JPH08510174A - 機械工作用の工具増長機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 既知の方法で、ツールマシンの例えばチアック（４）に固定されるように設けられ、そして工具（15）を保持する手段を具備している増長機（６）から成る工作機械用の工具増長機であり、当該保持手段は肉薄でスロットの無い内部スリーブ（８）を具えた１種の油圧式把持ブッシュで構成されていて、増長機の軸孔（７）と把持スリーブ（８）の間に薄い空隙が生まれるように非常に正確に芯出しされて、増長機の終端において該軸孔（７）に固定され、具体的には溶接されており、当該空隙は適宜の手段（13）で加圧、減圧されるように設けられた可塑性或いは弾性の圧媒体（11）で充填されており、それにより調節された寸法の工具（15）が増長機に固定され、そしてそれから取外されるようになっている斯ゝる構成の工具増長機。

Description

【発明の詳細な説明】 機械工作用の工具増長機 あらゆる種類の機械工作用途、例えば旋盤、ボーリング盤、研磨盤、フライス 盤等では、工作すべき工作物の異なるレベルにある面や孔に達することが、工作 機械の工具用ホルダの外径が大き過ぎたり、ホルダが短尺に過ぎることから、時 として困難となることがある。 この困難は、例えば図１に示すように工作物の角度付けされた下位セクション を工作したり、或いは工作物の大径孔の底面に小径孔を穿設したり、或いはその 他の工作法によって凹状部品を作りたいときに、生じる。 これらの場合には、工具、例えばドリル、旋盤工具、フライス等を特定の形式 の軸方向延長体に形成するか、或いはある種の増長機、通常的には工作機械の保 持手段によって締付けられた増長機であって、これに工具が装着されている斯ゝ る増長機、をその終端において孔に入れるように使用することが必要である。 既知の増長機は機械的構造のものであり、従って工具がねじ継合子、くさび継 合子、テーパジヨイント或いはこれらに類似するものによって増長機に固定され るが、これらの継合子は通常的には特に良好な保持精度をもたらすものではない 。機械的増長機と保持手段を用いた場合、工作する工具の大なり、小なりの振れ は実際上不可避である。切削インサート或いは工具の工作機能部分は増長機を使 用すると、工作機械の保持手段から比較的遠方へ配位していることから、生じる どのような振れも非常に顕著となり、工作された加工面としては所望の滑度のも のが得られないという結果になる。結果 的に工作時間が長いものになるとはいえ、低工作速度を適用することが必要とな る。 上述の問題は、セメンテッドカーバイド（超硬質合金）の切削インサートを含 んで成る工具を用いて工作したときに、特に顕著なものとなる。これらの工具は 正しく機能し、最適成果を出すために小さな半径方向振れを要求する。 工作機械の保持手段への工具固定は、通常は比較的良好な精度で達成され得る が、増長機への高精度な工具固定は、特に増長機の保持手段を出来るだけ小さい 直径に形成しなければならないことから、困難になり得る。それ故に、機械的増 長機を使用したときに起きる振れは一般的には、増長機の工具締付け手段に由来 する。 従って、本発明の基本は、工具が従来のものより著しく高い精度で以って把持 されるように構成された工具増長機であって、ツールマシンのために使用したと きに、工具の工作作用部での振れを絶対的に最小限度に抑え、多くの場合にはこ の振れが皆無になり、従って高工作速度を維持することが可能になり、しかも工 作面が非常に高い滑度のものになり、しかもセメンテッドカーバイドの切削イン サートより工作時に特に適している斯ゝる増長機を得るという課題にある。 本発明によれば、増長機に工具を保持するための手段は油圧式であって、１種 の油圧でクランプするブッシュ機構として肉薄でスロットの無い内部スリーブを 具備するように構成される。このスリーブは非常に正確に芯出しされ、そして例 えば溶接によって、増長機の終端にある軸孔に固定され、従って増長機の内孔と 保持スリーブとの間に薄い空隙が与えられる。この空隙はプラスチック或いは弾 性圧媒体で充填される。この圧媒体を加圧するために、ある種の加圧手段が配設 される。加圧時に、保持スリーブは拡張され、このス リーブに導入された工具を締付ける。この加圧はスロット加工されていないスリ ーブの周りに絶対的に均一に実行されるので、保持精度は非常に高い。