(57)【要約】本発明は、回転軸（１３）周りに回転可能な基体（１０）と、切削工具を支えるスライダ（１４）であって、回転軸（１３）に対して半径方向に向けられる変位軸（１６）に沿って、ドライブ機構の助けを借りて、基体に対して調節可能なスライダ（１４）と、スライダ（１４）に起因する不平衡を制動するための少なくとも一つのバランス体とを備えて成る。前記発明の目的は、不平衡を制動すること、及び、操作力を減少することである。この目的のために、少なくとも二つのバランス体（２０）であって、その重心が変位軸（１６）の側にオフセットされるバランス体は、基体とスライダとに対して互いから離れた位置で案内可能であり、及び／又は、旋回可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械で用いられるツールヘッドにして、回転軸（１３）周りに回転可能な基体（１０）を有し、回転軸に対して半径方向に向けられる変位軸（１６）に沿って基体（１０）に対して駆動機構により調整可能であり、且つ、切削工具を担持するスライダ（１４）を有し、スライダ（１４）と切削工具とに起因するアンバランスを制動するための少なくとも一つのバランス体（２０）を有するツールヘッドにおいて、少なくとも二つのバランス体（２０）が設けられ、当該バランス体（２０）は、変位軸（１６）を越えてそれらの重心（２８’、２８”）と共に横方向に突出し、且つ、スライダ（１４）に対して、及び、基体（１０）に対して旋回可能である、及び／又は、確実に案内されることを特徴とするツールヘッド。
【請求項２】
バランス体（２０）が、スライダに対して固定された旋回軸周りに旋回可能となるように取り付けられ、且つ、旋回軸から少し離れて基体に対して確実に案内されることを特徴とする請求項１に記載のツールヘッド。
【請求項３】
二つのバランス体（２０）が設けられ、当該バランス体は、スライダの変位軸（１６）と直角に交差する同一の旋回軸（１５）周りに、対向する側で旋回可能なように取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のツールヘッド。
【請求項４】
バランス体（２０）が、変位軸（１６）に対して基本的に鏡像で構成され、配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項５】
スライダ（１４）が、切削工具のための受け口（１８）を有し、その受け口軸は、スライダに対して固定される、バランス体（２０）の旋回軸（１５）に平行に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項６】
スライダ（１４）が、切削工具のための受け口（１８）を有し、その受け口軸は、スライダに対して固定される、バランス体（２０）の旋回軸（１５）に対して斜めに配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項７】
スライダに対して固定される、バランス体の旋回軸と受け口軸とが一致することを特徴とする請求項５又は６に記載のツールヘッド。
【請求項８】
ツールに取り付けられるスライダ（１０）の重心とバランス体（２０）の重心（２８’、２８”）とが、回転軸（１３）に対して実質的に同一の軸高さに配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項９】
スライダに対して固定される旋回軸受が、ツール受け口（１８）を取り囲む環状溝（３８）として構成され、当該環状溝に、バランス体（２０）は、ピン又はローラとして構成される少なくとも一つのそれぞれの軸受要素（４０）を用いて係合することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１０】
バランス体（２０）が、質量により影響を受け、且つ、中央軸受部を越えてセグメント状に突出するディスクを担持することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１１】
スライダに対して固定される、バランス体（２０）の旋回軸が、回転軸（１３）に対して平行に向けられることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１２】
基体（１０）とバランス体（２０）とが、確実な案内手段として、直接的に又は間接的にかみ合う歯部部分（６０、６２）を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１３】
バランス体（２０）が、調整操作の間、バランス体に対して固定される歯部部分（６０）によって直接的に、又は、中間ギア（６４）を介して間接的に、基体に対して固定される相補的な歯部（６２）に沿って確実に案内されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１４】
バランシングスライダに対して固定される歯部部分（６０）が、スライダに対して固定される、バランス体（２０）の旋回軸（１５）に同心状に曲げられる歯列として構成され、基体に対して固定される歯部部分（６２）が、スライダ（１４）の変位軸（１６）に平行に向けられる直線状の歯列として構成されることを特徴とする請求項１２か又は１３に記載のツールヘッド。
【請求項１５】
バランシングスライダに対して固定される歯部部分（６０）が、基体に対して固定される隣接歯部部分（６２）に直接的に係合し、当該歯部部分（６０）は、旋回軸（１５）に対して、関連するバランス体（２０）の重心（２８’、２８”）の側に配置されることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１６】
バランシングスライダに対して固定される歯部部分（６０）が、中間ギア（６４）を介して、基体に対して固定される隣接歯部部分（６２）と間接的にかみ合い、当該歯部部分（６０）は、旋回軸（１５）に対して、関連するバランス体（２０）の重心（２８’、２８”）と反対側に配置されることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１７】
中間ギア（６４）の少なくとも一つが、基体に対して固定される回転軸受に取り付けられることを特徴とする請求項１２〜１４、又は、請求項１６のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１８】
