JPH0796181B2 - 工具ホルダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ドリル、タップ等の
折損予知を行なう工具ホルダに関する。

【０００２】

【従来の技術】ドリル等による切削加工中に切粉の排出
が不良であると切削トルクが増えてドリルがねじ切れた
り、あるいはドリルが摩耗した状態で一定送りで加工す
ると過大なスラスト力を生じ、これによってドリルが座
屈することがあった。

【０００３】上記のような過大なトルク及びスラスト荷
重を検出する工具ホルダとして、本出願人が先に出願し
たものがあり（特願平２−４１６７８号）、これは、ホ
ルダ軸に工具保持筒を円周及び軸方向に夫々移動可能に
支持し、工具保持筒をスラスト荷重設定ばねで前方へ付
勢し、ホルダ軸の外周と工具保持筒の外周とに設けた複
数の検出子を互いに間に臨ませ、ホルダ軸と工具保持筒
をつなぐねじりコイルばねのねじり力で検出子を当接さ
せ、その当接部に軸方向に対して大きな角度で傾斜して
いる傾斜面を設け、過負荷スラストによって生じる工具
保持筒の軸方向移動を、検出子の設けてある位置でそれ
らの傾斜面どうしの係合によって円周方向回動に変換し
て、ホルダ軸の検出子に対する工具保持筒の検出子の円
周方向位置の変化として取り出し可能としたものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の工具ホルダ
では、工具保持筒とホルダ軸の外周部に軸方向に対して
大きな角度で設けた傾斜面どうしを係合させることによ
って、工具保持筒の軸方向移動を回転方向に変換してい
る。

【０００５】このような工具ホルダは工具保持筒の軸方
向移動量が孔深さに影響を与える。なぜならスラスト力
が、前記スラスト荷重設定ばねのばね力を超えてはいる
が、このスラスト力による工具保持筒の軸方向移動量で
は工具保持筒とホルダ軸間の回転ずれが検出可能な移動
量とならない場合が生じ、このときには過負荷スラスト
荷重が検出されずに正常加工として孔を仕上げてしまう
が孔深さが浅くなり、はなはだしい場合には加工公差を
外れてしまう。

【０００６】そこでこの発明の課題は、前記従来の工具
ホルダの変換機構を改良し、工具保持筒の軸方向移動量
を可能な限り小さくし、孔加工時の孔深さに対する影響
を小さくすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の工具ホルダにおいては、ホルダ体に工具保
持体を円周方向と軸方向に夫々移動可能に支持し、ホル
ダ体の外周と工具保持体外周に、夫々円周方向に所定ピ
ッチで複数の検出子を設け、ホルダ体と工具保持体の検
出子を互いに間に臨ませてあり、ホルダ体と工具保持体
間には過負荷を設定するばねを介在すると共に、工具保
持体の軸方向移動を円周方向回動に変換する傾斜面を利
用した変換機構を、前記検出子より工具ホルダの回転中
心に近い位置に設け、過負荷スラストにより生じる工具
保持体のホルダ体に対する軸方向移動を、前記変換機構
により工具保持体の円周方向回動に変換して、ホルダ体
側の検出子に対する工具保持体側の検出子の円周方向位
置の変化として取り出し可能としたことを特徴とする。

【０００８】また、前記変換機構を、ホルダ体と工具保
持体の何れか一方の部材の中心から他方の部材へ向けて
突出した支持軸外周と、支持軸に嵌まり込む他方の部材
の支持孔内周に夫々対向して、工具ホルダの回転軸線に
対して傾斜したガイド溝を設け、このガイド溝間にボー
ルを介在して構成してもよい。また、ホルダ体と工具保
持体の何れか一方の部材の中心から他方の部材へ向けて
突出した支持軸に、工具ホルダの回転軸線に対して傾斜
したカム溝を設け、このカム溝に、他方の部材と一体に
設けたガイドピンを摺動可能に嵌装して変換機構を構成
してもよい。

【０００９】

【作用】本発明の工具ホルダでは、傾斜面を利用した変
換機構を、工具ホルダ内部に配設したので、工具保持体
の軸方向移動量は、工具ホルダの中心から傾斜面までの
距離と中心から工具ホルダ外周までの距離の比によって
ホルダ外周の検出子の円周方向移動量に拡大される。

