JP7124015B2 - 工具ホルダシャンクの制御された安定化装置 - Google Patents

Description

本発明は工具ホルダシャンクの制御された安定化装置に関する。

より具体的には、本発明は、それぞれのリングナット上の工具ホルダシャンクをブロックして、回転シャフト内で前記シャンクを安定させるのに適した安定化装置に関する。

電動式または非電動式のいずれであっても、工具ホルダシャンクは、これに限られるものではないが、予め配置されているＥＲタイプの締結要素で組み立てるのが好ましい。本発明の安定化装置は、電動式または非電動式の工具ホルダ、複数または単一の工具ホルダとして知られている機械本体のスピンドルまたは回転シャフトの対応する座部に異なる工具ホルダシャンクを方位付けしてクランプするために、マルチスピンドルまたはシングルスピンドル旋盤、ターニングおよびミリングセンタ、トランスファ工作機械などのＣＮＣ工作機械に有利に適用されるものである。

周知のように、シャンク自体の中央外側部分に形成された特殊な溝のなかに配置される２つの半割リングは、それぞれのリングナットの工具ホルダシャンクをブロックするために伝統的に使用されている。コーティングされたグリースの作用により、半割リングは溝内の所定の位置に留まる。目釘（合わせくぎ）によってシャンクとリングナットとの間がその後に取り付けられる。これらの目釘は、前記リングナットに作製されたそれぞれのねじ穴に半径方向に挿入され、尖った端で半割リングに当接して固定される。このようにして、シャンクおよびリングナットは自由に回転することができ、リングナットはその雌ねじによって回転シャフトの前部に接続される。

この公知の解決策には、リングナットに半径方向に挿入されたロック目釘の使用に関連する大きな欠点がある。実際には、機械加工中に発生する振動の結果として、上記の目釘が緩んで徐々にねじを緩める可能性がある。それらのねじがリングナットの回転のために受ける遠心力は、それらのねじをそれぞれのねじ穴から完全に抜け落ちさせるおそれがある。脱落した目釘が作業環境のなかに激しい勢いで飛び跳ねると、近傍エリアにいる人に対して重大な傷害を引き起こすおそれがある。また、このような場合に、工具ホルダのシャンクロックリングナットが取り付けられている工作機械に対して深刻なダメージを及ぼすおそれもある。

フランス特許 ２６１６０７１号公報には、ＥＲタイプの締結工具ホルダシャンクのそれぞれのリングナットの制御された安定化のための装置が記載されている。この従来技術では、円錐台形状のシャンクは、工具ホルダへの取り付け手段を収容するための溝に外部から取り付けられている。米国公開２００６／１９７２９２号公報は、コレット自体の溝の内側に保持タブを挿入することにより、ロックナットを用いてコレットアセンブリを組み立てる解決策を開示している。英国特許第２２５６３８１号公報には、異なるコレットを工作機械チャックのチャック本体に解放可能に固定するための固定装置が記載されている。この固定装置は、チャックに恒久的にボルトで固定された外部本体と、半径方向外向きのフィンが取り付けられたリングインサートとで構成されている。ドイツ特許 39 38 689号公報には、工作機械のチャック用コレットホルダが記載されている。この従来技術のコレットホルダでは、コレットをねじ付きリングによって前端で保持し、工具シャンク上のコレットをクランプするための２つの反対側の可動ウェッジがあるスライドカップにフィットさせている。ドイツ公開１０ ２００５ ０１６１６１号公報には、チャックを保持位置に固定するためのクランプナットに関し、ばね式ボールなどの要素を備えるクランプユニットが記載されている。

本発明の目的は、上述した様々な欠点を克服することにある。

より具体的には、本発明の目的は、工具ホルダシャンクの各リングナットへの遮断が、リングナットに接続された部品の偶発的な脱落の危険性なしに安全に実行される、工具ホルダシャンクの制御された安定化のための装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、リングナットと工具ホルダシャンクとの間の接続手段がリングナット自体の内側に配置され、よって完全に安全な位置に配置される、上述のように規定された装置を提供することにある。

重要なことが後回しになったが、本発明の目的は、前記接続手段がリングナットおよび工具ホルダシャンクに関して恒久的に安定化されている装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、軸方向の変位の可能性なしに、工具ホルダシャンクが動作位置に恒久的に留まることを保証する装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、容易かつ経済的に製造されることに加えて、経時的に高レベルの抵抗および信頼性を確保するのに適した工具ホルダシャンクの制御された安定化のための装置をユーザに利用可能にすることにある。

