(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取り外し可能な組立式切削工具用のホルダーであって、前記ホルダーは、収納部(1)と前記収納部に配置されたクランプ機構とを備え、前記クランプ機構は、前記工具(2)の雌状開口部(12)に係合するために配置された雄要素(15)を含み、前記雄要素(15)は、前記工具が前記収納部に関してクランプされる内側端部位置と、前記工具が前記収納部から取り外し可能な外側端部位置との間を、前記収納部(1)に備わった軸受(26)に関して前後に移動可能であり、前記移動は、前記収納部内の中空部中を前後に移動可能であり、かつ前記雄要素を上記の端部位置のいずれにも移動するために油圧油が供給及び排出される外側及び内側のチャンバー(19,20)に分割する、ピストン装置(14)による移動であって、前記ピストン装置(14)は、ピストン(16)に加えて、間隔をあけた複数のくさび体(31)と協働するために後方に向かって収束する外側の第１の円錐面(33)を有する突起(17)を含み、前記くさび体は、前記ピストン突起(17)の上記第１の円錐面と接するための凹状のアーチ型の内側面(36)と、上記軸受(26)の後方に向かって広がる内側の面(29)と接するための凸状のアーチ型の外側面(30)とを有し、前記ピストン突起(17)の前記第１の円錐面(33)は、後端位置に前記ピストン装置を自己固定するために緩やかな円錐角度を有するホルダーにおいて、
前記第１の円錐面(33)と前記の各くさび体(31)の前記内側面(36)との間の界面から油を排出するために、１又は複数の横断溝(40)が前記ピストン突起(17)の上記円錐面(33)に備わっていることを特徴とする、取り外し可能な組立式切削工具用のホルダー。
【請求項２】
前記の各溝(40)が環状の形状であり、前記ピストン突起(17)の幾何学的中心軸に垂直な平面内に延びていることを特徴とする、請求項１に記載のホルダー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、取り外し可能な組立式切削工具用を意図したホルダーに関し、そのホルダーは、収納部(housing) とそこに配置したクランプ機構とを備え、それは工具の雌状開口部と係合するように配置された雄要素を備え、その雄要素は、工具が収納部についてクランプされる内側端部と、工具が収納部から取り外し可能な外側端部との間を、収納部に含まれる軸受(bushing) について前後に移動可能であり、より正確には、収納部の内部の中空部中を前後に移動可能であり、雄要素が上記端部位置に移動させるために油圧油が供給及び排出される外側及び内側チャンバーを分割する、ピストン装置によるものであって、ピストン装置は、ピストンに加えて、複数の接線方向に間隔をあけたくさび体と協働する外側の後方に向かって収束する第１の円錐面を有する突起を含み、そのくさび体は、ピストン突起上の円錐面と接するための内側の凹状のアーチ型面と、上記軸受の内側の後方に向かって広がる円錐面と接する凸状のアーチ型面とを有し、このピストン突起上の第１の円錐面は、その前端位置でピストン装置の自己固定(self-locking)を引き起こす目的で緩やかな円錐角度を有する。
【０００２】
【従来の技術】
上述の種類の工具ホルダーは、旋削加工、フライス加工、ドリル加工などの切り粉を形成する機械加工用の自動機械に一般的に備わっている。この種類のホルダーの利点は、工具の交換が速く簡素であることである。従来より知られている工具ホルダーにおいて実際に解決が困難な問題は、工具をホルダーに固定する目的で後方端部位置に移されるピストン装置に関してくさび体の明かな自己固定を保証することである。円錐角度が小さいピストン突起の円錐面に基づくくさび体の自己固定は、工具が運転中の長時間にわたり、チャンバー中の油圧を軽減するために必要である。
【０００３】
本発明の基礎となっている調査を通して、くさび体の明かな自己固定を得る困難の一因が、ピストン突起とくさび体とが常に油を満たしたチャンバーに収容されている事実の結果、ピストン突起の円錐面と各くさび体の内側の凹状のアーチ型の面との間に、薄い油膜が存在することであると証明された。このことは、これらの面の間の摩擦が小さいため、自己固定の効果がすぐには発揮されないということを意味する。このことは、工具がクランプされた際にピストン突起がくさび体とこの雄要素に及ぼす張力を維持するために何かが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来より知られている工具ホルダーで上述の問題を回避すること、信頼できる方法で工具のクランプに関してくさび体の明かな自己固定を引き起こす工具ホルダーを提供することを目的とし、クランプに関してピストン装置により及ぼされる張力が常に維持されることを保証することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記の目的は、請求項１の特徴部分に定義した特徴により達成される。本発明の好ましい実施態様は更に従属項に定義される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１において、参照符号１は概して工具ホルダーを示し、その工具ホルダーには２で示した工具が取り外し可能に取り付けられている。ホルダーは円筒状の収納部１の形状であり、その円筒収納部は、円筒３及び端部壁面４からなる後方部分と、フランジ及びそれから後方に延びる筒部６を含む前方部分とからなり、前方部分は、ねじ継手７を介して円筒３に連結している。ねじ８により付属の機械に固定可能なフランジ５において（図３参照）、中央孔部が設けられ、それは工具２を保持するものとして機能する。
