(57)【要約】  説明される工具シャンク（１８、３８、１３８）は、工作機械（１０）の回転可能なスピンドル（１２）のために着脱可能なスピンドルアタッチメント部分（２０）、及び、工具シャンク（１８、３８、１３８）が工作機械（１０）のスピンドル（１２）に装着されるとき、スピンドルの端部を越えて延びるシャンク本体部分（２１、１２１）を備えている。シャンク本体部分は、工具交換装置（２９）との係合に適した機構（２８、１２８）を備え、分離可能な電気カップリング（２２、１３２）の第１の部分（２６、３８、１４８）は、機構（２８、１２８）とスピンドルアタッチメント部分（２０）との間のシャンク本体部分（２１、１２１）に配置される。また、説明される工作機械（１０）および工作機械（１０）を改造するためのキットは、分離可能な電気カップリング（２２、１３２）の第２の部分（２４、１４８）を備えている。
2008534295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の回転可能なスピンドルに着脱可能なスピンドルアタッチメント部分と、
前記工具シャンクが工作機械の前記スピンドルに装着されたとき前記スピンドルの端部を越えて延在するシャンク本体部分と、
分離可能な電気カップリングの第１の部分と、を備え、
前記シャンク本体部分は、工具交換装置との係合に適する機構を備え、
前記分離可能な電気カップリングの前記第１の部分は、前記機構と前記スピンドルアタッチメント部分との間の前記シャンク本体部分に配置されている、ことを特徴とする工具シャンク。
【請求項２】
工具および工具付属品の少なくともひとつを保持する工具サポートを備え、前記工具シャンクは、前記分離可能な電気カップリングの第１の部分から前記工具サポートへ延びる少なくとも１つの電気経路を備える、請求項１に記載の工具シャンク。
【請求項３】
前記工具シャンクは、前記分離可能な電気カップリングの第１の部分から前記工具サポートへ延びる２以上の電気経路を備え、前記電気経路の各々は、前記シャンク本体部分から電気的に絶縁されている、請求項２に記載の工具シャンク。
【請求項４】
前記少なくとも１つの電気経路は、前記工具シャンクの主回転軸線に対して垂直でかつ前記機構を含む工具シャンクの横断面を通じて延びる、請求項２又は３に記載の工具シャンク。
【請求項５】
前記分離可能な電気カップリングの前記第１の部分は、導電性カップリング、誘導カップリング、および、静電容量カップリングの少なくとも１つが対応する前記分離可能な電気カップリングの第２の部分と共に設けられるように配置されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の工具シャンク。
【請求項６】
前記分離可能な電気カップリングの第１の部分は、環状のリングおよび部分環状のリングの少なくとも一を備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の工具シャンク。
【請求項７】
工具シャンクを解放可能に保持するための回転可能なスピンドルを有する工作機械であって、
前記工作機械は、前記分離可能な電気カップリングの第２の部分を備え、前記分離可能な電気カップリングの第２の部分は、請求項１ないし６のいずれかに記載の関連する工具シャンクの分離可能な電気カップリングの第１の部分と共通に操作可能である、
工作機械。
【請求項８】
前記分離可能な電気カップリングの第２の部分は、前記工作機械の静的な部分に対して固定されて間隔をおいて配置された関係に維持される、
請求項７に記載の工作機械。
【請求項９】
前記電気カップリングの第２の部分は、工作機械のスピンドルに装着される工具シャンクが存在しない状態で前記回転可能なスピンドルに対して自由に回転可能である、
請求項７に記載の工作機械。
【請求項１０】
前記工具シャンクが前記工作機械のスピンドルにより保持されている際に、前記電気カップリングの第２の部分が前記工具シャンクに係合し、そして、共に回転するように配置されている、
請求項９に記載の工作機械。
【請求項１１】
前記電気カップリングの第２の部分と前記回転可能なスピンドルに対して静的である工作機械の一部との間で少なくとも一の電気経路を提供するために、さらなる電気カップリングが備わる、請求項１０に記載の工作機械。
【請求項１２】
請求項１ないし６のいずれかに記載された工具シャンクが前記回転可能なスピンドルに装着されている、
請求項７ないし１１のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１３】
必要に応じて前記工作機械のスピンドルに対する前記工具シャンクの着脱を可能にするために、関連する工具シャンクの機構を係合させる手段を有する自動工具交換装置をさらに備える、
