(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定可能面及び解除可能面を有する工具ホルダを、解除可能に保持する装置であって、
ａ）前方に面した表面ならびに長手軸に沿ったボアを有する工具支持部材であって、前記ボアが前記前方に面した表面と交差し、前記工具ホルダを受容するために後方に向かって延在する、工具支持部材と、
ｂ）前記工具支持部材の内部に位置して、前記長手軸に対する半径方向軸に沿って固定位置と解除位置の間を往復移動し、シャンクを前記工具支持部材中に固定又はそこから排出させる、作動ボルトであって、前記工具ホルダを前記工具支持部材内に固定するように前記工具ホルダの固定可能面に当接しかつ前記工具ホルダの固定可能面を前記後方に向かって押動する固定セグメントを有する作動ボルトと、
を含み、
前記作動ボルトが、前記工具ホルダの前記シャンク上において一つの方向で、幅の異なる各々の、対向するスロットを受容するように、異なるサイズの二つの直径を有する中間セクションを備える、
装置。
【請求項２】
前記作動ボルトが通路内に位置し、前記通路が前記半径方向軸に沿って前記工具支持部材中に延び、前記工具支持部材内部に第二の開口部が第一の開口部と正反対に対面するように前記第一の開口部と前記第二の開口部を画定する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記作動ボルトが前記第一及び第２の開口部の少なくとも一つの内部で嵌合するようにねじ切りされて、前記第一及び第２の開口部内部における前記作動ボルトの回転が前記半径方向へ前記作動ボルトを動かす、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記作動ボルトが一方の端に、前記作動ボルトを回転させるための工具に適合する空洞を有する頭部を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記固定セグメントが前記作動ボルトの第一端部に向かって形成された固定フランジである、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記固定フランジが固定くさび状表面を有する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記固定セグメントの前記固定くさび状表面が、前記半径方向軸Ｒ１に対して１０度〜６０度の角度を形成する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記固定セグメントの前記固定くさび状表面が、前記半径方向軸Ｒ１に対してほぼ３０度の角度を形成する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記固定くさび状表面が円錐形状を備える、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記固定くさび状表面の円錐形状が、前記作動ボルトの軸と同軸の中心線を有する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記工具支持部材から前記工具ホルダを排出させるように、前記シャンクの解除可能面に当接し前記シャンクの解除表面を前記前方に向かって押動させる解除セグメントを前記作動ボルトがさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記解除セグメントが前記作動ボルトの第二端部に向かって形成された解除フランジである、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記解除フランジが解除くさび状表面を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記解除セグメントの前記解除くさび状表面が前記半径方向軸Ｒ１に対して１０度〜６０度の角度を形成する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記解除セグメントの前記解除くさび状表面が前記半径方向軸Ｒ１に対してほぼ４５度を形成する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記解除くさび状表面が、解除円錐を供するように円錐形状である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記解除くさび状表面の円錐形状が前記作動ボルトの軸に対してオフセットされた中心線を有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記作動ボルトが一つの一体成形の部品である、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
