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JPH0796181B2 - Tool holder - Google Patents
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JPH0796181B2 - Tool holder - Google Patents

Tool holder

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Publication number
JPH0796181B2
JPH0796181B2 JP3255868A JP25586891A JPH0796181B2 JP H0796181 B2 JPH0796181 B2 JP H0796181B2 JP 3255868 A JP3255868 A JP 3255868A JP 25586891 A JP25586891 A JP 25586891A JP H0796181 B2 JPH0796181 B2 JP H0796181B2
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JP
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tool holder
holder
tool
detector
rotation
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哲也 桶谷
宏隆 西川
善明 間瀬
幸宏 榊原
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Howa Machinery Ltd
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Howa Machinery Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool holder for predicting breakage of a drill, tap or the like.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art If the discharge of chips during cutting with a drill is poor, the cutting torque increases and the drill becomes threaded, or if the drill is worn and processed at a constant feed, excessive thrust force is generated. , This sometimes caused the drill to buckle.

【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。
As a tool holder for detecting excessive torque and thrust load as described above, there is one previously filed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 2-41678), which has a tool holder cylinder on a holder shaft. Is movably supported in the circumferential direction and in the axial direction, the tool holding cylinder is biased forward by a thrust load setting spring, and a plurality of detectors provided on the outer circumference of the holder shaft and the outer circumference of the tool holding cylinder are separated from each other. The detector shaft by the torsional force of the torsion coil spring that connects the holder shaft and the tool holding cylinder, and the contact surface is provided with an inclined surface that is inclined at a large angle with respect to the axial direction. Tools produced by thrust
The axial movement of the holding cylinder is changed at the position where the detector is provided.
They are converted into circumferential rotation by the engagement of the inclined surfaces.
The circle of the tool holder cylinder detector to the holder shaft detector.
It can be taken out as a change in the circumferential position.
It

【0004】[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。
In the above-mentioned conventional tool holder, the tool holding cylinder and the outer peripheral portion of the holder shaft are engaged with each other by inclined surfaces provided at a large angle with respect to the axial direction. Axial movement is converted to rotational direction.

【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。
In such a tool holder, the axial movement amount of the tool holding cylinder affects the hole depth. This is because the thrust force exceeds the spring force of the thrust load setting spring, but the axial displacement of the tool holding cylinder due to this thrust force is such that the rotational deviation between the tool holding barrel and the holder shaft can be detected. In such a case, the overload thrust load is not detected and the hole is finished as normal processing, but the hole depth becomes shallow, and in the extreme case, the processing tolerance is exceeded.

【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。
Therefore, an object of the present invention is to improve the conversion mechanism of the conventional tool holder described above, to reduce the axial movement amount of the tool holding cylinder as much as possible, and to reduce the influence on the hole depth during drilling. Is.

【0007】[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
In order to solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION In the tool holder of the present invention, the tool holder respectively movably supported to the circumferential direction and the axial direction on the holder body, Hol
Align the outer circumference of the tool body and the outer circumference of the tool holder with
Switch is equipped with multiple detectors to detect the holder body and tool holder.
The spout is facing each other, and the holder body and tool holder
A spring that sets an overload is interposed between
The inclined surface that converts the axial movement of the holding body into the circumferential rotation is used.
The conversion mechanism used is rotating the tool holder from the detector.
A tool that is installed close to the center and is generated by overload thrust
The axial movement of the holding body with respect to the holder body is converted into the conversion mechanism.
The tool holder is converted into a circumferential rotation by
Side position of the tool holder side detector with respect to the side detector
It is characterized in that it can be taken out as a change in position .

【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。
Further, the conversion mechanism has a support shaft outer periphery projecting from the center of one of the holder body and the tool holding body toward the other member, and a support hole of the other member fitted into the support shaft. A guide groove may be provided so as to face each other on the inner circumference and be inclined with respect to the rotation axis of the tool holder, and a ball may be interposed between the guide grooves. In addition, the holder body and tool
From the center of one of the members to the other member
Inclined to the axis of rotation of the tool holder on the protruding support shaft
A cam groove is provided, and this cam groove is integrated with the other member.
The conversion mechanism is constructed by slidably fitting the provided guide pin.
You may.

