(57)【要約】      （修正有）【課題】ツール挟持装置の剛性を向上し、振動現象を抑制するツール挟持装置を提供する。【解決手段】内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置は、一つのマンドレルを有する一つの工作機械中に使用され、一つのシャンク１０，一つのツール架設部２０および高剛性材料により製作された少なくとも一つの剛性保持ケーシング３０を含み、シャンクが、マンドレル中に収納された一つのテーパー外表面および一つのシャンク・オスコネクタ端部１２を有し、ツール架設部が、軸方向に延伸する一つのツール架設口径２１を含み、そのツール架設口径が一つのツール・チャック２３を収納かつ固定でき、ツール架設部も、シャンク・オスコネクタ端部とマッチングする一つの架設部メスコネクタ端部２２を有し、更に剛性保持ケーシングが、一つのケーシング・メスコネクタ端部３１と一つのケーシング・オスコネクタ端部３２を有する。【選択図】図１
2020138306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つのマンドレルを有する一つの工作機械中に使用される内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置であって、
前記ツール挟持装置が、一つのシャンク，一つのツール架設部および高剛性材料により製作された少なくとも一つの剛性保持ケーシングを含み、
前記シャンクの上に、該マンドレルの中に収納された一つのテーパー外表面および一つのシャンク・オスコネクタ端部があり、
前記ツール架設部が、軸方向に延伸する一つのツール架設口径を含み、
前記ツール架設口径が一つのツールと一つのツール・チャックの一部分を収納かつ固定でき、
前記ツール架設部も、該シャンク・オスコネクタ端部とマッチングする一つの架設部メスコネクタ端部を有し、
前記剛性保持ケーシングは、該シャンク・オスコネクタ端部とマッチングする一つのケーシング・メスコネクタ端部および該架設部メスコネクタ端部とマッチングする一つのケーシング・オスコネクタ端部を有し、該シャンク，該剛性保持ケーシングと該ツール架設部は、互いに首尾が鎖状に接続できることを特徴とする、内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置。
【請求項２】
更に該シャンクと該剛性保持ケーシングと該ツール架設部との間に鎖状に接続する延伸ケーシング・モジュールを少なくとも一つ含むことを特徴とする、請求項１に記載の内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置。
【請求項３】
該延伸ケーシング・モジュールは、該シャンク・オスコネクタ端部とマッチングする一つのモジュール・メスコネクタ端部および該架設部メスコネクタ端部とマッチングする一つのモジュール・オスコネクタ端部を有し、
前記シャンク、該延伸ケーシング・モジュール、該剛性保持ケーシングと該ツール架設部は、互いに首尾が鎖状に接続できることを特徴とする、請求項２に記載の内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置。
【請求項４】
前記ツール架設部は、高剛性材料により製作されるものであることを特徴とする、請求項１に記載の内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置。
【請求項５】
前記シャンクは、一つのフランジを更に含んでなり、該フランジが、おおよそ環形を呈し、且つ該テーパー外表面と該シャンク・オスコネクタ端部との間に設置され、更に該フランジが、該フランジの円周を巡って延伸する一つのＶ字形グルーブを含むことを特徴とする、請求項１に記載の内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツール挟持装置に関するものであり、特に内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
目前に高精度の金属加工、例えば穴開け、フライス削り、リーミング、ボーリング、内径及び外径の切削または表面研磨などは、常にコンピュータ数値制御（Computer Numerical Control、CNCの略称）の工作機械を使用して例えばドリルビット、フライスなどの多種のツールとマッチングして処理を行う。これらのツールはいずれも一つのロングシャンク形の構造を有し、一つのツール挟持装置とCNC工作機械のマンドレルを互いに連結することにより、マンドレルを高速回転することができ、当該ツール挟持装置によって挟持されたツールの高速回転と連動して、目標ワークに対して加工することができる。
【０００３】
