(57)【要約】【課題】ワークピースの最適な加工のために、過去には、既に、ツールヘッドを振動させるべく機械側でスピンドルに振動ユニットを設ける試みがなされた。これらの知られた構造の欠点は、利用されるすべてのツールが振動ユニットに同調されねばならないことにある。【解決手段】本発明は、この欠点を、ツールホルダ（２）に振動モータ（９）を備えることによって解消する。【選択図】      図１
2008504138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在なスピンドルノーズ（５）に適合させるためのツールホルダブシュ（４）を第１の端部（３）に有し、ツールリセス（７）を、前記第１の端部と反対側にある第２の端部（６）に有するツールホルダ（２）と、前記ツールリセス（７）に挿入可能なツールヘッド（８）とを具備するツール（１）において、
前記ツールホルダ（２）は振動モータ（９）を有することを特徴とするツール。
【請求項２】
前記振動モータ（９）は、強磁性システム（１０ａ）を介して、前記ツールホルダ（２）を振動させること（図１，２）を特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項３】
前記強磁性システム（１０ａ）は、固設された励起コイル（１１）と、前記ツールホルダ（２）に回転不能に設けられた強磁性のヘッド（２５）とを有することを特徴とする請求項２に記載のツール。
【請求項４】
前記強磁性のヘッド（２５）は、非接触で、前記励起コイル（１１）と協働することを特徴とする請求項３に記載のツール。
【請求項５】
前記強磁性のヘッド（２５）は、周方向に、前記励起コイル（１１）によって共軸に囲繞されていることを特徴とする請求項３または４に記載のツール。
【請求項６】
前記強磁性のヘッド（２５）と前記励起コイル（１１）との間に、被覆管（１２）が設けられていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１に記載のツール。
【請求項７】
前記被覆管（１２）は非磁性の材料で製造されていることを特徴とする請求項６に記載のツール。
【請求項８】
前記被覆管（１２）は固設されていること（変形例１）を特徴とする請求項６または７に記載のツール。
【請求項９】
前記被覆管（１２）は前記ツールホルダ（２）に組み入れられていること（変形例２）を特徴とする請求項６または７に記載のツール。
【請求項１０】
前記振動モータ（９）は、圧電システム（１０ｂ）を介して、前記ツールホルダ（２）を振動させることを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項１１】
前記圧電システム（１０ｂ）は、第１の固定式のコイル（１３）と、このコイルから離隔して前記ツールホルダ（２）に係合する第２のコイル（１４）とを有し、この第２のコイル（１４）は複数の圧電アクチュエータ（１６）に接続されていること（図３）を特徴とする請求項１０に記載のツール。
【請求項１２】
前記第１のおよび第２のコイル（１３，１４）は円形に前記ツールホルダ（２）を囲繞することを特徴とする請求項１１に記載のツール。
【請求項１３】
前記第１のおよび第２のコイル（１３，１４）は重なり合っていることを特徴とする請求項１１または１２に記載のツール。
【請求項１４】
前記圧電システム（１０ｂ）は、少なくとも２つの固設されたカーボンブラシ（１７ａ，１７ｂ）を有し、これらのカーボンブラシは、前記ツールホルダ（２）に設けられた複数のスリップリング（１８）に接触しており、これらのスリップリングは複数の圧電アクチュエータ（１６）に接続されていること（図４）を特徴とする請求項１０に記載のツール。
【請求項１５】
前記コイル（１１，１３）は高周波数発生器（１５）に接続されていることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１に記載のツール。
【請求項１６】
前記ツールホルダ（２）は、軸方向に延びている冷却媒体通路（１９）を有することを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１に記載のツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツールホルダと、このツールホルダに挿入可能なツールヘッドとを有するツールに関する。ツールホルダは、第１の端部に、回転自在なスピンドルノーズに適合させるためのツールホルダブシュを有し、第１の端部と反対側にある第２の端部にツールリセスを有する。
