JP2003071670A - シュリンク式ツールホルダ用クーリングユニット - Google Patents
シュリンク式ツールホルダ用クーリングユニットInfo
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- JP2003071670A JP2003071670A JP2001266020A JP2001266020A JP2003071670A JP 2003071670 A JP2003071670 A JP 2003071670A JP 2001266020 A JP2001266020 A JP 2001266020A JP 2001266020 A JP2001266020 A JP 2001266020A JP 2003071670 A JP2003071670 A JP 2003071670A
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- JP
- Japan
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- tool holder
- cooling head
- cooling
- shrink
- refrigerant
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for
- B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
- B23P11/025—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold
- B23P11/027—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold for mounting tools in tool holders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Jigs For Machine Tools (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シュリンク式ツールホルダの工具交換時間の
短縮を可能ならしめるクーリングユニットを提供する。 【解決手段】 内部に冷媒通路５を設けた環状のクーリ
ングヘッド１と、入口８から通路５に冷媒を流し入れる
冷媒供給装置とを組合わせ、加熱して膨張させたツール
ホルダのチャッキング部２１を、その外周に密着して嵌
めるクーリングヘッド１で冷却し、そのチャッキング部
２１を収縮を早めるようにした。
短縮を可能ならしめるクーリングユニットを提供する。 【解決手段】 内部に冷媒通路５を設けた環状のクーリ
ングヘッド１と、入口８から通路５に冷媒を流し入れる
冷媒供給装置とを組合わせ、加熱して膨張させたツール
ホルダのチャッキング部２１を、その外周に密着して嵌
めるクーリングヘッド１で冷却し、そのチャッキング部
２１を収縮を早めるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、シュリンク式
（焼きばめ式）ツールホルダの収縮を早めるクーリング
ユニットに関する。
（焼きばめ式）ツールホルダの収縮を早めるクーリング
ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】シュリンク式ツールホルダは、精度、加
工バランス、ツール把持力、剛性のどれをとってもミー
リングチャック仕様のツールホルダに勝る。
工バランス、ツール把持力、剛性のどれをとってもミー
リングチャック仕様のツールホルダに勝る。
【０００３】また、構造が単純でスリム化が図れ、ワー
クとの干渉による加工規制も受け難い。
クとの干渉による加工規制も受け難い。
【０００４】このシュリンク式ツールホルダは、専用の
高周波誘導加熱装置が開発されたことによって急速に普
及している。
高周波誘導加熱装置が開発されたことによって急速に普
及している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】シュリンク式ツールホ
ルダの難点は、ホルダの冷却に時間がかかることであ
る。チャッキング部の加熱膨張は、前述の高周波誘導加
熱装置を用いると最速１０秒程度でチャッキング部が約
３００℃に熱せられて工具の抜き差しが可能になる。
ルダの難点は、ホルダの冷却に時間がかかることであ
る。チャッキング部の加熱膨張は、前述の高周波誘導加
熱装置を用いると最速１０秒程度でチャッキング部が約
３００℃に熱せられて工具の抜き差しが可能になる。
【０００６】ところが、チャッキング部の収縮は自然冷
却によっており、これに時間がかかるため加工機の稼働
率低下を招いたり、稼働率低下を避けるために工具をセ
ットした予備のツールホルダが必要になるなどの不具合
があった。
却によっており、これに時間がかかるため加工機の稼働
率低下を招いたり、稼働率低下を避けるために工具をセ
