JP2004506527A - 締め付けツールホルダ - Google Patents
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Abstract
締め付けホルダ(100)は、ツールホルダ本体(102)と、カッティング・インサート(112)を締め付けるためのクランプ(130)を含む。クランプ(130)によって、カッティング・インサート(112)がツールホルダ本体(102)のインサート受取りポケット(104)の底部及び側壁を押圧させられる。ツールホルダ本体(102)は、インサート受取りポケット(104)から離れる方向に内側に傾斜する傾斜面(124)を有する。クランプ(130)は、ツールホルダ本体(102)の傾斜面(124)とともにランプとしての働きをするスライド面(140)を有する。ガイドピン(150)は、クランプの締め付け又は開放の際にクランプ(130)のねじれを防止する。締め付けねじ(142)が締め付けられると、クランプは取り付け穴の後方内側面及びカッティング・インサート(112)の後方上面とのみ係合する。
Description
【0001】
【発明の分野】
本発明は締め付けツールホルダに関する。詳細には、本発明はインサートを締め付けツールホルダに解放可能に固定するための締め付けツールホルダに関する。
【0002】
【発明の背景】
一般に、ツールホルダ機構は、カッティング・インサートと接触して止めピンを傾斜させるように軸線が止めピン受取り穴のねじ部分からオフセットした円錐形の穴を利用する。このような設計は、止めピンの所望の傾斜を得るのであれば、円錐形の穴の位置を比較的厳しい許容範囲内に維持しなければならないので、機械加工するのが困難である。
【0003】
さらに、多くのツールホルダは、クランプが締め付けねじによって下方向に移動するとクランプを前方向に付勢するためのバネ等の弾性部材を用いる。このような設計は高精度を要求し、不必要な構成部品を含むので、この結果、製造コストが増大する。従って、製造が簡単であり、少数の構成部品ながらも製作公差が改善された、インサートを締め付けるためのツールホルダを提供する必要がある。
【0004】
【発明の概要】
本発明の目的は、ツールホルダ本体内でインサートを解放可能に締め付けるためのツールホルダを提供することである。
【0005】
本発明の一態様において、ツールホルダ本体は、その前端に形成されたインサート受取りポケットを含み、インサートを受け取るための底部と少なくとも1つの側壁を有する。インサート受取りポケットの底部は、内側にねじ切りされた取り付け穴を有する。ツールホルダは傾斜面とインサート受取りポケットとの間に形成された内側にねじ切りされたクランプ固定用穴を含む。クランプはツールホルダ本体上に配置される。クランプはノーズ部と一対のパッドを備えた下面を含む。このクランプには、ねじ切りアパーチャが貫通形成されている。締め付けねじは、クランプのねじ切りアパーチャに挿入される。締め付けねじは、ツールホルダ本体の内側にねじ切りされたクランプ固定用穴とクランプのねじ切りアパーチャにねじ込まれて、クランプをインサートと押圧係合状態にすることのできるねじ部を有する。クランプがインサートと押圧係合状態になる場合、クランプのノーズ部はインサートの取り付け穴の後方内側面と係合し、クランプの一対のパッドはインサートの後方上面と係合する。
【0006】
本発明の別の態様において、ツールホルダは、前端に形成されるインサート受取りポケットを含み、インサートを受けとめるための底部と少なくとも1つの側壁を有するツールホルダ本体を備える。インサート受取りポケットの底部は、内側にねじ切りされた取り付け穴を有する。ツールホルダは、傾斜面とインサート受取りポケットとの間に形成された内側にねじ切りされたクランプ固定用穴を含む。クランプはツールホルダ本体に配置される。クランプは、ノーズ部及び一対のパッドを備えた下面を含む。このクランプには、ねじ切りされたアパーチャが貫通形成されている。締め付けねじは、クランプのねじ切りアパーチャに挿入される。締め付けねじは、ツールホルダ本体の内側にねじ切りされたクランプ固定用穴とクランプのねじ切りアパーチャにねじ込まれてクランプをインサートと押圧係合状態にすることのできるねじ部分を有する。クランプがインサートと押圧係合状態になる場合、インサートの上面及びインサートの孔とのみ係合する。
【0007】
本発明のさらに別の態様において、インサートを締め付けるためのツールホルダは、前端に形成され、底部と少なくとも1つの側壁を有するインサート受取りポケットを含むツールホルダ本体を備える。この底部は内側にねじ切りされた取り付け穴を有する。ツールホルダは、傾斜面とインサート受取りポケットとの間に形成された内側にねじ切りされたクランプ固定用穴を含む。ツールホルダ本体はさらに、ツール本体に形成されたピン受取り穴を含む。クランプはツールホルダ本体上に配置される。クランプは、ノーズ部及び少なくとも1つのパッドを備えた下面を含む。このクランプには、ねじ切りアパーチャが貫通形成され、ピン受取り穴が形成される。締め付けねじは、クランプのアパーチャに挿入される。締め付けねじは、ツールホルダの内側にねじ切りされたクランプ固定用穴にねじ込まれてクランプをインサートと押圧係合状態にすることのできるねじ部を有する。ガイドピンはツールホルダ本体のピン受取り穴とクランプのピン受取り穴の内部で受け取られることができる。ガイドピンは、クランプがインサートと押圧係合状態になる場合、クランプを案内する。
【0008】
本発明の別の態様において、インサートをツール本体に締め付ける方法は、
(a)前端に形成され、底部と少なくとも1つの側壁を有するインサート受取りポケットを含むツールホルダ本体であって、底部は内側にねじ切りされた取り付け穴を有し、上記ツールホルダは傾斜面とインサート受取りポケットとの間に形成される内側にねじ切りされたクランプ固定用穴を含み、インサート受取りポケットは取り付け穴が貫通形成されたインサートを受け取れることができる、ツールホルダ本体を付与するステップと、
(b)上記ツールホルダ本体上に配置され、ノーズ部と一対のパッドを備えた下面を含むクランプであって、ねじ切りアパーチャが貫通形成されたクランプを付与するステップと、
