JPH09262732A

JPH09262732A - 工具ホルダおよび加工装置

Info

Publication number: JPH09262732A
Application number: JP8312117A
Authority: JP
Inventors: Lawrence H Durham; ローレンス、エイチ．ダーラム
Original assignee: Gillette Co LLC
Current assignee: Gillette Co LLC
Priority date: 1995-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1997-10-07
Also published as: EP0775545A2; US5649795A; EP0775545A3

Abstract

(57)【要約】【課題】微小寸法の工作物に従来技術の装置より精度
を上げるように複数の加工を行うことができる装置の提
供。【解決手段】工作物に複数の動作を行う装置は、組み
合わせ工具ホルダと工具ホルダを保持する回転可能なス
ピンドルとを有する。組み合わせ工具ホルダは、前端に
ドリルビットを受ける中央開口部と、一対の切断工具を
受ける一対の前方に伸びるボスとを有する。工具ホルダ
にスロットが設けられ、スロットはホルダをドリルのビ
ットを受ける一対の把持部材に分割し、前記把持部材
は、工具ホルダがスピンドルに取り付けられたときにド
リルビットに一緒に押される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作物に関して複
数の加工を行う装置に関し、特に、１つまたはそれ以上
の機械加工動作で同時にドリル動作を行う組み合わせ工
具ホルダを有する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ミクロ機械加工工程として一般に知られ
るものを含む、ボールペンのようなペン先のような非常
に小さい製品を製造する工程として多くの工程がある。
これらの工程は、大量生産の工程の間に、反復して正確
性を有する高精度を維持する能力と共に高度な精度を維
持することができる工具及び定着物を必要とする。

【０００３】ボールペンのビットの製造に使用される従
来技術のこのような工具は、ビットの外面を加工するた
めに適当な関係でソケットドリル及び２つの追加的な工
具を提供することができる。工具ホルダは、工具ヘッド
本体にすべり適合し、止めねじによって固定され工具の
ヘッド本体に滑動適合である別のドリルホルダを提供す
る。またドリルは、ドリルホルダ軸の穴にスリップフィ
ットされ、止めねじによってねじ込まれる。これらのス
リップフィットは、各領域で１インチの１／１０，００
０中心がずれ、ボールペンのソケットにおいて工具の寿
命が、完成した製品における筆記品質に関して４倍まで
という問題が生じる。適宜制御によって滑動適合のエラ
ーが生じないようにすることが行われて来たが、必要な
精度で工具のブランクを保持することは困難である。多
くの場合において、変形は、ドリル点の直径を小さい寸
法に掘削することによって保証され、エラーが互いに相
殺されるまで試みることによってドリルホルダの組み合
わせを受容する製品を形成するまで半径方向に再び位置
決めする。

【０００４】滑動適合止めねじ取り付けによって、工具
の剛性の低減に関する問題があり、ホルダ軸またはドリ
ルの一方の側の線接触と止めねじが配置される他方の側
の点接触のみがあり、これによってたわみ及び振動が行
われ、正確なマイクロ機械加工の技術において２つの公
知の欠点がある。

【０００５】従って、本発明の目的は、微小寸法の工作
物に従来技術の装置より精度を上げるように複数の加工
を行うことができる装置を提供することである。

【０００６】本発明の他の目的は、製造及び使用が簡単
で上述したタイプの装置を提供することである。

【０００７】本発明の他の目的は、ドリルのビットを収
容する微小寸法に複数の加工を行い、ドリルのビット
は、最小限のたわみ及び振動で保持される組み合わせ工
具ホルダを提供することである。

【０００８】本発明の他の目的は、従来技術のこれらの
装置よりもさらに強固な方法でドリルのビットが保持さ
れる上述したタイプの組み合わせ工具ホルダを提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】これから説明するにつれ
て明らかになるであろう上述した目的及び他の目的は、
組み合わせ工具ホルダ及びその中に工具ホルダを保持す
る回転可能なスピンドルとを有する工作物に複数の加工
を実行する装置を提供することによって達成される。こ
の工具ホルダは、前端に設けられた中央の開口部と後方
内側に傾斜した部分を有するほぼ円筒形の本体を有す
る。少なくとも１つのスロットが本体を通して形成さ
れ、中央の開口部と交差し、前記スロットは、本体の前
端から後方に外面の傾斜部分に伸びている。１つまたは
それ以上のボスが本体から前方に伸びており、ボスは、
工具を受け及びそれを保持する装置を有する。

