(57)【要約】本発明は、打撃ユニット（１０）、工具収容部（２０）、緩衝装置（３０）、可動切断工具（４０）、および固定切断工具（５０）からなる高速切断のための工具装置であって、前記工具収容部（２０）が、前記可動切断工具（４０）のため、同一の半径（Ｒ）を有する少なくとも２つの曲面支持面（２１８）を有し、さらに当該支持面（２１８）の間に、前記打撃ユニット（１０）の打撃ピストン（１１）のための切り欠き（２１７）が設けられている工具装置に関する。さらに本発明は、高速機械加工のための切断工具に関する。
2005522335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打撃ユニット（１０）、工具収容部（２０）、緩衝装置（３０）、可動切断工具（４０）、および固定切断工具（５０）からなる高速切断のための工具装置であって、
前記工具収容部（２０）が、前記可動切断工具（４０）の位置決めのため、同一の半径（Ｒ）を有する少なくとも２つの曲面支持面（２１８）を有し、さらに当該支持面（２１８）の間に、前記打撃ユニット（１０）の打撃ピストン（１１）のための切り欠き（２１７）が設けられていることを特徴とする工具装置。
【請求項２】
前記工具収容部（２０）に、前記支持面（２１８）と同一の中心線（Ｃ）および同一の半径（Ｒ）を有する円柱形の切り欠き（２１９）が設けられ、当該切り欠きが、前記固定切断工具（５０）を前記工具収容部（２０）内に配置するために設計されていることを特徴とする請求項１に記載の工具装置。
【請求項３】
前記円柱形の切り欠き（２１９）が、前記工具収容部（２０）の均質な基部部材（２１）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の工具装置。
【請求項４】
前記円柱形の切り欠き（２１９）と同軸に、当該切り欠き（２１９）内に前記固定切断工具を軸方向に調整可能に位置決めするための軸方向移動調節機構（６２、６３）が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の工具装置。
【請求項５】
前記緩衝器（３０）のための支持部材（２２）が、前記基部部材（２１）に直接固定できるように設計されていることを特徴とする請求項３に記載の工具装置。
【請求項６】
本体（４２、４３）に貫通穴（４１）および好ましくは打撃面（４４）を備えている高速切断のための切断工具（４０）であって、
前記本体（４２、４３）が、或る半径（Ｒ）を有して凸に湾曲した少なくとも２つの端面部分（４３Ａ、４３Ｂ）を有し、当該端面部分（４３Ａ、４３Ｂ）が、好ましくは前記穴（４１）の中心軸（Ｃ）と一致する分割面に対し対称に位置し、工具収容部（２０）内における当該切断工具（４０）の半径方向の位置決めに使用されるよう設計されていることを特徴とする切断工具。
【請求項７】
前記貫通穴（４１）の中心から前記端面部分（４３Ａ、４３Ｂ）までの距離をＬとしたとき、前記半径（Ｒ）が０．５〜１．５Ｌであり、好ましくはＬに等しいことを特徴とする請求項６に記載の切断工具。
【請求項８】
前記本体（４２、４３）の厚さをＴＶとしたとき、前記端面部分（４３Ａ；４３Ｂ）の円周方向における範囲（Ｂ）が０．５〜５ＴＶに相当することを特徴とする請求項６に記載の切断工具。
【請求項９】
前記本体（４２、４３）が２つの異なる材料からなり、当該２つの異なる材料（４２、４３）が、好ましくは、同心に配置された本質的に環状の内側（４２）および外側（４３）ユニットから構成され、当該内側環状ユニット（４２）が、好ましくは超硬合金からなることを特徴とする請求項６に記載の切断工具。
【請求項１０】
この種の可動（４０）および固定（５０）切断工具に、同一の半径（Ｒ）を有する曲面（４３Ａ、４３Ｂ；５３Ａ、５３Ｂ）が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の切断工具。
【請求項１１】
打撃ユニット（１０）、工具収容部（２０）、緩衝装置（３０）、可動切断工具（４０）、および固定切断工具（５０）からなる高速切断のための工具装置であって、
前記工具収容部（２０）が、前記固定切断工具（５０）のために設計された切り欠き（２１９）を有する基部部材（２１）を備え、当該切り欠き（２１９）内の支持面（２１８）の上端から端面（２１０）までを測定した衝撃方向の材料厚さ（Ｔｓ）が、前記基部部材（２１）の前記端部（２１０）に近い部分において衝撃方向に対する横断方向に測定した材料厚さ（Ｔｔ）よりも大きいことを特徴とする工具装置。
