JP2001509089A - 油圧式精密マンドレル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 回転工作機械に使用するための遷移部（１）とそれに固定的に接続されたクランプ本体（３）を含む油圧式精密マンドレルであって、そのクランプ本体上に一個以上の工具を滑り込ませて固定することが出来、クランプ本体（３）が、径方向外側に膨張出来る外壁（９）と、前記外壁（９）の径方向内側に油圧媒体（１２）で満たされ全周を囲んで伸びるギャップ（１０）を有する油圧式クランプブッシングとして形成され、その中にクランプ本体（３）が、クランプ本体（３）内に設けられた軸方向中心孔（１３）、圧力媒体ギャップ（１０）内に開く一個以上の横断チャンネル（１４）、圧力媒体（１２）で満たされた圧力媒体チャンバ（１６）を定義しクランプ本体孔（１３）の内側端又はそれに隣接して置かれたピストン（１５）、及び、例えばクランプ本体の自由端から、例えばレンチ（１９）を用いて、到達範囲内にあるねじ切りプッシャ手段であって、全周を囲んで伸びる圧力媒体ギャップ（１０）内の圧力媒体内の加圧及び減圧それぞれのためピストンをマンドレル本体孔（１３）内で内向き及び外向きに動かすのに適合されたプッシャ手段（１７）を付けて形成されている。マンドレルは、単数又は複数の工具（４）を遷移部の径方向フランジ（５）に弾性的に押し付けて径方向に真っ直ぐにするためゴム製ばね（２０，２２）を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 油圧式精密マンドレル 本発明は一般的に、その一端で回転工作機械、例えば旋盤、フライス盤、ボー ル盤など、に取り付けるのに好適に配置したマンドレルに関する。このマンドレ ルは、望むなら、工作機械に選択的に着脱式又は固定式で取り付けることが出来 る。マンドレルが着脱式である場合は、例えばマンドレル円錐部分を用いて取り 付ける。マンドレルの他端、例えばその自由端は、その上に着脱式で固定される 一個以上の工具又は工作物の保持用に成型しなければならない。 一般的な型の各種マンドレルが業界で知られている。これら既知のマンドレル は一般的に、一個以上の交換工具がキー、スピンドル又は類似の機械的手段によ り又はヒートプレスジョイントにより、マンドレルの回転方向に固定され、また 、軸方向変位を除く方向にはナット又はねじにより固定されるよう仕上げられて いる。そのような機械的ロック手段は完全に精密ではないので、工具に径方向の 遊びがあり、マンドレルと工具とを完全に心合わせするのが難しいことが多く、 これが翻って工具及びそれに依存する工作機械に不十分な平衡と振動を生じさせ る原因となる。マンドレルと工具との間の結合を外すのも、工具がヒートプレス ジョイントにより取り付けられている場合は特に困難で、時間の掛かる作業であ ることが多い。 本発明は、上記の問題と欠点を解決して、回転工作機械に使用するための精密 マンドレルを提供する意図のものであって、このマンドレルは、その自由端に、 クランプ本体（マンドレルアーバー）を有し、このクランプ本体は、一個以上の 工具を前記アーバー上で滑動させて、その包絡面上に設けたキー、バネその他の 機械的ロック手段又はプレスジョイントを用いないで、その上に固定出来るよう な設計となっていて、単数又は複数の工具の完全な心合わせと完全な平衡が得ら れる。 本発明に従えば、クランプ本体が、比較的薄い外壁と、前記外壁の径方向内側 にあって、加圧されたとき前記外壁を径方向外側に膨らませて単数又は複数の工 具をクランプ本体に心合わせして接続する油圧圧力媒体で満たされた全周を囲ん で伸びる油圧媒体ギャップを有する、油圧クランプブッシングとして形成されて 、前記の問題が解決される。 