(c)締め付けねじを上記クランプのアパーチャに挿入するステップであって、締め付けねじは、ツールホルダの内側にねじ切りされたクランプ固定用穴にねじ込まれてクランプをインサートと押圧係合状態にすることができるねじ部分を有する、締め付けねじの挿入ステップと、
を含み、それにより、クランプがインサートと押圧係合状態になる場合、クランプのノーズ部がインサートの取り付け穴の後方内側面と係合し、クランプの一対のパッドがインサートの後方上面と係合する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の種々の実施の形態が示されているが、図示された特定の実施の形態は請求の範囲を限定するものと解釈すべきではない。本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更及び修正がなされることが見込まれている。
【0010】
締め付けツールホルダ100の一実施の形態が図1乃至図6に示される。締め付けツールホルダ100はツールホルダ本体102を有し、その上面106の前方端部の角部においてインサート受取りポケット104が形成される。インサート受取りポケット104は底部108及び角状に配置された側壁110を有する。取り付け穴114が貫通形成されたインサート112は、シート部材116を間に置いてポケット104の底部108に配置される。インサート112はどのような形状でもよいが、図示されたインサート112は概して、上面112aを有する四角形である。内側にねじ切りされた穴118がポケット104の底部108に形成され、上部が下方に行くほど先細になる穴120がシート部材116に貫通形成される。シート部材116は、穴120に挿入されてネジ穴118にねじ込まれる皿頭ネジ122を用いてインサート受取りポケット104に固定して締め付けられる。
【0011】
別の実施の形態において、インサート112は、シート部材116及び皿頭ネジ122を使用せずにポケット104の底部108に配置させることもできる。この別の実施の形態では、ネジ穴118をツールホルダ本体102に含める必要はない。
【0012】
図3に最も良く示されるように、インサート受取りポケット104から離れる方向で内側へ傾斜する傾斜面124が、ポケット104に対してツール本体の後方に置き換えられた、ツール本体の上面106のその部分に形成される。傾斜面124は好ましくは、穴118の軸線に対して所定の角度にある。内側にねじ切りされたクランプ固定用穴126はツールホルダ100に形成され、傾斜面124とインサート受取りポケット104の間に配置される。クランプ固定用穴126は好ましくは、穴118の軸線に対して所定の鋭角に傾斜する角度θにある。
【0013】
ツールホルダ100は、ツールホルダ100に形成されたピン受取り穴128をさらに含む。ピン受取り穴128は、クランプ130がインサート112を下方及び後方に押圧する時、クランプ及びツール本体の位置合わせを維持する。図3及び図4に最も良く示されるように、ピン受取り穴128は傾斜面124とクランプ固定用穴126との間に配置される。別の方法として、図7に示すように、傾斜面124がピン受取り穴128とクランプ固定用穴126との間に配置させることができる。好ましくは、ピン受取り穴126は、穴114の軸線に対し傾斜角θ1を有し、これはクランプ固定用穴126と穴118の軸線との間で定義された傾斜角θとほぼ同じである。即ち、ピン受取り穴128とクランプ固定用穴126は実質的に相互に平行である。穴118に対する傾斜面124の角度が穴118に対するクランプ固定用穴126の所定角度とほぼ同じであっても、異なってもよいことに留意されたい。
【0014】
クランプ130はツールホルダ本体102の上面106に配置される。図3に最も良く示されるように、クランプ130は側面図においてほぼC字形であって、テーパ状の前方部132及びテーパ状の側部132a、132bを有し、低外形設計を提供する。この低外形設計によって、切断処理中のチップの除去が容易とされる。クランプ130の中央には、ツールホルダ100のクランプ固定用穴126とほぼ同一直径を有するアパーチャ134が形成される。図1に最も良く示されるように、アパーチャ134はその軸線がクランプ固定用穴126の軸線と同軸になるように形成される。
【0015】
図3に最も良く示されるように、クランプ130の前方部132の下面は、インサート112の取り付け穴114の内側面と係合して保持される弓状のノーズ部136を含む。ノーズ部136は、ノーズ部136とインサート112の取り付け穴114の係合を容易にするように、凹み又は切欠き部136aを含む。クランプ130は、前方下面137及び後方下面138を含む。前方下面137は、インサート112の上面112aと係合するための一対又はそれ以上のパッド137a、137bを含む。パッド137a、137bは、クランプ130の下方及び後方への力をインサート112の上面112aにおいて分散する際に役立つ。本発明がパッド137a、137bの個数に限定されないことは理解されるだろう。例えば、下面137がトライポッド形状のパッド配列を形成するように第3のパッドを含むことができる。さらに、パッド137a、137bを省略してもよい。後方下面138は、図4及び図5に最もよく示されるように、パッド137a、137bがインサート112の上面112aと係合している場合、インサート112と係合しないように、前方下面137よりも高い位置に位置付けられるように形成される。
【0016】
クランプ130は、穴118に対し下方及び後方に突出するように近接端部に形成される傾斜面140を有する。好ましくは、傾斜面140はホルダ102の傾斜面124の角度とほぼ同じ角度にあり、傾斜面124、140がランプとしての役割を果たすことを可能にするので、クランプ130がインサート112と押圧係合状態にある場合、クランプ130が下方及び後方に一層容易にスライドすることを可能にする。ランプとして働く傾斜面124、140は、本発明の重要な「引き戻し(pull−back)」機能を付与する。
【0017】