中間ギア（６４）の少なくとも一つが、スライダに対して固定される回転軸受に取り付けられることを特徴とする請求項１２〜１４、又は、請求項１６のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１９】
中間ギア（６４）の少なくとも一つが、回転軸受のシャフト（６６）で、他のバランス体（２０）の好ましくは細長く、曲げられた貫通開口（６８）を通ることを特徴とする請求項１７か又は１８に記載のツールヘッド。
【請求項２０】
バランス体（２０）が、調整操作の間、バランス体に対して固定された少なくとも一つの支持要素（２４、２４’）によって、基体に対して固定された少なくとも一つの案内カーブ（２６、２６’）又はリンクに沿って確実に案内されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項２１】
バランス体（２０）が、調整操作の間、基体に対して固定された少なくとも一つの支持要素（４０）によって、バランス体に対して固定された少なくとも一つの案内カーブ又はリンクに沿って確実に案内されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項２２】
支持要素（２４、２４’）が、バランス体（２０）上に突出し、且つ、基体（１０）に配置される案内カーブ（２６、２６’）又はリンクに対してスライド様式で又は回転様式で支持され、又は、流体力学的に取り付けられるスライドシュー又はローリングピンとして構成されることを特徴とする請求項２０か又は２１に記載のツールヘッド。
【請求項２３】
案内カーブ（２６、２６’）又はリンクが、細長い孔又は溝の形態で基体の壁に形成されることを特徴とする請求項２０〜２２のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項２４】
個別の案内カーブ（２６、２６’）又はリンクが、各支持要素（２４、２４’）に割り当てられることを特徴とする請求項２０〜２３のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項２５】
異なる支持要素（２４、２４’）のための二つの案内カーブ（２６、２６’）又はリンクが、各バランス体（２０）に割り当てられることを特徴とする請求項２４に記載のツールヘッド。
【請求項２６】
異なるバランス体（２０）の案内カーブ（２６、２６’）又はリンクが、互いに対して鏡像で配置されることを特徴とする請求項２０〜２５のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項２７】
案内カーブ又はリンクが、実質的に半径方向に向けられた細長い孔（４４）又は溝としてバランス体（２０）に形成され、当該孔又は溝に、基体（１０）に配置された支持要素（４３）が係合することを特徴とする請求項２０〜２６のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項２８】
スライダに対して固定された確実な案内が、ツール受け口（１８）を取り囲む楕円溝（４２）によって形成されることを特徴とする請求項２７に記載のツールヘッド。
【請求項２９】
長い方の楕円軸が、スライダ（１０）の変位軸（１６）に平行に向けられることを特徴とする請求項２８に記載のツールヘッド。
【請求項３０】
バランス体（２０）が、回転軸に軸方向で平行な成分動作を備えた揺動案内（５２）で基体及び／又はスライダに対して回転可能である、及び／又は、確実に案内されることを特徴とする請求項１〜２９のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項３１】
バランス体（２０）が、モジュール式に入れ替えられることが可能な質量要素を取り付けられることを特徴とする請求項１〜３０のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項３２】
バランス体側に重心（２８’、２８”）を保持している間に、質量要素を入れ替えることができることを特徴とする請求項３１に記載のツールヘッド。
【請求項３３】
バランス体（２０）をモージュール式に入れ替えることができることを特徴とする請求項１〜３２のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項３４】
基体部とバランス体（２０）とから成る入れ替え可能なバランシングモジュールによって特徴付けられる請求項１〜３３のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項３５】
バランシングモジュールが、さらにツールスライダを備えて成ることを特徴とする請求項３４に記載のツールヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械で用いるツールヘッドに関し、当該ツールヘッドは、回転軸周りに回転可能な基体を有し、回転軸に対して半径方向に向けられた変位軸に沿って基体に関して調節可能であり、且つ、切削工具を担持するスライダを有し、スライダと切削工具とに起因するアンバランスを制動するための少なくとも一つのバランス体（balancing body）を有する。
【背景技術】
【０００２】
高速度で回転する対象物のバランスを保つための全てのシステムは、回転体の重心を回転軸上に置くことを目的としている。これは、例えば、ツールヘッドが可動部を有し、且つ、変化するアンバランスなベクトルが回転の間に発生する場合に必要になる。このことは、回転中に半径方向に送り出されることが可能な切り刃、故に、固定されたワークピース上で旋削作業を可能にする切り刃を有するツールに当てはまる。例えば、変化するアンバランスの原因としてツールスライダ乃至工具送り台（tool slide）を有する面削りヘッドの場合のような、変化する重心を有する回転システムにおいて、バランシングスライダ（balancing slide）がバランスを保つために通常用いられ、前記バランシングスライダは、ツールスライダに対向する方向に動かされる。駆動ライン上でバランシングスライダ及びツールスライダの遠心力の蓄積を防止するシステムは、今日まで、全く知られていない。したがって、バランシングスライダ及びツールスライダは、調整している間加算され、且つ、駆動ラインによって抑えられなければならない遠心力を生じさせる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこに基づいて、本発明の目的は、アンバランス制動（unbalance damping）に加えて、スライダ調整のための作動力の低減をも達成すると言う趣旨で、最初に述べたタイプのツールヘッドを改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１で規定される特徴の組み合わせが、この目的を達成するために提案される。本発明の有利な構成及び発展が、従属請求項から得られる。