【請求項１２】
前記切り欠き（２１９）の衝撃方向における範囲（φ）が、衝撃方向における前記材料厚さ（Ｔｓ）よりも小さいことを特徴とする請求項１１に記載の工具装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打撃ユニット、工具収容部、緩衝装置、可動切断工具、および固定切断工具からなる高速切断のための工具装置に関する。さらに本発明は、高速機械加工のための切断工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の工具装置は、例えば米国特許第３,７３５,６５６号明細書によってすでに知られている。したがって、高いエネルギー供給速度によって棒状の材料を切断するためのそのような工具装置の使用は、すでに知られている。この方法は、多数の利点を潜在的に有しているものの、製造業において広く用いられているとも、定着したともいえない。この技法が広く定着していない理由の１つは、工具の構成に欠点があり、望ましくない生産停止につながるという点にあるように思われる。そのような欠点は、固定および可動工具の配置という点で、充分に良好な精度を得ることができないことが多々あるということに他ならない。従来の工具構成においては、切断工具のうち少なくも可動切断工具が矩形であることが通常である。生産工学的な理由から、水平方向および垂直方向の両者において、工具の側面と工具収容部との間に或る隙間が存在しなければならない。工具側面に対する材料のための中心穴についての測定精度も、或る公差を必要とする。総合すると、これは、２つの工具の中心穴の位置が相互の正確な配置が確実ではないということを意味し、切断作業の合間に工具を通過するよう材料を供給する際に問題を引き起こす。他の欠点は、公知の構造においては、打撃ピストンから可動切断工具へと衝撃エネルギを伝えるために一種のヘルメットが使用されている点にあり、これは多くの点で望ましくない構造である。また別の欠点は、公知の構造において、工具交換の際に工具収容部を取り外す必要があるという点であり、機械の準備に長時間を要し望ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、以上述べた問題点の幾つかを除去、または少なくとも最小にすることにあり、この目的が、打撃ユニット、工具収容部、緩衝装置、可動切断工具、および固定切断工具からなり、前記工具収容部が、前記可動切断工具のため、同一の半径を有する少なくとも２つの曲面支持面を有し、さらに当該支持面の間に、前記打撃ユニットの打撃ピストンのための切り欠きが設けられていることを特徴とする高速切断のための工具装置によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によって、固定および可動工具の配置に関し、きわめて良好な精度が達成される。さらにこの構成は、生産工学という点で、簡単な手法を使用して高い測定精度を得ることができるということを意味する。さらに本発明は、工具が水平方向において、さらに工具収容部に適用された場合には垂直方向において、自動的に中心合わせされるということを意味し、きわめて好都合である。
【０００５】
本発明の好ましい特徴によれば、工具収容部を、従来用いられていた「ヘルメット」を除くことができるよう頑丈にすることができ、打撃ピストンを可動切断工具に対して直接ぶつけることができるようになる。他の特徴によれば、一撃の際に応答して音が出ないよう、固定工具の片面が工具収容部の切り欠き内へと押し付けられ、この特徴は、工具収容部が衝撃の方向に長い構成であり、既知の構成においてしばしば設けられていた望ましくない切れ目がないことによって、さらに改善される。他の潜在的利点は、工具収容部を、工具の戻りおよび減衰エネルギの吸収を行なうためのきわめて小型のユニットを可動切断工具に直接接続して配置できるように構成でき、常時付勢された戻りピストンを可動切断工具に対し直接作用するようにして、一撃と一撃の間の時間をきわめて短くできる点にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に本発明を、説明用の好ましい実施の形態を示した図面を参照しつつ、さらに詳細に説明する。
【０００７】