クランプ固定用穴126と傾斜面124、140との相対角度がインサート112上に所望の下方への力及び/又は後方への力を付与するために「調整」できることに留意されたい。好ましくは、インサート112に対し後方への力よりもわずかに大きい下方への力を付与するように、クランプ固定用穴126と傾斜面124、140の角度は垂直軸Vに対して約40度である。しかしながら、クランプ固定用穴126と傾斜面124、140との相対角度が同じ角度であるか、又は所望の量だけ異なってもよいことは理解されるだろう。例えば、傾斜面124、140は0度であってもよく、クランプ固定用穴126が垂直軸Vに対し40度以上の角度をなすものでもよい。
【0018】
クランプ130は、反対方向にねじ部144、146を有する両頭締め付けねじ142を用いてツールホルダ本体102に固定され、この締め付けねじ142はアパーチャ134に挿入され、ねじ切りされたクランプ固定用穴126とクランプ130のアパーチャ134にねじ込まれる。ねじ部144及びアパーチャ134は、ねじ部146及びツールホルダ本体102のクランプ固定用穴126とは反対の方向にねじ切りされる。例えば、ツールホルダ本体102の穴126は右巻きねじを有し、クランプ130のアパーチャ134は左巻きねじを有する。クランプ固定用穴126の傾斜鋭角θ、及び穴126は、締め付けねじ142が締め付けられると、クランプ130が下方及び後方に移動することを可能にする。両頭締め付けねじ142の使用によって、クランプ130の割出し(indexing)は、バネ機構等を用いた従来のツールホルダの2倍も早くなり、これによって休止時間を短縮するとともに、製造時間を増加させる。アパーチャ134及び穴126のねじ部は、締め付けねじ142のねじ部よりもわずかに大きくして設計上の変動、即ち、ツールホルダ100の製作公差を考慮することは理解されるだろう。
【0019】
クランプ130の下面138は、傾斜面140とアパーチャ134との間に位置付けられるピン受取り穴148をさらに含む。図3、図4、及び図7に最もよく示されるように、クランプ130のピン受取り穴148は、軸線がツールホルダ本体102のピン受取り穴128の軸線と実質的に同軸であるように形成される。ガイドピン150はピン受取り穴128、148内部に配置され、クランプ130を緩めたり、締め付けるために締め付けねじ142を回転させる場合、クランプ130が軸線方向に(締め付けねじ142の移動方向に対し垂直な方向に)スピンしたり、ねじれたりしないようにする。ガイドピン150が固体ピンから形成されることができるとしても、ガイドピン150は、設計上の変化及びツールホルダ100の摩耗を考慮して、折り曲げや拡縮できる溝入りのスプリングピンから形成されることが好ましい。詳細には、アパーチャ134、穴126、ピン受取り穴128、及びピン受取り穴148の相対位置を維持して傾斜角θ1の変化を補正するように、溝入りのスプリングピン150は折り曲げ可能であり、これは、ツール本体102、取り付け穴114、及びクランプ130の製作公差及び摩耗(即ち、位置合わせの変形)によって生じることがある。ガイドピン150は、ツールホルダ本体102のピン受取り穴128に押圧嵌入されることができる。ガイドピン150の長さは、クランプ130が軸方向にスピンしたり又はねじれたりしないようにしながら、クランプ130がインサート112から離れることを可能にするように選択される。
【0020】
好ましくは、ピン受取り穴148の直径は、ガイドピン150がピン受取り穴148内で自由に移動できるようにするために、ガイドピン150の直径よりもわずかに大きくすることができる。さらに、ピン受取り穴128の直径はガイドピン150の直径よりもわずかに大きくすることができる。傾斜面124、140を凸状、凹状、又は相補的外部形状の面で形成することによってピン受取り穴148及びガイドピン150を省略できることは理解されるだろう。反対に、傾斜面124、140が省略されて、ガイドピン150と一体化されたり、従来のツールホルダを改良する際に別個の構成部品として取り付けられることもできる。
【0021】
図3及び図4を参照して、クランプ130を用いたツールホルダ100の締め付け動作を説明する。通常、締め付け動作はカッティング・インサートを新しいものに交換する場合のみ必要とされるので、クランプ130を図3に示す位置から上方へ移動させることは必要ではない。従って、締め付けねじ140が図3に示した状態からさらに緩めないようにするために停止部材(図示せず)が提供されることがある。
【0022】
締め付けねじ142が緩められる図3に示す状態から、締め付けねじ142が最初にクランプ固定用穴126にねじ込まれて、クランプ130をインサート112に対し下方及び後方に移動させる。クランプ130は、ツールホルダ本体102のピン受取り穴128の軸線に沿って下方及び後方に移動して、ガイドピン150によってガイドされる。
【0023】
クランプ130が締め付けねじ142を回転させることによってさらに締め付けられると、クランプ130の前方部132がインサート112の上面と当接することなくインサート112の取り付け穴114に確実に移動させられる。次に、ノーズ部136は、ポケット104の底部108及び側壁110に対しインサート112を押圧する。クランプがさらに締め付けられると、パッド137a、137bはインサート112の上面112aを押圧する。さらに、傾斜面124、140はランプとしての働きをすることによって、クランプ130がインサート112を下方及び後方に押圧し、さらにインサート112をポケット104に固定する。
【0024】
本発明の1つの重要な特徴は、クランプ130がインサート112と押圧係合状態になる場合、インサート112の取り付け穴114の内側面及び上面112aのみに接触することである。詳細には、クランプ130のノーズ部136は、図4及び図5に最もよく示されるように、取り付け穴114の後部内側面のみに係合する。ノーズ部136が取り付け穴114の内側面に係合すると、パッド137a、137bは、図6に最もよく示されるように、インサート112の上面112aの後方部のみに係合する。
【0025】
本発明のもう1つの重要な特徴は、クランプ130の下面138が、図4に最もよく示されるように、ノーズ部136よりも高い位置に形成されているので、クランプ130がインサート112と押圧係合状態になる場合、インサート112と係合しないことである。
【0026】
