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(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】P2024086001
(43)【公開日】2024-06-27
(54)【発明の名称】工具ホルダ、刃先交換式切削工具
(51)【国際特許分類】
B23C 5/06 20060101AFI20240620BHJP
【ＦＩ】
B23C5/06 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 2022200838
(22)【出願日】2022-12-16
(71)【出願人】
【識別番号】000233066
【氏名又は名称】株式会社ＭＯＬＤＩＮＯ
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(74)【代理人】
【識別番号】100142424
【弁理士】
【氏名又は名称】細川 文広
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】稲垣 史彦
【テーマコード（参考）】
3C022
【Ｆターム（参考）】
3C022HH01
(57)【要約】
【課題】不良品を誤って良品と判断されるおそれを低減でき、かつ作業者の操作性を考慮した形状を備える工具ホルダを提供する。
【解決手段】先端部に取付座を備えたポケット部を有し、ポケット部よりも後端側に円柱状部を備える工具ホルダ。円柱状部において、円柱状部の側面を構成する円筒面を含む仮想円筒面を規定するとき、仮想円筒面上には、ポケット部に最も近い第１円筒面と、第１円筒面から最も離れた第２円筒面と、が配置される。第１円筒面と第２円筒面との間には、仮想円筒面よりも径方向内側へ凹む凹部が配置される。凹部は、工具回転中心軸方向の最大幅ｔｍａｘが１．０ｍｍ以上であり、第１円筒面および第２円筒面は、工具回転中心軸と同軸に形成された円筒研削面である。
【選択図】図２
【解決手段】先端部に取付座を備えたポケット部を有し、ポケット部よりも後端側に円柱状部を備える工具ホルダ。円柱状部において、円柱状部の側面を構成する円筒面を含む仮想円筒面を規定するとき、仮想円筒面上には、ポケット部に最も近い第１円筒面と、第１円筒面から最も離れた第２円筒面と、が配置される。第１円筒面と第２円筒面との間には、仮想円筒面よりも径方向内側へ凹む凹部が配置される。凹部は、工具回転中心軸方向の最大幅ｔｍａｘが１．０ｍｍ以上であり、第１円筒面および第２円筒面は、工具回転中心軸と同軸に形成された円筒研削面である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
工具回転中心軸を有する略円筒状の工具ホルダであって、
前記工具ホルダの先端部には切削インサートを取り付けるための取付座を備えたポケット部を有し、
前記ポケット部よりも後端側に円柱状部を備えており、
前記円柱状部において、前記円柱状部の側面を構成する円筒面を含み、工具回転中心軸を中心とする仮想円筒面を規定するとき、
前記仮想円筒面上には、
前記工具回転中心軸方向において、前記ポケット部に最も近い第１円筒面と、
前記工具回転中心軸方向において、前記第１円筒面と直径が略等しく、かつ、前記第１円筒面から最も離れた第２円筒面と、
が配置され、
前記第１円筒面と前記第２円筒面との間には、前記仮想円筒面よりも径方向内側へ凹む凹部が配置され、
前記凹部は、前記工具回転中心軸方向の最大幅ｔｍａｘが１．０ｍｍ以上であり、
前記第１円筒面および前記第２円筒面は、前記工具回転中心軸と同軸に形成された円筒研削面である、工具ホルダ。
前記工具ホルダの先端部には切削インサートを取り付けるための取付座を備えたポケット部を有し、
前記ポケット部よりも後端側に円柱状部を備えており、
前記円柱状部において、前記円柱状部の側面を構成する円筒面を含み、工具回転中心軸を中心とする仮想円筒面を規定するとき、
前記仮想円筒面上には、
前記工具回転中心軸方向において、前記ポケット部に最も近い第１円筒面と、
前記工具回転中心軸方向において、前記第１円筒面と直径が略等しく、かつ、前記第１円筒面から最も離れた第２円筒面と、
が配置され、
前記第１円筒面と前記第２円筒面との間には、前記仮想円筒面よりも径方向内側へ凹む凹部が配置され、
前記凹部は、前記工具回転中心軸方向の最大幅ｔｍａｘが１．０ｍｍ以上であり、
前記第１円筒面および前記第２円筒面は、前記工具回転中心軸と同軸に形成された円筒研削面である、工具ホルダ。
【請求項2】
前記第１円筒面および第２円筒面の最大高さ粗さＲｚは、
０．４μｍ≦Ｒｚ≦６．３μｍ
を満たす、
請求項１に記載の工具ホルダ。
０．４μｍ≦Ｒｚ≦６．３μｍ
を満たす、
請求項１に記載の工具ホルダ。
【請求項3】
前記凹部は、前記仮想円筒面の円周の少なくとも５０％以上の範囲に形成されている、
請求項１または２に記載の工具ホルダ。
請求項１または２に記載の工具ホルダ。
【請求項4】
前記工具回転中心軸方向において、
前記ポケット部の最大距離をＬ、前記第１円筒面の先端側の端部と前記第２円筒面の後端側の端部間の最大距離をＨとするとき、
０．５≦Ｈ／Ｌ≦２．０である、
請求項１または２に記載の工具ホルダ。
前記ポケット部の最大距離をＬ、前記第１円筒面の先端側の端部と前記第２円筒面の後端側の端部間の最大距離をＨとするとき、
０．５≦Ｈ／Ｌ≦２．０である、
請求項１または２に記載の工具ホルダ。
【請求項5】