固定フランジと解除フランジが各々、前記第一の開口部と前記第二の開口部の直径と適合している異なる直径を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項２０】
前記工具支持部材の前記ボアが、円筒形の前記工具ホルダのシャンクを受容するために円筒形である、請求項１に記載の開口部。
【請求項２１】
長手軸と前方に面した表面を有する工具支持部材のボア内部に取りつけられ、半径方向軸に沿って往復移動が可能な作動ボルトによって前記ボアに固定され、前記作動ボルトは解除セグメントと固定セグメントを有する、工具ホルダであり、
ａ）切削工具を取りつけ可能な前方端部と、
ｂ）後方に面した接合面に隣接ならびに連結し、前記前方端部から後方に向かって延材するシャンクであって、前記シャンクの一部分は先頂面を与えるために除去され、前記シャンクの側面の高さが下げられて前記半径方向軸に沿った往復移動が大きくなる、シャンクと、
を含む工具ホルダであり、ならびに
ｃ）前記シャンクが二つの周縁に離れて位置する固定用貫通部と解除用貫通部によって貫通され、前記固定用貫通部は、半径方向軸に沿って一方向に動かされた前記作動ボルトの前記固定セグメントによって後方に移動される固定可能面を備え、前記解除用貫通部は、前記半径方向の反対の半径方向に動かされた前記作動ボルトの前記解除セグメントによって前方に押動される解除可能面を備える、
工具ホルダ。
【請求項２２】
前記シャンクが、前記固定用貫通部及び前記解除用貫通部の各々に対する前記作動ボルトの接近を可能にするように、前記シャンク後部へ延在する前記固定用貫通部及び前記解除用貫通部の各々の後方の部分に一つのスロットを有する、請求項２１に記載の工具ホルダ。
【請求項２３】
前記一つのスロットの幅が、前記作動ボルトのある部分では前記作動ボルトよりも大きいが、前記作動ボルトの他の部分では前記作動ボルトの幅よりも小さく、これによって、前記工具ホルダのシャンクがあらかじめ決められた方向から前記ボア内部に挿入されるようにして、誤作動防止の配置を提供する、請求項２１に記載の工具ホルダ。
【請求項２４】
前記工具支持部材の前記前方に向いた表面と接合するために、前記工具ホルダの前記前方端部に隣接ならびに連結する、後方に面した接合面をさらに含む、請求項２１に記載の工具ホルダ。
【請求項２５】
前記固定可能面が前記作動ボルトの中心線の後方に位置するくさびである、請求項２１に記載の工具ホルダ。
【請求項２６】
前記固定可能面が円錐の形状を有する、請求項２５に記載の工具ホルダ。
【請求項２７】
前記固定可能面の円錐が、前記作動ボルトの固定面の中心線と同軸の中心線を備える、請求項２６に記載の工具ホルダ。
【請求項２８】
前記固定可能面の円錐が、前記固定用貫通部の周辺に部分的に延在し、前記作動ボルトの中心線の後方の位置から前記固定用貫通部に係合する、請求項２６に記載の工具ホルダ。
【請求項２９】
前記固定可能面の円錐形状が前記固定用貫通部の周辺に部分的に終わり、前記作動ボルトの半径方向軸Ｒ２の後方の位置から前記固定用貫通部と係合し、前記半径方向軸Ｒ２に対して５度〜８０度の間の角度Ｃを形成する、請求項２８に記載の工具ホルダ。
【請求項３０】
前記角度Ｃがほぼ５０度〜６０度である、請求項２９に記載の工具ホルダ。
【請求項３１】
前記固定可能面が位置しない、前記固定用貫通部の部分が、前記作動ボルトの固定面から隔てられている、請求項２８に記載の工具ホルダ。
【請求項３２】
前記解除可能面が、前記作動ボルトの中心線の前方に位置するくさびである、請求項２１に記載の工具ホルダ。
【請求項３３】
前記解除可能面が、解除可能な円錐を供するような、円錐の形状を有する、請求項３２に記載の工具ホルダ。
【請求項３４】
前記解除可能な円錐が、前記作動ボルトの解除面の中心線と同軸の中心線を備え、前記シャンクの解除用貫通部と、前記解除用貫通部の中心線の後方部分の前記作動ボルトの解除面との間に充分な隙間がある、請求項３３に記載の工具ホルダ。