【００１０】

【実施例】図１，図２において、工作機械のスピンドル
１と一体連結するホルダ体２と、先端に工具４を保持す
るコレットチャック５を備えた工具保持体６から成る本
発明の第１実施例の工具ホルダ７について説明する。ホ
ルダ体２はテーパ部２ａ，テーパ部２ａと一体の把持部
２ｂ及び把持部２ｂ中心より下方に伸びる支持軸３から
なる。この支持軸３には、保持筒９の外周に連結筒１０
を一体螺合させ、この両部材によってつくられる中空内
に支持筒１１を嵌入して構成される工具保持体６が嵌め
込まれている。この嵌め込み状態において、支持軸１１
に穿設された支持孔１１ａと支持軸３外周とに、夫々対
向して、工具ホルダ７の回転軸に対して傾斜するガイド
溝（リード溝）１２が刻設され、このガイド溝１２間に
ボール１３を介在させ、少なくとも工具４に過負荷スラ
スト荷重がかかったとき、工具保持体６のホルダ体２に
対する軸方向移動を円周方向回動に変換する変換機構１
４が構成されている。また、１５は支持筒１１内に設け
られ、ボール１３の循環を行なうためのリターンチュー
ブである。

【００１１】前記のように工具ホルダ７内部に設けられ
た変換機構１４はボールねじ構造であり、ボール１３と
支持軸３及び支持筒１１とは転がり接触しており、摩擦
力が小さく、そのリード角は９度程度である。

【００１２】前記工具保持体６の連結筒１０には、ねじ
りコイルばね（過負荷設定用のばね）１６の一端が接続
され、ばね１６他端は、ホルダ対２の把持部２ｂに連結
され、加工時ホルダ体２の回転を工具保持体６に伝達し
ている。また、連結筒１０には、図３に示すように多数
の係止孔１７と係脱する左右２本のピン１８が植設され
た検出リング１９が把持部２ｂとの間に介在したばね２
０によって下方に付勢され、連結筒１０に検出リング１
９が一体に取り付けられている。従ってねじりコイルば
ね１６のねじり強さは、検出リング１９をばね力に抗し
て後方（図２上方）へ動かして、係止孔１７と位置決め
ピン１８の係合を外し、その状態で連結筒１０を円周方
向へ回動した後、検出リング１９の係止孔１７と位置決
めピン１８を係合させることにより調整される。また、
ねじりコイルばね１６のねじり強さは工具４にかかるス
ラスト荷重とトルクの両方に対応するように最大許容ス
ラスト荷重と最大許容トルクのうちで小さい方の値以下
に対応して設定される。

【００１３】検出リング１９の外周には図４に示すよう
に、円周方向に等角度間隔（図５に示す角度θ（１２０
度）おき）の３つの変位検出子２１が形成されている。
図５に示すように変位検出子２１は工具ホルダの回転方
向両縁が後述の近接スイッチ３５による検出開始又は検
出終了を示す検出表示部２２，２３となっている。

【００１４】隣り合う変位検出子２１間へ向かって、把
持部２ｂから３つの基準検出子（突起部）２４が突設さ
れている。各基準検出子２４は図５に示すように中央が
突出した階段状を成し、中央突出部２５の回転方向両縁
が後述の近接スイッチ３５による検出開始又は検出終了
を示す一対の検出表示部２６，２７となっており、回転
方向１２０度の間に、検出表示部２６，２３間及び検出
表示部２２，２７間で一対の回転ずれの検出域２８，２
９が形成され、このような検出域２８，２９が円周方向
一周の間に三対設けてある。これらの検出域２８，２９
を検出した時近接スイッチ３５はＯＦＦとなる。前記ね
じりコイルばね１６のねじり力及び変換機構１４によっ
て変位検出子２１の一側面と突起部２４の低段部３０の
一側面３０ａとが当接している時、低段部３０の他側面
３０ｂと対向する検出表示部２３との間には僅かな円周
方向の遊び（図５のａ、絶対値２ａに対応するパルスカ
ウント値が後述の設定値ｔより大となるようにしてあ
る）があるようにしてあり、前記一対の検出域２８，２
９と中央突出部２５及び変位検出子２１の円周方向長さ
Ｌは全て同じ（３０度）に設定してある。

