JP2013507262A - ツールホルダアセンブリと工作機械とを接続するための結合機構 - Google Patents

Abstract

ツールホルダアセンブリ（１０）と工作機械とを接続するための結合機構（１２）が提供される。結合機構（１２）は、ツールホルダアセンブリ（１０）を工作機械に取り外し可能に固定するために構成された第１の構成要素（１６）を含み、第１の構成要素（１６）は、第１の構成要素（１６）の内面（２１）を形成するために、第１の構成要素（１６）の軸方向後端（２２）に軸方向に延在する孔（２０）を画定する軸方向前端（１８）を含み、第１の構成要素（１６）は、第１の構成要素（１６）の周りの円周方向に配置されると共に第１の構成要素（１６）の外面（２６）から第１の構成要素（１６）の内面（２１）に延在する複数の開口部（２４）を有する。結合機構（１２）は、さらに、第１の構成要素（１６）と一体形成され、かつ工作機械と相互作用してツールホルダアセンブリ（１０）を工作機械に対し位置付けするために構成された第２の構成要素（３０）であって、第２の構成要素の外面（３２）の位置付け溝（３４）を画定する第２の構成要素（３０）を含む。

Description

本発明は、一般に、結合機構に関し、より詳しくは、ツールホルダアセンブリと工作機械とを接続するための結合機構に関する。

ツールホルダアセンブリを工作機械、例えばスピンドルに接続するために、様々な種類の機構が公知である。このような機構では、望ましい目的は、被加工物に対する切削工具の適切な位置付けを容易にするために、ツールホルダアセンブリと工作機械との間の適切な整列及び配向を維持することである。同様に、このような機構では、望ましい目的は、複数の種類のツールホルダアセンブリを工作機械に使用すること、及び複数の種類のツールホルダアセンブリ、例えば、ドリル、リーマ、ミリングカッタ、ターンカッタ（ｔｕｒｎ−ｃｕｔｔｅｒｓ）、ダイ、ラム等の間の効率的な取り付け及び変更のために迅速な変更能力を有することを可能にすることである。しかし、記述した目的をよりよく達成するために、ツールホルダアセンブリを工作機械に接続するためのこの分野における改良された機構の必要性が常にある。したがって、前述のことを考慮して本発明が開発されてきた。

本発明の一態様は、ツールホルダアセンブリと工作機械とを接続するための結合機構を提供することである。結合機構は、ツールホルダアセンブリを工作機械に取り外し可能に固定するために構成された第１の構成要素を含み、第１の構成要素は、第１の構成要素の内面を形成するために、第１の構成要素の軸方向後端に軸方向に延在する孔を画定する軸方向前端を含み、第１の構成要素は、第１の構成要素の周りの円周方向に配置されると共に第１の構成要素の外面から第１の構成要素の内面に延在する複数の開口部を有する。結合機構は、さらに、第１の構成要素と一体形成され、かつ工作機械と相互作用してツールホルダアセンブリを工作機械に対し位置付けするために構成された第２の構成要素であって、第２の構成要素の外面の位置付け溝を画定する第２の構成要素を含む。

本発明の他の態様は、ツールホルダアセンブリと工作機械とを接続するための結合機構を提供することである。結合機構は、複数の開口部を有する中空テーパシャンクを含み、複数の開口部が中空テーパシャンクの周りの円周方向に配置され、複数の開口部の各々は、中空テーパシャンクの内面に隣接するボールトラック穴を含む。結合機構は、さらに、中空テーパシャンクに軸方向に隣接する環状フランジを含み、環状フランジはこのフランジの外面の位置付け溝を画定する。

本発明のこれらの及び他の態様は、本明細書及び図面を参照することにより完全に理解されるであろう。

本発明の一態様によるツールホルダアセンブリの等角図である。 本発明の一態様による図１に示したツールホルダアセンブリの側面図である。 本発明の一態様による図２の線３−３に沿った断面図である。 本発明の一態様による追加のツールホルダアセンブリの部分等角図である。 本発明の一態様による図４に示したツールホルダアセンブリの部分側面図である。

