JP2008507414A - アダプタにカッターヘッドをクランプするためのシステム、カッターヘッド、および固定具 - Google Patents

Abstract

本発明は、工作機械のためのアダプタ２にカッターヘッド１を固定するためのシステムに関する。カッターヘッド１は、第１の直線状フランジ９と、第１の直線状フランジ９に実質的に平行な第２の直線状フランジと、切断ビットを保持するための手段とを含む。保持ジョー４が、アダプタ２に固定されるように、且つカッターヘッド１の直線状フランジ９の少なくとも１つに係合するように提供され、さらに、カッターヘッド１の少なくとも１つのフランジ９とアダプタ２との間で少なくとも１つの保持ジョー４をクランプするためのクランプ・デバイス７が提供される。少なくとも１つのさらなるクランプ・デバイスが、第２または直線状のフランジとの係合のためにアダプタ２に接続される。さらに、カッターヘッドおよびアダプタが規定されている。

Description

本発明は、工作機械のアダプタにカッターヘッドを固定するためのシステム、カッターヘッド、およびアダプタに関する。本発明は、工作機械において使用される中ぐり棒、および他の全ての同様のツール・ホルダを対象としている。本発明は特に、内部および外部旋削のための中ぐり棒に適合される。

旋削中、切断が行われる際の剪断力における自然発生振動と同じ領域内のツールの固有振動により、振動またはがたつきが生じる。これは、仕上げ表面の劣悪な品質、騒音、および加工物の不良な精度を生み出す。カッターヘッドの強度と質量との関係を最適化することによってそのような振動を減衰する技術が開発されている。この技術は、本出願人のノルウェー特許出願第２００１０３８０号に記載されている。これは、片持ち長さを増加することを可能にする。そのようなカッターヘッドは、アダプタまたは中ぐり棒にクランプされるように意図されている。

工作機械を用いた機械加工中、多くの場合、カッターヘッドを迅速に変更することができることが望ましい。

特許文献から、様々なタイプの切断ツールのためのホルダが知られている。米国特許第３８１１１６２号明細書には、切欠部に固定される方形鋼バーを有する切断ツールを長手方向で受け取るための鳩尾形断面を有する長手方向トラックを含むクランプ・ホルダが示されており、このホルダは、この切欠きにクランプされる楔形状ライナを含む。ツールを固定するために楔およびねじが示されている。しかし、この特許は、中ぐり棒のためのアダプタおよびカッターヘッドを記載していない。

米国特許第５３２２３９５号明細書には、アンビルに固定される第１のシートを画定する本体を有するツールが示されている。剪断器具は、クランプ本体または保持ジョーを用いて保持される。

米国特許第４５９９９２３号明細書には、ツール・ホルダへの接続のための鳩尾形固定部を有するツール・ホルダが示されている。楔を使用してツールをツール・ホルダに保持する。

欧州特許第１２４３３６５号明細書には、ツールを留めるための様々な角度を有する溝の中にツールが置かれた、中ぐり棒のためのツール・ホルダが示されている。

上記公開特許には、最大片持ち長さに制限を与えないように強度および質量に関して最適化された、工作機械のためのアダプタにカッターヘッドを固定するためのシステムと、カッターヘッドの迅速な変更、および切断ビットのＦ値の無制限可変調節を可能にする固定システムとの組合せは記載されていない。このＦ値は、アダプタの中心と切断ビット（ビットの点）との間の距離を定義する。さらに、システムに関する構築長さが過剰にならないように適合された結合機構またはシステムが示されていない。