【背景技術】
【０００２】
通常は、工作機械は、回転自在なスピンドルを備えている。このスピンドルの端部はスピンドルノーズを有する。スピンドルノーズへは、加工されるワークピースおよび求められる形状に応じて、種々のツール、特にカッタヘッドを挿入することができる。
【０００３】
ワークピースの最適な加工のために、過去には、既に、ツールヘッドを振動させるべく機械側でスピンドルに振動ユニットを設ける試みがなされた。これらの知られた構造の欠点は、利用されるすべてのツールが振動ユニットに同調されねばならないことにある。この方法は非常に費用がかかり、しばしば不首尾になる。何故ならば、これらのツールは、振動数および振幅を補償し、更に、かなりの熱発生をもたらす固有振動を受けるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、適切な周波数範囲で特に効果的に常に作動されることできるツールを提供するという課題が、本発明の基礎になっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、本発明に基づき、振動モータを有するツールによって解決される。
【０００６】
このことからは、ツールを最早機械側の振動ユニットに適合させる必要がないという利点が結果として生じる。むしろ、本発明では、各々のツールは、振動ユニットに同調された振動モータを有する。それ故に、ツールを標準化された方式で製造することができる。振動モータは、ツールの外側に設けられた通常の高周波発生器と協働する。この高周波発生器は、１７と６０ｋＨｚの間の周波数範囲の、ツールの振動周波数にほぼ対応する交流電圧を供給する。この場合、最大限４００００Ｕ／ｍｉｎの同時的な回転で、シャフトの１００μｍの縦方向の拡張があり得る。種々の使用のためには、種々の周波数範囲に及ぶ、異なった振動モータを提供することも可能である。ツールのアクティブな励起の他に、本発明に係わるツールは、プロセスセンサとしても用いられ、製造工程における処理データを収集することができる。
【０００７】
第１の好ましい実施の形態では、振動モータは、強磁性システムを介してツールホルダを振動させる。この実施の形態では、ツールホルダは、恒常的に交番する電磁界によって、振動へ励起される。この場合、極性の交番は、供給された交流電圧の周波数に依存する。この実施の形態では、電気エネルギの、回転するツールへの伝達は必要ない。
【０００８】
強磁性システムが、固設された励起コイルと、ツールホルダに回転不能に設けられた強磁性のヘッドとを有することは好都合である。強磁性のヘッドは、強磁性材料、例えば強磁性セラミックで製造されている。
【０００９】
強磁性のヘッドが非接触で励起コイルと協働することは好都合である。このことから結果として生じる利点は、特に摩耗の少ない作動および例えば流出する冷却液に対する故障のない操作にある。
【００１０】
強磁性のヘッドは、周方向に、励起コイルによって共軸に囲繞されていることが可能である。このことから、振動モータの一定の均等に強い振動を伴う、特に均等な電界が結果として生じる。
【００１１】
強磁性のヘッドと励起コイルとの間に、被覆管が設けられていることは好ましい。被覆管がセラミック材料または炭素繊維材料で製造されていることは好都合である。被覆管は、強磁性のヘッドが励起コイルの電磁界にあるように、いずれの場合にも、非磁性の材料で製造されていなければならない。
【００１２】
被覆管は、回転するツールに対し固設されており、あるいは、この代わりに、スリーブ状にツールホルダに組み入れられていてもよい。第２の実施の形態では、保持管が保持スリーブの一体形の構成要素であり、保持スリーブと共に回転する。
【００１３】
第２の好ましい実施の形態では、振動モータは、圧電システムを介して、ツールホルダを振動させる。この場合、電気エネルギが、回転するツールへ伝達され、振動がツール自らによって発生される。
【００１４】
圧電システムは、第１の固定式のコイルと、このコイルから離隔してツールホルダに係合する第２のコイルとを有することが可能である。第２のコイルは複数の圧電アクチュエータに接続されている。これらの圧電アクチュエータはツールリセスをリング状に取り囲み、交流電圧の供給の際に例えば８μｍの振幅で振動する。より大きな振動振幅は、これらの圧電アクチュエータの複数が、重なり合って設けられており、電気的に接続されることによって、達成される。