マンドレル上への工具の安全な回転ロックを作るため、マンドレルの両端の間 に配置されたマンドレルの遷移部に最も近く取り付ける単数又は複数の工具には 、遷移部の対応するフォロア孔と係合する配置の二つのフォロアピンを付けて形 成することが出来る。 例えば作業員が油圧システムの起動をうっかり忘れた場合などの、安全確保の 理由で、マンドレルは、例えば、ゴム製バネを用いて形成されたクランプリング でなど、安全リングを付けて形成することが出来る。この安全リングはクランプ 本体の端にねじ止め接続されて、油圧媒体が加圧される前に単数又は複数の工具 が遷移部に係合していることを予知する。この安全リングは、クランプ本体にね じ込まれるねじを用いてクランプ本体に接続でき、又、遷移部のねじ溝に固定出 来る接続ねじ用の貫通孔を付けて単数又は複数の工具を形成することが出来る。 しかし、工具は最終的に機械力を用いては固定出来ず、工具は油圧手段により心 合わとクランプ接続をしなければならないことが重要である。 圧力媒体ギャップを加圧するため、クランプ本体（膨張可能アーバー）は中に 取り付けた圧力ピストンを有する中心孔を持って形成出来る。このピストンが圧 力チャンバを画定し、この圧力チャンバは一個以上の横断チャンネルを渡って圧 力媒体ギャップに接続される。これによりピストンが前記チャンバ内の圧力媒体 を起動出来る。このピストンは安全手段を通りクランプ本体の孔を通って伸びる レンチ、例えば六角スパナを用いて締めることが出来る。レンチは加圧ピストン に直接係合し、クランプ本体の中心孔の内ねじと共同作業をする。 ここで、添付図面を参照して本発明を詳細に記述する。図１は、本発明にした がう油圧式精密マンドレルを工具取り付け前の部分切開状態で開示する。図２は 対照的に、クランプ本体上に一個以上の工具を取り付けた後で圧力媒体ギャップ の油圧媒体が加圧されている間の油圧式マンドレルを示す。 図面に示した油圧式マンドレルは一般的に、マンドレルの両端の間に設けられ た遷移部１、回転工作機械の対応円錐孔に係合するためのマンドレル円錐部分２ 、及び一個以上の工具４を着脱式で接続しそれをクランプ本体３上に確保するた めのマンドレルアーバーつまりクランプ本体３を含む。遷移部１、円錐部２及び クランプ本体３は統合単一体を作る。 遷移部１及びマンドレル円錐部２はそれ自体既知の型なので詳細な説明を要し ない。円錐は、回転工作機械、例えば旋盤、フライス盤、ボール盤などの、対応 して円錐形に仕上げた空洞に導入するのに適合させる。 一個以上の工具４をマンドレル上に接続出来るようにするため、クランプ本体 （膨張可能アーバー）は滑らかな円筒形外面に仕上げる。所望なら前記外面は、 異なる適合径を有する工具／工作物の心合わせ及びクランプ接続のため、異なる （段差のある）径にすることが出来る。工具４を滑り込ませて遷移部１の突出フ ランジ６と接触させる。前記フランジ５に一対の孔６を付けて形成し、フランジ ５に最も近く置かれた工具のフォロワピン７を工具の回転係合のためその中に係 合させることが出来る。代わりに、工具に貫通孔８を持たせ（図２の下の部分を 参照）、その中にクランプねじを導入してフランジ５の孔６にねじ止めすること も出来る。 クランプ本体３は、油圧式クランプブッシングとして形成されており、その目 的で比較的薄い、径方向外側に伸びる外壁９及び全周を囲んで伸びる狭いギャッ プ１０を有し、その径方向内側に面して支持本体１１が置かれている。このギャ ップ１０は油圧媒体１２で満たされ、これは圧力媒体の加圧に際して前記外壁９ を外向きに広げ、それによりクランプ本体３上に既に滑り込ませた単数又は複数 の工具４の心合わせ、平衡及びクランプ接続をおこなう。 