図１は、本発明による工具装置の好ましいモジュール・ユニットについて、斜め上方から見た斜視図である。工具装置が、打撃ユニット１０、工具収容部２０、および緩衝器３０からなっている。工具収容部２０内には、可動切断工具４０および固定切断工具５０が配置されている。打撃ユニット１０によって駆動される打撃ピストン１１が、下方から可動切断工具４０に、それ自身は公知のやり方であるが上方へと向かう一撃を大きな運動エネルギーで加えることができ、一方、固定切断工具５０が、切断しようとする被加工物（図示されていない）に拘束力を加える。緩衝器３０は、切断完了後の可動切断工具４０の打撃運動を制動するよう構成されている。打撃ユニット１０、ならびに緩衝器収容部３４、油圧ブロック３１および圧力アキュムレータ３２を組み合わせてなる緩衝器３０については、本発明の一部を構成するわけではないので、深くは説明しない。しかしながら、緩衝器３０上で突き出している車輪状の部材３３が、所望の減衰を設定するための調整機構を構成し、さらに図面においてシリンダ収容部１０上で下方に突き出している円柱状の部位１２が、位置表示器収容部を構成していることを、ここに述べておくことができる。
【０００８】
図示した説明用の実施の形態によれば、図１および図２に示されている工具モジュールは、円柱形のワイヤーを切断すべく構成されている。切断しようとするワイヤーを案内する目的でワイヤー案内ユニット６０が設けられ、工具収容部２０の背面側の中央に位置している（図２を参照）。工具収容部２０は、堅固な基部部材２１で作られており、基部部材２１の上部にカバー２２が置かれている。カバー２２は、まずは後端部分でねじ２２０によって基部部材２１に固定され、次に前端がスタッドボルト２２１によって固定されている。これらスタッドボルトは、モジュールの他の部品すなわち打撃ユニット１０および工具収容部の基部板２３も、一体に保持している。基部板２３は、工具モジュール全体を迅速かつ簡単に取り付けおよび取り外しできるよう、懸架構造２３を備えている。
【０００９】
前記基部板２３上の懸架構造は、堅固であり、かつ工具収容部２０の実際の幅よりも大きな幅を有している。したがって、工具収容部２０の両側に張り出し部分２３Ａ、２３Ｂが形成される。これら張り出し部分２３Ａ、２３Ｂのそれぞれに、２つの穴２３０、２３１および２３２、２３４がそれぞれ設けられ、固定ボルト２３５〜２３８が配置されている。これら固定ボルトには、ゴムパッド２３９〜２４２が配置されている。固定ボルト２３５〜２３８は、実際の切断加工機（図示されていない）の対応する穴に適合するよう設計されており、これにより、工具装置が加工機の水平面に固定される。ゴムパッドによって垂直方向にある程度の弾性が許容され、遮音性および振動減衰性の両者がもたらされる。固定ボルトを含んだこの解決策のおかげで、モジュール・ユニット全体をきわめて高速かつ円滑に交換できる設備が得られ、高価につく設備の停止をなくすことができる。既知の装置においては、時間のかかるさまざまな構成部品の取り外しを必要とすることなく要求に応じてユニット全体を交換することは不可能である。
【００１０】
図３には、本発明による工具収納部２０の或るいくつかの重要な部品について、好ましい実施の形態の重要な部品が示されている。基部部材２１が比較的大きな高さＨおよび比較的大きな厚さＴの堅固な一片で構成されていることが見て取れる。基部部材２１の上端面２１０には、カバー２２を固定するためのねじ穴２１１が設けられている。加えて、カバー２２を正確に位置させるよう構成された案内ピン２１２も設けられている。基部部材の前面には、２つの踵状の部分２１３および２１４が配置され、内側向きの端面２１３Ａおよび２１４Ａのそれぞれによって、通常は垂直向きである平行な案内面が形成され、これら案内面２１３ａ、２１４ａによって、可動切断工具４０の回転を防止することができる。踵２１３および２１４のそれぞれに、それぞれの固定部材２４および２５が固定されている。これら固定装置２４、２５は、踵２１３、２１４と同様、切断しようとするワイヤーの中心線Ｃに一致する対称の垂直面に対し、完全に対称に構成されている。固定装置２４、２５のそれぞれは、３本のねじ２４１によって踵２１３のそれぞれに動かぬように固定されている。固定装置２４は、下面の高さが基部ユニット２１と一緒であり、踵２１３、２１４のそれぞれの上端面の直下付近まで延びている。本質的に矩形である固定装置２４の本体部分から、支持部２４２および２５２が中心線Ｃに向かって突き出している。この各支持部２４２、２５２に、中心線Ｃと平行に凹所２４３および２５３が設けられている。