【００１５】
第１のおよび第２のコイルは重なり合っており、その際、円形にツールホルダを囲繞するほうがよい。この実施の形態によっても、振動モータの非接触の励起が可能である。
【００１６】
前記複数の実施の形態の代わりとして、圧電システムが、少なくとも２つの固設されたカーボンブラシを有し、これらのカーボンブラシが、ツールホルダに設けられた複数のスリップリングに接触しており、これらのスリップリングが複数の圧電アクチュエータに接続されていることが、好都合であることが明らかになった。この実施の形態は、電気コイルなしに済ませることができる。何故ならば、電気エネルギが、カーボンブラシおよびスリップリングを介してツールに伝達され、複数の圧電アクチュエータによってツール上で振動に変換されるからである。
【００１７】
すべての実施の形態では、ツールホルダを、軸方向に延びている冷却媒体通路を有するように形成することは好都合である。この実施の形態は、ツールヘッドのみならず、振動モータをも冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、都合４つの図面を参照して、本発明を詳述する。図１には、第１の実施の形態のツールホルダ２が、横断面で示されている。このツールホルダの、上端３に設けられた錐形のツールホルダブシュ４が、詳細には示さない工作機械の、相補的に形成されたスピンドルノーズ５に挿入されており、共に回転しなように取着されている。
【００１９】
ツールホルダ２は、２部構成になっており、支持要素２３と、この支持要素２３から延びておりかつナット２４によって保持されるメインスピンドルシャフト２０とを有する。トルクの伝達は、スピンドルノーズ５から、支持要素２３の一体形の構成要素であるツールホルダブシュ４へ生じ、このツールホルダブシュからメインスピンドルシャフト２０へ生じる。
【００２０】
メインスピンドルシャフト２０は、更に、支持要素２３のツールリセス７に支持されている。この支持は、ラビリンスベアリングとして、メインスピンドルシャフト２０の軸方向の振動を可能にする。
【００２１】
メインスピンドルシャフト２０には、強磁性のヘッド２５が設けられている。このヘッドは、ツールホルダ２の支持要素２３に挿入された被覆管１２によって囲繞されている。この実施の形態では、被覆管１２は、強磁性のヘッド２５およびメインスピンドルシャフト２０と共に回転する。
【００２２】
ツールホルダ２は、径方向に間隔をあけて、固設された励起コイル１１によって囲繞されている。電界をこの励起コイルによって生起させることができる。励起コイル１１には、高周波数発生器１５によって、交流電圧が印加される。このことから、交番極性を有する脈動的な電磁界が生じる。電磁界は、強磁性のヘッド２５およびこのヘッドに接続されているメインスピンドルシャフト２０を、メインスピンドルシャフトに設けられておりかつ図１には示さないツールヘッド８と共に、振動させる。強磁性のヘッド２５および励起コイル１１は、共に、振動モータ９の強磁性システム１０ａを形成する。
【００２３】
図２に示したツールヘッド８への冷却媒体の供給は、スピンドルノーズ５を通って、支持要素２３の中を延びている冷却媒体通路１９および中空のメインスピンドルシャフト２０へなされる。ここでも、冷却媒体はツールホルダ２を通って導かれる。
【００２４】
図２は、ツール１の第２の実施の形態を、横断面で示す。ツール１はツールホルダ２を有し、ツールホルダの下端６は、ツールリセス７として、錐形に延びるねじ穴を有する。ツールリセス７には、同様に錐形のねじを有するツールヘッド８が螺入されている。
【００２５】
ツールホルダ２は、まず、中心に設けられたメインスピンドルシャフト２０からなる。メインスピンドルシャフトは、管状に、図２には示されないスピンドルノーズ５から、端面に取着されたツールヘッド８へ延びている。メインスピンドルシャフト２０は、工作機械のトルクをツールヘッド８に伝達し、更に、ツールヘッド８への冷却媒体の常なる供給をもたらす。この目的のために、メインスピンドルシャフト２０は、管状に、冷却媒体通路１９をもって形成されている。
【００２６】
メインスピンドルシャフト２０には、強磁性のヘッド２５が回転不能に設けられている。回転防止手段として、シャフトとカラーからなる知られた結合手段が用いられる。
【００２７】
強磁性のヘッド２５は、強磁性システム１０ａの構成部材である。強磁性システムは、更に、固設された励起コイル１１を有する。
【００２８】