【００１５】前記検出域２８，２９を検出する近接スイ
ッチ３５は、図１に示すように主軸ヘッド３６の前面に
固着したブラケット３７に１個取付けてある。この近接
スイッチ３５からの信号は図６に示す過負荷トルク（又
はスラスト荷重）の判別手段４０へ送られるようにして
ある。

【００１６】判別手段４０において、４１は周波数−電
圧変換器４２と電圧−周波数変換器４３により近接スイ
ッチ３５からの信号パルスを平均し、所定倍数逓倍して
スピンドル１の１回転で所定数の基準パルスを発生する
ようにしたスピンドル角度パルス発生器、４４は近接ス
イッチ３５の信号の立下りで立上り、立上りで立下がる
（近接スイッチ３５がＯＦＦの間開く）ゲート回路、４
５はゲート回路４４が開いている間に入力されてくるス
ピンドル角度パルスＰｓを加算又は減算するカウンタ、
４６は近接スイッチ３５のＯＮ、ＯＦＦ信号の１周期で
カウンタ４５に対する加算又は減算指令を切換えると共
に、立上りで判定指令信号を比較回路４７へ出力する加
算、減算切換回路、４７は判定指令があった時にカウン
タ４５内のカウント値が設定回路４８で予め設定される
設定値ｔを越えたかを判定する比較回路、４９は比較回
路４７で判定後に前記カウンタ４５をリセットするリセ
ット回路、５０は比較回路４７での比較結果が設定値ｔ
を越えたときに過負荷トルク（又はスラスト）検出信号
を出力信号として出力する出力回路である。前記設定値
ｔは切削前の無負荷時に近接スイッチ３５が前記一対の
検出域２８，２９を検出した時のカウンタ４５のパルス
カウント値の差に許容値を加えたものが設定される。製
作誤差がないとすると、この実施例では一対の検出域２
８，２９でのパルスカウント値の差はゼロとなる。

【００１７】さて、前記のような構成によれば、正常切
削時ホルダ体２の回転は、ねじりコイルばね１６を介し
て工具保持体６へ伝えられ加工が行なわれる。近接スイ
ッチ３５からはＯＮ、ＯＦＦ信号が繰り返し出力され
る。検出域２８ではＯＦＦとなり、この間にゲート回路
４４が開き加算、減算切換回路４６の加算指令のもとに
カウンタ４５内にスピンドル角度パルスＰｓが加算さ
れ、近接スイッチ３５が中央突出部２５を検出してＯＮ
となるとゲート回路４４が閉じ減算に切換わり、再び近
接スイッチ３５が検出域２９を検出してＯＦＦとなると
カウンタ４５内に先程加算したパルスカウント値からス
ピンドル角度パルスＰｓを減じ、近接スイッチ３５が変
位検出子２１を検出してＯＮとなると、判定指令信号が
出力されてカウンタ４５内のカウント値が設定値ｔと比
較される。正常加工の場合、ねじりコイルばね１６およ
び変換機構１４により変位検出子２１の一側面と基準検
出子２４の低段部３０の一側面３０ａとが当接した状態
なので検出域２８，２９の長さは同一であるからカウン
タ４５内のカウント値はゼロとなり、過負荷トルクの出
力信号は出されない。

【００１８】次に、工具摩耗により、過負荷スラスト荷
重のみが工具４に生じた場合について説明する。ねじり
コイルばね１６のねじり強さを超える過負荷スラスト荷
重が工具４に生じるまではねじりコイルばね１６はねじ
られず、変位検出子２１と基準検出子２４とは図５に示
す関係にある。工具４に過負荷スラスト荷重が生じる
と、工具保持体６がホルダ体２に対して後退し、この軸
方向移動が変換機構１４によって回転方向と逆方向の円
周方向回動に変換される。従って工具保持体６の外周に
設けられた変位検出子２１が基準検出子２４に対して回
転遅れを生じ、相対的に基準検出子２４が図５に示す遊
びａだけ回動して低段部３０の側面３０ｂが検出表示部
２３に当接する。この相対回動により検出域２８の円周
方向長さはＬ−ａに、また検出域２９の円周方向長さは
Ｌ＋ａとなる従って検出域２８で加算し、検出域２９で
減算した結果は−２ａとなり、その絶対値２ａは設定値
ｔより大となるので出力回路５０から過負荷スラストの
出力信号が出力される。この過負荷スラストの出力信号
によって、スピンドル駆動モータに停止指令を出力した
り、あるいはステップバック動作を指令したり、更には
この出力信号を寿命カウンタで計数し、寿命カウンタ内
の計数値が所定回数を超えたときに、加工途中でもその
工具と同一の新しい工具に工具交換を行なう。