【０００５】
本発明による解決では、特に、少なくとも２つのバランス体が設けられるという着想に基づいており、当該バランス体は、変位軸を越えてそれらの重心と共に横方向に突出し、且つ、互いから少し離れて配置される位置でスライダに対して及び基体に対して旋回可能であり、及び／又は、確実に案内される。スライダ動作とバランス体動作との間にもたらされる確実な連結は、例えば、駆動機構がスライダだけに作用することを可能にし、且つ、バランス体がアンバランス制動のための確実な案内様式に沿って動くことを可能にする。スライダは精度を決定するツールヘッドの部分なので、駆動ラインは、好都合にはスライダに作用する。かくして、速度とは無関係に、バランスを保つことに加えて、作動力の低減を同時に達成することが可能となる。理想的なケースにおいて、バランスを保っている間、作動力も同時にバランスを保たれる。この目的のために、耐力と案内力とは、互いに対して割り当てられる軸受及び案内構成の適合によって、互いに対して正確に一致させられていなければならない。軸受及び案内の一定の遊びが一連の動作のために許容されなければならないので、この理想的なケースを完全には達成することはできない。また速度にも依存することができる摩擦反力のような、やはり残留している特異な力は、やはり駆動ラインによって抑えられなければならない。
【０００６】
本発明の好ましい構成では、スライダに対して固定される旋回軸周りに旋回可能なように取り付けられるバランス体であって、旋回軸から少し離れて基体に対して確実に案内されるバランス体が提供される。
【０００７】
二つのバランス体が設けられる対称な構成が、著しく有利であり、当該バランス体は、スライダの変位軸と直角に交差する同一の回転軸に関して相対する方向で旋回可能であるように取り付けられる。この場合、バランス体は、好都合には、実質的に変位軸に関して鏡像に配置され且つ構成される。
【０００８】
本発明の好ましい構成では、切削工具のための受け口を有するスライダが提供され、当該受け口の受け口軸は、好ましくは、スライダに対して固定される、バランス体の旋回軸に平行に配置される。スライダに対して固定される、バランス体の旋回軸と受け口軸とは、有利には一致する。特定の適用のために、スライダに対して固定される、バランス体の旋回軸と受け口軸とが、互いに対して斜めに向けられることも考えられる。
【０００９】
動力学的に発生し、調整操作の間にツールヘッドに作用することもありえる回転モーメントを回避するために、ツールに取り付けられたスライダの重心とバランス体の重心とが、回転軸に関して実質的に同一軸高さに配置されることが、本発明の好ましい構成にしたがって提案される。
【００１０】
本発明の有利な構造上の構成にしたがって、スライダに対して固定される旋回軸受は、ツール受け口を取り囲む環状の溝として構成され、当該溝で、バランス体は、ピン又はローラとして構成される少なくとも二つの個々の軸受要素を用いて係合する。原則として、この構成を改良することも可能であり、その結果、スライダに対して固定される確実な案内は、ツール受け口を取り囲む楕円形の溝によって形成され、その長い方の楕円軸は、好都合には、スライダの変位方向に対して平行に向けられる。
【００１１】
さらに、バランス体が、質量の影響を受け、且つ、中央軸受部を越えてセグメント状に突出するディスクを担持する場合が、構造上の観点から有利であり、スライダに対して固定される、バランス体の旋回軸は、好都合には、回転軸に対して平行に向けられる。
【００１２】
本発明の好ましい構成にしたがって、基体及びバランス体は、確実な案内手段として直接的に又は間接的にかみ合う歯部部分を有する。これは、バランス体が、調整操作の間、バランス体に対して固定された歯部部分によって間接的に、又は、中間ギアを介して直接的に、基体に対して固定された相補的な歯部部分に沿って確実に案内されることを意味する。この場合、バランシングスライダに対して固定された歯部部分は、有利には、スライダに対して固定される、バランス体の旋回軸に同心状に曲げられた歯列として構成される一方で、基体に対して固定された歯部部分は、スライダの変位軸に平行に向けられた直線状の歯列として構成され得る。
【００１３】
バランシングスライダに対して固定された歯部部分の少なくとも一つが、基体に対して固定された隣接する歯部部分に直接係合する場合、バランシングスライダに対して固定された歯部部分は、好都合には、旋回軸に対して関連するバランス体の重心の側に配置される。他方で、バランシングスライダに対して固定された歯部部分が、基体に対して固定された隣接する歯部部分と中間ギアを介して間接的にかみ合う場合、バランシングスライダに対して固定された歯部部分は、旋回軸に対して関連するバランス体の重心と反対側に配置される。後者の場合、中間ギアは、基体に対して固定された回転軸受かそれともスライダに対して固定された回転軸受のどちらかに取り付けられる。スライダに対して固定された回転軸受の場合、中間ギアは、主として、回転軸受のシャフトで、もう一方のそれぞれのバランス体の好ましくは曲げられ、細長い貫通開口を貫通する。
【００１４】
本発明のさらに有利な構成では、調整操作の間、バランス体が、バランス体に対して固定された少なくとも一つの支持要素によって、基体に対して固定された少なくとも一つの案内カーブ又はリンクに沿って確実に案内されることが提供される。旋回操作の間、バランス体が、基体に対して固定された少なくとも一つの支持要素によって、バランス体に対して固定された少なくとも一つの案内カーブ又はリンクに沿って確実に案内される構成は、このことと運動学的に等価である。