励起コイル１１は、強磁性のヘッド２５の回りに共軸に設けられている。励起コイル１１の軸方向の整列は、強磁性のヘッド２５の軸方向の整列に一致する。
【００２９】
炭素繊維で製造された固定式の被覆管１２は、強磁性のヘッド２５から機械式に離された状態で、この強磁性のヘッドを囲繞する。この被覆管１２は、まず第１に、振動モータ９の、励起コイル１１からの電気的な分離をもたらす。
【００３０】
被覆管１２は、強磁性のヘッド２５を周方向に完全に囲繞し、被覆管の上端２１および下端２２は開いている。工作機械の作動中に、冷却媒体は、種々の個所から流出し、従って、冷却媒体通路１９を通って、ツールヘッド８へと導かれるだけでなく、メインスピンドルシャフト２０の外壁の外側でも流れ下る。被覆管１２の実施の形態が開放的な構造になっているので、メインスピンドルシャフト２０従ってまた強磁性のヘッド２５と、被覆管１２との間の環状空間における冷却媒体の停滞が防止される。
【００３１】
被覆管１２の軸方向の長さは、強磁性のヘッド２５のまたは固設された励起コイル１１の軸方向の長さよりも著しく長く形成されている。このことによって、冷却媒体が噴出するが故に、励起コイル１１と強磁性のヘッド２５との間の短絡が生じることが防止される。
【００３２】
図３は第３の他の実施の形態を示す。ツール１の振動が、振動モータ９である圧電システム１０ｂによって実現される。圧電システム１０ｂの複数の主要な構成要素は、第１の及び第２のコイル１３，１４と、ツールホルダ上にある複数の圧電アクュエータ１６とである。ツールホルダ２は、ここでも、ツールホルダブシュ４によって、回転不能にスピンドルノーズ５と結合されている。
【００３３】
ツールホルダ２の構造は、２部構成でなく、３部構成にデザインされている。構成要素である支持要素２３およびメインスピンドルシャフト２０に追加して、図３に示す実施の形態は、支持要素２３にしっかり結合している第２のコイル１４を有する。
【００３４】
スピンドルノーズ５と第２のコイルとの間には、第１の固定式のコイル１３が設けられている。この第１のコイル１３は、複数の接続線を介して、ツール１の外側に設けられた高周波数発生器１５に接続されている。この高周波数発生器から、コイルに、高周波電圧が供給される。
【００３５】
第２のコイル１４はツールホルダ２を周方向に完全に囲繞し、ツールホルダ２上に重なり合って設けられた２つの圧電アクチュエータ１６に接続されている。この場合、第２のコイル１４は、軸方向に、圧電アクチュエータ１６の高さにある。２つのコイル１３，１４は、構造的に、ツールホルダ２から実質的に分離されている。
【００３６】
同様に圧電システム１０ｂをベースにした第４の他の実施の形態は、図４に示されている。前記複数の実施の形態とは異なり、ここでは、ツールホルダ２への給電部は、非接触でなく、２つのケーブルブラシ１７ａ，１７ｂと、ツールホルダ２に設けられた複数のスリップリング１８とによって実現される。
【００３７】
これらのケーブルブラシ１７ａ，１７ｂは、ツールホルダ２の互いに反対の側に設けられている。第１のカーボンブラシ１７ａは電圧出力端に接続されており、第２のカーボンブラシ１７ｂは高周波数発生器１５のアース接続部に接続されている。各々のケーブルブラシ１７ａ，１７は、その時々に１つのスリップリング１８と接触しており、２つのスリップリング１８は電気的に互いに分離されている。
【００３８】
これらのスリップリング１８はツールホルダ２を周方向に完全に囲繞し、４つの重なり合って設けられている圧電アクチュエータ１６に接続されている。これらの圧電アクチュエータは、同様に、振動モータ９の振動数を規定する。
【００３９】
ツールホルダ２の第２の端部６には、錐形の孔がツールリセス７として認められる。ツールリセス７は、ツールホルダ２を軸方向に完全に貫通する冷却媒体通路１９に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】強磁性システムを有し、スプリングノーズに挿入されており、第１の実施の形態を示すツールホルダの、その横断面を示す。
【図２】強磁性システムを有し、第２の実施の形態を示すツールホルダの、その横断面を示す。
【図３】圧電システムを有し、スプリングノーズに挿入されており、第３の実施の形態を示すツールホルダの、その横断面を示す。
【図４】圧電システムを有し、スプリングノーズに挿入されており、第４の実施の形態を示すツールホルダの、その横断面を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１  ツール
