(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具シャンクを摩擦で締め付けるための工具受容部（３）を備え、該工具受容部（３）が互いに間隔をもって配置される複数のリング状の締め付け面（１２）から成り、これら締め付け面が、前記工具シャンクを摩擦で保持するためにスリーブ部（４）の内周に形成され、前記スリーブ部（４）がその締め付け作用に影響を与えるために材料節減部を有し、該材料節減部が、周方向に延在する複数のリング状の通路（９）によって形成され、これら通路が、それぞれ弾性壁部分（１０）によって前記工具受容部（３）から切り離され、前記弾性壁部分（１０）が、前記通路（９）とは逆の側で、それぞれの前記締め付け面（１２）を形成している、工具保持具（１）において、
それぞれの前記通路（９）の、半径方向に測った深さが、＜０．１ｍｍであり、前記弾性壁部分（１０）が作動中に発生する力の影響でわずかだけ半径方向に撓み、このときに半径方向においてその下にあるスリーブ部分（５）で支持されることを特徴とする工具保持具（１）。
【請求項２】
工具シャンクを摩擦で締め付けるための工具受容部（３）を備え、該工具受容部（３）が螺旋状の少なくとも１つの締め付け面（１２）から成り、これら締め付け面が、前記工具シャンクを摩擦で保持するためにスリーブ部（４）の内周に形成され、前記スリーブ部（４）がその締め付け作用に影響を与えるために材料節減部を有している、工具保持具（１）において、
前記材料節減部が、ほぼ周方向にねじ線に沿って延在する少なくとも１つの通路（９）によって形成され、該通路が、弾性壁部分（１０）によって前記工具受容部（３）から切り離され、前記弾性壁部分（１０）が、前記通路（９）とは逆の側で、それぞれの前記締め付け面（１２）を形成し、前記弾性壁部分（１０）が作動中に発生する力の影響でわずかだけ半径方向に撓み、このときに半径方向においてその下にあるスリーブ部分（５）で支持されることを特徴とする工具保持具（１）。
【請求項３】
前記弾性壁部分（１０）が半径方向において薄壁であり、好ましくは壁厚＜２ｍｍであり、理想的には＜１ｍｍであり、好ましくはこれに加えて、前記通路（９）を前記工具受容部（３）から切り離している前記弾性壁部分（１０）によって張られる、前記通路（９）の幅（Ｂ１）が、前記工具保持具（１）の縦軸線（Ｌ）の方向に見て、前記弾性壁部分（１０）上に形成されている前記締め付け面（１２）の幅（ＢＳ）よりも大きく、理想的には少なくとも２５％だけ大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載の工具保持具。
【請求項４】
それぞれの前記通路（９）の、半径方向に測った深さ（Ｔ１）が＜０．０７５ｍｍであることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の工具保持具。
【請求項５】
それぞれの前記通路（９）の、前記回転軸線（Ｌ）の方向に測った幅（Ｂ１）が、該通路（９）の、半径方向に測った深さ（Ｔ１）よりも少なくとも１０ファクタだけ大きいことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の工具保持具。
【請求項６】
前記スリーブ部（４）が２つの部分から構成されて、スリーブ部分（５）と、該スリーブ部分（５）内に固定されるブシュ（６）とから成り、該ブシュの外周面に、前記通路（９）を形成する１つまたは複数の溝（７）が加工されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の工具保持具。
【請求項７】
前記通路が好ましくは完全に非鉄金属で充填され、好ましくは銅で充填され、または非金属で充填され、好ましくはプラスチックで充填され、または液体で充填され、好ましくはオイルで充填されていることを特徴とする、請求項６に記載の工具保持具。
【請求項８】
前記ブシュが高緩衝金属から製造されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の工具保持具。
【請求項９】
前記ブシュ（６）が、前記工具保持具（１）の自由端側で、該工具保持具と溶接され、前記ブシュ（６）が好ましくは薄壁であり、理想的にはその壁厚（Ｗ）が＜２．５ｍｍ、より好ましくは＜１．５ｍｍであることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の工具保持具。
【請求項１０】
工具シャンクを異なる締め付け特性で摩擦により締め付けるための請求項１から９までのいずれか一つに記載の工具保持具を製造するシステムにおいて、同一に構成された複数の工具保持具本体と、該工具保持具本体と結合される異なる複数のブシュとを有し、該ブシュが、その外周面に加工されて前記通路（９）を形成する構造および／またはその内周面での前記締め付け面（１２）の構成の点で異なっている前記システム。
【請求項１１】