【請求項３５】
前記解除可能な円錐が、前記作動ボルトの解除面の中心線に偏った中心線を備え、前記シャンクの固定用貫通部と、前記解除用貫通部の中心線の後方部分の前記作動ボルトの解除面との間に充分な隙間がある、請求項３１に記載の工具ホルダ。
【請求項３６】
前記解除可能な円錐が前記解除用貫通部の周囲に部分的に延在し、前記作動ボルトの中心線の後方の位置から前記解除用貫通部に係合する、請求項３３に記載の工具ホルダ。
【請求項３７】
前記解除可能面が位置しない、前記解除用貫通部の部分が、前記作動ボルトの解除面から隔てられている、請求項３６に記載の工具ホルダ。
【請求項３８】
前記工具ホルダの前記シャンクが円筒形である、請求項２１に記載の工具ホルダ。
【請求項３９】
長手軸と前方に面した表面を有する支持部材のボア内に取りつけられ、半径方向軸に沿って往復移動が可能な作動ボルトによって前記ボアに固定され、前記作動ボルトが解除セグメントと固定セグメントを有する、工具ホルダであり、
ａ）前方端部と、
ｂ）後方接合面に隣接ならびに連結し、前記前方端部から後方に向かって延在するシャンクであって、前記シャンクの一部分は先頂面を与えるために除去され、前記シャンクの側面の高さが下げられて前記半径方向軸に沿った往復移動が大きくなる、シャンクと、
を含む工具ホルダであり、ならびに
ｃ）前記シャンクが二つの周縁に離れて位置する固定用貫通部と解除用貫通部によって貫通され、前記固定用貫通部は、半径方向に動かされた前記作動ボルトの固定セグメントによって後方へ押動される固定可能面を備え、前記解除用貫通部は、前記半径方向の反対の半径方向に動かされた前記作動ボルトの解除面によって前方に押動される解除可能面を備える、
工具ホルダ。
【請求項４０】
工具支持部材の前方に面した表面のボアの内部に工具ホルダを取りつけるための組み合わせであって、
前記工具支持部材の前記ボアの内部へと後方に延在する工具ホルダの後部部分上のシャンクであって、前記シャンクの一部分は先頂面を与えるために除去され、前記シャンクの側面の高さが下げられて半径方向軸に沿った往復移動が大きくなる、シャンクと、
前記シャンクは、二つの周縁に離れて位置する固定用貫通部と解除用貫通部によって貫通され、
前記工具ホルダ内部に前記シャンクを固定するために作動ボルトの固定セグメントによって係合される、前記固定用貫通部内の固定可能面と、
前記工具ホルダから前記シャンクを排出させるために前記作動ボルトの解除セグメントによって係合される、前記解除用貫通部内の解除可能面、ならびに、
前記固定セグメントと前記解除セグメントを有する前記作動ボルトとを含み、前記作動ボルトの前記固定セグメントが前記シャンクの固定用貫通部の固定可能面と係合する固定位置と、前記作動ボルトの前記解除セグメントが前記シャンクの解除用貫通部の解除可能面と係合する解除位置との間で、前記作動ボルトが往復移動可能である、
前記組み合わせ。
【請求項４１】
前記作動ボルトが前記工具支持部材の長手軸に対して半径方向軸に位置し、前記作動ボルトの固定面が前記半径方向軸の後方部分で、前記シャンクの固定可能面と係合する、請求項４０に記載の組み合わせ。
【請求項４２】
前記作動ボルトが前記工具支持部材の長手軸に対して半径方向軸に位置し、前記作動ボルトの解除面が前記半径方向軸の前方部分で、前記シャンクの解除可能面と係合する、請求項４０に記載の組み合わせ。
【請求項４３】
前記工具ホルダの前記シャンクが管状であり、前記シャンクを収容するように前記工具支持部材の前記ボアが形成される、請求項４０に記載の組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械加工作業用のツーリングに関し、さらに詳細には、工具ホルダ、ならびに機械加工作業の間、工具ホルダを工具支持部材の中に固定して保持する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