本発明がインサート112のタイプ及び形状によって限定されず、本発明を所望の形状及びタイプのインサートで実施可能であることは理解されるだろう。例えば、インサート112が四角形又は矩形でなく、三角形である場合、受取りポケット104もまた、インサート112の形状に対応するように三角形にすることもできる。
【0027】
ツールホルダ本体102からインサート112を取り外す場合、締め付けねじ142は回転されて、インサート112に対するクランプ112のノーズ部136の押圧力が解除されるように、クランプ130が上方に付勢されながら傾斜面106に沿って斜めに移動させられる。クランプ130がさらに緩められると、スライド面140が図3に示されるように傾斜面124から分離される。この開放された状態において、クランプ130のノーズ部136は、インサート112が容易に取り外されて新しいインサート112と交換されるように、インサート112の上方に位置付けられる。従って、クランプ130は、インサート112の交換動作が有効に実施されることができるように開放される。
【0028】
上記のように、クランプ130は取り付け穴114の内側面とインサート112の後部上面112aのみに係合するように、両頭締め付けねじ140を用いて下方及び後方に移動される。この動作によって、インサート112は引き戻し式締め付けツールホルダ100の底部108及び側面110と押圧係合状態になり、均一な締め付け力をインサート112に加える。クランプ130を締め付けたり緩めたりする際にねじれないようにするために、締め付けねじ140及びガイドピン150は、クランプ130及びツールホルダ本体102を相互に適切な位置合わせ状態に維持する。
【0029】
ここで参照された特許及び刊行物は参照によって本明細書に組み込まれる。
【0030】
好ましい実施の形態を説明したが、本発明は添付された特許請求の範囲内において別の方法で具体化されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明に基づく締め付けツール本体の分解側面斜視図である。
【図2】発明に基づく、クランプがインサートと係合した状態にある締め付けツール本体の側面斜視図である。
【図3】発明に基づく、クランプがインサートを係合しない状態にある締め付けツール本体の一部切取り断面図である。
【図4】発明に基づく、クランプがインサートと係合した状態にある締め付けツール本体の一部切取り断面図である。
【図5】インサートと係合したクランプの側面斜視図である。
【図6】インサートと係合したクランプの平面図である。
【図7】発明の別の実施の形態に基づく、クランプがインサートと係合した状態にある締め付けツール本体の一部切取り断面図である。
【発明の分野】
本発明は締め付けツールホルダに関する。詳細には、本発明はインサートを締め付けツールホルダに解放可能に固定するための締め付けツールホルダに関する。
【0002】
【発明の背景】
一般に、ツールホルダ機構は、カッティング・インサートと接触して止めピンを傾斜させるように軸線が止めピン受取り穴のねじ部分からオフセットした円錐形の穴を利用する。このような設計は、止めピンの所望の傾斜を得るのであれば、円錐形の穴の位置を比較的厳しい許容範囲内に維持しなければならないので、機械加工するのが困難である。
【0003】
さらに、多くのツールホルダは、クランプが締め付けねじによって下方向に移動するとクランプを前方向に付勢するためのバネ等の弾性部材を用いる。このような設計は高精度を要求し、不必要な構成部品を含むので、この結果、製造コストが増大する。従って、製造が簡単であり、少数の構成部品ながらも製作公差が改善された、インサートを締め付けるためのツールホルダを提供する必要がある。
【0004】
【発明の概要】
本発明の目的は、ツールホルダ本体内でインサートを解放可能に締め付けるためのツールホルダを提供することである。
【0005】
本発明の一態様において、ツールホルダ本体は、その前端に形成されたインサート受取りポケットを含み、インサートを受け取るための底部と少なくとも1つの側壁を有する。インサート受取りポケットの底部は、内側にねじ切りされた取り付け穴を有する。ツールホルダは傾斜面とインサート受取りポケットとの間に形成された内側にねじ切りされたクランプ固定用穴を含む。クランプはツールホルダ本体上に配置される。クランプはノーズ部と一対のパッドを備えた下面を含む。このクランプには、ねじ切りアパーチャが貫通形成されている。締め付けねじは、クランプのねじ切りアパーチャに挿入される。締め付けねじは、ツールホルダ本体の内側にねじ切りされたクランプ固定用穴とクランプのねじ切りアパーチャにねじ込まれて、クランプをインサートと押圧係合状態にすることのできるねじ部を有する。クランプがインサートと押圧係合状態になる場合、クランプのノーズ部はインサートの取り付け穴の後方内側面と係合し、クランプの一対のパッドはインサートの後方上面と係合する。
【0006】
本発明の別の態様において、ツールホルダは、前端に形成されるインサート受取りポケットを含み、インサートを受けとめるための底部と少なくとも1つの側壁を有するツールホルダ本体を備える。インサート受取りポケットの底部は、内側にねじ切りされた取り付け穴を有する。ツールホルダは、傾斜面とインサート受取りポケットとの間に形成された内側にねじ切りされたクランプ固定用穴を含む。クランプはツールホルダ本体に配置される。クランプは、ノーズ部及び一対のパッドを備えた下面を含む。このクランプには、ねじ切りされたアパーチャが貫通形成されている。締め付けねじは、クランプのねじ切りアパーチャに挿入される。締め付けねじは、ツールホルダ本体の内側にねじ切りされたクランプ固定用穴とクランプのねじ切りアパーチャにねじ込まれてクランプをインサートと押圧係合状態にすることのできるねじ部分を有する。クランプがインサートと押圧係合状態になる場合、インサートの上面及びインサートの孔とのみ係合する。
【0007】