請求項７ないし１２のいずれかに記載の工作機械。
【請求項１４】
工作機械の静的な部分と関連する工具シャンクとの間で少なくとも一の電気経路が確立されることを可能にするために工作機械を適合させるキットであって、
請求項１ないし６のいずれかに記載された工具シャンクの分離可能な電気カップリングの第１の部分と協働可能な前記分離可能な電気カップリングの第２の部分を備える、
キット。
【請求項１５】
工具または工具付属品を保持する工具サポートと、
工具交換装置との係合に適した機構と、
分離可能な電気カップリングの第１の部分と、
前記分離可能な電気カップリングの第１の部分から前記工具サポートへ延びる少なくとも一の電気経路と、を備え、
工具シャンクは、工作機械の回転可能なスピンドルに着脱可能であり、
前記分離可能な電気カップリングの第１の部分は、前記工作機械の回転可能なスピンドルに対して静的なままである関連する工作機械の一領域に配置された分離可能な電気カップリングの第２の部分と協働可能であり、
少なくとも一の導電経路が、シャンクの主回転軸線に対して直角な工具シャンクの横断面を通じて延びており、かつ、前記機構を含む、
ことを特徴とする工具シャンク。
【請求項１６】
工具シャンクを解放可能に保持するための回転可能なスピンドルを有する工作機械であって、
前記分離可能な電気カップリングの第２の部分を備え、
前記分離可能な電気カップリングの第２の部分は、請求項１５に記載の関連する工具シャンクの分離可能な電気カップリングの第１の部分と協働可能である、
工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の連続的に回転可能なスピンドルに適合可能な工作機械の付属品への電力の供給および／またはそれとの通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、工作機械は多用途になった。例えば、現在では、測定プローブを、通常的に切削工具に使用された位置に適合させることが可能である。そのような測定プローブは、ひいては、加工された部品を測定し、あるいは、他の測定作業を実行できる。また、工具の代わりに他の付属品を適合させる能力も望ましい。
【０００３】
より高い汎用性のためには、電力および／または信号の経路が、機械の付属品と固定された部分との間で必要である。その時、付属品に電力を供給し、および／または、付属品への、又は、付属品からの通信を提供することが可能である。しかし、そのような経路は、付属品が適合している工作機械のスピンドルの回転を許容しなければならない。
【０００４】
上記の要求に対応する試みは以前からなされている。例えば、特許文献１と特許文献２は、機械レイアウトの物理的な修正を記述している。提案された信号または電力経路は、工作機械の回転可能なスピンドルを経由し、スピンドルの部分修正またはリデザインを必要とする。しかし、工作機械メーカーは、一般に、それらの文献において示された実施態様を実施するためにそれらの機械を修正することに消極的である。
【０００５】
特許文献３、特許文献４、特許文献５および特許文献６は、スピンドルに搭載された付属品からスピンドルに対して静的でスピンドルに隣接した機械の一部への電力または信号の経路を提供することにより、上記の不利益を克服している。従って、スピンドルの修正は必要ではではない。特許文献３、特許文献４、特許文献５、および特許文献６において図解されたすべての装置は、それらが扱いにくく、あるいは、現代の工作機械において使用される自動工具交換装置で障害を起こすため、重大な不利益を被る。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５,１０９,２２３号明細書
【特許文献２】国際公開第０３/０８９１８８Ａ１号パンフレット
【特許文献３】米国特許第５,７９１,８３６号明細書
【特許文献４】米国特許第４,３３９,７１４号明細書
【特許文献５】米国特許第４,５３６,６６１号明細書