２  ツールホルダ
３  ツールホルダの第１の端部または上端
４  ツールホルダブシュ
５  スピンドルノーズ
６  ツールホルダの第２の端部または下端
７  ツールリセス
８  ツールヘッド
９  振動モータ
１０ａ  強磁性システム
１０ｂ  圧電システム
１１  固設された励起コイル
１２  被覆管
１３  固定式のコイル
１４  第２のコイル
１５  高周波数発生器
１６  圧電アクチュエータ
１７ａ  第１のカーボンブラシ
１７ｂ  第２のカーボンブラシ
１８  スリップリング
１９  冷却媒体通路
２０  メインスピンドルシャフト
２１  被覆管の上端
２２  被覆管の下端
２３  支持要素
２４  ナット
２５  強磁性のヘッド
【図１】
2008504138.tif 000003
【図２】
2008504138.tif 000004
【図３】
2008504138.tif 000005
【図４】
2008504138.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月23日(2007.2.23)
【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】
ツールホルダ（２）およびスピンドルノーズ（５）と、ツールリセス（７）に挿入可能なツールヘッド（８）とを具備し、前記ツールホルダ（２）は、第１の端部（３）に、回転自在な前記スピンドルノーズ（５）に適合させるためのツールホルダブシュ（４）を有し、第２の端部に前記ツールリセス（７）を有し、前記ツールホルダ（２）と前記スピンドルノーズ（５）とは、振動モータ（９）を形成してなるツール（１）において、
前記振動モータ（９）は、強磁性システム（１０ａ）を介して、前記ツールホルダ（２）を振動させ、前記強磁性システム（１０ａ）は、固設された励起コイル（１１）と、前記ツールホルダ（２）に回転不能に設けられた強磁性のヘッド（２５）とを有することを特徴とするツール。
【請求項２】
前記強磁性のヘッド（２５）は、非接触で、前記励起コイル（１１）と協働することを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項３】
前記強磁性のヘッド（２５）は、周方向に、前記励起コイル（１１）によって共軸に囲繞されていることを特徴とする請求項１または２に記載のツール。
【請求項４】
前記強磁性のヘッド（２５）と前記励起コイル（１１）との間に、被覆管（１２）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載のツール。
【請求項５】
前記被覆管（１２）は、非磁性の材料で形成されていることを特徴とする請求項４に記載のツール。
【請求項６】
前記被覆管（１２）は、固設されていることを特徴とする請求項４または５に記載のツール。
【請求項７】
前記被覆管（１２）は、前記ツールホルダ（２）に組み入れられていることを特徴とする請求項４または５に記載のツール。
【請求項８】
ツールホルダ（２）と、スピンドルノーズ（５）と、ツールリセス（７）に挿入可能なツールヘッド（８）とを具備し、前記ツールホルダ（２）は、第１の端部（３）に、回転自在な前記スピンドルノーズ（５）に適合させるためのツールホルダブシュ（４）を有し、第２の端部に前記ツールリセス（７）を有し、前記ツールホルダ（２）と前記スピンドルノーズ（５）とは振動モータ（９）を形成してなるツール（１）において、
前記振動モータ（９）は、圧電システム（１０ｂ）を介して、前記ツールホルダ（２）を振動させ、前記圧電システム（１０ｂ）は、第１の固定式のコイル（１３）と、このコイルから離隔して前記ツールホルダ（２）に係合する第２のコイル（１４）とを有し、この第２のコイル（１４）は複数の圧電アクチュエータ（１６）に接続されていることを特徴とするツール。 
【請求項９】
前記第１のおよび第２のコイル（１３，１４）は、円形に前記ツールホルダ（２）を囲繞することを特徴とする請求項８に記載のツール。
【請求項１０】
前記第１のおよび第２のコイル（１３，１４）は、重なり合っていることを特徴とする請求項８または９に記載のツール。
【請求項１１】
前記コイル（１１，１３）は、高周波数発生器（１５）に接続されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１に記載のツール。
【請求項１２】