【００１５】
支持要素は、バランス体に突出し、且つ、基体に配置された案内カーブ又はリンクに対してスライド様式又は回転様式に支持されるか、又は、流体力学的に取り付けられるローリングピン又はスライドシュー（sliding shoe）として有利には構成される。案内カーブ又はリンクは、有利には、細長い孔又は溝の形態で基体の壁に形成される。
【００１６】
好ましくない割り込み乃至くい込み（wedging）を導く可能性のある、支持要素と案内カーブ又はリンクとの間の、測定乃至定量における幾何学的な重複を避けるために、本発明の有利な構成にしたがって、個別の案内カーブ又は溝を各支持要素に割り当てることが提案される。各バランス体が二つの支持要素を有する場合に、これは、二つの案内カーブ又は溝が各バランス体に割り当てられなければならないことを意味する。
【００１７】
異なるバランス体の案内カーブ又はリンクは、好都合には、対称な場合において互いに鏡像に配置される。
【００１８】
原則として、細長い孔又は溝を基本的に半径方向に向けるようにして、案内カーブ又はリンクをバランス体に形成することも本発明にしたがい可能であり、当該孔又は溝には、軸方向に平行に向けられ、基体に配置される案内ピン、スライドブロック（sliding block）、リンクブロック（link block）又は対応する案内ローラが係合する。
【００１９】
特別な場合において、例えば妨害輪郭（disturbing contour）を回避するために、調整の間、回転の中心の変位を軸方向に生じさせることも考えられる。この場合、バランス体が確実に案内されること、及び／又は、それらが回転軸に対して軸方向に平行な成分動作を備えた揺らぎ案内（wobbling guide）で、スライダ及び／又は基体に対して旋回可能であることが、本発明にしたがって提案される。
【００２０】
用いられるツールの異なる質量へのバランスシステムの特に単純な適応は、質量要素を取り付けたバランス体によって可能となり、当該質量要素は、モジュール式に入れ替えることができ、好ましくは、バランス体側に重心を保持している間に、入れ替えることができる。
【００２１】
代わりに、ツールヘッドでモジュール式に入れ替えることのできるバランス体を用いて、同一の結果を得ることもできる。本発明のさらなる別の構成によれば、基体部とバランス体とから成る入れ替え可能なバランスモジュールが設けられ、当該バランスモジュールは、原則としてさらにツールスライダを備えて成る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、図面に概略的に示された例示的な実施形態を参照して、以下により詳細に説明される。
【００２３】
図に示されるツールヘッドは、工作機械で用いられることを意図される。それらは、基体１０を有し、当該基体は、図１に示された例示的な実施形態において、フランジ１２を介して機械スピンドル（図示せず）の端面に固定して接続され、回転軸１３周りに機械スピンドルと共に回転可能である。回転軸１３に対して半径方向に向けられた変位軸１６に沿って基体１０に対して調整可能であり、且つ、切削工具（図示せず）のための受け口１８を有するツールスライダ１４が、基体に取り付けられる。さらに、二つのバランス体２０が設けられ、当該バランス体は、スライダ１４と切削工具とに起因するアンバランスを制動することを意図される。二つのバランス体は、変位軸１６を越えてそれらの重心２８’、２８”と共に横方向に突出し、基体１０に対して及びスライダ１４に対して回転可能であり、及び／又は、確実に駆動される。図１、２ａ、２ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ及び６ｂに示される例示的な実施形態において、バランス体２０は、スライダに対して固定された旋回軸１５であって、工具受け口１８の軸と一直線になっている旋回軸１５周りに旋回可能に取り付けられ、且つ、旋回軸１５から少し離れて、基体に対して確実に案内される。
【００２４】
図１、２ａ及び２ｂに示される例示的な実施形態において、バランス体２０には、ローリングピンとして構成される二つの支持要素２４がそれぞれ設けられ、当該支持要素で、前記バランス体２０は、基体に対して固定され、且つ、曲げられた細長い穴として構成されるそれぞれの案内リンク２６、２６’に沿って確実に案内される。
【００２５】
最適な案内リンク２６、２６’を数学的に決定するために、図３に示されるツールヘッドの座標系は、
ｘ／ｙ  基体の座標系、
ｘS／ｙS  スライダの座標系、
ｘAS／ｙAS  バランス体の座標系、を考慮する。
【００２６】
一連のスライダ１４の動作及び関連するバランス体２０の動作とが、実線と破線とによって図３に示される。変位プロセスの間、バランス体２０の重心２８’、２８”は、スライダ１４に対して反対方向に湾曲した経路を移動する。スライダ１４の変位方向１６が基体のｙ軸に位置し、且つ、二つのバランス体２０の回転軸１５がスライダ１４の座標系の原点に置かれる場合、以下の関係が、基体の座標系ｘ、ｙにおける任意の所望のバランス体地点ｘＡＳ、ｙＡＳの幾何学的な位置の計算のために得られる。
【００２７】
【数１】
2008513224.tif 000003
【００２８】
二つの数式の組み合わせて、以下の経路曲線が導かれる。
【００２９】
【数２】
2008513224.tif 000004
【００３０】
バランスを達成するために、スライダのストロークとバランス体の回転角φとの間で以下の関係が得られる。
【００３１】
【数３】
2008513224.tif 000005
【００３２】
ここで、ｙバランスは、バランス体の重心の位置を示す。したがって、ｙバランスの選択によって、回転角に影響を及ぼすことができる。
【００３３】
二つの支持要素２４、２４’の経路及び一つのバランス体２０の重心２８、２８’の経路が、図４における例を介して示される。基体座標系における経路曲線は、同時に、当該基体２０上の二つの支持要素２４、２４’のために確実な案内を形成する。アンバランス制動は、スライダ／バランス体系の実際の要求に適合させた利用可能な自由パラメータによってもたらされる。以下の変数がこの目的のために適している。
ａ）支持要素のｘＡＳ／ｙＡＳ座標
ｂ）バランス体の重心のｘＡＳ座標
ｃ）バランス体の質量