【特許文献６】欧州特許出願第１１１４６９３Ａ２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、電力を工作機械の付属品に供給するための装置を提供すること、および／または、上記した不利益のうちの少なくともいくつかを改善する方法で通信経路を、工作機械の付属品へ提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点によると、工具シャンクは、工作機械のスピンドルに取り外し可能に装着できるスピンドルアタッチメント部分と、工具シャンクが工作機械のスピンドルに装着されたときスピンドルの端部を越えて延びるシャンク本体部分と、分離可能な電気カップリングの第1の部分と、を備え、シャンク本体部分は、工具交換装置との係合に適する機構を有し、分離可能な電気カップリングの第1の部分は、前記機構とスピンドルアタッチメント部分との間のシャンク本体部分に位置している、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の工具シャンクは、分離可能な電気カップリングの第１の部分が工具交換装置を係合させる工具シャンクの機構から離れて配置されており、上述されたタイプの公知の工具シャンクを越える利点を有する。これは、工具シャンクが工作機械のスピンドルにロードされている時に分離可能な電気カップリングの第１の部分が自動的工具交換装置の操作を妨げないことを保証する。従って、本発明の工具シャンクは、そのような装置を修正する必要がなく、自動工具交換装置を備える工作機械において使用可能である。
【００１０】
有利には、工具シャンクは、工具（例えば、切削器具）および工具付属品（例えば、測定プローブ）の少なくとも一つを保持する工具サポートを備え、この工具シャンクが、分離可能な電気カップリングの第１の部分から工具サポートに延びる少なくとも一の電気経路（例えば、少なくとも一の信号および／または電力経路〉を備える。
【００１１】
すなわち、少なくとも一の電気経路が、電力および／または通信信号を、分離可能な電気カップリングの第１の部分と工具サポートに設置された工具または工具付属品との間で伝達することを可能にするシャンク本体を通して提供される。工具または工具付属品は、一般に、工具サポートに手動で取り付けられる。工具または工具付属品を工具サポートにおいて少なくとも一の電気経路に接続するために、電気コネクタ、他のタイプの電気ジョイントでも使用できる。
【００１２】
有利には、工具シャンクは、分離可能な電気カップリングの第１の部分から工具サポートへ延びる２つ以上の電気経路を備え、電気経路の各々はシャンク本体部分から電気的に絶縁されている。各々の電気経路は、電力またはある種類の通信信号を伝えるために配置される。電力が工具サポートに設置されたツール付属品に供給されるならば、工具付属品は、データをリモートインタフェースに送るためおよび／またはリモートインタフェースからデータを受け取る無線通信システムをも備えることができる。
【００１３】
好適には、少なくとも一の電気経路は、工具シャンクの主要な回転軸線と直角で、機構を含む工具シャンクの横断面を通じて延びる。工具シャンクの主要な回転軸線は、工作機械のスピンドルにロードされる時に、当業者により、工具シャンクの回転軸線を意味していると理解される。
【００１４】
従って、工具サポートは、スピンドルアタッチメント部分に対して工具シャンクの反対側の端部に配置されると理解される。電気経路は、その時、機構を含む平面を通じて延びる。例えば、ワイヤは、分離可能なカップリングの第１の部分から機構を通過して工具サポートに向けて延びるシャンク本体部分に埋めらる。当業者により理解されるように、機構は、工具交換装置のアームに対して相補的な環状の凹部または突出部を備える。
【００１５】
都合が良いことに、分離可能な電気カップリングの第１の部分は、導電式カップリング、誘導式カップリング、および静電容量式カップリングの少なくとも一が、対応する分離可能な電気カップリングの第２の部分と共に提供されるように、配置される。言い換えれば、分離可能な電気カップリング第１および第２の部分は、共に導電性（例えば、電気コンタクト）、誘導、または静電容量のカップリングを提供する。従って、分離可能な電気カップリングは、その第１の部分（すなわち、工具シャンクに搭載された部分）とその第２の部分（例えば、関連する工作機械に搭載された部分）との間で、電力及び／または電気信号の移送を許容する。
【００１６】
有利には、分離可能な電気カップリングの第１の部分は、環状のリングおよび部分環状のリングの少なくとも一を備える。また、分離可能な電気カップリングの対応する第２の部分は、環状のリング及び部分環状リングの少なくとも一つを備える。言い換えれば、分離可能なカップリングは、１つ以上の実質的に環状のまたは部分的な環状のディスクを備える。１対のそのようなディスクの提供は、例えば、電磁気式、または、その間の物理的な接触を介した電気の伝導により、電力の移送をも可能にする。
【００１７】