前記ツールホルダ（２）は、軸方向に延びている冷却媒体通路（１９）を有することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１に記載のツール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツールホルダおよびスピンドルノーズと、ツールリセスに挿入可能なツールヘッドとを具備し、ツールホルダは、第１の端部に、回転自在なスピンドルノーズに適合させるためのツールホルダブシュを有し、第２の端部にツールリセスを有し、ツールホルダおよびスピンドルノーズは振動モータを形成してなるツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常は、工作機械は、回転自在なスピンドルを備えている。このスピンドルの端部はスピンドルノーズを有する。スピンドルノーズへは、加工されるワークピースおよび求められる形状に応じて、種々のツール、特にカッタヘッドを挿入することができる。
【０００３】
ワークピースの最適な加工のために、過去には、既に、ツールヘッドを振動させるべく機械側でスピンドルに振動ユニットを設ける試みがなされた。これらの知られた構造の欠点は、利用されるすべてのツールが振動ユニットに同調されねばならないことにある。この方法は非常に費用がかかり、しばしば不首尾になる。何故ならば、これらのツールは、振動数および振幅を補償し、更に、かなりの熱発生をもたらす固有振動を受けるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、適切な周波数範囲で特に効果的に常に作動されることできるツールを提供するという課題が、本発明の基礎になっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、本発明に係わる第１の実施の形態では、振動モータが、強磁性システムを介して、ツールホルダを振動させ、強磁性システムが、固設された励起コイルと、ツールホルダに回転不能に設けられた強磁性のヘッドとを有してなるツールによって解決される。
【０００６】
このことからは、ツールを最早機械側の振動ユニットに適合させる必要がないという利点が結果として生じる。むしろ、本発明では、各々のツールは、振動ユニットに同調された振動モータを有する。それ故に、ツールを標準化された方式で製造することができる。振動モータは、ツールの外側に設けられた通常の高周波発生器と協働する。この高周波発生器は、１７と６０ｋＨｚの間の周波数範囲の、ツールの振動周波数にほぼ対応する交流電圧を供給する。この場合、最大限４００００Ｕ／ｍｉｎの同時的な回転で、シャフトの１００μｍの縦方向の拡張があり得る。種々の使用のためには、種々の周波数範囲に及ぶ、異なった振動モータを提供することも可能である。ツールのアクティブな励起の他に、本発明に係わるツールは、プロセスセンサとしても用いられ、製造工程における処理データを収集することができる。
【０００７】
振動モータは、強磁性システムを介してツールホルダを振動させる。それ故に、この実施の形態では、ツールホルダは、恒常的に交番する電磁界によって、振動へ励起される。この場合、極性の交番は、供給された交流電圧の周波数に依存する。この実施の形態では、電気エネルギの、回転するツールへの伝達は必要ない。
【０００８】
強磁性システムは、固設された励起コイルと、ツールホルダに回転不能に設けられた強磁性のヘッドとを有する。強磁性のヘッドは、強磁性材料、例えば強磁性セラミックで製造されている。
【０００９】
強磁性のヘッドが非接触で励起コイルと協働することは好都合である。このことから結果として生じる利点は、特に摩耗の少ない作動および例えば流出する冷却液に対する故障のない操作にある。
【００１０】
強磁性のヘッドは、周方向に、励起コイルによって共軸に囲繞されていることが可能である。このことから、振動モータの一定の均等に強い振動を伴う、特に均等な電界が結果として生じる。
【００１１】
強磁性のヘッドと励起コイルとの間に、被覆管が設けられていることは好ましい。被覆管がセラミック材料または炭素繊維材料で製造されていることは好都合である。被覆管は、強磁性のヘッドが励起コイルの電磁界にあるように、いずれの場合にも、非磁性の材料で製造されていなければならない。
【００１２】
被覆管は、回転するツールに対し固設されており、あるいは、この代わりに、スリーブ状にツールホルダに組み入れられていてもよい。第２の実施の形態では、保持管が保持スリーブの一体形の構成要素であり、保持スリーブと共に回転する。
