JPH09510664A - バランスリングを備えた回転工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 工具ホルダ又は工具本体（１）に、周方向に亘って異なる質量を有する少なくとも２つのバランスリング（１７、１８）が支承されている回転工具、特に高速フライス又は高速中ぐり工具において、位置を互いに相対的にしかも工具本体（１）の回転軸線（６）に対し相対的に調節可能な２つの同心的なバランスリング（１７，１８）が、工具ホルダ又は工具本体（１）内に解離可能に受容されて、半径方向（１４）で工具ホルダ又は工具本体（１）に支持されている。これにより、簡単にバランスリング（１７，１８）を半径方向で支持できると同時に、回転工具の構造を短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】 バランスリングを備えた回転工具 技術分野 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の回転工具、特に高速フライス 又は高速中ぐり工具に関する。 背景技術 上記形式のバランスリングを備えた回転工具は、例えば米国特許第５２６３９ ９５号又は５０７４７２３号明細書から公知である。極めて高い回転数、例えば 分当り２０，０００回転までのオーダで作業する、工具ホルダ及び工具本体を備 えた上記形式の回転工具の場合には、工具ホルダ及び工具本体の精密バランシン グの問題が生ずる。このために、例えば上記米国特許明細書で開示された従来技 術によれば、精密バランシングに際して、２つのバランスリングが互いに軸方向 間隔を置いて工具ホルダもしくは工具周面に配置される。精密バランシングのた めに前記バランスリングはその内周面によって、回転・工具ホルダ又は回転工具 外周面に沿って周方向に滑動可能でかつ工具ホルダもしくは工具本体に対して異 なる回転位置で固定可能である。工具ホルダもしくは工具本体に対して相対的な バランスリングの滑動は、特に無段階に行われる。 精密バランシングのためにバランスリングは、周方向に亘って異なる質量を備 えている。このことは極めて簡単には、バランスリングが所定の周方向範囲で作 孔されることによって、達成される。この場合例えば、工具ホルダもしくは工具 本体の回転軸線に対して平行に延びる孔が使用され、これによってそれぞれのバ ランスリングの当該周方向範囲で質量減少が達成される。 アンバランス補償もしくは精密バランシングは、少なくとも１つのバランスリ ング、有利には両バランスリングが、工具ホルダもしくは工具本体に対して回転 位置にもたらされて、固定され、この回転位置で所望の精度でアンバランスが補 償されることによって、行われる。 工具ホルダもしくは工具本体であるかとは無関係に、従来技術による支持体構 造の欠点は、バランスリングが運転中に高い回転数に基づき著しい遠心力にさら されひいてはバランスリングの孔範囲で並びにバランスリングの固定用に設けら れる締付けエレメントの範囲でバランスリング横断面が弱められかつこの範囲で 破壊される、ということにある。公知の構成の別の欠点は、工具ホルダもしくは 工具本体の軸線方向で並べて配置されたバランスリングに基づき所定の構造長さ が必要になり、これにより、工具ホルダもしくは工具本体の軸線方向の有効全構 造長さが拡大する、という ことにある。 発明の開示 本発明の課題は、冒頭で述べた形式の回転工具、特に高速フライス又は高速中 ぐり工具を改良して、バランスリングをスペースを節約して配置できると共に、 工具ホルダ並びに工具自体によって形成された全機構の構造長さを短縮できるよ うにする。更に本発明の課題は、バランスリングが少なくとも部分的にその外周 面で支持され、これにより、工具運転中に生ずる高い遠心力に基づくバランスリ ングひいては工具の破壊の危険を、完全には排除できなくても、少なくとも大幅 に減少させることができるようにすることにある。 上記課題を解決するため本発明の回転工具は、請求の範囲第１項の特徴部分に 記載の特徴に基づいて構成されている。２つのバランスリングが互いに同心的に ひいては共通の平面内で工具ホルダ又は工具本体の回転軸線に対して垂直に配置 されていることによって、全体的にみて、工具ホルダ及び工具本体によって形成 される全機構の構造が短縮される。