(57)【要約】  本発明は、コレットホルダと工具アダプタとの間のインタフェースに係り、前記インターフェースは構造が簡単で、限られた空間でも工具アダプタの挿入が簡単に実施できる。
2020531302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレットホルダ（３００）と工具アダプタ（５００〜５０４）との間のインタフェースであって、前記コレットホルダ（３００）は、内側円錐部（３１０）と、平坦面（３１１）と、テンションナット（４０１）のための外ネジ（２３０）とを備えており、前記工具アダプタ（５００〜５０４）は、前記内側円錐部（３１０）と組み合う外側円錐部（３２０）を備えており、前記コレットホルダ（３００）は、前記外ネジ（２３０）及び前記テンションナット（４０１）と独立している前記工具アダプタ（５００〜５０４）のための固定手段を有しているインタフェースであって、
前記固定手段は、径方向又は斜めに配置されている１又は複数の内ネジ（３１５）と、各内ネジ（３１５）内のテンションピン（２１０）とを備えており、前記工具アダプタ（５００〜５０４）には、前記テンションピン（２１０）と協働する１又は複数の凹所（３１７）があることを特徴とする、インタフェース。
【請求項２】
前記工具アダプタ（５００〜５０４）は鍔部（３２１）を有しており、前記工具アダプタ（５００〜５０４）と前記コレットホルダ（３００）とは前記平坦面（３１１）と前記鍔部（３２１）との領域で互いに形状ロック方式で接続されることが可能であることを特徴とする、請求項１に記載のインタフェース。
【請求項３】
前記コレットホルダ（３００）は前記平坦面（３１１）の前記領域に１又は複数の溝（２２１，２２１．１，２２１．２）を有しており、前記工具アダプタ（５００〜５０４）は前記鍔部（３２１）の前記領域に１又は複数の溝（２２３，２２３．１，２２３．２）を有しており、前記インタフェースはドライバリング（２２０）を備えており、前記ドライバリング（２２０）は、前記平坦面（３１１）の前記領域と前記鍔部（３２１）の前記領域との前記溝（２２１，２２１．１，２２１．２，２２３，２２３．１，２２３．２）と適合する少なくとも１つの形状ロック要素（２２２）を有していることを特徴とする、請求項２に記載のインタフェース。
【請求項４】
前記平坦面（３１１）の前記領域の前記溝（２２１，２２１．１，２２１．２）と前記鍔部（３２１）の前記領域の前記溝（２２３，２２３．１，２２３．２）との寸法、形状及び／又は位置が異なることを特徴とする、請求項３に記載のインタフェース。
【請求項５】
前記ドライバリング（２２０）は前記コレットホルダ（３００）の前記外ネジ（２３０）を覆うことを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載のインタフェース。
【請求項６】
前記ドライバリング（２２０）は少なくとも１つの径方向の貫通穴（２２５）又は傾けられた貫通穴（２２５）を有し、前記少なくとも１つの貫通穴（２２５）は、ドライバを前記テンションピン（２１０）に届かせることを可能にするように位置決めされていることを特徴とする、請求項３、請求項４又は請求項５のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項７】
前記貫通穴（２２５）の最小直径（Ｄｍｉｎ）は、前記少なくとも１つのテンションピン（２１０）を締めること及び緩めることを行なうドライバが前記貫通穴（２２５）に挿入されることが可能である程度に大きく、前記貫通穴（２２５）の前記最小直径（Ｄｍｉｎ）は前記少なくとも１つのテンションピン（２１０）の公称直径未満であることを特徴とする、請求項６に記載のインタフェース。
【請求項８】
前記少なくとも１つの貫通穴（２２５）は段付き穴として設計されており、前記段付き穴の直径は前記ドライバリング（２２０）の外側よりも前記ドライバリング（２２０）の内側で大きく、前記ドライバリング（２２０）の前記内側での前記直径は前記テンションピン（２１０）の公称直径を超えることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のインタフェース。
【請求項９】
前記ドライバリング（２２０）の内側の前記少なくとも１つの貫通穴（２２５）は、面取りさら穴、丸み付きさら穴又は円錐台形のさら穴（３１８）を有することを特徴とする、請求項６〜請求項８のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項１０】
前記コレットホルダ（３００）は前記平坦面（３１１）の前記領域に１又は複数の突起を有し、前記工具アダプタ（５００〜５０４）は前記鍔部（３２１）の前記領域に、前記突起と組み合う１又は複数の凹所を有することを特徴とする請求項２に記載のインタフェース。
【請求項１１】
前記工具アダプタ（５００〜５０４）は前記鍔部（３２１）の前記領域に１又は複数の突起を有し、前記コレットホルダ（３００）は前記平坦面（３１１）の前記領域に、前記突起と組み合う凹所を有することを特徴とする請求項２に記載のインタフェース。
【請求項１２】
前記平坦面（３１１）の前記領域の前記突起又は凹所と、前記鍔部（３２１）の前記領域の前記凹所又は突起とは、異なる寸法に設定され、異なる形状に成形されかつ／又は異なる位置に配置されることを特徴とする、請求項１０又は請求項１１に記載のインタフェース。
【請求項１３】
前記工具アダプタ（５００〜５０４）と前記コレットホルダ（３００）とは前記平坦面の反対側の前記内側円錐部（３１０）の端で、形状ロック方式で互いに接続されることが可能であることを特徴とする、請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項１４】
前記工具アダプタ（５００〜５０４）と前記コレットホルダ（３００）とは多角形部接続によって形状ロック方式で互いに接続されることが可能であることを特徴とする、請求項１３に記載のインタフェース。
【請求項１５】
前記形状ロック方式の接続は噛合継手のように設計されていることを特徴とする、請求項１３に記載のインタフェース。
【請求項１６】
前記コレットホルダ（３００）と前記鍔部（３２１）との前記領域での前記形状ロック方式の接続及び／又は前記平坦面（３１１）の反対側の前記内側円錐部（３１０）の端での前記形状ロック方式の接続により、前記少なくとも１つの凹所（３１７）と前記少なくとも１つのテンションピン（２１０）とが互いに協働するように構成的に前記工具アダプタ（５００〜５０４）と前記コレットホルダ（３００）との相対位置が既定されることを特徴とする、請求項１３〜請求項１５のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項１７】
前記コレットホルダ（３００）と前記鍔部（３２１）との前記領域での前記形状ロック方式の接続には、前記平坦面（３１１）の反対側の前記内側円錐部（３１０）の前記端での前記形状ロック方式の接続よりも大きい回転遊びがあることを特徴とする、請求項１３〜請求項１６のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項１８】
前記コレットホルダ（３００）と前記鍔部（３２１）との前記領域での前記形状ロック方式の接続には、前記平坦面（３１１）の反対側の前記内側円錐部（３１０）の前記端での前記形状ロック方式の接続よりも小さい回転遊びがあることを特徴とする、請求項１３〜請求項１６のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項１９】
前記外ネジ（２３０）の公称直径（Ｄｎｏｍｉｎａｌ）は、前記内側円錐部（３１０）の最大直径（Ｄｍａｘ）よりも少なくとも１．４倍大きく、好ましくは１．５倍〜１．８倍大きいことを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項２０】
前記コレットホルダ（３００）は特にスイス型自動旋盤用の駆動式工具マウント（６００）、又は固定式工具マウント（７００）に組み込まれることを特徴とする、請求項１〜請求項１９のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項２１】
前記工具アダプタ（５００〜５０４）の前記外側円錐部（３２０）には１又は複数の溝（３２６）が存在することを特徴とする、請求項１〜請求項２０のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項２２】
前記テンションピン（２１０）は円錐台形の先端（３１６）を有することを特徴とする、請求項１〜請求項２１のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項２３】
前記テンションピン（２１０）は、前記テンションピン（２１０）の外ネジに対して偏心配置されている先端を有することを特徴とする、請求項１〜請求項２２のいずれか一項に記載のインタフェース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
コレットを用いて、回転工具に極めて高精度に密接してテンションを加えることができる。
【背景技術】
【０００２】
しかし、コレット内ですべての工具にテンションを加えることができることはないので、駆動式又は静止式工具向けのコレットと工具アダプタとの両方を入れることが可能なコレットホルダを提供する必要がある。
【０００３】
ＤＥ１０２１９６００Ｃ５により、コレットの代わりとして工具アダプタを用いることができる、コレットホルダ付きの工具搬送器が知られている。前記工具アダプタはフランジプレートを有する。前記工具アダプタは、前記フランジプレートの前側に配置される４つのネジを用いて前記フランジプレートを介してコレットホルダに取り付けられる。
【０００４】
本出願人のＤＥ１０２００９０６０６７８Ｂ４により、コレットホルダ付きの工具搬送器とこのような工具搬送器に用いられる工具インサートとが知られている。前記工具搬送器には、前記工具搬送器にコレットと工具アダプタとの双方を固定するために内ネジが切られたテンションナットが螺合される外ネジが切られている。
【０００５】
同様の解決手段がＤＥ２０２００９０１２０８７Ｕ１により知られている。本文献においても、コレットと工具アダプタとの双方がテンションナットを用いてコレットホルダに固定される。
【０００６】
工具にテンションを加える器具がＤＥ１０２００４０２９０４７Ａ１により知られている。このインタフェースでは、工具アダプタの外側円錐部の先で軸方向に環状のショルダ及び周方向溝が形成されている。相手となるスピンドルのテンションピンを前記周方向溝に螺合することができ、このようにして、前記スピンドルとともに工具アダプタに対して軸方向にテンションを加えることができる。この解決手段では設置空間を追加する必要があったり、工具アダプタの外側円錐部が短縮されたりする。このことは、工具アダプタにおいてテンションが加えられる工具の同心度に悪影響を与える。
【０００７】
工具搬送器と工具アダプタとの間のインタフェースがＤＥ１０２００９０４２６６５Ａ１により知られている。このインタフェースにはコレットを一切挿入することができない。このインタフェースでは、工具アダプタと工具マウントとのバヨネット接続のように形状ロック接続が最初に確立される。その後、前記接続は目的の弾性変形によって固定される。このインタフェースは極めて小さい製造許容誤差を要するので、摩耗及び汚れに敏感である。製造コストも高くなる。
【０００８】
先行技術により知られているこれらの解決手段は多くの用途で認められている。しかし、これらの解決手段は、工作機械の作業空間に工具アダプタを交換するための空間がほとんどない場合に特に重大な不利である。
【０００９】
ＤＥ１０２１９６００Ｃ５により知られている解決手段では、４つのネジを端面からフランジプレートに挿通させてコレットホルダ内まで至らせて螺合させなければならない。このことは、工具アダプタが用いられる場合にコレットホルダの前方からアクセスする必要を意味する。さらに、工具アダプタを固定するために、４つのネジをねじ込まなければならない。
【００１０】
テンションナットを有する先行技術により知られている解決手段では、コレットホルダを回転に抗して固持しなければならず、また、コレットや工具アダプタを交換するためにテンションナットを緩めたり締めたりするキーを用いなければならない。空間が限られる状況では、スイス型自動旋盤の場合によくあることだが、これのための十分な空間がない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、その目的として、限られた空間であっても、工具アダプタを単純な仕方でコレットホルダに挿入して確実に固定し、かつ再現性の高い固定を行なうことが可能であるコレットホルダと、相手となる工具アダプタとを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、コレットホルダと工具アダプタとの間のインタフェースであって、前記コレットホルダは、内側円錐部と、平坦面と、テンションナットのための外ネジとを備えており、前記工具アダプタは、前記内側円錐部と組み合う外側円錐部を備えており、前記コレットホルダは、前記外ネジ及び前記テンションナットと独立している前記工具アダプタのための固定手段を有しており、本発明によれば、前記独立している固定手段は、径方向又は斜めに配置されている１又は複数の内ネジと、各内ネジ内のテンションピンとを備えており、前記テンションピンと協働する１又は複数の凹所が前記工具アダプタに設けられていることで達成される。
【００１３】
本発明に係る解決手段では、コレットホルダの外ネジ及びテンションナットによってコレットホルダ内で工具アダプタが固定されるのではなく、径方向又は斜めに配置されるテンションピンの形態の独立している固定手段によって固定される。前記テンションピンがねじ込まれて、その先端が工具アダプタの組み合う凹所内に入る。
【００１４】
本発明に係るコレットホルダ内で工具アダプタにテンションを加えるには、ドライバを側方すなわち径方向から届かせることが容易であるだけでよい。反動保持のための第２の工具の形態のトルク支持器は、本発明に係るインタフェースでは必要ない。これにより、本発明に係る工具アダプタの交換及び締め付けが一層単純になる。また、１つのテンションピンを緩めたり締めたりするので十分である。これは、他の既知の解決手段と比較して工具アダプタを交換するときに多くの時間も節約する。
【００１５】
ドライバは、機械の作業領域で空間が制限される場合であっても工具アダプタに単純な仕方でテンションを加えたり緩めたりすることを可能にする極めて細い安価な工具である。
【００１６】