前記工具回転中心軸方向における、前記第１円筒面の最小幅をｈ１、前記第２円筒面の最小幅をｈ２とするとき、
ｈ１、ｈ２はともに０．５ｍｍ以上であり、かつ、０．５≦ｈ１／ｈ２≦２．０の関係を満たす、
請求項１または２に記載の工具ホルダ。
ｈ１、ｈ２はともに０．５ｍｍ以上であり、かつ、０．５≦ｈ１／ｈ２≦２．０の関係を満たす、
請求項１または２に記載の工具ホルダ。
【請求項6】
前記工具ホルダは、めっき、黒染め、ＰＶＤコーティング、ＣＶＤコーティングのうちいずれか１つ以上の表面処理が施された部位を有する、
請求項１または２に記載の工具ホルダ。
請求項１または２に記載の工具ホルダ。
【請求項7】
前記工具ホルダは、めっき、黒染め、ＰＶＤコーティング、ＣＶＤコーティングのうちのいずれの表面処理も施されていない、
請求項１または２に記載の工具ホルダ。
請求項１または２に記載の工具ホルダ。
【請求項8】
請求項１に記載の工具ホルダと、前記取付座に装着される切削インサートとを備える、刃先交換式切削工具。
【請求項9】
正面振れ量および半径方向振れ量が５０μｍ以下、かつ、刃径精度が９０μｍ以下、を満たす請求項８に記載の刃先交換式切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、工具ホルダおよび刃先交換式切削工具に関する。
【背景技術】
【0002】
刃先交換式切削工具は、切削インサート、工具ホルダ、工具ホルダに切削インサートを取り付けるための、ねじ等の締結部材から成る。各部材の形状精度は加工面品位や寸法精度に影響を与えることがわかっており、近年は切削インサートの形状精度だけでなく工具ホルダの形状精度を向上させる傾向にある。例えば、非特許文献１のＰ．２には高精度なチップと工具ホルダによって高精度工具を提供することが開示されており、さらに、非特許文献２には工具ホルダの高精度化によるバランスが向上効果が謳われている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】プロダクトニュースＮｏ．４１７エアロチッパーＭＡＬ／ＡＬＸ形，２～３ページ
【非特許文献2】Ｔｏｏｌｉｎｇ ｂｙ ＤＩＪＥＴ ＧＥＮＥＲＡＬ ＣＡＴＡＬＯＧ Ｖｏｌ．１０．１ ２０１９～２０２０，Ｂ０９８～Ｂ０９９ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
通常、工具ホルダは、旋盤や円筒研削工程にて所望の輪郭形状や基準面を削り出した後、マシニングセンタにてインサートを締結するポケット部を削り出すことで製造される。工具ホルダの刃径などの形状測定は、マシニングセンタ加工後に工具ホルダを取り外し、測定機に応じた治具へ付け替えて測定する。治具の寸法精度は高い嵌め合い精度にて製造管理されているが、製造時の治具と測定時の治具間には僅かながら寸法差がある。これにより製造時と測定時で基準面や基準軸が異なってしまい、芯ずれを生じさせていた。この芯ずれが工具刃径や振れ量測定結果に影響を及ぼし、測定寸法と実際の形状に誤差を生じさせてしまう。この誤差は小さいため、通常の精度の工具ホルダでは問題とならないが、高精度な工具ホルダの製造に関しては非常に大きな外乱要因となる。
【0005】
近年は工具ホルダの形状測定評価に用いる形状測定機（ツールプリセッター）に、軸補正機能と呼ばれる機能が備えられている。この軸補正機能は、離れた位置にある同軸かつ精度良く加工された２つの円筒面の円弧中心同士を結ぶ直線を中心軸として検出できるものである。この軸補正機能を利用することで、測定機や治具の付け替えによって生じる外乱を除外し、工具ホルダ単体の工具中心軸を検出することが可能になることが知られている。その結果、製造時の治具と測定時の治具に寸法差があったとしても、測定結果に影響は無く、工具ホルダ単体の寸法精度を評価できる。
【0006】
本発明者の検討によると、この軸補正機能によって工具中心軸を検出する場合、２つの精度良く加工された円筒面の位置関係が工具中心軸検出精度に影響を及ぼすという課題があることがわかった。たとえば、工具ホルダを製造する作業者によって２つの円筒面の取り方にばらつきが出てしまうと、工具中心軸の検出精度が低下してしまう。もしも検出精度の低い工具中心軸を基準に工具ホルダの形状測定をしてしまった場合、工具ホルダ単体の測定を行ったにもかかわらず、良好な精度で完成した工具ホルダが不良と判定されたり、公差から外れた工具ホルダが良品とされたりなど、品質管理上重大な問題となり得る。
【0007】
さらに、工具ホルダに２つの精度良く加工された円筒面を備えることで新たに生じる課題がある。工具ホルダの持ち運びには円筒状外周部を持つことになるが、たとえば円筒面の精度を出すため研削加工した場合、その研削面は旋盤加工面よりも高精度に加工されているため、手に持った際に滑りやすい表面性状となっている。そのため、工作機主軸へ切削工具を取り付けまたは取り外す際などに、より慎重な操作が必要となる。
【0008】
そこで本発明は上述の課題を鑑み、形状測定機（ツールプリセッター）による軸補正機能の中心軸の検出精度を安定的に高めることが可能な形状としたことで、不良品を誤って良品と判断されるおそれを低減し、高精度な工具ホルダを安定して製造できることと、かつ作業者の操作性を考慮した形状を備えることを両立させた工具ホルダを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