リングまたはディスクは、工具シャンク（例えば、それらは工具シャンクの表面に固定される）の表面から突出していてもよく、あるいは、それらはシャンク本体部分内で一体化されていてもよい。後者の場合においては、分離可能な電気カップリング（例えば、誘導式リング）の第１の部分が、シャンク本体部分に形成された凹部内に配置されてもよい。この配置は、シャンク本体部分が、標準的な形状であり、従って、工具シャンクが必要ならば、相補的な分離可能な電気カップリングの第２の部分を有さない工作機械に適合できることを保証することを可能にする。
【００１８】
分離可能な電気カップリングは、有利には、２つの、相対的に薄い（例えば、それぞれ最高１２mmまで）ディスクを備える。これらディスクのうちの１つは、分離可能な電気カップリングの第１の部分を形成し、シャンク本体部分から放射状に突出していてもよい。そのような薄いディスクを備えることにより、切削工具、工具交換機構または工作機械のスピンドルに適合する他の付属品に障害が存在しないことを保証する。
【００１９】
ディスクは、一つが、スピンドルの回転軸線の方向において他方の上に整列される、あるいは、並んで配置される。ディスクは、少なくとも環の半分を備え、その結果、ランダムに一つにしたときにいずれかの箇所が重なり合う。
【００２０】
この方法において、電気接続は、工具シャンクの回転の間に、工具シャンクと関連した工作機械の間で直ちに確立される。継続的な電気接続が好ましいけれども特に、電力だけが、工具シャンクに設置されたツール付属品に供給されているならば、、間欠的な電気接続が提供されてもよい。
【００２１】
シャンクは、必要に応じて、指向タイプまたは非指向タイプである。また、シャンクは面接触または非面接触タイプである。面接触シャンクは、電気カップリングの第１の部分が既知で固定されており、分離可能な電気カップリングの第２の部分から離れたものに保持されるという利点を有する。
【００２２】
本発明の第２の観点によれば、工具シャンクを解放可能に保持するための回転可能なスピンドルを有する工作機械が提供され、この工作機械は、分離可能な電気カップリングの第２の部分を備え、分離可能な電気カップリングの第２の部分は、本発明の第１の観点の関連する工具シャンクの分離可能な電気カップリングの第１の部分と共に協働可能である。従って、工作機械は、工具シャンクが工作機械に取り付けられる時には、工作機械と工具シャンクの間で少なくとも一の電気経路が提供されように配置される。好適には、２つ以上の電気経路が提供される。
【００２３】
都合が良いことに、電気カップリングの第２の部分は、環状または部分的な環状のディスクを備えている。電気のカップリングの第２の部分は、ディスクが工作機械の正常な作動を妨げるのを防止するために、部分的に環状であってもよい。例えば、部分的な環状のディスクは、工具シャンクと係合する時に工具交換装置が置かれる領域に切り欠き部分を持ってもよい。従って、電気のカップリングの第２の部分は、工作機械の特定の形式またはデザインに搭載されるように設計され得る。代替的には、電気カップリングの第２の部分は、それが工作機械の多くの異なる型式に配置されるように構成されてもよい。
【００２４】
有利には、分離可能な電気カップリングの第２の部分は、工作機械の静的な部分に対して固定されかつ間隔をおいて配置された関係に維持される。すなわち、工作機械は、静的な機械部分および回転可能なスピンドルを備えている。そして、分離可能な電気カップリングの第２の部分は、工作機械の静的な部分に対して固定された位置に保持される。すなわち、それは回転可能なスピンドルに対して静的に保持される。
【００２５】
有利には、電気のカップリングの第２の部分は、工作機械のスピンドルに取り付けられる工具シャンクが存在しない状態で、回転可能なスピンドルに対して自由に回転可能である。例えば、電気カップリングの第２の部分は、工作機械の静的な部分に対して回転できるように設置されるカラーまたはリングであってもよい。そのようなカラーまたはリングは、直接的に駆動されるわけではが、工作機械の回転可能なスピンドルと同軸に設置できる。
【００２６】
有利には、工作機械は、工具シャンクが工作機械のスピンドルにより保持される時には、電気カップリングの第２の部分は、工具シャンクと係合し、そして、工具シャンクと共に回転するように配置される。便利には、電気カップリングの第２の部分と回転可能なスピンドルに対して静的である工作機械の一部との間で少なくとも一の電気経路を提供するために、さらなる電気カップリングが備わる。
【００２７】
