JPH08500781A - 回転工具アセンブリのバランスをとるための改良した装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高速回転工具アセンブリ（１）のバランスをとる装置と方法が提供され、ここでこの装置は、回転軸（１１）を有する回転工具ホルダ（３）、上記のホルダ（３）の回転軸（１１）を取り囲むロックリング（２３）を有する上記の回転工具ホルダ（３）内の切削工具保持装置（１３）、及び一対の軸方向に間隔を設けたバランス・リング（３５ａ、３５ｂ）を有し、ここで上記の一対のバランス・リングは上記の回転工具アセンブリ（１）全体のバランスをとるためのものであって、上記のロックリング（２３）を取り囲む支持面（３７）の周囲に回転可能に取り付けられ、上記の工具ホルダ（３）の回転軸（１１）の周囲で角位置を決めることができる。本発明の方法では、工具ホルダ（３）と切削工具（１７）のアンバランスを先ず判定し、次にリング（３５ａ、３５ｂ）をロックリング（２３）上の支持面（１１）の周囲で回転によって調整し、工具ホルダ（３）と切削工具に付いて判定した上記のアンバランスを相殺するアンバランスを発生する。次にこれらのバランス・リング（３５ａ、３５ｂ）をセットねじ（５０）によってアンバランスを中立化する位置に固定する。アセンブリ（１）の既存のロックリング（２３）上にバランス・リング（３５ａ、３５ｂ）を位置させることによって、本発明の装置を最小の機械加工と部品によって標準の回転工具ホルダに容易に改造することが可能になり、このことは有利である。

Description

【発明の詳細な説明】 回転工具アセンブリのバランスをとるための改良した装置と方法背景技術 本発明は、一般的に工具ホルダ、切削工具の保持装置、及びロックリングを有 する種類の回転工具アセンブリに関し、詳しくは、上記のロックリングの周囲に 回転可能に取り付けた一対のバランス・リングによってこのような回転工具アセ ンブリのバランスをとる装置と方法に関する。 回転工具のホルダ・アセンブリのバランスをとる機構は、従来技術で知られて いる。このような工具ホルダ・アセンブリの多くは、約１２，０００ｒｐｍの速 度で回転することができる。バランス機構がなければ、バランスのとれていない 高速の工具ホルダ内で発生する遠心力によって切削工具を振動させる可能性があ るため、このような回転工具アセンブリによって保持した切削工具の円滑で正確 な動作が非常に阻害され、この結果、次にむらのある切削動作が行われると共に 工具内に応力が発生し、その結果工具が早期に磨耗したりまたはこの工具の破損 さえ発生する可能性がある。 このような従来技術のバランス機構の動作には、通常切削工具を回転工具アセ ンブリに取り付けた後この回転工具アセンブリ内のアンバランスの量を測定する ステップと、次にバランス機構内の質量の位置を移動させて工具ホルダ内のアン バランスを中立化するステップの２つのステップがある。不幸なことに、多くの 欠点が、このような従来技術の設計の全てに関連して存在する。例えば、１つの 従来技術によるバランス機構では、バランスを達成するために、３本以上の半径 方向を向いたねじを工具ホルダの回転軸に対して内側または外側のいずれかにね じ込む。この機構は一般的にその意図した機能を達成することができるが、この 機構を構成する種々のねじを異なった量だけ正確に回さなければならないので、 その動作はしばしば面倒かつ困難である。この機構では、またより多くのねじを 追加しなければこれが補正することのできるアンバランスの量に限りがあり、こ れによって調整動作は更に複雑で面倒なものになる。他の種類の機構では、工具 のバランスを達成するために、回転する工具ホルダの軸を中心にして協働する開 放型のリングを回転させる。このような機構は、米国特許番号第４，０６６，１ ４４号に開示及びクレームされている。しかし、この機構で使用しているバラン ス・リングは共に機械的にリンクされ、独立して移動または調整することができ ず、これによってこの機構の汎用性が制限されている。更に、この特定の従来技 術のバランス機構は比較的複雑であり、従って製造するのにコストがかかる。 バランス機構の技術に於ける最近の実質的な進歩の１つは、回転工具アセンブ リの工具ホルダの円筒形の外周を取り囲む支持面に取り付けた独立して回転する 一対の支持リングによって構成する。このバランス機構は、ケナメタル社(Kenna metal Inc.)に譲渡された米国特許番号第５，０７４，７２３号に開示及びクレ ームされている。しかし、出願人はこのような機構でさえ改良することのできる 多くの分野を確認している。