（１）工具回転中心軸を有する略円筒状の工具ホルダであって、前記工具ホルダの先端部には切削インサートを取り付けるための取付座を備えたポケット部を有し、前記ポケット部よりも後端側に円柱状部を備える。前記円柱状部において、前記円柱状部の側面を構成する円筒面を含み、工具回転中心軸を中心とする仮想円筒面を規定するとき、前記仮想円筒面上には、前記工具回転中心軸方向において、前記ポケット部に最も近い第１円筒面と、前記工具回転中心軸方向において、前記第１円筒面と直径が略等しく、かつ、前記第１円筒面から最も離れた第２円筒面と、が配置される。前記第１円筒面と前記第２円筒面との間には、前記仮想円筒面よりも径方向内側へ凹む凹部が配置される。前記凹部は、前記工具回転中心軸方向の最大幅ｔｍａｘが１．０ｍｍ以上である。前記第１円筒面および前記第２円筒面は、前記工具回転中心軸と同軸に形成された円筒研削面である。
【0010】
（２）（１）において、前記第１円筒面および第２円筒面の最大高さ粗さＲｚは、０．４μｍ≦Ｒｚ≦６．３μｍを満たす構成としてもよい。
【0011】
（３）（１）または（２）において、前記凹部は、前記仮想円筒面の円周の少なくとも５０％以上の範囲に形成されている構成としてもよい。
【0012】
（４）（１）から（３）のいずれか１つにおいて、前記工具回転中心軸方向において、前記ポケット部の最大距離をＬ、前記第１円筒面の先端側の端部と前記第２円筒面の後端側の端部間の最大距離をＨとするとき、０．５≦Ｈ／Ｌ≦２．０である構成としてもよい。
【0013】
（５）（１）から（４）のいずれか１つにおいて、前記工具回転中心軸方向における、前記第１円筒面の最小幅をｈ１、前記第２円筒面の最小幅をｈ２とするとき、ｈ１、ｈ２はともに０．５ｍｍ以上であり、かつ、０．５≦ｈ１／ｈ２≦２．０の関係を満たす構成としてもよい。
【0014】
（６）（１）から（５）のいずれか１つにおいて、前記工具ホルダは、めっき、黒染め、ＰＶＤコーティング、ＣＶＤコーティングのうちいずれか１つ以上の表面処理が施された部位を有する構成としてもよい。
【0015】
（７）（１）から（６）のいずれか１つにおいて、前記工具ホルダは、めっき、黒染め、ＰＶＤコーティング、ＣＶＤコーティングのうちのいずれの表面処理も施されていない構成としてもよい。
【0016】
（８）本発明の刃先交換式切削工具は、（１）から（７）のいずれか１つに記載の工具ホルダと、前記取付座に装着される切削インサートとを備える。
【0017】
（９）（８）において、正面振れ量および半径方向振れ量が５０μｍ以下、かつ、刃径精度が９０μｍ以下、を満たす構成としてもよい。
【発明の効果】
【0018】
本発明の一態様によれば、形状測定機（ツールプリセッター）による軸補正機能の中心軸の検出精度を安定的に高めることが可能な形状としたことで、不良品を誤って良品と判断されるおそれを低減し、高精度な工具ホルダを安定して製造できることと、かつ作業者の操作性を考慮した形状を備えることを両立させた工具ホルダが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の工具ホルダの斜視図である。図２は、第１実施形態の工具ホルダの側面図である。図３は、第１実施形態の工具ホルダの正面図である。図４は、第１実施形態の工具ホルダに切削インサートを装着した刃先交換式切削工具の斜視図である。
本実施形態の工具ホルダは、高精度に加工された工具ホルダであり、この工具ホルダを用いた本実施形態の刃先交換式切削工具も高精度の切削工具となる。本実施形態の刃先交換式切削工具は、例えば、正面振れ量および半径方向振れ量が５０μｍ以下、かつ、刃径精度が９０μｍ以下、を満たす。
図１は、第１実施形態の工具ホルダの斜視図である。図２は、第１実施形態の工具ホルダの側面図である。図３は、第１実施形態の工具ホルダの正面図である。図４は、第１実施形態の工具ホルダに切削インサートを装着した刃先交換式切削工具の斜視図である。
本実施形態の工具ホルダは、高精度に加工された工具ホルダであり、この工具ホルダを用いた本実施形態の刃先交換式切削工具も高精度の切削工具となる。本実施形態の刃先交換式切削工具は、例えば、正面振れ量および半径方向振れ量が５０μｍ以下、かつ、刃径精度が９０μｍ以下、を満たす。
【0021】
図１から図３に示すように、本実施形態の工具ホルダ１０は、工具回転中心軸Ｊ０を有する略円筒状の工具ホルダである。工具ホルダ１０は、工具回転中心軸Ｊ０に沿って並ぶ先端部３０と、円柱状部２０と、シャンク接続部４０とを有する。
【0022】
以下の説明においては、工具ホルダ１０の工具回転中心軸Ｊ０の軸線方向に沿って、シャンク接続部４０から先端部３０に向かう方向を先端側、先端部３０からシャンク接続部４０に向かう方向を後端側と言う。工具回転中心軸Ｊ０に平行な方向を単に軸方向と言う場合がある。工具ホルダ１０の工具回転中心軸Ｊ０に垂直な方向を径方向と言い、工具回転中心軸Ｊ０を中心に周回する方向を周方向と言う。
【0023】
工具ホルダ１０は、工具ホルダ１０の先端部３０に、切削インサート１（図４参照）を取り付けるための取付座３３を備えたポケット部３５を有する。円柱状部２０は、先端部３０の後端部から後端に向かって延びる。シャンク接続部４０は、円柱状部２０の後端部から後端側へ延びる。
【0024】
シャンク接続部４０は、工具ホルダ１０を図示略のシャンクに接続する部位である。シャンク接続部４０は、円柱状部２０の後端面から後端側へ延びる。シャンク接続部４０は、工具回転中心軸Ｊ０を中心とする略円柱状である。シャンク接続部４０は、円柱状部２０よりも小径である。シャンク接続部４０は、円柱状部２０側から順に並ぶ円筒面４２と嵌合部４１と、を有する。