すなわち、電気のカップリングの第２の部分が、工作機械に対して回転できるように設置されるカラー等により運ばれてもよい。カラーは、自由に回転可能で（すなわち、工作機械のスピンドルにより直接には駆動されない）、そのような工具シャンクが工作機械のスピンドルに挿入される時には、工具シャンクを係合させるように配置できる。工具シャンクの工作機械のスピンドルへの挿入後では、回転可能なカラーが係合し、工具シャンクに対して固定されかつ間隔をおいて配置された関係に保持される。従って、工具シャンクの回転は、カラーの対応した回転を生じさせる。そのような配置において、工具シャンクにより運ばれた協働可能なカップリングの第１の部分と協働可能な電気カップリングの第２の部分は、電気的接続が提供されることを可能にする。そのような電気的な接続は、導電性のコンタクト、接続であってもよい。さらなる接続は、工作機械の協働可能なカップリングの第２の部分と工作機械の静的な部分とを電気的に連結するように提供される。例えば、さらなる接続は、誘導式、静電容量式、または、接触式接続が可能である（例えば、環状のまたは部分的に環状のリングを使用する）。
【００２８】
有利には、工作機械は、そのスピンドルに取り付けられた本発明の第１の観点の工具シャンクを有する。
【００２９】
便利には、工作機械は、自動工具交換装置をさらにそなえ、この自動工具交換装置は、必要に応じて、工作機械のスピンドルに対して工具シャンクを着脱可能にするために、関連する工具シャンクの機構を係合させる手段を備えている。工作機械は、また、その関連する工具交換装置の中にそのような工具シャンクの１つ以上を保管するための構成とすることができる。
【００３０】
工作機械は、スピンドルに挿入される工具シャンクに先がけて、分離可能な電気カップリングの第１および／または第２の部分を掃除するための手段をさらに備えることができる。例えば、送風機構が分離可能な電気カップリングの部分から廃物を吹き飛ばすために用いられる。
【００３１】
工具シャンクの分離可能な電気カップリングの第１の部分の位置は、本発明に係る標準の自動工具交換装置の大多数が工具シャンクで使われることを可能にする。従って、上で概説された方法において、工具に電力及び／又は信号の経路を提供する追加の機能を提供するように、工作機械は「改造」されうる。
本発明の第３の観点によれば、工作機械の静的な部分と関連する工具シャンクとの間で少なくとも一の電気経路が設立されることを可能にするために工作機械を適応させるためのキットが提供され、キットは、本発明の第１の観点の工具シャンクの分離可能な電気カップリングの第１の部分と共に協働可能な分離可能な電気カップリングの第２の部分を備えている。
【００３２】
この方法において、工作機械に適合している時に、上述したタイプの工具シャンクで確立される少なくとも一の電気接続、好適には二以上の電気接続を許容する改造キットが提供される。公知の工作機械は、工具付属品へ電力および／または信号の経路を提供するためにアップグレードできる。そのような改造キットの特定の利点は、既存の工作機械の構成要素の重大な部分修正なしで標準の工作機械へ変換する能力が存在することである。すなわち、キットは、公知の工作機械に「ボルト締め」された追加分を提供し、機械スピンドル等に高価な置換または部分修正を必要としない。
【００３３】
本発明の第４の観点によれば、工具シャンクは、工具または工具付属品を支持する工具サポート、工具交換装置との係合に適した機構、分離可能な電気カップリングの第１の部分、及び、分離可能な電気カップリングの第１の部分から工具サポートへ延びる少なくとも一の電気経路を備え、工具シャンクは工作機械の回転可能なスピンドルに着脱可能であり、分離可能な電気カップリングの第１の部分は、その工作機械の回転可能なスピンドルに対して静的を維持する関連する工作機械の一領域に位置付けられた分離可能な電気カップリングの第２の部分と共に協働可能であり、電気的に導電性の経路が工具シャンクの主回転軸線に垂直なシャンクの横断面を通じて延び、そして機構を含んでいることを特徴とする。
【００３４】
本発明の第５の観点によれば、分離可能な電気カップリングの第２の部分を備える工具シャンクを解放可能に保持するための回転可能なスピンドルを有する工作機械が提供され、分離可能な電気カップリングの第２の部分は、本発明の第４の観点に関連する工具シャンクの分離可能な電気カップリングの第１の部分と共に協働可能である。従って、工具シャンクが工作機械に取り付けられる時には、工作機械と工具シャンクとの間で少なくとも一の電気経路が提供されるように、工作機械は配置される。
【００３５】
従って、スピンドルで工具または他の工作機械付属品を支持するために、工作機械の連続的に回転可能なスピンドルに着脱できる工具シャンクが提供され、シャンクをスピンドルから取り外す装置との係合に適した機構を含むシャンク本体； 回転可能なスピンドルに対して静的なままである工作機械の一領域においてカップリングの相補的な分離可能な部分と共に協働可能である、電力及び／又は信号の経路を工具又は他の工作機械付属品へ提供するための分離可能なカップリングの一部；及び、機構を含む本体の断面においてシャンク本体を通じて延びる本体から絶縁された少なくとも一の電力および／または信号の経路を備える、工具シャンクが提供される。