ｄ）比例定数
【００３４】
前記パラメータが適切に選択される場合、ツールスライダ１４とバランス体２０との間の遠心力のバランスは、予め定められたストローク範囲内で得られる。
【００３５】
図５ａ及びｂに示される例示的な実施形態は、案内リンク２６、２６’の代わりに、案内カーブ３６、３６’が基体１０のハウジング壁の近くに設けられる点で、図１、２ａ及び２ｂに記載の例示的な実施形態とは異なり、バランス体２０を越えて半径方向に突出するローラの形態の支持要素２５、２５’が、その案内カーブ３６、３６’を圧迫する。
【００３６】
図６ａ及びｂに記載の例示的な実施形態では、バランス体２０は、ツール受け口１８を取り囲む環状の溝３８においてスライディングピン又はローリングピンの形態の軸受要素４０を用いて取り付けられる。加えて、半径方向外側に向けられるそれぞれの案内リンク４４は、バランス体２０に配置され、その案内リンク４４に、ピンの形態で、且つ、基体に対して固定される支持要素４３が係合する。バランスに導く所定の回動動作及び変位動作をこれら手段で達成することもできる。
【００３７】
同様のことが相応して図７ａ〜ｃに示される例示的な実施形態に当てはまり、工具受け口１８は、楕円形溝４２によって取り囲まれ、当該楕円形溝で、バランス体２０は、この場合もピン形状の支持要素４０を用いて係合する。ここで、また、細長い孔４４の形態の案内溝がバランス体２０に配置され、楕円ピン形態で基体に対して固定された支持要素４３’は、前記案内溝に係合する。
【００３８】
図８ａ及びｂに記載の例示的な実施形態は、図７ａ〜ｃに記載の実施形態に実質的に対応するが、細長い孔の代わりに、案内突起部４６がバランス体２０に配置され、この案内突起部４６は、基体に対して固定された案内カーブ４８を圧迫し、ストローク動作の間、前記案内カーブ４８に対して回転するという違いを有する。
【００３９】
図９ａ〜ｄに記載の実施形態は、図６ａ及びｂに記載の例示的な実施形態に概ね対応するが、スライダに対して固定されたツール受け口１８に関する旋回動作に加えて、バランス体２０が軸方向にも偏向させられるという一つの違いを有する。これを可能とするために、バランス体２０の回転軸受５０、５０’は、ボールベアリングとして構成される一方で、基体に対して固定される案内リンク５２であって、バランス体に対して固定される支持要素５４が案内される案内リンク５２によって、揺動動作乃至ゆらぎ動作（wobbling movement）が軸方向に引き起こされる。揺動する一連の動作を可能とするために、バランス体２０とスライダ１４とは、互いに圧迫する軸受面５６、５６’、５６”をかぶせられる。この手段により、バランス体２０と共にスライダ１４の変位動作の間、いかなる妨害輪郭をも避けることができる。
【００４０】
図１０ａ〜１０ｃ、図１１ａ〜１１ｃ及び図１２ａ〜１２ｃに記載の実施形態において、確実な案内手段が、直接的に又は間接的に互いにかみ合う歯部部分６０、６２として基体１０とバランス体２０との間に形成される。この場合、調整操作の間、スライダに対して固定される旋回軸１５周りに旋回可能であるバランス体２０は、バランシングスライダに対して固定され、且つ、旋回軸１５と同軸上に曲げられた歯列６０によって直接的に、又は、中間ギア６４を介して間接的に、基体に対して固定される直線状の歯列６２に沿って確実に案内される。基体に対して固定された歯部部分を形成する歯列６２は、変位軸１６に対して平行に向けられる。図１０ａ〜ｃに示される例示的な実施形態において、二つの歯部部分の歯列６０、６２は、直接にかみ合う。したがって、バランシングスライダに対して固定される歯列は、この場合、旋回軸１５に対して関連するバランス体の重心２８’、２８”と同じ側に配置される。ここからそれて、付加された中間ギア６４を有する図１１ａ〜ｃ及び図１２ａ〜ｃに示される例示的な実施形態では、バランシングスライダに対して固定される歯部部分６０は、いずれの場合も、旋回軸１５に対して重心２８’、２８”と反対側に配置される。これら二つの実施形態は、特に、中間ギア６４が図１１ａ〜ｃの場合にはスライダ１４に取り付けられ、図１２ａ〜ｃの場合には基体１０に取り付けられる点で異なる。ここで、一つの中間ギア６４が、その回転軸６６で、もう一方のバランス体２０の好ましくは曲げられ、細長い貫通開口６８を通ることが、特にスライダに対して固定された取り付けで必要である。場合により中間ギア６４を備えた歯部部分６０、６２は、ツールスライダ１４とバランス体２０との間の遠心力のバランスが所定のストローク範囲内で得られるように、互いに適合させられる。
【００４１】
要するに、以下が強調乃至重視される。本発明は、工作機械で用いるツールヘッドに関する。ツールヘッドは、回転軸１３周りに回転可能な基体１０と、回転軸１３に対して半径方向に向けられた変位軸１６に沿って、基体１０に対して駆動機構を用いて調整可能であり、且つ、切削工具を担持するスライダ１４と、スライダ１４に起因するアンバランスを制動するための少なくとも一つのバランス体２０とを有する。アンバランス制動に加えて、作動力における低減を達成するために、本発明にしたがって、少なくとも二つのバランス体２０が設けられることが提案され、当該バランス体は、変位軸１６を越えて、それらの重心２８’、２８”と共に横方向に突出し、且つ、互いからある距離を隔てて配置される地点で、基体に対して及びスライダに対して旋回可能であり、及び／又は、確実に案内される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第一の実施形態にしたがうバランス体を備えたツールヘッドの概略的な図解を示す。
【図２】一つのバランス体を取り除いた図１に記載のツールヘッドを、ａは概略的な図解で、ｂは平面図で示す。
【図３】図１及び２に記載のツールヘッドの座標系を示す。
【図４】基体座標系におけるスライドストロークに関して、バランス体の重心の幾何学的な配置と、一つのバランス体の案内ピンの幾何学的な配置とを示す。
【図５】図１及び２と比較して改良されたバランス体を備えたツールヘッドの例示的な実施形態を、ａは概略的な図解で、ｂは平面図で示す。
【図６】バランス体を備えたツールヘッドのさらなる例示的な実施形態を、ａは先端を切り取った概略的な図解で、ｂは平面図で示す。
【図７】バランス体を備えたツールヘッドのさらに改良された例示的な実施形態を、ａは先端を切り取った概略的な図解で、ｂは平面図で、ｃは詳細な拡大図で示す。