【0009】[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。
In the tool holder of the present invention, since the conversion mechanism utilizing the inclined surface is arranged inside the tool holder, the axial movement amount of the tool holder is determined by the distance from the center of the tool holder to the inclined surface. To the outer circumference of the tool holder, the amount of movement of the detector on the outer circumference of the holder in the circumferential direction is enlarged.

【0010】[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。
1 and 2, a first embodiment of the present invention comprising a holder body 2 integrally connected to a spindle 1 of a machine tool and a tool holder 6 having a collet chuck 5 for holding a tool 4 at a tip thereof. An example tool holder 7 will be described. The holder body 2 is composed of a tapered portion 2a, a grip portion 2b integral with the tapered portion 2a, and a support shaft 3 extending downward from the center of the grip portion 2b. The support shaft 3 has a connecting cylinder 10 on the outer circumference of a holding cylinder 9.
Is integrally screwed, and the tool holder 6 configured by fitting the support cylinder 11 into the hollow formed by both members is fitted. In this fitted state, the support shaft 11
Guide grooves (lead grooves) 12 that are inclined with respect to the rotation axis of the tool holder 7 are formed in the support hole 11a and the outer periphery of the support shaft 3 that are formed in the guide hole 12 between the guide grooves 12. A converting mechanism 1 for converting the axial movement of the tool holding body 6 with respect to the holder body 2 into a circumferential rotation when at least the overload thrust load is applied to the tool 4 with the ball 13 interposed.
4 are configured. Reference numeral 15 is a return tube provided in the support cylinder 11 for circulating the balls 13.

【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。
As described above, the conversion mechanism 14 provided inside the tool holder 7 has a ball screw structure, and the balls 13 and the support shaft 3 and the support cylinder 11 are in rolling contact with each other, so that the friction force is small and the lead thereof is small. The angle is about 9 degrees.

【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。
A screw is attached to the connecting cylinder 10 of the tool holder 6.
One end of a coil spring (spring for setting overload ) 16 is connected, and the other end of the spring 16 is connected to the grip portion 2b of the holder pair 2 and transmits the rotation of the holder body 2 to the tool holder 6 during processing. ing. Further, as shown in FIG. 3, a spring 2 having a detection ring 19 in which a large number of locking holes 17 and two left and right pins 18 which are engaged with and disengaged from the coupling cylinder 10 are interposed between the connection cylinder 10 and the grip portion 2b.
The detection ring 1 is urged downward by
9 is integrally attached. Therefore, the torsional strength of the torsion coil spring 16 is such that the detection ring 19 is moved backward (upward in FIG. 2) against the spring force to disengage the engagement hole 17 and the positioning pin 18, and in that state. It is adjusted by engaging the locking hole 17 of the detection ring 19 and the positioning pin 18 after rotating 10 in the circumferential direction. Also,
The torsional strength of the torsion coil spring 16 is set so as to correspond to both the thrust load and the torque applied to the tool 4, corresponding to the smaller one of the maximum allowable thrust load and the maximum allowable torque.

【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。
As shown in FIG. 4, the outer circumference of the detection ring 19 is equiangularly spaced in the circumferential direction (angle θ (120 (120) shown in FIG. 5).
Three displacement detectors 21 are formed every (degrees).
As shown in FIG. 5, the displacement detector 21 has detection display portions 22 and 23 at both edges in the rotation direction of the tool holder, which indicate the start or end of detection by a proximity switch 35 described later.

【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。
Three reference detectors (projections) 24 project from the grip portion 2b toward the space between the adjacent displacement detectors 21. As shown in FIG. 5, each of the reference detectors 24 has a stepped shape with the center protruding, and both edges of the center protruding portion 25 in the rotational direction indicate the detection start or the detection end by the proximity switch 35 described later. 26 and 27, and a pair of detection regions 28 and 2 of the rotation deviation between the detection display units 26 and 23 and between the detection display units 22 and 27 during the rotation direction of 120 degrees.
9 are formed, and three pairs of such detection areas 28 and 29 are provided in the circumferential direction. These detection areas 28, 29
When the proximity switch 35 is detected, the proximity switch 35 is turned off. When one side surface of the displacement detector 21 and one side surface 30a of the low step portion 30 of the protrusion 24 are in contact with each other by the twisting force of the torsion coil spring 16 and the conversion mechanism 14, the other side surface 30b of the low step portion 30 is contacted. There is a slight circumferential play (a pulse count value corresponding to the absolute value 2a in FIG. 5 is larger than a set value t described later) between the detection display units 23 facing each other. And the pair of detection areas 28, 2
9, the central projection 25 and the displacement detector 21 are set to have the same circumferential length L (30 degrees).