被加工物に対して実施される機械加工作業の間、生産環境における機械工具の休止期間を最小限化することは、製造設備をうまく運営するためには必須である。歴史的には、このような休止時間の一つの主たる原因となったのは、損傷を受けた、または磨耗した、機械工具用の切削工具の交換のために必要とされた時間だった。切削工具は工具ホルダによって保持され、これは典型的には、主軸の、または工具支持部材の内部に取り付けられる。切削工具が交換されなければならないときは、切削工具を伴う工具ホルダ全体が主軸から取り外される。多数の商業化された連結方式が、工具交換プロセスをスピードアップするため、工具ホルダの主軸に対する迅速な取りつけ及び取り外しを可能にしている。このような装置の一つが、米国特許４，７３６，６５９号で開示された「工具ホルダシャンク保持装置」であり、これは本発明の被譲渡人によって共有され、このために引例として取り入れられている。この特許で開示された装置は、工具ホルダのシャンク上の開口部と係合するために工具支持部材内で半径方向に外側方向に向かって移動される二つの固定球を用いる。この配置は効果的であり、工具支持部材に対する工具ホルダの固定又は除去が短時間で済むが、一方で、この配置設計は１インチ以上の幅を有する工具ホルダに対する適用を限定することがある。多くの工業的応用が、さらに小さな工具ホルダに取りつけられなければならない切削工具の使用を必要とするため、１インチ未満の幅を備える工具ホルダのための工具ホルダの迅速な交換システムが必要とされる。
【０００３】
このようなシステムは、コンパクトな設計を有するばかりでなく、さらに機械工具オペレータによる使用を実際的にする効果的な方法で、工具ホルダ支持部材に対する工具ホルダの迅速な取りつけ及び取り外しを提供しなくてはならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
以下に説明されるシステムは、迅速なツーリング交換システムであり、これによって、工具ホルダは、商業的に利用可能な他の迅速な交換システムに比べて、工具ホルダ及び工具ホルダ支持部材のサイズを大幅に減少させることを可能にする単純なハードウェアを用いて、工具支持部材の内部に固定される。
【０００５】
本発明は、固定可能面と解除可能面を有する工具ホルダシャンクを解除可能に保持するための装置に関する。この装置は、前方に向いた表面と長手軸に沿ったボアを供える工具支持部材から成る。ボアは、前方に面した表面を交差して、そこから工具ホルダシャンクを受容するために後方へと延在する。装置はさらに、工具支持部材の内部に位置し、工具支持部材の内へ又は外への工具ホルダシャンクの固定又は排出のために、長手軸と相対的な半径方向軸に沿って固定位置と解除位置の間で往復移動可能の作動ボルトから成る。作動ボルトは、工具ホルダを工具支持部材内部に固定するために、シャンクの固定用表面に当接しかつ後方へと押動する固定セグメントを有する。
【０００６】
工具ホルダは、長手軸と、放射軸に沿って往復運動が可能な作動ボルトによってボアの内部に固定された前方に面した表面とを有する工具支持部材のボアの中に取りつけられてもよい。ボルトは、解除セグメント及び固定セグメントを備える。
【０００７】
本発明はさらに、切削工具をその上に取りつけ可能な前方端部と、後方に面した接合面に隣接ならびに連結され、前方端部から後方へと延在するシャンクとから成る工具ホルダに関する。シャンクは、二つの周縁部に離れて配置された、固定用貫通部と解除用貫通部とによって貫通されている。固定用貫通部は固定可能面を有し、これは作動ボルトが半径方向に移動したときは、作動ボルトの固定セグメントによって後方に移動される。解除用貫通部は、解除可能表面を有し、これは作動ボルトが逆半径方向に動いたときに、作動ボルトの解除面によって前方へ押し出される。シャンクは、貫通の各々に対して作動ロッドが接近できるように、シャンクの後端に延びる各々の貫通から後方部分に一つのスロットを有する。
【０００８】
本発明はさらに、工具支持部材の前方に面した表面の内部のボアに工具ホルダを取りつけるための組み合わせに関する。この組み合わせは、工具支持部材のボアの内部で後方に向かって延在する工具ホルダの後端部分のシャンクを含む。シャンクは、二つの周縁部に離れて配置された、固定用貫通部と解除用貫通部とによって穿孔されている。固定用貫通部の中の固定可能面は、工具ホルダ内部のシャンクを固定するために、作動ボルトの固定セグメントによって係合される。解除用貫通部の中の解除可能面は、工具ホルダからシャンクを排出させるために、作動ボルトの解除セグメントによって係合される。作動ボルトは固定セグメントと解除セグメントを有し、作動ボルトは、ボルトの固定セグメントがシャンクの固定用貫通部の中の固定可能面と係合する固定位置と、ボルトの解除セグメントがシャンクの解除用貫通部の中の解除可能面と係合する解除位置の間で、往復移動が可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
