(57)【要約】  ツールボディ（２）は、このツールボディとは別に、ツールボディに固定される、少なくとも１つの切削エッジ付きの部材を有する加工ツール内の振動を減衰させるための減衰装置を含む。減衰装置は、ツールボディの内部空間（７）内に配置されており、軸方向のボア（１０）を有するダンパマスボディ（９）と、ボアを貫通して伸長し、その貫通ボアの内側にてダンパマスボディにしっかりと固定されている中央チューブ（１１）と、を含む。中央チューブ（１１）はまた、その両端（１２、１３）にて、ツールボディ固定部（１４、１５）にしっかりと接続されている。中央チューブは、ダンパマスボディ（９）が、内部空間（７）内を、中央チューブの縦方向の延長線に対して鉛直に揺れ動くことを可能にするばね特性を有する材料製である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールボディ（２）であって、前記ツールボディとは別に、前記ツールボディに固定される、少なくとも１つの切削エッジ付きの部材（３）を有する加工ツール（１）内の振動を減衰させるための減衰装置を含み、前記減衰装置（６）は、前記ツールボディの内部空間（７）内に配置されているツールボディ（２）であって、
軸方向の貫通ボア（１０）を有するダンパマスボディ（９）と、
前記ボアを貫通して伸長し、前記貫通ボア（１０）の内側にて前記ダンパマスボディ（９）にしっかりと固定されている中央チューブ（１１）と、
を含み、
前記中央チューブ（１１）は、その両端（１２、１３）にて、ツールボディ固定部（１４、１５）にしっかりと接続されており、
前記中央チューブは、前記ダンパマスボディ（９）が、前記内部空間（７）内を、前記中央チューブ（１１）の縦方向の延長線に対して鉛直に揺れ動くことを可能にするばね特性を有する材料製であることを特徴とする、
ツールボディ（２）。
【請求項２】
前記中央チューブ（１１）は、スチール又はカーボンファイバ製であることを特徴とする、請求項１に記載のツールボディ。
【請求項３】
前記貫通ボア（１０）は、前記中央チューブ（１１）の断面寸法より大きい断面寸法を有する長さ部（１６、１７）であって、前記ダンパマスボディ（９）と前記中央チューブ（１１）との間に空間（１８、１９）を残す長さ部（１６、１７）を少なくとも１つのその端に有し、
エレメント（２０、２１）は、前記中央チューブに沿う場所にて、前記中央チューブと前記ダンパマスボディとの間のこの空間をブリッジするよう配置されていることを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載のツールボディ。
【請求項４】
前記エレメント（２０、２１）は、強固なものであることを特徴とする、請求項３に記載のツールボディ。
【請求項５】
前記エレメント（２０、２１）は、弾性を有することを特徴とする、請求項３に記載のツールボディ。
【請求項６】
前記エレメント（２０、２１）は、ゴム製のＯリングであることを特徴とする、請求項５に記載のツールボディ。
【請求項７】
前記エレメント（２０、２１）は、前記中央チューブのばね定数を変更するために、異なる場所間を前記中央チューブ（１１）に沿って移動可能であることを特徴とする、請求項３から請求項６のいずれか一項に記載のツールボディ。
【請求項８】
前記貫通ボア（１０）は、前記長さ部（１６、１７）と、前記エレメント（２０、２１）と、を、前記貫通ボアの両端に有することを特徴とする、請求項３から請求項７のいずれか一項に記載のツールボディ。
【請求項９】
前記中央チューブ（１１）は、加工ツールの冷却チューブであることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のツールボディ。
【請求項１０】
前記ダンパマスボディ（９）は円筒形状を有し、この円筒形状は、そのように形成された前記円筒の中央軸にしたがって伸長する前記貫通ボア（１０）を有することを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のツールボディ。
【請求項１１】
前記内部空間（７）は、前記ダンパマスボディ（９）を、前記内部空間（７）を画定する内壁から半径方向に分離する環状のキャビティ（２２）内に、オイルなどの減衰液を含むことを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のツールボディ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のツールボディ（２）を有することを特徴とする、加工ツール。