【００１０】回転可能なスピンドルは、前方に面する空
洞を有し、この空洞は、工具ホルダ本体の後方に傾斜す
る面を受ける後方内側に傾斜する面を有する。工具ホル
ダを空洞に押す装置が設けられ、傾斜面の後方内側の回
転可能なスピンドル及び工具ホルダ本体はホルダ本体に
接触しそれを圧縮し、スロットを閉鎖体に向かって押
す。

【００１１】スロットは、工具ホルダを一対の工具把持
部分に分割し、スロットは傾斜外面を越えて伸びてい
る。

【００１２】組み合わせ工具ホルダを分割する工具把持
部材の各々は、開口部に軸線方向に伸びるほぼＶ形状を
形成する一対の表面を有する。工具把持部材の各々のＶ
形状の表面は、その表面で半径方向の表面を有する。

【００１３】把持部材の対に分割された工具ホルダによ
って、前記把持部材の各々で工具を受けそれを保持する
装置を有する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１，図２及び図３を参照
して本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。製品、例えば、ボールペンのビットに同時に複数の
機械加工工程を実施する装置が示されており、この装置
は、ボールペンのビットの加工工程の間、スピンドルを
回転し、工作物に向かうようにまたそこから離れるよう
に直線運動を行う。上述したように、スピンドル１１２
は、その中に開口部１１３が形成されており、前端にお
ねじ１１４と、開口部１１３の前端に後方内側に傾斜し
た表面１１５とを有する。

【００１５】ほぼ円筒形の工具ホルダ１１６は、中央穴
１１７と、切断工具１２０及び１２１を受容する一対の
矩形の開口部１１８及び１１９とを備えている。

【００１６】円筒形の外側面を有する細長いドリルホル
ダ１２２は、前端に支持されたドリルビット１２４を備
えており、ドリルビット１２４は、停止ねじ１２５によ
ってドリルホルダ１２２に軸線方向に配置されている。
停止ねじ１２５は、ドリルホルダ１２２に設けられため
ねじ１２７に螺合されているおねじ１２６を備えてい
る。ドリルビット１２４は、停止ねじ１２５によってド
リルホルダ１２２に軸線方向に配置されている間、図１
に最もよく示すように停止ねじ１３３によって所定の位
置に固定されている。

【００１７】同様に、ドリルホルダ１２２は、工具ホル
ダ１１６に形成された中央穴１１７の円筒形開口部に受
けられ、図３に示す組立体を提供するために停止ねじ１
３４によって保持される。工具ホルダ１１６は、開口部
１１３に組み立てられ、外面は、後方内側の傾斜面１１
５に接触し、スピンドルキャップ１２９は、ねじ１１４
に螺合するめねじ１３０を有する。工具ホルダ１１６
は、スピンドルキャップの内面と工具ホルダ１１６との
外側に伸びるフランジとの接触によって、軸線方向の所
定の位置に保持される。図１乃至図３を参照して述べた
タイプの工具ホルダは、極端に小さい部品の機械加工で
有効であるが、機械加工の工程で生じる振れ（ｒｕｎｏ
ｕｔ）の問題が生じる。ドリルビット１２４のシャンク
とドリルビットホルダ１２２の内側の穴との間で０．０
０５ｍｍ乃至０．０２５ｍｍ（０．０００２インチと
０．００１インチ）との間の空隙がある。通常は、ドリ
ルのビットホルダ外径とシリンダ開口部との間には０．
００５ｍｍ乃至０．０１２ｍｍ（０．０００２インチ乃
至０．０００５インチ）との間の空隙がある。０．０２
５ｍｍ乃至０．０３７ｍｍ（０．００１インチ乃至０．
００１５インチ）の振れは上述した要因によってドリル
点で生じる。

【００１８】図４，５及び６を参照すると、工作物に複
数の加工工程を実行するための装置が示されており、こ
の工作物は、本発明によって製造され、図１，２及び３
を参照したスピンドルのようなスピンドル１１２によっ
て作動され、受容される。