本発明のさらに別の態様において、インサートを締め付けるためのツールホルダは、前端に形成され、底部と少なくとも1つの側壁を有するインサート受取りポケットを含むツールホルダ本体を備える。この底部は内側にねじ切りされた取り付け穴を有する。ツールホルダは、傾斜面とインサート受取りポケットとの間に形成された内側にねじ切りされたクランプ固定用穴を含む。ツールホルダ本体はさらに、ツール本体に形成されたピン受取り穴を含む。クランプはツールホルダ本体上に配置される。クランプは、ノーズ部及び少なくとも1つのパッドを備えた下面を含む。このクランプには、ねじ切りアパーチャが貫通形成され、ピン受取り穴が形成される。締め付けねじは、クランプのアパーチャに挿入される。締め付けねじは、ツールホルダの内側にねじ切りされたクランプ固定用穴にねじ込まれてクランプをインサートと押圧係合状態にすることのできるねじ部を有する。ガイドピンはツールホルダ本体のピン受取り穴とクランプのピン受取り穴の内部で受け取られることができる。ガイドピンは、クランプがインサートと押圧係合状態になる場合、クランプを案内する。
【0008】
本発明の別の態様において、インサートをツール本体に締め付ける方法は、
(a)前端に形成され、底部と少なくとも1つの側壁を有するインサート受取りポケットを含むツールホルダ本体であって、底部は内側にねじ切りされた取り付け穴を有し、上記ツールホルダは傾斜面とインサート受取りポケットとの間に形成される内側にねじ切りされたクランプ固定用穴を含み、インサート受取りポケットは取り付け穴が貫通形成されたインサートを受け取れることができる、ツールホルダ本体を付与するステップと、
(b)上記ツールホルダ本体上に配置され、ノーズ部と一対のパッドを備えた下面を含むクランプであって、ねじ切りアパーチャが貫通形成されたクランプを付与するステップと、
(c)締め付けねじを上記クランプのアパーチャに挿入するステップであって、締め付けねじは、ツールホルダの内側にねじ切りされたクランプ固定用穴にねじ込まれてクランプをインサートと押圧係合状態にすることができるねじ部分を有する、締め付けねじの挿入ステップと、
を含み、それにより、クランプがインサートと押圧係合状態になる場合、クランプのノーズ部がインサートの取り付け穴の後方内側面と係合し、クランプの一対のパッドがインサートの後方上面と係合する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の種々の実施の形態が示されているが、図示された特定の実施の形態は請求の範囲を限定するものと解釈すべきではない。本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更及び修正がなされることが見込まれている。
【0010】
締め付けツールホルダ100の一実施の形態が図1乃至図6に示される。締め付けツールホルダ100はツールホルダ本体102を有し、その上面106の前方端部の角部においてインサート受取りポケット104が形成される。インサート受取りポケット104は底部108及び角状に配置された側壁110を有する。取り付け穴114が貫通形成されたインサート112は、シート部材116を間に置いてポケット104の底部108に配置される。インサート112はどのような形状でもよいが、図示されたインサート112は概して、上面112aを有する四角形である。内側にねじ切りされた穴118がポケット104の底部108に形成され、上部が下方に行くほど先細になる穴120がシート部材116に貫通形成される。シート部材116は、穴120に挿入されてネジ穴118にねじ込まれる皿頭ネジ122を用いてインサート受取りポケット104に固定して締め付けられる。
【0011】
別の実施の形態において、インサート112は、シート部材116及び皿頭ネジ122を使用せずにポケット104の底部108に配置させることもできる。この別の実施の形態では、ネジ穴118をツールホルダ本体102に含める必要はない。
【0012】
図3に最も良く示されるように、インサート受取りポケット104から離れる方向で内側へ傾斜する傾斜面124が、ポケット104に対してツール本体の後方に置き換えられた、ツール本体の上面106のその部分に形成される。傾斜面124は好ましくは、穴118の軸線に対して所定の角度にある。内側にねじ切りされたクランプ固定用穴126はツールホルダ100に形成され、傾斜面124とインサート受取りポケット104の間に配置される。クランプ固定用穴126は好ましくは、穴118の軸線に対して所定の鋭角に傾斜する角度θにある。
【0013】
ツールホルダ100は、ツールホルダ100に形成されたピン受取り穴128をさらに含む。ピン受取り穴128は、クランプ130がインサート112を下方及び後方に押圧する時、クランプ及びツール本体の位置合わせを維持する。図3及び図4に最も良く示されるように、ピン受取り穴128は傾斜面124とクランプ固定用穴126との間に配置される。別の方法として、図7に示すように、傾斜面124がピン受取り穴128とクランプ固定用穴126との間に配置させることができる。好ましくは、ピン受取り穴126は、穴114の軸線に対し傾斜角θ1を有し、これはクランプ固定用穴126と穴118の軸線との間で定義された傾斜角θとほぼ同じである。即ち、ピン受取り穴128とクランプ固定用穴126は実質的に相互に平行である。穴118に対する傾斜面124の角度が穴118に対するクランプ固定用穴126の所定角度とほぼ同じであっても、異なってもよいことに留意されたい。
【0014】
クランプ130はツールホルダ本体102の上面106に配置される。図3に最も良く示されるように、クランプ130は側面図においてほぼC字形であって、テーパ状の前方部132及びテーパ状の側部132a、132bを有し、低外形設計を提供する。この低外形設計によって、切断処理中のチップの除去が容易とされる。クランプ130の中央には、ツールホルダ100のクランプ固定用穴126とほぼ同一直径を有するアパーチャ134が形成される。図1に最も良く示されるように、アパーチャ134はその軸線がクランプ固定用穴126の軸線と同軸になるように形成される。
【0015】