【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。
One proximity switch 35 for detecting the detection areas 28 and 29 is attached to a bracket 37 fixed to the front surface of a spindle head 36 as shown in FIG. The signal from the proximity switch 35 is sent to the overload torque (or thrust load) determination means 40 shown in FIG.

【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。
In the discriminating means 40, 41 is a frequency-voltage converter 42 and a voltage-frequency converter 43, which averages the signal pulses from the proximity switch 35 and multiplies them by a predetermined multiple to make a predetermined number of references for one rotation of the spindle 1. A spindle angle pulse generator for generating a pulse, a gate circuit 44 that rises at the fall of the signal of the proximity switch 35 and falls at the rise (opens while the proximity switch 35 is OFF), 4
A counter 5 adds or subtracts the spindle angle pulse Ps input while the gate circuit 44 is open,
Reference numeral 46 is an addition / subtraction switching circuit for switching the addition or subtraction command to the counter 45 in one cycle of the ON / OFF signal of the proximity switch 35 and outputting the determination command signal to the comparison circuit 47 at the rising edge. At the same time, a comparison circuit for judging whether the count value in the counter 45 exceeds a preset value t set by the setting circuit 48, 49 is a reset circuit for resetting the counter 45 after the judgment by the comparison circuit 47, and 50 is a comparison circuit 47. The comparison result at is the set value t
Is an output circuit that outputs an overload torque (or thrust) detection signal as an output signal when it exceeds the limit. The set value t is set to a value obtained by adding an allowable value to the difference between the pulse count values of the counter 45 when the proximity switch 35 detects the pair of detection areas 28 and 29 when there is no load before cutting. Assuming that there is no manufacturing error, a pair of detection areas 2 in this embodiment.
The difference between the pulse count values at 8 and 29 is zero.

【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。
According to the above-described structure, the rotation of the holder body 2 during normal cutting is transmitted to the tool holder 6 via the torsion coil spring 16 for machining. The proximity switch 35 repeatedly outputs ON and OFF signals. The detection area 28 is turned off, and during this time, the gate circuit 44 opens and the spindle angle pulse Ps is added to the counter 45 under the addition command of the addition / subtraction switching circuit 46, and the proximity switch 35 detects the central protruding portion 25. ON
Then, the gate circuit 44 closes and switches to subtraction, and when the proximity switch 35 detects the detection area 29 again and turns off, the spindle angle pulse Ps is subtracted from the pulse count value added in the counter 45, and the proximity switch 35 is displaced. When the detector 21 is detected and turned on, a determination command signal is output and the count value in the counter 45 is compared with the set value t. In the case of normal processing, since the torsion coil spring 16 and the conversion mechanism 14 are in contact with one side surface of the displacement detector 21 and one side surface 30a of the low step portion 30 of the reference detector 24, the lengths of the detection regions 28 and 29 are small. Are the same, the count value in the counter 45 becomes zero, and the output signal of the overload torque is not output.

【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。
Next, a case where only the overload thrust load is generated in the tool 4 due to the tool wear will be described. The torsion coil spring 16 is not twisted until an overload thrust load exceeding the torsional strength of the torsion coil spring 16 is generated in the tool 4, and the displacement detector 21 and the reference detector 24 have the relationship shown in FIG. When an overloaded thrust load is generated on the tool 4, the tool holder 6 retracts with respect to the holder body 2, and this axial movement is converted by the conversion mechanism 14 into circumferential rotation that is opposite to the rotational direction. Therefore, the displacement detector 21 provided on the outer periphery of the tool holder 6 causes a rotation delay with respect to the reference detector 24, and the reference detector 24 relatively rotates by the play a shown in FIG. The side surface 30b of 30 abuts on the detection display unit 23. By this relative rotation, the circumferential length of the detection area 28 becomes L-a, and the circumferential length of the detection area 29 becomes L + a. Therefore, the result of addition in the detection area 28 and subtraction in the detection area 29 is -2a, and the absolute value 2a becomes larger than the set value t, so that the output signal of the overload thrust is output from the output circuit 50. By the output signal of this overload thrust, a stop command is output to the spindle drive motor or a step back operation is instructed. Furthermore, this output signal is counted by the life counter, and the count value in the life counter is the predetermined number of times. When it exceeds, the tool is replaced with a new tool that is the same as that tool even during machining.

