(57)【要約】【課題】種々の工作機械に工具ホルダを取り付けるための締結装置を提供する。【解決手段】当接面を有する凹みを含む支持本体と、  当接面と係合して凹み内にある工具ホルダと、  工具ホルダを当接面に対して押付方向に押し付けるために凹み内に押し込められる楔部分を含むホルダクランプと、を含み、  押付方向に対して横断方向にホルダクランプの貫通穴を通って延びるシャンクを有するボルトであって、シャンクは、凹み内にホルダクランプを押し込めるために支持本体内にねじ込みによって固定されているボルトと、  シャンク上のフランジであり、シャンクはフランジを通過して、支持本体と、フランジと、貫通穴と、フランジとボルト頭部との間にあるホルダクランプと、ボルトが支持本体から弛められるにつれてホルダクランプを凹みの中の押し込み状態から引っ張るようにボルトと共に移動可能であるフランジと、を含む締付け構造具と、を備える工具アセンブリ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
当接面を有する凹みを含む支持本体と、
前記当接面と係合する形で前記凹み内に配置されている工具ホルダと、
前記工具ホルダを前記当接面に対して押し付け方向に押し付けるために前記凹み内に押し込められるように構成されている楔部分を含むホルダクランプと、を含んでなる工具アセンブリであって、
前記押し付け方向に対して横断方向に前記ホルダクランプの貫通穴の中を通って延びるシャンクを有するボルトであって、前記シャンクは、前記凹み内に前記ホルダクランプを押し込めるために前記支持本体内にねじ込みによって固定されているボルトと、
前記シャンク上に配置されているフランジであって且つ前記シャンクは前記フランジを通過して、前記支持本体と、前記フランジと、前記貫通穴と、前記フランジと前記ボルト頭部との間に配置されている前記ホルダクランプと、前記ボルトが前記支持本体から弛められるにつれてホルダクランプを前記凹みの中の押し込み状態から引っ張るように前記ボルトと共に移動可能であるフランジと、を含む締付け構造具と、を備える工具アセンブリ。
【請求項２】
前記フランジは前記シャンク上にねじ込みによって装着されている請求項１に記載の工具アセンブリ。
【請求項３】
前記フランジは、前記ホルダクランプから間隔を置いて前記フランジを位置させるために前記ボルトの一部分に当接する請求項２に記載の工具アセンブリ。
【請求項４】
前記フランジは前記ボルトの雄ねじ上に装着された雌ねじ付きのスリーブの一部分を含み、且つ前記スリーブは前記貫通穴の中に延びて前記ボルト頭部に当接するスカートを含む請求項３に記載の工具アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、旋盤、ＮＣ旋盤、及び自動盤を含む様々な種類の工作機械に工具ホルダを取り付けるための締結装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
支持本体１０２と複数の工具ホルダ１１１とを備える従来の工具アセンブリ１０１を、図１５に示す。支持本体のそれぞれの凹みの中に各工具ホルダ１１１を固定するための締結装置は、楔形クランプ１１２と、複数の締付け固定ボルト１１４と、ジャッキアップボルト１１３とを含む。この締付け固定ボルトは、楔形クランプの中を通って延び、且つ支持本体１０２に締付け固定されており、その結果として工具ホルダは楔形クランプ１１２と支持本体とのそれぞれの楔面（図示されていない）の間の相互作用によって支持本体に連結されることが可能なり、この相互作用が楔形クランプ１１２をそれぞれの工具ホルダ１１１に対して押し付けけることにより、その工具ホルダを支持本体の当接面に対して押し付ける。工具ホルダが締結装置から取り外されなければならない場合には、複数の締結ボルト１１４を緩めた後に、ジャッキアップボルト１１３を支持本体に押し当たるようにねじ込み、その結果としてその楔形クランプの楔面が支持本体の楔面から離れるように強制的に移動させられる。これにより、工具ホルダの調整または交換を可能にする。
【０００３】
