(57)【要約】【課題】  切屑流出の障害を最小化する一方で、工具ホルダ内にインサートを締付ける装置を提供する。【解決手段】  本発明の装置は、第一の湾曲した表面(20e)を一端に備え、第二の湾曲した表面(20f)を他端に備えるレバー部分(20d)を含む締付けピン(20)を備える。前記締付けピン(20)の一部分が、工具ホルダ(10)の前記レバー部分(20d)の前記第一の湾曲した表面(20e)と係合する傾斜壁(22c)を有する凹部(22)内に位置決めされる。前記凹部(22)の内部に配置されたくさび部分(30)は、一つ又はそれ以上の傾斜壁を有し、固定ねじ(32)に作動可能に接続されて、前記固定ねじ(32)の回転によって前記くさび部分(32)が第一の方向へと移動し、前記レバー部分(20d)の前記第二の湾曲した表面(20f)と係合する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の湾曲した表面を一端に備え、第二の湾曲した表面を他端に備えるレバー部分を含む締付けピンであって、前記締付けピンの一部分が、工具ホルダの、前記レバー部分の前記第一の湾曲した表面と係合する傾斜壁を含む凹部内に位置決めされる締付けピンと、
前記凹部の内部に配置されたくさび部分であって、固定ねじに作動可能に接続されて、前記固定ねじの回転によって前記くさび部分が第一の方向へと移動し、前記レバー部分の前記第二の湾曲した表面と係合する一つ又はそれ以上の傾斜壁を含むくさび部分と、
を含み、
前記くさび部分が前記第一の方向に移動することによって、前記凹部の前記傾斜壁がカム表面として作用し、前記締付けピンを前記締付けピンの中心軸に沿って位置する旋回点Ｐの周りで旋回させる、
工具ホルダ内にインサートを締付ける装置。
【請求項２】
前記締付けピンを前記第一の方向とは相違する第二の方向へ付勢する付勢手段をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記締付けピンがさらに、前記インサートの上部表面と係合するクランプ部分と、前記インサートの内孔と係合するバレル部分とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記工具ホルダが前記締付け位置にセットされるとき、前記クランプ部分が前記インサートの前記上部表面に係合する前に、前記バレル部分が前記インサートの前記内孔と係合する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記締付けピンが、前記工具ホルダの垂直軸に対して約２〜約１０度の角度で前記旋回点Ｐの周りで旋回可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記工具ホルダが締付け位置にセットされるとき、前記締付けピンの前記中心軸が前記固定ねじの中心軸と略平行である、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記くさび部分が、前記固定ねじの中心軸に沿って前記第一の方向へ移動する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
第一の湾曲した表面を一端に備え、第二の湾曲した表面を他端に備えるレバー部分を含む締付けピンであって、前記締付けピンの一部分が、工具ホルダの、前記レバー部分の前記第一の湾曲した表面と係合する傾斜壁を含む凹部内に位置決めされる締付けピンと、
前記凹部の内部に配置されたくさび部分であって、固定ねじに作動可能に接続されて、前記固定ねじの回転によって前記くさび部分が第一の方向へと移動し、前記レバー部分の前記第二の湾曲した表面と係合する一つ又はそれ以上の傾斜壁を含むくさび部分と、
前記締付けピンを第二の方向へ付勢する付勢手段と、
を含み、
前記締付けピンが前記凹部の前記傾斜壁に沿って第一の方向及び第二の方向の両方に移動して、前記締付けピンの中心軸に沿って位置する旋回点Ｐの周りを旋回する、
締付けピンを用いる工具ホルダ。
【請求項９】
前記締付けピンがさらに、前記工具ホルダが締付け位置にセットされたときに前記インサートの上部表面と係合するクランプ部分と、前記インサートの内孔と係合するバレル部分とを含む、請求項８に記載の締付けピンを用いる工具ホルダ。
【請求項１０】
前記工具ホルダが締付け位置にセットされたときに前記バレル部分が前記インサートの前記内孔に係合する、請求項９に記載の締付けピンを用いる工具ホルダ。
【請求項１１】
