特許 7476388 工具ホルダおよびそれを備えた工具保持構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-19

(45)【発行日】2024-04-30

(54)【発明の名称】工具ホルダおよびそれを備えた工具保持構造

(51)【国際特許分類】

   B23B 31/20 20060101AFI20240422BHJP

   B23B 31/107 20060101ALI20240422BHJP

【ＦＩ】

B23B31/20 F

B23B31/107 C

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023062605

(22)【出願日】2023-04-07

【審査請求日】2023-04-07

(73)【特許権者】

【識別番号】591028072

【氏名又は名称】株式会社日研工作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001586

【氏名又は名称】弁理士法人アイミー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三▲角▼ 進

(72)【発明者】

【氏名】中井 英策

(72)【発明者】

【氏名】ステファン エッカーソル

【審査官】荻野 豪治

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００９／１１６９１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第３４４４７８１（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２３／６２６２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０２０－５３１３０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ３１／００ ー ３１／３９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

切削工具のシャンク規格品におけるサイドロック用凹部を追加工し、この凹部を軸方向に長く、かつ中心軸線に向かって深くして、さらにそれぞれの公差を極小とした、追加工後の切削工具を固定把持するための工具ホルダにおいて、
後端から軸線方向前方へ延びる後部穴と、前記後部穴の前方端と接続し、軸線方向前方へ延びる中央部穴と、前記中央部穴の前方端と接続し、軸線方向前方へ延び、先端に向かうほど内径が大きくなるテーパ穴である前部穴と、軸線方向に対して直交して、外周面から前記中央部穴の内周面まで延びる第１貫通孔と、前記第１貫通孔と周方向に異なる位置に設けられ、前記外周面から前記中央部穴の内周面まで延び、前方から後方に傾斜して延びる第２貫通孔とを含むホルダ本体と、
前記中央部穴および前記前部穴に着脱可能に挿入され、先端領域に工具挿入穴が形成されるとともに、先端領域の外周面が先端に向かうほど外径が大きくなるテーパ形状のコレットであり、外周面から前記工具挿入穴にまで貫通するように設けられるキー溝と、前記第１貫通孔と対向する位置に設けられ、外周面を平坦に切り込んだ第１平坦部と、前記第２貫通孔と対向する位置に設けられ、軸線方向前方から軸線方向後方に向かうほど軸線から遠ざかるように、外周面を平坦に切り込んだ第２平坦部とを含むテーパ形状のコレットと、
前記第１貫通孔を貫通し、その先端が前記コレットの第１平坦部に当接する第１サイドロックボルトと、
前記第２貫通孔を貫通し、その先端が前記コレットの第２平坦部に当接する第２サイドロックボルトと、
前記コレットのキー溝に嵌合して、前記前部穴の内周面に当接し、かつ、前記工具挿入穴に挿入した追加工後の切削工具の後端部に設けられる前記サイドロック用凹部と当接するキーとを備える、工具ホルダ。

【請求項2】

前記コレットは、軸方向中央部を境界として後端側に位置する後端領域と、前端側に位置する前端領域とを含み、
前記前端領域には、前記キー溝が設けられる、請求項１に記載の工具ホルダ。

【請求項3】

前記コレットは、軸線方向に延びる複数のスリットが設けられ、
前記複数のスリットのうちの一つの軸線方向途中位置に、前記キー溝が設けられる、請求項１または２に記載の工具ホルダ。

【請求項4】

前記コレットは、前記キー溝と前記第１平坦部とが軸線方向において重なる位置に設けられる、請求項１または２に記載の工具ホルダ。

【請求項5】

前記第２サイドロックボルトは、前記第２貫通孔に貫通するボルト本体と、前記コレットの第２平坦部に当接する当接部とを含み、
前記当接部は、その向きが前記第２平坦部の向きに応じて変位可能となるように設けられている、請求項１または２に記載の工具ホルダ。