バランスリングは互いに内外に位置するよう に配置されているので、バランスリングはまず互いに密接して半径方向で支持さ れる。更に本発明によれば、バランスリング自体は工具ホルダ又は工具本体によ って半径方向で支持されるので、運転中に発生してバランスリングに作用する高 い遠心力は、バランスリングのそれぞれの外周面を介 して工具ホルダ又は工具本体の材料内に導入されかつこの材料によって受け止め られる。従って、バランスリングのこのような半径方向の支持によって、厚みを 減少された範囲、又は、バランスリング質量減少及び又はバランスリング固定の ために周方向に亘って設けられる孔範囲におけるバランスリングの破壊の危険を 、排除できるか又は少なくとも大幅に減少さできる。 バランスリングを所望の位置で特に簡単かつ確実に配置及び固定するために、 本発明の回転工具は請求項２で記載のように構成されている。このような同心的 な円形の溝は、少なくとも１つのバランスリングを受容するために適当な嵌合い 精度をもって工具ホルダ又は工具本体の対応する端面範囲又はフランジ状区分内 に簡単に形成できる。バランスリングを受容するために工具回転軸線に対して同 心的な円形の溝を形成することによって、バランスリングは外周面全体に亘って 支持されひいては工具ホルダ又は工具本体の材料内で遠心力が相応に均等に受け 止められる。バランスリングを受容するために端面範囲もしくはフランジ状区分 の範囲が十分大きく設計されている場合には、使用される少なくとも２つのバラ ンスリングのそれぞれのために、それぞれ１つのバランスリングが配置される対 応する円形の溝を設けることができる。しかしスペースが狭い場合又はバランス リングの所望の位置を簡単に確定するために、本発明によれば、両バランスリン グを受容するために単一の円形の溝が配置されれば十分である。特に有利な構成 によれば、バランスリングを受容するための円形の溝は、請求項３に記載のよう に設計される。 既に上述したように、バランスリングは工具ホルダ又は工具本体に対して相対 的に正確に固定されねばならない。この場合、各バランスリングのためにバラン スリングに相応する数の受容開口、特に溝を設ける場合各バランスリングは適当 な固定又は締付け装置を備えねばならない。２つのバランスリングを工具ホルダ 又は工具本体内の共通の溝内に受容する場合、バランスリングを適当に配置して 、一方のバランスリングだけにこのような固定もしくは締付け装置を装備すれば 、十分である。 バランスリングの特に簡単かつ有効な固定のために、本発明の有利な構成では 、請求項５で記載されているような構成が該当する。半径方向で調節可能なこの ような締付けエレメントは、工具ホルダ本体又は工具本体に対して調節された回 転位置において円形の溝内で所属のバランスリングの拡開を生ぜしめ、この場合 、締付けエレメントの半径方向調節は、相応に調節可能な締付け部材によって達 成される。特に有利な構成によれば、締付け装置は請求項６に記載のように構成 されている。このような拡開球は、対応するバランスリングの単純な孔内に受容 され、この場合、斜め面取 部を備えたねじ、例えば沈頭ねじを、バランスリングの平面に対して垂直方向に ねじ込むことによって、拡開球によって構成された締付けエレメントが相応に半 径方向に移動せしめられる。これによって一面では、締付け装置を備えたバラン スリングがバランスリングを受容するための溝の側壁に固持され、他面では、別 の締付けエレメントが隣接するバランスリングの外周面に対して作用を及ぼす。 このようにして同時に、固有の締付け装置を装備しない他方のバランスリングも 工具ホルダもしくは工具本体に対して固定される。 バランスリングを固定するための力を均等に導入するために、有利には請求項 ７で記載されているような構成が該当する。 バランスリング相互の相対的な位置決め並びに工具ホルダ又は工具本体に対し て相対的なバランスリングの位置決めを簡単に反復できるようにするため、請求 項８に記載に記載されているような目盛装置が設けられている。 全長をできるだけ短縮するための本発明による回転工具の特にスペースを節減 した構成は、請求項９に記載されているようなフライスを使用する場合に得られ る。