図3に最も良く示されるように、クランプ130の前方部132の下面は、インサート112の取り付け穴114の内側面と係合して保持される弓状のノーズ部136を含む。ノーズ部136は、ノーズ部136とインサート112の取り付け穴114の係合を容易にするように、凹み又は切欠き部136aを含む。クランプ130は、前方下面137及び後方下面138を含む。前方下面137は、インサート112の上面112aと係合するための一対又はそれ以上のパッド137a、137bを含む。パッド137a、137bは、クランプ130の下方及び後方への力をインサート112の上面112aにおいて分散する際に役立つ。本発明がパッド137a、137bの個数に限定されないことは理解されるだろう。例えば、下面137がトライポッド形状のパッド配列を形成するように第3のパッドを含むことができる。さらに、パッド137a、137bを省略してもよい。後方下面138は、図4及び図5に最もよく示されるように、パッド137a、137bがインサート112の上面112aと係合している場合、インサート112と係合しないように、前方下面137よりも高い位置に位置付けられるように形成される。
【0016】
クランプ130は、穴118に対し下方及び後方に突出するように近接端部に形成される傾斜面140を有する。好ましくは、傾斜面140はホルダ102の傾斜面124の角度とほぼ同じ角度にあり、傾斜面124、140がランプとしての役割を果たすことを可能にするので、クランプ130がインサート112と押圧係合状態にある場合、クランプ130が下方及び後方に一層容易にスライドすることを可能にする。ランプとして働く傾斜面124、140は、本発明の重要な「引き戻し(pull−back)」機能を付与する。
【0017】
クランプ固定用穴126と傾斜面124、140との相対角度がインサート112上に所望の下方への力及び/又は後方への力を付与するために「調整」できることに留意されたい。好ましくは、インサート112に対し後方への力よりもわずかに大きい下方への力を付与するように、クランプ固定用穴126と傾斜面124、140の角度は垂直軸Vに対して約40度である。しかしながら、クランプ固定用穴126と傾斜面124、140との相対角度が同じ角度であるか、又は所望の量だけ異なってもよいことは理解されるだろう。例えば、傾斜面124、140は0度であってもよく、クランプ固定用穴126が垂直軸Vに対し40度以上の角度をなすものでもよい。
【0018】
クランプ130は、反対方向にねじ部144、146を有する両頭締め付けねじ142を用いてツールホルダ本体102に固定され、この締め付けねじ142はアパーチャ134に挿入され、ねじ切りされたクランプ固定用穴126とクランプ130のアパーチャ134にねじ込まれる。ねじ部144及びアパーチャ134は、ねじ部146及びツールホルダ本体102のクランプ固定用穴126とは反対の方向にねじ切りされる。例えば、ツールホルダ本体102の穴126は右巻きねじを有し、クランプ130のアパーチャ134は左巻きねじを有する。クランプ固定用穴126の傾斜鋭角θ、及び穴126は、締め付けねじ142が締め付けられると、クランプ130が下方及び後方に移動することを可能にする。両頭締め付けねじ142の使用によって、クランプ130の割出し(indexing)は、バネ機構等を用いた従来のツールホルダの2倍も早くなり、これによって休止時間を短縮するとともに、製造時間を増加させる。アパーチャ134及び穴126のねじ部は、締め付けねじ142のねじ部よりもわずかに大きくして設計上の変動、即ち、ツールホルダ100の製作公差を考慮することは理解されるだろう。
【0019】
クランプ130の下面138は、傾斜面140とアパーチャ134との間に位置付けられるピン受取り穴148をさらに含む。図3、図4、及び図7に最もよく示されるように、クランプ130のピン受取り穴148は、軸線がツールホルダ本体102のピン受取り穴128の軸線と実質的に同軸であるように形成される。ガイドピン150はピン受取り穴128、148内部に配置され、クランプ130を緩めたり、締め付けるために締め付けねじ142を回転させる場合、クランプ130が軸線方向に(締め付けねじ142の移動方向に対し垂直な方向に)スピンしたり、ねじれたりしないようにする。ガイドピン150が固体ピンから形成されることができるとしても、ガイドピン150は、設計上の変化及びツールホルダ100の摩耗を考慮して、折り曲げや拡縮できる溝入りのスプリングピンから形成されることが好ましい。詳細には、アパーチャ134、穴126、ピン受取り穴128、及びピン受取り穴148の相対位置を維持して傾斜角θ1の変化を補正するように、溝入りのスプリングピン150は折り曲げ可能であり、これは、ツール本体102、取り付け穴114、及びクランプ130の製作公差及び摩耗(即ち、位置合わせの変形)によって生じることがある。ガイドピン150は、ツールホルダ本体102のピン受取り穴128に押圧嵌入されることができる。ガイドピン150の長さは、クランプ130が軸方向にスピンしたり又はねじれたりしないようにしながら、クランプ130がインサート112から離れることを可能にするように選択される。
【0020】
好ましくは、ピン受取り穴148の直径は、ガイドピン150がピン受取り穴148内で自由に移動できるようにするために、ガイドピン150の直径よりもわずかに大きくすることができる。さらに、ピン受取り穴128の直径はガイドピン150の直径よりもわずかに大きくすることができる。傾斜面124、140を凸状、凹状、又は相補的外部形状の面で形成することによってピン受取り穴148及びガイドピン150を省略できることは理解されるだろう。反対に、傾斜面124、140が省略されて、ガイドピン150と一体化されたり、従来のツールホルダを改良する際に別個の構成部品として取り付けられることもできる。
【0021】
図3及び図4を参照して、クランプ130を用いたツールホルダ100の締め付け動作を説明する。通常、締め付け動作はカッティング・インサートを新しいものに交換する場合のみ必要とされるので、クランプ130を図3に示す位置から上方へ移動させることは必要ではない。従って、締め付けねじ140が図3に示した状態からさらに緩めないようにするために停止部材(図示せず)が提供されることがある。
【0022】
締め付けねじ142が緩められる図3に示す状態から、締め付けねじ142が最初にクランプ固定用穴126にねじ込まれて、クランプ130をインサート112に対し下方及び後方に移動させる。クランプ130は、ツールホルダ本体102のピン受取り穴128の軸線に沿って下方及び後方に移動して、ガイドピン150によってガイドされる。