【請求項6】

前記コレットは、軸線方向後方の内周面において、引きボルトに係合する係合部を有する、請求項１または２に記載の工具ホルダ。

【請求項7】

請求項１または２に記載の工具ホルダと、
前記コレットの工具挿入穴に挿入される前記切削工具とを備え、
前記切削工具は、前記コレットのキー溝と対向する位置に設けられ、前記キーが嵌合する前記サイドロック用凹部を含む、工具保持構造。

【請求項8】

前記サイドロック用凹部の軸線方向の長さの公差は、０～＋０．００５の範囲内である、請求項７に記載の工具保持構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、工具ホルダおよびそれを備えた工具保持構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、工作機械の主軸にエンドミルなどの切削工具を取り付ける場合には、コレットを用いることがある。このような技術を開示する文献として、たとえば、実公平２－３３６６号公報（特許文献１）および国際公開ＷＯ２０１４／１０３３５０号公報（特許文献２）などが知られている。

【0003】

特許文献１には、チャック筒の内周面に切削工具を把持するためのストレートコレットが嵌合されており、コレットの外周面に突出したキーと、チャック筒の内周面に設けられたキー溝とが係合することで、切削工具の回り止めを行うことが開示されている。

【0004】

特許文献２には、切削工具のシャンクに形成された凹部状の外嵌合部と、コレットに形成された嵌合孔部とに嵌合部材を貫通させることで、ホルダ本体に対する切削工具の相対回転と脱落とを阻止できることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】実公平２－３３６６号公報

【文献】国際公開ＷＯ２０１４／１０３３５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、従来の工具ホルダにおいてさらに改善すべき点があることを本発明者は見出した。つまり、昨今要請されている工作機械の高速化および高精密加工を満足するために、切削工具をさらに安定的に保持する必要がある。

【0007】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、安定的に切削工具を保持することが可能な工具ホルダおよびそれを備えた工具保持構造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】

【0008】

この目的のため本発明の一態様に係る工具ホルダは、切削工具のシャンク規格品におけるサイドロック用凹部を追加工し、この凹部を軸方向に長く、かつ中心軸線に向かって深くして、さらにそれぞれの公差を極小とした、追加工後の切削工具を固定把持するための工具ホルダにおいて、後端から軸線方向前方へ延びる後部穴と、後部穴の前方端と接続し、軸線方向前方へ延びる中央部穴と、中央部穴の前方端と接続し、軸線方向前方へ延び、先端に向かうほど内径が大きくなるテーパ穴である前部穴と、軸線方向に対して直交して、外周面から中央部穴の内周面まで延びる第１貫通孔と、第１貫通孔と周方向に異なる位置に設けられ、外周面から中央部穴の内周面まで延び、前方から後方に傾斜して延びる第２貫通孔とを含むホルダ本体と、中央部穴および前部穴に着脱可能に挿入され、先端領域に工具挿入穴が形成されるとともに、先端領域の外周面が先端に向かうほど外径が大きくなるテーパ形状のコレットであり、外周面から工具挿入穴にまで貫通するように設けられるキー溝と、第１貫通孔と対向する位置に設けられ、外周面を平坦に切り込んだ第１平坦部と、第２貫通孔と対向する位置に設けられ、軸線方向前方から軸線方向後方に向かうほど軸線から遠ざかるように、外周面を平坦に切り込んだ第２平坦部とを含むテーパ形状のコレットと、第１貫通孔を貫通し、その先端がコレットの第１平坦部に当接する第１サイドロックボルトと、第２貫通孔を貫通し、その先端がコレットの第２平坦部に当接する第２サイドロックボルトと、コレットのキー溝に嵌合して、前部穴の内周面に当接し、かつ、工具挿入穴に挿入した追加工後の切削工具の後端部に設けられるサイドロック用凹部と当接するキーとを備える。