工具ホルダの取り付け／取り外しのための様々な装置が公知である。工作機械内に工具ホルダシャンクを保持するための装置が、特許文献１に開示されている。この装置は、切削インサートを装着する工具ホルダのホルダシャンクと、ベース部材上に設けられているロックロッドとが、取り外し自在に保持されている。このホルダシャンクとロックロッドとの間の取り付け／取り外し構造が複雑であり、この装置の小型化は困難である。
【０００４】
特許文献２は、ＮＣ旋盤のような工作機械のくし歯刃物台で使用される切削工具の着脱可能固定機構を開示する。この固定機構は、複数の工具の配列を支持する支持部材を備える。この支持部材は、複数の装着ボルトを締付け固定することによって切削工具を工作機械のくし歯刃物台に取り付ける。
【０００５】
特許文献３では、工具ホルダに当接する形でこの工具ホルダの背後において凹みの中に配置されているストッパが開示されている。工具ホルダの微調整が必要とされる場合には、この工具ホルダの締結が緩められ、且つストッパ上に設けられているねじが、工具ホルダを移動させるために前進させられる。このストッパは、支持本体の当接面に対して工具ホルダを押し付けることには役立たない。
【０００６】
しかし、工具ホルダのための上述の従来の締結装置では、クランプを取り外すために複数の締結ボルトの締付けまたは緩めが必要なので、工具ホルダの取り付け／取り外しにはかなりの時間を要する。さらに、工具ホルダは、その工具ホルダの締結が緩められると、支持本体の方向配置に応じて、例えば重力のせいで、その工具ホルダのための凹みの外に偶発的に落下することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１９０１１０（米国特許第５，４１５，００６号に相当）
【特許文献２】特開２００１−３００８０２
【特許文献３】特願２００３−２０７９０９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、工具ホルダの小型化と簡素化との必要性を考慮して、旋盤、ＮＣ旋盤、自動盤または他の工作機械の刃物台に工具ホルダ締結装置を用いて工具ホルダを締結する際に取り付け／取り外し時間を短縮し且つ切削工具の刃先の位置決め精度を向上させるための、工具ホルダ、ホルダストッパ及び工具ホルダ締結装置の改良を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的の少なくとも幾つかが、当接面を有する凹みを含む支持本体を備える工具アセンブリによって実現される。工具ホルダが、この当接面と係合する形でこの凹みの中に配置される。押し付け方向において当接面に工具ホルダを押し付けるための、凹みの中に押し込むように構成されている楔形部分を含むホルダクランプが設けられる。凹みの中にホルダクランプを押し込むため、ホルダクランプの貫通孔を通って延びており且つ支持本体内にねじ込みによって固定されるシャンクを含む、締付け構造具が設けられる。弾性素子がホルダクランプ上に配置され、且つこの弾性素子は締付け構造具が緩められた状態にある時に工具ホルダを当接面に押し付けるために且つ工具ホルダが凹みから外れることを妨げるために、工具ホルダにホルダクランプを弾性的に押し付けるように締付け構造具とホルダクランプとの間で作用するように構成されている。
【００１０】
最適の切削位置に工具ホルダを位置決めするために、ストッパブロックが凹みの中に設けられていることが好ましい。このストッパブロックは、工具ホルダと組み合わせて使用される締結配置に類似した締結配置によって固定される。
【００１１】
本発明の別の側面では、フランジがシャンク上に備えられる。このシャンクはこのフランジを通過して支持本体内に延びる。このフランジは貫通穴の幅よりも大きい幅を有し、且つ、ホルダクランプがこのフランジとボルトの頭部との間に配置される。このフランジは、ボルトが支持本体から弛められるにつれて、ホルダクランプを溝(または凹み）の中に押し込んだ状態から引っ張るために、そのボルトと共に移動可能である。
【００１２】