前記凹所は円錐台形であり、いずれの場合も中心軸に対して回転対称であるので、テンションを加える軸方向の力とトルクとがテンションピン及び凹所を介して伝達されることが可能である。さらに、前記凹所を工具アダプタの外側円錐部に形成することができるので、設置空間を一切追加する必要がない。
【００１７】
本発明に係るインタフェースは、特に、小径の工具に対応する高速の工具が用いられる場合に用いられる。このことは、コレットホルダと工具アダプタとの間で伝達されるトルクが比較的小さいことを意味する。したがって、多くの場合で、コレットホルダと工具アダプタとの間の前記トルク伝達がテンションピンを介して起こる場合には十分である。
【００１８】
本発明の特に有効な実施形態では、コレットホルダが平坦面の領域に１又は複数の（径方向の）溝又は窪みを有し、工具アダプタも鍔部の領域に１又は複数の（径方向の）溝又は窪みを有し、平坦面の領域と鍔部の領域との溝又は窪みに挿入されることが可能な少なくとも１つの形状ロック要素を有する別体のドライバリングがインタフェースに属していることが実現される。言い換えれば、前記鍔部にも前記平坦面にも溝又は窪みしかない。この結果、前記鍔部及び前記平坦面は極めて製造が容易であり、高い精度及び軸方向振れを持つ鍔部及び平坦面を製造することができる。
【００１９】
高精度に位置決めする、すなわち唯一の位置に配置するために（また、所望により正トルク伝達のためにも）設けられる形状ロック要素が別体の構成要素として設計されているドライバリングに組み込まれている。必要な場合、すなわち、工具アダプタがコレットホルダに挿入される場合、このドライバリングは、ドライバリングの形状ロック要素がコレットホルダの溝内に係合するまで、コレットホルダの外ネジと予めねじ込まれたテンションピンとの上で押される。その際、ドライバリングの形状ロック要素が工具アダプタの鍔部の溝に入るように工具アダプタがコレットホルダに挿入されることが可能であるようにテンションピンが位置決めされる。これにより、コレットホルダと工具アダプタとの間の高精度の位置決めが確保される。その後、工具アダプタは上述のように１又は複数のテンションピンによって固定される。さらに、この形状ロック接続はコレットホルダと工具アダプタとの間のトルク伝達に用いられることも可能である。
【００２０】
これに加えて又はこれの代わりに、平坦面と工具アダプタの鍔部との領域や、コレットホルダの内側円錐部の後端の領域（請求項１３を参照）や、前端と後端との間の別の箇所での、工具アダプタとコレットホルダとの間の正トルク伝達を行なうことも可能である。
【００２１】
工具アダプタの所望により存在する鍔部はコレットホルダの平坦面と接触する必要はない。この場合、前記工具アダプタは、コレットホルダの内側円錐部と工具アダプタの外側円錐部を介してのみ位置決めされて芯出しされる。
【００２２】
工具アダプタの鍔部がコレットホルダの平坦面に引き寄せられる場合には、工具アダプタの軸方向振れがより一層改善される。
【００２３】
工具アダプタの凹所がコレットホルダのテンションピンと協働するようにのみ工具アダプタをコレットホルダに挿入することを保証することは、たとえば、平坦面の溝の幅が同じでない場合に可能であり、多くの場合に有効でもある。これに対応して、工具アダプタの鍔部の溝の幅についても同様であり、本発明に係るドライバリングの形状ロック要素の幅についても同様である。この結果、工具アダプタがコレットホルダに挿入されることが可能である位置が構造的に既定される。溝の幅に代わるものとして、工具アダプタがコレットホルダに挿入されなければならない位置は、溝の深さと、ドライバリング上の形状ロック要素の関連する寸法とによって指定されたり、平坦面及び鍔部の周にわたる溝と形状ロック要素との（凸凹の）配置によって指定されたりすることも可能である。
【００２４】
コレットホルダと工具アダプタとの互いに対する位置決めが構造的に既定されることで、１又は複数のテンションピンが締められるときに、テンションピンの先端が、組み合うように配置された工具アダプタの凹所内に係合することが確実に行なわれる。したがって、間違った組み立ては不可能である。
【００２５】
コレットホルダ、工具アダプタ及びドライバリングが同じ材料製、たとえばスチール製であれば、溝のこの不均等寸法設定及び／又は不均等配置によっていかなる顕著なバランス異常も起きない。すでに述べたように、テンションを加えることは１又は複数のテンションピンを締めることによって行なわれる。
【００２６】
さらに、形状ロック要素に軸方向の所定の弾性があり、形状ロック要素が工具アダプタの取り出し器として機能するようにリングに形状ロック要素を配置することができる。
【００２７】
テンションを工具アダプタに加えると、この工具アダプタについては、その鍔部が、１又は複数のテンションピンを締めることによって形状ロック要素により発揮されるバネ力に抗してコレットホルダの平面に引き寄せられる。
【００２８】
その後に工具アダプタがコレットホルダから取り外されることになり、そのために１又は複数のテンションピンが緩められる場合、軸方向のプレロードが加わっている形状ロック要素によって工具アダプタの取り出しが能動的に支援される。
【００２９】
これにより、本発明に係るインタフェースの取り扱いがさらに改善される。これは、内側円錐部と外側円錐部とが僅かにセルフロッキング効果を持つ場合や、内側円錐部と外側円錐部とが、付着した冷却潤滑剤によって互いに固着される場合に特に有用である。
【００３０】
前記ドライバリングは、コレットホルダの外ネジをカバーしてテンションナットがねじ込まれて外ネジに被されることがない場合の損傷や汚れから保護することも行なう。
【００３１】
本発明のさらに有効な実施形態では、ドライバリングは、本発明に係るテンションピンを締めたり緩めたりするためにドライバが挿入されることが可能である少なくとも１つの径方向又は斜めの貫通穴を有する。
【００３２】
ドライバリングの少なくとも１つの貫通穴の直径は、
ａ）テンションピン及びドライバが嵌るか、
ｂ）ドライバのみが嵌るか
する程度に大きいことが可能である。
【００３３】
ａ）の場合、前記テンションピンが工具アダプタにねじ込まれて、工具アダプタから取り外されることが可能である。
ｂ）の場合、ドライバリングが適所にある限りは、前記テンションピンが取り外されることは可能ではない。この場合、テンションピンによってドライバリングが脱落して喪失することがなくなる。
【００３４】
コレットホルダの平坦面の溝とテンションピンのためのコレットホルダの内ネジとの間にしっかりした空間的な割り当てがあるので、ドライバがドライバリングの貫通穴に挿通されるときにテンションピンの頭部に届くように少なくとも１つの貫通穴がドライバリングに配置されるようにドライバリングを容易に設計することもできる。いくつかのテンションピンがコレットホルダ上に存在する場合、当然ドライバリングはいくつかの貫通開口を有することになる。
【００３５】
本発明に係るさらなる実施形態で、貫通穴の最小直径が、少なくとも１つのテンションピンを締めること及び緩めることを行なうドライバが貫通穴に挿入されることが可能であるのに十分なほどに僅かに大きい場合には、ドライバリングはテンションピンの抜け止め具としても機能する。テンションピンを回し抜き過ぎる場合、テンションピンがドライバリングに当たって、それ以上回し抜くことができない。
【００３６】
貫通穴が段付き穴として設計されており、ドライバリングの内側での段付き穴の直径がドライバリングの外側よりも大きく、ドライバリングの内側での段付き穴の直径が１又は複数のテンションピンの公称直径を僅かに超える場合にも有効である。この場合、前記テンションピンを僅かに回して段付き穴内に向かわせることが可能である。段付き穴の直径が小さくなったときにだけテンションピンはドライバリングに当たり、それ以上回し抜くことができない。この位置で、前記テンションピンは、ドライバリングがコレットホルダから工作機械の作業領域に脱落するリスクなく工具アダプタが交換されることが可能であるようなドライバリングの抜け止め具としても機能する。
【００３７】
さらに、本発明に係るドライバリングには所望により存在する他の機能がある。
【００３８】
テンションピンを緩める／回し抜くことによって工具アダプタの取り出しを能動的に支援することもできる。これは、ドライバリングの１又は複数の貫通穴の適切な設計及び／又はコレットホルダの１又は複数の内ネジに対するドライバリングの１又は複数の貫通穴の適切な位置決めによって実現することができる。双方の代替例の結果、テンションピンを緩めることによって、テンションピンによって工具アダプタ上のドライバリングに軸方向の力が間接的に及ぼされ、前記軸方向の力によって取り出しが支援される。
【００３９】
たとえば、ドライバリングの貫通穴や、貫通穴の面取り部や丸みがテンションピンに対して軸方向にオフセットされて配置される場合、テンションピンは貫通穴の大内径から小内径に至る移行部で縁や面取り部に対して軸方向にオフセットされて当たる。前記テンションピンのこのオフセット押圧により工具アダプタが取り出されたり、このオフセット押圧が取り出しの補助として機能したりする。
【００４０】
これの代わりに、内ネジの長手方向軸から軸方向に僅かにオフセットされる、円錐部よりも大きい直径を持つ貫通穴の内側部分を形成することができる。
【００４１】
形状ロック接続の代替の構成では、コレットホルダが平坦面の領域に１又は複数の突起を有し、工具アダプタの鍔部の領域が、前記突起と組み合う１又は複数の凹所又は窪みを有することが実現される。
【００４２】
これの代わりに、工具アダプタが鍔部の領域に１又は複数の突起を有し、コレットホルダが、平坦面の領域で前記突起と組み合う凹所又は窪みを有することも可能である。前記突起は挿入されたすべりブロックや挿入されたピンであることも可能である。これらの代替例では、ドライバリングは必要ない。
【００４３】
代替構成又はさらなる構成では、工具アダプタとコレットホルダとが平坦面の反対側の内側円錐部の端で互いに形状ロック方式で接続されることが可能であることが実現される。このような形状ロック接続は、たとえば、工具アダプタとコレットホルダとの間の多角形部接続であることが可能である。
【００４４】
代替例として、又はこれに加えて、コレットホルダ又は工具アダプタに複数の軸方向溝が形成され、前記軸方向溝が正トルク伝達の意味で工具アダプタ又はコレットホルダ上の突起と協働することも可能である。
【００４５】
別の代替例では、トルクがコレットホルダと工具アダプタとの間の噛合継手によって伝達されることが実現される。
【００４６】
「工具マウントと工具アダプタとの位置決め」の機能と「工具マウントから工具アダプタへのトルク伝達」の機能とは、平坦面と鍔部との領域での形状ロック接続によって実現されたり、工具マウントの反対側の端での形状ロック接続によって実現されたりすることが可能である。
【００４７】
一方で、「工具マウントと工具アダプタとの位置決め」機能が平坦面と鍔部との領域での形状ロック接続によって実現され、「工具マウントから工具アダプタへのトルク伝達」機能が工具ホルダの反対側の端で実施されることも可能である。機能の逆の割り当ても可能である。
【００４８】
この「仕事の分担」は、回転遊びと、双方の形状ロック接続の軸方向の配置とによって構成的に実現される。大きい方の回転遊びがある形状ロック接続は、工具アダプタが挿入されて位置決めを担うときに作用状態になるように軸方向に配置され、他方の形状ロック接続は「トルク伝達」機能を担う。
【００４９】
テンションナットのための外ネジの公称直径が、内側円錐部の最大直径Ｄｍａｘよりも少なくとも１．４倍大きく、好ましくは１．５倍〜１．８倍大きい場合に特に有効であることも分かっている。
【００５０】
内側円錐部と外ネジとの間のコレットホルダの壁厚を増すことで、内ネジの弾力性が増すように内ネジは長尺になる。さらに、１又は複数のテンションピンに長尺設計を施すことができ、このことは、工具アダプタにテンションが加えられるときに生じる側方の力をテンションピンが一層吸収することができることを意味する。この結果、極めて強靭で安定したコレットホルダも得られる。
【００５１】
本発明に係るインタフェースは、駆動式工具マウント、特にスイス型自動旋盤用の駆動式工具マウント又は静止式工具マウントに組み込まれることが可能である。
【００５２】
本発明に係るインタフェースのさらなる発展例では、工具アダプタの外側円錐部上にいくつかの溝がある。前記溝は周方向に延びることが好ましい。前記溝は一般的には外側円錐部上の任意の箇所で延びることができ、たとえば軸方向に延びることができる。ただし、製造上の理由から円形や螺旋形の設計が好ましい。前記溝により、スピンドルに工具アダプタを挿入してテンションを加えるときに、冷却潤滑剤がスピンドルの内側円錐部と工具アダプタの外側円錐部との領域に存在する状態に冷却潤滑剤を保つ僅かな貯留容積が提供される。同じテンションを加える力を想定すると、これにより、スピンドルの内側円錐部と外側円錐部との間の接触面上の冷却潤滑剤の膜の厚さが激減する。この結果、工具アダプタの同心度がさらに改善される。
【００５３】
溝を配置する場合、途切れることがない十分な封止領域を形成するために２つの円錐部の一方が終端する少なくとも前に溝が余裕を持って延び止まることを確実にすることが重要である。冷却潤滑剤が工具ホルダの内部から螺旋形溝を通じて偶発的に漏れることがないように、この封止領域は必要である。
【００５４】
本発明のさらに有効な実施形態では、１又は複数のテンションピンは円錐台形の先端を有する。これに加えて又はこれの代わりに、１又は複数のテンションピンがテンションピンの外ネジに対して偏心配置されている先端を有することも可能である。この先端は円錐台形や円柱形であることが可能である。この場合、前記テンションピンは偏心テンションピンとして働く。
【００５５】
本発明のさらなる効果と効果を奏する実施形態とを以下の図面、その説明及び請求項に見ることができる。図面、その説明及び請求項で説明されている特徴のすべてが個別でも互いとの任意の組み合せでも本発明に必須である場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１ａ】コレット及びテンションナットが付けられていない本発明に係るコレットホルダを有する工具ホルダの断面Ｅ−Ｅを示す。
【図１ｂ】コレット及びテンションナットが付けられている本発明に係るコレットホルダを有する工具ホルダの断面Ｅ−Ｅを示す。
【図２】図１ｂの工具ホルダの斜視図を示す。
【図３】図１ｂの側面図を示す。
【図４】図６、図７及び図８に対応する本発明に係る工具アダプタを有する工具ホルダの斜視図を示す。
【図５】図６、図７及び図８に対応する側面図を示す。
【図６】工具アダプタが付けられた工具ホルダの断面Ｇ−Ｇ（回転されている）を示す。
【図７】テンションが加えられている位置にあるテンションピン２１０を有する、工具アダプタが付けられた工具ホルダの断面Ｆ−Ｆを示す。
【図８】解放位置にあるテンションピン２１０を有する、工具アダプタが付けられた工具ホルダの断面ＦＦを示す。
