(57)【要約】【課題】一体化された減衰装置を有する工具ホルダを提供する。【解決手段】工作機械に取り付けることができるホルダ（１０）を有し、及び工具、特にドリル工具を受容できる工具受容部（２２）を有する工具アダプタであって、工具受容部（２２）が、限られた程度に回転可能であるようにホルダ（１０）に取り付けられ、工具受容部（２２）が軸方向に弾力的に撓み可能であるようにホルダ（１０）に取り付けられる、工具アダプタ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械に取り付けることができるホルダ（１０）と、工具、特にドリル工具を受容できる工具受容部（２２）と、を有する工具アダプタであって、前記工具受容部（２２）が、限られた程度に回転可能であるように前記ホルダ（１０）に取り付けられ、前記工具受容部（２２）が軸方向に弾力的に撓み可能であるように前記ホルダ（１０）に取り付けられる、工具アダプタ。
【請求項２】
前記工具受容部（２２）が、軸方向に弾力的に撓み可能であるように前記ホルダ（１０）に受容されるように、少なくとも１つの弾性要素（４０）が前記工具受容部（２２）と前記ホルダ（１０）の少なくとも１つの端面との間に設けられる、請求項１に記載の工具アダプタ。
【請求項３】
前記工具受容部（２２）が、前記ホルダ（１０）の開口部の内側に配置され、前記開口部が前記ホルダ（１０）の端面で開口している、請求項１又は２に記載の工具アダプタ。
【請求項４】
前記工具受容部（２２）が、前記ホルダ（１０）の前記開口部の遊びなしに取り付けられるブッシュとして実現される、請求項３に記載の工具アダプタ。
【請求項５】
前記ホルダ（１０）の前記端面に、前記工具受容部（２２）を前記開口部に押す締付け要素（４４）が設けられる、請求項３又は４に記載の工具アダプタ。
【請求項６】
前記締付け要素（４４）と前記弾性要素（４０）との間に軸受リング（４８）が配置され、前記軸受リングによって前記弾性要素（４０）のバイアスを設定することができる、請求項５に記載の工具アダプタ。
【請求項７】
前記工具受容部（２２）と前記ホルダ（１０）との間に、確実に作用するトルク伝達要素（２８）が設けられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の工具アダプタ。
【請求項８】
前記工具受容部（２２）と前記ホルダ（１０）との間で円周方向に作用する減衰要素（３４）が設けられる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の工具アダプタ。
【請求項９】
前記減衰要素（３４）が、リング状に前記トルク伝達要素（２８）を取り囲む、請求項７又は８に記載の工具アダプタ。
【請求項１０】
前記トルク伝達要素（２８）が、円周方向に前記工具受容部（２２）に固定接続され、前記ホルダ（１０）のカットアウト（１６）内に突出し、前記カットアウトの寸法が、少なくとも円周方向で、前記トルク伝達要素（２８）の寸法よりも大きい、請求項７〜９のいずれか１項に記載の工具アダプタ。
【請求項１１】
前記トルク伝達要素（２８）がフェザーキー（ｆｅａｔｈｅｒ  ｋｅｙ）の形態で実現される、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の工具アダプタ。
【請求項１２】
前記トルク伝達要素（２８）が、前記減衰要素（３４）に及ぼされるバイアスを変更できるように、調節可能であるように配置される、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の工具アダプタ。
【請求項１３】
前記減衰要素（３４）に半径方向にバイアスを及ぼすことができるように、前記トルク伝達要素（２８）が外側に拡がる、請求項７〜１２のいずれか１項に記載の工具アダプタ。
【請求項１４】
前記トルク伝達要素（２８）が前記工具受容部（２２）の受容部（２６）に係合する、請求項７〜１３のいずれか１項に記載の工具アダプタ。
【請求項１５】
前記トルク伝達要素（２８）が前記工具受容部（２２）にねじ留めされる、請求項７〜１４のいずれか１項に記載の工具アダプタ。
【請求項１６】
複数のトルク伝達要素（２８）が設けられ、前記工具アダプタ（５）の中心軸線（Ｍ）の周りに分布して配置される、請求項７〜１５のいずれか１項に記載の工具アダプタ。
【請求項１７】
