JP2020040196A - ツール長調節システム - Google Patents

Abstract

【課題】ツールホルダからツール（タップまたはドリル）を取り外す必要なくツール長を変更するためのツールホルダ調節システムを提供する。【解決手段】ツール（工具）をツールホルダから取り外すことなくツール長の調節を可能ならしめるツール長調節システムにおいて、ツール長は、ツールがツールホルダ内にあるときに回転され得る外周縁調節リング２８を組み合わせることを通じて、調節可能であり、つまり、ツールホルダ内に構築されている調節キー手段１９を、最終的に調節キー手段の回転を引き起こす駆動ボール３５の使用を介して駆動することで調節可能である。【選択図】図３

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、（米国での）他出願からの優先権を主張するものではない。

［技術分野］
本発明はツール長（工具長）調節システムに関し、特には、タップホルダおよびドリルホルダのためのツール（またはツールホルダ）結合体のためのツール長調節システムに関する。

［発明の背景］
タップ、ドリル、その他のツール（工具）を利用するとき、ツールやホルダの長さの調節が望まれることがあり、あるいは必要になることがある。この要望や必要性は、ドリルやタップが磨耗あるいは研磨されており、ツールの全長が変化している場合等を含んだ幾つかの異なる要因の１つによって引き起こされることがある。多くの作業過程において、それぞれの作業中には加工対象物のタッピング加工程度またはドリル加工深度の維持が望まれる。

加工作業に望まれる加工深度（程度）の精度を維持するため、従来は、（通常において、ホルダ内に保持あるいは固定されているツール（例えば、タップまたはドリル）と組み合わされた、タップホルダ若しくはドリルホルダのようなツールホルダの結合長であるところの）ツール長を変更または調節することが必要であり、それは時に面倒な作業である。

ツールホルダのタップまたはドリルの頂部ポジションを調節する一般的な方法は、ツールホルダ内にネジ手段を有することであり、そのネジ手段を、タップまたはドリルの戻りの停止部として活用することである。これら従来技術のツール長調節システムにおいては、ネジは概して一方向に回され、コレット（包囲環）内でタップを前方に押し込むか、反対の引き戻し方向に回されてタップまたはドリルをツールホルダ内にさらに深く送り込む。先行技術文献において説明されているように、このネジを調節するため、一般的にユーザは、取り付けられている機械からドリルまたはタップを取り出し、ネジを調節し、ドリルまたはタップをホルダ内に戻し、続いて長さを再測定しなければならない。所望の深度を達成するためには、時にこのプロセスでは、長さの再チェック時に何度も調節が繰り返されなければならない。

ツール長を調節するためにドリルまたはタップを取り外し、再挿入することを要する従来技術に固有な問題点は、大幅に増加する就労時間が必要となり、機械の製造効率が低下することである。

（特になし）

本発明の幾つかの実施態様の適用の目的は、ツールをツールホルダから外す必要がないツール長調節システムを提供することにある。

本発明の実施態様は、ツールホルダからツール（タップまたはドリル）を取り外す必要なくツール長を変更するための調節システムを提供することで、所望のツール長取得のための調節を迅速および容易に実行することができる利点を提供する。本発明のこの特定の利点を達成するため、本発明の幾つかの実施態様は、ツールホルダ内に組み入れられているキー手段（鍵手段）を回すために駆動機構として作用し、ギヤ手段のごとく機能する調節ボール（球体）を活用する。

本発明の他の目的、特徴および利点は、本願の明細書、特許請求の範囲、および本願の一部を形成する添付の図面から明らかになるであろう。本発明の目的を実施に移す際に活用される本発明の重要な特徴は、それらのデザインおよび構造的構成の変更が可能であり、ここには１つの実用的で好適な実施形態のみが添付図面に図示されていることは理解されるべきである。

本発明の好適実施形態を添付図面に言及しながら以下に説明する。

図１は、本発明の一実施例によるツール長調節システムの一例の分解図である。 図２は、図１に図示されているツール長調節システムの実施例の組み立て例の一部を示す立面図である。 図３は、図２のＣ−Ｃ線での断面図である。 図４は、図２の実施例図に示されているＡ−Ａ線の断面図である。 図５は、図１に示されている本発明の実施例の運用部材の一部の分解図である。 図６は、図２に示すＣ−Ｃ線の断面図と同じであるが、２つの調節ボールに代わって１つの調節アパーチャ（開口部）につき１つの調節ホイール（輪体）が存在している別実施例を示す。 図７は、図２に示すＣ−Ｃ線の断面図と同じであるが、調節ギヤ手段が図３に示す調節ボールを置換する別実施例を示す。