本発明の一態様によれば、図１、図２と図３は、ツールホルダアセンブリ１０を工作機械（図示せず）に接続するための一般に参照番号１２によって示された結合機構を有するツールホルダアセンブリ１０を示している。本明細書に示した説明から理解されるように、結合機構１２は、一般に参照番号１４によって示された切削工具の被加工物（図示せず）に対する適切な位置付けを促進するように、ツールホルダアセンブリ１０と工作機械との間の改良された整列及び配向を提供する。同様に、結合機構１２は、複数の種類のツールホルダアセンブリ１０を工作機械に使用することを可能にし、また複数の種類のツールホルダアセンブリ１０、例えば、ドリル、リーマ、ミリングカッタ、ターンカッタ、ダイ、ラム等の間の効率的な取り付け及び変更のために迅速な変更能力を提供するということが理解されよう。

なお図１〜図３を参照すると、改良された結合機構１２は、一般に、ツールホルダアセンブリ１０を工作機械により効率的に接続するための２つの構成要素を含む。具体的に、第１の構成要素は中空テーパシャンク１６である。中空テーパシャンク１６は、軸方向前端１８を含み、この前端は、長手方向軸線Ａ−Ａに沿って中空テーパシャンク１６の軸方向後端２２に軸方向に延在する孔２０を画定するために開口する。孔２０は、中空テーパシャンク１６の内面２１（図３参照）を形成する。さらに、中空テーパシャンク１６は、軸方向後端２２から軸方向前端１８に向かって先細りしている。

図１〜図３にさらに示されているように、中空テーパシャンク１６は、その外面２６の周りの円周方向に配置された複数の開口部２４を含む。開口部２４の各々は、外面２６から中空テーパシャンク１６を通してその内面２１に延在する。さらに、複数の開口部２４の各々は、内面２１に隣接して形成されたボールトラック凹部２８を含む。したがって、中空テーパシャンク１６の説明した構造は、ロックボール装置を使用して、ツールホルダアセンブリ１０を工作機械に、例えば工作機械のスピンドルに取り外し可能に固定するための構成要素を提供するということが理解されよう。本発明の一態様において、中空テーパシャンク１６は、外面２６の周りの円周方向に配置された４つの開口部及び４つの対応するボールトラック凹部を有してもよい。例えば、中空テーパシャンク１６は、すべてが参考として本出願に完全に組み込まれている米国特許第４，７３６，６５９号、同第４，７２３，８７７号、同第４，７４７，７３５号、及び同第６，６１９，８９７号各明細書に詳細に記載されているようなケンナメタルインコーポレイテッド（Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ Ｉｎｃ．）から入手可能な４ボールＫＭ製品でもよい。

なお図１〜図３を参照すると、結合機構１２の第２の構成要素は、中空テーパシャンク１６と一体形成されかつ中空テーパシャンク１６に軸方向に隣接して位置付けされる環状フランジ３０である。環状フランジ３０は、工作機械と相互作用して、ツールホルダアセンブリ１０を工作機械に対し位置付けするために構成される。具体的に、環状フランジ３０は、環状フランジ３０の周りの円周方向に少なくとも部分的に延在する位置付け溝３４を画定する外面３２を含む。本発明の一態様において、位置付け溝３４は、略Ｖ字形状の構造を有することができる。

図１〜図３に示したように、環状フランジ３０は、中空テーパシャンク１６の軸方向後端２２に隣接して、環状フランジの軸方向前端３８に当接面３６を含む。当接面３６は、ツールホルダアセンブリ１０を工作機械にさらに固定するために工作機械と協働する。さらに、環状フランジ３０は、接続シャンク４２の端部に軸方向後端４０を含み、この場合、切削工具１４は、被加工物に切削作業を実行するための軸方向後端４０に設けられる。本発明の態様によれば、様々な種類のツールホルダアセンブリ１０を設けるために、様々な構造の接続シャンク４２及び切削工具１４を環状フランジ３０と関連して設けてもよいということが理解されよう。