外側の前記ホルダ（１０）を取り囲むスリーブ（４７）が設けられる、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の工具アダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に取り付けることができるホルダを有し、工具、特にドリル工具を受容できる工具受容部を有する工具アダプタであって、工具受容部が、限られた程度に回転可能であるようにホルダに取り付けられる工具アダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような工具アダプタは、特許文献１から公知である。この文献では、工具受容部は、２つの軸受リングによってホルダの内側に回転可能に取り付けられるカラーとして実現される。工具受容部の外面とホルダの内面との間に、ホルダに対する工具受容部の回転を制限するゴムブッシュが加硫される（Ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ−ｉｎ）。トルクは、ゴムブッシュを介してホルダから工具受容部に伝達することができ、一方、同時に、生じる振動を減衰することができる。このようにして、工具受容部で締め付けられた工具によって、被加工物の機械加工中に生じるノイズを低減することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，０８２，２３６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、改良された振動減衰が達成されるように冒頭に述べた型式の工具アダプタを開発することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するために、本発明によれば、工具受容部が軸方向に弾力的に撓み可能であるようにホルダに取り付けられることが意図される。このことにより、軸方向に生じる振動を減衰することも可能である。
【０００６】
好ましくは、工具受容部が軸方向に弾力的に撓み可能であるようにホルダに受容されるように、弾性要素は、工具受容部とホルダの端面との間に設けられる。弾性要素、例えばゴム又はエラストマから構成されるディスク又はプレートは、ほとんど資源消費（ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｅｘｐｅｎｄｉｔｕｒｅ）せずに所望の軸方向の撓みの獲得を可能にすると同時に、コンパクトな構造的な形態の達成を可能にする。
【０００７】
好ましい実施形態によれば、工具受容部がホルダの開口部の内側に配置され、開口部はホルダの端面で開口していることが意図される。このようにして、工具受容部を、ほとんど資源消費せずにホルダの内側に取り付けることができる。
【０００８】
好ましくは、工具受容部が、ホルダの開口部の遊びなしに取り付けられるブッシュとして実現されることが意図される。この場合、「遊びなし」ということは、円周方向（すなわち回転可能）及び軸方向（すなわち変位可能）の所望の可動性を可能にするが、同時に、特に工具受容部の中心軸線に対し、ホルダ内の工具受容部の精密な案内を保証する取付けを意味する。言い換えれば、遊びなしの案内は、工具受容部がホルダの内側で傾くか又は斜めになることができないことを保証する。
【０００９】
好ましい実施形態によれば、ホルダの端面に、工具受容部を開口部に押す締付け要素が設けられる。例えば軸受接触ディスクとして実現することができる締付け要素は、工具受容部がホルダの内側に確かに保持されるように、開口部を軸方向に閉鎖する。
【００１０】
好ましくは、この場合、締付け要素と弾性要素との間に軸受リングが配置され、この軸受リングによって弾性要素のバイアスを設定することができる。これにより、工具アダプタを異なる振動周波数に設定することができるように、軸方向の減衰を担う弾性要素に設定可能なバイアスを適用することが可能である。このことは、異なる厚さの軸受リングが利用可能であり、それぞれの用途に適切な軸受リングが選択されるということによって、技術的に簡単に行うことができる。
【００１１】
好ましい実施形態によれば、工具受容部とホルダとの間に確実に作用するトルク伝達要素が設けられる。これにより、ホルダから工具受容部へのトルクの確かな伝達が保証される。
【００１２】
好ましくは、この場合、工具受容部とホルダとの間の円周方向に作用する減衰要素が設けられる。減衰要素は、円周方向に作用する振動の減衰を保証する。
【００１３】
本発明の設計によれば、減衰要素が、リング式にトルク伝達要素を取り囲むことが意図される。このような設計により、ほとんど資源消費せずに両方の円周方向の振動減衰が可能になり、同時に、軸方向に作用する振動の減衰に必要な、ホルダに対する工具受容部の軸方向の変位が可能になる。
【００１４】
本発明の設計によれば、トルク伝達要素が、円周方向に工具受容部に固定接続され、ホルダのカットアウト内に突出し、カットアウトの寸法が、少なくとも円周方向で、トルク伝達要素の寸法よりも大きいことが意図される。好ましくは、この場合、減衰要素は、トルク伝達要素がホルダで確実に駆動されることを保証するように、トルク伝達要素とカットアウトの縁部との間に残る空間を満たして減衰要素が間挿される。
【００１５】
トルク伝達要素は、細長い側壁がトルク伝達のために利用可能であるように、フェザーキー（ｆｅａｔｈｅｒ  ｋｅｙ）の形態で実現することができる。
【００１６】
好ましくは、トルク伝達要素は、減衰要素に及ぼされるバイアスを変更できるように、調節可能であるように配置される。このことにより、それぞれの用途に従って円周方向の減衰特性を設定することもできる。
【００１７】