【0009】

好ましくは、コレットは、軸線方向中央部を境界として後端側に位置する後端領域と、前端側に位置する前端領域とを含み、前端領域には、キー溝が設けられる。

【0010】

好ましくは、コレットは、軸線方向に延びる複数のスリットが設けられ、複数のスリットのうちの一つの軸線方向途中位置に、キー溝が設けられる。

【0011】

好ましくは、コレットは、キー溝と第１平坦部とが軸線方向において重なる位置に設けられる。

【0012】

好ましくは、第２サイドロックボルトは、第２貫通孔に貫通するボルト本体と、コレットの第２平坦部に当接する当接部とを含み、当接部は、その向きが第２平坦部の向きに応じて変位可能となるように設けられている。

【0013】

好ましくは、軸線方向後方の内周面において、引き上げクランプ用ボルトに係合する係合部を有する。

【0014】

本発明の一態様に係る工具保持構造は、上述した工具ホルダと、コレットの工具挿入穴に挿入される切削工具とを備え、切削工具は、コレットのキー溝と対向する位置に設けられ、キーが嵌合するサイドロック用凹部を含む。

【0015】

好ましくは、サイドロック用凹部の軸線方向長さの公差は、０～＋０．００５の範囲内である。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、確実で安定的に切削工具を保持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態１に係る工具ホルダを示す側面図である。

【図2】図１の一部分を拡大した図である。

【図3】図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図4】コレットを取り出して示す図であり、（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）は平面図であり、（Ｃ）は図４（Ａ）のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。

【図5】追加工後の切削工具の後端部を拡大して示す図であり、（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は正面図である。

【図6】追加工前の切削工具の後端部を拡大して示す図であり、（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は正面図である。

【図7】ＤＩＮ規格のＤＩＮ１８３５ ＦｏｒｍＢを示す図であり、（Ａ）はシャンク規格品の側面図および平面図であり、（Ｂ）はその規格表である。

【図8】本発明の実施の形態２に係る工具ホルダを示す側面図である。

【図9】コレットを取り出して示す図であり、（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）は平面図であり、（Ｃ）は図９（Ａ）のＩＸ－ＩＸ線に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0019】

（実施の形態１）
図１～図７を参照して、本発明の実施の形態１に係る工具ホルダについて説明する。なお、図１において、一点鎖線Ｏは軸線であり、矢印Ｔを軸線方向前方側（先端側ともいう）といい、矢印Ｔの逆向きを軸線方向後方側（後端側ともいう）という。また、図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【0020】

特に図１に示すように、本実施の形態に係る工具ホルダ１は、たとえばエンドミル、リーマなどの切削工具６０をチャッキングするものであり、工作機械の主軸に取り付けられる。工具ホルダ１は、主な構成部品として、ホルダ本体１０と、ホルダ本体１０の軸線方向先端側に取り付けられるコレット２０とを備える。これらを組み立てた状態の工具ホルダ１は、切削工具６０を把持する。

【0021】

ホルダ本体１０は、軸線方向後方から前方に向かって、後部穴１１と、中央部穴１２と、前部穴１３とが形成される。後部穴１１は、ホルダ本体１０の後端から軸線方向前方へ延びる。後部穴１１の後端領域には、図示しないブルスタッドが取り付けられる。後部穴１１の先端領域には、複数の段差部１１ａ，１１ｂが設けられ、軸線方向前方に向かって段々と径が小さくなっている。後部穴１１には、引きボルト１８と、引きボルト１８が後端側から脱落することを防止するための抜け止め部材１９とが配置されている。

【0022】

引きボルト１８は、後述するコレット２０を後端側に引き上げてクランプするためのボルトである。引きボルト１８は、その頭部１８ａを軸線方向後方側に、その軸部１８ｂを軸線方向前方側にして、ホルダ本体１０の軸線に沿って中央部穴１２まで延びている。頭部１８ａは、後部穴１１の段差部１１ｂと対向する。先端側の段差部１１ｂによって、引きボルト１８は、前端方向への移動が規制される。軸部１８ｂは、その先端部の外周に雄ネジが設けられ、後述するコレット２０の後端部の引き穴２６と螺合する。引きボルト１８は、たとえばドローボルトであることが好ましい。