【００１３】
本発明に係わる第２の実施の形態では、振動モータは、圧電システムを介して、ツールホルダを振動させる。圧電システムは、第１の固定式のコイルと、このコイルから離隔してツールホルダに係合する第２のコイルとを有する。ここでは、この第２のコイルは複数の圧電アクチュエータに接続されている。この場合、電気エネルギが、回転するツールへ伝達され、振動がツール自らによって発生される。
【００１４】
複数の圧電アクチュエータはツールリセスをリング状に取り囲み、交流電圧の供給の際に例えば８μｍの振幅で振動することが可能である。より大きな振動振幅は、これらの圧電アクチュエータの複数が、重なり合って設けられており、電気的に接続されることによって、達成される。
【００１５】
第１および第２のコイルは重なり合っており、その際、円形にツールホルダを囲繞するほうがよい。この実施の形態によっても、振動モータの非接触の励起が可能である。
【００１６】
本発明に係わる２つの実施の形態では、ツールホルダを、軸方向に延びている冷却媒体通路を有するように形成することは好都合である。この実施の形態は、ツールヘッドのみならず、振動モータをも冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、都合３つの図を参照して、本発明を詳述する。図１には、第１の実施の形態のツールホルダ２が、横断面で示されている。このツールホルダの、上端３に設けられた錐形のツールホルダブシュ４が、詳細には示さない工作機械の、相補的に形成されたスピンドルノーズ５に挿入されており、互いに回転しなように取着されている。
【００１８】
ツールホルダ２は、２部構成になっており、支持要素２３と、この支持要素２３から延びておりかつナット２４によって保持されるメインスピンドルシャフト２０とを有する。トルクの伝達は、スピンドルノーズ５から、支持要素２３の一体形の構成要素であるツールホルダブシュ４へ生じ、このツールホルダブシュからメインスピンドルシャフト２０へ生じる。
【００１９】
メインスピンドルシャフト２０は、更に、支持要素２３のツールリセス７に支持されている。この支持は、ラビリンスベアリングとして、メインスピンドルシャフト２０の軸方向の振動を可能にする。
【００２０】
メインスピンドルシャフト２０には、強磁性のヘッド２５が設けられている。このヘッドは、ツールホルダ２の支持要素２３に挿入された被覆管１２によって囲繞されている。この実施の形態では、被覆管１２は、強磁性のヘッド２５およびメインスピンドルシャフト２０と共に回転する。
【００２１】
ツールホルダ２は、径方向に間隔をあけて、固設された励起コイル１１によって囲繞されている。電界をこの励起コイルによって生起させることができる。励起コイル１１には、高周波数発生器１５によって、交流電圧が印加される。このことから、交番極性を有する脈動的な電磁界が生じる。電磁界は、強磁性のヘッド２５およびこのヘッドに接続されているメインスピンドルシャフト２０を、メインスピンドルシャフトに設けられておりかつ図１には示さないツールヘッド８（図２を参照せよ）と共に、往復回動させる。強磁性のヘッド２５および励起コイル１１は、共に、振動モータ９の強磁性システム１０ａを形成する。
【００２２】
図２に示したツールヘッド８への冷却媒体の供給は、スピンドルノーズ５を通って、支持要素２３の中を延びている冷却媒体通路１９および中空のメインスピンドルシャフト２０へなされる。ここでも、冷却媒体はツールホルダ２を通って導かれる。
【００２３】
図２は、ツール１の第２の実施の形態を、横断面で示す。ツール１はツールホルダ２を有し、ツールホルダの下端６は、ツールリセス７として、錐形に延びるねじ穴を有する。ツールリセス７には、同様に錐形のねじを有するツールヘッド８が螺入されている。
【００２４】
ツールホルダ２は、まず、中心に設けられたメインスピンドルシャフト２０からなる。メインスピンドルシャフトは、管状に、図２には示されないスピンドルノーズ５から、端面に取着されたツールヘッド８へ延びている。メインスピンドルシャフト２０は、工作機械のトルクをツールヘッド８に伝達し、更に、ツールヘッド８への冷却媒体の常なる供給をもたらす。この目的のために、メインスピンドルシャフト２０は、管状に、冷却媒体通路１９をもって形成されている。
【００２５】
メインスピンドルシャフト２０には、強磁性のヘッド２５が回転不能に設けられている。回転防止手段として、シャフトとカラーとからなる知られた結合手段が用いられる。
【００２６】