工作機械の上に設置されたツール挟持装置を使用するときには、頻繁に振動が生じる。この振動が加工プロセスに悪影響を及ぼし、製品の精度が低下するという懸念がある。加工中に機械の各種部品が互いに接触することで、常時振動が生じてしまう。機械摩耗が厳しくなるにつれて、そのダイナミック性能が変化する。これは、機械の異なるライフサイクル過程中に新形式の振動が生じてしまうことを意味する。この振動は、ワーク表面の滑らかな清浄度の悪化を招き、ひいては機械とツールに対して摩耗を生成し、最悪の場合には、結果として修理の不可能になるような損害を被る。
【０００４】
金属切削操作過程中に、ツール挟持装置とワークとの間に振動運動が生じる場合には、何れも望まない切削性能を招く可能性があり、例えばワーク表面の滑らかな清浄度が劣化したり、加工後のワークが誤差範囲を超えたりすることがある。これ以外に、このような振動は、ツール挟持装置又はツールの損害を招く可能性がある。ツール挟持装置における加工時の振動現象は、ツール挟持装置の長さと凡そ比例関係があり、長さを増長する長尺状ツール挟持装置または例えば米国特許第１５０２５２８号明細書（特許文献１）、米国特許第２７１６０３０号明細書（特許文献２）、米国特許第８８２１０８４号明細書（特許文献３）などの特許出願に記載された組立接続式ツール挟持装置は、ツール挟持装置の材料剛性問題により、十分な剛性を比較的に維持しにくくなり、これにより、ツール挟持装置とツールにより生じる振動がますます過酷な状況になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第１５０２５２８号明細書
【特許文献２】米国特許第２７１６０３０号明細書
【特許文献３】米国特許第８８２１０８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ツール挟持装置を提供するものであり、当該ツール挟持装置が、少なくとも一つの内部接続式剛性保持装置を有することにより、ツール挟持装置の剛性を向上するとともに、ツール挟持装置およびその挟持されたツールにより生成された振動現象を抑制し、比較的優れたワーク表面の滑らかな清浄度と加工精度を維持する。
【０００７】
本発明の副次的な目的は、内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置を提供するものであり、特に長さを増長する長尺状ツール挟持装置または組立接続式ツール挟持装置に適切に応用して使用される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の発明の目的を達成する内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置は、一つのマンドレルを有する一つの工作機械中に使用され、該ツール挟持装置が、一つのシャンク，一つのツール架設部および高剛性材料により製作された少なくとも一つの剛性保持ケーシングを含み、該シャンクの上に、該マンドレルの中に収納された一つのテーパー外表面および一つのシャンク・オスコネクタ端部があり、該ツール架設部が、軸方向に延伸する一つのツール架設口径を含んでなり、該ツール架設口径が一つのツールと一つのツール・チャックの一部分を収納かつ固定でき、該ツール架設部も、該シャンク・オスコネクタ端部とマッチングする一つの架設部メスコネクタ端部を有し、更に該剛性保持ケーシングが、該シャンク・オスコネクタ端部とマッチングする一つのケーシング・メスコネクタ端部および該架設部メスコネクタ端部とマッチングする一つのケーシング・オスコネクタ端部を有し、且つ該シャンク，該剛性保持ケーシングと該ツール架設部は、互いに首尾が鎖状に接続できる。
【０００９】
本発明のより好ましい実施形態において、更に該シャンクと該剛性保持ケーシングと該ツール架設部との間に鎖状に接続する延伸ケーシング・モジュールを少なくとも一つ有する。
【００１０】
本発明のより好ましい実施形態において、該延伸ケーシング・モジュールは、該シャンク・オスコネクタ端部とマッチングする一つのモジュール・メスコネクタ端部および該架設部メスコネクタ端部とマッチングする一つのモジュール・オスコネクタ端部を有し、且つ該シャンク，該延伸ケーシング・モジュール，該剛性保持ケーシングと該ツール架設部は、互いに首尾が鎖状に接続できる。
【００１１】
本発明のより好ましい実施例の中において、その中でも、該ツール架設部は、高剛性材料により製作される。
【００１２】
本発明のより好ましい実施例の中において、その中でも、該シャンクは、一つのフランジを更に含んでなり、該フランジが、おおよそ環形を呈し、且つ該テーパー外表面と該シャンク・オスコネクタ端部との間に設置され、更に該フランジが、該フランジの円周を巡って延伸する一つのＶ字形グルーブを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の提供するツール挟持装置によれば、ツール挟持装置の剛性を向上し、ツール挟持装置およびその挟持されたツールにより生成された振動現象を抑制し、ワーク表面の滑らかな清浄度と加工精度を比較的優れた状態で維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置の断面図である。