ギャップ１０の圧力媒体１２を加圧出来るようにするため、クランプ本体は軸 方向孔１３を設けて形成してあり、その内側端に、圧力媒体ギャップ１０の中に 開く一個以上の横断チャンネル１４を有する。クランプ本体３の軸方向孔１３の 内側端に、圧力媒体１２で満たされた圧力チャンバ１６を画定する変位可能ピス トン１５がある。ピストン１５は軸方向外側端にプッシャ手段１７を有し、これ は孔１３の内ねじ１８と協働する。プッシャ手段１７は、例えばＴハンドル型の 六角レンチのような、レンチ１９用の内部接続孔を有する。プッシャ１７そして また圧力ピストン１５がレンチ１９を用いて締められると、圧力媒体が圧力媒体 チャンバ１６から、横断チャンネル１４を通って全周を囲んで伸びる圧力媒体ギ ャップ１０内に押し出され、それにより外壁９が放射状に膨らんで、工具４がク ランプ本体３の上に心合わせされてクランプ接続される。プッシャ手段を緩める と外壁９は元の膨らまない形状に戻って、工具４が外せるようになる。 工具の正確な接続をするため、及び如何なる形でもそのふらつきを無くするた め、工具を遷移部のフランジ５に押し付けることが大切なので、その目的で装置 は圧力リング２０を有しており、これはタップねじ２１を用いて、クランプ本体 ３の端に接触するまでねじ込むことが出来る。タップねじはマンドレル孔１３の 内ねじ１８と係合しており、その頭で圧力リング２０を遷移部１に向かう方向に 押し付ける。圧力リング２０は、工具４にフランジ５に対する弾力を持たせるた めゴム製バネ２２を備えるようにするのが好適である。圧力リング２０とねじ２ １の双方は軸方向貫通孔を設けて形成して、レンチ１９をプッシャ手段１７に導 入出来て、圧力媒体ギャップ１０の油圧媒体の加圧と圧力解放のそれぞれが出来 るようにする。 工具の取り付けは簡単に出来る。このとき、クランプ本体３の圧力媒体ギャッ プに圧力が掛かっていないことを先ず予知する。一個以上の工具をクランプ本体 ３の上に滑り込ませて、フォロワピン７を前記フランジ５の対応する孔６に係合 させるよう、遷移部１のフランジ５に接触させる。ゴム製ばね２２の作用により 工具が弾力的にフランジ５に対して押し付けられるよう、タップねじ２１を用い て圧力リング２０を締める。レンチ１９をねじ２１及び圧力リング２０の孔を通 じてプッシャ手段１７のレンチ受け孔に導入して、該プッシャ手段を一定の力で 締めると、工具は薄い外壁９により心合わせされてクランプ接続される。 工具の取り外しは逆の順序にしたがう。 上述のように、圧力リングは代わりに、圧力リング２０の中を軸方向に伸びて 工具を突き抜けフランジ５の孔６にねじ止め出来る二つ以上のタップねじを用い てねじ接続することも出来る。 参照番号 １ 遷移部 １２ 圧力媒体 ２ マンドレル円錐 １３ 軸方向孔 ３ クランプ本体 １４ 横断チャンネル ４ 工具 １５ 圧力ピストン ５ フランジ １６ 圧力チャンバ ６ フランジの孔 １７ プッシャ手段 ７ フォロワピン １８ ねじ山（溝） ８ 工具の孔 １９ ハンドル付レンチ ９ 外壁 ２０ 圧力リング １０ ギャップ ２１ ねじ １１ 支持本体 ２２ ゴム製ばね