これは、添付の特許請求の範囲で定義されるようなシステム、カッターヘッド、およびアダプタを備え、工作機械のためのアダプタに切断ツールを固定するためのシステムを定義し、カッターヘッドは、実質的に直線状の第１のフランジと、この第１のフランジに実質的に平行な実質的に直線状の第２のフランジとを含む。このカッターヘッドは、切断ビットを固定するための手段を含む。さらに、システムは、アダプタに固定される保持ジョーであって、カッターヘッドの直線状フランジの少なくとも１つと係合する少なくとも１つの保持ジョーと、この少なくとも１つの保持ジョーをアダプタに対して保持するため、およびカッターヘッドの少なくとも１つのフランジに向けて保持するための少なくとも１つの固定デバイスと、第２の直線状フランジとの係合のための、アダプタに接続された少なくとも１つのさらなるクランプ・デバイスまたは固定具とを含む。

カッターヘッドの少なくとも１つのフランジを少なくとも１つの保持クランプとクランプするためのクランプ・デバイスまたは固定具は、ボルトを含んでいてもよい。

少なくとも１つのクランプ・デバイスは、カッターヘッドの第２の直線状フランジに相互に適合されるキー溝を有する突出部によって提供することができる。

第２の直線状フランジとの係合のための、アダプタに接続されたクランプ・デバイスは、第２の保持ジョーを含んでいてもよく、第２の保持ジョーは、第２のボルトによってアダプタにクランプすることができる。

カッターヘッドおよびアダプタは、第１および第２の直線状フランジと平行な相互に嵌合する鋸歯部（セレーション）を有することができる。

カッターヘッドは、第１の実質的にまっすぐな直線状の延長フランジまたは長手方向フランジと、この第１のフランジに実質的に平行な第２の実質的にまっすぐな延長長手方向フランジと、切断ビットのための保持デバイスとを含んでいてもよい。

さらに、本発明は、２つの互いから対向する側面を有するアダプタであって、第１の側面が、カッターヘッドに向かって面するように適合され、第２の側面が、工作機械に固定されるように適合され、カッターヘッドに面する側面が、カッターヘッドとの当接係合のための領域を含むアダプタに関する。アダプタは、カッターヘッドと当接係合するように適合される面の各側部にさらなる領域を含み、これらの領域の少なくとも１つが、カッターヘッドに設けられたフランジと係合するように保持ジョーによって固定されるように適合されている。

カッターヘッドと当接係合するように適合された領域は、カッターヘッド上の調節要素と係合するための、この領域からの外方向延長体であって、例えばねじ切りされた釘（ペグ）の形の延長体を含んでいてもよい。調節要素は、釘に向けてねじ込まれるねじにすることができる。別法として、長手方向で調節可能な釘が、カッターヘッドにおいて、カッターヘッドの溝、およびアダプタの適切な溝または穴の中に延びていてもよい。

アダプタは、カッターヘッドとの当接係合のための領域に隣接する第２の領域で保持ジョーによって固定されるように適合することができる。

面の各側部での領域の１つが、カッターヘッドとの当接係合するようになっており、また、カッターヘッドの第２の直線状フランジに相互に適合されたキー溝を有する保持部を含んでいてもよい。

本発明の解決策が立案されたとき、カッターヘッドの変更を迅速に行って時間を節約できることに重点が置かれた。さらに、この解決策は遊離した部品を有していないことに重点が置かれ、アダプタからより多くの要素を外す必要なく、カッターヘッドを緩め、側方に引き出して、新たなカッターヘッドを側方から押し入れて締めることができる。

流体をカットするためのノズルまたは出口は、高い位置に、且つわずかにアダプタの面に向けて配置することができ、それにより噴流が切断ビットのクランプ機構の上に良好に当たり、且つ常に切断ビットの点領域に当たる。大きな切断ビットに関しては、いくつかの切断ビットに対するクランプ機構が大きくなるという問題があり、切断ビット流体ジェットを切断ビットの点に当てることは非常に難しい。これは、示される解決策によって解決される。

本発明はまた、大量生産品であるカッターヘッドを提供する。アダプタは、投資の多いものであり、本発明によれば、１つのアダプタに対して様々な操作用の多数のカッターヘッドを有することができる。したがって本発明による解決策は、費用対効果の高い解決策である。本発明によれば、カッターヘッドは、他のカッターヘッドよりも実質的に単純なものに、したがって安価なものにすることができる。カッターヘッドの結合面は、例えば結合面が複数の穴、凹部、キー溝、および円錐面を有している公知の解決策に比べて単純な面を含むことができる。本発明は、カッターヘッドが変更されるときに切断ビットの位置が維持されることを保証する。