例えば、工具アセンブリの工具ホルダがバランス・ リングを収容するには、この工具ホルダの本体の長さはその回転軸に沿ってより 長くしなければならず、またこの本体は支持リングを回転可能に取り付けるため に取り囲む一対の支持面を有するのみならず、これらのバランス・リングを工具 ホルダのハウジングに固定するための保持リングもまた有さなければならない。 従って、この工具アセンブリの工具ホルダの部品は、バランス機構を収容するた めに特注しなければならない。このバランス機構を収容するために特別の寸法に 仕上げて機械加工した工具ホルダを設ける必要があり、その結果、得られるバラ ンスをとることのできる回転工具アセンブリは、工具ホルダを交換したりまたは このアセンブリの他の部品のいずれかを交換したりする必要なくバランス機構を 既存の工具アセンブリに取り付けることができる場合と比較して、より高価にな る。 明らかに、特注の工具ホルダを必要とすることなく回転工具アセンブリに取り 付けることのできる改良したバランス・リング型の機構に対する必要性が存在す る。理想的には、このようなバランス・リング機構は、既存の従来の回転工具ア センブリの主要部品のいずれも特別に製作する必要がなく且つこのアセンブリの 部品に対して最小量の機械加工を施すのみでこの既存の従来の回転工具アセンブ リに迅速且つ安価に取り付けることのできるものである。目的及び発明の開示 本発明の目的は、最小限の機械加工を行い最小数の部品を追加するだけで、回 転工具アセンブリの既存の構成部品に容易に取り付けることのできるバランス機 構を提供することである。 本発明の他の目的は、回転工具アセンブリの全体形状を大幅に変更することな く且つ標準のＡＮＳＩまたはＩＳＯの工具のエンベロープに対する要求を超える ことなく、回転工具アセンブリの既存の構成部品に対して一体的に改造を行うこ とのできるバランス機構を提供することである。 本発明の更に他の目的は、リングまたはその他の特別の部品を保持する必要な く、バランス機構がこのバランス機構に含まれているバランス要素を積極的に保 持する回転切削工具アセンブリ用のバランス機構を提供することである。 本発明の他の目的は、比較的安いコストで製作することのできる回転切削工具 アセンブリ用のバランス機構を提供することである。 本発明の更に他の目的は、上で述べた特性の回転切削工具のバランス・システ ムを提供することであり、ここでバランス・リングは、これらが等しく且つ釣り 合ったアンバランスを有するようにそれぞれ容易に製作することができるように 設計されている。 本発明の目的は、また関連する工具ホルダとこの工具ホルダ内に固定した一定 の切削工具のアンバランスに対応するように容易且つ正確に調整することのでき る回転工具アセンブリ用のバランス・システムを提供することである。 本発明の目的は、また工具アセンブリに組み込んだ場合、整然と整っていて障 害となる部分が存在しない外観を有する回転工具アセンブリ用のバランス機構を 提供することである。 本発明の更に他の目的は、バランス・リングが静かに動作する回転切削工具用 のバランス機構を提供することである。 一般的に言って、本発明は、従来技術に関連する欠陥を克服し、上述した目的 を満足する回転工具アセンブリと方法に関するものである。本発明の工具アセン ブリは、回転軸を有する回転工具ホルダ、切削工具をロックリングのような上記 のホルダ内に保持する手段であって、上記のホルダの軸をその回転軸の中心に限 定し、上記のホルダに脱着自在に接続でき、手でアクセスできる外面を有する上 記の保持手段、回転工具アセンブリ全体のバランスをとる一対のバランス・リン グであって、上記の工具ホルダの回転軸の周囲で手動によって角位置を設定する ことができるように上記のロックリングの外面の一部の周囲に回転可能に取り付 けた上記の一対のバランス・リング、及び上記の工具ホルダの上記の回転軸に対 して所望の角位置に上記のバランス・リングを固定する手段によって構成する。 このバランス機構を既存の工具ホルダ・アセンブリの従来のロックリングに取 り付けると、米国特許Ｎｏ．５，０７４，７２３号に開示されている設計に於い て要求されている特注の工具ホルダの必要がなくなるばかりでなく、このような アセンブリのロックリングは比較的大型でより重量のある工具ホルダと比較して 取り外して処理を加え機械加工を行うのが比較的より容易であるので、既存の工 具ホルダ・アセンブリ上に取り付けたバランス機構を改造するのに便利である。 これらのバランス・リングはロックリングを取り囲んでいる支持面の周囲に回 転可能に取り付けるのが好ましい。