ットした予備のツールホルダが必要になるなどの不具合
があった。
【０００７】なお、収縮を早めるために、加熱したチャ
ッキング部に冷気や水を直線吹きかけることもなされて
いるが、空気や水の単純な吹き付けでは局部冷却となる
こともあって高い冷却効果が望めない。また、水に対す
る浸漬冷却等を行おうとすると装置が複雑化するなどの
問題があり、簡便な冷却が望み難い。
ッキング部に冷気や水を直線吹きかけることもなされて
いるが、空気や水の単純な吹き付けでは局部冷却となる
こともあって高い冷却効果が望めない。また、水に対す
る浸漬冷却等を行おうとすると装置が複雑化するなどの
問題があり、簡便な冷却が望み難い。
【０００８】そこで、この発明は、シュリンク式ツール
ホルダの強制冷却を簡便に効果的に行えるようにするこ
とを課題としている。
ホルダの強制冷却を簡便に効果的に行えるようにするこ
とを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、中心に貫通孔を、内部にその
貫通孔を取り巻く出入口付き冷媒通路を各々設け、前記
貫通孔の孔面をツールホルダのチャッキング部に密着さ
せてホルダ外周に着脱自在に装着するクーリングヘッド
と、このクーリングヘッドに接続して前記冷媒通路に冷
媒を送り込む冷媒供給装置とを備え、加熱膨張させたホ
ルダのチャッキング部をクーリングヘッドで強制冷却す
るクーリングユニットを提供する。
め、この発明においては、中心に貫通孔を、内部にその
貫通孔を取り巻く出入口付き冷媒通路を各々設け、前記
貫通孔の孔面をツールホルダのチャッキング部に密着さ
せてホルダ外周に着脱自在に装着するクーリングヘッド
と、このクーリングヘッドに接続して前記冷媒通路に冷
媒を送り込む冷媒供給装置とを備え、加熱膨張させたホ
ルダのチャッキング部をクーリングヘッドで強制冷却す
るクーリングユニットを提供する。
【００１０】このユニットは、クーリングヘッドをアル
ミニウムなどの良伝熱性金属で形成したり、冷媒通路内
に放熱フィンを備えさせたり、クーリングヘッド中心の
貫通孔に着脱自在に内嵌してホルダのチャッキング部外
周に密着させる筒状アダプタを含ませたりすると好まし
い。
ミニウムなどの良伝熱性金属で形成したり、冷媒通路内
に放熱フィンを備えさせたり、クーリングヘッド中心の
貫通孔に着脱自在に内嵌してホルダのチャッキング部外
周に密着させる筒状アダプタを含ませたりすると好まし
い。
【００１１】また、冷媒供給装置を循環型にし、その冷
媒供給装置に、クーリングヘッドに設けた冷媒通路の入
口と出口をフレキシブル導管を介して接続するのも好ま
しい。
媒供給装置に、クーリングヘッドに設けた冷媒通路の入
口と出口をフレキシブル導管を介して接続するのも好ま
しい。
【００１２】使用する冷媒は、液体、気体を問わない。
冷却した空気や水をはじめとして既知の種々の冷媒を使
用できる。
冷却した空気や水をはじめとして既知の種々の冷媒を使
用できる。
【００１３】
【作用】この発明では、ホルダにクーリングヘッドを外
嵌し、冷媒供給装置から供給される冷媒をクーリングヘ
ッド内の通路に流し、外周にクーリングヘッドを密着さ
せたチャッキング部の間接冷却を行う。従って、ホルダ
の冷却を簡易なユニットを用いて簡便に手際良く行うこ
とができる。
嵌し、冷媒供給装置から供給される冷媒をクーリングヘ
ッド内の通路に流し、外周にクーリングヘッドを密着さ
せたチャッキング部の間接冷却を行う。従って、ホルダ
の冷却を簡易なユニットを用いて簡便に手際良く行うこ
とができる。
【００１４】また、クーリングヘッドをチャッキング部
に外嵌してチャッキング部の全周を冷却するので、冷却
水や冷却した空気を冷媒として使用する場合にも高い冷
却効果が得られ、チャッキング部の収縮時間が短縮され
る。
に外嵌してチャッキング部の全周を冷却するので、冷却
水や冷却した空気を冷媒として使用する場合にも高い冷
却効果が得られ、チャッキング部の収縮時間が短縮され
る。
【００１５】なお、クーリングヘッドを良伝熱性金属で
形成したものや冷媒通路内に放熱フィンを備えさせたも
のは、冷却効果が更に高まり、チャッキング部の収縮時
間がより短縮される。
形成したものや冷媒通路内に放熱フィンを備えさせたも
のは、冷却効果が更に高まり、チャッキング部の収縮時
間がより短縮される。
【００１６】着脱自在の筒状アダプタを含めたものは、
チャッキング部がクーリングヘッド中心の貫通孔よりも
小径のツールホルダの冷却も可能になる。また、筒状ホ
ルダをチャッキング部と適合したものと交換してチャッ
キング部の径変化、形状変化に対応することも可能にな
る。
チャッキング部がクーリングヘッド中心の貫通孔よりも
小径のツールホルダの冷却も可能になる。また、筒状ホ
ルダをチャッキング部と適合したものと交換してチャッ
キング部の径変化、形状変化に対応することも可能にな
る。
【００１７】このほか、循環型の冷媒供給装置を用いる
ものは、冷媒の有効利用が図れ、外部放出が嫌われる熱
交換性の良い冷媒の使用も許容される。
ものは、冷媒の有効利用が図れ、外部放出が嫌われる熱