前記締付けピンが、前記工具ホルダの垂直軸に対して約２〜約１０度の角度で前記旋回点Ｐの周りで旋回可能な、請求項８に記載の締付けピンを用いる工具ホルダ。
【請求項１２】
前記工具ホルダが締付け位置にセットされるときに、前記締付けピンの前記中心軸が前記固定ねじの中心軸に略平行である、前記請求項８に記載の締付けピンを用いる工具ホルダ。
【請求項１３】
前記くさび部分が前記固定ねじの中心軸に沿って前記第一の方向に沿って移動する、請求項８に記載の締付けピンを用いる工具ホルダ。
【請求項１４】
インサートの上部表面と係合するクランプ部分と、前記インサートの内孔と係合するバレル部分と、第一の湾曲した表面を一端に備え、第二の湾曲した表面を他端に備えるレバー部分とを含む締付けピンであって、前記締付けピンの一部分が、前記工具ホルダの、前記レバー部分の前記第一の湾曲した表面と係合する傾斜壁を含む凹部内に位置決めされる締付けピンと、
前記凹部の内部に配置されたくさび部分であって、固定ねじに作動可能に接続されて、前記固定ねじの回転によって前記くさび部分が第一の方向へと移動し、前記レバー部分の前記第二の湾曲した表面と係合する一つ又はそれ以上の傾斜壁を含むくさび部分と、
を含み、
前記工具ホルダが締付け位置にセットされるときに、前記締付けピンの前記クランプ部分が前記インサートの前記上部表面に係合する前に、前記締付けピンの前記バレル部分が前記インサートの前記内孔に係合するように、締付けピンが前記締付けピンの中心軸に沿って位置する旋回点Ｐの周りを旋回する、
工具ホルダのポケット内にインサートを締付ける装置。
【請求項１５】
前記締付けピンを第二の方向に付勢する付勢手段をさらに含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記付勢手段が前記くさび部分に内設される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記締付けピンが、前記工具ホルダの垂直軸に対して約２〜約１０度の角度で前記旋回点Ｐの周りで旋回可能である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記工具ホルダが締付け位置にセットされるときに、前記締付けピンの前記中心軸が前記固定ねじの中心軸に略平行である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記くさび部分が前記固定ねじの中心軸に沿って前記第一の方向に移動する、請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
前記第一の湾曲した表面の湾曲の半径と、前記第二の湾曲した表面の湾曲の半径とが相違する、請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は工具（ツール）ホルダ内にインサート(insert)を締付ける装置及び方法に関する。さらに詳細には、本発明は、くさび部分に接続されて、締付けピンを回転させてインサートを工具ホルダのポケット内部に締付ける固定ねじを含む工具ホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、インサートは、上部クランプと組み合わせた固定ピンを用いて工具ホルダ内部のポケットに締付けられていた。さらに最近では、インサートをポケット内部に固定するために、インサート内の穴と係合する部分を有する上部クランプが用いられてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これら上部クランプピンの組み合わせは、インサート締付けにレンチのような単一の工具しか必要としないという有利な点を提供する一方、切屑の流出を妨げる構造を備える点で不利である。したがって、切屑流出の障害を最小化する一方で、工具ホルダ内部にインサートを確実に保持する構造と方法を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概略的に説明すると、本発明に基づいて、工具ホルダ内にインサートを締付ける装置及び方法が提供される。この装置は工具ホルダを含み、このホルダは、湾曲した表面を各端に有するレバー部分を含む締付けピンの一部分を受容するための凹部を備える。凹部は、レバー部分の湾曲した表面の一方と係合するためのに傾斜壁を含む。くさび部分は凹部内に配置されて作動可能に固定ねじに接続され、固定ねじが回転するとくさび部分は第一の方向へと移動される。くさび部分は、レバー部分の湾曲表面の一方と係合するための一つ又はそれ以上の傾斜壁を含む。くさび部分が第一の方向へと移動すると、凹部の傾斜壁がカム表面として作用して、締付けピンの中央軸に沿って位置する旋回点Ｐの周りで締付けピンを旋回させる。