【００３６】
また、ハウジング領域；ハウジング領域に対して回転可能でそれにより支持されたスピンドル；シャンクをスピンドルから取り外す装置との係合に適した機構を有し、シャンク本体を含むスピンドルにおいて工具または他の工作機械付属品を支持するための、工作機械のスピンドルに着脱可能な工具シャンク；ハウジング領域から第１および第２の相対的に回転可能な分離可能な部分を持っているカップリング介してシャンクへ延び、本体から絶縁され工具又は付属品と電力供給又は信号通信をするための電力及び／又は信号経路を備え、この経路がシャンク本体を通じて機構を含む本体の断面を通じて延びている、工作機械が提供される。
【００３７】
また、スピンドルにおいて工具または他の工作機械付属品を支持するために、工作機械のスピンドルに着脱可能な工具シャンクが提供される。この工具シャンクは、スピンドルへ装着される部分及びシャンクがスピンドルへ装着されるときスピンドルの端部を越えて延びる部分を有し、この部分は、スピンドルを越えて延在し、シャンクをスピンドルから取り外す装置と係合するのに適した機構を含み、そして、スピンドルに装着する部分と上述の機構との間でシャンクに設けられる工具又は他の工作機械付属品への電力および／または信号経路を提供するための分離可能なカップリングの一部を備えている。
また、説明される工作機械は、ハウジング領域；ハウジング領域に対して回転可能でこれにより支持されたスピンドル；工具または他の工作機械付属物を支持するためにスピンドルに着脱可能な工具シャンクを備え、この工具シャンクはスピンドルに装着される部分とシャンクがスピンドルに装着されたときにスピンドルの端部を越えて延びる部分とを有し；シャンクは工具交換装置との係合に適した機構を含み；そして、工具又は付属品との電力供給又は信号通信のための電力及び／又は信号経路を備え、この経路は、ハウジング領域からシャンクへ第１および第２の相対的に回転可能な分離可能な部分を持っているカップリングを介して延びており、第１の部分は、シャンクに設けられ、第２の部分はハウジング領域に設けられ、シャンクがスピンドルに取り付けられた時にそれらの部分が経路を提供し、および、スピンドルからのシャンクの取り外ずしによりそれらが分離される時にその部分が経路を提供しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、軸線Aに関して回転可能でモータ（図示せず）により駆動されるスピンドル１２を有する工作機械１０の一部を示している。スピンドルは、スピンドル１２に対して静的なハウジング１４内に設置されている。スピンドルは、通常、「スピンドルノーズ」と呼ばれる工具シャンク受入領域１６を有し、これに相補的な工具シャンク１８が解放可能に装着される。
【００３９】
すべての実施形態においては、工具シャンク１８は、標準ＩＳＯで規定された寸法のテーパ継手２０であるが、どのような形状でもされ得る。図１においては、工具シャンク１８は、いわゆるＨＳＫ標準である。シャンクは、この例では測定プローブ３０である点線で輪郭が示された付属品３０を支持しているが、どのような付属品であってもよい。
【００４０】
信号及び電力経路S及びPは、誘導リンク２２を介して付属品に備わる。リンクは、僅かなギャップxにより接近して配置された上部ディスク２４および下部ディスク２６を備える。個々のディスクは環状である。リンクの詳細は図２cにおいて示され、以下で記述される。上部のディスク２４はハウジング１４に固定され、下部ディスクは、アダプタープレート３０を使ってシャンク１８に搭載されている。
【００４１】
使用において、シャンク１８は自動工具交換装置２９によってスピンドルから取り外し可能であり、この自動工具交換装置２９は、シャンクの主要部、本例では、シャンク１８のスロット２８という形態の標準サイズの環状凹部と係合する。下部ディスク２６及びプレート３０は、工具交換装置２９により取り外されると、シャンク１８と共に離れる。プレート３０は、テーパ２０とスロット２８の間にあるシャンク２１の部分でシャンク１８に固定されている。
【００４２】
シャンクが工具交換装置２９を使って取り外されると、上部ディスク２４だけが留まり、この上部ディスク２４は、邪魔にならず、そして、スピンドルノーズに嵌合する他のシャンクを妨害しないのがわかる。
【００４３】
図２aは本発明の第２の実施形態を示している。この実施形態において、BT標準シャンク３８は、図１において示されたシャンク１８とは異なる配置を有することが示されている。図１及び図２において示された実施形態に共通の機構は、同様の参照符号が付されている。