【請求項１３】
作動中の加工ツール内の振動を減衰させるための、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のツールボディの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに係る、加工ツール内の振動を減衰させるための減衰装置を含むツールボディに関し、同様に、そのようなツールボディを有する加工ツールに関する。
【０００２】
本発明は、いずれの特定のタイプの加工のためのツールボディ及び加工ツールに制限されない。ツールボディは、例えば、旋削、ミリング、削孔、又は穴あけによる、ワークピースの切り屑除去加工のための切削インサートの形態での、そこに固定された切削エッジ付きの部材を有してよい。したがって、ツールボディは、切削インサートのための切削エッジ又はシートを含む切削ヘッドを受容するよう設計されてよい。回転式及び非回転式加工ツールの双方が含まれる。本発明は、あらゆるサイズのそのような加工ツールに制限されず、それらは、例えば、５００ミリメートルの直径及び６メートルの長さを有してよく、同様に、たった１０ミリメートルの直径を有するものであってよい。
【０００３】
ツールボディには、加工アクションにより、ツールボディ上に印加された半径方向の力及び接線力を減衰させるためのそのような減衰装置が提供されており、それにより、加工作業の精度を改善し、加工ツールの切削エッジの寿命を伸ばす。そのような減衰装置の減衰効果は、鉛などの高密度材料製のダンパマスボディと、いずれのタイプの弾性エレメントを通して切削エッジが提供された加工ツール部材と、の間の相互作用の結果である。
【０００４】
ダンパマスボディが加工中に振動する振動数は、ダンパマスボディの質量及びその弾性エレメントのばね定数に依存する。この振動数は、そのばね定数の増加と共に増え、ダンパマスボディの質量の増加と共に減る。加工ツール内の自己誘導振動の適切な減衰に必要な振動数は、ツールボディの長さ／直径の比率及び加工ツールの重量配分などの、加工ツールの設計に依存する。
【背景技術】
【０００５】
導入部に定義したタイプのツールボディは、ＷＯ９２／１４９４７を通して知られており、そのツールボディの減衰装置の弾性エレメントは、中央チューブを取り囲んでダンパマスボディに固定されているエラストマリングであって、ダンパマスボディと共に一体部品となって動くエラストマリングにより提供される。これらのエラストマリングはある程度柔らかく、結果として、適切な減衰が得られるであろう、ツールボディ及び加工ツールの可能な形状及び寸法の範囲を制限するダンパマスボディの所定の質量に対して、ばね定数は低く、減衰振動数も低い。さらに、エラストマ材料は、所望する特定の加工作業中に起こり得る高温度に耐えられないおそれがあるため、温度を下げ続けるために、過度の冷却が必要となるか、又は、加工作業の効率を下げる必要がある。そのようなエラストマ材料の特性はまた、経年劣化により、時間と共に変化する。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、すでに知られているそのようなツールボディに関する少なくともいくつかの態様において、改善された、導入部に定義したタイプのツールボディを提供することである。
【０００７】
本発明に係るこの目的は、添付の請求項１の特徴部に列挙する特徴を有するそのようなツールボディを提供することにより得られる。したがって、中央チューブをその両端にてツールボディ固定部にしっかりと接続し、ダンパマスボディが、内部空間内にて、中央チューブの縦方向の延長線に対して鉛直に揺れ動くことができるようなばね特性を有する材料製の中央チューブとすることで、その中央チューブにより、いずれのエラストマリングを必要とすることなく、その弾性エレメントが提供される。中央チューブを弾性エレメントとして使用することにより、実質的に高い温度が許容され得、エラストマ材料の経年劣化による問題が回避される。ツールボディ固定部という用語は、例えば、ツールボディケーシングの一部、又は、それにしっかりと固定された部分などの、ツールボディに固定される、少なくとも１つの切削エッジ付きのその部材３に関して強固な、又は、頑強な、ツールボディの一部として理解される。
【０００８】