【０００５】
本発明の別の態様においては、締付けピンに付勢するための付勢手段が提供される。この付勢手段は、レバー部分の湾曲した表面の一方を凹部の傾斜壁に対して係合させ、締付けピンを第二の方向及び第一の方向に移動させる。旋回点Ｐの周りで締付けピンが旋回するように、第二の方向は第一の方向とは相違している。
【０００６】
本発明の第一の態様は、第一の湾曲した表面を一端に備え、第二の湾曲した表面を他端に備えるレバー部分を含む締付けピンであって、締付けピンの一部分が、工具ホルダの、レバー部分の第一の湾曲した表面と係合する傾斜壁を含む凹部内に位置決めされる締付けピンと、凹部の内部に配置されたくさび部分であって、固定ねじに作業可能に接続されて、固定ねじの回転によってくさび部分が第一の方向へと移動し、レバー部分の第二の湾曲した表面と係合する一つ又はそれ以上の傾斜壁を含むくさび部分とを含み、くさび部分が第一の方向に移動することによって、凹部の傾斜壁がカム表面として作用し、締付けピンを締付けピンの中心軸に沿って位置する旋回点Ｐの周りで旋回させる、工具ホルダ内にインサートを締付ける装置である。
【０００７】
本発明の第二の態様は、第一の湾曲した表面を一端に備え、第二の湾曲した表面を他端に備えるレバー部分を含む締付けピンであって、締付けピンの一部分が、工具ホルダの、レバー部分の第一の湾曲した表面と係合する傾斜壁を含む凹部内に位置決めされる締付けピンと、凹部の内部に配置されたくさび部分であって、固定ねじに作動可能に接続されて、固定ねじの回転によってくさび部分が第一の方向へと移動し、レバー部分の第二の湾曲した表面と係合する一つ又はそれ以上の傾斜壁を含むくさび部分と、締付けピンを第二の方向へ付勢する付勢手段とを含み、締付けピンが凹部の傾斜壁に沿って第一の方向及び第二の方向の両方に移動して、締付けピンの中心軸に沿って位置する旋回点Ｐの周りを旋回する、締付けピンを用いる工具ホルダである。
【０００８】
本発明の第三の態様は、インサートの上部表面と係合するクランプ部分と、インサートの内孔と係合するバレル部分と、第一の湾曲した表面を一端に備え、第二の湾曲した表面を他端に備えるレバー部分とを含む締付けピンであって、締付けピンの一部分が、工具ホルダの、レバー部分の第一の湾曲した表面と係合する傾斜壁を含む凹部内に位置決めされる締付けピンと、凹部の内部に配置されたくさび部分であって、固定ねじに作動可能に接続されて、固定ねじの回転によってくさび部分が第一の方向へと移動し、レバー部分の第二の湾曲した表面と係合する一つ又はそれ以上の傾斜壁を含むくさび部分と、を含み、工具ホルダが締付け位置にセットされるときに、締付けピンのクランプ部分がインサートの上部表面に係合する前に、締付けピンのバレル部分がインサートの内孔に係合するように、締付けピンが締付けピンの中心軸に沿って位置する旋回点Ｐの周りを旋回する、工具ホルダのポケット内にインサートを締付ける装置である。
本発明のさらなる態様は、そこから得られた有利な点ととともに、図面を参照することによって以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図面を参照すると、類似の参照番号が類似の要素を表しており、図１及び図２は、全体的に１０として示される、本発明の実施例に基づく締付けピン工具ホルダを図示する。工具ホルダ１０はシャンク部分１２及びヘッド部分１３を含む。ヘッド部分１３は、シャンク部分１２に対して傾斜がつけられてもよい。ヘッド部分１３内に形成されているのは、孔１６ａを有するインサート１６を保持するための着座表面１４である。インサート１６は、側面１３ａ、１３ｂによってさらに支持される。したがって、締結位置にインサート１６が引き戻されている際には、インサート１６は側面１３ａ、１３ｂ及び着座表面１４によって定められる二点接触によって支持される。工具ホルダ１０は、インサート１６及び着座構造体１４の間に設けられるシム１８を備えてもよい。このシムは、深座ぐり１８ａ及び貫通孔１８ｂを備えるシム開口を有することができる。図示された実施例では、貫通孔１８ｂは、深座ぐり１８ａよりわずかに小さい直径を有する。しかしながら、貫通孔１８ｂの直径は深座ぐり１８ａの直径と同一か、又はそれより大きくてもよい。
【００１０】
