【発明の詳細な説明】
油圧機械式マンドレル
本発明は、一般的には、回転式の工作機械、例えば、旋盤やフライス盤やボー
ル盤などに、マンドレルの一端を取り付け、他端で、軸方向中央穿孔とともに形
成されるタイプの１つ以上の加工工具、例えば、正面刃物やのこ刃や遷移素子や
類似手段を解放可能に好適に保持するよう企図されるマンドレルに関する。この
マンドレルは、工作機械に脱着可能にあるいは固定的に取り付けて使用すること
かできる。マンドレルが脱着可能なタイプの場合、取り付けは、例えば、マンド
レル円錐部分によって行われる。
この分野では、上記タイプのマンドレルは、種々異なるタイプが知られている
。こうした公知のマンドレルは、概して、交換可能な１つあるいは複数の工具が
、回転方向にはキーやスプラインやそれらの類似手段の機械式手段によって、あ
るいは熱プレス接続によって固定され、また、軸方向にはナットやネジによって
固定されるように形成される。こうした機械的ロック手段は、完璧な精度を提供
しないので、加工工具に半径方向遊隙をもたらすことがある。また、完璧なセン
タリングを提供するのが困難なことがしばしばあり得、このことが加工工具や工
作機械に不十分なバランスと振動を引き起こす可能性がある。また、マンドレル
と工具の接続を解放するのが、特に工具が熱プレス接続によって取り付けられる
場合には、困難かつ時間の掛かる作業となることも多い。
本発明は、上述の問題や不都合を解決し、回転式工作機械において使用するた
めのマンドレルを提供することを目的とする。そのマンドレルは、自由端におい
て１つ以上の工具が滑動可能であり、マンドレルの外被面においてキーやスプラ
インや他の類似機械式ロック手段を使用せずに、すなわち、プレス接続を用いて
固定可能であり、１つあるいは複数の工具の完璧なセンタリングとバランシング
とが得られる。このマンドレルは、極めて力強い締付け接続を与えることを目的
とする。
本発明のマンドレルは、マンドレルピンが、マンドレルと一体に形成されるス
リーブからなる油圧機械式締付けブッシングとして形成され、またこのスリーブ
が、その自由端に向かって僅かに傾斜している内面を有する相対的に肉薄な壁を
有する。また、前記ブッシングが、さらに、スリーブの内部で変位可能で、スリ
ーブの円錐形状と同一の形状を有するピストンを有する。スリーブ内でピストン
の変位を提供するために、前記スリーブは、その外端において、スリーブの内端
方向に向かってピストンを押し込み、それによってスリーブを半径方向に拡張さ
せて、スリーブの外面に接する中央穿孔を有する１つあるいは複数の工具をロッ
ク係合させる油圧媒体を導入可能にするニップルによって閉鎖される。ピストン
を押し戻して１つあるいは複数の工具をマンドレルピンから解放すことを可能に
するために、スリーブはその内側端において、スリーブ・ピストン室の内側端に
油圧媒体を導入するための手段に接続されている。
スリーブとピストンは、スリーブ内においてピストンが如何なる位置にあろう
とも自己ロック係合を与えるような円錐角を有して形成されている。スリーブの
端部のニップルは固定接続可能であるが、外側にねじを切ったニップルとして形
成し、スリーブの内端にねじ接続することもできる。
安全ロック係合を提供するために、マンドレル上の工具の回転に対抗して、工
具、あるいは、マンドレルヘッドに最も近接して取り付けられる工具は、マンド
レルヘッドの対応従動孔と係合することができるようにした一対の従動ピンを有
して形成してもよい。
ここで添付図面を参照して本発明をより詳細に説明することにする。添付図面
中の図１は、一部切り開いた状態で、中央穿孔を有する工具と組み合わされた本
発明による油圧機械式マンドレルを示す。図２は、図１に対応して、工具がマン
ドレルから解放された状態の油圧機械式マンドレルを示す。
図示の油圧機械式マンドレルは、一般的には、図中ではＶ字形の溝を有するフ
ランジとして示された遷移部分１と、回転式工作機械の対応円錐凹部においてマ
ンドレルを係合させるためのマンドレル円錐部分２と、１つ以上の工具４を解放
可能に接続してそれらを固定するためのマンドレルピン３とを有する。マンドレ
ルヘッド１、円錐部分２、および、マンドレルピン３は、一体装置として形成さ
れる。
マンドレルヘッド１とマンドレル円錐部分２は、それ自体は公知のタイプのも
ので、詳細な説明を必要としない。円錐部分２は、例えば、旋盤、フライス盤、
ボール盤、あるいは同様な機械など、回転式工作機械の対応した円錐形に形成さ
れた凹部に導入されるように設計される。勿論、マンドレル円錐部分２を工作機
械の一体部分として形成してもよい。その場合、マンドレルピン３だけが本願請
求項で記載した装置の発明部分を提供する。
１つ以上の回転工具４をマンドレルピン３上に締付け接続することを可能にす
るため、前記ピンは、図示のように、滑らかな円筒面を有して形成される。しか
しながら、この面は、多角形、正方形、八角形などの横断面形状を有してもよい
。この面は、また、ねじ切り状、鋸歯状などにすることもできる。また、この面
は幾つかの連続した直径を有するよう形成することも可能である。工具を押し込
んで、遷移部分１の突出フランジ５と突合せ接触するようにすることも可能であ
る。望むならば、フランジ５を２つの穿孔６とともに形成して、最も近い工具部
品の従動ピン７がその穿孔６に係合してその工具を回転動作に追従させるように
することも可能である。あるいは、工具に軸方向穿孔を設けて形成し、その穿孔
を通して締付けネジを導入しフランジ５の穿孔６にねじ接続できるようにするこ