この前記凹所２４３、２５３内に、弾性係止装置２４４および２５４がそれぞれ配置されている（図８を参照）。これら係止装置２４４、２５４の補助により、支持ハッチ２６が垂直方向について固定される。水平方向および外側／前方については、ハッチ２６は、それぞれ固定装置２４、２５によって固定され、踵部材２１３、２１４の外側を向いている表面２１３Ｂ、２１４Ｂによって、所定の位置に包囲される。支持ハッチ２６の中央には、切り欠き２６０（図５にすでに示した）が設けられている。基部部材２１の底部には、基部部材２１を底部板２３にて工具装置に固定するよう設計された案内ピン２１５が配置されている。さらに図３には、切断装置の摺動面を潤滑するため、基部部材２１の一面に設けられた潤滑穴２１６が示されている。最後に、図３において、Ｕ字形状を有し、打撃ピストン１１が可動切断工具４０に向かって進入するための空間をもたらしている切り欠き２１７を、基部ユニット２１の底部に確認することができる。
【００１１】
図４には、図３によるユニットの正面図が示されている。ハッチの前面の両端に縁部２６Ａ、２６Ｂが設けられ、支持部２４２、２５２の対向する側面にぴったりと触れていることが見て取れる。係止装置２４４、２５４を解放することによって、ハッチ２６の垂直方向への移動、すなわち案内面２６Ｂ、２６Ａと平行な移動が可能になる。さらに、ハッチ２６の中央部分に配置された切り欠き２６０の上部２６が、ハッチ全体を通して延びていることが見て取れる。この前記貫通穴から前面に向かって下方外向きに、下方へと向かう切り欠き２６２が設けられ、斜めの底部２６２Ａが形成されている。貫通穴２６の延長方向に、可動切断工具４０の貫通穴４１が同心に位置し、さらにその背後に、案内筒６１の貫通穴６２が位置している（図５を参照）。ハッチ２６の上縁の上方に、新たに潤滑ダクト２１６の開口２１６Ａが見えており、潤滑材が用途にあわせて作られた摺動面に向かって流れ落ちることができる。打撃ピストン１１のための切り欠き２１７の延長上に、可動切断工具４０の底縁４４Ａを確認することができる。底縁が、ピストン１１からの一撃を受けるように設計された平坦な端面４２を形成していることが明らかである。さらに、隣接する端面４３ａ、４３ｂが曲面を構成していることも見て取れる。これらの曲面は、所与の半径Ｒを有するように構成されている。同じ半径Ｒを基部部材２１内に存在する面２１８にも見つけることができ、この面２１８が、切断工具の曲面加工された下面に当接する。
【００１２】
図５は、図４の線Ａ−Ａに沿った断面を示している。制御ユニット６０が、切断しようとするワイヤーの中心線Ｃに中心をあわせた内側案内筒６１を備えていることが見て取れる。案内筒６１は、次に、押さえ筒６２の内側に同心に固定されている。案内筒６１を押さえ筒６２の内側に固定できるようにするという目的のため、案内筒６１に斜めの面６１０が設けられ、この斜めの面６１０が、押さえ筒６２の端部の穴６２１にねじ込まれる止めねじ６２０と取り合うように設計されている。押さえ筒６２の他端には、基部部材２１に設けられた穴２１９の形状と完全に合致するフランジ状の部位６２２が設けられている。この穴は、特定の半径Ｒを有する完全な円柱形である。この半径Ｒに対応するのは、例えば４３Ａ、４３Ｂなどの打撃工具４０、５０の曲面状の端部に見つけることができる半径Ｒである（以下でより詳細に説明する）。押さえ筒６２のフランジ部６２２は、基部部材２１を貫く穴２１９の内径と基本的に一致する直径を有している。押さえ筒およびフランジ６２２を位置決めし、したがってフランジの表面６２２Ａを位置決めするため、筒状の押さえねじ６３が設けられ、押さえ筒６２の外側に同心に配置されている。押さえねじ６３の外表面には、ねじ山６３０が設けられている。このねじ山６３０は、固定ブロック６４および固定ブロック６４の対応するねじ穴６４０と取り合うように設計されている。固定ブロック６４は、取り付けねじによって基部部材２１へと取り付けられている（図８を参照）。固定ブロック６４に、貫通溝６４１および貫通溝６４１と取り合うねじ接合部６４２を設けることによって、ねじ６４０からの押さえねじ６３に対する拘束力を、きわめて容易に走行させることができる水準から拘束／摩擦力によって押さえねじ６３を固定することができる水準までの所望の水準に調節することができる。押さえねじ６３を必要な位置までねじ込むことによって、押さえ筒６２の案内面６２２Ａを、所望の位置に位置決めすることができる。同時に、この構成によって、案内筒の穴６１２を通る中心線Ｃを、正確に位置させることができる（通常は、貫通穴６１２の直径が、切断工具４０、５０の穴４１、５１よりも大きくなるように選択されることは理解できるであろう）。