【手続補正書】特許法第１８４条の４第４項 【提出日】平成１０年５月２８日（１９９８．５．２８） 【補正内容】 請求の範囲（ＰＣＴ第１９条補正） １．接続工具（４）を回転工作機械にクランプするのを可能にするためのマン ドレル装置であって、該マンドレル装置が、前記工具（４）をクランプ接続する ため、該装置を前記工作機械に取り付けるための手段と、遷移部（１）と、クラ ンプ本体（３）とを持って形成された一体ユニットを有するものにおいて、 前記装置がマンドレルとして形成されていて、クランプ本体（３）が、その外 面上に一個以上の工具を滑り込ませて固定出来る薄く滑らかな外壁（９）と、内 部中実マンドレル本体（１１）とを有する油圧式クランプブッシングとして形成 されており、前記外壁（９）とマンドレル本体との間にギャップ（１０）が設け てあって、加圧されたとき外壁（９）を径方向外側に膨らませてそれにより前記 単数又は複数の工具（４）をクランプ接続する油圧媒体（１２）がそのギャップ に満たされていることと、 マンドレル本体（１１）がその内部に、圧力媒体ギャップ（１０）の中の圧力 媒体（１２）の加圧用手段（１５，１７）を持って形成されており、マンドレル 本体（１１）の中に軸方向中心孔（１３）を含み、該孔には装置の自由端から到 達出来かつ圧力媒体（１２）で満たされた圧力媒体チャンバ（１６）を画定する 圧力ピストン（１５）を含み、このチャンバはマンドレル本体孔（１３）に近い 場所にある一個以上の横断チャンネル（１４）を渡ってクランプ本体（３）の圧 力媒体ギャップ（１０）と連絡することと、 圧力ピストン（１５）がプッシャ手段（１７）により作動するための配置とな っており、該プッシャ手段は、クランプ本体（３）の自由端を通して前記装置の 外部から届くようにされ、かつ全周を囲んで伸びる圧力媒体ギャップ（１０）の 中の圧力媒体の圧力の加圧と圧力解放それぞれのために、マンドレル本体孔（１ ３）中でピストン（１５）を内方向又は外方向に変位させるための配置となって いることと、を特徴とするマンドレル装置。 ２．前記プッシャ手段が回転可能ピストン（１５，１７）であって、該回転可 能ピストンは、ねじ切りされてマンドレル本体孔（１３）の内ねじ（１８）に係 合するものであり、マンドレル本体孔（１３）の端を通して導入されるのに適合 しかつピストン（１５，１７）に関して締めたり緩めたりのそれぞれに使用され るレンチ（１９）との係合のための結合孔をもって形成されていること、を特徴 とする請求の範囲１にしたがうマンドレル装置。 ３．遷移部（１）が径方向フランジ（５）をクランプ本体（３）用接続端に有 することと、マンドレルが、クランプ本体（３）の自由端で、クランプ本体（３ ）の圧力媒体ギャップ（１０）の加圧により工具がクランプ接続される前に、単 数又は複数の工具（４）をフランジ（５）に対し押し付け係合させて真っ直ぐに するのに適合させた圧力リング（２０）を有することと、を特徴とする請求の範 囲１又は２にしたがうマンドレル装置。 ４．圧力リング（２０）が、ねじ部でクランプ本体（１１）のねじ孔（１８） に接続される中央タップねじ（２１）によってマンドレルに固定されること、を 特徴とする請求の範囲３にしたがうマンドレル装置。 ５．圧力リング（２０）が、単数又は複数の工具（４）を通じて伸びる一対の ねじによってマンドレルに固定され、そのねじが遷移部（１）にねじ込まれるこ と、を特徴とする請求の範囲３にしたがうマンドレル装置。 ６．工具（４）又は遷移部（１）の最も近くに置かれた工具が、前記遷移部の 対応するフォロワ孔（６）に係合するように配置された一対のフォロワピン（７ ）により形成されていること、を特徴とする請求の範囲３、４、又は５にしたが うマンドレル装置。 ７．圧力リング（２０）が、部分的に該圧力リング（２０）に埋め込まれ、前 記工具が遷移部（１）のフランジ（５）に対して押し付けられたときゴム製ばね として働くゴム製リング（２２）により形成されていること、を特徴とする請求 の範囲３乃至６のいづれかにしたがうマンドレル装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロスベルイ，ニクラス スウェーデン国、エス―581 11 リンケ ピング、ピー．