図１〜図３にさらに示されているように、環状フランジ３０はまた、外面３２に又はそれに隣接して、位置決めスロット４４、配向ノッチ４６、及び／又は１つ以上の開口部４８を含むことができる。スロット４４は、ツール変更のためにツールホルダ１０を格納システム及び／又は機械アーム内に挿入するとき、エラー防止能力を提供する。この機能は、工作機械内へのツールホルダアセンブリ１０の適切な取付けを可能にする。配向ノッチ４６は、工作機械内の正しい位置へのツールホルダアセンブリ１０の適切な位置決めを補助するための追加の特徴である。一態様において、１つ以上の開口部４８により、ツールホルダアセンブリ１０の適切なバランス（ｂａｌａｎｃｉｎｇ）が提供される。スロット４４及び／又はノッチ４６は、異なる寸法の大きさに保持してもよく、したがって不均衡状態（ｏｕｔ ｏｆ ｂａｌａｎｃｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）の可能性をもたらす。１つ以上の開口部４８は、予め規定した位置において質量を工具から取り除くことによってこの不均衡状態を補正することができる。他の態様において、１つ以上の開口部４８は、最終消費者が望む場合、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）の用途用の位置を提供してもよい。

本発明の他の態様によれば、位置付け溝３４、位置決めスロット４４、配向ノッチ４６、及び／又はバランス開口部４８を環状フランジ３０の上の様々な位置及び場所（ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｌｏｃａｔｉｏｎｓ）に設けてもよいこと、及び様々な種類の工作機械と協働するための様々な種類のツールホルダアセンブリ１０を設けるために、これらの構成要素の各々の１つ以上を環状フランジ３０の上に設けてもよいということが理解されよう。例えば、本発明の一態様において、結合機構１２の環状フランジ３０の部分は、「ＨＳＫ」型フランジに設けられるフランジでもよい（「ＨＳＫ」は、「Ｈｏｈｌｓｃｈａｆｔｋｅｇｅｌｓｃｈｎｉｔｔｓｔｅｌｌｅ」のドイツ語の略語である）。より具体的には、「ＨＳＫ」型フランジは、フランジ接触面との中空テーパインタフェース（Ｈｏｌｌｏｗ Ｔａｐｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｗｉｔｈ Ｆｌａｎｇｅ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｓｕｒｆａｃｅ）と題されるＩＳＯ１２１６４（ＩＳＯ１２１６４−１、ＩＳＯ１２１６４−２、ＩＳＯ１２１６４−３、及びＩＳＯ１２１６４−４を含むがそれらに限定されない）により詳細に記載されており、それらのすべては参考として本出願に完全に組み込まれている。さらに、「ＨＳＫ」型フランジはまた、中空テーパシャンク−平坦接触面を有するＨＳＫ（Ｈｏｌｌｏｗ Ｔａｐｅｒ Ｓｈａｎｋｓ−ＨＳＫ ｗｉｔｈ ｆｌａｔ ｃｏｎｔａｃｔ ｓｕｒｆａｃｅ）と題されるＤＩＮ６９８９３（ＤＩＮ６９８９３−１、ＤＩＮ６９８９３−２、ＤＩＮ６９８９３−５、及びＤＩＮ６９８９３−６を含むがそれに限定されない）により詳細に記載されており、それらのすべては参考として本出願に完全に組み込まれている。

図４と図５は、本発明の態様に従って構成された追加のツールホルダアセンブリ１１０の部分図を示している。特に、本明細書に図示かつ説明した結合機構１２と同様である結合機構１１２が示されている。特に、結合機構１１２は、本明細書に説明かつ図示した中空テーパシャンク１６と同様に構成された中空テーパシャンク１１６を含む。さらに、結合機構１１２は、位置決めスロット４４、配向ノッチ４６及びバランス開口部１４８の配向が本明細書に前述したものとは異なることを除き、本明細書に説明かつ図示した環状フランジ３０と同様の環状フランジ１３０を含む。このことは、例えば、本明細書に説明かつ参照した様々な種類の「ＨＳＫ」フランジに設けられた様々な種類のフランジのように、環状フランジの様々な構造を本発明の態様に従って設けてもよいことを示している。

説明の目的で本発明の特定の実施形態について上述してきたが、添付の特許請求の範囲に規定されるような本発明から逸脱することなしに本発明の細部の多くの変更を行うことが可能であることが、当業者には明らかであろう。