【００１９】ところで、変換機構１４は検出子２１，２
４の設けてある外周位置より、工具ホルダ７の回転中心
に近い位置、即ち工具ホルダ７内部に設けられているの
で、工具保持体６の軸方向移動量は、変換機構１４によ
って変換機構１４のガイド溝１２の位置でガイド溝１２
の傾斜角で決まる所定の円周方向移動量に変換され、こ
の変換機構１４による円周方向移動量は、工具ホルダ７
の回転中心から変換機構１４のガイド溝１２までの半径
と中心から検出子２１，２４までの半径の比率によって
外周位置で拡大される。従って、前記検出子２１，２４
の遊びａだけ検出子を円周方向へ移動させるのに要する
工具保持体６の軸方向移動量は、従来の、前記比率分の
１に小さくなる。しかも変換機構がボールねじ機構であ
ってそのリード角も小さいので、軸方向移動量はこのゆ
るやかなリード角によって更に小さくなる。これにより
孔深さに与える工具保持体６の軸方向移動量の影響が小
さくなる。尚、上記と同様な作用が、工具にねじりコイ
ルばね１６のねじり強さを超える過負荷トルクのみ又は
過負荷トルクと過負荷スラスト荷重が同時に生じた場合
にも行なわれる。

【００２０】次に、第７図において第２実施例の工具ホ
ルダ５１について説明する。この工具ホルダ５１は、ホ
ルダ体２と一体の支持軸３に、保持筒９、連結筒１０及
び支持筒１１からなる工具保持体６を嵌め込んだ状態
で、支持軸３上部外周と、この支持軸３の上部と対応し
た軸線方向長さをもつ支持筒１１の支持孔１１ａとに、
前記第１実施例と同様に夫々ガイド溝１２を穿設し、こ
のガイド溝１２間にボール１３を介在させ、変換機構１
４が構成されている。また、支持軸３下部外周と保持筒
９内周の間には玉軸受５２が介在されている。この工具
ホルダ５１の工具保持体６を構成する支持筒１１は、第
１実施例の工具ホルダ７の支持筒１１にくらべて、軸線
方向長さを短くしたため、工具保持体６の質量が比較的
軽いものとなっている。従ってスピンドルの起動及び停
止時における慣性力を押えることができる。

【００２１】尚、この工具ホルダ５１の変換機構１４を
構成する１対のガイド溝１２はリード溝としているが、
リード溝のかわりにリード溝の軌跡に沿って、複数のカ
ム溝を設け、全体としてガイド溝としてもよい。

【００２２】次に、図８において第３実施例について説
明する。この工具ホルダ５５は、ホルダ筒５６、支持筒
１１及び支承筒５８を備えたホルダ体２と、支持軸３の
下部外周に検出筒５９を一体螺合してなる工具保持体６
とで構成されている。ホルダ筒５６は、上部に形成され
たテーパ部５６ａ，テーパ部５６ａと一体の把持部５６
ｂ及び把持部５６ｂより下方にのびる筒部５６ｃからな
り、この筒部５６ｃの嵌入孔６０内に支持筒１１を嵌入
し、下方よりこの嵌入孔６０に支承筒５８外周を一体螺
合させてホルダ体２が構成されている。この支持筒１１
の支持孔１１ａに、工具保持体６の支持軸３上部を嵌め
込み、この嵌め込み状態で、支持孔１１ａと、支持軸３
上部外周とに、前記第１実施例と同様に夫々ガイド溝１
２を穿設し、このガイド溝１２間に、ボール１３を介在
させ、変換機構１４が構成されている。又支承軸５８内
周と支持軸３の略中間部外周との間に玉軸受５２を介在
させてある。