【0025】
嵌合部４１は、工具回転中心軸Ｊ０を中心とする円柱に雄ねじ部を備えた面を有する。嵌合部４１は、図示しないシャンクの嵌合部（雌ねじ部）に嵌合する。円筒面４２は、嵌合部４１と円柱状部２０との間に位置する。円筒面４２は、工具回転中心軸Ｊ０と同軸の円筒面である。円筒面４２は、図示しない製造時や測定時に使用する治具に嵌合することで、各治具と工具ホルダ１０を互いに位置決めする。
【0026】
先端部３０の取付座３３およびポケット部３５は、本実施形態では６つ設けられる。取付座３３およびポケット部３５の数は、図４に示す刃先交換式回転切削工具１１の工具径、要求性能等に応じて増減できる。例えば、工具径が小さい場合は、取付座３３およびポケット部３５を５つ以下としてもよく、工具径が大きい場合は、取付座３３およびポケット部を７つ以上としてもよい。
【0027】
ポケット部３５は、図３に示すように、先端部３０の外周面３１から径方向内側に向かって凹む凹部である。各々のポケット部３５の内壁面のうち、工具回転方向ＴＤの前方側を向く壁面に、取付座３３が形成される。６つの取付座３３は、本実施形態の場合、工具ホルダ１０の周方向に６０°おきの等間隔に配置される。６つの取付座３３が不等な間隔で配置された不等分割の構成であってもよい。
【0028】
取付座３３は、取付座底面３３ａと、一対の取付座壁面３３ｂと、を有する。取付座底面３３ａは、切削インサート１の着座面３と略等しい面積の長方形状である。取付座底面３３ａは、工具ホルダ１０の工具回転方向ＴＤを向く。一対の取付座壁面３３ｂは、取付座底面３３ａの２辺から工具回転方向ＴＤ側にそれぞれ延びる面である。
【0029】
取付座底面３３ａは、切削インサート１の底面を支持する面である。一対の取付座壁面３３ｂのうち軸方向に沿って延びる取付座壁面３３ｂは、切削インサート１の長辺に沿う側面を支持する面である。一対の取付座壁面３３ｂのうち径方向に沿って延びる取付座壁面３３ｂは、切削インサート１の短辺に沿う側面を支持する面である。一対の取付座壁面３３ｂは、切削インサート１の逃げ面を支持する。
【0030】
取付座底面３３ａのほぼ中央には、ねじ孔３３ｃが形成されている。ねじ孔３３ｃは、切削インサート１の中央に形成された取付孔７に連通可能な孔である。ねじ孔３３ｃには、切削インサート１を取り付ける際の取付ねじ（図示略）が挿入される。切削インサート１は、その中央に形成された取付孔７内に挿入された取付ねじが、工具ホルダ１０の取付座底面３３ａの中央に形成されたねじ孔３３ｃに締め付けられることによって工具ホルダ１０に取り付けられる。
【0031】
工具ホルダ１０は、複数のポケット部３５よりも後端側に、円柱状部２０を備える。円柱状部２０の側面は、工具回転中心軸Ｊ０を中心とする円筒研削面を含む。
ここで、図２に示すように、円柱状部２０の側面の円筒面を含む仮想円筒面２０ｖを規定する。仮想円筒面２０ｖ上には、少なくとも、工具回転中心軸方向において、ポケット部３５に最も近い第１円筒面２１と、工具回転中心軸方向において、第１円筒面２１と直径が略等しく、かつ第１円筒面２１から最も離れた第２円筒面２２と、が配置される。第１円筒面２１と第２円筒面２２との間には、第１円筒面２１および第２円筒面２２よりも径方向内側に凹む凹部２３が配置される。
ここで、図２に示すように、円柱状部２０の側面の円筒面を含む仮想円筒面２０ｖを規定する。仮想円筒面２０ｖ上には、少なくとも、工具回転中心軸方向において、ポケット部３５に最も近い第１円筒面２１と、工具回転中心軸方向において、第１円筒面２１と直径が略等しく、かつ第１円筒面２１から最も離れた第２円筒面２２と、が配置される。第１円筒面２１と第２円筒面２２との間には、第１円筒面２１および第２円筒面２２よりも径方向内側に凹む凹部２３が配置される。
【0032】
すなわち、円柱状部２０は、その側面に工具回転中心軸Ｊ０を中心とする円筒研削面からなる領域を有しており、その円筒研削面は、工具回転中心軸方向において、凹部２３によって第１円筒面２１と第２円筒面２２とに区画されている。
【0033】
凹部２３は、本実施形態の場合、周方向に延びる溝部２３ａと、側面視矩形状のＤカット部２３ｂとを含む。溝部２３ａは、工具回転中心軸Ｊ０に直交する面内で周方向に延びる。溝部２３ａの両端は、Ｄカット部２３ｂの周方向両端の辺にそれぞれ接続される。凹部２３は、円柱状部２０の全周にわたって延びている。溝部２３ａの数は工具ホルダの大きさ等に応じて増やすことができる。例えば工具径が大きい場合は、溝部２３ａを２個以上としても良い。
【0034】
凹部２３は、工具回転中心軸方向の最大幅ｔｍａｘが１．０ｍｍ以上である。本実施形態の場合、最大幅ｔｍａｘは、図２に示すように、Ｄカット部２３ｂの工具中心軸方向の最大幅である。凹部２３は、溝部２３ａのみからなる構成であってもよく、この場合には、最大幅ｔｍａｘは、溝部２３ａの幅となる。最大幅ｔｍａｘが１．０ｍｍ以上であることにより、第１円筒面２１と第２円筒面２２とを、容易に視認可能な状態で区画でき、かつ、工具ホルダ１０のハンドリング時の滑り止めとしても十分に機能する凹部となる。より好ましくは、凹部２３の径方向の深さＤが０．３ｍｍ以上であり、工具回転中心軸方向とは異なる方向においても一定以上の深さの凹みを備えることで、視認性とハンドリング時の滑り止め効果が向上する。
【0035】