ストッパブロックの前部部分が、第１の当接面に対して横断方向に方向配置されている第２の当接面に対して工具ホルダを押し付ける力を工具ホルダに及ぼすように構成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明は、さらに、クランプ自体にも関する。
【００１４】
本発明の目的と利点が、同じ照合番号が同じ要素を示す添付図面に関連した、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による、それぞれの楔クランプによって支持本体内に保持されている工具ホルダとストッパブロックを示す正面図である。
【図２】図１の端面図である。
【図３】本発明による楔クランプの側面図である。
【図４】工具ホルダとそのそれぞれのストッパブロックの上面図である。
【図５】本発明による楔クランプ内で使用されるばねの第１の実施形態の分解正面斜視図である。
【図６】別の形態のばねを使用する楔クランプの分解正面斜視図である。
【図７】第１の変更された工具ホルダ／ストッパブロックの平面図である。
【図８】図７に示されている工具ホルダの正面図である。
【図９】本発明による第２の変更された工具ホルダ／ストッパブロックの平面図である。
【図１０】本発明による第３の変更された工具ホルダ／ストッパブロックの平面図である。
【図１１】本発明による第４の変更された工具ホルダ／ストッパブロックの平面図である。
【図１２】本発明による第５の変更された工具ホルダ／ストッパブロックの平面図である。
【図１３】図１２の部分拡大図である。
【図１４】図１２の実施形態で使用するための代案のフック形状を示す部分拡大図である。
【図１５】工具ホルダの従来技術の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
支持本体１２と、工具ホルダ１４と、楔形ホルダクランプ１６と、ストッパブロック１８と、楔形ストッパクランプ２０とによって構成されている工具アセンブリ１０が、図１と図２に示されている。
【００１７】
旋盤、ＮＣ旋盤、自動盤または他の種類の工作機械の一部分であることが可能な支持本体１２は、互いに横断方向に方向配置されている第１及び第２の当接面２２、２４を有する溝１２ａを含む。溝の開口側すなわち外側から遠ざかる方向に第２の当接面２４に向かって次第に先細になっていく溝の楔面２６が、第１の当接面２２上に位置している。
【００１８】
工具ホルダ１４は、交換可能な切削インサート２８が中に装着されている座を含み、この工具ホルダ１４は、第１の当接面２２上に取り付けられており、且つ第２の当接面２４に係合する。
【００１９】
ストッパブロック１８は工具ホルダの背後において溝の中に配置されており、切削インサートが切削動作に関して適正に位置決めされるようにその溝の中に工具ホルダを設置するために、その溝に沿って調整方向Ａにスライド可能である。ストッパブロック１８の前部部分は、工具ホルダ１４の後部部分の傾斜面３２に係合する傾斜面３０を含む（図４を参照されたい）。この２つの面３０、３２の傾斜は、調整方向Ａの成分と調整方向Ａに対して横断方向に方向付けられた押し付け方向Ｐの成分とを含む力Ｆをストッパブロック１８が工具ホルダに及ぼすことが可能であるような傾斜である。押し付け方向Ｐの力成分は、第２の当接面２４に工具ホルダを押し付ける傾向がある。
【００２０】
溝の中に工具ホルダ１４を固定するために、ホルダクランプ１６はその溝の中に位置決めされ、且つ楔面２６と工具ホルダの表面３８との間に押し込められる。同様に、ストッパクランプ２０は、楔面２６とストッパブロック１８の表面４０との間に押し込められる。ホルダクランプとストッパクランプは互いに同一の構造であり、且つ調整方向Ａと押し付け方向Ｐとの両方に対して横断方向にある締結方向Ｃにおいて、工具ホルダとストッパブロックとに対してそれぞれに締結力を加える働きをする。
【００２１】