【００１３】
さらに図５から、固定切断工具５０が、同心に配置された２つの筒状の部品５２、５３から構成されていることが見て取れる。内側の筒は、なによりも磨耗特性に関し最適化された特性を有する材料（超硬合金または高硬度高速度鋼が好都合である）で作られる。外側の筒５３については、主として、大きな瞬間的な力による衝撃を、塑性変形や割れを生じることなく吸収できるという点について最適化された材料（例えば、高い衝撃強度を有する工具鋼）が選ばれる。同様に、可動工具４０も、筒状の内側部品４２および外側部品４３から構成されている。内側の筒状部材４２および５２を通って穴４１および５１がそれぞれ設けられており、その直径ｄは、切断しようとするワイヤーの線径ｄＴよりもいくらか大きい。隙間は、多くの適用例において約０．０３〜０．０５ｍｍに保たれるべきであるが、直径ｄＴが大きくなる場合において、より大きい隙間が必要となることも多々ある。切断工具の他の構成については、図１０および図１１に関連してより詳細に説明する。
【００１４】
このように、固定切断工具５０の内面が、押さえ筒６２の案内面６２２Ａに当接する。固定工具５０は、回転できないよう固定され、さらに横方向についても基部部材２１に対し固定されて、基部部材２１の穴２１９内に位置している。工具５０の端面に、貫通穴２１９の半径Ｒに正確に合致する４つの曲面５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄが設けられているため、工具の正確な位置決めおよび配置が実現できる。したがって、ワイヤーの中心線Ｃが工具５０の中心線と一致する。同様に、可動工具４０についても同様の位置決めが、可動工具の下方の曲面加工された表面４３Ａ、４３Ｂが、基部部材の下部において前方に突き出すとともに打撃ピストン１１のためのＵ字開口が設けられている基部部材の部位２２２の曲面加工された表面２１８と取り合い／当接することによって達成される。図５から、可動工具および固定工具５０の対向する表面が、可動工具４０の貫通穴４１へと進入したワイヤーの切断に関して必ず生じる相互の摺動のために設計されていることが見て取れる。同時に、可動工具４０の案内が、反対側の面４０Ａにおいて、ハッチ２６の内側向きの表面２６Ｃによって行われる。固定工具５０の回転を防止できるようにする目的で、上面２９Ａが固定工具５０の平坦面５４Ａと接するように設計されている棒状の部材からなる回転止め２９が設けられている。
【００１５】
図６は、図４の線Ｆ−Ｆに沿った断面を示している。ここでは、固定工具５０の断面における端部５３Ｃ、５３Ｄが、基部部材２１の貫通穴２１９の環状の表面２１８と正確にぴったりと嵌合していることがはっきりと見て取れる。同様に、同じ断面において可動工具４０が、曲面加工された表面の１つである表面４３ａにて、同じ半径Ｒを有する表面２１８と取り合い、これにより正確な位置決め／配置が得られていることも見て取れる。この図では、点検穴２６１がハッチ２６を貫いて設けられていることも見て取れる。
【００１６】
図７は、図４の線Ｇ−Ｇに沿った断面を示している。固定装置２４が、ねじ部材２４１の他、案内ピン２４３によっても固定されていることが見て取れる。さらに、好ましい実施の形態においては、踵２１３が基部部材２１に一体化された一部分を構成することも見て取れる。
【００１７】
図８は、図４の線Ｅ−Ｅに沿った断面を示している。ここでは、ハッチ２６が、係止装置２５４の端部２５６Ａと取り合うように設計された行き止まりの切り欠き２６９を備えて構成されていることが見て取れる。また、係止装置２５４はピン状の部材２５４Ｂから構成されており、もう一方の端部につまみ２５４Ｃが設けられている。固定装置２４の内部の空洞２４６にばね部材２５６が配置され、係止装置の端部２５４Ａを空洞２４６から突き出そうと試みており、これによりハッチ２６を、はめ込みによって垂直方向の所定の位置に容易に固定することができる。さらに、基部部材２１を基部板２３に対して固定するために設計されたねじ穴２２３も示されている。
【００１８】
図９は、図４による構成要素を下方から見た図を示している。ハッチ２６が水平面において、可動切断工具４０のための横方向の案内面２６Ｅ、２６Ｆを形成する断面形状を有していることが見て取れる。さらに、基部部材２１のＵ字の切り欠き２１７、および貫通するスタッドボルトのための切り欠き２１１も、はっきりと示されている。