外周に、周方向に周回するように延在して閉じた複数の第１の溝（７）、または、ねじ線に沿って前記外周のまわりに複数回巻回されて周回するように延在している少なくとも１つの第１の溝（７）を有しているブシュ（６）を、工具シャンクの締め付け特性を制御するために工具受容部（３）内で使用する使用方法であって、このために、前記閉じた複数の第１の溝（７）の数量、相互間隔および／または深さ（Ｔ１）を、所望の締め付け特性が達成されるように選定し、または、前記ねじ線に沿って延在している前記第１の溝（７）の数量、巻回回数、ピッチおよび／または深さを、所望の締め付け特性が達成されるように選定し、閉じた複数の前記第１の溝（７）、または、ねじ線に沿って前記外周のまわりに複数回巻回されて周回するように延在している少なくとも１つの前記第１の溝（７）が、中断部を有していない連続している複数のリング状の通路（９）を形成し、これらのリング状の通路（９）が、それぞれ、半径方向に弾性撓み可能な壁部分（１０）によって本来の前記工具受容部（３）から切り離され、前記弾性撓み可能な壁部分（１０）が前記リング状の通路（９）を前記工具受容部（３）に対し閉鎖しており、前記弾性撓み可能な壁部分（１０）が、作動中に発生する力の影響でわずかだけ半径方向に撓み、このときに半径方向においてその下にあるスリーブ部分（５）で支持される前記使用方法。
【請求項１２】
前記ブシュ（６）が、その内周に、周方向に周回するように延在する閉じた複数の第２の溝（１１）またはねじ線に沿って前記内周のまわりに複数回巻回されて周回するように延在している少なくとも１つの第２の溝（１１）を有し、前記第２の溝（１１）がそれぞれ２つの前記第１の溝（７）の間の中間空間の領域に配置され、または、前記少なくとも１つの第２の溝（１１）が前記少なくとも１つの第１の溝（７）の２つの巻回部の間の中間空間の領域に配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載の使用方法。
【請求項１３】
前記第１の溝（７）の前記深さ（Ｔ１）を、作動力が特定の大きさを越えたときに、前記溝を張っている前記壁部分（１０）が前記スリーブ部分（５）の内周に当接するように選定することを特徴とする、請求項１１または１２に記載の使用方法。
【請求項１４】
前記第１の溝の、半径方向に測った前記深さ（Ｔ１）が、＜１ｍｍであり、好ましくは＜０．５ｍｍであり、理想的には＜０．１ｍｍであり、好ましくはこれに加えて、１つの前記第２の溝の、半径方向に測った前記深さ（Ｔ２）が、＜１ｍｍであり、好ましくは＜０．５ｍｍであり、理想的には＜０．１ｍｍであることを特徴とする、請求項１１から１３までのいずれか一つに記載の使用方法。
【請求項１５】
前記ブシュ（６）が、標準鋼よりも高い緩衝を有する材料から作製されていることを特徴とする、請求項１１から１４までのいずれか一つに記載の使用方法。
【請求項１６】
工具受容部（３）を備えた工具保持具で締め付けるための切削工具において、
前記切削工具のシャンクがブシュを担持し、該ブシュが、その外周に、周方向に周回するように延在して閉じた複数の第１の溝（７）、または、ねじ線に沿って前記外周のまわりに複数回巻回されて周回するように延在している少なくとも１つの溝（７）を有し、前記ブシュ（６）の最大外径が好ましくは前記切削工具のシャンク公称径に対応し、閉じた複数の前記第１の溝（７）、または、ねじ線に沿って前記外周のまわりに複数回巻回されて周回するように延在している少なくとも１つの前記第1の溝（７）が、中断部を有していない連続している複数のリング状の通路（９）を形成し、これらのリング状の通路（９）が、それぞれ、半径方向に弾性撓み可能な壁部分（１０）によって本来の前記工具受容部（３）から切り離され、前記弾性撓み可能な壁部分（１０）が前記リング状の通路（９）を前記工具受容部（３）に対し閉鎖しており、前記弾性撓み可能な壁部分（１０）が、作動中に発生する力の影響でわずかだけ半径方向に撓み、このときに半径方向においてその下にあるスリーブ部分（５）で支持されることを特徴とする切削工具。
【請求項１７】
前記ブシュ（６）がその内周面に複数の溝（７）を担持し、これらの溝がそれらの間にリング状の締め付け面（１２）を形成し、該締め付け面が規定に従って前記工具シャンクの周部に対し当接すること、または、前記ブシュ（６）がその内周面に少なくとも１つのスパイラル状の溝（７）を担持し、これらの溝が回転軸線（Ｌ）のまわりに複数回巻回され、このようにして前記溝が、規定に従って前記工具シャンクの周部に対し当接する少なくとも１つのスパイラル状の締め付け面（１２）を形成していることを特徴とする、請求項１６に記載の切削工具。
【請求項１８】
前記切削工具のシャンクが、工具刃とは逆の側の端部に、外径を減少させた部分を有し、この部分上に前記ブシュ（６）がスライドさせて取り付けられていることを特徴とする、請求項１７に記載の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸線のまわりに回転可能な工具、特にドリル、フライスまたはリーマ工具用の工具保持具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような工具のシャンクを、それ自体閉じていてほとんどの場合スリーブ部として実施される工具保持具のリング状部分の中央受容穴でプレスばめを用いて保持することは知られている。前記スリーブ部は、これ以外の通常の構成の工具保持具の工具側端部を形成する。
【０００３】
工具保持具のこの種の部分またはスリーブ部は加熱によって半径方向へ拡幅して、工具の冷えたシャンクをスリーブ部内へ押し込むことができ、または、これから引き出すことができる。スリーブ部が再び冷えると、該スリーブ部と工具のシャンクとの間にプレス結合が生じ、これにより工具は工具保持具内で確実に固持される（収縮技術、たとえば特許文献１を参照）。
【０００４】