【図８】ツールヘッドのさらに改良された例示的な実施形態を、ａは先端を切り取った概略的な図解で、ｂは平面図で示す。
【図９】バランス体を備えたツールヘッドのさらなる例示的な実施形態を、ａはｃとは異なる調整状態における概略的な図解で、ｂは平面図で、ｃはａとは異なる調整状態における概略的な図解で、ｄは側面図で示す。
【図１０】直接かみ合う歯部案内と旋回可能なバランス体とスライダとを備えたツールヘッドの、ａは側面図を、ｂ及びｃは平面図を示す。
【図１１】間接的にかみ合う歯部案内とスライダに取り付けられた中間ギアとを備えた例示的な実施形態のための図１０に相応する図解であって、ａは側面図を、ｂ及びｃは平面図を示す。
【図１２】基体に取り付けられた中間ギアを備えた図１１に相応する図解であって、ａは側面図を、ｂ及びｃは平面図を示す。
【符号の説明】
【００４３】
１０      基体
１３      回転軸
１４      ツールスライダ
１５      旋回軸
１６      変位軸
１８      受け口
２０      バランス体
２４      支持要素
２４’    支持要素
２６      シャフト
２６’    案内リンク
２８’    重心
２８”    重心
３８      環状溝
４０      ベアリング要素
４２      楕円溝
４３      支持要素
４４      細長い孔
５２      案内リンク
６０      歯列
６２      歯列
６４      中間ギア
６６      回転軸
６８      貫通開口
ｘＡＳ−重心相殺    バランス体の重心のｘＡＳ座標
【図１】
2008513224.tif 000006
【図２ａ】
2008513224.tif 000007
【図２ｂ】
2008513224.tif 000008
【図３】
2008513224.tif 000009
【図４】
2008513224.tif 000010
【図５ａ】
2008513224.tif 000011
【図５ｂ】
2008513224.tif 000012
【図６】
2008513224.tif 000013
【図７】
2008513224.tif 000014
【図８ａ】
2008513224.tif 000015
【図８ｂ】
2008513224.tif 000016
【図９ａ】
2008513224.tif 000017
【図９ｂ】
2008513224.tif 000018
【図９ｃ】
2008513224.tif 000019
【図９ｄ】
2008513224.tif 000020
【図１０ａ】
2008513224.tif 000021
【図１０ｂ】
2008513224.tif 000022
【図１０ｃ】
2008513224.tif 000023
【図１１ａ】
2008513224.tif 000024
【図１１ｂ】
2008513224.tif 000025
【図１１ｃ】
2008513224.tif 000026
【図１２ａ】
2008513224.tif 000027
【図１２ｂ】
2008513224.tif 000028
【図１２ｃ】
2008513224.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月3日(2006.5.3)
【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】
回転軸（１３）周りに回転可能な基体（１０）を有し、回転軸に対して半径方向に向けられる変位軸（１６）に沿って基体（１０）に対して駆動機構により調整可能であり、且つ、切削工具を担持するスライダ（１４）を有し、スライダ（１４）と切削工具とに起因するアンバランスを制動するための少なくとも一つのバランス体（２０）を有する、工作機械で用いられるツールヘッドにして、少なくとも二つのバランス体（２０）が設けられ、当該バランス体（２０）は、変位軸（１６）を越えてそれらの重心（２８’、２８”）と共に横方向に突出し、且つ、スライダ（１４）に対して、及び、基体（１０）に対して旋回可能である、及び／又は、確実に案内されるツールヘッドにおいて、バランス体（２０）が、スライダに対して固定された旋回軸周りに旋回可能となるように取り付けられ、且つ、旋回軸から少し離れて基体に対して確実に案内されることを特徴とするツールヘッド。
【請求項２】
二つのバランス体（２０）が設けられ、当該バランス体は、スライダの変位軸（１６）と直角に交差する同一の旋回軸（１５）周りに、対向する側で旋回可能なように取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のツールヘッド。
【請求項３】
バランス体（２０）が、変位軸（１６）に対して基本的に鏡像で構成され、配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のツールヘッド。
【請求項４】
スライダ（１４）が、切削工具のための受け口（１８）を有し、その受け口軸は、スライダに対して固定される、バランス体（２０）の旋回軸（１５）に平行に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項５】
スライダ（１４）が、切削工具のための受け口（１８）を有し、その受け口軸は、スライダに対して固定される、バランス体（２０）の旋回軸（１５）に対して斜めに配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項６】
スライダに対して固定される、バランス体の旋回軸と受け口軸とが一致することを特徴とする請求項４又は５に記載のツールヘッド。
【請求項７】
ツールに取り付けられるスライダ（１０）の重心とバランス体（２０）の重心（２８’、２８”）とが、回転軸（１３）に対して実質的に同一の軸高さに配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項８】