上記は、本発明のほかの態様や利点と同様に、いくつかの図面と関連する詳細な説明によって明らかとなるだろう。図１と図２は、それぞれ本発明の分解配置と組立配置との透視図を図示している。装置１０は全体的には工具支持部材１５、作動ボルト２０、およびシャンク３０を有する工具ホルダ２５から成り、ホルダ２５は円筒形の管状でもよい。しかし、本発明は、シャンク３０を工具支持部材１５の内部にしっかり固定することを意図していて、したがって、シャンク３０とボア４０は、ここに図示された作動ボルト２０を収容するのに十分な、さまざまな異なる形状（正方形、長方形、三角形及びトロコイド形を含む）であってもよい。工具ホルダ２５は、切削インサート（図示せず）をその中に受容するための窪み２７を有する保持部分２６を備えてもよい。しかし、この工具ホルダ２５は図示の目的のためにのみ存在し、後で論じられるように、本発明のシャンク３０は、シャンク３０に付属するさまざまな構成のいずれとともに用いられてもよい。したがって、ここで使用される用語「工具ホルダ」は、シャンク３０を通じて工具支持部材１５に固定されるいずれの構成をも含むべきである。
【００１０】
工具支持部材１５は、前方に面する表面３５と長手軸Ｌに沿ったボア４０を備える。表面３５は、対向する工具ホルダ２５の後方接合面４５に対して接合可能となっていてもよく、表面３５及び接合面４５は、他の形状の中で、互いに接合して密着するように円錐形又は扁平面であってもよい。ボア４０は、工具ホルダ２５の管状の工具ホルダシャンク３０を受容するために、前方に面した表面３５から後方に向かって延在する。
【００１１】
作動ボルト２０は、管状の工具ホルダシャンク３０を工具支持部材１５の中に固定し、又は工具支持部材１５から管状の工具ホルダシャンク３０を排出させるように、工具支持部材１５の内部に、長手軸Ｌに相対した半径方向軸Ｒ１に沿って位置決めされる。作動ボルト２０は通路５０の内部に位置し、この通路は、工具支持部材１５内を半径方向軸Ｒ１に沿って貫通するように延在し、これによって第一の開口部５５と第二の開口部６０を、第二の開口部６０が第一の開口部５５と対称的に対面するように工具支持部材１５内部に画定する。
【００１２】
作動ボルト２０は、固定位置と解除位置の間を、半径方向軸Ｒ１に沿って往復移動することが可能である。後述されるように、第一の位置では、作動ボルト２０は管状シャンク３０を工具支持部材１５の内部に固定し、第二の位置では、作動ボルト２０は管状シャンク３０を工具支持部材１５から排出させる。
【００１３】
作動ボルト２０を半径方向軸Ｒ１に沿って往復移動させるような他の設計が可能であるが、図１に示された配置で、第一の開口部５５は、ねじ６３が切られた第一の開口径Ｄ１を有し、このねじは、作動ボルト２０の固定フランジ６５の外側に切られたねじ６４と嵌め合いで係合する。固定フランジ６５は、同一の直径Ｄ１を有する。この方法では、作動ボルト２０は、適切な方向へのボルト２０の回転によって、半径方向軸Ｒ１に沿って往復移動できる。第二の開口部６０は、作動ボルト２０上の解除フランジ７０を受容する第二の開口径Ｄ２を有し、第一の開口部５５と第二の開口部６０が工具支持部材１５の内部の作動ボルト２０に対して支持を供するために作動する。さらに、図１で図示されるように、シャンク３０の一部分は、シャンク３０に先頂面３２を与えるために除去されてもよい。これは、シャンク３０の側面の高さを下げて、シャンク３０がボア４０内に位置するときに固定フランジ６５が通路５０内部でさらに深く下降することを可能にする。有利な点として、これは固定フランジ６５と第一の開口部５５の両方がより大きな深さを有することを可能にし、そして固定フランジ６５と第一の開口部５５の間に同一のねじピッチを維持しながら多数の有効なねじ６３、６４を切ることを可能にする。多数の有効なねじ６３、６４を備えることで、作動ボルト２０は半径方向軸Ｒ１に沿って、さらに高い負荷により良く耐えることができる。図１における分解配置が、図２では組み立てられた状態で示されている。
【００１４】
作動ボルト２０に注目してみると、図３で示されているように、作動ボルト２０は、砂時計状の全体的な外観を備え、分離できるようにシャフト７５に連結されるか又は一体成形された第一端部７７と第二端部８０とを有するシャフト７５から成る。作動ボルトヘッド８５はその内部に拡張されていて、その中に作動ボルト２０を回転させるための工具を受容する六角形の空洞９０を有する。代替案としては、作動ボルト２０を回転させる工具が受容されるであろういずれの構成も許容され、そのような構成は回転締め具設計の当業者には周知である。