これとは択一的に、液圧で締め付けを行なうこともできる。このため、工具保持具の前記スリーブ部の内部に液圧締め付け機構が配置され、該液圧締め付け機構は、液圧が作用すると、工具シャンクを取り囲んでいるその内径を縮小して工具シャンクを摩擦で締め付ける。
【０００５】
第３の択一的構成として、工具シャンクを摩擦で確実に締め付けるために必要なプレス力を機械的方法で調達する可能性がある（たとえば非特許文献１または特許文献２或いは特許文献３のローラ型チャックを参照）。
【０００６】
上述した種類のチャックは実際に非常に優れたものである。
【０００７】
上述した種類のチャックの場合、一般に、好ましくない状況で、高速交番負荷にさらされる工具の刃に起因する反作用力のために振動が励起し、この振動が共鳴範囲内にあるかその付近にあるという問題がある。この振動は工具とチャックと工作機械とから成るシステム全体で強くなり、たとえば切削速度および／または送りを減少させねばならず、実際のシステムの処理能力を損なわせ、望ましいものではない。
【０００８】
いくつかのケースでは、このようなシステム全体の振動傾向を、たいていの場合は工具を「より柔軟に」締め付け固定することによって好影響を与えることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第１３５３７６８Ｂ１号明細書
【特許文献２】ＥＰ  １  ２９１  １０３
【特許文献３】ＤＥ  ３５  １７２  ４６
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】ＤＩＮ  ＩＳＯ  １５４８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、加工精度に妥協することなく、工具の振動挙動に特に好ましく影響する工具締め付け固定を可能にする手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題に対する第１の解決手段は、本発明によれば、工具シャンクを摩擦で締め付けるための工具受容部を備え、該工具受容部が互いに間隔をもって配置される複数のリング状の締め付け面から成り、工具シャンクをプレスばめで保持するように特定されたこれら締め付け面が、前記工具シャンクを摩擦で保持するためにスリーブ部の内周に形成され、前記スリーブ部がその締め付け作用に影響を与えるために材料節減部を有し、前記材料節減部が、周方向に延在する複数のリング状の通路によって形成され、これら通路が、それぞれ弾性壁部分によって前記工具受容部から切り離され、前記弾性壁部分が、前記通路とは逆の側で、それぞれの前記締め付け面を形成している、工具保持具において、それぞれの前記通路の、半径方向に測った深さが、＜０．１ｍｍであり、前記弾性壁部分が作動中に発生する力の影響でわずかだけ半径方向に撓み、このときに半径方向においてその下にあるスリーブ部分で支持されるというものである。
【００１３】
スリーブ部内で周方向に延在し、理想的には「無端」であり、または、中断部を有していないリング状の通路は、たとえば回転軸線に対し平行な方向でスリーブ部内に穿設された複数の孔とは異なる構造よりも優っていることが明らかになった。その理由は、とりわけ、上記孔のような構造は、回転軸線に対し平行であるために、このように処理された工具保持具の剛性が特定の方向から半径方向に作用する力に対し工具保持具の現時点での回転位置に依存するからである。このことは、実際の使用例において、（現時点での負荷および回転数に依存して）振動を励起する作用がある。
【００１４】
さらに、同様に、工具受容部の側から穿設され、それ故工具受容部側へ開口しているシンプルな溝は、スリーブ部の内部にあって工具受容部に対し完全に密閉されている本発明による通路よりも、締め付け特性に対し極めてわずかな影響力しか及ぼさないことが明らかになった。
【００１５】
上記課題に対する第２の解決手段は、本発明によれば、工具シャンクを摩擦で締め付けるための工具受容部を備え、該工具受容部が螺旋状の少なくとも１つの締め付け面から成り、これら締め付け面が、前記工具シャンクを摩擦で保持するためにスリーブ部の内周に形成され、前記スリーブ部がその締め付け作用に影響を与えるために材料節減部を有している、工具保持具において、前記材料節減部が、ほぼ周方向にねじ線に沿って延在する少なくとも１つの通路によって形成され、該通路が、弾性壁部分によって前記工具受容部から切り離され、前記弾性壁部分が、前記通路とは逆の側で、それぞれの前記締め付け面を形成し、前記弾性壁部分が作動中に発生する力の影響でわずかだけ半径方向に撓み、このときに半径方向においてその下にあるスリーブ部分で支持されるというものである。好ましくは、通路は周方向において工具受容部孔のまわりに複数回、理想的には少なくとも３回巻回されている。ただ１つの通路を設ける代わりに、複数の通路を設けてもよく、これらの通路はスリーブ部内でいわば二条ねじを形成する。
【００１６】
このようなねじ山状の配置によっても、このように構成された工具保持具の剛性は、特定の方向から半径方向に作用する力に対し、工具保持具の現時点での回転位置にほとんど依存しなくなる。この場合、特に、工具保持具が回転している間の該工具保持具の剛性が跳躍的に変化しないという利点がある。
【００１７】
ねじ線の中心縦軸線に接する接線（これに沿って通路が周回するように延在している）と、工具保持具が規定に従ってまわりで回転する軸線との成す角度αは、前記直線の投影図において、有利には＞６０゜である。