［好適実施形態の詳細な説明］
本発明において利用される固定用、接続用、製造用およびその他用の手段並びに部材の多くは一般に知られており、説明する発明の分野において幅広く使用されており、当該技術または科学における専門家による本発明の理解並びに活用のためには、それらの正確な特性または型式はその理解には不要であり、よって、ここでは詳述されていない。さらに、本発明の特定の適用形態のためにここで示され、説明されている様々な部材は、本発明によって想定されているように変更あるいは交換が可能であり、如何なる要素の特定の利用形態または実施形態の実践は、当該技術または科学の専門家によって幅広く知られており、あるいは活用されており、ここでは詳述されていない。

特許請求の範囲（請求項）で使用される要素の個数および特定に関する語（ａ，ａｎ，ｔｈｅ）は、請求項の記載慣習に沿っており、限定的なものではない。よって特に明示されていない限り、そのような要素の数は１つに限定されてはおらず、「少なくとも１つ」を意味する。

図１は、本発明の一実施例によるツール長調節システムの一例の立面分解図である。図１は、フロート（浮動）ノズル１０、ツールホルダシャンク３４、調節アパーチャ４４（併せて図３参照）内の調節部材である調節ボール３５（駆動ボールあるいは一種のギヤ手段として作用すると考えることも可能）、調節サン（太陽ギヤ部）２７、ツールシャンク３４の下方部３４ａの周囲で周縁的に示されている調節リング２８（複数の調節線状部２８ａを伴う）、調節保持クリップ２２、調節シャンクのためのスリーブ２６、Ｏリング２５、Ｏリング９、撓性保持ネジ手段６、ハウジング（収容体）１、スチール（鋼）ボール１６、駆動ピン１８、下方駆動ネジ手段７、Ｏリング８、Ｏリング１５、調節用駆動スピンドル１７、Ｏリング２０と２１、調節キー手段１９、調節ネジ手段２３、ドライバ（打込み体）３０（オプションであり、正方形インターコネクションが本発明の特定の実施形態で使用されるなら使用が可能）、Ｏリング１４、識別スリーブ３、スリーブ保持リング４、コレット３１、シール３３、シールディスクナット２９、ツール３２（タップまたはドリルビット）および螺旋状にカットされている撓性体５を図示する。

調節キー手段１９は、その上方端で調節サン２７に回転式に取り付けられ、その下方端で調節ネジ手段２３に回転式に取り付けられている。回転式に取り付けられることで、調節キー手段１９は、その上方端において調節サン２７と共に回転し、その下方端において調節ネジ手段２３と共に回転するように取り付けられる。この取付け手段は幾種類かのタイプの取付け手段のうちの任意のもので構わず、例えば、固定式取付け手段でも永久取付け手段でも可能であり、あるいは、図示されているもののごとき取り外しが可能なものであっても構わず、本発明の実施に対しては特に限定されない、

図３と組み合わされて図１は、調節ボール３５（この実施例ではツールホルダシャンク３４の下方部３４ａ内の３つの調節ボールアパーチャ４４のそれぞれに配置されている２つの調節ボール３５が存在している）が、シャンク３４の下方部３４ａ内にどのように配置されているかを図示する。

図面では、３つの調節ボールアパーチャ４４のそれぞれに対して２つの調節ボール３５を示すが、本発明は、２つの調節ボールまたは３つの調節ボールアパーチャ４４を利用する適用形態には限定されないことは重要な点である。その代わりに、本発明の実施においては、１つの調節ボールアパーチャ４４に対して幾つかの（限定はされないが、１つ、３つ、４つの）調節ボール３５のうちの任意の１つが使用でき、本発明の実施には特にどれと限定はされない。さらに、１つ、２つ、３つ、４つ、または５つの調節ボールアパーチャ４４が本発明の実施に使用でき、特定の数が必須とされることはない。

図面に図示されているような２調節ボール（１つの調節アパーチャに対して）形態においては、最外側の調節ボール３５ａは調節リング２８の内側表面および最内側の調節ボール３５ｂと直に当接している（図３に図示）。この２調節ボール形態においては、調節リング２８が回転すると最外側の調節ボール３５ａを調節ボールアパーチャ４４内で回転させ、最内側の調節ボール３５ｂを最外側の調節ボール３５ａの回転と反対方向に回転させる。最内側の調節ボール３５ｂは調節サン２７とも直に当接しており、最内側の調節ボール３５ｂが回転するとき、最内側の調節ボール３５ｂが調節サン２７を回転させるように設計され、設置されている。