【００１９】この装置は、本体を通って伸びている中央
開口部１４を有するほぼ円筒形の本体１２を有するツー
ルホルダ１０を有する。中央の開口部１４は、円筒形面
１６を有し、円筒形面１６は、本体の後方に隣接して形
成されためねじ１７を有する本体１２の後方を通って伸
びている。中央開口部１４の前方部分は、上面１８と下
面１９とを有し、この下面１９は、図７ａ，７ｂ及び７
ｃを参照して詳細に説明する。

【００２０】図６に最もよく示すように、工具ホルダ本
体１２は、後方及び前方に傾斜した外面２０と、本体を
通って形成されたスロット２２とを有し、スロット２２
は、中央開口部１４と交差し、傾斜面２０を有する本体
の部分に本体の前端から伸びている。スロット２２は、
本体１２の後方の近傍に配置された円形穴２４で終結し
ている。スロット２２は、本体部分１２を等しい上方部
分と下方部分に分割し、各々の部分は、ボス２５または
２６を有し、ボス２５または２６は、本体から前方に伸
び、工具を受け保持するために矩形の穴２８及び２９状
の保持装置を有する。本実施例において、矩形の穴２８
及び２９は、円錐形状の工具３１と、対面工具３２とを
有し、各々の工具は、各止めねじ３６及び３８によって
所定の位置に固定される。ボス２５及び２６は、ボール
ペンのビットの製造において使用される代表的なものと
して示されている。さらに、１つのスロット及び２つの
ボスが示されており、１つまたはそれ以上のボスが必要
に応じて使用される。

【００２１】ねじ４１を有する停止部材４０は、中央の
開口部１４のねじ部分１７に支持されている。止めねじ
は、円筒形外面を有し、円筒形外面は、その中に配置さ
れる中央開口部の部分と間隔を置いて配置されている。
この組立体は、ドリルのビット４４を有する。ドリルの
ビット４４は、円筒形の外面と停止部材４０に接触する
後面４５とを有する。ドリルのビット４４の外面の大部
分は、中央開口部１４の上面１８及び下面１９との間に
ある。

【００２２】工具ホルダ１０をスピンドル１１２に組み
立てる場合に、工具ホルダは、スピンドルに配置され、
傾斜外面２０は、スピンドル傾斜面１１５に接触し、ス
ピンドルキャップ１２９は、スピンドル１１２にねじ込
まれ、スピンドルキャップの表面１３１は、工具ホルダ
１０をスピンドルに後方に押す半径方向外側に伸びるフ
ランジ４６に接触する。しかしながら、本発明におい
て、傾斜面２０と傾斜面１１５との間の接触によって生
じる内側の圧力は、工具ホルダ本体１２を圧縮するよう
に作用して中央開口部１４の上面１８と下面１９との間
で把持力を提供する。従って、ドリルビット４４は、こ
の把持動作によって中央の開口部１４の中心線でしっか
りと把持され、この把持動作は、図７ａ，図７ｂ及び図
７ｃに関して以下に説明したような方法で適用される。

【００２３】図７ａ，７ｂ及び７ｃを参照すると、各々
が変化する寸法公差を有する３つのドリルビット４４
ａ，４４ｂ及び４４ｃが示されている。ドリルビット４
４ａは正規の寸法であり、ドリルビット４４ｂは、大き
な公差であり、ドリルビット４４ｃは、特定のドリル寸
法において許容される小さい公差である。上面１８及び
下面１９は、Ｖ形状であり、各々は、上面に半径方向部
分５０及び５１と下面に上面５２及び５３を有する。し
かしながら、図７ａ，７ｂ及び７ｃを参照すると明らか
なように、ドリルビット４４ａ及び４４ｃがドリルホル
ダ１０内にしっかりと保持され、ドリルビット４４ｂは
表面５０，５１の上縁と下面５２及び５３の下縁との間
に接触し、ドリルのビット４４ｃは、表面５０及び５１
の下縁と上面５２及び５３と長手方向に沿った直線的な
接触によって保持される。それによって工具ホルダ１０
内に保持されるドリルビットは、小さい寸法のドリルビ
ットに許容することができる大きいまたは小さい公差の
正規の寸法である。変更及び改造は、本発明の精神及び
観点内で行われるが、それは請求の範囲によってのみ制
限されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の技術によって構成され、工作物の複数の
加工を同時に実行する装置を示す分解断面図である。