【００１５】
作動ボルト２０において特別の興味を引くのは、固定フランジ６５と解除フランジ７０である。固定フランジ６５は、作動ボルト２０の周縁に延在するくさび状表面１００を備える固定セグメント９５を有する。議論を目的として、図３に示されたボルトは、図１と図３で矢印によって図示されたボルト前面部分１１０ならびにボルト後背部分１１５を有するものとして参照される。作動ボルト２０が下降方向に移動したとき、作動ボルト２０の後背部分１１５に位置した固定セグメント９５のくさび状表面１００は、管状シャンク３０（図示せず）と係合し、シャンクを下方に移動させる。一方、作動ボルト２０の第二端部８０に位置する解除フランジ７０は、作動ボルト２０の周縁から延出するくさび状表面１２５を有する解除セグメント１２０を備える。くさび状表面１２５は、作動ボルト２０の前面部分１１０に沿って管状シャンク３０と係合し、工具支持部材１５から管状シャンク３０（図示せず）を移動させる。
【００１６】
図４は、図２の矢印４−４に沿った、固定位置にある装置の断面図である。工具ホルダ２５の管状シャンク３０は工具支持部材１５のボア４０内部に挿入されている。作動ボルト２０が矢印ＤＮによって示されるように通路５０内部を下方に移動すると、くさび状表面１００が、工具ホルダ２５の管状シャンク３０内部の固定用貫通部１３５の周囲の、固定用表面１３０と接触する。図４で示されるように、管状シャンク３０は、作動ボルト２０の前面部分１１０上の、固定部分のくさび状表面１００の部分に位置し、固定部分９５との接触を避けるのに充分な隙間Ｃ１を備える。この形式では、シャンク３０と作動ボルト２０の間の全ての接触は、作動ボルト２０の後背部分１１５にて生じ、それによって、工具支持部材１５のボア４０内部のシャンク３０に対して引き戻し（pull-back）力を提供する。
【００１７】
図５は、解除位置にあって、作動ボルト２０が工具支持部材１５から管状シャンク３０を排出している、装置の断面図である。この例では、作動ボルト２０は、矢印ＵＰによって示されるように、上方へ移動させられ、解除フランジ７０が工具ホルダ２５を工具支持部材１５から排出させるためにシャンク３０と係合する。特に、解除セグメント１２０のくさび状表面１２５は、管状シャンク３０の解除用貫通部１４５の解除用表面１４０に対して上方へ移動させられる。作動ボルト２０の後背部分１１５上のシャンク３０と係合する固定セグメント９５とは異なり、解除セグメント１２０は、作動ボルト２０の前面部分１１０上の解除用表面１４０に係合する。そうすることによって、作動ボルト２０によって発生した力は、工具支持部材１５から管状シャンク３０を排出させる。作動ボルト２０の後背部分１１５上のシャンク３０と解除セグメント１２０の間には充分な間隙Ｃ２が供されており、作動ボルト２０の後背部分１１５上のシャンク３０と解除セグメント１２０のくさび状表面１２５の間には、接触は生じない。
【００１８】
この方法では、作動ボルト２０が下方ＤＮ（図４）へと移動されたとき、固定用貫通部１３５の固定可能面１３０は、工具支持部材１５内部のシャンク３０を固定するために係合させられる。一方で、作動ボルト２０が上方ＵＰ（図５）へと移動されるとき、解除用貫通部１４５の解除可能面１４０は、作動ボルト２０の前面部分１１０上の解除セグメント１２０のくさび状表面１２５によって係合され、これによって工具支持部材１５からシャンク３０が排出する。
【００１９】
図６は、工具ホルダ２５のシャンク３０の詳細な断面図を示している。固定用貫通部１３５と解除用貫通部１４５は、図７と図８にもそれぞれ図示されているように、半径方向軸Ｒ１の周囲に延出して、図６に示されたように円錐形である固定可能面１３０が半径方向軸Ｒ１の後背側面１１５上に位置し、解除可能面１４０が半径方向Ｒ１の前方側面１１０上に位置するようにする。したがって、作動ボルト２０は、固定可能面１３０に係合されたときにシャンク３０を左に移動させ、解除可能面１４０に係合されたときはシャンク３０を右に移動させる。
【００２０】
図６の後方接合面４５は円錐形状を画定し、この例においては、図１の工具支持部材１５の、前方に面した表面３５が工具支持部材１５内部の工具ホルダ２５を受容するために、嵌合する円錐形状３７を有するであろうことは、留意されるべきである。
【００２１】