調節リング２８が回転されるとき、調節サン２７はサンギヤ（太陽歯車）に類似して作用し、最内側の調節ボール３５ｂはプラネタリギヤ（衛星歯車）に類似して作用する。２調節ボール形態がこの実施例で使用されているので、調節サン２７は調節リング２８と同じ回転方向に回転する。しかし、調節アパーチャで１つの調節ボールを利用する実施態様では、調節サン２７は調節リング２８の反対方向に回転する。

調節サン２７は調節キー手段１９に作用可能な状態で取り付けられるか、調節サン２７が回転するときに調節キー１９がそれと共に回転するように配置または設計されている。調節サン２７は、調節キー手段１９が直接的または間接的に回転可能状態で調節サン２７に固定されている限り、幾つかの方法の１つで調節キー手段１９に作用可能状態に取り付けられることができるが、方法は特に限定されない。

図面に図示されている実施例においては、調節キー手段１９は、調節サン２７に作用可能状態で取り付けられている上方端１９ａと、調節ネジ手段２３に作用可能状態で取り付けられるように設計および設置されている下方端１９ｂとを有する。この実施例の調節ネジ手段２３は、外側に螺子溝を有し、それが回転するときにツール３２（タップまたはドリルビット）を直接的または間接的に回転させて、その回転と共に上方移動及び／又は下方移動するように設計または設置されている。図示の実施例においては、調節キー手段１９の下方端１９ｂは、それが調節ネジ手段２３のキーアパーチャにスライド式に容易に出入りできるように“Ｉ”形状または“Ｉビーム（棒状体）”形態に形状化されており、調節ネジ手段２３を調節キー手段１９と共に回転させる。図示の実施例では、調節キー手段１９のＩビーム断面形状は調節ネジ手段の六角形キーアパーチャ２３ａ内に挿入される形態であり、調節ネジ手段２３により回転式に固定されている（しかし、それでも比較的容易に取り外せる）。

調節ネジ手段２３を使用した本発明の実施には幾つかの異なる方法が存在する。実施態様によっては、調節ネジ手段２３はツール（カッティングツール、タップまたはドリル）その他（図示のもの等）の背部に接触するように設計でき、調節ネジ手段２３は、タップの正方形部（例えば、タップまたはドリルの正方形の上方端であるが、ドライバをツールに回転式に固定する任意の非正方形状部であってもよい）を受領して固定するスロット３０ａを有したドライバ３０を押圧するように設計できる。

図示の実施例において、調節リング２８は調節ライン２８ａ（図示の実施例では１０本の調節ライン）を備えて示されている。よって、調節リング２８が回転されると、調節ボール３５は、調節リング２８と調節サン２７の間で捕獲され、この実施例では調節ボール３５のギヤ形態の機能を提供している。

調節リング２８と調節サン２７の相対サイズ（比）は、これら２つの部材の相対回転数を前もって決定するように操作でき、この実施例では相対サイズは、好適には２．５倍である。しかし、調節リング２８と調節サン２７の相対直径サイズは幾つかの異なる形態のうちの１つで構わず、特定の形態が本発明に要求されるということはない。調節リング２８の各回転に対して直径同士の比率が２．５倍に選択されている本発明の実施例では、調節サン２７は２．５倍の回転数で回転する。この実施例において、もし調節ネジ手段２３のネジピッチが１ｍｍに選択されると、調節リング２８の１回転によって調節サンは２．５回転し、調節ネジ手段２３が１ｍｍピッチであるために調節ネジ手段は２．５ｍｍだけ前進または後退するであろう。

調節リング２８の１０本の等間隔調節ライン２８ａは、１／４ミリ（０．２５ｍｍ）の調節長または１／１００インチ（０．０１インチ）のツール長調節を提供する。

図２は、図１に図示するツール長調節システムの実施例の組立て例の一部の立面図である。図２は、ツールホルダシャンク３４、調節リング２８、調節シャンク用スリーブ２６、識別スリーブ３、シールディスクナット２９およびツール３２（タップまたはドリルビット）を図示する。

図３は、図２に示されるＣ−Ｃ線の断面図であり、ツールホルダシャンク３４、調節リング２８、調節ボールアパーチャ４４内の調節ボール３５、調節サン２７および調節キー手段１９を図示する。図３は、１２０°間隔である、調節アパーチャ４４あたり２つの調節ボール３５の３セットを利用する本発明の一実施例を図示する。

図４は、図２に示す実施例図のＡ−Ａ線の断面図である。図４はツールホルダシャンク３４、調節ボールアパーチャ４４内の調節ボール３５、調節サン２７、調節リング２８、調節キー手段１９、調節ネジ手段２３、ドライバの正方形部３０、コレット３１、シールディスクナット２９およびツール３２（タップまたはドリルビット）を図示する。