Claims (15)

1. ツールホルダアセンブリ（１０）と工作機械とを接続するための結合機構（１２）であって、
   前記ツールホルダアセンブリ（１０）を前記工作機械に取り外し可能に固定するために構成された第１の構成要素（１６）であって、前記第１の構成要素（１６）の内面（２１）を形成するために、前記第１の構成要素（１６）の軸方向後端（２２）に軸方向に延在する孔（２０）を画定する軸方向前端（１８）を含み、前記第１の構成要素（１６）の周りの円周方向に配置されると共に前記第１の構成要素（１６）の外面（２６）から前記第１の構成要素（１６）の内面（２１）に延在する複数の開口部（２４）を有する、第１の構成要素（１６）と、
   前記第１の構成要素（１６）と一体形成され、かつ前記工作機械と相互作用して前記ツールホルダアセンブリ（１０）を前記工作機械に対し位置付けするために構成された第２の構成要素（３０）であって、前記第２の構成要素（３０）の外面（３２）の位置付け溝（３４）を画定する、第２の構成要素（３０）と、
   を備える、結合機構（１２）。
2. 前記複数の開口部（２４）の各々が、前記第１の構成要素（１６）の内面（２１）に隣接するボールトラック凹部（２８）を含む、請求項１に記載の結合機構（１２）。
3. 前記位置付け溝（３４）が略Ｖ字形状である、請求項１に記載の結合機構（１２）。
4. 前記第２の構成要素（３０）が、さらに、前記第２の構成要素（３０）の外面（３２）の位置決めスロット（４４）を画定する、請求項１に記載の結合機構（１２）。
5. 前記第２の構成要素（３０）が、さらに、前記第２の構成要素（３０）の外面（３２）の配向ノッチ（４６）を画定する、請求項１に記載の結合機構（１２）。
6. 前記第１の構成要素（１６）がテーパシャンク（１６）である、請求項１に記載の結合機構（１２）。
7. 前記テーパシャンク（１６）が、前記軸方向後端（２２）から前記軸方向前端（１８）に向かって先細りする、請求項６に記載の結合機構（１２）。
8. 前記第２の構成要素（３０）が環状フランジ（３０）である、請求項１に記載の結合機構（１２）。
9. 前記第２の構成要素（３０）が、前記第１の構成要素（１６）の前記軸方向後端（２２）に隣接する前記第２の構成要素（３０）の軸方向前端（３８）に当接面（３６）を含む、請求項１に記載の結合機構（１２）。
10. 前記第２の構成要素（３０）が、さらに、前記第２の構成要素（３０）の軸方向後端（４０）に隣接する切削工具（１４）を含む、請求項９に記載の結合機構（１２）。
11. ツールホルダアセンブリ（１０）と工作機械とを接続するための結合機構（１２）であって、
    複数の開口部（２４）を有する中空テーパシャンク（１６）であって、前記複数の開口部（２４）が前記中空テーパシャンク（１６）の周りの円周方向に配置され、前記複数の開口部（２４）の各々が、前記中空テーパシャンク（１６）の内面（２１）に隣接するボールトラック穴（２８）を含む、中空テーパシャンク（１６）と、
    前記中空テーパシャンク（１６）に軸方向に隣接する環状フランジ（３０）であって、前記環状フランジ（３０）の外面（３２）の位置付け溝（３４）を画定する環状フランジ（３０）と、
    を備える結合機構（１２）。
12. 前記位置付け溝（３４）が略Ｖ字形状である、請求項１１に記載の結合機構（１２）。
13. 前記環状フランジ（３０）が、さらに、前記環状フランジ（３０）の外面（３２）の位置決めスロット（４４）を画定する、請求項１１に記載の結合機構（１２）。
14. 前記環状フランジ（３０）が、さらに、前記環状フランジ（３０）の外面（３２）の配向ノッチ（４６）を画定する、請求項１１に記載の結合機構（１２）。
15. 前記複数の開口部（２４）が、４つの開口部と４つの対応するボールトラック穴（２８）とから構成される、請求項１１に記載の結合機構（１２）。
    

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