【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。
By the way, the conversion mechanism 14 uses the detectors 21 and 21.
From the outer peripheral position where 4 is provided, the rotation center of the tool holder 7
Since it is provided at a position close to, that is, inside the tool holder 7, the axial movement amount of the tool holder 6 is changed by the conversion mechanism 14 at the position of the guide groove 12 of the conversion mechanism 14.
Is converted into a predetermined amount of movement in the circumferential direction that is determined by the inclination angle of the tool holder 7.
It is enlarged at the outer peripheral position according to the ratio of the radius from the rotation center to the guide groove 12 of the conversion mechanism 14 and the radius from the center to the detectors 21, 24. Therefore, the detectors 21, 24
The axial movement amount of the tool holder 6 required to move the detector in the circumferential direction by the amount of play a is equal to the conventional ratio.
It decreases to 1 . Moreover, since the conversion mechanism is a ball screw mechanism and the lead angle is small, the amount of movement in the axial direction is further reduced by this gentle lead angle. This reduces the influence of the axial movement amount of the tool holder 6 on the hole depth. The same operation as described above is also performed when only the overload torque exceeding the torsional strength of the torsion coil spring 16 or the overload torque and the overload thrust load are simultaneously generated in the tool.

【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。
Next, the tool holder 51 of the second embodiment will be described with reference to FIG. The tool holder 51 has a support shaft 3 integrated with the holder body 2, and a tool holding body 6 including a holding cylinder 9, a connecting cylinder 10 and a support cylinder 11 fitted in the support shaft 3, and an upper outer periphery of the support shaft 3 and the supporting shaft 3. In the support hole 11a of the support cylinder 11 having the axial length corresponding to the upper part of the shaft 3,
Similar to the first embodiment, the guide groove 12 is formed in each hole, and the ball 13 is interposed between the guide grooves 12.
4 are configured. A ball bearing 52 is interposed between the outer periphery of the lower portion of the support shaft 3 and the inner periphery of the holding cylinder 9. Since the support cylinder 11 that constitutes the tool holder 6 of the tool holder 51 has a shorter axial length than the support cylinder 11 of the tool holder 7 of the first embodiment, the mass of the tool holder 6 is relatively large. It is light. Therefore, the inertial force at the time of starting and stopping the spindle can be suppressed.

【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。
Although the pair of guide grooves 12 constituting the conversion mechanism 14 of the tool holder 51 are lead grooves,
Instead of the lead groove, a plurality of cam grooves may be provided along the locus of the lead groove to form a guide groove as a whole.

【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。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. The tool holder 55 includes a holder body 2 having a holder cylinder 56, a support cylinder 11 and a support cylinder 58, and a tool holder 6 formed by integrally screwing a detection cylinder 59 around the lower outer circumference of the support shaft 3.
It consists of and. The holder cylinder 56 includes a tapered portion 56a formed on the upper portion and a grip portion 56 integrated with the tapered portion 56a.
b and a grip portion 56b, and a cylindrical portion 56c extending downward. The support cylinder 11 is fitted into the fitting hole 60 of the cylindrical portion 56c, and the outer circumference of the support cylinder 58 is integrally screwed into the fitting hole 60 from below to hold the holder. The body 2 is constructed. This support cylinder 11
The support shaft 3 upper part of the tool holder 6 is fitted into the support hole 11a of the support hole 11a, and in this fitted state, the support hole 11a and the support shaft 3
Similar to the first embodiment, the guide grooves 1 are formed on the upper outer circumference.
2 is provided, and a ball 13 is interposed between the guide grooves 12 to form a conversion mechanism 14. A ball bearing 52 is interposed between the inner circumference of the bearing shaft 58 and the outer circumference of the intermediate portion of the support shaft 3.