さらに、中央チューブの形態での弾性エレメントのばね定数は、中央チューブの直径及び壁厚の選択により、広い範囲内にて異なってよい。これは、エラストマリングによる減衰振動数よりも実質的に高い減衰振動数が、所望により得られてよいことを意味する。しかし、本発明の実施形態のそれぞれにより、低い減衰振動数を得ることがまた依然として可能であることが指摘される。
【０００９】
本発明の１つの実施形態によると、中央チューブは、スチール又はカーボンファイバ製である。これらは、所望する大きさのばね定数を得るために適切なばね特性を有する材料である。
【００１０】
本発明の１つの実施形態によると、中央チューブは、加工ツールの冷却チューブである。これは、例えば、水などのクーラント液、又は、空気などの気体混合物といったいずれのクーラントを、その加工ツールの切り屑除去加工を行う部材に運んでよい。
【００１１】
本発明の１つの実施形態によると、貫通ボアは、中央チューブの断面寸法より大きい断面寸法を有する長さ部であって、ダンパマスボディと中央チューブとの間に空間を残す長さ部を少なくとも１つのその端に有し、エレメントは、中央チューブに沿う場所にて、中央チューブとダンパマスボディとの間のこの空間をブリッジするよう配置されている。ダンパマスボディに関して中央チューブを支持するそのようなエレメントの配置は、ダンパ装置のばね定数に影響する。このブリッジしているエレメントの場所の選択もまた続いて、ばね定数の大きさに影響し、したがって、所望するばね定数を得るために使用される。
【００１２】
本発明の１つの実施形態によると、このエレメントは、強固なものである。本発明の他の実施形態のそれぞれによると、このエレメントは弾性を有し、これは、ゴム製のＯリングの形態であってよい。このブリッジしているエレメントの材料の選択もまた、ばね定数の大きさに影響する。
【００１３】
本発明の１つの実施形態によると、このエレメントは、中央チューブのばね定数を変更するために、異なる場所の間を中央チューブに沿って移動可能である。これはしたがって、貫通ボアが、その貫通ボアの両端に、その長さ部と、そのエレメントと、を有する場合に、特に有益である。これらの移動可能なエレメントにより、振動数のチューニングが実施され得、ばね定数が、１つの同じ減衰装置に対して調整され、長さが異なる加工ツールに、そのような長さのそれぞれに適切となるようにばね定数が調整できるようにすることにより、これが使用されてよくなっている。
【００１４】
本発明の１つの実施形態によると、ダンパマスボディは円筒形状を有し、この円筒形状は、そのように形成されたその円筒の中央軸にしたがって伸長する貫通ボアを有する。これは、作動中の加工ツールの振動の均一な減衰につながる。
【００１５】
本発明の１つの実施形態によると、ツールボディの内部空間は、ダンパマスボディを、内部空間を画定する内壁から半径方向に分離する環状のキャビティ内に、オイルなどの減衰液を含む。そのような減衰液は、減衰装置の減衰アクションを改善する。
【００１６】
本発明はまた、本発明に係るツールボディを有する加工ツールと、作動中の加工ツール内の振動を減衰させるための、そのようなツールボディの使用と、に関する。
【００１７】
他の有益な特徴、同様に、本発明の利点が、以下の説明から明白となる。
【００１８】
添付の図面を参照して、例として示す、本発明の実施形態のそれぞれの具体的な説明が以下に続く。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、加工ツール内の振動を減衰させるための減衰装置を含む、本発明に係るツールボディと、切削インサート付きの部材と、を含む加工ツールの斜視図である。
【図２】図２は、切削インサート付きの部材のない、図１に示すツールボディの、図１における矢印ＩＩの方向から見た図である。
【図３】図３は、図１に係るツールボディの、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩに係る断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係るツールボディの、図３のそれと同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明の１つの実施形態に係るツールボディ２とは別に、ツールボディの端５に固定された、旋削の形態での切り屑除去加工のための切削インサート４付きの部材３を有する、旋削のための加工ツール１を示す。ツールボディは、ミリング、削孔、又は穴あけなどの、他のタイプの加工のための加工ツールにおける使用とまったく同じように使用されてよく、切り屑除去加工のための少なくとも１つの切削エッジ付きの、対応する部材が続いて、ツールボディの端５に固定される。