【００２３】前記ホルダ体２のテーパ部５６ａ内部に嵌
入孔６０へ開口した中心孔６２が穿設され、この中心孔
６２下部には、中心孔６２に挿入される円柱ブロック６
３の鍔部６３ａを係止する段部６２ａが設けられ、この
円柱ブロック６３下端面と前記支持軸３上端面とに夫々
穿設された支持穴６３ｂ，３ａ間に鋼球６６を介在さ
せ、更に円柱ブロック６３をばね６７によって下方に付
勢し支持機構６８が構成されている。この支持機構６８
の円柱ブロック６３と鋼球６６及び支持軸３上端面と鋼
球６６間の押付力によってホルダ体２の回転を工具保持
体６に伝達している。また工具に生じる過負荷スラスト
荷重又はトルクを受けるばね６７の圧縮強さは、プルス
タッド６９を取り外しこのばね６７を異なる圧縮強さを
有するばねと交換することによって調整できる。

【００２４】前記ホルダ体２を構成するホルダ筒５６の
外周に一体螺合される基準検出子２４及び工具保持体６
を構成する検出筒５９外周に形成される変位検出子２１
の形状、構成等は第１実施例と同様である。また、過負
荷トルク（又はスラスト荷重）の判別手段４０等も第１
実施例と同様である。

【００２５】次に、工具摩耗により、過負荷スラスト荷
重のみ（過負荷トルクのみ又は過負荷スラスト荷と過負
荷トルクが同時に生じた場合も同様である）が工具に生
じた場合について説明する。穴明け加工時ばね６７の圧
縮強さを超える過負荷スラスト荷重が工具に生じるまで
は支持機構６８によって、ホルダ体２の回転は工具保持
体６に伝えられ加工が行なわれる。また、支持機構６８
及び変換機構１４によって、図５に示すように変位検出
子２１の一側面と基準検出子２４の低段部３０の一側面
３０ａとが当接した状態となり、過負荷スラスト荷重の
出力信号は出されない。工具に過負荷スラスト荷重が生
じると、支持機構６８において、ばね６７が後方に移動
すると共に鋼球６６と円柱ブロック６３との圧接点です
べりが発生する。従って、工具保持体６はホルダ体２に
対して後退し、この軸方向移動が変換機構１４によって
円周方向回動に変換され、変位検出子２１が基準検出子
２４に対して回転方向と逆方向へ所定角度（本実施例の
場合遊びａ）回動する。この回動によって検出域２８，
２９間でカウントされるパルス数に差が生じるので、こ
れにより過負荷スラスト荷重の検出信号が出力信号とし
て出力される。

【００２６】次に、図９、図１０、図１１及び図１２に
ついて第４実施例の工具ホルダ７０について説明する。
ホルダ体２は上部に形成されたテーパ部７１，テーパ部
７１と一体の把持部７３、テーパ部７１の中心に軸方向
摺動可能に挿通した支持軸７４及び支持軸７４を下方へ
付勢するスラスト荷重設定ばね７５を備えている。この
ばね７５は後述の工具保持体６のドリル等の工具に生ず
るスラスト荷重を受けるもので、一定の設定スラスト荷
重を越えるまでは軸方向後方にたわまない。支持軸７４
の前端面は円錐面７６に形成されると共に、支持軸７４
にはスリーブ７７が遊嵌され、スリーブ７７の後端面は
円錐面７８に形成してある。これらの円錐面７６，７８
を支承する大、小のピボット玉軸受７９，８０が工具保
持体６の保持筒８１に嵌着してある。支持軸７４に軸方
向前方へ移動不能に装着したスペーサ８２とスリーブ７
７の鍔部７７ａとの間にはスプリング８３が介装され、
このスプリング８３のばね力で、２つの円錐面７６，７
８を介してピボット玉軸受７９，８０に予圧が付与され
る。このばね力は、ピボット玉軸受７９，８０による摩
擦トルクを必要最小とする予圧となるように設定してあ
る。保持筒８１の前端には工具を保持するコレットチャ
ックが取付けてある。なお、ピボット玉軸受に代えて深
みぞ玉軸受を使用しても良い。

【００２７】保持筒８１には連結筒８４が外周に一体螺
合され、この連結筒８４にはトルク伝達用のねじりコイ
ルばね８５の一端が接続され、ばね他端は前記把持部７
３に連結してある。この連結筒８４には上下２本の位置
決めピン８６が植設され、この位置決めピン８６と係脱
する多数の係止孔８７を有する検出リング８８が把持部
７３との間に介装したばね８９により前方へ付勢してあ
る。従ってねじりコイルばね８５のねじり強さは、検出
リング８８をばね力に抗して上方へ動かして係止孔８７
と位置決めピン８６の係合を外し、その状態で保持筒８
１と連結筒８４を円周方向へ回動した後、検出リング８
８の係止孔８７と位置決めピン８６を係合させることに
より調整される。