【００１８】
本発明の有利な実施態様は、弾性壁部分が半径方向において薄壁であり、好ましくは壁厚＜２ｍｍであり、理想的には＜１ｍｍであることを特徴としている。これは弾性壁部分に弾性を付与し、この弾性は特に有利に振動挙動に特に次の場合に影響し、すなわち弾性壁部分が作動中に発生する力の影響でわずかだけ半径方向に撓み、このときに半径方向においてその下にあるスリーブ部分で支持され、いわゆる「ブロック」になる場合がそれである。これは、作動中に発生するすべての負荷に対処するために工具シャンクの締め付けが柔軟になるのを妨げる。
【００１９】
他の有利な実施態様の範囲内では、通路を工具受容部から切り離している弾性壁部分によって張られる、通路の幅は、工具保持具の縦軸線の方向に見て、弾性壁部分上に形成されている締め付け面の幅よりも大きく、好ましくは少なくとも２５％だけ大きい。これにより、弾性壁部分の作用を特に好適に活用することが可能になる。
【００２０】
好ましくは、それぞれの通路の、半径方向に測った深さはむしろ非常に浅く、深さに対して＜０．０７５ｍｍが当てはまる。
【００２１】
有利には、それぞれの通路の、回転軸線の方向に測った幅は、該通路の、半径方向に測った深さよりも少なくとも１０ファクタだけ、理想的には２０ファクタだけ大きい。このような構成は、弾性壁部分が前述のように「ブロック」になるという前述の効果を促進し、弾性壁部分の領域に有害な局所的負荷が発生することがない。
【００２２】
有利な実施態様の範囲内では、スリーブ部は２つの部分から構成されて、通常は工具保持具の組み込み構成部材であるスリーブ部分と、該スリーブ部分内に固定されるブシュとから成り、該ブシュの外周面に、通路を形成する１つまたは複数の溝が加工されている。このような２部分構成を用いると、たとえば本来のスリーブ部内に組み込まれる対応する通路の製造を可能にする粉末冶金による方法のような他の製造方法が考えられても、本発明による通路は特に合理的に製造することができる。いずれにしろ、このような２部分構成には、工具保持具の同じ種類のブランクまたはわずかに異なっているブランクに、それぞれ所望の緩衝特性を生じさせるブシュを備えさせることで、非常に簡単に種々のバリエーションまたはタイプのものを製造できるという利点がある。
【００２３】
有利な実施態様では、ブシュの外周面に形成された通路または該通路を形成する溝は好ましくは完全に非鉄金属で充填され、好ましくは銅で充填され、または非金属で充填され、理想的には圧縮性柔軟エラストマーまたは圧縮性ゴム、でなければプラスチックで充填され、または液体で充填され、好ましくはオイルで充填されている。
【００２４】
通路を形成する溝の特性を非常に微細に調整できるようにするため、溝をたとえば電気分解により全体的にまたは部分的に非鉄金属で充填し、次にブシュの外周（前記電気分解により少なくとも一貫してコーティングされている）を所定の適合寸法(Passmass)に研削し、ほとんどの場合、溝の端部にかろうじて、析出した材料が見いだされるように研削する。その後ブシュをスリーブ部内へ組み込み、好ましくは最終的にそこに固定する。
【００２５】
他方、ブシュを適当な射出成形金型内へ挿入し、通路を形成する溝に、プラスチック塊またはエラストマーまたはゴムエラストマーを噴射する可能性もある。この場合には、ブシュの外周を（すでに述べたように）研削してその適合寸法へもたらす。より精密な射出成形金型に対応する有利な適用では、実際にはこのために特定した溝のみにプラスチック等を噴射するが、ブシュはその精密に形成された径を維持する。
【００２６】
他方、工具保持具をオイル浴に浸漬する際にブシュをそこに組み込む可能性もある。このようにして、緩衝作用のあるオイルで通路を継続的に充填することが達成される。
【００２７】
ブシュを、防振性が特に強い金属合金（「高緩衝金属」）から製造すれば、極めて理想的である。このような材料は最近では、たとえばフランス  ５７３６０  Amneville  26 rue de la Republique在  Les Bronzes d'Industrie社の商品名 EXIUM AMで提供されているものがある。より一般的にいえば、高緩衝金属とは、ブシュの半径方向において、従来の工具鋼よりも少なくとも１５％、理想的には少なくとも２５％程度緩衝特性を改善した金属または合金のことである。
【００２８】
好ましくは、ブシュは、工具保持具の自由端側で、該工具保持具と溶接されている。これにより、工具の取り付け取り外しの際にブシュが不慮に工具保持具から抜けなくなるので、工具保持具の取り扱いが容易になる。
【００２９】
ブシュを全体的に特に薄壁に形成し、好ましくはその壁厚が＜２．５ｍｍ、理想的には＜１．５ｍｍであれば、特に好ましいことが明らかになった。このように薄壁のブシュは全体的に弾性があり、周方向に延在している通路の作用を最適に有効化させ、同時に工具シャンクに対してもたらされるべき締め付け力を著しく減少させない。
【００３０】
本発明を個々の工具保持具の構成に対してのみ使用せずに、異なる締め付け特性で工具シャンクを摩擦で締め付けるための上述の工具保持具を製造するためのシステムのために改良すれば、特に大きな合理化効果を実現できる。このようなシステムは、合目的には、同一に構成された複数の工具保持具本体と、該工具保持具本体とともに使用される異なる複数のブシュとを有している。これらのブシュは、その外周面に加工されて通路を形成する構造および／またはその内周面での締め付け面の構成の点で異なっている。このようにして、同一の工具保持具本体を非常に簡単に種々の必要性に適合させることができる。