【図２】図１の部品を組み立てられた状態で示す正面図
である。

【図３】組立てられた状態で図１の構造の２つに部品を
示す正面図である。

【図４】本発明によって構成された図１に示すタイプの
装置を示す分解断面図である。

【図５】図４に示す装置を示す正面図である。

【図６】前記構造の詳細を示す図５の構造の側面図であ
る。

【図７】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、図４乃至図６の
構造の部材の一部を示す正面図である。

【符号の説明】

４４ａ，４４ｂドリルビット５０，５１，５２，５３表面１１２スピンドル１１３開口部１１６工具ホルダ１１８，１１９矩形の開口部１２０，１２１切断工具１２４ドリルビット１２５，１３３止めねじ１２９スピンドルキャップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前端に設けられた中央開口部及び後方内側
に傾斜した部分を有する外面を有する円筒形本体と、前記円筒形本体を通って形成され、前記中央開口部と公
差すると共に前記本体の前端から前記傾斜部分に後方に
伸びる少なくとも１つのスロットと、前記本体から前方に伸びる少なくとも１つのボスと、前記ボスに配置された工具を受けその工具を保持する装
置とを有する工作物に複数の加工を行う組み合わせ工具
ホルダ。
【請求項２】２つのボスが前記本体から前方に伸び、工
具を受け保持する装置が各前記ボスに配置される請求項
１に記載の組み合わせ工具ホルダ。
【請求項３】前記スロットは、前記傾斜部分を越えて伸
びる請求項１に記載の組み合わせ工具ホルダ。
【請求項４】前記スロットは、前記工具ホルダを一対の
工具把持部材に分割する請求項１に記載の組み合わせ工
具ホルダ。
【請求項５】前記工具把持部材に配置された前記中央開
口部の一部は、ほぼＶ形状を形成し、前記開口部に軸線
方向に伸びる一対の表面を有する請求項４に記載の組み
合わせ工具ホルダ。
【請求項６】前記Ｖ形状の表面は、その中心に形成され
ると共に前記開口部に軸線方向に伸びる半径方向の表面
を有する請求項５に記載の組み合わせ工具ホルダ。
【請求項７】前記工具把持部材は、前記工具把持部材の
上に形成されたボスを有する請求項４に記載の組み合わ
せ工具ホルダ。
【請求項８】前記工具把持部材に配置された前記中央開
口部の一部は、ほぼＶ形状を形成し、前記開口部に軸線
方向に伸びる一対の表面を有する請求項３に記載の組み
合わせ工具ホルダ。
【請求項９】前記Ｖ形状面は、その中心に形成されると
共に前記開口部に軸線方向に伸びる半径方向の表面を有
する請求項８に記載の組み合わせ工具ホルダ。
【請求項１０】前記工具把持部材は、その上に形成され
たボスを有する請求項９に記載の組み合わせ工具ホル
ダ。
【請求項１１】組み合わせ工具ホルダ及び前記工具ホル
ダを保持する回転可能なスピンドルを有し、前記工具ホ
ルダは、その前端に設けられた中央開口部を有し、後方
内側に傾斜した部分を有する外面とを有するほぼ円筒形
の本体を有し、前記本体を通り、前記中央開口部と交差
する少なくとも１つのスロットが形成され、前記本体か
ら前方にボスが伸びており、前記ボスは、工具を受容し
それを保持する装置を有し、前記回転スピンドルは、前
記工具ホルダ本体の後方に傾斜した表面を受けるために
後方内側に傾斜した面を有する前方に面する空洞を有
し、前記工具ホルダを後方に前記空洞に押し、前記回転
可能なスピンドル及び前記工具本体の後方内側傾斜面と
前記工具本体に接触してそれを圧縮する装置を有する工
作物に複数の加工を同時に行う装置。
【請求項１２】前記スロットは、前記工具ホルダを一対
の工具把持部材に分割する請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】前記工具把持部材に配置された前記中央
開口部は、ほぼＶ形状を形成し前記開口部に軸線方向に
伸びる一対の表面を有する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】前記Ｖ形状の表面は、その中央に形成さ
れた半径方向表面を有し、前記開口部に軸線方向に伸び
ている請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】前記把持部材の間の前記中央開口部に受
けられたほぼ円筒形の表面を有するドリルビットを有す
る請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】前記工具把持部材は、その上に形成され
た１つのボスを有する請求項１５に記載の装置。