図５は、図１に示す本発明の実施例の運用構成材の一部の分解図であり、調節サン２７、保持リング２２、調節キー手段１９、調節ネジ手段２３およびドライバ３０（オプションであり、正方形部相互接続が本発明の特定実施態様で利用される場合に使用されることあり）を図示する。

適用形態によっては、ツールホルダのユーザはツールホルダを介して潤滑剤を、ドリル加工、タッピング処理またはカットされている加工対象物に供給することを望む。図示の実施例では、調節キー手段１９の下方部１９ｂの下方端はＩ形状あるいはＩ棒状体形状に形成されており、調節ネジ手段２３のキーアパーチャ（２３ａ）に容易にスライド式に出入でき、調節キー手段１９によって調節ネジ手段２３を回転させることができる。言うまでも無く、このＩ棒状体形状はその両側に（調節ネジ手段２３に沿って）潤滑剤通路を提供し、ユーザはツールホルダに通して（調節キー手段１９を越えて、調節ネジ手段２３に通して）ツールと加工対象物に潤滑剤を送らせる。

図６は、図２に示されるＣ−Ｃ線の断面図とほぼ同一であり、唯一の相違は、図３に示される調節ボールアパーチャ形状部につき２つの調節ボールの代わりに、調節アパーチャにつき使用される１つだけの調節ホイール１０２、１０３および１０４が存在することである。

図６は、ツールホルダシャンク１０６、調節サン１０５および、それ以前の図面に示す調節ボールに代わって使用される（プラネタリギヤに類似して作用する）調節ホイール１０２、１０３および１０４を図示する。この実施例では、調節リング１０１の内側面は調節ホイール１０２、１０３および１０４と相互作用し、回転されると、調節サン１０５を他の実施例に関して前述したように調節サン２７に類似した形態で回転させる。

図７は、図２に示すＣ−Ｃ線の断面図と同じであり、唯一の相違は、調節ギヤ手段１２２、１２３および１２４が図３に示す調節ボールに置き換わっている実施例を図示していることである。図７に示されているのは、（図３に図示するような）駆動機構として少なくとも１つの調節ボールを使用する代わりに、さらに伝統的なギヤ形態が利用可能な実施例である。

図７は、ツールホルダシャンク１２６、調節サンギヤ手段１２５、調節サンギヤ手段１２５の周囲のプラネタリギヤ１２２、１２３および１２４を図示しており、それらギヤは前記の図に示される調節ボールを置換している。この実施例では、調節リング１２１の内側面はギヤ形態の相互作用形状（ギヤ歯部等であるが非限定）を含み、調節ボールまたは調節ホイールの代わりに、１以上の調節駆動ギヤ手段１２２、１２３および１２４でも可能である。

本発明の別な実施例では、調節アパーチャあたり２つの調節ボールを使用する代わりに、１つの調節ホイールが利用できる。その実施例では、ホイール形状のドライバが調節リング２８と調節サン２７の間に直接的に置かれ、調節ホイールは１つの調節ボールと類似した作用を実行し、例えば、両者間の１つのホイールにより調節サン２７（および調節ネジ手段）は調節リング２８とは反対方向に回転するであろう。このホイール形態駆動の実施例では、調節ボールのための調節アパーチャをドリル加工する代わりに窓様の調節ホイールアパーチャが提供される。

当該技術分野の技術者であれば理解するであろうが、本発明には多数の実施態様が存在し、多彩な要素や構成部材が使用可能であるが、それらは全て本発明の範囲である。例えば、一実施態様においては、その上方端が機械スピンドルに着脱可能に取り付けられ、その下方端がツールを安定的に受領するように設計されているツールホルダ、ツールホルダの一部の周囲に回転式に取り付けられている調節リング、ツールホルダ内に回転式に取り付けられている調節サン、調節リングと調節サンの間で接触回転式に取り付けられている調節部材が含まれており、その少なくとも１つの調節部材が調節リングの回転に応じて回転し、調節サンが調節部材の回転に応じて回転し、さらに、その上方端で調節サンに回転式に取り付けられ、下方端で調節ネジ手段に回転式に取り付けられた調節キー手段、および、調節キー手段に回転式に取り付けられ、調節ネジ手段と直接的または間接的に相互作用するように設計されており、その調節ネジ手段がツールに対して相対的に回転するとき、ツールが縦方向に動くようになっている調節ネジ手段を含んで成るツールホルダ調節システムが提供される。