【００３１】
この適合を、工具保持具の製造の段階で利用できるようにするため、わずかなコストで、常に同じ工具保持具本体またはわずかに異なる工具保持具本体から、異なる構成のブシュ、よって撓みが異なるブシュを組み込むことによって、歩進的に段階づけられた締め付け特性を有する一系列または複数系列の工具保持具を製造する。
【００３２】
ブシュがそれぞれ最終的に工具保持具本体内で固定されるのではなく、工具保持具の最終利用者が該ブシュを交換できるように工具保持具本体に固定されていれば、システム思想をさらに効率的に活用できる。最終利用者が選定した工具保持具と工具との組み合わせを備えた工作機械が最適に作動するのではなく、不具合な振動をする傾向にあることを確認した場合には、即座に、好ましくは一様に回転する挙動を示す工具保持具に、該工具保持具に全く別の締め付け特性を付与してシステム全体を問題の振動範囲から脱出させるようなブシュを備えさせることが最終利用者にとって可能になる。
【００３３】
本発明のシステム思想は、方法に関しても表現することができる。常に同じ工具保持具本体またはわずかに異なる工具保持具本体に本発明による種類の異なるブシュを備えさせることによって異なる締め付け特性を備えた工具保持具を製造する方法に対しても、権利保護が要求される。
【００３４】
場合によっては、周方向において別の個所に、全く別の目的で工具保持具に組み込まれた溝付きブシュをすでに設けた後、本発明の範囲内では、異なるブシュの使用方法に対しても権利保護が要求され、すなわちその外周に、周方向に周回するように延在して閉じた複数の第１の溝、または、ねじ線に沿って外周のまわりに複数回巻回されて周回するように延在している少なくとも１つの溝を有している、工具保持具の締め付け特性を制御するためのブシュの使用方法に対しても権利保護が要求される。このように構成されたブシュは、後で工具を受容する工具保持具に押し込みで好ましくは継続的に固定するために使用され、或いは、スライドさせて取り付けて好ましくは工具シャンク上で継続的に固定するために使用される。
【００３５】
合目的には、このようなブシュは、その内周に、周方向に周回するように延在する閉じた複数の第２の溝またはねじ線に沿って内周のまわりに複数回巻回されて周回するように延在している少なくとも１つの第２の溝を有し、第２の溝はそれぞれ２つの第１の溝の間の中間空間の領域に配置され、または、少なくとも１つの第２の溝は少なくとも１つの第１の溝の２つの巻回部の間の中間空間の領域に配置されている。
【００３６】
理想的には、第１の溝の深さを、作動力が特定の大きさを越えたときに、溝を張っている壁部分がスリーブ部分の内周に当接するように選定する。
【００３７】
このようなブシュの場合、好ましくは、第１の溝の、半径方向に測った深さは非常に浅く、すなわち理想的には＜０．１ｍｍであり、より好ましくは＜０．０７５ｍｍである。
【００３８】
第２の溝の、半径方向に測った深さが、＜１ｍｍであり、好ましくは＜０．５ｍｍであり、理想的には＜０．１ｍｍであれば、特に好ましいことが明らかになった。
【００３９】
ブシュが、標準鋼よりも高い緩衝を有する材料、理想的には金属材料から作製されていれば、特に好ましいことが明らかになった。特に適しているのは、日本  ４５７−８５４５名古屋市南区大同町２−３０在  大同スチール社の商品名"Star Silent"で市販されている合金である。
【００４０】
本発明の１実施形態を表わすブシュを、該ブシュを付加的に受容できるようにサイジングされている特殊な工具保持具で使用することは必ずしも強制的に必要なものではない。むしろ本発明は、特に追装備を目的として、対応する請求項に記載するように、切削工具のそれぞれのシャンクにこのブシュを備えさせるようにも適用することができる。
【００４１】
本発明に従って構成される工具チャックは、本出願人のいわゆる「セーフロックテクノロジー」と組み合わせるように設定されている。「セーフロックテクノロジー」はたとえば特許を付与されたＥＰ２  ００４  ３５１  Ｂ１に詳細に説明されており、その内容全体をここで指摘することによってこれを本発明の対象に加えることにする。セーフロックテクノロジーとは、簡単に言えば、摩擦で締め付けられている工具シャンクを、さらに、工具シャンクに設けた１つまたは複数のねじ状の溝に係合する形状拘束要素によって固持することを特徴としている。セーフロックテクノロジーは、特に高出力切削（ＨＰＣ）の際に発生するマイクロクリープ運動による工具の不慮の引き抜きを阻止する。このようなことを阻止することは、特に、工具シャンクが工具保持具と固定結合されているスリーブ部の表面によってプレスばめで直接保持されずに、本発明によるブシュの中間層のもとで保持される個所でも多大な実践的意義を有している。
【００４２】
本発明はとりわけ高出力切削に対して有意義であるので、好ましくは工具冷却システムとともに使用することができる。このような工具冷却システムはたとえば特許出願ＷＯ２０１０／０２２８７５に記載されており、その内容全体をここで指摘することによってこれを本発明の対象に加えることにする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