第１円筒面２１は、凹部２３よりも先端側に位置する円筒研削面である。本実施形態では、第１円筒面２１の一部領域は、Ｄカット部２３ｂの先端側に位置している。第１円筒面２１は、Ｄカット部２３ｂと軸方向に隣接する位置で幅が狭くなっているが、円柱状部２０の全周にわたって延びている。凹部２３の溝部２３ａが複数個ある場合においても、最も先端側の凹部２３よりも先端側に位置する円筒研削面を第１円筒面２１とする。したがって、溝部２３ａが複数個ある場合に各溝部２３ａに挟まれた円筒面は第１円筒面２１ではない。
【0036】
第２円筒面２２は、凹部２３よりも後端側に位置する円筒研削面である。本実施形態では、第２円筒面２２の一部領域は、Ｄカット部２３ｂの後端側に位置している。第２円筒面２２は、Ｄカット部２３ｂと軸方向に隣接する位置で幅が狭くなっているが、円柱状部２０の全周にわたって延びている。凹部２３の溝部２３ａが複数個ある場合においても、最も後端側の凹部２３よりも後端側に位置する円筒研削面を第２円筒面２２とする。したがって、溝部２３ａが複数個ある場合に各溝部２３ａに挟まれた円筒面は第２円筒面２２ではない。
【0037】
第１円筒面２１と第２円筒面２２は、工具ホルダの軸方向に長い１つの円筒面を形成後、この円筒面に凹部２３を設けて製造されることが好ましい。第１円筒面２１と第２円筒面２２は直径が略等しいため、第１円筒面２１と第２円筒面２２の直径が異なる場合に比べて同軸度が安定し、軸補正機能による工具中心軸検出精度を安定的に高めることができる。
【0038】
上記構成を備える本実施形態の工具ホルダ１０によれば、円柱状部２０が、凹部２３によって軸方向に区画された第１円筒面２１と第２円筒面２２とを有していることで、第１円筒面２１と第２円筒面２２のそれぞれを使用して、形状測定機（ツールプリセッター）の軸補正機能による中心軸検出を実施できる。これにより、測定機や治具の付け替えによって生じる外乱を除外し、工具ホルダ１０単体の寸法精度を評価することが可能になる。高精度の測定が可能になる結果、高精度の工具ホルダ１０を製造可能となる。
【0039】
本実施形態の工具ホルダ１０では、第１円筒面２１と第２円筒面２２との間に凹部２３が配置されているため、形状測定機（ツールプリセッター）の測定者は、測定すべき円筒研削面を容易に認識できる。形状測定機（ツールプリセッター）の測定者が、誤って第１円筒面２１を二度測定しまうと、軸方向に近接した位置の測定結果に基づいて中心軸検出を行うことになり、工具中心軸の検出精度が低くなってしまう。検出精度の低い工具中心軸を基準に形状測定をすると、良好な精度で完成した工具ホルダが不良と判定されたり、公差から外れた工具ホルダが良品とされたりするおそれがある。
これに対して本実施形態では、測定者に対して、測定すべき第１円筒面２１と第２円筒面２２を、凹部によって確実に認識させることができる。工具回転中心軸Ｊ０方向において互いに離れて配置された第１円筒面２１と第２円筒面２２とを測定することで、中心軸検出の精度が高くなる。これにより、工具ホルダ１０の精度判定を安定させることができる。
これに対して本実施形態では、測定者に対して、測定すべき第１円筒面２１と第２円筒面２２を、凹部によって確実に認識させることができる。工具回転中心軸Ｊ０方向において互いに離れて配置された第１円筒面２１と第２円筒面２２とを測定することで、中心軸検出の精度が高くなる。これにより、工具ホルダ１０の精度判定を安定させることができる。
【0040】
また、工具ホルダ１０の取り付けおよび取り外し時には、使用者は、主に円柱状部２０を把持して作業を行う。円筒研削面である第１円筒面２１および第２円筒面２２は、平滑な曲面であるため、手に持った際に滑りやすい。円柱状部２０に切削油が付着している場合には特に滑りやすくなる。これに対して、本実施形態の工具ホルダ１０では、凹部２３が設けられていることにより、使用者は、工具ホルダ１０を手に持ったときに凹部２３に指を引っ掛けることができる。これにより、使用者は、工具ホルダ１０の操作を安全かつ円滑に行うことができる。
【0041】
以上により、本実施形態によれば、形状測定機（ツールプリセッター）による軸補正機能の中心軸の検出精度を安定的に高めることが可能な形状としたことで、不良品を誤って良品と判断されるおそれを低減し、高精度な工具ホルダを安定して製造できることと、かつ作業者の操作性を考慮した形状を備えることを両立させた工具ホルダ１０を提供することができる。
【0042】
本実施形態において、第１円筒面２１および第２円筒面２２の最大高さ粗さＲｚは、０．４μｍ≦Ｒｚ≦６．３μｍを満たすことが好ましい。最大高さ粗さＲｚを上記範囲とすることで、形状測定機（ツールプリセッター）による中心軸検出を高精度に行うことができる。最大高さ粗さＲｚが０．４μｍよりも小さいと、円柱状部２０の研削加工時間が長くなって製造効率が低下し、製造費も高くなる。最大高さ粗さＲｚが６．３μｍを超えると、形状測定機（ツールプリセッター）の軸補正機能使用時に表面粗さにより円周が誤認識されやすくなる。その結果、中心軸検出精度が低下するおそれがある。
【0043】
本実施形態において、工具回転中心軸Ｊ０方向において、図２に示すように、ポケット部３５の軸方向長さである最大距離をＬ、第１円筒面２１の先端側の端部と第２円筒面２２の後端側の端部との間の最大距離をＨとするとき、０．５≦Ｈ／Ｌ≦２．０の関係を満たすことが好ましい。この構成によれば、工具ホルダ１０全体に対する円柱状部２０の軸方向長さを確保できる。これにより、第１円筒面２１と第２円筒面２２の工具回転中心軸Ｊ０方向における距離を大きく確保しやすくなる。形状測定機（ツールプリセッター）の軸補正機能による中心軸検出の精度が向上する。