オー．ボックス 1120 エ ー テー ペー トランスミッシオン ア ーベー内 【要約の続き】 段（１７）を付けて形成されている。マンドレルは、単 数又は複数の工具（４）を遷移部の径方向フランジ （５）に弾性的に押し付けて径方向に真っ直ぐにするた めゴム製ばね（２０，２２）を含む。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転工作機械への使用を意図しており、遷移部（１）とそれに接続された クランプ本体（３）とを含み、そのクランプ本体上に一個以上の工具が滑動可能 とされその上に単数又は複数の工具が固定出来、クランプ本体（３）が薄くて滑 らかな外壁（９）と、その径方向内側に、加圧されたとき外壁（９）を放射状に 外側に膨張させる油圧媒体（１２）を中に満たしたギャップ（１０）とを有する 油圧クランプブッシングとして形成されている、マンドレルであって、 マンドレルがマンドレル本体（１１）内に圧力媒体ギャップ（１０）の中の圧 力媒体（１２）を加圧するための手段を付けて形成されており、その手段が、マ ンドレル本体（１１）内の軸方向中心孔（１３）と、圧力媒体ギャップ（１０） 内に開く一個以上のマンドレル本体孔（１３）の端に隣接する場所にある横断チ ャンネル（１４）と、マンドレル本体孔（１３）の内側端に又はそれに隣接する 場所に圧力媒体（１２）で満たされた圧力媒体チャンバ（１６）を定義するピス トン（１５）と、クランプ本体の自由端を通じて外側から作動させることが出来 て、全周を囲んで伸びる圧力媒体ギャップ（１０）内の圧力媒体にそれぞれ圧力 を掛けまた圧力を解放するためピストン（１５）をマンドレル本体孔（１３）内 で内向き又は外向きに変位させるための配置となったプッシャ手段（１７）と、 を含むことを特徴とするマンドレル。 ２．プッシャ手段が回転可能ピストン（１７）であって、ねじ切りされていて マンドレル本体孔（１３）の内ねじに係合し、マンドレル本体孔（１３）を通じ て導入され、ピストン（１５，１７）に関して締めるため及び緩めるためのそれ ぞれに使用されるレンチ（１９）との係合のための結合孔を付けて形成されてい ること、を特徴とする請求の範囲１にしたがうマンドレル。 ３．遷移部（１）が径方向フランジ（５）をクランプ本体用接続端に有するこ とと、マンドレルが、クランプ本体（３）の自由端に、クランプ本体（３）の圧 力媒体ギャップ（１０）の加圧により工具がクランプ接続される前に、単数又は 複数の工具（４）をフランジ（５）に対して押し付けて真っ直ぐにするのに適合 させた、圧力リング（２０）を有することと、を特徴とする請求の範囲１又は２ にしたがうマンドレル。 ４．圧力リング（２０）が、ねじ溝を用いてクランプ本体（１１）のねじ孔（ １８）に接続された中央タップねじ（２１）を用いて、マンドレルに固定される こと、を特徴とする請求の範囲３にしたがうマンドレル。 ５．圧力リング（２０）が、単数又は複数の工具（４）を通じて伸びる一対の ねじを用いて、マンドレルに固定され、そのねじが遷移部（１）にねじ込まれる こと、を特徴とする請求の範囲３にしたがうマンドレル。 ６．工具（４）又は遷移部（１）の最も近くに置かれた工具が、遷移部の対応 するフォロワ孔（６）に係合する配置となった一対のフォロワピン（７）を付け て形成されていること、を特徴とする請求の範囲３、４、又は５にしたがうマン ドレル。 ７．圧力リング（２０）が、部分的に圧力リング（２０）に埋め込まれ単数又 は複数の工具が遷移部（１）のフランジ（５）に対して押し付けられたときゴム 製ばねとして働くゴム製リング（２２）を用いて形成されていること、を特徴と する請求の範囲３乃至６のいづれかにしたがうマンドレル。