交換性の良い冷媒の使用も許容される。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明のクーリングユニ
ットの実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。
ットの実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。
【００１９】図１の１は、円筒状に形成されたクーリン
グヘッド、１０は循環型の冷媒供給装置、１３、１４は
フレキシブル導管であり、冷媒供給装置１０から往路の
導管１３を通して冷媒をクーリングヘッド１に流し、ク
ーリングヘッドからの使用済み冷媒を復路の導管１４に
通して冷媒供給装置１０に戻すようにしてある。
グヘッド、１０は循環型の冷媒供給装置、１３、１４は
フレキシブル導管であり、冷媒供給装置１０から往路の
導管１３を通して冷媒をクーリングヘッド１に流し、ク
ーリングヘッドからの使用済み冷媒を復路の導管１４に
通して冷媒供給装置１０に戻すようにしてある。
【００２０】図２に、クーリングヘッド１の詳細を示
す。このクーリングヘッド１は、中心に先細テーパの貫
通孔２ａを、外周に放熱フィン２ｂを下端に外フランジ
２ｃを各々設けた第１部材２と、外フランジ２ｃとの間
をＯリング３で封止して下端の内フランジ４ａを第１部
材２の外周に嵌めた筒状第２部材４と、第１、第２部材
２、４間に形成される環状冷媒通路５の上部を塞ぐ第３
部材６とで構成される。
す。このクーリングヘッド１は、中心に先細テーパの貫
通孔２ａを、外周に放熱フィン２ｂを下端に外フランジ
２ｃを各々設けた第１部材２と、外フランジ２ｃとの間
をＯリング３で封止して下端の内フランジ４ａを第１部
材２の外周に嵌めた筒状第２部材４と、第１、第２部材
２、４間に形成される環状冷媒通路５の上部を塞ぐ第３
部材６とで構成される。
【００２１】第３部材６はボルト７で第１部材２に締結
され、第３部材に設けた環状ボス部６ａの外周に第２部
材４の上端が嵌まっている。第１部材２と第３部材６と
の間、第２部材４と第３部材６との間もＯリング３で気
密に封止されている。
され、第３部材に設けた環状ボス部６ａの外周に第２部
材４の上端が嵌まっている。第１部材２と第３部材６と
の間、第２部材４と第３部材６との間もＯリング３で気
密に封止されている。
【００２２】また、第２部材４には、導管１３、１４を
接続するねじ切りされた入口８と出口９が設けられてい
る。
接続するねじ切りされた入口８と出口９が設けられてい
る。
【００２３】例示のクーリングヘッドは、アルミニウム
製であるが、他の良伝熱性金属で形成してもよい。
製であるが、他の良伝熱性金属で形成してもよい。
【００２４】また、鎖線で示す予備の出入口ポートを設
け、その予備ポートを端栓で閉じておき、冷媒の供給量
を増やしたいときにそのポートを利用するようにしても
よい。
け、その予備ポートを端栓で閉じておき、冷媒の供給量
を増やしたいときにそのポートを利用するようにしても
よい。
【００２５】なお、図示のクーリングヘッド１は、加
工、組立がし易い構造になっているが、この構造に限定
されるものではない。
工、組立がし易い構造になっているが、この構造に限定
されるものではない。
【００２６】冷媒供給装置１０は、ケーシング１１内に
水の冷却器と冷却水を送出するポンプと、流路開閉用の
バルブと、これ等を制御する制御装置（いずれも図示せ
ず）を組込み、ケーシング１１の前面に操作盤１２を取
付けて成る。
水の冷却器と冷却水を送出するポンプと、流路開閉用の
バルブと、これ等を制御する制御装置（いずれも図示せ
ず）を組込み、ケーシング１１の前面に操作盤１２を取
付けて成る。
【００２７】この装置１０は、水以外の液体や空気など
の気体を冷却して供給するものにしてもよい。
の気体を冷却して供給するものにしてもよい。
【００２８】図２の２０は、先細テーパのチャッキング
部２１を有するシュリンク式ツールホルダである。この
ホルダ２０は、高周波誘導加熱装置（図示せず）の支持
部（ソケット）にシャンクを入れて垂直上向きにセット
され、同装置の加熱コイルによってチャッキング部２１
が高温（一般的には３００℃程度）に加熱される。
部２１を有するシュリンク式ツールホルダである。この
ホルダ２０は、高周波誘導加熱装置（図示せず）の支持
部（ソケット）にシャンクを入れて垂直上向きにセット
され、同装置の加熱コイルによってチャッキング部２１
が高温（一般的には３００℃程度）に加熱される。
【００２９】この状態でチャッキング部２１の保持孔に
工具のシャンクを差込み、その前後に加熱コイルを退避
させ、クーリングヘッド１をチャッキング部２１の外周
に密着させて装着し、その後、通路５内に冷媒を流して
チャッキング部２１の強制冷却を行う。
工具のシャンクを差込み、その前後に加熱コイルを退避
させ、クーリングヘッド１をチャッキング部２１の外周
に密着させて装着し、その後、通路５内に冷媒を流して
チャッキング部２１の強制冷却を行う。
【００３０】図３は、クーリングヘッド１に着脱自在の