図７は、図６の矢印７−７に沿ったシャンク３０の上面図である。図示の目的のために、半径方向軸Ｒ１は図面外まで延び、固定用貫通部１３５内部の一つの点として示されている。第三の軸Ｒ２は、半径方向軸Ｒ１及び長手軸Ｌ１に対して垂直である。作動ボルト２０の固定セグメント９５は、点線として図示されている。固定セグメント９５は、図７で斜線部分ＣＨとして示されるシャンク３０の固定可能面１３０と係合する。固定可能面１３０の係合部分は、部分的に延出して、半径方向軸Ｒ２に対して５度〜８０度、好ましくは５０度〜６０度の角度Ｃを形成するために、作動ボルト２０の半径方向軸Ｒ２の後方に向いた位置から固定用開口部１３５と係合する。
【００２２】
スロット１５０は、固定用貫通部１３５から後方に延びて、二つの機能を有する。まず最初に、スロット１５０は、シャンク３０を完全に横切り、工具支持部材の１５内部の作動ボルト２０の周囲への、シャンク３０の挿入を可能にする。さらに、スロット１５０は、シャンク３０の側面１５５と側面１６０が外部方向に拡大することを可能にし、それと同時に、固定セグメント９５はシャンク３０の固定可能面１３０に対して移動され、シャンク３０が後背方向１１５へ移動される。
【００２３】
半径方向軸Ｒ１の前半１１０上の固定用貫通部１３５は、固定セグメント９５が方向半径軸Ｒ１から前方方向の固定用貫通部１３５と決して接触しないように充分な隙間を備える。既に説明されたように、隙間領域Ｃ１はこのために供される。
【００２４】
固定セグメント９５の中心線が、固定可能面１３０の半径Ｒと同軸であることは留意されるべきである。これは、円錐状である固定セグメント９５が、同様に円錐状である固定可能面１３０と完全に係合することを可能にする。発生した力は、二つの表面の間の接触面上に分散されるため、このような配置は、固定面９５と固定可能面１３０の間に比較的強い力がかかることを可能にする。
【００２５】
図８は、図６の矢印８−８に沿って、解除用貫通部１４５内の上方を見た、シャンク３０の底面図である。図７と同様に、半径方向軸Ｒ１は一つの点として示されていて、Ｒ２として示された第三の軸は、半径方向軸Ｒ１および長手軸Ｌに対して垂直方向に延びている。
【００２６】
作動ボルト２０（図示せず）の解除セグメント１２０は、点線として示されている。解除セグメント１２０は、半径方向軸Ｒ１と同軸である中心線ＲＰを有する。しかし、図８に示されたように、解除用貫通部１４５の中心線ＲＰは、量ｄによって左へと移動される。結果として、解除セグメント１２０の円錐状表面は、太い接触線１７０によって示されているように、長手軸Ｌに伴う線に沿って円錐状表面１４０と接触する。
【００２７】
この目的は、二重となっている。最初に、これは、解除セグメント１２０が、軸Ｒ２に沿った解除用貫通部１４５の側面に対して係合するのを防ぐ。この接触はシャンク側面１５５及びシャンク側面１６０を、その間と工具ホルダ支持部材のボア（図示せず）に対して、スロット１５２から半径方向の外側に向かって拡げる。これがシャンクを工具ホルダ支持部材のボア内部に押さえつけて、シャンクの排出を阻害しがちとなる。さらに、解除セグメント１２０に対して解除表面１４０を偏らせることによって、長手軸Ｌに直接沿って、これら二つの表面の間に接触線１７０を意図的に位置させることが可能である。これは、工具支持部材１５からのシャンク３０の効果的な排出のための、長手軸Ｌに直接沿った力を与える。
【００２８】
解除用貫通部１４５の中心線ＲＰが半径方向軸Ｒ１と同軸であることも可能である。このような条件下では、半径方向軸Ｒ２の後方の解除可能面１４０上に隙間領域がなくてはならない。これは、作動ボルト２０が、シャンク３０を固定するために後背方向１１５へシャンク３０に対して力を及ぼすのと同じように、前面方向１１０ヘとシャンク３０上に力を掛けることを可能にする。
【００２９】
図３と図４に戻ると、固定セグメント９５のくさび状表面１００は、半径方向軸Ｒ１に対して角度Ａを形成する。角度Ａの範囲は、１０度〜６０度の間で、好ましい角度は３０度である。シャンク３０の固定用貫通部１３５（図４）は、固定可能面１３０と半径方向軸Ｒ１の間と同じ角度Ａを形成する、固定可能な表面１３０を備える。
【００３０】
図３と図５に注目すると、解除セグメント１２０のくさび状表面１２５は、半径方向軸Ｒ１とともに角度Ｂを形成する。角度Ｂは、１０度〜６０度の間の範囲の角度を有してもよいが、好ましいのは４５度の角度である。加えて、解除用貫通部１４５（図５）の解除可能面１４０は、半径方向軸Ｒ１とともに同一の角度Ｂを形成する。