この面は円錐台の形状に形成するのが好まし く、これらのバランス・リングはこの円錐台形の面のテーパに沿って限定された 程度に滑動によって移動し、その結果、ロックリングをねじ込んでこれが回転工 具ホルダと係合した場合にこのロックリングが反力によって経験するいずれの半 径方向の拡開とも関係なく、これらのバランス・リングは、溝の周囲で自由に回 転することのできる状態にある。この滑動による移動を更に助長するため、ロッ クリングの円錐台形の支持面のテーパの角度は、工具ホルダの回転軸に対して少 なくとも２゜であり、好ましくは２゜と７゜の間である。更に、各バランス・リ ングはロックリングの支持面と同一の角度で円錐台形のテーパを付けた内部の環 状面を有している。 工具ホルダに対して所望の角位置にバランス・リングを固定する固定手段は、 円錐台形の支持面内に形成した一対の軸方向に間隔を有するＶ溝と、各リング内 でねじによって係合するセットねじの組み合わせを有し、上記のセットねじの一 端は上記の溝の内部に延びてこの溝と係合することができる。これらの各セット ねじの端部は円錐形状に形成し、ロックリングを工具ホルダの端部の周囲に締め 付けた場合にリングが円錐台形の支持面のより小さい外径に向かって行う滑動に よるいずれの軸方向の移動にも関わらす、これらのセットねじはそれぞれのＶ溝 の壁部と良好な係合を行うのが好ましい。セットねじをＶ溝内に捕捉することに よって、バランス・リングを簡単に回転可能に有利に取り付けることができ、こ れによって、これらのねじを僅かに緩めた状態にすると、これらのバランス・リ ングの角度を手動で調整することができる。その後、これらのねじを締めてリン グを所望の角位置に固定する。各セットねじのシャンクは圧縮可能部分を有し、 その結果、工具ホルダを高速で回転させた場合に遠心力の負荷によって更に発生 するロックリングの半径方向の拡開にも関わらず、これらのねじはそのそれぞれ のバランス・リングを引き続き固定する。 本発明は、回転軸を有する回転工具ホルダと上記のホルダ内に切削工具を保持 するロックリングのような工具ホルダに対して取り外し可能に接続することので きる手段を有する種類の既存の工具ホルダ・アセンブリのバランスをとる改良し た方法を更に包含している。本発明の方法は、ロックリング上に支持面を設ける ことによってこのロックリングの外面の周囲に一対のバランス・リングを先ず回 転可能に取り付けるステップによって構成され、このロックリングは円錐台の形 状に形成することができる。この方法の次のステップでは、切削工具を回転工具 ホルダ内に取り付け、ロックリングによってこの工具をホルダ内に固定する。次 に、工具ホルダ・アセンブリ内のアンバランスの量を取り付けた切削工具と共に このアセンブリを回転することによって判定する。次に、これらのリングによっ て与えられた偏心質量が工具ホルダ・アセンブリと切削工具の組み合わせによっ て形成された偏心質量に対向してこれを中立化する迄、これらのバランス・リン グを回転させて位置決めすることによって、このアンバランスを中立化する。こ の方法の最後のステップでは、これらのセットねじを半径方向にねじ込み、これ らのねじをそれぞれのＶ溝の壁部と摩擦によって係合させることにより、バラン ス・リングを中立の位置に固定する。図面の簡単な説明 第１図は、バランス機構をそのロックリング上に取り付けた本発明の回転工具 アセンブリの側部断面図である。 第２図は、本発明の回転工具アセンブリを使用したロックリングの側部断面図 であり、バランス機構の支持リングを取り付けた環状の凹部を示す。 第３図は、第２図の線３−３に沿って示すロックリングの正面図である。 第４図は、バランス機構のバランス・リングを収容するためにロックリング内 に形成した環状の凹部の詳細を示す第２図の円の領域の拡大である。 第５図は、バランス機構のバランス・リングの１つの側部断面図である。 第６図は、第５図の線６−６に沿って示すバランス・リングの正面図である。 第７図は、バランス・リングをその中に回転可能に取り付けた第４図に示すロ ックリングの環状の凹部の拡大図である。 第８図は、バランス機構のバランス・リングの１つとその各セットねじの拡大 分解斜視図である。 第９図は、第８図に示すバランス・リングのセットねじの分解斜視図である。発明を実施するための最良の形態 第１図を参照して、ここにある全ての参照番号は、幾つかある図の全てを通し て同一の構成部品を示し、本発明の回転工具アセンブリ１は、一般的に工具ホル ダ３に回転可能に工具を固定するための脱着自在に接続可能なロックリング２３ とこのロックリング２３の周囲に取り付けて回転工具アセンブリ１全体のバラン スをとるバランス機構３３を有する上記の工具ホルダ３によって構成する。 