【図９】図６、図７、図８の工具アダプタに対応する工具ホルダの分解図を示す。
【図１０】図１ｂに係るコレットを１回装着し、図６、図７及び図８に係る工具アダプタを２回装着した、３つの工具ホルダが付けられた駆動式角度付き工具マウントを示す。
【図１１】工具ホルダを付けて、図６、図７及び図８に係る工具アダプタを装着した駆動式ストレート工具マウントを示す。
【図１２】工具ホルダを付けて、コレット及び図１ｂに係るテンションナットを装着した駆動式ストレート工具マウントを示す。
【図１３】本図ではコレットホルダ付きの例として示されている、工具ホルダ付きの本発明に係る工具アダプタを示す。
【図１４】本図ではドリルとしての例として示されている切削工具が一体化された本発明に係る工具アダプタを示す。
【図１５】プラグとして設計されている工具アダプタを示す。
【図１６】旋削作業用の刃先交換インサートホルダ付きの本発明に係る工具アダプタを示す。
【図１７】本図では組み上げられた工具ホルダが付けられた四角形の凹所としての、刃先交換インサート用の工具アダプタが装着された本発明に係る工具マウントを示す。
【図１８】本図では組み上げられた工具ホルダが付けられた円筒形の受け体としての、図１３の工具アダプタが１回装着され、図１６の工具アダプタが１回装着された本発明に係る２つの工具マウントを示す。
【図１９】本発明に係る工具アダプタ上にあるトルク伝達のための多角形部を示す。
【図２０】本発明に係る工具アダプタ上にあるトルク伝達の別の実施形態を示す。
【図２１】図２１に係る発明性のある工具アダプタ及び本発明に係るコレットホルダ上でのトルク伝達の協働を断面で示す。
【図２２】工具にテンションを加えるコレットホルダ付きの本発明に係る工具アダプタと、工具と、スピンドルとを縦断面で示す。
【図２３】２つの図でスピンドルを示す。
【図２４】テンションピン２１０を有し、テンションが加えられている位置にある別の実施形態の図７と同様の断面を示す。
【図２５】工具アダプタを押圧することをテンションピン２１０が担う、図２４と同様の断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図１ａ、図１ｂ、図２及び図３は、スピンドル１００に組み込まれる本発明に係るコレットホルダ３００の実施形態を示す。前記スピンドル１００は、たとえば、図１０、図１１及び図１２に係る駆動式工具マウントに組み込むことができる。駆動式工具マウントの場合、スピンドルが工具マウントに回転可能に取り付けられ、機械加工中に回転する。
【００５８】
これの代わりに、図１７及び図１８を参照して示されているように、また、以降でさらに詳細に説明されるように、スピンドルを固定式工具マウントに組み込んだり、固定式工具マウントとして設計したりすることも可能である。
【００５９】
本コレットホルダ３００は図１ａ及び図１ｂではスピンドル１００の左端に位置する。本発明に係るコレットホルダ３００は、内側円錐部３１０、平坦面３１１及び外ネジ２３０を備える。前記内側円錐部３１０は、本発明に係るコレットホルダ３００に標準コレット４００を用いることができるようにＤＩＮ  ＩＳＯ  １５４８８に対応することができる。
【００６０】
前記スピンドル１００の外ネジ２３０にテンションナット４０１がそれ自体も周知の仕方で螺合される（図１ｂを参照）。前記テンションナット４０１が締められると、テンションナット４０１によって内側円錐部３１０にコレット４００（図１ｂを参照）が圧入される。この結果、円柱形のシャンク（図１〜図３に図示されていない）を有する工具にテンションがコレット４００内で加えられる。
【００６１】
前記内側円錐部３１０は前端３１２及び後端３１３を有する。図１ａ及び図１ｂでは、前記前端３１２は左に配置されている。前記前端３１２で、前記内側円錐部３１０はその最大直径Ｄｍａｘを持つ。
【００６２】
前記後端３１３で、前記内側円錐部はその最小直径Ｄｍｉｎを持つ。この例示的な実施形態では、前記内側円錐部３１０は、３１３で円柱穴３１４に合流する。所望により存在する円柱穴３１４により、コレット４００（図示せず）内でテンションが加えられる工具のシャンクを、コレット４００を介して円柱穴３１４の方向に押すことが可能になる。この結果、前記工具の１又は複数のカッティングエッジと平坦面３１１との間の軸方向距離をセッティングすることができる。その目的は、工具に可能な限り一定のテンションを加えることを実現するために、この距離を可能な限り短くしておくことである。これにより、工具の機械加工正確度、切削実行可能性及び耐用年数が改善される。図１〜図３に示されている構成では、工具の１又は複数のカッティングエッジと平坦面３１１との間の軸方向距離が工作機械の作業空間内でセッティングされることしか可能ではない。これにより、工作機械のダウンタイムが比較的長く、非生産的になり、セッティングの再現性が低いので、好ましくない。
【００６３】
外ネジ２３０の公称直径Ｄｎｅｎｎは、内側円錐部３１０の前端３１２の直径Ｄｍａｘよりも大幅に大きい。実施上、外ネジ２３０の公称直径Ｄｎｏｍｉｎａｌが内側円錐部３１０の最大直径Ｄｍａｘよりも少なくとも１．４倍大きい場合に有効であることが分かっている。この場合、外ネジ２３０と内側円錐部３１０との間の壁厚は、ネジプラグ４０２又はテンションピン２１０をねじ込むことができる径方向や斜めに延びる内ネジ３１５を設けるのに十分である。前記内ネジの径方向の外側の端には円錐台形のさら穴（参照番号は付されていない）がある。
【００６４】
図示されている径方向の経路に代わるものとして、内ネジ３１５は、内側円錐部３１０の長手方向軸と内ネジ３１５の長手方向軸との間の角度αが９０°を超えるように、好ましくは１０５°や１２０°を超えるように、斜め（図示せず）に延びることも可能である。
【００６５】
コレット４００及びテンションナット４０１が工具にテンションを加えるのに用いられるときに止めネジ４０２が内ネジ３１５にねじ込まれる。
【００６６】
前記止めネジ４０２は、内ネジ３１５の円錐さら穴と協働して内ネジ３１５を封止する円錐台形の上端を有する。このことにより、コレット４００内でテンションが加えられる工具に供給される冷却潤滑剤が内ネジ３１５を通って無秩序に環境に出ることが防止される。さらに、止めネジ４０２によって損傷や混入から内ネジ３１５が保護される。
【００６７】
図２及び図３では、異なる視点でスピンドルが示されている。止めネジ４０２を図２で明確に見ることができる。外ネジ２３０は図２には図示されていない。図示せずに、円柱面のみを前記参照符号２３０とともに提示している。前記スピンドル１００の本発明に係るコレットホルダ３００は、テンションナットを有し、ＤＩＮ  ＩＳＯ  １５４８８にしたがう従来のコレットホルダと同様に、図１ｂ〜図３に示されている構成で動作する。
【００６８】
第２の構成が図４〜図９に異なる視点で示されている。この構成では、コレット４００及びテンションナット４０１の代わりに、本発明に係る工具アダプタ５００がコレットホルダ３００の内側円錐部３１０に挿入される。
【００６９】
図９はこの構成を分解図で示す。前記コレットホルダ３００の内ネジ３１５にテンションピン２１０が挿入される。図示されている実施形態では、前記内ネジ３１５は径方向に配置されている。このことは、前記内ネジ３１５の長手方向軸が径方向に延びかつスピンドル１００の長手方向軸と直交して延びることを意味する。前記内ネジ３１５の前記長手方向軸と前記スピンドル１００の前記長手方向軸との間の角度αが９０°とは異なることも可能である。たとえば、前記角度は図９に示されているように９０°ではなく、１０５°又は１２０°であることが可能である。
【００７０】
この例示的な実施形態ではテンションピン２１０の一端には円錐台部３１６がある。前記テンションピン２１０の反対側の端にはドライバ用のドライバ部が形成されている。図９のスピンドル１００の左端に平坦面３１１を明確に見ることができる。前記平坦面３１１は工具アダプタ５００の鍔部３２１と協働する。
【００７１】
前記平坦面３１１と前記鍔部３２１との双方には、凹所とも称する場合がある溝２２１及び２２３が形成されている。この例示的な実施形態では、前記溝２２１及び２２３は径方向に延びており、工具アダプタ５００がスピンドル１００に挿入されるときに溝２２１及び２２３が互いに対向するように配置される。
【００７２】
平坦面３１１及び鍔部３２１上には一切突起がないので、前記鍔部３２１及び前記平坦面３１１を極めて簡単かつ高精度に製造することができる。たとえば、どちらの面も完全に平坦でありかつスピンドル１００や工具アダプタ５００の長手方向軸に直角であるように研削によって製造することができる。ホローグラインドが施されて協働する平坦面３１１及び／又は鍔部３２１の接触面を設けることも可能である。この結果、前記鍔部３２１と前記平坦面３１１との間の接触領域が環状領域まで狭まり、僅かな弾性変形により生じるプレロードに抗してテンションピン２１０を締めることによって工具アダプタ５００が内側円錐部３１０内に軸方向に引き入れられるような所定の弾性がスピンドル１００と工具アダプタ５００との間で軸方向に存在する。
【００７３】
テンションピン２１０を緩めて工具アダプタとコレットホルダ３００との接続を緩める場合、工具アダプタ５００は弾性復帰して前記接続は緩められる。この軸方向の変形は通常０．０３ｍｍ未満である。
【００７４】
スピンドル１００とアダプタ５００との間には本発明に係るドライバリング２２０が設けられる。前記ドライバリング２２０は、平坦面３１１の溝２２１及び鍔部３２１の溝２２３と適合する２つの形状ロック要素２２２を備える。この説明における適合は、ドライバリング２２０がスピンドル１００上に配置されて工具アダプタ５００が工具ホルダすなわちスピンドル１００に挿入されるときに形状ロック要素２２２が溝２２１及び溝２２３に没入することを意味する。
【００７５】
前記ドライバリング２２０は、前記形状ロック要素２２２を互いにつないで、外ネジ２３０のカバーとしても機能する管状部２２４を備える。前記管状部２２４には貫通穴２２５が形成されている。前記貫通穴２２５は、ドライバリング２２０の形状ロック要素２２２がスピンドル１００すなわちコレットホルダ３００の溝２２１に挿入されるときに前記貫通穴２２５が内ネジ３１５に被さったりテンションピン２１０に被さったりするように位置決めされる。スピンドル１００が内ネジ３１５しか有さず１つだけテンションピン２１０を有する場合には、そのことは、溝２２１．１と溝２２１．２とで、たとえば幅や深さが異なる場合に特に有効である。これに対応させると、形状ロック要素２２２．１及び２２２．２は幅や深さが異なる要素である（図２３及びその説明も参照）。これにより、ドライバリング２２０を唯一の位置にのみ設置でき、貫通穴２２５が内ネジ３１５上やテンションピン２１０上にのみ配置されるようドライバリング２２０を設置することが保証される。
【００７６】
形状ロック要素２２２．１及び２２２．２と鍔部３２１の溝２２３．１，２２３．２とについても同様である。図９には１つの溝２２３．１しか見られない。鍔部３２１によって反対側に配置されている溝２２３．２が隠されている。
【００７７】
図４及び図５は、図９に示されている例示的な実施形態を組み立て状態で示している。図４からドライバリング２２０がスピンドル１００すなわちコレットホルダ３００の外ネジ２３０をカバーしていることが明確である。ドライバ（図示せず）をテンションピン２１０のドライバ要素に挿入することができ、前記テンションピン２１０を回転させることができる程度まで、貫通穴２２５によって前記テンションピン２１０が露出する。
【００７８】
図５は図４に係る構成の側面図を示す。
【００７９】
図６は、スピンドル１００、本発明に係る工具アダプタ５００及びドライバリング２２０の線Ｇ‐Ｇで切断した断面を示す。この図では、形状ロック要素２２２を用いたスピンドル１００と工具アダプタ５００との間の形状ロックを明確に見ることができる。
【００８０】
この例示的な実施形態では、外ネジ及びテンションナットとともに工具アダプタ５００が小型のコレットホルダの役割を果たす。これにより、コレット内で小シャンク径の工具にテンションを加えることが可能である。さらに、テンションが加えられた工具のカッティングエッジとコレットホルダ３００の平坦面３１１との間の工作機械外での軸方向距離をその通りにセッティングすることができる。
【００８１】
図７は、テンションピン２１０が工具アダプタ５００の外側円錐部３２０の凹所３１７にねじ込まれる様子を示す。
【００８２】
図７及び図８から分かるように、前記凹所３１７は円錐台形である。前記凹所３１７の円錐角度とテンションピン２１０の円錐台部３１６の円錐角度とは同じである。図７及び図８から分かるように、前記凹所３１７の中心軸からテンションピン２１０の中心軸すなわち内ネジ２２５の中心軸が若干オフセットされている（軸方向に若干オフセットされている前記テンションピン２１０及び前記凹所３１７の一点鎖中心線を参照）。前記オフセットは、テンションピン２１０を凹所３１７内にねじ込むことによって工具アダプタ５００の外側円錐部３２０が内側円錐部３１０内に引き込まれるように選択される。この結果、前記工具アダプタ５００の鍔部３２１が平坦面３１１に引き寄せられる。この結果、スピンドル１００、すなわち内側円錐部３１０及び平坦面３１１において許容誤差が極小でかつ再現性が高いアライメントが前記工具アダプタ５００に対して行なわれる。言い換えれば、前記工具アダプタ５００内でテンションが加えられる工具の同心度及び振れは極めて優れている。
【００８３】
一方で、工具アダプタ５００の鍔部３２１がスピンドル１００の平坦面３１１と接触しない設計も可能である。この場合、前記工具アダプタは円錐部をオーバーした状態で位置決めされて芯出しされる。
【００８４】
凹所３１７は円錐台形であり、いずれにしても中心軸に対して回転対称であるので、軸方向（すなわち、スピンドル１００の回転軸の方向）のテンションを加える力がテンションピン２１０及び凹所３１７によって伝達されることが可能であるだけでなく、トルク、すなわち力が周方向にも伝達される。さらに、前記凹所３１７を工具アダプタの外側円錐部３２０に形成することができるので、設置空間を一切追加する必要がない。
【００８５】
図８は、工具アダプタ５００が内側円錐部３１０から取り外されることが可能であるようにテンションピン２１０が凹所３１７から回し抜かれている様子を示す。
【００８６】
図８で、ドライバリング２２０がロールピン２１０の抜け止め具として機能することも明確に見ることができる。前記テンションピン２１０が前記ドライバリング２２０に当接するので、前記テンションピン２１０を内ネジから完全に回し抜くことはできない。
【００８７】