本発明の設計によれば、この場合、減衰要素に対し半径方向にバイアスを及ぼすことができるように、トルク伝達要素が外側に拡がることが意図される。このようにして、減衰要素に及ぼされるバイアスをほとんど資源消費せずに、すなわち、トルク伝達要素が工具受容部の半径方向で異なる位置を取ることができることによって設定することができる。
【００１８】
本発明の設計によれば、トルク伝達要素が工具受容部の受容部に係合することが意図される。受容部は、トルク伝達要素が円周方向に機械的に固定されるが、半径方向に設定されることができるように、ある種類の摺動座部を画定する。
【００１９】
この場合、トルク伝達要素は工具受容部にねじ留めされることが好ましい。このようにして、トルク伝達要素は、工具受容部に確かに取り付けることができ、一方、同時に半径方向に設定することができる。
【００２０】
好ましくは、複数のトルク伝達要素が設けられ、工具アダプタの中心軸線の周りに分布して配置される。例えば、３つ又は４つのトルク伝達要素を１２０°又は９０°の角度で配置することができ、これによって、各々のトルク伝達要素に対する負荷が低減され、工具アダプタの総寿命が増大される。
【００２１】
好ましくは、外側でホルダを取り囲むスリーブが設けられることが意図される。スリーブは、一方で、汚れ及び他の影響に対する保護として使用される。他方、スリーブは、特にトルク伝達要素の領域の支持部として使用され、当該領域における減衰要素の外側への変位を防止する。
【００２２】
添付図面に示される好ましい実施形態を参照して、本発明について以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による工具アダプタの断面図である。
【図２】図１の工具アダプタのホルダの断面図である。
【図３】ホルダの斜視図である。
【図４】図１の工具アダプタの工具受容部の断面図である。
【図５】トルク伝達要素、減衰要素及び弾性要素が取り付けられた工具受容部の図面である。
【図６】図５の一断面図である。
【図７】図１の代替構造の一断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、概略的に示した工具７、特にドリル工具を受容するために使用される工具アダプタ５を示している。ドリル工具は、締付け手段８（単に図示）によって工具アダプタ５に締め付けることができる。工具アダプタ５は、工具７を駆動できる、例えば回転させることができるように、接続側９を介して工作機械内に締め付けられるように設けられる。
【００２５】
工具アダプタ５は、中心軸線Ｍを有する一般にカラー型の形態（ｃｏｌｌａｒ−ｔｙｐｅ  ｆｏｒｍ）を有するホルダ１０（図２と図３も参照）を含む。ホルダ１０は金属製であり、円筒状の内面１２がホルダ１０内に構成されるように、ホルダ１０の内部に円筒状の開口部を有する。
ホルダ１０の開口部は、端面の反対側の端部において、中心軸線Ｍに対し直角に整列される基部面１４によって画定される。
【００２６】
複数の窓型のカットアウト１６が円周の周りに分布してホルダ１０の壁部に配置され、これらのカットアウトは、円周方向に互いに反対側にありかつ互いに平行に整列された２つの側面１８と、側面１８に対し直角をなす短い端面２０を有する。
【００２７】
ホルダ１０の内側に、カラーの形態で実現される工具受容部２２（特に、図３と図４参照）が配置され、このカラーの内側に工具７を配置することができる。工具受容部２２は、同様に金属から構成され、円筒状の外面２４を有し、外面の寸法は、工具受容部２２がホルダの内側に遊びなしに受容されるように、ホルダ１０の内面１２の寸法に合致する。この場合の「遊びなし」ということは、ホルダ１０が工具受容部２２の整列を精密に規定するが、同時に、ホルダ１０の内側で工具受容部を回転させることができることを意味する。
【００２８】
工具受容部２２の外面では、工具受容部２２に、ホルダ１０のカットアウト１６に対応する複数の受容部２６が設けられ、それらの各々には、フェザーキー（ｆｅａｔｈｅｒ  ｋｅｙ）と同様であるように実現されるトルク伝達要素２８を配置することができる（特に、図５参照）。したがって、各々のトルク伝達要素２８は、長手方向軸線が中心軸線Ｍに対し平行に延在する細長い形状を有し、半径方向内側に位置する部分は、工具受容部の受容部２６に実質的に遊びなしに係合する。トルク伝達要素２８を締結するために、工具受容部２２のねじ付き孔３２内にねじ留めすることができるそれぞれ２つのセットねじ３０が設けられる。取り付け状態にあるとき、トルク伝達要素２８はホルダ１０のカットアウト１６の中央に配置され、カットアウト１６の寸法は、トルク伝達要素２８の寸法よりも大きい。
【００２９】
円周方向の振動を減衰するために、ゴム又はエラストマから構成される複数の減衰要素３４が設けられ、それらの各々は、トルク伝達要素２８の一方の周りに配置される。減衰要素３４は、一般にリングの形態で実現され、トルク伝達要素２８とカットアウト１６の壁部１８、２０との間の空間を完全に充填する。減衰要素の初期の状態においても、これらの減衰要素はあるバイアスを有する。さらに、このバイアスは、トルク伝達要素２８によって設定することができる。