上記した実施例に加えて、本発明は、その少なくとも１つの調節部材が２つであるもの、ツールホルダ周囲に、その少なくとも１つの調節部材の３つ（非限定であるが、その少なくとも１つの調節部材は２つ）であるもの、ツールホルダがタップを安定的に受領するもの、ツールホルダがドリルを安定的に受領するもの、及び／又は、その回転部材がボール状であるものやホイール状であるツールホルダ調節システムをさらに含んでいる。

２つ前の段落で説明した実施例に加えて、本発明は、調節リングの内側面に作用可能に当接しており、調節リングの回転に従って回転するように設計されている第１回転部材と、その第１回転部材および調節サンに作用可能に当接しており、第１回転部材と調節サンとの間に接している第２回転部材とを含み、その第２回転部材が第１回転部材の回転に従って回転し、さらに、調節サンが第２調節部材の回転に従って回転するように設計されており、限定はしないが、第１回転部材と第２回転部材がボール状であるツールホルダ調節システムをさらに含んでいる。

法令に従い、本発明は構造と方法の特徴に関して相応に明確な言葉で説明されている。しかし、本発明は、ここに図示および説明された特定の特徴には限定されないことは理解されるべきである。なぜなら、ここに開示されている手段は本発明を実施する好適な形態を含むからである。よって、本発明においては、添付の特許請求の範囲にある適正な範囲内での形態またはそれらの変更が均等論に従って適正に解釈されるべきである。

１９ 調節キー手段
１９ａ 調節キー手段の上方端
１９ｂ 調節キー手段の下方端
２３ 調節ネジ手段
２７ 調節サン
２８ 調節リング
２９ シールディスクナット
３２ ツール
３４ ツールホルダシャンク
３５（３５ａ，３５ｂ） 調節ボール（調節部材）
［図６／別例］
１０１ 調節リング
１０２，１０３，１０４ 調節ホイール（調節部材）
１０５ 調節サン
１０６ ツールホルダシャンク
［図７／別例］
１２１ 調節リング
１２２，１２３，１２４ プラネタリギヤ／調節駆動ギヤ手段（調節部材）
１２５ 調節サンギヤ手段
１２６ ツールホルダシャンク

Claims (10)

1. ツールホルダの調節システムであって、
   機械スピンドルに着脱するように構成された上方端、及びツールを確実に受領するように構成された下方端を具備したツールホルダと、
   前記ツールホルダの一部の周縁に回転可能に取り付けられている調節リングと、
   前記ツールホルダ内に回転可能に取り付けられている調節サンと、
   前記調節リングと前記調節サンとの間で当接して回転可能に取り付けられている少なくとも１つの調節部材であって、前記調節リングの回転に応答して当該少なくとも１つの調節部材が回転すると共に、当該調節部材の回転に応答して前記調節サンが回転するように配設されている、少なくとも１つの調節部材と、
   上方端にて前記調節サンに回転可能に取り付けられ、且つ下方端にて調節ネジ手段に回転可能に取り付けられている調節キー手段と、
   前記調節キー手段に回転可能に取り付けられている調節ネジ手段であって、当該調節ネジ手段がツールに対して回転するとき当該ツールが垂直方向に移動するように、当該調節ネジ手段に直接的又は間接的に取り付けられたツールと相互作用すべく構成された調節ネジ手段と、
   を備えてなることを特徴とするツールホルダ調節システム。
2. 前記少なくとも１つの調節部材は２つである、請求項１記載のツールホルダ調節システム。
3. 前記ツールホルダの周囲には、３つの前記少なくとも１つの調節部材が存在する、請求項１記載のツールホルダ調節システム。
4. 前記少なくとも１つの調節部材は２つである、請求項３記載のツールホルダ調節システム。
5. 前記ツールホルダは、タップを確実に受領するように構成されている、請求項１記載のツールホルダ調節システム。
6. 前記ツールホルダは、ドリルを確実に受領するように構成されている、請求項１記載のツールホルダ調節システム。
7. 前記回転部材は球状である、請求項１記載のツールホルダ調節システム。
8. 前記回転部材はホイール状である、請求項１記載のツールホルダ調節システム。
9. 前記調節リングの内側面に作動的に当接しており、且つ前記調節リングの回転に応答して回転するように構成された第１の回転部材と、
   前記第１の回転部材と前記調節サンの両者間で作動的に当接している第２の回転部材であって、前記第１の回転部材の回転に応答して当該第２の回転部材が回転し、更に当該第２の回転部材の回転に応答して前記調節サンが回転するように構成された第２の回転部材と、
   をさらに含んでいる、請求項１記載のツールホルダ調節システム。
10. 前記第１の回転部材および前記第２の回転部材は球状である、請求項９記載のツールホルダ調節システム。