他の利点、構成の可能性および作用は、図面を用いて以下に説明する実施形態から明らかである。なお、図の開示内容は全体的に本発明にとって重要である。
【図１】第１実施形態の全体図である。
【図２】第１実施形態のスリーブ部の断面図である。
【図３】図２の部分図である。
【図４】第２実施形態の全体図である。
【図５】第２実施形態のスリーブ部の断面図である。
【図６】図５の部分図である。
【図７】本発明の第３実施形態を表わし、一体に形成された通路を特徴とするコレットチャックの、回転軸線に沿った断面図である。
【図８】図７のコレットチャックを前方から見た図である。
【図９】本発明の第４実施形態を表わすコレットチャックの前面図であり、この第４実施形態はブシュ押し込み型のコレットチャックである。
【図１０】図９のコレットチャックの鉛直方向断面図である。
【図１１】図９のコレットチャックを他の位置で示した図である。
【図１２】図１１のコレットチャックの鉛直方向断面図である。
【図１３】図１０および図１２に図示したスリーブ部の部分拡大図である。
【図１４】本発明の第５実施形態を表わすコレットチャックの前面図であり、この第５実施形態は別様に構成したブシュ押し込み型のコレットチャックである。
【図１５】図１４のコレットチャックの鉛直方向断面図である。
【図１６】図１４のコレットチャックを他の位置で示した図である。
【図１７】図１６のコレットチャックの鉛直方向断面図である。
【図１８】図１４および図１６に図示したスリーブ部の部分拡大図である。
【図１９】本発明によるブシュの一部分をかなり拡大した部分拡大図であり、この部分は好ましくは実施形態で説明したすべてのブシュに対して代表的なものであり、図２０および図２１によって示されるようなブシュをも含むものである。
【図２０】本発明によるブシュを備えているフライスの軸断面図である。
【図２１】図２０のフライスの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１は、収縮型チャック(Schrumpffutter)の形態の工具保持具１を示している。参照符号Ｌは工具保持具の回転軸線であり、この回転軸線のまわりに規定どおりの使用態様で工具保持具が回転する。
【００４５】
収縮型チャックは、その構成に従って工具のシャンクを硬く締め付けることができる。これには多くのケースで利点があるが、より柔軟な締め付けが適切であるようなすべてのケースでこの収縮型チャックは本発明を適用するうえで特に好ましい。
【００４６】
図２および図３から最もわかるように、この工具保持具１はそのスリーブ部４の内部に工具受容部３を有している。
【００４７】
この実施形態の場合、スリーブ部４は一体に実施されておらず、ほとんどの場合工具保持具１と一体の構成部材として実施されているスリーブ部分５とこのスリーブ部分５のなかで保持されているブシュ６とから成っている。
【００４８】
通常のケースでは、このブシュ６はスリーブ部分５と着脱不能に結合され、たとえばブシュ６の自由端面をスリーブ部分５の端面と結合させる溶接継目（図示せず）によって結合されている。
【００４９】
ブシュ６は、好ましくは周方向に連続している複数の第１の環状溝７を備え、これら第１の環状溝７はそれぞれ環状細条部８によって互いに切り離されている。環状溝はそれ自体としては閉じている。ブシュ６が規定に従ってスリーブ部分５内に取り付けられると、ブシュ６とスリーブ部分５とは協働してスリーブ部４を形成し、スリーブ部４は、対応する複数のリング状の通路９の形態の材料節減部を有している。これに関しては特に図３を参照してもらいたい。図３は、ここでは第１の環状溝７によって明確に形成されているリング状の通路９が、それぞれ半径方向に弾性撓み可能な壁部分１０によって本来の工具受容部から切り離されていることを示している。弾性撓み可能な壁部分１０はリング状の通路９を工具受容部に対し閉鎖しており、その結果リング状の通路９と締め付けられる工具シャンクの周面との間に直接の結合はなく、前記壁部分１０によって切り離されている。
【００５０】
壁部分１０が半径方向において撓み可能であることにより、工具シャンクはより柔軟に締め付けられる。たとえばスリーブ部の回転軸線Ｌにほぼ平行な方向に延在している通路または孔とは異なり、周方向に連続的に延在している通路９は、作動中に工具シャンクに対し負荷される力に対し工具シャンクを締め付ける剛性がすべての方向において同一であるように、従って工具保持具の現時点での回転位置に関係なく同一であるようにする用を成している。これは本発明によれば特に静謐な作動を配慮したものである。
【００５１】
この実施形態において、ブシュ６の内周面が一貫して一様な筒側面を有していなければ、特に好ましい作用を及ぼす。むしろブシュ６は、その内周面上にも第２の環状溝１１としての環状溝を担持している。これらの第２の環状溝１１はリング状の締め付け面１２の間に形成され、リング状の締め付け面１２は規定に従って工具シャンクの周部に対し当接している。締め付け面１２は摩擦で工具シャンクを固持し、従って作動中にもたらされるトルクの少なくとも大部分を工具シャンクに伝達する。
【００５２】
好ましくは、締め付け面１２は特定の態様で位置決めされ、構成されており、すなわち図３が示すように位置決めされ、構成されている（図１９をも参照）。
【００５３】