【００３０】
この目的のため、突出する接触圧面（ｃｏｎｔａｃｔ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｕｒｆａｃｅｓ）３６が設けられることによって、各々のトルク伝達要素２８が半径方向に外側に拡がることが意図される。これらの接触圧面は、トルク伝達要素２８の円周全体の周りに延在し、減衰要素がセットねじ３０によって工具受容部２２に対して半径方向に内側に締め付けられるとき、半径方向内側にかつ円周方向及び軸方向の両方に減衰要素３４を変位させる。トルク伝達要素２８の半径方向に延在する中心軸線に対する接触圧面３６の角度は、１５°〜７５°の範囲にあり、４５°が好ましい。
【００３１】
設定の実行を可能にするために、初期状態で、トルク伝達要素２８の下側と受容部２６の基部との間に間隙３８が設けられる。セットねじ３０がさらにねじ込まれるとき、間隙３８が縮小され、その結果、減衰要素３４が、対応するカットアウト１６の側面１８及び端面２０に対してよりしっかりと押圧される。図７から理解できるように、シム５０を受容部２６の基部とトルク伝達要素２８との間に配置することもできる。このことにより、減衰要素３４のバイアスを設定することができる。
【００３２】
軸方向の減衰のために、ディスク又はプレートの形態で実現される弾性要素４０（図１と図５参照）は、ホルダ１０の開口部の基部面１４と工具受容部２２との間に配置される。弾性要素４０は、工具受容部２２の斜面４２と組み合わせてウェッジ効果が達成されるように、弾性要素の円周に沿って厚くされる。弾性要素は、同様に、ゴム又はエラストマから構成される。
【００３３】
ホルダ１０の端面には、リング又は軸受接触ディスクとして実現される締付け要素４４が配置される。この締付け要素は、セットねじ４６によって設定できるようにホルダ１０の端面に取り付けられ、締付け要素４４は軸受リング４８を介して工具受容部２２に支持される。セットねじ４６は、ホルダ１０の基部面１４に対する弾性要素４０のバイアスの強さ（ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｏｆ  ｂｉａｓ）を設定するために使用することができる。軸方向のバイアスは、軸受リング４８の異なる厚さによって設定される。
【００３４】
図１から理解できるように、特に、ホルダを固定して取り囲むスリーブ４７がホルダ１０の外側に配置される。一方で、スリーブ４７は、汚れがカットアウト１６及びトルク伝達要素２８の領域に蓄積するのを防止する。他方、スリーブは、負荷が生じたときに減衰要素３４が半径方向外側に変位されるのを防止する。言い換えれば、スリーブ４７は、減衰要素３４用の支持部として役立つ。
【００３５】
工具７を駆動すべき場合、トルクがホルダ１０から工具受容部２２に、そしてそこから工具７に伝達される。工具受容部２２はホルダ１０の内側に弾性的に取り付けられるので、工具７によって実行される機械加工中に生じる振動は広範囲の減衰を受ける。一方で、減衰は、弾性要素４０のため軸方向にもたらされる。他方、振動は、工具受容部２２が、受容部２６で案内されるトルク伝達要素２８を介して、及び減衰要素３４を介して弾性的に撓み可能にホルダ１０に結合されるので、円周方向に減衰される。減衰要素がホルダ１０の側面１８及びトルク伝達要素２８の側壁の両方の大きな面積にわたって支持されるので、高い負荷容量、同時に長い寿命が保証される。記載した工具アダプタ５の特定の利点は、弾性要素４０及び減衰要素３４のバイアスを設定できるという点にある。これによって、特に高い減衰がもたらされる周波数を設定することができる。したがって、機械加工中に生じるノイズの最大低減が行われるように、任意の所望の機械加工のために最大の振動減衰を達成することができる。
【００３６】
図７から理解できるように、減衰要素３４が斜めに整列された軸受接触面を介してホルダに支持されるように、減衰要素３４の外側も斜めであることができる。適切な角度は１５°〜７５°の範囲にあり、４５°が好ましい。斜めの軸受接触面の効果は、減衰要素の外側が圧縮のみでなく、剪断（ｓｈｅａｒ）も受け、このことが振動減衰に有利であることである。
【符号の説明】
【００３７】
５  工具アダプタ
７  工具
８  締付け手段
９  接続側
１０  ホルダ
１２  内面
１４  基部面
１６  カットアウト
１８  側面
２０  端面
２２  工具受容部
２４  外面
２６  受容部
２８  トルク伝達要素
３０  セットねじ
３２  ねじ付き孔
３４  減衰要素
３６  接触圧面
３８  間隙
４０  弾性要素
４２  斜面
４４  締付け要素
４６  セットねじ
４７  スリーブ
４８  軸受リング
５０  シム
Ｍ  中心軸線
【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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