【００４４】
アダプタープレート３２は、図１に示したプレート３０と比べると、修正されている。プレート３２は、自動交換スロット２８をクリアにする必要があり、従って、図１において示されたプレート３０よりもかなり薄い。
【００４５】
図２bは、プレート３２および下部ディスク２６の平面図である。プレートは、シャンク３８の相補的な凹部（図示せず）に装着するのに使用される装着突起３４を有する。切り欠き３５は、プレート３２がスピンドル駆動ドグ（図示せず）を塞がないようにする。
【００４６】
図２cは、図示されたリンク２２の拡大詳細図である。誘導ディスク２４及び２６は、それぞれは次の通り形成されている。：２つのディスクのそれぞれに２つの環状の通路４０が形成されている。フェライトU形要素４２は、通路内に置かれる。複数のこのような要素は、要素の円周列を形成するために、通路に順番に嵌合され得る。多層回路基板４４は、図示するように、Ｕ形要素４２のセンターに挿入される。回路基板４４は、従来の銅コイルの代わりに、回路基板の導電性トラックのための回路を形成する。従って、導電性の経路を通じて流れる電流は、フェライト要素を磁化し、これらはディスクの他方の相補的なフェライト要素を順に磁化する。従って、本例では、信号及び電力は、リンク２２を横切ることができる。この段落において説明された構成は、図１において示されたリンク２２に使用可能である。
【００４７】
プレート３２とシャンク３８との間の接続は、スプリングコンタクトを経て、または、他の適当な接続、例えば連続するワイヤによっても可能である。電力および信号の伝達が必要ならば、複数のコンタクトが必要となる。
【００４８】
図３は本発明の第３の実施形態を示している。図１において示された実施形態と共通する機構に同様の参照符号が付されている。
【００４９】
この実施形態において、静的なハウジングと付属品との間の経路S及びＰは、スリップリング３６とスプリングコンタクト３８とを含む。スリップリング３６は機械の静的な部品上に示されているが、それらはアダプタープレート上に備えることもできる。
【００５０】
図４aに示す実施形態は、誘導ディスクの代替的な構成を提供する。ディスク２５及び２７は、前の実施形態で示したように一方を他方の上に配置するのではなく、並列して配置される。並列配置の利点は、より薄い全体構造が得られうることである。図４bは、図４aのリンク２２の詳細を示している。
構造は、図２cに関連して上述したものと同様である。
ギャップxは、シャンク１８（ディスク２７とともに）が挿入されて、簡単に取り外しできるように傾いている。
【００５１】
図５に示す代替的な構成は、スピンドル１２の回転の軸線Aと平行なギャップxを有し、従って、製造をより簡単にする。必要ならば、シャンク１８の誘導ディスクは、シャンクに形成された凹部に完全に、または、部分的に収容され得る。例えば、リングは、環状のディスクが置かれうるシャンクから削り取ってもよい。そのような環状のディスクが誘導リンクを提供するならば、強化表面コーティングがリング上に塗布され得る。この方法において、シャンク１８は、標準のシャンクと同様なまたは同一の外形寸法を有することができる。
【００５２】
図６にさらなる実施形態を示す。２つの別個の経路PとSは、誘導リンク２２を通して示される。この代替物において、２つの誘導経路は、誘導要素が軸線Aに平行に延びている図５に示したギャップと同様のギャップにより分離されていることを除いて、図２cを参照して説明された構成と同様な２つの構成５０と５２から形成される。したがって、別個の電力及び信号経路は、並列配置も可能である。
【００５３】
さらなる実施形態、修正、および上記した実施形態の変形例は、当業者にとって明らかである。リンク２２を誘導または物理的な接触として示した。他のリンクは、例えば、高周波静電容量式、光学式、空気圧式、流体式を使用可能であり、そのすべてが分離可能であるべきである。例えば物理的な接触および誘導カップリング等の混合のシステムを採用し得る。電力のみ、信号だけ（一方向または双方向）あるいはその両方を付属品に供給することも可能である。電力が供給されるだけで、信号の通信は別の方法及び／又は別の経路で提供してもよく、例えば、電力は記述したように誘電的に供給され、一方、信号通信は、別々の無線式または光学式のリンクによってベースステーションに提供してもよい。
【００５４】
