JP5220727B2 - 工具保持スピンドル - Google Patents
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Description
特定の用途では、PCB穴あけもその1つであるが、工具の高速回転中に、工具をしっかりと保持できることが必要である。PCB穴あけなどのような特定の用途では、工具が300,000rpmとほぼ同程度の速度、あるいは300,000rpmを上回る速度で回転することがある。同時に、望ましいこと、また、多くの実用目的では不可欠であることは、高速穴あけスピンドルなどのような工具保持スピンドルによって保持される工具の交換品を提供することである。工具の磨耗または破損により、あるいは異なるサイズの工具が必要とされているために、工具の交換が必要になることがある。高速のPCB穴あけなどの特定の用途では、いわゆる「工具交換」作業を比較的頻繁に行われなければならない。
工具ホルダが、シャフト内に取り付けられ、
工具ホルダが、
少なくとも1つの変形可能な工具把持部を備える工具受容部と、
変形可能な工具把持部に作用するように配置され、且つ、軸方向に移動可能なアクチュエータ部の作用により、工具受容部に対して軸方向に移動できるように配置された、少なくとも1つの楔部と、
を備え、
アクチュエータ部の、第1の方向における軸方向の移動が、楔部の、工具受容部に対する、第1の方向における軸方向の移動を生じさせて、受容した工具を把持するために、工具把持部をスピンドルの軸に向かって内側に変形させる、工具保持スピンドルである。
工具ホルダが、シャフト内に取り付けられ、
工具ホルダが、
少なくとも1つの変形可能な工具把持部を備える工具受容部と、
変形可能な工具把持部に作用するように配置され、且つ、アクチュエータの作用により、工具受容部に対して軸方向に移動するように配置された、少なくとも1つの楔部と
を備え、
アクチュエータの作用による、楔部の、工具受容部に対する、第1の方向における軸方向の移動が、受容した工具を把持するために、工具把持部をスピンドルの軸に向かって内側に変形させる、工具保持スピンドルである。
工具ホルダが、シャフト内に取り付けられ、
工具ホルダが、
少なくとも1つの変形可能な工具把持部を備える工具受容部と、
変形可能な工具把持部に作用するように配置され、且つ、軸方向に移動可能なアクチュエータ部の作用により、工具受容部に対して軸方向に移動するように配置された、少なくとも1つの楔部と
を備え、
アクチュエータ部の、第1の方向における軸方向の移動が、楔部の、工具受容部に対する、第1の方向における軸方向の移動を生じさせ、受容した工具を把持するために、工具把持部をスピンドルの軸に向かって内側に変形させる、穴あけスピンドルである。
Claims (38)
- 工具保持スピンドルであって、
シャフトと、
スピンドル本体であって、前記シャフトが該スピンドル本体に対して回転するために、前記シャフトが内部に軸支されている少なくとも1つの軸受を備える、スピンドル本体と、
工具を保持するための工具ホルダと、
該工具ホルダを作動させるために前記シャフト内に配置された、軸方向に移動可能なアクチュエータ部と
を備え、
前記工具ホルダは、
前記シャフト内に取り付けられ、
少なくとも1つの変形可能な工具把持部を備える工具受容部と、
前記変形可能な工具把持部に作用するように配置され、且つ、前記軸方向に移動可能なアクチュエータ部の作用により、前記工具受容部に対して軸方向に移動するように配置された、少なくとも1つの楔部と
を備え、
前記アクチュエータ部の、第1の方向における軸方向の移動は、前記楔部の、前記工具受容部に対する、第1の方向における軸方向の移動を生じさせて、受容した工具を把持するために、前記工具把持部を前記スピンドルの軸に向かって内側に変形させ、
前記工具受容部は、複数の変形可能な工具把持部を備え、前記工具ホルダは、前記工具受容部の内周の周囲において互いに離間された、複数の変形可能な円弧状のスリーブ部を備える工具ホルダ本体を備え、各スリーブ部は、前記変形可能な工具把持部のそれぞれのうちの少なくとも1つを備えており、
前記工具ホルダの軸に対して垂直に切断された、各工具把持部の断面は、前記把持部の軸方向の長さに沿って不変であり、
前記工具ホルダ本体は、少なくとも1つの環状または部分環状楔受容部を備え、該少なくとも1つの環状または部分環状楔受容部は、その軸方向の長さに沿ってテーパが形成され、前記少なくとも1つの楔部の外面は、その軸方向の長さに沿ってテーパが形成され、前記少なくとも1つの受容部の前記テーパと前記少なくとも1つの楔部の前記テーパとが相補的な形状である
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1に記載の工具保持スピンドルであって、
前記工具受容部は、前記シャフトに対する軸方向の移動に対抗して保持される
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1または請求項2に記載の工具保持スピンドルであって、
前記楔部は、前記シャフトに対して軸方向に移動するように設定されている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記複数の円弧状のスリーブ部は、該スリーブ部の間に円周方向のすきまを空けて、前記スピンドルの軸を中心にして環状に配置されることで、内側を向いた、略円筒形状の工具当接面を提供する