圧媒体は 振動減衰効果を有しており、これが工作を安定した条件下で行わせる。これは全 ての工具材にとって重要であり、特にはセメンテッドカーバイドの切削インサー トにとって重要である。 油圧式増長機は２種の原理に従って構成される。即ち、Ｉ）加圧手段が工作機 械における増長機の締付け部分の中心に軸方向に配置されるように、或いはII） 加圧手段が工作機械の保持機構の半径方向外側に配設されるようにされる。 Ｉ）上記第１の原理は増長機の外寸法が最小化されること、加圧手段が工作中 に切粉等の侵入を防ぐこと、及び加圧手段が工作機械の保持手段の内部に隠され ることの諸利益をもたらす。しかし、工具交換時に、増長機は工作機械の保持手 段から取外さなければならない。 II）第２原理では、通常増長機を原理Ｉ）によるシステムより幾分大きな直径 のものにしなければならないことは間違いないが、増長機においてこれを工作機 械の保持手段から外すことなく工具交換が出来ること、及び工具を通って外へ流 通させるために、増長機を通る冷却液導管を配設することが容易であることの利 益をもたらす。これは最新のフライス、ドリル、ねじ切りタップ等が工具を通っ て軸方向に延在する冷媒導管を具備している事実に照らし、重要である。 本発明は添付図面と関連付けて更に詳しく説明される。 図１は既知の機構を示しており、且つこれを用いて工作したときに起きる可能 性のある問題を表している。 図２は図１に表されている問題を解消するために既知タイプの機 械的増長機の使用を示している。 図３は本発明に係る油圧式の増長機を示している。 図４は図３の増長機の使用を示している。 図５は半径方向加圧機構を具えた油圧式工具保持手段を有する本発明に係る採 り得る別のタイプの増長機を示している。 図６は図５に係る増長機の１部分を拡大して示している。 図７はツールマシンに使用したときの図５に係る増長機を示している。 図１は、工作物の下面１に対し工具３、例えばフライス、ドリル、ねじ切りツ ール等、の工具を図示していないツールマシンのチアック固定具４に固定された 状態で用いて工作するときに起き得る問題を示している。チアックが工作物２の エッジに当り、これにより工具３を工作物面１まで降下させることが不可能にな ることは明白である。 この問題を解決するために、図２に示すような機械的増長機５が通常使用され ている。この増長機の下端或いは外端は工具を保持するある種の機械的手段、例 えば円錐状の孔、くさび手段、ねじ手段或いはこれに類似のもの等を具備してお り、増長機５は工具３を具えた状態でツールマシンにチアック４によって既知の やり方で把持される。 上述のように、工具３の機械的保持手段を具えた増長機５は工具の実際上不可 避な半径方向振れの問題を引き起こし、増長機が長くなって工具３の作動切刃が チアック４から一層離間するに従ってこれらの振れが明らかに大きくなる。 本発明によれば、それ故に、工具保持手段として、工具を驚異的に高い精度で 非常に強固に固定する成果をもたらし、その上工具に対し振れ減衰効果を発揮す る斯ゝる工具保持手段を具えた増長機の 提供が提案される。 図３に示す増長機は１端に軸孔７を有する増長機本体６から成り、その軸孔に は肉薄スリーブ８が装着され、軸孔７の底或いは底の極近傍まで延在している。 このスリーブは増長機孔７の内側に10において溶接されている。スリーブ８は増 長機孔７より幾分小さい軸方向と半径方向の寸法を有しており、増長機孔７とス リーブ８の間の空隙はグリースや油圧用オイル等の可塑性或いは弾性の圧媒体11 で充填されている。この圧媒体11は同じ圧媒体の充填されている導管12を通じて 軸方向加圧手段と連通しており、この加圧手段は適当な工具14、例えば六角形キ ーで以って転回させ得る起動ねじを具えた加圧ピストン13から成り、それにより 圧媒体11を周知の油圧法則に従って普遍的に加圧するようにしてある。工具が転 回すると、これはスリーブ８の薄壁を半径内方へ膨張させ、それにより図４に示 すように工具15の芯出しと締付けが実行される。或いはまた、圧媒体はある種の 油圧式加圧外部手段から成ることも可能である。 油圧式加圧手段を具えた増長機のための最適精度を得るために、好ましくは増 長機が準備されて、圧媒体11で充填された後に、増長機本体６の外部を工作し、 スリーブの内部を工作し、それにより保持スリーブを具えた増長機全体が最適バ ランスのとれた回転をすることが出来るようにする。 