さらに、カッターヘッドをより簡単且つ迅速に変更できるようにすることによってより簡単に使用できる製品を提供すること、カッターヘッドが安価に製造できること、アダプタと切断ビットとの間のＦ値を無制限に簡単に調節することができること、および様々なカッターヘッドの変更時に位置を再現することができることが望まれる。アダプタにおけるカッターヘッドの位置を簡単に再現することができることは、かなりの単純化をもたらし、使用時間を大幅に節約することができ、したがって経済的な解決策である。

以下、図示される実施例を参照しながら本発明を説明する。

図１に、本発明による取付デバイス、アダプタ２、およびカッターヘッド１が示されている。取付デバイスは、クランプ・デバイス、この場合は上側または第１のボルト７によって固定された第１または上側の保持ジョー４を含む。第１のジョー４は、液体をカットするためのノズル８を具備している。下側または第２の保持ジョー５が、下側または第２のボルト６によってアダプタ２に固定されて示されている。カッターヘッド１は、切断ビットを固定するための手段を具備しており、第１のフランジ９、および第１のフランジに平行な第２のフランジ、ならびにアダプタ２に当接するカッターヘッド１の側面での鋸歯部（セレーション）を有するように成形されている。アダプタ２は、カッターヘッド１との相互噛合係合のための対合鋸歯部３を具備している。

アダプタ２上のカッターヘッド１を変更するとき、保持ボルト６、７を緩めることができ、それによりカッターヘッド１が鋸歯部３および平行なフランジの方向で摺動することができるようになり、別のカッターヘッドと交換することができる。新たなカッターヘッドは、前のアダプタが取り除かれたのと同様に摺動させることによってアダプタ２に配置することができる。カッターヘッドがアダプタ２において所定の位置に配置されることを機構（図示せず）が保証してもよい。カッターヘッド１がアダプタ２にクランプされると、保持ボルト６、７が締め付けられ、それによって保持ジョー４、５がアダプタ２に向けてカッターヘッド１を押圧する。鋸歯部３が、アダプタ２に対するカッターヘッド１の配置が維持されることを保証する。保持ジョー４、５は、保持ボルト６、７が締められるときに、保持ボルト６、７が曲げモーメントを受けないようにしながら、カッターヘッド１およびアダプタ２に向けて力を加えるように成形されている。この設計は、他の実施例に関連してさらに説明する。

カッターヘッドは、他の実施例では、切断ビットを固定するための領域を有する突出部２ｃと、切断プロセス中に生成されるチップのための空間を提供する傾斜部１ｃとを含むことがある。突出部２ｃは主部分６ｃから延び、主部分６ｃと突出部２ｃとの間の移行部が、アダプタ２に当接する表面とは逆側の凹凸面を含むＳ形状４ｃを成す。主部分６ｃと突出部２ｃとの間の移行部は、半径Ｒ１を成す。主部分６ｃは、アダプタ２の結合面に平行な平面に対して角度を付けられた面を含むことがある。

この構成は、システムの軽量化に寄与し、カッターヘッドの単純な機械加工をできるようにし、また経済的な製品を提供する。

図２に、図１に図示される実施例の側面図が示されており、アダプタ２の鋸歯部３と、それと相互係合するカッターヘッド１の鋸歯部とが明瞭に図示されている。さらに、上側保持ボルト（図２には図示せず）が締められたときに上側保持ジョー４がカッターヘッド１のフランジ９に向かって押圧する様子が示されている。図２には、上側保持ジョー４がアダプタ２に当接する部分で凹んでいる状態が示されており、それにより、上側保持ボルトが締められるときに保持ジョー４がアダプタ２とカッターヘッド１のフランジ９との両方に向かって押圧する。別法として、保持ボルトが曲げモーメントを受けないようにしながらフランジ９が保持ジョー４によってクランプされることを保証するために、アダプタ２を凹ませることができる。このようにすると、保持ジョー４は、アダプタ２とカッターヘッド１の上側フランジ９との間のブリッジを成すことができ、保持ボルト７によってこれらの要素に向かって締められる。