【0023】
クランプ130が締め付けねじ142を回転させることによってさらに締め付けられると、クランプ130の前方部132がインサート112の上面と当接することなくインサート112の取り付け穴114に確実に移動させられる。次に、ノーズ部136は、ポケット104の底部108及び側壁110に対しインサート112を押圧する。クランプがさらに締め付けられると、パッド137a、137bはインサート112の上面112aを押圧する。さらに、傾斜面124、140はランプとしての働きをすることによって、クランプ130がインサート112を下方及び後方に押圧し、さらにインサート112をポケット104に固定する。
【0024】
本発明の1つの重要な特徴は、クランプ130がインサート112と押圧係合状態になる場合、インサート112の取り付け穴114の内側面及び上面112aのみに接触することである。詳細には、クランプ130のノーズ部136は、図4及び図5に最もよく示されるように、取り付け穴114の後部内側面のみに係合する。ノーズ部136が取り付け穴114の内側面に係合すると、パッド137a、137bは、図6に最もよく示されるように、インサート112の上面112aの後方部のみに係合する。
【0025】
本発明のもう1つの重要な特徴は、クランプ130の下面138が、図4に最もよく示されるように、ノーズ部136よりも高い位置に形成されているので、クランプ130がインサート112と押圧係合状態になる場合、インサート112と係合しないことである。
【0026】
本発明がインサート112のタイプ及び形状によって限定されず、本発明を所望の形状及びタイプのインサートで実施可能であることは理解されるだろう。例えば、インサート112が四角形又は矩形でなく、三角形である場合、受取りポケット104もまた、インサート112の形状に対応するように三角形にすることもできる。
【0027】
ツールホルダ本体102からインサート112を取り外す場合、締め付けねじ142は回転されて、インサート112に対するクランプ112のノーズ部136の押圧力が解除されるように、クランプ130が上方に付勢されながら傾斜面106に沿って斜めに移動させられる。クランプ130がさらに緩められると、スライド面140が図3に示されるように傾斜面124から分離される。この開放された状態において、クランプ130のノーズ部136は、インサート112が容易に取り外されて新しいインサート112と交換されるように、インサート112の上方に位置付けられる。従って、クランプ130は、インサート112の交換動作が有効に実施されることができるように開放される。
【0028】
上記のように、クランプ130は取り付け穴114の内側面とインサート112の後部上面112aのみに係合するように、両頭締め付けねじ140を用いて下方及び後方に移動される。この動作によって、インサート112は引き戻し式締め付けツールホルダ100の底部108及び側面110と押圧係合状態になり、均一な締め付け力をインサート112に加える。クランプ130を締め付けたり緩めたりする際にねじれないようにするために、締め付けねじ140及びガイドピン150は、クランプ130及びツールホルダ本体102を相互に適切な位置合わせ状態に維持する。
【0029】
ここで参照された特許及び刊行物は参照によって本明細書に組み込まれる。
【0030】
好ましい実施の形態を説明したが、本発明は添付された特許請求の範囲内において別の方法で具体化されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明に基づく締め付けツール本体の分解側面斜視図である。
【図2】発明に基づく、クランプがインサートと係合した状態にある締め付けツール本体の側面斜視図である。
【図3】発明に基づく、クランプがインサートを係合しない状態にある締め付けツール本体の一部切取り断面図である。
【図4】発明に基づく、クランプがインサートと係合した状態にある締め付けツール本体の一部切取り断面図である。
【図5】インサートと係合したクランプの側面斜視図である。
【図6】インサートと係合したクランプの平面図である。
【図7】発明の別の実施の形態に基づく、クランプがインサートと係合した状態にある締め付けツール本体の一部切取り断面図である。
Claims (20)
- (a)前端に形成され、インサートを受け取るための底部及び少なくとも1つの側壁を有するインサート受取りポケットを含むツールホルダ本体であって、インサート受取りポケットの底部が内側にねじ切りされた取り付け穴を有し、ツールホルダは傾斜面とインサート受取りポケットとの間に形成された内側にねじ切りされたクランプ固定用穴を含む、ツールホルダ本体と、
(b)前記ツールホルダ本体の上に配置され、ノーズ部と少なくとも1つのパッドを備えた下面を含み、ねじ切りアパーチャが貫通形成されたクランプと、
(c)前記クランプのねじ切りアパーチャに挿入される締め付けねじであって、前記ツールホルダ本体の内側にねじ切りされたクランプ固定用穴とクランプのねじ切りアパーチャにねじ込まれて、クランプをインサートと押圧係合状態にすることができるねじ部分を有する、締め付けねじと、
を含み、
クランプがインサートと押圧係合状態になる場合、前記クランプのノーズ部がインサートの取り付け穴の後方内側面とのみ係合し、クランプの少なくとも1つのパッドがインサートの後方上面とのみ係合する、
インサートを解放可能に固定するためのツールホルダ。 - 前記ツールホルダがツールホルダの取り付け穴に対し所定の角度を有する傾斜面を含み、前記クランプが近接端部に形成され、ツールホルダの傾斜面とほぼ同一の所定角度を有する傾斜面をさらに含む、請求項1に記載のツールホルダ。
- 前記ツールホルダの傾斜面と前記クランプの傾斜面の間の角度は、ツールホルダの取り付け穴とクランプ固定用穴の間の角度とは異なる、請求項2に記載のツールホルダ。
- 前記ツールホルダはピン受取り穴をさらに含み、前記クランプもまた、ピン受取り穴を含む、請求項1に記載のツールホルダ。
- 前記ツールホルダのピン受取り穴と前記クランプのピン受取り穴の内部に受け取られることのできるガイドピンをさらに含む、請求項4に記載のツールホルダ。