回転軸（１３）周りに回転可能な基体（１０）を有し、回転軸に対して半径方向に向けられる変位軸（１６）に沿って基体（１０）に対して駆動機構により調整可能であり、且つ、切削工具を担持するスライダ（１４）を有し、スライダ（１４）と切削工具とに起因するアンバランスを制動するための少なくとも一つのバランス体（２０）を有する、工作機械で用いられるツールヘッドにして、少なくとも二つのバランス体（２０）が設けられ、当該バランス体（２０）は、変位軸（１６）を越えてそれらの重心（２８’、２８”）と共に横方向に突出し、且つ、スライダ（１４）に対して、及び、基体（１０）に対して旋回可能である、及び／又は、確実に案内されるツールヘッドにおいて、ツールに取り付けられるスライド（１０）の重心とバランス体（２０）の重心（２８’、２８”）とが、回転軸（１３）に対して実質的に同一の軸高さに配置されることを特徴とするツールヘッド。
【請求項９】
スライダに対して固定される旋回軸受が、ツール受け口（１８）を取り囲む環状溝（３８）として構成され、当該環状溝に、バランス体（２０）は、ピン又はローラとして構成される少なくとも一つのそれぞれの軸受要素（４０）を用いて係合することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１０】
バランス体（２０）が、質量により影響を受け、且つ、中央軸受部を越えてセグメント状に突出するディスクを担持することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１１】
スライダに対して固定される、バランス体（２０）の旋回軸が、回転軸（１３）に対して平行に向けられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１２】
基体（１０）とバランス体（２０）とが、確実な案内手段として、直接的に又は間接的にかみ合う歯部部分（６０、６２）を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１３】
回転軸（１３）周りに回転可能な基体（１０）を有し、回転軸に対して半径方向に向けられる変位軸（１６）に沿って基体（１０）に対して駆動機構により調整可能であり、且つ、切削工具を担持するスライダ（１４）を有し、スライダ（１４）と切削工具とに起因するアンバランスを制動するための少なくとも一つのバランス体（２０）を有する、工作機械で用いられるツールヘッドにして、少なくとも二つのバランス体（２０）が設けられ、当該バランス体（２０）は、変位軸（１６）を越えてそれらの重心（２８’、２８”）と共に横方向に突出し、且つ、スライダ（１４）に対して、及び、基体（１０）に対して旋回可能である、及び／又は、確実に案内されるツールヘッドにおいて、基体（１０）とバランス体（２０）とが、確実な案内手段として、直接的に又は間接的にかみ合う歯部部分（６０、６２）を有することを特徴とするツールヘッド。
【請求項１４】
バランス体（２０）が、調整操作の間、バランス体に対して固定される歯部部分（６０）によって直接的に、又は、中間ギア（６４）を介して間接的に、基体に対して固定される相補的な歯部（６２）に沿って確実に案内されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１５】
バランシングスライダに対して固定される歯部部分（６０）が、スライダに対して固定される、バランス体（２０）の旋回軸（１５）に同心状に曲げられる歯列として構成され、基体に対して固定される歯部部分（６２）が、スライダ（１４）の変位軸（１６）に平行に向けられる直線状の歯列として構成されることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１６】
バランシングスライダに対して固定される歯部部分（６０）が、基体に対して固定される隣接歯部部分（６２）に直接的に係合し、当該歯部部分（６０）は、旋回軸（１５）に対して、関連するバランス体（２０）の重心（２８’、２８”）の側に配置されることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１７】
バランシングスライダに対して固定される歯部部分（６０）が、中間ギア（６４）を介して、基体に対して固定される隣接歯部部分（６２）と間接的にかみ合い、当該歯部部分（６０）は、旋回軸（１５）に対して、関連するバランス体（２０）の重心（２８’、２８”）と反対側に配置されることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１８】
中間ギア（６４）の少なくとも一つが、基体に対して固定される回転軸受に取り付けられることを特徴とする請求項１２〜１５、又は、請求項１７のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項１９】
中間ギア（６４）の少なくとも一つが、スライダに対して固定される回転軸受に取り付けられることを特徴とする請求項１２〜１５、又は、請求項１７のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項２０】
中間ギア（６４）の少なくとも一つが、回転軸受のシャフト（６６）で、他のバランス体（２０）の好ましくは細長く、曲げられた貫通開口（６８）を通ることを特徴とする請求項１８か又は１９に記載のツールヘッド。
【請求項２１】
バランス体（２０）が、調整操作の間、バランス体に対して固定された少なくとも一つの支持要素（２４、２４’）によって、基体に対して固定された少なくとも一つの案内カーブ（２６、２６’）又はリンクに沿って確実に案内されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項２２】
回転軸（１３）周りに回転可能な基体（１０）を有し、回転軸に対して半径方向に向けられる変位軸（１６）に沿って基体（１０）に対して駆動機構により調整可能であり、且つ、切削工具を担持するスライダ（１４）を有し、スライダ（１４）と切削工具とに起因するアンバランスを制動するための少なくとも一つのバランス体（２０）を有する、工作機械で用いられるツールヘッドにして、少なくとも二つのバランス体（２０）が設けられ、当該バランス体（２０）は、変位軸（１６）を越えてそれらの重心（２８’、２８”）と共に横方向に突出し、且つ、スライダ（１４）に対して、及び、基体（１０）に対して旋回可能である、及び／又は、確実に案内されるツールヘッドにおいて、バランス体（２０）が、調整操作の間、バランス体に対して固定された少なくとも一つの支持要素（２４、２４’）によって、基体に対して固定された少なくとも一つの案内カーブ（２６、２６’）又はリンクに沿って確実に案内されることを特徴とするツールヘッド。