同様に、この図は、下側保持ボルト６が締められるときに、下側保持ジョー５がカッターヘッド１の下側フランジをアダプタ２に向けてクランプする様子を示している。ピン１０がアダプタ２に固定される。カッターヘッド１の調節ねじ（図示せず）が、アダプタ２のピン１０に当接することができ、これを使用して、カッターヘッドが取り除かれて再配置されるときにカッターヘッド１の位置を維持する。アダプタ２は、中ぐり棒に固定されるように適合されており、あるいは中ぐり棒自体の一部であってもよい。

図３に、本発明の別の実施例が示されており、ここでは切断ビットを固定するためのカッターヘッド１１がアダプタ１２に固定されている。カッターヘッド１１をアダプタ１２にクランプするための上側保持ジョー１４は、保持ボルト１７によってクランプされて示されている。さらに、保持ジョー１４は、液体をカットするためのノズル１８を含む。カッターヘッド１１は、カッターヘッド１１をアダプタ２に保持するための上側フランジ部１９および下側フランジ部２１を備えている。２つのフランジ１９、２１は平行であり、カッターヘッド１１をアダプタ１２内で平行に移動させることができるようになっている。フランジ１９、２１は、横方向に楔形を有するように示されており、アダプタ１２および保持ジョー１４内のキー溝によってカッターヘッド１１を対応する保持部２２内に押し込むことができる。保持部２２が、図１および図２に図示される下側保持ジョー５の代わりとなっている。カッターヘッド１１がアダプタ１２に向かって押圧されるのと同時にカッターヘッド１１をアダプタ１２の楔形保持部２２内に押圧するために、保持ボルト１７は、アダプタ１２とカッターヘッド１１との間の面に対していくらか角度をもって配置されて示されている。アダプタ１２のピンに当接するように適合された調節ねじをさらに設置するためのカッターヘッド１１の穴が示されており、アダプタに対するカッターヘッドの位置を調節することができ、それによってアダプタ１２に対するカッターヘッド１１の取外しおよび再設置後に位置を維持することができるようになっている。

図４に、図３に示される実施例と類似の実施例が示されており、しかしここでは、上側保持ジョー３４は、保持ジョー３４とアダプタ３２との間でより明確に角度を付けられた面４４を含む。保持ボルト３７は、傾斜面４４と、カッターヘッド３１の上側または第１のフランジ３９の傾斜または角度を付けられた接触面とに適合されたある角度で角度を付けられて示されている。調節ねじ（図示せず）のための穴４３がカッターヘッド３１に設けられている。

図示される実施例では、アダプタに対するカッターヘッドの位置を横方向で調節することができ、それにより、カッターヘッドの切断ビットとアダプタの中心との間のＦ値を調節することができる。

図４の保持ボルト３７が締められるとき、保持ジョー３４は、カッターヘッド３１を内方向および下方向に押圧し、円錐形状を有するフランジ４１が楔形保持部４２内の対応する円錐凹部内に押圧されることを保証する。液体のカットを進行させるためのノズル３８が、上側保持ジョー３４内に配置されて示されている。

図示される実施例では、保持ジョーを締めるための保持ボルトの形での固定デバイスが示されている。しかし、本発明から逸脱することなく、別の形態での保持ジョーまたはクランプの固定を使用することもできる。例えば、保持ジョーは、ジョーをクランプするためのカムを有するハンドルの形での固定デバイスによって固定することができ、または任意の他の方法で締めることができる。

本発明の一実施例によるカッターヘッドの正面図である。 図１に示される本発明の実施例の側面図である。 本発明のさらなる実施例の斜視図である。 本発明のさらに別の実施例の斜視図である。