油圧式保持手段は工具の非常に正確な芯出しと工具15の強力且つ固い把持を実 行する。更に増長機は正確に工作された外径を有しているので、既述の増長機は 工具を仮りにあったとしても極端に小さい半径方向振れに抑制されるように固定 する。これに加えての利益は圧媒体が切削工作を改良する振れ減衰機能を有して いることにある。それ故に、工作は高工作速度で実施され、それでもなお非常に 高度の工作精度を達成する。 図４は図３に関して説明されたタイプの増長機の使用を示している。増長機を 使用するときは、工具を先ず増長機のスリーブ８に導入し、キーの助けを借りて 加圧ピストン13を内方へねじ込み、それにより工具が増長機に芯出しされた後に 堅く固定される。その後で、工具と一体の増長機をマシンのチアック４に固定す る。 セメンテッドカーバイド工具のようなモダンツールには多くの場合、中心を貫 通しているある種の冷媒用の軸導管16が配設され、工具に冷媒を導入するために 、ツールマシン並びに増長機を工具に冷媒を通すためにある種の冷媒導管17を具 えた構成にすることが出来る。図４では、増長機６の冷媒導管は中央配位の圧媒 体用導管12に対し平行状態で離間し、後者の導管の背後に隠されている。或いは また、増長機６の冷媒導管は導管12に対し傾斜させることが出来るが、この導管 が増長機６の後面からスリーブ８の内底面まで至るものであることが必須の要件 となる。 工作が終了した後は、工具付きの増長機はツールマシンから取外される。工具 は増長機に残しておくことも出来るが、加圧ピストン13を外方へねじ戻すことに より工具を取外すことも出来るし、工具を引き続く工作のために別の工具に取替 えることが出来る。 図５−７は上述の増長機とは以下の点で主として相違する別に採り得る増長機 を示している。即ち、この増長機は半径方向カラー18の中に加圧ピストン13が半 径方向の起動可能位置に配設されている斯ゝるカラー18を具えたものに作られて いる。本例は増長機をツールマシンから取外すことなく工具15を取替えることが 出来るという利点を有している。本例では、冷媒導管17′を増長機の中心軸線に 沿って配置することが可能になる。導管17′は、前記例の導管17と同じく、嵌合 パイプを含み、それにより導管17′が圧媒体用空隙とスリーブ８に架橋し、従っ て孔７の底面と工具15の後端の間の空隙 に進入することが出来る。このパイプは導管17′の全体に対応する長さ、或いは 圧媒体用空隙とスリーブ８の底壁を貫通した状態に延在するための部分のみに相 当する長さを有している。 油圧式ブッシュ部品（参照番号７，８，11）がマシンチアック４に導入された 増長機部分とオーバラップしないことは指摘される。 ツールマシン内の増長機を保持する部分は円筒体として図示され且つ説明され ているが、その他の形状、例えば軸方向のコニカル形状を有している及び／或い は多角形やその他の断面形状を有していることは可能である。更に、工具を保持 するための前部は邪魔された工作面へのアクセス具合を更に向上させるためにや ゝテーパ状の外形を有することが出来る。従って、図７にはカラー18の前にある 部分は２−４°のテーパ度を有し得る。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年６月１４日 【補正内容】 請求の範囲 １．ツールマシンの具体例としてはチアック（４）に既知の方法で締付けられ るように配設され、そして工具（15）を保持する手段を具備するように構成され た増長機本体（６）から成る工作機械用の工具増長機であって、増長機の工具保 持手段は油圧作動式のものであって、肉薄で且つスロットの無い内部スリーブを 具えた１種の油圧式把持ブッシュとして構成されていて、該スリーブは小さな空 隙が増長機の孔（７）と把持用のスリーブ（８）との間に生じるように非常に正 確に芯出しされ、そして増長機の終端において軸孔（７）に固定、具体的には溶 接されており、当該空隙は加圧、減圧されるように設けられた可塑性或いは弾性 の圧媒体（11）で充填されており、それにより調節された寸法の工具（15）が増 長機に固定され、そして把持用スリーブ（８）の孔の半径方向寸法が変化するこ とによって増長機から離脱させられるようになっている、斯ゝる構成の工具増長 機において、 該増長機がスリーブ（８）の内孔に通じている冷媒用の導管を具備するように 構成されていることを特徴とする工作機械用の工具増長機。 ２．増長機の油圧式圧媒体（11）を加圧する手段（13）が増長機のシャフトに 配設されていることを特徴とする、請求項１に係る増長機。 ３．加圧手段（13）がツールチアック（４）に挿入されている増長機の端部に 軸方向に配設されていることを特徴とする、請求項２に係る増長機。 ４．増長機が半径方向に拡大したカラー（18）を具えるように構成されており 、そして加圧手段（13）がこのカラー（18）に半径方 向に配設されていることを特徴とする、請求項２に係る増長機。 ５．加圧手段（13）が圧力部室を形成しており、当該部室が増長機本体（６） とスリーブ（８）の間の圧媒体用空隙にある圧媒体と導管（12；12′）を介して 連通していることを特徴とする、請求項２，３或いは４に係る増長機。 ６．油圧式圧媒体（11）を加圧する手段は増長機本体（６，６′）に螺結され ている圧力ピストンであって、内方へねじ込まれたときに圧媒体（11）の圧力を 生み出し、そして内部スリーブ（８）の半径内方への拡張を生み出す斯ゝる圧力 ピストン（13）から成ることを特徴とする、請求項２〜５のいづれか１項に係る 増長機。 ７．油圧式圧媒体（11）の加圧手段が外部の圧媒体源から成ることを特徴とす る、請求項２〜５のいづれか１項に係る増長機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リンストロェーム，ステファン スウェーデン国，エス―581 11 リンコ ェーピン，ペー．ウー．ボックス 1120 （番地なし），エー テー ペー トラン スミッション アクティエボラーグ (72)発明者 アンドレアソン，アルネ スウェーデン国，エス―811 81 サンド ビケン（番地なし），アクティエボラーグ サンドビック コロマント

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ツールマシンの具体例としてはチアック（４）に既知の方法で締付けられ るように配設され、そして工具（15）を保持する手段を具備するように構成され た増長機本体（６）から成る工作機械用の工具増長機において、 増長機の工具保持手段は油圧作動式のものであって、肉薄で且つスロットの無 い内部スリーブを具えた１種の油圧式把持ブッシュとして構成されていて、該ス リーブは小さな空隙が増長機の孔（７）と把持用のスリーブ（８）との間に生じ るように非常に正確に芯出しされ、そして増長機の終端において軸孔（７）に固 定、具体的には溶接されており、当該空隙は加圧、減圧されるように設けられた 可塑性或いは弾性の圧媒体（11）で充填されており、それにより調節された寸法 の工具（15）が増長機に固定され、そして把持用スリーブ（８）の孔の半径方向 寸法が変化することによって増長機から離脱させられるようにしたことを特徴と する工作機械用の工具増長機。 ２．増長機の油圧式圧媒体（11）を加圧する手段（13）が増長機のシャフトに 配設されていることを特徴とする、請求項１に係る増長機。 ３．加圧手段（13）がツールチアック（４）に挿入されている増長機の端部に 軸方向に配設されていることを特徴とする、請求項２に係る増長機。 ４．増長機が半径方向に拡大したカラー（18）を具えるように構成されており 、そして加圧手段（13）がこのカラー（18）に半径方向に配設されていることを 特徴とする、請求項２に係る増長機。 ５．加圧手段（13）が圧力部室を形成しており、当該部室が増長 機本体（６）とスリーブ（８）の間の圧媒体用空隙にある圧媒体と導管（12；12 ′）を介して連通していることを特徴とする、請求項２，３或いは４に係る増長 機。 ６．油圧式圧媒体（11）を加圧する手段は増長機本体（６，６′）に螺結され ている圧力ピストンであって、内方へねじ込まれたときに圧媒体（11）の圧力を 生み出し、そして内部スリーブ（８）の半径内方への拡張を生み出す斯ゝる圧力 ピストン（13）から成ることを特徴とする、請求項２〜５のいづれか１項に係る 増長機。 ７．油圧式圧媒体（11）の加圧手段が外部の圧媒体源から成ることを特徴とす る、請求項２〜５のいづれか１項に係る増長機。 ８．増長機は冷媒用の導管（17；17′）を具えるように構成されており、当該 導管がスリーブ（８）の内底面に達していて、且つ工具内の対応する冷媒用導管 を通じて冷媒を導くように配設されていることを特徴とする、先行請求項のいづ れか１項に係る増長機。