ホルダクランプ１６とストッパクランプ２０とが互いに同一の構造なので、次ではホルダクランプ１６だけについて図３と図５を参照して詳細に説明する。ホルダクランプ１６は、Ｌ字形を形成する互いに横断方向に方向配置されている締結部分４２と装着部分４４とを含む。締結部分４２は、楔形を画定するように装着部分４４から遠ざかる方向に次第に狭まっていく横断面を有する。締結部分４２は、工具ホルダ表面３８と支持本体の押し込み表面２６とにそれぞれに係合するための基部表面４６と傾斜楔面４７とを含む。貫通穴４８が装着部分４４を貫通して延び（図５を参照されたい）、この貫通穴は、締結方向Ｃに対して平行な方向の長さが伸長されているスロットの形態であることが好ましい。この貫通穴４８は、ボルト５２と、ねじ込みによってこのボルト５２に取り付け可能であるスリーブ５４とを備える締付け構造具５０を受け入れるようになっている。ボルト５２は、頭部５２ａと、雄ねじ付きのシャンク５２ｂとを含む。スリーブ５４は中空であり、且つ雌ねじ付きのスカート５４ａと、その外周に沿って刻みが付けられている拡大フランジ５４ｂとを含む。
【００２２】
ホルダクランプ（または、楔形ストッパクランプ）２０を溝の中に挿入する前に、ボルト５２がそのホルダクランプの片側から貫通穴４８の中を通して挿入され、且つスリーブ５４がホルダクランプの反対側からボルト上にねじ込まれる。スカート５４ａは貫通穴の中に入り、且つスリーブフランジ５４ｂがホルダクランプの装着部分に当接する前にボルト頭部に当接する。したがって、図３に示されているように、わずかな間隙が装着部分４４とフランジ５４ｂとの間に形成され、且つこのフランジはスリーブがボルトと共にクランプに対して相対的に回転することを可能にする。装着部分４４がボルト頭部５２ａとスリーブフランジ５４ｂとの間に配置されていることと、フランジ５４ｂが貫通穴４８の幅よりも大きい幅を有するということとが理解される。
【００２３】
貫通穴４８の中に開口する止り穴６２の中に配置されていて、且つる圧縮コイルばね６０の形態であることが好ましい弾性素子が、貫通穴４８の中に配置されている。このばねは、このばねの一方の端部が締付け構造具のスカート５４ａに当たり、且つその反対側の端部が止り穴６２の底部に当たるように配置されている。したがって、このばねは、ホルダクランプを工具ホルダに対して弾性的に押し付ける働きをし、これによって、後述の理由によって、第１の当接面２２に対して工具ホルダが押し付けられることを引き起こす。
【００２４】
コイルばね６０の代わりに、図６に示されている数字９字のような形状のワイヤ状の形のばね６１のような他のタイプの弾性素子が使用可能である。締付け構造具のスリーブは、ばね要素６１の閉ループ６３を伸張させてそのワイヤのエネルギーを与えるために、ばね要素６１の閉ループ６３を通って延びる。
【００２５】
支持本体１２内に工具ホルダ１４を固定することが必要な時には、工具ホルダが第１及び第２の当接面２２、２４に押し付けられる形で位置決めされ、且つストッパブロック１８が工具ホルダの背後において第１の当接面２２上に挿入される。その次に、ホルダクランプ１６とストッパクランプ２０とのそれぞれの締結部分４２が溝の中に挿入され、且つクランプのそれぞれのボルト５２が支持本体のねじ山付き穴の中に部分的にねじ込まれる。スリーブ５４は、それぞれのボルト５２の上に予めねじ込まれ終わっている。この状態では、ばね６０はホルダクランプ１６とストッパクランプ２０とをそれぞれに工具ホルダ１４とストッパブロック１８とに押し付け、その結果として、支持本体の方向配置が、重量のせいで工具ホルダ１４とストッパブロック１８とが凹み(または、溝）１２ａから外れる可能性がある方向配置である時に、その工具ホルダ１４とストッパブロック１８とが、偶発的に支持本体から外れて落下しないように僅かに摩擦によって保持される。さらに、ストッパブロック１８は、最適の切削位置に工具ホルダを配置するために調整方向Ａに移動させられることが可能である。その次に、ホルダクランプ１６またはストッパクランプ２０の各々の締結部分４２が溝の中に押し込んで工具ホルダまたはストッパブロックを第１の当接面２２に対して押し付けるように、ホルダクランプ１６とストッパクランプ２０とのそれぞれのボルト５２がしっかりと締め付けられる。さらに、ストッパブロックの傾斜面３０が、工具ホルダが第２の当接面２４に押し付けられた状態に保たれることを補助するために、工具ホルダに対して押し付け方向Ｐに力を加えることが可能である。