アダプタ１５を組合わせたものを示している。
アダプタ１５を組合わせたものを示している。
【００３１】ツールホルダ２０のチャッキング部２１の
外径が貫通孔２の孔径よりも小さい場合には、図のよう
にクーリングヘッド１とチャッキング部２１間に筒状ア
ダプタ１５を介在してこのアダプタの孔面をチャッキン
グ部２１の外周に密着させる。こうすると、アダプタ１
５をツールホルダに適合したものに交換して種々のサイ
ズのツールホルダの冷却収縮を同一クーリングヘッドを
使用して行うことができる。
外径が貫通孔２の孔径よりも小さい場合には、図のよう
にクーリングヘッド１とチャッキング部２１間に筒状ア
ダプタ１５を介在してこのアダプタの孔面をチャッキン
グ部２１の外周に密着させる。こうすると、アダプタ１
５をツールホルダに適合したものに交換して種々のサイ
ズのツールホルダの冷却収縮を同一クーリングヘッドを
使用して行うことができる。
【００３２】シュリンク式ツールホルダ２０には、図４
に示すように種々のタイプがあるが、いずれのホルダも
チャッキング部はストレート又は先細テーパの２種類に
集約される。従って、クーリングヘッドの貫通孔２ａと
アダプタの孔１５ａの形状はチャッキング部２１の形状
に対応させてストレート、テーパのどちらかを選択す
る。また、アダプタ１５も、外周がストレートで孔がテ
ーパ、外周がテーパで孔がストレート、外周と孔が共に
テーパ、外周と孔が共にストレートの４タイプの中から
必要な形を選択することになる。
に示すように種々のタイプがあるが、いずれのホルダも
チャッキング部はストレート又は先細テーパの２種類に
集約される。従って、クーリングヘッドの貫通孔２ａと
アダプタの孔１５ａの形状はチャッキング部２１の形状
に対応させてストレート、テーパのどちらかを選択す
る。また、アダプタ１５も、外周がストレートで孔がテ
ーパ、外周がテーパで孔がストレート、外周と孔が共に
テーパ、外周と孔が共にストレートの４タイプの中から
必要な形を選択することになる。
【００３３】なお、チャッキング部２１を加熱膨張させ
る高周波誘導加熱装置は、ツールホルダを支持部で垂直
上向きに支え、この状態で加熱コイルを用いてチャッキ
ング部２１を加熱する。この高周波誘導加熱装置にクー
リングヘッドの着脱装置を付加し、加熱したホルダにそ
のホルダを支持部にセットしたままクーリングヘッドを
装着してチャッキング部を冷却する構造にしておくと、
高温のホルダを移し替える必要がなく、作業を安全に効
率よく実施できる。
る高周波誘導加熱装置は、ツールホルダを支持部で垂直
上向きに支え、この状態で加熱コイルを用いてチャッキ
ング部２１を加熱する。この高周波誘導加熱装置にクー
リングヘッドの着脱装置を付加し、加熱したホルダにそ
のホルダを支持部にセットしたままクーリングヘッドを
装着してチャッキング部を冷却する構造にしておくと、
高温のホルダを移し替える必要がなく、作業を安全に効
率よく実施できる。
【００３４】この場合のクーリングヘッド着脱装置は、
クーリングヘッドを退避点から支持部にセットされてい
るツールホルダの直上に移動させ、その後、降下してチ
ャッキング部の外周に嵌める機能を備えていればよい。
クーリングヘッドを退避点から支持部にセットされてい
るツールホルダの直上に移動させ、その後、降下してチ
ャッキング部の外周に嵌める機能を備えていればよい。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたように、この発明は、内部に
冷媒通路を設けた環状のクーリングヘッドをシュリンク
式ツールホルダのチャッキング部に外嵌し、クーリング
ヘッドを介してチャッキング部の冷却を行うので、冷却
を簡易なユニットによって手際良く、効率良く行うこと
ができ、チャッキング部の収縮を早めてシュリンク式ツ
ールホルダの工具交換時間を短縮することができる。
冷媒通路を設けた環状のクーリングヘッドをシュリンク
式ツールホルダのチャッキング部に外嵌し、クーリング
ヘッドを介してチャッキング部の冷却を行うので、冷却
を簡易なユニットによって手際良く、効率良く行うこと
ができ、チャッキング部の収縮を早めてシュリンク式ツ
ールホルダの工具交換時間を短縮することができる。
【００３６】また、アダプタを付加したものは、ツール
ホルダのサイズ変化やチャッキング部の形状変化に対応
でき、クーリングヘッドのサイズ統合が図れて経済的に
有利になる。
ホルダのサイズ変化やチャッキング部の形状変化に対応
でき、クーリングヘッドのサイズ統合が図れて経済的に
有利になる。
【００３７】さらに、循環型の冷媒供給装置を用いるも
のは、冷媒の有効利用が図れ、使用する冷媒の選択の自
由度も広がる。
のは、冷媒の有効利用が図れ、使用する冷媒の選択の自
由度も広がる。
【図１】この発明のクーリングユニットの全体の概要を
示す斜視図
示す斜視図
【図２】クーリングヘッドの実施形態の詳細を示す断面
図
図
【図３】アダプタを組合わせたクーリングヘッドの断面
図
図
【図４】
（ａ）シュリンク式ツールホルダの一例を示す図