とも可能である。
穿孔６とピン７を使用しないで、従来から公知のタイプのキーとピンの接続を
使用することによって捩り剛性を得ることも可能である。望むならば、工具４と
スリーブ８の間に導入する異なるタイプの（縮径）スリーブを使用することも可
能である。
マンドレルピン３は、油圧機械式円錐ピストンブッシングとして形成され、こ
のため、２つの主要部品、すなわち、マンドレルに固定接続され、スリーブ内部
から動作させるときに半径方向に拡張できるような相対的に肉薄な外壁を有する
スリーブ８と、該スリーブ８内部で変位可能なピストン９とで形成される。スリ
ーブ８は、その自由端において、例えばねじ係合ニップル１０によって閉鎖され
る。スリーブは、遷移部分１から外側端の方向へ僅かに円錐形に広がる内面１１
を有し、ピストン９は対応円錐形状の外面１２を有する。スリーブ８とピストン
９の円錐角は、スリーブにおける個々の位置でピストンが自己ロックするように
なっている。スリーブとピストンの円錐面１１と１２とは相互封止を与え、そし
てピストンは、マンドレルの非加圧状態でピストンがニップル１０に隣接配置さ
れるような形状を有する。
ピストン９をスリーブ８の内側に押し込み、それによって図１に示すようにス
リーブ壁の半径方向拡張をもたらすことができるように、ニップル１０は加圧ニ
ップルとして形成され、それによって、油圧媒体は、ニップル１０とピストン９
の外側端との間に存在する圧力室１３内に圧入可能となる。
ピストン９はスリーブ８内で自己ロックしているので、ピストンは自動的には
その初期の非加圧位置に復帰しない。そのため、装置はスリーブ８の内側端に設
けた第２加圧ニップル１４を有する。第２加圧ニップル１４を介して油圧媒体が
解放圧力室１５に導入可能で、その結果、第１加圧室１３の圧力媒体の排出と同
時に、ピストン９を図２に示すその原位置に強制的に戻すことができる。こうし
て、スリーブ８の壁はそれぞれの非拡張の原位置に復帰し、その結果、１つある
いは複数の工具はマンドレルピン３から解放される。
ニップル１４が図示のように配置される必要はなく、加圧手段を他の位置、例
えば、遷移部分１に配置することも可能である。
以上説明した装置によって工具は簡単かつ迅速に交換でき、しかも、工具はマ
ンドレルピン上で完璧なセンタリングと完璧なバランシングを得る。また、機械
加工作業が完了した後も工具をマンドレルピン上に残し、同じ工具で繰り返し機
械加工する場合に、その工具を搭載したマンドレル全体を保存しておいて、次回
の機械加工作業に際してそれを再使用することも可能である。
マンドレルへの工具の取り付けは次のように行われる。まずピストン９は端部
ニップル１０に隣接した引っ込んだ非加圧位置にあると考えられる。１つ以上の
工具４がマンドレルピン３上に滑らされるが、そのとき、実際には、従動ピン７
はマンドレルヘッドのフランジ５の従動孔６に導入されている。所定の圧力の圧
力媒体が底部ニップル１０を介して圧力室１３に導入される。その結果、スリー
ブ８は半径方向に拡張し、それによって工具４はマンドレルピン上でセンタリン
グされ、バランシングさせられ、そして、固定される。
工具４は、圧力室１３が排気され、解放圧力室１５が加圧されることで解放さ
れる。その結果、ピストン９はその原位置に強制されるので、スリーブ８は縮小
され、工具４はマンドレルピン３から解放される。
注意すべきことは、１つあるいは複数の工具は機械式接続だけによって固定さ
れるので、圧力室１３と１５は作業中に加圧される必要がないことである。油圧
加圧は、工具の取り付けと取り外しのためにのみ使用される。
符号の説明
１ 遷移部分
２ マンドレル円錐部分
３ マンドレルピン
４ 工具
５ フランジ
６ （フランジの）従動孔
７ 従動ピン
８ スリーブ
９ ピストン
１０ 圧力ニップル
１１ （スリーブ８の）円錐面
１２ （ピストン９の）円錐面
１３ 圧力室
１４ 圧力媒体接続部
１５ 解放圧力室DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hydraulic mechanical mandrel
The invention generally relates to rotary machine tools, such as lathes, milling machines and boring machines.
Attach one end of the mandrel to a drilling machine, etc.
One or more working tools of the type to be formed, for example face tools, saw blades, transition elements,
It relates to a mandrel intended to hold the similar means in a releasable manner. this
The mandrel must be detachably or fixedly attached to the machine tool.
I can do it. If the mandrel is of the removable type, the
This is done by the helical cone.
In this field, various types of mandrels of the above type are known.