これらおよび他の目的は、主請求項による、本発明の工具ホルダシャンクの制御された安定化装置によって達成される。

本発明の装置の構造および機能的特徴は、好ましい非限定的な実施形態を示す添付の図面／図表を参照し、以下の詳細な説明からより明確に理解することができる。

図１は、工具ホルダシャンクをそれぞれのリングナットに固定するのに適した本発明の装置を概略的に示す分解斜視図である。 図２は、それぞれのリングナットに接続するための工具ホルダシャンクに設けられた手段を強調するために図１と同じ装置を概略的に示す分解斜視図である。 図３は、前記接続手段がリングナットと係合するのに適した弾性ピンを備える図１と同じ装置を概略的に示す分解斜視図である。 図４は、図１と同じ装置及びねじ付きシャフトヘッドからなる追加要素を概略的に示す分解斜視図である。 図５は、図４の構成要素を概略的に示す縦断面図である。

まず図１を参照すると、本発明の工具ホルダシャンクの制御された安定化装置は、工具ホルダシャンク１０、リングナット１２、および少なくとも２つの成形半割リング１４，１６から形成される環状本体を備えている。工具ホルダシャンク１０は、円錐台形状を慣用的に画定するものであり、例えば、成形半割リング１４，１６を収容するためにその外周面に沿って作られた矩形のプロファイルを有する溝１８が設けられている。半割リング１４，１６は、２つより多いいくつかの相補的な部分で作製され得ることが理解される。

本発明によれば、半割リングの各々は、実質的に半円形の延長部を画定し、中央位置において隆起が突出し、外周に成形凸部２０を形成する。凸部２０は、リングナット１２で形成された以下に説明する座部のプロファイルと一致する外側凸状湾曲プロファイルを有している。成形された半割リング１４，１６の各凸部２０上に、好ましくは中央の位置に、例えば矩形断面をもつ半割リングの厚さ方向に延び出す凹部２２が形成される。凹部２２は、弾性ピン２４をそれぞれ収容するために予め配置されており、弾性ピン２４によって成形半割リング１４，１６がリングナット１２の内側に堅固に接続されている。

リングナット１２は、対向部２６（図２、図３、図４には１つのみを示す）から形成された一体化不連続円形クラウンを内部に画定し、対向下降領域２６´は、シャンク１０の溝１８に配置された成形半割リング１４，１６の成形凸部２０の通過を可能にする。成形凸部２０は、それと結合する所謂「バヨネット」型カップリングを生成するためにリングナット内側の円形クラウンを乗り越えて通過する。円形クラウンの２つの対向する部分２６に沿って貫通穴２８が弾性ピン２４の通過のためにそれぞれ形成されている。これらの弾性ピン２４は、半割リング１４，１６およびシャンク１０をリングナット１２に堅固に接続するものである。対向部２６の後方のリングナット１２上に形成された付加的な円形クラウン３０には、対向部２６の貫通穴２８と向き合い、かつ位置が揃うように位置付けられた他の止まり穴３２が設けられている。

成形半割リング１４，１６が溝１８に配置され、予めコーティングされたグリースによってそこに保持されたシャンク１０は、リングナット１２内に挿入され、約９０°回転した後に、上述したバヨネットカップリングの手段によりリングナット１２内で安定化する。この動作により、弾性ピン２４を部分の穴２８と位置合わせし、それらに押し込んで、シャンク１０をリングナット１２に確実に固定することができる。これにより、弾性ピン２４は、対向部２６の貫通穴２８と恒久的に係合し、貫通穴からそれぞれ突出して、円形クラウン３０上に形成された止まり穴３２にさらに嵌まり込み、固定の追加的な保証およびいかなる移動の可能性からも保護される。

次いで、成形半割リング１４，１６が取り付けられたシャンク１０、貫通穴２８および止まり穴３２に弾性ピンが挿入されたリングナット１２からなる組立品が、図５に示すように、工作機械の回転軸３８の内側に形成された座部に取り付けられる。アセンブリの組み立ては、リングナット１２を手動で時計回りに回転させることにより行われ、リングナット１２は、フロントまたはねじ付ヘッド４０にねじ込まれている。リングナット１２を反時計回りに回転させると、組立品のロックが解除され、取り外すことができる。

上記の説明から明らかなように、本発明が達成する利点は明らかである。

本発明の工具ホルダシャンクの制御された安定化装置は、工具ホルダシャンク１０を安定させ、それらが取り外されることなく回転することを可能にするためにリングナット１２に半径方向に挿入される合わせ釘の使用を含まないものである。弾性ピン２４を備えたリングナット１２の内部で実行されるこの安定化は、非常に効果的であり、偶然に合わせ釘そのものが緩み、リングナットから猛烈な力で振り飛ばされ、周囲に居る人々の安全と工作機械の完全性と操作の継続性の両方に深刻な危険をもたらす従来技術の危険を回避する。さらに、本発明の装置は、工具ホルダシャンクが軸方向の変位の可能性なしに、恒久的にその動作位置に留まることを保証する。