【0023】

抜け止め部材１９は、引きボルト１８の後端側の段差部１１ａ内に位置する。抜け止め部材１９は、コレット２０を取り外した場合において、引きボルト１８の脱落を防止するためのものである。抜け止め部材１９の外周面には、後部穴１１に設けられる雌ネジと螺合する雄ネジが形成されている。抜け止め部材１９の内周面には、自身を回転させるための六角穴１９ａと、六角穴１９ａの先端側に連なり、六角穴１９ａよりも内径形状が小さい貫通孔１９ｂとが形成されている。貫通孔１９ｂは、引きボルト１８を回転させるための六角レンチを貫通させるためのものである。

【0024】

中央部穴１２は、後部穴１１の前方端と接続し、軸線方向前方へ延びる。中央部穴１２の内径は後部穴１１の内径よりも大きく、後部穴１１と中央部穴１２の境界には、境界壁面１２ａが形成される。境界壁面１２ａは軸線と同軸に位置する環状段差であり、軸線と直角な平坦面であり、軸線方向前方を向く壁である。

【0025】

前部穴１３は、中央部穴１２の前方端と接続し、軸線方向前方へ延び、先端に向かうほど内径が大きくなるテーパ穴である。これらの穴１１，１２，１３は、ホルダ本体１０の先端から後端まで延在する貫通孔を構成する。

【0026】

ホルダ本体１０の外周には、外径方向へ突出した把持用のフランジ部１４が形成されている。フランジ部１４は、ホルダ本体１０の先端部および後端部を除く軸線方向中央部に位置する。また、ホルダ本体１０の後端部を含む軸線方向後端部領域には、フランジ部１４から後端に向かうにつれて小径となるテーパシャンク部１５が形成される。工具ホルダ１は、テーパシャンク部１５で図示しない工作機械の主軸に装着される。

【0027】

ホルダ本体１０のフランジ部１４に形成される切欠き１４ａには、第１貫通孔１６が形成される。第１貫通孔１６は、軸線方向に対して直交する径方向に延びて、外周面から中央部穴１２の内周面まで延びる。第１貫通孔１６の内周面には、雌ネジが形成される。

【0028】

特に図３に示すように、第１貫通孔１６と周方向に異なる位置には、第２貫通孔１７が設けられる。具体的には、第２貫通孔１７は、ホルダ本体１０のうち軸線を挟んで第１貫通孔１６と反対側の部位に形成される。第２貫通孔１７は、切り欠き１４ａと軸線に関し対称位置にある切り欠き１４ｂの内径側に形成され、第１貫通孔１６と軸線方向同位置であって、軸線を中心として第１貫通孔１６と周方向約１８０度異なる位置にある。

【0029】

図２に示すように、第２貫通孔１７は、外周面から中央部穴１２の内周面まで延び、前方から後方に傾斜して延びる。換言すると、第２貫通孔１７は、その外径側が内径側よりも軸線方向先端側になるようにわずかに傾斜している。この傾斜角度は、ホルダ本体１０の軸線直角方向に対して約５°であるか、後述する第１平坦面の傾斜角度に対応するように１°～１０°の範囲内に設定されることが好ましい。

【0030】

上述したホルダ本体１０の中央部穴１２および前部穴１３には、着脱可能にコレット２０が挿入される。コレット２０は、テーパ形状であり、後述する切削工具６０を直接保持するものである。図４（Ａ）～（Ｃ）を参照して、コレット２０について詳細に説明する。