【００１９】
図１０は、本発明の好ましい実施の形態による可動切断工具の正面図を示している。切断工具４０は、中央に貫通穴４１が位置している環状の内側本体４２を有している。環状の内側本体４２の外側に、さらに環状の本体４３が同心に配置されている。工具４０は、貫通穴４１の中心線と交差する複数の分割面に関し対称形である。したがって、本体は複数の同型な扇形から構成され、この場合は４つの同型の四分円が示されている。このような四分円のそれぞれは、中央穴の中心軸から端部周縁までの距離に相当する半径Ｒの曲面４３Ａ〜４３Ｄを有している。さらに、四分円のそれぞれは、平坦な表面の端部４４Ａを有している。切断工具４０のこの形状の大きな利点は、例えば旋削などの従来からある費用対効果の高い機械加工によって、曲面４３Ａ〜４３Ｄをきわめて高い精密さで製造できる点にある。これは、これらの曲面４３Ａ〜４３Ｄが工具収容部２０内での切断工具４０の位置決め／配置に使用されるため、配置すなわち工具を通る所定の軸Ｃに沿った貫通穴４１の配置に関し、きわめて高い正確度を容易に実現できるということを意味する。切断工具４０の平坦面４４Ａは、打撃ピストン１１からの一撃を受け取ることができるようにするために使用され、さらに、反対側４４Ｃの平坦面は、一撃が加えられた後に、緩衝ユニット３０に向かう切断工具４０の動きを制動するために使用される。図１０から見て取れるように、工具４０の鋭い角は面取りによって除かれている。
【００２０】
図１１には、斜めから見た固定切断工具５０が示されている。好ましい実施の形態による固定切断工具５０が、可動切断工具４０と正確に同じ外形を有しており、多くの点で合理的であり、とりわけ製造コストを低減していることが見て取れるであろう。このように、固定切断工具も、４つの曲面５３Ａ〜５３Ｄおよび４つの平坦面５４Ａ〜５４Ｄを有している。さらに固定工具も、内側５２および外側５３の環状の本体から構成されている。内側の中空本体５２には、可動本体４０におけるものと同様の貫通穴５１が設けられている。しかしながら、可動工具本体４０と異なり、固定切断工具には、一方の面において内側穴５１の開口を巡って面取り縁部５５を設けることができる。これにより、通常は案内筒の貫通穴６１２が固定工具５０の穴５１よりもいくらか大きいため、案内筒６１を通りさらに前方へと固定工具の穴５１を通る新しいワイヤーの供給を、より容易にすることができる。
【００２１】
工具が使用されるとき、部品が図１および図２に示すとおり組み立てられる。さらに、すでに述べたとおり、モジュール・ユニット１０、２０、３０、４０および５０の全体が、固定ボルト２３６〜２３９によって切断加工機（図示されていない）に取り付けられる。特別にあつらえられた供給装置の助けによって、棒状の材料（図示されていない）が、案内筒６１の空洞６１２を通って供給され、次いで固定切断工具５０の穴５１を通過し、最後に可動切断工具４０の穴４１を通る。これにより、切断加工機は作業が開始できる状態であり、すなわち、打撃ユニット１０が、最終的に可動工具４０の当たり面４４Ａを高いエネルギ速度で叩くべくピストン１１を上方へと加速させる。この結果、可動切断工具４０が打撃ピストン１１から離れて上方へと加速され、内側縁で可動工具４０と固定工具５０の間の分割面に高いエネルギで打撃を加え、これにより、断熱切断を生じさせるために充分に大きいエネルギ衝撃が棒状の材料によって伝えられる。続いて、工具の上部平坦面４４Ｃが緩衝器３０の可動ユニット（図示されていない）を支えて打撃運動が減速されることにより切断工具４０が緩衝ユニット３０によって減衰させられ、その後、切断工具は、緩衝器の前記可動ユニットによって常に打撃位置に向かって下方へと押されているため、打撃位置へと戻る。ハッチの案内面２６Ｅ、２６Ｆが横向きの平坦面４４Ｂ、４４Ｄと相互作用するため、切断工具の回転を防止することができ、同じ曲面４３Ａ、４３Ｂが再び基部部材２１の曲面２１８と接触する。或る程度において、また或る場合においては完全に、回転の防止を、上部平坦面４４Ｃと緩衝器３０の可動押し下げ装置（図示されていない）との相互作用によって実現することも可能である。基部部材２１と可動切断工具４０との間の相互作用面が、同じ半径Ｒで構成されているため、可動切断工具の正確な位置決め／配置がもたらされる。