【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。
A central hole 62 opening to the fitting hole 60 is bored inside the tapered portion 56a of the holder body 2, and a cylindrical block 6 to be inserted into the central hole 62 is formed below the central hole 62.
3 is provided with a step portion 62a for locking the collar portion 63a, and a steel ball 66 is interposed between support holes 63b and 3a formed in the lower end surface of the cylindrical block 63 and the upper end surface of the support shaft 3, respectively. Further, the columnar block 63 is urged downward by a spring 67 to form a support mechanism 68. This support mechanism 68
The rotation of the holder body 2 is transmitted to the tool holding body 6 by the pressing force between the cylindrical block 63 and the steel ball 66 and the upper end surface of the support shaft 3 and the steel ball 66. Also, the compressive strength of the spring 67, which is subjected to overload thrust or torque generated on the tool, can be adjusted by removing the pull stud 69 and replacing the spring 67 with a spring having a different compressive strength.

【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。
The reference detector 24 and the tool holder 6 which are integrally screwed to the outer circumference of the holder cylinder 56 constituting the holder body 2.
Of the displacement detector 21 formed on the outer circumference of the detection cylinder 59 that constitutes the
The shape, configuration, etc. are the same as in the first embodiment. Further, the overload torque (or thrust load) discriminating means 40 and the like are also the first.
It is similar to the embodiment.

【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。
Next, the case where only the overload thrust load (the same applies when only the overload torque or the overload thrust load and the overload torque occur at the same time) is generated in the tool due to tool wear will be described. The rotation of the holder body 2 is transmitted to the tool holding body 6 by the support mechanism 68 until the overload thrust load exceeding the compressive strength of the spring 67 is generated in the tool during drilling. In addition, the support mechanism 68
As shown in FIG. 5, one side surface of the displacement detector 21 and one side surface 30a of the low step portion 30 of the reference detector 24 are brought into contact with each other by the conversion mechanism 14, and the output signal of the overload thrust load is output. Not done. When an overloaded thrust load is generated on the tool, in the support mechanism 68, the spring 67 moves rearward and the pressure contact between the steel ball 66 and the cylindrical block 63 causes slippage. Therefore, the tool holder 6 is retracted with respect to the holder body 2, and this axial movement is converted into circumferential rotation by the conversion mechanism 14, and the displacement detector 21 is opposite to the rotation direction with respect to the reference detector 24. Rotate in a predetermined direction (play a in the case of this embodiment). By this rotation, the detection area 28,
There is a difference in the number of pulses counted among the 29, so that the detection signal of the overload thrust load is output as an output signal.

【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。
Next, the tool holder 70 of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 9, 10, 11 and 12.
The holder body 2 urges the tapered portion 71 formed on the upper portion, the grip portion 73 integrated with the tapered portion 71, the support shaft 74 axially slidably inserted in the center of the tapered portion 71, and the support shaft 74 downward. A thrust load setting spring 75 is provided. This spring 75 receives a thrust load generated in a tool such as a drill of the tool holder 6 described later, and does not bend backward in the axial direction until a certain set thrust load is exceeded. Support shaft 74
The front end surface of the support shaft 74 is formed as a conical surface 76 and
A sleeve 77 is loosely fitted in the sleeve 77, and the rear end surface of the sleeve 77 is formed as a conical surface 78. These conical surfaces 76, 78
Large and small pivot ball bearings 79 and 80 for supporting the bearings are fitted to the holding cylinder 81 of the tool holding body 6. The spacer 82 and the sleeve 7 mounted on the support shaft 74 so as not to move axially forward.
A spring 83 is interposed between the collar portion 77a of 7 and
With the spring force of this spring 83, the two conical surfaces 76, 7
A preload is applied to the pivot ball bearings 79, 80 via 8. This spring force is set so as to provide a preload that minimizes the friction torque generated by the pivot ball bearings 79 and 80. A collet chuck for holding a tool is attached to the front end of the holding cylinder 81. A deep groove ball bearing may be used instead of the pivot ball bearing.

【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。
A connecting cylinder 84 is integrally screwed to the outer periphery of the holding cylinder 81, one end of a torsion coil spring 85 for torque transmission is connected to the connecting cylinder 84, and the other end of the spring is the grip portion 7.
It is connected to 3. Two upper and lower positioning pins 86 are implanted in the connecting cylinder 84, and a detection ring 88 having a large number of locking holes 87 that engages and disengages the positioning pins 86 is interposed between the holding ring 73 and a spring 89. Is biased forward by. Therefore, the torsional strength of the torsion coil spring 85 is such that the detection ring 88 is moved upward against the spring force to move the locking hole 87.
And the positioning pin 86 are disengaged, and in this state the holding cylinder 8
After rotating 1 and the connecting cylinder 84 in the circumferential direction, the detection ring 8
It is adjusted by engaging the locking hole 87 of No. 8 and the positioning pin 86.

