JPH08503170A - 工具用クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 クランプ装置（１）は、内部クーラント供給部を備えた例えばドリルビット、ミリングカッタ、スクリュタップ、リーマ等のためのコレットチャック（２）又はクランピングスリーブ（１３）を有している。工具軸（５）及びコレットチャック又はクランピングスリーブのハウジング（４）の機械側で開口する半径方向スロット（７）及び／又は中間スロット（１４）、及び／又は工具側で開口するスロット（８）の非貫通部（９，１１，１５ａ，１５ｂ）は、クーラントのバリヤを形成するように配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】 工具用クランプ装置 本発明は工具軸と工具の間のクランプ装置に関する。特に、本発明は内部クー ラント供給部を備えた切削工具用クランプ装置に関する。 工作機械（ボール盤、フライス盤、旋盤）における主として金属の切削は切削 工具を使用して行われ、工具の寿命を向上しその切削能力を改良するために、ク ーラントが工具軸の穴を通して切削刃に直接供給される。 このような切削工具は通常丸い軸を有し、該丸軸はコレットチャックや弾性の ためにスロットが設けられたクランピングスリーブによって工具ホルダの中にク ランプされ、これにより捩れに対して固定される。内部クーラント供給部を備え たこれらの工具は４０，０００ｒｐｍの速度で容易に回転させることができるの で、作用部分の冷却を高めることが必要である。冷却を高めるためには、クーラ ントが注入される圧力を５０バール以上に増加する。今、仮に内部クーラント供 給部を備えた工具がコレットチャック又はクランピングスリーブによって工作機 械に接続されると、冷却流体の大部分がコレットチャック又はクランピングスリ ーブのスロットを介して失われる。 これを防止するために、従来、チャック能力が失われるけれどもコレットチャ ック又はクランピングスリーブのスロットにゴムのような弾性化合物を充填した り、テンショニングナットをワッシャー、固定シールリング、パッキンによって シールしたり、コレットチャック又はクランピングスリーブのスロットに特別に 設けられた穴にゴム製のペグ（くぎ）を挿入していた。これらの技術は、全ての 軸すなわち工具軸に対してそれらに対応する径を有するワッシャーや利用可能な パッキンがなければならないし、シールリングやゴム製ペグが今日の冷却流体の 高い圧力においてもはやシールを形成するようなことはなく、種々のクーラント に攻撃されるという問題がある。しかし、これらの技術の最大の問題は、シール すべきコレットチャックやクランピングスリーブに追加の部材が必要であるとい うことである。 したがって、本発明の目的は、１５０気圧（ａｔｍ）までの高い圧力において も工具からの流体の流出に対して完全なシールを形成し、その弾性を実質的に保 有するとともに、シール部材を付加することなく効果的であり、従来の工具にお いても使用することができるクランプ装置を提供することにある。 最初に述べた型式の装置において、前述の目的は、半径方向スロット又は中間 スロットの非貫通部が一方では工具軸に固定され、他方では少なくとも部分的に コレットチャック又はクランピングスリーブのハウジングに固定されて、工具軸 とコレットチャックハウジングとともにクーラントのバリヤを形成するようにし た本発明によるコレットチャック又はクランピングスリーブにより達成される。 コレットチャック又はクランピングスリーブの外面に作用する半径方向圧力、又 は円錐形コレットチャックの場合におけるテンショニングナットによる軸方向圧 力は、工具軸、コレットチャック又はクランピングスリーブ、及びコレットチャ ック又はクランピングスリーブのハウジングの間のメタル−メタルの耐クーラン トシールを形成し、これにより加圧されたクーラントはこの目的のために工具軸 に設けられた穴を介して工具方向にのみ逃れることができる。 代案として、機械側で開口するスロットを備えた実施例は、両側で閉じられた 中間スロットを使用することによって避けることができる。また、この実施例で は、クーラントはこの目的のために工具軸に設けられた穴を介して切削工具方向 にのみ逃れることができる。 スロットがコレットチャックの両側から交互に切り込まれていることに目立っ た特徴を有する２重スロットのコレットチャックを使用することが好ましい。し かし、中間スロットすなわちコレットチャック又はクランピングスリーブの両端 で閉じられたスロットを備えたコレットチャックを使用することも可能である。 有利な点は、そのようなコレットチャック又はクランピングスリーブは切削工具 側で開口するスロットを有するだけであり、開口したスロットがないためにもは や機械側での緊迫した問題はないことにある。これらのコレットチャック又はク ランピングスリーブの弾性を改良するために、それらにアウトフローを付加的に 設けることが大いに可能である。 コレットチャック又はクランピングスリーブは強化ばね鋼、工具鋼、又はベリ リウムブロンズで形成されているので、機械的又は油圧的な圧力が作用すると半 径方向スロットによりある程度の弾性が付与される。それらの形状は、円筒形又 は円錐形、２重円錐形又は円錐形／円筒形の組み合わせとすることができる。 コレットチャック又はクランピングスリーブは、工具軸が小径であるならば機 械側端に穴を有することができるが、これはより大きな径の工具軸の場合は通常 必要でない。 次に、実施例を図面を参照して詳細に説明する。 図１は穴のない円錐形のコレットチャックからなるクランプ装置の断面図であ る。 図２は穴のある円錐形のコレットチャックからなるクランプ装置の断面図であ る。 