打撃によって遊離した塵埃はいずれも、基部部材２１の切り欠き２１７を通して下方へと消失させることができ、これにより、位置決め／配置の実現がさらに保証される。固定切断工具５０は、半径Ｒを有する４つの端面５３Ａ〜５３Ｄが基部部材２１の円形の切り欠き２１９に正確に嵌まり込んでいるという事実によって、打撃の際も所定の位置に保持される。さらにこの観点から、剛体片においては半径が他の多次元形状と比べ比較的容易に高精度で製作できるため、正確性の理由で半径を使用することが好都合である。このようにして、固定切断工具５０と基部部材２１の切り欠き２１９との間にきわめて良好な嵌め合いを得ることができ、機械的な観点および耐久性の観点の両者から好都合である。すでに述べたように、固定切断工具の軸方向の位置は、押さえねじ６３の位置を変化させ、したがって固定切断工具５０に当接する押さえ筒６２の位置を変化させることによって、調整／変更することができる。
【００２２】
可動切断工具４０が所定の位置に戻ると、棒状材料の新たな所望の長さを、固定切断工具４０の貫通穴４１に挿入することができる。この結果、切断済みの棒片が穴４１から出て、ハッチ２６の空洞２６０を傾斜面２６２Ａに沿って滑り、次いで適切に回収される。
【００２３】
すでに述べたとおり、工具ユニット１０、２０、３０の全体は、迅速かつ容易に取り付けおよび取り外しを行なうことができ、これは、致命的な動作の中断を避けることができるという目的のために重要である。生産性の観点から好都合な他の解決策は、工具収容部２０からハッチ２６を迅速かつ容易に取り外すことができるという点である。これは、係止装置２４４、２５４をそれぞれ引っ張って、ハッチ２６を自重で落下させることによって実行される。したがって、ハッチの高さおよび輪郭は、打撃ユニット１０との間に存在する開放空間から取り出すことができるように調整される。この後、可動切断工具４０が露出するため、打撃工具４０、５０を、ハッチ２６の除去によって作り出された開口へと、ワイヤーの方向に容易に取り出すことができる。このように、切断工具４０、５０を迅速かつ容易に点検／交換することができる。切断工具４０、５０が対称形であることの利点は、一定期間の使用の後にそれらを回転させ、他の打撃面を打撃にさらすようにするとともに、２つ目の縁部を棒状材料の切断に関与させるようにできるという点にある。このように、本発明による構成は、工具４０、５０の有効活用の機会を提供する。
【００２４】
本発明は、以上の説明には限定されず、以下の特許請求の範囲の技術的範囲内で種々に変更できる。したがって、例えば基部部材２１に関する好都合な実施の形態を、或る用途において、従来からの矩形の切断工具の使用と組み合わせて利用できることを理解できるであろう。衝撃の方向における大きな厚さＴｓは、きわめて剛で安定な構造をもたらし、同時に、緩衝器３０のかさばらない取り付けを可能にしている。この流れから、横方向の厚さＴｔが生じる力に耐えるために充分大きいが、衝撃の方向への広がりＴｓよりも小さくでき、緩衝器３０のかさばらない取り付けを可能にする点が好都合である。さらに、或る状況においては、本発明を、曲面加工された可動切断工具と従来からの断面構成の固定切断工具の組み合わせにおいて使用できることも理解できるであろう。さらに、可動工具４０を、打撃工具４０の種々の部位について変更して使用できる位置の数が同じでなくなるが、１つの面に沿ってのみ対称が存在するように構成できることも理解できるであろう。同様に、切断工具４０、５０を、同型の扇形を４つよりも多く備えるように構成できることも理解できるであろう。さらに、基部部材２１を、適切に相互接続される複数の同質でない部材を用いて構成できることも、理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による工具装置の好ましいモジュール・ユニットについて、斜め上方から見た斜視図である。
【図２】同じ装置を他の方向からの斜視図で示している。
【図３】当該装置の工具収容部の好ましい実施の形態について、斜め上方から見た斜視図である。
【図４】図３と同じユニットを真正面から見た図である。
【図５】図４による断面Ａ−Ａを示している。
【図６】図４の断面Ｆ−Ｆを示している。
【図７】図４の断面Ｇ−Ｇを示している。
【図８】図４の断面Ｅ−Ｅを示している。
【図９】図３によるユニットを下方から見た図を示している。
【図１０】本発明の好ましい実施の形態による可動切断工具を、正面から見て示している。