図においては、ギャップxは理想的には、約０.５mm以下、好適には、１mm以下である。空間を節約するために、構成要素２４、２６、２５、２７、５０又は５２のシャンク／スピンドルの回転軸線Ａの方向の厚さは、好適には、１２mm以下である。これらの構成要素を全体の厚さが６mm以下になるように製造し、そして、さらに１００Wまでの電力を付属品に供給することも可能である。
【００５５】
本発明は、上述したように、適応した工作機械に関し、また、図示した工作機械のシャンクに関する。修正されたシャンクが取り外されると、従来のシャンクまたは別の修正されたシャンクはその代わりにその場所へ納まることができる。
【００５６】
従来のシャンクが切削工具を装着しているならば、残りの部分２４、３６、２５、および５０/５２の保護を提供することが重要である。そのような保護は、取り外し可能なカバー（図示せず）、または、さらに好ましくは、残りの部分の表面上の、セラミックあるいは非磁性の耐摩耗性のコーティング（例えば、ダイヤモンドライクカーボン）により提供され得る。
そのような保護により、切削プロセスにより生じるノック及び金属チップによるダメージを防ぐことができる。
【００５７】
図示されたディスクは環状である。ディスク（２４，２６；２５，２７；５０，５２）を部分的に環状にすることが可能である。部分的な環状のディスクが使われるならば、それらは好適にはオーバラップさせるべきである。既知の位置においてスピンドルを止めることができず、そして、ランダムに停止するならば、好適には、ディスクは、ランダムな停止が常にオーバラップを生じさせるように、半円形よりも少なくとも大きい。
【００５８】
図７を参照することにより、本発明のさらなる実施形態が図解される。前の図面と同様に、工具シャンク１３８は、工作機械１０のスピンドル１２に挿入されるテーパ２０を有している。工具シャンクは、放射状の突出プレート１５０も備えている。
【００５９】
装置は、工作機械１０に設置されるリング部分１３０も備えている。装着される工具シャンクがない場合には、リング部分１３０は、スピンドルの回転軸線（A）と同軸の軸線に関して自由に回転可能である。また、ブラケット１３１が、工具シャンクが工作機械のスピンドルに装着されていない時に、リング部分１３０を保持するために備わっている。
【００６０】
プレート１５０の電気コンタクト１４０は、工具シャンクのスピンドルへの挿入により、リング部分１３０の電気接触パッド１４８に対応して係合するように配置されている。このようにして、第１のコネクタは、工具シャンクからリング部分１３０に信号及び電力経路を提供する。さらに、リング部分１３０とのプレート１５０の係合は、リング部分１３０が工具シャンクと共に回転するように物理的な接続を提供する。追加のメカニカルなロック手段（図示せず）が必要ならば提供される。
【００６１】
電力および信号の経路は、さらなる電気接続１２２を介してリング部分１３０から工作機械１０へ通過している。さらなる電気接続１２２は、上部ディスク１２４および下部ディスク１２６を有する誘導リンクであってよく；そのようなリンクは、図１を参照してより詳細に記述されたリンク２２と類似のものである。
【００６２】
このようにして、２段階電力カップリングが提供される。図７において示されたタイプの構成は、工具シャンクの設置面積を図１の工具シャンクのそれに比べて削減することを可能にする。このことは、自動工具交換装置のスペースが多少制限される場所で有利である。例えば、図７の工具シャンクは、単一の工具交換スロットに納まり、一方で、図１に示した工具シャンクは、そのようなスロットを越えて延在し、従って、空のままにしておかれるツールチェンジャの隣接した保管スロットを必要とする。工具シャンクに接触（導電性の）リンクを提供することは、誘導リンクを提供するよりコストも低い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第1の実施形態を示す図である。
【図２ａ】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図２ｂ】図２ａに示された実施形態の詳細を示す図である。
【図２ｃ】図２ａに示された実施形態の詳細を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す図である。
【図４ａ】本発明のさらなる実施形態を示す図である。
【図４ｂ】本発明のさらなる実施形態を示す図である。
【図５】本発明のさらなる実施形態を示す図である。
【図６】本発明のさらなる実施形態を示す図である。
【図７】本発明の２部カップリングを示す図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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