工具ホルダ３は、回転駆動機構（図示せず）内に受け入れ可能な円錐形の上端 部７と回転可能工具を受け入れて固定する一般的に円筒形の下端部９を有する鋼 製のハウジング５を有する種類の従来の回転工具ホルダでよい。上端部及び下端 部７と９は、この円錐形の上端部７を上述の回転駆動機構によって受け入れるこ とのできる最大の範囲を決める円形のフランジ１０によって分割する。使用する 場合、このハウジング５の上端部及び下端部７と９は、図示のように軸１１を中 心にして回転する。ハウジング５の下端部９は、図示のように下端部９の最底部 で終了する中央に配設した孔１２を有する。この孔１２は、中央に配設した凹部 １５を有する従来のコレット１３を受け入れ、この凹部１５は次にドリルのよう な回転可能工具１７のシャンクを保持する。ハウジング５の下端部９の外面１９ は円筒形に見えるが、これは実際には僅かにテーパをつけた円錐台形の面であり 、この面の外径はハウジング５の底部に向かって小さくなっている。 さて第２、３及び４図を参照して、回転工具アセンブリ１のロックリング２３ は、一般的に円筒形の外面２５と工具ホルダのハウジング５の円筒形の下端部９ の円錐台形の面の形状を補完する円錐台形の内面２７を有する。複数の傾斜ロー ラ２９（これらの内の２本のみを第１図に示す）をロックリング２３の内面と工 具ホルダのハウジング５の下端部９の外面１９の間に配設する。これらのローラ ２９は回転工具アセンブリ１の回転軸１１に対して平行ではなく、その代わりこ の軸１１に対して僅かに傾斜している。このような傾斜の方向によって、ロック リング２３は、これを工具ホルダのハウジング３に対してねじのように時計方向 または反時計方向に回転させると、この工具ホルダのハウジング３の下端部９上 を前進または後退する。ロックリング２３が第１図に示す位置で工具ホルダのハ ウジング３の下端部９上を前進する場合、これは円筒形の孔１２の壁部を半径方 向内側に圧縮し、摩擦によって工具保持コレット１３を係合し、その結果、回転 可能工具１７は、工具ホルダ３のハウジングに堅固に固定される。 さて第４、５及び６図を参照して、バランス機構３３は、ロックリング２３の 上端部に設けた支持面３７上に一列に軸方向に間隔を開けて配設した一対のバラ ンス・リング３５ａ、３５ｂを有する。この支持面３７は、実際には、間もなく 明らかになる目的のため、ロックリング２３の回転軸１１に対して２゜と７゜の 間テーパ角Ｔ１を有する円錐台形の面である。この支持面３７は、ロックリング ２３上にこれらのバランス・リング３５ａと３５ｂを保持しすることとこれらの バランス・リングを回転軸１１に対して所望の角位置に固定することの両方のた めに軸方向に間隔を有する２つのＶ字形の溝３８ａ、３８ｂを有する。これらの 各Ｖ溝３８ａ、３８ｂは角度Ａで交差する一対の壁部から形成し、この角度Ａは 好ましくは９０゜であるが、４０゜迄小さくてもよい。その底端部に於いて、こ の支持面３７は環状の壁部３９内で終了している。この環状の壁部３９と支持面 ３７が一緒になってロックリング２３内に環状の凹部４０を形成し、この凹部の 形状は実質的に２つのバランス・リング３５ａ、３５ｂの形状を補完するもので ある。環状の溝４０とバランス・リング３５ａ、３５ｂとの寸法をこのように補 完するように定める結果、バランス機構３３は、その形状またはプロフィルを大 きく変更することなく、ロックリング２３（これは従来の標準ロックリングであ るのが好ましい）内に収容することができ、これによって次にその寸法がＡＮＳ ＩまたはＩＳＯによって設定されているのような工業標準の工具エンベロープ内 にある回転工具アセンブリ１を有利に設けることができる。ロックリング２３内 にこのような環状の凹部４０を使用することによって、従来の工具アセンブリの バランス機構の改造が更に容易になる。 さて第５、６及び８図を参照して、各バランス・リング３５ａ、３５ｂは、回 転工具アセンブリ１のバランスの調整を希望する場合、ロックリング２３の支持 面３７上を摺動して移動可能な内部の環状の壁部４２を有している。この内部の 環状の壁面４２はその回転軸１１に対して円錐台の形状を有し、この円錐台形の 内部の環状の壁部４２のテーパの角度Ｔ２は、前に論じたロックリング２３上の 支持面のテーパ７と同様の２゜乃至７゜である。この内部の環状の壁部４２は、 バランス機構３３の調整を希望する場合、これを支持面３７の周囲で手によって 回転することができるように、機械加工及び研磨するのが好ましい。これらの各 バランス・リング３５ａ、３５ｂは、更に外部の環状の壁部４４を有している。 特に図示しないが、この外部の環状の壁部４４は、バランスの調整を行う場合、 バランス・リング３５ａ、３５ｂを把持して回転することができるように隆起部 または目の粗い表面を有することができる。 