【0031】

コレット２０は、軸線方向中央部を境界として後端側に位置する後端領域２０Ａと、前端側に位置する前端領域２０Ｂとを含む。前端領域２０Ｂの内周面２１ｂは、切削工具６０が挿入される工具挿入穴が形成され、切削工具６０の後端部６０ａが位置する。図２に示すように、前端領域２０Ｂの外周面２１ａは、先端に向かうほど外径が大きくなり、上述したホルダ本体１０の前部穴１３の内周面と当接する。なお、図４（Ａ）に示すように、後端領域２０Ａの内径は、前端領域２０Ｂの内径よりもやや大きく、その境界には、軸線と同軸に位置する微小な環状段差が設けられる。

【0032】

後端領域２０Ａは、その内径面が後端側に位置する第１領域２７Ａと、前端側に位置する第２領域２７Ｂとを含む。第１領域２７Ａの内径は、第２領域２７Ｂの内径よりも小さい。第１領域２７Ａの内径面は、上述した引きボルト１８に係合する引き穴２６を有する。具体的には、引き穴２６は、引きボルト１８の軸部１６ｂの雄ネジが係合する雌ネジが形成されている。第１領域２７Ａと第２領域２７Ｂの境界には、軸線方向前方を向く境界壁面２８が形成される。第２領域２７Ｂは、切削工具６０の後端部６０ａが位置する。

【0033】

後端領域２０Ａの第１領域２７Ａには、外周面を平坦に切り込んだ第１平坦部２４および第２平坦部２５が形成される。第１平坦部２４は、コレット２０の後端縁から切り欠かれ、軸線と平行に延びている。図２に示すように、第１平坦部２４は、上述した第１貫通孔１６と対向する位置に設けられる。

【0034】

図４（Ｂ）に示すように、後端領域２０Ａの第２領域２７Ｂの後端部から前端領域２０Ｂの前端部には、軸線方向に延びるスリット２３が設けられる。図４（Ｃ）に示すように、スリット２３は、周方向に等間隔に複数設けられ、具体的には６つ設けられる。スリット２３を押し縮めることによって、コレット２０の径を小さくすることができる。

【0035】

図２に示すように、第２平坦部２５は、上述した第２貫通孔１７と対向する位置に設けられる。具体的には、第２平坦部２５は、軸線Ｏを挟んで第１平坦部２４と反対側の部位に形成される。第２平坦部２５は、第１平坦部２４と軸線方向同位置であって、軸線を中心として第１平坦部２４と周方向約１８０度に異なる位置にある。

【0036】

第２平坦部２５は、軸線に対して平行ではなく、前方から後方に向かうほど軸線から遠ざかるように傾斜する。第２平坦部２５の傾斜角度は、軸線に対して約５°であるか、１°～１０°の範囲内である。

【0037】

図４（Ａ）に示すように、前端領域２０Ｂには、キー溝２２が設けられる。キー溝２２は、外周面２１ａから内周面（工具挿入穴）２１ｂにまで貫通するように設けられる。キー溝２２には、キー５０が貫通する。図２に示すように、キー５０は、コレット２０のキー溝２２に嵌合して、前部穴１３の内周面に当接し、かつ、工具挿入穴２１ｂに挿入した切削工具６０に設けられるサイドロック用凹部６２と当接する。以下の説明において、サイドロック用凹部を単に凹部という。

【0038】

図２および図５に示すように、キー５０は、立体形状であり、ホルダ本体１０の前部穴１３に当接する上面５１と、切削工具６０の凹部６２に当接する下面５２と、上面５１と下面５２とを繋げる側面５３とを含む。上面５１は、後方から前方に向かうほど軸線から遠ざかるように設けられている。つまり、上面５１は、ホルダ本体１０の前部穴１３のテーパ穴の傾斜に沿うように設定されている。下面５２は、軸線と平行に延びている。側面５３は、上面５１が軸線方向に傾斜して設けられるため、後方よりも前方の高さが大きい。下面５２は、底面５２ａと、底面５２ａの軸線方向両端に連なる位置に設けられる一対の傾斜面５２ｂとを含む。

