の外周面には、工具ホルダ本体１０ａの前方端面に取り付け可能となるねじ部が形成される。また、キャップ４０ａの外径寸法は、工具ホルダ本体１０ａの外径寸法よりも小さく設定される。

【0060】

クランプナット押さえ部品６２ａは、工具ホルダ本体１０ａの後方端面に取り付け可能となるねじ部が形成される。クランプナット押さえ部品６２ａは、クランプナット６０を回転自在に支持すると共に、クランプナット６０が工具ホルダ本体１０ａから後退しないように支持する。クランプナット押さえ部品６２ａは、図５に示すように、クランプナット６０と当接するように取り付けられてもよく、クランプナット６０との間に隙間を形成するように取り付けられても構わない。また、クランプナット押さえ部品６２ａの外径寸法は、工具ホルダ本体１０ａの外径寸法よりも小さく設定される。

【0061】

このような第２の実施形態によるコレット式工具ホルダ１ａによれば、キャップ４０ａ及びクランプナット６０等と一体となった工具ホルダ本体１０ａを本体固定部品７０から引き抜いた状態で、切削工具及びコレット３０の付け替え作業をすることができる。そのため、作業者は、切削工具の交換をおこなう際、強い力を必要とする締付け作業のみならず、一連の作業を通して、切削工具の刃先が存在するコレット式工具ホルダ１ａの前方に手を入れる必要がなく、より安全に切削工具の付け替え作業をすることができる。また、工具ホルダ本体１０ａが本体固定部品７０に対して前後方向に移動可能であるため、切削工具の前後方向の位置調整を容易に行うことができる。

【0062】

［第３の実施形態］
以上説明した第２の実施形態に係るコレット式工具ホルダ１ａは、工具ホルダ本体１０ａが本体固定部品７０を介して刃物台５に取付けられ、工具ホルダ本体１０ａが本体固定部品７０に対して、抜き差し可能に取り付けられる構造を有する場合について説明を行った。次に、説明する第３の実施形態に係るコレット式工具ホルダ１ｂは、第２の実施形態に対して工具ホルダ本体の形状が異なり、工具ホルダ本体の本体固定部品７０への取り付け構造が異なるものである。なお、上述した第１及び第２の実施形態の場合と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する。

【0063】

図６は、第３の実施形態に係るコレット式工具ホルダであって、範囲（ａ）はスリーブが前方に位置しコレットが縮径した状態を示す断面図、範囲（ｂ）はスリーブが後方に位置しコレットが拡径した状態を示す断面図である。なお、本実施形態において「前後方向」とは、図６における矢印に示す方向と定義する。

【0064】

工具ホルダ本体１０ｂは、略円筒形の部品であって、内部にはスリーブ２０を挿入可能とする円筒摺動部１１を備える。円筒摺動部１１には、スリーブ２０の軸回りの回転を防止する回り止め手段が設けられ、一例として、図６に示すように、工具ホルダ本体１０ｂに施されたピン孔に挿入されるピン１３ｂと、スリーブ２０の外周面２１の一部に形成されるピン１３ｂの直径に対応するキー溝によって構成される。工具ホルダ本体１０ｂの前方端面には、キャップ４０ａが螺合して取り付けられる。工具ホルダ本体１０ｂの後方端面には、クランプナット６０が押さえ具を介して回転自在に取り付けられる。工具ホルダ本体１０ｂの後端部の外周面には、拡径する段差状のストッパ部１４ｂが形成される。また、工具ホルダ本体１０ｂの外周面には、一部に平面が形成され、本体固定部品７０に取り付けられた止めねじが当接する平面部が形成されると好適である。なお、工具ホルダ本体１０ｂの回転移動を防止する固定手段は、平面部によるものに限らず、キーやピン等の周知技術を用いて構成されていても構わない。また、工具ホルダ本体１０ｂには、外周面に形成される平面部の径方向反対側となる位置に平面を設け、平行する二平面を形成しても構わない。このように工具ホルダ本体１０ｂに平行する二平面を設けることで、工具ホルダ本体１０ｂを本体固定部品７０から抜き出した状態でキャップ４０ａを取り付ける際、工具ホルダ本体１０ａをスパナ等で把持することができ、キャップ４０ａを工具ホルダ本体１０ｂに容易に締め付けることができる。

【0065】

このような第３の実施形態によるコレット式工具ホルダ１ｂによれば、工具ホルダ本体１０ｂを本体固定部品７０に挿入する際、工具ホルダ本体１０ｂのストッパ部１４ｂが本体固定部品７０の後方端面に当接し、本体固定部品７０に対する工具ホルダ本体１０ｂの前後方向の位置を容易かつ確実に決定することができる。そのため、第３の実施形態に係るコレット式工具ホルダ１ｂによれば、切削工具及びコレット３０の交換作業に要する時間を短縮することができると共に、精度良く切削工具を固定することができる。

【0066】

なお、上記では、工具ホルダ本体１０及び本体固定部品７０の刃物台５への取付け方法は、ガイド部１２と刃物台５に形成された溝部によって行われる場合について説明を行ったが、工具ホルダ本体１０及び本体固定部品７０の刃物台５への取り付けはこれに限らず、例えば図４（ａ）に示すように、断面が略Ｖ字形であって、いわゆるアリ形になるように形成された係合部を有する刃物台５′に取り付けても構わない。このような場合は、刃物台５′の係合部を前後方向から挟持することによって、工具ホルダ本体１０及び本体固定部品７０は刃物台５′に固定される。このような取付方法によれば、図４（ｂ）に示すように、工具ホルダ本体１０及び本体固定部品７０を上下に貫通するボルトが不要となり、コレット式工具ホルダ１、１ａ、１ｂ全体の大きさを幅方向に小さく設定することが可能となる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0067】

１ １ａ １ｂ コレット式工具ホルダ、 ２ 旋盤、 ３ 主軸台、 ４ 主軸チャック、 ５ 刃物台、 １０ １０ａ １０ｂ 工具ホルダ本体、 １１ 円筒摺動部、 １２ ガイド部、 １３ キー、 １３ｂ ピン、 １４ｂ ストッパ部、 ２０ スリーブ、 ２１ 外周面、 ２２ 外径ねじ部、 ２３ 押圧面、 ３０ コレット、 ３１ 後方テーパ面、 ３２ 前方当接面、 ３３ 環状溝、 ３４ 工具挿入孔、 ４０ ４０ａ キャップ、 ４１ ガイド面、 ４２ 押さえ面、 ４３ 係合用リブ、 ４４ 係止部、 ５０ キャップホルダ、 ５１ 隙間、 ５２ 段差部、 ５３ プランジャ、 ６０ クランプナット、 ６１ 内径ねじ部、 ６２ ６２ａ クランプナット押さえ部品 ７０ 本体固定部品、 ７１ 筒状部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】