第８図で最も明らかなように、各バランス・リング３５ａ、３５ｂは、その側 面の一方に沿って環状に間隔を設けた３つ以上の孔４６ａ、４６ｂ、４６ｃを有 する。これらの孔４６ａ、４６ｂ、４６ｃを設けることによって、リングの周囲 の質量の分布が不均一になり、これによって、回転工具アセンブリ１を回転する と、各リング３５ａ、３５ｂはこの回転工具アセンブリ１に偏心負荷を加えるこ とになる。バランス・リング３５ａ、３５ｂの両方に存在するこれらの孔４６ａ 、４６ｂ、４６ｃの寸法は、このアセンブリを動作する場合、正確に同一の偏心 負荷が各バランス・リング３５ａ、３５ｂによって回転工具アッセンブリに加え られるように、決定する。従って、これらの２つのバランス・リング３５ａ、３ ５ｂの各々の３つの孔４６ａ、４６ｂ、４６ｃを相互に対向するように１８０゜ 回 転させると、これら両方のリング３５ａ、３５ｂによって回転工具アセンブリ１ に加えられる正味の偏心負荷は全体としてゼロになる。逆に、各リングのこれら の３つの孔４６ａ、４６ｂ、４６ｃ孔を共に整合させると、回転工具アセンブリ １を回転させた場合、これら２つのバランス・リング３５ａ、３５ｂによってこ のアセンブリ１に加えられる偏心負荷は２倍になる。勿論、各リング３５ａ，３ ５ｂの３つの環状の孔４６ａ、４６ｂ，４６ｃをゼロと１８０゜の間のいずれか に対向して載置することによって、バランス・リング３５ａ、３５ｂのいずれか により回転工具アセンブリに加えることのできる偏心負荷をゼロと２倍の間のい ずれかで得ることができる。リング３５ａ，３５ｂが回転工具アセンブリ１に加 える偏心負荷が不均衡状態に起因してこの回転工具アセンブリ１に存在する何ら かの偏心負荷と等しいが逆の場合、この回転工具アセンブリ１内の偏心負荷は中 立化され、従って工具１はバランスがとれる。 さて第７、８及び９図を参照して、各バランス・リング３５ａ、３５ｂは、中 央の質量削減孔４６ｂから１８０゜反対側に配設されねじを切った孔４８を有し ている。このねじを切った孔４８はセットねじ５０を受け入れ、このセットねじ ５０は、その中間部分全体に形成されねじを切ったシャンク部５２、その最外端 部に位置する六角形の凹部５４、及びその最内端部に位置するエネルギー蓄積部 ５５と円錐頭部５６を有する。円錐頭部５６のテーパは各Ｖ溝３８ａ、３８ｂの テーパ角Ａとほぼ等しく、ここでＡは約９０゜であるのが好ましい。更に、先端 部５８は第９図に示すように僅かに丸みを帯びているのが好ましく、一方各Ｖ溝 ３８ａ、３８ｂの最下部は、第４図から最もよく分かるように、同様に僅かに丸 みを帯びている。セットねじ５０の先端部５８とＶ溝３８ａ、３８ｂの最下部を ６０を丸くすることによって、支持面３７に対してリング３５ａ、３５ｂが軸方 向により多くの量だけ移動しても、ねじ５０とＶ溝３８ａ、３８ｂの間でより良 好な係合を行うことが可能になる。 本発明の方法では、アセンブリ１と組み合わせて使用しようとする回転可能工 具１７は、第１図に示すように、先ずコレット１３の孔１５に取り付ける。次に 、アセンブリ１のロックリング２３を工具ホルダ３に対して回転し、その結果、 傾斜ローラ２９によってこのロックリング２３は工具ホルダのハウジング５下端 部 ９の最底部からねじによって緩められる。工具ホルダのハウジング５の下端部９ からこのようにロックリング２３を後退させることによって、ロックリング２３ がハウジング５に加えている半径方向の圧縮力からこの下端部９を開放し、これ によって、円筒形の孔１２の壁部が半径方向外側に拡開することができる。次に 、コレット１３を拡開した孔１２挿入し、ロックリング２３を回転してこれを第 １図に示す位置に戻し、これによって次にこの円筒形の孔の壁部がこのコレット １３の外面の周囲に摩擦によって堅固に係合するように、この壁部を半径方向に 圧縮する。 ロックリング２３を第１図に示す位置に上方向にねじ込む直前に、各バランス ・リング３５ａ、３５ｂのセットねじ５０を十分緩めるが、これはこれらの各リ ング３５ａ、３５ｂを支持面３７の周囲で自由に手で回転することができる程度 に緩めるものであり、これらのねじ５０の円錐頭部５６の係合がその各Ｖ溝３８ ａ、３８ｂから完全に外れる程度にまで緩めるものではない。もしこのような程 度にまでこれらのねじ５０を緩めれば、次にリング３５ａ、３５ｂがロックリン グ２３から外れる可能性が生じる。ロックリング２３を第１図に示す最上部の位 置にねじ込んだ後、各バランス・リング３５ａ、３５ｂに存在する３つの質量削 減孔が相互に１８０゜逆になるようにこれらのバランス・リング３５ａ、３５ｂ を手で回転する。