（ｂ）シュリンク式ツールホルダの他の例を示す図
（ｃ）シュリンク式ツールホルダの他の例を示す図
（ｄ）シュリンク式ツールホルダの他の例を示す図
（ｅ）シュリンク式ツールホルダの他の例を示す図
１ クーリングヘッド
２ａ 貫通孔
２ｂ 放熱フィン
５ 冷媒通路
８ 入口
９ 出口
１０ 冷媒供給装置
１１ ケーシング
１２ 操作盤
１３、１４ フレキシブル導管
１５ アダプタ
１５ａ 孔
２０ ツールホルダ
２１ チャッキング部
Claims (5)
- 【請求項１】 中心に貫通孔を、内部にその貫通孔を取
り巻く出入口付き冷媒通路を各々設け、前記貫通孔の孔
面をツールホルダのチャッキング部に密着させてホルダ
外周に着脱自在に装着するクーリングヘッドと、このク
ーリングヘッドに接続して前記冷媒通路に冷媒を送り込
む冷媒供給装置とを備え、加熱膨張させたホルダのチャ
ッキング部をクーリングヘッドで強制冷却するシュリン
ク式ツールホルダ用クーリングユニット。 - 【請求項２】 クーリングヘッドを良伝熱性金属で形成
した請求項１記載のシュリンク式ツールホルダ用クーリ
ングユニット。 - 【請求項３】 クーリングヘッドの冷媒通路内に放熱フ
ィンを備えた請求項１又は２記載のシュリンク式ツール
ホルダ用クーリングユニット。 - 【請求項４】 クーリングヘッド中心の貫通孔に着脱自
在に内嵌してホルダのチャッキング部外周に密着させる
筒状アダプタを含ませた請求項１乃至３のいずれかに記
載のシュリンク式ツールホルダ用クーリングユニット。 - 【請求項５】 冷媒供給装置を循環型にし、その冷媒供
給装置に、クーリングヘッドに設けた冷媒通路の入口と
出口をフレキシブル導管を介して接続するようにした請
求項１乃至４のいずれかに記載のシュリンク式ツールホ
ルダ用クーリングユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001266020A JP2003071670A (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | シュリンク式ツールホルダ用クーリングユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001266020A JP2003071670A (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | シュリンク式ツールホルダ用クーリングユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003071670A true JP2003071670A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19092399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001266020A Pending JP2003071670A (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | シュリンク式ツールホルダ用クーリングユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003071670A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008188687A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Nt Tool Corp | 焼き嵌め式ツールホルダの冷却用アダプタ |
| WO2015099259A1 (ko) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 주식회사 다인정공 | 열박음척 가열 장치 |
| CN115430853A (zh) * | 2022-10-28 | 2022-12-06 | 广东希普斯科技有限公司 | 一种内冷式多功能超高精密夹头 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03208506A (ja) * | 1990-01-08 | 1991-09-11 | Mori Seiki Seisakusho:Kk | 工具のクランプ装置 |
| JPH1177443A (ja) * | 1997-09-09 | 1999-03-23 | Mst Corp | 焼きばめ装置及び該装置で使用される刃物挿入規制具 |
| JP2003534139A (ja) * | 2000-05-22 | 2003-11-18 | フランツ・ハイマー・ゲーエムベーハー | 工具保持具用焼きばめ装置 |
-
2001
- 2001-09-03 JP JP2001266020A patent/JP2003071670A/ja active Pending
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