ドライバリング２２０の穴２２５が図８に示されているように段付き穴として設計される場合、テンションピン２１０を完全に回し抜くことはできず、同時に、ドライバリング２２０をスピンドル１００すなわち工具ホルダ３００から、取り外すことができない。これは、ドライバリングがテンションピン２１０によってスピンドル１００すなわち工具ホルダ３００から抜けることが止められているからである。この場合、前記テンションピン２１０は、ドライバリングの抜け止め具として機能する。
【００８８】
円錐台部３１６が工具アダプタ５００の凹所３１７にこれ以上食い込まないところまで前記テンションピン２１０を回すことができる。
【００８９】
本発明に係るインタフェースは、再現性が高く径方向振れ偏差及び軸方向振れ偏差が極めて低い形状ロック方式でコレットホルダ３００に工具アダプタ５００〜５０４を収容する状態になり顕著な効果を奏する。
【００９０】
さらに、本発明に係る工具アダプタは限られた空間でも用いることができ、容易かつ迅速に交換することができる。
【００９１】
ドライバリングがなく、平坦面３１１や鍔部３２１の溝２２１及び２２３がない本発明に係るインタフェースを設計することができる。この場合、正トルク伝達が少なくとも１つのテンションピン２１０によって行なわれる。
【００９２】
これの代わりに、工具アダプタ５００とスピンドル１００との間の正トルク伝達を内側円錐部３１０すなわちコレットホルダ３００の後端３１３で実施することもできる。これのために、例示的な実施形態が図１９、図２０及び図２１に関連して以降でさらに説明されている。
【００９３】
図１０は本発明に係るインタフェースの適用例を示す。本例は、３つのスピンドルが付けられた駆動式角度付き工具マウント６００である。このような工具マウント６００はたとえばスイス型自動旋盤で用いられる。本例では旋削直径が比較的小さいワークピースが機械加工される。工具アダプタやコレット内でテンションが加えられる工具を交換する空間が作業領域に僅かしかない。
【００９４】
図１〜図３の例示的な実施形態に対応するテンションナット４０１を有するコレット４００が１つ目のスピンドルに挿入されている。工具の挿入と、工具のカッティングエッジとコレットホルダ３００との間の軸方向距離の高精度のセッティングとがそれぞれの限られた空間では困難であり時間を要することが容易に推測される。
【００９５】
図４〜図９に係る工具アダプタ５００が他の２つのスピンドルに挿入されている。貫通穴２２５を有するドライバリング２２０と、奥にあるテンションピン２１０とを明確に見ることができる。
【００９６】
図１０は、ドライバリング２２０の貫通穴２２５を通じてドライバをテンションピン２１０の取り付け要素に容易に届かせることができることも明確に示している。
【００９７】
前記テンションピン２１０にドライバを側部から容易に届かせることができるので、本発明に係る工具アダプタ５００を、制限のある工具アダプタ設置状態でさえ容易に交換することができる。別の工具とそれをあてがう機械操作者のもう一方の手とが必要ない。
【００９８】
図１１及び図１２は、本発明に係る工具マウント６００の第２の例示的な実施形態を示す。この実施形態では１つのスピンドルのみがある。図１１では、前記スピンドル上にドライバリング２２０を有する工具アダプタ５００が配置されている。
【００９９】
図１２では、図１〜図３に対応するテンションナット４０１付きのコレットが同じ工具マウントで用いられている。
【０１００】
工具アダプタ５００〜５０４の様々な例示的な実施形態が図１３〜図１６の例として示されている。図１３は、図４〜図９に係るコレットを有する工具アダプタを再び示す。
【０１０１】
図１４に係る例示的な実施形態では、切削工具（ここではドリルとして示されている）と工具アダプタ５０２とが一体形成されている。一体形成は、たとえば、本工具アダプタ５０２内に硬質金属ドリルをはんだ付けすることによって行なうことができる。
【０１０２】
図１５は、封止プラグの機能を持つ工具アダプタ５０３を示す。この工具アダプタ５０３は、スピンドルを要さない場合に、このスピンドルの内側円錐部３１１が汚れ、かつ／又は冷却潤滑剤が無秩序に前記内側円錐部を通って機械室内に漏れるのを防ぐ目的で常に用いられる。
【０１０３】
図１６は、工具アダプタが旋削工具の役割を果たす工具アダプタ５０４を示す。この旋削工具を固定式工具マウント７００に入れることができる（図１７及び図１８を参照）。前記旋削工具を駆動式工具マウントに挿入することもできる。この場合、この旋削工具は、中ぐり加工穴をあけ広げることができるカッターの機能を持つ。
【０１０４】
駆動式ではない工具マウント７００が図１７に概略的に示されている。本図の駆動式ではない工具マウント７００の一端には四角形のシャンクと本発明に係るインタフェースとがある。たとえば、本発明に係るこのインタフェースには工具アダプタ５０１を挿入することができる。前記工具アダプタ５０１はテンションピン２１０を用いて工具マウント７００に接続することができる。この場合、この固定式工具アダプタ７００を旋削工具として用いることができる。必要に応じて、たとえば工具アダプタ５０４（図１６を参照）などの他の工具アダプタを用いることができる。
【０１０５】
図１８は、並列配置されている２つの固定式工具マウント７００（本図では円柱形のシャンクとテンションを加える面とを有する）を示す。工具マウント７００内で上述の旋削工具５０４にテンションが加えられる。コレットを有する工具アダプタ５００を用いて他の工具マウント内でドリル５０５にテンションが加えられる。
【０１０６】
さらに、スイス型自動旋盤又は別の工作機械の一部であるガイド内で工具マウント７００にテンションが加えられる。
【０１０７】
図１９及び図２０は、内側円錐部３１０の後端で正トルクを伝達したり本発明に係る工具アダプタ５００の外側円錐部３２０の後端で正トルクを伝達したりすることをどのように実現することができるかについての２つの例を示す。
【０１０８】
図１９に示されている例示的な実施形態では、前記外側円錐部３２０の前記後端に多角形部３２２が形成されている。相手となるコレットホルダ３００（図示せず）には、組み合う多角形部が形成されている。この結果、前記コレットホルダ３００から工具アダプタ５００〜５０４にトルクが伝達されることが可能である。
【０１０９】
図２０及び図２１に示されている例示的な実施形態では、外周に分散されている複数の径方向突起３２３が外側円錐部３２０の後端に形成されている。組み合う軸方向溝３２５を、相手となるコレットホルダ３００に見ることができる（図２１を参照）。前記突起３２３及び前記軸方向溝３２５を用いてコレットホルダ３００から工具アダプタ５００〜５０４にトルクが伝達されることが可能である。
【０１１０】
図２２は、工具５０５（本図ではツイストドリル）にテンションを加えるコレットホルダ３４０が付けられた本発明に係る工具アダプタ５００と、本発明に係るコレットホルダ３００を有するスピンドル１００との縦断面を示す。この図から、円柱形のシャフトを有する工具５０５をコレットホルダ内に深く押し込んだり浅く押し込んだりすることによって工具アダプタ５００に対して工具５０５の軸方向位置を調節することができることが明らかである。この調節プロセスは極めて正確にかつ工作機械を停止させることなく工作機械外で行なわれる。
【０１１１】
工具を予めセットした本発明に係るこのような工具アダプタ５００を、工作機械の作業空間にある工具マウントのコレットホルダ３００に挿入する場合、挿入は、テンションピン２１０を緩め、予めセットされた工具アダプタ５００を挿入し、テンションピン２１０を締めるだけで済む。これは極めて迅速であり、また、技能に乏しい機械操作者による誤りを起こさずに実行することもできる。
【０１１２】
図２３は、工具アダプタ５００〜５０４の凹所がコレットホルダ３００のテンションピン２１０と協働するようにのみ工具アダプタ５００〜５０４をコレットホルダ３００に挿入することを単純な仕方でどのように保証することができるかを示す。図２３の視点から分かるように、コレットホルダ３００の溝２２１．１及び２２１．２の幅Ｘ，Ｙは異なることが可能である。これに対応して、工具アダプタ５００の鍔部３２１の溝２２３．１及び２２３．２の幅（図２３には図示されていない）についても同様であり、また、本発明に係るドライバリング２２０の形状ロック要素２２２．１及び２２２．２の幅（図２３には図示されていない）についても同様である。
【０１１３】
溝２２１．１及び２２１．２の深さＶ，Ｗが異なる場合には同じ効果を奏することが可能である。これに対応して、工具アダプタ５００の鍔部３２１の溝２２３．１及び２２３．２の深さ（図２３には図示されていない）についても同様であり、また、本発明に係るドライバリング２２０の形状ロック要素２２２．１及び２２２．２の高さ（図２３には図示されていない）についても同様である。この結果、工具アダプタがコレットホルダに挿入されることが可能である位置が構造的に既定される。
【０１１４】
本発明に係るインタフェースは製造技術の点で制御するのが極めて容易である。通常のコレットと同様の最初の工程でインタフェースを用いることが可能であることに本発明に係るインタフェースの別の効果を見ることができる。その後、止めネジ４０２で内ネジ３１５を塞ぐ。
【０１１５】
その後に本発明に係るインタフェースに工具アダプタ５００，５０１，５０２，５０３又は５０４を装着する必要が生じた場合、そのときに必要な工具アダプタ５００，５０１，５０２，５０３又は５０４を入手して使用することができる。したがって、最初にコレットのみが用いられる場合には本発明に係るインタフェースによって最小の投資コストが実現される。同時に、本発明に係る解決手段の「上位互換性」により、その後の時点に、駆動式工具マウントを改変することを必要とせずに本発明に係る工具アダプタを入手して使用することができることが保証される。先行技術により知られている一切のインタフェースがこれらの効果を奏さない。
【０１１６】
図２４及び図２５は、テンションピン２１０が工具アダプタ５００〜５０４を押しずらすように機能するドライバリング２２０の実施形態を示す。これは、面取りさら穴すなわち円錐台形のさら穴３１８が前記ドライバリング２２０の貫通穴２２５の内側に設けられることで実現される。このさら穴３１８の中心が内ネジ３１５の長手方向軸すなわちテンションピン２１０の長手方向軸に対して若干オフセットされて配置されることが好ましい。図２４及び図２５では、前記さら穴３１８の前記中心は、内ネジ３１５の長手方向軸すなわちテンションピン２１０の長手方向軸に対して右にオフセットされている。このオフセットは図２４及び図２５では「Ｖ」で示されている。
【０１１７】
内側円錐部３１０内でテンションが加えられた工具アダプタ５００〜５０４を内側円錐部３１０から取り外す場合、この例示的な実施形態においてもテンションピン２１０を凹所３１７から回し出す。前記テンションピン２１０がオフセットされて配置されている円錐台形のさら穴３１８に達した後に前記テンションピン２１０を前記凹所３１７からさらに回し出す場合（図２５を参照）、ドライバリング２２０に軸方向に力が働く（図２５では左に働く）。この軸方向の力は形状ロック要素２２２を介して工具アダプタ５００〜５０４の鍔部３２１に伝達され、鍔部３２１を内側円錐部３１０から押し出す。
【０１１８】
円錐台形のさら穴３１８とテンションピン２１０との間の面圧を下げるために、面取り部３１９や丸みをテンションピン２１０に付けることができる。
【０１１９】
ドライバリング２２０の貫通穴２２５を段付き穴（図７及び図８を参照）として設計して、２つの穴直径の間の移行部を円錐台形のさら穴３１８として設計することも可能である。この変形例は図に示されていない。それぞれの動作様式は図２４及び図２５に係る例示的な実施形態の動作様式に対応する。
【０１２０】
Ｖの機能は内ネジ３１５の長手方向軸すなわちテンションピン２１０の長手方向軸とさら穴３１８の長手方向軸との間のオフセット「Ｖ」に依存する。
【０１２１】
貫通穴２２５を内ネジ３１５の長手方向軸と同軸に配置したり、さら穴３１８と同軸に配置したりすることが可能である。前者では、ユーザから見ればテンションピン２１０が貫通穴２２５内で芯出しされるので、若干「精密な」外観を示す。後者では、製造が多少容易である。
【符号の説明】
【０１２２】
１００  スピンドル
１０１  ストレート駆動式工具
１０２  角度付き駆動式工具
１０３  工具ホルダ付き旋削用四角形シャンク
１０４  工具ホルダ付き円形シャンクすなわちスピンドル
２００  工具マウントの工具ホルダ
２１０  テンションピン
２２０  １又は複数の形状ロック要素を有するドライバリング
２２１  工具マウントの溝
２２２  形状ロック要素
２２３  工具アダプタの溝
２２４  円筒部
２２５  貫通穴
２３０  外ネジ
３００  コレットホルダ
３１０  コレットホルダの内側円錐部
３１１  コレットホルダの平坦面／平坦方式
３１２  前端
３１３  後端
３１４  円柱穴
３１５  内ネジ
３１６  円錐台部
３１７  凹所
３１８  円錐台形のさら穴
３１９  テンションピン２１０の面取り部
３２０  工具アダプタの外側円錐部
３２１  工具アダプタの鍔部／平坦面
３２２  多角形部
３２３  突起
３２５  軸方向溝
３２６  溝
３３０  空洞穴
３４０  工具アダプタの工具ホルダ
４００  コレット
４０１  テンションナット
４０２  ネジプラグ
５００  切削工具ホルダ付き工具アダプタ
５０１  旋削工具としての工具アダプタ
５０２  切削工具が一体化された工具アダプタ
５０３  封止プラグとしての工具アダプタ
５０４  ドリルロッド工具としての工具アダプタ
５０５  ツイストドリル
６００  駆動式工具マウント
７００  固定式工具マウント
【図１ａ】
2020531302.tif 000003
【図１ｂ】
2020531302.tif 000004
【図２】
2020531302.tif 000005
【図３】
2020531302.tif 000006
【図４】
2020531302.tif 000007
【図５】
2020531302.tif 000008
【図６】
2020531302.tif 000009
【図７】
2020531302.tif 000010
【図８】
2020531302.tif 000011
【図９】
2020531302.tif 000012
【図１０】
2020531302.tif 000013
【図１１】
2020531302.tif 000014
【図１２】
2020531302.tif 000015
【図１３】
2020531302.tif 000016
【図１４】
2020531302.tif 000017
【図１５】
2020531302.tif 000018
【図１６】
2020531302.tif 000019
【図１７】
2020531302.tif 000020
【図１８】
2020531302.tif 000021
【図１９】
2020531302.tif 000022
【図２０】
2020531302.tif 000023
【図２１】