【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。
The upper part of the detection ring 88 is formed into two large and small cylindrical portions 90 and 91, and both cylindrical portions 90 and 91 are shown in FIG.
As shown in FIG. 0, a plurality of recesses 92 and 93 (three in this figure) are respectively cut, and the spaces between them are equiangularly spaced in the circumferential direction (angle θ (120 degrees in FIGS. 11 and 12). ) Oki)
Are formed on the three displacement detectors 94 and the displacement converter 95. In the three concave portions 92 of the large-diameter tubular portion 90, the grip portion 7
Three to three reference detectors 96 are bored, and the small diameter tubular portion 91
In the three concave portions 93, three reference converters 97 project from the grip portion 73. As shown in FIG. 11, the rotational edges of the displacement detector 93 and the reference detector 96 are a pair of detection display portions 98 indicating the detection start or the detection end by the proximity switch 35 similar to the first embodiment. , 97 and the detection display section 101, 98 between the pair of rotation deviation detection areas 1
02, 103 are formed, and such detection areas 102, 1
03 are provided in three pairs in the circumferential direction. When the detection areas 102 and 103 are detected, the proximity switch 35 is turned off.

【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。
In FIG. 12, an inclined surface 105 that engages with the inclined surface 104 provided on one side of the displacement transducer 95 is formed on one side surface of the reference transducer 97, and the torsion force of the torsion coil spring 85 is formed. A conversion mechanism 1 for converting the axial movement of the tool holder 6 into a circumferential rotation when an overload thrust load is generated on the tool by bringing the inclined surfaces 104 and 105 into contact with each other.
06 is configured. Further, when both the inclined surfaces 104 and 105 are in contact with each other, a slight circumferential play (FIG. 11) is formed between the other side surface of the reference transducer 97 and one side surface of the displacement transducer 95 adjacent in the rotation direction. , A) of FIG. 12 is provided. The circumferential lengths L of the pair of detection areas 102 and 103, the reference detector 96, the displacement detector 94, and the displacement converter 95 are all set to the same (30 degrees), and the large and small tubular portions 90, The circumferential length 3L of each of the concave portions 92 and 93 of 91 and the reference transducer 97 are set to the same (90 degrees). The overload thrust load (or overload torque) discriminating means 40 is the same as that in the first embodiment.

【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。
Next, the case where only the overload thrust load is generated in the tool due to the tool wear will be described. The rotation of the holder body 2 is transmitted to the tool holding body 6 by the torsion coil spring 85 until the overload thrust load exceeding the set thrust load of the spring 75 is applied to the tool during the cutting work. Further, during the normal processing, the torsion coil spring 85 causes the displacement transducer 95 and the reference transducer 97 to move.
Since the respective inclined surfaces 104 and 105 are in contact with each other, the output signal of the overload thrust load is not output. When an overloaded thrust load is generated on the tool, the spring 75 bends rearward, the tool holder 6 retracts with respect to the holder 2, and the displacement transducer 95 becomes the reference transducer 97 due to the engagement between the inclined surface 104 and the inclined surface 105. A predetermined angle (play a) is rotated in the opposite direction to the rotation direction. Due to this rotation, the displacement detector 94 becomes rotationally delayed with respect to the reference detector 96 (play a in the circumferential direction),
Since there is a difference in the number of pulses counted between the detection areas 102 and 103, the detection signal of the overload thrust load is output as an output signal.

【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。
In the tool holder 70, the displacement detector 94 and the reference detector 96 provided on the outer periphery of the tool holder 70 are sufficiently spaced in the circumferential direction, and like the tool holder 7 of the first embodiment. One side of the displacement detector 21 is the displacement detector 2
Since one side face of the reference detector 24 is not abutted by the rotation in the circumferential direction of the predetermined amount 1 (play a), the detector 9
At the time of the relative circumferential rotation between 4, 96, this circumferential rotation is performed without being externally affected by cutting fluid, dust and the like.