. These known mandrels generally include one or more replaceable tools.
In the rotation direction, mechanical means such as keys, splines, and similar means are used.
Or hot press connection, and axially with nuts or screws
It is formed to be fixed. These mechanical locking means provide perfect accuracy
Otherwise, there may be radial play in the working tool. Also perfect Sen
It can often be difficult to provide tooling, which can
May cause poor balance and vibration on the implement. Also mandrel
To release the connection between the tool and the tool, especially when the tool is attached by a hot press connection
In such cases, it is often difficult and time-consuming.
The present invention solves the above-mentioned problems and disadvantages, and is used for a rotary machine tool.
The purpose is to provide a mandrel for the. The mandrel is at the free end
One or more tools are slidable, and keys or
Without the use of press-in or other similar mechanical locking means, i.e. with a press connection
Lockable for perfect centering and balancing of one or more tools
Is obtained. This mandrel is intended to give a very strong clamping connection
And
In the mandrel of the present invention, the mandrel pin is formed integrally with the mandrel.
The sleeve is formed as a hydraulic mechanical clamping bushing consisting of
Has a relatively thin wall with an inner surface that is slightly inclined toward its free end.
Have. Further, the bushing is further displaceable inside the sleeve,
A piston having the same shape as the conical shape of the valve. Piston in sleeve
At its outer end, the inner end of the sleeve to provide a displacement of
Pushes the piston in a direction, thereby expanding the sleeve radially.
And lock one or more tools with a central bore in contact with the outer surface of the sleeve.
It is closed by a nipple that allows the hydraulic medium to be engaged to be introduced. piston
To release one or more tools from the mandrel pin
The sleeve at its inner end at the inner end of the sleeve piston chamber.
It is connected to means for introducing a hydraulic medium.
The sleeve and piston can be in any position of the piston within the sleeve
Both are formed with a conical angle that provides a self-locking engagement. Sleeve
The nipple at the end can be fixedly connected, but is shaped as an externally threaded nipple
And can be threaded to the inner end of the sleeve.