【0044】
本実施形態において、工具回転中心軸Ｊ０方向における、第１円筒面２１の最小幅をｈ１、第２円筒面２２の最小幅をｈ２とするとき、ｈ１、ｈ２はともに０．５ｍｍ以上であり、かつ、０．５≦ｈ１／ｈ２≦２．０の関係を満たすことが好ましい。
本実施形態の場合、第１円筒面２１および第２円筒面２２は、Ｄカット部２３ｂと軸方向に隣接する位置で幅が最小である。これらの位置における最小幅ｈ１、ｈ２が、０．５ｍｍ以上であり、かつ最小幅ｈ１、ｈ２の比率が０．５以上２．０以下の範囲内にあることが好ましい。このような構成とすることで、第１円筒面２１および第２円筒面２２の両方において、形状測定機（ツールプリセッター）における測定領域を十分に確保でき、効率よく安定して中心軸検出を行うことができる。
本実施形態の場合、第１円筒面２１および第２円筒面２２は、Ｄカット部２３ｂと軸方向に隣接する位置で幅が最小である。これらの位置における最小幅ｈ１、ｈ２が、０．５ｍｍ以上であり、かつ最小幅ｈ１、ｈ２の比率が０．５以上２．０以下の範囲内にあることが好ましい。このような構成とすることで、第１円筒面２１および第２円筒面２２の両方において、形状測定機（ツールプリセッター）における測定領域を十分に確保でき、効率よく安定して中心軸検出を行うことができる。
【0045】
第１円筒面２１および第２円筒面２２は、形状測定機（ツールプリセッター）による中心軸検出の精度を確保できるならば、円柱状部２０の全周にわたって延びていなくてもよい。例えば、第１円筒面２１または第２円筒面２２が、Ｄカット部２３ｂによって途切れていてもよい。一例を挙げると、円筒研削面が円柱状部２０の円周長さの７０％以上あれば、形状測定機（ツールプリセッター）による中心軸検出が可能である。必要とされる円筒研削面の周方向長さは、形状測定機（ツールプリセッター）の機種によって異なる場合がある。
【0046】
本実施形態では、凹部２３は、円柱状部２０の全周にわたって延びているが、凹部２３は、円柱状部２０の周方向において途切れていてもよい。また、凹部２３は、周方向において、２つまたは３つ以上の部分に分割されていてもよい。凹部２３が円柱状部２０の周方向の一部にのみ形成される場合には、凹部２３の周方向長さは、合計で、仮想円筒面２０ｖの円周長さの５０％以上であることが好ましい。これにより、工具ホルダ１０の使用者がどの方向から見ても凹部２３の少なくとも一部を視認でき、使用者が工具ホルダ１０を持つときも凹部２３に触れやすくなる。第１円筒面２１と第２円筒面２２とを軸方向に区画する機能と、工具ホルダ１０のハンドリング時の滑り止め機能の両方を得ることができる。
【0047】
本実施形態の工具ホルダ１０は、表面処理が施された工具ホルダであってもよい。すなわち、工具ホルダ１０は、めっき、黒染め、ＰＶＤコーティング、ＣＶＤコーティングのうちいずれか１つ以上の表面処理が施された部位を有する構成であってもよい。
また本実施形態の工具ホルダ１０は、表面処理が施されていない工具ホルダであってもよい。すなわち、工具ホルダ１０は、めっき、黒染め、ＰＶＤコーティング、ＣＶＤコーティングのうちのいずれの表面処理も施されていない構成であってもよい。
また本実施形態の工具ホルダ１０は、表面処理が施されていない工具ホルダであってもよい。すなわち、工具ホルダ１０は、めっき、黒染め、ＰＶＤコーティング、ＣＶＤコーティングのうちのいずれの表面処理も施されていない構成であってもよい。
【0048】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の工具ホルダの斜視図である。図６は、第２実施形態の工具ホルダの側面図である。図７は、第２実施形態の工具ホルダの正面図である。図８は、第２実施形態の工具ホルダに切削インサートを装着した刃先交換式切削工具の斜視図である。
本実施形態の工具ホルダは、高精度に加工された工具ホルダであり、この工具ホルダを用いた本実施形態の刃先交換式切削工具も高精度の切削工具となる。本実施形態の刃先交換式切削工具は、例えば、正面振れ量および半径方向振れ量が５０μｍ以下、かつ、刃径精度が９０μｍ以下、を満たす。
図５は、第２実施形態の工具ホルダの斜視図である。図６は、第２実施形態の工具ホルダの側面図である。図７は、第２実施形態の工具ホルダの正面図である。図８は、第２実施形態の工具ホルダに切削インサートを装着した刃先交換式切削工具の斜視図である。
本実施形態の工具ホルダは、高精度に加工された工具ホルダであり、この工具ホルダを用いた本実施形態の刃先交換式切削工具も高精度の切削工具となる。本実施形態の刃先交換式切削工具は、例えば、正面振れ量および半径方向振れ量が５０μｍ以下、かつ、刃径精度が９０μｍ以下、を満たす。
【0049】
図５から図７に示すように、本実施形態の工具ホルダ１０Ａは、工具回転中心軸Ｊ０を有する略円筒状の工具ホルダである。工具ホルダ１０Ａは、工具回転中心軸Ｊ０に沿って並ぶ先端部３０と、円柱状部２０と、を有する。
【0050】
第２実施形態では、第１実施形態と同等の部位には、第１実施形態と共通の符号を付し、詳細な説明を省略する場合がある。第２実施形態では、工具ホルダ１０Ａの工具回転中心軸Ｊ０の軸線方向に沿って、円柱状部２０から先端部３０に向かう方向を先端側、先端部３０から円柱状部２０に向かう方向を後端側と言う。
【0051】
工具ホルダ１０Ａは、工具ホルダ１０Ａの先端部３０に、切削インサート１（図８参照）を取り付けるための取付座３３を備えたポケット部３５を有する。円柱状部２０は、先端部３０の後端部から後端に向かって延びる。