【図２】図１のツール挟持装置に対し、一つの延伸ケーシング・モジュールを増加したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施形態１）
図１を参照し、本発明の内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置は、一つのマンドレル（未図示）を有する一つの工作機械中に使用され、該ツール挟持装置が、一つのシャンク10，例えば炭化タングステン（Tungsten Carbide）などの高剛性材料により製作して選択できる一つのツール架設部20および例えば炭化タングステンなどの高剛性材料により製作された少なくとも一つの剛性保持ケーシング30を含む。該シャンク10の上に、該マンドレルの中に収納された一つのテーパー外表面11および一つのシャンク・オスコネクタ端部12があり、該ツール架設部20が、軸方向に延伸する一つのツール架設口径21を含む。ツール架設口径21が一つのツールと一つのツール・チャック23の一部分を収納かつ固定でき、該ツール架設部20も、該シャンク・オスコネクタ端部12とマッチングする一つの架設部メスコネクタ端部22を有し、更に該剛性保持ケーシング30が、該シャンク・オスコネクタ端部12とマッチングする一つのケーシング・メスコネクタ端部31および該架設部メスコネクタ端部22とマッチングする一つのケーシング・オスコネクタ端部32を有し、且つ該シャンク10，該剛性保持ケーシング30と該ツール架設部20は、互いに首尾が鎖状に接続できる。
【００１６】
シャンク10は、一つのフランジ13を更に含み、該フランジ13が、おおよそ環形を呈し、且つ該テーパー外表面11と該シャンク・オスコネクタ端部12との間に設置され、更に該フランジ13が、該フランジ13の円周を巡って延伸する一つのＶ字形グルーブ14を含むことにより、該ツール挟持装置が該工作機械の自動化カッター切替システムに使用できる。
【００１７】
ツール架設部20は、大体一つの円筒形デバイスであってもよいが、該ツール架設口径21が、ねじ山接続方式によりツール・チャック23を接続し、但し、ねじ山接続方式が唯一の選択ではなく、当該技術分野における通常の知識を有する者、いわゆる当業者は、ツールを固定する他の方法を採用できることを当然に導き出し得る。
【００１８】
（実施形態２）
図２を参照し、該シャンク10と該ツール架設部20との間に、更に少なくとも一つの延伸ケーシング・モジュール40が設置され、該延伸ケーシング・モジュール40が、該シャンク・オスコネクタ端部12とマッチングする一つのモジュール・メスコネクタ端部41および該架設部メスコネクタ端部22とマッチングする一つのモジュール・オスコネクタ端部42を有し、且つ該シャンク10，該延伸ケーシング・モジュール40，該剛性保持ケーシング30と該ツール架設部20は、互いに首尾が鎖状に接続できる。
【００１９】
ユーザーは、加工環境の需要を根拠として、その使用する剛性保持ケーシング30と延伸ケーシング・モジュール40の個数を選択でき、これにより、ツール挟持装置の必要な長さを調整する。
【００２０】
本発明の内部接続式剛性保持装置を有するツール挟持装置は、少なくとも一つの内部接続式剛性保持装置を有し、これにより、ツール挟持装置の剛性を向上し、ツール挟持装置およびその挟持されたツールにより生成された振動現象を抑制し、ワーク表面の滑らかな清浄度と加工精度を比較的優れた状態で維持することができる。
【００２１】
上記の詳細な説明は、本発明に対する実行可能な実施例の具体的な説明で、ただ該実施例が本発明の特許請求の範囲を限定するために用いられるものではなく、本発明の技術・精神を脱離しなくて完成してなる等価な実施または変更が、何れも本発明の特許請求の範囲中に含まれるべきである。
【符号の説明】
【００２２】
１０  シャンク
１１  テーパー外表面
１２  シャンク・オスコネクタ端部
１３  フランジ
１４  Ｖ字形グルーブ
２０  ツール架設部
２１  ツール架設口径
２２  架設部メスコネクタ端部
２３  ツール・チャック
３０  剛性保持ケーシング
３１  ケーシング・メスコネクタ端部
３２  ケーシング・オスコネクタ端部
４０  延伸ケーシング・モジュール
４１  モジュール・メスコネクタ端部
４２  モジュール・オスコネクタ端部
【図１】
2020138306.tif 000003
【図２】
2020138306.tif 000004