To provide a secure lock engagement, counteract the rotation of the tool on the mandrel and
Tools or tools that are mounted closest to the mandrel head
It has a pair of driven pins that can engage with the corresponding driven holes in the rel head.
Alternatively, it may be formed.
The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Attached drawing
Figure 1 shows a book in a partially cut-out state combined with a tool having a central perforation.
1 shows a hydromechanical mandrel according to the invention. FIG. 2 corresponds to FIG.
Figure 4 shows the hydraulic mechanical mandrel released from the drel.
The illustrated hydromechanical mandrel generally has a V-shaped groove in the figure.
The transition 1 shown as a flange and the corresponding conical recess of the rotary machine tool
Release the mandrel conical section 2 for engaging the drell and one or more tools 4
And a mandrel pin 3 for connecting and fixing them. Mandre
The head 1, the conical section 2 and the mandrel pin 3 are formed as an integrated device.
It is.
The mandrel head 1 and the mandrel cone 2 are of a type known per se.
Therefore, no detailed description is required. The conical part 2 is, for example, a lathe, a milling machine,
Formed in the corresponding cone of a rotary machine tool, such as a drilling machine or similar machine
Designed to be introduced into the recessed recess. Of course, the mandrel conical part 2
It may be formed as an integral part of the machine. In that case, only the mandrel pin 3
An inventive part of the device as claimed in the claims is provided.
Allowing one or more rotary tools 4 to be clamped on the mandrel pin 3
Therefore, the pin is formed to have a smooth cylindrical surface as shown. Only
However, this surface may have a cross-sectional shape such as polygon, square, octagon, etc.
. This surface can also be threaded, saw-toothed, or the like. Also this face
Can be formed to have several consecutive diameters. Push the tool
It is also possible to make abutting contact with the projecting flange 5 of the transition portion 1.
You. If desired, a flange 5 is formed with two perforations 6 so that the nearest tool part
So that the driven pin 7 of the product engages with the perforation 6 and causes the tool to follow the rotation operation.
It is also possible. Alternatively, the tool is formed by providing an axial drilling,
Through which a screw can be screwed into the perforation 6 of the flange 5
Both are possible.
Without using the perforations 6 and the pins 7, the connection between the key and the pin of a conventionally known type is performed.
It is also possible to obtain torsional rigidity by using. If you want, with tool 4
It is also possible to use different types of (reduced diameter) sleeves introduced between sleeves 8
Noh.
The mandrel pin 3 is formed as a hydraulic mechanical conical piston bushing,
Therefore, two main parts are fixedly connected to the mandrel, inside the sleeve
Has a relatively thin outer wall that can expand radially when operated from
It is formed by a sleeve 8 and a piston 9 that can be displaced inside the sleeve 8. Pickpocket
The valve 8 is closed at its free end, for example by means of a screw engagement nipple 10.
You. The sleeve has an inner surface 11 which extends slightly conically from the transition 1 towards the outer end.
And the piston 9 has a corresponding conical outer surface 12. Sleeve 8 and piston
The cone angle of 9 is such that the piston will self-lock at each position in the sleeve.
Has become. The sleeve and the conical surfaces 11 and 12 of the piston provide an mutual seal, and
The piston is positioned adjacent to the nipple 10 with the mandrel unpressurized.
It has a shape such that
The piston 9 is pushed into the inside of the sleeve 8, thereby causing the piston 9 to slide as shown in FIG.
The nipple 10 is pressurized so that the radial expansion of the leave wall can be effected.
The hydraulic medium is formed as a nipple, whereby the nipple 10 and the piston 9
Can be press-fitted into the pressure chamber 13 existing between the pressure chamber 13 and the outer end of the pressure chamber.
Since the piston 9 is self-locking in the sleeve 8, the piston automatically
It does not return to its initial non-pressurized position. Therefore, the device is installed at the inner end of the sleeve 8.
A second pressure nipple 14 is provided. Hydraulic medium is supplied via the second pressure nipple 14
The pressure medium can be introduced into the release pressure chamber 15, and as a result, the discharge of the pressure medium in the first
At times, the piston 9 can be forcibly returned to its original position as shown in FIG. Like this
Thus, the walls of the sleeve 8 return to their respective unexpanded home position, so that there is one
Alternatively, the plurality of tools are released from the mandrel pin 3.