【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。
A fifth embodiment will be described with reference to FIGS. In the tool holder 200, the holder body 2 has a cylindrical portion 201 projecting forward from the grip portion 2b.
A support shaft 203 of the tool holder 6 is rotatably supported via a ball bearing 204 in a support hole 202 formed at the center of the tubular portion 201. A pressure contact block 206 is fitted in a center hole 205 in the holder body 2 continuous with the support hole 202 so as to be movable in the axial direction, and a compression spring 208 is provided between the pressure contact block 206 and a pull stud 207 screwed to the rear end of the holder body 2 . The press contact block 206 biases the support shaft 203 forward through the steel balls 209, and the pressing force of the steel balls 209 transmits the rotation of the holder body 2 to the tool holding body 6. The spring force of the compression spring 208 is set so as to correspond to both the thrust load and the torque applied to the tool 4 and less than the smaller one of the maximum allowable thrust load and the maximum allowable torque.

【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。
At the rear end of the support shaft 203, cam grooves 211 are cut left and right as shown in FIG. Cam groove 211
As shown in FIG. 16, the shape of is formed so as to have a downward slope toward the rear in the axial direction. Further, guide pins 210 are respectively implanted in the cylindrical portion 201 of the holder body 2 at positions facing the cam grooves 211, and the inner ends of the guide pins 210 are slidably fitted into the cam grooves 211. . Therefore, when the guide pin 210 is moved backward by the cam groove 211 in the axial direction of the tool holder 6, the guide pin 2
A conversion mechanism 214 in which the cam groove 211 is guided by 10 and the tool holder 6 moves in the circumferential direction is configured.

【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。
Next, displacement detectors 216 are provided on the outer periphery of the rear end of the detection cylinder 215 which constitutes the tool holder 6 together with the support shaft 203 at 120 degree intervals in the circumferential direction. In addition, reference detectors 217 are provided so as to protrude between the displacement detectors 216 from the gripping portion 2b of the holder body 2 at 120 ° intervals in the circumferential direction. The reference detector 217 includes a low step portion 217a and a protruding portion 217b, and the low step portion 217a and the protruding portion 217 are provided.
The circumferential lengths of b and the displacement detector 216 are set to 30 degrees, respectively. Then, in the state where there is no overload thrust load or overload torque, the detection cylinder 215 is biased by the spring force of the compression spring 208 in the Z direction (same as the rotation direction) of FIG. 15 via the conversion mechanism 214. So the lower part 217
The state in which a and the displacement detector 216 are in contact with each other is maintained. Further, the position of the guide pin 210 at this time is the solid line position shown in FIG. 16 with respect to the cam groove 211.

【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。
In the tool holder 200, the displacement detector 216 and the reference detector 217 have the relationship shown in FIG. 15 until the overload thrust load and / or the overload torque is applied to the tool 4 by the spring force of the compression spring 208. Rotate while keeping,
To process. In this state, for example, the distance between the proximity switch 35 being turned on in the detection display portion 216c of the displacement detector 216 and being turned on again in the detection display portion 217c of the next reference detector 217 is constant at 60 degrees, No overload signal is output. However, when the overload thrust load is applied to the tool 4, the steel ball 209 compresses the compression spring 208 via the pressure contact block 206, the tool holder 6 retracts, and the conversion mechanism 2
The guide groove 211 is guided along the guide pin 210 by 14 and the displacement detector 216 retracts and rotates in the direction opposite to the Z direction. At this time, a slip occurs between the steel ball 209 and the pressure contact block 206. When the displacement detector 216 rotates in this way, the interval between the detection display portions 216c and 217c changes, so this change in interval is captured and compared with the steady-state value (60 degrees above) and set in advance. Outputs an overload signal when the value exceeds a certain allowable value. Further, when the overload torque is generated, the tool holder 6 rotates relative to the holder body 2, so that the displacement detector 216 causes the conversion mechanism 214 to move.
It will retreat while rotating through. In the present embodiment, the pressure contact block 206 and the steel ball 209 are eliminated,
A torsion coil spring for torque transmission may be interposed between the rear end of the support shaft 203 and the pull stud 207.

【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。
Next, still another embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 17, a guide pin 221 is planted in a tool holder 6 that is rotatably supported by a support shaft 220 that projects forward from the center of the holder body 2, and the support shaft 2 that faces the guide pin 221.
A conversion mechanism 223 is formed by forming a cam groove 222 on the outer circumference of 20. The tool holder 6 is biased forward through a compression spring 208, a sliding pin 224 and a steel ball 225. A detection ring 226 is integrally fixed to the rear end of the tool holder 6, and the displacement detector 21 formed on the detection ring 226 is formed.
6 and the reference detector 217 of the holder body 6 are the same as those in FIG.