【００２８】検出リング８８の上部は、大小２つの筒部
９０，９１に形成され、この両筒部９０，９１には図１
０に示すように、夫々複数個の凹部９２，９３（本図で
は３個づつ）が削設されて、その間が円周方向に等角度
間隔（図１１、図１２に示す角度θ（１２０度）おき）
の３つの変位検出子９４及び変位変換子９５に形成され
ている。大径筒部９０の３つの凹部９２には、把持部７
３から３つの基準検出子９６が穿設され、小径筒部９１
の３つの凹部９３には、把持部７３から３つの基準変換
子９７が突設されている。図１１に示すように、前記変
位検出子９３及び基準検出子９６の夫々の回転方向縁
は、第１実施例と同様な近接スイッチ３５による検出開
始又は検出終了を示す１対の検出表示部９８，９７及び
検出表示部１０１，９８間で１対の回転ずれの検出域１
０２，１０３が形成され、このような検出域１０２，１
０３が円周方向一周の間に三対設けてある。これらの検
出域１０２，１０３を検出したとき近接スイッチ３５は
ＯＦＦとなる。

【００２９】図１２において、基準変換子９７の一側面
には変位変換子９５の一側に設けた傾斜面１０４と係合
する傾斜面１０５が形成してあり、前記ねじりコイルば
ね８５のねじり力で両傾斜面１０４，１０５を当接さ
せ、工具に過負荷スラスト荷重が生じたとき、工具保持
体６の軸方向移動を円周方向回動に変換する変換機構１
０６が構成されている。また両傾斜面１０４，１０５の
当接状態で、基準変換子９７の他側面と、回転方向に向
かって隣りの変位変換子９５の一側面との間に僅かな円
周方向の遊び（図１１、図１２のａ）があるようにして
ある。また、前記一対の検出域１０２，１０３、基準検
出子９６変位検出子９４及び変位変換子９５の円周方向
長さＬはすべて同じ（３０度）に設定してあり、前記大
小筒部９０，９１の夫々の凹部９２，９３の円周方向長
さ３Ｌ及び基準変換子９７は同じ（９０度）に設定して
ある。尚過負荷スラスト荷重（又は過負荷トルク）の判
別手段４０は前記第１実施例と同様なものとする。

【００３０】次に、工具摩耗により、過負荷スラスト荷
重のみが工具に生じた場合について説明する。切削加工
時ばね７５の設定スラスト荷重を超える過負荷スラスト
荷重が工具に生じるまでは、ねじりコイルばね８５によ
ってホルダ体２の回転は工具保持体６に伝えられ加工が
行なわれる。また、この正常加工時において、ねじりコ
イルばね８５によって変位変換子９５と基準変換子９７
の夫々の傾斜面１０４，１０５が当接状態であり、過負
荷スラスト荷重の出力信号は出されない。工具に過負荷
スラスト荷重が生じるとばね７５が後方へたわみ、工具
保持体６がホルダ２に対して後退し、傾斜面１０４と傾
斜面１０５との係合により変位変換子９５が基準変換子
９７に対して回転方向と逆方向へ所定角度（遊びａ）回
動する。この回動によって変位検出子９４は基準検出子
９６に対して回転おくれ（円周方向に遊びａ）となり、
検出域１０２，１０３間でカウントされるパルス数に差
が生じるので、これにより過負荷スラスト荷重の検出信
号が出力信号として出力される。

【００３１】この工具ホルダ７０は、工具ホルダ７０の
外周に設けられた変位検出子９４と基準検出子９６は円
周方向に十分な間隔があり、また第１実施例の工具ホル
ダ７のように変位検出子２１の一側面が、変位検出子２
１の所定量（遊びａ）の円周方向回動によって基準検出
子２４の一側面に当接することはないので、検出子９
４，９６間の相対的な円周方向回動の際、切削液、ゴミ
等の外的影響を受けることなくこの円周方向回動が行な
われる。