2020531302.tif 000024
【図２２】
2020531302.tif 000025
【図２３】
2020531302.tif 000026
【図２４】
2020531302.tif 000027
【図２５】
2020531302.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月25日(2019.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
コレットを用いて、回転工具に極めて高精度に密接してテンションを加えることができる。
【背景技術】
【０００２】
しかし、コレット内ですべての工具にテンションを加えることができることはないので、駆動式又は静止式工具向けのコレットと工具アダプタとの両方を入れることが可能なコレットホルダを提供する必要がある。
【０００３】
ＤＥ１０２１９６００Ｃ５により、コレットの代わりとして工具アダプタを用いることができる、コレットホルダ付きの工具搬送器が知られている。前記工具アダプタはフランジプレートを有する。前記工具アダプタは、前記フランジプレートの前側に配置される４つのネジを用いて前記フランジプレートを介してコレットホルダに取り付けられる。
【０００４】
本出願人のＤＥ１０２００９０６０６７８Ｂ４により、コレットホルダ付きの工具搬送器とこのような工具搬送器に用いられる工具インサートとが知られている。前記工具搬送器には、前記工具搬送器にコレットと工具アダプタとの双方を固定するために内ネジが切られたテンションナットが螺合される外ネジが切られている。
【０００５】
同様の解決手段がＤＥ２０２００９０１２０８７Ｕ１により知られている。本文献においても、コレットと工具アダプタとの双方がテンションナットを用いてコレットホルダに固定される。
【０００６】
工具にテンションを加える器具がＤＥ１０２００４０２９０４７Ａ１により知られている。このインタフェースでは、工具アダプタの外側円錐部の先で軸方向に環状のショルダ及び周方向溝が形成されている。相手となるスピンドルのテンションピンを前記周方向溝に螺合することができ、このようにして、前記スピンドルとともに工具アダプタに対して軸方向にテンションを加えることができる。この解決手段では設置空間を追加する必要があったり、工具アダプタの外側円錐部が短縮されたりする。このことは、工具アダプタにおいてテンションが加えられる工具の同心度に悪影響を与える。
【０００７】
工具搬送器と工具アダプタとの間のインタフェースがＤＥ１０２００９０４２６６５Ａ１により知られている。このインタフェースにはコレットを一切挿入することができない。このインタフェースでは、工具アダプタと工具マウントとのバヨネット接続のように形状ロック接続が最初に確立される。その後、前記接続は目的の弾性変形によって固定される。このインタフェースは極めて小さい製造許容誤差を要するので、摩耗及び汚れに敏感である。製造コストも高くなる。
【０００８】
先行技術により知られているこれらの解決手段は多くの用途で認められている。しかし、これらの解決手段は、工作機械の作業空間に工具アダプタを交換するための空間がほとんどない場合に特に重大な不利である。
【０００９】
ＤＥ１０２１９６００Ｃ５により知られている解決手段では、４つのネジを端面からフランジプレートに挿通させてコレットホルダ内まで至らせて螺合させなければならない。このことは、工具アダプタが用いられる場合にコレットホルダの前方からアクセスする必要を意味する。さらに、工具アダプタを固定するために、４つのネジをねじ込まなければならない。
【００１０】
ＤＥ２９９１３６５０Ｕ１により、工具アダプタとスピンドルインサートとの間のインタフェースが知られている。前記スピンドルインサートは斜めにされる２つのテンションネジを有する。前記工具アダプタは２つの縦溝と、溝の縁が傾斜した周方向溝とを有する。前記テンションネジが協働すると、バヨネットのように素早く外れる。
【００１１】
ＵＳ３７６２７３１により、コレットのテンションナットを用いて工具アダプタをコレットホルダに圧入することができるコレットホルダが知られている。前記工具アダプタには径方向に配列され、クランプボルトを受ける凹所が設けられている。前記コレットホルダは、テンションピンをともなって径方向に配列された雌ネジを有する。テンションピンを回すことによって、テンションボルトが前記工具アダプタで取り囲まれた工具のシャンクに押し当てられ、工具が前記工具アダプタ内で保持される。米国特許第４４３７８０１号にはよく似たシステムが記載されている。主な違いは、テンションピンが工具アダプタで取り囲まれた工具のシャンクに直接押し当てられることである。
【００１２】
テンションナットを有する先行技術により知られている解決手段では、コレットホルダを回転に抗して固持しなければならず、また、コレットや工具アダプタを交換するためにテンションナットを緩めたり締めたりするキーを用いなければならない。空間が限られる状況では、スイス型自動旋盤の場合によくあることだが、これのための十分な空間がない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、その目的として、限られた空間であっても、工具アダプタを単純な仕方でコレットホルダに挿入して確実に固定し、かつ再現性の高い固定を行なうことが可能であるコレットホルダと、相手となる工具アダプタとを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、コレットホルダと工具アダプタとの間のインタフェースであって、前記コレットホルダは、内側円錐部と、平坦面と、テンションナットのための外ネジとを備えており、前記工具アダプタは、前記内側円錐部と組み合う外側円錐部を備えており、前記コレットホルダは、前記外ネジ及び前記テンションナットと独立している前記工具アダプタのための固定手段を有しており、本発明によれば、前記独立している固定手段は、径方向又は斜めに配置されている１又は複数の内ネジと、各内ネジ内のテンションピンとを備えており、前記テンションピンと協働する１又は複数の凹所が前記工具アダプタに設けられていることで達成される。
【００１５】
本発明に係る解決手段では、コレットホルダの外ネジ及びテンションナットによってコレットホルダ内で工具アダプタが固定されるのではなく、径方向又は斜めに配置されるテンションピンの形態の独立している固定手段によって固定される。前記テンションピンがねじ込まれて、その先端が工具アダプタの組み合う凹所内に入る。
【００１６】
本発明に係るコレットホルダ内で工具アダプタにテンションを加えるには、ドライバを側方すなわち径方向から届かせることが容易であるだけでよい。反動保持のための第２の工具の形態のトルク支持器は、本発明に係るインタフェースでは必要ない。これにより、本発明に係る工具アダプタの交換及び締め付けが一層単純になる。また、１つのテンションピンを緩めたり締めたりするので十分である。これは、他の既知の解決手段と比較して工具アダプタを交換するときに多くの時間も節約する。
【００１７】
ドライバは、機械の作業領域で空間が制限される場合であっても工具アダプタに単純な仕方でテンションを加えたり緩めたりすることを可能にする極めて細い安価な工具である。
【００１８】
前記凹所は円錐台形であり、いずれの場合も中心軸に対して回転対称であるので、テンションを加える軸方向の力とトルクとがテンションピン及び凹所を介して伝達されることが可能である。さらに、前記凹所を工具アダプタの外側円錐部に形成することができるので、設置空間を一切追加する必要がない。
【００１９】
本発明に係るインタフェースは、特に、小径の工具に対応する高速の工具が用いられる場合に用いられる。このことは、コレットホルダと工具アダプタとの間で伝達されるトルクが比較的小さいことを意味する。したがって、多くの場合で、コレットホルダと工具アダプタとの間の前記トルク伝達がテンションピンを介して起こる場合には十分である。
【００２０】
本発明の特に有効な実施形態では、コレットホルダが平坦面の領域に１又は複数の（径方向の）溝又は窪みを有し、工具アダプタも鍔部の領域に１又は複数の（径方向の）溝又は窪みを有し、平坦面の領域と鍔部の領域との溝又は窪みに挿入されることが可能な少なくとも１つの形状ロック要素を有する別体のドライバリングがインタフェースに属していることが実現される。言い換えれば、前記鍔部にも前記平坦面にも溝又は窪みしかない。この結果、前記鍔部及び前記平坦面は極めて製造が容易であり、高い精度及び軸方向振れを持つ鍔部及び平坦面を製造することができる。
【００２１】
高精度に位置決めする、すなわち唯一の位置に配置するために（また、所望により正トルク伝達のためにも）設けられる形状ロック要素が別体の構成要素として設計されているドライバリングに組み込まれている。必要な場合、すなわち、工具アダプタがコレットホルダに挿入される場合、このドライバリングは、ドライバリングの形状ロック要素がコレットホルダの溝内に係合するまで、コレットホルダの外ネジと予めねじ込まれたテンションピンとの上で押される。その際、ドライバリングの形状ロック要素が工具アダプタの鍔部の溝に入るように工具アダプタがコレットホルダに挿入されることが可能であるようにテンションピンが位置決めされる。これにより、コレットホルダと工具アダプタとの間の高精度の位置決めが確保される。その後、工具アダプタは上述のように１又は複数のテンションピンによって固定される。さらに、この形状ロック接続はコレットホルダと工具アダプタとの間のトルク伝達に用いられることも可能である。
【００２２】
これに加えて又はこれの代わりに、平坦面と工具アダプタの鍔部との領域や、コレットホルダの内側円錐部の後端の領域（請求項１３を参照）や、前端と後端との間の別の箇所での、工具アダプタとコレットホルダとの間の正トルク伝達を行なうことも可能である。
【００２３】
工具アダプタの所望により存在する鍔部はコレットホルダの平坦面と接触する必要はない。この場合、前記工具アダプタは、コレットホルダの内側円錐部と工具アダプタの外側円錐部を介してのみ位置決めされて芯出しされる。
【００２４】
工具アダプタの鍔部がコレットホルダの平坦面に引き寄せられる場合には、工具アダプタの軸方向振れがより一層改善される。
【００２５】
工具アダプタの凹所がコレットホルダのテンションピンと協働するようにのみ工具アダプタをコレットホルダに挿入することを保証することは、たとえば、平坦面の溝の幅が同じでない場合に可能であり、多くの場合に有効でもある。これに対応して、工具アダプタの鍔部の溝の幅についても同様であり、本発明に係るドライバリングの形状ロック要素の幅についても同様である。この結果、工具アダプタがコレットホルダに挿入されることが可能である位置が構造的に既定される。溝の幅に代わるものとして、工具アダプタがコレットホルダに挿入されなければならない位置は、溝の深さと、ドライバリング上の形状ロック要素の関連する寸法とによって指定されたり、平坦面及び鍔部の周にわたる溝と形状ロック要素との（凸凹の）配置によって指定されたりすることも可能である。
【００２６】
コレットホルダと工具アダプタとの互いに対する位置決めが構造的に既定されることで、１又は複数のテンションピンが締められるときに、テンションピンの先端が、組み合うように配置された工具アダプタの凹所内に係合することが確実に行なわれる。したがって、間違った組み立ては不可能である。
【００２７】
コレットホルダ、工具アダプタ及びドライバリングが同じ材料製、たとえばスチール製であれば、溝のこの不均等寸法設定及び／又は不均等配置によっていかなる顕著なバランス異常も起きない。すでに述べたように、テンションを加えることは１又は複数のテンションピンを締めることによって行なわれる。
【００２８】
さらに、形状ロック要素に軸方向の所定の弾性があり、形状ロック要素が工具アダプタの取り出し器として機能するようにリングに形状ロック要素を配置することができる。
【００２９】
テンションを工具アダプタに加えると、この工具アダプタについては、その鍔部が、１又は複数のテンションピンを締めることによって形状ロック要素により発揮されるバネ力に抗してコレットホルダの平面に引き寄せられる。
【００３０】
その後に工具アダプタがコレットホルダから取り外されることになり、そのために１又は複数のテンションピンが緩められる場合、軸方向のプレロードが加わっている形状ロック要素によって工具アダプタの取り出しが能動的に支援される。
【００３１】
これにより、本発明に係るインタフェースの取り扱いがさらに改善される。これは、内側円錐部と外側円錐部とが僅かにセルフロッキング効果を持つ場合や、内側円錐部と外側円錐部とが、付着した冷却潤滑剤によって互いに固着される場合に特に有用である。
【００３２】
前記ドライバリングは、コレットホルダの外ネジをカバーしてテンションナットがねじ込まれて外ネジに被されることがない場合の損傷や汚れから保護することも行なう。
【００３３】
本発明のさらに有効な実施形態では、ドライバリングは、本発明に係るテンションピンを締めたり緩めたりするためにドライバが挿入されることが可能である少なくとも１つの径方向又は斜めの貫通穴を有する。
【００３４】
ドライバリングの少なくとも１つの貫通穴の直径は、
ａ）テンションピン及びドライバが嵌るか、
ｂ）ドライバのみが嵌るか
する程度に大きいことが可能である。
【００３５】
ａ）の場合、前記テンションピンが工具アダプタにねじ込まれて、工具アダプタから取り外されることが可能である。
ｂ）の場合、ドライバリングが適所にある限りは、前記テンションピンが取り外されることは可能ではない。この場合、テンションピンによってドライバリングが脱落して喪失することがなくなる。
【００３６】
コレットホルダの平坦面の溝とテンションピンのためのコレットホルダの内ネジとの間にしっかりした空間的な割り当てがあるので、ドライバがドライバリングの貫通穴に挿通されるときにテンションピンの頭部に届くように少なくとも１つの貫通穴がドライバリングに配置されるようにドライバリングを容易に設計することもできる。いくつかのテンションピンがコレットホルダ上に存在する場合、当然ドライバリングはいくつかの貫通開口を有することになる。
【００３７】
本発明に係るさらなる実施形態で、貫通穴の最小直径が、少なくとも１つのテンションピンを締めること及び緩めることを行なうドライバが貫通穴に挿入されることが可能であるのに十分なほどに僅かに大きい場合には、ドライバリングはテンションピンの抜け止め具としても機能する。テンションピンを回し抜き過ぎる場合、テンションピンがドライバリングに当たって、それ以上回し抜くことができない。
【００３８】