強磁性のヘッド２５は、強磁性システム１０ａの構成部材である。強磁性システムは、更に、固設された励起コイル１１を有する。
【００２７】
励起コイル１１は、強磁性のヘッド２５の回りに共軸に設けられている。励起コイル１１の軸方向の整列は、強磁性のヘッド２５の軸方向の整列に一致する。
【００２８】
炭素繊維で製造された固定式の被覆管１２は、強磁性のヘッド２５から機械式に離された状態で、この強磁性のヘッドを囲繞する。この被覆管１２は、まず第１に、振動モータ９の、励起コイル１１からの電気的な分離をもたらす。
【００２９】
被覆管１２は、強磁性のヘッド２５を周方向に完全に囲繞し、被覆管の上端２１および下端２２は開いている。工作機械の作動中に、冷却媒体は、種々の個所から流出し、従って、冷却媒体通路１９を通って、ツールヘッド８へと導かれるだけでなく、メインスピンドルシャフト２０の外壁の外側でも流れ下る。被覆管１２の実施の形態が開放的な構造になっているので、メインスピンドルシャフト２０従ってまた強磁性のヘッド２５と、被覆管１２との間の環状空間における冷却媒体の停滞が防止される。
【００３０】
被覆管１２の軸方向の長さは、強磁性のヘッド２５のまたは固設された励起コイル１１の軸方向の長さよりも著しく長く形成されている。このことによって、冷却媒体が噴出するが故に、励起コイル１１と強磁性のヘッド２５との間の短絡が生じることが防止される。
【００３１】
図３は第３の他の実施の形態を示す。ツール１の振動が、振動モータ９である圧電システム１０ｂによって実現される。圧電システム１０ｂの複数の主要な構成要素は、第１の及び第２のコイル１３，１４と、ツールホルダ上にある複数の圧電アクュエータ１６とである。ツールホルダ２は、ここでも、ツールホルダブシュ４によって、回転不能にスピンドルノーズ５と結合されている。
【００３２】
ツールホルダ２の構造は、２部構成でなく、３部構成にデザインされている。構成要素である支持要素２３およびメインスピンドルシャフト２０に追加して、図３に示す実施の形態は、支持要素２３にしっかり結合している第２のコイル１４を有する。
【００３３】
スピンドルノーズ５と第２のコイルとの間には、第１の固定式のコイル１３が設けられている。この第１のコイル１３は、複数の接続線を介して、ツール１の外側に設けられた高周波数発生器１５に接続されている。この高周波数発生器から、コイルに、高周波電圧が供給される。
【００３４】
第２のコイル１４はツールホルダ２を周方向に完全に囲繞し、ツールホルダ２上に重なり合って設けられた２つの圧電アクチュエータ１６に接続されている。この場合、第２のコイル１４は、軸方向に、圧電アクチュエータ１６の高さにある。２つのコイル１３，１４は、構造的に、ツールホルダ２から実質的に分離されている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】強磁性システムを有し、スプリングノーズに挿入されており、第１の実施の形態を示すツールホルダの、その横断面を示す。
【図２】強磁性システムを有し、第２の実施の形態を示すツールホルダの、その横断面を示す。
【図３】圧電システムを有し、スプリングノーズに挿入されており、第３の実施の形態を示すツールホルダの、その横断面を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１  ツール
２  ツールホルダ
３  ツールホルダの第１の端部または上端
４  ツールホルダブシュ
５  スピンドルノーズ
６  ツールホルダの第２の端部または下端
７  ツールリセス
８  ツールヘッド
９  振動モータ
１０ａ  強磁性システム
１０ｂ  圧電システム
１１  固設された励起コイル
１２  被覆管
１３  固定式のコイル
１４  第２のコイル
１５  高周波数発生器
１６  圧電アクチュエータ
１９  冷却媒体通路
２０  メインスピンドルシャフト
２１  被覆管の上端
２２  被覆管の下端
２３  支持要素
２４  ナット
２５  強磁性のヘッド
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2008504138.tif 000007
2008504138.tif 000008
2008504138.tif 000009
2008504138.tif 000010
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2008504138.tif 000012