- 前記ツールホルダのピン受取り穴と前記クランプのピン受取り穴は、ツールホルダの取り付け穴とクランプ固定用穴との間に形成された角度にほぼ等しい角度で形成される、請求項4に記載のツールホルダ。
- 前記締め付けねじは、第1のねじ部と、第1のねじ部とは異なる方向にねじ切りされた第2のねじ部と、を有する両頭締め付けねじであり、第1のねじ部は締め付けねじにねじ込まれることができ、第2のねじ部は内側にねじ切りされたクランプ固定用穴にねじ込まれることができる、請求項1に記載のツールホルダ。
- (a)前端に形成されるインサート受取りポケットと、インサート受取りポケットの後部に傾斜面を有するツールホルダ本体であって、傾斜面とインサート受取りポケットとの間に形成される内側にねじ切りされたクランプ固定孔を含む、ツールホルダ本体と、
(b)前記ツールホルダ本体上に配置され、ノーズ部と少なくとも1つのパッドを備えた下面を含み、ねじ切りアパーチャが貫通形成された、クランプと、
(c)前記クランプのねじ切りアパーチャに挿入された締め付けねじであって、前記ツールホルダ本体の内側にねじ切りされたクランプ固定用穴と前記クランプのねじ切りアパーチャにねじ込まれて、クランプをインサートと押圧係合状態にすることができるねじ部分を有する、締め付けねじと、
を含み、
前記クランプは、インサートと押圧係合状態になる場合、インサートの後方上面と孔の後方内側面とのみ係合する、
上面及び貫通孔を有するインサートを解放可能に固定するための締め付けツールホルダ。 - 前記ツールホルダは、ツールホルダの取り付け穴に対し所定の角度を有する傾斜面を含み、前記クランプは近接端部に形成され、ツールホルダの傾斜面とほぼ同一の所定角度を有する傾斜面をさらに含む、請求項8に記載のツールホルダ。
- 前記ツールホルダの傾斜面と前記クランプの傾斜面との間の角度は、ツールホルダの取り付け孔とクランプ固定用穴との間の角度とは異なる、請求項9に記載のツールホルダ。
- 前記ツールホルダはピン受取り穴をさらに含み、前記クランプもまた、ピン受取り穴を含む、請求項8に記載のツールホルダ。
- 前記ツールホルダのピン受取り穴と前記クランプのピン受取り穴の内部に受け取られることのできるガイドピンをさらに含む、請求項11に記載のツールホルダ。
- 前記ツールホルダのピン受取り穴と前記クランプのピン受取り穴は、ツールホルダの取り付け穴とクランプ固定用穴との間に形成される角度とほぼ等しい角度で形成される、請求項12に記載のツールホルダ。
- 前記締め付けねじは、第1のねじ部分とこの第1のねじ部分とは異なる方向にねじ切りされる第2のねじ部分とを有する両頭締め付けねじであって、第1のねじ部分は、締め付けねじにねじ込まれることができ、第2のねじ部分は、内側にねじ切りされたクランプ固定用穴にねじ込まれることができる、請求項8に記載のツールホルダ。
- (a)前端に形成され、底部と少なくとも1つの側壁を有するインサート受取りポケットを含むツールホルダ本体であって、底部は内側にねじ切りされた取り付け穴を有し、傾斜面とインサート受取りポケットとの間に形成された内側にねじ切りされたクランプ固定用穴を含み、ツールホルダ本体に形成されるピン受取り穴をさらに含む、ツールホルダ本体と、
(b)前記ツールホルダ本体上に配置され、ノーズ部と少なくとも1つのパッドを備えた下面を含むクランプであって、ねじ切りアパーチャが貫通形成され、ピン受取り穴が形成されたクランプと、
(c)前記クランプのアパーチャに挿入される締め付けねじであって、前記ツールホルダの内側にねじ切りされたクランプ固定用穴にねじ込まれて、前記クランプをインサートと押圧係合状態にすることができるねじ部分を有する、締め付けねじと、
(d)前記ツールホルダ本体のピン受取り穴と前記クランプのピン受取り穴との内部に受け取られることができるガイドピンと、
を含み、
前記ガイドピンは、前記クランプがインサートと押圧係合状態になる場合、クランプを案内する、
インサートを締め付けるためのツールホルダ。 - 前記ツールホルダのピン受取り穴と前記クランプのピン受取り穴は、ツールホルダの取り付け穴とクランプ固定用穴との間に形成される角度とほぼ等しい角度で形成される、請求項15に記載のツールホルダ。
- 前記ツールホルダは、ツールホルダの取り付け穴に対し所定の角度を有する傾斜面を含み、前記クランプは近接端部に形成され、ツールホルダの傾斜面とほぼ同一の所定角度を有する傾斜面をさらに含む、請求項15に記載のツールホルダ。
- 前記ツールホルダの傾斜面と前記クランプの傾斜面との間の角度は、ツールホルダの取り付け穴とクランプ固定用穴との間の角度とは異なる、請求項17に記載のツールホルダ。
- 前記締め付けねじは、第1のねじ部分と、この第1のねじ部分とは異なる方向にねじ切りされた第2のねじ部分とを有する両頭締め付けねじであり、第1のねじ部分は、締め付けねじにねじ込まれることができ、第2のねじ部分は内側にねじ切りされたクランプ固定用穴にねじ込まれることができる、請求項15に記載のツールホルダ。
- (a)前端に形成され、底部と少なくとも1つの側壁を有するインサート受取りポケットを含むツールホルダ本体であって、底部は内側にねじ切りされた取り付け穴を有し、前記ツールホルダは傾斜面とインサート受取りポケットとの間に形成される内側にねじ切りされたクランプ固定用穴を含み、インサート受取りポケットは取り付け穴が貫通形成されたインサートを受け取れることができる、ツールホルダ本体を付与するステップと、
(b)前記ツールホルダ本体上に配置され、ノーズ部と一対のパッドを備えた下面を含むクランプであって、ねじ切りアパーチャが貫通形成されたクランプを付与するステップと、
(c)締め付けねじを前記クランプのアパーチャに挿入するステップであって、締め付けねじは、ツールホルダの内側にねじ切りされたクランプ固定用穴にねじ込まれてクランプをインサートと押圧係合状態にすることができるねじ部分を有する、締め付けねじの挿入ステップと、
を含み、それにより、クランプがインサートと押圧係合状態になる場合、クランプのノーズ部がインサートの取り付け穴の後方内側面とのみ係合し、クランプの一対のパッドがインサートの後方上面とのみ係合する、
インサートをツール本体に締め付ける方法。
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