【0052】
先端部３０の取付座３３およびポケット部３５は、本実施形態では７つ設けられる。取付座３３およびポケット部３５の数は、増減可能である。ポケット部３５は、先端部３０の外周面３１から径方向内側に向かって凹む凹部である。各々のポケット部３５の内壁面のうち、工具回転方向ＴＤの前方側を向く壁面に、取付座３３が形成される。７つの取付座３３は、本実施形態の場合、工具ホルダ１０Ａの周方向に５１°～５２°の角度間隔で配置される。
【0053】
取付座３３は、取付座底面３３ａと、一対の取付座壁面３３ｂと、を有する。取付座底面３３ａのほぼ中央には、ねじ孔３３ｃが形成されている。図８に示すように、切削インサート１は、その中央に形成された取付孔７内に挿入された取付ねじ（図示略）が、工具ホルダ１０Ａの取付座底面３３ａの中央に形成されたねじ孔３３ｃに締め付けられることによって工具ホルダ１０Ａに取り付けられる。
【0054】
工具ホルダ１０Ａは、複数のポケット部３５よりも後端側に、円柱状部２０を備える。円柱状部２０の側面は、工具回転中心軸Ｊ０を中心とする円筒研削面を含む。本実施形態では、円柱状部２０の後端部に、工具ホルダ１０Ａの後端面から先端側へ凹むキー溝２５が形成されている。キー溝２５は、工具ホルダ１０Ａの後端面において直径方向に延びる。キー溝２５には、工具ホルダ１０Ａを加工機の主軸に取り付ける際に、主軸のキーが嵌め合わされる。
【0055】
ここで、図６に示すように、円柱状部２０の側面の円筒面を含む仮想円筒面２０ｖを規定する。仮想円筒面２０ｖ上には、少なくとも、工具回転中心軸方向において、ポケット部３５に最も近い第１円筒面２１と、工具回転中心軸方向において、第１円筒面２１と直径が略等しく、かつ第１円筒面２１から最も離れた第２円筒面２２と、が配置される。第１円筒面２１と第２円筒面２２との間には、第１円筒面２１および第２円筒面２２よりも径方向内側に凹む凹部２３が配置される。
【0056】
凹部２３は、本実施形態の場合、周方向に延びる溝部からなる。溝部からなる凹部２３は、工具回転中心軸Ｊ０に直交する面内で周方向に延びる。凹部２３は、工具回転中心軸方向の最大幅ｔｍａｘが１．０ｍｍ以上である。本実施形態の場合、最大幅ｔｍａｘは、溝部の幅である。最大幅ｔｍａｘが１．０ｍｍ以上であることにより、第１円筒面２１と第２円筒面２２とを、容易に視認可能な状態で区画でき、かつ、工具ホルダ１０Ａのハンドリング時の滑り止めとしても十分に機能する凹部となる。より好ましくは、凹部２３の径方向の深さＤが０．３ｍｍ以上であり、工具回転中心軸方向とは異なる方向においても一定以上の凹みを備えることで、視認性とハンドリング時の滑り止め効果が向上する。
【0057】
第１円筒面２１は、凹部２３よりも先端側に位置する円筒研削面である。本実施形態では、第１円筒面２１は、円柱状部２０の全周にわたって一定の幅で延びている。
第２円筒面２２は、凹部２３よりも後端側に位置する円筒研削面である。本実施形態では、第２円筒面２２は、キー溝２５と軸方向に隣接する位置で幅が狭くなっているが、円柱状部２０の全周にわたって延びている。
第２円筒面２２は、凹部２３よりも後端側に位置する円筒研削面である。本実施形態では、第２円筒面２２は、キー溝２５と軸方向に隣接する位置で幅が狭くなっているが、円柱状部２０の全周にわたって延びている。
【0058】
凹部２３の数は工具ホルダの大きさ等に応じて増やすことができる。例えば工具径が大きい場合は、凹部２３を２個以上としても良い。
凹部２３が複数個ある場合においても、最も先端側の凹部２３よりも先端側に位置する円筒研削面を第１円筒面２１とする。したがって、凹部２３が複数個ある場合に各凹部２３に挟まれた円筒面は第１円筒面２１ではない。
凹部２３が複数個ある場合においても、最も後端側の凹部２３よりも後端側に位置する円筒研削面を第２円筒面２２とする。したがって、凹部２３が複数個ある場合に各凹部２３に挟まれた円筒面は第２円筒面２２ではない。
凹部２３が複数個ある場合においても、最も先端側の凹部２３よりも先端側に位置する円筒研削面を第１円筒面２１とする。したがって、凹部２３が複数個ある場合に各凹部２３に挟まれた円筒面は第１円筒面２１ではない。
凹部２３が複数個ある場合においても、最も後端側の凹部２３よりも後端側に位置する円筒研削面を第２円筒面２２とする。したがって、凹部２３が複数個ある場合に各凹部２３に挟まれた円筒面は第２円筒面２２ではない。
【0059】
第１円筒面２１と第２円筒面２２は、工具ホルダの軸方向に長い１つの円筒面を形成後、この円筒面に凹部２３を設けて製造されることが好ましい。第１円筒面２１と第２円筒面２２は直径が略等しいため、第１円筒面２１と第２円筒面２２の直径が異なる場合に比べて同軸度が安定し、軸補正機能による工具中心軸検出精度を安定的に高めることができる。
【0060】
上記構成を備える本実施形態の工具ホルダ１０Ａによれば、円柱状部２０が、凹部２３によって軸方向に区画された第１円筒面２１と第２円筒面２２とを有していることで、第１円筒面２１と第２円筒面２２のそれぞれを使用して、形状測定機（ツールプリセッター）の軸補正機能による中心軸検出を実施できる。これにより、測定機や治具の付け替えによって生じる外乱を除外し、工具ホルダ１０Ａ単体の寸法精度を評価することが可能になる。高精度の測定が可能になる結果、高精度の工具ホルダ１０Ａを製造可能となる。
【0061】