【０００７】
工具２は、ヘッド10に加えて、ヘッドから後方に延びる短い管状部の形態の部品11を備え、その管状部は雌状の後方への開口部12を定める。実際には、筒部11の外側包囲面と孔部９の内側面とは、断面において多角形で軸方向にテーパーがついた形状である。そのような工具は、COROMANT CAPTOTMという商標で市販されている。図１より分かるように、工具２は少なくとも１つの切削インサート13を備えている。
【０００８】
軸方向の前後に移動可能な２つの構成要素、すなわちピストン装置14と15で示した雄要素は、収納部１の内部に配置されている。図２及び図４から分かるように、ピストン装置14は、ピストン16自体と、その一方の側面から前方に突出している突起17とを含む。ピストン16は、収納部１内に位置する中空部を、前方又は外側チャンバー19と後方又は内側チャンバー20とに分割する。第１の流路21と第２の流路22を介してこれらのチャンバーに油が供給され、またそれらから油が抜き取られる。
【０００９】
回転対称形状の雄要素15は、複数の接線方向に間隔をあけた指型部23と協働し、その指型部は、リング24に取り付けられ、また厚みをもたせた外側部分により部品11の内側の溝25と係合可能になっている。中間部分の領域において、雄要素15は、シーリングリング27を介して、収納部１に配置された軸受26に対してシールされる。油圧の点では、外側チャンバー19は、上記シーリングリング27とピストン16の周囲上の類似したシーリングリング28により定められる。
【００１０】
その後端部において、軸受26は、内側の円錐形状の面29を有し、その面は後方に向かって広くなり、またその面に対して複数の接線方向に間隔をあけたくさび体31上の部分的に円錐形状の外側面30が接する。これらのくさび体31の後方の平坦な端部面は、雄要素15に含まれるリング32に接する。くさび体の数は４個が有利である。リング32は軸方向の示されていない部分を介して雄要素に連結されている。
【００１１】
図２及び図４から分かるように、ピストン突起17は第１及び第２の円錐面33、34を有し、第２の円錐面は第１の円錐面より相当に大きい又は急な円錐角度を有する。示した実施例においては、面33の円錐角度は約４°になり（２面の円錐角度は８°であることを意味する）、面34の円錐角度は45°になる。実際には、これらの角度は変更できるが、目的とする自己固定効果を達成するために、面33の円錐角度は約６°を超えるべきでない。円錐面34とピストン16との間には細いくびれ部35がある。
【００１２】
図２において、各くさび体31がいかにして第１の円錐面33に接することを意図した内側の凹状のアーチ型の面36を有するかが理解できる。その前端において、この面36は、円錐面34と協働することを意図した第２の同様に凹状のアーチ型の面になる。他の点については、くさび体は、前方及び後方の平坦な面と、反対向きの平坦な側面とにより定められる。面36と30に沿って描かれる仮想母面の間の角度は、円錐面33と軸受26の後端での内側円錐面29とに沿って描かれる仮想母面の間の角度に本質的に対応する。
【００１３】
雄要素15、指型部23、くさび体31、及びピストン装置14は、クランプ機構における主な構成要素を形成し、それらにより、工具２は収納部１にクランプされ又はそれからゆるめられる。より正確には、クランプは図３の下半分に示した状態で起こる。この状態において、チャンバー19に油圧油を供給することでピストン装置14は、内側の端部位置に変位し、円錐面33、34は、くさび体31を引っ張り、半径方向外側の端部位置にくさび体を押しつける。初期においては、各くさび体の面37に接する第２の円錐面34が比較的急であるため（例えば45°）、くさび体31の半径方向の移動はやや速く起こる。くさび体の面37（図２参照）が円錐面34を通過し、面36が第１の円錐面33に接する際に、半径方向の運動はピストン装置の半径方向の運動に関して緩やかになる。リング32と従って雄要素15は、くさび体31が軸方向後方に移動すると同時に押される。雄要素15がその後方端部位置に接近する際に、指型部23の厚みをもたせた自由端部は、部品11の内側の溝25に係合し、雄要素の厚みをもたせた部分的に円錐形状の端部18により溝に適切に押さえられる。このようにして、指型部23はホルダーに関して工具２を固定する。
【００１４】