工具ホルダ１０は、全体的に２０として示される締付けピンを含む。このピンは工具ホルダ１０のヘッド部分１３に形成された凹部２２内に配置される。凹部２２の上部は、着座表面１４から下方向に向かって延在する、全体的に均一な直径を備えた開口２２ａを画定する。凹部２２はさらに、上部からヘッド部分１３に形成されたねじ切りされた孔２６に向かって横方向に延在する通路２２ｂを含む。通路２２ｂの一端は、中心軸２４に対して外方向に凹部２２の下部２２ｄへ向かって延在する傾斜壁２２ｃを含む。傾斜壁２２ｃは、以下に説明するように、締付けピン２０に対するカム表面として作用する。
【００１１】
図２に示されるように、締付けピン２０は、インサート１６の孔１６ａ、シム１８の深座ぐり１８ａ及び貫通孔１８ｂ、開口２２ａを介して、凹部２２の下部２２ｂ内へと延出する全体としてＬ字型の部材である。締付けピン２０は、インサート１６の上部表面を越えて横方向に延出する突起又はクランプ部分２０ａを含む。締付けピン２０はさらに、インサート１６の孔１６ａと係合する二つの隆起２０ｇ、２０ｈを備えるバレル（樽）部分２０ｂを含む。バレル部分２０ｂは、インサート１６の孔１６ａの直径よりもわずかに小さい外径を有する。締付けピン２０は、凹部２２の開口２２ａによって形成される壁と係合する半球状の旋回表面２０ｃを有する。締付けピン２０はさらに、締付けピン２０の最底部に形成されて、凹部２２の通路２２ｂを横切って側方に延出するレバー部分２０ｄを含む。レバー部分２０ｄは、湾曲した表面２０ｅを一端に含み、反対側の端に湾曲した表面２０ｆを含む。湾曲した表面２０ｅが湾曲した表面２０ｆと相違する半径を有する点に留意すべきである。
【００１２】
レバー部分２０ｄは、Ｏリング２８及びくさび部分３０に対して係合する水平の脚として作用する。くさび部分３０の側壁は一組の傾斜壁３０ａ及び３０ｂを含み、Ｏリング２８はそれらの間に固定されて着座する。Ｏリング２８及びくさび部分３０の用途を、以下に説明する。固定ねじ３２は、ヘッド部分１３又は代替的にはシャンク部分１２のねじ切り孔２６内に設けられる。固定ねじ３２は、アレン（Allen）レンチ乃至固定ねじ３２を回転するのに適した他の適切な工具に適合するソケット３２ａを備える。固定ねじ３２は中間部分３４によってくさび部分に作動可能に接続されるが、又はくさび部分３０に対して直接接続されてもよい。図示された実施例においては、くさび部分３０、固定ねじ３２及び中間部分３４は一体的に形成され、固定ねじ３２の軸３６の周りに同心状に配置されている。このため、固定ねじ３２が中心軸３６に沿って垂直方向に移動すると、くさび部分３０も中心軸３６に沿って垂直方向に同量移動する。しかしながら本発明は、くさび部分３０、固定ねじ３２及び中間部分３４の幾何的構成によって限定されるものではなく、他の幾何的構成であっても本発明の請求範囲内にあることが理解されるだろう。
【００１３】
インサート１６は、図２に示されるように、くさび部分３０及びレバー部分２０ｄが下方向へと付勢されて締付け位置となるように固定ねじ３２を回転させることによって、側面１３ａ、１３ｂ及び着座表面１４に対して締付けられる。さらに詳細には、固定ねじ３２が回転すると、くさび部分３０が固定ねじ３２の中心軸３６に沿って垂直方向に下降する。傾斜壁３０ａ及びＯリング２８がレバー部分２０ｄの湾曲した表面２０ｆに係合するため、くさび部分３０が下方向に移動すると、締付けピン２０は垂直方向に下へ移動する。締付けピン２０の下方向への移動と同時に、レバー部分２０ｄがＯリング２８の押圧によって生成された付勢力を受けて、傾斜壁２２ｃに対し係合し、かつ、固定ねじ３２から離れて水平に移動する。締付けピン２０がこのように垂直方向及び水平方向へ移動した結果、傾斜壁２２ｃはカム表面として作用して、締付けピン２０の中心軸２４に沿って位置する旋回点Ｐ周りで締付けピン２０を旋回させる。旋回点Ｐ周りで締付けピン２０が旋回すると、締付けピン２０のバレル部分２０ｂは、最初はインサート１６の孔１６ａと係合し、次にクランプ部分２０ａをインサート１６の上側と係合させて、インサート１６を着座表面１４に向かって下方向に、ヘッド部分１３の側表面１３ａ、１３ｂに向かって内側方向に締付ける。工具ホルダ１０が締付け位置にセットされるとき、締付けピン２０の中心軸２４は固定ねじ３２の中心軸３６と略並行であって、図２に示されるように、レバー部分２０ｄの湾曲した部分２０ｅは凹部２２の傾斜壁２２ｃに係合しない。
【００１４】
インサート１６を取り外す際には、図３に示されるように、固定ねじ３２を反対方向に回転させる。さらに詳細には、固定ねじ３２が回転すると、くさび部分３０は、固定ピン３２の中心軸３６に沿った垂直方向に上昇する。凹部２２の上部壁３５は、くさび部分３０が上方向に移動しすぎるのを防ぎ、固定ねじ３２が回転し過ぎるのを防ぐストッパとして作用する。しかしながら、固定ねじ３２の回転によるくさび部分３０及び締付けピン２０の移動を下方向において防ぐのは、インサート１６とクランプ部分２０ａの接触のみである。したがって、インサート１６の厚さの相違は、本発明の設計に基づいて調節されてよい。