締め付け面１２はそれぞれ弾性撓み可能な壁部分１０の内周に形成されている。すなわち締め付け面１２は周方向において通路９の形態のキャビティによって完全に取り囲まれ、すなわち「中空」であり、従って弾性で半径方向に待避または移動することができる。
【００５４】
本発明による通路または本発明によるブシュにとって重要な種々の寸法は、図１９を用いればもっともよく説明できる。
【００５５】
締め付け面１２のそれぞれの、回転軸線Ｌに対し平行に測った幅ＢＳは、同じ方向で測った、それぞれ第１の溝７によって形成されて弾性の壁部分１０が張っている（画成している）通路９の幅Ｂ１よりも小さい。
【００５６】
図からわかるようにブシュは薄壁で実施され、その壁厚Ｗは好ましくは２．５ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下である。
【００５７】
特に好ましいのは、通路９のそれぞれを、またはその数量の少なくとも大部分をそれぞれ次のように実施すること、すなわち当該通路９の幅Ｂ１が半径方向に測った深さＴ１よりも著しく大きいように実施することである。このような構成の場合、弾性撓み可能な壁部分１０は「ブロック」になることができ、すなわち作動中に何らかの理由から衝撃的に非常に大きな力をもたらせねばならない場合には常に、弾性撓み可能な壁部分１０を半径方向外側で支持することかできる。これは、作動中に生じるあらゆる荷重に太刀打ちできるように、工具シャンクの締め付けが柔軟しすぎることを阻止する。
【００５８】
図２から最もわかるように、工具保持具は、ブシュ６に接続して、前述したセーフロックスクリュー構造１３を備えている。
【００５９】
図４は、収縮型チャックの形態の他の工具保持具１を示す。この工具保持具の本体は、図１に示した工具保持具の本体に対応している。この実施形態でも、スリーブ部４は一体に実施されていない。
【００６０】
前述した実施形態と異なるのは、工具保持具が備えているブシュが、その外周に取り付けられる第１の溝でもってそれぞれ周方向に閉じている複数の通路を形成せずに、好ましくは連続して延在する２つの通路９を形成していることである。これらの通路９は、それぞれ固有のねじ線に沿って３回以上工具受容穴のまわりに巻回されている。従ってこれら通路９は、二条ねじと呼ぶことができる配置構成を形成している。
【００６１】
この実施形態の場合も、リング状の通路９は、それぞれ半径方向に弾性撓み可能な壁部分１０によって本来の工具受容部から切り離され、壁部分１０はリング状の通路９を工具受容部から閉鎖させている。
【００６２】
ここで、それぞれ弾性撓み可能な壁部分１０は本来の締め付け面１２を担持し、その結果ここでも締め付け面は「中空」である。従って、この実施形態では２つの締め付け面が設けられ、しかしこれら２つの締め付け面は、第１実施形態とは異なり、複数の円環の形態で形成されておらず、二条ねじのように配置されて同様に工具保持具の回転軸線Ｌのまわりに複数回巻回されている２つのねじ線の形態で形成されている。
【００６３】
この実施形態でも、好ましくはそれぞれの締め付け面１２の、回転軸線Ｌに平行に測った幅ＢＳは、同じ方向に測った、壁部分１０が張っている（画成している）通路９の幅Ｂ１よりも小さい（この実施形態に対しても図１９を参照）。
【００６４】
上述した処置により、この実施形態でも工具シャンクの締め付けはより柔軟になる。
【００６５】
通路のサイズ、または、（ブシュを使用する場合は）第１および第２の溝７，１１のサイズ、締め付け面１２のサイズ、およびブシュ６の壁厚Ｗの大きさに関しては、第１実施形態に関して述べたこと、および第２実施形態で述べた主旨が適用される。
【００６６】
図７および図８は本発明の第３実施形態を示すもので、この第３実施形態は、収縮型チャックの締め付け特性を制御するために使用されるのではなく、コレットチャック１５の締め付け特性を制御するために用いられる。このコレットチャック１５は、図示していない継ぎナットにより、回転軸線Ｌの方向において、その外周に係合する円錐座部内へ圧入され、このようにして工具シャンクを締め付け座部内で保持する。
【００６７】
有利には、コレットチャックはここでもすでに述べたセーフロックスクリュー構造１３を備えている。
【００６８】
この実施形態の場合、本発明による通路９は、周方向に延在する複数の円環状の通路の形態に形成され、これら円環状の通路は、第１実施形態の場合のように、工具受容部の側へ弾性撓み可能な壁部分１０によって密閉されている。通路は、コレットチャック１５の壁を貫通してこれに必要な圧縮を付与するスリット１４によって切断されるが、それ以外は閉じている。この実施形態の特徴に関する以下の説明で特に言及しない限り、通路９と、弾性撓み可能な壁部分１０と、締め付け面１２とは、好ましくは、第１実施形態で述べたように形成され、配置され、そのサイズが選定されている（図１９をも参照、図１９の図示がここでも適用される）。
【００６９】
この実施形態の特徴は、本発明による通路がここでは、コレットチャックに挿入されてそこで固定されるブシュを用いて形成されずに、通路が一体のコレットチャックに組み込んで（一体に）形成されている点である。
【００７０】
このような通路の形成は、もっとも簡単には、コレットチャックを粉末冶金方式によって製造することによって実現できる。
【００７１】
図９ないし図１３は、本発明の第４実施形態を示している。この実施形態でも本発明はコレットチャック１５の締め付け特性を制御するために使用される。
【００７２】