【0039】

図４（Ｂ）に示すように、キー溝２２は、複数のスリット２３のうちの一つと径方向および周方向において同じ位置に設けられ、具体的にはそのスリット２３の軸線方向途中位置に設けられる。キー溝２２は、前端領域２０Ｂの軸線方向中央位置に配置されることが好ましい。キー溝２２と第１平坦部２４とは、軸線方向において重なる位置に設けられる。

【0040】

特に図２に示すように、ホルダ本体１０の第１貫通孔１６には、第１サイドロックボルト３０が貫通する。第１サイドロックボルト３０の先端は、コレット２０の第１平坦部２４に当接する。第１サイドロックボルト３０は、典型的にはボルトであり、軸部の外周面に雄ネジを有する。第１サイドロックボルト３０は、第１貫通孔１６の雌ネジに螺合して、締め付けられたり緩められたりする。

【0041】

第１サイドロックボルト３０を締め付け回転させると、第１サイドロックボルト３０の先端部が内径方向に侵入し、コレット２０の第１平坦部２４を押圧する。第１サイドロックボルト３０によってサイドロックすることで、コレット２０の回転方向の移動を阻止することができる。このように、サイドロック式のチャッキング構造で、コレット２０の回り止めをすることができる。

【0042】

同図に示すように、ホルダ本体１０の第２貫通孔１７には、第２サイドロックボルト４０が貫通する。第２サイドロックボルト４０の先端は、コレット２０の第２平坦部２５に当接する。第２サイドロックボルト４０は、第２貫通孔１７に貫通するボルト本体４１と、コレット２０の第２平坦部２５に当接する当接部４２とを含む。

【0043】

ボルト本体４１は、軸部の外周面に雄ネジを有する。当接部４２は、その向きが第２平坦部２５の向きに応じて変位可能となるように設けられている。具体的には、図３に示すように、当接部４２は、ボルト本体４１に球面で支持されているため、ボルト本体４１の中心軸線回りに回転することができるとともに、ボルト本体４１の中心軸線に対して傾斜することができる。

【0044】

したがって、当接部４２は、ボルト本体４１に対して向きを自在に変更することができる。また、当接部４２のボルト本体４１への取り付けは、ユニバーサルなジョイントのように自由に向きを変えることができるものであればよい。当接部４２は、ユニバーサルに可動するため、第２平坦部２５の向きに応じて強固に固定することが可能となる。第１サイドロックボルト３０に加えて第２サイドロックボルト４０が設けられることで、よりコレット２０の回転方向の移動を阻止することができ、更なる超切削に対応することができる。

【0045】

コレット２０の工具挿入穴２１ｂには、切削工具６０が挿入される。図５に示すように、切削工具６０は、シャンク部６１と、切削加工を行う刃部６３（刃の形状は図示せず）とが一体的に形成される。シャンク部６１は、コレット２０のキー溝２２と対向する位置に設けられる凹部６２を含む。

【0046】

凹部６２は、軸線に直交する方向に切り欠かれている。キー５０が嵌合する凹部６２は、底面６２ａと、底面６２ａの前方端および後方端から軸線方向に連なる一対の傾斜面６２ｂとを含む。凹部６２には、上述したキー５０が上方から当接する。具体的には、凹部６２の底面６２ａにキー５０の底面５２ａが密接し、凹部６２の一対の傾斜面６２ｂにキー５０の傾斜面５２ｂがそれぞれ密接する。

【0047】

本実施の形態の工具ホルダ１に用いられる切削工具６０は、一般的にウエルドン（ＷＥＬＤＯＮ）シャンクと呼ばれる、たとえばＤＩＮ １８３５－ＦｏｒｍＢなどの国際規格で規定された、すでにシャンク部分に凹部が設けられたものが挙げられる。本実施の形態の工具ホルダ１に用いられる切削工具６０は、このシャンク規格品であるＷＥＬＤＯＮシャンクの凹部１６２を追加工したものである。