貫通穴が段付き穴として設計されており、ドライバリングの内側での段付き穴の直径がドライバリングの外側よりも大きく、ドライバリングの内側での段付き穴の直径が１又は複数のテンションピンの公称直径を僅かに超える場合にも有効である。この場合、前記テンションピンを僅かに回して段付き穴内に向かわせることが可能である。段付き穴の直径が小さくなったときにだけテンションピンはドライバリングに当たり、それ以上回し抜くことができない。この位置で、前記テンションピンは、ドライバリングがコレットホルダから工作機械の作業領域に脱落するリスクなく工具アダプタが交換されることが可能であるようなドライバリングの抜け止め具としても機能する。
【００３９】
さらに、本発明に係るドライバリングには所望により存在する他の機能がある。
【００４０】
テンションピンを緩める／回し抜くことによって工具アダプタの取り出しを能動的に支援することもできる。これは、ドライバリングの１又は複数の貫通穴の適切な設計及び／又はコレットホルダの１又は複数の内ネジに対するドライバリングの１又は複数の貫通穴の適切な位置決めによって実現することができる。双方の代替例の結果、テンションピンを緩めることによって、テンションピンによって工具アダプタ上のドライバリングに軸方向の力が間接的に及ぼされ、前記軸方向の力によって取り出しが支援される。
【００４１】
たとえば、ドライバリングの貫通穴や、貫通穴の面取り部や丸みがテンションピンに対して軸方向にオフセットされて配置される場合、テンションピンは貫通穴の大内径から小内径に至る移行部で縁や面取り部に対して軸方向にオフセットされて当たる。前記テンションピンのこのオフセット押圧により工具アダプタが取り出されたり、このオフセット押圧が取り出しの補助として機能したりする。
【００４２】
これの代わりに、内ネジの長手方向軸から軸方向に僅かにオフセットされる、円錐部よりも大きい直径を持つ貫通穴の内側部分を形成することができる。
【００４３】
形状ロック接続の代替の構成では、コレットホルダが平坦面の領域に１又は複数の突起を有し、工具アダプタの鍔部の領域が、前記突起と組み合う１又は複数の凹所又は窪みを有することが実現される。
【００４４】
これの代わりに、工具アダプタが鍔部の領域に１又は複数の突起を有し、コレットホルダが、平坦面の領域で前記突起と組み合う凹所又は窪みを有することも可能である。前記突起は挿入されたすべりブロックや挿入されたピンであることも可能である。これらの代替例では、ドライバリングは必要ない。
【００４５】
代替構成又はさらなる構成では、工具アダプタとコレットホルダとが平坦面の反対側の内側円錐部の端で互いに形状ロック方式で接続されることが可能であることが実現される。このような形状ロック接続は、たとえば、工具アダプタとコレットホルダとの間の多角形部接続であることが可能である。
【００４６】
代替例として、又はこれに加えて、コレットホルダ又は工具アダプタに複数の軸方向溝が形成され、前記軸方向溝が正トルク伝達の意味で工具アダプタ又はコレットホルダ上の突起と協働することも可能である。
【００４７】
別の代替例では、トルクがコレットホルダと工具アダプタとの間の噛合継手によって伝達されることが実現される。
【００４８】
「工具マウントと工具アダプタとの位置決め」の機能と「工具マウントから工具アダプタへのトルク伝達」の機能とは、平坦面と鍔部との領域での形状ロック接続によって実現されたり、工具マウントの反対側の端での形状ロック接続によって実現されたりすることが可能である。
【００４９】
一方で、「工具マウントと工具アダプタとの位置決め」機能が平坦面と鍔部との領域での形状ロック接続によって実現され、「工具マウントから工具アダプタへのトルク伝達」機能が工具ホルダの反対側の端で実施されることも可能である。機能の逆の割り当ても可能である。
【００５０】
この「仕事の分担」は、回転遊びと、双方の形状ロック接続の軸方向の配置とによって構成的に実現される。大きい方の回転遊びがある形状ロック接続は、工具アダプタが挿入されて位置決めを担うときに作用状態になるように軸方向に配置され、他方の形状ロック接続は「トルク伝達」機能を担う。
【００５１】
テンションナットのための外ネジの公称直径が、内側円錐部の最大直径Ｄｍａｘよりも少なくとも１．４倍大きく、好ましくは１．５倍〜１．８倍大きい場合に特に有効であることも分かっている。
【００５２】
内側円錐部と外ネジとの間のコレットホルダの壁厚を増すことで、内ネジの弾力性が増すように内ネジは長尺になる。さらに、１又は複数のテンションピンに長尺設計を施すことができ、このことは、工具アダプタにテンションが加えられるときに生じる側方の力をテンションピンが一層吸収することができることを意味する。この結果、極めて強靭で安定したコレットホルダも得られる。
【００５３】
本発明に係るインタフェースは、駆動式工具マウント、特にスイス型自動旋盤用の駆動式工具マウント又は静止式工具マウントに組み込まれることが可能である。
【００５４】
本発明に係るインタフェースのさらなる発展例では、工具アダプタの外側円錐部上にいくつかの溝がある。前記溝は周方向に延びることが好ましい。前記溝は一般的には外側円錐部上の任意の箇所で延びることができ、たとえば軸方向に延びることができる。ただし、製造上の理由から円形や螺旋形の設計が好ましい。前記溝により、スピンドルに工具アダプタを挿入してテンションを加えるときに、冷却潤滑剤がスピンドルの内側円錐部と工具アダプタの外側円錐部との領域に存在する状態に冷却潤滑剤を保つ僅かな貯留容積が提供される。同じテンションを加える力を想定すると、これにより、スピンドルの内側円錐部と外側円錐部との間の接触面上の冷却潤滑剤の膜の厚さが激減する。この結果、工具アダプタの同心度がさらに改善される。
【００５５】
溝を配置する場合、途切れることがない十分な封止領域を形成するために２つの円錐部の一方が終端する少なくとも前に溝が余裕を持って延び止まることを確実にすることが重要である。冷却潤滑剤が工具ホルダの内部から螺旋形溝を通じて偶発的に漏れることがないように、この封止領域は必要である。
【００５６】
本発明のさらに有効な実施形態では、１又は複数のテンションピンは円錐台形の先端を有する。これに加えて又はこれの代わりに、１又は複数のテンションピンがテンションピンの外ネジに対して偏心配置されている先端を有することも可能である。この先端は円錐台形や円柱形であることが可能である。この場合、前記テンションピンは偏心テンションピンとして働く。
【００５７】
本発明のさらなる効果と効果を奏する実施形態とを以下の図面、その説明及び請求項に見ることができる。図面、その説明及び請求項で説明されている特徴のすべてが個別でも互いとの任意の組み合せでも本発明に必須である場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１ａ】コレット及びテンションナットが付けられていない本発明に係るコレットホルダを有する工具ホルダの断面Ｅ−Ｅを示す。
【図１ｂ】コレット及びテンションナットが付けられている本発明に係るコレットホルダを有する工具ホルダの断面Ｅ−Ｅを示す。
【図２】図１ｂの工具ホルダの斜視図を示す。
【図３】図１ｂの側面図を示す。
【図４】図６、図７及び図８に対応する本発明に係る工具アダプタを有する工具ホルダの斜視図を示す。
【図５】図６、図７及び図８に対応する側面図を示す。
【図６】工具アダプタが付けられた工具ホルダの断面Ｇ−Ｇ（回転されている）を示す。
【図７】テンションが加えられている位置にあるテンションピン２１０を有する、工具アダプタが付けられた工具ホルダの断面Ｆ−Ｆを示す。
【図８】解放位置にあるテンションピン２１０を有する、工具アダプタが付けられた工具ホルダの断面ＦＦを示す。
【図９】図６、図７、図８の工具アダプタに対応する工具ホルダの分解図を示す。
【図１０】図１ｂに係るコレットを１回装着し、図６、図７及び図８に係る工具アダプタを２回装着した、３つの工具ホルダが付けられた駆動式角度付き工具マウントを示す。
【図１１】工具ホルダを付けて、図６、図７及び図８に係る工具アダプタを装着した駆動式ストレート工具マウントを示す。
【図１２】工具ホルダを付けて、コレット及び図１ｂに係るテンションナットを装着した駆動式ストレート工具マウントを示す。
【図１３】本図ではコレットホルダ付きの例として示されている、工具ホルダ付きの本発明に係る工具アダプタを示す。
【図１４】本図ではドリルとしての例として示されている切削工具が一体化された本発明に係る工具アダプタを示す。
【図１５】プラグとして設計されている工具アダプタを示す。
【図１６】旋削作業用の刃先交換インサートホルダ付きの本発明に係る工具アダプタを示す。
【図１７】本図では組み上げられた工具ホルダが付けられた四角形の凹所としての、刃先交換インサート用の工具アダプタが装着された本発明に係る工具マウントを示す。
【図１８】本図では組み上げられた工具ホルダが付けられた円筒形の受け体としての、図１３の工具アダプタが１回装着され、図１６の工具アダプタが１回装着された本発明に係る２つの工具マウントを示す。
【図１９】本発明に係る工具アダプタ上にあるトルク伝達のための多角形部を示す。
【図２０】本発明に係る工具アダプタ上にあるトルク伝達の別の実施形態を示す。
【図２１】図２１に係る発明性のある工具アダプタ及び本発明に係るコレットホルダ上でのトルク伝達の協働を断面で示す。
【図２２】工具にテンションを加えるコレットホルダ付きの本発明に係る工具アダプタと、工具と、スピンドルとを縦断面で示す。
【図２３】２つの図でスピンドルを示す。
【図２４】テンションピン２１０を有し、テンションが加えられている位置にある別の実施形態の図７と同様の断面を示す。
【図２５】工具アダプタを押圧することをテンションピン２１０が担う、図２４と同様の断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１ａ、図１ｂ、図２及び図３は、スピンドル１００に組み込まれる本発明に係るコレットホルダ３００の実施形態を示す。前記スピンドル１００は、たとえば、図１０、図１１及び図１２に係る駆動式工具マウントに組み込むことができる。駆動式工具マウントの場合、スピンドルが工具マウントに回転可能に取り付けられ、機械加工中に回転する。
【００６０】
これの代わりに、図１７及び図１８を参照して示されているように、また、以降でさらに詳細に説明されるように、スピンドルを固定式工具マウントに組み込んだり、固定式工具マウントとして設計したりすることも可能である。
【００６１】
本コレットホルダ３００は図１ａ及び図１ｂではスピンドル１００の左端に位置する。本発明に係るコレットホルダ３００は、内側円錐部３１０、平坦面３１１及び外ネジ２３０を備える。前記内側円錐部３１０は、本発明に係るコレットホルダ３００に標準コレット４００を用いることができるようにＤＩＮ  ＩＳＯ  １５４８８に対応することができる。
【００６２】
前記スピンドル１００の外ネジ２３０にテンションナット４０１がそれ自体も周知の仕方で螺合される（図１ｂを参照）。前記テンションナット４０１が締められると、テンションナット４０１によって内側円錐部３１０にコレット４００（図１ｂを参照）が圧入される。この結果、円柱形のシャンク（図１〜図３に図示されていない）を有する工具にテンションがコレット４００内で加えられる。
【００６３】
前記内側円錐部３１０は前端３１２及び後端３１３を有する。図１ａ及び図１ｂでは、前記前端３１２は左に配置されている。前記前端３１２で、前記内側円錐部３１０はその最大直径Ｄｍａｘを持つ。
【００６４】
前記後端３１３で、前記内側円錐部はその最小直径Ｄｍｉｎを持つ。この例示的な実施形態では、前記内側円錐部３１０は、３１３で円柱穴３１４に合流する。所望により存在する円柱穴３１４により、コレット４００（図示せず）内でテンションが加えられる工具のシャンクを、コレット４００を介して円柱穴３１４の方向に押すことが可能になる。この結果、前記工具の１又は複数のカッティングエッジと平坦面３１１との間の軸方向距離をセッティングすることができる。その目的は、工具に可能な限り一定のテンションを加えることを実現するために、この距離を可能な限り短くしておくことである。これにより、工具の機械加工正確度、切削実行可能性及び耐用年数が改善される。図１〜図３に示されている構成では、工具の１又は複数のカッティングエッジと平坦面３１１との間の軸方向距離が工作機械の作業空間内でセッティングされることしか可能ではない。これにより、工作機械のダウンタイムが比較的長く、非生産的になり、セッティングの再現性が低いので、好ましくない。
【００６５】
外ネジ２３０の公称直径Ｄｎｅｎｎは、内側円錐部３１０の前端３１２の直径Ｄｍａｘよりも大幅に大きい。実施上、外ネジ２３０の公称直径Ｄｎｏｍｉｎａｌが内側円錐部３１０の最大直径Ｄｍａｘよりも少なくとも１．４倍大きい場合に有効であることが分かっている。この場合、外ネジ２３０と内側円錐部３１０との間の壁厚は、ネジプラグ４０２又はテンションピン２１０をねじ込むことができる径方向や斜めに延びる内ネジ３１５を設けるのに十分である。前記内ネジの径方向の外側の端には円錐台形のさら穴（参照番号は付されていない）がある。
【００６６】
図示されている径方向の経路に代わるものとして、内ネジ３１５は、内側円錐部３１０の長手方向軸と内ネジ３１５の長手方向軸との間の角度αが９０°を超えるように、好ましくは１０５°や１２０°を超えるように、斜め（図示せず）に延びることも可能である。
【００６７】
コレット４００及びテンションナット４０１が工具にテンションを加えるのに用いられるときに止めネジ４０２が内ネジ３１５にねじ込まれる。
【００６８】
前記止めネジ４０２は、内ネジ３１５の円錐さら穴と協働して内ネジ３１５を封止する円錐台形の上端を有する。このことにより、コレット４００内でテンションが加えられる工具に供給される冷却潤滑剤が内ネジ３１５を通って無秩序に環境に出ることが防止される。さらに、止めネジ４０２によって損傷や混入から内ネジ３１５が保護される。
【００６９】
図２及び図３では、異なる視点でスピンドルが示されている。止めネジ４０２を図２で明確に見ることができる。外ネジ２３０は図２には図示されていない。図示せずに、円柱面のみを前記参照符号２３０とともに提示している。前記スピンドル１００の本発明に係るコレットホルダ３００は、テンションナットを有し、ＤＩＮ  ＩＳＯ  １５４８８にしたがう従来のコレットホルダと同様に、図１ｂ〜図３に示されている構成で動作する。
【００７０】
第２の構成が図４〜図９に異なる視点で示されている。この構成では、コレット４００及びテンションナット４０１の代わりに、本発明に係る工具アダプタ５００がコレットホルダ３００の内側円錐部３１０に挿入される。
【００７１】
図９はこの構成を分解図で示す。前記コレットホルダ３００の内ネジ３１５にテンションピン２１０が挿入される。図示されている実施形態では、前記内ネジ３１５は径方向に配置されている。このことは、前記内ネジ３１５の長手方向軸が径方向に延びかつスピンドル１００の長手方向軸と直交して延びることを意味する。前記内ネジ３１５の前記長手方向軸と前記スピンドル１００の前記長手方向軸との間の角度αが９０°とは異なることも可能である。たとえば、前記角度は図９に示されているように９０°ではなく、１０５°又は１２０°であることが可能である。