工具を取り外し、ホルダーから押し出す際、油がチャンバー20に流路22を介して供給され、同時にチャンバー19の油が流路21を介してタンクに戻る。そうすることで、雄要素15は、図３の上半分に示された前端位置に移され、より正確には、ピストン突起17の前方の平坦な端面38が、雄要素の類似した後方端面39に押さえられる。この端面39は、雄要素の後方端部の円筒溝の底部を構成する。そのようにすることで、リング32はくさび体31を軸方向前方に移し、円錐面29、30は半径方向のくさび体の変位を保証し、より正確には、中心に向かう向きである。雄要素がその前端位置に移される際、指型部23は中心に向かう半径方向内向きに跳ね返り、指型部の自由端は、溝25との係合から取り外される。このことは、ホルダーについての工具の固定が終わり、工具がホルダーからある距離押し出されることを意味し、その後工具は手でホルダーから取り除くことができる。
【００１５】
ここまでに記載した工具ホルダーは、本質的に従来より知られている。しかしながら、従来から知られている工具ホルダーにおいて、ピストン装置14の円錐面33は完全に円滑である。最初に指摘したように、このことは、くさび体の所望の自己制動固定が得られていないことを意味する。より正確には、ピストン装置の張力は、チャンバー19の油圧がなくなるとすぐに失われる。
【００１６】
本発明の特徴は、面33、36の間の界面から存在する油を排出する目的で、円錐面33に１又は複数の横方向の溝40を形成したことである。多数の溝が互いに間隔をあけて配置されていれば有利であり、各溝は環状の形状であり、ピストン突起17の幾何学的中心軸に垂直な平面に存在する。図４において、実施態様が例示され、それによると溝40の数は７個になる。これらの溝は、円錐面の長さの大部分にある。しかしながら後方溝は、２つの円錐面33と34の間の遷移線又は遷移面41からある距離離れているべきである。このようにして、各くさび体が溝に干渉されることなく円錐面34から円錐面33にのぼることを保証する。従って、面36は、円錐面33を登り、後方溝に達する前まで42で示した表面部分に沿って実質的に軸方向に移動する。このことに関連して、円錐面33、34の間の遷移部41は実際には、急な断続的な線であるより、丸みをもった表面部分からなる。
【００１７】
ピストン装置14の後方への変位に関して、各くさび体が、円錐面33を登り、円錐面に関して後方に移動する際、面33と36との間の界面での油は、溝に押し込まれ、自由空間に横方向に排出され、その自由空間は接線方向に間隔をあけたくさび体の対の間に存在する。このことは、金属の概して油を含まない面が、面の間で摩擦が急激に増大する際に互いが接触するようになることを意味する。従って、チャンバー19での油圧がゼロになると、くさび体の明かな締め付けが維持され、それにより自己固定される。このようにして、ピストン装置の張力及びそれによるホルダーでの工具のクランプが失われる危険性がない。
【００１８】
スケールの関係で図１及び図３には溝40が示されていない。
実際において、各溝40は、0.2 〜0.5 mmの深さ、及び0.3 〜0.7 mmの最大幅を有してもよい。しかしながらこれらの値は決定的でなく、上下に変更可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明により、工具のクランプに関してくさび体の明かな自己固定を引き起こす工具ホルダーが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるホルダーの縦断面の斜視図であり、ホルダーに付与した切削工具が部分的に見え、部分的に断面で示した図。
【図２】図２は、工具ホルダーに含まれるピストン装置とピストン装置と協働するための各くさび体とを示す斜視分解図である。
【図３】図３は、図１による工具ホルダーの縦断面図であり、断面の上半分は工具がホルダーから取り外し可能な第１の機能状態を示し、下半分は工具がホルダーにクランプされている第２の機能状態を示している。
【図４】図４は、ピストン装置の側面図である。
【符号の説明】
１…工具ホルダー
２…工具
３…円筒
４…端部壁面
５…フランジ
６…筒部
７…ねじ継手
８…ねじ
９…孔部
１０…ヘッド
１１…筒部
１２…開口部
１３…切削インサート
１４…ピストン装置
１５…雄要素
１６…ピストン
１７…突起
１８…円錐形状の端部
１９…外側チャンバー
２０…内側チャンバー
２１…第１の流路
２２…第２の流路
２３…指型部
２４…リング
２５…溝
２６…軸受
２７…シーリングリング
２８…シーリングリング
２９…内側の円錐形状の面
３０…円錐形状の外側面
３１…くさび体
３２…リング
３３…第１の円錐面
３４…第２の円錐面
３５…くびれ部
３６…内側の凹状のアーチ型の面
３７…くさび体の面
３８…前方の平坦な端面
３９…後方端面
４０…横方向の溝
４１…遷移面
４２…表面部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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