【図１１】本発明の好ましい実施の形態による固定切断工具の斜視図を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年3月31日(2004.3.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打撃ユニット（１０）、工具収容部（２０）、緩衝装置（３０）、可動切断工具（４０）、および固定切断工具（５０）からなる高速切断のための工具装置であって、
前記工具収容部（２０）が、前記可動切断工具（４０）の位置決めのため、同一の半径（Ｒ）を有する少なくとも２つの曲面支持面（２１８）を有し、さらに当該支持面（２１８）の間に、前記打撃ユニット（１０）の打撃ピストン（１１）のための切り欠き（２１７）が設けられていることを特徴とする工具装置。
【請求項２】
前記工具収容部（２０）に、前記支持面（２１８）と同一の中心線（Ｃ）および同一の半径（Ｒ）を有する円柱形の切り欠き（２１９）が設けられ、当該切り欠きが、前記固定切断工具（５０）を前記工具収容部（２０）内に配置するために設計されていることを特徴とする請求項１に記載の工具装置。
【請求項３】
前記円柱形の切り欠き（２１９）が、前記工具収容部（２０）の均質な基部部材（２１）に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の工具装置。
【請求項４】
前記円柱形の切り欠き（２１９）と同軸に、当該切り欠き（２１９）内に前記固定切断工具を軸方向に調整可能に位置決めするための軸方向移動調節機構（６２、６３）が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の工具装置。
【請求項５】
前記緩衝器（３０）のための支持部材（２３）が、前記基部部材（２１）に直接固定できるように設計されていることを特徴とする請求項３に記載の工具装置。
【請求項６】
本体（４２、４３）に貫通穴（４１）および好ましくは打撃面（４４）を備えている高速切断のための切断工具（４０）であって、
前記本体（４２、４３）が、或る半径（Ｒ）を有して凸に湾曲した少なくとも２つの端面部分（４３Ａ、４３Ｂ）を有し、当該端面部分（４３Ａ、４３Ｂ）が、好ましくは前記穴（４１）の中心軸（Ｃ）と一致する分割面に対し対称に位置し、工具収容部（２０）内における当該切断工具（４０）の半径方向の位置決めに使用されるよう設計されていることを特徴とする切断工具。
【請求項７】
前記貫通穴（４１）の中心から前記端面部分（４３Ａ、４３Ｂ）までの距離をＬとしたとき、前記半径（Ｒ）が０．５〜１．５Ｌであり、好ましくはＬに等しいことを特徴とする請求項６に記載の切断工具。
【請求項８】
前記本体（４２、４３）の厚さをＴＶとしたとき、前記端面部分（４３Ａ；４３Ｂ）の円周方向における範囲（Ｂ）が０．５〜５ＴＶに相当することを特徴とする請求項６に記載の切断工具。
【請求項９】
前記本体（４２、４３）が２つの異なる材料からなり、当該２つの異なる材料（４２、４３）が、好ましくは、同心に配置された本質的に環状の内側（４２）および外側（４３）ユニットから構成され、当該内側環状ユニット（４２）が、好ましくは超硬合金からなることを特徴とする請求項６に記載の切断工具。
【請求項１０】
この種の可動（４０）および固定（５０）切断工具に、同一の半径（Ｒ）を有する曲面（４３Ａ、４３Ｂ；５３Ａ、５３Ｂ）が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の切断工具。
【請求項１１】
打撃ユニット（１０）、工具収容部（２０）、緩衝装置（３０）、可動切断工具（４０）、および固定切断工具（５０）からなる高速切断のための工具装置であって、
前記工具収容部（２０）が、前記固定切断工具（５０）のために設計された切り欠き（２１９）を有する前記基部部材（２１）を備え、当該切り欠き（２１９）内の支持面（２１８）の上端から前記基部部材の上端面（２１０）までを測定した衝撃方向の材料厚さ（Ｔｓ）が、前記基部部材（２１）の前記上端面（２１０）に近い部分において衝撃方向に対する横断方向に測定した材料厚さ（Ｔｔ）よりも大きいことを特徴とする工具装置。
【請求項１２】
前記切り欠き（２１９）の衝撃方向における範囲（φ）が、衝撃方向における前記材料厚さ（Ｔｓ）よりも小さいことを特徴とする請求項１１に記載の工具装置。
【国際調査報告】
2005522335.tif 000014
2005522335.tif 000015