【００７２】
この例示的な実施形態ではテンションピン２１０の一端には円錐台部３１６がある。前記テンションピン２１０の反対側の端にはドライバ用のドライバ部が形成されている。図９のスピンドル１００の左端に平坦面３１１を明確に見ることができる。前記平坦面３１１は工具アダプタ５００の鍔部３２１と協働する。
【００７３】
前記平坦面３１１と前記鍔部３２１との双方には、凹所とも称する場合がある溝２２１及び２２３が形成されている。この例示的な実施形態では、前記溝２２１及び２２３は径方向に延びており、工具アダプタ５００がスピンドル１００に挿入されるときに溝２２１及び２２３が互いに対向するように配置される。
【００７４】
平坦面３１１及び鍔部３２１上には一切突起がないので、前記鍔部３２１及び前記平坦面３１１を極めて簡単かつ高精度に製造することができる。たとえば、どちらの面も完全に平坦でありかつスピンドル１００や工具アダプタ５００の長手方向軸に直角であるように研削によって製造することができる。ホローグラインドが施されて協働する平坦面３１１及び／又は鍔部３２１の接触面を設けることも可能である。この結果、前記鍔部３２１と前記平坦面３１１との間の接触領域が環状領域まで狭まり、僅かな弾性変形により生じるプレロードに抗してテンションピン２１０を締めることによって工具アダプタ５００が内側円錐部３１０内に軸方向に引き入れられるような所定の弾性がスピンドル１００と工具アダプタ５００との間で軸方向に存在する。
【００７５】
テンションピン２１０を緩めて工具アダプタとコレットホルダ３００との接続を緩める場合、工具アダプタ５００は弾性復帰して前記接続は緩められる。この軸方向の変形は通常０．０３ｍｍ未満である。
【００７６】
スピンドル１００とアダプタ５００との間には本発明に係るドライバリング２２０が設けられる。前記ドライバリング２２０は、平坦面３１１の溝２２１及び鍔部３２１の溝２２３と適合する２つの形状ロック要素２２２を備える。この説明における適合は、ドライバリング２２０がスピンドル１００上に配置されて工具アダプタ５００が工具ホルダすなわちスピンドル１００に挿入されるときに形状ロック要素２２２が溝２２１及び溝２２３に没入することを意味する。
【００７７】
前記ドライバリング２２０は、前記形状ロック要素２２２を互いにつないで、外ネジ２３０のカバーとしても機能する管状部２２４を備える。前記管状部２２４には貫通穴２２５が形成されている。前記貫通穴２２５は、ドライバリング２２０の形状ロック要素２２２がスピンドル１００すなわちコレットホルダ３００の溝２２１に挿入されるときに前記貫通穴２２５が内ネジ３１５に被さったりテンションピン２１０に被さったりするように位置決めされる。スピンドル１００が内ネジ３１５しか有さず１つだけテンションピン２１０を有する場合には、そのことは、溝２２１．１と溝２２１．２とで、たとえば幅や深さが異なる場合に特に有効である。これに対応させると、形状ロック要素２２２．１及び２２２．２は幅や深さが異なる要素である（図２３及びその説明も参照）。これにより、ドライバリング２２０を唯一の位置にのみ設置でき、貫通穴２２５が内ネジ３１５上やテンションピン２１０上にのみ配置されるようドライバリング２２０を設置することが保証される。
【００７８】
形状ロック要素２２２．１及び２２２．２と鍔部３２１の溝２２３．１，２２３．２とについても同様である。図９には１つの溝２２３．１しか見られない。鍔部３２１によって反対側に配置されている溝２２３．２が隠されている。
【００７９】
図４及び図５は、図９に示されている例示的な実施形態を組み立て状態で示している。図４からドライバリング２２０がスピンドル１００すなわちコレットホルダ３００の外ネジ２３０をカバーしていることが明確である。ドライバ（図示せず）をテンションピン２１０のドライバ要素に挿入することができ、前記テンションピン２１０を回転させることができる程度まで、貫通穴２２５によって前記テンションピン２１０が露出する。
【００８０】
図５は図４に係る構成の側面図を示す。
【００８１】
図６は、スピンドル１００、本発明に係る工具アダプタ５００及びドライバリング２２０の線Ｇ‐Ｇで切断した断面を示す。この図では、形状ロック要素２２２を用いたスピンドル１００と工具アダプタ５００との間の形状ロックを明確に見ることができる。
【００８２】
この例示的な実施形態では、外ネジ及びテンションナットとともに工具アダプタ５００が小型のコレットホルダの役割を果たす。これにより、コレット内で小シャンク径の工具にテンションを加えることが可能である。さらに、テンションが加えられた工具のカッティングエッジとコレットホルダ３００の平坦面３１１との間の工作機械外での軸方向距離をその通りにセッティングすることができる。
【００８３】
図７は、テンションピン２１０が工具アダプタ５００の外側円錐部３２０の凹所３１７にねじ込まれる様子を示す。
【００８４】
図７及び図８から分かるように、前記凹所３１７は円錐台形である。前記凹所３１７の円錐角度とテンションピン２１０の円錐台部３１６の円錐角度とは同じである。図７及び図８から分かるように、前記凹所３１７の中心軸からテンションピン２１０の中心軸すなわち内ネジ２２５の中心軸が若干オフセットされている（軸方向に若干オフセットされている前記テンションピン２１０及び前記凹所３１７の一点鎖中心線を参照）。前記オフセットは、テンションピン２１０を凹所３１７内にねじ込むことによって工具アダプタ５００の外側円錐部３２０が内側円錐部３１０内に引き込まれるように選択される。この結果、前記工具アダプタ５００の鍔部３２１が平坦面３１１に引き寄せられる。この結果、スピンドル１００、すなわち内側円錐部３１０及び平坦面３１１において許容誤差が極小でかつ再現性が高いアライメントが前記工具アダプタ５００に対して行なわれる。言い換えれば、前記工具アダプタ５００内でテンションが加えられる工具の同心度及び振れは極めて優れている。
【００８５】
一方で、工具アダプタ５００の鍔部３２１がスピンドル１００の平坦面３１１と接触しない設計も可能である。この場合、前記工具アダプタは円錐部をオーバーした状態で位置決めされて芯出しされる。
【００８６】
凹所３１７は円錐台形であり、いずれにしても中心軸に対して回転対称であるので、軸方向（すなわち、スピンドル１００の回転軸の方向）のテンションを加える力がテンションピン２１０及び凹所３１７によって伝達されることが可能であるだけでなく、トルク、すなわち力が周方向にも伝達される。さらに、前記凹所３１７を工具アダプタの外側円錐部３２０に形成することができるので、設置空間を一切追加する必要がない。
【００８７】
図８は、工具アダプタ５００が内側円錐部３１０から取り外されることが可能であるようにテンションピン２１０が凹所３１７から回し抜かれている様子を示す。
【００８８】
図８で、ドライバリング２２０がロールピン２１０の抜け止め具として機能することも明確に見ることができる。前記テンションピン２１０が前記ドライバリング２２０に当接するので、前記テンションピン２１０を内ネジから完全に回し抜くことはできない。
【００８９】
ドライバリング２２０の穴２２５が図８に示されているように段付き穴として設計される場合、テンションピン２１０を完全に回し抜くことはできず、同時に、ドライバリング２２０をスピンドル１００すなわち工具ホルダ３００から、取り外すことができない。これは、ドライバリングがテンションピン２１０によってスピンドル１００すなわち工具ホルダ３００から抜けることが止められているからである。この場合、前記テンションピン２１０は、ドライバリングの抜け止め具として機能する。
【００９０】
円錐台部３１６が工具アダプタ５００の凹所３１７にこれ以上食い込まないところまで前記テンションピン２１０を回すことができる。
【００９１】
本発明に係るインタフェースは、再現性が高く径方向振れ偏差及び軸方向振れ偏差が極めて低い形状ロック方式でコレットホルダ３００に工具アダプタ５００〜５０４を収容する状態になり顕著な効果を奏する。
【００９２】
さらに、本発明に係る工具アダプタは限られた空間でも用いることができ、容易かつ迅速に交換することができる。
【００９３】
ドライバリングがなく、平坦面３１１や鍔部３２１の溝２２１及び２２３がない本発明に係るインタフェースを設計することができる。この場合、正トルク伝達が少なくとも１つのテンションピン２１０によって行なわれる。
【００９４】
これの代わりに、工具アダプタ５００とスピンドル１００との間の正トルク伝達を内側円錐部３１０すなわちコレットホルダ３００の後端３１３で実施することもできる。これのために、例示的な実施形態が図１９、図２０及び図２１に関連して以降でさらに説明されている。
【００９５】
図１０は本発明に係るインタフェースの適用例を示す。本例は、３つのスピンドルが付けられた駆動式角度付き工具マウント６００である。このような工具マウント６００はたとえばスイス型自動旋盤で用いられる。本例では旋削直径が比較的小さいワークピースが機械加工される。工具アダプタやコレット内でテンションが加えられる工具を交換する空間が作業領域に僅かしかない。
【００９６】
図１〜図３の例示的な実施形態に対応するテンションナット４０１を有するコレット４００が１つ目のスピンドルに挿入されている。工具の挿入と、工具のカッティングエッジとコレットホルダ３００との間の軸方向距離の高精度のセッティングとがそれぞれの限られた空間では困難であり時間を要することが容易に推測される。
【００９７】
図４〜図９に係る工具アダプタ５００が他の２つのスピンドルに挿入されている。貫通穴２２５を有するドライバリング２２０と、奥にあるテンションピン２１０とを明確に見ることができる。
【００９８】
図１０は、ドライバリング２２０の貫通穴２２５を通じてドライバをテンションピン２１０の取り付け要素に容易に届かせることができることも明確に示している。
【００９９】
前記テンションピン２１０にドライバを側部から容易に届かせることができるので、本発明に係る工具アダプタ５００を、制限のある工具アダプタ設置状態でさえ容易に交換することができる。別の工具とそれをあてがう機械操作者のもう一方の手とが必要ない。
【０１００】
図１１及び図１２は、本発明に係る工具マウント６００の第２の例示的な実施形態を示す。この実施形態では１つのスピンドルのみがある。図１１では、前記スピンドル上にドライバリング２２０を有する工具アダプタ５００が配置されている。
【０１０１】
図１２では、図１〜図３に対応するテンションナット４０１付きのコレットが同じ工具マウントで用いられている。
【０１０２】
工具アダプタ５００〜５０４の様々な例示的な実施形態が図１３〜図１６の例として示されている。図１３は、図４〜図９に係るコレットを有する工具アダプタを再び示す。
【０１０３】
図１４に係る例示的な実施形態では、切削工具（ここではドリルとして示されている）と工具アダプタ５０２とが一体形成されている。一体形成は、たとえば、本工具アダプタ５０２内に硬質金属ドリルをはんだ付けすることによって行なうことができる。
【０１０４】
図１５は、封止プラグの機能を持つ工具アダプタ５０３を示す。この工具アダプタ５０３は、スピンドルを要さない場合に、このスピンドルの内側円錐部３１１が汚れ、かつ／又は冷却潤滑剤が無秩序に前記内側円錐部を通って機械室内に漏れるのを防ぐ目的で常に用いられる。
【０１０５】
図１６は、工具アダプタが旋削工具の役割を果たす工具アダプタ５０４を示す。この旋削工具を固定式工具マウント７００に入れることができる（図１７及び図１８を参照）。前記旋削工具を駆動式工具マウントに挿入することもできる。この場合、この旋削工具は、中ぐり加工穴をあけ広げることができるカッターの機能を持つ。
【０１０６】
駆動式ではない工具マウント７００が図１７に概略的に示されている。本図の駆動式ではない工具マウント７００の一端には四角形のシャンクと本発明に係るインタフェースとがある。たとえば、本発明に係るこのインタフェースには工具アダプタ５０１を挿入することができる。前記工具アダプタ５０１はテンションピン２１０を用いて工具マウント７００に接続することができる。この場合、この固定式工具アダプタ７００を旋削工具として用いることができる。必要に応じて、たとえば工具アダプタ５０４（図１６を参照）などの他の工具アダプタを用いることができる。
【０１０７】
図１８は、並列配置されている２つの固定式工具マウント７００（本図では円柱形のシャンクとテンションを加える面とを有する）を示す。工具マウント７００内で上述の旋削工具５０４にテンションが加えられる。コレットを有する工具アダプタ５００を用いて他の工具マウント内でドリル５０５にテンションが加えられる。
【０１０８】
さらに、スイス型自動旋盤又は別の工作機械の一部であるガイド内で工具マウント７００にテンションが加えられる。
【０１０９】
図１９及び図２０は、内側円錐部３１０の後端で正トルクを伝達したり本発明に係る工具アダプタ５００の外側円錐部３２０の後端で正トルクを伝達したりすることをどのように実現することができるかについての２つの例を示す。
【０１１０】
図１９に示されている例示的な実施形態では、前記外側円錐部３２０の前記後端に多角形部３２２が形成されている。相手となるコレットホルダ３００（図示せず）には、組み合う多角形部が形成されている。この結果、前記コレットホルダ３００から工具アダプタ５００〜５０４にトルクが伝達されることが可能である。
【０１１１】
図２０及び図２１に示されている例示的な実施形態では、外周に分散されている複数の径方向突起３２３が外側円錐部３２０の後端に形成されている。組み合う軸方向溝３２５を、相手となるコレットホルダ３００に見ることができる（図２１を参照）。前記突起３２３及び前記軸方向溝３２５を用いてコレットホルダ３００から工具アダプタ５００〜５０４にトルクが伝達されることが可能である。
【０１１２】
図２２は、工具５０５（本図ではツイストドリル）にテンションを加えるコレットホルダ３４０が付けられた本発明に係る工具アダプタ５００と、本発明に係るコレットホルダ３００を有するスピンドル１００との縦断面を示す。この図から、円柱形のシャフトを有する工具５０５をコレットホルダ内に深く押し込んだり浅く押し込んだりすることによって工具アダプタ５００に対して工具５０５の軸方向位置を調節することができることが明らかである。この調節プロセスは極めて正確にかつ工作機械を停止させることなく工作機械外で行なわれる。
【０１１３】
工具を予めセットした本発明に係るこのような工具アダプタ５００を、工作機械の作業空間にある工具マウントのコレットホルダ３００に挿入する場合、挿入は、テンションピン２１０を緩め、予めセットされた工具アダプタ５００を挿入し、テンションピン２１０を締めるだけで済む。これは極めて迅速であり、また、技能に乏しい機械操作者による誤りを起こさずに実行することもできる。
【０１１４】