【００２６】
工具ホルダを交換または調整することが必要な場合には、ホルダクランプとストッパクランプのそれぞれのボルト５２が、支持本体から部分的に弛められることによって緩められる。これがおこると、各スリーブ５４のフランジ５４ｂが、それぞれのボルトと共に支持本体から離れていき、それによってホルダクランプまたはストッパクランプを支持本体との押し込み係合から引っ張る。したがって、従来技術のように、このクランプを押し込み係合から強制的に緩められるために別個のジャッキアップねじを動かすことは不要である。
【００２７】
ボルト５２が緩め終わると、ばね６０はホルダクランプとストッパクランプとをそれぞれに工具ホルダとストッパブロックとに軽く押し付け続ける。このことが、工具ホルダとストッパブロックとが第１の当接面２２に押し付けられることと、凹みの中に摩擦によって保持されることを生じさせる。この摩擦による保持は、重力の作用によって工具ホルダとストッパブロックとが凹み１２ａの外に落下することを防止する。しかし、この摩擦による保持は、工具ホルダを手作業で調整または交換することを妨げない。
【００２８】
１つのボルトだけを動かすことによってホルダクランプとストッパクランプの各々の取り外しまたは所定位置への固定とが可能であるということと、工具ホルダまたはストッパブロックが偶発的に凹みの外に落下する危険性がないということとが理解される。
【００２９】
本発明の別の実施形態が図７から図１２に示されている。図７−８による実施形態では、ストッパブロック１８ａが、ばねにより偏る球７２が中に配置されているスリーブ７０を有する。この球は、調整方向Ａと押し付け方向Ｐとにおいて工具ホルダに力を加えるために、工具ホルダ１４ａの概ね円錐形の凹所７４の中に配置されている。
【００３０】
ストッパ本体と工具ホルダとの間の追加の接触が、図９では領域７６において生じ、図１０では領域７８において傾斜面を介して生じ、且つ図１１では領域８０において生じるということを除いて、図９と図１０と図１１によるそれぞれの実施形態は図７と図８の実施形態と同様である。
【００３１】
図１２と図１３では、ストッパブロックと工具ホルダとの間の接触が領域８２内において傾斜面を介して生じ、さらに、ストッパブロックを工具ホルダに連結するフック構造８４、８６が設けられている。ストッパブロックのための代案のフック８４′が図１４に示されている。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によって、単に１つのボルトを弛めることだけでホルダクランプとストッパクランプの各々を締結を緩めることが可能であるということが理解される。さらに、これらのクランプ内にばねが存在するので、これらのクランプが緩められ終わった後に、重力の作用のせいで工具ホルダまたはストッパブロックが支持本体の外に落下することがない。さらに、ストッパブロックは、支持本体の当接面に工具ホルダを押し付けて保持する傾向がある力を加えることが可能である。したがって、工具ホルダをより迅速に調整／交換することが可能であり、且つ支持本体内により正確に位置決めすることが可能である。
【００３３】
本発明をその好ましい実施形態に関連して説明してきたが、本明細書に具体的には説明されていない追加と削除と変更と置換とが、添付されている特許請求項に定義されている本発明の着想と範囲とから逸脱することなしに行われてよいということが、当業者に理解される。
【符号の説明】
【００３４】
１０    工具アセンブリ
１２    支持本体
１２ａ    溝
１４    工具ホルダ
１６    楔形ホルダクランプ
１８    ストッパブロック
２０    楔形ストッパクランプ
２２    第１の当接面
２４    第２の当接面
２６    楔面
２８    切削インサート
３０、３２    傾斜面
３８    工具ホルダ表面
４０    ストッパブロック表面
【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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