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
各スリーブ部は、各ステムを介して、前記工具ホルダ本体の残りの部分に接続されている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
各工具把持部は、少なくとも1つの工具係合端部を備えている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
各スリーブ部は、1対の工具把持部を備えている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項7に記載の工具保持スピンドルであって、
各スリーブ部は、前記スリーブ部の相対する端部に、1対の工具係合端部を備えている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項6に記載の、あるいは請求項6に従属する場合の請求項7または請求項8に記載の工具保持スピンドルであって、
各工具把持部は、該工具把持部の内向きの変形が、前記工具係合端部の内向きの移動を生じさせるように設定されている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記工具ホルダは、複数の楔部を備えている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜10のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記工具ホルダは、前記楔部または各楔部と、前記アクチュエータ部と係合するための係合部と、を備える楔組立体を備えている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜11のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記少なくとも1つの楔部は、複数の工具把持部に作用するように設定されている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜12のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記工具受容部は、前記軸受によって直接支持される、前記シャフトの軸方向の範囲内に配置されている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜13のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記工具ホルダは、前記軸受によって直接支持される、前記シャフトの軸方向の範囲内に配置されている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜14のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記工具ホルダは、前記シャフト内に取り付けられていることにより、前記工具ホルダの全長にわたって支持されている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜15のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記シャフトの外径は、前記スピンドル全体にわたって、一定である
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜16のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記軸受の領域における前記シャフトの外径は、前記工具ホルダの領域における前記シャフトの外径と同一である
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜17のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
少なくとも工具ホルダの一部の外径は、前記軸受の内径よりも小さい
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜18のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記工具ホルダの一部の外径は、前記シャフトの内径よりも小さい
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項11に記載の工具保持スピンドルであって、
前記軸方向に移動可能なアクチュエータ部と前記楔組立体の前記係合部との間で相対的に回転可能となるように、該軸方向に移動可能なアクチュエータ部の一部が該係合部内に受容されている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項11に記載の、あるいは請求項11に従属する場合の、請求項12〜20のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記移動可能なアクチュエータ部は、前記係合部と係合するための頭部を備えている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項21に記載の工具保持スピンドルであって、