【００２１】
ツールボディは、加工作業により生じる加工ツール内の振動を減衰させるための減衰装置６を含む。この減衰装置は、ケーシング８により画定される、ツールボディの内部空間７（図３を参照のこと）内に配置されている。減衰装置は、軸方向の貫通ボア１０を有する、鉛などの高密度材料製の円筒形状のダンパマスボディ９を含む。内部空間７は、ダンパマスボディ９を、内部空間を画定する、ケーシング８の内壁から半径方向に分離する環状のキャビティ２２内に、オイルなどの減衰液を含む。中央チューブ１１は、貫通ボア１０を貫通して伸長し、その貫通ボアの内側にてダンパマスボディ９にしっかりと固定されている。中央チューブ１１は、その両端１２及び１３にて、ツールボディ固定部１４及び１５、つまり、ツールボディに固定される、少なくとも１つの切削エッジ付きのその部材３に関して強固な、又は、頑強な、この場合は端ピースである、ツールボディの一部にしっかりと接続されている。中央チューブ１１は、ばね特性を有する材料製である。この材料は、例えば、この特性を有するスチール又はカーボンファイバなどである。これにより、ダンパマスボディ９が、ツールボディの内部空間７にて、中央チューブ１１の縦方向の延長線に対して鉛直に揺れ動くことができるようになっている。減衰装置の減衰振動数は、ｋ／ｍの平方根に比例する。ここでは、ｋは、ばね特性を有する中央チューブにより形成されるばねのばね定数であり、ｍは、ダンパマスボディ９の質量である。ばね定数は、中央チューブの直径及び壁厚に依存し、同様に、そのチューブに対して選択した材料に依存し、その振動数が、中央チューブのそれらの特性を適切に選択することにより減衰される振動の振動数と一致するよう選択され得るようになっている。本発明の実施形態のそれぞれは、これにより、いずれの問題なく、３００Ｈｚから１１００Ｈｚの範囲内のそのような振動数を得ることができるようにする。この範囲外の振動数もまた、考えられる。
【００２２】
ダンパマスボディ９の貫通ボア１０は、そのそれぞれの端に、中央チューブの断面寸法より大きな断面寸法を有する長さ部１６及び１７を有し、ダンパマスボディ９と中央チューブ１１との間の空間１８及び１９を形成する。これらの長さ部の長さの選択もまた、中央チューブ１１のばね定数に影響する。
【００２３】
図４は、ダンパマスボディ９と中央チューブ１１との間の空間１８及び１９のそれぞれをブリッジするエレメント２０及び２１の配置により、図３に示すそれとは異なる、本発明の第２の実施形態に係るツールボディの、図３と同様の図である。これらのエレメント２０及び２１は、ダンパマスボディに関する、中央チューブ１１のサポートを形成し、中央チューブ１１のばね特性に影響する。エレメント２０及び２１は、強固なものとなるよう、又は、中央チューブ１１を取り囲むＯリングであるといった、弾性を有するよう、選択されてよい。これらのエレメント２０及び２１に対して選択された特性はまた、中央チューブ１１のばね定数の大きさに影響する。さらに、エレメント２０及び２１は、中央チューブのばね定数を変えるために、好ましくは、異なる場所間を中央チューブに沿って移動可能である。これは、その加工作業により、異なる振動数の振動を生成する、異なるタイプ及び／又は寸法の加工ツール内の振動の適切な減衰を得るために、同じツールボディ又は同一のツールボディの使用を可能にする。
【００２４】
本発明はもちろん、上記の実施形態に制限されず、それらは多くの変更の可能性があることが、添付の特許請求の範囲に定義するような、本発明の範囲を外れることなく、当業者に明白となるであろう。
【００２５】
ダンパマスボディの貫通ボアの、より大きな断面寸法を有する長さ部は、これらの図に示す、又は、それらにまったくない他の長さを有してよい。動かないように配置された、中央チューブとダンパマスボディとの間の空間をブリッジするエレメントも有することが、もちろん可能である。それらエレメントの内、１つのみが動くことができても、もちろん可能である。そのようなエレメントが１つのみであっても、もちろん可能である。

【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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