工具ホルダ１０Ａでは、第１円筒面２１と第２円筒面２２との間に凹部２３が配置されているため、形状測定機（ツールプリセッター）の測定者は、測定すべき円筒研削面を容易に認識できる。工具回転中心軸Ｊ０方向において互いに離れて配置された第１円筒面２１と第２円筒面２２とを測定することで、中心軸検出の精度が高くなる。これにより、工具ホルダ１０Ａの精度判定を安定させることができる。
【0062】
円筒研削面である第１円筒面２１および第２円筒面２２は、平滑な曲面であるため、手に持った際に滑りやすい。本実施形態の工具ホルダ１０Ａでは、円柱状部２０に凹部２３が設けられていることにより、使用者は、工具ホルダ１０Ａを手に持ったときに凹部２３に指を引っ掛けることができる。これにより、使用者は、工具ホルダ１０Ａの操作を安全かつ円滑に行うことができる。
【0063】
以上により、本実施形態によれば、形状測定機（ツールプリセッター）による軸補正機能の中心軸の検出精度を安定的に高めることが可能な形状としたことで、不良品を誤って良品と判断されるおそれを低減でき、かつ作業者の操作性を考慮した形状を備える工具ホルダ１０Ａを提供することができる。
【0064】
本実施形態において、第１円筒面２１および第２円筒面２２の最大高さ粗さＲｚは、０．４μｍ≦Ｒｚ≦６．３μｍを満たすことが好ましい。最大高さ粗さＲｚを上記範囲とすることで、形状測定機（ツールプリセッター）による中心軸検出を高精度に行うことができる。
【0065】
本実施形態において、工具回転中心軸Ｊ０方向において、図６に示すように、ポケット部３５の軸方向長さである最大距離をＬ、第１円筒面２１の先端側の端部と第２円筒面２２の後端側の端部との間の最大距離をＨとするとき、０．５≦Ｈ／Ｌ≦２．０の関係を満たすことが好ましい。この構成によれば、工具ホルダ１０Ａ全体に対する円柱状部２０の軸方向長さを確保できる。これにより、第１円筒面２１と第２円筒面２２の工具回転中心軸Ｊ０方向における距離を大きく確保しやすくなる。形状測定機（ツールプリセッター）の軸補正機能による中心軸検出の精度が向上する。
【0066】
本実施形態において、工具回転中心軸Ｊ０方向における、第１円筒面２１の最小幅をｈ１、第２円筒面２２の最小幅をｈ２とするとき、ｈ１、ｈ２はともに０．５ｍｍ以上であり、かつ、０．５≦ｈ１／ｈ２≦２．０の関係を満たすことが好ましい。
本実施形態の場合、第１円筒面２１は一定の幅であるが、第２円筒面２２は、キー溝２５と軸方向に隣接する位置で幅が最小となる。これらの位置における最小幅ｈ１、ｈ２が、０．５ｍｍ以上であり、かつ最小幅ｈ１、ｈ２の比率が０．５以上２．０以下の範囲内にあることが好ましい。このような構成とすることで、第１円筒面２１および第２円筒面２２の両方において、形状測定機（ツールプリセッター）における測定領域を十分に確保でき、効率よく安定して中心軸検出を行うことができる。
本実施形態の場合、第１円筒面２１は一定の幅であるが、第２円筒面２２は、キー溝２５と軸方向に隣接する位置で幅が最小となる。これらの位置における最小幅ｈ１、ｈ２が、０．５ｍｍ以上であり、かつ最小幅ｈ１、ｈ２の比率が０．５以上２．０以下の範囲内にあることが好ましい。このような構成とすることで、第１円筒面２１および第２円筒面２２の両方において、形状測定機（ツールプリセッター）における測定領域を十分に確保でき、効率よく安定して中心軸検出を行うことができる。
【0067】
本実施形態においても、第１円筒面２１および第２円筒面２２は、形状測定機（ツールプリセッター）による中心軸検出の精度を確保できるならば、円柱状部２０の全周にわたって延びていなくてもよい。
【0068】
本実施形態においても、凹部２３は、円柱状部２０の周方向において途切れていてもよい。また、凹部２３は、周方向において、２つまたは３つ以上の部分に分割されていてもよい。凹部２３が円柱状部２０の周方向の一部にのみ形成される場合には、凹部２３の周方向長さは、合計で、仮想円筒面２０ｖの円周長さの５０％以上であることが好ましい。これにより、工具ホルダ１０Ａの使用者がどの方向から見ても凹部２３の少なくとも一部を視認でき、使用者が工具ホルダ１０Ａを持つときも凹部２３に触れやすくなる。第１円筒面２１と第２円筒面２２とを軸方向に区画する機能と、工具ホルダ１０Ａのハンドリング時の滑り止め機能の両方を得ることができる。
【0069】
本実施形態の工具ホルダ１０Ａは、表面処理が施された工具ホルダであってもよい。すなわち、工具ホルダ１０Ａは、めっき、黒染め、ＰＶＤコーティング、ＣＶＤコーティングのうちいずれか１つ以上の表面処理が施された部位を有する構成であってもよい。
また本実施形態の工具ホルダ１０Ａは、表面処理が施されていない工具ホルダであってもよい。すなわち、工具ホルダ１０Ａは、めっき、黒染め、ＰＶＤコーティング、ＣＶＤコーティングのうちのいずれの表面処理も施されていない構成であってもよい。
また本実施形態の工具ホルダ１０Ａは、表面処理が施されていない工具ホルダであってもよい。すなわち、工具ホルダ１０Ａは、めっき、黒染め、ＰＶＤコーティング、ＣＶＤコーティングのうちのいずれの表面処理も施されていない構成であってもよい。
【符号の説明】
【0070】
１…切削インサート、１０，１０Ａ…工具ホルダ、２０…円柱状部、２０ｖ…仮想円筒面、２１…第１円筒面、２２…第２円筒面、２３…凹部、３０…先端部、３３…取付座、３５…ポケット部、ｈ１，ｈ２…最小幅、Ｊ０…工具回転中心軸、Ｒｚ…粗さ、ｔｍａｘ…最大幅
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】