前記係合部は、前記アクチュエータ部の前記頭部を受け入れるための、雌型受入部として設定されている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項22に記載の工具保持スピンドルであって、
前記雌型受入部は、遠心力に対抗して、前記シャフトの内壁によって支持される
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項22または請求項23に記載の工具保持スピンドルであって、
前記雌型受入部は、前記シャフトの前記内面に当接する、外面を備えている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項22〜24のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記雌型受入部は、
受容チャンバーであって、使用の際に前記アクチュエータ部の前記頭部が該受容チャンバー内に配置される、受容チャンバーと、
入口開口部であって、組み立て中に、該入口開口部を通って、前記アクチュエータ部の前記頭部が前記チャンバー内に挿入され得る、入口開口部と
を備えていることを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項21〜25のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記アクチュエータ部は、前記頭部で終端する割鋲を備え、
該鋲は、複数の脚部であって、各脚部が前記頭部の各部で終端し、前記頭部の有効外径を変更するために、前記複数の脚部が互いに離れるように広げられ得る、複数の脚部を備えている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項25に従属する場合の請求項26に記載の工具保持スピンドルであって、
前記アクチュエータ部は、展開ピンであって、前記脚部を広げるために配置され、前記頭部の前記有効外径が前記入口開口部の直径よりも小さくなる第1の位置と、前記頭部の前記有効外径が前記入口開口部の前記直径よりも大きくなる第2の位置との間で、前記割鋲に対して軸方向に移動可能な、展開ピンを備えている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項21に記載の、あるいは請求項21に従属する場合の請求項22〜27のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記アクチュエータ部および楔組立体は、前記頭部と前記係合部との間の当接が、前記少なくとも1つの楔部を、一方の軸方向または双方の軸方向に移動させるのに用いられるように、設定されている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項28に記載の工具保持スピンドルであって、
前記アクチュエータ部は、前記少なくとも1つの楔部を1つの軸方向に移動させるために、前記楔組立体と当接するための肩部を備えている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜29のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記シャフトが内部に軸支されている1対のラジアル軸受を備え、
前記工具ホルダは、前記1対の軸受の最外端部の間にある前記シャフトの領域内に、全体が配置されている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項1〜30のいずれかに記載の工具保持スピンドルであって、
前記軸受または各軸受は、気体軸受である
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 工具保持スピンドルであって、
シャフトと、
スピンドル本体であって、該シャフトが該スピンドル本体に対して回転するために、該シャフトが内部に軸支されている、少なくとも1つの気体軸受を備える、スピンドル本体と、
工具を保持するための工具ホルダと
を備え、
該工具ホルダは、
前記シャフト内に取り付けられ、
少なくとも1つの変形可能な工具把持部を備える工具受容部と、
前記変形可能な工具把持部に作用するように配置され、且つ、アクチュエータの作用により、前記工具受容部に対して軸方向に移動するように配置された、少なくとも1つの楔部と
を備え、
アクチュエータの作用による、前記楔部の、前記工具受容部に対する、第1の方向における軸方向の移動は、受容された工具を把持するために、前記工具把持部を前記スピンドルの軸に向かって内側に変形させ、
前記工具受容部は、複数の変形可能な工具把持部を備え、前記工具ホルダは、前記工具受容部の内周の周囲において互いに離間された、複数の変形可能な円弧状のスリーブ部を備える工具ホルダ本体を備え、各スリーブ部は、前記変形可能な工具把持部のそれぞれのうちの少なくとも1つを備えており、