【0048】

図６および図７に示すように、シャンク規格品の切削工具１６０について説明する。図６および図７には、追加工前の切削工具１６０、つまりシャンク規格品が示されている。図７（Ａ）は、シャンク規格品の側面図および正面図であり、図７（Ｂ）は、シャンクの規格表である。シャンク規格品は、切削工具１６０の後端部１６０ａから凹部１６２の中央部までの軸方向長さｅ_１の公差が０～－１の範囲内であり、凹部１６２の軸方向長さｂ_１の公差が０～＋０．０５の範囲内であり、シャンク直径ｄ_１から凹部１６２の深さ方向長さを差し引いた値ｈ_１がｈ_１３であると定められている。ｈ_１３は、はめ合い公差規格（ＩＳＯ２８６－２、ＤＩＮ７１５４、ＤＩＮ７１５５）のはめ合い記号である。一例として挙げると、シャンク直径ｄ_１＝φ２０の時のシャンク直径ｄ_１から凹部１６２の深さ方向長さを差し引いた値ｈ_１の公差ｈ_１３は０～－０．３３である。

【0049】

図６に示すように、切削工具１６０は、その外周面に凹部１６２が設けられている。凹部１６２は、底面１６２ａと、底面１６２ａの前方端および後方端から軸線方向に連なる一対の傾斜面１６２ｂとを含む。従来の切削工具１６０は、一例としてロックボルト１７０の先端部が凹部１７０の底面１６２ａに当接することで固定把持される。

【0050】

しかし、この追加工前の公差の範囲では、ｂ_１，ｈ_１の公差が大きいため、２つのサイドロックボルト（第１サイドロックボルト３０，第２サイドロックボルト４０）を用いてコレット２０を介してサイドロックしていても、超切削の際に、切削工具１６０が軸方向に動いてしまうという問題があることを発明者は鋭意研究の結果見出した。そこで、発明者は、上述した切削工具１６０の凹部１６２を追加工して、凹部６２を軸方向に長く、かつ、中心軸線に向かって深くして、さらにそれぞれの公差を極小とした。具体的には、図５に示すように、凹部６２の軸方向長さｂ_１の公差を０～＋０．００５の範囲内とし、シャンク直径ｄ_１から凹部６２の深さ方向長さを差し引いた値ｈ_１の公差を０～－０．００５の範囲内とした。なお、図５において、追加工前の凹部の形状を一点鎖線で示し、追加工後のｈ_１をＨ_１で表し、ｂ_１をＢ_１で表し、ｅ_１をＥ_１で表している。追加工後のＨ_１，Ｂ_１の公差は、追加工前のｈ_１，ｂ_１の公差よりも極小とした。なお、Ｅ_１の公差がｅ_１の公差よりも極小となるかどうかは、製品によって異なる。

【0051】

本実施の形態の工具ホルダ１と切削工具６０とを備えた工具保持構造は、切削工具６０の凹部６２の軸方向長さｂ_１の公差を０～＋０．００５の範囲内とし、シャンク直径ｄ_１から凹部の深さ方向長さを差し引いた値ｈ_１を０～－０．００５の範囲内としたため、キー５０の下面５２が切削工具６０の凹部６２の底面に隙間なくしっかりと嵌まり込むため、超切削の際に切削工具６０が軸方向に動くことを防止し、確実で安定的に切削工具を保持することが可能となる。

【0052】

本実施の形態の工具ホルダ１は、コレット２０を介して切削工具６０をホルダ本体１０に支持するものである。具体的には、切削工具６０とコレット２０とは、キー５０および引きボルト１８の２箇所で係合されている。さらに、コレット２０とホルダ本体１０とは、第１サイドロックボルト３０および第２サイドロックボルト４０の２箇所で係合されている。これにより、工具ホルダ１を用いて超切削を行った場合であっても、切削工具６０を確実に安定して保持することが可能である。