【請求項２３】
バランス体（２０）が、調整操作の間、基体に対して固定された少なくとも一つの支持要素（４０）によって、バランス体に対して固定された少なくとも一つの案内カーブ又はリンクに沿って確実に案内されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項２４】
回転軸（１３）周りに回転可能な基体（１０）を有し、回転軸に対して半径方向に向けられる変位軸（１６）に沿って基体（１０）に対して駆動機構により調整可能であり、且つ、切削工具を担持するスライダ（１４）を有し、スライダ（１４）と切削工具とに起因するアンバランスを制動するための少なくとも一つのバランス体（２０）を有する、工作機械で用いられるツールヘッドにして、少なくとも二つのバランス体（２０）が設けられ、当該バランス体（２０）は、変位軸（１６）を越えてそれらの重心（２８’、２８”）と共に横方向に突出し、且つ、スライダ（１４）に対して、及び、基体（１０）に対して旋回可能である、及び／又は、確実に案内されるツールヘッドにおいて、バランス体（２０）が、調整操作の間、基体に対して固定された少なくとも一つの支持要素（４０）によって、バランス体に対して固定された少なくとも一つの案内カーブ又はリンクに沿って確実に案内されることを特徴とするツールヘッド。
【請求項２５】
支持要素（２４、２４’）が、バランス体（２０）上に突出し、且つ、基体（１０）に配置される案内カーブ（２６、２６’）又はリンクに対してスライド様式で又は回転様式で支持され、又は、流体力学的に取り付けられるスライドシュー又はローリングピンとして構成されることを特徴とする請求項２１〜２４のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項２６】
案内カーブ（２６、２６’）又はリンクが、細長い孔又は溝の形態で基体の壁に形成されることを特徴とする請求項２１〜２５のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項２７】
個別の案内カーブ（２６、２６’）又はリンクが、各支持要素（２４、２４’）に割り当てられることを特徴とする請求項２１〜２６のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項２８】
異なる支持要素（２４、２４’）のための二つの案内カーブ（２６、２６’）又はリンクが、各バランス体（２０）に割り当てられることを特徴とする請求項２７に記載のツールヘッド。
【請求項２９】
異なるバランス体（２０）の案内カーブ（２６、２６’）又はリンクが、互いに対して鏡像で配置されることを特徴とする請求項２１〜２８のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項３０】
案内カーブ又はリンクが、実質的に半径方向に向けられた細長い孔（４４）又は溝としてバランス体（２０）に形成され、当該孔又は溝に、基体（１０）に配置された支持要素（４３）が係合することを特徴とする請求項２１〜２９のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項３１】
スライダに対して固定された確実な案内が、ツール受け口（１８）を取り囲む楕円溝（４２）によって形成されることを特徴とする請求項３０に記載のツールヘッド。
【請求項３２】
長い方の楕円軸が、スライダ（１０）の変位軸（１６）に平行に向けられることを特徴とする請求項３１に記載のツールヘッド。
【請求項３３】
バランス体（２０）が、回転軸に軸方向で平行な成分動作を備えた揺動案内（５２）で基体及び／又はスライダに対して旋回可能である、及び／又は、確実に案内されることを特徴とする請求項１〜３２のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項３４】
回転軸（１３）周りに回転可能な基体（１０）を有し、回転軸に対して半径方向に向けられる変位軸（１６）に沿って基体（１０）に対して駆動機構により調整可能であり、且つ、切削工具を担持するスライダ（１４）を有し、スライダ（１４）と切削工具とに起因するアンバランスを制動するための少なくとも一つのバランス体（２０）を有する、工作機械で用いられるツールヘッドにして、少なくとも二つのバランス体（２０）が設けられ、当該バランス体（２０）は、変位軸（１６）を越えてそれらの重心（２８’、２８”）と共に横方向に突出し、且つ、スライダ（１４）に対して、及び、基体（１０）に対して旋回可能である、及び／又は、確実に案内されるツールヘッドにおいて、バランス体（２０）が、回転軸に軸方向で平行な成分動作を備えた揺動案内（５２）で基体及び／又はスライダに対して旋回可能である、及び／又は、確実に案内されることを特徴とするツールヘッド。
【請求項３５】
バランス体（２０）が、モジュール式に入れ替えられることが可能な質量要素を取り付けられることを特徴とする請求項１〜３４のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項３６】
バランス体側に重心（２８’、２８”）を保持している間に、質量要素を入れ替えることができることを特徴とする請求項３５に記載のツールヘッド。
【請求項３７】
バランス体（２０）をモージュール式に入れ替えることができることを特徴とする請求項１〜３６のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項３８】
基体部とバランス体（２０）とから成る入れ替え可能なバランシングモジュールによって特徴付けられる請求項１〜３７のいずれか一項に記載のツールヘッド。
【請求項３９】
バランシングモジュールが、さらにツールスライダを備えて成ることを特徴とする請求項３８に記載のツールヘッド。
【国際調査報告】
2008513224.tif 000030
2008513224.tif 000031
2008513224.tif 000032
2008513224.tif 000033
2008513224.tif 000034
2008513224.tif 000035