【００３２】更に図１３〜１６に基づいて、第５実施例
を説明する。工具ホルダ２００において、ホルダ体２は
その把持部２ｂから前方に筒部２０１が突設してある。
筒部２０１の中心に穿設した支持孔２０２に、工具保持
体６の支持軸２０３が玉軸受２０４を介して回動可能に
支持してある。支持孔２０２に連続するホルダ体２内の
中心孔２０５には、圧接ブロック２０６が軸方向移動可
能に嵌装され、ホルダ体２の後端に螺合したプルスタッ
ド２０７との間に圧縮ばね２０８が介在され、圧接ブロ
ック２０６が鋼球２０９を介して前記支持軸２０３を前
方へ付勢し、鋼球２０９の押付力でホルダ体２の回転を
工具保持体６に伝達するようにしてある。前記圧縮ばね
２０８のばね力は、工具４にかかるスラスト荷重とトル
クの両方に対応するように最大許容スラスト荷重と最大
許容トルクのうちで小さい方の値以下に対応して設定さ
れる。

【００３３】支持軸２０３の後端には、図１４に示すよ
うに左右にカム溝２１１が削設してある。カム溝２１１
の形状は図１６に示すように、軸方向後方に向かって下
がり勾配となるように形成してある。また、前記ホルダ
体２の筒部２０１にはカム溝２１１と対向した位置にガ
イドピン２１０が夫々植設され、ガイドピン２１０の内
端部がカム溝２１１内に摺接可能に嵌入されている。従
ってこれらのガイドピン２１０をカム溝２１１によって
工具保持体６の軸方向後退移動があると、ガイドピン２
１０にカム溝２１１が案内されて工具保持体６が円周方
向に移動する変換機構２１４が構成される。

【００３４】次に支持軸２０３と共に工具保持体６を構
成する検出筒２１５の後端外周には円周方向に１２０度
間隔で変位検出子２１６が突設してある。また、変位検
出子２１６の間に臨むようにホルダ体２の把持部２ｂか
ら基準検出子２１７が円周方向に１２０度間隔で前方に
突設してある。基準検出子２１７は低段部２１７ａと突
出部２１７ｂから成り、低段部２１７ａ、突出部２１７
ｂ及び変位検出子２１６の円周方向長さは夫々３０度に
設定してある。そして、過負荷スラスト荷重や過負荷ト
ルクが無い状態では、圧縮ばね２０８のばね力で前記変
換機構２１４を介して検出筒２１５が図１５のＺ方向
（回転方向と同じ）へ付勢されているので低段部２１７
ａと変位検出子２１６が当接した状態を保つ。またこの
時のガイドピン２１０の位置はカム溝２１１に対して図
１６に示す実線位置である。

【００３５】この工具ホルダ２００では、過負荷スラス
ト荷重及び、又は過負荷トルクが工具４にかかるまで
は、圧縮ばね２０８のばね力により変位検出子２１６と
基準検出子２１７とは図１５の関係を保ちつつ回転し、
加工する。この状態では例えば近接スイッチ３５が変位
検出子２１６の検出表示部２１６ｃでＯＮとなって、次
の基準検出子２１７の検出表示部２１７ｃで再びＯＮと
なる間の距離は６０度で一定であり、過負荷信号は出力
されない。しかし、過負荷スラスト荷重が工具４にかか
ると、鋼球２０９が圧接ブロック２０６を介して圧縮ば
ね２０８を圧縮し、工具保持体６が後退し、変換機構２
１４によりガイドピン２１０に沿ってガイド溝２１１が
案内されて変位検出子２１６が後退しつつ前記Ｚ方向と
逆方向に回転する。この時、鋼球２０９と圧接ブロック
２０６間はすべりを生じる。このようにして変位検出子
２１６が回転すると、検出表示部２１６ｃ，２１７ｃの
間隔が変化するので、この間隔の変化をとらえて、定常
時の値（前記６０度）と比較し、予め設定してある許容
値を外れた場合に過負荷信号を出力する。また、過負荷
トルク発生時には、工具保持体６がホルダ体２に対して
相対回転するので、変位検出子２１６は変換機構２１４
を介して回転しつつ後退することになる。尚、本実施例
において、圧接ブロック２０６と鋼球２０９をなくし、
支持軸２０３の後端とプルスタッド２０７との間にトル
ク伝達用のねじりコイルばねを介装してもよい。