いずれにせよフライス刃物を受容しかつ固定するためのフライス本体は相応 の軸方向の延長部を有しひいては相応の材料横断面を有するので、本発明によれ ば、フライス刃物とは反対側の端面に、簡単な形式で 、バランスリングを受容するための少なくとも１つの溝が形成され、従って、本 発明では全体的にみて、バランスリングなしで構成された対応する工具に比較し て、工具の構造長さが拡大されることはない。 発明を実施するための最良の形態 次に本発明を、図示の実施例に基づき詳細に説明する。この場合本発明の回転 工具はフライスによって形成されている。 図１はバランスリングを挿入された本発明の回転工具の部分的に断面された側 面図、図２は矢印IIの方向でみた、図１の回転工具の背面側の平面図、図３は図 １のIII範囲の拡大図である。 回転工具を成す全体を符号１で示されたフライス本体は、背面側に工作機械の スピンドルに固定される急勾配テーパ部２を、かつ、前面側にフランジ状の刃物 支持体３を有している。図示の実施例では、フランジ状の刃物支持体３の前方端 面に配置された刃物４を備えた平面フライスが使用される。 図１から明らかなように、刃物４とは反対側の刃物支持体３の端面５は、フラ イス本体の回転軸線６に対して直角に延びる平面内に配置されている。この場合 、フランジ状の刃物支持体３の外周面７と、背面側の端面５に背面側で接続され たフライス範囲のシャンク周面８との間に段状の中間領域９が設けられることが 、重要である。この段状の中間領域９において端面５ 内に、背面側に向けて、つまり刃物４とは反対側に向けて開放された、回転軸線 ６に対して同心的な環状溝１０が形成されている。 環状溝１０の横断面形状は、特に図３から明らかである。環状溝１０は溝底１ １と、内側側壁１２と、外側側壁１３とを備えていて、ほぼ方形の横断面を有し ている。この場合、回転工具１の半径方向１４での環状溝１０の有効幅１５は、 溝深さ１６の約２倍の大きさである。 環状溝１０の内部には、互いにもしくは回転軸線６に対して同心的に、外側の バランスリング１７及び内側のバランスリング１８が配置されている。両バラン スリング１７，１８は、周方向範囲に質量を減少させる孔１９及び２０を有して いる（図２参照）。孔１９，２０は、回転軸線６に対し同心的な円弧上に互いに 等間隔をおいて位置決めされていて、孔１９，２０の孔軸線は、回転工具１の回 転軸線６に対しほぼ平行に延びている。 両バランスリング１７，１８は、回転工具１の背面側に向いた外側に位置する 表面に、互いに隣接してそれぞれ１つの目盛装置２１及び２２を有している。こ の両目盛装置２１，２２は互いに対応していてかつ特に正確な位置決め並びにそ の都度の回転位置の反復及び証明を可能にする。必要であれば、環状溝１０の範 囲で端面５に同様に目盛を備えることができる。 両バランスリング１７，１８は、係合接続式にもしくは滑り嵌合式に環状溝１ ０の側壁１２，１３によって取り囲まれている。図示の実施例ではバランスリン グ１７及び１８を固定するために、一方のバランスリングに固定もしくは締付け 装置を設けるだけで十分である。それというのも、バランスリング１７及び１８ は共通の切欠き又は環状溝１０内に互いに密接して配置されているからである。 外側のバランスリング１７に結合された固定装置は、固定ねじとして沈頭ねじ２ ５を有していて、この沈頭ねじ２５はシャフト２６によって外側のバランスリン グ１７内にねじ込み可能である。ねじ軸線２７は、フライス本体の回転軸線６に 対して平行に延びている。ねじ込んだ場合、沈頭ねじ２５のヘッド２８の錐面状 の周面によって、拡開球２９，３０により構成された締付けエレメントは回転工 具の１の半径方向１４に拡開する。この場合、内側の拡開球２９が内側のバラン スリング１８にかつ外側の拡開球３０が環状溝の外側側壁１３に押圧される。こ の押圧によって、外側のバランスリング１７が周方向で確実に固定されるばかり でなく、これによって内側のバランスリング１８も、環状溝内部でもしくはフラ イス本体１に対して周方向で固定されるようになる。 両バランスリング１７，１８を周方向２３で調節するためには、枕頭ねじ２５ を解離すればよい。図２から明らかなように、２つの枕頭ねじ２５もしくは固定 装置は、バランスリング１７及び１８を簡単かつ対称的に固定できるようにする ために、外側のバランスリング１７の互いに直径方向で対置する範囲内に配置さ れている。 １つだけの環状溝１０と、環状溝内に互いに同心的に配置された２つのバラン スリング１７，１８とを備えた図示の構成に基づき、既に上述したように、一方 のバランスリング１７のみが締付けもしくは固定装置を備えればよく、これに対 してバランスリングが別個に配置される場合には、並べて配置された両バランス リングがこのような固定装置を必要とする。 環状横断面を弱める固定装置を備えた外側のバランスリング１７は図示の実施 例によれば、バランスリングに作用する遠心力に抗して、特に効果的に周方向全 体に亘って環状溝１０の外側側壁１３に直接支持される。内側のバランスリング １８は、外側のバランスリングの内側環状壁３１に内側のバランスリング１８が 接触することによって、半径方向で同じ様に効果的に支持される。 バランスリング１７及び１８を受容するための少なくとも１つの環状溝１０を 直接工具本体自体内に配置する代りに、選択的な実施例では例えば、中ぐり工具 によって形成された工具にバランスリングを固定できない高速中ぐり工具と関連 して、互いに係合し合う同心的なバランスリング１７，１８を受容するための少 なくとも１つの環状溝１０を備えた段付けされたフラットな範囲内に工具ホルダ 自体を設けることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転工具、殊に高速フライス又は高速中ぐり工具であって、工具ホルダ又 は工具本体（１）に、周方向に亘って異なる質量を有する少なくとも２つのバラ ンスリング（１７，１８）が支承されている形式のものにおいて、 位置を互いに相対的にしかも工具本体（１）の回転軸線（６）に対して相対的 に調節可能な２つの同心的なバランスリング（１７，１８）が、工具ホルダ又は 工具本体（１）内に解離可能に受容されていてかつ半径方向（１４）で工具ホル ダ又は工具本体（１）によって支持されていることを特徴とする、バランスリン グを備えた回転工具。 ２．工具本体（１）の回転軸線（６）に対してほぼ垂直に延びる、工具ホルダ 又は工具本体（１）の端面（５，９）内に、２つのバランスリング（１７，１８ ）を受容するために、工具本体（１）の回転軸線（６）に対して同心的な少なく とも１つの円形の溝（１０）が形成されていることを特徴とする、請求項１記載 の回転工具。 ３．工具ホルダ又は工具本体（１）の半径方向（１４）でみて、バランスリン グ（１７，１８）を受容する溝（１０）の幅（１５）が、溝（１０）の深さ（１ ６）のほぼ２倍であることを特徴とする、請求項２記 載の回転工具。 ４．少なくとも１つのバランスリング（１７）が締付け装置（２５，２６，２ ７，２８，２９，３０）を備えていることを特徴とする、請求項１から３までの いずれか１項記載の回転工具。 ５．締付け装置を備えたバランスリング（１７）内に、半径方向（１４）に調 節可能な締付けエレメント（２９，３０）が受容されていて、該締付けエレメン ト（２９，３０）が、バランスリング（１７）の平面に対して垂直方向（２７） に調節可能な締付け部材（２５）を介して、半径方向（１４）に負荷可能である ことを特徴とする、請求項４記載の回転工具。 ６．締付けエレメントが拡開球（２９，３０）によって形成されており、締付 け部体が、斜め面取部（２８）を備えたねじ（２５）によって形成されているこ とを特徴とする、請求項５記載の回転工具。 ７．工具本体（１）の回転軸線（６）に対して相対的に、直径方向で互いに向 い合って位置する２つの締付け装置（２５，２６，２７，２８，２９，３０）が 、バランスリング（１７）に設けられていることを特徴とする、請求項３から６ までのいずれか１項記載の回転工具。 ８．バランスリング（１７，１８）の外向きの端面及場合によっては工具ホル ダ又は工具本体（１）の溝（１０）を備えた端面（５，９）に、目盛装置（２１ ，２２）が設けられていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１ 項記載の回転工具。 ９．工具がフライス（１）によって形成されており、バランスリング（１７， １８）を受容する少なくとも１つの溝（１０）が、フライス刃物（４）とは反対 側のフライス本体（１）の端面（５）に形成されていることを特徴とする、請求 項１から８までのいずれか１項記載の回転工具。