【００１５】
くさび部分３０が垂直方向に上昇すると、レバー部分２０ｄの湾曲した表面２０ｆは、くさび部分３０の傾斜壁３０ｂと係合してＯリング２８を押圧する。くさび部分３０の上昇によって、締付けピン２０は垂直方向に上昇する。締付けピン２０が上昇するのと同時に、レバー部分２０ｄの湾曲した表面２０ｅが傾斜壁２２ｃに係合して、カム表面として作用することで、締付けピン２０は旋回点Ｐの周りで、工具ホルダ１０の垂直軸４０に対する角度３８で旋回する。角度３８は、インサート１６を工具ホルダ１０から取り外すために適切な角度のいずれでもよい。例えば、角度３８は約２〜１０度の範囲でもよいが、好ましい角度は約５度である。角度３８が、工具ホルダ１０からインサート１６を取り外すことが可能な所望の角度のいずれでもよいのは理解されるだろう。固定ねじ３２が回転すると、インサート１６の孔１６ａに対するバレル部分２０ｂの隆起２０ｇ、２０ｈの係合が解かれる。固定ねじ３２がさらに回転すると、クランプ部分２０ａはインサート１６の上部との係合を解かれ、インサート１６を工具ホルダ１０から取り外すことができる。
【００１６】
前述した通り、インサート１６を締付ける間、締付けピン２０のバレル部分２０ｂの隆起２０ｇ、２０ｈをインサート１６の孔１６ａとの初期係合に押し込む付勢手段は、Ｏリング２８を圧縮することで得られる。締付けピン２０を付勢する付勢手段により本発明が限定されない点及び本発明が締付けピン２０を付勢するためのいかなる所望の手段によっても実践可能である点は、理解されるだろう。例えば、Ｏリング２８の代替例として、くさび部分３０と係合する一つ又はそれ以上の圧縮ばねを締付けピン２０のレバー部分２０ｄ内に内設することもできる。
【００１７】
図４を参照すると、工具ホルダ１０の底部から適切な工具によって工具ホルダ１０にアクセスできるように、工具ホルダ１０はくさび部分３０上に別のソケット３０ｃを含んでもよい。くさび部分３０は作動可能に固定ねじに接続されているため、くさび部分３０が回転すると、固定ねじ３２が回転して、くさび部分３０を固定ねじ３２の中心軸３６に沿って移動させる。固定ねじ３２上のソケット３２ａへのアクセスが困難な適用物においては、工具ホルダ１０の底部からソケット３０ｃへアクセスすることが望ましい。
【００１８】
ここに参照された書類、特許、特許出願は、参照によって本明細書中に組みこまれる。
【００１９】
本発明は、特に本発明の種々の実施例との関連において説明されているが、これは説明の手段であって制限するものではなく、添付請求項の範囲が、従来技術の許容する限り、幅広く解釈されてしかるべきであることは理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一つの実施例に基づく締付けピンを用いる工具ホルダの上面図である。
【図２】図２は、図１の線２−２に沿った、締付け位置にある締付けピンを用いる工具ホルダの断面図である。
【図３】図３は、図１の線２−２に沿った、開放位置にある締付けピンを用いる工具ホルダの断面図である。
【図４】図４は、図１の締付けピンを用いる工具ホルダの底面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０    工具ホルダ
１２    シャンク部分
１３    ヘッド部分
１４    着座表面
１６    インサート
１６ａ    内孔
１８    シム
２０    締付けピン
２０ａ    クランプ部分
２０ｂ    バレル部分
２０ｃ    旋回表面
２０ｄ    レバー部分
２０ｅ    湾曲した表面
２０ｆ    湾曲した表面
２０ｇ    隆起
２０ｈ    隆起
２２    凹部
２２ａ    開口
２２ｂ    通路
２２ｃ    傾斜壁
２２ｄ    凹部下部
２４    中心軸
２６    ねじ切りされた孔
２８    Ｏリング
３０    くさび部分
３０ａ    傾斜壁
３０ｂ    傾斜壁
３２    固定ねじ
３２ａ    ソケット
３４    中間部分
３６    中心軸
【図１】
2004148496.tif 000003
【図２】
2004148496.tif 000004
【図３】
2004148496.tif 000005
【図４】
2004148496.tif 000006