The nipple 14 does not need to be arranged as shown, and the pressing means may be moved to another position, e.g.
For example, it is also possible to arrange in the transition part 1.
With the device described above, the tool can be changed easily and quickly, and the tool is
Get perfect centering and perfect balancing on drel pins. Also machinery
Leave the tool on the mandrel pin even after the machining operation is completed, and repeat using the same tool.
When machining, save the entire mandrel with the tool and
It is also possible to reuse it during the machining operation of.
The attachment of the tool to the mandrel is performed as follows. First, the piston 9 is at the end
It is believed that it is in a retracted, non-pressed position adjacent to nipple 10. One or more
The tool 4 is slid on the mandrel pin 3, at which time the driven pin 7
Is introduced into the driven hole 6 of the flange 5 of the mandrel head. Predetermined pressure
A force medium is introduced into the pressure chamber 13 via the bottom nipple 10. As a result, three
The valve 8 expands radially, so that the tool 4 is centered on the mandrel pin.
, Balanced, and fixed.
The tool 4 is released when the pressure chamber 13 is evacuated and the release pressure chamber 15 is pressurized.
It is. As a result, the piston 9 is forced to its original position, so that the sleeve 8 contracts.
The tool 4 is released from the mandrel pin 3.
It should be noted that one or more tools are secured only by mechanical connections.
Pressure chambers 13 and 15 need not be pressurized during operation. hydraulic
Pressurization is used only for tool installation and removal.
Explanation of reference numerals
1 Transition part
2 Mandrel cone
3 Mandrel pins
4 tools
5 Flange
6 (flanged) driven hole
7 Follower pin
8 sleeve
9 piston
10 Pressure nipple
11 Conical surface (of sleeve 8)
12 Conical surface (of piston 9)
13 Pressure chamber
14 Pressure medium connection
15 Release pressure chamber
【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】
ＰＣＴ１９条の補正による請求の範囲
１． 回転式工作機械（円錐部分２）にマンドレルの一端（２）を取り付け、
その他端（３）で軸方向中央穿孔を有するタイプの加工工具（４）（穿孔タイプ
工具）を１つ以上担持することができるようにされ、前記他端は外被面を有する
マンドレルピン（３）として形成され、前記外被面上には、１つ以上の工具（４
）を滑動させることができ、しかも、マンドレルピンの外面上に設けられるキー
やスプラインや他のタイプの機械式ロック手段を使用せずに、つまり、プレス接
続を使用して工具（４）を固定でき、その結果、工具の完璧なセンタリングが得
られるようにした油圧機械式マンドレルにおいて、
マンドレルピン（３）は油圧機械式締付けブッシングとして形成され、該締付
けブッシングは、相対的に肉薄で半径方向に拡張可能な壁と軸方向に僅かに傾斜
する内面（１１）とを有するスリーブ（８）と、前記スリーブ（８）内で軸方向
に変位可能で、スリーブ（８）の内面の円錐形と同じ円錐形（１２）を有するピ
ストン（９）とからなり、
スリーブ（８）中でピストン（９）を変位させてスリーブ（８）の半径方向を
拡張するための油圧加圧と、スリーブ（８）の半径方向収縮をもたらすための圧
力解放とをそれぞれ提供する圧力室（１３、１５）を、ピストン（９）の各端に
備えたこととを特徴とする油圧機械式マンドレル。
２． スリーブ（８）の円錐形は、スリーブの直径がその外側端へ向かう方向
に増加するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の油圧機械式マン
ドレル。
３． スリーブ（８）はその外端において、固定ニップルあるいはスリーブ端
にねじ係合されるニップル（１０）によって閉鎖され、前記ニップルを介して油
圧媒体をニップル（１０）とピストン（９）の隣接端の間にある圧力室に導入で
きるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の油圧機械式マンドレ
ル。
４． スリーブ（８）の内面（１１）とピストン（９）の外面（１２）は、マ
ンドレルピン（３）の内側端での遷移部分（１）から外側端方向に向かって円錐
状に広げられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の油圧機
械式マンドレル。
５． スリーブ（８）とピストン（９）の円錐面（１１、１２）が、自己ロッ
ク円錐角を有して形成されることを特徴とする請求項４に記載の油圧機械式マン
ドレル。
６． マンドレルは、マンドレルの内側端において圧力媒体接続部（１４）を
有して形成され、該圧力媒体接続部（１４）は解放圧力室（１５）に開口し、油
圧媒体を解放圧力室（１５）内に導入して、ピストン（９）をスリーブ（８）が
拡張されない原位置に復帰させることができるようにしたことを特徴とする請求
項１から５までのうちのいずれか１項に記載の油圧機械式マンドレル。
７． 遷移部分（１）が、工具の従動ピン（７）を導入可能な従動孔（６）を
備えてなることを特徴とする請求項４から６までのいずれか１項に記載の油圧機