図３は油圧クランプを備えた円筒形のクランピングスリーブからなるクランプ 装置の断面図である。 図４ａは円筒形のクランピングスリーブの側面図である。 図４ｂは図４ａの円筒形のクランピングスリーブの正面図である。 図５ａは円錐形のコレットチャックの側面図である。 図５ｂは図５ｂの円錐形のコレットチャックの正面図である。 図１は、円錐形のコレットチャック（２）を有するクランプ装置（１）を示す 。コレットチャック（２）はテンショニングナット（３）によってコレットチャ ックハウジング（４）に固定されている。テンショニングナット（３）が締め付 けられると、前記コレットチャック（２）は円錐形コレットチャックハウジング （４）に次第に押し込められ、工具軸（５）に軸方向圧力を及ぼす結果、該工具 軸（５）はコレットチャックハウジング（４）に固定される。工具軸（５）は内 部クーラント供給のための穴（６）を有している。機能的に要求されるコレット チャック（２）の弾性はコレットチャック（２）の半径方向スロット（７，８） によって達成される。いくつかのスロット（７）はコレットチャック（２）の機 械側で切り込まれ、いくつかのスロット（８）は工具側で切り込まれている。こ れらのスロットは、最良の可能な限りの弾性が達成され、最大の可能な限りのク ランプ 力が工具軸（５）に伝達されるように形成されるのが好ましい。コレットチャッ ク（２）の機械側で切り込まれたスロット（７）は所定の長さを有している。こ れは、工具軸（５）とコレットチャックハウジング（４）とともに、コレットチ ャックハウジング（４）、非貫通部（１１）の長さによって決定され、クランプ 装置（１）からのクーラント（１０）の漏出に対する障壁（バリヤ）として作用 する。コレットチャック（２）の工具側で切り込まれたスロット（８）もクーラ ントに対する類似したバリヤを形成する非貫通部（９）有しているので、クーラ ントは穴（６）を通してのみ工具の目的場所に逃れることができる。スロット（ ７，８）の配置及び長さによってスロットのラビリンスがインターロックされる 結果、クーラント（１０）はもはやスロット（７，８）を通して妨げられること なく逃れることができる自由な連続した出口を有しない。 コレットチャック（２）の弾性を増加することが望まれるなら、スロット（７ ，８）をより長く形成するか、コレットチャック（２）の弾性が重要でない場合 よりも非貫通部（９，１１）を短くする。 図２は、図１に示すものと類似のクランプ装置を示す。本質的な相違は、穴（ １２）の付加的な配置にあり、その穴は小径の工具軸（５）に適切なコレットチ ャックの場合に特に使用される。さらに、そのような場合、非貫通部（９）を大 きく拡大して、クーラントが漏れるのを防止するために、この部分を工具軸に強 固に固定する。 図３は、油圧でクランプされるクランピングスリーブ（１３）を示す。クラン ピングスリーブ（１３）は、一方では工具側で切り込まれたスロット（８）を有 し、他方では両端に非貫通部（１５ａ）と（１５ｂ）を有する中間スロット（１ ４）を有している。ねじ（１６）が締め付けられると、油圧オイル（１７）が油 だめ（１８）からクランピングスリーブスリーブハウジング（４）にある円筒空 間（１９）に押し出され、該円筒空間（１９）とクランピングスリーブ（１３） の間の薄壁（２０）が内方に弾性的に加圧され、これによりクランピングスリー ブ（１３）がクランピングスリーブハウジング（４）に固定される。 図４ａと図４ｂに示された円筒形のクランピングスリーブ（１３）、図５ａと 図５ｂに示された円錐形のコレットチャック（２）の重要性は前述の図面から容 易に推測できるので、詳細に説明する必要はない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＬ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．工具軸と工具特に内部クーラント供給部を備えた切削工具との間にあり、コ レットチャック（２）とコレットチャックハウジング（４）、あるいはクランピ ングスリーブ（１３）とクランピングスリーブハウジング（４）からなるクラン プ装置において、 工具側で開口する半径方向スロット（８）及び／又は中間スロット（１４）、 及び／又は機械側で開口する半径方向スロット（７）の非貫通部（９，１１，１ ５ａ，１５ｂ）は、工具軸（５）と少なくとも部分的にコレットチャックハウジ ング（４）とに固定され、工具軸（５）とコレットチャックハウジング（４）と ともにクーラントのバリアを形成することを特徴とするクランプ装置。 ２．コレットチャック（２）又はクランピングスリーブ（１３）は工具側と機械 側で交互に形成された半径方向スロット（７，８）を有することを特徴とする請 求項１に記載のクランプ装置。 ３．クランピングスリーブ（１３）は工具側で開口する半径方向スロット（８） と、交互に形成された半径方向中間スロット（１４）とを有することを特徴とす る請求項１に記載のクランプ装置。 ４．コレットチャック（２）又はクランピングスリーブ（１３）は強化ばね鋼、 工具鋼、又はベリリウムブロンズからなることを特徴とする請求項１から３のい ずれかに記載のクランプ装置。 ５．コレットチャック（２）又はクランピングスリーブ（１３）は穴（１２）を 有していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のクランプ装置。 ６．コレットチャック（２）又はクランピングスリーブ（１３）は機械的又は油 圧的に固定されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のクランプ 装置。