【0037】[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。
As described above, in the tool holder of the present invention, the detector having the conversion mechanism utilizing the inclined surface on the outer circumference is used.
Since it is installed closer to the rotation center of the tool holder,
A circle at the position of the conversion mechanism depending on the axial movement of the tool holder
The amount of movement in the circumferential direction is expanded at the detector position on the outer circumference of the holder.
The amount of movement in the circumferential direction can be made small, and the amount of movement in the axial direction of the tool holder for obtaining at least a predetermined amount of rotation of the detector capable of detecting the overload thrust load can be made extremely small. Therefore, even if the tool holder is a tool holder in which the tool holder moves axially in order to detect the thrust load, the influence of the axial movement amount on the machining hole depth can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例の工具ホルダの正面図である。FIG. 1 is a front view of a tool holder according to a first embodiment.

【図2】第1実施例の工具ホルダの拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the tool holder according to the first embodiment.

【図3】図2のIII−III断面図である。3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.

【図4】図2のIV−IV断面図である。4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.

【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。
FIG. 5 is a development view of the displacement detector and the reference detector of the tool holder of the first embodiment in the entire circumference in the circumferential direction.

【図6】制御装置のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a control device.

【図7】第2実施例の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a second embodiment.

【図8】第3実施例の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a third embodiment.

【図9】第4実施例の工具ホルダの断面図である。FIG. 9 is a sectional view of a tool holder according to a fourth embodiment.

【図10】図9のX−X断面図である。10 is a sectional view taken along line XX of FIG.

【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。
FIG. 11 is a development view of the displacement detector and the reference detector of the tool holder of the fourth embodiment in the entire circumference in the circumferential direction.

【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。
FIG. 12 is a development view of the displacement converter and the reference converter of the tool holder of the fourth embodiment in the entire circumference in the circumferential direction.

【図13】第5実施例の断面図である。FIG. 13 is a sectional view of a fifth embodiment.

【図14】図13のXIV−XIV断面図である。14 is a sectional view taken along line XIV-XIV in FIG.

【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。
FIG. 15 is a development view of the displacement detector and the reference detector of the tool holder of the fifth embodiment in the entire circumference in the circumferential direction.

【図16】第5実施例の変換機構の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a conversion mechanism of the fifth embodiment.

【図17】第5実施例の変形例である。FIG. 17 is a modification of the fifth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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
2 holder body, 3 support shaft, 6 tool holder, 7,
51, 55, 70, 200 Tool holder, 11a Support hole, 12 guide groove, 13 ball, 14, 10
6,214 conversion mechanism 21,24,94,96,21
6,217 detector, 104, 105 inclined surface, a
Misalignment

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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
1. A tool holder is supported on a holder body so as to be movable in a circumferential direction and an axial direction, respectively, and the outer circumference of the holder body and the tool holder are supported.
A plurality of detectors are arranged on the outer circumference of the body at a predetermined pitch in the circumferential direction.
The tool holder and the detector of the tool holder facing each other.
There is an overload between the holder body and tool holder.
With a spring, and circular movement of the tool holder in the axial direction.
A conversion mechanism that uses an inclined surface that converts to circumferential rotation
Provided at a position closer to the rotation center of the tool holder than the sensor,
The holder body of the tool holder generated by the overload thrust is
The axial movement of the tool holder
Converted to circumferential rotation, and work on the detector on the holder side.
Extracted as a change in the circumferential position of the detector on the tool holder side
Tool holder characterized by being made possible .
【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。
2. A support shaft outer circumference projecting from the center of one of the holder body and the tool holding body toward the other member and a support hole inner circumference of the other member fitted into the support shaft, respectively. The tool holder according to claim 1, wherein a guide groove inclined with respect to the rotation axis of the tool holder is provided, and a ball is interposed between the guide grooves to configure the conversion mechanism.
【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。
3. A cam shaft, which is inclined with respect to the rotation axis of the tool holder, is provided on a support shaft projecting from the center of one of the holder body and the tool holder toward the other member. The tool holder according to claim 1, wherein the conversion mechanism is configured by slidably fitting a guide pin integrally provided with the other member.
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