【0053】

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る工具ホルダを示す側面図であり、図９は、その工具ホルダに用いられるコレットを示す図である。図８および図９を参照して、実施の形態２に係る工具ホルダ１Ａについて説明する。実施の形態１は、引きボルト１８でコレット２０を引き上げ固定するものであったが、実施の形態２は、引きボルト１８を設けずに、コレット２０Ａを先端部に設けられる締付ナット７０Ａで固定する点で異なる。以下において、実施の形態１で示した構造との相違点のみ詳細に説明する。

【0054】

図８に示すように、ホルダ本体１０のフランジ部１４よりも前方側には、外径の大きい後方領域１０ａと、段差部１０ｃを境界として、前方領域１０ａよりも外径の小さい前方領域１０ｂとが設けられる。後方領域１０ａには、第１貫通孔１６Ａおよび第２貫通孔１７Ａが設けられる。すなわち、第１貫通孔１６Ａおよび第２貫通孔１７Ａは、フランジ部１４よりも先端部側に設けられる。後方領域１０ｂの外周面には、後述する締付ナット７０Ａと螺合する溝が形成されている。

【0055】

図９に示すように、本実施の形態のコレット２０Ａは、その内周面２１ｂにおいて、実施の形態１の引き穴２６が設けられておらず、切削工具６０の外周面に沿うようにストレートに延びている。図８に示すように、切削工具６０がコレット２０Ａに把持されている状態では、切削工具６０の後端部６０ａは、第１平坦部２４および第２平坦部２５の径方向位置に位置する。コレット２０Ａは、ホルダ本体１０の先端縁よりも前方に突出する部分に凹部２１ｃが設けられる。

【0056】

図８に示すように、コレット２０Ａの凹部２１ｃには、締付ナット７０Ａが取り付けられている。締付ナット７０Ａは、筒状であり、立壁部７１Ａと、立壁部７１Ａからホルダ本体１０の先端部１０ａに沿って延びる側壁部７２Ａとを含む。立壁７１Ａの内周面は、コレット２０Ａの凹部２１ｃに嵌め合わされ、側壁部７２Ａの内周面は、ホルダ本体１０の先端部の外周面に螺合される。締付ナット７０Ａにより、コレット２０Ａを強固にホルダ本体１０に固定することができる。

【0057】

なお、本実施の形態の工具ホルダ１は、切削工具６０とコレット２０とは、キー５０および引きボルト１８の２箇所で係合され、コレット２０とホルダ本体１０とは、第１サイドロックボルト３０および第２サイドロックボルト４０の２箇所で係合されているとして説明したが、切削工具６０とコレット２０とは少なくともキー５０を介して係合されていればよい。

【0058】

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本発明は、工作機械において有利に利用される。

【符号の説明】

【0060】

１ 工具ホルダ、１０ ホルダ本体、１１ 後部穴、１２ 中央部穴、１３ 前部穴、１６ 第１貫通孔、１７ 第２貫通孔、１８ 引きボルト、２０ コレット、２０Ａ 後端領域、２０Ｂ 前端領域、２１ｂ 工具挿入穴（内周面）、２２ キー溝、２３ スリット、２４ 第１平坦部、２５ 第２平坦部、３０ 第１サイドロックボルト、４０ 第２サイドロックボルト、４１ ボルト本体、４２ 当接部、５０ キー、６０ 切削工具、６０ａ 後端部、６２ サイドロック用凹部（凹部）。

【要約】

【課題】安定的に切削工具を保持することが可能な工具ホルダおよびそれを備えた工具保持構造を提供すること。
【解決手段】工具ホルダ（１）は、ホルダ本体（１０）と、テーパ形状のコレット（２０）と、第１サイドロックボルト（３０）と、第２サイドロックボルト（４０）と、コレット（２０）のキー溝（２２）に嵌合して、前部穴（１３）の内周面に当接し、かつ、コレット（２０）の工具挿入穴（２１ｂ）に挿入した切削工具（６０）の後端部に設けられる凹部（６２）と当接するキー（５０）とを備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】