前記工具ホルダの軸に対して垂直に切断された、各工具把持部の断面は、前記把持部の軸方向の長さに沿って不変であり、
前記工具ホルダ本体は、少なくとも1つの環状または部分環状楔受容部を備え、該少なくとも1つの環状または部分環状楔受容部は、その軸方向の長さに沿ってテーパが形成され、前記少なくとも1つの楔部の外面は、その軸方向の長さに沿ってテーパが形成され、前記少なくとも1つの受容部の前記テーパと前記少なくとも1つの楔部の前記テーパとが相補的な形状である
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項32に記載の工具保持スピンドルであって、
前記アクチュエータは、前記シャフト内に配置された、軸方向に移動可能なアクチュエータ部を備えている
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項32に記載の工具保持スピンドルであって、
前記アクチュエータは、外部アクチュエータを備え、
該外部アクチュエータは、前記スピンドルとは別体である
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 請求項34に記載の工具保持スピンドルであって、
前記外部アクチュエータは、前記スピンドルの前端部である工具受容部、および前記スピンドルの後端部のうちの1つから前記楔部に作用する
ことを特徴とする工具保持スピンドル。 - 工具保持装置であって、
請求項32,34,35のいずれかに記載の工具保持スピンドルと、
該工具保持スピンドルにおける楔部に作用するための外部アクチュエータと
を備えていることを特徴とする工具保持装置。 - 穴あけスピンドルであって、
シャフトと、
スピンドル本体であって、該シャフトが該スピンドル本体に対して回転するために、該シャフトが内部に軸支されている、少なくとも1つの気体軸受を備える、スピンドル本体と、
工具を保持するための工具ホルダと、
該工具ホルダを作動させるために前記シャフト内に配置された、軸方向に移動可能なアクチュエータ部と
を備え、
前記工具ホルダは、
前記シャフト内に取り付けられ、
少なくとも1つの変形可能な工具把持部を備える工具受容部と、
前記変形可能な工具把持部に作用するように配置され、且つ、前記軸方向に移動可能なアクチュエータ部の作用により、前記工具受容部に対して軸方向に移動するように配置された、少なくとも1つの楔部と
を備え、
前記アクチュエータ部の、第1の方向における軸方向の移動は、前記楔部の、前記工具受容部に対する、第1の方向における軸方向の移動を生じさせて、受容された工具を把持するために、前記工具把持部を前記スピンドルの軸に向かって内側に変形させ、
前記工具受容部は、複数の変形可能な工具把持部を備え、前記工具ホルダは、前記工具受容部の内周の周囲において互いに離間された、複数の変形可能な円弧状のスリーブ部を備える工具ホルダ本体を備え、各スリーブ部は、前記変形可能な工具把持部のそれぞれのうちの少なくとも1つを備えており、
前記工具ホルダの軸に対して垂直に切断された、各工具把持部の断面は、前記把持部の軸方向の長さに沿って不変であり、
前記工具ホルダ本体は、少なくとも1つの環状または部分環状楔受容部を備え、該少なくとも1つの環状または部分環状楔受容部は、その軸方向の長さに沿ってテーパが形成され、前記少なくとも1つの楔部の外面は、その軸方向の長さに沿ってテーパが形成され、前記少なくとも1つの受容部の前記テーパと前記少なくとも1つの楔部の前記テーパとが相補的な形状である
ことを特徴とする穴あけスピンドル。 - 請求項1〜37のいずれかに記載のスピンドルのための工具ホルダであって、前記工具ホルダは、
少なくとも1つの変形可能な工具把持部を備える工具受容部と、
前記変形可能な工具把持部に作用するように配置され、且つ、アクチュエータの作用により、前記工具受容部に対して軸方向に移動するように配置された、少なくとも1つの楔部と
を備え、
前記工具受容部に対する、且つ、アクチュエータの作用による前記楔部の第1の方向における軸方向の移動は、受容された工具を把持するために、前記工具把持部を前記スピンドルの軸に向かって内側に変形させ、
前記工具受容部は、複数の変形可能な工具把持部を備え、前記工具ホルダは、前記工具受容部の内周の周囲において互いに離間された、複数の変形可能な円弧状のスリーブ部を備える工具ホルダ本体を備え、各スリーブ部は、前記変形可能な工具把持部のそれぞれのうちの少なくとも1つを備えており、
前記工具ホルダの軸に対して垂直に切断された、前記工具把持部の断面は、前記把持部の軸方向の長さに沿って不変であり、
前記工具ホルダ本体は、少なくとも1つの環状または部分環状楔受容部を備え、該少なくとも1つの環状または部分環状楔受容部は、その軸方向の長さに沿ってテーパが形成され、前記少なくとも1つの楔部の外面は、その軸方向の長さに沿ってテーパが形成され、前記少なくとも1つの受容部の前記テーパと、前記少なくとも1つの楔部の前記テーパとが相補的な形状である
ことを特徴とする工具ホルダ。
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