非限定的な例としてのみ与えられた、その実施形態の１つを特に参照して上記に記載された本発明にもかかわらず、多数の改変および変形は、上記説明を参照して当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、以下の特許請求の範囲および範囲内にあるすべての修正および変形を包含するものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 電動式または非電動式であり、ＥＲまたは他のタイプの固定が予め配置されている、各リングナット上の工具ホルダシャンクを制御して安定させるための工具ホルダシャンクの制御された安定化装置であって、
リングナット（１２）と、
接続手段により前記リングナット（１２）に接続される部位が前記リングナットの内部に配置されることが意図されている溝（１８）を外部に備える切頭円錐台形状の工具ホルダシャンク（１０）と、
を具備し、
前記接続手段は、外方および中央に突出して対向する突起を画定し、アーチ型凸面状の外形プロファイルをもつ成形凸部（２０）を形成する成形半割リング（１４，１６）に形成された少なくとも２つに形成された環状体からなる、ことを特徴とする工具ホルダシャンクの制御された安定化装置。
［２］ 前記成形半割リング（１４，１６）の前記成形凸部（２０）の各々の上に、弾性ピン（２４）を収容するのに適した前記成形半割リングの厚さ方向に延びる凹部（２２）がそれぞれ形成されており、前記成形半割リングが矩形状の断面を画定する、ことを特徴とする［１］に記載の装置。
［３］ 前記凹部（２２）は、前記成形半割リング（１４，１６）の中央に形成されていることを特徴とする［２］に記載の装置。
［４］ 前記リングナット（１２）は、前記工具ホルダシャンク（１０）の前記溝（１８）に配置された前記成形半割リング（１４，１６）の成形凸部（２０）を挿入して、前記工具ホルダシャンクの角回転後に前記リングナットでバヨネットカップリングを形成する対向部（２６）と下降領域（２６´）とが交互に形成されてなる一体化不連続円形クラウンを内部で画定する、ことを特徴とする［１］に記載の装置。
［５］ 前記成形半割リング（１４，１６）および前記工具ホルダシャンク（１０）を前記リングナット（１２）に堅固に接続するための弾性ピン（２４）の通過のための貫通穴（２８）が前記対向部（２６）にそれぞれ形成されていることを特徴とする［４］に記載の装置。
［６］ 前記リングナット（１２）は、前記対向部（２６）の後方に形成され、前記対向部（２６）の前記貫通穴（２８）と向き合いかつ位置合わせされた止まり穴（３２）を備えた前記一体化不連続円形クラウン（３０）を内部的に画定し、前記弾性ピン（２４）の前端部が前記止まり穴（３２）に隣接している、ことを特徴とする［５］に記載の装置。

10…工具ホルダシャンク、12…リングナット、14,16…半割リング、18…溝、
20…凸部、22…凹部、24…弾性ピン、26…対向部、26´…下降領域、28…貫通穴、
30…付加円形クラウン、32…止まり穴（めくら穴）、38…回転軸、40…フロントまたはねじ付ヘッド

Claims (5)

1. 電動式または非電動式であり、ＥＲ接続タイプまたは他の接続タイプの固定のために予め配置されている、各リングナット上の工具ホルダシャンクを制御して安定させるための工具ホルダシャンクの制御された安定化装置であって、
   リングナット（１２）と、
   接続手段により前記リングナット（１２）に接続される部位が前記リングナットの内部に配置されることが意図されている溝（１８）を外部に備える切頭円錐台形状の工具ホルダシャンク（１０）と、
   を具備し、
   前記接続手段は、外方および中央に突出して対向する突起を画定し、アーチ型凸面状の外形プロファイルをもつ成形凸部（２０）を形成する成形半割リング（１４，１６）に形成された少なくとも２つに形成された環状体からなり、
   前記成形半割リング（１４，１６）の前記成形凸部（２０）の各々の上に、弾性ピン（２４）を収容するのに適した前記成形半割リングの厚さ方向に延びる凹部（２２）がそれぞれ形成されており、前記成形半割リングが矩形状の断面を画定する、
   ことを特徴とする工具ホルダシャンクの制御された安定化装置。
2. 前記凹部（２２）は、前記成形半割リング（１４，１６）の中央に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記リングナット（１２）は、前記工具ホルダシャンク（１０）の前記溝（１８）に配置された前記成形半割リング（１４，１６）の成形凸部（２０）を挿入して、前記工具ホルダシャンクの角回転後に前記リングナットでバヨネットカップリングを形成する対向部（２６）と下降領域（２６´）とが交互に形成されてなる一体化不連続円形クラウンを内部で画定する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記成形半割リング（１４，１６）および前記工具ホルダシャンク（１０）を前記リングナット（１２）に堅固に接続するための弾性ピン（２４）の通過のための貫通穴（２８）が前記対向部（２６）にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記リングナット（１２）は、該リングナットの軸方向において前記対向部（２６）よりも後方に形成され、前記対向部（２６）の前記貫通穴（２８）と向き合いかつ位置合わせされた止まり穴（３２）を備えた円形クラウン（３０）を内部的に画定し、前記弾性ピン（２４）の前端部が前記止まり穴（３２）に隣接している、ことを特徴とする請求項４に記載の装置。

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