Claims (10)

1. 工作機械のためのアダプタ（２、１２、３２）にカッターヘッド（１、１１、３１）をクランプするためのシステムにおいて、
   前記カッターヘッド（１、１１、３１）が、実質的に直線状の第１のフランジ（９、１９、３９）と、前記第１のフランジ（９、１９、３９）に実質的に平行な実質的に直線状の第２のフランジ（２１、４１）と、切断ビットを固定するための手段とを含み、
   前記カッターヘッド（１、１１、３１）の前記直線状フランジ（９、１９、３９）の少なくとも１つとの係合のための少なくとも１つの保持ジョー（４、１４、３４）と、
   前記少なくとも１つの保持ジョー（４、１２、３４）を前記アダプタ（２、１２、３２）に対してクランプするため、および前記カッターヘッド（１、１１、３１）の少なくとも１つのフランジ（９、１９、３９）に向けてクランプするためのクランプ・デバイス（７、１７、３７）と、
   前記直線状フランジ（２１、４１）の他方との係合のための、前記アダプタ（２、１２、３２）に接続された少なくとも１つのさらなるクランプ・デバイスと
   を特徴とするシステム。
2. 前記カッターヘッド（１、１１、３１）上の前記少なくとも１つのフランジ（９）を前記少なくとも１つの保持ジョー（４）とクランプするための前記クランプ・デバイス（７）がボルトを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記少なくとも１つのさらなるクランプ・デバイスが、前記カッターヘッド（１１）の前記第２の直線状フランジ（２１、４１）に相互に適合されたキー溝を備えた保持部（２２）を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記第２の直線状フランジとの係合のための、前記アダプタ（２）に接続された前記さらなるクランプ・デバイスが、第２の保持ジョー（５）を含み、該第２の保持ジョー（５）が、第２のボルト（６）によって前記アダプタ（２）にクランプされることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記カッターヘッド（１）および前記アダプタ（２）が、前記第１および第２の直線状フランジに平行な、相互に嵌合する鋸歯部（３）を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 工作機械のためのアダプタにクランプされるカッターヘッドであって、
   第１の直線状フランジ（９、１９、３９）、および前記第１の直線状フランジ（８、１９、３９）に実質的に平行な第２の直線状フランジ（２１、４１）と、
   切断ビットのための保持デバイスと
   を含むことを特徴とするカッターヘッド（１、１１、３１）。
7. ２つの互いから合わせ側面を有するアダプタ（２、１２、３２）であって、第１の側面が、カッターヘッド（１、１１、３１）に向かって面するように適合され、他方の側面が、工作機械に固定されるように適合され、前記カッターヘッドに向かって面する前記側面が、前記カッターヘッド（１、１１、３１）との当接係合のための領域を含むアダプタ（２、１２、３２）において、
   前記アダプタが、前記カッターヘッドと当接係合するように適合された前記面の各側部上にさらなる領域を含み、これらの領域の少なくとも１つが、カッターヘッド（１、１１、３１）に設けられたフランジ（９、１９、３９）と係合するように保持ジョー（４、１４、３４）をクランプするように適合されていることを特徴とするアダプタ（２、１２、３２）。
8. 前記カッターヘッドと当接係合するように適合された前記領域が、前記カッターヘッド（１、１１、３１）にある調節要素との係合のための、前記領域からの延長体（１０）を含むことを特徴とする請求項７に記載のアダプタ。
9. 前記カッターヘッド（１、１１、３１）との当接係合のための前記領域に隣接する別の領域で、保持ジョー（５）によって固定されるように適合されていることを特徴とする請求項７に記載のアダプタ。
10. カッターヘッドと当接係合するように適合された前記面の各側部の領域の１つが、前記カッターヘッド（１１）の前記第２の直線状フランジ（２１）に相互に適合されたキー溝を有する保持部（２２）を含むことを特徴とする請求項７に記載のアダプタ。

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