次に各バランス・リング３５ａ、３５ｂのセットねじを内側に 回転してこれらのバランス・リング３５ａ、３５ｂをこの位置に固定する。 ロックリング２３を第１図に示す位置にねじ込んだ後、ロックリング２３の壁 部に対して工具ホルダのハウジング５の下端部９の円筒形の壁部から加えられた 反力によって、このロックリングが若干半径方向に拡開し、これによって次に支 持面３７の外径が若干大きくなる。しかし、各バランス・リング３５ａ、３５ｂ のセットねじ５０がこの時点では緩んだ状態にあり、且つ支持面３７とこれらの リング３５ａ、３５ｂの内部の環状の壁部４２には前に説明したように僅かに円 錐台形のテーパが付けてあるので、これらのリング３５ａ、３５ｂは、この半径 方向の拡開に応答して工具ホルダ３の円錐形の上端部５０に向かって短い距離だ け単に上方向に滑動するだけである。このような支持面３７の半径方向への拡開 によって各セットねじ５０の円錐形の頭部５６の先端部５８はその各溝３８ａ、 ３８ｂの最下部６０との整合から僅かに外れるが、第７図に示すように、Ｖ溝の 壁部と円錐形の頭部５６の実質的に補完し合う９０゜のテーパによってこれらの セットねじ５０の頭部５６がそれらの各Ｖ溝３８ａ、３８ｂの右側の壁部と確実 に係合することが可能になる。セットねじ５０の先端部５８とＶ溝３８ａ、３８ ｂの最下部６０の間に生じるこのような若干の不整合にもかかわらず、かかる係 合によって、バランス・リング３５ａ、３５ｂは回転軸１１に対して所望の角位 置に確実に固定される 本発明の方法の次のステップでは、工具ホルダ３、コレット１３、回転可能工 具１７、ロックリング２３、及びバランス機構３３（中立の位置に設定した場合 の）の組み合わせによって形成した回転質量システムのアンバランスを判定する 。これは、アメリカン・ホフマン社(American Hofmann)の製造するツール・ホル ダ・バランサ、モデルＮｏ．ＭＴ−５０のような市販の装置によって行うことが できる。このような装置は、アンバランスを生じる偏心負荷の大きさばかりでな くこのアンバランスな偏心負荷の角位置も判定する。この方法の次のステップで は、バランス・リング３５ａ、３５ｂのセットねじ５０を緩め、次に回転工具ア センブリ１内にアンバランス状態を発生する偏心負荷と大きさは同一であるが角 位置が逆の偏心負荷をこのアセンブリ１に印加する角位置にこれらのバランス・ リングを手動で別々に回転し、これによって効果的にこのアンバランス状態を中 立化し、このアセンブリ１のバランスをとる。次に、再び第７図に示すように、 セットねじ５０を内側にねじ込み、アセンブリ１内の角度的なアンバランスを中 立化するのが好ましい角位置にバランス・リング３５ａ、３５ｂを固定する。 本発明の方法を、ロックリング２３を有する種類の従来の回転工具アセンブリ に適用する場合、この方法は、ロックリング２３の上端部の周囲に環状の凹部４ ０をカットするステップ、この環状の凹部４０の周囲の壁部の周りに前に説明し たような軸方向に間隔を設けたＶ溝３８ａ、３８ｂを有する僅かに円錐台形の方 向を向いた支持面３７を機械加工するステップ、及び次に工具ホルダ３のハウジ ング５に回転可能な工具１７を取り付けるステップの前に支持面３７上にバラン ス・リング３５ａ、３５ｂを取り付けるステップを更に有する。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 立化する位置に固定する。アセンブリ（１）の既存のロ ックリング（２３）上にバランス・リング（３５ａ、３ ５ｂ）を位置させることによって、本発明の装置を最小 の機械加工と部品によって標準の回転工具ホルダに容易 に改造することが可能になり、このことは有利である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）回転軸を有する回転工具ホルダ； （ｂ）切削工具を上記のホルダ内に保持する手段であって、上記のホルダの軸 をその回転軸の中心に限定し、上記のホルダに脱着自在に接続でき、手でアクセ スできる外面を有する上記の保持手段； （ｃ）回転工具アセンブリ全体のバランスをとる一対のバランス・リングであ って、上記の工具ホルダの回転軸の周囲で手動によって角位置を設定することが できるように上記の保持手段の外面の一部の周囲に回転可能に取り付けた上記の 一対のバランス・リング；及び （ｄ）上記の工具ホルダの上記の回転軸に対して所望の角位置に上記のバラン ス・リングを固定する手段； によって構成されることを特徴とする回転工具アセンブリ。 ２．上記の回転工具ホルダは一端に上記の切削工具の端部を受け入れる凹部を 有し、上記の保持手段は上記の回転工具ホルダを取り囲んで上記の端部を上記の 回転軸に対して半径方向に圧縮し、上記の凹部を締め付けて上記の受け入れた切 削工具をそこに保持するロックリングを有することを特徴とする請求の範囲第１ 項記載の回転工具アセンブリ。 ３．上記の各バランス・リングは他のバランス・リングから独立して回転可能 であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転工具アセンブリ。 ４．上記の保持手段は、また上記の回転工具ホルダの上記の凹部と共に受け入 れ可能なコレットをまた有することを特徴とする請求の範囲第２項記載の回転工 具アセンブリ。 ５．（ａ）回転軸を有する回転工具ホルダ； （ｂ）切削工具を上記のホルダ内に保持する手段であって、上記のホルダは上 記のホルダの回転軸を取り囲み、上記のホルダに脱着自在に接続できるロックリ ングを有する上記の手段； （ｃ）回転工具アセンブリ全体のバランスをとる一対の軸方向に間隔を有する バランス・リングであって、上記の工具ホルダの回転軸の周囲でその角位置を設 定することができるように上記のロックリング手段の外面の一部の周囲に回転可 能に取り付けた上記の一対のバランス・リング；及び （ｄ）上記の工具ホルダの上記の回転軸に対して所望の角位置に上記のバラン ス・リングを固定する手段； によって構成されることを特徴とする回転工具アセンブリ。 ６．上記のロックリング手段の上記の外面部分は円錐台形に形成され、上記の バランス・リングは上記の円錐台形の面のテーパに沿って滑動することによって 移動可能であり、その結果、上記のバランス・リングは上記の面がいずれの半径 方向に拡開することに関係なく上記の回転軸を中心にした角位置を決めることが できることを特徴とする請求の範囲第５項記載の回転工具アセンブリ。 ７．上記の固定手段は、上記の円錐台形の面内に一対の軸方向に間隔を有する 溝、及び上記の各リングとねじによって係合し、上記の溝の１つの内部に延びて 当該溝と係合することのできる端部を有するセットねじを有することを特徴とす る請求の範囲第６項記載の回転工具アセンブリ。 ８．上記のセットねじの上記の端部は上記のロックリングの周囲でそのそれぞ れのリングに回転可能に取り付けられ、上記のリングを上記の所望の角位置に固 定することを特徴とする請求の範囲第７項記載の回転工具アセンブリ。 ９．上記の溝はＶ形の溝であり、各セットねじの端部は円錐形に形成され、上 記の表面の半径方向の拡開に応答して上記のリングの滑動による軸方向の移動の 便宜をはかることを特徴とする請求の範囲第８項記載の回転工具アセンブリ。 １０．上記のＶ溝のテーパの角度は上記の工具ホルダの回転軸に対して垂直の 面に対して少なくとも４０゜であり、各セットねじの円錐形の端部のテーパの角 度はそのそれぞれのＶ溝のテーパの角度と実質的に同一であることを特徴とする 請求の範囲第９項記載の回転工具アセンブリ。 １１．各リングは上記の工具ホルダの回転軸に対して半径方向を向きねじを切 った孔を有し、各セットねじは上記の孔の１つの中に受け入れ可能なねじを切っ たシャンクを有することを特徴とする請求の範囲第１０項記載の回転工具アセン ブリ。 １２．上記の各セットねじの上記のねじを切ったシャンクは圧縮可能であり、 その結果、上記のねじは、上記のリングの遠心力による負荷に関わらずそれぞれ のリングをそのそれぞれのＶ溝内の選択された角位置に固定し続けることを特徴 とする請求の範囲第１１項記載の回転工具アセンブリ。 １３．上記のロックリング手段の上記の円錐台形の外面部分のテーパの角度は 、上記の工具ホルダの回転軸に対して２゜と７゜の間であることを特徴とする請 求の範囲第６項記載の回転工具アセンブリ。 １４．上記の各バランス・リングは上記のロックリング手段の上記の外面部分 と同一の角度で円錐台形にテーパを付けた内部の環状面を有し、その面上での滑 動による移動を可能にすることを特徴とする請求の範囲第６項記載の回転工具ア センブリ。 １５．回転軸を有する回転工具ホルダと切削工具を上記の工具ホルダ内に保持 するために上記の工具ホルダに脱着自在に接続することのできるロックリング手 段を有する種類の改良型回転工具アセンブリに於いて、上記の改良点は； 上記の回転工具アセンブリ全体のバランスをとるために上記のロックリング手 段の外面の一部の周囲に回転可能に取り付けた軸方向に間隔を有する一対のバラ ンス・リングによって構成されることを特徴とする改良型回転工具アセンブリ。 １６．上記の回転工具ホルダは上記の切削工具を受け入れる開口部を有し、上 記のロックリング手段は上記の開口部の寸法を圧縮することによって小さくし、 その結果、上記の開口部を形成する壁部は摩擦力によって上記の切削工具を上記 の開口部内に固定することを特徴とする請求の範囲第１５項記載の改良型回転工 具ホルダ。 １７．上記のロックリング手段の上記の外面部分は円錐台形に形成され、上記 のバランス・リングは上記の円錐台形の面のテーパに沿って滑動することによっ て移動することができ、その結果、上記のロックリング手段が上記の回転工具ホ ルダに加える圧縮負荷の結果として発生する上記の面のいずれの半径方向の拡開 にも関わらず上記のバランス・リングは回転可能な状態にあることを特徴とする 請求の範囲第１６項記載の改良型回転工具ホルダ。 １８．上記の改良点は、上記のバランス・リングを上記の円錐台形の面上に回 転可能に取り付け、上記の工具ホルダの回転軸に対して選択した角位置に上記の リングを固定する手段によって更に構成されることを特徴とする請求の範囲第１ ７項記載の改良型回転工具ホルダ。 １９．上記の回転可能な取り付け手段は、上記の円錐台形の面内に一対の軸方 向に間隔を有する溝と、セットねじが第１位置にある場合上記のリングを上記の 面上に回転可能に固定すると共に上記のセットねじが第２位置にある場合上記の リングを所望の角位置に固定するために上記の各リングと関連する１つのセット ねじを有することを特徴とする請求の範囲第１８項記載の改良型回転工具ホルダ 。 ２０．上記の溝はＶ溝であり、上記のセットねじは各々上記のＶ溝の１つの内 部で係合可能な円錐形の端部を有することを特徴とする請求の範囲第１９項記載 の改良型回転工具ホルダ。 ２１．上記の工具ホルダは、駆動工具用の円錐形の凹部の壁部内に受け入れ可 能であり当該壁部に固定することのできる円錐形の端部を有する種類であること を特徴とする請求の範囲第１５項記載の改良型回転工具ホルダ。 ２２．上記のロックリングは上記のロックリング手段を受け入れる外部の環状 の壁部を有する管状の端部と上記の工具受け入れ開口を形成する内部の環状の壁 部を有し、上記のロックリング手段は上記の外部の環状の壁部を半径方向に圧縮 し、上記の内部の環状の壁部によって形成した上記の開口部の寸法を半径方向に 縮小することを特徴とする請求の範囲第１６項記載の改良型回転工具ホルダ。 ２３．各セットねじは、上記のねじと関連する上記のリングに加えられた遠心 力の負荷に関わらず上記のねじの端部がその各Ｖ溝と係合状態にあることを可能 にする圧縮シャンク部を有することを特徴とする請求の範囲第２０項記載の改良 型回転工具ホルダ。 ２４．（ａ）切削工具を受け入れる開口部を形成する管状の端部を有する長尺 の回転工具ホルダであって、その長手方向の軸を中心に回転可能である上記の回 転工具ホルダ； （ｂ）上記の工具ホルダの上記の管状の端部を取り囲み、工具を開口部の中に 固定するために上記の工具を受け入れる上記の開口部の寸法を圧縮することによ って小さくするロックリング手段； （ｃ）回転工具アセンブリ全体のバランスをとるための軸方向に間隔を設けた 一対のバランス・リングであって、上記のロックリング手段の外面の一部の周囲 に回転可能に取り付けた上記の一対のバランス・リング；及び （ｄ）上記のホルダの上記の長手方向の軸に対して所望の角位置に上記のバラ ンス・リングを固定する手段； によって構成されることを特徴とする回転工具アセンブリ。 ２５．上記の各バランス・リングによって上記の工具ホルダの回転軸に対して 偏心質量を与えることを特徴とする請求の範囲第２４項記載の回転工具アセンブ リ。 ２６．回転軸を有する回転工具ホルダと上記の工具ホルダ内に切削工具を保持 するために上記のホルダに取り付け可能な手段を有する種類の工具ホルダ・アセ ンブリのバランスをとるための改良した方法に於いて、上記の方法は： （ａ）一対のバランス・リングの回転軸が上記のホルダの回転軸と一致するよ うに上記のリングを上記の保持手段の外面の周囲に回転可能に取り付けるステッ プ； （ｂ）上記の回転工具ホルダ内に切削工具を取り付けるステップ； （ｃ）上記の切削工具を取り付けた後上記の工具ホルダ・アセンブリの組み合 わせ内のアンバランスの量を判定するステップ； （ｄ）上記の工具ホルダ・アセンブリ内のアンバランスが中立化する迄上記の バランス・リングを回転によって位置決めするステップ：及び （ｅ）上記のバランス・リングを上記の中立位置に固定するステップ； によって構成されることを特徴とする方法。 ２７．上記の保持手段はロックリングであり、上記のバランス・リングを回転 可能に受け入れるために上記のロックリング内に溝を形成するステップを更に有 することを特徴とする請求の範囲第２６項記載の方法。 ２８．上記の溝は円錐台形に形成し、その結果、上記のバランス・リングは、 上記のロックリングが受けるいずれの半径方向の拡開にも関わらず、角位置を決 めることができることを特徴とする請求の範囲第２７項記載の方法。