しかしながら、この実施形態は第１実施形態と密接な関係にある。というのは、本発明による通路９は、ここでは、すでに第１実施形態との関連で説明した、外周に第１の溝７を担持しているブシュ６が、収縮型チャックに挿着される代わりにコレットチャック１５に挿着されるからである。第１実施形態の場合と同様に、ブシュは周方向において閉じており、すなわち縦スリットを有していない。
【００７３】
通路と弾性壁部分と締め付け面の配置、構成、サイズに対しては、第１実施形態に対し述べたことが適用される。
【００７４】
ここでは、すでに述べたブシュ６の薄壁構成が特に好影響を与える。ブシュ６の薄壁により、該ブシュ６が縦スリットを有していないにもかかわらず、コレットチャックの保持力が著しく減少しないよう保証される。
【００７５】
図１４ないし図１８は、本発明の第５実施形態を示している。
【００７６】
この実施形態は、第２実施形態と密接な関係にある。というのは、本発明による通路９は、ここでは、すでに第２実施形態との関連で述べたブシュ６が収縮型チャックに挿着される代わりに、コレットチャック１５に挿着されるからである。通路と弾性壁部分と締め付け面の配置、構成、サイズに対しては、第２実施形態に対し述べたことが適用される。
【００７７】
ここでも、ブシュ６の薄壁構成が好影響を与える。
【００７８】
図２０と図２１は、工具保持具に変更を施す必要がなく、本発明を難なく追加的にも使用できることを示している。
【００７９】
この目的のため、すでに述べたいくつかの実施形態の範囲内で既に使用されているブシュ６が使用される。ブシュ６は、好ましくは、すでに述べたように構成され、特に溝７または１１、弾性壁部分１０、締め付け面１２の構成について述べたようにも構成されている。ブシュ６は外側に、または場合によっては内側にも、周方向に延在する溝７または１１を有し、或いは、この代わりに、すでに前述したスパイラル状の溝を有していてもよい。
【００８０】
合目的には、このようなブシュ６は収縮および／または局所的溶接によって継続的に工具シャンク１７に固定される。
【００８１】
この場合ブシュ６は次のようにサイズを選定され、すなわち固定後に、好ましくは工具保持具内で締め付けられる工具シャンクに対する一般的な公称径の１つに完全に対応する最大外径を有し、その結果ブシュを備えた工具を標準工具保持具の１つで手順どおりに締め付けることができるように、選定されている。
【００８２】
これを達成するため、工具シャンクはその工具刃とは逆の側の端部に縮径した部分を有し、その結果ブシュを工具シャンク上にスライドして取り付けることができ、その最大外径はこの工具の固有のシャンク径に対応している。
【００８３】
これとは択一的に、ブシュを縮径していない工具シャンクにスライドして取り付け、その時ブシュのサイズは次のように選定されており、すなわち固定後のその最大径がより大きな工具のシャンク内径に対応し、その結果工具をブシュともども、本来このより大きな工具に対し特定されている標準工具保持具内へ押し込むことができ、しかも工具保持具に変更を行なう必要がない。
【００８４】
図１９に例示したブシュを用いて一般的に付言すれば（ただしすべての実施形態に対し効果がある）、ブシュを適当に構成することにより、振動挙動および緩衝挙動を変化させて適合させることができる。これはとりわけ環状溝７と１１の位置決めおよびサイジングによって行うことができる。
【００８５】
図１９では、溝は、溝７全体にわたって締め付け面１２が生じるように設けられている。溝７と１１の幅および深さを変更することにより、ブシュの剛性を制御することができる。締め付け面１２の幅が狭ければ狭いほど、且つ締め付け面１２の幅が、溝７が配置されている中央領域でのみ広ければ広いほど、締め付けはより柔軟になる。逆に、締め付け面１２が溝７と完全にオーバーラップし、溝の縁で溝から突出し、そこで中空でないように締め付け面１２の幅が選定されていれば、締め付けはより硬くなる。
【００８６】
他方、溝７と１１は次のようにオーバーラップしていてもよく、すなわち締め付け面１２が隣接しあっている２つの溝７で支持されるようにオーバーラップしていてもよい。これにより、隣接しあっている２つの溝が非常に密に隣り合っていれば、比較的柔軟で撓み可能な締め付けを実現できる。
【符号の説明】
【００８７】
１          工具保持具
２          該当なし
３          工具受容部
４          スリーブ部
５          スリーブ部分
６          ブシュ
７          環状溝
８          環状細条部
９          通路
１０        弾性撓み可能な壁部分
１１        第２の環状溝
１２        リング状の締め付け面
１３        セーフロックスクリュー構造
１４        スリット
１５        チャックコレット
１６        フライス
１７        工具シャンク
Ｌ          工具保持具の回転軸線
ＢＳ        締め付け面の幅
Ｂ１        通路または第１の溝の幅
Ｗ          ブシュの壁厚
Ｔ１        通路または第１の溝の深さ
α          通路の中心線接線の間の角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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