【００３１】
図１に戻ると、好ましい具体例では、固定セグメント９５のくさび状表面１００と、作動ボルト２０の解除セグメント１２０は、円錐形の形状を備える。結果として、好ましい具体例では、シャンク３０上の固定用貫通部１３５の固定可能面１３０（図１と図４）と解除用貫通部１４５の解除可能面１４０（図５）もまた円錐形である。
【００３２】
図３に戻ると、作動ボルト２０のシャフト７５が、第一の直径Ｄ３と第二の直径Ｄ４を備える中間セクション１８５を有することは注目されるべきである。これらの直径は等しくなく、全体的には解除用貫通部１４５に関してスロット１５０の幅Ｗ１（図７）に相当する。これは、管状シャンク３０が作動ボルト２０の周囲に一定の方向で挿入されるように、誤作動を防止する配置を提供する。一つのスロットの幅は、ボルト２０のある部分においては、作動ボルト２０の幅よりも大きいが、ボルト２０の別の部分では、作動ボルト２０の幅よりも小さく、これによって、あらかじめ決定された方向でのボア内部への工具ホルダシャンク３０挿入の際の、誤作動を防止する。
【００３３】
付け加えると、図３で図示されているように、固定フランジ６５の幅Ｄ５は、解除フランジ７０の幅Ｄ６とは異なっている。これらの直径は個々に係合する、工具支持部材１５の第一の開口部５５と第二の開口部６０の直径Ｄ１、Ｄ２（図１）と対応する。
【００３４】
図１を簡単に見ると、開口部６０の壁から半径方向に延びているリップ１９０を有することによって、作動ボルト２０の上方への移動を制限することが可能である。リップ１９０は、作動ボルト２０のくさび状表面１２５と係合する。
【００３５】
工具ホルダ２５は、図１に切削工具を受容する窪み２７とともに図示される。図９は、工場では、管状シャンク３０が未機械加工材料の大きな塊２０５に付属する、工具ホルダ半加工品２００として認識される部品を全体的に示す。金属加工産業においては、この種の半加工品から始められ、図１で示されるような切削工具を受容するための配置を含む、いずれかの望ましい構成に機械加工されるのが一般的である。
【００３６】
しかし、そのような半加工品を機械加工する可能性は制限されるものではなく、固定切削工具、回転切削工具を受容するために半加工品を機械加工すること、あるいは、拡張部品または他の工具ホルダの連結として半加工品を機械加工することは典型的である。したがって、本発明は、シャンク上の工具ホルダのみに限定されるものではなく、図１に図示されたものと類似のシャンク３０を用いる、金属加工のためのいかなる装置にも発展されうると理解されるべきである。
【００３７】
シャンク３０と、関連する工具支持部材１５のボア４０は、管状に図示されているが、本発明はその形状に限定されるべきではない。
【００３８】
最終的に、この装置は小さい工具、すなわち１インチ以下の幅の工具ホルダにとって理想的であるが、使用においてこれが制限とされるべきではなく、どのような幅の工具ホルダに対する使用においても機能的であるのは理解されるべきである。本発明と意図される利点の多くは、前記の説明によって理解されると考えられ、本発明の特許請求の趣旨と範囲から逸脱しなければ、あるいは、好ましい又は一般的実施例としてここで前述された形態、物質的な利点全てを犠牲とするのでなければ、部品の形状、構造、配置において、種々の変更が行われうるのは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に基づく、工具ホルダ組立体の分解透視図である。
【図２】  本発明に基づく、工具ホルダの組立透視図である。
【図３】  作動ボルトの側面図である。
【図４】  固定位置にある装置を図示した図２中の矢印４−４に沿った断面図である。
【図５】  図４に類似した断面図であるが、工具支持部材から工具ホルダを排出するために上昇位置にある作動ボルトを配置している。
【図６】  図１の矢印６−６に沿った工具ホルダシャンクの断面図である。
【図７】  図６の矢印７−７に沿った工具ホルダシャンクの上面図である。
【図８】  図６に図示された工具ホルダシャンクの矢印８−８に沿った図である。
【図９】  特定の用途用に機械加工されていない、工具ホルダ半加工品の透視図である。
【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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