図２３は、工具アダプタ５００〜５０４の凹所がコレットホルダ３００のテンションピン２１０と協働するようにのみ工具アダプタ５００〜５０４をコレットホルダ３００に挿入することを単純な仕方でどのように保証することができるかを示す。図２３の視点から分かるように、コレットホルダ３００の溝２２１．１及び２２１．２の幅Ｘ，Ｙは異なることが可能である。これに対応して、工具アダプタ５００の鍔部３２１の溝２２３．１及び２２３．２の幅（図２３には図示されていない）についても同様であり、また、本発明に係るドライバリング２２０の形状ロック要素２２２．１及び２２２．２の幅（図２３には図示されていない）についても同様である。
【０１１５】
溝２２１．１及び２２１．２の深さＶ，Ｗが異なる場合には同じ効果を奏することが可能である。これに対応して、工具アダプタ５００の鍔部３２１の溝２２３．１及び２２３．２の深さ（図２３には図示されていない）についても同様であり、また、本発明に係るドライバリング２２０の形状ロック要素２２２．１及び２２２．２の高さ（図２３には図示されていない）についても同様である。この結果、工具アダプタがコレットホルダに挿入されることが可能である位置が構造的に既定される。
【０１１６】
本発明に係るインタフェースは製造技術の点で制御するのが極めて容易である。通常のコレットと同様の最初の工程でインタフェースを用いることが可能であることに本発明に係るインタフェースの別の効果を見ることができる。その後、止めネジ４０２で内ネジ３１５を塞ぐ。
【０１１７】
その後に本発明に係るインタフェースに工具アダプタ５００，５０１，５０２，５０３又は５０４を装着する必要が生じた場合、そのときに必要な工具アダプタ５００，５０１，５０２，５０３又は５０４を入手して使用することができる。したがって、最初にコレットのみが用いられる場合には本発明に係るインタフェースによって最小の投資コストが実現される。同時に、本発明に係る解決手段の「上位互換性」により、その後の時点に、駆動式工具マウントを改変することを必要とせずに本発明に係る工具アダプタを入手して使用することができることが保証される。先行技術により知られている一切のインタフェースがこれらの効果を奏さない。
【０１１８】
図２４及び図２５は、テンションピン２１０が工具アダプタ５００〜５０４を押しずらすように機能するドライバリング２２０の実施形態を示す。これは、面取りさら穴すなわち円錐台形のさら穴３１８が前記ドライバリング２２０の貫通穴２２５の内側に設けられることで実現される。このさら穴３１８の中心が内ネジ３１５の長手方向軸すなわちテンションピン２１０の長手方向軸に対して若干オフセットされて配置されることが好ましい。図２４及び図２５では、前記さら穴３１８の前記中心は、内ネジ３１５の長手方向軸すなわちテンションピン２１０の長手方向軸に対して右にオフセットされている。このオフセットは図２４及び図２５では「Ｖ」で示されている。
【０１１９】
内側円錐部３１０内でテンションが加えられた工具アダプタ５００〜５０４を内側円錐部３１０から取り外す場合、この例示的な実施形態においてもテンションピン２１０を凹所３１７から回し出す。前記テンションピン２１０がオフセットされて配置されている円錐台形のさら穴３１８に達した後に前記テンションピン２１０を前記凹所３１７からさらに回し出す場合（図２５を参照）、ドライバリング２２０に軸方向に力が働く（図２５では左に働く）。この軸方向の力は形状ロック要素２２２を介して工具アダプタ５００〜５０４の鍔部３２１に伝達され、鍔部３２１を内側円錐部３１０から押し出す。
【０１２０】
円錐台形のさら穴３１８とテンションピン２１０との間の面圧を下げるために、面取り部３１９や丸みをテンションピン２１０に付けることができる。
【０１２１】
ドライバリング２２０の貫通穴２２５を段付き穴（図７及び図８を参照）として設計して、２つの穴直径の間の移行部を円錐台形のさら穴３１８として設計することも可能である。この変形例は図に示されていない。それぞれの動作様式は図２４及び図２５に係る例示的な実施形態の動作様式に対応する。
【０１２２】
Ｖの機能は内ネジ３１５の長手方向軸すなわちテンションピン２１０の長手方向軸とさら穴３１８の長手方向軸との間のオフセット「Ｖ」に依存する。
【０１２３】
貫通穴２２５を内ネジ３１５の長手方向軸と同軸に配置したり、さら穴３１８と同軸に配置したりすることが可能である。前者では、ユーザから見ればテンションピン２１０が貫通穴２２５内で芯出しされるので、若干「精密な」外観を示す。後者では、製造が多少容易である。
【符号の説明】
【０１２４】
１００  スピンドル
１０１  ストレート駆動式工具
１０２  角度付き駆動式工具
１０３  工具ホルダ付き旋削用四角形シャンク
１０４  工具ホルダ付き円形シャンクすなわちスピンドル
２００  工具マウントの工具ホルダ
２１０  テンションピン
２２０  １又は複数の形状ロック要素を有するドライバリング
２２１  工具マウントの溝
２２２  形状ロック要素
２２３  工具アダプタの溝
２２４  円筒部
２２５  貫通穴
２３０  外ネジ
３００  コレットホルダ
３１０  コレットホルダの内側円錐部
３１１  コレットホルダの平坦面／平坦方式
３１２  前端
３１３  後端
３１４  円柱穴
３１５  内ネジ
３１６  円錐台部
３１７  凹所
３１８  円錐台形のさら穴
３１９  テンションピン２１０の面取り部
３２０  工具アダプタの外側円錐部
３２１  工具アダプタの鍔部／平坦面
３２２  多角形部
３２３  突起
３２５  軸方向溝
３２６  溝
３３０  空洞穴
３４０  工具アダプタの工具ホルダ
４００  コレット
４０１  テンションナット
４０２  ネジプラグ
５００  切削工具ホルダ付き工具アダプタ
５０１  旋削工具としての工具アダプタ
５０２  切削工具が一体化された工具アダプタ
５０３  封止プラグとしての工具アダプタ
５０４  ドリルロッド工具としての工具アダプタ
５０５  ツイストドリル
６００  駆動式工具マウント
７００  固定式工具マウント
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレットホルダ（３００）と工具アダプタ（５００〜５０４）との間のインタフェースであって、前記コレットホルダ（３００）は、内側円錐部（３１０）と、平坦面（３１１）と、テンションナット（４０１）のための外ネジ（２３０）とを備えており、前記工具アダプタ（５００〜５０４）は、前記内側円錐部（３１０）と組み合う外側円錐部（３２０）を備えており、前記コレットホルダ（３００）は、前記外ネジ（２３０）及び前記テンションナット（４０１）と独立している前記工具アダプタ（５００〜５０４）のための固定手段を有しており、前記固定手段は、径方向又は斜めに配置されている１又は複数の内ネジ（３１５）と、各内ネジ（３１５）内のテンションピン（２１０）とを備えており、前記工具アダプタ（５００〜５０４）には、前記テンションピン（２１０）と協働する１又は複数の凹所（３１７）がある、インタフェースにおいて、前記工具アダプタ（５００〜５０４）は鍔部（３２１）を有しており、前記工具アダプタ（５００〜５０４）と前記コレットホルダ（３００）とは前記平坦面（３１１）と前記鍔部（３２１）との領域で互いに形状ロック方式で接続されることが可能であり、前記コレットホルダ（３００）は前記平坦面（３１１）の前記領域に１又は複数の溝（２２１，２２１．１，２２１．２）を有しており、前記工具アダプタ（５００〜５０４）は前記鍔部（３２１）の前記領域に１又は複数の溝（２２３，２２３．１，２２３．２）を有しており、前記インタフェースはドライバリング（２２０）を備えており、前記ドライバリング（２２０）は、前記平坦面（３１１）の前記領域と前記鍔部（３２１）の前記領域との前記溝（２２１，２２１．１，２２１．２，２２３，２２３．１，２２３．２）と適合する少なくとも１つの形状ロック要素（２２２）を有していることを特徴とする、インタフェース。
【請求項２】
前記平坦面（３１１）の前記領域の前記溝（２２１，２２１．１，２２１．２）と前記鍔部（３２１）の前記領域の前記溝（２２３，２２３．１，２２３．２）との寸法、形状及び／又は位置が異なることを特徴とする、請求項１に記載のインタフェース。
【請求項３】
前記ドライバリング（２２０）は前記コレットホルダ（３００）の前記外ネジ（２３０）を覆うことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のインタフェース。
【請求項４】
前記ドライバリング（２２０）は少なくとも１つの径方向の貫通穴（２２５）又は傾けられた貫通穴（２２５）を有し、前記少なくとも１つの貫通穴（２２５）は、ドライバを前記テンションピン（２１０）に届かせることを可能にするように位置決めされていることを特徴とする、請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項５】
前記貫通穴（２２５）の最小直径（Ｄｍｉｎ）は、前記少なくとも１つのテンションピン（２１０）を締めること及び緩めることを行なうドライバが前記貫通穴（２２５）に挿入されることが可能である程度に大きく、前記貫通穴（２２５）の前記最小直径（Ｄｍｉｎ）は前記少なくとも１つのテンションピン（２１０）の公称直径未満であることを特徴とする、請求項４に記載のインタフェース。
【請求項６】
前記少なくとも１つの貫通穴（２２５）は段付き穴として設計されており、前記段付き穴の直径は前記ドライバリング（２２０）の外側よりも前記ドライバリング（２２０）の内側で大きく、前記ドライバリング（２２０）の前記内側での前記直径は前記テンションピン（２１０）の公称直径を超えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のインタフェース。
【請求項７】
前記ドライバリング（２２０）の内側の前記少なくとも１つの貫通穴（２２５）は、面取りさら穴、丸み付きさら穴又は円錐台形のさら穴（３１８）を有することを特徴とする、請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項８】
前記コレットホルダ（３００）は前記平坦面（３１１）の前記領域に１又は複数の突起を有し、前記工具アダプタ（５００〜５０４）は前記鍔部（３２１）の前記領域に、前記突起と組み合う１又は複数の凹所を有することを特徴とする請求項１に記載のインタフェース。
【請求項９】
前記工具アダプタ（５００〜５０４）は前記鍔部（３２１）の前記領域に１又は複数の突起を有し、前記コレットホルダ（３００）は前記平坦面（３１１）の前記領域に、前記突起と組み合う凹所を有することを特徴とする請求項１に記載のインタフェース。
【請求項１０】
前記平坦面（３１１）の前記領域の前記突起又は凹所と、前記鍔部（３２１）の前記領域の前記凹所又は突起とは、異なる寸法に設定され、異なる形状に成形されかつ／又は異なる位置に配置されることを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載のインタフェース。
【請求項１１】
前記工具アダプタ（５００〜５０４）と前記コレットホルダ（３００）とは前記平坦面の反対側の前記内側円錐部（３１０）の端で、形状ロック方式で互いに接続されることが可能であることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項１２】
前記工具アダプタ（５００〜５０４）と前記コレットホルダ（３００）とは多角形部接続によって形状ロック方式で互いに接続されることが可能であることを特徴とする、請求項１１に記載のインタフェース。
【請求項１３】
前記形状ロック方式の接続は噛合継手のように設計されていることを特徴とする、請求項１１に記載のインタフェース。
【請求項１４】
前記コレットホルダ（３００）と前記鍔部（３２１）との前記領域での前記形状ロック方式の接続及び／又は前記平坦面（３１１）の反対側の前記内側円錐部（３１０）の端での前記形状ロック方式の接続により、前記少なくとも１つの凹所（３１７）と前記少なくとも１つのテンションピン（２１０）とが互いに協働するように構成的に前記工具アダプタ（５００〜５０４）と前記コレットホルダ（３００）との相対位置が既定されることを特徴とする、請求項１１〜請求項１３のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項１５】
前記コレットホルダ（３００）と前記鍔部（３２１）との前記領域での前記形状ロック方式の接続には、前記平坦面（３１１）の反対側の前記内側円錐部（３１０）の前記端での前記形状ロック方式の接続よりも大きい回転遊びがあることを特徴とする、請求項１１〜請求項１４のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項１６】
前記コレットホルダ（３００）と前記鍔部（３２１）との前記領域での前記形状ロック方式の接続には、前記平坦面（３１１）の反対側の前記内側円錐部（３１０）の前記端での前記形状ロック方式の接続よりも小さい回転遊びがあることを特徴とする、請求項１１〜請求項１４のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項１７】
前記外ネジ（２３０）の公称直径（Ｄｎｏｍｉｎａｌ）は、前記内側円錐部（３１０）の最大直径（Ｄｍａｘ）よりも少なくとも１．４倍大きく、好ましくは１．５倍〜１．８倍大きいことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項１８】
前記コレットホルダ（３００）は特にスイス型自動旋盤用の駆動式工具マウント（６００）、又は固定式工具マウント（７００）に組み込まれることを特徴とする、請求項１〜請求項１７のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項１９】
前記工具アダプタ（５００〜５０４）の前記外側円錐部（３２０）には１又は複数の溝（３２６）が存在することを特徴とする、請求項１〜請求項１８のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項２０】
前記テンションピン（２１０）は円錐台形の先端（３１６）を有することを特徴とする、請求項１〜請求項１９のいずれか一項に記載のインタフェース。
【請求項２１】
前記テンションピン（２１０）は、前記テンションピン（２１０）の外ネジに対して偏心配置されている先端を有することを特徴とする、請求項１〜請求項２０のいずれか一項に記載のインタフェース。
【国際調査報告】
2020531302.tif 000029
2020531302.tif 000030
2020531302.tif 000031
2020531302.tif 000032
2020531302.tif 000033
2020531302.tif 000034