【００３６】次に図１７で更に他の実施例を説明する。
図１７ではホルダ体２の中心から前方に突出した支持軸
２２０に回動自在に支持した工具保持体６にガイドピン
２２１を植設し、ガイドピン２２１と対向する支持軸２
２０外周にカム溝２２２を形成して変換機構２２３を構
成している。工具保持体６は圧縮ばね２０８と摺動ピン
２２４及び鋼球２２５を介して前方へ付勢してある。工
具保持体６の後端には検出リング２２６が一体固着さ
れ、この検出リング２２６に形成される変位検出子２１
６及びホルダ体６の基準検出子２１７は図１５と同じで
ある。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明の工具ホルダで
は、傾斜面を利用した変換機構を、外周に設けた検出子
より工具ホルダの回転中心に近い位置に設けたので、工
具保持体の軸方向移動量による、変換機構の位置での円
周方向移動量が、ホルダ外周の検出子位置では、拡大さ
れた円周方向移動量とすることができ、少なくとも過負
荷スラスト荷重検出可能な検出子の所定量の回動を得る
ための工具保持体の軸方向移動量を極めて小さくするこ
とができる。従って、このように工具保持体がスラスト
荷重検出のために軸方向移動する工具ホルダであっても
その軸方向移動量が加工孔深さに与える影響を小さくで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の工具ホルダの正面図である。

【図２】第１実施例の工具ホルダの拡大断面図である。

【図３】図２のIII−III断面図である。

【図４】図２のIV−IV断面図である。

【図５】第１実施例の工具ホルダの変位検出子と基準検
出子の円周方向全周の展開図である。

【図６】制御装置のブロック図である。

【図７】第２実施例の断面図である。

【図８】第３実施例の断面図である。

【図９】第４実施例の工具ホルダの断面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ断面図である。

【図１１】第４実施例の工具ホルダの変位検出子と基準
検出子の円周方向全周の展開図である。

【図１２】第４実施例の工具ホルダの変位変換子と基準
変換子の円周方向全周の展開図である。

【図１３】第５実施例の断面図である。

【図１４】図１３のXIV−XIV断面図である。

【図１５】第５実施例の工具ホルダの変位検出子と基準
検出子の円周方向全周の展開図である。

【図１６】第５実施例の変換機構の説明図である。

【図１７】第５実施例の変形例である。

【符号の説明】

２ ホルダ体、 ３ 支持軸、 ６ 工具保持体、７，
５１，５５，７０，２００ 工具ホルダ、 １１ａ 支
持孔、１２ ガイド溝、 １３ ボール、 １４，１０
６，２１４ 変換機構、２１，２４，９４，９６，２１
６，２１７ 検出子、１０４，１０５ 傾斜面、 ａ
回転ずれ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホルダ体に工具保持体を円周方向と軸方
   向に夫々移動可能に支持し、ホルダ体の外周と工具保持
   体外周に、夫々円周方向に所定ピッチで複数の検出子を
   設け、ホルダ体と工具保持体の検出子を互いに間に臨ま
   せてあり、ホルダ体と工具保持体間には過負荷を設定す
   るばねを介在すると共に、工具保持体の軸方向移動を円
   周方向回動に変換する傾斜面を利用した変換機構を、前
   記検出子より工具ホルダの回転中心に近い位置に設け、
   過負荷スラストにより生じる工具保持体のホルダ体に対
   する軸方向移動を、前記変換機構により工具保持体の円
   周方向回動に変換して、ホルダ体側の検出子に対する工
   具保持体側の検出子の円周方向位置の変化として取り出
   し可能としたことを特徴とする工具ホルダ。
2. 【請求項２】 ホルダ体と工具保持体の何れか一方の部
   材の中心から他方の部材へ向けて突出した支持軸外周
   と、支持軸に嵌まり込む他方の部材の支持孔内周に夫々
   対向して、工具ホルダの回転軸線に対して傾斜したガイ
   ド溝を設け、このガイド溝間にボールを介在して前記変
   換機構を構成したことを特徴とする請求項１記載の工具
   ホルダ。
3. 【請求項３】 ホルダ体と工具保持体の何れか一方の部
   材の中心から他方の部材へ向けて突出した支持軸に、工
   具ホルダの回転軸線に対して傾斜したカム溝を設け、こ
   のカム溝に、他方の部材と一体に設けたガイドピンを摺
   動可能に嵌装して前記変換機構を構成したことを特徴と
   する請求項１記載の工具ホルダ。