械式マンドレル。[Procedure for Amendment] Article 184-4, Paragraph 4 of the Patent Act
[Submission date] May 28, 1998 (1998.5.28)
[Correction contents]
Claims as amended by PCT Article 19
1. Attach one end (2) of the mandrel to the rotary machine tool (conical part 2),
At the other end (3), a machining tool (4) of a type having a central hole in the axial direction (a drilling type)
Tool) can be carried thereon, said other end having a jacket surface
Formed as a mandrel pin (3), one or more tools (4
) And a key provided on the outer surface of the mandrel pin
Without the use of splines or other types of mechanical locking means,
The tool (4) can be fixed using the connection, resulting in perfect centering of the tool.
In the hydraulic mechanical mandrel that was
The mandrel pin (3) is formed as a hydraulic mechanical clamping bushing,
The bushing has a relatively thin, radially expandable wall and a slight axial inclination
Sleeve (8) having an inner surface (11) that engages, and an axial direction within said sleeve (8).
And has a cone (12) that is the same as the cone of the inner surface of the sleeve (8).
Ston (9)
Displace the piston (9) in the sleeve (8) to change the radial direction of the sleeve (8).
Hydraulic pressure to expand and pressure to cause radial contraction of the sleeve (8)
Pressure chambers (13, 15) providing force release, respectively, are provided at each end of the piston (9).
A hydraulic mechanical mandrel comprising:
2. The conical shape of the sleeve (8) is such that the diameter of the sleeve is directed towards its outer end.
2. The hydraulic mechanical man according to claim 1, wherein
Dorell.
3. The sleeve (8) has at its outer end a fixed nipple or sleeve end.
Closed by a nipple (10) screwed into the
A pressure medium can be introduced into the pressure chamber between the nipple (10) and the adjacent end of the piston (9).
The hydraulic mechanical mandrel according to claim 1 or 2, wherein
Le.
4. The inner surface (11) of the sleeve (8) and the outer surface (12) of the piston (9) are
Conical from the transition part (1) at the inner end of the drain pin (3) toward the outer end
The hydraulic machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydraulic machine is extended in a shape.
Mechanical mandrel.
5. The conical surfaces (11, 12) of the sleeve (8) and the piston (9) are self-locking.
5. The hydraulic mechanical man according to claim 4, wherein the hydraulic mechanical man is formed to have a cone angle.
Dorell.
6. The mandrel has a pressure medium connection (14) at the inner end of the mandrel.
The pressure medium connection (14) opens into a release pressure chamber (15)
A pressure medium is introduced into the release pressure chamber (15) and the piston (9) is
Claims to be able to return to the original position which is not expanded
Item 6. The hydraulic mechanical mandrel according to any one of Items 1 to 5.
7. The transition part (1) has a driven hole (6) into which the driven pin (7) of the tool can be introduced.
The hydraulic machine according to any one of claims 4 to 6, wherein the hydraulic machine is provided.
Mechanical mandrel.
─────────────────────────────────────────────────────
【要約の続き】
してピストン（９）をその原位置に強制するための手段
とを有するよう構成した油圧機械式マンドレル。────────────────────────────────────────────────── ───
[Continuation of summary]
To force the piston (9) into its home position
A hydraulic mechanical mandrel configured to have: